JPH0441710A - 吸水性繊維および吸水性不織布 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、吸水性繊維および吸水性不織布に関する。

［従来の技術］ コンクリートの養生シート、結露防止シート等には、従
来より、吸水能に優れた合成繊維（以下、吸水性繊維と
いう）からなる不織布（以下、吸水性不織布という）が
利用されている。

このような吸水性不織布の材料となる吸水性繊維として
は、アクリル系の重合体からなる合成繊維の表面を化学
処理によりヒドロゲル化した吸水性繊維が広く使用され
ている。また、他の吸水性繊維としては、結晶性ポリオ
レフィンからなる第１成分と熱可塑性エラストマーおよ
び吸水性樹脂とを主成分とする第２成分とを並列型に、
または第１成分を芯側とし第２成分を鞘側とする鞘芯型
に複合させた吸水性繊維（特開昭６２−２８４１０号公
報）が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、アクリル系の重合体からなる合成繊維の
表面を化学処理によりヒドロゲル化してなる吸水性繊維
は、吸水による繊維表面のゲル化に伴い、繊維の機械的
強度が低下すると共に粘着性が発現するという難点があ
る。このため、この吸水性繊維からなる吸水性不織布に
も、吸水に伴い機械的強度が低下するという難点や、吸
水時において繊維同士が粘着してしまい、乾燥させても
元の形状の不織布には戻らないことから、繰返し使用す
ることができないという難点がある。

また、結晶性ポリオレフィンからなる第１成分と熱可塑
性エラストマーおよび吸水性樹脂とを主成分とする第２
成分とを並列型または鞘芯型に複合させた吸水性繊維は
、吸水時における粘着性は低いものの、吸水に伴って繊
維の機械的強度が低下するという難点がある。このため
、この吸水性繊維からなる吸水性不織布は繰返し使用す
ることが可能ではあるものの、吸水に伴い機械的強度が
低下するという難点がある。

したがって本発明の目的は、吸水時における粘着性が低
く、吸水に伴う機械的強度の低下が実質的にない吸水性
繊維および吸水性不織布を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するためになされたものであり
、本発明の吸水性繊維は、ポリエチレンワックスにより
粒子状の吸水性樹脂が均一に分散されたポリプロピレン
を溶融紡糸してなることを特徴とするものである。

また本発明の吸水性不織布は、上記本発明の吸水性繊維
からなるステーブルファイバーを機械的に絡合させてな
ることを特徴とするものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

まず、本発明の吸水性繊維について説明すると、この吸
水性繊維は、ポリエチレンワックスと、粒子状の吸水性
樹脂（以下、単に吸水性樹脂という）と、ポリプロピレ
ンとを含んでおり、ポリプロピレンがベースポリマーに
相当し、ポリエチレンワックスは分散剤に相当する。

本発明の吸水性繊維の一成分であるポリエチレンワック
スの分子量および融点は、吸水性樹脂をポリプロピレン
に均一に分散させることができれば特に限定されないが
、紡糸性の低下を抑制するうえから、ベースポリマーで
あるポリプロピレンとの融点差が小さいものが望ましい
。

また、上記ポリエチレンワックスによりポリプロピレン
に均一に分散される吸水性樹脂の種類も特に限定される
ものではないが、吸水性繊維の製造時の熱履歴により分
解や吸水性能の低下が生じないものが好ましい。このよ
うな吸水性樹脂としては、ポリアクリル酸塩系の吸水性
樹脂か挙げられる。なお、吸水性樹脂の形状は特に限定
されるものではないか、その平均粒径は、紡糸性や延伸
性の低下を抑制するうえから、３０μｍ以下であること
が好ましい。

本発明の吸水性繊維のベースポリマーであるポリプロピ
レンの種類は特に限定されるものではなく、目的とする
吸水性繊維に要求される物性に応じて適宜選択される。

本発明の吸水性繊維は、まず、分散剤としてポリエチレ
ンワックスを用いたマスターバッチを作成し、次いで、
このマスターバッチとベースポリマーであるポリプロピ
レンとをトライブレンドし、この後、溶融紡糸すること
により得られる。吸水性樹脂とポリプロピレンとを直接
混合して紡糸しようとすると、吸水性樹脂が凝集してノ
ズルに詰まり、紡糸不能となる。

マスターバッチは、例えば、ポリエチレンワックスと吸
水性樹脂とを素練りローラー等により混練し、得られた
混線物に溶融押出し可能な高分子重合体を適量配合して
更に混練することにより得られる。このときの高分子重
合体は、ベースポリマーとするポリプロピレンと同一の
物質であっても、異なる物質であってもよい。マスター
バッチにおける吸水性樹脂とポリエチレンワックスとの
比は、体積比で８８．５：１１．５〜６５．７３４．３
であることが好ましい。ポリエチレンワックスの比率が
低いと、吸水性樹脂をポリプロピレンに均一に分散させ
ることができない。吸水性樹脂とポリエチレンワックス
との特に好ましい比は、体積比で８５．　２　：１４．
８〜７８．１＋２１．９である。

マスターバッチとベースポリマーであるポリプロピレン
とをトライブレンドするにあたっては、ポリエチレンワ
ックスに対するポリプロピレンの比が、体積比で２．４
／１より大きくなるようにすることが好ましい。ポリエ
チレンワックスの比率が高いと、紡糸性や延伸性が低下
すると共に、得られる吸水性繊維の機械的強度が低下す
る。

本発明の吸水性繊維は、上述のようにして吸水性樹脂を
均一に分散させたポリプロピレンを溶）ｄ紡糸してなる
。なお、本発明の吸水性繊維は、延伸処理まで施した繊
維を意味し、延伸時の温度は、用いたポリエチレンワッ
クスの融点より高い温度で行うことが好ましい。ポリエ
チレンワックスの融点より低い温度では延伸しずらく、
延伸切れが多発する。延伸することにより、未延伸糸の
段階では内部に埋没していた吸水性樹脂が繊維表面に露
出して、第１図に模式的に示すように、表面にコブ（吸
水性樹脂１）が付着したような形状の繊維２になる。

このようにしてなる本発明の吸水性繊維の吸水量は、吸
水性樹脂の吸水能、吸水性樹脂の総量に対する繊維表面
に露出した吸水性樹脂の割合等により種々変動し、繊維
表面に露出する吸水性樹脂の割合は、吸水性繊維におけ
る吸水性樹脂の体積比およびポリエチレンワックスの体
積比、繊維径と吸水性樹脂の平均粒径との比等により変
動する。

また繊維の機械的強度は延伸倍率に依存し、延伸倍率は
吸水性繊維における吸水性樹脂の体積比およびポリエチ
レンワックスの体積比、繊維径等により制約される。し
たがって、本発明の吸水性繊維における吸水性樹脂およ
びポリエチレンワックスの体積比ならびに吸水性繊維の
繊維径は、用途に応じて適宜選択される。

本発明の吸水性繊維における繊維径と吸水性樹脂の平均
粒径との好ましい比は、５：１〜２：１である。５：１
より大きくなると、吸水効率が低くなる。また２：１よ
り小さくなると、紡糸性が低くなる。なお、ここでいう
吸水性繊維の繊維径とは、第２図に示すように、この吸
水性繊維２において吸水性樹脂１が表面に露出していな
い部分の繊維径りを意味する。第２図において第１図と
共通する部分については、第１図と同じ符号を付しであ
る。

次に本発明の吸水性不織布について説明すると、この吸
水性不織布は、前述したように、上述した本発明の吸水
性繊維からなるステーブルファイバーを機械的に絡合さ
せてなる。

本発明の吸水性不織布の材料となるステーブルファイバ
ーは、上述した本発明の吸水性繊維に１２〜１８個／溪
′の機械捲縮を常法により付与した後、所望の繊維長に
カットすることにより容易に得られる。また、このよう
にしてなるステープルファイバーを機械的に絡合させる
にあたっては、例えば、得られたステープルファイバー
をカード機により解繊してウェブとし、このウェブ内の
繊維をニードルパンチ機により３次元的に絡合させる方
法を適用することができる。

［作　用］ 本発明の吸水性繊維においては、材料として用いた吸水
性樹脂の多くが繊維表面に露出してはいるものの、繊維
表面全体が吸水性樹脂により覆われているわけてはない
ため、吸水しても繊維としての粘着性は低い。また、繊
維の骨格を形成しているベースポリマーであるポリプロ
ピレンは膨潤しないため、繊維の機械的強度は吸水して
も実質的に低下しない。

一方、本発明の吸水性不織布は、上述した本発明の吸水
性繊維からなるため、吸水しても粘着性は低く、吸水に
伴う機械的強度の低下は実質的にない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明するが、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、実施例中に示した物性値の測定方法を予め示して
おく。

・単繊維強度 吸水前の吸水性繊維および純水中に２４時間浸漬した後
の吸水性繊維のそれぞれについて、ＪＩＳ　　Ｌ　　１
０６９に基づいて単繊維強度を測定した。

・不織布の飽和吸水量 ８０℃の真空乾燥機中で１２時間乾燥した不織布を６０
Ｘ８０ｍｍにカットして試験片とし、この試験片を５枚
（重量：Ｗ、ｇ）重ねてポリエステル製濾布（２００メ
ツシユ）からなる袋に入れ、５枚の試験片が入った袋を
純水中に２４時間浸漬して吸水させた。この後、遠心脱
水機により脱水することにより試駒片の繊維間の水分を
除去し、このときの５枚の試験片の重量（Ｗ２　ｇ）を
測定して、次式により自重の何倍の純水を吸水したかを
求め、この値を不織布の飽和吸水量Ｗとした。

飽和吸水量Ｗ（倍）　＝（Ｗ２　　Ｗｌ　）　／Ｗｌな
お、このようにして求めた不織布の飽和吸水量は、結果
的には繊維の飽和吸水量とほとんど差がなかった。

・不織布の吸水効率 不織布中に含まれる吸水性樹脂の重量（理論値）と吸水
性樹脂の飽和吸水量（平均値）とから不織布の飽和吸水
量の理論値（Ｗ倍）を求め、この理論値Ｗと実際の飽和
吸水量Ｗとから次式により不織布の吸水効率を求めた。

吸水効率（％）　＝Ｗ／ｗＸ　１００ なお、吸水性樹脂の飽和吸水量（平均値）の測定は、前
述した不織布の飽和吸水量の測定と同様にして測定した
吸水性樹脂の飽和吸水量から求めた。

このようにして求めた不織布の吸水効率は、結果的には
繊維の吸水効率とほとんど差がなかった。

実施例１ （１）吸水性繊維の製造 まず、吸水性樹脂として、ポリアクリル酸ソーダ系の樹
脂（商品名ダイヤウェット、三菱油化■製、純水の飽和
吸水量の平均値＋１１８．３６ｇ／ｇ、密度０．　５ｇ
／ｃｍ３）を平均粒径１０μｍに粉砕したものを用い、
ポリエチレンワックスとして三井石油化学工業株製のポ
リエチレンワックス（商品名ハイワックス、密度０．９
６ｇ／ｃｍ３）を用いて、マスターバッチを作成した。

マスターバッチの作成は、吸水性樹脂とポリエチレンワ
ックスとを体積比で８８．　５：１１．　５（重量比で
４：１）の割合で混ぜた混合物を、１９０℃に加熱した
素練りローラーにより混練し、吸水性樹脂とポリエチレ
ンワックスとか均一に混練されたところで、吸水性樹脂
とポリエチレンワックスと結晶性ポリプロピレン（商品
名ＵＢＥポリプロＲ３１２５０、密度０．　９１　ｇ／
ｃｍ３）との体積比が、表−１に示すように、最終的に
６４．８４　：　８．４４　：　２６．７２　（重量比
で４＝に３）となるまで、混線を継続したまま上記結晶
性ポリプロピレンを少しずつ加えることにより行った。

このようにして得られたマスターバッチ中の吸水性樹脂
の分散状態を走査電子顕微鏡により確認したところ、均
一に分散していた。

次に、得られたマスターバッチと結晶性ポリプロピレン
（商品名ＵＢＥポリプロＲ３１２５０、密度０．　９１
　ｇ／ｃｍ３）とを、表−１に示すように、重量比で５
０　：　５０の割合で混合し、得られた混合物をノズル
径０．　６＋ｎｍφ、ホール数３０の口金を備えた単軸
押出機により紡糸温度２２０℃で溶融紡糸して、単糸デ
ニールが９．４ｄｅ（繊維径３７．９μｍ）の未延伸糸
を得た。この後、得られた未延伸糸を１４０℃で２．５
倍に延伸して、単糸デニールが４．２ｄｅ（繊維径２５
．　３ｕｒｒ＋）の延伸糸からなる吸水性繊維を得た。

このようにして得られた吸水性繊維における吸水性樹脂
、ポリエチレンワックスおよび結晶性ポリプロピレンの
構成比（体積比および重量比）を表−１に示す。また、
この吸水性繊維の吸水前の単繊維強度および純水中に２
４時間浸漬した後の単繊維強度（吸水後の単繊維強度）
も表−１に示す。

（２）吸水性不織布の製造 まず、実施例１（１）で得られた吸水性繊維に１５個／
蛋′の機械捲縮を付与した後、繊維長５１ｍｍにカット
して、複数のステープルファイバーを得た。

次に、これら複数のステープルファイバーをカード機に
より解繊してウェブとし、このウェブ内の繊維をニード
ルパンチ機により３次元的に絡合させて、目付４５ｇ／
ｒｒｒの吸水性不織布を得た。

この吸水性不織布の飽和吸水量および吸水効率を表−１
に示す。

実施例２〜５ （１）吸水性繊維の製造 実施例１（１）と同様にしてマスターバッチを作成し、
このマスターバッチと結晶性ポリプロピレンとの重量比
および延伸倍率を以下のようにした以外は実施例１（１
）と同様にして、吸水性繊維を得た。

・実施例２（１） 重量比・・・２５ニア５、延伸倍率・・・３，４倍・実
施例３（１） 重量比・・・４０　：　６０、延伸倍率・・・２．８倍
・実施例４（１） 重量比・・・７０　：　３０、延伸倍率・・・２．０倍
・実施例５（１） 重量比・・・８０　：　２０、延伸倍率・・・１．８倍
このようにして得られた各吸水性繊維における吸水性樹
脂、ポリエチレンワックスおよび結晶性ポリプロピレン
の構成比（体積比および重量比）を表−１に示す。また
、これらの吸水性繊維の吸水前の単繊維強度および吸水
後の単繊維強度も表−１に示す。

（２）吸水性不織布の製造 実施例２（１）〜５（１）で得られた各吸水性繊維を、
実施例１（２）と同様にしてそれぞれステープルファイ
バーとし、実施例毎に、実施例１（２）と同様にしてそ
れぞれ吸水性不織布を得た。

これらの吸水性不織布の飽和吸水量および吸水効率を表
−１に示す。

実施例６〜１１ （１）吸水性繊維の製造 吸水性樹脂とポリエチレンワックスと結晶性ポリプロピ
レンとの体積比が４７．９７＋１２．４９：３９．５４
（重量比で２　：　１　：　３）となるようにした以外
は実施例１（１）と同様にしてマスターバッチを作成し
、このマスターバッチと結晶性ポリプロピレンとの重量
比および延伸倍率を以下のようにした以外は実施例１（
１）と同様にして、吸水性繊維を得た。

・実施例６（１） 重量比・・・４０　：　６０、延伸倍率・・・３．１倍
・実施例７（１） 重量比・・・５０　：　５０、延伸倍率・・・２．８倍
・実施例８（１） 重量比・・・６０：４０、延伸倍率・・・２．６倍・実
施例９（１） 重量比・・・８０　：　２０、延伸倍率・・・２．１倍
・実施例１０（１） 重量比・・・９０：１０、延伸倍率・・・２．　０倍・
実施例１１（１） 重量比・・・９５：５、　延伸倍率・・・１．９倍この
ようにして得られた各吸水性繊維における吸水性樹脂、
ポリエチレンワックスおよび結晶性ポリプロピレンの構
成比（体積比および重量比）を表−１に示す。また、こ
れらの吸水性繊維の吸水前の単繊維強度および吸水後の
単繊維強度も表１に示す。

（２）吸水性不織布の製造 実施例６（１）〜１１（１）で得られた各吸水性繊維を
、実施例１（２）と同様にしてそれぞれステープルファ
イバーとし、実施例毎に、実施例１（２）と同様にして
それぞれ吸水性不織布を得た。

これらの吸水性不織布の飽和吸水量および吸水効率を表
−１に示す。

実施例６〜１１ （１）吸水性繊維の製造 吸水性樹脂とポリエチレンワックスと結晶性ポリプロピ
レンとの体積比が４８．３０：２５．１６：２６．５４
（重量比で１　：　１　：　１）となるようにした以外
は実施例１（１）と同様にしてマスターバッチを作成し
、このマスターバッチと結晶性ポリプロピレンとの重量
比および延伸倍率を以下のようにした以外は実施例１（
１）と同様にして、吸水性繊維を得た。

・実施例１２（１） 重量比・・・４０　：　６０、延伸倍率・・・２．７倍
・実施例１３（１） 重量比・・・５０　：　５０、延伸倍率・・・２．４倍
・実施例１４　（１） 重量比・・・６０：４０、延伸倍率・・・２．１倍・実
施例１５（１） 重量比・・・７０　：　３０、延伸倍率・・・１．８倍
このようにして得られた各吸水性繊維における吸水性樹
脂、ポリエチレンワックスおよび結晶性ポリプロピレン
の構成比（体積比および重量比）を表−１に示す。また
、これらの吸水性繊維の吸水前の単繊維強度および吸水
後の単繊維強度も表＝１に示す。

（２）吸水性不織布の製造 実施例１２（１）〜１５（１）で得られた各吸水性繊維
を、実施例１（２）と同様にしてそれぞれステープルフ
ァイバーとし、実施例毎に、実施例１（２）と同様にし
てそれぞれ吸水性不織布を得た。

これらの吸水性不織布の飽和吸水量および吸水効率を表
−１に示す。

なお参考として、アクリル系の重合体からなる合成繊維
の表面を化学処理によりヒドロゲル化してなる吸水性繊
維（商品名ランシール、日本エクスラン■製、繊維径２
５．４μｍ）の吸水前の単繊維強度および吸水後の単繊
維強度、ならびにこの吸水性繊維からなる吸水性不織布
の飽和吸水量を、表−１に併記する。

表−１から明らかなように、いずれの実施例で得られた
吸水性繊維においても、吸水に伴う単繊維強度の低下は
認められない。

また、いずれの実施例で得られた吸水性不織布において
も、吸水に伴う機械的強度の低下が実質的にないことが
確認された。

さらに、吸水性繊維および吸水性不織布のいずれにおい
ても、吸水時の粘着性が低いことが確認され、吸水性不
織布については、減圧乾燥することにより元の形状に容
易に復元させ得ることが確認された。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば吸水時における粘
着性が低く、吸水に伴う機械的強度の低下が実質的にな
い吸水性繊維および吸水性不織布を提供することが可能
となる。また、本発明の吸水性不織布は減圧乾燥するこ
とにより再利用が可能であるため、゛本発明を実施する
ことにより、資源の節約や廃棄物の低減等を達成するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吸水性繊維を模式的に示す拡大図、第
２図は第１図における■−■線断面図である。 １・・・吸水性樹脂、　２・・・吸水性繊維。 出願人　　宇部日東化成株式会社 代理人　　弁理士　中　村　静　男 ／ 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレンワックスにより粒子状の吸水性樹脂
   が均一に分散されたポリプロピレンを溶融紡糸してなる
   ことを特徴とする吸水性繊維。
2. （２）請求項（１）記載の吸水性繊維からなるステープ
   ルファイバーを機械的に絡合させてなることを特徴とす
   る吸水性不織布。