JP7173022B2 - 積層不織布およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る、スパンボンド不織布層を構成する繊維のポリオレフィン系樹脂(A)、および、メルトブロー不織布層を構成する繊維のポリオレフィン系樹脂(B)について、その流動特性を示すメルトフローレート(MFRと略記することがある)は、ASTM D1238 (A法)によって測定される値を採用する。
ポリエチレン樹脂としては、例えば、エチレンの単独重合体もしくはエチレンと各種α-オレフィンとの共重合体などが挙げられる。
また、ポリプロピレン樹脂としては、例えば、プロピレンの単独重合体もしくはプロピレンと各種α-オレフィンとの共重合体などが挙げられるが、紡糸性や強度の特性の観点から、特にポリプロピレン樹脂が好ましく用いられる。
本発明に係るスパンボンド不織布層を構成するポリオレフィン系樹脂(A)からなる繊維は、その平均単繊維径が6.5~11.9μmであることが好ましい。平均単繊維径を好ましくは6.5μm以上とし、より好ましくは7.5μm以上とし、さらに好ましくは8.4μm以上とすることにより、紡糸性の低下を防ぎ、安定して品質の良い不織布層を形成することができる。一方、平均単繊維径を好ましくは11.9μm以下とし、より好ましくは11.2μm以下とし、さらに好ましくは10.6μm以下とすることにより、柔軟性や均一性が高く、メルトブロー不織布層の含有比率を低くした場合においても、実用に耐えうる耐水特性に優れた積層不織布とすることができる。
(1)ポリオレフィン系樹脂(A)を溶融紡出し、エジェクターで牽引・延伸した後、ネット上に不織布層を捕集する。
(2)ランダムに小片サンプル(100×100mm)10個を採取する。
(3)マイクロスコープで500~1000倍の表面写真を撮影し、各サンプルから10本ずつ、計100本のポリオレフィン繊維の幅を測定する。
(4)測定した100本の値の平均値から平均単繊維径(μm)を算出する。
(1)ポリオレフィン系樹脂(B)を溶融紡出し、熱風で細化した後、ネット上に不織布層を捕集する。
(2)ランダムに小片サンプル(100×100mm)10個を採取する。
(3)マイクロスコープで500~2000倍の表面写真を撮影し、各サンプルから10本ずつ、計100本の繊維の幅を測定する。
(4)測定した100本の値の平均値から平均単繊維径(μm)を算出する。
本発明の積層不織布の耐水性は、積層不織布を構成するスパンボンド不織布層とメルトブロー不織布層の各特性により制御することができる。スパンボンド不織布層の耐水性は、構成する繊維の平均繊維径や不織布層表面繊維の分散性により制御することができる。メルトブロー不織布層の耐水性は、構成する繊維の平均繊維径や積層不織布における質量比率、メルトブロー不織布層を構成する繊維同士の融着度合いにより制御することができる。
本発明の積層不織布は、スパンボンド不織布層とメルトブロー不織布層とを積層させてなることが重要である。このように構成することにより、ハウスラップ材用不織布として要求されるレベル以上の耐水性を付与することができる。
(1)積層不織布から幅150mm×150mmの試験片を、積層不織布の幅方向等間隔に5枚採取する。
(2)試験片を測定装置のクランプ(試験片の水に当たる部分が100cm2の大きさのもの)にセットする。
(3)水を入れた水準装置を600mm/min±30mm/minの速さで水位を上昇させ、試験片の裏側に3か所から水が出たときの水位をmm単位で測定する。
(4)上記の測定を5枚の試験片で行い、その平均値を耐水圧とする。
(1)積層不織布から幅200mm×200mmの試験片を、積層不織布の幅方向等間隔に3枚採取する。
(2)試験片を試料台にセットする。
(3)10gfの荷重をかけた表面粗さ測定用接触子(素材:φ0.5mmピアノ線、接触長さ:5mm)で試験片の表面を走査して、表面の凹凸形状の平均偏差を測定する。
(4)上記の測定を、すべての試験片の縦方向(不織布の長手方向)と横方向(不織布の幅方向)で行い、これらの計6点の平均偏差を平均して小数点以下第二位を四捨五入し、表面粗さSMD(μm)とする。
なお、本発明においてKES法による平均摩擦係数MIU、平均摩擦係数の変動MMDは、以下のように測定される値を採用するものとする。
(1)積層不織布から幅200mm×200mmの試験片を、積層不織布の幅方向等間隔に3枚採取する。
(2)試験片を試料台にセットする。
(3)50gfの荷重をかけた接触摩擦子(素材:φ0.5mmピアノ線(20本並列)、接触面積:1cm2)で試験片の表面を走査して、平均摩擦係数を測定する。
(4)上記の測定を、すべての試験片の縦方向(不織布の長手方向)と横方向(不織布の幅方向)で行い、これらの計6点の平均偏差を平均して小数点以下第四位を四捨五入し、平均摩擦係数MIUとする。また、前記の計6点の平均摩擦係数の変動をさらに平均して小数点以下第四位を四捨五入し、平均摩擦係数の変動MMDとした。
(1)積層不織布から80cm×100cmの試験片を切り出す。
(2)気圧計の圧力125Paで、試験片において任意の20点について測定する。
(3)上記20点の平均値について、小数点以下第二位を四捨五入して算出する。
(4)算出した通気量(cc/cm2・秒)を、目付(g/m2)で除する。
(1)幅100mm×100mmの試験片を積層不織布の幅方向等間隔に3枚採取する。
(2)積層不織布の非圧着部のみを採取する。
(3)採取した試験片および、試験片から採取したメルトブロー不織布の質量をそれぞれ測定する。
(4)積層不織布におけるメルトブロー不織布の含有比率を算出する。
(1)20cm×25cmの試験片を、試料の幅1m当たり3枚採取する。
(2)標準状態におけるそれぞれの質量(g)を量る。
(3)その平均値を1m2当たりの質量(g/m2)で表する。
(1)直径10mmの加圧子を使用し、荷重10kPaで不織布の幅方向等間隔に1mあたり10点の厚さを0.01mm単位で測定する。
(2)上記10点の平均値の小数点以下第三位を四捨五入する。
・見掛密度(g/cm3)=[目付(g/m2)]/[厚さ(mm)]×10-3。
(1)25mm×300mmの試験片を、不織布の縦方向(不織布の長手方向)と横方向(不織布の幅方向)それぞれについて幅1m当たり3枚採取する。
(2)試験片をつかみ間隔200mmで引張試験機にセットする。
(3)引張速度100mm/分で引張試験を実施し、5%伸長時の応力(5%モジュラス)を測定する。
(4)各試験片で測定した縦方向と横方向の5%モジュラスの平均値を求め、次の式に基づいて単位目付あたりの5%モジュラスを算出し、小数点以下第三位を四捨五入する。
・単位目付あたりの5%モジュラス((N/25mm)/(g/m2))=[5%モジュラスの平均値(N/25mm)]/目付(g/m2)。
次に、本発明の積層不織布を製造する方法の好ましい態様について、具体的に説明する。
ポリオレフィン系樹脂(A)、ポリオレフィン系樹脂(B)のMFRは、荷重が2.16kg、温度が230℃の条件で測定した。
積層不織布のMFRは、荷重が2.16kgで、温度が230℃の条件で測定した。
前記の平均単繊維径と、使用するポリオレフィン系樹脂(A)もしくはポリオレフィン系樹脂(B)の固体密度から、長さ10,000m当たりの質量を平均単繊維繊度(dtex)として、小数点以下第二位を四捨五入して算出した。平均単繊維繊度と、各条件で設定した紡糸口金単孔から吐出される樹脂の吐出量(以下、単孔吐出量と略記する。)(g/分)から、次の式に基づき、紡糸速度を算出した。
・紡糸速度(m/分)=(10000×[単孔吐出量(g/分)])/[平均単繊維繊度(dtex)]。
スイス・テクステスト社 耐水圧試験機「ハイドロテスター」(FX-3000-IV型)を用いた。
前記の方法に基づいて、通気量の測定を行った。なお、算出した通気量(cc/cm2・秒)を、上記の方法に基づいて求めた目付(g/m2)から、次の式より小数点以下第二位を四捨五入して単位目付当たりの通気量を算出した。
・単位目付当たりの通気量=通気量(cc/cm2・秒)/目付(g/m2)。
測定には、カトーテック社製自動化表面試験機「KES-FB4-AUTO-A」を用いた。表面粗さSMDは積層不織布の両面で測定し、表1にはこれらのうち小さい方の値を記載した。
測定には、カトーテック社製自動化表面試験機「KES-FB4-AUTO-A」を用いた。平均摩擦係数MIUは積層不織布の両面で測定し、表1にはこれらのうち小さい方の値を記載した。
不織布触感の官能評価として、柔軟性について、次の基準で点数付けを行った。これを10名で行いその平均を不織布触感として評価した。それぞれの点数が高いほど柔軟性に優れ、各種加工における加工性が良好であると判断し、4.0点以上を合格とした。
<柔軟性(加工性)>
5点:柔軟(加工性良好)
4点:5点と3点の中間
3点:普通
2点:3点と1点の中間
1点:硬い(加工性不良)。
(スパンボンド不織布層(下層))
MFRが200g/10分、融点が163℃のホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、孔径φが0.30mm、孔深度が2mmの矩形口金から、紡糸温度が235℃、単孔吐出量が0.32g/分の条件で紡出した。紡出した糸条を冷却固化した後、これを矩形エジェクターにおいて、エジェクター圧力を0.35MPaとした圧縮エアによって牽引、延伸し、移動するネット上に捕集した。これによって、ポリプロピレン長繊維からなる、目付が8.2g/m2のスパンボンド不織布層を形成した。形成したスパンボンド不織布層を構成する繊維の特性は、平均単繊維径は10.1μmであり、これから換算した紡糸速度は4,400m/分であった。紡糸性については、1時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
次に、MFRが1100g/分のホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、孔径φが0.25mmの口金から、紡糸温度が260℃、単孔吐出量が0.10g/分で紡出した。その後、エア温度が290℃、エア圧力が0.10MPaの条件でエアを糸条に噴射し、前記のスパンボンド不織布層上に捕集し、メルトブロー不織布層を形成した。この時、同条件で捕集ネット上に別途採取したメルトブロー不織布層の目付は1.6g/m2であり、平均繊維径は1.5μmであった。
さらに、このメルトブロー不織布層の上に、下層のスパンボンド不織布層を形成した条件と同じ条件で、ポリプロピレン長繊維を捕集させ、スパンボンド不織布層を形成した。これによって、総目付18g/m2の、スパンボンド-メルトブロー-スパンボンド積層繊維ウェブを得た。
引き続き、得られた積層繊維ウェブを、上ロールに金属製で水玉柄の彫刻がなされた接着面積率16%のエンボスロールを、下ロールに金属製フラットロールで構成される上下一対の熱エンボスロールを用いて、線圧を300N/cm、熱接着温度を130℃の条件で熱接着し、目付が18g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
単孔吐出量を0.21g/分とし、エジェクターの圧力を0.50MPaとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により、ポリプロピレン長繊維からなるスパンボンド不織布層を形成した。形成したスパンボンド不織布層を構成する長繊維の特性は、平均単繊維径は7.2μmであり、これから換算した紡糸速度は5,700m/分であった。紡糸性については、1時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
エア圧力を0.20MPaとしたこと以外は、実施例1と同様にしてメルトブロー不織布層を形成した。得られた形成したメルトブロー不織布層を構成する繊維の特性は、平均繊維径が1.0μmであった。
実施例1と同様にして、積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
エジェクター圧力を0.50MPaとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により、ポリプロピレン長繊維からなるスパンボンド不織布層を形成した。形成したスパンボンド不織布層を構成する長繊維の特性は、平均単繊維径は8.9μmであり、これから換算した紡糸速度は5,600m/分であった。紡糸性については、1時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
実施例2と同じ方法でメルトブロー不織布層を形成した。
実施例1と同じ方法で積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
実施例1と同じ方法で、スパンボンド不織布層を得た。
実施例2と同じ方法で、メルトブロー不織布層繊維ウェブを得た。
実施例1と同じ方法で積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
目付を8.5g/m2としたこと以外は、実施例2と同じ方法でスパンボンド不織布層を得た。
目付を1.0g/m2としたこと以外は、実施例2と同じ方法でメルトブロー不織布層を得た。
実施例1と同じ方法で積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
目付を8.5g/m2としたこと以外は、実施例3と同じ方法でスパンボンド不織布層を得た。
実施例5と同じ方法で、メルトブロー不織布層を得た。
実施例1と同じ方法で積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
ホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂に、脂肪酸アミド化合物として、エチレンビスステアリン酸アミドを1.0質量%添加したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布層を得た。
実施例1と同じ方法で、メルトブロー不織布層を得た。
実施例1と同じ方法で積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
目付を13.6g/m2としたこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布層を得た。
目付を2.8g/m2としたこと以外は、実施例1と同じ方法で、メルトブロー不織布層を得た。
実施例1と同じ方法で積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
MFRが60g/10分、融点が163℃のホモポリプロピレン樹脂を用い、エジェクター圧力を0.20MPaとしたこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布層を得た。得られたスパンボンド不織布層を構成する長繊維の特性は、平均単繊維径は11.8μmであり、これから換算した紡糸速度は3,200m/分であった。紡糸性については、1時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。なお、同じ条件でエジェクター圧力を0.35MPaとした場合、糸切れが多発し、紡糸不可であった。
実施例2と同じ方法でメルトブロー不織布層を得た。
実施例1と同じ方法で積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
比較例1と同じ方法でスパンボンド不織布層を得た。
目付を2.0g/m2としたこと以外は、実施例2と同じ方法でメルトブロー不織布層を得た。
実施例1と同じ方法で積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
(スパンボンド不織布層(下層)・(上層))
MFRが35g/10分、融点が163℃のホモポリプロピレン樹脂を用い、単孔吐出量を0.5g/分とし、エジェクター圧力を0.20MPa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層を得た。得られたスパンボンド不織布層を構成する長繊維の特性は、平均単繊維径は14.5μmであり、これから換算した紡糸速度は3,300m/分であった。なお、同じ条件でエジェクター圧力を0.35MPaとした場合、糸切れが多発し、紡糸不可であった。
実施例2と同じ方法で、メルトブロー不織布層を得た。
実施例1と同じ方法で積層不織布を得た。得られた積層不織布について、厚み、見掛密度、耐水圧、単位目付当たりの通気量、表面粗さSMD、平均摩擦係数MIU、および平均摩擦係数の変動MMDを測定し、さらに積層不織布の柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
一方、比較例1~3の積層不織布は、表面粗さSMDが2.7μm以上であり、耐水性能に劣り、柔軟性も低いものであった。
また、本発明の積層不織布の用途は、上記に限定されるものではなく、例えば、フィルター、フィルター基材、電線押え巻材等の工業資材、壁紙、屋根下葺材、遮音材、断熱材、吸音材等の建築資材、ラッピング材、袋材、看板材、印刷基材等の生活資材、防草シート、排水材、地盤補強材、遮音材、吸音材等の土木資材、べたがけ材、遮光シート等の農業資材、天井材、およびスペアタイヤカバー材等の車輌資材等に用いることができる。
Claims (7)
- MFRが120~850g/10分のポリオレフィン系樹脂(A)からなる繊維で構成されるスパンボンド不織布層とMFRが200~2500g/10分のポリオレフィン系樹脂(B)からなる繊維で構成されるメルトブロー不織布層とが積層されてなる積層不織布であって、
前記ポリオレフィン系樹脂(A)は、ポリエチレン樹脂、および/または、ポリプロピレン樹脂であり、
前記スパンボンド不織布層を構成するポリオレフィン系樹脂(A)からなる繊維の平均単繊維径が、6.5~11.9μmであり、
前記ポリオレフィン系樹脂(B)は、ポリエチレン樹脂、および/または、ポリプロピレン樹脂であり、
前記メルトブロー不織布層を構成するポリオレフィン系樹脂(B)からなる繊維の平均単繊維径が、0.1~8.0μmであり、
前記メルトブロー不織布層の含有量が、積層不織布質量に対し1質量%以上15質量%以下であり、
前記積層不織布のメルトフローレートが、80~850g/10分であり、少なくとも片面のKES法による表面粗さSMDが1.0~2.6μmであり、かつ単位目付当たりの耐水圧が15mmH2O/(g/m2)以上である、積層不織布。 - 少なくとも片面のKES法による平均摩擦係数MIUが、0.1~0.5である、請求項1に記載の積層不織布。
- 少なくとも片面のKES法による平均摩擦係数の変動MMDが、0.008以下である、請求項1または2に記載の積層不織布。
- 前記ポリオレフィン系樹脂(A)に、炭素数が23以上50以下の脂肪酸アミド化合物が含有されてなる、請求項1から3のいずれか1項に記載の積層不織布。
- 前記脂肪酸アミド化合物の添加量が、0.01~5.0質量%である、請求項4記載の積層不織布。
- 前記脂肪酸アミド化合物が、エチレンビスステアリン酸アミドである、請求項4または5記載の積層不織布。
- MFRが120~850g/10分のポリオレフィン系樹脂(A)からなる繊維で構成されるスパンボンド不織布層とMFRが200~2500g/10分のポリオレフィン系樹脂(B)からなる繊維で構成されるメルトブロー不織布層とを積層する、積層不織布の製造方法であって、
前記ポリオレフィン系樹脂(A)は、ポリエチレン樹脂、および/または、ポリプロピレン樹脂であり、
前記スパンボンド不織布層を構成するポリオレフィン系樹脂(A)からなる繊維の平均単繊維径を6.5~11.9μmとし、
前記ポリオレフィン系樹脂(B)は、ポリエチレン樹脂、および/または、ポリプロピレン樹脂であり、
前記メルトブロー不織布層を構成するポリオレフィン系樹脂(B)からなる繊維の平均単繊維径を0.1~8.0μmとし、
前記積層不織布のメルトフローレートを80~850g/10分とし、少なくとも片面のKES法による表面粗さSMDを1.0~2.6μmとし、かつ単位目付当たりの耐水圧を15mmH 2 O/(g/m 2 )以上とする、積層不織布の製造方法。
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