不織布とは：ポリプロピレンの種類・耐水性・PP袋

とは何ですか 不織布 ?

不織布とは、織ったり、編んだり、個々の糸を交絡させることなく、機械的、熱的、または化学的手段によって結合された繊維のシートまたはウェブです。 INDA (不織布産業協会) の定義では、不織布は、織られたものでも編まれたものでもなく、中間ステップとして糸に変換されていない、加工された繊維集合体として説明されています。繊維は、ランダムに、方向を決めて、または層状にウェブ状に配置され、その後、凝集したシート構造に統合されます。

結合方法は、繊維の種類と同様に、最終的な構造の特性を決定します。熱接着不織布は、カレンダー加工 (繊維の交差部分を溶かすホット ローラー) またはスルーエア接着 (ウェブを通過する熱風) のいずれかによって熱によって接着されます。化学結合不織布は、飽和、スプレー、または印刷によって塗布されるバインダー樹脂を使用します。機械的に結合するタイプには、ニードルパンチ生地 (有刺針が繊維を物理的に絡ませる) や水流交絡 (スパンレース) 生地があり、バインダーを使用せずに高圧ウォーター ジェットが繊維ウェブを絡め合わせます。各方法により、異なる最終用途に適した、独特の強度、柔らかさ、透過性、およびコスト特性を備えた生地が製造されます。

不織布は世界の繊維産業の中で最も急速に成長している分野の 1 つであり、その用途は使い捨ての医療および衛生製品、耐久性のあるジオテキスタイルおよび建設用濾過、自動車の内装、農作物カバー、再利用可能なショッピングバッグに及びます。世界の不織布市場は2023年に500億米ドルを超え、衛生製品の需要、インフラ投資、包装材の使い捨てプラスチックからの移行などにより成長を続けています。

織布と不織布の違い

織布と不織布の構造の違いは基本的なものであり、それが特性や用途のほぼすべての違いを生み出します。

A 織物 は、定義された繰り返しパターンで、2 つの垂直な糸セット (縦糸 (縦方向) と横糸 (横方向)) を織り交ぜることによって織機で生産されます。糸が交差する部分に生じるクリンプにより、織布にその特徴的な寸法安定性、一貫した風合い、および異方性強度 (糸の軸に沿って強く、バイアス方向に弱い) が与えられます。織布は、繊維を糸に紡ぎ、次に織機で糸を交絡させるという中間ステップを必要とするため、不織布よりもプロセス集約的であり、一般に単位面積あたりのコストが高くなります。

A 不織布 紡績と製織の両方を省略して、繊維またはポリマーから完成したシートに直接加工されます。この直接変換が、不織布が非常に低い坪量で経済的に実行できる理由です。医療用ドレープや作物カバーに使用される 10 ～ 20 g/m² のポリプロピレン スパンボンドは、織布として経済的に製造できません。その代償として、ほとんどの不織布は織布よりも重さの割に引張強度が低く、伸び回復が限られており、多くの構造では摩耗時の表面耐久性が低いことが挙げられます。

ポリプロピレン不織布とは何ですか？

ポリプロピレン (PP) 不織布は世界の不織布生産において主要な素材であり、重量で全不織布生産量の約 60% を占めています。それは主にによって生産されます スパンボンド法 : ポリプロピレン樹脂のペレットを押出機で溶融し、細い紡糸口金を通過させて連続フィラメントを形成します。このフィラメントは、移動するコンベア ベルト上にランダムなウェブ パターンで置かれ、通常はウェブ全体を溶かさずにフィラメントの交差点でスポット溶接する加熱されたカレンダー ロールによって熱接着されます。その結果、繊維や糸の中間段階を必要とせず、原料ポリマーから完成したロールまで単一の統合生産ラインで生産される粘着性のある生地が得られます。

スパンボンド ポリプロピレン不織布の特性は、幅広い用途によく適合します。軽量 (通常の坪量は 10 ～ 150 g/m2)、化学的に不活性、ほとんどの酸、アルカリ、溶剤に耐性があり、寸法安定性があり、商用ラインで最大 5 メートルの幅で生産できます。融点が約 160°C であるため、滅菌処理には耐えられますが、直接アイロンがけはできません。ポリプロピレンの密度は 0.91 g/cm3 で水よりも低いため、PP 生地や製品は浮遊し、他の素材から分離するときに簡単にリサイクルできます。

PP 不織布は、メルトブローン プロセスによっても製造されます。メルトブローン プロセスでは、溶融したポリプロピレンをより微細なダイ オリフィスに押し込み、高速の熱風でフィラメントを引き出し、非常に細いマイクロファイバー (直径 1 ～ 5 ミクロン、スパンボンドの場合は 15 ～ 35 ミクロン) を生成します。メルトブローン PP は細孔サイズがはるかに小さいため、N95 マスクやサージカル マスクの濾過層として使用されます。 SMS (スパンボンド-メルトブローン-スパンボンド) 複合材料は、柔らかく強力なスパンボンド外層とメルトブローン濾過コアを重ねて、構造的完全性とバリア性能を組み合わせています。これは、使い捨て医療用ガウン、ドレープ、衛生カバーの標準構造です。

ポリプロピレンは耐水性がありますか?防水不織布の説明

ポリプロピレンは本質的に疎水性です。その非極性分子構造は水に対して親和性がなく、通常の条件下では水は PP 繊維表面を濡らしたり浸透したりしません。この固有の疎水性は、PP 不織布が繊維レベルで水の浸透に抵抗することを意味します。ただし、PP 不織布が使用時に効果的に防水性を発揮するかどうかは、その構造、具体的には、布地表面に対する水の圧力に対する繊維間の孔径に依存します。

標準的なスパンボンドPP不織布（袋、衛生カバー、農業用フィルムなどに使用）は、 防水ですが完全防水ではありません 静水圧下で。軽い飛沫や軽い雨ははじきますが、繊維間の細孔空間は小さいながらも密閉されていないため、圧力が持続したり浸漬したりすると水が浸透します。一般的な 40 ～ 80 g/m² のスパンボンド PP の静水頭抵抗は 50 ～ 200 mm ですが、ポリウレタン膜をラミネートした完全防水織物の静水頭抵抗は 1,000 ～ 10,000 mm です。

本当に 防水不織布 これは追加の処理によって実現されます。ポリエチレン (PE) フィルムを PP スパンボンド基材にラミネートすることで、不織布表面の柔らかい布地のような表面を維持しながら、フィルム層で液体の浸透がゼロの複合材料が作成されます。この PE ラミネート PP 不織布構造は、不織布構造のコストと取り扱いの利点に加えて、液体バリア性能が必要とされる使い捨て医療用テーブル カバー、防水マットレス プロテクター、および農業用マルチ フィルムの標準です。あるいは、スパンボンドウェブを撥水仕上げ (フルオロカーボンまたはシリコンベース) でコーティングして、完全な防水加工を施さずに表面の撥水性を強化することもできます。保護カバーオールや作物カバーなど、耐水性とともに通気性も維持する必要がある用途に適しています。

PP不織布袋の特徴と用途

ポリプロピレン不織布バッグは、食料品のトートバッグ、販促用バッグ、小売店の買い物袋として広く使用されている、側面が硬く、明るい印刷が可能な再利用可能なバッグで、通常は重量が 70 ～ 120 g/m2 の範囲のスパンボンド PP 不織布から作られ、裁断して縫製または超音波溶着してバッグの形状にします。使い捨てビニール袋の代替品として注目を集め、ブランド化された再利用可能な包装ソリューションとして世界中の小売業者に広く採用されています。

スパンボンド PP をバッグの用途に適した実用的な特性として挙げると、その剛性 (熱接着構造によりフレームがなくても形状が保持される)、優れた印刷適性 (表面が高品質のグラフィック用の溶剤および水性インクを受け入れる)、軽量、およびコストが挙げられます。標準的な 80 g/m² PP 不織布食料品バッグの重さは約 50 ～ 70 グラムで、縫い目が適切に強化されていれば破れることなく 5 ～ 10 kg の荷重に耐えることができます。耐荷重は主に生地の引張強度ではなく、縫い目の構造とハンドルの取り付け方法によって決まります。

PP 不織布バッグは再利用可能およびリサイクル可能として販売されていますが、どちらの主張にも資格が必要です。再利用可能性は本物です。調査によると、PP 不織布バッグは、ハンドルや縫い目が破損するまで、通常の小売条件下で 50 ～ 100 回の使用が可能であることがわかっています。環境上の損益分岐点と使い捨てのLDPEプラスチックバッグ（ライフサイクル全体への影響の観点から）は、一般的に8～12回の使用が挙げられており、これはバッグを1シーズン以上一貫して使用すると、正味の環境上の利点がもたらされることを意味します。リサイクル可能は技術的には可能です - PP は広くリサイクルされるポリマーです - しかし、実際には、バッグの形式、生地の重量、および混合材料の構造 (生地とハンドルとラミネートまたは補強材) により、標準的なリサイクルの流れでの分別と処理が困難になります。専用の PP 繊維リサイクル プログラムは一部の市場に存在しますが、普遍的に利用できるわけではありません。

小売用ショッピングバッグ以外にも、PP 不織布バッグの用途には、農業用種子や肥料の袋、工業用バルク包装 (大きなバッグ/FIBC は PP 織物を使用しますが、食品グレードや衛生に敏感な内容物には小さな不織布袋が使用されます)、医療廃棄物袋、イベント、見本市、ブランド マーケティング用の販促用トートバッグなどがあります。