无纺布及其制造方法与流程

公开日期:2021-06-04
位置:E科技>>纺织,织造,皮革制品制作工具,设备的制造及其制品技术处理方法

1.本发明涉及无纺布及其制造方法。

背景技术

2.近年来,对于纤维用树脂,例如要求可耐受扩大可纺丝的温度范围等各种纺丝条件的高纺丝性。例如,在专利文献1中,为了维持纺丝稳定性不变、而将构成无纺布的纤维进行细丝化,公开了由树脂组合物构成的纤维无纺布,所述树脂组合物含有满足特定条件的高结晶性聚烯烃和低结晶性聚烯烃。

3.现有技术文献专利文献专利文献1国际公开第2014/119687号。

技术实现要素

4.发明所要解决的课题近年来,由于对柔软度或手感的光滑度的要求提高,要求同时满足膨松度和质地的均匀性这样的无纺布。然而,在专利文献1所公开的技术中,虽然通过实现纤维的细丝化可满足对质地的均匀性的要求,但有时无法得到充分地满足对膨松度的要求的无纺布。

5.本发明所要解决的课题在于提供质地的均匀性优异、并且具有充分的膨松度的无纺布。

6.用于解决课题的手段即,本申请公开涉及以下的内容。

7.<1> 无纺布,其是由复合纤维构成的无纺布,该复合纤维包含40质量%以上且80质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)超过120℃的丙烯均聚物(a);4质量%以上且40质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)为120℃以下的聚丙烯系树脂(b);以及10质量%以上且55质量%以下的聚乙烯系树脂(c),上述无纺布的质地的均匀性为2.1以上且3.0以下,并且膨松度为450μm以上。

8.<2> 上述<1>所述的无纺布,该无纺布的毛球数是每210mm

×

297mm为30个以下。

9.<3> 上述<1>或<2>所述的无纺布,其中,上述复合纤维为卷曲纤维。

10.<4> 上述<1>~<3>中任一项所述的无纺布,其中,上述复合纤维是选自并列型纤维和芯鞘型纤维的至少1种。

11.<5> 上述<1>~<4>中任一项所述的无纺布,其中,仅在上述复合纤维的一种成分中包含聚丙烯系树脂(b),仅在另一种成分中包含聚乙烯系树脂(c)。

12.<6> 上述<1>~<5>中任一项所述的无纺布,其中,上述复合纤维的纤度为1.8旦尼尔以下。

13.<7> 上述<1>~<6>中任一项所述的无纺布,其中,上述丙烯均聚物(a)在

230℃下的熔体流动速率(mfr)为5g/10分钟以上且100g/10分钟以下。

14.<8> 上述<1>~<7>中任一项所述的无纺布,其中,上述聚丙烯系树脂(b)在230℃下的熔体流动速率(mfr)为5g/10分钟以上且5,000g/10分钟以下。

15.<9> 上述<1>~<8>中任一项所述的无纺布,其中,上述聚丙烯系树脂(b)的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔解吸热量(δh

d)为0j/g以上且80j/g以下。

16.<10> 上述<1>~<9>中任一项所述的无纺布,其中,上述聚丙烯系树脂(b)的分子量分布(mw/mn)为1.5以上且3.5以下。

17.<11> 上述<1>~<10>中任一项所述的无纺布,其中,上述聚丙烯系树脂(b)为丙烯均聚物。

18.<12> 上述<1>~<11>中任一项所述的无纺布,其中,上述聚乙烯系树脂(c)的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)为140℃以下。

19.<13> 上述<1>~<12>中任一项所述的无纺布,其中,上述聚乙烯系树脂(c)在190℃下的熔体流动速率(mfr)为10g/10分钟以上且50g/10分钟以下。

20.<14> 无纺布的制造方法,该制造方法包括利用热风使复合纤维熔融粘接的工序,该复合纤维包含40质量%以上且80质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)超过120℃的丙烯均聚物(a);4质量%以上且40质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)为120℃以下的聚丙烯系树脂(b);以及10质量%以上且55质量%以下的聚乙烯系树脂(c)。

21.<15> <14>所述的无纺布的制造方法,其中,上述的利用热风使复合纤维熔融粘接的工序包括使用热风烘箱在100~140℃下进行加热,而使复合纤维彼此熔融粘接的工序。

22.<16> 上述<14>或<15>所述的无纺布的制造方法,其中,上述的利用热风使复合纤维熔融粘接的工序依次具有以下工序工序(i),使用热风刀以1,000~2,500pa的风压使120~150℃的热风与复合纤维接触;以及工序(ii),使用热风烘箱在100~140℃下进行加热,而使复合纤维彼此熔融粘接。

23.发明效果根据本发明,可提供质地的均匀性优异、并且具有充分的膨松度的无纺布。

具体实施方式

24.以下,对本发明进行详细地说明。需要说明的是,在本说明书中,与数值的记载相关的术语“a~b”是指“a以上且b以下”(a<b的情况)或“a以下且b以上”(a>b的情况)。另外,在本发明中,优选的方案的组合是更优选的方案。

25.[无纺布]本实施方式的无纺布是由复合纤维构成的无纺布,该复合纤维包含40质量%以上且80质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)超过120℃的丙烯均聚物(a);4质量%以上且40质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)为120℃以下的聚丙烯系树脂(b);以及10质量%以上且55质量%以下的聚乙烯系树脂(c),上述无纺布的质地的均匀性为2.1以上且3.0以下,并且膨松度为450μm以上。

[0026]

(丙烯均聚物(a))丙烯均聚物(a)的熔点(tm

d)超过120℃。如果熔点(tm

d)为120℃以下,则纤维的强度有可能不足。从这样的观点来看,丙烯均聚物(a)的熔点(tm

d)优选为125℃以上、更优选为130℃以上、进一步优选为135℃以上。另外,对上限值没有特别限定,优选为180℃以下。

[0027]

需要说明的是,丙烯均聚物(a)的熔点(tm

d)定义为使用差示扫描型量热计(dsc)在氮气氛下以

10℃保持5分钟后以10℃/分钟进行升温而得到的熔解吸热曲线的在最高温侧观测到的峰的峰顶。

[0028]

丙烯均聚物(a)的熔体流动速率(mfr)优选为5g/10分钟以上、更优选为7g/10分钟以上、进一步优选为10g/10分钟以上、特别优选为20g/10分钟以上,并且,优选为100g/10分钟以下、更优选为75g/10分钟以下、进一步优选为50g/10分钟以下。如果mfr为5g/10分钟以上,则纺丝性变得更好,如果为100g/10分钟以下,则可愈发提高纤维的强度。

[0029]

需要说明的是,丙烯均聚物(a)的熔体流动速率(mfr)利用jisk7210中规定的测定方法进行测定,在温度230℃、载荷2.16kg的条件下进行测定。

[0030]

丙烯均聚物(a)在25℃下的半结晶化时间优选为超过0.01秒、更优选为0.02秒以上、进一步优选为0.03秒以上、更进一步优选为0.04秒以上,并且,优选为0.06秒以下、更优选为0.05秒以下。若丙烯均聚物(a)在25℃下的半结晶化时间超过0.01秒,则与聚丙烯系树脂(b)在25℃下的半结晶化时间产生差异,可提高复合纤维的卷曲性。

[0031]

需要说明的是,在本实施方式中,半结晶化时间通过下述的方法来测定。

[0032]

使用flash dsc (mettler

toledo株式会社制造),将样品在230℃下加热2分钟使其熔解,之后以2,000℃/秒冷却至25℃,测定在25℃下的等温结晶化过程中的发热量的时间变化。当将从等温结晶化开始时到结晶化结束时的发热量的积分值设为100%时,将从等温结晶化开始时到发热量的积分值达到50%的时间作为半结晶化时间。

[0033]

关于丙烯均聚物(a),作为市售品,可使用“novatec

tm pp”系列(例如“novatec sa03”) (日本聚丙烯(株)制造)、“exxonmobil

tm polypropylene”系列(例如“pp3155”) (exxonmobil chemical公司制造)、“prime polypro

tm”系列(例如“y2000gp”) ((株) prime polymer制造)、“hg475fb

”ꢀ

(borealis公司制造)等。(均为商品名)。

[0034]

从纤维的纺丝性的观点来看,复合纤维中的丙烯均聚物(a)的含量为40质量%以上、优选为42质量%以上、更优选为45质量%以上,并且,为80质量%以下、优选为70质量%以下、更优选为60质量%以下。

[0035]

(聚丙烯系树脂(b))从提高纤维的纺丝性和卷曲性的观点来看,聚丙烯系树脂(b)的熔点(tm

d)为120℃以下、优选为100℃以下、更优选为90℃以下,并且,优选为0℃以上、更优选为30℃以上、进一步优选为60℃以上。

[0036]

需要说明的是,聚丙烯系树脂(b)的熔点(tm

d)与丙烯均聚物(a)的熔点(tm

d)同样地进行测定。

[0037]

关于聚丙烯系树脂(b),优选从由熔解吸热曲线得到的熔解吸热量(δh

d)为0j/g以上且80j/g以下,所述熔解吸热曲线是使用差示扫描型量热计(dsc),将样品在氮气氛下以

10℃保持5分钟后以10℃/分钟进行升温而得到的。如果为该范围内,则可提高纤维的纺

丝性。从这样的观点来看,熔解吸热量(δh

d)优选为20j/g以上、更优选为25j/g以上、进一步优选为27j/g以上、特别优选为30j/g以上,并且,优选为50j/g以下、更优选为45j/g以下、进一步优选为40j/g以下。需要说明的是,如果熔解吸热量为20j/g以上,则可进一步抑制发粘。

[0038]

上述熔解吸热量(δh

d)通过以连接无热量变化的低温侧的点与无热量变化的高温侧的点而得的线为基线,求出由通过dsc测定得到的熔解吸热曲线的包含在最高温侧观测到的峰的线部分与该基线围成的面积来计算。

[0039]

需要说明的是,熔解吸热量(δh

d)可通过适当调整单体浓度或反应压力来控制。

[0040]

从提高纤维的纺丝性和卷曲性的观点来看,聚丙烯系树脂(b)的熔体流动速率(mfr)优选为5g/10分钟以上、更优选为30g/10分钟以上、进一步优选为100g/10分钟以上、特别优选为1,000g/10分钟以上,并且,优选为5,000g/10分钟以下、更优选为4,000g/10分钟以下、进一步优选为3,000g/10分钟以下。如果mfr为5g/10分钟以上,则纺丝性变得更好,如果为5,000g/10分钟以下,则可愈发提高纤维的强度。

[0041]

需要说明的是,聚丙烯系树脂(b)的熔体流动速率(mfr)通过jisk7210中规定的测定方法进行测定,在温度230℃、载荷2.16kg的条件下进行测定。

[0042]

从提高纤维的纺丝性和卷曲性的观点来看,聚丙烯系树脂(b)的重均分子量(mw)优选为30,000以上、更优选为35,000以上、进一步优选为40,000以上,并且,优选为200,000以下、更优选为150,000以下。

[0043]

聚丙烯系树脂(b)的分子量分布(mw/mn)优选为1.5以上、更优选为1.8以上,并且,优选为3.5以下、更优选为3.0以下、进一步优选为2.5以下。如果聚丙烯系树脂(b)的分子量分布为该范围内,则会抑制在通过纺丝得到的纤维中产生发粘。

[0044]

上述的重均分子量(mw)和分子量分布(mw/mn)通过凝胶渗透层析(gpc)测定来求出。重均分子量是利用下述的装置和条件进行测定的聚苯乙烯换算的重均分子量,分子量分布是由同样地操作进行测定的数均分子量(mn)和上述重均分子量算出的值。

[0045]

<gpc测定装置>柱tosoh (株)制造的“toso gmhhr

h (s) ht”;检测器 液相色谱用ri检测、waters corporation制造的“waters 150c”。

[0046]

<测定条件>溶剂1,2,4

三氯苯;测定温度145℃;流速1.0ml/分钟;样品浓度2.2mg/ml;注入量160μl;标准曲线universal calibration (普适标定);分析程序ht

gpc (1.0版)。

[0047]

聚丙烯系树脂(b)只要上述的熔点(tm

d)满足上述范围内即可,没有特别限定,可以是丙烯均聚物,也可以是共聚物。其中,优选丙烯均聚物。

[0048]

在聚丙烯系树脂(b)为共聚物的情况下,丙烯单元的共聚比超过50摩尔%、优选为60摩尔%以上、更优选为70摩尔%以上、进一步优选为90摩尔%以上、进一步优选为95摩尔%以

上。作为可共聚的单体,为选自乙烯和碳原子数为4~30的α

烯烃的至少1种,作为具体例子,可列举乙烯、1

丁烯、1

戊烯、1

己烯、1

辛烯、1

癸烯等。在聚丙烯系树脂(b)为共聚物的情况下,聚丙烯系树脂(b)优选包含超过0摩尔%且为20摩尔%以下的选自乙烯和碳原子数为4~30的α

烯烃的至少1种构成单元。

[0049]

聚丙烯系树脂(b)在25℃下的半结晶化时间优选超过0.06秒。通过使聚丙烯系树脂(b)在25℃下的半结晶化时间超过0.06秒,而与丙烯均聚物(a)在25℃下的半结晶化时间产生差异,可愈发提高复合纤维的卷曲性。

[0050]

需要说明的是,聚丙烯系树脂(b)的半结晶化时间与丙烯均聚物(a)的半结晶化时间同样地进行测定。

[0051]

另外,在聚丙烯系树脂(b)为丙烯均聚物的情况下,从质地均匀性的观点来看,优选内消旋五元组分数(meso pentad fraction) [mmmm]为20摩尔%以上且80摩尔%以下。若内消旋五元组分数[mmmm]小于20摩尔%,则纺丝性不稳定,且纤维的细丝化变得困难。另外,若内消旋五元组分数[mmmm]大于80摩尔%,则在加工成无纺布时,无纺布的柔软性会受损。该内消旋五元组分数[mmmm]优选为30摩尔%以上、更优选为40摩尔%以上。另外,优选为60摩尔%以下、更优选为55摩尔%以下。

[0052]

在本发明中,内消旋五元组分数[mmmm]是依据由a. zambelli等人在“macromolecules, 6,925(1973)”中提出的方法,根据

13

c

nmr波谱的甲基的信号测定的聚丙烯分子链中的以五元组为单位的内消旋分数。若内消旋五元组分数[mmmm]增大,则立构规整性提高。

[0053]

需要说明的是,本说明书中的

13

c

nmr波谱的测定按照实施例中记载的方法进行。

[0054]

(聚丙烯系树脂(b)的制造方法)聚丙烯系树脂(b)优选使用茂金属催化剂来制造,以满足上述的分子量分布(mw/mn)。例如,可使用如国际公开第2003/087172号中记载的茂金属系催化剂。特别是,优选使用了配体经由交联基团形成交联结构的过渡金属化合物的茂金属系催化剂,其中,优选将经由2个交联基团形成交联结构的过渡金属化合物与助催化剂组合而得到的茂金属系催化剂。

[0055]

关于聚丙烯系树脂(b),作为丙烯均聚物的市售品,具体而言,可例示出光兴产(株)制造的“l

modu

”ꢀ

(注册商标)的“s400”、“s600”、“s901”等。另外,作为丙烯系共聚物的市售品,具体而言,可列举dow chemical (株)制造的“versify”;exxon mobil公司制造的“vistamaxx”、“linxar”;clariant公司制造的“licocene”;basell公司制造的“adflex”等(均为商品名)。

[0056]

从提高纤维的纺丝性和卷曲性的观点来看,复合纤维中的聚丙烯系树脂(b)的含量为4质量%以上、优选为6质量%以上、更优选为8质量%以上,并且,为40质量%以下、优选为30质量%以下、更优选为20质量%以下。

[0057]

(聚乙烯系树脂(c))对聚乙烯系树脂(c)没有特别限定,优选为使用了分子量分布窄的所谓茂金属催化剂的聚乙烯系树脂。

[0058]

另外,作为聚乙烯系树脂,可以是乙烯均聚物,也可以是共聚物。在共聚物的情况下,乙烯单元的共聚比超过50摩尔%、优选为60摩尔%以上、更优选为70摩尔%以上、进一步优

选为90摩尔%以上、更进一步优选为95摩尔%以上。作为可共聚的单体,例如是碳原子数为3~30的α

烯烃,作为具体例子,可列举1

丁烯、1

戊烯、1

己烯、1

辛烯、1

癸烯等。

[0059]

从提高复合纤维的卷曲性的观点来看,聚乙烯系树脂(c)的半结晶化时间优选为0.01秒以下。如果聚乙烯系树脂(c)在25℃下的半结晶化时间为0.01秒以下,则可得到卷曲性更高的复合纤维。

[0060]

从提高复合纤维的卷曲性的观点来看,聚乙烯系树脂(c)的熔体流动速率(mfr)优选为10g/10分钟以上、更优选为15g/10分钟以上、进一步优选为20g/10分钟以上,并且,优选为50g/10分钟以下、更优选为45g/10分钟以下、进一步优选为40g/10分钟以下。

[0061]

需要说明的是,聚乙烯系树脂(c)的熔体流动速率(mfr)利用jis k7210中规定的测定方法进行测定,在温度190℃、载荷2.16kg的条件下进行测定。

[0062]

从提高复合纤维的卷曲性的观点来看,聚乙烯系树脂(c)的熔点优选为90℃以上、更优选为100℃以上、进一步优选为115℃以上,并且,优选为140℃以下、更优选为135℃以下。

[0063]

需要说明的是,聚乙烯系树脂(c)的熔点(tm

d)与丙烯均聚物(a)的熔点(tm

d)同样地进行测定。

[0064]

关于聚乙烯系树脂(c),作为乙烯均聚物的市售品,可例示“aspun

tm”系列(例如“aspun 6850”“aspun 6834”) (dow chemical公司制造)等。另外,在乙烯系共聚物的情况下,例如作为乙烯与辛烯的共聚物的市售品,可例示dow chemical公司制造的“affinity ga1900”、“affinity ga1950”、“affinity eg8185”、“affinity eg8200”、“engage 8137”、“engage 8180”、“engage 8400”等(均为商品名)。

[0065]

从纤维的卷曲性和所得的无纺布的质地均匀性的观点来看,复合纤维中的聚乙烯系树脂(c)的含量为10质量%以上、优选为15质量%以上、更优选为20质量%以上、进一步优选为30质量%以上,并且,为55质量%以下、优选为50质量%以下、更优选为48质量%以下、进一步优选为45质量%以下。

[0066]

构成本实施方式的无纺布的复合纤维优选为卷曲纤维。另外,对复合纤维的构成没有特别限定,例如可列举并列型纤维、芯鞘型纤维、偏心芯鞘型纤维等。其中,从得到更高的卷曲性的观点来看,也优选为并列型纤维。

[0067]

在本说明书中,“复合纤维”以由组合有不同的热塑性树脂的并列型纺丝头(喷嘴)、偏心芯鞘型纺丝头、异形纺丝头或分割纺丝头形成的、且包含具有2种以上成分的复合纺丝纤维的意义使用。另外,所谓芯鞘型纤维是指纤维的截面由内层部的“芯”和外层部的“鞘”构成的纤维,所谓偏心芯鞘型纤维是指芯鞘型纤维中的、在其截面形状中内层部的重心位置与纤维整体的重心位置不同的纤维。

[0068]

另外,本说明书中,在复合纤维为并列型纤维的情况下,以构成该并列型纤维的一种成分作为“第一成分”、以另一种成分作为“第二成分”。另外,在为芯鞘型纤维的情况下,将用于该芯鞘型纤维的芯部分的成分和用于鞘部分的成分中的任一种作为“第一成分”、将另一种作为“第二成分”。

[0069]

在构成本实施方式的无纺布的复合纤维为并列型纤维或芯鞘型纤维的情况下,优选仅在该纤维的一种成分(第一成分)中包含聚丙烯系树脂(b)、且仅在另一种成分(第二成分)中包含聚乙烯系树脂(c)。

[0070]

当第一成分为100质量%时,第一成分中的丙烯均聚物(a)的含量优选为50质量%以上、更优选为60质量%以上、进一步优选为70质量%以上,并且,优选为99质量%以下、更优选为97质量%以下、进一步优选为95质量%以下。

[0071]

当第一成分为100质量%时,第一成分中的聚丙烯系树脂(b)的含量优选为1质量%以上、更优选为3质量%以上、进一步优选为5质量%以上,并且,优选为50质量%以下、更优选为40质量%以下、进一步优选为30质量%以下。

[0072]

当第二成分为100质量%时,第二成分中的聚乙烯系树脂(c)的含量优选为80质量%以上、更优选为85质量%以上、进一步优选为90质量%以上,并且,上限值为100质量%。

[0073]

而且,从纺丝性的观点来看,第一成分的半结晶化时间优选为第一成分中的丙烯均聚物(a)的半结晶化时间的1.2~2.0倍、进一步优选为1.2~1.9倍、更进一步优选为1.3~1.9倍。通过使各自的半结晶化时间满足上述范围的条件,例如即使是在第二成分仅由聚乙烯系树脂(c)构成的情况下,也可维持高纺丝性,结果可得到纤度的数值小的纤维。

[0074]

需要说明的是,第一成分的半结晶化时间与丙烯均聚物(a)的半结晶化时间同样地进行测定。

[0075]

另外,在构成本实施方式的无纺布的复合纤维为卷曲纤维的情况下,包含丙烯均聚物(a)和聚丙烯系树脂(b)的第一成分与包含聚乙烯系树脂(c)的第二成分的质量比(第一成分/第二成分)优选为1/9~9/1、更优选为3/7~7/3。通过使第一成分与第二成分的质量比为上述范围内,在无纺布中体现出卷曲性和伸展性。然而,为了得到质地的均匀性,要求不偏离上述的复合纤维中的聚乙烯系树脂(c)的含量范围。

[0076]

本实施方式的无纺布在不妨碍本发明效果的范围可含有任意的添加剂。在构成本实施方式的无纺布的复合纤维是选自并列型纤维、芯鞘型纤维和偏心芯鞘型纤维的至少1种的情况下,可在该纤维的第一成分和第二成分的至少一者中含有添加剂。

[0077]

作为添加剂的具体例子,可列举发泡剂、结晶成核剂、耐侯稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、耐热稳定剂、抗静电剂、脱模剂、阻燃剂、合成油、蜡、电性质改良剂、防滑剂、抗粘连剂、粘度调节剂、防着色剂、防雾剂、润滑剂、颜料、染料、增塑剂、软化剂、抗老化剂、盐酸吸收剂、氯捕捉剂、抗氧化剂、防粘着剂等。

[0078]

从作为无纺布的触感和质地均匀性的观点来看,构成本实施方式的无纺布的纤维的纤度(纤维直径)优选为1.8旦尼尔以下、更优选为1.6旦尼尔以下、进一步优选为1.4旦尼尔以下。对纤度的下限没有特别限定,从制造容易性的观点来看,优选为0.5旦尼尔以上、更优选为0.6旦尼尔以上、进一步优选为0.7旦尼尔以上。

[0079]

本实施方式的无纺布可以是层叠2层以上而形成的多层无纺布。这种情况下,从表面的光滑度的观点来看,优选构成多层无纺布的外层的无纺布的、至少1层是由上述的纤维构成的无纺布。

[0080]

本实施方式的无纺布的膨松度为450μm以上、优选为500μm以上、更优选为550μm以上、进一步优选为600μm以上,值越大越优选。另外,对膨松度的上限没有特别限定,只要质地均匀性收纳在后述的数值范围内即可,例如优选为1,600μm以下、更优选为1,400μm以下、进一步优选为1,200μm以下、更进一步优选为1,000μm以下。

[0081]

需要说明的是,在本发明中,无纺布的膨松度通过重叠10片长度50mm

×

宽度50mm的无纺布试验片,在其上放置1.9g的金属板[E科技www.ehome5.com],并测定重叠的试验片的厚度来求出。

[0082]

本实施方式的无纺布的质地的均匀性为2.1以上且3.0以下。具体而言,所谓质地的均匀性是指通过后述的实施例中记载的方法算出的值。若质地的均匀性为2.1以上,则在设计性优异、手感优异的角度上优选。另外,若质地的均匀性为3.0以下,则设计性优异,可成为手感优异的无纺布,可适合用于以一次性尿布为代表的卫生材料用途。

[0083]

本实施方式的无纺布的毛球数是每210mm

×

297mm优选为40个以下、更优选为30个以下。如果毛球数为上述范围内,则在质地的均匀性和手感优异的角度上优选。而且,从防止误食已脱落的毛球纤维的观点来看也优选。需要说明的是,毛球数通过后述的实施例中记载的方法进行测定。

[0084]

<无纺布的制造方法>本实施方式的无纺布的制造方法包括利用热风使复合纤维熔融粘接的工序,该复合纤维包含40质量%以上且80质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)超过120℃的丙烯均聚物(a);4质量%以上且40质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)为120℃以下的聚丙烯系树脂(b);以及10质量%以上且55质量%以下的聚乙烯系树脂(c)。通过利用热风使纤维熔融粘接,可得到质地的均匀性优异、且充分地膨松的无纺布。

[0085]

通常,在纺粘法中,通过将已熔融混炼的树脂组合物纺丝、拉伸、开纤而形成连续长纤维,接着通过连续的工序使连续长纤维堆积在移动捕集面上,通过缠结制造无纺布。该方法可连续地制造无纺布,另外,由于构成该无纺布的纤维是已拉伸的连续的长纤维,所以强度大。在纺粘法中,例如可通过从具有数千个孔的大纺丝头或具有40个左右的孔的小纺丝头组挤出熔融聚合物,来制造纤维。在离开纺丝头之后,熔融纤维被横向流冷气系统冷却,接下来从纺丝头分离,被高速空气拉伸。通常,有2种空气衰减方法,这两种方法均利用文丘里效应(venturi effect)。第一种方法是使用抽吸槽拉伸长丝(槽拉伸),以纺丝头的宽度或机械的宽度进行拉伸。第二种方法是通过纺丝头或抽吸枪拉伸长丝。通过该方法形成的长丝被收集在筛网(金属丝)上或形成有细孔的带上而形成网。

[0086]

在本实施方式的无纺布的制造方法中,优选在利用热风使复合纤维熔融粘接的工序中包括使用热风烘箱在100~140℃下进行加热,而使复合纤维彼此熔融粘接的工序。这里,所谓热风烘箱是覆盖传送带的一定范围,加热通过其内部的物体的装置。在使用了热风烘箱的工序中,不仅是复合纤维彼此熔融粘接,有时还会发生复合纤维的卷曲。

[0087]

这种情况下,从不损及无纺布的膨松度的观点来看,优选将上述得到的复合纤维捕集到移动的网面上,之后利用传送带将其转移到热风烘箱内,通过热风烘箱的加热使复合纤维彼此熔融粘接。热风烘箱优选是将多台烘箱连续设置,各烘箱的加热温度优选100~140℃。

[0088]

通常,在使纤维熔合之后,会经过以下的工序使纤维束在加热压延辊之间通过,例如使1个辊上的隆起部分在包含网的10%以上且40%以下左右的面积的部分结合,而形成无纺布。然而,在本实施方式的无纺布的制造中包括使用热风烘箱的工序的情况下,可省略使纤维束在加热压延辊之间通过的工序。

[0089]

另外,在本实施方式的无纺布的制造方法中,在利用热风使复合纤维熔融粘接的工序中可进一步包括使用热风刀以1,000~2,500pa的风压使120~150℃的热风与复合纤维接触的工序。这里,所谓热风刀是从一定宽度的狭缝吹出热风的装置。

[0090]

在使用热风烘箱和热风刀的情况下,利用热风使复合纤维熔融粘接的工序优选依次具有以下工序工序(i),使用热风刀以1,000~2,500pa的风压使120~150℃的热风与复合纤维接触;以及工序(ii),使用热风烘箱在100~140℃下进行加热,而使复合纤维彼此熔融粘接。

[0091]

此时,从不损及无纺布的膨松度的观点来看,在工序(i)中优选在将上述得到的复合纤维捕集到移动的网面上后立即使从热风刀吹出的热风与复合纤维接触,然后,在工序(ii)中优选利用传送带将已捕集到网面上并使用热风刀接触了热风的复合纤维转移到热风烘箱内,通过热风烘箱的加热使复合纤维彼此熔融粘接。从热风刀吹出的热风的温度优选120~150℃,热风的压力(风压)优选1,000~2,500pa。热风烘箱优选是将多台烘箱连续设置,各烘箱的加热温度优选100~140℃。

[0092]

另外,在经过上述工序(i)和工序(ii)的情况下,无需使收集纤维而得到的网通过压缩辊(压实辊,compression roll)。

[0093]

本实施方式的无纺布的制造方法还可适用于制造由卷曲纤维构成的无纺布。

[0094]

以下,给出并列型卷曲纤维的制造方法之一例。并列型卷曲纤维通过熔融纺丝法来制造,该熔融纺丝法是将至少2种成分的树脂分别使用分开的挤出机对树脂进行熔融挤出,例如如美国专利第3,671,379号说明书所公开的、从特殊的喷丝头挤出,使从分开的挤出机熔融挤出的熔融树脂粘合(合着)并排出,形成纤维状,之后冷却并凝固。这里,在上述工序中,纺丝速度越快,越可提高所得的并列型卷曲纤维的卷曲性,因此优选。

[0095]

需要说明的是,在本实施方式中的并列型卷曲纤维的制造方法中,即使没有纺丝后的加热或拉伸等后处理工序,也可制造所期望的纤维,根据需要,可采用后处理工序,例如,可通过100~150℃的加热或1.2~5倍的拉伸或者它们的组合条件提高纤维的卷曲率。

[0096]

(纤维制品)作为使用了本实施方式的无纺布的纤维制品,没有特别限定,例如可列举以下的纤维制品。即,一次性尿布用构件、尿布罩用伸缩性构件、生理用品用伸缩性构件、卫生制品用伸缩性构件、伸缩性胶带、创可贴、衣料用伸缩性构件、衣料用绝缘材料、衣料用保温材料、防护服、帽子、口罩、手套、护具、伸缩性绷带、湿布剂的基布、防滑基布、振动吸收材料、指套、净化室用空气过滤器、实施了驻极体加工的驻极体过滤器、分隔器、隔热材料、咖啡袋、食品包装材料、汽车用顶棚表皮材料、隔音材料、缓冲材料、扬声器防尘材料、空气净化器材料、绝缘体表皮、背衬材料、粘接无纺布片材、车门饰件等各种汽车用构件、复印机的清洁材料等各种清洁材料、地毯的表面材料或背面材料、农业卷布、木材排水、运动鞋表皮等鞋用构件、背包用构件、工业用密封材料、擦拭材料和床单等。

实施例

[0097]

接下来,通过实施例来具体地说明本发明,但本发明并不受这些例子的任何限定。

[0098]

[半结晶化时间]使用flash dsc (mettler

toledo (株)制造),按照下述方法进行测定。

[0099]

(1) 将样品在230℃下加热2分钟使其熔解,之后以2,000℃/秒冷却至25℃,测定在25℃下的等温结晶化过程中的发热量的时间变化。

[0100]

(2) 当将从等温结晶化开始时到结晶化结束时的发热量的积分值设为100%时,将从等温结晶化开始时到发热量的积分值达到50%的时间作为半结晶化时间。

[0101]

[熔体流动速率(mfr)]依据jis k7210,对丙烯均聚物(a)和聚丙烯系树脂(b)在温度230℃、载荷2.16kg的条件下进行测定,对聚乙烯系树脂(c)在温度190℃、载荷2.16kg的条件下进行测定。

[0102]

[dsc测定]使用差示扫描型量热计(perkinelmer公司制造、“dsc

7”),将10mg样品在氮气氛下以

10℃保持5分钟后以10℃/分钟进行升温,从由此得到的熔解吸热曲线求出熔解吸热量(δh

d)。另外,由在所得的熔解吸热曲线的最高温侧观测到的峰的峰顶求出熔点(tm

d)。

[0103]

需要说明的是,以连接无热量变化的低温侧的点与无热量变化的高温侧的点而得的线作为基线,使用差示扫描型量热计(perkinelmer公司制造、“dsc

7”),通过dsc测定得到熔解吸热曲线,求出由该熔解吸热曲线的包含峰的线部分与该基线围成的面积,从而算出熔解吸热量(δh

d)。

[0104]

[重均分子量(mw)、分子量分布(mw/mn)测定]利用凝胶渗透层析(gpc)法测定重均分子量(mw)和数均分子量(mn),求出分子量分布(mw/mn)。测定中使用下述的装置和条件,得到了聚苯乙烯换算的重均分子量和数均分子量。分子量分布(mw/mn)是由这些重均分子量(mw)和数均分子量(mn)算出的值。

[0105]

<gpc测定装置>柱tosoh (株)制造的“toso gmhhr

h (s) ht”;检测器液相色谱用ri检测、waters corporation制造的“waters 150c”。

[0106]

<测定条件>溶剂1,2,4

三氯苯;测定温度145℃;流速1.0ml/分钟;样品浓度2.2mg/ml;注入量160μl;标准曲线universal calibration (普适标定);分析程序ht

gpc (1.0版)。

[0107]

[

13

c

nmr波谱的测定]

13

c

nmr波谱的测定按照由a. zambelli等人在“macromolecules, 8,687 (1975)”中提出的峰的归属,在下述的装置和条件下进行。

[0108]

装置日本电子(株)制造的“jnm

ex400型”13c

nmr装置;方法质子完全去耦法;浓度220mg/ml;溶剂1,2,4

三氯苯与重苯的9010 (容量比)的混合溶剂;温度130℃;脉冲宽度45

˚

;脉冲重复时间4秒;

累积10000次。

[0109]

<计算式>m=m/s

×

100;r=γ/s

×

100;s=pββ+pαβ+pαγ;s全丙烯单元的侧链甲基碳原子的信号强度;pββ19.8~22.5ppm;pαβ18.0~17.5ppm;pαγ17.5~17.1ppm;γ外消旋五元组链20.7~20.3ppm;m内消旋五元组链21.7~22.5ppm。

[0110]

(丙烯系聚合物(b1)的制造)向带搅拌机的内容积20l的不锈钢制反应器中,以20l/小时连续供给正庚烷、以15mmol/小时连续供给三异丁基铝,以及以锆换算计为6μmol/小时连续供给事先使二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐、(1,2

’‑

二甲基亚甲硅烷基)(2,1

’‑

二甲基亚甲硅烷基)

双(3

三甲基甲硅烷基甲基茚基)二氯化锆和三异丁基铝以1220的质量比与丙烯接触而得到的催化剂成分。

[0111]

在聚合温度65℃下连续供给丙烯和氢,使气相部氢浓度保持为8mol%、反应器内的总压力保持为1.0mpa

·

g。在所得的聚合溶液中添加抗氧化剂使其含有比例为1000质量ppm,然后,去除作为溶剂的正庚烷,从而得到了丙烯系聚合物(b1)。

[0112]

对所得的丙烯系聚合物(b1)进行上述测定。结果见表1。

[0113]

(丙烯系聚合物(b2)的制造)在带搅拌机的内容积20l的不锈钢制反应器中,以20l/小时连续供给正庚烷、以15mmol/小时连续供给三异丁基铝,以及以锆换算计为6μmol/小时连续供给事先使二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐、(1,2

’‑

二甲基亚甲硅烷基)(2,1

’‑

二甲基亚甲硅烷基)

双(3

三甲基甲硅烷基甲基茚基)二氯化锆和三异丁基铝以1220的质量比与丙烯接触而得到的催化剂成分。

[0114]

在聚合温度75℃下连续供给丙烯和氢,使气相部氢浓度保持为24mol%、使反应器内的总压力保持为1.0mpa

·

g。在所得的聚合溶液中添加抗氧化剂使其含有比例为1000质量ppm,然后去除作为溶剂的正庚烷,从而得到了丙烯系聚合物(b2)。

[0115]

对所得的丙烯系聚合物(b2)进行上述测定。结果见表1。

[0116]

[表1]

另外,在以下的例子中使用下述原料。

[0117]

<丙烯均聚物(a)>丙烯均聚物(a1)“hg475fb

”ꢀ

(borealis公司制造);丙烯均聚物(a2)“pp3155

”ꢀ

(exxon mobile chemical公司制造);<聚乙烯系树脂(c)>聚乙烯系树脂(c1)“aspun 6850

”ꢀ

(dow chemical公司制造);聚乙烯系树脂(c2)“aspun 6834

”ꢀ

(dow chemical公司制造)。

[0118]

按照上述的方法测定的丙烯均聚物(a1)和(a2)以及聚乙烯系树脂(c1)和(c2)的半结晶化时间、mfr和熔点(tm

d)见表2。

[0119]

[表2]实施例1(第一成分的调制)通过混炼80质量%的丙烯均聚物(a1)和20质量%的丙烯系聚合物(b1),得到了热塑性树脂组合物。

[0120]

(第二成分的调制)仅使用聚乙烯系树脂(c2)作为第二成分。

[0121]

(并列型纤维的制造)并列型纤维的成型使用具有2台挤出机的复合熔融纺丝机双组分纺丝装置来进行。使用分开的单螺杆挤出机,在树脂温度240℃下将上述第一成分和第二成分的原料进行熔融挤出,从纺丝头直径为0.60mm的并列复合纺丝头(孔数为6800个孔),以每个纺丝头220kg/小时的排出量排出熔融树脂使第一成分第二成分的质量比为6040,进行纺丝,得到了并列型纤维。

[0122]

(由并列型纤维构成的纺粘无纺布的制造)将所得的并列型纤维在冷却温度30℃下进行冷却,同时以6,000pa的舱压进行吸

引,捕集到移动的网面上,之后立即使用热风刀(reicofil公司制造)以1,900pa的压力使135℃的热风与纤维接触。然后,使用连续的3台烘箱,在各烘箱的温度为120℃、129℃、129℃的条件下进行加热,使被捕集到网面上的纤维束部分地进行热熔合,以线速度167m/分钟缠绕在卷取辊上。

[0123]

实施例2(第一成分的调制)通过混炼80质量%的丙烯均聚物(a2)和20质量%的丙烯系聚合物(b2),得到了热塑性树脂组合物。

[0124]

(第二成分的调制)仅使用聚乙烯系树脂(c2)作为第二成分。

[0125]

(并列型纤维的制造)并列型纤维的成型使用具有2台挤出机的复合熔融纺丝机双组分纺丝装置来进行。使用分开的单螺杆挤出机,在树脂温度240℃下将上述第一成分和第二成分的原料进行熔融挤出,从纺丝头直径为0.60mm的并列复合纺丝头(孔数为6800个孔),以每个纺丝头220kg/小时的排出量排出熔融树脂使第一成分第二成分的质量比为5050,进行纺丝,得到了并列型纤维。

[0126]

(由并列型纤维构成的纺粘无纺布的制造)将所得的并列型纤维在冷却温度30℃下进行冷却,同时以6,000pa的舱压进行吸引,捕集到移动的网面上。然后,使用连续的3台烘箱,在各烘箱的温度为125℃、133℃、133℃的条件下进行加热,使被捕集到网面上的纤维束部分地进行热熔合,以线速度167m/分钟缠绕在卷取辊上。

[0127]

比较例1(第一成分的调制)通过混炼80质量%的丙烯均聚物(a1)和20质量%的丙烯系聚合物(b1),得到了热塑性树脂组合物。

[0128]

(第二成分的调制)仅使用聚乙烯系树脂(c1)作为第二成分。

[0129]

(并列型纤维的制造)使用分开的单螺杆挤出机,在树脂温度240℃下将上述第一成分和第二成分的原料进行熔融挤出,从纺丝头直径为0.60mm的并列复合纺丝头(孔数为6800个孔),以每个纺丝头265kg/小时的排出量排出熔融树脂使第一成分第二成分的质量比为2080,进行纺丝,得到了并列型纤维。

[0130]

(由并列型纤维构成的纺粘无纺布的制造)将所得的并列型纤维在冷却温度30℃下进行冷却,同时以6,000pa的舱压进行吸引,捕集到移动的网面上,之后立即使用热风刀(reicofil公司制造)以1,900pa的压力使135℃的热风与纤维接触。然后,使用连续的3台烘箱,在各烘箱的温度为120℃、128℃、128℃的条件下进行加热,使被捕集到网面上的纤维束部分地进行热熔合,以线速度215m/分钟缠绕在卷取辊上。

[0131]

比较例2

(第一成分的调制)仅使用丙烯均聚物(a2)作为第一成分。

[0132]

(第二成分的调制)仅使用聚乙烯系树脂(c2)作为第二成分。

[0133]

(并列型纤维的制造)使用分开的单螺杆挤出机,在树脂温度240℃下将上述第一成分和第二成分的原料进行熔融挤出,从纺丝头直径为0.60mm的并列复合纺丝头(孔数为6800个孔),以每个纺丝头220kg/小时的排出量排出熔融树脂使第一成分第二成分的质量比为5050,进行纺丝,得到了并列型纤维。

[0134]

(由并列型纤维构成的纺粘无纺布的制造)将所得的并列型纤维在冷却温度30℃下进行冷却,同时以3,400pa的舱压进行吸引,捕集到移动的网面上。然后,使用连续的3台烘箱,在各烘箱的温度为125℃、133℃、133℃的条件下进行加热,使被捕集到网面上的纤维束部分地进行热熔合,以线速度167m/分钟缠绕在卷取辊上。

[0135]

[单位面积重量的测定]测定所得的无纺布的20cm

×

20cm的质量,测定了单位面积重量(gsm)。

[0136]

[纤度(纤维直径)的测定]使用偏光显微镜观察无纺布中的纤维,测定随机选择的100根的纤维直径的平均值(d),利用树脂的密度(ρ=900,000g/m3),由下式计算无纺布样品的纤度。

[0137]

纤度(旦尼尔)=ρ

×

π

×

(d/2)2×

9000[handle

o

meter (织物手感测定器)试验]由所得的无纺布制作长度200mm

×

宽度200mm的试验片。将该试验片设置在宽度为1/4英寸的狭缝上使其与狭缝成直角,在距离试验片的边67mm (试验片宽度的1/3)的位置用压头(penetrator)的刀片(blade)压入8mm。测定此时的电阻值,评价试验片的柔软度。该测定方法的特征在于测量因试验片在试验台上有少许滑动而产生的摩擦力与压入时的阻力(柔软度)的合力。通过测定得到的电阻值的值越小,表示无纺布的柔软性越良好。

[0138]

[质地的均匀性的测定]由所得的无纺布制作16片74mm

×

53mm的试验片。接下来,在各试验片上叠加有黑画用纸的状态下,使用扫描仪得到了数字数据化的图像。将所得的图像数据分别进行灰度化(将黑白的程度分为255个等级。值越大,意味着颜色越白),由直方图求出16片试验片的灰度的平均值和灰度的标准偏差。

[0139]

利用下式由灰度的平均值和标准偏差算出表示无纺布的质地均匀性的指标。该值越小,意味着无纺布的质地均匀性越优异。

[0140]

(无纺布的质地的均匀性) = (灰度的平均值)/(灰度的标准偏差)[毛球数的测定]由所得的无纺布制作210mm

×

297mm的试验片。接下来,在各试验片上叠加有黑画用纸的状态下,使用扫描仪得到了数字数据化的图像。将所得的各图像数据在任意区域进行灰度化。灰度化的图像的白色部分的面积为4~36mm2的区域视为毛球进行计数,以所计数的数作为毛球数。

[0141]

[膨松度的测定]由所得的无纺布取样长度50mm

×

宽度50mm的试验片。将10片该试验片进行重叠,在所重叠的试验片上放置1.9g的金属板,测定所重叠的试验片的厚度。厚度的数值越高,表示无纺布越膨松。

[0142]

[构成无纺布的纤维是否存在卷曲]通过目视或显微镜观察所得的无纺布,确认构成无纺布的纤维是否存在卷曲。此时,以确认到卷曲的纤维作为“a”、以未确认到卷曲的纤维作为“b”。

[0143]

[表3]根据本发明,可提供膨松、且质地的均匀性优异的无纺布。另外可知通过本发明提供的无纺布的柔软性也优异。

技术特征

1.无纺布,其是由复合纤维构成的无纺布,该复合纤维包含40质量%以上且80质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)超过120℃的丙烯均聚物(a);4质量%以上且40质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)为120℃以下的聚丙烯系树脂(b);以及10质量%以上且55质量%以下的聚乙烯系树脂(c),上述无纺布的质地的均匀性为2.1以上且3.0以下,并且膨松度为450μm以上。2.权利要求1所述的无纺布,该无纺布的毛球数是每210mm

×

297mm为30个以下。3.权利要求1或2所述的无纺布,其中,上述复合纤维为卷曲纤维。4.权利要求1~3中任一项所述的无纺布,其中,上述复合纤维是选自并列型纤维和芯鞘型纤维的至少1种。5.权利要求1~4中任一项所述的无纺布,其中,仅在上述复合纤维的一种成分中包含聚丙烯系树脂(b),仅在另一种成分中包含聚乙烯系树脂(c)。6.权利要求1~5中任一项所述的无纺布,其中,上述复合纤维的纤度为1.8旦尼尔以下。7.权利要求1~6中任一项所述的无纺布,其中,上述丙烯均聚物(a)在230℃下的熔体流动速率(mfr)为5g/10分钟以上且100g/10分钟以下。8.权利要求1~7中任一项所述的无纺布,其中,上述聚丙烯系树脂(b)在230℃下的熔体流动速率(mfr)为5g/10分钟以上且5,000g/10分钟以下。9.权利要求1~8中任一项所述的无纺布,其中,上述聚丙烯系树脂(b)的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔解吸热量(δh

d)为0j/g以上且80j/g以下。10.权利要求1~9中任一项所述的无纺布,其中,上述聚丙烯系树脂(b)的分子量分布(mw/mn)为1.5以上且3.5以下。11.权利要求1~10中任一项所述的无纺布,其中,上述聚丙烯系树脂(b)为丙烯均聚物。12.权利要求1~11中任一项所述的无纺布,其中,上述聚乙烯系树脂(c)的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)为140℃以下。13.权利要求1~12中任一项所述的无纺布,其中,上述聚乙烯系树脂(c)在190℃下的熔体流动速率(mfr)为10g/10分钟以上且50g/10分钟以下。14.无纺布的制造方法,该制造方法包括利用热风使复合纤维熔融粘接的工序,该复合纤维包含40质量%以上且80质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)超过120℃的丙烯均聚物(a);4质量%以上且40质量%以下的通过差示扫描型量热计(dsc)测定的熔点(tm

d)为120℃以下的聚丙烯系树脂(b);以及10质量%以上且55质量%以下的聚乙烯系树脂(c)。15.权利要求14所述的无纺布的制造方法,其中,上述的利用热风使复合纤维熔融粘接的工序包括使用热风烘箱在100~140℃下进行加热,而使复合纤维彼此熔融粘接的工序。16. 权利要求14或15所述的无纺布的制造方法,其中,上述的利用热风使复合纤维熔融粘接的工序依次具有以下工序工序(i),使用热风刀以1,000~2,500pa的风压使120~150℃的热风与复合纤维接触;以及工序(ii),使用热风烘箱在100~140℃下进行加热,而使复合纤维彼此熔融粘接。

技术总结

本发明提供无纺布,该无纺布由复合纤维构成,该复合纤维包含40质量%以上且80质量%以下的通过差示扫描型量热计(DSC)测定的熔点(Tm

技术研发人员矢部真理 杉内拓实 冈野匡贵 南裕

受保护的技术使用者出光兴产株式会社

技术研发日2019.11.06

技术公布日2021/6/4

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