CN114981083B - 层叠片、卫生材料、医疗材料及层叠片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

层叠片(1)具备:具有硬链段相的透湿性聚氨酯膜(2),以及配置于透湿性聚氨酯膜(2)的厚度方向的一侧的第1纺粘无纺布(3),该第1纺粘无纺布(3)包含含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维以及含有聚烯烃的非伸缩性纤维。并且将硬链段相的熔点调整为65℃以上140℃以下。

Description

层叠片、卫生材料、医疗材料及层叠片的制造方法
技术领域
本发明涉及层叠片、卫生材料、医疗材料以及层叠片的制造方法。
背景技术
期望纸尿布等卫生材料能够抑制液态水的透过,并且确保优异的伸缩性和透湿性。对于这样的卫生材料,研究了利用在透湿聚氨酯膜上层叠有伸缩性无纺布的层叠片。
作为这样的层叠片,例如,提出了一种在透湿聚氨酯膜上层叠有由聚丙烯形成的无纺布的伸缩性透湿防水片,透湿聚氨酯膜由聚氨酯树脂形成,所述聚氨酯树脂为将氧化乙烯90重量%和氧化丙烯10重量%进行加聚而得的氧化烯多元醇、作为增链剂的1,4-丁二醇与二苯基甲烷二异氰酸酯的反应生成物(例如,参照专利文献1的实施例1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平7-70936号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,专利文献1所记载的伸缩性透湿防水片中,谋求伸缩性的提高有限度。此外,专利文献1所记载的伸缩性透湿防水片中,无纺布对于透湿聚氨酯膜的密合性不充分,存在无纺布从透湿聚氨酯膜剥离的担忧。进一步,从与人体接触时的触感的观点考虑,对层叠片期望粘性(粘着性)的降低。
因此,本发明提供能够谋求伸缩性的提高的同时,能够谋求纺粘无纺布对于透湿聚氨酯膜的密合性的提高,能够谋求粘性的降低的层叠片、卫生材料、医疗材料以及层叠片的制造方法。
用于解决课题的方案
本发明[1]包含一种层叠片,其具备:具有硬链段相的透湿性聚氨酯膜,以及第1纺粘无纺布,其配置于上述透湿性聚氨酯膜的厚度方向的一侧,且包含含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维以及含有聚烯烃的非伸缩性纤维,上述硬链段相的熔点为65℃以上140℃以下。
本发明[2]包含上述[1]所述的层叠片,上述透湿性聚氨酯膜具有软链段相,上述软链段相通过聚醚多元醇与多异氰酸酯的反应而形成。
本发明[3]包含上述[2]所述的层叠片,上述聚醚多元醇的数均分子量为1200g/mol以上2800g/mol以下。
本发明[4]包含上述[1]~[3]中任一项所述的层叠片,其进一步具备:第2纺粘无纺布,其配置于上述透湿性聚氨酯膜的厚度方向的另一侧,且包含含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维以及含有聚烯烃的非伸缩性纤维。
本发明[5]包含上述[1]~[3]中任一项所述的层叠片,上述第1纺粘无纺布与上述透湿性聚氨酯膜的上述厚度方向的一面直接接触。
本发明[6]包含一种卫生材料,其包含上述[1]~[5]中任一项所述的层叠片。
本发明[7]包含一种医疗材料,其包含上述[1]~[5]中任一项所述的层叠片。
本发明[8]包含一种层叠片的制造方法,其包括下述工序:使含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维与含有聚烯烃的非伸缩性纤维进行混纤和热熔合,调制纺粘无纺布的工序;调制具有硬链段相且上述硬链段相的熔点为65℃以上140℃以下的透湿性聚氨酯膜的工序;对上述纺粘无纺布以朝向上述透湿性聚氨酯膜的方式施加压力,将上述纺粘无纺布与上述透湿性聚氨酯膜进行层叠的工序;在进行上述层叠的工序之前,对上述纺粘无纺布进行拉伸加工的工序和/或在进行上述层叠的工序之后,对层叠的上述纺粘无纺布和上述透湿性聚氨酯膜进行拉伸加工的工序。
本发明[9]包含上述[8]所述的层叠片的制造方法,在将上述纺粘无纺布与上述透湿性聚氨酯膜进行层叠的工序中,使上述纺粘无纺布与上述透湿性聚氨酯膜的上述厚度方向的一面直接接触。
发明的效果
本发明的层叠片中,透湿性聚氨酯膜中的硬链段相的熔点为上述上限以下,第1纺粘无纺布包含含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维,因此能够谋求层叠片的伸缩性的提高的同时,能够谋求第1纺粘无纺布对于透湿性聚氨酯膜的密合性的提高。此外,透湿性聚氨酯膜中的硬链段相的熔点为上述下限以上,第1纺粘无纺布包含含有聚烯烃的非伸缩性纤维,因此能够谋求层叠片的粘性的降低。
本发明的层叠片的制造方法中,在将纺粘无纺布与透湿性聚氨酯膜进行层叠之前,具备对纺粘无纺布进行拉伸加工的工序,和/或在将纺粘无纺布与透湿性聚氨酯膜进行层叠之后,具备进行拉伸加工的工序,因此能够顺利地制造具有上述特性的层叠片。
本发明的卫生材料和医疗材料包含上述层叠片,因此能够确保优异的伸缩性和优异的密合性的同时,能够谋求粘性的降低。
附图说明
图1为表示本发明的层叠片的一个实施方式的概略构成图。
图2为能够实施本发明的层叠片的制造方法的熔融挤出层压装置的概略构成图。
具体实施方式
<层叠片>
参照图1和图2,说明作为本发明的层叠片的一个实施方式的层叠片1。
如图1所示那样,层叠片1具备透湿性聚氨酯膜2、第1纺粘无纺布3以及第2纺粘无纺布4。
透湿性聚氨酯膜2具有膜形状(平板形状)。具体而言,透湿性聚氨酯膜2具有预定的厚度,在与上述厚度方向正交的预定方向上延伸,具有平坦的表面和平坦的背面。
透湿性聚氨酯膜2的厚度例如,为1μm以上,优选为5μm以上,更优选为10μm以上,例如,为50μm以下,优选为30μm以下,更优选为25μm以下。
透湿性聚氨酯膜2包含透湿性聚氨酯树脂,优选由透湿性聚氨酯树脂形成。透湿性聚氨酯膜2具有硬链段相和软链段相。
硬链段相为由多异氰酸酯、以及作为增链剂的低分子量二醇构成的区域(domain),通过多异氰酸酯与低分子量二醇的反应而形成。
多异氰酸酯含有例如,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
作为二苯基甲烷二异氰酸酯,可举出例如,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯等。
二苯基甲烷二异氰酸酯能够单独使用或并用2种以上。
二苯基甲烷二异氰酸酯中,优选可举出4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯。
多异氰酸酯中的二苯基甲烷二异氰酸酯的含有比例例如为80质量%以上,优选为90质量%以上,例如为100质量%以下。
对于多异氰酸酯,能够在不损害本发明的范围的范围内,除了二苯基甲烷二异氰酸酯以外,还含有其它多异氰酸酯。
作为其它多异氰酸酯,可举出例如,脂肪族多异氰酸酯(例如,1,5-五亚甲基二异氰酸酯(PDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)等)、脂环族多异氰酸酯(例如,3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)、1,3-和/或1,4-双(异氰酸酯基亚甲基)环己烷(H6XDI)(反式体、顺式体、或其混合物)、亚甲基双(环己基异氰酸酯)(4,4’-、2,4’-或2,2’-亚甲基双(环己基异氰酸酯、它们的反式,反式-体、反式,顺式-体、顺式,顺式-体、或其混合物))(H12MDI)等)、芳香脂肪族多异氰酸酯(例如,间-和/或对-苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)等)、除了二苯基甲烷二异氰酸酯之外的芳香族多异氰酸酯(例如,甲苯二异氰酸酯(TDI)等)、由这些多异氰酸酯改性的改性体(例如,多聚体、异氰脲酸酯改性体、缩二脲改性体、脲基甲酸酯改性体、三醇加成物等)、由二苯基甲烷二异氰酸酯改性的改性体(例如,多聚体、碳二亚胺改性体、聚苯基甲烷多异氰酸酯(polymeric MDI)等)等。
多异氰酸酯中的其它多异氰酸酯的含有比例例如为0质量%以上,例如为40质量%以下,优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下。多异氰酸酯进一步优选由二苯基甲烷二异氰酸酯形成。
低分子量二醇例如为具有直链状的亚烷基,并具有与该亚烷基键合的2个羟基的化合物。低分子量二醇的数均分子量为60g/mol以上200g/mol以下。作为低分子量二醇,可举出例如,碳原子数2~4的二元醇,具体而言,可举出直链状的烷二醇(例如,乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇等)、支链状的烷二醇(例如,1,2-丙二醇、1,3-丁二醇等)等。
低分子量二醇能够单独使用或并用2种以上。
低分子量二醇优选包含碳原子数2~4的直链状的烷二醇,更优选包含1,4-丁二醇。
这样的硬链段相的熔点为65℃以上,优选为75℃以上,更优选为80℃以上,为140℃以下,优选为138℃以下,更优选为135℃以下。另外,硬链段相的熔点能够通过后述的实施例所记载的方法来测定(以下,同样)。
此外,透湿性聚氨酯膜2中的硬链段相的浓度例如为5质量%以上,优选为10质量%以上,更优选为12质量%以上,进一步优选为18质量%以上,例如,为40质量%以下,优选为30质量%以下。
另外,硬链段相的浓度能够通过下述式(1)来算出。
[数1]
[式(1)中,CE表示低分子量二醇(增链剂),NCO表示多异氰酸酯,Mn表示数均分子量,M.W.表示分子量。]
软链段相为由高分子量多元醇构成的区域(domain),通过上述多异氰酸酯与高分子量多元醇的反应而形成。
高分子量多元醇为具有2个以上羟基且数均分子量400g/mol以上,优选为500g/mol以上,例如为10000g/mol以下,优选为5000g/mol以下的化合物。作为高分子量多元醇,可举出例如,聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、环氧多元醇、植物油多元醇、聚烯烃多元醇、丙烯酸多元醇、有机硅多元醇、氟多元醇以及乙烯基单体改性多元醇等。
高分子量多元醇中,优选可举出聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇,更优选可举出聚醚多元醇。
作为聚醚多元醇,可举出例如,聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇、聚四亚甲基醚二醇、聚三亚甲基醚二醇等。
作为聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇,可举出例如,将低分子量多元醇作为引发剂的氧化乙烯、氧化丙烯等C2~3氧化烯的加聚物(包含2种以上的氧化烯的无规和/或嵌段共聚物。)。
低分子量多元醇为具有2个以上羟基且数均分子量60g/mol以上且小于400g/mol,优选为200g/mol以下的化合物。作为低分子量多元醇,可举出例如,上述数均分子量为60g/mol以上200g/mol以下的低分子量二醇、数均分子量超过100g/mol且小于400g/mol的二元醇(例如,1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇等碳原子数5~8的烷二醇等,例如,二甘醇、二丙二醇等碳原子数4~8的醚二醇等)、三元醇(例如,甘油、三羟甲基丙烷等)、四元醇(例如,四羟甲基甲烷(季戊四醇)、二甘油等)等。
作为引发剂的低分子量多元醇能够单独使用或并用2种以上。
作为引发剂的低分子量多元醇中,优选可举出数均分子量超过100g/mol且小于400g/mol的二元醇,更优选可举出碳原子数4~8的醚二醇,进一步优选可举出二丙二醇。
此外,作为聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇,具体而言,可举出聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇以及它们的共聚多元醇等。聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇例如,能够在公知的碱性催化剂或磷腈(phosphazenium)催化剂的存在下制造。
作为聚四亚甲基醚二醇,可举出例如,通过四氢呋喃的阳离子聚合而得的开环聚合物(聚四亚甲基醚二醇(结晶性))、将上述低分子量多元醇或氧化烯与四氢呋喃的聚合单元共聚而得的非晶性聚四亚甲基醚二醇等。
此外,也可举出以糠醛等植物来源原料为基础制造的四氢呋喃作为起始原料的植物来源的聚四亚甲基醚二醇。
作为聚三亚甲基醚二醇,可举出例如,通过植物来源的1,3-丙二醇的缩聚而制造的多元醇。
高分子量多元醇能够单独使用或并用2种以上。
高分子量多元醇优选包含聚醚多元醇,更优选由聚醚多元醇形成。换句话说,软链段相优选通过聚醚多元醇与多异氰酸酯的反应而形成。
如果软链段相通过聚醚多元醇与多异氰酸酯的反应而形成,则能够确实地谋求层叠片1的伸缩性的提高的同时,能够确实地谋求第1纺粘无纺布3相对于透湿性聚氨酯膜2的密合性的提高。此外,能够谋求层叠片1的透湿性的提高。
聚醚多元醇优选包含聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇和/或聚四亚甲基醚二醇,更优选由聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇和/或聚四亚甲基醚二醇形成,进一步优选由聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇和聚四亚甲基醚二醇形成。
在聚醚多元醇包含聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇和聚四亚甲基醚二醇的情况下,相对于聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇和聚四亚甲基醚二醇的总和100质量%,聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇的含有比例例如为60质量%以上,优选为70质量%以上,更优选为78质量%以上,例如为95质量%以下,优选为90质量%以下。
此外,聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇优选包含氧亚乙基。聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇中的氧亚乙基的含有比例例如为50质量%以上,优选为80质量%以上,更优选为85质量%以上,例如为100质量%以下,优选为95质量%以下。聚氧基(C2~3)亚烷基多元醇进一步优选由聚氧乙烯多元醇、和/或聚氧基(亚乙基-亚丙基)共聚多元醇形成。
聚醚多元醇的数均分子量例如为400g/mol以上,优选为500g/mol以上,更优选为1200g/mol以上,特别优选为1300g/mol以上,特别优选为1500g/mol以上,例如为4000g/mol以下,优选为3000g/mol以下,更优选为2800g/mol以下,特别优选为2500g/mol以下,特别优选为2400g/mol以下。
如果聚醚多元醇的数均分子量为上述范围,则能够更确实地谋求层叠片1的伸缩性的提高的同时,能够更确实地谋求第1纺粘无纺布3相对于透湿性聚氨酯膜2的密合性的提高。此外,如果聚醚多元醇的数均分子量为上述下限以上,则能够确实地谋求层叠片1的粘性的降低。
高分子量多元醇的平均官能团数例如为2.0以上,例如为4.0以下,优选为3.0以下。另外,多元醇的平均官能团数能够由加入成分来算出。
高分子量多元醇的平均羟值例如为35mgKOH/g以上,优选为40mgKOH/g以上,更优选为45mgKOH/g以上,例如为115mgKOH/g以下,优选为87mgKOH/g以下,更优选为78mgKOH/g以下。
接下来,对于透湿性聚氨酯膜2的制造进行说明。
在制造透湿性聚氨酯膜2时,首先,调制透湿性聚氨酯。
透湿性聚氨酯例如,能够通过预聚物法来调制。
更详细地说,使上述多异氰酸酯与上述高分子量多元醇以下述比例进行反应,合成分子末端具有异氰酸酯基的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物。
此时,多异氰酸酯的异氰酸酯基相对于高分子量多元醇的羟基的比例(NCO/OH)例如为1.9以上,优选为2.3以上,更优选为2.5以上,例如为3.5以下,优选为3.3以下。
接着,使异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物与上述低分子量二醇以使硬链段相的浓度成为上述范围的比例进行反应。
此时,异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物的异氰酸酯基相对于低分子量二醇的羟基的比例(NCO/OH)例如为0.990以上,优选为1.005以上,例如为1.150以下,优选为1.100以下。
由此,调制透湿性聚氨酯。
另外,透湿性聚氨酯还能够通过单步(one shot)法来制造。单步法中,例如,使多异氰酸酯、高分子量多元醇以及低分子量二醇以硬链段相的浓度成为上述范围的比例进行一次性反应,从而调制透湿性聚氨酯。
通过上述获得的透湿性聚氨酯为热塑性聚氨酯。因此,将所得的透湿性聚氨酯进行粉碎,制粒之后,例如,通过挤出成型等公知的成型方法成型为膜状或片状。在制粒和挤出成型工序中,为了减少透湿性聚氨酯中的鱼眼(fisheye),例如,优选进行日本专利第4332627号公报所记载的过滤操作。
通过以上,制造透湿性聚氨酯膜2。
另外,在这样的透湿性聚氨酯膜2的调制中,能够根据需要,以适当的时机和比例添加抗氧化剂(例如,受阻酚系抗氧化剂等)、紫外线吸收剂(例如,苯并三唑系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂等)、润滑剂、脱模剂、氧化钛等颜料等公知的添加剂。在该情况下,透湿性聚氨酯膜2中,除了透湿性聚氨酯以外,还含有公知的添加剂。
第1纺粘无纺布3配置于透湿性聚氨酯膜2的厚度方向上的一侧。更具体而言,第1纺粘无纺布3配置于透湿性聚氨酯膜2的表面(厚度方向的一面),与透湿性聚氨酯膜2的表面直接接触。
第1纺粘无纺布3以无粘接剂的方式层压于透湿性聚氨酯膜2。第1纺粘无纺布3的至少一部分与透湿性聚氨酯膜2的表面熔合。特别是,后述的含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维的至少一部分与透湿性聚氨酯膜2的表面熔合。
第1纺粘无纺布3包含含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维以及含有聚烯烃的非伸缩性纤维。
伸缩性纤维为将热塑性聚氨酯作为材料的聚氨酯纤维。作为热塑性聚氨酯,可举出例如,日本特开2008-213284号公报所记载的热塑性聚氨酯系弹性体(A1)等。
热塑性聚氨酯例如,通过上述多异氰酸酯(优选为二苯基甲烷二异氰酸酯)、上述高分子量多元醇(优选为聚酯多元醇)与上述低分子量多元醇(优选为上述低分子量二醇)的反应来制造。例如,热塑性聚氨酯与透湿性聚氨酯同样,能够通过预聚物法或单步法等公知的方法来制造。
由此,调制热塑性聚氨酯。
另外,在热塑性聚氨酯的调制时,能够根据需要,以适当的时机和比例添加上述公知的添加剂。在该情况下,伸缩性纤维中,除了热塑性聚氨酯以外,含有公知的添加剂。
这样的热塑性聚氨酯的硬度例如为70A以上,优选为73A以上,更优选为75A以上,例如为95A以下,优选为90A以下,更优选为88A以下,进一步优选为85A以下。热塑性聚氨酯的硬度能够在23℃,50%相对湿度下,通过JIS K-7311所记载的方法(硬度计:型号A)来测定(以下同样)。
热塑性聚氨酯的抗拉强度例如为20MPa以上,优选为30MPa以上,例如为70MPa以下,优选为60MPa以下。热塑性聚氨酯的抗拉强度能够通过JIS K-7311所记载的方法来测定(以下同样)。
热塑性聚氨酯的断裂伸长率例如为300%以上,优选为400%以上,例如为700%以下,优选为600%以下。热塑性聚氨酯的断裂伸长率能够通过JIS K-7311所记载的方法来测定(以下同样)。
第1纺粘无纺布3中的伸缩性纤维的含有比例例如为30质量%以上,从进一步提高伸缩性的观点考虑,优选为35质量%以上。同样地从进一步提高粘性的观点考虑,伸缩性纤维的含有比例例如为70质量%以下,优选为60质量%以下。
非伸缩性纤维为将聚烯烃作为材料的聚烯烃纤维。作为聚烯烃,可举出例如,日本特开2008-213284号公报所记载的聚烯烃(B)等。
作为聚烯烃,具体而言,可举出聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯聚丙烯共聚物等。
聚烯烃能够单独使用或并用2种以上。
聚烯烃优选包含聚乙烯和/或聚丙烯,更优选包含聚乙烯(更具体而言,高密度聚乙烯)和聚丙烯,进一步优选由聚乙烯(更具体而言,高密度聚乙烯)和聚丙烯形成。
聚丙烯的含有比例相对于聚乙烯和聚丙烯的总和100质量%,例如为80质量%以上,优选为90质量%以上,例如为100质量%以下,优选为99质量%以下。
聚丙烯的熔体流动速率(MFR)按照ASTM D1238,以温度230℃、载荷2.16kgf测定的情况下,例如为10g/10分钟以上,优选为20g/10分钟以上,例如为1000g/10分钟以下,优选为100g/10分钟以下。
聚丙烯的密度例如为0.900g/cm3以上0.920g/cm3以下。
聚丙烯的熔点例如为120℃以上,优选为140℃以上,例如为200℃以下,优选为180℃以下。
聚乙烯的熔体流动速率(MFR)按照ASTM D1238,以温度230℃、载荷2.16kgf测定的情况下,例如为1g/10分钟以上,从进一步提高纺丝性的观点考虑,优选为2g/10分钟以上。同样地,聚乙烯的MFR例如为1000g/10分钟以下,从进一步提高延伸性的观点考虑,优选为100g/10分钟以下,更优选为20g/10分钟以下。
聚乙烯的密度例如为0.940g/cm3以上,从进一步提高纺丝性的观点考虑,优选为0.950g/cm3以上。聚乙烯的密度例如为0.980g/cm3以下,从进一步提高成型性的观点考虑,优选为0.975g/cm3以下。
聚乙烯的熔点例如为100℃以上,优选为120℃以上,例如为180℃以下,优选为160℃以下。
第1纺粘无纺布3中的非伸缩性纤维的含有比例例如为30质量%以上,优选为40质量%以上,例如为70质量%以下,优选为65质量%以下。
另外,第1纺粘无纺布3在不损害本发明的效果的范围内,除了上述伸缩性纤维(聚氨酯纤维)和非伸缩性纤维(聚烯烃纤维)以外,还能够含有其它纤维。作为其它纤维,可举出例如,聚苯乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维等。
第1纺粘无纺布3中的其它纤维的含有比例例如为0质量%以上,例如为10质量%以下,优选为5质量%以下。第1纺粘无纺布3更优选由伸缩性纤维(聚氨酯纤维)和非伸缩性纤维(聚烯烃纤维)形成。
第1纺粘无纺布3的单位面积重量例如为10g/m2以上,优选为15g/m2以上,更优选为20g/m2以上,例如为100g/m2以下,优选为40g/m2以下,更优选为30g/m2以下。
接下来,对于第1纺粘无纺布3的制造进行说明。第1纺粘无纺布3例如,能够通过日本特开2004-244791号公报所记载的伸缩性无纺布的制造方法来制造。
更具体而言,将上述热塑性聚氨酯和上述聚烯烃各自通过公知的挤出机进行熔融之后,使用具有日本特开2004-244791号公报的图2所示的喷丝头的纺粘成型机,通过纺粘法进行熔融纺丝。详细地说,喷丝头包含排出热塑性聚氨酯的多个第1喷嘴以及排出聚烯烃的多个第2喷嘴。而且,含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维从多个第1喷嘴排出的同时,含有聚烯烃的非伸缩性纤维从多个第2喷嘴排出。由此,热塑性聚氨酯的伸缩性纤维与聚烯烃的非伸缩性纤维混纤而成的网状物(web)(混合纤维)堆积于捕集面上。然后,例如,通过热压纹辊,对网状物进行热熔合处理,使伸缩性纤维与非伸缩性纤维局部热熔合。由此,调制第1纺粘无纺布3。
第2纺粘无纺布4配置于透湿性聚氨酯膜2的厚度方向上的另一侧。更具体而言,第2纺粘无纺布4配置于透湿性聚氨酯膜2的背面(厚度方向的一面),与透湿性聚氨酯膜2的背面直接接触。第2纺粘无纺布4具有与第1纺粘无纺布3同样的构成,包含含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维以及含有聚烯烃的非伸缩性纤维。因此,省略第2纺粘无纺布4的说明。
<层叠片的制造方法>
接下来,参照图2,对于层叠片1的制造方法的一个实施方式进行说明。
层叠片1的制造方法包括下述工序:调制纺粘无纺布的工序;调制透湿性聚氨酯膜的工序;将纺粘无纺布与透湿性聚氨酯膜进行层叠的工序;在进行层叠的工序之后,对层叠的纺粘无纺布和透湿性聚氨酯膜进行拉伸加工的工序。
这样的层叠片1的制造方法例如,通过图2所示的熔融挤出层压装置10而连续地实施。
熔融挤出层压装置10具有挤出成型机11、第1层压辊12、第2层压辊13、第1送出辊14、第2送出辊15、多个冷却辊16以及拉伸机17。
挤出成型机11为公知的挤出成型机,将上述透湿性聚氨酯挤出成型为片状,排出透湿性聚氨酯膜2。刚被排出后的透湿性聚氨酯膜2有时没有固化。挤出成型机11具有T模头。挤出成型机11能够调整T模头的温度。
第1层压辊12和第2层压辊13相对于挤出成型机11位于排出方向的下游侧。第1层压辊12和第2层压辊13配置为彼此相对。第1层压辊12和第2层压辊13各自能够旋转。第1层压辊12和第2层压辊13各自能够温度调整。
从挤出成型机11排出的透湿性聚氨酯膜2被供给至第1层压辊12和第2层压辊13之间。第1层压辊12和第2层压辊13能够对于供给至它们之间的透湿性聚氨酯膜2,从透湿性聚氨酯膜2的两侧层压第1纺粘无纺布3和第2纺粘无纺布4。第1层压辊12能够相对于第2层压辊13进行移动。由此,在第1纺粘无纺布3、透湿性聚氨酯膜2和第2纺粘无纺布4夹在第1层压辊12与第2层压辊13之间的状态下,第1层压辊12能够调整作用于它们的辊隙压。
在第1送出辊14上预先卷绕有长条状的第1纺粘无纺布3。长条状的第1纺粘无纺布3通过上述方法预先调制。卷绕于第1送出辊14上的第1纺粘无纺布3还未经拉伸加工。第1送出辊14能够旋转,能够送出未拉伸的第1纺粘无纺布3。第1送出辊14从挤出成型机11的排出方向的上游侧,将第1纺粘无纺布3供给至第1层压辊12和第2层压辊13之间,以使其与透湿性聚氨酯膜2的厚度方向的一面接触。
第2送出辊15相对于挤出成型机11位于第1送出辊14的相反侧。在第2送出辊15上预先卷绕有长条状的第2纺粘无纺布4。长条状的第2纺粘无纺布4通过上述方法预先调制。卷绕于第2送出辊15上的第2纺粘无纺布4还未经拉伸加工。第2送出辊15能够旋转,能够送出未拉伸的第2纺粘无纺布4。第2送出辊15从挤出成型机11的排出方向的上游侧,将第2纺粘无纺布4供给至第1层压辊12和第2层压辊13之间,以使其与透湿性聚氨酯膜2的厚度方向的另一面接触。
多个冷却辊16通过第1层压辊12和第2层压辊13之间,将层叠有第1纺粘无纺布3、透湿性聚氨酯膜2以及第2纺粘无纺布4的层叠体20进行冷却。多个冷却辊16各自能够温度调整。
拉伸机17例如为日本特开2004-244791号公报所记载的齿轮拉伸装置。拉伸机17对被多个冷却辊16冷却的层叠体20进行齿轮拉伸,调制层叠片1。拉伸机17具备第1齿轮辊18以及第2齿轮辊19。
第1齿轮辊18和第2齿轮辊19各自的周面具有沿周方向延伸的多个齿轮齿。第1齿轮辊18和第2齿轮辊19以彼此咬合的方式相对地配置。第1齿轮辊18和第2齿轮辊19各自能够旋转。通过多个冷却辊16冷却的层叠体20被供给至第1齿轮辊18和第2齿轮辊19之间,由第1齿轮辊18和第2齿轮辊19夹持而进行齿轮拉伸。
在这样的熔融挤出层压装置10中制造层叠片1时,首先,将如上述那样调制的透湿性聚氨酯(的颗粒)置于挤出成型机11。
从透湿性聚氨酯膜的机械物性和透湿度的提高的观点考虑,透湿性聚氨酯的颗粒的水分量适合的是使用除湿干燥机,例如,降低至500ppm以下,优选为300ppm以下,更优选为200ppm以下。优选为从除湿干燥机以不与大气接触的状态连接至挤出成型机,运输颗粒的形态。
而且,将挤出成型机11的T模头的温度例如调整为180℃以上250℃以下之后,将熔融状态的透湿性聚氨酯从T模头挤出成型为膜状。由此,调制由熔融状态的透湿性聚氨酯形成的透湿性聚氨酯膜2。
而且,熔融状态的透湿性聚氨酯膜2被供给至第1层压辊12和第2层压辊13之间。此时,从第1送出辊14送出的第1纺粘无纺布3被供给至熔融状态的透湿性聚氨酯膜2与第1层压辊12之间,从第2送出辊15送出的第2纺粘无纺布4被供给至熔融状态的透湿性聚氨酯膜2与第2层压辊13之间。
由此,第1纺粘无纺布3与熔融状态的透湿性聚氨酯膜2的表面(厚度方向的一面)直接接触。第2纺粘无纺布4与熔融状态的透湿性聚氨酯膜2的背面(厚度方向的另一面)直接接触。
而且,第1纺粘无纺布3、熔融状态的透湿性聚氨酯膜2以及第2纺粘无纺布4被第1层压辊12和第2层压辊13夹持。因此,来自第1层压辊12和第2层压辊13的辊隙压起作用,以使第1纺粘无纺布3和第2纺粘无纺布4各自在整个宽度方向上朝向熔融状态的透湿性聚氨酯膜2。
辊隙压(表压)例如为0.1MPaG以上,优选为0.3MPaG以上,例如为2.0MPaG以下,优选为1.0MPaG以下,更优选为0.6MPaG以下。
此外,第1层压辊12和第2层压辊13各自的温度例如为10℃以上,优选为15℃以上,更优选为20℃以上,例如为50℃以下,优选为40℃以下。
这样的话,可将第1纺粘无纺布3和第2纺粘无纺布4层压于熔融状态的透湿性聚氨酯膜2的两面。
由此,将第1纺粘无纺布3、透湿性聚氨酯膜2以及第2纺粘无纺布4依次层叠,调制层叠体20。
在层叠体20中,位于透湿性聚氨酯膜2的表面的熔融的透湿性聚氨酯与第1纺粘无纺布3的至少一部分(特别是伸缩性纤维)熔合。此外,在层叠体20中,位于透湿性聚氨酯膜2的背面的熔融的透湿性聚氨酯与第2纺粘无纺布4的至少一部分(特别是伸缩性纤维)熔合。
然后,使层叠体20通过第2层压辊13上之后,在多个冷却辊16上穿行。
由此,熔融状态的透湿性聚氨酯膜2固化,第1纺粘无纺布3和第2纺粘无纺布4在不使用粘接剂的情况下被粘接于透湿性聚氨酯膜2。
冷却辊16的温度例如为第2层压辊13的温度以下。冷却辊16的温度例如为0℃以上,优选为10℃以上,例如为40℃以下,优选为30℃以下。
然后,被冷却的层叠体20被供给至第1齿轮辊18与第2齿轮辊19之间,被第1齿轮辊18和第2齿轮辊19夹持而进行齿轮拉伸加工。
齿轮拉伸加工中的拉伸倍率例如为1.5倍以上,优选为2.0倍以上,例如为5倍以下,优选为4.0倍以下。如果拉伸倍率为上述下限值以上,则存在伸缩性进一步提高的倾向。如果拉伸倍率为上述上限值以下,则存在透湿性聚氨酯膜2、第1纺粘无纺布和第2纺粘无纺布所受的损伤减少,能够进一步防止由纤维断裂引起的起毛、强度降低和剥离强度降低的倾向。
齿轮拉伸加工中的拉伸方向可以为流动(MD)方向,也可以为横(CD)向。从成型加工时的移动稳定性的观点考虑,拉伸方向优选为横(CD)向。在沿横(CD)向进行齿轮加工的情况下,例如,可以以公知的连续式、间歇式来进行。在沿流动(MD)方向拉伸的情况下,能够使用公知的齿轮加工、辊拉伸等方法。此外,还能够根据目的组合横(CD)向和流动(MD)方向这两者。
通过以上,制造层叠片1。
作为这样的层叠片1的用途,可举出例如,生活相关、医疗/卫生、产业、土木/建筑、农业/园艺、衣服等,更具体而言,可举出卫生材料(例如,一次性尿布、生理用卫生巾、尿垫、纱布、口罩、湿纸巾、实验服、防尘口罩等)、医疗材料(例如,手术服、覆布套等)、分娩用垫、帽等,优选可举出卫生材料和医疗材料。换句话说,卫生材料包含上述层叠片1。医疗材料包含上述层叠片1。这样的卫生材料和医疗材料由于包含上述层叠片1,从而能够确保优异的伸缩性和优异的密合性的同时,能够谋求粘性的降低。
进一步,层叠片1能够用于地毯、地毯基布、收纳袋、包袱皮、西装套、茶包、排水片、刮水器、鞋、拖鞋、包等生活用材料。此外,层叠片1能够用于脚垫等汽车内装材、汽车用各种过滤器、研磨材、制纸用毡、电线固定带、电池隔膜、空气过滤器、液体过滤器等产业用材料。此外,层叠片1也能够适用于衣服用衬布、胸罩罩杯用芯、肩垫、运动夹克衫、人工皮革(人工皮革基布、氯乙烯皮革基布其他)。
<作用效果>
层叠片1中,透湿性聚氨酯膜2中的硬链段相的熔点为上述上限以下,第1纺粘无纺布3包含含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维,因而能够谋求层叠片1的伸缩性的提高的同时,能够谋求第1纺粘无纺布3对于透湿性聚氨酯膜2的密合性的提高。此外,透湿性聚氨酯膜2中的硬链段相的熔点为上述下限以上,第1纺粘无纺布3包含含有聚烯烃的非伸缩性纤维,因而能够谋求层叠片1的粘性的降低。
此外,透湿性聚氨酯膜2中的软链段相优选由聚醚多元醇与多异氰酸酯的反应而形成。因此,能够确实地谋求层叠片1的伸缩性的提高的同时,能够确实地谋求第1纺粘无纺布3对于透湿性聚氨酯膜2的密合性的提高。此外,能够谋求层叠片1的透湿性的提高。
此外,形成软链段相的聚醚多元醇的数均分子量优选为上述范围以上。因此,能够更确实地谋求层叠片1的伸缩性的提高的同时,能够更确实地谋求第1纺粘无纺布3相对于透湿性聚氨酯膜2的密合性的提高。此外,能够确实地谋求层叠片1的粘性的降低。
此外,如图2所示那样,层叠片1的制造方法中,将第1纺粘无纺布3、透湿性聚氨酯膜2以及第2纺粘无纺布4进行层叠之后,通过拉伸机17进行拉伸加工。因此,能够顺利地制造具有上述特性的层叠片1。
<变形例>
上述层叠片1具备透湿性聚氨酯膜2、第1纺粘无纺布3以及第2纺粘无纺布4,但是本发明并不限定于此。
层叠片1可以不具备第2纺粘无纺布4,而由透湿性聚氨酯膜2和第1纺粘无纺布3形成。
此外,层叠片1中,除了透湿性聚氨酯膜2和第1纺粘无纺布3以外,在不损害本发明的效果的范围内,还能够具备其它层。作为其它层,可举出例如,上述纺粘无纺布以外的纺粘无纺布、熔喷无纺布、湿式无纺布、干式无纺布、针刺、缝合带(stitch bond)、膜、天然纤维集合体(例如,丝、纱布、棉和人造丝等)等。
上述层叠片1的制造方法中,在进行层叠的工序之后,对层叠的纺粘无纺布和透湿性聚氨酯膜进行拉伸加工,但也可以在进行层叠的工序之前,对纺粘无纺布进行拉伸加工。
即,层叠片1只要是第1纺粘无纺布3与第2纺粘无纺布4经过拉伸加工即可,可以在层叠化后进行拉伸加工,也可以在层叠前进行拉伸加工,也可以在层叠化前和层叠化后进行拉伸加工。如果在层叠化前进行拉伸加工,则存在剥离强度进一步提高的倾向,因此优选。另外,层叠化前的拉伸加工在横(CD)向的情况下,优选为齿轮拉伸加工。在流动(MD)方向的情况下,能够使用辊拉伸、齿轮拉伸等公知的方法。
层叠化前的拉伸加工中的拉伸倍率例如为1.5倍以上,优选为2.0倍以上,例如为5倍以下,优选为4.0倍以下。如果拉伸倍率为上述下限值以上,则存在伸缩性进一步提高的倾向。如果拉伸倍率为上述上限值以下,则存在透湿性聚氨酯膜2、第1纺粘无纺布和第2纺粘无纺布所受的损伤减少,能够进一步防止由纤维断裂引起的起毛,强度降低和剥离强度降低的倾向。
层叠化前的拉伸加工中的拉伸方向可以为流动(MD)方向,也可以为横(CD)向。为了层叠时的纺粘无纺布的移动稳定性,层叠化前的拉伸加工更优选为横(CD)向。
实施例
以下显示出实施例,进一步具体地说明本发明,但是本发明并不限定于此。以下记载中所使用的配合比例(含有比例)、物性值、参数等具体数值能够替换为上述“具体实施方式”中所记载的、与其对应的配合比例(含有比例)、物性值、参数等的相应记载的上限值(作为“以下”、“小于”定义的数值)或下限值(作为“以上”、“超过”定义的数值)。另外,“份”和“%”只要没有特别提及,就是质量基准。
<高分子量多元醇的准备>
<<准备例1:多元醇A>>
通过与日本特开平11-106500号公报所记载的实施例2同样的方法,调制出二丙二醇与作为催化剂的磷腈化合物(四[三(二甲基氨基)正膦亚基氨基]氯化磷)的醇盐。
接着,在醇盐的存在下,将氧化乙烯进行了加聚之后,除去催化剂,准备多元醇A(聚氧乙烯多元醇)。多元醇A的数均分子量(Mn)为1950。多元醇A的平均羟值为57.5mgKOH/g。
<<准备例2:多元醇B>>
准备聚四亚甲基醚二醇(PTMEG,三菱化学公司制)作为多元醇B。多元醇B的数均分子量(Mn)为995。多元醇B的平均羟值为112.8mgKOH/g。
<<准备例3:多元醇C>>
通过常规方法,调制出二丙二醇与作为催化剂的氢氧化钾的醇盐。
接着,在醇盐的存在下,将氧化丙烯进行了加聚之后,将氧化丙烯与氧化乙烯进行共聚,接着除去催化剂,准备多元醇C(聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇)。多元醇C中,氧亚乙基含量为80质量%,氧亚丙基含量为20质量%。多元醇C的数均分子量(Mn)为2270。多元醇C的平均羟值为49.5mgKOH/g。
<<准备例4:多元醇D>>
通过常规方法,调制出二丙二醇与作为催化剂的氢氧化钾的醇盐。
接着,在醇盐的存在下,将氧化丙烯进行了加聚之后,将氧化乙烯进行加聚,接着除去催化剂,准备多元醇D(聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇)。多元醇D中,氧亚乙基含量为90质量%,氧亚丙基含量为10质量%。多元醇D的数均分子量(Mn)为2945。多元醇D的平均羟值为38.1mgKOH/g。
<<准备例5:多元醇E>>
通过常规方法,调制出二丙二醇与作为催化剂的氢氧化钾的醇盐。
接着,在醇盐的存在下,将氧化丙烯进行了加聚之后,将氧化乙烯进行加聚,接着除去催化剂,准备多元醇E(聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇)。多元醇E中,氧亚乙基含量为90质量%,氧亚丙基含量为10质量%。多元醇D的数均分子量(Mn)为997。多元醇E的平均羟值为112.5mgKOH/g。
<<准备例6:多元醇F>>
准备聚碳酸酯二醇(ETERNACOLL UH-200,宇部兴产公司制)作为多元醇F。多元醇F的数均分子量(Mn)为1993。多元醇F的平均羟值为56.3mgKOH/g。
<<准备例7:多元醇G>>
准备聚己内酯二醇(Placcel 220N,Daicel公司制)作为多元醇G。多元醇G的数均分子量(Mn)为2008。多元醇G的平均羟值为55.9mgKOH/g。
<透湿性聚氨酯的调制>
<<调制例1:透湿性聚氨酯A>>
在氮气气氛下,在安装有搅拌机的反应器中,以成为表1的配方的方式添加多元醇、抗氧化剂(商品名:ADK STAB AO-80,ADEKA公司制)、紫外线吸收剂(苯并三唑系紫外线吸收剂,商品名:JF-83,城北化学公司制),在80℃溶解1小时。
接着,在该反应器中,以成为表1的配方的方式,添加4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(商品名:Cosmonate MDI-PH,三井化学SKC polyurethane公司制),在80℃反应4小时,调制出异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(以下,称为预聚物)。
然后,在调整为80℃的预聚物中,添加预先在80℃进行了溶解的1,4-丁二醇(以下,称为1,4-BD。三菱化学公司制)和亚乙基双硬脂酸酰胺,以不混入气泡的方式充分地搅拌混合,获得了反应混合液。
接着,在预先调整为160℃的经氟处理的容器中,快速地注入反应混合液,在160℃反应2.5小时之后,将该容器转移至调整为105℃的其它烘箱,在105℃反应22小时,调制出透湿性聚氨酯A。
然后,将透湿性聚氨酯A缓缓地冷却至室温(25℃)并粉碎。接着,在室温(25℃)养护两周后,利用除湿干燥器在80℃的条件下将粉碎的透湿性聚氨酯A进行干燥,然后使用单轴挤出机成型为颗粒状。对于挤出机的设定温度,将从料斗至模头的前端设定为180℃~215℃,以使线束(strand)中观察不到异物。
将获得的颗粒再次利用除湿干燥器在80℃的条件下进行干燥,使用单轴挤出机,由T模头获得了厚度20μm的透湿性聚氨酯膜A。料筒温度设定为180℃~215℃,连接管和T模头的温度设定为195℃~218℃,以使透湿性聚氨酯膜A观察不到异物。
将透湿性聚氨酯膜A采集到脱模纸上之后,将透湿性聚氨酯膜A在23℃、55%相对湿度的恒湿恒温室内养护1周。然后,测定了硬链段相的熔点,结果是104℃。将各透湿性聚氨酯的各原料的配方(加入量)、各透湿性聚氨酯膜的硬链段浓度以及各透湿性聚氨酯膜的硬链段相的熔点显示于表1和表2。
<<调制例2:透湿性聚氨酯B>>
将下述点进行了变更,除此以外,与调制例1同样地操作,调制出透湿性聚氨酯B和透湿性聚氨酯膜B。
·将各原料的配方如表1所示那样进行了变更;
·将除湿干燥器中的干燥温度变更为70℃;
·将挤出机的设定温度变更为170℃~210℃;
·将料筒温度变更为175℃~210℃;以及
·将连接管和T模头的温度变更为185℃~210℃。
<<调制例3:透湿性聚氨酯C>>
将下述点进行了变更,除此以外,与调制例1同样地操作,调制出透湿性聚氨酯C和透湿性聚氨酯膜C。
·将各原料的配方如表1所示那样进行了变更;以及
·将预聚物的调制中的反应时间变更为3.5小时。
<<调制例4:透湿性聚氨酯D>>
将下述点进行了变更,除此以外,与调制例1同样地操作,调制出透湿性聚氨酯D和透湿性聚氨酯膜D。
·将各原料的配方如表1所示那样进行了变更;
·将除湿干燥器中的干燥温度变更为70℃;
·将挤出机的设定温度变更为170℃~210℃;
·将料筒温度变更为175℃~210℃;以及
·将连接管和T模头的温度变更为185℃~210℃。
<<调制例5~8:透湿性聚氨酯E~H>>
将各原料的配方如表1所示那样进行变更,除此以外,与调制例1同样地操作,调制出透湿性聚氨酯E~H和透湿性聚氨酯膜E~H。
<<调制例9:透湿性聚氨酯I>>
将下述点进行了变更,除此以外,与调制例1同样地操作,调制出透湿性聚氨酯I和透湿性聚氨酯膜I。
·将各原料的配方如表2所示那样进行了变更;
·将挤出机的设定温度变更为195℃~223℃;
·将料筒温度变更为190℃~225℃;以及
·将连接管和T模头的温度变更为195℃~223℃。
<<调制例10:透湿性聚氨酯J>>
将各原料的配方如表2所示那样进行了变更,除此以外,与调制例1同样地操作调制出透湿性聚氨酯J之后,粉碎透湿性聚氨酯J。接着,将粉碎的透湿性聚氨酯J在室温(25℃)养护两周之后,利用除湿干燥器在80℃的条件下使其干燥,然后使用单轴挤出机,将挤出机的设定温度调整为195℃~230℃,同时尝试成型为颗粒状。
然而,线束没有熔融而进行了发泡。可推测:由于预聚物中的1,4-BD的羟基浓度相对于异氰酸酯基浓度的比率([NCO]/[OH])为1.32,因此在合成透湿性聚氨酯的过程中,异氰酸酯基诱发由化学交联引起的副反应。因此,透湿性聚氨酯膜J没能成型。
<<调制例11:透湿性聚氨酯K>>
将增链剂变更为新戊二醇,并且,将各原料的配方如表2所示那样进行了变更,除此以外,与调制例1同样地操作调制出透湿性聚氨酯K。然后,将透湿性聚氨酯K在室温(25℃)养护两周,通过红外分光测定法,确认到透湿性聚氨酯的异氰酸酯基消失。
然而,透湿性聚氨酯K的粘着性非常高,难以进行除湿干燥,和接下来的利用单轴挤出机进行的线束化。可推测:由于增链剂为新戊二醇,并且[NCO]/[OH]比率为0.66左右,因此硬链段相没有凝聚,树脂没有固体化。因此,透湿性聚氨酯膜K没能成型。
<<调制例12:透湿性聚氨酯L>>
将下述点进行了变更,除此以外,与调制例1同样地操作,调制出透湿性聚氨酯L和透湿性聚氨酯膜L。
·将各原料的配方如表2所示那样进行了变更;
·将除湿干燥器中的干燥温度变更为70℃;
·将挤出机的设定温度变更为170℃~210℃;
·将料筒温度变更为175℃~210℃;以及
·将连接管和T模头的温度变更为185℃~210℃。
<<调制例13:透湿性聚氨酯M>>
将下述点进行了变更,除此以外,与调制例1同样地操作,调制出透湿性聚氨酯M和透湿性聚氨酯膜M。
·将各原料的配方如表2所示那样进行了变更;
·将预聚物的调制中的反应时间变更为3小时;
·将挤出机的设定温度变更为195℃~225℃;
·将料筒温度变更为195℃~228℃;以及
·将连接管和T模头的温度变更为195℃~227℃。
<利用差示扫描量热计(DSC)得出的透湿性聚氨酯的硬链段相的熔点(单位:℃)>
使用差示扫描量热计(商品名:EXSTAR6000PC工作站以及DSC220C,SIINanoTechnology公司制),测定各调制例的透湿性聚氨酯的硬链段相的熔点。
具体而言,将约8mg的各调制例的透湿性聚氨酯膜以成为尽量能够密合的形状的方式薄薄地切断并采集在铝制盘上。对于该铝制盘加盖并将卷曲的透湿性聚氨酯膜作为测定用试样(样品)。同样地采集了氧化铝,作为参照试样。将样品和参照置于测量池(cell)内的预定位置之后,在流量40NmL/min的氮气气流下,将试样以10℃/min的速度冷却至-100℃,在-100℃保持5分钟之后,接着,以10℃/min的速度升温至270℃。将该升温期间出现的吸热峰的温度设为透湿性聚氨酯的硬链段相的熔点。将其结果示于表1和2中。
<热塑性聚氨酯的调制>
<<调制例14:热塑性聚氨酯>>
在氮气气氛下,在安装有搅拌机的反应器中,添加聚酯多元醇(羟值112.1mgKOH/g,商品名:TAKELAC U-2410,三井化学公司制)245质量份、聚酯多元醇(羟值56.2mgKOH/g,商品名:TAKELAC U-2420,三井化学公司制)490质量份、抗氧化剂(商品名:ADK STAB AO-80,ADEKA公司制)1.97质量份、双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺(商品名:Stabilizer7000,RASCHIG GmbH公司制)0.8质量份以及紫外线吸收剂(苯并三唑系紫外线吸收剂,商品名:JF-83,城北化学公司制)1.1质量份,在80℃溶解1小时。
接着,在该反应器中,添加4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(商品名:Cosmonate MDI-PH,三井化学SKC polyurethane公司制)202质量份,在80℃反应3小时,调制出异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(以下,称为预聚物)。
然后,在调整为80℃的预聚物中,添加预先在80℃进行了溶解的1,4-丁二醇(三菱化学公司制)50.1质量份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.99质量份和亚乙基双褐煤酸酰胺0.5质量份,以不混入气泡的方式充分地搅拌混合,获得了反应混合液。
接着,在预先调整为170℃的经氟处理的容器中,快速地注入反应混合液,在170℃反应2小时之后,将该容器转移至调整为110℃的其它的烘箱,在110℃反应20小时,调制出热塑性聚氨酯。然后,将热塑性聚氨酯缓缓地冷却至室温(25℃)并进行了粉碎。
接着,在室温(25℃)养护两周之后,利用除湿干燥器在80℃的条件下将粉碎的热塑性聚氨酯进行干燥,然后使用单轴挤出机成型为颗粒状。对于挤出机的设定温度,将料斗至模头的前端设定为180℃~215℃,以使线束中观察不到异物。
利用除湿干燥器将获得的颗粒再次在80℃的条件下进行干燥,进行了注射成型。所得的热塑性聚氨酯(以下,称为TPU。)的硬度为81A,抗拉强度为54MPa和断裂伸长率为580%。
<纺粘无纺布的调制>
<<调制例15:PO/TPU纺粘无纺布>>
将丙烯均聚物(以下,称为PP。)94质量份与高密度聚乙烯(以下,称为HDPE。)6质量份进行混合,调制出热塑性聚烯烃(以下,称为PO。)。
PP中,MFR(按照ASTM D1238,以温度230℃、载荷2.16kgf进行测定)为60g/10分钟,密度为0.91g/cm3,熔点为160℃。HDPE中,MFR(按照ASTM D1238,温度190℃、载荷2.16kgf测定)为5g/10分钟,密度为0.97g/cm3,熔点为134℃。
将由调制例14调制的TPU以及PO各自独立地使用挤出机进行熔融之后,使用具有日本特开2004-244791号公报的图2所示的喷丝头的纺粘成型机,在树脂温度和模头温度均为210℃,冷却风温度为20℃,单孔排出量为0.7g/分钟/孔,拉伸空气风速为3500m/min的条件下,通过纺粘法进行熔融纺丝,使包含TPU的伸缩性纤维与包含PO的非伸缩性纤维混纤而成的网状物堆积于捕集面上。
喷丝头具有日本特开2004-244791号公报的图2所示的喷嘴配置图案,以使TPU的伸缩性纤维成为40质量%,PO的非伸缩性纤维成为60质量%的量进行排出。
接着,使成网机(web former)速度为20m/min,对所得的网状物在110℃进行热压纹加工(刻印形状:菱形,面积率18%),调制出单位面积重量为28g/m2的PO/TPU纺粘无纺布。
<<调制例16:PO纺粘无纺布>>
使用挤出机仅将PP熔融之后,使用具有喷嘴直径的口模的纺粘成型机,在与调制例15同样的条件下,通过纺粘法进行熔融纺丝,使由包含PP的非伸缩性纤维(PP纤维)形成的网状物堆积于捕集面上。
接着,使成网机速度为20m/min,将所得的网状物在140℃进行压纹加工(刻印形状:菱形,面积率18%),调制出单位面积重量为28g/m2的PO纺粘无纺布。
<<调制例17:TPU纺粘无纺布>>
使用挤出机仅将TPU熔融之后,使用具有喷嘴直径的口模的纺粘成型机,在与调制例15同样的条件下,通过纺粘法进行熔融纺丝,使由包含TPU的伸缩性纤维(TPU纤维)形成的网状物堆积于捕集面上。
另外,在捕集面上预先设置聚酯无纺布(三井化学Reemay R-250,单位面积重量18g/m2),通过使TPU纤维层叠于聚酯无纺布上,从而抑制对于捕集面的发粘。
使由TPU纤维形成的网状物层叠于聚酯无纺布上之后,进一步,在由TPU纤维形成的网状物上,层叠与上述同样的聚酯无纺布。由此,由TPU纤维形成的网状物被两张聚酯无纺布夹持。
<<调制例18>>
将由调制例15获得的PO/TPU纺粘无纺布在拉伸速度300mm/min、沿CD方向的拉伸倍率3.0倍的条件下,通过分批式拉伸机进行拉伸之后,立即以相同速度使其恢复至原长,调制出经拉伸加工的TPU纺粘无纺布。
接着,使成网机速度为20m/min,对所得的网状物在110℃进行压纹加工(刻印形状:菱形,面积率18%)之后,除去两张聚酯无纺布,调制出单位面积重量为28g/m2的TPU纺粘无纺布。
<层叠片的调制>
<<实施例1>>
将调制例1的透湿性聚氨酯A以及调制例15的PO/TPU纺粘无纺布置于图2所示的熔融挤出层压装置。
接着,将挤出机的前端的T模头的温度设定为215℃,由挤出机将熔融状态的透湿性聚氨酯成型为膜状。而且,将熔融状态的透湿性聚氨酯供给至第1层压辊与第2层压辊之间。第1层压辊和第2层压辊的温度设定为30℃,辊隙压力设定为0.5MPaG。
接着,对于熔融状态的透湿性聚氨酯膜的两面,以使纺粘无纺布朝向透湿性聚氨酯膜的方式施加压力,将两张纺粘无纺布层压于透湿性聚氨酯膜。另外,挤出机的各料筒温度与调制例1同样地设定。此时,调整调制透湿性聚氨酯膜的挤出机的转速,将透湿性聚氨酯膜的厚度控制为20μm。
然后,如图1所示那样,使层压有两张纺粘无纺布的透湿性聚氨酯膜在冷却辊(设定温度25℃)上穿行,将透湿性聚氨酯膜进行冷却使其固化的同时,在不使用粘接剂的情况下将两张纺粘无纺布粘接于透湿性聚氨酯膜。
通过以上,调制出依次层叠有第1纺粘无纺布、透湿性聚氨酯膜以及第2纺粘无纺布的层叠体。
然后,将层叠体在23℃、55%相对湿度的恒温恒湿室内静置1周。接着,从层叠体切取5张具有流向(MD)200mm×横向(CD)200mm的尺寸的片。
接着,将该片在拉伸速度300mm/min、沿CD方向的拉伸倍率3.0倍的条件下,通过分批式拉伸机进行拉伸之后,立即以相同速度使其恢复至原长,调制出层叠片。
<<实施例2>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例2的透湿性聚氨酯B;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更210℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例2同样地进行变更。
<<实施例3>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例3的透湿性聚氨酯C;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为218℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例3同样地进行变更。
<<实施例4>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例4的透湿性聚氨酯D;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为210℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例4同样地进行变更。
<<实施例5>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例5的透湿性聚氨酯E;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为218℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例5同样地进行变更。
<<实施例6>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例6的透湿性聚氨酯F;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为218℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例6同样地进行变更。
<<实施例7>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例7的透湿性聚氨酯G;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为218℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例7同样地进行变更。
<<实施例8>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例8的透湿性聚氨酯H;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为218℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例8同样地进行变更。
<<实施例9>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例15的PO/TPU纺粘无纺布变更为调制例18的经拉伸加工的TPU纺粘无纺布;
·没有实施层叠化后的利用分批式拉伸机进行的拉伸
<<比较例1>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例9的透湿性聚氨酯I;
·将调制例15的PO/TPU纺粘无纺布变更为调制例16的PO纺粘无纺布;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为223℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例9同样地进行变更。
<<比较例2>>
将调制例10的透湿性聚氨酯J和调制例16的PO纺粘无纺布置于图2所示的熔融挤出层压装置,但是如调制例10所记载那样,透湿性聚氨酯J没有熔融,没能调制层叠片。
<<比较例3>>
将调制例11的透湿性聚氨酯K和调制例16的PO纺粘无纺布置于图2所示的熔融挤出层压装置,但是如调制例11所记载的那样,透湿性聚氨酯K没有固化,没能调制层叠片。
<<比较例4>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例12的透湿性聚氨酯L;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为210℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例12同样地进行变更。
<<比较例5>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例13的透湿性聚氨酯M;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为227℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例13同样地进行变更。
<<比较例6>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例15的PO/TPU纺粘无纺布变更为调制例16的PO纺粘无纺布;以及
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为218℃。
<<比较例7>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例15的PO/TPU纺粘无纺布变更为调制例17的TPU纺粘无纺布;以及
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为218℃。
<<比较例8>>
将下述点进行了变更,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出层叠片。
·将调制例1的透湿性聚氨酯A变更为调制例9的透湿性聚氨酯I;
·将挤出机的前端的T模头的温度变更为223℃;以及
·将挤出机的各料筒温度与调制例9同样地进行变更。
<层叠片的评价>
<<纺粘无纺布的剥离强度(密合性,单位:N)>>
从各实施例和各比较例的层叠片采集具有宽度50mm×长度200mm的尺寸的试验片。接着,两张纺粘无纺布中,将一方的纺粘无纺布的一部分从透湿性聚氨酯膜剥离,使透湿性聚氨酯膜露出。接着,将剥离的纺粘无纺布的端部与露出的透湿性聚氨酯膜的端部分别利用夹盘夹住(夹具间隔50mm),以拉伸速度200mm/min测定纺粘无纺布的剥离强度。读取5处最大载荷,将其平均值作为测定值。将其结果示于表1和2中。
<<层叠片的伸缩性(单位:%)>>
从各实施例和各比较例的层叠片,采集具有宽度50mm×长度200mm的尺寸的试验片。接着,将试验片的长度方向两端部分别利用夹盘夹住(夹具间隔100mm),以拉伸速度300mm/min、拉伸倍率100%进行拉伸之后,立即以相同速度使其恢复至原长,测定恢复时的应变作为残留应变(%)。残留应变设为MD方向的5处的平均值。将其结果示于表1和2中。
<<层叠片的动摩擦系数(粘性,单位:无)>>
从各实施例和各比较例的层叠片,采集具有宽度150mm×长度400mm的尺寸的试验片。而且,按照JIS K7125,将试验片置于试验面,将100mm见方的滑动片(无纺布)以使试验片的纺粘无纺布与滑动片相接触的方式,置于试验片上。接着,使滑动片以拉伸速度200mm/分钟、移动距离200mm滑动并记录载荷。由图表读取动摩擦系数,采用3次测定的平均值。将其结果示于表1和2中。
<<层叠片的透湿度(单位:g/m2·24h)>>
将各实施例和各比较例的层叠片的透湿度基于JIS L 1099A-1所规定的方法,在温度40℃、相对湿度90%、使用氯化钙的条件下进行测定。对于样品,任意地采集10处并算出其平均值。对于测定时间,将2小时的值换算成24小时。将其结果示于表1和2中。
[表1]
※经拉伸加工
[表2]
另外,上述发明作为本发明的例示的实施方式来提供,但是它们只不过是简单的例示,不能进行限定性地解释。所属技术领域的本领域技术人员所明了的本发明的变形例也包含于后述权利要求中。
产业可利用性
本发明的层叠片、卫生材料、医疗材料以及层叠片的制造方法能够适合用于生活相关、医疗/卫生、产业、土木/建筑、农业/园艺、衣服中。
符号说明
1:层叠片,2:透湿性聚氨酯膜,3:第1纺粘无纺布,4:第2纺粘无纺布。

Claims (7)

1.一种层叠片,其特征在于,具备:
具有硬链段相的透湿性聚氨酯膜,以及
第1纺粘无纺布,其配置于所述透湿性聚氨酯膜的厚度方向的一侧,且包含含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维以及含有聚烯烃的非伸缩性纤维,
所述硬链段相的熔点为65℃以上140℃以下,
所述第1纺粘无纺布与所述透湿性聚氨酯膜的所述厚度方向的一面直接接触。
2.根据权利要求1所述的层叠片,其特征在于,
所述透湿性聚氨酯膜具有软链段相,
所述软链段相通过聚醚多元醇与多异氰酸酯的反应而形成。
3.根据权利要求2所述的层叠片,其特征在于,
所述聚醚多元醇的数均分子量为1200g/mol以上2800g/mol以下。
4.根据权利要求1所述的层叠片,其特征在于,进一步具备:
第2纺粘无纺布,其配置于所述透湿性聚氨酯膜的厚度方向的另一侧,且包含含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维以及含有聚烯烃的非伸缩性纤维。
5.一种卫生材料,其特征在于,包含权利要求1所述的层叠片。
6.一种医疗材料,其特征在于,包含权利要求1所述的层叠片。
7.一种层叠片的制造方法,其特征在于,包括下述工序:
使含有热塑性聚氨酯的伸缩性纤维与含有聚烯烃的非伸缩性纤维进行混纤和热熔合,调制纺粘无纺布的工序;
调制具有硬链段相且所述硬链段相的熔点为65℃以上140℃以下的透湿性聚氨酯膜的工序;
对所述纺粘无纺布以朝向所述透湿性聚氨酯膜的方式施加压力,将所述纺粘无纺布与所述透湿性聚氨酯膜进行层叠的工序;
在进行所述层叠的工序之前,对所述纺粘无纺布进行拉伸加工的工序;和/或,
在进行所述层叠的工序之后,对层叠的所述纺粘无纺布和所述透湿性聚氨酯膜进行拉伸加工的工序,
在将所述纺粘无纺布与所述透湿性聚氨酯膜进行层叠的工序中,使所述纺粘无纺布与所述透湿性聚氨酯膜的厚度方向的一面直接接触。
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