JPWO2008117805A1 - 混合長繊維不織布およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明によれば、嵩高性、柔軟性および風合いに優れながら、例えば衣料あるいはワイピングクロスなど不織布表面が擦られる用途に用いる場合にも繊維の脱落が少ない、即ち、リントフリー性に優れる不織布を得ることができる。
本発明の混合長繊維不織布は、分割長繊維と捲縮長繊維とを含み、好ましくは捲縮長繊維の総量が(分割長繊維と捲縮長繊維の総重量を100重量%とする)、10〜90重量%であることを特徴とする。

Description

本発明は、柔軟性、風合いおよびリントフリー性に優れる分割長繊維と捲縮長繊維とを含んでなる混合長繊維不織布およびその製造方法に関する。
極細繊維からなる不織布は、柔軟性、風合いなどに優れ、衣料、使い捨てオムツ、衛生用品、ワイピングクロスなどの材料として広く使用されている。
極細繊維不織布を得る方法としては、例えば、特公平2−14458号公報(特許文献1)では、互いに水膨潤性の異なるポリマーまたは非相溶性の複数のポリマー成分からなる多成分系フィラメントからなる布帛を高圧水流で処理する方法が開示されている。また特公平7−49619号公報(特許文献2)では、熱可塑性樹脂として融点差が30〜180℃である繊維形成性低融点重合体と非相溶の繊維形成性高融点重合体とを用いて、交絡不織布を得る方法が開示されている。さらには、国際公開公報 WO2005/042824(特許文献3)では、相異なる2種類の樹脂を複合紡糸ノズルが備え付けられた紡糸口金から吐出させて、延伸することにより所定の繊度とした分割複合繊維型長繊維を捕集ベルト上に堆積させて不織布とし、さらに伸長力を加えることによって繊度0.01〜2.0デニールの極細繊維不織布にする方法などが開示されている。このように、現在までに種々の方法による不織布が提案されている。
しかしながら、特許文献1および特許文献2の方法では繊維を分割させるために大きなエネルギーを要すること、該繊維がノズル面に付着する虞があること、ノズル内での温度不均一が原因の糸切れが発生することなどに起因して不織布の生産性が大きく低減するという問題がある。
特許文献3においては、実施例にあるようにギア延伸加工により分割される分割繊維不織布が開示されているが、リントフリー性、嵩高性および柔軟性は依然不十分である。したがって、例えば衣料あるいはワイピングクロスなどの用途に用いる観点から、よりリントフリー性、嵩高性および柔軟性が改善された不織布の需要は依然高い。
一方、特開2004−330007号公報(特許文献4)では、分割型複合繊維30〜80質量%と非分割型複合繊維70〜20質量%とを均一に混合してなる繊維ウェブに、水流交絡処理を施してなる不織布製エアーフィルター材の製造方法が提案されているが、かかる特許文献4に具体的に開示されている不織布は10〜100mm程度の短繊維からなる不織布であり、繊維の脱落が多いという問題がある。
また、特許3113124(特許文献5)では、分割型複合繊維をカードにかけた後、物理的衝撃により分割フィブリル化して極細繊維ウェブを製造する方法において、該分割型複合繊維の繊維断面に成分分布の偏りを付与し、延伸後機械捲縮を付与することなく弛緩熱処理して5個/25mm以上の立体捲縮を発現させる製造方法が提案されているが、かかる特許文献5に具体的に開示されている不織布は0.5デニール以下の極細の繊維から構成される不織布であり、やはり繊維の脱落が多いという問題がある。
このように、例えば衣料あるいはワイピングクロスなどの用途に適する不織布、すなわち、リントフリー性、嵩高性および柔軟性にバランスよく優れる不織布は知られていないのが現状である。
特公平2−14458号公報 特公平7−49619号公報 国際公開公報 WO2005/042824 特開2004−330007号公報 特許3113124
本発明の目的は、嵩高性、柔軟性および風合いに優れながら、例えば衣料あるいはワイピングクロスなど不織布表面が擦られる用途に用いる場合にも繊維の脱落が少ない、即ち、リントフリー性に優れる不織布を得ることにある。
本発明者らは、種々検討した結果、分割型複合長繊維および捲縮長繊維からなる不織布とすることで、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、分割型複合長繊維と捲縮長繊維とを含む、好ましくは捲縮長繊維の総量が(分割型複合長繊維と捲縮長繊維との総重量を100重量%とする)、10〜90重量%であることを特徴とする混合長繊維不織布およびその製造方法並びにその用途を提供するものである。
本発明の混合長繊維不織布は、分割型複合長繊維と捲縮長繊維とを含むため、嵩高性、柔軟性および風合いに優れ、しかも前記分割型複合長繊維と前記捲縮長繊維のいずれの繊維も長繊維からなるため、混合長繊維不織布からの繊維の脱落が極めて少ない。
そのため、例えば、上記混合長繊維不織布を含むワイピングクロスや上記混合長繊維不織布を1層以上含む不織布積層体は、嵩高性、柔軟性および風合いに優れるばかりでなく、リントフリー性に優れるため、拭き取り性に優れる。
また、本発明の製造方法によれば、上記混合長繊維不織布を生産性よく製造することができる。
本発明に係る分割型複合長繊維の横断面の一例を示した模式図である。分割処理前の断面形態の例として(a)〜(d)の4形態を挙げた。なお、(e)は(a)を分割処理した後の断面形態の一例である。図中、白塗り部分と黒塗り部分はそれぞれ組合せる樹脂を表す。 本発明に係る捲縮複合長繊維の横断面の一例を示した模式図である。(a)〜(c)の3形態を挙げた。図中、白塗り部分と黒塗り部分はそれぞれ組合せる樹脂を表す。 本発明の実施例及び比較例に用いたスパンボンド装置の概略図である。 本発明の実施例に用いた紡糸用口金のノズルピッチを示す概念図である。白塗り部分と黒塗り部分はそれぞれ異なる吐出孔形状を表す。
符号の説明
1 押出機
2 紡糸用口金
3 紡出された繊維
4 繊維を冷却するための空気(クレンチエアー)
5 繊維を延伸するためのエジェクター
6 コレクター装置
7 サクションユニット
8 不織布(ウェブ)
9 ボンディングユニット
10 ワインダー
分割型複合長繊維
本発明の分割型複合長繊維は、樹脂(A)からなる部と樹脂(B)からなる部とが互いに接してなる複合長繊維であって、樹脂(A)と樹脂(B)とが分割する性質を有する複合長繊維である。
複合長繊維の形状(断面)は、樹脂(A)部と樹脂(B)部とが互いに接する限り、特に限定はされないが、〔図1(a)〜図1(d)〕などのように分割しやすい性質を有することが特に好ましい。
分割長繊維
本発明の混合長繊維不織布を構成する成分の一つである分割長繊維は、少なくとも二成分からなる分割型複合長繊維を高圧水流等の物理的処理により複数の繊維に分割してなる長繊維である。
本発明に係る分割長繊維は、少なくとも二種の分割長繊維からなる。本発明に係る分割長繊維の繊度は、通常、0.001〜2.0デニール、好ましくは0.001〜1.2デニールの範囲にある。
本発明に係る分割長繊維を構成する成分は、特に限定はなく、種々公知の熱可塑性樹脂、例えば、
エチレンの単独重合体、あるいはエチレンとプロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル・1−ペンテン、1−オクテン等に代表される1種以上のα−オレフィンとの共重合体として知られる、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン(所謂LLDPE)、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなどのエチレン系重合体;プロピレンの単独重合体(ポリプロピレン)、あるいはプロピレンとエチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル・1−ペンテン、1−オクテン等に代表される1種以上のα−オレフィンとの共重合体であるプロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・エチレン・1−ブテンランダム共重合体、プロピレン・1−ブテンランダム共重合体(所謂プロピレンランダム共重合体)などのプロピレン系重合体;ポリ1−ブテン、1−ブテン・エチレンランダム共重合体、1−ブテン・プロピレンランダム共重合体などの1−ブテン系重合体;ポリ4−メチル・1−ペンテン、4−メチル・1−ペンテン・1−デセンランダム共重合体、4−メチル・1−ペンテンと1種以上の炭素数12〜20のα―オレフィンとの共重合体などの4−メチル・1−ペンテン系重合体;エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体、アイオノマー等のエチレン・酸(誘導体)共重合体;エチレン・スチレン共重合体、アイソタクチックポリスチレンなどの結晶性ポリスチレン;等のオレフィン系重合体:
ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート共重合体、ポリエチレンナフタレート、ポリ1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル、ポリ3−ヒドロキシブチレート、ポリ3−ヒドロキシバリレート、ポリカプロラクトン、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸あるいはその共重合体等の脂肪族ポリエステルなどポリエステル:
ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン6T、ナイロン6I、ナイロン9T等のポリアミド:
ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレンブロックコポリマー(SBSと呼称)、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロックコポリマー(SISと呼称)、それらの水素添加物であるポリスチレン−ポリエチレン・ブチレン−ポリスチレンブロックコポリマー(SEBSと呼称)、及びポリスチレン−ポリエチレン・プロピレン−ポリスチレンブロックコポリマー(SEPSと呼称)に代表される少なくとも1個のスチレン等の芳香族ビニル化合物から構成される重合体ブロックと少なくとも1個のブタジエンあるいはイソプレン等の共役ジエン化合物から構成される重合体ブロックとからなるブロック共重合体、あるいはその水素添加物に代表されるスチレン系エラストマー;高結晶性の芳香族ポリエステルと非晶性の脂肪族ポリエーテルとから構成されるブロック共重合体に代表されるポリエステル系エラストマー;結晶性で高融点のポリアミドと非晶性でガラス転移温度(Tg)が低いポリエーテルもしくはポリエステルから構成されるブロック共重合体に代表されるポリアミド系エラストマー;ハードセグメントがポリウレタンから構成され、ソフトセグメントがポリカーボネート系ポリオール、エーテル系ポリオール、カプロラクトン系ポリエステルもしくはアジペート系ポリエステル等から構成されるブロック共重合体に代表される熱可塑性ポリウレタン系エラストマー、非晶性もしくは低結晶性のエチレン・α−オレフィンランダム共重合体、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体、プロピレン・エチレン・α−オレフィンランダム共重合体等を単独で用いるか、前記非晶性もしくは低結晶性のランダム共重合体とプロピレン単独重合体とを混合するか、あるいは前記非晶性もしくは低結晶性のランダム共重合体と、プロピレンと少量のα−オレフィンとの共重合体、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン等の結晶性のポリオレフィンとを混合したポリオレフィン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、フッ素系エラストマー等の熱可塑性エラストマー:
その他、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アイオノマーあるいはこれら2種以上の混合物等が挙げられる。
これら熱可塑性樹脂は、溶融紡糸して繊維形成能がある限り、溶融粘度等は特に限定はされない。
熱可塑性樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、通常用いられる酸化防止剤、耐候安定剤、耐光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、ブロッキング防止剤、滑剤、核剤、顔料等の添加剤或いは他の重合体を必要に応じて配合することができる。
かかる熱可塑性樹脂としては、分割長繊維の素となる分割型複合長繊維が、高圧水流等の物理的処理により容易に複数の繊維に分割し得るように、前記互いに相溶性がない熱可塑性樹脂を適宜選択する必要がある。
分割型複合長繊維の構成としては、例えば、エチレン系重合体/プロピレン系重合体、オレフィン系重合体/ポリエステル、オレフィン系重合体/ポリアミド、ポリエステル/ポリアミド、熱可塑性エラストマー/オレフィン系重合体等を例示できる。
これら構成の中でも、オレフィン系重合体/ポリエステルの組合せが好ましい。オレフィン系重合体/ポリエステルの組合せとしては、オレフィン系重合体として、プロピレン系重合体、特にα−オレフィンランダム共重合体を用い、ポリエステルとして脂肪族ポリエステル、特にポリ乳酸を用いる組合せが好ましい。このような組合せで分割型複合長繊維を構成すると、該分割複合長繊維の分割が容易となり、分割に要するエネルギー、例えば、ウォータージェットの圧力等を小さくすることができる。これにより、不織布に与えるダメージを小さくすることができ、分割長繊維を含む混合長繊維不織布からの繊維の脱落が少なくすることが可能となる。
なお、前記分割複合長繊維を構成する樹脂の融点差が大きいと、成形時に低融点側のポリマーの低分子量成分がガス化してノズル面に付着したり、あるいはノズル内での温度不均一が原因となり糸切れが発生したりして、生産性を大きく低減させることがある。
したがって、上記オレフィン系重合体/ポリエステルの組合せにおいては、その融点差が30℃未満、好ましくは25℃以下になるように、ポリエステルおよびオレフィン系重合体を夫々選択することが特に好ましい。このような組合せから構成される分割複合長繊維は、上記ノズル面への付着ノズル内の糸切れを発生するおそれもなく、さらに分割型複合長繊維の分割がより容易であることから、ポリエステルの配向結晶化が促進されて高強度化され、分割長繊維の脱落もより少なくなるので好ましい。
捲縮長繊維
本発明の混合長繊維不織布を構成する他の成分の一つである捲縮長繊維は、長繊維が捲縮している繊維であり、好ましくは、捲縮数が15個/25mm以上の捲縮繊維、中でも20個/25mm以上、特に20〜40個/25mmの範囲の捲縮長繊維が、高強度でかつ嵩高な点で好ましい。
本発明に係る捲縮長繊維は、その繊度が、通常、0.5〜5.0デニール、好ましくは1.0〜3.0デニールの範囲にあり、かつ分割性を有しないことが、リントフリー性を向上させる点で好ましい。
本発明に係る捲縮長繊維は、捲縮を有する限り、単一の熱可塑性樹脂から構成されていてもよい。捲縮長繊維の構造(形状)としても特に限定はされず、種々の構造、例えば、円、角、星型、異型断面あるいは偏心芯鞘型、並列型等の二成分以上の熱可塑性樹脂からなる複合構造であってもよい。
中でも、偏心芯鞘型、並列型等の二成分以上の熱可塑性樹脂からなる複合構造からなる偏心芯鞘型捲縮長繊維または並列型捲縮長繊維が捲縮性に優れ、且つ安定的に紡糸可能な点で好ましい。
本発明に係る捲縮長繊維を構成する成分も、特に限定はなく、前記分割長繊維を構成する種々公知の熱可塑性樹脂を同じく使用し得る。
捲縮長繊維として偏心芯鞘型捲縮長繊維または並列型捲縮長繊維を用いる場合は、結晶化度、収縮性が異なる異種の熱可塑性樹脂を組合せて用いると、その結晶化度、収縮性の違いをより効果的に利用でき、捲縮性に優れた捲縮長繊維とすることができることから好ましい。かかる組合せとしては、例えば、プロピレン系重合体/プロピレン・エチレンランダム共重合体、エチレン系重合体/プロピレン系重合体、オレフィン系重合体/ポリエステル、オレフィン系重合体/ポリアミド、熱可塑性エラストマー/オレフィン系重合体等を例示できる。
混合長繊維不織布
本発明の混合長繊維不織布は、実質的に均一な単層中に前記分割長繊維および前記捲縮長繊維、好ましくは捲縮長繊維を10〜90重量%、より好ましくは40〜80重量%含む混合長繊維不織布(分割長繊維と捲縮長繊維の総重量を100重量%とする)である。
本発明の混合長繊維不織布は、少なくとも二種以上の前記分割長繊維および前記捲縮長繊維を含むので、例えば少なくとも二種以上の分割長繊維および非捲縮の長繊維を含む混合長繊維不織布と比較して、嵩高性、柔軟性および風合いに優れ、しかも繊維の脱落が極めて少ない不織布とすることができる。
本発明の混合長繊維不織布は、通常、目付けが通常3〜200g/m2、好ましくは10〜150g/m2の範囲にある。
本発明の混合長繊維不織布は、リントフリー性が優れ、具体的には実施例に記載のリントフリー性評価における不織布の両面ともに脱落繊維量が0.1mg/m2以下であることが好ましい。
本発明の混合長繊維不織布は、用途により、種々公知の交絡方法、例えば、ニードルパンチ、ウォータージェット、超音波等の手段を用いる方法、あるいはエンボスロールを用いる熱エンボス加工またはホットエアースルーを用いることにより一部熱融着する方法により交絡しておいてもよい。かかる交絡方法は単独でも複数の交絡方法を組合せて用いてもよい。
熱エンボス加工により熱融着する場合は、通常、エンボス面積率が5〜20%、好ましくは5〜10%、非エンボス単位面積が0.5mm2以上、好ましくは4〜40mm2の範囲にある。非エンボス単位面積とは、四方をエンボス部で囲まれた最小単位の非エンボス部において、エンボスに内接する四角形の最大面積である。
本発明の混合長繊維不織布が、かかる範囲のエンボスを有すると、柔軟性や嵩高性などを低下させることなく、優れたリントフリー性を示し、ゆえに、柔軟性、嵩高性、リントフリー性のバランスに優れるため好ましい。
混合長繊維不織布の製造方法
本発明の混合長繊維不織布は、例えば、同一紡糸ダイに複数の分割長繊維を得ることができる分割型複合長繊維形成用ノズル孔と複数の捲縮長繊維形成用ノズル孔とを備えたダイを用いて製造することができる。より具体的には、該ダイを用いて、少なくとも2種以上の前記熱可塑性樹脂からなる分割型複合長繊維と捲縮長繊維とが混合(混繊)した長繊維不織布をスパンボンド法により製造した後、長繊維不織布に高圧液体流を接触させて、分割型複合長繊維を2種以上の分割長繊維に分割することにより製造し得る。このような製造方法により得られた混合長繊維不織布は、分割長繊維と捲縮長繊維とがより均一に混合されていると、分割長繊維が良好に絡み合うことからリントフリー性に優れており、かつ、捲縮長繊維が捲縮を形成していることにより柔軟性と嵩高性とにより優れるため好ましい。
また、本発明の混合長繊維不織布は、種々の製造方法により製造することができ、そのような製造方法としては以下のような方法が挙げられる。例えば、予め、複数の分割長繊維を得ることができる分割型複合長繊維形成用ノズルを備えたダイを用いて少なくとも2種以上の前記熱可塑性樹脂からなる分割型複合長繊維不織布をスパンボンド法により製造し、一方で複数の捲縮長繊維形成用ノズル孔を備えたダイを用いて分割型複合長繊維不織布をスパンボンド法により製造して、各々の長繊維不織布を用意する。次いで、分割型複合長繊維不織布と捲縮長繊維不織布とを積層した後、当該積層体に高圧液体流を接触させて、分割型複合長繊維を分割するとともに、分割長繊維と捲縮長繊維とを混合することにより前記混合長繊維不織布を製造する;予め、複数の分割長繊維を得ることができる分割型複合長繊維形成用ノズルを備えたダイを用いて、少なくとも2種以上の前記熱可塑性樹脂より、分割型複合長繊維からなる長繊維不織布をスパンボンド法にて得る。次いで、分割型複合長繊維からなる長繊維不織布に高圧液体流を接触させ、分割型複合長繊維を分割して分割長繊維不織布を製造する。次いで、かかる分割長繊維不織布と、複数の捲縮長繊維形成用ノズル孔を備えたダイを用いてスパンボンド法により製造された捲縮長繊維からなる長繊維不織布を積層する。次いで、当該積層体に高圧液体流を接触させて、分割長繊維と捲縮長繊維とを混合することにより前記混合長繊維不織布を製造する;まず、分割型複合長繊維と捲縮長繊維とを、混合繊維用紡糸ノズルを有する紡糸金型から吐出させる。次いで、紡出された分割型複合長繊維と捲縮長繊維とからなる混合長繊維を、冷却流体により冷却しながら、流体で混合長繊維に張力を加えて細化させて、捕集ベルト上に捕集して堆積させることにより前記混合長繊維不織布を製造する;等の方法が挙げられる。
前記積層体に高圧液体流を接触させて分割型複合長繊維あるいは分割長繊維と捲縮長繊維とを混合する場合は、具体的には、例えば、高圧液体流による分割割繊と交絡の付与工程との前に、交絡等を促進させるために、不織布積層体の構成単糸間に存在する空気を水で置換することが好ましい。具体的には、ウェブに水を付与すればよい。
高圧液体流は液体をノズル孔に通して高圧ポンプで昇圧して噴射すれば得ることができる。ノズル孔は、通常、その孔径が0.05〜1.0mmであり、更に好ましくは0.1〜0.5mmの範囲である。また、高圧液体流の圧力は、通常5〜400MPa、好ましくは50〜300MPaの範囲である。また、液体としては取扱いの容易さから、水または温水が適用され、その比抵抗値は、公知の水質測定装置で測定したときに、10MΩ・cm以上であることが好ましい。更には、15MΩ・cm以上の純水を使用することがより好ましい。
ノズル孔と不織布積層体との距離は、1〜15cm程度が好適である。この距離が15cmを超えると、液体が不織布に与えるエネルギーが低下し、割繊や交絡の効果が低下する傾向となる。また、1cm未満となると、得られる混合長繊維不織布の地合が乱れる傾向となる。
一般的に、高圧液体流のノズル孔は不織布積層体の進行方向と交差する方向に列状に配置される。片面処理の場合、均一な分割割繊や緊密な交絡結合を得るために、噴射孔を2列以上、好ましくは3列以上で行うのがよい。高圧液体流の圧力は、前段側で低く、後段側で高くするのが、地合の均一化のために好ましい。
高圧液体流で分割割繊処理あるいは混合されてなる混合長繊維不織布は、その後、過剰の水分を機械的絞りで除去した後、乾燥・熱処理されて混合長繊維不織布となる。熱処理温度および熱処理時間は、単に水分の除去に留まらず、適度の収縮および結晶化の促進を許容するように選択することも可能である。熱処理方法は乾熱処理や湿熱処理であってもよい。
分割型複合長繊維不織布および分割長繊維不織布の製造方法
本発明の混合長繊維不織布を製造する際に用いる分割型複合長繊維不織布または分割長繊維不織布は、例えば、以下の製造方法により製造し得る。
本発明に係る分割型複合長繊維不織布または分割長繊維不織布を製造する方法として、スパンボンド法を例にとって説明する。二種以上の前記熱可塑性樹脂を、それぞれ別個に押出機等で溶融し、各溶融物を図1(a)〜図1(d)に例示されるような、放射状または平行あるいは並列に断面構造を形成するようにされた複合紡糸ノズルを有する紡糸口金から吐出させて、分割型複合長繊維を紡出させる。
紡出された分割型複合長繊維を、エアなどの冷却流体により冷却し、さらに延伸エアなどの流体によって長繊維に張力を加えて所定の繊度まで細くし、そのまま捕集ベルト上に所定の厚さに堆積させる。なお、冷却流体と、長繊維に張力を加えて繊維を細くするための流体とは、同一であっても異なってもよい。次いで、必要に応じて熱エンボスロールによる熱融着等による熱エンボス加工を行う。熱エンボスロールによる熱融着の場合、エンボスロールのエンボス面積率は適宜決められるが、通常5〜30%が好ましい。
堆積させてなる分割型複合長繊維不織布にウォータージェットなどの高圧水流を与えて、分割長繊維不織布とする場合は、前記混合長繊維不織布の製造方法の項に記載の方法と同様の方法を使用し得る。
捲縮長繊維不織布の製造方法
本発明の混合長繊維不織布を製造する際に用いる捲縮長繊維不織布は、例えば、以下の製造方法により製造し得る。
本発明に係る捲縮長繊維不織布を製造する方法として、スパンボンド法を例にとって説明する。このような方法としては、一種又は二種以上の前記熱可塑性樹脂を、押出機で溶融押出しして得られた繊維に公知の手段、例えば機械的応力を加えて捲縮を付与させて捲縮長繊維不織布とする方法が例示できる。その他にも、溶融紡糸される繊維の側面の冷却温度を変えることにより捲縮を付与させた捲縮長繊維、異形断面の繊維を溶融紡糸し、冷却時異方性や断面形状の非対称性に起因する結晶化度分布を制御して捲縮を付与させた捲縮長繊維が挙げられる。さらには、結晶化温度、融点、もしくは軟化温度、溶融粘度等が異なる少なくとも二種の熱可塑性樹脂からなる偏心芯鞘型捲縮長繊維あるいは並列型捲縮長繊維からなる捲縮長繊維を堆積して捲縮長繊維不織布とする方法を例示できる。
ワイピングクロス
本発明のワイピングクロスは、前記混合長繊維不織布を拭取り面に有する。かかる混合長繊維不織布をワイピングクロスの拭取り面に用いることによりリントの発生が少なく、拭取り性に優れたワイピングクロスを得られる。また、本発明の目的を損なわない範囲内で樹脂や他の不織布を含有していてもよく、起毛処理、エンボス処理、着色処理、カレンダー処理、パンチング処理等が施されたものでもよい。例えば、吸水性付与を目的として、吸水性を有するポリビニルアルコール、パルプ、レーヨン、木綿、再生セルロースその他のセルロース系繊維などの長繊維不織布、短繊維不織布とウォータージェット加工を用いて積層、交絡してもよい。また、必要に応じて清掃効果や衛生面を補強するための活性剤、柔軟剤、油類等の薬剤、消臭、抗菌、防カビ剤が付与されていてもよい。
不織布積層体
本発明に係る不織布積層体は、前記混合長繊維不織布を1層以上含むものであり、他の不織布、スパンボンド不織布やメルトブローン不織布との積層体であってもよいし、フィルム、例えば多孔性フィルムとの積層体であってもよいし、織布または編物との積層体であってもよい。積層体の組合せは、その目的に応じて適宜選ぶことが出来る。例えば、繊維径の比較的太いスパンボンド不織布と混合長繊維不織布との積層体は、粒径の大きな粉塵と粒径の小さな粉塵とを同時に拭取るような用途において好ましい形態である。混合長繊維不織布と他の製法で製造された不織布との接合は、公知の方法により各層の接合が可能である。その方法としては、前記のニードルパンチ、ウォータージェット、超音波シール等の手段による交絡処理、あるいは熱エンボスロールによる熱融着処理、および接着剤接合が挙げられる。
以下、本発明を実施例により示すが、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。
なお、実施例で得られた不織布の分割率の測定、繊度、剛軟性、引張強度、リントフリー性、嵩高性に関する評価は次の方法より行った。
(1)分割長繊維の分割率
得られた不織布をエポキシ樹脂に包埋して、次いでミクロトームで切断し、試料片を得た。これを電子顕微鏡〔(株)日立製作所製S−3500N形 走査型電子顕微鏡〕で観察し、得られた断面像より観察された分割長繊維断面のセグメント数が1つの場合は分割率を100%とし、観察された分割長繊維断面のセグメント数が2つ以上の場合は分割率を以下の式で算出した。これを繊維50本分観察し、その平均値を該分割繊維不織布の分割率とした。
分割率[%]=(総セグメント数−観察された分割繊維断面のセグメント数)/総セグメント数×100
ここで、総セグメント数とは、分割型複合長繊維のフィラメント横断面を形成するセグメントの総和のことである。例えば、図1(a)、(b)、および(d)のようなフィラメント横断面を有する分割型複合長繊維の場合は、総セグメントを8とし、図1(c)のようなフィラメント横断面を有する分割型複合長繊維の場合は、総セグメントを7とする。
例えば、図1(a)のような総セグメント数8のフィラメントにおいて図1(e)のような分割繊維断面が観察された場合は、観察された分割繊維断面のセグメント数は3とし、上式にしたがって分割率は62.5%とする。
(2)分割長繊維の繊度
得られた分割長繊維不織布をエポキシ樹脂に包埋して、次いでミクロトームで切断して試料片を得る。次いで、電子顕微鏡〔(株)日立製作所製S−3500N形 走査型電子顕微鏡〕で観察し、得られた断面像から未分割フィラメント30本を選び、その断面積を算出し、それらの平均値より未分割フィラメントの繊度を求め、分割率を用いて次の式により分割長繊維の繊度を算出した。
分割長繊維の繊度=未分割フィラメント繊度/(総セグメント数×分割率/100)
(3)剛軟性(45°カンチレバー法)
JIS L1096(6.19.1 A法 項)に準拠して、JIS Z 8703(試験場所の標準状態)に規定する温度20±2℃、湿度65±2%の恒温室内で幅20mm×150mmの試験片を流れ方向(MD)と横方向(CD)でそれぞれ5枚採取し、45°の斜面をもつ表面の滑らかな水平台の上に試験片の短辺をスケール基線に合わせて置く。次に、手動により試験片を斜面の方向に緩やかに滑らせて試験片の一端の中央点が斜面と接したとき他端の位置の移動長さをスケールによって読む。剛軟度は試験片の移動した長さ(mm)で示され、それぞれ5枚の裏表について測定し、流れ方向(MD)および横方向(CD)それぞれの平均値で表した。
剛軟度は流れ方向(MD)および横方向(CD)ともに50mm以下の場合に柔軟性良好と判断したが、使用目的によってはこの数値に制限されない。
(4)引張強度
JIS L1906(6.12.1 A法)に準拠して、JIS Z8703(試験場所の標準状態)に規定する温度20±2℃、湿度65±2%の恒温室内でMD方向の強度を測定する場合は流れ方向(MD)に25cm、横方向(CD)に2.5cmの不織布試験片を3枚採取し、CD方向の強度を測定する場合には横方向(CD)に25cm、流れ方向(MD)に2.5cmの不織布試験片を3枚採取し、チャック間200mm、引張速度200mm/分の条件で引張り試験機(インストロン ジャパン カンパニイリミテッド製 インストロン5564型)を用いて引張試験を行い、3枚の試験片について引張荷重を測定し、それらの最大値の平均値を引張強度とした。
(5)リントフリー性
JIS Z8703(試験場所の標準状態)に規定する温度20±2℃、湿度65±2%の恒温室内でMD方向の強度を測定する場合は流れ方向(MD)に11cm、横方向(CD)に4cmの不織布試験片を3枚採取し、CD方向の強度を測定する場合には横方向(CD)に11cm、流れ方向(MD)に4cmの不織布試験片を3枚採取する。
次いで、採取した不織布試験片の非測定面に両面テープ(ST-416P、住友3M社製)を付着させて、更に両面テープを剥がして測定用プレート上に不織布試験片を貼る。次いで試験片を固定させるために、試験片上にウエイト(サイズ:5×15×3.8、重量:2200g)を20秒間静置する。20秒後にウエイトを取り外し、測定用プレート上部の摩擦部にサンドペーパー(Metalite K-224-505)を取付けて、試験片と摩擦部が一定荷重下(荷重値0.91kg)で接触している状態で、試験片の長手方向の上下に一定速度(42往復/min)で20回往復させる。
20回往復後に摩擦部を取り外し、予め4cm×11cmのサイズへ切り出し、重量(前重量)を測定した片面テープ(スコッチ印 表面保護テープ、住友3M社製)を試験片に貼り、試験片上にウエイト(サイズ:5×15×3.8、重量:2200g)を20秒間静置する。
20秒後にウエイトを取り外し、テープを不織布から取り外して、脱落繊維が付着したテープ重量(後重量)を測定し、次式にて脱落繊維量を求めた。
脱落繊維量(mg/cm2)=(後重量―前重量)×1000÷44
不織布の表面と裏面の両面について評価し脱落繊維量を求め、脱落繊維量が少ないほど、不織布のリントフリー性が良好であると判断した。
(6)嵩高性
JIS L1906(6.5)に準拠して、JIS Z8703(試験場所の標準状態)に規定する温度20±2℃、湿度65±2%の恒温室内で流れ方向(MD)に10cm、横方向(CD)に10cmの不織布試験片を1枚採取し、試験片の5箇所において厚み測定器(テスター産業)により一定時間(10秒)、一定圧力(20g)のもとでφ1.6cmの先端冶具を試験片に押し付けて、厚さ(μm)を測定し、その平均値を嵩高性とした。
厚さが厚いほど、不織布の嵩高性が良好であると判断できる。
実施例1
<分割型複合長繊維不織布の製造>
ポリエステル(A)として重量平均分子量Mw:117000、MFR(荷重2160g、190℃)が47g/10分のポリL乳酸系重合体〔三井化学(株)製、商品名:LACEA H−900、L−乳酸/D−乳酸(共重合比)=98.5/1.5mol%、融点(Tme);165℃〕を用意した。また、ポリオレフィン(B)としてMFR(荷重2160g、230℃)が60g/10分のプロピレン・エチレンランダム共重合体〔Mw/Mn=2.4、融点(Tmo);143℃、エチレン含有量;4mol%〕を用意した。次いで、前記ポリエステル(A)と前記ポリオレフィン(B)とに対してそれぞれ別個の押出機(30mmφ)を用意し、ポリL乳酸系重合体においては成形温度を190℃に設定し、プロピレン・エチレンランダム共重合体においては成形温度を200℃に設定して、それぞれ溶融した。次いで、図3に示すような不織布製造装置(スパンボンド成形機、捕集面上の機械の流れ方向に垂直な方向の長さ:100mm)を用いて、ポリエステル(A)とポリオレフィン(B)との重量比が50/50である分割型複合長繊維を紡出し、その紡出された分割型複合長繊維を空気(25℃)により冷却しながら、糸速度2500m/分で延伸したのち、捕集ベルト上に堆積させた目付量が25g/m2の分割型複合長繊維不織布を製造した。なお、前記不織布製造装置には、総セグメント数が16である図1(a)のような断面形状となる分割型複合繊維紡糸用口金を配置した。
<捲縮長繊維不織布の製造>
ポリオレフィン(A)としてMFR(荷重2160g、230℃)が60g/10分のプロピレン重合体を用意した。また、ポリオレフィン(B)としてMFR(荷重2160g、230℃)が60g/10分のプロピレン・エチレンランダム共重合体〔Mw/Mn=2.4、融点(Tmo);143℃、エチレン含有量;4mol%〕を用意した。次いで、前記ポリエステル(A)と前記ポリオレフィン(B)とをそれぞれ別個の押出機で成形温度200℃で溶融した。次いで、図3に示すような不織布製造装置(スパンボンド成形機、捕集面上の機械の流れ方向に垂直な方向の長さ:100mm)を用いて、ポリオレフィン(A)とポリオレフィン(B)の重量比が20/80である捲縮複合長繊維を糸速度2500m/分で紡出し、その紡出された捲縮複合長繊維を空気(25℃)により冷却しながら、糸速度2500m/分で延伸したのち、捕集ベルト上に堆積させた目付量が25g/m2の捲縮長繊維不織布を製造した。なお、前記不織布製造装置には、総セグメント数が16である図2(a)のような断面形状となる分割型複合繊維紡糸用口金を配置した。
<混合長繊維不織布の製造>
前記分割型複合長繊維不織布と捲縮長繊維不織布とを重ね、φ0.11mmのノズルを使用して、ノズルから重ねた不織布までの距離10cm、ライン速度15m/分の条件で、重ねた不織布の表面と裏面とにウォータージェット加工を3回ずつ施し、分割型複合長繊維を二成分に分割して分割長繊維とすると共に、分割長繊維と捲縮長繊維とを混合して、目付量が50g/m2の混合長繊維不織布を製造した。得られた混合長繊維不織布の各物性を上記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例2
<混合長繊維不織布の製造>
ポリエステル(A)として重量平均分子量Mw:117000、MFR(荷重2160g、190℃)が47g/10分のポリL乳酸系重合体〔三井化学(株)製、商品名:LACEA H−900、L−乳酸/D−乳酸(共重合比)=98.5/1.5mol%、融点(Tme);165℃〕を用意した。また、ポリオレフィン(B)としてMFR(荷重2160g、230℃)が60g/10分のプロピレン重合体を用意した。次いで、前記ポリエステル(A)と前記ポリオレフィン(B)とに対してそれぞれ別個の押出機(30mmφ)を用意し、ポリL乳酸系重合体においては成形温度を190℃に設定し、プロピレン・エチレンランダム共重合体においては成形温度を200℃に設定して、それぞれ溶融した。次いで、図3に示すような不織布製造装置(スパンボンド成形機、捕集面上の機械の流れ方向に垂直な方向の長さ:100mm)を用いて、樹脂温度200℃、ダイ温度200℃、冷却風温度25℃、延伸エア風速2000m/分の条件でスパンボンド法により溶融紡糸した。次いで、ポリエステル(A)及びポリオレフィン(B)からなる分割型複合長繊維不織布と、ポリエステル(A)及びポリオレフィン(B)からなる捲縮長繊維とを含む混合繊維からなるウェッブを、分割型複合長繊維不織布と非縮長繊維との重量比率が50重量%:50重量%となるように調整して、捕集面上に堆積させた。なお、前記不織布製造装置には、図4に示すようなノズル配置パターンで、図1(a)と図2(a)の繊維断面となる紡糸口金を配置した。
このように、実施例2では、異なる2種類の樹脂を用い、かつ該2種類の樹脂を同時に紡糸可能な図3に示すような不織布製造装置を用いて混繊長繊維不織布を製造した。なお、この図1に示す不織布製造装置には、図4に示すようにノズルが配置された。
また、前記紡糸口金は、図4に示すようなノズル配置パターンを有し、ノズルのピッチが縦方向8mm、横方向9mmであり、ノズル数の比は分割型複合長繊維用ノズル:捲縮長繊維用ノズル=1:1であった。分割型複合長繊維用の単孔吐出量は0.6g/(分・孔)、捲縮長繊維の単孔吐出量0.6グラム/(分・孔)とした。また、分割型複合長繊維のポリエステル(A)とポリオレフィン(B)との重量比が50/50となるように調整し、捲縮長繊維のポリエステル(A)とポリオレフィン(B)の重量比率は20:80となるように調整した。
以上のようにして得た前記混合長繊維不織布の表面と裏面とにウォータージェット加工を3回ずつ施し、分割型複合長繊維を二成分に分割して分割長繊維とすると共に、分割長繊維と捲縮長繊維を混合して、目付量が50g/m2の混合長繊維不織布を製造した。なお、前記ウォータージェット加工の条件は、ノズルの径:φ0.11mm、ノズルから堆積した前記不織布までの距離:10cm、ライン速度:15m/分とした。得られた混合長繊維不織布の物性を上記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
比較例1
<分割型複合長繊維不織布の製造>
ポリエステル(A)として重量平均分子量Mw:117000、MFR(荷重2160g、190℃)が47g/10分のポリL乳酸系重合体〔三井化学(株)製、商品名:LACEA H−900、L−乳酸/D−乳酸(共重合比)=98.5/1.5mol%、融点(Tme);165℃〕を用意した。また、ポリオレフィン(B)としてMFR(荷重2160g、230℃)が60g/10分のプロピレン・エチレンランダム共重合体〔Mw/Mn=2.4、融点(Tmo);143℃、エチレン含有量;4mol%〕を用意した。次いで、前記ポリエステル(A)と前記ポリオレフィン(B)とに対してそれぞれ別個の押出機(30mmφ)を用意し、ポリL乳酸系重合体においては成形温度を190℃に設定し、プロピレン・エチレンランダム共重合体においては成形温度を200℃に設定して、それぞれ溶融した。次いで、図3に示すような不織布製造装置(スパンボンド成形機、捕集面上の機械の流れ方向に垂直な方向の長さ:100mm)を用いて、ポリエステル(A)とポリオレフィン(B)との重量比が50/50である分割型複合長繊維を紡出し、その紡出された分割型複合長繊維を空気(25℃)により冷却しながら、糸速度2500m/分で延伸したのち、捕集ベルト上に堆積させた分割型複合長繊維不織布を製造した。なお、前記不織布製造装置には、総セグメント数が16である図1(a)のような断面形状となる分割型複合繊維紡糸用口金を配置した。
<分割長繊維不織布の製造>
前記分割型複合長繊維不織布の表面と裏面とにウォータージェット加工を3回ずつ施し、分割型複合長繊維を二成分に分割して、目付量が50g/m2の分割長繊維不織布を製造した。なお、前記ウォータージェット加工の条件は、ノズルの径:φ0.11mm、ノズルから堆積した前記不織布までの距離:10cm、ライン速度:15m/分とした。得られた分割長繊維不織布の各物性を上記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
比較例2
<捲縮長繊維不織布の製造>
ポリオレフィン(A)としてMFR(荷重2160g、230℃)が60g/10分のプロピレン重合体を用意した。また、ポリオレフィン(B)としてMFR(荷重2160g、230℃)が60g/10分のプロピレン・エチレンランダム共重合体〔Mw/Mn=2.4、融点(Tmo);143℃、エチレン含有量;4mol%〕を用意した。次いで、前記ポリオレフィン(A)と前記ポリオレフィン(B)とに対してそれぞれ別個の押出機(30mmφ)を用意し、ポリオレフィン(A)および前記ポリオレフィン(B)において共に成形温度を200℃に設定して、それぞれ溶融した。次いで、図3に示すような不織布製造装置(スパンボンド成形機、捕集面上の機械の流れ方向に垂直な方向の長さ:100mm)を用いて、ポリオレフィン(A)とポリオレフィン(B)との重量比が20/80である捲縮複合長繊維を糸速度2500m/分で紡出し、その紡出された捲縮複合長繊維を空気(25℃)により冷却しながら、糸速度2500m/分で延伸したのち、捕集ベルト上に堆積させた目付量が25g/m2の捲縮長繊維不織布を作製した。なお、前記不織布製造装置には、総セグメント数が(2)である図2(a)のような断面形状となる捲縮複合繊維紡糸用口金を配置した。
次いで捲縮長繊維不織布の表面と裏面とにウォータージェット加工を3回ずつ施し、目付量が50g/m2の捲縮長繊維不織布を製造した。なお、前記ウォータージェット加工の条件は、ノズルの径:φ0.11mm、ノズルから堆積した前記不織布までの距離:10cm、ライン速度:15m/分とした。得られた捲縮長繊維不織布の各物性を上記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
Figure 2008117805
本発明の混合長繊維不織布は、衣料あるいはワイピングクロスなど、不織布表面が擦られる用途に用いる場合にも、繊維脱落をほとんど生じない。このため、本発明の混合複合繊維不織布は、ワイピングクロスに好適に使用され、さらには柔軟で風合いが良いことから医療用及び、手術衣、包装布、使い捨てオムツやナプキンなどの衛生材料の表面材、ベッドシーツ、枕カバー等の寝具類、カーペットや人工皮革用基布等に幅広く使用できる。

Claims (16)

  1. 分割長繊維と分割性を有しない捲縮長繊維とを含むことを特徴とする混合長繊維不織布。
  2. 前記分割性を有しない捲縮長繊維の総量が(分割長繊維と捲縮長繊維との総重量を100重量%とする)、10〜90重量%である請求項1に記載の混合長繊維不織布。
  3. 前記分割長繊維が、ポリエステル長繊維とオレフィン系重合体長繊維とを含んでなることを特徴とする請求項1または2に記載の混合長繊維不織布。
  4. 前記ポリエステル長繊維が、脂肪族ポリエステル長繊維である請求項3に記載の混合長繊維不織布。
  5. 脂肪族ポリエステル長繊維が、ポリ乳酸長繊維である請求項4に記載の混合長繊維不織布。
  6. 前記オレフィン系重合体長繊維が、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体長繊維である請求項3に記載の混合長繊維不織布。
  7. 前記捲縮長繊維が、偏心芯鞘型捲縮長繊維または並列型捲縮長繊維である請求項1に記載の混合長繊維不織布。
  8. 前記捲縮長繊維が、オレフィン系重合体を含むことを特徴とする請求項1、2または請求項7のいずれか1項に記載の混合長繊維不織布。
  9. 前記オレフィン系重合体が、プロピレン系重合体である請求項8に記載の混合長繊維不織布。
  10. 前記捲縮長繊維が、プロピレン単独重合体とプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体との二成分からなることを特徴とする請求項1、2、7または8のいずれか1項に記載の混合長繊維不織布。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の混合長繊維不織布を含むワイピングクロス。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の混合長繊維不織布を含む不織布積層体。
  13. 分割長繊維不織布と、捲縮長繊維不織布とを積層した後、当該積層体に高圧液体流を接触させて、分割長繊維と捲縮長繊維とを混合することを特徴とする混合長繊維不織布の製造方法。
  14. 分割型複合長繊維不織布と、捲縮長繊維不織布を積層した後、当該積層体に高圧液体流を接触させて、分割型複合長繊維を分割するとともに、分割長繊維と捲縮長繊維とを混合することを特徴とする混合長繊維不織布の製造方法。
  15. 分割型複合長繊維と捲縮長繊維とを、混合繊維用紡糸ノズルを有する紡糸口金から吐出させて、紡出された分割型複合長繊維と捲縮長繊維とからなる混合長繊維を、冷却流体により冷却しながら、流体で混合長繊維に張力を加えて細化させて、捕集ベルト上に捕集して堆積させることを特徴とする不織布の製造方法。
  16. 請求項15に記載の不織布に、応力を付加することにより、分割型複合長繊維を分割することを特徴とする分割長繊維と捲縮長繊維とからなる混合長繊維不織布の製造方法。
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