JP2017081040A - 不織布積層体、吸音材、及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<1> 熱可塑性樹脂(A)を含むメルトブローン不織布層(A)と、前記熱可塑性樹脂(A)より10℃以上低い融点を持つ熱可塑性樹脂(B)を含む、不織布層又はフィルム層であり、前記メルトブローン不織布層(A)の少なくとも一方の面上に配置される層(B)と、を有し、前記メルトブローン不織布層(A)と前記層(B)とが間欠的な離れ離れの溶着部により溶着されている不織布積層体。
<2> 5gf/cm2荷重で測定された厚さが5.0mm以上である<1>に記載の不織布積層体。
<3> 不織布積層体の厚さ方向において、前記溶着部は、溶着していない部分における前記メルトブローン不織布層(A)の中心よりも前記層(B)の表面側に位置する<1>又は<2>に記載の不織布積層体。
<4> 不織布積層体の厚さ方向において、前記溶着部と、溶着していない部分における前記メルトブローン不織布層(A)の中心との距離は、0.5mm以上である<3>に記載の不織布積層体。
<5> 前記熱可塑性樹脂(B)は、エチレン成分含量が0.5モル%〜10モル%の範囲にあるプロピレン・エチレンランダム共重合体である<1>〜<4>のいずれか1つに記載の不織布積層体。
<6> 前記溶着部の専有面積が、不織布積層体全体に対して0.1%〜10%である<1>〜<5>のいずれか1つに記載の不織布積層体。
<7> 前記溶着部の面積が1.5mm2〜100mm2である<1>〜<6>のいずれか1つに記載の不織布積層体。
<8> 前記熱可塑性樹脂(A)が、プロピレン系重合体である<1>〜<7>のいずれか1つに記載の不織布積層体。
<9> 前記メルトブローン不織布層(A)の目付量が50g/m2〜1000g/m2であり、かつ、前記層(B)の目付量が10g/m2〜40g/m2である<1>〜<8>のいずれか1つに記載の不織布積層体。
<10> 前記メルトブローン不織布層(A)の嵩密度が0.060g/cm3以下である<1>〜<9>のいずれか1つに記載の不織布積層体。
<11> 前記メルトブローン不織布層(A)の一方の面上に前記層(B)を有し、かつ前記メルトブローン不織布層(A)の他方の面上にプロピレン系重合体を含むスパンボンド不織布層(C)を有する<1>〜<10>のいずれか1つに記載の不織布積層体。
<12> 前記メルトブローン不織布層(A)の両面上に前記層(B)を有する<1>〜<10>のいずれか1つに記載の不織布積層体。
<13> 前記不織布層が、前記熱可塑性樹脂(B)を含むスパンボンド不織布層を有する<1>〜<12>のいずれか1つに記載の不織布積層体。
<14> 前記不織布層が、熱可塑性樹脂(A’)を含むメルトブローン不織布層を有し、前記メルトブローン不織布層の両面上に前記スパンボンド不織布層を有する<13>に記載の不織布積層体。
<17> 前記層(B−1)を構成する前記不織布層は、収縮率10%以上である<16>に記載の不織布積層体の製造方法。
<18> 前記複合体を得る工程は、前記メルトブローン不織布層(A−1)と、前記メルトブローン不織布層(A−1)の一方の面上に位置する前記層(B−1)と、前記メルトブローン不織布層(A−1)の他方の面上に位置するプロピレン系重合体を含むスパンボンド不織布層(C−1)と、を間欠的な離れ離れの溶着部により溶着させる工程である<16>又は<17>に記載の不織布積層体の製造方法。
以下、本発明に係る不織布積層体の一実施形態について説明する。本実施形態に係る不織布積層体は、熱可塑性樹脂(A)を含むメルトブローン不織布層(A)と、前記熱可塑性樹脂(A)より10℃以上低い融点を持つ熱可塑性樹脂(B)を含む、不織布層又はフィルム層であり、前記メルトブローン不織布層(A)の少なくとも一方の面上に配置される層(B)と、を有し、前記メルトブローン不織布層(A)と前記層(B)とが間欠的な離れ離れの溶着部により溶着されている。
本実施形態に係る不織布積層体は、熱可塑性樹脂(A)を含むメルトブローン不織布層(A)を有する。メルトブローン不織布層(A)に含まれる熱可塑性樹脂(A)は、プロピレン系重合体であることが好ましい。特に、本実施形態に係る不織布積層体では、後述する層(B)がプロピレン・エチレンランダム共重合体を含む、不織布層又はフィルム層である場合、メルトブローン不織布層(A)に含まれる熱可塑性樹脂(A)は、プロピレン系重合体であることが好ましい。
本実施形態に係る不織布積層体は、前述の熱可塑性樹脂(A)より10℃以上低い融点を持つ熱可塑性樹脂(B)を含む、不織布層又はフィルム層であり、メルトブローン不織布層(A)の少なくとも一方の面上に配置される層(B)を有する。
なお、熱可塑性樹脂(A’)は、前述の熱可塑性樹脂(A)と同じであってもよい。
本実施形態に係る不織布積層体は、メルトブローン不織布層(A)の他方の面上にプロピレン系重合体を含むスパンボンド不織布層(C)を有していてもよい。すなわち、本実施形態に係る不織布積層体は、メルトブローン不織布層(A)の一方の面上に熱可塑性樹脂(A)より10℃以上低い融点を持つ熱可塑性樹脂(B)を含む層(B)を有し、かつ、メルトブローン不織布層(A)の他方の面上にプロピレン系重合体を含むスパンボンド不織布層(C)を有していてもよい。これにより、表面の毛羽立ちをより好適に抑えられると共に、より十分な厚みを有する不織布積層体が得られ、特に、吸音材として有用である。
本実施形態に係る不織布積層体は、メルトブローン不織布層(A)と層(B)とが、間欠的な離れ離れの溶着部(すなわち、離隔された複数の溶着部)により溶着されている。また、溶着部では、メルトブローン不織布層(A)と層(B)とが積層されている。本実施形態では、層(B)が配置されているため、メルトブローン不織布層(A)の嵩を低くしたことによる毛羽立ちや強度の不足の問題が抑制されている。
本実施形態に係る吸音材は、前述の不織布積層体を含むことが好ましい。本実施形態に係る不織布積層体は、厚みが十分にあり低音領域を含む広範囲にて吸音率に優れているため、この不織布積層体を吸音材に用いることは有用である。また、本実施形態に係る不織布積層体を吸音材以外に用いてもよく、例えば、油吸着材、断熱材、フィルターなどの各種用途に用いてもよい。
以下、本発明に係る不織布積層体の製造方法の一実施形態について説明する。本実施形態に係る不織布積層体の製造方法は、熱可塑性樹脂(A)を含むメルトブローン不織布層(A−1)と、前記熱可塑性樹脂(B)を含む、不織布層又はフィルム層であり、メルトブローン不織布層(A−1)の少なくとも一方の面上に配置される層(B−1)とを、間欠的な離れ離れの溶着部により溶着させて複合体を得る工程と、複合体を熱処理し、複合体を5%以上熱収縮させることにより不織布積層体を得る工程と、を有する。
(1)目付(g/m2)
熱処理により得られた不織布積層体から、機械方向(MD)100mm×横方向(CD)100mmの目付測定用試料を10枚切り出し、これら10枚の目付測定用試料から平均値を算出した。
上記10枚の目付測定用試料について、中央及び四隅の計5箇所の厚さをそれぞれ測定し、計50箇所の平均値を算出した。厚みの測定には、荷重が5gf/cm2(測定子直径50mmφ)の厚み計を使用した。溶着部の厚さは、溶着部の断面の電子顕微鏡写真(倍率100倍)を撮影し、ノギスで測定した。
溶着部及び非溶着部の断面について、厚み方向に荷重なしの状態として、(株)ハイロックスジャパン製デジタルマイクロスコープ「KH−1300M」を用いて、倍率50倍を撮影し、非溶着部のメルトブローン不織布層(A)における厚さ方向の中心位置、溶着部の厚さ方向位置を測定した。10点の平均値を算出した。なお、溶着部の厚さ方向位置を測定する際の起点は、スパンボンド不織布層(層(B))の表面とした。
後述する参考例2における複合体の拡大写真及び実施例2における不織布積層体の拡大写真を、それぞれ図3(a)、図3(b)に示す。
熱処理により得られた不織布積層体から29mmφの円形の試験片を採取し、垂直入射吸音率測定装置〔ブリュエル&ケアー社製TYPE4206〕を用い、ASTM E 1050に準拠し、周波数500Hz〜6300Hzにおける試験片に平面音波が垂直に入射するときの垂直入射吸音率を測定した。得られた500Hz〜6300Hzの吸音率カーブから、1000Hz及び2000Hz、4000Hz、6300Hzの吸音率を求めた。
熱処理により得られた不織布積層体のメルトブローン不織布層(A)を、(株)日立製作所製電子顕微鏡「S−3500N」を用いて、倍率1000倍の写真を撮影し、撮影された写真から任意に繊維100本を選び、その繊維の幅(直径)を測定し、数平均に基づき平均繊維径を算出した。
熱処理する前の上下層不織布(スパンボンド不織布)から、機械方向(MD)150mm×横方向(CD)150mmで10点採取した。あらかじめ140℃に設定したエアオーブンにて3分間の熱処理を行った後の機械方向(MD)の長さ、横方向(CD)の長さをそれぞれ中央部分で測定した。以下の式により収縮率を算出し平均値を求めた。
収縮率=100−(処理後MD長さ×処理後CD長さ)/(処理前MD長さ×処理前CD長さ)×100
複合体(熱処理前の不織布積層体)から、機械方向(MD)150mm×横方向(CD)150mmで10点採取した。熱処理により得られた不織布積層体から、機械方向(MD)の長さ、横方向(CD)の長さをそれぞれ中央部分で測定した。以下の式により収縮率を算出し平均値を求めた。
収縮率=100−(熱処理後MD長さ×熱処理後CD長さ)/(熱処理前MD長さ×熱処理前CD長さ)×100
中間層(メルトブローン不織布層(A))を構成するメルトブローン不織布の5箇所について、フラジール形試験機を用い、JIS L1096に準拠して圧力差125Paでの通気量を測定し、平均値を求めた。
[中間層(メルトブローン不織布層(A))用メルトブローン不織布の製造]
熱可塑性樹脂としてプロピレン単独重合体〔MFR=1550g/10分(ASTM D1238に準拠し温度230℃、荷重2.16kgで測定)、融点157℃、以下、PPと表記する〕を用い、結晶核剤としてリン酸系核剤((株)Adeka製NA−11、以下、核剤Aと表記する)を用いた。そして、核剤AをPP100質量部に対して0.3質量部添加し、熱可塑性樹脂組成物を調製した。小孔径ノズルとしてノズル孔径0.15mmφを5個と大孔径ノズルとしてノズル孔径0.6mmφを1個とする最小繰返し単位を持つメルトブローン用紡糸ノズルを装着したメルトブローン不織布製造装置を用いてメルトブローン不織布を得た。具体的には、このメルトブローン不織布製造装置を用いて、300℃で熱可塑性樹脂組成物を押出し、紡糸ノズルの両側から吹き出す加熱エアー(300℃、350Nm3/m/時)で押出しにより得た繊維を細化・固化した後、この繊維を紡糸ノズルからの距離40cmで捕集して、目付:189g/m2のメルトブローン不織布を得た。
MFRが60g/10分のプロピレン単独重合体(融点162℃)を用い溶融紡糸を行い、得られた繊維を補集面上に堆積させ、目付量が13g/m2であるスパンボンド不織布(繊維径24μm)を得た。
上層用スパンボンド不織布を上記中間層の上層とし、中間層として上記メルトブローン不織布、下層として上記下層用スパンボンド不織布を積層し積層シート(積層体)とした。次に、個々の直径3.0mmの円形突起部を有し、かつピッチが40mmであるエンボスロールを用いて積層シートに凹部(溶着部)を複数形成し、複合体を製造した。この複合体全体に対する凹部の占有面積率は0.4%であった。加工条件はエンボスロール温度100°C、ゲージ圧1.3kg/cm2、速度10m/minとした。
あらかじめ145℃に設定したエアオーブンにて上記複合体に3分間熱処理を行い、不織布積層体を製造した(実施例1)。なお、複合体(熱処理前の不織布積層体)を参考例1とした。
中間層用メルトブローン不織布の目付を、189g/m2から237g/m2に変更したこと以外は実施例1と同様に複合体を得て、145℃に設定したエアオーブンにて3分間(実施例2)、3.5分間(実施例3)熱処理を行い、不織布積層体を製造した。なお、複合体(熱処理前の不織布積層体)を参考例2とした。
中間層用メルトブローン不織布の目付を、189g/m2から201g/m2に変更したこと以外は実施例1と同様に複合体を得て、145℃に設定したエアオーブンにて3分間(実施例4)、3.5分間(実施例5)熱処理を行い、不織布積層体を製造した。なお、複合体(熱処理前の不織布積層体)を参考例3とした。
下層(層(B))用スパンボンド不織布の代わりに上層(スパンボンド不織布層(C))用スパンボンド不織布を用いて下層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして不織布積層体を製造した。すなわち、比較例1における不織布積層体は、スパンボンド不織布層(C)/メルトブローン不織布層(A)/スパンボンド不織布層(C)の構成となる。
実施例1〜5、参考例1〜3、及び比較例1にて、上層を構成するスパンボンド不織布は、PP(プロピレン単独重合体)を含む不織布であるため、表中ではPP−SBと表記する。また、比較例1の下層を構成するスパンボンド不織布は、PP(プロピレン単独重合体)を含む不織布であるため、表中ではPP−SBと表記する。
実施例1〜5、参考例1〜3、及び比較例1にて、中間層を構成するメルトブローン不織布は、PP(プロピレン単独重合体)を含む不織布であるため、表中ではPP−MBと表記する。
実施例1〜5、参考例1〜3、及び比較例1にて、下層を構成するスパンボンド不織布は、中間層を構成するメルトブローン不織布に含まれる熱可塑性樹脂よりも15℃以上融点が低い熱可塑性樹脂を含む不織布であり、熱処理により熱収縮するため、表中では熱収縮SBと表記する。
また、本発明の不織布積層体は、上記吸音材に限らず、その厚みと耐毛羽立ち製、軽量性を活かして従来のメルトブローン不織布が用いられている種々の用途に用い得る。例えば、エアフィルターや液体フィルターとして用いた場合、濾過性能が高く圧力損失の低いフィルターが得られる。
Claims (19)
- 熱可塑性樹脂(A)を含むメルトブローン不織布層(A)と、
前記熱可塑性樹脂(A)より10℃以上低い融点を持つ熱可塑性樹脂(B)を含む、不織布層又はフィルム層であり、前記メルトブローン不織布層(A)の少なくとも一方の面上に配置される層(B)と、
を有し、
前記メルトブローン不織布層(A)と前記層(B)とが間欠的な離れ離れの溶着部により溶着されている不織布積層体。 - 5gf/cm2荷重で測定された厚さが5.0mm以上である請求項1に記載の不織布積層体。
- 不織布積層体の厚さ方向において、前記溶着部は、溶着していない部分における前記メルトブローン不織布層(A)の中心よりも前記層(B)の表面側に位置する請求項1又は請求項2に記載の不織布積層体。
- 不織布積層体の厚さ方向において、前記溶着部と、溶着していない部分における前記メルトブローン不織布層(A)の中心との距離は、0.5mm以上である請求項3に記載の不織布積層体。
- 前記熱可塑性樹脂(B)は、エチレン成分含量が0.5モル%〜10モル%の範囲にあるプロピレン・エチレンランダム共重合体である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の不織布積層体。
- 前記溶着部の専有面積が、不織布積層体全体に対して0.1%〜10%である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の不織布積層体。
- 前記溶着部の面積が1.5mm2〜100mm2である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の不織布積層体。
- 前記熱可塑性樹脂(A)が、プロピレン系重合体である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の不織布積層体。
- 前記メルトブローン不織布層(A)の目付量が50g/m2〜1000g/m2であり、かつ、前記層(B)の目付量が10g/m2〜40g/m2である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の不織布積層体。
- 前記メルトブローン不織布層(A)の嵩密度が0.060g/cm3以下である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の不織布積層体。
- 前記メルトブローン不織布層(A)の一方の面上に前記層(B)を有し、かつ前記メルトブローン不織布層(A)の他方の面上にプロピレン系重合体を含むスパンボンド不織布層(C)を有する請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の不織布積層体。
- 前記メルトブローン不織布層(A)の両面上に前記層(B)を有する請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の不織布積層体。
- 前記不織布層が、前記熱可塑性樹脂(B)を含むスパンボンド不織布層を有する請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載の不織布積層体。
- 前記不織布層が、熱可塑性樹脂(A’)を含むメルトブローン不織布層を有し、前記メルトブローン不織布層の両面上に前記スパンボンド不織布層を有する請求項13に記載の不織布積層体。
- 請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載の不織布積層体を含む吸音材。
- 請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載の不織布積層体の製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂(A)を含むメルトブローン不織布層(A−1)と、前記熱可塑性樹脂(B)を含む、不織布層又はフィルム層であり、前記メルトブローン不織布層(A−1)の少なくとも一方の面上に配置される層(B−1)とを、間欠的な離れ離れの溶着部により溶着させて複合体を得る工程と、
前記複合体を熱処理し、前記複合体を5%以上熱収縮させることにより前記不織布積層体を得る工程と、
を有する不織布積層体の製造方法。 - 前記層(B−1)を構成する前記不織布層は、収縮率10%以上である請求項16に記載の不織布積層体の製造方法。
- 前記複合体を得る工程は、前記メルトブローン不織布層(A−1)と、前記メルトブローン不織布層(A−1)の一方の面上に位置する前記層(B−1)と、前記メルトブローン不織布層(A−1)の他方の面上に位置する、プロピレン系重合体を含むスパンボンド不織布層(C−1)と、を間欠的な離れ離れの溶着部により溶着させる工程である請求項16又は請求項17に記載の不織布積層体の製造方法。
- 請求項16〜請求項18のいずれか1項に記載の不織布積層体の製造方法により不織布積層体を製造する工程を有する吸音材の製造方法。
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