JP4399968B2 - Long-fiber non-woven fabric - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、他素材と良好な熱接着性を有する長繊維不織布に関する。より詳しくは、天然素材、特にパルプ等のセルロース系繊維との接着性が高く、セルロース系繊維または紙等との剥離が防止でき、更に他素材間の接着用途にも使用できる長繊維不織布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリオレフィンを用いた熱接着性不織布としては、結晶性ポリプロピレンとポリエチレンとを、各複合成分として用い、溶融複合紡糸して得られた熱接着性複合繊維から製造された不織布が知られている。通常、熱接着性複合繊維は、ウエッブに形成されたのち、低融点成分であるポリエチレンの融点以上、高融点成分であるポリプロピレンの融点以下の温度で加熱することによって、ウェッブの各繊維間接触部が融着した不織布を形成する。しかし、これは、布、木材、金属等の他の異質材料との接着性が弱いことが知られている。従って上記のような不織布を他の異質素材に接着させて使用したり、または他の素材と組み合わせて繊維集合体として複合材料を形成する場合には、新たにバインダーを使用する必要がある。また、仮にバインダーを使用した場合でもその接着性は必ずしも良好ではない。
【０００３】
また、近年、他素材との良好な接着性を発現できる熱接着性複合繊維の検討が行われている。例えば、複合繊維の一成分にエチレン−酢酸ビニル共重合体またはその鹸化物を含有するポリマーを使用する方法（特開昭53-126320号公報）や、不飽和カルボン酸、その金属塩若しくは不飽和カルボン酸無水物で変性されたポリオレフィン等を用いて熱接着性繊維とする方法（特開昭54-30929号公報）等が知られている。
しかし、これらの熱接着性複合繊維は、繊維加工時または不織布加工時に静電気発生等の問題が起こるため、何らかの表面処理剤、例えば界面活性剤や、鉱物油が使用されている。従って、それらの表面処理剤が他素材との接着性を阻害して熱接着性複合繊維の他素材との接着力を満足に発現させていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、他素材、特に天然素材との接着性をより強固に発現し、他素材とのバインダーとなりうる不織布を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、後述する特定のポリオレフィンを用い、スパンボンド法により、表面処理剤を使用することなく長繊維不織布とすることで、特定ポリオレフィンの接着性能を十分引き出すことが出来、上記課題を解決できるという知見を見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を有する。
【０００６】
（１） 不飽和カルボン酸、若しくは不飽和カルボン酸無水物から選ばれた少なくとも１種を含むビニルモノマー（以下これらを変成剤と云うことがある）でグラフト重合された変成ポリオレフィン（変成剤含量は０．０５〜２モル／Ｋｇ）を第１成分とし、第１成分より融点の高い樹脂からなる第２成分とを複合に配し、該第１成分が繊維表面の少なくとも一部を長さ方向に連続して形成する熱接着性複合長繊維で構成された長繊維不織布。
（２） 変成剤が無水マレイン酸、アクリル酸若しくはメタクリル酸の１種以上を含むことを特徴とする前記（１）項に記載の長繊維不織布。
（３） 変成剤が無水マレイン酸とスチレンからなることを特徴とする前記（１）項に記載の長繊維不織布。
（４） 変成剤が無水マレイン酸と、アクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エステルの１種以上からなることを特徴とする前記（１）項に記載の長繊維不織布。
（５） 前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の長繊維不織布がスパンボンド法によって得られた長繊維不織布。
（６） 前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の長繊維不織布と他のシートを積層し、熱接着性複合長繊維を熱接着することにより得られる複合化長繊維不織布。
（７） 前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の長繊維不織布または前記（６）項に記載の複合化長繊維不織布を用いたワイパー
（８） 前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の長繊維不織布または前記（６）項に記載の複合化長繊維不織布を用いた吸収体。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の長繊維不織布とは、変成ポリオレフィンを第１成分とし、第１成分より融点の高い樹脂を第２成分として、該第１成分が繊維表面の少なくとも一部を長さ方向に連続して形成してなる熱接着性複合長繊維で構成された長繊維不織布である。
変成ポリオレフィンに用いられる変成剤は不飽和カルボン酸、その酸無水物から選ばれた少なくとも１種を含むビニルモノマーであり、具体的には無水マレイン酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等から選択された不飽和カルボン酸、若しくはその無水物を必須成分とし、それ以外のビニルモノマーをも含むことができるものである。それ以外のビニルモノマーとしては、ラジカル重合性に優れた汎用モノマー使用することができる。例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類、或いは同様なアクリル酸エステル等を挙げることができる。これらビニルモノマーの変成ポリオレフィン中の濃度は０．０５〜２モル／Ｋｇである。そのうち不飽和カルボン酸若しくは不飽和カルボン酸無水物の合計量は、０．０３〜２モル／Ｋｇである。変成ポリオレフィン中のカルボン酸若しくは不飽和カルボン酸無水物は、接着性に直接寄与する成分であり、他のビニルモノマーは酸のポリマー中への均一分散を助けることによって、接着性を側面から助けることと共に、極性の乏しいポリオレフィンに極性を付与し、セルロース系繊維との親和性を向上して、均一分散の向上に寄与するものでも有る。
これらのビニルモノマーを幹ポリマーにグラフト重合するのは通常の方法で行なうことができ、ラジカル開始剤を用いて、ビニルモノマーを混合してランダム共重合体からなる側鎖を、若しくは異種モノマーを順次重合することによるブロック共重合体からなる側鎖を導入することができる。
【０００８】
変成ポリオレフィンの幹ポリマーは、ポリエチレン（高密度ポリエチレン，直鎖状低密度ポリエチレン，低密度ポリエチレン）、ポリプロピレン、ポリブテン−１等が用いられる。ポリエチレンは、密度０．９０〜０．９７ｇ／ｃｍ3のホモ若しくは他のα−オレフィンとの共重合体であり、融点は１００〜１３５℃程度のポリマーである。ポリプロピレンは、ホモ若しくは他のオレフィンとの共重合体であり、融点１３０〜１７０℃の結晶性重合体である。ポリブテン−１は、ホモ若しくは他のオレフィンとの共重合体であり、融点１１０〜１３０℃の結晶性重合体である。
これらのポリマーの中では、融点範囲、グラフト反応の容易性を考慮するとポリエチレンが好ましい。
【０００９】
第１成分として用いられる変成ポリオレフィンは、単一で、上記変成ポリオレフィンの２種以上の混合物、若しくは変成ポリオレフィンと幹ポリマーの混合物として用いることができる。異種ポリマーの混合物であった場合にもポリマー中の変成剤の含量が０．０５〜２モル／Ｋｇの範囲に入っていれば良い。
【００１０】
第２成分として用いられる第１成分より融点の高い樹脂としては、前記変成ポリオレフィンの幹ポリマー、或いはポリエステル、ポリアミドなどの結晶性ポリマーを用いることができる。これらのポリマーの中では耐薬品性、融点の面からみてポリプロピレンホモポリマー、若しくはエチレン、ブテン−１等のα−オレフィンとの共重合体である結晶性プロピレンコポリマーが好ましい。また、ポリエチレンテレフタレートを用いた場合には、不織布の弾力性が優れたものとなる。即ち、更なる付加価値及び要求性能に対し、第２成分を選択することが可能である。
【００１１】
本発明に関わる第１成分及び第２成分に使用される樹脂には、本発明の効果を妨げない範囲内で、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、造核剤、エポキシ安定剤、滑剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止剤、顔料、可塑剤などの添加剤を適宜、添加してもよい。
【００１２】
また、用いる樹脂のＭＦＲ（メルトフローレイト）は、特に限定するもではなく、オレフィン系重合体の場合は、チーグラー／ナッタ系触媒を用いて重合された樹脂や、いわゆるメタロセン系触媒を用いて重合された樹脂等がいずれも使用できる。
【００１３】
本発明の熱接着性複合長繊維は、第１成分が鞘成分、第２成分が芯成分となる鞘芯型の複合長繊維、前記において芯成分の断面における位置が偏心しているいわゆる偏心鞘芯型の複合長繊維、第１成分と第２成分が貼り合わされた形状となるいわゆる並列型複合長繊維（サイドバイサイド型複合長繊維）が好適に用いられる。特に偏心鞘芯型複合長繊維や並列型複合長繊維を用いると捲縮繊維を容易に得ることが出来、嵩高で風合の良い長繊維不織布が得られる点では好ましい。並列型複合長繊維の断面における第１成分と第２成分の割合（複合比）は１：１であってもよく、一方の成分が繊維断面において他方の成分より大きな断面積を占める形になっていてもよいことはもちろんである。
【００１４】
熱接着性複合長繊維の第１成分と第２成分との容積割合（繊維断面を採用した場合にはその断面の面積割合に該当する＝複合比）は、通常、第１成分：第２成分の比率で１０：９０〜９０：１０、好ましくは３０：７０〜７０：３０の範囲が用いられる。第１成分が減少し過ぎると接着性が低下し、また増加し過ぎると紡糸性が低下する傾向となる。
【００１５】
本発明において不織布を構成する熱接着性複合長繊維の繊度は特に限定するものではなく、用いる素材樹脂の種類や用途に応じて適宜の繊度とすればよい。好ましくは１〜８ｄｔｅｘ／ｆ程度であり、例えば紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パッド、手術用着衣、手術用掛布、ハップ材などで代表される衛生材料に用いる場合には１〜５ｄｔｅｘ／ｆが好ましい。
【００１６】
本発明の長繊維不織布の目付も特に限定はなく、用いる素材樹脂の種類や用途に応じた目付の不織布とすればよく、好ましくは１０〜１００ｇ／ｍ2の範囲、より好ましくは１０〜５０ｇ／ｍ2の範囲であり、特に衛生材料に用いる場合には１０〜３０ｇ／ｍ2の範囲が好ましい。
【００１７】
上述した樹脂を第１成分、第２成分として用い、溶融紡糸法により複合長繊維を製造でき、これを用い、本発明にかかる長繊維不織布を得ることができるが、かかる長繊維不織布は、よく知られているスパンボンド法によって容易に製造することができる。
【００１８】
スパンボンド法は、すでによく知られているので詳細な説明は省略するが、例えば、無水マレイン酸及びスチレンを混合してグラフト重合した直鎖状低密度ポリエチレンを２０重量％以上含有した樹脂を第１成分として用い、第１成分より融点の高い結晶性ポリプロピレンを第２成分として用いる。これらの樹脂を、それぞれ個別の押出機に投入し、紡糸口金を用いて溶融紡糸する。紡糸口金より吐出した繊維群をエアーサッカーに導入して牽引延伸し、長繊維群を得、続いて、エアーサッカーより排出された長繊維群を一対の振動する羽根状物（フラップ）の間を通過させることで開繊させ、或いは適宜の反射板などに衝突させて開繊し、開繊された長繊維群は、裏面に吸引装置を設けた無端ネット状コンベア上に、長繊維ウェッブとして捕集する。捕集した長繊維ウェッブは、無端コンベアに載せられたまま搬送され、加熱された凹凸ロールと平滑ロールとで構成されたポイントボンド加工機の加圧されたロール間に導入し、長繊維ウェッブを前記凹凸ロールの凸部に対応する区域において第１成分が溶融または軟化して長繊維相互間が熱融着された長繊維不織布を得る。長繊維不織布の目付は、例えば紡糸吐出速度（時間当たりの吐出量）や無端コンベアの移動速度などを調整することにより調整することが出来る。なお、長繊維ウェッブの不織布化（交絡あるいは熱融着）は、ポイントボンド法に限らず、その他、熱風加熱法、高圧水流法、ニードルパンチ法、超音波加熱法などで行われても良く、これら不織布化法の複数の組合わせも採用し得る。
【００１９】
また、本発明の長繊維不織布は前記で説明した方法によって製造されたものに限定されるものではないが、スパンボンド法は、引張強度等の機械的性質に優れた不織布を容易に得られ、また、溶融紡糸して得られた長繊維を、そのまま開繊及び集積して不織布へと加工できるため、生産性が非常に優れており、これにより安価に製造できるため、好ましい。
【００２０】
更に、上記長繊維不織布を得た後に、熱プレス機またはコンベアー式熱プレス機等を用いて熱処理することにより、所望の厚さの不織布を得ることもでき、また必要に応じて熱処理時および熱処理後に二次加工することもでき、平板だけでなく任意の形状の不織布を得ることが可能となる。
【００２１】
このようにして得られた本発明の長繊維不織布は、鞘成分に不飽和カルボン酸、若しくは不飽和カルボン酸無水物から選ばれた少なくとも１種を含むビニルモノマー（以下これらを変成剤と云うことがある）でグラフト重合された変成ポリオレフィン（変成剤含量は０．０５〜２モル／Ｋｇ）を使用しているため他素材との接着性が優れている。即ち、鞘成分中に極性基が存在するためにその部分が他素材と接着し剥離防止効果が発現する。更には、グラフト重合された樹脂であるため、繊維化した際の繊維表面摩擦も結晶性ポリオレフィンとほぼ同等なものとなる。従って、結晶性ポリオレフィンを用いた場合と何ら変わることなく、安定的に生産が可能である。
【００２２】
本発明の長繊維不織布は、スパンボンド法を用いることによって、熱接着性複合長繊維の製造工程時及び不織布加工時に繊維に表面処理剤（以下、油剤という場合あり）を使用する必要性がないため、長繊維不織布表面に表面処理剤が付着されていない。従って、他素材との接着時に表面処理剤の阻害が全くないため、これまでの表面処理剤を使用していたカーディング法により得られた不織布等と比較して接着性能がはるかに良好な不織布となる。
【００２３】
更に本発明の長繊維不織布は、他のシートを積層し、複合化長繊維不織布（積層シートという場合もある）とすることができる。シートとしては、編織物，不織布，繊維集合体，発砲ウレタン，フィルム，紙状物，羊毛成形体，金属板，木板，プラスチック板などが例示でき、好ましくは官能基を有するもので、より好ましくはＯＨ基を有する他素材などが例示でき、それぞれの機能を維持することができる。例えば、熱接着性複合長繊維単独あるいは親水性繊維と熱接着性複合長繊維との混合からなる不織布を積層してもよい。また、本発明の効果を妨げない範囲において他のものをラミネートすることは何等妨げるものではない。
本発明の長繊維不織布若しくは複合化長繊維不織布の目付は、使用目的や製造方法に合わせて任意の目付として使用できる。
【００２４】
前記不織布は、種々の用途において使用することが可能であるが、セルロース系の紙状物とより良好に接着できるため、セルロース系物の特徴を引き出すワイパー、吸収体等の用途に使用することが好ましい。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中に示された物性値の測定法または定義をまとめて示しておく。
目付：５０ｃｍ角に切った長繊維不織布、複合化長繊維不織布等の成形体の重量を秤量し、単位面積当たりの重量（ｇ／ｍ2）で表わした。
他素材との接着強度（剥離強度）：各実施例、比較例で得られた試料と被接着試料とをそれぞれ１０ｃｍ×５ｃｍの大きさに切断した。これらの試料の四隅が揃うように重ね合わせ、その重ね合わせた試料の短辺方向、つまり幅方向に細長いヒートシールを施す。ヒートシール条件は、温度１５０℃（上下とも）、３ｋｇ／ｃｍ2（２９．４×１０4Ｐａ）、５秒であり、ヒートシール部分は１ｃｍ×５ｃｍとした。ヒートシール装置として”ヒートシールテスター ＴＰ−７０１”（テスター産業株式会社製）を用いた。この方法で得られた引っ張り試験用の接着試料を、ヒートシールを施した側の他辺の短辺側から開き、それぞれの端辺１０ｃｍ間隔に設定したテンシロン引張試験機（”ＲＯＭ−１００”株式会社オリエンテック製）のチャック間に拠れなどが生じないように固定した。剥離強さの測定は引っ張り速度１００ｍｍ／分で測定し、剥離強度の計算方法はＪＩＳ Ｌ１０８６-１９８３に準拠した。
油脂分：ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて測定した。
【００２６】
実施例１〜９、比較例１〜５
表１に示した無水マレイン酸グラフトポリエチレン樹脂またはこれと他の樹脂の混合物を第１成分とし、また第２成分としては同じく表１に示した性状の樹脂を用意した。
【００２７】
【表１】
表１に記載の長繊維不織布は、スパンボンド法にて作製した。具体的には、前述の樹脂を用い、それぞれ個別の６０ｍｍφ押出機に投入し、第１成分の押出温度は２３０℃、第２成分の押出温度は、ポリプロピレンの場合は２５０℃、ポリエチレンテレフタレートの場合は２８０℃で、それぞれ第１成分、第２成分の複合比の割合になるように押し出し、それぞれ表１の繊維形態の欄に記載した様な並列型、鞘芯型、偏心鞘芯型の紡糸口金を用いて溶融紡糸した。この紡糸口金より吐出した繊維群をエアーサッカーに導入して索引延伸し、長繊維群を得た。続いてエアーサッカーより排出された長繊維群を、コロナ放電装置にて同電荷を付与せしめ帯電させた後、一対の振動する羽根状の間を通過させることで開繊した。開繊された長繊維群は裏面に吸引装置を設けた無端コンベア上に、長繊維ウェッブとして捕集した。この時の長繊維の繊度は２．２ｄｔｅｘ／ｆとなるように繊維の種類に応じてエアーサッカーの索引延伸速度を適宜調整した。捕集した長繊維ウェッブは、無端コンベアの載せられたまま搬送し、加熱された凸凹ロールと平滑ロールとで構成されたポイントボンド加工機の加圧されたロール間に導入した。導入された長繊維ウェッブは、凸凹ロールの凸部に対応する区域において第１成分が溶融または軟化して長繊維相互間が熱融着された長繊維不織布が得られた。なお長繊維不織布の目付が表１に記載の各目付になるように繊維の種類に応じて無端コンベア移動速度を調整した。凸凹ロールの周速度は無端コンベアの移動速度と同一とした。ロール間の線圧及びロール温度の設定は、長繊維不織布の剛軟度（ＪＩＳ Ｌ １０９６のＡ法の４５ーカンチレバー法に準じて測定した。ただし試料の大きさは５ｃｍ×１５ｃｍとした）の縦及び横方向の平均値が３５ｍｍ付近となるように適宜設定した。
【００２９】
表１に記載の短繊維不織布は、カーディング法にて作製した。具体的には、前述の樹脂組成物をそれぞれ個別の４０ｍｍφ押出機に投入し、第１成分の押出温度は２３０℃、第２成分の押出温度は、ポリプロピレンの場合は２５０℃、ポリエチレンテレフタレートの場合は２８０℃で、それぞれ第１成分、第２成分の複合比の割合になるように押し出し、それぞれ表１の繊維形態の欄に記載した様な並列型、鞘芯型、偏心鞘芯型の紡糸口金を用いて溶融紡糸した。この紡糸口金より吐出した繊維群をボビンに巻き取り、７．０ｄｔｅｘ／ｆの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を延伸工程にて第１成分の融点より低く、かつ未延伸糸同士が融着しない延伸温度の条件で延伸し、表１に記載の油剤付着させて捲縮を施した後、２．２ｄｔｅｘ／ｆの延伸糸を繊維長５１ｍｍにカットした。捲縮数は後の不織布化工程での生産性を損なわないように繊維の種類に応じて調整し、基本的には１５山／２．５４ｃｍとした。得られた短繊維をカーディング法によりウェブとし、熱された凸凹ロールと平滑ロールとで構成されたポイントボンド加工機の加圧されたロール間に導入した。導入後の短繊維不織布は、長繊維不織布と同様の剛軟度、縦及び横方向の平均値が３５ｍｍ付近となるように適宜設定した。
【００３０】
表１に示したように得られた不織布を用いて、表２に示す対素材との剥離強度を測定した。得られた剥離強度を表２に示した。
【００３１】
【表２】
実施例１０
実施例１の不織布を１５ｃｍ×１５ｃｍのサイズにカットし、同サイズの厚み１０ｍｍの厚紙と積層し、１３０℃でエンボス熱処理を施して床拭き掃除用ワイパーとした。
【００３３】
比較例６
比較例１の不織布を１５ｃｍ×１５ｃｍのサイズにカットし、同サイズの厚み１０ｍｍの厚紙と積層し、１３０℃でエンボス熱処理を施して床拭き掃除用ワイパーとした。
【００３４】
比較例７
比較例４の不織布を１５ｃｍ×１５ｃｍのサイズにカットし、同サイズの厚み１０ｍｍの厚紙と積層し、１３０℃でエンボス熱処理を施して床拭き掃除用ワイパーとした。
【００３５】
表２から明らかな通り、本発明の長繊維不織布は、他素材との接着が優れることが明らかである。
比較例１、２は、第１成分に不飽和カルボン酸、若しくは不飽和カルボン酸無水物から選ばれた少なくとも１種を含むビニルモノマー（以下これらを変成剤と云うことがある）でグラフト重合された変成ポリオレフィン（変成剤含量は０．０５〜２モル／Ｋｇ）を使用していないために接着性がほとんど発現せず、比較例３〜５は、カーディング法であるために繊維に表面処理剤を使用しなければならず、その表面処理剤の阻害により、接着性が著しく劣る結果となっている。
即ち、これらの実施例、比較例は、接着性に優れた特定構造の変成ポリマーを繊維表面に有し、なお且つ繊維表面にその接着性を阻害する成分（表面処理剤）を取り除くことによって、他素材との接着性が良好となる不織布が得られることを示している。
【００３６】
実施例１０と比較例６、７を比較すると、実施例１０は他素材との接着性が良好となる長繊維不織布を用いているため、厚紙としっかり接着しており、ワイパーとしての保形成に優れ、なお且つ発生するパルプ粉の脱落を抑制する。しかし、比較例６、７は他素材との接着性が実施例１０と比較してほどないため、ワイパーの保形成、パルプ粉の脱落抑制効果が低い。従って、実施例１０は、ワイパーとして使用した場合パルプが脱落せず、ふき取り時の作業性が著しく向上した。また、積層に用いたシートとの接着性が良好であるため、ワイパー使用時の層間剥離もなく作業性が向上した。
【００３７】
【本発明の効果】
本発明の長繊維不織布は、鞘成分に不飽和カルボン酸、若しくは不飽和カルボン酸無水物から選ばれた少なくとも１種を含むビニルモノマー（以下これらを変成剤と云うことがある）でグラフト重合された変成ポリオレフィン（変成剤含量は０．０５〜２モル／Ｋｇ）を使用し、且つ繊維表面にその接着性を阻害する成分を有さないため、他素材特にセルロース、パルプ等の天然系素材との接着性が著しく良好である。
また、本発明の長繊維不織布は、他素材間のラミネート材、他素材と張り合わせることによって、補強材、衝撃緩衝材として有益な効果を発現するものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a long-fiber nonwoven fabric having good thermal adhesion to other materials. More specifically, it relates to a long-fiber nonwoven fabric that has high adhesiveness to natural materials, particularly cellulose fibers such as pulp, can be prevented from peeling off from cellulose fibers or paper, and can be used for bonding between other materials. It is.
[0002]
[Prior art]
As a heat-adhesive nonwoven fabric using polyolefin, a nonwoven fabric produced from a heat-adhesive conjugate fiber obtained by melt compound spinning using crystalline polypropylene and polyethylene as each composite component is known. Usually, a heat-adhesive conjugate fiber is formed on a web and then heated at a temperature not lower than the melting point of polyethylene, which is a low melting point component, but not higher than the melting point of polypropylene, which is a high melting point component. Forms a fused nonwoven fabric. However, this is known to have poor adhesion to other foreign materials such as cloth, wood, metal and the like. Therefore, when a non-woven fabric as described above is used by being bonded to another foreign material, or when a composite material is formed as a fiber aggregate by combining with another material, it is necessary to newly use a binder. Even when a binder is used, the adhesiveness is not always good.
[0003]
In recent years, studies have been made on heat-adhesive conjugate fibers that can exhibit good adhesion to other materials. For example, a method of using a polymer containing an ethylene-vinyl acetate copolymer or a saponified product thereof as one component of a composite fiber (Japanese Patent Laid-Open No. 53-126320), an unsaturated carboxylic acid, a metal salt thereof or an unsaturated salt A method of making a heat-bondable fiber using a polyolefin modified with a carboxylic anhydride (Japanese Patent Laid-Open No. 54-30929) is known.
However, these heat-adhesive conjugate fibers have problems such as generation of static electricity during fiber processing or non-woven fabric processing, and some surface treatment agents such as surfactants and mineral oils are used. Therefore, those surface treatment agents have inhibited adhesiveness with other materials, and have not satisfactorily developed the adhesive force with other materials of heat-adhesive conjugate fibers.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The objective of this invention is providing the nonwoven fabric which expresses adhesiveness with other materials, especially a natural material more firmly, and can become a binder with other materials.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have used a specific polyolefin described later, and by using a spunbond method to make a non-woven fabric without using a surface treatment agent, The inventors have found that the adhesion performance of the specific polyolefin can be sufficiently obtained and can solve the above problems, and have completed the present invention.
The present invention has the following configuration in order to solve the above problems.
[0006]
(1) A modified polyolefin graft-polymerized with a vinyl monomer containing at least one selected from unsaturated carboxylic acids or unsaturated carboxylic acid anhydrides (hereinafter sometimes referred to as modifiers) (the modifier content is 0.05 to 2 mol / Kg) as a first component, and a second component made of a resin having a higher melting point than the first component is arranged in a composite, and the first component has at least part of the fiber surface in the length direction. A long-fiber non-woven fabric composed of heat-adhesive composite continuous fibers formed continuously.
(2) The long-fiber nonwoven fabric as described in (1) above, wherein the modifying agent contains one or more of maleic anhydride, acrylic acid or methacrylic acid.
(3) The long-fiber nonwoven fabric as described in (1) above, wherein the modifying agent comprises maleic anhydride and styrene.
(4) The long-fiber nonwoven fabric as described in (1) above, wherein the modifying agent comprises maleic anhydride and at least one of acrylic acid ester or methacrylic acid ester.
(5) A long-fiber nonwoven fabric in which the long-fiber nonwoven fabric according to any one of (1) to (4) is obtained by a spunbond method.
(6) A composite long fiber nonwoven fabric obtained by laminating the long fiber nonwoven fabric according to any one of (1) to (5) and another sheet and thermally bonding the heat-adhesive composite long fibers.
(7) The wiper (8) using the long fiber nonwoven fabric according to any one of the above (1) to (5) or the composite long fiber nonwoven fabric according to the above (6), (1) to (5) The long-fiber nonwoven fabric according to any one of (1) or the composite long-fiber nonwoven fabric according to (6).
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The long-fiber nonwoven fabric of the present invention includes a modified polyolefin as a first component, a resin having a melting point higher than that of the first component as a second component, and the first component continuously extending at least part of the fiber surface in the length direction. It is a long-fiber nonwoven fabric composed of heat-bondable composite long fibers formed.
The modifying agent used in the modified polyolefin is a vinyl monomer containing at least one selected from unsaturated carboxylic acids and acid anhydrides thereof, specifically selected from maleic anhydride, maleic acid, acrylic acid, methacrylic acid and the like. The unsaturated carboxylic acid thus obtained or its anhydride is an essential component and can contain other vinyl monomers. As other vinyl monomers, general-purpose monomers having excellent radical polymerizability can be used. Examples include styrenes such as styrene and α-methylstyrene, methacrylic acid esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, or similar acrylic esters. Can do. The concentration of these vinyl monomers in the modified polyolefin is 0.05 to 2 mol / Kg. Among them, the total amount of unsaturated carboxylic acid or unsaturated carboxylic acid anhydride is 0.03 to 2 mol / Kg. Carboxylic acid or unsaturated carboxylic acid anhydride in the modified polyolefin is a component that directly contributes to adhesion, and other vinyl monomers help the adhesion from the side by helping uniform dispersion of the acid in the polymer. At the same time, it imparts polarity to polyolefin having poor polarity, improves affinity with cellulosic fibers, and contributes to improvement of uniform dispersion.
Graft polymerization of these vinyl monomers onto the trunk polymer can be carried out in the usual manner. Using a radical initiator, the vinyl monomers are mixed to form side chains made of random copolymers, or different monomers are sequentially added. A side chain made of a block copolymer can be introduced by polymerization.
[0008]
As the trunk polymer of the modified polyolefin, polyethylene (high density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene), polypropylene, polybutene-1, or the like is used. Polyethylene is a copolymer with a homo or other α-olefin having a density of 0.90 to 0.97 g / cm 3 and a melting point of about 100 to 135 ° C. Polypropylene is a copolymer with a homo- or other olefin, and is a crystalline polymer having a melting point of 130 to 170 ° C. Polybutene-1 is a copolymer with a homo- or other olefin, and is a crystalline polymer having a melting point of 110 to 130 ° C.
Among these polymers, polyethylene is preferable in consideration of the melting point range and ease of grafting reaction.
[0009]
The modified polyolefin used as the first component is a single, and can be used as a mixture of two or more of the above modified polyolefins, or a mixture of the modified polyolefin and the trunk polymer. Even in the case of a mixture of different polymers, the content of the modifying agent in the polymer may be in the range of 0.05 to 2 mol / Kg.
[0010]
As the resin having a melting point higher than that of the first component used as the second component, the modified polyolefin trunk polymer, or a crystalline polymer such as polyester or polyamide can be used. Among these polymers, from the viewpoint of chemical resistance and melting point, a polypropylene homopolymer or a crystalline propylene copolymer which is a copolymer with an α-olefin such as ethylene or butene-1 is preferable. When polyethylene terephthalate is used, the elasticity of the nonwoven fabric is excellent. That is, it is possible to select the second component for further added value and required performance.
[0011]
In the resin used for the first component and the second component related to the present invention, an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a neutralizer, a nucleating agent, Additives such as epoxy stabilizers, lubricants, antibacterial agents, flame retardants, antistatic agents, pigments and plasticizers may be added as appropriate.
[0012]
The MFR (melt flow rate) of the resin used is not particularly limited. In the case of an olefin polymer, polymerization is performed using a resin polymerized using a Ziegler / Natta catalyst or a so-called metallocene catalyst. Any of these resins can be used.
[0013]
The heat-adhesive composite long fiber of the present invention comprises a sheath-core type composite long fiber in which the first component is the sheath component and the second component is the core component, and the so-called eccentric sheath core in which the position in the cross section of the core component is eccentric. A composite long fiber of a mold, a so-called parallel composite long fiber (side-by-side composite long fiber) having a shape in which the first component and the second component are bonded to each other is preferably used. In particular, the use of an eccentric sheath-core composite long fiber or a parallel type composite long fiber is preferable in that a crimped fiber can be easily obtained and a bulky nonwoven fabric having a good texture can be obtained. The ratio (composite ratio) of the first component and the second component in the cross section of the parallel composite long fiber may be 1: 1, and one component occupies a larger cross-sectional area than the other component in the fiber cross section. Of course it may be.
[0014]
The volume ratio of the first component and the second component of the heat-adhesive composite long fiber (corresponding to the area ratio of the cross section when the fiber cross section is adopted = composite ratio) is usually the first component: second component A ratio of 10:90 to 90:10, preferably 30:70 to 70:30 is used. When the first component is excessively decreased, the adhesiveness is lowered, and when the first component is excessively increased, the spinnability tends to be decreased.
[0015]
In the present invention, the fineness of the heat-adhesive composite continuous fiber constituting the nonwoven fabric is not particularly limited, and may be an appropriate fineness according to the type and use of the material resin used. Preferably, it is about 1 to 8 dtex / f. For example, 1 to 5 dtex / f when used for sanitary materials typified by paper diapers, sanitary napkins, incontinence pads, surgical clothes, surgical cloths, haps, etc. Is preferred.
[0016]
The basis weight of the long-fiber nonwoven fabric of the present invention is not particularly limited, and may be a nonwoven fabric having a basis weight according to the type and application of the material resin to be used, preferably in the range of 10 to 100 g / m 2 , more preferably 10 to 50 g / m 2. The range is m 2 , and particularly in the range of 10 to 30 g / m 2 when used for sanitary materials.
[0017]
Using the above-mentioned resin as the first component and the second component, a composite continuous fiber can be produced by a melt spinning method, and using this, the long fiber nonwoven fabric according to the present invention can be obtained. It can be easily manufactured by a known spunbond method.
[0018]
The spunbond method is already well known and will not be described in detail. For example, a resin containing 20% by weight or more of a linear low density polyethylene obtained by graft polymerization of maleic anhydride and styrene is mixed. A crystalline polypropylene having a melting point higher than that of the first component is used as the second component. These resins are put into individual extruders and melt-spun using a spinneret. The fiber group discharged from the spinneret is introduced into the air soccer ball and pulled and drawn to obtain a long fiber group. Subsequently, the long fiber group discharged from the air soccer ball is moved between a pair of vibrating blades (flaps). A group of long fibers opened by opening or colliding with an appropriate reflector or the like is captured as a long fiber web on an endless net-like conveyor provided with a suction device on the back. Gather. The collected long fiber web is transported while being placed on an endless conveyor, and introduced between the pressurized rolls of a point bond processing machine composed of a heated uneven roll and a smooth roll, and the long fiber web is introduced. In the area corresponding to the convex part of the concave-convex roll, the first component is melted or softened to obtain a long-fiber nonwoven fabric in which the long fibers are heat-sealed. The basis weight of the long fiber nonwoven fabric can be adjusted by adjusting, for example, the spinning discharge speed (discharge amount per hour), the moving speed of the endless conveyor, and the like. In addition, the non-woven fabric (entanglement or thermal fusion) of the long fiber web is not limited to the point bond method, and may be performed by a hot air heating method, a high-pressure water flow method, a needle punch method, an ultrasonic heating method, etc. A plurality of combinations of these nonwoven fabric forming methods can also be employed.
[0019]
Further, the long-fiber nonwoven fabric of the present invention is not limited to those produced by the method described above, but the spunbond method can easily obtain a nonwoven fabric excellent in mechanical properties such as tensile strength, Moreover, since the long fibers obtained by melt spinning can be opened and collected as they are and processed into a nonwoven fabric, the productivity is very excellent, and this makes it possible to manufacture at low cost.
[0020]
Furthermore, after obtaining the above-mentioned long-fiber nonwoven fabric, it is possible to obtain a nonwoven fabric with a desired thickness by heat treatment using a heat press machine or a conveyor-type heat press machine. Secondary processing can be performed later, and it is possible to obtain not only a flat plate but also a non-woven fabric having an arbitrary shape.
[0021]
The long fiber nonwoven fabric of the present invention thus obtained is a vinyl monomer containing at least one selected from unsaturated carboxylic acid or unsaturated carboxylic acid anhydride as a sheath component (hereinafter referred to as a modifier). In other words, it is excellent in adhesion to other materials because it uses a modified polyolefin (modified agent content is 0.05 to 2 mol / Kg) graft-polymerized. That is, since a polar group is present in the sheath component, the portion adheres to another material and exhibits a peeling prevention effect. Further, since it is a graft polymerized resin, the fiber surface friction at the time of fiberization is almost equivalent to that of crystalline polyolefin. Therefore, stable production is possible without any change from the case of using crystalline polyolefin.
[0022]
By using the spunbond method, the long fiber nonwoven fabric of the present invention does not require the use of a surface treatment agent (hereinafter sometimes referred to as an oil agent) on the fiber during the production process of the heat-adhesive composite continuous fiber and the nonwoven fabric processing. Therefore, the surface treatment agent is not attached to the surface of the long fiber nonwoven fabric. Therefore, there is no inhibition of the surface treatment agent at the time of adhesion with other materials, so the non-woven fabric has much better adhesion performance compared to the non-woven fabric obtained by the carding method that used the conventional surface treatment agent. It becomes.
[0023]
Furthermore, the long fiber nonwoven fabric of the present invention can be laminated with other sheets to form a composite long fiber nonwoven fabric (sometimes referred to as a laminated sheet). Examples of the sheet include knitted fabrics, non-woven fabrics, fiber assemblies, foamed urethane, films, paper-like products, wool molded products, metal plates, wood plates, plastic plates, etc., preferably those having functional groups, more preferably Other materials having an OH group can be exemplified, and the respective functions can be maintained. For example, a non-woven fabric made of a heat-adhesive composite long fiber alone or a mixture of a hydrophilic fiber and a heat-adhesive composite long fiber may be laminated. Further, laminating other materials within the range that does not hinder the effects of the present invention does not hinder anything.
The basis weight of the long-fiber nonwoven fabric or composite long-fiber nonwoven fabric of the present invention can be used as an arbitrary basis weight according to the purpose of use or the production method.
[0024]
The non-woven fabric can be used in various applications, but can be used for applications such as wipers and absorbers that draw out the characteristics of cellulosic materials because it can be better bonded to cellulosic paper. preferable.
[0025]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples. In addition, the measuring methods or definitions of the physical property values shown in the examples are collectively shown.
Weight per unit area: The weight of a molded body such as a long-fiber non-woven fabric or a composite long-fiber non-woven fabric cut into a 50 cm square was weighed and expressed as a weight per unit area (g / m 2 ).
Adhesive strength with other materials (peel strength): Samples obtained in each of Examples and Comparative Examples and samples to be bonded were each cut into a size of 10 cm × 5 cm. These samples are overlapped so that the four corners are aligned, and a heat seal elongated in the short side direction, that is, the width direction of the overlapped sample is applied. The heat seal conditions were a temperature of 150 ° C. (both upper and lower), 3 kg / cm 2 (29.4 × 10 4 Pa), 5 seconds, and the heat seal portion was 1 cm × 5 cm. “Heat seal tester TP-701” (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) was used as the heat seal device. Tensilon tensile tester ("ROM-100" stock), which was opened from the short side of the other side of the heat-sealed side and the edge of each side was set at an interval of 10 cm. (Orientec Co., Ltd.) was fixed so as not to depend on the chuck. The peel strength was measured at a pulling speed of 100 mm / min, and the peel strength calculation method was based on JIS L1086-1983.
Oil and fat content: Measured according to JIS L 1015.
[0026]
Examples 1-9, Comparative Examples 1-5
The maleic anhydride grafted polyethylene resin shown in Table 1 or a mixture of this and other resins was used as the first component, and the resin having the properties shown in Table 1 was also prepared as the second component.
[0027]
[Table 1]
The long fiber nonwoven fabric described in Table 1 was produced by a spunbond method. Specifically, using the above-mentioned resins, each is put into an individual 60 mmφ extruder, the extrusion temperature of the first component is 230 ° C., the extrusion temperature of the second component is 250 ° C. for polypropylene, and for polyethylene terephthalate Is extruded at 280 ° C. so as to have a composite ratio of the first component and the second component, respectively, and is spun in a parallel type, a sheath core type, and an eccentric sheath core type as described in the fiber form column of Table 1, respectively. Melt spinning was performed using a die. The fiber group discharged from the spinneret was introduced into air soccer and index-drawn to obtain a long fiber group. Subsequently, the long fiber group discharged from the air football was charged by applying the same charge with a corona discharge device, and then opened by passing between a pair of vibrating blades. The opened long fiber group was collected as a long fiber web on an endless conveyor provided with a suction device on the back surface. At this time, the index stretch speed of the air soccer was appropriately adjusted according to the type of the fiber so that the fineness of the long fiber was 2.2 dtex / f. The collected long fiber web was conveyed with the endless conveyor placed thereon, and introduced between the pressurized rolls of a point bond processing machine constituted by heated uneven rolls and smooth rolls. In the introduced long fiber web, a long fiber nonwoven fabric was obtained in which the first component was melted or softened in a region corresponding to the convex portion of the uneven roll and the long fibers were thermally fused. In addition, the endless conveyor moving speed was adjusted according to the kind of fiber so that the fabric weight of a long-fiber nonwoven fabric might become each fabric weight of Table 1. The circumferential speed of the uneven roll was the same as the moving speed of the endless conveyor. The linear pressure between the rolls and the roll temperature were set in the longitudinal direction of the bending resistance of the long-fiber nonwoven fabric (measured according to the 45-cantilever method of method A of JIS L 1096, but the sample size was 5 cm × 15 cm). And it set suitably so that the average value of a horizontal direction might be set to 35 mm vicinity.
[0029]
The short fiber nonwoven fabric shown in Table 1 was produced by a carding method. Specifically, each of the above resin compositions is put into an individual 40 mmφ extruder, the extrusion temperature of the first component is 230 ° C., the extrusion temperature of the second component is 250 ° C. in the case of polypropylene, and in the case of polyethylene terephthalate Is extruded at 280 ° C. so as to have a composite ratio of the first component and the second component, respectively, and is spun in a parallel type, a sheath core type, and an eccentric sheath core type as described in the fiber form column of Table 1, respectively. Melt spinning was performed using a die. The fiber group discharged from the spinneret was wound around a bobbin to obtain 7.0 dtex / f undrawn yarn. The obtained unstretched yarn was stretched under the conditions of a stretching temperature lower than the melting point of the first component and the unstretched yarn was not fused with each other in the stretching step, and the oil agent shown in Table 1 was attached and crimped. Thereafter, a stretched yarn of 2.2 dtex / f was cut to a fiber length of 51 mm. The number of crimps was adjusted according to the type of fiber so as not to impair the productivity in the subsequent non-woven fabric forming step, and was basically set to 15 peaks / 2.54 cm. The obtained short fiber was made into a web by the carding method, and introduced between the pressurized rolls of a point bond processing machine constituted by heated uneven rolls and smooth rolls. The short fiber nonwoven fabric after the introduction was appropriately set so that the same bending resistance as that of the long fiber nonwoven fabric and the average value in the longitudinal and lateral directions were around 35 mm.
[0030]
Using the nonwoven fabric obtained as shown in Table 1, the peel strength with respect to the material shown in Table 2 was measured. The obtained peel strength is shown in Table 2.
[0031]
[Table 2]
Example 10
The nonwoven fabric of Example 1 was cut to a size of 15 cm × 15 cm, laminated with a 10 mm thick cardboard, and embossed at 130 ° C. to obtain a floor-wiping wiper.
[0033]
Comparative Example 6
The nonwoven fabric of Comparative Example 1 was cut into a size of 15 cm × 15 cm, laminated with a 10 mm thick cardboard, and embossed at 130 ° C. to obtain a floor-wiping wiper.
[0034]
Comparative Example 7
The nonwoven fabric of Comparative Example 4 was cut into a size of 15 cm × 15 cm, laminated with a 10 mm thick cardboard, and embossed at 130 ° C. to obtain a floor-wiping wiper.
[0035]
As is clear from Table 2, it is clear that the long-fiber nonwoven fabric of the present invention has excellent adhesion to other materials.
In Comparative Examples 1 and 2, the first component is graft-polymerized with a vinyl monomer containing at least one selected from an unsaturated carboxylic acid or an unsaturated carboxylic acid anhydride (hereinafter sometimes referred to as a modifier). The modified polyolefin (modified agent content is 0.05 to 2 mol / Kg) is not used, so almost no adhesiveness is exhibited, and Comparative Examples 3 to 5 are surface treatments on the fibers because of the carding method. An agent must be used, and the adhesiveness is remarkably inferior due to the inhibition of the surface treatment agent.
That is, these Examples and Comparative Examples have a modified polymer having a specific structure excellent in adhesion on the fiber surface, and by removing a component (surface treatment agent) that inhibits adhesion on the fiber surface, It shows that a nonwoven fabric having good adhesion to other materials can be obtained.
[0036]
When Example 10 is compared with Comparative Examples 6 and 7, Example 10 uses a long-fiber nonwoven fabric that has good adhesion to other materials, so it is firmly adhered to cardboard and is used as a wiper. It is excellent and suppresses falling off of the generated pulp powder. However, Comparative Examples 6 and 7 are less adhesive to other materials than Example 10, and therefore have a low wiper retention and pulp powder fall-off suppressing effect. Therefore, in Example 10, when used as a wiper, the pulp did not fall off, and the workability during wiping was significantly improved. Moreover, since the adhesiveness with the sheet | seat used for lamination | stacking is favorable, workability | operativity improved without the delamination at the time of wiper use.
[0037]
[Effect of the present invention]
The long fiber nonwoven fabric of the present invention is graft-polymerized with a vinyl monomer containing at least one selected from unsaturated carboxylic acid or unsaturated carboxylic anhydride as a sheath component (hereinafter sometimes referred to as a modifier). Modified polyolefin (modifier content is 0.05-2 mol / Kg) and has no components that inhibit its adhesion on the fiber surface. The adhesion is extremely good.
Moreover, the long fiber nonwoven fabric of this invention expresses a useful effect as a reinforcing material and an impact buffering material by laminating | stacking with the laminated material between other materials, and another material.
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