JP4026682B2 - 撥水性繊維用油剤および撥水性繊維 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、繊維に付着させることによりホットメルト系の接着剤との接着強力に優れ、かつ高撥水性を示す繊維用油剤、該繊維用油剤を付着させた撥水性繊維、該繊維を用いた不織布、および該不織布を用いた吸水性物品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、広く使用されている紙おむつや生理用ナプキンなどの衛生材料には、表面材として非常に多くの不織布が用いられている。これら不織布には、たとえば紙おむつや生理用ナプキンに使用する場合、股部、ウエストギャザーおよびサイドギャザーからの尿や血液の漏れを防ぐために強い撥水性が求められている。このため、従来、撥水不織布に用いられる繊維には、例えば特開平７−２１６７３７号公報において、ステアリルホスフェートＫ塩、ベヘニルホスフェートＫ塩およびパラフィンワックスからなる表面改質剤を付着させた撥水性繊維について、また、特開平１０−４６４７０号公報では、炭素数１４〜２４のアルキルホスフェート金属塩とパーフルオロアルキル基含有化合物とを併用した撥水性繊維について開示されているように、アルキルホスフェートやパラフィン系油剤とフッ素系、あるいはシリコン系油剤とを併用した撥水性油剤を繊維に付着させて使用する例が多い。この股部あるいはウエストギャザー部では、表地及び裏地となる不織布と不織布、あるいは不織布とＰＥフィルムを接着する際に、ホットメルト系の接着剤を使用する必要がある。しかし、前記の撥水性油剤を使用した不織布では、油剤を構成している成分がこの種の接着剤との接着を阻害するため、接着強力が弱く、シール部分が剥離しやすくなることから、多量の接着剤を使用することを余儀なくされている。しかしながら、最近の紙おむつや生理用ナプキンでは、安全性、軽量コンパクト化、低コスト化などの要請が強く、ホットメルト系の接着剤を減量し、かつ高い接着力を有する高撥水不織布が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、繊維に付着させることによりホットメルト系の接着剤との接着強力に優れ、かつ優れた撥水性を示す繊維用油剤、該繊維用油剤を付着させた撥水性繊維、該繊維を用いた不織布、および該不織布を用いた吸水性物品を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す本発明に到達した。
本発明の第１は、下記成分（Ａ）５０〜９５重量％、成分（Ｂ）２〜２０重量％、成分（Ｃ）０〜３０重量％、及び成分（Ｄ）０〜４０重量％［各重量％は成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の合計重量に基く］：
（Ａ） グリセリンおよび縮合度７以下のポリグリセリンからなる群から選ばれる１種以上のグリセリン化合物
（Ｂ） 炭素数８〜１８のアルキルスルホン酸アルカリ金属塩
（Ｃ）（Ｃ１）炭素数８〜２２の脂肪酸と炭素数８〜２４の１価のアルコールとのエステル 及び
（Ｃ２）炭素数２〜１０の二塩基酸と炭素数１〜１８の１価のアルコールとのエステル
から選択される１種以上の化合物
（Ｄ） 炭素数８〜２２の脂肪酸と多価アルコールとのエステル
からなる繊維用油剤であり、該油剤及びそれを構成する各化合物がそれぞれ下記式（１）および（２）
３２≦Ｔ≦４５ （１）
Ｍ≦１３０ （２）
〔ここで、Ｔは油剤濃度５重量％の水溶液の温度２５℃での表面張力（ｍＮ／ｍ）であり、Ｍは油剤を構成する各化合物の融点（℃）である〕
を満足する撥水性繊維用油剤である。
本発明の第２は、熱可塑性樹脂からなる繊維に上記撥水性繊維用油剤を繊維重量の０.０５〜２.０重量％付着させた撥水性繊維である。
本発明の第３は、上記撥水性繊維を用いた不織布である。
本発明の第４は、上記不織布を用いた吸水性物品である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明における繊維用油剤は、前記式（１）に示したように、該油剤濃度が５重量％である水溶液の温度２５℃での表面張力が３２〜４５ｍＮ／ｍの範囲である。
３２ｍＮ／ｍ未満では、樹脂の表面を油剤が覆いやすく、熱可塑性樹脂本来の疎水性を示しにくく、即ち、撥水性が不足する。また、４５ｍＮ／ｍを超えると表面張力が高くなりすぎるため、繊維に油剤を付着させる給油ロール表面において油剤水溶液が弾かれ、繊維に付着する油剤の量をコントロールできないなどの問題が発生する。
【０００６】
本発明における繊維用油剤は、構成する各化合物の融点（後述する実施例の方法による）が１３０℃以下である必要があり、１１０℃以下であることが好ましい。構成する各化合物の融点が、１３０℃より高いと、ホットメルト系の接着剤との接着性が阻害されるためである。
【０００７】
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ａ）は、グリセリンおよび縮合度７以下のポリグリセリンからなる群から選ばれる１種または２種以上のグリセリン化合物からなる。ポリグリセリンの縮合度は、２〜７であり、好ましくは３以下である。縮合度が８より高くなると粘度が非常に高くなるため、繊維あるいは不織布表面の油剤が不織布加工工程において機械に付着しやすくなる。このため、不織布加工機の汚染、繊維および不織布の加工機への巻き付きなどの問題が発生しやすくなり、不織布の加工性が低下する。
【０００８】
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ｂ）は、アルキルの炭素数が８〜１８のアルキルスルホン酸アルカリ金属塩からなる。アルキルとしては、ラウリル、ミリスチル、セチル、ステアリルなどがあげられ、また、アルカリ金属としてはナトリウム、カリウムなどがあげられる。例えば、ラウリルスルホン酸ナトリウム塩、ミリスチルスルホン酸ナトリウム塩、セチルスルホン酸ナトリウム塩、ステアリルスルホン酸ナトリウム塩などをあげることができる。これらアルキルスルホン酸アルカリ金属塩は、それぞれ単一の化合物であってもよく、また選ばれた複数の化合物からなる混合物であってもよい。
さらに、成分（Ａ）、成分（Ｂ）は、本発明における繊維油剤中にそれぞれ５０〜９５重量％、２〜２０重量％含み、好ましくはそれぞれ５５〜９０重量％、３〜１５重量％含む。成分（Ａ）が５０重量％未満、もしくは成分（Ｂ）が２０重量％を超えると、油剤濃度５重量％水溶液の２５℃の表面張力が３２ｍＮ／ｍを下回りやすく、十分な撥水性を得られ難くなる。また、成分（Ａ）が９５重量％を超える、もしくは成分（Ｂ）が２重量％未満となると、帯電防止性が低下し、カード通過性、不織布加工性が低下し、何れも好ましくない。
成分（Ａ）及び（Ｂ）のみからなる場合は、成分（Ａ）が８０〜９５重量％、成分（Ｂ）が５〜２０重量％であることが好ましい。
【０００９】
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ｃ）は、下記成分（Ｃ１）及び（Ｃ２）からなる化合物群で構成され、それらのうちの少なくとも１種の化合物からなる。
成分（Ｃ１）は、炭素数８〜２２の脂肪酸と炭素数８〜２４の１価のアルコールとのエステルからなる。例えば、直鎖若しくは分岐の飽和脂肪酸（ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸等）又は直鎖若しくは分岐の不飽和脂肪酸（オレイン酸等）等の脂肪酸と、直鎖若しくは分岐の飽和脂肪族アルコール（オクチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、イソステアリルアルコール等）、直鎖若しくは分岐の不飽和脂肪族アルコール（オレイルアルコール等）、脂環式アルコール（４−エチルシクロヘキシルアルコール等）又は芳香族アルコール（ｐ−メチルベンジルアルコール等）等のアルコールとの、エステルであり、オクチルラウレート、２−エチルヘキシルステアレート若しくはオレイルオレート等を例示することができる。これら脂肪酸とアルコールとのエステルは、それぞれ単一の化合物であってもよく、また選ばれた複数の化合物からなる混合物であってもよい。ここで、アルコールとしては脂肪族アルコールが好ましく、脂肪酸およびアルコールにおける炭化水素鎖は、炭素数が８〜１２では分岐もしくは直鎖の飽和型、１２〜２２では、分岐の飽和型か、不飽和型であることが好ましい。
【００１０】
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ｃ２）は、炭素数２〜１０の二塩基酸（好ましくはジカルボン酸）と炭素数１〜１８の１価のアルコールとのエステルからなる。例えば、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、コハク酸、マレイン酸から選ばれた少なくとも１種の二塩基酸とブチルアルコール、オクチルアルコール、ラウリルアルコールとのエステルであり、特に、エステルとしてはジエステルが好ましく、例えば、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、フタル酸ジオクチルなどを例示することができる。これら二塩基酸とアルコールのエステルは、２種のアルコールからなる混合エステルでもよく、それぞれ単一の化合物であってもよく、また選ばれた複数の化合物からなる混合物であってもよい。
【００１１】
成分（Ｃ）は、ホットメルト接着性を向上させるために、有効な成分であり、本発明における繊維油剤中にその合計量が３０重量％以下含まれることが好ましく、５〜２５重量％含まれることがさらに好ましい。
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ｄ）は、炭素数が８〜２２の脂肪酸と多価アルコールとのエステルからなる。炭素数８〜２２の脂肪酸としてはラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などがあげられ、多価アルコールとしては、２〜８価で数平均分子量が３５０以下のアルカンポリオール及びその分子内若しくは分子間脱水物、並びに糖類及びその誘導体が好ましく、例えば、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール、ソルビトール、ソルビタンおよびショ糖があげられる。（Ｄ）としては、特に、撥水性を阻害しない炭素数１６〜２２の脂肪酸と多価アルコールとのモノエステル、ジエステル、トリエステルが好ましい。ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、これらのエチレンオキシド（以下ＥＯと略記する）付加物、ポリエチレングリコール（数平均分子量 ２００）ジステアレートなどをあげることができる。これら脂肪酸と多価アルコールとのエステルは、それぞれ単一の化合物であってもよく、また選ばれた複数の化合物からなる混合物であってもよい。
【００１２】
成分（Ｄ）は、本発明における繊維用油剤において、乳化安定性を向上させるために有効な成分であり、本発明における繊維用油剤中に４０重量％以下含まれることが好ましく、１〜２０重量％含まれることがさらに好ましい。
上述した繊維用油剤以外でも本発明の効果を損なわない程度において、前記式（２）を満足する他の汎用油剤を更に添加してもよい。他の汎用油剤としては、炭素数１６〜２２の脂肪酸のＥＯ１２〜４０モル付加物、ヒマシ油若しくは硬化ヒマシ油のＥＯ１０〜４０モル付加物又は炭素数１６〜２２の不飽和アルコールのＥＯ４〜１５モル付加物のホスフェートナトリウム塩、又はトリエタノールアミン塩等が挙げられる。本発明の油剤中の他の汎用油剤の含有量は、好ましくは２０重量％以下、更に好ましくは１０重量％以下、特に好ましくは５重量％以下である。
本発明の繊維用油剤は繊維に、通常水系エマルションとして給油される。水系エマルションは、本油剤に、２０〜４０℃の水または湯を投入して希釈するか、２０〜４０℃の水または湯の中に本油剤を加えて乳化し、作成するのが好ましい。
水系エマルションには、必要により、水以外の水溶性溶剤を併用してもよい。水溶性溶剤の使用量は、好ましくは水に対して２０重量％以下、更に好ましくは、１〜１０重量％である。上記水溶性溶剤は、２０℃で水と任意の割合で相溶する溶剤であり、エチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。好ましくは、エチレングリコールである。
エマルションの溶剤を除く非揮発分の濃度は、任意の濃度の選択が可能であるが、好ましくは０.１〜３０重量％、更に好ましくは０.５〜２０重量％である。
本発明においては、前記組成物からなる油剤を繊維重量に対して純分（水及び水溶性溶剤を除く非揮発分）で０.０５〜２.０重量％付着させる。付着量が０.０５重量％未満では帯電防止性が不十分となり、２.０重量％を超えると繊維あるいは不織布表面の油剤が不織布加工工程において機械に付着しやすくなり、不織布加工機の汚染、繊維および不織布の加工機への捲き付きなどの問題が発生しやすくなるため好ましくない。また、不織布の撥水性が損なわれる恐れがある。
【００１３】
繊維に油剤を付着させる方法には特別な制限はなく、紡糸・延伸などの任意の工程でオイリングロール法、浸漬法、噴霧法などの公知の方法を利用することができる。
【００１４】
本発明における撥水性繊維とは、温度２５℃、湿度６５％で吸水率が１重量％以下である繊維を意味し、その素材に用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂を例示できる。なかでも、ポリオレフィン系樹脂およびポリエステル系樹脂は疎水性が大きいので、撥水性繊維の素材として好ましく用いられる。撥水性繊維の表面の少なくとも一部にポリオレフィン樹脂を用いてもよい。
【００１５】
ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・１−ブテン共重合体などが例示できる。また、ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレートおよびポリエーテルポリエステルなどを例示できる。
【００１６】
また、本発明における撥水性繊維は、上記熱可塑性樹脂の中から１種あるいは２種以上を選定し、溶融紡糸法により得ることができ、本発明の効果を損なわない範囲で、顔料、帯電防止剤などの添加材を配合してもよい。
本発明の撥水性不織布は、上記の撥水性繊維をカーディング法あるいはエアレイド法を用いて所望の目付のウェブとしニードルパンチ法、熱風接着法あるいは熱ロール接着法などの公知の方法で加工して得ることができる。この不織布を紙おむつや生理用ナプキンなどの吸水性物品の表面材に使用する場合には、繊維の単糸繊度は０.５〜１０.０ｄｔｅｘ、不織布の目付は８〜５０ｇ／ｍ2のものが好ましい。上記範囲の単糸繊度の繊維であれば、カード機で均質なウェブを得ることができる。また、上記範囲の単糸繊度、目付の不織布であれば、十分な不織布強力を有し、さらにこの不織布を表面材として使用すれば、良好な肌触りの吸水性物品が得られる。上記の不織布には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて本発明の撥水性繊維に他の繊維を混合して用いることができる。本発明の撥水性不織布は、紙おむつや生理用ナプキンなどの吸水性物品の表面材などに用いられる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例および、比較例における各種の物性値は、以下の方法で測定されたものである。
【００１８】
融点：直径０.３〜１.０mmの小片にした油剤成分を一辺１８mmのカバーグラス２枚の間に挟み、微量融点測定器（柳本製作所製）の発熱板上にセットし、毎分５℃の速度で昇温し溶融し始める温度を測定した。３０℃で液状の成分は３０℃以下、２００℃でも溶融しない成分は２００℃以上とした。
表面張力：油剤濃度５重量％水溶液を内径６０mm、深さ１５mmのガラス製シャーレに２５ｇ採取し、２５±１℃に調温して自動表面張力計（協和界面科学社製）により測定した。（Wilhelmy法）
撥水性：不織布サンプルから１５cm角の試験片を切り取り、ＪＩＳ Ｌ １０９２−Ａ法（低水圧法）に準じて、昇降速度１０cm／minで耐水圧値（Ｐａ）を測定した。耐水圧値が高いほど撥水性が良いことを示し、３９０Ｐａ以上であれば実用に問題ないと判断できる。
ホットメルト接着強力：上記不織布引張り強力の測定に用いる不織布から切り出した長さ１５cm、幅２.５cmの試料片のエンボス面側の端部にホットメルト接着剤を１mmの幅で塗布した。塗布２０秒後に、エンボス面同士が向き合うようにもう１枚の試験片を載せ、１０秒間荷重（プレス圧力、１９.６ｋＰａ）をかけた後、２０℃、湿度４０％の恒温槽に２４時間放置し、引張り試験機を用いて、つかみ間隔１０cm、引張り速度１０cm／minでホットメルト接着部分の破断強力を測定した。破断強力値が高いほどホットメルト接着性が優れていることを示し、その値が５.８８Ｎ以上であればホットメルト接着性に優れると判断できる。
ホットメルト接着性試験機：ＪＴトーシ(株)製 ＡＳＭ−１５型
塗布アプリケーター：ノードソン３１００型
ホットメルト接着剤：ニッタイト ＨＴ−９４５（新田ゼラチン(株)製）
【００１９】
実施例１〜７、比較例１〜４
表１に記載の部数の各成分を櫂型撹拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、本発明及び比較の繊維用油剤１００部を得た。各油剤の油剤濃度５重量％水溶液の表面張力の測定結果を表１に示した。
ポリプロピレンを芯成分としポリエチレンを鞘成分とする複合体積比５０／５０の鞘芯型複合繊維を紡糸し、この紡糸工程で表１の実施例１〜７、比較例１〜４に示した繊維油剤の濃度５重量％の水系エマルションをオイリングロールを用いて繊維に対し純分で０.５重量％それぞれ付着させた。それを９０℃の熱ロールにて４.０倍に延伸し、さらにそれぞれの繊維にスタッフィングボックスで機械捲縮を付与し、乾燥後切断処理して２.２ｄｔｅｘ／ｆ、３８mmの試料短繊維を得た。得られた試料短繊維をローラーカード機を用いて１０ｍ／minの速度でカーディングし、目付２０ｇ／ｍ2のウェブを作製した。続いて、接着面積率２４％のエンボスロールを用いて加熱温度１２６℃、線圧１９６００Ｎ／ｍ、速度６ｍ／minの条件で不織布に加工した。
各試料短繊維について、上記不織布を用いて耐水圧（撥水性）、ホットメルト接着強力を測定した結果を表１に示した。
さらに実施例１で得られた不織布を大人用紙おむつの表面材として使用したところ、吸水性物品として非常に良好であった。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】
本発明の撥水性油剤を付着させた繊維を使用した不織布は、ホットメルト系の接着剤との接着強力に優れ、かつ高撥水性を示すことは明らかであり、紙おむつ、生理用ナプキンといった衛生材料の表面材として好適である。
【発明の属する分野】
本発明は、繊維に付着させることによりホットメルト系の接着剤との接着強力に優れ、かつ高撥水性を示す繊維用油剤、該繊維用油剤を付着させた撥水性繊維、該繊維を用いた不織布、および該不織布を用いた吸水性物品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、広く使用されている紙おむつや生理用ナプキンなどの衛生材料には、表面材として非常に多くの不織布が用いられている。これら不織布には、たとえば紙おむつや生理用ナプキンに使用する場合、股部、ウエストギャザーおよびサイドギャザーからの尿や血液の漏れを防ぐために強い撥水性が求められている。このため、従来、撥水不織布に用いられる繊維には、例えば特開平７−２１６７３７号公報において、ステアリルホスフェートＫ塩、ベヘニルホスフェートＫ塩およびパラフィンワックスからなる表面改質剤を付着させた撥水性繊維について、また、特開平１０−４６４７０号公報では、炭素数１４〜２４のアルキルホスフェート金属塩とパーフルオロアルキル基含有化合物とを併用した撥水性繊維について開示されているように、アルキルホスフェートやパラフィン系油剤とフッ素系、あるいはシリコン系油剤とを併用した撥水性油剤を繊維に付着させて使用する例が多い。この股部あるいはウエストギャザー部では、表地及び裏地となる不織布と不織布、あるいは不織布とＰＥフィルムを接着する際に、ホットメルト系の接着剤を使用する必要がある。しかし、前記の撥水性油剤を使用した不織布では、油剤を構成している成分がこの種の接着剤との接着を阻害するため、接着強力が弱く、シール部分が剥離しやすくなることから、多量の接着剤を使用することを余儀なくされている。しかしながら、最近の紙おむつや生理用ナプキンでは、安全性、軽量コンパクト化、低コスト化などの要請が強く、ホットメルト系の接着剤を減量し、かつ高い接着力を有する高撥水不織布が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、繊維に付着させることによりホットメルト系の接着剤との接着強力に優れ、かつ優れた撥水性を示す繊維用油剤、該繊維用油剤を付着させた撥水性繊維、該繊維を用いた不織布、および該不織布を用いた吸水性物品を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す本発明に到達した。
本発明の第１は、下記成分（Ａ）５０〜９５重量％、成分（Ｂ）２〜２０重量％、成分（Ｃ）０〜３０重量％、及び成分（Ｄ）０〜４０重量％［各重量％は成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の合計重量に基く］：
（Ａ） グリセリンおよび縮合度７以下のポリグリセリンからなる群から選ばれる１種以上のグリセリン化合物
（Ｂ） 炭素数８〜１８のアルキルスルホン酸アルカリ金属塩
（Ｃ）（Ｃ１）炭素数８〜２２の脂肪酸と炭素数８〜２４の１価のアルコールとのエステル 及び
（Ｃ２）炭素数２〜１０の二塩基酸と炭素数１〜１８の１価のアルコールとのエステル
から選択される１種以上の化合物
（Ｄ） 炭素数８〜２２の脂肪酸と多価アルコールとのエステル
からなる繊維用油剤であり、該油剤及びそれを構成する各化合物がそれぞれ下記式（１）および（２）
３２≦Ｔ≦４５ （１）
Ｍ≦１３０ （２）
〔ここで、Ｔは油剤濃度５重量％の水溶液の温度２５℃での表面張力（ｍＮ／ｍ）であり、Ｍは油剤を構成する各化合物の融点（℃）である〕
を満足する撥水性繊維用油剤である。
本発明の第２は、熱可塑性樹脂からなる繊維に上記撥水性繊維用油剤を繊維重量の０.０５〜２.０重量％付着させた撥水性繊維である。
本発明の第３は、上記撥水性繊維を用いた不織布である。
本発明の第４は、上記不織布を用いた吸水性物品である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明における繊維用油剤は、前記式（１）に示したように、該油剤濃度が５重量％である水溶液の温度２５℃での表面張力が３２〜４５ｍＮ／ｍの範囲である。
３２ｍＮ／ｍ未満では、樹脂の表面を油剤が覆いやすく、熱可塑性樹脂本来の疎水性を示しにくく、即ち、撥水性が不足する。また、４５ｍＮ／ｍを超えると表面張力が高くなりすぎるため、繊維に油剤を付着させる給油ロール表面において油剤水溶液が弾かれ、繊維に付着する油剤の量をコントロールできないなどの問題が発生する。
【０００６】
本発明における繊維用油剤は、構成する各化合物の融点（後述する実施例の方法による）が１３０℃以下である必要があり、１１０℃以下であることが好ましい。構成する各化合物の融点が、１３０℃より高いと、ホットメルト系の接着剤との接着性が阻害されるためである。
【０００７】
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ａ）は、グリセリンおよび縮合度７以下のポリグリセリンからなる群から選ばれる１種または２種以上のグリセリン化合物からなる。ポリグリセリンの縮合度は、２〜７であり、好ましくは３以下である。縮合度が８より高くなると粘度が非常に高くなるため、繊維あるいは不織布表面の油剤が不織布加工工程において機械に付着しやすくなる。このため、不織布加工機の汚染、繊維および不織布の加工機への巻き付きなどの問題が発生しやすくなり、不織布の加工性が低下する。
【０００８】
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ｂ）は、アルキルの炭素数が８〜１８のアルキルスルホン酸アルカリ金属塩からなる。アルキルとしては、ラウリル、ミリスチル、セチル、ステアリルなどがあげられ、また、アルカリ金属としてはナトリウム、カリウムなどがあげられる。例えば、ラウリルスルホン酸ナトリウム塩、ミリスチルスルホン酸ナトリウム塩、セチルスルホン酸ナトリウム塩、ステアリルスルホン酸ナトリウム塩などをあげることができる。これらアルキルスルホン酸アルカリ金属塩は、それぞれ単一の化合物であってもよく、また選ばれた複数の化合物からなる混合物であってもよい。
さらに、成分（Ａ）、成分（Ｂ）は、本発明における繊維油剤中にそれぞれ５０〜９５重量％、２〜２０重量％含み、好ましくはそれぞれ５５〜９０重量％、３〜１５重量％含む。成分（Ａ）が５０重量％未満、もしくは成分（Ｂ）が２０重量％を超えると、油剤濃度５重量％水溶液の２５℃の表面張力が３２ｍＮ／ｍを下回りやすく、十分な撥水性を得られ難くなる。また、成分（Ａ）が９５重量％を超える、もしくは成分（Ｂ）が２重量％未満となると、帯電防止性が低下し、カード通過性、不織布加工性が低下し、何れも好ましくない。
成分（Ａ）及び（Ｂ）のみからなる場合は、成分（Ａ）が８０〜９５重量％、成分（Ｂ）が５〜２０重量％であることが好ましい。
【０００９】
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ｃ）は、下記成分（Ｃ１）及び（Ｃ２）からなる化合物群で構成され、それらのうちの少なくとも１種の化合物からなる。
成分（Ｃ１）は、炭素数８〜２２の脂肪酸と炭素数８〜２４の１価のアルコールとのエステルからなる。例えば、直鎖若しくは分岐の飽和脂肪酸（ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸等）又は直鎖若しくは分岐の不飽和脂肪酸（オレイン酸等）等の脂肪酸と、直鎖若しくは分岐の飽和脂肪族アルコール（オクチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、イソステアリルアルコール等）、直鎖若しくは分岐の不飽和脂肪族アルコール（オレイルアルコール等）、脂環式アルコール（４−エチルシクロヘキシルアルコール等）又は芳香族アルコール（ｐ−メチルベンジルアルコール等）等のアルコールとの、エステルであり、オクチルラウレート、２−エチルヘキシルステアレート若しくはオレイルオレート等を例示することができる。これら脂肪酸とアルコールとのエステルは、それぞれ単一の化合物であってもよく、また選ばれた複数の化合物からなる混合物であってもよい。ここで、アルコールとしては脂肪族アルコールが好ましく、脂肪酸およびアルコールにおける炭化水素鎖は、炭素数が８〜１２では分岐もしくは直鎖の飽和型、１２〜２２では、分岐の飽和型か、不飽和型であることが好ましい。
【００１０】
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ｃ２）は、炭素数２〜１０の二塩基酸（好ましくはジカルボン酸）と炭素数１〜１８の１価のアルコールとのエステルからなる。例えば、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、コハク酸、マレイン酸から選ばれた少なくとも１種の二塩基酸とブチルアルコール、オクチルアルコール、ラウリルアルコールとのエステルであり、特に、エステルとしてはジエステルが好ましく、例えば、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、フタル酸ジオクチルなどを例示することができる。これら二塩基酸とアルコールのエステルは、２種のアルコールからなる混合エステルでもよく、それぞれ単一の化合物であってもよく、また選ばれた複数の化合物からなる混合物であってもよい。
【００１１】
成分（Ｃ）は、ホットメルト接着性を向上させるために、有効な成分であり、本発明における繊維油剤中にその合計量が３０重量％以下含まれることが好ましく、５〜２５重量％含まれることがさらに好ましい。
本発明における繊維用油剤を構成する成分（Ｄ）は、炭素数が８〜２２の脂肪酸と多価アルコールとのエステルからなる。炭素数８〜２２の脂肪酸としてはラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などがあげられ、多価アルコールとしては、２〜８価で数平均分子量が３５０以下のアルカンポリオール及びその分子内若しくは分子間脱水物、並びに糖類及びその誘導体が好ましく、例えば、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール、ソルビトール、ソルビタンおよびショ糖があげられる。（Ｄ）としては、特に、撥水性を阻害しない炭素数１６〜２２の脂肪酸と多価アルコールとのモノエステル、ジエステル、トリエステルが好ましい。ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、これらのエチレンオキシド（以下ＥＯと略記する）付加物、ポリエチレングリコール（数平均分子量 ２００）ジステアレートなどをあげることができる。これら脂肪酸と多価アルコールとのエステルは、それぞれ単一の化合物であってもよく、また選ばれた複数の化合物からなる混合物であってもよい。
【００１２】
成分（Ｄ）は、本発明における繊維用油剤において、乳化安定性を向上させるために有効な成分であり、本発明における繊維用油剤中に４０重量％以下含まれることが好ましく、１〜２０重量％含まれることがさらに好ましい。
上述した繊維用油剤以外でも本発明の効果を損なわない程度において、前記式（２）を満足する他の汎用油剤を更に添加してもよい。他の汎用油剤としては、炭素数１６〜２２の脂肪酸のＥＯ１２〜４０モル付加物、ヒマシ油若しくは硬化ヒマシ油のＥＯ１０〜４０モル付加物又は炭素数１６〜２２の不飽和アルコールのＥＯ４〜１５モル付加物のホスフェートナトリウム塩、又はトリエタノールアミン塩等が挙げられる。本発明の油剤中の他の汎用油剤の含有量は、好ましくは２０重量％以下、更に好ましくは１０重量％以下、特に好ましくは５重量％以下である。
本発明の繊維用油剤は繊維に、通常水系エマルションとして給油される。水系エマルションは、本油剤に、２０〜４０℃の水または湯を投入して希釈するか、２０〜４０℃の水または湯の中に本油剤を加えて乳化し、作成するのが好ましい。
水系エマルションには、必要により、水以外の水溶性溶剤を併用してもよい。水溶性溶剤の使用量は、好ましくは水に対して２０重量％以下、更に好ましくは、１〜１０重量％である。上記水溶性溶剤は、２０℃で水と任意の割合で相溶する溶剤であり、エチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。好ましくは、エチレングリコールである。
エマルションの溶剤を除く非揮発分の濃度は、任意の濃度の選択が可能であるが、好ましくは０.１〜３０重量％、更に好ましくは０.５〜２０重量％である。
本発明においては、前記組成物からなる油剤を繊維重量に対して純分（水及び水溶性溶剤を除く非揮発分）で０.０５〜２.０重量％付着させる。付着量が０.０５重量％未満では帯電防止性が不十分となり、２.０重量％を超えると繊維あるいは不織布表面の油剤が不織布加工工程において機械に付着しやすくなり、不織布加工機の汚染、繊維および不織布の加工機への捲き付きなどの問題が発生しやすくなるため好ましくない。また、不織布の撥水性が損なわれる恐れがある。
【００１３】
繊維に油剤を付着させる方法には特別な制限はなく、紡糸・延伸などの任意の工程でオイリングロール法、浸漬法、噴霧法などの公知の方法を利用することができる。
【００１４】
本発明における撥水性繊維とは、温度２５℃、湿度６５％で吸水率が１重量％以下である繊維を意味し、その素材に用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂を例示できる。なかでも、ポリオレフィン系樹脂およびポリエステル系樹脂は疎水性が大きいので、撥水性繊維の素材として好ましく用いられる。撥水性繊維の表面の少なくとも一部にポリオレフィン樹脂を用いてもよい。
【００１５】
ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・１−ブテン共重合体などが例示できる。また、ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレートおよびポリエーテルポリエステルなどを例示できる。
【００１６】
また、本発明における撥水性繊維は、上記熱可塑性樹脂の中から１種あるいは２種以上を選定し、溶融紡糸法により得ることができ、本発明の効果を損なわない範囲で、顔料、帯電防止剤などの添加材を配合してもよい。
本発明の撥水性不織布は、上記の撥水性繊維をカーディング法あるいはエアレイド法を用いて所望の目付のウェブとしニードルパンチ法、熱風接着法あるいは熱ロール接着法などの公知の方法で加工して得ることができる。この不織布を紙おむつや生理用ナプキンなどの吸水性物品の表面材に使用する場合には、繊維の単糸繊度は０.５〜１０.０ｄｔｅｘ、不織布の目付は８〜５０ｇ／ｍ2のものが好ましい。上記範囲の単糸繊度の繊維であれば、カード機で均質なウェブを得ることができる。また、上記範囲の単糸繊度、目付の不織布であれば、十分な不織布強力を有し、さらにこの不織布を表面材として使用すれば、良好な肌触りの吸水性物品が得られる。上記の不織布には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて本発明の撥水性繊維に他の繊維を混合して用いることができる。本発明の撥水性不織布は、紙おむつや生理用ナプキンなどの吸水性物品の表面材などに用いられる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例および、比較例における各種の物性値は、以下の方法で測定されたものである。
【００１８】
融点：直径０.３〜１.０mmの小片にした油剤成分を一辺１８mmのカバーグラス２枚の間に挟み、微量融点測定器（柳本製作所製）の発熱板上にセットし、毎分５℃の速度で昇温し溶融し始める温度を測定した。３０℃で液状の成分は３０℃以下、２００℃でも溶融しない成分は２００℃以上とした。
表面張力：油剤濃度５重量％水溶液を内径６０mm、深さ１５mmのガラス製シャーレに２５ｇ採取し、２５±１℃に調温して自動表面張力計（協和界面科学社製）により測定した。（Wilhelmy法）
撥水性：不織布サンプルから１５cm角の試験片を切り取り、ＪＩＳ Ｌ １０９２−Ａ法（低水圧法）に準じて、昇降速度１０cm／minで耐水圧値（Ｐａ）を測定した。耐水圧値が高いほど撥水性が良いことを示し、３９０Ｐａ以上であれば実用に問題ないと判断できる。
ホットメルト接着強力：上記不織布引張り強力の測定に用いる不織布から切り出した長さ１５cm、幅２.５cmの試料片のエンボス面側の端部にホットメルト接着剤を１mmの幅で塗布した。塗布２０秒後に、エンボス面同士が向き合うようにもう１枚の試験片を載せ、１０秒間荷重（プレス圧力、１９.６ｋＰａ）をかけた後、２０℃、湿度４０％の恒温槽に２４時間放置し、引張り試験機を用いて、つかみ間隔１０cm、引張り速度１０cm／minでホットメルト接着部分の破断強力を測定した。破断強力値が高いほどホットメルト接着性が優れていることを示し、その値が５.８８Ｎ以上であればホットメルト接着性に優れると判断できる。
ホットメルト接着性試験機：ＪＴトーシ(株)製 ＡＳＭ−１５型
塗布アプリケーター：ノードソン３１００型
ホットメルト接着剤：ニッタイト ＨＴ−９４５（新田ゼラチン(株)製）
【００１９】
実施例１〜７、比較例１〜４
表１に記載の部数の各成分を櫂型撹拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、本発明及び比較の繊維用油剤１００部を得た。各油剤の油剤濃度５重量％水溶液の表面張力の測定結果を表１に示した。
ポリプロピレンを芯成分としポリエチレンを鞘成分とする複合体積比５０／５０の鞘芯型複合繊維を紡糸し、この紡糸工程で表１の実施例１〜７、比較例１〜４に示した繊維油剤の濃度５重量％の水系エマルションをオイリングロールを用いて繊維に対し純分で０.５重量％それぞれ付着させた。それを９０℃の熱ロールにて４.０倍に延伸し、さらにそれぞれの繊維にスタッフィングボックスで機械捲縮を付与し、乾燥後切断処理して２.２ｄｔｅｘ／ｆ、３８mmの試料短繊維を得た。得られた試料短繊維をローラーカード機を用いて１０ｍ／minの速度でカーディングし、目付２０ｇ／ｍ2のウェブを作製した。続いて、接着面積率２４％のエンボスロールを用いて加熱温度１２６℃、線圧１９６００Ｎ／ｍ、速度６ｍ／minの条件で不織布に加工した。
各試料短繊維について、上記不織布を用いて耐水圧（撥水性）、ホットメルト接着強力を測定した結果を表１に示した。
さらに実施例１で得られた不織布を大人用紙おむつの表面材として使用したところ、吸水性物品として非常に良好であった。
【００２０】
【表１】
【発明の効果】
本発明の撥水性油剤を付着させた繊維を使用した不織布は、ホットメルト系の接着剤との接着強力に優れ、かつ高撥水性を示すことは明らかであり、紙おむつ、生理用ナプキンといった衛生材料の表面材として好適である。
Claims (7)
- 下記の成分（Ａ）〜（Ｄ）：
（Ａ） グリセリンおよび縮合度７以下のポリグリセリンからなる群から選ばれる１種以上のグリセリン化合物
（Ｂ） 炭素数８〜１８のアルキルスルホン酸アルカリ金属塩
（Ｃ） （Ｃ１）炭素数８〜２２の脂肪酸と炭素数８〜２４の１価のアルコールとのエステル 及び
（Ｃ２）炭素数２〜１０の二塩基酸と炭素数１〜１８の１価のアルコールとのエステル
から選択される１種以上の化合物
（Ｄ） 炭素数８〜２２の脂肪酸と多価アルコールとのエステル
からなり、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の合計重量に基いて、成分（Ａ）を５０〜９５重量％、成分（Ｂ）を２〜２０重量％、成分（Ｃ）を３０重量％以下、及び成分（Ｄ）を４０重量％以下含有する繊維用油剤であり、該油剤及びそれを構成する各化合物がそれぞれ下記式（１）および（２）：
３２≦Ｔ≦４５ （１）
Ｍ≦１３０ （２）
〔ここで、Ｔは油剤濃度５重量％の水溶液の温度２５℃での表面張力（ｍＮ／ｍ）であり、Ｍは油剤を構成する各化合物の融点（℃）である〕
を満足する撥水性繊維用油剤。 - 下記成分（Ａ）〜（Ｃ）：
（Ａ） グリセリンおよび縮合度７以下のポリグリセリンからなる群から選ばれる１種以上のグリセリン化合物
（Ｂ） 炭素数８〜１８のアルキルスルホン酸アルカリ金属塩
（Ｃ） （Ｃ１）炭素数８〜２２の脂肪酸と炭素数８〜２４の１価のアルコールとのエステル 及び
（Ｃ２）炭素数２〜１０の二塩基酸と炭素数１〜１８の１価のアルコールとのエステル
から選択される１種以上の化合物
からなり、成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の合計重量に基いて、成分（Ａ）を５０〜９５重量％、成分（Ｂ）を２〜２０重量％、及び成分（Ｃ）を３０重量％以下含有する繊維用油剤であり、該油剤及びそれを構成する各化合物がそれぞれ下記式（１）および（２）：
３２≦Ｔ≦４５ （１）
Ｍ≦１３０ （２）
〔ここで、Ｔは油剤濃度５重量％の水溶液の温度２５℃での表面張力（ｍＮ／ｍ）であり、Ｍは油剤を構成する各化合物の融点（℃）である〕
を満足する撥水性繊維用油剤。 - 下記成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｄ）：
（Ａ） グリセリンおよび縮合度７以下のポリグリセリンからなる群から選ばれる１種以上のグリセリン化合物
（Ｂ） 炭素数８〜１８のアルキルスルホン酸アルカリ金属塩
（Ｄ） 炭素数８〜２２の脂肪酸と多価アルコールとのエステル
からなり、成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｄ）の合計重量に基いて、成分（Ａ）を５０〜９５重量％、成分（Ｂ）を２〜２０重量％、及び成分（Ｄ）を４０重量％以下含有する繊維用油剤であり、該油剤及びそれを構成する各化合物がそれぞれ下記式（１）および（２）：
３２≦Ｔ≦４５ （１）
Ｍ≦１３０ （２）
〔ここで、Ｔは油剤濃度５重量％の水溶液の温度２５℃での表面張力（ｍＮ／ｍ）であり、Ｍは油剤を構成する各化合物の融点（℃）である〕
を満足する撥水性繊維用油剤。 - 下記成分（Ａ）及び（Ｂ）：
（Ａ） グリセリンおよび縮合度７以下のポリグリセリンからなる群から選ばれる１種以上のグリセリン化合物
（Ｂ） 炭素数８〜１８のアルキルスルホン酸アルカリ金属塩
からなり、成分（Ａ）及び（Ｂ）の合計重量に基いて、成分（Ａ）を８０〜９５重量％、成分（Ｂ）を５〜２０重量％含有する繊維用油剤であり、該油剤及びそれを構成する各化合物がそれぞれ下記式（１）および（２）：
３２≦Ｔ≦４５ （１）
Ｍ≦１３０ （２）
〔ここで、Ｔは油剤濃度５重量％の水溶液の温度２５℃での表面張力（ｍＮ／ｍ）であり、Ｍは油剤を構成する各化合物の融点（℃）である〕
を満足する撥水性繊維用油剤。 - 熱可塑性樹脂からなる繊維に請求項１〜４のいずれかに記載の撥水性繊維用油剤を該繊維に対し、繊維重量の０.０５〜２.０重量％付着させた撥水性繊維。
- 請求項５に記載の撥水性繊維を用いた不織布。
- 請求項６に記載の不織布を用いた吸水性物品。
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