JP2010001598A

JP2010001598A - 混合繊維からなる不織布及びその製造方法

Info

Publication number: JP2010001598A
Application number: JP2009231614A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Motomura; 茂之本村; Kenichi Suzuki; 健一鈴木; Akiomi Manabe; 顕臣真鍋
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2010-01-07

Abstract

【課題】ポリオレフィン類とエラストマーとが有している特性を併せ持つ、触感が良く、伸縮性に優れる不織布を提供する。
【解決手段】同一ダイに配設された異なるノズルから、ポリオレフィン類とエラストマーからなる異種の溶融ポリマーを同時に押出してメルトブロー法により溶融紡糸し、ポリオレフィン類からなる繊維とエラストマーからなる繊維が混合された混合繊維からなる不織布ウェブに交絡処理を施した不織布及びその製造方法が提供される。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリオレフィン類からなる繊維とエラストマーからなる繊維が微細に分散されて混合され形成されている不織布及びその製造方法に関する。

近年、不織布はさまざまな用途に使用されてきており、その用途に応じて各種特性の向上が要求される。例えば、紙おむつ、生理用ナプキン等の衛生材料の一部、湿布材の基布等に用いられる不織布は、触感が良く、耐水性があり透湿性に優れることが要求される。また使用される箇所によっては加えて伸縮性も求められる。さらには、衛生材料などを構成する不織布素材間では、接着の際にヒートシール性が求められる。

これらの特性は、単一のポリマーからなる繊維で構成される不織布では、達成が難しく、たとえば強度と柔軟性を兼ね備えた不織布とするためスパンボンド不織布をバイコンポネーント繊維からなるものとしたり、加えて耐水性を向上させたりするために、メルトブロー不織布を積層することが行われている。また、伸縮性を有し触感にも優れていてべとつきのない不織布とするために、伸縮性素材からなる不織布に、伸長性の不織布を積層することが行われる。そして不織布を積層するためには層間接着性に優れた素材の組み合わせとしなければならなかった。さらには、異種のポリマーからなる不織布同士のヒートシールには、加工が複雑となるホットメルト等による接着工程が必要となる。

また、異なる素材が有している両方の特性を併せ持つ不織布とするために、異種のポリマーからなる長繊維不織布層を積層して、ウォータージェットや、ニードルパンチなどの機械的な交絡を行う方法、あるいは接着剤を用いるケミカルボンドを行う方法がある。機械的な交絡方法では、生産性が落ちるし、得られたウェブの強度、毛羽立ち等、特におむつ等吸収性物品で求められる低目付（３０ｇ／ｍ^２以下）に対して実用性がない。ケミカルボンドによる方法では、加工が複雑になるという問題点があった。

本発明は、ポリオレフィン類とエラストマーとが有している特性を併せ持つ、触感が良く、伸縮性に優れる不織布を提供することを目的とする。

本発明によれば、同一ダイに配設された異なるノズルから、ポリオレフィン類とエラストマーからなる異種の溶融ポリマーを同時に押出してメルトブロー法により溶融紡糸し、ポリオレフィン類からなる繊維とエラストマーからなる繊維が混合された混合繊維からなる不織布ウェブに交絡処理を施した不織布が提供される。

本発明においては、ポリオレフィン類が、ポリエチレンおよびポリプロピレンから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。

本発明においては、エラストマーが、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー及びポリウレタンから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。

本発明により、同一ダイに配設された異なるノズルから、ポリオレフィン類とエラストマーからなる異種の溶融ポリマーを同時に押出してメルトブロー法により溶融紡糸し、ポリオレフィン類からなる繊維とエラストマーからなる繊維が混合された混合繊維からなる不織布ウェブに交絡処理を施す不織布の製造方法が提供される。

また、本発明により、前記の混合繊維からなる不織布を、少なくとも１層有する積層体が提供される。

本発明の混合繊維からなる不織布は、ポリオレフィン類とエラストマーとが有している特性を併せ持つ不織布となるので、触感が良く、伸縮性に優れる単一層の不織布ができる。本発明の混合繊維からなる不織布を積層した積層体では、ポリオレフィン類とエラストマーとが有している特性を併せ持つ不織布層が介在するので、従来のものよりも柔軟性、耐水性及び層間接着性などに優れた積層不織布が得られる。本発明の混合繊維からなる不織布の製造方法によれば、ポリオレフィン類からなる繊維とエラストマーからなる繊維が微細に分散されて混合されているので、ポリオレフィン類とエラストマーとが有している特性を併せ持つ不織布を得ることができる。

本発明に係る混合繊維からなる不織布を製造するための、スパンボンド不織布製造装置の一例を示す概略図である。本発明に係る混合繊維からなる不織布を製造するための、スパンボンド不織布製造ノズルのパターン配置図の部分図例である。本発明に係る混合繊維からなる不織布を製造するための、メルトブロー不織布製造装置の一例を示す概略図である。本発明に係る混合繊維からなる不織布を製造するための、メルトブロー不織布製造用紡糸口金の断面図の一例（ａ）、及び紡糸口金ノズル部を下方より見た部分平面図の例（ｂ）および（ｃ）である。

本発明に係る混合繊維からなる不織布及びその製造方法並びに該不織布からなる積層体について具体的に説明する。
本発明の不織布に用いられる混合繊維は、同一ダイに配設された異なるノズルから、異種の溶融ポリマーを同時に押出して溶融紡糸し、異種のポリマーからなる繊維が混合されたものである。

本発明において、異種のポリマーとは、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン類と、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマーポリアミド系エラストマー及びポリウレタン等のエラストマーからなる組み合せである。

混合繊維は、スパンボンド法により溶融紡糸されて得られるものが好ましい。また、混合繊維は、メルトブロー法により溶融紡糸されて得られるものが好ましい。以下それぞれについて、説明する。
スパンボンド法による混合繊維の製造においては、ポリオレフィン類とエラストマーから選ばれた２種のポリマーを、別々の押出機等により溶融する。溶融されたポリマーは、同一のダイに導かれ、ダイに設けられた多数のノズルから吐出されて紡糸される。２種類のポリマーは、ダイに配設された異なるノズルから吐出される。このとき、２種類のポリマーの吐出ノズルを、例えば、図２のように配置しておけば、２種類の繊維の混合状態や割合を自由に制御できる。ノズルから吐出されたフィラメントは、高速のエア流により冷却、延伸されて捕集コンベアーに堆積され不織布ウェブが形成される。

その後不織布ウェブは交絡処理されてスパンボンド不織布が得られる。交絡処理の方法としては、エンボスロールを用いた熱エンボス加工、超音波による融着、ウォータージェットによる交絡、ホットエアースルーによる繊維の融着、ニードルパンチを用いた交絡などを挙げることができる。

メルトブロー法による混合繊維の製造においては、ポリオレフィン類とエラストマーから選ばれた２種のポリマーを、別々の押出機等により溶融する。溶融されたポリマーは、同一のメルトブローダイに導かれ、ダイに設けられ一列に並んだ多数のノズルから空気の二つの収束する高速加熱気流中に吐出されて紡糸される。２種類のポリマーは、ダイに配設された異なるノズルから吐出される。このとき、２種類のポリマーの吐出ノズルを、例えば、図４のように配置しておけば、２種類の繊維の混合状態や割合を自由に制御できる。ノズルから吐出されたマイクロファイバーは、捕集スクリーン上に堆積されメルトブロー不織布が得られる。メルトブロー不織布の場合にも、必要に応じて、後工程で交絡処理を施しても良い。

伸長性素材となるポリエチレンやポリプロピレンと伸縮性素材となるエラストマーとを用いた混合繊維からなる不織布を製造すれば、伸縮性に優れる単一層の不織布が得られる。

このように本発明の不織布は、従来得られなかった特性を併せ持つ単一層の不織布並びに積層体が得られる。そして、積層体の層間接着性の良い素材の組み合せに対する自由度も増え、これにより、不織布の飛躍的な用途の拡大が期待されるものである。

以下、本発明を実施例により説明する。実施例および比較例で用いた破断伸度、１００％伸長後の歪の測定は、以下の方法により行った。

（１）破断伸度
ＪＩＳＬ１９０６に準拠し、幅５０ｍｍ、長さ２００ｍｍの試験片について引張試験機を用いて、室温下、チャック間隔１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分で測定した。
（２）１００％伸長後の歪
上記（１）の引張試験と同様の条件で引張り、伸度１００％まで伸長させた後、同じ速度で戻し、応力が０となったときの伸び率を歪として求めた。

（実施例１）
ＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３８準拠し温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定）６０ｇ／１０分、密度０．９１ｇ／ｃｍ^３、融点１６０℃のプロピレンホモポリマー９５重量部と、ＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３８準拠し温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇで測定）５ｇ／１０分、密度０．９７ｇ／ｃｍ^３、融点１３４℃の高密度ポリエチレン５重量部との混合物と、ＳＥＢＳ（スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体、旭化成（株）製タフテック^ＴＭ１０５２）とを原料とし、同一ダイに配設された異なるノズルから、それぞれ繊維Ａおよび繊維Ｂとして、スパンボンド法により樹脂温度、ダイ温度とも２００℃、冷却風温度２０℃、延伸エア風速４０００ｍ／分で溶融紡糸した。

その際、紡糸口金の繊維Ａおよび繊維Ｂのノズル配置パターンは図２（ｂ）（ノズルのピッチは縦方向８ｍｍ、横方向９ｍｍ）であり、ノズル径０．６ｍｍφ、ノズル数の比は繊維Ａ：繊維Ｂ＝３：１とし、繊維Ａの単孔吐出量０．６ｇ／分／孔、繊維Ｂの単孔吐出量０．８ｇ／分／孔とした。得られたフィラメント径の平均値から、繊維速度は、繊維Ａが１５００ｍ／分、繊維Ｂが８００ｍ／分であった。ウェブフォーマー速度を３０ｍ／分とし、１２０℃でエンボス加工（エンボス面積率：７％、刻印ピッチ：縦方向および横方向２．１ｍｍ、刻印形状：ひし形）を行って、目付３０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を製造した。得られたスパンボンド不織布の測定結果を表１に示す。

（比較例）
ＳＥＢＳ原料を使用せず、すべてプロピレンホモポリマー９５重量部と、高密度ポリエチレン５重量部との混合物を用いた繊維Ａとした以外は、実施例１と同様にして、目付２８ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を製造した。得られたスパンボンド不織布の測定結果を表１に示す。

実施例のスパンボンド不織布は、積層によらないでも十分な伸縮性を示した。

１押出機
１’ １とは異種のポリマー用押出機
２紡糸口金
３連続フィラメント
４冷却風
５エジェクター
６捕集装置
７吸引
８ウェブ
９交絡処理
１０巻き取りロール
１１スパンボンド不織布溶融紡糸用ポリマーのノズル
１２１１とは異種のスパンボンド不織布溶融紡糸用ポリマーのノズル
１３押出機
１３’ １３とは異種のポリマー用押出機
１４高圧加熱空気流入口
１５紡糸口金
１６マイクロファイバー
１７捕集装置
１８ウェブ
１９溶融ポリマーの流入口
２０１９とは異種の溶融ポリマーの流入口
２１マニホールド
２２エアホルダー
２３エアの流れ
２４マイクロファイバー
２５メルトブロー不織布溶融紡糸用ポリマーのノズル
２６２５とは異種のメルトブロー不織布溶融紡糸用ポリマーのノズル

Claims

同一ダイに配設された異なるノズルから、ポリオレフィン類とエラストマーからなる異種の溶融ポリマーを同時に押出してメルトブロー法により溶融紡糸し、ポリオレフィン類からなる繊維とエラストマーからなる繊維が混合された混合繊維からなる不織布ウェブに交絡処理を施した不織布。
ポリオレフィン類が、ポリエチレンおよびポリプロピレンから選ばれた少なくとも１種である請求項１に記載の不織布。
エラストマーが、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー及びポリウレタンから選ばれた少なくとも１種である請求項１に記載の不織布。
同一ダイに配設された異なるノズルから、ポリオレフィン類とエラストマーからなる異種の溶融ポリマーを同時に押出してメルトブロー法により溶融紡糸し、ポリオレフィン類からなる繊維とエラストマーからなる繊維が混合された混合繊維からなる不織布ウェブに交絡処理を施す不織布の製造方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の混合繊維からなる不織布を、少なくとも１層有する積層体。