JP2013508573A - ポリプロピレン繊維要素及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a.50g/10分未満のメルトフローレートを示す第1のポリプロピレン・ポリマーと、
b.約200〜約700g/10分のメルトフローレートを示す第2のポリプロピレン・ポリマーと、
c.1000g/10分を超えるメルトフローレートを示す第2のポリプロピレン・ポリマーと、を含むポリプロピレン組成物を含むポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素を提供する。
a.50g/10分未満のメルトフローレートを示す第1のポリプロピレン・ポリマーと、
b.約200〜約700g/10分のメルトフローレートを示す第2のポリプロピレン・ポリマーと、
c.1000g/10分を超えるメルトフローレートを示す第3のポリプロピレン・ポリマーと、を含むポリプロピレン組成物から製造されるポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素を提供する。
a.50g/10分未満のメルトフローレートを示す第1のポリプロピレン・ポリマーと、
b.約200〜約700g/10分のメルトフローレートを示す第2のポリプロピレン・ポリマーと、
c.1000g/10分を超えるメルトフローレートを示す第3のポリプロピレン・ポリマーと、を含むポリプロピレン組成物からマイクロファイバー繊維要素を紡績する工程を含む、方法を提供する。
本明細書で使用する時、「繊維要素」は、長さがその平均直径を大きく上回る、すなわち、長さと平均直径との比が少なくとも約10である、細長い微粒子を意味する。繊維要素は、フィラメント又は繊維であってもよい。一実施例では、繊維要素は、複数の繊維要素を含む糸ではなく、単一の繊維要素である。
本発明のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素は、MFRが異なる3つ以上のポリプロピレン・ポリマーを含むポリプロピレン組成物を含む。一実施例では、本発明のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素は、50g/10分未満、及び/又は45g/10分未満、及び/又は40g/10分未満、及び/又は約15g/10分以下、及び/又は約20g/10分以下、及び/又は約25g/10分以下、及び/又は約30g/10分以下のMFRを示すポリプロピレン・ポリマーを含むポリプロピレン組成物を含む。一実施例では、ポリプロピレン・ポリマーは、約15g/10分〜50g/10分未満のMFRを示す。
本発明の繊維性構造体は、1つ以上のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素を含んでいてもよい。一実施例では、本発明の繊維性構造体は、複数のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素、例えば、ポリプロピレン・マイクロファイバーフィラメントを含む。別の実施例では、本発明の繊維性構造体は、複数のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素、例えば、ポリプロピレン・マイクロファイバーフィラメント、及び複数の固体添加物、例えば、木材パルプ繊維、及び/又は吸収ゲル材料添加物、及び/又は充填剤粒子、及び/又は微粒子点接着粉末、及び/又は粘土を含んでいてもよい。ポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素は、繊維性構造体への紡績及び/又は形成方法の結果として、ランダムに配置されることがある。固体添加物は、x−y平面において繊維性構造体全体にランダムに分散されていてもよい。固体添加物は、z方向において繊維性構造体全体に非ランダムに分散されていてもよい。一実施例では、固体添加物は、z方向に沿った繊維性構造体内より高濃度で1つ以上のx−y平面の外面上に存在する。
本発明のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素は、当該技術分野において既知の任意の好適な方法により製造され得る。一実施例では、本発明のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素の製造方法は、
a.50g/10分未満のメルトフローレートを示す第1のポリプロピレン・ポリマーと、
b.約200〜約700g/10分のメルトフローレートを示す第2のポリプロピレン・ポリマーと、
c.1000g/10分を超えるメルトフローレートを示す第3のポリプロピレン・ポリマーと、を含むポリプロピレン組成物からマイクロファイバー繊維要素を紡績する工程を含む。
本発明に従った繊維性構造体の製造方法の非限定的な例は、複数の固体添加物(木材パルプ繊維など)を複数のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素(ポリプロピレン・マイクロファイバーフィラメントなど)と混合して繊維性構造体を形成する工程を含む。
Lyondell−Basell PH835ポリプロピレン:Lyondell−Basell Metocene MF650Wポリプロピレン:Exxon−Mobil PP3546ポリプロピレン:Polyvel S−1416湿潤剤の20%:27.5%:47.5%:5%ブレンドを乾式混合し、溶融ブレンドを形成する。溶融ブレンドを溶融押出成形機を通して246℃(475°F)まで加熱する。横断方向1インチ当たり192個のノズルを有する39.4cm(15.5インチ)幅のBiax 12列スピナレット(Biax Fiberfilm Corporationから市販されている)を使用する。192個のノズルのうち横断方向1インチ当たり40個のノズルは、0.046cm(0.018インチ)の内径を有するのに対し、残りのノズルは中実である(すなわち、ノズルに開口部がない)。約0.19グラム/穴/分(ghm)の溶融ブレンドを開放ノズルから押し出し、溶融ブレンドからメルトブローンフィラメントを形成する。空気がスピナレットで202℃(395°F)の温度を示すように、約375 SCFMの圧縮空気を加熱する。約475g/分のGolden Isle(Georgia Pacific製)4825半処理SSKパルプをハンマーミルを通して脱フィブリル化し、SSK木材パルプ繊維(固体添加物)を形成する。29〜32℃(85〜90°F)及び85%相対湿度(RH)の空気をハンマーミルに引き込む。約1200 SCFMの空気により、パルプ繊維が固体添加物散布機に移送される。固体添加物散布機は、パルプ繊維が10.2cm×38.1cm(4インチ×15インチ)の横断方向(CD)スロットを通して垂直にメルトブローンフィラメントに注入されるように、パルプ繊維を回転させ、パルプ繊維を横断方向に配置する。形成ボックスは、メルトブローンフィラメント及びパルプ繊維が混合される領域を包囲する。この形成ボックスは、この混合領域に出入りする空気の量を減らすよう設計されているが、冷却空気を供給するよう設計された固体添加物散布機の反対側に更なる10.2cm×38.1cm(4インチ×15インチ)の散布機が存在する。この更なる散布機を通じて、約27℃(80°F)で約1000 SCFMの空気が供給される。形成される真空によって空気が回収装置(パターン付きベルトなど)を通して吸引され、その結果、混合されたメルトブローンフィラメント及びパルプ繊維が収集され、非ランダムな繰り返し微小領域のパターンを有する繊維性構造体が形成される。この方法により形成された繊維性構造体は、繊維性構造体の乾燥重量比で約75%のパルプと、繊維性構造体の乾燥重量比で約25%のメルトブローンフィラメントとを含む。
指示がない限り、定義の節で記載されたものを含む本明細書に記載の全ての試験及び次の試験方法は、試験に先立つ2時間の間、約23℃±2.2℃(73°F±4°F)の温度、及び50%±10%の相対湿度に調節された部屋で調整された試料に対して行われる。本明細書に記載されたように調整された試料は、本発明の目的上、乾燥試料(例えば「乾燥繊維性構造体」)であると見なされる。更に、全ての試験はこうした調節された部屋の中で行われる。
試験用の繊維性構造体及び/又は衛生ティッシュ製品の2.54cm(1インチ)幅のストリップを機械方向(MD)に少なくとも8本切り取る。2.54cm(1インチ)幅のストリップを横断方向(CD)に少なくとも8本切り取る。機械方向及び横断方向が容易に確認できない場合、横断方向はより低い最大負荷引張力をもたらすストリップであろう。湿式測定では、試料を蒸留水槽に30秒間浸漬することにより各試料をぬらす。槽から試料を取り出して30秒以内に、ぬらした試料の湿潤特性を測定する。
最大伸長(伸長)(%)(MD伸長及びCD伸長の平均を平均伸長として記録する)
最大CD TEA(湿潤CD TEA)(インチ−g/インチ2)
接線弾性率(乾燥MD弾性率及び乾燥CD弾性率)(15g/cmにおいて)
同様の方法で各試料を試験し、各試験から上記の測定値を記録する。試験試料から得られた各特性の値を平均し、その特性の記録値を得る。
繊維性構造体試料の坪量は、12の個々の繊維性構造体試料を選択し、それぞれ6つの個々の試料の積み重ね体を2つ作製することにより測定される。個々の試料が互いに穿孔線で接続されている場合、個々の試料を積み重ねる際に穿孔線を同じ側にそろえる必要がある。精密カッターを使用して、各積み重ね体を正確に8.9cm×8.9cm(3.5インチ×3.5インチ)の正方形に切り取る。2つの切り取った正方形の積み重ね体を合わせて、12の正方形の厚さの坪量パッドを作製する。次に、最小感度限界が0.01gの上のせ式天秤で坪量パッドの重量を測定する。上のせ式天秤は、気流遮蔽壁を使用して気流及び他の障害から保護する必要がある。上のせ式天秤の読み取り値が一定になったら、重量を記録する。以下のように坪量を計算する。
ポリプロピレン繊維要素(ポリプロピレンフィラメントなど)、繊維性構造体中に存在するポリプロピレンの重量平均分子量は、高温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される。繊維性構造体中に存在する任意の非プロピレン材料をポリプロピレンフィラメントから分離する必要がある。この分離を達成するには、異なる手法を使用してもよい。例えば、最初に繊維性構造体からポリプロピレンフィラメントを物理的に引き離すことにより、ポリプロピレンフィラメントを取り除くことができる。別の実施例では、非ポリプロピレン材料を適切な溶解剤(硫酸又はCadoxenなど)に溶解することにより、ポリプロピレンフィラメントを非ポリプロピレン材料から分離することができる。
繊維性構造体中のポリプロピレン繊維要素(特に、ポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素)の直径は、繊維性構造体の走査電子顕微鏡写真を撮り、その画像からポリプロピレン繊維要素の直径を求めることにより決定される。
Claims (15)
- ポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素であって、
a.50g/10分未満のメルトフローレートを示す第1のポリプロピレン・ポリマーと、
b.200〜700g/10分のメルトフローレートを示す第2のポリプロピレン・ポリマーと、
c.1000g/10分を超えるメルトフローレートを示す第3のポリプロピレン・ポリマーと、
を含むポリプロピレン組成物を含む、ポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。 - 前記ポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素が、5μm未満の直径を示し、好ましくは前記ポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素が、2μm未満の直径を示す、請求項1に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 前記第1のポリプロピレン・ポリマーが、15〜50g/10分未満のメルトフローレートを示す、請求項1又は2のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 前記第2のポリプロピレン・ポリマーが、300〜600g/10分のメルトフローレートを示す、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 前記第3のポリプロピレン・ポリマーが、1,000〜2,000g/10分のメルトフローレートを示す、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 前記第1のポリプロピレン・ポリマーが、前記ポリプロピレン組成物中に前記ポリプロピレン組成物の5〜30重量%の量で存在し、前記第2のポリプロピレン・ポリマーが、前記ポリプロピレン組成物中に前記ポリプロピレン組成物の20〜60重量%の量で存在し、前記第3のポリプロピレン・ポリマーが、前記ポリプロピレン組成物中に前記ポリプロピレン組成物の10〜60重量%の量で存在する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 前記第1のポリプロピレン・ポリマー及び前記第2のポリプロピレン・ポリマーが、前記ポリプロピレン組成物中に第1のポリプロピレン・ポリマー対第2のポリプロピレン・ポリマーの重量比として1.5:1〜1:12で存在する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 前記第1のポリプロピレン・ポリマー及び前記第3のポリプロピレン・ポリマーが、前記ポリプロピレン組成物中に第1のポリプロピレン・ポリマー対第3のポリプロピレン・ポリマーの重量比として3:1〜1:12で存在する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 前記第2のポリプロピレン・ポリマー及び前記第3のポリプロピレン・ポリマーが、前記ポリプロピレン組成物中に第2のポリプロピレン・ポリマー対第3のポリプロピレン・ポリマーの重量比として6:1〜1:3で存在する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 前記第1、第2、及び第3のポリプロピレン・ポリマーの少なくとも1つが、ポリプロピレン・コポリマーである、請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 前記第1、第2、及び第3のポリプロピレン・ポリマーの少なくとも1つが。ポリプロピレン・ホモポリマーである、請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリプロピレン繊維要素。
- 前記ポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素が、湿潤剤を更に含み、好ましくは前記湿潤剤が、前記ポリプロピレン組成物中に存在する溶融添加湿潤剤である、請求項1〜11のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の1つ以上のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素を含み、好ましくは複数の固体添加物を更に含む、繊維性構造体。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素の製造方法であって、
a.50g/10分未満のメルトフローレートを示す第1のポリプロピレン・ポリマーと、
b.200〜700g/10分のメルトフローレートを示す第2のポリプロピレン・ポリマーと、
c.1000g/10分を超えるメルトフローレートを示す第3のポリプロピレン・ポリマーと、
を含むポリプロピレン組成物からポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素を紡糸する工程を含む、製造方法。 - a.50g/10分未満のメルトフローレートを示す第1のポリプロピレン・ポリマーと、
b.200〜700g/10分のメルトフローレートを示す第2のポリプロピレン・ポリマーと、
c.1000g/10分を超えるメルトフローレートを示す第3のポリプロピレン・ポリマーと、
を含むポリプロピレン組成物から製造された、請求項1〜12のいずれか一項に記載のポリプロピレン・マイクロファイバー繊維要素。
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