JPH0241451A - 高吸水性繊維シート状物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高吸水性繊維シート状物及びその製造法に関す
るものであり、更に詳しくは、高吸水性や保水性を要求
される製品、例えば、油水分離材、結露防止材、生理用
品、紙オムツ等に利用し得る高吸水性繊維シート状物及
びその製造法に関するものである。

〔従来の技術］ 粒状の吸水性樹脂は数倍から千倍の吸水能力を有し、紙
オムツ、生理用品、農園芸用土壌改良材、シール材、保
鮮材等、広Ｍｕな分野で用途開発が進められている。

一方、用途により、糸、不織布、マット、績み織物等の
繊維製品の形態が好ましい場合が少なくなく、このよう
な形態の吸水性樹脂が切望されている。

繊維化の例としては、特開昭４９−７５２６号公報に開
示されているごとく、アクリル系繊維に特定の架橋構造
と、残存するニトリル基から誘導された塩の形のカルボ
キシル基を導入する方法が広く検ｉｉ４きれている。

一方、上記のような化学的変性を行なわず、ポリアクリ
ル酸等のポリカルボン酸又はその塩（以下、ポリカルボ
ン酸（塩）と略記する）を直接繊維化する方法としては
、特開昭５４−１３８６２２号公報において、アクリル
酸のアルカリ金属塩重合体水溶液を紡糸ノズルより有機
溶媒と水との混合浴中に紡糸し、繊維状に賦型した後、
乾燥することが、また、特開昭６３−２８９１２号公報
において、ポリカルボン酸と多価アルコールを実質的成
分とする高濃度水溶液を乾式紡糸し、熱処理することが
提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらのポリカルボン酸（塩）を直接繊維化し
たものを不織布等のシート状物にするには、以下のよう
な問題点がある。

即ち、ポリカルボン酸（塩）は本質的に水素結合が強く
、熱延伸できないため、上記のような方法で直接繊維化
したとしても、繊維強度がなく、乾燥時に堅く脆いとい
う欠点を有している。従って、この繊維を解繊・カード
掛けし、ウェッブ、不織布等のシート状物にするのは極
めて困難であった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の如き困難性を克服するために鋭意
検討した結果、ポリカルボン酸（塩）を繊維化したもの
に界面活性剤処理及び加湿処理を施すことにより、高度
の吸水能を有し、且つ柔軟な風合のシート状物を製造し
得る事実を見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、水分５〜８０重量％を含有するポリカ
ルボン酸（塩）からなることを特徴とする高吸水性繊維
シート状物を提供するものである。

本発明において、ポリカルボン酸（塩）としては、アク
リル酸（塩）、メタクリル酸（塩）、クロトン酸（塩）
、イタコン酸（塩）、マレイン酸（塩）、フマル酸（塩
）などのエチレン性不飽和カルボン酸（塩）の重合体又
は共重合体；これらエチレン性不飽和カルボン酸（塩）
と、２−ヒドロキンエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノ
アクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレ
ート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エ
チルアクリレート、エチルメタクリレートなどのエチレ
ン性不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニル、ステアリン酸ビニルなどのビニルエステル
、スチレン、スチレンスルホン酸、アクリルアミド、メ
タクリルアミド、アクリロニトリルなどのエチレン性不
飽和単量体との共重合体；酢酸ビニル−アクリル酸メチ
ル共重合体ケン化物、酢酸ビニル−無水マレイン酸共重
合体ケン化物、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体
ケン化物、澱粉−アクリル酸グラフト重合体、ｔＪ！　
１４−アクリル酸グラフト重合体、澱粉−アクリロニト
リルグラフト重合体ケン化物等が挙げられる。これらは
線状ポリマーであってもよいし、適宜架橋されたもので
あってもよい。塩としては、アルカリ金属塩、アンモニ
ウム塩、アミン塩等を適宜選ぶことができ、中和度は任
意に選ぶことができる。これらのうち、吸水用が大きく
なる点からポリアクリル酸（塩）系が特に好ましい。

これらポリカルボン酸（塩）の製法は特に限定されるも
のではなく、溶液重合、）詭濁重合、逆相懸濁重合、沈
澱重合等、従来公知の方法を適宜選択することができる
。

上記ポリカルボン酸（塩）を繊維化する際には、該ポリ
マーの溶液、主には水）合液を、所望により架橋剤や可
塑剤を添加して、湿式紡糸あるいは乾式紡糸する方法で
行われる。

本発明においては、このようにして得られた繊維に特定
量の水分を含有せしめた後に所望の形に成形する。繊維
に水分を含有−ｕしめる方法としては、水蒸気もしくは
ミスト（微小液滴）の形で供給する方法、即ち加湿処理
が好ましい。

単に液滴ないしは流体の形で水を供給した場合、表面だ
けの或いは不均一な含水となり、ベタツキや局部的な膨
潤等が起こり解繊・カード掛は等の加工が困難となる。

一方、加湿処理した場合は、繊維の内層から外層にわた
り均一な含水が可能である。

加湿処理の方法としては、上記紡糸した繊維をミスト中
を通過させる方法、５０％Ｒ１＋以上、好ましくは７０
％ＲＨ以上に調湿した空間に繊維を放置する方法等が挙
げられる。処理する際の温度は通常室温〜４０°Ｃ程度
であるが、製品の性能を阻害しない範囲でさらに高温で
行ってもよい。

上記加湿処理において、繊維の含水率は、乾燥繊維重量
当り５〜８０重量％、好ましくは１０〜５０重量％の範
囲に調整する必要がある。含水率が低すぎると繊維が堅
くまた脆いため、乾式法でシート状に成形することがで
きず、一方、含水率が高すぎると、繊維強度が低下し、
成形時に糸切れ等の形状変化を伴ない好ましくない。

従って、上記加湿処理の時間は、繊維が好適な含水率に
なるまでの期間で適宜設定すればよい。加湿処理の間に
適宜、繊維の重量を測定することにより、繊維の含水率
を知ることができる。

このような加湿処理に先立って、紡糸後の繊維を界面活
性剤で処理しておけば、加湿処理後、シート状に成形す
る際に加工性が著しく良くなり好ましい。

上記界面活性剤としては、アニオン及び／又は非イオン
界面活性剤が好ましい。

具体的には、アニオン界面活性剤としては、硫酸エステ
ル塩（高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルエ
ーテル硫酸塩、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化オレフィ
ンなど）、スルホン酸塩（アルキルベンゼンスルボン酸
ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸塩など）、リン
酸エステル塩などが、また非イオン界面活性剤としては
、高級アルコールエチレンオキシド付加物、アルキルフ
ェノールエチレンオキシド付加物、脂肪酸エチレンオキ
シド付加物、ソルビタン脂肪酸エステル及びそのエチレ
ンオキシド付加物、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグ
リセリン脂肪酸エステルなどが挙げられる。

これら界面活性剤は１種のみを用いてもよいし、２種以
上を併用してもよい。処理の方法は特に限定されないが
、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール等に上
記界面活性剤を溶解した溶液中に高吸水性繊維を浸漬し
、絞った後、乾燥する。この処理により、繊維の表面に
界面活性剤が付着する。その付着量は、乾燥繊維重量当
り通常０．１重量％以上、好ましくは０．１〜５重量％
の範囲である。

付着量が０．１重量％未満の場合、加工の際に繊維の摩
擦帯電が起こり易く、滑りが悪いためロール落ち等が発
生し、ウェッブとなりにくいことがある。

一方、付着量が多すぎると、界面活性剤自身及び吸湿に
より繊維表面のべたつきが多くなり好ましくない。

この界面活性剤処理の間に、後の加湿処理で含浸させる
べき水分の一部を含有させることも可能である。

上記処理を施した繊維をシート状に成形する方法として
は、通常、不織布の製造方法とじて知られている方法を
応用することができ、例えばローラーカード機を通し、
解繊後整列つエンブを作るか、或はその後、ウェッブの
密度を高めたり、腰を持たせるためにニー１゛ルパンチ
ングを施す方法が挙げられる。

このようにして、本発明の処理を施した繊維はウェッブ
（綿状の形態）、不織布のような製品のほか、通常の繊
維加工法により、抄紙シート、編み織物のような形態に
も成形することができる。

得られたシート状物は、ポリカルボン酸（塩）の本来の
性質である高吸水性能を具備するものであり、そのまま
或いは他の親水性又は疎水性繊維と混合し、さらに所望
により表面処理、積層、裁断、撚糸、接着剤を用いた接
合等の加工を施すことにより幅広い用途分野に利用でき
る。

例えば、紙オムツ、生理用品、吸収紙、農園芸用保水材
、土壌改良材、保鮮材、シール材、油水分離材、保温・
保冷材等に適用できる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

尚、実施例に記載する吸水量及び水分量は下記の方法で
測定した。また、実施例中で「部」及びＵ％」は特記し
ない限り重量基準である。

吸水１豆り乙ＬＬ 試験片約１　ｇ　（ＩＬ）を秤取し、生理食塩水１００
ｍ１に静置下で３０分間浸漬して吸水させた後、８０メ
ツシユの金網で濾別し、濾滓として得られた膨潤状の繊
維シート状物の重量（Ｗ２）を測定し、次代より算出し
た。

ｚ 吸水量− Ｗ。

水ｊｍ 試験片約１ｇ（Ｌ）を秤取し、真空乾燥器中で１０５　
”Ｃにて４時間放置し、揮発Ｎ！ｊｔ（誓）を求めた。

実施例１ 分子附２５万のポリアクリル酸２０部に対し、２７．８
部の３０％苛性ソーダ、１２５部の水をニーグーに入れ
均一に溶解し、１００　’Ｃで一昼夜加熱脱泡し、中和
度７５モル％のポリアクリル酸ソーダ水溶液を得た。次
いで、この水溶液を冷却後、０．５部のエチレングリコ
ールジグリシジルエーテルを添加し、ロールミルで均一
に混合し紡糸原液とした。

かくして調製した紡糸原液を、孔径０．０８旧、孔数２
０のノズルよりエタノールの凝固浴中に押出し、２００
°Ｃの加熱炉を１５秒間通過させた後、紡糸速度１２ｍ
／分の速度でローラーに巻き取った。

この繊維をポリオキシエチレンラウリルエーテル（エマ
ルケン１０８；花王■製）の１％エタノール溶液中に浸
漬し、乾燥繊維重量に対して１００％付着させた後、１
００　’Ｃで熱風乾燥した。

その後、３０°Ｃ／８０％Ｒ１＋で１３時間加湿処理し
、これを５ｃｍ程度の長さに切断、ローラーカード機で
解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッブは
、嵩高で柔軟な風合を有しており、水分量は２０％であ
った。また、吸水量は５０ｇ／ｇであった。

実施例２ 実施例１と同じ紡糸原液を２００°Ｃの乾燥気流中に孔
径１ｆｆｌＩ１１、孔数２０のノズルより押し出すこと
により乾式紡糸した。

この繊維をポリオキシエチレンオレ・イルエーテル（エ
マルケン４０９Ｐ；花王■製）の１％エタノール溶液中
に浸漬し、乾燥繊維重量に対して１５０％付着させた後
、１００°Ｃで熱風乾燥した。

その後、３０°Ｃ／８０％Ｒ１１で１８時間加湿処理し
、これを５ｃｍ程度の長さに切断、ローラーカード機で
解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッブに
ニードルパンチ機でニードルパンチングを施し、不織布
とした。

この不織布の水分量は３５％、吸水量は５２ｇ／ｇであ
った。

実施例３ ２０％アクリル酸ソーダ水溶液（中和度７５モル％）５
００部にメトキシポリエチレングリコール＃４００アク
リレート（ＮＫエステル　ＡＭｉＯＧ　　；新中村化学
工業■製）５．５部と開始剤のアゾビスシアノ吉草酸０
．３４８部を添加し、窒素雰囲気下、６５°Ｃで２時間
重合した。次いで、この水溶液を冷却後、２部のエチレ
ングリコールジグリシジルエーテルを添加し、ロールミ
ルで均一混合し紡糸原液とした。

かくして調製した紡糸原液を実施例１と同様の方法で湿
式紡糸した。

この繊維をポリオキシエチレンラウリルエーテル（エマ
ルケン１０８；花王■製）の１％エタノール溶液中に浸
漬し、乾燥繊維重量に対して１２０％付着させた後、１
００″Ｃで熱風乾燥した。

その後、３０°Ｃ／８０％Ｒ１１で２２時間加湿処理し
、これを５　ｃａｎ程度の長さに切断、ローラーカード
機で解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッ
ブは、嵩高で柔軟な風合含有しており、水分量は４０％
であった。また、吸水量は４３ｇ／ｇであった。

実施例４ ２０％アクリル酸ソーダ水溶液（中和度７５モル％）５
００部に２−ヒドロキシエチルメタクリレ−）１６．３
８部、開始剤のアゾビスシアノ吉草酸０．３８４部及び
イオン交換水１５．５２部を加え、窒素雰囲気下、６５
°Ｃで２時間重合した。次いで、この水溶液を冷却後、
２部のエチレングリコールジグリシジルエーテルを添加
し、ロールミルで均一混合し紡糸原液とした。

かくして調製した紡糸原液を実施例１と同様の方法で湿
式紡糸した。

この繊維をポリオキシエチレンオレイルエーテル（エマ
ルゲン４０９Ｐ　ｉ花王■製）の１％エタノール溶液中
に浸漬し、乾燥繊維重量に対して１３０％付着させた後
、１００°Ｃで熱風乾燥した。

その後、３０°Ｃ／８０％Ｒ１１で３０時間加湿処理し
、これを５ＣＩＩ！程度の長さに切断、ローラーカード
機で解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッ
ブは水分量５０％で、嵩高で柔軟な風合を有していた。

また、吸水量は４０ｇ／ｇであった。

実施例５ 実施例１の界面活性剤処理及び加湿処理を施したポリア
クリル酸ソーダ繊維（５ｃｒｙに切断、水分量２０％）
５０部とポリエステル繊維（３デニ一ル１５１ｍｍ）５
０部をローラーカード機で解繊・カード掛けし、複合ウ
ェッブとした。このウェッブは嵩高で柔軟な風合を有し
ていた。また、吸水量は２５ｇ／ｇであった。

実施例６ 酢酸ビニル８６．０９部、無水マレイン酸９８．０６部
、及び開始剤の過酸化ベンゾイル０．６１部をベンゼン
５７６部に溶解し、窒素雰囲気下、６０″Ｃで３時間重
合した。ベンゼンを８０°Ｃで減圧留去し、得られた乾
燥ポリマー８６．９２部を７％水酸化ナトリウム水溶液
４３６部で中和した。次いで、この水溶液に１．７部の
エチレングリコールジグリシジルエーテルを添加し、ロ
ールミルで均一混合し紡糸原液とした。

かくして調製した紡糸原液を実施例１と同様の方法で湿
式紡糸した。

この繊維をポリオキシエチレンラウリルエーテル（エマ
ルゲン１０８；花王■製）の１％エタノール溶液中に浸
漬し、乾燥繊維重量に対して１００％付着させた後、１
００°Ｃで熱風乾燥した。

その後、３０°Ｃ／８０％Ｒ１＋で１３時間加湿処理し
、これを５ｃｍ程度の長さに切断、ローラーカード機で
解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッブは
、嵩高で柔軟な風合を有しており、水分量は２０％であ
った。また、吸水量は４０ｇ／ｇであった。

実施例７ 撹拌装置、ガス導入管、温度計、冷却管を備え、冷却管
の先にはガスバックのついた２２セパラブルフラスコに
トルエン１２０４部、無水マレイン酸２０５．９部を入
れ、窒素雰囲気中で撹拌下、７０’Ｃまで昇温した。重
合開始剤として２．２″−アゾビスイソブチロニトリル
３．４３部を添加し、続いて別に用意したボンベからイ
ソブチレンガスをガス導入管から溶液中に導いた。反応
温度を７０°Ｃに保ったままイソブチレンガスを３時間
で１３５部（無水マレイン酸に対するモル比１．１４）
を連続的に吹き込んだ。さらにその温度で３時間撹拌下
に熟成した後冷却した。ポリマーの沈殿を含んだスラリ
ー状の反応液を取り出し、濾過の後、７０°Ｃで２４時
間減圧乾燥した。

上記乾燥ポリマー２５．７部に３０％水酸化ナトリウム
水溶液を加え、無水マレイン酸ユニットに対して７５％
中和し、さらにイオン交換水６９．４３部を添加し、２
０％水溶液とした。次いで、この水溶液に０．５部のエ
チレングリコールジグリシジルエーテルを添加し、ロー
ルミルで均一混合し紡糸原液とした。

かくして調製した紡糸原液を実施例１と同様の方法で湿
式紡糸した。

この繊維をポリオキシエチレンラウリルエーテル（エマ
ルゲン１０８　　；花王（Ｉ（１）製）の１％エタノー
ル溶液中に浸漬し、乾燥繊維重量に対して１２０％付着
させた後、１００°Ｃで熱風乾燥した。

その後、３０″Ｃ／８０％ｌ？Ｉ［で１８時間加湿処理
し、これを５ｃｍ程度の長さに切断、ローラーカード機
で解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッブ
は水分量３５％で、嵩高で柔軟な風合を有していた。ま
た、吸水量は３６ｇ／ｇであった。

比較例１ 実施例１における界面活性剤処理前のポリアクリル酸ソ
ーダ繊維（水分量４％）をそのままローラーカード機で
解繊・カード掛けしたところ、ロール落ちし、ウェッブ
とならなかった。

比較例２ 実施例２で乾式紡糸により得られたポリアクリル酸ソー
ダ繊維（水分量３％）をそのままローラーカード機で解
繊・カード掛けしたところ、ロール落ちし、ウェッブと
ならなかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来、ウェッブ、不織布のような形態
に加工することが困難であったポリカルボン酸（塩）か
らなる高吸水性繊維を、つ工ンブ、不織布、抄紙シート
、編み織物のようなシート状に加工することが可能とな
った。

また、本発明によって得られた高吸水性繊維シート状物
は、粒状の吸水性樹脂並の高度の吸水能を有し、且つ柔
軟な風合を存し、種々°の形態に加工可能で、必要に応
じ他の繊維素材との複合化が可能である。

本発明の高吸水性繊維シート状物は、従来の粒状の吸水
性樹脂が用いられていた分野の他、繊維製品としての形
態が好適な分野にも応用することができ、工業上極めて
有益である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．　水分５〜８０重量％を含有するポリカルボン酸又
   はその塩からなることを特徴とする高吸水性繊維シート
   状物。
2. ２．　ポリカルボン酸又はその塩がポリアクリル酸又は
   その塩である請求項１記載の高吸水性繊維シート状物。
3. ３．　ポリカルボン酸又はその塩からなる高吸水性繊維
   にアニオン及び／又は非イオン界面活性剤を付着させた
   後、加湿処理を施し、これをシート状に成形することを
   特徴とする請求項１記載の高吸水性繊維シート状物の製
   造法。
4. ４．　ポリカルボン酸又はその塩がポリアクリル酸又は
   その塩である請求項３記載の高吸水性繊維シート状物の
   製造法。