JP5818636B2 - 熱安定性、柔軟性に優れる不織布 - Google Patents
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Description
また、以下の特許文献2には、熱接着温度を上げて熱収縮率を低くする方法が記載されている。しかしながら、特許文献2に記載された方法では、不織布の風合いが硬くなり、衛生材料に使用するには好ましくない。
[1]ポリオレフィン系繊維からなる長繊維不織布であって、該ポリオレフィン系繊維の平均単糸繊度は0.7〜3.2dtexであり、該ポリオレフィン系繊維の結晶子サイズは20nm超50nm以下であり、かつ、該長繊維不織布の目付けは10〜30g/m2であり、該長繊維不織布の曲げ柔軟度は5mm以上100mm以下であることを特徴とする長繊維不織布。
加工時の熱によるシワの発生や湾曲を抑制するためには結晶子サイズをある大きさ以上にすることが重要である。例えば、結晶化度が同等であったとしても小さいサイズの結晶が多く存在する場合には繊維全体が収縮を引き起こす。一方、結晶子サイズが大きいと結晶部がリジッドに分子の動きを抑制し、収縮を抑制することができる。
さらに加工性(加工適正)を良好とするためには適度な柔軟性が必要である。柔軟性が低すぎると、加工時の張力変動やロール周速変動などに追従することができず、シワの発生や蛇行などの問題が発生する。
本発明の不織布は、前記構成を有することにより、衛生材料に用いられる吸収性物品のトップシート、バックシート又はサイドギャザー部に適した加工性に優れる不織布である。
本発明の不織布を構成するポリオレフィン系繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、それらのモノマーと他のα−オレフィンとの共重合体などの樹脂から成る繊維が挙げられる。なかでも、強度が強く使用時において破断し難く、且つ衛生材料の生産時における寸法安定性に優れることから、ポリプロピレン繊維を用いることが好ましい。ポリプロピレンは、一般的なチーグラナッタ触媒により合成されるポリマーでもよいし、メタロセンに代表されるシングルサイト活性触媒により合成されたポリマーであってもよい。また、エチレンランダム共重合ポリプロピレンであってもよく、エチレン含有量は2%未満、好ましくは1%未満であることが好ましい。他のα−オレフィンとしては、炭素数3〜10のものであり、具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキサン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテンなどが挙げられる。これらは1種類単独でも2種類以上を組み合わせて用いてもよい。あるいは、ポリオレフィン系繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、共重合ポリエステルなどのポリエステル系繊維、ナイロン−6繊維、ナイロン−66繊維、共重合ナイロンなどのポリアミド系繊維、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネートなどの生分解性繊維を1種類又は2種類以上組み合わせて用いてもよい。好ましくは1種類単独で用いることがよい。さらに、ポリオレフィン系樹脂を表面層とする芯鞘繊維でもよい。また、その繊維形状も通常の円形繊維のみでなく、捲縮繊維、異形繊維などの特殊形態の繊維であってもよい。
また、ポリプロピレンの場合、MFRとして下限が20g/10分以上、好ましくは30g/10分を超え、より好ましくは40g/10分を超え、さらに好ましくは53g/10分を超えるものである。上限は100g/10分以下、好ましくは85g/10分以下、より好ましくは70g/10分以下、更に好ましくは65g/10分未満である。MFRがこの範囲にあると樹脂の流動性が良く、曲げ柔軟度の良好な不織布を得ることができる。MFRは、JIS−K7210「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」の表1、試験温度230℃、試験荷重2.16kgに準じて測定を行って求めた。
ポリオレフィン系繊維を接合して不織布を製造する際の接合手段としては、部分熱圧着法、熱風法、溶融成分での接合(ホットメルト剤)法、その他各種の方法が挙げられるが、強度の観点から、部分熱圧着法が好ましい。
また、本発明の不織布の牽引方法は特に制限されるものではないが、結晶子サイズが大きく、熱安定性に優れる不織布を得るには、エアジェットによる高速気流牽引装置を用いる方法が良く、矩形型の牽引装置を用いると更に良好となる。
3〜6価のポリオールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価のポリオール、ペンタエリスリトール、グルコース、ソルビタン、ジグリセリン、エチレングリコールジグリセリルエーテル等の4価のポリオール、トリグリセリン、トリメチロールプロパンジグリセリルエーテル等の5価のポリオール、ソルビトール、テトラグリセリン、ジペンタエリスリトール等の6価のポリオール等が挙げられる。
かかる効果を得るためには、エステル化合物の融点は70℃以上であることが好ましく、より好ましくは80℃以上150℃以下である。エステル化合物の融点がブロードで、範囲を有する場合には、該融点は、平均の融点を意味する。また、エステル化合物には、他の組成物、例えば、融点が70℃未満のエステル化合物やその他の有機化合物が混合されていてもよい。
また、本発明の不織布の用途は前記用途に限られず、例えば、マスク、カイロ、テープ基布、防水シート基布、貼布薬基布、救急絆基布、包装材、ワイプ製品、医療用ガウン、包帯、衣料、スキンケア用シートなどに使用することもできる。
尚、実施例及び比較例において使用した各種特性の評価方法は下記のとおりであり、得られた物性を以下の表1に示す。
製造した不織布の両端10cmを除き、幅方向にほぼ5等分して1cm角の試験片をサンプリングし、顕微鏡で繊維の直径を各20点ずつ測定し、その平均値から繊度を算出した。
JIS−L1906に準じ、タテ20cm×ヨコ5cmの試験片を任意に5枚採取して質量を測定し、その平均値を単位面積当たりの重量に換算して求めた。
タテ25cm×ヨコ25cmの試験片を任意に3枚採取して、試料のタテ、ヨコ各々3ヶ所に正確に20cmの長さを表す印を付ける。
試料を適当な容器中で沸騰水中に3分間浸漬した後、試料を取り出し、濾紙等で軽く水を切り、一端をクリップでつかみ、室温で吊り下げ、乾燥させる。次に始めに印した、タテ、ヨコ方向各々3ヶ所の長さを測定する。以下の式によりタテ方向の収縮率を算出して、平均値を求めた。
沸水収縮率(%)=(L−L’)/L×100
{式中、L:処理前の3線の長さの合計(mm)、そしてL’:処理後の3線の長さの合計(mm)である。}。
タテ25cm×ヨコ25cmの試験片を任意に3枚採取して、試料にタテ、ヨコ各々3ヶ所に正確に20cmの長さを表す印を付ける。
恒温乾燥機を120℃に設定し、乾燥機中に試料を吊り下げ、乾燥機の指示目盛りが規定の温度になった後、3分間乾燥機内に放置し、取り出して室温まで冷却する。次に始めに印した、タテ、ヨコ方向各々3ヶ所の長さを測定する。以下の式によりタテ方向の収縮率を算出し、平均値を求めた。
乾熱収縮率(%)=(L−L’)/L×100
{式中L:処理前の3線の長さの合計(mm)、そしてL’:処理後の3線の長さの合計(mm)である}。
不織布試料から幅10cm、長さ30cmの試験片を任意に5枚採取し(測定方向が30cmとなる様に試料を採取)、図1のように平らな台の上に置き、試験片の中央部に長手方向に直交するようにステンレス製の定規を載せる。定規は幅2.5cm、測定目盛30cmのものが好ましい(1)。次いで試験片の一方の端を持ち上げてステンレス製の定規を境にした反対側の試験片の上に折り目をつけず、ループを形成させた状態でゆっくりと重ねる(2)。次にステンレス製の定規を折り重ねられて生じたループの方向へ、長手方向に直交した状態でゆっくりとスライドさせ(3)、試料の反発力でループが伸びて折り重ねが無くなったときの状態を終点とし、試験片の端と定規間の距離(L)をスケールで読む(4)。表裏タテ方向及びヨコ方向のn=5の各測定値の平均値により曲げ柔軟度を算出した。曲げ柔軟度(mm)の値が小さいほど柔軟であることを示す。
XRD解析装置を用い〔装置:株式会社リガク製 NanoViewer、光学系:ピンホールコリメーション(confocalミラー+第1スリット:0.4mmφ+第2スリット:0.3mmφ)、X線源:CuKα線、45kV60mA、検出器:イメージングプレート、カメラ長:80.8mm〕繊維1本をセルにセットして繊維軸垂直方向からX線を入射し、透過散乱(回折)光を検出した。バックグラウンド散乱の影響を減らすために第2スリットより下流は全て真空として、第2スリットから検出器間のX線パス上に試料以外の散乱体がない状態で測定を行った。
幅30cmの不織布試料に160℃で溶融したポリオレフィン系のホットメルト剤をライン速度50m/minで当業者に知られている通常のホットメルト塗布方法によって不織布に塗布した。塗布時の不織布のシワの状況を以下の評価基準に従って評価した:
◎:シワの発生がない
○:ライン方向にシワが発生するが塗工可能
×:ライン方向にシワが発生し、塗工不可
MFRが60g/10分(JIS−K7210に準じ、温度230℃、荷重2.16kgで測定)のポリプロピレン樹脂をスパンボンド法により、ノズル径φ0.4mm、単孔吐出量0.56g/min・Hole、紡糸温度215℃で押出し、このフィラメント群をエアジェットによる高速気流牽引装置を使用して牽引装置入口の繊維温度を40℃、牽引エアー風速を17,500m/minで牽引し、移動捕集面に向けて押し出し、平均単糸繊度1.1dtexの長繊維ウェブを調製した。
牽引装置入口の繊維温度を50℃、牽引エアー風速を15,000m/minとし、実施例1と同様にして平均単糸繊度1.5dtex、目付11g/m2の長繊維不織布を得た。
単孔吐出量0.90g/min・Hole、牽引装置入口の繊維温度を65℃、牽引エアー風速を12,500m/minとし、実施例1と同様にして平均単糸繊度2.0dtex、目付25g/m2の長繊維不織布を得た。
MFRが60g/10分(JIS−K7210に準じ、温度230℃、荷重2.16kgで測定)のポリプロピレン樹脂をスパンボンド法により、ノズル径φ0.48mm、単孔吐出量0.33g/min・Hole、紡糸温度230℃で押出し、このフィラメント群を冷風の押込み方式により、牽引装置入口の繊維温度を40℃、牽引エアー風速を6,400m/minで牽引し、移動捕集面に向けて押し出し、平均単糸繊度1.1dtexの長繊維ウェブを調製した。
次いで、実施例1と同様にして繊維同士を接着し、目付17g/m2の長繊維不織布を得た。
単孔吐出量0.66g/min・Hole、牽引装置入口の繊維温度を60℃、牽引エアー風速を5,500m/minとし、実施例4と同様にして平均単糸繊度2.2dtex、目付20g/m2の長繊維不織布を得た。
牽引装置入口の繊維温度を50℃、牽引エアー風速を10,000m/minとし、実施例3と同様にして平均単糸繊度2.8dtex、目付18g/m2の長繊維不織布を得た。得られた不織布を、室温22℃の雰囲気下にて放電量40W・min/m2(放電度4.0W/cm2)の条件でコロナ放電処理機に通し、濡れ張力39mN/mの不織布を得た。
得られた不織布にポリエーテル系の親水化剤を噴霧法により付与し、次いで80℃で5分間熱風乾燥し、剤濃度付着量が0.3重量%となる長繊維不織布を得た。
牽引装置入口の繊維温度を50℃、牽引エアー風速を12,500m/minとし、実施例6と同様にして平均単糸繊度2.0dtex、目付15g/m2の剤濃度付着量が0.5重量%となる長繊維不織布を得た。
牽引装置入口の繊維温度を60℃、牽引エアー風速を5,000m/minとし、実施例5と同様にして平均単糸繊度2.6dtex、目付17g/m2の長繊維不織布を得た。得られた不織布を、室温22℃の雰囲気下にて放電量40W・min/m2(放電度4.0W/cm2)の条件でコロナ放電処理機に通し、濡れ張力39mN/mの不織布を得た。得られた不織布にポリエーテル系の親水化剤をキスコーター法により付与し、次いで80℃で5分間熱風乾燥し、剤濃度付着量が0.3重量%となる長繊維不織布を得た。
融点が86〜90℃(平均融点88℃)のオクタデカン酸のグリセリド(水添動植物油脂)を1.25重量%混合し、牽引装置入口の繊維温度を40℃、牽引エアー風速を17,500m/minとし、実施例1と同様にして平均単糸繊度1.1dtex、目付17g/m2の長繊維不織布を得た。
オクタデカン酸のグリセリド(水添動植物油脂)を3.50重量%混合し、牽引装置入口の繊維温度を40℃、牽引エアー風速を17,500m/minとし、実施例1と同様にして平均単糸繊度1.1dtexの長繊維ウェブを調整した。
次いで、得られたウェブを、フラットロールとエンボスロール(パターン仕様:斜め絣柄、圧着面積率14%)の間に通して温度135℃と線圧35kgf/cmで繊維同士を接着し、目付15g/m2の長繊維不織布を得た。
単孔吐出量0.22g/min・Hole、牽引装置入口の繊維温度を40℃、牽引エアー風速を5,500m/minとし、実施例1と同様にして平均単糸繊度1.1dtex、目付17g/m2の長繊維不織布を得た。
単孔吐出量0.4g/min・Hole、牽引装置入口の繊維温度を40℃、牽引エアー風速を4,000m/minとし、実施例1と同様にして平均単糸繊度2.0dtex、目付20g/m2の長繊維不織布を得た。
牽引装置入口の繊維温度を40℃、牽引エアー風速を17,500m/minとし、実施例1と同様にして平均単糸繊度1.1dtexの長繊維ウェブを得た。
得られたウェブを、フラットロールとエンボスロール(パターン仕様:織目柄、横ピッチ2.0mm、縦ピッチ2.0mm、圧着面積14.4%)の間に通して温度を148℃で線圧を50kgf/cmとし、目付17g/m2の長繊維不織布を得た。
Claims (6)
- ポリオレフィン系繊維からなる長繊維不織布であって、該ポリオレフィン系繊維の平均単糸繊度は0.7〜3.2dtexであり、該ポリオレフィン系繊維の結晶子サイズは20nm超50nm以下であり、かつ、該長繊維不織布の目付けは10〜30g/m2であり、該長繊維不織布の曲げ柔軟度は5mm以上100mm以下であることを特徴とする長繊維不織布。
- 前記長繊維不織布の沸水収縮率は0%以上3.0%以下である、請求項1に記載の長繊維不織布。
- 前記ポリオレフィン系繊維はポリプロピレン系繊維である、請求項1又は2に記載の長繊維不織布。
- 前記長繊維不織布の120℃での乾熱収縮率が0%以上5.0%以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の長繊維不織布。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の長繊維不織布を用いてなる衛生材料。
- 使い捨てオムツ、生理用ナプキン又は失禁パットの形態にある、請求項5に記載の衛生材料。
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