(57)【要約】【課題】  溶剤によりおおよそ２０ｍ／分以上の高速で接着可能な不織布を提供しようとするものである。また、ボトルやカップなど平面以外の形態の容器などの物体に対して、物体を覆って熱収縮処理するだけで物体に固定させることができる不織布を提供する。【解決手段】  繊維径が０．５〜３０μｍの溶剤膨潤型繊維をスパンボンド法により紡速１００〜５０００ｍ／分で紡糸し、次いで得られた不織布を４０〜２００度の間の温度で面積率が５％以上のエンボスロールもしくはフラットカレンダー加工により繊維の圧着部を形成することにより、繊維径が０．５〜３０μｍの溶剤膨潤型繊維からなる繊維充填率が０．０５〜０．５の不織布を得る。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維径が０．５〜３０μｍの溶剤膨潤型繊維からなる繊維充填率が０．０５〜０．５の不織布よりなることを特徴とする溶剤接着可能な不織布。
【請求項２】
不織布厚みが０．０５〜１．０ｍｍで、不織布の接着面積が５％以上であることを特徴とする請求項１記載の溶剤接着可能な不織布。
【請求項３】
溶剤膨潤型繊維が、ポリエステル系樹脂もしくはポリスチレン系樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の溶剤接着可能な不織布。
【請求項４】
ポリエステル系樹脂が、イソフタル酸を少なくとも一部の酸成分として共重合されたポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項３記載の溶剤接着可能な不織布。
【請求項５】
ポリエステル系樹脂が、ネオペンチルグリコールを少なくとも一部のアルコール成分として共重合されたポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項３又は４記載の溶剤接着可能な不織布。
【請求項６】
ポリエステル系樹脂が、生分解性ポリエステルであることを特徴とする請求項３に記載の溶剤接着可能な不織布。
【請求項７】
不織布が一方向とそれに直交する方向との１００℃乾熱収縮率の差が５％以上である収縮異方性を有することを特徴とする請求項１記載の溶剤接着可能な不織布。
【請求項８】
繊維径が０．５〜３０μｍの溶剤膨潤型繊維をスパンボンド法により紡速１００〜５０００ｍ／分で紡糸し、次いで得られた不織布を４０〜２００度の間の温度で面積率が５％以上のエンボスロールもしくはフラットカレンダー加工により繊維の圧着部を形成することを特徴とする溶剤接着可能な不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶剤により不織布相互あるいは不織布とフィルムなどのシート状物と貼り合わせ可能な不織布およびその製造方法に関するものであり、特に溶剤接着により高速に接着処理可能な不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶剤による接着性を有する材料としては特許文献１に開示されるようなポリエステルの収縮性フィルムはあるが、フィルムは印刷特性などに優れるものの耐引裂性などの機械的特性に問題があった。一方、不織布は表面が平滑でないために印刷の鮮明度が良くないうえに、溶剤での接着性のある不織布に関する情報は本発明者の知る限り皆無であった。
【０００３】
ペットボトルやアルミ缶などの包装材やラベル材として収縮性フィルムが用いられてきた。しかしながらこれらのフィルムは、商品名や内容物の表示の観点からは鮮明な印刷を提供するという機能はあるものの断熱性はほとんど無く、内容物が高温の場合には、手で持った際にやけどしたりするなどの問題があった。
上記の問題を解決する方法として、不織布をフィルムと貼りあわせる試みも行われている。例えば、特許文献２では、不織布とフィルムを複合化して後、円筒容器などに巻きつけて接着剤で貼りつける断熱材が開示されている。しかしながら、ボトルのネック部分など曲率の異なる曲面を有する容器への追随性に劣り、また、貼り付けに手間がかかるという問題があった。公知の方法では本発明の目的を達する事が出来ない。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３４５８７８号公報
【特許文献２】特開平８−１２６６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、溶剤によりおおよそ２０ｍ／分以上の高速で接着可能な不織布を提供しようとするものである。また、ボトルやカップなど平面以外の形態の容器などの物体に対して、物体を覆って熱収縮処理するだけで物体に固着させることができる不織布を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、以下の手段をとるものである。すなわち、
第１の発明は、繊維径が０．５〜３０μｍの溶剤膨潤型繊維からなる繊維充填率が０．０５〜０．５の不織布よりなることを特徴とする溶剤接着可能な不織布である。
【０００７】
第２の発明は、不織布厚みが０．０５〜１．０ｍｍで、不織布の接着面積が５％以上であることを特徴とする上記第１記載の溶剤接着可能な不織布である。
【０００８】
さらに第３の発明は、溶剤膨潤型繊維が、ポリエステル系樹脂もしくはポリスチレン系樹脂からなることを特徴とする上記第１記載の溶剤接着可能な不織布である。
【０００９】
また、第４の発明は、ポリエステル系樹脂が、イソフタル酸を少なくとも一部の酸成分として共重合されたポリエステル系樹脂であることを特徴とする上記第３記載の溶剤接着可能な不織布である。
【００１０】
また、第５の発明は、ポリエステル系樹脂が、ネオペンチルグリコールを少なくとも一部のアルコール成分として共重合されたポリエステル系樹脂であることを特徴とする上記第３又は４記載の溶剤接着可能な不織布である。
【００１１】
さらに、第６の発明は、ポリエステル系樹脂が、生分解性ポリエステルであることを特徴とする上記第３に記載の溶剤接着可能な不織布である。
【００１２】
第７の発明は、不織布が一方向とそれに直交する方向との１００℃乾熱収縮率の差が５％以上である収縮異方性を有することを特徴とする上記第１記載の溶剤接着可能な不織布である。
【００１３】
第８の発明は、繊維径が０．５〜３０μｍの溶剤膨潤型繊維をスパンボンド法により紡速１００〜５０００ｍ／分で紡糸し、次いで得られた不織布を４０〜１８０度の間の温度で面積率が５％以上のエンボスロールもしくはフラットカレンダー加工により繊維の圧着部を形成することを特徴とする溶剤接着可能な不織布の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、溶剤により不織布相互あるいは不織布とフィルムなどのシート状物と貼り合わせ可能な不織布およびその製造方法を提供するものであり、詳細には溶剤接着により高速に接着処理可能な不織布に関するにする。また、本発明の不織布は、収縮度をコントロールしやすく物体の廻りで収縮させて密着複合する事が可能である。さらに、成形性にもすぐれた不織布とすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に用いられる不織布は加工性の優れた素材であり、構成繊維の溶剤膨潤性を制御可能な素材であれば特に限定されないが、収縮性の制御の観点から高分子材料であることが好ましい。本発明に適用可能な高分子材料としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアリレンスルフィドなどがあげられる。環境問題が重視される昨今ではリサイクルの容易なポリエステルであることがより好ましい。
【００１６】
本発明の不織布はペットボトルなどの容器の包装に適用される事も多いと考えられるが、これらの容器は、ポリエステルが原料として用いられている事から同時にリサイクル可能である同一系素材であることが特に好ましい。また、ポリエステルは、半結晶性素材であり、不織布は加工条件を制御する事で収縮性を制御しやすいため特に好ましい。容器曲率の不均一な容器に断熱材を収縮させて使用する際には高い収縮性が要求される。この場合にはハードセグメントとソフトセグメントよりなるブロック共重合ポリエステルを用いる事も好ましい態様の一つである。該ブロック共重合ポリエステルよりなるフィルムは無孔でありながら透湿性を有するので結露防止機能が重要である場合は特に有効である。  また、該素材は伸縮性を有するために容器への貼りあわせや脱着が容易で、かつ貼りあわせ時の密着性が良い効果もある。さらには、断熱材および容器なども含めて使用素材を生分解性とすることで、インスタントラーメンや飲み物などの食品で汚れた容器をそのまま埋め立て処理する事も可能であり特に好ましい。
【００１７】
本発明における不織布の素材としては、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、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリラクトンなどのポリエステルやこれらの成分以外にイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸などの酸成分やネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコールなどのアルコール成分を共重合した共重合ポリエステル、ポリテトラメチレングリコールやポリエチレングリコールなどのポリアルキレングリコールをソフトセグメントとするポリエステルブロック共重合体を挙げることができる。共重合成分はポリエステルの酸成分又はアルコール成分に対して２〜５０モル％が好ましく、より好ましくは、４〜４０モル％である。これらのポリマーは、所望の収縮特性や物性を得るために適宜ブレンドして使用することができる。例えば、エチレンテレフタレートユニットが主成分でネオペンチルグリコールが第３成分として共重合された共重合ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートなどのホモポリエステルにブレンドすることによって、不織布の収縮特性と物性を所望の範囲にコントロールすることができる。この場合、共重合ポリエステルのブレンド率は、２５〜８０％が好ましく、より好ましくは３０〜６０％である。
【００１８】
また、シンジオタクチックポリスチレンなどポリスチレンも加工性がよくまた溶媒に膨巡しやすいので採用する事が可能である。
【００１９】
本発明で用いられる不織布は、繊維径が０．５〜３０μｍ、目付が５〜２００ｇ／ｍ2の不織布であることが好ましい。繊維径が０．５μｍより細いと不織布が磨耗などにより毛羽立ちやすく、不織布の強度が小さくなるためあまり好ましくない。繊維径が３０μｍより太くなると、本発明が目的とする、優れた接着性が低下するので好ましくない。また、印刷を行った際の鮮明度が低下するという問題も生じやすい。本発明者の検討の範囲では、繊維径が３〜１７μｍの間にある事が特に好ましかった。繊維径の異なる不織布を積層することも好ましい形態の一つである。また、溶剤で膨潤しやすい不織布としにくい不織布を積層することも目的に応じて実施できる。
また、不織布の目付が５ｇ／ｍ2より小さいと断熱性や不織布強度が低くなり、フィルムなどとの積層がしにくくなる問題が発生しやすくなる。目付が２００ｇ／ｍ2を超えると容器などに使用時の重量が重くなる上に、積層したフィルムが収縮した際に皺を生じる問題が発生しやすくなる。不織布は強力を高くするためにエンボス加工やカレンダー加工などにより部分的に繊維が接着されていても良い。不織布の形態としては、湿式不織布でも乾式不織布でも良いが、不織布の変形性に優れ、厚みを大きくして断熱性を上げやすい乾式不織布がより好ましい。特に長繊維不織布は、強伸度特性に優れ、表面が平滑であるためフィルムなどとの密着性が良いためにより好ましい。また、必要により縦方向と横方向の収縮率を変更することが容易な点でも乾式不織布が好ましい。不織布の溶剤接着性は、ポリマーの結晶性に関係すると思われるが明確なメカニズムは明らかではなく、どちらかというと結晶成分が少ない方が好ましいと考えられる。長繊維不織布により本発明の不織布を製造する際には、ポリマー組成にも依存するが、紡速が５０００ｍ／分を超えると接着性が低下する傾向が認められ、好ましくは４５００ｍ／分以下である。紡糸速度は繊維の移動速度をレーザードップラー法などで直接計測しても良いが、単孔吐出量と製品繊維径から換算する事によっても求める事が可能である。紡速が１００ｍ／分より低くても溶剤接着性には問題は無いが、糸切れなど紡糸時に不安定となった。
【００２０】
また、不織布は４０〜２００℃の間の温度で、面積率が５％以上のエンボスロールあるいはフラットカレンダー加工により繊維の圧着部を形成することが好ましい。好適な圧着面積率は、より好ましくは８％以上であり、特に好ましくは１５％以上であった。圧着部の面積は５％以上であることが必要である。面積が少なすぎると不織布層内での剥離を生じやすくあまり好ましくない。面積率が高いほど接着性は改善されるが、不織布の持つ嵩高性が失われるため要求に応じて適当な面積率を採用する必要がある。加工温度が４０℃より低いと室温の影響により不織布物性の変動が起こる可能性がありあまり好ましくない。一方、加工温度が２００℃以上では不織布が必要以上に収縮しやすく寸法安定性に問題を生じる恐れがあるので好ましくない。加工速度にもよるが好ましい加工温度としては５０〜１８０℃、特に好ましくは５０〜１００℃であった。
【００２１】
本発明において不織布は、充填率が０．０５〜０．５の間にあることが好ましい。充填率が０．０５より小さいと異なる不織布相互の接着強度が高くても、不織布内部の層内剥離を生じるため接合強度が小さくなり好ましくない。また、不織布強度が小さすぎたり、毛羽立ちやすかったりするという問題も生じやすい。発明者の検討の範囲では、充填率を高くすることで接着強度が上がる傾向にあった。しかしながら充填率が０．５より大きいとフィルム化して風合いが硬くなったり、曲げにより破壊が起こりやすくなっていったりする傾向に有りあまり好ましくなかった。
不織布の厚みは、０．０５〜１ｍｍの間にあることが好ましく、とくに好ましくは０．０８〜０．３ｍｍである。厚みが０．０５ｍｍより小さくなると、繊維の接着面積が小さくなり所望の接合強度を得る事が困難になる。一方、１ｍｍより厚いと溶剤の使用量が多くなりすぎたり、蒸発にかかる時間が必要になり高速加工性が損なわれたりするためあまり好ましくない。
【００２２】
本発明において不織布は、１００℃乾熱収縮率で、少なくとも一方向に２〜６０％収縮することが好ましく、より好ましくは３〜５０％である。不織布の収縮率は、ポリマー組成や成型時の延伸倍率などを調整することによりコントロール可能である
【００２３】
不織布の任意の一方向とそれに直行する方向の差である収縮異方性は、１００℃乾熱収縮率の差が５％以上であれば使用時の取り扱い性にすぐれる。好ましくは１０％以上、より好ましくは２０％以上である。また、取扱い性、工程制御性などから、収縮の小さい方向の収縮率は、３０％以下が好ましく、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下であり、収縮の大きい方向の収縮率は、８０％以下が好ましく、より好ましくは７０％以下である。
【００２４】
不織布を接着する場合には、繊維を膨潤させて接触させることで達せられる。膨潤させる溶剤は、１，３ジオキソランあるいは１，３ジオキソランと相溶する有機溶剤との混合液あるいは、テトラヒドロフランあるいはテトラヒドロフランと相溶する有機溶剤との混合液であることが高速接着性の観点から特に好ましい。これらの溶剤を用いる事により２０〜２００ｍ／分という高速加工性を達成する事が可能となる。
【００２５】
不織布に溶剤接着性を有するフィルムを貼りあわせることも好ましいが、その場合のフィルムの厚さは５〜７０μｍが好ましく、特に１０〜６０μｍが好ましい。５μｍより厚みが薄いと工程途中でシートが破れたり、皺になったりする問題を生じやすい。一方、７０μｍより厚いとごわごわした風合いになったり、収縮の際に皺を生じやすくなったりする傾向がある。本発明に好適に用いられるフィルムは収縮異方性を有するフィルムであり、一方向とそれに直交する方向の１００℃乾熱収縮率の差が５％以上異なるフィルムである。この収縮異方性により、積層体を例えば断熱材として容器に複合させる際に、容器の長手方向への収縮よりも、それに直交する方向への収縮を大きくすることができ、容器への複合化の作業性が良くなる。また、断熱材をチューブ上にロールなどで連続的に提供する場合にも、長手方向の収縮を小さくすることで工程の制御が容易になる。
【００２６】
本発明において、不織布とフィルムを積層して貼りあわせる方法としては、通常の乾式あるいは湿式の接着剤による方法や加熱熱接着法、押し出しラミネート法などいかなる方法を用いても良い。特にフィルムがハードセグメントとソフトセグメントよりなるブロック共重合ポリエステルなどのように後工程で延伸操作を行わなくても収縮率のコントロールが可能なポリマーを用いる場合には、フィルム厚みが５〜５０μｍになるように押し出しラミネートする方法は工程が簡略化されるため好ましい形態の一つである。場合により、積層した物を延伸したり、逆に熱処理により巾方向に収縮させたりすることにより収縮率をコントロールすることが可能である。
【００２７】
本発明の不織布単独あるいはフィルムと不織布とが積層された積層体からなる包装材、断熱材などは、容器の少なくとも一部を覆うように容器に取付けられる（複合される）。この断熱材を容器などに複合する際には、接着剤で貼り合わせることも可能であるが、使用後に断熱材などを除去しにくくなったり、接着剤という異物を含むことによってリサイクル性が低下したりするという問題を生じやすい。本発明では、断熱材などで容器を覆い、かつ収縮させる事により容器との密着性を高めて主に機械的拘束力や摩擦力などにより複合することが好ましい。
【００２８】
不織布を容器に複合させるための収縮処理温度は、製造工程により適宜選択されるが、５０〜１２０℃近傍など比較的低い温度で予備収縮をさせておいて複合する容器などとの位置決めを行ってから、次いで密着させるための本収縮処理を行う事が好ましい。この方法により印刷面のズレ防止や印刷歪などを防止する事が可能である。断熱材等の予備収縮温度での長手方向の収縮は、１％未満である事が好ましい。収縮率のコントロールのためには、ポリマー組成の選定と延伸条件、熱処理条件の選定が重要であるが。繊維は、要求に応じて適度な延伸倍率かつ変形速度で延伸される。また、予備収縮温度以下では収縮が起こらないように、該温度近傍の温度で熱セットしておくことも好ましい態様の一つである。
【００２９】
本発明の不織布にフィルムを貼りあわせて容器に適用する場合において、ブロック共重合ポリエステルやポリウレタンなどの樹脂でフィルムを用いた場合、ペットボトルあるいは金属製の容器の少なくとも一部を覆うように、主に収縮処理により固定すると結露防止性保冷容器となる。また、ペットボトル、金属容器、紙やプラスチック製コップ、即席麺容器、アルコール飲料容器などの約４０℃以上の液体あるいは固体を保持する容器の一部に複合して用いると保温性、火傷防止性のある断熱性容器とすることができる。
【００３０】
本発明の不織布を収縮させる事などにより複数の小さい容器や荷物などの物体を一括して固定したり包装したりすることが可能となる。
【実施例】
【００３１】
次に本発明を具体的に実施例によって説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
本発明で使用される測定法は以下のとおりである。
（乾熱収縮率）
サンプルを２０ｃｍ各の正方形に切り出して、温度１００℃に制御された恒温槽に１５分間放置して後、縦方向及び横方向の収縮率を測定した。
（厚み）
圧力子直径２ｃｍピーコック厚み計で圧力７ｇ／ｃｍ2の加重下の厚みを測定した。
【００３２】
（接合強度）
不織布を１０ｍｍオーバーラップするように重ねて、約３ｍｍの巾にテトラヒドロフランを綿棒により４ｍｍ間隔で２本塗って接着を行った。接合面長さが１５ｍｍ巾になるように矩形サンプルを切り出し、せん断剥離強度を測定した。
【００３３】
（実施例１）
酸成分としてテレフタル酸を１００％、アルコール成分としてエチレングリコール（５５モル％）とネオペンチルグリコール（４５モル％）よりなる樹脂をスパンボンド法により紡速３８００ｍ／分で不織布化を行い、直径１４μｍ、目付１５ｇ／ｍ2のシートを得た。得られた不織布を５０℃、２０ｍ／分の加工速度で面積率２８％のエンボスカレンダー加工を行うことで厚み０．０８ｍｍ、充填率０．１４（ポリマー密度を１．３４として計算した）の不織布（縦横収縮率：縦２２％、横１６％）を作成した。得られた不織布の接合強度を測定したところ約３１０ｇの荷重で材料破壊により接着面がはがれた。
【００３４】
（実施例２）
実施例１の不織布に東洋紡績株式会社製熱収縮フィルム（スペースクリーンＳＣ−Ｌ、厚み６０μｍ）をエステル系の樹脂でドライラミネート法により接着した。積層体の不織布とフィルムを重ねて接合強度を測定した。接合強度は約４７０ｇと十分あった。筒状態をつくりアルミボトルにかぶせた上で収縮させると均一にボトルに密着することが可能であり、断熱材として好適に使用できると考えられる。
【００３５】
（実施例３）
酸成分としてテレフタル酸を１００％、アルコール成分としてエチレングリコール（６０モル％）とシクロヘキサンジメタノール（４０モル％）よりなる樹脂をスパンボンド法により紡速３８００ｍ／分で不織布化を行い、直径１４μｍ、目付３０ｇ／ｍ2のシートを得た。得られた不織布を８０℃、２０ｍ／分の加工速度でプレーンカレンダー加工を行うことで厚み０．０７ｍｍ、充填率０．３２（ポリマー密度を１．３４として計算した）の不織布（縦横収縮率：縦３１％、横１８％）を作成した。得られた不織布の接合強度を測定したところ約４４０ｇの荷重で材料破壊により接着面がはがれた。オフセットグラビア表面印刷を行ったところ印刷面がきれいに表示された。
【００３６】
（比較例１）
実施例１の不織布でエンボスカレンダー加工を行わずに接合強度を測定した。不織布の厚みは０．２５ｍｍ、充填率は０．０４であった。不織布層内の界面で剥離を生じ、接合強度は約１３５ｇと低く用途がかなり制約されると考えられる。
【００３７】
（比較例２）
実施例３において不織布の繊維径が３５μｍである以外は同様の条件で不織布を得た。接合強度を測ろうとしたが、接着強度は約２０５ｇと小さく用途がかなり制約されると考えられる。
オフセットグラビア表面印刷を行ったところ印刷面のかすれが認められて問題であった。
【００３８】
（参考例１）
実施例１と同様にスパンボンド不織布を作成したが、紡糸速度が５２００ｍ／分相当であった。糸切れが多発したが、問題ないところを選択してエンボスカレンダー処理をして実施例１と同じ厚みかつ充填率の不織布を作成した。不織布相互の接合強度を測定したところ約１９０ｇと低く用途がかなり制約されると考えられる。
【００３９】
（参考例２）
実施例１と同様にして素材がポリエチレンテレフタレートである以外は同様の条件で不織布を得た。接合強度を測ろうとしたが、全く接着しなかった。乾熱収縮率は縦０．５％横０．１％であった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は溶剤により不織布相互あるいは不織布とフィルムなどのシート状物と貼り合わせ可能な不織布およびその製造方法に関するものであり、熱収縮により物体の形態に追従しやすく密着可能な不織布に有用である。特に、ペットボトル、金属容器、紙やプラスチック製コップ、即席麺容器、アルコール飲料容器など温度が約４０℃以上の液体あるいは固体を保持する容器の一部に本発明の不織布を貼り合わせて保温や火傷防止が可能な断熱性を有する不織布に利用可能である。また、収縮させる事などにより複数の容器や荷物などの物体を一括して固定したり包装したりする不織布としても利用可能である。これらの用途では、不織布を予めチューブ状や袋状にしておくことで簡易に物体を包装することが可能であり、フィルム単体のように引裂きなどにより破れたりしにくいうえにクッション性が高いため特に有用である。
また、本発明の不織布は、熱成形性に優れており、また適切な製造条件を選ぶことにより印刷適正に優れた特性を生かした用途に好適である。