JP7439997B1 - 長繊維不織布およびその製造方法ならびに衛生材料 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]ポリエステル系樹脂である第1成分と、ポリオレフィン系樹脂である第2成分と、からなる複合繊維によって構成されてなる長繊維不織布であって、前記複合繊維が捲縮されてなり、前記長繊維不織布の一方の表面における単位面積あたりの複合繊維の接着点数と、前記長繊維不織布の他方の表面における単位面積あたりの複合繊維の接着点数とがともに20個/mm2以上60個/mm2以下であって、前記長繊維不織布の繊維密度が0.010g/cm3以上0.050g/cm3以下である、長繊維不織布。
[2]前記複合繊維が、サイドバイサイド型複合繊維である、[1]に記載の長繊維不織布。
[3]前記複合繊維の断面において、第2成分の面積比率が50%以上90%以下である、[1]または[2]に記載の長繊維不織布。
[4]長繊維不織布の一方の表面を上面として、長繊維不織布をカンチレバー形試験機の斜面へ突き出した長さの平均値LA(cm)と、他方の表面を上面として、長繊維不織布をカンチレバー形試験機の斜面へ突き出した長さの平均値LB(cm)との関係が、以下の式(1)を満たす、[1]~[3]のいずれかに記載の長繊維不織布。
[5][1]~[4]のいずれかに記載の長繊維不織布で少なくとも一部が構成されてなる、衛生材料。
[6]前記衛生材料がおむつである、[5]に記載の衛生材料。
[7]前記長繊維不織布がトップシートに含まれてなる、[6]に記載の衛生材料。
[8]前記第1成分と前記第2成分とをそれぞれ溶融させて複合紡糸口金に供給し、該複合紡糸口金の吐出孔から複合ポリマー流を吐出させて複合繊維を紡出し、
前記複合繊維をベルト上に捕集して繊維密度が0.010g/cm3以上0.050g/cm3以下のウェブを形成し、
前記ウェブに対して、第2成分の融点をTm2(℃)としたとき、Tm2-20℃以上Tm2+100℃以下の気体を1.0m/秒以上13.0m/秒以下の風速で吹き付けるとともに、前記ベルトの下方に向かって該気体を1.0m/秒以上13.0m/秒以下の風速で吸引する、[1]~[4]のいずれかに記載の長繊維不織布の製造方法。
[9]前記複合繊維が、サイドバイサイド型複合繊維である、[8]に記載の長繊維不織布の製造方法。
[10]前記複合ポリマー流における第2成分の質量比率が、50質量%以上95質量%以下である[8]または[9]に記載の長繊維不織布の製造方法。
本発明の長繊維不織布に係る複合繊維は、ポリエステル系樹脂である第1成分と、ポリオレフィン系樹脂である第2成分とからなる。
これと同様の動作を、異なる20本の複合繊維に対して行った結果の単純な数平均を求め、小数点第1位を四捨五入した値が本発明でいう第2成分の面積比率である。
また、本発明の長繊維不織布は、長繊維から構成されてなる不織布であり、長繊維で構成されることによって、低目付化や高速生産に十分な力学特性を得ることができる。
ここでいうLAおよびLBは、以下、カンチレバー測定長さということがあり、具体的には、以下の手順で測定される値である。
手順1:長繊維不織布から機械方向(MD方向)に25mm、機械方向と垂直の方向(CD方向)に250mmの試験片を6枚ランダムに採取する。
手順2:JIS L 1913:2010「一般不織布試験方法」の「6.2 単位面積当たりの質量」に基づき、採取した試験片の目付Mを、単位をg/m2として計測し、小数点第2位を四捨五入して算出する。
手順3:JIS L 1913:2010「一般不織布試験方法」の「6.7.3 41.5°カンチレバー法」で使用する、41.5°カンチレバー形試験機を水平な台に置き、一方の表面Aを下にして、試験片の一端をプラットホームの前端に合わせて設置する。
手順4:鋼製定規の0点をカンチレバー形試験機の上面に刻印されたマークDに合わせた状態で鋼製定規を試験片の上に乗せる。
手順5:定規と試験片とを一緒に斜面の方向に緩やかに一定速度で押し出す。
手順6:試験片が、カンチレバー形試験機の斜面に接触するまで調製定規を移動し、8秒間放置した後に、試験片の奥まで突き出た長さを1mmの単位まで鋼製定規から読み取る。
手順7:手順2から手順6までを採取した6枚の試験片に対して繰り替えし、6枚の試験片の奥まで突き出た長さの平均値を算出し、LA(cm)とする。
手順8:手順1で採取した6枚の試験片について、手順3とは異なり、表面Bを下にして設置し、手順4~7と同様にして、6枚の試験片の奥まで突き出た長さの平均値を算出し、LB(cm)とする。
ここでいうBaおよびBbは以下の手順で測定される値である。
手順1:長繊維不織布から機械方向(MD方向)に200mm、機械方向と垂直の方向(CD方向)に100mmの試験片を6枚採取する。
手順2:純曲げ試験機(カトーテック株式会社製「KES-FB2」)のチャックに、チャック間距離が10mmとなるように試験片を取り付ける。この際に試験片のMD方向が曲げ方向となり、一方の表面Aが観測者から見て左側を向くようにする。
手順3:「風合い評価の標準化と解析(第2版)」(著者;川端季雄、発行所;財団法人日本繊維機械学会、風合い計量と規格化研究委員会、発行日;昭和55年7月10日)の第27頁~第28頁に記載の方法に準じ、曲率K=-2.5~+2.5cm-1 の範囲で等速度曲率の純曲げを行う。変形速度は0.50cm-1/secとする。
手順4:手順3の操作によって、試験片の単位面積当たりの曲げモーメントM と曲率Kとの関係(M-K曲線)を求める。
手順5:手順2から手順4までを採取した6枚の試験片に対して繰り返し、M-K曲線のK=0.5cm-1とK=1.5cm-1との間におけるKの絶対値の増加過程の傾斜の平均値を算出し、小数点以下第4位で四捨五入して、Ba(gf・cm2/cm)とする。
手順6:手順2から手順4までを採取した6枚の試験片に対して繰り返し、M-K曲線のK=-0.5cm-1とK=-1.5cm-1との間におけるKの絶対値の増加過程の傾斜の平均値を算出し、小数点以下第4位で四捨五入して、Bb(gf・cm2/cm)とする。
本発明の長繊維不織布は、表裏の柔軟性差が、以下に記す基準で3.5級以上であることが好ましい。
手順1:長繊維不織布の表面Aを上にして台の上に置き、人差し指、中指および親指を用いてつまみ上げて柔軟性を判断する。
手順2:手順1と同じサンプルの表面Bを上にして台の上に置き、人差し指、中指および親指を用いてつまみ上げて柔軟性を判断する。
手順3:長繊維不織布の表裏の柔軟性差を以下の基準に従って評価した。
・5:両面ともに柔軟で、差がほとんど感じられない。
・4:両面とも柔軟であるが、もう一方の面は明確に柔軟性の差を感じる。
・3:片方の面は柔軟だが、もう一方の面は柔軟性に劣る。
・2:片方の面は柔軟だが、もう一方の面は柔軟でない。
・1:両面ともに柔軟でない。
本発明の衛生材料は、少なくとも一部が前記の長繊維不織布から構成されるものであり、優れたクッション性と柔軟性が得られるものである。なお、本発明の衛生材料は、医療・介護など健康に関わる目的で使用される、主に使い捨ての物品であり、紙おむつ、生理用ナプキン、ガーゼ、包帯、マスク、手袋、絆創膏等が挙げられ、その構成部材、例えば、紙おむつのトップシート、バックシート、サイドギャザー等も含まれる。
次に、本発明の長繊維不織布を製造する好ましい態様を、具体的に説明する。
実施例中の各特性値は、次の方法で測定、評価した。なお、各物性の測定において、特段の記載がないものは、前記の方法に基づいて測定を行ったものである。
第2成分の融点Tm2については、示差走査熱量計として、TA Instruments社製「DSCQ2000」を用い、前記の方法で測定、算出した。
3Dマイクロスコープ(株式会社キーエンス製ワンショット3D形状測定機:ヘッド「VR-3050」、コントローラー「VR-3000」)を用い、前記の方法で測定、算出した。
ラマン分光装置として、RENISHAW社製「inVia」を、走査型電子顕微鏡として、株式会社キーエンス製「VHX-6000」を、画像解析ソフトウェアとして、三谷商事株式会社製「WinROOF2015」を用い、前記の方法で測定、算出した。
デジタルマイクロスコープとして、株式会社キーエンス製「VHX-6000」を、画像解析ソフトウェアとして、三谷商事株式会社製「WinROOF2015」を用い、前記の方法で測定、算出した。
長繊維不織布からMD方向に25mm、CD方向に250mmの試験片を6枚ランダムに採取して、前記の方法に従って測定を行った。
純曲げ試験機としてカトーテック株式会社製「KES-FB2」を用い、前記の方法に従って測定を行った。
任意に選定した健康な一般成人10名が長繊維不織布を厚み方向に圧縮するようにつまみ、それぞれの長繊維不織布に対して、以下の基準に従って評価した。各不織布について、評価結果の平均点をその不織布のクッション性とした。
・5:嵩高性に優れ、かつ反発力がある。
・3:嵩高であるが、指でつぶれやすい。
・1:嵩高性がない。
長繊維不織布の表裏の柔軟性差は、前記の方法に従って評価を行った。
第1成分として、ポリエチレンテレフタレート(以降、表1などを含め、PETと略記することがある)を用い、第2成分として、ポリエチレン(以降、表1などを含め、PEと略記することがある)を用いた。これらを別個の押出機で溶融し、紡糸温度を290℃で、サイドバイサイド型複合断面が得られる矩形口金から、単孔当たりの吐出量を0.60g/分、吐出質量比率を、第1成分:第2成分=50:50として吐出した。紡出した繊維を冷却固化した後、矩形エジェクターにおいて紡糸速度を3,321m/分として、牽引・延伸し、移動する捕集ベルト上に捕集して、繊維密度0.015g/m3のウェブを得た。この際、ウェブ内の繊維は捲縮を有していた。このようにして得られたウェブに、ウェブ上方からベルトの鉛直下方側に向かって200℃の加熱空気を3.6m/秒の風速で吹き付けながら、捕集ベルトの鉛直下方に向かって2.2m/秒の風速で吸引してウェブを熱接着することで、目付が35g/m2の長繊維不織布を得た。結果を表1に示す。
第1成分と第2成分の吐出質量比率を第1成分:第2成分=25:75とした以外は実施例1と同様にして複合ポリマー流を吐出し、紡糸速度を3,321m/分として、牽引・延伸し、移動する捕集ベルト上に捕集して、繊維密度0.025g/m3のウェブを得た。このようにして得られたウェブに、実施例1と同様の条件でウェブを熱接着することで、目付が37g/m2の長繊維不織布を得た。結果を表1に示す。
第1成分として、PETを用い、第2成分として、PEを用いた。これらを別個の押出機で溶融し、紡糸温度を290℃で、図1に例示されるような、鞘となる第2成分が半月型の偏心芯鞘型複合断面が得られる矩形口金から、第1成分を芯、第2成分を鞘として、単孔当たりの吐出量を0.60g/分、吐出質量比率を、第1成分:第2成分=50:50として吐出した。紡出した繊維を冷却固化した後、矩形エジェクターにおいて紡糸速度を3,262m/分として、牽引・延伸し、移動する捕集ベルト上に捕集して、繊維密度0.015g/cm3のウェブを得た。この際、ウェブ内の繊維は捲縮を有していなかった。このようにして得られたウェブに、ウェブ上方からベルトの鉛直下方側に向かって200℃の加熱空気を3.6m/秒の風速で吹き付けながら、捕集ベルトの鉛直下方に向かって2.2m/秒の風速で吸引してウェブを熱接着することで、目付が34g/cm2の長繊維不織布を得た。結果を表1に示す。
第1成分と第2成分の吐出質量比率を第1成分:第2成分=60:40とした以外は実施例1と同様にして複合ポリマー流を吐出し、紡糸速度を2,399m/分として、牽引・延伸し、移動する捕集ベルト上に捕集して、繊維密度0.017g/m3のウェブを得た。このようにして得られたウェブに、実施例1と同様の条件でウェブを熱接着することで、目付が32g/m2の長繊維不織布を得た。結果を表1に示す。
捕集されたウェブに、ウェブ上方からベルトの鉛直下方側に向かって200℃の加熱空気を4.8m/秒の風速で吹き付けながら、捕集ベルトの鉛直下方に向かって1.0m/秒の風速で吸引した以外は実施例1と同様にして、目付が36g/cm2の長繊維不織布を得た。結果を表1に示す。
捕集ベルトの鉛直下方に向かって吸引を行わずにウェブを熱接着した以外は実施例1と同様にして、目付が33g/m2の長繊維不織布を得た。結果を表1に示す。
第1成分として、PETを用い、第2成分として、PEを用いた。これらを別個の押出機で溶融し、紡糸温度を290℃で、芯鞘型複合断面が得られる矩形口金から、第1成分を芯、第2成分を鞘として、単孔当たりの吐出量を0.74g/分、吐出質量比率を、第1成分:第2成分=50:50として吐出した。紡出した繊維を冷却固化した後、矩形エジェクターにおいて紡糸速度を2,696m/分として、牽引・延伸し、移動する捕集ベルト上に捕集して、繊維密度0.020g/m3のウェブを得た。この際、ウェブ内の繊維は捲縮を有していなかった。このようにして得られたウェブに、ウェブ上方からベルトの鉛直下方側に向かって200℃の加熱空気を3.6m/秒の風速で吹き付けながら、捕集ベルトの鉛直下方に向かって2.2m/秒の風速で吸引してウェブを熱接着することで、目付が34g/m2の長繊維不織布を得た。結果を表1に示す。
捕集されたウェブに、ウェブ上方からベルトの鉛直下方側に向かって200℃の加熱空気を15.0m/秒の風速で吹き付けながら、捕集ベルトの鉛直下方に向かって0.5m/秒の風速で吸引した以外は実施例1と同様にして、目付が31g/cm2の長繊維不織布を得た。結果を表1に示す。
捕集されたウェブに、ウェブ上方からベルトの鉛直下方側に向かって200℃の加熱空気を0.5m/秒の風速で吹き付けながら、捕集ベルトの鉛直下方に向かって15.0m/秒の風速で吸引した以外は実施例1と同様にして、目付が29g/cm2の長繊維不織布を得た。結果を表1に示す。
2:鞘
Claims (10)
- ポリエステル系樹脂である第1成分と、ポリオレフィン系樹脂である第2成分と、からなる複合繊維によって構成されてなる長繊維不織布であって、前記複合繊維が捲縮されてなり、前記長繊維不織布の一方の表面における単位面積あたりの複合繊維の接着点数と、前記長繊維不織布の他方の表面における単位面積あたりの複合繊維の接着点数とがともに20個/mm2以上60個/mm2以下であって、前記長繊維不織布の繊維密度が0.010g/cm3以上0.050g/cm3以下である、長繊維不織布。
- 前記複合繊維が、サイドバイサイド型複合繊維である、請求項1に記載の長繊維不織布。
- 前記複合繊維の断面において、第2成分の面積比率が50%以上90%以下である、請求項1または2に記載の長繊維不織布。
- 長繊維不織布の一方の表面を上面として、長繊維不織布をカンチレバー形試験機の斜面へ突き出した長さの平均値LA(cm)と、他方の表面を上面として、長繊維不織布をカンチレバー形試験機の斜面へ突き出した長さの平均値LB(cm)との関係が、以下の式(1)を満たす、請求項1または2に記載の長繊維不織布。
0≦|LA-LB|≦1.5 ・・・(1) - 前記請求項1または2に記載の長繊維不織布で少なくとも一部が構成されてなる、衛生材料。
- 前記衛生材料がおむつである、請求項5に記載の衛生材料。
- 前記長繊維不織布がトップシートに含まれてなる、請求項6に記載の衛生材料。
- 前記第1成分と前記第2成分とをそれぞれ溶融させて複合紡糸口金に供給し、該複合紡糸口金の吐出孔から複合ポリマー流を吐出させて複合繊維を紡出し、
前記複合繊維をベルト上に捕集して繊維密度が0.010g/cm3以上0.050g/cm3以下のウェブを形成し、
前記ウェブに対して、第2成分の融点をTm2(℃)としたとき、Tm2-20℃以上Tm2+100℃以下の気体を1.0m/秒以上13.0m/秒以下の風速で吹き付けるとともに、前記ベルトの下方に向かって該気体を1.0m/秒以上13.0m/秒以下の風速で吸引する、請求項1に記載の長繊維不織布の製造方法。 - 前記複合繊維が、サイドバイサイド型複合繊維である、請求項8に記載の長繊維不織布の製造方法。
- 前記複合ポリマー流における第2成分の質量比率が、50質量%以上95質量%以下である、請求項8または9に記載の長繊維不織布の製造方法。
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