JP4447758B2

JP4447758B2 - 捲縮繊維および解繊糸集合体並びにウェブ

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Publication number: JP4447758B2
Application number: JP2000284183A
Authority: JP
Inventors: 春樹長岡; 和成西野; 健一鈴木; 茂之本村
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: JP2002088581A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＦＲの異なるプロピレン系重合体の２層フィルムを解繊して得られる捲縮繊維、それからなる解繊糸集合体並びにウェブおよびその用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂物性の異なる少なくとも２種の合成樹脂を組み合わせてなる繊維、いわゆる複合繊維が捲縮性を示すことは知られている。この複合繊維を製造する方法の一つに、２つの異なる性質の樹脂原料、例えばポリプロピレン及びポリエチレンの２層から構成される複合合成樹脂フィルムを、延伸した後スリットして延伸テープを作成し、この延伸テープを解繊して解繊糸からなる複合繊維を製造する方法がある（特開昭６２−１４９９０５号公報）。
【０００３】
また、解繊糸を製造するのに使用される複合合成樹脂フィルムとして、特開平１−２２１５０７号公報（特許第２６１３６１４号）には、一層がメルトインデックス０．５〜１０のポリプロピレン７０〜９５重量％とメルトインデックス０．５〜２０のポリエチレン５〜３０重量％とを混合してなるポリプロビレン層であり、他層がメルトインデックス０．５〜２０のポリエチレン７０〜９５重量％とメルトインデックス０．５〜１０のポリプロピレン５〜３０重量％とを混合してなるポリエチレン層である複合合成樹脂フィルムを用いて、これをスリットした後延伸し、もしくは延伸した後スリットして延伸テープを作成し、この延伸テープを解繊して解繊糸を得る方法が示されている。
【０００４】
さらに、解繊糸を製造するのに使用される複合合成樹脂フィルムとして、特開平８−２６７６２９号公報には、ポリプロピレン樹脂を主成分とする高融点樹脂層と、該ポリプロピレン樹脂よりも低融点の熱可塑性樹脂を主成分とする低融点樹脂層とを有する複合樹脂フィルムを解繊してなる解繊維（Ａ）４０〜９５重量部と、ポリプロピレン樹脂よりも高融点の樹脂からなる繊維（Ｂ）６０〜５重量部とを含む乾式不織布が提案されている。
【０００５】
しかしながら、このような従来から知られている複合合成樹脂フィルムを解繊して得られる解繊糸は、層間剥離を起こし易く流動不良を生じることがあるという問題点があり、また複合合成樹脂フィルムそのものも、成形時の延伸で剥離することがあるという問題点があった。たとえばポリプロピレン層とポリエチレン層とからなる複合合成樹脂フィルムは、その解繊時にポリエチレン層が脱落して、いわゆる粉落ちを引き起こすことがあった。
【０００６】
又、特開平３−２２０３０８号公報（特許第２８２８７５７号）には、ポリエチレン層／ポリプロピレン層／ポリエチレン層の３層フィルムを解繊して得られる解繊糸とその解繊糸集合体について記載されている。この解繊糸は、例えば使い捨ておむつの吸収体中にパルプなどと混合し熱処理して使用され、該解繊糸はおむつ吸収体が濡れた後も形状を保持する役割をする。このとき、解繊維をパルプと混合するときの分散性の良し悪しが重要であり、分散性が悪いとおむつの吸収能力、形状保持性の制御が困難な場合があるとともに、目付ムラ、厚みの不均一など製品外観に問題を生じることがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、積層フィルムの層間接着性を高め、延伸性を向上させるとともに、解繊時における粉落ちをなくし、高い捲縮性を有する捲縮繊維を提供し、あわせて、該捲縮繊維からなる解繊糸集合体、それから得られる形状保持性に優れ、クッション性の良いウェブ、およびその用途を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明において、
（１）メルトフローレート（ＭＦＲ）の異なる２つの樹脂を２層積層して成形されるフィルムを、解繊して得られる解繊糸からなる捲縮繊維であって、該２層のうちの一層に、高メルトフローレート（ＭＦＲ）のプロピレン・エチレンブロック共重合体を、他層に低ＭＦＲのプロピレン系重合体を用いることを特徴とする捲縮繊維が提供される。
【０００９】
（２）前記２層積層して成形されるフィルムが、インフレーション法で成形されるインフレーションフィルムであって、該２層の外層側に、高メルトフローレート（ＭＦＲ）のプロピレン・エチレンブロック共重合体を、内層側に低ＭＦＲのプロピレン系重合体を用いることを特徴とする上記（１）に記載の捲縮繊維である。
【００１０】
（３）前記プロピレン系重合体が、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン単独重合体からなる群より選ばれる１種のプロピレン系重合体である上記（１）または上記（２）に記載の捲縮繊維である。
（４）前記プロピレン・エチレンブロック共重合体のエチレン単位の含有量が１．０〜１５．０モル％である上記（１）〜上記（３）のいずれかに記載の捲縮繊維である。
【００１１】
（５）上記（１）〜上記（４）のいずれかに記載の捲縮繊維からなる解繊糸集合体が提供される。
（６）上記（５）に記載の解繊糸集合体を拡幅して得られるウェブが提供される。
【００１２】
（７）上記（６）に記載のウェブからなる面状ファスナー雌材が提供される。
（８）上記（６）に記載のウェブからなる吸収性物品のセカンドシートが提供される。
（９）上記（６）に記載のウェブからなるワイパーが提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る捲縮繊維は、メルトフローレート（以下、ＭＦＲと略称する。）の異なる２つ樹脂を２層積層して成形されるフィルムを、解繊して得られる解繊糸からなる。以下、この捲縮繊維について詳述する。
【００１４】
ＭＦＲの異なる２つの樹脂として、本発明で用いることができるものは、プロピレン系重合体であって、一方が、相対的に高ＭＦＲのプロピレン・エチレンブロック共重合体であり、他方が相対的に低ＭＦＲのプロピレン系重合体、好ましくは、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン単独重合体からなる群より選ばれる１種のプロピレン系重合体である。
【００１５】
ＭＦＲの違いは、その差が大きいほど、大きな捲縮性を有する解繊糸が得られる。従って、好ましい捲縮繊維を得るためには、できるだけ大きなＭＦＲの差を有する前記２つの樹脂を用いることが好ましいが、使用できるＭＦＲの上限および下限、或いは範囲は、これらの樹脂からなる積層フィルムの成形手段および得られたフィルムの性状等により自ずと定まる。
【００１６】
本発明で用いる２つの樹脂のうち、相対的に高ＭＦＲのプロピレン・エチレンブロック共重合体は、エチレン単位の含有量が好ましくは１．０〜１５．０モル％、より好ましくは１．０〜１０．０モル％、さらに好ましくは４．０〜８．０モル％の範囲にあるプロピレンとエチレンのブロック共重合体である。
本発明におけるプロピレン・エチレンブロック共重合体は、プロピレン重合体ブロックとエチレン重合体ブロックとが必ずしも結合していなくてもよく、分子オーダーでミクロに分散混合したブレンド樹脂も含む。
【００１７】
一方、相対的に低ＭＦＲのプロピレン系重合体は、プロピレン単独重合体、エチレン単位の含有量が好ましくは１．０〜１５．０モル％、より好ましくは５．０〜１５．０モル％、さらに好ましくは７．５〜１２．５モル％の範囲にあるプロピレン・エチレンブロック共重合体、エチレン単位の含有量が好ましくは１５．０モル％以下、より好ましくは４．０〜１２．０モル％の範囲にあるプロピレン・エチレンランダム共重合体からなる群より選ばれる１種のもので、これらの中では、プロピレン・エチレンブロック共重合体、またはプロピレン単独重合体が好ましく、とりわけプロピレン単独重合体では、より大きな捲縮度が得られる。
【００１８】
この理由については、次のように推定される。プロピレン・エチレンブロック共重合体と、それに比べて熱変形温度（あるいは融点または軟化点）の比較的高いプロピレン単独重合体を積層した場合、溶融成形後の冷却過程において結晶化速度の違いにより、その解繊糸に大きな捲縮性が発現する。
【００１９】
本発明においては、２つのプロピレン系重合体の間に、上記の様なＭＦＲの差、ないしは融点或いは結晶化温度等の差を有していても、２層フィルムの成形性に優れる点で、前記の２層積層されて成形されるフィルムが、インフレーション法で成形されるインフレーションフィルムであることが好ましい。
【００２０】
インフレーション法で２層を積層して成形する場合においては、例えば、高ＭＦＲのプロピレン・エチレンブロック共重合体のＭＦＲ（ASTM D1238準拠、温度230℃荷重2.16kgにより測定）は、通常２．０〜１０．０ｇ／10分、好ましくは２．０〜８．５ｇ／10分、さらに好ましくは４．０〜６．５ｇ／10分である。また、Ｍｗ／Ｍｎ（Ｍｗ：重量平均分子量、Ｍｎ：数平均分子量）は、２．５〜６．５の範囲にあることが延伸性、解繊性の点から望ましい。なお、ＭｗおよびＭｎは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって公知の方法に従い定法によって求めることができる。
【００２１】
融点は特に限定されないが、低ＭＦＲのプロピレン系重合体と積層フィルムを成形するに支障のない範囲の温度で溶融できるものであることが必要であり、通常１００〜１２５℃のものが用いられる。
【００２２】
それに対して、低ＭＦＲのプロピレン系重合体のＭＦＲ（ASTM D1238準拠、温度230℃荷重2.16kgにより測定）としては、通常０．１〜３．０ｇ／10分、好ましくは０．２〜１．０ｇ／10分、さらに好ましくは０．３〜０．７ｇ／10分である。そして、両者のＭＦＲの差は、１．８〜７．５ｇ／10分が好ましく、さらには３．７〜５．８ｇ／10分であることが好ましい。
【００２３】
また、低ＭＦＲのプロピレン系重合体のＭｗ／Ｍｎ（Ｍｗ：重量平均分子量、Ｍｎ：数平均分子量）は、２．５〜６．５の範囲にあることが、成膜性、延伸性、解繊性の点から望ましい。融点は特に限定されず、高ＭＦＲのプロピレン系重合体と積層フィルムを成形するに支障のない範囲の温度で溶融できるものであることが必要であり、通常１００〜１２５℃のものが用いられる。
【００２４】
このような２つの樹脂を用いて、２層積層してフィルムを成形すると、層間接着性に優れ、続く次の延伸操作において延伸性を向上させることができ、成膜性、成形性、延伸性、解繊性に優れた積層フィルムを成形することができる。
【００２５】
インフレーション法では、まず、両方の樹脂を異なる２つの押出機により溶融し、内層側（チューブ状フィルムの内側）に低ＭＦＲの重合体を、外層側（チューブ状フィルムの外側）に高ＭＦＲの樹脂を、多層フィルム用ダイから押出して、例えば、膨比１．５〜２．５、ドラフト比２５〜１００の条件下で２層積層フィルム（チューブ状フィルム）を成形する。
【００２６】
この時、積層する重合体の組み合わせによっては、積層時に一方の樹脂が、他方の樹脂層へ混入し、互いの樹脂が混在した２層フィルムとなることがある。混入する樹脂の割合は、通常、１０重量％以下であり、このような２層フィルムであっても、解繊することにより本発明の目的とする捲縮繊維が得られる。
従って、このような２層フィルムを解繊して得られる捲縮繊維も、本発明に包含される。
【００２７】
次いで、このフィルムの一端を切り離して、単一の２層フィルムとして解繊処理を行う。この２層フィルムから解繊糸を製造するには、このフィルムにスリット加工を施したのち延伸して解繊を行うか、または、延伸したのちにスリット加工し延伸テープにして解繊を行う。スリット加工は、カッター等を備えた装置により、２層フィルムを細い帯状に裁断して行うことができる。
【００２８】
ここで、２層フィルムの延伸は、ニップロール、クローバーロール等を用いる方法、あるいはエアーオーブン、熱板等を用いる単段または多段の連続延伸法などの常法に従って行うことができる。延伸条件としては、熱板を用いる延伸の場合、通常、９０〜１５０℃程度で、６〜１０倍程度の延伸倍率で行われる。
【００２９】
延伸とスリット加工によって得られた延伸テープは、解繊処理されて、微細な網目状の構造を有する解繊糸に加工する。解繊処理は、鋸歯状に形成されたナイフエッジあるいは外周面に針を植設したロールを有するポーキュパイン機によって行うことができる。得られた解繊糸は、捲縮性を有する捲縮繊維であり、解繊糸集合体として得られる。解繊糸集合体は、必要に応じて、所要の長さに切断される。
【００３０】
本発明の捲縮繊維は、捲縮率が通常、３０〜９０％、好ましくは５５〜７５％である。
ここで、この捲縮率は以下によって定義される値である。すなわち、成形直後の２層フィルムを解繊して得られる繊維サンプルを１ｍ長さに切断し、該サンプルに初荷重として、表示テックス当たり１８dyn（表示デニール当たり２mgf）をかけたときの長さａ[ｍｍ]を測定し、次いでこれに荷重、表示テックス当たり４４１dyn（表示デニール当たり５０mgf）をかけたときの長さｂ[ｍｍ]を測定する。全荷重を除いて２分間放置後、同様の操作による測定を行う。この操作を２０回繰り返し、次式によって算出した捲縮率の平均値を該繊維の捲縮率とした。
捲縮率（％）＝｛(ｂ−ａ)／ｂ｝×１００
【００３１】
本発明の捲縮繊維を構成する解繊糸は、通常、繊度１０〜５０デニール程度の幹繊維と、繊度０．５〜１０デニールの枝繊維とを有する微細な網目構造を有するフィブリル構造を有するものである。この幹繊維の大きさが、枝繊維の繊維径に比べて大きいほど解繊性は良い。
これをカーディング装置等によりウェブとすることができる。
【００３２】
本発明に係る捲縮繊維の製造について、図に基づいて説明する。
捲縮繊維は、例えば図１に示す押出・製膜工程１、延伸工程２、解繊工程３、巻取工程４を経て得られる。
【００３３】
＜押出・製膜工程１＞
内層側を形成する樹脂を供給する押出機１１、外層側を形成する樹脂を供給する別の押出機（図１に記載せず）、および環状の多層フィルム用ダイ１２を用い、内層側に低ＭＦＲのプロピレン重合体を、外層側に高ＭＦＲのエチレン・プロピレン重合体を供給し、環状のダイから押し出された円筒状の溶融膜をエアーリングで冷却する。袋状のインフレーションフィルム５１の内部がエアーで加圧されたチューブは、その後ピンチロール１３で折り畳まれて引き取られる。
【００３４】
＜延伸工程２＞
スリッター２１には、金属又はセラミック製のカッター刃又は青刃（ＮＴカッター^TRまたはフェザー^TR剃刀の刃）が用いられる。加熱装置２３は、金属製のカマボコ型のものを上下に一対組み合わせた形状のもので、この内部にスチームを通して加熱されている。そしてその表面は、スリットされたフィルムを延伸しやすいように、流れ方向にフッ素樹脂で被覆されている。
【００３５】
ピンチロール１３で折り畳まれたチューブ状フィルム５２をある一定間隔にスリッター２１を用いてスリットし、送りロール２２を通して、加熱装置２３の表面に沿わせて延伸ロール２４へと送り込む。この際、スリットされたフィルムが２枚重ねの場合には加熱装置２３の上表面に、フィルムが１枚ずつの場合には上下のいずれかに沿わせる。
加熱装置２３は、スチームを用いて任意の温度にフィルムを加熱でき、延伸倍率は、送りロール２２と延伸ロール２４との速度比率で決まる。
【００３６】
＜解繊工程３＞
解繊カッター３１は、金属シャフトに特殊な金属製の針を多数埋め込んだ形状のロール（例えばパインカッター）を使用できる。延伸ロール２４とＦ（フィールド）ロール３２で延伸されたフィルム５３をピンチし、解繊カッター３１の上を通して解繊する。なお、解繊状態は解繊カッター３１の食込み深さと回転数を調整して決められる。食込み深さが深過ぎると解繊切れを生じ易く、逆に浅過ぎると未解繊状態になることがある。また、回転数は速すぎると針が延伸フィルム５３に食い込まず未解繊になりやすく、遅すぎると食い込みが深くなって解繊切れをおこすことがある。
【００３７】
＜巻取工程４＞
解繊後、解繊糸の束の浮き上がりを防止するＦ（フィールド）ロール３２から出た解繊糸５４あるいは解繊糸集合体（トウ）は、最終ロール４１でピンチされ、巻取機４２にかけられてトラバースによる紙管及びコイル巻きにして製品とされる。親水処理が必要な場合には、Ｆ（フィールド）ロール３２と最終ロール４１との間に親水ロールを設けて、親水剤の塗布あるいは含浸を行う。
【００３８】
この様にして得られる本発明に係る捲縮繊維は、層間接着性と延伸性に優れた積層フィルムを解繊して得られるので、粉落ち等の問題がなく、高い捲縮性を有する。その結果、それからなる解繊糸集合体（トウ）は、形状保持性に優れ、カーディング装置などにより、クッション性の良いウェブが得られる。
【００３９】
本発明に係るウェブを用いて、各種の用途に応用することができる。
例えば、幹繊維と枝繊維とからなる微細な網目構造を有する捲縮解繊糸の特長を利用して、面状ファスナー雌材に応用することができる。この面状ファスナー雌材は、他の織布、不織布等に、ホットメルト接着剤、熱エンボス加工、超音波融着などの方法により接着して用いる。この面状ファスナー雌材は、使い捨ておむつのようなディスポーザブル商品用に好適で、厚みが従来のものよりも薄くて柔軟性があり、乳児の肌に対して優しくしかも安価な面状ファスナー雌材となる。
【００４０】
また、衛生材などに使用される吸収性物品の、吸収材と肌に接するトップシートとの間に用いられるセカンドシートとして好適である。セカンドシートは、上述の捲縮繊維に界面活性剤塗布等の親水性処理を施してえられたウェブを、定長（２０〜１００ｍｍ）に切断し、解綿を経てカーディングにて積層し、ヒートセットまたはニードルパンチ等をして、トップシート、バックシートとで吸収材を包んで吸収性物品として用いられる。このセカンドシートを用いた吸収性物品は、肌触り感が良好で、液戻り感のないクッション性に優れた吸収性物品であり、生理用品、使い捨ておむつなどの衛生材に好適に用いられる。
【００４１】
また、例えば、汚れ除去、ゴミ捕集用のワイパーに応用することができる。本発明の捲縮繊維を用いることにより、ごみ、ほこり等の吸着が容易で、かつ保持力に優れるワイパーが得られる。
【００４２】
その他、クロス、油吸着材料等の産業資材、農業用資材等に応用することができる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって説明する。
（実施例１）
＜実験Ｎｏ．１〜６＞
ＭＦＲが５．０ｇ／10分であり、エチレン単位の含有量が６．０モル％、Ｍｗ／Ｍｎ＝４．５、融点（ＤＳＣによる測定）１１０℃／１６５℃のプロピレン・エチレンブロック共重合体（ｂ−ＰＰと略す。）と、ＭＦＲが０．５ｇ／10分であり、エチレン単位の含有量が１１．０モル％、Ｍｗ／Ｍｎ＝４．５、融点１１０℃／１６５℃のｂ−ＰＰとを別個に押出機で溶融し、表１に記載の成形条件で多層フィルム用ダイから押出して、前者を外層に後者を内層とする２層積層フィルムを成形した。これを表１の解繊条件でパインカッターにより解繊し、温度１２０℃で延伸処理し、捲縮繊維からなる解繊糸集合体を製造した。評価結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【発明の効果】
本発明の多層フィルムを解繊して得られる捲縮繊維は、多層フィルムの層間接着性が良好で、延伸性が向上するとともに、解繊時における粉落ちがなく解繊性が良好であり、また高い捲縮性を有する。そのためこの捲縮繊維を使用して柔軟性、弾性回復率、吸収性能（吸収の速度、リウェット、永続性）等の品質がより優れた衛生材、吸収性物品に応用することができる。また、高い捲縮性を利用して面状ファスナー雌材や、ワイパーに応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる捲縮繊維の製造工程を示す概要図である。
【符号の説明】
１押出・製膜工程２延伸工程
３解繊工程４巻取工程
１１押出機１２ダイ
１３ピンチロール
２１スリッター２２送りロール
２３加熱装置２４延伸ロール
３１解繊カッター３２Ｆ（フィールド）ロール
４１最終ロール４２巻取機
５１インフレーションフィルム５２折り畳まれたチューブ
５３延伸フィルム５４解繊糸

Claims

メルトフローレート（ＭＦＲ）の異なる２つの樹脂を２層積層して成形されるフィルムを、解繊して得られる解繊糸からなる捲縮繊維であって、該２層のうちの一層に、高メルトフローレート（ＭＦＲ）のプロピレン・エチレンブロック共重合体を、他層に低ＭＦＲのプロピレン系重合体を用いることを特徴とする捲縮繊維。
前記２層積層して成形されるフィルムが、インフレーション法で成形されるインフレーションフィルムであって、該２層の外層側に、高メルトフローレート（ＭＦＲ）のプロピレン・エチレンブロック共重合体を、内層側に低ＭＦＲのプロピレン系重合体を用いることを特徴とする請求項１に記載の捲縮繊維。
前記プロピレン系重合体が、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン単独重合体からなる群より選ばれる１種のプロピレン系重合体である請求項１または２に記載の捲縮繊維。
前記プロピレン・エチレンブロック共重合体のエチレン単位の含有量が１．０〜１５．０モル％である請求項１〜３のいずれかに記載の捲縮繊維。
請求項１〜４のいずれかに記載の捲縮繊維からなる解繊糸集合体。
請求項５に記載の解繊糸集合体を拡幅して得られるウェブ。
請求項６に記載のウェブからなる面状ファスナー雌材。
請求項６に記載のウェブからなる吸収性物品のセカンドシート。
請求項６に記載のウェブからなるワイパー。