WO1999039037A1

WO1999039037A1 - Non-tisse adhesif etirable et lamine le contenant

Info

Publication number: WO1999039037A1
Application number: PCT/JP1999/000306
Authority: WO
Inventors: Noboru Watanabe; Tsutomu Teshima; Yukio Yamakawa; Yutaka Tanaka; Teruyoshi Kawada
Original assignee: Kanebo, Limited; Kanebo Gohsen, Limited
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 1999-08-05
Also published as: EP1043438A4; EP1043438B1; US6429159B1; ATE546577T1; EP1043438A1

Description

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明細書伸縮性接着不織布及びこれを含む積層物技術分野

本発明は、優れた接着強度を有しながら、通気性と柔軟性を兼ね備えた伸縮性接着不織布に関する。背景技術

ホットメルト不織布は、該不織布と被着体を積層し、加熱により不織布を溶融して接着させるのに用いられる。従来、ホットメルト不織布としては、エチレン—酢酸ビニルコポリマ一（E V A)、ポリエチレン一ァ夕クチックポリプロピレン（A P P )、エチレン一アクリル酸ェチルコポリマー（E E A)、ポリアミド、ポリエステルなどの樹脂からなるものが知られている。

ホットメルト不織布を構成する樹脂には、一般的に接着材用途として要求される種々の性能を改善することを目的に、可塑剤、粘着付与剤、ワックス等が配合され実用に供されている。しかしながら、このような不織布は耐薬品性，耐クリーニング性 ·耐熱性に乏しく、柔軟性に乏しいため積層物の風合を著しく損ねるという問題がある。

これらの問題点を改善する方法として例えば熱可塑性ポリウレタン樹脂をフィルムにして接着材として使用する方法が特開平 7— 9 7 5 6 0号及び特開平 9一 2 2 1 6 4 0号公報に示されている。

しかしながら、このような熱可塑性ポリウレタン樹脂からなるフィルムは、積層物の通気性を著しく低下させる、もしくは全くなくなると言う問題点があった。本発明は、これら従来公知技術の問題点を解決して、柔軟性に富み、接着性と通気性に優れた伸縮性接着不織布を提供することを目的とする。発明の開示

本発明者らは、この様な従来の問題点を解決するために鋭意検討した結果、脂肪族ジイソシァネート、及び/又は芳香族ジイソシァネート、高分子ジオールおよび鎖延長剤からなる組成で硬さ（J I S— A硬さ） 6 5〜9 8度および流動開始温度 8 0〜1 5 0 °Cの範囲の熱可塑性ポリウレタン樹脂を使用した連続したフィラメントをシート状に積層した後、積層されたフィラメントの接触点で該フィラメント自体を自己の有する熱により融着接合し、繊維形成してなる伸縮性接着不織布を発明した。発明を実施するための最良の形態

本発明に用いられる脂肪族：トとしては、炭素数 4〜 1 3の脂肪族ジイソシァネートが好ましい。例えば、

1 , 5—ぺ

一卜、 1，

ような直鎖状のもの、シクロへキサンジイソシァネート、

ジイソシァネート、水添キシレンジイソシァネート、

—トメチルのような脂環族ジイソシァネートも含まれる。又、分子内にメチル基側鎖を有する脂肪族ジイソシァネート、例えばトリメチルーへキサメチレンジイソシも好適に用いられる。

これらを単独又は側鎖を持たない前記ジイソシァネー卜類と混合使用することができる。

本発明に用いられる芳香族ジイソシァネートとしては、例えば、 2， 4—トリレ

-ート、 4 , 4 ' —ジフエニルメタンジイソシァネート、キシリレンネート、フエ二レンジイソシァネート、 1， 5 _ナフ夕レンジイソシァネ一トなどがあげられる。

本発明に用いられる高分子ジオールとしては、例えば、側鎖を持たない高分子ジオールとして各種直鎖状低分子ジオールとアジピン酸、フ夕ル酸、セバシン酸、ダイマ一酸などのジカルボン酸類から得られるポリエステルジオール、ポリ力プロラクトンジオール、各種ダリコールの炭酸エステル類又はポリテトラメチレンダリコ —ルの様なポリエーテルジオールがあげられる。分子内にメチル基側鎖を有する高分子ジオールとしては、 2—メチル— 1, 3プ口パンジオール、 2—メチルー 1， 4ブタンジオール、 2—メチル— 1， 5へキサンジオール、 3—メチル _ 1， 5へキサンジオール、ネオペンチルダリコール、 3 一メチル— 1， 5ペン夕ンジオール、 2—メチルー 1, 8オクタンジオールなどの側鎖ジオールの単独又は直鎖ジオールなどとの混合物とジカルボン酸類から得られるポリエステルジオール、メチル基側鎖を有する) 3—メチルー δ—パレロラクロンからなるポリバレロラクトンジオール類などがあげられ、これらを単独又は前記の側鎖を持たない前記高分子ジオールと混合使用することができる。これら高分子ジオールの数平均分子量は 500〜 1 0000の範囲、好ましくは 700〜 8000 の範囲である。

本発明に用いる鎖延長剤としては、分子量 400以下のジオール化合物が例としてあげられる。具体的な化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、 1， 4ブタンジオール、 1， 6へキサンジオール、 1， 9ノナンジオール、ビス一 3—ヒドロキシエトキシベンゼンなどがあげられる。又、分子内にメチル基側鎖を有する 2—メチル— 1， 3プロパンジォ一ル、 2 _メチル_ 1， 4ブタンジオール、 2—メチルー 1, 5へキサンジオール、 3—メチルー 1， 5へキサンジォ —ル、ネオペンチルダリコ一ル、 3—メチル— 1， 5ペン夕ンジオール、 2—メチル— 1, 8オクタンジオール、 N—フエニルジイソプロパノ一ルァミンなどの側鎖ジオールも好適に用いられ、これらを単独又は混合で使用することができる。

本発明における熱可塑性ポリウレタン樹脂は、その流動開始温度が 80〜1 5 0°Cの範囲である必要がある。流動開始温度が 80°C未満の場合、熱間成形による不織布の製造が困難になる。又、流動開始温度が 1 50°Cを超える場合、不織布の柔軟性が失われ、又接着加工時の温度が高温となり被接着材の変色等が発生したりするため、衣料用などの接着材用途に不適当になる。

ここで、流動開始温度とは、樹脂を一定の昇温速度で加熱し、樹脂が溶融し流動し始める温度のことを言い、通常、高化式フローテスターなどで測定する。流動開始温度は、ホットメルト不織布接着材の接着条件、特に加熱温度を限定するので重要な物性である。

本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂の硬さ（J I S— A硬さ）は、 6 5〜98度であることが必要である。硬さが 6 5度未満の場合、熱間成形による不織布製造が困難になり、 9 8度を超える場合は、不織布の柔軟性が失われ、衣料用などの接着材用途に不適当になる。

本発明に用いる熱可塑性ポリウレタン樹脂の構成成分の少なくとも 1成分が分子内にメチル基側鎖を 1個以上持つ、特に側鎖を持った繰り返し単位を有する高分子ジオールを使用する事によって更に優れた低温柔軟性を付与する事が可能となり好ましい。低温柔軟性は、常温における硬さと低温時における硬さの変化で評価できる。低温柔軟性に優れる不織布は、風合の悪化が起こりにくいので好ましい。

本発明に用いられる熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法としては、公知の熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法、例えば、ワンショット法、プレボリマー法、ノツチ法、連続法、押出機法、ニーダ一法等のいずれの方法も採用できる。例えば.、二一ダ一による方法では、高分子ジオール、鎖延長剤をニーダ一に仕込み、 6 0 °C に加温後、脂肪族ジイソシァネートを投入し、 1 0〜 6 0分反応させた後冷却することによりフレーク状の熱可塑性ポリゥレタン樹脂を製造することができ、プロックについては粉砕機でフレーク状にすることができる。このフレークは、必要に応じ押出機などによりペレツト状にする。

本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂製造時の触媒の使用は、必須ではないが、当該樹脂を製造する際に公知の、トリヱチルァミン、トリエチレンジァミン等の第 3 級ァミン類や、これら第 3級ァミン類のカルボン酸塩、又、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅等のナフテン酸金属塩類あるいはォクテン酸金属塩の他にォレイン酸錫、ジブチル錫ジラウレート、ォクテン酸錫等の有機金属類、又は、トリェチルフォスフ Tン、トリブチルフォスフィン等のアルキルフォスフィン類も使用できる。本発明に用いられる熱可塑性ポリウレタン樹脂には、不織布成形性改善のため無機系ワックス、有機系ワックス、プロテイン粉末、他の加工性助剤等、特性改善のために酸化防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、有機可塑剤、他の熱可塑性樹脂等、その他に色材、艷消し剤等も適宜添加する事が出来る。

本発明の不織布を製造する方法は、従来公知の方法を利用できる。

例えば、押し出し機で加熱溶融後、適当な紡糸温度にて、オリフィスが直線上に一定ピッチで配列されたメルトブローンノズルから吐出し、エア一スリットから加熱エア一を噴射して細化された繊維をその下方を走行する金網ベルトコ

補集する。この際、ベルトコンベア上に補集された繊維は自己の持つ熱で融着した不織布が得られる。

不織布の柔軟性を向上させるという観点から、不織布の剛軟度を適当な範囲とすることは好ましい。本発明の不織布の場合、その剛軟度 Y (mm) が不織布の目付 X ( g /m²) に対して Y≤0 . 2 Χ + 2 0を満たすような範囲であることが好ましい。

また、不織布の繊維径は 1 0 0 z m以下であることが好ましい。更に好ましくは、 5 0 以下、特に好ましくは 3 0 /x m以下である。繊維径がこの程度であると、適度な柔軟性を保持できるのでより好ましい。

剛軟度がより小さい伸縮性接着不織布を得るには、脂肪族ジイソシァネート、高分子ジオールおよび鎖延長剤からなる組成で、このうちの少なくとも 1成分が分子内にメチル基側鎖を 1個以上持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いる事によって得られる。又は/及び熱可塑性ポリウレタンの硬さ（J I S— A硬さ）の低いポリマ一を使用する事によっても得られる。しかし硬さの低いポリマ一を使用するとコンベアベルトからの剥離性が悪く、コンベアベルトにテフロン等をコーティングしても、安定して生産が出来なくなる。

ベルトコンベアからの剥離性を向上させるためには、原料として使用する熱可塑性ポリウレ夕ンのその溶融温度 Tと溶融粘度 Vの関係が、以下の式を満たすようなものであればよい。

T = A l o g (V) + B

(ただし T =溶融温度（t：)、 V =溶融粘度（p o i s e ) - 2 0≤A≤- 5 , 1 0 0≤B≤2 5 0 )

剥離性を向上させる別の方法としては、メルトブローンノズルからコンペアベル卜の距離を 1 5 c m以上にとる、エア一スリットからの加熱エア一温度を、従来のメルトプロ一ン製造条件と異なり、熱可塑性ポリウレタンの溶融温度と同等もしくは低く設定する事によってメルトブローンノズルから吐出した後に冷却固化を促進させる、等の方法があげられる。

被接着体の間に本発明の不織布をはさみ、適当な温度で加熱することにより被接着体同士を接着することが出来る。従って布帛ゃ不織布等の繊維製品同士、繊維製品と高分子材料、高分子材料同士の接着に有用である。

また、本発明の不織布の通気量 Z ( c c / c m²/ s ) は該不織布の目付 X ( g Z m²) に対して、 Z≥ 5 7 0 O X 1 0— ° · 。^{1 9 X}を満たす範囲であると、被接着体との接着後の積層物の通気性も良好となり好ましい。

本発明の不織布の一般的な用途として透湿フィルムの接着、各種ワッペン、マーク類の接着等、又汎用複写機で本発明の不織布片面に複写した絵柄を Tシャツなどの衣料に熱融着させる等が挙げられる。

更に、本発明の特徴である柔軟性、通気性を生かした用途も各種提案される。例えば、ツーウェイトリコッ卜のような伸縮性に優れる編み物どうしを積層し接着させる際に、接着材として本発明の不織布を用いると、トリコットの伸縮性と通気性を殆ど損なう事なく積層物を得ることが出来る。これに対して、共重合 P E Tのような素材を接着材として用いるとトリコットの伸縮性が失われてしまう。

また、編み物に透湿フィルムを積層し接着させる際に本発明の不織布を用いると、編み物の伸縮性、透湿フィルムの特性を損なう事なく両者の長所を生かした積層物が得られる。

フロッキー加工のマーク地の接着用途に利用すれば、これまで柔軟性を持たせることが困難であった製品を得ることが出来る。

インナ一製品のベルトの部品の接着に本発明の不織布を用いることにより、従来はドット状に接着剤を貼っていたために使用の際にねじれ、たるみが多発していたのを完全になくすことが出来る。

また、従来は満足のいくものが得られにくかった伸縮性を有し、形態保持性に優れる衣服の裏地、芯地を得ることも可能となるので、形態保持性に優れるネクタイなどを製造することも可能となった。

その他金属板、ガラス等の非有機高分子材料や紙等も熱融着させることが出来る。従って、これらの素材を布帛等に接着させた積層物を得る事も可能となる。実施例

以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によつて何ら制限されるものではない。最初に各種物性の測定方法を示す。

(1) 硬さ

ペレットを射出成形機にて成形した試験片を 23°C、 50%RHの条件で J I S K731 1に準じて測定した

(2) 流動開始温度

島津高化式フローテス夕一 C FT— 500を使用した。一定の割合で昇温した試験片が固体からゴム弹性域をへて流動域に至るまでの過程を連続的に測定して、ノズルより流れ出す温度を求めた。（荷重 10 kg f、ノズル ΙπιηιΦΧ ImmLで実施）

(3) 引っ張り強度

試験片 2. 5 cmX 5 cmをクロスヘッド速度 200mm/分にて J I S L 1 096に準じて測定した。

(4) 50%伸長弾性回復率

試験片 2. 5 cmx 5 cmをクロスヘッド速度 20 OmmZ分にて J I S L 1

096に準じて測定した。以下で、伸長弾性回復率と述べたときはこの値を言うものとする。

(5) 剥離強度

試験片 2. 5 cmX 15 cmをクロスヘッド速度 20 OmmZ分にて J I S L

1086に準じて測定した。

(6) 剛軟度

試験片 2. 0じ 111 1 5じ 111を】 1 5 L 1096 (カンチレバ一法）に準じて測定した。

(7) 通気量

カトーテック製 KES— F 8— AP 1通気性試験機を使用した。試験片 12 cmx 12 cmを装置に固定し、排気 3秒、吸気 3秒の 6秒間の通気抵抗を読みとり、フラジール型への換算を行つた。

実施例 1

熱可塑性ポリウレ夕ンとして、アジペート系ポリエステルポリオール、アミドヮックス系滑剤、耐候剤、 1, 4ブタンジオール、及び 1, シァネートから得た熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いた。該ポリウレ夕ン樹脂は、硬さ（J I S—A硬さ） 85度及び流動開始温度 104°Cであった。このウレタン樹脂を加熱溶融後、紡糸温度 2 10°Cにて 0. 5ππηΦのオリフィスが 1000穴 lmmピッチで 1列に配列されたメルトブローンノズルから吐出し、スリット巾 0.

5 mmのェアースリツ卜から 205 °Cの加熱エア一を噴射して細化された繊維をその下方 20 cmを走行するテフロンコーティグ金網のベルトコンベア上に補集し自己の持つ熱で融着させ目付 50 g/m²の不織布を得た。

この不織布は、繊維径が 25 mで、引っ張り強度はタテ 300 g f Z2. 5 c m、ョコ 285 g fZ2. 5 c m、 50 %伸長弾性回復率が 83 %で剛軟度 23 m m、通気量 830 c c/cm²/sのソフトで伸縮性のある接着性不織布であった。前記の不織布を通気量 80 c c/cm²Zsのナイロンツーウェイトリコッ卜の間にサンドイッチ構造にして熱プレスし接着させた。この素材の通気量は 8. 7 c c /cmVs , 剛軟度 43mm、 50 %伸長弾性回復率 80 %、剥離強力 3500 g /2. 5 cmで柔軟性、伸縮性、通気性、接着強力の優れたものであった（試料 A

又、前記不織布の製造条件を変更し、不織布の通気量と剛軟度を変えたものを製造し、同様の実験を行った（試料 B、 C)。更に、比較対象としてポリアミド系ホットメルト不織布（日本バイリーン（株）製、 50 g/m²)、ウレタンフィルム（日本ミラクトラン（株）製、 30 wm) を用いて同様の測定を行った（試料 D、 E)。各実験に用いた試料の通気量、剛軟度を表 1にまとめた。

また、各試料とナイロンッ一ウェイトリコットを用いた、通気性、柔軟性、伸縮性の評価を下記に従って行った。結果を表 2にまとめた。

<通気性評価 >

〇：通気量 3. 0 c c/cm²Zs以上

△：通気量 1. 0以上 3. 0未満

X：通気量 1. 0未満

ぐ柔軟性評価 >

〇：剛軟度 45 mm未満

△：剛軟度 45以上 55未満 X ：剛軟度 55以上

<伸縮性評価 >

〇：伸度 50 %以上かつ伸長弾性回復率 70 %以上

△：伸度 50 %以上かつ伸長弾性回復率 70 %未満

X ：伸度 30 %未満ほ 1]

ほ 2]

実施例 2

熱可塑性ポリウレタンとして、アジペート系ポリエステルポリオール、アミドヮックス系滑剤、耐候剤、 1, 4ブタンジオール、及び 1, 6へキサメチレンジイソシァネートから得た熱可塑性ポリウレタン樹脂（A) と、アジペート系ポリエステルポリオ一ル、アミドワックス系滑剤、耐候剤、 1, 4ブタンジオール、及び 4, 4' —ジフエニルメタンジイソシァネー卜から得た熱可塑性ポリウレタン樹脂

(B) をプレンダ一にて混合し、押出機にて 1 70°Cで混練して、ペレットにしたものを用いた。この樹脂の硬さは 90で流動開始温度は 1 20°Cであった。これを用いて実施例 1と同様な方法により 35 gZm²の接着性不織布を得た。

この不織布は、繊維径が 20 で、引っ張り強度は夕テ 290 g ί /2. 5 c m、ョコ 265 g f/2. 5 c m、 50 %伸長弾性回復率が 86 %で剛軟度 1 9 m m、通気量 1200 c cZcm²/sのソフ卜で伸縮性のある接着性不織布であった。実施例 3

熱可塑性ポリウレタン樹脂として、ポリブチレンアジペート、ポリ 3—メチルー 1， 5ペンタンアジペート、アミドワックス系滑剤、耐候剤、触媒ジブチル錫ジラウレ一ト、 1， 4ブタンジオール、及び 1， 6へキサメチレンジイソシァネートから得た熱可塑性ポリウレタン樹脂を押出機にて、 160°Cで押し出してペレツ卜にしたものを用いた。このペレットは硬さ 80、流動開始温度 97 °Cであった。これを用いて実施例 1と同様にして 20 gZm²の接着性不織布を得た。

この不織布は、繊維径が 20 /xmで、引っ張り強度はタテ 149 g f Z2. 5 c m、ョコ l l l g fZ2. 5 cm, 50 %伸長弾性回復率が 87 %で剛軟度 16 m m、通気量 2600 c c/cm²Zsのソフ卜で伸縮性のある接着性不織布であった。産業上の利用可能性

本発明の不織布は柔軟性に優れしかも接着強度が強いので、特に繊維製品の接着布として好適に用いられる。また、本発明の繊維積層物は通気性に優れるので特に衣料用製品に好適である。

Claims

請求の範囲

1. 熱可塑性ポリウレタン樹脂を繊維形成してなる伸縮性接着不織布であって、該熱可塑性ポリウレタン樹脂が脂肪族ジィソシァネート、及び/又は芳香族ジィソシァネート、高分子ジオール、及び鎖延長剤からなり、硬さ（J I S— A硬さ） 65 〜98度であり流動開始温度が 80〜150°Cである伸縮性接着不織布。

2. 熱可塑性ポリウレタン樹脂が、脂肪族ジイソシァネー卜、高分子ジオールおよび鎖延長剤からなる熱可塑性ポリウレタン樹脂（A) と、芳香族ジイソシァネート、高分子ジオール、及び鎖延長剤からなる熱可塑性ポリウレタン樹脂（B) の混合物である請求の範囲第 1項記載の伸縮性接着不織布。

3. 熱可塑性ポリウレタン樹脂が、脂肪族ジイソシァネート、高分子ジオールおよび鎖延長剤からなる組成で、このうちの少なくとも 1成分が分子内にメチル基側鎖を 1個以上持つ請求の範囲第 1項記載の伸縮性接着不織布。

4. 該不織布が実質的に連続したフィラメントをシート状に積層した後、積層されたフィラメントの接触点で該フィラメント自体を自己の有する熱により融着接合されており、剛軟度が式

Y≤0. 2 Χ+ 20

(ただし Υ =剛軟度（mm)、 X=不織布の目付（gZm²)) で表され、繊維径が 1 00 m以下である請求の範囲第 1項記載の伸縮性接着不織布。

5. 該不織布の通気量 Z (c c/cmVs) が目付 X (g/m²) の関数として以下の範囲にある請求の範囲第 1項記載の伸縮性接着不織布。

Z≥ 5700 X 10"°- ^019X

(但し、 10≤X≤ 100)

6. 請求の範囲第 1〜 5項いずれかに記載の不織布を中間層に置き、上下層に同種或いは異種の被接着体を積層し、熱接着せしめた積層物。

7. 被接着体がシート、フィルム、布帛、不織布、紙から選ばれた群である請求の範囲第 6項記載の積層物。