CN104066880B - 柔软性和耐磨耗性优异的长纤维无纺布及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明要解决的课题在于，提供柔软性、耐磨耗性优异的长纤维无纺布、特别是适用于一次性身体取暖物的长纤维无纺布。本发明的身体取暖物用无纺布为一种长纤维无纺布，其为通过纺粘法制造、利用一对雕刻辊/平滑辊进行加热并压接而得到的热压接型纺粘无纺布，其中，所述无纺布是由含有95％以上聚对苯二甲酸乙二醇酯、双折射率为0.07～0.12的长纤维形成的无纺布，无纺布的KES弯曲刚度为0.05～0.30gf·cm²/cm，无纺布的耐磨耗等级满足下式(1)～(3)。E1≥3…(1)E2≥1…(2)E1-E2≥1…(3)E1：无纺布的压花面的耐磨耗等级，E2：无纺布的反压花面的耐磨耗等级。

Description

柔软性和耐磨耗性优异的长纤维无纺布及其用途

技术领域

本发明涉及柔软性、耐磨耗性优异的、适宜作为制成袋状来使用的基材的长纤维无纺布。更详细而言，尤其涉及适用于一次性身体取暖物用底布的长纤维无纺布。

背景技术

一直以来，作为将布料制成袋状并在其内部装入粉末、粒状物的包装材料，使用薄膜、编织物、长纤维无纺布等。特别是在一次性身体取暖物用途中，通常将通过暴露于空气而放热的组合物填充到袋内部，产品寿命受到包装材料的透气性的强烈影响，使用容易控制透气性的有孔薄膜、微多孔薄膜等。但是，这些薄膜缺乏柔软性，使用感存在问题，尚未提出同时满足透气性控制和使用感的薄膜。另外，薄膜还具有容易破裂的问题。

为了消除使用感的问题，例如专利文献1、2中，作为一次性身体取暖物用包装材料，为了防止薄膜特有的粘附的触感、僵硬的皮肤触感等，使其具有布的触感，并且赋予包装材料层的不易破裂的性质，提出了将无纺布层压加工到薄膜上而成的材料。然而，使用现有的无纺布时，若考虑包装材料的不易破裂和起毛少，则***而僵硬感增加，反之，若具有纤维触感并保持柔软性，则存在起毛、形态保持性变差的问题。

作为消除上述问题的方法，例如，专利文献3中，提出了调整利用压花加工赋予凹凸的无纺布与层压薄膜的接合而改良与皮肤的接触面的柔软性的方法。然而，上述方法中，也没有进行改良无纺布的柔软性的研究，由于利用层压将无纺布的非接合部与层压薄膜主体性地接合，从而无纺布的柔软度受限，存在无法充分发挥无纺布的柔软性的问题。

另外，专利文献4中提出了限定无纺布的厚度和表观密度而改良温热功能的方法。然而，上述方法仅利用厚度调整了自发热体的初始的热移动，没有进行提高无纺布的柔软性、热封性、形态保持性的研究，作为一次性身体取暖物容易发生实用上的不良情况。

作为层压性的改良方法，例如专利文献5中提出了在无纺布单面的纤维表面上涂布低熔点树脂皮膜的方法。该方法需要添加复杂的涂布工序，成本上升是不可避免的。另外，无纺布自身的柔软性和热封性及耐热性的问题也没得到解决。

另外，作为利用提高层压性来改良形态保持性的方法，例如专利文献6～8中提出了将热粘接成分纤维化并层压的方法。这些方法由于将低熔点成分纤维化，因此，虽然能够在低温下进行层压，但是存在耐热性差的问题。

同样地，专利文献9中提出了使用低熔点纤维无纺布和低熔点薄膜的、低温密封性等优异的层压无纺布。该方法中，虽然低温密封性良好，但是会残留无纺布的耐热性不充分的问题。

作为改良柔软性的方法，例如专利文献10、11中提出了构成无纺布的纤维使用扁平截面纤维的方法。这些方法中，作为提高柔软性以外的优点，公开了如下的效果：由于使用扁平截面纤维，因此无纺布的平滑性提高，印刷性得到改良；以及，厚度变薄，导热性变得良好。确实，使用扁平截面纤维时，截面二阶矩低的方向上，弯曲刚度降低，而截面二阶矩高的方向上，刚性明显提高，难以赋予全部方向的柔软性。进而，由于扁平化，无法赋予由厚度带来的柔软性。因此，存在成为像纸那样的接触感而无法赋予柔软的质感的问题。

作为提高无纺布的柔软性的方法，例如专利文献12中，提出使用具有伸缩性的聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯而赋予柔软的质感的方法，专利文献13中提出，在聚对苯二甲酸丁二醇酯中掺混非晶性聚酯，降低原材料的模量，从而赋予柔软性和热封性的方法。这些方法中，虽然柔软性提高，但是由于纤维柔软，因此存在无纺布强度弱而容易破裂的问题。

如上所述，现状是，依靠现有的一次性身体取暖物用包装材料的改良，无法全部满足柔软性、耐磨耗性、及形态保持性、无纺布的热封性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开昭51-23769号公报

专利文献2：日本实开昭55-59616号公报

专利文献3：日本特开平2-297362号公报

专利文献4：日本特开平3-1856号公报

专利文献5：日本特开平9-300547号公报

专利文献6：日本特开平8-131472号公报

专利文献7：日本特开平10-314208号公报

专利文献8：日本特开平10-328224号公报

专利文献9：日本特开平11-56894号公报

专利文献10：日本特开2004-24748号公报

专利文献11：日本特开2004-24749号公报

专利文献12：日本特开平11-89869号公报

专利文献13：日本特开2007-105163号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述现有技术的现状而做出的，其目的在于提供柔软性、耐磨耗性、及形态保持性优异的、适用于一次性身体取暖物用底布的长纤维无纺布。

用于解决问题的方案

本发明人等为了达成上述目的而进行了深入研究，结果发现通过以下所示的手段能够解决上述问题，从而完成了本发明。即，本发明如下所述。

1.一种长纤维无纺布，其为通过纺粘法制造、利用一对雕刻辊/平滑辊进行加热并压接而得到的热压接型纺粘无纺布，所述纺粘法中将熔融聚合物自喷丝口喷出，利用高速的空气流进行牵引，从而将其细化、拉伸，将纤维分散在网状传送带上而制成片，其中，所述长纤维无纺布是由含有95％以上聚对苯二甲酸乙二醇酯、双折射率为0.07～0.12的长纤维形成的无纺布，无纺布的KES弯曲刚度为0.05～0.30gf·cm²/cm，无纺布的耐磨耗等级满足下式(1)～(3)。

E1≥3…(1)

E2≥1…(2)

E1-E2≥1…(3)

E1：无纺布的压花面的耐磨耗等级，E2：无纺布的反压花面的耐磨耗等级。

2.根据上述1所述的长纤维无纺布，其由长纤维构成，所述长纤维由聚酯形成，所述聚酯是相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯(A成分)混合0.05～4.0重量％的与A成分不相容且具有120～160℃的玻璃化转变温度的热塑性聚苯乙烯系共聚物(B成分)而得到的聚酯。

3.根据上述1或2所述的长纤维无纺布，其中，热压接部分的面积率为5～30％。

4.一种薄膜复合体，其是将上述1～3中任一项所述的无纺布的反压花面与薄膜接合而成的。

5.一种包装材料，其使用上述4所述的薄膜复合体。

6.一种一次性身体取暖物，其使用上述4所述的薄膜复合体。

发明的效果

本发明的长纤维无纺布可保持在柔软性、耐磨耗性、形态维持方面能够维持充分的耐久性的力学特性，由于加热时的变形容易而热封性也优异。因此，本发明的长纤维无纺布尤其是即使省略薄膜层压也可以用于一次性身体取暖物用底布，因此，能够制造身体取暖物而不损害柔软的质感，对性能、成本降低也能够做出贡献，是极其有用的身体取暖物底布用长纤维无纺布。

附图说明

图1为现有的无纺布的热压接部分的截面照片。

图2为本申请发明的无纺布的热压接部分的截面照片。

具体实施方式

本发明的长纤维无纺布为热压接型纺粘无纺布。短纤维无纺布会导致纤维末端起毛，故不优选。长纤维无纺布由于只要不将纤维切断就不会发生起毛，因此本发明中使用由长纤维形成的无纺布。长纤维无纺布的制造方法也存在多种，从利用高速纺丝容易控制力学特性、具有高生产率的方面出发，选择纺粘无纺布。

本发明的长纤维无纺布含有95重量％以上聚对苯二甲酸乙二醇酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯是热学/力学上优异的常用聚合物，由于将其用作主要原料，因此能够提供低价格的商品。

本发明中，也优选相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯(A成分)组合使用B成分。关于B成分，作为优选的热塑性树脂，可列举出热塑性聚苯乙烯系共聚物。B成分通过不具有与A成分的相容性，从而具有在A成分中作为岛成分而独立存在的特性，此外，通过设定为比作为海成分的A成分的玻璃化转变温度更高的特定的玻璃化转变温度，从而B成分发挥接受纺丝张力而抑制聚酯的取向结晶化的效果。作为B成分，例如，具有122℃的玻璃化转变温度的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物树脂(市售品例如有RohmGmbH&Co.KG的PLEXIGLAShw55)、具有155℃的玻璃化转变温度的苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂(市售品例如有SARTOMER制造的SMA1000)以少量的添加量就能够期待较高的取向结晶化抑制效果，故而特别优选。需要说明的是，B成分的玻璃化转变温度低于120℃时，取向结晶化抑制效果变少，因此在本发明实施方式中并不推荐。另一方面，通过添加B成分，从而制成拉伸丝，并且能够抑制取向度，能够兼顾柔软性和耐磨耗性的平衡。

本发明的聚酯中，B成分相对于A成分的混合比率优选为0.05～4.0重量％、更优选为0.08～3.0重量％、进一步优选为0.1～1.5重量％。B成分的混合量低于0.05重量％时，取向结晶化抑制效果变少，纤维的取向度和比重变高，柔软性和热封性降低，故不优选。混合量超过4.0重量％时，高速纺丝时，断头变得明显，纺丝变得无法进行，在不会断头的低速纺丝区域，只能得到纤维的取向度非常低的产品，不仅只能得到强度较弱的无纺布，而且生产率也差，故不优选。

构成本发明的无纺布的长纤维的双折射率为0.06～0.12。双折射率低于0.06时，力学特性差，耐磨耗性、形态维持性能差，故不优选。超过0.12时，刚性增加，作为无纺布的质感也受损，故不优选。本发明的双折射率更优选为0.07～0.10。

本发明的长纤维无纺布为热压接型无纺布。通过针刺交织处理、水流交织处理等处理而进行使构成纤维在无纺布的截面方向上产生交缠的处理时，即使使用长纤维，纤维也会被切断，容易产生起毛，故不优选。另外，与热压接型相比，工时增加，能量用量、原料损耗增加，因此在环境上也不优选。

此处所说的热压接型无纺布是指利用一对雕刻辊/平滑辊的局部热压接型(压花加工)无纺布。整面热压接型(压延加工)的情况下，热压接遍及整面时，整面地薄膜化，柔软性降低，故不优选。

本发明中，局部压接型无纺布为了满足柔软性、耐磨耗性而在与通常的热压接加工条件不同的条件下进行热压接加工。将一对热压接辊当中的一个雕刻了的辊设为雕刻成凸形状图案的热压接辊，另一个设为具有平坦表面的热压接辊。进而，需要将雕刻了的辊表面的温度设定为200℃～260℃，将平滑辊表面的温度设定为100℃～180℃。

通过在上述温度范围内将一个辊的表面设定为高温、另一个辊的表面设定为低温，能够首次获得将质感控制在柔软的水平且耐磨耗性也维持一定水平的无纺布。

通过进行上述热压接加工，本发明的长纤维无纺布成为在热压接部分具有特征的无纺布。即，相对于如图1所示的、在现有的热压接条件下加工而成的热压接部分，本申请发明的长纤维无纺布的热压接部分为如图2所示的结构。即，关于压花面侧，表面侧的纤维在热压接加工时热熔融，纤维熔融一体化，成为薄膜状，另一方面，关于反压花面(另一个表面)侧，表面侧的纤维在热压接加工时仅一部分热熔融，成为纤维的一部分熔融一体化的结构。其结果，首次得到柔软性、耐磨耗性均得到满足的长纤维无纺布。

压花加工中的优选的压接面积率为5～30％。压接面积低于5％时，纤维彼此无法充分固定，导致拉伸强度的降低、耐磨耗性的降低。反之，压接面积率超过30％时，纤维无法追踪针对无纺布的弯曲的变形，质感***，故不优选。

本发明的长纤维无纺布的KES弯曲刚度优选为0.05～0.30gf·cm²/cm。弯曲刚度低于0.05gf·cm²/cm时，作为底布过于柔软，处理性差。另外，弯曲刚度超过0.30gf·cm²/cm时，柔软性差，质感变差，故不优选。KES弯曲刚度更优选为0.05～0.25gf·cm²/cm、进一步优选为0.08～0.20gf·cm²/cm。

本发明的长纤维无纺布的耐磨耗性满足下式(1)～(3)。

E1≥3…(1)

E2≥1…(2)

E1-E2≥1…(3)

E1：无纺布的压花面的耐磨耗等级，E2：无纺布的反压花面的耐磨耗等级。

本发明的长纤维无纺布的压花面为耐磨耗等级3以上。这是因为，耐磨耗等级低于3时，利用手等施加摩擦时产生起毛，不仅导致外观变差，而且还导致无纺布的强度降低。

另外，本发明的长纤维无纺布的反压花面(另一个表面)为耐磨耗等级1以上。这是因为，耐磨耗等级低于1时，无纺布制造时或其后的产品制造时的工序通过性明显降低。

进而，本发明的长纤维无纺布的压花面的耐磨耗等级为比反压花面(另一个表面)的耐磨耗等级低1以上的值。反压花面不会被手等触摸，不要求耐磨耗等级，因此为较低的值也没有问题。

另外，本发明中将无纺布与薄膜层叠时，将无纺布的反压花面与薄膜层压。这是因为，即使耐磨耗等级低，由于利用薄膜保护其免受磨耗，因此为较低的值也没有问题。与薄膜的层叠可以使用将半熔融状态的薄膜直接挤出到无纺布基材上的挤出层压法、使用粘接剂的层压方法(根据粘接剂的种类大致分为“湿式层压”(使用水系粘接剂或水分散系粘接剂)、“干式层压”(使用溶剂系粘接剂或反应系粘接剂)、“热熔层压”(热熔粘接剂))，但不限定于此。进而，通过将本发明的无纺布的反压花面与薄膜粘接，与将现有的无纺布粘接时相比，能够获得粘接力提高的结果。认为这是因为，挤出层压提高了薄膜树脂的锚固效果，粘接剂法提高了粘接剂的渗透性。

关于构成本发明的无纺布的长纤维的纤度，没有特别限定，优选为能够维持覆盖性和柔软性的0.5～5dtex。更优选为1～4dtex、进一步优选为1.5～3dtex。

关于构成本发明的无纺布的长纤维的截面形状，没有特别限定，可以使用圆形截面、异形截面、中空截面、中空异形截面，从柔软性的观点出发，优选为圆形截面。

关于本发明的无纺布的单位面积重量，没有特别限定，用作一次性身体取暖物用底布时，从柔软性和覆盖性的观点出发，优选为15～60g/m²、更优选为20～50g/m²、进一步优选为25～40g/m²。

实施例

以下示出实施例来具体说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。需要说明的是，实施例中记载的特性的评价利用以下的方法。

(双折射率)

利用安装有贝雷克补偿器(BerekCompensator)的偏光显微镜、由延迟量和纤维直径求出自无纺布或织片取出的单纤维的n＝5的平均值，作为纤维的双折射率(Δn)。

(无纺布的压接面积率)

在任意的20个位置裁切成30mm见方，用SEM拍摄50倍的照片。将拍摄照片印刷成A3尺寸，剪出压接单位面积，求出面积(S₀)。接着，求出在压接单位面积内仅剪出压接部的压接部面积(S_p)，算出压接面积率(P)。求出20处该压接面积率P的平均值。

P＝S_p/S₀(n＝20)

(无纺布的弯曲刚度)

使用KATOTECHCO,.LTD.制造的KES-FB2(KAWABATASEVALUATIONSYSTEM-2PUREBENDINGTESTER)，试样制成10cm见方，将试样保持在1cm间隔的卡盘上，在曲率-2.5～+2.5cm^-1的范围内、以0.50cm^-1的变形速度进行纯弯曲试验，求出弯曲刚度(B)。

(无纺布的耐磨耗性)

使用株式会社大荣科学精器制作所制造的“学振型染色物摩擦牢固度试验机”，将无纺布作为试样，摩擦布使用细白布3号，使用载荷500gf，以摩擦次数100次往复进行摩擦，根据下述基准通过目视判定来评价无纺布表面的起毛、磨耗状态(n＝5的平均值)。

0级：损伤大

1级：损伤中

2级：损伤小

3级：无损伤，有起毛产生，但数量少

4级：无损伤，有起毛产生，但数量极少

5级：无损伤，无起毛

(玻璃化转变温度和熔点)

采集树脂样品5mg，将利用差示扫描量热计(TAinstruments公司制造的Q100)在氮气气氛下自20℃以10℃/分钟升温至300℃时的放热峰位置的温度作为玻璃化转变温度来评价，吸热峰位置的温度作为熔点来评价。

(无纺布的单位面积重量)

将根据JISL1906(2000)测定的每单位面积的质量作为单位面积重量(g/m²)。

(纤度)

将构成无纺布的纤维从任意5个位置取样，利用光学显微镜从各个位置选择20根，评价单纤维直径(总计100根)。将该纤维直径的平均值作为构成纤维的纤维直径。另外，使用密度梯度管测定从任意5个位置取样的纤维的比重，求出平均值。由该纤维直径和密度求出纤度。需要说明的是，难以自异型截面求出纤维直径时，利用SEM照片的纤维截面求出。

<实施例1>

使用纺粘纺丝设备，将特性粘度0.62的聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为PET)使用喷嘴喷丝口为L/D＝3.0的喷嘴、在纺丝温度295℃、单孔喷出量0.7g/分钟下进行熔融纺丝，以纺丝速度5000m/分钟牵拉，在网状传送带上堆积，得到纤度1.8dtex的长纤维织片。接着，使用压接面积率22％的压花辊，在压花辊表面温度250℃、平滑辊表面温度150℃、线压力30kN/m下进行压接加工，得到单位面积重量35g/m²的长纤维无纺布。得到的无纺布为柔软性、耐磨耗性优异的无纺布。将得到的无纺布的详细情况示于表1。

<实施例2>

除了在聚对苯二甲酸乙二醇酯中添加有0.4％苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚树脂(RohmGmbH&Co.KG的PLEXIGLASHW55(以下称为“HW55”))之外，与实施例1同样操作，得到长纤维无纺布。得到的无纺布为柔软性、耐磨耗性优异的无纺布。将得到的无纺布的详细情况示于表1。

<实施例3>

除了以单位面积重量为40g/m²的方式调整网状传送带的速度之外，与实施例2同样操作，得到长纤维无纺布。得到的无纺布为柔软性、耐磨耗性优异的无纺布。将得到的无纺布的详细情况示于表1。

<实施例4>

除了将HW55的添加量变更为0.8％之外，与实施例2同样操作，得到长纤维无纺布。得到的无纺布为柔软性、耐磨耗性优异的无纺布。将得到的无纺布的详细情况示于表1。

<实施例5>

除了将压花压接面积率变更为11％之外，与实施例4同样操作，得到长纤维无纺布。得到的无纺布为柔软性、耐磨耗性优异的无纺布。将得到的无纺布的详细情况示于表1。

<比较例1>

除了将压花加工时的压花辊表面温度、平滑辊表面温度均变更为250℃之外，与实施例1同样操作，得到长纤维无纺布。得到的无纺布的耐磨耗性良好，但KES弯曲刚度高，作为身体取暖物底布，质感差。

<比较例2>

除了将压花加工时的压花辊表面温度、平滑辊表面温度均设为190℃之外，与实施例1同样操作，得到长纤维无纺布。得到的无纺布的柔软性良好，但耐磨耗性低，作为身体取暖物在使用上存在问题。

[表1]

产业上的可利用性

本发明的长纤维无纺布能够提供柔软性和耐磨耗性优异、适宜作为制成袋状来使用的基材的长纤维无纺布。更详细而言，尤其能够提供适用于一次性身体取暖物用底布的长纤维无纺布。

Claims (6)

1.一种局部热压接型纺粘无纺布，其为通过纺粘法制造、利用一对雕刻辊/平滑辊进行加热并压接而得到的局部热压接型纺粘无纺布，所述纺粘法中将熔融聚合物自喷丝口喷出，利用高速的空气流进行牵引，从而将其细化、拉伸，将纤维分散在网状传送带上而制成片，

其中，所述局部热压接型纺粘无纺布是由含有95％以上聚对苯二甲酸乙二醇酯、双折射率为0.07～0.12的长纤维形成的无纺布，无纺布的KES弯曲刚度为0.05～0.30gf·cm²/cm，无纺布的耐磨耗等级满足下式(1)～(3)，

E1≥3…(1)

E2≥1…(2)

E1-E2≥1…(3)

E1：无纺布的压花面的耐磨耗等级，E2：无纺布的反压花面的耐磨耗等级。

2.根据权利要求1所述的局部热压接型纺粘无纺布，其由长纤维构成，所述长纤维由聚酯形成，所述聚酯是相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯即A成分混合0.05～4.0重量％的与A成分不相容且具有120～160℃的玻璃化转变温度的热塑性聚苯乙烯系共聚物即B成分而得到的聚酯。

3.根据权利要求1或2所述的局部热压接型纺粘无纺布，其中，热压接部分的面积率为5～30％。

4.一种薄膜复合体，其是将权利要求1～3中任一项所述的局部热压接型纺粘无纺布的反压花面与薄膜进行接合而成的。

5.一种包装材料，其使用权利要求4所述的薄膜复合体。

6.一种一次性身体取暖物，其使用权利要求4所述的薄膜复合体。