CN111133142B - 纺粘无纺布 - Google Patents

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Abstract

本发明的纺粘无纺布是包含聚丙烯纤维、且满足下述所有条件A～E的纺粘无纺布。A、纤维的平均单纤维直径为6μm以上且17μm以下，B、纤维的广角X射线衍射中的晶体取向度为0.91以上，C、纤维的广角X射线衍射中的(110)面的微晶尺寸为12nm以上，D、纤维的拉曼分光中的平均取向参数为8.0以上，E、纺粘无纺布在温度为230℃、角频率为6.3rad/sec的条件下的复数粘度为20Pa·sec以上且100Pa·sec以下。

Description

纺粘无纺布
技术领域
本发明涉及柔软且具有优异的力学物性和高次加工性的纺粘无纺布。
背景技术
由聚烯烃形成的纺粘无纺布、尤其是聚丙烯纺粘无纺布由于成本低且加工性优异，因此以卫生材料用途为中心被广泛使用。
近年来，对于用于卫生材料用途中的聚丙烯纺粘无纺布，要求进一步提高手感、皮肤触感、柔软性及生产率，尤其是为了提高柔软性而进行各种研究。
作为提高柔软性的方法，已知缩小纤维直径是有效的。然而，就降低排出量来缩小直径的方法而言，存在生产率降低的问题；另外，就为了提高生产率而进行纺丝高速化的方法而言，则存在经常发生断丝而难以稳定生产的问题。
基于这样的背景，以提高纺粘无纺布的柔软性为目的，已经提出了使纤维直径、纤维的吸附力及无纺布的摩擦系数在特定范围内的、兼具纤维本身的弯曲柔软性与平滑性的聚烯烃系长纤维无纺布(参考专利文献1)。
另外，已经提出了使用丙烯系聚合物作为原料，使纺粘无纺布的单位面积重量、熔体流动速率、纤度及压花面积率等在特定范围内的，耐起毛性、柔软性、强度及生产率优异的纺粘无纺布(参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-159884号公报
专利文献2：国际公开第2007/091444号
发明内容
发明要解决的课题
就专利文献1公开的方法而言，其确实能提高无纺布的柔软性。然而，由于使用的树脂的熔体流动速率较低，因此柔软性提高效果不足，另外，实施例中所示例的无纺布仅为含有低熔点的聚烯烃系树脂的无纺布，有可能由于发生断丝而导致生产率降低。进而，也存在使用的树脂实质上受限的课题。
另外，就专利文献2所公开的方法而言，确实能提高无纺布的柔软性，但由于使用的树脂的熔体流动速率较低，因而柔软性的提高效果不足，另外由于实施例中示例的喷丝头的孔径为φ0.6mm而为大孔径，因此，存在不易施加喷丝头压力而无法均匀地进行纺丝而发生断丝、纤维直径不均，难以稳定地获得均匀的无纺布的课题。
因此，本发明的目的在于提供柔软、且具有优异的力学物性与高次加工性的纺粘无纺布。
用于解决课题的手段
本申请的发明人进行了研究，结果发现，纺粘无纺布的柔软性与熔融状态下的复数粘度具有高相关性，纺粘无纺布的复数粘度越低，则柔软性越高，但存在力学物性及/或高次加工性变差的课题。因此，本申请的发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过使纺粘无纺布的纤度、晶体取向度、微晶尺寸、取向参数在特定的范围内，并进一步使纺粘无纺布的复数粘度在特定的范围内，能够形成兼具柔软性与优异的力学特性及高次加工性的纺粘无纺布，从而完成了本发明。
本发明的目的在于解决上述课题，本发明的纺粘无纺布为包含聚烯烃纤维，且满足下述所有条件A～E的纺粘无纺布。
A、纤维的平均单纤维直径为6μm以上且17μm以下，
B、纤维的广角X射线衍射中的晶体取向度为0.91以上，
C、纤维的广角X射线衍射中的(110)面的微晶尺寸为12nm以上，
D、纤维的拉曼分光中的平均取向参数为8.0以上，
E、纺粘无纺布在温度为230℃、角频率为6.3rad/sec的条件下的复数粘度为20Pa·sec以上且100Pa·sec以下。
根据本发明的纺粘无纺布的优选实施方式，上述纺粘无纺布在温度为230℃、角频率为6.3rad/sec的条件下的复数粘度为40Pa·sec以上且80Pa·sec以下。
发明的效果
本发明的纺粘无纺布由于构成纺粘无纺布的纤维的纤维直径较细，且熔融状态下的复数粘度较低，因此，除了具有高柔软性外，晶体取向度也高、微晶尺寸大且取向参数高，因此能够发挥优异的力学物性与高次加工性。
具体实施方式
本发明的纺粘无纺布是包含聚丙烯纤维，且满足下述所有条件A～E的纺粘无纺布。
A、纤维的平均单纤维直径为6μm以上且17μm以下，
B、纤维的广角X射线衍射中的晶体取向度为0.91以上，
C、纤维的广角X射线衍射中的(110)面的微晶尺寸为12nm以上，
D、纤维的拉曼分光中的平均取向参数为8.0以上，
E、纺粘无纺布在温度为230℃、角频率为6.3rad/sec的条件下的复数粘度为20Pa·sec以上且100Pa·sec以下。
以下，就本发明的纺粘无纺布详细地进行说明。
[聚丙烯系树脂]
本发明的纺粘无纺布包含聚丙烯系树脂的纤维(聚丙烯纤维)。聚丙烯系树脂是指具有丙烯单元作为主要重复单元的树脂。通过使用聚丙烯系树脂，能够制成成本低且柔软性优异的纺粘无纺布。
本发明中使用的聚丙稀系树脂可举出丙烯的均聚物、或丙烯与各种α-烯烃的共聚物，等等。作为聚丙烯系树脂，使用丙烯与各种α-烯烃的共聚物时，从高强度化的观点考虑，各种α-烯烃的共聚比率优选为10mol％以下，更优选为5mol％以下，进一步优选为3mol％以下。
本发明中所使用的聚丙烯系树脂中，在不损害本发明的效果的范围内，可混合其他成分树脂。作为其他成分树脂，除熔点接近聚丙烯的聚乙烯、聚-4-甲基-1-戊烯等聚烯烃系树脂外，可举出低熔点聚酯树脂及低熔点聚酰胺树脂，从赋予柔软性的观点考虑，优选使用低结晶性的烯烃系树脂。作为低结晶性的烯烃系树脂，优选使用例如乙烯-丙烯共聚物、低立体规整度聚丙烯等。为了充分呈现出聚丙烯系树脂的特性，其他成分树脂的质量比率优选为20质量％以下，更优选为15质量％以下。
本发明中所使用的聚丙烯系树脂中，在不损害本发明的效果的范围内，可添加着色用颜料、抗氧化剂、聚乙烯蜡等润滑剂及耐热稳定剂等。
本发明中使用的聚丙烯系树脂中，优选的是，不对所用树脂添加例如过氧化物、尤其是二烷基化氧化物等自由基剂等会将该树脂分解而使分子量降低的添加剂。对聚丙烯系树脂添加上述添加剂时，除了会发生因部分粘度不均所引起的纤维直径不均匀化、且难以充分缩小纤维直径以外，还会有因粘度不均、分解气体所带来的气泡而导致纺丝性变差的情况。因此，通过不对聚丙烯系树脂添加上述添加剂，能够提高纤维直径的均匀性，进一步地，还能够缩小纤维直径。
本发明中所使用的聚丙烯系树脂的熔点优选为120℃以上且180℃以下。通过使熔点优选为120℃以上、更优选为130℃以上，能够获得可耐实用的耐热性。另外，通过使熔点优选为180℃以下，更优选为170℃以下，能够使纺丝纤维的热粘接变得容易，能够获得具有良好的力学物性与高次加工性的纺粘无纺布。
对于本发明中的纺粘无纺布的熔点(℃)而言，在差示扫描量热仪中设置约2mg的纺粘无纺布，在氮气下以升温速度16℃/分钟的条件进行3次差示扫描量热测定，以吸热峰温度的算术平均值作为熔点。
本发明中所使用的聚丙烯系树脂的重均分子量优选为10万以上且20万以下。通过使重均分子量优选为10万以上、更优选为11万以上，能够形成纤维直径的均匀性优异的纤维，提高无纺布的加工性。另外，通过使重均分子量优选为20万以下，更优选为18万以下，由于聚丙烯系树脂的流动性提高，故纺丝性提高。本发明的重均分子量是指采用凝胶渗透色谱法，以聚苯乙烯、联苄换算所算出的值。
本发明中所使用的聚丙烯系树脂的熔体质量流动速率优选为155g/10分钟以上且500g/10分钟以下。通过使熔体质量流动速率优选为155g/10分钟以上、更优选为160g/10分钟以上，由于聚丙烯系树脂的流动性提高，从而纺丝性提高。另外，通过使熔体质量流动速率优选为500g/10分钟以下，更优选为400g/10分钟以下，能够减少低熔融粘度所引起的断丝，提高纺丝性。
需要说明的是，熔体质量流动速率可根据聚丙烯系树脂的重均分子量来控制。聚丙稀系树脂的重均分子量越高，则熔体质量流动速率越小。
本发明中的熔体质量流动速率是指根据JIS K7210-1：2014的“8章A法：质量测定法”，在230℃的温度下，以负荷2160g所测得的值。
本发明中所使用的聚丙烯系树脂的熔体质量流动速率也可通过以任意比例混合熔体质量流动速率不同的2种以上的树脂来调整。此时，与主要的聚丙烯系树脂混合的树脂的熔体质量流动速率优选为10g/10分钟以上且1000g/10分钟以下。通过使混合的树脂的熔体质量流动速率优选为10g/10分钟以上、更优选为20g/10分钟以上，进一步优选为30g/10分钟以上，能够抑制在混合的聚丙烯系树脂发生部分粘度不均所引起的纤维直径的不均匀化、纺丝性变差。另外，通过使混合的树脂的熔体质量流动速率优选为1000g/10分钟以下、更优选为800g/10分钟以下、进一步优选为600g/10分钟以下，能够形成具有优异力学物性的纺粘无纺布。
[聚丙烯纤维]
构成本发明的纺粘无纺布的聚丙烯纤维的平均单纤维直径为6μm以上且17μm以下是重要的。通过使平均单纤维直径为17μm以下，优选为16μm以下，更优选为15μm以下，触摸由聚丙烯纤维得到的纺粘无纺布的表面时的触感变得顺滑。除此之外，也会呈现出由平均单纤维直径较细所导致的截面二阶矩的降低，由此柔软性进一步提高。另外，通过使平均单纤维直径为6μm以上，优选为7μm以上，更优选为8μm以上，由于能够提高后加工时的工序通过性，因此能够形成缺陷较少的纺粘无纺布。
本发明中的聚丙烯纤维的平均单纤维直径(μm)是指由纺粘无纺布切出少量，在压花粘接部以外的部分处，由构成纺粘无纺布的聚丙烯纤维的侧面的显微镜观察求出聚丙烯纤维的直径，按每1个基准进行10次测定，取其算数平均值。
构成本发明的纺粘无纺布的聚丙烯纤维的广角X射线衍射中的晶体取向度为0.91以上是重要的。通过使晶体取向度为0.91以上，优选为0.92以上，更优选为0.93以上，由于晶体C轴会沿着纤维轴排列，因此会形成具有优异的强度、高次加工性的纤维。另外，本发明中可达到的晶体取向度的上限为1.00。
需要说明的是，晶体取向度可利用熔体质量流动速率及纺丝速度、纺丝时的冷却条件来控制。熔体质量流动速率越低，纺丝速度越高，或纺丝时的冷却效率越高，则晶体取向度也越高。
构成本发明的纺粘无纺布的聚丙烯纤维的广角X射线衍射中的(110)面的微晶尺寸为12nm以上是重要的。通过使(110)面的微晶尺寸为12nm以上、优选为13nm以上、更优选为14nm以上，能够形成具有优异的强度、高次加工性的纤维。另外，本发明中可达到的微晶尺寸的上限为25nm左右。
需要说明的是，微晶尺寸可根据熔体质量流动速率及纺丝速度来控制。熔体质量流动速率越低、纺丝速度越高，则微晶尺寸也越高。
本发明中的广角X射线衍射的晶体取向度及微晶尺寸(nm)是指分别通过以下方法进行测定而算出的值。
(1)将从纺粘无纺布切出的20根聚丙烯纤维以纤维轴成同一方向的方式整理聚集。
(2)针对(1)中整理聚集的试样，使用X射线衍射装置实施广角X射线衍射测定。
(3)得到与(110)面对应的峰的圆周方向的X射线衍射图形及赤道线方向的X射线衍射图形。
(4)由圆周方向的X射线衍射图形的峰半值宽度H(°)及赤道线方向的X射线衍射图形的峰半值宽度βe(°)，通过下式算出各值。
·晶体取向度π＝(180-H)/180
·微晶尺寸L(nm)＝0.9λ/((βe 2-β0 2)0.5×cosθ)
(式中，λ表示入射X射线波长(本装置中为0.15418nm)，β0表示半值宽度的校正值(本装置中为0.46°)，θ表示峰顶的布拉格角(°))。
构成本发明的纺粘无纺布的聚丙烯纤维的拉曼分光中的平均取向参数为8.0以上是重要的。通过使平均取向参数为8.0以上、优选为8.5以上、更优选为8.8以上，能够形成存在于非晶部、结晶部的分子链在纤维轴方向上取向，具有优异的强度、高次加工性的纤维。另外，本发明中可达到的平均取向参数的上限为13.0左右。
需要说明的是，平均取向参数可根据熔体质量流动速率及纺丝速度、纺丝时的冷却条件来控制。熔体质量流动速率越低、纺丝速度越高，或纺丝时的冷却效率越高，则取向参数也越高。
本发明中的平均取向参数是指通过以下方法进行测定而算出的值。
(1)从纺粘无纺布切出1根纤维，设置在保持器上。
(2)使用激光拉曼分光法、以偏振方向与纤维轴一致的情况作为平行条件、偏振方向与纤维轴正交的情况作为垂直条件而得到各偏振拉曼光谱。
(3)将归属于CH2弯曲振动与C-C伸缩振动的耦合模式的810cm-1附近的拉曼谱带强度设为I810，将归属于CH2弯曲振动模式的840cm-1的拉曼谱带强度设为I840，使用下式算出取向参数。
·取向参数＝(I810/I840)平行/(I810/I840)垂直
(式中，平行表示平行条件下的强度比，垂直表示垂直条件下的强度比)
(4)按每1个基准进行6次测定，以其算数平均值作为平均取向参数。
构成本发明的纺粘无纺布的聚丙烯纤维的密度优选为0.88g/cm3以上且0.93g/cm3以下。通过使密度优选为0.88g/cm3以上，更优选为0.89g/cm3以上，能够形成结晶度高且具有优异的强度、高次加工性的纤维。另外，通过使密度优选为0.93g/cm3以下，更优选为0.92g/cm3以下，能够提高热粘接性，提高压花、压延加工时的加工性。
本发明中的密度是指通过以下方法所测得的值。
(1)在调温成15℃的室内将水与乙醇混合。需要说明的是，乙醇的质量分率为40％～70％、以1％的间隔制作浓度不同的31种基准的乙醇水溶液。
(2)将实施过超声波清洗而去除杂质后的纺粘无纺布切出少量，使切出的纺粘无纺布以避免产生气泡的方式浸渍于乙醇水溶液中，放置6小时以上。
(3)根据纺粘无纺布未沉入至底部的乙醇水溶液之中、乙醇质量分率最低的乙醇水溶液的质量分率XE，使用下式算出密度。
·聚丙烯纤维的密度(g/cm3)＝-0.000005×XE 2-0.0017×XE+1.0153
构成本发明的纺粘无纺布的聚丙烯纤维的截面形状优选为圆形截面。截面形状为扁平截面、异形截面时，由于存在同一截面积的截面二阶矩大于圆形截面的弯曲方向，因此在制成纺粘无纺布时为高刚度，可能有损柔软性。
[纺粘无纺布]
本发明的纺粘无纺布的复数粘度在温度为230℃、角频率为6.3rad/sec的条件下为20Pa·sec以上且100Pa·sec以下是重要的。通过使复数粘度为100Pa·sec以下，优选为90Pa·sec以下，更优选为80Pa·sec以下，由于构成纺粘无纺布的纤维的柔软性提高，能够形成具有优异柔软性的纺粘无纺布。另外，通过使复数粘度为20Pa·sec以上，优选为30Pa·sec以上，更优选为40Pa·sec以上，能够抑制所得无纺布的强度降低、高次加工性的变差。
需要说明的是，纺粘无纺布的复数粘度可根据聚丙烯系树脂的重均分子量来控制。聚丙烯系树脂的重均分子量越高，纺粘无纺布的复数粘度越低。
本发明的复数粘度(Pa·sec)是指使用旋转式流变仪，将切出的纺粘无纺布设置于测定夹具，在温度为230℃、角频率为6.3rad/sec的条件下按每1个基准进行3次测定，取其算数平均值。
本发明的纺粘无纺布的熔点优选为120℃以上且190℃以下。通过使熔点优选为120℃以上，更优选为130℃以上，进一步优选为140℃以上，能够防止压花粘接时开孔强度、高次加工性降低等问题。另外，通过使熔点优选为190℃以下，更优选180℃以下，进一步优选为175℃以下，压花或压延加工时的热粘接性变得良好，作为纺粘无纺布的强度、高次加工性得到提高。
本发明中的熔点(℃)是通过利用示差扫描量热仪在氮气下以升温速度16℃/分钟的条件进行差示扫描量热测定，由所得的吸热峰的峰温度求出。
本发明的纺粘无纺布的晶体熔化热优选为70J/g以上且105J/g以下。通过使晶体熔化热优选为70J/g以上，更优选为80J/g以上，由于构成纺粘无纺布的纤维具有适当的结晶性，因此能够形成具有高强度、高次加工性的纺粘无纺布。另外，通过使晶体熔化热优选为105J/g以下，更优选为100J/g以下，则压花、压延加工时的热粘接性变得良好，作为纺粘无纺布的强度、高次加工性得以提高。本发明中的晶体熔化热(J/g)是指通过利用差示扫描量热仪在氮气下在升温速度16℃/分钟的条件下进行差示扫描量热测定，由所得的吸热峰的峰面积所求出的值。
本发明的纺粘无纺布的单位面积重量优选为5g/m2以上且50g/m2以下。通过使单位面积重量优选为5g/m2以上，更优选为10g/m2以上，能够形成在后续工序中破裂减少且加工性优异的纺粘无纺布。另外，通过使单位面积重量优选为50g/m2以下，更优选为30g/m2以下，能够合适地呈现出纺粘无纺布的柔软性。
本发明的纺粘无纺布的每单位面积重量的5％伸长时应力(以下有时记载为每单位面积重量的5％模量)优选为0.06(N/25mm)/(g/m2)以上且0.33(N/25mm)/(g/m2)以下。通过使每单位面积重量的5％模量优选为0.06(N/25mm)/(g/m2)以上，更优选为0.13(N/25mm)/(g/m2)以上，进一步优选为0.20(N/25mm)/(g/m2)以上，能够形成具有可供予实用的强度的纺粘无纺布。另外，通过使每单位面积重量的5％模量优选为0.33(N/25mm)/(g/m2)以下，更优选为0.30(N/25mm)/(g/m2)以下，进一步优选为0.27(N/25mm)/(g/m2)以下，则能够形成具有优异的柔软性的纺粘无纺布。
需要说明的是，在本发明中，纺粘无纺布的每单位面积重量的5％模量是采用依照JIS L1913：2010的“6.3拉伸强度及伸长率(ISO法)”，通过以下步骤所测得的值。
(1)针对无纺布的纵向(无纺布的长度方向)与横向(无纺布的宽度方向)，每1m宽度采集3片25mm×300mm的试验片。
(2)将试验片以夹持间隔为200mm设置于拉伸试验机。
(3)以拉伸速度100mm/分钟实施拉伸试验，测定5％伸长时的应力(5％模量)。
(4)求出由各试验片所测得的纵向与横向的5％模量的平均值，基于下式算出每单位面积重量的5％模量，将小数点以下第三位四舍五入。
·每单位面积重量的5％模量((N/25mm)/(g/m2)＝[5％模量的平均值(N/25mm)]/单位面积重量(g/m2)
本发明的纺粘无纺布由于构成纺粘无纺布的聚丙烯纤维的平均单纤维直径细至6μm以上且17μm以下，纺粘无纺布的复数粘度较低，因此具有优异的柔软性。另外，本申请的发明人进行了深入研究，结果发现，通过使上述条件中的复数粘度为20Pa·sec以上且100Pa·sec以下，除了能够改善生产稳定性(用来获得平均单纤维直径较细的纤维的课题之一)，还能够提高热粘接性，由此纺粘无纺布的强度变高，加工性提高。另一方面，虽然通过缩小平均单纤维直径而有可能使得强度降低，但意外发现，通过使构成纺粘无纺布的聚丙烯纤维的广角X射线中的晶体取向度为0.91以上、(110)面的微晶尺寸为12nm以上、及拉曼分光中的平均取向参数为8.0以上，能够形成强度不会降低且加工性优异的无纺布。
[纺粘无纺布的制造方法]
以下，就本发明的纺粘无纺布的制造方法用具体例进行说明。
本发明中所使用的原料为聚丙烯系树脂，丙烯以外的共聚物的种类、熔点及熔体质量流动速率等如前所述。
聚丙烯系树脂无需特别进行干燥等即可供予熔融纺丝。
熔融纺丝可应用使用单螺杆、双螺杆挤出机型等挤出机的熔融纺丝方法。挤出的聚丙烯系树脂经由配管、通过齿轮泵等计量装置予以计量，从去除杂质的过滤器通过后，导向纺丝喷丝头。此时，出于提高流动性的目的，树脂配管至纺丝喷丝头的温度(纺丝温度)优选为180℃以上且280℃以下。
用于排出的纺丝喷丝头优选为下述形态：喷丝头孔的孔径D优选为0.1mm以上且0.6mm以下；另外，由喷丝头孔的成型段长度(land length)L(具有与喷丝头孔的孔径相同孔径的直管部的长度)除以孔径D所得的商所定义的L/D为1以上且10以下。
由喷丝头孔排出的纱条通过吹送空气而被冷却固化。关于冷却风的温度，从冷却效率的观点考虑，可通过与冷却风速的平衡来确定，而从纤度的均匀性的观点考虑，优选为0℃以上且20℃以下。通过使冷却风的温度优选为0℃以上，更优选为2℃以上，能够防止空气的配管、冷却风排放部的结露、冻结，而能够稳定地供给冷却风。另外，通过使冷却风的温度优选为20℃以下，优选为16℃以下，进一步优选为12℃以下，由于聚丙烯纤维的晶体取向度及取向参数提高，因此能够形成具有优异的力学物性及高次加工性的纺粘无纺布。
冷却气体通过在与纱条大致垂直的方向上流动而使纱条冷却。此时，冷却风的速度优选为10m/分钟以上且100m/分钟以下。通过使冷却风的速度优选为10m/分钟以上，更优选为20m/分钟以上，进一步优选为25m/分钟以上，由于聚丙烯纤维的晶体取向度及取向参数提高，因此能够形成具有优异的力学物性与高次加工性的纺粘无纺布。另外，通过使冷却风的速度优选为100m/分钟以下，更优选为80m/分钟以下，进一步优选为70m/分钟以下，由于能够抑制冷却风所引起的飘丝(日文：糸ゆれ)，因此纺丝时的断丝减少。
纺丝喷丝头至冷却开始的距离优选为20mm以上且500mm以下。通过使纺丝喷丝头至冷却开始的距离优选为20mm以上，更优选为25mm以上，进一步优选为30mm以上，由于喷丝头表面温度不会过度降低，排出稳定，因此纺丝时的断丝减少。另外，通过使纺丝喷丝头至冷却开始的距离优选为500mm以下，更优选为300mm以下，进一步优选为200mm以下，由于聚丙烯纤维的晶体取向度及取向参数提高，因此能够形成具有优异的力学物性与高次加工性的纺粘无纺布。
从喷丝头孔排出的纱条在距纺丝喷丝头优选为400mm以上且7000mm以内的位置处利用加速的空气流被牵引。对于加速空气流而言，可通过使吹送冷却风的区域成密闭并使密闭区域的截面积越向纺丝线下游越缓缓缩小，由此使空气流速加快，为了获得更高的空气流速，优选方式是使用喷射器。纱条通过该空气流速而被加速，纤维的行进速度即纺丝速度也达到与空气流速相近的速度。
为了缩小平均单纤维直径，纺丝速度优选为3km/分钟以上，更优选为4km/分钟。另外，空气流速也同样地优选为3km/分钟以上。另外，纺丝速度的上限为12km/分钟左右。
纺丝速度是指通过下式所算出的值。
·纺丝速度(km/分钟)＝Q·1000/((W/2)2×π×ρ)
(式中，Q表示单孔排出量(g/分钟)，W表示平均单纤维直径(μm)，ρ表示密度(g/cm3))。
经空气牵引的纱条从如降低周围的空气流速这样的开纤部通过而开纤，然后到达从背面进行空气抽吸的网式输送机从而以纤维网的形式被捕集。经捕集的纤维网以10m/分钟以上且1000m/分钟以下的速度经输送机运送、进行热粘接加工，由此得到纺粘无纺布。
作为通过热粘接而将上述纤维网一体化的方法，可举出通过下述这样的各种辊进行热粘接的方法：上下一对的、辊表面分别被赋予了雕刻(凹凸部)的热压花辊；包括一者的辊表面为平坦(平滑)的辊和另一者的辊表面被赋予了雕刻(凹凸部)的辊的组合的、热压花辊；及包括上下一对的平坦(平滑)辊的组合的热压延辊，等等。
热粘接时的压花粘接面积率优选为5％以上且30％以下。通过使粘接面积优选为5％以上，更优选为10％以上，能够获得作为纺粘无纺布可供实用的强度、高次加工性。另一方面，通过使粘接面积优选为30％以下，更优选为20％以下，尤其是作为卫生材料用的纺粘无纺布使用时，能够获得充分的柔软性。
本发明中的粘接面积是指：在通过一对具有凹凸的辊进行热粘接的情况下，上侧辊的凸部与下侧辊的凸部重叠而与纤维网接触的部分占无纺布整体的比例。另外，在通过具有凹凸的辊与平坦辊进行热粘接的情况下，则是指具有凹凸的辊的凸部与纤维网接触的部分占无纺布整体的比例。
作为赋予至热压花辊的雕刻的形状，可采用圆形、椭圆形、正方形、长方形、平行四边形、菱形、正六边形及正八边形等。
热粘接时的热压花辊的线压优选为5kgf/cm以上且50kgf/cm以下。通过使上述线压为5kgf/cm以上，更优选为10kgf/cm以上，进一步优选为15kgf/cm以上，能够充分使其热粘接。另一方面，通过使上述线压为50kgf/cm以下，更优选为40kgf/cm以下，进一步优选为30kgf/cm以下，由此不会过度施加辊的应力从而能够防止纺粘无纺布的质感变硬。
本发明的纺粘无纺布的制造中，工序上的重要事项在于：能够实现由高速纺丝带来的平均单纤维直径的细径化、及其稳定生产。对此的机理虽然仍不明确，但本发明的纺粘无纺布由于使用必然为低粘度的聚丙烯系树脂作为原料，因此纺丝工序中的细化行为中的聚丙烯系树脂的变形追随性提高，由此断丝缺陷显著减少。
另一方面，在仅考虑上述事项的情况下，对于所得纺粘无纺布而言，因低粘度而导致的强度、高次加工性的降低成为课题。因此，作为本发明的纺粘无纺布的制造中的另一工序上的重要事项，可举出：在不对高速纺丝的应用、纺丝性造成影响的范围内使从喷丝头排出的纱条充分地冷却固化，从而形成特定的纤维结构。应用此种工序时，由于会在纺丝喷丝头至喷射器入口之间对纱条施加高纺丝应力，因此能够提高构成纺粘无纺布的聚丙烯纤维的晶体取向度、取向参数。
由此所得的纺粘无纺布除具有优异的柔软性之外，还具有足以使用于卫生材料用纺粘无纺布的力学物性、高次加工性。
本发明的纺粘无纺布可广泛使用于医疗卫生材料、生活材料及工业材料等，由于柔软性优异且触感也良好，而且产品缺陷也少，因此加工性良好，尤其可适用于卫生材料。具体而言，为一次性尿布、生理用品及贴布材料的基布等。
实施例
下面，通过实施例对本发明的纺粘无纺布进行更具体的说明。实施例中的各特性值是依照以下方法求得的。需要说明的是，就测定方法而言，在没有特别记载的情况下，根据前文记载方法来进行测定。
A.聚丙烯系树脂的熔点：
在差示扫描量热仪(TA Instruments公司制DSCQ2000)上设置约2mg的纺粘无纺布，在氮气下以升温速度16℃/分钟的条件进行差示扫描量热测定，以吸热峰的温度作为熔点(℃)。
B.平均单纤维直径及纺丝速度：
供于测定的聚丙烯纤维的平均单纤维直径是从纺粘无纺布切出少量，通过在压花粘接部以外的部分进行显微镜观察来测定。测定中使用OLYMPUS株式会社制光学显微镜BH2。另外，根据所得的平均单纤维直径求出纺丝速度(km/分钟)。
C.晶体取向度：
晶体取向度通过以下装置、条件而测定、算出。
·装置：Rigaku公司制SmartLab(密封管型)
·X射线源：CuKα射线(使用Ni滤光片)
·输出：40kV 50mA
·检测器：D/teX一维检测器
·入射狭缝：2mmh×2.2mmw
·受光狭缝：5mm-5mm。
D.微晶尺寸：
微晶尺寸通过以下装置、条件而测定、算出。
·装置：Rigaku公司制SmartLab(密封管型)
·X射线源：CuKα射线(使用Ni滤光片)
·输出：40kV 50mA
·检测器：D/teX一维检测器
·入射狭缝：2mmh×2.2mmw
·受光狭缝：15mm-20mm
E.平均取向参数：
取向参数通过以下装置、条件而测定、算出。
·装置：RENISHAW公司制inVia
·测定模式：显微拉曼(光束直径1μm)
·光源：YAG 2nd 532nm
·激光功率：10mW
·衍射光栅：Single-3000gr/mm
·狭缝：65μm
·检测器：CCD 1024×256像素。
F.复数粘度：
复数粘度通过以下装置、条件而测定、算出。
·装置：UBM公司制Rheosol-G3000
·平板：20mm平行板
·间隙：0.5mm
·应变：34.9％
·角频率：6.3rad/sec
·温度：230℃。
G.纺粘无纺布的缺陷：
在纺粘无纺布的宽度(CD)方向的中心以放大镜目视观察10cm见方的区域，将起因于断丝而使纤维直径比平均纤维直径粗3倍以上的纤维，以及纤维的切割端变圆而可观察到比平均纤维直径粗3倍以上的纤维视为缺陷，计数其个数。沿无纺布的长度(MD)方向重复此观察5次，以合计个数作为纺粘无纺布的缺陷数(个)。
H.纺粘无纺布的柔软性
进行纺粘无纺布的触感的感官评价，将柔软性优异的纺粘无纺布评为5分，差的评为1分，按照以下基准以绝对评价进行评分。
·5分：抓持纺粘无纺布时无刚性(日文：コシ)，且纺粘无纺布的表面顺滑，柔软性优异。
·4分：抓持纺粘无纺布时虽有些微刚性，但纺粘无纺布的表面顺滑。
·3分：抓持纺粘无纺布时有些微刚性，使纺粘无纺布彼此互相摩擦时会感到阻力。
·2分：抓持纺粘无纺布时有明显刚性，使纺粘无纺布彼此互相摩擦时会感到阻力。
·1分：抓持纺粘无纺布时有明显刚性，且使纺粘无纺布彼此互相摩擦时有明显的凹凸，因此柔软性差。
请10位进行此感官评价，以平均分数作为柔软性(分)。将平均分数为4.0分以上的纺粘无纺布判断为柔软性优异的纺粘无纺布。
I.纺粘无纺布的加工性：
使用橡胶制轧辊，使纺粘无纺布以20m/分钟行进5分钟。观察此时的辊附着物与纺粘无纺布的状态，按照以下基准进行评分而作为加工性(分)。将4分以上的纺粘无纺布判断为加工性优异的纺粘无纺布。
·5分：辊上无纤维附着物，且未看到无纺布的起球、破裂。
·4分：辊上虽有纤维附着物，但未看到无纺布的起球、破裂。
·3分：辊上有纤维附着物，且存在无纺布的起球，但未看到破裂。
·2分：辊上有纤维附着物，且存在无纺布的起球、破裂。
·1分：因片体破裂，无纺布卷绕于辊上。
[实施例1]
将属于丙烯均聚物且熔体质量流动速率为200g/10分钟、熔点为160℃的聚丙烯系树脂通过单螺杆挤出机进行熔融挤出，一边以齿轮泵计量一边对纺丝喷丝头供给聚丙烯系树脂。纺丝温度(喷丝头温度)设为230℃，从孔径D为0.30mm，成型段长度L为0.75mm的喷丝头孔，以单孔排出量0.6g/分钟的条件使聚丙烯系树脂排出。位于喷丝头孔正上方的导入孔是直孔，导入孔与喷丝头孔的连接部分则使用呈锥形的纺丝喷丝头。对排出的纤维状树脂，以距纺丝喷丝头40mm的距离为起点、自纱条(纤维状树脂)的外侧以30m/分钟的速度吹送12℃的空气流进行冷却固化后，通过矩形喷射器以4.4km/分钟的速度牵引，捕集于移动的网上而得到包含聚丙烯纤维的纤维网。
接着，使用由上辊为金属制且被赋予圆点花纹的雕刻的粘接面积率为16％的压花辊、下辊为金属制平坦辊构成的上下一对热压花辊，将如上述所得的包含聚丙烯纤维的纤维网于130℃的温度进行热粘接，得到单位面积重量为18g/m2的纺粘无纺布。将所得的纺粘无纺布的评价结果示于表1。根据表1可知，所得的纺粘无纺布的平均单纤维直径为13.8μm、晶体取向度为0.921、(110)面的微晶尺寸为16.2nm、取向参数为8.37、复数粘度为55Pa·sec，纺粘无纺布的缺陷较少，柔软性及加工性优异。
[实施例2、3，比较例1]
变更喷射器的流入空气压力，将纺丝速度在实施例2中变更为6.9km/分钟、在实施例3中变更为3.1km/分钟、在比较例1中变更为2.6km/分钟，除此以外，采用与实施例1同样的方法，得到纺粘无纺布。
将结果示于表1。根据表1可知，实施例2中所得的纺粘无纺布的平均单纤维直径为11.0μm、晶体取向度为0.942、(110)面的微晶尺寸为19.4nm、取向参数为8.83、复数粘度为53Pa·sec，另外，实施例3中所得的纺粘无纺布的平均单纤维直径为16.5μm、晶体取向度为0.913、(110)面的微晶尺寸为14.5nm、取向参数为8.05、复数粘度为57Pa·sec，纺粘无纺布的缺陷均较少，柔软性及加工性均优异。
另一方面，比较例1中所得的纺粘无纺布的复数粘度为57Pa·sec，无纺布的缺陷虽较少，但平均单纤维直径粗至18.0μm因此柔软性较差，且晶体取向度为0.902、(110)面的微晶尺寸为10.8nm、取向参数低至7.43，由此可知加工性也较差。
[比较例2]
将纺丝时的冷却空气流的温度设为25℃、空气流速度设为8m/分钟，除此以外，采用与实施例1同样的方法，得到纺粘无纺布。
将结果示于表1。根据表1可知，比较例2中所得的纺粘无纺布的平均单纤维直径为14.1μm、复数粘度为55Pa·sec，无纺布的缺陷虽较少且柔软，但晶体取向度为0.906、(110)面的微晶尺寸为11.8nm、取向参数低至6.98，因此加工性较差。
[实施例4、5，比较例3]
将使用的聚丙烯系树脂的熔体质量流动速率在实施例4中变更为170g/10分钟、在实施例5中变更为450g/10分钟、在比较例3中变更为60g/10分钟，除此以外，采用与实施例1同样的方法，得到纺粘无纺布。
将结果示于表1。根据表1可知，实施例4中所得的纺粘无纺布的平均单纤维直径为13.8μm、晶体取向度为0.922、(110)面的微晶尺寸为16.5nm、取向参数为9.37、复数粘度为83Pa·sec，纺粘无纺布的缺陷较少，柔软性及加工性优异。另外可知，实施例5中所得的纺粘无纺布的平均单纤维直径为13.6μm、晶体取向度为0.912、(110)面的微晶尺寸为12.9nm、取向参数为8.21、复数粘度为31Pa·sec，纺粘无纺布的缺陷较少，柔软性及加工性优异。
另一方面，可知比较例3中所得的纺粘无纺布的平均单纤维直径为13.9μm、晶体取向度为0.922、(110)面的微晶尺寸为17.3nm、取向参数为9.95，但因复数粘度高达206Pa·sec而柔软性较差，且因纺粘无纺布的缺陷较多而加工性也较差。
[表1]
Figure GDA0002421980930000201
[实施例6]
树脂A使用熔体质量流动速率为200g/分钟的丙烯均聚物，树脂B使用熔体质量流动速率为20g/10分钟的乙烯-丙烯共聚物(Exxonmobil公司制“Vistamaxx6202”)，并使用树脂A的质量比率取88％、树脂B的质量比率取12％经混炼而成的树脂，除此以外，采用与实施例1同样的方法，得到纺粘无纺布。
将结果示于表2。根据表2可知，实施例6中所得的纺粘无纺布的平均单纤维直径为13.8μm、晶体取向度为0.927、(110)面的微晶尺寸为15.7nm、取向参数为9.32、复数粘度为68Pa·sec，可知纺粘无纺布的缺陷较少，柔软性及加工性优异。
[比较例4]
将树脂A变更为熔体质量流动速率为60g/10分钟的丙烯均聚物，除此以外，采用与实施例6同样的方法，得到纺粘无纺布。
将结果示于表2。根据表2可知，比较例4中所得的纺粘无纺布的平均单纤维直径为13.9μm、晶体取向度为0.932、(110)面的微晶尺寸为15.9nm、取向参数为10.48，但因复数粘度高达228Pa·sec而柔软性较差，且因纺粘无纺布的缺陷较多而加工性较差。
[表2]
Figure GDA0002421980930000211
就实施例1～6而言，构成纺粘无纺布的纤维的平均单纤维直径较细、复数粘度较低，由此具有优异的柔软性，而且由于构成纺粘无纺布的纤维的晶体取向度、(110)面的微晶尺寸及取向参数较高，纺粘无纺布的缺陷较少，因此具有优异的加工性。
另一方面，如比较例1所示，构成纺粘无纺布的纤维的平均单纤维直径较粗时，纺粘无纺布的柔软性较差；如比较例1及2所示，当晶体取向度、(110)面的微晶尺寸、及取向参数较低时，纺粘无纺布的加工性较差。另外，如比较例3及4所示，当纺粘无纺布的复数粘度较高时，纺粘无纺布的柔软性较差，同时因无纺布缺陷增加而导致加工性变差。
尽管对本发明进行了详细地并且参考特定的实施方式进行了说明，但是，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以进行各种各样的变更、修改而不偏离本发明的主旨和范围。本申请基于2017年9月28日申请的日本专利申请(日本特愿2017-188004)及2018年7月27日申请的日本专利申请(日本特愿2018-141053)，将其内容作为参考援引于此。

Claims (2)

1.纺粘无纺布，其特征在于，包含聚丙烯纤维，且满足下述所有条件A～E：
A、纤维的平均单纤维直径为6μm以上且17μm以下，
B、纤维的广角X射线衍射中的晶体取向度为0.91以上，
C、纤维的广角X射线衍射中的(110)面的微晶尺寸为12nm以上，
D、纤维的拉曼分光中的平均取向参数为8.0以上，
E、纺粘无纺布在温度为230℃、角频率为6.3rad/sec的条件下的复数粘度为20Pa·sec以上且100Pa·sec以下。
2.根据权利要求1所述的纺粘无纺布，其特征在于，纺粘无纺布在温度为230℃、角频率为6.3rad/sec的条件下的复数粘度为40Pa·sec以上且80Pa·sec以下。
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