JP4679751B2

JP4679751B2 - 高撥水性繊維

Info

Publication number: JP4679751B2
Application number: JP2001111380A
Authority: JP
Inventors: 則明宗像; 博之渡辺
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2021-04-10
Also published as: JP2002302871A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電防止性、耐変色性に優れた高撥水性繊維に関するものであり、さらに詳しくは、使い捨ておむつや生理用ナプキン等の漏れ防止材あるいは液不透過性シートに好適な高撥水性繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、広く使用されるようになった使い捨ておむつにおいては、尿や軟便の股への横漏れや腹部への漏れを防ぐためにサイドギャザーやウエストギャザー等の漏れ防止材が具備され、裏面材の液不透過性シートにはポリオレフィン系フィルムに布状物を貼り合わせたものやポリオレフィン系の不織布が使用されている。また、生理用ナプキンにおいても、経血の横漏れ防止のためにサイドギャザーが備え付けられたものが市販されている。
【０００３】
このような漏れ防止材や液不透過性シートの素材には、尿や経血を透過させないように撥水性が要求される。また、これらの部材は肌と直接接触使用されることから、触感がよく、肌への刺激性が低くなければならない。
【０００４】
これらの要求を満足するため、数多くの提案がなされ、その改良技術も多い。例えば、特開平７−２１６７３７号公報では、ステアリルホスフェートカリウム塩、ベヘニルホスフェートカリウム塩およびポリエチレンワックス乳化物からなる表面改質剤を付着させたポリオレフィン繊維またはポリエステル繊維が提案されている。
【０００５】
特開平１０−４６４７０号公報では、炭素数１４〜１８のアルキルホスフェート金属塩と炭素数２０〜２４のアルキルホスフェート金属塩とパーフルオロアルキル基含有化合物および炭素数２〜６のアルキルホスフェート金属塩からなる組成物を繊維に付着させた高撥水性繊維が提案されている。
【０００６】
しかしながら、前記特開平７−２１６７３７号公報で開示されている特定の表面改質剤を付着させた繊維は、これを原料とし、カード工程によってウェッブを作製した後、加熱加工して不織布を得ようとすると、加工工程が不安定であり、得られる不織布の撥水性も不十分であった。すなわち、加工工程の安定化のための繊維の帯電防止性と不織布の機能としての撥水性という相反する性能を満足できる程度に表面改質剤を繊維に付着することは実現していなかった。
【０００７】
また、特開平１０−４６４７０号公報に開示されている組成物は、炭素数２０〜２４のアルキルホスフェート金属塩を多量に含有しているため、組成物の溶解性が劣り、保管するときに加温する必要があったり、組成物を繊維表面に均一に付着させることが難しかった。さらには、コストが高いために実用的ではないという問題がある。また、このような炭素数が２０〜２４のアルキルホスフェート金属塩に溶解性を付与するためには、アルキルホスフェート金属塩をｐＨ１０程度のアルカリ性にすることが一般的であるが、皮膚への刺激が強くなるという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題点を解決するものであり、帯電防止性、耐変色性を同時に満足し、撥水性に優れ、皮膚への刺激も少なく風合が良好な不織布を得ることができる高撥水性繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の界面活性剤を繊維に付着させることと、繊維の残留捲縮率を一定の範囲に制御することにより、上記課題を達成し得ることを見いだし、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂からなる繊維に、セチルホスフェートカリウム塩成分（成分Ａ）５０〜８０質量％、パーフルオロアルキル基含有化合物（成分Ｂ）１０〜３０質量％、ポリ（オキシエチレン）アルキルエーテル成分（成分Ｃ）１０〜３０質量％のみからなる界面活性剤組成物を繊維質量に対して０．１〜１．０質量％付着させた繊維であって、かつ繊維の残留捲縮率が７．０〜１３．０％であることを特徴とする高撥水性繊維を要旨とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の高撥水性繊維に用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂やポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート等のポリエステル樹脂またはその共重合体が挙げられる。
本発明の目的を達成できる範囲であれば、熱可塑性樹脂中に艶消し剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、難燃剤、抗菌剤、防ダニ剤、導電性付与剤等、他の成分を少量含有していてもよい。
【００１２】
また、本発明の高撥水性繊維は、上記したような熱可塑性樹脂を一種のみ用いた単独系糸でもよいが、機能性を付与する点から２種類以上の異なる熱可塑性樹脂を用いた複合繊維とすることが好ましい。後述する残留捲縮率を満足するものであれば、熱可塑性樹脂の組み合わせは特に限定するものではない。また、複合繊維の形態も特に限定するものではないが、サイドバイサイド型やシースコア型の複合繊維とすることが好ましい。さらに、本発明の繊維は長繊維でも短繊維でもどちらでもよいが、不織布等のシートに利用する際には短繊維とすることが好ましい。
【００１３】
本発明に用いられる界面活性剤組成物は成分Ａ〜Ｃで構成されている。
まず成分Ａは、炭素数が１２〜１８のアルキルホスフェート塩から選ばれた少なくとも一種のアルキルホスフェート塩である必要がある。このアルキルホスフェート塩は、繊維に帯電防止性と撥水性を付与する目的で用いられるが、アルキル基の炭素数が１２未満であると帯電防止性は良好であるが、撥水性が不足する。また、炭素数が１８を超えると撥水性は良好であるが帯電防止性が不足し、さらには、組成物の溶解性が劣り、保管するときに加温する必要があったり、組成物を繊維に均一付着させることが難しいという問題が生じる。
【００１４】
アルキルホスフェート塩としては、セチルホスフェートカリウム塩を用いる。
【００１５】
次に、成分Ｂは、フッ素系化合物含有成分で構成される。具体的にはパーフルオロアルキル基含有化合物である。この成分Ｂは、帯電防止性の機能が低いため繊維仕上げ剤主成分としての使用には適さないが、非常に高い撥水性を有しており、成分Ａ、成分Ｃと併用することにより、帯電防止性を損なうことなく十分満足できる撥水効果を付与することができる。
【００１６】
成分Ｃは、ポリ（オキシエチレン）アルキルエーテルである。この成分Ｃは、撥水性の機能が低いため繊維仕上げ剤主成分としての使用には適さないが、非常に高い帯電防止性を有しており、成分Ａ、成分Ｂと併用することにより、撥水性を損なうことなく十分満足できる帯電防止効果を付与することができる。アルキルの炭素数については、本発明の目的を阻害しない範囲であれば限定するものではない。
【００１７】
本発明に用いられる界面活性剤組成物を構成する成分Ａ、Ｂ、Ｃは、質量比でＡ／Ｂ／Ｃ＝５０〜８０／１０〜３０／１０〜３０（全体で１００質量％）の範囲である。界面活性剤組成物の各成分の割合が、上記配合比の範囲から外れると、繊維の撥水性と帯電防止性とのバランスが崩れ、本発明の目的とする効果が得られない。
【００１８】
例えば成分Ａの比率が５０質量％未満であると、繊維の平滑性が劣るため帯電防止性が低下し、カード工程での操業性が悪化するので好ましくない。また、成分Ａの比率が８０質量％を超えると、必然的に成分Ｂ、Ｃの比率を低下させる必要があり、撥水性、帯電防止性の何れかが劣るため好ましくない。
【００１９】
さらに、本発明に用いられる界面活性剤組成物のｐＨは６．０〜８．０である必要がある。ｐＨが６．０未満であると酸性が強くなり、皮膚への刺激があるため好ましくない。また、製造工程中のタンク、配管等の金属部品を腐食するので好ましくない。ｐＨが８．０を超えるとアルカリ性が強くなるため、同じく皮膚への刺激があるので好ましくない。また、アルカリ性が８．０を超える環境下では、自然界中でパーオキシキシラジカルを生成しやすいため、熱可塑性樹脂にヒンダードフェノール系の抗酸化剤等が含まれている場合などは繊維が変色を起こすという問題が生じる。
【００２０】
本発明においては、前記界面活性剤組成物を繊維質量に対して０．１〜１．０質量％付着させる必要がある。このとき、界面活性剤組成物を繊維に仕上げ剤として付与することが好ましく、１．０〜８．０質量％程度の濃度に希釈した水溶液とし、組成物の付着量が上記の範囲となるように付着させることが好ましい。
組成物の付着量が０．１質量％未満では帯電防止性が劣り、カード工程等の加工工程で静電気が発生し、操業性を悪化させる原因となる。また、高撥水性も得られない。一方、付着量が１．０質量％を超えると、単繊維同士の摩擦が低下するため、カード工程以降のウェッブの搬送時にウェッブ垂れやローラ捲き付き等が発生するため好ましくない。また、繊維表面から油剤が脱落し易くなるため、加工機を汚すなどの問題が生じるので好ましくない。
【００２１】
繊維に界面活性剤組成物を仕上げ剤として付着させる方法としては特に限定はなく、製糸工程における任意の工程でオイリング法、浸漬法、噴霧法など公知の方法を利用することができる。また、本発明の目的を達成できる範囲であれば、繊維に少量の紡糸油剤等の成分が付着されていても何ら問題ない。
【００２２】
さらに、本発明の高撥水性繊維は、残留捲縮率が７．０〜１３．０％である必要がある。残留捲縮率が７．０％未満であるとカード工程以降における単繊維同士の絡み合いが弱いため、ウェッブの搬送時にウェッブ垂れやローラ捲き付き等が発生するため好ましくない。また、得られた不織布の風合いはペーパーライクとなるため、皮膚への刺激が強いものとなる。一方、１３．０％を超えると、延伸工程での捲縮付与工程で圧力を高くしたり、繊維自体に熱を加える必要があり、単繊維同士の融着が発生し、得られた不織布に欠点が生じるので好ましくない。また、得られた不織布の風合いは軟らかすぎるものとなるのでおむつや生理用ナプキン等に使用する場合、型くずれを起こすため実用性に欠ける。
【００２３】
本発明における残留捲縮率は、ＪＩＳＬ１０１５７．１２．２の捲縮数および残留捲縮率に準じて測定したものである。
【００２４】
次に、本発明の高撥水性繊維の製造方法の一例について説明する。本発明の繊維は通常の溶融紡糸方法で得ることができる。本発明の繊維を複合繊維とする場合は、通常用いられる複合紡糸装置を用いて溶融紡糸を行う。短繊維とする場合について説明する。
まず、溶融紡糸した後、糸条を冷却固化し、未延伸糸を得る。そして、未延伸糸を８０万〜１２０万dtexとなるように集束し、糸条束をローラ間で熱延伸し、スタッフィングボックス等を用いて、残留捲縮率が本発明の範囲内となるように機械捲縮を施し、その後、界面活性剤組成物を含有する仕上げ油剤を付与し、乾燥後、短繊維に切断する。
【００２５】
なお、本発明の高撥水性繊維は不織布用に好適なものであるが、不織布を得る際には、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて他の繊維と混合してもよい。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
なお、実施例中における各種の物性値は以下の方法で測定したものである。
（１）帯電防止性：短繊維（試料１００ｇ）を温度２０℃、湿度４５％の条件下でローラーカード機に通してウェッブとし、カード機出口のウェッブに発生した静電気の電圧を測定した。なお、電圧が±１００Ｖ以下であれば実用可能と判断し、合格基準とした。
（２）撥水性：短繊維（試料４０ｇ）をローラーカード機に通してウェッブとし、１３５℃のエアスルー連続熱処理機を通して目付を約２５ｇ／ｍ²に設計した不織布を作製したものを試料とした。試料を経、緯６０ｍｍの大きさに切断後、温度２０℃、湿度６０％の条件下で１時間放置し、調湿する。試料を内径３５ｍｍのガラス筒にはさみ接合部を留め金で固定し、試料が前もって水準器で平行を出した床面と平行になるようにセットする。ついで、試料から３０ｍｍ上方のガラス管の壁面を伝うように毎分４ｇのイオン交換水を注入する。液が試料に達した時間を開始時間とし、液が下側のガラス筒に不織布を通過して漏れ出てくるまでの時間を計測する。時間が長いほど撥水性が良好であることを示し、３６０秒以上を合格基準とした。
（３）不織布の風合い：（２）と同様にして得た不織布を経、緯１５０ｍｍの大きさに切断した試験片を作製し、１０人のパネラーでの手触りによる官能試験を行い、以下の基準で３段階評価し、○及び△を合格とした。
○：１０人全員が適度な風合いと感じた。
△：１〜２人が硬すぎる又は軟らかすぎると感じた。
×：３人以上が硬すぎる又は軟らかすぎると感じた。
（４）変色：短繊維（試料５ｇ）をガラス管中に詰め、温度８５〜９０℃のＬＰ燃焼ガスを毎分５００ｍｌ流通させ、６０分後の変色の有無を目視にて観察した。
（５）残留捲縮率：前記の方法で測定した。
（６）ｐＨ：各界面活性剤組成物の５％水溶液を作成し、堀場製作所製のＭ−８Ｅ型ｐＨメーターを使用して常法にて測定した。
【００２７】
実施例１〜４、比較例１〜６ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、酸化防止剤としてチバガイギー社製イルガノックス１０７６を含有したポリエチレンを鞘成分とする複合体積比５０／５０の芯鞘型複合繊維を紡糸し、未延伸糸を得た。この未延伸糸を５０℃の熱ロールで２．６倍に延伸し、１１０℃の熱ロールで熱処理後、スタッフィングボックスを通して残留捲縮率が１０．０％になるように機械捲縮を付与し、次いで、表１に示した成分組成のＮｏ.１〜９の界面活性剤を、純水で濃度５質量％になるように希釈した水溶液として付与した。このとき、水溶液を油剤噴霧装置を用いて付与し、組成物の付着量が繊維質量に対して０．４８質量％となるように流量を設定して付与した。その後、乾燥後切断処理して２．２Ｔ／５１ｍｍの短繊維を得た。
【００２８】
比較例６〜７
残留捲縮率が１３．３％、６．５％になるようにスタッフィングボックスの圧力を変更した以外は、実施例１と同様にして行った。
【００２９】
比較例８
界面活性剤の繊維質量に対する付着量が０．０２質量％になるように油剤噴霧装置の流量を変更した以外は、実施例１と同様にして行った。
【００３０】
実施例１〜４、比較例１〜８で得られた繊維の各種物性値及び評価結果を表２に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
表２から明らかなように、実施例１〜４の繊維は高撥水性と帯電防止性を併せもち、かつ繊維の変色もなく、加工工程の通過性もよく風合いの良好な不織布を得ることができた。一方、比較例１、２、４、６の繊維は、界面活性剤成分の配合比率が外れていたため、撥水性や帯電防止性に劣るものであった。比較例３の繊維は界面活性剤の成分Ａの炭素数が２２であったため、帯電防止性に劣り、変色も生じた。比較例６の繊維は残留捲縮率が高すぎたため、比較例７の繊維は残留捲縮率が低すぎたため、得られた不織布は風合いに劣り、加工工程時の通過性も悪かった。比較例８の繊維は界面活性剤の付着量が少なすぎたため、撥水性と帯電防止性の両方に劣るものであった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の繊維は、撥水性に優れると同時に帯電防止性、耐変色性にも優れ、皮膚への刺激も少なく、風合いが極めて良好な不織布を得ることが可能であり、これらの不織布は使い捨ておむつ、生理用ナプキン等の漏れ防止材あるいは液不透過性シートに好適に用いることができる。

Claims

熱可塑性樹脂からなる繊維に、セチルホスフェートカリウム塩（成分Ａ）５０〜８０質量％、パーフルオロアルキル基含有化合物（成分Ｂ）１０〜３０質量％、ポリ（オキシエチレン）アルキルエーテル（成分Ｃ）１０〜３０質量％のみからなる界面活性剤組成物を繊維質量に対して０．１〜１．０質量％付着させた繊維であって、かつ繊維の残留捲縮率が７．０〜１３．０％であることを特徴とする高撥水性繊維。
熱可塑性樹脂からなる繊維が、異なる２種類以上の熱可塑性樹脂からなる複合繊維である、請求項１記載の高撥水性繊維。