TW202314072A - 熱接著性複合纖維以及梳棉式不織布 - Google Patents

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塚原幸哲
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日商宇部愛科喜模股份有限公司
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Abstract

本發明的課題在於提供一種熱接著性複合纖維，其伸度高、伸長後收縮率小、且於短纖維之狀態下梳棉通過性良好。 本發明提供一種熱接著性複合纖維，係具有捲縮且為未延伸之鞘芯型熱接著性複合纖維，伸度為500%以上，芯部由包含聚丙烯系樹脂之第1樹脂材料所構成，鞘部由包含聚乙烯系樹脂之第2樹脂材料所構成，溫度230℃及荷重2.16kg之條件下的前述第1樹脂材料的熔體流動速率為40g/10分鐘以上至80g/10分鐘以下。另外，本發明亦提供一種梳棉式不織布，含有該熱接著性複合纖維。

Description

熱接著性複合纖維以及梳棉式不織布
本發明係關於一種熱接著性複合纖維以及梳棉式不織布。
由鞘芯型之熱接著性複合纖維所構成之短纖維(短纖(staple fiber))可用作不織布的材料。於該熱接著性複合纖維之製造步驟中，有時要進行延伸處理。延伸處理能夠使纖維的強度及楊氏模數提升。另一方面，有時藉由延伸處理，使得鞘部中所包含之熱接著性樹脂的分子鏈進行配向，熱接著性樹脂的熔點上升。其結果，有時不織布製造時的熱接著溫度上升，所獲得之不織布的蓬鬆性及柔軟性降低。因此，開發出不進行延伸處理而製造熱接著性複合纖維之技術。然而，未經過延伸處理而製造之短纖存在如下問題：缺乏韌性，於梳棉式不織布製造時不易穿在梳棉器(carding)上(梳棉器通過性差)。
因此，業界研究並提出有能夠改善上述梳棉器通過性之技術。例如於下述專利文獻1中揭示有一種熱接著性複合纖維，特徵在於：包含作為纖維形成性成分之第一成分及第二成分，且前述第二成分的熔點較前述第一成分低10℃以上，前述第二成分佔纖維表面之50%以上，前述熱接著性複合纖維實質上未延伸且經捲縮及／或切斷，且滿足特定要件。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-157679號公報。
[發明所欲解決之課題]
使用熱接著性複合纖維所形成之不織布係使用於各種用途中，該不織布之用途中的1個係複合伸縮片。複合伸縮片例如由不織布及彈性纖維等所形成，可用於尿布等短褲型吸收性物品。近年來，於複合伸縮片之領域中，有伸展良好且伸展後不易恢復至原本形狀的梳棉式不織布的需求。為了實現此種梳棉式不織布，正尋求伸展良好且伸展後不易收縮(亦即，伸長後收縮率小)且梳棉器通過性良好的短纖維。
因此，本發明的主要目的在於提供一種熱接著性複合纖維，其伸度高、伸長後收縮率小、且於短纖維之狀態下梳棉器通過性良好。 [用以解決課題之手段]
亦即，本發明提供一種熱接著性複合纖維，係具有捲縮且為未延伸之鞘芯型熱接著性複合纖維，伸度為500%以上，芯部由包含聚丙烯系樹脂之第1樹脂材料所構成，鞘部由包含聚乙烯系樹脂之第2樹脂材料所構成，溫度230℃及荷重2.16kg之條件下的前述第1樹脂材料的熔體流動速率為40g/10分鐘以上至80g/10分鐘以下。 前述熱接著性複合纖維中，纖度可為4.0dtex以下。 前述熱接著性複合纖維中，溫度190℃及荷重2.16kg之條件下的前述第2樹脂材料的熔體流動速率相對於溫度230℃及荷重2.16kg之條件下的前述第1樹脂材料的熔體流動速率之比可為0.50以上至1.40以下。 前述第2樹脂材料可進而包含聚烯烴蠟。 前述聚丙烯系樹脂可為同排均聚聚丙烯。 前述聚乙烯系樹脂可為高密度聚乙烯。 前述熱接著性複合纖維中，捲縮數可為19個/25mm以上至40個/25mm以下。 前述熱接著性複合纖維中，捲縮彈性模數可為65%以上至85%以下。 前述熱接著性複合纖可為梳棉式不織布用材料。 另外，本發明亦提供一種梳棉式不織布，含有前述熱接著性複合纖維。 [發明功效]
藉由本發明，可提供一種熱接著性複合纖維，其伸度高、伸長後收縮率小、且於短纖維之狀態下梳棉器通過性良好。此外，本發明的效果並不限定於此處所記載之效果，可為本說明書內所記載之任一種效果。
以下，對用以實施本發明之較合適形態進行說明。以下所說明之實施形態顯示出本發明之具代表性之實施形態，本發明的範圍並不僅限定於這些實施形態。
[1.熱接著性複合纖維]
1-1.結構
本發明之一實施形態之熱接著性複合纖維係鞘芯型熱接著性複合纖維。亦即，該熱接著性複合纖維係由位於內側之芯部、及位於芯部的外側之鞘部所構成。一般而言，鞘芯型之中有芯部位於纖維的中心部之同心鞘芯型、及芯部自中心部偏離之偏心鞘芯型。本實施形態之熱接著性複合纖維較佳為同心鞘芯型。為了調整後述之捲縮數之數值範圍，適宜為同心鞘芯型。
1-2.芯部
本實施形態之熱接著性複合纖維中，芯部由包含聚丙烯系樹脂之第1樹脂材料所構成。本說明書中，「聚丙烯系樹脂」係指於全部結構單元100莫耳%中具有50莫耳%以上之源自丙烯之結構單元之聚合物。作為該聚丙烯系樹脂，例如可例舉丙烯均聚物(均聚聚丙烯)、及丙烯與其他單體之共聚物。丙烯與其他單體之共聚物例如可為嵌段共聚物(嵌段聚丙烯)或無規共聚物(無規聚丙烯)。作為與丙烯共聚之其他單體，例如可例舉選自乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、2-甲基-1-丙烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、及5-甲基-1-己烯等中的1種或2種以上之組合。
上述第1樹脂材料中所包含之聚丙烯系樹脂例如可為上述所述之聚丙烯系樹脂中的1種或2種以上之組合。上述第1樹脂材料中所包含之聚丙烯系樹脂較佳為選自同排均聚聚丙烯、同排無規聚丙烯、及同排嵌段聚丙烯中的至少1種，更佳為同排均聚聚丙烯。為了熱接著性複合纖維的伸長後收縮率降低及梳棉器通過性提升，較佳為此種第1樹脂材料。
上述第1樹脂材料中所包含之聚丙烯系樹脂的Q值較佳為4.0以下，更佳為3.5以下，進而更佳為3.2以下。藉此，能夠使熱接著性複合纖維的伸長後收縮率有效地降低。該Q值例如可為2.0以上、2.5以上、或2.8以上。具體而言，Q值係重量平均分子量(Mw)相對於數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)。Q值係分子量分佈之判斷指標，可判斷Q值越小，分子量分佈越窄。上述聚丙烯系樹脂的數量平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw)係使用交叉分級層析裝置(CFC；Cross-Fractionation Chromatography)、及傅立葉變換型紅外線吸收光譜分析(FT-IR；Fourier Transform-Infrared Absorption Spectrum Analysis)，藉由以鄰二氯苯(ODCB；o-dichlorobenzene)為測定溶媒之凝膠滲透層析法(GPC；Gel Permeation Chromatography)而求出。
上述第1樹脂材料可包含上述聚丙烯系樹脂以外的其他成分。該其他成分例如可為上述聚丙烯系樹脂以外的樹脂及添加劑等。該樹脂及添加劑可為該技術領域中已知的樹脂及添加劑。上述第1樹脂材料較佳為不含上述聚丙烯系樹脂以外的樹脂之材料，更佳為不含上述聚丙烯系樹脂以外的成分之材料。亦即，上述第1樹脂材料更佳為由上述聚丙烯系樹脂所構成。
尤佳的實施態樣中，上述芯部較佳為由聚丙烯系樹脂所構成，更佳為由選自同排均聚聚丙烯、同排無規聚丙烯、及同排嵌段聚丙烯中的1種所構成，進而更佳為由同排均聚聚丙烯所構成。為了熱接著性複合纖維的伸長後收縮率降低及梳棉器通過性提升，較佳為芯部由此種樹脂材料所構成。
溫度230℃及荷重2.16kg之條件下的上述第1樹脂材料的熔體流動速率(Melt Flow Rate：MFR)為40g/10分鐘以上至80g/10分鐘以下。若第1樹脂材料的MFR未達40g/10分鐘，則難以減小熱接著性複合纖維的伸長後收縮率。若第1樹脂材料的MFR超過80g/10分鐘，則難以獲得梳棉器通過性良好之短纖維。第1樹脂材料的MFR較佳為45g/10分鐘以上，更佳為50g/10分鐘以上，進而更佳為55g/10分鐘以上。第1樹脂材料的MFR較佳為75g/10分鐘以下，更佳為70g/10分鐘以下，進而更佳為65g/10分鐘以下。第1樹脂材料的MFR的較佳的數值範圍可為選自上述所述之上限值及下限值中的組合，較佳為45g/10分鐘以上至75g/10分鐘以下，更佳為50g/10分鐘以上至70g/10分鐘以下，進而更佳為55g/10分鐘以上至65g/10分鐘以下。為了使熱接著性複合纖維的伸長後收縮率降低，且獲得梳棉器通過性良好之短纖維，較佳為此種MFR之數值範圍。
於上述第1樹脂材料中含有樹脂成分之構成成分為1種之情形時，第1樹脂材料的MFR係依據JIS K7210-1：2014之A法，於溫度230℃及荷重2.16kg之條件下所測定之該樹脂成分的MFR的值。
於上述第1樹脂材料中含有樹脂成分之構成成分為2種以上之情形、亦即上述第1樹脂材料為混合樹脂之情形時，第1樹脂材料的MFR係藉由用以算出混合樹脂的MFR之下述式所求出之值。
[數1]
Figure 02_image001
(上述式中，w i(i＝1，2，・・・，n)係構成成分i的重量分率，MFR i係構成成分i的熔體流動速率，n係混合樹脂中的構成成分的總數，且w 1＋w 2＋・・・＋w n＝1)
此外，上述「構成成分i」係含有樹脂成分之各構成成分。上述「構成成分i的熔體流動速率」係依據JIS K7210之A法，於溫度230℃及荷重2.16kg之條件下所測定之各構成成分的熔體流動速率的值。
1-3.鞘部
本實施形態之熱接著性複合纖維中，鞘部由包含聚乙烯系樹脂之第2樹脂材料所構成。本說明書中，「聚乙烯系樹脂」意指於全部結構單元100莫耳%中具有50莫耳%以上之源自乙烯之結構單元之聚合物。作為該聚乙烯系樹脂，例如可例舉乙烯均聚物及乙烯/α-烯烴共聚物。作為與乙烯共聚之α-烯烴，例如可例舉選自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、及1-辛烯等中的1種或2種以上之組合。另外，作為聚乙烯系樹脂的種類，例如可例舉：高密度聚乙烯(HDPE；High Density Polyethylene)、中密度聚乙烯(MDPE；Medium Density Polyethylene)、低密度聚乙烯(LDPE；Low Density Polyethylene)、及直鏈狀低密度聚乙烯(LLDPE；Linear Low Density Polyethylene)等。
上述第2樹脂材料中所包含之聚乙烯系樹脂例如可為上述所述之聚乙烯系樹脂中的1種或2種以上之組合。上述第2樹脂材料中所包含之聚乙烯系樹脂較佳為高密度聚乙烯。本說明書中，「高密度聚乙烯」意指密度為942kg/m 3以上之聚乙烯。
上述聚乙烯系樹脂的密度較佳為942kg/m 3以上，更佳為945kg/m 3以上，進而更佳為950kg/m 3以上，尤佳為955kg/m 3以上或960kg/m 3以上。該聚乙烯系樹脂的密度較佳為970kg/m 3以下，更佳為965kg/m 3以下。該聚乙烯系樹脂的密度的較佳的數值範圍可為選自上述所述之上限值及下限值中的組合，較佳為942kg/m 3以上至970kg/m 3以下，更佳為945kg/m 3以上至970kg/m 3以下，進而更佳為950kg/m 3以上至970kg/m 3以下，尤佳為955kg/m 3以上至970kg/m 3以下、960kg/m 3以上至970kg/m 3以下或960kg/m 3以上至965kg/m 3以下。為了使熱接著性複合纖維的伸長後收縮率降低，且獲得梳棉器通過性良好的短纖維，較佳為此種密度之數值範圍。
上述第2樹脂材料可進而包含上述聚乙烯系樹脂以外的原料，較佳為進而包含聚烯烴蠟。該聚烯烴蠟例如可為α-烯烴之均聚物之蠟，亦可為2種以上之α-烯烴之共聚物之蠟。作為該α-烯烴，例如可例舉：乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、及1-辛烯等。
作為上述聚烯烴蠟，例如可例舉：聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚丁烯蠟、聚乙烯/聚丙烯蠟、聚乙烯/聚丁烯蠟、及聚乙烯/聚丁烯蠟等。上述第2樹脂材料中所包含之聚烯烴蠟較佳為α-烯烴之均聚物之蠟，更佳為聚乙烯蠟，進而更佳為高熔點聚乙烯蠟，尤佳為茂金屬系高熔點聚乙烯蠟(藉由茂金屬觸媒進行聚合而成之高熔點聚乙烯蠟)。此種聚烯烴蠟能夠使熱接著性複合纖維的伸長後收縮率更有效地降低。本說明書中，「高熔點聚乙烯蠟」係指熔點為110℃以上之聚乙烯蠟。
上述聚烯烴蠟的熔點較佳為110℃以上，更佳為115℃以上，進而更佳為120℃以上。聚烯烴蠟的熔點較佳為140℃以下，更佳為135℃以下，進而更佳為130℃以下。聚烯烴蠟的熔點的較佳的數值範圍可為選自上述所述之上限值及下限值中的組合，較佳為110℃以上至140℃以下，更佳為115℃以上至135℃以下，進而更佳為120℃以上至130℃以下。該熔點處於該數值範圍內時能夠有助於降低熱接著性複合纖維的伸長後收縮率。
上述聚烯烴蠟的密度較佳為950kg/m 3以上，更佳為960kg/m 3以上，進而更佳為970kg/m 3以上。聚烯烴蠟的密度較佳為995kg/m 3以下，更佳為990kg/m 3以下。聚烯烴蠟的密度的較佳的數值範圍可為選自上述所述之上限值及下限值中的組合，較佳為950kg/m 3以上至995kg/m 3以下，更佳為960kg/m 3以上至995kg/m 3以下，進而更佳為970kg/m 3以上至995kg/m 3以下，尤佳為970kg/m 3以上至990kg/m 3以下。該密度處於該數值範圍內時能夠有助於降低熱接著性複合纖維的伸長後收縮率。
上述聚烯烴蠟的黏度平均分子量(Mv)較佳為2000以上，更佳為3000以上，進而更佳為3500以上。聚烯烴蠟的黏度平均分子量(Mv)較佳為6000以下，更佳為5000以下，進而更佳為4500以下。聚烯烴蠟的黏度平均分子量(Mv)的較佳的數值範圍可為選自上述所述之上限值及下限值中的組合，較佳為2000以上至6000以下，更佳為3000以上至5000以下，進而更佳為3500以上至4500以下。該黏度平均分子量(Mv)處於該數值範圍內時能夠有助於降低熱接著性複合纖維的伸長後收縮率。
上述第2樹脂材料中的上述聚烯烴蠟的含有比率較佳為1.0質量%以上，更佳為3.0質量%以上，進而更佳為5.0質量%以上，尤佳為8.0質量%以上。藉此，能夠使熱接著性複合纖維的伸長後收縮率變得更小。聚烯烴蠟的含有比率較佳為18.0質量%以下，更佳為15.0質量%以下，進而更佳為12.0質量%以下。藉此，於熔融紡紗時樹脂的熔融張力變得不易過度降低。其結果，能夠防止因紗晃動所致之纖度不均之增大，且能夠提升紡紗穩定性。聚烯烴蠟的含有比率的較佳的數值範圍可為選自上述所述之上限值及下限值中的組合，較佳為1.0質量%以上至18.0質量%以下，更佳為3.0質量%以上至15.0質量%以下，進而更佳為5.0質量%以上至15.0質量%以下，尤佳為8.0質量%以上至15.0質量%以下或8.0質量%以上至12.0質量%以下。
上述第2樹脂材料可進而包含上述聚乙烯系樹脂及上述聚烯烴蠟以外的成分，例如可包含添加劑。該添加劑可為該技術領域中已知的添加劑。上述第2樹脂材料較佳為不含上述聚乙烯系樹脂以外的樹脂及上述聚烯烴蠟以外的蠟之材料，更佳為不含上述聚乙烯系樹脂及上述聚乙烯蠟以外的成分之材料。亦即，上述第2樹脂材料更佳為由上述聚乙烯系樹脂所構成或由上述聚乙烯系樹脂及上述聚烯烴蠟所構成，進而更佳為由上述聚乙烯系樹脂及上述聚烯烴蠟所構成。
尤佳的實施態樣中，上述鞘部較佳為由高密度聚乙烯所構成，更佳為由高密度聚乙烯及聚乙烯蠟所構成，進而更佳為由高密度聚乙烯及高熔點聚乙烯蠟所構成，尤佳為由高密度聚乙烯及茂金屬系高熔點聚乙烯蠟所構成。為了降低熱接著性複合纖維的伸長後收縮率，較佳為鞘部由此種樹脂材料所構成。
上述第2樹脂材料的MFR較佳為相對於上述第1樹脂材料的MFR之比為特定之數值範圍。具體而言，溫度190℃及荷重2.16kg之條件下的上述第2樹脂材料的MFR(第2樹脂材料的MFR)相對於溫度230℃及荷重2.16kg之條件下的上述第1樹脂材料的MFR(第1樹脂材料的MFR)之比(第2樹脂材料的MFR/第1樹脂材料的MFR)較佳為0.50以上至1.40以下，更佳為0.60以上至1.30以下，進而更佳為0.70以上至1.20以下，尤佳為0.80以上至1.20以下或0.90以上至1.10以下。該MFR之比處於該數值範圍內時能夠有助於降低熱接著性複合纖維的伸長後收縮率。
藉由上述MFR之比處於上述數值範圍內，能夠使第2樹脂材料的MFR接近第1樹脂材料的MFR。如此一來，藉由使鞘部的MFR接近作為彈性體之動作大之芯部的MFR，於在紡紗階段自噴嘴模口噴出之樹脂中，鞘部與芯部之應力之差縮小。因此，所獲得之未延伸紗之應變變小。可認為這有助於使作為未延伸紗之熱接著性複合纖維的伸長後收縮率降低。
於上述第2樹脂材料中含有樹脂成分之構成成分為1種之情形時，上述第2樹脂材料的MFR係依據JIS K7210之A法，於溫度190℃及荷重2.16kg之條件下所測定之該樹脂成分的MFR的值。
於上述第2樹脂材料中含有樹脂成分之構成成分為2種以上之情形、亦即上述第2樹脂材料為混合樹脂之情形時，第2樹脂材料的MFR係藉由上述「1-2.芯部」中所說明之用以算出混合樹脂的MFR之上述式所求出之值。其中，上述式中，上述「構成成分i的熔體流動速率」係依據JIS K7210之A法，於溫度190℃及荷重2.16kg之條件下所測定之各構成成分的熔體流動速率的值。
溫度190℃及荷重2.16kg之條件下的第2樹脂材料的較佳的MFR例如可基於上述第1樹脂材料的MFR及上述MFR之比而決定。該第2樹脂材料的MFR例如可為20g/10分鐘以上至50g/10分鐘以下、25g/10分鐘以上至45g/10分鐘以下、或30g/10分鐘以上至40g/10分鐘以下。
1-4.捲縮
本實施形態之熱接著性複合纖維具有捲縮。該熱接著性複合纖維的捲縮數較佳為19個/25mm以上至40個/25mm以下，更佳為20個/25mm以上至40個/25mm以下，進而更佳為25個/25mm以上至40個/25mm以下。藉由捲縮數為19個/25mm以上，能夠提升熱接著性複合纖維的剛性。藉此，能夠獲得具有韌性且梳棉器通過性更良好的短纖維。另外，若熱接著性複合纖維的捲縮數為19個/25mm以上，則於使用由該熱接著性複合纖維所獲得之短纖維製作棉網(web)時，該短纖維之捲縮於梳棉步驟中變得不易擴展。其結果，短纖維變得不易滯留於梳棉機，能夠獲得更良好的棉網。若熱接著性複合纖維的捲縮數為40個/25mm以下，則由該熱接著性複合纖維所獲得之短纖維變得容易穿在梳棉器上，另外，所獲得之不織布的質地變得更良好。熱接著複合纖維的捲縮數係依據JIS L1015：2010來測定。
上述熱接著性複合纖維的捲縮彈性模數較佳為65%以上至85%以下，更佳為68%以上至83%以下。熱接著性複合纖維的捲縮彈性模數處於該數值範圍內時能夠有助於提升使用該熱接著性複合纖維之短纖維之棉網的品質。熱接著性複合纖維的捲縮彈性模數係依據JIS L1015：2010來測定。
1-5.延伸倍率
本實施形態之熱接著性複合纖維係未延伸之熱接著性複合纖維。本說明書中，所謂「未延伸」，係指未進行延伸處理、及雖進行了延伸處理但纖維實質上未延伸。所謂「纖維實質上未延伸」，係指延伸倍率為1.05倍以下。為了實現後述之高伸度，較佳為熱接著性複合纖維為未延伸。
1-6.伸度
本實施形態之熱接著性複合纖維的伸度為500%以上。如此一來，該熱接著性複合纖維的伸度高，亦即伸展良好。該伸度例如可為550%以上。熱接著性複合纖維的伸度係依據JIS L1015：2010來測定。具體而言，該伸度係依據JIS L1015：2010，於夾具間隔20mm及拉伸速度20mm/min之條件下所測定之伸展率。
1-7.纖度
本實施形態之熱接著性複合纖維的纖度較佳為4.0dtex以下，更佳為3.5dtex以下，進而更佳為3.3dtex以下。藉此，能夠提升經使用該熱接著性複合纖維之短纖維之不織布的肌膚觸感。熱接著性複合纖維的纖度的下限值可根據紡紗性、生產性、及用途等由發明所屬技術領域中具有通常知識者適當設定。該纖度的下限值例如可為1.0dtex以上、1.5dtex以上、或2.0dtex以上。熱接著性複合纖維的纖度係依據JIS L1015：2010中所記載之振動法來測定。
1-8.伸長後收縮率
本實施形態之熱接著性複合纖維係於伸展後不易復原之纖維、亦即伸長後收縮率小之纖維。本說明書中，該熱接著性複合纖維的伸長後收縮率具體而言為該熱接著性複合纖維之纖維束的伸長後收縮率，係使用該纖維束所測定之值。該熱接著性複合纖維之纖維束的伸長後收縮率係藉由以下之順序而求出。將熱接著性複合纖維之纖維束夾於拉伸試驗機的夾頭，將夾具間隔設為200mm。於夾頭間，對該纖維束標記長度方向(伸長方向)200mm之標線。於拉伸速度1000mm/min之條件下，使纖維束伸長至預定的伸長率(50%、100%、或200%)。測定伸長後的標線的長度，將該長度設為「伸長時的長度」。恢復夾頭間並取出纖維束，測定標線的長度，將該長度設為「伸長回復後的長度」。藉由以下之式，算出伸長後收縮率。 熱接著性複合纖維(纖維束)的伸長後收縮率(%)＝(夾具間隔(200mm)＋伸長時的長度－伸長回復後的長度)/伸長時的長度×100
本實施形態之熱接著性複合纖維中，上述伸長率為50%之情形時的伸長後收縮率(50%伸長時的伸長後收縮率)較佳為50%以下，更佳為45%以下。上述伸長率為100%之情形時的伸長後收縮率(100%伸長時的伸長後收縮率)較佳為35%以下，更佳為30%以下。上述伸長率為200%之情形時的伸長後收縮率(200%伸長時的伸長後收縮率)較佳為25%以下，更佳為22%以下。
1-9.用途
如上述所述，由本實施形態之熱接著性複合纖維所獲得之短纖維的梳棉器通過性為良好。因此，該短纖維適於梳棉式不織布之用途。亦即，本實施形態之熱接著性複合纖維適於梳棉式不織布用材料。
另外，上述熱接著性複合纖維的伸度高且伸長後收縮率小。因此，藉由使用該熱接著性複合纖維，能夠獲得伸展良好且伸展後不易恢復至原本形狀之梳棉式不織布。
於上述熱接著性複合纖維為梳棉式不織布用材料之情形時，該熱接著性複合纖維較佳為短纖維。該短纖維的纖維長可由發明所屬技術領域中具有通常知識者適當設定，例如可為100mm以下。
1-10.製造方法
針對本實施形態之熱接著性複合纖維之製造方法，在以下說明一例，但該製造方法並不限定於以下之例。
將形成芯部之第1樹脂材料、及形成鞘部之第2樹脂材料以成為鞘芯型之形態之方式進行熔融紡紗而獲得未延伸紗。將該未延伸紗於常溫下以1.05倍以下之延伸倍率(例如1.01倍)進行延伸。然後，使用捲縮機賦予捲縮，進行緩和熱處理(乾燥溫度例如為101℃)。視需要，將纖維切斷成預定長。以此方式，能獲得上述熱接著性複合纖維。
[2.梳棉式不織布]
本發明亦提供一種梳棉式不織布，含有上述「1.熱接著性複合纖維」中所說明之熱接著性複合纖維。亦即，本發明之一實施形態之梳棉式不織布中所含有之熱接著性複合纖維係如於上述「1.熱接著性複合纖維」中所說明，該說明亦適於本實施形態。
本實施形態之梳棉式不織布係使用梳棉機，將由上述熱接著性複合纖維所獲得之短纖維(上述熱接著性複合纖維之短纖)積層成片狀，使纖維彼此結合而獲得之不織布。
上述梳棉式不織布例如可為藉由熱風法(air-through process)所獲得之熱風不織布(air-through nonwoven)。該熱風不織布例如可藉由下述方式來獲得：使熱風貫通棉網(使用梳棉機由上述熱接著性複合纖維所獲得)，使纖維部分熔融，從而使纖維彼此接著。
上述梳棉式不織布中所含有之熱接著性複合纖維係如於上述「1.熱接著性複合纖維」中所說明，伸度高且伸長後收縮率小。因此，本實施形態之梳棉式不織布可為伸展良好且伸長後收縮率小之梳棉式不織布。該梳棉式不織布的伸長後收縮率係藉由以下之順序而求出。自該梳棉式不織布切出寬度50mm、長度140mm之樣品。將該樣品夾於拉伸試驗機的夾頭，將夾具間隔設為100mm。於夾頭間，對該樣品標記長度方向(伸長方向)100mm之標線。於拉伸速度100mm/min之條件下，使樣品伸長至預定的伸長率(20%、30%、或40%)。測定伸長後的標線的長度，將該長度設為「伸長時的長度」。恢復夾頭間而取出樣品，測定標線的長度，將該長度設為「伸長回復後的長度」。藉由以下之式，算出伸長後收縮率。 梳棉式不織布的伸長後收縮率(%)＝(夾具間隔(100mm)＋伸長時的長度－伸長回復後的長度)/伸長時的長度×100
上述伸長後收縮率之測定中所使用之梳棉式不織布例如可為以如下方式獲得之熱風不織布。將切斷熱接著性複合纖維而獲得的纖維長51mm之短纖通過梳棉機而製作單位面積重量20g/m 2之棉網。使用熱風乾燥機，將該棉網於熔接溫度135℃、風速2.7m/s、及時間5sec之條件下進行熱處理，從而獲得熱風不織布。
本實施形態之梳棉式不織布中，上述伸長率為20%之情形時的伸長後收縮率(20%伸長時的伸長後收縮率)較佳為70%以下，更佳為68%以下。上述伸長率為30%之情形時的伸長後收縮率(30%伸長時的伸長後收縮率)較佳為60%以下，更佳為58%以下。上述伸長率為40%之情形時的伸長後收縮率(40%伸長時的伸長後收縮率)較佳為55%以下，更佳為52%以下。 [實施例]
以下參照實施例來更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於這些實施例。
[I.熱接著性複合纖維之製造]
使用下述原料，依據下述製造順序，製造熱接著性複合纖維、及由該熱接著性複合纖維所構成之短纖。
(1)原料
(1-1)第1樹脂材料(芯部)的原料 [原料A1：同排均聚聚丙烯] Prime Polymer公司製造的「S119」 MFR(溫度230℃、荷重2.16kg)：60g/10分鐘 Q值(Mw/Mn)：3.0 熔點：163℃ [原料A2：同排均聚聚丙烯] Prime Polymer公司製造的「Y-2005GP」 MFR(溫度230℃、荷重2.16kg)：20g/10分鐘 Q值(Mw/Mn)：4.8 熔點：160℃ [原料A3：低結晶性聚丙烯] 出光興產公司製造的「L-MODU S600」 MFR(溫度230℃、荷重2.16kg)：350g/10分鐘 Q值(Mw/Mn)：2.0
(1-2)第2樹脂材料(鞘部)的原料 [原料B1：高密度聚乙烯(HDPE)] 旭化成公司製造的「Suntec-HD J302」 MFR(溫度190℃、荷重2.16kg)：38g/10分鐘 密度：961kg/m 3[原料B2：茂金屬系高熔點聚乙烯蠟] 三井化學公司製造的「EXCEREX 40800」 密度：980kg/m 3熔點：128℃ 黏度平均分子量(Mv)：4000 [原料B3：高密度聚乙烯(HDPE)] KEIYO POLYETHYLENE公司製造的「S6932」 MFR(溫度190℃、荷重2.16kg)：20g/10分鐘 密度：955kg/m 3熔點：131℃ [原料B4：乙烯/α-烯烴共聚物] 三井化學公司製造的「TAFMER DF8200」 MFR(溫度190℃、荷重2.16kg)：18g/10分鐘 密度：885kg/m 3熔點：66℃ [原料B5：直鏈狀低密度聚乙烯(LLDPE)] Prime Polymer公司製造的「ULT-ZEX 15150J」 MFR(溫度190℃、荷重2.16kg)：15g/10分鐘 密度：913kg/m 3熔點：121℃
(2)製造順序
[實施例1] 使用原料A1作為形成芯部之第1樹脂材料，使用原料B1及原料B2作為形成鞘部之第2樹脂材料。第2樹脂材料100質量%中，原料B1為90質量%，原料B2為10質量%。使用孔徑0.4mm之噴嘴，於紡紗溫度280℃、牽伸速度400m/min下進行熔融紡紗，獲得鞘芯型之未延伸紗。將該未延伸紗於常溫下以延伸倍率1.01倍進行延伸。然後，使用捲縮機來賦予捲縮，以乾燥溫度110℃進行緩和熱處理，獲得熱接著性複合纖維。將該熱接著性複合纖維切斷而獲得51mm之短纖。
[實施例2] 將第2樹脂材料變更為原料B1，除此以外，以與實施例1相同之順序，獲得熱接著性複合纖維以及51mm之短纖。
[比較例1] 將第1樹脂材料變更為原料A2，將第2樹脂材料變更為原料B3，將紡紗溫度變更為250℃，除此以外，以與實施例1相同之順序，獲得熱接著性複合纖維以及51mm之短纖。
[比較例2] 將第1樹脂材料變更為原料A2，將第2樹脂材料變更為原料B3及原料B2，將紡紗溫度變更為250℃，除此以外，以與實施例1相同之順序，獲得熱接著性複合纖維以及51mm之短纖。此外，第2樹脂材料100質量%中，原料B3為90質量%，原料B2為10質量%。
[比較例3] 將第1樹脂材料變更為原料A2，將第2樹脂材料變更為原料B3及原料B4，將紡紗溫度變更為250℃，除此以外，以與實施例1相同之順序，獲得熱接著性複合纖維以及51mm之短纖。此外，第2樹脂材料100質量%中，原料B3為90質量%，原料B4為10質量%。
[比較例4] 將第1樹脂材料變更為原料A2及原料A3，將第2樹脂材料變更為原料B3及原料B5，將紡紗溫度變更為250℃，除此以外，以與實施例1相同之順序，獲得熱接著性複合纖維以及51mm之短纖。此外，第1樹脂材料100質量%中，原料A2為90質量%，原料A3為10質量%。第2樹脂材料100質量%中，原料B3為90質量%，原料B5為10質量%。
[比較例5] 將第1樹脂材料變更為原料A2及原料A3，將第2樹脂材料變更為原料B3及原料B5，將紡紗溫度變更為250℃，除此以外，以與實施例1相同之順序，獲得熱接著性複合纖維以及51mm之短纖。此外，第1樹脂材料100質量%中，原料A2為80質量%，原料A3為20質量%。第2樹脂材料100質量%中，原料B3為80質量%，原料B5為20質量%。
[比較例6] 將第1樹脂材料變更為原料A1及原料A3，將第2樹脂材料變更為原料B1，除此以外，以與實施例1相同之順序，獲得熱接著性複合纖維以及51mm之短纖。此外，第1樹脂材料100質量%中，原料A1為80質量%，原料A3為20質量%。
[比較例7] 將第1樹脂材料變更為原料A1及原料A3，將第2樹脂材料變更為原料B1及原料B5，除此以外，以與實施例1相同之順序，獲得熱接著性複合纖維以及51mm之短纖。此外，第1樹脂材料100質量%中，原料A1為80質量%，原料A3為20質量%。第2樹脂材料100質量%中，原料B1為80質量%，原料B5為20質量%。
[II.MFR之算出]
比較例4至比較例7之第1樹脂材料、及實施例1、比較例2至比較例5、比較例7之第2樹脂材料係混合樹脂。藉由下述之式求出這些第1樹脂材料及第2樹脂材料的MFR。
[數2]
Figure 02_image003
(上述式中，w i(i＝1，2，・・・，n)係構成成分i之重量分率，MFR i係構成成分i的熔體流動速率，n係混合樹脂中的構成成分的總數，且w 1＋w 2＋・・・＋w n＝1)
此外，上述「構成成分i」係含有樹脂成分之各構成成分。關於上述「構成成分i的熔體流動速率」，於第1樹脂材料之情形時，係依據JIS K7210之A法，於溫度230℃及荷重2.16kg之條件下所測定之各構成成分的熔體流動速率的值，於第2樹脂材料之情形時，係依據JIS K7210之A法，於溫度190℃及荷重2.16kg之條件下所測定之各構成成分的熔體流動速率的值。所獲得之MFR的值顯示於下述表1。
[III.熱接著性複合纖維之物性測定]
針對實施例1及實施例2、以及比較例1至比較例7之熱接著性複合纖維測定以下之物性。
(1)熱接著性複合纖維之單紗物性
[纖度] 纖度係使用Search公司製造的「纖度測定器DC-21DENICON」，依據JIS L1015：2010中所記載之振動法來測定。
[強力(strength)] 強力(拉伸強度)係使用A&D公司製造的「TENSILON萬能試驗機RTG-1210」，依據JIS L1015：2010，於夾具間隔20mm及拉伸速度20mm/min之條件下來測定。
[強度] 強度係使用以下之式所算出。 強度[cN/dtex]＝強力(拉伸強度)[cN]/纖度[dtex]
[伸度] 伸度(伸展率)係依據JIS L1015：2010，於夾具間隔20mm及拉伸速度20mm/min之條件下來測定。
[捲縮數、捲縮率、及捲縮彈性模數] 捲縮數、捲縮率、及捲縮彈性模數係依據JIS L1015：2010來測定。
[熱收縮率] 熱收縮率係使用中山電氣產業公司製造的「熱收縮彈性試驗機FC-37」，依據JIS L1015：2010中所記載之「8.15 尺寸變化率」之「b)乾熱尺寸變化率」，於120℃之吉爾老化恆溫箱(Geer oven)中實施10分鐘熱處理後來測定。
[5%伸長應力] 5%伸長應力(熱接著性複合纖維5%伸長時的應力)係使用A&D公司製造的「TENSILON萬能試驗機RTG-1210」，於夾具間隔20mm及拉伸速度20mm/min之條件下來測定。
(2)熱接著性複合纖維之纖維束之物性
[50%、100%、或200%伸長時的伸長後收縮率] 將熱接著性複合纖維之纖維束夾於拉伸試驗機的夾頭，將夾具間隔設為200mm。於夾頭間，對該纖維束標記長度方向(伸長方向)200mm之標線。於拉伸速度1000mm/min之條件下，使纖維束伸長至預定的伸長率(50%、100%、或200%)。測定伸長後的標線的長度，將該長度設為「伸長時的長度」。恢復夾頭間而取出纖維束，測定標線的長度，將該長度設為「伸長回復後的長度」。藉由以下之式，算出伸長後收縮率。 熱接著性複合纖維(纖維束)的伸長後收縮率(%)＝(夾具間隔(200mm)＋伸長時的長度－伸長回復後的長度)/伸長時的長度×100
如上所述地測定之實施例1及實施例2、以及比較例1至比較例7之熱接著性複合纖維之物性顯示於下述表1。
[IV.梳棉器通過性之評價]
使實施例1及實施例2、以及比較例1至比較例7之短纖通過梳棉機，製作單位面積重量20g/m 2之棉網。將能夠製作棉網之短纖評價為梳棉器通過性為「良」。將無法製作棉網之短纖評價為梳棉器通過性為「不良」。評價結果顯示於下述表1。如下述表1所示，實施例1及實施例2、以及比較例1至比較例5之短纖的梳棉器通過性為「良」。另一方面，比較例6及比較例7之短纖的梳棉器通過性為「不良」。亦即，無法由比較例6及比較例7之短纖製作棉網。
[V.梳棉式不織布之製造]
使用熱風乾燥機，將使用實施例1及實施例2、以及比較例1至比較例5之短纖所製作之上述棉網(以下，亦稱為實施例1及實施例2、以及比較例1至比較例5之棉網)於熔接溫度135℃、風速2.7m/s、及時間5sec之條件下進行熱處理，獲得梳棉式不織布(熱風不織布)。
[VI.梳棉式不織布之物性測定]
針對使用實施例1及實施例2、以及比較例1至比較例5之棉網所製作之上述梳棉式不織布(以下，亦稱為實施例1及實施例2、以及比較例1至比較例5之不織布)，測定以下之物性。
[單位面積重量] 自上述梳棉式不織布切出5cm×5cm之樣品10片。針對各樣品，算出將重量除以面積(0.025m 2)所得之值，將10片樣品的該值單純地平均(算術平均)而求出單位面積重量。
[蓬鬆度] 自上述梳棉式不織布切出5cm×5cm之樣品10片。將10片樣品重疊，於該10片樣品上施加20g之荷重30秒。自解除荷重起30秒後的整體的體積設為V[cm 3]、整體的高度設為h[cm]。另外，10片樣品的合計重量設為M[g]。使用這些值，藉由下述式算出不織布的蓬鬆度。 蓬鬆度[cm 3/g]＝V[cm 3]/M[g]＝5[cm]×5[cm]×h[cm]/M[g]
[CD斷裂長] 自上述梳棉式不織布切出寬度50mm、長度100mm之樣品。將該樣品夾於拉伸試驗機的夾頭，將夾具間隔設為60mm，於拉伸速度40mm/min之條件下延展。測定不織布強力(最大荷重)，根據下述式算出不織布之與機械的行進正交之方向(CD；Crosswise Direction)的斷裂長(CD裂斷長)。CD斷裂長越長，表示與機械的行進正交之方向的不織布強力(拉伸強度)越大。 CD裂斷長[m]＝A/B/W (上述式中，A表示不織布強力[gf]，B表示不織布單位面積重量[g/m 2]，W表示樣品的寬度[m])
[MD斷裂長] 自上述梳棉式不織布切出寬度50mm、長度140mm之樣品。將該樣品夾於拉伸試驗機的夾頭，將夾具間隔設為100mm，於拉伸速度40mm/min之條件下延展。測定不織布強力(最大荷重)，根據下述式算出不織布的機械的行進方向(MD；Machine Direction)的斷裂長(MD裂斷長)。MD斷裂長越長，則表示機械的行進方向的不織布強力(拉伸強度)越大。 MD裂斷長[m]＝A/B/W (上述式中，A表示不織布強力[gf]，B表示不織布單位面積重量[g/m 2]，W表示樣品的寬度[m])
[20%、30%、或40%伸長時的伸長後收縮率] 自上述梳棉式不織布切出寬度50mm、長度140mm之樣品。將該樣品夾於拉伸試驗機的夾頭，將夾具間隔設為100mm。於夾頭間，對該樣品標記長度方向(伸長方向)100mm之標線。於拉伸速度100mm/min之條件下，使樣品伸長至預定的伸長率(20%、30%、或40%)。測定伸長後的標線的長度，將該長度設為「伸長時的長度」。恢復夾頭間而取出樣品，測定標線的長度，將該長度設為「伸長回復後的長度」。藉由以下之式算出伸長後收縮率。 梳棉式不織布的伸長後收縮率(%)＝(夾具間隔(100mm)＋伸長時的長度－伸長回復後的長度)/伸長時的長度×100
如上所述地測定之實施例1及實施例2、以及比較例1至比較例5之不織布的物性顯示於下述表1。
下述表1中，「Q值」一欄中的「-」表示未算出Q值。「不織布物性」一欄中的「-」表示未實施物性之測定。
[表1]
實施例1 實施例2 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 比較例6 比較例7
芯部 第1樹脂材料 原料A1 原料A1 原料A2 原料A2 原料A2 原料A2 (90%) 原料A2 (80%) 原料A1 (80%) 原料A1 (80%)
- - - - - 原料A3 (10%) 原料A3 (20%) 原料A3 (20%) 原料A3 (20%)
Q值 3.0 3.0 4.8 4.8 4.8 - - - -
鞘部 第2樹脂材料 原料B1 (90%) 原料B1 原料B3 原料B3 (90%) 原料B3 (90%) 原料B3 (90%) 原料B3 (80%) 原料B1 原料B1 (80%)
原料B2 (10%) - - 原料B2 (10%) 原料B4 (10%) 原料B5 (10%) 原料B5 (20%) - 原料B5 (20%)
MFR 第1樹脂材料 60 60 20 20 20 26.6 35.5 85.4 85.4
第2樹脂材料 60.4 38 20 33.9 19.8 19.4 18.9 38 31.6
第2樹脂材料/第1樹脂材料 1.01 0.63 1.00 1.70 0.99 0.73 0.53 0.44 0.37
纖維物性 單紗 纖度 dtex 2.40 2.45 2.7 2.7 2.7 2.6 2.6 2.59 2.52
強力 cN 1.99 2.5 2.8 2.2 2.3 2.4 2.5 2.2 2.2
強度 cN/dtex 0.83 1.04 1.0 0.8 0.9 0.9 1.0 0.86 0.87
伸度 % 569.9 662.3 548.2 460.0 528.6 580.7 554.0 600.5 381.0
捲縮數 個/25mm 39.8 30.6 25.2 35.2 36.9 29.7 30.6 33.1 34.8
捲縮率 % 18.5 15.2 14.9 17.9 20.0 17.00 18.3 15.1 15.2
捲縮彈性模數 % 82.1 68.5 71.8 86.8 72.7 74.4 72.3 68.4 66.7
熱收縮率 % 1.50 0.66 0.47 1.27 0.69 0.81 1.32 1.21 1.12
5%伸長應力 cN 0.09 0.53 0.71 0.31 0.56 0.43 0.39 0.45 0.38
纖維束 50%伸長時的伸長後收縮率 % 43.7 47.0 62.0 57.0 65.0 59.0 51.0 46.3 47.0
100%伸長時的伸長後收縮率 % 29.8 34.0 50.0 44.0 50.0 47.0 42.0 37.0 38.2
200%伸長時的伸長後收縮率 % 20.1 23.0 35.0 29.0 37.0 33.0 31.0 25.2 25.4
梳棉器通過性 良 良 良 良 良 良 良 不良 不良
不織布物性 單位面積重量 g/m 2 23.9 19.8 18.6 22.6 18.3 22.1 18.9 - -
蓬鬆度 cm 3/g 37.9 39.1 65.7 64.5 62.2 53.3 49.4 - -
CD裂斷長 m 802 1026 807 607 720 - 1022 - -
MD裂斷長 m 2128 2385 3106 2856 2824 - 2956 - -
20%伸長時的伸長後收縮率 % 67.5 68.5 79.0 78.0 77.5 - 73.5 - -
30%伸長時的伸長後收縮率 % 57.0 59.0 76.3 72.3 74.3 - 68.3 - -
40%伸長時的伸長後收縮率 % 50.3 54.5 68.3 66.7 66.5 - 65.3 - -
如表1所示，實施例1及實施例2之熱接著性複合纖維具有500%以上之高伸度。進而，實施例1及實施例2之熱接著性複合纖維的伸長後收縮率小。具體而言，50%伸長時的伸長後收縮率為50%以下，100%伸長時的伸長後收縮率為35%以下，200%伸長時的伸長後收縮率為25%以下。
實施例1及實施例2之不織布的伸長後收縮率小。具體而言，20%伸長時的伸長後收縮率為70%以下，30%伸長時的伸長後收縮率為60%以下，40%伸長時的伸長後收縮率為55%以下。
若比較實施例1及實施例2之結果，則熱接著性複合纖維以及不織布的伸長後收縮率均係實施例1較小。這可認為主要原因在於，實施例1中之第2樹脂材料的MFR大於實施例2，第1樹脂材料與第2樹脂材料的MFR的值接近(第2樹脂材料的MFR/第1樹脂材料的MFR的值接近1)。
比較例1至比較例5中，第1樹脂材料的MFR的值未達40g/10分鐘。因此，未能獲得伸長後收縮率小之熱接著性複合纖維。比較例6及比較例7中，第1樹脂材料的MFR超過80g/10分鐘。因此，未能獲得梳棉器通過性良好的短纖維。

Claims (10)

  1. 一種熱接著性複合纖維，係具有捲縮且為未延伸之鞘芯型熱接著性複合纖維； 伸度為500%以上； 芯部由包含聚丙烯系樹脂之第1樹脂材料所構成； 鞘部由包含聚乙烯系樹脂之第2樹脂材料所構成； 溫度230℃及荷重2.16kg之條件下的前述第1樹脂材料的熔體流動速率為40g/10分鐘以上至80g/10分鐘以下。
  2. 如請求項1所記載之熱接著性複合纖維，其纖度為4.0dtex以下。
  3. 如請求項1或2所記載之熱接著性複合纖維，其中溫度190℃及荷重2.16kg之條件下的前述第2樹脂材料的熔體流動速率相對於溫度230℃及荷重2.16kg之條件下的前述第1樹脂材料的熔體流動速率之比為0.50以上至1.40以下。
  4. 如請求項1或2所記載之熱接著性複合纖維，其中前述第2樹脂材料進而包含聚烯烴蠟。
  5. 如請求項1或2所記載之熱接著性複合纖維，其中前述聚丙烯系樹脂為同排均聚聚丙烯。
  6. 如請求項1或2所記載之熱接著性複合纖維，其中前述聚乙烯系樹脂為高密度聚乙烯。
  7. 如請求項1或2所記載之熱接著性複合纖維，其捲縮數為19個/25mm以上至40個/25mm以下。
  8. 如請求項1或2所記載之熱接著性複合纖維，其捲縮彈性模數為65%以上至85%以下。
  9. 如請求項1或2所記載之熱接著性複合纖維，其為梳棉式不織布用材料。
  10. 一種梳棉式不織布，含有如請求項1至9中任一項所記載之熱接著性複合纖維。
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