JP7447090B2 - 複合繊維、その製造方法、熱接着不織布、吸収性物品用表面シート、および吸収性物品 - Google Patents
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Description
本発明の複合繊維は、芯成分と鞘成分を含み、芯成分と鞘成分が実質的に同心円状に配置された同心円構造の芯鞘型複合繊維である。
本発明の複合繊維の芯成分は、ポリエステル樹脂を60質量%以上含む。芯成分は、ポリエステル樹脂を好ましくは75質量%以上含み、より好ましくは85質量%以上含み、特に好ましくは90質量%以上含む。上記芯成分に含まれるポリエステル樹脂の上限は特に限定がなく、芯成分において、樹脂成分が全てポリエステル樹脂となっている構成、すなわち、芯成分において、後述する無機フィラーなどを除いた、熱可塑性樹脂が全てポリエステル樹脂となっている構成でもよい。上記芯成分に含まれるポリエステル樹脂は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
本発明の複合繊維において、鞘成分は、高密度ポリエチレンを60質量%以上含む。本発明において高密度ポリエチレン(PE-HDまたはHDPEとも称されている。)とはJIS K 7112(1999年)に準じて測定した密度が0.94g/cm3以上のポリエチレンを指す。高密度ポリエチレンは、低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンといった他のポリエチレンと比較して密度が高いことから、得られる複合繊維が剛性の高いものとなりやすく、複合繊維のカード通過性、捲縮発現性が良好になり、得られる熱接着不織布も嵩高なものになりやすい。上記鞘成分に含まれる高密度ポリエチレンの含有量は好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上であり、特に好ましくは、鞘成分において、後述する無機フィラーを除く熱可塑性樹脂成分が全て高密度ポリエチレンとなっている構成である。
複合繊維10の繊維断面を走査型電子顕微鏡などで拡大撮影し、芯成分2の重心位置3をC1とし、複合繊維10の重心位置4をCfとし、複合繊維10の半径5をrfとしたとき、下記数式1で算出する。
まず、高密度ポリエチレンの融解熱量を求める複合繊維の芯鞘比(体積比)に対し、芯成分、鞘成分を構成する熱可塑性樹脂および無機フィラーの密度や添加量から、芯鞘比(体積比)を芯鞘比(質量比)に換算し、鞘成分に含まれる無機フィラーの割合から、複合繊維に占める高密度ポリエチレンの比率(高密度ポリエチレンの質量比率)を求める。次に、試料となる複合繊維について、JIS K 7121(1987年) プラスチックの転移温度測定方法に基づき、示差走査熱量測定を行う。示差走査熱量測定により、125℃~140℃の温度範囲に融解ピーク温度が存在する吸熱ピーク(融解に伴う吸熱は約120℃から観測され、125℃から140℃にて融解ピーク温度となり、融解に伴う吸熱は約150℃にて終了する)が観測される。この約120℃から約150℃の間に測定される融解熱量(ΔH)から複合繊維に含まれる高密度ポリエチレンの融解熱量(ΔHPE-HD)を以下の数式3で求める。
以下、本発明の複合繊維の製造方法について説明する。
Vs:引き取り速度(cm/分)
d:ホール径(cm)
Wh:単孔あたりの樹脂吐出量(g/分)
なお、溶融比重は芯成分および鞘成分の溶融時の比重であり、溶融紡糸時と同じ温度に設定された押出機から一定体積の溶融樹脂を押し出し、押し出された樹脂の質量を測定し、押し出された樹脂の質量を上記一定体積で除することで測定できる。
(1)所定長に切断された繊維4gをカード機にかけて繊維ウェブとし、得られた繊維ウェブの質量(Wf)を測定する。
(2)質量を測定した繊維ウェブを金属製の筒(内径16mm、長さ130mm、底部はすり鉢状で最底部には1mmの孔があるもの)に充填した後、上部よりメタノール10mLを投入する。
(3)底部の孔より滴下する、繊維試料に付着していた繊維処理剤が溶解したメタノールを、アルミニウム製の皿(質量:W1)を加熱しながら受け、メタノールを蒸発させる。アルミニウム製の皿の質量(W1)は、乾燥機でアルミニウム製の皿を充分に乾燥させてから、メタノールを受ける前に測定する。メタノールが完全に蒸発した後、繊維処理剤が残留しているアルミニウム皿の質量(W2)を測定する。
(4)繊維の質量に対する繊維処理剤の付着量を、次の式から算出する。
続いて、本発明の複合繊維を含む不織布の一例として、熱接着不織布をその製造方法とともに説明する。本発明の熱接着不織布は、上記複合繊維を25質量%以上含み、少なくとも一部の上記複合繊維が鞘成分によって接着している。上記熱接着不織布は、上記複合繊維を25質量%以上含有する繊維ウェブを作製し、得られた繊維ウェブを熱接着し、繊維同士を一体化させることによって得ることができる。他の繊維を用いる場合には、当該他の繊維として、例えば、天然繊維、再生繊維、精製セルロース繊維、半合成繊維、合成繊維を用いることができる。上記天然繊維としては、例えば、コットン、シルク、ウール、麻、パルプなどが挙げられる。上記再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラなどが挙げられる。上記精製セルロース繊維としては、テンセル、リヨセルなどが挙げられる。上記半合成繊維としては、アセテート、トリアセテートなどが挙げられる。上記合成繊維としては、例えば、アクリル系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリウレタン系繊維などが挙げられる。他の繊維としては、上述した繊維から、1種または2種以上の繊維を用途などに応じて適宜に選択することができる。他の繊維は、本発明の複合繊維と混合して使用してよく、あるいは本発明の複合繊維からなる繊維ウェブと他の繊維からなる繊維ウェブを積層して用いてよい。
本発明者らは、吸収性物品用表面シートの触感、嵩高性および吸液特性を向上させることについて鋭意検討した結果、肌に当接する第1繊維層と、前記第1繊維層と隣接している第2繊維層とを含む吸収性物品用表面シートにおいて、第1繊維層は第1芯鞘型複合繊維を50質量%以上含む繊維層とし、第2繊維層は第2芯鞘型複合繊維を50質量%以上含む繊維層とし、第1芯鞘型複合繊維として単繊維繊度が0.6dtex以上2.0dtex未満の上述した本発明の複合繊維を用い、第2芯鞘型複合繊維として芯成分がポリエステル樹脂を含み、鞘成分が前記ポリエステル樹脂の融点よりも50℃以上低い融点を有する熱可塑性樹脂を含み、単繊維繊度が2.2dtex以上7dtex以下の繊維を用い、前記第1芯鞘型複合繊維と前記第2芯鞘型複合繊維の少なくとも一部を、前記第1芯鞘型複合繊維と前記第2芯鞘型複合繊維の鞘成分により熱接着することで、吸収性物品用表面シートが滑らかな触感を有するとともに、ランオフや吸液速度等の吸液特性が良好になることを見出した。
第1繊維層は、第1芯鞘複合繊維を50質量%以上含む繊維層であり、第1芯鞘複合繊維として本発明の複合繊維を用いる。本発明の複合繊維については、上記において具体的に説明しており、本発明の複合繊維に関する内容を、「複合繊維」を「第1芯鞘複合繊維」に置き換えるのみでそのまま援用し、第1芯鞘複合繊維についての具体的な説明は省略する。
第2繊維層は、芯成分がポリエステル樹脂を含み、鞘成分がポリエステル樹脂の融点よりも50℃以上低い融点を有する熱可塑性樹脂を含んでいる第2芯鞘型複合繊維を50質量%以上含む繊維層である。第2繊維層は、吸液特性に優れるという観点から、第2芯鞘型複合繊維を60質量%以上含むことが好ましく、より好ましくは70質量%以上含み、さらに好ましくは80質量%以上含み、特に好ましくは90質量%以上含み、第2芯鞘型複合繊維100質量%からなることが最も好ましい。第2繊維層に、第2芯鞘型複合繊維に加えて、他の繊維を含ませる場合には、第1繊維層に第1芯鞘型複合繊維に加えて他の繊維を含ませる場合に例示した繊維を第2繊維層に対しても含ませることができる。他の繊維は上述した繊維を始めとする公知の繊維から、1種または複数種の繊維を用途等に応じて適宜に選択することができる。
高密度ポリエチレンの融点は、JIS K 7121(1987年)に準じて測定した融解ピーク温度を当該高密度ポリエチレンの融点とした。
高密度ポリエチレンのメルトマスフローレイト(MFR190)は、JIS K 7210-1(2014年)に準じ、測定温度190℃、荷重2.16kg(21.82N)の測定条件で測定した。
ポリエステル樹脂の固有粘度(極限粘度)は、JIS K 7367-5(2000年)に準じて測定した。具体的には、ポリエチレンテレフタレート1gをフェノールと1,1,2,2-テトラクロロエタンが質量比(フェノール/1,1,2,2-テトラクロロエタン)が6/4となる混合溶媒100mL中に溶解し、30℃でウベローデ型粘度計を用いて測定した。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、z平均分子量(Mz)、およびMwとMnの比であるQ値(Mw/Mn)をゲル浸透クロマトグラフ分析(GPC)により測定した。測定には、検出器として示差屈折率検出器RIを備えるゲル浸透クロマトグラフ装置を使用した。
複合繊維の鞘成分に含まれる高密度ポリエチレンの結晶子サイズは、以下の方法で広角X線回折法を行い、得られた回折ピークより、Scherrerの式(数式2)によって計算した。
X線源:CuKα線(Niフィルター使用)
出力:40kV 50mA
スリット系:RS1:15mm RS2:20mm
測定方向:繊維径方向スキャン
スキャン方法:連続スキャン
測定範囲:2θ=10~40°
ステップ:0.05°
スキャン速度:2°/min
β0(半値幅の補正値):0.46°
K(Scherrer定数):0.9
複合繊維の鞘成分に含まれる高密度ポリエチレンの融解熱量(ΔHPE-HD)は、以下の手順でプラスチックの転移温度測定を行い、125℃~140℃の温度範囲に融解ピーク温度が存在する吸熱ピーク(融解に伴う吸熱は約120℃から観測され、125℃から140℃にて融解ピーク温度となり、融解に伴う吸熱は約150℃にて終了する)の融解熱量(ΔH)を複合繊維に含まれる高密度ポリエチレンの融解熱量(ΔHPE-HD)に換算して求めた。
JIS L 1015(2010年)に準じて測定した。
複合繊維の単繊維強度、破断伸度は、JIS L 1015(2010年) 8.7 引張り強さと伸び率に準じて単繊維強度(引張強さ)と破断伸度(伸び率)を測定した。単繊維強度と破断伸度の比率(単繊維強度/破断伸度)、および単繊維強度と破断伸度の正の平方根との積(単繊維強度×√破断伸度)はJIS L 1015(2010年)に準じて測定した単繊維強度および破断伸度から計算して求めた。
複合繊維の単繊維繊度はJIS L 1015(2010年)8.5(振動法)に準じて測定した。また、複合繊維の繊維長はJIS L 1015(2010年)8.4に準じて測定した。
まず、芯鞘比を測定する複合繊維について繊維の断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて500~2500倍に拡大して撮影した。このとき、撮影した写真を印刷した際、印刷されている1本の複合繊維の直径が5~8cmになるよう倍率を調整して観察、撮影した。得られた走査型電子顕微鏡の写真から芯鞘型複合繊維の画像のみを切り出した。切り出した芯鞘型複合繊維の画像を芯成分、鞘成分の境界に沿って切り分け、芯成分の部分、鞘成分に切り分けた。この作業を20本の繊維について行い、上記20本の芯鞘型複合繊維から切り出した芯成分のみの部分について、合計質量を電子天秤にて測定した。鞘成分も同様に、上記20本の芯鞘型複合繊維から切り出した鞘成分のみの部分について、合計質量を電子天秤にて測定した。芯成分のみの部分の合計質量、鞘成分のみの部分の合計質量の比率(芯/鞘)を芯鞘比(体積比)とした。
ドラフト比は、下記数式4で算出した。
Vs:引き取り速度(cm/分)
d:ホール径(cm)
Wh:単孔あたりの樹脂吐出量(g/分)
なお、溶融比重は芯成分および鞘成分の溶融時の比重であり、溶融紡糸時と同じ温度に設定された押出機から一定体積の溶融樹脂を押し出し、押し出された樹脂の質量を測定し、押し出された樹脂の質量を上記一定体積で除することで測定した。
複合繊維のカード通過性を、カード機を用いて繊維ウェブを作製した際のネップおよびフライの発生状況、ならびに得られた繊維ウェブの地合に基づいて、以下の基準で評価した。
++:繊維がカード機を容易に通過し、ネップやフライもほとんど発生しないため、地合が良好な繊維ウェブを得られる。
+:ネップが若干発生するが、繊維ウェブの地合にそれほど影響ない。
-:カード通過性が悪い、もしくはネップが大量に発生するため繊維ウェブが得られない。
JIS L 1096(2010年) 8.14.1 A法(ストリップ法)に準じて、定速緊張形引張試験機を用いて、試料片の幅5cm、つかみ間隔10cm、引張速度30±2cm/分の条件で引張試験に付し、切断時の荷重値(引張強度)を測定し、引張強さとした。引張試験は、不織布の縦方向(MD方向)を引張方向として実施した。評価結果はいずれも3点の試料について測定した値の平均で示している。
不織布の表面を触って、下記の評価基準に従って評価した。
++:非常に滑らかである。
+:滑らかである。
-:触感に硬さや荒さがある。
熱接着不織布の風合いを、KES(Kawabata Evaluation System)法に基づいて機械的に評価した。具体的には、平均摩擦係数(MIU)、平均摩擦係数の変動(MMD)を測定する際にはカトーテック株式会社製 摩擦感テスター(品番 KES-SE)を使用し、測定センサーとして、10mm角のピアノワイヤセンサーを使用し、静荷重25gfの条件で測定を行った。表面粗さの平均偏差(SMD)を測定する際には、カトーテック株式会社製 粗さ/摩擦感テスター(品番 KES-SESRU)を使用し、測定センサーとして0.5mm粗さセンサーを使用し、静荷重10gfの条件で測定を行った。測定の際、不織布表面の摩擦を測定する測定部(摩擦子、センサー)が不織布の縦方向(MD方向)に平行な方向に沿って不織布表面をなぞるように試料を毎秒1mmの速さで移動させる。カードウェブを用いた熱接着不織布であれば、繊維が縦方向に揃っているため容易に縦方向が認識できるが、測定する不織布の縦方向が不明の場合は任意の方向と、その方向に直角の方向について測定を行い、より値の小さい方を、その不織布の平均摩擦係数、平均摩擦係数の変動、表面粗さの平均偏差とする。測定は3回行い、その平均値をその試料における測定値(MIU、MMD、SMD)とした。
第1繊維層および第2繊維層で構成される吸収性物品用表面シート(積層不織布)について、以下の方法でランオフの測定を行い、第1繊維層および第2繊維層それぞれの表面における親水性の強さを比較した。
(1)第1繊維層のランオフおよび第2繊維層のランオフを測定する熱接着不織布の試料(縦方向(MD方向)18cm、横方向(CD方向)7cm)を必要枚数準備し、測定面を平滑にするため、135℃に設定した熱風貫通式熱処理機で熱処理を行う。測定面を熱風貫通式熱処理機のコンベアネット面に接した状態で試料を載置し、9秒処理することで、測定面(第1繊維層の表面および第2繊維層の表面)を平滑化した試料を得た。
(2)水平面と45度の角度をなす斜面を有する、略垂直二等辺三角形の断面を有する支持台の上に日本製紙クレシア株式会社製「キムタオル(登録商標)」を4枚重ねたものを敷き、その上に試料とする不織布を、不織布の縦方向が水平面と45度の角度をなすように載せて固定した。
(3)不織布表面の上端1cmの位置から、生理食塩水をマイクロチューブポンプにて1g/10secの速度で計6g滴下し、注いだ生理食塩水のすべてが不織布に吸収され、生理食塩水の水滴が不織布の表面から消えた位置を測定し、当該位置と生理食塩水を不織布表面に滴下した位置との間の、生理食塩水の水滴が不織布表面を流れた距離を求めた。なお、上記において、マイクロチューブポンプの代わりにビュレットを用いて生理食塩水を滴下してもよい。
(1)吸収性物品用表面シートの吸液速度および液戻り量を測定するために、下記の物品を用意した。
吸収体:市販されている吸収性物品(花王株式会社製「リリーフ(登録商標)」、紙パンツ専用パッド 安心フィット2回分吸収)から表面シートを剥がしたものを吸収体とした。
生理食塩水:塩化ナトリウムの濃度が0.9質量%となるように調製した塩化ナトリウム水溶液(見やすくするため青色染料にて着色)を生理食塩水として使用した。温度は37℃、粘度は、0.7mPa・sであった。
ろ紙:東洋濾紙株式会社製、ADVANTEC(登録商標) No.2、10cm×10cm
重り:5kg
吸液筒:外径が45mm、内径が40mmのアクリル樹脂製の筒(吸収性物品の表面シートに載せた際、安定するよう、中央に貫通孔が設けられた9cm×9cmのアクリル樹脂板が台座として取り付けられている。吸収筒全体の質量:1125g)を使用して、所定量の生理食塩水を表面シートに注いだ。
(2)方法
吸液速度および液戻り量を下記の手順に従って測定した。
(i)上記市販されている吸収性物品ら表面シートを剥がし、残った吸収体の上に吸液速度および液戻り性を評価する吸収性物品用表面シート(縦方向(MD方向)10cm、横方向(CD方向)10cm)を乗せた。このとき、第1繊維層の表面が測定面になるようにセットした。セットした吸収性物品用表面シートの上(すなわち、第1繊維層の上)に上記吸液筒を載せ、吸液筒を通じて生理食塩水を吸収性物品用表面シートの第1繊維層に注げるようにした。
(ii)上記吸液筒をセットした吸収性物品用表面シートに対し、生理食塩水150gを上記吸液筒の上端部から注ぎ入れた。この時、生理食塩水が吸収性物品用表面シートに注がれてから吸収性物品用表面シートの表面から見えなくなる(生理食塩水が吸収性物品用表面シートの表面(第1繊維層の表面)から、当該吸収性物品用表面シートの下に位置する吸収体に移行し、吸収性物品用表面シートの表面に液体として生理食塩水が確認されなくなる)までの時間(吸液時間)を、ストップウォッチを使用して測定し、1回目の吸液速度とした。
(iii)生理食塩水を注いでから10分後、吸液筒を吸収性物品用表面シートから外し、30枚重ねた状態で質量(W0)を測定したろ紙(東洋濾紙株式会社製、ADVANTEC(登録商標) No.2)を、質量(W0)を測定したときと同じように30枚重ね、生理食塩水を注ぎ入れた場所がろ紙の中央になるように位置を合わせて吸収性物品用表面シートの上に載せ、ろ紙の上に重り(5kg)を載せて20秒間放置し、生理食塩水をろ紙に吸収させた。20秒経過した後、重りを取り除き、生理食塩水を吸収したろ紙(30枚重ね)の質量(W1)を測定する。生理食塩水を吸収させる前後におけるろ紙の質量差(W1-W0)を1度目の液戻り量(g)とした。
(iv)前記(i)~(iii)を繰り返し、2回目の吸液速度および液戻り量を測定した。吸収性物品表面シートに対し、生理食塩水を注ぐ際、1回目の測定時と同じ位置に生理食塩水を注ぐように吸液筒を吸収性物品用表面シートの上に載せ、1回目の測定時と同じ位置に生理食塩水(150g)を注ぐようにした。
(1)PET(融点:255℃、固有粘度(IV値):0.64の市販のポリエチレンテレフタレート、INDORAMA製 TEXTILE GRADE(SEMIDULL)を使用)
(2)PE-HD1(融点:133℃、密度0.956g/cm3、MFR190:22g/10minの高密度ポリエチレン、日本ポリエチレン株式会社製、品名「ノバテック(登録商標)HE490」)
(3)PE-HD2(融点:136℃、密度0.956g/cm3、MFR190:26g/10minの高密度ポリエチレン、日本ポリエチレン株式会社製、品名「ノバテック(登録商標)HE491J」)
(4)PE-HD3(融点:135℃、密度0.954g/cm3、MFR190:30g/10minの高密度ポリエチレン、SK global chemical製、品番「MM810」)
(5)PE-HD4(融点:133℃、密度:0.956g/cm3、MFR190:13g/10minの高密度ポリエチレン、日本ポリエチレン株式会社製、品番「ノバテック(登録商標)HE481」)
上述した高密度ポリエチレンを鞘成分として用い、上述したポリエチレンテレフタレートを芯成分として用いた。また、芯成分のポリエチレンテレフタレートには、あらかじめ同じポリエチレンテレフタレート中に酸化チタンを添加したマスターバッチを用意し、複合繊維全体に占める酸化チタンの含有量が、表1および表2に記載の割合になるようにマスターバッチを加えた。準備した鞘成分および芯成分を、同心円芯鞘型複合ノズルを用い、鞘成分と芯成分の複合比(体積比)を表1および表2に記載の複合比になるように各成分の吐出量を調整して溶融紡糸を行った。鞘成分の紡糸温度は270℃または290℃、芯成分の紡糸温度は340℃、ノズルの温度を290℃として、押し出された溶融フィラメントを表1および表2に記載のドラフト比となるように引き取り、表1および表2に記載の単繊維繊度の未延伸繊維トウを得た。
実施例および比較例で得られた複合繊維を用い、ローラー式カード機にて目付30g/m2の繊維ウェブを作製した。この際、上記評価基準で複合繊維のカード通過性を評価した。得られた繊維ウェブを135℃に設定した熱風吹き付け装置を用いて、10秒間熱処理に付し、鞘成分を溶融させて、熱接着不織布を得た。
実施例9の複合繊維と同じ溶融紡糸の条件で未延伸繊維を得た後、得られた未延伸繊維を実施例9と同じ延伸条件で延伸処理を行い、延伸繊維トウとした。次いで、C12アルキルリン酸エステルカリウム塩を主体とする、耐水性を有さない親水性繊維処理剤の水溶液(繊維処理剤の有効成分の濃度:5質量%)で満たした処理槽に上記延伸繊維トウを含浸し、その後、余分な繊維処理剤の水溶液を樹脂ロール(ニップロール)で絞り落とすことで複合繊維の質量を100質量%としたとき上記繊維処理剤の成分が0.3質量%になるよう水分量を調整した。繊維処理剤を付与した延伸繊維トウに対し、実施例9と同じ条件でトウ加熱処理を行った後、スタッフィングボックス型クリンパーにて機械捲縮を付与し、110℃に設定した熱風吹き付け装置にて15分間、弛緩した状態でアニーリング処理と乾燥処理を同時に施した。その後、延伸繊維トウを45mmに切断して複合繊維を得た。この複合繊維を使用して、ローラー式カード機にて目付20g/m2の繊維ウェブを作製した。得られた繊維ウェブを135℃に設定した熱風吹き付け装置を用いて、10秒間熱処理に付し、鞘成分を溶融させて、実施例10の熱接着不織布を得た。
複合繊維を製造する際、繊維処理剤として、C12アルキルリン酸エステルカリウム塩を含み、耐水性を有する繊維処理剤を使用して複合繊維を製造したこと以外は同じ条件で複合繊維を製造し、得られた複合繊維を、実施例10と同じ条件で熱接着不織布を作製し、実施例11の熱接着不織布とした。
実施例11と同様に、複合繊維を製造する際、繊維処理剤として、C18アルキルリン酸エステルカリウム塩を主成分とする撥水性の繊維処理剤を使用したこと以外は実施例10と同じ条件で複合繊維、および熱接着不織布を製造し、実施例12の熱接着不織布とした。
実施例1の複合繊維と同じ溶融紡糸の条件で未延伸繊維を得た後、得られた未延伸繊維を実施例1と同じ延伸条件で延伸処理を行い、延伸繊維トウとした。次いで、C12アルキルリン酸エステルカリウム塩を主体とする、耐水性を有さない親水性繊維処理剤の水溶液(繊維処理剤の有効成分の濃度:5質量%)で満たした処理槽に上記延伸繊維トウを含浸し、その後、余分な繊維処理剤の水溶液を樹脂ロール(ニップロール)で絞り落とすことで複合繊維の質量を100質量%としたとき上記繊維処理剤の成分が0.3質量%になるよう水分量を調整した。繊維処理剤を付与した延伸繊維トウに対し、実施例1と同じ条件でトウ加熱処理を行った後、スタッフィングボックス型クリンパーにて機械捲縮を付与し、110℃に設定した熱風吹き付け装置にて15分間、弛緩した状態でアニーリング処理と乾燥処理を同時に施した。その後、延伸繊維トウを30mmに切断して複合繊維を得た。この複合繊維を使用して、ローラー式カード機にて目付20g/m2の繊維ウェブを作製した。得られた繊維ウェブを135℃に設定した熱風吹き付け装置を用いて、10秒間熱処理に付し、鞘成分を溶融させて、実施例13の熱接着不織布を得た。
市販されている同心円構造の芯鞘型複合繊維(ダイワボウポリテック株式会社製「NBF」(NBFは登録商標)、単繊維繊度4.4dtex、繊維長51mm、繊維表面に付着させる繊維処理剤として、実施例10、実施例13の熱接着不織布を作製する際に使用した複合繊維と同じ親水性の繊維処理剤を使用)を使用して、実施例10の熱接着不織布を製造したときと同じ条件で熱接着不織布を製造し、比較例4の熱接着不織布を得た。
実施例13と同様にして作製した複合繊維を用い、ローラー式カード機にて目付10g/m2の第1繊維ウェブを作製した。次に、市販されている同心円構造の芯鞘型複合繊維(ダイワボウポリテック株式会社製「NBF」(NBFは登録商標)、単繊維繊度4.4dtex、繊維長51mm、C12アルキルリン酸エステルカリウム塩を含み、実施例13の熱接着不織布を作製する際に使用した複合繊維に使用されている繊維処理剤よりも親水性の強い繊維処理剤が繊維表面に付着している)を使用して、ローラー式カード機にて目付15g/m2の第2繊維ウェブを作製した。次いで、第1繊維ウェブの上に第2繊維ウェブを積層した後、得られた積層繊維ウェブを135℃に設定した熱風貫通式熱処理機を用いて、9秒間熱処理し、第1繊維ウェブおよび第2繊維ウェブに含まれる複合繊維の鞘成分を溶融させて第1繊維ウェブと第2繊維ウェブを熱接着させて第1繊維層と第2繊維層を含む熱接着不織布(目付25g/m2)を得た。このとき、積層繊維ウェブは第1繊維層となる第1繊維ウェブを熱風貫通式熱処理機のコンベアネット面に接した状態で熱処理しており、熱風は第2繊維層側から積層繊維ウェブに対し吹き当てた。得られた熱接着不織布について、第1繊維層表面のランオフ値(R1)は51mm、第2繊維層のランオフ値(R2)は40mm、第1繊維層のランオフ値と第2繊維層のランオフ値の差(R1-R2)は11mmであり、第1繊維層に比べ、第2繊維層の親水性が強いことを確認した。
実施例13と同様にして作製した複合繊維を用い、ローラー式カード機にて目付10g/m2の第1繊維ウェブを作製した。次に、市販されている同心円構造の芯鞘型複合繊維(ダイワボウポリテック株式会社製「NBF」(NBFは登録商標)、繊度4.4dtex、繊維長51mm、実施例11の熱接着不織布を作製する際に使用した複合繊維に使用されている繊維処理剤と同じ繊維処理剤を使用)を使用して、ローラー式カード機にて目付10g/m2の第2繊維ウェブを作製した。次いで、第1繊維ウェブの上に第2繊維ウェブを積層した後、得られた積層繊維ウェブを135℃に設定した熱風貫通式熱処理機を用いて、15秒間熱処理し、第1繊維ウェブおよび第2繊維ウェブに含まれる複合繊維の鞘成分を溶融させて第1繊維ウェブと第2繊維ウェブを熱接着させて第1繊維層と第2繊維層を含む熱接着不織布(目付20g/m2)を得た。このとき、積層繊維ウェブは第1繊維層となる第1繊維ウェブを熱風貫通式熱処理機のコンベアネット面に接した状態で熱処理しており、熱風は第2繊維層側から積層繊維ウェブに対し吹き当てた。得られた熱接着不織布について、第1繊維層表面のランオフ値(R1)は51mm、第2繊維層のランオフ値(R2)は43mm、第1繊維層のランオフ値と第2繊維層のランオフ値の差(R1-R2)は8mmであり、第1繊維層に比べ、第2繊維層の親水性が強いことを確認した。
実施例10と同様にして作製した複合繊維(ただし繊維長を38mmに変更した。)を用い、ローラー式カード機にて目付10g/m2の第1繊維ウェブを作製した。次に、市販されている同心円構造の芯鞘型複合繊維(ダイワボウポリテック株式会社製「NBF」(NBFは登録商標)、繊度4.4dtex、繊維長51mm、実施例11の熱接着不織布を作製する際に使用した複合繊維に使用されている繊維処理剤と同じ繊維処理剤を使用)を使用して、ローラー式カード機にて目付10g/m2の第2繊維ウェブを作製した。次いで、第1繊維ウェブの上に第2繊維ウェブを積層した後、得られた積層繊維ウェブを135℃に設定した熱風貫通式熱処理機を用いて、15秒間熱処理し、第1繊維ウェブおよび第2繊維ウェブに含まれる複合繊維の鞘成分を溶融させて第1繊維ウェブと第2繊維ウェブを熱接着させて第1繊維層と第2繊維層を含む熱接着不織布(目付20g/m2)を得た。このとき、積層繊維ウェブは第1繊維層となる第1繊維ウェブを熱風貫通式熱処理機のコンベアネット面に接した状態で熱処理しており、熱風は第2繊維層側から積層繊維ウェブに対し吹き当てた。得られた熱接着不織布について、第1繊維層表面のランオフ値(R1)は55mm、第2繊維層のランオフ値(R2)は48mm、第1繊維層のランオフ値と第2繊維層のランオフ値の差(R1-R2)は7mmであり、第1繊維層に比べ、第2繊維層の親水性が強いことを確認した。
実施例13と同様にして作製した複合繊維を用い、ローラー式カード機にて目付10g/m2の第1繊維ウェブを作製した。次に、比較例4の熱接着不織布を製造する際に使用した複合繊維(ダイワボウポリテック株式会社製「NBF」(NBFは登録商標)、繊度4.4dtex、繊維長51mm、実施例13の熱接着不織布を作製する際に使用した複合繊維に使用されている繊維処理剤と同じ繊維処理剤を使用)を使用して、ローラー式カード機にて目付10g/m2の第2繊維ウェブを作製した。次いで、第1繊維ウェブの上に第2繊維ウェブを積層した後、得られた積層繊維ウェブを135℃に設定した熱風貫通式熱処理機を用いて、15秒間熱処理し、第1繊維ウェブおよび第2繊維ウェブに含まれる複合繊維の鞘成分を溶融させて第1繊維ウェブと第2繊維ウェブを熱接着させて第1繊維層と第2繊維層を含む熱接着不織布(目付20g/m2)を得た。このとき、積層繊維ウェブは第1繊維層となる第1繊維ウェブを熱風貫通式熱処理機のコンベアネット面に接した状態で熱処理しており、熱風は第2繊維層側から積層繊維ウェブに対し吹き当てた。得られた熱接着不織布について、第1繊維層表面のランオフ値(R1)は51mm、第2繊維層のランオフ値(R2)は48mm、第1繊維層のランオフ値と第2繊維層のランオフ値の差(R1-R2)は3mmであり、第1繊維層と第2繊維層の親水性が同程度であることを確認した。
前記芯成分と前記鞘成分が実質的に同心円状に配置され、前記芯成分と前記鞘成分の複合比が、芯成分と鞘成分の体積比(芯成分/鞘成分)で30/70~70/30であり、
単繊維繊度が0.6dtex以上2.0dtex未満であり、
前記芯成分はポリエステル樹脂を60質量%以上含み、
前記鞘成分は高密度ポリエチレンを60質量%以上含み、
前記高密度ポリエチレンのメルトマスフローレイト(MFR:測定温度190℃、荷重2.16kgf(21.18N))が13g/10分より大きく45g/10分以下であり、
前記鞘成分に含まれる高密度ポリエチレンの[110]面について測定した結晶子サイズが20.0nm以上50.0nm以下であり、
示差走査熱量分析(DSC)で測定した前記高密度ポリエチレンの融解熱量(ΔHPE-HD)が145.0mJ/mg以上であることを特徴とする、複合繊維。
[2] 前記複合繊維の単繊維強度が1.5cN/dtex以上5.0cN/dtex以下であり、
前記複合繊維の破断伸度が20%以上150%以下であり、
前記複合繊維の単繊維強度と破断伸度の比(単繊維強度[cN/dtex]/破断伸度[%])が0.04より大きく0.12以下である、[1]に記載の複合繊維。
[3] 前記複合繊維の単繊維強度と破断伸度の正の平方根との積で表されるタフネス(タフネス=単繊維強度[cN/dtex]×√破断伸度[%])が12.0以上20.0以下である、[1]または[2]に記載の複合繊維。
[4] 前記鞘成分に含まれる高密度ポリエチレンの[200]面について測定した結晶子サイズが16.7nmより大きく30.0nm以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の複合繊維。
[5] 繊維長が25mm以上50mm以下である、[1]~[4]のいずれかに記載の複合繊維。
[6] 前記複合繊維の質量を100質量%としたとき、無機フィラーを0.5質量%以上10質量%以下含有する、[1]~[5]のいずれかに記載の複合繊維。
[7] ポリエステル樹脂を60質量%以上含む芯成分を、紡糸温度280℃以上380℃以下の温度で押し出す工程、
メルトマスフローレイト(MFR:測定温度190℃、荷重2.16kgf(21.18N))が13g/10分より大きく45g/10分以下である高密度ポリエチレンを60質量%以上含む鞘成分を、紡糸温度250℃以上350℃以下の温度で押し出す工程、
前記芯成分と前記鞘成分を、芯成分と鞘成分の体積比(芯成分/鞘成分)で30/70~70/30となるように、繊維断面において複合繊維の表面を鞘成分が覆い、芯成分と鞘成分が実質的に同心円状に配置されている複合型ノズルに供給する工程、
押し出された前記芯成分および前記鞘成分からなる溶融状態の未延伸繊維をドラフト比が600以上1500以下となるよう引き取りながら冷却し、前記芯成分および前記鞘成分が凝固した、単繊維繊度が1.8dtex以上4.5dtex以下の未延伸繊維トウを得る工程、
前記未延伸繊維トウを70℃以上120℃以下の温度にて1.6倍以上3.6倍以下に延伸し、単繊維繊度が0.6dtex以上2.0dtex未満の延伸繊維トウを得る工程、
前記延伸繊維トウに、繊維処理剤を付与する工程、
繊維処理剤を付与した延伸繊維トウに対し、水蒸気を媒体として延伸繊維トウの表面を60℃以上に加熱する工程、
表面の温度が60℃以上となっている前記延伸繊維トウに捲縮を付与する工程、
捲縮が付与された延伸繊維トウを乾燥させる工程、
を含む、複合繊維の製造方法。
[8] 前記延伸繊維トウを得る工程が、70℃以上100℃以下の温水を用いた湿式延伸である、[7]に記載の複合繊維の製造方法。
[9] [1]~[6]のいずれかに記載の複合繊維を25質量%以上含み、少なくとも一部の前記複合繊維が鞘成分によって接着している、熱接着不織布。
[10] KES法に基づいて測定した平均摩擦係数の変動(MMD)が0.01以下である、[9]に記載の熱接着不織布。
[11] 肌に当接する第1繊維層と、前記第1繊維層に隣接している第2繊維層とを含む吸収性物品用表面シートであって、
前記第1繊維層は、第1芯鞘型複合繊維を50質量%以上含む繊維層であり、前記第1芯鞘複合繊維は、請求項1~6のいずれかに記載の複合繊維であり、
前記第2繊維層は、第2芯鞘型複合繊維を50質量%以上含む繊維層であり、前記第2芯鞘型複合繊維は、芯成分がポリエステル樹脂を含み、鞘成分が前記ポリエステル樹脂の融点よりも50℃以上低い融点を有する熱可塑性樹脂を含み、単繊維繊度が2.2dtex以上7dtex以下である芯鞘型複合繊維であり、
前記第1芯鞘型複合繊維と前記第2芯鞘型複合繊維の少なくとも一部が、前記第1芯鞘型複合繊維と前記第2芯鞘型複合繊維の鞘成分により熱接着している吸収性物品用表面シート。
[12] 前記第1繊維層の目付が4g/m2以上18g/m2以下であり、前記第2繊維層の目付が8g/m2以上45g/m2以下であり、前記第2繊維層の目付が前記第1繊維層の目付より大きい、[11]に記載の吸収性物品用表面シート。
[13] 前記第1芯鞘型複合繊維の表面に付着している繊維処理剤と、前記第2芯鞘型複合繊維の表面に付着している繊維処理剤を比較すると、第1芯鞘型複合繊維の表面に付着している繊維処理剤の方が親水性の低い繊維処理剤であり、
前記第1繊維層のランオフ(R1)と前記第2繊維層のランオフ(R2)の差(R1-R2)が3mmより大きい、[11]または[12]に記載の吸収性物品用表面シート。
[14] [9]または[10]に記載の熱接着不織布、あるいは[11]~[13]のいずれかに記載の吸収性物品用表面シートを含む吸収性物品。
2 芯成分
3 芯成分の繊維断面における重心位置
4 複合繊維の繊維断面における重心位置
5 複合繊維の繊維断面における半径
10 複合繊維
30 吸収性物品用表面シート
31 第1繊維層
32 第2繊維層
Claims (9)
- 肌に当接する第1繊維層と、前記第1繊維層に隣接している第2繊維層とを含む吸収性物品用表面シートであって、
前記第1繊維層は、第1芯鞘型複合繊維を50質量%以上含む繊維層であり、前記第1芯鞘型複合繊維は、芯成分と鞘成分を含む複合繊維であり、
前記芯成分と前記鞘成分が実質的に同心円状に配置され、前記芯成分と前記鞘成分の複合比が、芯成分と鞘成分の体積比(芯成分/鞘成分)で30/70~70/30であり、
単繊維繊度が0.6dtex以上2.0dtex未満であり、
前記芯成分はポリエステル樹脂を60質量%以上含み、
前記鞘成分は高密度ポリエチレンを60質量%以上含み、
前記高密度ポリエチレンのメルトマスフローレイト(MFR:測定温度190℃、荷重2.16kgf(21.18N))が13g/10分より大きく45g/10分以下であり、
前記鞘成分に含まれる高密度ポリエチレンの[110]面について測定した結晶子サイズが20.0nm以上50.0nm以下であり、
示差走査熱量分析(DSC)で測定した前記高密度ポリエチレンの融解熱量(ΔH PE-HD )が145.0mJ/mg以上であり、
前記第2繊維層は、第2芯鞘型複合繊維を50質量%以上含む繊維層であり、前記第2芯鞘型複合繊維は、芯成分がポリエステル樹脂を含み、鞘成分が前記ポリエステル樹脂の融点よりも50℃以上低い融点を有する熱可塑性樹脂を含み、単繊維繊度が2.2dtex以上7dtex以下である芯鞘型複合繊維であり、
前記第1芯鞘型複合繊維と前記第2芯鞘型複合繊維の少なくとも一部が、前記第1芯鞘型複合繊維と前記第2芯鞘型複合繊維の鞘成分により熱接着している吸収性物品用表面シート。 - 前記第1芯鞘型複合繊維の単繊維強度が1.5cN/dtex以上5.0cN/dtex以下であり、
前記第1芯鞘型複合繊維の破断伸度が20%以上150%以下であり、
前記第1芯鞘型複合繊維の単繊維強度と破断伸度の比(単繊維強度[cN/dtex]/破断伸度[%])が0.04より大きく0.12以下である、請求項1に記載の吸収性物品用表面シート。 - 前記第1芯鞘型複合繊維の単繊維強度と破断伸度の正の平方根との積で表されるタフネス(単繊維強度[cN/dtex]×√破断伸度[%])が12.0以上20.0以下である、請求項1または2に記載の吸収性物品用表面シート。
- 前記第1芯鞘型複合繊維の鞘成分に含まれる高密度ポリエチレンの[200]面について測定した結晶子サイズが16.7nmより大きく30.0nm以下である、請求項1~3のいずれかに記載の吸収性物品用表面シート。
- 前記第1芯鞘型複合繊維の繊維長が25mm以上50mm以下である、請求項1~4のいずれかに記載の吸収性物品用表面シート。
- 前記第1芯鞘型複合繊維は、前記第1芯鞘型複合繊維の質量を100質量%としたとき、無機フィラーを0.5質量%以上10質量%以下含有する、請求項1~5のいずれかに記載の吸収性物品用表面シート。
- 前記第1繊維層の目付が4g/m2以上18g/m2以下であり、前記第2繊維層の目付が8g/m2以上45g/m2以下であり、前記第2繊維層の目付が前記第1繊維層の目付より大きい、請求項1~6のいずれかに記載の吸収性物品用表面シート。
- 前記第1芯鞘型複合繊維の表面に付着している繊維処理剤と、前記第2芯鞘型複合繊維の表面に付着している繊維処理剤を比較すると、第1芯鞘型複合繊維の表面に付着している繊維処理剤の方が親水性の低い繊維処理剤であり、
前記第1繊維層のランオフ(R1)と前記第2繊維層のランオフ(R2)の差(R1-R2)が3mmより大きい、請求項1~7のいずれかに記載の吸収性物品用表面シート。 - 請求項1~8のいずれかに記載の吸収性物品用表面シートを含む吸収性物品。
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