JP6330016B2 - 積層不織布 - Google Patents
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Description
そのため従来の血液改質剤等を用いた不織布でも、着用者が感じるドライ性はまだ十分に満足できるものではなかった。さらに、近年はドライ性に加え、より柔らかな肌触りが求められており、そのためには細い繊維を用いる必要がある。しかしながら、細い繊維を用いると繊維間はより狭くなる。これにより、繊維間の液膜は更に生じやすく、かつ液膜が破裂しにくくなって、液がなおさら残りやすくなる。
また、これは吸収対象液が血液に限定されるものでなく、尿においてもリン脂質による表面活性があり、上記と同様に液膜をつくり、ドライ性はまだ満足できるものではなかった。
このように、不織布中の繊維間が狭い部分にできる液膜を取り除いて、吸収体へと引き抜く技術が求められているが、液膜の高い安定性ゆえに、取り除くことは困難であった。また、液の表面張力を下げて液膜を取り除くべく、水溶性の界面活性剤を塗布することも考えられる。しかし、このような界面活性剤を吸収性物品に用いて液膜除去を可能にしようとすると、液が液防漏性のバックシートをも透過するおそれがあった。
また、本発明に係る積層不織布は、隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、かつ、少なくともいずれか一方の繊維層に、水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が16mN/m以上である化合物を含有する。
また、本発明に係る積層不織布は、隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、かつ、少なくともいずれか一方の繊維層に、水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が0mN/mよりも大きく、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力が20mN/m以下である化合物を含有する。
本発明で用いられる液膜開裂剤は、液膜を消失させる性質を有しており、斯かる性質により、該液膜開裂剤を血漿成分を主体とする試験液又は人工尿(組成:尿素1.940質量%、塩化ナトリウム0.795質量%、硫酸マグネシウム0.110質量%、塩化カルシウム0.062質量%、硫酸カリウム0.197質量%、赤色2号(染料)0.010質量%、水(約96.88質量%)及びポリオキシエチレンラウリルエーテル(約0.07質量%)であり、表面張力を53±1dyne/cm(23℃)に調整したもの)に適用した場合に液膜消失効果を発現し得る。ここでいう液膜消失効果には、試験液又は人工尿から形成される液膜によって空気が抱えこまれた構造体について、該構造体の液膜形成を阻害する効果と、形成された該構造体を消失させる効果との双方が含まれ、少なくとも一方の効果を発現する剤は、液膜消失効果を発現し得る性質を有していると言える。
前記試験液は、脱繊維馬血(株式会社日本バイオテスト製)から抽出された液体成分である。具体的には、100mLの脱繊維馬血を温度22℃、湿度65%の条件下で1時間静置すると、該脱繊維馬血は上層と下層とに分離するところ、この上層が前記試験液である。上層は主に血漿成分を含み、下層は主に血球成分を含む。上層と下層とに分離した脱繊維馬血から上層のみを取り出すには、例えばトランスファーピペット(日本マイクロ株式会社製)を用いることができる。
ある剤が前記の「液膜を消失させる性質」を有するか否かは、当該剤が適用された前記試験液又は人工尿から形成される液膜によって空気が抱えこまれた構造体が発生しやすい状態にした場合の、該構造体即ち液膜の量の多少で判断される。すなわち、前記試験液又は人工尿を、温度25℃に調整し、その後、スクリュー管(株式会社マルエム製 No.5 胴径27mm、全長55mm)に10g入れて、標準サンプルを得る。また、測定サンプルとして、標準サンプルと同じものに、25℃に予め調整した測定対象の剤を0.01g添加したものを得る。標準サンプルと測定サンプルをそれぞれ前記スクリュー管の上下方向に2往復強く振とうした後、水平面上に速やかに載置する。このサンプルの振とうにより、振とう後のスクリュー管の内部には、前記構造体の無い液体層(下層)と、該液体層の上に形成された多数の該構造体からなる構造体層(上層)とが形成される。振とう直後から10秒経過後に、両サンプルの構造体層の高さ(液体層の液面から構造体層上面までの高さ)を測定する。そして、標準サンプルの構造体層の高さに対して、測定サンプルの構造体層の高さが90%以下となった場合、測定対象の剤は液膜開裂効果を有しているとする。
本発明で用いられる液膜開裂剤は、前記の性質に当てはまる単一の化合物若しくは前記の性質に当てはまる単一の化合物の複数の組み合わせ、又は複数の化合物の組み合わせによって前記の性質を満たす(液膜の開裂を発現し得る)剤である。つまり液膜開裂剤とは、あくまで前記定義によるところの液膜開裂効果があるものに限定した剤のことである。したがって、不織布中、繊維処理剤中に適用されている化合物に、前記定義に当てはまらない第三成分を含む場合には、液膜開裂剤と区別する。
なお、液膜開裂剤及び第三成分について、「単一の化合物」とは、同じ組成式を有するが、繰り返し単位数が異なることにより、分子量が異なる化合物を含める概念である。
本発明に係る液膜開裂剤は、不織布において後述する液膜開裂効果を有するためには、液膜開裂剤が体液に触れた際に液状として存在する必要がある。この点から、本発明に係る液膜開裂剤の融点は40℃以下であることが好ましく、35℃以下であることがより好ましい。さらに、本発明に係る液膜開裂剤の融点は−220℃以上が好ましく、−180℃以上がより好ましい。
このように、前記液膜開裂剤と隣接する繊維層間の親水度の差の両方の駆動力が協働して、繊維間での液の安定化を阻止し、積層不織布内での液の厚み方向の液透過性を高めて液残りを抑制する。これにより、新たな受液にも素早く対応できる液透過性を備える。またこのことが、高いレベルでのドライ性を維持しながら、細い繊維を用いた肌触りの柔らかい積層不織布の形成を可能にする。
なお、積層不織布10は、前記2層に加えてさらに他の層を有するものであってもよい。
S=γw−γo−γwo ・・・・・ (1)
γw:液膜(液体)の表面張力
γo:液膜開裂剤の表面張力
γwo:液膜開裂剤の液膜との界面張力
なお、測定対象の積層不織布が生理用品や使い捨ておむつなどの吸収性物品に組み込まれた部材(例えば、表面シート)である場合は次のように取り出して測定を行う。すなわち、吸収性物品において、測定対象の部材と他の部材との接合に用いられる接着剤などをコールドスプレー等の冷却手段で弱めた後に、測定対象の部材を丁寧に剥がして取り出す。この取り出し方法は、後述する繊維間距離及び繊度の測定など、本発明の積層不織布に係る測定において適用される。
また、繊維に付着した液膜開裂剤について測定する場合、まず液膜開裂剤が付着した繊維をヘキサンやメタノール、エタノールなどの洗浄液で洗浄し、その洗浄に用いた溶媒(液膜開裂剤を含む洗浄用溶媒)を乾燥させて取り出す。このときの取り出した物質の質量は、液膜開裂剤の繊維質量に対する含有割合(OPU)を算出するときに適用される。取り出した物質の量が表面張力や界面張力の測定には少ない場合、取り出した物質の構成物に合わせて適切なカラム及び溶媒を選択した上で、それぞれの成分を高速液体クロマトグラフィーで分画し、さらに各画分についてMS測定、NMR測定、元素分析等を行うことで、各画分の構造を同定する。また、液膜開裂剤が高分子化合物を含む場合には、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)などの手法を併用することで、構成成分の同定を行うことがより容易になる。そして、その物質が市販品であれば調達、市販品でなければ合成することにより十分な量を取得し、表面張力や界面張力を測定する。特に、表面張力と界面張力の測定に関しては、上記のようにして取得した液膜開裂剤が固体である場合、該液膜開裂剤の融点+5℃まで加熱して液体に相転移させ、その温度条件のまま測定を実施する。
温度25℃、相対湿度(RH)65%の環境領域で、プレート法(Wilhelmy法)により、白金プレートを使用して測定することができる。その際の測定装置としては、自動表面張力計「CBVP−Z」(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いることができる。白金プレートは、純度99.9%、大きさが横25mm、縦10mmのものを用いる。
なお、液膜開裂剤に関する下記測定では、前述した「表面張力が50mN/mの液体」は、上記の測定方法を用いて、脱イオン水にノニオン系界面活性物質であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(例えば、花王株式会社製、商品名レオオールスーパーTW−L120)を加えて、表面張力50±1mN/mに調整された溶液を用いる。
液膜の表面張力(γw)の測定と同様に、温度25℃、相対湿度(RH)65%の環境領域で、プレート法により、同じ装置を使用して測定することができる。この測定に際し、前述のとおり、取得した液膜開裂剤が固体である場合、該液膜開裂剤の融点+5℃まで加熱して液体に相転移させ、その温度条件のまま測定を実施する。
温度25℃、相対湿度(RH)65%の環境領域で、ペンダントドロップ法により測定できる。その際の測定装置としては、自動界面粘弾性測定装置(TECLIS−ITCONCEPT社製、商品名THE TRACKERや、KRUSS社、商品名DSA25S)を用いることができる。ペンダントドロップ法では、ドロップが形成されると同時に表面張力が50mN/mの液体に含まれたノニオン系界面活性物質の吸着が始まり、時間経過で界面張力が低下していく。そのため、ドロップが形成された時(0秒時)の界面張力を読み取る。また、この測定に際し、前述のとおり、取得した液膜開裂剤が固体である場合、該液膜開裂剤の融点+5℃まで加熱して液体に相転移させ、その温度条件のまま測定を実施する。
また界面張力の測定時に、液膜開裂剤と表面張力が50mN/mの液体の密度差が非常に小さい場合や、粘度が著しく高い場合、界面張力値がペンダントドロップの測定限界以下の場合には、ペンダントドロップ法による界面張力測定が困難になる場合がある。その場合には、温度25℃、相対湿度(RH)65%の環境領域で、スピニングドロップ法により測定することで、測定が可能となる。その際の測定装置としては、スピニングドロップ界面張力計(KURUSS社製、商品名SITE100)を用いることができる。また、この測定についても、ドロップの形状が安定化した時の界面張力を読み取り、取得した液膜開裂剤が固体である場合には、該液膜開裂剤の融点+5℃まで加熱して液体に相転移させ、その温度条件のまま測定を実施する。
尚、双方の測定装置で界面張力を測定可能な場合は、より小さな界面張力値を測定結果として採用する。
温度25℃、相対湿度(RH)65%の環境領域で、100gの脱イオン水をスターラーで撹拌しながら、取得した液膜開裂剤を徐々に溶解していき、溶けなくなった(浮遊や沈殿、析出、白濁が見られた)時点での溶解量を水溶解度とする。具体的には、0.0001g毎に剤を添加して測定する。その結果、0.0001gも溶けないと観察されたものは「0.0001g未満」とし、0.0001gは溶けて、0.0002gは溶けなかったと観察されたものは「0.0001g」とする。なお、液膜開裂剤が界面活性剤の場合、「溶解」とは単分散溶解とミセル分散溶解の両方を意味し、浮遊や沈殿、析出、白濁が見られた時点での溶解量が水溶解度となる。
図2に示すように、繊維間の狭い領域においては、経血等の粘性の高い液や尿などの***液は、液膜2を張りやすい。これに対し、液膜開裂剤は次のようにして液膜を不安定化して破り、形成を阻害して、不織布中からの排液を促す。まず、図3(A1)及び(B1)に示すように、積層不織布の繊維1が有する液膜開裂剤3が、液膜2との界面を保ったまま、液膜2の表面上を移行する。次いで、液膜開裂剤3は、図3(A2)及び(B2)に示すように、液膜2の一部を押しのけて厚み方向へと侵入し、図3(A3)及び(B3)に示すように、液膜2を徐々に不均一で薄い膜へと変化させていく。その結果、液膜2は、図3(A4)及び(B4)に示すように、はじけるようにして穴が開き開裂される。開裂された経血等の液は、液滴となってなお積層不織布の繊維間を通過しやすくなり、液残りが低減される。また、上記の液膜開裂剤の液膜に対する作用は、繊維間の液膜に対する場合に限らず、繊維表面にまとわりついた液膜に対しても同様に発揮される。すなわち、液膜開裂剤は、繊維表面にまとわりついた液膜上を移行して該液膜の一部を押しのけ、液膜を開裂させることができる。また、液膜開裂剤は、繊維表面にまとわりついた液膜に対しては、繊維に付着した位置で移動せずともその疎水作用によっても液膜を開裂させ、形成を阻害することができる。
拡張係数はその式からもわかるように、対象となる液の表面張力により、その数値が変化する。例えば、対象液の表面張力が72mN/m、液膜開裂剤の表面張力が21mN/m、これらの界面張力が0.2mN/mの場合、拡張係数は50.8mN/mとなる。
また、対象液の表面張力が30mN/m、液膜開裂剤の表面張力21mN/m、これらの界面張力が0.2mN/mの場合、拡張係数は8.8mN/mとなる。
いずれの場合においても、拡張係数が大きい剤ほど、液膜開裂効果は大きくなる。
本明細書では、表面張力50mN/mにおける数値を定義したが、表面張力が異なったとしても、その各物質同士の拡張係数の数値の大小関係に変化はないことから、体液の表面張力が仮に、日ごとの体調などで変化したとしても、拡張係数が大きい剤ほど優れた液膜開裂効果を示す。
液膜開裂剤の表面張力を上記のような範囲以下とすることで、液膜を張る対象液の表面張力が下がった場合でも、液膜開裂作用を効果的に発揮させることができる。
これにより、積層不織布20においても、積層不織布10と同様に、第1繊維層11を受液面側の層とすると、前記親水度の勾配が、第1繊維層11から第2繊維層12へと液を引き込む駆動力として作用し、積層不織布10の液透過性の向上に寄与する。
なお、積層不織布10は、前記2層に加えてさらに他の層を有するものであってもよい。
なお、液膜開裂剤に関する、「表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数」、「水溶解度」及び「表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力」とは、第1実施形態で定義したものと同様のものであり、その測定方法も同様である。
また、「表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数」は、液膜開裂剤の前記作用をより効果的なものとする観点から、9mN/m以上が好ましく、10mN/m以上がより好ましく、16mN/m以上が更に好ましい。その上限は特に制限されるものではないが、式(1)より液膜を形成する液体の表面張力が上限となる観点から、50mN/m以下が実質的である。
また、液膜開裂剤の表面張力及び水溶解度のより好ましい範囲は、第1実施形態と同様である。
アルキルエーテルリン酸エステルとしては、特に制限なく種々のものを用いることができる。例えば、ポリオキシアルキレンステアリルエーテルリン酸エステル、ポリオキシアルキレンミリスチルエーテルリン酸エステル、ポリオキシアルキレンラウリルエーテルリン酸エステル、ポリオキシアルキレンパルミチルエーテルリン酸エステルなどの飽和の炭素鎖を持つものや、ポリオキシアルキレンオレイルエーテルリン酸エステル、ポリオキシアルキレンパルミトレイルエーテルリン酸エステルなどの不飽和の炭素鎖及び、これらの炭素鎖に側鎖を有するものが挙げられる。より好ましくは、炭素鎖が16〜18のモノ又はジポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルの完全中和又は部分中和塩である。また、ポリオキシアルキレンとしては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン及びこれ等の構成モノマーが共重合されたものなどが挙げられる。なお、アルキルエーテルリン酸エステルの塩としては、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属、アンモニア、各種アミン類などが挙げられる。アルキルエーテルリン酸エステルは、一種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
アルキルリン酸エステルの具体例としては、ステアリルリン酸エステル、ミリスチルリン酸エステル、ラウリルリン酸エステル、パルミチルリン酸エステル等の飽和の炭素鎖を持つものや、オレイルリン酸エステル、パルミトレイルリン酸エステル等の不飽和の炭素鎖及び、これらの炭素鎖に側鎖を有するものが挙げられる。より好ましくは、炭素鎖が16〜18のモノ又はジアルキルリン酸エステルの完全中和又は部分中和塩である。尚、アルキルリン酸エステルの塩としては、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属、アンモニア、各種アミン類等が挙げられる。アルキルリン酸エステルは、1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
分離カラム:GMHHR−H+GMHHR−H(カチオン)
溶離液:LファーミンDM20/CHCl3
溶媒流速:1.0ml/min
分離カラム温度:40℃
構造Xは、>C(A)−〈Cは炭素原子を示す。また、<、>及び−は結合手を示す。以下、同様。〉、−C(A)2−、−C(A)(B)−、>C(A)−C(R1)<、>C(R1)−、−C(R1)(R2)−、−C(R1)2−、>C<及び、−Si(R1)2O−、−Si(R1)(R2)O−のいずれかの基本構造が、繰り返されるか、もしくは2種以上が組み合わされた構造のシロキサン鎖、又はその混合鎖を表す。構造Xの末端には、水素原子、又は、−C(A)3、−C(A)2B、−C(A)(B)2、−C(A)2−C(R1)3、−C(R1)2A、−C(R1)3、また、−OSi(R1)3、−OSi(R1)2(R2)、−Si(R1)3、−Si(R1)2(R2)からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する。
上記のR1やR2は各々独立に、水素原子、アルキル基(炭素数1〜20が好ましい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましい。)、アルコキシ基(炭素数1〜20が好ましい。例えば、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。)、アリール基(炭素数6〜20が好ましい。例えば、フェニル基が好ましい。)、ハロゲン原子(例えばフッ素原子が好ましい。)などの各種置換基を示す。A、Bは各々独立に、水酸基やカルボン酸基、アミノ基、アミド基、イミノ基、フェノール基などの酸素原子や窒素原子を含む置換基を示す。構造X内にR1、R2、A、Bが各々複数ある場合はそれらは互いに同一でも異なっていてもよい。また、連続するC(炭素原子)やSi間の結合は、通常、単結合であるが、二重結合や三重結合を含んでいてもよく、CやSi間の結合には、エーテル基(−O−)、アミド基(−CONRA−:RAは水素原子または一価の基)、エステル基(−COO−)、カルボニル基(−CO−)、カーボネート基(−OCOO−)などの連結基を含んでもよい。一つのC及びSiが、他のC又はSiと結合している数は、1つ〜4つで、長鎖のシリコーン鎖(シロキサン鎖)又は混合鎖が分岐していたり、放射状の構造を有している場合があってもよい。
Yは、水素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子から選ばれる原子を含む、親水性を有する親水基を表す。例えば、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、アミド基、イミノ基、フェノール基、ポリオキシアルキレン基(オキシアルキレン基の炭素数は1〜4が好ましい。例えば、ポリオキシエチレン(POE)基、ポリオキシプロピレン(POP)基が好ましい。)、スルホン酸基、硫酸基、リン酸基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ホスホベタイン基(これらのベタイン基は、各ベタイン化合物から水素原子を1つ取り除いてなるベタイン残基をいう。)、4級アンモニウム基などの親水基単独、もしくは、その組み合わせからなる親水基などである。これらの他にも、後述するM1で挙げた基及び官能基も挙げられる。なお、Yが複数の場合は互いに同一でも異なっていてもよい。
構造X−Y及びY−X−Yにおいて、Yは、X、又はXの末端の基に結合する。YがXの末端の基に結合する場合、Xの末端の基は、例えばYとの結合数と同数の水素原子等が取り除かれてYと結合する。
この構造において、親水基Y、A、Bを具体的に説明した基から選択して前述の拡張係数、水溶解度、界面張力を満たすことができる。こうして、目的の液膜開裂効果を発現する。
M1は、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基、もしくはそれらを組み合わせたポリオキシアルキレン基を有する基や、エリスリトール基、キシリトール基、ソルビトール基、グリセリン基もしくはエチレングリコール基などの複数の水酸基を有する親水基(エリスリトール等の複数の水酸基を有する上記化合物から水素原子を1つ取り除いてなる親水基)、水酸基、カルボン酸基、メルカプト基、アルコキシ基(炭素数1〜20が好ましい。例えばメトキシ基が好ましい。)、アミノ基、アミド基、イミノ基、フェノール基、スルホン酸基、4級アンモニウム基、スルホベタイン基、ヒドロキシスルホベタイン基、ホスホベタイン基、イミダゾリウムベタイン基、カルボベタイン基、エポキシ基、カルビノール基、(メタ)アクリル基、又はそれらを組み合わせた官能基を示す。なお、M1が多価の基である場合、M1は、上記各基又は官能基から、さらに1つ以上の水素原子を除いた基を示す。
L1は、エーテル基、アミノ基(L1として採りうるアミノ基は、>NRC(RCは水素原子または一価の基)で表される。)、アミド基、エステル基、カルボニル基、カーボネート基の結合基を示す。
R21、R22、R23、及びR24は、各々独立に、アルキル基(炭素数1〜20が好ましい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基が好ましい。)、アルコキシ基(炭素数1〜20が好ましい。例えば、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。)、アリール基(炭素数6〜20が好ましい。例えばフェニル基が好ましい。)、フルオロアルキル基、もしくはアラルキル基、又はそれらを組み合わせた炭化水素基、又はハロゲン原子(例えばフッ素原子が好ましい。)を示す。なお、R22及びR23が多価の基である場合、上記炭化水素基から、さらに1つ以上の水素原子又はフッ素原子を除いた多価炭化水素基を示す。
また、R22又はR23がM1と結合する場合、R22又はR23として採りうる基は、上記各基、上記炭化水素基又はハロゲン原子の他に、R32として採りうるイミノ基が挙げられる。
液膜開裂剤は、なかでも、Xとして、(1)、(2)、(5)及び(10)式のいずれかで表される構造を有し、Xの末端、又はXの末端とYとからなる基として、これらの式以外の上記式のいずれかで表される構造を有する化合物が好ましい。さらに、X、又はXの末端とYとからなる基が、上記(2)、(4)、(5)、(6)、(8)及び(9)式のいずれかで表される構造を少なくとも1つ有するシロキサン鎖からなる化合物が、好ましい。
その中でも、ポリオキシアルキレン変性シリコーンやエポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、ジオール変性シリコーンなど、変性シリコーンである液膜開裂剤が少なくとも一つの酸素原子を変性基中に有する構造を有する変性シリコーンが好ましく、特にポリオキシアルキレン変性シリコーンが好ましい。ポリオキシアルキレン変性シリコーンは、ポリシロキサン鎖を有することで、繊維の内部に浸透し難く表面に残りやすい。また、親水的なポリオキシアルキレン鎖を付加したことにより、水との親和性が高まり、界面張力が低いため、前述した液膜表面上での移動が起きやすく好ましい。そのため、前述した液膜表面上での移動が起きやすく好ましい。また、ポリオキシアルキレン変性シリコーンは、エンボス等の熱溶融加工が施されても、その部分において繊維の表面に残りやすく液膜開裂作用は低減し難い。特に液が溜まりやすいエンボス部分において液膜開裂作用が十分に発現するので好ましい。
上記観点から、該ポリオキシアルキレン基の付加モル数が1以上であるものが好ましい。1未満では、上記の液膜開裂作用にとって界面張力が高くなることにより、拡張係数が小さくなることから液膜開裂効果が弱くなってしまう。この観点から、付加モル数は3以上がより好ましく、5以上がさらに好ましい。一方、付加モル数は多すぎると親水的になって水溶解度が高くなってしまう。この観点から、付加モル数は、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が更に好ましい。
変性シリコーンの変性率は、低すぎると親水性が損なわれるため、5%以上が好ましく、10%以上がより好ましく、20%以上が更に好ましい。また、高すぎると水に溶けてしまうため、95%以下が好ましく、70%以下がより好ましく40%以下が更に好ましい。なお、前記変性シリコーンの変性率とは、変性シリコーン1分子中のシロキサン結合部の繰り返し単位の総個数に対する、変性したシロキサン結合部の繰り返し単位の個数の割合である。例えば、上記式[I]及び[IV]では(n/m+n)×100%であり、式[II]では、(2/m)×100%であり、式[III]では(1/m)×100%である。
また、前述の拡張係数及び水溶解度は、ポリオキシアルキレン変性シリコーンにおいて、それぞれ、上記したもの以外にも、変性基を水可溶性のポリオキシエチレン基と水不溶性のポリオキシプロピレン基及びポリオキシブチレン基を併用すること、水不溶性のシリコーン鎖の分子量を変化させること、変性基としてポリオキシアルキレン変性に加えてアミノ基、エポキシ基、カルボキシ基、水酸基、カルビノール基などを導入すること等により、所定の範囲に設定できる。
構造Zは、>C(A)−<C:炭素原子>、−C(A)2−、−C(A)(B)−、>C(A)−C(R3)<、>C(R3)−、−C(R3)(R4)−、−C(R3)2−、>C<のいずれかの基本構造が、繰り返されるか、もしくは2種以上が組み合わされた構造の炭化水素鎖を表す。構造Zの末端には、水素原子、又は、−C(A)3、−C(A)2B、−C(A)(B)2、−C(A)2−C(R3)3、−C(R3)2A、−C(R3)3からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する。
上記のR3やR4は各々独立に、水素原子、アルキル基(炭素数1〜20が好ましい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2エチル−ヘキシル基、ノニル基、デシル基が好ましい。)、アルコキシ基(炭素数1〜20が好ましい。例えば、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。)、アリール基(炭素数6〜20が好ましい。例えば、フェニル基が好ましい。)、フルオロアルキル基、アラルキル基、もしくはそれらを組み合わせた炭化水素基、又はフッ素原子などの各種置換基を示す。A、Bは各々独立に、水酸基やカルボン酸基、アミノ基、アミド基、イミノ基、フェノール基などの酸素原子や窒素原子を含む置換基を示す。構造X内にR3、R4、A、Bが各々複数ある場合はそれらは互いに同一でも異なっていてもよい。また、連続するC(炭素原子)間の結合は、通常、単結合であるが、二重結合や三重結合を含んでいてもよく、C間の結合には、エーテル基、アミド基、エステル基、カルボニル基、カーボネート基などの連結基を含んでもよい。一つのCが、他のCと結合している数は、1つ〜4つで、長鎖の炭化水素鎖が分岐していたり、放射状の構造を有している場合があってもよい。
Yは、水素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子から選ばれる原子を含む、親水性を有する親水基を表す。例えば、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、アミド基、イミノ基、フェノール基; 又は、ポリオキシアルキレン基(オキシアルキレン基の炭素数は1〜4が好ましい。例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基、もしくはそれらを組み合わせたポリオキシアルキレン基が好ましい。); 又は、 エリスリトール基、キシリトール基、ソルビトール基、グリセリン基、エチレングリコール基、などの複数の水酸基を有する親水基; 又は、 スルホン酸基、硫酸基、リン酸基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ホスホベタイン基、4級アンモニウム基、イミダゾリウムベタイン基、エポキシ基、カルビノール基、メタクリル基などの親水基単独; 又は、 その組み合わせからなる親水基などである。なお、Yが複数の場合は互いに同一でも異なっていてもよい。
構造Z−Y及びY−Z−Yにおいて、Yは、Z、又はZの末端の基に結合する。YがZの末端の基に結合する場合、Zの末端の基は、例えばYとの結合数と同数の水素原子等が取り除かれてYと結合する。
この構造において、親水基Y、A、Bを具体的に説明した基から選択して前述の拡張係数、水溶解度、界面張力を満たすことができる。こうして、目的の液膜開裂効果を発現する。
M2は、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基、もしくはそれらを組み合わせたポリオキシアルキレン基を有する基や、エリスリトール基、キシリトール基、ソルビトール基、グリセリン基もしくはエチレングリコール基などの複数の水酸基を有する親水基、水酸基、カルボン酸基、メルカプト基、アルコキシ基(炭素数1〜20が好ましい。例えばメトキシ基が好ましい。)、アミノ基、アミド基、イミノ基、フェノール基、スルホン酸基、4級アンモニウム基、スルホベタイン基、ヒドロキシスルホベタイン基、ホスホベタイン基、イミダゾリウムベタイン基、カルボベタイン基、エポキシ基、カルビノール基、(メタ)アクリル基、又はそれらを組み合わせた官能基を示す。
L2は、エーテル基、アミノ基、アミド基、エステル基、カルボニル基、カーボネート基、又は、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基、もしくはそれらを組み合わせたポリオキシアルキレン基、などの結合基を示す。
R41、R42、及びR43は各々独立に、水素原子、アルキル基(炭素数1〜20が好ましい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基が好ましい。)、アルコキシ基(炭素数1〜20が好ましい。例えば、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。)、アリール基(炭素数6〜20が好ましい。例えばフェニル基が好ましい。)、フルオロアルキル基、アラルキル基、もしくはそれらを組み合わせた炭化水素基、又はハロゲン原子(例えばフッ素原子が好ましい。)からなる各種置換基を示す。
R42が多価の基である場合、R42は、上記各置換基から、さらに1つ以上の水素原子を除いた基を示す。
なお、それぞれの構造に記載されている結合手の先には、任意に他の構造が連結しても、水素原子が導入されてもよい。
第1に、ポリエーテル化合物やノニオン界面活性剤が挙げられる。具体的には、式(V)のいずれかで表されるポリオキシアルキレンアルキル(POA)エーテルや、式(VI)で表される質量平均分子量1000以上のポリオキシアルキレングリコール、ステアレス、ベヘネス、PPGミリスチルエーテル、PPGステアリルエーテル、PPGベヘニルエーテルなどが挙げられる。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、POPを3モル以上24モル以下、好ましくは5モル付加したラウリルエーテルなどが好ましい。ポリエーテル化合物としては、ポリプロピレングリコール(PPG)を17モル以上180モル以下、好ましくは約50モル付加した質量平均分子量1000〜10000、好ましくは3000のポリプロピレングリコールなどが好ましい。なお、上記の質量平均分子量の測定は、前述した測定方法で行うことができる。
また、前述の拡張係数、表面張力、界面張力及び水溶解度は、それぞれ、ポリエーテル化合物やノニオン界面活性剤において、水溶性のポリオキシエチレン基と水不溶性のポリオキシプロピレン基及びポリオキシブチレン基を併用すること、炭化水素鎖の鎖長を変化させること、炭化水素鎖に分岐鎖を有するものを用いること、炭化水素鎖に二重結合を有するものを用いること、炭化水素鎖にベンゼン環やナフタレン環を有するものを用いること、または上記を適宜組み合わせること等により、所定の範囲に設定できる。
また、カプリル酸、カプリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、ベヘニン酸、及びこれらの混合物などの式(VII)で表すような脂肪酸が挙げられる。
具体例としては、次に示すような親水度を調整する手法が挙げられる。
例えば、上層側に比べて、下層側の付着量を高く調整する。
また、下層側に塗布する繊維処理剤中に、強親水性を示すスルホン酸基や硫酸基、リン酸基を有するアニオン界面活性剤の配合量を増加させる。
もしくは、下層側に塗布する繊維処理剤中に、水溶性のPOA変性シリコーンやヒドロキシスルホベタインやカルボベタインなどの両性界面活性剤の配合量を増加させることで調整することも可能である。
また、少なくとも上層側の一部に、撥水性を示す下記のような剤を追加で塗工することで、弱親水化もしくは撥水化させ、親水度勾配を高めることも可能である。
撥水化剤としては、流動パラフィン、ワセリン、シリコーンオイル、動植物油(オリーブ油、ホオバ油、ベニバナ油、スクワランおよびスクワレン等)、脂肪酸エステル、フッ素系界面活性剤、フッ素オイルなどが挙げられる。
すなわち、積層不織布の所定の部位から繊維を取り出し、その繊維に対する水の接触角を測定する。測定装置として、協和界面科学株式会社製の自動接触角計MCA−Jを用いる。接触角の測定には蒸留水を用いる。温度25℃、相対湿度(RH)65%の測定条件で行う。インクジェット方式水滴吐出部(クラスターテクノロジー株式会社製、吐出部孔径が25μmのパルスインジェクターCTC−25)から吐出される液量を20ピコリットルに設定して、水滴を、繊維の真上に滴下する。滴下の様子を水平に設置されたカメラに接続された高速度録画装置に録画する。録画装置は後に画像解析や画像解析をする観点から、高速度キャプチャー装置が組み込まれたパーソナルコンピュータが望ましい。本測定では、17msec毎に画像が録画される。録画された映像において、積層不織布から取り出した繊維に水滴が着滴した最初の画像を、付属ソフトFAMAS(ソフトのバージョンは2.6.2、解析手法は液滴法、解析方法はθ/2法、画像処理アルゴリズムは無反射、画像処理イメージモードはフレーム、スレッシホールドレベルは200、曲率補正はしない、とする)にて画像解析を行い、水滴の空気に触れる面と繊維のなす角を算出し、接触角とする。積層不織布から取り出した繊維は、繊維長1mmに裁断し、該繊維を接触角計のサンプル台に載せて、水平に維持する。該繊維1本につき異なる2箇所の接触角を測定する。N=5本の接触角を小数点以下1桁まで計測し、合計10箇所の測定値を平均した値(小数点以下第2桁で四捨五入)を接触角と定義する。
また、液膜開裂剤の成分が主鎖がシロキサン鎖を有する化合物又は炭素原子数1以上20以下の炭化水素化合物である場合、その繊維質量に対する含有割合(OPU)は、前述の分析手法により得た物質の質量を基に、その液膜開裂剤の含有量を繊維の質量で割ることにより求めることができる。
このような液膜開裂剤を含有し、親水度勾配を有する積層不織布において、肌触りの柔らかさを高める観点から、積層不織布の繊維間距離は、150μm以下が好ましく、90μm以下がより好ましい。また、その下限は、繊維間が狭くなりすぎることにより通液性が損なわれるのを抑える観点から、50μm以上が好ましく、70μm以上がより好ましい。具体的には、50μm以上150μm以下が好ましく、70μm以上90μm以下がより好ましい。
この場合の上記の繊維の繊度は、3.3dtex以下が好ましく、2.4dtex以下がより好ましい。また、その下限は、0.5dtex以上が好ましく、1.0dtex以上がより好ましい。具体的には、0.5dtex以上3.3dtex以下が好ましく、1.0dtex以上2.4dtex以下がより好ましい。
繊維間距離は、次のようにして測定対象の積層不織布の厚みを測定し、式(2)に当てはめて求める。
まず、測定対象の積層不織布を長手方向50mm×幅方向50mmに切断し、該積層不織布の切断片を作製する。
この切断片の厚みを、49Pa加圧で測定する。測定環境は温度20±2℃、相対湿度65±5%、測定機器にはマイクロスコープ(株式会社キーエンス製、VHX−1000)を用いる。まず、前記積層不織布断面の拡大写真を得る。拡大写真には、既知の寸法のものを同時に写しこむ。前記積層不織布断面の拡大写真にスケールを合わせ、積層不織布の厚みを測定する。以上の操作を3回行い、3回の平均値を乾燥状態の積層不織布の厚み[mm]とする。なお積層品の場合は、繊維径からその境界を判別し、厚みを算出する。
次いで、測定対象の積層不織布を構成する繊維の繊維間距離は、以下に示す、Wrotnowskiの仮定に基づく式により求められる。Wrotnowskiの仮定に基づく式は、一般に、不織布を構成する繊維の繊維間距離を求める際に用いられる。Wrotnowskiの仮定に基づく式によれば、繊維間距離A(μm)は、積層不織布の厚みh(mm)、坪量e(g/m2)、積層不織布を構成する繊維の繊維径d(μm)、繊維密度ρ(g/cm3)によって、以下の式(2)で求められる。なお、凹凸を有する場合には、代表値として凸部の積層不織布厚みh(mm)を用いて算出する。
繊維径d(μm)は、走査型電子顕微鏡(セイコーインスツルメンツ株式会社製DSC6200)を用いて、カットした繊維の繊維断面を10本測定し、その平均値を繊維径とする。
繊維密度ρ(g/cm3)は、密度勾配管を使用して、JIS L1015化学繊維ステープル試験方法に記載の密度勾配管法の測定方法に準じて測定する。
坪量e(g/m2)は、測定対象の積層不織布を所定(0.12m×0.06mなど)の大きさにカットし、質量測定後に、「質量÷所定の大きさから求められる面積=坪量(g/m2)」の式で算出して坪量を求める。
電子顕微鏡等により繊維の断面形状を計測し、繊維の断面積(複数の樹脂より形成されている繊維では各々の樹脂成分の断面積)を計測するとともに、DSC(示差熱分析装置)により、樹脂の種類(複数樹脂の場合は、おおよその成分比も)を特定して、比重を割り出し、繊度を算出する。例えば、PETのみから構成される短繊維であれば、まず断面を観察し、その断面積を算出する。その後、DSCで測定することで、融点やピーク形状から単成分の樹脂から構成されており、それがPET芯であることを同定する。その後、PET樹脂の密度と断面積を用いて、繊維の質量を算出することで、繊度を算出する。
液膜開裂剤の局在によって、液膜開裂作用がより発現しやすくなる。すなわち、繊維交絡点付近又は繊維融着点付近は特に液膜が生じやすい場所であるため、その場所に、より多くの液膜開裂剤があることで液膜に直接的に作用しやすくなる。
このようは液膜開裂剤の局在は、積層不織布全体の繊維交絡点付近又は繊維融着点付近の30%以上で生じていることが好ましく、40%以上で生じていることがより好ましく、50%以上で生じていることが更に好ましい。積層不織布のなかでも、繊維交絡点または繊維融着点同士の距離が比較的短いところは繊維間の空間が小さく特に液膜が生じやすい。そのため、繊維間の空間が小さいところの繊維交点付近又は繊維融着点付近に選択的に液膜開裂剤が局在していると特に液膜開裂作用が効果的に発現し好ましい。また、上記のような選択的な局在の場合、液膜開裂剤は、比較的小さな繊維間空間に対する被覆率を大きくし、比較的大きな繊維間空間に対する被覆率を小さくすることが好ましい。これにより、積層不織布における液透過性を保持しつつ、毛管力が大きく液膜が生じやすい部分での開裂作用を効果的に発現することができ、積層不織布全体における液残り低減効果が高くなる。ここで「比較的小さな繊維間空間」とは、前述した(繊維間距離の測定方法)で求めた繊維間距離に対して1/2以下の繊維間距離を有する繊維間空間のことをいう。
上記の液膜開裂剤の局在状態は、以下の方法により確認することができる。
まず、積層不織布を5mm×5mmにカットし、試料台にカーボンテープを用いて取り付ける。試料台を走査型電子顕微鏡(S4300SE/N、株式会社日立製作所製)に無蒸着の状態で入れ、低真空もしくは真空状態にする。アニュラー形反射電子検出器(付属品)を用いて検出を行うことにより、原子番号の大きいほど反射電子を放出しやすいことから、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)やポリエステル(PET)を主に構成する炭素原子や水素原子より原子番号の大きい酸素原子やケイ素原子を多く含む液膜開裂剤が塗工された部分が白く写るので、白さによって局在の状態を確認できる。なお、その白さは原子番号が大きい、または付着量が多いほど白さが増す。
上記の原料不織布に対して塗布する方法としては、この不織布の製造方法に用いられるものを特に制限なく採用することができる。例えば、スプレーによる塗布、スロットコーターによる塗布、グラビア方式、フレキソ方式、ディッピング方式による塗布等などが挙げられる。
前述した繊維交絡点付近又は繊維融着点付近への液膜開裂剤の局在化の観点からは、不織布化後の原料不織布に塗工することが好ましく、浸漬でなく、原料不織布に対して塗布する方法がより好ましい。塗布する方法の中でも、フレキソ方式による塗布方法が、液膜開裂剤の局在化をより明確にする観点から特に好ましい。
また、原料不織布としては、種々の不織布を特に制限なく用いることができる。特に、液膜開裂剤の局在化を保つ観点から繊維交絡点が熱融着又は熱圧着しているものが好ましく、前述したエアスルー処理や熱エンボスにより繊維同士を熱接着して得られた不織布を用いることがより好ましい。
以下に、凹凸形状を有するものの具体例について説明する。
例えば、熱収縮性繊維を利用した、図4に示すものが挙げられる(第1実施態様)。図4に示す積層不織布100は、上面(第1面)1A(表面シートとしたときの肌当接面)側の上層(第1繊維層)101と下面(第2面)1B(表面シートとしたときの非肌当接面)側の下層(第2繊維層)102の2層からなる。また、上面1Aから厚み方向にエンボス加工(圧搾)が施されて2層が接合されている(エンボス加工が施された部分をエンボス凹部(凹状の接合部)130という。)。下層102は、熱収縮性繊維の熱収縮が発現した層である。上層101は、非熱収縮性繊維を含む層であり、非熱収縮性繊維は凹状の接合部130で部分的に接合されている。非熱収縮性繊維は、加熱により全く収縮しないものに限らず、下層102の熱収縮性繊維の熱収縮を阻害しない程度に収縮するものを含む。
この積層不織布100は、例えば、特開2002−187228号公報の段落[0032]〜[0048]の記載の素材と製造方法とによって製造することができる。この製造において、例えば、上層101と下層102の積層体に対し、上層側101からエンボス加工等した後、熱処理で熱収縮性繊維を熱収縮させる。このとき、その繊維の収縮によって隣接するエンボス部分同士が引っ張られ互いの間隔が縮まる。この変形により、上層101の繊維は、エンボス凹部130を基点として上面1A側に***し、凸部140を形成する。又は、熱収縮が発現した下層120を伸長させた状態で上層を積層し、上記のエンボス加工を施す。その後、下層102の伸長状態を解放すると、上層101側が上面1A側に***し凸部140が形成される。このエンボス加工としては、ヒートエンボス加工や超音波エンボスなど通常用いられる方法で行うことができる。また、両層の接合に関し、接着剤を用いた接合方法でもよい。
また、積層不織布100は、前述の親水度勾配と、液膜開裂剤又は液膜開裂剤及びリン酸エステル型のアニオン界面活性剤との協働作用により、液残りが少なくなる。これにより、凹凸面とエンボスの密な部分を利用した液透過性を更に高めることができる。
まず、第2実施態様の積層不織布200は、図5に示すように、中空部210を有する二層構造である。いずれの層も熱可塑性繊維を含む。積層不織布200においては、第1不織布(第1繊維層)201と第2不織布(第2繊維層)202とが部分的に熱融着された接合部220を有する。接合部220に囲まれた非接合部240において、第1不織布201が第2不織布から離れる方向に突出して、内部に中空部210を有する凸部230を多数有する。接合部220は、隣り合う凸部230間に位置する凹部であり、凸部230と共に第1面1Aの凹凸を構成している。この積層不織布200は、通常用いられる方法により形成することができる。例えば、2つの凹凸ロールの噛み合わせにより第1不織布201を凹凸賦形した後、第2不織布を貼り合せて積層不織布200を得る。
積層不織布200は、例えば、第1面1Aを肌当接面側に向けた表面シートとして吸収体上に積層して使用した際に、第1面1A側から第2面2B側への液透過性に優れる。具体的には、中空部210を経由する液透過である。また、着用者の体圧が凸部230に加わって、凸部230にある液が直接的に第2不織布202へと移行する。これにより、第1面1A側での液残りが少ない。
このような作用は、前述した親水度勾配と、液膜開裂剤又は液膜開裂剤及びリン酸エステル型のアニオン界面活性剤の協働作用によって、より高いレベルで持続的に発揮され得る。すなわち、長時間使用や多量の排液がった場合でも、液膜破裂で液の透過経路が確保されるので、上記のような液透過性が十分に発揮され得る。
この積層不織布300は、エアスルー工程による熱風処理により、繊維ウエブの賦形、不織布化、及び両層の接合を行っているため、全体として嵩高で低目付なものとなっている。特に、両繊維層301及び302の接合が、熱風による繊維同士の熱融着で接合されているため、繊維層間の接合部分の繊維間に隙間ができ、接合部となる凹部320であっても液通過速度が速い。また、第1繊維層301の第1突出部310の頂部の第2面1B側に、第2繊維層302の繊維密度が第1繊維層301および第2繊維層302の他の部分の繊維密度よりも低い部分360を有する。この繊維密度が低い部分360が存在することによって、低荷重であっても、第1繊維層301の第1突出部310が凹みやすくなるので、積層不織布300のクッション性が高められる。積層不織布300は、吸収性物品の表面シートとして採用する場合、第1面1A側(すなわち第1繊維層301側)を肌当接面側とすることが好ましい。
さらに、凸部310の頂部と凹部320の底部との間に、両部を繋ぐ壁部350を有する。壁部350は、凹部320の空間を区画しており、凹部320において平面方向に環状構造を有する。また、壁部350を構成する繊維は、環状構造のいずれの地点においても、凸部310の頂部と凹部320の底部とを結ぶ方向に繊維配向性を有する。これにより壁部にコシが生まれ、積層不織布300に圧力がかかっても回復性に優れる。
積層不織布300においても、前述した親水度勾配と、液膜開裂剤又は液膜開裂剤及びリン酸エステル型のアニオン界面活性剤との協働作用により、液の透過経路が常に確保される。これにより、繊維の径や繊維密度についての設計の幅が広がる。
この積層不織布300の製造には、例えば、繊維ウエブに対して、熱風温度及び風速を制御しながら多段階の熱風処理を行うエアスルー加工を採用することができる。例えば、特開2013−124428号公報の段落[0042]〜[0064]に記載の製造方法を用いることができる。
積層不織布400においても、前述した親水度勾配と、液膜開裂剤又は液膜開裂剤及びリン酸エステル型のアニオン界面活性剤の協働作用により、液の透過経路が常に確保される。これにより、繊維の径や繊維密度についての設計の幅が広がる。
このような積層不織布400は、繊維ウエブに対して、凹部420とする部分に熱風等の流体を吹き付けて繊維を移動させることにより形成することができる。
不織布シート30は、図8に示すように、一方向(Y方向)に延びる筋状の凸条部31と凹条部32とが、交互に配された凹凸構造を有する。また、この不織布シート30の厚み方向において、前記凹凸構造を、頂部域30A、底部域30B及びこれらの間に位置する側部域30Cの3等分に区分することができる。
不織布シート30は構成繊維34同士の交点の熱融着部35を複数有する。1本の構成繊維34に着目すると、構成繊維34は、図9に示すように、隣り合う融着部35同士の間に、繊維径の小さい2個の小径部36に挟まれた大径部37を有する。これにより、不織布シート30の柔軟性が向上し肌触りが良好なものとなる。また、繊維単位で肌との接触面積が低減され、より良いドライ感が得られる。また、柔軟性の観点から、小径部36から該大径部37への変化点38は、隣り合う融着部35,35同士の間隔Tの、融着部35寄りの1/3の範囲内(図9のT1及びT3の範囲)にあることが好ましい。なお、この小径部36とこれに挟まれた大径部37との組み合わせは、間隔Tにおいて複数あってもよい。このような構成繊維における小径部36及び大径部37の構成は、凸条部31及び凹条部32を形成する刃溝延伸加工の際に、繊維が延伸されることによって形成される。その際用いる繊維としては、延伸度の高い繊維が好ましく、例えば、特開2010−168715号公報の段落[0033]に記載の処理工程を経て得られる、加熱により樹脂の結晶状態が変化して長さの延びる熱伸張性繊維などが挙げられる。
さらに、不織布シート30は、液透過性の観点から、小径部の親水度が大径部の親水度よりも小さくされていることが好ましい。この親水度の差は、繊維に付着する繊維処理剤に延伸性の成分(疎水成分)を含ませことで形成できる。特に、延伸性の成分と親水性の成分とが含まれていることが好ましい。具体的には、上記の刃溝延伸加工によって繊維が延伸すると、延伸してなる小径部35に延伸性の成分が広がり大径部との間に親水度の差が生じる。大径部では、広がりにくい親水性の成分が留まって小径部よりも親水度が高くなる。前記延伸性の成分としては、例えば、ガラス転移点が低く、分子鎖に柔軟性のあるシリコーン樹脂が挙げられ、シリコーン樹脂として、Si−O−Si鎖を主鎖とするポリオルガノシロキサンが好ましく用いられる。
加えて、不織布シート30は、上記の液透過性の観点から、側壁域30Cの繊維密度が頂部域30A、底部域30Bの繊維密度よりも低いことが好ましい。
不織布シート30を用いた積層不織布においても、前述した親水度勾配と、液膜開裂剤又は液膜開裂剤及びリン酸エステル型のアニオン界面活性剤の協働作用により、液の透過経路が常に確保される。これにより、繊維の径や繊維密度についての設計の幅が広がる。
積層不織布600においても、前述した液膜開裂剤、又は液膜開裂剤及びリン酸エステル型のアニオン界面活性剤の作用により液の透過経路が常に確保される。これにより、繊維の径や繊維密度についての設計の幅が広がる。
このような積層不織布600は次の方法により製造することができる。まず、繊維ウエブに対して、ヒートエンボス加工によって線状の凹部620を形成する。このとき、凹部620では、熱伸長性繊維は圧着または融着されて熱熱伸長されないで固定されている。次いで、エアスルー加工により凹部610以外の部分に存する熱伸長性繊維が伸長して凸部610が形成され、不織布60となる。また、積層不織布600の構成繊維としては、上記の熱伸長性繊維と非熱伸長性の熱融着性繊維との混綿であってもよい。これらの構成繊維としては、例えば、特開2005−350836号公報の段落[0013]、[0037]〜[0040]に記載のもの、特開2011−1277258号公報の段落[0012]、[0024]〜[0046]に記載のものなどを用いることができる。
積層不織布700においても、前述した液膜開裂剤、又は液膜開裂剤及びリン酸エステル型のアニオン界面活性剤の作用により液の透過経路が常に確保される。これにより、繊維の径や繊維密度についての設計の幅が広がる。
このような積層不織布700は、例えば、特開平4−24263号公報の第6頁左下欄12行〜第8頁右上欄19行の記載の方法により製造することができる。
隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、かつ、
少なくともいずれか一方の繊維層に液膜開裂剤を含有する、積層不織布。
前記液膜開裂剤の水溶解度が0g以上0.025g以下である前記<1>に記載の積層不織布。
<3>
前記液膜開裂剤の水溶解度は、0.0025g以下が好ましく、0.0017g以下がより好ましく、0.0001g未満が更に好ましく、1.0×10−9g以上とすることが好ましい、前記<1>又は<2>に記載の積層不織布。
前記液膜開裂剤の、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が16mN/m以上である前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の積層不織布。
隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、かつ、
少なくともいずれか一方の繊維層に、水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が16mN/m以上である化合物を含有する積層不織布。
前記液膜開裂剤又は前記化合物の拡張係数は、20mN/m以上がより好ましく、25mN/m以上が更に好ましく、30mN/m以上が特に好ましい、前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<7>
前記液膜開裂剤又は前記化合物の、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力は、20mN/m以下が好ましく、17mN/m以下がより好ましく、13mN/m以下が更に好ましく、10mN/m以下がより更に好ましく、9mN/m以下が特に好ましく、1mN/m以下がとりわけ好ましく、0mN/mより大きい、前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の積層不織布。
前記液膜開裂剤又は前記化合物は、下記の構造X、X−Y、及びY−X−Yからなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を有する化合物からなる、前記<1>〜<7>のいずれか1項に記載の積層不織布。
構造Xは、>C(A)−〈Cは炭素原子を示す。また、<、>及び−は結合手を示す。以下、同様。〉、−C(A)2−、−C(A)(B)−、>C(A)−C(R1)<、>C(R1)−、−C(R1)(R2)−、−C(R1)2−、>C<及び、−Si(R1)2O−、−Si(R1)(R2)O−のいずれかの基本構造が、繰り返されるか、もしくは2種以上が組み合わされた構造のシロキサン鎖、又はその混合鎖を表す。構造Xの末端には、水素原子、又は、−C(A)3、−C(A)2B、−C(A)(B)2、−C(A)2−C(R1)3、−C(R1)2A、−C(R1)3、また、−OSi(R1)3、−OSi(R1)2(R2)、−Si(R1)3、−Si(R1)2(R2)からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する。
上記のR1やR2は各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はハロゲン原子を示す。A、Bは各々独立に、酸素原子又は窒素原子を含む置換基を示す。構造X内にR1、R2、A、Bが各々複数ある場合はそれらは互いに同一でも異なっていてもよい。
Yは、水素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子から選ばれる原子を含む、親水性を有する親水基を表す。Yが複数の場合は互いに同一でも異なっていてもよい。
<9>
前記A及びBが各々独立に、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、アミド基、イミノ基、又はフェノール基である、前記<8>に記載の積層不織布。
<10>
前記液膜開裂剤又は前記化合物が、下記(1)〜(11)式で表される構造を、任意に組み合せたシロキサン鎖からなる化合物からなる、前記<1>〜<9>のいずれか1項に記載の積層不織布。
M1は、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基、もしくはそれらを組み合わせたポリオキシアルキレン基を有する基、エリスリトール基、キシリトール基、ソルビトール基、グリセリン基もしくはエチレングリコール基、水酸基、カルボン酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アミノ基、アミド基、イミノ基、フェノール基、スルホン酸基、4級アンモニウム基、スルホベタイン基、ヒドロキシスルホベタイン基、ホスホベタイン基、イミダゾリウムベタイン基、カルボベタイン基、エポキシ基、カルビノール基、(メタ)アクリル基、又はそれらを組み合わせた官能基を示す。なお、M1が多価の基である場合、M1は、上記各基又は官能基から、さらに1つ以上の水素原子を除いた基を示す。
L1は、エーテル基、アミノ基(L1として採りうるアミノ基は、>NRC(RCは水素原子または一価の基)で表される。)、アミド基、エステル基、カルボニル基、カーボネート基の結合基を示す。
R21、R22、R23、及びR24は、各々独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、フルオロアルキル基、もしくはアラルキル基、又はそれらを組み合わせた炭化水素基、又はハロゲン原子を示す。
<11>
前記液膜開裂剤又は前記化合物が、好ましくは、少なくとも一つの酸素原子を変性基中に有する構造を有する変性シリコーンからなり、より好ましくは、ポリオキシアルキレン変性シリコーンからなる前記<1>〜<10>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<12>
前記ポリオキシアルキレン変性シリコーンが、下記式[I]〜[IV]のいずれかで表されるものである前記<11>に記載の積層不織布。
<13>
下記式[I]〜[IV]のいずれかで表される構造を有し、水溶解度が0g以上0.025g以下であるポリオキシアルキレン変性シリコーンを含む積層不織布。
<14>
前記ポリオキシアルキレン変性シリコーンが、ポリオキシエチレン(POE)ポリオキシプロピレン(POP)変性シリコーン、ポリオキシエチレン(POE)変性シリコーン、及びポリオキシプロピレン(POP)変性シリコーンのいずれかである、前記<11>〜<13>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<15>
前記ポリオキシアルキレン変性シリコーンのポリオキシアルキレン基の付加モル数が1以上が好ましく、3以上がより好ましく、5以上がさらに好ましく、該付加モル数は、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が更に好ましい、前記<11>〜<13>のいずれか1に記載の積層不織布。
前記液膜開裂剤の、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が0mN/mよりも大きく、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力が20mN/m以下である液膜開裂剤を含有する前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の積層不織布。
隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、かつ、
少なくともいずれか一方の繊維層に、水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が0mN/mよりも大きく、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力が20mN/m以下である化合物を含有する積層不織布。
前記液膜開裂剤又は前記化合物の、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力は、17mN/m以下が好ましく、13mN/m以下がより好ましく、10mN/m以下が更に好ましく、9mN/m以下が特に好ましく、1mN/m以下がとりわけ好ましく、0mN/mより大きい、前記<16>又は<17>に記載の積層不織布。
<19>
前記液膜開裂剤又は前記化合物の、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数は、9mN/m以上が好ましく、10mN/m以上がより好ましく、16mN/m以上が更に好ましく、50mN/m以下である、前記<16>〜<18>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<20>
前記液膜開裂剤又は前記化合物が、下記の構造Z、Z−Y、及びY−Z−Yからなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を有する化合物からなる前記<16>〜<19>のいずれか1項に記載の積層不織布。
構造Zは、>C(A)−<C:炭素原子>、−C(A)2−、−C(A)(B)−、>C(A)−C(R3)<、>C(R3)−、−C(R3)(R4)−、−C(R3)2−、>C<のいずれかの基本構造が、繰り返されるか、もしくは2種以上が組み合わされた構造の炭化水素鎖を表す。構造Zの末端には、水素原子、又は、−C(A)3、−C(A)2B、−C(A)(B)2、−C(A)2−C(R3)3、−C(R3)2A、−C(R3)3からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する。
上記のR3やR4は各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、フルオロアルキル基、アラルキル基、もしくはそれらを組み合わせた炭化水素基、又はフッ素原子を示す。A、Bは各々独立に、酸素原子又は窒素原子を含む置換基を示す。
Yは、水素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子から選ばれる原子を含む、親水性を有する親水基を表す。Yが複数の場合は互いに同一でも異なっていてもよい。
<21>
前記Yが、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、アミド基、イミノ基、フェノール基のいずれか; 又は、ポリオキシアルキレン基; 又は、 エリスリトール基、キシリトール基、ソルビトール基、グリセリン基、エチレングリコール基のいずれか; 又は、 スルホン酸基、硫酸基、リン酸基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ホスホベタイン基、4級アンモニウム基、イミダゾリウムベタイン基、エポキシ基、カルビノール基、メタクリル基のいずれか; 又は、 その組み合わせからなる親水基である、前記<20>に記載の積層不織布。
<22>
前記液膜開裂剤又は前記化合物が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル又は炭素原子数5以上の炭化水素化合物からなる前記<16>〜<21>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<23>
前記液膜開裂剤又は前記化合物が、下記一般式[V]のいずれかで表されるポリオキシアルキレンアルキル(POA)エーテル、又は、下記一般式[VI]で表される分子量1000以上のポリオキシアルキレングリコール、ステアレス、ベヘネス、PPGミリスチルエーテル、PPGステアリルエーテル、PPGベヘニルエーテルのいずれかである前記<16>〜<22>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<24>
前記液膜開裂剤又は前記化合物が、ポリオキシアルキレン基を有する化合物からなり、該ポリオキシアルキレン基のモル数が1以上70以下であり、5以上がより好ましく、7以上が更に好ましく、70以下が好ましく、60以下がより好ましく、50以下が更に好ましい、前記<16>〜<23>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<25>
前記液膜開裂剤又は前記化合物が、炭素原子数5以上、好ましくは100以下、より好ましくは50以下の炭化水素化合物からなる前記<16>〜<24>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<26>
前記炭化水素化合物は、ポリオルガノシロキサンを除くものである、前記<25>に記載の積層不織布。
<27>
前記炭化水素化合物が、下記式[VII]〜[XV]のいずれかで表されるものである前記<25>又は<26>に記載の積層不織布。
<28>
前記液膜開裂剤又は前記化合物の、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が9mN/m以上で、水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力が9mN/m以下であって、かつ表面張力32mN/m以下である、前記<16>〜<27>のいずれか1項に記載の積層不織布。
さらにリン酸エステル型のアニオン界面活性剤を含有する前記<1>〜<28>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<30>
前記液膜開裂剤とリン酸エステル型のアニオン界面活性剤との含有比率は、質量比で、1:1〜19:1が好ましく、2:1〜15:1がより好ましく、3:1〜10:1が更に好ましい、前記<29>に記載の積層不織布。
<31>
前記リン酸エステル型のアニオン界面活性剤が、アルキルエーテルリン酸エステル、ジアルキルリン酸エステル及びアルキルリン酸エステルのいずれかである、前記<29>又は前記<30>に記載の積層不織布。
<32>
前記リン酸エステル型のアニオン界面活性剤がアルキルリン酸エステルであり、該アルキルリン酸エステルが、ステアリルリン酸エステル、ミリスチルリン酸エステル、ラウリルリン酸エステル、パルミチルリン酸エステルの飽和の炭素鎖を持つもの、オレイルリン酸エステル、パルミトレイルリン酸エステルの不飽和の炭素鎖及び、これらの炭素鎖に側鎖を有するもののいずれかである前記<29>〜<31>のいずれか1項に記載の積層不織布。
前記液膜開裂剤の表面張力は、32mN/m以下が好ましく、30mN/m以下がより好ましく、25mN/m以下が更に好ましく、22mN/m以下が特に好ましく、1mN/m以上が好ましい、前記<1>〜<32>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<34>
前記液膜開裂剤の質量平均分子量は500以上であり、1000以上がより好ましく、1500以上が更に好ましく、2000以上が特に好ましく、50000以下が好ましく、20000以下がより好ましく、10000以下が更に好ましい、前記<1>〜<33>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<35>
前記液膜開裂剤の融点は40度以下が好ましく、35度以下がより好ましく、前記融点は-220℃以上が好ましく、−180℃以上がより好ましい、前記<1>〜<34>のいずれか1項に記載の積層不織布。
前記2層の繊維層は、互いの層の繊維の接触角の差が5度以上が好ましく、10度以上がより好ましく、15度以上が更に好ましく、90度以下が好ましい、前記<1>〜<35>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<37>
前記2層の繊維層のうち、一方の繊維層の繊維の接触角が75度以上であることが好ましく、80度以上がより好ましく、85度以上が更に好ましく、100度以下が好ましく、95度以下がより好ましく、90度以下が更に好ましい、前記<1>〜<36>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<38>
前記2層の繊維層のうち、前記他方の繊維層の繊維の接触角が20度以上が好ましく、25度以上がより好ましく、30度以上が更に好ましく、75度未満が好ましく、70度以下がより好ましく、65度以下が更に好ましい、前記<1>〜<37>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<39>
積層不織布の繊維間距離は、150μm以下が好ましく、90μm以下がより好ましく、50μm以上が好ましく、70μm以上がより好ましい、前記<1>〜<38>のいずれか1項に記載の積層不織布。
<40>
積層不織布の繊維の繊度は、3.3dtex以下が好ましく、2.4dtex以下がより好ましく、0.5dtex以上が好ましく、1.0dtex以上がより好ましい、前記<1>〜<39>のいずれか1項に記載の積層不織布。
前記<1>〜<40>のいずれか1項に記載の積層不織布であって、熱可塑性繊維を含んで構成され、第1面及びそれとは反対側に位置する第2面を有し、少なくとも第1面が、第1面側に突出する複数の凸部と該凸部間に位置する凹部とを有する凹凸を有している積層不織布。
<42>
前記<1>〜<41>のいずれか1項に記載の積層不織布を、親水度が高い方の面を非肌当接面側として用いた吸収性物品用の表面シート。
<43>
前記<42>に記載の吸収性物品用の表面シートであって、前記表面シートは、肌当接面側から厚み方向に圧搾して各層を接合する凹状の接合部を複数有しており、
前記表面シートの非肌当接面側の層は、熱収縮性繊維が熱収縮してなる層であり、
前記表面シートの肌当接面側の層は、前記接合部で部分的に接合された非熱収縮繊維を有し、該凹状の接合部の間の領域に肌当接面側に突出した凸部を有して積層不織布の凹凸面をなす、吸収性物品用の表面シート。
<44>
前記<42>に記載の吸収性物品用の表面シートであって、中空部を有する、肌当接面側の第1不織布と非肌当接面側の第2不織布とからなる二層構造であり、いずれの層も熱可塑性繊維を含んでおり、
前記第1不織布と第2不織布とが部分的に熱融着された接合部を有し、該接合部に囲まれた非接合部において、第1不織布が、第2不織布から離れる方向に突出して、内部に前記中空部を有する凸部を多数形成しており、前記接合部は、隣り合う凸部間に位置する凹部であり、前記凸部と共に肌当接面側の凹凸を構成している、吸収性物品用の表面シート。
<45>
前記<42>に記載の吸収性物品用の表面シートであって、熱可塑性繊維を含み両面に凹凸する形状の第1繊維層と、該第1繊維層の非肌当接面側の面に沿って接合された第2繊維層とを有し、前記第2繊維層が配された面と反対側の肌当接面側に突出する凸部と窪んだ凹部とを有し、該凹部を囲むように複数の前記凸部が配され、かつ、前記凸部と前記凹部とが前記表面シートの平面視交差する異なる方向のそれぞれに交互に連続して配されている、吸収性物品用の表面シート。
<46>
前記<42>に記載の吸収性物品用の表面シートであって、熱可塑性繊維を含む、第1繊維層及び第2繊維層からなり、前記第2繊維層は、肌当接面側において、半円筒状の凸部と該凸部の側縁に沿って配された凹部とが複数交互に配置された形状を有し、前記凹部の下側には、不織布の繊維からなる凹部底部が配され、該凹部底部は、前記凸部よりも繊維密度が低くされており、前記第1繊維層は、前記凸部状に部分的に積層された層である、吸収性物品用の表面シート。
<47>
前記<42>に記載の吸収性物品用の表面シートであって、前記表面シートの2層のうち1層が、一方向に延びる筋状の凸条部と凹条部とが交互に配された凹凸構造を有しており、前記1層は、構成繊維同士の交点の熱融着部を複数有し、1本の前記構成繊維に着目すると、該構成繊維は、隣り合う前記融着部同士の間に、繊維径の小さい2個の小径部に挟まれた大径部を有する、吸収性物品用の表面シート。
<48>
前記<42>〜<47>のいずれか1項に記載の吸収性物品用の表面シートを用いた吸収性物品。
<49>
前記吸収性物品が生理用ナプキンである前記<48>に記載の吸収性物品。
下記実施例における、液膜開裂剤の表面張力、水溶解度及び界面張力は、前述の測定方法により行った。
図4に示す凹凸形状の積層不織布を前述の方法により作製した。得た積層不織布を参考例1の試料とした。
上層(第1繊維層)には繊度1.2dtexの非熱収縮性熱融着繊維を用い、下層(第2繊維層)には繊度2.3dtexの熱収縮性繊維を用いた。このときの上層の繊維間距離は80μm、下層の繊維間距離は60μmであった。また、当該積層不織布の坪量は、74g/m2であった。
下層の繊維には予め、液膜開裂剤である化合物として、ポリプロピレングリコール(花王株式会社製 消泡剤No.1)で、構造XにおけるXがPOP鎖からなるものであり、ポリオキシプロピレン基のモル数が52、質量平均分子量が3000のものを付着させた。該付着は、前記液膜開裂剤を溶質エタノールに溶解させた希釈液の状態にして行った。この液膜開裂剤の繊維質量に対する含有割合(OPU)は、0.4質量%とした。
上記ポリプロピレングリコールの、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数は16.3mN/mであり、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力は1.0mN/mであった。また、前記ポリプロピレングリコールの表面張力は32.7mN/m、水溶解度は0.0001g未満であった。これらの数値は、前述の測定方法により測定した。その際、「表面張力が50mN/mの液体」は、100gの脱イオン水にノニオン系界面活性物質であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(花王株式会社製、商品名レオオールスーパーTW−L120)をマイクロピペット(ACURA825、Socorex Isba SA社製)で3.75μL添加し、表面張力を50±1mN/mに調整した溶液を用いた。また、水溶解度は、0.0001g毎に剤を添加して測定した。その結果、0.0001gも溶けないと観察されたものは「0.0001g未満」とし、0.0001gは溶けて、0.0002gは溶けなかったと観察されたものは「0.0001g」とした。それ以外の数値についても同様の方法により測定した。
一方、上層の繊維には、液膜開裂剤を付着させなかった。
参考例1で用いた液膜開裂剤を下層ではなく、上層の繊維に付着させた以外は、参考例1と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を参考例2の試料とした。したがって、上層において、液膜開裂剤の繊維質量に対する含有割合(OPU)は、0.4質量%とした。一方、下層の繊維には、液膜開裂剤は付着させなかった。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、64度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、59度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、5度であった。
液膜開裂剤として、ポリオキシエチレン(POE)変性ジメチルシリコーン(信越化学工業株式会社製 KF−6015)で、構造X−YにおけるXが−Si(CH3)2O−からなるジメチルシリコーン鎖、Yが−(C2H4O)−からなるPOE鎖からなり、POE鎖の末端基がメチル基(CH3)であり、変性率が20%、ポリオキシエチレン付加モル数が3、質量平均分子量が4000のものを用いた以外は、参考例2と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を実施例1の試料とした。したがって、上層において、液膜開裂剤の繊維質量に対する含有割合(OPU)は、0.4質量%とした。一方、下層の繊維には、液膜開裂剤は付着させなかった。
上記ポリオキシエチレン(POE)変性ジメチルシリコーンの、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数は28.8mN/mであり、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力は、0.2mN/mであった。また、前記ポリオキシエチレン(POE)変性ジメチルシリコーンの表面張力は21.0mN/m、水溶解度は0.0001g未満であった。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、100度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、59度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、41度であった。
液膜開裂剤として、トリカプリル酸・カプリン酸グリセリド(花王株式会社製 ココナードMT)で、構造Z―YにおけるZが*−O−CH(CH2O−*)2(*は結合部を示す。)であり、YがC8H15O−やC10H19O−の炭化水素鎖からなるものであり、脂肪酸組成がカプリル酸を82%、カプリン酸を18%からなり、質量平均分子量が550のものを用いた以外は、参考例2と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を実施例2の試料とした。したがって、上層において、液膜開裂剤の繊維質量に対する含有割合(OPU)は、0.4質量%とした。一方、下層の繊維には、液膜開裂剤は付着させなかった。
上記トリカプリル酸・カプリン酸グリセリド(花王株式会社製 ココナードMT)の、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数は8.8mN/mであり、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力は12.3mN/mであった。また、前記トリカプリル酸・カプリン酸グリセリド(花王株式会社製 ココナードMT)の表面張力は28.9mN/m、水溶解度は0.0001g未満であった。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、94度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、59度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、35度であった。
液膜開裂剤として、POPアルキルエーテル(花王株式会社製 消泡剤No.8)で、構造Z−YにおけるZが−CH2−からなる炭化水素鎖、Yが−(C3H6O)−からなるPOP鎖からなるものであり、ポリオキシプロピレン付加モル数が5、質量平均分子量が500のものを用いた以外は、参考例2と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を参考例3の試料とした。したがって、上層において、液膜開裂剤の繊維質量に対する含有割合(OPU)は、0.4質量%とした。一方、下層の繊維には、液膜開裂剤は付着させなかった。
上記POPアルキルエーテル(花王株式会社製 消泡剤No.8)の、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数は13.7mN/mであり、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力は5.9mN/mであった。また、前記POPアルキルエーテル(花王株式会社製 消泡剤No.8)の表面張力は30.4mN/m、水溶解度は0.0001g未満であった。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、62度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、59度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、3度であった。
液膜開裂剤として、ポリオキシプロピレン(POP)変性ジメチルシリコーン(シリコーンオイルと炭化水素化合物をヒドロキシル化反応させることで取得)で、構造X−YにおけるXが−Si(CH3)2O−から成るジメチルシリコーン鎖、Yが−(C3H6O)−からなるPOP鎖からなり、POP鎖の末端基がメチル基(CH3)であり、ポリオキシプロピレン付加モル数が3、質量平均分子量が4150のものを用いた以外は、参考例2と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を実施例3の試料とした。したがって、上層において、液膜開裂剤の繊維質量に対する含有割合(OPU)は、0.4質量%とした。一方、下層の繊維には、液膜開裂剤は付着させなかった。
上記ポリオキシプロピレン(POP)変性ジメチルシリコーンの、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数は25.4mN/mであり、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力は、3.6mN/mであった。また、前記ポリオキシプロピレン(POP)変性ジメチルシリコーンの表面張力は21.0mN/m、水溶解度は0.0001g未満であった。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、96度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、59度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、37度であった。
液膜開裂剤として、ポリオキシプロピレン(POP)変性ジメチルシリコーン(シリコーンオイルと炭化水素化合物をヒドロキシル化反応させることで取得)で、構造X−YにおけるXが−Si(CH3)2O−から成るジメチルシリコーン鎖、Yが−(C3H6O)−からなるPOP鎖からなり、POP鎖の末端基がメチル基(CH3)であり、ポリオキシプロピレン付加モル数が10、質量平均分子量が4340のものを用いた以外は、参考例2と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を実施例4の試料とした。したがって、上層において、液膜開裂剤の繊維質量に対する含有割合(OPU)は、0.4質量%とした。一方、下層の繊維には、液膜開裂剤は付着させなかった。
上記ポリオキシプロピレン(POP)変性ジメチルシリコーンの、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数は26.9mN/mであり、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力は、1.6mN/mであった。また、前記ポリオキシプロピレン(POP)変性ジメチルシリコーンの表面張力は21.5mN/m、水溶解度は0.0002gであった。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、74度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、59度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、15度であった。
上層の繊維に対して、液膜化列剤として、実施例1で用いたポリオキシエチレン(POE)変性ジメチルシリコーン(信越化学工業株式会社製 KF−6015)を、繊維質量に対する含有割合(OPU)0.4質量%で付着させた。また、下層の繊維に対して、液膜化列剤として、参考例1で用いたポリプロピレングリコール(花王株式会社製 消泡剤No.1)を、繊維質量に対する含有割合(OPU)0.4質量%で付着させた。上記以外は、参考例1と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を実施例5の試料とした。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、100度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、64度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、36度であった。
上層及び下層の繊維には液面開裂剤の付着していないものを用いた以外は、参考例1と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を比較例1の試料とした。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、67度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、59度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、8度であった。
下層の繊維を親水化するため、強親水性の両性界面活性剤であるヒドロキシスルホベタイン(花王株式会社製 アンヒトール20HD)とした以外は、比較例1と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を比較例2の試料とした。なお、ヒドロキシスルホベタインは水溶性の両性界面活性剤であり、液膜との界面が存在せず、拡張性がないため、液膜開裂効果はない。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、67度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、44度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、23度であった。
上層の繊維に、界面活性剤として、ジメチルシリコーンオイル(信越化学工業株式会社製 KF−96A−100cs)を、繊維質量に対する含有割合(OPU)0.4質量%で付着させた以外は、比較例1と同様にして不織布を作製した。得た不織布を比較例3の試料とした。
上記ジメチルシリコーンオイルの、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数は2.4mN/mであり、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力は、26.6mN/mであった。また、前記ジメチルシリコーンオイルの表面張力は21.0mN/m、水溶解度は0.0001gであった。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、105度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、59度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、46度であった。
上層及び下層の繊維に、液膜開裂剤として、参考例1で用いたポリプロピレングリコール(花王株式会社製 消泡剤No.1)を、繊維質量に対する含有割合(OPU)0.4質量%で付着させた。上記以外は、参考例1と同様にして積層不織布を作製した。得た積層不織布を比較例4の試料とした。
上層の繊維の接触角は、参考例1と同様の方法により測定して、64度であった。一方、下層の繊維の接触角は、同様に測定して、64度であった。したがって、上層と下層との接触角の差は、0度であった。
下記の評価は、吸収性物品の一例として生理用ナプキン(花王株式会社製:ロリエエフ しあわせ素肌 30cm、2014年製)から表面シートを取り除き、その代りに積層不織布の試験体(以下、積層不織布試験体という)を積層し、その周囲を固定して得た評価用の生理用ナプキンを用いて行った。
各評価用の生理用ナプキンの表面上に、内径1cmの透過孔を有するアクリル板を重ねて、該ナプキンに100Paの一定荷重を掛けた。斯かる荷重下において、該アクリル板の透過孔から経血に相当する脱繊維馬血(株式会社日本バイオテスト研究所製の馬脱繊維血液を8.0cPに調整したもの)6.0gを流し込んだ。なお、用いた馬血は、東機産業のTVB10形粘度計にて、30rpmの条件下で調整した。馬血は、放置すると、粘度の高い部分(赤血球など)は沈殿し、粘度の低い部分(血漿)は、上澄みとして残る。その部分の混合比率を、8.0cPになるように調整した。合計6.0gの脱繊維馬血を流し込んでから60秒後にアクリル板を取り除く。次いで、積層不織布試料の重量(W2)を測定し、予め測定しておいた、馬血を流し込む前の積層不織布試料の重量(W1)との差(W2−W1)を算出した。以上の操作を3回行い、3回の平均値を液残り量(mg)とした。液残り量は、装着者の肌がどの程度濡れるかの指標となるものであり、液残り量が少ないほど程、良い結果である。
前述の脱繊維馬血を注入して30秒後の積層不織布表面をマイクロスコープ「VHX−1000」(商品名、株式会社キーエンス製)により撮影した。撮像した画像から画像解析ソフト「NewQube」(商品名、ネクサス社製)を用いて解析した。解析は、まずRGBカラー画像をモノクロ256階調の画像に変換した。そして、その画像を用いて二値化処理することにより液膜を表す黒い部分のみ抽出することで、液膜部分の面積を算出した。これを画像の面積に対する百分率で示したものを液膜面積率とした。液膜面積率が小さいほど、繊維間の液膜開裂効果が大きいことを示している。
前述の脱繊維馬血を用いて液残り評価をした各積層不織布試料について、日本電色工業株式会社製の簡易型分光色差計NF333を用いて、脱繊維馬血を投入した位置におけるL値を測定した。
L値(明度)はその値が大きいほど、色が白に近づき、表面シート(積層不織布試料)に赤みが見えにくいことを示す。すなわち、繊維間における液残りが少ないことを示す。
一方、比較例1及び2では、液膜開裂剤を有さないことで、液膜面積率、表面白さ及び表面材液残り量の全てにおいて実施例1〜5よりも劣っていた。
また、比較例3では、本発明で規定する液膜開裂剤ではない、界面活性剤を繊維に付着させたものであるため、液膜面積率、表面白さ及び表面材液残り量の全てにおいて実施例1〜5よりも劣っていた。
さらに、比較例4では、液膜開裂剤を有するものの、上層と下層の親水度の勾配がないため、表面材液残り量が実施例1〜5よりも劣っていた。
以上のとおり、本発明の積層不織布では、液膜開裂剤が繊維間の液膜を破膜したことで液膜面積率と表面白さを低減し、かつ、親水度勾配により、上層(第1繊維層)から下層(第2繊維層)へと液を引き込んで液残りを低く抑制できることが分かる。すなわち、本発明の積層不織布は、高いレベルでのドライ感を実現するものであることが分かる。また、本発明の積層不織布は、ドライ感と柔らかな肌触りを高いレベルで両立して、安心感とつけ心地のよい快適さを実現する吸収性物品を製造するのに好適な不織布であることが分かる。
2 液膜
3 液膜開裂剤
10、100、200、300、400、600、700 積層不織布
11 第1繊維層
12 第2繊維層
Claims (11)
- 隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、かつ、互いの繊維層の繊維の接触角の差が15度以上であり、
少なくともいずれか一方の繊維層に、下記化合物C1及び化合物C2から選ばれる1又は複数を含有する、積層不織布。
化合物C1:水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が16mN/m以上である化合物
化合物C2:水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が0mN/mよりも大きく、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力が20mN/m以下である化合物 - 隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、
少なくともいずれか一方の繊維層に、下記化合物C1−1及び化合物C1−2から選ばれる1又は複数を含有する、積層不織布。
化合物C1−1:水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が20mN/m以上である化合物
化合物C1−2:水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が16mN/m以上であり、表面張力が30mN/m以下である化合物 - 隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、
少なくともいずれか一方の繊維層に、水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が0mN/mよりも大きく、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力が10mN/m以下であり、表面張力が30mN/m以下である化合物を含有する、積層不織布。 - 隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、かつ、互いの繊維層の繊維の接触角の差が15度以上であり、
少なくともいずれか一方の繊維層に、下記液膜開裂剤を含有する、積層不織布。
液膜開裂剤:水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が16mN/m以上である化合物、及び、水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が0mN/mよりも大きく、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力が20mN/m以下である化合物、から選ばれる1又は複数を有する剤 - 隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、
少なくともいずれか一方の繊維層に、下記液膜開裂剤を含有する、積層不織布。
液膜開裂剤:水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が20mN/m以上である化合物、及び、水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が16mN/m以上であり、表面張力が30mN/m以下である化合物、から選ばれる1又は複数を有する剤 - 隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、
少なくともいずれか一方の繊維層に、下記液膜開裂剤を含有する、積層不織布。
液膜開裂剤:下記式[I]〜[IV]のいずれかで表される構造を有し、水溶解度が0g以上0.025g以下であるポリオキシアルキレン変性シリコーンを有する剤
- 隣接する2層の繊維層を有する積層不織布であって、
前記2層のうち、一方の繊維層が他方の繊維層よりも親水度が高く、
少なくともいずれか一方の繊維層に、水溶解度が0g以上0.025g以下であり、表面張力が50mN/mの液体に対する拡張係数が0mN/mよりも大きく、表面張力が50mN/mの液体に対する界面張力が10mN/m以下であり、表面張力が30mN/m以下である液膜開裂剤を含有する、積層不織布。 - 積層不織布の繊維間距離が60μm以上90μm以下である請求項1〜8のいずれか1項に記載の積層不織布。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の積層不織布であって、熱可塑性繊維を含んで構成され、第1面及びそれとは反対側に位置する第2面を有し、少なくとも第1面が、第1面側に突出する複数の凸部と該凸部間に位置する凹部とを有する凹凸を有している積層不織布。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の積層不織布を、親水度が高い方の面を非肌当接面側として表面シートとして用いた吸収性物品。
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