JPWO2020066622A1 - スパンボンド不織布 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、衛生材料は乳児などの繊細な肌に直接触れることが多いことから、優れた触り心地を強く要求されており、例えば一般的な織編物を用いた肌着のような触り心地が求められているが、そのような触り心地のスパンボンド不織布は実現できておらず、触り心地向上のために、種々の検討が行われている。
例えば、特許文献1には脂肪酸アミド化合物を添加したポリオレフィン繊維からなるスパンボンド不織布が提案されている。
本発明は、これら知見に基づいて完成に至ったものであり、本発明によれば、以下の発明が提供される。
本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、前記のスパンボンド不織布の曲げ剛性が10μN・cm2/cm以上300μN・cm2/cm以下である。
本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、前記のスパンボンド不織布の見掛け密度が0.01g/cm3以上0.30g/cm3以下である。
本発明のスパンボンド不織布に用いられる熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではないが、例えば、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、ポリヘキサメチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル系ポリマーおよびその共重合体、ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリヒドロキシブチレート-ポリヒドロキシバリレート共重合体、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル系ポリマーおよびその共重合体、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド10、ポリアミド12、ポリアミド6−12等の脂肪族ポリアミド系ポリマーおよびその共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系ポリマーおよびその共重合体、エチレン単位を25モル%から70モル%含有する水不溶性のエチレン−ビニルアルコール共重合体系ポリマー、ポリスチレン系、ポリジエン系、塩素系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、フッ素系のエラストマー系ポリマー等の中から少なくとも一種類を選んで用いることができる。
ここで、ポリオレフィン系樹脂に滑剤を添加したポリマーは、低い曲げ剛性と、低い曲げ戻り性、適度な引張弾性率を同時に得やすい点で好ましい態様である。このようなポリマーの例として、脂肪酸アミド化合物を添加したポリプロピレンを挙げることができる。
また、ポリエステル系ポリマーを共重合または他ポリマーとのブレンドによって柔軟化したポリマーは、低い曲げ剛性と、低い曲げ戻り性を両立しやすい点で好ましい。このようなポリマーの例として、特に、ポリエステル系樹脂にポリエチレングリコールを共重合するか、ポリマーブレンドしたものは、ポリエチレングリコールの分子量や共重合比率によって低い曲げ剛性と、低い曲げ戻り性、適度な引張弾性率を同時に得やすい点で、特に好ましい態様である。
本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維は、単繊維繊維径が5μm以上30μm以下であることが好ましい。単繊維繊維径が30μm以下であることによって、高い均一性と柔軟性が得られ、5μm以上であることによって、しっかりとした触り心地が得られるためである。この単繊維繊維径は、25μm以下がより好ましく、20μm以下がさらに好ましい。また、7μm以上がより好ましく、9μm以上がさらに好ましい。
なお、本発明でいう単繊維繊維径とは、マイクロスコープで500〜1000倍の表面写真を撮影し、ランダムに選択した計100本の繊維の幅を測定し、算術平均値から単繊維繊維径(μm)を算出した値である。
本発明のスパンボンド不織布は、曲げ戻り性が0.2cm−1以上1.0cm−1以下である。曲げ戻り性が1.0cm−1以下であることによって、曲げ戻し時に手にフィットする感触が得られ、0.2cm−1以上であることによって、適度な戻り難さが得られ、自然な風合いになるためである。この曲げ戻り性は、0.8cm−1以下が好ましく、0.6cm−1以下がさらに好ましい。また、0.3cm−1以上が好ましく、0.4cm−1以上がより好ましい。
本発明でいうスパンボンド不織布の曲げ戻り性とは、曲げ試験機(例えば「KES−FB2」、カトーテック社製)により、直交する2つの方向の曲げ剛性(B)と曲げヒステリシス(2HB)を測定し、以下の式により求めた値である。
・曲げ剛性=(方向1のB+方向2のB)/2
・曲げヒステリシス=(方向1の2HB+方向2の2HB)/2
・曲げ戻り性=曲げヒステリシス/曲げ剛性
本発明でいうスパンボンド不織布の曲げ剛性とは、曲げ試験機(例えば、「KES−FB2」、カトーテック社製)により、直交する2つの方向の曲げ剛性(B)を測定し、以下の式により求めた値である。
・曲げ剛性=(方向1のB+方向2のB)/2
この単位目付当たりの引張り強度は、8(N/5cm)/(g/m2)以下がより好ましく、6(N/5cm)/(g/m2)以下が更に好ましい。また、0.4(N/5cm)/(g/m2)以上がより好ましく、0.5(N/5cm)/(g/m2)以上が更に好ましい。単位目付当たりの引張強度は、前記の熱可塑性樹脂、添加物、繊維径、および/または、後述する紡糸速度、目付、見掛け密度、ボンディングの方法によって制御することができる。
本発明でいうスパンボンド不織布の引張強度は、JIS L1913:2010「一般不織布試験方法」の「6.3 引張強さ及び伸び率(ISO法)」の「6.3.1 標準時」に準じて実施する、つかみ間隔が少なくとも5cmの引張試験により、直交する2つの方向の、引張強度(サンプルが破断したときの強度)の平均を、目付で除した値である。
・表面粗さSMD=(方向1の表面粗さSMD+方向2の表面粗さSMD)/2
ΔMRは、ポリエステル成分の種類や、含有ポリエチレングリコールの数平均分子量、および共重合量によって調整することができる。本発明におけるΔMRとは、以下の方法で測定、算出される値を指すこととする。
(1)測定試料3gを凍結粉砕し、乾燥温度110℃で24時間、真空乾燥してその絶乾質量(Wd)を測定する。
(2)上記試料を20℃×65%R.H.の状態に調湿された恒温恒湿機中に24時間放置し、平衡状態となった試料の質量(W20)を測定する。
(3)次いで、恒温恒湿機の設定を30℃×90%R.H.に変更し、更に24時間放置後の質量(W30)測定し、次の式に基づき算出する。
・ΔMR=(W30−W20)/Wd(%)。
本発明におけるスパンボンド不織布の厚みとは、圧縮試験機(KES−FB3、カトーテック社製)で測定した0.5g/cm2の荷重での厚み(T0)をいう。
本発明におけるスパンボンド不織布の目付(g/m2)とは、JIS L1913:2010の6.2「単位面積当たりの質量」に基づき、20cm×25cmの試験片を、試料の幅1m当たり3枚採取し、標準状態におけるそれぞれの質量(g)を量り、その平均値から算出する1m2当たりの質量を指すこととする。
本発明でいうスパンボンド不織布の見掛け密度とは、前記の目付を厚みで除した値である。
次に、本発明のスパンボンド不織布を製造する好ましい態様を、具体的に説明する。
スパンボンド不織布を製造するためのスパンボンド法は、樹脂を溶融し、紡糸口金から紡糸した後、冷却固化して得られた糸条に対し、エジェクターで牽引し延伸して、移動するネット上に捕集して不織繊維ウェブ化した後、熱接着する工程を要する不織布の製造方法である。
用いられる紡糸口金やエジェクターの形状としては、丸形や矩形等種々のものを採用することができる。なかでも、圧縮エアの使用量が比較的少なく、糸条同士の融着や擦過が起こりにくいという観点から、矩形口金と矩形エジェクターの組み合わせを用いることが好ましい態様である。
本発明において、原料ポリマーを必要に応じて真空乾燥した後、溶融し紡糸する。紡糸温度は、ポリオレフィン系では、200℃以上270℃以下、ポリエステル系では240℃以上320℃以下とすることが好ましい。紡糸温度を上記範囲内とすることにより、安定した溶融状態とし、優れた紡糸安定性を得ることができるためである。
紡出された長繊維の糸条は、次に冷却されるが、紡出された糸条を冷却する方法としては、例えば、冷風を強制的に糸条に吹き付ける方法、糸条周りの雰囲気温度で自然冷却する方法、および紡糸口金とエジェクター間の距離を調整する方法等が挙げられ、またはこれらの方法を組み合わせる方法を採用することができる。また、冷却条件は、紡糸口金の単孔あたりの吐出量、紡糸する温度および雰囲気温度等を考慮して適宜調整して採用することができる。
紡糸速度は、2000m/分以上であることが好ましく、より好ましくは3000m/分以上であり、さらに好ましくは4000m/分以上である。紡糸速度を2000m/分以上とすることにより、高い生産性を有することになり、また繊維の配向結晶化が進み高い強度の長繊維を得ることができる。本発明における紡糸速度とは、前記単繊維繊維径と、原料ポリマーの固形密度から長さ10000m当たりの質量を単繊維繊度として、小数点以下第二位を四捨五入して算出した値である単繊維繊度と、各条件で設定した紡糸口金単孔から吐出される樹脂の吐出量(以下、単孔吐出量と呼称する)から、次の式で算出した値である。
・紡糸速度=(10000×単孔吐出量)/単繊維繊度
上記の不織繊維ウェブ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ロールにより、熱接着する方法が挙げられる。
ここでいう接着面積とは、一対の凹凸を有するロールにより熱接着する場合は、上側ロールの凸部と下側ロールの凸部とが重なって不織繊維ウェブに当接する部分の不織布全体に占める割合のことを言う。また、凹凸を有するロールとフラットロールにより熱接着する場合は、凹凸を有するロールの凸部が不織繊維ウェブに当接する部分の不織布全体に占める割合のことを言う。
熱接着時の熱エンボスロールの線圧は、5N/cm以上70N/cm以下であることが好ましい。ロールの線圧を好ましくは5N/cm以上、より好ましくは10N/cm以上、さらに好ましくは20N/cm以上とすることにより、十分に熱接着させ不織布として実用に供しうる強度を得ることができる。一方、ロールの線圧を好ましくは70N/cm以下、より好ましくは60N/cm以下、さらに好ましくは50N/cm以下とすることにより、特に衛生材料用の不織布として用いる場合に、十分な柔軟性を得ることができる。
日立ハイテクノロジーズ社製「S−5500」を測定に用いた。
JIS L1913:2010の6.2「単位面積当たりの質量」に基づき、20cm×25cmの試験片を、試料の幅1m当たり3枚採取し、標準状態におけるそれぞれの質量(g)を量り、その平均値から算出する1m2当たりの質量を目付(g/m2)とした。
圧縮試験機として、カトーテック社製「KES−FB3」を測定に用いた。
上記で測定した、目付を厚みで除した値を見かけ密度(g/m3)とした。
曲げ試験機として、カトーテック社製「KES−FB2」を測定に用いた。
引張試験機として、島津製作所社製「AGS1KNX」を測定に用いた。なお、サンプルの厚みT0(mm)の測定は、前記(3)と同じ装置を用いた。
任意に選定した10名がスパンボンド不織布を手で触り、それぞれのスパンボンド不織布に対して、下の基準に従って評価した。各不織布について評価結果の平均点をその不織布のソフト感とした。
・5:非常に快適で、非常に好きなソフト感である
・4:やや快適で、やや好きなソフト感である
・3:不快ではないが快適でもなく、嫌いではないが好きでもないソフト感である
・2:やや不快で、やや嫌いなソフト感である
・1:非常に不快で、非常に嫌いなソフト感である
熱可塑性樹脂として、含有ポリエチレングリコールの数平均分子量が5500で、共重合量が8重量%の、共重合ポリエチレンテレフタレートを用いた(後に示す表1において、「PET−PEG」と表記する)。まず、この熱可塑性樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度が290℃で、孔径φが0.30mmの矩形口金から、単孔吐出量が0.4g/分で紡出した。紡出した糸条を、冷却固化した後、矩形エジェクターにおいてエジェクターでの圧力を0.10MPaとした圧縮エアによって、牽引・延伸し、移動するネット上に捕集して共重合ポリエステル長繊維からなる不織繊維ウェブを得た。続いて、得られた不織繊維ウェブを上ロール・下ロールで構成される上下一対の熱エンボスロールで熱接着した。このとき、上ロールには、金属製で水玉柄の彫刻が0.5mmの深さでなされた、接着面積率16%のエンボスロールを用いた。また、下ロールには、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た。また、熱エンボスロールの線圧は50N/cm、熱接着温度は230℃とした。得られたスパンボンド不織布の評価結果を表1に示す。
ネットの移動速度を上げて、スパンボンド不織布の目付を27g/m2から15g/m2へ小さくした以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の評価結果を表1に示す。
熱エンボスロールの上ロールの彫刻深さを0.5mmから0.2mmにした以外は実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の評価結果を表1に示す。
熱エンボスロールの上ロールの彫刻を水玉柄、彫刻深さ0.5mm、接着面積率16%のものから、10mm角(1辺が10mmの正方形)の斜格子柄、深さを1mm、接着面積率が10%のものにした以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の評価結果を表1に示す。
熱可塑性樹脂として、滑剤として炭素数38のエチレンビスステアリン酸アミド0.5質量%を添加したポリプロピレンを用いた(後に示す表1において、「PP−EBA」と表記する)。まず、この熱可塑性樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度が230℃で、孔径φが0.30mmの矩形口金から、単孔吐出量が0.4g/分で紡出した。紡出した糸条を、冷却固化した後、矩形エジェクターにおいてエジェクターでの圧力を0.10MPaとした圧縮エアによって、牽引・延伸し、移動するネット上に捕集して共重合ポリエステル長繊維からなる不織繊維ウェブを得た。続いて、得られた不織繊維ウェブを上ロール・下ロールで構成される上下一対の熱エンボスロールで熱接着した。このとき、上ロールには、金属製で水玉柄の彫刻が0.5mmの深さでなされた、接着面積率16%のエンボスロールを用いた。また、下ロールには、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た。また、熱エンボスロールの線圧は50N/cmで、熱接着温度は130℃とした。得られたスパンボンド不織布の評価結果を表1に示す。
熱可塑性樹脂として、ポリエチレングリコールを共重合していないポリエチレンテレフタレート(後に示す表1において、「PET」と表記する)に変更した以外は実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の評価結果を表1に示す。
熱可塑性樹脂として、エチレンビスステアリン酸アミドを添加していないポリプロピレン(後に示す表1において、「PP」と表記する)に変更した以外は実施例5と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の評価結果を表1に示す。
単孔吐出量を0.4g/分から0.2g/分とし、圧縮エアのエジェクターにおける圧力を0.10MPaから0.05MPaに変更した以外は実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の評価結果を表1に示す。
一方、比較例1および2に示すように、スパンボンド不織布の曲げ戻り性が大きすぎるものや引張弾性率が低すぎるものは、官能評価の結果も3以下と、ソフト感に劣ることを示す結果だった。
なお、本出願は、2018年9月28日出願の日本特許出願(特願2018−183754)に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
Claims (3)
- 熱可塑性樹脂からなる繊維で構成されたスパンボンド不織布であって、前記スパンボンド不織布の曲げ戻り性が0.2cm−1以上1.0cm−1以下であり、かつ、前記スパンボンド不織布の引張弾性率が5MPa以上100MPa以下である、スパンボンド不織布。
- 前記スパンボンド不織布の曲げ剛性が10μN・cm2/cm以上300μN・cm2/cm以下である、請求項1に記載のスパンボンド不織布。
- 前記スパンボンド不織布の見掛け密度が0.01g/cm3以上0.30g/cm3以下である、請求項1または2に記載のスパンボンド不織布。
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