WO2019146465A1 - 吸水性繊維前駆体、吸水性不織布前駆体および吸水性不織布、ならびにこれらを含有するフェイスマスクおよび化粧水充填済みフェイスマスク、ならびにこれらの製造方法 - Google Patents

吸水性繊維前駆体、吸水性不織布前駆体および吸水性不織布、ならびにこれらを含有するフェイスマスクおよび化粧水充填済みフェイスマスク、ならびにこれらの製造方法 Download PDF

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治貴 清水
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日本エクスラン工業株式会社
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    • D06M11/63—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with nitrogen or compounds thereof, e.g. with nitrides with hydroxylamine or hydrazine

Definitions

  • the present invention relates to a water-absorbent fiber precursor, a water-absorbent nonwoven precursor, a water-absorbent nonwoven, and a method for producing them. Furthermore, the present invention relates to a face mask containing the water-absorbent nonwoven precursor or the water-absorbent nonwoven and a face mask filled with lotion.
  • a non-woven fabric containing a water-absorbent fiber is used to enhance the liquid retention and to improve the wearing feeling. It is done.
  • the water-absorbent fibers swell due to water absorption, it was difficult to obtain a non-woven fabric by spunlace processing to be entangled by water flow. Therefore, the method of producing a nonwoven fabric by thermal bond processing which used heat fusion textiles together has been adopted.
  • an acrylonitrile-based fiber (A) and a heat-adhesive composite fiber (B) in which a polymer component having a melting point of 200 ° C. or less constitutes at least a part of the fiber surface are formed as main components
  • a polymer component having a melting point of 200 ° C. or less constitutes at least a part of the fiber surface are formed as main components
  • a water-absorbent nonwoven fiber product having a water-swelling degree of 2 cc / g or more, which is obtained by introducing a salt-type carboxyl group represented by NH 4 ).
  • Patent Document 2 discloses a molded absorbent for sanitary materials comprising 10 to 80% by mass of highly absorbent fibers having a water swelling degree of 10 times or more and 90 to 20% by mass of hot melt adhesive fibers. .
  • a non-woven fabric composed of core-sheath fibers having core parts made of polyacrylonitrile and sheath parts made of polyacrylates and adhesive fibers is used as a base material, and the thickness of the base material when dried is
  • the present invention is characterized in that the sheet-like pack material is adhered to the skin surface and massage is performed in this adhered state to promote the release of the liquid containing the active ingredient in the sheet-like pack material to the adhesion surface side.
  • a method of using the sheet pack material is disclosed.
  • JP-A-57-21549 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-200009 JP, 2006-169173, A
  • Patent Documents 1 to 3 form a card web after mixing heat-adhesive fibers and water-absorbent fibers, and heat-adhesive fibers are melted by heat or a heat roller to adhere to the water-absorbent fibers Thermal bonding process is used. At the bonding point bonded by the heat adhesive fiber, the generation of fluff is less likely to occur due to the bonding of the fibers. Other than that, entanglement between fibers is small, and fluff tends to be generated. For this reason, the non-woven fabric using the thermal bonding process also has a problem that, for example, when it is used for a face mask, the feeling of wearing is bad due to fuzz or the like.
  • the present invention has been made in view of the current state of the prior art, and its object is to use a water-absorbent nonwoven fabric precursor and a water-absorbent nonwoven fabric having few fuzz and excellent feeling of wear when used for a face mask or the like. It is an object of the present invention to provide a face mask and a lotion-filled face mask containing these, and a method for producing them.
  • the present inventor has reduced the amount of salt-type carboxyl groups of the water-absorbent fiber and increased the amount of H-type carboxyl groups to suppress the water absorption performance. If so, it was found that spunlace processing was possible. Furthermore, a compound that generates cations after spunlacing is made to act to increase the amount of salt type carboxyl groups, thereby giving the nonwoven fabric water absorption performance, making it softer, less fluff, and having excellent wearing feeling It has been found that the present invention can be achieved.
  • the present invention is achieved by the following means.
  • (1) It has 0.1 to 5.0 mmol / g of H-type carboxyl group and less than 0.5 mmol / g of salt-type carboxyl group, and the total of the amount of H-type carboxyl group and the amount of salt-type carboxyl group is 0 .5 mmol / g or more, the water absorption rate is 10 to 1000 mass%, and the water absorption rate is 500 to 50000 mass% when the neutralization degree of the carboxyl group is adjusted to 50%.
  • Absorbent fiber precursor Absorbent fiber precursor.
  • (2) A water-absorbent fiber precursor as described in (1), which has a core-sheath structure.
  • the water-absorbent fiber precursor according to (1) or (2) which has a crosslinked structure.
  • a water-absorbent nonwoven fabric precursor comprising a water-absorbent fiber precursor according to any one of (1) to (3) and having a spunlace processed structure.
  • a face mask comprising the water absorbent nonwoven fabric precursor according to any one of (4) to (6) or the water absorbent nonwoven fabric according to any of (7) to (10).
  • a face-filler-filled face mask characterized in that the face mask according to (11) is filled with a lotion.
  • a method for producing a water-absorbent nonwoven fabric precursor comprising the step of entanglement of a card web containing the water-absorbent fiber precursor according to any one of (1) to (3) by a spunlace method.
  • the water-absorbent nonwoven fabric precursor and the water-absorbent nonwoven fabric of the present invention are obtained by spunlace processing, they are characterized in that the nonwoven fabric is soft and has few fluffs.
  • the water-absorbent nonwoven fabric precursor and the water-absorbent nonwoven fabric of the present invention having such characteristics can be used, for example, as a face mask or as a wound dressing.
  • the water-absorbent fiber precursor of the present invention has an H-type carboxyl group of 0.1 to 5.0 mmol / g.
  • the amount of H-type carboxyl group is preferably 0.5 to 4.0 mmol / g, and more preferably 1.0 to 3.5 mmol / g.
  • the water-absorbent fiber precursor of the present invention has a salt-type carboxyl group of less than 0.5 mmol / g. Since the salt type carboxyl group is much more hydrophilic than the H type carboxyl group, if it is 0.5 mmol / g or more, it absorbs too much water during processing of the non-woven fabric by the spunlace method, causing gelation. There is a disadvantage that confounding and drying become difficult.
  • the amount of such salt type carboxyl groups is preferably 0.4 mmol / g or less, more preferably 0.3 mmol / g or less. Furthermore, it may have no salt type carboxyl group at all.
  • the total amount of the H-type carboxyl group amount and the salt type carboxyl group amount described above is 0.5 mmol / g or more, preferably 0.6 mmol / g or more, and more preferably 0.7 mmol / g or more .
  • 0.5 mmol / g there is a problem that a water-absorbent nonwoven fabric expressing a sufficient water absorption can not be obtained even after acting as a water-absorbent nonwoven fabric precursor and then causing a compound to generate cations described later to act. Is more likely to occur.
  • the total amount is 5.5 mmol / g as understood from the range of the amount of H-type carboxyl group and the amount of salt-type carboxyl group described above.
  • the water absorbent fiber precursor of the present invention has a water absorption rate of 10 to 1000% by mass. If the water absorption rate is less than 10% by mass, it does not have a sufficient water absorption when it is converted to a water absorbent fiber by the method described later. On the other hand, if it exceeds 1000% by mass, water will be absorbed too much when processing a non-woven fabric by the spunlace method, which will make it difficult to entangle and dry the fibers.
  • the water absorption rate is preferably 12 to 700% by mass, and more preferably 15 to 500% by mass.
  • the water-absorbent fiber precursor of the present invention is characterized in that the water absorption is 500 to 50000 mass% when the degree of neutralization of the carboxyl group is adjusted to 50%.
  • adjusting the degree of neutralization of the carboxyl group to 50% means that the sodium salt type carboxyl group is 50 mol% of the carboxyl groups contained in the water absorbing fiber precursor, and the rest is the H type carboxyl group. It means to make it. If the water absorption rate at a degree of neutralization of 50% does not reach 500% by mass, there is a high possibility that the problem of failing to obtain a water-absorbent nonwoven fabric exhibiting sufficient water absorption can occur.
  • the amount of water absorption will be too large, which may cause problems such as easy slippage from the mounting portion when processed into a face mask to be described later.
  • the water absorption is preferably 600 to 48,000 mass%, and more preferably 700 to 45,000 mass%.
  • the fineness thereof is preferably 0.5 to 15.0 dtex. Sufficient strength can be secured by setting the fineness to 0.5 dtex or more, and it is possible to withstand the water flow at the time of spun lace processing, and cutting of the fiber is hard to occur.
  • the fineness is 15.0 dtex or less, the finally obtained water-absorbent nonwoven fabric hardly gives unpleasant feeling when it touches the skin, and the flexibility of the sheet is good, and adhesion to the skin is achieved. It is easy to obtain good things.
  • the fiber length is preferably 10 to 200 mm.
  • the fiber length is preferably 15 to 170 mm, and more preferably 20 to 150 mm.
  • a typical example of the water-absorbent fiber precursor described above is a fiber having a core-sheath structure in which the core part is an acrylonitrile-based polymer and the sheath part is an acrylic acid-based polymer having an H-type carboxyl group.
  • the carboxyl group of the acrylic acid-based polymer in the sheath portion is in the H-type state and the water absorption performance is suppressed, it is possible to perform spunlace processing. And, as described later, by acting a compound that generates cations after spunlacing and making the H-type carboxyl group of the sheath part into a salt-type carboxyl group, it exhibits the ability to increase water absorption and swell For example, as described later, if a lotion is applied, sufficient active ingredients can be stably held together with the water.
  • the core portion is an acrylonitrile-based polymer, and the polymer can reinforce the fiber because of its high mechanical strength. For this reason, even when the strength of the sheath portion is reduced at the time of water absorption, it is possible to secure the retention of the fiber form and the mechanical strength.
  • the water-absorbent fiber precursor of the present invention preferably has a crosslinked structure in order to ensure retention of the fiber form and absorption of mechanical strength at the time of water absorption.
  • the fiber having the above-mentioned core-sheath structure is subjected to a cross-linking introduction treatment and a hydrolysis treatment on the surface portion of a fiber made of an acrylonitrile-based polymer (hereinafter referred to as acrylonitrile-based fiber) to form a carboxyl group, and then an acid treatment To convert into H-type carboxyl group.
  • acrylonitrile-based fiber an acrylonitrile-based polymer
  • a polymer containing 80% by mass or more, preferably 85% by mass or more of acrylonitrile is desirable.
  • vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl bromide and vinylidene chloride and vinylidene halides:
  • Ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and itaconic acid and salts thereof:
  • (Meth) acrylic acid esters such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate: vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate: vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfone
  • vinyl compounds such as acid and P-styrenesulfonic acid and salts thereof: vinyl compounds
  • an aqueous solution in which a hydrazine compound and an alkaline metal compound are allowed to coexist is attached to the acrylonitrile fiber and heated, thereby simultaneously introducing crosslinking by the hydrazine compound and hydrolysis.
  • the adhesion amount of the aqueous solution in which the hydrazine compound and the alkaline metal compound are allowed to coexist with respect to the dry mass of the aforementioned acrylonitrile fiber is 1.0 to 20.0 meq / g, preferably for the alkaline metal compound. Is 2.5 to 15.0 meq / g, and for hydrazine compounds, it is preferably in the range of 0.01 to 2.0% by mass, preferably 0.05 to 1.5% by mass in terms of pure N 2 H 4 It is desirable to adopt a means of adjusting the attached fibers and heating the fibers at a temperature of 80 ° C. or higher for 1 to 120 minutes, preferably in a moist heat atmosphere of 100 to 150 ° C. for 5 to 40 minutes .
  • the adhesion amount of hydrazine with respect to the dry fiber mass is less than the above lower limit, the gel strength at the time of water absorption of the fiber having the obtained core-sheath structure becomes low, so the gel may fall off. is there.
  • the upper limit is exceeded, the water absorption performance of the fiber having the obtained core-sheath structure may be insufficient.
  • hydrazine compound used herein examples include hydrazine hydrate, hydrazine sulfate, hydrazine hydrochloride, hydrazine nitrate, hydrazine bromate and the like.
  • an alkaline metal compound is a substance that exhibits a pH of 7.5 or more when made into a 1.0% by mass aqueous solution, and examples of such substances include hydroxides of alkali metals such as Na, K, and Li.
  • alkali metal salts such as Na, K and Li of organic acids such as carbonic acid, acetic acid and formic acid can be mentioned.
  • water is preferable industrially as a solvent which produces aqueous solution, the mixed solvent of water, a water miscible organic solvent, such as alcohol, acetone, dimethylformamide, etc. may be sufficient.
  • carboxyl group of the fiber having a core-sheath structure obtained as described above is a salt type carboxyl group having a cation derived from an alkaline metal compound as a counter ion, so that the acid treatment is further carried out To convert the salt type carboxyl group to the H type carboxyl group.
  • the method of acid treatment include a method of immersing the above-described fiber having a core-sheath structure in an aqueous solution of an acidic substance, and a method of showering the aqueous solution in the fiber.
  • the acidic substance include nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, formic acid and the like.
  • the fiber after immersion is dehydrated and dried to obtain a fiber having a core-sheath structure converted to H-type carboxyl group.
  • the water-absorptive nonwoven fabric precursor of the present invention is a nonwoven fabric containing the above-described water-absorptive fiber precursor and having a spunlaced structure, that is, a state of entanglement of fibers formed by a spunlace method (hydroentangling method). It is characterized by a certain thing. Since the water flow in the spun lace process does not greatly protrude on the surface of the non-woven fabric as in the needle of the needle punch method, fibers are less likely to be protruded on the surface of the non-woven fabric in the manufacturing process. In addition, since the water flow is fine and the number thereof is large, the entanglement between fibers also becomes strong. For this reason, in the spun lace processed structure, the generation of fluff is reduced.
  • the water-absorbent nonwoven fabric precursor of the present invention preferably has 10 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less fluff in the evaluation method described later.
  • the number of fluffs exceeds 10, for example, even if it is used as a face mask by a method as described later using a water absorbent nonwoven precursor, the inconvenience of giving a feeling of discomfort when worn on the skin tends to occur. Become. In addition, after peeling off the face mask, fluff tends to remain on the skin.
  • the content of the water-absorbent fiber precursor described above is preferably 10 to 100%, more preferably 20 to 90%, and still more preferably 30 to 80%. .
  • the water absorbing fiber precursor By setting the water absorbing fiber precursor to 10% or more, a sufficient water content can be easily obtained even in applications such as a face mask, and it becomes excellent in practicality.
  • fibers other than the water-absorbent fiber precursor may be used together, if necessary.
  • natural fibers such as pulp, cotton, hemp, silk, and wool
  • regenerated fibers such as rayon and cupra
  • acrylics, polyesters, polyolefins, and polyurethanes can be used as fibers that can be mixed (hereinafter referred to as mixed fibers).
  • synthetic fibers such as polyamide, polyethylene and polypropylene, and heat adhesive fibers using thermoplastic polymers such as polyethylene, polypropylene, polyester, polyamide and polyolefin.
  • the heat-adhesive fiber it is possible to use a core-sheath structure or a side-by-side structure or the like using two or more kinds of polymers having different melting points, a high melting point in the core and a low melting polymer in the sheath. .
  • the fineness of the above-mentioned mixed fiber is preferably in the range of 0.5 to 3.0 dtex. In the case of less than 0.5 dtex, there is a possibility that the cotton passability with a card machine may be poor in the web forming step in producing the non-woven fabric. Moreover, when it exceeds 3.0 dtex, there is a concern that adhesion to the skin may become poor when processed into a face mask or the like. The fineness is more preferably in the range of 0.5 to 2.7 dtex.
  • the weight of the water-absorbent nonwoven fabric precursor of the present invention is preferably 10 to 100 g / m 2 . If the basis weight is less than 10 g / m 2 , it may not be possible to have sufficient strength as a non-woven fabric. Further, if the basis weight exceeds 100 g / m 2 , the amount of water absorption becomes too high, so the nonwoven fabric becomes heavy, and when used as a face mask, it becomes easier to peel off than the mounting portion.
  • the basis weight is more preferably 15 to 80 g / m 2 .
  • the water-absorbent nonwoven fabric precursor of the present invention as described above can be produced by a conventional spunlace method by producing a card web using the water-absorbent fiber precursor described above and, if necessary, mixing fibers.
  • the water absorption performance is suppressed by reducing the amount of salt type carboxyl groups and increasing the amount of H-type carboxyl groups, even if water flow is used.
  • the gelation and embrittlement of fibers were suppressed, and non-woven fabric production by spunlace processing became possible.
  • the water-absorbent nonwoven fabric precursor of the present invention produced by spunlace processing has sufficient strength and shape stability without having a thermal bonding point, and is a soft, fluff-free nonwoven fabric. It becomes.
  • the heat adhesive fibers are used as mixed fibers, after the spun lace processing, the heat adhesive fibers are melted by a heat roller or hot air, and the fibers are adhered to each other to further improve the strength and the shape stability. It is also possible to use a nonwoven fabric with few fluffs. However, if the content of the heat-adhesive fiber is too high, the nonwoven fabric may become too hard or the water retention amount may be insufficient. For this reason, the content of the heat-adhesive fiber is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 15% by mass or less, based on the water-absorbent nonwoven fabric precursor. Further, in order to make the above-described effect of improving the strength and the form stability apparent, the content is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and further preferably 5% by mass or more.
  • the water-absorbent nonwoven fabric of the present invention can be produced by converting at least a part of the H-type carboxyl groups of the water-absorbent nonwoven fabric precursor described above into salt-type carboxyl groups.
  • a method of conversion a method of immersing the water absorbent non-woven fabric precursor in an aqueous solution of a compound generating cation, a method of spraying an aqueous solution or gas of a compound generating a cation to water absorbing non-woven fabric precursor, etc. may be mentioned .
  • sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, ammonia etc. are mentioned.
  • the water-absorbent nonwoven fabric of the present invention has characteristics based on the structure of the water-absorbent nonwoven fabric precursor before conversion, and specifically, it has a water absorption having a salt-type carboxyl group of 0.5 to 5.5 mmol / g. Containing the sexing fibers.
  • the amount of salt type carboxyl groups of the water-absorbent fiber is less than 0.5 mmol / g, there may occur a problem that a sufficient amount of water absorption can not be obtained.
  • it exceeds 5.5 mmol / g it may be difficult to maintain the shape of the formed non-woven fabric and the shape of fibers because the amount of water absorption increases.
  • the amount of such salt type carboxyl group is preferably 0.7 to 5.0 mmol / g, and more preferably 1.0 to 4.5 mmol / g.
  • the water-absorbent nonwoven fabric of the present invention is characterized by having a spunlace processed structure. As described above, in the spunlace processed structure, the generation of fluff is reduced.
  • the water-absorbent nonwoven fabric of the present invention preferably has a water-absorbent fiber content of 10 to 100%, more preferably 20 to 90%, still more preferably 30 to 80%. Moreover, it is preferable that a water absorbing fiber is what has a core-sheath structure.
  • the water absorption rate of the water absorbent nonwoven fabric is preferably 500 to 20000 mass%, more preferably 1000 to 15000 mass%, with respect to the water absorbent nonwoven fabric.
  • the water-absorptive nonwoven precursor and the water-absorptive nonwoven fabric of the present invention described above can be used for various applications, for example, face masks, cosmetic sheets used for necks, shoulders, hands, etc., wound dressings, atopicity It can be used as a patch for treating dry skin such as dermatitis, a pad for absorbent pants, a soil water retention sheet, an oil / water separation filter, and other members.
  • the water-absorbent nonwoven precursor of the present invention can be suitably used as a face mask by cutting it into a shape suitable for covering a face.
  • the structure of such a face mask may be a single layer consisting of one sheet of the water-absorbent nonwoven fabric precursor of the present invention in terms of cost, but it is laminated with another nonwoven fabric and is composed of two or more layers. It is good.
  • non-woven fabrics having different characteristics for example, by arranging the water-absorbent non-woven fabric precursor of the present invention on the side touching the skin and laminating polyester non-woven fabric thereon, the strength of the non-woven fabric Even if it is moistened by taking in the lotion, handling such as folding and opening becomes easy.
  • the face mask made from the water-absorbent nonwoven fabric precursor of the present invention is sold in a dry state, and the consumer itself impregnates the face water into the face mask and covers the face for use it can.
  • an alkali containing a pH adjuster such as sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium citrate, sodium ascorbate, sodium aspartate, and a moisturizing agent such as sodium hyaluronate contained in the lotion
  • the H-type carboxyl group of the water-absorbent nonwoven fabric precursor is converted to a salt-type carboxyl group by a compound generating a cation having a metal salt to form a water-absorbent nonwoven fabric, and the water absorption rate of the lotion obtained by the method described later is 1,000. It becomes possible to hold a sufficient amount of lotion by mass% or more.
  • the bag is filled with lotion and sealed, so that it is sold as a face mask impregnated with lotion in advance. May be In this case, the consumer can purchase the face-filler-filled face mask and use it as it is without impregnating the lotion itself.
  • ⁇ Total amount of carboxyl groups About 1 g of fiber sample is immersed in 50 ml of 1 mol / l aqueous hydrochloric acid for 30 minutes. The fiber sample is then immersed in water at a bath ratio of 1: 500. After 15 minutes, when it is confirmed that the bath pH is 4 or more, it is dried (if the bath pH is less than 4, rinse again with water). Next, about 0.4 g of a sufficiently dried fiber sample is precisely weighed (W1 [g]), 100 ml of water is added, and further 15 ml of 0.1 mol / l aqueous sodium hydroxide solution, 0.4 g of sodium chloride And add phenolphthalein and stir.
  • H-type carboxyl group content and salt-type carboxyl group content The amount of H-type carboxyl groups is calculated in the same manner as in the above-described method for measuring the total amount of carboxyl groups, except that the first immersion in 1 mol / l hydrochloric acid aqueous solution and the subsequent water washing are not performed.
  • the amount of salt-type carboxyl groups is calculated by subtracting the amount of H-type carboxyl groups from the total amount of carboxyl groups described above.
  • the fiber precursor to be a sample is immersed in an aqueous solution of sodium carbonate adjusted to have a degree of neutralization of 50% with respect to the total amount of carboxyl groups of the fiber precursor at 30 ° C. for 1 hour, and then taken out. Subsequently, the resultant was immersed in methanol, water was extracted with methanol to remove water, and then squeezed, opened, and dried to obtain a fiber having a neutralization degree of 50%. The water absorption of the obtained fiber was measured in the same manner as in the preceding paragraph.
  • ⁇ Number of fluffs> In the square area of 10 cm on a side on the non-woven fabric, the number of fluffs whose ends project from the surface of the non-woven fabric and have a length of 3 mm or more are visually measured. The same measurement is performed at any other two places, and the average value of all three measurement results is taken as the number of fluffs.
  • the non-woven fabric precursor to be a sample is immersed in an aqueous solution of sodium carbonate whose concentration is adjusted to have a salt-type carboxyl group weight shown in Table 2 at 30 ° C. for 1 hour, and then taken out. Subsequently, the resultant was immersed in methanol, water was extracted with methanol to remove water, and then squeezed, opened, and dried to obtain a water-absorbent nonwoven fabric. About 0.5 g of the non-woven fabric is immersed in pure water and kept at 25 ° C.
  • ⁇ Fiber length> The sample is placed in a thermo-hygrostat in a 20 ° C. ⁇ 65% RH atmosphere for 24 hours.
  • the fibers conditioned in this manner are measured in accordance with JIS L 1015: 2010, average fiber length staple diagram method (method A).
  • a spinning solution prepared by dissolving 10 parts of an acrylonitrile-based polymer consisting of 90% acrylonitrile and 10% methyl acrylate in 90 parts of a 48% aqueous sodium thiocyanate solution according to a conventional method is spinning, washing with water, stretching, drying, crimping, heat treatment After the cut, an acrylonitrile fiber as a raw material was obtained. Next, a mixed aqueous solution containing 0.13% of hydrazine and 35.0% of sodium hydroxide is attached to the acrylonitrile fiber, and then squeezed so that the amount of liquid absorption relative to the fiber mass becomes 100%, 106 ° C. ⁇ 15. A crosslink hydrolysis treatment was performed for a minute and washed with water.
  • the water-washed fiber was immersed in a 0.1% aqueous sulfuric acid solution at 30 ° C. for 1 hour, then dehydrated, an oil agent was applied, dehydrated, opened, and dried to obtain a water-absorbent fiber precursor A.
  • the evaluation results of the fiber precursor are shown in Table 1.
  • Production Example 2 A water-absorbent fiber precursor B was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the conditions for the crosslink hydrolysis treatment were set to 100 ° C. ⁇ 5 minutes. The evaluation results of the fiber precursor are shown in Table 1.
  • Production Example 4 A water-absorbent fiber precursor D was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the conditions for the crosslink hydrolysis treatment were changed to 109 ° C. for 10 minutes. The evaluation results of the fiber precursor are shown in Table 1.
  • Production Example 5 The “fiber after immersion in a 0.1% aqueous solution of sulfuric acid at 30 ° C. for 1 hour” in Production Example 1 is washed with water, and an aqueous solution containing 0.6 equivalent of sodium carbonate based on the total amount of carboxyl groups of the fiber is added Soak at 30 ° C. for 1 hour. Next, the fiber was dewatered by immersion in methanol containing a spinning oil, and after squeezing, fiber opening and drying were performed to obtain a water-absorbent fiber precursor E of Production Example 5. The evaluation results of the fiber precursor are shown in Table 1.
  • Production Example 6 Crosslinking treatment and hydrolysis treatment are carried out at 100 ° C. for 2 hours in an aqueous solution containing 0.5 mass% of hydrazine hydrate and 2.0 mass% of sodium hydroxide, using the acrylonitrile fiber shown in Production Example 1 as a raw material. It carried out simultaneously, treated with an 8 mass% nitric acid aqueous solution at 100 ° C. for 3 hours, washed with water, and dried to obtain a water-absorbent fiber precursor F of Production Example 6. The evaluation results of the fiber precursor are shown in Table 1.
  • Example 1 to 4 Each water-absorbent fiber precursor and acrylic fiber (fineness 0.9 dtex, fiber length 51 mm) are mixed so as to obtain the contents shown in Table 2 to prepare a card web, and the card web is spun laced to obtain each.
  • the water absorbent nonwoven fabric precursor of the example was obtained.
  • the properties of the obtained nonwoven fabric precursor are shown in Table 2.
  • the span lace method used a multipurpose non-woven fabric manufacturing apparatus manufactured by Kawanoe Sozoki Co., Ltd., and three water jet nozzles with a 0.1 mm ⁇ ⁇ 1 mm pitch were used.
  • the water pressure of the three nozzles was set to 2 MPa for the first pipe, 5 MPa for the second pipe, and 5 MPa for the third pipe, and water jets were hit from both the front and back sides to obtain a nonwoven fabric by hydroentanglement.
  • Comparative Examples 1 and 2 Water-absorbent nonwoven fabric precursors of Comparative Examples 1 and 2 were obtained in the same manner as Example 1 except that the water-absorbent fiber precursors E and F were used instead of the water-absorbent fiber precursor A. The evaluation results of these non-woven fabric precursors are shown in Table 2.
  • Comparative Example 1 the amount of salt-type carboxyl groups of the water-absorbent fiber precursor E was too large to absorb water excessively at the time of spunlace, so that it was not possible to obtain a non-woven fabric.
  • Comparative Example 2 it is thought from the manufacturing method of the water-absorbing fiber precursor F that a large number of cross-linked structures are introduced, and therefore, the water absorption rate becomes low.
  • Each water-absorbent fiber precursor and a heat-fusion fiber (core-sheath fiber of core part made of polypropylene, sheath part made of polyethylene, denier 2.2 dtex, fiber length 51 mm) are mixed to obtain the content shown in Table 2 and card A web was produced, and the carded web was heated at 160 ° C. using a heating roll to obtain a water-absorbing nonwoven fabric precursor by a thermal bonding method.
  • the properties of the obtained nonwoven fabric precursor are shown in Table 2. As shown in Table 2, the nonwoven fabric precursor obtained by the thermal bonding method has more fluff generation than the nonwoven fabric precursor obtained by the spunlace method.
  • Comparative Example 5 A water absorbent fiber precursor and an acrylic fiber (fineness 0.9 dtex, fiber length 51 mm) are mixed so as to obtain the content ratio shown in Table 2 to prepare a card web, and the card web is needle-punched to absorb water absorbent nonwoven fabric. Processed into a precursor. The properties of the obtained nonwoven fabric precursor are shown in Table 2. As shown in Table 2, the nonwoven fabric precursor obtained by the needle punching method is more likely to generate fuzz as compared to the nonwoven fabric precursor obtained by the spun lace method and the thermal bonding method.
  • Example 5 To 30 g of a lotion (Shiseido Co., Ltd. "skin water natural skin lotion blue label"), 0.60 g of a 10% by mass aqueous solution of sodium carbonate is added as a compound that generates cations, and stirred for 10 minutes to adjust the lotion mixture. Do. Next, the dried water-absorbent nonwoven fabric precursor of Example 1 is cut to about 0.6 g and precisely weighed (W1 [g]). The non-woven fabric precursor is immersed in the above-mentioned lotion liquid mixture and left at room temperature for 3 days to absorb the lotion water.
  • a lotion Shiseido Co., Ltd. "skin water natural skin lotion blue label”
  • W1 [g] precisely weighed
  • Example 6 In Example 5, when the lotion water absorption rate was similarly calculated except not adding 10 mass% sodium carbonate aqueous solution, it was 1550%. The compound did not add sodium carbonate, which is a compound that generates cations, and thus did not reach the water absorption rate of the lotion as in Example 5, but only the compound that generates cations originally contained in the lotion, It can be seen that the water absorption performance of the lotion can be exhibited.

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Abstract

【課題】化粧水などを含ませるフェイスマスクにおいては、保液性や着用感を良好とするために吸水性繊維を含む不織布を用いられている。かかる不織布は、主にサーマルボンド加工により製造されているが、繊維の交絡が少なく、着用後に皮膚に毛羽が残りやすい。毛羽減少にはスパンレース加工が有効であるが、吸水膨潤する吸水性繊維には適用困難であった。本発明は、スパンレース加工された吸水性不織布を提供するものである。 【解決手段】０．１～５．０ｍｍｏｌ／ｇのＨ型カルボキシル基および０．５ｍｍｏｌ／ｇ未満の塩型カルボキシル基を有し、前記Ｈ型カルボキシル基量と前記塩型カルボキシル基量の合計が０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、吸水率が１０～１０００質量％であって、かつ、カルボキシル基の中和度を５０％に調整したときの吸水率が５００～５００００質量％であることを特徴とする吸水性繊維前駆体。

Description

吸水性繊維前駆体、吸水性不織布前駆体および吸水性不織布、ならびにこれらを含有するフェイスマスクおよび化粧水充填済みフェイスマスク、ならびにこれらの製造方法
本発明は、吸水性繊維前駆体、吸水性不織布前駆体および吸水性不織布、ならびにこれらの製造方法に関する。さらに、本発明は、前記吸水性不織布前駆体あるいは前記吸水性不織布を含有するフェイスマスクおよび化粧水充填済みフェイスマスクに関する。
従来より、化粧水などスキンケア等に有効な成分を含ませて使用されるフェイスマスクにおいては、保液性を高くし、着用感を良好とするために吸水性繊維を含む不織布を用いることが知られている。ここで、吸水性繊維は、吸水により繊維が膨潤してしまうために、水流により交絡させるスパンレース加工により不織布を得ることは困難であった。そのため、熱融着繊維を併用したサーマルボンド加工で不織布を作製する方法が採用されてきた。
例えば、特許文献１には、アクリロニトリル系繊維（Ａ）、２００℃以下の融点の重合体成分が繊維表面の少なくとも一部を構成している熱接着性複合繊維（Ｂ）とを主成分として形成されてなり、かつ熱溶融による接合部の設けられた不織繊維製品の前記繊維（Ａ）の外層部の少なくとも一部に架橋結合と０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上の－ＣＯＯＸ（Ｘ：アルカリ金属またはＮＨ４）で示される塩型カルボキシル基とが導入されてなる２ｃｃ／ｇ製品以上の水膨潤度を有する吸水性不織繊維製品が開示されている。
また、特許文献２には、水膨潤度が１０倍以上の高吸水性繊維１０～８０質量％とホットメルト接着性繊維９０～２０質量％とからなる衛生材料用成形吸収体が開示されている。
さらに、特許文献３には、芯部分がポリアクリルニトリルで鞘部分がポリアクリル酸塩である芯鞘型繊維と接着性繊維とからなる不織布を基材とし、該基材の乾燥時の厚みが０．０１～１ｍｍ、密度が０．０１～２．０ｇ／ｍ３であって、湿潤状態においても通液性を有するシート状パック材を用い、該シート状パックに有効成分含有液を含浸し、このシート状パック材を皮膚面に貼着し、この貼着状態でマッサージを施すことにより、該シート状パック材内の有効成分含有液の貼着面側への放出を促進することを特徴とするシート状パック材の使用方法が開示されている。
特開昭５７－２１５４９号公報 特開平１１－２００２０９号公報 特開２００６－１６９１７３号公報
しかし、特許文献１～３の技術はいずれも熱接着性繊維と吸水性繊維を混綿させたのちにカードウェブを形成させ、熱もしくは熱ローラーにより熱接着性繊維を溶融させて吸水性繊維と接着させるサーマルボンド加工を用いている。熱接着性繊維で接着された接着点では繊維同士の接着により毛羽の発生は起こりにくい。それ以外においては、繊維同士の交絡が少なく、毛羽が発生しやすくなってしまう。このためサーマルボンド加工を用いた不織布は、例えばフェイスマスクに利用する場合、毛羽立ちなどによって着用感が悪いといった問題点も有している。
この点、スパンレース加工を採用できれば、水流交絡により繊維同士が絡まるために十分な強度を有し、かつ、毛羽も発生しにくい不織布を作製することが可能となるが、上述のように吸水性繊維において、かかる加工手段を採用することは困難であった。
本発明は、かかる従来技術の現状に鑑みて創案されたものであり、その目的は、フェイスマスク等に利用した際に、毛羽が少なく、着用感が優れた吸水性不織布前駆体および吸水性不織布、これらを含有するフェイスマスクおよび化粧水充填済みフェイスマスク、ならびにこれらの製造方法を提供することにある。
本発明者は、上述の目的を達成するために鋭意検討を進めた結果、吸水性繊維の塩型カルボキシル基量を少なくし、Ｈ型カルボキシル基量を多くすることで、吸水性能を抑制した状態とすれば、スパンレース加工が可能であることを見出した。さらにスパンレース加工後に陽イオンを発生させる化合物を作用させ、塩型カルボキシル基量を増加させることにより、不織布に吸水性能を持たせ、柔らかく、毛羽を少なくすることができ、着用感に優れたものが出来ることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は以下の手段により達成される。
（１）　０．１～５．０ｍｍｏｌ／ｇのＨ型カルボキシル基および０．５ｍｍｏｌ／ｇ未満の塩型カルボキシル基を有し、前記Ｈ型カルボキシル基量と前記塩型カルボキシル基量の合計が０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、吸水率が１０～１０００質量％であって、かつ、カルボキシル基の中和度を５０％に調整したときの吸水率が５００～５００００質量％であることを特徴とする吸水性繊維前駆体。
（２）　芯鞘構造を有するものであることを特徴とする（１）に記載の吸水性繊維前駆体。
（３）　架橋構造を有するものであることを特徴とする（１）または（２）に記載の吸水性繊維前駆体。
（４）　（１）～（３）いずれかの吸水性繊維前駆体を含有し、スパンレース加工構造を有することを特徴とする吸水性不織布前駆体。
（５）　毛羽の数が下記の評価方法において１０本以下であることを特徴とする（４）に記載の吸水性不織布前駆体。
（評価方法）１辺１０ｃｍの正方形の範囲において、不織布表面から末端が突出しており、かつ、長さ３ｍｍ以上である毛羽の本数を目視にて測定する。同様の測定を別の任意の２箇所でも行い、全３箇所の測定結果の平均値を毛羽の数とする。
（６）　吸水性繊維前駆体の含有率が１０～１００％であることを特徴とする（４）または（５）に記載の吸水性不織布前駆体。
（７）　０．５～５．５ｍｍｏｌ／ｇの塩型カルボキシル基を有する吸水性繊維を含有し、吸水率が５００～２００００質量％であり、かつスパンレース加工構造を有することを特徴とする吸水性不織布。
（８）　吸水性繊維の含有率が１０～１００％であることを特徴とする（７）に記載の吸水性不織布。
（９）　吸水性繊維が芯鞘構造を有するものであることを特徴とする（７）または（８）に記載の吸水性不織布。
（１０）　吸水性繊維が架橋構造を有するものであることを特徴とする（７）～（９）のいずれかに記載の吸水性不織布。
（１１）　（４）～（６）のいずれかに記載の吸水性不織布前駆体または（７）～（１０）のいずれかに記載の吸水性不織布を有することを特徴とするフェイスマスク。
（１２）　（１１）に記載のフェイスマスクに化粧水が充填されていることを特徴とする化粧水充填済みフェイスマスク。
（１３）　（１）～（３）のいずれかの吸水性繊維前駆体を含有するカードウェブをスパンレース法によって交絡させる工程を有することを特徴とする吸水性不織布前駆体の製造方法。
（１４）　（１）～（３）のいずれかの吸水性繊維前駆体を含有するカードウェブをスパンレース法によって交絡させる工程、および、該工程を経て得られた吸水性不織布前駆体に陽イオンを発生させる化合物を作用させ、前記Ｈ型カルボキシル基の少なくとも一部を塩型カルボキシル基に変換させる工程を有することを特徴とする吸水性不織布の製造方法。
本発明の吸水性不織布前駆体および吸水性不織布は、スパンレース加工で得られるものであるため、不織布が柔らかく、毛羽が少ないという特徴を有するものである。かかる特徴を有する本発明の吸水性不織布前駆体および吸水性不織布は、例えば、フェイスマスクとして、あるいは創傷被覆材などで利用することができる。
本発明の吸水性繊維前駆体は、０．１～５．０ｍｍｏｌ／ｇのＨ型カルボキシル基を有するものである。Ｈ型カルボキシル基量が０．１ｍｍｏｌ／ｇに満たない場合、吸水性不織布前駆体とした後に、後述する陽イオンを発生させる化合物を作用させても、十分な吸水量を発現する吸水性不織布が得られないという問題が起こる恐れが高くなる。逆に５．０ｍｍｏｌ／ｇを超えると吸水量が多くなりすぎてしまうために、スパンレース法によって不織布を形成することが困難になるという不都合が起こる。かかるＨ型カルボキシル基量は、０．５～４．０ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましく、１．０～３．５ｍｍｏｌ／ｇであることがより好ましい。
また、本発明の吸水性繊維前駆体は、０．５ｍｍｏｌ／ｇ未満の塩型カルボキシル基を有するものである。塩型カルボキシル基は、Ｈ型カルボキシル基に比べて格段に親水性が高いため、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上ではスパンレース法による不織布加工の際に吸水しすぎて、ゲル化してしまい、繊維同士の交絡や乾燥が困難になるという不都合が起こる。かかる塩型カルボキシル基量は、０．４ｍｍｏｌ／ｇ以下であることが好ましく、０．３ｍｍｏｌ／ｇ以下であることがより好ましい。さらに、塩型カルボキシル基を全く有さないものであってもよい。
さらに、上述したＨ型カルボキシル基量と塩型カルボキシル基量の合計量は０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、好ましくは０．６ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、より好ましくは０．７ｍｍｏｌ／ｇ以上である。０．５ｍｍｏｌ／ｇ未満の場合には、吸水性不織布前駆体とした後に、後述する陽イオンを発生させる化合物を作用させても、十分な吸水量を発現する吸水性不織布が得られないという問題が起こる恐れが高くなる。なお、かかる合計量は、上記のＨ型カルボキシル基量と塩型カルボキシル基量の範囲から理解されるように５．５ｍｍｏｌ／ｇである。
また、本発明の吸水性繊維前駆体は、吸水率が１０～１０００質量％のものである。吸水率が１０質量％に満たないと、後述するような方法で吸水性繊維に変換した際に十分な吸水量を有さない。また１０００質量％を超えるとスパンレース法による不織布加工の際に吸水しすぎて、繊維同士の交絡や乾燥が困難になるという不都合が起こる。かかる吸水率は１２～７００質量％あることが好ましく、１５～５００質量％であることがより好ましい。
また、本発明の吸水性繊維前駆体は、カルボキシル基の中和度を５０％に調整したときの吸水率が５００～５００００質量％であることを特徴とする。ここで、本発明において、カルボキシル基の中和度を５０％に調整するとは、吸水性繊維前駆体の含有するカルボキシル基のうち、ナトリウム塩型カルボキシル基を５０ｍｏｌ％とし、残りをＨ型カルボキシル基にすることをいう。中和度５０％のときの吸水率が５００質量％に満たない場合、十分な吸水性を発現する吸水性不織布が得られないという問題が起こる恐れが高くなる。逆に２００００質量％を超えると吸水量が多くなりすぎてしまうために、後述するフェイスマスクなどに加工した際に装着部からずり落ちやすいなどの不具合が発生してしまう場合がある。かかる中和度を５０％に調整したときの吸水率は、６００～４８０００質量％であることが好ましく、７００～４５０００質量％であることがより好ましい。
さらに、本発明の吸水性繊維前駆体としては、その繊度が０．５～１５．０ｄｔｅｘであることが好ましい。繊度０．５ｄｔｅｘ以上とすることで十分な強度が確保でき、スパンレース加工時の水流にも耐えることができて繊維の切断が生じにくい。一方、繊度が１５．０ｄｔｅｘ以下であれば、最終的に得られる吸水性不織布が皮膚に触れた際にゴワゴワした不快感をほとんど与えず、またシートの柔軟性が良好で、皮膚への密着性が良いものが得られやすい。
さらに、本発明の吸水性繊維前駆体としては、繊維長が１０～２００ｍｍであることが好ましい。繊維長１０ｍｍ以上とすることでスパンレース加工時の水流によって繊維同士が交絡しやすい。一方、繊維長が２００ｍｍ以下であれば、カードウェブを作製する際のカード機を通過することが可能である。かかる繊維長は１５～１７０ｍｍあることが好ましく、２０～１５０ｍｍであることがより好ましい。
上述した吸水性繊維前駆体としては、芯部分がアクリロニトリル系重合体であり、鞘部分がＨ型カルボキシル基を有するアクリル酸系重合体である芯鞘構造を有する繊維が代表的な例である。
かかる芯鞘構造を有する繊維においては、鞘部分のアクリル酸系重合体のカルボキシル基がＨ型の状態であり、吸水性能が抑制されるため、スパンレース加工することができる。そして、後述するように、スパンレース加工の後に陽イオンを発生させる化合物を作用させ、鞘部分のＨ型カルボキシル基を塩型カルボキシル基とすることで、吸水性が上昇して膨潤する性能を発揮し、例えば、後述するように、化粧水を付与すれば、水分とともに十分な有効成分を安定に保持することができるようになる。
また、芯部分はアクリロニトリル系重合体であり、該重合体は機械的強度が高いことから繊維を補強することができる。このため、吸水時において鞘部分の強度が低下しても繊維形態の保持と機械的強度を確保することができる。
さらに、本発明の吸水性繊維前駆体としては、吸水時における繊維形態の保持と機械的強度の確保をより確実にするために、架橋構造を有するものであることが好ましい。
上述の芯鞘構造を有する繊維は、アクリロニトリル系重合体でなる繊維（以下アクリロニトリル系繊維という）の表層部に対して、架橋導入処理と加水分解処理を施し、カルボキシル基を生成させ、次いで酸処理を施してＨ型カルボキシル基に変換することにより製造することができる。以下、かかる製造方法について詳しく説明する。
まず、原料となるアクリロニトリル系繊維を構成するアクリロニトリル系重合体としては、アクリロニトリルを８０質量％以上、好ましくは８５質量％以上含む重合体が望ましい。共重合モノマーとしては塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデン類：アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等のエチレン系不飽和カルボン酸及びこれらの塩類：（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル等の（メタ）アクリル酸エステル類：酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類：ビニルスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸、Ｐ－スチレンスルホン酸等のエチレン系不飽和スルホン酸及びこれらの塩類：（メタ）アクリルアミド、シアン化ビニリデン、メタアクリロニトリル等のビニル化合物類等があげられる。かかる重合体を用いて公知の方法により、湿式紡糸等を行うことで、アクリロニトリル系繊維を得ることができる。
次に、該アクリロニトリル系繊維にヒドラジン系化合物とアルカリ性金属化合物とを共存させた水性溶液を付着させ、加熱することによって、ヒドラジン系化合物による架橋の導入と加水分解を同時に行う。
具体的には、ヒドラジン系化合物とアルカリ性金属化合物とを共存させた水性溶液を、前述のアクリロニトリル系繊維の乾燥質量に対する付着量が、アルカリ性金属化合物については１．０～２０．０ｍｅｑ／ｇ、好ましくは２．５～１５．０ｍｅｑ／ｇ、ヒドラジン系化合物については、Ｎ２Ｈ４純分換算で０．０１～２．０質量％、好ましくは０．０５～１．５質量％の範囲内になるように付着させた繊維を調整し、該繊維を８０℃以上の温度で１～１２０分間加熱、好ましくは１００～１５０℃の湿熱雰囲気下で５～４０分間加熱する手段を採用することが望ましい。
ここで、乾燥繊維質量に対するヒドラジンの付着量が上記下限に満たない場合には、得られた芯鞘構造を有する繊維の吸水時のゲル強度が低くなるため、ゲルが脱落してしまう可能性がある。一方、上限を超えると、得られた芯鞘構造を有する繊維の吸水性能が不十分となる可能性がある。
ここに使用するヒドラジン系化合物としては、水加ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、硝酸ヒドラジン、臭素酸ヒドラジン等が例示される。また、アルカリ性金属化合物とは、１．０質量％水溶液としたときのｐＨが７．５以上を示す物質をいい、かかる物質の例としては、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ等のアルカリ金属の水酸化物または炭酸、酢酸、ギ酸等の有機酸のＮａ、Ｋ、Ｌｉ等のアルカリ金属塩をあげることができる。また、水性溶液を作製する溶媒としては、工業上は水が好ましいが、アルコール、アセトン、ジメチルホルムアミド等の水混和性有機溶媒と水との混合溶媒でも良い。
上述のようにして得られた芯鞘構造を有する繊維のカルボキシル基は、その大部分が、アルカリ性金属化合物に由来する陽イオンをカウンターイオンとする塩型カルボキシル基となっているので、さらに酸処理を行うことによって、塩型カルボキシル基をＨ型カルボキシル基に変換する。酸処理の方法としては、前述の芯鞘構造を有する繊維を酸性物質の水溶液に浸漬する方法や該繊維に該水溶液をシャワーする方法が挙げられる。ここで、酸性物質としては、硝酸、硫酸、塩酸、蟻酸などを挙げることができる。
最後に、浸漬後の繊維を脱水、乾燥することにより、Ｈ型カルボキシル基に変換された芯鞘構造を有する繊維が得られる。
本発明の吸水性不織布前駆体は、上述してきた吸水性繊維前駆体を含有するとともに、スパンレース加工構造、すなわちスパンレース法（水流交絡法）によって形成される繊維の絡み合いの状態を有する不織布であることを特徴とするものである。スパンレース加工における水流は、ニードルパンチ法のニードルのように不織布表面に大きく突き出すことが無いため、製造工程で不織布表面上に繊維が突き出されにくい。また、水流が微細で、かつその数も多いため、繊維同士の絡まりも強くなる。このため、スパンレース加工構造においては、毛羽の発生が少なくなる。
かかる毛羽の発生については、本発明の吸水性不織布前駆体は、後述する評価方法において、好ましくは１０本以下、より好ましくは８本以下、さらに好ましくは６本以下の毛羽を有するものである。毛羽の数が１０本を超えると、例えば、吸水性不織布前駆体を用いて後述するような方法でフェイスマスクとしても、肌に装着した際にチクチクした不快感を与えてしまうという不都合が起こりやすくなる。また、フェイスマスクをはがした後に肌に毛羽が残りやすくなる。
さらに、本発明の吸水性不織布前駆体は、上述した吸水性繊維前駆体の含有率が好ましくは１０～１００％、より好ましくは２０～９０％、さらに好ましくは３０～８０％であることが望ましい。吸水性繊維前駆体を１０％以上とすることで、フェイスマスクなどの用途においても、十分な含水量を得られやすくなり、実用性の点で優れたものとなるからである。
また、本発明の吸水性不織布前駆体においては、必要に応じて、吸水性繊維前駆体以外の繊維を混用してもよい。ここで、混用することのできる繊維（以下、混用繊維ともいう）としては、パルプ、コットン、麻、シルク、およびウールなどの天然繊維、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アクリル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどの熱可塑性ポリマーを用いた熱接着性繊維などを使用することができる。また、熱接着性繊維としては、融点の異なる２種類以上のポリマーを利用し、芯部に高融点、鞘部に低融点のポリマーを用いた芯鞘構造やサイドバイサイド構造などを使用することもできる。
上述の混用繊維の繊度としては０．５～３．０ｄｔｅｘの範囲が好ましい。０．５ｄｔｅｘに満たない場合には、不織布を作製する際のウェブ形成工程において、カード機での綿通過性が不良となる恐れがある。また、３．０ｄｔｅｘを超えると、フェイスマスク等に加工した際に、肌への密着性が乏しくなったりする懸念がある。かかる繊度は、より好ましくは、０．５～２．７ｄｔｅｘの範囲である。
また、本発明の吸水性不織布前駆体の目付けとしては、１０～１００ｇ／ｍ２であることが好ましい。目付け１０ｇ／ｍ２に満たないと不織布として十分な強度を有することができない可能性がある。また目付け１００ｇ／ｍ２を超えると吸水量が高くなりすぎてしまうために、不織布が重くなり、フェイスマスクとして用いた場合などに装着部よりはがれやすくなる。かかる目付けは、１５～８０ｇ／ｍ２であることがより好ましい。
上述してきた本発明の吸水性不織布前駆体は、上述した吸水性繊維前駆体と、必要に応じて混用繊維を用いて、カードウェブを作製し、通常のスパンレース法で製造することができる。本発明に採用する吸水性繊維前駆体においては、塩型カルボキシル基量を少なくし、Ｈ型カルボキシル基量を多くすることで、吸水性能を抑制した状態となっているため、水流を用いても繊維のゲル化や脆化が抑えられ、スパンレース加工での不織布製造が可能となった。このようにして、スパンレース加工で製造された本発明の吸水性不織布前駆体は、熱接着点を有さずとも、十分な強度や形態安定性を有し、かつ、柔軟で毛羽の少ない不織布となる。
また、混用繊維として熱接着性繊維を用いた場合には、スパンレース加工後に、熱ローラーもしくは熱風などで熱接着性繊維を溶融させ、繊維同士を接着させることでさらに強度や形態安定性が良く、毛羽の少ない不織布とすることも可能である。ただし、熱接着性繊維の含有率が高すぎると不織布が硬くなりすぎたり、保水量が不足したりする場合がある。このため、熱接着性繊維の含有率は、吸水性不織布前駆体に対して、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１５質量％以下とする。また、上述の強度や形態安定性の向上効果を顕在化させるには、含有率を好ましくは１質量％以上、より好ましくは３質量％以上、さらに好ましくは５質量％以上とする。
次に、本発明の吸水性不織布は、上述した吸水性不織布前駆体のＨ型カルボキシル基の少なくとも一部を塩型カルボキシル基に変換することにより作製することができる。変換する方法としては、吸水性不織布前駆体を陽イオンを発生させる化合物の水溶液中に浸漬させる方法や、吸水性不織布前駆体に陽イオンを発生させる化合物の水溶液やガスを吹きかける方法などが挙げられる。
また、陽イオンを発生させる化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、アンモニアなどが挙げられる。
かかる本発明の吸水性不織布は、変換前の吸水性不織布前駆体の構成に基づく特性を有するものであり、具体的には、０．５～５．５ｍｍｏｌ／ｇの塩型カルボキシル基を有する吸水性繊維を含有するものである。吸水性繊維の塩型カルボキシル基量が０．５ｍｍｏｌ／ｇに満たない場合には十分な吸水量が得られないという問題が起こることがある。逆に５．５ｍｍｏｌ／ｇを超えると吸水量が多くなってしまうために形成された不織布の形状や繊維の形状を維持することが困難であるという不都合が起こることがある。かかる塩型カルボキシル基量は、０．７～５．０ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましく、１．０～４．５ｍｍｏｌ／ｇであることがより好ましい。
また、本発明の吸水性不織布は、スパンレース加工構造を有することを特徴とするものである。上述したようにスパンレース加工構造においては、毛羽の発生が少なくなる。
さらに、本発明の吸水性不織布は、吸水性繊維の含有率が好ましくは１０～１００％、より好ましくは２０～９０％、さらに好ましくは３０～８０％である。また、吸水性繊維が芯鞘構造を有するものであることが好ましい。
また、本発明の吸水性不織布をフェイスマスクに利用する場合などには、吸水量が低すぎると化粧水等を十分に維持できないため保湿効果が低くなり、吸水量が高すぎると装着部からずり落ちやすいなどの不具合が発生してしまう場合がある。このため、吸水性不織布の吸水率は、吸水性不織布に対して、好ましくは５００～２００００質量％であり、より好ましく１０００～１５０００質量％である。
上述してきた本発明の吸水性不織布前駆体および吸水性不織布は、種々の用途に利用できる可能性があり、例えばフェイスマスク、首、肩、手などに使用する美容シート、創傷被覆材、アトピー性皮膚炎などの乾燥肌を治療する貼付剤、吸水性パンツ用パッド、土壌保水シート、油水分離フィルターなどの部材として利用することができる。
例えば、本発明の吸水性不織布前駆体を、顔を被覆するために適した形状に切り出すことで、フェイスマスクとして好適に利用できる。かかるフェイスマスクの構造としては、コストの面から本発明の吸水性不織布前駆体１枚からなる単層であっても良いが、他の不織布と積層し、２層以上の複数層で構成されていても良い。この場合、特徴の異なる不織布を積層することが好ましく、例えば、本発明の吸水性不織布前駆体を肌に触れる側に配し、その上にポリエステル不織布を積層した構造とすることで、不織布の強度が上がり、化粧水を取り込んだ湿潤状態であっても、折り曲げたり、開いたりといった取り扱いが容易となる。
上記のようにして、本発明の吸水性不織布前駆体から作製されたフェイスマスクは、乾燥状態で販売され、消費者自身が化粧水をフェイスマスクに含浸させ、顔を被覆して使用することができる。この際、化粧水に含まれる炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、クエン酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、アスパラギン酸ナトリウムなどのｐＨ調整剤、ヒアルロン酸ナトリウムなどの保湿剤を含むアルカリ金属塩を有している陽イオンを発生させる化合物によって吸水性不織布前駆体のＨ型カルボキシル基が塩型カルボキシル基に変換され、吸水性不織布となり、後述する方法により求められる化粧水吸水率として１０００質量％以上の十分な量の化粧水を保持することができるようになる。
また、上記の乾燥状態のフェイスマスクを、例えばアルミパウチのような袋に入れた後、その袋の中に化粧水を充填し密封することで、予め化粧水を含浸させたフェイスマスクとして販売してもよい。この場合、消費者はかかる化粧水充填済みフェイスマスクを購入することで、自ら化粧水を含浸させることなく、そのまま使用することができる。
以下に本発明の理解を容易にするために実施例を示すが、これらはあくまで例示的なものであり、本発明の要旨はこれらにより限定されるものではない。なお、実施例中の部及び百分率は、断りのない限り質量基準で示す。実施例中の特性の評価方法は以下のとおりである。
＜全カルボキシル基量＞
繊維試料約１ｇを、５０ｍｌの１ｍｏｌ／ｌ塩酸水溶液に３０分間浸漬する。次いで、繊維試料を、浴比１：５００で水に浸漬する。１５分後、浴ｐＨが４以上であることを確認したら、乾燥させる（浴ｐＨが４未満の場合は、再度水洗する）。次に、十分乾燥させた繊維試料約０．４ｇを精秤し（Ｗ１［ｇ］）、１００ｍｌの水を加え、さらに、１５ｍｌの０．１ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム水溶液、０．４ｇの塩化ナトリウムおよびフェノールフタレインを添加して撹拌する。１５分後、フェノールフタレインの呈色がなくなるまで０．１ｍｏｌ／ｌ塩酸水溶液で滴定し、塩酸水溶液消費量（Ｖ１［ｍｌ］）を求める。得られた測定値から、次式によって全カルボキシル基量を算出する。
全カルボキシル基量［ｍｍｏｌ／ｇ］＝（０．１×１５－０．１×Ｖ１）／Ｗ１
 
＜Ｈ型カルボキシル基量および塩型カルボキシル基量＞
上記の全カルボキシル基量の測定方法において、最初の１ｍｏｌ／ｌ塩酸水溶液への浸漬およびそれに続く水洗を実施しないこと以外は同様にして、Ｈ型カルボキシル基量を算出する。かかるＨ型カルボキシル基量を上記の全カルボキシル基量から差し引くことで、塩型カルボキシル基量を算出する。
＜前駆体繊維の吸水率＞
試料約０．５ｇを純水中へ浸漬し、２５℃に保ち３０分間後、ナイロン濾布（２００メッシュ）に包み、遠心脱水機（１６０Ｇ×５分、但しＧは重力加速度）により繊維間の水を除去する。このようにして調整した試料の重量を測定する（Ｗ２［ｇ］）。次に該試料を８０℃真空乾燥機中で恒量になるまで乾燥して重量を測定する（Ｗ３［ｇ］）。以上の測定結果から、次式によって算出する。
吸水率［％］＝（Ｗ２－Ｗ３）／Ｗ３×１００
 
＜中和度５０％のときの吸水率＞
試料となる繊維前駆体を、該繊維前駆体の全カルボキシル基量に対して中和度が５０％となるように濃度を調整した炭酸ナトリウム水溶液中に３０℃で１時間浸漬させ、取り出す。次いで、メタノールに浸漬させ、メタノールで水分を抽出することで水分を除いた後に絞り、開繊、乾燥することで中和度５０％の繊維を得た。得られた繊維について、前項と同様にして吸水率を測定した。
＜芯鞘構造の確認＞
試料をカチオン染料で染色処理した後、繊維断面を光学顕微鏡で観察する。芯鞘構造の場合、表層部と中心部で色の濃さや色相が異なっていることが確認できる。
＜毛羽の数＞
不織布上の１辺１０ｃｍの正方形の範囲において、不織布表面から末端が突出しており、かつ、長さ３ｍｍ以上である毛羽の本数を目視にて測定する。同様の測定を別の任意の２箇所でも行い、全３箇所の測定結果の平均値を毛羽の数とする。
＜吸水性不織布の吸水率＞
試料となる不織布前駆体を、表２に示す塩型カルボキシル基量となるように濃度を調整した炭酸ナトリウム水溶液中に３０℃で１時間浸漬させ、取り出す。次いで、メタノールに浸漬させ、メタノールで水分を抽出することで水分を除いた後に絞り、開繊、乾燥することで吸水性不織布を得た。該不織布約０．５ｇを純水中へ浸漬し、２５℃に保ち３０分間後、ナイロン濾布（２００メッシュ）に包み、遠心脱水機（１６０Ｇ×５分、但しＧは重力加速度）により繊維間の水を除去する。このようにして調整した試料の重量を測定する（Ｗ４［ｇ］）。次に該試料を８０℃真空乾燥機中で恒量になるまで乾燥して重量を測定する（Ｗ５［ｇ］）。以上の測定結果から、次式によって算出する。
吸水率［％］＝（Ｗ４－Ｗ５）／Ｗ５×１００
 
＜繊度＞
試料を２０℃×６５％ＲＨ雰囲気下の恒温恒湿器に２４時間入れておく。このようにして調湿させた繊維をＪＩＳ　Ｌ　１０１５：２０１０の正量繊度Ａ法に準じて測定する。
＜繊維長＞
試料を２０℃×６５％ＲＨ雰囲気下の恒温恒湿器に２４時間入れておく。このようにして調湿させた繊維をＪＩＳ　Ｌ１０１５：２０１０の平均繊維長ステープルダイヤグラム法（Ａ法）に準じて測定する。
＜目付け＞
試料を１０ｃｍ×１０ｃｍに切り出した後、１０５℃２時間乾燥させ、試料の重量（Ｗ６［ｇ］）を測定する。以上の結果から、次式によって算出する。
目付け［ｇ／ｍ２］＝Ｗ６／（０．１×０．１）
 
［製造例１］
アクリロニトリル９０％及びアクリル酸メチル１０％からなるアクリロニトリル系重合体１０部を４８％のチオシアン酸ナトリウム水溶液９０部に溶解した紡糸原液を、常法に従って紡糸、水洗、延伸、乾燥、捲縮付与、熱処理、カットを経て、原料となるアクリロニトリル系繊維を得た。次に、かかるアクリロニトリル系繊維にヒドラジン０．１３％および水酸化ナトリウム３５．０％を含む混合水溶液を付着させた後、繊維質量に対する吸液量が１００％になるように絞り、１０６℃×１５分間架橋加水分解処理を行い、水洗した。水洗後の繊維を０．１％硫酸水溶液に３０℃×１時間浸漬した後、脱水し、油剤を付与し、脱水、開繊、乾燥することで、吸水性繊維前駆体Ａを得た。該繊維前駆体の評価結果を表１に示す。
［製造例２］
製造例１において、架橋加水分解処理の条件を１００℃×５分間とすること以外は同様にして、吸水性繊維前駆体Ｂを得た。該繊維前駆体の評価結果を表１に示す。
［製造例３］
製造例１において、架橋加水分解処理の条件を１０９℃×３０分間とすること以外は同様にして、吸水性繊維前駆体Ｃを得た。該繊維前駆体の評価結果を表１に示す。
［製造例４］
製造例１において、架橋加水分解処理の条件を１０９℃×１０分間とすること以外は同様にして、吸水性繊維前駆体Ｄを得た。該繊維前駆体の評価結果を表１に示す。
［製造例５］
製造例１における「０．１％硫酸水溶液に３０℃×１時間浸漬した後の繊維」を水洗し、該繊維の全カルボキシル基量に対して０．６当量の炭酸ナトリウムを含有する水溶液を加え、３０℃で１時間浸漬させる。次いで、紡績油剤を含むメタノールに浸漬することで脱水し、絞った後に、開繊、乾燥することで、製造例５の吸水性繊維前駆体Ｅを得た。該繊維前駆体の評価結果を表１に示す。
［製造例６］
製造例１に示すアクリロニトリル系繊維を原料とし、水加ヒドラジン０．５質量％および水酸化ナトリウム２．０質量％を含有する水溶液中で、１００℃×２時間、架橋導入処理および加水分解処理を同時に行い、８質量％硝酸水溶液で、１００℃×３時間処理し、水洗、乾燥することにより、製造例６の吸水性繊維前駆体Ｆを得た。該繊維前駆体の評価結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
［実施例１～４］
各吸水性繊維前駆体とアクリル繊維（繊度０．９ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）を表２に示す含有率となるように混合してカードウェブを作製し、該カードウェブにスパンレース加工を施して各実施例の吸水性不織布前駆体を得た。得られた不織布前駆体の特性を表２に示す。
なおスパンレース法は川之江造機株式会社製の多目的不織布製造装置を使用し、ウォータージェットのノズルは０．１ｍｍφ×１ｍｍピッチのものを３本使用した。３本のノズルの水圧はそれぞれ、１本目２ＭＰａ、２本目５ＭＰａ、３本目５ＭＰａとし、表裏両面からウォータージェットを打つことで、水流交絡により不織布を得た。
［比較例１～２］
実施例１において、吸水性繊維前駆体Ａの代わりに、吸水性繊維前駆体Ｅ、Ｆを用いること以外は同様にして、比較例１、２の吸水性不織布前駆体を得た。これらの不織布前駆体の評価結果を表２に示す。比較例１については、吸水性繊維前駆体Ｅの塩型カルボキシル基量が多いためにスパンレースの際に吸水しすぎてしまい、不織布を得ることができなかった。また、比較例２については、吸水性繊維前駆体Ｆの製法から架橋構造が多く導入されていると考えられ、このため吸水率の低いものとなった。
［比較例３～４］
各吸水性繊維前駆体と熱融着繊維（芯部分がポリプロピレン、鞘部分がポリエチレンの芯鞘繊維、繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）を表２に示す含有率となるように混合してカードウェブを作製し、該カードウェブを加熱ロールを用いて１６０℃で加熱することによりサーマルボンド法による吸水性不織布前駆体を得た。得られた不織布前駆体の特性を表２に示す。表２に示すようにサーマルボンド法で得た不織布前駆体は、スパンレース法で得た不織布前駆体と比較し、毛羽の発生が多いものとなった。
［比較例５］
吸水性繊維前駆体とアクリル繊維（繊度０．９ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）を表２に示す含有率となるように混合し、カードウェブを作製して、該カードウェブをニードルパンチ法で吸水性不織布前駆体に加工した。得られた不織布前駆体の特性を表２に示す。表２に示すようにニードルパンチ法で得た不織布前駆体は、スパンレース法、サーマルボンド法で得た不織布前駆体と比較し、さらに毛羽の発生が多いものとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
以上のように、実施例１～４ではいずれも毛羽が少なく、良好な吸水率を示すものであった。一方、比較例１では塩型カルボキシル基量が多いためにスパンレースの際に吸水性繊維前駆体が吸水しすぎてしまい、不織布を得ることができなかった。比較例２では吸水性前駆体の架橋構造が過多であり、吸水率が不十分となった。また、比較例３、４では毛羽が多く、比較例５ではさらに毛羽が多いものとなった。
［実施例５］
化粧水（株式会社資生堂「肌水　ナチュラルスキンローション　青ラベル」）３０ｇに、陽イオンを発生させる化合物として、１０質量％炭酸ナトリウム水溶液０．６０ｇを加え、１０分間撹拌して化粧水混合液を調整する。次に、乾燥した実施例１の吸水性不織布前駆体を約０．６ｇとなるようにカットして、精秤（Ｗ１［ｇ］）する。かかる不織布前駆体を前記化粧水混合液に浸漬し、室温で３日間放置することで化粧水を吸水させる。次に、化粧水を吸水させた不織布を吊り下げた状態で５分間放置することで、水滴が落ちなくなった状態とし、重量を測定する（Ｗ２［ｇ］）。得られた測定値から次式により化粧水吸水率を算出したところ、２２２０％であり、十分な化粧水吸水率を有するものであった。
化粧水吸水率［％］＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｗ１×１００
［実施例６］
実施例５において、１０質量％炭酸ナトリウム水溶液を加えないこと以外は同様にして、化粧水吸水率を算出したところ、１５５０％であった。陽イオンを発生させる化合物である炭酸ナトリウムを加えなかったことから、実施例５ほどの化粧水吸水率には達しなかったが、化粧水がもともと含有している陽イオンを発生させる化合物のみでも、化粧水吸水性能を発現できることがわかる。
 
 

Claims (14)

  1. ０．１～５．０ｍｍｏｌ／ｇのＨ型カルボキシル基および０．５ｍｍｏｌ／ｇ未満の塩型カルボキシル基を有し、前記Ｈ型カルボキシル基量と前記塩型カルボキシル基量の合計が０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、吸水率が１０～１０００質量％であって、かつ、カルボキシル基の中和度を５０％に調整したときの吸水率が５００～５００００質量％であることを特徴とする吸水性繊維前駆体。
  2. 芯鞘構造を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の吸水性繊維前駆体。
  3. 架橋構造を有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の吸水性繊維前駆体。
  4. 請求項１～３のいずれかの吸水性繊維前駆体を含有し、スパンレース加工構造を有することを特徴とする吸水性不織布前駆体。
  5. 毛羽の数が下記の評価方法において１０本以下であることを特徴とする請求項４に記載の吸水性不織布前駆体。
    （評価方法）１辺１０ｃｍの正方形の範囲において、不織布表面から末端が突出しており、かつ、長さ３ｍｍ以上である毛羽の本数を目視にて測定する。同様の測定を別の任意の２箇所でも行い、全３箇所の測定結果の平均値を毛羽の数とする。
  6. 吸水性繊維前駆体の含有率が１０～１００％であることを特徴とする請求項４または５に記載の吸水性不織布前駆体。
  7. ０．５～５．５ｍｍｏｌ／ｇの塩型カルボキシル基を有する吸水性繊維を含有し、吸水率が５００～２００００質量％であり、かつスパンレース加工構造を有することを特徴とする吸水性不織布。
  8. 吸水性繊維の含有率が１０～１００％であることを特徴とする請求項７に記載の吸水性不織布。
  9. 吸水性繊維が芯鞘構造を有するものであることを特徴とする請求項７または８に記載の吸水性不織布。
  10. 吸水性繊維が架橋構造を有するものであることを特徴とする請求項７～９のいずれかに記載の吸水性不織布。
  11. 請求項４～６のいずれかに記載の吸水性不織布前駆体または請求項７～１０のいずれかに記載の吸水性不織布を有することを特徴とするフェイスマスク。
  12. 請求項１１に記載のフェイスマスクに化粧水が充填されていることを特徴とする化粧水充填済みフェイスマスク。
  13. 請求項１～３のいずれかの吸水性繊維前駆体を含有するカードウェブをスパンレース法によって交絡させる工程を有することを特徴とする吸水性不織布前駆体の製造方法。
  14. 請求項１～３のいずれかの吸水性繊維前駆体を含有するカードウェブをスパンレース法によって交絡させる工程、および、該工程を経て得られた吸水性不織布前駆体に陽イオンを発生させる化合物を作用させ、前記Ｈ型カルボキシル基の少なくとも一部を塩型カルボキシル基に変換させる工程を有することを特徴とする吸水性不織布の製造方法。
     
     
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