JP3475596B2 - 耐久親水性繊維、布状物及び成形体 - Google Patents
耐久親水性繊維、布状物及び成形体Info
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Description
に詳しくは、主として衛生材料分野の紙おむつ、生理用
ナプキン等の表面材として、または水分吸収性物品の形
態保持体及び成形保持体としても有用であり、さらには
工業用及び医療用ワイピングクロスとしても有用な耐久
親水性繊維及びその繊維を用いて得られる布状物及び成
形体に関する。
表面材、吸収材及び裏面材の3層が形成されている。表
面材には吸収すべき液体を迅速に吸収材に伝達する透水
性の他に、吸収した液体が逆流するのを防ぎ肌に乾いた
感触を与えるドライタッチ性が要求される。透水性を向
上させるには親水性であることが、またドライタッチ性
を向上させるには疎水性であることが好ましい。この様
な目的を達成するためにポリオレフィン系樹脂あるいは
ポリエステル系樹脂からなる繊維に少量の界面活性剤を
付着させて所望の親水性を付与した不織布が用いられて
いる(特開昭63−6166号公報、特開昭63−49
158号公報)。また、この様に界面活性剤を付着させ
た繊維を用いた表面材では、1ないし2回液体を吸収さ
せると界面活性剤が流出し急激に透水性が低下し、表面
材上に液が残り不快感を与える結果となる。そこで、繊
維に付着させた界面活性剤の流出を少なくし、繰り返し
透水した場合でも親水性が低下しないものとして、水溶
性変性シリコンを含有する界面活性剤を付着した耐久親
水性繊維からなる不織布が知られている(特開昭63−
303184号公報、特開平1−148879号公報、
特開平1−148880号公報、特開平2−16977
4号公報、特開平3−59169号公報、)。しかしな
がら、これらの界面活性剤を付着させた耐久親水性繊維
からなる不織布または編織布は、耐久親水性は良好であ
ったが、必須組成物として水溶性変性シリコンが含まれ
るために繊維摩擦が低減し、不織布等の繊維積層体を構
成する繊維が滑り、ウェブ強力の低下や不織布等の繊維
積層体の強力不足という問題があった。また、得られた
布状物の製品巻き取り工程に於いても布状物同士の平滑
性が高すぎるため、製品の巻き取り形態が安定しない等
の問題があった。特公平3ー50030号公報ではアル
キロールアミドと活性水素を有する化合物のアルキレン
オキシド付加物またはアルキルホスフェート等の界面活
性剤との混合物をポリオレフィン繊維に付着させる親水
性付与方法が提案されている。しかしこの方法では耐久
親水性が十分でなく、制電性もよくない。
従来技術の課題である耐久親水性を有し、かつ繊維の滑
りを軽減して不織布等の繊維積層体の強力を低下させな
い耐久親水性繊維及びそれを用いた布状物及び成形体を
提供することにある。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特殊な界面活性剤
組成物の混合物を仕上剤として繊維表面に付着させるこ
とによって、上記課題を解消できる見通しを持ち、本発
明を完成するに至った。即ち本発明は、次の構成を有す
る。 (1) 熱可塑性樹脂からなる繊維に、下記界面活性剤
(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)からなる混
合物を繊維重量の0.2〜1.0重量%付着させた耐久
親水性繊維。 (A)炭素数28〜50の高級アルコールのポリオキシ
アルキレン付加物、炭素数28〜50の高級アルキルア
ミンのポリオキシアルキレン付加物または炭素数30〜
50の脂肪酸とポリアミンからなるアミドのポリオキシ
アルキレン付加物の中から選ばれた1種以上の化合物を
10〜30重量%、 (B)炭素数20〜28の脂肪酸とポリアミンからなる
アミドのポリオキシアルキレン付加物を10〜30重量
%、 (C)炭素数16〜28の高級脂肪酸とアルカノールア
ミンからなるアミドを30〜50重量%、 (D)炭素数10〜22のアルキルホスフェート塩のポ
リオキシアルキレン付加物を10〜30重量%、 (E)炭素数12〜16のアルキルスルホネート塩を2
〜10重量%。 (2)繊維が少なくとも2成分の熱可塑性樹脂を並列型
または鞘芯型に配置した複合繊維である上記(1)に記
載の耐久親水性繊維。 (3)繊維が少なくとも2成分の熱可塑性樹脂を放射状
分割型または海島状型に配置した複合繊維である上記
(1)に記載の耐久親水性繊維。 (4)繊維を構成する熱可塑性樹脂の少なくとも1成分
がポリオレフィン系樹脂である上記(1)〜(3)のい
ずれかに記載の耐久親水性繊維。 (5)繊維を構成する熱可塑性樹脂の少なくとも1成分
がポリエステル系樹脂である上記(1)〜(3)のいず
れかに記載の耐久親水性繊維。 (6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の耐久親水
性繊維を交絡及びまたは接着して得られる布状物。 (7)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の耐久親水
性繊維を編成または織成して得られる布状物。 (8)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の耐久親水
性繊維を単独または混用して得られる成形体。
用いられる熱可塑性繊維は、ポリオレフィン系、ポリエ
ステル系及びポリアミド系等の熱可塑性樹脂の組合せの
ものが例示できる。これらを特に衛生材料分野の表面材
として使用する場合、ドライタッチ性の点から疎水性で
あるポリオレフィン系、ポリエステル系の熱可塑性繊維
が好ましい。ポリオレフィン系樹脂とは、エチレン、プ
ロピレンの単独重合体、及び他のα−オレフィンとの結
晶性共重合体のことであり、またはこれらの混合物であ
る。α−オレフィン共重合体としては、プロピレンを主
体とするオレフィン系の二元共重合体または三元共重合
体がある。これら共重合体の具体例としては、プロピレ
ンを主体として、これにエチレンまたはブテン−1ある
いは4−メチルペンテン−1などの共重合物が例示でき
る。また、ポリエステル系樹脂とはポリエチレンテレフ
タレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリ(エチレ
ンテレフタレ−トーco−エチレンイソフタレ−ト)及
び共重合ポリエ−テルエステルが例示できる。用途によ
ってはポリエステル系樹脂もしくはポリアミド系樹脂と
ポリオレフィン系樹脂との混合物を適宜選択しても何等
差し支えない。また、それらの熱可塑性繊維は、本発明
の目的を達する範囲内で繊維内に他の機能性を付与する
添加剤を配合することが可能であり、用途に合わせて選
択し、適宜配合することができる。
の(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)からなる
混合物(以下仕上剤と略称する。)について説明する。
(A)としては、炭素数28〜50の高級アルコ−ル、
高級アルキルアミン及び炭素数30〜50の脂肪酸アミ
ドのポリオキシアルキレン付加物の中から選ばれた1種
または2種以上の化合物である。高級アルコ−ル、高級
アルキルアミンのポリオキシアルキレン付加物は、炭素
数28〜50の側鎖を有しても良い飽和または不飽和ア
ルコ−ル若しくはアミンのアルキレンオキシド付加物で
あり、炭素数が28未満の場合は、十分な耐久親水性を
得るのが困難である。同様に脂肪酸アミドのポリオキシ
アルキレン付加物は、炭素数30〜50の側鎖を有して
も良い飽和または不飽和脂肪酸とポリアミン類、例えば
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレ
ンテトラミン等またはジエチルエチレンジアミン、アミ
ノエチルエタノ−ルアミン等のアルキレンオキシド付加
物であり、炭素数が30未満の場合は、十分な耐久親水
性が得られない。また炭素数が50を越えるものは、コ
ストアップになり実用に適さない。ポリオキシアルキレ
ン基としては酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチ
レン等の酸化アルキレン、特に酸化エチレン単独または
酸化エチレンと酸化プロピレンのランダムまたはブロッ
ク共重合体であり、付加モル数は2〜20モル、より好
ましくは5〜15モルである。共重合する酸化プロピレ
ンは酸化エチレンと等モルないし、それ以下が好まし
い。(A)の配合量は10〜30重量%、より好ましく
は15〜25重量%であり10重量%未満では十分な耐
久親水性が得られず、また40重量%を越えると溶液粘
度が高くなり溶解性が悪くなる。
脂肪酸アミドのポリオキシアルキレン付加物である。高
級脂肪酸アミドのポリオキシアルキレン付加物は炭素数
20〜28の側鎖を有しても良い飽和または不飽和脂肪
酸、例えばアラギン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、モ
ンタン酸等とポリエチレンポリアミン類、例えばエチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテト
ラミン等またはジエチルエチレンジアミン、アミノエチ
ルエタノ−ルアミン等との常法の反応で得られる脂肪酸
モノアミドまたは脂肪酸ジアミドであり、炭素数が20
未満の場合は、耐久親水性が劣り、炭素数が28を越え
ると初期の親水性が劣る。ポリオキシアルキレン基とし
ては酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン等で
酸化アルキレン、特に酸化エチレンを5〜30モル付加
物が好ましい。酸化エチレン付加モル数が5モルより少
なければ溶解性が低下し、30モルを越えると布状物の
液体透過性が遅くなる。(B)の配合量は10〜30重
量%、より好ましくは15〜30重量%であり10重量
%未満では目的の耐久親水性が得られず、30重量%を
越えると布状物の吸水速度が遅くなる。
6〜28の高級脂肪酸とアルカノ−ルアミンからなるア
ミドである。即ち、炭素数16〜28の側鎖を有しても
良い飽和または不飽和の脂肪酸とアルカノ−ルアミン、
例えばモノエタノ−ルアミン、ジエタノ−ルアミン、モ
ノイソプロパノ−ルアミン等を常法によって反応させる
事により得られる。特に好適なアルカノ−ルアミドはス
テアリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、エルカ酸等の高級
脂肪酸とジエタノ−ルアミンの2:1〜1:2(当量
比)反応物である。炭素数が16未満の場合は、十分な
耐久親水性が得られず、28を越えるとコストアップに
なり、実用に適さない。(C)の配合量は30〜50重
量%であり、より好ましくは30〜45重量%である。
配合量が30重量%未満の場合は耐久親水性が低下し5
0重量%を越えるとカ−ド工程等でシリンダ−巻き付き
の原因となり均一性が低下する。前記3種の界面活性剤
(A)、(B)及び(C)については、混合するアニオ
ン界面活性剤の親水性にもよるが、一般にはHLB2〜
19、好ましくは5〜15範囲が好適である。
アルキルホスフェ−ト塩のポリオキシアルキレン付加物
であり、ポリオキシアルキレンアルキルホスフェ−ト塩
において、アルキル基は側鎖を有しても良い飽和または
不飽和の炭素数10〜22、より好ましくは10〜14
のデシルアルコ−ル、ラウリルアルコ−ル、ミリスチル
アルコ−ル等のモノまたはジホスフェ−トの完全中和塩
が好ましい。ポリオキシアルキレン基は酸化エチレン、
酸化プロピレン、酸化ブチレン等の酸化アルキレン、特
に酸化エチレン単独または酸化エチレンと酸化プロピレ
ンのランダムまたはブロック共重合体であり、付加モル
数は酸化エチレン単独の場合2〜10モル、より好まし
くは3〜7モルである。中和塩はK、Na等のアルカリ
金属、アンモニア、アミン類が例示できるが制電性から
K塩またはNa塩が好ましい。アルコ−ルの炭素数が1
0未満では繊維金属間摩擦が高くなりカ−ド通過性が低
下し、シリンダ−巻き付きの原因となる。また、炭素数
が22を越えると制電性が低下する。(D)の適性使用
量は10〜30重量%であり10重量%未満では制電性
が十分でなく、30重量%を越えると耐久親水性が低下
する。
2〜16のアルキルスルホネ−ト塩である。アルキルス
ルホネ−ト塩(E)は特に優れた制電性が得られ、石油
スルホン酸Na塩、アルキルベンゼンスルホン酸Na塩
が例示され、繊維との親和性から炭素数12〜16の石
油スルホン酸Na塩が好ましい。(E)の適性使用量は
2〜10重量%で、より好ましくは5〜10重量%であ
る。10重量%を越えるとカ−ド工程でシリンダ−巻き
付きの原因及び布状物にベトツキ感がでる。
剤は、前記(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)
の各界面活性剤を前記各適性使用範囲内で混合し、少な
くとも85%以上で構成する事が好ましい。なお、付着
する繊維、布状物、成形体を構成する熱可塑性樹脂に応
じて前記5種類以外の公知の界面活性剤を本発明の目的
を阻害しない範囲内で添加しても何等差し支えない。こ
の仕上剤の前記熱可塑性繊維への付着量は0.2〜1.0
重量%、好ましくは0.3%〜0.7重量%である。付着
量が0.2重量%未満では制電性、耐久親水性が不十分
となり、また1.0重量%を越えるとカード工程でシリ
ンダー巻き付き及び布状物にベトツキ感がある等の問題
が生じる。
る方法には特別な制限はなく、紡糸及びまたは延伸工程
でオイリングロ−ルとの接触、浸漬槽への浸漬およびス
プレ−噴霧により付着させる、あるいはウェブ等の繊維
積層体、不織布等の布状物または成形体に加工した後に
接触法、浸漬法、噴霧法により付着させる等公知の方法
が利用できる。
繊維に仕上剤を付着したものであり、その断面構造とし
ては、単一構造、複合構造のいずれも使用できる。また
その断面形状は、円断面は勿論のこと異形、中空等いず
れの場合でも差し支えない。繊維形態としては、短繊
維、長繊維、捲縮の有無等のいずれも可能であり用途に
合わせて適宜それらを組み合わせても差し支えない。
型複合繊維に於ける高圧水流処理時の挙動について説明
する。通常、疎水性熱可塑性樹脂で構成される例えば放
射状分割型複合繊維については、高圧水流による不織布
化工程で、繊維仕上剤として繊維表面に付着していた通
常の親水性界面活性剤が急速に洗い流される。これらの
繊維は、繊維自体が極めて強い疎水性であるために、高
圧水流による不織布化工程の初期の段階で繊維が水流を
避ける事となり、水の衝撃エネルギ−を均一に受ける事
が出来ない。そのため高圧水流の段数を増加しなければ
十分均一に分割した極細繊維不織布は得られない。一
方、本発明の仕上剤が表面に付着した放射状分割型複合
繊維は、繊維自体は通常と同様に極めて強い疎水性熱可
塑性樹脂で構成されるが、繊維表面に付着した本発明の
仕上剤の離散が非常に緩やかであるため十分親水性が持
続し、高圧水流による不織布化加工を繰り返した場合で
も繊維が水流を避ける事なく、水の衝撃エネルギ−を均
等に受け、少ない段数で十分均一に分割した極細繊維不
織布が得られる。また本発明の耐久親水性繊維は、抄造
等の湿式工程に於いて水中での仕上剤の離散が非常に緩
やかであるため、ポリオレフィン系樹脂等の疎水性樹脂
を用いた繊維の場合に於いても繊維の親水性が持続され
水中分散保持性に優れる。
は、公知の方法により作製される。例えば短繊維を乾式
法または湿式法により繊維積層体とした後、加熱ロ−ル
または超音波による圧着、加熱空気による融着、高圧水
流またはニ−ドル等での繊維交絡により不織布を得る方
法及び紡績糸、連続糸等を用いて編織加工により編織物
を得る方法がある。また、一旦布状物としたもの、例え
ば前記方法による布状物またはスパンボンド法、メルト
ブロ−ン法、フラッシュ紡糸法等により得られた布状物
に対しても前記仕上剤を付着する事によって、本発明の
目的を達する事が出来る。更に本発明の耐久親水性繊維
の内、並列型、鞘芯型、放射状分割型及び海島状配置型
に配した複合繊維を切断しパルプ及び高分子吸水樹脂等
の吸水材料と混合し熱処理する事によって、吸収体に形
状保持性を付与する事が出来る。また一般の熱可塑性複
合繊維は、混綿率により吸収体の吸水性能を低下させる
が、本発明の耐久親水性繊維は親水性が持続するために
吸水性能の低下は、ほとんど見られない。
体は、上記構成により衛生材料分野の表面材、吸収体の
形態保持材は勿論の事、医療用及び工業用ワイピングク
ロス、吸収パッド、土木建築分野の建築構造体補強繊
維、液体輸送膜、導水管、透水シ−ト等広い分野に利用
できる。
が本発明の要旨を越えない限り以下の実施例、比較例に
限定されるものではない。尚、各例に於いて以下の物性
評価方法を用いた。 (1)制電性:試料繊維40gを20℃、相対湿度45
%の条件下で7m/minの速度でカ−ド試験機を用い
てウェブとし、ウェブに発生した静電気の電圧を測定
し、以下の基準で評価する。また電圧100V未満であ
れば実用に供し得ると判断した。 ○:100V未満 △:100V以上、5
00V未満 ×:500V以上 (2)カ−ド通過性:試料繊維40gを30℃、相対湿
度80%の条件下で7m/minの速度でミニチュアカ
−ド試験機を用いてウェブとした後、カ−ド試験機を停
止し、シリンダ−を観察し、以下の基準で評価する。 ○:巻き付きなし △:部分的に巻き付き ×:ほぼ全面的に巻き付き (3)ウェブの状態:上記の方法で作製したウェブの状
態を観察し、以下の基準で評価する。 ○:ネップがなく張りがあり均一である。 △:ネップが部分的に発生する。 ×:ウェブに張りがなく不均一である。 ××:落綿、もしくはウェブの破断が発生する。 (4)繊維の親水性:カ−ド機等で整綿した試料繊維5
gを直径3cm、長さ8cm、重さ3gの銅線製のカゴ
に詰め、水温25℃の水槽の水面に静かに浮かべ、試料
がカゴごと水中に沈むまでの時間を測定する。沈降した
試料は直ちに水中から取り出し遠心脱水し、室温で24
時間風乾した後、同じ要領で沈降時間を測定する。この
測定を3回繰り返す。沈降時間が10秒未満であれば親
水性は良好であり、3回目の測定値も10秒未満であれ
ば耐久親水性も良好であると判断する。 (5)布状物の耐久親水性:目付け30g/m2の布状
物を10cm×10cmに裁断し、市販の紙おむつの上
に重ね、その上に内径6cmの円筒を置く。円筒内に水
65mlを注入し布状物を通過して紙おむつに吸収させ
る。注水後3分間放置した後、布状物を上下2枚の濾紙
(東洋濾紙、No50)の間に挟み、その上に10cm
×10cmの板と重さ3.5kgの重りを載せ3分間放
置し脱水する。その後更に5分間風乾する。得られた布
状物を濾紙(東洋濾紙、No50)の上に重ね、恒温水
槽中で23±2℃に調整した水をピペットにて布状物上
1cmの高さより1滴ずつ位置をずらしながら計20点
滴下し、10秒未満に布状物の表面から水滴が消失する
個数を測定した。測定した布状物は、市販の紙おむつの
上に重ね同様の作業を3回繰り返す。 (6)触感:試料布状物の触感を10人の被験者により
官能試験で判定し、以下の基準で評価する。 ○:8人以上がベタツキ感なく、良好であると判断し
た。 △:6人未満がベタツキ感あり、もしくは違和感ありと
判断した。 ×:3人以上がベタツキ感ありと判断した。
C:高密度ポリエチレンの熱可塑性樹脂を用い、単一構
造(単一型)、鞘芯型構造、並列型構造、放射状16分
割型構造(分割型)、及び海島状配置構造(海島型)の
いずれかの断面を有する繊維とし、表1、表2、表3及
び表4に示した各種組成の仕上剤を付着させ、得られた
繊維を以下の加工方法で布状物とした。 加工a:繊維をミニチュアカ−ド機にてカ−ドウェブと
し、サクションドライヤ−(140℃)で熱処理して目
付け約30g/m2の不織布とした。 加工b:繊維をミニチュアカ−ド機にてカ−ドウェブと
し、エンボスロ−ル(130℃、線圧20kg/cm)
で熱処理して目付け約30g/m2の不織布を得た。 加工c:繊維を紡績加工し40番手の紡績糸を得た。こ
の紡績糸を丸編加工機で編成し編み布を得た。
形体は、耐久親水性に優れかつベトツキ感がないため例
えば衛生材料分野の紙おむつまたは生理用ナプキンの表
面材として用いた場合、長時間使用した後も体液に対す
る吸収性能が低下せず、肌触りの良好な製品が得られ
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 熱可塑性樹脂からなる繊維に、下記界面
活性剤(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)から
なる混合物を繊維重量の0.2〜1.0重量%付着させ
た耐久親水性繊維。 (A)炭素数28〜50の高級アルコールのポリオキシ
アルキレン付加物、炭素数28〜50の高級アルキルア
ミンのポリオキシアルキレン付加物または炭素数30〜
50の脂肪酸とポリアミンからなるアミドのポリオキシ
アルキレン付加物の中から選ばれた1種以上の化合物を
10〜30重量%、 (B)炭素数20〜28の脂肪酸とポリアミンからなる
アミドのポリオキシアルキレン付加物を10〜30重量
%、 (C)炭素数16〜28の高級脂肪酸とアルカノールア
ミンからなるアミドを30〜50重量%、 (D)炭素数10〜22のアルキルホスフェート塩のポ
リオキシアルキレン付加物を10〜30重量%、 (E)炭素数12〜16のアルキルスルホネート塩を2
〜10重量%。 - 【請求項2】 繊維が少なくとも2成分の熱可塑性樹脂
を並列型または鞘芯型に配置した複合繊維である請求項
1に記載の耐久親水性繊維。 - 【請求項3】 繊維が少なくとも2成分の熱可塑性樹脂
を放射状分割型または海島状型に配置した複合繊維であ
る請求項1に記載の耐久親水性繊維。 - 【請求項4】 繊維を構成する熱可塑性樹脂の少なくと
も1成分がポリオレフィン系樹脂である請求項1〜3の
いずれかに記載の耐久親水性繊維。 - 【請求項5】 繊維を構成する熱可塑性樹脂の少なくと
も1成分がポリエステル系樹脂である請求項1〜3のい
ずれかに記載の耐久親水性繊維。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の耐久親
水性繊維を交絡及びまたは接着して得られる布状物。 - 【請求項7】 請求項1〜5のいずれかに記載の耐久親
水性繊維を編成または織成して得られる布状物。 - 【請求項8】 請求項1〜5のいずれかに記載の耐久親
水性繊維を単独または混用して得られる成形体。
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