JP2004244790A - 伸縮性不織布及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーをスパンボンド成形して得られ、触感がよく、高弾性かつ残留歪みの小さい伸縮性不織布およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】 熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーから形成された繊維からなる、スパンボンド成形された伸縮性不織布であって、前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーが、示差走査熱量計(DSC)により測定される凝固開始温度が65℃以上であり、かつ細孔電気抵抗法に基づく粒度分布測定装置に100μmのアパーチャーを装着して測定される極性溶媒不溶分の粒子数が300万個/g以下であり、前記繊維は、繊維径の標準偏差(Sn)を平均繊維径(Xave)で除算した値(Sn/Xave)が0.15以下であることを特徴とする伸縮性不織布。
【選択図】 なし

Description

本発明は、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーをスパンボンド成形して得られる伸縮性不織布およびその製造方法、ならびにこの伸縮性不織布を含む衛生材料に関する。
熱可塑性ポリウレタンエラストマー(以下、「TPU」と略すこともある。)を使用した伸縮性不織布は、これまでにもいくつかの提案がなされており、その高い弾性特性、小さい残留歪みおよび優れた通気性から衣料、衛生材料、スポーツ材料などの用途に利用されている。
TPUを使用した伸縮性不織布の代表的な製造方法としてメルトブローン成形法がある。この方法により製造された伸縮性不織布は、その高い伸縮性、柔軟性および通気性から、使い捨てオムツのサイドバンド、救急絆創膏の基布、使い捨て手袋などの比較的人体の動きへの追随が要望される部分に使用されている。
一方、特許文献1には、スパンボンディング加工された不織布であって、熱可塑性エラストマーからなり、本質的に連続したフィラメントのウェッブからなる不織布が開示されている。このスパンボンディング加工された不織布は、繊維径が織物の繊維径により近いため、しなやかさおよび手触りが織物に近く、メルトブローン成形による不織布よりも良好な触感を有することが記載されている。熱可塑性エラストマーとして熱可塑性ポリウレタンエラストマーも開示されているが、凝固開始温度および極性溶媒不溶分の粒子数は開示されていない。本明細書の比較例1および2に示すように、凝固開始温度が60℃未満または極性溶媒不溶分の粒子数が300万個/gを超えると紡糸時に糸切れや繊維同士の融着が起こり、不織布の触感が悪くなるという問題があった。
特許文献2には、粒子径が6〜80μmの範囲にある極性溶媒不溶分の粒子数が2万個/g以下の熱可塑性ポリウレタン樹脂が開示されている。また、この熱可塑性ポリウレタン樹脂が、溶融紡糸時においてノズル背圧上昇や糸切れのトラブルを解消しうるポリウレタン弾性繊維用樹脂として有用であることが開示されている。しかしながら、本発明者らが、特許文献2に記載された実施例の追試を試みたが、上記熱可塑性ポリウレタン樹脂は得られなかった。
特許文献3では、熱可塑性エラストマーを用いてスパンボンド法により不織布を製造する際の問題点の1つとして、熱可塑性エラストマーの特徴である「くっつきやすい」性質を挙げている。スパンボンド法により不織布を成形する際に、空気中の乱流によりフィラメントが相互に付着する可能性を指摘している。また、この「くっつきやすさ」はウェッブをロールに巻き取る時に特に厄介になることも記載されている。また、別の問題として、押し出しおよび/または延伸時のストランドの破断または弾性不良を挙げている。本発明者らは、特許文献3に記載されたTPU(エラストラン1180A(BASFジャパン(株)製))を用いてスパンボンド成形を行ったが、本明細書の比較例2に示すように、紡糸時に糸切れが発生し、満足な不織布が得られなかった。
特許文献4には、硬さ(JIS−A硬さ)65〜98度および流動開始温度80〜150℃の熱可塑性ポリウレタン樹脂を使用した伸縮性不織布が開示されている。特許文献4によると、この不織布は、熱可塑性ポリウレタン樹脂の連続したフィラメントをシート状に積層した後、積層されたフィラメントの接触点でフィラメント自体を自己の有する熱に
より融着接合し、繊維形成することによって得られる。この製造方法はメルトブローン法である。本発明者らは、特許文献4に記載された方法で熱可塑性ポリウレタン樹脂を製造し、この熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いてスパンボンド成形により不織布を製造した。しかしながら、本明細書の比較例4に示すように、紡糸時に糸切れが発生し、満足な不織布が得られなかった。
特許文献5では、結晶性ポリプロピレンと熱可塑性エラストマーとの複合繊維からなり、優れた風合いを有する伸縮性不織布が開示されている。特許文献5には、芯部にウレタンエラストマー50重量%、鞘部にポリプロピレン50重量%を使用した同芯円芯鞘型複合繊維からなる伸縮性不織布(実施例6)や、ウレタンエラストマー50重量%とポリプロピレン50重量%であって、繊維断面形状が6分割の複合繊維からなる伸縮性不織布(実施例8)が開示されている。これらの不織布は、ステープルファイバーをカード機により開繊し、スルー・エア・ドライヤで熱処理して得られたものである。20%伸長時の伸長回復率が約75%であり、優れた風合いを有することが開示されているが、衣料、衛生材料、スポーツ材料として用いる場合には、さらなる伸縮特性の向上が求められている。
特表平7−503502号公報 特開平9−87358号公報 特表2002−522653号公報 WO99/39037号公報 特開平9−291454号公報
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーをスパンボンド成形して得られ、触感がよく、高弾性かつ残留歪みの小さい伸縮性不織布およびその製造方法を提供することを課題としている。
本発明者は、上記問題点を解決すべく鋭意研究し、特定範囲の凝固開始温度および極性溶媒不溶分量を有する熱可塑性ポリウレタンエラストマーを用いることによって、得られる不織布の繊維径分布を狭くすることができ、その結果、良好な触感を有する不織布が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る伸縮性不織布は、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーから形成された繊維からなる、スパンボンド成形された伸縮性不織布であって、
前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、示差走査熱量計(DSC)により測定される凝固開始温度が65℃以上であり、かつ細孔電気抵抗法に基づく粒度分布測定装置に100μmのアパーチャーを装着して測定される極性溶媒不溶分の粒子数が300万個/g以下であり、
前記繊維は、繊維径の標準偏差(Sn)を平均繊維径(Xave)で除算した値(Sn/Xave)が0.15以下であることを特徴としている。
前記ポリマーは前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーを10重量%以上含有することが好ましい。
前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、示差走査熱量計(DSC)により測定される、ピーク温度が90℃以上140℃以下の範囲にある吸熱ピークから求められる融解熱量の総和(a)と、ピーク温度が140℃を超えて220℃以下の範囲にある吸熱ピークから求められる融解熱量の総和(b)とが、下記式(1)
a/(a+b)×100≦80 (1)
の関係を満たすことが好ましい
本発明に係る衛生材料は上記伸縮性不織布を含むことを特徴としている。
本発明に係る伸縮性不織布の製造方法は、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーをスパンボンド成形して該ポリマーから形成された繊維からなる伸縮性不織布を製造する方法であって、
前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、示差走査熱量計(DSC)により測定される凝固開始温度が65℃以上であり、かつ細孔電気抵抗法に基づく粒度分布測定装置に100μmのアパーチャーを装着して測定される極性溶媒不溶分の粒子数が300万個/g以下であり、前記繊維は、繊維径の標準偏差(Sn)を平均繊維径(Xave)で除算した値
(Sn/Xave)が0.15以下であることを特徴としている。
本発明に係るスパンボンド成形用熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、示差走査熱量計(DSC)により測定される凝固開始温度が65℃以上であり、かつ細孔電気抵抗法に基づく粒度分布測定装置に100μmのアパーチャーを装着して測定される極性溶媒不溶分の粒子数が300万個/g以下であり、
繊維径の標準偏差(Sn)を平均繊維径(Xave)で除算した値(Sn/Xave)が0.15以下である、スパンボンド成形された伸縮性不織布の製造を可能にすることを特徴としている。
本発明によると、特定範囲の凝固開始温度および極性溶媒不溶分量を有する熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーを用いることにより、スパンボンド成形時に、糸切れ、繊維同士の融着および紡糸塔への融着が起こらず、安定して紡糸することができる。また、繊維径の分布が狭く、触感に優れたスパンボンド不織布を得ることができる。
〔伸縮性不織布〕
本発明に係る伸縮性不織布は、特定範囲の凝固開始温度および極性溶媒不溶分量を有する熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーをスパンボンド成形して得られる伸縮性不織布であって、その繊維径分布が特定の範囲にある伸縮性不織布である。
<熱可塑性ポリウレタンエラストマー>
本発明に用いられる熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)は、凝固開始温度が65℃以上、好ましくは75℃以上、最も好ましくは85℃以上である。凝固開始温度の上限値は195℃が好ましい。ここで、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り、TPU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TPUの凝固に由来する発熱ピークの開始温度である。凝固開始温度が65℃以上であると、スパンボンド成形する際に繊維同士の融着、糸切れ、樹脂塊など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は成形された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。また、得られた不織布もベタツキが少なく、たとえば、衣料、衛生材料、スポーツ材料などの肌と接触する材料に好適に用いられる。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これに用いたTPUの凝固開始温度よりも高くなる傾向にある。
TPUの凝固開始温度を65℃以上に調整するためには、TPUの原料として使用するポリオール、イソシアネート化合物および鎖延長剤について、それぞれ最適な化学構造を有するものを選択するとともに、ハードセグメントの量を調整する必要がある。ここで、
ハードセグメント量とは、TPUの製造に使用したイソシアネート化合物と鎖延長剤との合計重量を、ポリオール、イソシアネート化合物および鎖延長剤の総量で除算して100を掛けた重量パーセント(重量%)値である。ハードセグメント量は、好ましくは20〜60重量%であり、さらに好ましくは22〜50重量%であり、最も好ましくは、25〜48重量%である。
また、前記TPUは、極性溶媒不溶分の粒子数が300万個/g以下、好ましくは250万個以下、最も好ましくは200万個以下である。ここで、TPU中の極性溶媒不溶分とは、主に、TPUの製造中に発生するフィッシュアイやゲルなどの塊状物であり、TPUのハードセグメント凝集物に由来する成分、ならびにハードセグメントおよび/また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など、TPUを構成する原料ならびにこの原料間の化学反応により生じる成分である。
極性溶媒不溶分の粒子数は、TPUをジメチルアセトアミド溶媒(以下、「DMAC」と略す。)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2〜60μmの粒子の数を測定することができる。本発明者は、この範囲の大きさの粒子がTPUを使用した繊維の紡糸安定性、および伸縮性不織布の品質と深い関りを示すことを見出した。すなわち、この極性溶媒不溶分の粒子数がTPU1gに対して300万個以下にすることにより、上記TPUの凝固開始温度範囲内において、繊維径の分布の増大、紡糸時の糸切れなどの問題を回避することができる。また、このようなTPUを用いて成形された不織布は、その繊維径を織物の繊維径と同等にすることができ、触感に優れるため、たとえば衛生材料などに好適に用いることができる。また、不純物などを濾過するために押出機内部に設置されたフィルターが目詰まりしにくく、機器の調整、整備頻度が低くなるため、工業的にも好ましい。
極性溶媒不溶分の少ない上記TPUは、後述するように、ポリオール、イソシアネート化合物およ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。
前記TPUは、示差走査熱量計(DSC)により測定される、ピーク温度が90℃以上140℃以下の範囲にある吸熱ピークから求められる融解熱量の総和(a)と、ピーク温度が140℃を超えて220℃以下の範囲にある吸熱ピークから求められる融解熱量の総和(b)とが、下記式(1)
a/(a+b)×100≦80 (1)
の関係を満たすことが好ましく、
下記式(2)
a/(a+b)×100≦70 (2)
の関係を満たすことがさらに好ましく、
下記式(3)
a/(a+b)×100≦55 (3)
の関係を満たすことが最も好ましい。
ここで、「a/(a+b)×100」はTPUのハードドメインの融解熱量比(単位:%)を意味する。TPUのハードドメインの融解熱量比が80%以下になると、繊維、特にスパンボンド成形における繊維および不織布の強度ならびに伸縮性が向上する。本発明では、TPUのハードドメインの融解熱量比の下限値は0.1%程度が好ましい。
前記TPUは、温度200℃、せん断速度100sec-1の条件における溶融粘度が100〜3000Pa・sが好ましく、より好ましくは200〜2000Pa・s、最も好ましくは1000〜1500Pa・sである。ここで、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。
また、前記TPUは、その水分値が350ppm以下が好ましく、より好ましくは300ppm以下、最も好ましくは150ppm以下である。水分値を350ppm以下にすることにより、大型のスパンボンド成形機械での不織布の成形において、ストランド中への気泡の混入、または糸切れの発生を抑制することができる。
<熱可塑性ポリウレタンエラストマーの製造方法>
本発明に用いられる熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、上述したように、ポリオール、イソシアネート化合物および鎖延長剤について、それぞれ最適な化学構造を有するものを選択して製造する。TPUの製造方法としては、(i)ポリオールとイソシアネート化合物とを予め反応させたイソシアネート基末端プレポリマー(以下、単に「プレポリマー」という。)と、鎖延長剤とを反応させる方法(以下、「プレポリマー法」という。)、(ii)ポリオールと鎖延長剤とを予め混合し、次いでこの混合物とイソシアネート化合物とを反応させる方法(以下、「ワンショット法」という。)などが挙げられる。これらの製造方法のうち、得られるTPUの機械物性、品質の面から、プレポリマー法によりTPUを製造することが好ましい。
プレポリマー法では、不活性ガスの存在下、ポリオールとイソシアネート化合物とを反応温度40〜250℃程度で、30秒間〜8時間程度、攪拌混合し、プレポリマーを製造する。次いで、イソシアネートインデックスが好ましくは0.9〜1.2、より好ましくは0.95〜1.15、さらに好ましくは0.97〜1.08の範囲となるような割合で、プレポリマーと鎖延長剤とを高速で攪拌して十分に混合する。プレポリマーと鎖延長剤とを混合し、重合させる際の温度は、使用する鎖延長剤の融点、プレポリマーの粘度により適宜決定されるが、通常80〜300℃程度、好ましくは80〜260℃、最も好ましくは、90〜220℃の範囲である。重合時間は2秒間〜1時間程度が好ましい。
ワンショット法についても同様に、ポリオールと鎖延長剤とを予め混合、脱泡し、この混合物とイソシアネート化合物とを、40℃〜280℃、より好ましくは100℃〜260℃の範囲で、30秒間〜1時間程度攪拌混合して重合反応を進行させる。ワンショット法におけるイソシアネートインデックスはプレポリマー法と同様の範囲が好ましい。
<TPU製造装置>
TPUの製造装置は、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを反応押出成形法によって連続して製造するための装置であって、原料タンク部、混合部、スタティックミキサー部、およびペレット化部を備えている。
原料タンク部は、イソシアネート化合物の貯蔵タンク、ポリオールの貯蔵タンク、鎖伸長剤の貯蔵タンクを備えている。各貯蔵タンクは、各供給ラインを介して後述する高速攪拌機またはスタティックミキサー部と接続されており、各供給ラインの途中には、ギヤポンプおよびその下流側に流量計が介装されている。
混合部は、高速攪拌機などの混合手段を備えている。高速攪拌機は、上述の各原料を高速で攪拌混合できれば特に制限されないが、攪拌槽内の攪拌羽根が、たとえば羽根径4cmφ、周囲長さ12cmの場合には、300〜5000回転/分(周速100〜600m/分)、好ましくは1000〜3500回転/分(周速120〜420m/分)で攪拌できるものが好ましい。また、高速攪拌機は、ヒータ(またはジャケット)および温度センサを備えており、温度センサによる検知温度に基づいてヒータを制御して攪拌槽内の温度を制御できるものが好ましい。
また、混合部には、必要に応じて、高速攪拌機により混合された反応原料の混合物を、一時的に滞留させてプレポリマー化を促進させるための反応ポットを設けても良い。このような反応ポットは、温度調節手段を備えていることが好ましい。反応ポットは、高速攪拌機と、スタティックミキサー部における最も上流側の第1のスタティックミキサーとの間に接続されることが好ましい。
スタティックミキサー部は、複数のスタティックミキサー(静止混合器)が直列に接続されることによって構成されていることが好ましい。各スタティックミキサー(以下、各スタティックミキサーを区別する場合には、反応原料の流れ方向について上流側から下流側に向かって、第1スタティックミキサー1、第2スタティックミキサー2、・・・第nスタティックミキサーnとする。)は、内部のミキサー部材の形状などは特に制限されず、たとえば、「化学工学の進歩 第24集 攪拌・混合」(社団法人 化学工学会 東海支部 編修 1990年10月20日 槇書店発行 1刷)の第155頁のFig.10.1.1に記載の、Company−Nタイプ、Company−Tタイプ、Company−Sタイプ、Company−Tタイプなど種々の形状のものを用いることができる。好ましくは、右エレメントと左エレメントとが交互に配置されているものであり、必要に応じて、各スタティックミキサーの間に直管が設けられていてもよい。
各スタティックミキサーは、管長が、たとえば0.13〜3.6m、好ましくは0.3〜2.0m、さらに好ましくは0.5〜1.0mであり、内径が、たとえば10〜300mmφ、好ましくは13〜150mmφ、さらに好ましくは15〜50mmφであり、管長/内径比(以下、L/Dで示す。)が通常3〜25、好ましくは5〜15のものが用いられる。また、各スタティックミキサーは、少なくとも反応原料との接触部分が繊維強化プラスチック(FRP)などの実質的に非金属材料から形成されたもの、または反応原料との接触部分の表面が、たとえば、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂によって被覆されているものを用いることが好ましい。スタティックミキサーとして、反応原料との接触部分が実質的に非金属材料から形成されたものを用いることによって、TPU中の極性溶媒不溶分の発生を効果的に防止することができる。このようなスタティックミキサーとして、具体的には、内壁をポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂製のチューブで保護した金属製のスタティックミキサーや、市販の(株)ノリタケカンパニーリミテッド製のMXシリーズなどが挙げられる。
さらに、各スタティックミキサーは、ヒータ(またはジャケット)および温度センサを個々に備えており、温度センサによる検知温度に基づいてヒータを制御してミキサー内温度を独立して温度制御できるものが好ましい。これによって、各スタティックミキサーの管内温度を、反応原料の組成に応じてそれぞれ変更することができ、触媒量を低減して、最適の反応条件でTPUを製造することができる。
スタティックミキサー部の最も上流側の第1スタティックミキサー1は、混合部の高速攪拌機または前記反応ポットに接続され、スタティックミキサー部における最も下流側の第nスタティックミキサーnが後述するペレット化部のストランドダイまたは単軸押出機に接続されている。スタティックミキサーの接続数は、TPUの目的および用途、原料組成などにより適宜決定することができる。たとえば、スタティックミキサー部の全長が通常3〜25m、好ましくは5〜20mとなるように各スタティックミキサーを接続し、接続数で言えば、たとえば10〜50連、好ましくは15〜35連で接続する。各スタティックミキサーの間には、適宜ギヤポンプを介装して流量調節してもよい。
ペレット化部は、水中カット装置などの公知のペレタイザーにより構成されていても、ストランドダイおよびカッターを備えていてもよい。
スタティックミキサー部とペレット化部との間には、スタティックミキサー部から流出する反応生成物をさらに混練するための単軸押出機を設けてもよい。
<TPU製造方法>
本発明に用いられるTPUは上記のようなTPU製造装置を用いて製造することができる。たとえば、少なくともイソシアネート化合物およびポリオールを予め混合した混合物と鎖延長剤とを、スタティックミキサー内を通過させながらこれらの反応原料を重合反応させる。特に、イソシアネート化合物とポリオールとを高速攪拌機により十分に攪拌混合し、さらにこの混合物と鎖延長剤とを高速攪拌機により攪拌混合した後、スタティックミキサー内で重合反応させることが好ましい。また、イソシアネート化合物とポリオールとを混合し、これらを反応させてプレポリマーを調製し、このプレポリマーと鎖延長剤とを高速攪拌機により混合した後、スタティックミキサー内で重合反応させることもできる。
前記混合物は、イソシアネート化合物およびポリオールを攪拌槽内で、滞留時間が通常0.05〜0.5分、好ましくは0.1〜0.4分、温度が通常60〜150℃、好ましくは80〜140℃で高速攪拌することによって調製される。また、プレポリマー化を促進するために、この混合物を反応ポットで滞留させる場合、滞留時間は通常0.1〜60分、好ましくは1〜30分であり、このときの温度は通常80〜150℃、好ましくは90〜140℃である。
このようにして調製された混合物と鎖延長剤とをスタティックミキサーに供給し、これらを重合反応させる。混合物と鎖延長剤とはそれぞれ独立にスタティックミキサーに供給してもよいし、予め高速攪拌機で混合した後、スタティックミキサーに供給してもよい。また、イソシアネート化合物とポリオールとを反応させて予めプレポリマーを製造し、このプレポリマーと鎖延長剤とをスタティックミキサーに供給し、これらを重合反応させてもよい。スタティックミキサー内の温度は通常100〜300℃、好ましくは150〜280℃である。反応原料および反応生成物の通過速度は10〜200kg/h、好ましくは30〜150kg/hに設定することが望ましい。
本発明に用いられるTPUは、上述した方法以外にも、たとえば、イソシアネート化合物、ポリオールおよび鎖延長剤を予め高速攪拌機により十分に攪拌混合し、この混合物をベルト上に連続的に流下し、加熱して重合することによってTPUを製造することもできる。
これら製造方法によりTPUを製造することによって、フィッシュアイなど極性溶媒不溶分の少ないTPUを得ることができる。また、得られたTPUをろ過することにより、極性溶媒不溶分を低減できる。たとえば、TPUのペレットを十分に乾燥させた後、先端部に金属製メッシュ、金属製不織布またはポリマーフィルター等の濾材を具備した押出機に通して、フィッシュアイをろ過することができる。このようにして得られるTPU中の極性溶媒不溶分量の下限値は3万個/g程度である。押出機は、単軸または多軸押出機が好ましい。金属製メッシュのメッシュサイズは通常100メッシュ以上、好ましくは500メッシュ以上、より好ましくは1000メッシュ以上である。さらに、金属製メッシュは同一のメッシュサイズまたは異なるメッシュサイズのものを複数枚重ねて使用することが好ましい。ポリマーフィルターとしては、たとえば、フジ・デユープレックス・ポリマーフィルターシステム(富士フィルター工業(株)製)、アスカポリマーフィルターシステム(アスカ工業(株)製)、デナフィルター(長瀬産業(株)製)が挙げられる。
上記方法で得られたTPUは、カッターやペレタイザーなどを用いて粉砕、細粒化した後、さらに押出成形機や射出成形機を用いて所望の形状に加工してもよい。
<ポリオール>
上記TPUの製造に用いられるポリオールは、1分子中に水酸基を2個以上有する重合体であって、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、およびポリカーボネートジオール等が例示できる。これらポリオールは1種単独で用いても良いし、2種以上を混合して用いてもよい。これらのポリオールのうち、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエステルポリオールが好ましい。
これらのポリオールは、加熱減圧脱水処理を十分に行ない、水分を低減させることが好ましい。これらのポリオールの水分量は、好ましくは0.05重量%以下、より好ましくは0.03重量%以下、さらに好ましくは0.02重量%以下である。
(ポリオキシアルキレンポリオール)
ポリオキシアルキレンポリオールとしては、たとえば、1種または2種以上の比較的低分子量の2価アルコールにプロピレンオキサイド、エチレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合したポリオキシアルキレングリコールが挙げられる。このとき用いられる重合触媒は、水酸化セシウム、水酸化ルビジウム等のアルカリ金属化合物、またはP=N結合を有した化合物が好ましい。
前記アルキレンオキサイドのうち、プロピレンオキサイド、エチレンオキサイドが特に好ましく用いられる。また、アルキレンオキサイドを2種以上用いる場合、その総量の40重量%以上、より好ましくは50重量%以上がプロピレンオキサイドであることが望ましい。上記割合のプロピレンオキサイドを含むアルキレンオキサイドを使用することにより、ポリオキシアルキレンポリオールのオキシプロピレン基の含有率を40重量%以上にすることができる。
また、TPUの耐久性および機械物性を向上させるために、ポリオキシアルキレンポリオールの分子末端の1級水酸基化率は、50モル%以上、より好ましくは60モル%以上であることが望ましい。1級水酸基化率を向上させるためには分子末端にエチレンオキサイドを共重合することが好ましい。
上記TPUの製造に用いられるポリオキシアルキレンポリオールの数平均分子量は、200〜8000の範囲が好ましく、さらに好ましくは500〜5000である。TPUのガラス転移点の低下および流動特性を向上させる観点より、分子量およびオキシアルキレン基の含有率が異なる2種以上のポリオキシアルキレンポリオールを混合して、TPUを製造することが好ましい。また、前記ポリオキシアルキレンポリオール中には、プロピレンオキサイド付加重合の副反応により生成する分子末端に不飽和基を有するモノオールが少ないことが好ましい。ポリオキシアルキレンポリオール中の前記モノオール含有量は、JIS K−1557に記載の総不飽和度で表される。ポリオキシアルキレンポリオールの総不飽和度は、0.03meq/g以下が好ましく、より好ましくは0.02meq/g以下である。総不飽和度が0.03meq/gより大きくなるとTPUの耐熱性、耐久性が低下する傾向にある。また、ポリオキシアルキレンポリオールの工業的な製造の観点から総不飽和度の下限は0.001meq/g程度が好ましい。
(ポリテトラメチレンエーテルグリコール)
本発明では、ポリオールとして、テトラヒドロフランを開環重合して得られるポリテトラメチレンエーテルグリコール(以下、「PTMEG」と略す。)を用いることもできる。PTMEGの数平均分子量は250〜4000程度のものが好ましく、特に好ましくは250〜3000程度である。
(ポリエステルポリオール)
ポリエステルポリオールとしては、たとえば、1種または2種以上の低分子量ポリオールと、低分子量ジカルボン酸やオリゴマー酸などの1種または2種以上のカルボン酸との縮合重合により得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
前記低分子量ポリオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF等が挙げられる。低分子量ジカルボン酸としては、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸等が挙げられる。具体的には、ポリエチレンブチレンアジペートポリオール、ポリエチレンアジペートポリオール、ポリエチレンプロピレンアジペートポリオール、ポリプロピレンアジペートポリオール等が例示できる。
ポリエステルポリオールの数平均分子量は、500〜4000程度が好ましく、特に好ましくは800〜3000程度である。
(ポリカプロラクトンポリオール)
ポリカプロラクトンポリオールは、ε−カプロラクトンを開環重合して得ることができる。
(ポリカーボネートジオール)
ポリカーボネートジオールとしては、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の2価アルコールと、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等のカーボネート化合物との縮合反応より得られるポリカーボネートジオールが挙げられる。ポリカーボネートジオールの数平均分子量は、500〜3000程度のが好ましく、特に好ましくは800〜2000程度である。
<イソシアネート化合物>
TPUの製造に用いられるイソシアネート化合物としては、イソシアネート基を1分子中に2個以上有する、芳香族、脂肪族または脂環族等の化合物が挙げられる。
(芳香族ポリイソシアネート)
芳香族ポリイソシアネートとしては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、重量比(2,4−体:2,6−体)80:20のトリレンジイソシアネートの異性体混合物(TDI−80/20)、重量比(2,4−体:2,6−体)65:35のトリレンジイソシアネートの異性体混合物(TDI−65/35);4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、およびこれらジフェニルメタンジイソシアネートの任意の異性体混合物;トルイレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなどが挙げられる。
(脂肪族ポリイソシアネート)
脂肪族ポリイソシアネートとしては、たとえば、エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、2,2’−ジメチルペンタンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ブテンジイソシアネート、1,3−ブタジエン−1,4
−ジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカメチレントリイソシアネート、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、2,5,7−トリメチル−1,8−ジイソシアネート−5−イソシアネートメチルオクタン、ビス(イソシアネートエチル)カーボネート、ビス(イソシアネートエチル)エーテル、1,4−ブチレングリコールジプロピルエーテル−ω,ω’−ジイソシアネート、リジンイソシアネートメチルエステル、リジントリイソシアネート、2−イソシアネートエチル−2,6−ジイソシアネートヘキサノエート、2−イソシアネートプロピル−2,6−ジイソシアネートヘキサノエート、ビス(4−イソシアネート−n−ブチリデン)ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
(脂環族ポリイソシアネート)
脂環族ポリイソシアネートとしては、たとえば、イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、2,2’−ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ダイマ酸ジイソシアネート、2,5−ジイソシアネートメチル−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタン、2,6−ジイソシアネートメチル−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−5−イソシアネートメチル−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−6−イソシアネートメチル−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−5−(2−イソシアネートエチル)−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−6−(2−イソシアネートエチル)−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−5−(2−イソシアネートエチル)−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタン、2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−6−(2−イソシアネートエチル)−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタンなどが挙げられる。
また、ポリイソシアネートとして、ポリイソシアネートのウレタン変性体、カルボジイミド変性体、ウレトイミン変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、イソシアヌレート変性体などの変性イソシアネートなども用いることができる。
これらのポリイソシアネートのうち、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、「MDI」と略す)、水添MDI(ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、以下、「HMDI」と略す)、パラフェニレンジイソシアネート(以下、「PPDI」と略す)、ナフタレンジイソシアネート(以下、「NDI」と略す)、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HDI」と略す)、イソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」と略す)、2,5−ジイソシアネートメチル−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタン(以下、「2,5−NBDI」と略す)、2,6−ジイソシアネートメチル−ビシクロ〔2.2.1〕−ヘプタン(以下、「2,6−NBDI」と略す)が好ましく用いられる。より好ましくは、MDI、HDI、HMDI、PPDI、2,5−NBDI、2,6−NBDIなどが用いられる。また、これら好ましいジイソシアネートのウレタン変性体、カルボジイミド変性体、ウレトイミン変性体、イソシアヌレート変性体も好ましく用いられる。
<鎖延長剤>
TPUの製造に用いられる鎖延長剤は、1分子中に水酸基を2個以上有する、脂肪族、芳香族、複素環式または脂環式の低分子量のポリオールが好ましい。鎖延長剤は、加熱減圧脱水処理を十分に行ない、水分を低減させることが好ましい。鎖延長剤の水分量として
は、好ましくは0.05重量%以下、より好ましくは0.03重量%以下、さらに好ましくは0.02重量%以下である。
脂肪族ポリオールとしては、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。芳香族、複素環式または脂環式のポリオールとしては、たとえば、パラキシレングリコール、ビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレート、ビス(2−ヒドロキシエチル)イソフタレート、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、レゾルシン、ヒドロキノン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジオールなどが挙げられる。
これらの鎖延長剤は1種単独で用いても良いし、2種以上を混合して用いてもよい。
<触媒>
上記TPUを製造する際、有機金属化合物等のポリウレタンを製造する際に用いられる、公知の触媒を添加してもよい。公知の触媒のうち、有機金属化合物が好ましく、たとえば、酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロリド、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、およびナフテン酸コバルト等が挙げられる。これらの触媒は1種単独で用いてもよいし、2種以上を任意に混合して使用してもよい。触媒量はポリオール100重量部に対して、通常0.0001〜2.0重量部、好ましくは0.001〜1.0重量部である。
<添加剤>
本発明に用いられるTPUには、耐熱安定剤や耐光安定剤を添加することが好ましい。これらの安定剤は、TPUの製造時、製造後のいずれにおいても添加することができるが、TPUの製造時に反応原料に予め溶解することが好ましい。
耐熱安定剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤、ラクトン系熱安定剤、イオウ系熱安定剤等が挙げられる。より具体的には、たとえば、IRGANOX1010、同1035、同1076、同1098、同1135、同1222、同1425WL、同1520L、同245、同3790、同5057、IRGAFOS168、同126、HP−136(以上、商品名、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)等が好ましく用いられる。
耐光安定剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系光安定剤、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。より具体的には、たとえば、TINUVIN P、同234、同326、同327、同328、同329、同571、同144、同765、同B75(以上、商品名、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)等が好ましく用いられる。
これらの耐熱安定剤および耐光安定剤は、それぞれ、TPUに対して、0.01〜1重量%添加することが好ましく、0.1〜0.8重量%添加することがさらに好ましい。
また、上記TPUには、必要に応じて、加水分解防止剤、離型剤、着色剤、滑剤、防錆剤、充填剤等を添加してもよい。
<ポリマー>
本発明に係る伸縮性不織布を製造する際、ポリマーとして、上記熱可塑性ポリウレタンエラストマーを単独で使用することもできるが、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて他の熱可塑性ポリマーと組み合わせて使用することもできる。上記熱可塑性ポリウレタンエラストマーと他の熱可塑性ポリマーと組み合わせて使用する場合、また、TPUの含有量は、10重量%以上が好ましく、50重量%以上がより好ましく、65重量%以上がさらに好ましく、75重量%以上が最も好ましい。TPUの含有率が10重量%以上のポリマーを用いることにより、十分な弾性および低い残留歪み率を有する伸縮性不織布が得られ、たとえば、衣料、衛生材料、スポーツ材料などの伸縮性を繰り返し必要とする材料として好ましく使用できる。
(その他の熱可塑性ポリマー)
前記その他の熱可塑性ポリマーは、不織布を製造できるものであれば特に限定されない。たとえば、スチレン系エラストマー;ポリオレフィン系エラストマー;塩ビ系エラストマー;ポリエステル類;エステル系エラストマー;ポリアミド類;アミド系エラストマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリオレフィン類;ポリ乳酸などが挙げられる。
スチレン系エラストマーは、ポリスチレンブロックとブタジエンラバーブロックまたはイソプレンラバーブロックとをベースにした、ジブロックおよびトリブロックコポリマーが挙げられる。前記ラバーブロックは、不飽和または完全に水素化されたものであってもよい。スチレン系エラストマーとしては、KRATONポリマー(商品名、シェルケミカル(株)製)、SEPTON(商品名、クラレ(株)製)、TUFTEC(商品名、旭化成工業(株)製)、レオストマー(商品名、リケンテクノス(株)製)等が挙げられる。
ポリオレフィン系エラストマーとしては、エチレン/α−オレフィンコポリマー、プロピレン/α−オレフィンコポリマーが挙げられる。たとえば、TAFMER(商品名、三井化学(株)製)、エチレン−オクテンコポリマーであるEngage(商品名、DuPont Dow Elastomers社製)、結晶性オレフィンコポリマーであるCATALLOY(商品名、モンテル(株)製)などが挙げられる。
塩ビ系エラストマーとしては、レオニール(商品名、リケンテクノス(株)製)、ポスミール(商品名、信越ポリマー(株)製)などが挙げられる。
エステル系エラストマーとしては、HYTREL(商品名、E.I.デュポン(株)製)、ペルプレン(商品名、東洋紡(株)製)などが挙げられる。
アミド系エラストマーとしては、PEBAX(商品名、アトフィナ・ジャパン(株))が挙げられる。
また、エチレン・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体であるDUMILAN(商品名、三井武田ケミカル(株)製)、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合樹脂であるNUCREL(商品名、三井デュポンポリケミカル(株)製)、エチレン−アクリル酸エステル−COターポリマーであるELVALOY(商品名、三井デュポンポリケミカル(株)製)などもその他の熱可塑性ポリマーとして使用することができる。
このようなその他の熱可塑性ポリマーは、溶融状態でTPUとブレンドしたものをペレット化して紡糸してもよく、ペレット状態でTPUとブレンドして紡糸してもよい。
(添加剤)
本発明に用いられるポリマーには、耐熱安定剤、耐候安定剤などの各種安定剤;帯電防止剤、スリップ剤、防曇剤、滑剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス等を添加することができる。
安定剤としては、たとえば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)等の老化防止剤;テトラキス[メチレン−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]メタン、β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アルキルエステル、2,2’−オキザミドビス[エチル−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、Irganox 1010(ヒンダードフェノール系酸化防止剤:商品名)等のフェノール系酸化防止剤;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、1,2−ヒドロキシステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩;グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート等の多価アルコール脂肪酸エステルなどを挙げることができる。これらは1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<伸縮性不織布>
本発明に係る伸縮性不織布は、上記熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含有するポリマーをスパンボンド成形することにより製造される。ここで用いられるスパンボンド成形方法は従来公知の方法が適用でき、たとえば、特開昭60−155765号公報に記載された方法が挙げられる。具体的には、前記ポリマーを紡糸ノズルから溶融紡糸し、多数の繊維を形成する。このとき、ポリマーとして、TPUと他の熱可塑性ポリマーとを組み合わせて使用する場合、芯鞘型、分割型、海島型、サイドバイサイド型などの複合繊維を形成してもよい。ここで、複合繊維とは、長さと、断面を円と仮定した場合の直径との比が繊維と呼ぶにふさわしい程度の相が2相以上存在する繊維をいう。芯鞘型複合繊維は、繊維断面において、円形状の芯部の中心点とドーナツ状の鞘部の中心点とが同一である同芯型;芯部の中心点と鞘部の中心点とが異なり、かつ繊維の側面が全て鞘部である偏芯型;芯部の中心点と鞘部の中心点とが異なり、かつ繊維の側面において芯部の一部が露出している並列型のいずれであってもよい。
前記繊維を冷却室に導入し、冷却風により冷却した後、延伸エアで延伸し、移動捕集面上に堆積させる。上記製造方法において、紡糸ノズルを有するダイの温度は、通常180〜240℃、好ましくは190〜230℃、より好ましくは200〜225℃である。冷却風温度は、経済性および紡糸性の観点から、通常5〜50℃、好ましくは10〜40℃、より好ましくは15〜30℃である。延伸エア風速は、通常100〜10,000m/分、好ましくは500〜10,000m/分である。
このようにして得られる不織布の繊維径は、通常50μm以下、好ましくは40μm以下、より好ましくは30μm以下である。また、この不織布の繊維はメルトブローン成形された不織布よりも繊維径のバラツキが小さい。具体的には、繊維径の標準偏差(Sn)を平均繊維径(Xave)で除算した値(Sn/Xave)が0.15以下、好ましくは0.12以下、より好ましくは0.10以下である。Sn/Xaveが小さくなると不織布表面の
凹凸ムラが少なくなり、触感が著しく向上する。
次いで、上記方法により移動捕集面上にウェブ状に繊維を堆積させた後、この堆積物にニードルパンチ、ウォータージェット、超音波シール等による交絡処理、または熱エンボスロールによる熱融着処理を施して、堆積物を部分的に融着させる。このとき、熱エンボスロールによる熱融着処理が好ましく用いられる。エンボス温度は、通常50〜160℃、好ましくは70〜150℃である。エンボスロールのエンボス面積率は適宜決定することができるが、好ましくは5〜30%である。
上記のように熱エンボス加工することによって、従来の繊維自体を自己の有する熱で接合するメルトブローン成形による不織布と異なり、機械的に強固に繊維同士が接合されるため、引張強度、最大強度、破断時の伸長率などの物性が著しく向上する。また、伸長時にエンボス領域の破壊が起こりにくく、残留歪み率も小さくなる。
このような不織布は、優れた伸縮性を有し、たとえば、衣料、衛生材料、スポーツ材料などの直接肌へ触れる用途に好ましく用いられる。また、衛生材料としては、使い捨てオムツ、生理用ナプキン、尿取りパットなどが挙げられる。
前記伸縮性不織布の100%伸長時における目付あたりの引張強度は、通常1〜50gf/目付、好ましくは1.5〜30gf/目付であり、より好ましくは2〜20gf/目付である。引張強度が1gf/目付以上になると、前記伸縮性不織布をたとえば、衣料、衛生材料、スポーツ材料などに用いた場合に、人体への良好なフィット感を確保することができる。
前記伸縮性不織布の目付あたりの最大強度は、通常5〜100gf/目付、好ましくは10〜70gf/目付であり、より好ましくは15〜50gf/目付である。最大強度が5gf/目付以上になると、前記伸縮性不織布をたとえば、衣料、衛生材料、スポーツ材料などに用いた場合に、破れにくくなる。
前記伸縮性不織布の最大点伸度は、通常50〜1200%、好ましくは100〜1000%であり、より好ましくは150〜700%である。最大点伸度を50%以上にすることにより、前記伸縮性不織布をたとえば、衣料、衛生材料、スポーツ材料などに用いた場合に、良好な装着感を付与することができる。
前記伸縮性不織布は、100%伸長後の残留歪みが通常50%以下、好ましくは35%以下、さらに好ましくは30%以下である。残留歪みを50%以下にすることにより、伸縮性不織布を衣料、衛生材料、スポーツ材料に用いた場合に製品の型崩れなどを目立たなくすることができる。
前記伸縮性不織布の目付けは通常3〜200g/m2、好ましくは5〜150g/m2である。
〔積層体〕
本発明に係る伸縮性不織布は、伸長性を有する不織布とを接合して、さらに触感に優れた伸縮性の積層体を形成することができる。
伸長性を有する不織布としては、前記伸縮性不織布の最大点伸度に追従できるものであれば特に限定されないが、積層体を、たとえば、使い捨てオムツなどの衛生材料に使用する場合、良触感、高伸縮性、かつ優れたヒートシール性が求められるため、ポリオレフィン類、特にポリエチレンおよび/またはポリプロピレンを含むポリマーからなる不織布が好ましく用いられる。また、熱エンボス加工を施して前記積層体を形成する場合には、前記伸長性不織布としては、本発明に係る伸縮性不織布と良好な相溶性、接着性を示すポリマーからなる不織布が好ましい。
伸長性不織布を形成する繊維は、たとえば、モノコンポーネント型、芯鞘型、分割型、海島型、サイドバイサイド型の繊維が好ましく、これらの混合繊維であってもよい。
このような伸縮性積層体は、以下の方法により製造される。上記方法により伸縮性繊維
を捕集面上に堆積させた後、この堆積物の上に伸長性繊維を堆積させる。その後、上記と同様の交絡処理または熱融着処理を施し、伸縮性不織布層と伸長性不織布層とからなる積層体を得る。このような積層体は、伸縮性不織布と伸長性不織布とを接着剤により接合することによっても得ることができる。
熱エンボス加工の条件は上記と同様の条件が好ましい。前記接着剤としては、たとえば酢酸ビニル系、塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系等の樹脂系接着剤;スチレンーブタジエン系、スチレンーイソプレン系、ウレタン系等のゴム系接着剤などが挙げられる。また、これらの接着剤を、有機溶剤に溶解した溶剤系接着剤およびエマルジョン化した水性エマルジョン接着剤などが挙げられる。これらの接着剤の中でも、スチレンーイソプレン系、スチレンーブタジエン系等のゴム系のホットメルト接着剤が、良触感を損なわない点で好ましく用いられる。
また、本発明に係る積層体として、前記伸縮性不織布からなる層に熱可塑性ポリマーフィルムを積層したものが挙げられる。この熱可塑性ポリマーフィルムは通気フィルムや開孔フィルムであってもよい。
[実施例]
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。実施例、比較例におけるTPUの分析および評価は、下記の方法に従って行った。
(1)凝固開始温度
セイコー電子工業(株)製SSC5200Hディスクステーションに接続した示差走査熱量計(DSC220C)により測定した。サンプルとして、粉砕したTPUをアルミ製パンに約8mg採取し、カバーを被せクリンプした。リファレンスとして、同様にアルミナを採取した。サンプルおよびリファレンスをセル内の所定の位置にセットした後、流量40Nml/minの窒素気流下で測定を行った。昇温速度10℃/minで室温から230℃まで昇温し、この温度で5分間ホールドした後、10℃/minの降温速度で−75℃まで降温させた。このときに記録されたTPUの凝固に由来する発熱ピークの開始温度を測定し、凝固開始温度(単位:℃)とした。
(2)極性溶媒不溶分の粒子数
細孔電気抵抗法に基づく粒度分布測定装置としてベックマンコールター社製マルチサーザーIIを使用して測定を行った。5リットルのセパラブルフラスコに、ジメチルアセトアミド(和光純薬工業(株)製 特級品)3500gとチオシアン酸アンモニウム(純正化学(株)製 特級品)145.83gとを秤量し、室温にて24時間かけて溶解させた。次いで、1μmのメンブランフィルターで減圧濾過を行い、試薬Aを得た。200ccのガラス瓶に試薬A180gとTPUペレット2.37gを精秤し、3時間かけてTPU中の可溶分を溶解させ、これを測定用試料とした。マルチサイザーIIに100μmのアパーチャーチューブを取り付け、装置内の溶媒を試薬Aに置換した後、減圧度を約3000mmAqに調節した。十分に洗浄した試料投入用のビーカーに試薬Aを120g秤量し、ブランク測定により発生したパルス量が50個/分以下であることを確認した。最適なCurrent値とGainをマニュアルで設定した後、10μmの未架橋ポリスチレン標準粒子を使用してキャリブレーションを実施した。測定は、十分に洗浄した試料投入用ビーカーに試薬Aを120g、測定用試料を約10g秤量し、210秒間実施した。この測定によりカウントされた粒子数を、アパーチャーチューブに吸引されたTPU重量で除算した値をTPU中の極性溶媒不溶分の粒子数(単位:個/g)とした。なお、TPU重量は次式により算出した。
TPU重量={(A/100)×B/(B+C)}×D
式中、A:測定用試料のTPU濃度(重量%)、B:ビーカーに秤量した測定用試料の重量(g)、C:ビーカーに秤量した試薬Aの重量(g)、D:測定中(210秒間)にアパーチャーチューブに吸引された溶液量(g)である。
(3)ハードドメインの融解熱量比
セイコー電子工業(株)製SSC5200Hディスクステーションに接続した示差走査熱量計(DSC220C)により測定した。サンプルとして、粉砕したTPUをアルミ製パンに約8mg採取し、カバーを被せクリンプした。リファレンスとして、同様にアルミナを採取した。サンプルおよびリファレンスをセル内の所定の位置にセットした後、流量40Nml/minの窒素気流下で測定を行った。昇温速度10℃/minで室温から230℃まで昇温した。このとき、ピーク温度が90℃以上140℃以下の範囲にある吸熱ピークから求められる融解熱量の総和(a)と、ピーク温度が140℃を超えて220℃以下の範囲にある吸熱ピークから求められる融解熱量の総和(b)を求め、次式によりハードドメインの融解熱量比(単位:%)を求めた。
ハードドメインの融解熱量比(%)=a/(a+b)×100
(4)200℃における溶融粘度(以下、単に「溶融粘度」という。)
キャピログラフ(東洋精機(株)製モデル1C)を用いて、TPUの200℃におけるせん断速度100sec-1の時の溶融粘度(単位:単位:Pa・s)を測定した。長さ30mm、直径は1mmのノズルを用いた。
(5)TPUの水分値
水分量測定装置(平沼産業社製AVQ−5S)と水分気化装置(平沼産業社製EV−6)とを組み合わせてTPUの水分量(単位:ppm)の測定を行った。加熱試料皿に秤量した約2gのTPUペレットを250℃の加熱炉に投入し、気化した水分を予め残存水分を除去した水分量測定装置の滴定セルに導き、カールフィッシャー試薬にて滴定した。セル中の水分量変化に伴う滴定電極の電位変化が20秒間生じないことをもって滴定終了とした。
(6)ショアA硬度
TPUの硬さは、23℃、50%相対湿度下においてJIS K−7311に記載の方法により測定した。デュロメーターはタイプAを使用した。
(7)平均最小繊維径
延伸エア風速を除いて不織布の製造と同様の条件で溶融紡糸し、糸切れが発生するまで延伸エア風速を250m/分ずつ増加させ、糸切れが発生した時の延伸エア風速よりも250m/分遅い延伸エア風速を決定した。延伸エア風速以外は不織布の製造と同一条件とし、上記のようにして決定した延伸エア風速で溶融紡糸し、繊維を堆積させてウェッブを形成した。このウェッブを最小繊維状態にあるウェッブと定義する。この最小繊維状態のウェッブを倍率200倍で撮影し、その画像を画像寸法計測ソフトウェア(イノテック社製:Pixs2000 Version2.0)により解析した。100本の繊維について径を測定し、平均最小繊維径(単位:μm)を求めた。
(8)平均繊維径、標準偏差
電子顕微鏡により、実施例については得られた不織布を倍率200倍で撮影した。一方、比較例については不織布の糸切れまたは融着箇所を倍率200倍で撮影した。これらの画像から100本の繊維についてその径(Xi、単位:μm)を測定し、平均繊維径(Xave、単位:μm)を求めた。また、次式により標準偏差(Sn、単位:μm)を求めた(n=100)。
Figure 2004244790
(9)糸切れ回数
ノズル面近傍の紡糸状況を目視で観察し、5分間あたりの糸切れ回数(単位:回/5min)を数えた。ここで、「糸切れ」を成形中に1本の繊維が単独で切れる現象を1回の糸切れと定義し、繊維同士が融着して繊維が切れた場合は繊維の融着として含まないものとする。
(10)融着回数
ノズル面近傍の紡糸状況を目視で観察し、5分間あたりの繊維の融着回数(単位:回/5min)を数えた。
(11)最大強度、最大点伸度
得られた不織布から、流れ方向(MD)5.0cm、横方向(CD)2.5cmの試験片5枚を切り取った。この試験片を、チャック間30mm、引張速度30mm/minの条件で延伸し、最大荷重時の伸度を求めた。この引張試験を5枚の試験片について実施し、最大荷重時の伸度の平均値を最大点伸度(単位:%)とし、最大荷重の平均値を目付けで除算した値を最大強度(単位:gf/目付)とした。
(12)残留歪み、引張強度、
得られた不織布から、流れ方向(MD)5.0cm、横方向(CD)2.5cmの試験片5枚を切り取った。この試験片を、チャック間30mm、引張速度30mm/min、延伸倍率100%の条件で延伸し、このときの荷重を測定した。その後、直ちに同じ速度で原長まで回復させて、引張荷重が0gfになった時点の歪みを測定した。この引張試験を5枚の試験片について実施し、100%伸長時の荷重の平均値を目付けで除算した値を引張強度(単位:gf/目付)とし、歪みの平均値を残留歪み(単位:%)として評価した。
(13)触感
得られた不織布の触感を評価した。パネラー10人が不織布の手触りを確認し、下記基準で評価した。
A:10人のうち10人がベタツキ無く、手触りが良いと感じた場合。
B:10人のうち9〜7人がベタツキ無く、手触りが良いと感じた場合。
C:10人のうち6〜3人がベタツキ無く、手触りが良いと感じた場合。
D:10人のうち2〜0人がベタツキ無く、手触りが良いと感じた場合。
<TPU製造例1>
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(三井武田ケミカル(株)製、商品名:コスモネートPH、以下、「MDI」という)280.3重量部をイソシアネート化合物貯蔵タンク(以下、タンクAと言う)に、窒素雰囲気下で装入し、気泡が混入しない程度に攪拌しながら45℃に調整した。
数平均分子量1000のポリエステルポリオール(三井武田ケミカル(株)製、商品名:タケラックU2410)219.8重量部と、数平均分子量2000のポリエステルポ
リオール(三井武田ケミカル(株)製、商品名:タケラックU2420)439.7重量部と、ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド(RASCHIG GmbH社製、商品名:スタビライザー7000)2.97重量部と、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名:イルガノックス1010)2.22重量部と、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(城北化学(株)製、商品名:JF−83)2.22重量部とをポリオール貯蔵タンク(以下、タンクBと言う)に窒素雰囲気下で仕込み、攪拌しながら90℃に調整した。この混合物をポリオール溶液1という。
鎖延長剤である1,4−ブタンジオール(BASFジャパン(株)製)60.2重量部を窒素雰囲気下、鎖延長剤貯蔵タンク(以下、タンクCと言う)に仕込み、50℃に調整した。
これらの反応原料から計算されるハードセグメント量は34重量%である。
次に、ギアポンプ、流量計を介した送液ラインにて、MDIを16.69kg/hの流速で、ポリオール溶液1を39.72kg/hの流速で、120℃に調整した高速攪拌機((株)櫻プラント製、型式:SM40)に定量的に通液し、2000rpmで2分間攪拌混合した後、120℃に調整した攪拌機付き反応ポットに送液した。さらに、この混合液を反応ポットから56.41kg/hの流速で、1,4−ブタンジオールをタンクCから3.59kg/hの流速で120℃に調整した高速攪拌機(SM40)に定量的に通液し、2000rpmで2分間攪拌混合した。その後、この混合液を、内部をテフロン(登録商標)でコーティングまたはテフロン(登録商標)チューブで保護したスタティックミキサーに通液した。スタティックミキサー部は、管長0.5m、内径20mmφのスタティックミキサーを3本接続した第1〜第3のスタティックミキサー(温度250℃)と、管長0.5m、内径20mmφのスタティックミキサーを3本接続した第4〜第6のスタティックミキサー(温度220℃)と、管長1.0m、内径34mmφのスタティックミキサーを6本接続した第7〜第12のスタティックミキサー(温度210℃)と、管長0.5m、内径38mmφのスタティックミキサーを3本接続した第13〜第15のスタティックミキサー(温度200℃)とを直列に接続したものである。
第15スタティックミキサーから流出した反応生成物を、ギヤポンプを介して、ポリマーフィルター(長瀬産業(株)製、商品名:デナフィルター)を先端に付随した単軸押出機(直径65mmφ、温度200〜215℃)に圧入し、ストランドダイから押出した。水冷後、ペレタイザーにて連続的にペレット化した。次いで、得られたペレットを乾燥機に装入し、85〜90℃、8時間乾燥して、水分値65ppmの熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU−1)を得た。
TPU−1の凝固開始温度は115.6℃、極性溶媒不溶分の粒子数は140万個/g、射出成形により調製した試験片による硬度は86A、200℃における溶融粘度は2100Pa・s、ハードドメインの融解熱量比は62.8%であった。
<TPU製造例2>
288.66重量部のMDIを窒素雰囲気下でタンクAに装入し、気泡が混入しない程度に攪拌しながら45℃に調整した。
数平均分子量1000のポリテトラメチレンエーテルグリコール(保土ヶ谷化学(株)製、商品名:PTG−1000)216.2重量部と、数平均分子量2000のポリエステルポリオール(三井武田ケミカル(株)製、商品名:タケラックU2720)432.5重量部と、イルガノックス1010を2.22重量部と、JF−83を2.22重量部
とをタンクBに窒素雰囲気下で仕込み、攪拌しながら95℃に調整した。この混合物をポリオール溶液2という。
鎖延長剤である1,4−ブタンジオール62.7重量部を窒素雰囲気下、タンクCに仕込み、50℃に調整した。
これらの反応原料から計算されるハードセグメント量は35重量%である。
次に、ギアポンプ、流量計を介した送液ラインにて、MDIを17.24kg/hの流速で、ポリオール溶液2を39.01kg/hの流速で、120℃に調整した高速攪拌機(SM40)に定量的に通液し、2000rpmで2分間攪拌混合した後、120℃に調整した攪拌機付き反応ポットに送液した。さらに、この混合液を反応ポットから56.25kg/hの流速で、1,4−ブタンジオールをタンクCから3.74kg/hの流速で120℃に調整した高速攪拌機(SM40)に定量的に通液し、2000rpmで2分間攪拌混合した。その後、この混合液を、上記製造例1と同様のスタティックミキサーに通液した。
第15スタティックミキサーから流出した反応生成物を、製造例1と同様にしてペレット化した。得られたペレットを乾燥機に装入し、85〜90℃、8時間乾燥して、水分値70ppmの熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU−2)を得た。
TPU−2の凝固開始温度は106.8℃、極性溶媒不溶分の粒子数は150万個/g、射出成形により調製した試験片による硬度は85A、200℃における溶融粘度は1350Pa・s、ハードドメインの融解熱量比は55.1%であった。
<TPU製造例3>
アジペート系ポリエステルポリオール(三井武田ケミカル(株)製、商品名:タケラックU2410)100重量部と、1,4−ブタンジオール3.12重量部と、アミドワックス系潤滑剤(ステアリン酸アミド)0.13重量部と、耐候安定剤(三共(株)製、商品名:Sanol LS−770)0.38重量部とを、窒素雰囲気下、加圧ニーダーに仕込み、60℃に加温した。この混合液に1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(三井武田ケミカル(株)製、商品名:タケネート700)22.46重量部を攪拌しながら装入し、さらに20分間攪拌混合した。次いで、この混合液をステンレス製容器に移し、予め70℃に調整したオーブンで、窒素雰囲気下、70℃、24時間の条件で反応させ、TPUのシートを得た。このシートを室温まで徐冷し、グラニュエーターで粉砕してフレーク状にした。その後、このフレークを減圧乾燥して、水分値120ppmの熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU−3)を得た。
TPU−3の凝固開始温度は55.2℃、極性溶媒不溶分の粒子数は350万個/g、射出成形により調製した試験片による硬度は86Aであった。また、WO99/39037号公報記載(9ページ、3〜9行目)の方法により測定した流動開始温度は108℃であった。
<TPU製造例4>
MDIをタンクAに窒素雰囲気下で装入し、気泡が混入しない程度に攪拌しながら45℃に調整した。
数平均分子量2000のポリエステルポリオール(三井武田ケミカル(株)製、商品名:タケラックU2024)628.6重量部と、イルガノックス1010を2.21重量部と、1,4−ブタンジオール77.5重量部とをタンクBに窒素雰囲気下で仕込み、攪
拌しながら95℃に調整した。この混合物をポリオール溶液3という。
これらの反応原料から計算されるハードセグメント量は37.1重量%である。
次に、ギアポンプ、流量計を介した送液ラインにて、MDIを17.6kg/hの流速で、ポリオール溶液3を42.4kg/hの流速で、120℃に調整した高速攪拌機(SM40)に定量的に通液し、2000rpmで2分間攪拌混合した後、上記製造例1と同様にしてスタティックミキサーに通液した。スタティックミキサー部は、管長0.5m、内径20mmφのスタティックミキサーを3本接続した第1〜第3のスタティックミキサー(温度230℃)と、管長0.5m、内径20mmφのスタティックミキサーを3本接続した第4〜第6のスタティックミキサー(温度220℃)と、管長1.0m、内径34mmφのスタティックミキサーを6本接続した第7〜第12のスタティックミキサー(温度210℃)と、管長0.5m、内径38mmφのスタティックミキサーを3本接続した第13〜第15のスタティックミキサー(温度200℃)とを直列に接続したものである。
第15スタティックミキサーから流出した反応生成物を、ギヤポンプを介して、ポリマーフィルター(長瀬産業(株)製、商品名:デナフィルター)を先端に付随した単軸押出機(直径65mmφ、温度180〜210℃)に圧入し、ストランドダイから押出した。水冷後、ペレタイザーにて連続的にペレット化した。次いで、得られたペレットを乾燥機に装入し、100℃で8時間乾燥して、水分値40ppmの熱可塑性ポリウレタンエラストマーを得た。この熱可塑性ポリウレタンエラストマーを単軸押出機(直径50mmφ、温度180〜210℃)で連続的に押出し、ペレット化した。再度、100℃で7時間乾燥して、水分値57ppmの熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU−4)を得た。
TPU−4の凝固開始温度は103.7℃、極性溶媒不溶分の粒子数は150万個/g、射出成形により調製した試験片による硬度は86A、200℃における溶融粘度は1900Pa・s、ハードドメインの融解熱量比は35.2%であった。
上記製造例1で調製したTPU−1を溶融した後、ノズル径0.6mmφ、ノズルピッチが縦方向8mm、横方向8mmの紡糸口金を有するスパンボンド成形機を用いて、ダイ温度220℃、単孔吐出量は1.0g/(分・孔)、冷却風温度20℃、延伸エア風速3000m/分の条件で溶融紡糸し、TPU−1からなるウェッブを捕集面上に堆積させた。このウェッブを80℃でエンボス加工(エンボス面積率:7%、エンボスロール径:150mmφ、刻印ピッチ:縦方向および横方向2.1mm、刻印形状:ひし形)して目付けが100g/m2のスパンボンド不織布を製造した。得られた不織布の評価結果を表1
に示す。
TPU−1の代わりにTPU−2を用いた以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。得られた不織布の評価結果を表1に示す。
エチレン・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体(三井武田ケミカル(株)製、商
品名:デュミランC1550)を予め乾燥機を用いて70℃で8時間乾燥して水分値を78ppmに調整した。
TPU−2を95重量部と、このエチレン・酢酸ビニル・ビニルアルコール共重合体を5重量部とを溶融状態でブレンドした後、ペレット化した。このブレンドポリマーの凝固
開始温度は104.2℃、射出成形により調製した試験片による硬度は85Aであった。
TPU−1の代わりに上記ブレンドポリマーを用いた以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。得られた不織布の評価結果を表1に示す。
スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS、クラレ(株)製、商品名:セプトン2002)を予め乾燥機を用いて80℃で8時間乾燥して水分値を58ppmに調整した。エチレン・α−オレフィンコポリマー(三井化学(株)製、商品名:タフマー A−35050)を予め乾燥機を用いて75℃で8時間乾燥して水分値を50ppmに調整した。
TPU−2を80重量部と上記セプトン2002を15重量部と上記エチレン・α−オレフィンコポリマーを5重量部とを溶融状態でブレンドした後、ペレット化した。このブレンドポリマーの凝固開始温度は98.2℃、射出成形により調製した試験片による硬度は85Aであった。
TPU−1の代わりに上記ブレンドポリマーを用いた以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。得られた不織布の評価結果を表1に示す。
スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS、クラレ(株)製、商品名:セプトン2004)を予め乾燥機を用いて80℃で8時間乾燥して水分値を62ppmに調整した。
TPU−2を45重量部と、このセプトン2004を55重量部とを溶融状態でブレンドした後、ペレット化した。このブレンドポリマーの凝固開始温度は90.7℃、射出成形により調製した試験片による硬度は82Aであった。
TPU−1の代わりに上記ブレンドポリマーを用いた以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。得られた不織布の評価結果を表1に示す。
TPU−1の代わりにTPU−4を用いた以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。得られた不織布の評価結果を表1に示す。
目付けを100g/m2から40g/m2に変更した以外は、実施例6と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。得られた不織布の評価結果を表1に示す。
TPU−4と、MFR(ASTM D1238に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgで測定)60g/10分、密度0.91g/cm3、融点160℃のプロピレンホモ
ポリマー(以下、「PP−1」と略す)とを重量比50/50で用い、中空状の8分割型ノズルを有するダイを装着したスパンボンド成形機を用いた以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。得られた不織布の評価結果を表1に示す。
Figure 2004244790
[比較例1]
凝固開始温度が60.2℃、極性溶媒不溶分の粒子数が140万個/g、硬度が75Aの熱可塑性ポリウレタンエラストマー(BASFジャパン(株)製、商品名:エラストランXET−275−10MS)を、予め乾燥機を用いて100℃で8時間乾燥し、水分値
を89ppmとした。
TPU−1の代わりにこのXET−275−10MSを用いた以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。この製造では、紡糸塔へ繊維が融着し紡糸性が悪かった。また、熱エンボス加工時に、不織布の一部がエンボスロールへ付着した。得られた不織布の評価結果を表2に示す。
[比較例2]
凝固開始温度が78.4℃、極性溶媒不溶分の粒子数が320万個/g、硬度が82Aの熱可塑性ポリウレタンエラストマー(BASFジャパン(株)製、商品名:エラストラン1180A−10)を、予め乾燥機を用いて100℃で8時間乾燥し、水分値を115ppmとした。
TPU−1の代わりにこの1180A−10を用いた以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。50μm以下の繊維径になるように紡糸すると、紡糸塔内での糸切れが多く発生したため、不織布が得られなかった。そこで、不織布が得られるような繊維径で紡糸し、スパンボンド不織布を製造した。しかしながら、この不織布でも糸切れした繊維が混在し、触感が悪かった。得られた不織布の評価結果を表2に示す。
[比較例3]
凝固開始温度が86.9℃、極性溶媒不溶分の粒子数が280万個/g、硬度が84Aの熱可塑性ポリウレタンエラストマー(BASFジャパン(株)製、商品名:エラストランET−385)を、予め乾燥機を用いて100℃で8時間乾燥し、水分値を89ppmとした。
TPU−1の代わりにこのET−385を用い、ダイ温度230℃、単孔吐出量2.0g/(分・孔)の条件でメルトブローン成形機を用いて繊維を作製し、捕集面上に堆積させた。この繊維が有する熱により繊維同士を自己融着させ、目付けが100g/m2のメ
ルトブローン不織布を製造した。
得られた不織布の繊維径は小さいが、繊維径分布が広く、触感も悪かった。得られた不織布の評価結果を表2に示す。
[比較例4]
TPU−1の代わりにTPU−3を用いた以外は、実施例1と同様にしてスパンボンド不織布を製造した。しかしながら、50μm以下の繊維径になるように紡糸すると、紡糸塔内での糸切れが多く発生し、またエンボス加工時にエンポスローラーへの巻き付きが起ったため、不織布が得られず、不織布の評価はできなかった。その他の評価結果を表2に示す。
Figure 2004244790
MFR(ASTM D1238に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgで測定)15g/10分、密度0.91g/cm3、融点160℃のプロピレンホモポリマー(以下
、「PP−2」と略す)をコアに用い、PP−1をシースに用いて、コアとシースの重量比が10/90の同芯の芯鞘型複合溶融紡糸をスパンボンド法により行ない、目付けが20g/m2となるようにウェッブ(以下、「ウェッブ−1」という)を捕集面上に堆積さ
せた。
次いで、このウェッブ−1の上に堆積させた以外は、実施例6と同様にしてTPU−4からなるウェッブ(以下、「ウェッブ−2」という)を目付けが40g/m2となるよう
に堆積させた。その後、上記と同様にして、PP−1とPP−2とを含む芯鞘型複合繊維からなるウェッブ(以下、「ウェッブ−3」という)を目付けが20g/m2となるよう
に、ウェッブ−2の上に堆積させた。
この3層からなる堆積物を100℃でエンボス加工(エンボス面積率:7%、エンボスロール径:150mmφ、刻印ピッチ:縦方向および横方向2.1mm、刻印形状:ひし形)して、伸長性不織布層/伸縮性不織布層/伸長性不織布層からなる、目付けが80g/m2のスパンボンド不織布積層体を製造した。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。ここで、「引張強度(1回目)」とは、1回目の引張試験における100%伸長時の引張強度である。また「引張強度(2回目)」とは、1回目の引張試験で原長まで回復させた試験片を、再度、同一条件で延伸した時(1
00%伸長時)の引張強度である。
Figure 2004244790
本発明に係る伸縮性不織布は、高弾性、低残留歪み、柔軟性を有するとともに、繊維径分布が狭く、優れた触感を有することから、衛生材料、産業資材、衣料、スポーツ材料としての利用することができる。

Claims (6)

  1. 熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーから形成された繊維からなる、スパンボンド成形された伸縮性不織布であって、
    前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、示差走査熱量計(DSC)により測定される凝固開始温度が65℃以上であり、かつ細孔電気抵抗法に基づく粒度分布測定装置に100μmのアパーチャーを装着して測定される極性溶媒不溶分の粒子数が300万個/g以下であり、
    前記繊維は、繊維径の標準偏差(Sn)を平均繊維径(Xave)で除算した値(Sn/
    ave)が0.15以下であることを特徴とする伸縮性不織布。
  2. 前記ポリマーが前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーを10重量%以上含有することを特徴とする請求項1に記載の伸縮性不織布。
  3. 前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーが、
    示差走査熱量計(DSC)により測定される、ピーク温度が90℃以上140℃以下の範囲にある吸熱ピークから求められる融解熱量の総和(a)と、ピーク温度が140℃を超えて220℃以下の範囲にある吸熱ピークから求められる融解熱量の総和(b)とが、下記式(1)
    a/(a+b)×100≦80 (1)
    の関係を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の伸縮性不織布。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の伸縮性不織布を含む衛生材料。
  5. 熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含むポリマーをスパンボンド成形して該ポリマーから形成された繊維からなる伸縮性不織布を製造する方法であって、
    前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、示差走査熱量計(DSC)により測定される凝固開始温度が65℃以上であり、かつ細孔電気抵抗法に基づく粒度分布測定装置に100μmのアパーチャーを装着して測定される極性溶媒不溶分の粒子数が300万個/g以下であり、
    前記繊維は、繊維径の標準偏差(Sn)を平均繊維径(Xave)で除算した値(Sn/
    ave)が0.15以下であることを特徴とする伸縮性不織布の製造方法。
  6. 示差走査熱量計(DSC)により測定される凝固開始温度が65℃以上であり、かつ細孔電気抵抗法に基づく粒度分布測定装置に100μmのアパーチャーを装着して測定される極性溶媒不溶分の粒子数が300万個/g以下であり、
    繊維径の標準偏差(Sn)を平均繊維径(Xave)で除算した値(Sn/Xave)が0.15以下である、スパンボンド成形された伸縮性不織布の製造を可能にすることを特徴とするスパンボンド成形用熱可塑性ポリウレタンエラストマー。
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