JP2678053B2

JP2678053B2 - 吸水性不織布

Info

Publication number: JP2678053B2
Application number: JP1070798A
Authority: JP
Inventors: 憲二平松; 為九江嵜; 正夫河本
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1989-03-22
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 1997-11-17
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: JPH02251649A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、生理用品、衛生材料、おねしよシーツ、寝
たきり老人用シーツ、業務用ワイパー、シール材、工業
資材および包装材等として、洗濯等の処理によつても吸
収性が低下しにくい耐久性に優れた吸水性を有する不織
布に関する。

（従来の技術）近年、繊維分野特に不織布分野でポリエチレンテレフ
タレートを代表するポリエステル繊維の役割が大きくな
り、特に最近ベビーおむつやおむつライナー、生理用品
などの衛生材料分野や外食産業向けのカウンタークロ
ス、台所用品の流し台の水切り袋などの非衛生材料分野
や、シツプ薬の基布や固定用シート、病院用手術衣、マ
スク等のメデイカル分野などに、不織布が広く使用され
てきている。

（発明が解決しようとする課題）これらの多くの不織布製品の中で特に、ワイパー、老
人用シーツ、おねしよシーツ等繰り返し使用頻度の高い
ものについては、従来のもの以上に耐久性のある親水性
能が求められていた。しかるに、今迄のものは、油剤等
による表面処理の後加工方法によるものがほとんどで、
これは初期性能はあつても、ある程度使用した場合に表
面油剤が脱落し、性能が極端に低下するものが多かつ
た。

また、疎水性合成繊維、例えば、ポリエステルやポリ
プロピレン系繊維は、木綿や再生繊維などに比べて、吸
水性が著しく劣つており、吸水性を必要とされる用途に
は使用上問題があった。それ故に合成繊維の特徴である
例えば良好なパーマネントセツト性を保持しながら吸水
性を向上させることは重要な研究テーマとして従来より
とりあげられてきた。しかしながら、天然繊維に匹敵す
るような吸水性を得るに到つていないか、あるいは到つ
ていても高度な改質工程を経る必要があるため、一般に
多量に使用されるには高価すぎるなどの欠点を有するも
のであつた。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記欠点を有さない、耐久吸水性に優れた
不織布を得る為に、不織布を構成する主体繊維として、
特定の化合物を含有する吸水性ポリエステル繊維を使用
する点に特徴がある。

即ち本発明は、ポリオキシアルキレングリコール0.2
〜10.0重量％及びスルホン酸アルカリ金属塩誘導体0.1
〜5.0重量％とを、前者対後者の比率が６対４〜７対３
となるように含有する吸水性ポリエステル繊維が20重量
％以上含有されている不織布であって、該吸水性ポリエ
ステル繊維の繊維断面が（ｉ）又は（ii）を満足するこ
とを特徴とする不織布である（以下、本発明において
は、上記ポリオキシアルキレングリコール及びスルホン
酸アルカリ金属塩誘導体とを一括して練込剤と称するこ
ともある。）。

（ｉ）繊維横断面の最大長（Ｌ）と最大幅（Ｗ）の比
（L/W）が1.5〜15である扁平繊維（ii）凹部の入口両端を結ぶ最短距離（ｄ）と凹部の入
口から最深部までの距離（ｌ）との比（d/l）が２以下
である凹部を有する繊維本発明で用いられる、ポリオキシアルキレングリコー
ルとしては後述するポリエステルとは実質的に反応性を
有しないことが必要である。ここで実質的反応性を有し
ないとは、ポリエステルと共重合しないことを意味す
る。ポリオキシアルキレングリコールがポリエステルと
反応すると紡糸性が不良となる。また、ポリエステルの
重合度を低下させ紡糸時の溶融粘度が極端に低下し、紡
糸性が不安定となり、その結果単糸切れ、断糸が多発し
てくるとともに、連続運転が不可能となつてくる。

従つて、使用するポリオキシアルキレングリコールと
しては、分子量が1000以上、好ましくは3000以上のもの
が良い。分子量が低すぎるとポリエステルとの反応性が
大きくなり前述の問題点が発生してくるので好ましくな
い。組成としてはポリオキシエチレングリコール単独ポ
リマーでもよいし、オキシエチレン単体とオキシプロピ
レン単位をランダム又はブロツク状に共重合したポリマ
ーでもよい。ただし、オキシエチレン単位とオキシプロ
ピレン単位の組成比によつては、親水性が低下してくる
場合があるので、本発明の目的を阻害しない範囲でオキ
シエチレン単位が主成分である方が好ましい。また、ポ
リオキシアルキレングリコールとしてはポリオキシエチ
レングリコールとポリオキシエチレン−ポリオキシプロ
ピレン共重合の混合物を使用してもかまわない。

ポリオキシアルキレングリコールの末端は水酸基であ
つても、非エステル形成性有機基で封鎖されていても、
またはエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合
等によつて他のエステル形成性有機基と結合していても
よい。末端が非エステル形成性有機基で封鎖されたもの
にあつては、ポリオキシアルキレングリコールの平均分
子量が800〜3,000程度の低いものでもよい。

ポリオキシアルキレングリコールのポリエステル中の
含有量は0.2重量％以上10重量％以下の範囲である。0.2
重量％未満では目的とする吸水性が不十分である。10重
量％を越えると紡糸性が不良となり好ましくない。また
ポリオキシアルキレングリコール中に酸化防止剤を含ん
でいてもかまわない。特に、ポリエチレンテレフタレー
ト等の高融点のポリマーを用いる場合、紡糸温度が高く
なるためポリオキシアルキレングリコールは酸化分解、
熱分解を発生しやすくなるので、これを防ぐためにヒン
ダードフエノール系の酸化防止剤を添加して繊維化する
ことは有効である。

これに対して上記ポリオキシアルキレングリコールと
併用されるスルホン酸アルカリ金属塩の誘導体は、１分
子内に少なくとも１個のスルホン酸アルカリ金属塩の親
水基とアルキル基などの適度な疎水性基を有する界面活
性な化合物が好ましい。たとえば下記の構造をもつもの
が例示されるが、これらに限定されるものではない。

（３）Ｒ−SO₃M、（５）Ｒ−CON−SO₃M、（６）ROSO₃M、（７）Ｒ−Ｏ（C₂H₄O）_nSO₃M、（９）RCONH−OSO₃M ここではＭはアルカリ金属を示し、通常、ナトリウ
ム、カリウム、リチウム等であり、特にナトリウムが好
ましい。Ｒは炭素数が８以上のアルキル基が好ましい。
炭素数７以下のアルキル基の場合は、ポリエステルとの
相溶性がやや悪くなる。また上記化合物の混合物を用い
てもかまわない。

スルホン酸アルカリ金属塩誘導体のポリエステル中の
含有量は0.1重量％以上5.0重量％以下であることが必要
である。0.1重量％未満では目的とする吸水性が不十分
である。また5.0重量％を越えると紡糸時の曳糸性が不
良となり、単糸切れ、断糸が多くなり好ましくない上、
延伸性も不良となり、延伸倍率が低いため糸物性的にも
低強度の糸となり好ましくない。

また、ポリオキシアルキレングリコールとスルホン酸
アカリ金属塩誘導体の存在比率は、スルホン酸アルカリ
金属塩誘導体に対してポリオキシアルキレングリコール
の方が多いがポリエステルとポリオキシアルキレングリ
コール及びスルホン酸アルカリ金属塩誘導体の三者の相
溶性が良好でミクロな海島状の安定した分散状態を形成
し安定な紡糸ができ好ましい。好ましくは、ポリオキシ
アルキレングリコールとスルホン酸アルカリ金属塩誘導
体の比率は６対４〜７対３の範囲で存在していることが
目的とする吸水性能の面からも好ましい。スルホン酸ア
ルカリ金属塩誘導体の存在比率が多くなると、ポリエス
テル中での分散状態が不均一となり、紡糸性、延伸性等
の工程性が不良である。

本発明において、上記ポリオキシアルキレングリコー
ル及びスルホン酸アルカリ金属塩誘導体を含有させる対
象となる繊維を構成するポリエステルは、特に限定され
ないが、例えばテレフタル酸と炭素数２〜６の樹脂族ジ
オールから重合される芳香族ポリエステルを挙げること
ができ、これに20モル％以下の第３成分を共重合したも
のでもよい。共重合成分としては、イソフタル酸、ナフ
タリンジカルボン酸、スルホイソフタル酸金属塩などの
芳香族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−β−オ
キシエトキシ安息香酸などのオキシカルボン酸、アジピ
ン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロヘ
キサンジメタールなどの脂環族ジオール、1,3−プロパ
ンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族ジオール、
ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール、ポリ
ブチレングリコール、メトキシポリエチレングリコール
など従来公知の化合物が挙げられる。

本発明においては、例えばこのようなポリエステルを
溶融させて、そこへポリオキシアルキレングリコールと
スルホン酸アルカリ金属塩誘導体を所定量添加混合し、
ひきつづき紡糸することにより、本願発明の不織布を構
成する必須の吸水性ポリエステル繊維を得ることができ
るが、ポリエステルにポリオキシアルキレングリコール
及びスルホン酸アルカリ金属塩誘導体を含有させる方法
としては従来公知の様々な方法が適用でき、添加方法に
ついては本発明の目的達成に支障のない範囲で適宜応用
できるものである。但し、上記化合物がポリエステルの
表面にのみ付着するように態様は吸水性にに耐久性を与
えることができないので本発明には含まれない。

また、本発明において使用される吸水性ポリエステル
繊維には、必要に応じて例えは酸化チタン、酸化ジルコ
ニウム、酸化硅素、アルミナ等の金属酸化物、セラミツ
クス、難燃剤、抗菌剤、消臭剤、芳香剤、着色剤などを
加えることが出来る。

また、吸水性のポリエステルト他のポリマー、例え
ば、異種のポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン
などとの芯鞘構造繊維、又はサイドバイサイド型構造繊
維としても良い。芯鞘構造の場合は、少なくとも鞘成分
に吸水性ポリエステル繊維を使用する必要がある。

吸水性ポリエステル繊維の紡糸条件等は従来公知の紡
糸条件等をそのまま採用でき、紡糸ノズルも円形、三角
形、十字形、８字形、Ｔ字形、Ｕ字形、Ｃ字形、海星状
形、ドツグボーン形状など任意の形状のオズルを使用す
ることができる（第１図及び第２図参照）。

本発明においては、吸水性を更に向上させるために、
繊維断面形状が扁平断面や例えばＣ字形状のような凹部
を有する断面の繊維を使用することが望ましい。何故な
ら、これらの単繊維間に適度な空隙が生じ、毛細管現象
より抱水性を付与できるからである。

この場合、例えば偏平繊維を使用するならば、繊維横
断面の最大長（Ｌ）と最大幅（Ｗ）の比（L/W;偏平度）
が1.5〜15程度の繊維を使用すると高度な吸水性を達成
できるので好ましい（第２図参照）。又、例えば、Ｃ字
形状のような凹部を有する断面の繊維を使用する場合
は、凹部の入口両端を結ぶ最短距離（ｄ）と凹部の入口
から最深部までの距離（ｌ）との比（d/l）が２以下で
あることが望ましい〔第１図（４−２）参照〕。また、
凹部の数については必らずしも１個である必要はなく、
２個以上の凹部を有する繊維であつても何ら差支えな
い。

また、上記の断面繊維は中空構造を有していてもよ
い。

本発明においては、このようにして得られた吸水性の
ポリエステル繊維を必須成分として不織布を製造するも
のであるが、本発明の不織布中には吸水性ポリエステル
繊維が20重量％以上含有されていることが必要であり、
好ましくは40重量％以上更に好ましくは60重量％以上含
まれることが望まれる。吸水性ポリエステル繊維の含有
量が少ない場合は本発明の目的が充分に達成されない。

吸水性繊維と混用することのできる他の繊維として
は、例えば、綿、麻、絹、羊毛等の天然繊維、ビスコー
スレーヨン等の再生繊維及びポリエステル、ポリオレフ
イン、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビ
ニル等の合成繊維を挙げることができ、本発明において
は、これらの繊維を単独で、又は２種以上組み合わせ
て、吸水性繊維と混合することができる。

又、再生繊維や合成繊維の断面形状は円形のものに限
定されず、偏平型、Ｕ字型、Ｙ字型、Ｔ字型、星型、三
角型等の異型であつてもよく、さらにその断面の中に中
空部分を有していてもよい。

本発明の不織布の製造方法としては、従来公知の製造
技術を適用することが可能であり、例えば、前記の吸水
性ポリエステル繊維を単独で又は該繊維20重量％以上と
他の繊維80重量％以下と混合して、梳綿機によりシート
状ウエツブとしたのち、繊維と繊維をイードルパンチや
水流により絡合させたり、接着剤を用いて結合させた
り、熱溶着性バインダー繊維を混合し、熱により接着さ
せたりする方法、いわゆる乾式法によつて製造すること
ができる。また湿式法によつても製造することができ
る。

このようにして得られる、本発明の不織布は耐久性に
富んだ吸水性を示すものであるが、本発明における優れ
た吸水性とは、不織布の表面に水滴を滴下した場合のぬ
れ部分の広がりが大きいことや繰り返し吸水速度の大き
いことを示し、この吸水性能に耐久性が付与されている
ことが本発明の大きな特徴である。

本発明の不織布製造に使用する吸水性ポリエステル繊
維の吸水性能の評価方法のひとつとしては、水分拡散面
積を測定することによつて行われ、ここで、水分拡散面
積とは原綿を開繊し密度が約0.02g/cm³のウエブとし、
これにば赤インキ等で着色された常温の水を0.37±0.02
ml滴下し、10分後の液の広がり面積として定義される。
この操作を10回行ないその平均値をとつて水分拡散面積
が表されるが、本発明に使用する吸水性ポリエステル繊
維は20mm²以上の拡散面積を有しており、特に、繊維と
して断面が偏平形状のものやＵ字形等の凹部を有するも
のを使用すれば40mm²以上の水分拡散面積を有するもの
である。しかも、この効果は10回の洗濯後にも保持され
ており、極めて耐久性に優れた吸水性が付与されてい
る。

また、本発明の不織布の吸水性評価方法のひとつとし
ては、繰り返し吸水速度の測定がある。本発明において
繰り返し吸水速度とは、目付40g/m²の不織布シートを5c
m×5cmにサンプリングし、それを水面に落とし、水が試
料全面に広がるまでの時間を測定する。その後試料をカ
ウンタークロスで水きりし、50℃のオーブン中で乾燥し
再び同様の操作により測定を行ない、10回の平均値で表
わされるものである。

本発明の不織布は、このような特性を有しているので
吸水性及びその耐久性が特に要求されるような用途に広
く適用可能であり、例えば、寝たきり老人用シーツ、お
ねしよシーツ、ワイパー（ふきん）、シール材等を挙げ
ることができる。

（実施例）以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は何
らこれらに限定されるものではない。

実施例１、比較例１〜３フエノールとテトラクロルエタンの等量混合液中30℃
で測定した極限粘度〔η〕が0.62dl/gのポリエチレンテ
レフタレートを溶融し、該溶融ポリマー中へ重合度1100
0のポリエチレングリコールとドデシルベンゼンスルホ
ン酸ソーダを2/1に混合したものへヒンダードフエノー
ル系酸化防止剤を少量加えたものを所定量添加し、その
後スタチツクミキサーにより均一混合した後、285℃に
保温されたノズルから押出し、75℃の温水浴で3.5倍延
伸し、機械捲縮をかけ、ついでステアリルホスフエート
のエチレンオキシド付加物を主成分とする油剤を0.1wt
％付与し、130℃で10分間乾燥処理をした後51mmにカツ
トし単糸デニール2drの原綿を作成した。尚、ポリエチ
レングリコールとドデシルベンゼンスルホン酸ソーダの
添加量、ノズル及び繊維の断面形状等は第１表に示した
とおりである。

その後、得られた原綿を用いて密度0.02g/cm³になる
ようにウエブにし、標準状態（20℃、65％RH）で赤イン
キ水溶液を0.35ml滴下し10分後に溶液の広がり面積を測
定し、原綿の吸水性能を評価した。10回洗たく処理をし
た後も同様に測定した。また、原綿からウエツブを作成
し、その後、ニードルパンチ処理をして40g/m²の不織布
を作成し、該不織布から5cm×5cm平方を切りとり、それ
を水面上に落とし、水が試料全面に広がるまでの吸水速
度の時間を繰り返し10回測定し不織布としての吸水性能
を評価した。結果を第１表に示したが、耐久性のある良
好な吸水性能を有した繊維が得られた。また不織布の風
合もやわらかく良好なものであつた。

注）洗たくは、JIS L0217−103法に従つて実施。液温
40℃の水１に2gの割合で衣料用合成洗剤を添加溶解
し、洗たく液とする。この洗たく液に浴比が１対30にな
るように試料及び必要に応じて負荷布を投入して運転を
開始する。５分間処理した後、運転を止め、試料及び負
荷布を脱水機で脱水し、次に洗たく液を常温の新しい水
に替えて同一の浴比で２分間すすぎ洗いをした後脱水
し、再び２分間すすぎ洗いを行い風乾させる。以上の操
作を10回くりかえし10回後の所定サンプルとした。

実施例２ポリオキシアルキレングリコールとして平均分子量1
5,000のエチレンオキシドとプロピレンオキシドが75対2
5重量％のランダム共重合体2.0重量％、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸ソーダを１重量％、ヒンダードフエノール
系酸化防止剤0.1重量％となるように添加するこそ以外
は、実施例１と同じ条件で実施した。得られた繊維及び
不織布の吸水性能を第１表に示した。

実施例３ポリオキシアルキレングリコールとして重合度11,000
のポリエチレングリコールを2.0重量％と炭素数がＣ
_12〜15のアルキルスルホン酸ソーダ1.0重量％を添加す
ること以外は実施例１と同じ条件で実施した。得られた
繊維及び不織布の吸水性能を第１表に示した。

実施例４〜７第１表に示すとおりのポリマー、練込剤の種類及びそ
の添加量、ノズル形状を採用して比較例１と同様にして
種々の吸水性ポリエステル繊維及び本発明の不織布を作
成し、水分拡散面積及び繰り返し吸水速度について測定
を行つた。結果を第１表に示した。

実施例８実施例６で得られた吸水性ポリエステル繊維50重量％
と通常のポリエステル繊維50重量％を混合して得られた
原綿及い該原綿からウエツブを作成し、その後ニードル
パンチ処理して40g/m²の不織布を作成し、実施例１と同
様にして吸水性能を評価したところ、水分拡散面積は初
期が38.0mm²、10回洗濯後が37.0mm²であり、繰り返し吸
水速度は1.5秒であつた。

実施例９練込剤として重合度11,000のポリエチレングリコール
が3.3重量％とドデシルベンゼンスルホン酸ソーダが1.7
重量％含有された吸水性ポリエチレンテレフタレートを
実施例１と同じノズルを用いて繊維化した。得られた繊
維80重量％と熱融着繊維（芯:PET,鞘:HDPE）20重量％と
からなる原綿よりウエツブを作成し、その後ニードルパ
ンチ処理及び加熱処理を行い40g/m²の不織布を作成し
た。ここで得られた原綿および不織布について吸水性能
を実施例１と同様にして評価した。その結果、原綿の水
分拡散面積は初期が59.0mm²、10回洗濯後が58.5mm²であ
り、不織布の繰り返し吸水速度は2.7秒であつた。

（発明の効果）本発明の不織布は吸水性に優れ、特に繰り返し洗濯後
における吸水性の低下が殆どないので、吸水性能に耐久
性を要求される不織布用途に極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、不織布の原料として使用される繊
維の断面形状及びそれを得るためのノズル形状を例示し
た図面である。第１図中（４−２）におけるｄ及びｌは
各々繊維断面の凹部の入口両端を結ぶ最短距離及び凹部
の入口から最深部までの距離を示すものである。又、第
２図のＬ及びＷは各々偏平繊維断面の最大長と最大幅を
表すものである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオキシアルキレングリコール0.2〜10.
0重量％及びスルホン酸アルカリ金属塩誘導体0.1〜5.0
重量％とを、前者対後者の比率が６対４〜７対３となる
ように含有する吸水性ポリエステル繊維が20重量％以上
含有されている不織布であって、該吸水性ポリエステル
繊維の繊維断面が（ｉ）又は（ii）を満足することを特
徴とする不織布（ｉ）繊維横断面の最大長（Ｌ）と最大幅（Ｗ）の比
（L/W）が1.5〜15である扁平繊維（ii）凹部の入口両端を結ぶ最短距離（ｄ）と凹部入口
から最深部までの距離（ｌ）との比（d/l）が２以下で
ある凹部を有する繊維