JP4679751B2 - 高撥水性繊維 - Google Patents
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Description
【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、JIS L1015 7.12.2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 (2)
- 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。
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