JPH10317264A - 膠着性改良高性能エラストマー製メルトブローン不織布およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】伸縮特性の優れる熱可塑性エラストマーは、そ
のメルトブローン紡糸時にネットコンベア等製造設備に
粘着・膠着し良好な剥離が難しく、該不織布を工業的に
安定して製造することが未だ課題として残されている。
これを解決し、また、より伸縮特性の優れたメルトブロ
ーン不織布を得ること。 【構成】メルトブローン不織布を構成する繊維が、熱可
塑性エラストマーからなる膠着性の成分（Ａ）を芯部、
同じく熱可塑性エラストマーからなるが非膠着性となし
た成分（Ｂ）を鞘部とした芯鞘型複合繊維であることを
特徴とする膠着性を改良した高性能のエラストマー製メ
ルトブローン不織布。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性エラストマーを
用いメルトブロー法で紡糸して得られる伸縮性不織布に
係り、特に膠着（粘着）性のある熱可塑性エラストマー
をメルトブロー紡糸して得られる伸縮性不織布の該伸縮
特性を殺すことなく最大限に有効に発揮させて利用する
ためのメルトブローン不織布に関するものである。かつ
また、そのような不織布を工業上安定に生産できる製造
方法に関するものである。なお本明細書においては、前
記膠着および粘着の両者を総称して単に膠着と記載して
いる。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性エラストマーをメルトブロー法
で紡糸し、不織布とすることは知られており、例えば熱
可塑性ポリウレタンを用いてメルトブロー法で得られた
“エスパンシオーネ”〔鐘紡（株）社製商品名〕が上市
されている。

【０００３】ところで、メルトブロー法による不織布の
製造は、溶融したポリマーを紡糸ノズルから吐出させ、
そのノズル吐出口を挟む両側部に配置された気体噴出口
より加熱空気を噴出させることにより、該吐出した溶融
ポリマーを細化させ、この細化させた繊維を実質的に収
束することなく移動するネットコンベア上に吹き当て、
該ネット上で気体流と分離して該ネット上に積層させ
る。積層させた繊維は自己の有する熱によりその接触点
で接合し、いわゆるウェブ状物となるが、その際、即ち
冷却前に、加圧ローラーを用いて加圧し接合を強化する
ことも、また繊維が冷却後加熱加圧ローラーを用いて加
熱加圧し接合を強化することも行われる。いずれにして
も、該積層させ繊維間を接合させたウェブ状物はネット
コンベアと共に移動し、その後該ネットコンベアから巻
取のための他の装置に渡されて移動し最終的にローラー
上に巻取られるものである。

【０００４】熱可塑性エラストマーから得られる不織布
単体は非常に柔らかく、伸縮特性に優れたものであるこ
とは実験室的にもわかっている。しかし、この熱可塑性
エラストマーを用い、上記のメルトブロー法で製造する
場合、上記ネットコンベアあるいはその後の移動手段等
製造設備への膠着現象が発生し、特に目付の小さい強力
の弱いメルトブローン不織布については、それを工業的
に安定して得ることが出来ないというのが現状である。

【０００５】このような不都合を解消するために、ポ
リマーそれ自体を改質して非膠着性のものとするか、
ポリマーに添加剤を入れて非膠着性とするか、さらに
は、の処方でも解消できないポリマーについては、
離型紙あるいは粘着性のない布帛上に直接メルトブロ
ーン法で紡糸するなどの方法が考えられ、製造されてい
る。しかし、上記いずれの方法においても、熱可塑性エ
ラストマー単体からなる不織布の場合に有する優れた特
性が低下してしまう。即ち、上記においては、実際
の操業においては、膠着性が防げると共にメルトブロー
ン不織布の特性劣化が最小限に食い止められる点とをバ
ランスさせ妥協して製造しているに過ぎない。またに
おいては製造コストが高いものとなり好ましいものでは
ない。

【０００６】しかし熱可塑性エラストマーを用いたメル
トブローン不織布の用途展開が開けるにつれて、該不織
布に対しては、その伸縮特性をより発揮させることが益
々要請されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、熱可塑
性エラストマーのメルトブローン不織布単体は伸縮特性
は非常に優れてはいるが、メルトブロー紡糸時、ネット
コンベアからの良好な剥離が難しく該不織布を工業的に
安定して製造することが未だ課題として残されているの
であり、また、より伸縮特性の優れたメルトブローン不
織布の出現が要請されているのである。即ち、本発明
は、上記のような課題、要請を克服する伸縮性メルトブ
ローン不織布およびその製造方法を得ることをその主題
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決する熱可塑性エラストマーからなるメルトブローン
不織布とその製造方法につき鋭意検討した結果、基本的
には、メルトブローン不織布を、それを構成する繊維
が、不織布製造時には膠着性があるが伸縮性の非常に優
れた熱可塑性エラストマーからなる成分（Ａ）を、不織
布製造時には膠着性が実質上なく、熱可塑性エラストマ
ーからなる非膠着性の成分（Ｂ）で包んだ芯鞘型の複合
繊維とすることによって、不織布製造時での膠着性の問
題点を克服し、かつその伸縮性は最大限に発揮できる不
織布が得られることを見出した。

【０００９】即ち、本発明の不織布発明は、メルトブロ
ーン不織布を構成する繊維が、熱可塑性エラストマーか
らなる膠着性の成分（Ａ）を芯部、同じく熱可塑性エラ
ストマーからなるが非膠着性となした成分（Ｂ）を鞘部
とした芯鞘型複合繊維であることを特徴とする膠着性を
改良した高性能のエラストマー製メルトブローン不織布
である。ここで、上記膠着性の成分（Ａ）とは、該成分
（Ａ）単独をメルトブロー紡糸する場合該捕集されたウ
ェブが捕集ネット等製造設備に膠着するものとなる成分
であり、上記非膠着性となした成分（Ｂ）とは、該成分
（Ｂ）単独をメルトブロー紡糸する場合該捕集されたウ
ェブが捕集ネット等製造設備に実質上膠着しないものと
なる成分である。

【００１０】また本発明の不織布の製造方法発明は、メ
ルトブロー紡糸時に捕集手段等製造設備に膠着する熱可
塑性エラストマーからなる膠着性の成分（Ａ）と、同じ
く熱可塑性エラストマーからなるがメルトブロー紡糸時
に捕集ネット等製造設備に非膠着性となした成分（Ｂ）
とを、前者（Ａ）成分が芯、後者（Ｂ）成分が鞘となる
複合型紡糸口金を用いて常法によりメルトブロー紡糸す
ることを特徴とする膠着性を改良した高性能のエラスト
マー製メルトブローン不織布の製造方法である。

【００１１】本発明においては、熱可塑性エラストマー
からなり膠着性のある成分（Ａ）からなるメルトブロー
ン不織布（即ち、一般的には、伸縮特性の優れたメルト
ブローン不織布となる）の、優れた伸縮特性を実質上低
下させることなく、かつメルトブロー製造設備への膠着
を阻止するために、該膠着性の成分（Ａ）を、同じく熱
可塑性エラストマーからなるが非膠着性とした成分
（Ｂ）で表面被覆した状態の芯鞘型の複合繊維としてメ
ルトブロー紡糸することによって、得られるメルトブロ
ーン不織布はその伸縮特性を最大限に発揮できるものと
し、しかも製造時の通過性、巻き戻し時の解除性の不都
合さを解決したものである。

【００１２】本発明で使用する熱可塑性エラストマーは
スチレン系、ウレタン系など特に限定されるものではな
いが、ウレタン系エラストマーについて述べれば、これ
までに公知の溶融紡糸可能なものであればすべて用いる
ことができる。より好ましいものとしては、低分子量の
ジオールとジカルボン酸の縮合重合でポリエステルジオ
ール、ラクタムの開環重合で得たポリラクトンジオー
ル、ポリオキシアルキレングリコール、ポリアルキレン
カーボネートグリコールなどの平均分子量５００〜３０
００のポリマーグリコール、有機ジイソシアネート、活
性水素原子を２個有する低分子化合物とを反応させて得
た熱可塑性ポリウレタンである。

【００１３】とりわけ好ましい熱可塑性ポリウレタンと
しては、炭素数２〜１２の脂肪族ジオールまたは脂環族
ジオール、例えば、エチレングリコール、プロパンジオ
ール、ｌ，４―ブタンジオール、１，５―ペンタンジオ
ール、３―メチルーｌ，５―ペンタンジオール、ネオペ
ンチルグリコールなどの直鎖状または側鎖状の脂肪族ジ
オールあるいは脂環族ジオールから選ばれた少なくとも
l種類のジオールと、脂肪族ジカルボン酸、例えば、コ
ハク酸、グルタル酸、アジピン酸、またはそれらジカル
ボン酸のエステルなどから選ばれた、少なくともｌ種類
のジカルボン酸あるいはそのエステルとを反応して得た
平均分子重６００〜３０００のポリエステルジオール
と、有機ジイソシアネートとして、例えば、フェニレン
ジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、４，４
´ージフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ま
たは脂環族のジイソシアネートを主体とした有機ジイソ
シアネートと、活性水素原子を２個有する低分子化合
物、例えば、ジオール、アミノアルコール、ヒドラジ
ン、ジアミンなどから選ばれた鎖伸長剤を所望の組成比
で選び、溶融重合法、塊状重合法、あるいは溶液重合法
などで重合して熱可塑性ポリウレタンとする。

【００１４】この熱可塑性ポリウレタンは、均一性の良
いメルトブローン不織布を得るためには、ポリウレタン
製造時の組成において、ソフトセグメントとなるポリマ
ージオールの含有量が４５〜７５重量％となるようにす
ることが好ましい。また、鎖伸長剤は特に低分子量の脂
肪族ジオール又はイソホロンジアミンから選ばれた化合
物を主体とした鎖伸長剤を用いて重合したポリウレタン
であって、ポリウレタンの固有粘度［η］が０．５〜
１．５ｄ１／ｇの範囲となるように重合度を調整するこ
とが好ましい。ポリウレタン中のソフトセグメントの含
有量が４５重量％に満たない場合は、紡糸性や極細繊維
化の点では良いが、不織布の柔軟化、伸縮性、形態の安
定化、面の平滑性などの点で好ましくない。また、ソフ
トセグメントの含有量が７５重量％を越えて多くなる
と、不纖布としての柔軟性の点では良いが、紡糸性、極
細繊維化が悪くなり、地合いの良い不織布が得られなく
なる。一方、ポリウレタンの固有粘度［η］が小さい場
合には十分に細化した繊維が得られないし、不均一な太
さの繊維のメルトブローン不幟布になる。また、ポリウ
レタンの固有粘度［η］が大きい場合には溶融粘度が高
くなり良好な繊維流の形成が得られない。

【００１５】上記の如き熱可塑性エラストマーは、それ
をもしメルトブロー紡糸するとすれば、その得られるメ
ルトブローン不織布はその伸縮特性が優れるが、製造設
備への膠着があり、実験室的には得られても、工業的な
生産ではその操業が無理となるものである。

【００１６】本発明においては、メルトブローン不織布
を、上記膠着性成分（Ａ）を膠着性のない成分（Ｂ）で
被覆状態とした構造の複合した極細繊維から構成するも
のであるので、膠着性のない成分（Ｂ）も、膠着性成分
（Ａ）の伸縮特性を発揮させるために、該成分（Ａ）と
同じく熱可塑性エラストマーからなる伸縮性成分である
ことが肝要である。そのために、上記熱可塑性エラスト
マーからなる膠着性成分（Ａ）を膠着性のない成分
（Ｂ）とすることが必要となる。

【００１７】熱可塑性エラストマーからなる膠着性成分
（Ａ）を膠着性のない成分（Ｂ）とする一つの方法は、
該熱可塑性エラストマー膠着性成分（Ａ）中に、例えば
ブロッキング防止剤を加えることでその目的を達するこ
とができる。そのブロッキング防止剤としては、高級脂
肪酸ビスアミドやモンタン酸エステル、あるいはモンタ
ン酸エステルとモンタン酸金属塩との混合物が好適であ
る。

【００１８】高級脂肪酸ビスアミドは、炭素数１４〜３
５までの飽和の高級脂肪酸と炭素数１〜１０までの脂肪
族ジアミンから製造される。該高級脂肪酸としては、例
えば、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、バルミチン酸、
ヘプタデシル酸、モンタン酸などが挙げられる。該脂肪
族ジアミンとしては、例えば、メチレンジアミン、エチ
レンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレン
ジアミンなどが挙げられる。前記高級脂肪酸と脂肪族ジ
アミンから生じる高級脂肪酸ビスアミドの中で、メチレ
ンビスステアリン酸アミド、テトラメチレンビスステア
リン酸アミド、エチレンビスモンタン酸アミド、テトラ
メチレンビスモンタン酸アミドなどが好ましい。より好
ましくはメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビ
スステアリン酸アミドである。

【００１９】モンタン酸エステルは、鎖の長さがＣ２Ｏ
〜Ｃ３５の直鎖飽和カルボン酸混合物とエチレングリコ
ール、プロピレングリコールなどの多価アルコールと反
応して得られるエステルであり、モンタン酸金属塩とは
モンタン酸と周期律第Ｉ〜ＩＩＩ種属の金属、例えば、
リチウム、ナトリウム、カリウム、アルミニウムなどの
金属塩である。

【００２０】このブロッキング防止剤は、用いる熱可塑
性エラストマーに対して０．３重量％以上、２．０重量
％以下の範囲てあることが好ましく、より好ましくは
０．７〜１．５重量％の範囲である。

【００２１】なおこれまでの説明においては、膠着性の
ある成分（Ａ）を膠着性のない成分（Ｂ）とする方法と
して、ブロッキング防止剤を用いることを説明したが、
該防止剤を用いることなく、熱可塑性エラストマーそれ
自体を改質して非膠着性としたエラストマーを用いても
よく、そのエラストマーも、膠着性成分（Ａ）のエラス
トマーと異種のエラストマー（Ｃ）であってもよい。た
だこの種非膠着性改質エラストマーは通常その伸縮特性
が低下することとなるので、非膠着性となし得る限りに
おいて出来るだけ伸縮特性の優れたものを用いることが
望ましい。

【００２２】本発明においては、上記の如き熱可塑性エ
ラストマーからなる膠着性成分（Ａ）と非膠着性成分
（Ｂ）との加熱溶融物を、結果として得られるメルトブ
ローン不織布を構成する極細繊維の芯（Ａ成分）／鞘
（Ｂ成分）重量比で（Ａ）／（Ｂ）が９５／５から５０
／５０、好ましくは９０／１０から７０／３０を満足す
る組成範囲でメルトブロー複合紡糸口金に供給し、常法
により複合メルトブロー紡糸を行う。

【００２３】このような複合メルトブロー紡糸法は、例
えば、成分（Ａ）の吐出部となる中心孔と、該成分
（Ａ）の中心孔を取囲む成分（Ｂ）の環状孔とからなる
複合孔ユニットが一列に配置された複合紡糸口金を用
い、上記溶融した成分（Ａ）および（Ｂ）をそれぞれの
押出機から該紡糸口金に供給し、該紡糸口金から押し出
された溶融物を高速の熱風で吹き飛ばして極細繊維とな
し、これを捕集コンベアー上に堆積捕集することによっ
て得ることができる。

【００２４】捕集したウェブ繊維間は、メルトブローン
紡糸時での、極細繊維それ自体が有する熱で接着され
る。しかし必要とあれば、捕集後熱エンボスロール等の
熱圧手段により圧着加工を施してもよい。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。

【００２６】実施例１；芯部および鞘部の原料ポリマー
として以下の熱可塑性ポリウレタン樹脂を用い、芯鞘型
極細繊維からなる伸縮性メルトブローン不織布とする例
である。 芯部：ポリメチルペンタンアジペートポリオールと４、
４´−ジフェニレンメタンジイソシアナートおよび１、
４−ブタンジオールからなるポリエステル系ポリウレタ
ン樹脂（Ａ）を用いた。このポリウレタン樹脂（Ａ）は
粘着性のものである。 鞘部：上記ポリウレタン樹脂（Ａ）に、ブロッキング剤
として高級脂肪酸ビスアミドを１．０重量％添加した樹
脂組成のもの（Ｂ）を用いた。この樹脂組成物（Ｂ）は
非粘着性のものである。 以上の芯鞘樹脂成分を原料とし、芯鞘型メルトブローダ
イノズルを用いてメルトブロー紡糸し、芯部／鞘部重量
比率が９０／１０の芯鞘型複合極細繊維からなる目付６
０ｇ／ｍ^２の伸縮性ポリウレタンメルトブローン不織布
を得た。この不織布の１００％伸長後の回復物性を表１
に示す。

【００２７】実施例２；芯部、鞘部の重量比率が７０／
３０である以外は実施例１と同様の方法で、目付６０ｇ
／ｍ²の伸縮性ポリウレタンメルトブローン不織布を得
た。この不織布の１００％伸長後の回復物性を表１に示
す。

【００２８】実施例３；芯部、鞘部の重量比率が５０／
５０である以外は実施例１と同様の方法で、目付６０ｇ
／ｍ²の伸縮性ポリウレタンメルトブローン不織布を得
た。この不織布の１００％伸長後の回復物性を表１に示
す。

【００２９】比較例１；実施例１の鞘部の原料である非
粘着性ポリマーを用い、芯鞘型ではない通常のメルトブ
ローダイを用い、目付６０ｇ／ｍ²の伸縮性ポリウレタ
ンメルトブローン不織布を得た。この不織布の１００％
伸長後の回復物性を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１で示されるように、伸縮特性を表す指
標として用いている５０％回復応力と５０％伸長応力と
の比（Ｙ）／（Ｘ）を比較すると、実施例３〜１におい
て、伸縮性の優れた粘着性のある樹脂成分である芯成分
の重量比率が増加するにつれて（Ｙ）／（Ｘ）値が大き
くなり、より優れた伸縮性を示す。また、鞘成分を形成
する非粘着性樹脂成分のみで形成したメルトブローン不
織布の比較例１と、芯鞘型複合構造の極細繊維からなる
実施例１〜３を比較すると、いずれの実施例も比較例１
より（Ｙ）／（Ｘ）値が大きく、また残留歪についても
各実施例は小さな値を示し、優れた伸縮性を示してい
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明においては、その優れた伸縮特性
を発揮することとなる熱可塑性エラストマーからなる膠
着性の成分（Ａ）を、同じく熱可塑性エラストマーから
なるが非膠着性とした成分（Ｂ）で表面被覆した状態の
芯鞘型の複合繊維としてメルトブロー紡糸することによ
って、得られるメルトブローン不織布はその伸縮特性を
最大限に発揮できるものとなり、製造方法としては製造
時の通過性を問題なくし、かつ巻取り、巻戻しも安定し
て行うことができ、工業的な安定な製造を可能したもの
である。即ち本発明は、熱可塑性エラストマー性メルト
ブロー不織布それ自体として、またその製造方法とし
て、実際上で役に立つ有益なものである。このような本
発明のエラストマー性メルトブロー不織布は、その特性
を活かして、例えばおむつのバックシートやウエスト部
材などに好適に適用できる。等に好適に適用することが
できる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メルトブローン不織布を構成する繊維が、
   熱可塑性エラストマーからなる膠着性の成分（Ａ）を芯
   部、同じく熱可塑性エラストマーからなるが非膠着性と
   なした成分（Ｂ）を鞘部とした芯鞘型複合繊維であるこ
   とを特徴とする膠着性を改良した高性能のエラストマー
   製メルトブローン不織布。ここで、上記膠着性の成分
   （Ａ）とは、該成分（Ａ）単独をメルトブロー紡糸する
   場合該捕集されたウェブが捕集ネット等製造設備に膠着
   するものとなる成分であり、上記非膠着性となした成分
   （Ｂ）とは、該成分（Ｂ）をメルトブロー紡糸する場合
   該捕集されたウェブが捕集ネット等製造設備に実質上膠
   着しないものとなる成分。
2. 【請求項２】前記成分（Ｂ）は、前記成分（Ａ）または
   成分（Ａ）とは別の熱可塑性エラストマーからなる膠着
   性の成分（Ｃ）に、ブロッキング防止剤を配合した成分
   であることを特徴とする、請求項１に記載のメルトブロ
   ーン不織布。
3. 【請求項３】前記芯鞘型複合繊維は、該繊維の芯／鞘成
   分重量比が９５／５〜５０／５０の範囲を満足するもの
   であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   のメルトブローン不織布。
4. 【請求項４】メルトブロー紡糸時に捕集ネット等製造設
   備に膠着する熱可塑性エラストマーからなる膠着性の成
   分（Ａ）と、同じく熱可塑性エラストマーからなるがメ
   ルトブロー紡糸時に捕集ネット等製造設備に非膠着性と
   なした成分（Ｂ）とを、前者（Ａ）成分が芯、後者
   （Ｂ）成分が鞘となる複合型紡糸口金を用いて常法によ
   りメルトブロー紡糸することを特徴とする膠着性を改良
   した高性能のエラストマー製メルトブローン不織布の製
   造方法。
5. 【請求項５】前記成分（Ｂ）は、前記成分（Ａ）または
   成分（Ａ）とは別の熱可塑性エラストマーからなる膠着
   性の成分（Ｃ）に、ブロッキング防止剤を配合した成分
   であることを特徴とする、請求項４に記載のメルトブロ
   ーン不織布の製造方法。
6. 【請求項６】前記芯鞘型複合繊維は、該繊維の芯／鞘成
   分重量比が９５／５〜５０／５０の範囲を満足するもの
   であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載
   のメルトブローン不織布の製造方法。