JP6904260B2 - スパンボンド不織布およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、工業的に生産性と安定性に優れた、特に衛生材料として使用する上で満足のいくレベルの嵩高性に優れたスパンボンド不織布とその製造方法に関するものである。

一般に、紙おむつや生理用ナプキン等の衛生材料用の不織布には、着用時の風合いのため、嵩高性および柔軟性に優れているという性能が求められている。特に、肌に直接触れる表面部材においては、嵩高性が要求される。

従来、衛生材料の表面部材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／ポリエチレン（ＰＥ）複合繊維を代表とする短繊維をカーディングによりシート化した後、熱風処理により自己融着した、いわゆるエアスルー不織布が好適に使用されている。

このエアスルー不織布は、嵩高性と柔軟性に優れているという特徴を有していることから、衛生材料用途等に幅広く採用されている。しかしながら、エアスルー不織布は製造プロセスが複雑であり、生産速度が遅いという課題がある。

一方、ポリプロピレン（以下、ＰＰと略記することがある。）を代表とするポリオレフィン系樹脂繊維を原料として用いたスパンボンド不織布は、そのプロセスから生産性が高く低コストであることを特徴としている。しかしながら、このスパンボンド不織布は、スパンボンド不織布を構成する長繊維が不織布の面方向に配向されている構造であることから、嵩高性に劣るという課題がある。

そこで、スパンボンド不織布に嵩高性を付与する手法として、不織布を構成する繊維に捲縮繊維を適用するという手法が提案されている。

例えば、融点が１０℃以上異なる２成分のポリマーから構成される捲縮複合繊維が提案されている（特許文献１参照。）。

また、Ｖ型断面ノズルを用いた異形断面に対し、吐出後の繊維に対し片側から冷却する非対称冷却を行い、捲縮を発現させる手法が提案されている（特許文献２参照。）。

特許第５４８４５６４号公報 特開平１１−２９２１５９号公報

しかしながら、特許文献１の提案の場合、異なる原料を別々の押出機によって押出し、口金から吐出する必要があるため、設備投資が高くなるという課題がある。また、特許文献１の提案では、融点が１０℃以上異なる原料を選定する必要があり、通常のＰＰ（いわゆるホモＰＰ）と共重合ＰＰ（いわゆるランダムＰＰ）の組み合わせが必要となる。一般的に、ランダムＰＰはホモＰＰより原料価格が高いため、コストアップとなり、さらに、得られる複合繊維の捲縮数には限度があるため、エアスルー不織布並みの嵩高性は得られていない。

また、特許文献２の提案の場合、原料が単成分においても捲縮が発現するという特徴はあるが、この提案の方法では、冷却風速を大きくすると、糸揺れと糸切れが起こるため、生産安定性の観点から冷却風速を小さくせざるを得なく、得られる捲縮数は小さくなり、衛生材料の表面材に適用できるほどの嵩高性は得られていないのが現状である。

したがって、従来、低コストで、かつ工業的に生産性と安定性に優れており、衛生材料として好適に使用される上で満足のいくレベルの嵩高性に優れた捲縮繊維およびスパンボンド不織布は得られていないのが現状である。

そこで本発明の目的は、上記の課題に鑑み、低コストで、かつ工業的に生産性と安定性に優れた、特に衛生材料として好適に使用する上で満足のいくレベルの嵩高性に優れたスパンボンド不織布とその製造方法を提供することにある。

本発明のスパンボンド不織布は、ポリオレフィン繊維を主成分とする不織布であって、前記のポリオレフィン繊維の横断面において、下記（１）〜（４）の方法で求めることができる線分Ａ１’Ａ２’と線分Ｂ１’Ｂ２’（Ａ１’Ａ２’≧Ｂ１’Ｂ２’とする。）の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値が、１．０５以上であることを特徴とするスパンボンド不織布である。
（１）繊維横断面外周上の２点を結ぶ線分の内、最も長い線分を引き、その線分と繊維横断面外周との接点を、ＡおよびＢとする、
（２）線分ＡＢの長さをＤとし、ＡからＤ／４の距離にある点をＡ’とし、同じくＢからＤ／４の距離にある点をＢ’とする、
（３）Ａ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点を、Ａ１’およびＡ２’とする、
（４）Ｂ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点を、Ｂ１’およびＢ２’とする。

本発明のスパンボンド不織布は、ポリオレフィン繊維を主成分とする不織布であって、繊維断面円周方向に等分割した４点において、ラマン分光を用いて繊維側面から測定して得られる配向パラメータの最大値Ｉ_ｍａｘと最小値Ｉ_ｍｉｎの差が０．６以上であることを特徴とする不織布である。

本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、前記のポリオレフィン繊維は、単一成分で構成されてなることである。

本発明の前記のスパンボンド不織布は、ポリオレフィン樹脂をダンベル型ノズルから吐出させた繊維群の側面に、相対する２方向から冷却風を当てて冷却することにより製造される。

また、本発明の前記のスパンボンド不織布は、ポリオレフィン系樹脂をダンベル型ノズルから吐出させた繊維群に対し、自然冷却することにより製造される。

本発明によれば、低コストで、かつ工業的に生産性と安定性に優れており、特に衛生材料として使用する上で満足のいくレベルの嵩高性に優れたスパンボンド不織布が得られる。

また、本発明によれば、繊維断面の線分Ａ１’Ａ２’と線分Ｂ１’Ｂ２’（Ａ１’Ａ２’≧Ｂ１’Ｂ２’とする。）の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値を、１．０５以上とすることにより繊維に捲縮を付与することができるため、上記のＡ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’の値をコントロールすることにより、繊維に付与する捲縮の程度を制御することができ、用途や要求に応じた嵩高性を有するスパンボンド不織布が得られる。

一方で、本発明によれば、繊維断面の配向パラメータの差を付与することにより繊維に捲縮を付与することができるため、繊維断面の配向パラメータの差の値をコントロールすることにより繊維に付与する捲縮の程度を制御することもでき、用途や要求に応じた嵩高性を有するスパンボンド不織布が得られる。

図１は、本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維の横断面を例示する模式断面図の図面代用写真である。 図２は、本発明のスパンボンド不織布を構成する他のポリオレフィン繊維の横断面を例示する模式断面図の図面代用写真である。 図３は、本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維の断面を例示する模式断面図の図面代用写真である。また、図中の矢印は、後述するラマン分光法での測定位置の例を示したものである。図３（ａ）と（ｂ）は、本発明における配向パラメータの異なる２つの例を示したものである。 図４は、本発明における繊維を製造する上で使用される紡糸口金の吐出面を例示する模式断面図である。

本発明のスパンボンド不織布は、ポリオレフィン繊維を主成分とする不織布であって、前記のポリオレフィン繊維の横断面において、下記（１）〜（４）の方法で求めることができる線分Ａ１’Ａ２’と線分Ｂ１’Ｂ２’（Ａ１’Ａ２’≧Ｂ１’Ｂ２’とする。）の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値が、１．０５以上のスパンボンド不織布である。
（１）繊維横断面外周上の２点を結ぶ線分の内、最も長い線分を引き、その線分と繊維横断面外周との接点を、ＡおよびＢとする、
（２）線分ＡＢの長さをＤとし、ＡからＤ／４の距離にある点をＡ’とし、同じくＢからＤ／４の距離にある点をＢ’とする、
（３）Ａ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点を、Ａ１’およびＡ２’とする、
（４）Ｂ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点を、Ｂ１’およびＢ２’とする。

本発明のスパンボンド不織布は、ポリオレフィン繊維を主成分とする不織布であって、繊維断面円周方向に等分割した４点において、ラマン分光を用いて繊維側面から測定して得られる配向パラメータの最大値Ｉ_ｍａｘと最小値Ｉ_ｍｉｎの差が、０．６以上のスパンボンド不織布である。

本発明のスパンボンド不織布は、ポリオレフィン繊維を含有する不織布である。

本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維の横断面の形状は、通常の丸型断面ではなく、特殊な異型断面構造である。より具体的には、繊維横断面外周上の２点を結ぶ線分の内、最も長い線分に対し対称な構造であり、それと垂直な線分に対して非対称な構造である。上記のような構造とすることにより、繊維横断面方向に冷却に差が生じることにより構造差ができるため、延伸後の応力緩和において繊維横断面方向に収縮差が生じることにより、繊維に捲縮を付与することができる。

図１は、本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維の横断面を例示する模式断面図の図面代用写真であり、図２は、本発明のスパンボンド不織布を構成する他のポリオレフィン繊維の横断面を例示する模式断面図の図面代用写真である。

図１と図２において、繊維断面外周上の２点を結ぶ線分の内、最も長い線分と繊維横断面外周との接点を、ＡおよびＢとする。 線分ＡＢの長さをＤとし、ＡからＤ／４の距離にある点をＡ’とし、同じくＢからＤ／４の距離にある点をＢ’とし、それぞれを通り線分ＡＢと垂直な直線を引き、繊維断面外周との交点をそれぞれ、Ａ１’、Ａ２’、Ｂ１’、Ｂ２’（Ａ１’Ａ２’≧Ｂ１’Ｂ２’）とする。

本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維は、線分Ａ１’Ａ２’と線分Ｂ１’Ｂ２’の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値が、１．０５以上であることが重要である。上記の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値は、より好ましくは１．１０以上であり、更に好ましくは１．２０以上である。上記の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値を、１．０５以上とすることにより、繊維横断面方向に構造差ができるため、延伸後に捲縮が発現しやすい構造となり好ましい形態である。

上記の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値の上限は、この比率が大きくなるにつれて繊維横断面の構造差も大きくなるため、繊維の紡糸吐出時に不安定になりやすくなる。そのため、紡糸の安定性から、この比率の上限値はせいぜい５．０程度である。

本発明においては、本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維の繊維断面円周方向に等分割した４点において、ラマン分光を用いて繊維側面から測定した配向パラメータの最大値Ｉ_ｍａｘと最小値Ｉ_ｍｉｎの差が、０．６以上であることが重要である。

本発明でいう配向パラメータとは、ラマン分光法で得られるラマンスペクトルにおいて、例えば、ＰＰの場合は、８１０ｃｍ^−１と８４０ｃｍ^−１付近のラマンバンドの強度から求めることができる。ＰＰの場合、８１０ｃｍ^−１と８４０ｃｍ^−１付近のラマンバンドは入射光の偏光に対して強い異方性を示すことが知られている。これらは、ＣＨ_２変角振動とＣ−Ｃ伸縮振動のカップリングモード、ＣＨ_２変角振動モードにそれぞれ帰属される。これらのうち、８１０ｃｍ^−１のラマンバンドについては、振動モードのラマンテンソルの主軸は分子の主鎖方向に対し平行であり、一方で、８４０ｃｍ^−１のラマンバンドでは直交している。よって、これらのラマンバンドの偏光方向に対するバンド強度比から、分子鎖の配向が得られる。

本発明でいう配向パラメータＩは、Ｉ_８１０／Ｉ_８４０（Ｉ_８１０：８１０ｃｍ^−１付近のラマンバンド強度、Ｉ_８４０：８４０ｃｍ^−１付近のラマンバンド強度）の値として求められる。

また、ＰＥの場合は、１１３０ｃｍ^−１付近のラマンバンドが振動モードのラマンテンソルの主軸は分子の主鎖方向に対し平行であり、１０６０ｃｍ^−１付近のラマンバンドが直交している。そのため、本発明でいう配向パラメータＩは、Ｉ_１１３０／Ｉ_１０６０（Ｉ_１１３０：１１３０ｃｍ^−１付近のラマンバンド強度、Ｉ_１０６０：１０６０ｃｍ^−１付近のラマンバンド強度）の値として求められる。

一般的なＰＰ繊維の場合、配向パラメータの最大値と最小値の差は、せいぜい０．２程度である。公知の異なる２成分の原料を用いたＰＰ系サイドバイサイド捲縮複合繊維の場合の配向パラメータの最大値と最小値の差は、０．４程度である。スパンボンド不織布を構成する繊維の配向パラメータの最大値と最小値の差を０．６以上とすることにより、捲縮が非常に発現しやすい構造とすることができる。

本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維の配向パラメータの最大値と最小値の差は、０．６以上であることが好ましく、より好ましくは０．８以上であり、さらに好ましくは１．０以上である。配向パラメータの差を０．６以上によりとすることにより、繊維が捲縮発現する上で十分な構造差とすることができる。また、配向パラメータの差の上限は、同一繊維内に製造できる限界としては、せいぜい７．０程度である。

本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、および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な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、かつ衛生材料の生産時における寸法安定性に優れていることから、ポリプロピレン繊維を用いることが好ましい態様である。

ポリプロピレン樹脂は、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く、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も用いることができる。また、エチレンランダム共重合ポリプロピレンも用いることができる。エチレン含有量は、２質量％未満であることが好ましく、より好ましくは１質量％未満である。

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、および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ることができる。

ポリプロピレン樹脂は、強度と寸法安定性、および生産性とコストの観点から、ホモポリプロピレンを主成分とするものであることが特に好ましい態様である。

本発明のスパンボンド不織布を構成するポリプロピレン繊維としては、単一成分のポリマーで構成されてもよいし、異なる２種類以上のポリマーで構成される複合繊維でもよいが、生産性とコストの観点から、単一成分のポリマーで構成することが特に好ましい態様である。本発明でいうところの単一成分のポリマーで構成するとは、例えば、主原料であるオレフィン種が１種類であることを意味する。通常用いられている酸化防止剤、耐候安定剤、耐光安定剤、帯電防止剤、紡曇剤、ブロッキング防止剤、滑剤、核剤および顔料等の添加物等は、ポリマーの原料としてカウントしない。すなわち、オレフィン種が１種類であるポリマーが、これらの添加物等を何種類含んでいても、そのポリマーは実質的に単一原料で構成されたポリマーとなる。

また、複数の原料をチップの状態で混合した後に紡糸する、いわゆるブレンド紡糸は、原料同士の界面が確認できないことから、本発明においては単一成分のポリマーとして扱う。本発明において、ポリオレフィンを主成分とするとは、繊維中のポリオレフィンの含有率が８０質量％以上であることをいう。前記の含有率は、好ましくは９０質量％以上であり、より好ましくは９５質量％以上であり、１００質量％であることが特に好ましい。

本発明で用いられるポリプロピレン樹脂のメルトフローレート（以下、ＭＦＲと記載する場合がある；ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８ 荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）は、１〜１０００ｇ／１０分であることが好ましく、１０〜５００ｇ／１０分であることがより好ましく、２０〜２００ｇ／１０分であることがさらに好ましい態様である。メルトフローレートを１〜１０００ｇ／１０分の範囲とすることにより、安定した紡糸を行いやすくなり、かつ配向結晶化が進みやすくなり、高い強度の繊維が得られやすくなる。

また、本発明で用いられるポリエチレン樹脂のメルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８ 荷重；２１６０ｇ、温度；１９０℃）は、好ましくは１〜１０００ｇ／１０分であり、より好ましくは１０〜５００ｇ／１０分であり、さらに好ましくは１５〜１００ｇ／１０分である。メルトフローレートを１〜１０００ｇ／１０分の範囲とすることにより、安定した紡糸を行いやすくなり、かつ配向結晶化が進みやすくなり、高い強度の繊維が得られやすくなる。

本発明で用いられるポリプロピレン樹脂およびポリエチレン樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、通常用いられている酸化防止剤、耐候安定剤、耐光安定剤、帯電防止剤、紡曇剤、ブロッキング防止剤、滑剤、核剤および顔料等の添加物あるいは他の重合体を必要に応じて添加することができる。

一般的な不織布の製法としては、例えば、ニードルパンチ不織布、湿式不織布、スパンレース不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、レジンボンド不織布、ケミカルボンド不織布、サーマルボンド不織布、トウ開繊式不織布、およびエアレイド不織布等の種々の製法が挙げられるが、本発明ではスパンボンド法による不織布であることが重要である。スパンボンド不織布は、生産性や機械的強度に優れ、また、長繊維からなるため、短繊維不織布に比べて毛羽立ちしにくいという特徴を有する。

本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維の平均単繊維繊度は、０．５ｄｔｅｘ以上３．５ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、より好ましくは０．７ｄｔｅｘ以上３．２ｄｔｅｘ以下であり、さらに好ましくは０．９ｄｔｅｘ以上２．８ｄｔｅｘ以下である。平均単繊維繊度は、紡糸安定性の観点から、０．５ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、繊度が細い程、不織布として糸の接着点が多くなるため強度が高く、柔軟性が良好となる。本発明のスパンボンド不織布は、主として衛生材料に使用されるため、スパンボンド不織布の強力の観点から、平均単繊維繊度は、３．５ｄｔｅｘ以下であることが好ましい態様である。上記の平均単繊維繊度は、繊維断面写真における繊維断面積Ａ（ｍ^２）とポリマー密度ρ（ｇ／ｍ^３）より、次式を用いて算出することができる。
・単繊維繊度（ｄｔｅｘ）＝Ａ（ｍ^２）×ρ（ｇ／ｍ^３）×１００００（ｍ）。

本発明のスパンボンド不織布は、目付が３〜２００ｇ／ｍ^２であることが好ましい態様である。前記の目付は、より好ましくは５〜１５０ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは１０〜１００ｇ／ｍ^２である。目付を上記の範囲とすることにより、特に衛生材料用不織布として用いる場合に、十分な柔軟性を得ることができる。

また、本発明のスパンボンド不織布の見掛密度は、０．１３０ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましい態様である。前記の見掛密度は、目付を厚さで除することにより算出することができる。見掛密度は、より好ましくは０．０２５ｇ／ｃｍ^３以上０．１２５ｇ／ｃｍ ^３以下であり、さらに好ましくは０．０４０ｇ／ｃｍ^３以上０．１００ｇ／ｃｍ^３以下である。見掛密度を上記の範囲とすることにより、特に衛生材料用不織布として用いる場合に十分な嵩高性と物性を得ることができる。

次に、本発明のスパンボンド不織布を製造する方法の一例を説明する。

スパンボンド法は、原料樹脂を溶融し、紡糸口金から紡糸した後、冷却固化した繊維群に対し、エジェクターで牽引し延伸して、移動するネット上に捕集して不織ウェブ化した後、熱接着する工程を要する製造方法である。

紡糸口金やエジェクターの形状としては、丸形や矩形等種々のものを採用することができる。なかでも、圧縮エアの使用量が比較的少なく、繊維群同士の融着や擦過が起こりにくい点から矩形口金と矩形エジェクターの組み合わせが好ましく用いられる。

本発明で用いられるポリオレフィン繊維の断面形状を得る口金としては、図４に例示される吐出孔の形状（本発明においては、ダンベル形状と称することがある。）をしていることが重要である。ダンベル形状の吐出孔径は、長方形の両側にそれぞれ円が配置されている形状であり、この円の孔径に差がある形状である。図４は、紡糸口金の吐出面を例示するものであり、ここでは吐出孔（大孔径側）２０と吐出孔（小孔径側）３０が示されている。

本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維を得るには、２つの円の吐出孔面積に差があることが重要であり、大孔径面積／小孔径面積の値（面積比率）は１．２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５以上であり、さらに好ましくは２．０以上である。面積比率を１．２以上とすることにより、得られる繊維に構造差を付与することができる。面積比率の上限値は、面積比率が大きくなるにつれて、吐出直後の糸曲がりが大きくなり紡糸が不安定になることから、面積比率はせいぜい５．０以下である。

本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維の断面は、上記の口金の吐出形状を適宜調整することにより得ることができる。上記の大孔径面積／小孔径面積の値を１．２以上とすることにより、繊維断面の線分Ａ１’Ａ２’と線分Ｂ１’Ｂ２’（Ａ１’Ａ２’≧Ｂ１’Ｂ２’とする。）の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値が１．０５以上となる、本発明を構成する繊維断面を得ることができる。

溶融し紡糸する際の紡糸温度は、２００〜３００℃であることが好ましく、より好ましくは２１０〜２８０℃であり、さらに好ましくは２２０〜２６０℃である。紡糸温度を上記の範囲内とすることにより、安定した溶融状態とし、優れた紡糸安定性を得ることができる。

ポリオレフィン樹脂（原料）は、押出機によって溶融し計量され、紡糸口金へと供給される口金吐出孔から紡出される。

紡出された長繊維の繊維群を冷却する方法としては、例えば、冷風を強制的に繊維群に吹き付ける方法、繊維群周りの雰囲気温度にて自然冷却する方法、紡糸口金とエジェクター間の距離を調整する方法、およびこれらの組み合わせを採用することができる。

また、冷却は繊維群に対し相対する２方向から冷却風を当てる、もしくは自然冷却することが好ましい。片側から冷却風を当てる、いわゆる非対称冷却の場合、繊維群のゆれが大きくなることで糸切れが発生しやすくなり、また、繊維間での冷却ムラが生じる。また、冷却条件は、紡糸口金の単孔あたりの吐出量、紡糸する温度および雰囲気温度等を考慮し適宜調整し採用することができる。

次に、冷却固化された繊維群は、エジェクターから噴射する圧縮エアによって牽引し延伸される。延伸された後は圧縮エアによる拘束がなくなるため、延伸繊維は応力緩和の影響を受ける。このとき、繊維横断面の構造差に起因する収縮差により、繊維に捲縮が発現する。その後、長繊維を移動するネット上に捕集して不織ウェブ化し、得られた不織ウェブを熱接着により一体化することによりスパンボンド不織布を得ることができる。

熱接着の方法としては、例えば、上下一対のロール表面にそれぞれ彫刻（凹凸部）が施された熱エンボスロール、片方のロール表面がフラット（平滑）なロールと他方のロール表面に彫刻（凹凸部）が施されたロールとの組み合わせからなる熱エンボスロール、上下一対のフラット（平滑）ロールの組み合わせからなる熱カレンダーロールなど各種ロールによる熱圧着や、超音波による融着を適用することができる。

中でも強度と耐摩耗性の観点から、エンボスロールを用いた熱接着を好ましく採用することができる。また、上下いずれかに彫刻（凹凸部）が施されたロールを用いることは、全体に圧力が掛かりにくくなり、捲縮繊維による嵩高性が損なわれないため好ましい態様である。

熱融着時のエンボス接着面積率は、５〜３０％であることが好ましい。エンボス接着面積率を５％以上、より好ましくは１０％以上とすることにより、スパンボンド不織布として実用に供しうる強度を得ることができる。一方、エンボス接着面積率を３０％以下、より好ましくは２０％以下とすることにより、捲縮繊維による嵩高性を維持することができる。

ここでいうエンボス接着面積率とは、一対の凹凸を有するロールにより熱接着する場合は、上側ロールの凸部と下側ロールの凸部とが重なって不織ウェブに当接する部分の不織布全体に占める割合のことをいう。また、凹凸を有するロールとフラットロールにより熱接着する場合は、凹凸を有するロールの凸部が不織ウェブに当接する部分の不織布全体に占める割合のことをいう。

熱エンボスロールに施される彫刻の形状としては、円形、楕円形、正方形、長方形、平行四辺形、ひし形、正六角形および正八角形などの形状を用いることができる。

熱エンボスロールの表面温度は、使用している樹脂のうち、最も低融点の樹脂（以下、低融点樹脂と称する場合がある。）の融点に対し−５０〜−１℃とすることが好ましい。熱エンボスロールの表面温度を、低融点樹脂の融点に対し−５０℃以上、より好ましくは−３０℃以上、さらに好ましくは−１０℃以上とすることにより、十分に熱接着させ強度をもたせ毛羽の発生を抑えやすくすることができる。

また、熱エンボスロールの表面温度を低融点樹脂の融点に対し−１℃以下とすることにより、繊維の融解により樹脂同士の剥離が発生するのを防ぎやすくすることができる。

熱接着時の熱エンボスロールの線圧は、５〜５０ｋｇｆ／ｃｍであることが好ましい。前記線圧を５ｋｇｆ／ｃｍ以上、より好ましくは１０ｋｇｆ／ｃｍ以上、さらに好ましくは１５ｋｇｆ／ｃｍ以上とすることで、十分に熱接着させることができる。一方、前記線圧を５０ｋｇｆ／ｃｍ以下、より好ましくは４０ｋｇｆ／ｃｍ以下、さらに好ましくは３０ｋｇｆ／ｃｍ以下とすることで、ロールの応力がかかりすぎないことによって捲縮繊維による嵩高性を維持することができる。

本発明のスパンボンド不織布は、嵩高性に非常に優れていることから、使い捨て紙おむつやナプキンなどの衛生材料用途に好適に利用することができる。衛生材料のなかでも、特に表面材（トップシート）等に好適に利用することができる。また、包帯、医療用ガーゼ、タオル等の医療衛生材料、および衛生マスク等のかさ高性と柔軟性が求められる各種用途のいずれにも好適に使用することができる。

次に、実施例に基づき、本発明のスパンボンド不織布とその製造方法について、具体的に説明する。

（１）繊維横断面における比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値の算出：
スパンボンド不織布を構成する繊維横断面をキーエンス社製走査型電子顕微鏡（型番：ＶＥ７８００）により撮影し、次の（Ａ）〜（Ｄ）の手順に従い、線分Ａ１’Ａ２’および線分Ｂ１’Ｂ２’の長さ（Ａ１’Ａ２’≧Ｂ１’Ｂ２’とする）を測定し、比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値を算出した。この比率における各種線分の測定は、画像撮影に使用した顕微鏡ソフトウエアに付属されている計測機能を使用して算出した。不織布の異なる位置から採取した繊維３本に対して測定し、その平均を求めた。
（Ａ）繊維横断面外周上の２点を結ぶ線分の内、最も長い線分を引き、その線分と繊維断面外周との接点をＡ、Ｂとする。
（Ｂ）線分ＡＢの長さをＤとし、ＡからＤ／４の距離にある点をＡ’とし、同じくＢからＤ／４の距離にある点をＢ’とする。
（Ｃ）上記のＡ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点を、Ａ１’およびＡ２’とする。
（Ｄ）上記のＢ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点を、Ｂ１’およびＢ２’とする。

（２）繊維断面における配向パラメータの差（Ｉ_ｍａｘ−Ｉ_ｍｉｎ）：
測定装置には、愛宕物産製トリプルラマン分光装置Ｔ−６４０００を用いた。測定条件は、次のとおりで実施した。
・測定モード：顕微ラマン（偏光測定）
・対物レンズ：長焦点９０倍（ＮＡ＝０．９０）
・ビーム径：５１μｍ、光源：Ａｒ^＋レーザー／５１４．５ｎｍ
・レーザーパワー：１００ｍＷ
・回折格子：Ｓｉｎｇｌｅ１８００ｇｒ／ｍｍ
・スリット：１００μｍ
・クロススリット：２００μｍ
・検出器：ＣＣＤ／Ｊｏｂｉｎ Ｙｖｏｎ １０２４×２５６
・積算時間：１２０秒
スパンボンド不織布から繊維１本を取り出し、繊維断面円周方向に等分割した４点において、繊維側面よりラマンスペクトルをそれぞれ測定した。ＰＰの場合は、各測定点における８１０ｃｍ^−１および８４０ｃｍ^−１のラマンバンドの強度Ｉ_８１０およびＩ_８４０を算出し、その比率Ｉ_８１０／Ｉ_８４０を、配向パラメータＩとして算出した。また、ＰＥの場合は、１１３０ｃｍ^−１および１０６０ｃｍ^−１のラマンバンドの強度Ｉ_１１３０およびＩ_１０６０を算出し、その比率Ｉ_１１３０／Ｉ_１０６０配向パラメータＩとして算出した。各測定点における配向パラメータの最大値Ｉ_ｍａｘと最小値Ｉ_ｍｉｎを求め、その差（Ｉ_ｍａｘ−Ｉ_ｍｉｎ）を算出した。スパンボンド不織布の異なる位置から採取した繊維１本に対して同様に測定し、２点の平均を求め、配向パラメータの差とした。

本発明における配向パラメータの測定位置について説明する。図３は、本発明のスパンボンド不織布を構成するポリオレフィン繊維の横断面を例示しており、配向パラメータ測定位置１０の一例を示している。図３の（ａ）と（ｂ）は本発明における異なる２つの具体的な例を示している。図３に示す配向パラメータ測定位置１０は本発明の配向パラメータを測定する４点の位置を示した一例であり、発明の形態により測定位置は適宜選択することができる。配向パラメータ測定位置１０で示す測定位置同士を繊維円周上の等間隔に４点とすることが重要であり、そのような測定位置とすることにより、本発明における配向パラメータの差の算出が可能となる。

（３）繊維の捲縮数：
マイクロスコープにより撮影した繊維の画像から、繊維の捲縮数を測定した。単位長さ当たりの繊維の山と谷の数全部数え、その合計を２で割り、２５ｍｍ当たりの数を捲縮数とした。繊維１０本について測定し、その平均を求めた。捲縮数が５０個／２５ｍｍ以上を捲縮度（◎）とし、捲縮数が２５個/２５ｍｍ以上５０個／２５ｍｍ未満を捲縮度（○）とし、捲縮数が０個／２５ｍｍ（捲縮しないもの）〜２５個／２５ｍｍ未満を捲縮度（×）とした。捲縮数が２５個／２５ｍｍ以上のもの（◎および〇）を、合格とした。

（４）スパンボンド不織布の目付：
スパンボンド不織布の目付は、ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０年）の６．２「単位面積当たりの質量」に基づき、２０ｃｍ×２５ｃｍの試験片を、試料の幅１ｍ当たり３枚採取し、標準状態におけるそれぞれの質量（ｇ）を量り、その平均値を１ｍ^２当たりの質量（ｇ／ｍ^２）で表した。

（５）スパンボンド不織布の厚さ：
ＪＩＳ Ｌ １９０８（２０１０年）に準拠して、スパンボンド不織布の厚さを測定した。２５００ｍｍ^２の面積を有するプレッサーフット準備する。プレッサーフットの直径の １．７５ 倍以上の大きさの試験片について、一定時間２ｋＰａの圧力を加えた後、厚さを測定する。試験片１０枚分の平均値を算出して、その値を厚みとした。この数値が高いほど、嵩高性に優れると評価した。

（６）スパンボンド不織布の見掛密度：
測定した上記のスパンボンド不織布の目付と厚さから、スパンボンド不織布の見掛密度を算出した。この数値が低いほど、嵩高性に優れていると評価した。

（実施例１）
原料に、メルトフローレート（ＭＦＲ）が６０ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）で、融点が１６２℃のポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用い、これを押出機で溶融し、紡糸温度２３５℃で、孔径がφ０．３８ｍｍとφ０．２７ｍｍで両孔の中心距離が０．８ｍｍの形状を有する紡糸口金（ダンベル型ノズル）から単孔吐出量０．６ｇ／分で、図１に示された断面形状の長繊維を紡出した。

紡出された長繊維群の側面に、相対する２方向から冷却風を当てて冷却した後、エジェクターに通しエジェクター圧力０．１７ＭＰａでエジェクターから圧縮エアを噴射させ、繊維群を牽引し、延伸し、捲縮を発現させた。その後、移動するネット上に、糸状を捕集して不織ウェブ化した。引き続き、金属製の水玉柄の彫刻がなされた上ロール、および金属製でフラットな下ロールから構成される上下一対の接着面積１０％のエンボスロールを用いて、線圧が２０ｋｇｆ／ｃｍ、熱接着温度１３５℃で熱接着処理し、目付が２０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布を構成する繊維断面の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’の値、スパンボンド不織布を構成する繊維の繊維断面における配向パラメータの差（Ｉ_ｍａｘ−Ｉ_ｍｉｎ）、捲縮数、不織布の目付、厚みおよび見掛密度を測定した。得られた評価結果を、表１に示す。

（実施例２）
原料にＭＦＲが３５ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）で、融点が１６２℃であるポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた評価結果を、表１に示す。

（実施例３）
原料にＭＦＲが３３ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）、融点が１４９℃である共重合ポリプロピレン（共重合ＰＰ）樹脂を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた評価結果を、表１に示す。

（実施例４）
原料にＭＦＲが１８ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；１９０℃）で、融点が１３０℃である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂を用い、エンボスロールの熱接着温度を９０℃にしたこと以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた評価結果を、表１に示す。

（実施例５）
原料の第一成分にＭＦＲが６０ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）で、融点が１６２℃であるポリプロピレン（ＰＰ）樹脂と、第二成分にＭＦＲが３５ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）で、融点が１６２℃のポリプロピレン樹脂用い、それぞれ別の押出機で溶融し、各成分の質量比が５０：５０となるように計量して、第一成分を吐出孔径φ０．３８ｍｍ側に、第二成分を吐出孔径φ０．２７ｍｍ側に導入して紡糸したこと以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた評価結果を、表１に示す。

（実施例６）
原料の第一成分に原料にＭＦＲが６０ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）、融点が１６２℃であるポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用い、第二成分に原料にＭＦＲが３３ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）で、融点が１４９℃の共重合ポリプロピレン（共重合ＰＰ）樹脂を用いたこと以外は、実施例５と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた評価結果を、表１に示す。

（実施例７）
使用する口金を孔径がφ０．３５ｍｍとφ０．３２ｍｍで、両孔の中心距離が０．８ｍｍの吐出形状を有する紡糸口金としたこと以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた結果を、表１に示す。

（実施例８）
原料にＭＦＲが３５ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）で、融点が１６２℃のポリプロピレン（ＰＰ）樹脂と、ＭＦＲが２５ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；２３０℃）の共重合ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を、各原原料の質量比率が８８：１２となるように配合した混合原料を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた結果を表２に示す。

（実施例９）
原料にＭＦＲが３０ｇ／１０分（荷重；２１６０ｇ、温度；１９０℃）で、融点が１３０℃の線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いたこと以外は、実施例４と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた結果を、表２に示す。

（実施例１０）
繊維群の冷却を自然冷却にしたこと以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた結果を、表２に示す。

（比較例１）
使用する口金の吐出孔径を従来公知である丸形形状（吐出孔径φ０．５ｍｍ）にしたこと以外は、実施例５と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた評価結果を、表２に示す。

（比較例２）
使用する口金の吐出孔径を、従来公知である丸形形状（吐出孔径φ０．５ｍｍ）にしたこと以外は、実施例６と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた評価結果を、表２に示す。

（比較例３）
吐出形状が従来公知であるＶ型の形状の口金から吐出させたこと以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られた評価結果を、表２に示す。

本発明の実施例１〜４および８〜１０は、原料が単一成分にもかかわらず、比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値が１．０５以上であることから、繊維横断面に構造差ができることにより繊維が捲縮しており、得られたスパンボンド不織布は嵩高性に非常に優れており、衛生材料の表面部材として非常に好適に用いられるものであった。また、繊維断面の配向パラメータの差が０．６以上と十分な構造差ができており、繊維は捲縮し得られたスパンボンド不織布は嵩高性に非常に優れており、衛生材料の表面部材として非常に好適に用いられるものであった。

また、本発明の実施例５および６は、比較例１および２に比較して、繊維横断面に構造差ができることにより捲縮数が多く、スパンボンド不織布の嵩高性に優れており衛生材料の表面部材として非常に好適に用いられるものであった。また、配向パラメータの差が大きく、捲縮数も多く、不織布の嵩高性に優れており衛生材料の表面部材として非常に好適に用いられるものであった。

表１の実施例７は実施例１との比較において、比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値が小さく、得られた繊維の捲縮数と不織布の嵩高性は劣るものの、衛生材料の表面部材として好適に用いられるものであった。また、実施例７は実施例１と対比して、配向パラメータの差が小さく、得られた繊維の捲縮数、スパンボンド不織布の嵩高性が劣るものの、衛生材料の表面部材として好適に用いられるものであった。

これに対し、比較例３は異形断面ではあるが、繊維断面構造差はなく捲縮は発現せず、不織布の嵩高性に劣っていた。また、配向パラメータの差はほとんどなく繊維に捲縮は発現せず、スパンボンド不織布の嵩高性に劣っていた。

Ａ、Ｂ：繊維断面外周上の２点を結ぶ線分の内、最も長い線分と繊維横断面外周との接点Ｄ：線分ＡＢの長さ
Ａ’：ＡからＤ／４の距離にある点
Ｂ’：ＢからＤ／４の距離にある点
Ａ１’、Ａ２’：Ａ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点
Ｂ１’、Ｂ２’：Ｂ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点
１０：配向パラメータ測定位置
２０：吐出孔（大孔径側）
３０：吐出孔（小孔径側）

Claims (5)

1. ポリオレフィン繊維を主成分とする不織布であって、
   前記ポリオレフィン繊維の横断面は、繊維横断面外周上の２点を結ぶ線分の内、最も長い線分に対し対称な構造であり、それと垂直な線分に対して非対称な構造である形状を有し、
   前記ポリオレフィン繊維の横断面において、下記（１）〜（４）の方法で求めることができる線分Ａ１’Ａ２’と線分Ｂ１’Ｂ２’（Ａ１’Ａ２’≧Ｂ１’Ｂ２’とする。）の比率Ａ１’Ａ２’／Ｂ１’Ｂ２’値が、１．０５以上であり、
   前記ポリオレフィン繊維が中実繊維であることを特徴とするスパンボンド不織布。
   （１）繊維横断面外周上の２点を結ぶ線分の内、最も長い線分を引き、その線分と繊維横断面外周との接点を、ＡおよびＢとする、
   （２）線分ＡＢの長さをＤとし、ＡからＤ／４の距離にある点をＡ’とし、同じくＢからＤ／４の距離にある点をＢ’とする、
   （３）Ａ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点を、Ａ１’およびＡ２’とする、
   （４）Ｂ’を通り線分ＡＢと垂直な直線と繊維横断面の接点を、Ｂ１’およびＢ２’とする。
2. ポリオレフィン繊維を主成分とする不織布であって、繊維断面円周方向に等分割した４点において、ラマン分光を用いて繊維側面から測定して得られる配向パラメータの最大値Ｉ_ｍａｘと最小値Ｉ_ｍｉｎの差が０．６以上であることを特徴とする請求項１記載のスパンボンド不織布。
3. ポリオレフィン繊維が単一成分で構成されてなることを特徴とする請求項１または２記載のスパンボンド不織布。
4. ポリオレフィン樹脂をダンベル型ノズルから吐出させた繊維群の側面に、相対する２方向から冷却風を当てて冷却することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスパンボンド不織布の製造方法。
5. ポリオレフィン樹脂をダンベル型ノズルから吐出させた繊維群に対し、自然冷却することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスパンボンド不織布の製造方法。

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