JPH09503829A - 耐久性のある湿潤性を持つ不織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 式(Ｉ)の親水性添加剤が混合されたポリオレフィンから形成されるファイバーからなる不織布が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 耐久性のある湿潤性を持つ不織布 発明の背景 本発明は、「形成用ワイヤー」上に運び接着して構造的な一体性を備えるよう にすることができるか、又はスライバー、ステープル、トウのような他の構造と して使用するためのフィラメント状に押し出すことができる熱可塑性ポリマーフ ィラメントの押し出しにより形成される改良された不織布又は不織ウエブに関す る。 ファイバーやファブリック、その他種々の成型物を形成するために熱可塑性ポ リマーを使用することは良く知られている。これら用途のための普通の熱可塑性 ポリマーは、ポリオレフィン特にポリエチレン及びポリプロピレンである。ポリ オレフィンは、分類としては疎水性物質としての傾向があり、したがって水に対 しては濡れ難く、これら物質により形成したファイバーやファブリックは、湿潤 性が求められる用途には完全に適しているということはできない。このような用 途は、おしめや婦人用衛生用品、失禁用製品、包帯等の、一般に親水性の性質を 示す物質を使用する吸収性製品としてのものがある。しかし、その疎水性特性に もかかわらず、ポリオレフィンは、その低価格のために、最も普遍的な熱可塑性 ファイバー形成用ポリマーであり続けている。その結果、ポリオレフィンポリマ ーから形成したポリオレフィンファイバー及びファブリックに親水性と湿潤性を 付与する試みが数多くなされている。 上述した用途及び他の用途において、たとえばおしめのような製品は、廃棄さ れるまでの間に何回もの液体の攻撃を受けることになる。したがって、ポリオレ フィンに与えられる湿潤性は、耐久性のあることが重要である。１回又は２回程 度の湿潤により湿潤性の特性が大幅に減退するか又は完全に除去されるような湿 潤性のポリオレフィンは、多数回の攻撃を受ける用途では有用性が非常に限られ たものとなる。したがって、耐久性のある湿潤性は、少なくとも３回の前もって の湿潤の後でも濡れることができる能力として定義される。 本発明の目的は、耐久性ある湿潤性を備え、実施が比較的簡単な、すなわちフ ァイバーに普通とは異なる後処理を必要としない、ポリオレフィンファブリック 及びファイバーを提供することである。耐久性のある湿潤性を持ったポリオレフ ィンファイバーを提供することが本発明の他の目的である。 発明の要約 本発明の目的は、式 に示す親水性添加剤を混合したポリオレフィンから形成される。ここに、ｘは１ から１５までの整数であり、Ｒは炭素数が１８までのアルカン又はアルケンであ り、Ａ、Ｂ、Ｃは１に等しいか又はそれより大きい整数で、どのような順序で配 列されてもよく、ｚは１に等しいか又はそれより大きい整数であり、形成される ファイバーは、ファイバー形成前に親水性添加剤を加えることにより形成された ポリオレフィンである。 発明の詳細な説明 ここで使用する「不織布又は不織ウエブ」という用語は、個々のフィラメント やファイバー、あるいは糸が織り重ねられているが、編成又は織成におけるよう に規則的ではない状態にある構造を有するウエブを意味する。不織布又は不織ウ エブは、種々の方法、たとえばメルトブロー法、スパンボンド法、ボンド・カー ド・ウエブ法などの方法により形成されてきた。 ここで使用する「メルトブローファイバー」という用語は、溶融状態の熱可塑 性物質を、複数の微細な、通常は円形の毛細状ダイを通して溶融糸又はフィラメ ントとして高速のガス（たとえば空気）流中に押し出して、該ガス流が溶融熱可 塑性物質のフィラメントを細くしてその直径を、たとえばマイクロファイバーの 直径にまで減少させることによって形成されるファイバーを意味する。その後で は、メルトブローファイバーは、高速ガス流に運ばれて集積面上に集められ、分 散状態のメルトブローファイバーのウエブを形成する。このような方法は、たと えばブーチンに与えられた米国特許第3,849,241号に開示されている。 ここで使用する「スパンボンドファイバー」という用語は、溶融状態の熱可塑 性物質を、複数の微細な、通常は円形の毛細状口金からフィラメント状に押し出 し、押し出されたフィラメントの直径を、たとえばアペルらに与えられた米国特 許第4,340,563号及びドルシュナーらに与えられた米国特許第3,692,618号により 急速に減少させることによって形成又は「スピニング」された小直径ファイバー を意味する。スパンボンド法における「ボンディング」工程は、通常は、スピニ ングされたファブリックを加熱カレンダーのロール間に通すことにより、熱的に 達成される。カレンダーロールにより種々のパターンをファブリックに与えるこ とができるが、ボンディングの主たる目的は、ファブリックの一体性を高めるこ とである。熱的ボンディングにおける接合面積は、通常は約１５％であるが、所 望のウエブ特性に応じて広い範囲で変えることができる。ボンディングは、針刺 しや水圧交絡、その他当業者に知られた方法により行うことができるが、本発明 において使用する方法としては、熱カレンダーボンディングが好ましい。スパン ボンド法は業界で周知である。 ここで使用する「ポリマー」という用語は、一般に、ホモポリマー、たとえば ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、ランダムコポリマー、オルターネー ティングコポリマー等のコポリマー、三量体等、及びこれらの混合物や変成物を 含む意味に用いるが、これらに限定するものではない。さらに、他に特別に限定 する場合を除き、「ポリマー」という用語は、その物質にとって可能性のある幾 何学的な形状をすべて含むものである。これらの形状は、アイソタクチック、シ ンジオタクチック、不規則対称性を含むものであるが，それらに限定されるもの ではない。 熱可塑性ポリマー、特にポリオレフィンは、成型物品の製造だけでなく、繊維 化されるものとしても業界で周知である。繊維化できる如何なる種類のポリオレ フィンも、本発明で使用するのに適していると信じられる。適当なポリオレフィ ンの例としては、たとえばエチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、ペンテ ン、ヘキセン、ヘプテン及びオクテンなどの一又はそれ以上の脂肪族炭化水素の ホモポリマー及びコポリマーがある。ポリオレフィンは、枝分かれ鎖状又は直線 鎖状でよく、高密度又は低密度のいずれでもよい。 ポリオレフィンは疎水性の傾向を持ち、それがポリオレフィンを水に対して湿 潤性を必要とする用途にとって望ましくないものとする。さらに、この湿潤性に とっては、一旦ポリオレフィンにその性質が与えられるたとき、それが耐久性の あるものであることが特に望ましい。耐久性のある湿潤性が望ましい理由は、こ れらポリオレフィンのファブリックから製造された製品、たとえばおしめは、廃 棄される前に複数回の液体による攻撃を受けるからである。耐久性をもって湿潤 できることが有用である他の製品は、婦人用生理用品、成人用失禁製品、傷痍者 用衣類、包帯及びワイパーである。ワイパーは、産業用途及び家庭用として、カ ウンター上面や浴室の払拭材としての用途がある。 したがって、耐久性ある湿潤性を備えたポリオレフィンファイバーを製造でき る湿潤用内部添加剤をポリオレフィンに加える。 湿潤用内部添加剤をポリオレフィンに加え、２重スクリュー押し出し機におい て１０重量％までのコンパウンドを形成する。これら成分を混合するために有効 であると当業者に認識されているどのような他の方法も使用できる。この混合物 は、さらに純粋のポリオレフィンと混合され、押し出されて繊維化される。ウエ ブを形成するように集められたファイバー又はフィラメントは、次に一般に熱に より接合され、不織布を構成する。このようにして形成されたファブリックは、 予期しないほど耐久性のある湿潤性を有し、繰り返し水洗した場合にも、この特 性の除去に抵抗することが判明した。 湿潤用内部添加剤は、次の式のものである。 ここに、ｘは１から１５までの整数であり、Ｒは炭素数が１８までのアルカン又 はアルケンであり、Ａ、Ｂ、Ｃは１に等しいか又はそれより大きい整数で、どの ような順序で配列されてもよく、ｚは１に等しいか又はそれより大きい整数であ る。 湿潤用内部添加剤のより特定の例は上述の式で表され、ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ及 びｚは１に等しくものである。すなわち、下記の式で表される。 実際には、この添加剤の例は、ｘ、Ａ、Ｂ、Ｃ及びｚについて望ましい値から 僅かに異なるが、この望ましい値のまわりに平均的に分府する値の分子を有する ものとなる。これらの分子は、一般に、ポリエチレン酸化物の２基脂肪酸エステ ル(di-fatty acid)として一般に分類される。２基脂肪酸エステルは、ポリプロ ピレンに使用して特に耐久性があることが見いだされた。 商業的に入手し得る湿潤用内部添加剤の特定の例としては、ペンシルバニア州 ピッツバーグのＰＰＧプレース１所在のＰＰＧインダストリーズ・インコーポレ ーテッドの１部門であるイリノイ州ガーニー所在のＰＰＧメーザー・インコーポ レーテッドから入手できるＤＯ−４００がある。 本発明のファイバー及びファブリックの中に存在する湿潤用内部添加剤は、加 熱により「活性化」される。出願人は、特定の理論に拘束される意図はないが、 この活性化は、加熱によりサブ表面から表面への添加剤の移動が増加する結果で あると信じられる。スパンボンドおよびメルトブローのファブリックは、通常は 熱カレンダー処理されるので、本発明のファブリックは、通常のスパンボンド及 びメルトブローのファブリック形成に使用されるもの以上の追加の処理工程は必 要でない。しかし、熱カレンダー処理以外の接合方法を採用する場合には、活性 化のために加熱工程が必要であり、この方法は熱カレンダー処理と同等である。 ポリオレフィンに湿潤性を与える他の方法は、ある種の用途には十分であろう が、一般には湿潤性の耐久性の欠如をもたらすことになる。たとえば、ポリオレ フィンに典型的なコーティングを施す場合には、局所的にコーティングが水洗に より容易に除かれる結果となる。 以下の実施例は、本発明における優れた耐久性をもった湿潤性を示す（実施例 ２、３、５、６は比較例として示すもので、本発明の実施例ではない）。一般的 に、３０mm又は６０mmの２重スクリュー押出機内で成分をコンパウンド状にする ことにより、混合物が形成される。ポリマーをコンパウンド化するのに有効であ ると当業者に認識されている他の方法も使用することができる。実施例において は、ポリプロピレンに添加剤を１０％のレベルまで加えて２重スクリュー押出機 内で混合することにより、混合物を形成した。次いで、得られたポリマー混合物 を、乾燥状態で、各実施例において述べられている添加剤割合となるように、純 粋のポリプロピレンと混合した。 ファブリックは、４７０°Ｆ（２４３℃）において、約０．７ｇ／孔／分の速 度で紡糸した。ファブリックは、ハンセン及びペニングスに与えられた米国特許 第3,855,046号に教示されているような拡張ハンセン・ペニングス・パターンを 使用し、１５％の接合面積で、パターンロール温度２６５°Ｆ（１２９℃）のも とで熱カレンダー処理により接合した。接合したファブリックの基本重量は、最 終的には約１オンス／平方ヤード(osy)であった。 実施例における添加剤は、ＰＰＧメーザー・インコーポレーテッドから商業的 に入手できる。使用したポリオレフィンは、エクソン・ケミカル・カンパニーの ＰＤ３４４５ポリプロピレンで、溶融流量が３５ｇ／１０分のものである。実施 例の結果を表１に示す。 実施例１ 上述した方法によりスパンボンドのファブリックを製造した。ファブリックを 形成した繊維は、平均分子量４００のポリエチレン酸化物のジオレイン酸エステ ル（ＤＯ−４００）１重量％を持っていた。熱接合の結果、ファブリックは湿潤 性になった。この材料の水洗に対する耐久性を試験するために、ファブリックの １インチｘ６インチ(2.5cmｘ15cm)のストリップを、５００mlの蒸留水内で１分 間、ゆっくりと攪拌し、取り出して空気乾燥した。この手順を、試料が非湿潤性 になるまで繰り返した。湿潤性は、（各々１００マイクロリットル）の水滴を５ 滴、ファブリック上に静かに置くことにより求めた。高度に湿潤性の材料は、 すべての水滴により直ちに濡らされた。中程度の湿潤性の材料は、５滴のうち４ 滴の水滴を１分以内に吸収した。非湿潤性の材料は、５滴の水滴を５分以上、該 ファブリックの表面上にそのまま保持するものとして分類した。 実施例２ 実施例１におけると同様にスパンボンドのファブリックを製造した。ファブリ ックを形成した繊維は、印刷用オイル（ＣＯ−８）のエトキシルエステルを１重 量％持つものであった。熱接合の結果、ファブリックは湿潤性になった。ファブ リックを、５００mlの蒸留水内で１分間、ゆっくりと攪拌し、取り出して空気乾 燥した。この手順を、試料が非湿潤性になるまで繰り返した。湿潤性は、実施例 １におけると同様にして求めた。 実施例３ スパンボンドのファブリックを実施例１における同様にして製造した。ファブ リックを形成した繊維は、ソーヤーに与えられた米国特許第4,587,414号に説明 されているような、グリセロール・モノオレイン酸エステルとエトキシル化ノニ ルフェノール（ＧＭＯ／ＮＰ−１２）の５０−５０混合物を１重量％持つもので あった。熱接合の結果、ファブリックは湿潤性になった。このファブリックを、 ５００mlの蒸留水内で１分間、ゆっくりと攪拌し、取り出して空気乾燥した。こ の手順を、試料が非湿潤性になるまで繰り返した。湿潤性は、実施例１における と同様にして求めた。 実施例４ スパンボンドのファブリックを実施例１におけると同様にして製造した。ファ ブリックを形成した繊維は、ポリエチレン酸化物のジオレイン酸エステル（ＤＯ −４００）５重量％を持っていた。熱接合の結果、ファブリックは湿潤性になっ た。このファブリックを、５００mlの蒸留水内で１分間、ゆっくりと攪拌し、取 り出して空気乾燥した。この手順を、試料が非湿潤性になるまで繰り返した。湿 潤性は、実施例１におけると同様にして求めた。 実施例５ スパンボンドのファブリックを実施例１における同様にして製造した。ファブ リックを形成した繊維は、ソーヤーに与えられた米国特許第4,587,414号に説明 されているような、グリセロール・モノオレイン酸エステルとエトキシル化ノニ ルフェノール（ＧＭＯ／ＮＰ−１２）の５０−５０混合物を５重量％持つもので あった。熱接合の結果、ファブリックは湿潤性になった。このファブリックを、 ５００mlの蒸留水内で１分間、ゆっくりと攪拌し、取り出して空気乾燥した。こ の手順を、試料が非湿潤性になるまで繰り返した。湿潤性は、実施例１における と同様にして求めた。 実施例６ スパンボンドのファブリックを実施例１における同様にして製造した。ファブ リックを形成した繊維は、MAYPEG 400-ML モノラウリン酸塩を３重量％有するも のであった。熱接合の結果、ファブリックは湿潤性になった。このファブリック を、５００mlの蒸留水内で１分間、ゆっくりと攪拌し、取り出して、空気乾燥し た。この手順を、試料が非湿潤性になるまで繰り返した。湿潤性は、実施例１に おけると同様にして求めた。 上述の結果は、本発明による驚くほど耐久性のある湿潤性を明瞭に示すもので ある。１重量％のレベルでは（実施例１）、本発明により形成されたファブリッ クは、５％の添加剤レベルを有する実施例５のファブリックより大幅に高い耐久 性のある湿潤性を有していた。実施例４も本発明のファブリックであるが、湿潤 のための添加剤を５％有しており、４回目の水洗によってもなお、耐久性のある 湿潤性を示した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．耐久性ある湿潤性を持った不織布であって、ポリオレフィンに次式 に示す親水性添加剤を少なくとも一つ混合したものから形成したファイバーから なる不織布。 ここに、ｘは１から１５までの整数であり、Ｒは炭素数が１８までのアルカン 又は炭素数が１８までのアルケンからなる群から選ばれるものであり、Ａ、Ｂ、 Ｃは少なくとも１に等しい整数で、どのような順序で配列されてもよく、ｚは少 なくとも１に等しい整数であり、前記ファイバーは、ファイバー形成前に前記少 なくとも一つの親水性添加剤を前記ポリオレフィンに加えることにより形成され たものである。 ２．請求の範囲第１項に記載した不織布であって、前記親水性添加剤の式 は、ｘの値が７から１１までであり、Ａ、Ｂ、Ｃ及びｚが１に等しいことを特徴 とする不織布。 ３．請求の範囲第１項に記載した不織布であって、前記ポリオレフィンが ポリエチレンとポリプロピレンからなる群から選ばれることを特徴とする不織布 。 ４．請求の範囲第１項に記載した不織布であって、前記親水性添加剤が約 ０.１重量％から約１０重量％の量で存在することを特徴とする不織布。 ５．請求の範囲第１項に記載した不織布であって、前記親水性添加剤が約 ５重量％の量で存在することを特徴とする不織布。 ６．おしめ、婦人用生理用品、成人用失禁製品、傷痍者用衣類、包帯及び ワイパーからなる群から選ばれる製品に用いられる請求の範囲第１項記載の不織 布。 ７．一つの成分が、次式 で表される親水性添加剤を混合したポリオレフィンから形成されるファイバーか らなる耐久性ある湿潤性を持った不織布。 ここに、ｘは７から１１までの整数であり、Ｒは炭素数が１８までのアルカン で、約５重量％の量であり、前記ファイバーは、ファイバー形成前に前記少なく とも一つの親水性添加剤を前記ポリオレフィンに加えることにより形成されたも のである。 ８．(a)ポリオレフィンに、式 ［ここに、ｘは１から１５までの整数であり、Ｒは炭素数が１８までのアルカン 又は炭素数が１８までのアルケンからなる群から選ばれるものであり、Ａ、Ｂ、 Ｃは少なくとも１に等しい整数で、どのような順序で配列されてもよく、ｚは少 なくとも１に等しい整数である］ の親水性添加剤を少なくとも一つ十分に混合し、 (b)この混合物を溶融させ、 (c)この混合物を複数の微細な毛細管から押し出すことによってファイバ ーを形成し、 (d)ファイバー形成した前記混合物を集積面上に堆積させて不規則に分散 させられたウエブを形成し、 (e)前記ファイバーした混合物ウエブを熱滴に接合する、 ことからなる、耐久性ある湿潤性を持った不織布を製造する方法。 ９．請求の範囲第８項に記載した方法であって、Ａ、Ｂ、Ｃ及びｚは１に 等しいことを特徴とする方法。