JPH11117165A - 伸縮性メルトブロー不織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低密度ポリエチレンを用いた伸縮性メルトブ
ロー不織布において、良好な伸縮性と共に、優れたメル
トブロー特性およびアンチブロッキング性を備えた極細
繊維からなる不織布の提供。 【解決手段】 （Ａ）密度が０．８６０〜０．９２０の
低密度ポリエチレン樹脂７０〜９０重量％、（Ｂ）ポリ
プロピレン樹脂５〜１０重量％及び（Ｃ）スチレン系エ
ラストマー５〜２０重量％を含有する組成物からなる伸
縮性メルトブロー不織布。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伸縮性メルトブロ
ー不織布に関し、特にポリオレフィン系熱可塑性エラス
トマーからなる伸縮性のメルトブロー不織布に関する。

【０００２】

【従来の技術】メルトブロー法によって極細繊維からな
る不織布を製造する技術は、すでに数多くの特許・文献
に知られている通りである。また、伸縮復元性を賦与さ
れた伸縮性メルトブロー不織布は、衛生材料、オムツ資
材、衣料資材などの用途に使用されている。従来、伸縮
性メルトブロー不織布は、ポリウレタン、ポリエステ
ル、ポリアミドエラストマー等の熱可塑性エラストマー
が使用されている。

【０００３】しかしながら、上記の素材は、吸湿性原料
のため、メルトブロー工程での樹脂の事前乾燥処理ない
しは、樹脂の可塑化工程での脱気が必要であり、メルト
ブロー不織布工程が複雑となり、最終製品に悪影響を及
ぼすという問題がある。すなわち、可塑化押出過程での
空気中の水分の除湿か、または乾燥空気や乾燥窒素ガス
によるシールが必要である。この水分管理は、メルトブ
ロー法不織布の製造では極めて重要であるが、このよう
な除湿を行っても微少量の水分の混入は工業規模の生産
では避けられず、そのため、水分の存在と押出し工程で
の熱によりポリマーが容易に加水分解し、生成モノマー
がメルトブロー中のダイスや不織布収集ネットに付着し
て、長期連続運転性を損なう等の問題がある。また、上
記素材のプロセス上の耐熱温度は３００℃が上限であ
り、これを超えるとポリマーの熱分解を促進する。この
ため、繊維径を細くするために温度を上げることによっ
て溶融粘度を下げることには限界がある。

【０００４】上記問題を解決する方法として、伸縮性を
賦与する素材としてポリオレフィン系の素材を使用する
ことで、水分管理の負担を軽減し、かつ、熱分解による
生産性の低下を避け得ることが検討されている。伸縮性
を有し、メルトブロー不織布にふさわしいポリオレフィ
ン系素材としては、低密度ポリエチレンが挙げられる
が、ポリエチレンの密度が高いと伸縮復元性が損なわれ
るため、その密度をできるだけ下げる必要がある。しか
しながら、このように密度を選択しても、この不織布自
体が伸縮性を持つために不織布を製造中、ロール上に巻
き取られる際の張力によってロール製品中に残留応力を
生じ、これが径時的に不織布の巻しまりを生じ、かつ隣
接するウエッブ同志がブロッキングを起こし、製品価値
を著しく損ずる。特に、この傾向は密度を下げるほど著
しい。したがって、密度の引き下げによって、不織布の
柔軟性、伸縮性、復元性は増加するが、同時にブロッキ
ング性も増加するという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低密
度ポリエチレンを用いた伸縮性メルトブロー不織布にお
いて、良好な伸縮性と共に、優れたメルトブロー特性お
よびアンチブロッキング性を備えた極細繊維からなる不
織布を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意研究を行った結果、特定の密度
を有する低密度ポリエチレンに、スチレン系エラストマ
ー及びポリプロピレンを配合した組成物を用いることに
より、適度な伸縮性とアンチブロッキング性を有したメ
ルトブロー不織布が得られることを見出し、本発明を完
成した。すなわち、本発明は、（Ａ）密度が０．８６０
〜０．９２０の低密度ポリエチレン樹脂７０〜９０重量
％、（Ｂ）ポリプロピレン樹脂５〜１０重量％及び
（Ｃ）スチレン系エラストマー５〜２０重量％を含有す
る組成物からなる伸縮性メルトブロー不織布である。

【０００７】

【発明の実施の形態】

１．原料樹脂組成物 （１）（Ａ）低密度ポリエチレン 本発明で用いる（Ａ）低密度ポリエチレンとしては、不
織布の伸縮弾性回復を高めるために密度を０．９２０以
下とする必要がある。本発明における低密度ポリエチレ
ンとしては、リニヤタイプのポリエチレンを分子骨格と
し、エチレンを共重合させるモノマーとしては、ブテン
−１、４−メチルペンテン−１、オクテン−１などの高
級α−オレフィンとの共重合体がその対象となる。これ
らのモノマーとその量によって密度が決定され、本発明
においては、０．８６０〜０．９２０の範囲が対象とな
る。密度がこの範囲を上回ると伸縮復元性が低下する。

【０００８】本発明で用いる低密度ポリエチレンの製造
方法としては、ポリエチレンの構造を分子レベルで制御
することが可能である、メタロセン触媒によるＬＤＰＥ
が好ましい。この技術では、分子量分布が狭いため、低
分子量物が少なく、かつコモノマーが各分子に均等にグ
ラフトするのでブロッキング性が従来プロセスに較べて
少なく、特に好ましいポリエチレンである。

【０００９】具体的な製造方法としては、特開昭５８−
１９３０９号公報、特開昭５９−９５２９２号公報、特
開昭６０−３５００５号公報、特開昭６０−３５００６
号公報、特開昭６０−３５００７号公報、特開昭６０−
３５００８号公報、特開昭６０−３５００９号公報、特
開昭６１−１３０３１４号公報、特開平３−１６３０８
８号公報、ヨーロッパ特許出願公開第４２０，４３６号
明細書、米国特許第５，０５５，４３８号明細書、およ
び国際公開公報ＷＯ９１／０４２５７号明細書等に記載
されている方法、すなわちメタロセン触媒、メタロセン
／アルモキサン触媒、または、例えば国際公開公報ＷＯ
９２／０７１２３号明細書に開示されている様なメタロ
セン化合物とメタロセン触媒と反応して安定なイオンと
なる化合物からなる触媒を使用して、主成分のエチレン
と従成分の炭素数３〜１８のα−オレフィンとを共重合
させる方法を挙げることができる。

【００１０】（２）（Ｂ）ポリプロピレン 本発明で用いる（Ｂ）ポリプロピレンとしては、プロピ
レンの重合体及び共重合体でホモポリプロピレン、他の
α−オレフィン、特にエチレンとの共重合体であるラン
ダム共重合体及びブロック共重合体が挙げられる。本発
明において、ポリプロピレンを加える目的は、抗ブロッ
キング性を賦与することである。すなわち、ポリプロピ
レンを低密度ポリエチレンに配合することにより、低密
度ポリエチレン相の中に剛性の高いポリプロピレンを分
散させて補強体とし、巻き締まりによって生ずるブロッ
キングを防止するのである。さらには、メルトフローレ
イト（以下、ＭＦＲという、２３０℃、２．１６ｋｇ荷
重）が４０以上の高流動性ポリプロピレンを用いること
によって、主材料の低密度ポリエチレン相の見掛けの流
動性を向上させることができる。また、ポリプロピレン
はメルトブローの樹脂可塑化の段階で、熱による分子切
断により自らの溶融粘度を減ずるため、メルトブローで
の溶融粘度をますます好ましいものにする。これによっ
て、従来に無い細径繊維からなる伸縮性ポリエチレン不
織布を得ることができる。

【００１１】（３）（Ｃ）スチレン系エラストマー 本発明で用いる（Ｃ）スチレン系エラストマーは、スチ
レンを他のコモノマーと共重合したエラストマーを広く
包含する。コモノマーとしては、ブタジエン、イソプレ
ン、クロロプレン等のジエン化合物、エチレン、プロピ
レン、ブテン、ヘキセン等のオレフィン、（メタ）アク
リル酸または（メタ）アクリル酸エステルなどのスチレ
ンと共重合しうるモノマーを用いることができる。これ
らの中では、ハード部とソフト部のブロックから構成さ
れるブロック共重合体型のものが好ましい。特にスチレ
ン・オレフィン・ブロック共重合体が、低密度ポリエチ
レンとポリプロピレンの親和性を改善する相溶化剤とし
ての機能を果たすため、好ましい。スチレン・オレフィ
ン・ブロック共重合体とは、１分子の両末端にポリスチ
レン・ブロック相をもち、中間相にオレフィン系エラス
トマー相を導入したものである。すなわち、中間相がポ
リブタジエン系であるスチレン・ポリブタジエン・スチ
レン共重合体（ＳＢＳ）、中間相がポリイソプレン系で
あるスチレン・ポリイソプレン・スチレン共重合体（Ｓ
ＩＳ）、中間相が水素添加型のポリオレフィンであるス
チレン・エチレンブチレン・スチレン共重合体（ＳＥＢ
Ｓ）、スチレン・エチレンプロピレン・スチレン（ＳＥ
ＰＳ）が挙げられる。また、上記のごときスチレン・ポ
リオレフィン・スチレンのトリブロック構造の共重合体
のほかに、スチレン・エチレンプロピレンのジブロック
構造の共重合体（ＳＥＰ）や水添ブタジエンラバー（Ｈ
ＳＢＲ）なども本発明の範囲に含まれる。

【００１２】本発明の組成物において、スチレン・オレ
フィン・共重合体エラストマーは、その中に含まれるポ
リオレフィンエラストマー相が低密度ポリエチレンとポ
リプロピレンの両樹脂に対して親和性を有し、両樹脂の
相溶性を向上させることに併せて、ポリスチレン相が弾
性と硬度を有し、抗ブロッキング性を賦与する機能を果
たすと考えられる。すなわち、低密度ポリエチレンにポ
リプロピレンを少量とはいえ、数重量％配合すると、不
織布全体の伸縮性を低下させ、メルトブロー法不織布に
おいてはショットと通称される未細化の粗大なポリマー
塊を生ずる。このことはポリエチレンとポリプロピレン
は、元来、非相溶であり、単純な押出機によるブレンド
では、ポリエチレン相中に分散するポリプロピレンが微
小化せず、メルトブローで達成する繊維径よりも大きい
分散径となるため、ノズルより吐出された直後の紡糸状
態が安定しないためである。したがって、低密度ポリエ
チレンとポリプロピレンの混合物に、スチレン系エラス
トマーを相溶化剤として配合することにより、主材料の
低密度ポリエチレンの伸縮性、伸び性を引張り強度を損
なうことなく改善するのみならず、そのスチレン相の効
果によりブロッキングを低減する効果があると考えられ
る。

【００１３】（４）（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の組成割
合 本発明における、（Ａ）低密度ポリエチレン、（Ｂ）ポ
リプロピレン、（Ｃ）スチレン系エラストマーの組成割
合は、低密度ポリエチレン７０〜９０重量％、好ましく
は７５〜９０重量％であり、ポリプロピレン５〜１０重
量％であり、スチレン系エラストマー５〜２０重量％、
好ましくは５〜１５重量％である。上記範囲外では、本
発明の目的とする性能を有する伸縮性メルトブロー不織
布が得られない。

【００１４】（５）その他の成分 さらに、本発明の組成物は、ポリプロピレン以外にも他
のポリオレフィンである高密度ポリエチレン、中密度ポ
リエチレン、他のポリプロピレンなどを本発明の機能を
阻害しない範囲で加えることができる。さらに、本発明
の組成物は、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の通
常使用されている添加剤または無機充填剤等を混合使用
することができる。

【００１５】２．不織布の製造方法 本発明では２軸押出機をメルトブローダイに直結するこ
とによってショットの少ない均一かつ細径の繊維からな
る不織布を作ることができる。すなわち、２軸押出機に
投入された原料樹脂は高度に溶融混練され、これらの異
樹脂は速やかに相溶化されるが、同じく、高速回転のス
クリューによって高箭断発熱により速やかに高温溶融状
態となり、そのままダイ内に導入される。このため、樹
脂は、低粘度の状態で高速気流中に吐出され、極めて細
い繊維となり、不織布を形成することができる。なお、
混練能力の低い場合、特に単軸押出機を使用する場合に
は、これらの素材を予め混練し、コンパウンド化したも
のを原料として用いる。

【００１６】３．伸縮性メルトブロー不織布 本発明による伸縮性メルトブロー不織布は、密度が０．
８６０〜０．９２０の低密度ポリエチレンを主素材とし
ているので伸縮弾性回復性に優れ、ポリプロピレンを含
有するため、抗ブロッキング性にすぐれ、樹脂相溶化剤
としてスチレン系エラストマーを含有するため、ポリエ
チレンとポリプロピレンの良好な混練相相溶性に優れ、
同時に適切な可塑状態に調節できるため、ショットやス
ピッターの少ない均一な繊維で構成される不織布をつく
ることができ、ショットの少ない、かつ３〜１０μｍの
極細繊維からなる不織布が得られる。また、この不織布
の構成繊維は、不織布の製造条件、例えば、吐出量、押
出機バレル温度などを変えることにより、その平均径を
３〜１０μｍの範囲で変化させることができる。特徴を
有する。したがって、この方法によって得られた伸縮性
メルトブロー不織布は、その伸縮性と通気性を生かして
衛生材料、オムツ資材、衣料資材などの用途に使用され
る。近年、弾性復元性のあるポリウレタンが開発され、
また素材としてポリエステル・エラストマーやポリアミ
ドエラストマーの使用されていた分野に応用できる。

【００１７】

【実施例】本発明を以下の実施例にて詳細に説明する。
なお、測定法は以下の通りである。 （１）ショット：不織布原反から任意に切り出した１０
ｃｍ四方のウェブ中に含まれるショットの数を目視にて
数え、以下の基準で判断した。 ○ ……０〜３未満 × ……３以上 （２）抗ブロッキング性：不織布原反を１０ｃｍ平方に
切り出し、５枚重ねとし、これに５０ｇ／ｃｍ²の圧力
が均等にかかる様に鋼板にて押さえ、４０℃のオーブン
にて２４時間放置した後、試料を剥離した時の状態を以
下の基準で判断した。 ○ ……母材が破壊なく剥離する。 × ……母材が破壊する。 （３）引張強度：ＪＩＳ １０７９（化学繊維織物試験
方法）に準じ定速引張試験機を用い、幅５０ｍｍ、目付
重量７０ｇ／ｍ²の試料の強度試験を行った。 （４）伸度：定速引張試験機を用い、スパン間隔１００
ｍｍ、伸長速度１００ｍｍ／分で引張り、破断したとき
の伸びをスパン間隔で除して求めた。 （５）伸長回復率：定速引張試験機を用い、スパン間隔
１００ｍｍ、伸長速度１００ｍｍ／分で引張り、５０ｍ
ｍ伸長し、その状態で３分間保持したのち、試験機より
試料を取り外して無張力となったときの試料の長さＳを
求め、次式によって算出した。 伸長回復率（％）＝（２００−Ｓ）／１００×１００
（％）

【００１８】本発明の実施例において使用した主な材料
は以下の通りである。 １）低密度ポリエチレン： ・ＥＮＧＡＧＥ ８４０１（密度０．８６２、ＭＩ３
０、コモノマー：オクテン−１、デュポン・ダウ・エラ
ストマー社製） ・ＥＮＧＡＧＥ ８４０３（密度０．９１３、ＭＩ３
０、コモノマー：オクテン−１、デュポン・ダウ・エラ
ストマー社製） ・カーネルＫＥ０２７ （密度０．８９５、ＭＩ１
６、コモノマー：ブテン−１、日本ポリケム社製） ２）ポリプロピレン：日本ポリケム社製ホモポリプロピ
レン（ＭＦＲ４０）。 ３）スチレン系エラストマー ・ＳＥＢＳ：ＫＲＡＴＯＮ Ｇ−１７２６（スチレン含
量３０％、ＭＦＲ６５、シェル社製） ・ＳＩＳ：ＫＲＡＴＯＮ Ｄ−１１１７（スチレン含量
１７％、ＭＦＲ１０６、シェル社製） ・ＳＥＰＳ：セプトン ２００２（スチレン含量３０
％、ＭＦＲ７０、クラレ社製） ・水添ＳＢＲ：ＤＹＮＡＲＯＮ １３２０Ｐ（スチレン
含量１０％、ＭＦＲ３．５、日本合成ゴム社製）

【００１９】実施例１〜９、比較例１〜５ 低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン系エラ
ストマーを表１に示すの割合で配合した組成物を押出機
によって加熱溶融し、ダイに導入し、多数に配列したノ
ズルから高温高速の気流中に吹き出し、押し出した樹脂
を繊維状にし、これをコンベア上に集積し、繊維同志の
自己接着により目付７０ｇ／ｍ²のメルトブロー不織布
を形成した。不織布の評価結果を表１及び表２に示す。
なお、用いた装置及び運転条件は次の通りである。

【００２０】［装置］ １）押出機：２軸スクリュー混練押出機、スクリュー径
３０ｍｍ。 ２）ダイ：ダイ先端に一直線上に配列する孔径０．４ｍ
ｍのノズル孔を有し、ノズル孔は、１インチあたりに３
０孔あり、全長が２５０ｍｍの幅を有する。 ３）コンベア：コンベア上のスクリーンは１〜５０ｍ／
分の速度にて移動しつつ、繊維を補足し不織布を形成す
る。コンベア速度とダイからの樹脂の吐出量により不織
布の目付重量と、厚みが設定される。

【００２１】［運転条件］ 押し出し機バレル温度 ３００℃ スクリュ回転数 ３００ｒｐｍ 吐出量 ５ｋｇ／時 ダイ温度 ３００℃ ダイ−スクリーン距離 ２００ｍｍ 空気温度 ２９０℃ 空気流量 ５〜１０ｍ³／分

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】表１から明らかなように、本発明の範囲の
低密度ポリエチレンとポリプロピレンとスチレン系エラ
ストマー組成物からのメルトブロー不織布は、ショット
も少なく、抗ブロッキング性、伸度、伸長回復率に優れ
た伸縮性メルトブロー不織布である（実施例１〜７）。
一方、低密度ポリエチレンのみでは、抗ブロッキング性
が劣り（比較例１）、低密度ポリエチレンにポリプロピ
レンのみを添加した場合はショットが多発し、抗ブロッ
キング性が悪く、伸縮性が失われ（比較例２〜３）、低
密度ポリエチレンにスチレンエラストマーのみを添加し
た場合はショットが多発し、抗ブロッキング性が悪く
（比較例４）、低密度ポリエチレンに添加するポリプロ
ピレン、スチレン系エラストマーの量が少ない場合は、
抗ブロッキング性が悪く、伸長回復率が低く（比較例
５）、低密度ポリエチレンに添加するポリプロピレンの
量が範囲を超える場合は、ショットが多発する（比較例
６）。

【００２５】

【発明の効果】本発明による伸縮性メルトブロー不織布
は、低密度ポリエチレンを主素材としているので伸縮弾
性回復性に優れ、ポリプロピレンを含有するため、抗ブ
ロッキング性にすぐれ、スチレン系エラストマーを含有
するため、ショットやスピッターの少ない均一な繊維で
構成される不織布をつくることができる。 したがっ
て、本発明の方法によって得られた伸縮性メルトブロー
不織布は、その伸縮性と通気性を生かして衛生材料、オ
ムツ資材、衣料資材などの用途に使用される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）密度が０．８６０〜０．９２０の
   低密度ポリエチレン樹脂７０〜９０重量％、（Ｂ）ポリ
   プロピレン樹脂５〜１０重量％及び（Ｃ）スチレン系エ
   ラストマー５〜２０重量％を含有する組成物からなる伸
   縮性メルトブロー不織布。