JP7283386B2 - スパンボンド不織布 - Google Patents
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Description
本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂について、例えば、ポリプロピレン系樹脂およびポリエチレン系樹脂が挙げられる。
ポリプロピレン系樹脂としては、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。
また、ポリエチレン系樹脂としては、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。
紡糸性や強度の特性の観点から、特にポリプロピレン系樹脂が好ましく用いられる。
本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維は、平均単繊維径が6.5~11.9μmであることが重要である。平均単繊維径を6.5μm以上とし、好ましくは7.5μm以上とし、より好ましくは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スパンボンド不織布を生産することができる。一方、平均単繊維径を11.9μm以下とし、好ましくは11.2μm以下とし、より好ましくは10.6μm以下とすることにより、柔軟性を向上させ、かつ均一性の高いスパンボンド不織布とすることができる。
(1)ポリオレフィン系樹脂を溶融紡糸し、エジェクターで牽引・延伸した後、ネット上に不織繊維ウェブを捕集する。
(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。
本発明のスパンボンド不織布の反射光輝度による繊維分散度は、10以下であることが重要である。反射光輝度による繊維分散度は、スパンボンド不織布を0.1×0.1インチの格子で区切って識別した場合の繊維の分散度合いを示す指標であり、繊維分散度が小さい方が、繊維が均一に分散し、地合均一性に優れた不織布となる。反射光輝度による繊維分散度を10以下とし、好ましくは9.5以下とし、より好ましくは9以下とすることにより、繊維を十分に開繊させて地合を均一化し、表面に凹凸が発生したり、物性にばらつきが生じたりすることを防ぐことができる。また、紙おむつ等の製造工程で一般的に用いられる超音波接着においても、部分的に接着不良や過接着を発生させることなく、安定して均一な接着が可能となる。繊維分散度は、スパンボンド不織布のメルトフローレートや繊維の平均単繊維径を適切に調整することにより制御することができる。
(1)黒台紙(ACカード黒♯350)にスパンボンド不織布を貼る。
(2)フルカラー200dpiでスキャンして、スパンボンド不織布のカラースキャン画像を作成し、JPG形式で保存する。
(3)スキャン画像から6×6インチ(1200×1200ピクセル)の画像を切り出す。
(4)0.1×0.1インチ(20×20ピクセル)の格子単位に分割する。
(5)それぞれの格子において、以下の式を用い、各画素についてYUVカラースペースで定義された輝度の平均値(平均輝度)を算出し、それらの平均輝度の標準偏差を求める。
・(各画素の輝度)=0.29891×R+0.58661×G+0.11448×B
ここで、R、G、BはそれぞれRGBカラーモデルの赤色、緑色、青色の輝度を表している。
(6)スパンボンド不織布の幅方向等間隔に1mあたり3点で行い、各点の標準偏差の平均値を求め、小数点以下第二位を四捨五入して繊維分散度とする。
(1)スパンボンド不織布から幅200mm×200mmの試験片を、スパンボンド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。
(1)スパンボンド不織布から幅200mm×200mmの試験片を、スパンボンド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)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。
・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、本発明のスパンボンド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のMFRは、荷重が2.16kgで、温度が230℃の条件で測定した。
上記の平均単繊維径と使用するポリオレフィン系樹脂の固体密度から、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)]。
スパンボンド不織布の反射光輝度による繊維分散度の測定において、画像スキャンにはカラー複合機「DocuCentre-VI C4471 PFS」(富士ゼロックス株式会社)を使用した。
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。表面粗さSMDはスパンボンド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はスパンボンド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。
スパンボンド不織布のメルトフローレートは、ASTM D1238により、荷重が2160gで、温度が230℃の条件で測定した。
サイズ100mm×100mmのサンプルを採取し、パネラー20人が不織布を触り、それぞれがスパンボンド不織布の風合いを以下の5段階の基準で評価した。続いて、各パネラーの判断した点数を合計してスパンボンド不織布の風合いとし、80点以上を合格とした。風合いは好ましくは85点以上であり、より好ましくは90点以上である。
5点:非常に良い(クッション性、柔軟性ともに優れた心地よさを感じる。)
4点:良い(5点と3点の中間)
3点:普通(クッション性、柔軟性を感じる。)
2点:悪い(3点と1点の中間)
1点:非常に悪い(クッション性、柔軟性の少なくとも一方を欠いて感じる。)
メルトフローレート(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で、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不織繊維ウェブを形成した。なお、形成したスパンボンド不織繊維ウェブ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4,411m/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。
引き続き、形成したスパンボンド不織繊維ウェブを、以下の上ロール、下ロールから構成される上下一対の熱エンボスロールを用いて、線圧:300N/cm、熱接着温度:130℃の条件で熱接着し、目付18g/m2のスパンボンド不織布を得た。
(上ロール):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
(下ロール):金属製フラットロール
得られたスパンボンド不織布について評価した結果を表1に示す。
ホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂をMFRが155g/10分、融点が163℃のものとし、エジェクターの圧力を0.20MPaとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により、スパンボンド不織布を得た。なお、形成したスパンボンド不織繊維ウェブを構成する繊維の特性は、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3,216m/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。得られたスパンボンド不織布について評価した結果を表1に示す。
ホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂をMFRが800g/10分、融点が163℃のものとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により、スパンボンド不織布を得た。なお、形成したスパンボンド不織繊維ウェブを構成する繊維の特性は、平均単繊維径は8.4μmであり、これから換算した紡糸速度は6,422m/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。得られたスパンボンド不織布について評価した結果を表1に示す。
ホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂をMFRが800g/10分、融点が163℃のものとし、単孔吐出量を0.21g/分としたこと以外は、実施例1と同じ方法により、スパンボンド不織布を得た。なお、形成したスパンボンド不織繊維ウェブを構成する繊維の特性は、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5,668m/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。得られたスパンボンド不織布について評価した結果を表1に示す。
ホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂をMFRが155g/10分のものとし、エジェクターの圧力を0.38MPaとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により、スパンボンド不織布を得た。なお、形成したスパンボンド不織繊維ウェブ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4,393m/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。得られたスパンボンド不織布について評価した結果を表1に示す。
ホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂を、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が1.0質量%添加されたものを用いたこと以外は、実施例1と同じ方法により、スパンボンド不織布を得た。なお、形成したスパンボンド不織繊維ウェブ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4,352m/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。得られたスパンボンド不織布について評価した結果を表1に示す。
ホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂をMFRが60g/10分、融点が163℃のものとし、単孔吐出量を0.43g/分とし、エジェクターの圧力を0.15MPaとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により、スパンボンド不織布を得た。形成したスパンボンド不織繊維ウェブを構成する繊維の特性は、平均単繊維径は14.0μmであり、これから換算した紡糸速度は3,070m/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。得られたスパンボンド不織布について評価した結果を表1に示す。得られたスパンボンド不織布は、平均単繊維径と繊維分散度が大きく、このことにより表面粗さSMDも大きいものであった。
単孔吐出量を0.43g/分とし、エジェクターの圧力を0.30MPaとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により、スパンボンド不織布を得た。形成したスパンボンド不織繊維ウェブを構成する繊維の特性は、平均単繊維径は12.9μmであり、これから換算した紡糸速度は3,617m/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。得られたスパンボンド不織布について評価した結果を表1に示す。得られたスパンボンド不織布は、繊維分散度は小さいものの、平均単繊維径が大きく、このことにより表面粗さSMDも大きいものであった。
日本国特開2013-159884号公報の実施例1を参考にして、本願発明のスパンボンド不織布が得られるか試みた。メルトフローレート(MFR)が35g/10分のポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、孔径φが0.35mmで、孔深度が7mmの矩形口金から、紡糸温度が255℃、単孔吐出量が0.56g/分で紡出した。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不織繊維ウェブを形成した。なお、形成したスパンボンド不織繊維ウェブを構成する繊維の特性は、平均単繊維径は12.5μmであり、これから換算した紡糸速度は5,015m/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が多発し不良であった。
(上ロール):金属製で水玉柄の彫刻がなされた、接着面積率6%のエンボスロール
(下ロール):金属製フラットロール
日本国特開平8-3853号公報の実施例5を参考にして、本願発明のスパンボンド不織布が得られるか試みた。メルトフローレート(MFR)が70g/10分のポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、孔径φが0.60mmで、孔深度が1.2mmの矩形口金から、紡糸温度が245℃、単孔吐出量が0.35g/分で紡出した。紡出した糸条を、冷却固化した後、これを密閉型の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不織繊維ウェブを形成した。なお、形成したスパンボンド不織繊維ウェブを構成する繊維の特性は、平均単繊維径は8.4μmであり、これから換算した紡糸速度は6,980m/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が多発し不良であった。
(上ロール):金属製で水玉柄の彫刻がなされた、接着面積率21%のエンボスロール
(下ロール):金属製フラットロール
Claims (6)
- プロピレンの単独重合体の割合が60質量%以上であるポリプロピレン系樹脂からなる繊維により構成されたスパンボンド不織布であって、前記繊維の平均単繊維径が6.5~11.9μmであり、反射光輝度による繊維分散度が10以下で、かつ少なくとも片面のKES法による表面粗さSMDが1.0~2.6μmであり、
前記スパンボンド不織布の見掛密度が、0.05~0.3g/cm 3 であり、
前記スパンボンド不織布のメルトフローレートが、155~850g/10分である、
スパンボンド不織布。 - 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記載のスパンボンド不織布。
- 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に記載のスパンボンド不織布。
- ポリプロピレン系樹脂に炭素数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1~3のいずれか1項に記載のスパンボンド不織布。
- 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記載のスパンボンド不織布。
- 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記載のスパンボンド不織布。
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