JPWO2012153802A1 - 捲縮複合繊維、及び当該繊維からなる不織布 - Google Patents

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Abstract

本発明の課題は、捲縮性に優れた捲縮複合繊維を得ることを目的とするものであり、本発明は、横断面が(a)部および(b)部の少なくとも2の領域を有する、捲縮可能な断面形状を有する捲縮複合繊維であって、前記(a)部はオレフィン系重合体(A)から、前記(b)部はオレフィン系重合体(B)からそれぞれ構成され、前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)が、少なくともMz/Mw、融点、あるいはMFRのいずれかが異なる重合体であり、前記オレフィン系重合体(A)及び/又は前記オレフィン系重合体(B)に、特定の脂肪酸アミドを添加してなる、捲縮複合繊維、および当該捲縮複合繊維からなる不織布である。

Description

本発明は、捲縮複合繊維、及び当該繊維からなる不織布に関する。
ポリプロピレン不織布は通気性、柔軟性等に優れていることから、紙おむつや生理用品等の衛生材料として利用されているが、さらなる特性の向上が要求されている。例えば、柔軟性、嵩高性、および機械的強度をさらに向上させたポリプロピレン不織布が求められている。
柔軟性、嵩高性などに優れる不織布を得る方法として、不織布を構成するポリプロピレン繊維を捲縮させる方法が種々提案されている。例えば、特許文献1には、プロピレンポリマーを含む第1成分と、この第1成分とは異なる物理的性質を有するポリプロピレンとを用いて捲縮可能な繊維断面を有する複合繊維を用いた不織布が開示されている。この不織布は、第2のポリプロピレンが、高MFRのポリプロピレン、低多分散度のポリプロピレン、アモルファスのポリプロピレンおよびエラスチック(弾性的)なポリプロピレンから構成されたグループから選ばれたポリプロピレンであることを特徴とする。第1成分と、これとは物理的性質が異なる第2成分を複合溶融紡糸することにより捲縮繊維が得られ、柔軟性、弾力性等に優れた不織布が得られるとされる。
特許文献2には、捲縮が発現した、エチレン−プロピレンランダムコポリマーとポリプロピレンからなる並列型複合繊維を用いた不織布が開示されている。
特許文献3には、融点差が20℃以上の二種のプロピレン系重合体からなる捲縮複合繊維からなる不織布が開示されている。特許文献3には、プロピレン系重合体に種々公知の添加剤を配合してもよいことが記載されている。
特許文献1に開示の技術は、捲縮複合繊維を得るために、物理的性質が異なるポリプロピレンを組み合わせている。具体的には実施例1に、MFR35、多分散度3のポリプロピレンを第一成分、MFR25、多分散度2のポリプロピレンを第二成分とする、並列型の複合繊維のように、MFR及び分子量分布が異なるポリプロピレンの組み合わせが開示されている。
特許文献2及び特許文献3に記載されているような、結晶化速度が異なるエチレン−プロピレンランダムコポリマーとポリプロピレンとの組合せによる複合繊維及び融点差が20℃以上ある二種のプロピレン系重合体との組合せによる捲縮複合繊維は捲縮性に優れるが、用途によっては、更に捲縮性、嵩高性に優れる不織布が望まれている。
特表2002−529617号公報 特開平7−197367号公報 国際公開WO2002/061192号明細書
本発明は、捲縮性を有する複合繊維および、それから得られる柔軟性、耐毛羽立ち性、視認性に優れる不織布を得ることを目的とする。
発明者らは鋭意検討の結果、例えば融点、MFR等の物性が異なる二種類のオレフィン系重合体を用いた偏心芯鞘構造を有する複合繊維とした場合に、鞘部に用いるオレフィン系重合体、及び/又は、芯部に用いるオレフィン系重合体に、炭素数が19以下の脂肪酸アミドを配合することにより、高度の捲縮性を有しながら、柔軟性及び視認性が改良された捲縮繊維が得られることを見出し、本発明に至った。
本発明は、
横断面が(a)部および(b)部の少なくとも2の領域を有する、捲縮可能な断面形状を有する捲縮複合繊維であって、
前記(a)部と前記(b)部の質量比〔(a):(b)〕が、10:90〜60:40であり、
前記(a)部はオレフィン系重合体(A)から、前記(b)部はオレフィン系重合体(B)からそれぞれ構成され、
前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)が、Mz/Mw、融点、あるいはMFRのいずれかが異なる重合体であり、
前記オレフィン系重合体(A)及び/又は前記オレフィン系重合体(B)に、炭素数19以下の脂肪酸アミドを添加してなる捲縮複合繊維を提供するものである。
本発明の捲縮複合繊維は、従来のオレフィン系重合体からなる捲縮複合繊維に比べ、高度の捲縮性を有しながら、嵩高性、柔軟性、耐毛羽立ち性、及び地合がより優れる不織布を提供できるという特徴を有する。中でも、捲縮複合繊維を構成するオレフィン系重合体の組合せとして、融点差が20℃未満の範囲内にあると、より、視認性、地合に優れる不織布が得られる。
本発明の捲縮複合繊維の一例を示す斜視図 本発明の捲縮複合繊維の一例を示す断面図 本発明の捲縮複合繊維の一例を示す断面図 本発明の捲縮複合繊維の一例を示す断面図 本発明の捲縮複合繊維の一例を示す断面図 本発明の捲縮複合繊維の一例を示す断面図 本発明の捲縮複合繊維の一例を示す断面図
<オレフィン系重合体(A)>
本発明の、横断面が(a)部および(b)部の少なくとも2の領域を有する、捲縮可能な断面形状を有する捲縮複合繊維(以下、単に、「捲縮複合繊維」と呼称する場合がある)の(a)部を構成するオレフィン系重合体(A)は、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン等のα−オレフィンの単独若しくは共重合体であり、具体的には、例えば、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:エチレン・α−オレフィンランダム共重合体)、高密度ポリエチレンなどのエチレン系重合体;プロピレン単独重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体などのプロピレン系重合体;1−ブテン単独重合体、1−ブテン・α−オレフィン共重合体などの1−ブテン系重合体、4−メチル−1−ペンテン単独重合体、4−メチル−1−ペンテン・α−オレフィン共重合体などの4−メチル−1−ペンテン系重合体などの結晶性のオレフィン系重合体である。
本発明に係るオレフィン系重合体(A)と捲縮複合繊維(以下、単に、「捲縮複合繊維」と呼称する場合がある)の(b)部を構成するオレフィン系重合体(B)は、少なくとも、Mz/Mw、融点、及びMFRの何れかが異なる重合体である。
本発明に係るオレフィン系重合体(A)としては、プロピレン系重合体(A1)が高生産性かつ高強度であるので、好ましい。
<プロピレン系重合体(A1)>
本発明に係る捲縮複合繊維の(a)部を構成するプロピレン系重合体(A1)は、好ましくは、Z平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比(Mz/Mw)が2.0以上、好ましくは2.1〜4.5の範囲にある。プロピレン系重合体(A1)として、(Mz/Mw)を上記範囲とすることにより、プロピレン系重合体(A1)のZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比〔Mz/Mw(A1)〕と後述のプロピレン系重合体(B1)のZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比〔Mz/Mw(B)〕が異なるプロピレン系重合体を選択し得る。
本発明に係るプロピレン系重合体(A1)は、通常、融点が120℃以上、好ましくは125〜165℃の範囲にある。
本発明に係るプロピレン系重合体(A1)として、融点が155℃以上、より好ましくは157〜165℃の範囲にあるプロピレン単独重合体(A2)あるいはプロピレン・α−オレフィン共重合体(A3)を用いた場合は、後述のプロピレン系重合体(B1)との、融点差を5℃以上、より好ましくは10℃以上とすることが容易である。
本発明に係るプロピレン系重合体(A1)は、通常、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、230℃、荷重2160g)が20〜100g/10分、好ましくは30〜80g/10分の範囲にある。MFRが20g/10分未満のプロピレン系重合体は、溶融粘度が高く紡糸性に劣り、一方、100g/10分を超えるプロピレン系重合体は、得られる不織布の引張強度等が劣る虞がある。
本発明に係るプロピレン系重合体(A1)は、プロピレンの単独重合体、プロピレンと少量、例えば、10モル%以下のエチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセンなどの一種以上の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などのプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体等のプロピレンを主成分とするプロピレン系重合体であり、好ましくはプロピレンの単独重合体である。
本発明に係るプロピレン系重合体(A1)は、通常、所謂チタン含有固体状遷移金属成分と有機金属成分を組み合わせたチーグラー・ナッタ型触媒、あるいはシクロペンタジエニル骨格を少なくとも1個有する周期律表第4族〜第6族の遷移金属化合物及び助触媒成分からなるメタロセン触媒を用いて、スラリー重合、気相重合、バルク重合で、プロピレンを単独重合、あるいはプロピレンと少量のα−オレフィンとを共重合させることにより得られる。
本発明に係るプロピレン系重合体(A1)には、炭素数19以下の脂肪酸アミドなどに加えて、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。
<オレフィン系重合体(B)>
本発明の、横断面が(a)部および(b)部の少なくとも2の領域を有する、捲縮可能な断面形状を有する捲縮複合繊維の(b)部を構成するオレフィン系重合体(B)は、前記オレフィン系重合体(A)と同じ範疇の結晶性のオレフィン系重合体であり、前記オレフィン系重合体(A)とは、少なくとも、Mz/Mw、融点、及びMFRの何れかが異なる重合体である。
本発明に係るオレフィン系重合体(B)としては、プロピレン系重合体(B1)が高生産性かつ高強度であるので、好ましい。
<プロピレン系重合体(B1)>
本発明の捲縮複合繊維の(b)部を構成するプロピレン系共重合体(B1)は、好ましくは、Z平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比(Mz/Mw)が2.0以上、好ましくは2.1〜4.5の範囲にある。プロピレン系重合体(B1)として、(Mz/Mw)を上記範囲とすることにより、前記プロピレン系重合体(A1)のZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比〔Mz/Mw(A1)〕とプロピレン系重合体(B1)のZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比〔Mz/Mw(B1)〕が異なるプロピレン系重合体を選択し得る。
本発明に係るプロピレン系重合体(B1)は、通常、融点が120℃以上、好ましくは125〜165℃の範囲にある。
本発明に係るプロピレン系重合体(B1)として、融点が好ましくは120〜155℃、より好ましくは125〜150℃の範囲にあるプロピレン・α−オレフィン共重合体(B2)を用いた場合は、前記プロピレン系重合体(A1)あるいはプロピレン単独重合体(A2)との融点差を5℃以上、より好ましくは10℃以上とすることが容易である。
本発明に係るプロピレン系重合体(B1)は、通常、メルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238、230℃、荷重2160g)が20〜100g/10分、好ましくは30〜80g/10分の範囲にある。MFRが20g/10分未満のプロピレン系重合体は、溶融粘度が高く紡糸性に劣り、一方、100g/10分を超えるプロピレン系重合体は、得られる不織布の引張強度等が劣る虞がある。
本発明に係るプロピレン系重合体(B1)は、プロピレンの単独重合体、プロピレンと少量、例えば10モル%以下のα‐オレフィン(プロピレンを除く)、具体的には、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセンなどの一種以上α−オレフィンとのランダム共重合体である。
本発明に係るプロピレン系共重合体(B1)は、前記プロピレン系重合体(A1)と同様な重合方法で製造し得る。
本発明に係るプロピレン系重合体(B1)には、炭素数19以下の脂肪酸アミドなどに加えて、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。
<脂肪酸アミド>
本発明に係る前記オレフィン系重合体(A)及び/又はオレフィン系重合体(B)に配合される脂肪酸アミドは、炭素数が19以下、好ましくは16〜18の脂肪酸アミドである。この場合の炭素数とは、脂肪酸アミド中の脂肪酸部分の炭素数の事である。脂肪酸アミドを構成する脂肪酸は飽和脂肪酸でも不飽和脂肪酸であってもよく、又、一級アミドあるいは二級アミドであってもよい。本発明に係る脂肪酸アミドとしては、具体的には、パルミチン酸(C16)アミド、ステアリン酸(C18)アミド、オレイン酸(C18)アミドなどの一級アミド、N‐オレイルパルミチン酸(C16)アミド、ミリスチン酸アミド(C13)、ラウリン酸アミド(C11)などの二級アミドが挙げられる。
これら脂肪酸アミドの中でも、ステアリン酸(C18)アミド、オレイン酸(C18)アミド、N‐オレイルパルミチン酸(C16)アミドが、柔軟性、耐毛羽立ち性、地合いの点で特に好ましい。
脂肪酸アミドとして、炭素数が19を超える脂肪酸アミド、例えば、エルカ酸(C22)アミドを用いた場合は、前記プロピレン系重合体などに添加しても、捲縮性、柔軟性、耐毛羽立ち性、地合などの改良効果が十分でない。
<捲縮複合繊維>
本発明の捲縮複合繊維は、横断面が(a)部および(b)部の少なくとも2の領域を有する、捲縮可能な断面形状を有する捲縮複合繊維であって、
前記(a)部と前記(b)部の質量比〔(a):(b)〕が、10:90〜60:40であり、
前記(a)部はオレフィン系重合体(A)から、前記(b)部はオレフィン系重合体(B)からそれぞれ構成され、
前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)が、少なくともMz/Mw、融点、あるいはMFRのいずれかが異なる重合体であり、
前記オレフィン系重合体(A)及び/又は前記オレフィン系重合体(B)に、炭素数19以下の脂肪酸アミドを添加してなる捲縮複合繊維である。
Mz/Mwが異なる前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との組合せとしては、好ましくは、オレフィン系重合体(A)のZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比〔Mz/Mw(A)〕と前記オレフィン系重合体(B)のZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比〔Mz/Mw(B)〕との差が、0.1〜2.2、より好ましくは0.1〜0.4の範囲にある。
オレフィン系重合体(A)及びオレフィン系重合体(B)のMzはZ平均分子量と呼ばれ、公知であり、以下の数式(1)で定義される。
Figure 2012153802
式中、Miは重合体〔オレフィン系重合体(A)およびオレフィン重合体(B):以下、併せた場合は「オレフィン系重合体」と呼ぶ。〕の分子量、Niは重合体(オレフィン系重合体)のモル数である。
一般に、Mzは、重合体の高分子量成分をより反映した分子量と考えられている。よって、Mz/Mwは、一般的な分子量分布の指標であるMw/Mnよりも、より高分子量成分を反映した分子量分布を表す。この値は、繊維の捲縮性に影響する。
<ΔMw/Mn>
本発明に係るオレフィン系重合体(A)のMw/Mn(A)とオレフィン系重合体(B)のMw/Mn(B)の差〔Mw/Mn(A)−Mw/Mn(B):ΔMw/Mn〕の絶対値が、1.5以下であっても、オレフィン系重合体(A)とオレフィン系重合体(B)のMz/Mwが異なれば、得られる複合繊維は捲縮に優れ、さらに0.3〜1.0であっても捲縮が発現する。Mw/Mnは、一般に分子量分布(多分散度)とも呼ばれ、重合体の分子量分布の広さの尺度とされる。ΔMw/Mnが大きくなりすぎると、一方の材料〔(a)部〕と、もう一方の材料〔(b)部〕の流動特性、および結晶化挙動の差が顕著となる。この結果、繊維の紡糸性が低下する虞がある。本発明において記号「〜」は、その両端の値も含む。
Mz/Mw及びΔMw/Mnは、(a)部および(b)部を構成するオレフィン系重合体(A)及びオレフィン系重合体(B)それぞれの、Mz/Mw及びMw/MnをGPC分析により求め、その差の絶対値により算出される。
本発明においてGPC分析は、以下の条件で実施される。
1)オレフィン系重合体30mgをo−ジクロロベンゼン20mLに145℃で完全に溶解させる。
2)当該溶液を孔径が1.0μmの焼結フィルターで濾過し、試料とする。
3)当該試料をGPCにより分析し、ポリスチレン(PS)換算して、平均分子量および分子量分布曲線を求める。
測定機器や測定条件は以下のとおりとする。
測定装置 ゲル浸透クロマトグラフAlliance GPC2000型(Waters社製)
解析装置 データ処理ソフトEmpower2(Waters社製)
カラム TSKgel GMH6−HT×2+TSKgel GMH6−HTL×2(いずれも7.5mmI.D.×30cm、東ソー社製)
カラム温度 140℃
移動相 o−ジクロロベンゼン (0.025%butylated hydroxytoluene BHT含有)
検出器 示差屈折率計
流速 1mL/min
試料濃度 30mg/20mL
注入量 500μL
サンプリング時間間隔 1s
カラム校正 単分散ポリスチレン(東ソー社製)
分子量換算 PS換算/標準換算法
前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)として、Mz/Mwが異なる、好ましくは、Mz/Mwの差が、上記範囲の重合体を選択することにより、前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との融点差あるいはMFR差がなくとも、捲縮性に優れる捲縮複合繊維を得ることができる。
Mz/Mwが異なる前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との組合せとしては、前記プロピレン系重合体(A1)とプロピレン系重合体(B1)との組合せが高生産性かつ高強度で好ましい。
また、融点が異なる前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との組合せとしては、好ましくは、融点差が5℃以上、より好ましくは10℃を超える組合せが、より捲縮性に優れる捲縮複合繊維となるので好ましい。一方、融点差が20℃を超える場合は、捲縮性は更に多くなるが、かかる捲縮複合繊維を不織布にした場合には、視認性、地合が低下する虞があるので、前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との融点差は20℃未満であることがより好ましい。
オレフィン系重合体(A)とオレフィン系重合体(B)との融点差は、(a)部および(b)部の原料となるオレフィン系重合体(A)及びオレフィン重合体(B)それぞれの融点を求め、その差の絶対値により算出される。
本発明において融点は次のように測定される。
1)オレフィン系重合体をパーキンエルマー社製示差走査熱量分析(DSC)の測定用パンにセットし、30から200℃まで、10℃/分で昇温し、200℃で10分間保持した後、30℃まで10℃/分で降温する。
2)次に、再び、30から200℃まで10℃/分で昇温し、その間に観測されたピークから融点を求める。
前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との融点差を上記範囲にすることにより、前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)とのΔMz/MwあるいはMFR差がなくとも、捲縮性に優れる捲縮複合繊維を得ることができる。
融点が異なる前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との組合せとしては、前記プロピレン単独重合体(A2)とプロピレン・α−オレフィン共重合体(B2)との組合せが高生産性かつ高強度で好ましい。
また、MFRが異なる前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との組合せとしては、好ましくは、MFR差が5以下、より好ましくは3以下である。
前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)とのMFR差を上記範囲にすることにより、前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)とのΔMz/Mwあるいは融点差がなくとも、捲縮性に優れる捲縮複合繊維を得ることができる。
本発明に係る前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との組合せは、Mz/Mw、融点及びMFRの全てが異なるオレフィン系重合体の組合せであってもよい。
前記脂肪酸アミドの配合量は、通常、前記オレフィン系重合体(A)及び/又はオレフィン系重合体(B)100重量部に対して、0.1〜10重量部、好ましくは0.1〜3.0重量部、さらに好ましくは0.1〜2.0重量部の範囲である。配合量が0.1重量部未満では、得られる捲縮複合繊維の捲縮性が十分ではなく、一方、10重量部を超えると、捲縮性の改良効果が飽和すると共に、得られる捲縮複合繊維及び当該繊維を含む不織布の表面に滲み出す脂肪酸アミドの量が多くなり、成形加工性が低下する虞がある。
本発明の捲縮複合繊維が、例えば、捲縮可能な断面形状が、偏芯芯鞘構造の場合、前記オレフィン系重合体(A)から構成される(a)部を芯部に、前記オレフィン系重合体(B)から構成される(b)部を鞘部に用いればよい。また、(a)部からなる芯部は、オレフィン系重合体(B)からなる鞘部に全てが覆われていても、芯部の一部が捲縮複合繊維の表面に露出していてもよい。さらに、芯部と鞘部の接合面は、直線でも曲線であってもよい。芯部と鞘部の接合面が直線で、芯部の一部が捲縮複合繊維の表面に露出した複合繊維は、サイド・バイ・サイド型とも呼ばれている。
<(a)部と(b)部の質量比>
本発明の捲縮複合繊維における(a)部と(b)部の割合は、質量比〔(a):(b)〕にして、10:90〜60:40、好ましくは10:90〜50:50、より好ましくは20:80〜40:60である。(a)部と(b)部の質量比が前記上限値を超える、あるいは前記下限値未満であると、前記脂肪酸アミドを添加しても、捲縮性の改良効果が然程認められない。
<捲縮複合繊維の捲縮数等>
本発明の捲縮複合繊維の捲縮数はJIS L1015に準拠して求められる。捲縮数は、通常、繊維25mm当たり18個以上であり、20〜50個が好ましく、得られる不織布の視認性、地合の観点から、20〜40がさらに好ましく、20〜30が最も好ましい。好ましい。捲縮数が前記下限値より少ないと、捲縮繊維の3次元螺旋構造に由来する嵩高性などの特性が得られない虞がある。一方、捲縮数が前記上限値より多いと、繊維の均一な分散が困難となり、不織布としたときの地合や機械強度が低下する虞がある。
本発明の捲縮複合繊維の繊維径は、特に限定されないが、通常、繊度が0.5〜5デニール、好ましくは0.5〜3デニールが好ましい。紡糸性、捲縮性、および本発明の捲縮複合繊維を含む不織布としたときの機械強度が優れるからである。
図1は、本発明の捲縮複合繊維の一例を示す斜視図である。図中、10は(a)部、20は(b)部である。
本発明の横断面が(a)部および(b)部の少なくとも2の領域を有する、捲縮可能な断面形状を有する捲縮複合繊維は、捲縮複合繊維の横断面において、(a)部占める割合が、(b)部を占める割合が、前記したように、質量比〔(a):(b)〕にして、10:90〜60:40、好ましくは10:90〜50:50、より好ましくは20:80〜40:60である。
かかる構成を有する捲縮複合繊維は、捲縮可能な断面形状を有する限り、特に限定はされず、種々公知の形状をとり得る。具体的には、例えば、(a)部および(b)部とが互いに接するサイド・バイ・サイド型(並列型)捲縮複合繊維、あるいは、(a)部が芯部(a’)であり、(b)部が鞘部(b’)からなる芯鞘型捲縮複合繊維を挙げることができる。
図2〜図7に、本発明の捲縮複合繊維の断面図の他の例を示す。図中、10は(a)部、20は(b)部である。
芯鞘型捲縮複合繊維は、芯部と鞘部からなり、捲縮した繊維をいう。芯部(a’)は、繊維の断面内において芯部(a’)とは異なる重合体に少なくとも一部が取り囲まれるように配列され、かつ繊維の長さ方向に延びる部分をいう。鞘部(b’)は、繊維の断面内において芯部(a’)の少なくとも一部を取り囲むように配列され、かつ繊維の長さ方向に延びる部分をいう。芯鞘型捲縮複合繊維のうち、繊維の断面内における繊維の芯部(a’)の中心と鞘部(b’)の中心が同一でないものを偏芯芯鞘型捲縮複合繊維という。偏芯芯鞘型捲縮複合繊維には、芯部(a’)の側面が露出した「露出型」と、芯部(a’)の側面が露出していない「非露出型」が存在する。本発明においては、露出型の偏芯芯鞘型捲縮複合繊維が好ましい。露出型にすると、捲縮性に優れた偏芯芯鞘型捲縮複合繊維となり得るからである。また、芯部(a’)と鞘部(b’)が接する断面は、直線であっても曲線であってもよく、芯部の断面は円形であっても、楕円あるいは方形であってもよい。
本発明の捲縮複合繊維は、短繊維であっても、長繊維であってもよいが、長繊維である方が、不織布にした場合に、捲縮複合繊維の不織布からの脱落がなく、耐毛羽立ち性に優れるので好ましい。
<不織布>
本発明の不織布は、前記捲縮複合繊維を含む不織布であり、通常、目付(不織布の単位面積当たりの質量)が3〜100g/m2、好ましくは7〜60g/m2の範囲にある。
本発明の不織布は、前記捲縮複合繊維が、長繊維である不織布、中でも、スパンボンド不織布が生産性に優れるので好ましい。
本発明の不織布は、前記捲縮複合繊維が、エンボス加工により互いに熱融着されていることが好ましい。これにより繊維の安定性と強度の維持ができる。
また、本発明の不織布は、好ましくはKOSHIが7.4以下及び地合指数(V)が420以下、さらに好ましくはKOSHIが7.35以下及び地合指数(V)が400以下、より好ましくはKOSHIが7.3以下及び地合指数(V)が380以下の前記捲縮複合繊維、好ましくは捲縮複合長繊維を含む不織布である。
KOSHI及び地合指数(V)が上記範囲を満たす不織布は、柔軟性及び視認性に優れるので好ましい。
<不織布積層体>
本発明の捲縮複合繊維を含む不織布(以下、通常の不織布と区別するために、「捲縮複合繊維不織布」と呼ぶ場合がある。)は、用途により種々の層と積層して得る。
具体的には、例えば、編布、織布、不織布、フィルム等を挙げることができる。捲縮複合繊維不織布と他の層を積層する(貼り合せる)場合は、熱エンボス加工、超音波融着等の熱融着法、ニードルパンチ、ウォータージェット等の機械的交絡法、ホットメルト接着剤、ウレタン系接着剤等の接着剤による方法、押出しラミネート等をはじめ、種々公知の方法を採り得る。
捲縮複合繊維不織布と積層される不織布としては、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、湿式不織布、乾式不織布、乾式パルプ不織布、フラッシュ紡糸不織布、開繊不織布等、種々公知の不織布を挙げることができる。
かかる不織布を構成する材料としては、種々公知の熱可塑性樹脂、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテン等のα−オレフィンの単独若しくは共重合体であ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)、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンランダム共重合体、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、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等のポリオレフィン、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド(ナイロン−6、ナイロン−66、ポリメタキシレンアジパミド等)、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体、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、熱可塑性ポリウレタンあるいはこれらの混合物等を例示することができる。これらのうちでは、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)、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンランダム共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等が好ましい。
本発明の捲縮複合繊維不織布を用いてなる積層体の好ましい態様としては、スパンボンド法で製造した極細繊維(繊度;0.8〜2.5デニール、より好ましくは0.8〜1.5デニール)からなるスパンボンド不織布及び/又はメルトブローン不織布との積層体が挙げられる。具体的には、スパンボンド不織布(極細繊維)/捲縮複合繊維不織布、メルトブローン不織布/捲縮複合繊維不織布等の2層、スパンボンド不織布(極細繊維)/捲縮複合繊維不織布/スパンボンド不織布(極細繊維)、スパンボンド不織布(極細繊維)/捲縮複合繊維不織布/メルトブローン不織布、スパンボンド不織布(極細繊維)/メルトブローン不織布/捲縮複合繊維不織布、捲縮複合繊維不織布/スパンボンド不織布(極細繊維)/捲縮複合繊維不織布、捲縮複合繊維不織布/スパンボンド不織布(極細繊維)/メルトブローン不織布、捲縮複合繊維不織布/メルトブローン不織布/捲縮複合繊維不織布等の3層、あるいはスパンボンド不織布(極細繊維)/捲縮複合繊維不織布/メルトブローン不織布/スパンボンド不織布(極細繊維)、スパンボンド不織布(極細繊維)/捲縮複合繊維不織布/メルトブローン不織布/捲縮複合繊維不織布/スパンボンド不織布(極細繊維)、捲縮複合繊維不織布/スパンボンド不織布(極細繊維)/メルトブローン不織布/捲縮複合繊維不織布、捲縮複合繊維不織布/スパンボンド不織布(極細繊維)/メルトブローン不織布/スパンボンド不織布(極細繊維)/捲縮複合繊維不織布/等の4層以上の積層体が挙げられる。積層される各層の不織布の目付は、2〜25g/m2の範囲にあることが好ましい。上記極細繊維からなるスパンボンド不織布は、スパンボンド法の製造条件を制御(選択)することにより得られ得る。かかる不織布積層体は、本発明の捲縮複合繊維不織布の嵩高性、柔軟性を生かすとともに、表面の滑らかさに優れ、耐水性が向上した積層体となる。
本発明の捲縮複合繊維不織布と積層されるフィルムとしては、本発明の捲縮複合繊維不織布の特徴である通気性を生かす、通気性(透湿性)フィルムが好ましい。かかる通気性フィルムとしては、種々公知の通気性フィルム、例えば、透湿性を有するポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等の熱可塑性エラストマーからなるフィルム、無機あるいは有機微粒子を含む熱可塑性樹脂からなるフィルムを延伸して多孔化してなる多孔フィルム等を挙げることができる。多孔フィルムに用いる熱可塑性樹脂としては、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)、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンランダム共重合体あるいはそれらの組成物等のポリオレフィンが好ましい。
通気性フィルムとの積層体は、本発明の捲縮複合繊維不織布の嵩高性、柔軟性を生かすとともに、極めて高い耐水性を有する、クロスライクな複合素材となり得る。
<不織布の製造方法>
本発明の不織布は、発明の効果を損なわない範囲で、種々公知の製造方法で製造されうるが、以下に好ましい製造方法を説明する。
本発明の不織布は、
(1)(a)部と(b)部の原料となる前記オレフィン系重合体(A)及び/又は前記オレフィン系重合体(B)に、前記脂肪酸アミドを所定量添加してなる組成物を、少なくとも二つの押出機を用いてそれぞれ個別に溶融し、複合紡糸ノズルから吐出して複合繊維を得る工程、
(2)前記複合繊維を冷却、延伸、細化して、捲縮させた後、捕集ベルト上に所定の厚さに堆積する工程、および
(3)前記堆積した複合繊維を交絡処理する工程、を経て製造されることが好ましい。この製造方法は、スパンボンド法とも呼ばれる。
(1)の工程
この工程では公知の押出機および複合紡糸ノズルを用いればよい。溶融温度も特に限定されないが、溶融温度は、オレフィン系重合体の融点より50℃程度高い温度が好ましい。このときの紡糸性は、一定時間内の糸切れの有無により評価される。
(2)の工程
この工程では、空気を吹き付けて溶融繊維を冷却することが好ましい。このときの空気の温度は、10〜40℃であればよい。また、冷却された繊維に、さらに空気を吹き付けて張力を与えて、所望の太さの繊維に調整してもよい。冷却された繊維は、捲縮繊維となる。捕集ベルトは公知のものを用いればよいが、ベルトコンベアのように、捕集された捲縮繊維を運搬できる機能を有することが好ましい。
(3)の工程
この工程で施される交絡処理の例には、堆積した捲縮複合繊維(以下単に「繊維」ともいう)に、ウォータージェットや超音波等を当てる方法や、繊維にエンボス加工やホットエアースルー処理を施して繊維同士を熱融着する方法が含まれる。
本発明においては、捲縮複合繊維にエンボス加工を施すことが特に好ましい。強度の優れた不織布が得られるからである。エンボス加工は、エンボス面積率が3〜30%となる条件で行われる。エンボス面積率とは、不織布の全面積に占める、エンボス部の総面積の比率である。エンボス面積を小さくすれば、柔軟性に優れた不織布が得られ、エンボス面積を大きくすれば、剛性および機械強度に優れた不織布が得られる。
エンボス加工温度は、(a)部と(b)部の融点により調整されることが好ましいが、プロピレン系重合体の場合、通常100〜150℃の範囲にある。
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
本発明の実施例および比較例で用いたプロピレン重合体を、以下に示す。
(1)プロピレン系重合体(A)〔プロピレン単独重合体〕
株式会社プライムポリマー社製:商品名 プライムポリプロ S119;融点:156℃、MFR:62g/10分、Mw/Mn:2.92、Mz/Mw:2.35(A2−1)。
(2)プロピレン・α‐オレフィンランダム共重合体(B)〔プロピレン・エチレンランダム共重合体〕
株式会社プライムポリマー社製:商品名プライムポリプロ S229R;融点:143℃、MFR:62g/10分、Mw/Mn:2.50、Mz/Mw:2.10、エチレン含有量:3.0重量%(4.5モル%)(B2−1)。
(3)プロピレン系重合体(A)〔プロピレン単独重合体〕
日本ポリプロ株式会社製:商品名 ノバテックPP SA06A;融点:167℃、MFR:60g/10分、Mw/Mn:2.92、Mz/Mw:2.33(A2−2)。
本発明の実施例および比較例で得られた捲縮複合長繊維および不織布の物性は、以下の方法で測定した。
(1)捲縮数
JIS L1015に準拠して測定した。
(2)KOSHI値
カトーテック(株)製のKES−FBシステムにより、引張、剪断、圧縮、表面摩擦、曲げの各試験の測定を、測定条件としてニット高感度条件にて行った。測定結果をニットアンダーウェアー(サマー)条件にて計測してKOSHI値とした。KOSHI値はその数値が小さいほど、柔軟性に優れることを示す。
(3)SHARI値
カトーテック(株)製のKES−FBシステムにより、引張、剪断、圧縮、表面摩擦、曲げの各試験の測定を、測定条件としてニット高感度条件にて行った。測定結果をニットアンダーウェアー(サマー)条件にて計測してSHARI値とした。SHARI値はその数値が小さいほど、表面の平滑性、柔軟性に優れることを示す。
(4)FUKURAMI値<嵩高性の評価>
カトーテック(株)製のKES−FBシステムにより、引張、剪断、圧縮、表面摩擦、曲げの各試験の測定を、測定条件としてニット高感度条件にて行った。測定結果をニットアンダーウェアー(サマー)条件にて計測してFUKURAMI値とした。FUKURAMI値はその数値が大きいほど、厚みがあり、柔軟性に優れることを示す。
(5)官能評価<柔軟性の指標>
得られた不織布の20cm角サンプルを用いて、25℃の恒温室で女性4名、男性3名の計7名にて柔軟性についての官能評価を実施した。評価方法として、各サンプルを各自が任意に触り、各自10点満点で序列をつけ、7名の平均値を算出した(小数点以下は切捨て)。なお、触り方は各自に任せた。柔軟性に優れるものほど高い数値とした。
(6)毛羽評価
得られた不織布を下記の方法で単位cm2当りの毛羽重量を測定した。値が小さいほど発生する毛羽量が少なく良好であることを示す。
<測定機器及び付属品>
1)Ink Rud Tester(Danilee Co)
2)両面テープ:ST−416P(50mm×30m)住友3M 3187C
3)アクリル系粘着テ−プ(片面:住友スリ−エム製スコッチ印表面保護テ−プ)
4)サンドペ−パ−:320グリッド (茶)幅:2インチ
5)ウエイト:寸法;5×15×3.5cm 重さ;2200g
<評価法>
1)サンプルの非測定面に長さ約15mmの両面テ−プをMD及びCD方向に貼る。
2)4cm×11cmの大きさにサンプルをカットする。
3)片面粘着テ−プを約19cmを2枚用意する。
4)カット後14×15cmの剥離紙に貼る。
5)測定器にサンドペ−パ−を取り付け、毎分43往復するように、カウンターを20にセット後、スタ−トする。
6)サンドペ−パ−を外し1枚の片面粘着テ−プで毛羽を取る。
7)もう1枚のテ−プを試験片の上に乗せ、ウエイトを20秒置く。
8)毛羽粘着前後の重量を測定し、単位cm2当りの毛羽重量を測定する。
(7)地合指数評価
得られた不織布を、野村商事(株)ファーメーションテスター FMT-MIIIを用いて、n=5の地合指数の平均値を値とした。地合指数が小さいほど、地合が良好であることを示す。
地合指数(V)はV=10σ/Eで表される。σは不織布の濃淡ムラの標準偏差、Eは、不織布の光透過率(T)を測定することで得られる。E=2-logT で表され、透過率が100%に近い場合(地合不良)、E≒0となり、Vは無限大に大きな値を示す。
(8)視認性評価
得られた不織布の20cm角サンプルを黒紙上に置いて、25℃の恒温室で女性4名、男性3名の計7名にて視認性の評価を実施した。評価方法として、各サンプルを各自が5点満点で序列をつけ、7名の平均値を算出した(小数点以下は切捨て)。なお、見方は各自に任せた。視認性に優れるものほど高い数値とした。
〔実施例1〕
芯部に、前記A2−1:100重量部にステアリン酸アミドを1重量部添加してなる組成物を、鞘部に前記B2−1:100重量部にステアリン酸アミドを1重量部添加してなる組成物を用い、スパンボンド法により溶融紡糸を行った。
押出機には単軸スクリュー押出機を用い、組成物の溶融温度は、ともに200℃とした。
また、長繊維中に占める芯部h1と鞘部h2の割合は質量比にして20:80となるようにした。その際、糸速速度2060m/分であり繊度は、2.3デニールであった。
溶融紡糸により得られた偏芯芯鞘型捲縮複合長繊維を捕集面上に堆積して不織布とした。さらに、この不織布をキルトエンボスにてエンボス加工した。エンボス加工温度は、125℃とした。エンボス面積率は9.7%であった。エンボス加工が施された不織布の目付は25g/m2であった。得られた捲縮複合長繊維および不織布の物性を、上記方法で測定した。
測定結果を表1に示す。
〔実施例2〕
実施例1で用いた組成物に替えて、A2−1及びB2−1:100重量部にオレイン酸アミドをそれぞれ1重量部添加した組成物を用いる以外は、実施例1と同様に行い捲縮複合長繊維および不織布を得た。得られた捲縮複合長繊維および不織布の測定結果を表1に示す。
〔実施例3〕
実施例1で用いた組成物に替えて、A2−1及びB2−1:100重量部にN−オレイルパルミチン酸アミドをそれぞれ1重量部添加した組成物を用いる以外は、実施例1と同様に行い捲縮複合長繊維および不織布を得た。得られた捲縮複合長繊維および不織布の測定結果を表1に示す。
〔比較例1〕
実施例1で用いた組成物に替えて、何れも脂肪酸アミドを添加しないA2−1及びB2−1を用いる以外は、実施例1と同様に行い捲縮複合長繊維および不織布を得た。得られた捲縮複合長繊維および不織布の測定結果を表1に示す。
〔比較例2〕
実施例1で用いた組成物に替えて、A2−1及びB2−1:100重量部にエルカ酸アミドをそれぞれ1重量部添加した組成物を用いる以外は、実施例1と同様に行い捲縮複合長繊維および不織布を得た。得られた捲縮複合長繊維および不織布の測定結果を表1に示す。
〔比較例3〕
実施例1で用いた組成物に替えて、芯部に脂肪酸アミドを添加しないA2−2、及び鞘部に脂肪酸アミドを添加しないB2−1を用いる以外は、実施例1と同様に行い捲縮複合長繊維および不織布を得た。得られた捲縮複合長繊維および不織布の測定結果を表1に示す。
Figure 2012153802
本発明の不織布は、紡糸性、強度、柔軟性、耐水性等に優れるため、紙おむつや生理用ナプキンにおける、サイドギャザー、バックシート、トップシート、ウェスト部材等に有用である。
10:(a)部
20:(b)部

Claims (15)

  1. 横断面が(a)部および(b)部の少なくとも2の領域を有する、捲縮可能な断面形状を有する捲縮複合繊維であって、前記(a)部と前記(b)部の質量比〔(a):(b)〕が、10:90〜60:40であり、前記(a)部はオレフィン系重合体(A)から、前記(b)部はオレフィン系重合体(B)からそれぞれ構成され、前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)が、少なくともMz/Mw、融点、あるいはMFRのいずれかが異なる重合体であり、前記オレフィン系重合体(A)及び/又は前記オレフィン系重合体(B)に、炭素数19以下の脂肪酸アミドを添加してなる捲縮複合繊維。
  2. 前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)の融点の差が、20℃未満である請求項1に記載の捲縮複合繊維。
  3. 炭素数19以下の脂肪酸アミドの配合量が、オレフィン系重合体(A)及び/又はオレ フィン系重合体(B)100重量部に対して、0.1〜10重量部である請求項1記載の捲縮複合繊維。
  4. 前記(a)部が芯部(a’)であり前記(b)部が鞘部(b’)である偏芯芯鞘構造を有する、請求項1に記載の捲縮複合繊維。
  5. オレフィン系重合体(A)及びオレフィン系重合体(B)が、それぞれ、プロピレン系重合体(A1)及びプロピレン系重合体(B1)である請求項1記載の捲縮複合繊維。
  6. プロピレン系重合体(A1)及びプロピレン系重合体(B1)が、それぞれ、プロピレン単独重合体(A2)及びプロピレン・α−オレフィン共重合体(B2)である請求項5記載の捲縮複合繊維。
  7. 脂肪酸アミドが、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、オレイルパルミチン酸アミドである請求項1記載の捲縮複合繊維。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の捲縮複合繊維を含んでなる不織布。
  9. 少なくとも2層以上の層構成を有する積層体であって、そのうちの少なくとも1層が、請求項8記載の不織布である不織布積層体。
  10. 請求項8に記載の不織布を、トップシート及び/又はセカンドシートに用いてなる吸収性物品。
  11. 請求項8に記載の不織布を、吸収体を包むシートに用いてなる吸収性物品。
  12. 横断面が(a)部および(b)部の少なくとも2の領域を有する、捲縮可能な断面形状を有する捲縮複合繊維であって、前記(a)部と前記(b)部の質量比〔(a):(b)〕が、10:90〜60:40であり、前記(a)部はオレフィン系重合体(A)から、前記(b)部はオレフィン系重合体(B)からそれぞれ構成され、前記オレフィン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)が、少なくともMz/Mw、融点、あるいはMFRのいずれかが異なる重合体であり、捲縮数が18[個/25mm]以上である捲縮複合繊維を含んでなる不織布であって、当該不織布のKESによるKOSHI値が7.4以下、地合指数(V)が420以下である不織布。
  13. 少なくとも2層以上の層構成を有する積層体であって、そのうちの少なくとも1層が、請求項12記載の不織布である不織布積層体。
  14. 請求項12に記載の不織布を、トップシート及び/又はセカンドシートに用いてなる吸収性物品。
  15. 請求項12に記載の不織布を、吸収体を包むシートに用いてなる吸収性物品。
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