CN111936685B - 非织造布层叠体、伸缩性非织造布层叠体、纤维制品、吸收性物品及卫生口罩 - Google Patents

非织造布层叠体、伸缩性非织造布层叠体、纤维制品、吸收性物品及卫生口罩 Download PDF

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Abstract

本发明所要解决的课题在于提供伸缩特性优异且应力维持能力优异的非织造布层叠体、以及使用了该非织造布层叠体的伸缩性非织造布层叠体、纤维制品、吸收性物品以及卫生口罩。本发明的非织造布层叠体具有弹性非织造布、以及配置于上述弹性非织造布的至少一面侧的混纤纺粘非织造布,所述弹性非织造布包含40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α‑烯烃共聚物,所述混纤纺粘非织造布以10质量%~90质量%:90质量%~10质量%的比例((A):(B),其中(A)+(B)=100质量%)包含热塑性弹性体(A)的长纤维和上述热塑性弹性体(A)以外的热塑性树脂(B)的长纤维。

Description

非织造布层叠体、伸缩性非织造布层叠体、纤维制品、吸收性 物品及卫生口罩
技术领域
本公开涉及非织造布层叠体、伸缩性非织造布层叠体、纤维制品、吸收性物品以及卫生口罩。
背景技术
近年来,非织造布由于透气性和柔软性优异,因此广泛用于各种用途。因此,对于非织造布,要求与其用途相应的各种特性,并且要求提高该特性。
例如,对于纸尿布、生理用卫生巾等卫生材料、湿敷布材的基布等所使用的非织造布,要求具有耐水性、且透湿性优异。此外,根据所使用的位置还要求具有伸缩性和膨松性。
作为对于非织造布赋予伸缩性的方法之一,提出了使用热塑性弹性体作为纺粘非织造布的原料的方法(例如,参照日本特表平7-503502号公报)、使用低结晶性聚丙烯的方法(例如,参照日本特开2009-62667号公报和日本特开2009-79341号公报)等。
日本特开2009-62667号公报和日本特开2009-79341号公报中,为了改良纺粘非织造布的发粘等,提出了向低结晶性聚丙烯中添加高结晶性聚丙烯或脱模剂。国际公开第2016/143833号中公开了包含低结晶性聚丙烯的非织造布与热塑性弹性体长纤维和热塑性树脂的长纤维的混纤纺粘非织造布的层叠体。
发明内容
发明所要解决的课题
日本特开2009-62667号公报和日本特开2009-79341号公报所记载的方法中,为了防止使用低结晶性聚丙烯来制造纺粘非织造布时所产生的、向以压纹工序为首的装置内的各旋转设备以及与非织造布接触的部位上的附着,需要增加对低结晶性聚丙烯添加的高结晶性聚丙烯或脱模剂的添加量,其结果是存在所得的纺粘非织造布的残余应变变大,伸缩性差的倾向。国际公开第2016/143833号所记载的方法中,通过将低结晶性聚丙烯与伸长性纺粘非织造布层叠而保持了伸缩性,但强烈要求进一步提高伸缩性。
此外,在纸尿布、生理用卫生巾等卫生材料、湿敷布材的基布等用途中,为了以弱的力能够穿戴,要求伸长时应力小,并且为了在穿着时不会错位,要求恢复时应力大。即,在上述用途中,不仅要求减小伸缩特性(伸长时应力/恢复时应力之比)的值,而且还要求减小伸长时应力的绝对值,增大恢复时应力的绝对值。
进一步,在纸尿布、生理用卫生巾等卫生材料、湿敷布材的基布等用途中,要求恢复时应力在常温室温(23℃)~体温的范围(例如,23℃~40℃的范围)内不降低,即,要求应力维持能力优异。由此,纸尿布、生理用卫生巾等卫生材料即使在穿戴时升温至体温,也难以错位。
本公开鉴于上述课题,其目的在于提供伸缩特性优异、且应力维持能力优异的非织造布层叠体、以及使用了该非织造布层叠体的伸缩性非织造布层叠体、纤维制品、吸收性物品及卫生口罩。
用于解决课题的方法
用于解决上述课题的方法包括以下实施方式。
<1>一种非织造布层叠体,具有:
弹性非织造布,其包含40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物;以及
配置于上述弹性非织造布的至少一面侧的混纤纺粘非织造布,其以10质量%~90质量%:90质量%~10质量%的比例((A):(B),其中(A)+(B)=100质量%)包含热塑性弹性体(A)的长纤维和上述热塑性弹性体(A)以外的热塑性树脂(B)的长纤维。
<2>根据<1>所述的非织造布层叠体,上述α-烯烃共聚物的上述23℃时的储能弹性模量E23为45MPa以下。
<3>根据<1>或<2>所述的非织造布层叠体,上述α-烯烃共聚物包含乙烯和丙烯的共聚物。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的非织造布层叠体,上述α-烯烃共聚物的拉伸弹性模量为30MPa以下。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的非织造布层叠体,上述α-烯烃共聚物的熔点为145℃以下。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的非织造布层叠体,由上述α-烯烃共聚物的差示扫描量热计(DSC)的最大吸热峰求得的熔化热为29mJ/mg以下。
<7>根据<1>~<6>中任一项所述的非织造布层叠体,上述α-烯烃共聚物的玻璃化转变温度为-10℃以下。
<8>根据<1>~<7>中任一项所述的非织造布层叠体,热塑性树脂(B)的长纤维制成纺粘非织造布时的最大点伸长率为50%以上。
<9>根据<1>~<8>中任一项所述的非织造布层叠体,热塑性弹性体(A)为热塑性聚氨酯系弹性体。
<10>根据<9>所述的非织造布层叠体,上述热塑性聚氨酯系弹性体通过DSC测定得到的凝固开始温度为65℃以上,并且基于细孔电阻法,利用安装有100μm的窗孔的粒度分布测定装置测定得到的二甲基乙酰胺溶剂不溶成分的粒子数为300万个/g以下。
<11>根据<9>或<10>所述的非织造布层叠体,上述热塑性聚氨酯系弹性体为满足下述关系式(I)的热塑性聚氨酯系弹性体。
a/(a+b)≤0.8(I)
(式中,a表示由通过DSC测定得到的存在于90℃~140℃的范围内的吸热峰求出的熔化热的总和,b表示由通过DSC测定得到的处于超过140℃且220℃以下的范围内的吸热峰算出的熔化热的总和。)
<12>根据<1>~<11>中任一项所述的非织造布层叠体,热塑性树脂(B)为聚烯烃。
<13>根据<1>~<11>中任一项所述的非织造布层叠体,热塑性树脂(B)为丙烯系聚合物。
<14>根据<1>~<13>中任一项所述的非织造布层叠体,热塑性树脂(B)包含丙烯系聚合物99~80质量%和高密度聚乙烯1~20质量%。
<15>一种伸缩性非织造布层叠体,其是对<1>~<14>中任一项所述的非织造布层叠体进行拉伸加工而得的。
<16>一种纤维制品,其包含<1>~<14>中任一项所述的非织造布层叠体或<15>所述的伸缩性非织造布层叠体。
<17>一种吸收性物品,其包含<1>~<14>中任一项所述的非织造布层叠体或<15>所述的伸缩性非织造布层叠体。
<18>一种卫生口罩,其包含<1>~<14>中任一项所述的非织造布层叠体或<15>所述的伸缩性非织造布层叠体。
发明的效果
根据本公开,能提供伸缩特性优异、且应力维持能力优异的非织造布层叠体、以及使用了该非织造布层叠体的伸缩性非织造布层叠体、纤维制品、吸收性物品以及卫生口罩。
附图说明
图1为齿轮拉伸装置的概略图。
具体实施方式
以下,对于本具体实施方式进行详细地说明。但是,本发明并不限定于以下实施方式。在以下实施方式中,其构成要素(要素步骤等也包含在内)除了特别明示的情况、被认为理论上明显是必须的情况等之外,都不是必须的。关于数值及其范围也是同样的,并不限制本发明。
在本说明书中,“工序”这一术语,不仅是独立的工序,即使在不能与其它工序明确区别的情况下,只要能够实现该工序的目的,则也包含于本术语中。此外,在本说明书中,使用“~”来表示的数值范围表示包含“~”的前后所记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。此外,在本说明书中,关于组合物中的各成分的含量,在组合物中存在多种属于各成分的物质的情况下,只要没有特别规定,就指组合物中存在的该多种物质的合计量。
<非织造布层叠体>
本公开的非织造布层叠体为具有弹性非织造布、以及配置于上述弹性非织造布的至少一面侧的混纤纺粘非织造布(以下,也简称为“混纤纺粘非织造布”)的非织造布层叠体,所述弹性非织造布包含40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物,所述混纤纺粘非织造布以10质量%~90质量%:90质量%~10质量%的比例((A):(B),其中,(A)+(B)=100质量%)包含热塑性弹性体(A)的长纤维和上述热塑性弹性体(A)以外的热塑性树脂(B)的长纤维。非织造布层叠体也可以以包含其它层的方式构成。
本公开涉及的非织造布层叠体包含α-烯烃共聚物作为弹性非织造布。因此,认为与使用不含α-烯烃共聚物的弹性非织造布,例如,包含聚丙烯均聚物的弹性非织造布的情况相比,能够获得伸缩特性优异、且应力维持能力优异的非织造布层叠体。
此外,上述α-烯烃共聚物的40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上。即,即使在温度变化的环境下(例如,40℃~23℃),也易于抑制弹性非织造布的弹性降低。因此,认为能够获得应力维持能力优异的非织造布层叠体。
本公开的非织造布层叠体在弹性非织造布的至少一面侧配置有混纤纺粘非织造布,因此能够防止非织造布层叠体向压纹工序等所使用的装置内的各种旋转设备等构件等上的附着,成型性优异。此外,由于配置于弹性非织造布的至少一面侧的纺粘非织造布包含特定的混合纤维,因此发粘少、伸缩性优异,由此弹性非织造布的由优异的弹性带来的伸缩性易于得以维持。
本公开的非织造布层叠体优选具有在与非织造布制造装置所附带的旋转设备接触一侧的面至少配置有混纤纺粘非织造布的结构。由此,能够避免因对于旋转设备等的卷缠所导致的生产中的麻烦。进一步优选具有在弹性非织造布的两面侧配置有混纤纺粘非织造布的结构。通过这样,从而能够稳定地获得伸缩特性优异、且应力维持能力优异的非织造布层叠体。
本公开的非织造布层叠体通常目付为360g/m2以下,优选为240g/m2以下,更优选为150g/m2以下,进一步优选在120g/m2~15g/m2的范围内。目付能够通过后述实施例所使用的方法来测定。
弹性非织造布与混纤纺粘非织造布的构成比(目付比)能够根据各种用途来适当确定。目付比(弹性非织造布:混纤纺粘非织造布)通常在10:90~90:10的范围内,优选在20:80~80:20的范围内,更优选在20:80~50:50的范围内。在存在2个以上弹性非织造布(或混纤纺粘非织造布)时,弹性非织造布(或混纤纺粘非织造布)的目付为2个以上的合计。
本公开的非织造布层叠体通常至少一个方向的残余应变为19.5%以下,优选为19%以下。如果至少一个方向的残余应变为19%以下,则伸缩性良好。残余应变能够通过后述实施例所使用的方法来测定。
本公开的非织造布层叠体通常至少一个方向的最大载荷伸长率为50%以上,优选为100%以上。最大载荷伸长率能够通过后述实施例所使用的方法来测定。
本公开的非织造布层叠体在使目付为65g/m2的情况下,50%伸长时应力优选为1.10N/50mm以下,更优选为1.05N/50mm以下,进一步优选为1.00N/50mm以下。此外,50%恢复时应力优选为0.30N/50mm以上,更优选为0.32N/50mm以上,进一步优选为0.35N/50mm以上。另外,50%伸长时应力和50%恢复时应力,与伸缩特性(50%伸长时应力/50%恢复时应力)不同,取决于非织造布层叠体的目付而发生变化,存在目付越大,则越大的倾向。
本公开的非织造布层叠体的伸缩特性(50%伸长时应力/50%恢复时应力)优选为3.0以下,更优选为2.7以下,进一步优选为2.6以下。伸缩特性的值越小,则意味着越优异。伸缩特性能够通过后述实施例所使用的方法来测定。
<弹性非织造布>
构成本公开的非织造布层叠体的弹性非织造布包含后述的40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物。从有效地达成本发明的目的的观点考虑,弹性非织造布中的40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物的比例优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上。特别优选为100质量%。作为40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物,可举出Vistamaxx(商品名,埃克森美孚化工公司制)。
在本公开中,所谓弹性非织造布,是指具有在拉伸后释放应力时因弹性而恢复的性质的非织造布。
弹性非织造布能够通过各种公知的方法来制造。具体而言,可举出例如,纺粘法、熔喷法、闪蒸纺丝法等。弹性非织造布中,优选为通过纺粘法获得的纺粘非织造布或通过熔喷法获得的熔喷非织造布。
弹性非织造布通常目付为120g/m2以下,优选为80g/m2以下,更优选为50g/m2以下,进一步优选处于40g/m2~2g/m2的范围内。
构成弹性非织造布的纤维通常纤维直径为50μm以下,优选为40μm以下,更优选为35μm以下。
[40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物]
弹性非织造布包含40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物(以下,也称为α-烯烃共聚物)。
α-烯烃共聚物表示将2种以上的具有α-烯烃骨架的共聚成分共聚而成的共聚物。
作为具有α-烯烃骨架的共聚成分,可举出例如,乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯等α-烯烃。
上述中,关于α-烯烃共聚物,从使非织造布层叠体为应力更低、且伸缩性更优异的非织造布层叠体的观点考虑,优选包含乙烯(以下也表述为“C2”)和丙烯(以下也表述为“C3”)的共聚物。
乙烯和丙烯的共聚物中,来源于乙烯的构成单元的含有率(以下,也简称为“乙烯含有率”)优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~25质量%,进一步优选为10质量%~20质量%。
α-烯烃共聚物可以为交替共聚物、接枝共聚物、嵌段共聚物和无规共聚物的任一种。
作为α-烯烃共聚物的40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23),从获得应力维持能力优异的非织造布层叠体的观点考虑,为37%以上。上述比(E40/E23)的值越大越优选,更优选为40%以上,进一步优选为45%以上,特别优选为50%以上。
作为使α-烯烃共聚物中的上述储能弹性模量的比E40/E23处于上述特定范围的方法,可举出例如,将α-烯烃共聚物设为乙烯与丙烯的共聚物的方法等。
关于α-烯烃共聚物的23℃时的储能弹性模量E23,从使非织造布层叠体成为伸缩性更优异的非织造布层叠体的观点考虑,优选为45MPa以下,更优选为35MPa以下,进一步优选为25MPa以下。
E40/E23优选为37%以上,更优选为40%以上,进一步优选为45%以上,特别优选为50%以上。
α-烯烃共聚物的各储能弹性模量采用以下述装置和条件测定得到的值。
温度:23℃或40℃
装置:RSA-III(TA Instruments公司制)
变形模式:拉伸模式
温度范围:-20℃~120℃
升温速度:2℃/min
变形频率:10Hz
初始应变:0.1%
测定温度间隔:0.3℃
环境:N2
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的熔点定义为:使用差示扫描型量热计(DSC),在氮气气氛下,在-100℃保持5分钟之后以10℃/分钟使其升温,在由此获得的熔化吸热曲线的最高温侧所观测到的峰的峰顶。具体而言,能够作为使用差示扫描型量热计(珀金埃尔默公司制,DSC-7),将试样5mg在氮气气氛下,在-100℃保持5分钟之后,以10℃/分钟使其升温而获得的熔化吸热曲线的最高温侧所观测到的峰的峰顶来求出。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的熔点优选为145℃以下,更优选为130℃以下,进一步优选为115℃以下。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的熔化热定义为:使用差示扫描型量热计(DSC),在氮气气氛下,在-100℃保持5分钟之后以10℃/分钟使其升温,在由此获得的熔化吸热曲线中的最大吸热峰处的熔化热。具体而言,能够由使用差示扫描型量热计(珀金埃尔默公司制,DSC-7),将试样5mg在氮气气氛下,在-100℃保持5分钟之后,以10℃/分钟使其升温而获得的熔化吸热曲线中的最大的吸热峰来求出。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的熔化热优选为29mJ/mg以下,更优选为25mJ/mg以下,进一步优选为20mJ/mg以下。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的玻璃化转变温度定义为:使用差示扫描型量热计(DSC),在氮气气氛下,在-100℃保持5分钟之后以10℃/分钟使其升温而获得的熔化吸热曲线的基线发生了位移的温度。具体而言,能够将使用差示扫描型量热计(珀金埃尔默公司制,DSC-7),将试样5mg在氮气气氛下,在-100℃保持5分钟之后,以10℃/分钟使其升温而获得的熔化吸热曲线的基线与拐点处的切线的交点作为玻璃化转变温度来求出。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的玻璃化转变温度优选为-10℃以下,更优选为-20℃以下,进一步优选为-25℃以下。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的密度(ASTM D1505)优选处于0.850g/cm3~0.950g/cm3的范围内,更优选处于0.855g/cm3~0.900g/cm3的范围内,进一步优选处于0.860g/cm3~0.895g/cm3的范围内。
α-烯烃共聚物的密度为按照JIS K7112(1999)的密度梯度法测定而获得的值。
关于本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的拉伸弹性模量,从使非织造布层叠体成为伸缩性更优异的非织造布层叠体的观点考虑,优选为30MPa以下,更优选为20MPa以下,进一步优选为15MPa以下。
拉伸弹性模量为利用按照JIS K7161(2011年度版)的方法测定而获得的值。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的分子量分布(Mw/Mn)优选为1.5~5.0的范围。从能够获得纺丝性良好且纤维强度特别优异的纤维的观点考虑,Mw/Mn更优选为1.5~4.5的范围。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的质均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)为利用GPC(凝胶渗透色谱)而求得的值,为采用以下条件测定得到的值。质均分子量(Mw)为聚苯乙烯换算的质均分子量,分子量分布(Mw/Mn)为由同样地操作而测得的数均分子量(Mn)和质均分子量(Mw)来算出的值。
<GPC测定条件>
柱:TOSO GMHHR-H(S)HT
检测器:液相色谱用RI检测器WATERS 150C
溶剂:1,2,4-三氯苯
测定温度:145℃
流速:1.0ml/分钟
试样浓度:2.2mg/ml
进样量:160μl
标准曲线:普适标定线(Universal Calibration)
解析程序:HT-GPC(Ver.1.0)
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的熔体流动速率(MFR)没有特别限定,例如,优选为1g/10分钟~100g/10分钟,更优选为10g/10分钟~80g/10分钟,进一步优选为15g/10分钟~70g/10分钟。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物的熔体流动速率采用ASTMD-1238,230℃,载荷2160g的条件来测定。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物可以为合成品,也可以为市售品。
在α-烯烃共聚物为合成品的情况下,α-烯烃共聚物能够在齐格勒-纳塔系催化剂、金属茂系催化剂等以往公知的催化剂的存在下,使单体通过气相法、本体法、浆料法、溶液法等以往公知的聚合法进行聚合或共聚来调制。
作为α-烯烃共聚物的市售品,可举出例如,Vistamaxx系列(埃克森美孚化工公司制)等。
关于α-烯烃共聚物的组成,能够使用以往公知的方法(例如,IR分析、NMR分析、微量分析等)来进行。
α-烯烃共聚物相对于弹性非织造布总量的比例优选为90质量%以上100质量%以下,更优选为98质量%以上100质量%以下。
本公开的弹性非织造布所使用的α-烯烃共聚物在不损害本发明的目的的范围内,作为任意成分,可以包含抗氧化剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂、抗静电剂、滑动剂、防雾剂、润滑剂、染料、颜料、天然油、合成油、蜡等各种公知的添加剂。
<混纤纺粘非织造布>
构成本公开的非织造布层叠体的混纤纺粘非织造布为以10~90质量%:90~10质量%的比例((A):(B),其中(A)+(B)=100质量%)包含热塑性弹性体(A)的长纤维和(A)以外的热塑性树脂(B)的长纤维的混纤纺粘非织造布。
从伸缩性、柔软性的观点考虑,混纤纺粘非织造布中的热塑性弹性体(A)的长纤维的比例优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上。从加工性(抗发粘性)的观点考虑,混纤纺粘非织造布中的热塑性弹性体(A)的长纤维的比例优选为70质量%以下,更优选为60质量%以下。
形成混纤纺粘非织造布的热塑性弹性体(A)的长纤维和热塑性树脂(B)的长纤维的纤维直径(平均值)通常分别为50μm以下,优选为40μm以下,更优选为35μm以下。热塑性弹性体(A)的长纤维和热塑性树脂(B)的长纤维的纤维直径可以相同也可以不同。
在尿布等卫生材料用途中,从柔软性和透气性的观点考虑,混纤纺粘非织造布以层叠体合计计目付通常为120g/m2以下,优选为80g/m2以下,更优选为50g/m2以下,进一步优选处于40g/m2~15g/m2的范围内。
[热塑性弹性体(A)]
作为热塑性弹性体(A),能够使用各种公知的热塑性弹性体,可以单独使用1种,也可以并用2种以上的热塑性弹性体。
作为热塑性弹性体(A),可举出苯乙烯系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、热塑性聚氨酯系弹性体、聚烯烃系弹性体、氯乙烯系弹性体、氟系弹性体等。
苯乙烯系弹性体为聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、作为它们的氢化物的聚苯乙烯-聚乙烯·丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、和聚苯乙烯-聚乙烯·丙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)所代表的弹性体;包含由至少1个苯乙烯等芳香族乙烯基化合物构成的聚合物嵌段和由至少1个丁二烯、异戊二烯等共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段的嵌段共聚物或其氢化物。苯乙烯系弹性体以例如KRATON Polymer(商品名,壳牌化学(株)制)、SEPTON(商品名,可乐丽(株)制)、TUFTEC(商品名,旭化成工业(株)制)、LEOSTOMER(商品名,RIKEN TECHNOS(株)制)等商品名在销售。
聚酯系弹性体是以由高结晶性的芳香族聚酯和非晶性的脂肪族聚醚构成的嵌段共聚物为代表的弹性体。聚酯系弹性体以例如HYTREL(商品名,E.I.DuPont(株)制)、PELPRENE(商品名,东洋纺(株)制)等商品名在销售。
聚酰胺系弹性体是以由结晶性且高熔点的聚酰胺和非晶性且玻璃化转变温度(Tg)低的聚醚或聚酯构成的嵌段共聚物为代表的弹性体。聚酰胺系弹性体以例如PEBAX(商品名,Atofina Japan(株))等商品名在销售。
热塑性聚氨酯系弹性体是以硬链段由聚氨酯构成、软链段由聚碳酸酯系多元醇、醚系多元醇、己内酯系聚酯、己二酸酯系聚酯等构成的嵌段共聚物为代表的弹性体。
聚烯烃系弹性体为包含非晶性或低结晶性的乙烯-α-烯烃无规共聚物、丙烯-α-烯烃无规共聚物、丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物等单体的弹性体;或者为作为上述非晶性或低结晶性的无规共聚物与丙烯均聚物、丙烯与少量α-烯烃的共聚物、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯等结晶性聚烯烃的混合物的弹性体。聚烯烃系弹性体以例如,TAFMER(商品名,三井化学(株)制)、作为乙烯-辛烯共聚物的Engage(商品名,DuPont Dow Elastomers公司制)、包含结晶性烯烃共聚物的CATALLOY(商品名,Montel(株)制)、Vistamaxx(商品名,埃克森美孚化工公司制)等商品名在销售。
氯乙烯系弹性体以例如,Leonyl(商品名,RIKEN TECHNOS(株)制)、POSMYL(商品名,信越Polymer(株)制)等商品名在销售。
这些热塑性弹性体中,优选为热塑性聚氨酯系弹性体和聚烯烃系弹性体,从伸缩性和加工性方面考虑,更优选为热塑性聚氨酯系弹性体。
(热塑性聚氨酯系弹性体)
在热塑性聚氨酯系弹性体中,优选凝固开始温度为65℃以上、优选为75℃以上、最优选为85℃以上的热塑性聚氨酯系弹性体。此外,凝固开始温度优选为195℃以下。这里,凝固开始温度为使用差示扫描量热计(DSC)测定得到的值,为将热塑性聚氨酯系弹性体以10℃/分钟升温直至230℃,在230℃保持5分钟之后,使其以10℃/分钟降温时产生的来源于热塑性聚氨酯系弹性体的凝固的放热峰的开始温度。如果凝固开始温度为65℃以上,则在获得混纤纺粘非织造布时能够抑制纤维彼此的熔合、断线、树脂块等成型不良,并且能够防止在热压纹加工时成型的混纤纺粘非织造布卷缠于压纹辊。此外,所得的混纤纺粘非织造布的发粘少,能够适合用作衣料、卫生材料、体育材料等与肌肤接触的材料。另一方面,通过使凝固开始温度为195℃以下,从而能够提高成型加工性。另外,成型的纤维的凝固开始温度存在与其中使用的热塑性聚氨酯系弹性体的凝固开始温度相比变高的倾向。
为了将热塑性聚氨酯系弹性体的凝固开始温度调整为65℃以上,作为用作热塑性聚氨酯系弹性体的原料的多元醇、异氰酸酯化合物和增链剂,需要分别选择具有最合适的化学结构的多元醇、异氰酸酯化合物和增链剂,并且调整硬链段的量。这里,所谓硬链段量,是将热塑性聚氨酯系弹性体的制造所使用的异氰酸酯化合物与增链剂的合计质量除以多元醇、异氰酸酯化合物和增链剂的总量再乘以100而得的质量百分数(质量%)值。硬链段量优选为20质量%~60质量%,更优选为22质量%~50质量%,进一步优选为25质量%~48质量%。
热塑性聚氨酯系弹性体优选极性溶剂不溶成分的粒子数相对于1g热塑性聚氨酯系弹性体为300万个(300万个/g)以下,更优选为250万个/g以下,进一步优选为200万个/g以下。这里,所谓热塑性聚氨酯系弹性体中的极性溶剂不溶成分,主要是在热塑性聚氨酯系弹性体的制造中产生的鱼眼、凝胶等块状物。作为产生极性溶剂不溶成分的原因,可举出来源于热塑性聚氨酯系弹性体的硬链段凝集物的成分、硬链段和/或软链段通过脲基甲酸酯键、缩二脲键等交联而成的成分、构成热塑性聚氨酯系弹性体的原料、通过原料间的化学反应而产生的成分等。
极性溶剂不溶成分的粒子数是在利用了细孔电阻法的粒度分布测定装置中安装100μm的窗孔,并测定使热塑性聚氨酯系弹性体溶解于二甲基乙酰胺溶剂时的不溶成分而得到的值。如果安装100μm的窗孔,则能够以未交联聚苯乙烯换算来测定2μm~60μm的粒子的数量。
通过使极性溶剂不溶成分的粒子数为300万个/g以下,从而能够在热塑性聚氨酯系弹性体的凝固开始温度范围内,进一步抑制纤维直径分布的增大、纺丝时的断线等问题的发生。极性溶剂不溶成分少的热塑性聚氨酯系弹性体能够通过在进行多元醇、异氰酸酯化合物和增链剂的聚合反应之后,进行过滤来获得。
从抑制使用大型纺粘成型机械时在非织造布的成型过程中气泡混入线料中以及发生断线的观点考虑,热塑性聚氨酯系弹性体的水分值优选为350ppm以下,更优选为300ppm以下,进一步优选为150ppm以下。
从伸缩性的观点考虑,热塑性聚氨酯系弹性体的由通过差示扫描量热计(DSC)测定的、峰温度处于90℃~140℃的范围的吸热峰求出的熔化热的总和(a)、与由峰温度处于超过140℃且220℃以下的范围的吸热峰求出的熔化热的总和(b)优选满足下述式(I)的关系,更优选满足下述式(II)的关系,进一步优选满足下述式(III)的关系。
a/(a+b)≤0.8 (I)
a/(a+b)≤0.7 (II)
a/(a+b)≤0.55 (III)
这里,“a/(a+b)”意味着热塑性聚氨酯系弹性体的硬相(hard domain)的熔化热比(单位:%)。如果热塑性聚氨酯系弹性体的硬相的熔化热比成为80%以下,则纤维,特别是混纤纺粘非织造布中的纤维和非织造布的强度和伸缩性提高。本公开中,热塑性聚氨酯系弹性体的硬相的熔化热比的下限值优选为0.1%左右。
热塑性聚氨酯系弹性体在温度200℃、剪切速度100sec-1的条件下的熔融粘度优选为100Pa·s~3000Pa·s,更优选为200Pa·s~2000Pa·s,进一步优选为1000Pa·s~1500Pa·s。这里,熔融粘度为由Capilograph(东洋精机(株)制,使用喷嘴长度30mm、直径1mm)测定得到的值。
具有这样的特性的热塑性聚氨酯系弹性体例如,能够通过日本特开2004-244791号公报所记载的制造方法来获得。
使用热塑性聚氨酯系弹性体成型的混纤纺粘非织造布由于触感优异,因此能够适合用于卫生材料等与肌肤接触的用途。此外,为了过滤杂质等而设置在挤出机内部的过滤器不易堵塞,设备的调整、维修频率变低,因此工业上也优选。
(聚烯烃系弹性体)
在聚烯烃系弹性体中,优选为:非晶性或低结晶性的聚烯烃系弹性体,更优选为作为非晶性或低结晶性的乙烯与丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯等碳原子数为3~20的1种以上α-烯烃的共聚物的乙烯-α-烯烃共聚物;以及作为非晶性或低结晶性的丙烯与乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯等碳原子数为2~20(其中,将碳原子数3除外)的1种以上α-烯烃的共聚物的丙烯-α-烯烃共聚物。所谓非晶性或低结晶性的聚烯烃系弹性体,例如,为通过X射线衍射测定得到的结晶度为20%以下(包含0%)的聚烯烃系弹性体。
作为非晶性或低结晶性的乙烯-α-烯烃共聚物,具体而言,能够例示乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯-1-丁烯无规共聚物等。此外,关于乙烯-α-烯烃共聚物的熔体流动速率(MFR),只要具有纺丝性,就没有特别限定,通常MFR(ASTMD1238 190℃,2160g载荷)为1g/10分钟~1000g/10分钟,优选为5g/10分钟~500g/10分钟,进一步优选处于10g/10分钟~100g/10分钟的范围内。
作为非晶性或低结晶性的丙烯-α-烯烃共聚物,具体而言,能够例示丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯无规共聚物和丙烯-1-丁烯无规共聚物。此外,关于丙烯-α-烯烃共聚物的MFR,只要具有纺丝性,就没有特别限定,通常MFR(ASTMD1238 230℃,2160g载荷)为1g/10分钟~1000g/10分钟,优选为5g/10分钟~500g/10分钟,进一步优选处于10g/10分钟~100g/10分钟的范围内。
聚烯烃系弹性体可以为非晶性或低结晶性的聚合物的单体,也可以为相对于非晶性或低结晶性的聚合物,混合有丙烯均聚物或丙烯与少量的α-烯烃的共聚物、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯等结晶性的聚烯烃1质量%~40质量%左右的组合物。
作为聚烯烃系弹性体,特别优选的组成为由聚丙烯树脂组合物形成的弹性体组合物,所述聚丙烯树脂组合物含有全同立构聚丙烯(i):1质量%~40质量%、丙烯-乙烯-α-烯烃共聚物(ii)(丙烯45摩尔%~89摩尔%与乙烯10摩尔%~25摩尔%和碳原子数4~20的α-烯烃的共聚物,其中,碳原子数4~20的α-烯烃的共聚量不超过30摩尔%):60质量%~99质量%。
[热塑性树脂(B)]
作为热塑性树脂(B),能够使用热塑性弹性体(A)以外的各种公知的热塑性树脂,可以单独使用1种,也可以并用2种以上热塑性树脂。
热塑性树脂(B)为与热塑性弹性体(A)不同的树脂状的聚合物,通常是熔点(Tm)为100℃以上的结晶性的聚合物,或者玻璃化转变温度为100℃以上的非晶性的聚合物。作为热塑性树脂(B),优选为结晶性的热塑性树脂。
热塑性树脂(B)中,优选为在制成可通过公知的制造方法获得的纺粘非织造布时,最大点伸长率为50%以上,优选为70%以上,更优选为100%以上,并且具有几乎不存在弹性恢复的性质的热塑性树脂(伸长性热塑性树脂)。就使用将这样的热塑性树脂(B)的长纤维与热塑性弹性体(A)的长纤维混纤而获得的混纤纺粘非织造布制造的非织造布层叠体而言,通过拉伸加工而表现出膨松感,触感变好,并且能够对于非织造布层叠体赋予伸长停止功能。另外,包含热塑性树脂(B)的纺粘非织造布的最大点伸长率的上限不必被限定,但通常为300%以下。
作为热塑性树脂(B),具体而言,能够例示作为乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等α-烯烃的均聚物或共聚物的高压法低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯(所谓LLDPE)、高密度聚乙烯(所谓HDPE)、聚丙烯(丙烯均聚物)、聚丙烯无规共聚物、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯-1-丁烯无规共聚物、丙烯-1-丁烯无规共聚物等聚烯烃、聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等)、聚酰胺(尼龙-6、尼龙-66、聚己二酰间苯二甲胺等)、聚氯乙烯、聚酰亚胺、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯-一氧化碳共聚物、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚苯乙烯、离子交联聚合物、这些热塑性树脂的混合物等。这些中,优选为聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰胺。
这些热塑性树脂(B)中,从成型时的纺丝稳定性、非织造布的拉伸加工性的观点考虑,更优选为聚烯烃,进一步优选为高压法低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯(所谓LLDPE)、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯无规共聚物等丙烯系聚合物。
作为丙烯系聚合物,优选熔点(Tm)为155℃以上,优选处于157℃~165℃的范围内的丙烯的均聚物,或丙烯与极少量的乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等碳原子数2以上(其中,将碳原子数3除外)、优选为碳原子数2~8(其中,将碳原子数3除外)的1种或2种以上α-烯烃的共聚物。
关于丙烯系聚合物,只要能够熔融纺丝,其熔体流动速率(MFR:ASTM D-1238,230℃,载荷2160g)就没有特别限定,通常为1g/10分钟~1000g/10分钟,优选为5g/10分钟~500g/10分钟,更优选处于10g/10分钟~100g/10分钟的范围内。此外,丙烯系聚合物的质均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比Mw/Mn通常为1.5~5.0。从可获得纺丝性良好、且纤维强度优异的纤维方面考虑,优选Mw/Mn为1.5~3.0的范围。Mw和Mn能够通过GPC(凝胶渗透色谱),利用公知的方法来测定。
从进一步提高所得的非织造布层叠体的拉伸加工适应性的观点考虑,热塑性树脂(B)优选为在丙烯系聚合物中添加了HDPE的烯烃系聚合物组合物。在该情况下,相对于丙烯系聚合物与HDPE的合计100质量%,HDPE的比率优选为1质量%~20质量%,更优选为2质量%~15质量%,进一步优选为4质量%~10质量%。
添加到丙烯系聚合物中的HDPE的种类没有特别限制,通常密度为0.94g/cm3~0.97g/cm3,优选为0.95g/cm3~0.97g/cm3,更优选处于0.96g/cm3~0.97g/cm3的范围内。此外,只要具有纺丝性,就没有特别限定,从使其表现出伸长性的观点考虑,HDPE的熔体流动速率(MFR:ASTM D-1238,190℃,载荷2160g)通常为0.1g/10分钟~100g/10分钟,优选为0.5g/10分钟~50g/10分钟,更优选处于1g/10分钟~30g/10分钟的范围内。另外,在本公开中,所谓良好的纺丝性,是指从纺丝喷嘴排出时和拉伸中不发生断线,不发生长丝的熔合。
(添加剂)
根据需要,能够在弹性非织造布和混纤纺粘非织造布中添加耐热稳定剂、耐候稳定剂、抗氧化剂等各种稳定剂、抗静电剂、滑动剂、防雾剂、润滑剂、染料、颜料、天然油、合成油、蜡等。
(其它层)
本公开的非织造布层叠体可以根据用途具有弹性非织造布和混纤纺粘非织造布以外的1层或2层以上的其它层。
作为其它层,具体而言,可举出针织布、机织布、弹性非织造布和混纤纺粘非织造布以外的非织造布、棉布(cotton)等天然纤维、膜等。将其他层进一步层叠(贴合)于本公开的非织造布层叠体的方法没有特别限制,可采用热压纹加工、超声波熔合等热熔合法、针刺、水喷射等机械交织法、使用热熔粘接剂、氨基甲酸酯系粘接剂等粘接剂的方法、挤出层压等各种方法。
作为本公开的非织造布层叠体具有弹性非织造布和混纤纺粘非织造布以外的非织造布时的非织造布,可举出纺粘非织造布、熔喷非织造布、湿式非织造布、干式非织造布、干式浆粕非织造布、闪蒸纺丝非织造布、开纤非织造布等各种公知的非织造布。这些非织造布可以为伸缩性非织造布,也可以为非伸缩性非织造布。这里所谓非伸缩性非织造布,是指沿MD(非织造布的流动方向、纵向)或CD(与非织造布的流动方向成直角的方向、横向)伸长后,不产生恢复时应力的非织造布。
作为本公开的非织造布层叠体具有膜的情况下的膜,从保持作为本公开的非织造布层叠体的特征的透气性和亲水性的观点考虑,优选为透气性(透湿性)膜。作为透气性膜,可举出具有透湿性的聚氨酯系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体等热塑性弹性体形成的膜、将由包含无机微粒或有机微粒的热塑性树脂形成的膜拉伸并多孔化而成的多孔膜等各种公知的透气性膜。作为多孔膜所使用的热塑性树脂,优选为高压法低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯(所谓LLDPE)、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯无规共聚物、它们的组合等聚烯烃。其中,在不需要保持非织造布层叠体的透气性和亲水性的情况下,可以使用聚乙烯、聚丙烯、它们的组合等热塑性树脂的膜。
(非织造布层叠体的制造方法)
本公开的非织造布层叠体可以使用作为弹性非织造布的原料的40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物、作为混纤纺粘非织造布的原料的热塑性弹性体(A)和热塑性树脂(B)、以及根据需要使用的添加剂,通过公知的非织造布的制造方法来制造。
作为非织造布层叠体的制造方法的一例,以下对于使用至少具备二列纺丝装置的非织造布制造装置的方法进行说明。
首先,利用第一列纺丝装置所具备的挤出机将热塑性弹性体(A)和热塑性树脂(B)熔融,导入至具有具备多个纺丝孔(喷嘴)的喷头(模头)、根据需要的芯鞘结构的纺丝孔,并排出。然后,将经熔融纺丝的由热塑性弹性体(A)形成的长纤维与由热塑性树脂(B)形成的长纤维导入至冷却室,通过冷却风进行冷却后,通过拉伸气流拉伸(牵引)长纤维,使混纤纺粘非织造布堆积于移动捕集面上。
另一方面,利用第二列纺丝装置所具备的挤出机将40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物熔融,导入至具有具备多个纺丝孔(喷嘴)的喷头(模头)的纺丝孔,并将40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物排出。然后,将经熔融纺丝的由40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的α-烯烃共聚物形成的长纤维导入至冷却室,通过冷却风进行冷却之后,通过拉伸气流拉伸(牵引)长纤维,使其堆积于混纤纺粘非织造布上,形成弹性非织造布。
根据需要,可以使用第三列纺丝装置,使混纤纺粘非织造布堆积于弹性非织造布上。
关于作为弹性非织造布和混纤纺粘非织造布的原料的聚合物的熔融温度,只要是各个聚合物的软化温度或熔化温度以上、且低于热分解温度,就没有特别限定。喷头的温度也取决于所使用的聚合物的种类,例如,在作为热塑性弹性体(A)而使用热塑性聚氨酯系弹性体或烯烃系共聚物弹性体,作为热塑性树脂(B)而使用丙烯系聚合物、或丙烯系聚合物与HDPE的烯烃系聚合物组合物的情况下,通常可设定为180℃~240℃、优选为190~230℃、更优选为200~225℃的温度。
冷却风的温度只要是聚合物进行固化的温度,就没有特别限定,通常为5℃~50℃,优选为10℃~40℃,更优选处于15℃~30℃的范围内。拉伸气流的风速通常为100m/分钟~10,000m/分钟,优选处于500m/分钟~10,000m/分钟的范围内。
本公开的非织造布层叠体优选具有弹性非织造布的至少一部分与混纤纺粘非织造布的至少一部分热熔合而成的结构。此时,可以在使弹性非织造布的至少一部分与混纤纺粘非织造布的至少一部分热熔合之前,使用轧辊来预先压实。
热熔合的方法没有特别限制,能够从各种公知的方法中选择。能够例示例如,使用超声波等手段的方法、使用压纹辊的热压纹加工、使用热风穿透(Hot Air Through)的方法等作为预接合。其中,从拉伸时可效率良好地拉伸长纤维的观点考虑,优选为热压纹加工,其温度范围优选为60℃~115℃。
通过热压纹加工将层叠体的一部分进行热熔合的情况下,通常,压纹面积率为5%~30%,优选为5%~20%,非压纹单元面积为0.5mm2以上,优选处于4mm2~40mm2的范围内。所谓非压纹单元面积,是在四周被压纹部包围的最小单元的非压纹部中,内接于压纹的四边形的最大面积。作为刻印的形状,可举出圆形、椭圆形、长圆形、正方形、菱形、长方形、矩形、以这些形状作为基础的连续形状等。
<伸缩性非织造布层叠体>
本公开的伸缩性非织造布层叠体是通过将上述非织造布层叠体进行拉伸而获得的、具有伸缩性的非织造布层叠体。
本公开的伸缩性非织造布层叠体能够通过将上述非织造布层叠体进行拉伸加工而获得。拉伸加工的方法没有特别限制,能够应用一直以来公知的方法。拉伸加工的方法可以为部分地拉伸的方法,也可以为整体地拉伸的方法。此外,可以为进行单轴拉伸的方法,也可以为进行双轴拉伸的方法。作为沿机械的流动方向(MD)拉伸的方法,可举出例如,使部分地熔合后的混合纤维通过2个以上轧辊的方法。此时,能够通过使轧辊的旋转速度按照机械的流动方向的顺序加快而将部分地熔合后的非织造布层叠体进行拉伸。此外,也能够使用图1所示的齿轮拉伸装置进行齿轮拉伸加工。
拉伸倍率优选为50%以上,更优选为100%以上,进一步优选为200%以上,并且优选为1000%以下,更优选为400%以下。
在单轴拉伸的情况下,优选机械的流动方向(MD)的拉伸倍率,或与其垂直的方向(CD)中的任一者满足上述拉伸倍率。在双轴拉伸的情况下,优选机械的流动方向(MD)和与其垂直的方向(CD)中,至少一者满足上述拉伸倍率。
通过以这样的拉伸倍率进行拉伸加工,从而形成弹性非织造布和混纤纺粘非织造布的(长)纤维都被拉伸,但形成混纤纺粘非织造布层的长纤维发生塑性变形,与上述拉伸倍率对应地被伸长(即,变长)。
因此,在将非织造布层叠体拉伸之后,如果应力被释放,则形成弹性非织造布的(长)纤维进行弹性恢复,形成混纤纺粘非织造布的长纤维不进行弹性恢复而皱曲,非织造布层叠体表现出膨松感。而且,形成混纤纺粘非织造布的长纤维存在变细的倾向。因此,认为柔软性和触感变得良好,且能够赋予伸长停止功能。
<纤维制品>
本公开的纤维制品包含本公开的非织造布层叠体或伸缩性非织造布层叠体。纤维制品没有特别限制,可举出一次性尿布、生理用品等吸收性物品、卫生口罩等卫生物品、绷带等医疗物品、衣料原材料、包装材等。本公开的纤维制品优选包含本公开的非织造布层叠体或伸缩性非织造布层叠体作为伸缩构件。
实施例
以下,基于实施例来进一步具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理步骤等只要不脱离本公开的宗旨,就能够适当变更。实施例和比较例中的物性值等通过以下方法进行测定和评价。
(1)目付〔g/m2
从单独的非织造布或非织造布层叠体采集6片200mm(流动方向:MD)×50mm(横向:CD)的试验片。采集部位设为MD、CD均为任意的3个位置(合计6个位置)。接着,对于采集的各试验片,使用上皿电子天平(研精工业公司制),分别测定质量(g)。求出各试验片的质量的平均值。由求出的平均值换算成每1m2的质量(g),将小数点后第2位四舍五入而作为各样品的目付〔g/m2〕。
(2)纺丝性
对于各例的非织造布,制造时,目视观察纺粘非织造布制造装置的喷嘴面附近的纺丝状况,计数每5分钟的断线次数(单位:次/5分钟)。如果断线次数为0次/5分钟,则评价为“A”,将发生断线而没有达到非织造布采集的情况评价为“C”(表1)。
(3)挤出性
Figure GDA0002704371550000211
的挤出机中投入20kg的原料,进行30分钟的挤出,确认了稳定性。
A:在30分钟内处于稳定地被挤出的状态。
C:在30分钟内,在挤出机的根部发生了原料阻塞的状态。
(4)最大载荷〔N/50mm〕、最大载荷伸长率〔%〕
从非织造布层叠体采集5片50mm(MD)×200mm(CD)的试验片。采集部位设为任意的5个位置。接着,对于采集的各试验片,使用万能拉伸试验机(Intesco公司制,IM-201型),以夹盘间100mm、拉伸速度100mm/min的条件进行拉伸试验,求出最大载荷点时的载荷(最大载荷〔N/50mm〕)和伸长率(最大载荷伸长率〔%〕)。这里,关于最大载荷和最大载荷伸长率,对于上述5片求出平均值,并将小数点后第2位进行四舍五入。
(5)残余应变〔%〕、50%伸长时应力〔N/50mm〕、50%恢复时应力〔N/50mm〕和伸缩特性
从非织造布层叠体采集5片50mm(MD)×200mm(CD)的试验片。采集部位为任意的5个位置。接着,对于采集的各试验片,使用万能拉伸试验机(Intesco公司制,IM-201型),以夹盘间100mm、拉伸速度100mm/min、拉伸倍率100%的条件进行拉伸之后,立即以相同速度使其恢复至原长度。将该操作实施2个循环,测定在第2个循环中应力开始上升时的伸长率,设为残余应变〔%〕。接着,将第2个循环的伸长时,拉伸倍率成为50%时的应力设为50%伸长时应力,将第2个循环的恢复时,拉伸倍率成为50%时的应力设为50%恢复时应力。此外,测定第2个循环中的〔50%伸长时应力÷50%恢复时应力〕的值,设为伸缩特性的尺度。残余应变和〔50%伸长时应力÷50%恢复时应力〕的值越小,则意味着伸缩特性越优异。这里,关于残余应变和伸缩特性,对于上述5片求出平均值,将小数点后第3位进行四舍五入。如果伸缩特性为3.0以下,则评价为“A”,如果超过3.0,则评价为“C”。
此外,对于各例中的各温度的储能弹性模量与储能弹性模量之比,将通过上述测定方法测定得到的结果示于表1中。另外,将40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)为37%以上的情况评价为应力保持“A”,将小于37%的情况评价为“C”。
[实施例1]
<热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的调制>
将数均分子量为1932的聚酯多元醇:71.7质量份、1,4-丁二醇(以下,缩写为“BD”。):4.8质量份、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](以下,缩写为“抗氧化剂-1”。):0.3质量份、聚碳化二亚胺:0.3质量份进行混合,添加MDI:22.9质量份,充分地高速搅拌混合。然后,在160℃使其反应1小时。将该反应物粉碎之后,相对于该粉碎物:100质量份,混合亚乙基双硬脂酸酰胺:0.8质量份、三甘醇-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](以下,缩写为“抗氧化剂-2”。):0.5质量份、亚乙基双油酸酰胺(以下,缩写为“EOA”。):0.8质量份。然后,利用挤出机(设定温度:210℃)进行熔融混炼并造粒,获得了热塑性聚氨酯弹性体〔TPU(A-1)〕。
所得的TPU(A-1)的物性是硬度:81,熔融粘度:1.1,流动开始温度155℃。
<混纤纺粘非织造布用的热塑性树脂组合物的调制>
将MFR(按照ASTM D1238,以温度230℃、载荷2.16kg测定)60g/10分钟,密度0.91g/cm3,熔点160℃的丙烯均聚物(以下,缩写为“PP-1”)92质量份、与MFR(按照ASTMD1238,以温度190℃、载荷2.16kg测定)5g/10分钟,密度0.97g/cm3,熔点134℃的高密度聚乙烯(以下,缩写为“HDPE”)8质量份进行混合,调制出热塑性树脂组合物(B-1)。
<弹性非织造布用的α-烯烃共聚物>
弹性非织造布使用埃克森美孚公司制,制品名“VistamaxxTM6202”(乙烯-丙烯共聚物)。MFR(230℃,2.16kg载荷):20g/10min,乙烯含量:15质量%,拉伸弹性模量:9.8MPa,23℃时的储能弹性模量:12.0MPa,40℃时的储能弹性模量:6.55MPa,熔点:110.4℃,熔化热:5.89mJ/mg,玻璃化转变温度:-32.6℃。
<非织造布层叠体的制造>
将由上述调制的TPU(A-1)和热塑性树脂组合物(B-1)各自独立地使用
Figure GDA0002704371550000231
的挤出机和
Figure GDA0002704371550000232
的挤出机进行熔融。然后,使用具有喷丝头的纺粘非织造布成型机(捕集面上的与机械的流动方向垂直的方向的长度:800mm),在树脂温度与模头温度都为205℃,冷却风温度20℃,拉伸气流风速3200m/分钟的条件下通过纺粘法进行熔融纺丝,使通过包含由TPU(A-1)形成的长纤维A和由热塑性树脂组合物(B-1)形成的长纤维B的混合长纤维来形成的网堆积于捕集面上。
具体而言,作为喷丝头,使用TPU(A-1)的排出孔与B-1的排出孔交替地排列而成的喷嘴图案,TPU(A-1)(长纤维A)的喷嘴直径为
Figure GDA0002704371550000241
B-1(长纤维B)的喷嘴直径为
Figure GDA0002704371550000242
喷嘴的间距为纵向8mm,横向11mm,喷嘴数之比设为长纤维A用喷嘴:长纤维B用喷嘴=1:1.45。将长纤维A的单孔排出量设为0.82g/(分钟·孔),将长纤维B的单孔排出量设为0.56g/(分钟·孔),使由混合长纤维形成的纺粘非织造布堆积于捕集面上作为第1层。
接着,使弹性非织造布堆积于混纤纺粘非织造布上作为第2层。具体而言,使用螺杆直径
Figure GDA0002704371550000243
的单螺杆挤出机将上述Vistamaxx6202进行熔融。然后,使用具有喷丝头的纺粘非织造布成型机(捕集面上的与机械的流动方向垂直的方向的长度:800mm),在树脂温度与模头温度都为290℃,冷却风温度20℃,拉伸气流风速2888m/分钟的条件下通过纺粘法进行熔融纺丝,使其作为第2层而堆积。
接着,通过与第1层同样的方法,使与第1层同样的混纤纺粘非织造布堆积在弹性非织造布上作为第3层,制作3层结构的堆积物。将该堆积物用压纹辊进行加热加压处理(压纹面积率18%,压纹温度80℃),制作了总目付量为65.0g/m2,第1层和第3层的目付量分别为20.0g/m2,第2层的目付量为25.0g/m2的非织造布层叠体。
Vistamaxx 6202的挤出性良好。将测定所得的非织造布层叠体的各物性而得到的结果示于表1中。
[实施例2]
弹性非织造布使用埃克森美孚公司制,制品名“VistamaxxTM7050FL”(乙烯-丙烯共聚物),将Vistamaxx7050FL的树脂温度和模头温度都变更为215℃,将压纹温度变更为90℃,除此以外,与实施例1同样地操作,制作了非织造布层叠体。Vistamaxx7050FL为MFR(230℃,2.16kg载荷):48g/10min,乙烯含量:13质量%,拉伸弹性模量:14.4MPa,23℃时的储能弹性模量:17.4MPa,40℃时的储能弹性模量:8.77MPa,熔点:60.9℃,熔化热:19mJ/mg,玻璃化转变温度:-30.3℃。
Vistamaxx 7050FL的挤出性良好。将测定所得的非织造布层叠体的各物性而得到的结果示于表1中。
[比较例1]
弹性非织造布使用以下所述的低结晶性聚丙烯,将低结晶性聚丙烯的树脂温度和模头温度都变更为215℃,将压纹温度变更为90℃,将第2层的目付量变更为20.0g/m2(总目付量为60.0g/m2),除此以外,与实施例1同样地操作,制作了非织造布层叠体。
<弹性非织造布用的低结晶性聚丙烯的调制>
向带有搅拌机的、内容积0.2m3的不锈钢制反应器中,连续供给正庚烷20L/h、三异丁基铝15mmol/h,以及,以锆计为6μmol/h的、预先使二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐、(1,2’-二甲基亚甲硅烷基)(2,1’-二甲基亚甲硅烷基)-双(3-三甲基甲硅烷基甲基茚基)二氯化锆、三异丁基铝与丙烯接触而获得的催化剂成分。
在聚合温度70℃,以使气相部氢浓度保持为8mol%,反应器内的总压力保持为0.7MPa·G的方式连续供给丙烯和氢。
向所得的聚合溶液中,添加SUMILIZER GP(住友化学公司制)以使其为1000ppm,除去溶剂,从而获得了丙烯聚合物。
所得的丙烯聚合物的质均分子量(Mw)为1.2×104,Mw/Mn=2。此外,由NMR测定求出的[mmmm]为46摩尔%,[rrrr]/(1-[mmmm])为0.038,[rmrm]为2.7摩尔%,[mm]×[rr]/[mr]2为1.5,拉伸弹性模量为32.9MPa。
低结晶性聚丙烯为23℃时的储能弹性模量:49.3MPa,40℃时的储能弹性模量:17.8MPa,熔点:56.1℃,熔化热:30.0mJ/mg,玻璃化转变温度:-7.3℃。
低结晶性聚丙烯的挤出性不良,发生了堵塞。将测定所得的非织造布层叠体的各物性而得到的结果示于表1中。
实施例1、实施例2中,由与比较例1的比较可知,伸缩特性(50%伸长时应力/50%恢复时应力)变小,伸缩性得以改善。进一步可知,实施例1、实施例2中,40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比(E40/E23)高,与比较例1相比,在温度变化环境下(40℃~23℃),弹性非织造布的弹性的降低易于得以抑制。即,本公开涉及的非织造布层叠体为伸缩特性优异、且应力维持能力优异的非织造布层叠体。
[表1]
Figure GDA0002704371550000261
2018年3月30日申请的日本专利申请2018-068200号的公开内容的整体通过参照而引入本说明书中。
本说明书所记载的全部文献、专利申请和技术标准,与具体且单独地记载通过参照而引入各个文献、专利申请和技术标准的情况同等程度地,通过参照而引入至本说明书中。

Claims (14)

1.一种非织造布层叠体,具有:
弹性非织造布,其包含40℃时的储能弹性模量E40与23℃时的储能弹性模量E23之比即E40/E23为37%以上的α-烯烃共聚物;以及
配置于所述弹性非织造布的至少一面侧的混纤纺粘非织造布,其以10质量%~90质量%:90质量%~10质量%的比例包含热塑性弹性体A的长纤维和所述热塑性弹性体A以外的热塑性树脂B的长纤维,所述比例为A:B,其中,A+B=100质量%。
2.根据权利要求1所述的非织造布层叠体,所述α-烯烃共聚物的所述23℃时的储能弹性模量E23为45MPa以下。
3.根据权利要求1或2所述的非织造布层叠体,所述α-烯烃共聚物包含乙烯和丙烯的共聚物。
4.根据权利要求1或2所述的非织造布层叠体,所述α-烯烃共聚物的拉伸弹性模量为30MPa以下。
5.根据权利要求1或2所述的非织造布层叠体,所述热塑性树脂B的长纤维制成纺粘非织造布时的最大点伸长率为50%以上。
6.根据权利要求1或2所述的非织造布层叠体,所述热塑性弹性体A为热塑性聚氨酯系弹性体。
7.根据权利要求6所述的非织造布层叠体,所述热塑性聚氨酯系弹性体为满足下述关系式(I)的热塑性聚氨酯系弹性体,
a/(a+b)≤0.8(I)
式中,a表示由通过DSC测定得到的存在于90℃~140℃的范围内的吸热峰求出的熔化热的总和,b表示由通过DSC测定得到的处于超过140℃且220℃以下的范围内的吸热峰算出的熔化热的总和。
8.根据权利要求1或2所述的非织造布层叠体,所述热塑性树脂B为聚烯烃。
9.根据权利要求1或2所述的非织造布层叠体,所述热塑性树脂B为丙烯系聚合物。
10.根据权利要求1或2所述的非织造布层叠体,所述热塑性树脂B包含丙烯系聚合物99~80质量%和高密度聚乙烯1~20质量%。
11.一种伸缩性非织造布层叠体,其是对权利要求1~10中任一项所述的非织造布层叠体进行拉伸加工而得的。
12.一种纤维制品,其包含权利要求1~10中任一项所述的非织造布层叠体或权利要求11所述的伸缩性非织造布层叠体。
13.一种吸收性物品,其包含权利要求1~10中任一项所述的非织造布层叠体或权利要求11所述的伸缩性非织造布层叠体。
14.一种卫生口罩,其包含权利要求1~10中任一项所述的非织造布层叠体或权利要求11所述的伸缩性非织造布层叠体。
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