TW202319608A - 不織布及口罩 - Google Patents

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野村沙代
木邨真未
山垣内貴文
佐野朗仁
松崎信生
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日商興和股份有限公司
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Abstract

本發明係提供觸膚感佳、且透氣性高的不織布，以及使用該不織布形成的口罩。 本發明的不織布之特徵係含有：聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、及聚酯纖維。

Description

不織布及口罩
本發明係關於不織布及口罩。
口罩係用於防止咳嗽或噴嚏的飛沫飛散、或者防止塵埃或花粉、飛沫等粒子侵入體內的衛生用品。 口罩係期待在濾芯部分捕捉飛沫等粒子。近年來，藉由重疊複數濾芯層則可捕捉更細粒子。通常，從臉與口罩的間隙會流入較多含飛沫等粒子的空氣，因而要求戴上口罩時能盡量密接臉部。
日常生活中使用的口罩，一般係不織布製口罩。不織布係由纖維積層擴展為薄片狀，再使纖維間利用熱或化學性作用結合形成布狀物。 不織布的製法大致可區分為短纖維不織布與長纖維不織布2種。短纖維不織布係纖維從不織布上脫落而容易起毛，特別係長時間使用口罩時容易損及使用感。所以，不織布製口罩一般使用長纖維不織布。 另一方面，如考慮到觸膚感，則提案有將含有單纖維徑極小且具特定纖維長之極細聚酯纖維的短纖維不織布配置於口罩之肌膚側的口罩等(例如專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-256739號公報
(發明所欲解決之問題)
然而，使用極細短纖維所製造的不織布，由於密度高、透氣性低，因而戴上口罩時難以呼吸，實際情況是大多會感受到窒息感。 緣是，本發明之課題在於提供：觸膚感佳、且透氣性高的不織布，以及使用該不織布形成的口罩。 (解決問題之技術手段)
本發明人等為了解決上述課題經深入鑽研的結果，發現若使用聚丙烯纖維、聚乙烯纖維及聚酯纖維形成不織布，則可獲得極佳結果，遂完成本發明。
亦即，本發明係提供以下[1]~[8]。 [1]一種不織布，其特徵係含有：聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、及聚酯纖維。 [2]一種不織布，其特徵係含有：在芯部配備聚丙烯、在鞘部配備聚乙烯的芯鞘型複合纖維、及聚酯纖維。 [3]如[1]或[2]所記載的不織布，其基重係5~30g/m 2。 [4]如[1]~[3]中任一項所記載的不織布，其纖維長係15mm以下。 [5]如[1]~[4]中任一項所記載的不織布，其纖維徑係25μm以下。 [6]如[1]~[5]中任一項所記載的不織布，其透氣度係200cc/cm 2/sec以上。 [7]一種口罩，係使用[1]~[6]中任一項所記載的不織布形成。 [8]如[7]所記載的口罩，其中，上述不織布係配置於口罩之內側(接觸到臉面之一側)。 (對照先前技術之功效)
本發明的不織布係觸膚感佳、且透氣性高。所以，根據該不織布，可獲得使用感優異、戴口罩時窒息感低的口罩。
本發明的不織布係含有：聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、及聚酯纖維。
又，本發明不織布較佳係含有：在芯部配備聚丙烯、在鞘部配備聚乙烯的芯鞘型複合纖維(以下亦稱「芯鞘型複合纖維」)。 本發明中，所謂「芯鞘型複合纖維」係指纖維構造具有芯鞘型構造的纖維。
聚丙烯(簡稱「PP」)係丙烯的聚合體。聚丙烯係可為：丙烯的均聚物、或者與乙烯、丁烯-1等α-烯烴單體的共聚合體(無規共聚物、嵌段共聚物)中之任一者。
本發明的芯鞘型複合纖維係在芯部配備聚丙烯，但在不致損及本發明效果之範圍內，亦可適當配備聚丙烯以外構成芯部的其他成分，例如：聚烯烴樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯等熱可塑性樹脂等等。
聚乙烯(簡稱「PE」)係乙烯的聚合體，亦可為：乙烯的均聚物、乙烯與5莫耳%以下α-烯烴單體的共聚合體、以及乙烯與官能基僅具碳、氧及氫原子之1莫耳%以下非烯烴單體的共聚合體中之任一者。聚乙烯係可使用：高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯等。
本發明的芯鞘型複合纖維係在鞘部配備聚乙烯，但在不致損及本發明效果之範圍內，亦可適當配備聚乙烯以外構成鞘部的其他成分，例如：聚烯烴樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯等熱可塑性樹脂等等。
再者，構成芯部的成分、與構成鞘部的成分中，在不致損及本發明效果之範圍內，亦可適當添加例如：結晶核劑、顏料、消光劑、難燃劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、安定化劑等各種添加劑。
本發明的芯鞘型複合纖維中，芯部與鞘部的面積比率(芯部/鞘部)，從強度或耐熱性的觀點，較佳係0.25~4、更佳係1~2.5。
芯鞘型複合纖維的截面形狀並無特別的限定，可設為例如：圓截面、三角截面、扁平截面、S字截面、十字截面、中空截面等任意形狀。
芯鞘型複合纖維的纖維長，從分散性或抄紙性的觀點，較佳係10mm以下、更佳係10~3mm、又更佳係7~3mm。 又，本說明書中的纖維長等各測定項目之測定方法，係如後述實施例所記載。
芯鞘型複合纖維的纖維徑，從確保不織布之柔軟度的觀點，以及分散、抄紙性的觀點，較佳係10~20μm、更佳係10~15μm。
本發明的不織布係含有聚酯纖維。 形成聚酯纖維的聚酯(簡稱「PET」)係在主鏈結構具有酯鍵-CO-O-的聚合體。聚酯的種類係可舉例如：聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸三亞甲基酯、聚對苯二甲酸伸環己基二亞甲基酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚乳酸等。其中，從製造性的觀點，較理想係聚對苯二甲酸乙二酯。PET的熔點較佳係210~260℃、更佳係220~240℃。
再者，聚酯纖維較佳係在鞘具有低熔點之PET、在芯具有低熔點PET以外之PET的芯鞘PET。鞘部聚酯的熔點從製造性的觀點，較佳係80~220℃、更佳係100~160℃。
聚酯纖維的纖維長，從可適用作為短纖維的觀點、以及確保不織布柔軟度的觀點、分散性的觀點，較佳係10mm以下、更佳係10~3mm、又更佳係7~3mm。
聚酯纖維的纖維徑，從確保不織布柔軟度的觀點，較佳係10~20μm、更佳係10~15μm。
聚酯纖維係可利用一般的熔融紡絲法進行製造。例如，將構成聚酯纖維的成分施行熔融紡絲，藉由延伸、切斷，便可製造聚酯纖維。
本發明的不織布中，芯鞘型複合纖維的含量係以不織布所含纖維整體為100質量%計，從製造性的觀點、觸膚感的觀點，較佳係20質量%以上、更佳係25質量%以上、又更佳係30質量%以上。又，芯鞘型複合纖維的含量較佳係90質量%以下、更佳係70質量%以下、又更佳係55質量%以下。 聚酯纖維的含量係以不織布所含纖維整體為100質量%計，從製造性的觀點、觸膚感的觀點，較佳係20質量%以上、更佳係30質量%以上、又更佳係45質量%以上。又，聚酯纖維的含量較佳係95質量%以下、更佳係75質量%以下、又更佳係70質量%以下。 本發明不織布中之聚酯纖維與芯鞘型複合纖維的含有比率(聚酯纖維/芯鞘型複合纖維)，較佳係0.1~10、更佳係0.5~5、又更佳係1~3。
本發明的不織布中亦可含有聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維以外的纖維，例如：天然纖維、再生纖維、精製纖維素纖維、半合成纖維、合成纖維。不織布中的該聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維以外的纖維含量，在不致損及本發明目的之範圍內均可適當設定，以不織布所含纖維整體為100質量%計，較佳係50質量%以下、更佳係10~50質量%、又更佳係10~30質量%。
本發明不織布的纖維長，從分散性的觀點，較佳係15mm以下、更佳係2~10mm、又更佳係3~8mm。
本發明不織布的纖維徑，從纖維柔軟度的觀點，較佳係25μm以下、更佳係5~20μm、又更佳係9~15μm。
本發明不織布的基重較佳係5~30g/m 2。藉由將基重設為較佳5g/m 2以上、更佳8g/m 2以上、又更佳10g/m 2以上，便可獲得充分的強度。又，藉由將基重設為較佳30g/m 2以下、更佳25g/m 2以下、又更佳20g/m 2以下、特佳16g/m 2以下，便可獲得充分的透氣性。
本發明不織布的厚度，從薄片柔軟度的觀點，較佳係10~200μm、更佳係10~150μm、又更佳係20~100μm。
本發明不織布的密度，從薄片柔軟度的觀點，較佳係0.1~0.5g/cm 3、更佳係0.1~0.3g/cm 3、特佳係0.15~0.25g/cm 3。
本發明不織布的透氣度，從確保呼吸容易度的觀點，較佳係200~1000cc/cm 2/sec、更佳係300~900cc/cm 2/sec、又更佳係500~800cc/cm 2/sec。
本發明不織布的拉伸強度，從製造性的觀點、後加工的觀點，較佳係0.2~2kN/m、更佳係0.3~1.9kN/m、又更佳係0.4~1.7kN/m。
本發明不織布的伸長，從製造性的觀點、後加工的觀點，較佳係5~40%、更佳係7~30%、又更佳係7~21%。
本發明不織布的平均摩擦係數(MIU)，從確保不織布柔軟度的觀點、滑動容易度的觀點，較佳係0.08~0.3、更佳係0.08~0.2、又更佳係0.1~0.15。 另一方面，本發明不織布的平均摩擦係數變動(MMD)，從確保不織布柔軟度的觀點、滑順度的觀點，較佳係0.005~0.009、更佳係0.006~0.008。
本發明不織布的製造方法，係可使用乾式法、濕式法中之任一者，從製造性的觀點、確保不織布柔軟度的觀點，較佳係利用濕式抄紙法進行製造。濕式抄紙法係使纖維分散於水中，再利用長網、圓網等抄紙機形成纖維網。此時，從提升纖維分散性的觀點，亦可適當添加增黏劑、界面活性劑、消泡劑等各種添加劑。其次，再利用脫水・加熱乾燥便可製造濕式不織布。纖維間的結合係可利用熱或接著樹脂、纖維間氫鍵等實施。
依此獲得的不織布可使用於：擦拭布、濕毛巾、尿布、濾芯、茶包袋、口罩、以及其他的纖維片材等。特別係本發明不織布的觸膚感佳、且透氣性高。活用該等特徵，本發明不織布可適用於口罩。
其次，使用圖1，針對使用上述不織布形成的本發明口罩進行說明。 圖1中，10的口罩係由：用於覆蓋使用者臉面之一部分(例如口與鼻孔周邊)的口罩本體11、與安裝於該口罩本體11兩側的細線製耳掛部12構成。 口罩10係所謂稱為「褶襉(pleat)加工型」的形態，口罩本體11係具有由複數(圖1中為4條)橫向折線14形成的褶襉(褶皺)16。該褶襉16係依使用時若展開便朝口罩10之外側形成膨起的立體形狀之方式構成。依此，藉由口罩本體11施行褶襉加工，可減少使用者之嘴邊物理性接觸到口罩本體11之內側面，因此不易妨礙戴上時的呼吸或講話。
口罩本體11係可為單層構造或多層構造之任一種，但從除去塵埃、花粉、病毒、或PM2.5等異物，以及保持褶襉之立體形狀、及耐久性的觀點，較佳係2~7層的多層構造、更佳係2~6層的多層構造、又更佳係3~5層的多層構造。 本發明的不織布係從口罩內側(接觸到臉面之一側)至外側(接觸到臉面之一側的相反側)均可使用，但從戴口罩時之使用感的觀點，較佳係使用於口罩本體11的內側(接觸到臉面之一側)。
除了本發明的不織布之外，構成口罩本體11的材料，尚可採用一般使用為口罩材料的周知材料。例如，由聚烯烴纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、胺甲酸乙酯纖維、醋酸酯纖維、嫘縈、棉、羊毛等構成的不織布、紗布、紙、透濕性樹脂片等。 口罩本體11係利用例如：縫製、超音波熔接、熱熔接等便可適當形成。
構成耳掛部12的材料係可舉例如：包含胺甲酸乙酯纖維、尼龍纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維等的織布、不織布、結繩、織繩、或編繩。
本發明的口罩10中，配合目的可設置鼻樑壓條13。鼻樑壓條13係為了使口罩10能密接於使用者的鼻子，而設置於口罩本體11的上邊部分。又，亦可設置口罩支架條。口罩支架條係為了維持口罩10的立體形狀而設置於口罩本體11的中央部。 鼻樑壓條與口罩支架條係可使用由金屬製、聚乙烯製或聚丙烯製等形成的帶。
口罩本體11的尺寸係可考慮臉的大小再行適當決定便可。例如，縱向長度較佳係50~140mm、更佳係50~120mm、又更佳係70~100mm。 橫向長度較佳係100~210mm、更佳係130~200mm、又更佳係145~180mm。 經施行褶襉加工的口罩等立體型口罩之情況，縱向長度較佳係70~200mm、更佳係90~180mm、又更佳係120~180mm。
圖1係例示經施行褶襉加工的立體型口罩10之一例，但口罩本體11的形狀亦可為平面型口罩。從使用感的觀點，較佳係立體型口罩。在口罩本體中心部將2片薄片構件接合成合掌形狀之所謂稱為「立體成形式口罩」之形態的口罩等亦可應用本發明。 [實施例]
以下，針對本發明列舉實施例進行具體說明，惟，本發明並不因該等而受任何侷限。
本說明書中，各測定項目的測定方法係如下述。 (1)纖維長及(2)纖維徑 針對分散於水中的纖維，使用L&W纖維測試器加纖維形狀分析器(ABB Ltd.)進行測定。 (3)基重(g/m 2)(每單位重量) 根據JIS P 8124(紙及板紙-基重之測定方法)進行測定。 (4)厚度(μm)及(5)密度(g/cm 3) 根據JIS P 8118(紙及板紙-厚度、密度及比容積之試驗方法)進行測定。 (6)透氣度(cc/cm 2/sec) 根據JIS L 1096 8.27.1A法(FRAZIER式法)進行測定。 (7)拉伸強度(kN/m) 根據JIS P 8113(紙及板紙之拉伸特性)測定拉伸強度。分別測定平行於抄紙機前進方向的紙方向(MD)、以及與抄紙機前進方向呈直角的紙方向(CD)。 (8)伸長(%) 根據JIS P 8113(紙及板紙之伸長)測定伸度。分別測定平行於抄紙機前進方向的紙方向(MD)、以及與抄紙機前進方向呈直角的紙方向(CD)。 (9)平均摩擦係數(MIU)及(10)其變動(MMD) 使用KES KATO TECH Co. Ltd.製摩擦感測試儀KES-SE進行測定。平均摩擦係數(MIU)係值越小，表示摩擦阻力越少，平均摩擦係數的平均偏差(MMD)係值越小，表示越滑順。
(11)戴口罩時的使用感 由4位試驗者戴上臉部口罩，分別依10階段評價起毛難易度與褶襉加工部分的觸膚感，將4位的各項目數值平均化。10階段評價的項目係針對起毛難易度，將1評為「起毛」、10評為「不易起毛」，而針對褶襉加工部分的觸膚感，將1評為「痛」、10評為「不痛」。
[試驗例1~4] 1.不織布之製造 依1：1比例使用聚丙烯(PP)：聚乙烯(PE)，準備在芯部配備PP、在鞘部配備PE的芯鞘型複合纖維(PP/PE)(DAIWABO公司：製品名HAS)。芯鞘型複合纖維(PP/PE)的纖維長係5mm、纖維徑係10μm。 準備聚酯(PET)纖維(帝人FRONTIER公司：製品名TJ04CN)。聚酯纖維的纖維長係5mm、纖維徑係12μm。 準備聚丙烯(PP)纖維(DAIWABO公司：製品名PZ)。聚丙烯纖維的纖維長係5mm、纖維徑係10μm。
依表1所示比例分別將芯鞘型複合纖維、聚酯纖維、及聚丙烯纖維進行混合攪拌後，利用TAPPI片材機(熊谷理機工業(股)省力型標準片材機抄紙裝置)對15g/m 2之不織布進行抄紙，利用加壓機(熊谷理機工業(股)壓片機)進行脫水後，再利用125℃之旋轉式乾燥機(熊谷理機工業(股)旋轉式乾燥機)施行乾燥，獲得不織布。該不織布在溫度20℃、濕度65%之條件下施行24小時調濕。 另外，試驗例1(比較例)係芯鞘型複合纖維黏貼於製造生產線上，而無法進行製紙。又，試驗例4(比較例)係纖維彼此間未獲得充分的接著性，而無法進行製紙。
2.臉部口罩之製造 調製褶襉型口罩(褶襉展開前90mm×175mm)。 褶襉型口罩的口罩本體係從外側(接觸臉面側的相反側)朝口罩內側(接觸臉面之一側)，使用聚丙烯不織布(纖維束/熔噴/纖維束)、聚丙烯/聚乙烯不織布(透氣)/聚丙烯不織布(熔噴)/試驗例(2或3)的不織布。又，在口罩本體的上緣部設有鼻樑壓條。 各測定項目的測定結果、與戴口罩時的使用感評價結果示於表1。
[表1]
試驗例 1(比較例） 2(實施例） 3(比較例） 4(比較例）
PET纖維 (質量%） 0 50 100 50
PP/PE纖維 (質量%） 100 50 0 0
PP纖維 (質量%） 0 0 0 50
合計 (質量%） 100 100 100 100
  
基重 (g/m 2) 無法製造 14.9 15.4 無法製造
厚度 (μm) 85.0 72.3
密度 (g/cm 3) 0.18 0.21
透氣度 (cc/cm 2/sec) 638.5 970.8
拉伸強度 MD (kN/m) 0.44 0.75
   CD    0.58 0.58
伸長 MD (%) 9.1 17.8
   CD    16.6 13.1
平均摩擦係數變動(MMD） 0.0073 0.0098
口罩使用感 起毛難易度 1起毛↔10不易起毛 7.3 3.0
褶襉加工部分之觸膚感 1痛↔10不痛 8.3 4.0
其結果，相較於試驗例3(比較例)的不織布，試驗例2(實施例)的不織布確認到MMD較小。又，相較於試驗例3(比較例)，使用該試驗例2(實施例)之不織布的口罩確認到起毛較少，且觸膚感佳、使用感亦優異。
[試驗例5~8] 依表2所示比例，分別將芯鞘型複合纖維、及聚酯纖維進行混合攪拌後，利用TAPPI片材機(熊谷理機工業(股)省力型標準片材機抄紙裝置)對15g/m 2之不織布進行抄紙，再利用加壓機(熊谷理機工業(股)壓片機)進行脫水後，使用125℃之旋轉式乾燥機(熊谷理機工業(股)旋轉式乾燥機)施行乾燥，獲得不織布。該不織布在溫度20℃、濕度65%之條件下施行24小時調濕。 各測定項目的測定結果示於表2。
[表2]
試驗例 5(實施例） 6(實施例） 7(實施例） 8(實施例）
PET纖維 (質量%） 40 60 80 65
PP/PE纖維 (質量%） 60 40 20 35
PP纖維 (質量%） 0 0 0 0
合計 (質量%） 100 100 100 100
  
基重 (g/m 2) 15.5 14.8 14.1 20.8
厚度 (μm) 88.0 85.3 79.5 81.0
密度 (g/cm 3) 0.18 0.17 0.18 0.26
透氣度 (cc/cm 2/sec) 615.6 654.4 801.9 300.3
拉伸強度 MD (kN/m) 0.69 0.41 0.54 1.68
   CD    0.62 0.54 0.48 0.32
伸長 MD (%) 17.2 15.7 14.7 15.1
   CD    16.9 17.8 19.7 20.7
其結果，確認到PET纖維的質量%越大，則不織布的透氣度越高。 使用該等試驗例5~8(實施例)的不織布，可製造上述臉部口罩。
10:口罩 11:口罩本體 12:耳掛部 13:鼻樑壓條 14:折線 16:褶襉
圖1係本發明口罩之內側(接觸到臉面之一側)的正面說明圖。

Claims (8)

  1. 一種不織布，其特徵係含有：聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、及聚酯纖維。
  2. 一種不織布，其特徵係含有：在芯部配備聚丙烯、在鞘部配備聚乙烯的芯鞘型複合纖維、及聚酯纖維。
  3. 如請求項1或2之不織布，其基重係5~30g/m 2。
  4. 如請求項1或2之不織布，其纖維長係15mm以下。
  5. 如請求項1或2之不織布，其纖維徑係25μm以下。
  6. 如請求項1或2之不織布，其透氣度係200cc/cm 2/sec以上。
  7. 一種口罩，係使用請求項1或2之不織布形成。
  8. 如請求項7之口罩，其中，上述不織布係配置於口罩之內側(接觸到臉面之一側)。
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