(57)【要約】【課題】難燃剤を使用せずとも、自己消火性を有し、かつ軽量な不織繊維構造体を提供する。【解決手段】不織布繊維構造体の全体の密度、表面の密度、及び表面の平滑度を制御することにより、従来難燃性を付与するためには必要不可欠と考えられていた難燃剤を使用せずとも不織繊維構造体に自己消火性を付与できることを見出した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿熱接着性繊維を含む不織繊維構造体であって、不織繊維構造体を構成する繊維が前記湿熱接着性繊維の融着により繊維接着率８５％以下の割合で接着され、かつ、前記湿熱接着性繊維がポリエステル系樹脂を含み、不織繊維構造体全体の密度が１８０ｋｇ／ｍ３以下で、少なくとも一方の表面に密度２００ｋｇ／ｍ３以上の高密度層を有し、前記高密度層の表面が平滑であることを特徴とする不織繊維構造体。
【請求項２】
高密度層の厚みが０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の不織繊維構造体。
【請求項３】
不織繊維構造体の両表面に高密度層を有することを特徴とする請求項１、２に記載の不織繊維構造体。
【請求項４】
高密度層側から測定した通気度が５〜１００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓであることを特徴とする請求項１〜３に記載の不織繊維構造体。
【請求項５】
不織繊維構造体の目付が１０００ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする請求項１〜４に記載の不織繊維構造体。
【請求項６】
不織繊維構造体を構成する繊維の平均繊維径が１．７〜５．０ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１〜５に記載の不織繊維構造体。
【請求項７】
湿熱接着性繊維が芯鞘型複合繊維であることを特徴とする請求項１〜６に記載の不織繊維構造体。
【請求項８】
芯鞘型複合繊維が芯成分としてポリエステル系樹脂を３０％以上含むことを特徴とする請求項１〜７記載の不織繊維構造体。
【請求項９】
ポリエステル系樹脂がポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１〜８に記載の不織繊維構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃剤を使用せずとも自己消火性を有する不織繊維構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に自己消火性、難燃性を有する不織繊維構造体には、ポリエステル繊維に難燃剤を加えたものが多く使われる。難燃剤としては、従来からハロゲン系、リン系がよく知られているが、ハロゲン系は燃焼時に塩素ガスが発生し、ダイオキシンの原因となる。また、リン系も燃焼時、有害ガスが発生する。更に廃棄が困難であり、環境の面から好ましくない。その為近年、環境対応型の無機系の難燃剤が使われるようになってきた。たとえば特許文献１では、ホウ酸化合物で難燃化を行っている自己消火性、難燃性の不織布が提案されている。しかし、燃焼時の有害ガスの発生は少ないものの、無機系の難燃剤は難燃性を付与するのに、相当量の難燃剤を付着させる必要がある。その為、繊維の風合いがなくなり、重量が重くなり、コストも掛かる。また、特許文献２では、ホウ素系の水溶性の難燃剤を使った自己消火性のある不織布を提案しているが、ポリエステル樹脂が疎水性であるため、水溶性の難燃剤で加工する場合、ムラが大きく、均一に難燃性を付与することが難しい。更に元から燃えない無機系繊維構造体として、グラスウール、ロックウールなどがあるが、これらは結露による劣化、他材料との接着性、施工時の人体への影響、廃棄が困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９０８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−４７８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、難燃剤を使用せずとも自己消火性を有し、かつ軽量な不織繊維構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、特定の種類の樹脂を含有させ、不織繊維構造体の全体の密度、表面の密度、及び表面の平滑度を制御することにより、従来難燃性を付与するためには必要不可欠と考えられていた難燃剤を使用せずとも不織繊維構造体に自己消火性を付与できることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明の第１の実施形態は、湿熱接着性繊維を含む不織繊維構造であって、不織繊維を構成する繊維が前記湿熱接着性繊維の融着により繊維接着率８５％以下の割合で接着され、且つ、前記湿熱接着性繊維がポリエステル系樹脂を含み、不織繊維構造体全体の密度が１８０ｋｇ／ｍ３以下で、少なくとも一方の表面に密度２００ｋｇ／ｍ３以上の高密度層を有し、前記高密度層の表面が平滑であることを特徴とする不織繊維構造体である。
【０００７】
不織繊維構造体の高密度層の厚みは０．５ｍｍ以下であることが好ましく、不織繊維構造体の両表面に高密度層を有することが好ましく、高密度層側の表面の通気度は５〜１００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓであることが好ましい。
【０００８】
不織繊維構造体の目付は１０００ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、平均繊維径は１．７〜５．０ｄｔｅｘであることが好ましい。
【０００９】
湿熱接着性繊維は、芯鞘型複合繊維であることが好ましく、芯鞘型複合繊維が芯成分としてポリエステル系樹脂を３０％以上含むことが好ましく、ポリエステル系樹脂がポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、湿熱接着性繊維にポリエステル系樹脂を含有させ、不織繊維構造体の全体の密度、表面の密度、及び表面の平滑度を制御することにより、難燃剤を使用することなく、不織繊維構造体に自己消火性を付与することができる。
また、難燃剤等を使用しない為、本来の不織繊維構造体の風合いを保つことができ、製造上のコストを低減することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
(不織繊維構造体)
本発明の構造体は、湿熱接着性繊維を含み、且つ、不織繊維構造を有している。特に、不織繊維構造を構成する繊維の配列と、この繊維同士の接着状態を所定の範囲とすることにより、強度と自立性を持つ、軽量で、折れ難い、通気性のある構造体を確保している。
【００１３】
このような構造体は、詳細を後述するように、前記湿熱接着性繊維を含むウェブに高温（過熱又は加熱）水蒸気を作用させて、湿熱接着性繊維の融点以下の温度で接着作用を発現し、繊維同士を部分的に接着させて集束することにより得られる。すなわち、単繊維及び束状集束繊維同士を湿熱下、適度に小さな空隙を保持しながら、いわば「スクラム」を組むように点接着又は部分接着させて得られる。
【００１４】
本発明の不織繊維構造体において、自己消火性を実現するには、不織繊維構造体の全体の密度が１８０ｋｇ／ｍ３以下であることが必要である。不織繊維構造体の全体の密度は、好ましくは、１３０ｋｇ／ｍ３以下（例えば４０〜１３０ｋｇ／ｍ３程度）、さらに好ましくは１１０ｋｇ／ｍ３以下（例えば７０〜１１０ｋｇ／ｍ３程度）である。構造体の密度が小さいと、炎を接炎した時、溶融するまでの時間が短く、炎の周辺の構造体は速やかに溶融してなくなるため、分解ガスに着火し難く、好ましい。また、仮に炎が着火しても、密度が小さいと、繊維間の距離が長く、着火した炎が、繊維を伝って行く前にメルトドロップする為、燃焼の被害を最小限に抑えることができる。密度が小さすぎる場合は、構造体としての強度が確保できない可能性がある。
【００１５】
ここで言う「自己消火性」とは、構造体に炎を接炎した場合、繊維が速やかに溶融し、炎の周りに空洞が出来て、それ以上燃焼しない、もしくは炎が着火しても、着火部位が速やかにメルトドロップし、それ以上、燃焼しない現象を言う。自己消化性の判定は、ＦＭＶＳＳ−３０２法（水平法）に基づいた自社法で行った。
【００１６】
本発明の不織繊維構造体は少なくとも一方の表面に密度２００ｋｇ／ｍ３以上の高密度層を有することが必要である。高密度層の密度は、好ましくは２２０ｋｇ／ｍ３以上（２２０〜５５０ｋｇ／ｍ３程度）であり、更に好ましくは２７０ｋｇ／ｍ３以上（２７０〜４００ｋｇ／ｍ３程度）である。
【００１７】
接炎する部位の表面を高密度とすることで、炎が不織繊維構造体の内部に一気に浸透するのを高密度層の表面が一時的に抑制（ブロック）し、内部から発生する分解ガスへの着火を抑制する。その間表面から熱が伝わり接炎部位の繊維構造体が融解する。つまり、不織繊維構造体の表面を高密度にすることによって炎の遮断層を形成し、分解ガスに着火し難い構造を形成している。ただし、表面の高密度層の密度が大きくなりすぎると、高密度層における繊維量が増加するため、溶融するまでの接炎時間が長くなり、着火する可能性がある。また、逆に小さすぎる場合は、炎が内部に一気に浸透するのを抑制する効果が弱いため、着火する可能性がある。
【００１８】
さらに高密度層の表面部の毛羽立ちを抑え、平滑であることも、本発明の不織繊維構造体の難燃性および自己消火性にとって重要である。
平滑性の指標として、ＪＩＳ  Ｐ８１４７「紙及び板紙の摩擦係数評価方法」を用いて測定される高密度層の平均摩擦力は０．２〜０．８Ｎの範囲であり、好ましくは０．３〜０．７Ｎ、さらに好ましくは０．４〜０．６Ｎである。不織繊維構造体の表面に毛羽立ちが多いと、表面が粗くなる。平均摩擦力が０．８Ｎより大きくなると、毛羽の部分から炎が着火しやすい。平均摩擦力が０．２Ｎより小さくなると、毛羽は少なくなるものの、フィルム状になってしまい、繊維の風合いや質感が失われる。
【００１９】
本発明の不織繊維構造体の高密度層の厚みは０．５ｍｍ以下（０．１〜０．５ｍｍ程度）であることが好ましく、０．４ｍｍ以下（０．２〜０．４ｍｍ程度）であることがより好ましい。高密度層の厚みが０．５ｍｍより大きくなると、高密度層における繊維量が増加するため、繊維が溶融するまでの接炎時間が長くなり、着火する可能性がある。また、逆に０．１ｍｍより小さくなると、すぐに炎が内部に到達してしまい、内部から分解ガスに着火して、燃焼する可能性がある。
【００２０】
不織繊維構造体の両表面を高密度層にすることで、表裏とも自己消火性のある構造体を得ることが可能である。
【００２１】
本発明の不織繊維構造体の通気度は５〜１００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓであることが好ましく、より好ましくは１０〜８０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓであり、さらに好ましくは２０〜６０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓである。通気度が１００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓより大きくなると、炎が構造体の内部に浸透し易くなり、内部から分解ガスへ着火する可能性が高くなる。また、５ｃｍ３／ｃｍ２／ｓ以下である場合、フィルム状になってしまい、繊維の風合いや質感が失われる。
【００２２】
本発明の不織繊維構造体の目付は１０００ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは８００ｇ／ｍ２以下（５０〜８００ｇ／ｍ２程度）、さらに好ましくは６００ｇ／ｍ２以下（２００〜６００ｇ／ｍ２程度）である。
不織繊維構造体の目付が小さいと、高密度層に炎が接炎した時、構造体内部が溶融するまでの時間が短く、炎の周辺の構造体は速やかに溶融してなくなるため、分解ガスに着火し難い。目付が小さすぎる場合は、構造体としての強度が確保できない可能性がある。
【００２３】
本発明の不織繊維構造体は、不織繊維構造体全体の７０％以上が湿熱接着性繊維から構成されていることが好ましく、湿熱接着性繊維以外の熱可塑性樹脂からなる繊維を含んでいてもよい。湿熱接着性繊維の割合が少なすぎる場合、繊維間同士の接着部が減少する為、構造体として強度が保てない場合がある。
(湿熱接着性繊維) 
【００２４】
本発明の不織繊維構造体において、自己消火性を実現するには、前記湿熱接着性繊維がポリエステル系樹脂を含むことが必要である。湿熱接着性繊維におけるポリエステル系樹脂の含有量は、好ましくは３０重量％以上（例えば３０〜８０質量％程度）、より好ましくは３５重量％（例えば３５〜７５質量％程度）、さらに好ましくは４０重量％以上（例えば４０〜７０％程度）である。本発明において、ポリエステル系樹脂の割合が多いほど、高い自己消火性が得られる。自己消火性と強度を両立した理想の構造体を得るにはポリエステル樹脂を４０〜７０重量％含むのが好ましい。ポリエステル系樹脂は、接炎すると、速やかに溶融し、メルトドロップする為、着火し難い性質がある。
【００２５】
ポリエステル系樹脂としては、ポリＣ２−４アルキレンアリレート系樹脂などの芳香族ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）や脂肪族ポリエステル系樹脂などが挙げられるが、ポリエチレンテレフタレート系樹脂が特に好ましい。ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、エチレンテレフタレート単位の他に、他のジカルボン酸（例えば、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、フタル酸、４，４‘−ジフェニルカルボン酸、ビス（カルボキシフェニル）エタン、5−ナトリウムスルホイソフタル酸など）やジオール（例えば、ジエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど）で構成された単位を２０モル％以下程度の割合で含んでいてもよい。
【００２６】
本発明で使用される湿熱接着性繊維は、湿熱接着性樹脂とポリエステル系樹脂を含み、さらには、これらを含む複数の樹脂で構成された複合繊維であってもよい。複合繊維は、湿熱接着性樹脂を少なくとも繊維表面の一部に有していればよいが、接着性の点から、繊維表面において長さ方向に連続する湿熱接着性樹脂を有するのが好ましい。湿熱接着性樹脂の被覆率は、例えば、５０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。
【００２７】
湿熱接着性樹脂が表面を占める複合繊維の横断面構造としては、例えば、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型、多層貼合型、ランダム複合、放射状貼合型などが挙げられるが、接着性が高い構造である点から、芯鞘型複合繊維であることが好ましく、また、自己消火性を実現するために必須の成分であるポリエステル系樹脂を芯成分として含む芯鞘型複合繊維であることが更に好ましい。
【００２８】
湿熱接着性樹脂は、高温水蒸気によって容易に実現可能な温度において、流動又は容易に変形して接着機能を発現可能であればよい。具体的には、熱水（例えば、８０〜１２０℃、特に９５〜１００℃程度）で軟化して自己接着又は他の繊維に接着可能な熱可塑性樹脂、例えば、セルロース系樹脂（メチルセルロースなどのＣ１−３アルキルセルロースエーテル、ヒドロキシメチルセルロースなどのヒドロキシＣ１−３アルキルセルロースエーテル、カルボキシメチルセルロースなどのカルボキシＣ１−３アルキルセルロースエーテル又はその塩など）、ポリアルキレングリコール樹脂（ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリＣ２−４アルキレンオキサイドなど）、ポリビニル系樹脂（ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ビニルアルコール系重合体、ポリビニルアセタールなど）、アクリル系共重合体およびそのアルカリ金属塩［（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミドなどのアクリル系単量体で構成された単位を含む共重合体又はその塩など］、変性ビニル系共重合体（イソブチレン、スチレン、エチレン、ビニルエーテルなどのビニル系単量体と、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸又はその無水物との共重合体又はその塩など）、親水性の置換基を導入したポリマー（スルホン酸基やカルボキシル基、ヒドロキシル基などを導入したポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン又はその塩など）、脂肪族ポリエステル系樹脂（ポリ乳酸系樹脂など）などが挙げられる。さらに、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマー又はゴム（スチレン系エラストマーなど）などのうち、熱水（高温水蒸気）の温度で軟化して接着機能を発現可能な樹脂も含まれる。
【００２９】
これらの湿熱接着性樹脂は、通常、親水性高分子又は水溶性樹脂で構成される。これらの湿熱接着性樹脂のうち、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのビニルアルコール系重合体、ポリ乳酸などのポリ乳酸系樹脂、（メタ）アクリルアミド単位を含む（メタ）アクリル系共重合体、特に、エチレンやプロピレンなどのα−Ｃ２−１０オレフィン単位を含むビニルアルコール系重合体、特に、エチレン−ビニルアルコール系共重合体が好ましい。
【００３０】
エチレン−ビニルアルコール系共重合体において、エチレン単位の含有量（共重合割合）は、例えば、１０〜６０モル％、好ましくは２０〜５５モル％、さらに好ましくは３０〜５０モル％程度である。エチレン単位がこの範囲にあることにより、湿熱接着性を有するが、熱水溶解性はないという特異な性質が得られる。エチレン単位の割合が少なすぎると、エチレン−ビニルアルコール系共重合体が、低温の蒸気（水）で容易に膨潤又はゲル化し、水に一度濡れただけで形態が変化し易い。一方、エチレン単位の割合が多すぎると、吸湿性が低下し、湿熱による繊維融着が発現し難くなるため、実用性のある強度の確保が困難となる。エチレン単位の割合が、特に３０〜５０モル％の範囲にあると、シート又は板状への加工性が特に優れる。
【００３１】
エチレン−ビニルアルコール系共重合体におけるビニルアルコール単位の鹸化度は、例えば、９０〜９９．９９モル％程度であり、好ましくは９５〜９９．９８モル％、さらに好ましくは９６〜９９．９７モル％程度である。鹸化度が小さすぎると、熱安定性が低下し、熱分解やゲル化によって安定性が低下する。一方、鹸化度が大きすぎると、繊維自体の製造が困難となる。
【００３２】
エチレン−ビニルアルコール系共重合体の粘度平均重合度は、必要に応じて選択できるが、例えば、２００〜２５００、好ましくは３００〜２０００、さらに好ましくは４００〜１５００程度である。重合度がこの範囲にあると、紡糸性と湿熱接着性とのバランスに優れる。
【００３３】
本発明の不織繊維構造体の平均繊維径は１．７〜５．０ｄｔｅｘであることが好ましい。繊維径が１．７ｄｔｅｘに満たない場合には、必要な強度を確保することが困難になる可能性が生ずる。一方、繊維が太すぎると、繊維の融着点を十分に確保することができなくなり、やはり、必要な強度を確保することが困難になる可能性がある。
【００３４】
本発明において、湿熱接着生成繊維が複合繊維の場合、本発明の効果を失わない範囲で、非湿熱接着性樹脂として、ポリエステル系樹脂のほかに、非水溶性又は疎水性樹脂、例えば、ポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマーなどを含んでもよい。
（製造方法）
【００３５】
本発明の成形体の製造方法では、まず、前記湿熱接着性繊維を含む繊維をウェブ化する。ウェブの形成方法としては、慣用の方法、例えば、スパンボンド法、メルトブロ一法などの直接法、メルトブロー繊維やステープル繊維などを用いたカード法、エアレイ法などの乾式法などを利用できる。これらの方法のうち、メルトブロー繊維やステープル繊維を用いたカード法、特にステープル繊維を用いたカード法が汎用される。ステープル繊維を用いて得られたウェブとしては、例えば、ランダムウェブ、セミランダムウェブ、パラレルウェブ、クロスラップウェブなどが挙げられる。これらのウェブのうち、束状融着繊維の割合を多くする場合には、セミランダムウェブ、パラレルウェブが好ましい。
【００３６】
次に、得られた繊維ウェブは、ベルトコンベアにより次工程へ送られ、次いで過熱又は高温蒸気（高圧スチーム）流に晒されることにより、本発明の不織繊維構造を有する成形体が得られる。すなわち、ベルトコンベアで運搬された繊維ウェブは、前記蒸気噴射装置のノズルから噴出される高速高温水蒸気流の中を通過する際、吹き付けられた高温水蒸気により繊維同士が三次元的に接着される。
【００３７】
使用するベルトコンベアは、基本的には加工に用いる繊維ウェブを目的の密度に圧縮しつつ高温水蒸気処理することができれば、特に限定されるものではなく、エンドレスコンベアが好適に用いられる。尚、一般的な単独のベルトコンベアであってもよく、必要に応じて２台のベルトコンベアを組み合わせて、両ベルト間にウェブを挟むようにして運搬してもよい。このように運搬することにより、ウェブを処理する際に、処理に用いる水、高温水蒸気、コンベアの振動などの外力により運搬してきたウェブの形態が変形するのが抑制できる。また、処理後の不織繊維の密度や厚さをこのベルトの間隔を調整することにより制御することも可能となる。
【００３８】
ウェブに蒸気を供給するための蒸気噴射装置は、２台のベルトコンベアを組み合わせた場合、一方のコンベア内に装着され、コンベアネットを通してウェブに蒸気を供給する。反対側のコンベアには、サクションボックスを装着してもよい。サクションボックスによって、ウェブを通過した過剰の蒸気を吸引排出できる。また、ウェブの表及び裏の両側を一度に蒸気処理するために、さらに蒸気噴射装置が装着された側のコンベアの下流部にサクションボックスを装着し、このサクションボックスが装着された反対側のコンベア内に蒸気噴射装置を設置してもよい。下流部の蒸気噴射装置及びサクションボックスがない場合、繊維ウェブの表と裏を蒸気処理したければ、一度処理した繊維ウェブの表裏を反転させて再度処理装置内を通過させることで代用できる。
【００３９】
コンベアに用いるエンドレスベルトは、ウェブの運搬や高温蒸気処理の妨げにならなければ、特に限定されるものではない。ただし、高温蒸気処理をした場合、その条件により繊維ウェブの表面にベルトの表面形状が転写される場合があるので、用途に応じて適宜選択するのが好ましい。特に、表面の平坦な成形体を得たい場合には、メッシュの細かいネットを使用すればよい。なお、９０メッシュ程度が上限であり、これ以上のメッシュの細かなネットは、通気性が低く、蒸気が通過し難くなる。メッシュベルトの材質は、蒸気処理に対する耐熱性などの観点より、金属、耐熱処理したポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリアリレート系樹脂（全芳香族系ポリエステル系樹脂）、芳
香族ポリアミド系樹脂などの耐熱性樹脂などが好ましい。
【００４０】
蒸気噴射装置から噴射される高温水蒸気は、気流であるため、水流絡合処理やニードルパンチ処理とは異なり、被処理体であるウェブ中の繊維を大きく移動させることなくウェブ内部へ進入する。このウェブ中への蒸気流の進入作用及び湿熱作用によって、蒸気流がウェブ内に存在する各繊維の表面を湿熱状態で効率的に覆い、均一な熱接着が可能になると考えられる。また、この処理は高速気流下で極めて短時間に行われるため、蒸気の繊維表面への熱伝導は充分であるが、繊維内部への熱伝導が充分になされる前に処理が終了してしまい、そのため高温水蒸気の圧力や熱により、処理される繊維ウェブ全体がつぶれたり、その厚さが損なわれるような変形も起こりにくい。その結果、繊維ウェブに大きな変形が生じることなく、表面及び厚さ方向における接着の程度が概ね均一になるように湿熱接着が完了する。
【００４１】
高密度層の製造方法としては、構造体表面を乾熱、もしくはスチームによる平板プレス、または、乾熱のロールでプレスするエンボス等がある。乾熱の場合、熱源の温度は、１００℃以上が好ましいが、湿熱接着性樹脂が完全に溶融してしまうような高温は好ましくない。また、スチームによるプレスは乾熱よりも低温で成型することが可能である。
平板プレスは、ロールのプレスに比べ、そり難く、安定した成型が可能という利点が得られる。
【００４２】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例における各物性値は、以下に示す方法により測定した。
【００４３】
（１）不織繊維構造体全体の密度（ｋｇ／ｍ３）
（２）不織繊維構造体全体の厚みと（３）目付けの値から計算した。
【００４４】
（２）不織繊維構造体全体の厚み（ｍｍ）
ＪＩＳ  Ｌ１９１３に準じて測定した。
【００４５】
（３）目付（ｇ／ｍ２）
ＪＩＳ  Ｌ１９１３に準じて測定した。
【００４６】
（４）通気度
ＪＩＳ  Ｌ１０９６に準じ、フラジール形法にて測定した。機器の吸引部に構造体の高密度層側を表面に設置し、通気度の測定を行った。
【００４７】
（５）繊維径（μｍ）
糸の長さあたりの重量から算出した。
【００４８】
（６）高密度層の厚み（ｍｍ）
ＳＥＭ(走査型電子顕微鏡)で断面を観察し、表面が高密度になっている層の厚みを測定した。図１に実施例１のＳＥＭ写真を示した。
【００４９】
（７）高密度層の密度（ｋｇ／ｍ３）
不織繊維構造体全体の目付と表面の高密度層の厚み、および高密度層以外の部分の厚みと密度から計算した。
【００５０】
（８）平均摩擦力
ＪＩＳ  Ｐ８１４７「紙及び板紙の摩擦係数評価方法」を用いて平均動摩擦力を評価した。
【００５１】
（９）構造体の強度
自動引張試験機において、破断強力、また、３点曲げによる曲げ強力を評価した。評価結果は、○、△、×で記載した。
○： 破断強力が１００Ｎより大きい。または、曲げ応力が０．２Ｎ／ｍｍ２より大きい。
△：破断強力が１０〜１００Ｎまたは、曲げ応力が０．１〜０．２Ｎ／ｍｍ２
×：破断強力が１０Ｎ未満または、曲げ応力が０．１Ｎ／ｍｍ２未満
【００５２】
（１０）自己消火性
ＦＭＶＳＳ−３０２法(水平法)に基づいた自社法での燃焼試験を行った。着火源としてアルコールランプを使用し、水平に設置したサンプルの端から１５秒接炎し、その後、着火源を離して状態を観察した。評価結果は、○、△、×で記載した。
○：炎が着火せずに、構造体が溶融する。
△：炎が着火するが、その後すぐにメルトドロップし、自己消火する。
×：炎が着火した後、炎が消えずに燃焼してしまう。
【００５３】
実施例１
湿熱接着性繊維として、芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分がエチレン−ビニルアルコール共重合体（エチレン含有量４４モル％、鹸化度９８．４モル％）である芯鞘型複合ステープル繊維（（株）クラレ製、「ソフィスタ」、繊度３．３ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、芯鞘質量比＝５０／５０、捲縮数２１個／インチ、捲縮率１３．５％）を準備した。この芯鞘型複合ステープル繊維を用いて、カード法により目付約１００ｇ／ｍ２のカードウェブを作製し、このウェブを５枚重ねて合計目付５００ｇ／ｍ２のカードウェブとした。このカードウェブを、５０メッシュ、幅５００ｍｍのステンレス製エンドレスネットを装備したベルトコンベアに移送した。
【００５４】
なお、このベルトコンベアは、下側コンベアと上側コンベアの一対のコンベアからなり、少なくとも一方のコンベアのベルト裏側に蒸気噴射ノズルが設置されており、ベルトを通して、通過するウェブに高温水蒸気が噴射可能である。さらに、このノズルより上流側にウェブ厚調整用の金属ロール（以下、「ウェブ厚調整用ロール」と略記する場合がある）がそれぞれ備えつけられている。下側コンベアは、上面（すなわちウェブの通過する面）がフラットな形状であり、一方の上側コンベアは、下面がウェブ厚調整用ロールに沿って屈曲した形状をなし、上側コンベアのウェブ厚調整用ロールが下側コンベアのウェブ厚調整用ロールと対をなすように配置されている。
【００５５】
また、上側コンベアは、上下に移動可能であり、これにより上側コンベアと下側コンベアのウェブ厚調整用ロール間を所定の間隔に調整できるようになっている。さらに、上側コンベアの上流側は、下流部に対してウェブ厚調整用ロールを基点に（上側コンベアの下流側の下面に対し）３０度の角度で傾斜させ、下流部は下側コンベアと平行になるよう配置するように屈曲されている。なお、上側コンベアが上下する場合には、この平行関係を保ちながら移動する。
【００５６】
これらのベルトコンベアは、それぞれが同速度で同方向に回転し、これら両コンベアベルト同士及びウェブ厚さ調整用ロール同士が所定のクリアランスを保ちながら加圧可能な構造となっている。これは、いわゆるカレンダー工程のように作動して蒸気処理前のウェブ厚さを調整するためのものである。すなわち、上流側より送り込まれてきたカードウェブは、下側コンベア上を走行するが、ウェブ厚調整用ロールに到達するまでの間に上側コンベアとの間隔が徐々に狭くなる。そして、この間隔がウェブ厚さよりも狭くなったときに、ウェブは上下コンベアベルトの問に挟まれ、徐々に圧縮されながら走行する。このウェブは、ウェブ厚調整用ロールに設けられたクリアランスとほぼ同等の厚さになるまで圧縮され、その厚さの状態で蒸気処理がなされ、その後もコンベア下流部において厚さを維持しながら走行する仕組みになっている。ここでは、ウェブ厚さ調整用のロールが線圧５０ｋｇ／ｃｍとなるように調整した。
【００５７】
次いで、下側コンベアに備えられた蒸気噴射装置ヘカードウェブを導入し、この装置から０．２ＭＰａの高温水蒸気をカードウェブの厚さ方向に向けて通過するように（垂直に）噴出して蒸気処理を施し、本発明の不織繊維構造を有する成形体を得た。この蒸気噴射装置は、下側のコンベア内に、コンベアネットを介して高温水蒸気をウェブに向かって吹き付けるようにノズルが設置され、上側のコンベアにサクション装置が設置されていた。また、この噴射装置のウェブ進行方向における下流側には、ノズルとサクション装置との配置が逆転した組合せである噴射装置がもう一台設置されており、ウェブの表裏両面に対して蒸気処理を施した。
【００５８】
なお、蒸気噴射ノズルの孔径は０．３ｍｍであり、ノズルがコンベアの幅方向に沿って１ｍｍピッチで１列に並べられた蒸気噴射装置を使用した。加工速度は３ｍ／分であり、ノズル側とサクション側の上下コンベアベルト間の間隔（距離）は１０ｍｍとした。ノズルはコンベアベルトの裏側にベルトとほぼ接するように配置した。
【００５９】
得られた成形体を、平板プレス加工機において、乾熱で２分間、１００℃で熱処理を行い、一方の表面に密度２５０ｋｇ／ｍ２の高密度層を持たせた成形体を作製した。この成形体において、自己消火性試験を行った結果、十分な自己消火性を有していた。
【００６０】
実施例２では、繊維径を１．７ｄｔｅｘに変えたことと、目付を２５０ｇ／ｍ２にしたこと以外は実施例１と同様にして不織繊維構造体を得た。この成形体において、自己消火性試験を行った結果、接炎部の繊維は、速やかに溶融し、炎の周りに空洞が出来て、それ以上燃焼しなかった。
【００６１】
実施例３では、繊維径を１．７ｄｔｅｘに変えたことと、目付を７５０ｇ／ｍ２にしたこと以外は実施例１と同様にして不織繊維構造体を得た。この成形体において、自己消火性試験を行った結果、接炎部の繊維は、実施例1、2に比べ、溶融する時間が数秒長かったものの、同様に、炎の周りに空洞が出来て、それ以上燃焼しなかった。
【００６２】
実施例４では、繊維形状がサイドバイサイドの繊維径３．３ｄｔｅｘのウェブを使用し、目付６４０ｇ／ｍ２にしたこと以外は実施例1と同様にして不織繊維構造体を得た。この成形体において、自己消火性試験を行った結果、接炎部の繊維は、速やかに溶融し、炎の周りに空洞が出来て、それ以上燃焼しなかった。
【００６３】
実施例５では、目付を３０ｇ／ｍ２にして、高密度層を片面にしたこと以外は、実施例１と同様にして不織繊維構造体を得た。自己消火性は十分であるものの、構造体の強度が少し劣る傾向にあったが、自立性を必要としない用途、難燃フィルター等には十分適用可能な程度であった。
【００６４】
実施例６では、実施例３で使用したプレス前のウェブの一方の表面のみを乾熱プレスし、一方の表面に厚み０．６ｍｍの高密度層を有する成形体を作製した。この成形体において、自己消火性試験を行った結果、表面の接炎部に炎が着火したものの、その後、数秒間燃焼が継続した後、メルトドロップして燃焼が止まった。
【００６５】
比較例１は、実施例１の成形体について、繊維の芯部分のポリエチレンテレフタレートをポリプロピレンにしたものである。自己消火性試験を行った結果、実施例１にくらべ、炎が着火しやすく、自己消化性を有していなかった。
【００６６】
比較例２は、実施例３の成形体について、プレス処理を行なっていないものである。実施例３にくらべ、平均摩擦力が大きく、自己消火性試験を行った結果、接炎部の繊維は、表面の毛羽から炎が着火し、燃焼した。
【００６７】
比較例３では、実施例１のカードウェブ１２５ｇ／ｍ２を１０枚重ねて、１２５０ｇ／ｍ２の目付にした。自己消火性試験を行った結果、接炎時間が長く、着火し、自己消火性を有していなかった。
【００６８】
比較例４は、実施例４のプレス処理を行わないものである。実施例４に比べ平均摩擦力が大きく、自己消火性試験を行った結果、接炎部の繊維は、表面の毛羽から炎が着火し、燃焼した。
【００６９】
【表１】
2015067907.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の不織繊維構造体は、難燃剤等を使用することなく、自己消火性、軽量性を有するため、建築内装材、自動車内装材、フィルターなどの分野に用いることができる。
【図１】
2015067907.tif 000003