(57)【要約】【課題】形態安定性および緩衝性に優れた繊維成型品およびその密度を比較的容易にコントロールすることができる製造方法を提供する。【解決手段】全重量の２０〜８０％が極細短繊維からなり、全重量の５〜７０％がバインダー成分からなり、さらに混合物として弾性樹脂を１重量％以上含有して形成されていることを特徴とする繊維成型品あり、また、極細短繊維とバインダーおよび弾性樹脂を水中に分散混合し、しかる後、脱水、乾燥をすることにより極細短繊維とバインダーおよび弾性樹脂を一体化させることを特徴とする繊維成型品の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全重量の２０〜８０％が極細短繊維からなり、全重量の５〜７０％がバインダー成分からなり、さらに混合物として弾性樹脂を１重量％以上含有して形成されていることを特徴とする繊維成型品。
【請求項２】
前記極細短繊維の長さが５．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の繊維成型品。
【請求項３】
前記極細短繊維が、化学繊維からなることを特徴とする請求項１または２記載の繊維成型品。
【請求項４】
前記極細短繊維が、起毛性繊維シートの製造時に削り粉とした発生したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維成型品。
【請求項５】
前記バインダー成分が、太さ１００μｍ以下の繊維であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維成型品。
【請求項６】
前記繊維成型品の見かけ密度が、０．０５〜１．３ｇ／ｃｍ３  であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の繊維成型品。
【請求項７】
極細短繊維とバインダーおよび弾性樹脂を水中に分散混合し、しかる後、脱水、乾燥をすることにより前記極細短繊維とバインダーおよび弾性樹脂を一体化させることを特徴とする繊維成型品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形態安定性および緩衝性に優れた繊維成型品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維成型品はパルプを原料とした紙を代表として、用途に応じた多種多様な製品が開発されている。特に最近では環境問題への意識の高まりから段ボールや使用済み布帛などの廃材を粉砕して原料とするリサイクル製品およびその製造方法が提案されている（例えば、特許文献１、２等）。
【０００３】
これによれば、古紙や織布、不織布を粉砕および開繊し、分散液に分散して接着剤あるいは熱可塑性繊維と混合して、乾燥や熱プレスを行うことにより繊維成型品を得ることができる。また、極細かつ短繊維を使用することにより独特の風合いを実現することができる。
【０００４】
しかし、繊維どおしの接着を熱融着や接着剤で行うことにより固着部分が発生し、保護材や壁材として使用する場合に緩衝性に劣るという問題があった。
【０００５】
一方、起毛性繊維シート製造過程で生じる極細短繊維と弾性樹脂の混合物のリサイクルについては、これまで圧縮して緩衝材として使用することが提案されているが（例えば、特許文献３等）、用途範囲が狭く、大半が産業廃棄物として廃棄されているのが現状である。
【特許文献１】特開２０００−３４２８２０号公報
【特許文献２】特開２００７−１２６７６６号公報
【特許文献２】特開２００５−１０４４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述した従来の繊維成型品の問題点に鑑み、形態安定性および緩衝性に優れた繊維成型品、およびその密度を比較的容易にコントロールすることができる製造方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成する本発明の繊維成型品は、以下の（１）の構成を有する。
（１）全重量の２０〜８０％が極細短繊維からなり、全重量の５〜７０％がバインダー成分からなり、さらに混合物として弾性樹脂を１重量％以上含有して形成されていることを特徴とする繊維成型品。
【０００８】
かかる本発明の繊維成型品において、具体的構成としてより好ましくは、以下の（２）〜（６）のいずれかのものである。
（２）前記極細短繊維の長さが５．０ｍｍ以下であることを特徴とする上記（１）記載の繊維成型品。
（３）前記極細短繊維が、化学繊維からなることを特徴とする上記（１）または（２）記載の繊維成型品。
（４）前記極細短繊維が、起毛性繊維シートの製造時に削り粉とした発生したものであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の繊維成型品。
（５）前記バインダー成分が、太さ１００μｍ以下の繊維であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の繊維成型品。
（６）前記繊維成型品の見かけ密度が、０．０５〜１．３ｇ／ｃｍ３  であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の繊維成型品。
また、上述した目的を達成する本発明の繊維成型品の製造方法は、以下の（７）の構成を有する。
（７）極細短繊維とバインダーおよび弾性樹脂を水中に分散混合し、しかる後、脱水、乾燥をすることにより前記極細短繊維とバインダーおよび弾性樹脂を一体化させることを特徴とする繊維成型品の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、形態安定性および緩衝性にすぐれた繊維成型品および比較的安価に密度をコントロールして製造することができる繊維成型品の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明において、極細短繊維の極細とは、太さが５０μｍ以下であるものをさす。好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。ここでいう短繊維の太さとは１０本以上のサンプルを顕微鏡等により観察／測定した繊維断面の最外径の値を平均した値である。また、ここでいう最外径とは、断面が円形であれば直径であり、楕円であれば長径でなり、多角形であれば各頂点間距離のもっとも長い値ということである。さらに、海島型複合繊維などの複合繊維であっても構わないが、その場合も最外径は全成分の断面において最も長い径のことである。
【００１１】
また、短繊維長さに制限はないが、一般的には５０ｍｍ以下のものであり、好ましくは５．０ｍｍ以下である。短すぎると成型時の繊維の絡み合わせが困難になることから０．１〜３．０ｍｍであることが好ましい。ここでいう繊維長さとは、構成する繊維の長さを平均したものであり、スケール付の顕微鏡を用いて繊維を観察することにより測定することができる。さらに、極細短繊維の材質に制限はなく、天然繊維あるいは化学繊維のいずれをも用いることもできる。中では、化学繊維すなわち合成ポリマーが好ましく用いられる。例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、共重合ナイロンなどのポリアミド類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートおよび／またはそれらの共重合体などのポリエステル類などを挙げることができるが、特に限定されるものではない。
【００１２】
本発明のバインダー成分は、極細短繊維と絡んで繊維成型を可能とするものであればいずれでもよい。形状に特に制限はないが、極細短繊維との絡み合いを良好にするためには、太さが１００μｍ以下の繊維であることが好ましい。さらに好ましくは５０μｍ以下であり、その太さの下限は、５μｍ程度である。また、クリンプ（捲縮）や枝分かれがあっても構わない。材質についても特に制限はされず、パルプなどの天然繊維やナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、共重合ナイロンなどのポリアミド類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートおよび／またはそれらの共重合体などのポリエステル類、ポリエチレン系、ポリプロピレン系などの合成繊維を用いることができる。また、粘度をコントロールするためＰＥＯ等の増粘剤を添加することができる。さらに接着効果の向上させるために水性樹脂を添加しても構わない。ここでいう水性樹脂とは、天然ゴム、スチレンブタジエン系ラテックス等あるいはウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、シリコーン系樹脂などのことである。また該水性樹脂には耐水性や難燃性などの機能性材料を含んでいても構わない。
【００１３】
本発明の弾性樹脂の形状に制限はなく、極細短繊維と絡み合い一体化していても構わない。材質については弾性を有するものであればいずれでもよく、天然ゴム・クロロプレンゴム、スチレンブタジエン系ゴム、ウレタン系ゴム、アクリル系ゴム、ニトリル系ゴムなどの重合体を用いることができる。
【００１４】
本発明の繊維成型品を構成する各材料の重量パーセントは極細短繊維が２０〜８０％、バインダー成分が５〜７０％、弾性樹脂が１％以上であることが重要である。重量パーセントは、繊維成型品の総重量で各材料の含有重量を割り算して１００を掛けた値のことであり、極細短繊維とバインダー成分と弾性樹脂の各重量パーセントの合計が１００以下になるよう各材料に指定された範囲内で選択する。また極細短繊維とバインダー成分と弾性樹脂以外の材料を含んでいても問題はなく、より緩衝性を向上させるためにラテックスや発泡剤等を添加することも可能である。また、耐水性を向上させるためには撥水剤を、難燃性を向上させるために難燃剤を添加しても構わない。
【００１５】
なお、バインダー成分が短繊維であって、かつその太さが５０μｍ以下の場合であっても、バインダー成分は極細繊維に含まないものとして、極細繊維の重量パーセントとバインダー成分の重量パーセントをそれぞれ算出するものである。すなわち、本発明において、極細短繊維にはバインダー成分はたとえそれが極細短繊維状のものであっても含まれないものである。
【００１６】
本発明でいう起毛性繊維シートとは、表面あるいは表裏面に立毛繊維を有する繊維シートのことであり、スエード調人工皮革などが該当する。繊維シートに起毛を発現させる方法はいくつか知られているが、一般的にサンドペーパー等の研削材を用いて表面を削り込む方法が広く用いられており、この際に削り粉が発生する。本発明において、極細短繊維として使用される削り粉を得るためには、起毛性繊維シートは極細繊維から構成されていることが好ましく、緩衝性を良好にするためにはより好ましくは繊維同士の結束向上材として弾性樹脂が用いられていることが好ましい。
【００１７】
本発明でいう見かけ密度とはシート重量をシート体積で割った値のことである。
【００１８】
本発明の繊維成型品の製造方法は、前記極細短繊維と前記バインダー成分および弾性樹脂を混合し、それらを絡み合わせるものであり、具体的には、極細短繊維とバインダーおよび弾性樹脂を水中に分散混合し、しかる後、脱水、乾燥をすることにより極細短繊維とバインダーおよび弾性樹脂を一体化させるのである。この際に用いる水は、水道水、井戸水、自然水、蒸留水など極細短繊維とバインダー成分および弾性樹脂を分散混合できるものであればいずれでもよく、ＰＨ調整剤を添加することにより酸性あるいはアルカリ性に調整することも可能である。ここでいう分散混合とは、直径１０ｍｍ以上の繊維魂が目視で確認できない状態のことである。分散混合する方法としては、ジューサーやパルパー、ミキサーを用いる方法や、かき混ぜ棒と多孔板かき混ぜ機を用いるあるいはポンプによる水流による方法などがあるが、特に限定されるものではない。また分散混合する手順は、特に限定されないが、均一に分散させるためには、極細繊維と弾性樹脂の混合物を水に分散し、別の容器でバインダー成分を水に分散して後、両者を同じ容器に入れ、さらに攪拌することにより混合分散する手順が好ましい。より好ましくは、極細繊維と弾性樹脂の混合物を水に分散し、別の容器でバインダー成分を水に分散して後、両者を同じ容器に入れさらに体積が２倍以上になるように水を追加した後、攪拌することのより混合分散する手順である。
【００１９】
また、脱水・乾燥・成形する方法にも特に制限はなく、絞りロールやサクション、ドライヤー乾燥、カレンダーロールによる方法およびこれらの組合せが、一般的に用いられる。
【００２０】
以下に製造方法の一例を示す。
極細繊維と弾性樹脂から構成されるシート表面をサンドペーパーで削り込んで極細短繊維と弾性樹脂の粉体からなる削り粉を得る。次に、得られた削り粉にバインダー成分と水を分散混合し、スラリー状原料を作る。なお、このとき、着色料、増粘剤、機能性材料、および／または水性樹脂を混合させることがある。次いで、このスラリー状原料をワイヤーメッシュコンベア上に載せ、形状を整える。その後、サクションによる強制脱水し、プレスロールおよびドライヤーにて乾燥後、所望の形状に成型する。
【００２１】
図１は、本発明の繊維成型品の製造方法における脱水・乾燥を行いシート化する工程の１例を示した概略説明図であり、１はスラリー状原料供給ホッパー、２はワイヤーメッシュコンベア、３は脱水プレスロール、４は熱ロール（ドライヤー装置付設）、５はプレステンションロール、６は加熱雰囲気中に配されている熱プレスロール、７はカッター、８は引き取りロールである。
【００２２】
本発明で得られた繊維成型品の用途としては、吸音材、断熱材、電磁波シールド、吸水シート、滑り止めシート、スピーカーコーン、靴や鞄などの中敷、ワイピングクロス、クッション材、マウスパッド、結露防止剤、自動車内装材、梱包資材などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【００２３】
また、形態安定性を向上させるため、使用前に樹脂あるいは構成材料の溶媒を塗布または含浸などによって付与することもできる。
【００２４】
次に、実施例および比較例により、本発明を更に詳細に説明する。
【実施例】
【００２５】
実施例１
島成分としてポリエチレンテレフタレート繊維、海成分としてポリスチレンからなる成分比（重量比）が島成分／海成分＝８０／２０、島数１６、複合３．５デシテックス、繊維長５１ｍｍ、捲縮数１４山／２．５４ｃｍの海島型複合繊維の原綿を用いて、カードマシンにより該原綿を開繊しウェブ化した後、クロスラッパーで該ウェブを重ね合わせることにより積層ウェブを作成した。次いで、ランダムにニードルが植え付けられたニードルボードを有するニードルパンチマシン１０台を用いて、該積層ウェブに１台３００本／ｃｍ２  、合計３０００本／ｃｍ２  のニードルパンチを順次行って、幅１２０ｃｍ、ウェブ繊維目付３００ g／ｍ２  の不織布シートを作成した。
【００２６】
該不織布シートを９７℃の１２％ポリビニルアルコール水溶液に含浸後乾燥することにより形体安定剤としてポリビニルアルコールをシートに付与した後、抽出工程でトリクロロエチレンの液流中にさらし、海成分であるポリスチレンを抽出した。これを含浸工程でポリウレタン−ジメチルホルムアミド溶液に含浸した後、絞りマングルの隙間を調整してポリウレタン−ジメチルホルムアミド溶液の付き量を調整し、水中でポリウレタンを凝固させ、さらに水流中にさらしてジメチルホルムアミドとポリビニルアルコールを抽出後、乾燥機で乾燥させて重量の８０％を占めるポリエチレンテレフタレート繊維と重量２０％を占めるポリウレタンからなる幅１２０ｃｍ、厚み１ｍｍの不織布を作成した。
【００２７】
該不織布シート表面をサンドペーパーを用いて研削し、重量の８０％を占める太さ０．１デシテックスのポリエチレンテレフタレート極細繊維と重量の２０％を占めるポリウレタンである弾性樹脂からなる密度０．０２ｇ／ｃｍ３  の削り粉を得た。
【００２８】
得られた削り粉の７．２ｇを家庭用ジューサーに入れ、水道水０．３Ｌを加えて１分間攪拌し別の容器に移した。これを５回繰り返すことで合計３６ｇの削り粉を水道水１．５Ｌに分散させた液を得た。次いでバインダー成分であるパルプＮＢＫＰの１２ｇ（乾燥基準）を削り粉とは別のジューサーにいれて水道水を０．３Ｌ加え１分間攪拌し別の容器に移した。これを２回繰り返すことで合計２４ｇのパルプＮＢＫＰを水道水０．６Ｌに分散させた液を得た。これら全てを底部に直径５ｃｍの水抜き穴を備え付けた３０Ｌのステンレス容器（高さ３０ｃｍ、断面１０００ｃｍ２  ）に入れさらに２０Ｌになるまで水道水を加え、多孔板かき混ぜ器を用いて手動で１分間攪拌した。さらに増粘剤としてＰＥＯを０．０３Ｌ添加し多孔板かき混ぜ器を用いて手動で１分間攪拌した。次にＰＥＴ織布を片面に貼り付けたタッピ手漉き装置をＰＥＴ織布が上になるようにステンレス容器の底にセットし、水抜き穴を開けて５分間水抜きした。これによりＰＥＴ織布の上に太さ０．１デシテックスのポリエチレンテレフタレート極細繊維とポリウレタンである弾性樹脂とバインダー成分であるパルプＮＢＫＰが混合し水分を含んだシートを得た。
【００２９】
次に、得られたシートをＰＥＴ織布ごと容器から取り出し、厚さ２ｍｍのリンターを上下両側に５枚ずつ張り合わせ、隙間５ｍｍのプレスロールで脱水し、リンターを取り外した。さらに１５０℃の板状熱プレスで１５分間乾燥させ、ＰＥＴ織布を取り外した。さらにもう一度１５０℃の板状熱プレスで１分間乾燥させて、太さ０．１デシテックス（３μｍ）のポリエチレンテレフタレート極細繊維とポリウレタンである弾性樹脂とバインダー成分であるパルプＮＢＫＰの重量比がそれぞれ４８％と１２％と４０％であるシートを得た。
【００３０】
実施例２
削り粉９ｇを６回で合計５４ｇ、パルプＮＢＫＰの６ｇを１回で合計６ｇを水に分散混合したこと以外は実施例１と同様にして、太さ０．１デシテックスのポリエチレンテレフタレート極細繊維とポリウレタンである弾性樹脂とバインダー成分であるパルプＮＢＫＰの重量比がそれぞれ７２％と１８％と１０％であるシートを得た。
【００３１】
比較例
削り粉７．５ｇを８回で合計６０ｇ、パルプＮＢＫＰは添加しないこと以外は実施例１と同様にして、太さ０．１デシテックスのポリエチレンテレフタレート極細繊維とポリウレタンである弾性樹脂とバインダー成分であるパルプＮＢＫＰの重量比がそれぞれ８０％と２０％と０％であるシートを得た。
【００３２】
実施例１、実施例２、比較例で得られたシートについて、厚み、密度、引張強度、吸音性について測定を行った。
【００３３】
実施例１は、実施例２に対して引張強度が高く、バインダーが多いほど引張強力が高くなる傾向にある。比較例は著しく引張強度が低く、壁材等に使用した際にはシートとしての形態を保つことが困難な状況である。
【００３４】
また、実施例１、実施例２ともに比較的高周波数領域で吸音特性が高いことが確認できた。
【００３５】
なお、評価した物性は、それぞれ以下に記載する方法によるものである。
（１）厚み測定
市販のダイアルゲージにてシートを挟み込んで５回の測定値を平均した。
（２）密度測定
１０ｃｍ四方にカットしたサンプルを市販の電子天秤で重量測定し、体積で割ることにより算出した。
（３）引張強度測定
脱水プレスロールの搬送方向を縦方向、搬送方向と直角方向を横方向とし、（株）エー・アンド・ディ社製テンシロンORIENTIC TENSILON RTA-1Tを用いて引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎ、試験片長さ１００ｍｍ、幅１５ｍｍ、チャック間隔２５ｍｍにて５回測定し平均した。
（４）吸音性測定
Ｂｒｕｅｌ＆Ｋｊａｅｒ社製  Ｔｙｐｅ４２０６Ｔを用いて各周波数に対する吸音率を測定した。
【００３６】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の繊維成型品の製造方法において脱水・乾燥を行いシート化する工程の１例を示した概略説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１：スラリー原料供給ホッパー
２：ワイヤーメッシュコンベア
３：脱水プレスロール
４：熱ロール（ドライヤー装置付設）
５：プレステンションロール
６：熱プレスロール
７：カッター
８：引き取りロール
【図１】
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