JPS6342917A - 吸着活性繊維の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は吸着活性繊維の製造方法に関するものである。

さらに詳しくいえば、本発明は、空気中の微細粒子、臭
気成分、有害成分、あるいは液中の金属イオン、非イオ
ン性微量成分、悪臭成分、有害成分などの吸着除去によ
る消臭、脱臭、無害化などに好適に用いられる、吸着剤
を包括したアルギン酸系繊維から成る吸着活性繊維を効
率よく製造する方法に関するものである。

従来の技術 近年、吸着機能を有する繊維製品は、環境衛生をはじめ
、多くの分野において幅広く用いられている。例えば高
令化社会における寝たきり老人の生活環境衛生や看護の
改善に必要とされている老人用衛生材料用品、消臭、無
臭化機能をもつ生理衛生材料、園芸産地における特殊園
芸野菜、果実などの異臭防止や鮮度保持用運送用品、工
場排水や排ガスなどにおける消臭、脱臭、脱色用のフィ
ルター、冷蔵庫収納用の防臭包装紙などに用いられてい
る。

これらの用途に用いられる吸着機能含有する繊維製品と
しては、従来、それ自体吸着機能を有する活性炭素繊維
や、粒状、不定形の吸着剤をシート形成性含有する短繊
維と混合抄紙して、繊維と繊維との交絡によって形成さ
れる細孔の中に該吸着剤を充てんさせることにより吸着
機能をもたせ之活性炭紙、ゼオライト紙、アミョン紙な
どが知られている。

発明が解決しようとする問題点 これらの従来知られている吸着機能をもつ繊維製品のう
ち、活性炭素繊維は単繊維強度が低く、シート’６形成
してもそれだけでは強度が十分でないという欠点を有し
ており、また、吸着剤ヲ轍維と繊維との交絡によって形
成される細孔に充てんさせた吸着紙は５細孔を自由にコ
ントロールすることができず、かつ該吸着剤が繊維から
摩擦などによって脱落、飛散しやすいなどの欠点を有し
ている。

また、吸着剤を種々の粘結剤で造粒して成形することも
知られているが、この粘結剤は繊維形成性を有していな
いために、繊維状に成形することはできない。

本発明は、このような従来の吸着機能を有する繊維製品
が有する欠点を改良し、単繊維強度が強く、かつ摩擦な
どによって吸着剤が脱落や飛散することのない上に、極
めて吸着活性機能に優れ、さらに微細粒子の除去などの
フィルター効果をももつ繊維製品を与えつる吸着活性繊
維全提供することを目的としてなされたものである。

問題点を解決するための手段 ところで、アルギン酸は、α−（１，４）−Ｌ−グルロ
ン酸とβ−（１，４）−Ｄ−マンヌロン酸力ら成る直鎖
状ポリマーで、多糖類の１種であり、海藻、特に褐藻類
の細胞膜や細胞間隙物質として、広く天然界に存在して
いる。このアルギン酸は、現在、比較的安価な工業原料
として、食品分野では、アイスクリームの安定剤、増粘
剤、乳化安定剤、ビール泡持安定剤などに、繊維分野で
は、紡糸糊、捺染糊、仕上糊などに、さらに製紙分野に
おいては、サイズ剤などの用途に広く用いられている。

一方、アルギン酸アルカリ塩は曳糸性を肩することが知
られておシ、その水不溶性塩の長繊維は現在、外科用繊
維として使用されている。また、この長繊維は不織布と
して、あるいはニットされた織物として使用しうろこと
も知られており、さらにば、アルギン酸塩繊維から紙を
製造しうろことも知られている。

本発明者らは、優れた性能を有する吸着活性繊維を開発
するために鋭意研究を重ねた結果、該アルギン酸に着目
し、特定の粒径を有する粒状吸着剤と水溶性アルギン酸
塩を含有する水系ドープを湿式紡糸して得られた吸着剤
を包括したアルギン酸系繊維が前記目的に適合しうろこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。

すなわち、本発明は、紡糸ノズル吐出孔径の０．９倍以
下の粒子径含有する粒状吸着剤及び水溶性アルギン酸塩
を含有する水性ドープを調製し、次いでこのドープを紡
糸ノズルを通して凝固浴中に導入し湿式紡糸することを
特徴とする、吸着剤を包括したアルギン酸系繊維から成
る吸着活性繊維の製造方法を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明方法で用いられる粒状吸着剤の粒子径は、紡糸ノ
ズル吐出径の０．９倍以下であることが必要である。粒
子径が０．９倍を超える粒状吸着剤を使用すると、紡糸
時にノズルが少なくとも部分的に閉塞して、ドープの吐
出方向がノズル面に対して垂直にならず、表面に放出さ
れるドープが一部付着したまま凝固するために、得られ
た繊維表面が凹凸を有し、シートを形成させた場合に平
滑性が損われる。

この粒状吸着剤の添加量については、ドープを紡糸させ
る際に連続系の形成を妨げない程度の量が好ましく、こ
の量は該吸着剤の比重に大きく左方されるが、一般にゲ
ル化時の容積に対して５０チ以下、好ましくは３０％以
下の範囲で選ばれる。

粒状吸着剤としては、例えば活性炭、活性アルミナ、活
性シリカ、ゼオライト、ベントナイト、酸性白土、アミ
ョン、クリストバライトなトカ挙げられる。

水溶性アルギン酸塩としては、例えばアルギン酸のリチ
ウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩な
どの１価のアルカリ塩が挙げられる。これらの水溶性ア
ルギン酸塩はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上
組み合わせて用いてもよく、また、水系ドープ中のその
濃度は、重合度（でよって異なるが通常１００〜１２／
ｌの範囲で選ばれる。

本発明方法においては、紡糸及び粒状吸着剤の包括を妨
げない範囲で、該水性ドープに、例えばカルボキシメチ
ルセルロース、テン粉、に−カラギーナン、プルラン、
ペクチンなどの多糖類、ポリオキシメチレン、ポリアク
リル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリビニルア
ルコールなどの水溶性合成ポリマー、ゼラチン、アルブ
ミンなどの水溶性タンパク質などを含有させることがで
きる。

本発明方法においては、凝固浴として、水溶性アルギン
酸塩の陽イオンと交換してこれを不溶化しつる金属イオ
ンの水溶性塩又は有機又は無機酸を含む溶液が用いられ
る。このような水溶性塩としては、例えばカルシウム、
バリウム、ストロンチウム、アルミニウム、亜鉛、ニッ
ケル、コバルト、クロム、銅、マンガン、鉛などの金属
の塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、有機又は無機酸
としては酢酸、プロピオン酸、又は塩酸、硫酸などを挙
げることができる。これらの水、容法塩は単独で用いて
もよいし、また２種以上組み合わせて用いてもよい。

この凝固浴には、必要に応じ、繊維表面全変性するため
に、親水性の有機溶剤、例えばメタノール、エタノール
、アセトン、酢酸エチル、ギ酸エチル、酢酸アミド、ギ
酸アミドや各種の界面活性剤全添加することができる。

　　一 本発明方法においては、前記の水性ドープ全例えばギヤ
ーポンプなどにより定量的に、多数の吐出孔を備えた紡
糸ノズルから前記の凝固浴中に押出すことによって、吸
着剤全包括したアルギン酸系繊維が湿式紡糸される。

このようにして得られた吸着剤を包括したアルギン酸系
繊維から成る吸着活性繊維は、次に示す方法によって、
不織布又は紙状シートとすることができる。

すなわち、不織布の製造方法については、例えば該繊維
全少量の水中に二次元的シートになるように拡げ、かつ
繊維を不規則に交絡させることによυ、ゲル繊維が相互
に結着してランダムなネットワークが形成されるので、
これを乾燥すれば、吸着剤を包括した繊維から成る不織
布が得られる。

一方、紙状シートの製造方法については、例えば該繊維
を１．０〜２Ｑ、Ｑｍｉ＋、好ましくは２．０〜１０．
０ｙＩＩｍに裁断して短繊維となし、単独で、あるいは
セルロースパルフ、レーヨン、ポリオレフィン、ポリエ
ステル、ポリアクリル、ポリアミドなどの短繊維と混合
し、さらに必要ならばバインダーを用い、公知の方法に
よって湿式法で抄造したのち、得られた湿紙を乾燥する
ことにより、吸着剤を包括した繊維から成る紙状シート
が得られる。

本発明方法により得られる吸着活性繊維及びこれを用い
て成る不織布及び紙状シートは、（１）該繊維において
は、吸着剤をその繊維内に包括しているために、繊維表
面のアルギン酸分子は繊維間結合形成能ヲ育しているの
で、シート形成時に適切な条件を選べばバインダーなし
でも自己接着することができる、 （２）アルギン酸繊維のもつ強度全かなり保持している
ので、活性炭素繊維のようにそれ自体吸着機能を有する
繊維よりはるかに単繊維強度が太きい、（３）　　ｆｆ
ｌ維を構成するアルギン酸の機能と包括した吸着剤との
機能を合わせもつことができ、例えば生理衛生材料の場
合には、アルギン酸の止血機能と吸着剤の吸着機能とを
併持することが可能でちる、 （４）吸着剤として、比面積の飛躍的に大きなものを用
いることができるので、極めて大きな吸着活性能を保持
させることができる、 （５）吸着剤を繊維と繊維との交絡で形成された細孔に
充てんさせた吸着紙と異なり、該紙状シートは従来の紙
と同じように細孔を自由にコントロールしうるので、微
細粒子の除去など、フィルター効果を有し、かつ吸着剤
が繊維から摩擦などにより、脱落や飛散することがない
、 など優れた特徴を有している◇ 発明の効果 本発明方法により得られる吸着活性繊維は容易に不織布
や紙状シートとなすことができ、これらは前記したよう
な特徴金有することから、空気中の微細粒子、臭気成分
、有害成分、あるいは液中の金属イオン、非イオン性微
量成分、悪臭成分、有害成分などの吸着除去による消臭
、脱臭、無害化などに好適に用いられる。

具体的には、脱臭用紙おむつ、マット、枕カバー、肌着
類などの老人用衛生材料用品、生理衛生材料、園芸産地
における特殊園芸野菜、果実などの異臭防止や鮮度保持
用運送用品などのベース用繊維、紙、不織布など、ある
いは工場排水、排ガスなどにおける消臭、脱臭、脱色用
フィルターなどや、冷蔵庫収納用の防臭包装紙などに好
適に用いることができる。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 粒径１５μｍ以下の活性炭微粉末−〔武田薬品工業■製
、ＦＰ−Ｌ、　　Ｄｐ悶３．４μ口、最大１２μ〕１２
　？ｆ６ｔの水を入れたニーダ中に添加して均一に分散
したのち、これにアルギン酸ナトリウム〔君津化学工業
■製、タイプＨ１分子量６．３×１０”ダルトン１２４
Ｃ１ｉ少量ずつ添加し、十分混和して、活性炭ヲ憑濁し
たアルギン酸ナトリウムのドープ全調製した。

次に、このドープを細孔５０μｍ以下のセラミックフィ
ルターを通してろ過し、異物を除去したのち、ろ過した
ドープｓｔｙ湿式紡糸機の原液供給槽に移し、減圧下で
一昼夜放置して脱泡させた。

次いで、とのドープを吐出速度１３　、７７７　ｍｉｎ
で、０．１０朋の円形の細孔１０００ホールｆｆｉ！す
るノズルを通して、５重量襲の塩化カルシウム水溶液か
ら成る凝固浴中に紡出させ、第１、第２及び第３ゴセツ
トをそれぞれ２１．０．２１．５及び２５．Ｏｒｐｍの
速度で回転して巻取った。第２浴及び第３浴はいずれも
水浴を用いた。延伸倍率は１．１９である。活性炭によ
るノズル孔の詰りは全くみられず、活性炭約５重量％全
繊維内に包括したアルギン酸カルシウム繊維が得られた
。

次に、このようにして得られた繊維束を長さ３０ｍに切
断し、少量の水に懸濁させ、軸に直角な方向に繊維が交
絡して、できるだけ繊維の疎密ができないようにガーゼ
状て引き伸ばし、次いで乾燥させて、活性炭全包括した
繊維から成る不織布を作成した。

一方、該繊維を繊維長３　、　Ｑ　冨ｍの長さに切断し
、繊維濃度が０．１５重量％になるように水を加えて、
離解機で３０分間離解したのち、６カツトのフラットス
クリーンで未離解の繊維塊を除去した。次いで、Ｊ工５
Ｐ８２０９に演じて坪量約６０９／ｍ”の紙を作成した
。

これらの試料について、アンモニア吸着試験及びＪ工５
Ｋ１４７４に準じヨウ素吸着試験を行った。

その結果を第１表に示す。

なお、アンモニア吸着試験は、試料５．０２に対して、
２００ｐｐｍアンモニア水５−ｆ、散布し、５．７００
−のビニル袋にて３時間放置後、ビニル袋中の空気をネ
スラー試薬２００ｒｎｔ中に吹込み、アンモニアによる
溶液の着色度を波長４００　ｎｍにおける吸光度で求め
た。

、／′ 実施例２ 実施例１において、活性炭の代りに銅ゼオライト〔日本
化学工業■爬、平均粒径０．３〜０．８μｍ以下］１２
ｒ’ｉ用いて、はぼ同一条件にて銅ゼオライトヲ包括し
たアルギン酸カルシウム繊維、不織布及び紙を作成した
。紙の場合は密度０．６？／洲、比破裂強さ１．９であ
った。これらの試料についてアンモニア吸着試験及びヨ
ウ素吸着試験を行った。その結果を第２表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　紡糸ノズル吐出孔径の０．９倍以下の粒子径を有す
   る粒状吸着剤及び水溶性アルギン酸塩を含有する水性ド
   ープを調製し、次いでこのドープを紡糸ノズルを通して
   凝固浴中に導入し湿式紡糸することを特徴とする、吸着
   剤を包括したアルギン酸系繊維から成る吸着活性繊維の
   製造方法。