JP4331056B2

JP4331056B2 - 親水性複合繊維および該繊維からなる親水性不織布

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Publication number: JP4331056B2
Application number: JP2004171058A
Authority: JP
Inventors: 尚佑國本; 吉久川上
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2024-06-09
Also published as: JP2005350795A

Description

本発明は、親水性を有する複合繊維および該繊維からなる親水性不織布に関する。

従来、繊維に親水性を付与する手法は、繊維表面に親水剤を塗布する手法（特許文献１参照）、あるいは繊維を構成する樹脂に親水剤を添加する手法が知られている。
しかしながら、塗布による親水性付与の手法では、繰り返し使用時、親水剤の脱落によって連続的に親水性能を維持することが困難である。また、繊維を構成する樹脂に親水剤を添加する手法は、連続的な親水性を有するものの、親水剤の溶出が起こり、衛生材料等に用いられた場合、溶出した親水剤が他の部材へ転移して、不具合が発生していた。

特開平０８−３０２５６８号公報

本発明は、親水剤の溶出を防止した親水性複合繊維およびその繊維からなる親水剤の溶出を防止した親水性不織布を提供することを目的とする。

本発明らは、前記課題を解決するために、同種の重合体で構成される例えば芯鞘型複合繊維の鞘部に対し、芯部よりも高濃度で親水剤を添加することにより、親水剤の溶出を防止できることを見出し、本発明を完成した。

本発明に係る親水性複合繊維は、２つ以上の同種の重合体で構成される複合繊維であって、少なくとも該複合繊維の表面部を形成する重合体（Ａ）に親水剤が含有され、その含有量が、それに覆われる部分を形成する重合体（Ｂ）の親水剤の含有量よりも高いことを特徴とする。

本発明の親水性不織布は、前記親水性複合繊維からなる。

本発明により、親水剤の溶出を防止した親水性複合繊維およびその繊維からなる親水剤の溶出を防止した親水性不織布が得られる。

本発明に係る複合繊維を構成する重合体、重合体中に含有させる親水剤、該複合繊維からなる不織布および該不織布を積層した不織布積層体について具体的に説明する。

本発明の不織布に用いることの出来る重合体としては、複合繊維を成形できるものであれば、特に限定されない。具体的には、ポリオレフィン系重合体、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体やポリウレタンなどの熱可塑性エラストマーなどがあげられる。これらのなかでは、成形の容易性と経済性の観点からポリオレフィン系重合体が好ましい。

ポリオレフィン系重合体としては、エチレンの単独重合体、エチレンと他のα-オレフィンとの共重合体などのエチレン系重合体、プロピレンの単独重合体、プロピレンと他のα-ポリオレフィンとの共重合体などのプロピレン系重合体、およびこれらの混合物等が例示される。上記のα-オレフィンとしては、炭素数２０まで、好ましくは炭素数８までのα−オレフィンが挙げられる。これらのなかでは繊維の成形性に優れるプロピレン系重合体が好ましい。

プロピレン系重合体
本発明において好ましく用いることのできるプロピレン系重合体は、プロピレンの単独重合体、またはプロピレンを主成分とし、少なくとも一種の他のα−オレフィンを含む共重合体である。ここで他のα−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、４−メチルー１−ペンテン等の炭素数２〜２０、好ましくは炭素数２〜８のα−オレフィンを挙げることができる。これらのプロピレン系重合体は、１種単独でもしくは２種以上を組み合わせて用いることができる。

本発明において好ましく用いることのできるプロピレン系重合体のＭＦＲは、通常１５〜８００ｇ／１０分、好ましくは１０〜１００ｇ／１０分、更に好ましくは３０〜８０ｇ／１０分である。MFRの測定は、各樹脂に応じて規格に基づいて測定される。例えばプロピレン系重合体の場合は、ＡＳＴＭＤ１２３８に基づいて、２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定されるものである。

本発明において用いることのできるプロピレン系重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比Ｍｗ／Ｍｎで表される分子量分布は、好ましくは１．５〜５．０である。さらには、紡糸性が良好で、かつ繊維強度が特に優れる複合繊維が得られる点で、１．５〜３．０が好ましい。本発明において、良好な紡糸性とは、紡糸ノズルからの吐き出し時およびフィラメント延伸中に糸切れを生じず、フィラメントの融着が生じないことをいう。本発明において、Ｍｗ、Ｍｎは、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）によって、通常の方法で測定されるものである。

本発明で使用する重合体は、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、本発明の目的を達成する範囲内で他の機能性を付与することができる添加剤であり、用途に合わせて選択し、適宜配合することができる。

他の成分として具体的には、公知の耐熱安定剤、耐候安定剤、各種安定剤、充填剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス等が挙げられる。

安定剤としては、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール（ＢＨＴ）等の老化防止剤；テトラキス［メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート］メタン、β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アルキルエステル、2,2'-オキザミドビス［エチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)］プロピオネート、Irganox 1010（商品名；ヒンダードフェノール系酸化防止剤）等のフェノール系酸化防止剤；ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、1,2-ヒドロキシステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩；グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート等の多価アルコール脂肪酸エステルなどを挙げることができる。また、これらを組み合わせて用いることもできる。

また、充填剤としては、シリカ、ケイ藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、軽石粉、軽石バルーン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、グラファイト、アルミニウム粉、硫化モリブデン等が挙げられる。

複合繊維
本発明における複合繊維は、少なくとも、繊維の表面部を形成する重合体（Ａ）の部分と、それに覆われたその他の重合体（Ｂ）の部分からなるものであり、重合体（Ａ）および重合体（Ｂ）は同種の重合体である。本発明において、同種の重合体とは、同じモノマーからなる重合体、あるいは共重合体であっても、９０モル％以上の主たる構成単位成分が同じで、１０モル％未満の構成単位成分が同じ重合体を意味する。たとえば、エチレン単位を１０モル％未満含有するプロピレン−エチレン共重合体は、エチレン含有量の違いによらず同種の重合体とする。その他の共重合体においては、共重合体の構成単位成分が同一であり、かつその構成比率が実質的に同一である共重合体を同種の重合体とする。

この複合繊維としては芯鞘型の複合繊維であることが好ましい。芯鞘型複合繊維とは、繊維断面において、円形状または擬似円形状の芯部が、芯を同じくするドーナツ状の鞘部に包まれる同心型、芯部と鞘部の芯がずれかつ芯部が鞘部に包まれている偏心型のいずれの形態であってもよい。また、芯部は複数の重合体からなる部分で構成されていてもよい。例えば芯部が中心部により近い芯部とその周りを覆っている中間部からなっていてもよい。

また本発明における複合繊維においては、重合体（Ａ）の部分と、それに覆われた重合体（Ｂ）の部分との構成比は、通常１０：９０〜９０：１０であるが、好ましくは２０：８０〜８０：２０である。

本発明の複合繊維における親水剤の含有量は、重合体（Ａ）中の含有量が、重合体（Ｂ）中の含有量よりも高いことが必須の要件である。そして、重合体（Ｂ）の含有量が、重合体（Ａ）の含有量の１／２以下であることが好ましく、さらには重合体（Ｂ）の親水剤の含有量が零であることが好ましい。本発明で親水剤の含有量が零であるとは、分析値が零であるか、分析誤差の範囲内で零とみなせる値であることを意味する。繊維中の親水剤は繊維の表面の元素分析を行なうことにより計測できる。本発明の親水性複合繊維としては、親水剤を含有させた前記重合体（Ａ）と、親水剤を含有させない前記重合体（Ｂ）とから製造されることが好ましい。親水剤の添加量は重合体（Ａ）中の含有量として好ましくは０．１〜１０ｗｔ％、より好ましくは０．５〜５ｗｔ％である。

このような構成の本発明に係る親水性複合繊維は、親水剤の溶出を防止した複合繊維となる。本発明において親水剤の溶出を防止した複合繊維とは、その繊維で構成される不織布が、ＡＳＴＭＤ１３３１に準拠した親水剤の溶出評価の結果で表面張力６５ｍＮ／ｍ以上の値を示すものをいう。

親水剤
本発明で使用することのできる親水剤としては、疎水性の重合体であっても、それに添加して繊維を成形したときに、繊維表面が親水性を呈するものであれば、特に限定されない。親水剤の具体例としては、脂肪酸グリセライド、アルコキシ化アルキルフェノール、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、アルキルポリオキシエチレンアルコール、脂肪酸アミド等の非イオン界面活性剤、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコク酸塩、特殊アニオン等の界面活性剤の群、ポリエチレングリコール、ビニルアルコールとエチレンとの共重合体、ポリエーテルブロックアミド共重合体などがあげられ、これらの化合物群から適宜に選択して、単独であるいは混合物として用いることが出来る。

なかでも国際公開第０２／０４２５３０号パンフレットに記載された、以下の構造式のものが好ましい。
Ｒ^１−（親水性オリゴマー）
Ｒ^１は、直鎖状または分岐状の炭素数が２２から４０のアルキル基である。また親水性オリゴマーは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エチレングリコール、エピクロロヒドリン、アクリル酸、メタクリル酸、エチレンイミン、カプロラクトン、ビニルアルコール、酢酸ビニル由来の単一またはオリゴマー単位からなり、その単位が２〜１０で構成されたものである。

具体例として、
Ｒ^１（OCH_２CH_２）_ｘOH
で示される構造のものがあげられる。ここでｘは２〜１０の数である。更に具体的には、例えば、CH_３CH_２（CH_２CH_２）_１３CH_２CH_２（OCH_２CH_２）_２．５OH（ここでエチレンオキサイドの付加数２．５は平均的な値である）があげられる。この構造式の親水剤は、単独でも、複数種類混合しても用い得る。

不織布
本発明の親水性複合繊維を用いた親水性のシート状物としては、織布、編物、不織布などがあげられるが、量産性、製造コストの面で不織布が好ましい。
不織布の製造方法としては、複合繊維が成形できるものであれば、特に限定されないが、生産性に優れる点でスパンボンド法が好ましい。

スパンボンド不織布の製造は例えば以下のようになる。芯鞘型複合繊維の芯部を形成する重合体と鞘部を形成する重合体を、それぞれ別個に押出機等で溶融し、各溶融物を、所望の芯鞘構造を形成して吐出するように構成された複合紡糸ノズルを有する紡糸口金から吐出して、芯鞘型の複合長繊維を紡出する。紡出した複合長繊維を、冷却流体により冷却し、さらに延伸エヤーによって張力を加え所定の繊度にし、そのまま捕集ベルト上に捕集して所定の厚さに堆積させる。次いで、ニードルパンチ、ウオータージェット、超音波シール等の手段による交絡処理、あるいは熱エンボスロールによる熱融着処理等を行ってスパンボンド不織布を得る。熱エンボスロールによる熱融着の場合、エンボスロールのエンボス面積率は、通常５〜３０％が好ましい。不織布の目付量は、通常３〜１００ｇ／ｍ^２、好ましくは２０〜６０ｇ／ｍ^２である。

本発明に係る親水性不織布は、親水剤の溶出を防止した親水性複合繊維からなるので、紙おむつなどの衛生材料の部材として用いた場合に、必要な部分にだけに親水性を付与できるため、これらの用途に好適に用いることが出来る。さらに医療用材料、包装材などの用途にも好適である。

不織布積層体
本発明に係る不織布積層体は、前記複合繊維からなる親水性不織布を１層以上含むものであり、他の不織布、例えば親水剤を含まないスパンボンド不織布やメルトブローン不織布との積層体であっても良いし、フィルム、例えば多孔性フィルムとの積層体であってもよいし、織布または編物との積層体であってもよい。積層物の組み合わせは、その目的に応じて適宜選ぶことが出来るが、本発明の親水性不織布層を有することにより、親水剤の溶出が防止された不織布積層体とすることが可能となる。

［実施例１］
複合繊維の鞘部を形成する重合体（Ａ）、芯部を形成する重合体（Ｂ）としてポリプロピレン（三井化学(株)製三井ポリプロＳ１１９）を用い、重合体（Ａ）にのみ親水剤（チバ社製 Irugasurf HL560）を５ｗｔ％となるように添加し、それぞれ別個に押出機により２２０℃で溶融し、その溶融樹脂を、鞘部：芯部の割合が２：８となる複合紡糸ノズルを有する紡糸口金から吐出させ、紡出した長繊維を冷却エヤーにより冷却し、次いで延伸エヤーにより延伸して繊度２ｄになるようにして、そのまま捕集ベルト上に目付２０ｇ／ｍ^２に堆積させ、それをエンボス面積率１８％のエンボスロール（１３０℃）により熱融着処理して芯鞘型複合繊維からなるスパンボンド不織布を成形した。

この不織布をＡＳＴＭＤ１３３１に準拠して親水剤の溶出評価を行なった。その結果、表面張力は６９ｍＮ／ｍ以上の値となり、ブランクとして水を用いた結果の７０〜７２ｍＮ／ｍと同等であった。これにより、親水剤の溶出が極めて少ないことが示された。

［比較例１］
ポリプロピレン（三井化学(株)製三井ポリプロＳ１１９）だけを用い、それに親水剤（チバ社製 Irugasurf HL560）を５ｗｔ％となるように添加した以外は、実施例と同様にして単独成分の繊維からなるスパンボンド不織布を成形した。

この不織布をＡＳＴＭＤ１３３１に準拠して親水剤の溶出評価を行なった。その結果、表面張力は、５５〜５９ｍＮ／ｍとなり、ブランクとして水を用いた結果の７０〜７２ｍＮ／ｍに比べて大きく低下した。これにより、親水剤の溶出が顕著であることが示された。

［実施例２］
複合繊維の鞘部を形成する重合体（Ａ）、芯部を形成する重合体（Ｂ）としてポリプロピレン（三井化学(株)製三井ポリプロＳ２２９Ｒ）を用い、重合体（Ａ）にのみ親水剤（チバ社製 Irugasurf HL560）を３ｗｔ％となるように添加し、それぞれ別個に押出機により２００℃で溶融し、その溶融樹脂を、鞘部：芯部の割合が２：８となる複合紡糸ノズルを有する紡糸口金から吐出させ、紡出した長繊維を冷却エヤーにより冷却し、次いで延伸エヤーにより延伸して繊度２ｄになるようにして、そのまま捕集ベルト上に目付２０ｇ／ｍ^２に堆積させ、それをエンボス面積率１８％のエンボスロール（１１０℃）により熱融着処理して芯鞘型複合繊維からなるスパンボンド不織布を成形した。

この不織布をＡＳＴＭＤ１３３１に準拠して親水剤の溶出評価を行なった。その結果、表面張力は、６９ｍＮ／ｍ以上の値となり、ブランクとして水を用いた結果の７０〜７２ｍＮ／ｍと同等であった。これにより、親水剤の溶出が極めて少ないことが示された。

［比較例２］
ポリプロピレン（三井化学(株)製三井ポリプロＳ２２９Ｒ）だけを用い、それに親水剤（チバ社製 Irugasurf HL560）を３ｗｔ％となるように添加した以外は、実施例と同様にして単独成分の繊維からなるスパンボンド不織布を成形した。

本発明の親水性不織布は、優れた親水性を有し、かつ親水剤の溶出が認められないので、従来の塗布による親水性付与の手法では解決できなかった、繰り返し使用時の親水剤脱落の不具合が解決できる。このため使用部位が制限される分野への展開が可能になる。本発明により、医療用、衛生材用、包装材、産業用材料などの用途に好適に用いられ、用途としてシーツ、ペットシート、野菜等のつゆ吸収シート、ドリップシート、ガウン、おしぼり、パップ材、作業着、ワイパー、ウェットテイッシュ、ガーゼ、フキン、タオル、オシリフキ、トイレクリーナー、フローリングクリーナー、レンジクリーナー、化粧落とし、めがね拭き等に応用できる。特に使い捨ておむつや生理用ナプキンの部材として好ましく用いることが出来る。

Claims

２つ以上の同種の重合体で構成される複合繊維であって、少なくとも該複合繊維の表面部を形成する重合体（Ａ）に親水剤が含有され、その含有量が、それに覆われる部分を形成する重合体（Ｂ）の親水剤の含有量よりも高く、
前記重合体（Ａ）および前記重合体（Ｂ）がポリオレフィン系重合体であり、
前記親水剤が下記構造式で表されるものであり、
前記親水剤の添加量が、重合体（Ａ）中の含有量として０．５〜５ｗｔ％である
ことを特徴とする親水性複合繊維；
Ｒ¹（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_xＯＨ（ここで、Ｒ¹は、直鎖状または分岐状の炭素数が２２から４０のアルキル基であり、ｘは２〜１０の数である。）。
親水剤を含有させた前記重合体（Ａ）と、親水剤を含有させない前記重合体（Ｂ）とから製造されることを特徴とする請求項１に記載の親水性複合繊維。
前記複合繊維を構成する重合体（Ａ）および重合体（Ｂ）が、同一の重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の親水性複合繊維。
請求項１〜３のいずれかに記載の親水性複合繊維からなる親水性不織布。
請求項４に記載の親水性不織布を１層以上含む不織布積層体。