JPH093757A

JPH093757A - 吸水性不織布

Info

Publication number: JPH093757A
Application number: JP7147668A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Miyoshi; 智次三好; Izumi Tashiro; 和泉田代; Hideo Ikezawa; 秀男池沢
Original assignee: New Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】生分解性と高吸水性を併せて有する吸水性不
織布の提供。【構成】熱可塑性を有し、微生物によって分解可能
な、グリコールと脂肪族ジカルボン酸又はその誘導体成
分を構成単位として含む、脂肪族ポリエステル樹脂を溶
融紡糸し、多数の長繊維フィラメントを捕集してウェブ
とした後、該ウェブに規則的で断続的な自己融着区域を
設けて得られるスパンボンド不織布の片面に、パルプ繊
維よりなる紙シートを積層した後、紙シート側からスパ
ンボンド不織布側に向けて高圧水柱流を貫通させ、パル
プ繊維と不織布の長繊維とを交絡一体化させてなる複合
不織布であって、該パルプ繊維が架橋されたカルボキシ
アルキル基を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高吸水性を有し、しか
も堆肥中、湿った土中、活性汚泥を含む水中、海水中等
で微生物により完全に分解可能な吸水性不織布に関す
る。さらに詳しく述べれば、本発明は、生分解性スパン
ボンド不織布と、架橋結合されたカルボキシアルキル基
を有するパルプ繊維とが交絡、一体化された不織布に関
するものであって、これは使い捨て紙おむつ、生理用品
等の衛生材料分野、土壌保水材、育苗用シート等の農業
資材分野、食品鮮度保持材、脱水材等の食品分野、更に
は建築材料やドレッシング、ガーゼ等の医療用材料とし
て広範囲に使用できる。

【０００２】

【従来の技術】生分解性を有する不織布に用いる樹脂と
しての重合体の研究が近年、多数行われている。この分
解性を有する重合体としては、セルロース、キチン等の
多糖類、再生コラーゲンのような蛋白質、微生物によっ
て作られるポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３
−ヒドロキシバリレート、ポリ−３−ヒドロキシカプレ
ートのようなポリエステル等が知られているが、いずれ
の樹脂を用いて作製した不織布もそれだけでは水又は食
塩水等の塩類を含んだ水溶液の吸収材料としての使用は
難しい。逆に、生分解性を有した伝統的な吸収材料とし
ては綿、パルプ、紙、布、スポンジ等が知られている。
ただし、これらの吸水能力は毛細管現象に起因するもの
で多量の水を吸収することができない。又、吸水状態で
圧力がかかると簡単に水を再放出するという欠点も有し
ている。

【０００３】近年、高吸収性樹脂と呼ばれる一群の材料
が知られており、これらの樹脂材料は、基本的には、水
溶性高分子をわずかに架橋し、水に対して不溶化した化
学構造を有するものである。このような高吸水性材料と
しては、例えば澱粉にアクリロニトリルをグラフト重合
した後、これを加水分解したもの、澱粉にアクリル酸金
属塩をグラフト重合したもの、アクリル酸を共重合性架
橋剤とともに重合した架橋樹脂、メタクリル酸メチル−
酢酸ビニル共重合体の加水分解物等数多くのものが提案
されており、これらの高吸水性樹脂は吸水の原理が浸透
圧にあるため、毛細管現象よりもはるかに多量の水を吸
収することができる。又、高吸水性樹脂は、吸水状態で
圧力がかかっても簡単に水を再放出しないという優れた
特長を有しているが、生分解性がないという欠点があ
り、廃棄のために埋立処理すると、高吸水性樹脂が微生
物に分解されず、長期間にわたって土中にそのまま残
り、近年環境上の問題を引き起こすケースが増加してい
る。

【０００４】一方、架橋されたカルボキシアルキル基を
有するセルロース繊維からなる高吸水性材料も知られて
おり、上記の合成ポリマー系吸水性樹脂とは異なり生分
解性があるので、使い捨て衛生材料分野には特に好適で
ある。しかしながら、このような材料は、繊維マット状
或いはシート状で液体を吸収させると、湿潤強度が無い
ため形態を維持できず、ハンドリング適性に劣るという
欠点がある。更に、熱可塑性樹脂を溶融紡糸し、ウェブ
とした後得られるスパンボンド不織布とセルロース繊維
から構成される紙シートとを積層し、紙シート表面から
水柱流を高圧で噴出、貫通させ、合成繊維とセルロース
繊維を交絡、一体化させて得られる複合不織布は、柔軟
性があって、湿潤状態で強度があり拭き布として適して
おり、本発明者等は、熱可塑性樹脂にグリコールと脂肪
族ジカルボン酸又はその誘導体から構成される生分解性
の脂肪族ポリエステル樹脂もちいることからなる生分解
性の不織布を提案した（特願平６ー２７２２８７号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、前記のような生分解性不織布においては吸水性が極
めて弱く、このままでは用いられたパルプ繊維に液体が
吸水されるだけでは不十分であるため、パルプ繊維に更
に一層改善された吸水性を付与させるべく検討を行い、
生分解性不織布のパルプ繊維に架橋されたカルボキシア
ルキル基を持たしめると前記の目的が達成できることを
見出し本発明を完成させるに至った。本発明の目的は、
長繊維スパンボンド不織布とパルプ繊維からなる生分解
性複合不織布のパルプ繊維にカルボキシアルキル化剤、
アルカリ金属水酸化物、架橋剤及び水からなる水性反応
液を含有させ、次いで加熱してパルプ繊維に架橋された
カルボキシアルキル基を生成させて、生分解性と高い吸
水性能を併せ持つ不織布を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱可塑性を有
し、微生物によって分解可能な、グリコールと脂肪族ジ
カルボン酸又はその誘導体成分を構成単位として含む、
脂肪族ポリエステル樹脂を溶融紡糸し、多数の長繊維フ
ィラメントを捕集してウェブとした後、該ウェブに規則
的で断続的な自己融着区域を設けて得られるスパンボン
ド不織布の片面に、パルプ繊維よりなる紙シートを積層
した後、紙シート側からスパンボンド不織布側に向けて
高圧水柱流を貫通させ、パルプ繊維と不織布の長繊維と
を交絡一体化させてなる複合不織布において、該パルプ
繊維が架橋されたカルボキシアルキル基を有することを
特徴とする吸水性不織布である。

【０００７】本発明に使用可能な脂肪族ポリエステル樹
脂の構成単位である脂肪族ジカルボン酸或いはその誘導
体としては、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン
酸、セバシン酸、ドデカン二酸、それらの誘導体、及び
それらの無水物を挙げることができ、これらの中から適
宜選択されて少なくとも１種が使用される。又、必要に
応じてリンゴ酸、酒石酸、クエン酸等のオキシカルボン
酸を構成単位に加えても良い。これらのジカルボン酸の
中では、コハク酸及びその誘導体が、生分解性、生産性
等が優れるので、好ましい。本発明に使用可能な脂肪族
ポリエステル樹脂の構成単位であるグリコールとして
は、例えばエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキ
サンジオール、デカメチレングリコール、ネオペンチル
グリコール、シクロヘキサンジメタノール等をあげるこ
とができ、これらの中から適宜選択されて少なくとも１
種が用いられる。

【０００８】本発明においては、生分解性スパンボンド
不織布を構成する長繊維は、グリコールと脂肪族ジカル
ボン酸又はその誘導体成分を構成単位として含む脂肪族
ポリエステル樹脂を加熱溶融後、多数の口金から押出
し、次いでエジェクターにより高速高圧エアーで延伸す
ることによって作製される。本発明に使用可能な脂肪族
ポリエステル樹脂の、ＪＩＳＫ７２１０に示された方
法で測定した、荷重２.１６Kg、温度１９０℃における
メルトフローレートは、１５〜７０ｇ／１０分、好まし
くは２０〜６０ｇ／１０分である。メルトフローレート
が１５ｇ／１０分未満では、樹脂の流動性を上げるため
に溶融紡糸温度を高くする必要があり、コストアップの
原因となるばかりでなく、作製したシートも硬く風合い
が低下するため適さない。逆に、メルトフローレートが
７０ｇ／１０分を越えると、高圧エアーでの延伸時に糸
切れが多発し、適さない。

【０００９】溶融紡糸時における樹脂温度は、樹脂の融
点より５０〜１３５℃、好ましくは５０〜１２０℃だけ
高くする。溶融紡糸時の樹脂温度が融点より５０℃未満
高い範囲においては、溶融樹脂の粘度が高く、紡糸に適
さない。逆に樹脂の温度が融点より１３５℃を越えて高
くなると、樹脂の融点からの温度の隔たりが大きすぎる
ため、多数の口金から樹脂を紡糸する場合に冷却が難し
くなり、繊維同士の融着や糸切れを生じ易くなるばかり
でなく、樹脂の安定性が低下し、部分的な樹脂分解の恐
れがあるため適さない。紡糸する前の樹脂のカールフィ
ッシャー法で測定した水分は、０．２％以下、好ましく
は、０．０５％以下である。樹脂の水分が０．２％より
多いと、溶融紡糸時に糸切れが多くなるばかりでなく、
極端な場合には樹脂の分解が生じ、紡糸不可能となるた
め不適である。

【００１０】本発明においては、支持体上に集積された
多数の長繊維に、不織布の形態保持及び強度付与の目的
で、規則的な間隔で繊維同士の自己融着区域を設ける。
自己融着区域は、支持体上に集積した多数の長繊維を、
加熱した凹凸ロールと平滑ロールの間に導入し、加熱お
よび加圧処理を施すことにより、凹凸ロールの凸部に対
応したシート部分が融着することによって形成される。
この場合、ロールの温度は使用する長繊維を構成する樹
脂の融点より５〜５０℃、好ましくは５〜４０℃低い温
度である。ロール温度と樹脂の融点の差が５℃未満であ
ると、ロールによる熱圧着処理時に繊維がロールに付着
し、製造トラブルの原因となる。逆にロール温度と樹脂
の融点の差が５０℃を越えると、自己融着部分の形成が
不十分となり、シートの強度が著しく低下するばかりで
なく、毛羽立ちが激しくなるので適さない。凹凸ロール
と平滑ロールで熱圧着処理を施す場合の線圧力は、１０
〜８０ｋｇ／ｃｍ、好ましくは２０〜６０ｋｇ／ｃｍで
ある。線圧力が１０ｋｇ／ｃｍ未満では、熱圧着処理に
よる自己融着区域の形成が不十分となり、８０ｋｇ／ｃ
ｍを越えて大きくなると、融着区域での破れが生じ、不
織布の風合いが悪くなると共に、強度低下の原因ともな
り適さない。自己融着区域を形成する方法としては、集
積した連続長繊維を、凹凸ロールと超音波ホーンの間に
導入し、超音波処理を施すことにより、凸部に対応した
点融着部分を形成することも可能である。

【００１１】本発明においては、個々の自己融着区域の
面積は、０．０３〜４ｍｍ²の範囲であることが好まし
い。自己融着区域の面積が０．０３ｍｍ²未満では、不
織布の強度が不足し、逆に、自己融着面積が４ｍｍ²を
越えて大きくなると、不織布が硬くなり適さない。自己
融着区域の面積の総和は、長繊維不織布の表面積の２〜
２０％である。自己融着区域の面積の総和が２％未満で
は、強度が不足し、逆に、自己融着面積が２０％を越え
て大きくなると、不織布が硬くなるので適さない。この
ようにして作製した長繊維からなるスパンボンド不織布
の坪量は、５〜３０ｇ／ｍ²、好ましくは、５〜２０ｇ
／ｍ²である。スパンボンド不織布の坪量が３０ｇ／ｍ²
を超えて大きくなると、スパンボンド不織布の片面にパ
ルプ繊維からなる紙シートを積層後、紙シート側からス
パンボンド不織布側に向けて高圧水柱流を貫通するよう
に施しても、高圧水柱流がスパンボンド不織布を通過し
ずらくなり、スパンボンド不織布を構成する長繊維と紙
シートを構成するパルプ繊維との交絡が阻害され、一体
化が達成できない。

【００１２】又、支持網の下に位置するサクションノズ
ルから、スパンボンド不織布を通して、スパンボンド不
織布と紙シートとの積層体表面の水を吸引除去する能力
が低下するために、高圧水柱流を施した積層体表面に水
溜まりが発生し、高圧水柱流のエネルギーが表面の水を
はね飛ばすために使用されるため、エネルギーのロスが
発生するばかりでなく、不織布の地合も低下する。逆
に、スパンボンド不織布の坪量が５ｇ／ｍ²未満では、
得られる複合不織布の強度が低くなり、更に、長繊維相
互間の間隙が大きくなって、高圧水柱流を施した時に、
その間隙からパルプ繊維が流失し、無駄になる上、使用
済みの排水を回収した場合、その中にパルプ繊維が大量
に混入するので、その処理にも困るようになる。

【００１３】前記のようにして準備したスパンボンド不
織布の片面に、多数のパルプ繊維よりなる紙シートを積
層する。この紙シートとしては、公知の種々の任意のも
のを使用することができる。紙シートの坪量も、任意に
決定しうる事項であるが、特にＪＩＳＰ８１２４によ
る方法で測定した坪量が１０〜２００ｇ／ｍ²の範囲の
紙シートが好適に用いられる。紙シートの坪量が１０ｇ
／ｍ²未満では、パルプ繊維の絶対量が少なくなり、得
られる吸水性不織布の嵩高性が十分なものとならない。
逆に、紙シートの坪量が２００ｇ／ｍ²を超えると、パ
ルプ繊維の絶対量が多すぎて、紙シートに高圧水柱流を
施しても、１本１本のパルプ繊維にスパンボンド不織布
を構成する長繊維と交絡し得る程度の運動量を与え難く
なるので適さない。更に、得られる吸水性不織布の柔軟
性が低下する。

【００１４】紙シートを構成するパルプ繊維としては、
針葉樹及び広葉樹木材をクラフト法、サルファイト法、
ソーダ法、ポリサルファイト法等で蒸解して、必要に応
じて得られる未晒パルプ繊維或いは晒パルプ繊維、また
は前記針葉樹木材からのグランドパルプ繊維、サーモメ
カニカルパルプ繊維等の機械パルプ繊維を、単独で、ま
たは混合して使用することができる。針葉樹パルプ繊維
と広葉樹パルプ繊維の重量配合比は、針葉樹パルプ繊
維：広葉樹パルプ繊維＝１００：０〜２０：８０、好ま
しくは１００：０〜４０：６０の範囲である。広葉樹パ
ルプ繊維が全パルプ繊維の８０重量％を超えると、高圧
水柱流を紙シートに施した際に、パルプの消失量が増加
するばかりでなく、絡合後の複合シートの柔軟性が低下
し、結果的に、得られる吸水性不織布も硬いものとな
る。

【００１５】本発明に用いられる紙シートのＪＩＳＰ
８１１８による密度は、０．６５ｇ／ｃｍ³以下であ
る。紙シートの密度が０．６５ｇ／ｃｍ³を超えると、
紙シートの上から高圧水柱流を施した場合に、パルプ繊
維の運動が抑制されるので、長繊維とパルプ繊維の交絡
が不十分になり、交絡後の複合シートの柔軟性が低下す
る。しかしながら、紙シートの密度を小さくしようとし
ても限度があり、その下限はティッシュペーパーのよう
に柔らかい状態の０．２０ｇ／ｃｍ³程度である。前記
紙シートは、通常パルプ繊維スラリーを用いて公知の湿
式抄紙機において抄紙して、ドライヤーで乾燥した後得
られるが、抄紙の際、例えば、ポリアミド・エピクロル
ヒドリン樹脂或いはその変成物、ポリアミン・エピクロ
ルヒドリン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等の湿潤紙力
増強剤をスラリー中に添加して用いても良い。

【００１６】この紙シートは、予め準備したスパンボン
ド不織布シートの片面に積層されるが、この時にＪＩＳ
Ｐ８１２４によるスパンボンド不織布シートの坪量と
紙シートの絶乾坪量比は、スパンボンド不織布：紙シー
ト＝１：１〜１：１９となるように調整する。スパンボ
ンド不織布：紙シートが１：１より紙シートの比が減少
すると、長繊維の量に対して、相対的にパルプ繊維の量
が少なくなり、得られる複合不織布の嵩高性が低下し、
結果的に得られる吸水性不織布の嵩高性も低いものとな
る。又、長繊維に対して、廉価なパルプ繊維の量が少な
くなることによって、得られる複合シート自体の製造コ
ストが高くなるので適さない。逆に、スパンボンド不織
布：紙シートが１：１９を超えて、紙シートの比が増加
すると、紙シートを構成するパルプ繊維の全てが強固に
交絡し難くなり、吸水化処理を行う際にパルプ繊維が脱
落し易くなるので適さない。更に、得られる吸水性不織
布の柔軟性が低下する。

【００１７】スパンボンド不織布の片面に紙シートを積
層した後、紙シートの表面からスパンボンド不織布側に
向けて高圧水柱流を施す際には、積層物の紙シート側か
らスパンボンド不織布側へ高圧水柱流が貫通するよう
に、高圧水柱流を噴出させる。この高圧水柱流は、微細
な孔径、例えば直径が０．０１〜０．３ｍｍのノズル孔
を通して高い水圧、例えば、２０〜１８０ｋｇ／ｃｍ²
の圧力で水を噴出させて得られるものである。この高圧
水柱流を前記積層物に施すと、高圧水柱流は、まず紙シ
ートに衝突して紙シートをスパンボンド不織布上に密着
させ、次いでこの密着した状態で、紙シートの部分的な
破壊を生じ、その部分の紙シートを構成するパルプ繊維
を単離させ、パルプ繊維に曲げや捩れ等の変形を起こさ
せると共に、パルプ繊維に運動エネルギーを十分に与
え、ランダムな運動を生じさせる。その結果、これらの
複合作用によって、パルプ繊維とスパンボンド不織布中
の長繊維とが絡み合い、更に、このパルプ繊維によって
長繊維同士も絡合することになるのである。

【００１８】このパルプ繊維と長繊維が交絡して得られ
る複合不織布を吸水性不織布にするためには、該複合不
織布を構成するパルプ繊維にカルボキシアルキル化剤、
アルカリ金属水酸化物及び架橋剤からなる水性反応液を
含有させ、架橋とカルボキシアルキル化の反応を行わせ
る必要がある。この水性反応液に用いられるカルボキシ
アルキル化剤としてはハロカルボキシ酸のアルカリ金属
塩を使用する。ハロカルボキシ酸アルカリ金属塩として
はモノクロロ酢酸アルカリ金属塩、モノブロモ酢酸アル
カリ金属塩、α−クロロプロピオン酸アルカリ金属塩、
β−クロロプロピオン酸アルカリ金属塩、α−ブロモプ
ロピオン酸アルカリ金属塩、β−ブロモプロピオン酸ア
ルカリ金属塩等の炭素数３以下のものが良く、これらは
単独で叉は適宜選択して混合して使用される。コスト的
にはモノクロロ酢酸ナトリウムが安価なのでこれを使う
のがよい。

【００１９】アルカリ金属水酸化物としては水酸化ナト
リウムが最も好適であるが、他のアルカリ金属水酸化
物、例えば水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ル
ビジウム、水酸化セシウム等も使用できる。架橋剤とし
てはアルカリ性の水性反応液中でパルプ繊維と架橋結合
する架橋剤であり、かつ沸点が出来る限り高く、不揮発
性に近いものを使用する。本発明では、パルプ繊維を含
む複合不織布に水性反応液を含有させた後、水分を蒸発
させて除去する工程を含むため、この工程の間に揮発す
るような低沸点の架橋剤は不適である。

【００２０】本発明に使用できる架橋剤としては、エチ
レングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグ
リシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテ
ル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジ
エポキシブタン等の多価エポキシ化合物類、ジビニルス
ルホン、メチレンビスアクリルアミド等のジビニル化合
物類、ジクロロプロパノール、ジブロモプロパノール、
ジクロロ酢酸等の多価ハロゲン化合物類、並びに多価ア
ジリジン化合物類等が挙げられ、これらの中から適宜選
択して少なくとも１種類が使用される。セルロース誘導
体の架橋のためにしばしば用いられ、優れた純水吸収性
能を付与し得るエピクロロヒドリンは、沸点が低いため
本発明には不適である。

【００２１】前記のカルボキシアルキル化剤、アルカリ
金属水酸化物及び架橋剤は、その必要量を水に溶解して
水性反応液とする。この水性反応液中の全重量当たりの
水の割合は、用いるカルボキシアルキル化剤、或いはア
ルカリ金属水酸化物の種類によって水に対する溶解度が
異なるため、一義的に規定できないが、溶解度の範囲内
で水の割合は少ない方が、複合不織布に水性反応液を含
有させた後に続いて行う水の蒸発においてそれだけ水を
蒸発させるためのエネルギーコストが少なくて済むので
有利である。但し、あまり濃度が高いと水性反応液自体
が不安定になり、取り扱いが難しくなるので、本発明で
は水性反応液における全重量当りの水の割合は、水酸化
ナトリウムを用いる場合、６０〜９０重量％の範囲内に
なるようにカルボキシアルキル化剤、アルカリ金属水酸
化物、及び架橋剤を添加して水に溶解する。この水の割
合は、前記したように用いるカルボキシアルキル化剤、
アルカリ金属水酸化物、及び架橋剤の種類によって水に
対するそれぞれの溶解度が異なるので下限の値は若干変
動する。

【００２２】カルボキシアルキル化剤とアルカリ金属水
酸化物との混合モル比は、アルカリ金属水酸化物／カル
ボキシアルキル化剤が０．８〜１．２の範囲内に調整す
る。この範囲を外れるほど、どちらか一方の薬品が未反
応のまま残留することになり、不経済である。架橋剤の
添加量は、架橋剤の種類や反応条件によって異なるが、
セルロース重量当り０．１〜３０重量％である。次に前
記のようにして調整された水性反応液を、予め準備した
長繊維とパルプ繊維とからなる複合不織布のパルプ繊維
に含有させることによって、水性反応液を含有させた部
分のパルプ繊維に、カルボキシアルキル化と架橋反応を
行わせる。

【００２３】一方、複合不織布に水性反応液を含有させ
る場合には、コンマコーター、ロールコーター、リップ
コーター、スリットダイコーター等の塗工方式を用いて
も良いし、含浸方式、サイズプレス方式、各種の印刷方
式、スプレーによる塗布方式等も採用することができ
る。前記の各種方式にて含有させた、水性反応液の含有
量はパルプ繊維のグルコース残基に対するカルボキシア
ルキル化剤のモル比がカルボキシアルキル化剤／グルコ
ース残基（モル／モル）で０．７〜２．０が得られるよ
うにするのが適当である。モル比が０．７未満では０．
３５より高い置換度を得ることができなくなり、吸水量
の高い吸水性不織布が得られない。逆に、モル比を２．
０以上としても置換度はほとんど増加しないので経済的
に不利になる。

【００２４】次いで、水性反応液を含有させた複合不織
布は、５０〜１５０℃、十数秒〜８分間の条件で送風を
伴った加熱により、前記複合不織布中に含有されている
水性反応液中の水の一部を蒸発させて除去し、含有され
ている水性反応液の全重量当りの水の割合が２０〜６０
重量％の範囲になるように調節される。水を蒸発させる
方法には特に制限はないが、出来る限り短時間で水を蒸
発させる方が望ましい。カルボキシアルキル化の反応速
度はかなり速いので、水を蒸発させる際に、前記の温度
範囲でもあまり長時間、例えば３０分以上を経過させる
と、水の蒸発中にカルボキシアルキル化が進み、或いは
終了してしまい、本発明の効果が得られない。

【００２５】前記の水を蒸発させる条件下ではカルボキ
シアルキル化は殆ど進行せず（置換度は０．１以下）、
このような蒸発は、乾燥機中で、或いは反応容器中で前
記の温度範囲の熱風を当てながら水を蒸発させるという
方法が簡便である。このようにして水を一部蒸発させた
後の前記複合不織布中に含有される水性反応液の中の水
の割合が２０重量％未満では、置換度は急激に小さくな
るし、得られる吸水性不織布が著しく黄変するので避け
る必要がある。又、前記水の割合が６０％を超えて高い
場合は、本発明の効果が小さくなる。

【００２６】このようにして複合不織布に含有される水
性反応液の中の水の割合を調節した直後では、前記した
ように、未だカルボキシアルキル化が殆ど起こっていな
いので、その後前記複合不織布を更に加熱することによ
りカルボキシアルキル化と架橋の反応を行わせる。この
場合、加熱の間に水が蒸発して系外に逃がさないように
して、或いは水が系外へ逃げても、水性反応液中の水の
割合が前記した範囲内に維持される必要がある。この操
作は、前記水の割合が調整された水性反応液を含有する
複合不織布を連続して加熱装置内を通過させたり、水不
透過性のシートで全体を覆って、密閉状態にしてからバ
ッチ式で反応温度を５０〜１１０℃に維持するように加
熱することで容易に行うことが出来る。

【００２７】反応温度が５０℃未満では、反応が完了す
るのに長時間が必要になり、逆に反応温度が１１０℃を
超えて高くなると、得られる吸水性不織布の置換度と吸
水性能が低くなる傾向があり、又、吸水性不織布自体が
著しく黄変するので適さない。加熱は複合不織布の外
部から行っても良いが、複合不織布の量が多く、積み重
ねておく場合には、カルボキシアルキル化の反応熱によ
って自然に上記温度範囲に到達することがあり、このよ
うな場合には密閉条件下、或いは開放下でも放置してお
くのみで目的を達成できる。反応時間は、反応温度と無
関係には決定できないが、１０分〜４時間の範囲であ
る。反応時間が１０分未満では温度を高くしても反応が
十分に完結しないし、４時間を超えて長くしても反応は
終了しているので、それ以上反応時間をかけても無意味
である。

【００２８】以上説明したようにして架橋結合とカルボ
キシアルキル基が付与された複合不織布中のパルプ繊維
の純水吸水量は、主にカルボキシアルキル基の置換度と
架橋密度によって決定される。前記パルプ繊維の吸水性
能は、カルボキシアルキル基の置換度が高いほど理論的
には高くなるが、実用的にはその置換度は、０．３５〜
０．８の範囲が適当である。実際に利用可能な置換度の
上限は、約１．２にあり、この１．２を越えて高くして
も、吸水量はほぼ飽和に達し無意味である。そして、
０．８を超えるような高い置換度は、水性反応液を用い
る反応を少なくとも２回繰り返さないと達成出来ないも
のであり、経済的に不利となり、置換度が０．３５未満
では十分な純水吸水量が得られない。前記した本発明の
範囲の置換度は、セルロースに対するカルボキシアルキ
ル化剤とアルカリ金属水酸化物の添加量、水を蒸発させ
た後の水性反応液の水の割合、反応温度、反応時間等の
総合効果によって決定されるものであり、必要に応じて
これらの要因を適宜選択して組み合わせて調節し、好適
な置換度が求められる。

【００２９】一方、純水吸水量は、架橋密度が小さいほ
ど高くなるが、あまり小さいと、吸水したときのゲルの
強度が弱く、また水溶性のカルボキシアルキルセルロー
ス塩が残るのでべたつき感が生じ好ましくない。逆に架
橋密度があまり高いと吸水量が低下するので、用途によ
り最適の架橋密度を設定する必要がある。本発明では架
橋剤の添加率を調整することで、架橋密度を調節する。
カルボキシアルキル化と架橋反応を終了した複合不織布
は、未だ多量の無機塩やカルボキシアルキル化剤の分解
物を含んでいるので、これらを取り除いて精製する必要
があるが、それには公知のいかなる方法を用いても良
い。例えば、一例を挙げれば、メタノール、エタノー
ル、イソプロピルアルコール等の低級脂肪族アルコール
のように水と相溶性のある有機溶媒と水の混合物で洗浄
することにより不純物を取り除く方法が好適に使用でき
る。

【００３０】以上説明したように、本発明は、熱可塑性
を有し、微生物によって分解可能な、グリコールと脂肪
族ジカルボン酸又はその誘導体で構成された、脂肪族ポ
リエステル樹脂を溶融紡糸して連続長繊維フィラメント
群とし、これを捕集してウェブとした、いわゆるスパン
ボンド不織布の片面に、パルプ繊維よりなる紙シートを
積層した後、紙シート側からスパンボンド不織布側に向
けて高圧水柱流を噴出させてパルプ繊維と長繊維を交絡
させ、複合不織布とした後、この複合不織布のパルプ繊
維に、カルボキシアルキル化剤、アルカリ金属水酸化
物、及び架橋剤を含む水性反応液を含有、反応させ、そ
のパルプ繊維に架橋されたカルボキシアルキル基を生成
させた構成としたため、優れた吸水性と吸水速度を有し
ながら、堆肥中、湿った土中、活性汚泥を含む水中、海
水中等で微生物により完全に分解可能し、使い捨て紙お
むつ、生理用品等の衛生材料分野、土壌保水材、育苗用
シート等の農業資材分野、食品鮮度保持材、脱水材等の
食品分野、更には建築材料やドレッシング、ガーゼ等の
医療用材料として広範囲に使用できる吸水性不織布とす
ることができる。

【００３１】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、勿論本発明はこれらによって限定されるも
のではない。尚、実施例及び比較例における％は、全て
重量％を示す。

【００３２】実施例１グリコールと脂肪族ジカルボン酸誘導体を構成単位と
し、微生物分解性を有する脂肪族ポリエステル樹脂（商
品名：ビオノーレ、昭和高分子製）を準備した。この樹
脂の融点は１１４℃であり、１９０℃におけるメルトフ
ローレートは、３０ｇ／１０分であった。この樹脂を使
用に先立ち乾燥機で乾燥し、全重量当りの水分は、０．
０２％であった。次に、この樹脂を２２０℃で融解し、
多数の微細孔から押し出した後、エジェクターにより高
速エアーで延伸して連続長繊維フィラメント群を形成
し、移動するワイヤー上に捕集、堆積してウェブとし
た。この長繊維の繊度は２．４デニールであった。次い
で、この長繊維の堆積体を１００℃に加熱した凹凸ロー
ルと平滑ロールの間にロール線圧４０ｋｇ／ｃｍで導入
し、凹凸ロールの凸部に対応する部分を融着することに
より、目付１２ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布を得た。
得られた個々の自己融着区域の面積は０．１２ｍｍ²で
あり、自己融着区域の面積の総和は不織布全面積当り４
％であった。

【００３３】このスパンボンド不織布の表面に、針葉樹
晒クラフトパルプ繊維を用いて湿式抄紙して得られた紙
シートを積層した。この紙シートは、坪量が７６ｇ／ｍ
²、密度は０．５２ｇ／ｃｍ³であった。次いで、紙シー
トが上に位置し、スパンボンド不織布が下に位置するよ
うにして、金網で形成された移送コンベア上に載置し、
積層物とした後、この積層物を２０ｍ／分の速度で移送
させながら、孔径０．１２ｍｍのノズル孔が０．６４ｍ
ｍ間隔で千鳥状に並んでいる高圧水柱流噴出装置を用い
て、４０ｋｇ／ｃｍ²の水圧で高圧水柱流を噴出させ、
紙シートの表面から不織布側へ向けて高圧水柱流処理を
施した。以上のようにして、紙シートを構成しているパ
ルプ繊維と、スパンボンド不織布を構成している長繊維
とが交絡して、両者が一体化された坪量８０ｇ／ｍ²の
複合不織布を得た。

【００３４】この複合不織布を２０ｃｍ×３０ｃｍ（重
量４．８ｇ）の寸法に断裁し、これを水酸化ナトリウム
８．３８％、モノクロロ酢酸ナトリウム２４．４０％、
エチレングリコールジグリシジルエーテル０．６８％、
水６６．５４％からなる水性反応液に一分間浸漬した
後、取り出し、濾紙の間に挟んでプレスし、絶乾複合不
織布１ｇ当り２ｇの水性反応液（カルボキシアルキル化
剤／グルコース残基（モル／モル）＝１．３）が含有さ
れるように調整した。次いで、排気設備を備えた熱電式
熱風乾燥機を５０℃に保ち、排気を行いながら水性反応
液を含有する複合不織布をこの乾燥機に５分間入れて水
を蒸発させた。複合不織布に含有される水性反応液中の
水分の割合は４２％であった。この複合不織布をポリエ
チレン製の袋に入れ、５０℃に保った乾燥機中に３時間
入れてパルプ繊維のカルボキシメチル化と架橋を行っ
た。次に、反応を終了させた複合不織布を７０％メタノ
ール水溶液に浸漬した後、取り出し、濾紙の間に挟んで
プレスして前記メタノール水溶液を除去した。この操作
を４回繰り返し、複合複合不織布を十分洗浄した。最後
に、この複合不織布を１００％メタノール溶液に浸漬し
た後、取り出して濾紙の間に挟んでプレスし、風乾して
吸水性不織布を得た。

【００３５】得られた吸水性不織布について、置換度、
純水吸収量及び微生物分解性を試験し、その品質を評価
した。試験及び評価方法（１）置換度１ｇの供試試料をフラスコに入れ、これにメタノール−
塩酸溶液（７０％メタノール水溶液に塩化水素を１モル
／リットルの濃度になるように溶解して作成した混合水
溶液）５０ｍｌを添加し、１時間放置した後、メタノー
ルで充分洗浄して塩酸を完全に除去し、風乾した。次い
で、風乾した試料を３００ｍｌ容の三角フラスコに入
れ、０．１規定の水酸化ナトリウム溶液２０ｍｌと純水
１００ｍｌを添加して１時間ゆっくり攪拌した後、０．
１規定塩酸溶液でフェノールフタレインを指示薬として
滴定し、式（１）及び（２）により置換度を計算で求め
た。Ｙ＝０．１Ａ−０．１Ｂ・・・（１）置換度＝１６２Ｙ／（１０００Ｗ−８０Ｙ）・・・（２）但し、Ａ：０．１規定水酸化ナトリウム溶液の量（ｍ
ｌ）Ｂ：０．１規定塩酸の量（ｍｌ）Ｙ：カルボキシメチル基量（ミリ当量）Ｗ：カルボキシメチルセルロース重量（ｇ）

【００３６】（２）純水吸収量１ｇの供試試料を１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさの２５０
メッシュナイロン製網袋に封入し、これをイオン交換樹
脂を通して脱イオンした水を蒸留して得た純水中に１０
分間浸漬して吸水させ、その後これを引き上げて吊り下
げ、１０分間水切りを行った後、供試試料の重量を測定
し、絶乾供試試料１ｇ当りに吸収された純粋の重量
（ｇ）をもって純水吸収量とした。（３）微生物分解性得られた吸水性不織布の１０ｃｍ×３０ｃｍの大きさの
もの３枚を、東京都江東区東雲一丁目１０番６号新王子
製紙株式会社東京商品研究所の野外の土中２５ｃｍの深
さに埋設し、６ヶ月後の吸水性不織布の形態変化を目視
で観察し、評価した。評価は、以下の２段階で行った。 ×・・・シートのパルプ繊維部分の分解は認められる
が、スパンボンド不織布部分の分解は認められない。 ○・・・シートのパルプ繊維部分及びスパンボンド不
織布部分のいずれも分解が認められる。

【００３７】実施例２複合不織布に水性反応液を含有させた後、乾燥機中で１
分間加熱して水を蒸発させ、該複合不織布中に含有され
る水性反応液中の水の割合を５８％に調整したこと以外
は、実施例１と同様な操作を行って吸水性不織布を得、
その品質を評価した。実施例３複合不織布に水性反応液を含有させた後、乾燥機中で７
分間加熱して水を蒸発させ、該複合不織布中に含有され
る水性反応液中の水の割合を２２％に調整したこと以外
は、実施例１と同様な操作を行って吸水性不織布を得、
その品質を評価した。

【００３８】比較例１複合不織布に水性反応液を含浸させた後、含有される水
性反応液の水の割合を変えることなく、即ち水の割合を
６６．５４％としたこと以外は、実施例１と同様にして
パルプ繊維のカルボキシメチル化と架橋反応を行い、坪
量が８０ｇ／ｍ ²の吸水性不織布を得、その品質を評価
した。比較例２複合不織布に水性反応液を含浸させた後、乾燥機で１０
分間水を蒸発させ、複合不織布に含有される水性反応液
中の水の割合を乾燥して含有される水性反応液の水の割
合を変えることなく、即ち水の割合を１８％に調整紙た
こと以外は、実施例１と同様にして坪量がパルプ繊維の
カルボキシメチル化と架橋反応を行い、坪量が８０ｇ／
ｍ²の吸水性不織布を得、その品質を評価した。比較例３ポリプロピレン樹脂を２２０℃で溶融紡糸し、自己融着
区域を設けるための凹凸ロールと平滑ロールの温度を１
４０℃にした以外は、実施例１と同様にして吸水性不織
布を得、その品質を評価した。

【００３９】実施例１〜３及び比較例１〜３で得られた
結果を表１に示した。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１から分かるように、本発明により、置
換度が０．３５〜０．８の範囲で、純水吸水量と生分解
性に極めて優れた吸水性不織布が得られる（実施例１〜
３）。これに対して、複合不織布にカルボキシアルキル
化と架橋のための水性反応液を含有させた後、反応液中
の水の割合を調整しなかった場合は、所定の置換度が得
られず、結果的に吸水性不織布の吸水量が少ないものと
なる（比較例１）。又、反応液中の水を蒸発させ過ぎ
て、所定の水の割合よりも少なくなると、吸水量が少な
い吸水性不織布となってしまう（比較例２）。スパンボ
ンド不織布が従来から用いられているポリプルピレン樹
脂からの長繊維で構成されていると、置換度を高くすれ
ば吸水量は、極めて優れているものの、パルプ繊維の部
分のみが微生物によって分解されるだけで、ポリプロピ
レン樹脂による長繊維は分解されないので生分解性がな
く、本発明の目的には適さない（比較例３）。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、使い捨て紙おむつ、生理用品
などの衛生材料分野、土壌保水材、育苗用シート等の農
業資材分野、食品鮮度保持材、脱水材などの食品分野、
更には建築材料等として広範囲に使用できる、生分解性
を有する吸水性不織布を提供するという効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０４Ｈ 1/46 Ｄ０４Ｈ 3/16 3/16 Ａ６１Ｆ 13/18 ３０３

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性を有し、微生物によって分解可
能な、グリコールと脂肪族ジカルボン酸又はその誘導体
成分を構成単位として含む、脂肪族ポリエステル樹脂を
溶融紡糸し、多数の長繊維フィラメントを捕集してウェ
ブとした後、該ウェブに規則的で断続的な自己融着区域
を設けて得られるスパンボンド不織布の片面に、パルプ
繊維よりなる紙シートを積層した後、紙シート側からス
パンボンド不織布側に向けて高圧水柱流を貫通させ、パ
ルプ繊維と不織布の長繊維とを交絡一体化させてなる複
合不織布において、該パルプ繊維が架橋されたカルボキ
シアルキル基を有することを特徴とする吸水性不織布。