JPS63219618A - 吸水性繊維の製造方法 - 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】 本発明は吸湿あるいは吸水による繊維物性の低下や寸法
変化の少ない吸水性繊維の製造方法に関する。

自重の数倍以上の水を吸水する吸水性繊維は一般的に吸
水時ゲル状態となって著しく強力を失ったり、高湿時に
は吸湿して繊維長が不可逆的に収縮する欠陥があり、こ
のためこの種の材料は吸湿による寸法変化のため用途が
限定されたり繰り返し使用する用途に対して使用できな
かったり、使用するにしても過度の対策を要するなどの
問題がある。

この欠陥に対し、特開昭４９−５０２１７号に見られる
ごとく、疎水性の補強成分との複合化を計るなどの提案
がなされているが、高Ｗ潤性のヒドロゲルと疎水性補強
成分との接着が悪いなど必ずしも満足すべき状態にない
。

本発明者らはかかる現状に対し吸水あるいは吸湿時の寸
法変化や物性低下の少ない吸水繊維を目標に鋭意研究中
のところ、ポリビニルアルコールとポリカルボン酸塩を
不完全混合した紡糸原液を紡糸することにより湿潤時の
同成分が剥離し難い繊維が得られることを見いだし、さ
らにその詳細について追求した結果遂に本発明に到達し
た。

すなわち本発明は。

（Ａ）少なくとも　３ｍ５ｑ、　／ｇのカルボキシル基
を有しその５〜７５％がアルカリ金属塩又はアミン塩と
なっているポリカルボン１１．（Ｂ）重合度５００〜３
０００のポリビニルアルコールおよび（Ｃ）該ポリカル
ボンに対し０．１〜５重量％の多価アルコール。

を必須成分とし、うちＡ、Ｈについては別溶液として調
整しノズル直前またはノズル部でＡ／Ｂ（重量比）が０
．２〜５．０でかつＡ、Ｂが微視的に不完全な混合状態
である混合水溶液となし、これを乾式法により紡糸し、
熱処理することを特徴とする吸水性繊維の製造方法 であり２本発明によって得られる吸水性繊維は。

通常のｇ織工程に十分耐える繊維物性を備えており１編
織物、不織布、糸巻状、詰め綿状など任意の形態に加工
して、吸水あるいは吸湿による物性低下２寸法変化の少
ない特徴を生がし繰り返し使用する用途などに使用する
ことができる。

本発明によってこのような優れた特性を備えた吸水性繊
維が得られる原因については明らかではないが吸水性能
を付与するポリカルボン酸塩の相と補強効果をもたらす
熱処理されたポリビニルアルコールの相がそれぞれ分離
して機韓し、しかも両者はその界面において形成された
エステル結合により完全に一体化していることが寄与し
ていると考えられる。

以下１本発明について具体的に説明する。

本発明法に於いてｙＫ科として用いることのできるポリ
ビニルアルコールとしては、乾式紡糸法に適した濃度と
粘度の関係を満足するために平均重合度５００〜３００
０．鹸化度については耐水性を付与するうえで９５＋＋
＋ｏ　ｌｓ％以上であることが必要であり。

より好ましくは平均重合度１０００〜２５０Ｇ、鹸化度
９９ｆｆｉｏ１１１％以上である。

本発明法に於いて、もう一方の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、Ｓ水マレイン酸などカルボキ
シル基を有するモノビニル七ツマ−１これらビニルモノ
マーのアルカリ金属塩または１価７ミン塩から選ばれた
七ツマ−の単独重合物、あるいはこれらの七ツマ−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７Ｆイ
ド、メタクリルアマイド、アクリルニトリル、７゛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
一種の七ツマ−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カルボキシル基量は、
少ない場合十分な吸水性を得ることができず、少なくと
も　３ｍａｑ／Ｈ以上である必要がある。

また平均重合度が低いと、吸水時に繊維からの溶出成分
が多くなる傾向がみられ、逆に平均重合度が高くなると
紡糸原液を加温しても粘度が高くなりすぎ紡糸できず、
逆に濃度を下げ粘度を紡糸に好適な範囲に合わせても含
有水分が多くなって紡糸は困難であり重合度はｔｏｏｏ
〜３００００である必要がある。

さらに、カルボキシル基の　５〜７５％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。

ジェタノールアミン、トリエタノールアミンなどの１価
７ミンとの塩になっている必要がある。

これはカルボキシル基の７５％以上が中和されていると
多価アルコールとの梁構反応が起こり難くなったり、ア
クリル酸のホモポリマーのようにカルボキシル基が多い
場合には脱水力が強くなり。

ポリビニルアルコールの紡糸原液と接する際にポリビニ
ルアルコールを凝固させてしまうなどの弊害が生じるた
めである。

以上の条件を満たすポリカルボン酸の特に好ましい例と
して、ｍ今度２０００〜ｔｏｏａｏのポリアクリル酸で
その【０〜５０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、ジェタ
ノールアミンおよびトリエタノールアミンのうち少なく
とも一種の塩が挙げられる。

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、具体例としてエチレン
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、ポリエチレングリフール。

グリセリン、プロピレングリコール２．ジェタノールア
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、マンニッ
ト、ペンタエリスリトール、マンニタン、ショＷ、ブド
ウ糖などが挙げられる。

これらの多価アルコールは、前記ポリカルボン酸に対し
少なすぎると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、逆に過剰になると過剰の多価アルコ
ールは可盟剤として働き繊維物性を損なうことがあるの
で通常Ｑ、Ｌ〜２ｗｔ％の範囲で使用する。０．２〜２
ｗｔ％がより好ましい範囲である。

以上の条件を満たすポリビニルアルコールおよびポリカ
ルボン酸はそれぞれ別の水溶液として調製するが、多価
アルコールについては一般的にポリビニルアルコール側
に混合するが、ポリカルボン酸の中和度が高く保温中に
ゲル化の恐れがない場合などにはポリカルボン酸に添加
することもできる。

なお、未中和のポリカルボン酸を原料とする場合には溶
解工程において、水とともに所定五のアルカリ金腐水酸
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とした紡糸原液を得るこ
とができる。

かくして調製された二種類の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
り定量的に送り出され不完全に混合された後、速やかに
ノズル孔より吐出される必要がある。ここで混合が完全
に行なわれると乾燥−延伸−熱処理の工程中でエステル
結合が形成され、繊維の延伸ができないばかりか得られ
るものは吸水性や伸度のない極めて脆弱な繊維となって
しまう。

これらの異なる原液を不完全に混合するには。

ノズル部の直前の配管部に設置したスタチックミキサー
、あるいはスタチックミキサーをノズルブロック内に組
み込んだノズルを用いるなどスタチックミキサーの静的
混合作用を利用するか、サイドバイサイド、鞘−芯、海
−島などの複合紡糸用ノズルを使用することにより目的
を果たすことができる。

スタチックミキサーの場合そのエレメント数が多すぎる
と完全混合に近い効果が得られるのでその数は多すぎな
いことが肝要であり、１０エレメント以下とする必要が
あり、　２〜１０工レメント程度で好ましい効果が得ら
れる。

ここでポリアクリル酸に対するポリビニルアルコールの
比はその混合状態によっても大きく影響されるが、一般
的にポリビニルアルコールが多いと吸水性は抑えられＭ
１１部度の高いＭ＆維が得られ。

ポリアクリル酸が多い場合はその逆となり、これらのバ
ランスより比は０．２〜５とする必要がある。

このような負性で混合された二種類の原液は熱凰中に吐
出され延伸−熱処理されることにより吸水性繊維として
巻き取られる。ここで延伸は　１４０〜２４０℃テ２〜
６倍、熱処理は１５０〜２５０　’Ｃｔ’数秒〜数十秒
で目的を達することができる。

本発明によって得られる吸水性繊維は１通常の編識工程
に十分耐える繊維物性を備えて・おり、編織物、不織布
、糸巻状、詰め綿状など任意の形態に加工して、吸水あ
るいは吸湿による物性低下。

寸法変化の少ない特徴を生かし繰り返し使用する用途な
どに使用することができる。

以下ＡＭ例によりより具体的に本発明の説明を続ける１
例中１部は重量部の意味である。

実施例１ 重合度１２００．鹸化ｆｉ　９９．９モル％のポリビニ
ルアルコール５０部とグリセリン　１．０部とを水で溶
解し、温度１００℃、ポリビニルアルコール濃度３４，
５ｖｔＸの紡糸ｆ７に液Ａを得た。

一方１重合度５００ｑのポリアクリル酸の２５ｖｔｘ水
１８液（東亜合成化学工業ＫＫ説、商品名アロン＾−１
ｏｌｌ）に当量分の２５％の苛性ソーダを添加溶解サセ
タ後−：ｈヲｆｉ［Ｌ、ＷＪｌｉ　３４．６１ＦｔＸ、
　＠度Ｌ００℃の紡糸原液Ｂを得た。

これらの紡糸原液を、別々のタンクに　！、　Ｇ　Ｏ’
Ｃで保温し、その低部よりギヤーポンプによりＡ／Ｂ（
固形分比）が１７１の供給比で配管途中にａｔした７エ
レメントのスタチックミキサーを通し。

不完全に混合しノズルブロックに送り込み、孔径１００
μ、１００ホールのノズルより　１２Ｇ’Ｃの熱風中に
吐出した。

これを約４メートルの乾燥ゾーンを通る間、１．４倍の
ドラフトを掛けつつ乾燥させ、ついで　１８０℃で４．
５倍延伸し、最後に２３０℃で１５秒間熱処理をし目的
とする吸水性ｍ維を得た。

このものは７５０デニール／ｌＯ【フィラメントのフィ
ラメント糸であり、２０℃ｌｆａ度６５％でａｍした状
態で強度２．３　ｇ／ｄ、伸度１８．　ｉｘの繊維物性
と。

３６℃の純水および０．９％食塩水中でそれぞれ自重の
３１倍、１３倍の吸水能と　０．６ｇ／ｄ、　１．１ｇ
／ｄの強力を備えていた。また乾燥したＪ＠ＩＩを純水
に浸漬することにより僅か８．８％のａｍ長の収縮が見
られたがこのものをさらに風乾−純水浸漬を数回繰り返
してもこの繊維を構成するポリビニルアルコール相およ
びポリアクリル酸相の界面での剥離は全＜１３！祭でき
なかった。

これより得られた吸水性繊維は１通常の編織工程に十分
耐える繊維物性を備えており１編織物。

不織布、糸巻状、詰め綿状など任意のＰｉｌｍに加工し
て、吸水あるいは吸湿による物性低下１寸法変化の少な
い特徴を生がし繰り返し使用する用途に適応できる。

なお本例において、苛性ソーダの添加量をポリアクリル
酸の当量の８０％とした場合には、紡糸原液Ａ、Ｂがス
タチックミキサーおよびノズルブロック内でポリアクリ
ル酸の強い塩析作用のためポリビニルアルコールの凝固
が起こり紡糸は出来なかった。

またスタチックミキサーを１５エレメントとした場合に
は、延伸が出来ず、止むを得ず未延伸糸を熱処理したも
のは、極めて硬く脆い、吸水能のないものであった。

実施例２ 鞘芯型ノズルを用い、芯に上記紡糸原液Ａ、Ｎに同Ｂを
用い、ポリビニルアルコール／ポリアクリル酸が重量比
で３７２になるように配した２２０テ゛ニール／２０フ
イラメントの鞘芯型ノズルを、延伸倍率４倍、熱処理２
３０℃１０秒間の条件で祷た。

このものは実施例１で得られた吸水性繊維に比ベポリア
クリル酸がａｌｌの外周（鞘部）に極在するため、湿潤
時、ヒドロゲルが摩擦などで破壊され易い傾向があるが
１反面、乾湿寸法変化が僅か４　％の収縮であるな　ど
テ”イメンジ■ン　スタビリティ−は改良されていた。

また、３６℃の純水に対する吸水能が自重の３４倍。

強力　１．９　ｇ／ｄ、伸度ｔａＸ（いずれも２０℃、
６５％ＲＨで調湿後の瀾定値）で、湿潤強力は０．９　
ｇ／ｄあり、純水浸漬−風乾を数回繰り返しても目立っ
た性能変化はｌ１１１祭されなかった。

本例においてａ糸原液Ａのグリセリンに代えエチレング
リコール、トリエチレングリコールをそ九ぞれ単独で同
量用いた場合、吸水能はそ九ぞれ６２倍、７５倍であっ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）少なくとも　３ｍｅｑ．／ｇのカルボキシル基を
   有しその５〜７５％がアルカリ金属塩又はアミン塩とな
   っているポリカルボン酸、 （Ｂ）重合度５００〜３０００のポリビニルアルコール
   および （Ｃ）該ポリカルボンに対し０．１〜５重量％の多価ア
   ルコール、 を必須成分とし、うちＡ、Ｂについては別溶液として調
   整しノズル直前またはノズル部でＡ／Ｂ（重量比）が０
   ．２〜５．０でかつＡ、Ｂが微視的には不完全な混合状
   態である混合水溶液となし、これを乾式法により紡糸し
   、熱処理することを特徴とする吸水性繊維の製造方法