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
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
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
<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。
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。
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。
<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。
<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。
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。
<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。
Claims (16)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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