JP3796048B2

JP3796048B2 - 柔軟性および伸長特性に優れたメルトブローン不織布

Info

Publication number: JP3796048B2
Application number: JP16937698A
Authority: JP
Inventors: 友昭木村
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: JP2000008259A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、メルトブローン（以下ＭＢと略記することもある）不織布、とりわけその柔軟性に優れ、かつ、ピーク応力を示した後にも伸長を続ける粘り強さのある伸張特性に優れたメルトブロ−ン不織布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の不織布素材が使い捨てオムツや生理用品などの衛生材料やメディカル用品に使用されており、人体に直接接するような使用形態が多いため優れた柔軟性や伸縮特性などが不織布に要求される様になってきている。
【０００３】
不織布に柔軟性を付与する方法としては、後加工による方法や、不織布を構成する素材そのものを改良し後加工に頼らずに不織布そのものを改良する方法などがある。
【０００４】
前者の、後加工で柔軟性を付与する方法としては、染色機を用いて不織布揉み加工する方法、あるいは速度差を持つニップロ−ル間や、テンタ−等を通過させることにより不織布に引き伸ばし操作を行い、機械的に繊維間接着をル−ズにする方法がある。特に、引き伸ばし処理により柔軟化した極細繊維不織布については、特開昭６３−１３２６２５号公報において提案されている。
後者の、不織布そのものの改良方法としては、例えば特開平６−９３５４７号公報に、原料のポリプロピレン（以下ＰＰと略記することもある）にポリブチレンをブレンドする事により、柔軟化した不織布が得られる事が開示されている。
【０００５】
しかしながら、メルトブロ−ン不織布は、強度が低いため、上記したような従来の後加工により、機械的外力が加わった場合、不織布そのものが破断してしまうか、破断しないまでも表面が毛羽立ってしまい商品価値を損なうデメリットがある。この事は柔軟剤を用いる方法においても同様である。更に、これらの方法では、ある程度の柔軟化はできても、本発明で目的とする、ピ−ク応力を示した後にも伸長を続けるという、粘り強さを付与することはできない。むしろ、ピ−ク応力を示した後の伸度は著しく低くなる傾向にある。更に、後加工によるコストアップの問題も抱えている。
【０００６】
また、不織布そのものの柔軟化方法についての前記特開平６−９３５４７号公報の方法も、後加工と同様、不織布の柔軟化はできるが、ピ−ク応力を示した後にも伸長を続けるという、粘り強さを付与することはできない。むしろ、この方法は、ＰＰ樹脂にゴム状成分を添加するので、不織布内の繊維同士の接着が著しくなる上、繊維強度そのものが低下し、伸長挙動において脆い不織布になる傾向がある。
【０００７】
また、ＭＢ不織布そのものを柔軟化する方法の一例として、本発明者は、特開平１０―８８４５８号公報にて、ＭＢ不織布を構成する繊維形成性重合体に特定量の離型剤を配合してメルトブロー紡糸することを開示したが、この開示によって得られるＭＢ不織布も、ピ−ク応力を示した後にも伸長を続けるという、粘り強さを付与することができないことは、前記公知技術と同様である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＰＰ樹脂からなるＭＢ不織布（以下ＰＰ・ＭＢ不織布と略記する場合がある）は、伸度が低く、また、ピ−ク強度に達した後、すぐに破断してしまう。更に絶対的強度も低いため破れやすい。従って、何らかの外力により破れ始めるとすぐに完全な破断状態に達してしまう。そこで本発明は、ＭＢ不織布内のＰＰ繊維間の接着状態と滑りを改良することにより、後加工処理やエラストマ−樹脂を添加することなく、柔軟であり、かつ、外力により破れ始めても更に２０乃至３０％以上の伸度を有し、更に従来のＰＰ・ＭＢ不織布に比べて高い伸度を有するＰＰ・ＭＢ不織布を提供せんとするものである。
【０００９】
更にはまた、そのようなＭＢ不織布を基布として用いることにより、例えば、貼付材のように、貼り付けた肌への追従性に優れた作用効果、あるいは、衣料のように、着用者の動きに対する追従性はもとより、万一、外力により破れた場合でも、その破れが容易に広がらない作用効果を発揮できるＭＢ不織布を提供せんとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本請求項１の発明は、平均繊維径が０．１〜１０μｍであり、エチレンビスアミドからなる滑剤を含有するポリプロピレン極細繊維からなるエンボス加工されたメルトブローン不織布であって、その少なくとも１方向における単位目付当たりの１０％伸長時応力が０．０３｛（ｋｇ／５ｃｍ幅）／（ｇ／ｍ^２）｝以下であり、かつ少なくとも１方向におけるストリップ法引張試験において、ピーク応力をＳ_１´（ｋｇ／５ｃｍ幅）、ピーク応力を示した点を起点として、その後応力が実質的に０になるときの伸度をＸ´（％）とするとき、Ｘ´が下記（１）式を満足し、ピーク応力時からさらに１５％伸長時の応力Ｓ_２´（ｋｇ／５ｃｍ）と前記ピーク応力Ｓ_１´とが下記（２）式を満足し、さらに、不織布表面積の２〜２０％の圧着面積でエンボス加工されていることを特徴とするメルトブローン不織布である。
Ｘ´≧２０（１）
Ｓ_２´≧Ｓ_１´／３（２）
【００１３】
また、本第２項発明は、請求項１に記載されたメルトブローン不織布からなる簡易衣料である。
【００１５】
図１は、本第１項発明に用いるＰＰ・ＭＢ不織布の一例の強伸度特性を示すＳ−Ｓカーブで、この図１の例で示されるように、本発明に用いるＰＰ・ＭＢ不織布は、その少なくとも１方向において、実用時の伸縮性を想定した１０％伸縮応力が前記で規定する程度に低く、そのピーク応力それ自体は比較的低いものの、該ピーク応力に至るまでの伸長度が大きく、かつピーク点を越えて伸長され、ピーク点を越えても急激には下降せず、応力０になるまでにその応力が徐々に下がりながら大きな伸長の余地を持ったものとなる点が特徴である。このような特性により、本発明の不織布は、着用者の動きに容易に追従し、柔軟に変形し、しかも急に破れてしまわない事が希望される貼付剤基布や、簡易衣料用基布として極めて望ましいものである。なお、図３は、従来例のＰＰ・ＭＢ不織布の強伸度特性を示すＳ−Ｓカーブで、従来のものは、ピーク点を過ぎると急激に下降し、その間の伸長の余地がほとんどなく、急激に切断に至るものであり、本発明不織布での上記特性、効果を奏することができない。
【００１７】
本第１項発明のエンボス加工されたＰＰ・ＭＢ不織布のＳ−Ｓカーブが、図２の例で示される。この不織布の場合、エンボス加工したことにより応力値が向上するが、１０％伸長時応力値は低く、そのピーク後伸度Ｘ´の関係を示した前記式（１）およびピーク時応力Ｓ₁´とピーク後１５％伸長時の応力Ｓ₂´との関係を示した（２）の関係を、その少なくとも１方向において満足する。これにより、この場合の不織布は、ＰＰ・ＭＢ不織布の基本的な特性を引継ぎつつ、その引張り応力をより高くすることができるものである。この場合、Ｘ´≧３０、Ｓ₂´≧２／３×Ｓ₁´であれば、より好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、ＰＰ不織布が潜在的な柔軟性を有する必要があるため、該不織布を構成する構成繊維が０．１〜１０μｍの平均繊維径を有することが好適であり、この様な極細ＰＰ繊維からなる不織布として、ＭＢ不織布を用いるものである。
【００１９】
このＭＢ不織布を構成するＰＰ極細繊維は、繊維同士の接着が少ないか、又は繊維間の摩擦抵抗を低減させた状態にある事が必要である。
【００２０】
このようなＭＢ不織布は、原料樹脂に滑剤を練り込むことで繊維間の摩擦を軽減させることが有効であるが、これのみでは目的の不織布とすることが不十分で、吐出直後の繊維流をノズル直下で急冷却する事により、初めて達成し得ることがわかった。即ち、繊維間の摩擦を軽減させる樹脂を用いることと、その樹脂の溶融吐出後、繊維間で接着が起こる確率が小さいように、ノズル直下で、吐出され引き伸ばされた繊維を直ちに冷却し、繊維間の接着を極力軽減することが加わって、初めて製造できることを見出した。即ち、本発明では、繊維を急冷することにより、繊維そのものの伸びが大きくなるため、不織布の伸度が大きくなり、更にピーク応力後も、徐々に応力が下がるという現象を示すものと考えられる。
【００２１】
本発明のＭＢ不織布の製造方法については、基本的に、常法の製造方法を採用すればよく、例えば、インダストリアル・アンド・エンジニアリング・ケミストリ−４８巻、第８号（ｐ．１３４２〜１３４６）、１９５６年に開示される方法と装置を用いればよく、繊維流の冷却においても、例えばＵＳＰ３９５９４２１にて公知となっている方法を用いることができる。
【００２２】
ＰＰ樹脂に練り込む滑剤としては、原料ＰＰ樹脂との化学反応等により原料樹脂または滑剤そのものが変質しなければ特に制限されないが、具体的には、エチレンビスアミドが用いられる。
【００２３】
本発明のＰＰ・ＭＢ不織布は、部分的に固定したものである。固定の方法は、特に限定されないが、熱エンボス、超音波融着等が有効であり、本明細書ではそれら融着処理を総称してエンボス加工と略記するものである。
【００２４】
繊維の固定はあまり密にならないようにすることが重要である。必要以上の高密度で固定すると、繊維間の移動、ズレが生じにくくなり、ウェブ特性が脆くなる。したがって、繊維の固定において、その固定部形状は制限されないものの、固定部面積率を不織布表面積の２〜２０％程度の範囲に収めることが好ましい。また、熱エンボスにて固定する場合は、エンボス凸部に該当する不織布内の繊維同士が熱によって接着あるいは繊維そのものが脆化しないよう、加工時の温度をできるだけ低温にすることが望ましい。
【００２５】
本発明のメルトブロ−ン不織布を用いた貼付用基布は、極めて柔軟であり、優れた伸長特性を有しているため、着用者の肌への追従性が極めて良好であり、かつその良好な風合いのため肌に直接触れた場合でも違和感を与えることがない。
【００２６】
また本発明のメルトブロ−ン不織布を用いた簡易衣類は、極めて柔軟であり、かつ優れた風合いを持つため体の動きを妨げることがなく、また、良好な肌触りにより良好な着心地をもたらす。さらに、その優れた伸長特性のため、万一、突起物に接触する等、異常な外力が働いてもその外力を取り除いた後は自然に引き裂かれる事がない。
【００２７】
【実施例】
本発明をより具体的に説明するために以下に本発明の実施例を示すが、本発明の内容はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２８】
本実施例においてポリプロピレンのメルトフロ−レ−ト値はＡＳＴＭ−Ｄ１２３８（Ｌ）の方法により測定した。
【００２９】
不織布の引張強力は、島津制作所製オ−トグラフＡＧＳ−５０Ｄを用い、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に記載のストリップ法に従い、幅５ｃｍ、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分の条件で測定した。更に、不織布の引張伸度は、同方法にて最大引張強力時の伸度を求めた。
【００３０】
参考例１：メルトフロ−レ−ト（ＭＦＲ）７００のＰＰ樹脂に対してステアリン酸エチレンビスアミドからなる滑剤「アルフローＨ−５０Ｓ（日本油脂（株）製商品名）」を２０ｗｔ％の比率でブレンドしたマスターバッチを用意した。原料ＰＰ樹脂（ＭＦＲ＝７００）とこのマスタ−バッチを重量比で１９：１でブレンドし、このブレンド樹脂を押出機によって溶融押出し、紡糸温度２５０℃、単孔吐出量０．５０ｇ／分で溶融紡糸し、温度２５０℃、圧力０．４ｋｇ／ｃｍ²の加熱空気で牽引した。この繊維流に向けて、ダイ下３ｃｍのところに、１２℃の冷却エアを吹き付け、繊維流を冷却し、その後ダイ下３０ｃｍの位置で捕集して平均目付１５ｇ／ｍ²のＰＰ・ＭＢ不織布を得た。
【００３１】
実施例１：参考例１で得たＰＰ・ＭＢに、８０℃、３５ｋｇ／ｃｍの線圧で５ｍ／分の速度でエンボス加工した。エンボス柄は円形のドットパターンであり、圧着面積率は２０％である。
【００３２】
比較例１：ＭＦＲ＝７００のＰＰ樹脂を押出機によって溶融押出し、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量０．５０ｇ／分で溶融紡糸し、温度２８５℃、圧力０．４ｋｇ／ｃｍ²の加熱空気で牽引し、実施例１での冷却エア吹き付けによる冷却を行うことなく、ダイ下３０ｃｍの位置で捕集し、平均目付１５ｇ／ｍ²のＰＰ・ＭＢ不織布を得た。
【００３３】
比較例２：上記参考例１と同じくＭＦＲ７００の原料ＰＰ樹脂にステアリン酸エチレンビスアミドからなる日本油脂（株）製の滑剤「アルフローＨ−５０Ｓ」をブレンドしたマスターバッチをつくり、このマスターバッチと原料ＰＰ樹脂とを、前記滑剤混入量が１％となるようにブレンドした。これを以後比較例１の条件で押出機によって溶融押出し、加熱空気で牽引し、参考例１での冷却エア吹付けによる冷却を行うことなく、ダイ下３０ｃｍの位置で補集して平均目付１５ｇ／ｍ²のＰＰ・ＭＢ不織布を得た。
【００３４】
上記参考例１、実施例１および比較例１、２の不織布について、ＪＩＳＬ―１０８５の方法に従い測定した時の物性を表１に示す。また参考例１、実施例１および比較例１、２の各不織布のＳ−Ｓカーブを、それぞれ図１、図２および図３、４に示した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１および図１、２および３、４から見られるように、本発明のメルトブロ−ン不織布は、ピ−ク応力を示した後の実質的に応力が０になるまでの伸度が、通常のメルトブロ−ン不織布に比べて著しく高い。又、ピ−ク応力を示した後の応力も極端に低下することがなく、実施例１においては、ピ−ク応力後さらに１５％伸長した時においてもピーク応力の５０％以上を維持していることが示される。更に、本実施例においては、ＭＤまたはＣＤのいずれの方向においても、その１０％伸長時応力が単位目付当たり０．０３ｋｇ／５ｃｍ以下となり極めて優れた柔軟性である。
【００３７】
実施例２：参考例１と同じ方法で、平均目付５０ｇ／ｍ²のＰＰ・ＭＢ不織布を得、これに実施例１と同じくエンボス加工を行い、圧着面積２０％のエンボス加工ＰＰ・ＭＢ不織布を得た。
【００３８】
比較例３：比較例１と同じ方法で、平均目付５０ｇ／ｍ²のＰＰ・ＭＢ不織布を製造し、これを実施例２と同じ条件でエンボス加工して圧着面積率２０％のエンボス加工ＰＰ・ＭＢ不織布を得た。
【００３９】
上記実施例２および比較例３のＰＰ・ＭＢ不織布についてＪＩＳＬ−１０８５の方法に従い測定した強伸度、カンチレバー剛軟度等の物性を表２に示す。なお引裂強度については、シングルタング法によった。
【００４０】
【表２】

【００４１】
表２から理解されるように、本発明のＰＰ・ＭＢ不織布は、通常のそれに比べて非常に柔らかく、高い引裂強度を示した。
【００４２】
実施例２と比較例３のＰＰ・ＭＢ不織布に膏体を塗布して貼付剤を造り、これを肘に貼り付けて実用試験を行った。実施例２のＰＰ・ＭＢ不織布を用いた貼付剤は柔軟であるため身体の形状にフィットし、腕の曲げ伸ばしを妨げることはなかった。しかし比較例３の不織布を用いたものは、硬いため、肘に貼る時に大きな皺になり、また腕を曲げると部分的に剥離してしまった。
【００４３】
実施例３：実施例２の不織布を縫製してブルゾンを作成した。
【００４４】
比較例４：比較例３の不織布を縫製してブルゾンを作成した。
【００４５】
実施例３と比較例４のブルゾンを着用し、実用試験にて比較した。実施例３のブルゾンは、柔らかく着心地も良く身体の動きを妨げるようなことはなかった。しかし、比較例４のものは、引き裂けやすく、着用時に乱暴に着用すると縫製部が破れてしまった。また、このブルゾンは硬くゴワゴワしており、着心地の良い物ではなかった。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の極細繊維不織布は、ＰＰ・ＭＢ不織布でありながら、その構成繊維間の融着点が少なく、更に繊維間の摩擦抵抗を減じた構造により、複雑な工程や後加工を用いることなしに、著しい柔軟性と向上した引裂強度及び伸度を発揮する不織布であり、例えば、貼付薬基布や簡易衣料として極めて優れた効果を発揮できるものである。尚、本発明のメルトブロ−ン不織布は、貼付薬基布や簡易衣料に限られない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いるＰＰ・ＭＢ不織布の一例の強伸度特性を示すＳ−Ｓカーブである。
【図２】本発明のエンボス加工したＰＰ・ＭＢ不織布の一例の強伸度特性を示すＳ−Ｓカーブである。
【図３】従来例のＰＰ・ＭＢ不織布の強伸度特性を示すＳ−Ｓカーブである。
【図４】比較例のＰＰ・ＭＢ不織布の強伸度特性を示すＳ−Ｓカーブである。

Claims

平均繊維径が０．１〜１０μｍであり、エチレンビスアミドからなる滑剤を含有するポリプロピレン極細繊維からなるエンボス加工されたメルトブローン不織布であって、その少なくとも１方向における単位目付当たりの１０％伸長時応力が０．０３｛（ｋｇ／５ｃｍ幅）／（ｇ／ｍ^２）｝以下であり、かつ少なくとも１方向におけるストリップ法引張試験において、ピーク応力をＳ_１´（ｋｇ／５ｃｍ幅）、ピーク応力を示した点を起点として、その後応力が実質的に０になるときの伸度をＸ´（％）とするとき、Ｘ´が下記（１）式を満足し、ピーク応力時からさらに１５％伸長時の応力Ｓ_２´（ｋｇ／５ｃｍ）と前記ピーク応力Ｓ_１´とが下記（２）式を満足し、さらに、不織布表面積の２〜２０％の圧着面積でエンボス加工されていることを特徴とするメルトブローン不織布。
Ｘ´≧２０（１）
Ｓ_２´≧Ｓ_１´／３（２）
請求項１に記載されたメルトブローン不織布からなる簡易衣料。