JP4201820B2

JP4201820B2 - 衛生用品の表面シート

Info

Publication number: JP4201820B2
Application number: JP2007045561A
Authority: JP
Inventors: 伸洋松永; 太志山田
Original assignee: ユニチカファイバー株式会社
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2027-02-26
Also published as: JP2008208483A

Description

本発明は、衛生用品の表面シートに関するものである。

使い捨ておむつ、生理用品、尿取りパット等の衛生用品はポリエチレン、ポリ塩化ビニル等のプラスチック材料が主として使用されている。これら衛生用品は使い捨てのために使用後廃棄され、廃棄物は回収された後、焼却や埋立により処理されているが、焼却処理による大気汚染、埋立処理のための埋立地の確保が困難である等の問題がある。また、回収には多大な労力を必要とするために回収しきれず、土中等の自然界に放置され、環境破壊等様々な問題を引き起こす可能性がある。

このような問題を解決するため、例えば特許文献１にはポリ乳酸やポリグリコール酸といった生分解性を有するポリマーを用いた繊維集合体を衛生材料に用いることが提案されている。

しかしながらポリ乳酸やポリグリコール酸といったポリマーはヤング率の高いポリマーであり繊維化したときに風合いが硬く、皮膚に直に接して用いる衛生用品の材料としては、肌触りが良くないため適切ではない。
特開平０６−２６４３４４号公報

本発明の課題は、衛生用品の表面シートに用いるものであり、使用後、自然環境下で徐々に分解し最終的には消失する性能を有し、また、使用後に焼却した場合に大気汚染が無く、環境への影響が少ない素材であって、実用的な強度を有し、かつ風合いがソフトで、肌触りの良好な素材を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するため検討した結果、結晶性の高いポリ乳酸と、特定の共重合ポリマーを用いて特定の複合形態の短繊維とすることによって、実用的な強度を保持する繊維であって、かつ、この繊維を用いて水流交絡により不織布にした際には、ソフトな肌触りを呈することを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、芯部がポリ乳酸で構成され、鞘部がポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜１０モル％共重合したポリマーで構成される芯鞘型複合短繊維を含む不織布により構成され、鞘部のポリマーが熱接着成分として機能していない状態で不織布の構成繊維同士が水流交絡により一体化することによって不織布形態を保持していることを特徴とする衛生用品の表面シートを要旨とするものである。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明に用いる芯鞘型複合短繊維は、芯部がポリ乳酸で構成され、鞘部がポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜１０モル％共重合したポリマーで構成される芯鞘型の複合形態を有する短繊維である。

芯部を構成するポリ乳酸としては、ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の共重合体であるポリＤＬ−乳酸、あるいはポリＬ−乳酸とポリＤ−乳酸の混合物（ステレオコンプレックス）のいずれでもよい。Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の共重合体であるポリＤＬ−乳酸を用いる場合のＤ−乳酸とＬ−乳酸の共重合比（Ｄ−乳酸／Ｌ−乳酸）は、１００／０〜９５／５、５／９５〜０／１００が好ましい。上記共重合比を外れる共重合体は、融点が低くなり、また、非晶性が高くなるため高強度の繊維が得られにくくなる。本発明においては、短繊維の芯部に結晶性を有するポリ乳酸を配することにより、短繊維が実用的な強度を保持することができる。

ポリ乳酸の粘度は、ＡＳＴＭＤ１２３８に記載の方法に準じて、温度２１０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したメルトフローレート（以下、ＭＦＲと略記する。）が１０〜８０ｇ／１０分であることが好ましく、２０〜４０ｇ／１０分であることがより好ましい。ＭＦＲが１０ｇ／１０分未満であると、溶融押出が困難となるだけでなく、繊維の機械的強力が低下する傾向にある。一方、ＭＦＲが８０ｇ／１０分を超える場合、溶融押出により良好に繊維化しにくい。

本発明に用いる芯鞘型複合短繊維の耐久性を向上させることを目的として、ポリ乳酸に脂肪族アルコール、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、エポキシ化合物などの末端封鎖剤を添加してもよい。また、ポリ乳酸には、本発明の目的を損なわない範囲で、ε−カプロラクトン等の環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸等のα−オキシ酸類、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール等のグリコール類、コハク酸、セバシン酸等のジカルボン酸類が含有されていてもよい。

鞘部のポリマーにおけるポリアルキレンサクネートとしては、エチレンサクシネート、ブチレンサクシネート、プロピレンサクシネート等の、エチレングリコール、ブタンジオール等のアルキレンジオールとコハク酸を共重合したものである。また、本発明の目的を損なわない範囲で、上の繰り返し単位に、ε−カプロラクトン等の環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸等のα−オキシ酸類、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール等のグリコール類、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、リンゴ酸等のジカルボン酸類を共重合させてもよいが、これらの共重合量は３０モル％以下の範囲であることが好ましい。

鞘部のポリマーは、ポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜１０モル％共重合されている。鞘部のポリマーが、乳酸が共重合してなるものであることによって、鞘部を構成するポリマーと芯部を構成するポリ乳酸との相溶性が飛躍的に良化する。芯部と鞘部のポリマーの相溶性が低い場合、繊維自体の強度を高くすることが難しい。本発明に用いる芯鞘型複合短繊維は、鞘部のポリマーに乳酸を含有させることで、すなわち、芯部を構成するポリ乳酸と共通の成分を含有させることにより、鞘部のポリマーと芯部のポリ乳酸との相溶性が良化し、高強度の繊維が得られ、この繊維を用いた布帛自体の強力を向上させることができる。

鞘部において、共重合する乳酸が１モル％未満であると、鞘部のポリマーと芯部のポリ乳酸の相溶性が十分に良化せず、上記の効果が得られにくい。一方、共重合する乳酸が１０モル％を超えると、ポリ乳酸との相溶性はより良好ではあるが、ポリアルキレンサクシネートの本来有する柔軟性が損なわれ、得られる繊維は硬く屈曲性に欠けるものとなり、この繊維を含む布帛は、肌触りに劣るものとなるため、本発明の目的が達成されない。本発明においては、ポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜５モル％共重合されているポリマーを鞘部に用いることが好ましい。

なお、ポリアルキレンサクシネートに共重合する乳酸は、Ｌ−乳酸であっても、Ｄ−乳酸でもよい。また、乳酸は、モノマー単位で共重合してなるものを基本とするが、本発明の効果を損なわない範囲でオリゴマー単位（２個〜１０個程度）のものが一部含まれていてもよい。

鞘部のポリマーの融点は、９０℃以上であることが好ましい。融点が９０℃未満であると、紡糸や延伸時に密着が起こりやすく、操業性に劣る傾向にある。

鞘部のポリマーの粘度は、ＡＳＴＭＤ１２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したＭＦＲが１０〜８０ｇ／１０分であることが好ましく、２０〜４０ｇ／１０分であることがより好ましい。ＭＦＲが１０ｇ／１０分未満であると、溶融押出が困難となるだけでなく、繊維の機械的強力が低下する傾向にある。一方、ＭＦＲが８０ｇ／１０分を超えても、溶融押出により良好に繊維化しにくい。

本発明に用いる芯鞘型複合短繊維の繊度は、生産性、操業安定性、柔軟性などを考慮して１〜１０デシテックス程度が好ましく、１〜５デシテックスがより好ましい。

本発明に用いる芯鞘型複合短繊維において、芯部と鞘部と芯鞘比率については、特に限定しないが、芯／鞘の容積比で３０／７０〜７０／３０が好ましい範囲である。

また、本発明に用いる芯鞘型複合短繊維の形状は、円形断面に限定されるものではなく、芯部のポリ乳酸を鞘部のポリマーが覆っているものであればよく、扁平形、多角形、多葉形、ひょうたん形、アルファベット形、その他各種の非円形（異形）などであってもよい。

さらに、本発明に用いる芯鞘型複合短繊維は、各種顔料、染料、撥水剤、吸水剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属粒子、結晶核剤、滑剤、可塑剤、抗菌剤、香料その他の添加剤を目的に応じて混合、添加してもよい。

本発明に用いる芯鞘型複合短繊維は、以下の方法により得る。すなわち、ポリ乳酸とポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜１０モル％共重合されているポリエステルを通常の複合紡糸装置（同心芯鞘型の複合紡糸装置）を用いて溶融紡糸し、冷却、油剤を付与した後、延伸することなく一旦巻取る。この未延伸糸を数十万〜二百万デシテックスのトウに集束して、延伸倍率２〜５倍、延伸温度４０〜８０℃で延伸を行い、８０〜１３０℃で熱処理を施す。続いて、押し込み式クリンパーにより機械捲縮を施した後、仕上げ油剤付与、乾燥機で乾燥を行い、さらにＥＣカッター等のカッターで目的とする長さ（繊維長５〜１５０ｍｍ程度）に切断して短繊維とする。

得られた短繊維は、短繊維を用いてウェブ作成後に交絡により一体化させて不織布（布帛）とする。

本発明の衛生用品の表面シートは、前記した芯鞘型複合繊維を含む布帛である。表面シートを構成する布帛には、前記芯鞘型複合短繊維を構成繊維とすることにより優れた柔軟性を呈することができる。布帛には、柔軟性の点から前記芯鞘型複合短繊維を３０質量％以上含むことが好ましく、より好ましくは、布帛を構成する繊維すべてを前記芯鞘型複合短繊維とすることであるが、他の繊維を混用してもよい。他の繊維を混用してなる布帛としては、前記芯鞘型複合短繊維と他の繊維とを、混紡、交撚、精紡交撚を行った糸を用いた布帛、前記芯鞘型複合短繊維を含む紡績糸と他の糸とを交織、交編した布帛、前記芯鞘型複合短繊維と他の繊維を混綿した混合不織布等が挙げられる。混用する他の繊維としては、本発明の目的から、自然界にて分解する繊維が用いられ、ポリ乳酸繊維等の生分解性の合成繊維、ビスコース、キュプラ、ポリノジック等のレーヨン系繊維、リヨセル等の溶剤紡糸セルロース繊維、絹、綿、麻等の天然繊維が挙げられる。

衛生用品の表面シートは、柔軟性が良好で、かつ肌触りを良好とするには、構成繊維同士が水流交絡により一体化することによって不織布形態を保持してなる不織布であることが必要である。また、この場合、前記芯鞘型複合短繊維の鞘部のポリマーは、熱接着成分として機能させず（溶融または軟化等により融着したものではない）に、複合短繊維の形態を呈したものであるのがよい。本発明においては、柔軟性と肌触り感を重要視するのであれば、不織布を構成するすべての繊維を前記芯鞘型複合繊維とし、かつ、構成繊維同士が水流交絡により一体化することによって不織布形態を保持してなる不織布によって、衛生用品の表面シートが形成されていることが好ましい実施の形態である。

なお、本発明における衛生用品とは具体的には、サニタリーナプキン、パンティーシールド、成人用オムツ、ベビーオムツ、失禁者パッド、介護用のシーツ、使い捨て下着等の肌に直接触れて使用する衛生用品であり、これらにおいて、肌に直接触れる側の材もしくは外側表面を覆う材である表面シートとして使用される。

本発明は、芯部がポリ乳酸で構成され、鞘部がポリアルキレンサクシネートに特定量の乳酸が共重合してなるポリマーにより構成される芯鞘型複合短繊維を含む不織布からなる衛生用品の表面シートであるので、使用後に焼却した場合に、大気汚染が無く、環境への影響が少ない素材である。また、かつ、実用的な強力を有しながらも、風合いがソフトで、肌触りの良好な衛生用品の表面シートを提供できる。

以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例における特性値等の測定法は、次の通りである。また、ＭＦＲの測定法は上記したとおりである。
（１）融点（℃）
パーキンエルマ社製の示差走査型熱量計ＤＳＣ−２型を用い、昇温速度２０℃／分の条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を融点とした。
（２）単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ＪＩＳＬ−１０１５７−５−１−１Ａの方法により測定した。
（３）不織布の引張強力（ｃＮ／２５ｍｍ幅）
不織布を幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊状に切断し、試料を作成した。この試料をオリエンテック社製ＵＴＭ−４型のテンシロンを用いて、つかみ間隔１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分の条件で伸長切断し、最大強力を読み取った。本発明においては、引張強力１０００ｃＮ以上を実用的な強力を有するものとした。
（４）不織布の剛軟度（ｃｍ）
ＪＩＳＬ−１０９６記載の４５度カンチレバー法に基づき、不織布の先端が４５度の斜面に接触するまでの移動距離（ｃｍ）を測定した。本発明においては剛軟度（移動距離）が１０ｃｍ未満を柔軟性が良好とした。
（５）不織布の風合い
不織布を１０人のパネラーによる手触り試験により、風合いのソフト性を官能評価した。１０人中９人以上が風合いがソフトであると評価した場合は○、５〜８人が風合いがソフトであると評価した場合は△、同じく４人以下である場合は×とした。

実施例１
ポリ乳酸（ＭＦＲ２１ｇ／１０分、Ｄ−乳酸／Ｌ乳酸の共重合比＝１．３／９８．７、融点１７０℃）を芯部とし、Ｌ−乳酸を３．０モル％共重合したポリブチレンサクシネート（ＭＦＲ３２ｇ／１０分、融点１０９℃）を鞘部とし、孔数５６０孔、円形断面芯鞘複合紡糸口金を用い、芯鞘比率が溶融容積比として芯：鞘＝５０：５０となるように計量し、紡糸温度２３０℃、紡糸速度８００ｍ／分で溶融紡糸し、ポリ乳酸系複合繊維の未延伸糸を得た。次いで、得られた未延伸糸を延伸温度６０℃、延伸倍率３．５０倍で延伸を行い、次いで、押し込み式の捲縮機により捲縮を付与した後、仕上げ油剤を付与後に、７０℃で乾燥させ、繊維長５１ｍｍに切断し、繊度が２．２ｄｔｅｘである芯鞘型複合短繊維を得た。

得られた繊度２．２ｄｔｅｘの芯鞘型複合短繊維をカード機にかけ、ランダムウェーバーで、目付け５０ｇ／ｍ ^２のウェブを作成し、このウェブを１００メッシュの金網に担持して、ウェブ側から、圧力１００ｋｇ／ｃｍ ^２の高圧水流を施し、その後、ウェブを金網上でひっくり返して、さらに圧力１００ｋｇ／ｃｍ ^２の高圧水流を施した。この後、マングルローブでウェブを絞り、乾燥機を通して乾燥しウェブ中の水を除去し、目付５０ｇ／ｍ ^２の不織布を得た。

この不織布の引張強力、剛軟性および風合いを評価した結果を表１に示す。

比較例１
繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのポリ乳酸レギュラー繊維（融点１７０℃）を主体繊維として実施例１で得られた芯鞘型複合繊維３０質量％と主体繊維７０質量％とをカード機にかけ、ランダムウェバーで、目付け５０ｇ／ｍ ^２のウェブを作成した。このウェブを連続熱処理機に通し、１３０℃にて１分間の熱処理を行い、不織布を作成した。結果を表１に示す。

比較例２〜３、比較例５
芯鞘型複合繊維の鞘部のポリマーとして、ポリブチレンサクシネートに共重合する乳酸の共重合量を表１に示すものを用いたこと以外は、比較例１と同様にして実施した結果を表１に示す。

比較例４
鞘部のポリマーとして、Ｌ−乳酸を３．０モル％共重合したポリエチレンサクシネート（ＭＦＲ２９ｇ／１０分、融点１０１℃）を用いたこと以外、比較例１と同様にしてポリ乳酸系複合繊維および不織布を得た。結果を表１に示す。

比較例６
鞘部のポリマーとして、Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸の共重合比８．８／９１．２（ＭＦＲ＝２４／１０分、融点１３０℃）を用いたこと以外、比較例１と同様にしてポリ乳酸系複合繊維および不織布を得た。結果を表１に示す。

表１より、明らかなように、本発明の要件を満たす実施例１は、不織布としての実用に適した引張強力を有しており、且つ柔軟性および肌触りのソフト性（風合い）にも非常に優れたものであった。

一方、比較例１〜６は不織布が芯鞘型複合繊維３０質量％と主体繊維であるポリ乳酸レギュラー繊維７０質量％から構成されており、且つ不織布化手段として熱処理を施したため、実施例１ほどの引張強力を得ることができず、柔軟性にも劣っていた。

また、鞘部に低融点のポリ乳酸を用いた比較例６は、不織布の強力は高いが、不織布の剛性が高く、ソフト性に欠けるものであった。

Claims

芯部がポリ乳酸で構成され、鞘部がポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜１０モル％共重合したポリマーで構成される芯鞘型複合短繊維を含む不織布により構成され、鞘部のポリマーが熱接着成分として機能していない状態で不織布の構成繊維同士が水流交絡により一体化することによって不織布形態を保持していることを特徴とする衛生用品の表面シート。
芯部がポリ乳酸で構成され、鞘部がポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜１０モル％共重合したポリマーで構成される芯鞘型複合短繊維のみからなる不織布により構成され、鞘部のポリマーが熱接着成分として機能していない状態で不織布の構成繊維同士が水流交絡により一体化することによって不織布形態を保持していることを特徴とする衛生用品の表面シート。