WO2023190073A1 - スパンボンド不織布、衛生材料及びスパンボンド不織布の製造方法 - Google Patents
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
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- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/14—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic yarns or filaments produced by welding
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- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/16—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion
Definitions
- the present disclosure relates to spunbond nonwoven fabrics, sanitary materials, and methods for producing spunbond nonwoven fabrics.
- nonwoven fabrics made of fibers containing thermoplastic resins have been widely used for various purposes because of their excellent breathability, flexibility, and lightness.
- melt blowing methods and spunbond methods which are suitable for mass production, are widely used.
- spunbond nonwoven fabrics nonwoven fabrics manufactured by the spunbond method (hereinafter also referred to as "spunbond nonwoven fabrics") have excellent mechanical properties such as tensile strength, bending resistance, and air permeability, as well as continuous spinnability and productivity. Because of its excellent properties, it is used in many fields.
- Thermoplastic resins used for spunbond nonwoven fabrics include polyamide resins, polyester resins, and polyolefin resins from the viewpoint of melt spinnability, fiber properties, and the like. Particularly in absorbent articles, polyolefin resins are often used because they are inexpensive and have excellent processability.
- Patent Document 1 discloses a spunbond nonwoven fabric formed from fibers made of a propylene-based polymer.
- each of MFR (melt flow rate), fineness, basis weight, and embossed area ratio is within a predetermined range.
- Patent Document 1 International Publication No. 2007/091444
- the spunbond nonwoven fabric disclosed in Patent Document 1 has room for improvement in terms of both tensile strength and air permeability.
- the embodiments of the present disclosure have been made in view of the above, and an object thereof is to provide a spunbond nonwoven fabric that has excellent tensile strength and high air permeability, a sanitary material, and a method for manufacturing the spunbond nonwoven fabric.
- Means for solving the above problems include the following embodiments.
- the ratio of the peak intensity of the ⁇ -crystal of the fiber to the crystallinity of the fiber is 10.5 [Intensity[counts]/%] or less,
- the sea phase included in the sea-island structure contains the propylene polymer (A),
- the island phase included in the sea-island structure includes the crystal nucleating agent (b),
- the ratio of the peak intensity of the ⁇ -crystal of the fiber to the crystallinity of the fiber is 10.5 [Intensity[counts]/%] or less,
- spunbond nonwoven fabric As shown, spunbond nonwoven fabric. ⁇ 3> The content of the propylene polymer (A) is 70.0% by mass to 97.0% by mass with respect to the total amount of the resin composition, The content of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is 2.0% by mass to 20.0% by mass with respect to the total amount of the resin composition, The spunbond nonwoven fabric according to ⁇ 1> above, wherein the content of the polymer (C) is 1.0% by mass to 10.0% by mass based on the total amount of the resin composition.
- thermoplastic polyurethane elastomer (B) When a cross section perpendicular to the axial direction of the fiber was observed with a viewing area of 25.5 ⁇ m 2 using a transmission electron microscope, The average diameter of the island phases containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is 0.095 ⁇ m or less, and the number of island phases containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is 200 or more.
- ⁇ 5> The spunbond nonwoven fabric according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the polar group includes at least one of an oxygen-containing group and a nitrogen-containing group.
- ⁇ 6> Any one of ⁇ 1> to ⁇ 5> above, wherein the polar group includes at least one selected from the group consisting of an amino group, a carboxyl group, a carboxylic acid anhydride group, and an ester group. Spunbond nonwoven fabric as described. ⁇ 7> The spunbond nonwoven fabric according to ⁇ 6>, wherein the polar group includes an amino group. ⁇ 8> The spunbond nonwoven fabric according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the main chain of the polymer (C) contains a polyolefin or a hydrogenated styrenic block copolymer.
- ⁇ 9> The spunbond nonwoven fabric according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, wherein the propylene polymer (A) includes a propylene homopolymer having a melting point of 140° C. or higher.
- ⁇ 11> The spunbond nonwoven fabric according to ⁇ 10>, wherein the content of the polyethylene (D) is 1.0% by mass to 10.0% by mass based on the total amount of the resin composition.
- ⁇ 12> When a cross section perpendicular to the axial direction of the fiber was observed with a viewing area of 25.5 ⁇ m 2 using a transmission electron microscope, In ⁇ 10> or ⁇ 11> above, the average diameter of the island phases containing the polyethylene (D) is 0.11 ⁇ m or less, and the number of the island phases containing the polyethylene (D) is 150 or more. Spunbond nonwoven fabric as described. ⁇ 13> The above ⁇ , wherein the ratio of the peak intensity of the ⁇ -crystal of the fiber to the crystallinity of the fiber is 8.5 [Intensity[counts]/%] to 10.5 [Intensity[counts]/%].
- ⁇ 14> A sanitary material comprising the spunbond nonwoven fabric according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>.
- ⁇ 15> A method for producing a spunbond nonwoven fabric, comprising melt-spinning a resin composition to form a continuous fiber group, and stretching the continuous fiber group with cooling air,
- the resin composition comprises a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and at least one group selected from the group consisting of an oxygen-containing group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, and a phosphorus-containing group.
- a polymer (C) modified with a polar group of the species A method for producing a spunbond nonwoven fabric, wherein the cooling air has a wind speed of 3000 m/min or more.
- a spunbond nonwoven fabric with excellent tensile strength and high air permeability, a sanitary material, and a method for producing the spunbond nonwoven fabric are provided.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing apparatus used in the closed spunbond method.
- a numerical range expressed using " ⁇ " means a range that includes the numerical values written before and after " ⁇ " as lower and upper limits.
- the term “step” is used not only to refer to an independent step but also to include the term “step” as long as the purpose of the step is achieved even if the step cannot be clearly distinguished from other steps.
- the upper limit or lower limit described in one numerical range may be replaced with the upper limit or lower limit of another numerical range described step by step.
- each component may contain multiple types of corresponding substances.
- the amount of each component in the composition in this disclosure if there are multiple types of substances corresponding to each component in the composition, unless otherwise specified, the amount of each component in the composition is means the total amount of substance.
- “mass %” and “weight %” have the same meaning, and “mass parts” and “weight parts” have the same meaning.
- “%” indicating the amount of contained components is based on mass unless otherwise specified.
- MD Machine Direction
- CD Cross Direction
- layer includes cases where the layer is formed in the entire area when observing the area where the layer exists, as well as cases where the layer is formed only in a part of the area. Also included.
- groups atomic groups
- descriptions that do not indicate substitution or unsubstitution include those having no substituent as well as those having a substituent.
- compatibil refers to a state in which two different substances (especially polymers) are uniformly mixed. The two different substances may be completely compatible with each other, or a portion of the two different substances may be compatible with each other.
- the spunbond nonwoven fabric according to the first aspect contains fibers made of a resin composition.
- the resin composition comprises a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and at least one group selected from the group consisting of an oxygen-containing group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, and a phosphorus-containing group.
- a polymer (C) modified with a polar group hereinafter also simply referred to as "polymer (C)").
- ratio The ratio of the peak intensity of the ⁇ -crystal of the fiber to the crystallinity of the fiber (hereinafter also referred to as "ratio (peak intensity/crystallinity)") is 10.5 [Intensity[counts]/%] or less. be.
- spunbond nonwoven fabric refers to a continuous fiber group spun from a spinneret by melting or dissolving a resin composition and laminating one or two continuous fibers on a moving collection member (e.g., a net conveyor). Indicates a nonwoven fabric made with more than one bonding method. Continuous fibers are also called filaments.
- polymer (C) modified with a polar group refers to a polymer having a main chain containing a hydrocarbon with relatively low polarity and a polar group with relatively high polarity bonded to the main chain. show.
- a "polar group” refers to a group containing one or more heteroatoms.
- heteroatom examples include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a phosphorus atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a bromine atom.
- crystallity of fiber refers to the sum of the peak area of the crystalline portion and the area of the amorphous portion in the X-ray diffraction pattern of the fiber measured by an X-ray diffraction device using CuK ⁇ rays. The percentage (%) of the ratio of the peak area of the crystalline portion to the peak area of the crystalline portion is shown.
- the spunbond nonwoven fabric according to the first aspect has the above configuration, it has excellent tensile strength and high air permeability.
- the spunbond nonwoven fabric according to the first aspect has the effect of increasing air permeability while maintaining or improving tensile strength.
- the thermoplastic polyurethane elastomer (B) has a higher density than the propylene polymer (A) and can improve the fiber strength of the spunbond nonwoven fabric. Thereby, in the spunbond nonwoven fabric, even if the amount of fiber per unit volume is reduced, the strength itself can be maintained.
- thermoplastic polyurethane elastomer (B) is simply added to the propylene polymer (A)
- the two are not compatible with each other. This is presumed to be because the propylene polymer (A) is a resin with relatively low polarity, and the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is a resin with relatively high polarity, resulting in poor compatibility. Ru. Therefore, in the crystal structure of the fiber made of the incompatible resin composition, the island phase of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is relatively large.
- the resin composition contains the polymer (C) in addition to the propylene polymer (A) and the thermoplastic polyurethane elastomer (B). This improves the compatibility between the propylene polymer (A) and the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the main chain of the polymer (C) has a high affinity with the propylene polymer (A), and the polar groups of the polymer (C) have a high affinity with the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the polymer (C) functions as a compatibilizer.
- the island phase of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) becomes finely dispersed (that is, the average diameter of the island phase becomes smaller, and the island phase becomes finely dispersed. the number of phases increases). In other words, fibers with a more uniform crystal structure within the fibers (ie, fibers with a more uniform structure) are obtained.
- the fibers are more uniformly distributed by the device and deposited on the moving collection surface of the device.
- the air permeability of the spunbond nonwoven fabric is high.
- the ratio (peak intensity/crystallinity) is 10.5 [Intensity[counts]/%] or less.
- the fact that the ratio (peak intensity/crystallinity) is 10.5 [Intensity[counts]/%] or less means that the amount of ⁇ -crystal crystals of the propylene polymer (A) is a fiber made of an incompatible resin composition.
- the spunbond nonwoven fabric has excellent tensile strength. From the above, it is presumed that the spunbond nonwoven fabric according to the first aspect has excellent tensile strength and high air permeability.
- the spunbond nonwoven fabric according to the first aspect contains fibers.
- the ratio (peak intensity/crystallinity) is 10.5 [Intensity[counts]/%] or less.
- the methods for measuring the crystallinity of the fiber and the peak intensity of the ⁇ -crystal of the fiber are the same as those described in Examples.
- the ratio indicates the amount of ⁇ crystals per unit crystal.
- a small ratio means that the amount of complete ⁇ crystals per unit crystal is small.
- the boundaries between the crystalline phase (and amorphous phase) of the propylene polymer (A) and the crystalline phase (and amorphous phase) consisting of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) are small, and they form a uniform crystalline system. It is thought that it forms a
- the ratio (peak intensity/crystallinity) is 10.5 [Intensity[counts]/%] or less. As a result, the tensile strength of the spunbond nonwoven fabric becomes better, and the air permeability of the spunbond nonwoven fabric becomes higher.
- the ratio (peak strength/crystallinity) is 8.5 [Intensity[counts]/%] to 10.5 [Intensity[counts]/%] from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric.
- the ratio (peak strength/crystallinity) is more preferably 10.3 [Intensity [counts]/%] or less, and even more preferably 10.0 [Intensity [counts]/%]. Intensity [counts]/%] or less, particularly preferably 9.7 [Intensity [counts]/%] or less.
- the ratio is more preferably 8.8 [Intensity [counts]/%] or more, and even more preferably 9.0 [Intensity [counts]/%], from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric. Intensity[counts]/%] or more, particularly preferably 9.2 [Intensity[counts]/%] or more.
- the peak strength of the ⁇ -crystal of the fiber is not particularly limited, and from the viewpoint of improving the tensile strength of the spunbond nonwoven fabric, it is preferably 500 [Intensity [counts]] to 570 [Intensity [counts]], more preferably 510 [Intensity [counts]]. [counts]] to 560[Intensity[counts]], more preferably 520[Intensity[counts]] to 550[Intensity[counts]].
- An example of a method for adjusting the peak strength of the ⁇ -crystal of the fiber within the above range is to employ the method for producing spunbond nonwoven fabric described below.
- the degree of crystallinity of the fiber is not particularly limited, and from the viewpoint of improving the tensile strength of the spunbond nonwoven fabric, it is preferably 50% to 60%, more preferably 51% to 58%, and even more preferably 52% to 56%. be.
- Examples of methods for adjusting the crystallinity of the fibers within the above range include employing the method for producing spunbond nonwoven fabrics described below.
- the fiber may have a sea-island structure.
- the fiber has a sea-island structure indicates that a cross section of the fiber cut in a direction perpendicular to the axial direction of the fiber has a sea-island structure.
- a "sea-island structure” means that a phase containing one of at least two components (i.e., island phase) exists in a continuous phase (i.e., sea phase) consisting of the other component (e.g. , dispersed) phase-separated structure.
- fibers having a sea-island structure are also referred to as “sea-island fibers.”
- the sea-island fibers are made of a resin composition.
- the resin composition contains a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and a polymer (C), and may further contain polyethylene (D) if necessary. Details of the resin composition will be described later.
- the sea-island structure has a marine phase and a plurality of island phases. Multiple island facies are present (e.g., dispersed) within the marine facies.
- the sea phase contains a propylene polymer (A), and each of the plurality of island phases contains a thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the resin composition further contains polyethylene (D)
- the sea phase contains the propylene polymer (A)
- each of the plurality of island phases includes an island phase of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) and a polyethylene ( It is preferable to include the island phase of D).
- the fiber diameter of the sea-island fiber is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 40 ⁇ m or less, even more preferably 30 ⁇ m or less, particularly preferably 28 ⁇ m or less.
- the fiber diameter of the sea-island fiber is preferably 10 ⁇ m or more.
- the sea-island fibers may be long fibers (staples) or single fibers (filaments).
- the cross-sectional shape of the sea-island fiber is not particularly limited, and examples thereof include circular, elliptical, irregularly shaped cross-sections, and the like.
- Island phase of thermoplastic polyurethane elastomer (B) When a cross section perpendicular to the axial direction of the fiber is observed using a transmission electron microscope with a viewing area of 25.5 ⁇ m 2
- the average diameter of the island phases containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is preferably 0.095 ⁇ m or less, and the number of island phases containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is preferably 200 or more. .
- spinnability can be improved.
- the magnification of the transmission electron microscope is not particularly limited, and may be adjusted as appropriate to the extent that the size and number of island phases in the cross section of the fiber can be measured.
- the magnification of a transmission electron microscope may be 40,000x.
- the methods for measuring the average diameter of the island phases containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) and the number of island phases containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) are the same as the methods described in Examples.
- the average diameter of the island phase containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is more preferably 0.070 ⁇ m to 0.093 ⁇ m, and even more preferably 0.075 ⁇ m, from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric. 0.090 ⁇ m, particularly preferably 0.078 ⁇ m to 0.087 ⁇ m.
- the number of island phases containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is more preferably 210 to 800, even more preferably 215 to 700, Particularly preferably 220 to 650 pieces.
- the ratio of the island phase area to the total cross-sectional area of the sea-island fiber (hereinafter referred to as "island phase area ratio”) is preferably 1.0% to 20%. Within the above range, the oriented crystallization of the propylene polymer (A) is likely to be inhibited within the sea-island fiber. Thereby, the stretchability and spinnability of the spunbond nonwoven fabric are more excellent.
- Island phase of polyethylene (D) When the resin composition further contains polyethylene (D), a cross section perpendicular to the axial direction of the fibers was measured using a transmission electron microscope with a diameter of 25.5 ⁇ m. When observed with a viewing area of 2 , the average diameter of the island phases containing polyethylene (D) is 0.11 ⁇ m or less, and the number of island phases containing polyethylene (D) is 150 or more. preferable. Thereby, it is possible to improve the spinnability and the maximum elongation.
- the magnification of the transmission electron microscope is not particularly limited, and may be adjusted as appropriate to the extent that the size and number of island phases in the cross section of the fiber can be measured. For example, the magnification of a transmission electron microscope may be 40,000x.
- the methods for measuring the average diameter of the island phases containing polyethylene (D) and the number of island phases containing polyethylene (D) are the same as those described in Examples.
- the average diameter of the island phase containing polyethylene (D) is more preferably 0.06 ⁇ m to 0.11 ⁇ m, from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric, and improving the maximum elongation. It is preferably 0.07 ⁇ m to 0.105 ⁇ m, particularly preferably 0.08 ⁇ m to 0.105 ⁇ m.
- the number of island phases containing polyethylene (D) is more preferably 150 to 400, and even more preferably 160, from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric, and from the viewpoint of improving maximum elongation.
- the number is from 165 to 300, particularly preferably from 165 to 300.
- the form of the fibers contained in the spunbond nonwoven fabric may be either solid fiber or hollow fiber. From the viewpoint of reducing the fineness while maintaining the strength of the spunbond nonwoven fabric, the fibers contained in the spunbond nonwoven fabric are preferably solid fibers. As a method for producing hollow fibers, methods described in known literature may be referred to as appropriate.
- the form of the fibers contained in the spunbond nonwoven fabric is not particularly limited, and may be composite fibers or monocomponent fibers. It is preferable that the composite fiber contains two or more types of thermoplastic resins as constituent components. Examples of the composite fiber include core-sheath type, side-by-side type, and sea-island type composite fibers.
- the core-sheath type composite fiber only needs to have a core portion and a sheath portion, and may be either a concentric core-sheath type or an eccentric core-sheath type. In the eccentric core-sheath type composite fiber, the core portion may be exposed on the surface, or the core portion may not be exposed on the surface.
- the fibers contained in the spunbond nonwoven fabric may be crimped fibers or non-crimped fibers.
- the non-crimped fiber may be, for example, an eccentric core-sheath type crimped composite fiber.
- Resin composition The fibers are made of a resin composition.
- the resin composition includes a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and a polymer (C). Details of each of the propylene polymer (A), thermoplastic polyurethane elastomer (B), and polymer (C) will be described later.
- the content of the propylene polymer (A) is 70.0% to 97.0% by mass based on the total amount of the resin composition
- the content of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is 70.0% to 97.0% by mass based on the total amount of the resin composition.
- the content of the polymer (C) is 1.0% by mass to 10.0% by mass based on the total amount of the resin composition. % is preferable. Thereby, it is possible to improve the spinnability and to achieve both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric.
- Propylene polymer (A) The resin composition contains a propylene polymer (A).
- the propylene polymer (A) mainly contains structural units derived from propylene.
- the propylene polymer (A) is a propylene homopolymer and a copolymer of propylene and an ⁇ -olefin other than propylene (hereinafter also referred to as “propylene/ ⁇ -olefin copolymer”).
- the propylene polymer (A) may be, for example, a propylene homopolymer, a propylene/ ⁇ -olefin copolymer, or may contain both.
- One type of propylene polymer (A) may be used in the resin composition, or two or more types may be used in combination.
- the propylene/ ⁇ -olefin copolymer is preferably a copolymer of propylene and one or more ⁇ -olefins having 2 to 10 carbon atoms other than propylene; A copolymer with one or more ⁇ -olefins from 2 to 8 is more preferred.
- preferred examples of ⁇ -olefins to be copolymerized with propylene include ethylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, and 3-methyl-1- Examples include butene, 3-methyl-1-pentene, 3-ethyl-1-pentene, 4-methyl-1-pentene, and 4-methyl-1-hexene.
- propylene/ ⁇ -olefin copolymer examples include propylene/ethylene copolymer, propylene/ethylene/1-butene copolymer, and the like.
- the content of structural units derived from ⁇ -olefin in the propylene/ ⁇ -olefin copolymer is not particularly limited, and is preferably 1 mol% to 10 mol%, more preferably 1 mol% to 5 mol%. .
- Only one type of propylene polymer (A) may be used in the resin composition, or two or more types may be used in combination.
- the melting point (Tm) of the propylene polymer (A) is not particularly limited, and is preferably 120°C to 165°C, more preferably 130°C to 165°C, even more preferably 150°C to 165°C.
- the melting point (Tm) of the propylene polymer (A) is preferably 140°C or higher, more preferably 155°C or higher, and even more preferably 157°C to 165°C. It is °C.
- the melting point (Tm) of the propylene polymer (A) is preferably 153°C or lower, more preferably 125°C to 150°C. .
- melting point (Tm) can be measured using differential scanning calorimetry (DSC) as follows. Using a Perkin-Elmer DSC Pyris1 or SII Nanotechnology DSC7020 as a differential scanning calorimeter (DSC), a sample (approximately 5 mg) was heated from room temperature to 10°C/min under a nitrogen atmosphere (20 ml/min).
- the melting point (Tm) is calculated from the peak top of the crystal melting peak during this second heating process.
- the high temperature side peak is taken as the melting point (Tm).
- the propylene polymer (A) contains a propylene homopolymer having a melting point (Tm) of 140° C. or higher; More preferably, it is a propylene homopolymer having a temperature of °C or higher.
- the melt flow rate (MFR) of the propylene polymer (A) is not particularly limited as long as it can produce a spunbond nonwoven fabric, but it is preferable from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric. is 10 g/10 minutes to 100 g/10 minutes, more preferably 15 g/10 minutes to 90 g/10 minutes, even more preferably 20 g/10 minutes to 80 g/10 minutes.
- the melt flow rate of the propylene polymer (A) is measured by a method based on ASTM standard D-1238. The measurement conditions for the melt flow rate of the propylene polymer (A) were 230° C. and a load of 2.16 kg.
- the density of the propylene polymer (A) is not particularly limited as long as it can be melt-spun, and is preferably 0.900g/cm 3 to 0.945g/cm 3 , more preferably 0.905g/cm 3 to 0.940g. / cm3 .
- the density of the propylene polymer (A) can be measured in accordance with JIS K7112 (density gradient tube method).
- the propylene polymer (A) is obtained by polymerizing propylene as a raw material using a known catalyst such as a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst. Among these, it is preferable to use a Ziegler-Natta catalyst in order to eliminate heterogeneous bonds. This allows polymerization with high stereoregularity. Any known method may be used to polymerize propylene, such as polymerization in an inert solvent such as hexane, heptane, toluene, or xylene, polymerization in a liquid monomer, or polymerization in a gaseous monomer. Examples include a method in which a catalyst is added and polymerization is carried out in a gas phase state, and a method in which a combination of these is polymerized.
- the propylene polymer (A) may be a commercially available product.
- the content of the propylene polymer (A) is preferably 70.0% by mass to 97.0% by mass, based on the total amount of the resin composition. More preferably 72.0% to 94.0% by weight, still more preferably 75.0% to 90.0% by weight.
- thermoplastic polyurethane elastomer containing a biomass-derived raw material (a biomass-derived thermoplastic polyurethane elastomer) is used as the thermoplastic polyurethane elastomer of the present disclosure. You can also do that.
- Biomass-derived thermoplastic polyurethane elastomers can also be obtained by polymerizing propylene obtained by dehydrating isopropanol produced by fermentation from biomass raw materials mainly made of inedible plants such as sorghum.
- biomass degree indicates the content rate of carbon derived from biomass, and is calculated by measuring radioactive carbon (C14). Since carbon dioxide in the atmosphere contains C14 at a certain rate (approximately 105.5 pMC), the C14 content in plants (e.g. corn) that grow by taking in atmospheric carbon dioxide is also approximately 105.5 pMC. It is known that the degree of It is also known that fossil fuels contain almost no C14. Therefore, by measuring the proportion of C14 contained in all carbon atoms in the raw material, the content rate of biomass-derived carbon in the raw material can be calculated.
- C14 radioactive carbon
- the biomass-derived carbon content Pbio (%) in the raw material can be calculated using the following formula (1).
- Pbio (%) PC14/105.5 ⁇ 100...Formula (1)
- biomass-derived carbon is theoretically 100%, so the biomass degree of the biomass-derived thermoplastic polyurethane elastomer is 100%.
- biomass-derived raw materials hardly contain C14, the content of biomass-derived carbon in polyurethane produced only from fossil fuel-derived raw materials is 0%, and the biomass content of fossil fuel-derived polyurethane is 0%. becomes 0%.
- the biomass content of the biomass-derived polyurethane thermoplastic elastomer used as a raw material for the spunbond nonwoven fabric of the present disclosure is preferably 1% or more.
- thermoplastic polyurethane elastomers are manufactured using polymer glycols such as polyether polyols, polyester polyols, and polycarbonate polyols; short chain glycols (chain extenders) such as aliphatic glycols, aromatic glycols, and alicyclic glycols as raw materials. and isocyanate compounds such as aromatic diisocyanates, aliphatic diisocyanates, and alicyclic diisocyanates.
- the isocyanates preferably used include aliphatic isocyanates such as 1,5-pentamethylene diisocyanate-based polyisocyanate (trade name: Stabio (registered trademark)) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., aromatic isocyanates, and the like. Can be mentioned.
- the thermoplastic polyurethane elastomer used as the raw material for the spunbond nonwoven fabric of the present disclosure may contain a so-called recycled polymer obtained by recycling.
- Recycled polymer includes a polymer obtained by recycling waste polymer products, and can be produced, for example, by the method described in DE102019127827 (A1).
- the recycled polymer may include a marker that allows it to be identified as having been obtained through recycling.
- Thermoplastic polyurethane elastomer (B) contains a thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the thermoplastic polyurethane elastomer (B) may have, for example, a hard segment and a soft segment that is amorphous and has a low glass transition temperature. In the hard segment, at least polyurethane forms pseudo-crosslinks through physical aggregation.
- the soft segment is formed from a polymer such as a block copolymer.
- the block copolymer is composed of polycarbonate polyol, ether polyol, caprolactone polyester, adipate polyester, and the like.
- Specific examples of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) include thermoplastic urethane elastomers (TPU) defined in JIS K 6418:2007.
- thermoplastic polyurethane elastomer (B) has a higher density than polyolefin and can improve the fiber strength of the spunbond nonwoven fabric. Thereby, even if the amount of fibers per unit volume of the spunbond nonwoven fabric is reduced (a factor that improves air permeability), the strength of the spunbond nonwoven fabric itself can be maintained. When the content of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is high, the strength of the spunbond nonwoven fabric is further improved.
- the melting point (Tm) of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is a value measured using a differential scanning calorimeter (DSC). Specifically, using a differential scanning calorimeter (manufactured by Perkin Elmer, DSC-7), 5 mg of the sample was held at -100 °C for 5 minutes in a nitrogen atmosphere, and then the temperature was raised at 10 °C/min. The temperature at the top of the peak observed on the highest temperature side of the obtained melting endothermic curve is the melting point (Tm) of the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- DSC-7 differential scanning calorimeter
- the melting point (Tm) of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is not particularly limited, but is preferably 165°C or lower, more preferably 163°C or lower.
- the heat of fusion of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is a value measured using a differential scanning calorimeter (DSC). Specifically, the heat of fusion was measured using a differential scanning calorimeter (manufactured by Perkin Elmer, DSC-7), after holding 5 mg of the sample at -100°C for 5 minutes in a nitrogen atmosphere, and then increasing the temperature at 10°C/min.
- the heat of fusion determined from the largest endothermic peak of the melting endothermic curve obtained by heating is the heat of fusion of the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the heat of fusion of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is not particularly limited, but is preferably 14.0 mJ/mg or less, more preferably 12.0 mJ/mg or less.
- the solidification start temperature of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is preferably 65°C to 195°C, more preferably 75°C to 195°C, even more preferably 85°C to 195°C.
- the solidification start temperature is 65°C or higher, molding defects such as fusion of fibers, thread breakage, and resin lumps can be suppressed when obtaining a spunbond nonwoven fabric, and molding defects during hot embossing can be suppressed. It is possible to prevent the spunbond nonwoven fabric from wrapping around the embossing roller.
- the resulting spunbond nonwoven fabric has little stickiness and is suitable for use as materials that come into contact with the skin, such as clothing, sanitary materials, and sports materials.
- the solidification start temperature is set to 195° C. or lower, moldability can be improved.
- the coagulation start temperature of the molded fiber tends to be higher than the coagulation start temperature of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) that is the raw material for the fiber.
- the solidification start temperature of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is a value measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
- DSC differential scanning calorimeter
- the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is heated at 10°C/min to 230°C, held at 230°C for 5 minutes, and then cooled at 10°C/min. ) is the start temperature of the exothermic peak resulting from the solidification of the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- thermoplastic polyurethane elastomer (B) In order to adjust the solidification initiation temperature of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) to 65°C or higher, it is necessary to select the optimal chemistry for each of the polyols, isocyanate compounds, and chain extenders used as raw materials for the thermoplastic polyurethane elastomer (B). It is necessary to select one with a structure and adjust the amount of hard segments. "Hard segment amount” is the total mass of the isocyanate compound and chain extender used in the production of the thermoplastic polyurethane elastomer (B), divided by the total amount of the polyol, isocyanate compound, and chain extender, and multiplied by 100. is the mass percent (mass%) value. The amount of hard segments is preferably 20% by mass to 60% by mass, more preferably 22% by mass to 50% by mass, and even more preferably 25% by mass to 48% by mass.
- the number of particles insoluble in the polar solvent in the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is preferably 3 million particles (3 million particles/g) or less, more preferably 250 particles per 1 g of the thermoplastic polyurethane elastomer (B). It is less than 10,000 pieces/g, more preferably less than 2 million pieces/g.
- the "polar solvent insoluble matter in the thermoplastic polyurethane elastomer (B)" mainly refers to lumps (eg, fish eyes, gel, etc.) generated during the production of the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the causes of the generation of polar solvent insoluble components include components derived from hard segment aggregates of the thermoplastic polyurethane elastomer (B), components in which hard segments and/or soft segments are crosslinked by allophanate bonds, burette bonds, etc. Examples include raw materials constituting the plastic polyurethane elastomer (B), components generated by chemical reactions between raw materials, and the like.
- the number of particles insoluble in polar solvent was measured by measuring the insoluble content when thermoplastic polyurethane elastomer (B) was dissolved in dimethylacetamide solvent by using a particle size distribution measuring device using a pore electrical resistance method equipped with a 100 ⁇ m aperture. This is the value measured. When a 100 ⁇ m aperture is installed, it is possible to measure the number of particles of 2 ⁇ m to 60 ⁇ m in terms of uncrosslinked polystyrene.
- the thermoplastic polyurethane elastomer (B) with a small content insoluble in polar solvents can be obtained by carrying out a polymerization reaction of a polyol, an isocyanate compound, and a chain extender, and then filtering the resultant product.
- the moisture value of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is preferably 350 ppm or less, more preferably Preferably it is 300 ppm or less, more preferably 150 ppm or less.
- thermoplastic polyurethane elastomer (B) the sum of the heat of fusion (a) and the sum of the heat of fusion (b) are expressed by the following formula (B1 ) is preferably satisfied, it is more preferable that the following formula (B2) is satisfied, and it is even more preferable that the following formula (B3) is satisfied.
- the total heat of fusion (a) and the total heat of fusion (b) are each measured by a differential scanning calorimeter (DSC).
- DSC differential scanning calorimeter
- the total heat of fusion (b) is determined from the endothermic peak whose peak temperature is in the range of more than 140°C and less than 220°C.
- a/(a+b)" means the heat of fusion ratio of the hard domains of the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the heat of fusion ratio (a/(a+b)) of the hard domain of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is 0.8 or less, both the tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric can be achieved.
- the lower limit of the heat of fusion ratio (a/(a+b)) of the hard domain of the system elastomer (B) is preferably about 0.1.
- the melt viscosity of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is preferably 100 Pa ⁇ s to 3000 Pa ⁇ s, more preferably 200 Pa ⁇ s to 2000 Pa ⁇ s, still more preferably 900 Pa ⁇ s to 1600 Pa ⁇ s.
- the melt viscosity is a value measured with a capillograph (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., with a nozzle length of 30 mm and a diameter of 1 mm).
- the conditions for measuring the melt viscosity were a temperature of 200° C. and a shear rate of 100 sec ⁇ 1 .
- the thermoplastic polyurethane elastomer (B) having such characteristics can be obtained, for example, by the manufacturing method described in JP-A No. 2004-244791.
- the spunbond nonwoven fabric formed using the thermoplastic polyurethane elastomer (B) has excellent tactility, and therefore can be suitably used for applications that come into contact with the skin, such as sanitary materials. It is also industrially preferable because the filter installed inside the extruder to filter out impurities is less likely to clog, and the frequency of equipment adjustment and maintenance is reduced.
- One type of thermoplastic polyurethane elastomer (B) may be used in the resin composition, or two or more types may be used in combination.
- the content of the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is preferably 2.0% by mass to 20.0% by mass based on the total amount of the resin composition from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric. %, more preferably 2.5% to 19.0% by weight, even more preferably 3.0% to 18.0% by weight.
- the resin composition contains a polymer (C).
- the polymer (C) functions as a compatibilizer that compatibilizes the propylene polymer (A) and the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the resin composition contains the propylene polymer (A) and the thermoplastic polyurethane elastomer (B), and the components are sufficiently dissolved. I can do it.
- the polymer (C) is modified with a polar group.
- the polymer (C) has a main chain and a polar group bonded to the main chain. Only one type of polymer (C) may be used in the resin composition, or two or more types may be used in combination.
- the polar group is at least one selected from the group consisting of an oxygen-containing group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, and a phosphorus-containing group.
- oxygen-containing groups include alkoxy groups, aryloxy groups, ester groups, ether groups, acyl groups, carboxyl groups, carbonate groups, hydroxy groups, peroxy groups, and carboxylic acid anhydride groups (-CO-O-CO-). ; Examples include substituted carboxyl groups.
- nitrogen-containing group examples include an amino group, an alkylamino group, an arylamino group, an alkylarylamino group, an imino group, an alkylimino group, an arylimino group, an imido group, a substituted imido group, an amide group, a substituted amide group, and a hydrazino group.
- alkylamino group a dimethylamino group or an ethylmethylamino group is preferable.
- arylamino group a diphenylamino group is preferred.
- alkylimino group a methylimino group, an ethylimino group, a propylimino group, or a butylimino group is preferable.
- arylimino group a phenylimino group is preferred.
- substituted imide group an acetimide group or a benzimide group is preferable.
- the substituted amide group is preferably an acetamide group, an N-methylacetamide group, or an N-methylbenzamide group.
- sulfur-containing group examples include a mercapto group, a thioester group, a dithioester group, an alkylthio group, an arylthio group, a thioacyl group, a thioether group, a thiocyanate group, an isothiocyanate group, a sulfone ester group, a sulfonamide group, and a thiocarboxyl group. group, dithiocarboxyl group, sulfo group, sulfonyl group, sulfinyl group, and sulfenyl group.
- alkylthio group a methylthio group or an ethylthio group is preferable.
- arylthio group a phenylthio group, a methylphenylthio group, or a naphthylthio group is preferable.
- thioester group an acetylthio group, a benzoylthio group, a methylthiocarbonyl group, or a phenylthiocarbonyl group is preferable.
- sulfone ester group a methyl sulfonate group, an ethyl sulfonate group, or a phenyl sulfonate group is preferable.
- the sulfonamide group is preferably a phenylsulfonamide group, an N-methylsulfonamide group, or an N-methyl-p-toluenesulfonamide group.
- Examples of the phosphorus-containing group include a phosphide group, a phosphoryl group, a thiophosphoryl group, and a phosphato group.
- the polar group preferably contains at least one of an oxygen-containing group and a nitrogen-containing group.
- the polar group includes at least one selected from the group consisting of an amino group, a carboxyl group, a carboxylic acid anhydride group, and an ester group.
- the polar group contains at least one selected from the group consisting of an amino group and a carboxylic acid anhydride group, and the polar group contains an amino group. This is particularly preferred.
- Main chain Examples of the main chain of the polymer (C) include polyolefin, polystyrene, and the like.
- Polystyrene includes hydrogenated styrenic block copolymers.
- Polyolefins include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-pentene, 3-ethyl ⁇ -olefins having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms, such as -1-pentene and 4-methyl-1-pentene; cyclopentene, cyclohexene, 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene, divinylbenzene, Contains single or copolymers of linear or cyclic polyenes such as 1,3-cyclopentadiene, 1,3-cyclohexadiene, and 5-viny
- the main chain of the polymer (C) preferably includes a polyolefin or a hydrogenated styrenic block copolymer.
- the polymer (C) may be a commercially available product.
- Examples of commercially available hydrogenated styrenic block copolymers having carboxylic acid anhydride groups or amino groups as polar groups include the Tuftec M series (manufactured by Asahi Kasei Corporation).
- Commercially available polyolefins having a carboxylic acid anhydride group as a polar group include Umex (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) and Admer (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
- Examples of commercially available polyolefins having a carboxyl group as a polar group include Nucrel (manufactured by DuPont Mitsui Polychemicals Co., Ltd.).
- Commercially available polyolefins having ester groups as polar groups include Acrift (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and the like.
- the content of the polymer (C) is preferably 1.0% by mass to 10.0% by mass, more preferably 1.0% by mass to 10.0% by mass, based on the total amount of the resin composition.
- the content is preferably 1.5% to 9.0% by weight, more preferably 2.0% to 7.0% by weight.
- the resin composition may contain polyethylene (D). Thereby, the extensibility of the spunbond nonwoven fabric can be improved.
- Polyethylene (D) contains structural units derived from ethylene.
- Examples of polyethylene (D) include ethylene homopolymers such as high-pressure low density polyethylene, linear low density polyethylene (LLDPE), and high density polyethylene (HDPE). .
- LLDPE linear low density polyethylene
- HDPE high density polyethylene
- One type of polyethylene (D) may be used in the resin composition, or two or more types may be used in combination.
- the resin composition further contains polyethylene (D) having a density of 0.941 g/cm 3 to 0.970 g/cm 3 .
- polyethylene (D) having a density of 0.941 g/cm 3 to 0.970 g/cm 3 .
- the density of polyethylene (D) is preferably 0.941 g /cm 3 to 0.970 g/cm 3 , more preferably 0.945 g/cm 3 to 0.960 g, from the viewpoint of further improving extensibility in the spunbond nonwoven fabric. / cm3 .
- the content of polyethylene (D) is preferably from 1.0% by mass to the total amount of the resin composition, from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric and improving the maximum elongation. 10.0% by weight, more preferably 3.0% to 9.0% by weight.
- the resin composition may contain a low molecular weight olefin polymer (E).
- the low molecular weight olefin polymer (E) is an olefin polymer having a weight average molecular weight of 500 to 30,000, and includes a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), a polymer (C), and polyethylene (D).
- One type of low molecular weight olefin polymer (E) may be used in the resin composition, or two or more types may be used in combination.
- the resin composition contains polyethylene (D) and a low molecular weight olefin polymer (E), the dispersibility of the propylene polymer (A) and polyethylene (D) is improved. As a result, the stretchability and spinnability of the spunbond nonwoven fabric tend to improve.
- the low molecular weight olefin polymer (E) may contain structural units derived from one type of olefin, or structural units derived from two or more types of olefins.
- the low molecular weight olefin polymer (E) is a waxy polymer.
- the weight average molecular weight (Mw) of the low molecular weight olefin polymer (E) is preferably lower than that of the propylene polymer (A) and polyethylene (D).
- the weight average molecular weight (Mw) of the low molecular weight olefin polymer (E) is 500 to 30,000.
- the weight average molecular weight (Mw) of the low molecular weight olefin polymer (E) is 30,000 or less, preferably less than 15,000, more preferably 10,000 or less, even more preferably 6,000 or less, particularly preferably less than 6,000, and even more preferably 5,000. Below, it is more preferably 3000 or less, still more preferably 2000 or less, even more preferably 1500 or less.
- the weight average molecular weight (Mw) of the low molecular weight olefin polymer (E) is 500 or more, preferably 700 or more, more preferably 1000 or more.
- Gel permeation chromatography (GPC) is used to measure the weight average molecular weight (Mw) of the low molecular weight olefin polymer (E).
- the measurement conditions for GPC are preferably those shown below.
- the weight average molecular weight (Mw) of the low molecular weight olefin polymer (E) is measured, for example, by preparing a calibration curve using commercially available monodisperse standard polystyrene and based on the conversion method described below.
- the softening point of the low molecular weight olefin polymer (E) is preferably 90°C to 145°C, more preferably 90°C to 135°C, even more preferably 100°C to 125°C.
- the softening point of the low molecular weight olefin polymer (E) is measured according to JIS K2207.
- the density of the low molecular weight olefin polymer (E) is not particularly limited, and is preferably 0.890 g/cm 3 to 0.980 g/cm 3 . If the density of the low molecular weight olefin polymer (E) is within the above range, the spunbond nonwoven fabric will have better extensibility.
- the density of the low molecular weight olefin polymer (E) is more preferably 0.910 g/cm 3 or more, still more preferably 0.920 g/cm 3 or more.
- the density of the low molecular weight olefin polymer (E) is more preferably 0.960 g/cm 3 or less, still more preferably 0.940 g/cm 3 or less.
- the difference between the density of the low molecular weight olefin polymer (E) and the density of the propylene polymer (A) is not particularly limited, and is preferably less than 0.35 g/cm, more preferably 0.20 g/cm. It is less than 3 , more preferably less than 0.15 g/cm 3 . If the difference between the density of the low molecular weight olefin polymer (E) and the density of the propylene polymer (A) is within the above range, the spunbond nonwoven fabric will have better extensibility. Although the reason is not clear, it is thought to be as follows.
- the low molecular weight olefin polymer (E) When the density of the low molecular weight olefin polymer (E) and the density of the propylene polymer (A) are within the above range, for example, the low molecular weight olefin polymer (E) is contained in the propylene polymer (A). It is thought that polyethylene (D) becomes easier to disperse through the . That is, the low molecular weight olefin polymer (E) effectively acts as a compatibilizer for the propylene polymer (A) and polyethylene (D). Therefore, the dispersibility of the propylene polymer (A) and polyethylene (D) is improved. As a result, it is thought that the extensibility of the spunbond nonwoven fabric is improved.
- the low molecular weight olefin polymer (E) is an olefin homopolymer or an olefin copolymer consisting of two or more types of olefins.
- the low molecular weight olefin polymer (E) may be ethylene and an ⁇ -olefin having 3 to 20 carbon atoms.
- the ⁇ -olefin preferably has 3 to 8 carbon atoms, more preferably 3 or 4 carbon atoms. If the carbon number of the ⁇ -olefin is within the above range, the stretchability and spinnability of the spunbond nonwoven fabric will be further improved. Although the reason is not clear, it is thought to be as follows.
- polyethylene (D) becomes easier to disperse in the propylene polymer (A) via the low molecular weight olefin polymer (E).
- the low molecular weight olefin polymer (E) acts as a compatibilizer for the propylene polymer (A) and polyethylene (D). Therefore, the uniformity of the propylene polymer (A) and polyethylene (D) is improved. As a result, it is thought that the properties such as elongation of the spunbond nonwoven fabric are improved.
- Only one type of low molecular weight olefin polymer (E) may be used in the resin composition, or two or more types may be used in combination.
- the method for producing the low molecular weight olefin polymer (E) is not particularly limited, and examples thereof include the first production method, the second production method, etc.
- the first production method is a commonly used polymerization of a low molecular weight polymer.
- the manufacturing method is shown below.
- the second production method shows a method of reducing the molecular weight of a high molecular weight ethylene polymer by thermal degradation.
- the low molecular weight olefin polymer (E) may be purified by a method such as solvent fractionation based on the difference in solubility in a solvent, or distillation.
- Examples of the first production method include a production method using a Ziegler/Natta catalyst, a metallocene catalyst, and the like. Examples of manufacturing methods using metallocene catalysts include those described in JP-A-08-239414, WO 2007/114102, and the like.
- the low molecular weight olefin polymer (E) may be a commercially available product.
- Commercial products of the low molecular weight olefin polymer (E) include "Hiwax (registered trademark) 320P", “Excelex (registered trademark) 30200B", and “Hiwax (registered trademark) 100P” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. ”, “Hiwax (registered trademark) 110P”, etc.
- the content of the low molecular weight olefin polymer (E) is preferably 0.1% by mass to 5.0% by mass based on the total amount of the resin composition.
- the content of the low molecular weight olefin polymer (E) is determined by adding a sufficient amount of the low molecular weight olefin polymer (E) to the sea phase to improve the dispersibility of the propylene polymer (A) and polyethylene (D). From the viewpoint of presence at the interface between the island phase and the island phase, the amount is preferably 0.2% by mass or more, still more preferably 1.0% by mass or more, particularly preferably 1.5% by mass or more, based on the total amount of the resin composition. be.
- the content of the low molecular weight olefin polymer (E) is more preferably 4.0% by mass or less, and even more preferably 3.0% by mass, based on the total amount of the resin composition, from the viewpoint of suppressing a decrease in fiber strength. % or less, particularly preferably 2.5% by mass or less.
- the resin composition may contain other polymers (F) from the viewpoint of improving the elongation performance of the fibers.
- Other polymers (F) include propylene polymers (A), thermoplastic polyurethane elastomers (B), polymers (C), polyethylene (D), and low molecular weight olefin polymers (E). indicate different polymers.
- polymers (F) are not particularly limited, and include, for example, the polymer shown below (F1) (hereinafter also referred to as “polymer (F1)”), the polymer shown below (F2) (hereinafter referred to as “polymer (F1)”), , also referred to as “polymer (F2)”).
- [mmmm] is the mesopentad fraction
- [rrrr] is the racemic pentad fraction
- [rmrm] is the racemic meso-racemic mesopentad fraction
- [mm] and [mr] are each triad fractions.
- the polymer (F1) is a random copolymer containing a structural unit derived from propylene and a structural unit derived from at least one ⁇ -olefin selected from ethylene and an ⁇ -olefin having 4 to 20 carbon atoms. . Since the polymer (F1) is a random copolymer, the obtained spunbond nonwoven fabric tends to have improved flexibility without producing a sticky feeling.
- the polymer (F1) is not particularly limited as long as it is a random copolymer containing the above structural units.
- Examples of structural units copolymerizable with propylene include structural units derived from ethylene; 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-pentene, Examples include structural units derived from ⁇ -olefins selected from ⁇ -olefins having 4 or more carbon atoms, such as 3-ethyl-1-pentene, 4-methyl-1-pentene, and 4-methyl-1-hexene. Among these, structural units derived from ethylene and ⁇ -olefins selected from ⁇ -olefins having 4 to 8 carbon atoms are preferred.
- the constituent units derived from ⁇ -olefin contained in the polymer (F1) may be used alone or in combination of two or more.
- Specific examples of the polymer (F1) include propylene/1-butene random copolymers, propylene/ethylene random copolymers, propylene/ethylene/1-butene random copolymers, and the like.
- the total proportion of the structural units derived from propylene and the structural units derived from the ⁇ -olefin other than propylene such as ethylene in all the structural units contained in the polymer (F1) is preferably 80 mol% or more, more preferably is 85 mol% or more, more preferably 90 mol% or more.
- the melting point (Tm) of the polymer (F1) is preferably 100°C or higher, more preferably 130°C or higher, even more preferably 150°C or higher.
- the melting point (Tm) of the polymer (F1) was measured using a differential scanning calorimeter (DSC) by holding the temperature at -40°C for 5 minutes in a nitrogen atmosphere and then increasing the temperature at 10°C/min. It is defined as the peak top of the peak observed on the highest temperature side of the endothermic curve. Specifically, using a differential scanning calorimeter (manufactured by Perkin Elmer, DSC-7), 5 mg of the sample was held at -40°C for 5 minutes in a nitrogen atmosphere, and then heated at 10°C/min. It can be determined as the peak top of the peak observed on the highest temperature side of the obtained melting endothermic curve.
- the crystallinity of the polymer (F1) is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, even more preferably 8% or less.
- the crystallinity of the polymer (F1) was measured using a differential scanning calorimeter (DSC) using a melting endotherm obtained by holding at -40°C for 5 minutes in a nitrogen atmosphere and then increasing the temperature at a rate of 10°C/min. It is calculated from the heat of fusion curve derived from the melting of the main component of the curve. Specifically, using a differential scanning calorimeter (manufactured by Perkin Elmer, DSC-7), 5 mg of the sample was held at -40°C for 5 minutes in a nitrogen atmosphere, and then heated at 10°C/min.
- Crystallinity ( ⁇ H/ ⁇ H0) x 100 (%)
- ⁇ H is the heat of fusion (J/g) determined from the heat of fusion curve derived from the melting of the main component of the polymer (F1)
- ⁇ H0 is the heat of fusion (J/g) of the complete crystal of the main component.
- the tensile modulus of the polymer (F1) is preferably 100 MPa or less, more preferably 40 MPa or less, even more preferably 25 MPa or less.
- the tensile modulus of the polymer (F1) is measured by a method based on JIS K 7161 (transferred to JIS K 7161-1:2014, corresponds to ISO 527-1:2012)
- the melt flow rate of the polymer (F1) is preferably 1 g/10 minutes to 100 g/10 minutes, more preferably 5 g/10 minutes to 100 g/10 minutes, from the viewpoint of obtaining good spinnability and excellent stretching suitability. , more preferably 30 g/10 minutes to 70 g/10 minutes.
- the melt flow rate of the polymer (F1) is measured by a method based on ASTM standard D-1238. The conditions for measuring the melt flow rate of the polymer (F1) were 230° C. and a load of 2.16 kg.
- the ratio (Mw/Mn) (molecular weight distribution) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the polymer (F1) is preferably 1.5 to 5.0, and the spinnability is better, It is more preferably 1.5 to 3.0, since fibers with particularly excellent fiber strength can be obtained.
- Mw and Mn of the polymer (F1) can be measured by GPC (gel permeation chromatography) using the method described below.
- Polymer (F2) is a propylene homopolymer having a melting point (Tm) of less than 120° C. that satisfies the following (a) to (f).
- [mmmm] 20 mol% to 60 mol%
- the mesopentad fraction [mmmm] of the polymer (F2) is preferably 30 mol% to 50 mol%, more preferably 40 mol% to 50 mol%.
- the mesopentad fraction [mmmm], the racemic pentad fraction [rrrr] and the racemic mesopentad fraction [rmrm] described below are described in "Macromolecules, 6, 925 (1973)" by A. Zambelli et al. Meso fraction, racemic fraction, and racemic meso racemic meso fraction in pentad units in the polypropylene molecular chain measured by the signal of the methyl group in the 13 C-NMR spectrum according to the method proposed in ⁇ 13C-NMR spectrum. .
- Triad fractions [mm], [rr], and [mr], which will be described later, are also calculated by the above method.
- the 13C -NMR spectrum can be measured using the following equipment and conditions in accordance with the peak attribution proposed by A. Zambelli et al. in "Macromolecules, 8, 687 (1975)”. can.
- [rrrr]/(1-[mmmm]) when [rrrr]/(1-[mmmm]) is 0.1 or less, stickiness in the resulting spunbond nonwoven fabric is suppressed. From this point of view, [rrrr]/(1-[mmmm]) is preferably 0.05 or less, more preferably 0.04 or less.
- [rmrm] Polymer (F2) satisfies the following formula (c).
- the racemic meso fraction [rmrm] of the polymer (F2) is preferably 2.6 mol% to 10 mol%, more preferably 2.7 mol% to 10 mol%.
- Weight average molecular weight (Mw) 10,000 to 200,000
- the weight average molecular weight of the polymer (F2) is preferably 30,000 to 150,000, more preferably 50,000 to 150,000. The method for measuring the weight average molecular weight of the polymer (F2) will be described later.
- the polymer (F2) satisfies the following formula (f). Formula (f): (f) Molecular weight distribution (Mw/Mn) ⁇ 4 When the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer (F2) is less than 4, the occurrence of stickiness in the resulting spunbond nonwoven fabric is suppressed.
- the molecular weight distribution of the polymer (F2) is preferably 3 or less.
- the weight average molecular weight (Mw) is the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) using the following equipment and conditions.
- the above molecular weight distribution (Mw/Mn) is a value calculated from the number average molecular weight (Mn) measured in the same manner and the above weight average molecular weight (Mw).
- melt point (Tm-D) 0°C to 120°C
- the melting point (Tm-D) of the polymer (F2) is 0°C or higher, the occurrence of stickiness of the spunbond nonwoven fabric formed from the resin composition is suppressed, and when it is 120°C or lower, sufficient elastic recovery is achieved. is obtained.
- the melting point (Tm-D) is preferably 0°C to 100°C, more preferably 30°C to 100°C.
- the melting point (Tm-D) of the polymer (F2) was measured using a differential scanning calorimeter (manufactured by Perkin Elmer, DSC-7) after holding 10 mg of a sample at -10°C for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. It can be determined as the peak top of the peak observed on the highest temperature side of the melting endothermic curve obtained by raising the temperature at a rate of °C/min.
- the melt flow rate of the polymer (F2) is preferably 1 g/10 min to 100 g from the viewpoint of obtaining good spinnability and excellent stretching processing suitability. /10 minutes, more preferably 5 g/10 minutes to 100 g/10 minutes, still more preferably 30 g/10 minutes to 70 g/10 minutes.
- the melt flow rate of the polymer (F2) is measured by a method based on ASTM standard D-1238. The conditions for measuring the melt flow rate of the polymer (F2) were 230° C. and a load of 2.16 kg.
- the polymer (F2) can be synthesized using a homogeneous catalyst called a metallocene catalyst, for example, as described in International Publication No. 2003/087172.
- a metallocene catalyst for example, as described in International Publication No. 2003/087172.
- the content of the polymer (F1) and the polymer (F2) is preferably based on the total amount of the resin composition. is 5% to 30% by weight, more preferably 10% to 25% by weight.
- Additive (G) The resin composition may contain an additive (G) within a range that achieves the effects of the present disclosure.
- Additives (G) include antioxidants, weathering stabilizers, light stabilizers, antistatic agents, slip agents, hydrophilic agents, antifogging agents, antiblocking agents, lubricants, nucleating agents, dyes, pigments, natural oils, Examples include synthetic oils, waxes, and amide compounds. Only one type of these additives (G) may be used in the resin composition, or two or more types may be used in combination.
- the resin composition may contain an amide compound.
- An amide compound can function as a lubricant.
- the amide compound include fatty acid amides (for example, fatty acid amides having 15 to 22 carbon atoms). Fatty acid amide having 15 to 22 carbon atoms is adsorbed onto the fiber surface of spunbond nonwoven fabric, which modifies the fiber surface and further improves flexibility, feel, blocking resistance, etc., making it suitable for use in embossing processes, etc. It is thought that the adhesion of fibers to members such as various rotating devices in the device is more effectively suppressed.
- the "number of carbon atoms in a fatty acid amide" in the present disclosure means the number of carbon atoms contained in a molecule, and the carbon atoms constituting an amide bond are also included in the above number of carbon atoms.
- the number of carbon atoms in the fatty acid amide is preferably 15 to 22, more preferably 18 to 22.
- fatty acid amides include fatty acid monoamide compounds, fatty acid diamide compounds, saturated fatty acid monoamide compounds, and unsaturated fatty acid diamide compounds. Specific examples include palmitic acid amide (carbon number 16), stearic acid amide (carbon number 18), oleic acid amide (carbon number 18), and erucic acid amide (carbon number 22). Only one type of these amide compounds may be used in the resin composition, or two or more types may be used in combination.
- the content of the amide compound is preferably 0.1% by mass to 5.0% by mass, more preferably 0.1% by mass to 3.0% by mass, based on the total amount of the resin composition. 0% by weight, more preferably 0.1% to 1.0% by weight.
- Spunbond nonwoven fabric has an air permeability of 280 cm 3 /cm 2 ⁇ seconds or more, and a ratio of strength index (N/25 mm) to area weight (g/m 2 ). (Hereinafter, also referred to as "ratio (strength index/fabric weight)”) is preferably 0.70 [(N/25 mm)/(g/m 2 )] or more.
- ratio stress index/fabric weight
- the ratio (strength index/basis weight) is more preferably 0.70 [(N/25 mm)/(g/m 2 )] to 2.0 [from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric. (N/25mm)/(g/m 2 )], more preferably 0.72 [(N/25mm)/(g/m 2 )] to 1.7 [(N/25mm)/(g/m 2 )], particularly preferably 0.74 [(N/25mm)/(g/m 2 )] to 1.5 [(N/25mm)/(g/m 2 )].
- the air permeability of the spunbond nonwoven fabric is preferably 280 cm 3 /cm 2 ⁇ sec to 1000cm 3 /cm 2 ⁇ sec, more preferably 290cm 3 /cm 2 from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric. ⁇ seconds to 800cm 3 /cm 2 ⁇ seconds, more preferably 300cm 3 /cm 2 ⁇ seconds to 600cm 3 /cm 2 ⁇ seconds, particularly preferably 310cm 3 /cm 2 ⁇ seconds to 550cm 3 /cm 2 ⁇ seconds. .
- the strength index of the spunbond nonwoven fabric is preferably 15 (N/25mm) to 40 (N/25mm), more preferably 18 (N/25mm) to 35 (N/25mm), more preferably 20 (N/25mm) to 30 (N/25mm).
- the basis weight of the spunbond nonwoven fabric is preferably 1 g/m 2 to 100 g/m 2 , more preferably 5 g/m 2 to 80 g/m 2 , from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric. Preferably it is 10 g/m 2 to 70 g/m 2 .
- the spunbond nonwoven fabric may be a spunbond nonwoven fabric consisting of one layer containing sea-island fibers, or a nonwoven fabric laminate consisting of two or more layers of spunbond nonwoven fabric containing sea-island fibers. Alternatively, it may be a nonwoven fabric laminate including a spunbond nonwoven fabric made only of sea-island fibers and a layer other than the spunbond nonwoven fabric. The number of layers other than the spunbond nonwoven fabric may be one layer, or two or more layers.
- layers other than spunbond nonwoven fabrics include knitted fabrics, woven fabrics, spunbond nonwoven fabrics other than nonwoven fabrics that do not contain sea-island fibers (hereinafter also referred to as "other nonwoven fabrics"), films, and the like.
- Other nonwoven fabrics include the various nonwoven fabrics mentioned above.
- the method for forming the nonwoven fabric laminate is not particularly limited, and may include heat embossing, heat fusing methods such as ultrasonic welding, mechanical entangling methods such as needle punching and water jet, hot melt adhesive, and urethane adhesive. Examples include various methods such as methods using adhesives such as, extrusion lamination, etc.
- the spunbond nonwoven fabric is preferably crimped (preferably heat-sealed) in a portion.
- the crimping method for crimping a part of the spunbond nonwoven fabric include methods using means such as ultrasonic waves, hot embossing using an embossing roll, hot air through, and the like.
- the spunbond nonwoven fabric may have a crimped portion and a non-crimped portion.
- the area ratio of the crimped portion is preferably 5% to 30%, more preferably 5% to 20%, and even more preferably 8% to 19%. This allows for a good balance between flexibility and strength of the spunbond nonwoven fabric and the like.
- the area ratio of the crimped part was determined by taking a 10 mm x 10 mm test piece from the spunbond nonwoven fabric and observing the contact surface of the test piece with the embossing roll using an electron microscope (magnification: 100x). It is the ratio of the area of the crimped part to the area of the bonded nonwoven fabric.
- the area ratio of the convex portions formed on the embossing roll that can form the crimp portion is also referred to as the "emboss area ratio.”
- the preferred range of the embossed area ratio is the same as the preferred range of the area ratio of the crimped portion described above.
- Examples of the shape of the crimp portion include a circle, an ellipse, an ellipse, a square, a rhombus, a rectangle, a square, and continuous shapes based on these shapes.
- spunbond nonwoven fabrics are suitably used in applications that require performance such as high air permeability.
- the use of the spunbond nonwoven fabric is not particularly limited, and it can be used in a wide range of applications for which spunbond nonwoven fabrics are normally used. Examples of uses for spunbond nonwoven fabrics include filters, sanitary materials, medical components, packaging materials (oxygen absorbers, body warmers, hot packs, food packaging materials, etc.), battery separators, heat insulating materials, heat insulating materials, protective clothing, Examples include clothing parts, electronic materials, and sound absorbing materials. Spunbond nonwoven fabrics are particularly suitable for use as sanitary materials.
- the sanitary material according to the first aspect includes the spunbond nonwoven fabric according to the first aspect.
- Hygienic materials include, for example, absorbent products such as disposable diapers, disposable pants, sanitary products, urine absorbing pads, and pet sheets; medical sanitary materials such as bandages, medical gauze, towels, sheets, and poultice materials; and industrial use. Examples include masks, sanitary masks, etc.
- the sanitary material is not limited to these, and may be suitably used for other sanitary material applications.
- the sanitary material may include a nonwoven fabric laminate consisting of two or more layers of the spunbonded nonwoven fabric according to the first aspect, and the spunbonded nonwoven fabric according to the first aspect and other layers other than the nonwoven fabric according to the first aspect. It may also include a nonwoven fabric laminate containing.
- the method for manufacturing spunbond nonwoven fabric according to the first aspect involves melt spinning a resin composition to form a continuous fiber group, and stretching the continuous fiber group with cooling air.
- the resin composition comprises a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and at least one group selected from the group consisting of an oxygen-containing group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, and a phosphorus-containing group. and a polymer (C) modified with a species of polar group.
- the wind speed of the cooling air (hereinafter also referred to as "stretching air wind speed”) is 3000 m/min or more.
- a group of continuous fibers is introduced into the drawing section and drawn with cooling air.
- “Stretching air wind speed” indicates the ratio of the flow rate (Nm 3 /min) of the cooling air to the cross-sectional area (m 2 ) of the narrowest diameter portion of the stretching portion (for example, the bottleneck portion 16a described later).
- the spunbond nonwoven fabric according to the first aspect can be obtained. This effect is presumed to be due to the following reasons, but is not limited thereto.
- the stretching air wind speed is 3000 m/min or more.
- the continuous fiber group is subjected to strong stretching.
- a spunbond nonwoven fabric having a ratio (peak strength/crystallinity) within the above range can be obtained.
- the spunbond nonwoven fabric according to the first aspect is manufactured using a resin composition as a raw material, for example, as follows. That is, the resin composition is introduced into an extruder and melted. The melt of the resin composition is spun using a spunbond nonwoven fabric forming machine having a plurality of spinnerets. The obtained continuous fiber group is stretched by controlling the air volume using a blower or the like. At this time, the continuous fiber group is cooled if necessary. Thereafter, a continuous fiber group is deposited on the collection surface of a spunbond nonwoven fabric forming machine to obtain a spunbond web. The obtained spunbond web is subjected to heating and pressure treatment using an embossing roll. As a result, a spunbond nonwoven fabric is obtained.
- the closed spunbond manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a spinning section 10.
- the spinning section 10 includes an extruder 11 , a spinneret 12 , a cooling chamber 13 , a cooling air supply section 14 , a cooling air supply section 15 , and a drawing section 16 .
- the extruder 11 extrudes the resin composition.
- the spinneret 12 spins the melt of the resin composition.
- the cooling chamber 13 cools the continuous fiber group 1 spun from the spinneret 12 .
- the cooling air supply section 14 and the cooling air supply section 15 supply the cooling air A into the cooling chamber 13 and the extension section 16 .
- the stretching section 16 stretches the continuous fiber group 1.
- a resin composition is introduced into the extruder 11.
- the resin composition introduced into the extruder 11 is melt-kneaded within the extruder 11.
- the melted resin composition is extruded from an extruder 11.
- the melt of the resin composition extruded from the extruder 11 is introduced into the spinneret 12.
- the melt of the resin composition introduced into the spinneret 12 is extruded from the spinneret 12 and spun.
- a continuous fiber group 1 is formed.
- the continuous fiber group 1 is introduced into the cooling chamber 13.
- the continuous fiber group 1 introduced into the cooling chamber 13 is cooled by the cooling air A.
- the cooling air A is supplied into the cooling chamber 13 and the extension section 16 from at least one of the cooling air supply section 14 and the cooling air supply section 15 .
- the cooled continuous fiber group 1 is introduced into a stretching section 16 arranged on the downstream side of the cooling chamber 13.
- the extending portion 16 has a bottleneck portion 16a and a cylinder portion 16b.
- the cylindrical portion 16b is formed at the lower end (i.e., on the movable collection member 21 side) of the bottleneck portion 16a in the vertical direction (i.e., the direction of gravity).
- the bottleneck portion 16a is shaped like a bottleneck.
- the cylindrical portion 16b is a cylindrical member. As shown in FIG. 1, the hollow portion of the cylindrical portion 16b widens downward.
- the continuous fiber group 1 introduced into the drawing section 16 is drawn as the speed of the cooling air increases in the bottleneck section 16a.
- the continuous fiber group 1 that has been stretched and passed through the cylindrical portion 16b is dispersed and collected on the moving collection member 21.
- the dispersed continuous fiber group 1 is efficiently collected on the moving collection member 21 by the suction unit 22.
- the suction unit 22 is arranged below the collection surface of the movable collection member 21.
- a spunbond web 2 is formed.
- the fibers contained in the spunbond web 2 are bonded by heating and pressurizing, for example, using an embossing roll (not shown). As a result, a spunbond nonwoven fabric is obtained.
- the melting temperature of the resin composition is not particularly limited as long as it is higher than the softening temperature or melting temperature of the resin composition and lower than the thermal decomposition temperature of the resin composition, and is appropriately set depending on the physical properties of the resin composition.
- the temperature of the spinneret 12 is adjusted as appropriate depending on the physical properties of the resin composition. Considering the physical properties of the propylene polymer (A) contained in the resin composition, the temperature of the spinneret 12 is preferably 180°C to 240°C, more preferably 190°C to 230°C, and still more preferably 200°C to 225°C. It is °C.
- the hole diameter of the spinneret 12 is not particularly limited, but is preferably 0.05 mm to 1.00 mm from the viewpoint of extensibility of the spunbond nonwoven fabric.
- the single hole discharge rate of the melted resin composition from the spinneret 12 is preferably 0.1 g/min to 3.0 g/min, more preferably 0.3 g/min. ⁇ 1.0 g/min.
- the temperature of the cooling air A that cools the continuous fiber group extruded from the spinneret 12 is not particularly limited as long as it is a temperature at which the resin composition solidifies.
- the temperature of cooling air A is preferably 5°C to 50°C, more preferably 10°C to 40°C, even more preferably 15°C to 30°C.
- the ratio (m 2 /g) of the cooling air volume per 1 m width (m 3 /min/m) to the discharge volume of a single hole is not particularly limited, and is preferably 1 m 2 / g to 10000 m 2 /g, preferably 10 m 2 /g. 2 /g to 1000 m 2 /g.
- the stretching air wind speed is 3,000 m/min or more.
- the stretching air wind speed is preferably 3,200 m/min or more, more preferably 3,500 m/min or more, and even more preferably 3,800 m/min or more, from the viewpoint of achieving both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric. It is.
- the stretching air wind speed is not particularly limited, and may be, for example, 6,000 m/min or less, or 5,500 m/min or less.
- the flow rate of the cooling air A supplied from each of the cooling air supply section 14 and the cooling air supply section 15 and the cross-sectional area of the bottleneck section 16a are not particularly limited as long as the drawing air wind speed is within the above range. It is set appropriately to make it a specific range.
- some of the fibers contained in the spunbond nonwoven fabric may be thermally fused.
- the fibers contained in the spunbond nonwoven fabric may be compacted using nip rolls before being heat-sealed.
- the method for manufacturing the spunbond nonwoven fabric of the present disclosure is not limited to the closed spunbond method.
- the method for manufacturing the spunbond nonwoven fabric of the present disclosure may be an open spunbond method. In the open spunbond method, a continuous fiber group into which a resin composition is melt-spun is cooled.
- the spunbond nonwoven fabric according to the second aspect contains fibers made of a resin composition.
- the resin composition comprises a propylene polymer (A), a crystal nucleating agent (b), and at least one type selected from the group consisting of an oxygen-containing group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, and a phosphorus-containing group.
- the fiber has a sea-island structure.
- the sea phase included in the sea-island structure contains the propylene polymer (A).
- the island phase included in the sea-island structure contains the crystal nucleating agent (b).
- the ratio of the peak intensity of the ⁇ -crystal of the fiber to the crystallinity of the fiber is 10.5 [Intensity [counts]/%] or less.
- crystal nucleating agent refers to a substance that promotes crystallization of thermoplastic resins in the field of thermoplastic resins.
- the spunbond nonwoven fabric according to the second aspect has the above configuration, it has excellent tensile strength and high air permeability.
- the spunbond nonwoven fabric according to the second aspect has the effect of increasing air permeability while maintaining or improving tensile strength, which is a common trade-off relationship.
- the spunbond nonwoven fabric according to the second aspect contains fibers.
- Ratio Peak intensity/crystallinity
- the ratio (peak intensity/crystallinity) is 10.5 [Intensity[counts]/%] or less.
- the ratio (peak intensity/crystallinity) is the same as the ratio (peak intensity/crystallinity) of the first embodiment.
- the fiber has a sea-island structure.
- the sea-island fibers are made of a resin composition.
- the resin composition contains a propylene-based polymer (A), a crystal nucleating agent (b), and a polymer (C), and may further contain polyethylene (D) if necessary. Details of the resin composition will be described later.
- the sea-island structure has a marine phase and a plurality of island phases. Multiple island facies are present (e.g., dispersed) within the marine facies.
- the sea phase contains a propylene polymer (A), and each of the plurality of island phases contains a crystal nucleating agent (b).
- the resin composition further contains polyethylene (D)
- the sea phase contains the propylene polymer (A)
- each of the plurality of island phases contains the island phase of the crystal nucleating agent (b) and the polyethylene (D). It is preferable to include an island phase.
- the fiber diameter of the sea-island fiber is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 40 ⁇ m or less, even more preferably 30 ⁇ m or less, particularly preferably 28 ⁇ m or less.
- the fiber diameter of the sea-island fiber is preferably 10 ⁇ m or more.
- the sea-island fibers may be long fibers (staples) or single fibers (filaments).
- the cross-sectional shape of the sea-island fiber is not particularly limited, and examples thereof include circular, elliptical, irregularly shaped cross-sections, and the like.
- the crystal It is preferable that the average diameter of the island phases containing the nucleating agent (b) is 0.095 ⁇ m or less, and the number of island phases containing the crystal nucleating agent (b) is 200 or more. Thereby, it is possible to improve the spinnability and to achieve both tensile strength and air permeability of the spunbond nonwoven fabric.
- the magnification of the transmission electron microscope is not particularly limited, and may be adjusted as appropriate to the extent that the size and number of island phases in the cross section of the fiber can be measured.
- the magnification of a transmission electron microscope may be 40,000x.
- the methods for measuring the average diameter of the island phases containing the crystal nucleating agent (b) and the number of island phases containing the crystal nucleating agent (b) are the same as the methods described in Examples.
- the average diameter of the island phase containing the crystal nucleating agent (b) is the same as that exemplified as the average diameter of the island phase containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) in the first embodiment.
- the number of island phases containing the crystal nucleating agent (b) is the same as that exemplified as the number of island phases containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) in the first embodiment.
- the ratio of the island phase area to the total cross-sectional area of the sea-island fiber (hereinafter referred to as "island phase area ratio”) is preferably 1.0% or more.
- the island phase area ratio is preferably 20% or less.
- the oriented crystallization of the propylene polymer (A) is likely to be inhibited within the sea-island fiber. Thereby, the stretchability and spinnability of the spunbond nonwoven fabric are more excellent.
- the method for adjusting the island phase area ratio is not particularly limited, and examples include a raw material adjustment method and the like.
- Island phase of polyethylene (D) When the resin composition further contains polyethylene (D), a cross section perpendicular to the axial direction of the fibers was measured using a transmission electron microscope with a diameter of 25.5 ⁇ m. When observed with a viewing area of 2 , the average diameter of the island phases containing polyethylene (D) is 0.11 ⁇ m or less, and the number of island phases containing polyethylene (D) is 150 or more. preferable.
- the magnification of the transmission electron microscope is not particularly limited, and may be adjusted as appropriate to the extent that the size and number of island phases in the cross section of the fiber can be measured. For example, the magnification of a transmission electron microscope may be 40,000x.
- the island phase of polyethylene (D) is the same as that exemplified as the island phase of polyethylene (D) in the first embodiment.
- the form of the fibers contained in the spunbond nonwoven fabric is the same as that exemplified as the form of the fibers contained in the spunbond nonwoven fabric in the first aspect.
- the fibers are made of a resin composition.
- the resin composition includes a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and a polymer (C). Details of each of the propylene polymer (A), the crystal nucleating agent (b), and the polymer (C) will be described later.
- Propylene polymer (A) The resin composition contains a propylene polymer (A).
- the propylene polymer (A) is the same as that exemplified as the propylene polymer (A) in the first embodiment.
- Crystal nucleating agent (b) The resin composition contains a crystal nucleating agent (b).
- any substance known as a crystal nucleating agent in the field of thermoplastic resins can be used, including organic crystal nucleating agents and inorganic crystal nucleating agents.
- an "organic crystal nucleating agent” is an organic compound that can form a three-dimensional network structure through self-organization by thermal melting and cooling, or by melt kneading and providing shear flow. .
- an organic crystal nucleating agent By adding such an organic crystal nucleating agent to a thermoplastic resin and subjecting it to thermal melting and cooling, growth of fine and uniform crystals of the thermoplastic resin is promoted.
- organic crystal nucleating agents include thermoplastic polyurethane elastomers (B), sorbitol compounds, phosphate ester compounds, amide compounds, and rosin compounds.
- Sorbitol compounds include aromatic ring-containing sorbitol compounds and aliphatic ring-containing sorbitol compounds, and preferred sorbitol compounds are aromatic ring-containing sorbitol compounds.
- inorganic crystal nucleating agents include talc, kaolinite, montmorillonite, synthetic mica, clay, zeolite, silica, graphite, carbon black, zinc oxide, magnesium oxide, titanium oxide, calcium sulfide, boron nitride, calcium carbonate, Examples include metal salts of barium sulfate, aluminum oxide, neodymium oxide, and phenylphosphonate. These inorganic crystal nucleating agents are preferably modified with an organic substance in order to improve their dispersibility in the resin composition.
- the crystal nucleating agent (b) contains a thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- B thermoplastic polyurethane elastomer
- thermoplastic polyurethane elastomer (B) is the same as that exemplified as the thermoplastic polyurethane elastomer (B) in the first embodiment.
- the content of the crystal nucleating agent (b) is preferably 2.0% by mass to 20.0% by mass, based on the total amount of the resin composition. More preferably 2.5% to 19.0% by weight, still more preferably 3.0% to 18.0% by weight.
- the crystal nucleating agent (b) is a thermoplastic polyurethane elastomer (B)
- the resin composition contains a polymer (C).
- the polymer (C) is the same as that exemplified as the polymer (C) in the first embodiment.
- Polyethylene (D) The resin composition may contain polyethylene (D).
- Polyethylene (D) is the same as that exemplified as polyethylene (D) in the first embodiment.
- Low molecular weight olefin polymer (E) The resin composition may contain a low molecular weight olefin polymer (E).
- the low molecular weight olefin polymer (E) is the same as that exemplified as the low molecular weight olefin polymer (E) in the first embodiment.
- the resin composition may contain other polymers (F) from the viewpoint of improving the elongation performance of the fibers.
- Other polymers (F) are the same as those exemplified as other polymers (F) in the first embodiment.
- Additive (G) The resin composition may contain an additive (G) within a range that achieves the effects of the present disclosure.
- the additive (G) is the same as that exemplified as the additive (G) in the first embodiment.
- Spunbond nonwoven fabric has an air permeability of 280 cm 3 /cm 2 ⁇ seconds or more, and a ratio of strength index (N/25 mm) to area weight (g/m 2 ). (Hereinafter, also referred to as "ratio (strength index/fabric weight)”) is preferably 0.70 [(N/25 mm)/(g/m 2 )] or more.
- ratio stress index/fabric weight
- the ratio (strength index/fabric weight) is the same as that exemplified as the ratio (strength index/fabric weight) in the first aspect.
- the air permeability of the spunbond nonwoven fabric is the same as that exemplified as the air permeability in the first embodiment.
- the strength index of the spunbond nonwoven fabric is the same as that exemplified as the strength index in the first embodiment.
- the basis weight of the spunbond nonwoven fabric is the same as that exemplified as the basis weight in the first embodiment.
- the sanitary material according to the second aspect includes the spunbond nonwoven fabric according to the second aspect.
- the sanitary material according to the second aspect is the same as the sanitary material according to the first aspect, except that it includes the spunbond nonwoven fabric according to the second aspect instead of the spunbond nonwoven fabric according to the first aspect.
- the method for manufacturing spunbond nonwoven fabric according to the second aspect includes melt spinning a resin composition to form a continuous fiber group, and stretching the continuous fiber group with cooling air.
- the resin composition comprises a propylene polymer (A), a crystal nucleating agent (b), and at least one type selected from the group consisting of an oxygen-containing group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, and a phosphorus-containing group. and a polymer (C) modified with a polar group.
- the wind speed of the cooling air (hereinafter also referred to as "stretching air wind speed”) is 3000 m/min or more.
- the spunbond nonwoven fabric according to the second aspect Since the method for producing a spunbond nonwoven fabric according to the second aspect has the above configuration, the spunbond nonwoven fabric according to the second aspect can be obtained.
- the method for producing a spunbond nonwoven fabric according to the second aspect is the same as the spunbonded nonwoven fabric according to the first aspect, except that the resin composition contains a crystal nucleating agent (b) instead of the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the manufacturing method is the same.
- an island phase in which the entire island phase or the outer periphery of the island phase is dyed black with RuO 4 is an island phase containing a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and a gray-white island phase that is not dyed with RuO 4
- the island phase contained polyethylene (D).
- a transmission electron microscope model H-7650 manufactured by Hitachi High-Tech Corporation was used, and the observation magnification was 40,000 times.
- the diameter of the island phase was determined by image analysis using image processing software WinRoof2018 manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.
- the analysis range is a rectangular area of 25.5 ⁇ m2 consisting of 4.25 ⁇ m in length and 6.00 ⁇ m in width in the acquired image
- the island phase or polyethylene containing thermoplastic polyurethane elastomer (B) is The island facies including (D) were each binarized, the number of each island facies was counted, and the equivalent circle diameter was calculated.
- the arithmetic mean value of the equivalent circle diameter of the island phase calculated based on the number and equivalent circle diameter of the island phase containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) is the average diameter of the island phase containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B). did.
- the area ratio (B) of the island phase containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) was determined by dividing the total area of the island phase containing the thermoplastic polyurethane elastomer (B) by the analysis range of 25.5 ⁇ m 2 .
- Peak intensity, crystallinity, and ratio of ⁇ crystals Peak intensity/crystallinity
- a wide-angle X-ray diffraction device (Empyrean manufactured by Spectris Co., Ltd., X-ray source: CuK ⁇ , output: 45 kV, 40 mA, detector: PIXcel 3D )
- the fibers cut out from the spunbond nonwoven fabric excluding the embossed portion were placed in a sample holder.
- the wide-angle X-ray diffraction profile was measured while rotating the holder.
- Formula (X1): Strength index (((MD tensile strength) 2 + (CD tensile strength) 2 ))/2) 0.5
- Formula (X2): Ratio (strength index/fabric weight) strength index/fabric weight The allowable range of the ratio (strength index/fabric weight) is 0.7 [(N/25mm)/(g/m 2 )] or more. be.
- the load was measured, and the elongation at the strength that was the average value of the maximum values was defined as the maximum elongation [%], and was used as an index for evaluating the elongation.
- the maximum elongation [%] of MD is obtained from the following formula (X3)
- the maximum elongation [%] of CD is obtained from the following formula (X4).
- Formula (X3): Maximum elongation [%] ⁇ (first maximum length - 25cm)/25cm ⁇ x 100
- Formula (X4): Maximum elongation [%] ⁇ (second maximum length - 5cm)/5cm ⁇ x 100
- first maximum length indicates the length [cm] of the test piece when showing tensile strength in MD.
- second maximum length indicates the length [cm] of the test piece when showing tensile strength in CD.
- the allowable range of maximum MD elongation is 190% or more.
- the acceptable range for the maximum elongation of CD is 150% or more.
- Air permeability At a total of five locations in the center and four corners of the spunbond nonwoven fabric (100 mm x 100 mm), the air flow rate was measured at a pressure difference of 125 Pa in accordance with JIS L1096 using a Frazier type tester. The average value obtained was taken as the air permeability.
- the permissible range of air permeability is 280 [cm 3 /cm 2 ⁇ sec] or more.
- the formation index is expressed as 10 ⁇ /E.
- ⁇ is the standard deviation of density unevenness of the spunbond nonwoven fabric
- Theoretical resin density The theoretical resin density was calculated using the following formula (X5).
- Fiber filling rate and porosity The fiber filling rate (corresponding to the amount of fibers occupying a unit volume) of the spunbond nonwoven fabric is expressed by the following formula (X6).
- the porosity (voids occupying unit volume) of the spunbond nonwoven fabric is expressed by the following formula (X7).
- Formula (X6): Fiber filling rate (%) (area weight (g/m 2 )/thickness (mm)/theoretical resin density ( g/ cm3 )/1000) ⁇ 100
- Formula (X7): Porosity (%) 100 - Fiber filling rate (%)
- thermoplastic polyurethane elastomer (B) TPU (B-1) as the thermoplastic polyurethane elastomer (B) was produced as follows. Polyester polyol with a number average molecular weight of 1932: 71.7 parts by mass, 1,4-butanediol (hereinafter also referred to as "BD"): 4.8 parts by mass, pentaerythritol tetrakis [3-(3,5-di -t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] (hereinafter abbreviated as "antioxidant-1”): 0.3 parts by mass, polycarbodiimide: 0.3 parts by mass were mixed, and 4,4'- Diphenylmethane diisocyanate (hereinafter also referred to as "MDI”): 22.9 parts by mass was added and mixed with sufficient high speed stirring, followed by reaction at 160° C.
- MDI 4,4'- Diphenylmethane diisocyanate
- TPU (B-1) The physical properties of the obtained TPU (B-1) were: Shore A hardness: 82, melting point (Tm) (high melting point side): 162.2°C, heat of fusion: 11.4 mJ/mg, solidification start temperature: 155°C, The heat of fusion ratio of the hard domain was 0.58, and the melt viscosity was 1100 Pa ⁇ s.
- Example 1 A spunbond nonwoven fabric was produced in the following manner using the production apparatus shown in FIG. Propylene homopolymer (A-1) 80 with MFR (measured according to ASTM D1238, temperature 230°C, load 2.16kg) 60g/10 minutes, density 0.910g/cm 3 , melting point (Tm) 160°C A mixture of .6% by mass, 16.1% by mass of TPU (B-1), and 3.2% by mass of polymer (C-1) was melted using an extruder with a diameter of 75 mm.
- MFR measured according to ASTM D1238, temperature 230°C, load 2.16kg
- the molten mixture was processed using a spunbond nonwoven fabric manufacturing equipment having a spinneret with a hole diameter of 0.6 mm and a number of holes of 1,093, and the resin temperature and die temperature were both 205°C, and the cooling air temperature was 20°C (single-hole discharge rate of the mixture).
- the above mixture was spun under the conditions of 0.60 g/min and a drawing air wind speed of 4190 m/min, deposited on a collection belt, and heated and pressurized with an embossing roll (embossed area ratio (thermocompression bonding rate) 18%, embossed).
- a spunbond nonwoven fabric with a total basis weight of 30 g/m 2 was produced at a temperature of 120°C.
- the "stretching air wind speed” refers to the flow rate of cooling air (Nm 3 /min).
- Comparative example 1 A spunbond nonwoven fabric having a total basis weight of 30 g/m 2 was produced by performing the same operation as in Example 1, except that the stretching air wind speed of 4190 m/min in Example 1 was changed to 2841 m/min.
- the fibers of the above mixture were deposited on an arbitrary fabric at a weight of 30 g/m 2 and subjected to heating and pressure treatment (emboss area ratio (thermocompression bonding rate) 18%, embossing temperature 120°C) with an embossing roll.
- the spunbond nonwoven fabric was peeled off from the embossed laminate and used as a sample for measurement.
- Comparative example 3 A spunbond nonwoven fabric having a total basis weight of 30 g/m 2 was produced by performing the same operation as in Comparative Example 2, except that the stretching air wind speed of 4190 m/min in Comparative Example 2 was changed to 2841 m/min.
- Example 2 Propylene homopolymer (A-1) 75 with MFR (measured according to ASTM D1238, temperature 230°C, load 2.16kg) 60g/10 minutes, density 0.910g/cm 3 , melting point (Tm) 160°C A mixture of .8% by mass, 16.1% by mass of TPU (B-1), 3.2% by mass of polymer (C-1), and 4.8% by mass of polyethylene (D-1) was heated to 75 mm ⁇ . A spunbond nonwoven fabric having a total basis weight of 30 g/m 2 was produced by carrying out the same operation as in Example 1, except for melting using an extruder.
- Example 3 The same operation as in Example 2 was carried out except that the polymer (C-1) in Example 2 was changed to polymer (C-2), and a spunbond nonwoven fabric having a total basis weight of 30 g/m 2 was prepared. was created.
- Comparative example 6 The same operation as in Example 2 was performed except that Polymer (C-1) in Example 2 was changed to Polymer (I). Many yarn breakages occurred during the spinning stage, making it impossible to produce spunbond nonwoven fabric. Therefore, samples for transmission electron microscopy and wide-angle X-ray diffraction measurements were prepared in the manner described in Comparative Example 2.
- Comparative example 7 A spunbond nonwoven fabric having a total basis weight of 30 g/m 2 was produced by performing the same operation as in Comparative Example 6, except that the drawing air velocity of 4190 m/min in Comparative Example 5 was changed to 2841 m/min.
- Comparative example 8 Propylene homopolymer (A-1) 78 with MFR (measured according to ASTM D1238, temperature 230°C, load 2.16kg) 60g/10 minutes, density 0.910g/cm 3 , melting point (Tm) 160°C Except that a mixture of .3% by mass, 16.7% by mass of TPU (B-1), and 5.0% by mass of polyethylene (D-1) was melted using an extruder with a diameter of 75 mm. The same operation as Example 1 was carried out. Many yarn breakages occurred during the spinning stage, making it impossible to produce spunbond nonwoven fabric. Therefore, samples for transmission electron microscopy and wide-angle X-ray diffraction measurements were prepared in the manner described in Comparative Example 2.
- Comparative example 9 A spunbond nonwoven fabric having a total basis weight of 30 g/m 2 was produced by performing the same operation as in Comparative Example 8, except that the drawing air speed of 4190 m/min in Comparative Example 6 was changed to 2841 m/min.
- Example 4 Propylene homopolymer (A-1) 86 with MFR (measured according to ASTM D1238, temperature 230°C, load 2.16kg) 60g/10 minutes, density 0.910g/cm 3 , melting point (Tm) 160°C .2% by mass, 4.6% by mass of TPU (B-1), 3.7% by mass of polymer (C-1), and 5.5% by mass of polyethylene (D-1).
- a spunbond nonwoven fabric having a total basis weight of 29 g/m 2 was produced by carrying out the same operation as in Example 1, except for melting using an extruder.
- Comparative example 12 Propylene homopolymer (A-1) 89 with MFR (measured according to ASTM D1238, temperature 230°C, load 2.16kg) 60g/10 minutes, density 0.910g/cm 3 , melting point (Tm) 160°C Except that a mixture of .5% by mass, 4.8% by mass of TPU (B-1), and 5.7% by mass of polyethylene (D-1) was melted using an extruder with a diameter of 75 mm. The same operation as in Example 1 was performed to produce a spunbond nonwoven fabric having a total basis weight of 30 g/m 2 .
- the resin composition contained a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and a polymer ( C).
- the ratio (peak intensity/crystallinity) was 10.5 [Intensity[counts]/%] or less.
- the stretching air wind speed was 3000 m/min or more. Therefore, the ratio (strength index/fabric weight) of Examples 1 to 4 was 0.70 [(N/25 mm)/(g/m 2 )] or more.
- the air permeability of Examples 1 to 4 was 280 cm 3 /cm 2 ⁇ sec or more. From these results, it was found that the spunbond nonwoven fabrics of Examples 1 to 4 had excellent tensile strength and high air permeability.
- the resin composition includes a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and a polymer (C).
- the ratio (peak intensity/crystallinity) was over 10.5 [Intensity[counts]/%].
- the stretching air wind speed was less than 3000 m/min. Therefore, the ratio (strength index/fabric weight) of Comparative Example 1 was less than 0.70 [(N/25 mm)/(g/m 2 )].
- the resin composition contains a propylene polymer (A) and a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and a polymer (C). Not included.
- the ratio (peak intensity/crystallinity) was over 10.5 [Intensity[counts]/%].
- the stretching air wind speed was 3000 m/min or more. Therefore, in Comparative Example 2, Comparative Example 6, and Comparative Example 8, many thread breakages occurred during the spinning stage, and spunbond nonwoven fabrics could not be manufactured.
- the resin composition contains a propylene polymer (A) and a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and a polymer (C). Not included.
- the ratio (peak intensity/crystallinity) was over 10.5 [Intensity[counts]/%].
- the stretching air wind speed was less than 3000 m/min. Therefore, the ratio (strength index/fabric weight) of Comparative Example 3, Comparative Example 7, and Comparative Example 9 was less than 0.70 [(N/25 mm)/(g/m 2 )].
- the resin compositions contained the propylene polymer (A) and the polymer (C), but did not contain the thermoplastic polyurethane elastomer (B).
- the ratio (peak intensity/crystallinity) was over 10.5 [Intensity[counts]/%].
- the stretching air wind speed was 3000 m/min or more. Therefore, the ratio (strength index/fabric weight) of Comparative Example 4 and Comparative Example 10 was less than 0.70 [(N/25 mm)/(g/m 2 )].
- the air permeability of Comparative Example 4 and Comparative Example 10 was less than 280 cm 3 /cm 2 ⁇ sec.
- the resin composition contained the propylene polymer (A) and did not contain the thermoplastic polyurethane elastomer (B) or the polymer (C).
- the ratio (peak intensity/crystallinity) was over 10.5 [Intensity[counts]/%].
- the stretching air wind speed was 3000 m/min or more. Therefore, the air permeability of Comparative Example 5 was less than 280 cm 3 /cm 2 ⁇ sec.
- the resin composition contained the propylene polymer (A) and polyethylene (D-1), but did not contain the thermoplastic polyurethane elastomer (B) and the polymer (C).
- the ratio (peak intensity/crystallinity) was over 10.5 [Intensity[counts]/%].
- the stretching air wind speed was 3000 m/min or more. Therefore, the ratio (strength index/fabric weight) of Comparative Example 11 was less than 0.70 [(N/25 mm)/(g/m 2 )].
- the air permeability of Comparative Example 11 was less than 280 cm 3 /cm 2 ⁇ sec.
- the resin composition contained a propylene polymer (A), a thermoplastic polyurethane elastomer (B), and a polyethylene (D-1), and contained a polymer (C). There wasn't.
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Abstract
Description
中でも、スパンボンド法により製造された不織布(以下、「スパンボンド不織布」ともいう。)は、引張強さ等の機械的性質、剛軟度、通気性等の特性とともに、連続紡糸性及び生産性に優れることから、多くの分野で用いられている。
スパンボンド不織布等に用いられる熱可塑性樹脂としては、溶融紡糸性、繊維特性等の観点から、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂及びポリオレフィン系樹脂が挙げられる。特に吸収性物品においては、安価で加工性に優れるポリオレフィン系樹脂が多用されている。
<1> プロピレン系重合体(A)と、
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)と、
酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)と、
を含む樹脂組成物からなる繊維を含み、
前記繊維の結晶化度に対する前記繊維のα晶のピーク強度の比が、10.5〔Intensity[counts]/%〕以下であり、
前記α晶のピーク強度が、CuKα線を用いたX線回折装置により測定されるX線回折パターンにおいて、2θ=14°付近の前記プロピレン系重合体(A)の(110)面のピーク強度を示す、スパンボンド不織布。
<2> プロピレン系重合体(A)と、
結晶核剤(b)と、
酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)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、
前記海島構造に含まれる海相は、前記プロピレン系重合体(A)を含み、
前記海島構造に含まれる島相は、前記結晶核剤(b)を含み、
前記繊維の結晶化度に対する前記繊維のα晶のピーク強度の比が、10.5〔Intensity[counts]/%〕以下であり、
前記α晶のピーク強度が、CuKα線を用いたX線回折装置により測定されるX線回折パターンにおいて、2θ=14°付近の前記プロピレン系重合体(A)の(110)面のピーク強度を示す、スパンボンド不織布。
<3> 前記プロピレン系重合体(A)の含有量が、前記樹脂組成物の全量に対して、70.0質量%~97.0質量%であり、
前記熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の含有量が、前記樹脂組成物の全量に対して、2.0質量%~20.0質量%であり、
前記重合体(C)の含有量が、前記樹脂組成物の全量に対して、1.0質量%~10.0質量%である、前記<1>に記載のスパンボンド不織布。
<4> 前記繊維の軸方向に直交する断面を透過型電子顕微鏡を用いて25.5μm2の視野面積で観察したときに、
前記熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の平均直径が、0.095μm以下であり、かつ
前記熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の数が、200個以上である、前記<1>又は<3>に記載のスパンボンド不織布。
<5> 前記極性基が、酸素含有基、及び窒素含有基の少なくとも一方を含む、前記<1>~<4>のいずれか1つに記載のスパンボンド不織布。
<6> 前記極性基が、アミノ基、カルボキシル基、カルボン酸無水物基、及びエステル基からなる群から選択される少なくとも1種を含む、前記<1>~<5>のいずれか1つに記載のスパンボンド不織布。
<7> 前記極性基が、アミノ基を含む、前記<6>に記載のスパンボンド不織布。
<8> 前記重合体(C)の主鎖が、ポリオレフィン、又は水添スチレン系ブロック共重合体を含む、前記<1>~<7>のいずれか1つに記載のスパンボンド不織布。
<9> 前記プロピレン系重合体(A)が、融点が140℃以上のプロピレン単独重合体を含む、前記<1>~<8>のいずれか1つに記載のスパンボンド不織布。
<10> 前記樹脂組成物が、密度が0.941g/cm3~0.970g/cm3であるポリエチレン(D)をさらに含む、前記<1>~<9>のいずれか1つに記載のスパンボンド不織布。
<11> 前記ポリエチレン(D)の含有量が、前記樹脂組成物の全量に対して、1.0質量%~10.0質量%である、前記<10>に記載のスパンボンド不織布。
<12> 前記繊維の軸方向に直交する断面を透過型電子顕微鏡を用いて25.5μm2の視野面積で観察したときに、
前記ポリエチレン(D)を含む島相の平均直径が、0.11μm以下であり、かつ
前記ポリエチレン(D)を含む島相の数が、150個以上である、前記<10>又は<11>に記載のスパンボンド不織布。
<13> 前記繊維の結晶化度に対する前記繊維のα晶のピーク強度の比が、8.5〔Intensity[counts]/%〕~10.5〔Intensity[counts]/%〕である、前記<1>~<12>のいずれか1つに記載のスパンボンド不織布。
<14> 前記<1>~<13>のいずれか1つに記載のスパンボンド不織布を含む、衛生材料。
<15> 樹脂組成物を溶融紡糸して連続繊維群を形成し、前記連続繊維群を冷却風で延伸するスパンボンド不織布の製造方法であって、
前記樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)と、酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)とを含み、
前記冷却風の風速が3000m/分以上である、スパンボンド不織布の製造方法。
本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本開示において、「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、1つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本開示において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。本開示において含有成分量を示す「%」は、特に断らない限り質量基準である。
本開示において、「MD(Machine Direction)」とは、不織布製造装置における不織布ウェブの進行方向を指す。「CD(Cross Direction)」とは、MDに垂直で、主面(不織布の厚さ方向に直交する面)に平行な方向を指す。
本開示において、「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本開示における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。
本開示において「相溶性」とは、2種類の異なる物質(特に、高分子)が均一に混和している状態をいう。2種類の異なる物質は、完全に相溶してもよいし、2種類の異なる物質の一部が相溶してもよい。
(1.1)スパンボンド不織布
第1態様に係るスパンボンド不織布は、樹脂組成物からなる繊維を含む。前記樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)と、酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)(以下、単に「重合体(C)」ともいう。)と、を含む。前記繊維の結晶化度に対する前記繊維のα晶のピーク強度の比(以下、「比(ピーク強度/結晶化度)」ともいう。)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕以下である。前記α晶のピーク強度は、CuKα線を用いたX線回折装置により測定されるX線回折パターンにおいて、2θ=14°付近の前記プロピレン系重合体(A)の(110)面のピーク強度を示す。
本開示において、「極性基で変性された重合体(C)」は、極性が比較的低い炭化水素を含む主鎖と、主鎖に結合した極性が比較的高い極性基とを有する重合体を示す。
本開示において、「極性基」とは、ヘテロ原子を1個以上含む基を示す。ヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、塩素原子、ヨウ素原子、及び臭素原子等が挙げられる。
本開示において、「繊維の結晶化度」とは、CuKα線を用いたX線回折装置により測定される繊維のX線回折パターンにおいて、結晶質部分のピーク面積と非晶部分の面積との合計に対する結晶質部分のピーク面積の比の百分率(%)を示す。
この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)は、プロピレン系重合体(A)よりも密度が大きく、スパンボンド不織布の繊維強度を向上させることができる。これにより、スパンボンド不織布において、単位体積当たりの繊維量を減らしても、強度自体を維持できる。
しかしながら、プロピレン系重合体(A)に熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を単に添加した非相溶系樹脂組成物において、両者は相溶しないおそれがある。これは、プロピレン系重合体(A)は、極性が比較的低い樹脂であり、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)は、極性が比較的高い樹脂であることから、相溶性に劣るためと推測される。そのため、非相溶系樹脂組成物からなる繊維の結晶構造において、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の島相は比較的大きい。そのため、非相溶系樹脂組成物をスパンボンド法に用いられる製造装置(以下、単に「装置」ともいう。)を用いて繊維化しようとすると、繊維の内部に局所的な負荷がかかり、非相溶系樹脂組成物を繊維化することができないおそれがある。
そこで、第1態様では、樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)及び熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)に加えて、重合体(C)を含有する。これにより、プロピレン系重合体(A)と、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)との相溶性は向上する。これは、重合体(C)の主鎖とプロピレン系重合体(A)との親和性が高く、重合体(C)の極性基と熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)との親和性が高いために、重合体(C)が相溶化剤として機能するためと推測される。これにより、第1態様に係る樹脂組成物からなる繊維の結晶構造において、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の島相は、微分散化する(すなわち、島相の平均直径はより小さくなり、島相の数が増加する)。換言すると、繊維内の結晶構造がより均一な繊維(すなわち、より均一な構造の繊維)が得られる。そのため、装置によって繊維はより均一に分散されて、装置の移動捕集面上に堆積する。その結果、スパンボンド不織布の通気度は、高いと推測される。
更に、第1形態では、比(ピーク強度/結晶化度)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕以下である。比(ピーク強度/結晶化度)が10.5〔Intensity[counts]/%〕以下であることは、プロピレン系重合体(A)のα晶の結晶量が非相溶系樹脂組成物からなる繊維よりも相対的に少ないことを示すのみならず、硬い結晶相と柔軟な非晶相との明瞭な境界が少なく、プロピレン系重合体(A)と熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)との結晶の秩序構造変化が連続的で、繊維自体の結晶構造が比較的均一であることを示す。これにより、繊維の強度は、比較的高い。その結果、スパンボンド不織布の引張強度は優れると推測される。
以上より、第1態様に係るスパンボンド不織布は、引張強度に優れ、かつ通気度の高いと推測される。
第1態様に係るスパンボンド不織布は、繊維を含む。
比(ピーク強度/結晶化度)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕以下である。α晶のピーク強度は、CuKα線を用いたX線回折装置により測定されるX線回折パターンにおいて、2θ=14°付近の前記プロピレン系重合体(A)の(110)面のピーク強度を示す。
繊維の結晶化度及び繊維のα晶のピーク強度の各々の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
比(ピーク強度/結晶化度)は、スパンボンド不織布の引張強度と通気度とを両立させる観点から、8.5〔Intensity[counts]/%〕~10.5〔Intensity[counts]/%〕であることが好ましい。
比(ピーク強度/結晶化度)は、スパンボンド不織布の引張強度と通気度とを両立させる観点から、より好ましくは10.3〔Intensity[counts]/%〕以下、さらに好ましくは10.0〔Intensity[counts]/%〕以下、特に好ましくは9.7〔Intensity[counts]/%〕以下である。
比(ピーク強度/結晶化度)は、スパンボンド不織布の引張強度と通気度とを両立させる観点から、より好ましくは8.8〔Intensity[counts]/%〕以上、さらに好ましくは9.0〔Intensity[counts]/%〕以上、特に好ましくは9.2〔Intensity[counts]/%〕以上である。
第1態様では、繊維は、海島構造を有してもよい。
本開示において、「海島構造」とは、少なくとも2つの成分のうち一方の成分を含む相(すなわち、島相)が、もう一方の成分からなる連続相(すなわち、海相)中に存在(例えば、分散)した相分離構造を示す。
海相は、プロピレン系重合体(A)を含み、複数の島相の各々は、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含むことが好ましい。樹脂組成物がポリエチレン(D)を更に含む場合、海相は、プロピレン系重合体(A)を含み、複数の島相の各々は、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の島相と、ポリエチレン(D)の島相とを含むことが好ましい。
繊維の軸方向に直交する断面を透過型電子顕微鏡を用いて25.5μm2の視野面積で観察したときに、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の平均直径は、0.095μm以下であり、かつ熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の数は、200個以上であることが好ましい。これにより、紡糸性を向上させることができる。
透過型電子顕微鏡の拡大率は、特に制限されず、繊維の断面の島相のサイズ及び島相の数を測定できる程度に適宜調整されてもよい。例えば、透過型電子顕微鏡の拡大率は、40,000倍であってもよい。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の平均直径、及び熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の数の各々の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
樹脂組成物がポリエチレン(D)を更に含む場合、繊維の軸方向に直交する断面を透過型電子顕微鏡を用いて25.5μm2の視野面積で観察したときに、ポリエチレン(D)を含む島相の平均直径が、0.11μm以下であり、かつポリエチレン(D)を含む島相の数が、150個以上であることが好ましい。これにより、紡糸性を向上させると共に、最大伸度を向上させることができる。
透過型電子顕微鏡の拡大率は、特に制限されず、繊維の断面の島相のサイズ及び島相の数を測定できる程度に適宜調整されてもよい。例えば、透過型電子顕微鏡の拡大率は、40,000倍であってもよい。
ポリエチレン(D)を含む島相の平均直径、及びポリエチレン(D)を含む島相の数の各々の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
スパンボンド不織布に含まれる繊維の形態は、中実繊維及び中空繊維のいずれであってもよい。スパンボンド不織布の強度を維持しながら繊度を小さくする観点から、スパンボンド不織布に含まれる繊維は、中実繊維であることが好ましい。中空繊維の製造方法としては、公知の文献に記載の方法を適宜参照してもよい。
複合繊維としては、例えば、芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型等の複合繊維が挙げられる。芯鞘型の複合繊維は、芯部及び鞘部を備えていればよく、同芯芯鞘型又は偏芯芯鞘型のいずれであってもよい。偏芯芯鞘型の複合繊維は、芯部が表面に露出していてもよく、芯部が表面に露出していなくてもよい。
繊維は、樹脂組成物からなる。
樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)を含む。
プロピレン系重合体(A)は、プロピレン由来の構成単位を主体として含む。詳しくは、プロピレン系重合体(A)は、プロピレン単独重合体と、プロピレンとプロピレン以外のα-オレフィンとの共重合体(以下、「プロピレン/α-オレフィン共重合体」ともいう。)とを含む。プロピレン系重合体(A)は、例えば、プロピレン単独重合体であってもよいし、プロピレン/α-オレフィン共重合体であってもよいし、両方を含んでいてもよい。
プロピレン系重合体(A)は、樹脂組成物に1種のみ用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
柔軟性に優れる観点で、プロピレンと共重合する好ましいα-オレフィンの具体例としては、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、及び4-メチル-1-ヘキセン等が挙げられる。
プロピレン/α-オレフィン共重合体としては、例えば、プロピレン・エチレン共重合体、及びプロピレン・エチレン・1-ブテン共重合体等が挙げられる。プロピレン/α-オレフィン共重合体におけるα-オレフィンに由来する構成単位の含有量は、特に限定されず、好ましくは1モル%~10モル%で、より好ましくは1モル%~5モル%である。プロピレン系重合体(A)は、樹脂組成物に1種類のみ用いられてもよく、2種類以上を組み合わせて用いられてもよい。
プロピレン系重合体(A)がプロピレン単独重合体である場合、プロピレン系重合体(A)の融点(Tm)は、好ましくは140℃以上、より好ましくは155℃以上、更に好ましくは157℃~165℃である。
プロピレン系重合体(A)がプロピレン・α-オレフィン共重合体である場合、プロピレン系重合体(A)の融点(Tm)は、好ましくは153℃以下、より好ましくは125℃~150℃である。
本開示において、融点(Tm)は、示差走査熱量測定(DSC)を用いて以下のようにして測定できる。示差走査型熱量計(DSC)としてパーキン・エルマー社製DSC Pyris1又はエスアイアイ・ナノテクノロジー社製DSC7020を用い、窒素雰囲気下(20ml/分)、試料(約5mg)を、室温から10℃/分で200℃まで昇温し、その温度で5分間保持した後、10℃/分で-50℃まで冷却して-50℃で5分間保持し、10℃/分で200℃まで2度目の加熱を行い、この2度目の昇温過程における結晶溶融ピークのピークトップから融点(Tm)を算出する。なお、複数の結晶溶融ピークが観測された場合は、高温側ピークを融点(Tm)とする。
プロピレン系重合体(A)の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。プロピレン系重合体(A)のメルトフローレートの測定条件は、230℃、荷重2.16kgである。
プロピレン系重合体(A)の密度は、JIS K7112(密度勾配管法)に準拠して測定することができる。
プロピレンの重合方法としては、公知の方法を採用すればよく、例えば、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、及びキシレン等の不活性溶剤中で重合する方法、液状のモノマー中で重合する方法、気体のモノマーに触媒を添加し、気相状態で重合する方法、又は、これらを組み合わせて重合する方法等が挙げられる。
プロピレン系重合体(A)は、市販品であってもよい。
本開示の熱可塑性ポリウレタン系エラストマーとして、バイオマス由来の原料を含む熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(バイオマス由来の熱可塑性ポリウレタン系エラストマー)を用いることもできる。バイオマス由来の熱可塑性ポリウレタン系エラストマーは、ソルゴー等の非可食植物を主体とするバイオマス原料から、発酵によって製造したイソプロパノールを脱水して得られるプロピレンを重合することによっても得られる。
Pbio(%)=PC14/105.5×100・・・式(1)
樹脂組成物は、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含有する。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)は、例えば、ハードセグメントと、非晶性でガラス転移温度の低いソフトセグメントとを有してもよい。ハードセグメントは、少なくともポリウレタンが物理的な凝集によって疑似架橋を形成している。ソフトセグメントは、ブロック共重合体等のポリマーによって形成されている。ブロック共重合体は、ポリカーボネート系ポリオール、エーテル系ポリオール、カプロラクトン系ポリエステル、及びアジペート系ポリエステル等から構成される。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)としては、具体的には、JIS K 6418:2007に規定されるウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)が挙げられる。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の融点(Tm)は、特に制限されないが、好ましくは165℃以下、より好ましくは163℃以下である。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の融解熱量は、示差走査型熱量計(DSC)を用いて測定される値である。具体的には、融解熱量は、示差走査型熱量計(パーキン・エルマー社製、DSC-7)を用い、試料5mgを窒素雰囲気下-100℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブの内、最も大きい吸熱ピークより求めた融解熱量が、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の融解熱量である。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の融解熱量は、特に制限されないが、好ましくは14.0mJ/mg以下、より好ましくは12.0mJ/mg以下である。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の凝固開始温度は、好ましくは65℃~195℃、より好ましくは75℃~195℃、さらに好ましくは85℃~195℃である。
凝固開始温度が65℃以上であると、スパンボンド不織布を得る際に繊維同士の融着、糸切れ、樹脂塊等の成形不良を抑制することができるとともに、熱エンボス加工の際に成形されたスパンボンド不織布がエンボスローラーに巻きつくことを防止できる。得られるスパンボンド不織布のベタツキが少なく、衣料、衛生材料、スポーツ材料等の肌と接触する材料として好適に用いられる。一方、凝固開始温度を195℃以下にすることにより、成形加工性を向上させることができる。なお、成形された繊維の凝固開始温度は、繊維の原料の熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の凝固開始温度よりも高くなる傾向にある。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の凝固開始温度は、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される値である。詳しくは、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を10℃/分で230℃まで昇温し、230℃で5分間保持した後、10℃/分で降温させる際に生じる熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の凝固に由来する発熱ピークの開始温度が熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の凝固開始温度である。
「熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)中の極性溶媒不溶分」とは、主に、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の製造中に発生する塊状物(例えば、フィッシュアイ、ゲル等)である。
極性溶媒不溶分の粒子数を300万個/g以下にすることにより、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の凝固開始温度範囲内において、繊維径の分布の増大、紡糸時の糸切れ等の問題の発生をより抑えることができる。
極性溶媒不溶分の発生する原因としては、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)のハードセグメント凝集物に由来する成分、ハードセグメント及び/又はソフトセグメントがアロファネート結合、ビュレット結合等により架橋された成分、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を構成する原料、原料間の化学反応により生じる成分等が挙げられる。
極性溶媒不溶分の粒子数は、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)をジメチルアセトアミド溶媒に溶解させた際の不溶分を、細孔電気抵抗法を利用した粒度分布測定装置に100μmのアパーチャーを装着して測定した値である。100μmのアパーチャーを装着すると、未架橋ポリスチレン換算で2μm~60μmの粒子の数を測定することができる。
極性溶媒不溶分の少ない熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)は、ポリオール、イソシアネート化合物及び鎖延長剤の重合反応を行なった後、ろ過することにより得ることができる。
式(B1):a/(a+b)≦0.8
式(B2):a/(a+b)≦0.7
式(B3):a/(a+b)≦0.6
「a/(a+b)」は、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)のハードドメインの融解熱量比を意味する。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)のハードドメインの融解熱量比(a/(a+b))が0.8以下になると、スパンボンド不織布の引張強度と通気度とを両立できる本開示では、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)のハードドメインの融解熱量比(a/(a+b))の下限値は0.1程度であることが好ましい。
溶融粘度は、キャピログラフ(東洋精機(株)製、ノズル長30mm、直径1mmのものを使用)で測定した値である。溶融粘度の測定条件は、温度200℃、せん断速度100sec-1である。
このような特性を有する熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)は、例えば、特開2004-244791号公報に記載された製造方法により得ることができる。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)は、樹脂組成物に1種のみ用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
樹脂組成物は、重合体(C)を含有する。
極性基は、酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種である。
アルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、又はエチルメチルアミノ基が好ましい。アリールアミノ基としては、ジフェニルアミノ基が好ましい。アルキルイミノ基としては、メチルイミノ基、エチルイミノ基、プロピルイミノ基、又はブチルイミノ基が好ましい。アリールイミノ基としては、フェニルイミノ基が好ましい。置換イミド基としては、アセトイミド基、又はベンズイミド基が好ましい。置換アミド基としては、アセトアミド基、N-メチルアセトアミド基、又はN-メチルベンズアミド基が好ましい。
アルキルチオ基としては、メチルチオ基又はエチルチオ基が好ましい。アリールチオ基としては、フェニルチオ基、メチルフェニルチオ基、又はナフチルチオ基が好ましい。チオエステル基としては、アセチルチオ基、ベンゾイルチオ基、メチルチオカルボニル基、又はフェニルチオカルボニル基が好ましい。スルホンエステル基としては、スルホン酸メチル基、スルホン酸エチル基、又はスルホン酸フェニル基が好ましい。スルホンアミド基としては、フェニルスルホンアミド基、N-メチルスルホンアミド基、又はN-メチル-p-トルエンスルホンアミド基が好ましい。
スパンボンド不織布の引張強度と通気度とを両立させる観点から、極性基が、アミノ基、及びカルボン酸無水物基からなる群から選択される少なくとも1種を含むことがさらに好ましく、アミノ基を含むことが特に好ましい。
重合体(C)の主鎖としては、ポリオレフィン、及びポリスチレン等が挙げられる。ポリスチレンは、水添スチレン系ブロック共重合体を含む。
ポリオレフィンは、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、及び4-メチル-1-ペンテン等の炭素数2~20、好ましくは2~6のα-オレフィン;シクロペンテン、シクロヘキセン、1,4-ヘキサジエン、1,5-ヘキサジエン、ジビニルベンセン、1,3-シクロペンタジエン、1,3-シクロヘキサジエン、及び5-ビニル-2-ノルボルネン等の鎖状あるいは環状ポリエン等の単独又は共重合体を含む。
カルボン酸無水物基、又はアミノ基を極性基とする水添スチレン系ブロック共重合体の市販品として、タフテックMシリーズ(旭化成株式会社製)等が挙げられる。
カルボン酸無水物基を極性基とするポリオレフィンの市販品としては、ユーメックス(三洋化成工業株式会社製)、及びアドマー(三井化学株式会社製)等が挙げられる。
カルボキシル基を極性基とするポリオレフィンの市販品としては、ニュクレル(三井・デュポンポリケミカル株式会社製)等が挙げられる。
エステル基を極性基とするポリオレフィンの市販品としては、アクリフト(住友化学株式会社製)等が挙げられる。
樹脂組成物は、ポリエチレン(D)を含有してもよい。これにより、スパンボンド不織布の伸長性を向上させることができる。
ポリエチレン(D)の密度は、スパンボンド不織布において伸長性をより向上させる観点から、好ましくは0.941g/cm3~0.970g/cm3、より好ましくは0.945g/cm3~0.960g/cm3である。
樹脂組成物は、低分子量オレフィン系重合体(E)を含有してもよい。
低分子量オレフィン系重合体(E)は、ワックス状の重合体である。低分子量オレフィン系重合体(E)の重量平均分子量(Mw)は、プロピレン系重合体(A)及びポリエチレン(D)よりも低いことが好ましい。
低分子量オレフィン系重合体(E)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(E)の重量平均分子量(Mw)が上記範囲であれば、プロピレン系重合体(A)及びポリエチレン(D)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(E)の重量平均分子量(Mw)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(E)の重量平均分子量(Mw)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(E)の重量平均分子量(Mw)の測定には、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)が用いられる。GPCの測定条件は、下記の示す測定条件が好ましい。低分子量オレフィン系重合体(E)の重量平均分子量(Mw)は、例えば、市販の単分散標準ポリスチレンを用いて検量線を作成し、下記の換算法に基づいて測定される。
カラム:TSKgel GMH6-HT×2(東ソー社製)、TSKgel GMH6-HTLカラム×2(東ソー社製)
装置:ゲル浸透クロマトグラフAllianceGPC2000型(Waters社製)
溶剤:o-ジクロロベンゼン
流速:1.0mL/分
試料:0.15mg/mL、o-ジクロロベンゼン溶液
温度:140℃
分子量換算:ポリエチレン(PE)換算/汎用較正法
汎用較正の計算には、以下に示すMark-Houwink粘度式の係数を用いた。
ポリスチレン(PS)の係数:KPS=1.38×10-4、aPS=0.70
ポリエチレン(PE)の係数:KPE=5.06×10-4、aPE=0.70
低分子量オレフィン系重合体(E)の軟化点は、JIS K2207に従って測定される。
低分子量オレフィン系重合体(E)の密度は、より好ましくは0.910g/cm3以上、さらに好ましくは0.920g/cm3以上である。
低分子量オレフィン系重合体(E)の密度は、より好ましくは0.960g/cm3以下、さらに好ましくは0.940g/cm3以下である。
低分子量オレフィン系重合体(E)の密度と、プロピレン系重合体(A)の密度との差が上記範囲であれば、スパンボンド不織布の伸長性はより優れる。
その理由は明らかではないが、次のように考えられる。低分子量オレフィン系重合体(E)の密度とプロピレン系重合体(A)の密度とが上記範囲にあると、例えば、プロピレン系重合体(A)中に、低分子量オレフィン系重合体(E)を介して、ポリエチレン(D)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(E)が、プロピレン系重合体(A)及びポリエチレン(D)の相溶化剤として効果的に作用する。そのため、プロピレン系重合体(A)及びポリエチレン(D)の分散性は向上する。その結果、スパンボンド不織布の伸長性は向上すると考えられる。
中でも、低分子量オレフィン系重合体(E)は、エチレンと炭素数3~20のα-オレフィンであってもよい。
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又は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、プロピレン系重合体(A)中に、低分子量オレフィン系重合体(E)を介して、ポリエチレン(D)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(E)が、プロピレン系重合体(A)及びポリエチレン(D)の相溶化剤として作用する。そのため、プロピレン系重合体(A)及びポリエチレン(D)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(E)は、溶媒に対する溶解度の差で分別する溶媒分別、又は蒸留等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。
低分子量オレフィン系重合体(E)の含有量は、プロピレン系重合体(A)及びポリエチレン(D)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(E)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(E)の含有量は、繊維の強度低下を抑制する観点から、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。
樹脂組成物は、繊維の伸長性能を向上させる観点から、その他の重合体(F)を含んでいてもよい。その他の重合体(F)は、プロピレン系重合体(A)、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)、重合体(C)、ポリエチレン(D)、及び低分子量オレフィン系重合体(E)の各々とは異なる重合体を示す。
(F1):プロピレンと、エチレン及び炭素数が4~20であるα-オレフィンから選ばれる少なくとも1種と、のランダム共重合体
(F2):下記(a)~(f)を満たす融点(Tm)120℃未満のプロピレン単独重合体
(a)[mmmm]=20モル%~60モル%
(b)[rrrr]/(1-[mmmm])≦0.1
(c)[rmrm]>2.5モル%
(d)[mm]×[rr]/[mr]2≦2.0
(e)重量平均分子量(Mw)=10,000~200,000
(f)分子量分布(Mw/Mn)<4
重合体(F1)は、プロピレンに由来する構成単位と、エチレン及び炭素数4~20のα-オレフィンから選ばれる少なくとも1種のα-オレフィンに由来する構成単位とを含むランダム共重合体である。重合体(F1)がランダム共重合体であることで、得られたスパンボンド不織布にべたつき感が発生せずに柔軟性が向上する傾向にある。
重合体(F1)としては、上記構成単位を含むランダム共重合体であれば特に限定されない。
プロピレンと共重合し得る構成単位としては、エチレンに由来する構成単位;1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、及び4-メチル-1-ヘキセン等の炭素数4以上のα-オレフィンから選ばれるα-オレフィンに由来する構成単位等が挙げられる。なかでも、エチレンに由来する構成単位及び炭素数4~8のα-オレフィンから選ばれるα-オレフィンに由来する構成単位が好ましい。
重合体(F1)に含まれるα-オレフィンに由来する構成単位は、1種類のみ用いられてもよく、2種類以上を組み合わせて用いられてもよい。
重合体(F1)としては、具体的には、プロピレン・1-ブテンランダム共重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、及びプロピレン・エチレン・1-ブテンランダム共重合体等が挙げられる。
重合体(F1)に含まれる全構成単位中のプロピレンに由来する構成単位及びエチレン等のプロピレン以外の前記α-オレフィンに由来する構成単位の合計の割合は、好ましくは80モル%以上、より好ましくは85モル%以上、更に好ましくは90モル%以上である。
重合体(F1)の融点(Tm)は、示差走査型熱量計(DSC)を用いて、窒素雰囲気下-40℃で5分間保持した後10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブの最も高温側に観測されるピークのピークトップとして定義される。具体的には、示差走査型熱量計(パーキン・エルマー社製、DSC-7)を用い、試料5mgを窒素雰囲気下-40℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブの最も高温側に観測されるピークのピークトップとして求めることができる。
重合体(F1)の結晶化度は、示差走査型熱量計(DSC)を用いて、窒素雰囲気下-40℃で5分間保持した後10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブのうち主成分の融解に由来する融解熱カーブより算出される。具体的には、示差走査型熱量計(パーキン・エルマー社製、DSC-7)を用い、試料5mgを窒素雰囲気下-40℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブのうち主成分の融解に由来する融解熱カーブより下記の式を用いて算出することができる。
結晶化度=(ΔH/ΔH0)×100(%)
式中、ΔHは重合体(F1)の主成分の融解に由来する融解熱カーブより求めた融解熱量(J/g)であり、ΔH0は主成分の完全結晶の融解熱量(J/g)である。つまり、主成分がエチレンの場合、ΔH0は293J/gであり、主成分がプロピレンの場合、ΔH0は210J/gである。
重合体(F1)の引張弾性率は、JIS K 7161(JIS K 7161-1:2014に移行、ISO 527-1:2012に対応)に準拠した方法で測定される
重合体(F1)の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。重合体(F1)のメルトフローレートの測定条件は、230℃、荷重2.16kgである。
重合体(F1)のMw及びMnは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって、後述の方法で測定することができる。
重合体(F2)は、以下の(a)~(f)を満たす融点(Tm)120℃未満のプロピレン単独重合体である。
重合体(F2)は、下記式(a)を満たす。
式(a):[mmmm]=20モル%~60モル%
重合体(F2)のメソペンタッド分率[mmmm]が20モル%以上であると、べたつきの発生が抑制され、60モル%以下であると、結晶化度が高くなりすぎないため、弾性回復性が良好となる。
重合体(F2)のメソペンタッド分率[mmmm]は、好ましくは30モル%~50モル%、より好ましくは40モル%~50モル%である。
メソペンタッド分率[mmmm]、後述するラセミペンタッド分率[rrrr]及びラセミメソラセミメソペンタッド分率[rmrm]は、エイ・ザンベリ(A.Zambelli)等により「Macromolecules,6,925(1973)」で提案された方法に準拠し、13C-NMRスペクトルのメチル基のシグナルにより測定されるポリプロピレン分子鎖中のペンタッド単位でのメソ分率、ラセミ分率、及びラセミメソラセミメソ分率である。メソペンタッド分率[mmmm]が大きくなると、立体規則性が高くなる。後述するトリアッド分率[mm]、[rr]及び[mr]も上記方法により算出される。
なお、13C-NMRスペクトルの測定は、エイ・ザンベリ(A.Zambelli)等により「Macromolecules,8,687(1975)」で提案されたピークの帰属に従い、下記の装置及び条件にて行うことができる。
装置:日本電子(株)製JNM-EX400型13C-NMR装置
方法:プロトン完全デカップリング法
濃度:220mg/mL
溶媒:1,2,4-トリクロロベンゼンと重ベンゼンの90:10(容量比)混合溶媒
温度:130℃
パルス幅:45°
パルス繰り返し時間:4秒
積算:10000回
M=m/S×100
R=γ/S×100
S=Pββ+Pαβ+Pαγ
S:全プロピレン単位の側鎖メチル炭素原子のシグナル強度
Pββ:19.8ppm~22.5ppm
Pαβ:18.0ppm~17.5ppm
Pαγ:17.5ppm~17.1ppm
γ:ラセミペンタッド連鎖:20.7ppm~20.3ppm
m:メソペンタッド連鎖:21.7ppm~22.5ppm
重合体(F2)は、下記式(b)を満たす。
式(b):[rrrr]/(1-[mmmm])≦0.1
[rrrr]/[1-mmmm]の値は、上記のペンタッド単位の分率から求められ、重合体(F2)におけるプロピレン由来の構成単位の規則性分布の均一さを示す指標である。この値が大きくなると、既存触媒系を用いて製造される従来のポリプロピレンのように高規則性ポリプロピレンとアタクチックポリプロピレンの混合物となり、べたつきの原因となる。
重合体(F2)において、[rrrr]/(1-[mmmm])が0.1以下であると、得られるスパンボンド不織布におけるべたつきが抑制される。
このような観点から、[rrrr]/(1-[mmmm])は、好ましくは0.05以下、より好ましくは0.04以下である。
重合体(F2)は、下記式(c)を満たす。
式(c):[rmrm]>2.5モル%
重合体(F2)のラセミメソラセミメソ分率[rmrm]が2.5モル%を超える値であると、重合体(F2)のランダム性が増加し、スパンボンド不織布の弾性回復性がさらに向上する。
重合体(F2)のラセミメソラセミメソ分率[rmrm]は、好ましくは2.6モル%~10モル%、より好ましくは2.7モル%~10モル%である。
重合体(F2)は、下記式(d)を満たす。
式(d):[mm]×[rr]/[mr]2≦2.0
[mm]×[rr]/[mr]2は、重合体(F2)のランダム性の指標を示す。この値が2.0以下であると、十分な弾性回復性を有するスパンボンド不織布が得られ、かつ、べたつきも抑制される。[mm]×[rr]/[mr]2は、0.25に近いほどランダム性が高くなる。
上記十分な弾性回復性を得る観点から、[mm]×[rr]/[mr]2は、好ましくは0.25超1.8以下、より好ましくは0.5~1.5である。
重合体(F2)は、下記式(e)を満たす。
式(e):重量平均分子量(Mw)=10,000~200,000
プロピレン単独重合体である重合体(F2)において重量平均分子量が10,000以上であると、当該重合体(F2)の粘度が低すぎず適度のものとなるため、樹脂組成物により得られるスパンボンド不織布の製造時の糸切れが抑制される。重量平均分子量が200,000以下であると、重合体(F2)の粘度が高すぎず、紡糸性が向上する。
重合体(F2)の重量平均分子量は、好ましくは30,000~150,000、より好ましくは50,000~150,000である。重合体(F2)の重量平均分子量の測定法については後述する。
重合体(F2)は、下記式(f)を満たす。
式(f):(f)分子量分布(Mw/Mn)<4
重合体(F2)において、分子量分布(Mw/Mn)が4未満であると、得られるスパンボンド不織布におけるべたつきの発生が抑制される。
重合体(F2)の分子量分布は、好ましくは3以下である。
カラム :TOSO GMHHR-H(S)HT
検出器 :液体クロマトグラム用RI検出器 WATERS 150C
溶媒 :1,2,4-トリクロロベンゼン
測定温度:145℃
流速 :1.0mL/分
試料濃度:2.2mg/mL
注入量 :160μL
検量線 :Universal Calibration
解析プログラム:HT-GPC(Ver.1.0)
重合体(F2)は、下記式(g)を満たすことが好ましい。
式(g):融点(Tm-D)=0℃~120℃
重合体(F2)の融点(Tm-D)が0℃以上であると、樹脂組成物により形成されるスパンボンド不織布のべたつきの発生が抑制され、120℃以下であると、十分な弾性回復性が得られる。
このような観点から、融点(Tm-D)は、好ましくは0℃~100℃、より好ましくは30℃~100℃である。
重合体(F2)の融点(Tm-D)は、示差走査型熱量計(パーキン・エルマー社製、DSC-7)を用い、試料10mgを窒素雰囲気下-10℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブの最も高温側に観測されるピークのピークトップとして求めることができる。
重合体(F2)のメルトフローレートは、良好な紡糸性及び優れた延伸加工適性を得る観点から、好ましくは1g/10分~100g/10分、より好ましくは5g/10分~100g/10分、更に好ましくは30g/10分~70g/10分である。
重合体(F2)の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。重合体(F2)のメルトフローレートの測定条件は、230℃、荷重2.16kgである。
樹脂組成物及び繊維が重合体(F1)及び重合体(F2)の少なくとも一方を含む場合、重合体(F1)及び重合体(F2)の含有量は、樹脂組成物の全量に対して、好ましくは5質量%~30質量%、より好ましくは10質量%~25質量%である。
樹脂組成物は、本開示の効果を奏する範囲で、添加剤(G)を含有してもよい。添加剤(G)としては、酸化防止剤、耐候安定剤、耐光安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、親水剤、防曇剤、ブロッキング防止剤、滑剤、核剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス、及びアミド化合物等が挙げられる。これら添加剤(G)は、樹脂組成物に1種類のみ用いられてもよく、2種類以上を組み合わせて用いられてもよい。
果的に抑制されると考えられる。
本開示における「脂肪酸アミドの炭素数」とは、分子中に含まれる炭素数を意味し、アミド結合を構成する炭素原子も上記炭素数に含まれるものとする。
スパンボンド不織布は、通気度が、280cm3/cm2・秒以上であり、かつ目付(g/m2)に対する強度インデックス(N/25mm)の比(以下、「比(強度インデックス/目付)」ともいう。)が、0.70〔(N/25mm)/(g/m2)〕以上であることが好ましい。
通気度、強度インデックス及び目付の各々の測定は、実施例に記載の方法と同様である。
スパンボンド不織布は、海島繊維を含む1層からなるスパンボンド不織布であってもよく、海島繊維を含む2層以上のスパンボンド不織布からなる不織布積層体であってもよく、海島繊維のみからなるスパンボンド不織布と、スパンボンド不織布以外のその他の層とを含む不織布積層体であってもよい。スパンボンド不織布以外のその他の層は、1層であってもよいし、2層以上であってもよい。
スパンボンド不織布以外のその他の層としては、編布、織布、海島繊維を含まない不織布以外のスパンボンド不織布(以下、「他の不織布」ともいう。)、フィルム等が挙げられる。他の不織布としては、前述の種々の不織布が挙げられる。
不織布積層体を形成する方法は、特に制限されず、熱エンボス加工、超音波融着等の熱融着法、ニードルパンチ、ウォータージェット等の機械的交絡法、ホットメルト接着剤、ウレタン系接着剤等の接着剤を用いる方法、押出しラミネート等の種々の方法等が挙げられる。
スパンボンド不織布の一部を圧着する場合の圧着方法としては、例えば、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。
スパンボンド不織布は、圧着部と非圧着部とを有していてもよい。圧着部の面積率は、好ましくは5%~30%、より好ましくは5%~20%、さらに好ましくは8%~19%である。これにより、スパンボンド不織布等の柔軟性と強度のバランスを良好にできる。
圧着部の面積率は、スパンボンド不織布から10mm×10mmの大きさの試験片を採取し、試験片のエンボスロールとの接触面を、電子顕微鏡(倍率:100倍)で観察し、観察したスパンボンド不織布の面積に対し、圧着された部分の面積の割合とする。圧着部を形成し得るエンボスロールに形成された凸部の面積率を「エンボス面積率」ともいう。エンボス面積率の好ましい範囲は、前述の圧着部の面積率の好ましい範囲と同様である。
圧着部の形状としては、例えば、円、楕円、長円、正方、菱、長方、四角、及びそれら形状を基本とする連続した形等が挙げられる。
スパンボンド不織布の通気度は、同一強度の他の不織布よりも高い。そのため、スパンボンド不織布は、高い通気度等の性能が求められる用途に好適に用いられる。
スパンボンド不織布の用途は、特に限定されず、スパンボンド不織布が通常使用されている用途に幅広く利用することができる。スパンボンド不織布の用途としては、例えば、フィルタ、衛生材料、医療用部材、包装材(脱酸素剤、カイロ、温シップ、食品包装材等)、電池用セパレーター、保温材、断熱材、防護服、衣料部材、電子材料、及び吸音材等が挙げられる。スパンボンド不織布は、中でも衛生材料として好適に用いられる。
第1態様に係る衛生材料は、第1態様に係るスパンボンド不織布を含む。衛生材料としては、例えば、使い捨ておむつ、使い捨てパンツ、生理用品、尿取りパッド、ペット用シート等の吸収性物品;包帯、医療用ガーゼ、タオル、シーツ、湿布材等の医療用衛生材;産業用マスク、衛生マスク等が挙げられる。
衛生材料はこれらに制限されず、他の衛生材料用途にも好適に使用され得る。衛生材料は、第1態様に係るスパンボンド不織布が2層以上からなる不織布積層体を含んでいてもよく、第1態様に係るスパンボンド不織布と、第1態様に係る不織布以外のその他の層とを含む不織布積層体を含んでいてもよい。
第1態様に係るスパンボンド不織布の製造方法は、樹脂組成物を溶融紡糸して連続繊維群を形成し、前記連続繊維群を冷却風で延伸する。前記樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)と、酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)とを含む。前記冷却風の風速(以下、「延伸エア風速」ともいう。)が3000m/分以上である。
この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
第1態様では、延伸エア風速は、3000m/分以上である。つまり、連続繊維群に強延伸をかける。これにより、比(ピーク強度/結晶化度)が上記範囲内のスパンボンド不織布が得られると推測される。
以下、図1を参照して、第1態様に係るスパンボンド不織布の製造方法の一例について詳細に説明する。密閉式スパンボンド法では、樹脂組成物が溶融紡糸された連続繊維群を密閉空間中で冷却しながら延伸する。
図1に示す密閉式スパンボンド法用製造装置100は、紡糸部10を備える。紡糸部10は、押出機11と、紡糸口金12と、冷却室13と、冷却風供給部14と、冷却風供給部15と、延伸部16とを有する。押出機11は、樹脂組成物を押し出す。紡糸口金12は、樹脂組成物の溶融物を紡糸する。冷却室13は、紡糸口金12から紡糸された連続繊維群1を冷却する。冷却風供給部14及び冷却風供給部15は、冷却風Aを冷却室13及び延伸部16内に供給する。延伸部16は、連続繊維群1を延伸する。
押出機11から押し出された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の上に効率よく補集される。サクションユニット22は、移動捕集部材21の補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。
紡糸口金12の孔径は、特に限定されず、スパンボンド不織布の伸長性の観点から、好ましくは0.05mm~1.00mmである。
紡糸口金12からの樹脂組成物の溶融物の単孔吐出量は、スパンボンド不織布の伸長性の観点から、好ましくは0.1g/分~3.0g/分、より好ましくは0.3g/分~1.0g/分である。
単孔吐出量に対する幅1m当りの冷却風量(m3/分/m)の比(m2/g)は、特に制限されず、好ましくは1m2/g~10000m2/gで、好ましくは10m2/g~1000m2/gである。
延伸エア風速は、スパンボンド不織布の引張強度と通気度の両立の観点から、好ましくは3,200m/分以上、より好ましくは3,500m/分以上であり、さらに好ましくは3,800m/分以上である。
延伸エア風速は、特に制限されず、例えば6,000m/分以下であってもよく、5,500m/分以下であってもよい。
冷却風供給部14及び冷却風供給部15の各々から供給される冷却風Aの流量、及び隘路部16aの断面積は、延伸エア風速が上記範囲であれば特に制限されず、延伸エア風速を特定範囲とするために適宜設定される。
(2.1)スパンボンド不織布
第2態様に係るスパンボンド不織布は、樹脂組成物からなる繊維を含む。前記樹脂組成
物は、プロピレン系重合体(A)と、結晶核剤(b)と、酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)と、を含む。前記繊維は、海島構造を有する。前記海島構造に含まれる海相は、前記プロピレン系重合体(A)を含む。前記海島構造に含まれる島相は、前記結晶核剤(b)を含む。前記繊維の結晶化度に対する前記繊維のα晶のピーク強度の比は、10.5〔Intensity[counts]/%〕以下である。前記α晶のピーク強度が、CuKα線を用いたX線回折装置により測定されるX線回折パターンにおいて、2θ=14°付近の前記プロピレン系重合体(A)の(110)面のピーク強度を示す。
第2態様に係るスパンボンド不織布は、繊維を含む。
比(ピーク強度/結晶化度)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕以下である。比(ピーク強度/結晶化度)は、第1態様の比(ピーク強度/結晶化度)と同様である。
第2態様では、繊維は、海島構造を有する。
樹脂組成物の詳細については、後述する。
海相は、プロピレン系重合体(A)を含み、複数の島相の各々は、結晶核剤(b)を含む。樹脂組成物がポリエチレン(D)を更に含む場合、海相は、プロピレン系重合体(A)を含み、複数の島相の各々は、結晶核剤(b)の島相と、ポリエチレン(D)の島相とを含むことが好ましい。
繊維の軸方向に直交する断面を透過型電子顕微鏡を用いて25.5μm2の視野面積で観察したときに、結晶核剤(b)を含む島相の平均直径が、0.095μm以下であり、かつ結晶核剤(b)を含む島相の数が、200個以上であることが好ましい。これにより、紡糸性を向上させると共に、スパンボンド不織布の引張強度と通気度とを両立させることができる。
透過型電子顕微鏡の拡大率は、特に制限されず、繊維の断面の島相のサイズ及び島相の数を測定できる程度に適宜調整されてもよい。例えば、透過型電子顕微鏡の拡大率は、40,000倍であってもよい。
結晶核剤(b)を含む島相の平均直径、及び結晶核剤(b)を含む島相の数の各々の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
島相面積率は、20%以下であることが好ましい。島相面積率が20%以下であると、海島繊維の内部において、プロピレン系重合体(A)の配向結晶化が阻害されやすくなる。これにより、スパンボンド不織布の伸長性及び紡糸性はより優れる。
島相面積割合を調整する方法は、特に限定されず、原料調整法等が挙げられる。
樹脂組成物がポリエチレン(D)を更に含む場合、繊維の軸方向に直交する断面を透過型電子顕微鏡を用いて25.5μm2の視野面積で観察したときに、ポリエチレン(D)を含む島相の平均直径が、0.11μm以下であり、かつポリエチレン(D)を含む島相の数が、150個以上であることが好ましい。
透過型電子顕微鏡の拡大率は、特に制限されず、繊維の断面の島相のサイズ及び島相の数を測定できる程度に適宜調整されてもよい。例えば、透過型電子顕微鏡の拡大率は、40,000倍であってもよい。
ポリエチレン(D)の島相は、第1態様において、ポリエチレン(D)の島相として例示したものと同様である。
スパンボンド不織布に含まれる繊維の形態は、第1態様において、スパンボンド不織布に含まれる繊維の形態として例示したものと同様である。
繊維は、樹脂組成物からなる。
樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)を含む。
プロピレン系重合体(A)は、第1態様において、プロピレン系重合体(A)として例示したものと同様である。
樹脂組成物は、結晶核剤(b)を含有する。
樹脂組成物は、重合体(C)を含有する。
重合体(C)は、第1態様において、重合体(C)として例示したものと同様である。
樹脂組成物は、ポリエチレン(D)を含有してもよい。
ポリエチレン(D)は、第1態様において、ポリエチレン(D)として例示したものと同様である。
樹脂組成物は、低分子量オレフィン系重合体(E)を含有してもよい。
低分子量オレフィン系重合体(E)は、第1態様において、低分子量オレフィン系重合体(E)として例示したものと同様である。
樹脂組成物は、繊維の伸長性能を向上させる観点から、その他の重合体(F)を含んでいてもよい。
その他の重合体(F)は、第1態様において、その他の重合体(F)として例示したものと同様である。
樹脂組成物は、本開示の効果を奏する範囲で、添加剤(G)を含有してもよい。
添加剤(G)は、第1態様において、添加剤(G)として例示したものと同様である。
スパンボンド不織布は、通気度が、280cm3/cm2・秒以上であり、かつ目付(g/m2)に対する強度インデックス(N/25mm)の比(以下、「比(強度インデックス/目付)」ともいう。)が、0.70〔(N/25mm)/(g/m2)〕以上であることが好ましい。
通気度、強度インデックス及び目付の各々の測定は、実施例に記載の方法と同様である。
スパンボンド不織布の構成は、第1態様において、スパンボンド不織布の構成として例示したものと同様である。
スパンボンド不織布の用途は、第1態様において、スパンボンド不織布の用途として例示したものと同様である。
第2態様に係る衛生材料は、第2態様に係るスパンボンド不織布を含む。第2態様に係る衛生材料は、第1態様に係るスパンボンド不織布に代えて第2態様に係るスパンボンド不織布を含むことの他は、第1態様に係る衛生材料と同様である。
第2態様に係るスパンボンド不織布の製造方法は、樹脂組成物を溶融紡糸して連続繊維群を形成し、前記連続繊維群を冷却風で延伸する。前記樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、結晶核剤(b)と、酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)とを含む。前記冷却風の風速(以下、「延伸エア風速」ともいう。)が3000m/分以上である。
実施例及び比較例における物性値等は、以下の方法により測定及び評価した。
実施例に示すスパンボンド不織布の紡糸結果から、以下の基準により、紡糸性を評価した。紡糸性の許容可能な評価は、「A」である。
A:問題なく紡糸でき、スパンボンド不織布を製造できた。
B:紡糸でき自体はできたが、糸切れが多く、スパンボンド不織布を製造できなかった。
スパンボンド不織布から繊維を取り出し、パラフィンに包埋した。そして、測定試料を繊維の軸方向に直交する方向と刃が平行になるようにミクロトームに設置し、繊維の軸方向に直交する方向に沿ってスライスして得られた繊維断面をRuO4で染色した後、再びスライスすることで超薄切切片を作成した。作製した超薄切切片にカーボン補強を施した後、超薄切切片の染色断面について、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)を用いて観察した。繊維の断面において、海島構造の観察を行った。なお、RuO4により、島相全体又は島相の外周部が黒色に染色された島相を熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相、RuO4にて染色されていない灰白色の島相をポリエチレン(D)を含む島相とした。
透過型電子顕微鏡としては、日立ハイテク(株)製の透過型電子顕微鏡型式:H-7650を用い、観察倍率は40,000倍とした。
島相の直径は、三谷商事(株)製画像処理ソフトWinRoof2018にて画像解析を行い求めた。詳しくは、取得画像中の縦4.25μm、横6.00μmとからなる面積25.5μm2の矩形領域を解析範囲(視野面積)とし、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相又はポリエチレン(D)を含む島相をそれぞれ二値化処理し、それぞれの島相の個数を数え、円相当径を算出した。熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の個数及び円相当径に基づき算出した島相の円相当径の算術平均値を、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の平均径とした。ポリエチレン(D)を含む島相の個数及び円相当径に基づき算出した島相の円相当径の算術平均値を、ポリエチレン(D)を含む島相の平均径とした。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の面積率(B)は、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の総面積を解析範囲の25.5μm2で除した値とした。
広角X線回折装置(スペクトリス(株)製 Empyrean、X線源:CuKα、出力:45kV,40mA、検出器:PIXcel3D)を用いて、スパンボンド不織布からエンボス部分を除いて切り出した繊維を試料ホルダーに充填し、ホルダーを回転しながら広角X線回折プロファイル測定をした。広角X線回折プロファイル測定より得られる回折プロファイル結果より、結晶部由来ピーク面積、及び非晶部由来ハロー面積を求め、下記式にて結晶化度を算出した。
結晶化度[%]=結晶部由来ピーク面積/(結晶部由来ピーク面積+非晶部由来ハロー面積)×100
回折プロファイル結果より、2θ=14°付近のプロピレン系重合体(A)の(110)面を示す最大ピーク強度(α晶のピーク強度)を求めた。
結晶化度に対するα晶のピーク強度の比(ピーク強度/結晶化度)を算出した。
電子顕微鏡(日立製作所製の「S-3500N」)を用いて、倍率1000倍のスパンボンド不織布の繊維の写真を撮影した。得られた写真から繊維の直径を測定可能な繊維の直径を測定し、測定した繊維の本数の合計が100本を超えるまで撮像と測定を繰り返し、得られた繊維の直径の算術平均値を平均繊維径(μm)とした。
スパンボンド不織布から250mm(流れ方向:MD)×200mm(横方向:CD)の試験片を10点採取した。試験片の採取場所は、スパンボンド不織布のMD、CDともに任意の10箇所とした。次いで、採取した各試験片について、上皿電子天秤(研精工業社製)を用いて、それぞれ質量(g)を測定した。各試験片の質量の平均値を求めた。求めた平均値から1m2当たりの質量(g)に換算し、小数点第1位を四捨五入して得られた値を目付〔g/m2〕とした。
スパンボンド不織布について、JIS L 1906に準拠して測定した。スパンボンド不織布から、幅25mm×長さ200mmの試験片を採取し、引張試験機を用いてチャック間距離100mm、ヘッドスピード100mm/minでMD:5点、CD:5点を測定し、それぞれの平均値を算出し、MDの引張強度(N/25mm)とCDの引張強度(N/25mm)とを求めた。
下記式(X1)及び式(X2)より強度インデックス、及び比(強度インデックス/目付)を算出した。
式(X1):強度インデックス=(((MDの引張強度)2+(CDの引張強度)2))/2)0.5
式(X2):比(強度インデックス/目付)=強度インデックス/目付
比(強度インデックス/目付)の許容可能な範囲は、0.7[(N/25mm)/(g/m2)]以上である。
スパンボンド不織布について、JIS L 1906の6.12.1[A法]に準拠して、JIS Z 8703(試験場所の標準状態)に規定する温度20±2℃、湿度65±2%の恒温室内で、流れ方向(MD)に25cm、横方向(CD)に5cmの試験片を5枚採取した。得られた試験片を、チャック間100mm、引張速度300mm/分の条件で引張り試験機(インストロンジャパンカンパニイリミテッド製,インストロン5564型)を用いて引張試験を行い、5枚の試験片について引張荷重を測定し、それらの最大値の平均値となる強度における伸度を最大伸度〔%〕とし、伸長性を評価する指標とした。具体的に、MDの最大伸度〔%〕は、下記式(X3)から求められ、CDの最大伸度〔%〕は下記式(X4)から求められる。
式(X3):最大伸度〔%〕={(第1最大長さ-25cm)/25cm}×100
式(X4):最大伸度〔%〕={(第2最大長さ-5cm)/5cm}×100
式(X3)中、「第1最大長さ」とは、MDにおいて、引張強度を示すときの試験片の長さ〔cm〕を示す。式(X4)中、「第2最大長さ」とは、CDにおいて、引張強度を示すときの試験片の長さ〔cm〕)を示す。
MDの最大伸度の許容可能な範囲は、190%以上である。CDの最大伸度の許容可能な範囲は、150%以上である。
スパンボンド不織布(100mm×100mm)の中央及び四隅の計5箇所について、フラジール形試験機を用い、JIS L1096に準拠して圧力差125Paでの通気量を測定し、測定した平均値を通気度とした。
通気度の許容可能な範囲は、280[cm3/cm2・秒]以上である。
スパンボンド不織布を、野村商事(株)のファーメーションテスター「FMT-MIII」を用いて、n=5の地合指数の平均値を、地合指数とした。地合指数が小さいほど、地合が良好であることを示す。
地合指数は10σ/Eで表される。σはスパンボンド不織布の濃淡ムラの標準偏差、Eは、スパンボンド不織布の光透過率(T)を測定することで得られる。E=2-logTで表され、透過率が100%に近い場合(地合不良)、E≒0となり、地合指数は無限大に大きな値を示す。
理論樹脂密度は下記式(X5)により算出した。
式(X5):理論樹脂密度(g/cm3)=1÷(Σ(組成比(-)/密度(g/cm3)))
Σ(組成比(-)/密度(g/cm3))=樹脂組成物の全量に対するプロピレン単独系重合体(A-1)の含有割合(質量%)/プロピレン単独重合体(A-1)の密度(g/cm3)+樹脂組成物の全量に対する熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B-1)の含有割合(質量%)/熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B-1)の密度(g/cm3)+樹脂組成物の全量に対する重合体(C-1)の含有割合(質量%)/重合体(C-1)の密度(g/cm3)+樹脂組成物の全量に対する重合体(C-2)の含有割合(質量%)/重合体(C-2)の密度(g/cm3)
なお、後述するプロピレン単独重合体(A-1)の密度を0.91g/cm3、後述するTPU(B-1)の密度を1.20g/cm3、後述する重合体(C-1)の密度を0.91g/cm3、後述する重合体(C-2)の密度を0.95g/cm3、後述するポリエチレン(D-1)の密度を0.95g/cm3とした。
スパンボンド不織布から100mm(流れ方向:MD)×100mm(横方向:CD)の試験片を10点採取し、中央の厚みを測定し、計10点の平均値を算出した。算出した平均値を厚みとした。厚みの測定には、荷重が125gf/cm2(測定子直径5mmφ)の厚み計を使用した。
スパンボンド不織布の繊維充填率(単位容積内に占める繊維量に相当)は、次式(X6)で表される。スパンボンド不織布の空隙率(単位容積に占める空隙)は、次式(X7)で表される。
式(X6):繊維充填率(%)=(目付(g/m2)/厚み(mm)/理論樹脂密度(
g/cm3)/1000)×100
式(X7):空隙率(%)=100-繊維充填率(%)
[2.1]プロピレン系重合体(A)の準備
プロピレン系重合体(A)として、MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.91g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)を準備した。
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)としてのTPU(B-1)を以下のようにして製造した。数平均分子量が1932のポリエステルポリオール:71.7質量部、1,4-ブタンジオール(以下、「BD」とも称する。):4.8質量部、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート](以下、「酸化防止剤-1」と略す。):0.3質量部、ポリカルボジイミド:0.3質量部を混合し、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、「MDI」とも称する。):22.9質量部を加えて、十分に高速攪拌混合した後、160℃で1時間反応させた。
この反応物を粉砕した後、当該粉砕物:100質量部に対して、エチレンビスステアリン酸アミド:0.8質量部、トリエチレングリコール-ビス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート](以下、「酸化防止剤-2」とも称する。):0.5質量部、エチレンビスオレイン酸アミド(以下、「EOA」とも称する。):0.8質量部を混合した後、押出機(設定温度:210℃)で溶融混練して造粒し、TPU(B-1)を得た。
得られたTPU(B-1)の物性は、ショアA硬度:82、融点(Tm)(高融点側):162.2℃、融解熱量:11.4mJ/mg、凝固開始温度:155℃、ハードドメインの融解熱量比:0.58、溶融粘度:1100Pa・sであった。
重合体(C-1)として、旭化成株式会社製のタフテック「グレ-ドMP10」(種類:アミン変性水添スチレン系熱可塑性エラストマー、極性基:アミノ基、主鎖:水添スチレン系ブロック共重合体)を使用した。
重合体(C-2)として、三洋化成工業株式会社製のユーメックス「グレ-ド1001」(種類:無水カルボン酸変性ポリプロピレン系樹脂、極性基:無水カルボン酸基、主鎖:ポリオレフィン)を使用した。
重合体(I)として、旭化成株式会社製のタフテック「グレ-ドH1053」(種類:水添スチレン系熱可塑性エラストマー、極性基:検出されず、主鎖:水添スチレン系ブロック共重合体)を使用した。
ポリエチレン(D-1)として、MFR(ASTM D1238に準拠して、温度190℃、荷重2.16kgで測定)5g/10分、密度0.95g/cm3、融点(Tm)134℃のポリエチレンを使用した。
[3.1]実施例1
図1に示される製造装置を用いて、以下のようにしてスパンボンド不織布を作製した。MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)80.6質量%と、TPU(B-1)16.1質量%と、重合体(C-1)3.2質量%との混合物を、75mmφの押出機を用い溶融させた。溶融させた混合物を孔径0.6mm及び孔数1093ホールの紡糸口金を有するスパンボンド不織布製造装置を用いて、樹脂温度とダイ温度がともに205℃、冷却風温度20℃(混合物の単孔吐出量:0.60g/分、延伸エア風速4190m/分の条件で上記混合物を紡糸し、捕集ベルト上に堆積させ、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120℃)して総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。「延伸エア風速」とは、延伸部の隘路部の断面積(m2)に対する冷却風の流量(Nm3/分)の比を示す。
実施例1の延伸エア風速4190m/分を2841m/分に変更したことの他は、実施例1と同様の操作を行い、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)83.3質量%と、TPU(B-1)16.7質量%とを、75mmφの押出機を用い溶融させたことの他は、実施例1と同様の操作を行った。しかし、紡糸段階で糸切れが多く発生し、スパンボンド不織布を製造できなかった。
そこで、過型電子顕微鏡観察、広角X線回折測定用に下記の要領でサンプル作成を実施した。上記混合物の繊維を30g/m2となるよう任意の布帛の上に堆積させ、布帛と共に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120℃)を実施し、エンボス後の積層体からスパンボンド不織布を剥がし、これを測定用サンプルとした。
比較例2の延伸エア風速4190m/分を2841m/分に変更したことの他は、比較例2と同様の操作を行い、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)96.2質量%と、重合体(C-1)3.8質量%との混合物を、75mmφの押出機を用い溶融させたことの他は、実施例1と同様の操作を行い、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)100.0質量%を、75mmφの押出機を用い溶融させたことの他は、実施例1と同様の操作を行い、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)75.8質量%と、TPU(B-1)16.1質量%と、重合体(C-1)3.2質量%と、ポリエチレン(D-1)4.8質量%との混合物を、75mmφの押出機を用い溶融させたことの他は、実施例1と同様の操作を行い、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
実施例2の重合体(C-1)を重合体(C-2)に変更したことの他は、実施例2と同様の操作を行い、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
実施例2の重合体(C-1)を重合体(I)に変更したことの他は、実施例2と同様の操作を行った。紡糸段階で糸切れが多く発生し、スパンボンド不織布を製造できなかった。そこで、比較例2に記載の要領で、透過型電子顕微鏡観察、広角X線回折測定用のサン
プル作成を実施した。
比較例5の延伸エア風速4190m/分を2841m/分に変更したことの他は、比較例6と同様の操作を行い、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)78.3質量%と、TPU(B-1)16.7質量%と、ポリエチレン(D-1)5.0質量%との混合物を、75mmφの押出機を用い溶融させたことの他は、実施例1同様の操作を行なった。紡糸段階で糸切れが多く発生し、スパンボンド不織布を製造できなかった。そこで、比較例2に記載の要領で、透過型電子顕微鏡観察、広角X線
回折測定用のサンプル作成を実施した。
比較例6の延伸エア風速4190m/分を2841m/分に変更したことの他は、比較例8と同様の操作を行い、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)90.4質量%と、重合体(C-1)3.8質量%と、ポリエチレン(D-1)5.8質量%との混合物を、75mmφの押出機を用い溶融させたことの他は、実施例1と同様の操作を行ない、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)94.0質量%と、ポリエチレン(D-1)6.0質量%との混合物を、75mmφの押出機を用い溶融させたことの他は、実施例1と同様の操作を行ない、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)86.2質量%と、TPU(B-1)4.6質量%と、重合体(C-1)3.7質量%と、ポリエチレン(D-1)5.5質量%との混合物を、75mmφの押出機を用い溶融させたことの他は、実施例1と同様の操作を行い、総目付量が29g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
MFR(ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.910g/cm3、融点(Tm)160℃のプロピレン単独重合体(A-1)89.5質量%と、TPU(B-1)4.8質量%と、ポリエチレン(D-1)5.7質量%との混合物を、75mmφの押出機を用い溶融させたことの他は、実施例1と同様の操作を行い、総目付量が30g/m2であるスパンボンド不織布を作製した。
比較例2、比較例6及び比較例8のスパンボンド不織布では、樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)とを含み、重合体(C)とを含まなかった。比(ピーク強度/結晶化度)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕超であった。延伸エア風速は、3000m/分以上であった。そのため、比較例2、比較例6及び比較例8では、紡糸段階で糸切れが多く発生し、スパンボンド不織布を製造できなかった。
比較例3、比較例7及び比較例9のスパンボンド不織布では、樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)とを含み、重合体(C)とを含まなかった。比(ピーク強度/結晶化度)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕超であった。延伸エア風速は、3000m/分未満であった。そのため、比較例3、比較例7及び比較例9の比(強度インデックス/目付)は、0.70〔(N/25mm)/(g/m2)〕未満であった。
比較例4及び比較例10のスパンボンド不織布では、樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、重合体(C)とを含み、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含まなかった。比(ピーク強度/結晶化度)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕超であった。延伸エア風速は、3000m/分以上であった。そのため、比較例4及び比較例10の比(強度インデックス/目付)は、0.70〔(N/25mm)/(g/m2)〕未満であった。比較例4及び比較例10の通気度は、280cm3/cm2・秒未満であった。
比較例5のスパンボンド不織布では、樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)を含み、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)及び重合体(C)を含まなかった。比(ピーク強度/結晶化度)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕超であった。延伸エア風速は、3000m/分以上であった。そのため、比較例5の通気度は、280cm3/cm2・秒未満であった。
比較例11のスパンボンド不織布では、樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)及びポリエチレン(D-1)を含み、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)及び重合体(C)を含まなかった。比(ピーク強度/結晶化度)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕超であった。延伸エア風速は、3000m/分以上であった。そのため、比較例11の比(強度インデックス/目付)は、0.70〔(N/25mm)/(g/m2)〕未満であった。比較例11の通気度は、280cm3/cm2・秒未満であった。
比較例12のスパンボンド不織布では、樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)と、ポリエチレン(D-1)とを含み、重合体(C)を含まなかった。比(ピーク強度/結晶化度)は、10.5〔Intensity[counts]/%〕超であった。延伸エア風速は、3000m/分以上であった。そのため、比較例12の通気度は、280cm3/cm2・秒未満であった。
これらの結果から、比較例1~比較例12のスパンボンド不織布は、引張強度に優れ、かつ通気度の高いことを満たさないことがわかった。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (15)
- プロピレン系重合体(A)と、
熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)と、
酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)と、
を含む樹脂組成物からなる繊維を含み、
前記繊維の結晶化度に対する前記繊維のα晶のピーク強度の比が、10.5〔Intensity[counts]/%〕以下であり、
前記α晶のピーク強度が、CuKα線を用いたX線回折装置により測定されるX線回折パターンにおいて、2θ=14°付近の前記プロピレン系重合体(A)の(110)面のピーク強度を示す、スパンボンド不織布。 - プロピレン系重合体(A)と、
結晶核剤(b)と、
酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)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、
前記海島構造に含まれる海相は、前記プロピレン系重合体(A)を含み、
前記海島構造に含まれる島相は、前記結晶核剤(b)を含み、
前記繊維の結晶化度に対する前記繊維のα晶のピーク強度の比が、10.5〔Intensity[counts]/%〕以下であり、
前記α晶のピーク強度が、CuKα線を用いたX線回折装置により測定されるX線回折パターンにおいて、2θ=14°付近の前記プロピレン系重合体(A)の(110)面のピーク強度を示す、スパンボンド不織布。 - 前記プロピレン系重合体(A)の含有量が、前記樹脂組成物の全量に対して、70.0質量%~97.0質量%であり、
前記熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)の含有量が、前記樹脂組成物の全量に対して、2.0質量%~20.0質量%であり、
前記重合体(C)の含有量が、前記樹脂組成物の全量に対して、1.0質量%~10.0質量%である、請求項1に記載のスパンボンド不織布。 - 前記繊維の軸方向に直交する断面を透過型電子顕微鏡を用いて25.5μm2の視野面積で観察したときに、
前記熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の平均直径が、0.095μm以下であり、かつ
前記熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)を含む島相の数が、200個以上である、請求項1又は請求項3に記載のスパンボンド不織布。 - 前記極性基が、酸素含有基、及び窒素含有基の少なくとも一方を含む、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のスパンボンド不織布。
- 前記極性基が、アミノ基、カルボキシル基、カルボン酸無水物基、及びエステル基からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のスパンボンド不織布。
- 前記極性基が、アミノ基を含む、請求項6に記載のスパンボンド不織布。
- 前記重合体(C)の主鎖が、ポリオレフィン、又は水添スチレン系ブロック共重合体を含む、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のスパンボンド不織布。
- 前記プロピレン系重合体(A)が、融点が140℃以上のプロピレン単独重合体を含む、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のスパンボンド不織布。
- 前記樹脂組成物が、密度が0.941g/cm3~0.970g/cm3であるポリエチレン(D)をさらに含む、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載のスパンボンド不織布。
- 前記ポリエチレン(D)の含有量が、前記樹脂組成物の全量に対して、1.0質量%~10.0質量%である、請求項10に記載のスパンボンド不織布。
- 前記繊維の軸方向に直交する断面を透過型電子顕微鏡を用いて25.5μm2の視野面積で観察したときに、
前記ポリエチレン(D)を含む島相の平均直径が、0.11μm以下であり、かつ
前記ポリエチレン(D)を含む島相の数が、150個以上である、請求項10又は請求項11に記載のスパンボンド不織布。 - 前記繊維の結晶化度に対する前記繊維のα晶のピーク強度の比が、8.5〔Intensity[counts]/%〕~10.5〔Intensity[counts]/%〕である、請求項1~請求項12のいずれか1項に記載のスパンボンド不織布。
- 請求項1~請求項13のいずれか1項に記載のスパンボンド不織布を含む、衛生材料。
- 樹脂組成物を溶融紡糸して連続繊維群を形成し、前記連続繊維群を冷却風で延伸するスパンボンド不織布の製造方法であって、
前記樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、熱可塑性ポリウレタン系エラストマー(B)と、酸素含有基、窒素含有基、硫黄含有基、及びリン含有基からなる群から選択される少なくとも1種の極性基で変性された重合体(C)とを含み、
前記冷却風の風速が3000m/分以上である、スパンボンド不織布の製造方法。
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