JP3040585B2 - 親水性ポリオレフィン複合繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプロピレンとエチレンと
をそれぞれ主たるモノマー成分とする２種のポリマーか
ら成る親水性ポリオレフィン複合繊維に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】プロピレンまたはエチレンを主たるモノ
マー成分とするポリプロピレンやポリエチレン（以下ポ
リオレフィンと言えばこれらを総称して指すものとす
る）から製造される繊維、いわゆるポリプロピレン繊維
やポリエチレン繊維は各種の用途に多用されているが、
紙おむつ等の使い捨て衛生用品の表皮材用不織布の原料
繊維としても広く使用されている。紙おむつ等の衛生用
品は、皮膚に接触する表皮材とその下の吸収材とから構
成されていて、尿等は表皮材を通過して吸収材に吸収さ
れるようになっている。このような衛生用品が具備すべ
き基本的要件は、排出された尿等によってかぶれ、むれ
等の障害を起さないことである。かぶれ等の障害は、排
出された尿等が吸収材に全量吸収されず表皮材表面に残
ることにより発生する。従ってこのような障害をなくす
ためには、尿等が殆んど残らず速やかに表皮材を通過す
ることが重要であり、そのためには尿等が表皮材の繊維
間に浸透して通過し易くするための親水性が必要であ
る。

【０００３】上記表皮材用不織布の原料繊維として、ポ
リプロピレン繊維やポリエチレン繊維のような断面均一
相の繊維の他に、ポリプロピレンとポリエチレンとを例
えば平列型又は鞘芯型に配置した複合繊維が使用され、
その捲縮性や熱接着性などの性質を利用した特徴ある表
皮材用不織布が試作、試用されている。しかしながら、
ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンは本
来は疎水性であり、従ってそれらから成る複合繊維（以
下ポリオフィン複合繊維と言うことがある）は表皮材用
途には不向きであるが、このポリオレフィン複合繊維の
短繊維は通常、複合繊維製造時に界面活性剤を主成分と
する油剤が複合繊維表面に付着されて親水性が付与され
ているため、製品化まで洗滌などの処理を受けない条件
下に表皮材用不織布の原料として使用可能である。しか
し、この場合でも紙おむつ等として着用後の最初の排尿
等により複合繊維表面の油剤成分が洗い流されると、そ
の後は親水性が低下してしまう。

【０００４】また、繊維ウェブを高圧水流で絡めるスパ
ンレース法で加工されたポリオレフィン複合繊維から成
る不織布は、上記水流によって複合繊維表面の油剤成分
が洗い落とされて親水性がなくなるため、改めて不織布
に油剤を付着させる工程が必要である。また、スパンボ
ンド法により高速空気流によって複合紡糸した後不織布
化して得られるポリオレフィン複合繊維から成る不織布
は、紡糸時に油剤を使用しないため親水性がなく、表皮
材の限定された部位にしか使用できないが油剤付着の工
程を必要とする等の問題がある。

【０００５】近年、このような問題をポリオレフィンに
特定の湿潤剤（グリセライド及びアルコキシ化フェノー
ル、またはポリオキシアルキレン脂肪酸エステル単独、
またはこれらの混合物）を添加して成る組成物から繊維
を製造して繊維自体を親水性化することにより解決しよ
うとする提案がなされている（特開昭60-194113号)。し
かしながら上記湿潤剤によりポリプロピレンとポリエチ
レンとを複合成分とする複合繊維を親水性化した場合、
ポリエチレン部分では充分な親水性を発現するものの、
ポリプロピレン部分では親水性能は不充分である。また
複合紡糸時に湿潤剤によるノズルでの発煙が激しく、そ
れによる可紡性能の低下や紡糸作業環境の悪化という欠
点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点が解消されるように親水性のポリオレフィン複
合繊維を構成することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は種々検討の結
果、ポリプロピレン及びポリエチレンを複合成分とする
複合繊維の少くとも繊維表面形成成分に、親水性を付与
する配合剤としてアルキルスルフォネートＮａ塩を少く
とも繊維表面形成成分に0.5〜５重量％含有させておく
ことにより、上記課題を達成出来ることを究明して本発
明を完成した。以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明で用いられるプロピレンとエチレン
とをそれぞれ主たるモノマー成分とする２種のポリオレ
フィン、いわゆるポリプロピレンとポリエチレンとは、
通常公知のチーグラー・ナッタ系触媒を用いて得られる
結晶性のポリマーであり、単独重合体のみならず、少量
例えば0.1〜10重量％のα−オレフィン例えばエチレン
（ポリプロピレンの場合），プロピレン（ポリエチレン
の場合），ブテン−１（両者に共通）等との共重合体を
も包含する。本発明で用いられるポリプロピレンのＭＦ
Ｒ（ＡＳＴＭＤ１２３８条件Ｌ）及びポリエチレンのＭ
Ｉ（ＡＳＴＭＤ１２３８条件Ｅ）は特に限定する必要は
ないが、ポリプロピレンはＭＦＲが５以上、ポリエチレ
ンはＭＩが１０以上のものを使用した方が紡糸上好まし
い。本発明においてポリプロピレンとポリエチレンとが
複合成分として配置されて成る複合構造は、繊維断面に
おいて２以上に区分された各区域をポリプロピレンまた
はポリエチレンが単独で構成した複合構造である。一般
的にはこのような複合構造として３以上の区域が並列
状、同心円状、或はランダムな海・島状等に配置された
種々な態様もあり得るが、代表的で最も実用されている
のは、２つの区域が並列型または鞘芯型に配置されたも
のであって、その２つの区域の一方をポリプロピレン
が、他方をポリエチレンが構成している。

【０００９】本発明においては、アルキルスルフォネー
トＮａ塩が、このような複合繊維の少くとも繊維表面形
成成分に、即ち並列型の場合はその何れの複合成分に
も、そして鞘芯型の場合は鞘成分に含有されているので
ある。そしてアルキルスルフォネートＮａ塩の含有率を
繊維表面形成成分、即ち並列型の場合は両成分別に又は
その合計である繊維全体、また鞘芯型の場合は鞘成分、
との合計量に基づいて0.5〜５重量％とする。具体的に
言えば、並列型の場合、両複合成分即ちポリプロピレン
とポリエチレンとの何れにもアルキルスルフォネートＮ
ａが含まれており、そして各成分中の含有率は必ずしも
同じでなくて良い。また、鞘芯型の場合、鞘部をポリエ
チレンが構成する場合とポリプロピレンが構成する場合
とがあるが、熱接着性を持たせるために前者の場合が多
い。この鞘芯型の場合、繊維表面も形成しない芯成分に
もアルキルスルフォートＮａ塩が含有されていても差し
支えないが、その含有率は鞘成分のそれ以上に多いこと
は全く不要である。

【００１０】本発明で用いられるアルキルスルフォネー
トＮａ塩は次に示す示性式（Ｉ）の構造を有する。 Ｒ−ＳＯ₃Ｎａ・・・（Ｉ） 上式においてにおいてＲはアルキル基を示す。ＲのＣ数
は10〜20個が好ましい。アルキルスルフォネートＮａ塩
の含有率が0.5重量％未満では親水性が有効な程度に発
現しない。また、含有率が５重量％を超えても増量効果
は殆んど認められないにも拘わらず、紡糸時の糸切れが
増加して品質低下と製造困難を来たす。

【００１１】本発明に係る親水性ポリオレフィン複合繊
維の各複合成分には各種安定剤，滑剤，顔料，過酸化物
の如きラジカル発生剤等の添加剤を本発明の効果を損な
わない範囲で含有させることが出来る。アルキルスルフ
ォネートＮａ塩を複合繊維に含有させるには、溶融紡糸
時にポリプロピレンまたはポリエチレンの各ペレットと
共に押し出し機に所定割合で供給することによって溶融
紡糸時に添加する方法、またはポリプロピレンまたはポ
リエチレンのペレット製造時に予め添加しておいたその
ペレットを用い紡糸する方法等によることができる。溶
融紡糸法としては通常公知の方法を用いる。例えば、２
台の押し出し機と複合紡出ノズル組立体よりなる複合繊
維用紡糸装置を用い、ポリプロピレンとポリエチレンと
の各ペレットをそれぞれの押出し機に供給して190℃〜3
00℃の温度で溶融混練後複合紡糸用ノズルより押出し、
押し出された溶融樹脂をロールにより引取り、先ず複合
未延伸糸を製造する。次いでこの複合未延伸糸を熱ロー
ル、熱板、熱風加熱炉等を用い加熱しながら数倍に延伸
し、必要に応じて捲縮装置で捲縮を与え、短繊維とする
場合は所定の長さにカットする。

【００１２】

【実施例】以下実施例及び比較例に基づいて本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。尚、実施例中に示された物性値の測定法または
定義をまとめて示しておく。

【００１３】ＭＦＲ：ＡＳＴＭ Ｄ１２３８ 条件Ｌ ＭＩ：ＡＳＴＭ Ｄ１２３８ 条件Ｅ 親水性：長さ10cm，重さ６ｇになるように繊維束を作成
し、４回転の撚りをかけ、その表面に赤色水性インキを
小滴付着させ、インキの繊維束内への浸透性を目視によ
り下記基準に基づいて評価する。 ◎：速やかに浸透する。 ○：５秒以内に浸透する。 △：５秒以上かかって浸透する。 ×：浸透しない。

【００１４】原料ペレットの可紡性：押出し温度250
℃、１ホール当りの押出し量0.5ｇ／分、紡糸速度（巻
取速度と言うも同じ）800ｍ／分の条件で紡糸したとき
の60分間当りの糸切れ回数により下記基準に基づいて評
価する。 ○：糸切れせず。 ×：糸切れ１回以上。 原料ペレットの発煙性：可紡性評価と同一の紡糸条件で
ノズルでの発煙性をアルキルスルフォネートＮａ塩未添
加の原料の発煙性との比較を目視観察し、下記の基準に
基づいて評価する。 ○：未添加と同等の発煙性。 △：未添加より多少多い。 ×：未添加より著しく多い。

【００１５】実施例１〜３及び比較例１〜３ ＭＦＲ１０の粉末状ポリプロピレン（単独重合体）に表
１に記載のアルキル基の炭素数14のアルキルスルフォネ
ートＮａ塩の所定量を配合すると共に該配合物100重量
部に対してＢＨＴ（ブルチル化ヒドロキシトルエン）を
0.1重量部、ステアリン酸カルシウムを 0.1重量部添加
してヘンシェルミキサーで1.5分間混合した後、口径40m
mの単軸押出し機で200℃にて溶融混練しペレタイズして
ポリプロピレンのペレットを得た。またＭＩが2.5の粉
末状ポリエチレン（単独重合体）にも上記と同じ３種の
添加物のそれぞれ上記と同じ量を配合，混合し、同様に
ペレタイズしてポリエチレンのペレットを得た。

【００１６】このようにして得られた２種のペレット
を、ホール径１mmのホールを100個有する並列型用複合
紡出ノズル組立体を装着した複合溶融紡糸機より複合比
（重量比）１：１で押出し温度250℃で押し出し、紡糸
速度800ｍ／分の条件で溶融紡糸し、並列型複合構造で
5.6デニールの繊維100本よりなる未延伸マルチ複合フィ
ラメントを製造した。上記工程においてガイドとの摩擦
を減じるために油剤を繊維表面に付着させた。そして紡
糸原料とした組成物の可紡性を評価するため、紡糸時間
及び糸切れ回数をカウントした。この未延伸マルチ複合
フィラメントの一部を100℃に加熱された熱板上で最終
延伸速度60ｍ／分、延伸倍率３倍の条件で延伸し、並列
型複合構造で1.9デニールの繊維100本よりなる延伸マル
チ複合フィラメントを製造した。このようにして本発明
に係る親水性ポリオレフィン複合繊維及び比較の繊維
（それぞれについて未延伸糸及び延伸糸の２種が存す
る）を得た。

【００１７】得られた未延伸及び延伸各マルチ複合フィ
ラメントそれぞれ50ｇを水洗して油剤成分を洗い落と
し、80℃の熱風乾燥機で12時間乾燥した後、親水性を評
価した。原料ペレットの可紡性，発煙性及び複合繊維の
親水性の結果を表１に示す。

【００１８】実施例４〜６及び比較例４〜６ 実施例１〜３で得たポリエチレンのペレットと、別にア
ルキルスルフォネートＮａ塩を添加しなかったことの他
は実施例１〜３同様にして得たポリプロピレンのペレッ
トとを用い、複合紡出ノズル組立体として鞘芯型用のも
のが装着されていることの他は実施例１〜３の場合と同
様の複合溶融紡糸機を使用して、ポリエチレンのペレッ
トが鞘部を、ポリプロピレンが芯部をそれぞれ構成する
ようにしたこと以外は、実施例１〜３，比較例１〜３と
同様に行って、紡糸原料としたペレットの可紡性及び発
煙性を調べると共に、得られた鞘芯型の親水性ポリエチ
レン複合繊維及び比較の繊維の親水性を測定した。結果
を表２に示す。

【００１９】

【００２０】

【００２１】表１，２から判るように、アルキルスルフ
ォネートＮａ塩を繊維表面形成成分中に本発明で規定す
る範囲内の量で含有するポリオレフィン複合繊維は、た
とえポリプロピレンが表面を形成していても永続的な親
水性において優れており、また紡糸時における可紡性も
充分であり、発煙もないかあっても実際的に問題になら
ない程度であり、工業的生産が可能である。これに対
し、アルキルスルフォネートＮａ塩を含まない場合、ま
たは含んでいても本発明で規定する範囲外の含有量の場
合は、親水性が不充分か、充分であっても可紡性が不良
で実用化出来ないことが判る。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係る親水性ポリオレフィン複合
繊維は、繊維表面がポリエチレンで形成されている部分
のみでなく、ポリプロピレンで形成されている部分も繊
維自体に且つその全表面に亘って充分な永続的親水性を
有しており、そして紡糸時における発煙の弊害なく生産
可能である。このような本発明に係る親水性ポリオレフ
ィン複合繊維を不織布化して紙おむつ等の表皮材に使用
すれば、その捲縮性や熱接着性を利用した特徴ある表皮
材が得られ、そしてその製造過程での水洗や着用後の最
初の排尿等があった後でも親水性を良好に維持するの
で、常に尿等を迅速に通過させ、かぶれ等の障害を起こ
すことがなく、そして発煙のない良好な環境下に生産で
きるから、生産量を増して使いすて衛生材の表皮材とし
ての用途を一層広げることができる。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロピレンとエチレンとをそれぞれ主た
   るモノマー成分とする２種のポリオレフィンを繊維断面
   において２以上に区分された各区域を単独で構成する複
   合成分とする複合繊維の少くとも繊維表面形成成分に、
   アルキルスルフォネートＮａ塩が該繊維表面形成成分と
   の合計量に基づいて0.5〜５重量％含有されていること
   を特徴とする親水性ポリオレフィン複合繊維。
2. 【請求項２】 アルキルスルフォネートＮａ塩が、その
   示性式（Ｉ） Ｒ−ＳＯ₃Ｎａ・・・（Ｉ） において炭素原子10〜20個のアルキル基Ｒを有するもの
   である請求項１に記載の親水性ポリオレフィン複合繊
   維。
3. 【請求項３】 複合繊維が並列型複合構造のものであっ
   て何れの複合成分にもアルキルスルフォネートＮａ塩が
   含有されている請求項１または２に記載の親水性ポリオ
   レフィン複合繊維。
4. 【請求項４】 複合繊維が鞘心型複合構造のものであっ
   て鞘成分にのみアルキルスルフォネートＮａ塩が含有さ
   れている請求項１または２に記載の親水性ポリオレフィ
   ン複合繊維。
5. 【請求項５】 鞘成分がエチレンを主たるモノマー成分
   とするポリオレフィンから成る請求項４に記載の親水性
   ポリオレフィン複合繊維。