PVB芯鞘複合繊維でニードルパンチ不織布を高強度化［信州大学・繊維学部］

PVB（ポリビニルブチラール）は、合わせガラスの中間膜、プリント基板用接着剤、船舶用コーティング材などに広く使われている接着性の樹脂です。分子内に極性基（ブチラール基・水酸基・アセチル基）を持ち分子間力が強く働くため接着性に優れる一方、非晶性で分子が配向結晶化しないことから、これまで繊維として実用化された例はほとんどありませんでした。本技術は、このPVBを芯鞘複合繊維の鞘部に配置し、繊維状に成形して不織布の高強度化に応用するものです。

既に実用化されている方法として、低融点PETを鞘、高融点PETを芯に配置した繊維をヒートプレスし、繊維交点を融着させる方法があります。しかし、芯と鞘が同じ種類の樹脂（PET）であるため、鞘を溶かすための熱が芯にも伝わりやすく、芯のPETまで溶け出して不織布の形状維持が難しくなることや、芯PETの熱劣化により物性が安定しにくいという課題がありました。

信州大学・冨澤錬 准教授らは、芯部にPETなどの樹脂繊維、鞘部に接着性樹脂PVBを配置した芯鞘複合繊維（鞘部の体積比率10〜50体積%）を開発しました。PVBは芯部の樹脂より低い温度で軟化・融着するため、芯の樹脂を溶かすことなく、繊維どうしが交わる点（交点）だけを選択的に接着できます。この複合繊維を樹脂繊維のウェブに混繊してニードルパンチ処理し、その後PVBが融着する温度で熱処理（ヒートプレス）することで、不織布全体を高強度化します。

公開特許公報（特開2025-174842）の実施例では、樹脂繊維と芯鞘複合繊維を重量比80：20で混繊し100℃・10分間の熱処理を行った不織布は、芯鞘複合繊維を含まない同等の不織布（PET単独）と比較して、ヤング率が約129倍、引張強度が約2.6倍に向上しています。混繊比率を高めるほど強度は向上する傾向があり、通気性はある程度維持されることも確認されています。

両者とも「鞘を融かして繊維どうしを接着する」という発想は共通していますが、材料設計が異なります。従来技術は芯と鞘が同じ種類の樹脂（PET）であるため、鞘を融かす熱が芯にも伝わりやすく、芯の劣化や形状崩れが課題でした。本技術は芯（PETなど）と鞘（PVB）に異なる樹脂を用い、鞘の方が明確に低い温度で融着するように設計しているため、芯の樹脂を劣化させずに交点だけを選択的に接着できる点が特長です。両技術は「熱で繊維を接着し不織布を高強度化する」という目的を共有していますが、材料設計の違いにより本技術は芯樹脂の熱劣化リスクを抑えられる点で優位性があります。

芯の樹脂を劣化させずに交点を接着できるため、不織布の高強度化と形状の安定性を両立できます。また、樹脂繊維と芯鞘複合繊維の混繊比率（重量比0：100〜90：10）を調整することで、強度・通気性・伸長性のバランスを用途に応じて制御できる点も特長です。芯部の樹脂もPET以外（ポリカーボネート系・ポリアミド系・ポリオレフィン系など）に対応できるため、既存の不織布製造プロセスへの適用範囲が広いことも利点です。

高い機械的強度と寸法安定性が求められるジオテキスタイル（土木・建築用の不織布資材）や、天井材・フロアカーペット・ラゲージ表皮など立体的な成形が必要な自動車内装材への適用が特に有望と考えられています。また、強度と通気性のバランスを活かした吸音材・クッション材への応用や、接着性樹脂に新規材料を添加することによる更なる機能付与も期待されています。

本ページ下部の「お問い合わせフォーム」、またはお問い合わせページよりご連絡ください。株式会社 信州TLO が、産学連携による製品開発・共同研究・ライセンス等について、最適な形でご提案いたします。芯鞘紡糸やニードルパンチ不織布の量産化・条件検討にご関心のある企業様との連携も歓迎しています。