JP7257536B2 - 不織布 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、以下の通りのものである。
機械方向(MD)の曲げ剛性指数=機械方向(MD)の曲げ剛性(gf・cm)/{目付(g/m2)}2.5×106
で定義される機械方向(MD)の曲げ剛性指数が、7.77~37.4であり、かつ、該不織布の嵩密度が0.098g/cm3~0.251g/cm3であることを特徴とする、不織布。
[2]前記繊維の異形度が1.2~2.2である、前記[1]に記載の不織布。
[3]前記不織布が、部分接合しているエンボス部を有しており、該エンボス部の間隔が2.0mm以上であり、かつ、接着面積率が3%~40%である、前記[1]又は[2]に記載の不織布。
[4]前記不織布の圧縮仕事量WCが0.1gf・cm/cm2以上である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の不織布。
[5]前記不織布の圧縮回復性RCが48%以上である、前記[1]~[4]のいずれかに記載の不織布。
[6]前記不織布の目付が10g/m2~100g/m2である、前記[1]~[5]のいずれかに記載の不織布。
[7]前記熱可塑性生分解樹脂が、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、ポリヒドロキシブチレートバリレート、ポリヒドロキシブチレートヘキサノエート、ナイロン4、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンテレフタレートサクシネート、ポリブチレンサクシネートカーボネート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレートサクシネート、ポリグリコール酸、及びポリビニルアルコールからなる群から選ばれる1種である、前記[1]~[6]のいずれかに記載の不織布。
[8]前記熱可塑性生分解樹脂が、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、ポリヒドロキシブチレートバリレート、ポリヒドロキシブチレートヘキサノエート、ナイロン4、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンテレフタレートサクシネート、ポリブチレンサクシネートカーボネート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレートサクシネート、ポリグリコール酸、及びポリビニルアルコールからなる群から選ばれる2種類以上である、前記[1]~[6]のいずれかに記載の不織布。
[9]前記不織布を構成する繊維は、単糸断面において捲縮の内側に1個以上の窪み部を有し、該繊維の吸水率をW(wt%)、該不織布の嵩密度をB(g/cm3)、該窪み部の断面積をS(10-4mm2)としたとき、以下の式:
吸水パラメーター=W×S/B
で定義される吸水パラメーターが4.7以上である、前記[1]~[8]のいずれかに記載の不織布。
[10]前記不織布が長繊維不織布である、前記[1]~[9]のいずれかに記載の不織布。
[11]前記[1]~[10]のいずれかに記載の不織布を含む、清掃用ワイパー。
本実施形態の不織布は、熱可塑性生分解性樹脂を含む不織布であって、該不織布を構成する繊維が捲縮を有し、該不織布の以下の式:
機械方向(MD)の曲げ剛性指数=機械方向(MD)の曲げ剛性(gf・cm)/{目付(g/m2)}2.5×106
で定義される機械方向(MD)の曲げ剛性指数が、7.77~37.4であり、かつ、該不織布の嵩密度が0.098g/cm3~0.251g/cm3であることを特徴とする。
単一成分の場合には、糸内部のミクロ、マクロな性能ばらつきが小さくなり、均一性が増すこと局所的な物性低下を抑制することができる。また、単一成分の場合は安定した紡糸がより実現しやすい。
吸水パラメーター=WS/B
で定義される吸水パラメーターが4.7以上であることが好ましい。吸水性パラメーターが4.7以上であれば、吸水倍率が安定して1.3倍を超えるため、製品の性能ばらつきの影響を受けにくく、清掃用のワイパーやオムツなどの用途において吸液性が良好となる。前記吸水性パラメーターは7.6以上がより好ましく、9.9以上がさらに好ましい。
エンボスロールとフラットロールによるエンボス加工において、部分熱圧着の温度(表面温度)は、繊維の融点又は軟化点に応じて選択でき、例えば融点よりも10℃~80℃低い温度が好ましく、30℃~60℃低い温度がより好ましい。部分熱圧着温度が繊維の融点の10℃~80℃低い温度範囲であれば、繊維同士が過度に接着することがなく、嵩高性が高くなりやすく、かつ、繊維が十分に軟化し、繊維同士が接合しやすい。尚、ここで、部分熱圧着の温度とは、設定条件温度でなく、部分熱圧着される表面における実温を意味する。そのため、冬場など、機械周辺の雰囲気温度が低い場合は、設定温度条件を高くするか、又は雰囲気温度を上げることにより、機機械周辺の実温を上げる必要がある。また、熱圧着の圧力(線圧)は、好ましくは10N/mm~100N/mm、より好ましくは10N/mm~40N/mmである。
また、エンボスロールピンのロール面とのなす角度は、大きいほど糸同士の接着点数が増加し、曲げ剛性が上昇するという特徴があるが、隣り合うエンボスとの距離により、耐久上の限度があるため、ピッチ、リピート、接着面積率に応じ、最適な角度を選定してよい。
機械方向(MD)の曲げ剛性指数=機械方向(MD)の曲げ剛性(gf・cm)/{目付(g/m2)}2.5×106
で定義される機械方向(MD)の曲げ剛性指数が、7.77~37.4であり、好ましくは7.77~30.8、より好ましくは7.77~25.6である。前記曲げ剛性指数が7.77~37.4であれば、不織布が適度な硬さであり、清掃用のワイパーやオムツ、食品包装材料などの用途におけるハンドリング性が良好である。
紡糸にて採取した1mの繊維を30本以上準備し、重量を測定。10000mの重量へと換算。尚、布状の試料から繊度を求める場合は、電子顕微鏡を用いて試料の断面を観察し、糸の断面積をN=10で測定した平均値に比重をかけて、10000m分の重量に換算する。尚、短繊維の場合も、公知の方法により繊度を測定することができる。
電子顕微鏡を用いて試料(不織布から採取した繊維)の断面を観察し、異形繊維の断面と周長をN=10で測定し、その平均値より異形繊維の断面積と周長を求める。次に、前記異形繊維の断面積と同じ断面積を持つ真円の半径を算出し、そこから異形繊維と同じ断面積の真円の周長を算出し、次式:
異形度=異形繊維の周長/異形繊維と同じ断面積の真円の周長
により異形度を求める。
JIS L 1015:2010化学繊維ステープル試験方法に従い、測定する。尚、布状の試料から求める場合は、可能な限り長い糸をサンプリングして捲縮数をN=10で測定し、1 inchあたりの捲縮数に換算する。
不織布を構成する繊維を構成する各樹脂の公定水分率を吸水率とする。具体的には、ポリ乳酸は0.5wt%、ポリヒドロキシアルカン酸等(ポリヒドロキシブチレートバリレート、ポリヒドロキシブチレートヘキサノエートを含む)は0.4wt%、ナイロン4は1.7wt%、ポリカプロラクトンは0.5wt%、ポリブチレンサクシネート等(ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンテレフタレートサクシネート、ポリブチレンサクシネートカーボネート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレートサクシネートを含む)は0.33wt%、ポリグリコール酸は0.4wt%を用いる。また、ポリプロピレンは0.02wt%とする。二成分ブレンドの場合には、マイナー成分の表面露出率を添加率の20%とし、各樹脂の露出率の総和を用いる。例えば、ポリ乳酸90%とポリブチレンサクシネート10%のブレンドの場合、吸水率は0.33×(0.1×0.2)+0.5×(1-0.1×0.2)というように計算する。
不織布を構成する繊維の単糸断面を電子顕微鏡で撮影し、図1に示すV字がなす角の角度(°)をそれぞれN=10で測定し、その平均値を求める。
単糸断面を電子顕微鏡で撮影し、図2に示す窪み部の断面積をN=10で測定し、その平均値を求める。尚、単糸断面窪み部の断面積は、単糸断面の電子顕微鏡画像において、単糸と、該単糸と接する1本の直線とにより囲まれる面積が最も大きくなるように、該1本の直線を引いたときの面積である。
縦20cm×横25cmの試料を3カ所切り取り、重量を測定し、その平均値を単位当たりの質量に換算して求める。(JIS-L-1906)
Mitsutoyo社製の厚み計を用いて100g荷重時の厚みを測定する。
不織布の嵩密度は、不織布の目付を厚みで除し、単位をg/cm3に換算した値である。
不織布を構成する繊維が単糸断面において捲縮の内側に1個以上の窪み部を有する場合、該繊維の吸水率をW(wt%)、該不織布の嵩密度をB(g/cm3)、該窪み部の断面積をS(10-4mm2)としたとき、以下の式:
吸水パラメーター=W×S/B
で吸水パラメーターを求める。
測定装置は、カトーテック(株)社製KES・FB2-AUTO-Aを用いる。試料は、20cm×20cmであり、KES曲げ剛性を測定する。また、以下の式:
機械方向(MD)の曲げ剛性指数=機械方向(MD)の曲げ剛性(gf・cm)/{目付(g/m2)}2.5×106
により、機械方向(MD)の曲げ剛性指数を計算する。同様に、CD方向の曲げ剛性指数も計算する。
測定装置は、カトーテック(株)社製KES(KES-G5)を用いる。KES圧縮仕事量を測定する。なお圧縮仕事量は積分電圧のINTとBを読み、これを1/10倍した値である。数値が大きいほど、圧縮仕事量が大きい(嵩高)といえる。
測定装置は、カトーテック(株)社製KES(KES-G5)を用いる。KES圧縮回復性を測定する。尚、圧縮回復性(RC)は、圧縮回復仕事量WC’を圧縮仕事量WCで割った値を%で表した数値である。数値が大きいほど、圧縮回復性に優れているといえる。
不織布を10cm角に切り取り、20℃、65%RHの条件で12時間保管した後、電子天秤で秤量する。サンプルをメッシュ網の上に置き、純水のなかに30秒間浸漬させ、30秒後メッシュ網とサンプルを引き上げ水平状態で10分間静置する。その後、サンプル重量を秤量して、浸漬前後の重量から吸水倍率を算出する。
サンプルを10cm角に切り取り、20℃、65%RHの条件で12時間保管した後、電子天秤で秤量する。サンプルを油(シェルテラスS2M32)に30秒間浸漬させ、取り出して液体の落下間隔が15秒以上になるまで待つ。その後、サンプル重量を秤量して、浸漬前後の重量から吸油倍率を算出する。
サンプルを10cm角に切り取り、20℃、65%RHの条件で12時間保管した後、電子天秤で秤量する。サンプルをエタノールに30秒間浸漬させ、取り出して液体が落下しなくなるまで待つ。その後、サンプル重量を秤量して、浸漬前後の重量からエタノール吸液倍率を算出する。
黒マジックで太さ10mm×長さ100mmの線を4本引いたクリアファイル(ポリエチレン製)を準備する。メチルエチルケトン(MEK)500μLを10×3cmに切り分けたサンプルに滴下し、その部分を使用して黒マジック線を拭き取る。その際のハンドリング性を以下の5段階の評価基準で判定した。数値が高いほどハンドリング性が高い。
[評価基準]
5:剛度が程よく、ワイピング作業時の把持性が良好である。
4:剛度がやや低く、ワイピング作業時の把持性がやや良好である。
3:剛度がやや高く、ワイピング作業時の把持性が普通である。
2:剛度が低く、あるいは高く、ワイピング作業時の把持性がやや不良である。
1:剛度が極めて低く、あるいは極めて高く、ワイピング作業時の把持性が不良である。
ハンドリング性のテストを5回繰り返した時の清掃持続性を以下の評価基準で判定した。
[評価基準]
〇:メチルエチルケトンを充分に吸液し、1回目同様の負荷で清掃できる。
△:メチルエチルケトンの吸液が充分でなく、ファイルへの過剰な液の付着により、1回目以上の負荷をかけないと清掃できない。
ISO 16929(JIS K 6952)パイロットスケール好気性崩壊度測定にて最大12週間のコンポスト化を行い、最後に目開き2mmのフルイに通し、フルイを通す前の重量に対するフルイ残りの重量の割合によって以下評価基準で評価した。
[評価基準]
◎:フルイ残り5%以下
○:フルイ残り5%超10%以下
×:フルイ残り10%超。
ポリ乳酸をスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度220℃で吐出し、紡糸口金直下で冷却装置により糸条を両側方から対称に冷却し(共に風速0.5m/s)、ドロージェットで牽引して異形度1.6で、繊度2.3dtexの捲縮を有する連続長繊維を得て、該繊維を開繊分散してウェブコンベア状に堆積しウェブを製造し、該ウェブを接着面積率8%でエンボス型間隔を4.43mmのエンボスロールとフラットロールの間で熱圧着し、不織布を得た。尚、総目付10~100g/m2におけるエンボス温度の影響を確認するために、搬送速度を任意で調整して一旦未エンボスの原反を作製して巻き取った後、別ラインにてエンボス速度5m/min、線圧20N/mm一定のもと、エンボスロール/フラットロールの温度を90℃/90℃~120℃/120℃と変更しながら熱圧着し、実施例1~14の長繊維不織布を得た。
ドロージェットによる牽引力を上げること以外は、実施例6の製法とし、平均繊度1.7dtexの捲縮繊維として実施例15の長繊維不織布を得た。
冷却装置による冷却において、糸条を両側方から非対称に冷却した(0.9m/sと0m/s)こと以外は、実施例6の製法とし、平均繊度1.7dtexの捲縮繊維として実施例16の長繊維不織布を得た。
ドロージェットによる牽引力を下げること以外は、実施例6の製法とし、平均繊度4.0dtexの捲縮繊維として実施例17の長繊維不織布を得た。
実施例6の繊維構成において、紡糸口金ホール数(吐出量)を増やしながら、目付を52g/m2となるように搬送速度を変更し、連続的にエンボス加工を行い、各条件においてエンボスロールの温度を変更し、実施例18~21長繊維不織布を得た。
実施例6の繊維構成でエンボス柄、接着面積率、ピッチ、リピート、深さを種々変更して目付を52g/m2となるように搬送速度を変更し、実施例22~31の長繊維不織布を得た。
単糸断面の形状(V字がなす角の角度)を変更したこと以外は、実施例7と同様の製造条件とし、実施例32~39の長繊維不織布を得た。
原料をポリヒドロキシアルカン酸(PHA)に変え、紡糸温度を150℃、エンボスロール上下温度を90℃に変えたこと以外は、実施例6と同様の製造条件とし、実施例40の長繊維不織布を得た。
原料をポリブチレンサクシネート(PBS)に変え、紡糸温度を150℃、エンボスロール上下温度を80℃に変えたこと以外は、実施例6と同様の製造条件とし、実施例41の長繊維不織布を得た。
原料をポリグリコール酸(PGA)に変え、紡糸温度を240℃、エンボスロール上下温度を180℃に変えたこと以外は、実施例6と同様の製造条件とし、実施例42の長繊維不織布を得た。
原料をナイロン4(PA4)に変え、紡糸温度を280℃、エンボスロール上下温度を220℃に変えたこと以外は、実施例6と同様の製造条件とし、実施例43の長繊維不織布を得た。
ポリ乳酸にポリヒドロキシアルカン酸(PHA)を10%添加したこと、エンボスロール上下温度を15℃ずつ下げた(135/135℃)以外は、実施例21と同様の製造条件とし、実施例44の長繊維不織布を得た。
ポリ乳酸にポリブチレンサクシネート(PBS)を10%添加したこと、エンボスロール上下温度を15℃ずつ下げた(135/135℃)以外は、実施例21と同様の製造条件とし、実施例45の長繊維不織布を得た。
ポリ乳酸に対して、L―乳酸にD-乳酸を12モル%共重合した低融点ポリ乳酸(融点:115℃)を10%添加したこと、エンボスロール上下温度を15℃ずつ下げたこと(135/135℃)以外は、実施例21と同様の製造条件とし、実施例46の長繊維不織布を得た。
原料にポリプロピレンを使用したこと、目付を35~77g/m2となるようにしたこと以外は、実施例39と同様の製造条件とし、比較例1~3の長繊維不織布を得た。
ポリ乳酸をスパンボンド用紡糸口金(丸型)から、紡糸温度220℃で吐出し、平均繊度2.8dtexの熱可塑性捲縮繊維を捕集ネット上にウェブを集積した。総目付30~68g/m2となるよう搬送速度を任意で調整し、各目付において任意のエンボス柄、接着面積率、ピッチ、リピート、深さのエンボスロールで、一定のもと、上下温度を100℃/100℃、線圧20N/mmで熱圧着し、比較例4~6の長繊維不織布を得た。
ドロージェットによる牽引力をさらに下げること以外は、実施例6の製法とし、平均繊度5.0dtexの捲縮繊維として比較例7の長繊維不織布を得た。
実施例6の繊維構成でエンボス柄、接着面積率、ピッチ、リピート、深さを変更して目付を52g/m2となるように搬送速度を変更し、比較例8の長繊維不織布を得た。
単糸断面の形状(V字がなす角の角度)を変更したこと以外は、実施例7と同様の製造条件とし、比較例9の長繊維不織布を得た。
Claims (12)
- 熱可塑性生分解性樹脂を含む不織布であって、該不織布を構成する繊維は、熱可塑性生分解性樹脂から構成され、該熱可塑性生分解樹脂は、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、ポリヒドロキシブチレートバリレート、ポリヒドロキシブチレートヘキサノエート、ナイロン4、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンテレフタレートサクシネート、ポリブチレンサクシネートカーボネート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレートサクシネート、ポリグリコール酸、及びポリビニルアルコールからなる群から選べる少なくとも1種であり、該不織布を構成する繊維は、5個/inch以上50個/inch未満の、繊維の1本1本が縮んで巻いている状態である捲縮を有し、該不織布を構成する繊維の単糸断面が、V字状であり、該V字がなす角の角度が、30°以上150°以下であり、該不織布の以下の式:
機械方向(MD)の曲げ剛性指数=機械方向(MD)の曲げ剛性(gf・cm)/{目付(g/m2)}2.5×106
で定義される機械方向(MD)の曲げ剛性指数が、7.77~37.4であり、かつ、該不織布の嵩密度が0.098g/cm3~0.251g/cm3であることを特徴とする、不織布。 - 前記繊維の異形度が1.2~2.2である、請求項1に記載の不織布。
- 前記不織布が、部分接合しているエンボス部を有しており、該エンボス部の間隔が2.0mm以上であり、かつ、接着面積率が3%~40%である、請求項1又は2に記載の不織布。
- 前記不織布の圧縮仕事量WCが0.1gf・cm/cm2以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記不織布の圧縮回復性RCが48%以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記不織布の目付が10g/m2~100g/m2である、請求項1~5のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記熱可塑性生分解樹脂が、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、ポリヒドロキシブチレートバリレート、ポリヒドロキシブチレートヘキサノエート、ナイロン4、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンテレフタレートサクシネート、ポリブチレンサクシネートカーボネート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレートサクシネート、ポリグリコール酸、及びポリビニルアルコールからなる群から選ばれる1種である、請求項1~6のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記熱可塑性生分解樹脂が、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、ポリヒドロキシブチレートバリレート、ポリヒドロキシブチレートヘキサノエート、ナイロン4、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンテレフタレートサクシネート、ポリブチレンサクシネートカーボネート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレートサクシネート、ポリグリコール酸、及びポリビニルアルコールからなる群から選ばれる2種類以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記不織布を構成する繊維は、単糸断面において捲縮の内側に1個以上の窪み部を有し、該窪み部の断面積をS(10 -4 mm 2 )としたとき、S=2.4~5.5である、請求項1~8のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記不織布を構成する繊維は、単糸断面において捲縮の内側に1個以上の窪み部を有し、該繊維の吸水率をW(wt%)、該不織布の嵩密度をB(g/cm3)、該窪み部の断面積をS(10-4mm2)としたとき、以下の式:
吸水パラメーター=W×S/B
で定義される吸水パラメーターが4.7以上である、請求項1~9のいずれか1項に記載の不織布。 - 前記不織布が長繊維不織布である、請求項1~10のいずれか1項に記載の不織布。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の不織布を含む、清掃用ワイパー。
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