JP5717769B2

JP5717769B2 - スパンボンド不織布

Info

Publication number: JP5717769B2
Application number: JP2012557998A
Authority: JP
Inventors: 暁雄松原; 鈴木　健一; 健一鈴木; 晋吾梶山
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2032-02-15
Also published as: KR101536494B1; EP2677074A1; WO2012111723A1; DK2677074T3; US20130317469A1; US9693912B2; EP2677074A4; EP2677074B1; CN103370464B; KR20130115374A; CN103370464A; JPWO2012111723A1; MY164953A

Description

本発明は、強度、軽量性、柔軟性、分散性、隠蔽性、成形性に優れ、衛生材料に好適な熱可塑性樹脂の中空繊維、好ましくはプロピレン系重合体の中空繊維からなるスパンボンド不織布に関する。

近年、ポリプロピレン不織布に代表される熱可塑性樹脂繊維からなる不織布は通気性、柔軟性、軽量性に優れることから各種用途に幅広く用いられている。そのため、不織布には、その用途に応じた各種の特性が求められるとともに、その特性の向上が要求されている。
なかでも紙おむつは、近年、中国を中心とした新興国の人口増加に伴い使用量が増大し、巨大な市場が見込まれている。一方で、使い捨てである紙おむつの使用量増大に伴うＣＯ₂排出量の増加が深刻な環境問題となりつつある。この世界的に増加するＣＯ₂排出量を削減する点より植物由来原料の検討が行われているが、品質、コスト、生産性の面より実現していない。一方で、不織布や包装の軽量化によるＣＯ₂排出削減の検討が紙おむつメーカーで検討されているが、十分ではない。

不織布を大きく軽量化する方法の一つとして、不織布を形成する繊維を中空繊維とする方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、繊維径が２０μｍ以下で中空率が５〜７０％の衛生材料に好適なポリプロピレン不織布が提案されており、特許文献１の表１には、繊維径が２２．２μｍ、中空率が１３％で、目付が２２．２ｇ／ｍ²の不織布が記載されている。

また、特許文献２には、プロピレン系重合体として、Ｚ平均分子量（Ｍｚ）と重量平均分子量（Ｍｗ）との比（Ｍｚ／Ｍｗ）が１．５〜１．９の範囲にあるプロピレン系重合体の中空繊維からなる長繊維不織布が提案されており、実施例１には、繊維径が２１．５μｍ、中空率が２８．５％で、目付が３０ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布が記載されている。

かかる特許文献に記載されているスパンボンド不織布の製造方法を用いることにより、軽量性に優れるスパンボンド不織布を得ることができるが、さらに軽量なスパンボンド不織布を得るために、スパンボンド不織布を形成する中空繊維の繊維径を２０μｍ以下と細く、且つ、目付を２０ｇ／ｍ²以下にした場合には、得られる不織布の均一性が劣り、衛生材料に好適に使用する上では、十分ではないことが判った。

米国特許明細書第６，３６８，９９０号ＷＯ２０１０／０２４２６８号明細書

本発明は、更に軽量性に優れるスパンボンド不織布を得るために、スパンボンド不織布を形成する中空繊維の繊維径を細くし、且つ得られるスパンボンド不織布の目付を低くしても、均一性に優れ、しかも、強度が高く、柔軟性を有するスパンボンド不織布を得ることを目的とし、種々検討した結果、得られるプロピレン系重合体からなる中空繊維のＣ軸配向度を０．８５以上とすることにより、均一性に優れるスパンボンド不織布が得られることが判り、本発明に到達した。

本発明は、下記（ａ）〜（ｃ）の要件を満たすプロピレン系重合体の中空繊維からなることを特徴とするスパンボンド不織布である。
（ａ）Ｃ軸配向度が少なくとも０．８５、
（ｂ）平均繊維径が５〜２０μｍ、及び
（ｃ）中空率が５〜３０％。

本発明のスパンボンド不織布は、中空繊維の繊維径を２０μｍ以下と細く、且つ、低目付とした場合にあっても、得られる不織布の均一性、強度が高く、柔軟性を有し、しかも、従来よりも低目付であっても十分な強度を担保できるために、不織布の軽量化が可能となる。

また、中空繊維の中空部を偏芯させてなる中空繊維からなるスパンボンド不織布は、中空繊維が捲縮するので、上記効果に加え、より柔軟性、嵩高性に優れる。

図１は、本発明に係る中空繊維の形成時に用いるノズル孔形状の模式図である。図２は、図１のノズル孔形状を用いた本発明に係るスパンボンド不織布の繊維断面の模式図である。図３は、本発明に係る中空繊維の形成時に用いるノズル孔形状の他の模式図である。図４は、図３のノズル孔形状を用いた本発明に係るスパンボンド不織布の繊維断面の模式図である。図５は、本発明の実施例で用いたスパンボンド不織布製造装置の概略図である。図６は、本発明の比較例で用いたスパンボンド不織布製造装置の概略図である。

＜熱可塑性樹脂＞
本発明のスパンボンド不織布の中空繊維を形成する熱可塑性樹脂としては、種々公知の熱可塑性樹脂を用い得る。具体的には、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテンおよび１−オクテン等のα−オレフィンの単独若しくは共重合体である高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン（所謂ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（所謂ＨＤＰＥ）などのエチレン系重合体；ポリプロピレン（プロピレン単独重合体）、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体、プロピレンブロック共重合体などのプロピレン系重合体；ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・１−ブテンランダム共重合体、プロピレン・１−ブテンランダム共重合体等のポリオレフィン；ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）；ポリアミド（ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリメタキシレンアジパミド等）；ポリ塩化ビニル、ポリイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル−一酸化炭素共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アイオノマーなど例示することができる。これらのうちでは、エチレン系重合体、プロピレン系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等がより好ましい。

本発明に係る熱可塑性樹脂は、上記個々の熱可塑性樹脂だけではなく、二種以上の熱可塑性樹脂の混合物をも含む。

これら熱可塑性樹脂の中でも、成形時の紡糸安定性や不織布の延伸加工性の観点から、プロピレン系重合体が特に好ましい。

＜プロピレン系重合体＞
本発明のスパンボンド不織布の中空繊維を形成するプロピレン系重合体は、プロピレンの単独重合体及びプロピレンとエチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテン等の炭素数２以上、好ましくは２〜８の１種または２種以上のα−オレフィンとのランダム共重合体（プロピレン・α―オレフィンランダム共重合体）であり、通常、融点（Ｔｍ）が１２５℃以上、好ましくは１２５〜１６５℃の範囲にある。α−オレフィンの共重合量は、得られるプロピレン系重合体の融点（Ｔｍ）が上記範囲にある限り特に限定はされないが、通常、１０モル％以下、好ましくは６モル％以下である。

プロピン系重合体として、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体を用いる場合は、好ましくは融点（Ｔｍ）が１５３℃以下、より好ましくは１２５〜１５０℃の範囲にあるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体が好ましい。

本発明に係るプロピレン系重合体は、スパンボンド不織布を製造し得る限り特に限定はされないが、通常、メルトフローレート（ＭＦＲ）（ＡＳＴＭＤ−１２３８、２３０℃、荷重２１６０ｇ）が１０〜１００ｇ／１０分、好ましくは２０〜７０ｇ／１０分の範囲にある。ＭＦＲが１０ｇ／１０分未満のプロピレン系重合体を用いた場合は、溶融粘度が高く紡糸性に劣る傾向にあり、細繊維の中空繊維を得ることは困難となる虞があり、一方、１００ｇ／１０分を超えるプロピレン系重合体は、得られるスパンボンド不織布の引張強度等が劣る虞がある。

本発明に係るプロピレン系重合体には、本発明の目的を損なわない範囲で、通常用いられる酸化防止剤、耐候安定剤、耐光安定剤、帯電防止剤、親水剤、防曇剤、ブロッキング防止剤、滑剤、核剤、顔料等の添加剤或いは他の重合体を必要に応じて配合することができる。

＜スパンボンド不織布＞
本発明のスパンボンド不織布は、前記プロピレン系重合体の中空繊維からなり、当該中空繊維が、（ａ）Ｃ軸配向度が少なくとも０．８５、好ましくは、０．９０以上、（ｂ）平均繊維径が５〜２０μｍ、好ましくは５〜１７μｍ、及び（ｃ）中空率が５〜３０％、好ましくは１０〜３０％、さらに好ましくは１４〜３０％の範囲にある。

中空率が５％未満の繊維は、Ｃ軸配向度が０．８５未満となり、得られるスパンボンド不織布の均一性が損なわれる虞がある。

一方、本発明のように、中空率を５〜３０％の範囲にして、且つ、Ｃ軸配向度が０．８５以上であると、生産性を上げるために吐出量を多くした場合に、冷却風が比較的少なくても、得られる不織布は樹脂固まり（ショット）が発生しにくいという利点がある。

他方、平均繊維径が２０μｍを超える場合は、Ｃ軸配向度が０．８５以上の繊維を得たとしても繊維径が太いために繊維が充分に分散せず、得られるスパンボンド不織布の均一性が損なわれるおそれがあり、また、得られるスパンボンド不織布の柔軟性が好ましくなく、衛生材料に好適に使用する上では、十分ではない。

本発明のスパンボンド不織布は、平均繊維及び中空率が上記範囲にあると、軽量性、引張強度等に優れる。

また、本発明のスパンボンド不織布を形成する中空繊維は、中空繊維の中空部が偏芯していてもよい。本発明における中空部が偏芯してなる中空繊維（以下、「偏芯中空繊維」と呼称する場合がある。）とは、当該中空繊維の繊維断面における中空部の中心位置が中空繊維の中心位置と異なることを意味する。

本発明のスパンボンド不織布を形成する繊維が、偏芯中空繊維である場合は、前記（ａ）のＣ軸配向度は必ずしも限定はされないが、（ｂ）の平均繊維径は、通常、５〜５０μｍ、好ましくは５〜３０μｍ、更に好ましくは５〜２０μｍ、最も好ましくは５〜１７μｍの範囲にある。なお、好ましい偏芯中空繊維としては、（ａ）Ｃ軸配向度及び（ｃ）中空率が上記範囲を満たしていてもよい。

本発明のスパンボンド不織布を形成する繊維が、偏芯中空繊維である場合は、中空繊維が捲縮してなる。繊維が捲縮してなる、とは繊維の捲縮数が３以上であることを言う。本発明の偏芯中空繊維からなるスパンボンド不織布は、中空繊維が捲縮してなるため、柔軟性、嵩高性に優れる。

本発明の中空繊維の捲縮数はＪＩＳＬ１０１５に準拠して求められる。捲縮数は、通常、繊維２５ｍｍ当たり３個以上であり、好ましくは５個以上、さらに好ましくは７個以上であり、上限は特に制限されない。捲縮数が少ないと、繊維の３次元螺旋構造に由来する嵩高性などの特性が得られない虞がある。

本発明のスパンボンド不織布は、好ましくは目付が５〜２０ｇ／ｍ²、更に好ましくは５〜１５ｇ／ｍ²の範囲にある。目付が上記範囲にあるスパンボンド不織布は、軽量性、柔軟性、引張強度等に優れる。

又、本発明のスパンボンド不織布は、好ましくは、均一性（均一度）が０．０１〜０．８５、さらに好ましくは０．０１〜０．７の範囲にある。均一性が上記範囲にあるスパンボンド不織布は、引張強度、耐水性等に優れる。

本発明のスパンボンド不織布は、用途により、種々公知の交絡方法、例えば、ニードルパンチ、ウォータージェット、超音波等の手段を用いる方法、あるいはエンボスロールを用いる熱エンボス加工またはホットエアースルーを用いることにより１部熱融着する方法により交絡しておいてもよい。かかる交絡方法は単独でも複数の交絡方法を組合わせて用いてもよい。

熱エンボス加工により熱融着する場合は、通常、エンボス面積率が３〜２０％、好ましくは３〜１０％、非エンボス単位面積が０．５ｍｍ²以上、好ましくは４〜４０ｍｍ²の範囲にある。非エンボス単位面積とは、四方をエンボス部で囲まれた最小単位の非エンボス部において、エンボスに内接する四角形の最大面積である。かかる範囲のエンボスを有することにより、強度と柔軟性に優れたスパンボンド不織布を作成することができる。

ニードルパンチ加工により交絡処理する場合は、公知のニードルパンチ機を使用し、繊維の性状に応じ、針密度、ニードル種類、ニードル深度、パンチ数といった条件を調整することで強度と柔軟性に優れたスパンボンド不織布を作成することができる。場合によっては、複数のニードルパンチ機を通して交絡を最適化してもよい。

また、本発明のスパンボンド不織布は、熱可塑性樹脂から形成された中空繊維の中空部が偏芯してなる中空繊維からなるスパンボンド不織布である。

本発明に係る中空繊維の中空部が偏芯してなる中空繊維は、例えば、図３に示すような、形状が非対称なスリットを備えた紡糸孔（ノズル）の複数のスリットから一成分の熱可塑性樹脂を紡出してなる偏芯中空繊維であり、複数のスリットからそれぞれ異種の熱可塑性樹脂を紡出して得られる所謂偏芯複合中空繊維とは異なる繊維である。

なお、一成分の熱可塑性樹脂とは、繊維を形成する熱可塑性樹脂が一成分からなることを意味し、前記例示した個々の熱可塑性樹脂に限らず、二種以上の熱可塑性樹脂の混合物を含むものである。

＜スパンボンド不織布の製造方法＞
本発明のスパンボンド不織布は、特開昭６０−１５５７６５号、特許３４４２８９６号、および特許３８８３８１８号などに示される密閉型のスパンボンドプロセスにより製造し得る。

具体的には、例えば、前記プロピレン系重合体を用い、繊維断面が図２のような中空断面を形成する、図１に示すような孔形状を有する多数の紡糸孔（ノズル）を備えた口金（ダイ）を備えた図５に示すような密閉型の冷却室を備えたスパンボンド製造装置を用い、多数の紡糸孔（ノズル）から溶融紡糸された中空状のプロピレン系重合体の長繊維を冷却室に導入した冷却風により冷却したのち、冷却室の下流側に冷却に用いた冷却風を延伸風に用いる為の隘路（延伸部）を通して、当該延伸風により長繊維を延伸（牽引）し、下流側に設置したディフューザーにて繊維を分散して、移動捕集面上（メッシュベルト上）に堆積させる方法により製造し得る。

また、上記方法において、繊維断面が図４のような中空断面を形成する、図３に示すような孔形状を有する多数の紡糸孔（ノズル）を備えた口金（ダイ）を備えた図５に示すような密閉型の冷却室を備えたスパンボンド製造装置を用いた場合は、中空繊維の中空部を偏芯させてなる中空繊維からなるスパンボンド不織布を製造し得る。

プロピレン系重合体の溶融温度は中空繊維が十分なＣ軸配向すれば特に限定されないが、通常１８０〜２８０℃、好ましくは１９０〜２７０℃、より好ましくは２００〜２６０℃の温度に設定し得る。

冷却風の温度はプロピレン系重合体が固化する温度であれば特に限定はされないが、通常、５〜５０℃、好ましくは１０〜４０℃、より好ましくは１５〜３０℃の範囲にある。冷却風はディフューザー内に到達したときには繊維を充分に分散させるための分散媒として作用するために、本発明の効果である均一性を確保するための風量としては、通常、３０〜１００Ｎｍ³／分／ｍ、好ましくは３５〜８０Ｎｍ³／分／ｍ、より好ましくは４０〜６０Ｎｍ³／分／ｍの範囲にある。延伸風の風速は、通常１００〜１０，０００ｍ／分、好ましくは５００〜１０，０００ｍ／分の範囲にある。

平均繊維径が５〜２０μｍ及び中空率が５〜３０％、とりわけ平均繊維径が５〜１５μｍ及び中空率が１４〜３０％の中空断面を有するプロピレン系重合体繊維を得るには、前記紡糸孔（ノズル）として、外径が０．５〜５．０ｍｍの範囲で、且つスリット幅が０．０５〜０．５ｍｍの範囲にあり、スリット数としては２〜１０の範囲で、好ましくは３〜６の範囲にあり、複数のスリット間の間隔であるキャナル幅としては０．０４〜０．１５ｍｍの範囲で、ノズル孔面積は０.１〜０．５ｍｍ²の範囲にある紡糸孔を備えた口金を用いることが好ましい。なかでも、本発明の効果である均一性の高い不織布を得るために、キャナル幅をノズル孔面積で除した値（キャナル幅／ノズル孔面積）が、好ましくは０．３５ｍｍ^-1以上、更に好ましくは０．４０ｍｍ^-1以上の範囲にある紡糸孔を備えた口金を用いることが好ましい。

本発明において、上記紡糸孔におけるキャナル幅とは、例えば、図１あるいは図３に示すプロピレン系重合体などが溶融押出しされる複数のスリット（ノズル孔）のスリット間の幅（間隔）であり、ノズル孔面積は全てのスリット（ノズル孔）の面積を合計した面積である。

なお、外径が５．０ｍｍを超える紡糸孔を用いた場合は、繊維径が２０μｍ以下の長繊維を得ることが困難となる虞があり、スリット幅が０．５ｍｍを超える紡糸孔を用いた場合は、中空率が５％を超える長繊維を得ることが困難となる虞がある。またスリット数が２以下、あるいは１０以上の場合も中空率が５％を超える長繊維を得ることが困難となる虞がある。

また、同じ密閉型の冷却装置を備えたスパンボンド不織布製造装置を用いて従来のスパンボンド不織布（中実長繊維のスパンボンド不織布）を製造しても、繊維径を２０μｍ以下にした場合に得られる繊維（中実）はＣ軸配向度が０．８５以上とはならない。一方、開放型の冷却装置を備えたスパンボンド不織布製造装置を用いて中空率が５〜３０％の中空繊維を製造しても、Ｃ軸配向度は０．７程度にしかならず、得られるスパンボンド不織布は均一性が劣る傾向にある。

＜スパンボンド不織布積層体＞
本発明のスパンボンド不織布は、種々の用途に応じて、他の層を積層してもよい。スパンボンド不織布に積層される他の層は、特に限定はされず、用途により種々の層が積層し得る。

具体的には、例えば、編布、織布、不織布、フィルム等を挙げることができる。本発明のスパンボンド不織布と他の層を積層する（貼り合せる）場合は、熱エンボス加工、超音波融着等の熱融着法、ニードルパンチ、ウォータージェット等の機械的交絡法、ホットメルト接着剤、ウレタン系接着剤等の接着剤による方法、押出しラミネート等をはじめ、種々公知の方法を採り得る。

本発明のスパンボンド不織布と積層される不織布としては、通常のスパンボンド不織布、メルトブローン不織布、湿式不織布、乾式不織布、乾式パルプ不織布、フラッシュ紡糸不織布、開繊不織布等、種々公知の不織布を挙げることができる。

本発明のスパンボンド不織布と積層されるフィルムとしては、本発明のスパンボンド不織布の特徴である通気性、柔軟性及び軽量性を生かす、通気性（透湿性）フィルムが好ましい。かかる通気性フィルムとしては、種々公知の通気性フィルム、例えば、透湿性を有するポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等の熱可塑性エラストマーからなるフィルム、無機あるいは有機微粒子を含む熱可塑性樹脂からなるフィルムを延伸して多孔化してなる多孔フィルム等を挙げることができる。多孔フィルムに用いる熱可塑性樹脂としては、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン（所謂ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンランダム共重合体あるいはそれらの組成物等のポリオレフィンが好ましい。

通気性フィルムとの積層体は、本発明のスパンボンド不織布の柔軟性を生かすとともに、極めて高い耐水性を有する、クロスライクな複合素材となり得る。

本発明スパンボンド不織布をメルトブローン不織布と積層する場合は、両者を一体化して積層体を形成できる方法であれば、いずれの方法にしたがって行ってもよく、特に制限されない。たとえばメルトブローン法によって形成される繊維をスパンボンド不織布の上に直接堆積させてメルトブローン不織布を形成した後、スパンボンド不織布とメルトブローン不織布とを融着させる方法、スパンボンド不織布とメルトブローン不織布とを重ね合わせ、加熱加圧により両不織布を融着させる方法、スパンボンド不織布とメルトブローン不織布とを、ホットメルト接着剤、溶剤系接着剤等の接着剤によって接着する方法等を採用することができる。

スパンボンド不織布の上に、直接メルトブローン不織布を形成する方法は、熱可塑性樹脂の溶融物をスパンボンド不織布の表面に吹き付け、繊維を堆積させるメルトブローン法によって行うことができる。このとき、スパンボンド不織布に対して、溶融物が吹き付けられる側の面の反対側の面は負圧にして、メルトブローン法によって形成される繊維を吹き付け、堆積させると同時に、スパンボンド不織布とメルトブローン不織布を一体化させて、スパンボンド不織布層とメルトブローン不織布層とを有する不織布積層体を得る。両不織布の一体化が不十分である場合は、加熱加圧エンボスロール等により十分に一体化させることができる。

熱融着にてスパンボンド不織布とメルトブローン不織布とを融着する方法としては、スパンボンド不織布とメルトブローン不織布との接触面の全面を熱融着する方法、スパンポンド不織布とメルトブローン不織布との接触面の一部を熱融着する方法がある。本発明では、熱エンボス加工法にてスパンボンド不織布とメルトブローン不織布とを融着することが好ましく、この場合融着面積は、スパンボンド不織布とメルトブローン不織布との接触面積の３〜３０％、好ましくは３〜２０％、更に好ましくは３〜１０％である。融着面積が前記の範囲にあると不織布積層体は、剥離強度と柔軟性のバランスに優れる。

接着剤によってスパンボンド不織布とメルトブローン不織布とを接着する方法において用いられるホットメルト接着剤としては、たとえば酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール系等の樹脂系接着剤、スチレンーブタジエン系、スチレンーイソプレン系等のゴム系接着剤などが挙げられる。また、溶剤系接着剤としては、たとえばスチレンーブタジエン系、スチレンーイソプレン系、ウレタン系等のゴム系接着剤、酢酸ビニル、塩化ビニル等の樹脂系の有機溶剤または水性エマルジョン接着剤などが挙げられる。これらの接着剤の中でも、スチレンーイソプレン系、スチレンーブタジエン系等のゴム系のホットメルト接着剤が、スパンボンド不織布の特性である風合いを損なわない点で好ましい。

《メルトブローン不織布》
本発明のスパンボンド不織布と積層されるメルトブローン不織布としては、ポリオレフィン繊維からなり、（i）平均繊維径が２μｍ以下、（ii）繊維径分布ＣＶ値が６０％以下、好ましくは５０％以下の範囲、及び、（iii）繊維１００本当たりの融着個数が１５個以下、好ましくは１２個以下、さらに好ましくは１０個以下、であるメルトブローン不織布が好ましい。

また、本発明のスパンボンド不織布と積層されるメルトブローン不織布としては、プロピレン系重合体繊維からなり、（i）平均繊維径が２μｍ以下の範囲、（ii）繊維径分布ＣＶ値が６０％以下、好ましくは５０％以下の範囲、（iｖ）α晶分率が０．９未満、であるメルトブローン不織布が好ましい。

上記特性を有するメルトブローン不織布は、例えば、ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／０７８０８２に記載の方法で製造し得る。

＜用途＞
本発明に得られるスパンボンド不織布、あるいは前記本発明のスパンボンド不織布を含む不織布積層体は、種々の用途に用いることができる。

例えば、医療用、産業資材用、土木建築用、農芸園芸資材用、生活関連資材用等に用いられる、手術衣、包装布、ベッドシーツ、枕カバー等の寝具類、カーペットや人工皮革用基布等に幅広く使用できる。

中でも、スパンボンド不織布、あるいは前記本発明の不織布積層体は、軽量であることに加えて、柔軟で風合いが良いことから、紙おむつ、立体ギャザー用シート、および生理用ナプキンに特に好適に使用される。

＜立体ギャザー用シート＞
本発明の紙おむつは、前記本発明のスパンボンド不織布、あるいは前記本発明のスパンボンド不織布を含む不織布積層体を用いてなり、紙おむつ、生理用ナプキン等の立体ギャザー用の部材となる。

立体ギャザーは通気性に優れ、軟便漏れの防止性に優れ、肌触り性にも優れることが求められることより、前記本発明のスパンボンド不織布、あるいは前記本発明のスパンボンド不織布を含む不織布積層体が好適に使用される。

＜バックシート＞
本発明の紙おむつは、前記本発明のスパンボンド不織布、あるいは前記本発明のスパンボンド不織布を含む不織布積層体を用いてなり、紙おむつ、生理用ナプキン等のバックシート用の部材となる。

バックシートは通気性に優れ、中空であるために隠蔽性に優れ、肌触り性にも優れることが求められることより、前記本発明のスパンボンド不織布、あるいは前記本発明のスパンボンド不織布を含む不織布積層体が好適に使用される。

以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、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、実施例及び比較例における物性値等は、以下の方法により測定した。

（１）Ｃ軸配向度の測定
広角Ｘ線回折装置（リガク社製ＲＩＮＴ２５５０、付属装置：繊維試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）を用いて、試料を繊維軸方向に並べて試料ホルダーに固定し、結晶面ピーク［（１１０）面］の方位角分布強度を測定して得られた方位角分布曲線（Ｘ線干渉図）において、ピークの半価幅（α）から下記の式より中空繊維の繊維軸方向の配向度（Ｃ軸配向度）を算出して評価した。
配向度（Ｆ）＝（１８０°―α）／１８０°
（αは方位角分布曲線におけるピーク半価幅）

（２）繊維径（μｍ）
得られたスパンボンド不織布を光学顕微鏡〔Ｎｉｋｏｎ社製ＥＣＬＩＰＳＥＥ−４００〕で観察し、画面上のスパンボンド不織布を形成するフィラメントから１００本を選びその繊維径を測定し、その平均値を当該不織布の繊維径とした。

（３）繊度［ｄ］
当該スパンボンド不織布の繊度は以下の式を用いて算出した。
繊度[ｄ]＝０．００２２５×π×ρ[g／cm³]×Ｄ²[μｍ]×（１−中空率[％]）
ここで、ρ[g/cm³]は樹脂の使用温度における溶融密度、Ｄは繊維径である

（４）単糸強度［ｇｆ／ｄ］
ＪＩＳＬ１９０5（７．５．１法）に準拠して、ＪＩＳＺ８７０３（試験場所の標準状態）に規定する温度２０±２℃、湿度６５±２％の恒温室内でフィラメントを６０本採取し、チャック間２０ｍｍ、引張速度２０ｍｍ／分の条件で引張り試験機（インストロン・ジャパン・カンパニイリミテッド製インストロン５５６４型）を用いて引張試験を行い、６０本分の試験片について引張荷重を測定し、それらの最大値の平均値を単糸強度とした。

（５）中空率［％］
スパンボンド不織布をエポキシ樹脂に包埋して、次いでミクロトームで切断し、試料片を得る。これを電子顕微鏡〔（株）日立製作所製Ｓ−３５００Ｎ形走査型電子顕微鏡〕で観察し、得られた断面像より観察された繊維断面像のおける繊維全体の断面積と中空部断面積を求め、以下の式より算出した。

中空率［％］＝（中空部の断面積／繊維全体の断面積）×１００
中空率の値は繊維１００本を測定した平均値とした。

（６）柔軟性（剛柔性）［４５°カンチレバー法］
ＪＩＳＬ１０９６（６．１９．１Ａ法項）に準拠して、ＪＩＳＺ８７０３（試験場所の標準状態）に規定する温度２０±２℃、湿度６５±２％の恒温室内で、スパンボンド不織布から幅２０ｍｍ×１５０ｍｍの試験片を流れ方向（ＭＤ）と横方向（ＣＤ）でそれぞれ５枚採取し、４５°の斜面をもつ表面の滑らかな水平台の上に試験片の短辺をスケール基線に合わせて置く。次に、手動により試験片を斜面の方向に緩やかに滑らせて試験片の一端の中央点が斜面と接したとき他端の位置の移動長さをスケールによって読む。柔軟性（剛柔性）は試験片の移動した長さ（ｍｍ）で示され、それぞれ５枚の裏表について測定し、流れ方向（ＭＤ）および横方向（ＣＤ）それぞれの平均値で表した。

（７）引張強度（強度）
ＪＩＳＬ１９０６（６．１２．１Ａ法）に準拠して、ＪＩＳＺ８７０３（試験場所の標準状態）に規定する温度２０±２℃、湿度６５±２％の恒温室内で流れ方向（ＭＤ）に２５ｃｍ、横方向（ＣＤ）に２．５ｃｍの不織布試験片を３枚採取し、チャック間３０ｍｍ、引張速度３０ｍｍ／分の条件で引張り試験機（インストロンジャパンカンパニイリミテッド製インストロン５５６４型）を用いて引張試験を行い、３枚の試験片について引張荷重を測定し、それらの最大値の平均値を引張強度とした。

（８）均一性（均一度）
ＪＩＳＺ８７０３（試験場所の標準状態）に規定する温度２０±２℃、湿度６５±２％の恒温室内で流れ方向（ＭＤ）に２５ｃｍ、横方向（ＣＤ）に２０ｃｍの不織布試験片を採取し、その重量を平均目付(ｇ／ｍ²)とした。次いで、内径１３ｍｍφのポンチ（打ち抜き冶具）を用いて前記不織布のＭＤ方向に対して１５点、ＣＤ方向に対して１０点を任意に選択し、合計で１５０点になるように不織布試験片を採取し、全ての試験片の重量を測定した。試験片のなかで重量が重いものを厚肉部として５点、重量が軽いものを薄肉部として２０点を選択し、それぞれの平均値を求めて、下記式より均一度を求めた。

均一度＝(厚肉部平均目付− 薄肉部平均目付)／平均目付
すなわち、均一度が小さいほど、均一性に優れる不織布である。

（９）ＦＵＫＵＲＡＭＩ値＜嵩高性の評価＞
カトーテック（株）製のＫＥＳ−ＦＢシステムにより、引張、剪断、圧縮、表面摩擦、曲げの各試験の測定を、測定条件としてニット高感度条件にて行った。測定結果をニットアンダーウェアー（サマー）条件にて計測してＦＵＫＵＲＡＭＩ値とした。ＦＵＫＵＲＡＭＩ値はその数値が大きいほど、厚みがあり、柔軟性に優れることを示す。

（１０）耐水圧（ｍｍＡｑｕａ）
ＪＩＳＬ１０９２Ａ法に準拠して、ＪＩＳＺ８７０３（試験場所の標準状態）に規定する温度２０±２℃、湿度６５±２％の恒温室内で水処理用濾過材となる不織布積層体から採取した１５×１５ｃｍの試験片１０枚を採取し耐水圧試験機を用いて、水が漏れるときの圧力を測定しその平均値を求めた。

（１１）捲縮数
ＪＩＳＬ１０１５に準拠し、測定した。
予め表面が滑らかで光沢のある紙片に空間距離２５ｍｍの区分線を作った。

次いで、エンボスロールにより加熱加圧処理される前の長繊維不織布から、捲縮性が損なわれないように、繊維を慎重に採取した。次いで、採取した繊維を１本ずつ、空間距離に対して２５±５％の緩みをもたせて、両端を前記紙片に接着剤で貼り付け固着させた。この試料の繊維１本ずつについてそれぞれ次の通り捲縮数の測定を行った。すなわち、繊維1本を捲縮試験機のつかみに取り付け、紙片を切断した後、試料に初荷重（０．１８ｍＮ×表示テックス数）をかけたときの、つかみ間の距離（空間距離）（ｍｍ）を読んだ。その時の捲縮数を数え、２５ｍｍ間当たりの捲縮数を求めた。なお、前記捲縮数は、山と谷を全部数え、２で割った値とした。

上記測定を、繊維２０本について行い、その平均値を小数点１けたまで求めたものを偏芯中空複合繊維の捲縮数とした。なお、捲縮数の測定は、ＪＩＳＺ８７０３（試験場所の標準状態）に規定する条件、すなわち、温度２０±２℃、湿度６５±２％の恒温室内で実施した。

〔実施例１〕
プロピレン系重合体として荷重２１６０ｇ、２３０℃のＭＦＲが６０ｇ／１０分のプロピレン単独重合体（ＰＰ−１）を用い、押出機（スクリュー径７５ｍｍφ）により成形温度２４０℃で溶融し、ノズルピッチが縦方向４．５ｍｍ、横方向４．０ｍｍで、キャナル幅／孔面積＝０．４１ｍｍ^-1の図１に示すような孔形状を有し、図２の繊維断面となるような中空繊維が得られる紡糸口金を配置した図５に示すような不織布製造装置（スパンボンド不織布製造装置、捕集面上の機械の流れ方向に垂直な方向の長さ：３２０ｍｍ）を用いて、冷却流体に（２５℃、流量：４２Ｎｍ³／分／ｍ）の冷却風を用い、ＰＰ−１の単孔吐出量を０．５２ｇ／分、糸速度：４３６７ｍ／分で紡糸し、捕集ベルト上に堆積させ、次いで、これをエンボスロールで加熱加圧処理（エンボス面積率：１８％、エンボス温度：１３２℃）し、目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

なお、図５において、付番１は押出機、付番２は紡糸口金、付番３は中空繊維、付番４は冷却風、付番５はディフューザー、付番６は捕捉装置、付番７は吸引装置、付番８はウェブ（スパンボンド不織布）である。

得られた中空繊維およびスパンボンド不織布について、中空繊維のＣ軸配向度、平均繊維径、繊度、単糸強度、中空率、捲縮個数、及びスパンボンド不織布の剛柔性、引張強度、ＦＵＫＵＲＡＭＩ値を測定して評価した。結果を表１に示す。

〔実施例２〕
ＰＰ−１の単孔吐出量を０．６ｇ／分とし、糸速度：４３３８ｍ／分で紡糸する以外は実施例１と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

得られたフィラメントおよびスパンボンド不織布について、中空繊維のＣ軸配向度、平均繊維径、繊度、単糸強度、中空率、捲縮個数、及びスパンボンド不織布の剛柔性、引張強度、ＦＵＫＵＲＡＭＩ値を測定して評価した。結果を表１に示す。

〔実施例３〕
押出機（スクリュー径７５ｍｍφ）の成形温度を２２０℃にし、糸速度：３０１３ｍ／分で紡糸する以外は実施例２と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

〔実施例４〕
＜スパンボンド不織布の製造＞
スパンボンド不織布の目付を６．１５ｇ／ｍ²とする以外は実施例２と同一方法でスパンボンド不織布を用意した。

＜不織布積層体の製造＞
上記方法で得たスパンボンド不織布の片面に、プロピレン単独重合体（ＰＰ−２、ＭＦＲ：８５０ｇ／１０分、融点：１５９℃）をメルトブロー不織布製造装置のダイに供給し、設定温度：２８０℃のダイから、メルトブロー用ノズル（０．３２ｍｍφ、各ノズルの小孔の孔間の距離：０．２０ｍｍ）を用いて、ノズル単孔あたりの吐出量：０．５２ｇ／分でノズルの両側から吹き出す高温高速空気（２８０℃、６００ｍ³／ｈｒ）と伴に吐出し、ＤＣＤ（紡糸口金の表面からコレクターまでの距離）：１２０ｍｍでメルトブロー不織布の目付が０．７ｇ／ｍ²となるように上記スパンボンド不織布の上に吹き付けて、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布の積層体を得た。次いで、上記と同一条件で製造されるスパンボンド不織布をメルトブロー不織布上に積層して、総目付：１３．０ｇ／ｍ²（スパンボンド不織布／メルトブロー不織布／スパンボンド不織布＝６．１５／０．７／６．１５ｇ／ｍ²）の不織布積層体を得た。

得られた不織布積層体の中空繊維のＣ軸配向度、平均繊維径、繊度、単糸強度、中空率、捲縮個数、及びスパンボンド不織布の剛柔性、引張強度、耐水圧を測定して評価した。結果を表１に示す。

〔実施例５〕
メルトブロー不織布製造において、吐出後に冷却空気（温度：１５℃、風量：６０００ｍ³／ｈｒ）にて冷却と分散を行った以外は実施例４と同一の方法にて、総目付：１３．０ｇ／ｍ²（スパンボンド不織布／メルトブロー不織布／スパンボンド不織布＝６．１５／０．７／６．１５ｇ／ｍ²）の不織布積層体を得た。

〔実施例６〕
プロピレン系重合体として荷重２１６０ｇ、２３０℃のＭＦＲが６０ｇ／１０分、融点１４３℃のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体（ＰＰ−３）を用い、押出機（スクリュー径７５ｍｍφ）により成形温度２２０℃で溶融し、糸速度：３０１３ｍ／分で紡糸し、捕集ベルト上に堆積させ、次いで、これをエンボスロールで加熱加圧処理（エンボス面積率：１８％、エンボス温度：１１５℃）した以外は実施例２と同様の方法で、目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

〔実施例７〕
実施例２で用いた紡糸口金に替えて、紡糸口金としてキャナル孔幅／孔面積＝０．４１ｍｍ^-1の図３に示すような孔形状を有し、図４の繊維断面となるような偏芯中空繊維が得られる紡糸口金を用い、糸速度：４３９０ｍ／分で紡糸する以外は実施例２と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

〔実施例８〕
実施例６で用いた紡糸口金に替えて、紡糸口金としてキャナル幅／孔面積＝０．４１ｍｍ^-1の図３に示すような孔形状を有し、図４の繊維断面となるような偏芯中空繊維が得られる紡糸口金を用い、糸速度：３０４８ｍ／分で紡糸した以外は実施例６と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

〔比較例１〕
実施例１で用いた中空繊維製造用紡糸口金に替えて、０．６ｍｍφの円孔（中実繊維用）を使用し、糸速度：４２８３ｍ／分で紡糸した以外は実施例１と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

得られたフィラメントおよびスパンボンド不織布について、中実繊維のＣ軸配向度、平均繊維径、繊度、単糸強度、捲縮個数、及びスパンボンド不織布の剛柔性、引張強度、ＦＵＫＵＲＡＭＩ値を測定して評価した。結果を表２に示す。

〔比較例２〕
押出機（スクリュー径７５ｍｍφ）により成形温度２６０℃で溶融し、冷却流体に（２５℃、流量：３５Ｎｍ³／分／ｍ）のエアーを用い、糸速度：４１００ｍ／分で紡糸した以外は実施例２と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

得られたフィラメントおよびスパンボンド不織布について、中空繊維のＣ軸配向度、平均繊維径、繊度、単糸強度、中空率、捲縮個数、及びスパンボンド不織布の剛柔性、引張強度、ＦＵＫＵＲＡＭＩ値を測定して評価した。結果を表２に示す。

〔比較例３〕
スパンボンド法により押出機（スクリュー径７５ｍｍφ）により成形温度２００℃で溶融し、糸速度：２２９６ｍ／分で紡糸した以外は比較例２と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

得られたフィラメントおよびスパンボンド不織布について、中実繊維のＣ軸配向度、平均繊維径、繊度、単糸強度、中空率、捲縮個数、及びスパンボンド不織布の剛柔性、引張強度、ＦＵＫＵＲＡＭＩ値を測定して評価した。結果を表２に示す。

〔比較例４〕
図６に示すような開放型の不織布製造装置（スパンボンド成形機、捕集面上の機械の流れ方向に垂直な方向の長さ：３２０ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

なお、図６において、付番１は押出機、付番２は紡糸口金、付番３は中空繊維、付番４は冷却風、付番６は捕捉装置、付番７は吸引装置、付番８はウエブ（スパンボンド不織布）である。

〔比較例５〕
紡糸口金（中実繊維用）として０．６ｍｍφの円孔を使用し、糸速度：３７３１ｍ／分で紡糸した以外は比較例４と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

〔比較例６〕
実施例６で用いた中空繊維製造用紡糸口金に替えて、０．６ｍｍφの円孔（中実繊維用）を使用し、糸速度：２５９１ｍ／分で紡糸した以外は実施例６と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

〔比較例７〕
実施例２で用いた紡糸口金に替えて、キャナル幅／孔面積＝０．２８ｍｍ^-1の図１に示すような中空繊維製造紡糸口金を使用し、糸速度：３８０７ｍ／分で紡糸した以外は実施例２と同様の方法で目付量が１５ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。

〔比較例８〕
実施例４で用いた中空繊維製造用紡糸口金に替えて、０．６ｍｍφの円孔（中実繊維用）を使用し、糸速度：２５９１ｍ／分で紡糸した以外は実施例４と同様の方法で、総目付：１３．０ｇ／ｍ²（スパンボンド不織布／メルトブロー不織布／スパンボンド不織布＝６．１５／０．７／６．１５ｇ／ｍ²）の不織布積層体を得た。

得られた不織布積層体の中空繊維のＣ軸配向度、平均繊維径、繊度、単糸強度、捲縮個数、及びスパンボンド不織布の剛柔性、引張強度、耐水圧を測定して評価した。結果を表２に示す。

本発明のスパンボンド不織布は、中空繊維の繊維径を２０μｍ以下と細く、且つ、低目付とした場合にあっても、得られる不織布の均一性、強度が高く、柔軟性を有する。また、従来よりも低目付であっても十分な強度を担保できるために、軽量性に優れる不織布として医療用、産業資材用、土木建築用、農芸園芸資材用、生活関連資材用等の材料として好適に用いることができるものであり、具体的には、手術衣、包装布、ベッドシーツ、枕カバー等の寝具類、カーペットや人工皮革用基布等に幅広く使用できる。

また、本発明のスパンボンド不織布を含む不織布積層体は、軽量であることに加えて、柔軟で風合いが良いことから、紙おむつ、立体ギャザー用シート、および生理用ナプキン等の衛生材料として特に好適に使用される。

１・・・押出機
２・・・紡糸口金
３・・・中空繊維
４・・・冷却風
５・・・ディフューザー
６・・・捕捉装置
７・・・吸引装置
８・・・スパンボンド不織布

Claims

下記（ａ）〜（ｃ）の要件を満たすプロピレン系重合体の中空繊維からなることを特徴とするスパンボンド不織布。
（ａ）Ｃ軸配向度が少なくとも０．８５、
（ｂ）平均繊維径が５〜２０μｍ、及び
（ｃ）中空率が５〜３０％。
更に、（ｄ）目付が５〜２０ｇ／ｍ²である請求項１記載のスパンボンド不織布。
プロピレン系重合体が、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体である請求項１記載のスパンボンド不織布。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のスパンボンド不織布を含む不織布積層体。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のスパンボンド不織布とメルトブローン不織布とが積層されてなる不織布積層体。
メルトブローン不織布が、ポリオレフィン繊維からなり、
（i）平均繊維径が２．０μｍ以下、（ii）繊維径分布ＣＶ値が６０％以下、（iii）繊維１００本当たりの融着個数が１５個以下、のメルトブローン不織布である請求項５記載の不織布積層体。
メルトブローン不織布が、プロピレン系重合体繊維からなり、
（i）平均繊維径が２．０μｍ以下、（ii）繊維径分布ＣＶ値が６０％以下、（iｖ）α晶分率が０．９未満、のメルトブロー不織布である請求項５記載の不織布積層体。
請求項１または２に記載のスパンボンド不織布を用いてなる紙おむつ。
請求項４〜７のいずれか１項に記載の不織布積層体を含む衛生用品。
中空繊維の中空部が偏芯してなる中空繊維である請求項１記載のスパンボンド不織布。
下記（ａ）〜（ｃ）の要件を満たす熱可塑性樹脂から形成された中空繊維の中空部が偏芯してなる中空繊維からなるスパンボンド不織布。
（ａ）Ｃ軸配向度が少なくとも０．８５、
（ｂ）平均繊維径が５〜２０μｍ、及び
（ｃ）中空率が５〜３０％。
請求項１１に記載のスパンボンド不織布を含む不織布積層体。
請求項１１に記載のスパンボンド不織布を用いてなる紙おむつ。
請求項１２に記載の不織布積層体を含む衛生用品。