延伸性無紡布和層疊有該無紡布的複合無紡布的製作方法

2023-05-31 21:52:01 1

專利名稱：延伸性無紡布和層疊有該無紡布的複合無紡布的製作方法
技術領域：
本發明涉及延伸性無紡布。更詳細地講，本發明涉及在物理延伸時可以伸長、具有優良的抗起毛性和表面耐磨性，同時成形性和生產性能優良，而且可以在低溫下進行熱壓紋加工的延伸性無紡布。而且本發明還涉及層疊有這種無紡布的複合無紡布以及使用其的一次性尿布。
背景技術：
無紡布被用在衣服、一次性尿布、個人衛生用品等各種用途之中。對這些用途中使用的無紡布，要求其具有優良的皮膚舒適性、身體適合性、追隨性、懸垂性、抗拉強度和表面耐磨性。
過去由單一組成纖維製成的無紡布，很難起毛，皮膚感覺好，但是卻達不到充分的延伸性。因此，很難在對皮膚觸感和延伸性有要求的尿布等中使用。
為使其滿足上述特性，就希望賦予無紡布以彈性特性。作為賦予彈性特性的方法，過去提出了各種方案。例如有將具有彈性特性的層與實質上的非彈性層至少各一層的複合無紡布經過物理拉伸使其出現彈性特性的方法。然而，這種方法的問題是，在進行物理拉伸時，非彈性纖維會破損或斷裂，起毛，同時複合無紡布的強度也低。
於是有人研究了對非彈性纖維賦予高延伸性的方法。例如，有人提出一種含有由兩種或兩種以上的不同的聚合物組成的多種聚合物纖維作為非彈性纖維的複合無紡布(特表平9-512313號公報、國際專利公開公報WO001/49905)。這種複合無紡布通過含有多種聚合物纖維而實現了高延伸性。然而，這種複合無紡布有容易起毛，皮膚舒適感差的問題。

發明內容
本發明目的在於提供一種具有充分強度和優良延伸性，同時抗起毛性、表面耐磨性、成形性、生產性能優良，而且可以在低溫下進行壓紋加工的延伸性無紡布以及層疊有該延伸性無紡布的複合無紡布。
本發明人等為解決上述問題而進行了深入研究，結果發現由在同一溫度下流動誘髮結晶化誘導期互相不同的、同種聚烯烴系聚合物製成的纖維具有高的延伸性，因而完成了本發明。
也就是說，本發明涉及的延伸性無紡布，是含有至少由兩種烯烴系聚合物組成的纖維的延伸性無紡布，其特徵在於，所述的烯烴系聚合物是同種的，而且在同一溫度下流動誘髮結晶化誘導期互相不同的烯烴系聚合物。上述纖維是複合纖維，優選的是，該纖維斷面上點(a)的成分與相對於該點(a)與斷面中心點的點對稱點(b)的成分相同。
所述的延伸性無紡布優選是紡粘型(spunbond)無紡布。
所述的延伸性無紡布，就機械流方向(MD)和/或與該機械流方向垂直的方向(CD)而言，最大載荷下的延伸率優選為70％或其以上。所述的烯烴系聚合物優選是丙烯系聚合物。
本發明的複合無紡布，至少層疊一層上述任何延伸性無紡布。而且本發明的一次性尿布中含有上述任何延伸性無紡布。
附圖的簡要說明

圖1是表示測定熔融剪切粘度的粘度的隨時間變化的曲線。
圖2是表示本發明使用的纖維的斷面視圖。圖中1為中心點。
圖3是表示本發明使用的纖維的斷面視圖。(a)是同芯的芯殼型複合纖維的斷面視圖，(b)是並肩型複合纖維的斷面視圖，(c)海島型複合纖維的斷面視圖。圖中，2是芯部，3是殼部，4是第一成分，5是第二成分。
圖4是帶齒拉伸裝置的示意圖。
圖5是實施例得到的本發明的複合無紡布在拉伸試驗中的應力變形曲線圖。
圖6是就具有圖5所示應力變形曲線的複合無紡布，再次進行拉伸試驗時的應力變形曲線。
實施發明的最佳方式以下說明本發明的延伸性無紡布和層疊了這種無紡布的複合無紡布。
延伸性無紡布
(流動誘髮結晶化誘導期)
首先說明本說明書中使用的「流動誘髮結晶化誘導期」。所謂流動誘發的結晶誘導期是指，在測定溫度一定和剪切變形速度一定的條件下，測定聚合物的熔融剪切粘度時，從測定開始至熔融剪切粘度開始增加之間的時間。具體講，是指圖1所示的時間ti。也就是說，從測定開始至熔融剪切粘度由一定狀態到發生變化(增加)時所經過的時間。
在熔融剪切粘度測定中使用的熔融粘度測定器，可以舉出旋轉型流變計、毛細管型流變計等。剪切變形速度，從即使產生某種程度結晶也能維持穩定流動的觀點來看，優選為3rad/s或其以下。
其中，實際的紡絲工序的流動場與上述測定中的流動場不同，同時變形速度非常高。然而，聚合物的流動誘髮結晶化，由於在體系的扭矩變形達到一定水準時產生，所以流動誘發的結晶誘導期與剪切變形速度成反比，因而能夠從低剪切速度下的測定結果推測出高剪切速度下流動誘發的結晶誘導期。此外，據認為，紡絲工序中的流動場與上述測定中的流動場，在因流動而使聚合物分子取向這一點上是共通的，因此可以用低剪切變形速度下的測定結果來驗證實際紡絲工序的拉伸流動場中的現象。
流動誘髮結晶化誘導期的測定溫度，在靜態結晶溫度以上，優選處於靜態結晶溫度以上和平衡熔點以下的溫度，能對使用聚合物的流動誘髮結晶化誘導期進行比較的溫度，即只要是在聚合物之間能夠產生流動誘髮結晶化誘導期差別的就無特別限制。流動誘髮結晶化誘導期，優選在能夠比較流動誘髮結晶化誘導期的溫度中的最高溫度下，進行比較。這樣比較的流動誘髮結晶化誘導期之差，優選處於50秒鐘或其以上，更優選處於100秒鐘或其以上，此差別越大，越能發揮本發明的效果。
其中，關於流動誘髮結晶化誘導期的異同，可以用同一條件下測定的熔體流動速率(MFR)和熔點的異同來判斷。也就是說，流動誘髮結晶化誘導期不同的聚合物之間的組合，是下述(i)～(iii)中任何一種組合(i)MFR不同，而且熔點也不同的聚合物的組合(ii)MFR相同，但熔點不同的聚合物的組合(iii)MFR不同，但熔點相同的聚合物的組合。
另一方面，(iv)MFR相同，而且熔點也相同的聚合物的組合，將是流動誘髮結晶化誘導期相同的聚合物的一種組合。
烯烴系聚合物
作為本發明使用的烯烴系聚合物，可以舉出α-烯烴的單獨聚合物和共聚物。其中優選乙烯或丙烯的單獨聚合物、丙烯與從丙烯以外的α-烯烴中選出的至少一種α-烯烴的共聚物(以下叫作「丙烯共聚物」)，更優選乙烯或丙烯的單獨聚合物。特別是丙烯的單獨聚合物，從抑制起毛產生的觀點來看是優選的，適於尿布等使用。
作為丙烯以外的α-烯烴，可以舉出乙烯和4～20個碳原子的α-烯烴。其中，優選乙烯和4～8個碳原子的α-烯烴，更優選乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯。
本發明中所述的「同種烯烴系聚合物」是指下述的(1)～(3)。下記(1)和(2)是烯烴系聚合物單獨一種的情況，下記(3)是烯烴聚合物兩種以上的聚合物混合物的情況。
(1)烯烴系聚合物是單獨聚合物的情況本發明中所述的「單獨聚合物」是指主要結構單元佔90％或其以上的聚合物。例如，含有少於10％乙烯單元的聚丙烯也被包括在均聚聚丙烯之內。因此，所謂「同種單獨聚合物」例如是指乙烯之間或丙烯之間，其中也可以含有少於10％的各主要結構單元以外的結構單元。
(2)烯烴系聚合物是共聚物的情況「同種共聚物」是指結構單元種類的組合在共聚物間相同，而且共聚物間各結構單元比例之差低於10％的共聚物。例如，與80％丙烯結構單元和20％乙烯結構單元的乙烯-丙烯共聚物同種的共聚物，是丙烯單元超過70％但小於90％，而且乙烯單元超過10％但小於30％的乙烯-丙烯共聚物。
(3)烯烴系聚合物是共混聚合物的情況本發明中，也可以使用從上述單獨聚合物和共聚物中選出的兩種或其以上的聚合物混合後的共混聚合物，作為一種烯烴系聚合物。這種情況下，混合的兩種或其以上的聚合物，既可以是同種的，也可以是異種的。本發明中所說的「同種的共混聚合物」，是指聚合物種類的組合在共混聚合物之間相同，而且在共混聚合物之間各種聚合物比例之差小於10重量％的共混聚合物。例如，與由80％重量％聚丙烯和20重量％聚乙烯組成的共混聚合物同種的共混聚合物，是含有高於70重量％和低於90重量％的聚丙烯，而且高於10重量％和低於30重量％的聚乙烯的乙烯-丙烯共聚物。
本發明中使用的聚乙烯，基於ASTM D1238記載的方法，在190℃和2.16千克載荷下測定的MFR，優選為1～100克/10分鐘，更優選5～90克/10分鐘，特別優選10～85克/10分鐘。重均分子量(Mw)與數均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)，優選為1.5～5。當Mw/Mn處於上述範圍內時，可以得到紡絲性良好，而且強度優良的纖維。這裡所述的「良好的紡絲性」是指，從紡絲噴嘴噴出時和拉伸時不產生斷絲，長絲也不產生熔融的狀態。其中，本發明中，Mw和Mn均是採用凝膠滲透色譜法(GPC)，在柱TSKgel GMH6HTx2、柱溫度140℃、移動相鄰二氯苯(ODCB)、流量1.0毫升/分鐘、樣品濃度30毫克/20毫升-ODCB、注入量500微升的條件下測定後，用聚苯乙烯換算的數值。其中，作為分析樣品，事先將30毫克樣品在20毫升鄰二氯苯中在145℃下加熱2小時溶解後，用孔徑0.45微米的燒結過濾器過濾後使用。
聚丙烯的平衡熔點在乙烯單元含量為0％的情況下，一般為180～195℃。本發明使用的聚丙烯，基於ASTM D1238記載的方法，在230℃和2.16千克載荷下測定的MFR，優選為1～200克/10分鐘，更優選5～120克/10分鐘，特別優選10～100克/10分鐘。重均分子量(Mw)與數均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)，優選為1.5～5.0。更優選為1.5～3.0。當Mw/Mn處於上述範圍內時，可以得到紡絲性良好，而且強度優良的纖維。
本發明中使用的至少兩種烯烴系聚合物各自分別製備後使用。此時，優選將烯烴系聚合物製成粒狀。使用兩種或其以上聚合物的情況下，優選將這些聚合物熔融混合，必要時製成粒狀後使用。
添加劑
本發明中，除上述烯烴系聚合物以外，還可以根據需要在無損於本發明目的的範圍內使用添加劑。具體的添加劑，可以舉出耐熱穩定劑和耐侯穩定劑等各種穩定劑，填料、抗靜電劑、親水劑、滑動劑、防暈劑、潤滑劑、染料、顏料、天然油、合成油、石蠟等。這些添加劑可以使用過去公知的。
作為穩定劑，例如可以舉出2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)等防老劑、四[亞甲基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷、β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸烷基酯、2，2』-草氨醯基雙[乙基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)]丙酸酯、Irganox 1010(商品名，位阻酚系抗氧化劑)等苯酚系抗氧化劑，甘油單硬脂酸酯、甘油二硬脂酸酯、季戊四醇單硬脂酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、季戊四醇三硬脂酸酯等多元醇脂肪族酯等。這些穩定劑可以使用一種或者兩種以上組合使用。
作為填料，例如可以舉出氧化矽、硅藻土、氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂、浮石粉、浮石球、氫氧化鋁、氫氧化鎂、鹼式碳酸鎂、白雲石、硫酸鈣、鈦酸鉀、硫酸鋇、亞硫酸鈣、滑石、粘土、雲母、石棉、矽酸鈣、蒙脫石、膨潤土、石墨、鋁粉、硫化鉬等。
這些添加劑優選混合在上述烯烴系聚合物中。此時，添加劑既可以與一種烯烴系聚合物混合，也可以與數種烯烴系聚合物混合。關於混合方法並無特別限制，可以採用公知的方法。
纖維
可以用於本發明中的纖維，是由上述烯烴聚合物中至少兩種烯烴系聚合物製成的纖維，這些烯烴系聚合物既可以是同種的，而且也可以是在同一溫度和同一剪切速度下流動誘發的結晶誘導期互相不同的。這種纖維實質上沒有捲曲性。這裡所述的「實質上沒有捲曲性」，是指構成無紡布的纖維的捲曲性對於無紡布的延伸性沒有影響。
上述纖維是複合纖維，優選如圖2所示的、在此纖維的斷面上點(a)中的聚合物成分，和此點(a)與斷面上的中心點的對稱點(b)中的聚合物成分相同的纖維。這裡所述的「複合纖維」是指，長度與假定斷面為圓的情況下的直徑之比基本符合被稱作纖維的相存在兩相或其以上的單纖維。因此，本發明中的複合纖維，是至少含有兩個由上述烯烴系聚合物構成的纖維狀相的單纖維，形成這些相的聚烯烴系聚合物是同種的，流動誘髮結晶化誘導期不同的單纖維。
作為這種單纖維，可以具體舉出芯殼型複合纖維、並肩型複合纖維和海島型複合纖維等。作為芯殼型複合纖維，可以舉出圓形的芯部中心與環狀殼部的中心一致的同芯型複合纖維。其中優選同芯型複合纖維。其中各種複合纖維的斷面實例示於圖3。圖3(a)是同芯芯殼型複合纖維的斷面視圖、(b)是並肩型複合纖維的斷面視圖、(c)海島型複合纖維的斷面視圖的一種實例。這些複合纖維的各相必須至少一個成分呈纖維狀。例如當相是由共混聚合物構成的情況下，就各相而言，若共混聚合物中至少一個成分呈纖維狀，則也可以在相內形成三維海島結構。
在構成上述纖維的至少兩種烯烴系聚合物中，流動誘髮結晶化誘導期最小的烯烴系聚合物，相對於全部纖維而言優選佔1～70重量％，更優選佔1～50重量％，特別優選佔1～30重量％。流動誘髮結晶化誘導期最小的烯烴系聚合物的含量，一旦超過70重量％，就不能得到良好的紡絲性。而且當纖維是同芯的芯殼型複合纖維的情況下，由於能夠得到紡絲性優良、高延伸性的纖維，所以優選在芯部採用流動誘髮結晶化誘導期更小的烯烴系聚合物。
無紡布
本發明涉及的延伸性無紡布是含有上述纖維的無紡布。這種延伸性無紡布優選紡粘型無紡布。
上述延伸性無紡布，每單位面積的質量(織物單位面積質量)優選為3～100克/平方米，更優選處於10～40克/平方米範圍內。織物單位面積質量處於上述範圍的情況下，柔軟性、觸感、身體適合性、追隨性、下垂性以及經濟性、透明性均優良。
上述延伸性無紡布，就機械的流動方向(MD)和/或與該流動方向垂直的方向(CD)而言，最大載荷下的延伸率優選處於70％或其以上，更優選處於100％或其以上，特別優選處於150％或其以上，最好處於180％或其以上。上述延伸率一旦低於70％，進行拉伸加工時將會產生斷裂。其結果使所得到無紡布的強度顯著降低，或者產生起毛，所以例如用作一次性尿布等觸感差，很難獲得滿意的特性。特別是織物單位面積質量處於10～40克/平方米範圍內的延伸性無紡布，若具有通常為70％或其以上，優選100％或其以上，更優選150％或其以上，特別優選180％或其以上的延伸率，則在觸感和舒適感等實用方面上將能顯示非常令人滿意的特性。
上述延伸性無紡布的細度優選處於5.0旦尼爾或其以下。細度若處於0.5旦尼爾或其以下，則無紡布將具有優良的柔軟性。
本發明涉及的延伸性無紡布，可以採用過去公知的各種方法製造。例如幹法、溼法、紡粘法、熔體流動法等。這些方法雖然可以根據無紡布所需的特性採用，但是從生產率高、可以得到高強度無紡布的觀點來看，優選採用紡粘法。
以下以製造含有由兩種烯烴系聚合物構成的同芯芯殼型複合纖維的紡粘型無紡布為例，說明本發明涉及的延伸性無紡布的製造方法，但是本發明涉及的延伸性無紡布的製造方法並不限於這種方法。
首先，分別製造兩種烯烴系聚合物。此時也可以根據需要在兩種烯烴系聚合物中的一種或兩種中混合上述添加劑。將這兩種烯烴系聚合物分別用擠出機等熔融，其中一個作為芯部，另一個作為殼部，從具有能夠構成形成所需同芯芯殼型結構的複合紡絲噴嘴的紡絲口噴出各熔融物，紡出同芯芯殼型複合長絲。被紡出的複合長絲經冷卻流體冷卻後，進一步在延伸區域對複合長絲施加張力調整到預定的細度，將其收集在撲集輸送帶上堆積成預定厚度。然後進行用針刺法、水噴射法、超聲波焊接等進行交織處理和熱壓紋法熱熔處理等，得到由具有所需同芯芯殼結構的複合纖維構成的紡粘型無紡布。當採用熱壓紋法進行熱熔的情況下，可以適當決定壓紋的壓紋面積比，通常優選為5～30％。
本發明涉及的延伸性無紡布可以在低溫下進行熱壓紋加工。其結果不會發生起毛，可以作為尿布等使用。而且，本發明涉及的延伸性無紡布，從可以在低溫下進行壓紋加工的觀點來看，還有削減生產工序中能量成本的效果。
本發明涉及的延伸性無紡布，也可以採用公知方法延伸加工。作為在機械流動方向(MD)延伸(拉伸)的方法，例如使延伸性無紡布通過兩個或其以上軋輥。此時通過使軋輥的旋轉速度在機械流動方向上加速，能使延伸性無紡布延伸。而且，採用圖4所示的曲面延伸裝置也可以進行曲面延伸。
複合無紡布
本發明涉及的複合無紡布具有至少一層上述延伸性無紡布層。上述延伸性無紡布包含的延伸性無紡布層以外的層(以下叫作「其他延伸層」)，只要至少是具有延伸性的層就無特別限制，但是優選由具有伸縮性和彈性聚合物組成的層。
作為上述彈性聚合物，可以使用具有延伸性和伸縮性的彈性材料。這些材料中優選硫化橡膠和熱塑性彈性體，從成形性優良的觀點來看，特別優選熱塑性彈性體。熱塑性彈性體，是在常溫下具有與硫化橡膠同樣的彈性體性質(因分子中的柔軟片段)，高溫下能夠與通常的熱塑性樹脂一樣用已有的成形機成形(因分子中的堅硬片段)的高分子材料。
作為可以在本發明中使用的熱塑性彈性體，可以舉出尿烷系彈性體、苯乙烯系彈性體、聚酯系彈性體、烯烴系彈性體和聚醯胺系彈性體等。
尿烷系彈性體，是可以用聚酯或低分子二醇等與亞甲基聯苯基異氰酸酯或甲苯撐二異氰酸酯等得到的聚氨酯。例如，在短鏈多元醇存在下，使聚內酯多元醇加成聚異氰酸酯的聚氨酯(聚醚聚氨酯)；在短鏈多元醇存在下，使乙二酸與乙二醇的乙二酸酯多元醇加成了聚異氰酸酯的聚氨酯(聚酯聚氨酯)；在短鏈多元醇存在下，使通過四氫呋喃開環得到的聚四亞甲基二醇加成了聚異氰酸酯的聚氨酯等。這種尿烷系彈性體，可以在市場上以レザミン(註冊商標，日本聚氨酯株式會社製造)、エラストラン(註冊商標，BASF製造)、パンデックス、デスモスパン(註冊商標，DIC-Bayer聚合物公司製造)、エステン(註冊商標，B.F.グットリッチ公司出品)、ペレセン(註冊商標，道化學公司出品)等市售品得到。
作為苯乙烯系彈性體，可以舉出SEBS(苯乙烯/(乙烯-丁二烯)/苯乙烯)、SIS(苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯)、SEPS(苯乙烯/(乙烯-丙烯)/苯乙烯)、SBS(苯乙烯/丁二烯/苯乙烯)等苯乙烯系嵌段共聚物。這種苯乙烯系彈性體，在市場上可以以クレィトン(Kraton)(註冊商標，殼牌化學公司出品)、キャリフレックス TR(註冊商標，殼牌化學公司出品)、ソ ルプ レン(註冊商標，フィリップスペトロリファム公司出品)、ュ-ロプレンSOLT(註冊商標，ァニッチ株式會社製造)、タフプレン(註冊商標，旭化成株式會社製造)、ソルプレンT(註冊商標，日本彈性體株式會社製造)、JSRTR(註冊商標，日本合成橡膠株式會社製造)、電化STR(註冊商標，電化學株式會社製造)、クィンタック(註冊商標，日本ゼオン株式會社製造)、クレィトンG(註冊商標，殼牌化學公司出品)、タフテック(註冊商標，旭化成株式會社製造)、セプトン(註冊商標，クラレ株式會社製造)等市售品得到。
作為聚酯系彈性體，可以舉出將芳香族聚酯製成堅硬片段，將非結晶性聚醚和脂肪族聚酯製成柔軟片段的聚酯系彈性體。具體講，可以舉出聚對苯二甲酸丁二醇酯/聚四亞甲基二醇嵌段共聚物等。
作為烯烴系彈性體，可以舉出乙烯/α-烯烴無規共聚物，和以二烯作為第三成分使其共聚而成的烯烴系彈性體。具體講可以舉出將乙烯/丙烯無規共聚物、乙烯/1-丁烯無規共聚物、乙烯/丙烯/二環戊二烯共聚物和乙烯/丙烯/乙叉降冰片烯共聚物等乙烯/丙烯/二烯共聚物(EPDM)製成柔軟片段，將聚烯烴製成堅硬片段的烯烴系彈性體。這種烯烴系彈性體，可以在市場上以タフマ-(三井化學株式會社製造)、ミラストマ-(註冊商標，三井化學株式會社製造)等市售品得到。
作為聚醯胺系彈性體，可以舉出將尼龍製成堅硬片段，將聚酯或多元醇製成柔軟片段的聚醯胺系彈性體等。具體講可以舉出尼龍12/聚四亞甲基二醇嵌段共聚物等。
這些彈性體中，優選尿烷系彈性體、苯乙烯系彈性體和聚酯系彈性體。尤其是從伸縮性優良的角度來看，優選尿烷系彈性體和苯乙烯系彈性體。
上述其他延伸層的形態，可以舉出長絲、網、薄膜、發泡體等。這些可以採用過去公知的各種方法得到。
本發明涉及的複合無紡布，例如可以採用過去公知的方法，將由上述延伸性無紡布構成的層與上述其他延伸性層結合的方式得到。作為結合方法，例如可以舉出熱壓紋結合、超聲波壓紋結合、通過熱空氣結合、針刺結合和粘著劑結合等。
粘著劑結合用的粘著劑，例如可以使用醋酸乙烯酯系和聚乙烯醇系樹脂粘著劑、苯乙烯-丁二烯系和苯乙烯-異戊二烯系、尿烷系等橡膠系粘著劑等。而且可以將這些粘著劑溶解在有機溶劑中製成溶劑系粘著劑、上述粘著劑的水性乳液粘著劑等使用。這些粘著劑中，苯乙烯-丁二烯系和苯乙烯-異戊二烯系等橡膠系熱熔性粘著劑，從無損於外觀的觀點來看優選使用。
本發明涉及的複合無紡布，與上述延伸性無紡布同樣，也可以利用公知方法進行延伸加工。
用途
本發明涉及的延伸性無紡布和複合無紡布，由於延伸性、抗拉強度、耐起毛性、表面耐磨特性、成形性、生產性能等優良，所以可以用於醫療、衛生材料、包裝等各種產業用途之中，特別優選用作一次性尿布。
實施例以下利用實施例說明本發明，但是本發明並不受這些實施例的任何限制。以下示出流動誘髮結晶化誘導期的測定方法及其比較方法、無紡布的拉伸試驗法、起毛的評定方法。
評價方法
(1)流動誘髮結晶化誘導期的測定方法關於流動誘髮結晶化誘導期，測定了聚合物的平衡熔點與靜態結晶溫度之間的溫度。在溫度一定、剪切變形速度一定的條件下通過測定熔融剪切粘度，決定了流動誘髮結晶化誘導期。測定從平衡熔點附近的溫度開始，從開始測定在7200秒鐘以內沒有發現粘度上升的情況下，降低測定溫度，再次測定熔融剪切粘度。反覆重複此操作直至流動誘髮結晶化誘導期達到7200秒鐘以前。以下示出熔融剪切粘度的測定條件。
測定裝置レオメトリックス株式會社製造，型號ARES測定方式時間分散剪切速度2.0rad/s測定溫度130℃、140℃、150℃、160℃、170℃測定夾具錐板直徑25毫米測定環境氮氣氣氛(2)流動誘髮結晶化誘導期的比較方法在以下方法決定的溫度下比較了聚合物的流動誘髮結晶化誘導期。首先，關於使用的各聚合物，在測定溫度中選擇了能夠在7200秒鐘內確認流動誘髮結晶化誘導期的最高溫度(以下將此溫度叫作「選擇溫度」)。其次，在全部選擇的溫度中以最高選擇溫度作為比較溫度，比較了該比較溫度下的流動誘髮結晶化誘導期。
(3)溶提流動速率的測定按照ASTM D1238，測定了熔體流動速率(MFR)。各聚合物的測定條件如下聚丙烯230℃、載荷2.16千克聚乙烯190℃、載荷2.16千克(4)結晶溫度利用差示掃描量熱計(DSC)進行了測定。在氮氣氣氛下使聚合物以10℃/分鐘速度升溫至200℃，在此溫度下保溫10分鐘後，以10℃/分鐘的速度降溫至30℃。降溫時的發熱峰溫度是結晶溫度。
其中，將本實施例中用上式方法測定的結晶溫度+20℃作為經驗靜態結晶溫度。
(5)拉伸試驗從得到的無紡布取出流動方向(MD)25毫米、橫向(CD)2.5毫米的五片試驗片，以及流動方向(MD)2.5毫米、橫向(CD)25毫米的五片試驗片。用定速伸長型拉伸試驗機，在卡盤間100毫米、拉伸速度100毫米/分鐘的條件下對前者試驗片進行了拉伸試驗。測定了流動方向的最大載荷、最大載荷下和斷裂時(載荷為0)試驗片的伸長比例，求出五片試驗片的平均值。同樣對後者試驗片進行了拉伸試驗，測定了橫向的最大載荷、最大載荷下和斷裂時試驗片的伸長比例，求出五片試驗片的平均值。
(6)起毛的測定(耐刷試驗)按照JIS L1076進行了測定。從得到的無紡布中取出流動方向(MD)25毫米、橫向(CD)20毫米的三片試驗片。將其安裝在刷和海綿型試驗機的樣品保持架上，安裝皮帶代替刷和海綿，以58/分鐘(rpm)的速度摩擦200次。目視測定摩擦試驗後的試驗片，用以下標準進行了評價。
(評價標準)5全不起毛4幾乎不起毛3見到少許起毛2顯著起毛，未斷裂1顯著起毛，斷裂聚丙烯
在實施例和對照例中使用的聚丙烯(PP1～PP5)的性能示於表1之中。
表1

實施例1
以PP1作芯部，以PP3作殼部進行複合熔融紡絲，使芯部與殼部的重量比為10/90的同芯芯殼型複合纖維在撲集面上堆積。然後用壓紋輥對此堆積物進行熱壓處理(壓紋面積率18％，壓紋溫度為120℃)，製成了織物單位面積質量為25克/平方米、構成纖維的細度為3.5旦尼爾的紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表2之中。
實施例2
除了用PP4代替PP3作為殼部，將壓紋溫度從120℃變更為100℃以外，與實施例1同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表2之中。
實施例3
除了用PP5代替PP3作為殼部，將壓紋溫度從120℃變更為80℃以外，與實施例1同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表2之中。
實施例4
除了用PP2代替PP1作為芯部，將壓紋溫度從80℃變更為100℃以外，與實施例3同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表2之中。
實施例5
除了將芯部與殼部的重量比從10/90改變為20/80，並將壓紋溫度從120℃變更為100℃以外，與實施例1同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表2之中。
實施例6
除了將芯部與殼部的重量比從10/90改變為20/80，並將壓紋溫度從100℃變更為80℃以外，與實施例2同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表2之中。
實施例7
除了將芯部與殼部的重量比從10/90改變為20/80以外，與實施例3同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表2之中。
實施例8
除了用PP2代替PP1作為芯部，並將芯部與殼部的重量比從10/90改變為20/80以外，與實施例1同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表2之中。
實施例9
除了將芯部與殼部的重量比從10/90改變為20/80以外，與實施例4同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表3之中。
實施例10
除了將芯部與殼部的重量比從10/90改變為50/50以外，並將壓紋溫度從100℃變更為70℃以外，與實施例4同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表3之中。
實施例11
除了用PP3代替PP2作為芯部以外，與實施例9同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表3之中。
實施例12
除了將壓紋溫度從120℃變更為100℃，並將構成纖維的細度從3.5旦尼爾改變成2.5旦尼爾以外，與實施例1同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表3之中。
實施例13
除了將構成纖維的細度從3.5旦尼爾改變成2.5旦尼爾以外，與實施例5同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表3之中。
實施例14
除了將構成纖維的細度從3.5旦尼爾改變成2.5旦尼爾以外，與實施例2同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表3之中。
實施例15
除了將構成纖維的細度從3.5旦尼爾改變成2.5旦尼爾以外，與實施例6同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表3之中。
實施例16
除了將構成纖維的細度從3.5旦尼爾改變成2.5旦尼爾以外，與實施例3同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表4之中。
實施例17
除了將構成纖維的細度從3.5旦尼爾改變成2.5旦尼爾以外，與實施例7同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表4之中。
實施例18
除了將構成纖維的細度從3.5旦尼爾改變成2.5旦尼爾以外，與實施例4同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表4之中。
實施例19
除了將構成纖維的細度從3.5旦尼爾改變成2.5旦尼爾以外，與實施例9同樣製成紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表4之中。
對照例1
作為烯烴系聚合物使用了PP3和聚乙烯(PE1)。PE1使用了按照ASTMD1238測定的MFR(190℃，載荷2.16千克)為60克/10分鐘，密度為0.93克/立方釐米，熔點為115℃的聚合物。
除了用PE1代替PP5作為殼部，壓紋溫度從100℃變更為110℃以外，與實施例11同樣製成了紡粘型無紡布。測定了所得到的紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表4之中。
對照例2
僅用PP3進行熔融紡絲，使單一組成纖維在撲集面上堆積。然後用壓紋輥對此堆積物進行熱壓處理(壓紋面積率18％，壓紋溫度130℃)，製成了織物單位面積質量為25克/平方米、構成纖維的細度為3.5旦尼爾的紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表5之中。
對照例3
除了用PP4代替PP3以外，與對照例2同樣製成了紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表5之中。
對照例4
除了將構成纖維的細度從3.5旦尼爾改變成2.5旦尼爾以外，與對照例2同樣製成了紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表5之中。
對照例5
除了將壓紋溫度從130℃變更為100℃以外，與對照例2同樣製成了紡粘型無紡布。測定了得到紡粘型無紡布的各種性能。結果示於表5之中。
表2

表3

表4

表5

實施例20
以PP1作芯部，以PP3作殼部進行複合熔融紡絲，使芯部與殼部的重量比為10/90的同芯芯殼型複合纖維在撲集面上堆積。利用公知的熔體噴吹形成法在其上噴吹SEPS(苯乙烯/(乙烯-丙烯)/苯乙烯)嵌段共聚物(クラレ株式會社製造，商品名SEPS2002)，製成層疊體。進而以PP1作芯部，以PP3作殼部進行複合熔融紡絲，使芯部與殼部的重量比為10/90的同芯芯殼型複合纖維在撲集面上堆積。這種堆積物利用壓紋輥進行熱壓處理(壓紋面積率18％，壓紋溫度為120℃)，製成了織物單位面積質量為130克/平方米、紡粘型/熔體噴吹/紡粘型無紡布。
用得到的無紡布製成寬度50毫米的試驗片。用拉伸試驗機將此試驗片拉伸至180％後，使延伸率恢復到0。此時的應力變形曲線圖示於圖5。進而將此試驗片拉伸至180％後，使延伸率恢復到0。此時的應力變形曲線圖示於圖6。在拉伸試驗後，試驗片的紡粘型無紡布層上沒有發現長絲等斷裂等。而且起毛試驗的評價為「5」。
產業上應用的可能性按照本發明，能夠得到延伸性、抗拉強度、耐起毛性、表面耐磨性、成形性、生產性能均優良的延伸性無紡布和含有延伸性無紡布的複合無紡布。這種延伸性無紡布和複合無紡布，能夠在醫療、衛生材料、包裝材料等各種產業用途中使用，特別因耐起毛性優良而具有優良的觸感，可以優選作為一次性尿布使用。
權利要求
1.一種延伸性無紡布，是含有至少由兩種烯烴系聚合物組成的纖維的延伸性無紡布，其特徵在於，所述的烯烴系聚合物是同種的，而且在同一溫度和同一剪切變形速度下，流動誘髮結晶化誘導期互相不同的烯烴系聚合物。
2.按照權利要求1所述的延伸性無紡布，其特徵在於，所述的纖維是複合纖維，該纖維斷面上點(a)的成分與相對於該點(a)與斷面中心點的點對稱點(b)的成分相同。
3.按照權利要求1或2所述的延伸性無紡布，其特徵在於，所述的延伸性無紡布是紡粘型無紡布。
4.按照權利要求1～3中任何一項所述的延伸性無紡布，其特徵在於，其中就機械流方向(MD)和/或與該機械流方向垂直的方向(CD)而言，最大載荷下的延伸率處於70％或其以上。
5.按照權利要求1～4中任何一項所述的延伸性無紡布，其特徵在於，所述的烯烴系聚合物是丙烯系聚合物。
6.一種複合無紡布，其中至少有一層是由權利要求1～5中任何一項所述的延伸性無紡布構成的層。
7.一種一次性尿布，其中含有權利要求1～5中任何一項所述的延伸性無紡布。
全文摘要
本發明涉及一種延伸性無紡布，是含有至少由兩種烯烴系聚合物組成的纖維的延伸性無紡布，其特徵在於，所述的烯烴系聚合物是同種的，而且在同一溫度和同一剪切變形速度下，流動誘髮結晶化誘導期互相不同的烯烴系聚合物。本發明涉及的複合無紡布，其特徵在於，至少含有一層由這種延伸性無紡布構成的層。
文檔編號D04H3/14GK1714188SQ20038010393
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月25日 優先權日2002年11月25日
發明者鈴木健一, 森本尚史, 春林克明, 本村茂之, 陳平凡 申請人:三井化學株式會社