(57)【要約】【課題】係合相手となる部材を損傷させることなく、適度な引張りせん断強さを有し、優れた滑り止め効果を有する係合性繊維シートを安価に提供すること。【解決手段】表面に突起部を有する繊維シートからなり、５ｇ／ｃｍ２荷重下における引張りせん断強さが０．１Ｎ／ｃｍ２以上であることを特徴とする係合性繊維シート。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に突起部を有する繊維シートからなり、５ｇ／ｃｍ２荷重下における引張りせん断強さが０．１Ｎ／ｃｍ２以上であることを特徴とする係合性繊維シート。
【請求項２】
該係合性繊維シートが０．３Ｎ／ｃｍ以下の剥離強さを有する請求項１記載の係合性繊維シート。
【請求項３】
該突起部の高さが０．２〜５ｍｍであり、かつ３個／ｃｍ２以上の密度で存在する請求項１又は２に記載の係合性繊維シート。
【請求項４】
該突起部が起毛状繊維により構成されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の係合性繊維シート。
【請求項５】
該繊維シートがメルトブロー不織布からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の係合性繊維シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、係合性繊維シートに関するものであり、さらに詳しくは、繊維シート表面に存在する突起により適度なせん断応力を発現するにも関わらず、剥離強さを殆ど示さない係合性繊維シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、係合機能を有するシートとしては、フック係合素子（以下、フックと略称することがある）とループ状係合素子（以下、ループと略称することがある）を互いに係合する、いわゆる面ファスナーが知られており、各種用途に広く使用されている。
しかしながら、従来の面ファスナーは、主にフックとループの係合時における剥離強さと引張りせん断強さの両方を重要視してきたため、係合を解除する時に係合部の剥離強さが強すぎて解除に手間がかかったり、フックが係合する相手であるループを損傷させてしまう等の問題を生ずるケースがあった。
さらに、従来の面ファスナーは織布にループやフックを織製したものであり、このループやフックを形成するためには特別な加工工程を必要とするため、生産速度を上げることができず、また生産可能なシートの最大幅が狭い等のデメリットがあった。
【０００３】
一方、滑りを防止するシートとして、タック性のある樹脂として主にエラストマー樹脂を用いたシートや表面に該樹脂を塗布したシート等多くのシートが提案されている。例えば、繊維基材シートに弾性重合体を主体とした重合体からなる平均繊維直径２０μｍ以下の細繊維の不織布を積層し、かつ表面の動摩擦係数μｄが０．４０以上を満足したシート状物からなる防滑シートが開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、このような防滑シートは、耐熱性や耐溶剤性が低く、直射日光の当たる場所、コタツ等の暖房器具と共に使用した場合に、その熱により樹脂が軟化し、相手の物体に接着してしまう、あるいは床に塗布したワックス等、相手の物体に付着している薬品に侵され、膠着してしまうという問題点が指摘されていた。
また、このような防滑シートを製造する際、ロール状に巻き取って保管する場合に原料となる弾性体が膠着することでロールを解舒できなくなる問題も含んでいた。さらに、これらのシートは、設置場所がフラットな面である場合は特に問題ないが、凹凸形状を有しフラットでない場合には、性能を十分に発揮できないという問題点も指摘されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−６９５１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、係合相手となる部材を損傷させることなく、適度な引張りせん断強さを有し、優れた滑り止め効果を有する係合性繊維シートを安価に提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、表面に突起部を有する繊維シートからなり、５ｇ／ｃｍ２荷重下における引張りせん断強さが０．１Ｎ／ｃｍ２以上であることを特徴とする係合性繊維シートである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の係合性繊維シートは、繊維シートの表面に特定の形状を有する突起部を設けることで、適度な引張りせん断強さを発現させるものであり、優れた滑り止め効果を有するにもかかわらず、両者を引き離す際に力が不要であり、かつ両者を殆ど傷めることがない点に特徴を有するものである。
【０００９】
本発明の係合性繊維シートは、表面に特定の突起部を有するものであるが、所定の性能を有していれば、その形態及び製法については特に限定されるものではない。該突起部は、表面がフラットな繊維シートに後加工等で付与してもよいが、メルトブロー法を用いることで突起部を有する繊維シートを効率よく、かつ低コストに製造可能となる。
【００１０】
メルトブロー法による重合体の紡糸方法については、インダストリアル・アンド・エンジニアリング・ケミストリー（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）４８巻、第８号（ｐ１３４２〜１３４６）、１９５６年に基本的な装置及び方法が開示されている。
【００１１】
メルトブロー法を用いて本発明の係合性繊維シートを製造する場合は、捕集面に向けて吹き付けられる繊維流を凹凸面で捕集することによって製造する。すなわち、捕集面の凹部に繊維が侵入し固化することで、不織布の一面に起毛状の突起部が形成される。該凹凸表面は、任意の形状の突部又は凹部を多数設けた金属面か、適当なメッシュを有する金網、針布などで構成するのが好ましい。中でも、一般にコンベアネットと呼ばれる立体的な構造のネットを用いることで、より容易に突起部を有するメルトブロー不織布が製造可能から特に好ましい。
【００１２】
本発明において突起部をシート上に形成するためには、メルトブローン繊維流の繊維が細化する前の太い状態で、かつ繊維が固化する前に捕集面に到達させることが重要である。そして、繊維流が固化した後に凹凸を有する捕集面からきれいに剥離する必要があるため、捕集面を冷却することが必要になる場合がある。
【００１３】
このようにして得られる突起部は、必ずしも垂直に立設している必要はないが、ある程度の剛性を有し起毛状に自立していることが好ましい。すなわち、この起毛が弱く自立性が乏しい場合には、相手となる繊維ループを有するシート、フェルト、ネット、トリコット、不織布等と係合させても、突起部が応力に負けてしまい、応力方向に倒れ、すぐに係合が外れてしまい引張りせん断応力を発現しなくなってしまう。
【００１４】
該突起部は、通常のメルトブロー不織布等に見られる繊維径３μｍ程度に細くなった状態では、単純に起毛状態になっていてもせん断応力を発現することができない場合があるため、ある程度太い繊維で構成されることが望ましい。このため、本発明の係合性繊維シートを構成する繊維の平均繊維径は５〜３０μｍの範囲にあることが好ましく、７〜２０μｍの範囲にあることがより好ましい。また、目付は２０〜２００ｇ／ｍ２、より好ましくは３０〜１００ｇ／ｍ２のものが用いられる。目付が２０ｇ／ｍ２未満では、係合性繊維シートそのものの強度が低く、表面の突起部を保持することが難しくなる場合がある。逆に目付が２００ｇ／ｍ２を超えるものでは、シートそのものが起毛を保持するには十分な強度を有することができるもののコスト的に不利となる場合がある。
【００１５】
また、メルトブローン不織布を形成する際に、該突起部に適度な剛性を付与するため繊維流の捕集距離を短くするか、又は樹脂粘度を高くするなどして繊維径を太くすることにより、固化するまでの時間を長くすることが望ましい。具体的には、捕集距離は５〜１００ｃｍの範囲が好ましく、１０〜６０ｃｍであることがより好ましい。また、樹脂粘度は使用する樹脂及び溶融温度によってその粘度が異なるものの、その溶融粘度は１０〜１００Ｐａ・ｓが好ましく、より好ましくは２０〜５０Ｐａ・ｓである。
【００１６】
本発明の係合性繊維シートを構成する素材は、生産性、製品安全性及びコストの点から、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド等の熱可塑性樹脂からなるメルトブローン不織布が好ましい。
【００１７】
特に本発明においては、突起部を形成しやすい点からポリオレフィン、特にポリプロピレンを用いることが好ましい。そして、ポリプロピレンを用いる場合には、そのＭＦＲが４００ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましく、２００ｇ／１０ｍｉｎ以下がより好ましく、１０〜１００ｇ／１０ｍｉｎが特に好ましい。ＭＦＲが４００ｇ／１０ｍｉｎを超えると、ノズルから吐出された繊維流が容易に細化されてしまい、太い繊度を保つことが難しくなる場合がある。また、逆にＭＦＲが１０ｇ／ｍｉｎ未満であると、樹脂粘度が高くなりすぎ、その圧損のためにノズルからの樹脂吐出そのものが困難になる場合がある。
【００１８】
一方、ポリエステルを用いる場合には、固有粘度が０．７以上、好ましくは０．８〜１．５である。また、ポリアミドであれば相対粘度が２．０以上、好ましくは２．２〜３．０である。このような製法及び樹脂を用いることにより、容易に自立性の強い起毛をシートに形成した本発明の係合性繊維シートを製造することが可能になる。
【００１９】
また、本発明の係合性繊維シートの突起部は、一定間隔に規則的に存在するものが好ましいが、これに限られるものではなく不規則なものであっても全面にわたって分布していればよい。
【００２０】
本発明の係合性繊維シートは、５ｇ／ｃｍ２荷重下における引張りせん断強さが０．１Ｎ／ｃｍ２以上であることが重要であり、好ましくは０．１〜１０Ｎ／ｃｍ２であり、特に好ましくは０．５〜７Ｎ／ｃｍ２である。引張りせん断強さが０．１Ｎ／ｃｍ２以下では、目的とする係合性を確保することができない。
一方、引張りせん断強さが１０Ｎ／ｃｍ２を超えると、係合を解除する際に係合する相手、又は本発明の係合性繊維シート自身を破損させてしまう場合がある。
【００２１】
また、本発明の係合性繊維シートは、係合を解除する際にほとんど力を必要としない点に特徴を有するものであり、かかる指標としてその剥離強さは０．３Ｎ／ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは０．０５〜０．２Ｎ／ｃｍである。剥離強さが０．３Ｎ／ｃｍを超える場合、本発明の目的である「簡単に剥がせる」というメリットが無くなってしまう場合がある。さらには係合させた後に引き剥がす時に係合相手を破損する危険性がある。一方、０．０５Ｎ／ｃｍ未満では、係合させた後にシートを動かしたり、向きを変えた程度でシートが剥離してしまい、実用上扱いにくくなるという問題が生ずる場合がある。
【００２２】
該係合性繊維シートの突起部は、係合相手表面の繊維や開孔部と係合することにより両者間の面方向への動きを抑止し、かつ両者間の接合強度が実質上生じないようにする点から該突起部の高さは０．２〜５ｍｍであることが好ましい。高さが０．２ｍｍ未満では、引張りせん断強さが低くなる場合がある。また、５ｍｍを超えると係合相手となる部材に損傷を与える場合がある。
さらに該突起部の存在密度は、３個／ｃｍ２以上であることが好ましく、さらに好ましくは、１０〜５０個／ｃｍ２である。また該突起部の形状は、基本的に本発明の目的を達成するものであれば特に限定は無いが、例えば円錐状、円柱状、角錐状、角柱状、又は起毛状等各種の形状が挙げられる。これらのうち、特に好ましいのは起毛繊維により構成される起毛状突起である。この形状であれば、相手となるシート表面の繊維、開孔部又は凹凸部に係合しやすく更に係合したときに、繊維状突起が係合相手部に絡みつくことにより、適度な引張りせん断強さを有し、滑り止め効果を確保しやすいというメリットがある。
【００２３】
ここで、起毛状の突起部は、メルトブローン不織布に一体的に形成されたものが望ましく、単繊維又は複数の繊維が融着した繊維束が、起毛状、ループ状又は不定形のからまり糸状に不織布表面に立設したものが好ましい。この起毛状突起は、一定間隔の規則的な配列であっても、また収縮等により形成される不規則的な配列であってもよい。
【００２４】
具体的に起毛状突起は、例えば図１に見られるように、係合性繊維シート１の表面に多数の起毛状突起２を有する。この起毛状突起２が相手のシートに係合し、滑り止め効果を発揮するのである。
【００２５】
このようにして得られる本発明の係合性繊維シートは、単独で用いてもよいが、係合性や滑り止め効果を必要とする面に固定して用いられるのが一般的である。
これらの面に該係合性繊維シートを固定する方法としては、特に限定されないが、粘着剤や接着剤による固定、又は、ホッチキスや糸で縫いつける等の方法が採用できる。
【００２６】
また、本発明の係合性繊維シートは、他の素材と積層してもよい。積層素材としては、特に限定は無いが、積層加工のしやすさ、本発明のシートの通気性を維持することが可能な点から、織布、編布、不織布等が好ましい。特に、積層後の製品のコストを勘案すると、不織布を用いることが好ましい。
【００２７】
特に、該繊維シートを編織物に積層する場合は、熱エンボスやピンソニック、ホットメルト法等を使用して、点接着又は線接着するのが好ましい。また、積層に際して、係合性繊維シートの起毛状突起部を可及的に潰さないことが望ましく、さらに通気性を保持するため、接着面積は少ないことが望ましいことから、両者を全面接着するのではなく、点接着又は線接着することが好ましい。
【００２８】
また、熱接着工程において、熱圧着部の間隔をできるだけ広く取り、できるだけ広い範囲において係合性繊維シートの起毛状突起を保持した状態で積層することが好ましい。例えば、熱エンボス、すなわち金属の柄ロールとフラットロールの組み合わせで積層接着する場合、その熱圧着部分は、ウェブ平面方向において少なくとも１方向における隣接した熱圧着部との間隔が、５ｍｍ以上であることが好ましい。
この部分的な接着は、その接着部分がシート表面全体の１〜５０％とすることが好ましい。更にシート間は、できるだけ接触する表面層のみで接合されていることが好ましい。
【００２９】
さらに、熱圧着部の高さは、積層するシートの厚さの合計値の約８０％以上であることが好ましい。この高さが低いと、圧着部の間隔を広げても、繊維シートの起毛状突起部が潰されてしまい、機能しなくなってしまうためである。
また、上記の条件は、ピンソニックのアンビルロールについても同様である。
更に、熱エンボスでの積層に関しては、エンボスロールの温度を可能な限り低温にすることが好ましい。エンボス温度が高すぎると、積層時にメルトブローン不織布の起毛状突起を潰してしまうからである。
【００３０】
本発明の係合性繊維シートは、荷重がかかった際に引張りせん断強さを有するが、無荷重下においては微弱な剥離強さしか示さないため、滑り止め材として有用である。
例えば、自動車の荷室に工具等の荷物を積載して運転する場合、何の処置もせずに置いた場合、車が進行方向を変更するたびに荷物が動き、荷室内での荷物同士又は荷物と荷室の壁との衝突により、車内に雑音が入り込んだり、場合によっては車や荷物を破損するおそれがある。しかしながら、本発明の係合性繊維シートを荷物の荷台側に両面テープ等で貼り付けることにより、荷室に通常貼り付けあるトリコットやカーペットに係合して荷物は動かなくなる。また、過大な力がかかって荷物が動いてしまった場合などでも、過剰な係合力を有しないため、荷物の下のトリコットやカーペットを傷める心配もない。さらに、本発明の係合性繊維シートは、大きな剥離強さを有しないので、荷物を取り出すときなど簡単に持ち上げることが可能である。例えば、リアシート後部の棚にマスコット人形等をおく場合など、本発明の係合性繊維シートを貼付することで、車がカーブした時など、横滑りして位置が変わることなどを回避できる。
【００３１】
また、置き敷き用床材の固定にも使用可能である。特に、該用途において、床材を配置する場合に、その固定を接着剤で行った場合、床材の交換ができなくなる。また、部屋の床の一部に簡易的にカーペット状又は畳状の表面を有する床材を置いて使用する場合などは、接着剤を用いて固定することが難しい。そこで、面ファスナーを用いて固定する方法が良く用いられる。しかしながら、この面ファスナーを用いた場合は、該床材を設置するときに狙った位置からズレてしまうと、大きな剥離強さを有しているために再度剥離させて位置を合わせるのが難しい。そして更に、位置あわせをするために係合と剥離を繰り返すと、床材の下表面を徐々に破壊してしまう危険性をはらんでいる。しかしながら、本発明の係合性繊維シートを用いれば、剥離強さが小さいために、位置あわせが非常に容易になり、さらに床材の下表面を破損する可能性も殆どない。
【００３２】
また、本発明の係合性繊維シートは上記したような滑り止め材に限らず、ワイパー用途としても有用である。
例えば、表面平滑性の非常に高いワイパーを用いて滑り難い表面をふき取る場合や、セーム皮のような表面がゴム状のワイパーでガラス面を拭く場合等のように、ワイパーと拭く対象となる物体との間の滑り摩擦よりも手とワイパーとの間の滑り摩擦の方が大きいと、拭き取り時に手とワイパーの間で滑りが生じてワイパーが手から脱落してしまうと言う問題が生ずる。
そこで、このようなワイパーの裏面に本発明の係合性シートを積層し、該係合性シート面が手のひらの側になるようにして物体を拭き取ることで、手からワイパーが離れずにうまく作業ができるようになる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。本実施例における各物性値は以下の方法により測定した。
【００３４】
・突起部の高さ
顕微鏡にてシート断面の５０倍写真を撮影し、突起部を除いたシート表面と裏面に接線を引き、この間隔を任意の５箇所について測定し、これらの平均値を「シートの厚さ」とした。一方、突起部の頂点から反対側のウェブ表面（裏面）間での距離を任意の１０箇所について測定し、その平均値を「シートの全体厚さ」とした。
上記「シート全体の厚さ」と「シートの厚さ」の差を「突起部高さ」とした。
突起部高さ＝シート全体の厚さ−シートの厚さ
【００３５】
・突起部の密度
顕微鏡にてシートのＭＤ方向に平行な断面の５０倍写真を撮影し、シートの突起部側の接線と、突起部の頂点からの距離を任意の１０箇所について測定し、その平均値の１／３の間隔（高さ）でウェブの突起部側の接線に平行な線を引く。この線から飛び出している突起部の１ｃｍ当たりの数を「ＭＤ単位突起数」とする。またＣＤ方向に平行な断面についても同様に測定した突起部の数を「ＣＤ単位突起数」とする。
そして、これらの積を突起部の密度とした。
【００３６】
・引張りせん断強さ（シアー強度）
ＪＩＳ  Ｌ３４１６に準じ、５ｇ／ｃｍ２の荷重をかけた状態にて測定した。
・剥離強さ（ピール強度）
ＪＩＳ  Ｌ３４１６に準じて測定した。
【００３７】
実施例１
メルトフローレート６０ｇ／１０ｍｉｎ（ＪＩＳ  Ｋ６９２１−２準拠；２３０℃、２１．１８Ｎ荷重）のポリプロピレン樹脂を押し出し機によって溶融押出を行い、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量０．５ｇ／ｍｉｎ・孔でノズルから吐出し、温度２８５℃、圧力０．０４ＭＰａの高速熱風により細化させた繊維流を、ダイから２０ｃｍ離れた位置に設置したコンベアネットが巻き付けられたロール上に捕集した。なお、ロール中には２０℃の水を通し冷却していた。
これにより、表面に突起部が１５個／ｃｍ２の密度で存在する目付３０ｇ／ｍ２の係合性繊維シートを得た。
【００３８】
次に、係合相手として、ポリエチレンテレフタレート（融点２５５℃）を芯成分、ポリエチレン（融点１３０℃）を鞘成分とする芯鞘型複合繊維で、単繊維繊度が６．７ｄＴｅｘと２．０ｄＴｅｘの複合繊維を用い、前者を６０％、後者を４０％充分に混綿した目付４０ｇ／ｍ２のカードウェブを熱エンボス法で熱圧着させた不織布を準備した。なお、用いたエンボスロール（圧接面積率：２３．７％）は、直径が５ｍｍで、深さが２ｍｍの円形孔が５．５ｍｍ間隔で一列に並び、その円形孔列に対して次の円形孔列が千鳥状に並ぶように配列されたものであり、対ローラーとしてフラットローラーを用いた。また、処理のエンボス圧力は４５Ｋｇ／ｃｍ、エンボス温度は１５５℃であった。得られたエンボス不織布と実施例１の係合性繊維シートの凸面（突起部を有する面）とを係合させ引張りせん断強さと剥離強さを測定した。この結果を表１に示す。
【００３９】
実施例２
実施例１で得られた係合性繊維シートを２枚準備し、その凸面（突起部を有する面）同士を重ねて剥離強さと引張りせん断強さを測定した。この結果を表１に示す。
【００４０】
実施例３
実施例１で得られた係合性繊維シートを２枚準備し、凸面（突起部を有する面）と凹面（突起部を有する面の裏面）を重ねて剥離強さと引張りせん断強さを測定した。この結果を表１に示す。
【００４１】
実施例４
原料樹脂としてメルトフローレート１５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂を使用したこと以外は、実施例１と同様にして係合性繊維シートを得た。この繊維シートの凸面と実施例１で使用したエンボス不織布を重ね、引張りせん断強さと剥離強さを測定した。
結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2004339658.tif 000002
【００４３】
表１に示した通り、本発明の係合性繊維シートは適度な引張りせん断強度を有するにもかかわらず、剥離強さは軽微であるため、係合相手となる部材を損傷することはなかった。
【００４４】
比較例１
メルトフローレート６００ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂を押し出し機によって溶融押出を行い、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量０．５ｇ／分・孔でノズルから吐出し、温度２８５℃、圧力０．１ＭＰａの高速熱風により細化させた繊維流を、ダイから２０ｃｍ離れた位置に設置し、ダイノズルの反対側にサクションボックスを備えた成形コンベア上に捕集し、メルトブロー不織布を得た。このコンベアには２０メッシュの平織りステンレス金網がエンドレスで回転するよう装着されていた。
これにより、通常のＰＰＭＢ不織布と実施例１で用いたエンボス不織布との間のせん断強度、剥離強さを測定したが、表１に示した通り、全く係合しなかった。
【００４５】
比較例２
フック型面ファスナー（株式会社クラレ製「マジックテープ」（登録商標）：品番Ａ８６９００−７１）と実施例１のエンボス不織布を準備した。このフック型面ファスナーとエンボス不織布との引張りせん断強さと剥離強さを測定した。結果を表１に示すが、この場合、大きな引張りせん断強度を得ることができたが、同時に剥離強さも大きく、エンボス不織布の表面が破損してしまい本発明の目的を満たす物ではなかった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明により、係合相手となる部材を損傷させることなく、適度な引張りせん断強さを有し、優れた滑り止め効果を有する係合性繊維シートを安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の係合性繊維シートの一例を示す断面図。
【符号の説明】
１：係合性繊維シート
２：起毛状突起
【図１】
2004339658.tif 000003