CN106012519A

CN106012519A - 亲水化无纺布

Info

Publication number: CN106012519A
Application number: CN201610180325.1A
Authority: CN
Inventors: 山崎泰久; 佐久间贵士; 熊冈弘伦
Original assignee: Nippon Kodoshi Corp
Current assignee: Nippon Kodoshi Corp
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: CN106012519B; JP2016183436A

Abstract

本发明提供即便反复与水接触亲水性的劣化也少的、具有耐久性的亲水化无纺布。使无纺布含有烯基琥珀酸、烯基琥珀酸酐、亚烷基二羧酸、亚烯基二羧酸、或它们的混合物作为两亲性物质而构成亲水化无纺布。

Description

亲水化无纺布

技术领域

本发明涉及亲水化无纺布。特别是，涉及具有亲水性持续显现的耐久性的亲水化无纺布。

背景技术

由合成纤维形成的无纺布从擦拭纸、湿纸巾、卫生用品(纸尿裤等)的表面材料开始向日用品的多个领域过渡而使用。例如，优选使用由聚烯烃系纤维形成的无纺布，这是因为机械特性和耐化学药品性等优异。

然而，聚烯烃系纤维这样的合成纤维本质上是疏水性的，与以作为天然纤维的棉花、木浆作为原料的人造纤维相比较，排斥水，缺乏对水的润湿性等亲水性差。

因此，使由聚烯烃系纤维等疏水性纤维构成的无纺布(疏水性无纺布)表现出亲水性的方法，提出了各种方法。例如，如下所述。

(1)使纤维或无纺布的表面附着以表面活性剂为代表例的亲水化剂。

(2)构成纤维表面的热塑性树脂中混炼有亲水化剂。

(3)通过电晕放电处理、低温等离子体处理、臭氧处理、紫外线处理等对纤维表面导入亲水性官能团。

(4)通过氟处理、接枝聚合处理、利用发烟硫酸、无水硫酸气体进行的磺化处理等，对纤维表面导入亲水性官能团。

此处，(1)的方法是简便且廉价的方法，由此被亲水化的无纺布在与水初次接触的情况下，能够透过或吸收水。即，初期亲水性是充分的。

但是，该无纺布一旦与水接触时，表面活性剂也与水等一起流出，亲水性极大地降低。即，存在反复与水接触后的亲水性(耐久亲水性)降低这样的缺点。

另外，通过(2)～(4)的方法被亲水化的无纺布具有高的耐久亲水性。

但是，(2)～(4)的方法存在如下缺点：制造设备变成大规模、处理工序复杂化、进而制造经费变高。

另外，作为提高疏水性无纺布的耐久亲水性的方法，提出了多种对无纺布或者构成无纺布的纤维表面施加各种亲水化剂的方案。

专利文献1中提出了含有聚氧亚烷基改性有机硅的亲水化剂。专利文献2中提出了含有烷醇酰胺型化合物和聚氧亚烷基改性有机硅的亲水化剂。专利文献3中提出了含有聚甘油脂肪酸酯的亲水化剂。

但是存在如下问题：即便使用这些亲水化剂，长时间保管之后的亲水性也容易降低，特别是在容易成为高温高湿度的仓库等中长期保管时亲水性的降低显著。

专利文献4中，作为耐久亲水性高的亲水化无纺布，提出了纤维表面用丝胶蛋白处理过的无纺布。

但是，由于丝胶蛋白保持原样的话容易溶解于水，所以有时需要进行交联处理和/或水溶性基质处理等。交联处理中，由于不仅需要涂布丝胶蛋白，还需要使丝胶蛋白反应的工序，所以操作变得复杂。另一方面，水溶性基质处理中，有丝胶蛋白被不溶性基质削弱、初期的亲水性变弱的情况。

专利文献5、6中提出了除了包含聚醚聚酯嵌段共聚物(A成分)和聚氧亚烷基二醇的高级烷基醚(B成分)之外、还包含烯基琥珀酸金属盐(C成分)的亲水化剂。A成分和B成分用于赋予良好的亲水性，C成分是为了改善制造梳理式无纺布时在高速纺织速度下的梳理通过性所配混的。另外，C成分易溶于水而难以对亲水性的耐久化有帮助。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-148879号公报

专利文献2：日本特开平1-148880号公报

专利文献3：日本特开平2-216265号公报

专利文献4：日本特开平9-322911号公报

专利文献5：日本专利第3704249号说明书

专利文献6：日本专利第4225674号说明书

发明内容

发明要解决的问题

本发明的课题在于提供耐久亲水性高的亲水化无纺布。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现，如果使无纺布含有两亲性物质，则能够得到耐久性高的亲水化无纺布，所述两亲性物质具有烷基、烯基、亚烷基或亚烯基作为疏水性基团，并且具有2个以上羧酸基或1个以上的羧酸酐基作为亲水性基团，进一步进行深入研究的结果而完成本发明。

本发明的亲水化无纺布含有一种以上两亲性物质，所述两亲性物质具有选自由碳原子数8～20范围的烷基、烯基、亚烷基或亚烯基的一种作为疏水性基团，并且具有2个以上羧酸基或1个以上羧酸酐基作为亲水性基团。

发明的效果

通过本发明，用简便且廉价的方法提供耐久亲水性高的亲水化无纺布。

因此，可以普遍应用于要求具有耐久性的亲水性的无纺布制品。

附图说明

图1是将吸水度的耐久性试验的重复次数依赖性进行比较而示出的图。

具体实施方式

(两亲性物质)

本发明所使用的两亲性物质具有碳原子数为8～20范围的烷基、烯基、亚烷基或亚烯基作为疏水性基团，并且具有2个以上羧酸基或1个以上羧酸酐基作为亲水性基团。具体而言，为烯基琥珀酸、烯基琥珀酸酐、亚烷基二羧酸、亚烯基二羧酸或这些酸的两种以上的混合物。更优选使用烯基琥珀酸和/或烯基琥珀酸酐、或者亚烷基二羧酸和/或亚烯基二羧酸作为两亲性物质。

更具体而言，作为烯基琥珀酸、烯基琥珀酸酐，可例示出：辛烯基琥珀酸、壬烯基琥珀酸、癸烯基琥珀酸、十二烯基琥珀酸、十四烯基琥珀酸、十五烯基琥珀酸、十六烯基琥珀酸、十八烯基琥珀酸、二十烯基琥珀酸、以及这些酸的酐等。作为亚烷基二羧酸，可例示出7,12-二甲基-十八烷-1,18-二羧酸、丁基辛烷二酸等。作为亚烯基二羧酸，可例示出7,12-二甲基-7,11-十八碳二烯-1,18-二羧酸、异二十碳二烯二酸、二烷氧羰基异二十二碳二烯二酸等。

本发明中使用的两亲性物质在常温(25℃)下优选为液体。两亲性物质在常温下为固体的情况下，有即便使无纺布含有两亲性物质也难以发挥亲水性的倾向。可以认为其理由是，由于是固体因而分子运动受到限制，所以在容易发挥亲水性的位置无法通过分子内运动而使羧酸基移动。另外，如果两亲性物质在常温下为液体，则涂布液制备时的操作性优异。

本发明中所使用的两亲性物质优选为在水中不溶或者溶解度非常小的物质。因此，优选为羧酸和/或羧酸酐。需要说明的是，羧酸盐(钠盐、钾盐等金属盐)在多数情况下对水的溶解度增加且耐久亲水性降低，因而不优选。

本发明中使用的两亲性物质所具有的疏水性基团即烷基、烯基、亚烷基或亚烯基优选为碳原子数8～20的范围。碳原子数小于8时，有耐久亲水性变差的倾向。碳原子数大于20时，形状为固体的情形多。

本发明所使用的两亲性物质所具有的作为疏水性基团的烷基、烯基、亚烷基或亚烯基可以为直链状或支链状。另外，本发明中所述的亚烯基中，碳-碳键的一部分可含有2个以上双键。

本发明中使用的两亲性物质所具有的作为亲水性基团的羧酸基的数量优选为2个以上。羧酸基的数量为1个时亲水性不足。

另外，本发明中使用的两亲性物质所具有的作为亲水性基团的羧酸酐基的数量为1个以上是适当的。需要说明的是，羧酸酐基为容易被水解且羧酸基的数量为2个的官能团，羧酸酐基数1个与羧酸基数2个是等价的。

(无纺布)

本发明的亲水化无纺布优选通过由疏水性纤维形成的无纺布而构成，更优选的构成是：构成无纺布的纤维中至少一种含有选自由聚烯烃、聚酯、聚酰胺组成的组中的一种以上聚合物。构成无纺布的纤维可以为由单一聚合物形成的纤维、2种不同的聚合物的复合纤维(芯鞘型、并排(side by side)型、交替排列型、海岛型等)或混合纺丝纤维。另外，也可以将这些纤维任意组合而用于无纺布构成。

作为优选使用的聚烯烃，可例示出：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、甲基戊烯等烯烃系单体的均聚物、无规共聚物或嵌段共聚物。另外，也可以例示出：将选自不饱和羧酸、不饱和羧酸的酯、或者不饱和羧酸酐等衍生物中的至少一种以上与之前所述的烯烃系单体进行共聚而成的聚烯烃系共聚物。进而，也可以列举出：使不饱和羧酸或其衍生物的至少一种接枝在乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、甲基戊烯等烯烃系单体的均聚物、无规共聚物或嵌段共聚物上而成的接枝共聚物。需要说明的是，作为不饱和羧酸，可例示出：甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸等。以上例示中，特别优选乙烯或丙烯的均聚物即聚乙烯(以下，有时也简称为PE)、聚丙烯(以下，有时简称为PP)。

作为优选使用的聚酯，可列举出：聚对苯二甲酸乙二酯(以下，有时简称为PET)、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸1,3-丙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、全芳香族聚酯等。

另外，作为优选使用的聚酰胺，有脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺、全芳香族聚酰胺。作为脂肪族聚酰胺，可列举出尼龙6、尼龙66等。作为半芳香族聚酰胺，可列举出尼龙6T、尼龙6I、尼龙9T等。作为全芳香族聚酰胺，可列举出：Kevlar、Towaron、TECHNORA、Nomex、Conex等。

本发明中的无纺布可以由疏水性纤维100％构成，或者在前述疏水性纤维基础上还配合其他纤维、粘结剂而构成。

无纺布的制造方法可以使用公知的方法。

(含有率)

两亲性物质相对于无纺布的质量优选为以0.1～15质量％、进而优选以0.5～8质量％的范围被含有是适当的。含有率小于0.1质量％时，有亲水化无纺布不能表现出充分的初期亲水性和耐久亲水性的情况。另一方面，含有率大于15质量％时亲水性饱和，所以其以上的含有率是不经济的。

(含有方法)

两亲性物质可以制成为有机溶剂溶液或水性乳液，通过油浴浸渍法、涂油辊法、喷涂法等公知的方法含在无纺布中。

(两亲性物质溶液)

对于制备两亲性物质溶液时使用的溶剂，可以不特别限定地使用溶解两亲性物质的现有已知的有机溶剂。另外，也可以使用水以水性乳液的形式来制备。

作为有机溶剂，具体而言，可例示出：甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯这样的醇系、二醇系、酮系、酯系等有机溶剂。另外，作为例子也可列举出：芳香族系、脂环族系、烃系溶剂等有机溶剂。其中，可例示出苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、环己烷、辛烷、矿油精等。

实施例

以下，通过实施例对本发明进一步详细地进行说明，但本发明并不限定于以下的实施例。

实际制作本发明的亲水化无纺布，调查特性。

亲水化无纺布的特性的具体的测定按照以下的条件和方法进行。

(两亲性物质的含有率和含有率维持率)

含有率(质量％)＝(W2-W1)/W1×100

此处，初期的含有率即耐久性试验前的含有率可以使用含有两亲性物质前的无纺布(以下，有时也称为“基布”)的质量(g)作为W1、使用刚刚含有两亲性物质之后的亲水化无纺布的质量(g)作为W2来计算。

耐久性试验后的含有率使用基布的质量(g)作为W1、使用耐久性试验后的亲水化无纺布的质量(g)作为W2来计算。

对于含有率维持率，以百分率来表示耐久性试验后的含有率除以初期的含有率而得到的比。

(吸水度)

根据JIS P 8141，将15mm宽的试验片垂悬于纯水中，测定10分钟后的纯水的吸取高度(mm)。

(耐久性试验)

将制作的试验样品浸渍于20℃的2L纯水中1小时。浸渍中，每分钟加入100mL的纯水使之溢出。之后，用105℃的干燥机进行15分钟干燥。重复2次该操作之后，测定含有率和吸水度。

以下，对于本发明的具体的实施例、比较例和现有例来进行说明。

(实施例1)

将十八烯基琥珀酸酐(烯基碳原子数18、荒川化学工业株式会社制SIZEPINE SA-864)溶解于乙醇，制备两亲性物质溶液。将基重53g/m²、厚度125μm的PP制纺粘无纺布作为基布，用浸渍法涂布两亲性物质溶液，在105℃干燥机中进行15分钟干燥，制作含有率5质量％的亲水化无纺布。对初期的含有率和吸水度进行测定之后，实施耐久性试验。需要说明的是，基布使用长20cm×宽20cm的正方形。将结果示于表1。

(实施例2)

使用十五烯基琥珀酸酐(烯基碳原子数15、三洋化成株式会社制PDSA-DA)，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例3)

使用辛烯基琥珀酸酐(烯基碳原子数8、新日本理化株式会社制OSA)，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例4)

使用7,12-二甲基-十八烷-1,18-二羧酸(亚烷基二羧酸、亚烷基碳原子数20、冈村制油株式会社制IPS-22)，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例5)

使用7,12-二甲基-7,11-十八烷二烯-1,18-二羧酸(亚烯基二羧酸、亚烯基碳原子数20、冈村制油株式会社制IPU-22)，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(现有例1)

使用十二烷基苯磺酸钠(烷基碳原子数12+苯环碳原子数6、总计18)，作为溶剂使用纯水，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(现有例2)

使用聚氧乙烯十二烷基醚(烷基碳原子数12、环氧乙烷加成摩尔数8)，使用50质量％的乙醇水溶液作为溶剂，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(比较例1)

使用月桂酸(烷基碳原子数11)，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(比较例2)

使用硬脂酸(烷基碳原子数17)，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(比较例3)

使用十二烷二酸(亚烷基二羧酸、亚烷基碳原子数10、冈村制油株式会社制SL-12)，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(比较例4)

使用二十烷二酸(亚烷基二羧酸、亚烷基碳原子数18、冈村制油株式会社制SL-20)，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(比较例5)

使用十八烯基琥珀酸二钾(用氢氧化钾水溶液将烯基琥珀酸盐、亚烷基碳原子数18、荒川化学工业株式会社制SIZEPINE SA-864中和来制备。)，使用50质量％的乙醇水溶液作为溶剂，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例6)

制作含有率3质量％的亲水化无纺布，除此以外与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例7)

制作含有率0.1质量％的亲水化无纺布，除此以外与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(比较例6)

制作含有率0.07质量％的亲水化无纺布，除此以外与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(参考例1)

制作含有率15.5质量％的亲水化无纺布,除此以外与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例8)

使用纯水作为溶剂，用水性乳液制备两亲性物质溶液，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。需要说明的是，水性乳液是向纯水中加入十八烯基琥珀酸酐进行7小时搅拌而得到的。

由红外线吸收光谱分析，可以确认十八烯基琥珀酸酐被水解而转化为十八烯基琥珀酸。

(实施例9)

使用丙酮作为溶剂来制备两亲性物质溶液，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例10)

使用二甲苯作为溶剂来制备两亲性物质溶液，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例11)

使用PET制纺粘无纺布作为基布，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例12)

使用应用了PP/PE芯鞘复合纤维的湿式无纺布(无纺布表面仅由PE形成)作为基布，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

(实施例13)

使用应用了尼龙66/尼龙6芯鞘复合纤维的湿式无纺布(无纺布表面仅由尼龙6形成)作为基布，除此以外，与实施例1同样地实施。将结果示于表1。

[表1]

由实施例1～5与比较例1～4的初期吸水度的比较可知，本发明所使用的两亲性物质优选在常温(25℃)下为液体。

由实施例3的结果担心，本发明中使用的两亲性物质所具有的疏水性基团即烯基、亚烷基、亚烯基的碳原子数小于8时，耐久试验后的含有率维持率降低。由实施例1和实施例5的结果可知，本发明中使用的两亲性物质所具有的疏水性基团即烯基、亚烷基、亚烯基可以为直链状或支链状。由实施例4和实施例5的结果可知，亚烯基可以含有2个以上碳-碳双键。

由实施例1、实施例8和比较例5的结果可知，羧酸盐从耐久亲水性的观点出发而不优选。

由实施例1～7和比较例6、参考例1的结果可知，作为初期含有率的范围，优选为0.1质量％以上～15质量％的范围。

由实施例1和8～10的结果可知，本发明的两亲性物质溶液可以为水性乳液，也可以为有机溶剂溶液。

由实施例1～5和实施例11～13的结果可知，构成无纺布的纤维为聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、尼龙6这样的疏水性合成纤维能够耐久亲水化。各个聚合物100％时的结果，可以说由于能够耐久亲水化，所以混合了这些纤维的无纺布也能够耐久亲水化。

接着，增加重复数进一步继续耐久性试验，调查其经过。

试样使用：本发明的实施例1；使用了作为代表性的阴离子系表面活性剂(两亲性物质)的十二烷基苯磺酸钠的现有例1；使用了作为代表的非离子系表面活性剂的聚氧乙烯十二烷基醚(环氧乙烷加成摩尔数8)的现有例2；和比较例5。

对于各试样，重复进行与表1所示的耐久性试验相同的过程(浸渍于纯水中之后进行干燥)，每进行1次测定吸水度。作为测定结果，将重复数与吸水度的关系示于表2和图1。需要说明的是，表1中所示的耐久性试验的重复数为2次，因此对应于表2和图1的重复数2次。

[表2]

由图1可知，比较例5、现有例1和现有例2中，第1次的吸水度几乎消失。与此相对，可知本发明的实施例1中，吸水度较高地维持至第5次为止。

因此，通过本发明能够实现具有耐久性的亲水性的无纺布。

产业上的可利用性

本发明的亲水化无纺布能够普遍应用于要求了具有耐久性的亲水性的无纺布产品中。

Claims

1.一种亲水化无纺布，其特征在于，

其是通过使无纺布含有两亲性物质而亲水化的无纺布，其含有一种以上所述两亲性物质，

所述两亲性物质包含疏水性基团和亲水性基团，

所述疏水性基团的碳原子数为8～20，且选自烷基、烯基、亚烷基或亚烯基中的一种，

所述亲水性基团中，羧酸基为2个以上或者羧酸酐基为1个以上。

2.根据权利要求1所述的亲水化无纺布，其特征在于，所述两亲性物质为烯基琥珀酸和/或烯基琥珀酸酐。

3.根据权利要求2所述的亲水化无纺布，其特征在于，所述烯基琥珀酸和/或所述烯基琥珀酸酐为选自由辛烯基琥珀酸、壬烯基琥珀酸、癸烯基琥珀酸、十二烯基琥珀酸、十四烯基琥珀酸、十五烯基琥珀酸、十六烯基琥珀酸、十八烯基琥珀酸、二十烯基琥珀酸以及这些酸的酐组成的组中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的亲水化无纺布，其特征在于，所述两亲性物质为亚烷基二羧酸和/或亚烯基二羧酸。

5.根据权利要求4所述的亲水化无纺布，其特征在于，

所述亚烷基二羧酸和/或所述亚烯基二羧酸为选自由7,12-二甲基-十八烷-1,18-二羧酸、丁基辛二酸、7,12-二甲基-7,11-十八烷二烯-1,18-二羧酸、异二十碳二烯二酸、二烷氧羰基异二十二碳二烯二酸组成的组中的一种以上。

6.根据权利要求1所述的亲水化无纺布，其特征在于，构成所述无纺布的纤维含有选自由聚烯烃、聚酯、聚酰胺组成的组中的至少一种以上聚合物。

7.根据权利要求1所述的亲水化无纺布，其特征在于，所述两亲性物质的含有率为0.1质量％以上且15质量％以下。