JPH022969B2

JPH022969B2 -

Info

Publication number: JPH022969B2
Application number: JP61166797A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Myamatsu
Original assignee: NICHIBI KK
Current assignee: NICHIBI KK
Priority date: 1986-07-17
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 1990-01-22
Also published as: JPS6328912A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は高吸水性の繊維、例えば生理用品、紙
おむつその他高吸水性や保水性を要求される製品
用として好適な合成高分子繊維の製造方法に係る
ものである。〔従来の技術〕吸水性や保水性を利用する用途に利用される高
分子材料の開発は近年盛んになつている。これらは水溶性の高分子、特に高分子電解質
に、水不溶性とするために少量の架橋結合あるい
は、一部に疎水性または結晶性のセグメントを導
入した化学構造を持つている。このうち生理用品、紙おむつなど高度の吸水性
と速い吸水速度が要求される用途に対しては架橋
したポリアクリル酸ナトリウム、アクリルニトリ
ル系重合物の部分加水分解物に見られるごとく、
軽度に架橋したポリカルボン酸塩が賞用され、そ
のほとんどが、粉末状あるいは粒状物として供給
されている。例えば特開昭55−84304号には架橋剤として多
価アルコールを少量共存下させたアクリル酸部分
アルカリ金属塩を水溶液重合して得られた含水重
合体を細分化後加熱乾燥する方法などが提案され
ている。一方、大きな比表面積による速い吸水速度や、
利用形態の多様性を期待して、繊維化の試みが行
なわれている。繊維化の試みは、本発明者らによる特開昭49−
7526号のごとく、アクリル系繊維を出発物質と
し、これに僅かの架橋構造と、含有するニトリル
基の加水分解反応によりカルボキシル基を導入す
る方法が主流となつている。これら繊維の化学的変性による方法に比べ、ポ
リアクリル酸に代表されるポリカルボン酸を直接
繊維化して高吸水性繊維とする方法は、極めて合
理的なプロセスであり、既に特開昭49−70741（特
開昭50−82143号公報）においてカルボキシル高
分子電解質と多価アルコールなどカルボキシル基
と反応性の交叉結合剤との水溶液をアセトンなど
の浴に押し出し繊維化後これを乾燥熱処理するな
どの記載があり、その可能性が示唆されている。〔発明が解決しようとする問題点〕しかしポリカルボン酸塩の直接繊維化について
は、 (1) 高吸水性を得るには、水溶性ポリカルボン酸
塩とこれを水不溶性とするための架橋剤を混合
した紡糸原液を用いなければならないが、架橋
剤の存在は紡糸原液にゲル化をもたらしたり、
曳糸性、延伸性の悪化を招いたりする。 (2) ポリカルボン酸塩なかでもアルカリ金属塩は
吸水性が極めて強く、これに対する強力な脱水
剤（凝固剤）がなく、また小々脱水（またはゲ
ル化）しても残存水分による極めて強力な溶解
力により容易にゲル化（または固化）しないた
め湿式法は勿論、乾式法でも紡糸は極めて困難
であつた。 (3) ポリカルボン酸は水素結合が強く熱延伸でき
ない。延伸せずに得られた繊維は繊維強力がな
いうえ乾燥時ガラス状の脆さがあり、これらの
性質は繊維としての取り扱い上はなはだ好まし
くない。などの本質的な問題があり、未だ工業化されてい
ない現状にある。本発明者はかかる現状に鑑み、ポリカルボン酸
塩を原料とする吸水性繊維の製造について鋭意研
究中のところ、ポリカルボン酸塩の加温された高
濃度水溶液を熱風中に吐出することにより効率良
く繊維化できること、ポリカルボン酸塩と多価ア
ルコールとを原料とする系で長期間安定な紡糸原
液が得られること、および一定以上のドラフトを
かけ紡糸することによりこれまでの脆弱な繊維物
性が湿著に改良されることを見いだし、更にその
詳細について研究した結果本発明に到達した。〔問題点を解決するための手段〕すなわち本発明は、 (1) 少なくとも7meq／ｇのカルボキシル基を有
し、その25〜90％がアルカリ金属および／また
は１価のアミン塩となつている重量平均重合度
1000〜30000のポリカルボン酸および (2) 該ポリカルボン酸に対し0.1〜10wt％の多価
アルコールとを実質的成分とする35wt％以上の高濃度水溶
液を紡糸原液とし、乾式紡糸法により少なくとも
２倍のドラフトをかけて紡糸し、熱処理すること
を特徴とする高吸水性繊維の製造方法である。以下、本発明について具体的に詳しく説明す
る。本発明法に於いて、主原料となるポリカルボン
酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロト
ン酸、フマール酸、無水マレイン酸などのカルボ
キシル基を有するモノビニルモノマー、これらビ
ニルモノマーのアルカリ金属塩または１価アミン
塩から選ばれたモノマーの単独重合物、あるいは
これらのモノマーとアクリルニトリル、スチレ
ン、アクリルアマイド、メタアクリルアマイドな
どとの共重合物；またアクリルアマイド、メタク
リルアマイド、アクリルニトリル、アクリル酸エ
ステル、メタクリル酸エステルのうち少なくとも
一種のモノマーを主成分として重合して得た重合
物をアルカリの存在下で加水分解して得られるポ
リカルボン酸がある。これらのポリカルボン酸としては少なくとも
7meq／ｇ以上のカルボキシル基を持ち平均重合
度が1000〜30000である必要がある。さらに、そ
の25〜95％のカルボキシル基が、リチウム、カリ
ウム、ナトリウムなどの１価のアルカリ金属また
はアンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミンなどの１価ア
ミンとの塩になつていることが必要である。すなわち相手モノマーがカルボキシル基を持た
ない重合体であつて7meq／ｇ以下のカルボキシ
ル基量である場合は高度の吸水性を得ることがで
きない。また平均重合度が1000以下であると繊維
が低強力低伸度になり、吸水時に繊維からの溶出
成分が多くなるなどの不都合がみられ、逆に平均
重合度が30000以上になると加温しても粘度が高
くなりすぎ紡糸できず、この場合の濃度を下げ粘
度を紡糸に好適な範囲に合わせても含有水分が多
くなるため紡糸は困難である。以上の条件を満たすポリカルボン酸の好ましい
例として、重合度2000〜10000ポリアクリル酸で
その30〜85モル％のカルボキシル基がカリウムイ
オン、ナトリウムイオン、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールア
ミンの少なくとも一種と塩を作つているものが挙
げられる。これらのポリカルボン酸の部分中和塩に対する
架橋剤として使用できる多価アルコールとして
は、水酸基を２個以上有するもので、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、ポリエチレングリコール、グリセリ
ン、プロピレングリコール、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレ
ン、ソルビタン、Ｄ−ソルビトール、グルコー
ス、マンニツト、ペンタエリスリトール、マンニ
タン、シヨ糖、ブドウ糖および低重合度PVAな
どが挙げられる。これらの多価アルコールはポリカルボン酸に対
し0.1〜10wt％使用する。0.1wt％以下のでは熱処
理条件を強くしても繊維を水不溶性とすることが
できず、逆に10wt％以上になると弱い熱処理条
件で適度の架橋度とすることができるが過剰の多
価アルコールは可塑剤として働き繊維物性を著し
く損なうことがあり好ましくない。 0.2〜2wt％がより好ましい多価アルコールの使
用量である。以上の条件を満たすポリカルボン酸および多価
アルコールは高濃度水溶液とし、これを乾式紡糸
法により紡糸する。ポリカルボン酸と多価アルコールは水と共にニ
ーダーなどの溶解機を用いて溶解し紡糸原液とす
る。この際、未中和のポリカルボン酸を原料とす
る場合にはこの溶解工程において、水、多価アル
コールとともに所定量のアルカリ金属水酸化物ま
たはエタノールアミンなどを添加混合して直接所
望の中和度のポリカルボン酸塩の紡糸原液を得る
ことができる。かくして得られた紡糸原液は原液
タンクに保温され、やはり保温された配管系を通
りギヤーポンプよりノズル部に定量的に導かれ
る。あるいは、原料のポリカルボン酸のパウダーま
たはペレツトに予め所定割合の水分および多価ア
ルコールを含浸さすなどの方法により付与しこれ
をエクストルーダーに連続的に供給し加熱部で溶
解（溶融）したものをノズル部に供給し紡糸す
る。この方法は溶融紡糸の装置を転用することが
原理的に可能である。この紡糸原液としては、通常の乾式紡糸、例え
ば同じ水をソルベントするポリビニルアルコール
の場合に比べ、高濃度でかつ温度が高いことが要
求される。すなわちポリカルボン酸塩にとつて水
は極めて強力な親和性を示す溶剤であり、低濃度
であると繊維形成過程において、乾燥−ゲル化に
先立ち少量の水分でもその強力な溶解力によつて
紡出された繊維は簡単に切断してしまう。したが
つて高濃度高温に調整された原液を用いる紡生後
すばやく乾燥固化してしまうことが肝要である。
このため原液濃度は35wt％以上、温度について
は80℃以上であることが望ましく、より好ましく
は40wt〜65wt％、90〜140℃の範囲である。かかる条件を満たす紡糸原液はつぎにノズルよ
り熱風中に吐出させられ繊維状となるがここでド
ラフト（吐出線速度に対する巻取速度の比）※が
小さいと繊維は巻取ができないほど脆いが、ドラ
フトを上げるに従い強力が高まる。必要なドラフ
トは少なくとも２倍であり、好ましくは10〜50倍
である。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、100℃以上に保つた状態
でゲル化することなく良好な曳糸性、延伸性を長
期間保てる紡糸原液が得られ、また得られる繊維
は、乾燥状態で編織工程に耐える繊維物性を有
し、かつ高度の吸水性を有し、一方吸水性状態で
は強度を失つて容易に水分散液として廃棄するこ
とができる。また、目的物をフイラメントとして
得ることができるので、紡績工程なしに直接、編
織工程に供することができ、さらに、短繊維状に
切断して綿塊状、不織布状等にもでき、この際必
要に応じ他の繊維素材との混用も可能である。このように本発明によれば、高度の吸水性と吸
水速度を有する材料を繊維状物として得ることが
できるので、従来の粉状又は粒状材料に比し著し
く利用分野が拡大され、工業上極めて有益であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１少なくとも7meq／ｇのカルボキシル基を有
し、その25〜90％がアルカリ金属塩および／また
は１価のアミン塩となつている重量平均重合度
1000〜30000のポリカルボン酸と、該カルボン酸
に対し0.1〜10wt％の多価アルコールとを、実質
的成分とする35wt％以上の高濃度水溶液を紡糸
原液とし、乾式紡糸法により少なくとも２倍のド
ラフトをかけて紡糸し、熱処理することを特徴と
する高吸水性繊維の製造方法。