JPWO2022210047A5

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Publication number: JPWO2022210047A5
Application number: JP2023510989A
Authority: JP
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2024-02-05

Description

（１）スパンボンド不織布
本開示のスパンボンド不織布は、
プロピレン系重合体（Ａ）と、ポリオレフィン（プロピレン系重合体（Ａ）を除く。）及びポリエステルからなる群より選択される少なくとも１種であるポリマー（Ｂ）とを含む樹脂組成物からなる繊維を含み、
前記繊維が、海島構造を有し、
前記繊維が、前記繊維の軸方向に直交する断面における島相のうち、直径０．３２μｍ未満の島相の割合が個数基準で６０個数％以上である繊維を含み、
機械の流れ方向（ＭＤ：Machine Direction）に直交する方向（ＣＤ：Cross machine Direction）の引張強度（Ｓ_ＣＤ）に対する前記機械の流れ方向（ＭＤ）の引張強度（Ｓ_ＭＤ）の比（Ｓ_ＭＤ／Ｓ_ＣＤ）が２．０～５．１である。

海島繊維は、長繊維（フィラメント）であってもよいし、単繊維（ステープル）であってもよい。さらに、海島繊維の断面形状は、特に制限されず、例えば、円形、楕円形、異形断面等が挙げられる。

特定ポリマー（Ｂ）のメルトフローレートは、スパンボンド不織布の原料である熱可塑性樹脂組成物の溶融物を紡糸できれば特に限定されず、好ましくは１ｇ／１０分～１０００ｇ／１０分、より好ましくは２ｇ／１０分～５００ｇ／１０分、更に好ましくは３ｇ／１０分～１００ｇ／１０分である。
特定ポリマー（Ｂ）がポリエチレンの場合、メルトフローレートは、ＡＳＴＭ規格Ｄ－１２３８に準拠した方法で測定される。ポリエチレンのメルトフローレートの測定条件は、１９０℃、荷重２．１６ｋｇである。

海島繊維が低分子量オレフィン系重合体を含有する場合、低分子量オレフィン系重合体の含有量は、樹脂組成物の全量に対して、好ましくは０．１質量％～５．０質量％である。
低分子量オレフィン系重合体の含有量の下限は、特定ポリプロピレン（Ａ）及び特定ポリマー（Ｂ）の分散性を向上させるために十分な量の低分子量オレフィン系重合体を海相と島相の界面に存在させる観点から、樹脂組成物の全量に対して、より好ましくは０．２質量％以上、更に好ましくは１．０質量％以上、特に好ましくは１．５質量％以上である。
低分子量オレフィン系重合体の含有量の上限は、海島繊維の著しい強度低下を発生させない観点から、樹脂組成物の全量に対して、より好ましくは４．０質量％以下、更に好ましくは３．０質量％以下、特に好ましくは２．５質量％以下である。

低分子量オレフィン系重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５００～３００００である。
低分子量オレフィン系重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）が上記範囲であれば、特定ポリプロピレン（Ａ）及び特定ポリマー（Ｂ）の分散性はより向上する。その結果、スパンボンド不織布の伸長性及び紡糸性はより優れる。
低分子量オレフィン系重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）の上限は、３００００以下であり、好ましくは１５０００未満、より好ましくは１００００以下、更に好ましくは６０００以下、特に好ましくは６０００未満、一層好ましくは５０００以下、一層好ましくは３０００以下、一層好ましくは２０００以下、一層好ましくは１５００以下である。
低分子量オレフィン系重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）の下限は、５００以上であり、好ましくは７００以上、より好ましくは１０００以上である。

低分子量オレフィン系重合体は、オレフィンの単独重合体又は２種類以上のオレフィンからなるオレフィン系共重合体である。
なかでも、低分子量オレフィン系重合体は、エチレンの単独重合体、又はエチレンと炭素数３～２０のα－オレフィンとの共重合体のいずれであってもよい。
α－オレフィンの炭素数は、好ましくは３～８、より好ましくは３～４である。
α－オレフィンの炭素数が上述範囲にあれば、スパンボンド不織布の伸長性及び紡糸性はより向上する。その理由は明らかではないが、次のように考えられる。
α－オレフィンの炭素数が上述範囲内であると、例えば、特定ポリプロピレン（Ａ）中に、低分子量オレフィン系重合体を介して、特定ポリマー（Ｂ）が分散し易くなると考えられる。すなわち、低分子量オレフィン系重合体が、特定ポリプロピレン（Ａ）及びポリα－オレフィンの相溶化剤として作用する。そのため、特定ポリプロピレン（Ａ）及び特定ポリマー（Ｂ）の均一性は向上する。その結果、スパンボンド不織布の伸度等の特性が向上すると考えられる。
低分子量オレフィン系重合体は、単独でも、その二種以上の混合物であってもよい。

低分子量オレフィン系重合体の製造方法は、特に限定されず、例えば、第１製造方法、第２製造方法等が挙げられる。第１製造方法は、通常用いられる低分子量重合体の重合による製造方法を示す。第２製造方法は、高分子量のエチレン系重合体を熱減成によって分子量を低減させる方法を示す。
低分子量オレフィン系重合体は、溶媒に対する溶解度の差で分別する溶媒分別、又は蒸留などの方法で精製されていてもよい。
第１製造方法としては、例えば、チーグラー／ナッタ触媒、又はメタロセン系触媒等を用いる製造方法等が挙げられる。メタロセン系触媒等を用いる製造方法としては、特開平０８－２３９４１４号公報、国際公開第２００７／１１４１０２号等に記載された製造方法が挙げられる。

スパンボンド不織布は、伸縮性スパンボンド繊維を備えていてもよい。
伸縮性スパンボンド繊維は、特定の熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含む樹脂を押出成形し、スパンボンド法で製造された繊維であることが好ましい。特定の熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定における凝固開始温度が少なくとも６５℃であり、細孔電気抵抗法に基づく粒度分布測定装置に１００ミクロンのアパーチャーを装着して測定される極性溶媒不溶分の粒子数が３００万個／ｇ以下である。
上記特性を有する伸縮性スパンボンド繊維は、例えば、国際公開第２００４／０６５６８０号や国際公開第２０１１／１２９４３３号に記載の方法で製造され得る。
スパンボンド不織布が伸縮性スパンボンド繊維を備える場合、スパンボンド不織布は、後述する積層不織布であってもよいし、後述する混繊不織布であってもよい。

樹脂層の原料は、海島繊維の原料である熱可塑性樹脂組成物と異なればよい。
樹脂層としては、例えば、編布、織布、ウェブ、不織布、フィルム等が挙げられる。
樹脂層の一例である不織布としては、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、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、開繊不織布等が挙げられる。
これらの不織布は、伸縮性不織布であってもよいし、非伸縮性不織布であってもよい。伸縮性不織布は、第３性質及び第４性質を有する。「第３性質」とは、不織布に外力が加えられると、不織布の外形が一方向に伸びる性質を示す。「第４性質」とは、不織布に加えられた外力が解除されると、不織布の外形が後戻りする性質を示す。
伸縮性不織布としては、国際公開第２０１２／０７０５１８号に記載の低結晶性ポリプロピレンを用いた弾性不織布が挙げられる。
樹脂層の一例であるウェブとしては、スパンボンドウェブ、メルトブローンウェブ、湿式ウェブ、乾式ウェブ、乾式パルプウェブ、フラッシュ紡糸ウェブ、開繊ウェブ等が挙げられる。
これらのウェブは、伸縮性ウェブであってもよいし、非伸縮性ウェブであってもよい。

樹脂層の一例であるフィルムは、積層不織布に通気性が要求される場合には、通気性フィルム、又は透湿性フィルムであることが好ましい。
通気性フィルムとしては、熱可塑性エラストマーからなるフィルム、多孔フィルム等が挙げられる。フィルムの原料である熱可塑性エラストマーとしては、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が挙げられる。
多孔フィルムは、無機微粒子又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。多孔フィルムの原料であ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、これらの組み合わせ等のポリオレフィンが好ましい。
積層不織布に通気性が要求されない場合には、樹脂層の一例であるフィルムの原料として、ポリエチレン、ポリプロピレン等から選ばれる１種以上の熱可塑性樹脂を用いることができる。

積層不織布は、一部において熱融着されていることが好ましい。
積層不織布の一部を熱融着する場合の熱融着方法としては、超音波等の手段を用いる方法、エンボスロールを用いる熱エンボス加工、ホットエアースルー等が挙げられる。中でも、熱融着方法は、積層不織布を延伸する際に長繊維が効率よく延伸される点で、熱エンボス加工であることが好ましい。

熱エンボス加工により積層不織布の一部を熱融着する場合は、通常、エンボス面積率は、５％～３０％が好ましく、より好ましくは５％～２０％である。刻印形状としては、円、楕円、長円、正方、菱、長方、四角やそれら形状を基本とする連続した形等が挙げられる。
熱エンボス加工におけるエンボス温度は、エンボス加工時のライン速度、圧着圧力等により適宜調整され、８５℃～１５０℃であることが好ましい。

ポリウレタン系熱可塑性エラストマー繊維の材料としては、
（１）ポリオールとイソシアネート化合物とを予め反応させたイソシアネート基末端プレポリマーと、鎖延長剤とを反応させる方法、
（２）ポリオールと鎖延長剤とをあらかじめ混合し、次いでこの混合物とイソシアネート化合物とを反応させる方法などで製造されたポリウレタンが挙げられる。
上記ポリウレタン系熱可塑性エラストマーを構成する成分の一つであるポリオールとして、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、およびポリカーボネートジオール等が挙げられる。
イソシアネート化合物としては、イソシアネート基を１分子中に２個以上有する、芳香環、脂肪族又は脂環族等の化合物等が挙げられる。
鎖延長剤としては、１分子中に水酸基を２個以上有する、脂肪族、芳香族、複素環式又は脂環式の低分子量ポリオール等が挙げられる。
具体的には、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー繊維としては、国際公開第２０１１／１２９４３３号に記載された、１，４-ビス（２-ヒドロキシエトキシ）ベンゼンを鎖延長剤として用いてなる熱可塑性ポリウレタンエラストマーが挙げられる。
オレフィン系熱可塑性エラストマー繊維の材料としては、エチレン－α－オレフィンランダム共重合体や第二成分としてジエンを共重合させたものなどが挙げられ、具体的には、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、ＥＰＤＭ（エチレン－プロピレン－ジエン共重合体、ジエン成分としてはジシクロぺンタジエン又はエチリデンノルボルネン）をソフトセグメントに、ポリオレフィンをハードセグメントにしたものなどが挙げられる。オレフィン系熱可塑性エラストマー繊維の材料の商品名としては、タフマー（三井化学（株）製）、ミラストマー（三井化学（株）製）、エバフレックス－ＥＥＡ（三井・デュポンポリケミカル（株）製）、ビスタマックス（エクソンモービル(株)製）などが挙げられる
スチレン系熱可塑性エラストマー繊維、ポリエステル系熱可塑性エラストマー繊維、及びポリアミド系熱可塑性エラストマー繊維の各々の原料は、特開２００１－１７９８６７号公報に記載されたものが挙げられる。

熱可塑性エラストマー繊維は、長繊維（フィラメント）であってもよいし、単繊維（ステープル）であってもよい。さらに、熱可塑性エラストマー繊維の断面形状は、特に制限されず、例えば、円形、楕円形、異形断面等が挙げられる。

まず、押出機１１内に熱可塑性樹脂組成物を導入する。押出機１１内に導入された熱可塑性樹脂組成物は、押出機１１内で溶融混練される。熱可塑性樹脂組成物の溶融物は、押出機１１から押し出される。
押出機１１から押し出された熱可塑性樹脂組成物の溶融物は、紡糸口金１２に導入される。紡糸口金１２に導入された熱可塑性樹脂組成物の溶融物は、紡糸口金１２から押し出されて、紡糸される。これにより、連続繊維群１が形成される。
連続繊維群１は、冷却室１３に導入される。冷却室１３に導入された連続繊維群１は、冷却風Ａによって冷却される。冷却風Ａは、冷却風供給部１４及び冷却風供給部１５の少なくとも一方から冷却室１３及び延伸部１６内に供給される。冷却された連続繊維群１は、冷却室１３の下流側に配置された延伸部１６に導入される。
延伸部１６は、隘路部１６ａ及び筒部１６ｂを有する。筒部１６ｂは、隘路部１６ａの上下方向（すなわち、重力方向）の下側（すなわち、移動捕集部材２１側）の端部に形成されている。隘路部１６ａは、隘路状である。筒部１６ｂは、筒状物である。筒部１６ｂの中空部は、図１に示すように、下側に向けて広がっている。延伸部１６に導入された連続繊維群１は、隘路部１６ａで冷却風の速度が増加することによって、延伸される。延伸されて、筒部１６ｂを通過した連続繊維群１は、分散されて、移動捕集部材２１の上に捕集される。
分散された連続繊維群１は、サクションユニット２２によって、移動捕集部材２１の上に効率よく捕集される。サクションユニット２２は、移動捕集部材２１の捕集面の下部に配置されている。これにより、スパンボンドウェブ２が形成される。
その後、スパンボンドウェブ２に含まれる繊維は、例えば、エンボスロール（図示せず）によって加熱加圧処理され、結合される。これにより、スパンボンド不織布が得られる。

（比較例１）
ＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３８に準拠して、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定）６０ｇ／１０分、密度０．９１ｇ／ｃｍ^３、融点１６０℃のプロピレン単独重合体（１）９２．７質量部と、
ＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３８に準拠して、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇで測定）５ｇ／１０分、密度０．９５ｇ／ｃｍ^３、融点１３４℃の高密度ポリエチレン（以下、「ポリエチレン」と記載する。）６質量部と、
エルカ酸アミド０．３質量部と
の混合物を、７５ｍｍφの押出機を用い溶融し、孔数１０９３ホールの紡糸口金を有するスパンボンド不織布成形機（捕集面上の機械の流れ方向に垂直な方向の長さ：３２０ｍｍ、図１参照）を用いて、樹脂温度とダイ温度がともに２００℃、樹脂吐出量３２ｋｇ／ｈ、冷却風温度２０℃、延伸エア風速３５２９ｍ／分の条件でスパンボンド法により溶融紡糸を行い、捕集面上に堆積させ、エンボスロールで加熱加圧処理（エンボス面積率（熱圧着率）１８％、エンボス温度９０℃）して総目付量が１８．０ｇ／ｍ^２であるスパンボンド不織布を作製した。試験中の糸切れ回数は１回であった。
比較例１で得られたスパンボンド不織布における繊維の断面を透過型電子顕微鏡で観察したときの像を図３に示す。