專利名稱：：無紡布的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種無紡布，特別涉及一種含熱塑性彈性體纖維的衛(wèi)生品用的無紡布。
背景技術(shù)：
：含有聚氨酯類熱塑性彈性體(以下表示為TPU)的無紡布具有良好的彈性特性，永久變形小等，因此可以用于衣服、衛(wèi)生用品等的應(yīng)用。例如，專利文獻l中公開了一種由第1纖維和第2纖維形成的可以彈性地拉伸的無紡布，所述第1纖維由熱塑性聚氨酯形成、可彈性地拉伸，所述第2纖維由聚烯烴類聚合物形成、可以非彈性地拉伸，作為這種無紡布的用途，可以舉出一次性尿布、內(nèi)褲、醫(yī)療用隔離服等。專利文獻特開2004-131918號公報(段落0016、0026)
發(fā)明內(nèi)容眾所周知，通常合成樹脂因紫外線劣化導致變色，另外已知在為TPU的情況下，將其暴露于紫外線下時生成共軛雙鍵而變?yōu)辄S色。因此，衛(wèi)生用品在日光下暴曬時，例如，放置在店面的陽光照射處時，有時變?yōu)辄S色。特別是用作衛(wèi)生用品時，一旦發(fā)生黃變，則顯著地損害其商品價值，另外也會成為導致人們誤解質(zhì)量不佳的原因。為了解決上述技術(shù)課題，本發(fā)明的目的在于提供一種可抑制黃變的含有熱塑性彈性體的無紡布。本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，在含有熱塑性彈性體纖維與聚烯烴纖維的無紡布中，兩纖維的質(zhì)量比與纖維徑存在特定關(guān)系時，聚烯烴纖維能將照向熱塑性彈性體纖維的紫外線有效地遮蔽以及使其散射，能有效地抑制熱塑性彈性體纖維的黃變，從而完成了本發(fā)明。即，為了解決上述課題，本發(fā)明以由熱塑性彈性體纖維與熱塑性聚烯烴纖維形成的無紡布為前提。在此前提下，本發(fā)明的特征在于，熱塑性彈性體纖維在以5000KJ/m2照射紫外線的前后，Lab色度圖(Labcolorsystem)中b值的變化量為20以上，無紡布在以5000KJ/n^照射紫外線的前后，Lab色度圖中b值的變化量為IO以下，并且滿足(式1)的關(guān)系。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，Wl:無紡布中聚烯烴纖維的質(zhì)量百分率(％)r1:聚烯烴纖維的半徑(nm)p1:聚烯烴的密度(g/cm3)w2:無紡布中的熱塑性彈性體纖維的質(zhì)量百分率(％)r2:熱塑性彈性體纖維的半徑(|im)p2:熱塑性彈性體的密度(g/cm3)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案之一中，無紡布由混合纖維形成，所述混合纖維是熱塑性彈性體纖維與熱塑性聚烯烴纖維的混合纖維，無紡布中的熱塑性彈性體纖維的質(zhì)量百分率為2080%質(zhì)量％。其他的實施方案中，無紡布由層合體形成，所述層合體是含有熱塑性彈性體纖維的層和只含有熱塑性聚烯烴纖維的層的層合體，層合體中的熱塑性彈性體纖維的質(zhì)量百分率為20質(zhì)量％以上，低于95質(zhì)量％。需要說明的是，本發(fā)明的含有熱塑性彈性體纖維的層中包括如下兩者只由熱塑性彈性體纖維形成的層，和由熱塑性彈性體纖維與熱塑性聚烯烴纖維的混合纖維形成的層。本發(fā)明可以提供一種無紡布，即形成本發(fā)明的無紡布的熱塑性彈性體纖維和與熱塑性彈性體纖維相比纖維徑較小的聚烯烴纖維滿足式1的關(guān)系時，聚烯烴纖維能夠?qū)⒄障驘崴苄詮椥泽w纖維的紫外線遮蔽以及使其散射，由此可以抑制黃變。具體實施例方式本發(fā)明的無紡布由熱塑性彈性體纖維和聚烯烴纖維形成。這種無紡布特別適合用于衛(wèi)生用品中。以下對熱塑性彈性體為TPU的情況進行說明。TPU纖維的原料，可以任意地使用衛(wèi)生用品領(lǐng)域中公知的TPU,例如，由硬鏈斷為具有氨酯鍵的鏈段、軟鏈斷為兩末端有羥基的多元醇組成的TPU等。聚烯烴纖維的原料，可以任意地使用聚乙烯、聚丙烯等衛(wèi)生用品領(lǐng)域中公知的聚烯烴。需要說明的是，本申請中所謂的聚烯烴纖維中，除聚乙烯、聚丙烯等單纖維、芯鞘結(jié)構(gòu)等衛(wèi)生用品領(lǐng)域中公知的復(fù)合纖維之外，還包括以聚脂或聚胺為芯、以聚烯烴為鞘的纖維。無紡布的制造，可以使用氣流(airlay)法、梳棉機(card)法等公知方法。為衛(wèi)生品用的無紡布時，特別優(yōu)選使用能夠得到柔軟性、強度優(yōu)異的長纖維的無紡布的熔噴法或紡粘法。制造TPU纖維和聚烯烴纖維的混合纖維的無紡布時，使各樹脂分別單獨地熔融，使之從噴絲頭噴出，在氣流等作用下冷卻，形成纖維，使所得纖維堆積在移動捕集面上，根據(jù)需要進行熱粘接處理，由此得到。TPU纖維與聚烯烴纖維相比，發(fā)粘性較大，在無紡布的制造中，TPU纖維容易附著在其他的纖維上，所以優(yōu)選對熔融溫度和冷卻條件進行調(diào)節(jié)，不使纖維間的熱粘接點過量地生成。將TPU纖維與聚烯烴纖維的混合纖維的無紡布用于衛(wèi)生用品時，優(yōu)選使TPU纖維為無紡布全部的2080質(zhì)量％的范圍。如果TPU纖維超過80質(zhì)量％,則難以抑制黃變，并且無紡布表面發(fā)粘。另外，TPU纖維不足20質(zhì)量％時，為了使用衛(wèi)生用品而拉伸時的永久變形增大，產(chǎn)生難以適合使用者體型的問題。無紡布為由含有TPU纖維的層和只含有聚烯烴纖維的層形成的層合體的情況下，優(yōu)選層合體中的熱塑性彈性體纖維的質(zhì)量百分率為20質(zhì)量％以上，小于95質(zhì)量％。TPU纖維大于95質(zhì)量％時，難以抑制黃變。小于20質(zhì)量％時，產(chǎn)生與上述相同的問題。另外，通過在含有TPU纖維的層上層合只有聚烯烴纖維的層，可以防止無紡布表面發(fā)粘。這種情況下，優(yōu)選在含有熱塑性彈性體纖維的層的單面或兩面上層合只含聚烯烴纖維的層。為了使無紡布的觸摸感良好，優(yōu)選使聚烯烴纖維的纖維徑盡量小。并且，為了用聚烯烴纖維有效地遮蔽、散射紫外線，優(yōu)選聚烯烴纖維的纖維徑為TPU纖維徑以下。需要說明的是，制造衛(wèi)生用品時，在用熱熔粘合劑粘合無紡布的情況下，如果使聚烯烴纖維的纖維徑為25M以下時，熱熔粘合劑浸透到涂布面的相反面，能抑制發(fā)粘。為了讓無紡布的觸感良好，TPU纖維的纖維徑也優(yōu)選盡量小。一般情況下，TPU纖維的熔融拉絲性比聚烯烴差，所以難以使纖維徑小于25y,不言而喻，纖維徑小于該值的情況，也包括在本發(fā)明中。將利用熔噴法等制造的無紡布，優(yōu)選在TPU纖維的可彈性變形的范圍內(nèi)，以超出聚烯烴纖維的可彈性變形的范圍、聚烯烴纖維不斷裂的范圍內(nèi)的伸長率，進行拉伸加工。通過拉伸加工，能夠進一步減小熔融紡絲的聚烯烴纖維的徑。通過拉伸加工，聚烯烴的結(jié)晶度升高，內(nèi)部霧度增加，由此可以更加有效地遮蔽、散射紫外線，抑制黃變。將由TPU纖維和聚烯烴纖維形成的無紡布進行拉伸加工時，聚烯烴纖維的纖維長度增加。另一方面，TPU纖維，即使被拉伸，由于有彈性也能恢復(fù)原有的長度，所以纖維長度沒有變化，結(jié)果作為無紡布整體與拉伸加工前相比，體積增大。即，TPU纖維^皮體積增大的聚烯烴纖維包圍。由此能有效地遮蔽、散射照射在TPU纖維上的紫外線，抑制黃變。對TPU纖維和聚烯烴纖維的無紡布進行拉伸加工時，可以采用例如特開2004-131918號公報中公開的制造方法。下面，根據(jù)實施例對本發(fā)明涉及的無紡布進行說明。實施例1-5是在TPU纖維和聚烯烴纖維的混合纖維的體系中將聚烯烴纖維的質(zhì)量百分率和纖維徑進行多種變化的例子(表1)。實施例6-11是在只含有TPU纖維的層和只含有聚烯烴的層的層合體的體系中將烯烴纖維的質(zhì)量百分率和纖維徑進行多種變化的例子(表2)。比較例1是TPU纖維單獨形成的無紡布。比較例2是不滿足下式l關(guān)系的例子(表l)。需要說明的是，在下述說明中，將利用式1計算得到的數(shù)值稱為遮蔽指數(shù)。g9.7X10(式1)<樣品制作方法>各實施例和比較例的TPU纖維原料，使用熔融粘度^2100Pa-s(20(TC),肖氏硬度(A)-60,密度4.2g/cm3,軟鏈斷為聚脂型多元醇的TPU。聚烯烴纖維的原料中，將MFR=60(230°C,負荷2.16kg)、密度0.91g/cm3的聚丙烯均聚物、和MFR=5.0(190°C，負荷2.16kg)、密度為0.97g/cn^的高密度聚乙烯以重量比96:4混合進行使用。TPU纖維和聚烯烴纖維的混合纖維的無紡布，采用上述方法熔融紡絲，進行制造，在實施例l-5中，通過進一步齒輪加工以2.6倍的拉伸倍率進行拉伸加工，制成試樣。比較例1、2中，不進行拉伸力口工，制成"i式才羊。TPU纖維和聚烯烴纖維的層合體如下制作制造各纖維的無紡布后，在僅由聚烯烴纖維形成的無紡布上采用螺旋涂布法以單位面積重量5g/m、余布熱熔粘合劑，與僅由TPU纖維形成的無紡布層合，將兩層粘合，成為一體，進行制作(實施例6-11)。<紫外線照射方法>紫外線照射在如下條件下進行使用Suga試驗機社制FAL-25X-HC型紫外線照射儀，使用氣燈作為光源，溫度50°C，紫外線強度為85~150KJ/m2/Hr。用于測定的試樣的尺寸為寬50mm,長40mm，照射紫外線至5000KJ/m2。<黃變評價方法〉測定紫外線照射前后的各種樣品在Lab色度圖中作為黃色方向成分的b值的變化量(以下表示為Ab),由此對黃變進行評價，△b^lO時，判斷為可抑制黃變。Ab〉10時，通過目視可以確定黃變，為商品價值被損壞的狀態(tài)。在另外進行的屋外暴露測試中，日光直射3天時，可確定AbMO。Ab使用Minolta公司制CR300型色彩色差計測定。測定前，使用白色校正板校正，然后進行測定。測定時，試樣中配置ADVANCE公司制FILTERPAPER(100x1OOmm)，測定b值。厶b由紫外線照射前后的試樣的b值之差計算得到。各試樣的Ab的測定值如表1、表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>聚氨酯的密度4.2g/cm3,烯烴的密度-0.91g/cm表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>聚氨酯的密度=1.2g/cm3,烯烴的密度二0.91g/ciiv如表1所示，如比較例1、2所示遮蔽指數(shù)小于9.7xl0^時，Ab超過IO，不能得到充分的抑制黃變效果。其表明，無紡布中的TPU纖維為95質(zhì)量％以上時，不能得到充分的抑制黃變效果。相對于此，遮蔽指數(shù)為9.7xl0^以上時，與是TPU纖維和聚烯烴纖維的混合纖維(實施例1-5)還是層合體(實施例6-11)無關(guān)，可以提供Ab為10以下、抑制黃變的無紡布。此時，TPU纖維的質(zhì)量小于95質(zhì)量％，優(yōu)選小于80質(zhì)量％。由實施例1與實施例2的比較以及實施例3-5的比4交可知，聚烯烴的質(zhì)量％相同時，聚烯烴纖維的纖維徑越小，Ab越小，黃變效果越高。一般認為其原因在于在相同質(zhì)量下，聚烯烴纖維的纖維徑越小，由聚烯烴纖維的纖維徑x纖維長度求出的投影剖面面積越大。此處，TPU纖維的黃變，如果只被聚烯烴纖維的投影斷面面積抑制，則遮蔽效果應(yīng)該為聚烯烴纖維的纖維徑的_1次方的函數(shù)。但是，如式1所示，遮蔽效果依賴于聚烯烴纖維的纖維徑的-3次方。一般認為其原因在于除聚烯烴纖維的投影剖面面積外，由聚烯烴纖維的表面或內(nèi)部霧度引起的紫外線散射，例如瑞利散射也可以抑制TPU纖維黃變。如上述說明所示，本發(fā)明的無紡布在熱塑性彈性體纖維和聚烯烴纖維的質(zhì)量和纖維徑存在一定關(guān)系時，聚烯烴纖維能有效地遮蔽和散射照射在熱塑性彈性體纖維的紫外線，可以有效地抑制熱塑性彈性體纖維的黃變。接下來，對熱塑性彈性體纖維和聚烯烴纖維的混合纖維的無紡布中由拉伸加工導致的聚烯烴的結(jié)晶度的升高進行確認。使用TPU纖維50質(zhì)量％、聚烯烴纖維50質(zhì)量％的混合纖維的無紡布作為試樣。此無紡布的拉伸加工通過齒輪加工進行，變更齒輪的嚙合，調(diào)整拉伸倍率。結(jié)晶度是使用島津制作所制DSC-60在升溫速度1(TC/分鐘下測定熔解熱，計算得到聚烯烴纖維的100%結(jié)晶化時熔解熱為165J/g。結(jié)果如表3所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>如表3所示，隨著相同單位面積重量的無紡布的拉伸倍率升高，聚烯烴纖維(聚丙烯)的纖維徑減小，另一方面，TPU纖維的纖維徑在拉伸加工前后基本沒有變化，拉伸后厚度增加，體積增大。此時，聚烯烴纖維的結(jié)晶度也隨著拉伸倍率升高而增加。如上所示結(jié)晶度增加時，內(nèi)部霧度增高，入射光被散射遮蔽。即，將由熱塑性彈性體纖維和熱塑性聚烯烴纖維形成的無紡布進行拉伸加工時，熱塑性聚烯烴纖維的結(jié)晶度升高，入射光被散射遮蔽，所以達到熱塑性彈性體纖維的紫外線減少，結(jié)果可以抑制熱塑性彈性體纖維的黃變。采用齒輪加工將混合纖維的無紡布以2.6倍進行拉伸加工，得到試樣，對上述試樣進行拉伸試驗，結(jié)果如表4的實施例15-16所示，無紡布的單位面積重量相同時，聚烯烴纖維的纖維徑小的情況下，斷裂時的負荷、拉伸率均顯示較大值。一般認為其原因在于在相同的單位面積重量下，通過減小纖維徑，聚烯烴纖維的根數(shù)增加，并且TPU在熔融狀態(tài)下易于附著在其他纖維上，所以在無紡布的制造過程中聚烯烴纖維和TPU纖維的粘接點的數(shù)量增加。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如上所述，本發(fā)明的無紡布通過使聚烯烴纖維的纖維徑變細，能夠有效地抑制熱塑性彈性體纖維的黃變。進而，由于強度也增加，所以優(yōu)選用作一次性尿布、內(nèi)褲、醫(yī)療用隔離服等衛(wèi)生品用的無紡布。權(quán)利要求1、一種無紡布，所述無紡布由熱塑性彈性體纖維和熱塑性聚烯烴纖維形成，其特征在于，所述熱塑性彈性體纖維在以5000KJ/m2照射紫外線的前后，Lab色度圖中b值的變化量為20以上，所述無紡布在以5000KJ/m2照射紫外線的前后，Lab色度圖中b值的變化量為10以下，并且，滿足式1的關(guān)系，<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>w</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>r</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>&rho;</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mrow><msup><msub><mi>r</mi><mn>1</mn></msub><mn>2</mn></msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>w</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>r</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>&rho;</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>w</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>r</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>&rho;</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>&GreaterEqual;</mo><mn>9.7</mn><mo>&times;</mo><msup><mn>10</mn><mrow><mo>-</mo><mn>4</mn></mrow></msup></mrow>]]></math></maths>(式1)其中，w1無紡布中聚烯烴纖維的質(zhì)量百分率(％)；r1聚烯烴纖維的半徑(μm)；ρ1聚烯烴的密度(g/cm3)；w2無紡布中的熱塑性彈性體纖維的質(zhì)量百分率(％)；r2熱塑性彈性體纖維的半徑(μm)；ρ2熱塑性彈性體的密度(g/cm3)。2、如權(quán)利要求1所述的無紡布，其中，所述無紡布由所述熱塑性彈性體纖維和所述熱塑性聚烯烴纖維的混合纖維形成，所述無紡布中的所述熱塑性彈性體纖維的質(zhì)量百分率是2080質(zhì)量％。3、如權(quán)利要求1所述的無紡布，其中，所述無紡布由含有所述熱塑性彈性體纖維的層和只含有所述熱塑性聚烯烴纖維的層的層合體形成，所述層合體中的所述熱塑性彈性體纖維的質(zhì)量百分率為20質(zhì)量％以上、低于95質(zhì)量％。4、如權(quán)利要求3所述的無紡布，是在含有所述熱塑性彈性體纖維的層的單面或雙面上層合只含有所述熱塑性聚烯烴纖維的層而形成的。5、如權(quán)利要求3或4所述的無紡布，其中，含有所述熱塑性彈性體纖維的層是由采用熔融紡絲法得到的纖維形成的。6、如權(quán)利要求1至5中任一項所述的無紡布，其中，所述熱塑性彈性體纖維是聚氨酯纖維。7、如權(quán)利要求1至6中任一項所述的無紡布，其中，所述無紡布中的所述熱塑性聚烯烴纖維的纖維徑為25(am以下，并且為所述熱塑性彈性體纖維的纖維徑以下。8、如權(quán)利要求1至7中任一項所述的無紡布，其中，所述熱塑性聚烯烴纖維，在所述熱塑性彈性體纖維的可彈性變形的范圍內(nèi)，以超過所述熱塑性聚烯烴纖維的可彈性變形的范圍、所述熱塑性聚烯烴纖維不斷裂的范圍的伸長率，進行拉伸加工。全文摘要本發(fā)明涉及一種無紡布，所述無紡布由熱塑性彈性體纖維和熱塑性聚烯烴纖維形成，其特征在于，熱塑性彈性體纖維在以5000KJ/m²照射紫外線的前后，Lab色度圖中b值的變化量為20以上，無紡布在以5000KJ/m²照射紫外線的前后，Lab色度圖中b值的變化量為10以下，并且滿足(式1)的關(guān)系。其中，w₁無紡布中的聚烯烴纖維的質(zhì)量百分率(％)；r₁聚烯烴纖維的半徑(μm)；ρ₁聚烯烴的密度(g/cm³)；w₂無紡布中的熱塑性彈性體纖維的質(zhì)量百分率(％)；r₂熱塑性彈性體纖維的半徑(μm)；ρ₂熱塑性彈性體的密度(g/cm³)。文檔編號D04H1/4291GK101553610SQ20078004392公開日2009年10月7日申請日期2007年10月17日優(yōu)先權(quán)日2006年11月27日發(fā)明者光野聰,合田裕樹,向井敬智申請人:尤妮佳股份有限公司