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JP6507442B2 - 繊維不織布 - Google Patents
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Description

本発明は、ポリオレフィン材料を用いた繊維不織布に関する。
近年、ポリオレフィン系の繊維および不織布は、使い捨ておむつ、生理用品、衛生製品、衣料素材、包帯、包装材等の各種用途に用いられている。当該繊維および不織布は直接身体と接触する用途で用いられることが多く、身体への良好な装着感や手触り感に関する要求性能が近年さらに高まっている。このため、不織布に関しては、良好な装着感のための風合いの向上や製品軽量化のための薄目付け化等に関連した技術開発が求められている。
しかしながら、従来用いられているポリオレフィン系樹脂を用いてスパンボンド法にて不織布を製造するにあたり、細糸化を目指して単孔吐出量を減らしたり、紡糸速度を上げたりすると、糸切れが多発し、安定した紡糸性が得られない。糸切れが発生すると、切れた繊維が周りの繊維を巻き込んでローピング現象を引き起こしたり、糸切れを起こした箇所や、ローピングした繊維が落ちた箇所の不織布が欠陥、目付ムラにつながるため、不織布の品質不良を招く。このため、糸切れが発生しない安定した紡糸性と繊維の細糸化との両立が望まれている。
WO2011/030893号パンフレット
ここで、特許文献1には、低結晶性ポリプロピレン及び高結晶性ポリプロピレンを含有する樹脂組成物を用いたスパンボンド不織布が開示されているが、さらに柔軟性に優れ、より強度の高い不織布を提供する観点から、不織布を構成する繊維のさらなる細糸化が求められている。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ポリオレフィン樹脂組成物を用いた繊維不織布において、紡糸安定性を維持したまま、不織布を構成する繊維を細糸化することを目的とするものである。
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の結晶化速度を有するポリオレフィン樹脂組成物を用いることによって、前記課題が解決することを見出した。
すなわち本発明は、
1.下記条件(1)及び(2)を満たす、高結晶性ポリオレフィン(A)と、低結晶性ポリオレフィン(B)とを含有する樹脂組成物(C)からなる繊維不織布。
(1)高結晶性ポリオレフィン(A)の半結晶化時間(ta)と低結晶性ポリオレフィン(B)の半結晶化時間(tb)がta<tbの関係を満たす。
(2)樹脂組成物(C)の半結晶化時間(tc)が、高結晶性ポリオレフィン(A)の半結晶化時間(ta)の1.2〜2.0倍である。
2.前記繊維不織布を構成する繊維の繊度が0.2〜1.3デニールである上記1に記載の繊維不織布、
3.前記繊維不織布を構成する繊維の繊度が0.2〜0.8デニールである、上記2に記載の繊維不織布、
4.前記高結晶性ポリオレフィン(A)の初期弾性率が500〜2,000MPaであり、かつ、前記低結晶性ポリオレフィン(B)の初期弾性率が5MPa以上500MPa未満である上記1〜3のいずれかに記載の繊維不織布、
5.繊維不織布を成形する際に、0.1〜0.5g/minの単孔吐出量で成形してなる上記1〜4のいずれかに記載の繊維不織布、及び
6.繊度が0.2〜1.0デニールである繊維から構成されるスパンボンド不織布。
を提供するものである。
本発明によれば、ポリオレフィン樹脂組成物を用いた繊維不織布において、紡糸安定性を維持したまま、不織布を構成する繊維を細糸化することができる。
<第一発明>
第一発明の繊維不織布は、高結晶性ポリオレフィン(A)及び低結晶性ポリオレフィン(B)を含有する樹脂組成物からなる。なお、本発明において、低結晶性ポリオレフィン(B)とは、高結晶性ポリオレフィン(A)よりも半結晶化時間が長いものを示す。すなわち、高結晶性ポリオレフィン(A)の半結晶化時間(ta)と低結晶性ポリオレフィン(B)の半結晶化時間(tb)が、ta<tbの関係を満たす。
〔高結晶性ポリオレフィン(A)〕
第一発明で使用する高結晶性ポリオレフィン(A)は、後述する樹脂組成物(C)に関する条件(2)を満たすことができる限り、種類は特に限定されず、例えば、ポリエチレン、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、α−オレフィン単独重合体、複数のα−オレフィンの共重合体などが挙げられ、このα−オレフィンとしては、炭素数4〜24のものが好ましく、炭素数4〜12のものがより好ましく、炭素数4〜8のものが特に好ましい。
上記高結晶性ポリオレフィン(A)は、初期弾性率が500〜2,000MPaであることが好ましく、600〜2,000MPaであることがより好ましく、700〜1,800MPaであることがさらに好ましい。本明細書中における初期弾性率とは、以下の測定方法により測定されたものである。
[初期弾性率の測定方法]
厚さ1mmのプレスシートを作成した。得られたプレスシートから、JIS K7113(2002年)−2号1/2に準じた試験片をサンプリングした。引張試験機((株)島津製作所製、オートグラフAG−I)を用いて、初期長L0を40mmに設定し、引張速度100mm/分で伸張し、伸張過程でのひずみと荷重を測定し、下記式から初期弾性率を算出した。
初期弾性率(N)=ひずみ5%の荷重(N)/0.05
尚、本明細書中において、半結晶化時間(ta、tb及びtc)とは以下に示す測定方法により測定されるものを示す。
[半結晶化時間の測定方法]
FLASH DSC(メトラー・トレド株式会社製)を用い、下記方法にて測定する。
(1)試料を230℃で2分間加熱して融解させた後、2000℃/秒で25℃まで冷却し、25℃での等温結晶化過程における、発熱量の時間変化を測定する。
従来のDSC測定においては、上述のような急激な冷却が出来なかったため、冷却過程で結晶化が開始してしまい、室温付近での正確な等温結晶化の評価が出来なかった。
(2)等温結晶化開始時から結晶化完了時までの発熱量の積分値を100%とした時、等温結晶化開始時から発熱量の積分値が50%となるまでの時間を半結晶化時間とした。
〔低結晶性ポリオレフィン(B)〕
上記低結晶性ポリオレフィン(B)は、上述のように、高結晶性ポリオレフィン(A)よりも半結晶化時間が長いものであれば、その種類は特に限定されず、例えば、ポリエチレン、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、α−オレフィン単独重合体、複数のα−オレフィンの共重合体などが挙げられ、このα−オレフィンとしては、炭素数4〜24のものが好ましく、炭素数4〜12のものがより好ましく、炭素数4〜8のものが特に好ましい。
上記低結晶性ポリオレフィン(B)は、初期弾性率が5MPa以上500MPa未満であることが好ましく、10〜400MPaであることがより好ましく、20〜300MPaであることがさらに好ましい。低結晶性ポリオレフィン(B)の初期弾性率は、上述の高結晶性ポリオレフィン(A)と同様にして測定することができる。
高結晶性ポリオレフィン(A)が汎用ポリプロピレンである場合、低結晶性ポリオレフィン(B)としては、下記(a)を満たす低結晶性ポリプロピレンが好ましく、さらに、(a)〜(f)を全て満たす低結晶性ポリプロピレンがより好ましい。
(a)[mmmm]=20〜60モル%
上記低結晶性ポリプロピレンは、[mmmm](メソペンタッド分率)が20〜60モル%である。[mmmm]が20モル%以上であると、溶融後の固化が早く、繊維のベタつきが抑制され、巻取りロールに付着しにくいため、連続成形が容易となる。また、[mmmm]が60モル%以下であると、結晶化度が低下するため、糸切れが生じにくく、更にはソフトタッチ感のある不織布が得られる。このような観点から、上記低結晶性ポリプロピレンの[mmmm]は、より好ましくは30〜50モル%、さらに好ましくは40〜50モル%である。
(b)[rrrr]/(1−[mmmm])≦0.1
上記低結晶性ポリプロピレンは、[rrrr]/(1−[mmmm])が0.1以下であることが好ましい。[rrrr]/(1−[mmmm])は、低結晶性ポリプロピレンの規則性分布の均一さを示す指標である。この値が小さ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立体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らず、べたつきが生じにくい。このような観点から、上記低結晶性ポリプロピレンの[rrrr]/(1−[mmmm])は、より好ましくは0.05以下、さらに好ましくは0.04以下である。
(c)[rmrm]>2.5モル%
上記低結晶性ポリプロピレンは、[rmrm](ラセミメソラセミメソペンタッド分率)が2.5モル%を超えるものであることが好ましい。[rmrm]が2.5モル%以下であると、低結晶性ポリプロピレンのランダム性が減少し、アイソタクチックポリプロピレンブロック鎖による結晶化によって結晶化度が高くなり、糸切れを起こし、更には得られた不織布においてソフトタッチ感が得られない。上記低結晶性ポリプロピレンの[rmrm]は、より好ましくは2.6モル%以上、さらに好ましくは2.7モル%以上である。その上限は、通常10モル%程度である。
(d)[mm]×[rr]/[mr]2≦2.0
上記低結晶性ポリプロピレンは、[mm](メソトリアッド分率)×[rr](ラセミトリアッド分率)/[mr](メソラセミトリアッド分率)2が、2.0以下であることが好ましい。[mm]×[rr]/[mr]2は、重合体のランダム性の指標を示し、小さいほどランダム性が高くなり、糸切れ頻度が減少し、ソフトタッチ感を有した不織布が得られる。この値が2.0以下であると、紡糸により得られた繊維において糸切れを起こさず、良好なソフトタッチ感を有した不織布が得られる。このような観点から、上記低結晶性ポリプロピレンの[mm]×[rr]/[mr]2は、より好ましくは0.25を超え1.8以下、さらに好ましくは0.5〜1.5である。
(e)重量平均分子量(Mw)=10,000〜200,000
上記低結晶性ポリプロピレンは、重量平均分子量が10,000〜200,000であることが好ましい。重量平均分子量が10,000以上であると、低結晶性ポリプロピレンの粘度が低すぎず適度のものとなるため、紡糸の際の糸切れが抑制される。また、重量平均分子量が200,000以下であると、低結晶性ポリプロピレンの粘度が高すぎず、紡糸性が向上する。このような観点から、上記低結晶性ポリプロピレンの重量平均分子量は、より好ましくは30,000〜100,000であり、さらに好ましくは40,000〜80,000である。
(f)分子量分布(Mw/Mn)<4.0
第一発明で使用する低結晶性ポリプロピレンは、分子量分布(Mw/Mn)が4.0未満であることが好ましい。分子量分布が4.0未満であると、紡糸により得られた繊維におけるべたつきの発生が抑制される。上記低結晶性ポリプロピレンの分子量分布(Mw/Mn)は、より好ましくは3.0以下、さらに好ましくは2.5以下である。
前記(a)〜(f)を満たす低結晶性ポリプロピレンを、上述の汎用ポリプロピレンとともに使用することで、汎用ポリプロピレンの欠点を補い目的の不織布の製造に適する原料が得られる。
なお、前記(a)を満たす低結晶性ポリプロピレンとしては、後述する樹脂組成物(C)に関する条件(2)を満たすことができる限り、プロピレン以外のコモノマーを使用した共重合体であってもよい。この場合、コモノマーの量は通常2質量%以下である。コモノマーとしては、エチレン,1−ブテン,1−ペンテン,4−メチル−1−ペンテン,1−ヘキセン,1−オクテン,1−デセン,1−ドデセン,1−テトラデセン,1−ヘキサデセン,1−オクタデセン,1−エイコセンなどが挙げられ、本発明においては、これらのうち一種又は二種以上を用いることができる。
〔樹脂組成物(C)〕
樹脂組成物(C)は、第一発明の繊維不織布の原材料であり、上記高結晶性ポリオレフィン(A)と、低結晶性ポリオレフィン(B)とを含有し、樹脂組成物(C)の半結晶化時間(tc)が、高結晶性ポリオレフィン(A)の半結晶化時間(ta)の1.2〜2.0倍である。
半結晶化時間(tc)が半結晶化時間(ta)の1.2倍未満であると、樹脂組成物(C)の結晶化速度が速く、繊維の溶融成形の際に、ノズルから吐出された溶融樹脂がすぐに結晶化するため、糸切れが起きやすく、細糸化が困難となり、繊維直径は1.7デニールまでが限界となる。一方、半結晶化時間(tc)が半結晶化時間(ta)の2.0倍超であると、繊維表面がべた付き、ローピング(繊維同士がくっつく現象)が発生し、安定的な紡糸が出来ず、また、繊維が収縮により太くなり、やはり細糸化できない。
上記観点から、半結晶化時間(tc)は、半結晶化時間(ta)の1.2〜1.9倍であることが好ましく、1.3〜1.9倍であることがより好ましい。
樹脂組成物(C)の半結晶化時間(tc)を、高結晶性ポリオレフィン(A)の半結晶化時間(ta)の1.2倍以上に制御する方法としては、高結晶性ポリオレフィン(A)と低結晶性ポリオレフィン(B)との組合せにおいて、低結晶性ポリオレフィン(B)の比率を増加させる方法や、低結晶性ポリオレフィン(B)を、より半結晶化時間(tb)の長いものに変更する方法などが挙げられる。一方、樹脂組成物(C)の半結晶化時間(tc)を、高結晶性ポリオレフィン(A)の半結晶化時間(ta)の2.0倍以下に制御する方法としては、高結晶性ポリオレフィン(A)と低結晶性ポリオレフィン(B)との組合せにおいて、低結晶性ポリオレフィン(B)の比率を減少させる方法や、低結晶性ポリオレフィン(B)を、より半結晶化時間(tb)の短いものに変更する方法などが挙げられる。
上記樹脂組成物(C)における高結晶性ポリオレフィン(A)の含有量は、樹脂組成物(C)に関する条件(2)を満たすことができる範囲であれば、特に限定されない。また、樹脂組成物(C)に関する条件(2)を満たすための、高結晶性ポリオレフィン(A)と、低結晶性ポリオレフィン(B)の含有量は、高結晶性ポリオレフィン(A)及び低結晶性ポリオレフィン(B)においてどの種類のポリオレフィンを選択するかによって異なる。
一例として、高結晶性ポリオレフィン(A)が汎用ポリプロピレン、低結晶性ポリオレフィン(B)が前述の初期弾性率を満たす低結晶性ポリプロピレンである場合、上記樹脂組成物(C)における高結晶性ポリオレフィン(A)の含有量は50〜98質量%であることが好ましく、60〜95質量%であることがより好ましい。
また、上記樹脂組成物(C)における低結晶性ポリオレフィン(B)の含有量は2〜50質量%であることが好ましく、5〜40質量%であることがより好ましい。
さらに、上記樹脂組成物(C)は、高結晶性ポリオレフィン(A)と低結晶性ポリオレフィン(B)との合計を基準として、前述の初期弾性率を満たす低結晶性ポリプロピレンの含有量が2〜35質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましい。
前記樹脂組成物(C)は、前記物性を満たす限り他の熱可塑性樹脂や、離型剤等の各種添加剤を含有してもよい。
他の熱可塑性樹脂としては、オレフィン系重合体が挙げられ、具体的にはポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−エチレン−ジエン共重合体、ポリエチレン、エチレン/α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、水素添加スチレン系エラストマー等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
上述の離型剤とは、成形した不織布が成形機のロールやコンベアに付着しないように、剥離性を向上させるための添加剤をいう。樹脂組成物(C)に含有される離型剤を内部離型剤といい、内部離型剤とは、樹脂原料に添加して不織布の剥離性を向上させるための添加剤をいう。後述する外部離型剤とは、成形機のロールやコンベアに直接塗布して不織布の剥離性を向上させるための添加剤をいう。
内部離型剤としては、有機カルボン酸もしくはその金属塩、芳香族スルホン酸塩もしくはその金属塩、有機リン酸化合物もしくはその金属塩、ジベンジリデンソルビトールもしくはその誘導体、ロジン酸部分金属塩、無機微粒子、イミド酸、アミド酸、キナクリドン類、キノン類又はこれらの混合物が挙げられる。
上記有機カルボン酸の金属塩における金属としては、Li、Ca、Ba、Zu、Mg、Al、Pbなどが挙げられ、また、カルボン酸としては、オクチル酸、パルチミン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、イソステアリン酸、リノシール酸等の脂肪酸、安息香酸、p−t−b−安息香酸等の芳香族酸が挙げられ、具体例としては、安息香酸アルミニウム塩、p−t−ブチル安息香酸アルミニウム塩、アジピン酸ナトリウム、チオフェネカルボン酸ナトリウム、ピローレカルボン酸ナトリウム等が挙げられる。
上記ジベンジリデンソルビトール又はその誘導体の具体例としては、ジベンジリデンソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−3,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−2,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−4−エチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−4−クロロベンジリデン)ソルビトール及び1,3:2,4−ジベンジリデンソルビトール等が挙げられ、さらに具体的には、新日本理化株式会社製のゲルオールMDやゲルオールMD−R等が挙げられる。
上記ロジン酸部分金属塩としては、荒川化学工業株式会社製のパインクリスタルKM1600、パインクリスタルKM1500、パインクリスタルKM1300等が挙げられる。
上記無機微粒子としては、タルク、クレイ、マイカ、アスベスト、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、グラファイト、アルミニウム粉末、アルミナ、シリカ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化マグネシウム、軽石粉末、軽石バルーン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、硫化モリブデン等が挙げられる。また、シリカとしては合成シリカを用いてもよく、富士シリシア株式会社製のサイリシアや水澤化学工業株式会社製のミズカシル等が挙げられる。
上記アミド化合物としては、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ステアリルエルカアミド及びオレイルパルミトアミド、アジピン酸ジアニリド、スベリン酸ジアニリド等が挙げられる。
上記有機リン酸金属塩としては、株式会社ADEKA製のアデカスタブNA−11及びアデカスタブNA−21等が挙げられる。
これらの内部離型剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。本発明においては、これらの内部離型剤のうち、エルカ酸アミド、ジベンジリデンソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−3,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−2,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−4−エチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−4−クロロベンジリデン)ソルビトール及び1,3:2,4−ジベンジリデンソルビトールから選択されるものが好ましい。
樹脂組成物(C)において、内部離型剤の含有量は、添加剤を除いた樹脂混合物基準で10〜10000質量ppmであることが好ましく、100〜5000質量ppmがより好ましい。内部離型剤の含有量が10質量ppm以上であると、離型剤としての機能が発現され、10000質量ppm以下であると、離型剤としての機能と経済性のバランスが良好となる。
離型剤以外の各種添加剤としては、従来公知の添加剤を配合することができ、例えば、発泡剤、結晶核剤、耐侯安定剤、紫外線吸収剤,光安定剤,耐熱安定剤、帯電防止剤、難燃剤,合成油,ワックス、電気的性質改良剤、スリップ防止剤、アンチブロックング剤、粘度調製剤、着色防止剤、防曇剤、滑剤、顔料、染料、可塑剤、軟化剤、老化防止剤、塩酸吸収剤、塩素捕捉剤,酸化防止剤、粘着防止剤などの添加剤が挙げられる。
〔不織布〕
第一発明の不織布は、原料として前記樹脂組成物(C)を用いて得られるものであり、好ましくはスパンボンド法によって製造されたものである。通常、スパンボンド法においては溶融混練した樹脂組成物を紡糸し、延伸、開繊することによって連続長繊維を形成し、引き続き連続した工程で連続長繊維を移動捕集面上に堆積させ、絡合することによって不織布を製造する。当該方法は、不織布を連続的に製造することができ、また、該不織布を構成する繊維が延伸された連続の長繊維であるため、強度が大きい。
第一発明の繊維不織布を製造するスパンボンド法としては、従来公知の方法を採用することができ、例えば、数千の孔を有する大ノズルや、或いは例えば40程度の孔を有する小ノズル群から、溶融ポリマーの押出しにより繊維を製造することができる。ノズルを出た後、溶融繊維はクロスフロー冷気システムにより冷却され、次にノズルから引き離され、高速空気により延伸される。通常、2種類の空気減衰方法があり、その両方ともベンチュリー効果を用いる。第1の方法は、吸引スロットを用いてフィラメントを延伸し(スロット延伸)、ノズルの幅又は機械の幅で行う。第2の方法は、ノズル又は吸引銃を通してフィラメントを延伸する。この方法で形成されるフィラメントはスクリーン(ワイヤー)上又は細孔形成ベルト上で収集されウェブを形成する。次に、ウェブは圧縮ロールを通過し、続いて加熱カレンダーロール間を通り、1つのロール上の盛り上がり部分がウェブの10%〜40%程度の面積を含む部分で結合して、不織布を形成する。
以下、上記スパンボンド法により繊維不織布を製造する具体的な条件につき説明する。
[製造条件1]
エジェクター方式を用いたスパンボンド不織布成形機により本発明の繊維不織布を製造する場合、上記樹脂組成物(C)を用いて、以下の条件のスパンボンド法により製造することで、繊維直径1.0デニール以下にまで細糸化することができる。
(1)樹脂温度:200℃〜270℃
(2)単孔吐出量:0.1g/min〜0.5g/min
(3)エジェクター圧力:1.0kg/cm2〜4.0kg/cm2
(4)サクション圧力:600rpm〜900rpm
(5)カレンダー温度:100℃〜150℃
(6)ニップ圧力:40kg/cm
上記製造条件1においては、繊維の細糸化において、特に単孔吐出量([T]g/min)とエジェクター圧力([E]kg/cm2)との間に下記式(1−1)〜(1−4)の関係が成り立つ条件に設定することが好ましい。
[T]/[E]≦ 0.25 ・・・(1−1)
[T]/[E]≦ 0.2 ・・・(1−2)
[T]/[E]≦ 0.13 ・・・(1−3)
[T]/[E]≦ 0.1 ・・・(1−4)
[T]/[E]が0.25以下であると、得られる繊維不織布の繊維が1.3デニール以下の細糸になりやすく、0.2以下であると、上記繊維が1.0デニール以下の細糸になりやすく、0.13以下であると、上記繊維が0.8デニール以下の細糸になりやすく、0.1以下であると、上記繊維が0.6デニール以下の細糸になりやすい。
[製造条件2]
キャビン方式を用いたスパンボンド不織布成形機により第一発明の繊維不織布を製造する場合、上記樹脂組成物(C)を用いて、以下の条件のスパンボンド法により製造することで、繊維直径1.0デニール以下にまで細糸化することができる。
(1)樹脂温度:200℃〜270℃
(2)単孔吐出量:0.3g/min〜0.6g/min
(3)キャビン圧力:4500Pa〜8000Pa
(4)カレンダー温度:100℃〜150℃
(5)ニップ圧力:100N/mm
上記製造条件2においては、繊維の細糸化において、特に単孔吐出量([T]g/min)とキャビン圧力([C]Pa)との間に下記式(2−1)〜(2−)の関係が成り立つ条件に設定することが好ましい。
[T]/[C]×1000≦0.09 ・・・(2−1)
[T]/[C]×1000≦0.06 ・・・(2−2)
[T]/[C]×1000≦0.05 ・・・(2−3)
[T]/[C]×1000が0.09以下であると、得られる繊維不織布の繊維が1.3デニール以下の細糸になりやすく、0.06以下であると、上記繊維が1.0デニール以下の細糸になりやすく、0.05以下であると、上記繊維が0.9デニール以下の細糸になりやすい。
第一発明の繊維不織布の製造するに際し、外部離型剤を用いる場合は、上記移動捕集面に外部離型剤を散布する。樹脂組成物(C)が内部離型剤を含む場合、上記移動捕集面に外部離型剤を散布しなくてもよいが、良好な離型性を得る点から、内部離型剤と併用してもよい。
上記外部離型剤の具体例としては、フッ素系離型剤及びシリコーン系離型剤が挙げられる。フッ素系離型剤としては、ダイキン工業株式会社製のダイフリーや株式会社ネオス製のフリリースが挙げられる。シリコーン系離型剤としては、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のSPRAY200、信越化学工業株式会社製のKF96SP、日本ペルノックス株式会社製のエポリーズ96、呉工業株式会社製のKURE−1046等が挙げられる。これらは一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。第一発明においては、これらの外部離型剤のうち、シリコーン系離型剤が好ましい。
外部離型剤を上記捕集面に散布する方法としては、スプレーによる方法などが挙げられる。
第一発明の繊維不織布を用いた繊維製品としては、例えば以下の繊維製品を挙げることができる。すなわち、使い捨ておむつ用部材、おむつカバー用伸縮性部材、生理用品用伸縮性部材、衛生製品用伸縮性部材、伸縮性テープ、絆創膏、衣料用伸縮性部材、衣料用絶縁材、衣料用保温材、防護服、帽子、マスク、手袋、サポーター、伸縮性包帯、湿布剤の基布、スベリ止め基布、振動吸収材、指サック、クリーンルーム用エアフィルター、エレクトレット加工を施したエレクトレットフィルター、セパレーター、断熱材、コーヒーバッグ、食品包装材料、自動車用天井表皮材、防音材、クッション材、スピーカー防塵材、エアクリーナー材、インシュレーター表皮、バッキング材、接着不織布シート、ドアトリム等の各種自動車用部材、複写機のクリーニング材等の各種クリーニング材、カーペットの表材や裏材、農業捲布、木材ドレーン、スポーツシューズ表皮等の靴用部材、かばん用部材、工業用シール材、ワイピング材およびシーツなどを挙げることができる。本発明の繊維不織布は紙おむつ等の衛生材料に特に好ましく用いられる。
<第二発明>
第二発明に係るスパンボンド不織布は、繊度が0.2〜1.0デニール(好ましくは0.2〜0.8デニール、より好ましくは0.2〜0.6デニール、さらに好ましくは0.3〜0.6デニール)である繊維から構成される。
第二発明に係るスパンボンド不織布の詳細は、上述の高結晶性ポリオレフィン(A)と、低結晶性ポリオレフィン(B)とを含有する樹脂組成物(C)からなるものに限定されないこと以外は、第一発明に係る繊維不織布と同様であり、上述のエジェクター方式を用いたスパンボンド法(製造条件1)により好適に製造される。
以下の実施例は、例示の目的で説明されているに過ぎず、かつ非限定的な例である。
実施例1
(樹脂組成物の調製)
低結晶性ポリプロピレン(出光興産株式会社製、「L−MODU(登録商標) S901」、MFR:50g/10min、融点:70℃)10質量部、及び高結晶性ポリプロピレンA(日本ポリプロ株式会社製、「NOVATEC SA−03」、MFR:30g/10min、融点:160℃)90質量部からなる樹脂混合物に対し、該樹脂混合物基準で2000ppmのエルカ酸アミドを添加して、樹脂組成物を調製した。
上記低結晶性ポリプロピレン及び高結晶性ポリプロピレンAの物性を、以下に示す測定方法により測定した。結果を第1表に示す。
〔初期弾性率〕
ポリプロピレンをプレス成形して試験片を作成し、JIS K−7113に準拠した引張試験により測定した。
・試験片(2号ダンベル) 厚み:1mm
・クロスヘッド速度:50mm/min
・ロードセル:100kg
〔半結晶化時間〕
FLASH DSC(メトラー・トレド株式会社製)を用い、下記方法にて測定される半結晶化時間を用いた。
(1)試料を230℃で2分間加熱して融解させた後、2000℃/秒で25℃まで冷却し、25℃での等温結晶化過程における、発熱量の時間変化を測定する。
(2)等温結晶化開始時から結晶化完了時までの発熱量の積分値を100%とした時、等温結晶化開始時から発熱量の積分値が50%となるまでの時間を半結晶化時間とした。
〔メルトフローレイト(MFR)〕
JIS K7210に準拠し、温度230℃、加重21.18Nの条件で測定した。
〔融点〕
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から融点(Tm−D)を求めた。
〔重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)測定〕
ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法により、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を求めた。測定には、下記の装置および条件を使用し、ポリスチレン換算の重量平均分子量を得た。
<GPC測定装置>
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
<測定条件>
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)
〔NMR測定〕
以下に示す装置および条件で、13C−NMRスペクトルの測定を行った。なお、ピークの帰属は、エイ・ザンベリ(A.Zambelli)等により「Macromolecules,8,687(1975)」で提案された方法に従った。
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
<計算式>
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:19.8〜22.5ppm
Pαβ:18.0〜17.5ppm
Pαγ:17.5〜17.1ppm
γ:ラセミペンタッド連鎖:20.7〜20.3ppm
m:メソペンタッド連鎖:21.7〜22.5ppm
メソペンタッド分率[mmmm]、ラセミペンタッド分率[rrrr]およ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て求めたものであり、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、およ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。また、トリアッド分率[mm]、[rr]および[mr]も上記方法により算出した。
また、上記樹脂組成物についても、上述の測定方法で半結晶化時間を測定した。さらに、樹脂組成物の半結晶化時間を、高結晶性ポリプロピレンの半結晶化時間で割った値を相対結晶化時間比率とした。結果を第2表に示す。
(繊維不織布の製造)
ギヤポンプを有する単軸押出機を用いて樹脂温度250℃で前記樹脂組成物を溶融押出し、ノズル径0.3mmのノズル(孔数841ホール)より、単孔吐出量0.1g/minの速度で溶融樹脂を吐出させて紡糸した。紡糸により得られた繊維を空気で冷却しながら、ノズル下でエジェクターにより1.0kg/cm2の圧力で吸引して、11m/minのライン速度で移動しているネット面に繊維を積層した。ネット面に積層された繊維束を140℃に加熱したカレンダーロールでニップ圧40N/mmでエンボス加工し、引取りロールに巻き取った。ここで、単孔吐出量とエジェクター圧力の関係より得られる[T]/[E]は0.1であった。
得られた繊維不織布について、下記の測定方法により、目付け、繊度、不織布の破断強度、破断ひずみ、及び静摩擦係数の測定、並びにカンチレバー測定を行った。測定結果を第2表に示す。
〔目付け〕
得られた不織布の5cm×5cmの重量を測定し、目付け(g/m )を測定した。
〔繊度〕
偏光顕微鏡を用いて不織布中の繊維を観察し、ランダムに選んだ5本の繊維直径の平均値(d)を測定し、樹脂の密度(ρ=900000g/m3)を用いて、不織布サンプルの繊度を下記[1]式から計算した。
繊度(デニール)=ρ×π×(d/2)2×9000・・・[1]
〔破断強度・破断ひずみ〕
得られた不織布の長さ200mm×幅50mmの試験片から、機械方向(MD)と機械方向に対して垂直方向(CD)についてサンプリングした。引張試験機((株)島津製作所製、オートグラフAG−I)を用いて、初期長L0を100mmに設定し、引張速度300mm/分で伸張し、伸張過程でのひずみと荷重を測定し、不織布が破断した瞬間の荷重とひずみの値を、それぞれ破断強度、破断ひずみとした。
〔静摩擦係数〕
得られた不織布の、長さ220mm×幅100mmと長さ220mm×幅70mmの試験片から、機械方向(MD)と機械方向に対して垂直方向(CD)についてサンプリングした。静摩擦係数測定試験機(東洋精機工業(株)製、摩擦測定機AN型)台座の上に2枚の重ねた不織布を乗せ、その上に1000gのおもりを乗せ、台座の傾きを2.7度/分の速度で変化させ、不織布が10mm滑った時の角度を測定し、おもりの重量(1000g)と不織布が10mm滑った時の角度から、静摩擦係数を算出した。静摩擦係数が低いということは、不織布の手触り感や風合いが良好であることを示す。
〔カンチレバー試験〕
得られた不織布から、長さ100mm×幅100mm試験片を作製し、台座の一端に45°の傾斜角を有した斜面を有するカンチレバー試験機を用いて行った。試験片を、一定速度で斜面方向に台座の上を滑らせ、試験片が折れ曲がり、一端が斜面に接地する瞬間の移動距離を測定した。機械方向(MD)と機械方向に対して垂直方向(CD)についてそれぞれ測定した。
実施例2
実施例1において、単孔吐出量を0.2g/min、エジェクター圧力を4.0kg/cm2、ライン速度を24m/minとした以外は、実施例1と同様にして不織布を成形し、同様の評価を行った。結果を第2表に示す。この時、単孔吐出量とエジェクター圧力の関係より得られる[T]/[E]は0.05であった。
実施例3
実施例1において、単孔吐出量を0.3g/min、エジェクター圧力を2.0kg/cm2、ライン速度を35m/minとした以外は、実施例1と同様にして不織布を成形し、同様の評価を行った。結果を第2表に示す。この時、単孔吐出量とエジェクター圧力の関係より得られる[T]/[E]は0.15であった。
比較例1
実施例1において、低結晶性ポリプロピレンの添加量を1質量%とし、単孔吐出量を0.5g/min、エジェクター圧力を2.0kg/cm2、ライン速度を54/minとした以外は、実施例1と同様にして不織布を成形し、同様の評価を行った。結果を第2表に示す。この時、単孔吐出量とエジェクター圧力の関係より得られる[T]/[E]は0.25であった。
比較例2
実施例1において、低結晶性ポリプロピレンを添加せず、単孔吐出量を0.5g/min、エジェクター圧力を2.0kg/cm2、ライン速度を54/minとした以外は、実施例1と同様にして不織布を成形し、同様の評価を行った。結果を第2表に示す。この時、単孔吐出量とエジェクター圧力の関係より得られる[T]/[E]は0.25であった。
Figure 0006507442
Figure 0006507442
実施例4
(樹脂組成物の調製)
低結晶性ポリプロピレン(出光興産株式会社製、「L−MODU(登録商標) S901」、MFR:50g/10min、融点:70℃)10質量部、及び高結晶性ポリプロピレンB(ExxonMobil社製、「PP3155」、MFR:36g/10min、融点:161℃)90質量部からなる樹脂混合物に対し、該樹脂混合物基準で2000ppmのエルカ酸アミドを添加して、樹脂組成物を調製した。
上記高結晶性ポリプロピレンBの物性を、上述の測定方法により測定した。結果を第1表に示す。
また、上記樹脂組成物についても、上述の測定方法で半結晶化時間を測定した。さらに、樹脂組成物の半結晶化時間を、高結晶性ポリプロピレンの半結晶化時間で割った値を相対結晶化時間比率とした。結果を第3表に示す。
ギヤポンプを有する単軸押出機を用いて樹脂温度250℃で前記樹脂組成物を溶融押出し、ノズル径0.6mmのノズル(孔数5800ホール/m)より、単孔吐出量0.47g/minの速度で溶融樹脂を吐出させて紡糸した。紡糸により得られた繊維を空気で冷却しながら、ノズル下で冷却エアーダクトにより8000Paのキャビン圧力で吸引して、180m/minのライン速度で移動しているネット面に繊維を積層した。ネット面に積層された繊維束を140℃に加熱したカレンダーロールでニップ圧100N/mmでエンボス加工し、引取りロールに巻き取った。ここで、単孔吐出量とキャビン圧力の関係より得られる[T]/[C]×1000は0.06であった。
得られた不織布について、上記測定方法により、目付け、繊度、不織布の破断強度、破断ひずみ、静摩擦係数及びカンチレバー測定を行った。測定結果を第3表に示す。
実施例5
実施例4において、キャビン圧力を6500Paとした以外は、実施例4と同様にして不織布を成形し、同様の評価を行った。結果を第3表に示す。この時、単孔吐出量とキャビン圧力の関係より得られる[T]/[C]×1000は0.07であった。
実施例6
実施例4において、低結晶性ポリプロピレンを15質量部、及び高結晶性ポリプロピレンB 85質量部を混合し、エルカ酸アミドを添加せずに樹脂組成物を調製し、かつ、キャビン圧力を7500Pa、ライン速度を150m/minとした以外は、実施例4と同様にして不織布を成形し、同様の評価を行った。結果を第3表に示す。この時、単孔吐出量とキャビン圧力の関係より得られる[T]/[C]×1000は0.05であった。
実施例7
実施例6において、キャビン圧力を6000Paとした以外は、実施例6と同様にして不織布を成形し、同様の評価を行った。結果を第3表に示す。この時、単孔吐出量とキャビン圧力の関係より得られる[T]/[C]×1000は0.06であった。
実施例8
(樹脂組成物の調製)
低結晶性ポリプロピレン(出光興産株式会社製、「L−MODU(登録商標) S901」、MFR:50g/10min、融点:70℃)5質量部、及び高結晶性ポリプロピレンB(ExxonMobil社製、「PP3155」、MFR:36g/10min、融点:161℃)95質量部からなる樹脂混合物に対し、該樹脂混合物基準で2000ppmのエルカ酸アミドを添加して、樹脂組成物を調製した。
また、上記樹脂組成物についても、上述の測定方法で半結晶化時間を測定した。さらに、樹脂組成物の半結晶化時間を、高結晶性ポリプロピレンの半結晶化時間で割った値を相対結晶化時間比率とした。結果を第3表に示す。
ギヤポンプを有する単軸押出機を用いて樹脂温度245℃で前記樹脂組成物を溶融押出し、ノズル径0.6mmのノズル(孔数5800ホール/m)より、単孔吐出量0.40g/minの速度で溶融樹脂を吐出させて紡糸した。紡糸により得られた繊維を空気で冷却しながら、ノズル下で冷却エアーダクトにより5500Paのキャビン圧力で吸引して、530m/minのライン速度で移動しているネット面に繊維を積層した。ネット面に積層された繊維束を146℃に加熱したカレンダーロールでニップ圧100N/mmでエンボス加工し、引取りロールに巻き取った。ここで、単孔吐出量とキャビン圧力の関係より得られる[T]/[C]×1000は0.07であった。
得られた不織布について、上記測定方法により、目付け、繊度、不織布の破断強度、破断ひずみ、静摩擦係数及びカンチレバー測定を行った。測定結果を第3表に示す。
実施例9
(樹脂組成物の調製)
低結晶性ポリプロピレン(出光興産株式会社製、「L−MODU(登録商標) S901」、MFR:50g/10min、融点:70℃)20質量部、及び高結晶性ポリプロピレンC(Lyondell Basell社製、「Moplen HP561S」、MFR:33g/10min、融点:163℃)80質量部からなる樹脂混合物に対し、該樹脂混合物基準で2000ppmのエルカ酸アミドを添加して、樹脂組成物を調製した。
上記高結晶性ポリプロピレンCの物性を、上述の測定方法により測定した。結果を第1表に示す。
また、上記樹脂組成物についても、上述の測定方法で半結晶化時間を測定した。さらに、樹脂組成物の半結晶化時間を、高結晶性ポリプロピレンの半結晶化時間で割った値を相対結晶化時間比率とした。結果を第3表に示す。
ギヤポンプを有する単軸押出機を用いて樹脂温度240℃で前記樹脂組成物を溶融押出し、ノズル径0.6mmのノズル(孔数5800ホール/m)より、単孔吐出量0.57g/minの速度で溶融樹脂を吐出させて紡糸した。紡糸により得られた繊維を空気で冷却しながら、ノズル下で冷却エアーダクトにより6000Paのキャビン圧力で吸引して、214m/minのライン速度で移動しているネット面に繊維を積層した。ネット面に積層された繊維束を136℃に加熱したカレンダーロールでニップ圧70N/mmでエンボス加工し、引取りロールに巻き取った。ここで、単孔吐出量とキャビン圧力の関係より得られる[T]/[C]×1000は0.10であった。
得られた不織布について、上記測定方法により、目付け、繊度、不織布の破断強度、破断ひずみ、静摩擦係数及びカンチレバー測定を行った。測定結果を第3表に示す。
比較例3
実施例4において、低結晶性ポリプロピレンを1質量部及び高結晶性ポリプロピレンB99質量部を混合し、エルカ酸アミドを添加せずに樹脂組成物を調製し、かつ、キャビン圧力を4500Pa、ライン速度を220m/minとした以外は、実施例4と同様にして不織布を成形し、同様の評価を行った。結果を第3表に示す。この時、単孔吐出量とキャビン圧力の関係より得られる[T]/[C]×1000は0.13であった。
比較例4
実施例4において、低結晶性ポリプロピレンやエルカ酸アミドを添加せず、高結晶性ポリプロピレンBのみを原料樹脂として用い、キャビン圧力を4500Pa、ライン速度を220m/minとした以外は、実施例4と同様にして不織布を成形し、同様の評価を行った。結果を第3表に示す。この時、単孔吐出量とキャビン圧力の関係より得られる[T]/[C]×1000は0.14であった。
比較例5
(樹脂組成物の調製)
低結晶性ポリプロピレン(出光興産株式会社製、「L−MODU(登録商標) S901」、MFR:50g/10min、融点:70℃)25質量部、及び高結晶性ポリプロピレンC(Lyondell Basell社製、「Moplen HP561S」、MFR:33g/10min、融点:163℃)75質量部を混合し、エルカ酸アミドを添加せずに樹脂組成物を調製した。
また、上記樹脂組成物についても、上述の測定方法で半結晶化時間を測定した。さらに、樹脂組成物の半結晶化時間を、高結晶性ポリプロピレンの半結晶化時間で割った値を相対結晶化時間比率とした。結果を第3表に示す。
ギヤポンプを有する単軸押出機を用いて樹脂温度236℃で前記樹脂組成物を溶融押出し、ノズル径0.6mmのノズル(孔数5800ホール/m)より、単孔吐出量0.57g/minの速度で溶融樹脂を吐出させて紡糸した。紡糸により得られた繊維を空気で冷却しながら、ノズル下で冷却エアーダクトにより5500Paのキャビン圧力で吸引して、215m/minのライン速度で移動しているネット面に繊維を積層した。ネット面に積層された繊維束を134℃に加熱したカレンダーロールでニップ圧90N/mmでエンボス加工し、引取りロールに巻き取った。ここで、単孔吐出量とキャビン圧力の関係より得られる[T]/[C]×1000は0.10であった。
得られた不織布について、上記測定方法により、目付け、繊度、不織布の破断強度、破断ひずみ、静摩擦係数及びカンチレバー測定を行った。測定結果を第3表に示す。
Figure 0006507442
本発明の繊維不織布は、繊維径が極めて小さく、手触り感が良好であり、紙おむつ等の衛生材料に特に好ましく用いられる。

Claims (6)

  1. 下記条件(1)を満たす、高結晶性ポリオレフィン(A)と、低結晶性ポリオレフィン(B)とを含有する樹脂組成物(C)からなる繊維不織布であって、
    前記高結晶性ポリオレフィン(A)が、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、及びプロピレン−α−オレフィン共重合体からなる群より選ばれる1種以上であり、
    前記低結晶性ポリオレフィン(B)が、初期弾性率5MPa以上500MPa未満であり、
    前記高結晶性ポリオレフィン(B)が、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、及びプロピレン−α−オレフィン共重合体からなる群より選ばれる1種以上であり、
    前記樹脂組成物(C)中、前記高結晶性ポリオレフィン(A)の含有量が50〜98質量%、前記低結晶性ポリオレフィン(B)の含有量が2〜50質量%であり、
    前記樹脂組成物(C)が、更に、内部離型剤を、前記高結晶性ポリオレフィン(A)及び低結晶性ポリオレフィン(B)の総含有量基準で10〜5000質量ppm含有し、
    前記内部離型剤が、ジベンジリデンソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−3,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−2,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−4−エチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(o−4−クロロベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ジベンジリデンソルビトール、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ステアリルエルカアミド及びオレイルパルミトアミド、アジピン酸ジアニリド、及びスベリン酸ジアニリドからなる群より選ばれる1種以上であり、
    該繊維不織布を構成する繊維の繊度が0.2〜0.6デニールであり、該繊維不織布がスパンボンド不織布である、繊維不織布。
    (1)高結晶性ポリオレフィン(A)の半結晶化時間tと低結晶性ポリオレフィン(B)の半結晶化時間tがt<tの関係を満たす。
  2. 前記繊維不織布を構成する繊維の繊度が0.2〜0.5デニールである、請求項1に記載の繊維不織布。
  3. 前記高結晶性ポリオレフィン(A)の初期弾性率が500〜2,000MPaである請求項1又は2に記載の繊維不織布。
  4. 前記内部離型剤が、エルカ酸アミドである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維不織布。
  5. エジェクター方式を用いたスパンボンド不織布成型機を用いて請求項1〜4のいずれか1項に記載の繊維不織布を製造する製造方法であって、該繊維不織布を、単孔吐出量[T](g/min)とエジェクター圧力[E](kg/cm)との比[T]/[E]が、0.05以上0.1以下の条件で製造する、スパンボンド不織布である繊維不織布の製造方法。
  6. 前記単孔吐出量[T]が、0.1〜0.5g/minである、請求項5に記載の繊維不織布の製造方法。
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