TW202338180A - 不織布、衛生材料及不織布的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種不織布,包含纖維,且所述纖維中的子層比率為0.10以下。
Description
本揭示是有關於一種不織布、衛生材料及不織布的製造方法。
近年來,包含含有熱塑性樹脂的纖維的不織布由於透氣性、柔軟性、輕量性等優異而被廣泛用於各種用途中。作為不織布的製造方法,適合大量生產的熔噴法及紡黏法廣泛普及並被使用。
其中,藉由紡黏法製造的不織布(以下,亦稱為「紡黏不織布」)由於拉伸強度等機械性質、剛軟度、透氣性等特性、以及連續紡絲性及生產性優異,因此於很多領域中被使用。
作為紡黏不織布等中所使用的熱塑性樹脂,就熔融紡絲性、纖維特性等觀點而言,可列舉:聚醯胺系樹脂、聚酯系樹脂及聚烯烴系樹脂。特別是於吸收性物品中,多使用廉價且加工性優異的聚烯烴系樹脂。
例如,於專利文獻1中,作為由包含聚烯烴系樹脂的纖維構成的紡黏不織布,揭示有纖維的平均單纖維徑為6.5 μm~11.9 μm、基於反射光亮度的纖維分散度為10以下、且至少單面的藉由川端評價系統(Kawabata Evaluation System,KES)法而得的表面粗糙度SMD為1.0 μm~2.6 μm的紡黏不織布。
[專利文獻1]國際公開第2019/167851號公報
[發明所欲解決之課題]
於專利文獻1中記載的不織布中,在兼顧不織布的拉伸強度及細纖維化的方面存在改善的餘地。
本揭示是鑒於所述情況而成,其目的在於提供一種拉伸強度優異且纖維徑小的不織布、包括該不織布的衛生材料以及能夠製造該不織布的不織布的製造方法。
[解決課題之手段]
用於解決所述課題的手段中包含以下的實施方式。
<1> 一種不織布,包含纖維,且
所述纖維中的子層比率為0.10以下。
<2> 如<1>所述的不織布,其中所述子層比率為0.09以下。
<3> 如<1>或<2>所述的不織布,其中所述纖維的纖度為0.8 d以下。
<4> 如<3>所述的不織布,其中所述纖維的纖度為0.6 d以下。
<5> 如<1>至<4>中任一項所述的不織布,其中所述纖維包含熱塑性樹脂。
<6> 如<5>所述的不織布,其中所述熱塑性樹脂包含丙烯均聚物。
<7> 如<6>所述的不織布,其中所述丙烯均聚物的熔體流動速率(melt flow rate,MFR)為10 g/10分鐘~100 g/10分鐘。
<8> 如<1>至<7>中任一項所述的不織布,為紡黏不織布。
<9> 一種衛生材料,包含如<1>至<8>中任一項所述的不織布。
<10> 一種不織布的製造方法,自噴嘴噴出熱塑性樹脂或包含所述熱塑性樹脂的樹脂組成物,對所噴出的所述熱塑性樹脂或所述樹脂組成物的長絲供給冷卻風並進行熔融紡絲,所述不織布的製造方法中,
所述熱塑性樹脂的中間相比率為22%以上,
每1 m寬度的冷卻風量(m
3/h/m)相對於噴嘴每1孔的噴出量(g/分鐘)的比率為10,000~40,000。
<11> 如<10>所述的不織布的製造方法,其中所述每1 m寬度的冷卻風量(m
3/h/m)相對於噴嘴每1孔的噴出量(g/分鐘)的比率為15,000~40,000。
<12> 如<11>所述的不織布的製造方法,其中所述每1 m寬度的冷卻風量(m
3/h/m)相對於噴嘴每1孔的噴出量(g/分鐘)的比率為30,000~40,000。
<13> 如<10>至<12>中任一項所述的不織布的製造方法,其中所述不織布為紡黏不織布。
<14> 如<10>至<13>中任一項所述的不織布的製造方法,其中所述冷卻風的溫度為15℃~30℃。
[發明的效果]
藉由本揭示,可提供一種拉伸強度優異且纖維徑小的不織布、包括該不織布的衛生材料以及能夠製造該不織布的不織布的製造方法。
於本揭示中,使用「~」表示的數值範圍表示包含「~」前後所記載的數值分別作為最小值及最大值的範圍。於本揭示的階段性記載的數值範圍中,某數值範圍中所記載的上限值或下限值可置換為其他階段性記載的數值範圍的上限值或下限值。另外,於本揭示中所記載的數值範圍中,某數值範圍中所記載的上限值或下限值可置換為實驗例等實施例中所示的值。
於本揭示中,關於樹脂組成物等各成分的量,在樹脂組成物等中存在多種與各成分相當的物質的情況下,只要並無特別說明,則是指樹脂組成物等中所含的該多種物質的合計量。
於本揭示中,不織布是指不對纖維進行編織而是使其相互纏繞而成者。
於本揭示中,「包含…作為主體」及「設為主體」表示相對於整體而最多地包含成為對象的物質。例如,表示:作為於整體中所佔的比例,成為對象的物質的含有比例為50質量%以上。
於本揭示中,兩種以上的較佳的態樣的組合為更佳的態樣。
<不織布>
本揭示的不織布包含纖維,且所述纖維中的子層比率為0.10以下或0.09以下。藉此,獲得拉伸強度優異、且纖維徑小的不織布。雖然其理由尚不明確,但如以下般推測。
纖維中的子層比率是指子層相對於沿纖維軸向配向的母層以及於母層上新磊晶成長的子層的合計的比例。子層比率小是指子層的成長受到抑制。藉由抑制子層的成長,纖維強度、特別是製造時的延伸方向上的纖維強度優異。藉由纖維強度優異,即便於製造不織布時增大纖維的牽引力,亦能夠抑制斷絲,可減小纖維徑。
纖維中的子層比率例如可藉由調整纖維的原料(例如,熱塑性樹脂、包含熱塑性樹脂的樹脂組成物)的物性、組成等,或者調整不織布的製造條件(例如,來自噴嘴的原料的噴出量、纖維的冷卻條件等),而調節至特定的範圍內。
作為原料的物性,例如可調整熱塑性樹脂的中間相比率,藉此可適宜地調節纖維中的子層比率。中間相比率例如可藉由調整熱塑性樹脂的分子量分佈、立構規整性、低分子量成分的量等來適宜地調節。
作為不織布的製造條件,例如可列舉調整來自噴嘴的原料的噴出量與冷卻風量的平衡。藉由調整所述平衡,可抑制冷卻步驟中的原料的結晶化速度的增加而抑制子層的成長,可適宜地調節纖維中的子層比率。
纖維中的子層比率為0.10以下或0.09以下,較佳為0.08以下,就不織布的拉伸強度的觀點而言,較佳為0.07以下。
藉由纖維中的子層比率為0.10以下,纖維強度優異,藉此即便於製造不織布時增大纖維的牽引力亦能夠抑制斷絲,成為纖維徑小的不織布。進而,藉由纖維中的子層比率為0.09以下,纖維強度進一步提高,且抑制斷絲,同時成為纖維徑更小的不織布。
纖維中的子層比率的下限並無特別限定,例如,可為0.005以上,亦可為0.01以上。
可使用同步加速器輻射設備如以下般求出纖維中的子層比率。
例如,於大型輻射光設施SPring-8內的前線軟物質(Frontier Soft Matter)開發產學聯合體專用光束線BL03XU中,將波長0.11 nm的X射線以試樣中的照射直徑的半峰全幅值成為約1 μm的方式聚光。一邊於作為測定對象的纖維的纖維軸正交方向上以1 μm間距進行掃描,一邊將各點中的曝光時間設為10秒進行廣角X射線繞射測定。若能夠觀察對象,則檢測器的解析度、檢測範圍、以及相機長度並無特別限制,例如,可將畫素(pixel)解析度為30 μm×30 μm、檢測範圍為2160×891畫素的電荷積分型SOI二維檢測器(SOPHIAS)以相機長度成為56.8 mm的方式設置。
關於測定資料,使用空白測定的結果以及安裝於試樣下游側的離子室的值,並藉由式(1)進行校正。於所述裝置中的測定中,由於Ieb=0,因此校正後的強度I如式(2)般。此處,C為離子室的值,下標1及下標2為樣品及空白的資料。
[數1]
(1)
(2)
此處,C為離子室的值,下標1及下標2為樣品及空白的資料。關於式(1)及式(2),更詳細而言,如以下所述。
I:強度(Intensity)(任意單位(arb.u.))
C
1:上游側離子室的值
C
2:下游側離子室的值
sample:測定對象樣品的資料
eb:電子背景(electrical background)(暗色的資料)
air:空氣資料
使用藉由校正而獲得的二維模式,相對於方位角Φ繪製來自α晶的(110)面的繞射波峰強度。此處,方位角Φ=90°是纖維軸正交方向(X射線的掃描方向),方位角Φ=180°是纖維軸向。於方位角Φ=90°附近可見的波峰是由分子鏈軸沿纖維軸向配向的母層引起的波峰。另一方面,於方位角Φ=170°附近可見的波峰是由在母層上新磊晶成長的子層引起的波峰。於方位角Φ=90°及方位角Φ=170°方向上進行扇形平均,將橫軸設為散射向量q,將縱軸設為散射強度。將於q為8 nm
-1~11 nm
-1的範圍內藉由高斯函數進行波峰擬合而求出的母層及子層的強度分別設為I
m及I
d,將由以下的式(3)定義的r
d設為子層比率。
r
d=I
d/(I
m+I
d) (3)
本揭示的不織布中所含的纖維較佳為包含熱塑性樹脂。包含熱塑性樹脂的纖維亦可為由熱塑性樹脂或包含熱塑性樹脂的樹脂組成物形成的纖維。
熱塑性樹脂的中間相比率較佳為22%以上,更佳為24%以上。藉由使用中間相比率為22%以上的熱塑性樹脂,容易獲得纖維中的子層比率小的不織布、例如為0.10以下或0.09以下的不織布。
熱塑性樹脂的中間相比率的上限並無特別限定,例如可為30%以下,亦可為29%以下。
熱塑性樹脂的中間相比率可藉由後述的實施例中記載的方法來測定。
就適宜地調整熱塑性樹脂的中間相比率的觀點而言,熱塑性樹脂的分子量分佈(Mw/Mn)可為3.0~5.5,亦可為3.5~5.0,亦可為3.8~4.8,亦可為4.0~4.5。
分子量分佈、後述的質量平均分子量及數量平均分子量可使用凝膠滲透層析(gel permeation chromatography,GPC)並按照單分散聚苯乙烯基準來求出。
GPC測定中的使用管柱、溶媒如以下所述。
溶媒:1,2,4-三氯苯
管柱:TSKgel GMH
HR-H(20)HT×3
流量:1.0 ml/分鐘
檢測器:R
I測定溫度:140℃
熱塑性樹脂的質量平均分子量(Mw)可為100,000~500,000,亦可為120,000~300,000,亦可為130,000~200,000,亦可為140,000~155,000。
熱塑性樹脂的數量平均分子量(Mn)可為20,000~100,000,亦可為25,000~80,000,亦可為30,000~50,000,亦可為30,000~40,000。
就適宜地調整熱塑性樹脂的中間相比率的觀點而言,熱塑性樹脂的立構規整性較佳為90.0莫耳%~94.5莫耳%,更佳為91.0莫耳%~94.0莫耳%,進而佳為92.0莫耳%~94.0莫耳%。
於本揭示中,立構規整性是指全同立構五單元組(mesopentad)分率[mmmm],全同立構五單元組分率[mmmm]可藉由後述的實施例中記載的方法來測定。
作為熱塑性樹脂,並無特別限定,可列舉:烯烴系聚合物、聚酯系聚合物、聚醯胺系聚合物等。熱塑性樹脂可由一種形成,亦可為兩種以上的混合物。
烯烴系聚合物為包含源自烯烴的構成單元作為主體的聚合物,聚酯系聚合物為包含含有酯鍵的構成單元作為主體的聚合物,聚醯胺系聚合物為包含含有醯胺鍵的構成單元作為主體的聚合物。
作為烯烴系聚合物的具體例,可列舉:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯等α-烯烴的均聚物或共聚物。
作為聚酯系聚合物的具體例,可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等。
作為聚醯胺系聚合物的具體例,可列舉:尼龍-6、尼龍-66、聚己二醯間苯二甲胺等。
就維持不織布強度並且減小纖度的觀點而言,作為熱塑性樹脂,較佳為包含烯烴系聚合物,更佳為包含烯烴系聚合物作為主體。烯烴系聚合物較佳為包含選自由丙烯系聚合物及乙烯系聚合物所組成的群組中的至少一種。烯烴系聚合物可為α-烯烴的均聚物,亦可為兩種以上的α-烯烴的共聚物。
相對於熱塑性樹脂總量,熱塑性樹脂中所含的烯烴系聚合物的含量可為60質量%以上,亦可為80質量%以上,亦可為100質量%。關於「熱塑性樹脂中所含的烯烴系聚合物的含量」,亦可替換為「熱塑性樹脂中所含的丙烯系聚合物的含量」或「熱塑性樹脂中所含的乙烯系聚合物的含量」。
丙烯系聚合物為包含源自丙烯的構成單元作為主體的聚合物,為包含丙烯均聚物以及丙烯與丙烯以外的α-烯烴的共聚物(丙烯/α-烯烴共聚物)的概念。例如,可為丙烯均聚物、以及丙烯與丙烯以外的α-烯烴的共聚物的任一者,亦可包含兩者。丙烯/α-烯烴共聚物例如較佳為丙烯、與丙烯以外的碳數2~10的一種或兩種以上的α-烯烴的共聚物,更佳為丙烯、與丙烯以外的碳數2~8的一種或兩種以上的α-烯烴的共聚物。
就柔軟性優異的觀點而言,作為與丙烯共聚的較佳的α-烯烴的具體例,可列舉:乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯等。
作為丙烯/α-烯烴共聚物,例如可列舉:丙烯-乙烯共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物等。丙烯/α-烯烴共聚物中的源自α-烯烴的構成單元的含量並無特別限定,例如較佳為1莫耳%~10莫耳%,更佳為1莫耳%~5莫耳%。丙烯系聚合物可為一種丙烯系聚合物,亦可為兩種以上的丙烯系聚合物的組合。
於本揭示中,關於丙烯與丙烯以外的α-烯烴的共聚物,在源自丙烯的構成單元的含量、與源自乙烯的構成單元的含量相等的情況下,此種共聚物分類為丙烯系聚合物。
丙烯均聚物、丙烯/α-烯烴共聚物等丙烯系聚合物亦可為源自生物質的丙烯系聚合物。
所謂「源自生物質的丙烯系聚合物」,是指由包含源自生物質的丙烯的原料單體製造的丙烯系聚合物。藉由使用源自生物質的丙烯系聚合物,可降低製造不織布時的環境負荷。
成為源自生物質的丙烯系聚合物的原料的包含源自生物質的丙烯的單體可藉由生物質石腦油的裂解、由源自生物質的乙烯等合成而獲得。源自生物質的丙烯系聚合物是藉由利用與使用先前公知的源自石油的丙烯時相同的方法使如此合成的含有源自生物質的丙烯的單體聚合而獲得。
將含有源自生物的丙烯的單體作為原料而合成的丙烯系聚合物成為源自生物質的丙烯系聚合物。相對於原料單體的總量,原料單體中的源自生物的丙烯系聚合物的含量超過0質量%,可為100質量%,亦可小於100質量%。
作為源自生物質的丙烯系聚合物的原料的單體除了包含源自生物的丙烯以外,亦可更包含源自石油等化石燃料的丙烯、及/或乙烯或丙烯以外的α-烯烴(1-丁烯、1-己烯等)。
源自生物質的丙烯系聚合物亦可藉由使如下丙烯聚合而獲得,所述丙烯是藉由使用使椰子殼等空果房(空果串(Empty Fruit Bunches,EFB))熱分解而產生的氣體的、來自甲醇的烯烴(甲醇製烯烴(Methanol-to-Olefins,MTO))或來自甲醇的丙烯(甲醇製丙烯(Methanol-to-Propylene:MTP))的合成而獲得。
源自生物質的丙烯系聚合物亦可藉由使如下丙烯聚合而獲得,所述丙烯是自將甜高粱等非可食植物設為主體的生物質原料,對藉由發酵而製造的異丙醇進行脫水而獲得。
於將設為原料的丙烯等單體中的放射性碳(C14)的含量設為PC14的情況下,原料中的源自生物質的碳的含有率Pbio(%)可藉由下式算出。
式(2):Pbio(%)=PC14/105.5×100
即,若丙烯系聚合物的原料全部源自生物質,則理論上,源自生物質的碳的含有率為100%。因此,源自生物質的丙烯系聚合物的生物質率為100%。由於源自化石燃料的原料中幾乎不含C14,因此,僅利用源自化石燃料的原料製造的丙烯系聚合物中的、源自生物質的碳的含有率為0%,源自化石燃料的丙烯系聚合物的生物質率為0%。
「生物質率」表示源自生物質的碳的含有率,藉由測定放射性碳(C14)而算出。大氣中的二氧化碳中以一定比例(約105.5 pMC)包含C14。因此,已知吸收大氣中的二氧化碳而成長的植物(例如玉米)中的C14含量亦為約105.5 pMC左右。亦已知化石燃料中幾乎不含C14。因此,藉由測定丙烯系聚合物中的所有碳原子中所含的C14的比例,可算出原料中的源自生物質的碳的含有率。
可作為本揭示的不織布的原料而使用的丙烯系聚合物的生物質率較佳為10%以上。
相對於源自化石燃料的聚丙烯樹脂與源自生物質的聚丙烯樹脂的合計100質量%,本揭示的不織布中可使用的源自生物質的丙烯系聚合物的含量可設為5質量%~99質量%、10質量%~75質量%、或20質量%~50質量%。
可作為本揭示的不織布的原料而使用的丙烯系聚合物可包含藉由再循環而獲得的丙烯系聚合物、即所謂的再循環聚合物。
所謂「再循環聚合物」,包含藉由廢棄聚合物製品的再循環而獲得的聚合物,例如可利用DE102019127827(A1)中記載的方法來製造。再循環聚合物亦可包含可識別出藉由再循環而獲得這一情況的標誌。
乙烯系聚合物為將源自乙烯的構成單元設為主體的聚合物,為包含乙烯均聚物以及乙烯與乙烯以外的α-烯烴的共聚物(乙烯/α-烯烴共聚物)的概念。例如,可為乙烯均聚物、以及乙烯與乙烯以外的α-烯烴的共聚物的任一者,亦可包含兩者。乙烯/α-烯烴共聚物例如較佳為乙烯、與乙烯以外的碳數2~10的一種或兩種以上的α-烯烴的共聚物。
就柔軟性優異的觀點而言,作為與乙烯共聚的較佳的α-烯烴的具體例,可列舉:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯等。
作為乙烯/α-烯烴共聚物,例如可列舉:乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物等。乙烯/α-烯烴共聚物中的源自α-烯烴的構成單元的含量並無特別限定,例如較佳為1莫耳%~10莫耳%,更佳為1莫耳%~5莫耳%。乙烯系聚合物可為一種乙烯系聚合物,亦可為兩種以上的乙烯系聚合物的組合。
就維持不織布強度並且減小纖度的觀點而言,熱塑性樹脂較佳為包含丙烯系聚合物,更佳為包含丙烯均聚物。於熱塑性樹脂包含丙烯均聚物的情況下,相對於熱塑性樹脂總量,熱塑性樹脂中所含的丙烯均聚物的含量可為60質量%以上,亦可為80質量%以上,亦可為100質量%。
熱塑性樹脂的熔點(較佳為烯烴系聚合物的熔點,更佳為丙烯系聚合物的熔點)並無特別限定,例如,可為100℃以上,亦可為130℃以上,亦可為150℃以上。
熱塑性樹脂的熔點的上限並無特別限定,例如,可為165℃以下。
於本揭示中,熔點可使用示差掃描熱量測定(DSC)如以下般進行測定。
作為示差掃描型熱量計(differential scanning calorimeter,DSC),使用帕金埃爾默(Parkin Elmer)公司製造的DSC Pyris1或SII奈米技術(SII Nano Technology)公司製造的DSC7020,於氮氣環境下(20 ml/分鐘),將試樣(約5 mg)升溫至針對每種熱塑性樹脂而設定的到達溫度(於丙烯系聚合物的情況下為230℃),於該溫度下保持3分鐘後,以10℃/分鐘冷卻至30℃,於30℃下保持1分鐘,以10℃/分鐘升溫至所述到達溫度,根據升溫過程中的結晶熔融波峰的波峰頂點算出熔點(Tm)。再者,於觀測到多個結晶熔融波峰的情況下,將高溫側波峰設為熔點(Tm)。
作為丙烯系聚合物,於使用丙烯-α-烯烴共聚物的情況下,其熔點(Tm)較佳為153℃以下,更佳為125℃~150℃。
作為丙烯系聚合物,於使用丙烯均聚物的情況下,其熔點(Tm)較佳為155℃以上,更佳為157℃~165℃。
關於丙烯系聚合物(較佳為丙烯均聚物)的熔體流動速率(MFR)(美國材料實驗協會(American Society of Testing Materials,ASTM)D-1238,230℃,負荷2160 g),只要可製造不織布,則並無特別限定。就維持不織布強度並且減小纖度的觀點而言,丙烯系聚合物(較佳為丙烯均聚物)的MFR較佳為10 g/10分鐘~100 g/10分鐘,更佳為15 g/10分鐘~60 g/10分鐘,進而佳為20 g/10分鐘~50 g/10分鐘。
關於丙烯系聚合物(較佳為丙烯均聚物)的密度,只要可進行熔融紡絲,則並無特別限定,可為0.900 g/cm
3~0.945 g/cm
3,亦可為0.910 g/cm
3~0.940 g/cm
3。
丙烯系聚合物的密度可依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)K7112(密度梯度管法)來測定。
丙烯系聚合物(較佳為丙烯均聚物)可藉由使用齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)觸媒、茂金屬觸媒等公知的觸媒使作為原料的丙烯聚合而獲得。其中,為了消除異種鍵結,較佳為使用齊格勒-納塔觸媒,並使用立構規整性高的能夠聚合的觸媒。
作為丙烯的聚合方法,只要採用公知的方法即可,例如可列舉:於己烷、庚烷、甲苯、二甲苯等惰性溶劑中進行聚合的方法;於液狀單體中進行聚合的方法;於氣體單體中添加觸媒並於氣相狀態下進行聚合的方法;或者將該些組合來進行聚合的方法等。
本揭示的不織布可於發揮本發明的效果的範圍內,包含通常所使用的抗氧化劑、耐候穩定劑、耐光穩定劑、抗靜電劑、助滑劑、親水劑、防霧劑、抗黏連劑、潤滑劑、成核劑、染料、顏料、天然油、合成油、蠟、醯胺化合物等添加劑。於製造本揭示的不織布時,可使用視需要於熱塑性樹脂中調配有所述一種或兩種以上的添加劑的樹脂組成物。
相對於纖維總量,纖維中所含的熱塑性樹脂的含量可為50質量%以上,亦可為60質量%以上,亦可為70質量%以上,亦可為80質量%以上,亦可為90質量%以上,亦可為95質量%以上。
纖維中所含的熱塑性樹脂的含量可為100質量%以下,亦可為99.5質量%以下,亦可為99質量%以下。
相對於纖維總量,纖維中所含的添加劑的含量(於包含兩種以上的添加劑的情況下,添加劑的合計含量)可為0.1質量%~50質量%,亦可為0.5質量%~20質量%,亦可為0.5質量%~10質量%,亦可為1質量%~5質量%。
例如,本揭示的不織布可包含醯胺化合物。醯胺化合物可作為潤滑材發揮功能。作為醯胺化合物,可列舉脂肪酸醯胺,例如可列舉碳數15~22的脂肪酸醯胺。認為藉由在不織布的纖維表面吸附碳數15~22的脂肪酸醯胺,從而纖維表面經改質,柔軟性、觸感、耐黏連性等進一步提高,可更有效地抑制纖維向壓花步驟等中所使用的裝置內的各種旋轉設備等的構件的附著。
所謂本揭示中的脂肪酸醯胺的碳數,是指分子中所含的碳數,構成醯胺鍵的碳原子亦包含於所述碳數中。
作為脂肪酸醯胺的碳數,可為18~22。
作為脂肪酸醯胺,可列舉:脂肪酸單醯胺化合物、脂肪酸二醯胺化合物、飽和脂肪酸單醯胺化合物、及不飽和脂肪酸二醯胺化合物。具體而言,可列舉:棕櫚酸醯胺(碳數16)、硬脂酸醯胺(碳數18)、油酸醯胺(碳數18)、芥子酸醯胺(碳數22)等。
於本揭示的不織布包含醯胺化合物的情況下,相對於不織布的總量,醯胺化合物的含量較佳為0.1質量%~5.0質量%,更佳為0.1質量%~3.0質量%,進而佳為0.1質量%~1.0質量%。
醯胺化合物可於不織布中僅包含一種,亦可包含兩種以上。
不織布中所含的纖維的纖度可為1.4 d(丹尼(denier))以下,亦可為1.3 d以下,亦可為1.0 d以下。就高強度、低透氣、高耐水性、觸感良好等觀點而言,不織布中所含的纖維的纖度較佳為0.8 d以下,更佳為0.6 d以下,進而佳為0.5 d以下。
纖維的纖度的下限並無特別限定,例如可為0.05 d以上。
不織布的單位面積重量並無特別限定,就獲得具有可供於實用的機械強度、以及適度的柔軟性的不織布的觀點而言,較佳為5 g/m
2~100 g/m
2,更佳為7 g/m
2~50 g/m
2。
於本揭示中,不織布的單位面積重量亦可替換為「不織布積層體的單位面積重量」。
作為不織布的種類,並無特別限定,可列舉:紡黏不織布、熔噴不織布、梳理式熱風不織布、氣流成網不織布、針刺式紡黏不織布、濕式不織布、乾式紙漿不織布、閃蒸紡絲不織布、開纖不織布等。本揭示的不織布較佳為包含紡黏不織布。紡黏不織布藉由減小纖維徑而與單位面積重量相同的其他不織布比較時,更加緻密且均勻性高。因此,紡黏不織布可適宜地用於要求低透氣性、高耐水性等性能的用途中。
本揭示的不織布可由一種不織布形成,亦可由兩種以上的不織布形成。
本揭示的不織布中所含的纖維可為實心纖維或中空纖維的任一種。就維持不織布強度並且減小纖度的觀點而言,本揭示的不織布較佳為由實心纖維構成的不織布。作為中空纖維的製造方法,可適宜參照公知的文獻中記載的方法。
作為本揭示的不織布中所含的纖維的形態,並無特別限定,可為複合纖維,亦可為單組分纖維。複合纖維較佳為將兩種以上的熱塑性樹脂設為構成成分。
作為複合纖維,例如可列舉:芯鞘型、並排型、海島型等複合纖維。芯鞘型複合纖維只要包括芯部及鞘部即可,可為同心芯鞘型或偏心芯鞘型的任一種。偏心芯鞘型複合纖維的芯部可露出於表面,芯部亦可不露出於表面。
本揭示的不織布中所含的纖維可為捲縮型纖維,亦可為非捲縮型纖維。非捲縮型纖維例如可為偏心芯鞘型捲縮複合纖維。
本揭示的不織布可為包含一層的不織布,亦可為包含兩層以上的不織布的不織布積層體,亦可為包括本揭示的不織布、與本揭示的不織布以外的其他層的不織布積層體。本揭示的不織布以外的其他層可為一層,亦可為兩層以上。
作為本揭示的不織布以外的其他層,可列舉:編織布、織布、本揭示的不織布以外的不織布(以下,亦稱為「其他不織布」)、膜等。作為其他不織布,可列舉所述各種不織布。
形成不織布積層體的方法並無特別限制,可採用:熱壓花加工、超音波熔接等熱熔接法,針刺、噴水(water jet)等機械式交纏法,使用熱熔接著劑、胺基甲酸酯系接著劑等接著劑的方法,擠出層壓等各種方法。
本揭示的不織布或包括本揭示的不織布的不織布積層體(以下,亦稱為「不織布等」)較佳為於一部分中被壓接(較佳為熱熔接)。
作為對不織布等的一部分進行壓接時的壓接方法,例如可列舉:使用超音波等手段的方法、使用壓花輥的熱壓花加工、熱風法(Hot-air Through)等。
不織布等亦可具有壓接部與非壓接部。壓接部的面積率較佳為5%~30%,更佳為5%~20%,進而佳為8%~14%。藉此,可使不織布等的柔軟性與強度的平衡良好。
關於壓接部的面積率,自不織布採集10 mm×10 mm大小的試驗片,利用電子顯微鏡(倍率:100倍)觀察試驗片與壓花輥的接觸面時,設為被壓接的部分的面積相對於觀察到的不織布的面積的比例。另外,亦將可形成壓接部的壓花輥上所形成的凸部的面積率稱為「壓花面積率」。壓花面積率的較佳的範圍與所述壓接部的面積率的較佳的範圍相同。
作為壓接部的形狀,例如可列舉:圓形、橢圓形、長圓形、正方形、菱形、長方形、四邊形、以該些形狀為基礎的連續的形狀等。
本揭示的不織布的用途並無特別限定,可廣泛利用於通常使用不織布的用途中。作為不織布的用途,例如可列舉:過濾器、衛生材料、醫療用構件、包裝材料(脫氧劑、懷爐、溫濕布、食品包裝材料等)、電池用隔板、保溫材料、絕熱材料、防護服、衣料構件、電子材料、吸音材料等。其中,不織布被適宜地用作衛生材料。
<衛生材料>
本揭示的衛生材料包括所述本揭示的不織布。作為衛生材料,例如可列舉:一次性尿布、一次性短褲、生理用品、尿墊、寵物用片材等吸收性物品;繃帶、醫療用紗布、毛巾、床單、濕敷材料等醫療用衛生材料;產業用口罩、衛生口罩等。
本揭示的衛生材料並不限制於該些,亦可適宜地用於其他衛生材料用途。衛生材料可包括包含兩層以上的本揭示的不織布的不織布積層體,亦可包括包含本揭示的不織布、與本揭示的不織布以外的其他層的不織布積層體。
<不織布的製造方法>
本揭示的不織布的製造方法為自噴嘴噴出熱塑性樹脂或包含所述熱塑性樹脂的樹脂組成物,對所噴出的所述熱塑性樹脂或所述樹脂組成物供給冷卻風並進行熔融紡絲的不織布的製造方法。不織布的製造方法中使用的熱塑性樹脂的中間相比率為22%以上,關於不織布的製造條件,每1 m寬度的冷卻風量(m
3/h/m)相對於噴嘴每1孔的噴出量(g/分鐘)的比率為10,000~40,000或15,000~40,000。藉由使用所述般的熱塑性樹脂或包含熱塑性樹脂的樹脂組成物、且於所述條件下製造不織布,可製造拉伸強度優異、且纖維徑小的不織布。進而,該製造方法中存在紡絲穩定性優異、且可抑制熔融紡絲時的斷絲的傾向。
本揭示的不織布的製造方法中使用的熱塑性樹脂或樹脂組成物的較佳的條件與所述本揭示的不織布的項目中所說明的熱塑性樹脂或樹脂組成物的較佳的條件相同。
作為藉由本揭示的不織布的製造方法而獲得的不織布,並無特別限定,可列舉所述例示的不織布。其中,藉由本揭示的不織布的製造方法而獲得的不織布較佳為紡黏不織布。
熱塑性樹脂或包含所述熱塑性樹脂的樹脂組成物可於擠出機內經熔融混練,亦可自噴嘴噴出經熔融的熱塑性樹脂或樹脂組成物。藉由自噴嘴噴出經熔融的熱塑性樹脂或樹脂組成物,而獲得熱塑性樹脂或樹脂組成物的長絲。熱塑性樹脂或樹脂組成物的熔融溫度並無特別限定,可根據熱塑性樹脂的種類來適宜調整,例如,可為200℃~300℃,亦可為220℃~290℃。
亦可自多個噴嘴向冷卻部內噴出經熔融的熱塑性樹脂或樹脂組成物。就維持紡絲穩定性的觀點而言,噴嘴每1孔的噴出量(fr)可為0.60 g/分鐘以下,亦可為0.55 g/分鐘以下。就維持紡絲穩定性、且獲得細纖維的觀點而言,噴嘴每1孔的噴出量(fr)較佳為0.40 g/分鐘以下,更佳為0.35 g/分鐘以下,進而佳為0.30 g/分鐘以下,特佳為0.25 g/分鐘以下,極佳為0.20 g/分鐘以下。噴嘴每1孔的噴出量(fr)的下限並無特別限定,例如,可為0.10 g/分鐘以上,亦可為0.15 g/分鐘。
關於對所噴出的熱塑性樹脂或樹脂組成物的長絲供給的冷卻風,就維持紡絲穩定性、且獲得細纖維的觀點而言,每1 m寬度的冷卻風量(fa)較佳為4,000 m
3/h/m~7,300 m
3/h/m,更佳為4,500 m
3/h/m~7,000 m
3/h/m,進而佳為5,000 m
3/h/m~7,000 m
3/h/m,特佳為5,500 m
3/h/m~7,000 m
3/h/m。
所謂每1 m寬度的冷卻風量,是指對所噴出的熱塑性樹脂或樹脂組成物的長絲供給冷卻風的部件(冷卻風供給部)的每1 m寬度的冷卻風量。
每1 m寬度的冷卻風量(m
3/h/m)相對於噴嘴每1孔的噴出量(g/分鐘)的比率即fa/fr為10,000~40,000或15,000~40,000,就能夠維持紡絲穩定性並且實現細纖維化的觀點而言,較佳為30,000~40,000,更佳為31,000~39,000,進而佳為34,000~39,000。fa/fr對長絲的冷卻速度造成影響,若fa/fr大,則存在冷卻速度變大的傾向,若fa/fr小,則存在冷卻速度變小的傾向。
藉由使用中間相比率為22%以上的熱塑性樹脂、且將fa/fr設為40,000以下,可抑制因冷卻速度變大而引起的結晶化速度的上升。藉此,藉由在抑制纖維中的子層的成長的同時促進母層的成長,存在可抑制子層比率的上升的傾向,長絲的牽引力的過度上升亦得到抑制,藉此亦可抑制斷絲的產生。
藉由使用中間相比率為22%以上的熱塑性樹脂、且將fa/fr設為10,000以上或15,000以上,可維持紡絲穩定性,同時可抑制長絲的牽引力不足,從而能夠實現細纖維化。
特別是,藉由將fa/fr設為15,000以上,可充分獲得長絲的牽引力,因此能夠實現進一步的細纖維化。
就能夠維持紡絲穩定性並且實現細纖維化的觀點而言,冷卻風的溫度較佳為15℃~30℃,更佳為20℃~30℃,進而佳為22℃~28℃。
於對長絲供給冷卻風時,亦可對噴出至冷卻部內的熱塑性樹脂或樹脂組成物的長絲自冷卻風供給部供給冷卻風。冷卻風供給部亦可對朝向鉛垂下方向噴出的熱塑性樹脂或樹脂組成物的長絲自與鉛垂下方向交叉(較佳為正交)的方向供給冷卻風。冷卻風供給部可被分割成多個,例如可經由隔離壁而於鉛垂方向上分割成兩段以上,亦可經由隔離壁而於鉛垂方向上分割成兩段。關於由分割後的冷卻風供給部供給的冷卻風,溫度、風量、風速等條件可分別相同,亦可不同。藉由將冷卻風供給部分割成多個,可於分割後的冷卻風供給部的各者中調整冷卻風的溫度、風量、風速等,藉此子層比率的調整變得容易。
冷卻風供給部亦可包括經由隔離壁而於鉛垂方向上分割成兩段的鉛垂上側的第一冷卻風供給部及鉛垂下側的第二冷卻風供給部。
就適宜地抑制斷絲的觀點而言,較佳為由第一冷卻風供給部供給的冷卻風的溫度為10℃~40℃,由第二冷卻風供給部供給的冷卻風的溫度較由第一冷卻風供給部供給的冷卻風的溫度高10℃以上,且為30℃~70℃。
就適宜地抑制斷絲的觀點而言,較佳為由第二冷卻風供給部供給的冷卻風的平均風速(V
2)較由第一冷卻風供給部供給的冷卻風的平均風速(V
1)大。另外,就更適宜地抑制斷絲的方面而言,V
1相對於V
2的比(V
1/V
2)較佳為超過0且為0.8以下,更佳為超過0且為0.7以下,進而佳為0.01≦V
1/V
2≦0.5,特佳為0.05≦V
1/V
2≦0.4。
就可於維持牽引力的狀態下適當地調整冷卻速度的觀點而言,由第一冷卻風供給部供給的冷卻風的風量、與由第二冷卻風供給部供給的冷卻風的風量的比即上下冷卻風風量比(第一冷卻風供給部:第二冷卻風供給部)較佳為1:1.2~1:5,更佳為1:1.5~1:4。
就更適宜地抑制斷絲的觀點而言,上下冷卻風風量比(第一冷卻風供給部:第二冷卻風供給部)亦可為1:1~1:5。
如上所述,本揭示的不織布的製造方法可包括:自噴嘴噴出熱塑性樹脂或樹脂組成物的步驟;對所噴出的熱塑性樹脂或樹脂組成物的長絲供給冷卻風而使該長絲冷卻的步驟、並且使經冷卻的長絲延伸的步驟;以及捕集經延伸的長絲而形成不織料片的步驟。進而,本揭示的不織布的製造方法亦可包括對不織料片進行加熱加壓處理的步驟。
於藉由熱壓花加工對不織料片進行加熱加壓處理的情況下,壓花溫度可根據壓花加工時的線速度、壓接壓力等適宜調整,例如,可為85℃~150℃。
以下,使用圖1對本揭示的不織布的製造方法的一實施形態進行說明。於以下的實施形態中,對不織布為紡黏不織布時的其製造方法進行說明。再者,本揭示的不織布的製造方法並不限定於以下的實施形態。
於一實施形態的不織布的製造方法中,使用例如圖1所示的紡黏不織布製造裝置100製造紡黏不織布。圖1所示的紡黏不織布製造裝置100包括:擠出機1、紡絲模口2、冷卻室3、冷卻風供給部4、透氣性隔離壁5、擴散器7、網狀帶8、抽吸裝置9。冷卻風供給部4經由不具有透氣性的隔離壁11而被分割成兩段。
自紡絲模口2的多個噴嘴噴出至冷卻室3內的熱塑性樹脂或樹脂組成物的長絲6由自冷卻風供給部4供給至冷卻室3中的冷卻風冷卻。冷卻風供給部4經由不具有透氣性的隔離壁11而被分割成兩段,自被分割成兩段的第一冷卻風供給部4A及第二冷卻風供給部4B將冷卻風供給至冷卻室3。自第一冷卻風供給部4A及第二冷卻風供給部4B供給的冷卻風的較佳的條件為如上所述。
透氣性隔離壁5若為具有透氣性的隔離壁,則並無特別限定,就冷卻風的整流的方面而言,較佳為具有四邊形形狀等格子形狀、六邊形形狀、八邊形形狀等蜂巢形狀,更佳為具有蜂巢形狀。
就強度及冷卻風的整流的方面而言,透氣性隔離壁5的厚度較佳為10 mm~50 mm,更佳為20 mm~40 mm。
所噴出的熱塑性樹脂或樹脂組成物的長絲6由自冷卻風供給部4供給至冷卻室3中的冷卻風冷卻。長絲6被冷卻後,通過位於冷卻室3的下游側、且用於將冷卻中使用的冷卻風用於延伸風的狹路(延伸部),並藉由該延伸風對長纖維進行延伸(牽引)。經延伸的纖維由設置於狹路的下游側的擴散器7分散。經分散的纖維由抽吸裝置9抽吸,藉此不織布料片10堆積於作為移動捕集面的網狀帶8上。不織布料片10亦可藉由交纏部而受到加熱加壓處理。根據以上內容,可獲得紡黏不織布。
於紡黏不織布製造裝置100中,在隔離壁11與透氣性隔離壁5之間設置有間隙。藉此,可減小鉛垂上側的第一冷卻風供給部4A與鉛垂下側的第二冷卻風供給部4B的於冷卻部內的分界線處的冷卻風的風速差,可抑制斷絲及絲擺動。
就更適宜地抑制斷絲的方面而言,間隙的距離d可為55 mm以下,亦可為50 mm以下,亦可為45 mm以下,亦可為40 mm以下。就更適宜地抑制絲擺動的方面而言,間隙的距離d可為5 mm以上,亦可為10 mm以上。再者,所述間隙並非必需的結構,d亦可為0 mm。
冷卻風供給部4的寬度L並無特別限定,可為3 m~7 m,亦可為4 m~6 m。另外,冷卻風供給部4的高度h亦無特別限定,可為0.4 m~1.0 m,亦可為0.6 m~0.8 m。
當將冷卻風供給部4的寬度設為L(m)、將冷卻風供給部4的高度設為h(m)、將間隙的距離設為d(mm)時,較佳為(L×h)/d滿足0.056以上。冷卻風供給部4的高度h相當於圖1中的h
1+h
2+隔離壁11的厚度,冷卻風供給部4的寬度為與圖1中的冷卻風的供給方向及冷卻風供給部4的高度正交的方向上的將冷卻風供給部4的外壁去除後的內側的長度。
再者,冷卻風供給部4的寬度L及冷卻風供給部4的高度h是指冷卻風供給部4的冷卻風出口處的寬度及高度。因此,(L×h)是指冷卻風供給部4的冷卻風出口處的冷卻風所通過的面的面積,(L×h)/d是指該面積相對於間隙的距離d的比率。
(L×h)/d可為0.056~0.614,亦可為0.112~0.448。藉由(L×h)/d為0.056以上,可更適宜地抑制斷絲,藉由(L×h)/d為0.614以下,可更適宜地抑制絲擺動。
自噴嘴面至隔離壁11為止的距離(距離B)相對於間隙的距離d的比(距離B/距離d)可為5~50。
第二冷卻風供給部4B的高度(h
2)相對於第一冷卻風供給部4A的高度(h
1)的比可為0.5~1.5,亦可為0.7~1.2。
透氣性隔離壁的厚度相對於距離d的比(透氣性隔離壁的厚度/距離d)較佳為0.5~5.0,更佳為0.5~1.5,進而佳為0.8~1.2。
自噴嘴面至隔離壁11為止的距離(距離B)相對於自噴嘴面至延伸部的入口為止的距離(距離C)的比(距離B/距離C)較佳為0.2~0.8,更佳為0.2~0.6。
[實施例]
以下,基於實驗例來更具體地說明本發明的實施形態,但本發明並不限定於作為本發明的一實施形態的該些實驗例。
實驗例中的物性值等藉由以下方法來測定。將結果示於表1中。
再者,表1中,「-」是指未測定。
(1)中間相比率〔%〕
使用弗萊士DSC1(FLASH DSC1)(梅特勒托利多(METTLER TOLEDO)公司製造)對原料樹脂的中間相比率進行測定。將原料樹脂的顆粒以100℃/秒自0℃升溫至200℃後,於200℃下保持0.5秒,繼而以100℃/秒冷卻至0℃,求出冷卻過程中的發熱波峰位置,且測定發熱量。利用高斯(Gauss)函數對冷卻曲線中出現的80℃附近的源自α晶的波峰及40℃附近的中間相的波峰進行擬合,比較α晶及中間相的波峰積分值,求出中間相比率。
(2)MFR〔g/10分鐘〕
依據ASTM D-1238,於230℃、負荷2160 g的條件下對原料樹脂的熔體流動速率(MFR)進行測定。
(3)熔點〔℃〕
作為測定裝置,使用示差掃描熱量計(DSC220C型,精工儀器(Seiko Instruments)公司製造)對原料樹脂的熔點(Tm)進行測定。將約5 mg的原料樹脂密封於測定用鋁盤中,自室溫以10℃/分鐘加熱至200℃。於200℃下保持5分鐘,繼而以10℃/分鐘冷卻至-50℃。於-50℃下保持5分鐘後,以10℃/分鐘進行第二次加熱直至200℃,根據該第二次加熱中的熱量曲線的結晶熔融波峰的波峰頂點算出熔點(Tm)。
(4)立構規整性〔莫耳%〕
如以下般求出作為表示立構規整性的指標的全同立構五單元組分率[mmmm]。全同立構五單元組分率[mmmm]是依據由A.贊貝利(A.Zambelli)等在「大分子(Macromolecules)(6,925(1973))」中所提出的方法,藉由
13C-核磁共振(
13C-Nuclear Magnetic Resonance,
13C-NMR)光譜的甲基的訊號所測定的聚丙烯分子鏈中的以五單元組單位計的全同立構分率。若全同立構五單元組分率[mmmm]變大,則立構規整性變高。
再者,
13C-NMR光譜的測定可依照由A.贊貝利(A.Zambelli)等在「大分子(Macromolecules)(8,687(1975))」中所提出的波峰的歸屬,利用下述裝置及條件來進行。
裝置:日本電子(股)製造的JNM-EX400型
13C-NMR裝置
方法:質子完全去偶法
濃度:220 mg/ml
溶媒:1,2,4-三氯苯與氘代苯的90:10(容量比)混合溶媒
溫度:130℃
脈衝寬度:45°
脈衝重覆時間:4秒
累計:10000次
[計算式]
M([mmmm])=m/S×100
S=Pββ+Pαβ+Pαγ
S:所有丙烯單元的側鏈甲基碳原子的訊號強度
Pββ:19.8 ppm~22.5 ppm
Pαβ:18.0 ppm~17.5 ppm
Pαγ:17.5 ppm~17.1 ppm
m:全同立構五單元組鏈:21.7 ppm~22.5 ppm
(5)纖度〔d:每9000 m纖維的克數〕
自不織布採集10片流動方向(machine direction,MD)為10 mm、橫向(cross direction,CD)為10 mm(10 mm(MD)×10 mm(CD))的試驗片。關於採集場所,於MD方向上是設為任意場所,於CD方向上,是將不織布的兩端20 cm除外而於直線上以均勻間隔設為10處。使用尼康(Nikon)公司製造的艾克利普斯(ECLIPSE)E400顯微鏡,以20倍的倍率,將纖維的直徑以μm為單位而讀取至小數點後第一位。針對每1個試驗片測定任意20處的直徑,對合計200處的直徑進行測定。針對各測定點的每一個,求出每9000 m纖維的克數。於本實驗例中,將聚丙烯系聚合物的密度設為0.91 g/cm
3進行計算。求出各測定點的每一個的每9000 m纖維的克數的平均值,將其平均值的小數點後第二位四捨五入並設為不織布的纖度。
(6)子層比率
於大型輻射光設施SPring-8內的前線軟物質開發產學聯合體專用光束線BL03XU中,將波長0.11 nm的X射線以試樣中的照射直徑的半峰全幅值成為約1 μm的方式聚光。一邊於作為測定對象的纖維的纖維軸正交方向上以1 μm間距進行掃描,一邊將各點中的曝光時間設為10秒進行廣角X射線繞射測定。
再者,將畫素解析度為30 μm×30 μm、檢測範圍為2160×891畫素的電荷積分型SOI二維檢測器(SOPHIAS)以相機長度成為56.8 mm的方式設置。
藉由所述方法,根據來自α晶的(110)面的繞射波峰強度求出子層的比率。
(7)單位面積重量〔g/m
2〕
自不織布採集10片100 mm(MD)×100 mm(CD)的試驗片。再者,採集部位於整個CD方向上是設為10處。繼而,於23℃、相對濕度50%RH環境下,使用上皿電子天平(研精工業公司製造)分別測定所採集的各試驗片的質量(g)。求出各試驗片的質量的平均值。自所求出的平均值換算成每1 m
2的質量(g),將小數點後第一位四捨五入並設為不織布的單位面積重量〔g/m
2〕。
(8)每單位單位面積重量強度INDEX〔N/25 mm/(g/m
2)〕
依據JIS L 1906,測定拉伸負荷。首先,於JIS Z 8703(試驗場所的標準狀態)中所規定的溫度20±2℃、濕度65±2%的恆溫室內,自不織布中採集5片流動方向(MD)上為25 cm、橫向(CD)上為2.5 cm的試驗片。使用拉伸試驗機(日本英斯特朗有限公司(Instron Japan Company Limited)製造的英斯特朗(Instron)5564型),於夾頭間為100 mm、拉伸速度300 mm/分鐘的條件下,對所獲得的試驗片進行拉伸試驗,並對5片試驗片測定拉伸負荷,將該些的最大值的平均值設為最大強度(N/25 mm)。
求出以下所示的式子所表示的每單位單位面積重量強度INDEX。
每單位單位面積重量強度INDEX=(((MD最大強度)
2+(CD最大強度)
2)/2)
0.5/單位面積重量
(9)不織布的藉由KES法而得的表面粗糙度(SMD:單位μm)
SMD的測定時使用加藤科技(Kato-tech)公司製造的自動化表面試驗機「KES-FB4-AUTO-A」。SMD是於不織布的兩面進行測定,將更小的值記載於表1中。具體的測定方法如以下所述。
(a)自不織布於不織布的寬度方向上等間隔地採集3片200 mm(MD)×200 mm(MD)的試驗片。
(b)將試驗片放置於試樣台上。
(c)利用施加有10 gf負荷的表面粗糙度測定用接觸器(原材料:Φ0.5 mm鋼琴線,接觸長度:5 mm)掃描試驗片的表面,測定表面的凹凸形狀的平均偏差。
(d)於所有試驗片的縱向(不織布的長度方向)與橫向(不織布的寬度方向)上進行所述測定,將該些的共計6點的平均偏差加以平均,將小數點以後第二位四捨五入並設為SMD(μm)。
(10)不織布的藉由KES法而得的平均摩擦係數(MIU)及不織布的藉由KES法而得的平均摩擦係數的變動(MMD)
MIU的測定時使用加藤科技(Kato-tech)公司製造的自動化表面試驗機「KES-FB4-AUTO-A」。平均摩擦係數MIU是於紡黏不織布的兩面進行測定,將更小的值記載於表1中。具體的MIU的測定方法及MMD的算出方法如以下所述。
(a)自不織布於不織布的寬度方向上等間隔地採集3片200 mm(MD)×200 mm(MD)的試驗片。
(b)將試驗片放置於試樣台上。
(c)利用施加有50 gf負荷的接觸摩擦器(原材料:Φ0.5 mm鋼琴線(並列20根),接觸面積:1 cm
2)掃描試驗片的表面,測定平均摩擦係數。
(d)於所有試驗片的縱向(不織布的長度方向)與橫向(不織布的寬度方向)上進行所述測定,將該些的共計6點的平均偏差加以平均,將小數點以後第四位四捨五入並設為MIU。將所述共計6點的平均摩擦係數的變動進一步加以平均,將小數點以後第四位四捨五入並設為MMD。
(11)透氣度〔cm
3/cm
2/秒〕
自不織布中採集150 mm(MD)×150 mm(CD)的試驗片,藉由依據JIS L 1096的弗雷澤(Frazir)透氣度測定機進行透氣度的測定。將n=5的平均值設為測定值。
(12)耐水壓〔mmH
2O〕
依據JIS L 1096中所規定的A法(低水壓法),測定不織布的耐水壓。
(13)紡絲穩定性
隨機觀察3次連續紡絲中的每1分鐘的斷絲的個數,將均未產生斷絲的情況設為A,將3次中即便有1次產生斷絲的情況設為B。
[原料樹脂的準備]
於各實驗例中,作為原料樹脂,使用以下所示的丙烯系聚合物(PP1及PP2)。PP1及PP2是藉由依據國際公開第2019/065306中記載的方法,並對反應溫度、反應時間等合成條件進行調節來製造。
PP1:丙烯均聚物(A)(中間相比率25%,MFR 35 g/10分鐘,熔點160℃,立構規整性92.7莫耳%,Mw 152,000,Mn 36,000,Mw/Mn 4.2)
PP2:丙烯均聚物(B)(中間相比率20%,MFR 35 g/10分鐘,熔點161℃,立構規整性94.9莫耳%,Mw 157,000,Mn 42,000,Mw/Mn 3.7)
[實驗例1]
使用圖1所示的包括一個擠出機的紡黏不織布製造裝置,藉由紡黏法製造紡黏不織布。使用單組分纖維用的噴嘴作為噴嘴。藉由擠出機於成形溫度240℃下使丙烯均聚物(A)熔融。
自紡絲模口以噴嘴每1孔的噴出量(fr)為0.18 g/分鐘的方式噴出熔融的丙烯均聚物(A),進而以每1 m寬度的冷卻風量(fa)為6720 m
3/h/m的方式向冷卻部供給冷卻風,藉由紡黏法進行熔融紡絲。
上段冷卻風的溫度及下段冷卻風的溫度為23℃,下段冷卻風供給部(第二冷卻風供給部)的高度(h
2)相對於上段冷卻風供給部(第一冷卻風供給部)的高度(h
1)的比即h
2/h
1為0.75。自上段冷卻風供給部向冷卻部供給的冷卻風的平均風速V
1及自下段冷卻風供給部向冷卻部供給的冷卻風的平均風速V
2如表1所示般。風速測定時使用加野麥克斯(KANOMAX)公司製造的阿內莫瑪斯特(Anemomaster)風速計(型號(Model)6114)。進而,自上段冷卻風供給部向冷卻部供給的冷卻風的風量與自下段冷卻風供給部向冷卻部供給的冷卻風的風量的比即上下冷卻風風量比(上層:下段)如表1所示般。每1 m寬度的冷卻風量(fa)滿足以下式子。表1中的fa/fr是將十位四捨五入後的值。
每1 m寬度的冷卻風量(fa)=V
1〔m/秒〕×h
1〔m〕×3600〔h/秒〕+V
2〔m/秒〕×h
2〔m〕×3600〔h/秒〕
將延伸後的纖維堆積於捕集面上後,藉由面積率10%的熱壓花,製造單位面積重量為17 g/m
2的紡黏不織布。
[實驗例2]
於實驗例1中,藉由變更冷卻風的平均風速V
1及平均風速V
2,將冷卻風量(fa)變更為5880 m
3/hr/m,除此以外,與實驗例1同樣地製造紡黏不織布。
[實驗例3]
於實驗例2中將單位面積重量變更為34 g/m
2,除此以外,與實驗例2同樣地製造紡黏不織布。
[實驗例4]
於實驗例1中,藉由變更冷卻風的平均風速V
1及平均風速V
2,將冷卻風量(fa)變更為7560 m
3/hr/m,除此以外,嘗試與實驗例1同樣地製造紡黏不織布。但是,熔融紡絲時頻繁產生斷絲,無法獲得紡黏不織布。
[實驗例5]
於實驗例1中,將噴嘴每1孔的噴出量(fr)變更為0.52 g/分鐘,藉由變更冷卻風的平均風速V
1及平均風速V
2,將冷卻風量(fa)變更為5880 m
3/hr/m,並且將單位面積重量變更為34 g/m
2,除此以外,與實驗例1同樣地製造紡黏不織布。
[實驗例6]
於實驗例1中,使用丙烯均聚物(B),且將紡黏不織布的製造條件如表1所示般加以變更,除此以外,嘗試與實驗例1同樣地製造紡黏不織布。但是,熔融紡絲時頻繁產生斷絲,無法獲得紡黏不織布。
[表1]
實驗例 1 | 實驗例 2 | 實驗例 3 | 實驗例 4 | 實驗例 5 | 實驗例 6 | |||
原料樹脂 | PP1 | PP1 | PP1 | PP1 | PP1 | PP2 | ||
原料物性 | 中間相比率 | [%] | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 20 |
MFR | [g/10分鐘] | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | |
熔點 | [℃] | 160 | 160 | 160 | 160 | 160 | 161 | |
立構規整性 | [莫耳%] | 92.7 | 92.7 | 92.7 | 92.7 | 92.7 | 94.9 | |
製造條件 | 噴嘴每1孔的噴出量fr | [g/分鐘] | 0.18 | 0.18 | 0.18 | 0.18 | 0.52 | 0.42 |
每1 m寬度的冷卻風量fa | [m 3/h/m] | 6720 | 5880 | 5880 | 7560 | 5880 | 3960 | |
fa/fr | [-] | 37300 | 32700 | 32700 | 42000 | 11300 | 9400 | |
冷卻風的平均風速V 1 | [m/秒] | 1.17 | 1.02 | 1.02 | 1.31 | 2.04 | 1.38 | |
冷卻風的平均風速V 2 | [m/秒] | 4.67 | 4.08 | 4.08 | 5.25 | 2.72 | 1.83 | |
上下冷卻風風量比 | [-] | 1:3 | 1:3 | 1:3 | 1:3 | 1:1 | 1:1 | |
h 2/h 1 | [-] | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | 0.75 | |
纖維物性 | 纖度 | [d] | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.2 | 1.2 | 1.5 |
子層比率 | [-] | 0.06 | 0.08 | 0.08 | 0.12 | 0.10 | 0.11 | |
不織布物性 | 單位面積重量 | [g/m 2] | 17 | 17 | 34 | - | 34 | - |
壓花面積率 | [%] | 10 | 10 | 10 | - | 10 | - | |
每單位單位面積重量強度INDEX | [N/25 mm/(g/m 2)] | 1.32 | 1.20 | 1.21 | - | 0.53 | - | |
SMD | [μm] | 2.7 | 2.8 | 2.6 | - | 4.0 | - | |
MIU | [-] | 0.435 | 0.278 | 0.322 | - | 0.213 | - | |
MMD | [-] | 0.0068 | 0.0061 | 0.0054 | - | 0.0073 | - | |
透氣度 | [cm 3/cm 2/秒] | 140 | 118 | 50 | - | 159 | - | |
耐水壓 | [mmH 2O] | 229 | 249 | 388 | - | 171 | - | |
紡絲穩定性 | [-] | A | A | A | B | A | B |
根據表1的結果,於實驗例1~實驗例3及實驗例5中,獲得每單位單位面積重量強度INDEX優異且纖維徑小的紡黏不織布。進而,實驗例1~實驗例3中所獲得的紡黏不織布與實驗例5中所獲得的紡黏不織布相比,每單位單位面積重量強度INDEX優異,且纖維徑小。
於實驗例1~實驗例3及實驗例5的紡黏不織布的製造方法中,紡絲穩定性較實驗例4及實驗例6的紡黏不織布的製造條件優異。
2021年12月16日提出申請的日本專利申請案2021-204376號的揭示的全文以參照的方式併入本說明書中。
本說明書中所記載的所有文獻、專利申請案、及技術規格是以與如下情況相同的程度,藉由參照而併入本說明書中,該情況是具體地且個別地記載藉由參照而併入各個文獻、專利申請案、及技術規格的情況。
1:擠出機
2:紡絲模口
3:冷卻室
4:冷卻部
5:透氣性隔離壁
6:長絲
7:擴散器
8:網狀帶
9:抽吸裝置
10:不織布料片
11:隔離壁
4A:第一冷卻風供給部
4B:第二冷卻風供給部
100:紡黏不織布製造裝置
B、C、d:距離
h
1、h
2:高度
圖1是本揭示的一實施形態中的紡黏不織布製造裝置的概略圖。
Claims (14)
- 一種不織布,包含纖維,且 所述纖維中的子層比率為0.10以下。
- 如請求項1所述的不織布,其中所述子層比率為0.09以下。
- 如請求項1或請求項2所述的不織布,其中所述纖維的纖度為0.8 d以下。
- 如請求項3所述的不織布,其中所述纖維的纖度為0.6 d以下。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的不織布,其中所述纖維包含熱塑性樹脂。
- 如請求項5所述的不織布,其中所述熱塑性樹脂包含丙烯均聚物。
- 如請求項6所述的不織布,其中所述丙烯均聚物的熔體流動速率MFR為10 g/10分鐘~100 g/10分鐘。
- 如請求項1至請求項7中任一項所述的不織布,為紡黏不織布。
- 一種衛生材料,包含如請求項1至請求項8中任一項所述的不織布。
- 一種不織布的製造方法,自噴嘴噴出熱塑性樹脂或包含所述熱塑性樹脂的樹脂組成物,對所噴出的所述熱塑性樹脂或所述樹脂組成物的長絲供給冷卻風並進行熔融紡絲,所述不織布的製造方法中, 所述熱塑性樹脂的中間相比率為22%以上, 每1 m寬度的冷卻風量(m 3/h/m)相對於噴嘴每1孔的噴出量(g/分鐘)的比率為10,000~40,000。
- 如請求項10所述的不織布的製造方法,其中所述每1 m寬度的冷卻風量(m 3/h/m)相對於噴嘴每1孔的噴出量(g/分鐘)的比率為15,000~40,000。
- 如請求項11所述的不織布的製造方法,其中所述每1 m寬度的冷卻風量(m 3/h/m)相對於噴嘴每1孔的噴出量(g/分鐘)的比率為30,000~40,000。
- 如請求項10至請求項12中任一項所述的不織布的製造方法,其中所述不織布為紡黏不織布。
- 如請求項10至請求項13中任一項所述的不織布的製造方法,其中所述冷卻風的溫度為15℃~30℃。
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