JP2021038496A - 植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布及びその製造方法 - Google Patents

植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布、及びその製造方法を提供する。【解決手段】草本植物水溶性抽出物を０．２〜１．５％含有する植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布。水分率は０．２〜３％で、縦方向引張強さは１８．５Ｎ／５ｃｍ以上で、横方向引張強さは９．５Ｎ／５ｃｍ以下である。製造工程において、ポリプロピレン樹脂が溶融するように加熱し、酸化防止剤を添加した後に、草本植物水溶性抽出物を高温ポリプロピレンに添加することで、変色による繊維色ムラの問題を防止することができる。【選択図】なし

Description

本発明は、不織布に関し、具体的には植物機能性ポリプロピレン（ＰＰ）スパンボンド不織布及びその製造方法に関する。
ＰＰスパンボンド不織布は、ポリプロピレン原料を用い、装置により高温紡糸、カーディングを経てウェブ状に粘着して形成された通気性はあるが透水性はない繊維構造であり、主に使い捨て医療用衛生用品、使い捨て防汚服、農業用布、家具用布及びライナー材料等に用いられる。従来のＰＰスパンボンド不織布衛生用品の表層は、有孔フィルム、サーマルボンド不織布及び純綿のスパンレース不織布であるものが多い。
従来のスパンボンド不織布は、いずれもＰＥＴ又はＰＰ等の合成繊維製品であるので、不織布製品の吸湿性が低く、水分率が低い。やや吸水作用を有するポリエステル繊維製品であっても、水分率が１％を超えず、合成繊維不織布の吸湿性が低いことにより、その適用範囲が制限されている。同時に、スパンボンド不織布の原料に起因し、得られる不織布製品は乾いて、硬く、手触りが粗い。
中国特許公開第ＣＮ１０８５６０１４９Ａ号には、高性能抗菌性ポリプロピレンスパンボンド不織布の加工プロセスが開示されている。これは、不織布加工技術に関するものであり、次の操作手順を含む。すなわち、（１）カルボキシル化ポリプロピレンの製造、（２）ポリプロピレンの抗菌改質、（３）繊維ウェブの加工、（４）不織布成形である。この発明で製造したポリプロピレンスパンボンド不織布は、顕著な抗菌性能を有するとともに、抗菌性能の安定性が高く、抗菌期間が長く、かつ、得られたポリプロピレンスパンボンド不織布は、機械的強さが高く、通気性が良く、人体に対して無毒で無害である。このため、手術用ガウン、ベッドシーツ、尿とりパッド、隔離用ガウン、お見舞い用ガウン等の医療衛生用品に加工、製造に適用される。、この特許は、主にポリプロピレン繊維の抗菌性という技術課題を解決するものである。
中国特許公開第ＣＮ１０９６４２３７８Ａ号には、表面が平滑で、表裏差による幅方向のカール発生が極めて少なく、樹脂溶液を流延した際に、過浸透により樹脂溶液が裏抜けしたり、膜物質が剥離したり、支持体の毛羽立ち等により膜の不均一化やピンホール等の欠点が生じたりすることのない優れた製膜性を有し、さらには製膜後も膜物質の剥離が発生することのない強固な膜接着性を有するスパンボンド不織布が開示されている。この特許は、主に不織布表面のカール及び膜接着性の技術課題を解決するものである。しかし、従来のスパンボンド不織布の通気性が低く、水分率が低く、手触りが粗いという技術課題は解決していない。
そのため、上記技術課題を解決するために、通気性、吸湿性が高く、柔らかくて、平滑なＰＰスパンボンド不織布製品の開発が望まれている。
中国特許公開第ＣＮ１０８５６０１４９Ａ号 中国特許公開第ＣＮ１０９６４２３７８Ａ号
上記課題を解決するために、本発明は、植物機能性ＰＰスパンボンド不織布及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下の技術的解決手段により上記目的を実現する。
すなわち、本発明の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布では、ＰＰスパンボンド不織布は、草本植物水溶性抽出物を０．２〜１．５質量％含有する。草本水溶性抽出物成分は、ＰＰの不純物であるため、含有量が高すぎると、分散性が悪化するのみならず、紡糸口金の目詰まり又は断糸を引き起こしやすく、、引張強さに影響を及ぼす。このため、上記草本植物水溶性抽出物（以下、「水溶性抽出物」ともいう。)の含有量は、０．２〜１．５％であることが好ましい。
上記植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の引張強さは、水分率が０．２〜３％で、引張伸び率が５％である場合、縦方向引張強さが１８．５Ｎ／５ｃｍ以上で、横方向引張強さが９．５Ｎ／５ｃｍ以下である。本発明で得られた縦方向と横方向の引張強さの比が１．９５を超えるＰＰ繊維不織布は、より良い柔らかさ、平滑性能を有する。
本発明では、下記のステップ１からステップ３を含む植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の製造方法をさらに提供する。
ステップ１：植物機能性ＰＰマスターバッチの改質及び製造
ポリプロピレン樹脂を溶融するように加熱する。温度を１９５〜２２０℃として、溶融したポリプロピレン樹脂中に、まず酸化防止剤を添加し、８００〜１０００ｒａｄ／ｍｉｎの回転速度で１０〜１５分間撹拌し、各成分を十分に、均一に混合させる。その後、改質剤及び水溶性抽出物を添加し、均一に混合して１８０〜１９０℃に降温し、２０〜４０分間高速混合させ、混合物を得る。最後に、押出して造粒し、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチを得る。
上記水溶性抽出物は、ポリフェノール類の植物抽出物であり、スイカズラ抽出物、ミント抽出物、オオヨモギ抽出物、エキナセアポリフェノール、リンゴ抽出物、バラ抽出物、センリョウ抽出物、キイチゴ抽出物、マルベリー抽出物、カシア抽出物、ショウガ抽出物、トウキ抽出物等のうちの１種又は２種以上である。
上記酸化防止剤は、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンを含む。上記酸化防止剤において、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンの質量比は１〜５：１〜３：３〜１０であることが好ましい。酸化防止剤の作用は、主に水溶性抽出物を高温ポリプロピレンに添加する時の変色を防止することである。上記ステップのポリプロピレンの溶融過程において、酸化防止剤を添加してから改質剤を添加する主な理由としては、初期に酸化防止剤を添加することにより、溶融したポリプロピレン繊維の酸化防止性能がより高くなり、後期に水溶性抽出物を添加する時に、植物抽出物の高温における変色をより良く抑え、色ムラの発生を防止することができることが挙げられる。
上記改質剤は、オレオイルメチルタウリンＮａと、コカミドプロピルベタインとを含み、上記改質剤において、オレオイルメチルタウリンＮａとコカミドプロピルベタインとの質量比は０．１〜０．５：０．５〜３であることが好ましい。
上記改質剤と水溶性抽出物との質量比は０．１〜０．５：８〜１０であることが好ましい。この質量比では、水溶性抽出物が十分改質し、かつ低コストとなる。
上記改質剤の主な作用は、添加した水溶性抽出物の分散性をより良くして、ポリプロピレン溶融流体中に均一に分散させることである。同時に、コカミドプロピルベタインが高温で水溶性抽出物と混合した後の特性により、製造した繊維に微細孔のネットワーク構造が生成し、製造したポリプロピレン繊維がより良い水分率及び吸湿特性を有することとなる。
ステップ２：混合
ステップ１で製造した植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチと一般のポリプロピレン原料とを混合し、溶融して溶融紡糸を作製する。ここで、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ中の水溶性抽出物は原料の総質量に対して０．２〜１．５％であることが好ましい。
上記水溶性抽出物の添加量は、ＰＰスパンボンド不織布に対して０．２〜１．５質量％である。水溶性抽出物の成分は、ＰＰの不純物であるため、含有量が高すぎると、分散性が低下し、さらに紡糸口金の目詰まり又は断糸を引き起こしやすく、引張強さにも影響を及ぼす。このため、０．２〜１．５質量％とすることが好ましい。
ステップ３：紡糸及び後処理
スクリュー押出機を用い、ステップ２で製造した混合原料をスクリュー押出して溶融した後、スパンボンド方式で溶融体をノズルから押出し、ＰＰ繊維束を得る。ノズルの直径は１０〜３０μｍとすることが好ましい。
ステップ２で得られたＰＰ繊維束を牽引し、ウェブ形成、プレスロール、熱間圧延、巻き回し、巻取切り開きという工程を経て、最後に製品として入庫する。
製造した本発明の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、ＰＰ繊維不織布の厚さが０．２〜０．５ｍｍであることが好ましく、グラム重量が２０〜４０ｇ／ｍ２であることが好ましく、ＰＰ繊維径が１０〜３０μｍであることが好ましい。柔軟性を改質した繊維と組み合わせて、製造した生地は、より平滑でより心地よい特性を達成することができる。
上記プレスロール工程の温度は、１４０〜１６５℃、圧力は５６〜７０ｄ／ｃｍとするのが好ましく、上記熱間圧延工程の温度は１６０〜１７０℃であることが好ましい。
クロスラッピングによりクロス繊維層を形成し、エンボスロールにより熱間圧延した後に植物機能性ＰＰスパンボンド不織布を得る。ここで、熱間圧延温度は１６０〜１７５℃であることが好ましい。
このようにして全体のプロセスを組み合わせることにより、縦方向と横方向の引張強さの比が３．２を超える（＞３．２の）ＰＰ繊維不織布を製造することができ、より柔軟で、より平滑性を有する製品が得られる。
ステップ２の牽引の後に、さらに下記のステップを行うことが好ましい。
牽引後の繊維に油剤を塗布する。、上記油剤は、ポリビニルピロリドン及び乳化シリコーンオイルを含むことが好ましい。上記油剤におけるポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルとの質量比は１〜３：５〜１５であることが好ましく、２：９であることがより好ましい。これにより、より良い手触り及び柔らかさを達成することができる。
該油剤の主な作用は、製造したポリプロピレン繊維をより柔らかく平滑にし、長時間使用してもバリ感を生じさせないことである。
本発明は、従来技術と比べて以下の利点を有する。
（１）本発明のＰＰスパンボンド不織布では、草本植物水溶性抽出物を０．２〜１．５質量％含有する。繊維の引張強さに影響を及ぼさずに水溶性抽出物を添加して改質を行うことにより、製造したＰＰスパンボンド不織布は良好な植物機能性を有するのみならず、良好な吸湿性及び柔軟性を有する。
（２）酸化防止剤を添加することにより、水溶性抽出物を高温のポリプロピレンに添加する時の変色による繊維色ムラの問題を防止することができる。
（３）酸化防止剤を添加してから水溶性抽出物を添加して、初期に酸化防止剤を添加するため、溶融したポリプロピレン繊維の酸化防止性能がより高くなり、後期に水溶性抽出物を添加する時に、水溶性抽出物の高温における変色をより効果的に抑え、色ムラの発生を防止することができる。
（４）改質剤を添加することにより、添加した水溶性抽出物の分散性がより良くなり、ポリプロピレン溶融流体中に均一に分散する。同時に、コカミドプロピルベタインが、高温で水溶性抽出物と混合した後の特性により、製造した繊維に微細孔のネットワーク構造が生成し、製造したポリプロピレン繊維及び織物がより高い水分率及び吸湿特性を有する。水分率は０．２〜３％である。
（５）本発明のＰＰスパンボンド不織布は、縦方向引張強さが≧１８．５Ｎ／５ｃｍ、横方向引張強さが≦９．５Ｎ／５ｃｍ、縦方向と横方向の引張強さの比が≧１．９５であり、手触りが良い。厚さは０．２〜０．５ｍｍであることが好ましく、グラム重量が２０〜４０ｇ／ｍ２であることが好ましく、ＰＰ繊維径が１０〜３０μｍであることが好ましい。全体としてより良い柔軟性、滑らかで心地よい手触りを有する。
以下、具体的な実施例により本発明をさらに説明する。
実施例１
植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、草本植物水溶性抽出物を０．２質量％含有し、該植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、水分率が０．４％、縦方向引張強さが２８．９Ｎ／５ｃｍ、横方向引張強さが４．８Ｎ／５ｃｍである。得られた植物機能性ＰＰスパンボンド不織布のＰＰ繊維不織布の厚さは０．２ｍｍ、グラム重量は３０ｇ／ｍ２、ＰＰ繊維径は１２μｍである。
実施例２
植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、草本植物水溶性抽出物を０．６％含有し、該植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、水分率が１．１％、縦方向引張強さが２７．１Ｎ／５ｃｍ、横方向引張強さが５．２Ｎ／５ｃｍである。得られた植物機能性ＰＰスパンボンド不織布のＰＰ繊維不織布の厚さは０．３ｍｍ、グラム重量は３０ｇ／ｍ２、ＰＰ繊維径は１５μｍである。
実施例３
植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、草本植物水溶性抽出物を１％含有し、該植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、水分率が１．６％、縦方向引張強さが２６．５Ｎ／５ｃｍ、横方向引張強さが４．９Ｎ／５ｃｍである。得られた植物機能性ＰＰスパンボンド不織布のＰＰ繊維不織布の厚さは０．２ｍｍ、グラム重量は３０ｇ／ｍ２、ｐｐ繊維径は１２μｍである。
実施例４
植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、草本植物水溶性抽出物を１．２％含有し、該植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、水分率が２．０％、縦方向引張強さが２６．０Ｎ／５ｃｍ、横方向引張強さが４．５Ｎ／５ｃｍである。得られた植物機能性ＰＰスパンボンド不織布のＰＰ繊維不織布の厚さは０．２ｍｍ、グラム重量は３０ｇ／ｍ２、ｐｐ繊維径は１０μｍである。
実施例５
植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、草本植物水溶性抽出物を１．５％含有し、該植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、水分率が２．６％、縦方向引張強さが２５．８Ｎ／５ｃｍ、横方向引張強さが４．２Ｎ／５ｃｍである。得られた植物機能性ＰＰスパンボンド不織布のＰＰ繊維不織布の厚さは０．５ｍｍ、グラム重量は３０ｇ／ｍ２、ｐｐ繊維径は２０μｍである。
実施例６
実施例１における植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の製造方法は、下記のステップ１からステップ３を含む。
ステップ１：植物機能性ＰＰマスターバッチの改質及び製造
ポリプロピレン樹脂が溶融するように２００℃に加熱した。溶融したポリプロピレン樹脂中に、まず酸化防止剤を添加し、８００ｒａｄ／ｍｉｎの回転速度で１０〜１２分間撹拌し、各成分を十分に、均一に混合させた。その後、改質剤及び水溶性植物抽出物を添加し、均一に混合して１８５〜１９０℃に降温し、２０分間高速混合して、混合物を得、最後に、押出して造粒し、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチを得た。
酸化防止剤は、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンを含み、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンの質量比は１：１：３とした。改質剤は、オレオイルメチルタウリンＮａと、コカミドプロピルベタインとを含み、改質剤中の、オレオイルメチルタウリンＮａとコカミドプロピルベタインとの質量比は０．１：０．５で、改質剤と水溶性抽出物との質量比は０．１：８とした。
ステップ２：混合
ステップ１で製造した植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチと、市販のポリプロピレン原料とを混合し、溶融して溶融紡糸に作製した。植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ中の水溶性抽出物が原料の総質量に対して０．２％となるようにした。
ステップ３：紡糸及び後処理
スクリュー押出機を用い、ステップ２で製造した混合物質をスクリュー押出して溶融した後、スパンボンド方式で溶融体をノズルから押出し、ノズルの直径が１５μｍであり、ＰＰ繊維束を得た。ここで、ノズルの直径は１５μｍとした。
ステップ３で得られたＰＰ繊維束を牽引し、ウェブ形成、プレスロール、熱間圧延、巻き回し、巻取切り開きの工程を経て、最後に製品とした。
牽引後の繊維に油剤を塗布した。油剤は、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルを含み、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルとの質量比は１：５とした。
プレスロール温度は１４０〜１４２℃、圧力は５６〜６０ｄ／ｃｍ、熱間圧延温度は１６０〜１６２℃とした。
クロスラッピングによりクロス繊維層を形成し、エンボスロールにより熱間圧延した後に植物機能性ＰＰスパンボンド不織布を得た。ここで、熱間圧延温度は１６０〜１６２℃で、縦方向と横方向の引張強さの比が６．０２のＰＰ繊維不織布を製造した。
実施例７
実施例２の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の製造方法は、下記のステップ１からステップ３を含む。
ステップ１：植物機能性ＰＰマスターバッチの改質及び製造
ポリプロピレン樹脂が溶融するように２００℃に加熱した。溶融したポリプロピレン樹脂中に、まず酸化防止剤を添加し、８００ｒａｄ／ｍｉｎの回転速度で１０〜１２分間撹拌し、各成分を十分に、均一に混合させた。その後、改質剤及び水溶性植物抽出物を添加し、均一に混合させて１８５〜１８７℃に降温した後、２０〜２５分間高速混合させ、混合物を得た。最後に、押出して造粒し、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチを得た。
酸化防止剤は、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンを含み、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンの質量比は２：１：３とした。改質剤は、オレオイルメチルタウリンＮａと、コカミドプロピルベタインとを含み、オレオイルメチルタウリンＮａとコカミドプロピルベタインとの質量比は０．１：１とした。
改質剤と水溶性植物抽出物との質量比は０．１：９とした。
ステップ２：混合
ステップ１で製造した植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ及び市販のポリプロピレン原料を混合し、溶融して溶融紡糸に作製した。ここで、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ中の可溶性植物抽出物が原料の総質量に対して０．６％となるようにした。
ステップ３：紡糸及び後処理
スクリュー押出機を用い、ステップ２で製造した混合原料をスクリュー押出して溶融した後、スパンボンド方式で溶融体をノズルから押出し、ＰＰ繊維束を得た。ここで、ノズルの直径は１５μｍとした。
ステップ３で得られたＰＰ繊維束を牽引し、ウェブ形成、プレスロール、熱間圧延、巻き回し、巻取切り開きの工程を経て、最後に製品とした。
牽引後の繊維に油剤を塗布した。油剤は、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルを含み、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルとの質量比は３：５とした。
プレスロール温度は１５０〜１５５℃、圧力は５６ｄ／ ｃｍ、熱間圧延温度は１６０℃とした。
クロスラッピングによりクロス繊維層を形成し、エンボスロールにより熱間圧延した後に植物機能性ＰＰスパンボンド不織布を得た。ここで、熱間圧延温度は１６５〜１６８℃で、縦方向と横方向の引張強さの比が５．２１のＰＰ繊維不織布を製造した。
実施例８
実施例３における植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の製造方法は、下記のステップ１からステップ３を含む。
ステップ１：植物機能性ＰＰマスターバッチの改質及び製造
ポリプロピレン樹脂が溶融するように２１０℃に加熱した。溶融したポリプロピレン樹脂中に、まず酸化防止剤を添加し、８００ｒａｄ／ｍｉｎの回転速度で１５分間撹拌し、各成分を十分に、均一に混合させた。その後、改質剤及び水溶性植物抽出物を添加し、均一に混合させて１９０℃に降温し、２０分間高速混合させ、混合物を得た。最後に、押出して造粒し、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチを得た。
酸化防止剤は、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンを含み、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンの質量比は３：３：１０とした。改質剤は、オレオイルメチルタウリンＮａと、コカミドプロピルベタインとを含み、オレオイルメチルタウリンＮａとコカミドプロピルベタインとの質量比は０．２：１とした。
改質剤と水溶性植物抽出物との質量比は０．３：８とした。
ステップ２：混合
ステップ１で製造した植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ及び市販のポリプロピレン原料を混合し、溶融して溶融紡糸を作製した。ここで、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ中の水溶性植物抽出物が原料の総質量に対して１．０％となるようにした。
ステップ３：紡糸及び後処理
スクリュー押出機を用い、ステップ２で製造した混合原料をスクリュー押出して溶融した後、スパンボンド方式で溶融体をノズルから押出し、ＰＰ繊維束を得た。ここで、ノズルの直径は１２μｍとした。
ステップ３で得られたＰＰ繊維束を牽引し、ウェブ形成、プレスロール、熱間圧延、巻き回し、巻取切り開きの工程を経て、最後に製品とした。
牽引後の繊維に油剤を塗布した。油剤は、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルを含み、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルとの質量比は３：７とした。
プレスロール温度は１６０℃、圧力は５６ｄ／ｃｍ、熱間圧延温度は１６０℃とした。
クロスラッピングによりクロス繊維層を形成し、エンボスロールにより熱間圧延した後に植物機能性ＰＰスパンボンド不織布を得た。ここで、熱間圧延温度は１６０℃で、縦方向と横方向の引張強さの比が５．４１のＰＰ繊維不織布を製造した。
実施例９
実施例４の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の製造方法は、下記のステップ１からステップ３を含む。
ステップ１：植物機能性ＰＰマスターバッチの改質及び製造
ポリプロピレン樹脂が溶融するように２００℃に加熱した。溶融したポリプロピレン樹脂中に、まず酸化防止剤を添加し、８００ｒａｄ／ｍｉｎの回転速度で１３分間撹拌し、各成分を十分に、均一に混合させた。その後、改質剤及び水溶性抽出物を添加し、均一に混合させて１８５〜１８７℃に降温し、２０〜２５分間高速混合させ、混合物を得た。最後に、押出して造粒し、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチを得た。
酸化防止剤は、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンを含み、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンの質量比は５：１：３とした。改質剤は、オレオイルメチルタウリンＮａと、コカミドプロピルベタインとを含み、オレオイルメチルタウリンＮａとコカミドプロピルベタインとの質量比は０．１：３とした。
改質剤と水溶性抽出物との質量比は０．１：１０とした。
ステップ２：混合
ステップ１で製造した植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ及び市販のポリプロピレン原料を混合し、溶融して溶融紡糸を作製した。ここで、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ中の可溶性植物抽出物が原料の総質量に対して１．２％となるようにした。
ステップ３：紡糸及び後処理
スクリュー押出機を用い、ステップ２で製造した混合原料をスクリュー押出して溶融した後、スパンボンド方式で溶融体をノズルから押出し、ＰＰ繊維束を得た。ここで、ノズルの直径は１２μｍとした。
ステップ３で得られたＰＰ繊維束を牽引し、ウェブ形成、プレスロール、熱間圧延、巻き回し、巻取切り開きの工程を経て、最後に製品とした。
牽引後の繊維に油剤を塗布した。油剤は、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルを含み、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルとの質量比は１：３とした。
プレスロール温度は１５５〜１５６℃、圧力は５６〜６０ｄ／ｃｍ、熱間圧延温度は１６０℃とした。
クロスラッピングによりクロス繊維層を形成し、エンボスロールにより熱間圧延した後に植物機能性ＰＰスパンボンド不織布を得た。ここで、熱間圧延温度は１６０℃で、縦方向と横方向の引張強さの比が５．８９のＰＰ繊維不織布を製造した。
実施例１０
実施例５における植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の製造方法は、下記のステップ１からステップ３を含む。
ステップ１：植物機能性ＰＰマスターバッチの改質及び製造
ポリプロピレン樹脂が溶融するように、２００℃に加熱した。溶融したポリプロピレン樹脂中に、まず酸化防止剤を添加し、８００ｒａｄ／ｍｉｎの回転速度で１３〜１５分間撹拌し、各成分を十分に、均一に混合させた。その後、改質剤及び水溶性植物抽出物を添加し、均一に混合させて１８６〜１８８℃に降温し、２０分間高速混合させ、混合物を得た。最後に、押出して造粒し、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチを得た。
酸化防止剤は、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンを含み、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンの質量比は４：３：６とした。改質剤は、オレオイルメチルタウリンＮａと、コカミドプロピルベタインとを含み、オレオイルメチルタウリンＮａとコカミドプロピルベタインとの質量比は１：１とした。
改質剤と水溶性植物抽出物との質量比は０．５：８とした。
ステップ２：混合
ステップ１で製造した植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ及び市販のポリプロピレン原料を混合し、溶融して溶融紡糸を作製した。ここで、植物機能性ポリプロピレンのマスターバッチ中の可溶性植物抽出物が原料の総質量に対して１．５％となるようにした。
ステップ３：紡糸及び後処理
スクリュー押出機を用い、ステップ２で製造した混合原料をスクリュー押出して溶融した後、スパンボンド方式で溶融体をノズルから押出し、ＰＰ繊維束を得た。ここで、ノズルの直径は２０μｍとした。
ステップ３で得られたＰＰ繊維束を牽引し、ウェブ形成、プレスロール、熱間圧延、巻き回し、巻取切り開きの工程を経て、最後に製品とした。
牽引後の繊維に油剤を塗布した。油剤は、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルを含み、ポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルとの質量比は２：９とした。これにより、最も良い手触り及び柔軟性を達成することができる。
プレスロール温度は１６０〜１６２℃、圧力は６０〜６２ｄ／ｃｍ、熱間圧延温度は１６５〜１１６７℃とした。
クロスラッピングによりクロス繊維層を形成し、エンボスロールにより熱間圧延した後に植物機能性ＰＰスパンボンド不織布を得た。ここで、熱間圧延温度は１６０〜１６２℃で、縦方向と横方向の引張強さの比が６．１４のＰＰ繊維不織布を製造した。
比較例１１〜１５
ステップ３の油剤塗布工程を除去した他は、それぞれ実施例６〜１０と同様のプロセスで試料を製造した。
比較例１６〜１８
酸化防止剤の添加工程を除去した他は、それぞれ実施例６〜１０と同様のプロセスで試料を製造した。
比較例１９〜２０
改質剤の添加ステップを除去した他は、それぞれ実施例６〜１０と同様のプロセスで試料を製造した。
比較例２１〜２５
植物草本水溶性抽出物の添加量をそれぞれ０．０５％、０．１％、１．６％、１．８％、２．０％に変更した他は、それぞれ実施例６〜１０と同様のプロセスで試料を製造した。
実施例１〜１０において、草本植物水溶性抽出物は、スイカズラ抽出物、ミント抽出物、オオヨモギ抽出物、エキナセアポリフェノール、リンゴ抽出物、バラ抽出物、センリョウ抽出物、キイチゴ抽出物、マルベリー抽出物、カシア抽出物、ショウガ抽出物、トウキ抽出物等であってもよい。もちろん、その他の植物の水溶性抽出物であってもよい。
本発明で製造した植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、良好な機械的特性及び柔軟性を有する。「ＦＺ Ｔ６４００４−９３薄型接着法不織布」及び「ＧＢ−Ｔ ８９４２−２００２紙柔らかさの測定」により、本発明で製造した植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の機械的特性及び柔らかさ（グラム重量が一致する）を測定した。結果を表１に示す。
表１
表１の比較例１１〜１５及び実施例６〜１０との比較から次の結論が得られる。グラム重量が及び、縦方向と横方向の引張強さの比が規定値である場合、本発明の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、良好な強さ、柔らかさを有する。中でも、実施例６〜１０の不織布の柔らかさは１００％以上向上している。このことから、本発明の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の強さ、柔らかさ等の主な指標に最も重要な影響を及ぼす要素としては、構造自身による変化の他に、紡糸前に紡糸液中に添加したポリビニルピロリドン及び乳化シリコーンオイルが大きく関連することがわかる。特にポリビニルピロリドンと乳化シリコーンオイルの質量比を２：９とした実施例１０では植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の柔らかさが最も優れ、かつ引張強さも好適である。医療用不織布として、柔らかさは現在で重要視されている評価指標であるので、実施例１０が本発明の最適実施例である。
実施例６〜１０及び比較例１６〜２０の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布に対して、通気性、水分率及び色ムラ観察の評価を行った。ＩＳＯ９０７３−１５規格で材料の通気性測定を行い、水分率について公定水分率測定を行い、色ムラについて比較対照を行った。その結果を表２に示す。
表２ 実施例６〜１０及び比較例１６〜２０の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布性能測定結果
表２の結果から、本発明の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、良好な通気性及び吸湿性を有することがわかった。
改質剤及び水溶性抽出物が一緒に添加されており、また、水溶性抽出物、改質剤、ポリプロピレン原料が一定の質量比を有するため、製造したＰＰ不織布は基本的な物理性能を満足するとともに、吸湿特性を有することがわかった。さらに生産コストを最大限に低下させることを考慮すると、草本植物水溶性抽出物は、０．２〜１．５％であることが最も好適である。
表２の比較例１６〜１８の結果からわかるように、酸化防止剤の添加は本発明の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の着色に大きな影響を与えている。酸化防止剤の主な作用は、水溶性抽出物を高温ポリプロピレンに添加する時の変色を防止することである。この工程で、ポリプロピレンの溶融過程において、酸化防止剤を添加してから改質剤を添加する主な理由は、初期に酸化防止剤を添加することにより、溶融したポリプロピレン繊維の酸化防止性能がより強くなり、後期に水溶性抽出物を添加する際に、水溶性抽出物の高温における変色をより効果的に抑え、色ムラの発生を防止することができるためである。
また、比較例１９〜２０の結果から、改質剤は、本発明の植物機能性ＰＰスパンボンド不織布の吸湿性に大きな影響を与えているという結論も得られた。改質剤の主な作用は、添加した水溶性抽出物の分散性をより良くし、ポリプロピレン溶融流体中に均一に分散させることである。また、同時に、コカミドプロピルベタインが、高温で水溶性抽出物と混合した後の特性により、繊維に微細孔ネットワーク構造を生成させ、得られるポリプロピレン繊維がより良い水分率及び吸湿特性を有することとなる。
表３ 実施例６〜１０と比較例２１〜２５の関連指標測定
本発明で製造した植物機能性ＰＰスパンボンド不織布は、水分率が０．２〜３％、縦方向引張強さが≧１８．５Ｎ／５ｃｍ、横方向引張強さが≦９．５Ｎ／５ｃｍである。
表３からわかるように、本発明で製造した植物機能性ＰＰスパンボンド不織布において水溶性抽出物の含有量が＜０．２質量％である場合、水分率が低く、ほとんど吸湿性がないため、利用価値は低い。水溶性抽出物の含有量が＞１．５質量％である場合、製造した不織布の物理的強さが低い（平均で正常値より２０％以上低い）ため、０．２〜１．５質量％の範囲とすることが好ましい。
以上、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の変更を制限するものではない。当業者であれば、上記技術内容の示唆に基づいて、同等又は等価の実施例に変更又は変形することができる。しかし、本発明の技術的思想から逸脱しない限り、本発明の技術に実質的に基づいて上記実施例に対して行った簡単な変更、同等変化及び変形は、依然として本発明の技術的範囲に属する。

Claims (10)

  1. 草本植物水溶性抽出物を０．２〜１．５％含むことを特徴とする植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布。
  2. 前記植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布の水分率が０．２〜３％で、縦方向引張強さが１８．５Ｎ／５ｃｍ以上で、横方向引張強さが９．５Ｎ／５ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布。
  3. 植物機能性ポリプロピレンマスターバッチの改質及び製造工程を含み、ポリプロピレン樹脂が溶融するように加熱し、酸化防止剤を添加し、その後、改質剤及び草本植物水溶性抽出物を添加する工程を含むことを特徴とする植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布の製造方法。
  4. 溶融温度が１９５〜２２０℃であり、酸化防止剤を添加した後、８００〜１０００ｒａｄ／ｍｉｎの回転速度で１０〜１５分間撹拌し、その後、改質剤及び水溶性植物抽出物を添加し、２０〜４０分間高速混合し、１８０〜１９０℃に降温する工を含むこと特徴とする請求項３に記載の植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布の製造方法。
  5. 前記酸化防止剤は、ジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンを含むことを特徴とする請求項３に記載の植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布の製造方法。
  6. 前記酸化防止剤のジヒドロイソタンシノンＩ、エピカテキン及びグリセリンの質量比は１〜５：１〜３：３〜１０であることを特徴とする請求項３に記載の植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布の製造方法。
  7. 前記改質剤は、オレオイルメチルタウリンＮａと、コカミドプロピルベタインを含み、オレオイルメチルタウリンＮａとコカミドプロピルベタインとの質量比は０．１〜０．５：０．５〜３であることを特徴とする請求項３に記載の植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布の製造方法。
  8. 厚さが０．２〜０．５ｍｍで、グラム重量が２０〜４０ｇ／ｍ２で、ポリプロピレン繊維径が１０〜３０μｍであることを特徴とする請求項１〜７の何れかの一項に記載の植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布。
  9. 紡糸及び後処理工程をさらに含み、前記紡糸及び後処理工程においてプレスロール温度は１４０〜１６５℃で、圧力は５６〜７０ｄ／ｃｍで、熱間圧延温度は１６０〜１７０℃であることを特徴とする請求項３に記載の植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布の製造方法。
  10. 前記紡糸及び後処理工程において紡糸孔径が１０〜３０μｍであることを特徴とする請求項９に記載の植物機能性ポリプロピレンスパンボンド不織布の製造方法。
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