JP7452769B1 - スパンボンド不織布、および、その製造方法、積層不織布ならびに、これらを用いてなる衛生材料、衣料 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)体積比率を1:1としたクロロホルム/メタノール溶媒中に浸漬させた前記スパンボンド不織布を15分間、45kHz、溶液温度が30℃の条件で超音波処理することで抽出される、有機過酸化物量が100ppm以上1000ppm以下である
(2)前記ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレートが20g/10分以上400g/10分以下である
(3)ゲル浸透クロマトグラフィー法/多角度光散乱測定器により求められる分子量および回転半径より、3官能ランダム分岐理論を用いて算出される、前記ポリプロピレン系樹脂の1分子当たりの分岐度λが1.0×10-7以上1.0×10-3以下である
[2] 前記ポリプロピレン系樹脂がさらに以下の条件(4)および(5)も満たす、前記[1]に記載のスパンボンド不織布。
(4)2.50≦Mw/Mn≦3.20
(5)1.82≦Mz/Mw≦2.20
ここで、Mw、Mn、Mzは、それぞれゲル浸透クロマトグラフィー法により求められる重量平均分子量、数平均分子量、z平均分子量である。
前記ポリプロピレン系樹脂を紡出して、平均単繊維径が5.0μm以上20.0μm以下である繊維を得る工程と、
前記繊維を捕集する工程と、を有する、前記[1]または[2]に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
(1)体積比率を1:1としたクロロホルム/メタノール溶媒中に浸漬させた前記スパンボンド不織布を15分間、45kHz、溶液温度が30℃の条件で超音波処理することで抽出される、有機過酸化物残量が100ppm以上1000ppm以下である
(2)前記ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレートが20g/10分以上400g/10分以下である
(3)ゲル浸透クロマトグラフィー法/多角度光散乱測定器により求められる分子量および回転半径より、3官能ランダム分岐理論を用いて算出される、前記ポリプロピレン系樹脂の1分子当たりの分岐度λが1.0×10-7以上1.0×10-3以下である
[4] 前記原料樹脂が、リサイクル樹脂である、前記[3]に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
(1)体積比率を1:1としたクロロホルム/メタノール溶媒中に浸漬させた前記スパンボンド不織布を15分間、45kHz、溶液温度が30℃の条件で超音波処理することで抽出される、有機過酸化物量が100ppm以上1000ppm以下である
(2)メルトフローレートが20g/10分以上400g/10分以下である
(3)ゲル浸透クロマトグラフィー法/多角度光散乱測定器により求められる分子量および回転半径より、3官能ランダム分岐理論を用いて算出される、前記ポリプロピレン系樹脂の1分子当たりの分岐度λが1.0×10-7以上1.0×10-3以下である
以下に、本発明のスパンボンド不織布について詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する範囲に何ら限定されるものではなく、そして、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明のスパンボンド不織布は、ポリプロピレン系樹脂で構成されてなる繊維(ポリプロピレン繊維)で構成されてなる。本発明において、ポリプロピレン系樹脂とは、繰り返し単位に占めるプロピレン単位のモル分率が80モル%~100モル%である樹脂を意味する。ポリプロピレン系樹脂を用いることにより、低コストであり、かつ、柔軟性に優れたスパンボンド不織布とすることができる。
(4)2.50≦Mw/Mn≦3.20
(5)1.82≦Mz/Mw≦2.20
本発明者らはMw/Mn、Mz/Mwが小さくなるほど、同一紡糸速度でも得られる繊維の分子配向(Δn)が高くなり、さらに繊維強度が高まることを見出した。この観点からはより好ましくは、Mw/Mn≦2.95、Mz/Mw≦1.98である。一方、好ましくは、2.50≦Mw/Mn、1.82≦Mz/Mwとすることで、繊維の分子配向を適度なものとし、糸切れが抑制されることで、シート欠点の少ない高品位のスパンボンド不織布となる。
(1) スパンボンド不織布の端部を除いた領域から試験片を5mgずつランダムに5点採取する。なお、スパンボンド不織布の端部とは、スパンボンド不織布の幅方向の長さに対して、両端の10%の領域のことを指す。
(2) (1)で得られた試験片に対して、1,2,4-トリクロロベンゼン(例えば、富士フイルム和光純薬株式会社製など)5mLを加える。試料の性質に依存して、前記の溶液を165℃で20分間加熱して溶解を容易にすることができる。次いで、前記の溶液をPTFEフィルター(孔径:0.45μm)を用いて濾過を行い、試料溶液を作製する。ここで、PTFEフィルターは、例えば、アドバンテック東洋株式会社製「T010A」など)を用いることができる。
(3) (2)で得られた試料溶液については、GPCを用いて、以下の条件で測定を行い、例えば、Wyatt Technology製「Empower」などを用いて、GPCにおける排出曲線についての解析を行うことで、Mw、Mn、Mzを求めることができる。
・装置:例えば、Polymer Laboratories社製「PL-220」など
・検出器:示差屈折率検出器RI
・カラム:Shodex HT-G(ガードカラム)+Shodex HT-806M×2本(8.0mm×30cm、例えば、昭和電工株式会社製など)
・溶媒:1,2,4-トリクロロベンゼン(0.1%BHT添加)
・流速:1.0mL/分
・カラム温度:145℃
・注入量:0.20mL
・標準試料:単分散ポリスチレン(例えば、東ソー株式会社製のものなど)、ジベンジル(例えば、東京化成工業株式会社製のものなど)。
本発明のスパンボンド不織布は、前記のポリプロピレン系樹脂からなる繊維で構成されてなる。そして、この繊維の平均単繊維径は、5.0μm以上20.0μm以下である。平均単繊維径の範囲について、その上限が20.0μm以下、好ましくは16.0μm以下であることにより、スパンボンド不織布の表面に触れたときの触感が滑らかなものとなる。加えて、繊維径が細いことによる断面2次モーメントの低下も発現することにより、優れた柔軟性を有するスパンボンド不織布となる。一方、平均単繊維径の範囲について、その下限が5.0μm以上、好ましくは8.0μm以上であることにより、引張強度が高く、欠点の少ないスパンボンド不織布となる。
(1) 前記の平均単繊維径の測定と同様の方法で試験片をランダムに10箇所採取し、試験片のエンボス接着部以外の部分から、単糸を10本抜き出す。
(2) JIS L1015:2010「化学繊維ステープル試験方法」」の「8.7 引張強さ及び伸び率」に準じて、引張試験機(例えば、株式会社オリエンテック製「UTM-III-100」など)につかみ間隔20mmで単糸をセットし、引張速度20mm/分で引張試験を実施し、最大点荷重(cN)を測定する。
(3) 次いで、前記の最大点荷重を以下式より求めた単糸繊度(dtex)で除した値の算術平均値(cN/dtex)の小数点以下第2位を四捨五入する。
本発明のスパンボンド不織布は、前記のポリプロピレン系樹脂からなる、前記の繊維で構成されてなるスパンボンド不織布である。このようにすることで、前記のとおり、柔軟性に加えて、優れた力学物性を有し、プリーツ加工や他部材との接合などの高次加工がしやすいスパンボンド不織布となる。
(1)体積比率を1:1としたクロロホルム/メタノール溶媒中に浸漬させた前記スパンボンド不織布を15分間、45kHz、溶液温度が30℃の条件で超音波処理することで抽出される、有機過酸化物量が100ppm以上1000ppm以下である
(2)メルトフローレートが20g/10分以上400g/10分以下である
(3)ゲル浸透クロマトグラフィー法/多角度光散乱測定器により求められる分子量および回転半径より、3官能ランダム分岐理論を用いて算出される、前記ポリプロピレン系樹脂の1分子当たりの分岐度λが1.0×10-7以上1.0×10-3以下である
この(1)~(3)の条件をすべて満たすことで、柔軟性に加えて、優れた力学物性を有し、プリーツ加工や他部材との接合などの高次加工がしやすいスパンボンド不織布となる。これらについて、さらに詳細を説明する。
(1) スパンボンド不織布の端部を除いた領域から試験片を25mgずつランダムに5点採取する。なお、不織布の端部とは、不織布の幅方向の長さに対して、両端の10%の領域のことを指す。
(2) (1)で得られた試験片を、体積比率を1:1としたクロロホルム/メタノール溶媒中に浸漬させ、15分間、45kHz、溶液温度が30℃の条件で超音波処理する。この超音波処理には、例えば、アズワン株式会社製超音波洗浄器「VS-100III」などを用いることができる。また、試験片の質量に対する前記の溶媒の量は、試験片1mgに対し溶媒0.8mLで行うものとし、溶液温度が30℃に保たれるよう、保冷剤などで冷却しながら抽出する。
(3) (2)で得られた超音波処理後の溶液を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のフィルター(以降、単に「PTFEフィルター」と略記することがある。孔径:0.45μm)で濾過を行い、試料溶液とする。ここで、PTFEフィルターは、例えば、アドバンテック東洋株式会社製「T010A」など)を用いることができる。
(4) 有機過酸化物0.1gを、体積比率1:1としたクロロホルム/メタノール溶液10mLに溶解させ、標準原液(10μg/mL)を調製する。そして、この標準原液を前記のクロロホルム/メタノール溶液で希釈することにより、各濃度(0.1μg/mL、0.2μg/mL、0.5μg/mL、1.0μg/mL)の標準溶液を調製する。このとき、上記の有機過酸化物としては、下記のものが挙げられ、それぞれについて、各濃度の標準溶液を調製する。また、他の方法(例えば、ヨウ素滴定法、ポーラログラフ法など)によって、下記の有機過酸化物以外の有機過酸化物を含有していることが明らかな場合、あるいは、少なくとも含有していることが推測される場合には、当該有機過酸化物の標準溶液も調製する。
・メチルエチルケトンパーオキシド
・メチルイソブチルケトンパーオキシド
・ジベンゾイルパーオキシド
・ジ-(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシド
・ジラウロイルパーオキシド
・ジデカノイルパーオキシド
・ジ-(2,4-ジクロロベンゾイル)パーオキシド
・t-ブチルヒドロパーオキシド
・クメンヒドロパーオキシド
・ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキシド
・2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジヒドロパーオキシド
・ジ-t-ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド
・2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン
・2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3,α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン
・1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン
・2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタン
・t-ブチルパーオキシオクトエート
・t-ブチルパーオキシピバレート
・t-ブチルパーオキシネオデカノエート
・t-ブチルパーオキシベンゾエート
・ジ-(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート
・ジイソプロピルパーオキシジカーボネート
・ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート
・ジ-sec-ブチルパーオキシジカーボネート
・t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート
(5) 前記の試料溶液を用いて、以下の条件で液体クロマトグラフ質量分析(LC/MS/MS)に供する。
・高速液体クロマトグラフィー(HPLC): 例えば、株式会社島津製作所製「LC-20A」など
・質量分析計(MS): 例えば、Sciex製「API4000」など
・カラム: ODS系カラム(例えば、株式会社住化分析センター製「SUMIPAX ODS Aシリーズ」など)
・移動相: 0.1%ギ酸水溶液+メタノール(グラジエント抽出条件)
・注入量: 5μL
・イオン化: エレクトロスプレーイオン化法(ESI)
(6) 各試料溶液のマススペクトル(MS)より有機過酸化物を同定し、前記の有機過酸化物の標準溶液より得られた検量線を用いて、ピーク面積より有機過酸化物量(ppm)を定量する。
(7) 各試験片について測定した値の算術平均値(ppm)の小数点以下第1位を四捨五入し、有機過酸化物量(ppm)を求める。
(1) スパンボンド不織布の端部を除いた領域から試験片を5mgずつランダムに5点採取する。なお、不織布の端部とは、不織布の幅方向の長さに対して、両端の10%の領域のことを指す。
(2) (1)で得られた試験片に対して、1,2,4-トリクロロベンゼン(例えば、富士フイルム和光純薬株式会社製など)5mLを加える。試料が溶解しにくい場合には、前記溶液を165℃で20分間加熱して溶解させても良い。次いで、前記溶液をPTFEフィルター(孔径:0.45μm、例えば、アドバンテック東洋株式会社製「T010A」など)を用いて濾過を行い、試料溶液を作製する。
(3) (2)で得られた試料溶液について、GPC-MALSを用いて、以下の条件で測定を行う。
・ゲル浸透クロマトグラフ(GPC): 例えば、東ソー株式会社製「HLC-8321GPC/HT」など
・示差屈折率検出器: 例えば、東ソー株式会社製「HL-8321GPC/HT」など
・多角度光散乱検出器(MALS): 例えば、Wyatt Technology製「DAWNNEON」など
・カラム: 例えば、昭和電工株式会社製「Shodex HT-806M」など
・溶媒: 1,2,4-トリクロロベンゼン(0.1%BHT添加、例えば、富士フイルム和光純薬株式会社製など)
・カラム温度/検出器温度: 145℃/145℃
・試料溶液注入量: 0.300mL
・データ処理部: GPC:例えば、Wyatt Technology製「Empower」など、MALS:例えば、Wyatt Technology製「ASTRA 8.0.1.21」など
(4) 各試料溶液について、得られたGPC-MALS曲線より、前記のデータ処理ソフトウェアを用いて、各溶出時間における、分子量および回転半径を算出する。ここで、分子量と回転半径の関係について、分岐構造を有するポリプロピレン系樹脂では、分岐構造を有さない直鎖状のポリプロピレン系樹脂(例えば、日本ポリプロ株式会社製「「ノバテック」(登録商標)PP FY6」など)と比較して、同一分子量における回転半径が小さくなることが知られている。3官能ランダム分岐理論では、回転半径Sと各分子量における分岐点数λMとの間に以下の式が成り立つ。
(5) 上式を用いて、各試料の分岐点数λMを求める。次いで、前記の分岐点数λMを対応する絶対分子量で除した値(単位なし)の有効数字の小数点以下第2位を四捨五入し、1分子あたりの分岐点数(単位なし)を算出する。
(6) (5)で算出した1分子あたりの分岐点数の内、絶対分子量10万以上の領域での最大値を1分子当たりの分岐度λとする。なお、1分子当たりの分岐度λは、1.0×10-8以下の場合は、検出下限以下であるため、0とみなす。
(1) スパンボンド不織布の端部を除いた領域から25mm×30mmの試験片を、不織布の長さ方向と不織布の幅方向のそれぞれについて、ランダムに3枚採取する。なお、不織布の端部とは、不織布の幅方向の長さに対して、両端の10%の領域のことを指す。
(2) 試験片をつかみ間隔20mmで引張試験機にセットする。
(3) 引張速度20mm/分で引張試験を実施し、最大点荷重(N/25mm)を測定し、各試験片で測定した長さ方向と幅方向のすべての最大点荷重の算術平均値(N/25mm)を求める。
(4) 前述の方法で測定した目付(g/m2)、最大点荷重の算術平均値(N/25mm)から、下記式に従って目付当たりの引張強度を算出し、小数点以下第3位を四捨五入する。
(1) スパンボンド不織布の端部を除いた領域から25mm×250mmの試験片を、不織布の長さ方向と不織布の幅方向のそれぞれについて、ランダムに3枚採取する。なお、不織布の端部とは、不織布の幅方向の長さに対して、両端の10%の領域のことを指す。
(2) 試験片を41.5°カンチレバー形試験機にセットし、鋼製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。
(3) 試験片が斜面に接触するまで鋼製定規を移動し、試験片の突き出た長さを1mmまで鋼製定規から読み取る。1つの試験片について表裏及び両端の4回測定を行い、それらの算術平均値の半分を曲げ長さ(cm)とする。
(4) さらに長さ方向、幅方向それぞれについて、すべての試験片の曲げ長さの算術平均値(cm)を求め、小数点以下第2位を四捨五入して全平均の曲げ長さ(cm)とする。
(5) 前述の方法で測定した目付(g/m2)、全平均の曲げ長さ(cm)から、下記式に従って剛軟度(mN・cm)を算出し、小数点以下第2位を四捨五入する。
・剛軟度(mN・cm)=目付(g/m2)×[全平均の曲げ長さ(cm)]3×10-3。
本発明のスパンボンド不織布の製造方法は、原料樹脂に有機過酸化物を添加し、該原料樹脂を分解して、以下の条件(1)~(3)を満たすように調製されたポリプロピレン系樹脂を得る工程と、前記ポリプロピレン系樹脂を紡出して、平均単繊維径が5.0μm以上20.0μm以下である繊維を得る工程と、前記繊維を捕集する工程と、を有する。
(1)体積比率を1:1としたクロロホルム/メタノール溶媒中に浸漬させた前記スパンボンド不織布を15分間、45kHzの条件で超音波処理することで抽出される、有機過酸化物残量が100ppm以上1000ppm以下である
(2)前記ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレートが20g/10分以上400g/10分以下である
(3)ゲル浸透クロマトグラフィー法/多角度光散乱測定器により求められる分子量および回転半径より、3官能ランダム分岐理論を用いて算出される、前記ポリプロピレン系樹脂の1分子当たりの分岐度λが1.0×10-7以上1.0×10-3以下である
これについて、具体例を説明する。
本発明のスパンボンド不織布の製造方法において、まず、原料樹脂に有機過酸化物を添加し、該原料樹脂を分解する。このとき用いられる原料樹脂とは、繰り返し単位に占めるプロピレン単位のモル分率が80モル%~100モル%である樹脂を意味する。そのため、原料樹脂の具体例としては、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。原料樹脂として、プロピレンと各種α-オレフィンとの共重合体を用いる場合、各種α-オレフィンの共重合比率は、スパンボンド不織布の引張強度を高めるため、10mol%以下が好ましく、より好ましくは5mol%以下であり、さらに好ましくは3mol%以下である。
本工程では、前記のポリプロピレン系樹脂を紡出して、平均単繊維径が5.0μm以上20.0μm以下である繊維を得る。
紡糸速度(km/分)=Q・1000/((W/2)2×π×ρ)
(式中、Qは単孔吐出量(g/分)を表し、Wは平均単繊維径(μm)を表し、ρは密度(g/cm3)を表す。本発明に用いるポリプロピレン系樹脂においては密度の値は0.91を用いる。また、平均単繊維径の値は、前記の[繊維]で記載した方法によって測定、算出される値を用いる)。
空気牽引された糸条(繊維)は、周囲の空気流速を減じるような開繊部を通過することにより開繊され、その後、裏面から空気吸引されるネットコンベアーに着地し、繊維ウェブとして捕集される方法をとることができる。
そして、捕集された繊維ウェブは、そのままスパンボンド不織布としてもよいが、より好ましくは、10m/分以上1000m/分以下の速度でコンベア搬送して、繊維ウェブに熱接着加工などを行うことによりスパンボンド不織布を得ることである。上記の繊維ウェブを構成する繊維を熱接着により一体化する方法としては、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、および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、各種のロールにより熱接着する方法が挙げられる。
本発明の積層不織布は、前記のスパンボンド不織布を含む。本発明のスパンボンド不織布は、単独でも引張強度に優れるが、熱融着性不織布と積層することにより、さらに優れた力学物性を発現する。熱融着性不織布とは、例えば、軟化温度が低く熱融着性に優れたメルトブロー不織布や、メタロセン触媒により重合された低融点のポリプロピレン系樹脂からなるスパンボンド不織布が挙げられる。そして、積層不織布の積層構成としては、スパンボンド不織布をS、メルトブロー不織布をMとして、例えば、S/M、S/S、S/M/M、M/S/M、S/S/M、S/M/S、S/M/M/S、S/M/M/M/Sなどが挙げられる。また、前記の積層不織布の好ましい製造方法としては、複数の紡糸口金から吐出された、各不織布層をコンベア上で積層し、得られた積層ウェブを、エンボスロール等を用いて部分接着させる方法が挙げられる。
本発明の衛生材料および衣料は、スパンボンド不織布または前記の積層不織布を少なくとも一部に具備してなる。前記のスパンボンド不織布および前記の積層不織布は、柔軟性や肌触りに優れ、地合が均一であり、実用に供しうる十分な引張強度を有していることから、着用時の快適性に優れた衛生材料および衣料が得られる。
実施例中の各特性値は、次の方法で求めた。なお、測定方法について特段記載のないものについては、前記された方法によって測定されたものとする。
スパンボンド不織布のMFRは、前記の方法に従って、株式会社東洋精機製作所製メルトインデックサ「F-F01」を用いて測定した。
スパンボンド不織布中の有機過酸化物量は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)として、株式会社島津製作所製「LC-20A」、質量分析計(MS)として、Sciex製「API4000」、カラムとして、株式会社住化分析センター製「SUMIPAX ODS Aシリーズ」を用いて測定、算出を行った。
スパンボンド不織布の分岐度λは、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)として、東ソー株式会社製「HLC-8321GPC/HT」、示差屈折率検出器として、東ソー株式会社製「HL-8321GPC/HT」、多角度光散乱検出器(MALS)として、Wyatt Technology製「DAWNNEON」、カラムとして、昭和電工株式会社製「Shodex HT-806M」を用いて測定し、排出曲線のデータ解析は、Wyatt Technology製「Empower」およびWyatt Technology製「ASTRA 8.0.1.21」を用い、分岐構造を有さない直鎖状のポリプロピレン系樹脂として、日本ポリプロ株式会社製「「ノバテック」(登録商標)PP FY6」を用いて、前記の方法で測定、算出を行った。
ポリプロピレン系樹脂のMn、Mw、Mzは、PTFEフィルターとして、アドバンテック東洋株式会社製「T010A」を、装置として、Polymer Laboratories社製「PL-220」を、カラムとして、Shodex HT-G(ガードカラム)+Shodex HT-806M×2本(8.0mm×30cm、昭和電工株式会社製)を、標準試料として、東ソー株式会社製単分散ポリスチレン、東京化成工業株式会社製ジベンジルを用い、前記の方法で測定し、排出曲線のデータ解析は、Wyatt Technology製「Empower」を用いた。
繊維の平均単繊維径の測定には、株式会社キーエンス製「VHX-2000」を用いた。また、得られた平均単繊維径より前述の式より紡糸速度(km/分)を求めた。
繊維の分子配向Δnは、偏光顕微鏡として、オリンパス株式会社製「BH2」を用いて、前記の方法で測定した。
繊維の引張強度(cN/dtex)は、引張試験機として、株式会社オリエンテック製「UTM-III-100」を用いて、前記の方法で測定した。
スパンボンド不織布の目付は、前記の方法で測定、算出した。
スパンボンド不織布の単位目付当たりの引張強度の測定には、引張試験機として、株式会社オリエンテック製「UTM-III-100」を用いて、前記の方法で測定、算出した。
スパンボンド不織布の剛軟度は、前記の方法で測定した。
スパンボンド不織布の端部以外の領域の10cm角の領域をルーペで目視観察し、糸切れに起因して繊維径が平均の繊維直径よりも2倍以上太くなっているもの、また繊維の切れ端が丸くなって平均の繊維直径よりも2倍以上太く見えるものを欠点として扱い、その個数を数えた。この観察を不織布の長手(MD)方向に5回繰り返し、合計の個数をスパンボンド不織布の欠点数(個)とした。なお、不織布の端部とは、不織布の幅方向の長さに対して、両端の10%の領域のことを指す。
プリーツ加工や他部材との接合などの高次加工のしやすさを把握するために、スパンボンド不織布の端部を除いたシート状の試験片(幅:100mm、長さ:300m)を用意し、線圧を300N/cmに設定した、1対のシリコンゴム製(硬度:12°)ローラー(ゴム部外径:15cm、表面粗さRa: 6.3μm)間を20m/分で10分間走行させた。このときのロールへの繊維などの付着の有無と、スパンボンド不織布の状態を観察し、次の基準で点数付けを行い加工性(点)とした。4点以上のものを加工性に優れるスパンボンド不織布と判断した。なお、不織布の端部とは、不織布の幅方向の長さに対して、両端の10%の領域のことを指す。
・5点:ロールに繊維の付着がなく、不織布の毛羽、破れも見られない。
・4点:ロールに繊維の付着があるが、不織布の毛羽、破れは見られない。
・3点:ロールに繊維の付着があり、不織布の毛羽もあるが、破れは見られない。
・2点:ロールに繊維の付着があり、不織布の毛羽もあり、破れがある。
・1点:シートの破れによりロールに不織布が巻きつく。
スパンボンド不織布の端部を除いた領域から採取した10cm角の試験片を、株式会社ジャパン・ティッシュ・エンジニアリング社製「LabCyte EPI-MODEL24well 6日培養品」(敏感肌想定ヒト表皮モデル)とともに、培地内で、37℃で24時間培養した。培養後、ISO 10993-5:2009「医療機器の生物学的評価」 AnnexCに基づき、3-(4,5-ジメチル-2-チアゾリル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)アッセイを添加して色素検出を行い、OD570の吸光度を測定することで、細胞生存率(%)を算出し、次の基準(〇、△、×)で評価した。
・〇:細胞生存率が99%以上
・△:細胞生存率が95%以上99%未満
・×:細胞生存率が95%未満
なお、不織布の端部とは、不織布の幅方向の長さに対して、両端の10%の領域のことを指す。
実施例、比較例で使用した原料樹脂、ポリプロピレンマスターバッチ、有機過酸化物は、以下のとおりである。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが6g/10分、Mwが458000、Mw/Mnが5.31、Mz/Mwが2.79、分岐度λが1.0×10-6であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが0.3g/10分、Mwが1319362、Mw/Mnが6.31、Mz/Mwが3.06、分岐度λが1.0×10-6であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが0.05g/10分、Mwが2483427、Mw/Mnが7.55、Mz/Mwが4.79、分岐度λが1.0×10-6であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが10g/10分、Mwが382638、Mw/Mnが4.90、Mz/Mwが2.54、分岐度λが1.0×10-6であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが15g/10分、Mwが331610、Mw/Mnが4.55、Mz/Mwが2.45、分岐度λが1.0×10-6であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが0.01g/10分、Mwが4383165、Mw/Mnが7.98、Mz/Mwが5.11、分岐度λが1.0×10-6であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが0.3g/10分、Mwが1319362、Mw/Mnが6.31、Mz/Mwが3.06、分岐度λが1.0×10-5であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが0.3g/10分、Mwが1319362、Mw/Mnが6.31、Mz/Mwが3.06、分岐度λが1.0×10-7であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが60g/10分、Mwが204987、Mw/Mnが7.98、Mz/Mwが5.11、融点が160℃、分岐度λが1.0×10-6であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが230g/10分、Mwが151000、Mw/Mnが5.31、Mz/Mwが2.70、分岐度λが0であるポリプロピレン。
ジーグラー・ナッタ触媒を用いて得られたプロピレン単独重合体であり、MFRが3.3g/10分、Mwが575000、Mw/Mnが6.69、Mz/Mwが3.20、分岐度λが0であるポリプロピレン。
Polytechs社製「VMPP10X」(ポリプロピレンマスターバッチ:2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン10質量%含有)。
日油株式会社製「パーヘキサ25B」(有機過酸化物:2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン)。
(a)ポリプロピレン系樹脂を得る工程
原料樹脂A100質量部に対し、ポリプロピレンマスターバッチαを2.5質量部チップブレンドした。そして、前記でブレンドしたチップを単軸エクストルーダーによって230℃で溶融押出しし、ギアーポンプで計量しつつ紡糸口金に溶融樹脂を供給した。得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが200g/10分、Mwが132899、Mw/Mnが2.95、Mz/Mwが1.85、分岐度λが1.0×10-6であった。
続いて、紡糸温度(口金温度)は230℃とし、孔径Dが0.30mmで、ランド長Lが0.75mmの口金孔から、単孔吐出量0.4g/分の条件でポリプロピレン系樹脂を吐出させた。口金孔の直上に位置する導入孔はストレート孔とし、導入孔と口金孔の接続部分はテーパーとした紡糸口金を用いた。
続いて、前記で得られた繊維を、周囲の空気流速が減じられるような開繊部を通過することにより開繊させ、その後、裏面から空気吸引されるネットコンベアー上に着地させることで捕集し、繊維ウェブを得た。この後、繊維ウェブを、11m/分の速度で搬送した。
引き続き、上記のようにして得られた繊維ウェブを、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用い、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、130℃の温度で熱接着し、目付が30g/m2のスパンボンド不織布を得た。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Bに変えたこと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から3.5km/分に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが55g/10分、Mwが209623、Mw/Mnが2.97、Mz/Mwが1.91、分岐度λが1.0×10-6であった。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Cに変えたこと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から2.5km/分に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが20g/10分、Mwが299587、Mw/Mnが2.98、Mz/Mwが1.93、分岐度λが1.0×10-6であった。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Dに変えたこと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から4.5km/分に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが380g/10分、Mwが105955、Mw/Mnが2.92、Mz/Mwが1.83、分岐度λが1.0×10-6であった。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Eに変えたこと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から4.5km/分に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが500g/10分、Mwが96173、Mw/Mnが2.90、Mz/Mwが1.81、分岐度λが1.0×10-6であった。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Fに変えたこと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から2.0km/分に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが10g/10分、Mwが382637、Mw/Mnが3.00、Mz/Mwが1.95、分岐度λが1.0×10-6であった。
工程(a)において、原料樹脂A100質量部に対し、ポリプロピレンマスターバッチαを2.5質量部チップブレンドしていたところ、原料樹脂B100質量部に対し、有機過酸化物βを0.25質量部チップブレンドすることとしたこと、そして、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から3.5km/分に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが55g/10分、Mwが209623、Mw/Mnが2.97、Mz/Mwが1.91、分岐度λが1.0×10-6であった。
工程(a)において、溶融押出する際の温度が230℃であったところ、200℃に変更したこと以外は、実施例2と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが55g/10分、Mwが209623、Mw/Mnが2.97、Mz/Mwが1.96、分岐度λが1.0×10-6であった。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Gに変えたこと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から1.5km/分に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが55g/10分、Mwが209623、Mw/Mnが2.97、Mz/Mwが1.91、分岐度λが1.0×10-5であった。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Hに変えたこと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から3.5km/分に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが55g/10分、Mwが209623、Mw/Mnが2.96、Mz/Mwが1.91、分岐度λが1.0×10-7であった。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Iに変え、ポリプロピレンマスターバッチαを用いないこととした(有機過酸化物を添加しないこととした)こと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から3.5km/分と変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが55g/10分、Mwが209623、Mw/Mnが3.22、Mz/Mwが2.36、分岐度λが1.0×10-6であった。
工程(a)において、溶融押出する際の温度が230℃であったところ、180℃に変更したこと以外は、実施例2と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが55g/10分、Mwが209623、Mw/Mnが2.97、Mz/Mwが1.96、分岐度λが1.0×10-6であった。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Jに変え、ポリプロピレンマスターバッチαを用いないこととした(有機過酸化物を添加しないこととした)こと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から4.2km/分と変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが230g/10分、Mwが151000、Mw/Mnが5.31、Mz/Mwが2.70、分岐度λが0であった。
工程(a)において、原料樹脂A100質量部に対し、ポリプロピレンマスターバッチαを2.5質量部チップブレンドしていたところ、1.1質量部チップブレンドすることとしたこと、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から3.5km/分に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが55g/10分、Mwが209000、Mw/Mnが3.71、Mz/Mwが2.26、分岐度λが5.0×10-7であった。
工程(a)において、原料樹脂A100質量部に対し、ポリプロピレンマスターバッチαを2.5質量部チップブレンドしていたところ、3.5質量部チップブレンドすることとしたこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが380g/10分、Mwが105000、Mw/Mnが2.80、Mz/Mwが1.80、分岐度λが5.0×10-5であった。
工程(a)において、原料樹脂Aを原料樹脂Kに変え、工程(b)において、紡糸速度を4.0km/分から3.6km/分と変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが220g/10分、Mwが147000、Mw/Mnが2.96、Mz/Mwが1.91、分岐度λが0であった。
工程(c)において、熱エンボスロールでの接着温度を130℃から135℃に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法でスパンボンド不織布を得た。なお、工程(a)において得られたポリプロピレン系樹脂のMFRが200g/10分、Mwが132899、Mw/Mnが2.95、Mz/Mwが1.85、分岐度λが1.0×10-6であった。
Claims (7)
- ポリプロピレン系樹脂からなる繊維で構成されてなるスパンボンド不織布であって、前記スパンボンド不織布が以下の条件(1)~(3)を満たし、前記繊維の平均単繊維径が5.0μm以上20.0μm以下である、スパンボンド不織布。
(1)体積比率を1:1としたクロロホルム/メタノール溶媒中に浸漬させた前記スパンボンド不織布を15分間、45kHz、溶液温度が30℃の条件で超音波処理することで抽出される、有機過酸化物量が100ppm以上1000ppm以下である
(2)メルトフローレートが20g/10分以上400g/10分以下である
(3)ゲル浸透クロマトグラフィー法/多角度光散乱測定器により求められる分子量および回転半径より、3官能ランダム分岐理論を用いて算出される、前記ポリプロピレン系樹脂の1分子当たりの分岐度λが1.0×10-7以上1.0×10-3以下である - 前記ポリプロピレン系樹脂がさらに以下の条件(4)および(5)も満たす、請求項1に記載のスパンボンド不織布。
(4)2.50≦Mw/Mn≦3.20
(5)1.82≦Mz/Mw≦2.20
ここで、Mw、Mn、Mzは、それぞれゲル浸透クロマトグラフィー法により求められる重量平均分子量、数平均分子量、z平均分子量である。 - 原料樹脂に有機過酸化物を添加し、該原料樹脂を分解して、以下の条件(1)~(3)を満たすように調製されたポリプロピレン系樹脂を得る工程と、
前記ポリプロピレン系樹脂を紡出して、平均単繊維径が5.0μm以上20.0μm以下である繊維を得る工程と、
前記繊維を捕集する工程と、を有する、請求項1または2に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
(1)体積比率を1:1としたクロロホルム/メタノール溶媒中に浸漬させた前記スパンボンド不織布を15分間、45kHz、溶液温度が30℃の条件で超音波処理することで抽出される、有機過酸化物量が100ppm以上1000ppm以下である
(2)メルトフローレートが20g/10分以上400g/10分以下である
(3)ゲル浸透クロマトグラフィー法/多角度光散乱測定器により求められる分子量および回転半径より、3官能ランダム分岐理論を用いて算出される、前記ポリプロピレン系樹脂の1分子当たりの分岐度λが1.0×10-7以上1.0×10-3以下である - 前記原料樹脂が、リサイクル樹脂である、請求項3に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
- 請求項1に記載のスパンボンド不織布を含む、積層不織布。
- 請求項1に記載のスパンボンド不織布、または、請求項5に記載の積層不織布を用いてなる、衛生材料。
- 請求項1に記載のスパンボンド不織布、または、請求項5に記載の積層不織布を用いてなる、衣料。
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