JP2018145544A - バリア性に優れた嵩高性複合長繊維不織布 - Google Patents
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Abstract
Description
通常、複合繊維において溶融密度が同等で複合繊維間で固体密度差があると紡糸固化時に、溶融密度と固体密度に差が大きい方へ糸が曲がり捲縮を発現するものである。本発明では、ほぼ同等となる溶融密度、固体密度を有するポリプロピレンとポリエチレンを用いた場合においても各成分の冷結晶化温度をある範囲に制御することで紡糸延伸時の配向が掛かる状態において複合繊維に歪を生じさせることができ、高牽引時に捲縮を発現させ細い繊度となる捲縮糸を得ることができている。更に細い繊度からなる不織布を形成できることから低目付時においても繊維が吹き飛ばない様に吸引することが可能であり、高速生産多層積層時の一層当たりが低目付となる不織布においても、繊維が吹き飛ばないように吸引することが可能となり、不織布を高速に生産することができる。
[1]第1成分としての1のポリプロピレン系樹脂と、第2成分としての1のポリエチレン系樹脂又は2のポリエチレン系樹脂混合物とからなる嵩高性複合長繊維不織布であって、該第2成分は、固体密度0.90〜0.929g/cm3のポリエチレン系樹脂50〜100%で構成されており、該1のポリプロピレン系樹脂の固体密度と、該固体密度0.90〜0.929g/cm3のポリエチレン系樹脂の固体密度の差は、0〜0.029g/cm3であり、該固体密度0.90〜0.929g/cm3のポリエチレン系樹脂の冷結晶化温度は、該1のポリプロピレン系樹脂の冷結晶化温度よりも5〜25℃低く、該不織布の嵩密度が0.01〜0.060g/cm3であり、かつ、該不織布の通気度が300〜600cm3/cm2/秒であることを特徴とする嵩高性複合長繊維不織布。
[2]前記1のポリプロピレン系樹脂のMFRが、25〜60g/10分であり、前記固体密度0.90〜0.929g/cm3のポリエチレン系樹脂のMIが、15〜35g/10分である、前記[1]に記載の嵩高性複合長繊維不織布。
[3]前記第1成分/第2成分の質量比が、20/80〜80/20である、前記[1]又は[2]に記載の嵩高性複合長繊維不織布。
[4]前記複合長繊維の繊度が、0.9〜2.5dtexである、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の嵩高性複合長繊維不織布。
[5]前記複合長繊維が、並列型又は偏心芯鞘型の複合繊維である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の嵩高性複合長繊維不織布。
[6]前記複合長繊維の捲縮数が、5〜35個/2.54cmである、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の嵩高性複合長繊維不織布。
[7]前記不織布のタテ方向の曲げ柔軟度が、50〜110mmである、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の嵩高性複合長繊維不織布。
[8]前記不織布の目付が、8〜50g/m2である、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の嵩高性複合長繊維不織布。
[9]前記不織布が、親水化剤を含有する、前記[1]〜[8]のいずれかに記載の嵩高性複合長繊維不織布。
[10]前記複合長繊維を、紡糸速度2,500m/分以上で紡糸する工程を含む、前記[1]〜[9]のいずれかに記載の嵩高性複合長繊維不織布の製造方法。
[11]前記嵩高性複合長繊維不織布が、3層以上を含む不織布積層体である、前記[10]に記載の方法。
[12]前記嵩高性複合長繊維不織布が、生産速度250m/分以上で製造される、前記[10]又は[11]に記載の方法。
[13]前記[1]〜[9]のいずれかに記載の嵩高性複合長繊維不織布を含む衛生材料。
本実施形態の不織布を構成する樹脂は、第1成分はポリプロピレン系樹脂から、そして第2成分はポリエチレン系樹脂から構成されるものである。
また、ポリプロピレン系樹脂のMFRは、好ましくは20g/10分以上、より好ましくは25g/10分以上、さらに好ましくは30g/10分以上である。他方、ポリプロピレン系樹脂のMFRは、好ましくは85g/10分以下、より好ましくは70g/10分以下、さらに好ましくは、60g/10分以下である。MFRは、JIS−K7210「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」の表1、試験温度230℃、試験荷重2.16kgに準じて測定を行い求めた。
通常、複合繊維において溶融密度が同等で複合繊維間で固体密度差があると紡糸固化時に、溶融密度と固体密度に差が大きい方へ糸が曲がり捲縮を発現するものである。本実施形態では、ほぼ同等となる溶融密度、固体密度を有するポリプロピレンとポリエチレンを用いた場合においても各成分の冷結晶化温度をある範囲に制御することで紡糸延伸時の配向が掛かる状態において複合繊維に歪を生じさせることができ、高牽引時に捲縮を発現させ、細い繊度となる捲縮糸を得ることができる。
繊維形状は通常の円形繊維のみでなく、異形繊維などの特殊形態の繊維であってよい。
親水化剤を含有させる方法としては、通常、希釈した親水化剤を用いて、浸漬法、噴霧法、コーティング(キスコーター、グラビアコーター)法等の既存の方法を採用でき、必要により予め混合した親水化剤を、水等の溶媒で希釈して塗布することが好ましい。
親水化剤を水等の溶媒で希釈して塗布すると、乾燥工程を必要とする場合がある。その際の乾燥方法としては、対流伝熱、伝導伝熱、放射伝熱等を利用した既知の方法を採用でき、熱風や赤外線による乾燥や熱接触による乾燥方法等を用いることができる。
親水化剤の付着量は、要求される性能によって異なるが、通常は、繊維に対して0.05重量%以上1.00重量%以下の範囲が好ましく、より好ましくは0.15重量%以上0.8重量%以下、更に好ましくは0.2重量%以上0.6重量%以下である。付着量がこの範囲にあると、衛生材料のトップシートとしての親水性能を満足し、加工適正も良好となる。
本実施形態の不織布の紡速は2500m/min以上4500m/min以下であることが好ましく、より好ましくは4000m/min以下、更に好ましくは3500m/min以下である。紡速がこの範囲にあると安定的に衛生材料に好適に使用することができる強度と繊度を得ることができる。
1cm角の試験片をサンプリングし、キーエンス社製マイクロスコープVHX−700Fで繊維の直径を各20点ずつ測定し、その平均値から繊度を算出した。
JIS−L1913に準じ、MD方向20cm×CD方向5cmの試験片を任意に5枚採取して質量を測定し、その平均値を単位面積あたりの重量に換算して求めた。
JIS L−1913に記載のフラジール法に準拠して測定した。約15cm×約15cmの試験片を5点採取して測定し、測定値の平均値を算出した。
プレッサーフートの大きさが直径9mm以上の適当な測定機を用いて、5gf/4cm2の荷重のもとで、厚さが落ち着くまでの適当な時間(10秒程度)放置して、試料片を幅方向等間隔で5箇所測定し、その平均値を厚みとした。
目付と厚みから下記式により算出した。
嵩密度(g/cm3)=目付(g/m2)/厚み(mm)/1000
により、嵩密度を算出した。
CD方向に任意に5点の5cm角の試験片をサンプリングし、キーエンス社製マイクロスコープVH−Z450にて繊維に荷重がかからない状態で2.54cm(1インチ)当たりの捲縮数を測定し、その平均値から捲縮数を算出した。
メルトインデクサー(東洋精機社製:MELT INDEXER S−101)溶融流量装置を用い、オリフィス径2.095mm、オリフィス長0.8mm、荷重2.16kgにてポリプロピレン系樹脂は測定温度230℃の条件で一定体積分を吐出するのに要する時間から10分間当たりの溶融ポリマー吐出量(g)を算出してMFRと溶融密度を求めた。ポリエチレン系樹脂は測定温度190℃にて同方法にてMIと溶融密度を算出した。
任意に試料を採取し、ASTM D1505に準拠して(株)柴山科学器械製作所の密度勾配管式比重測定装置(A型)を用いて3回測定した平均値にて固体密度を測定した。
TAインスツルメント社製の示差走査熱量計DSC2920を用い、4〜5mgの試料を用い、30℃で1分等温保持する。次いで100℃/分で30℃から200℃に昇温し、200℃で5分等温保持する。次いで10℃/分でマイナス10℃まで冷却する過程において、発熱側にピークが現れ、ピークトップの温度を冷結晶化温度とした。次いで、マイナス10℃で5分等温保持した後、10℃/分でマイナス10℃から200℃まで昇温する過程において、吸熱側に現れたピークトップの温度を融点とした。
JIS−旧L1096に記載のA法(45°カンチレバー法)に準拠して測定した。MD方向15cm×CD方向2cmの試験片を任意に5枚採取して測定し、表裏MD方向の測定値の平均値で算出した。
MFRが55g/10分(JIS−K7210に準じ、温度230℃、荷重2.16kgで測定)のポリプロピレン(PP)樹脂(固体密度0.90g/cm3、溶融密度0.73g/cm3、融点161℃、冷結晶化温度118℃)を第1成分とし、MIが19g/10分(JIS−K7210に準じ、温度190℃、荷重2.16kgで測定)の直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)樹脂(固体密度が0.918g/cm3、溶融密度0.73g/cm3、融点113℃、冷結晶化温度97℃)を第2成分とし、第1成分と第2成分の比が1/2となる繊維をスパンボンド法により紡糸温度230℃で押出し、このフィラメント群を牽引して紡速3,300m/分で、移動捕集面に向けて押し出し、平均単糸繊度1.5dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを調製した。
次いで、得られた不織ウェブを熱風温度、熱風風速、熱風処理時間を適宜調整して繊維同士を接着した。更に親水化剤を噴霧法により付与し乾燥することで剤濃度付着量が0.35重量%となる積層数3層、ライン速度400m/分にて形成された目付25g/m2で通気度466cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。得られた不織布はおむつのトップシートとして満足できる透水性能であった。
第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速3,300m/分、平均単糸繊度1.5dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度400m/分にて目付25g/m2で通気度472cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第1成分と第2成分の比を2/1とし、紡速2,700m/分、平均単糸繊度1.8dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度400m/分にて目付25g/m2で通気度498cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第1成分と第2成分の比を4/1とし、紡速2,700m/分、平均単糸繊度2.2dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数2層、ライン速度270m/分にて目付30g/m2で通気度511cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第1成分と第2成分の比を1/4とし、紡速2,500m/分、平均単糸繊度2.4dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数2層、ライン速度470m/分にて目付17g/m2で通気度580cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第2成分にMIが26g/10分(JIS−K7210に準じ、温度190℃、荷重2.16kgで測定)の高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂(固体密度が0.959g/cm3、溶融密度0.73g/cm3、融点132℃、冷結晶化温度113℃)を50重量%ブレンドし、第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速2,700m/分、平均単糸繊度1.6dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度350m/分にて目付25g/m2で通気度525cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第1成分と第2成分の比を2/1とし、紡速2,700m/分、平均単糸繊度1.6dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例6と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度350m/分にて目付25g/m2で通気度530cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
MFRが35g/10分(JIS−K7210に準じ、温度230℃、荷重2.16kgで測定)のポリプロピレン(PP)樹脂(固体密度0.90g/cm3、溶融密度0.73g/cm3、融点160℃、冷結晶化温度114℃)を第1成分とし、第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速3,000m/分、平均単糸繊度1.6dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数2層、ライン速度330m/分にて目付20g/m2で通気度560cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
MIが30g/10分(JIS−K7210に準じ、温度190℃、荷重2.16kgで測定)の低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂(固体密度が0.913g/cm3、溶融密度0.71g/cm3、融点111℃、冷結晶化温度95℃)を第2成分とし、第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速2,500m/分、平均単糸繊度1.9dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例8と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数2層、ライン速度270m/分にて目付25g/m2で通気度533cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
MIが30g/10分(JIS−K7210に準じ、温度190℃、荷重2.16kgで測定)の低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂(固体密度が0.913g/cm3、溶融密度0.71g/cm3、融点111℃、冷結晶化温度95℃)を第2成分とし、第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速3,300m/分、平均単糸繊度1.5dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度600m/分にて目付17g/m2で通気度600cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第1成分と第2成分の比を1/2とし、紡速2,500m/分、平均単糸繊度2.0dtexの並列型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度500m/分にて目付20g/m2で通気度570cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速3,300m/分、平均単糸繊度1.5dtexの並列型長繊維不織ウェブを実施例11と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度400m/分にて目付25g/m2で通気度492cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第1成分と第2成分の比を2/1とし、紡速2,700m/分、平均単糸繊度1.8dtexの並列型長繊維不織ウェブを実施例11と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度500m/分にて目付20g/m2で通気度565cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速3,300m/分、平均単糸繊度1.5dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製した。
次いで120℃のフラットロールとエンボスロール(パターン仕様:直径0.52mm円形、千鳥配列、横ピッチ2.1mm、縦ピッチ1.1mm、接着面積率9.4%)の間に通して繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度500m/分にて目付20g/m2で通気度430cm3/cm2/秒の長繊維不織布を得た。
MIが26g/10分(JIS−K7210に準じ、温度190℃、荷重2.16kgで測定)の高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂(固体密度が0.959g/cm3、溶融密度0.73g/cm3、融点132℃、冷結晶化温度113℃)を第2成分とし、第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速1,800m/分、平均単糸繊度2.7dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度400m/分にて目付25g/m2で通気度620cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
MIが26g/10分(JIS−K7210に準じ、温度190℃、荷重2.16kgで測定)の高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂(固体密度が0.959g/cm3、溶融密度0.73g/cm3、冷結晶化温度113℃)を第2成分とし、第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速1,400m/分、平均単糸繊度3.5dtexの並列型長繊維不織ウェブを実施例8と同様にして調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度400m/分にて目付25g/m2で通気度660cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。
第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速2,500m/分、平均単糸繊度2.0dtexの真円芯鞘型長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製し、次いで熱風により繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度400m/分にて目付25g/m2で通気度450cm3/cm2/秒の嵩高性長繊維不織布を得た。得られた不織布は、繊維が未捲縮であり、嵩密度が高く、クッション性を有しておらず風合いの硬いものであった。
MFRが55g/10分(JIS−K7210に準じ、温度220℃、荷重2.16kgで測定)のポリプロピレン(PP)樹脂(固体密度0.90g/cm3、溶融密度0.73g/cm3、融点161℃、冷結晶化温度118℃)の第1成分とし、紡速3,000m/分、平均単糸繊度1.6dtexの単成分長繊維不織ウェブを実施例1と同様に調製した。
次いで141℃で実施例14と同様にして繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度550m/分にて目付18g/m2で通気度510cm3/cm2/秒の長繊維不織布を得た。得られた不織布は、繊維が未捲縮であり、嵩密度が高く、クッション性を有しておらず風合いの硬いものであった。
第1成分と第2成分の比を1/1とし、紡速1,800m/分、平均単糸繊度2.7dtexの偏心芯鞘型長繊維不織ウェブを比較例1と同様に調製した。
次いで120℃で比較例4と同様にして繊維同士を接着し、積層数3層、ライン速度400m/分にて目付25g/m2で通気度420cm3/cm2/秒の長繊維不織布を得た。得られた不織布は、嵩密度が高く、クッション性を有しておらず風合いの硬いものであった。
Claims (13)
- 第1成分としての1のポリプロピレン系樹脂と、第2成分としての1のポリエチレン系樹脂又は2のポリエチレン系樹脂混合物とからなる嵩高性複合長繊維不織布であって、該第2成分は、固体密度0.90〜0.929g/cm3のポリエチレン系樹脂50〜100%で構成されており、該1のポリプロピレン系樹脂の固体密度と、該固体密度0.90〜0.929g/cm3のポリエチレン系樹脂の固体密度の差は、0〜0.029g/cm3であり、該固体密度0.90〜0.929g/cm3のポリエチレン系樹脂の冷結晶化温度は、該1のポリプロピレン系樹脂の冷結晶化温度よりも5〜25℃低く、該不織布の嵩密度が0.01〜0.060g/cm3であり、かつ、該不織布の通気度が300〜600cm3/cm2/秒であることを特徴とする嵩高性複合長繊維不織布。
- 前記1のポリプロピレン系樹脂のMFRが、25〜60g/10分であり、前記固体密度0.90〜0.929g/cm3のポリエチレン系樹脂のMIが、15〜35g/10分である、請求項1に記載の嵩高性複合長繊維不織布。
- 前記第1成分/第2成分の質量比が、20/80〜80/20である、請求項1又は2に記載の嵩高性複合長繊維不織布。
- 前記複合長繊維の繊度が、0.9〜2.5dtexである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の嵩高性複合長繊維不織布。
- 前記複合長繊維が、並列型又は偏心芯鞘型の複合繊維である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の嵩高性複合長繊維不織布。
- 前記複合長繊維の捲縮数が、5〜35個/2.54cmである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の嵩高性複合長繊維不織布。
- 前記不織布のタテ方向の曲げ柔軟度が、50〜110mmである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の嵩高性複合長繊維不織布。
- 前記不織布の目付が、8〜50g/m2である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の嵩高性複合長繊維不織布。
- 前記不織布が、親水化剤を含有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の嵩高性長繊維不織布。
- 前記複合長繊維を、紡糸速度2,500m/分以上で紡糸する工程を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の嵩高性複合長繊維不織布の製造方法。
- 前記嵩高性長繊維不織布が、3層以上を含む不織布積層体である、請求項10に記載の方法。
- 前記嵩高性長繊維不織布が、生産速度250m/分以上で製造される、請求項10又は11に記載の方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の嵩高性複合長繊維不織布を含む衛生材料。
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