JP5719834B2 - Nonwoven fiber molded body and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、軽量かつ嵩高であるとともに、通気性、断熱性、耐久性、成形性、リサイクル性に優れた不織繊維成形体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a non-woven fiber molded article that is lightweight and bulky, and excellent in breathability, heat insulation, durability, moldability, and recyclability, and a method for producing the same.
従来より、軽量材料として、発泡スチロール(ポリスチレン発泡体)が広く用いられている。発泡スチロールは、軽量であり、断熱性、成形性、衝撃吸収性に優れており、緩衝・梱包材や、保温・保冷が必要な物の断熱材として用いられている。しかし、発泡スチロールは局部荷重がかかると凹んだまま形状が回復しなかったり、曲げ応力を受けると折れ易く、耐久性が低い。また、ヘルメットの衝撃緩衝材などとして使用する場合、通気性がないため、蒸れ易い。 Conventionally, a polystyrene foam (polystyrene foam) has been widely used as a lightweight material. Styrofoam is lightweight and excellent in heat insulation, moldability, and impact absorption, and is used as a buffer / packaging material and a heat insulation material that requires heat insulation / cooling. However, the foamed polystyrene does not recover its shape while being depressed when a local load is applied, or is easily broken when subjected to bending stress, and has low durability. In addition, when used as a shock-absorbing material for a helmet, it is easily stuffy because it is not breathable.
クッション材としては、風合いが良好で且つ形態安定性に優れていることから軟質ウレタンフォームが広く使用されている。しかし、一般的な軟質ウレタンフォームは独立発泡であるため、通気性がなく蒸れ易い。また、耐候劣化や黄変を起こし易く、耐久性も低い。リサイクル面においても、燃焼すると、有害なNOX、COを発生するため、サーマルリサイクルに適した材料ではない。マテリアルリサイクルとしては、ウレタンフォーム廃材を破砕したウレタンチップを再成形する方法が利用されているが、破砕したウレタン同士を繋ぐためのバインダーの添加が必要となる。 As the cushion material, a flexible urethane foam is widely used because of its good texture and excellent shape stability. However, since a general flexible urethane foam is an independent foam, it does not have air permeability and is easily steamed. Moreover, it is easy to raise | generate weather resistance deterioration and yellowing, and its durability is also low. In terms of recycling, when it burns, it generates harmful NOx and CO, so it is not a material suitable for thermal recycling. As material recycling, a method of remolding a urethane chip obtained by crushing urethane foam waste material is used, but it is necessary to add a binder for connecting the crushed urethane.
そこで、軽量で、通気性、耐久性、断熱性、耐折性に優れた材料として、湿熱接着性繊維を含む不織繊維ウェブを積層させて高温水蒸気で加熱することにより、不織繊維構造を有し、かつ厚み方向に均一な接着率で湿熱接着性繊維が融着した硬質の成形体が知られている(特許文献1:国際公開WO2007/116676号公報)。しかし、この成形体では、カードウェブを蒸気で湿熱接着させる際に、繊維集合体の見掛け密度が上昇するため、0.05g/cm3以下の成形体を得ることができない。また、2台のベルトコンベア間にウェブを挟んで成形する方法であるので、ボード形状の成形体は作成可能であるものの、複雑な3次元構造物を作成するのが困難である。Therefore, a non-woven fiber structure is obtained by laminating non-woven fiber webs containing wet heat adhesive fibers and heating them with high-temperature steam as a lightweight, breathable, durable, heat-insulating and folding-resistant material. A hard molded article having wet-heat adhesive fibers fused with a uniform adhesion rate in the thickness direction is known (Patent Document 1: International Publication WO 2007/116676). However, in this molded product, when the card web is wet-heat bonded with steam, the apparent density of the fiber assembly is increased, so that a molded product of 0.05 g / cm 3 or less cannot be obtained. In addition, since the web is sandwiched between two belt conveyors and molded, a board-shaped molded body can be created, but it is difficult to create a complicated three-dimensional structure.
繊維集合体で3次元構造体を作成する方法として、繊維材料とバインダーとを金型内に充填し熱成形する方法が知られている(特許文献2:特開2000−238057号公報)。しかし、この方法では、繊維を接着させるために、バインダーを一緒に充填させる必要があり、またバインダーを繊維に均一に付着するのが困難である。 As a method of creating a three-dimensional structure with a fiber assembly, a method of filling a mold with a fiber material and a binder and performing thermoforming is known (Patent Document 2: JP 2000-238057 A). However, in this method, in order to adhere the fibers, it is necessary to fill the binder together, and it is difficult to uniformly adhere the binder to the fibers.
従って、本発明の目的は、不織繊維構造を有し、軽量かつ嵩高であるとともに、成形性に優れ、複雑な三次元形状でも、簡便に成形できる不織繊維成形体及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a nonwoven fiber molded body having a nonwoven fiber structure, lightweight and bulky, excellent in moldability and capable of being easily molded even in a complicated three-dimensional shape, and a method for producing the same. There is to do.
本発明の他の目的は、リサイクル性に優れる不織繊維成形体及びその製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a non-woven fiber molded article excellent in recyclability and a method for producing the same.
本発明のさらに他の目的は、通気性、断熱性、耐久性に優れる不織繊維成形体及びその製造方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a non-woven fiber molded article excellent in air permeability, heat insulation and durability and a method for producing the same.
本発明の別の目的は、軽量で吸音性に優れるとともに、形態安定性にも優れる不織繊維成形体及びその製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a non-woven fiber molded article that is lightweight, excellent in sound absorption, and excellent in form stability, and a method for producing the same.
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、湿熱接着性繊維を含む複数の不織繊維集合体を前記湿熱接着繊維の融着により固定することにより、不織繊維構造を有し、軽量かつ嵩高であるとともに、成形性に優れ、複雑な三次元形状でも、簡便に成形できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a non-woven fiber structure is obtained by fixing a plurality of non-woven fiber aggregates containing wet heat adhesive fibers by fusion of the wet heat adhesive fibers. The present invention was completed by discovering that it is lightweight and bulky, has excellent moldability, and can be easily molded even with complicated three-dimensional shapes.
すなわち、本発明の不織繊維成形体は、複数の不織繊維集合体で形成された不織繊維成形体であって、前記不織繊維集合体が湿熱接着性繊維を含み、かつ前記不織繊維集合体同士が、前記湿熱接着性繊維の融着により固定されている。この成形体の見掛け密度は0.01〜0.7g/cm3程度であってもよい。前記不織繊維集合体は、湿熱接着性繊維の融着により繊維が固定されていてもよい。本発明の不織繊維成形体において、前記不織繊維集合体が不定形状であり、かつ集合体表面における湿熱接着性繊維の本数割合が50%以上であってもよい。また、前記不織繊維集合体が異方形状であり、かつ各不織繊維集合体がランダムな方向に配向していてもよい。前記不織繊維集合体は、湿熱接着性繊維の融着により繊維が固定された不織繊維集合体又はこの不織繊維集合体から得られた成形体の廃材であってもよい。前記不織繊維集合体の体積は0.01〜300cm3程度であってもよい。That is, the nonwoven fiber molded body of the present invention is a nonwoven fiber molded body formed of a plurality of nonwoven fiber aggregates, wherein the nonwoven fiber aggregates include wet heat adhesive fibers, and the nonwoven fabrics. The fiber aggregates are fixed by fusing the wet heat adhesive fibers. The apparent density of the molded body may be about 0.01 to 0.7 g / cm 3 . The non-woven fiber assembly may have fibers fixed by fusion of wet heat adhesive fibers. In the nonwoven fiber molded body of the present invention, the nonwoven fiber aggregate may have an indefinite shape, and the number ratio of wet heat adhesive fibers on the aggregate surface may be 50% or more. Moreover, the said nonwoven fiber assembly may be anisotropic and each nonwoven fiber assembly may be oriented in the random direction. The non-woven fiber assembly may be a non-woven fiber assembly in which fibers are fixed by fusion of wet heat adhesive fibers or a waste material of a molded body obtained from the non-woven fiber assembly. The volume of the nonwoven fiber assembly may be about 0.01 to 300 cm 3 .
本発明の不織繊維成形体は、見掛け密度が0.01〜0.05g/cm3程度であり、フラジール形法による通気度が0.1〜300cm3/(cm2・秒)程度であり、かつ熱伝導率が0.03〜0.1W/m・K程度であってもよい。 The nonwoven fiber molded body of the present invention has an apparent density of about 0.01 to 0.05 g / cm 3 and an air permeability according to the fragile method of about 0.1 to 300 cm 3 / (cm 2 · sec). In addition, the thermal conductivity may be about 0.03 to 0.1 W / m · K.
前記不織繊維集合体は、湿熱接着性繊維単独で形成されていてもよく、湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維=10/90〜100/0の範囲から選択できる。前記不織繊維集合体は、さらに非湿熱接着性繊維を含んでいてもよく、湿熱接着性繊維と非湿熱接着性繊維との割合(質量比)は、湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維=10/90〜99/1であってもよい。 The non-woven fiber aggregate may be formed of wet heat adhesive fibers alone, and can be selected from the range of wet heat adhesive fibers / non-wet heat adhesive fibers = 10/90 to 100/0. The non-woven fiber assembly may further contain non-wet heat adhesive fibers, and the ratio (mass ratio) between the wet heat adhesive fibers and the non-wet heat bond fibers is determined as wet heat bond fibers / non-humid heat bond fibers. = 10 / 90-99 / 1 may be sufficient.
前記湿熱接着性繊維は、エチレン単位含有量10〜60モル%のエチレン−ビニルアルコール系共重合体と非湿熱接着性樹脂とで形成され、前記エチレン−ビニルアルコール系共重合体と非湿熱接着性樹脂との割合(質量比)が、前者/後者=90/10〜10/90であり、かつ前記エチレン−ビニルアルコール共重合体が、前記湿熱接着性繊維表面の少なくとも一部を長さ方向に連続して占めていてもよい。特に、前記湿熱接着性繊維は、湿熱接着性樹脂で構成された鞘部と、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選択された少なくとも一種類の非湿熱接着性樹脂で構成された芯部とで形成された芯鞘複合繊維であってもよい。 The wet heat adhesive fiber is formed of an ethylene-vinyl alcohol copolymer having an ethylene unit content of 10 to 60 mol% and a non-wet heat adhesive resin, and the non-wet heat adhesive property is bonded to the ethylene-vinyl alcohol copolymer. The ratio (mass ratio) with the resin is the former / the latter = 90/10 to 10/90, and the ethylene-vinyl alcohol copolymer has at least a part of the wet heat adhesive fiber surface in the length direction. You may occupy continuously. In particular, the wet heat adhesive fiber is composed of a sheath part made of wet heat adhesive resin and at least one non-wet heat adhesive resin selected from the group consisting of polypropylene resin, polyester resin and polyamide resin. The core-sheath composite fiber formed with the core part made may be sufficient.
本発明の不織繊維成形体は、前記不織繊維集合体同士が高温水蒸気を用いて熱接着されていてもよい。 In the nonwoven fiber molded body of the present invention, the nonwoven fiber assemblies may be thermally bonded using high-temperature steam.
本発明には、複数の不織繊維集合体を熱接着する工程を含む前記成形体の製造方法も含まれる。前記熱接着は、高温水蒸気を用いた熱接着であってもよい。 The present invention also includes a method for producing the molded body, which includes a step of thermally bonding a plurality of nonwoven fiber assemblies. The thermal bonding may be thermal bonding using high-temperature steam.
本発明では、湿熱接着性繊維を含む複数の不織繊維集合体が前記湿熱接着繊維の融着により固定されているため、不織繊維構造を有し、軽量かつ嵩高であるとともに、成形性に優れ、複雑な三次元形状でも、簡便に成形できる。また、不織繊維集合体として、不織繊維集合体の廃材、例えば、製造過程などで発生する切れ端や、廃棄物又は使用済みの不織繊維集合体を破砕又は切断処理した集合体などを利用できるため、リサイクル性にも優れている。さらに、不織繊維構造を有するため、通気性、断熱性、耐久性を向上できる。また、軽量で吸音性に優れるとともに、形態安定性(又は自立性)も向上できる。 In the present invention, since a plurality of nonwoven fiber aggregates containing wet heat adhesive fibers are fixed by fusion of the wet heat adhesive fibers, they have a nonwoven fiber structure, are light and bulky, and have good moldability. Excellent and complex 3D shapes can be easily formed. In addition, as a nonwoven fiber aggregate, waste material of the nonwoven fiber aggregate, for example, a piece generated in the manufacturing process, an aggregate obtained by crushing or cutting waste or a used nonwoven fiber aggregate, etc. Because it can, it is excellent in recyclability. Furthermore, since it has a non-woven fiber structure, air permeability, heat insulation, and durability can be improved. In addition, it is lightweight and excellent in sound absorption, and the form stability (or independence) can be improved.
[不織繊維集合体]
本発明では、複数の不織繊維集合体(不織繊維集合体単位又は粒状不織繊維集合体)が、各不織繊維集合体に含まれる湿熱接着性繊維が集合体同士の接触部分で接着点を形成するために、全体として嵩高で軽量な成形体を製造することが可能である。[Nonwoven fiber assembly]
In the present invention, a plurality of non-woven fiber aggregates (non-woven fiber aggregate units or granular non-woven fiber aggregates) are bonded to each other at a contact portion between the aggregates. In order to form the dots, it is possible to produce a molded body that is bulky and lightweight as a whole.
(湿熱接着性繊維)
湿熱接着性繊維は、少なくとも湿熱接着性樹脂で構成されている。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、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、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アルカリ金属塩など]、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。(Wet heat adhesive fiber)
The wet heat adhesive fiber is composed of at least a wet heat adhesive resin. The wet heat adhesive resin only needs to be able to flow or easily deform at a temperature that can be easily realized by high-temperature steam and to exhibit an adhesive function. Specifically, a thermoplastic resin that is softened with hot water (for example, about 80 to 120 ° C., particularly about 95 to 100 ° C.) and can be self-adhered or bonded to other fibers, for example, a cellulose-based resin (C such as methylcellulose) 1-3 alkylcelluloses, hydroxyalkyl C 1-3 alkyl celluloses such as hydroxypropyl cellulose, carboxy C 1-3 alkyl cellulose or a salt thereof, such as carboxymethyl cellulose), polyalkylene glycol resin (polyethylene oxide, poly C 2 such as polypropylene oxide -4 alkylene oxide), polyvinyl resins (polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl ether, vinyl alcohol polymers, polyvinyl acetals, etc.), acrylic copolymers and their salts [(meth) acrylic acid, (meth) acrylamids A copolymer containing a unit composed of an acrylic monomer such as an alkyl group or an alkali metal salt thereof], a modified vinyl copolymer (a vinyl monomer such as isobutylene, styrene, ethylene or vinyl ether, and anhydrous A copolymer with an unsaturated carboxylic acid such as maleic acid or an anhydride thereof or a salt thereof), a polymer having a hydrophilic substituent (polyester, polyamide having a sulfonic acid group, a carboxyl group or a hydroxyl group introduced, Polystyrene or a salt thereof), aliphatic polyester resin (polylactic acid resin, etc.), and the like. Furthermore, among polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, thermoplastic elastomers or rubbers (such as styrene elastomers), it can be softened at the temperature of hot water (high-temperature steam) to exhibit an adhesive function. Other resins are also included.
これらの湿熱接着性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。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。These wet heat adhesive resins can be used alone or in combination of two or more. The wet heat adhesive resin is usually composed of a hydrophilic polymer or a water-soluble resin. Among these wet heat adhesive resins, vinyl alcohol polymers such as ethylene-vinyl alcohol copolymers, polylactic acid resins such as polylactic acid, (meth) acrylic copolymers containing (meth) acrylamide units, A vinyl alcohol polymer containing an α-C 2-10 olefin unit such as ethylene or propylene, particularly an ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferred.
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、加工性が特に優れる。 In the ethylene-vinyl alcohol copolymer, the ethylene unit content (copolymerization ratio) is, for example, about 10 to 60 mol%, preferably about 20 to 55 mol%, and more preferably about 30 to 50 mol%. When the ethylene unit is in this range, a unique property of having wet heat adhesiveness but not hot water solubility is obtained. If the proportion of the ethylene units is too small, the ethylene-vinyl alcohol copolymer easily swells or gels with low-temperature steam (water), and its form is likely to change only once wetted with water. On the other hand, when the ratio of the ethylene unit is too large, the hygroscopicity is lowered, and fiber fusion due to wet heat is difficult to be exhibited, so that it is difficult to ensure practical strength. When the ratio of the ethylene unit is particularly in the range of 30 to 50 mol%, the workability is particularly excellent.
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。 The saponification degree of the vinyl alcohol unit in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is, for example, about 90 to 99.99 mol%, preferably 95 to 99.98 mol%, more preferably 96 to 99.97 mol%. Degree. When the degree of saponification is too small, the thermal stability is lowered, and the stability is lowered by thermal decomposition or gelation. On the other hand, if the degree of saponification is too large, it is difficult to produce the fiber itself.
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。 Although the viscosity average degree of polymerization of an ethylene-vinyl alcohol-type copolymer can be selected as needed, it is 200-2500, for example, Preferably it is 300-2000, More preferably, it is about 400-1500. When the degree of polymerization is within this range, the balance between spinnability and wet heat adhesion is excellent.
湿熱接着性繊維の横断面形状(繊維の長さ方向に垂直な断面形状)は、丸型断面や異型断面[偏平状、楕円状、多角形状、3〜14葉状、T字状、H字状、V字状、ドッグボーン(I字状)など]に限定されず、中空断面状などであってもよい。 The cross-sectional shape (cross-sectional shape perpendicular to the length direction of the fiber) of the wet heat-adhesive fiber is round or irregular (flat, elliptical, polygonal, 3-14 leaf, T-shaped, H-shaped , V-shape, dogbone (I-shape, etc.)], and may be a hollow cross-section.
湿熱接着性繊維は、少なくとも湿熱接着性樹脂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、湿熱接着性樹脂が表面の少なくとも一部を長さ方向に連続して占めるのが好ましい。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。 The wet heat adhesive fiber may be a composite fiber composed of a plurality of resins including at least a wet heat adhesive resin. It is sufficient that the wet heat-adhesive fiber has at least part of the wet-heat adhesive resin on the fiber surface, but the wet heat-adhesive resin has at least a part of the surface in the length direction from the viewpoint of adhesiveness. It is preferable to occupy continuously. The coverage of the wet heat adhesive resin is, for example, 50% or more, preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
湿熱接着性繊維が表面を占める複合繊維の横断面構造としては、同芯芯鞘型、偏芯芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型、多層貼合型、放射状貼合型、ランダム複合型などが挙げられる。これらの横断面構造のうち、接着性が高い構造である点から、湿熱接着性樹脂が全表面を長さ方向に連続して占める構造である芯鞘型構造(すなわち、鞘部が湿熱接着性樹脂で構成された芯鞘型構造)が好ましい。 The cross-sectional structure of the composite fiber in which the wet heat adhesive fiber occupies the surface includes a concentric core-sheath type, an eccentric core-sheath type, a side-by-side type, a sea-island type, a multilayer bonding type, a radial bonding type, and a random composite type. Can be mentioned. Among these cross-sectional structures, the core-sheath structure (that is, the sheath part is wet-heat-adhesive, which is a structure in which the wet-heat adhesive resin occupies the entire surface continuously in the length direction because it is a highly adhesive structure. A core-sheath structure made of resin is preferred.
複合繊維の場合、湿熱接着性樹脂同士を組み合わせてもよいが、非湿熱接着性樹脂と組み合わせてもよい。非湿熱接着性樹脂としては、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が挙げられる。これらの非湿熱接着性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 In the case of a composite fiber, wet heat adhesive resins may be combined with each other, but may be combined with non-wet heat adhesive resins. Non-wet heat adhesive resins include water-insoluble or hydrophobic resins such as polyolefin resins, (meth) acrylic resins, vinyl chloride resins, styrene resins, polyester resins, polyamide resins, polycarbonate resins, Examples include polyurethane resins and thermoplastic elastomers. These non-wet heat adhesive resins can be used alone or in combination of two or more.
これらの非湿熱接着性樹脂のうち、耐熱性及び寸法安定性の点から、融点が湿熱接着性樹脂(特にエチレン−ビニルアルコール系共重合体)よりも高い樹脂、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、特に、耐熱性や繊維形成性などのバランスに優れる点から、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂が好ましい。 Among these non-wet heat adhesive resins, from the viewpoint of heat resistance and dimensional stability, resins having a melting point higher than that of wet heat adhesive resins (particularly ethylene-vinyl alcohol copolymers), such as polypropylene resins and polyester resins. Resins and polyamide resins, particularly polyester resins and polyamide resins are preferred from the standpoint of excellent balance between heat resistance and fiber-forming properties.
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)、特に、PETなどのポリエチレンテレフタレート系樹脂が好ましい。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′−ジフェニルジカルボン酸、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。Polyester resins include aromatic polyester resins such as poly C 2-4 alkylene arylate resins (polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), especially polyethylene such as PET. A terephthalate resin is preferred. In addition to the ethylene terephthalate unit, the polyethylene terephthalate resin is not limited to other dicarboxylic acids (for example, isophthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, phthalic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, bis (carboxyphenyl) ethane. , 5-sodium sulfoisophthalic acid, etc.) and diols (for example, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexane-1,4-dimethanol, Units composed of polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, etc.) may be included at a ratio of about 20 mol% or less.
ポリアミド系樹脂としては、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド10、ポリアミド12、ポリアミド6−12などの脂肪族ポリアミドおよびその共重合体、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとから合成された半芳香族ポリアミドなどが好ましい。これらのポリアミド系樹脂にも、共重合可能な他の単位が含まれていてもよい。
Polyamide resins include polyamides 6, polyamides 66, polyamides 610, polyamides 10,
湿熱接着性樹脂と非湿熱接着性樹脂(繊維形成性重合体)の割合(質量比)は、構造(例えば、芯鞘型構造)に応じて選択でき、湿熱接着性樹脂が表面に存在すれば特に限定されないが、例えば、湿熱接着性樹脂/非湿熱接着性樹脂=90/10〜10/90、好ましくは80/20〜15/85、さらに好ましく60/40〜20/80程度である。湿熱接着性樹脂の割合が多すぎると、繊維の強度を確保し難く、湿熱接着性樹脂の割合が少なすぎると、繊維表面の長さ方向に連続して湿熱接着性樹脂を存在させるのが困難となり、湿熱接着性が低下する。この傾向は、湿熱接着性樹脂を非湿熱接着性樹脂の表面にコートする場合においても同様である。 The ratio (mass ratio) of the wet heat adhesive resin and the non-wet heat adhesive resin (fiber-forming polymer) can be selected according to the structure (for example, core-sheath structure), and if the wet heat adhesive resin is present on the surface Although not particularly limited, for example, wet heat adhesive resin / non-wet heat adhesive resin = 90/10 to 10/90, preferably 80/20 to 15/85, and more preferably about 60/40 to 20/80. If the proportion of wet heat adhesive resin is too large, it will be difficult to ensure the strength of the fiber, and if the proportion of wet heat adhesive resin is too small, it will be difficult to have the wet heat adhesive resin continuously in the length direction of the fiber surface. Thus, the wet heat adhesiveness is lowered. This tendency is the same when the wet heat adhesive resin is coated on the surface of the non-wet heat adhesive resin.
湿熱接着性繊維の平均繊度は、用途に応じて、例えば、0.01〜100dtex程度の範囲から選択でき、好ましくは0.1〜50dtex、さらに好ましくは0.5〜30dtex(特に1〜10dtex)程度である。平均繊度がこの範囲にあると、繊維の強度と湿熱接着性の発現とのバランスに優れる。 The average fineness of the wet heat adhesive fiber can be selected, for example, from the range of about 0.01 to 100 dtex, preferably 0.1 to 50 dtex, more preferably 0.5 to 30 dtex (particularly 1 to 10 dtex) depending on the application. Degree. When the average fineness is in this range, the balance between the strength of the fiber and the expression of wet heat adhesion is excellent.
湿熱接着性繊維の平均繊維長は、例えば、10〜100mm程度の範囲から選択でき、
好ましくは20〜80mm、さらに好ましくは25〜75mm(特に35〜55mm)程度である。平均繊維長がこの範囲にあると、繊維が充分に絡み合うため、繊維集合体の機械的強度が向上する。また、繊維長が長すぎると、均一な目付の不織繊維集合体を形成することが難しくなる。The average fiber length of the wet heat adhesive fiber can be selected from a range of about 10 to 100 mm, for example,
Preferably it is 20-80 mm, More preferably, it is about 25-75 mm (especially 35-55 mm). When the average fiber length is within this range, the fibers are sufficiently entangled, so that the mechanical strength of the fiber assembly is improved. On the other hand, if the fiber length is too long, it is difficult to form a non-woven fiber assembly having a uniform basis weight.
湿熱接着性繊維の捲縮率は、例えば、1〜50%、好ましくは3〜40%、さらに好ましくは5〜30%(特に10〜20%)程度である。また、捲縮数は、例えば、1〜100個/25mm、好ましくは5〜50個/25mm、さらに好ましくは10〜30個/25mm程度である。加熱後の捲縮数は、例えば、5個/25mm以上(例えば、5〜200個/25mm)であり、好ましくは5〜150個/25mm、さらに好ましくは10〜100個/25mm程度であってもよい。本発明では、湿熱接着繊維の捲縮により集合体単位同士の接着性を向上できる。 The crimp rate of the wet heat adhesive fiber is, for example, about 1 to 50%, preferably 3 to 40%, more preferably about 5 to 30% (particularly 10 to 20%). The number of crimps is, for example, about 1 to 100 pieces / 25 mm, preferably about 5 to 50 pieces / 25 mm, and more preferably about 10 to 30 pieces / 25 mm. The number of crimps after heating is, for example, 5 pieces / 25 mm or more (for example, 5 to 200 pieces / 25 mm), preferably 5 to 150 pieces / 25 mm, and more preferably about 10 to 100 pieces / 25 mm. Also good. In the present invention, the adhesiveness between the aggregate units can be improved by crimping the wet heat adhesive fibers.
不織繊維集合体には、これらの繊維に加えて、前記繊維の特性を損なわない範囲で、他の繊維が含まれていてもよい。他の繊維としては、例えば、湿熱接着性繊維の項で例示された非湿熱接着性樹脂の他、セルロース系繊維[例えば、天然繊維(木綿、羊毛、絹、麻など)、半合成繊維(トリアセテート繊維などのアセテート繊維など)、再生繊維(レーヨン、ポリノジック、キュプラ、リヨセル(例えば、登録商標名:「テンセル」など)など)など]、無機繊維(例えば、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維など)などが使用できる。他の繊維の平均繊度及び平均繊維長は、湿熱接着性繊維と同様である。これら他の繊維は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 In addition to these fibers, the nonwoven fiber assembly may contain other fibers as long as the properties of the fibers are not impaired. Examples of other fibers include non-wet heat adhesive resins exemplified in the section of wet heat adhesive fibers, cellulosic fibers [eg, natural fibers (cotton, wool, silk, hemp, etc.), semisynthetic fibers (triacetate). Acetate fiber such as fiber), regenerated fiber (rayon, polynosic, cupra, lyocell (for example, registered trademark name: “Tencel”, etc.)), inorganic fiber (for example, carbon fiber, glass fiber, metal fiber, etc.) Etc. can be used. The average fineness and average fiber length of the other fibers are the same as those of the wet heat adhesive fibers. These other fibers can be used alone or in combination of two or more.
これら他の繊維のうち、レーヨンなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などが好ましい。特に、湿熱接着性繊維がポリエステル系繊維である場合、他の繊維もポリエステル系繊維であってもよい。 Of these other fibers, regenerated fibers such as rayon, semi-synthetic fibers such as acetate, polyolefin fibers such as polypropylene and polyethylene, polyester fibers, and polyamide fibers are preferable. In particular, when the wet heat adhesive fiber is a polyester fiber, the other fiber may also be a polyester fiber.
湿熱接着性繊維の割合は、不織繊維集合体全体に対して、例えば、10質量%以上、好ましくは30質量%以上である。特に、不織繊維集合体単位同士の接着の点から、集合体表面における湿熱接着性繊維の本数割合が30%以上であってもよく、例えば、50%以上、好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上であってもよい。 The ratio of the wet heat adhesive fiber is, for example, 10% by mass or more, preferably 30% by mass or more with respect to the entire nonwoven fiber assembly. In particular, from the viewpoint of adhesion between the nonwoven fiber aggregate units, the number ratio of wet heat adhesive fibers on the aggregate surface may be 30% or more, for example, 50% or more, preferably 70% or more, and more preferably. May be 90% or more.
不織繊維集合体は、さらに、慣用の添加剤、例えば、安定剤(銅化合物などの熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤など)、抗菌剤、消臭剤、香料、着色剤(染顔料など)、充填剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤などを含有していてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの添加剤は、繊維表面に担持されていてもよく、繊維中に含まれていてもよい。 Nonwoven fiber aggregates are further made of conventional additives such as stabilizers (heat stabilizers such as copper compounds, UV absorbers, light stabilizers, antioxidants, etc.), antibacterial agents, deodorants, fragrances, It may contain a colorant (such as a dye / pigment), a filler, an antistatic agent, a flame retardant, a plasticizer, a lubricant, and a crystallization rate retarder. These additives can be used alone or in combination of two or more. These additives may be carried on the surface of the fiber or may be contained in the fiber.
(不織繊維集合体の特性)
前記不織繊維集合体(粒状又はブロック状不織繊維集合体)は、少なくとも湿熱接着性繊維で形成された不織繊維構造を有している。(Characteristics of non-woven fiber assembly)
The non-woven fiber assembly (granular or block-like non-woven fiber assembly) has a non-woven fiber structure formed of at least wet heat adhesive fibers.
さらに、本発明の不織繊維成形体において、嵩高性と通気性を備えた不織繊維構造とするためには、前記不織繊維集合体の内部形状において、湿熱接着性繊維の融着によって繊維の接着状態が適度に調整される必要がある。 Further, in the nonwoven fiber molded body of the present invention, in order to obtain a nonwoven fiber structure having bulkiness and breathability, the fiber is formed by fusing wet heat adhesive fibers in the internal shape of the nonwoven fiber assembly. It is necessary to adjust the adhesion state of the material appropriately.
詳しくは、不織繊維集合体は、湿熱接着性繊維同士又は他の繊維と交差した交点(すなわち、湿熱接着性繊維同士の交点、湿熱接着性繊維と他の繊維との交点)で融着しているのが好ましい。本発明では、不織繊維集合体において、不織繊維構造を構成する繊維は、湿熱接着性繊維によって、各々の繊維の接点で接着しているが、できるだけ少ない接点数で繊維集合体の形態を保持するためには、この接着点が集合体の表面付近から内部に亘って概ね均一に分布しているのが好ましい。 Specifically, the non-woven fiber assembly is fused at the intersections of the wet heat adhesive fibers or other fibers (that is, the intersection of the wet heat adhesive fibers, the intersection of the wet heat adhesive fibers and the other fibers). It is preferable. In the present invention, in the non-woven fiber assembly, the fibers constituting the non-woven fiber structure are bonded at the contact points of each fiber by wet heat adhesive fibers, but the form of the fiber assembly is formed with as few contacts as possible. In order to hold, it is preferable that the adhesion points are distributed substantially uniformly from the vicinity of the surface of the assembly to the inside thereof.
接着点が表面又は内部などに集中すると、接着点の少ない部分における形態安定性が低下する。例えば、サーマルボンド法で得られた嵩高な不織繊維集合体は、熱源に近い部分が過剰に接着して表面が硬化するが、熱源から遠い内部は接着点が少なく形態が安定しない。また、接着点を形成するのに、過剰な熱履歴を繊維に与えてしまうため、再度不織繊維集合体同士を接着することが不可能になる。 When the adhesion points are concentrated on the surface or inside, the shape stability in a portion having few adhesion points is lowered. For example, a bulky nonwoven fiber assembly obtained by the thermal bond method has a portion close to the heat source that is excessively bonded and the surface is cured, but the interior far from the heat source has few bonding points and the form is not stable. Moreover, since an excessive heat history is given to a fiber in forming an adhesion point, it becomes impossible to adhere | attach non-woven fiber aggregates again.
これに対して、不織繊維集合体は、集合体の表面付近から内部に亘って概ね均一に接着点が分布し、効率よく繊維を固定しているため、湿熱接着性繊維による融着点数が少ないにも拘わらず形態安定性を発現でき、嵩高性及び通気性も両立できる。さらに、湿熱接着性繊維によって、各繊維が融着されているため、繊維の脱落も抑制でき、構造の破壊も起こりにくい。また、100〜120℃程度の水蒸気で軟化し接着するので、湿熱接着性繊維が過剰な熱履歴を受けないため、不織繊維集合体の製造のために一度熱処理を受けているにも拘わらず、再度不織繊維集合体同士を接着することが可能である。 On the other hand, in the non-woven fiber assembly, the adhesion points are distributed almost uniformly from the vicinity of the surface of the assembly to the inside, and the fibers are efficiently fixed. In spite of the small amount, the form stability can be expressed, and both bulkiness and air permeability can be achieved. Further, since the fibers are fused by the wet heat adhesive fibers, the fibers can be prevented from falling off, and the structure is hardly damaged. In addition, since it is softened and bonded with water vapor at about 100 to 120 ° C., the wet heat adhesive fibers do not receive an excessive heat history, so that the heat treatment is performed once for the production of the non-woven fiber assembly. It is possible to bond the nonwoven fiber assemblies again.
また、不織繊維集合体では、湿熱接着性繊維による融着が均一に分散して点接着しているだけでなく、これらの点接着が短い融着点距離(例えば、数十〜数百μm)で緻密にネットワーク構造を張り巡らしている。このような構造を有する不織繊維集合体で成形体を形成することにより、本発明の成形体は、外力が作用しても、歪みに対して追従性が高くなるとともに、微細に分散した繊維の各融着点に外力が分散して小さくなるため、高い形態安定性を発現していると推定できる。 Further, in the non-woven fiber assembly, not only fusion by wet heat adhesive fibers is uniformly dispersed and point-bonded, but also the point-bond distance of these points is short (for example, several tens to several hundreds μm). ) In the network structure. By forming a molded body from a non-woven fiber assembly having such a structure, the molded body of the present invention has high followability to strain even when an external force is applied, and finely dispersed fibers. Since the external force is dispersed and reduced at each fusion point, it can be estimated that high form stability is expressed.
不織繊維集合体の見掛け密度は、用途に応じて選択でき、例えば、0.05〜0.7g/cm3、好ましくは0.08〜0.5g/cm3、さらに好ましくは0.1〜0.4g/cm3程度である。特に、硬質の成形体を作製する場合、見掛け密度は0.2〜0.7g/cm3、好ましくは0.25〜0.65g/cm3、さらに好ましくは0.3〜0.6g/cm3程度であってもよい。また、軟質の成形体を作製する場合、見掛け密度は0.05〜0.5g/cm3、好ましくは0.08〜0.4g/cm3、さらに好ましくは0.1〜0.35g/cm3程度であってもよい。密度が小さすぎる場合、現状の製造方法では製造が困難であり、生産性が低下する。一方、密度が大きすぎる場合、軽量性や通気性が低下する。The apparent density of the non-woven fiber aggregate can be selected depending on the application, and is, for example, 0.05 to 0.7 g / cm 3 , preferably 0.08 to 0.5 g / cm 3 , more preferably 0.1 to 0.1 g / cm 3 . It is about 0.4 g / cm 3 . In particular, when producing a hard molded body, the apparent density is 0.2 to 0.7 g / cm 3 , preferably 0.25 to 0.65 g / cm 3 , more preferably 0.3 to 0.6 g / cm 3 . It may be about 3 . In the case of manufacturing a shaped body of a soft, apparent density 0.05 to 0.5 g / cm 3, preferably 0.08~0.4g / cm 3, more preferably 0.1~0.35g / cm It may be about 3 . If the density is too small, it is difficult to produce by the current production method, and productivity is lowered. On the other hand, when the density is too large, lightness and air permeability are lowered.
不織繊維集合体の目付は、例えば、50〜10000g/m2程度の範囲から選択でき、好ましくは100〜8000g/m2、さらに好ましくは200〜6000g/m2程度である。目付が小さすぎると、硬さを確保することが難しく、また、目付が大きすぎると、ウェブが厚すぎて湿熱加工において、高温水蒸気が充分にウェブ内部に入り込めず、厚み方向に均一な構造体とするのが困難になる。The basis weight of the non-woven fiber aggregate can be selected, for example, from a range of about 50 to 10000 g / m 2 , preferably 100 to 8000 g / m 2 , more preferably about 200 to 6000 g / m 2 . If the basis weight is too small, it is difficult to ensure the hardness. If the basis weight is too large, the web is too thick and high-temperature steam cannot sufficiently enter the inside of the web in wet heat processing, and the structure is uniform in the thickness direction. It becomes difficult to make a body.
不織繊維集合体のフラジール形法による通気度は0.1cm3/(cm2・秒)以上[例えば、0.1〜300cm3/(cm2・秒)]、好ましくは1〜250cm3/(cm2・秒)、さらに好ましくは5〜200cm3/(cm2・秒)程度である。通気度が小さすぎると、高温水蒸気や熱風が内部まで到達し難くなり、成形体の製造が困難となる。一方、通気度が大き過ぎると、通気性は高くなるが、集合体内部の繊維空隙が大きくなりすぎ、形態安定性が低下する。The air permeability of the nonwoven fiber aggregate by the Frazier method is 0.1 cm 3 / (cm 2 · sec) or more [eg, 0.1 to 300 cm 3 / (cm 2 · sec)], preferably 1 to 250 cm 3 / (Cm 2 · sec), more preferably about 5 to 200 cm 3 / (cm 2 · sec). If the air permeability is too small, it becomes difficult for high-temperature steam or hot air to reach the inside, making it difficult to produce a molded article. On the other hand, if the air permeability is too high, the air permeability becomes high, but the fiber voids inside the aggregate become too large, and the form stability is lowered.
不織繊維集合体において、不織繊維構造を構成する繊維が前記湿熱接着性繊維の融着による繊維接着率は1〜85%程度の範囲から選択でき、硬質の成形体では、例えば、10〜85%、好ましくは20〜80%、さらに好ましくは30〜75%程度である。また、軟質の成形体では、例えば、1〜60%、好ましくは2〜50%、さらに好ましくは3〜35%(特に3〜30%)程度である。さらに、不織繊維集合体は、厚み方向に三等分した各々の領域における繊維接着率の最大値に対する最小値の割合(最小値/最大値)(繊維接着率が最大の領域に対する最小の領域の比率)が、例えば、50%以上(例えば、50〜100%)、好ましくは55〜99%、さらに好ましくは60〜98%(特に70〜97%)程度であり、厚み方向において均一に接着されていてもよい。繊維接着率及びその均一性は、不織繊維断面における全繊維の断面数に対して、2本以上接着した繊維の断面数の割合に基づいて算出でき、国際公開WO2007/116676号公報(特許文献1)に記載の方法で測定できる。 In the non-woven fiber assembly, the fiber constituting the non-woven fiber structure can be selected from a range of about 1 to 85% by the fusion of the wet heat adhesive fibers. It is 85%, preferably 20 to 80%, more preferably about 30 to 75%. Moreover, in a soft molded object, it is 1 to 60%, for example, Preferably it is 2 to 50%, More preferably, it is about 3 to 35% (especially 3 to 30%) grade. Furthermore, the non-woven fiber assembly has a ratio of the minimum value to the maximum value of the fiber adhesion rate in each region divided into three equal parts in the thickness direction (minimum value / maximum value) (the minimum region with respect to the region with the maximum fiber adhesion rate). The ratio is, for example, about 50% or more (for example, 50 to 100%), preferably about 55 to 99%, more preferably about 60 to 98% (particularly 70 to 97%). May be. The fiber adhesion rate and the uniformity thereof can be calculated based on the ratio of the number of cross sections of two or more fibers bonded to the total number of cross sections of all the fibers in the non-woven fiber cross section. International Publication WO 2007/116676 (Patent Document) It can be measured by the method described in 1).
不織繊維集合体の体積は、0.01〜300cm3の範囲から選択でき、好ましくは、0.1〜100cm3、さらに好ましくは、0.5〜50cm3である。不織繊維集合体の体積が0.01cm3より小さいと密度が0.05g/cm3以下の低密度成形体の作成が困難になり、300cm3より大きいと、金型に集合体を充填して成型する際、均一に充填できなくなる。The volume of the nonwoven fiber aggregate may be selected from the range of 0.01~300Cm 3, preferably, 0.1~100Cm 3, more preferably a 0.5~50cm 3. Volume 0.01 cm 3 less than the density of the nonwoven fiber aggregate becomes difficult to create a 0.05 g / cm 3 or less of low density molded body, filling the larger 300 cm 3, the aggregation into a mold When molding, it becomes impossible to fill uniformly.
不織繊維集合体の形状は、球状、サイコロ状などの等方形状、棒状(角柱状、円柱状など)、板状又はシート状、円錐状、角錐状、ブロック状、不定形状などの異方形状などであってもよい。これらの形状のうち、成形体の安定性などの点から、不定形状、棒状、板状又はシート状などの異方形状が好ましい。また、各集合体の形状は、同一であってもよく、異なっていてもよい。 The shape of the non-woven fiber assembly is anisotropic such as isotropic shape such as spherical shape, dice shape, rod shape (prism column shape, cylindrical shape, etc.), plate shape or sheet shape, cone shape, pyramid shape, block shape, irregular shape, etc. It may be a shape or the like. Among these shapes, an anisotropic shape such as an indefinite shape, a rod shape, a plate shape, or a sheet shape is preferable from the viewpoint of the stability of the molded body. Further, the shape of each aggregate may be the same or different.
不織繊維集合体のサイズは、目的の成形体に応じて選択できるが、例えば、平均径1〜500mm程度の範囲から選択でき、好ましくは2〜100mm、さらに好ましくは3〜50mm(特に5〜30mm)程度である。 The size of the non-woven fiber aggregate can be selected according to the target molded body, but can be selected from a range of, for example, an average diameter of about 1 to 500 mm, preferably 2 to 100 mm, more preferably 3 to 50 mm (particularly 5 to 5 mm). 30 mm).
特に、棒状の場合、例えば、長径は3〜100mm、好ましくは5〜80mm、さらに好ましくは10〜50mm(特に15〜40mm)程度であり、断面の平均径は0.1〜50mm、好ましくは0.5〜30mm、さらに好ましくは1〜20mm(特に3〜10mm)程度である。 In particular, in the case of a rod, for example, the major axis is 3 to 100 mm, preferably 5 to 80 mm, more preferably about 10 to 50 mm (especially 15 to 40 mm), and the average diameter of the cross section is 0.1 to 50 mm, preferably 0. It is about 5-30 mm, More preferably, it is about 1-20 mm (especially 3-10 mm).
板状又はシート状の場合、例えば、平面形状の平均径は、5〜300mm、好ましくは10〜200mm、さらに好ましくは15〜100mm(特に20〜80mm)程度であり、厚みは0.1〜30mm、好ましくは0.3〜20mm、さらに好ましくは0.5〜15mm(特に1〜10mm)程度である。 In the case of a plate shape or a sheet shape, for example, the average diameter of the planar shape is 5 to 300 mm, preferably 10 to 200 mm, more preferably 15 to 100 mm (particularly 20 to 80 mm), and the thickness is 0.1 to 30 mm. The thickness is preferably about 0.3 to 20 mm, more preferably about 0.5 to 15 mm (particularly 1 to 10 mm).
各集合体のサイズも、形状と同様に、同一であってもよく、異なっていてもよい。 The size of each aggregate may be the same as or different from the shape.
不織繊維集合体における湿熱接着性繊維と非湿熱接着性繊維の割合(質量比)は、湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維=10/90〜100/0(例えば、10/90〜99/1)であり、好ましくは30/70〜100/0(例えば、30/70〜95/5)、さらに好ましくは50/50〜100/0(例えば、50/50〜90/10)程度である。湿熱接着性繊維の割合が小さすぎると、繊維集合体の形態が崩れ易くなる。不織繊維集合体単位同士の接着を向上できる点から、湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維=70/30〜100/0、好ましくは80/20〜100/0、さらに好ましくは90/10〜100/0程度であってもよく、湿熱接着性繊維単独で形成されていてもよい。 The ratio (mass ratio) of the wet heat adhesive fiber and the non-wet heat adhesive fiber in the nonwoven fiber assembly is wet heat adhesive fiber / non-wet heat adhesive fiber = 10/90 to 100/0 (for example, 10/90 to 99). / 1), preferably 30/70 to 100/0 (for example, 30/70 to 95/5), more preferably about 50/50 to 100/0 (for example, 50/50 to 90/10). is there. When the ratio of the wet heat adhesive fibers is too small, the shape of the fiber aggregate tends to collapse. From the point which can improve adhesion | attachment of a nonwoven fiber assembly unit, wet heat adhesive fiber / non-humid heat adhesive fiber = 70 / 30-100 / 0, Preferably it is 80 / 20-100 / 0, More preferably, it is 90/10 It may be about ~ 100/0, and may be formed of wet heat adhesive fibers alone.
不織繊維集合体は、さらに捲縮繊維を含んでいてもよい。捲縮繊維は、熱収縮率の異なる複数の樹脂が相分離構造を形成した複合繊維であってもよく、例えば、特開2009−97133号公報、特開2009−183363号公報、特開2010−84284号公報などに開示されて捲縮繊維を利用できる。捲縮繊維の割合は、不織繊維集合体全体に対して50質量%以下、好ましくは1〜40質量%、さらに好ましくは5〜30質量%程度であってもよい。 The nonwoven fiber assembly may further include crimped fibers. The crimped fiber may be a composite fiber in which a plurality of resins having different heat shrinkage rates form a phase separation structure. For example, JP 2009-97133 A, JP 2009-183363 A, and JP 2010- No. 84284 is disclosed, and crimped fibers can be used. The ratio of the crimped fibers may be 50% by mass or less, preferably 1 to 40% by mass, and more preferably about 5 to 30% by mass with respect to the entire nonwoven fiber assembly.
[不織繊維成形体]
本発明の不織繊維成形体は、複数の前記不織繊維集合体単位を組み合わせて形成され、前記不織繊維集合体単位同士を湿熱接着することにより成形体が形成されている。各不織繊維集合体の配向(特に異方形状の集合体の配向)は、特に限定されず、規則的に配向させてもよく、ランダムに配向させてもよい。本発明の不織繊維成形体は、各不織繊維集合体間に空隙部を有していてもよく、特に成形体を貫通した空隙部を有していてもよいが、各不織繊維集合体同士は互いに密接しているのが好ましく、特に、硬質の成形体では、各単位が互いに密接に接着し、成形体を貫通した空隙部を有さないのが好ましい。[Nonwoven fiber molded body]
The nonwoven fiber molded body of the present invention is formed by combining a plurality of the nonwoven fiber aggregate units, and the molded body is formed by wet-heat bonding the nonwoven fiber aggregate units. The orientation of each non-woven fiber aggregate (particularly the orientation of the anisotropically shaped aggregate) is not particularly limited, and may be regularly or randomly oriented. The nonwoven fiber molded body of the present invention may have voids between the nonwoven fiber aggregates, and in particular may have voids penetrating the molded body. It is preferable that the bodies are in close contact with each other. Particularly, in the case of a hard molded body, it is preferable that the units are closely bonded to each other and do not have a void portion penetrating the molded body.
図1は、不織繊維集合体を規則的に配向させた本発明の不織繊維成形体の一例を示す模式図である。この不織繊維成形体1は、断面略長方形状の棒状である不織繊維集合体を複数組み合わせて形成されており、主たる不織繊維集合体2が長手方向を面方向と平行に配向して配列されており、所定の間隔をおいて、不織繊維集合体3が長手方向を面方向と垂直に配向し配列されている。この成形体では、長手方向を面方向と平行に配向させた棒状集合体に対して、長手方向を面方向と垂直に配向させた棒状集合体が適度な間隔をおいて存在するため、棒状集合体は、面方向及び厚み方向においてバランス良く接着されており、成形体は均一な強度を有している。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a nonwoven fiber molded body of the present invention in which a nonwoven fiber assembly is regularly oriented. This non-woven fiber molded body 1 is formed by combining a plurality of non-woven fiber assemblies having a rod shape with a substantially rectangular cross section, and the main
図2は、不織繊維集合体をランダムに配向させた本発明の不織繊維成形体の一例を示す概略斜視図である。この不織繊維成形体11は、断面略正方形状の棒状である不織繊維集合体12を複数組み合わせて形成されており、各不織繊維集合体12はランダムな方向に配向して配設されている。この成形体では、異方形状の不織繊維集合体がランダムな方向に配向されているため、各不織繊維集合体が様々な方向に配列されることにより、集合体同士の接着点が適度に間隔をあけて均一に分散されて、成形体内部で適度に空隙部が形成される。そのため、このような成形体は、軽量性及び通気性に優れる。さらに、棒状集合体のランダムな配向により、均一な強度や耐折性も発現できる。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the nonwoven fiber molded body of the present invention in which the nonwoven fiber aggregate is randomly oriented. This non-woven fiber molded
図3は、不織繊維集合体をランダムに配向させた本発明の不織繊維成形体の他の例を示す概略斜視図である。この不織繊維成形体21は、平面形状が不定形状の板状である不織繊維集合体22を複数組み合わせて形成されており、各不織繊維集合体22はランダムな方向に配向して配列されている。この不織繊維集合体は軟質であり、不織繊維集合体の中には、折り畳まれた状態で他の集合体と接着した集合体も含まれる。この成形体では、板状の不織繊維集合体が面接触しているため、柔軟であるにも拘わらず、成形体としての一体性にも優れている。このような成形体は、クッション性に優れれるとともに、容易に分離せず、一体性を保持できるため、布団綿などの用途として好適である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing another example of the nonwoven fiber molded body of the present invention in which the nonwoven fiber aggregates are randomly oriented. This non-woven fiber molded
これらの成形体のうち、不織繊維集合体の形状が異方形状である場合、生産性が高く、かつ軽量性や成形体の強度の均一性も高い点から、各不織繊維集合体がランダムな方向に配向した成形体が好ましい。 Among these molded products, when the shape of the nonwoven fiber assembly is an anisotropic shape, each nonwoven fiber assembly has high productivity and high uniformity in lightness and strength of the molded product. A molded body oriented in a random direction is preferred.
(不織繊維成形体の特性)
さらに、本発明の不織繊維成形体を嵩高性と通気性、耐久性、成形性を備えた成形体とするためには、成形体の内部形状において、不織繊維集合体同士の融着によって、接着状態が適度に調整される必要がある。(Characteristics of non-woven fiber molding)
Furthermore, in order to make the nonwoven fiber molded body of the present invention into a molded body having bulkiness, breathability, durability, and moldability, in the internal shape of the molded body, the nonwoven fiber aggregates are fused together. The adhesion state needs to be adjusted appropriately.
本発明の不織繊維成形体は、前記不織繊維集合体単位同士又は他の構成単位(湿熱接着性繊維を含まない繊維集合体や粒状物など)との交点(すなわち、不織繊維集合体の交点、不織繊維集合体と他の構成単位との交点)で融着し接着しているのが好ましい。各不織繊維集合体単位同士が融着されているため、不織繊維集合体の脱落も抑制でき、構造の破壊も起こりにくい。また、100〜120℃程度の水蒸気で軟化し接着するので、不織繊維集合体が過剰な熱履歴を受けないため、再度不織繊維集合体同士を接着することが可能であり、リサイクル性に優れる。 The non-woven fiber molded product of the present invention is an intersection (that is, non-woven fiber aggregate) between the non-woven fiber aggregate units or other structural units (fiber aggregate or granular material not including wet heat adhesive fibers). And the non-woven fiber aggregate and other structural units) are preferably fused and bonded. Since each non-woven fiber assembly unit is fused, the non-woven fiber assembly can be prevented from falling off, and the structure is not easily destroyed. In addition, since the non-woven fiber aggregates do not receive an excessive heat history because they are softened and bonded with water vapor at about 100 to 120 ° C., the non-woven fiber aggregates can be bonded again and recycled. Excellent.
不織繊維集合体同士の接着点面積(1つの不織繊維集合体単位が、隣接する不織繊維集合体単位や他の構成単位と複数の箇所で接着している場合、各接着点面積)は、0.1〜100cm2であり、好ましくは、1〜10cm2、より好ましくは1〜5cm2である。0.1cm2より接着面積が小さいと外力を受けた時に構造が破壊され易く、また100cm2より大きいと成形性が失われるので複雑な3次元構造物を成形することができない。Adhesion point area between non-woven fiber aggregates (when one non-woven fiber aggregate unit is bonded to an adjacent non-woven fiber aggregate unit or other constituent units at a plurality of locations, each adhesion point area) Is 0.1 to 100 cm 2 , preferably 1 to 10 cm 2 , more preferably 1 to 5 cm 2 . If the adhesion area is smaller than 0.1 cm 2 , the structure is easily destroyed when subjected to an external force, and if it is larger than 100 cm 2 , the moldability is lost, so that a complicated three-dimensional structure cannot be formed.
本発明の不織繊維成形体の密度は、具体的には、見掛け密度が、例えば、0.01〜0.7g/cm3程度の範囲から選択でき、例えば、0.02〜0.4g/cm3、好ましくは0.05〜0.4g/cm3、さらに好ましくは0.07〜0.3g/cm3程度である。見掛け密度が低すぎると、通気性は向上するものの、形態安定性が低下し、逆に高すぎると、形態安定性は確保できるものの、通気性が低下し、軽量性が損なわれる。本発明では、均一性の高い融着により、比較的低密度でありながら、成形体の形態を保持することを可能としている。Specifically, the apparent density of the nonwoven fiber molded body of the present invention can be selected from a range of about 0.01 to 0.7 g / cm 3 , for example, 0.02 to 0.4 g /
さらに、前述のように、各不織繊維集合体は、製造上の制約から、0.05g/cm3以下の成形体を調製するのが困難であるのに対して、本発明では、複数の不織繊維集合体単位を組み合わせて成形することにより、従来の不織繊維集合体では達成できなかった低密度の成形体を調製できる。すなわち、本発明の不織繊維成形体の見掛け密度は、例えば、0.01〜0.05g/cm3程度の低密度であってもよい。Furthermore, as described above, each non-woven fiber assembly is difficult to prepare a molded body of 0.05 g / cm 3 or less due to manufacturing restrictions. By molding by combining the nonwoven fiber aggregate units, it is possible to prepare a low-density molded article that could not be achieved by conventional nonwoven fiber aggregates. That is, the apparent density of the nonwoven fiber molded body of the present invention may be a low density of about 0.01 to 0.05 g / cm 3 , for example.
本発明の不織繊維成形体は、不織繊維構造を有しているため、繊維間に生ずる空隙を有している。これらの空隙は、スポンジのような樹脂発泡体と異なり各々が独立した空隙ではなく連続しているため、通気性を有している。本発明の成形体の通気度は、フラジール形法による通気度で0.1cm3/(cm2・秒)以上(例えば、0.1〜300cm3/(cm2・秒))、好ましくは0.5〜250cm3/(cm2・秒)(例えば、1〜250cm3/(cm2・秒))、さらに好ましくは5〜200cm3/(cm2・秒)程度であり、通常、1〜100cm3/(cm2・秒)程度である。通気度が小さすぎると、成形体に空気を通過させるために外部から圧力を加える必要が生じ、自然な空気の出入が困難となる。一方、通気度が大き過ぎると、通気性は高くなるが、成形体内の繊維空隙が大きくなりすぎ、形態安定性が低下する。Since the nonwoven fiber molded body of the present invention has a nonwoven fiber structure, it has voids formed between the fibers. Unlike the resin foam such as sponge, these voids are not independent voids but are continuous, and thus have air permeability. The air permeability of the molded article of the present invention is 0.1 cm 3 / (cm 2 · sec) or more (for example, 0.1 to 300 cm 3 / (cm 2 · sec)), preferably 0 in terms of air permeability according to the Frazier method. 0.5 to 250 cm 3 / (cm 2 · sec) (for example, 1 to 250 cm 3 / (cm 2 · sec)), more preferably about 5 to 200 cm 3 / (cm 2 · sec), It is about 100 cm 3 / (cm 2 · sec). If the air permeability is too small, it is necessary to apply pressure from the outside in order to allow air to pass through the molded body, making it difficult for natural air to enter and exit. On the other hand, if the air permeability is too high, the air permeability becomes high, but the fiber voids in the molded body become too large, and the form stability is lowered.
本発明の不織繊維成形体は、断熱性も高く、熱伝導率が0.1W/m・K以下と低く、例えば、0.03〜0.1W/m・K、好ましくは0.05〜0.08W/m・K程度である。 The nonwoven fiber molded body of the present invention has high heat insulation and low thermal conductivity of 0.1 W / m · K or less, for example, 0.03 to 0.1 W / m · K, preferably 0.05 to It is about 0.08 W / m · K.
本発明の不織繊維成形体には、不織繊維集合体に加えて、前記不織繊維集合体の特性を損なわない範囲で、他の構成単位又は構成材料(又は粒状物)が含まれてもよい。他の構成単位としては、湿熱接着性繊維を含まず、非湿熱接着性繊維で形成された繊維集合体(例えば、不織繊維集合体など)などが挙げられる。他の構成単位の割合は、成形体全体に対して10重量%以下(特に5重量%以下)であってもよい。本発明の不織繊維成形体にも、前記不織繊維集合体の項で例示された慣用の添加剤を不織繊維集合体とともに配合してもよい。 In addition to the non-woven fiber aggregate, the non-woven fiber aggregate of the present invention includes other constituent units or constituent materials (or granular materials) as long as the characteristics of the non-woven fiber aggregate are not impaired. Also good. Examples of other structural units include fiber aggregates (for example, non-woven fiber aggregates) that are made of non-wet heat adhesive fibers and do not contain wet heat adhesive fibers. The proportion of the other structural unit may be 10% by weight or less (particularly 5% by weight or less) with respect to the entire molded body. In the nonwoven fiber molded body of the present invention, the conventional additives exemplified in the section of the nonwoven fiber aggregate may be blended together with the nonwoven fiber aggregate.
本発明の不織繊維成形体の形状は、複数の不織繊維集合体を組み合わせて成形するため、シート状又は板状などの二次元形状に限定されず、各種の三次元形状に成形できる。 Since the shape of the nonwoven fiber molded body of the present invention is formed by combining a plurality of nonwoven fiber assemblies, it is not limited to a two-dimensional shape such as a sheet shape or a plate shape, and can be shaped into various three-dimensional shapes.
[不織繊維成形体の製造方法]
本発明の不織繊維成形体の製造方法は、複数の不織繊維集合体を熱接着する工程を含む。本発明の方法は、さらに不織繊維集合体を形成する成形工程を含んでいてもよい。[Method for producing nonwoven fiber molded body]
The method for producing a nonwoven fiber molded body of the present invention includes a step of thermally bonding a plurality of nonwoven fiber assemblies. The method of the present invention may further include a forming step of forming a nonwoven fiber assembly.
(不織繊維集合体の成形工程)
不織繊維集合体の成形工程では、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、メルトブロー法などの直接法、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。(Molding process of non-woven fiber assembly)
In the forming process of the nonwoven fiber assembly, first, the fiber containing the wet heat adhesive fiber is formed into a web. As a method for forming the web, a conventional method, for example, a direct method such as a spun bond method or a melt blow method, a card method using melt blow fibers or staple fibers, a dry method such as an air array method, or the like can be used. Among these methods, a card method using melt blown fibers or staple fibers, particularly a card method using staple fibers is widely used. Examples of the web obtained using staple fibers include a random web, a semi-random web, a parallel web, and a cross-wrap web.
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、高温水蒸気で加熱処理され、湿熱接着性繊維同士が融着する。本発明では、加熱方法として、高温水蒸気で処理する方法を用いることにより、繊維集合体の表面から内部に亘り、均一な融着を発現できる。なお、融着工程の前工程として、繊維が飛散するのを抑制する点などから、得られた繊維ウェブの一部の繊維を、低圧力水(例えば、0.1〜1.5MPa、好ましくは0.5〜1MPa程度の水)をスプレーなどにより噴霧又は噴射(吹き付け)して交絡させる方法などにより軽度に絡合する工程を経てもよい。 Next, the obtained fiber web is sent to the next process by a belt conveyor, heat-treated with high-temperature steam, and the wet heat adhesive fibers are fused. In the present invention, by using a method of treating with high-temperature steam as the heating method, uniform fusion can be expressed from the surface to the inside of the fiber assembly. In addition, as a pre-process of the fusion process, a part of the fibers of the obtained fiber web is made from low-pressure water (for example, 0.1 to 1.5 MPa, preferably from the viewpoint of suppressing the scattering of the fibers. A step of slightly entanglement may be performed by a method of entanglement by spraying or spraying (spraying) water (about 0.5 to 1 MPa).
具体的には、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、不織繊維構造を有する繊維集合体が得られる。すなわち、ベルトコンベアで運搬された繊維ウェブは、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、湿熱接着性繊維が融着する。特に、本発明における繊維ウェブは通気性を有しているため、高温水蒸気が内部にまで浸透し、略均一な組織を有する繊維集合体を得ることができる。 Specifically, the obtained fiber web is sent to the next process by a belt conveyor, and then exposed to a superheated or high-temperature steam (high-pressure steam) stream to obtain a fiber assembly having a non-woven fiber structure. That is, when the fiber web transported by the belt conveyor passes through the high-speed and high-temperature steam flow ejected from the nozzle of the steam spraying device, the wet heat adhesive fibers are fused by the sprayed high-temperature steam. In particular, since the fiber web in the present invention has air permeability, high-temperature water vapor penetrates into the inside, and a fiber assembly having a substantially uniform structure can be obtained.
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の形態を乱すことなく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、必要に応じてもう1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、繊維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繊維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。 The belt conveyor to be used is not particularly limited as long as it can be subjected to high temperature steam treatment without disturbing the form of the fiber web used for processing, and an endless conveyor is preferably used. In addition, a general independent belt conveyor may be used, and another belt conveyor may be combined as necessary, and the web may be transported with the web sandwiched between both belts. By conveying in this way, when processing a fiber web, it can suppress that the form of the fiber web conveyed by external force, such as the water used for a process, high temperature steam, and a conveyor's vibration, deform | transforms. It is also possible to control the density and thickness of the treated non-woven fibers by adjusting the distance between the belts.
繊維ウェブに水蒸気を供給するためには、慣用の水蒸気噴射装置が用いられる。この水蒸気噴射装置としては、所望の圧力と量で、ウェブ全幅に亘り概ね均一に水蒸気を吹き付け可能な装置が好ましい。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、通水性のコンベアベルト、又はコンベアの上に載置されたコンベアネットを通してウェブに水蒸気を供給する。他方のコンベアには、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、繊維ウェブを通過した過剰の水蒸気を吸引排出できる。また、繊維ウェブの表及び裏の両側を一度に水蒸気処理するために、さらに前記水蒸気噴射装置が装着されているコンベアとは反対側のコンベアにおいて、前記水蒸気噴射装置が装着されている部位よりも下流部のコンベア内に別の水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い場合は、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してもよい。 In order to supply water vapor to the fiber web, a conventional water vapor jet apparatus is used. As this steam spraying device, a device capable of spraying steam substantially uniformly over the entire width of the web at a desired pressure and amount is preferable. When two belt conveyors are combined, water vapor is supplied to the web through a water-permeable conveyor belt or a conveyor net placed on the conveyor. A suction box may be attached to the other conveyor. Excess water vapor that has passed through the fiber web can be sucked and discharged by the suction box. Further, in order to perform steam treatment on both sides of the front and back of the fiber web at a time, in a conveyor opposite to the conveyor on which the steam spraying device is mounted, more than the portion on which the steam spraying device is mounted. You may install another water vapor | steam injection apparatus in the conveyor of a downstream part. If there is no downstream steam injection device and suction box, if you want to steam-treat the front and back of the fiber web, you can substitute the front and back of the fiber web that has been treated once and pass through the treatment device again Good.
コンベアに用いるエンドレスベルトは、繊維ウェブの運搬や高温水蒸気処理の妨げにならなければ、特に限定されない。ただし、高温水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、表面の平坦な繊維集合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、概ね90メッシュより粗いネット(例えば、10〜50メッシュ程度のネット)が好ましい。これ以上のメッシュの細かなネットは、通気性が低く、水蒸気が通過し難くなる。メッシュベルトの材質は、水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。 The endless belt used for the conveyor is not particularly limited as long as it does not hinder the conveyance of the fiber web or the high-temperature steam treatment. However, when high-temperature steam treatment is performed, the surface shape of the belt may be transferred to the surface of the fiber web depending on the conditions. In particular, when it is desired to obtain a fiber assembly having a flat surface, a net having a fine mesh may be used. The upper limit is about 90 mesh, and a net that is roughly coarser than 90 mesh (for example, a net of about 10 to 50 mesh) is preferable. A finer mesh net than this has low air permeability and makes it difficult for water vapor to pass through. The mesh belt is made of metal, heat-treated polyester resin, polyphenylene sulfide resin, polyarylate resin (fully aromatic polyester resin), aromatic polyamide resin, etc. The heat resistant resin is preferable.
水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、被処理体である繊維ウェブ中の繊維を大きく移動させることなく繊維ウェブ内部へ進入する。この繊維ウェブ中への水蒸気流の進入作用及び湿熱作用によって、水蒸気流が繊維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、乾熱処理に比べても、繊維内部に対して充分に熱を伝導できるため、表面及び厚み方向における捲縮の程度が概ね均一になる。 Since the high-temperature steam sprayed from the steam spraying device is an air stream, unlike the hydroentanglement process or the needle punch process, the fibers in the fiber web that is the object to be processed enter the inside of the fiber web without largely moving. . It is considered that due to the invasion action and wet heat action of the water vapor flow into the fiber web, the water vapor flow efficiently covers the surface of each fiber existing in the fiber web in a wet heat state, and uniform heat bonding becomes possible. In addition, since the heat can be sufficiently conducted to the inside of the fiber as compared with the dry heat treatment, the degree of crimp in the surface and the thickness direction becomes substantially uniform.
高温水蒸気を噴射するためのノズルは、所定のオリフィスが幅方向に連続的に並んだプレートやダイスを用い、これを供給される繊維ウェブの幅方向にオリフィスが並ぶように配置すればよい。オリフィス列は一列以上あればよく、複数列が並行した配列であってもよい。また、一列のオリフィス列を有するノズルダイを複数台並列に設置してもよい。 The nozzle for injecting the high-temperature steam may be a plate or a die in which predetermined orifices are continuously arranged in the width direction, and may be arranged so that the orifices are arranged in the width direction of the fiber web to be supplied. There may be one or more orifice rows, and a plurality of rows may be arranged in parallel. A plurality of nozzle dies having a single orifice array may be installed in parallel.
プレートにオリフィスを開けたタイプのノズルを使用する場合、プレートの厚さは、0.5〜1mm程度であってもよい。オリフィスの径やピッチに関しては、目的とする繊維固定と、捲縮発現が効率よく実現できる条件であれば特に制限はないが、オリフィスの直径は、通常、0.05〜2mm、好ましくは0.1〜1mm、さらに好ましくは0.2〜0.5mm程度である。オリフィスのピッチは、通常、0.5〜3mm、好ましくは1〜2.5mm、さらに好ましくは1〜1.5mm程度である。オリフィスの径が小さすぎると、ノズルの加工精度が低くなり、加工が困難になるという設備的な問題点と、目詰まりを起こしやすくなるという運転上の問題点が生じ易い。逆に、大きすぎると、十分な水蒸気噴射力を得ることが困難となる。一方、ピッチが小さすぎると、ノズル孔が密になりすぎるため、ノズル自体の強度が低下する。一方、ピッチが大きすぎると、高温水蒸気が繊維ウェブに充分に当たらないケースが生じるため、ウェブ強度の確保が困難となる。 When using a type of nozzle having an orifice in the plate, the thickness of the plate may be about 0.5 to 1 mm. The diameter and pitch of the orifice are not particularly limited as long as the target fiber fixation and crimp expression can be efficiently realized, but the diameter of the orifice is usually 0.05 to 2 mm, preferably 0. It is about 1-1 mm, More preferably, it is about 0.2-0.5 mm. The pitch of the orifices is usually about 0.5 to 3 mm, preferably about 1 to 2.5 mm, and more preferably about 1 to 1.5 mm. If the orifice diameter is too small, the processing accuracy of the nozzle becomes low and the processing becomes difficult, and the operational problem that clogging is likely to occur easily occurs. On the other hand, if it is too large, it will be difficult to obtain a sufficient water vapor injection force. On the other hand, if the pitch is too small, the nozzle holes become too dense and the strength of the nozzle itself is reduced. On the other hand, if the pitch is too large, there are cases where high-temperature water vapor does not sufficiently hit the fiber web, making it difficult to ensure web strength.
使用する高温水蒸気についても、目的とする繊維の固定が実現できれば特に限定はなく、使用する繊維の材質や形態により設定すればよいが、圧力は、例えば、0.1〜2MPa、好ましくは0.2〜1.5MPa、さらに好ましくは0.3〜1MPa程度である。水蒸気の圧力が高すぎたり、強すぎる場合には、ウェブを形成する繊維が必要以上に動いて地合の乱れを生じたり、繊維が溶融しすぎて部分的に繊維形状を保持できなくなったり、必要以上に接着する可能性がある。また、圧力が弱すぎると、繊維の融着や捲縮発現に必要な熱量を被処理物であるウェブに与えることができなくなったり、水蒸気がウェブを貫通できず、厚み方向に繊維融着斑や捲縮が不均一になったりする場合がある。また、ノズルからの水蒸気の均一な噴出の制御が困難になる場合がある。 The high-temperature steam to be used is not particularly limited as long as the target fiber can be fixed, and may be set depending on the material and form of the fiber to be used. The pressure is, for example, 0.1 to 2 MPa, preferably 0. The pressure is about 2 to 1.5 MPa, more preferably about 0.3 to 1 MPa. If the water vapor pressure is too high or too strong, the fibers forming the web will move more than necessary, causing turbulence, or the fibers will melt too much to partially retain the fiber shape, There is a possibility of bonding more than necessary. Also, if the pressure is too weak, the amount of heat necessary for fiber fusion and crimp development cannot be given to the web being processed, or water vapor cannot penetrate the web, causing fiber fusion spots in the thickness direction. And crimps may become uneven. In addition, it may be difficult to control the uniform ejection of water vapor from the nozzle.
高温水蒸気の温度は、例えば、100〜150℃、好ましくは100〜120℃、さらに好ましくは100〜110℃程度である。高温水蒸気の処理速度は、例えば、200m/分以下、好ましくは0.1〜100m/分、さらに好ましくは1〜50m/分程度である。 The temperature of the high-temperature steam is, for example, about 100 to 150 ° C, preferably about 100 to 120 ° C, and more preferably about 100 to 110 ° C. The processing speed of the high temperature steam is, for example, 200 m / min or less, preferably 0.1 to 100 m / min, and more preferably about 1 to 50 m / min.
必要であれば、板状の繊維集合体を複数枚重ねて積層体としてもよく、他の資材と積層して積層体を形成してもよい。 If necessary, a plurality of plate-like fiber assemblies may be stacked to form a stacked body, or may be stacked with other materials to form a stacked body.
さらに、不織繊維集合体のウェブを絡合する工程は、前述のように、湿熱接着性繊維を高温水蒸気により接着させて得られるが、他の慣用の方法、例えば、ニードルパンチなどの処理方法により接着されていてもよい。 Further, as described above, the step of entanglement of the nonwoven fiber aggregate web is obtained by adhering wet heat-adhesive fibers with high-temperature steam, but other conventional methods, for example, processing methods such as needle punching It may be adhered by.
このような方法で得られた不織繊維集合体は、通常、シート状又は板状に成形される。シート状不織繊維集合体は、前述のサイズとなるように、破砕、粉砕、あるいは切断することにより、本発明における不織繊維集合体へと形成される。目的とする体積にできれば、不織繊維集合体の成形方法は、特に限定はなく、慣用の機械である一軸破砕機、二軸破砕機、高速切断機を使用してもよい。さらに、本発明では、不織繊維集合体は、廃材、例えば、本発明の製造過程における切断又は破砕過程などで発生する切れ端や、廃棄物又は使用済みの不織繊維集合体(例えば、ボード状形態などで使用された不織繊維集合体や、本発明の不織繊維成形体)を粉砕又は切断処理した集合体であってもよい。本発明では、このような廃材を利用できるため、リサイクル性にも優れている。 The nonwoven fiber assembly obtained by such a method is usually formed into a sheet shape or a plate shape. The sheet-like nonwoven fiber aggregate is formed into the nonwoven fiber aggregate of the present invention by crushing, pulverizing, or cutting so as to have the above-mentioned size. As long as the desired volume can be obtained, the method for forming the nonwoven fiber assembly is not particularly limited, and a conventional machine such as a single-screw crusher, a biaxial crusher, or a high-speed cutter may be used. Furthermore, in the present invention, the non-woven fiber aggregate is a waste material, for example, a piece generated in a cutting or crushing process in the production process of the present invention, a waste or a used non-woven fiber aggregate (for example, a board shape). An aggregate obtained by pulverizing or cutting non-woven fiber aggregates used in the form or the like, or non-woven fiber molded bodies of the present invention) may also be used. In this invention, since such a waste material can be utilized, it is excellent also in recyclability.
(不織繊維集合体の熱接着工程)
熱接着工程では、複数の不織繊維集合体単位を熱接着する方法は特に限定されず、熱風や熱水などを用いて加熱する方法であってもよいが、不織繊維集合体の成形工程と同様に高温水蒸気を用いて熱接着する方法が好ましい。高温水蒸気を用いると、不織繊維集合体として、前述の廃材を用いても良好に熱接着でき、例えば、複数回(例えば、5回以上)熱接着処理を繰り返した場合であっても、不織繊維集合体を良好に熱接着できるため、繰り返し再利用できる。(Thermal bonding process of non-woven fiber assembly)
In the thermal bonding step, the method of thermally bonding a plurality of nonwoven fiber aggregate units is not particularly limited, and may be a method of heating using hot air or hot water, but the nonwoven fiber aggregate molding step Similarly to the above, a method of heat bonding using high temperature steam is preferable. When high-temperature steam is used, the above-mentioned waste material can be satisfactorily heat-bonded as a non-woven fiber aggregate. For example, even when heat-bonding treatment is repeated a plurality of times (for example, 5 times or more), Since the woven fiber assembly can be thermally bonded well, it can be reused repeatedly.
不織繊維集合体同士を接着し、ボード状に成形する方法としては、前述したコンベア上に不織繊維集合体を均一に分散させながら、蒸気処理する方法が挙げられる。 Examples of the method of bonding the nonwoven fiber aggregates and forming them into a board shape include a steam treatment method while uniformly dispersing the nonwoven fiber aggregates on the conveyor.
複雑な立体構造物を成形するには、スチームプレス成形機を使用できる。スチームプレス成形機は、特に限定されないが、生産性の点から、下金型が凹形状であり、不織繊維集合体を充填できる成形機であってもよい。蒸気の供給は、金型に蒸気供給穴を設けてもよい。図4は、スチームプレス成形機の一例を示す模式図である。スチームプレス成形機30は、上金型と31と、この上金型31と嵌合可能であり、かつ内部に不織繊維集合体を充填可能な空隙部32を有する下金型33とを備えており、下金型32の底部には、高温水蒸気を供給するための蒸気供給穴34を有している。スチームプレス成形機は、このようなスチームプレス成形機に限定されず、上金型を開放状態にし、その隙間から蒸気を供給してもよい。金型に開ける蒸気供給穴の径やピッチに関しては、ブロック状不織繊維集合体同士が充分に接着できれば、特に制限はないが、通常0.1〜3mm、好ましくは0.5〜2mm程度である。蒸気供給穴が小さすぎると、ノズルの加工精度が低くなり、加工が困難になるという設備的な問題点と、目詰まりを起こしやすくなるという運転上の問題点が生じ易い。逆に、大きすぎると、十分な水蒸気噴射力を得ることが困難となる。
In order to form a complicated three-dimensional structure, a steam press molding machine can be used. The steam press molding machine is not particularly limited, but may be a molding machine in which the lower mold has a concave shape and can be filled with a non-woven fiber assembly from the viewpoint of productivity. For supplying steam, a steam supply hole may be provided in the mold. FIG. 4 is a schematic view showing an example of a steam press molding machine. The steam
スチームプレス成形機に充填する不織繊維集合体の充填量は、特に限定しないが、充填量を調整することで、不織繊維集合体の見掛け密度に拘わらず、成形体の見掛け密度を0.01〜0.7g/cm3に調整できる。本発明では、不織繊維集合体をランダムな方向に配向させる場合、所定量の不織繊維集合体をスチームプレス成形機(特に空隙部を有する下金型を有するスチームプレス成形機)に充填して熱接着するだけで成形体を製造できるため、成形体の生産性に優れている。さらに、金型の形状を変えることにより、複雑な立体構造を有する三次元形状の成形体も容易に成形できる。The filling amount of the nonwoven fiber aggregate to be filled into the steam press molding machine is not particularly limited, but by adjusting the filling amount, the apparent density of the molded article is set to 0. 0 regardless of the apparent density of the nonwoven fiber aggregate. It can be adjusted to 01 to 0.7 g / cm 3 . In the present invention, when orienting a nonwoven fiber assembly in a random direction, a predetermined amount of the nonwoven fiber assembly is filled into a steam press molding machine (especially a steam press molding machine having a lower mold having a void). Therefore, it is possible to produce a molded body simply by heat bonding. Furthermore, by changing the shape of the mold, a three-dimensional shaped product having a complicated three-dimensional structure can be easily formed.
使用する蒸気についても、不織繊維集合体同士が充分に接着できれば特に限定はなく、圧力は、例えば、0.05〜2MPa、好ましくは0.07〜1.5MPa程度である。蒸気の圧力が高すぎたり、強すぎる場合には、不織繊維集合体が必要以上に動いて不均一な接着構造になったり、蒸気供給穴の周辺が必要以上に接着し、高密度化する可能性がある。また、圧力が弱すぎると、不織繊維集合体の接着に必要な熱量を与えることができなくなり、密度が不均一になる場合がある。また、蒸気供給穴からの蒸気の均一な噴出の制御が困難になる場合がある。 The steam used is not particularly limited as long as the non-woven fiber aggregates can be sufficiently bonded to each other, and the pressure is, for example, about 0.05 to 2 MPa, preferably about 0.07 to 1.5 MPa. If the steam pressure is too high or too strong, the non-woven fiber assembly will move more than necessary to form a non-uniform adhesive structure, or the area around the steam supply hole will adhere more than necessary, resulting in higher density. there is a possibility. On the other hand, if the pressure is too weak, it may not be possible to provide the amount of heat necessary for bonding the nonwoven fiber assembly, and the density may be uneven. In addition, it may be difficult to control the uniform ejection of steam from the steam supply hole.
スチームプレス成形機に吸引ファンを装着し、蒸気噴出穴から金型内に滞留しているスチームを吸引し、冷却してもよい。冷却することで、湿熱接着の固着する時間を早めることができる。 A steam fan may be attached to the steam press molding machine, and the steam staying in the mold may be sucked from the steam ejection hole and cooled. By cooling, the time during which the wet heat adhesion is fixed can be shortened.
金型の保温温度としては、100〜120℃が望ましい。金型温度が100℃未満であると、金型表面で蒸気が結露し接着ムラを起こす。120℃を超えると、湿熱接着性繊維に過剰な熱履歴を与えてしまうため、再成形ができなくなる。 As a heat retention temperature of a metal mold | die, 100-120 degreeC is desirable. When the mold temperature is less than 100 ° C., vapor condenses on the mold surface and causes uneven adhesion. If the temperature exceeds 120 ° C., an excessive heat history is imparted to the wet heat-adhesive fiber, so that remolding cannot be performed.
不織繊維集合体に他素材の構成単位を混合した後に、前述の方法で成形体を得ることも可能である。 It is also possible to obtain a molded body by the above-mentioned method after mixing the constituent units of other materials into the nonwoven fiber assembly.
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。なお、実施例中の「部」及び「%」はことわりのない限り、質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Each physical property value in the examples was measured by the following method. In the examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
(1)目付(g/m2)
JIS L1913「一般短繊維不織布試験方法」に準じて測定した。(1) Weight per unit area (g / m 2 )
Measured according to JIS L1913 “Testing method for general short fiber nonwoven fabric”.
(2)厚さ(mm)、見掛け密度(g/cm3)
JIS L1913「一般短繊維不織布試験方法」に準じて厚さを測定し、この値と目付の値とから見掛け密度を算出した。(2) Thickness (mm), apparent density (g / cm 3 )
The thickness was measured according to JIS L1913 “Test method for general short fiber nonwoven fabric”, and the apparent density was calculated from this value and the basis weight value.
(3)捲縮数
JIS L1015「化学繊維ステープル試験方法」(8.12.1)に準じて評価した。(3) Number of crimps Evaluation was made according to JIS L1015 “Testing method for chemical fiber staples” (8.12.1).
(4)熱伝導率
「JIS R2648、耐火断熱れんがの熱線法による熱伝導率の試験方法」に準じて、非定常熱線法によって測定した。(4) Thermal conductivity It measured by the unsteady hot wire method according to "JIS R2648, the test method of the heat conductivity by the hot wire method of a refractory heat insulation brick".
(5)通気度
JIS L1096に準じてフラジール形法にて測定した。(5) Air permeability Measured by fragile method according to JIS L1096.
(6)成形性
1cm3の不織繊維集合体20gを図4に示す形状の金型(幅22cm、奥行き30cm、高さ10mm)を有するスチームプレス成形機に充填し、密度0.03g/cm3、厚み10mmの成形体に成形した。成形体が金型形状を保持できているか目視観察し、以下の基準で評価した。(6) Formability 20 g of non-woven fiber assembly having a size of 1 cm 3 is filled into a steam press molding machine having a mold (
○:ほぼ金型の形状を保持しており、不織繊維集合体同士が接着している
△:金型の形状を保持しているが、不織繊維集合体の脱落が一部見られる
×:金型の形状を保持できず、不織繊維集合体の脱落が多く見られる。○: The shape of the mold is almost maintained, and the nonwoven fiber assemblies are adhered to each other. Δ: The shape of the mold is maintained, but some of the nonwoven fiber assemblies are dropped. : The shape of the mold cannot be maintained, and the nonwoven fabric aggregates are often dropped.
(7)リサイクル性
成形性試験で得られた成形体を再度1cm3ずつに裁断し、再度、図4のスチームプレス成形機を用い、0.07MPaの蒸気を30秒与え、密度0.03g/cm3、厚み10mmの再生品を得た。これを5回繰返した後に、成形体が金型形状を保持できているかを目視観察し、以下の基準で評価した。(7) Recyclability The molded body obtained in the moldability test was cut again by 1 cm 3 , and again using the steam press molding machine of FIG. 4, 0.07 MPa steam was applied for 30 seconds, and the density was 0.03 g / A regenerated product with cm 3 and a thickness of 10 mm was obtained. After repeating this five times, whether or not the molded body could hold the mold shape was visually observed and evaluated according to the following criteria.
○:ほぼ金型の形状を保持しており、不織繊維集合体同士が接着している
△:金型の形状を保持しているが、不織繊維集合体の脱落が一部見られる
×:金型の形状を保持できず、不織繊維集合体の脱落が多く見られる。○: The shape of the mold is almost maintained, and the nonwoven fiber assemblies are adhered to each other. Δ: The shape of the mold is maintained, but some of the nonwoven fiber assemblies are dropped. : The shape of the mold cannot be maintained, and the nonwoven fabric aggregates are often dropped.
(8)曲げ靭性
JIS K7017に記載の方法のうちA法(3点曲げ法)に準じて測定した。このとき、測定サンプルは30mm幅×200mm長のサンプルを用い、支点間距離を50mmとし、試験速度を2mm/分として測定を行った。なお、ウェブ流れ方向(MD)が平行となるように測定サンプルを採取した。本発明では、たわみが30mmのときに、サンプルが曲げ破壊されるか否かを目視観察し、以下の基準で評価した。(8) Bending toughness Measured according to Method A (3-point bending method) among the methods described in JIS K7017. At this time, the measurement sample was a 30 mm wide × 200 mm long sample, the distance between fulcrums was 50 mm, and the test speed was 2 mm / min. In addition, the measurement sample was extract | collected so that a web flow direction (MD) might become parallel. In the present invention, when the deflection is 30 mm, whether or not the sample is bent and broken is visually observed and evaluated according to the following criteria.
○:ほぼ試験前のサンプル形態を保持している
×:試験前のサンプル形態から著しく変形している。○: The sample form before the test is almost retained. ×: The sample form before the test is remarkably deformed.
(9)吸音率
「JISA1429 残響室法吸音率の測定方法」に準じて、250Hz,500Hz,1000Hz,2000Hz,5000Hzの5ヶ所の周波数の吸音率を測定し、以下の基準で評価した。なお、この評価において、吸音率が50%以上(0.5以上)の箇所が1箇所も無い場合、反響音が大きくなり、吸音効果がなく、吸音率が50%以上の箇所が1〜3箇所の場合、特定周波数の音だけ吸収して、不自然な音場になり不快となる。(9) Sound absorption rate In accordance with “JISA1429 reverberation chamber method sound absorption rate measurement method”, the sound absorption rates at five frequencies of 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz, and 5000 Hz were measured and evaluated according to the following criteria. In addition, in this evaluation, when there is no place where the sound absorption rate is 50% or more (0.5 or more), the reverberant sound becomes large, there is no sound absorption effect, and the place where the sound absorption rate is 50% or more is 1 to 3. In the case of the location, only the sound of a specific frequency is absorbed, resulting in an unnatural sound field and uncomfortable.
○:4ヶ所以上の周波数全てで吸音率50%以上である
△:1〜3ヶ所の周波数で吸音率50%以上である
×:吸音率50%以上が、1ヶ所もない。○: Sound absorption rate is 50% or more at all four or more frequencies. Δ: Sound absorption rate is 50% or more at 1 to 3 frequencies. ×: No sound absorption rate is 50% or more.
(10)自立性(形態安定性)
吸音率試験で作製した120cm(高さ)、直径22cmの円柱状の吸音体が1分間自立できるか否かを3回繰り返して目視で確認し、以下の基準で評価した。(10) Independence (morphological stability)
Whether or not the 120-cm (height) and cylindrical-shaped sound absorber having a diameter of 22 cm produced by the sound absorption coefficient test can stand by itself for 1 minute was confirmed by visual observation three times and evaluated according to the following criteria.
○:3回とも倒れずに自立している
△:1〜2回倒れずに自立している
×:1回も自立しない。○: Independent without falling down three times. Δ: Independent without falling down once or twice. ×: Independent of one time.
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/25mm、捲縮率13.5%)を準備した。Example 1
Core-sheath type composite staple fiber having a core component of polyethylene terephthalate and a sheath component of ethylene-vinyl alcohol copolymer (ethylene content 44 mol%, saponification degree 98.4 mol%) as wet heat adhesive fibers (Co., Ltd.) “Sophista”, fineness 3.3 dtex, fiber length 51 mm, core-sheath mass ratio = 50/50, number of
前記芯鞘型複合ステープル繊維(湿熱接着性繊維)を、カード法により目付約500g/m2のカードウェブを作製した。A card web having a basis weight of about 500 g / m 2 was prepared from the core-sheath type composite staple fiber (wet heat adhesive fiber) by a card method.
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金網を装備したベルトコンベアに移送した。尚、このベルトコンベアの金網の上部には同じ金網を有するベルトコンベアが装備されており、それぞれが同じ速度で同方向に回転し、これら両金網の間隔を任意に調整可能なベルトコンベアを使用した。 The card web was transferred to a belt conveyor equipped with a 50 mesh, 500 mm wide stainless steel endless wire mesh. In addition, the belt conveyor which has the same metal mesh is equipped in the upper part of the metal mesh of this belt conveyor, and it rotated in the same direction at the same speed, respectively, and used the belt conveyor which can adjust the space | interval of these metal meshes arbitrarily. .
次いで、下側のベルトコンベアに備えられた水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み方向に向けて通過するように(垂直に)噴出して水蒸気処理を施し、不織繊維集合体を得た。この水蒸気噴射装置は、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水蒸気処理を施した。 Next, the steam web is introduced into the steam jetting device provided on the lower belt conveyor, and 0.2 MPa of high-temperature steam is jetted out (perpendicularly) in the thickness direction of the card web from this device. Steam treatment was performed to obtain a non-woven fiber assembly. In this steam spraying device, a nozzle is installed in the lower conveyor so as to spray high-temperature steam toward the web via a conveyor net, and a suction device is installed in the upper conveyor. Further, another jetting device, which is a combination of the arrangement of the nozzle and the suction device reversed, is installed on the downstream side in the web traveling direction of the jetting device, and steam treatment is performed on both the front and back sides of the web. did.
なお、水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列に並べられた水蒸気噴射装置を使用した。加工速度は5m/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5mm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。 In addition, the hole diameter of the water vapor | steam injection nozzle was 0.3 mm, and the water vapor | steam injection apparatus with which the nozzle was arranged in 1 row at 1 mm pitch along the width direction of the conveyor was used. The processing speed was 5 m / min, and the interval (distance) between the upper and lower conveyor belts on the nozzle side and the suction side was 5 mm. The nozzles were arranged on the back side of the conveyor belt so as to be almost in contact with the belt.
次いで、5mm厚のボードを高速裁断機で裁断(幅1cm×長さ2cm)し、1cm3の不織繊維集合体を作成した。この不織繊維集合体の密度は0.1g/cm3であり、通気度は51cm3/(cm2・秒)、繊維接着率は、表面31%、中央28%、裏面33%であった。さらに、図4に示す形状の金型(幅22cm、奥行き30cm、高さ10mm)を100℃に保温し、その凹み部に前述の不織繊維集合体を20g充填した。0.07MPaの蒸気を30秒間送り込み、密度0.01g/cm3、厚み10mmの成形体を得た。得られた成形体は、通気性、断熱性、耐久性が良好であった。さらに、この成形体を再度1cm3に裁断し、再生品の材料として、再度金型に充填し、0.07MPaの蒸気を30秒与え、密度0.03g/m3、厚み10mmの再生品を得た。同様の再生を5回繰り返したが、不織繊維集合体同士の接着状態は良好であり、リサイクル性は良好であった。結果を表1に示す。Subsequently, a board having a thickness of 5 mm was cut with a high-speed cutter (width 1 cm ×
実施例2
170℃の熱風炉を使用する以外は実施例1と同様にして、不織繊維集合体からなる成形体を得た。得られた成形体は、通気性、断熱性、耐久性が良好であった。さらに、この成形体を実施例1同様に再生品を得た。得られた再生品は、金型の形状を保持しているが、不織繊維集合体の脱落が一部見られた。Example 2
Except using a 170 degreeC hot stove, it carried out similarly to Example 1, and obtained the molded object which consists of a nonwoven fabric aggregate. The obtained molded article had good breathability, heat insulation, and durability. Further, a recycled product was obtained from this molded body in the same manner as in Example 1. The obtained recycled product retained the shape of the mold, but some of the non-woven fiber assemblies dropped off.
比較例1
ポリエチレンテレフタレート繊維(繊度3dtex、繊維長51mm)を用いてカード法により得られた目付約500g/m2のウェブを使用した以外は実施例1と同様にして、不織繊維集合体からなる成形体を得ようとしたが、湿熱接着性繊維が含まれていないため、不織繊維集合体同士の接着構造ができず形態が保てなかった。評価結果を表1に示す。Comparative Example 1
A molded article comprising a non-woven fiber assembly in the same manner as in Example 1 except that a web having a basis weight of about 500 g / m 2 obtained by a card method using polyethylene terephthalate fibers (fineness: 3 dtex, fiber length: 51 mm) was used. However, since the wet heat adhesive fibers were not included, an adhesive structure between the nonwoven fiber assemblies could not be formed and the form could not be maintained. The evaluation results are shown in Table 1.
比較例2
市販の発泡スチロール(10mm厚)について、評価した結果を表1に示す。Comparative Example 2
Table 1 shows the evaluation results of commercially available polystyrene foam (10 mm thick).
比較例3
市販の発泡ポリウレタン(イノアック製、10mm厚)について、評価した結果を表1に示す。Comparative Example 3
Table 1 shows the evaluation results of commercially available polyurethane foam (Inoac, 10 mm thick).
実施例3
実施例1と同様にして得られた不織繊維集合体の裁断物を、実施例1で使用した金型において、凹み部の形状が円柱状である金型(断面円形状の直径22cm、高さ40cm)を100℃に保温し、その凹み部に前述の不織繊維集合体を475g充填した。0.07MPaの蒸気を30秒間送り込み、密度0.03g/cm3、断面円形状の直径23cm、高さ40cmの成形体を得た。この成形体を3個作製し、高さが120cmの円柱になるように積み上げて1.4kgの吸音体を作製した。得られた成形体は、吸音性に優れ、軽量であり、自立していた。なお、各周波数における吸音率のグラフを図5に示す。Example 3
In the mold used in Example 1, the cut product of the non-woven fiber assembly obtained in the same manner as in Example 1 is a mold having a cylindrical recess (diameter of 22 cm in cross section, high diameter). 40 cm) was kept at 100 ° C., and 475 g of the above-mentioned nonwoven fiber assembly was filled in the recess. 0.07 MPa vapor was fed for 30 seconds to obtain a molded body having a density of 0.03 g / cm 3 , a circular cross section of 23 cm in diameter, and a height of 40 cm. Three of these molded bodies were produced and stacked so as to form a cylinder having a height of 120 cm to produce a 1.4 kg sound absorber. The obtained molded body was excellent in sound absorption, lightweight, and self-supporting. In addition, the graph of the sound absorption rate in each frequency is shown in FIG.
比較例4
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)を10mmとする以外は実施例1と同様にして10mm厚のボードを得た。次いで、得られた10mm厚のボードを直径22cmの金型を用いて打ち抜き加工し、密度0.05g/cm3の円盤状成形体(直径22cm、厚み10mm)を得た。この成形体を120個積み上げて2.3kgの吸音体を作製した。得られた成形体は、吸音性に優れ、軽量であったが、自立させるのが困難であった。なお、各周波数における吸音率のグラフを図5に示す。Comparative Example 4
A board having a thickness of 10 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the distance (distance) between the upper and lower conveyor belts on the nozzle side and the suction side was 10 mm. Next, the obtained board having a thickness of 10 mm was punched out using a die having a diameter of 22 cm to obtain a disk-shaped molded body (diameter: 22 cm, thickness: 10 mm) having a density of 0.05 g / cm 3 . 120 compacts were stacked to produce a 2.3 kg sound absorber. The obtained molded article was excellent in sound absorption and lightweight, but it was difficult to make it independent. In addition, the graph of the sound absorption rate in each frequency is shown in FIG.
比較例5
市販の12kグラスウールロール(密度0.012g/cm3、厚み100mm、1200mm幅)を95cmにカットした。カット物をロール状(のり巻き状)に巻き付け、直径22cm、高さ120cm、1.4kgの吸音体を作成しようとしたが、剛性がなく自立しなかった。Comparative Example 5
A commercially available 12k glass wool roll (density 0.012 g / cm 3 ,
実施例3及び比較例4〜5の評価結果を表2に示す。 The evaluation results of Example 3 and Comparative Examples 4 to 5 are shown in Table 2.
本発明の不織繊維成形体は、軽量かつ嵩高であるとともに、通気性、断熱性、耐久性、成形性、リサイクル性に優れているため、吸音材、断熱材、フローリング材、空調用フィルター及び排水フィルター、蒸散板、屋上壁面緑化基材、水質浄化用微生物担体、ワイピング材、吸水材などとして利用できる。また緩衝性に優れるため、食品・果物梱包材や、各種分野(工業、農業、生活資材など)のクッション材、例えば、ソファー、ベッド、枕、車両用クッション、ヘルメット、インソール、敷物などとして利用できる。さらに、軽量で吸音性を有するとともに、形態安定性にも優れるため、建築物(例えば、住宅、工場の家屋や設備、ビルディング、病院、学校、体育館、文化会館、公民館、高速道路の防音壁など)やベヒクル(例えば、自動車などの車両、航空機など)などに用いられる各種吸音材しても有効に利用できる。 The nonwoven fiber molded body of the present invention is lightweight and bulky and has excellent breathability, heat insulation, durability, moldability, and recyclability, so that it has a sound absorbing material, heat insulation material, flooring material, air conditioning filter, and It can be used as a drainage filter, a transpiration plate, a rooftop greening base material, a microorganism carrier for water purification, a wiping material, a water absorbing material and the like. In addition, because of its excellent cushioning properties, it can be used as a food / fruit packing material, or as a cushioning material in various fields (industrial, agricultural, daily life, etc.), such as sofas, beds, pillows, vehicle cushions, helmets, insoles, rugs, etc. . In addition, it is lightweight and sound-absorbing, and has excellent form stability, so buildings (eg, houses, factory houses and facilities, buildings, hospitals, schools, gymnasiums, cultural halls, public halls, highway soundproof walls, etc.) ) And vehicles (for example, vehicles such as automobiles, airplanes, etc.) can be used effectively.
1,11,21…不織繊維成形体
2,3,12,22…不織繊維集合体
30…スチームプレス成形機
31…上金型
32…空隙部
33…下金型
34…蒸気供給穴DESCRIPTION OF
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