专利名称：高拨水性复合纤维以及使用该复合纤维的大体积不织布的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种以多种热塑性树脂作为主要成分的防静电性优异的高拨水性复合纤维以及使用该复合纤维的大体积(high bulk)不织布。更详细而言，本发明是有关于一种适合于抛弃式尿片、经期卫生棉、吸收护垫等的防漏材料或液体不透过性片材的高拨水性纤维以及使用该高拨水性纤维的大体积不织布。
背景技术：
近年来，广泛使用的抛弃式尿片中，为了防止尿或软便向屁股横漏或向腹部、腰部泄漏，而具备侧皱褶(side gather)或腰部皱褶(waist gather)等的防漏材料。另外，经期卫生棉亦市售有具备侧皱褶以防止经血横漏的产品。对此种防漏材料要求拨水性以使尿或经血不会透过。另外，此种构件是与皮肤直接接触而使用，故必须具备良好的触感及优异的手感。先前以来，此种构件中一直是使用利用聚烯烃系聚合物等热塑性树脂的由纺粘法 (spunbond process)而获得的不织布等，但就触感或手感的方面而言，改良的余地较大。为了满足上述要求，已作出了大量的提案，其改良技术亦较多。例如，专利文献1 中提出有一种纤维或长丝(filament)，其包含经烷基磷酸酯(alkyl phosphate)处理之后经聚硅氧烷(poly-siloxane)处理的聚烯烃。另外，专利文献2中提出有一种附着有纤维处理剂的热粘接性纤维，上述纤维处理剂包含硅系成分及环氧乙烷(ethylene oxide)加成烷基胺成分。如上所述的改良技术中，就防静电性与高拨水性并存的观点而言，在实用方面仍留有改善的余地。例如，专利文献1中使用烷基磷酸酯作为防静电剂，于将纤维加工成不织布的步骤中，其防静电性不充分，另外，为了获得不织布而使用砑光辊(calender roll)加工，而该方法难以获得大体积且手感好的不织布。另一方面，在专利文献2中，纤维处理剂中硅系成分的比率相对较低，即便加上环氧乙烷加成烷基胺的拨水性，亦难以获得充分的拨水性。一般而言，若不织布变为大体积，则有构成纤维的密度下降、不织布的拨水性变低的倾向，故利用附着有此种构成的纤维处理剂的纤维难以获得大体积的高拨水性不织布。[先前技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利第2908841号说明书[专利文献2]日本专利特开平5-321156号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种可发挥良好的防静电性及高拨水性的纤维。另外，本发明的目的在于提供一种使用此种纤维而发挥高拨水性的大体积不织布。本发明者为了达成上述目的而进行了潜心研究，结果发现，使包含拨水性高的聚硅氧烷及防静电效果非常优异的烷磺酸金属盐的纤维处理剂附着于以热塑性树脂作为主要成分的复合纤维，藉此使该复合纤维于被加工成不织布的步骤中具备充分的防静电性， 且藉由该复合纤维可获得大体积且手感良好的高拨水性不织布，从而完成了本发明。因此，本发明是一种高拨水性纤维，其是以多种热塑性树脂作为主要成分的复合纤维，其特征在于至少包含下述成分(A)及成分(B)的纤维处理剂相对于纤维重量以 0. Iwt% 1. Owt%的量而附着，在该纤维处理剂中，成分(A)占75wt% 97wt%，成分(B) 占 25wt% 3wt% ；成分(A)聚硅氧烷成分(B)烷磺酸金属盐。本发明的实施态样可列举上述热塑性树脂中的至少一种选自聚烯烃系聚合物以及聚酯系树脂中的高拨水性纤维。本发明进而针对一种大体积不织布，其是使用上述高拨水性纤维经包括梳棉 (carding)步骤的步骤加工而成。[发明的效果]本发明的复合纤维上附着有纤维处理剂，该纤维处理剂中，作为拨水成分的成分(A)聚硅氧烷占75wt% 97wt%，作为防静电剂的成分(B)烷磺酸金属盐占25wt% 3wt%。在该纤维处理剂中，作为防静电剂的成分(B)烷磺酸金属盐的防静电效果非常高， 故可将其构成比率抑制为较低，因此，可将作为拨水成分的聚硅氧烷的构成比率提高至 75wt % 97wt %，而表现出高拨水性。本发明的复合纤维由于防静电效果高且拨水性高，故在将该复合纤维加工成不织布的步骤中不会产生静电，而可进行稳定加工。另外，本发明的复合纤维以多种热塑性树脂作为主要成分，故可利用构成的热塑性树脂的融点差，使用热风循环式的加工机等使纤维交缠点熔融粘接，而加工成大体积不织布。即便不织布如上所述般成为大体积而使构成纤维密度变低，本发明的复合纤维的拨水性亦充分高，因此，根据本发明可获得大体积不织布而不会损及高拨水性。
无
具体实施例方式构成附着于本发明的复合纤维的纤维处理剂的成分(A)聚硅氧烷的例子可列举聚二甲基硅氧烷、胺基改质聚硅氧烷、聚丙二醇改质聚硅氧烷等，特别是就拨水性能及安全性优异的方面而言，较好的是聚二甲基硅氧烷。成分(A)聚硅氧烷可使用市售品，作为此种市售品，例如聚二甲基硅氧烷的例子可列举东丽道康宁(Dow Corning Toray Silicone) 股份有限公司的「DOW CORNING TORAY SH 200 C FLUID」、瓦克日本(Wacker Asahikasei Silicone)股份有限公司的「WACKER SILICONE FLUID AK」、信越化学工业股份有限公司的 「KF-96」等。在使用聚二甲基硅氧烷作为构成纤维处理剂的成分(A)时，其聚合度较好的是 5 200，更好的是10 100。构成附着于本发明的复合纤维的纤维处理剂的成分(A)聚硅氧烷必须占纤维处理剂的有效成分的75wt% 97wt%。此处所谓有效成分，是指自纤维处理剂总体中将水分除外的成分。纤维处理剂的成分(A)聚硅氧烷的构成比率在75wt% 97wt%的范围内， 由此可使复合纤维的拨水性充分，同时可使由防静电剂等其他成分所得的效果亦良好地发挥，从而在将纤维加工成不织布的步骤中抑制静电的产生而使加工变容易。构成附着于本发明的复合纤维的纤维处理剂的成分(B)烷磺酸金属盐中的烷基可为饱和或不饱和，且可为支链状或直链状，碳数较好的是10 20，特别好的是含有碳数为13 17的直链状烷基。成分(B)烷磺酸金属盐中的磺酰基可存在于碳链的任意位置。构成本发明中使用的纤维处理剂的成分(B)烷磺酸金属盐可为单独一种或者两种以上的碳数不同或磺酰基位置不同的烷磺酸金属盐的混合物。成分(B)烷磺酸金属盐中的阳离子较好的是作为碱金属的钠、钾，特别好的是水溶性优异的钠。成分(B)烷磺酸金属盐可使用市售品，此种市售品的例子可列举科莱恩(Clariant(Japan)KK)股份有限公司的「HOSTAPUR SAS」、留那-天赛(LEUNA-TENSIDE GmbH)的「EMULGATOR E30」、萨索尔(Sasol Japan KK)的 Γ MARLON PS」等。构成本发明中使用的纤维处理剂的成分(B)烷磺酸金属盐必须占纤维处理剂的有效成分的25wt% 3wt%。纤维处理剂中的成分⑶烷磺酸金属盐的构成比率为25wt% 3wt%的范围，由此能以该纤维处理剂的适当附着量、即相对于纤维重量为
0. 1.0Wt%的附着量而使防静电效果充分发挥，并且亦可充分表现出由成分(A)聚硅氧烷所得的拨水效果。再者，纤维处理剂的过剩的附着量会导致纤维的表面特性恶化，另外，在将纤维加工成不织布的步骤中会由于纤维处理剂的脱落等而导致机器污染。在附着于本发明的复合纤维的纤维处理剂中，可在不损及本发明的目的的范围内调配各种添加剂。此种添加剂的例子可列举乳化剂、防腐剂、防绣剂、PH调整剂、消泡剂寸。本发明的复合纤维中，相对于纤维重量，上述纤维处理剂以有效成分为0.
1.Owt %的量而附着，较好的是以0. 2wt% 0. 8wt%的量而附着。该附着量在0. Iwt % 1. Owt%的范围内，藉此使防静电性充分，在将该复合纤维加工成不织布的步骤中可抑制静电的产生，加工变容易。另外，在该附着量的范围内，自纤维脱落的该处理剂的量极少，因此可避免该处理剂蓄积于机器中或加工性下降的问题。在本发明中，使上述纤维处理剂附着于复合纤维的方法不限定于特定的方法，可采用先前公知的方法。作为使上述纤维处理剂附着于复合纤维的方法，具体而言，可在生产纤维的步骤即所谓纺丝步骤、延伸步骤、或该两个步骤中利用涂油辊法(oiling roll method)、浸渍法、喷雾法等公知的方法。在使上述纤维处理剂附着于复合纤维时，藉由使上述成分(A)与成分(B) —起附着的简单操作便可实现所需的充分效果，就此方面而言，本发明在工业上的意义大。例如， 可预先制备调配有上述成分(A)及成分(B)以及任意添加剂的纤维处理剂，并在如上所述的纤维生产步骤中，藉由适当方法使上述纤维处理剂附着于复合纤维。或者，亦可使该些成分各别附着。本发明的复合纤维以多种热塑性树脂作为主要成分。该复合纤维中所用的热塑性树脂可例示聚烯烃系聚合物、聚酯系聚合物、聚酰胺系聚合物。其中，聚烯烃系聚合物由于疏水性大，故满足本发明的目的即高拨水性的效果优异，因此可较好地使用。另外，聚酯系聚合物亦具有优异的大体积性或体积恢复性，因此可较好地使用。聚烯烃系聚合物可例示聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-(辛烯-1)共聚物、乙烯-(丁烯-1)共聚物、乙烯-丙烯-(丁烯-1)共聚物等。聚酯系聚合物可例示聚对苯二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸丁二酯，聚(对苯二甲酸-1，3-丙二酯)、聚对/间苯二甲酸乙二酯共聚物(polyethylene terephthalate/ isophthalate)、共聚合聚酯等。本发明的复合纤维较好的是以两种以上的热塑性树脂作为主要成分而构成，且该热塑性树脂中的至少一种选自上述聚烯烃系聚合物以及聚酯系聚合物。另外，本发明的复合纤维亦可包含聚烯烃系聚合物以及聚酯系聚合物以外的热塑性树脂。作为构成本发明的高拨水性纤维的热塑性树脂的组合，若以由两种热塑性树脂构成的情况来表示其组合例，则可例示聚烯烃系聚合物/聚烯烃聚合物、聚烯烃聚合物/聚酯聚合物、聚酯聚合物/聚酯聚合物、聚酰胺聚合物/聚酯聚合物、聚烯烃聚合物/聚酰胺聚合物、聚烯烃聚合物/苯乙烯系聚合物等的组合。本发明的复合纤维所使用的热塑性树脂中，可在不损及本发明的目的的范围内调配各种添加剂。此种添加剂的例子可列举耐热稳定剂、抗氧化剂、耐候稳定剂、防静电剂、 着色剂、平滑剂等。另外，视需要亦可掺合其他热塑性树脂，或调配二氧化钛、碳酸钙以及氢氧化镁等无机物等。本发明的高拨水性复合纤维的纤维剖面构造可采用鞘芯型、并列型、空心型、分割型、多叶异形型，另外亦可采用并列空心型、分割空心型等组合类型。为了获得大体积且手感好的不织布，较好的是鞘芯型、并列型、偏心鞘芯型、空心型的纤维剖面构造。为了使本发明的高拨水性复合纤维发挥热粘接性能，在该复合纤维为例如由芯成分与鞘成分构成时，鞘成分的热塑性树脂的融点必须低于芯成分的热塑性树脂，且鞘成分必须在纤维表面露出。在本发明的高拨水性纤维为例如由芯成分与鞘成分构成的鞘芯型的复合纤维时，鞘成分与芯成分的复合比(conjugate ratio)较好的是在20wt%/80wt% 80wt% /20wt% 的范围内，更好的是 40wt% /60wt% 60wt% /40wt%。本发明的复合纤维是藉由熔融纺丝法而获得。用以获得复合纤维的熔融纺丝藉由如下方法而得使用融点不同的多种热塑性树脂，将各热塑性树脂投入于已加热至融点以上的挤出机内而使其熔融，自鞘芯型等的复合喷嘴挤出，对所挤出的熔融树脂一边进行冷却一边以一定的速度抽取而进行纺丝。纺丝后，使用热辊等延伸至特定的倍率并赋予机械卷缩之后，进行干燥、切断处理。可如上所述般使纤维处理剂附着于以如上方式而获得的复合纤维、或其制造步骤中的复合纤维，来制造本发明的高拨水性纤维。本发明的高拨水性复合纤维的细度可自0. 5dtex 30dtex的范围内任意选择。 为了将该复合纤维加工成不织布而用于抛弃式尿片或经期卫生棉的防漏材料，考虑到柔软性、手感，细度较好的是1. Odtex 6dtex。在使用本发明的高拨水性复合纤维来加工成不织布时采用梳棉步骤的情况下，为了使纤维通过梳棉机，必须将该纤维切割成任意的长度。考虑到细度或梳棉机的通过性能， 切割纤维的长度、即切割长可自15mm 125mm的范围内选择，较好的是30mm 75mm。
为了将本发明的高拨水性复合纤维加工成不织布，较好的是使用如下方法在形成纤维网后进行热处理，使构成纤维网的纤维的交缠点热粘接而形成不织布。形成纤维网的方法有如上所述般使切割成特定长度的纤维通过梳棉机的梳棉法， 为了形成大体积的纤维网，梳棉法是最合适的方法。对利用梳棉法而形成的纤维网进行热处理的公知方法可例示热风粘接法或热辊粘接法等的方法，使本发明的复合纤维形成为纤维网后进行的热处理法较好的是热风粘接法。该热风粘接法是使经加热的空气或蒸气通过纤维网整体或一部分，由此使构成纤维网的复合纤维的低融点成分软化、熔融而将纤维交缠部分粘接的方法，并非热辊粘接法般按压一定面积而有损蓬松度的方法，因此，该热风粘接法是适于提供本发明的课题即大体积且手感良好的不织布的热处理法。关于本发明的高拨水性复合纤维所发挥的高拨水性，可将使用该纤维而制造的不织布的耐水压作为指标来进行确认。例如可使用Jis L1092-A法(低水压法)来测定不织布的耐水压，将特定的耐水压值作为标准而可确认纤维的高拨水性。将本发明的高拨水性复合纤维加工成大体积不织布时的不织布的基重(每单位面积的重量)可在5g/m2 100g/m2的范围内选择。作为适合用在抛弃式尿片或经期卫生棉的防漏材料的基重，就所需的充分效果与成本的平衡而言，较好的是20g/m2 50g/m2的基重。另外，将本发明的复合纤维加工成不织布时的不织布的蓬松度可利用比容积(每单位重量的容积)或空隙率(每单位体积的空隙所占的比例)来计算。若不织布的体积变大，则有构成纤维彼此间的平均距离变大、每单位体积的纤维的条数减少的倾向，故难以维持拨水性，而在本发明的不织布的情况下，附着于纤维的纤维处理剂的拨水性高，故即便形成更大体积的不织布，亦可维持其优异的效果。在以比容积来计算时，较好的蓬松度为15cm7g 150cm7g，更好的是20cm7g 100cm7g，该范围内本发明的优异效果可最好地发挥。此时的蓬松度中，若数值为大于等于 15cm3/g,则蓬松度足够良好，另外，当蓬松度的数值为小于等于150cm7g时，可将不织布自身的强度保持得充分强，因此较好。空隙率较好的是90 % 99 %，更好的是95 % 99 %，则本发明的优异效果可最好地发挥。
实施例接着，藉由实施例及比较例来对本发明进行具体说明，但本发明不限定于以下的实施例。再者，本说明书、特别是实施例及比较例中使用的术语的定义以及测定方法如下。(1)处理剂的附着量表示附着于纤维的处理剂相对于纤维重量的比率，利用萃取法来计算。(单位
Wt % )使试样短纤维50g通过小型罗拉梳棉机而制成纤维网，自纤维网取出2g并迅速使用残脂萃取装置进行测定。萃取溶剂是使用2-丙醇25mL。由下式来计算出附着量。附着量(wt%)=(萃取量(0/ X 100
(2)防静电性表示梳棉步骤中产生的静电的电压值。(单位V(伏特))使试样短纤维50g在温度为20°C、相对湿度为45%的环境下，以7m/min的出口罗拉速度通过500mm宽的小型罗拉梳棉机而制成纤维网，对自梳棉机出口卷取而送至滚筒 (drum)的中途的纤维网所产生的静电的电压进行测定。若该电压小于100V，则判断使用该纤维进行加工时带电性得到充分抑止，而可顺畅地进行加工。(3)基重表示不织布以及纤维网的每单位面积的重量，根据以一定面积而切出的不织布或纤维网的重量而计算。(单位g/m2)利用上皿电子天秤来对切出成250mmX250mm的试样不织布进行测量，将其数值乘以16倍而计算出基重。(4)蓬松度(比容积及空隙率)(i)比容积表示不织布的每单位体积的重量，根据基重测定及厚度测定而计算。 (单位cm3/g)使用厚度测定机，在荷重为3. 5g/cm2、速度为2mm/SeC的条件下测定试样不织布的厚度，根据该厚度的数值(mm)及基重(g/m2)使用下式来计算。比容积=t/wX 1000t 试样不织布的厚度(mm)w:基重(g/m2)(ii)空隙率表示不织布的每单位体积的空隙所占的比例，根据不织布的基重及厚度、构成纤维的比重而计算。(单位％)使用厚度测定机，在荷重为3. 5g/cm2、速度为2mm/SeC的条件下测定试样不织布的厚度，根据该厚度的数值(ym)及基重(g/m2)以及构成纤维的比重(g/cm3)使用下式来计
笪弁。空隙率={(t-w/p)/t} X 100t 试样不织布的厚度(μ m)w 试样不织布的基重(g/m2)ρ 构成纤维的比重(g/cm3)(5)拨水性以不织布的耐水压来表示。(单位mm)将试样不织布切出成150mmX 150mm,依据JIS L1092-A法(低水压法)，以10cm/min 的上升速度进行测定。耐水压的值越大则表示拨水性越良好。若该耐水压的值为大于等于 40mm，则判断成为材料的复合纤维的拨水性充分，可提供符合产品要求的高拨水性不织布。(6)手感对不织布的表观质地及用手摸时的柔软性、弹性、鼓起等进行综合判断。将试样不织布切出成150mmX 150mm，藉由5位官能检查员的官能试验来进行判断。以如下三个级别的基准来进行评价。
〇5人全部感到「良好」。Δ :1人 2人感到「差」。X :4人或5人感到「差」。[实施例1]将熔体质量流率(条件230°C、荷重为21. 18N)为15g/10min、融点为162°C的结晶性聚丙烯作为芯成分，将密度为0.96g/cm3、熔融指数(条件190°C、荷重为21. 18N)为 16g/10min、融点为131°C的高密度聚乙烯作为鞘成分，使用具有孔数350孔的鞘芯型复合喷嘴，在温度为220°C 280°C、抽取速度为800m/min的条件下，纺出重量比为50% /50% 的鞘芯型复合纤维。纺丝后，利用90°C的热辊延伸至4倍，在该延伸步骤中，使用涂油辊使表1所示的纤维处理剂1以有效成分为10wt%的水性乳液的状态而附着。对附着有纤维处理剂的纤维赋予机械卷缩，干燥后进行切断处理，而获得2. 2dtex,51mm的试样短纤维。利用上述⑴、⑵的测定方法对所得的试样短纤维测定附着量以及防静电性。其结果示于表2。另外，使用小型罗拉梳棉机且利用梳棉法将所得的试样短纤维50g制成纤维网。 使该些纤维网在热风循环式的热处理加工机中通过，在130°C的设定温度、平均风速为 0. 8m/sec、加工时间为12sec的条件下利用热风粘接法而制成试样不织布。[实施例2]除了在延伸步骤中使表1所示的纤维处理剂2附着以外，利用与实施例1相同的方法而获得试样短纤维。利用上述(1)、(幻的测定方法对所得的试样短纤维测定附着量以及防静电性。其结果示于表2。另外，利用与实施例1相同的方法而获得试样不织布。[实施例3]除了在延伸步骤中使表1所示的纤维处理剂3附着以外，利用与实施例1相同的方法而获得试样短纤维。利用上述(1)、(幻的测定方法来对所得的试样短纤维测定附着量以及防静电性。其结果示于表2。另外，利用与实施例1相同的方法而获得试样不织布。[比较例1]除了在延伸步骤中使表1所示的纤维处理剂4附着以外，利用与实施例1相同的方法而获得试样短纤维。利用上述(1)、(幻的测定方法对所得的试样短纤维测定附着量以及防静电性。其结果示于表2。另外，利用与实施例1相同的方法而获得试样不织布。[比较例2]使用具有孔数350孔的纺丝喷嘴，在温度为260°C 280°C、抽取速度为SOOm/min 的条件下对熔体质量流率(条件230°C、荷重为21. 18N)为15g/10min、融点为162°C的结晶性聚丙烯进行纺丝。在该纺丝步骤中，使用涂油辊使表1所示的纤维处理剂5以有效成分为5wt%的水性乳液的状态以0. 6wt%的目标附着量而附着。纺丝后，利用90°C的热辊延伸至4倍，在该延伸步骤中，使用涂油辊使表1所示的纤维处理剂6以有效成分为10wt%的水性乳液的状态以0. 的目标附着量而追加附着。对附着有纤维处理剂的纤维赋予机械卷缩，干燥后进行切断处理，而获得2. 2dtex,51mm的试样短纤维。
利用上述(1)、(2)的测定方法对所得的试样短纤维测定附着量以及防静电性。其结果示于表2。另外，使用小型罗拉梳棉机且利用梳棉法将所得的试样短纤维50g制成纤维网。 使该纤维网在其中一个表面上雕刻有凸部的经加热的两辊间通过，实施局部热压接而制成试样不织布。该热辊粘接法的条件为表面温度为K4°C、旋转速度为0.6m/min、线压为 196N/cm、压接面积率为25%。[比较例3]除了在延伸步骤中使表1所示的纤维处理剂7附着以外，利用与实施例1相同的方法而获得试样短纤维。[比较例4]将由融点为160°C的结晶性聚丙烯构成的利用纺粘法所得的长丝细度为 2. 3dtex、压接面积率为14%的不织布作为试样不织布。利用上述C3) (6)的测定方法，对以如上方式而获得的各试样不织布进行基重、 蓬松度、拨水性、手感的测定、评价。该些测定的结果示于表2。表1 (单位有效成分的重量百分比)
权利要求
1.一种高拨水性纤维，其是以多种热塑性树脂作为主要成分的复合纤维，其特征在于至少包含下述成分㈧及成分⑶的纤维处理剂相对于纤维重量以0. 1. Owt %的量而附着，在该纤维处理剂中，成分(A)占75wt% 97wt%，成分(B)占 25wt% 3wt% ；成分(A)聚硅氧烷成分(B)烷磺酸金属盐。
2.根据权利要求1所述的高拨水性纤维，其特征在于其中上述热塑性树脂中的至少一种为聚烯烃系聚合物或聚酯系聚合物。
3.一种大体积不织布，其特征在于其是使用如权利要求1或2所述的高拨水性纤维经包括梳棉步骤的步骤加工而成。
全文摘要
本发明提供一种可发挥良好的防静电性及高拨水性的纤维，以及提供一种发挥高拨水性的手感好的大体积不织布。本发明的高拨水性纤维是以多种热塑性树脂作为主要成分的复合纤维，其特征在于至少包含下述成分(A)及成分(B)的纤维处理剂相对于纤维重量以0.1wt％～1.0wt％的量而附着，在该纤维处理剂中，成分(A)占75wt％～97wt％，成分(B)占25wt％～3wt％；成分(A)聚硅氧烷成分(B)烷磺酸金属盐。
文档编号D02J1/12GK102405317SQ20108001748
公开日2012年4月4日 申请日期2010年2月26日 优先权日2009年2月27日
发明者胜矢正人 申请人:Es飞博比琼斯Aps公司, Es飞博比琼斯Lp公司, Es飞博比琼斯株式会社, Es飞博比琼斯香港有限公司