(57)【要約】【課題】黄変が抑制された不織布を提供する。【解決手段】熱可塑性エラストマ繊維と熱可塑性ポリオレフィン繊維とで構成される不織布であって、熱可塑性エラストマ繊維は紫外線を５０００ＫＪ／ｍ２を照射する前後のＬａｂ表色系におけるｂ値の変化量が２０以上であり、不織布の紫外線を５０００ＫＪ／ｍ２照射する前後でのＬａｂ表色系におけるｂ値の変化量が１０以下で、かつ、（式1）の関係を満たすことを特徴とする不織布とした。【数１】2008133555.tif 000009但し、ｗ１：不織布中のポリオレフィン繊維の質量百分率（％）、ｒ１：ポリオレフィン繊維の半径（μｍ）、ρ１：ポリオレフィンの密度（ｇ／ｃｍ３）、ｗ２：不織布中の熱可塑性エラストマ繊維の質量百分率（％）、ｒ２：熱可塑性エラストマ繊維の半径（μｍ）、ρ２：熱可塑性エラストマの密度（ｇ／ｃｍ３）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性エラストマ繊維と熱可塑性ポリオレフィン繊維とで構成される不織布であって、前記熱可塑性エラストマ繊維は紫外線を５０００ＫＪ／ｍ２を照射する前後のＬａｂ表色系におけるｂ値の変化量が２０以上であり、
前記不織布の紫外線を５０００ＫＪ／ｍ２照射する前後でのＬａｂ表色系におけるｂ値の変化量が１０以下で、かつ、（式1）の関係を満たすことを特徴とする不織布。
【数１】
2008133555.tif 000008
但し、  ｗ１：不織布中のポリオレフィン繊維の質量百分率（％）
ｒ１：ポリオレフィン繊維の半径（μｍ）
ρ１：ポリオレフィンの密度（ｇ／ｃｍ３）
ｗ２：不織布中の熱可塑性エラストマ繊維の質量百分率（％）
ｒ２：熱可塑性エラストマ繊維の半径（μｍ）
ρ２：熱可塑性エラストマの密度（ｇ／ｃｍ３）
【請求項２】
前記不織布は前記熱可塑性エラストマ繊維と前記熱可塑性ポリオレフィン繊維との混繊からなり、
前記不織布中の前記熱可塑性エラストマ繊維の質量百分率が２０〜８０質量％である請求項１に記載の不織布。
【請求項３】
前記不織布は、前記熱可塑性エラストマ繊維を含む層と、
前記熱可塑性ポリオレフィン繊維のみを含む層との積層体からなり、
前記積層体中の前記熱可塑性エラストマ繊維の質量百分率が２０質量％以上、９５質量％未満である
請求項１に記載の不織布。
【請求項４】
前記熱可塑性エラストマ繊維を含む層の片面または両面に、前記熱可塑性ポリオレフィン繊維のみを含む層が積層されて成る請求項３に記載の不織布。
【請求項５】
前記熱可塑性エラストマ繊維を含む層は、溶融紡糸法で得られた繊維からなるものである請求項３または請求項４に記載の不織布。
【請求項６】
前記熱可塑性エラストマ繊維がポリウレタン繊維である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項７】
前記不織布の前記熱可塑性ポリオレフィン繊維の繊維径は２５μｍ以下で、かつ、前記熱可塑性エラストマ繊維の繊維径以下であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項８】
前記熱可塑性ポリオレフィン繊維は、前記熱可塑性エラストマ繊維の弾性変形可能な範囲内であって、かつ前記熱可塑性ポリオレフィン繊維の弾性変形可能な範囲を超え、前記熱可塑性ポリオレフィン繊維が破断しない範囲の伸度で延伸加工されている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は不織布に関し、特に熱可塑性エラストマの繊維を含む衛生物品用の不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタン系熱可塑性エラストマ（以下、ＴＰＵと記す）を含む不織布は、弾性特性にすぐれ、永久伸びが小さいことなどから衣料、衛生物品などの用途に利用されている。
例えば特許文献１には、熱可塑性ポリウレタンからなる弾性的に伸長可能な第１繊維と、ポリオレフィン系ポリマーからなる非弾性的に伸長可能な第２繊維とによって形成されている弾性的に伸長可能な不織布が開示され、この不織布の用途として、使い捨てのおむつ、パンツ、医療用ガウン等が例示されている。
【特許文献１】特開２００４−１３１９１８号公報（段落００１６、００２６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に合成樹脂は紫外線劣化により変色することが知られており、ＴＰＵの場合は紫外線に曝露されたとき、共役二重結合を生じて黄変することが知られている。このため、衛生物品が日光に晒されたとき、例えば店頭の日の当たるところに置かれたときに黄変することがある。特に衛生物品の場合、黄変が生じると著しくその商品価値が損なわれ、また品質不良との誤解を招く原因にもなる。
【０００４】
このような従来技術の課題を解決するため、本発明は、黄変が抑制された熱可塑性エラストマを含む不織布を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明者らは、熱可塑性エラストマ繊維とポリオレフィン繊維を含む不織布において、両繊維の質量の比率と繊維径が特定の関係にある場合、熱可塑性エラストマ繊維に向けて照射される紫外線をポリオレフィン繊維が有効に遮蔽および散乱させ、熱可塑性エラストマ繊維の黄変を効果的に抑制することができることを見出し、本発明に至った。すなわち、前述の課題を解決するための本発明は、熱可塑性エラストマ繊維と熱可塑性ポリオレフィン繊維とで構成される不織布を前提とする。
【０００６】
この前提における本発明は、熱可塑性エラストマ繊維は紫外線を５０００ＫＪ／ｍ２を照射する前後のＬａｂ表色系におけるｂ値の変化量が２０以上であり、不織布の紫外線を５０００ＫＪ／ｍ２照射する前後でのＬａｂ表色系におけるｂ値の変化量が１０以下で、かつ、（式1）の関係を満たすことを特徴とする。
【数１】
2008133555.tif 000002
但し、  ｗ１：不織布中のポリオレフィン繊維の質量百分率（％）
ｒ１：ポリオレフィン繊維の半径（μｍ）
ρ１：ポリオレフィンの密度（ｇ／ｃｍ３）
ｗ２：不織布中の熱可塑性エラストマ繊維の質量百分率（％）
ｒ２：熱可塑性エラストマ繊維の半径（μｍ）
ρ２：熱可塑性エラストマの密度（ｇ／ｃｍ３）
【０００７】
本発明の好ましい実施態様の一つでは、不織布は熱可塑性エラストマ繊維と熱可塑性ポリオレフィン繊維との混繊からなり、不織布中の熱可塑性エラストマ繊維の質量百分率が２０〜８０質量％である。
別の実施態様では、不織布は、熱可塑性エラストマ繊維を含む層と、熱可塑性ポリオレフィン繊維のみを含む層との積層体からなり、積層体中の熱可塑性エラストマ繊維の質量百分率が２０質量％以上、９５質量％未満である。なお、本発明の熱可塑性エラストマ繊維を含む層には、熱可塑性エラストマ繊維のみで構成される層と、熱可塑性エラストマ繊維と熱可塑性ポリオレフィン繊維との混繊で構成される層の両者が含まれる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の不織布を構成する熱可塑性エラストマ繊維および熱可塑性エラストマ繊維より繊維径の小さいポリオレフィン繊維が式１の関係を満たすとき、ポリオレフィン繊維が熱可塑性エラストマ繊維に向かう紫外線を遮蔽ないし散乱させることにより、黄変が抑制された不織布を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の不織布は、熱可塑性エラストマ繊維とポリオレフィン繊維で構成される。この不織布は、特に衛生物品に好適に用いることができる。以下、熱可塑性エラストマがＴＰＵである場合について説明する。
【００１０】
ＴＰＵ繊維の原料には、例えばハードセグメントがウレタン結合を有するブロックで、ソフトセグメントが両末端ヒドロキシル基を有するポリオールで構成されるＴＰＵ等、衛生物品の分野で公知のＴＰＵを制限なく用いることができる。
ポリオレフィン繊維の原料には、ポリエチレン、ポリプロピレン等、衛生物品の分野で公知のポリオレフィンを制限なく用いることができる。なお、本願にいうポリオレフィン繊維には、ポリエチレン、ポリプロピレン等の単独繊維、芯鞘構造等の衛生物品の分野で公知の複合繊維のほか、ポリエステルまたはポリアミドを芯とし、ポリオレフィンを鞘とする繊維も含むものとする。
【００１１】
不織布の製造には、エアレイ方式、カード方式等の公知の方法を用いることができる。特に衛生物品用の不織布の場合、柔軟性、強度に優れた長繊維の不織布が得られるメルトブロー方式、あるいはスパンボンド方式を用いることが好ましい。
【００１２】
ＴＰＵ繊維とポリオレフィン繊維の混繊の不織布を製造する場合は、各樹脂をそれぞれ独立に溶融させて紡糸口金から吐出させ、気流等によって冷却して繊維とし、得られた繊維を移動捕集面上に堆積させ、必要に応じ熱融着処理することにより得られる。ここで、ＴＰＵ繊維はポリオレフィン繊維と比べてベタつきが大きく、不織布の製造中にＴＰＵ繊維が他の繊維に付着しやすいので、溶融温度や冷却条件を調整して繊維間の熱融着点が過剰に生じないようにすることが好ましい。
【００１３】
ＴＰＵ繊維とポリオレフィン繊維の混繊の不織布を衛生物品に用いる場合、ＴＰＵ繊維を不織布全体の２０〜８０質量％の範囲にすることが好ましい。ＴＰＵ繊維が８０質量％を超えると、黄変を抑制することが困難になるとともに、不織布表面にベトツキが生じる。また、ＴＰＵ繊維が２０質量％未満では、衛生物品を着用するために引っ張ったときの永久伸びが大きくなり、着用者の体にフィットし難くなるという問題が生じる。
【００１４】
不織布がＴＰＵ繊維を含む層と、ポリオレフィン繊維のみの層から成る積層体である場合、積層体中の熱可塑性エラストマ繊維の質量百分率が２０質量％以上、９５質量％未満であることが好ましい。ＴＰＵ繊維が９５質量％以上になると、黄変を抑制することが困難になる。２０質量％未満では、上記と同様の問題が生じる。また、ＴＰＵ繊維を含む層にポリオレフィン繊維のみの層を積層することにより、不織布表面にベトツキが生じることを防止できる。この場合、熱可塑性エラストマ繊維を含む層の片面または両面に、ポリオレフィン繊維のみを含む層を積層することが好ましい。
【００１５】
ポリオレフィン繊維の繊維径は、不織布の風合いをよくするためにできるだけ小さいことが好ましい。さらに、ポリオレフィン繊維で紫外線を有効に遮蔽・散乱させるために、ポリオレフィン繊維に繊維径はＴＰＵ繊維の繊維径以下とすることが好ましい。なお、衛生物品を製造するときに、不織布をホットメルト接着剤で接着する場合は、ポリオレフィン繊維の繊維径を２５μ以下にすれば、ホットメルト接着剤が塗布面の反対側に浸透してベタツキが生じることを抑制できる。
【００１６】
ＴＰＵ繊維の繊維径も、不織布の風合いをよくするため、できるだけ小さいことが好ましい。一般に、ＴＰＵは溶融曳糸性がポリオレフィンより劣るため繊維径を２５μ以下にすることは困難であるが、繊維径がこれより小さいものであっても本発明に含まれることはいうまでもない。
【００１７】
さらに、メルトブロー法等により製造した不織布を、ＴＰＵ繊維の弾性変形可能な範囲内であって、ポリオレフィン繊維の弾性変形可能な範囲を超えて、ポリオレフィン繊維が破断しない範囲の伸度で延伸加工することが好ましい。延伸加工により、溶融紡糸したポリオレフィン繊維の径をさらに小さくすることができる。さらに、延伸加工によりポリオレフィンの結晶化度が上昇して内部ヘイズが増加することにより、紫外線をさらに有効に遮蔽・散乱させて黄変を抑制することができる。
【００１８】
また、ＴＰＵ繊維とポリオレフィン繊維で構成される不織布を延伸加工すると、ポリオレフィン繊維の繊維長が長くなる。一方、ＴＰＵ繊維は、延伸されても弾性により元の長さに戻るので繊維長は変わらない結果、不織布全体としては延伸加工前に比べて嵩高くなる。すなわち、ＴＰＵ繊維は、嵩高くなったポリオレフィン繊維で囲まれることになる。これによっても、ＴＰＵ繊維に向かう紫外線を有効に遮蔽・散乱させて、黄変を抑制することができる。
なお、ＴＰＵ繊維とポリオレフィン繊維の不織布を延伸加工するとき、例えば特開２００４−１３１９１８号公報に開示された製造方法を用いることができる。
【００１９】
以下、本発明に係る不織布について実施例に基づき説明する。
実施例１〜５は、ＴＰＵ繊維とポリオレフィン繊維の混繊の系でポリオレフィン繊維の質量百分率および繊維径を種々変更した例である(表１)。実施例６〜１１は、ＴＰＵ繊維のみの層とポリオレフィン繊維のみの層の積層体の系で、ポリオレフィン繊維の質量百分率および繊維径を種々変更した例である(表２)。
比較例１はＴＰＵ繊維単独の不織布であり、比較例２は下記の式１の関係を満たさない場合の例である（表１）。なお、以下の説明では式１で算出される値を、遮蔽指数という。
【数１】
2008133555.tif 000003
【００２０】
＜試料作製方法＞
各実施例と比較例のＴＰＵ繊維の原料には、溶融粘度＝２１００Ｐａ・ｓ(２００℃）、ショアー硬度（Ａ）＝６０、密度＝１．２ｇ／ｃｍ３、ソフトセグメントがポリエステルポリオールのＴＰＵを用いた。またポリオレフィン繊維の原料には、ＭＦＲ＝６０（２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）、密度０．９１ｇ／ｃｍ３のポリプロピレンホモポリマと、ＭＦＲ＝５．０（１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）、密度０．９７ｇ／ｃｍ３の高密度ポリエチレンを９６：４の重量比でブレンドして用いた。
【００２１】
ＴＰＵ繊維とポリオレフィン繊維の混繊の不織布は、前述の方法で溶融紡糸して製造し、実施例１〜５では、さらにギヤ加工により２．６倍の延伸倍率で延伸加工して試料とした。なお、比較例１，２では延伸加工することなく試料とした。
また、ＴＰＵ繊維とポリオレフィン繊維の積層体は、各繊維の不織布を製造した後、ホットメルト接着材を目付５ｇ／ｃｍ２でポリオレフィン繊維のみからなる不織布にスパイラル塗工法にて塗布し、ＴＰＵ繊維のみからなる不織布を積層し、両層を接着、一体化して作製した（実施例６〜１１）。
【００２２】
＜紫外線照射方法＞
紫外線照射はスガ試験機社製のＦＡＬ−２５Ｘ−ＨＣ型紫外線照射機で、光源にキセノンランプを用い、温度５０℃で、３００ｎｍ〜４００ｎｍにおける紫外線強度が８５〜１５０ＫＪ／ｍ２／Ｈｒの条件で行った。測定に供した試料の寸法は幅５０ｍｍ、長さ４０ｍｍで、５０００ＫＪ／ｍ２照射されるまで紫外線を照射した。
【００２３】
＜黄変評価方法＞
黄変は、紫外線照射前後の各試料について、Ｌａｂ表色系における黄色方向成分であるｂ値の変化量（以下Δｂ）を測定することにより評価し、Δｂ≦１０のとき黄変が抑制されていると判断した。これは、Δｂ＞１０では、目視で黄変が確認でき、商品価値が損なわれた状態であることによる。また、別途行なった屋外曝露テストでは、３日直射日光に晒すとΔｂ＞１０になることが確認された。
【００２４】
Δｂは、ミノルタ社製ＣＲ３００型色彩色差計を用いて測定した。測定前に白色校正板を用いて校正し、測定を実施した。測定時には、試料裏にＡＤＶＡＮＣＥ社製ＦＩＬＴＥＲ  ＰＡＰＥＲ（１００×１００ｍｍ）を配置して、ｂ値を測定した。Δｂは紫外線照射前後の試料のｂ値の差から算出した。
各試料のΔｂの測定値を表1、表２に示す。
【００２５】
【表１】
2008133555.tif 000004
【００２６】
【表２】
2008133555.tif 000005
【００２７】
表１に示すように、比較例１，２のように遮蔽指数が９．７×１０−4未満の場合には、Δｂが１０を超え、十分な黄変抑制効果が得られない。これは、不織布中のＴＰＵ繊維が９５質量％以上の場合、十分な黄変抑制効果が得られないことを示している。これに対し、遮蔽指数が９．７×１０−4以上の場合、ＴＰＵ繊維とポリオレフィン繊維の混繊（実施例１〜５）であるか積層体（実施例６〜１１）であるかに関係なくΔｂは１０以下となり、黄変が抑制された不織布が提供される。このとき、ＴＰＵ繊維の質量は９５質量％未満、より好ましくは８０質量％以下である。
【００２８】
また、実施例１と実施例２の比較、および実施例３〜５の比較から、ポリオレフィンが同一質量％のとき、ポリオレフィン繊維の繊維径が細いほどΔｂが小さく、黄変効果が高くなることを示している。これは、同一質量でポリオレフィン繊維の繊維径を細くするほど、ポリオレフィン繊維の繊維径×繊維長さで求められる投影断面積が大きくなるためと考えられる。ここで、ＴＰＵ繊維の黄変がポリオレフィン繊維の投影断面積だけで抑制されるのであれば、遮蔽効果はポリオレフィン繊維の繊維径の−１乗の関数となるはずである。
【００２９】
しかし式１に示すように、遮蔽効果は、ポリオレフィン繊維の繊維径の−３乗に依存する。これは、ポリオレフィン繊維の投影断面積以外に、ポリオレフィン繊維の表面または内部ヘイズによる紫外線の散乱、例えばレーリー散乱によってもＴＰＵ繊維の黄変が抑制されるため考えられる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の不織布は、熱可塑性エラストマ繊維とポリオレフィン繊維の質量および繊維径が特定の関係にある場合、ポリオレフィン繊維が熱可塑性エラストマ繊維に向けて照射される紫外線を有効に遮蔽および散乱させ、熱可塑性エラストマ繊維の黄変を効果的に抑制することができる。
【００３１】
次に、熱可塑性エラストマ繊維とポリオレフィン繊維の混繊の不織布で、延伸加工によるポリオレフィンの結晶化度の上昇を確認した。
試料にはＴＰＵ繊維５０質量％、ポリプロピレン繊維５０質量％の混繊の不織布を用いた。この不織布の延伸加工はギヤ加工により行ない、ギヤの噛合いを変更して延伸倍率を調整した。また、結晶化度は、島津製作所製ＤＳＣ−６０を使用し、昇温速度１０℃／分で融解熱量を測定し、ポリプロピレンの１００％結晶化時融解熱量を１６５Ｊ／ｇとして求めた。結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】
2008133555.tif 000006
【００３３】
表３に示すように、同等の目付の不織布の延伸倍率を高くするに従い、ポリオレフィン（ポリプロピレン）の繊維径が減少する一方、ＴＰＵの繊維径は延伸加工前後で殆ど変化せず、延伸後厚みが増加して嵩高くなっている。このとき、ポリオレフィン繊維の結晶化度も、延伸倍率を高くするに従い増加する。このように結晶化度が増加すると、内部ヘイズが高くなり、入射光が散乱・遮蔽される。
すなわち、熱可塑性エラストマ繊維と熱可塑性ポリオレフィン繊維とで構成される不織布を延伸加工すると、熱可塑性ポリオレフィン繊維の結晶化度が高くなり入射光が散乱・遮蔽されるので、熱可塑性エラストマ繊維に達する紫外線が減少する結果、熱可塑性エラストマ繊維の黄変が抑制されることを意味している。
【００３４】
また、混繊の不織布をギヤ加工で２．６倍に延伸加工した試料の引張試験を行なったところ、表４の実施例１５〜１６に示すように、不織布の目付が同等の場合、ポリオレフィン繊維の繊維径が小さい方が破断時の荷重、伸びともに大きな値を示した。これは、同等の目付で繊維径を細くすることでポリオレフィン繊維の本数が増加し、さらにＴＰＵは溶融状態で他の繊維に付着しやすいことから、不織布の製造過程でポリオレフィン繊維とＴＰＵ繊維の融着点の数が増加した結果と考えられる。
【００３５】
【表４】
2008133555.tif 000007
【００３６】
このように、本発明の不織布はポリオレフィン繊維の繊維径を細くすることにより熱可塑性エラストマ繊維の黄変が効果的に抑制される。さらに、強度も増加することから、使い捨てのおむつ、パンツ、医療用ガウン等の衛生物品用の不織布として好適に用いることができる。