JP3032075B2 - Hydrophilic polyolefin fiber - Google Patents
Hydrophilic polyolefin fiberInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はプロピレンまたはエチレ
ンを主たるモノマー成分とする親水性ポリオレフィン繊
維に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrophilic polyolefin fiber containing propylene or ethylene as a main monomer component.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プロピレンまたはエチレンを主たるモノ
マー成分とするポリオレフィンから製造される繊維、い
わゆるポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維は各種の
用途に多用されているが、紙おむつ等の使い捨て衛生用
品の表皮材用不織布の原料繊維としても広く使用されて
いる。紙おむつ等の衛生用品は、皮膚に接触する表皮材
とその下の吸収材とから構成されていて、尿等は表皮材
を通過して吸収材に吸収されるようになっている。この
ような衛生用品が具備すべき基本的要件は、排出された
尿等によってかぶれ、むれ等の障害を起さないことであ
る。かぶれ等の障害は、排出された尿等が吸収材に全量
吸収されず表皮材表面に残ることにより発生する。従っ
てこのような障害をなくすためには、尿等が殆んど残ら
ず速やかに表皮材を通過することが重要であり、そのた
めには尿等が表皮材の繊維間に浸透して通過し易くする
ための親水性が必要である。2. Description of the Related Art Fibers produced from polyolefins containing propylene or ethylene as a main monomer component, so-called polypropylene fibers and polyethylene fibers, are widely used for various purposes. However, non-woven fabrics for skin materials of disposable sanitary articles such as disposable diapers. Widely used as raw material fiber. Sanitary articles such as disposable diapers are composed of a skin material that comes into contact with the skin and an absorbent under the skin, and urine and the like pass through the skin and are absorbed by the absorbent. The basic requirement that such a sanitary article should have is that the discharged urine or the like does not cause rash, unevenness or other obstacles. Obstacles such as rash occur when excreted urine and the like are not completely absorbed by the absorbent and remain on the surface of the skin material. Therefore, in order to eliminate such obstacles, it is important that urine and the like pass through the skin material with little remaining, so that urine and the like easily penetrate between the fibers of the skin material and pass through. Hydrophilicity is required.
【０００３】ポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維は
本来は疎水性であり、表皮材用途には不向きであるが、
これらの短繊維は通常、繊維製造時に界面活性剤を主成
分とする油剤が繊維表面に付着されて親水性が付与され
ているため、製品化まで洗滌などの処理を受けない条件
下に表皮材用不織布の原料として使用可能である。しか
し、この場合でも紙おむつ等として着用後の最初の排尿
等により繊維表面の油剤成分が洗い流されると、その後
は親水性が低下してしまう。[0003] Polypropylene fibers and polyethylene fibers are inherently hydrophobic and are not suitable for skin material applications.
These staple fibers are usually provided with an oil agent mainly composed of a surfactant on the fiber surface during fiber production to impart hydrophilicity. Therefore, skin materials are not subjected to washing or other treatment until commercialization. It can be used as a raw material for nonwoven fabrics. However, even in this case, if the oil agent component on the fiber surface is washed away by the first urination after wearing as a disposable diaper or the like, the hydrophilicity is reduced thereafter.
【０００４】また、繊維ウェブを高圧水流で絡めるスパ
ンレース法で加工された不織布は、上記水流によって繊
維表面の油剤成分が洗い落とされて親水性がなくなるた
め、改めて不織布に油剤を付着させる工程が必要であ
る。また、スパンボンド法により高速空気流によって紡
糸した後不織布化して得られる不織布は、紡糸時に油剤
を使用しないため親水性がなく、表皮材の限定された部
位にしか使用できないが油剤付着の工程を必要とする等
の問題がある。Further, in a nonwoven fabric processed by a spunlace method in which a fibrous web is entangled with a high-pressure water flow, an oil component on the fiber surface is washed away by the water flow and loses hydrophilicity. is necessary. In addition, the nonwoven fabric obtained by spinning with a high-speed air flow by the spunbond method and then forming a nonwoven fabric does not use an oil agent at the time of spinning, so it has no hydrophilicity and can be used only on a limited portion of the skin material. There are problems such as need.
【０００５】近年、このような問題をポリオレフィンに
特定の湿潤剤（グリセライド及びアルコキシ化フェノー
ル、またはポリオキシアルキレン脂肪酸エステル単独、
またはこれらの混合物）を添加して成る組成物から繊維
を製造して繊維自体を親水性化することにより解決しよ
うとする提案がなされている（特開昭60-194113号)。し
かしながら上記湿潤剤によりポリプロピレン繊維やポリ
エチレン繊維を親水性化した場合、ポリエチレン繊維で
は充分な親水性を発現するものの、ポリプロピレン繊維
では親水性能は不充分である。また紡糸時に湿潤剤によ
るノズルでの発煙が激しく、それによる可紡性能の低下
及び紡糸作業環境の悪化という欠点があった。[0005] In recent years, such problems have been solved by using specific wetting agents (glycerides and alkoxylated phenols or polyoxyalkylene fatty acid esters alone,
Or a mixture thereof) has been proposed to produce a fiber from a composition comprising the composition and to make the fiber itself hydrophilic so as to solve the problem (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-194113). However, when the polypropylene fiber or the polyethylene fiber is made hydrophilic by the above wetting agent, the polyethylene fiber exhibits sufficient hydrophilicity, but the polypropylene fiber has insufficient hydrophilicity. In addition, there is a drawback that the wetting agent emits a large amount of smoke at the nozzle during spinning, thereby lowering the spinning performance and deteriorating the spinning working environment.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点が解消された親水性のポリプロピレン繊維及び
ポリエチレン繊維を得ることを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hydrophilic polypropylene fiber and a polyethylene fiber which have solved the above-mentioned disadvantages of the prior art.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者は種々検討した
結果、ポリプロピレン及びポリエチレンに親水性を付与
する配合剤としてアルキルスルフォネートＮａ塩を用い
ることにより、上記課題を達成出来ることを究明して本
発明を完成した。即ち、本発明はプロピレンまたはエチ
レンを主たるモノマー成分とするポリオレフィンにアル
キルスルフォネートＮａ塩を該ポリオレフィンとの合計
量に基づいて0.5〜５重量％配合して得られる組成物よ
り製造される親水性ポリオレフィン繊維に関するもので
ある。As a result of various studies, the present inventors have found that the above-mentioned object can be achieved by using an alkylsulfonate Na salt as a compounding agent for imparting hydrophilicity to polypropylene and polyethylene. Thus, the present invention has been completed. That is, the present invention relates to a hydrophilicity produced from a composition obtained by blending a polyolefin containing propylene or ethylene as a main monomer component with an alkyl sulfonate Na salt in an amount of 0.5 to 5% by weight based on the total amount of the polyolefin and the polyolefin. It relates to polyolefin fibers.
【０００８】本発明で用いられるプロピレンまたはエチ
レンを主たるモノマー成分とするポリオレフィン、いわ
ゆるポリプロピレンまたはポリエチレンは、通常公知の
チーグラー・ナッタ系触媒を用いて得られる結晶性のポ
リマーであり、単独重合体のみならず、少量例えば0.1
〜10重量％のα−オレフィン例えばエチレン，プロピレ
ン，ブテン−１等との共重合体をも包含する。本発明で
用いられるポリプロピレンのＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３
８条件Ｌ）及びポリエチレンのＭＩ（ＡＳＴＭＤ１２３
８条件Ｅ）は特に限定する必要はないが、ポリプロピレ
ンならＭＦＲ５以上、ポリエチレンならＭＩ１０以上の
ものを使用した方が紡糸上好ましい。The polyolefin containing propylene or ethylene as a main monomer component, so-called polypropylene or polyethylene, which is used in the present invention, is a crystalline polymer obtained by using a known Ziegler-Natta catalyst, and if it is a homopolymer alone, Small, for example 0.1
It also includes copolymers with 〜10% by weight of α-olefins such as ethylene, propylene, butene-1 and the like. MFR (ASTMD123) of the polypropylene used in the present invention
8 condition L) and polyethylene MI (ASTMD123)
8) The condition E) is not particularly limited, but it is preferable in terms of spinning to use a polypropylene having an MFR of 5 or more and a polyethylene of MI10 or more.
【０００９】本発明で用いられるアルキルスルフォネー
トＮａ塩は次に示す示性式（Ｉ）の構造を有する。 Ｒ−ＳＯ3Ｎａ・・・（Ｉ） 上式においてにおいてＲはアルキル基を示す。ＲのＣ数
は10〜20個が好ましい。アルキルスルフォネートＮａ塩
のポリオレフィンへの配合量は、両者の合計量に基づい
て0.5〜５重量％が適切である。配合量が0.5重量％未満
では親水性が有効な程度に発現しない。また、配合量が
５重量％を超えても増量効果は殆んど認められないにも
拘わらず、紡糸時の糸切れが増加する。The sodium salt of the alkylsulfonate used in the present invention has a structure represented by the following formula (I). R—SO 3 Na (I) In the above formula, R represents an alkyl group. The C number of R is preferably 10 to 20. The amount of the sodium salt of the alkyl sulfonate in the polyolefin is suitably 0.5 to 5% by weight based on the total amount of both. When the amount is less than 0.5% by weight, the hydrophilicity is not sufficiently developed. Further, even if the compounding amount exceeds 5% by weight, although the effect of increasing the amount is hardly recognized, yarn breakage during spinning increases.
【００１０】本発明における組成物はポリオレフィンと
アルキルスルフォネートＮａ塩との上記配合物を主とす
るが、これに各種安定剤，滑剤，顔料，過酸化物の如き
ラジカル発生剤等の添加剤を本発明の効果を損なわない
範囲で含有させることが出来る。本発明における組成物
を得るには、ポリプロピレンまたはポリエチレンに、ア
ルキルキスルフォネートＮａ塩及び必要に応じて上記各
種添加剤を、公知の混合装置例えばヘンシェルミキサ
ー，スーパーミキサー，リボンブレンダー，バンバリー
ミキサーなどを用いて混合し、公知の単軸押出し機，２
軸押出し機，ブラベンダーまたはロールなどで溶融温度
150℃〜300℃、好ましくは180℃〜250℃で溶融混練しペ
レタイズする。The composition of the present invention is mainly composed of the above-mentioned blend of polyolefin and sodium salt of alkylsulfonate, and further includes additives such as various stabilizers, lubricants, pigments and radical generators such as peroxides. Can be contained within a range that does not impair the effects of the present invention. In order to obtain the composition according to the present invention, a sodium salt of alkylkisulfonate and, if necessary, the above-mentioned various additives are added to polypropylene or polyethylene, and a known mixing device such as a Henschel mixer, a super mixer, a ribbon blender, a Banbury mixer or the like is used. Using a known single-screw extruder, 2
Melting temperature with a screw extruder, Brabender or roll
The mixture is melt-kneaded at 150 to 300 ° C, preferably 180 to 250 ° C, and pelletized.
【００１１】本発明に係る親水性ポリオレフィン繊維
は、その断面において特別に区分された構造を持たず全
体に亘って均一相の繊維である。このような親水性ポリ
オレフィン繊維は、上記のようにして得られた組成物か
ら公知の溶融紡糸法により製造できる。例えば、紡出ノ
ズルを装着した押出し機により、190℃〜300℃の押出し
温度で上記組成物を溶融混練すると共に紡出ノズルより
押し出し、押し出された溶融樹脂をロールにより引き取
って先ず未延伸糸を製造する。次いでこの未延伸糸を熱
ロール、熱板、熱風加熱炉等を用いて加熱しながら数倍
に延伸した後、必要に応じて捲縮装置で捲縮を与え、若
し短繊維とする場合は所定の長さにカットする。The hydrophilic polyolefin fiber according to the present invention is a fiber having a uniform phase throughout without having a specially divided structure in its cross section. Such a hydrophilic polyolefin fiber can be produced from the composition obtained as described above by a known melt spinning method. For example, by an extruder equipped with a spinning nozzle, the above composition is melt-kneaded at an extrusion temperature of 190 ° C to 300 ° C and is extruded from a spinning nozzle, and the extruded molten resin is taken up by a roll to first unstretched yarn. To manufacture. Next, after stretching this undrawn yarn several times while heating it using a hot roll, a hot plate, a hot air heating furnace, etc., crimp it with a crimping device if necessary, Cut to length.
【００１２】[0012]
【実施例】以下実施例及び比較例に基づいて本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。尚、実施例中に示された物性値の測定法または
定義をまとめて示しておく。EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these. In addition, the measurement method or definition of the physical property value shown in the examples is collectively shown.
【００１３】ＭＦＲ：ＡＳＴＭ Ｄ１２３８ 条件Ｌ ＭＩ：ＡＳＴＭ Ｄ１２３８ 条件Ｅ 親水性：長さ10cm，重さ６ｇになるように繊維束を作成
し、４回転の撚りをかけ、その表面に赤色水性インキを
小滴付着させ、インキの繊維束内への浸透性を目視によ
り下記基準に基づいて評価する。 ◎：速やかに浸透する。 ○：５秒以内に浸透する。 △：５秒以上かかって浸透する。 ×：浸透しない。MFR: ASTM D1238 Condition L MI: ASTM D1238 Condition E Hydrophilicity: A fiber bundle is prepared so as to be 10 cm in length and 6 g in weight, twisted four times, and a small amount of red aqueous ink is applied to the surface. Drops are adhered, and the permeability of the ink into the fiber bundle is visually evaluated based on the following criteria. A: Penetrates quickly. ：: Penetrates within 5 seconds. Δ: Permeation takes 5 seconds or more. ×: Does not penetrate.
【００１４】組成物の可紡性：押出し温度250℃、１ホ
ール当りの押出し量0.5ｇ／分、紡糸速度（巻取速度と
言うも同じ）800ｍ／分の条件で紡糸したときの60分間
当りの糸切れ回数により下記基準に基づいて評価する。 ○：糸切れせず。 ×：糸切れ１回以上。発煙性：可紡性評価と同一の紡糸
条件でノズルでの発煙性をアルキルスルフォネートＮａ
塩未添加の原料の発煙性との比較を目視観察し、下記の
基準に基づいて評価する。 ○：未添加と同等の発煙性。 △：未添加より多少多い。 ×：未添加より著しく多い。Spinnability of composition: Extrusion temperature 250 ° C., extrusion rate per hole 0.5 g / min, spinning speed (also referred to as winding speed) 800 m / min. Is evaluated based on the following criteria. ：: No thread breakage. X: One or more times of thread breakage. Smoke emission: The smoke emission at the nozzle under the same spinning conditions as in the evaluation of spinnability was evaluated using alkyl sulfonate Na.
The comparison with the fuming properties of the raw materials without salt is visually observed and evaluated based on the following criteria. ：: Smoke emission equivalent to that of no addition. Δ: Slightly greater than not added. ×: significantly more than not added.
【００１５】実施例１〜３及び比較例１〜３ ＭＦＲ１０の粉末状ポリプロピレン（単独重合体）に表
１に記載のアルキルスルフォネートＮａ塩の所定量を配
合すると共に該配合物100重量部に対してＢＨＴ（ブル
チル化ヒドロキシトルエン）を0.1重量部、ステアリン
酸カルシウムを0.1重量部添加してヘンシェルミキサー
で1.5分間混合した後、口径40mmの単軸押出し機で200℃
にて溶融混練しペレタイズして紡糸原料とする組成物を
得た。Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 MFR10 powdered polypropylene (homopolymer) was mixed with a predetermined amount of the alkylsulfonate Na salt shown in Table 1 and added to 100 parts by weight of the compound. On the other hand, 0.1 parts by weight of BHT (bulltylated hydroxytoluene) and 0.1 parts by weight of calcium stearate were added and mixed for 1.5 minutes with a Henschel mixer, and then 200 ° C. with a single-screw extruder having a diameter of 40 mm.
The mixture was melt-kneaded and pelletized to obtain a composition as a spinning raw material.
【００１６】このように得られたペレットを、ホール径
１mm、ホール数100個を有する紡出ノズルを装着した溶
融紡糸機より押出し温度250℃で押し出し、紡糸速度800
ｍ／分の条件で溶融紡糸し、5.6デニールの繊維100本よ
りなる未延伸マルチフィラメントを製造した。上記工程
においてガイドとの摩擦を減じるために油剤を繊維表面
に付着させた。そして紡糸原料とした組成物の可紡性を
評価するため、紡糸時間及び糸切れ回数をカウントし
た。この未延伸マルチフィラメントの一部を100℃に加
熱された熱板上で最終延伸速度60ｍ／分、延伸倍率３倍
の条件で延伸し、1.9デニールの繊維100本よりなる延伸
マルチフィラメントを製造した。このようにして本発明
に係る親水性ポリオレフィン繊維及び比較の繊維（それ
ぞれについて未延伸糸及び延伸糸の２種が存する）を得
た。The pellets thus obtained are extruded at a temperature of 250 ° C. from a melt spinning machine equipped with a spinning nozzle having a hole diameter of 1 mm and 100 holes, and a spinning speed of 800
It was melt-spun under the conditions of m / min to produce an undrawn multifilament consisting of 100 5.6 denier fibers. In the above process, an oil agent was attached to the fiber surface to reduce friction with the guide. Then, in order to evaluate the spinnability of the composition used as a spinning raw material, the spinning time and the number of yarn breaks were counted. A part of the undrawn multifilament was drawn on a hot plate heated to 100 ° C. under the conditions of a final drawing speed of 60 m / min and a draw ratio of 3 to produce a drawn multifilament consisting of 100 1.9 denier fibers. . Thus, a hydrophilic polyolefin fiber according to the present invention and a comparative fiber (each of which has two types of undrawn yarn and drawn yarn) were obtained.
【００１７】得られた未延伸及び延伸各マルチフィラメ
ントそれぞれ50ｇを水洗して油剤成分を洗い落とし、80
℃の熱風乾燥機で12時間乾燥した後、親水性を評価し
た。組成物の可紡性，発煙性及び繊維の親水性の結果を
表１に示す。50 g of each of the obtained undrawn and drawn multifilaments was washed with water to remove the oil component, and
After drying for 12 hours with a hot air dryer at a temperature of ° C., the hydrophilicity was evaluated. Table 1 shows the results of spinnability, fuming property and fiber hydrophilicity of the composition.
【００１８】実施例４〜６及び比較例４〜６ 粉末状ポリプロピレンの代わりにＭＩが16の粉末状ポリ
エチレン(単独重合体)を使用した以外は、実施例１〜
３，比較例１〜３と同様に行って、紡糸原料とした組成
物の可紡性及び発煙性を調べると共に、得られた親水性
ポリエチレン繊維及び比較の繊維の親水性を測定した。
結果を表２に示す。Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 6 Examples 1 to 6 were repeated except that powdered polyethylene having a MI of 16 (homopolymer) was used instead of powdered polypropylene.
3, In the same manner as in Comparative Examples 1 to 3, the spinnability and smoke emission of the composition used as the spinning raw material were examined, and the hydrophilicity of the obtained hydrophilic polyethylene fibers and comparative fibers was measured.
Table 2 shows the results.
【００１９】 [0019]
【００２０】 [0020]
【００２１】表１，２から判るように、アルキルスルフ
ォネートＮａ塩を本発明で規定する範囲内の量で含有す
る組成物から得られるポリプロピレン繊維及びポリエチ
レン繊維は、親水性において優れていると共に可紡性も
充分であり、また紡糸時における発煙もないかあっても
実際的に問題にならない程度であり、工業的生産が可能
である。これに対し、アルキルスルフォネートＮａ塩を
含まない場合、または含んでいても本発明で規定する範
囲外の含有量の場合は、親水性が不充分か、充分であっ
ても可紡性が不良で実用化出来ないことが判る。As can be seen from Tables 1 and 2, polypropylene fibers and polyethylene fibers obtained from a composition containing an alkylsulfonate Na salt in an amount within the range specified in the present invention are excellent in hydrophilicity and The spinnability is sufficient, and even if there is no fuming at the time of spinning, there is no practical problem, and industrial production is possible. On the other hand, when the alkylsulfonate Na salt is not contained, or when the content thereof is out of the range specified in the present invention, the hydrophilicity is insufficient or the spinnability is insufficient even if it is sufficient. It turns out that it cannot be put to practical use because of the defect.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明に係る親水性ポリオレフィン繊維
は、ポリエチレン繊維のみならず、ポリプロピレン繊維
も繊維自体に充分な永続的親水性を有しており、そして
紡糸時における発煙の弊害なく生産可能である。このよ
うな本発明に係る親水性ポリオレフィン繊維を不織布化
して紙おむつ等の表皮材に使用すれば、その製造過程で
の水洗や着用後の最初の排尿等があった後でも親水性を
良好に維持するので、常に尿等を迅速に通過させ、かぶ
れ等の障害を起こすことがなく、そして発煙のない良好
な環境下に生産できるから、生産量を増して使いすて衛
生材の表皮材としての用途を一層広げることができる。According to the present invention, not only polyethylene fibers but also polypropylene fibers have sufficient permanent hydrophilicity in the hydrophilic polyolefin fibers according to the present invention, and can be produced without deteriorating smoke during spinning. is there. If such a hydrophilic polyolefin fiber according to the present invention is made into a nonwoven fabric and used for a skin material such as a disposable diaper, the hydrophilicity can be maintained well even after the first urination after washing or wearing in the manufacturing process. Because urine etc. always pass quickly, it does not cause obstacles such as rash, and it can be produced in a good environment without fuming, so it is possible to increase the production volume and use it as a skin material for sanitary materials Applications can be further expanded.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ａ６１Ｆ 13/54 Ａ４１Ｂ 13/02 Ｅ Ｄ０１Ｆ 1/10 Ａ６１Ｆ 13/18 ３１０Ｚ 6/30 Ｄ０４Ｈ 1/42 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI A61F 13/54 A41B 13/02 E D01F 1/10 A61F 13/18 310Z 6/30 D04H 1/42
Claims (2)
マー成分とするポリオレフィンにアルキルスルフォネー
トＮａ塩を該ポリオレフィンとの合計量に基づいて0.5
〜５重量％配合して得られる組成物より製造される親水
性ポリオレフィン繊維。An alkyl sulfonate Na salt is added to a polyolefin containing propylene or ethylene as a main monomer component in an amount of 0.5% based on the total amount of the polyolefin and the polyolefin.
A hydrophilic polyolefin fiber produced from a composition obtained by blending from 5 to 5% by weight.
示性式（Ｉ） Ｒ−ＳＯ3Ｎａ・・・（Ｉ） において炭素原子10〜20個のアルキル基Ｒを有するもの
である請求項１に記載の親水性ポリオレフィン繊維。2. The sodium salt of an alkylsulfonate having an alkyl group R having 10 to 20 carbon atoms in the chemical formula (I) R—SO 3 Na... (I). 3. The hydrophilic polyolefin fiber according to item 1.
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