JP2022117962A - スパンボンド不織布積層体及びスパンボンド不織布積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既知の不織布と比べて大きい厚さを有し、同時に最適な柔軟さ、高い強度及び特に高い寸法安定性を有する、スパンボンド不織布積層体及びその製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも二つのスパンボンド不織布層を含み、少なくとも一つのスパンボンド不織布層が倦縮エンドレスフィラメントを含む、スパンボンド不織布積層体。前記倦縮エンドレスフィラメントは、ポリプロピレンをベースとする第一の成分及びポリプロピレンをベースとする第二の成分を有する多成分フィラメント、特に二成分フィラメントである。前記スパンボンド不織布積層体の比密度ρ［ｇ／ｃｍ３］は、スパンボンド不織布積層体の坪量に依存して、以下の等式によって定義される限界密度ρＧ未満である。TIFF2022117962000015.tif10170【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも二つのスパンボンド不織布層を有するスパンボンド不織布積層体であって、少なくとも一つのスパンボンド不織布層が捲縮エンドレスフィラメントを含むかまたは捲縮エンドレスフィラメントからなるもしくはから本質的になり、前記捲縮エンドレスフィラメントが多成分フィラメント、特に二成分フィラメントであるスパンボンド不織布積層体に関する。更に、本発明は、スパンボンド不織布積層体を製造する方法にも関する。前記エンドレスフィラメントが、熱可塑性プラスチック製のエンドレスフィラメントであることは本発明の枠内である。エンドレスフィラメントは、それらのほぼエンドレスの長さの点で、例えば１０ｍｍ～６０ｍｍのかなりより短い長さを有するステープル繊維とは異なる。

上述したタイプのスパンボンド不織布積層体及びこのようなスパンボンド不織布積層体を製造するための対応する方法は、従来技術及びプラクチスにおいて様々な実施形態で知られている。多くの用途において、大きな厚さ及びできるだけ小さい坪量を有する不織布または不織布積層体が必要とされる。一般的に、大きな厚さは、捲縮したまたは波状のフィラメント（クリンプドフィラメント）の使用によって達成される。この場合、螺旋状に捲縮されたフィラメント（スパイラルまたはヘリカル形クリンプ）が好ましい。捲縮またはクリンプドフィラメントを生成するためには、多成分フィラメントまたは二成分フィラメントが使用される。捲縮を達成するためには、二成分フィラメントの両成分が、モル質量分布の幅に関して異なっていれば十分である。他の差異（粘度、融点、一般的に異なる凝固プロセス）またはそれらの組み合わせも捲縮をもたらす。多くの場合に、特定の処方について達成可能な最大捲縮度は、全ての形態において、個々のスパンボンド不織布を製造するための低速単一ビーム法でしか利用できない。複数のスパンボンド不織布層を連続的に生成するための多ビーム法では、このような捲縮度はしばしば強すぎ、望ましくない不均一な堆積物をまねくかまたは不所望に低下した寸法安定性を持つ堆積物をまねく。これまでは多ビーム型装置では、大きな厚さと満足なフィラメント堆積との間で妥協点が求められる場合には、通常は厚さが犠牲にされた。坪量が２０ｇ／ｍ^２と２５ｇ／ｍ^２との間である不織布積層体を生成するための三ビーム型装置、それ故、応じて三倍の生産速度の場合は、例えば、個々の層の厚さが半分または三分の二になることも珍しくない。多ビーム型装置の場合は、堆積物の品質は、より細いフィラメントによって向上することができた。しかし、従来技術から既知の混合物は、より細いフィラメント（冷却キャビン内でのキャビン圧がより高く、延伸の時の延伸用空気がより多く、処理量がより少ない）の場合には、典型的には不織布厚さの減少を示す。すなわち、この場合、良好な堆積及び生産率の利点は、大きな厚さと組み合わせることができない。

細繊維不織布は、本出願人の欧州特許第３５２１４９５Ｂ１（特許文献１）から知られている。これらの細繊維不織布は、良好な隠蔽性及び品質的に高価値の堆積を示し、そして柔軟で均質な表面を特色とする。しかし、多ビームを使用した場合には、この際も、厚さには改善の余地がある。

十分な捲縮度及び大きな厚さを生成するためには、特に、サイド・バイ・サイド構造または偏心的コア－シース構造を有する多成分フィラメントまたは二成分フィラメントが使用される。大きな厚さの提供には、一般的に、不織布の比較的大きな坪量が伴う。これは、一方では単層不織布の場合に該当するが、特に多ビーム型装置で生成される多ビーム不織布にも該当する。複数の層の生成とは、一方では、後の方のビームを経るときにこれらの層の堆積物がダメージを受けないように、各層を比較的強く圧密化または予固定化する必要があることを意味するが、第一の層は、次の層を載せる時に追加的に更に圧密化され、それ故、応じて個々の層において達成可能な良好な厚さと比べて、スパンボンド不織布積層体の厚さも明らかに減少することも意味する。それ故、中でも多ビーム型装置、例えば三つ以上のビームの多ビーム型装置の場合には、大きな厚さを小さい坪量と同時に達成することに関しては、目的が相反し、このような相反する目的の解決はこれまで当業者に解決不能な問題を課してきた。これまでは、目標の不織布厚を達成することは、一般的に、不織布層のまたは不織布積層体の坪量の不釣り合いな上昇、あるいは堆積が不均一な厚手の積層体を招いた。それにより、また、材料使用量が不所望に多くなり、ひいてはコストが高くなる。

すなわち、できるだけ少ない坪量で大きい厚さを有することが望ましい。この際、このようなスパンボンド不織布積層体が、柔軟さ、強度及び特に寸法安定性に関する要件を満たす必要がある点も考慮すべきである。十分な強度、中でも十分な寸法安定性が、二次加工のために必要である。望ましい特性は、従来技術から既知の積層体では、補強層、例えば捲縮されていない不織布層または捲縮度が小さい不織布層によって達成されるか、またはより緻密な網状組織及び中程度の捲縮度の安定な細繊維不織布層（例えば、１．５デニール繊度以下のフィラメントを有する不織布層）を、通常の繊度（例えば、１．７～２デニール）及び比較的高い捲縮度の繊維を用いた比較的厚手の不織布層と組み合わせることによって、達成される。しかし、この際、この積層体の坪量は比較的大きい。

欧州特許第３５２１４９５Ｂ１

本発明は、本質的に一定の材料使用量において、プラクチスからまたは従来技術から既知の不織布と比べて（特に多ビーム型装置での製造においても）大きい厚さを有し及び同時に、最適な柔軟さ、高い強度及び特に高い寸法安定性を有する、冒頭に述べたタイプのスパンボンド不織布積層体を提供するという技術的問題に基づく。更に、本発明は、このようなスパンボンド不織布積層体を製造するための然るべき方法を提供とするという技術的問題にも基づく。

この技術的問題を解消するために、本発明は、少なくとも二つのスパンボンド不織布層を有するスパンボンド不織布積層体であって、少なくとも一つのスパンボンド不織布層が捲縮エンドレスフィラメントを含むかまたは捲縮エンドレスフィラメントからなるかもしくはから本質的になり、この際、前記捲縮エンドレスフィラメントがポリプロピレンをベースとする第一の成分及びポリプロピレンをベースとする第二の成分を有する多成分フィラメント、特に二成分フィラメントであり、及びスパンボンド不織布積層体の比密度ρ［ｇ／ｃｍ^３］が、スパンボンド不織布積層体の坪量に依存して、以下の等式で定義される限界密度ρ_Ｇ未満である、スパンボンド不織布積層体を教示するものである。

従って、比限界密度ρ_Ｇは、スパンボンド不織布積層体の坪量に対して線形に依存する。

本発明によるスパンボンド不織布積層体は、二つのスパンボンド不織布層のみからなることができ、この際、これらのスパンボンド不織布の少なくとも一つは、捲縮エンドレスフィラメントを含む。しかし、本発明によるスパンボンド不織布積層体が、より多くの層または不織布層を含み、例えば捲縮エンドレスフィラメントを用いた二つ以上のスパンボンド不織布層を含む及び／または捲縮されていないもしくは捲縮度が低いフィラメントを用いた二つ以上のスパンボンド不織布層を含むことは本発明の枠内である。該積層体において、少なくとも二つのスパンボンド不織布層が存在し、そのうち少なくとも一つのスパンボンド不織布層が捲縮エンドレスフィラメントを含むことは本発明の枠内において本質的である。

本発明の強く推奨される実施形態の一つは、多成分フィラメントまたは二成分フィラメントの第一の成分がポリプロピレン混合物からなるまたはから本質的になるか、あるいはポリプロピレンコポリマー（ＣｏＰＰ）からなるかまたはから本質的になることを特徴とする。「本質的になる」という表現は、特に、第一の成分が、その少なくとも９０重量％、とりわけ少なくとも９５重量％、好ましくは少なくとも９８重量％がポリプロピレン混合物からまたはポリプロピレンコポリマーからなることを意味する。この「本質的になる」という表現は、特に、記載される物質の他に、更に添加剤などが第一の成分中に含まれ得るという状況を考慮したものである。前記添加剤は、特に、着色料、可塑剤／滑剤、表面活性物質、成核剤、またはチョークなどのフィラーなどの活性物質である。「ポリプロピレン混合物」という用語は、特に、二種以上のホモポリプロピレンの混合物を意味するか、または少なくとも一種のホモポリプロピレンと少なくとも一種のポリプロピレンコポリマーとの混合物、または二種以上のポリプロピレンコポリマーの混合物を意味する。ポリプロピレンコポリマーは、特に、対応するランダムコポリマーも意味する。

多成分フィラメントまたは二成分フィラメントの第二の成分が、ポリプロピレンからなるかまたはから本質的になることは本発明の枠内である。「本質的に」という表現は、特に、第二の成分が、その少なくとも９０重量％、とりわけ少なくとも９５重量％、好ましくは少なくとも９８重量％がポリプロピレンからなることを意味する。第二の成分がポリプロピレンからなるかまたはから本質的なるとは、本発明の枠内ではとりわけ、第二の成分がホモポリプロピレンからなるかまたはから本質的なること、あるいはポリプロピレンコポリマーからなるかまたはから本質的になることを意味する。原則的に、第二の成分は、ポリプロピレン混合物からなるかまたはから本質的になることもでき、この場合、特に、第一の成分についてポリプロピレン混合物に記載した定義が当てはまる。この場合もまた、第一の成分について記載したような添加剤が含まれ得、この際、添加剤の種類及び割合は各成分間で異なることができる。

本発明の特に好ましい実施形態の一つは、捲縮エンドレスフィラメントを用いた少なくとも一つのスパンボンド不織布層が、２デニールまでの繊度、とりわけ２デニール未満の、好ましくは１．５デニール未満の、特に好ましくは１～１．７デニールの、就中特に好ましくは１．２～１．７デニールの繊度を有するフィラメントを含むことを特徴とする。本発明は、上記技術的問題の解決が、比較的細いフィラメントを用いたフィラメントの十分な捲縮によって達成され、この際、これらの比較的細いフィラメントが、堆積物の安定した網状組織、それ故、寸法安定性の製品を可能にするという知見に基づく。

本発明の非常に好ましい実施形態の一つは、捲縮エンドレスフィラメントを用いた少なくとも一つのスパンボンド不織布層の捲縮エンドレスフィラメントがコア－シース構造を有し、特に好ましくは偏心的なコア－シース構造を有することを特徴とする。この際、有利には、多成分フィラメントまたは二成分フィラメントの第一の成分がシース成分を形成し、そして第二の成分がコア成分を形成する。しかし、捲縮エンドレスフィラメントを用いた少なくとも一つのスパンボンド不織布層において、フィラメントがサイド・バイ・サイド構造を有することも本発明の枠内である。この際、フィラメントの一方の側が第一の成分によって形成され、そして他方の側が第二の成分によって形成される。

本発明の強く推奨される実施形態の一つは、本発明による積層体の全てのフィラメントまたはエンドレスフィラメントのうち少なくとも２５％が、コア－シース構造、特に偏心的コア－シース構造を有する捲縮エンドレスフィラメントであることを特徴とする。フィラメントの前記の割合（繊維分率）は有利には以下のように決定される：該スパンボンド不織布積層体を少なくとも１０ｍｍの長さで切断し、そして切断面からＳＥＭ画像を撮影しそして評価する。ここで、問題のフィラメント種の繊維分率は、視野内の切断面中の全てのフィラメントに基づいて、視野内の対応するフィラメントの数に対応する。

偏心的なコア－シース構造を有する捲縮エンドレスフィラメントでは、フィラメントのシースは、（フィラメント断面で見て）フィラメント周囲長の少なくとも２０％にわたって、特に少なくとも２５％にわたって、とりわけ少なくとも３０％にわたって、好ましくは少なくとも３５％にわたって、特に好ましくは少なくとも４０％にわたって、一定の厚さＤまたは本質的に一定の厚さＤを有することは本発明の枠内である。有利には、一定のもしくは本質的に一定の厚さＤの範囲のシースの厚さは、０．１μｍ～４μｍ、とりわけ０．１μｍ～３μｍ、好ましくは０．１μｍ～２μｍ、非常に好ましくは０．１μｍ～０．９μｍである。前記厚さＤが少なくとも１００ｎｍであること、及び厚さが、局所的に最大で４００ｎｍまで、とりわけ最大で３００ｎｍまで、好ましくは最大で２００ｎｍまで、一定の厚さ範囲または本質的に一定の厚さ範囲における平均厚さから異なることが推奨される。

本発明の非常に好ましい実施形態の一つは、本発明による積層体が少なくとも三つのスパンボンド不織布層を含み、この際、捲縮エンドレスフィラメント、とりわけ、偏心的なコア－シース構造を持つ捲縮エンドレスフィラメントを用いた少なくとも一つのスパンボンド不織布層が、該積層体の外側に配置されること、及びこのスパンボンド不織布層のエンドレスフィラメントの繊度が、とりわけ２デニールまで、好ましくは２デニール未満、特に好ましくは１．５デニール未満、特に１～１．７デニール、非常に好ましくは１．２～１．７デニールであることを特徴とする。

本発明の強く推奨される実施形態の一つは、本発明によるスパンボンド不織布積層体が、１０～４０ｇ／ｍ^２の範囲、特に１２～３５ｇ／ｍ^２の範囲、とりわけ１３～３０ｇ／ｍ^２の範囲、好ましくは１４～２５ｇ／ｍ^２の範囲、非常に好ましくは１５～２２ｇ／ｍ^２の範囲の坪量を有することを特徴とする。

多成分フィラメントまたは二成分フィラメントの第一の成分は少なくとも一種のポリプロピレン－コポリマー（ＣｏＰＰ）であるかまたはポリプロピレン－コポリマーを含み、この際、これらの第一の成分は、コモノマーの割合が、とりわけ１～７重量％、好ましくは１．５～５重量％であることは本発明の枠内である。この実施形態によって、本発明による積層体の柔軟性を向上できることが判明した。とりわけ、この捲縮エンドレスフィラメントを用いた対応するスパンボンド不織布層は、本発明によるスパンボンド不織布積層体の外側または表面に配置される。この際、該積層体の表面上の前記スパンボンド不織布層の捲縮エンドレスフィラメントは、とりわけ偏心的コア－シース構造を有する捲縮エンドレスフィラメントであり、そして前記のポリプロピレン－コポリマーは、捲縮エンドレスフィラメントのシース成分中に含まれる。

本発明の強く推奨される実施形態の一つは、多成分フィラメントまたは二成分フィラメントの第一及び第二の成分が異なるメルトフローレート（ＭＦＩ）を有すること、及びコア－シース構造を有するエンドレスフィラメントにおいて、とりわけ、コア成分を形成する第二の成分が、シース成分を形成する第一の成分よりも大きいメルトフローレートを有することを特徴とする。第一の成分（特にシース成分）のメルトフローレートに対する第二の成分（特にコア成分）の比率が、０．９～２．５であり、とりわけ１～２．２であることは本発明の枠内である。メルトフローレートは、本発明の枠内では、とりわけ、ＩＳＯ１１３３に従って、ｇ／１０分の単位で、２３０℃及び２．１６ｋｇの条件で測定される。

本発明の特に実証された実施形態の一つは、第二の成分（特にコア成分）の多分散性インデックス（ＰＩ）に対する第一の成分（特にシース成分）の多分散性インデックス（ＰＩ）の比率が０．９～１．４、特に１～１．３５であることを特徴とする。第一の成分（特にシース成分）が、第二の成分（特にコア成分）よりも幅の広いモル質量分布を有することが推奨される。この際、多分散性インデックスとは、モル質量の質量平均Ｍ_ｗとモル質量の数平均Ｍ_ｎの商である（ＰＩ＝Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎ）。この際、平均モル質量は、特に、ゲル透過クロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定され、詳しくはとりわけ、ＩＳＯ１６０１４－１：２００３、ＩＳＯ１６０１４－２：２００３、ＩＳＯ１６０１４－４：２００３及びＡＳＴＭ Ｄ６４７４－１２に従って測定される。多分散性インデックス（ＰＩ＝Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎ）は典型的には単一種ポリマーについて測定される。ここで、簡潔さのために、ポリマー混合物の多分散性インデックスは、個々の原料の多分散性インデックスからそれらの割合に従って構成されるものと仮定する。その際、ポリマーＡ及びＢからなるポリマー混合物の多分散性インデックスは、以下の式に従って計算される：
ＰＩ（混合物Ａ＋Ｂ）＝割合Ａ×ＰＩ（Ａ）＋割合Ｂ×ＰＩ（Ｂ）
６０％のＡと４０％のＢを有するポリマー混合物は、ＰＩ（Ａ＋Ｂ）＝０．６×ＰＩ（Ａ）＋０．４×ＰＩ（Ｂ）の多分散性インデックスを有する。

本発明の推奨される実施形態の一つによれば、第一の成分（特にシース成分）の溶融温度は、第二の成分（特にコア成分）の溶融温度よりも低く、この際、その溶融温度差は、有利には０～２０℃、とりわけ１～１８℃、好ましくは２～１６℃である。本発明は、この実施形態において、シース成分が、コア成分と比べて、より低い溶融温度によってより簡単に融解するため、不織布層の及び／または不織布積層体の熱的固定化の際の費用が低減されるという知見に基づく。本発明の枠内では、溶融温度は、ＩＳＯ１１３５７－３に従ってＤＳＣ（示差走査熱量測定）によって測定することが推奨される。

本発明の好ましい実施形態の一つは、第二の成分またはコア成分として使用される第二の成分が少なくとも一種の滑剤を含み、詳しくはとりわけ、少なくとも一種の滑剤を（全フィラメントを基準にして）少なくとも１，０００ｐｐｍの割合で含むことを特徴とする。ここで、本発明は、このようにすることで、特に、そのような不織布層が積層体の表面にまたは外側に配置される時に、スパンボンド不織布積層体の柔軟さを改善できるという知見に基づく。コア成分中に混合することによって、蒸発する滑剤によるスパンボンド不織布層の汚染が低減される。

上記技術的問題を解消するために、本発明は更に、少なくとも二つのスパンボンド不織布層を有するスパンボンド不織布積層体を製造する方法であって、捲縮エンドレスフィラメントを用いた少なくとも一つのスパンボンド不織布層を生成し、前記捲縮エンドレスフィラメントは、ポリプロピレンをベースとする第一の成分及びポリプロピレンをベースとする第二の成分を有する多成分フィラメント、特に二成分フィラメントであり、
少なくとも一つのスパンボンド不織布層は、少なくとも一つの熱ローラを用いて及び／または少なくとも一つのカレンダローラを用いて及び／または少なくとも一つの熱風炉を用いて圧密化または予固定化され、スパンボンド不織布積層体は、少なくとも一つのカレンダローラを用いて最終固定化され、及び
及び積層体は、スパンボンド不織布積層体の比密度ρ［ｇ／ｃｍ^３］が、スパンボンド不織布積層体の坪量に依存して、以下の等式によって定義される限界密度ρ_Ｇ未満となる条件で製造される、前記方法を教示する。

捲縮エンドレスフィラメントを用いた前記少なくとも一つのスパンボンド不織布層が、記載の方法で圧密化または予固定化されることは本発明の枠内である。更に、本発明によるスパンボンド不織布積層体の少なくとも二つの、とりわけ全てのスパンボンド不織布層が、それぞれ上記の方法で圧密化または予固定化されることは本発明の枠内である。

本発明による方法の特に好ましい実施形態の一つは、最終固定化が、「オープンドット」模様を有する少なくとも一つのカレンダローラを用いて実施されることを特徴とする。この際、「オープンドット」模様は、８～１５％、特に１０～１４％、好ましくは１１～１３％のエンボス加工表面または加圧表面を特徴とする。最終固定化のためのカレンダローラの図形密度が、１ｃｍ^２あたり３５個未満の図形、特に１ｃｍ^２当たり３０個未満の図形であること、とりわけ１ｃｍ^２あたり１８～２８個の図形、好ましくは１ｃｍ^２当たり２０～２８個の図形であることが推奨される。有利には、一つの図形の面積は０．２５～０．７５ｍｍ^２、特に０．３～０．７ｍｍ^２であり、この際、コンパクトな図形（円、菱形、または長さ／幅比が２未満の楕円）が好ましい。カレンダローラの二つの図形の中央点間隔が０．９ｍｍと２．５ｍｍとの間、特に１ｍｍと２ｍｍとの間であることが推奨される。とりわけ、カレンダローラの模様深さは、０．４～１．０ｍｍ、特に０．５～０．９ｍｍである。

更に、本発明によるスパンボンド不織布積層体の隠蔽性または不透明性を着色料の添加によって向上することも本発明の枠内である。そのためには、有利には、着色料は、該積層体の全ての層中に均等に配合される。また、着色料が特定の不織布層中にのみ配合されることも本発明の枠内である。この際、着色料の配合は、有利には、所与の着色料の割合について光学的均質性が最適化できるように、より均質な堆積物を有する不織布層に行われる。着色料は、特に、フィラメントの倦縮度が比較的小さい不織布層にまたはフィラメントが倦縮されていない不織布層に導入できるか、あるいは坪量が比較的大きい不織布層中に導入できる。原則的には、比較的細いフィラメントを用いた層も可能である。

限界密度ρ_Ｇ未満の該スパンボンド不織布積層体の比密度ρの本発明による定義は、本発明によるスパンボンド不織布積層体の製造状態に関する。しかし、該スパンボンド不織布積層体は、通常は、それの製造、二次加工及び完成した最終製品の包装の間のプロセスチェーンにおいて、スパンボンド不織布積層体に作用する厚さ方向の圧縮を受けるであろう。この際、積層体の厚さが、ある特定のパーセンテージまでしか再び戻らないように調節することは本発明の枠内である。圧縮の作用の後に、元の積層体の厚みと比べて回復しないスパンボンド不織布積層体の厚さのこのパーセンテージ割合を、圧縮永久歪みといい、スパンボンド不織布積層体の永久歪みを表す。本発明によるスパンボンド不織布積層体が、３０％、特に２０％及び好ましくは１０％の最大圧縮永久歪みを有し、その結果、（特に、最終製品の使用状態における）該スパンボンド不織布の比密度ρが、限界密度ρ_Ｇよりも最大３０％、特に最大２０％、好ましくは最大１０％大きくなることは本発明の枠内である。

有利には、本発明による積層体の圧縮永久歪みは、以下のように決定される：該スパンボンド不織布積層体は、０．５ｋＰａの圧力で測定された元の厚さＤ_１を有する。次いで、スパンボンド不織布積層体は、三日間の間、６ｋＰａで負荷もしくは圧密化し、その後、負荷無しで３日間、保存する。この時間の後、厚さＤ_２を測定する。この時、圧縮永久歪み（ＤＶＲ）は、以下のように計算される：ＤＶＲ＝（Ｄ_１－Ｄ_２）／Ｄ_１。この測定は、少なくとも五つの試料について繰り返し、その後、その平均値をＤＶＲとして求める。

とりわけ、本発明によるスパンボンド不織布積層体の密度ρは以下のように求められる：該積層体のフィラメント間の空気の割合は無視される。この際、密度は、積層体の坪量／積層体の厚さの商から生じる。すなわち、５０ｇ／ｍ^２の坪量と０．２ｍｍの厚さを有するスパンボンド不織布の密度は、５０／０．２＝０．２５ｇ／ｃｍ^３である。

本発明によるスパンボンド不織布積層体中に使用されるスパンボンド不織布は、及び特に、倦縮エンドレスフィラメントを用いた前記少なくとも一つのスパンボンド不織布層も、スパンボンド法によって製造されることは本発明の枠内である。以下には、本発明によるスパンボンド不織布積層体のスパンボンド不織布のための好ましいスパンボンド法を記載する。スパンボンド不織布のためのまたはスパンボンド不織布層のためのエンドレスフィラメントは、紡糸ノズルまたは紡糸口金を用いて紡糸され、次いで冷却室を持つ冷却装置中で冷却される。紡糸ノズルと冷却装置との間に、モノマー吸引装置が配置され、それを用いて、紡糸プロセスの間に発生した邪魔なガスを装置から除去できることは本発明の枠内である。冷却装置を通過した後、フィラメントは、有利には、エンドレスフィラメントを延伸するための延伸装置に案内される。この延伸装置が中間チャネルを備え、この中間チャネルが、冷却装置と延伸装置の延伸シャフトとを接続することが推奨される。本発明の特に好ましい実施形態によれば、冷却装置及び延伸装置からなる連結機械または冷却装置、中間チャネル及び延伸シャフトからなる連結機械は、閉じられた連結機械として構成されており、そして冷却装置中への冷却空気の供給の他は、この連結機械への外部からの更なる空気供給は行われない。

好ましくは、フィラメントの流れ方向において、延伸装置には少なくとも一つのディフューザが接続され、それを通してエンドレスフィラメントが案内される。有利には、エンドレスフィラメントは、少なくとも一つのディフューザを通過した後に堆積装置上に堆積され、この堆積装置はとりわけ堆積スクリーンベルトとして構成される。堆積スクリーンベルトは、エンドレスに周回する堆積スクリーンベルトであることが推奨される。有利には、堆積スクリーンベルトは空気透過性に設計されており、そうして堆積スクリーンベルトを通した下からのプロセス空気の吸引が可能となっている。有利には、堆積スクリーンベルトの下でのプロセス空気の吸引のために、少なくとも一つの吸引装置が設けられている。

本発明は、本発明によるスパンボンド不織布積層体において、積層体の強度及び寸法安定性が十分に高いにもかかわらず、大きい厚さ及び高い柔軟性を達成可能であるという知見に基づく。加えて、そのフィラメントの堆積は、満足な品質及び十分な均質性を特徴とする。本発明による方法を用いることにより、従来技術から既知の方法と比較して、ほとんど同じ材料使用量において、より大きな厚さ及びより高い柔軟性を達成でき、しかもこの際、積層体は十分に堅牢でありかつ寸法安定性である。本発明による利点は、比較的簡単な手段、それ故、比較的少ないコストで達成可能である点が強調されるべきである。

以下の実施例で使用したプラスチックまたはポリマーは、以下に記載の表１により詳しく特定する。ここで、個々のポリマーは、実施例で使用されるＡ～Ｇの文字で示す。製造業者名及びポリマータイプの他、第四列には、ポリマーのメルトフローレートＭＦＲをｇ／１０分で示し、並びに第五列には融点ＴＭを℃で示す。第六列には、モル質量の数平均Ｍ_ｎを示し、そして第七列にはモル質量の質量平均Ｍ_ｗを示す。第八列は、モル質量の遠心平均Ｍ_ｚに関し、そして第九列は、多分散性インデックスＰＩ＝Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎを記載する。平均モル質量の商Ｍ_ｗ／Ｍ_ｚは最後の列に記載されている。ポリマーＡ～Ｇが、以下の実施例で使用される。

以下の表２～４は、ポリプロピレンをベースとする二つの成分１及び２を有する本発明に適した二成分フィラメントに関する。ここで、略語ＰＰはホモポリプロピレンを意味し、そして略語ＣｏＰＰはポリプロピレンコポリマーを意味する。異なる数字（１、２または３）が付け加えられている場合は、それが、異なるホモポリプロピレンまたは異なるポリプロピレンコポリマーであることを示す。すなわち、ＰＰ１及びＰＰ２は、例えば二種の異なるホモポリプロピレンである。この際、ホモポリプロピレン及びポリプロピレンコポリマーは、上記の表１から選択した。

以下の表２～４中の二成分フィラメントの両成分１及び２の帰属については、以下の点を留意すべきである：成分１及び２のためのホモポリプロピレンを組み合わせた場合には、より狭い分子量分布（またはより小さい多分散性インデックスＰＩ）を有する成分が成分１である。ホモポリプロピレンとポリプロピレンコポリマー（ＣｏＰＰ）とを組み合わせた場合には、ホモポリプロピレンが成分１であり、プロピレンコポリマーが成分２である。ポリプロピレンコポリマーの組み合わせ（ＣｏＰＰ／ＣｏＰＰ）の場合には、成分２は、より幅広の分子量分布を有する（より大きな多分散性インデックスＰＩを有する）成分である。

サイド・バイ・サイド構造（Ｓ／Ｓ）を有する二成分フィラメント：
Ｓ／Ｓ構造を有する表２の二成分フィラメントは、１．５～２．０デニールの標準的な繊度を有する。ここで、成分１及び２については、第三の列に、成分２のメルトフローレートで割った成分１のメルトフローレートの商が示されている。第四列には、成分１の多分散性インデックスＰＩに対する成分２の多分散性インデックスＰＩの商が記載されている。第五列には、成分１の溶融温度と成分２の溶融温度との間の絶対差が示されている。

偏心的コア－シース構造（ｅＣ／Ｓ）を有する二成分フィラメント
以下の表３は、１．５デニール超の標準繊度を有するｅＣ／Ｓ構造の本発明による二成分フィラメントについての混合物及びパラメータを挙げる。

以下の表４は、１．５デニール未満の微細繊度を有する偏心的コア－シース構造を持つ本発明による二成分フィラメントに関する。

次の表５及び６には、三層型スパンボンド不織布積層体の生成のための原料及びパラメータもしくは設定を示す。この際、各々の積層体は、ビーム１、２及び３を備えた三ビーム型装置を用いて生成する。とりわけ、各々のビームは、スパンボンド不織布の製造のための図１に示した装置に相当する。これらの三層型スパンボンド不織布積層体の殆ど全ての不織布層は、成分１及び２を有する捲縮二成分フィラメントを含む。サンプル５及び１２の中央または第二の不織布層のみが単成分フィラメントを含む。以下の表の第二の行には、各サンプルについて、原料の組み合わせまたはポリマーの組み合わせを示す。原料Ａ～Ｇは、表１に記載されたものである。以下の表の第三の行には、各サンプルについて、両成分間の質量比を示す。第四の行は、スパンボンド不織布層のためにそれぞれ使用されたスパンボンド不織布装置の冷却室内のキャビン圧を特定する。最後の行は、サンプルについて、装置でのポリマー処理量をｋｇ／ｇ／ｍで示す。不織布層または対応するフィラメントを生成するためには、１ｍあたり６，８００個の細管を有する紡糸ノズルをそれぞれ使用した。三層型積層体は、それぞれ、「オープンドット」模様を有するカレンダローラを用いて最終固定化した。

表５には、従来技術に従う三層型スパンボンド不織布積層体の八つの積層体サンプルを特定する。三層型積層体サンプル１～４の各々の層は、サイド・バイ・サイド構造で１．２デニールの繊度を有する捲縮二成分フィラメントを含む。これらのサンプル１～４では、二成分フィラメントの各々の成分のポリマーには、５重量％の紡糸助剤を供した。この際、紡糸助剤としては、１，２００ｇ／１０分のメルトフローレート及び１５８℃の溶融温度を有するチーグラー・ナッタホモポリプロピレンを使用した。

積層体サンプル５～８は、１．７デニールの繊度を有するフィラメントを含む。ほぼ殆どの層が、サイド・バイ・サイド構造の捲縮二成分フィラメントを含む。サンプル５の第二または中央の層のみが、捲縮していない単成分フィラメントを含み、サンプル８の第一の層のみが、捲縮していないコア－シース構造の二成分フィラメントを含む。

以下の表６には、三層型スパンボンド不織布積層体の四つの本発明による積層体サンプル（サンプル９～サンプル１２）を特定する。これらの三層型スパンボンド不織布積層体の各々の層は、偏心的コア－シース構造の捲縮二成分フィラメントを含む。サンプル１２の中央または第二の層のみが捲縮していない単成分フィラメントを含む。サンプル９及び１０のフィラメントは、１．７デニールの繊度を有し、サンプル１１のフィラメントは１．３５デニールの繊度を有し、そしてサンプル１２のフィラメントは１．３デニールの繊度を有する。それぞれ第二の行に記載の原料では、最初に記載の原料は二成分フィラメントのコア成分を形成し、その後に記載の原料混合物はシース成分を形成する。第三の行にそれぞれ記載の質量比は、コア：シースの質量比に関する。第四の行に記載の質量比は、シース成分中のポリマー混合物の構成分の質量比に関する。

以下の表７は、サンプル１～１２全ての不織布積層体の本質的なパラメータを纏めて示すものであり、ここで、既に先に記載した通り、サンプル１～８は、従来技術に従い製造されたサンプルであり、サンプル９～１２は、本発明の教示に従い製造されたサンプルである。第二の列には、不織布積層体の坪量を示し、そして第三の列には線速度または生産速度を示す。第四の列は、不織布積層体の密度をｇ／ｃｍ^３で示す。最後の列は、積層体のフィラメントの繊度をデニールで挙げる。

図３には、サンプル１～１２についてのグラフを示し、スパンボンド不織布積層体全体の密度（ｇ／ｃｍ^３）が、積層体全体の坪量（ｇ／ｍ^２）に対してプロットされている。従来技術に係るサンプル１～８は、限界密度ρ_Ｇを表す本発明による直線の上に測定点を示す。本発明によるサンプル９～１２のパラメータ値は、前記直線の下または限界密度の下にある。これらのスパンボンド不織布積層体は、以下に更に説明する本発明による利点を特徴とする。

以下の表８には、サンプル１～１２の不織布積層体の第一の不織布層について、成分２に対する成分１のメルトフローレートの商、並びに成分１に対する成分２の多分散性インデックスの商を示す。

以下の表９には、サンプル１～１２の不織布積層体の三つの不織布層について、成分２に対する成分１のメルトフローレートの商、並びに成分１に対する成分２の多分散性インデックスの商を示す。

表８及び９が関連する図４では、スパンボンド不織布積層体または不織布層の原料について、成分２のメルトフローレートに対する成分１のメルトフローレートの商が、成分２の多分散性インデックス及び成分１の多分散性インデックスの商に対してプロットされている。この際、このグラフにおいて、枠で囲った面領域内のパラメータ点は、本発明による二成分フィラメント（サンプル９～１２）に相当する。これに対して、水平の直線の左下にあるパラメータ点は、従来技術による二成分フィラメント（サンプル１～８）に相当する。従来技術では、平行線の上にあるＭＦＲ商では、紡糸安定性は益々悪化することが前提とされる。更に、第一の層については、垂直な実線ｂ）の右側の多分散性インデックスの商の場合は、比較的強い捲縮によって厚い不織布層を達成できるが、その捲縮度は、寸法安定性を、従って機械走行性を損なわせる虞があることが前提とされる。後続のビーム２及び３については、過度の捲縮が堆積安定性を損なう虞がある領域は、図４の垂直破線ｃ）の右側で始まる。

それに対して、枠で囲まれた本発明による領域においては、良好な捲縮を有する細いフィラメントを良好な紡糸安定性で紡糸することができ、これは、改善された厚さ及び本発明による密度を有するスパンボンド不織布を堆積することを可能にする。本発明は、領域１．１では、より細いフィラメントを積層体の良好な密度をもってより簡単に得ることができるために（図３のグラフも参照されたい）、特に領域１．１が領域１．２よりも好ましいという知見に基づく。

図４のグラフに示される方向２では、過度に低い粘度（ポリプロピレンの過度に低い分子量）による紡糸安定性の漸進的な劣化、それ故、不織布積層体の強度の劣化が観察される。図４のグラフに示される方向３では、紡糸安定性は、過度に広いモル質量分布及び過度に大きい粘度差との組み合わせによって失われ、それ故、細いフィラメントまたは小さい繊度を有するフィラメントは可能ではない。最後に、図４のグラフに示される方向４では、多分散性インデックスの比較的大きな商によって、より大きな密度を得ることができるものの、細いフィラメントは紡糸できない。比較的強い捲縮によって、不均質で弱いフィラメントの堆積物が生じる。過度に強く捲縮されたフィラメントでは、堆積領域において水平方向の空気の動きによってずれてしまうというリスクが常にある。ここで、比較的高い繊度値によって、この効果は特に顕著になり、制御不能である。これは、より小さい繊度値及びフィラメント堆積物のより安定した網状組織を有する本発明による領域１．１とは対照的である。

以下には、本発明を、一つのみの実施例を示す図面に基づいてより詳しく説明する。

本発明によるスパンボンド不織布積層体のスパンボンド不織布層を製造するための装置の垂直断面図を示す。 偏心的コア－シース構造を有する好ましいエンドレスフィラメントの横断面図である。 坪量に対する密度のグラフである。 多分散性インデックスの商に対するメルトフローレートの商のグラフである。

図１は、本発明のスパンボンド不織布積層体のためのスパンボンド不織布層をスパンボンド法により製造するための装置を示す。この装置または方法を用いることによって、とりわけ、該スパンボンド不織布積層体のための捲縮エンドレスフィラメントを用いた少なくとも一つのスパンボンド不織布層が製造される。該装置は、本発明のスパンボンド不織布積層体のスパンボンド不織布層のためのエンドレスフィラメント２を紡糸するための紡糸口金１を備える。紡糸口金１から紡糸されるエンドレスフィラメント２は、冷却室４を備えた冷却装置３中に導入される。とりわけ及び及び当該実施例においては、冷却室４の二つの相対する側面には、上下に重ねて配置された空気供給キャビン５、６が配置されている。これらの上下に重ねて配置された空気供給キャビン５、６からは、有利には、異なる温度の空気が冷却室４中に導入される。好ましくは及び当該実施形態においては、紡糸口金１と冷却装置３との間に、モノマー吸引装置７が配置されている。このモノマー吸引装置７を用いて、スピンプロセス中に生じる障害となるガスを装置から除去することができる。

推奨されところでは及び当該実施例では、フィラメントの流れ方向において、冷却装置３の後に、エンドレスフィラメント２の延伸のための延伸装置８が接続されている。有利には及び当該実施例においては、延伸装置８は、中間チャネル９を備え、これは、冷却装置３を、延伸装置８の延伸シャフト１０と接続する。好ましくは及び当該実施例においては、冷却装置３及び延伸装置８からなる連結機械または冷却装置３、中間チャネル９及び延伸シャフト１０からなる連結機械は、閉じられた連結機械として構成されており、そして冷却装置３中への冷却空気の供給の他は、この連結機械への外部からの更なる空気供給は行われない。

有利には及び当該実施例では、フィラメントの流れ方向において、延伸装置８にはディフューザ１１が接続され、それを通してエンドレスフィラメント２が案内される。ディフューザ１１を通過した後、エンドレスフィラメント２は、とりわけ及び当該実施例においては、堆積スクリーンベルト１２として構成された堆積装置上に堆積される。堆積スクリーンベルト１２は、有利には及び当該実施例においては、エンドレスに周回する堆積スクリーンベルト１２として構成されている。堆積スクリーンベルト１２が空気透過性であり、そうして堆積スクリーンベルト１２を通した下からのプロセス空気の吸引が可能となっていることは本発明の枠内である。この目的のために、有利には及び当該実施例においては、吸引装置１３が堆積スクリーンベルト１２の下に配置されている。

図２は、偏心的なコア－シース構造を持つエンドレスフィラメント２の断面を示す。このようなエンドレスフィラメント２は、好ましくは、本発明によるスパンボンド不織布積層体中の捲縮エンドレスフィラメントを用いたスパンボンド不織布層のために使用される。これは、ポリプロピレンをベースとする第一の成分をシース１４に、ポリプロピレンをベースとする第二の成分をコア１５に含む二成分フィラメントである。図２からは、シース１４の好ましいエンドレスフィラメント２では、フィラメント２は、そのフィラメント断面において、とりわけ及び当該実施例において、フィラメント周長の５０％超にわたって、一定の厚さＤを有する。好ましくは及び当該実施例においては、フィラメント２のコア１５は、フィラメント横断面で見て、弧形に形成されている。シース１４は、それの一定の厚さＤの領域において、とりわけ０．１～０．９μｍの厚さＤを有する。

Claims (19)

1. 少なくとも二つのスパンボンド不織布層を有するスパンボンド不織布積層体であって、少なくとも一つのスパンボンド不織布層が捲縮エンドレスフィラメントを含むかまたは捲縮エンドレスフィラメントからなるかもしくはから本質的になり、この際、前記捲縮エンドレスフィラメントが、ポリプロピレンをベースとする第一の成分及びポリプロピレンをベースとする第二の成分を用いた多成分フィラメント、特に二成分フィラメントであり、及びスパンボンド不織布積層体の比密度ρ［ｇ／ｃｍ^３］が、スパンボンド不織布積層体の坪量に依存して、以下の等式で定義される限界密度ρ_Ｇ未満である、スパンボンド不織布積層体。
   

   
2. 第一の成分が、ポリプロピレン混合物からなるかまたはから本質的になり、あるいはポリプロピレンコポリマーからなるかまたはから本質的になる、請求項１に記載のスパンボンド不織布積層体。
3. 第二の成分が、ポリプロピレンからなるかまたはから本質的になる、請求項１または２に記載のスパンボンド不織布積層体。
4. 積層体の少なくとも一つのスパンボンド不織布層が、２デニールまでの繊度、とりわけ２デニール未満の繊度、好ましくは１～１．７デニールの繊度、及び特に好ましくは１．２～１．７デニールの繊度を有する捲縮エンドレスフィラメントを含む、請求項１～３のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
5. 少なくとも一つのスパンボンド不織布層が、コア－シース構造、好ましくは偏心的なコア－シース構造を有する捲縮エンドレスフィラメントを含み、及びとりわけ、第一の成分がシース成分であり、第二の成分がコア成分である、請求項１～４のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
6. 積層体の全フィラメントまたはエンドレスフィラメントの少なくとも２５％（繊維分率）が、コア－シース構造、特に偏心的なコア－シース構造を有する捲縮エンドレスフィラメントである、請求項１～５のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
7. 偏心的なコア－シース構造を有する捲縮エンドレスフィラメントにおいて、フィラメントのシースが、フィラメント断面で見て、フィラメント周長の少なくとも２０％にわたって、特に少なくとも２５％にわたって、とりわけ少なくとも３０％にわたって、好ましくは少なくとも３５％にわたって、特に好ましくは少なくとも４０％にわたって一定の厚さＤまたは本質的に一定の厚さＤを有し、及び有利には、シースの厚さが、それの一定のまたは本質的に一定の厚さＤの範囲において、０．１～４μｍ、とりわけ０．１～３μｍ、好ましくは０．１～２μｍ、非常に好ましくは０．１～０．９μｍである、請求項５または６に記載のスパンボンド不織布積層体。
8. 積層体が少なくとも三つのスパンボンド不織布層を含み、この際、捲縮エンドレスフィラメント、特に偏心的なコア－シース構造を持つ捲縮エンドレスフィラメントを用いた少なくとも一つのスパンボンド不織布層が、該積層体の外側に配置され、及びとりわけ、このスパンボンド不織布層のエンドレスフィラメントの繊度が、２デニールまで、好ましくは２デニール未満、特に１～１．７デニール、及び非常に好ましくは１．２～１．７デニールである、請求項１～７のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
9. 少なくとも一つのスパンボンド不織布層が、サイド・バイ・サイド構造を持つ捲縮エンドレスフィラメントを含む、請求項１～８のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
10. １０～４０ｇ／ｍ^２の範囲、特に１２～３５ｇ／ｍ^２の範囲、とりわけ１３～３０ｇ／ｍ^２の範囲、好ましくは１４～２５ｇ／ｍ^２の範囲、非常に好ましくは１５～２２ｇ／ｍ^２の範囲の坪量を有する、請求項１～９のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
11. 第一の成分が少なくとも一種のポリプロピレンコポリマー（ＣｏＰＰ）を含み、この際、このポリプロピレンコポリマーが、とりわけ１～６重量％、好ましくは１．５～５重量％のコモノマーの割合を有する、請求項１～１０のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
12. 第一及び第二の成分が異なるメルトフローレートを有し、及びコア－シース構造を有するエンドレスフィラメントにおいて、とりわけ、コア成分を形成する第二の成分が、シース成分を形成する第一の成分よりも大きいメルトフローレートを有する、請求項１～１１のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
13. 第一の成分、特にシース成分のメルトフローレートに対する第二の成分、特にコア成分のメルトフローレートの比率が、０．９～２．２であり、とりわけ１～２である、請求項１～１２のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
14. 第二の成分、特にコア成分の多分散性インデックス（ＰＩ）に対する第一の成分、特にシース成分の多分散性インデックス（ＰＩ）の比率が０．９～１．４、特に１～１．３５である、請求項１～１３のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
15. 第一の成分、特にシース成分の溶融温度が、第二の成分、特にコア成分の溶融温度よりも低く、及び溶融温度の差異が有利には０～２０℃、とりわけ１～１８℃、好ましくは２～１６℃である、請求項１～１４のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
16. 第二の成分またはコア成分として使用される第二の成分が少なくとも一種の滑剤を含み、詳しくはとりわけ、少なくとも一種の滑剤を（全フィラメントを基準にして）少なくとも１０００ｐｐｍの割合で含む、請求項１～１５のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体。
17. 少なくとも二つのスパンボンド不織布層を有するスパンボンド不織布積層体、特に請求項１～１６のいずれか一つに記載のスパンボンド不織布積層体を製造する方法であって、捲縮エンドレスフィラメントを用いた少なくとも一つのスパンボンド不織布層を生成し、前記捲縮エンドレスフィラメントは、ポリプロピレンをベースとする第一の成分及びポリプロピレンをベースとする第二の成分を用いた多成分フィラメント、特に二成分フィラメントであり、
    少なくとも一つのスパンボンド不織布層が、少なくとも一つの熱ローラを用いて及び／または少なくとも一つのカレンダローラを用いて及び／または少なくとも一つの熱風炉を用いて圧密化または予固定化され、
    スパンボンド不織布積層体が、少なくとも一つのカレンダローラを用いて最終固定化され、及び
    及び積層体が、スパンボンド不織布積層体の比密度ρ［ｇ／ｃｍ^３］が、スパンボンド不織布積層体の坪量に依存して、以下の等式によって定義される限界密度ρ_Ｇ未満となる条件で製造される、
    前記方法。
    

    
18. 最終固定化が、「オープンドット」模様を有する少なくとも一つのカレンダローラを用いて行われる、請求項１７に記載の方法。
19. 請求項１～１６のいずれか一つに記載の及び／または請求項１７または１８に記載の方法に従って製造される少なくとも一つのスパンボンド不織布積層体を含む不織布集合体であって、前記積層体が、圧縮、特に二次加工もしくは二次処理の過程での圧縮により、緩和された状態において、最大で３０％、特に最大で２０％、好ましくは最大で１０％の圧縮永久歪み（ＤＶＲ）を有し、及び積層体の比密度ρが、限界密度ρ_Ｇよりも最大で３０％、特に最大で２０％、好ましくは最大で１０％大きい、前記不織布集合体。

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