专利名称：卷曲复合纤维及包含该纤维的无纺布的制作方法
技术领域：
本发明涉及卷曲复合纤维及包含该纤维的无纺布。
背景技术：
聚丙烯无纺布由于通气性、柔软性等优异，而被用作纸尿布、生理用品等卫生材料，但是，人们要求其特性进一步提高。例如，人们寻求进一步提高了柔软性、膨松性、以及机械强度的聚丙烯无纺布。作为获得柔软性、膨松性等优异的无纺布的方法，各种使构成无纺布的聚丙烯纤维卷曲的方法被提了出来。例如，专利文献1中公开了使用如下复合纤维的无纺布，就所述复合纤维而言，使用包含丙烯聚合物的第1成分、和具有与该第1成分不同的物理性质的聚丙烯，并具有可卷曲的纤维截面。该无纺布的特征在于，第2聚丙烯为选自高MFR的聚丙烯、 低分散度的聚丙烯、无定形的聚丙烯以及弹性(elastic)的聚丙烯组成的组中的聚丙烯。 可通过对第1成分、物理性质与其不同的第2成分进行复合熔融纺丝而获得卷曲纤维，可获得柔软性、弹力性等优异的无纺布。另外，专利文献2中公开了使用并列型复合纤维的无纺布，就所述并列型复合纤维而言，表现出卷曲并由乙烯-丙烯无规共聚物和聚丙烯形成。就专利文献1中公开的技术而言，为了获得卷曲复合纤维，将物理性质不同的聚丙烯进行了组合。具体地，在实施例1中公开有以MFR为35、多分散度为3的聚丙烯作为第一成分并以MFR为25、多分散度为2的聚丙烯作为第二成分的、如并列型的复合纤维那样的MFR和分子量分布不同的聚丙烯的组合。然而，发明人等基于该文献的记载初步获得了复合纤维，结果发现，纺丝性、及卷曲性不充分。另一方面，专利文献2涉及“并列型”的卷曲复合纤维，公开了 在纺丝工序中，通过利用作为原料的乙烯-丙烯无规共聚物与聚丙烯的结晶度之差，从而产生卷曲。然而， 由于使用结晶度不同的两种聚合物，因此所获得的无纺布的性能为双方的聚合物的平均性能。从相关现有技术可知，人们认为，为了使聚丙烯纤维卷曲，必需组合物理性质差异大的二种丙烯系聚合物，具体而言，将MFR不同的二种丙烯系聚合物进行组合，或者，在MFR 为相同的情况下，将熔点(结晶温度)不同的丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃无规共聚物进行组合，而将类似的聚合物、尤其是将MFR即熔融流动性类似的丙烯均聚物彼此之间、或丙烯 /α-烯烃无规共聚物彼此之间进行组合而得到的复合纤维，则难以产生卷曲。另外，在使用熔点差异大的二种丙烯系聚合物的情况下，熔融温度等制造条件的容许范围变窄；另外，在使用MFR差异大的丙烯系聚合物的情况下，也存在有丙烯系聚合物刚从喷嘴出来，熔融了的纤维就附着于弯曲喷嘴面而弄脏喷嘴的风险。现有技术文献专利文献
专利文献1 美国专利第64M989号说明书专利文献2 日本特开平7-197367号公报
发明内容
发明要解决的课题本发明的目的在于通过使用以往被认为难以获得卷曲纤维的、熔点和MFR比较近的二种丙烯系聚合物，获得卷曲性优异的卷曲复合纤维。另一目的在于，即使二种丙烯系聚合物彼此是MFR即熔融流动性类似的丙烯均聚物、或者彼此是丙烯/ α -烯烃无规共聚物，也获得卷曲性优异且纺丝性优异的卷曲复合纤维。解决课题的技术方案发明人等进行了深入研究，结果发现如下事实，以至完成本发明例如在制成使用两种丙烯系聚合物的、具有偏心芯鞘结构的复合纤维的情况下，如果将Mz/Mw比用于鞘部的丙烯系聚合物大的丙烯系聚合物用于芯部从而制成复合纤维，则即使在构成芯部的丙烯系聚合物与构成鞘部的丙烯系聚合物的MFR以及熔点方面没有差异，也可获得高度地卷曲了的卷曲纤维。本发明提供一种卷曲复合纤维，其具有可卷曲的截面形状，其中，横截面至少具有 (a)部和(b)部这2个区域，前述(a)部和前述(b)部的质量比[(a) (b)]为10 90 55 45，前述(a)部由丙烯系聚合物(A)构成，前述(b)部由丙烯系聚合物(B)构成，前述丙烯系聚合物㈧的Mz/Mw㈧与前述丙烯系聚合物⑶的Mz/Mw⑶之差 [Mz/Mw (A)-Mz/Mw (B) Δ Mz/Mw]为 0. 30 2. 2，前述丙烯系聚合物㈧的熔点[Tm(A)]与前述丙烯系聚合物⑶的熔点[Tm(B)] 之差的绝对值为0 10°C，前述丙烯系聚合物㈧的MFR㈧与前述丙烯系聚合物(B)的MFR(B)的比为 0. 8 1. 2。发明效果本发明具有如下特征由于可使用MFR相同或者差异小、而且熔点也相同或差异小的丙烯系聚合物作为二种丙烯系聚合物，因而纺丝性优异、而且所获得的复合纤维卷曲性优异。另外，具有如下特征在使用丙烯均聚物作为二种丙烯系聚合物的情况下，可获得强度更优异的无纺布，在使用丙烯/ α -烯烃无规共聚物作为二种丙烯系聚合物的情况下， 可获得柔软性更优异的无纺布，因而可提供具有满足于市场要求的强度以及柔软性的无纺布。
图1是表示本发明的卷曲复合纤维的一个实例的立体图；图2是说明无纺布的柔软性试验方法的图；图3是表示本发明的卷曲复合纤维的一个实例的截面图；图4是表示本发明的卷曲复合纤维的一个实例的截面图5是表示本发明的卷曲复合纤维的一个实例的截面图；图6是表示本发明的卷曲复合纤维的一个实例的截面图；图7是表示本发明的卷曲复合纤维的一个实例的截面图；图8是表示本发明的卷曲复合纤维的一个实例的截面图。
具体实施例方式<丙烯系聚合物>构成本发明中横截面至少具有(a)部和(b)部这2个区域、且具有可卷曲的截面形状的卷曲复合纤维(以下，有时简称为“卷曲复合纤维”)的丙烯系聚合物为结晶性聚合物，所述结晶性聚合物为以丙烯为主成分的丙烯系聚合物，例如丙烯的均聚物、丙烯/ α -烯烃无规共聚物等；所述丙烯/ α -烯烃无规共聚物为丙烯与乙烯、1- 丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1- 丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯等中的一种以上α -烯烃的共聚物，例如丙烯/乙烯无规共聚物、丙烯/乙烯/1- 丁烯无规共聚物等。构成本发明的卷曲复合纤维的丙烯系聚合物(A)及丙烯系聚合物(B)为选自上述丙烯系聚合物的聚合物，就所述聚合物而言，构成(a)部的丙烯系聚合物(A)的Mz/Mw(A) 与构成(b)部的丙烯系聚合物(B)的Mz/Mw(B)之差[Mz/Mw(A)-Mz/Mw(B) :AMz/Mw]、丙烯系聚合物㈧的熔点[Tm(A)]与丙烯系聚合物⑶的熔点[Tm(B)]之差的绝对值、及丙烯系聚合物㈧的MFR㈧与丙烯系聚合物⑶的MFR(B)的比满足上述范围。就本发明的丙烯系聚合物(A)及丙烯系聚合物(B)而言，只要具有上述特性，则也可以为上述二种以上的丙烯系聚合物的混合物(组合物)。在使用二种以上的丙烯系聚合物的混合物作为丙烯系聚合物(A)和/或丙烯系聚合物(B)的情况下，该混合物需要满足上述范围。在选择丙烯均聚物作为构成本发明的卷曲复合纤维的(a)部及(b)部的丙烯系聚合物(A)及丙烯系聚合物(B)的情况下，可获得包含耐热性、刚性更优异的卷曲复合纤维的无纺布；在选择丙烯/α -烯烃无规共聚物作为丙烯系聚合物(A)及丙烯系聚合物(B)的情况下，可获得包含柔软性更优异的卷曲复合纤维的无纺布。就本发明的丙烯/α-烯烃无规共聚物而言，通常，熔点(Tm)处于120 155°C的范围，优选处于125 150°C的范围。熔点不足120°C的共聚物有可能耐热性差。关于构成本发明的卷曲复合纤维的(a)部和(b)部的丙烯系聚合物(A)及丙烯系聚合物(B)，可从各种公知的丙烯系聚合物中选择满足上述范围的丙烯系聚合物(A)及丙烯系聚合物(B)。作为构成本发明的卷曲复合纤维的(a)部和(b)部的丙烯系聚合物(A)及丙烯系聚合物(B)，例如，丙烯系聚合物通常通过如下方法来获得使用所谓组合了含钛固体状过渡金属成分和有机金属成分的齐格勒-纳塔型催化剂、或者包含至少具有1个环戊二烯基骨架的元素周期表第4族 第6族的过渡金属化合物和助催化剂成分的茂金属催化剂，通过淤浆聚合、气相聚合、本体聚合，将丙烯均聚，或者使丙烯与少量的α-烯烃共聚而获得。在不损害本发明的目的的范围，在本发明的丙烯系聚合物中，可根据需要而配合通常使用的抗氧化齐 、耐候稳定齐 、耐光稳定齐 、抗静电剂、防雾剂、防结块剂、增滑齐 、成核剂、颜料等添加剂或者其它的聚合物。<丙烯系聚合物㈧>对于构成本发明的卷曲复合纤维的(a)部的丙烯系聚合物(A)而言，通常，熔体流动速率[MFR =MFR(A)] (ASTM D_1238、230°C、载荷 2160g)处于 20 100g/10 分钟的范围， 优选处于30 80g/10分钟的范围。MFR(A)不足20g/10分钟的丙烯系聚合物，其熔融粘度高且纺丝性差；另一方面，超过100g/10分钟的丙烯系聚合物，所获得的无纺布的拉伸强度等有可能较差。就本发明的丙烯系聚合物(A)而言，优选Z均分子量(Mz)与重均分子量(Mw)之比(Mz/Mw)为2. 40以上，优选处于2. 50 4. 50的范围。(Mz/Mw)超过4. 50的丙烯系聚合物与构成(b)部的丙烯系聚合物(B)的MFR比[MFR (A)/MFR (B)]不足0. 8，纺丝性有可能较差。通过使丙烯系聚合物(A)的(Mz/Mw)处于上述范围，便容易获得如下丙烯系聚合物(A)和丙烯系聚合物(B)的组合，S卩丙烯系聚合物(A)的Z均分子量(Mz)和重均分子量(Mw)的比[Mz/Mw(A)]、与丙烯系聚合物⑶的Z均分子量(Mz)和重均分子量(Mw)的比 [Mz/Mw (B)]之差[(Mz/Mw (A) - (Mz/Mw (B) = Δ (Mz/Mw))]为 0· 30 2· 2。就本发明的丙烯系聚合物(A)而言，通常，Mw处于15万 25万的范围，另外，Mz 处于30万 60万的范围。就本发明的丙烯系聚合物(A)而言，通常，作为分子量分布而被定义的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比[Mw/Mn(A)]处于2. 0 4. 0的范围，优选处于2. 2 3. 5 的范围。在本发明中，丙烯系聚合物(A)的Mz、Mw、Mn、Mz/Mw(A)以及Mw/Mn(A)，可通过 GPC(凝胶渗透色谱法)按照后述记载的方法来测定。本发明的丙烯系聚合物(A)可通过前述记载的聚合方法来制造，此时，为使Mz、Mw 以及Mz/Mw处于上述范围，可通过将MFR不同的丙烯系聚合物少量混合或者多步聚合、特别是向丙烯系聚合物中少量混合或者多步聚合MFR比该丙烯系聚合物小的丙烯系聚合物来制造，也可通过直接聚合来获得。另外，丙烯系聚合物(A)的Mw/Mn以及Mz/Mw，可通过如下方法等而调整使用特定的催化剂并通过聚合条件而调整的方法；通过过氧化物等将聚合物分解而调整的方法； 混合分子量不同的2种以上的聚合物而调整的方法等。需要说明的是，本发明的丙烯系聚合物(A)可使用市售的可用产品，例如，由日本聚丙烯公司(Japan Polypropylene Corporation)、以商品名 NOVATEC PP SA06A 制造并销售的丙烯系聚合物。<丙烯系聚合物(B) >构成本发明的卷曲复合纤维的(b)部的丙烯系聚合物(B)，通常，熔体流动速率 [MFR =MFR(B)] (ASTM D_1238、230°C、载荷 2160g)处于 20 100g/10 分钟的范围，优选处于 30 80g/10分钟的范围。MFR(B)不足20g/10分钟的丙烯系聚合物，其熔融粘度高且纺丝性差；另一方面，超过100g/10分钟的丙烯系聚合物，所获得的无纺布的拉伸强度等有可能较差。就本发明的丙烯系聚合物(B)而言，优选Z均分子量(Mz)与重均分子量(Mw)的比[Mz/Mw(B)]为2. 50以下，更优选为2. 30以下。就本发明的丙烯系聚合物(B)而言，通常，Mw处于15万 25万的范围，另外，Mz 处于30万 60万的范围。就本发明的丙烯系聚合物(B)而言，通常，作为分子量分布而被定义的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比[Mw/Mn(B)]处于2. 0 4. 0的范围，优选处于2. 2 3. 5 的范围。在本发明中，丙烯系聚合物(B)的Mz、Mw、Mn、Mz/Mw(B)以及Mw/Mn(B)，可通过 GPC(凝胶渗透色谱法)按照后述记载的方法来测定。就本发明的丙烯系聚合物(B)而言，可通过前述记载的聚合方法来制造，此时，为使Mz、Mw以及Mz/Mw处于上述范围，可通过将MFR不同的丙烯系聚合物少量混合或者多步聚合、特别是向丙烯系聚合物中少量混合或者多步聚合MFR比该丙烯系聚合物小的丙烯系聚合物来制造，也可通过直接聚合来获得。另外，丙烯系聚合物(B)的Mw/Mn以及Mz/Mw可通过如下方法而调整使用特定的催化剂并通过聚合条件而调整的方法；通过过氧化物等将聚合物分解而调整的方法；混合分子量不同的2种以上的聚合物而调整的方法等。需要说明的是，本发明的丙烯系聚合物(B)可使用市售的可用产品，例如，由普瑞曼聚合物株式会社(Prime Polymer Co. , Ltd.)、以商品名PRIME P0LYPR0 S119制造并销售的丙烯系聚合物。〈卷曲复合纤维〉本发明的卷曲复合纤维为由前述丙烯系聚合物(A)及丙烯系聚合物(B)构成的卷曲复合纤维，其横截面至少具有(a)部和(b)部这2个区域，所述卷曲复合纤维具有可卷曲的截面形状，其中，前述(a)部和前述(b)部的质量比[(a) (b)]为10 90 55 45，前述(a)部由丙烯系聚合物㈧构成，前述(b)部由丙烯系聚合物⑶构成，前述丙烯系聚合物㈧的Mz/Mw㈧与前述丙烯系聚合物⑶的Mz/Mw⑶之差 [Mz/Mw (A)-Mz/Mw (B) Δ Mz/Mw]为 0. 30 2. 2，前述丙烯系聚合物㈧的熔点[Tm(A)]与前述丙烯系聚合物⑶的熔点[Tm(B)] 之差的绝对值为0 10°C，前述丙烯系聚合物㈧的MFR㈧与前述丙烯系聚合物⑶的MFR(B)之比为 0. 8 1. 2。例如，可卷曲的截面形状为偏心芯鞘结构的情况下，将由Mz/Mw较大的丙烯系聚合物(A)构成的(a)部用于芯部，将由Mz/Mw较小的丙烯系聚合物(B)构成的(b)部用于鞘部即可。另外，由(a)部形成的芯部，可全部被由Mz/Mw较小的丙烯系聚合物(B)形成的鞘部所覆盖，也可以是芯部的一部分露出于卷曲复合纤维的表面。进一步，芯部与鞘部的接合面，可以为直线也可以为曲线。芯部与鞘部的接合面为直线、且芯部的一部分露出于卷曲复合纤维的表面的复合纤维，也被称为并排(SIDE BY SIDE)型。< (a)部和(b)部的质量比〉本发明的卷曲复合纤维中的(a)部和(b)部的比例，按照质量比[(a) (b)]，为 10 90 55 45，优选为10 90 50 50，更优选为20 80 40 60。如果(a)部和(b)部的质量比超过前述上限值、或者不足前述下限值，则卷曲性降低。< Δ Mz/Mw>本发明的构成(a)部的丙烯系聚合物(A)的Mz/Mw(A)与构成(b)部的丙烯系聚合物(B)的 Mz/Mw(B)之差[Mz/Mw(A)-Mz/Mw(B) ΔMz/Mw]处于 0. 30 2. 2 的范围，优选为处于0.35 2.0的范围，更优选为处于0.40 1.0的范围。在使用AMz/Mw不足0. 30 的丙烯系聚合物的情况下，有可能会不显现卷曲；另一方面，如果△Mz/Mw超过2.2则纺丝性有可能会恶化。Mz被称为Z均分子量，是公知的，由以下的式(1)定义。数学式权利要求
1.一种卷曲复合纤维，其横截面至少具有(a)部和(b)部这2个区域，所述纤维具有可卷曲的截面形状，所述(a)部和所述(b)部的质量比[(a) (b)]为10 90 55 45， 所述(a)部由丙烯系聚合物(A)构成，所述(b)部由丙烯系聚合物(B)构成， 所述丙烯系聚合物(A)的Mz/Mw(A)与所述丙烯系聚合物(B)的Mz/Mw(B)之差[Mz/ Mw (A) -Mz/Mw (B) Δ Mz/Mw]为 0· 30 2. 2，所述丙烯系聚合物(A)的熔点[Tm(A)]与所述丙烯系聚合物(B)的熔点[Tm(B)]之差的绝对值为0 10°C，所述丙烯系聚合物㈧的MFR㈧与所述丙烯系聚合物⑶的MFR(B)之比为0.8 1. 2。
2.根据权利要求1所述的卷曲复合纤维，其中，进一步，所述丙烯系聚合物(A)的Mw/ Mn(A)与所述丙烯系聚合物(B)的Mw/Mn(B)之差[Mw/Mn (A)-Mw/Mn (B) :AMw/Mn]的绝对值为1.5以下。
3.根据权利要求1或2所述的卷曲复合纤维，其中，所述丙烯系聚合物(A)的熔点 [Tm(A)]与所述丙烯系聚合物⑶的熔点[Tm(B)]之差的绝对值为0 5°C。
4.根据权利要求1所述的卷曲复合纤维，其中，具有所述(a)部为芯部(a’)、所述(b) 部为鞘部(b’ )的偏心芯鞘结构。
5.根据权利要求4所述的卷曲复合纤维，其中，所述芯部(a’)与所述鞘部(b’ )的质量比为10 30 90 70。
6.根据权利要求1至3中的任1项所述的卷曲复合纤维，其中，所述丙烯系聚合物(A) 及丙烯系聚合物(B)皆为丙烯均聚物。
7.根据权利要求1至3中的任1项所述的卷曲复合纤维，其中，所述丙烯系聚合物(A) 及丙烯系聚合物(B)皆为丙烯/α-烯烃无规共聚物。
8.一种无纺布，其中，包含权利要求1至7中的任1项规定的卷曲复合纤维。
9.根据权利要求7所述的无纺布，其中，所述卷曲复合纤维通过压纹加工被相互热融合。
全文摘要
本发明涉及一种卷曲复合纤维、以及包含该卷曲复合纤维的无纺布，所述卷曲复合纤维的横截面至少具有由丙烯系聚合物(A)构成的(a)部及由丙烯系聚合物(B)构成的(b)部的2个区域，所述纤维具有可卷曲的截面形状，前述(a)部和前述(b)部的质量比[(a)∶(b)]为10∶90～55∶45，前述丙烯系聚合物(A)的Mz/Mw(A)与前述丙烯系聚合物(B)的Mz/Mw(B)之差[Mz/Mw(A)-Mz/Mw(B)ΔMz/Mw]为0.30～2.2，前述丙烯系聚合物(A)的熔点[Tm(A)]与前述丙烯系聚合物(B)的熔点[Tm(B)]之差的绝对值为0～10℃，前述丙烯系聚合物(A)的MFR(A)与前述丙烯系聚合物(B)的MFR(B)的比为0.8～1.2。
文档编号D04H3/00GK102197171SQ20098014247
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月23日 优先权日2008年10月29日
发明者增田和彦, 森本尚史 申请人:三井化学株式会社