JP2019112757A - メルトブロー不織布 - Google Patents

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Abstract

【課題】変形による耐水圧の低下を抑制したメルトブロー不織布に関する。【解決手段】本発明に係るメルトブロー不織布は、平均繊維径が4μm以下であるメルトブロー不織布であって、前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向及び前記第1方向に直交する第2方向における繊維の直進率がいずれも35%以上である。【選択図】図1

Description

本発明は、メルトブロー法により製造されるメルトブロー不織布に関する。
メルトブロー不織布は、メルトブロー法により製造される不織布であり、細い繊維同士が緻密に重なり合っているため繊維間の距離が小さく、高い耐水性を有することが知られている(特許文献1)。
メルトブロー法は、溶融した熱可塑性樹脂組成物を複数のノズルを有するダイから高温高速の気流で吹き出すことによって繊維状に延伸する紡糸工程と、得られた繊維を捕集面上に堆積させて互いに融着させる堆積工程とを備える方法であり、細い繊維を製造するのに適している。
国際公開第2012/102398号
一般に、メルトブロー不織布の製造時における不織布の搬送方向をMD方向(Machine Direction)、MD方向に直交する方向をCD方向(Cross Direction)という。
本発明者は、メルトブロー不織布のMD方向における強度は十分であるが、CD方向における強度が低いことを見出した。このため、メルトブロー不織布は、例えばCD方向に引張荷重が与えられて変形が生じた場合に繊維間の距離が広がりやすく、隙間が生じて耐水性が著しく低下してしまう虞があった。一般に、荷重によって変形が生じる虞のある箇所にメルトブロー不織布を使用する場合は、メルトブロー不織布を覆うように高強度のスパンボンド不織布やエアスルー不織布が積層される形態で用いられている。
本発明は、変形による耐水圧の低下を抑制したメルトブロー不織布に関する。
本発明は、平均繊維径が4μm以下であるメルトブロー不織布であって、前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向及び前記第1方向に直交する第2方向における繊維の直進率がいずれも35%以上であるメルトブロー不織布に関する。
本発明に係るメルトブロー不織布は、変形による耐水圧の低下を抑制することができる。
本発明に係るメルトブロー不織布のSEM画像の一例を示す模式図である。
本発明に係るメルトブロー不織布は、含まれている繊維の平均繊維径が4μm以下である。平均繊維径が小さいほど、充填率が低い領域における耐水圧が向上する。平均繊維径は、3.6μm以下であることが好ましく、3.2μm以下であることがより好ましく、3μm以下であることが更に好ましく、2.5μm以下であることが殊更好ましく、2μm以下であることが特に好ましい。また、平均繊維径は、0.1μm以上であることが好ましく、0.2μm以上であることがより好ましく、0.3μm以上であることが更に好ましい。具体的には、平均繊維径は、0.1μm以上4μm以下であることが好ましく、0.2μm以上3.6μmであることがより好ましく、0.3μm以上3.2μm以下であることが更に好ましく、0.3μm以上3μm以下であることが更に好ましく0.3μm以上2.5μm以下であることが殊更好ましく、0.3μm以上2μm以下であることが特に好ましい。
平均繊維径がこの下限以上であることで強度に優れ、この上限以下であることで、耐水圧に優れたメルトブロー不織布となると考えられる。本発明に係るメルトブロー不織布の平均繊維径は、次のようにして算出される。まず、走査型電子顕微鏡を用いて、視野に20〜60本の繊維が映る視野にてSEM画像を撮影する。視野内の全ての繊維について、それぞれ1回ずつ繊維径を測定して平均値を求める。当該平均値の10nmの位を四捨五入して、平均繊維径とする。平均繊維径の単位はμmである。
本発明に係るメルトブロー不織布は、前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向及び前記第1方向に直交する第2方向を有する。第1方向における繊維の直進率及び第2方向における繊維の直進率は、いずれも35%以上であることが好ましく、38%以上であることがより好ましく、40%以上であることがさらに好ましく、また、90%以下であることが好ましく、85%以下であることがより好ましく、80%以下であることが更に好ましい。具体的には、35%以上90%以下であることが好ましく、38%以上85%以下であることがより好ましく、40%以上80%以下であることが更に好ましい。第1方向は、製造時のMD方向であることが好ましい。第2方向は、製造時のCD方向であることが好ましい。第1方向における繊維の直進率及び第2方向における繊維の直進率が、いずれもこの下限以上であることにより、第1方向及び第2方向のいずれに変形しても繊維間に隙間が形成されにくくなり、耐水圧の低下が抑制される。
本発明に係るメルトブロー不織布は、前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い方向を第1方向とし、前記第1方向に直交する方向を第2方向とする。第2方向における繊維の直進率(B)に対する第1方向における繊維の直進率(A)の比(A/B)は、1以上であることが好ましく、2.5以下であることが好ましく、2.1以下であることがより好ましく、1.9以下であることが更に好ましい。具体的には、比(A/B)は、1以上2.5以下であることが好ましく、1以上2.1以下であることがより好ましく、1以上1.9以下であることが更に好ましい。比(A/B)がこの上限以下であることで、第1方向及び第2方向のいずれに変形しても繊維間に隙間が形成されにくくなり、耐水圧の低下が抑制される。
本発明に係るメルトブロー不織布は、好ましくは耐水圧が100mmH2O以上であり、また、好ましくは10000mmH2O以下である。前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向に直交する第2方向へメルトブロー不織布を変形させた場合の耐水圧保持率が85%以上であることが好ましく、88%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましく、また、100%以下であることが現実的である。本発明に係るメルトブロー不織布は、第2方向へ変形させた場合の耐水圧保持率がこの下限以上であることで、第1方向及び第2方向のいずれに変形しても繊維間に隙間が形成され難い。このため、スパンボンド不織布やエアスルー不織布と積層せずに使用して変形が生じても、耐水圧の低下が抑制される。
本発明に係るメルトブロー不織布の繊維の直進率が最も高い第1方向、該第1方向に直交する第2方向、並びに第1方向における繊維の直進率(A)及び第2方向における繊維の直進率(B)は、下記手順(a)〜(g)により決定することができる。なお、本発明に係るメルトブロー不織布の「繊維の直進率が最も高い第1方向」とは、下記手順(a)〜(g)により決定される方向を意味し、現実に繊維の直進率が最も高い方向とは異なる場合がある。
(a)卓上走査電子顕微鏡(JCM−6000Plus、日本電子株式会社製)を用いて、観察倍率=3000/平均繊維径(μm)とし、メルトブロー不織布の中央部を観察位置としてSEM画像を取得し、該SEM画像の長辺方向を0°とする。測定対象の不織布が略長方形の形状である場合には、該不織布の長手方向を0°とし、SEM画像の長辺方向が0°に平行となるようにSEM画像を取得する。
(b)視野をθ°回転させてSEM画像を取得する。同様に視野をθ°ずつ回転して、0°〜(180−θ)°のX枚のSEM画像を取得する。枚数X=(180°/θ°)−1である。
(c)上記手順(a)の観察位置とは異なる観察位置7点において、上記手順(a)及び(b)の操作をそれぞれ行い、X枚×8点のSEM画像を取得する。8点の観察位置は、メルトブロー不織布の中央部における40mm×20mmの範囲内にあり、それぞれ10mm以上離す。
(d)上記手順(a)〜(c)で得られたSEM画像のそれぞれについて、0°〜(180−θ)°の各角度における繊維の直進率を下記式(1)により算出し、小数点以下を四捨五入する。8点の平均値を求め、各角度における直進率とする。
(e)上記手順(d)で算出した各角度の直進率のうち、最も直進率の大きい角度を第1方向とし、該最も大きい値の直進率を第1方向における繊維の直進率(A)とする。
(f)前記第1方向と直交する方向を第2方向とする。
(g)前記8点の観察位置において、SEM画像の長辺方向が前記第2方向に平行となるSEM画像を取得し、それぞれ前記第2方向の繊維の直進率(B)を下記式(1)により算出して8点の平均値を求め、小数点以下を四捨五入する。

ここで、N(0)、N(1)、N(2)は、それぞれ以下を表す。
N(0)は、SEM画像の長辺方向一端から他端へ連続して延びる繊維の本数
N(1)は、長辺方向一端に交差する繊維の本数
N(2)は、長辺方向他端に交差する繊維の本数
SEM画像の長辺方向一端に達している繊維を、「長手方向一端に交差する繊維」とする。他端においても同様である。
上記手順(d)における繊維の直進率の算出方法について、図1を参照して詳細に説明する。図1は、長辺方向が第1方向に平行となるSEM画像の一例を示す模式図である。なお、図1において、図示の簡略化のため繊維を直線で示しているが、実際の繊維は直線状であるとは限らない。また、SEM画像に写る繊維の本数も実際のものとは異なる場合がある。
図1に示すSEM画像の場合、長辺方向の左端に交差する繊維の本数は交点a〜fの6本であり、長辺方向の右端に交差する繊維の本数は交点g〜lの6本である。また、長辺方向左端から右端へ連続して延びる繊維は、直線ah、直線ci、直線dg、直線el及び直線fkの計5本である。従って、第1方向の直進率(A)(%)=[5×2/(6+6)]×100=83%となる。
上記手順(b)において、視野を変更する際の角度θ°は任意の値でよく、15°以下であることが好ましく、10°以下であることがより好ましく、5°以下であることがさらに好ましい。また、上記段落[0016]の測定を複数回実施した場合、観察位置や角度θ等の条件が異なることにより、決定される「直進率が最も高い方向」が異なる結果となる可能性がある。その場合、複数の測定結果のうち、直進率が最も高い方向を第1方向として採用することができる。
本発明に係るメルトブロー不織布は、繊維の直進率が最も高い第1方向及びそれに直交する第2方向のいずれにおいても繊維の直進率が35%以上であることで、変形しても繊維間に隙間が生じにくく、耐水圧の低下を抑制することができる。さらに、本発明に係るメルトブロー不織布は、スパンボンド不織布やエアスルー不織布と積層せずに使用して変形が生じても、耐水圧の低下が抑制される。
本発明に係るメルトブロー不織布の変形による耐水圧の低下は、変形前の耐水圧に対する変形後の耐水圧の割合(耐水圧保持率)により評価することができる。耐水圧及び耐水圧保持率は、下記段落[0102]及び[0103]に記載の方法により測定される。メルトブロー不織布は、スパンボンド不織布、エアスルー不織布などの基材と熱エンボスによって一体化されていてもよい。一体化されたメルトブロー不織布は、一体化された状態で延伸し、その後耐水圧の測定を行う。メルトブロー不織布が熱エンボスによって樹脂フィルムと一体化されている場合には、エンボス加工されていない領域のフィルムのみを取り除き、測定対象とする。
本発明に係るメルトブロー不織布は、繊維を構成する熱可塑性樹脂組成物の融解熱量を調節すること、紡糸工程において気流の温度を調節すること、または紡糸工程後、堆積工程前の繊維を加熱することにより得ることができる。紡糸工程における気流の温度、繊維の加熱については後述する。なお、熱可塑性樹脂組成物とは、1種以上の熱可塑性樹脂を含有し、必要に応じて適宜他の成分を含有する混合物である。
熱可塑性樹脂組成物の融解熱量は、紡糸性の観点から、5mJ/mgより大きいことが好ましく、10mJ/mg以上であることがより好ましく、20mJ/mg以上であることが特に好ましい。また、柔らかい繊維を得る観点、かつ低温の熱風温度領域にて繊維を細くする観点から、94mJ/mg未満であることが好ましく、90mJ/mg以下であることがより好ましく、80mJ/mg以下であることが更に好ましく、75mJ/mg以下であることが更に好ましく、45mJ/mg以下であることが殊更好ましく、35mJ/mg以下であることが特に好ましい。
具体的には、融解熱量は、5mJ/mgより大きく94mJ/mg未満であることが好ましく、10mJ/mg以上90mJ/mg以下であることがより好ましく、20mJ/mg以上80mJ/mg以下であることが更に好ましく、20mJ/mg以上75mJ/mg以下であることが更に好ましく、20mJ/mg以上45mJ/mg以下であることが殊更好ましく、20mJ/mg以上35mJ/mg以下であることが特に好ましい。
融解熱量は、熱可塑性樹脂組成物の結晶領域の多少、すなわち柔軟性を示す指標である。熱可塑性樹脂組成物の融解熱量は、用いる熱可塑性樹脂及びその含有量を調節することにより所望の範囲内とすることができる。熱可塑性樹脂組成物の融解熱量は、メルトブロー不織布の中央部より測定片を1mg採取し、下記段落[0095]に記載の方法により求めることができる。
融解熱量が上記の上限未満であると、繊維中に存在する非晶領域が占める割合が多くなる。その結果、繊維が柔らかくなって紡糸工程時に起こる配向が抑制される。繊維の配向については、下記段落[0032]に記載する。融解熱量が上記の下限より大きいと、繊維が柔らかくなるために配向が生じにくくなり、一方、上記の上限未満であると、繊維中に存在する結晶領域が十分多く、繊維同士の融着が抑制され、繊維間の距離が狭まり耐水圧を向上できる。
熱可塑性樹脂組成物には、融解熱量が所望の範囲内である熱可塑性樹脂が単独で含有されていてもよい。また、融解熱量が所望の範囲内となるように、融解熱量の異なる熱可塑性樹脂を2種以上混合することもできる。複数の熱可塑性樹脂を用いる場合、融解熱量が所望の範囲の上限以上の熱可塑性樹脂と、融解熱量が所望の範囲の下限以下の熱可塑性樹脂とを混合して、融解熱量が所望の範囲内となるようにしてもよいし、それぞれ融解熱量が所望の範囲である熱可塑性樹脂を複数混合してもよい。
熱可塑性樹脂としては、例えばポリオレフィン、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド等を用いることができる。中でもポリオレフィン又はポリエステルが好ましく、ポリオレフィンが特に好ましい。融解熱量が所望の範囲内となれば、これらの熱可塑性樹脂のうち、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
熱可塑性樹脂組成物の70質量%以上は、ポリオレフィンであることが好ましい。ポリオレフィンは、熱可塑性樹脂組成物の80質量%以上を占めることがより好ましく、90質量%以上を占めることがさらに好ましい。
ポリオレフィンとして、α−オレフィンの単独重合体、又は2種以上のα−オレフィンの共重合体を用いることができる。これらはそれぞれ単独で用いても、2種以上を併用してもよい。ポリオレフィンとして、α−オレフィンと、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸、これらの不飽和カルボン酸のエステル、及び酸無水物のいずれかとを共重合したもの等を用いることもできる。
α−オレフィンは、炭素数が2以上20以下であることが好ましく、2以上10以下であることがより好ましい。α−オレフィンとしては、プロピレン、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン等が好ましく、プロピレン又はエチレンがより好ましく、プロピレンが最も好ましい。
α−オレフィンの単独重合体として、高結晶性ポリオレフィン又は低結晶性ポリオレフィンを用いることができる。高結晶性ポリオレフィンは、α−オレフィンの立体規則性が高いポリオレフィンである。高結晶性ポリオレフィンの具体例として、アイソタクチックポリプロピレン及びシンジオタクチックポリプロピレンなどの高結晶性ポリプロピレン;高密度ポリエチレン及び中密度ポリエチレンなどの高結晶性ポリエチレン等が挙げられる。
メルトブロー不織布に一般に用いられる高結晶性ポリプロピレンは、融解熱量が94mJ/mg超であり、結晶領域が多く硬い樹脂である。紡糸工程時には紡糸線上にせん断流が生じており、結晶領域が多い剛直な繊維はその気流の向きに配向しやすい。その気流は、MD方向に駆動する捕集面上に吹き付けられるため、繊維はその配向方向をMD方向と同じにしながら捕集面上に堆積すると考えられる。従って、繊維を構成する熱可塑性樹脂組成物の融解熱量を94mJ/mg未満とすることにより、繊維中に柔軟な非晶領域が多く存在し、せん断方向に応じた繊維の配向が生じにくくなる。その結果、捕集面上に堆積した不織布は、MD方向への繊維配向が小さくなり、CD方向の直進率が高くなると考えられる。
高結晶性ポリオレフィンの融解熱量は、94mJ/mgより大きいことが好ましく、96mJ/mg以上であることがより好ましく、98mJ/mg以上であることが更に好ましく、また、120mJ/mg未満であることが好ましく、115mJ/mg以下であることがより好ましく、110mJ/mg以下であることが更に好ましく、具体的には94mJ/mgより大きく120mJ/mg未満であることが好ましく、96mJ/mg以上115mJ/mg以下であることがより好ましく、98mJ/mg以上110mJ/mg以下であることが更に好ましい。
高結晶性ポリオレフィンは、メルトフローレート(MFR)(230℃)が100g/10分以上であることが好ましく、300g/10分以上であることがより好ましく、また、2000g/10分以下であることが好ましく、1800g/10分以下であることがより好ましく、具体的には、100g/10分以上2000g/10分以下であることが好ましく、300g/10分以上1800g/10分以下であることがより好ましい。MFRは、JIS K7210に基づき荷重2.16kg、温度230℃で測定する。MFRがこの上限以下であることで、紡糸工程時における樹脂の流動性が高すぎず、糸切れを抑制して、細い繊維が実現されやすい。一方、MFRがこの下限以上であることで、樹脂が流動性を有し、紡糸工程時に繊維を十分に延伸することができ、繊維径を細くすることができる。
高結晶性ポリオレフィンは、重量平均分子量(Mw)が5000以上であることが好ましく、10000以上であることがより好ましく、15000以上であることがさらに好ましく、また、500000以下であることが好ましく、200000以下であることがより好ましく、150000以下であることがさらに好ましく、具体的には5000以上500000以下であることが好ましく、10000以上200000以下であることがより好ましく、15000以上150000以下であることがさらに好ましい。重量平均分子量がこの下限以上であることで、紡糸工程時に高分子鎖同士の絡まりが強く、糸切れを防止し、細い繊維が実現できる。一方、重量平均分子量がこの上限以下であることで、高分子鎖同士の絡まりが強過ぎず、紡糸工程時に繊維を十分に延伸でき、繊維径を細くすることができる。
高結晶性ポリオレフィンは、分子量分布(平均分子量(Mw)/数平均分子量重量(Mn))が1.1以上であることが好ましく、1.5以上であることがより好ましく、2以上であることがさらに好ましく、また、5以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましく、3.5以下であることがさらに好ましく、具体的には1.1以上5以下であることが好ましく、1.5以上4以下であることがより好ましく、2以上3.5以下であることがさらに好ましい。
低結晶性ポリオレフィンは、α−オレフィンの立体規則性が低いポリオレフィンである。低結晶性ポリオレフィンの具体例として、アタクチックポリプロピレン及び低立体規則性ポリプロピレンなどの低結晶性ポリプロピレン;低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンなどの低結晶性ポリエチレン等が挙げられる。低立体規則性ポリプロピレンは、公知のメタセロン触媒を用いてプロピレンを重合することにより得られる。
低結晶性ポリオレフィンの融解熱量は、0mJ/mgより大きいことが好ましく、3mJ/mg以上であることがより好ましく、5mJ/mg以上であることがさらに好ましく、また、94mJ/mg未満であることが好ましく、85mJ/mg以下であることがより好ましく、70mJ/mg以下であることがさらに好ましく、具体的には0mJ/mgより大きく94mJ/mg未満であることが好ましく、3mJ/mg以上85mJ/mg以下であることがより好ましく、5mJ/mg以上70mJ/mg以下であることがさらに好ましい。
低結晶性ポリオレフィンは、MFR(230℃)が100g/10分以上であることが好ましく、1000g/10分以上であることがより好ましく、1800g/10分以上であることが更に好ましく、また、2500g/10分以下であることが好ましく、2300g/10分以下であることがより好ましく、2100g/10分以下であることがさらに好ましく、具体的には100g/10分以上2500g/10分以下であることが好ましく、1000g/10分以上2300g/10分以下であることがより好ましく、1800g/10分以上2100g/10分以下であることがさらに好ましい。MFRは、JIS K7210に基づき荷重2.16kg、温度230℃で測定する。
低結晶性ポリオレフィンは、重量平均分子量(Mw)が5000以上であることが好ましく、20000以上であることがより好ましく、30000以上であることがさらに好ましく、また、150000以下であることが好ましく、70000以下であることがより好ましく、50000以下であることがさらに好ましく、具体的には5000以上150000以下であることが好ましく、20000以上70000以下であることがより好ましく、30000以上50000以下であることがさらに好ましい。
2種以上のα−オレフィンの共重合体は、低結晶性又は非晶性のオレフィン系エラストマーである。α−オレフィンの共重合体として、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体又は交互共重合体を用いることができる。ブロック共重合体である場合、α−オレフィンがアタクチック構造で結合していることが好ましい。以下、2種以上のα−オレフィンの共重合体をオレフィン系エラストマーという。
オレフィン系エラストマーは、融解熱量が0mJ/mgより大きく94mJ/mg未満であり、3mJ/mg以上であることが好ましく、5mJ/mg以上であることがより好ましく、また、90mJ/mg以下であることが好ましく、85mJ/mg以下であることがより好ましい。
オレフィン系エラストマーは、α−オレフィン以外に、必要に応じて、ブタジエン、イソプレン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン等のポリエン化合物単位、環状オレフィン単位及びビニル芳香族化合物単位からなる群から選ばれる少なくとも1種を単量体として含んでいてもよい。
オレフィン系エラストマーの具体例としては、例えば、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・エチレン・1−ブテン共重合体、プロピレン・1−ブテン共重合体、プロピレン・エチレン・環状オレフィン共重合体、プロピレン・エチレン・ブタジエン共重合体、プロピレン・1−ブテン・スチレン共重合体等が挙げられる。これら共重合体の中でも、プロピレン・エチレン共重合体または、プロピレン・エチレン・1−ブテン共重合体が最も好ましい。これらのうち1種を単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
オレフィン系エラストマーは、そのMFR(230℃)が、10g/10分以上であることが好ましく、300g/10分以上であることがより好ましく、2000g/10分以下であることが好ましく、1800g/10分以下であることがより好ましい。MFRは、JIS K7210に基づき荷重2.16kg、温度230℃で測定する。
オレフィン系エラストマーは、分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量重量(Mn))が1.1以上であることが好ましく、1.3以上であることがより好ましく、1.5以上であることがさらに好ましく、また、5以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましく、3.5以下であることがさらに好ましい。
オレフィン系エラストマーは、公知のチーグラー・ナッタ型触媒やシングルサイト触媒(例えばメタロセン系触媒)のような重合触媒を用いて製造することができる。
熱可塑性樹脂組成物は、高結晶性ポリオレフィンと、低結晶性ポリオレフィン又はポリオレフィン系エラストマーとを含有することが好ましい。
熱可塑性樹脂組成物は、融解熱量が94mJ/mg以上の第1のポリオレフィンと、融解熱量が94mJ/mg未満の第2のポリオレフィンとの混合物を含有することが好ましい。
メルトブロー紡糸では、溶融樹脂が引き伸ばされることにより繊維が形成される。糸引き性や糸切れ抑制を考慮すると、熱可塑性樹脂組成物は、一般にメルトブローで用いられる融解熱量が94mJ/mg以上の高結晶性ポリプロピレンと、融解熱量が94mJ/mg未満の低結晶性ポリプロピレン又はポリプロピレン系エラストマーとの混合物を含有することが特に好ましい。
第2のポリオレフィンの好ましい具体例として、MFR400g/10分以上の流動性の高い低結晶性ポリプロピレン、MFR400g/10分未満の流動性の低い低結晶性ポリプロピレン、MFR400g/10分未満の流動性の低いポリプロピレン系エラストマーが挙げられる。
MFR400g/10分以上の流動性の高い低結晶性ポリプロピレンの含有量は、熱可塑性樹脂組成物全体の90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることがさらに好ましい。流動性の高い低結晶性ポリプロピレンの含有量は、3質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがさらに好ましく、50質量%以上であることが殊更好ましく、具体的には3質量%以上90質量%以下であることが好ましく、10質量%以上80質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上70質量%以下であることがさらに好ましく、50質量%以上70質量%以下であることが殊更好ましい。
流動性の高い低結晶性ポリプロピレンの含有量がこの上限以下であることで、繊維中の非晶領域が多くなりすぎず、繊維同士の融着を抑制し、繊維間の距離が狭まり、耐水圧を向上できる。一方、流動性の高い低結晶性ポリプロピレンの含有量がこの下限以上であることで、繊維中の非晶領域が十分に存在して柔らかく、紡糸工程時に配向が起こりにくくなる。
MFR400g/10分未満の低結晶性ポリプロピレン又はMFR400g/10分未満のポリプロピレン系エラストマーの含有量は、熱可塑性樹脂組成物全体の30質量%以下であることが好ましく、30質量%未満であることがより好ましく、20質量%以下であることが更に好ましく、15質量%以下であることが殊更好ましい。ポリプロピレン系エラストマーの含有量は、3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが殊更好ましく、20質量%以上であることが特に好ましく、具体的には3質量%以上30質量%以下であることが好ましく、3質量%以上30質量%未満であることがより好ましく、5質量%以上20質量%以下であることが更に好ましく、10質量%以上20質量%以下であることが殊更好ましく、20質量%以上15質量%以下であることが特に好ましく、10質量%以上15質量%以下であることが最も好ましい。
一般に、MFR400g/10分未満の低結晶性ポリプロピレン及びMFR400g/10分未満のポリプロピレン系エラストマーは、メルトブロー用のポリプロピレン樹脂と比べて流動性が低い。その含有量がこの上限以下であることにより、樹脂全体の流動性が上がり、紡糸工程時に十分に繊維を延伸でき、繊維径が細くなる。繊維中の非晶領域を大きくしつつ、紡糸工程にて細い繊維を実現するためには、MFR400g/10分未満の低結晶性ポリプロピレン、MFR400g/10分未満のポリプロピレン系エラストマーの含有量が上記範囲内であることが好ましい。
第1のポリオレフィンの具体例として、高結晶性ポリプロピレンが挙げられる。第1のポリプロピレンと第2のポリプロピレンとの質量基準での配合比(第1のポリプロピレン/第2のポリプロピレン)は、種類に応じて選択される。
例えば、第1のポリプロピレン(高結晶性ポリプロピレン)としてMoplen(登録商標) HP461Y(Lyondellbasell社製)を用い、第2のポリプロピレン(流動性の高い低結晶性ポリプロピレン)としてMFR2600g/10分のL−MODU(登録商標) S400(出光興産株式会社製)を用いる場合、これらの配合比は、5/95より大きいことが好ましく、10/90以上であることがより好ましく、20/80以上であることがさらに好ましく、30/70以上であることが殊更好ましく、また、97/3以下であることが好ましく、90/10以下であることがより好ましく、80/20以下であることがさらに好ましく、50/50以下であることが殊更好ましく、具体的には5/95より大きく97/3以下であることが好ましく、10/90以上90/10以下であることがより好ましく、20/80以上80/20以下であることがさらに好ましく、30/70以上50/50以下であることが殊更好ましい。
第2のポリプロピレンとして用い得る流動性の低い低結晶性ポリプロピレンの具体例としては、例えばMFR350g/10分のL−MODU(登録商標) S600及びMFR50g/10分のL−MODU(登録商標) S901(いずれも出光興産株式会社製)が挙げられる。第2のポリプロピレンとして用い得るプロピレン系エラストマーとしては、例えば、MFR10g/10分のタフレセン(登録商標) H5002(住友化学工業株式会社製)が挙げられる。
こうした第2のポリプロピレンを、第1のポリプロピレンとしてのMoplen(登録商標) HP461Y(Lyondellbasell社製)とともに用いる場合、これらの配合比(第1のポリプロピレン/第2のポリプロピレン)は、70/30以上であることが好ましく、75/25以上であることがより好ましく、80/20以上であることがさらに好ましく、85/15以上であることが殊更好ましく、また、97/3以下であることが好ましく、95/5以下であることがより好ましく、90/10以下であることがさらに好ましく、具体的には70/30以上95/5以下であることが好ましく、75/25以上95/5以下であることがより好ましく、80/20以上90/10以下であることがさらに好ましく、85/15以上90/10以下であることが殊更好ましい。
ポリエステルとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等を用いることができる。中でも、ポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートが好ましい。複数種のポリエステルを混合して使用する場合、いずれかのポリエステルが全ポリエステルの50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
ポリアミドとしては、例えばポリアミド3、ポリアミド4、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド12等を用いることができる。
熱可塑性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない程度に、結晶核剤、艶消し剤、顔料、染料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤、親水剤、光安定剤、酸化防止剤、老化防止剤、合成油、ワックス、着色防止剤、粘度調整剤等の添加剤を含有していてもよい。
本発明に係るメルトブロー不織布は、充填率が3%以上であることが好ましく、5%以上であることがより好ましく、6%以上であることがさらに好ましい。充填率が大きいほど繊維が緻密に存在するため、メルトブロー不織布の耐水圧が大きくなる。充填率は高いほどメルトブロー不織布が硬くなり、低いほど柔らかくなる。メルトブロー不織布を着用物品として用いる際には柔らかい方が好まれることから、充填率が30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましい。本発明に係るメルトブロー不織布は、充填率が具体的には3%以上30%以下であることが好ましく、5%以上20%以下であることがより好ましく、6%以上15%以下であることがさらに好ましい。
充填率は、後述する不織布製造装置のノズルから捕集面までの距離を400mm以下とすることで、気流の風圧により繊維を圧密化し、上記の下限以上とすることができる。また、製造時にカレンダーロールなどを用いてメルトブロー不織布を圧縮し、充填率を上記の下限以上に調節することもできる。
充填率を算出するには、まず、下記段落[0071]に記載の方法で取得した不織布に対して、オムロン株式会社製レーザー変位計を用いて、メルトブロー不織布に4kPaの圧力が掛かるように荷重を加えた状態で厚みを測定する。下記段落[0071]及び下記段落[0097]の数式(2)により充填率を求める。
本発明に係るメルトブロー不織布は、地合い指数が300以下であることが好ましく、280以下であることがより好ましく、260以下であることがさらに好ましく、250以下であることが殊更好ましく、200以下であることが特に好ましい。後述する不織布製造装置のノズルから捕集面までの距離を400mm以下とし、繊維の堆積にムラが生じることを抑制することによって、地合い指数を上記の上限以下とすることができる。
地合い指数は、メルトブロー法により不織布を製造する際には、現実的には小さくて30程度である。地合い指数が小さいほど繊維が均一に存在するため、メルトブロー不織布の耐水圧が大きくなる。地合い指数の測定は、メルトブロー不織布の短手方向の中央部であり且つ長手方向の任意の位置に対して、下記段落[0098]に記載の方法を用いて行う。
なお、スパンボンド不織布、エアスルー不織布などの基材と熱エンボスによって一体化されたメルトブロー不織布は、引き剥がしてサンプルを得る際に穴が開く場合がある。穴の開いたサンプルは、穴に由来する吸光度Eを差し引いた後の吸光度の標準偏差と平均値を用いて地合い指数を算出する。
本発明に係るメルトブロー不織布は、充填率及び地合い指数を上記範囲にするという観点から、坪量が20g/m2以下であることが好ましく、15g/m2以下であることがより好ましく、10g/m2以下であることがさらに好ましい。坪量がこの上限以下であることにより、気流の風圧に対する繊維の体積が小さくなるため圧密化しやすくなり、充填率が十分なものとなる。また、坪量がこの上限以下であることにより、堆積工程において均一に堆積され、地合い指数が十分なものとなる。
坪量は、メルトブロー不織布が耐水圧を発現するために、1g/m2以上が好ましく、2g/m2以上がより好ましい。本発明に係るメルトブロー不織布の坪量は、具体的には1g/m2以上20g/m2以下であることが好ましく、1g/m2以上15g/m2以下であることがより好ましく、2g/m210g/m2以下であることがさらに好ましい。
メルトブロー不織布単体の場合、坪量は、0.05m四方の面積当たりの重量から測定することができる。メルトブロー不織布が樹脂製フィルムや紙、スパンボンド不織布、エアスルー不織布などの基材とホットメルト等で接着されて複合体とされている場合は、まず、コールドスプレーもしくはドライヤー等で加熱してホットメルトの接着力を下げて基材からメルトブロー不織布を剥がす。メルトブロー不織布に付着したホットメルトは、ホットメルトが可溶なトルエン等の大過剰の有機溶媒中にメルトブロー不織布を24時間浸することで溶解させる。有機溶媒から取り出したメルトブロー不織布を乾燥させ、該メルトブロー不織布の坪量を上記方法にて測定する。
なお、このメルトブロー不織布を複合体から取り出す方法は、本願明細書の他の測定においても適用される。メルトブロー不織布が樹脂製フィルムやスパンボンド不織布、エアスルー不織布などの基材と熱エンボスによって一体化されている場合は、まず、エンボス部を取り除くようにメルトブロー不織布を引き剥がす。次いで、エンボス部箇所の穴が空いた状態のメルトブロー不織布の面積を二値化等の画像処理から求め、その時の重量から坪量を測定すればよい。
坪量の測定に供する0.05m四方の面積のメルトブロー不織布は、連続したメルトブロー不織布から得ることが好ましい。製品から取得できる一枚のメルトブロー不織布の面積が小さい場合、同製品から取得した複数のメルトブロー不織布の面積の合計とすることができる。
メルトブロー不織布が樹脂製フィルム、スパンボンド不織布、エアスルー不織布などの基材と熱エンボスによって一体化されている場合は、[0101]、[0102]の測定以外において、エンボス部を含まないようにメルトブロー不織布を適宜引き剥がして、測定対象とする。
以上のように、本発明に係るメルトブロー不織布は、平均繊維径が4μm以下であり、且つ平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向及び該第1方向に直交する第2方向における繊維の直進率がいずれも35%以上であるため、耐水圧に優れ、変形が生じても繊維間に隙間を生じにくく、耐水圧の低下を抑制することができる。
メルトブロー不織布の耐水圧は、上記段落[0071]と同様の手段でメルトブロー不織布を取得して測定することができる。ただし、メルトブロー不織布がスパンボンド不織布、エアスルー不織布などの基材と熱エンボスによって一体化されている場合は、その形態のまま耐水圧を測定し、その値をメルトブロー不織布の耐水圧とする。このような積層不織布の場合、目の細かいメルトブロー不織布が耐水圧を決める層であるため、積層不織布全体としての耐水圧をメルトブロー不織布の耐水圧とみなすことができる。
本発明に係るメルトブロー不織布の用途は特に限定されず、その特性を生かして様々な用途に用いることができる。本発明に係るメルトブロー不織布は、単層で、あるいは積層して用いることができ、本発明に係るメルトブロー不織布を複数積層してもよいし、スパンボンド不織布やエアスルー不織布等の公知の他の不織布と共に積層してもよい。さらに、本発明に係るメルトブロー不織布は、必要に応じてエンボス加工が施されていてもよい。
具体的には、スパンボンド層とメルトブローン層とをそれぞれ紡糸した後、これらを積層して熱エンボスによって一体化してもよい。あるいは、スパンボンド不織布を紡糸した後、別途用意されたメルトブロー不織布を積層してエンボス加工することもできる。さらに、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布とを別個に製造して、熱エンボスにより一体化してもよい。いずれの場合も、上述と同様にしてエンボス部を含まないようにメルトブロー不織布を適宜引き剥がして坪量を測定することができる。
本発明に係るメルトブロー不織布は、例えば、使い捨ておむつや生理用ナプキン、失禁パッドなどの吸収性物品の構成部材として用いることができ、変形による耐水圧の低下が抑制されるため、特に耐水性が要求される防漏シートとして好適である。このような吸収性物品は、本発明に係るメルトブロー不織布からなる防漏シート、吸収体及び表面シートを積層することにより製造することができる。また、本発明に係るメルトブロー不織布は、衛生マスク、液体フィルタ、エアフィルタ、電池セパレータ、手袋等に使用することもできる。
次に、本発明に係るメルトブロー不織布の製造方法を説明する。本発明に係るメルトブロー不織布は、メルトブロー不織布の製造に従来用いられる公知の不織布製造装置を用いて、メルトブロー法により製造することができる。
不織布製造装置は、例えば、スクリューを内蔵したバレル及び原料投入部を備えた押出機と、押出機に直接、又はギアポンプ等を介して接続されたダイと、繊維状となった溶融物を堆積するための捕集面とを備える。ダイには、溶融物を吐出させる複数のノズルが直列配置され、各ノズルの両側に吹き出し口を備えており、吹き出し口から高温高圧の気流(熱風)を噴射して、ノズルから吐出された溶融物を延伸して繊維状とする。複数のノズルは、好ましくは一定の間隔で直列配置される。ノズルの口径は数百μmであることが好ましい。高温高圧の気流は、好ましくは空気流であるが、他のガスの気流であってもよい。捕集面としては、ネットコンベアや捕集スクリーンなど公知のものを用いることができる。
本発明に係るメルトブロー不織布の製造方法は、平均繊維径が4μm以下であるメルトブロー不織布の製造方法であって、熱可塑性樹脂組成物を例えばペレットの形態で原料投入部から押出機内に供給し、押出機中において加熱溶融した後、溶融物をダイに供給してノズルから吐出させ、吐出した溶融物を高温高圧の気流(熱風)により延伸させて繊維状とする紡糸工程を備える。繊維状となった溶融物は、堆積工程において捕集面上に堆積され、繊維同士が互いに融着することによりメルトブロー不織布となる。
本発明に係るメルトブロー不織布の製造方法において用いられる熱可塑性樹脂組成物としては、上述の熱可塑性樹脂組成物を用いることができる。熱可塑性樹脂組成物は、ペレットの代わりに、熱可塑性樹脂及び必要に応じて配合される成分を押出機に直接投入することによって調製されてもよい。
本発明に係るメルトブロー不織布の製造方法は、紡糸工程における気流の温度(熱風温度)を260℃以下とし、250℃以下とすることが好ましく、240℃以下とすることがより好ましい。気流の温度がこの上限以下となることで、繊維が粘着性を有する時間が短くなることにより繊維同士の絡み合いが生じにくく、繊維の空気抵抗が抑えられ、紡糸工程においてMD方向に配向しにくく、CD方向の繊維の直進率が高くなると考えられる。また、気流の温度の下限は、熱可塑性樹脂組成物の融点以上とする必要がある。融点は示差走査熱量測定(DSC)にて測定を行い、30℃から20℃/分で昇温しながらDSC曲線を得て、30〜240℃に現れた最も高い温度の吸熱ピーク点における温度を融点とする。
熱可塑性樹脂組成物は、高結晶性ポリプロピレンを含むことが好ましい。熱風温度は、高結晶性ポリプロピレンの融点である160℃以上が好ましく、180℃以上がより好ましく、200℃以上が更に好ましい。具体的には、熱風温度は160℃以上260℃以下が好ましく、180℃以上250℃以下がより好ましく、200℃以上240℃以下が更に好ましい。
本発明に係るメルトブロー不織布の平均繊維径を確実に4μm未満とする観点から、紡糸工程における気流の流量を気流が吹き出す幅1m当たり500Nm3/hr以上とすることが好ましく、700Nm3/hr以上とすることがより好ましい。また、繊維が延伸される過程での糸切れを抑制し、結果として繊維径を細くするため、気流の流量を気流が吹き出す幅1m当たり1700Nm3/hr以下とすることが好ましく、1300Nm3/hr以下とすることがさらに好ましい。
本発明に係るメルトブロー不織布の製造方法は、不織布製造装置のノズルから捕集面までの距離を400mm以下とすることが好ましく、300mm以下とすることがより好ましく、150mm以下とすることがさらに好ましい。ノズルから捕集面までの距離がこの上限以下となることで、繊維が緻密に堆積でき、耐水圧が向上すると考えられる。メルトブロー法では、溶融した繊維を冷却して堆積することで、溶融繊維同士の合一を防ぎ、耐水圧を向上することができる。そのため、繊維の堆積時に繊維が冷えていることが好ましく、ノズルから捕集面までの距離は50mm以上であることが好ましく、50mm以上が好ましく、80mm以上がより好ましく、100mm以上がさらに好ましい。
本発明に係るメルトブロー不織布の製造方法は、紡糸工程後、繊維が捕集面に堆積される堆積工程の前に、繊維を加熱する加熱工程を備えることが好ましい。加熱工程において、繊維に風などの外乱は与えずに熱だけを与えることが好ましい観点から、熱風ではなくIRヒーターを用いることが好ましい。また、繊維を加熱する位置は、ノズルから吐出した繊維が紡糸空間で冷えて固まることを防ぐ観点から、ノズルから下方に100mm以上であることが好ましく、また、200mm以下の位置であることが好ましい。このように、特開2015−59294号公報や国際公開第2012/014501号に記載のように紡糸直後の繊維に熱を加えるのではなく、紡糸空間を加熱することが好ましい。さらに、繊維を加熱する位置は、紡糸線に対して垂直な方向に80mm以上であることが好ましく、100mm以上であることがより好ましく、また、200mm以下であることが好ましく、180mm以下の位置であることがより好ましい。
以上のように、本発明に係るメルトブロー不織布の製造方法は、紡糸工程における気流の温度を260℃以下とし、繊維を構成する熱可塑性樹脂組成物の融解熱量を5mJ/mgより大きく94mJ/mg未満とするため、CD方向の繊維の直進率が35%以上であるメルトブロー不織布を得ることができる。
前述した本発明の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
<1>
平均繊維径が0.1μm以上4μm以下のメルトブロー不織布であって、
前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向及び前記第1方向に直交する第2方向を有し、下記(I),(II),(III)のいずれかであり、前記第2法方向に前記メルトブロー不織布を変形させた場合の耐水圧保持率が85%以上であるメルトブロー不織布。
(I) 前記第1方向及び前記第2方向における繊維の直進率がいずれも35%以上である
(II) 前記第2方向における繊維の直進率に対する前記第1方向における繊維の直進率の比が1以上2.5以下である
(III) 前記メルトブロー不織布の耐水圧が100mmH2O以上10000mmH2O以下である。
<2>
平均繊維径が0.1μm以上4μm以下のメルトブロー不織布であって、
前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向及び前記第1方向に直交する第2方向における繊維の直進率がいずれも35%以上であるメルトブロー不織布。
<3>
前記第2方向における繊維の直進率に対する前記第1方向における繊維の直進率の比が1以上2.5以下である前記<1>又は<2>に記載のメルトブロー不織布。
<4>
平均繊維径が0.1μm以上4μm以下のメルトブロー不織布であって、
前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い方向を第1方向、前記第1方向に直交する方向を第2方向とし、前記第2方向における繊維の直進率に対する前記第1方向における繊維の直進率の比が1以上2.5以下であるメルトブロー不織布。
<5>
前記第2方向における繊維の直進率に対する前記第1方向における繊維の直進率の比が1以上1.9以下である前記<1>〜<4>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<6>
前記第1方向及び前記第2方向、並びに前記直進率は、下記手順(a)〜(g)により決定される前記<1>〜<5>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
(a)卓上走査電子顕微鏡(JCM−6000Plus、日本電子株式会社製)を用い、観察倍率=3000/平均繊維径(μm)で、メルトブロー不織布の中央部を観察位置としてSEM画像を取得して、該SEM画像の長辺方向を0°とすること、ただし、測定対象の不織布が略長方形の形状である場合には、該不織布の長手方向を0°とし、SEM画像の長辺方向が0°に平行となるようにSEM画像を取得する、
(b)視野をθ°回転させてSEM画像を取得し、さらに視野をθ°ずつ回転して0°〜(180−θ)°のX枚のSEM画像を取得すること、ここで、枚数X=(180°/θ°)−1である、
(c)上記手順(a)の観察位置とは異なる観察位置7点において、上記手順(a)及び(b)の操作をそれぞれ行い、X枚×8点のSEM画像を取得すること、ただし、8点の観察位置は、メルトブロー不織布の中央部における40mm×20mmの範囲内にあり、それぞれ10mm以上離れている、
(d)上記手順(a)〜(c)で得られたSEM画像のそれぞれについて、0°〜(180−θ)°の各角度における繊維の直進率を下記式(1)により算出し、小数点以下を四捨五入し、8点の平均値を求めて各角度における直進率とすること、
(e)上記手順(d)で算出した各角度の直進率のうち、最も直進率の大きい角度を第1方向とし、該最も大きい値の直進率を第1方向における繊維の直進率とすること、
(f)前記第1方向と直交する方向を第2方向とすること、
(g)前記8点の観察位置において、SEM画像の長辺方向が前記第2方向に平行となるSEM画像を取得し、それぞれ前記第2方向の繊維の直進率を下記式(1)により算出して8点の平均値を求め、小数点以下を四捨五入すること、

ここで、N(0)、N(1)、N(2)は、それぞれ以下を表す。
N(0)は、SEM画像の長辺方向一端から他端へ連続して延びる繊維の本数
N(1)は、長辺方向一端に交差する繊維の本数
N(2)は、長辺方向他端に交差する繊維の本数
<7>
耐水圧が100mmH2O以上10000mmH2O以下である前記<1>〜<6>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<8>
前記第2方向に前記メルトブロー不織布を変形させた場合の耐水圧保持率が85%以上である前記<2>〜<7>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<9>
平均繊維径が0.1μm以上4μm以下のメルトブロー不織布であって、
耐水圧が100mmH2O以上10000mmH2O以下であり、
前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向に直交する第2方向に前記メルトブロー不織布を変形させた場合の耐水圧保持率が85%以上であるメルトブロー不織布。
<10>
充填率が3%以上30%以下である前記<1>〜<9>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<11>
平均繊維径が0.1μm以上4μm以下のメルトブロー不織布であって、
前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向及び前記第1方向に直交する第2方向における繊維の直進率がいずれも35%以上であり、
前記第2方向における繊維の直進率に対する前記第1方向における繊維の直進率の比が1以上2.5以下であり、
充填率が3%以上30%以下であり、
前記繊維の融解熱量が5mJ/mgより大きく94mJ/mg未満であるメルトブロー不織布。
<12>
前記平均繊維径が0.3μm以上2μm以下である前記<1>〜<11>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<13>
充填率が6%以上15%以下である前記<1>〜<12>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<14>
地合い指数が30以上300以下である前記<1>〜<13>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<15>
地合い指数が30以上200以下である前記<1>〜<14>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<16>
前記繊維の融解熱量が5mJ/mgより大きく94mJ/mg未満である前記<1>〜<15>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<17>
前記繊維の融解熱量が20mJ/mg以上80mJ/mg以下である前記<1>〜<16>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布。
<18>
前記<1>〜<17>いずれか1に記載のメルトブロー不織布を有する防漏シート。
<19>
肌対向面側に配置される液透過性の表面シートと、
非肌対向面側に配置される液防漏性の裏面シートと、
これらシートの間に配置された吸収体と、を備える吸収性物品であって、
前記裏面シートは、前記<18>に記載の防漏シートである吸収性物品。
<20>
溶融した熱可塑性樹脂組成物をノズルから吐出し、気流により繊維状とする紡糸工程を含み、
平均繊維径が4μm以下であるメルトブロー不織布の製造方法であって、
前記気流の温度を前記熱可塑性樹脂組成物の融点以上とし、
前記熱可塑性樹脂組成物の融解熱量を5mJ/mgより大きく94mJ/mg未満とするメルトブロー不織布の製造方法。
<21>
前記気流の温度を260℃以下とする前記<20>記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<22>
前記気流の温度を250℃以下とする前記<21>記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<23>
前記気流の温度を240℃以下とする前記<22>記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<24>
前記熱可塑性樹脂組成物に前記融解熱量の異なる2種以上のポリオレフィンを含有する前記<20>〜<23>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<25>
前記熱可塑性樹脂組成物は、前記融解熱量が94mJ/mg以上である第1のポリオレフィンと、前記融解熱量が94mJ/mg未満である第2のポリオレフィンとからなるポリオレフィンを含有し、
前記第2のポリオレフィンは、MFR400g/10分以上の低結晶性ポリプロピレン、MFR400g/10分未満の低結晶性ポリプロピレン、及び、MFR400g/10分未満のポリプロピレン系エラストマーから選ばれる1又は複数を含む前記<24>記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<26>
前記ポリオレフィンは、α−オレフィンの単独重合体及び2種以上のα−オレフィンの共重合体のいずれか1以上を含む前記<24>又は<25>記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<27>
前記α−オレフィンの単独重合体は、高結晶性ポリオレフィン及び低結晶性ポリオレフィンのいずれか1以上を含む前記<26>に記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<28>
前記2種以上のα−オレフィンの共重合体は、低結晶性オレフィン系エラストマー及び非晶性オレフィン系エラストマーのいずれか1以上を含む前記<26>に記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<29>
前記第1のポリオレフィンが高結晶性ポリオレフィンを含み、該高結晶性ポリオレフィンのメルトフローレートが100g/10分以上2000g/10分以下である前記<24>〜<28>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<30>
前記第1のポリオレフィンが高結晶性ポリオレフィンを含み、該高結晶性ポリオレフィンのメルトフローレートが300g/10分以上1800g/10分以下である前記<24>〜<29>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<31>
前記第1のポリオレフィンと前記第2のポリオレフィンとの総量に対する前記第2のポリオレフィンの含有量は、
前記第2のポリオレフィンがMFR400g/10分以上の低結晶性ポリプロピレンである場合、50質量%以上70質量%以下であり、
前記第2のポリオレフィンがMFR400g/10分未満の低結晶性ポリプロピレン又はMFR400g/10分未満のポリプロピレン系エラストマーである場合、10質量%以上15質量%以下である前記<30>記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<32>
前記紡糸工程で得られた繊維を捕集面に堆積する堆積工程をさらに備え、
前記ノズルと前記捕集面との距離を400mm以下とする前記<20>〜<31>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<33>
前記紡糸工程で得られた繊維を捕集面に堆積する堆積工程をさらに備え、
前記ノズルと前記捕集面との距離を50mm以上300mm以下とする前記<20>〜<32>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<34>
前記紡糸工程で得られた繊維を捕集面に堆積する堆積工程をさらに備え、
前記ノズルと前記捕集面との距離を50mm以上150mm以下とする前記<20>〜<33>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<35>
前記紡糸工程で得られた繊維を捕集面に堆積する堆積工程をさらに備え、
前記紡糸工程で得られた繊維が前記捕集面に堆積される前に、前記紡糸工程で得られた繊維を加熱する加熱工程を有する前記<20>〜<34>のいずれか1に記載のメルトブロー不織布の製造方法。
<36>
前記<20>〜<35>のいずれか1に記載の製造方法により製造されたメルトブロー不織布。
次に、本発明の実施例について説明するが、これにより本発明が限定されるものではない。
[熱可塑性樹脂組成物]
実施例1〜11及び比較例1〜4において、熱可塑性樹脂組成物の原料として使用した樹脂は以下の通りである。
樹脂1:ポリプロピレン(Lyondellbasell社製 Moplen(登録商標) HP461Y)、融解熱量98mJ/mg、MFR1300g/10分、融点160℃である。
樹脂2:低結晶性ポリプロピレン(出光興産株式会社製 L−MODU(登録商標) S400)、融解熱量0.3mJ/mg、MFR2600g/10分、Mw=45000、Mw/Mn=2、低立体規則性ポリプロピレンである。
樹脂3:ポリプロピレン系エラストマー(住友化学株式会社製 タフセレン(登録商標)H5002)、融解熱量6mJ/mg、MFR10g/10分、融点135℃、Mw=230000、Mw/Mn=1.8、非晶質プロピレン−(1−ブテン)共重合体である。
また、比較例5、6において用いたメルトブロー不織布はそれぞれ以下の通りである。
不織布1:クラレクラフレックス株式会社製 メルトブロー不織布(PC0009)
不織布2:タピルス株式会社製 メルトブロー不織布(P010SW−00X)
[評価]
次に、実施例及び比較例に係るメルトブロー不織布の各種物性の測定方法を以下に示す。各種物性の測定結果は表2に示した。
(1)熱可塑性樹脂組成物の融解熱量
熱可塑性樹脂組成物の融解熱量は、示差走査熱量測定(DSC)にて測定した。30℃から20℃/分で昇温しながらDSC曲線を得て、100〜200℃に現れた吸熱ピークにおける熱量を融解熱量とした。
(2)坪量
メルトブロー不織布の坪量は、メルトブロー不織布の中央部より50mm四方の正方形の測定片を3枚切り出し、その測定片の質量(g)を測定し、これを測定片の面積(m2)で除し、3枚の相加平均値を坪量とした。
(3)充填率
メルトブロー不織布の充填率は、下記式(2)にて算出することができる。メルトブロー不織布の厚みは、オムロン株式会社製レーザー変位計を用いて、4kPaの圧力が掛かるように荷重を加えた状態で測定した。厚みの測定はそれぞれ5回行い、平均値を算出してメルトブロー不織布の厚みとした。なお、繊維密度はJIS K 7112記載方法、具体的にはピクノメーター法により測定した。
(4)地合い指数
メルトブロー不織布の地合い指数は、野村商事株式会社製の地合い測定機(FMT−MIII)を用いて算出した。具体的には、メルトブロー不織布のサンプルを試料台の上に置き、CCDカメラの高さを26cm、有効サイズを10cm×10cm、移動平均・画素を1として、サンプルの片面側から光を照射した際の透過像をCCDカメラで撮影する。有効サイズ10cm×10cmを320×230画素に分解し、それぞれの画素が受ける光の強さを測定し、画素それぞれに対する透過率Tを下記の式(3)で算出した。

ただし、VTは点灯時(サンプルあり)の透過光量、VRは消灯時(サンプルあり)の透過光量であり、V100は点灯時(サンプルなし)の透過光量、V0は消灯時(サンプルなし)の透過光量である。
得られた透過率Tから、下記式(4)により吸光度Eを算出した。

得られた吸光度Eから、下記式(5)により地合い指数を算出した。

測定は3枚の試験片について行い、その平均値をサンプルの地合い指数とした。
なお、サンプルのサイズが小さく、有効サイズとして10cm×10cmの大きさが得られない場合は、該サンプルを試験台中央に置き、有効サイズを該サンプルの大きさ未満且つできるだけ広い面積となるように適宜設定して測定を行うことで、そのサンプルの地合い指数を求めることができる。
(5)平均繊維径
平均繊維径の測定のために、まず、メルトブロー不織布からランダムに小片サンプルを5枚採取した。次に、日本電子株式会社製の卓上走査電子顕微鏡(JCM−6000Plus)を用い、視野に20〜60本の繊維が映るように拡大したSEM写真を撮影した。視野内の全ての繊維について、それぞれ1回ずつ繊維径を測定して平均値を求め、当該平均値の10nmの位を四捨五入した値を小片サンプルの繊維径とした。5枚の小片サンプルについて同様に繊維径を測定し、5枚の平均値をメルトブロー不織布の平均繊維径とした。
(6)繊維の直進率
実施例及び比較例に係るメルトブロー不織布について、第1方向と第2方向における繊維の直進率を上記段落[0016]に記載した手段に従って算出した。ここで、実施例及び比較例の不織布はMD方向及びCD方向が既知のため、MD方向を第1方向、CD方向を第2方向とした。
(7)耐水圧
耐水圧は、JIS L1092−1998の耐水度試験(静水圧法)A法(低水圧法)に準拠して測定した。耐水度試験の際、試験片の上にナイロンメッシュシート(ポアサイズ:133μm、厚み:121μm、倉敷紡績株式会社製、DO−ML−20)を重ねて測定を行った。なお、試験片の大きさが規定に満たない場合は、採取できる面積の試験片に水が当たるよう測定面積を縮小した装置を組み、同様の方法で耐水圧を測定することができる。
測定は10枚の試験片について行い、その平均値を算出して、実施例及び比較例に係るメルトブロー不織布の耐水圧とした。
(8)変形後耐水圧
まず、実施例及び比較例に係るメルトブロー不織布の製造時のCD方向を長さ方向、MD方向を幅方向とし、長さ130mm以上×幅150mmの大きさに切り出した。次に、長さ方向のチャック間の距離が130mmになるようにチャック(株式会社島津製作所製引張試験器AG−IS)で固定した。次に、長さ方向のチャック間の距離が150mmになるようにメルトブロー不織布を延伸して(引張速度1cm/5秒)、5秒間保持し、メルトブロー不織布をCD方向に変形させた。その後チャックを解除し、変形したメルトブロー不織布の中央部に対し、上記(7)の耐水圧の測定と同様にして、変形後耐水圧を測定した。
(9)耐水圧保持率
耐水圧保持率は、下記式(6)により求めた。
[実施例1]
樹脂1及び樹脂2の配合比が樹脂1/樹脂2=97/3となるように混合し、熱可塑性樹脂組成物を調製した。該熱可塑性樹脂組成物を用いて、実施例1に係るメルトブロー不織布を製造した。
実施例1に係るメルトブロー不織布の製造条件は、下記の通りとした。製造条件を表1に示す。
樹脂温度(ノズルから吐出させる際の温度):270℃
単孔吐出量:0.20g/min/hole
熱風流量:300Nm3
熱風吹き出し幅400mm
熱風温度(紡糸工程における気流の温度):200℃
ノズル径:0.15mm、ノズル長さ:3mm、ノズルピッチ:0.85mm
ノズルから捕集面までの距離:300mm
また、上記(1)〜(9)の方法により、実施例1に係るメルトブロー不織布の各種物性を測定し、結果を表2に示した。
[実施例2〜11、比較例1〜4]
樹脂の種類や配合比、製造条件を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2〜11及び比較例1〜4に係るメルトブロー不織布を作成した。なお、表1に記載していない製造条件は、実施例1と同様である。また、実施例1と同様にして、実施例2〜11及び比較例1〜4に係るメルトブロー不織布の各種物性を測定し、結果を表2に示した。
[実施例12]
樹脂1を用いて、ノズルから150mm下、さらに紡糸線に対して垂直に120mm離れる位置にHeraeus社製短波長赤外線ヒーター(型番IRMA900/160)の中央が位置するように設置し、出力100%(総出力9000W)で加熱を行った。その他の製造条件は実施例1と同様にして、実施例12に係るメルトブロー不織布を作製した。また、実施例1と同様にして、得られたメルトブロー不織布の各種物性を測定し、結果を表2に示した。
[比較例5及び6]
比較例5及び6に係るメルトブロー不織布の各種物性を実施例1と同様に測定し、結果を表2に示した。
表2に示すように、実施例1〜12に係るメルトブロー不織布は、平均繊維径が4μm以下であり、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向及び該第1方向に直交する第2方向の繊維の直進率が35%以上であるため、又は、平均繊維径が4μm以下であり、且つメルトブロー不織布の平面における第2方向における繊維の直進率に対する第1方向における繊維の直進率の比が2.5以下であるため、耐水圧保持率が高く、変形による耐水圧の低下が抑制されたことがわかる。

Claims (10)

  1. 平均繊維径が4μm以下であるメルトブロー不織布であって、
    前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向及び前記第1方向に直交する第2方向における繊維の直進率がいずれも35%以上であるメルトブロー不織布。
  2. 平均繊維径が4μm以下であるメルトブロー不織布であって、
    前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い方向を第1方向、前記第1方向に直交する方向を第2方向とし、前記第2方向における繊維の直進率に対する前記第1方向における繊維の直進率の比が2.5以下であるメルトブロー不織布。
  3. 平均繊維径が4μm以下であり、耐水圧が100mmH2O以上のメルトブロー不織布であって、
    前記メルトブロー不織布の平面に沿い、且つ繊維の直進率が最も高い第1方向に直交する第2方向に前記メルトブロー不織布を所定量変形させた場合の耐水圧保持率が85%以上であるメルトブロー不織布。
  4. 充填率が3%以上である請求項1乃至3いずれか1項記載のメルトブロー不織布。
  5. 前記繊維の融解熱量が5mJ/mgより大きく94mJ/mg未満である請求項1乃至4いずれか1項記載のメルトブロー不織布。
  6. 請求項1乃至5いずれか1項記載のメルトブロー不織布を有する防漏シート。
  7. 肌対向面側に配置される液透過性の表面シートと、
    非肌対向面側に配置される液防漏性の裏面シートと、
    これらシートの間に配置された吸収体と、を備える吸収性物品であって、
    前記裏面シートは、請求項6に記載の防漏シートである吸収性物品。
  8. 平均繊維径が4μm以下であるメルトブロー不織布の製造方法であって、
    溶融した熱可塑性樹脂組成物をノズルから吐出し、気流により繊維状とする紡糸工程を含み、
    前記気流の温度を260℃以下とし、
    前記熱可塑性樹脂組成物の融解熱量を5mJ/mgより大きく94mJ/mg未満とするメルトブロー不織布の製造方法。
  9. 前記熱可塑性樹脂組成物は、前記融解熱量の異なる2種以上のポリオレフィンを含有する請求項8記載のメルトブロー不織布の製造方法。
  10. 前記紡糸工程で得られた繊維を捕集面に堆積する堆積工程をさらに備え、
    前記ノズルと前記捕集面との距離を400mm以下とする請求項8又は9記載のメルトブロー不織布の製造方法。
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