JP2006002310A - Composite fiber structure, method for producing the same and liquid absorbing material composed of the composite fiber structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合繊維構造体、その製造方法及びこの複合繊維構造体からなる吸液体に関する。更に詳しくは、特定の複合多層構造を有し、吸液性能及び強度特性のいずれにおいても優れる複合繊維構造体、その製造方法及びこの複合繊維構造体からなる吸液体に関する。 The present invention relates to a composite fiber structure, a method for producing the same, and a liquid absorbent comprising the composite fiber structure. More specifically, the present invention relates to a composite fiber structure having a specific composite multilayer structure and excellent in both liquid absorption performance and strength characteristics, a method for producing the same, and a liquid absorption comprising the composite fiber structure.
不織布を始めとする繊維材料は、医療用材料等の分野で血液や滲出液等の体液吸収体、包帯及び創傷被覆材として、また、おむつ等の家庭衛生用品として、更には、吸水性シートや吸水性マット等の家庭用品として、用いられている。このような繊維材料には、吸液量等の吸液性能のほかに、常態強度（乾燥強度）、湿潤強度及び湿潤時強度保持率（湿潤強度／常態強度の比率）の強度特性においても優れることが求められている。 Non-woven fabric and other fiber materials are used in the fields of medical materials and the like as body fluid absorbers such as blood and exudate, bandages and wound dressings, as household hygiene products such as diapers, It is used as household goods such as water absorbent mats. Such a fiber material is excellent not only in liquid absorption performance such as liquid absorption, but also in strength properties of normal strength (dry strength), wet strength and wet strength retention (ratio of wet strength / normal strength). It is demanded.
このような繊維材料としては、カルボキシメチルセルロースが古くから用いられている。例えば、特許文献１では、グルコース残基１個当たりのカルボキシアルキル基平均置換度が約０．３５以上のカルボキシアルキルセルロースアルカリ金属塩の吸収性繊維からなる圧縮体を含んで成り、上記カルボキシアルキルセルロースアルカリ金属塩の吸収性繊維が室温で不溶ではあるが膨潤性になるように熱処理されている吸収性手当用品が開示されている。ここで、熱処理後のカルボキシアルキルセルロースアルカリ金属塩の繊維は、カルボキシル基とグルコース残基中の残存ヒドロキシル基とから形成される内部エステル構造を有していると推定されている。この吸収性手当物品は、膨潤性に優れているが、湿潤強度に問題がある。 As such a fiber material, carboxymethyl cellulose has been used for a long time. For example, Patent Document 1 includes a compressed body composed of an absorbent fiber of a carboxyalkyl cellulose alkali metal salt having an average degree of carboxyalkyl group substitution per glucose residue of about 0.35 or more, and the carboxyalkyl cellulose described above. An absorbent dressing is disclosed in which the alkali metal salt absorbent fibers are heat-treated to be insoluble but swellable at room temperature. Here, it is presumed that the fiber of the carboxyalkyl cellulose alkali metal salt after the heat treatment has an internal ester structure formed from a carboxyl group and a residual hydroxyl group in a glucose residue. This absorbent dressing article is excellent in swelling property, but has a problem in wet strength.
特許文献２には、再生繊維の連続フィラメントからなる不織布にカルボキシメチル化処理を行ってカルボキシメチルセルロースナトリウム塩化した不織布を、更にメチロール化メラミン等の架橋剤で処理して不織布全域を架橋構造化した吸収性不織布が開示されている。この架橋構造の形成により、強度はある程度向上するが、それでも十分ではなく、他方、上記の架橋構造により膨潤性が抑制される。 Patent Document 2 discloses an absorbent in which a nonwoven fabric made of continuous filaments of regenerated fibers is subjected to a carboxymethylation treatment and carboxymethylcellulose sodium chloride is further treated with a crosslinking agent such as methylolated melamine to form a crosslinked structure throughout the nonwoven fabric. A non-woven fabric is disclosed. Although the strength is improved to some extent by the formation of this crosslinked structure, it is still not sufficient, and on the other hand, the swellability is suppressed by the crosslinked structure.
特許文献３には、ポリノジックセルロース繊維にカルボキシメチルナトリウム塩化処理をし、次いで熱融着性ポリエステル繊維やアクリル系高吸水性繊維と混綿してウエブを得た後、これをニードルパンチングするか、熱処理又は架橋剤使用による架橋を行わせて、吸水性の不織布を得ている。この方法によって得られた不織布は、常態強度に優れているが、やはり、湿潤強度が十分ではない。 Patent Document 3 discloses that polynosic cellulose fiber is subjected to carboxymethyl sodium chloride treatment, then mixed with heat-fusible polyester fiber or acrylic superabsorbent fiber to obtain a web, and then subjected to needle punching or heat treatment. Alternatively, crosslinking using a crosslinking agent is performed to obtain a water-absorbing nonwoven fabric. The nonwoven fabric obtained by this method is excellent in normal strength, but still has insufficient wet strength.
特許文献４には、セルロース繊維を主体として構成された不織布のセルロース繊維をアルカリ金属カルボキシメチル化することによって得られる易崩壊性不織布が開示されている。「易崩壊性」が、水中の振動で容易に崩壊することを意味することから分かるように、この不織布の湿潤強度は小さい。 Patent Document 4 discloses an easily disintegratable nonwoven fabric obtained by alkali metal carboxymethylation of cellulose fibers of a nonwoven fabric mainly composed of cellulose fibers. As can be seen from “easily disintegrating” means that it easily disintegrates by vibration in water, the wet strength of this nonwoven fabric is small.
特許文献５には、５０〜９５重量％の織物繊維（ｔｅｘｔｉｌｅ ｆｉｂｅｒ）、好ましくはセルロース繊維と、５〜５０重量％のゲル形成性繊維、好ましくはカルボキシメチル化セルロースアルカリ金属塩とからなる非固着性の創傷被覆材が開示されている。この創傷被覆材は、織物繊維とゲル形成性繊維とを混綿して形成されたウエブ形状のものである。しかしながら、このものは、乾燥時及び湿潤時のいずれにおいても、強度が低い。
このように、従来知られている繊維材料には、吸液性能及び強度特性に対する全ての要求を十分に満たすものはないのが現状である。
Patent Document 5 discloses non-sticking comprising 50 to 95% by weight of textile fibers, preferably cellulose fibers, and 5 to 50% by weight of gel-forming fibers, preferably carboxymethylated cellulose alkali metal salts. Sex wound dressings are disclosed. This wound dressing is of a web shape formed by blending woven fibers and gel-forming fibers. However, this has low strength both when dry and when wet.
As described above, there are currently no known fiber materials that sufficiently satisfy all the requirements for the liquid absorption performance and the strength characteristics.
本発明は、このような状況の下になされたものであって、吸液性能及び強度特性に優れた複合繊維構造体、その製造方法及びこの複合繊維構造体からなる吸液体を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and provides a composite fiber structure excellent in liquid absorption performance and strength characteristics, a method for producing the same, and a liquid absorbent comprising the composite fiber structure. Objective.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を進めた結果、特定構造を有する複合繊維構造体を用いればよいことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
かくして、本発明によれば、カルボキシアルキル化セルロース繊維と非セルロース繊維とから構成される複合繊維構造体であって、複合繊維構造体の厚み方向と直角の方向に少なくとも二次元構造を有するように形成された非セルロース繊維層の少なくとも１層と、複合繊維構造体の厚み方向においてこの非セルロース繊維層に積層されたカルボキシアルキル化セルロース繊維層の少なくとも１層とからなり、カルボキシアルキル化セルロース繊維層を構成する繊維の少なくとも一部が非セルロース繊維層を構成する繊維と交絡していることを特徴とする複合繊維構造体が、提供される。
As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have found that a composite fiber structure having a specific structure may be used, and the present invention has been completed based on this finding.
Thus, according to the present invention, a composite fiber structure composed of carboxyalkylated cellulose fibers and non-cellulosic fibers has at least a two-dimensional structure in a direction perpendicular to the thickness direction of the composite fiber structure. A carboxyalkylated cellulose fiber layer comprising at least one formed non-cellulose fiber layer and at least one carboxyalkylated cellulose fiber layer laminated on the non-cellulose fiber layer in the thickness direction of the composite fiber structure. A composite fiber structure is provided in which at least a part of the fibers constituting the material is entangled with the fibers constituting the non-cellulose fiber layer.
本発明の複合繊維構造体は、非セルロース繊維層とその片面に積層されたカルボキシアルキル化セルロース繊維層との２層からなるものであってもよい。
また、本発明の複合繊維構造体は、非セルロース繊維層からなる中間層と、この層の両面に積層されたカルボキシアルキル化セルロース繊維層とからなるものであってもよい。
本発明の複合繊維構造体において、カルボキシアルキル化セルロース繊維がアルカリ金属カルボキシアルキル化繊維であることが好ましく、アルカリ金属カルボキシアルキル化繊維がアルカリ金属カルボキシメチル化繊維であることが更に好ましい。
また、本発明の複合繊維構造体において、常態強度に対する湿潤強度の比率は、好ましくは３％以上である。
本発明の複合繊維構造体において、非セルロース繊維層が熱融着繊維を含んでなり、この熱融着繊維により、非セルロース繊維層を構成する繊維の少なくとも一部が互いに結合されていることが好ましい。
また、本発明の複合繊維構造体において、複合繊維構造体中の非セルロース繊維とカルボキシアルキル化セルロース繊維との比率が、重量比で、１０／９０〜７０／３０であることが好ましい。
The composite fiber structure of the present invention may be composed of two layers, a non-cellulose fiber layer and a carboxyalkylated cellulose fiber layer laminated on one side thereof.
The composite fiber structure of the present invention may be composed of an intermediate layer composed of a non-cellulose fiber layer and a carboxyalkylated cellulose fiber layer laminated on both surfaces of this layer.
In the composite fiber structure of the present invention, the carboxyalkylated cellulose fiber is preferably an alkali metal carboxyalkylated fiber, and the alkali metal carboxyalkylated fiber is more preferably an alkali metal carboxymethylated fiber.
In the composite fiber structure of the present invention, the ratio of the wet strength to the normal strength is preferably 3% or more.
In the composite fiber structure of the present invention, the non-cellulosic fiber layer includes a heat-sealing fiber, and at least some of the fibers constituting the non-cellulosic fiber layer are bonded to each other by the heat-sealing fiber. preferable.
Moreover, in the composite fiber structure of the present invention, it is preferable that the ratio of non-cellulosic fibers and carboxyalkylated cellulose fibers in the composite fiber structure is 10/90 to 70/30 in weight ratio.
本発明の複合繊維構造体は、少なくとも１層の少なくとも二次元構造を有する非セルロース繊維層とこの非セルロース繊維層の厚み方向に積層された少なくとも１層のセルロース繊維層とからなり、セルロース繊維層を構成する繊維の少なくとも一部が非セルロース繊維層を構成する繊維と交絡している複合繊維構造体を、カルボキシアルキル化処理に付してセルロース繊維をカルボキシアルキル化することにより製造することができる。 The composite fiber structure of the present invention comprises at least one non-cellulose fiber layer having at least a two-dimensional structure and at least one cellulose fiber layer laminated in the thickness direction of the non-cellulose fiber layer. The composite fiber structure in which at least a part of the fibers constituting the fiber is entangled with the fibers constituting the non-cellulose fiber layer can be produced by subjecting the cellulose fiber to carboxyalkylation by subjecting it to a carboxyalkylation treatment. .
本発明の複合繊維構造体の製造方法において、少なくとも１層の少なくとも二次元構造を有する非セルロース繊維層の厚み方向に少なくとも一層のセルロース繊維層を積層して多層繊維構造体を作製し、セルロース繊維層を構成する繊維の少なくとも一部を非セルロース繊維層を構成する繊維とスパンレース法を用いて交絡させることにより、非セルロース繊維層の厚み方向にセルロース繊維層が形成された複合繊維構造体を形成し、これをカルボキシアルキル化処理に付してセルロース繊維をカルボキシアルキル化することが好ましい。 In the method for producing a composite fiber structure of the present invention, at least one cellulose fiber layer is laminated in the thickness direction of at least one non-cellulose fiber layer having at least a two-dimensional structure to produce a multilayer fiber structure, and cellulose fibers A composite fiber structure in which a cellulose fiber layer is formed in the thickness direction of a non-cellulosic fiber layer by tangling at least a part of fibers constituting the layer with a fiber constituting a non-cellulose fiber layer using a spunlace method Preferably, the cellulose fiber is carboxyalkylated by forming and subjecting it to a carboxyalkylation treatment.
更に、本発明によれば、本発明の複合繊維構造体からなる吸液体が提供される。 Furthermore, according to this invention, the liquid absorption which consists of a composite fiber structure of this invention is provided.
本発明の複合繊維構造体は、吸液量等の吸液性能に優れ、且つ、常態強度、湿潤強度及び湿潤時強度保持率等の強度特性にも優れているので、医療用材料等の分野において血液や滲出液等の吸液体、包帯及び創傷被覆材として、また、おむつ等の家庭衛生用品として、更には、吸水性シートや吸水性マット等の家庭用品として、有用である。
また、本発明の複合繊維構造体の製造方法によれば、上記各特性に優れた複合繊維構造体を容易に得ることができる。
The composite fiber structure of the present invention has excellent liquid absorption performance such as liquid absorption, and is excellent in strength properties such as normal strength, wet strength, and wet strength retention, so that it can be used in fields such as medical materials. It is useful as a liquid absorbent such as blood and exudate, a dressing and a wound dressing material, as a household hygiene product such as a diaper, and as a household product such as a water absorbent sheet and a water absorbent mat.
Moreover, according to the manufacturing method of the composite fiber structure of this invention, the composite fiber structure excellent in each said characteristic can be obtained easily.
本発明の複合繊維構造体は、カルボキシアルキル化セルロース繊維と非セルロース繊維とから構成される複合繊維構造体であって、複合繊維構造体の厚み方向と直角の方向に少なくとも二次元構造を有するように形成された非セルロース繊維層の少なくとも１層と、複合繊維構造体の厚み方向において、この非セルロース繊維層に積層されたカルボキシアルキル化セルロース繊維層の少なくとも１層とからなり、カルボキシアルキル化セルロース繊維層を構成する繊維の少なくとも一部が非セルロース繊維層を構成する繊維と交絡していることを特徴とする。 The composite fiber structure of the present invention is a composite fiber structure composed of carboxyalkylated cellulose fibers and non-cellulose fibers, and has at least a two-dimensional structure in a direction perpendicular to the thickness direction of the composite fiber structure. Carboxyalkylated cellulose, comprising at least one non-cellulose fiber layer formed in the above, and at least one carboxyalkylated cellulose fiber layer laminated on the non-cellulose fiber layer in the thickness direction of the composite fiber structure. At least a part of the fibers constituting the fiber layer is entangled with the fibers constituting the non-cellulose fiber layer.
本発明において、非セルロース繊維層は、主として非セルロース繊維から構成される。非セルロース繊維の比率は、重量比で、好ましくは６０％以上、より好ましくは８０％以上である。
非セルロース繊維層を構成する非セルロース繊維は、セルロース繊維以外の繊維であれば特に限定されないが、実質上カルボキシアルキル化されない繊維であることが好ましい。このような繊維としては、例えば、ポリエステル系繊維、アクリル系繊維、ポリアミド系繊維、アラミド繊維、ポリオレフィン系繊維、ビニロン繊維、ポリオキシメチレン繊維、ポリウレタン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維等の有機合成繊維；羊毛等の動物性天然繊維；ガラス繊維、カーボンファイバー繊維等の無機繊維；等を挙げることができる。これらの中でも、合成繊維が好ましく、とりわけ、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維等の有機合成繊維が好ましい。
In the present invention, the non-cellulose fiber layer is mainly composed of non-cellulose fibers. The ratio of non-cellulose fibers is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, by weight.
The non-cellulose fibers constituting the non-cellulose fiber layer are not particularly limited as long as they are fibers other than cellulose fibers, but are preferably fibers that are not substantially carboxyalkylated. Examples of such fibers include polyester fiber, acrylic fiber, polyamide fiber, aramid fiber, polyolefin fiber, vinylon fiber, polyoxymethylene fiber, polyurethane fiber, polyvinyl chloride fiber, and polyvinylidene chloride. Organic synthetic fibers such as fibers; animal natural fibers such as wool; inorganic fibers such as glass fibers and carbon fiber fibers; and the like. Among these, synthetic fibers are preferable, and organic synthetic fibers such as polyester fibers, polyamide fibers, and polyolefin fibers are particularly preferable.
非セルロース繊維の形態は、フィラメントであっても、更にこれを複数束ねて形成した糸条体であってもよく、具体的には、撚糸、モノフィラメント、マルチフィラメント、カバードヤーン、コアヤーンのいずれでもよく、また、伸縮加工や嵩高加工等の加工をされたものであってもよい。
非セルロース繊維は、一種類を単独で用いてもよく二種類以上を併用してもよい。
The form of the non-cellulosic fiber may be a filament or a thread formed by bundling a plurality of these, and specifically, any of twisted yarn, monofilament, multifilament, covered yarn, and core yarn may be used. Further, it may be subjected to processing such as expansion / contraction processing or bulk processing.
A non-cellulose fiber may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
非セルロース繊維層は、複合繊維構造体の厚み方向と直角の方向に少なくとも二次元構造を有するように形成されていることが必要である。
本発明において、繊維が二次元構造を有するとは、単数又は複数の繊維がそれ自体で又は相互に接触ないし好ましくは結合して、平面ないし曲面を形成している構造をいう。結合の方法は、接着剤等による化学的結合であっても、ファンデアワールス力等による物理的結合であっても、単なる絡み合い等による機械的結合であっても、これらを複合したものであってもよい。
また、少なくとも二次元構造を有するとは、二次元構造又は三次元構造を有することをいう。
The non-cellulose fiber layer needs to be formed so as to have at least a two-dimensional structure in a direction perpendicular to the thickness direction of the composite fiber structure.
In the present invention, the term “fiber has a two-dimensional structure” means a structure in which a single or a plurality of fibers are in contact with each other or preferably bonded to each other to form a plane or a curved surface. The bonding method is a combination of chemical bonding using an adhesive, physical bonding using van der Waals force, or mechanical bonding using simple entanglement. May be.
Further, having at least a two-dimensional structure means having a two-dimensional structure or a three-dimensional structure.
少なくとも二次元構造を有する非セルロース繊維層の構造の具体例としては、織物、編物、不織布、ネット等のシート状物を挙げることができる。
織物の形状は、平織、綾織、朱子織等のいずれであってもよい。
編物の形状としては、経編及び緯編の各種編組織が利用できる。
不織布は、フリース形成法として、乾式法、湿式法及びスパンボンド法のいずれを使用したものであってもよく、繊維結合が、スパンレース法、ニードルパンチ法、ケミカルボンド法、ポイントシール法、サーマルボンド法等のいずれの方法で形成されたものであってもよい。
ネットは、複数の長繊維を網目が形成されるように適当な間隔をあけて配置し、これを熱融着や接着剤等の結合手段により繊維の少なくとも一部を互いに結合して形成したものを使用できる。
Specific examples of the structure of the non-cellulose fiber layer having at least a two-dimensional structure include sheet-like materials such as woven fabrics, knitted fabrics, nonwoven fabrics, and nets.
The shape of the woven fabric may be any of plain weave, twill weave, satin weave and the like.
As the shape of the knitted fabric, various knitting structures such as warp knitting and weft knitting can be used.
The nonwoven fabric may be any one of a dry method, a wet method, and a spunbond method as a fleece forming method, and the fiber bonding is a spunlace method, a needle punch method, a chemical bond method, a point seal method, a thermal method It may be formed by any method such as a bond method.
A net is formed by arranging a plurality of long fibers at appropriate intervals so that a mesh is formed, and by binding at least a part of the fibers to each other by a bonding means such as heat fusion or adhesive. Can be used.
非セルロース繊維層は、三次元構造を有していてもよい。
本発明において、三次元構造とは、単数又は複数の非セルロース繊維がそれ自体で又は相互に、三次元的に接触ないし好ましくは結合して、立体を形成している構造をいう。結合の方法は、接着剤等による化学的結合であっても、ファンデアワールス力等による物理的結合であっても、単なる絡み合い等による機械的結合であっても、これらを複合したものであってもよい。立体状（三次元）の構造の具体例としては、繊維を三次元方向にランダムに絡み合わせた三次元網目構造、上記面状（二次元）の構造の非セルロース繊維を複数繋ぎ合わせて三次元構造としたもの、等を示すことができる。
具体的な三次元構造を有するものの具体例としては、ニードルパンチ法、スパンレース法等により作成した不織布を挙げることができる。このような不織布は、主として二次元に繊維が配向した繊維ウエブを三次元方向に偏向させて繊維間の結合を形成させたものである。
The non-cellulose fiber layer may have a three-dimensional structure.
In the present invention, the three-dimensional structure refers to a structure in which one or a plurality of non-cellulosic fibers are in contact with each other or preferably in three dimensions to form a three-dimensional structure. The bonding method is a combination of chemical bonding using an adhesive, physical bonding using van der Waals force, or mechanical bonding using simple entanglement. May be. Specific examples of a three-dimensional (three-dimensional) structure include a three-dimensional network structure in which fibers are randomly entangled in a three-dimensional direction, and a plurality of non-cellulosic fibers having the above-mentioned planar (two-dimensional) structure connected to form a three-dimensional structure. The structure can be shown.
Specific examples of those having a specific three-dimensional structure include nonwoven fabrics prepared by a needle punch method, a spunlace method, and the like. Such a non-woven fabric is obtained by deflecting a fiber web in which fibers are oriented two-dimensionally in a three-dimensional direction to form a bond between the fibers.
非セルロース繊維層の構造は、複合繊維構造体中において、単一である必要はなく、面状（二次元）構造及び立体状（三次元）構造が混在していてもよい。
また、非セルロース繊維層の構造としては、カルボキシアルキル化セルロース繊維層と多くの交絡点が得られ、強い層間強度が得られ易い不織布が好ましい。
The structure of the non-cellulose fiber layer does not need to be single in the composite fiber structure, and a planar (two-dimensional) structure and a three-dimensional (three-dimensional) structure may be mixed.
Moreover, as a structure of a non-cellulose fiber layer, the nonwoven fabric from which a carboxyalkylated cellulose fiber layer and many entanglement points are obtained, and a strong interlayer strength is easy to be obtained is preferable.
非セルロース繊維層を構成する非セルロース繊維の繊維長は、特に限定されず、その構造によって適宜選択すればよい。
例えば、短繊維から作製する不織布である場合には、５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上がより好ましく、１５ｍｍ以上が更に好ましい。上限は、１５０ｍｍ程度である。極度に短い繊維を使用すると、得られる複合繊維構造体の強度が低くなるので、好ましくない。
The fiber length of the non-cellulose fibers constituting the non-cellulose fiber layer is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the structure.
For example, in the case of a nonwoven fabric made from short fibers, 5 mm or more is preferable, 10 mm or more is more preferable, and 15 mm or more is even more preferable. The upper limit is about 150 mm. Use of extremely short fibers is not preferable because the strength of the resulting composite fiber structure is lowered.
非セルロース繊維層の目付け量は、特に限定されないが、１０〜２５０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
非セルロース繊維層は、その形状（織物、編物、不織布等）に応じて、従来公知の方法によって製造することができる。
非セルロース繊維層の大きさは、複合繊維構造体の強度が不十分にならないように、複合繊維構造体の厚み方向に垂直な断面の半分以上、好ましくは全域を覆い得る大きさを有することが必要である。
The basis weight of the non-cellulose fiber layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 250 g / m 2 .
The non-cellulose fiber layer can be produced by a conventionally known method according to its shape (woven fabric, knitted fabric, nonwoven fabric, etc.).
The size of the non-cellulosic fiber layer may have a size that can cover more than half of the cross section perpendicular to the thickness direction of the composite fiber structure, preferably the entire region so that the strength of the composite fiber structure does not become insufficient. is necessary.
また、非セルロース繊維層に、ポリエステル系繊維、ポリオレフィン系繊維等の熱融着繊維を含有させ、この熱融着繊維を熱融着させることにより、非セルロース繊維層を構成する繊維の少なくとも一部を互いに結合させておくことが好ましい。
非セルロース繊維層は、複合繊維構造体の湿潤強度を保つ役割を果たすが、湿潤時には、非セルロース繊維層を構成する個々の非セルロース繊維間にも液体が浸入し繊維間の結合が弱まるので、非セルロース繊維層自体の強度も多少低下する。そのため、複合繊維構造体の全体強度もその影響を受けるが、非セルロース繊維層を構成する繊維の少なくとも一部を互いに熱融着により結合させておくことにより、湿潤時にも十分な強度を有する複合繊維構造体を得ることができる。
熱融着には、熱融着繊維を含有する編物、織物、不織布等を、熱風融着、加熱加圧融着、超音波融着する等の公知の方法が使用できる。
Further, at least a part of the fibers constituting the non-cellulosic fiber layer is obtained by adding heat-bonded fibers such as polyester fibers and polyolefin fibers to the non-cellulosic fiber layer and heat-bonding the heat-bonded fibers. Are preferably bonded to each other.
The non-cellulosic fiber layer plays a role of maintaining the wet strength of the composite fiber structure, but when wet, the liquid also penetrates between the individual non-cellulosic fibers constituting the non-cellulosic fiber layer, and the bond between the fibers is weakened. The strength of the non-cellulose fiber layer itself is also slightly reduced. For this reason, the overall strength of the composite fiber structure is also affected, but by combining at least a part of the fibers constituting the non-cellulosic fiber layer with each other by heat fusion, the composite has sufficient strength even when wet. A fiber structure can be obtained.
For heat fusion, known methods such as hot air fusion, heat-pressure fusion, ultrasonic fusion, etc. can be used for knitted fabrics, woven fabrics, nonwoven fabrics, and the like containing thermal fusion fibers.
本発明において、カルボキシアルキル化セルロース繊維層は、主としてカルボキシアルキル化セルロース繊維から構成される。カルボキシアルキル化セルロース繊維の比率は、重量比で、好ましくは６０％以上、より好ましくは８０％以上である。
カルボキシアルキル化セルロース繊維層を構成するカルボキシアルキル化セルロース繊維は、セルロース繊維のグルコース水酸基がカルボキシアルキル化されたセルロース繊維である。このようなカルボキシアルキル化セルロース繊維は、綿等の天然セルロース繊維；ビスコースレーヨン繊維、ポリノジック繊維や銅アンモニアレーヨン繊維、リヨセル繊維、モダル繊維等の再生セルロース繊維；等のセルロース繊維をカルボキシアルキル化することによって得ることができる。これらのカルボキシアルキル化繊維は、一種類を単独で用いてもよく、二種類以上を併用してもよい。これらのカルボキシアルキル化繊維の中でも、ポリノジック繊維、銅アンモニアレーヨン繊維等の再生繊維をカルボキシアルキル化したものが好ましい。
In the present invention, the carboxyalkylated cellulose fiber layer is mainly composed of carboxyalkylated cellulose fibers. The ratio of the carboxyalkyl cellulose fiber is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, by weight.
The carboxyalkylated cellulose fiber constituting the carboxyalkylated cellulose fiber layer is a cellulose fiber in which the glucose hydroxyl group of the cellulose fiber is carboxyalkylated. Such carboxyalkylated cellulose fibers include natural cellulose fibers such as cotton; regenerated cellulose fibers such as viscose rayon fiber, polynosic fiber, copper ammonia rayon fiber, lyocell fiber, and modal fiber; Can be obtained. These carboxyalkylated fibers may be used alone or in combination of two or more. Among these carboxyalkylated fibers, those obtained by carboxyalkylating regenerated fibers such as polynosic fibers and copper ammonia rayon fibers are preferable.
本発明において、カルボキシアルキル化とは、セルロース繊維のグルコース水酸基をカルボキシアルキル化することをいう。ここで、カルボキシアルキル基のアルキル基部分の炭素数は、通常、１〜３、好ましくは１〜２である。カルボキシアルキル化の具体例としては、カルボキシメチル化、カルボキシエチル化等を示すことができる。好ましくは、カルボキシメチル化である。
本発明においては、カルボキシルアルキル化において、カルボキシル基の水素原子をアルカリ金属等の金属で置換した形のアルカリ金属カルボキシアルキル化も、カルボキシアルキル化の概念に含む。
カルボキシルアルキル化のうち、アルカリ金属カルボキシアルキル化が好ましく、アルカリ金属カルボキシメチル化がより好ましい。
アルカリ金属としては、ナトリウムが好ましい。
In the present invention, carboxyalkylation means carboxyalkylation of the glucose hydroxyl group of cellulose fiber. Here, the carbon number of the alkyl group part of a carboxyalkyl group is 1-3 normally, Preferably it is 1-2. Specific examples of carboxyalkylation include carboxymethylation, carboxyethylation, and the like. Preferably, it is carboxymethylation.
In the present invention, in the carboxyl alkylation, alkali metal carboxyalkylation in which the hydrogen atom of the carboxyl group is substituted with a metal such as an alkali metal is also included in the concept of carboxyalkylation.
Of the carboxyl alkylations, alkali metal carboxyalkylation is preferred, and alkali metal carboxymethylation is more preferred.
As the alkali metal, sodium is preferable.
セルロース繊維のカルボキシアルキル化の方法は、従来公知の方法であればよく、特に限定されない。
本発明において、セルロース繊維のカルボキシアルキル化の程度は、出発物質とするセルロース繊維の種類及び形態によって異なるが、グルコース単位当たり平均で０．１５〜０．６個の水酸基がカルボキシアルキル化されている（平均置換度が０．１５〜０．６である）のが好ましく、平均置換度が０．２〜０．４であることがより好ましい。平均置換度がこの下限値以上にあることにより、水や体液に対する吸収性が優れ、他方、平均置換度が前記上限値以下にあることにより、複合繊維構造体の水や体液による溶解が適度に抑えられ、複合繊維構造体からのカルボキシアルキル化セルロース繊維の欠落が起こりにくい。
The method for carboxyalkylation of the cellulose fiber may be a conventionally known method and is not particularly limited.
In the present invention, the degree of carboxyalkylation of cellulose fibers varies depending on the type and form of cellulose fiber used as a starting material, but 0.15 to 0.6 hydroxyl groups on average per glucose unit are carboxyalkylated. (The average degree of substitution is 0.15 to 0.6) is preferable, and the average degree of substitution is more preferably 0.2 to 0.4. When the average degree of substitution is at least this lower limit, the water and body fluids are excellently absorbed. On the other hand, when the average degree of substitution is at most the above upper limit, dissolution of the composite fiber structure with water and body fluids is moderate. It is suppressed, and the loss of carboxyalkyl cellulose fibers from the composite fiber structure hardly occurs.
本発明の複合繊維構造体において、カルボキシアルキル化セルロース繊維層の構造は、特に限定されないが、二次元又は三次元構造であることが好ましい。中でも、二次元構造の織物、編物、不織布等のシート状物及び三次元構造の不織布が好ましく、特に不織布の形態であるのが好ましい。
カルボキシアルキル化セルロース繊維層が二次元構造又は三次元構造であると、吸液性に優れ、且つ、強度特性にも優れる複合繊維構造体を得ることができる。
不織布の形態である場合、スパンボンド法により繊維同士を自己接着させたもの、スパンレース法、ニードルパンチ法等により、繊維間の交絡を形成したものが好ましい。
カルボキシアルキル化セルロース繊維層は、架橋されていてもよい。架橋は、架橋剤を使用して行えばよく、カルボキシアルキル化処理前のセルロース繊維に架橋剤を反応させてもよいし、カルボキシアルキル化を行う際に架橋剤を作用させてもよいし、カルボキシアルキル化処理後に架橋剤を作用させてもよい。架橋剤としては、公知のものを使用できる。
In the composite fiber structure of the present invention, the structure of the carboxyalkylated cellulose fiber layer is not particularly limited, but is preferably a two-dimensional or three-dimensional structure. Among these, a sheet-like material such as a two-dimensional structure woven fabric, a knitted fabric, and a nonwoven fabric, and a three-dimensional structure nonwoven fabric are preferable, and the nonwoven fabric is particularly preferable.
When the carboxyalkylated cellulose fiber layer has a two-dimensional structure or a three-dimensional structure, a composite fiber structure having excellent liquid absorbency and excellent strength characteristics can be obtained.
When it is in the form of a nonwoven fabric, those in which fibers are self-adhered by a spunbond method, or those in which entanglement between fibers is formed by a spunlace method, a needle punch method or the like are preferable.
The carboxyalkylated cellulose fiber layer may be cross-linked. Crosslinking may be performed using a crosslinking agent, and the crosslinking agent may be allowed to react with the cellulose fiber before carboxyalkylation treatment, or the crosslinking agent may be allowed to act upon carboxyalkylation. A cross-linking agent may be allowed to act after the alkylation treatment. A well-known thing can be used as a crosslinking agent.
カルボキシアルキル化セルロース繊維層の目付け量は、特に限定されないが、体液吸収等の用途に用いる場合には、１０〜２５０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
カルボキシアルキル化セルロース繊維層は、繊維層１ｇ当たり１５ｇ以上の吸液量を有することが好ましい。
The basis weight of the carboxyalkylated cellulose fiber layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 250 g / m 2 when used for applications such as body fluid absorption.
The carboxyalkylated cellulose fiber layer preferably has a liquid absorption of 15 g or more per 1 g of the fiber layer.
カルボキシアルキル化セルロース繊維の繊維長は、特に限定されず、その構造によって適宜選択すればよく、非セルロース繊維層を構成する非セルロース繊維の繊維長と同等のものを使用できる。
本発明においては、カルボキシアルキル化セルロース繊維層は、それを構成する繊維として、連続繊維を含むものであることが好ましい。
The fiber length of the carboxyalkylated cellulose fiber is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the structure thereof. The fiber length of the non-cellulose fiber constituting the non-cellulose fiber layer can be used.
In this invention, it is preferable that a carboxyalkylated cellulose fiber layer contains a continuous fiber as a fiber which comprises it.
複合繊維構造体全体の目付け量は、３０〜７５０ｇ／ｍ２であればよい。非セルロース繊維層とカルボキシアルキル化セルロース繊維層との比率（非セルロース繊維層／カルボキシアルキル化セルロース繊維層）は、重量比で、１０／９０〜７０／３０となるような比率であることが好ましく、１５／８５〜５０／５０であることがより好ましく、２０／８０〜３０／７０であることが更に好ましい。 The basis weight of the entire composite fiber structure may be 30 to 750 g / m 2 . The ratio of the non-cellulose fiber layer to the carboxyalkylated cellulose fiber layer (non-cellulose fiber layer / carboxyalkylated cellulose fiber layer) is preferably such that the weight ratio is 10/90 to 70/30. 15/85 to 50/50, more preferably 20/80 to 30/70.
複合繊維構造体の構造の例としては、１層の非セルロース繊維層と１層のカルボキシアルキル化セルロース繊維層とが積層された２層構造のもの、１層の非セルロース繊維層の厚み方向の両面にそれぞれ１層のカルボキシアルキル化セルロース繊維層を積層した３層構造のもの、１層のカルボキシアルキル化セルロース繊維層の厚み方向の両面にそれぞれ１層の非セルロース繊維層を積層した３層構造のもの、これら３層構造の複合繊維構造体に、更に、非セルロース繊維層又はカルボキシアルキル化セルロース繊維層を積層したもの等を挙げることができる。 An example of the structure of the composite fiber structure is a two-layer structure in which one non-cellulose fiber layer and one carboxyalkylated cellulose fiber layer are laminated, in the thickness direction of one non-cellulose fiber layer. A three-layer structure in which one carboxyalkylated cellulose fiber layer is laminated on each side, and a three-layer structure in which one non-cellulose fiber layer is laminated on each side in the thickness direction of one carboxyalkylated cellulose fiber layer. And those obtained by further laminating a non-cellulose fiber layer or a carboxyalkylated cellulose fiber layer on these three-layer composite fiber structures.
これらのうち、複合繊維構造体を吸液体として使用する場合は、１層の非セルロース繊維層の厚み方向の両面にそれぞれ１層のカルボキシアルキル化セルロース繊維層を積層した３層構造が好ましい。カルボキシアルキル化セルロース繊維層による液体の吸収は、カルボキシアルキル化セルロース繊維自体の膨潤による吸収に加え、繊維間に液体が浸入することにより構造的に膨潤する吸収も寄与していると考えられる。このため、カルボキシアルキル化セルロース繊維層の膨潤ができるだけ阻害されないように、カルボキシアルキル化セルロース繊維層は、前記３層構造のように、非セルロース繊維層の表面に積層されることが好ましい。
３層構造とする場合、中間層繊維層をサンドイッチする上層繊維層と下層繊維層とは、その繊維の種類・組成、構造、目付け量等が、同一でも異なっていても構わない。また、中間層繊維層をサンドイッチする上層繊維層と下層繊維層との重量比率は、異なっても構わないが、同等程度にするのが好ましい。
Among these, when the composite fiber structure is used as a liquid absorbing material, a three-layer structure in which one carboxyalkylated cellulose fiber layer is laminated on each side in the thickness direction of one non-cellulose fiber layer is preferable. The absorption of the liquid by the carboxyalkylated cellulose fiber layer is considered to contribute to the absorption that is structurally swollen by the penetration of the liquid between the fibers in addition to the absorption due to the swelling of the carboxyalkylated cellulose fiber itself. For this reason, it is preferable that a carboxyalkylated cellulose fiber layer is laminated | stacked on the surface of a non-cellulose fiber layer like the said 3 layer structure so that swelling of a carboxyalkylated cellulose fiber layer may be inhibited as much as possible.
In the case of a three-layer structure, the upper fiber layer and the lower fiber layer sandwiching the intermediate fiber layer may be the same or different in fiber type / composition, structure, basis weight, and the like. Further, the weight ratio between the upper fiber layer and the lower fiber layer sandwiching the intermediate fiber layer may be different, but it is preferable to make them equal.
本発明の複合繊維構造体において、非セルロース繊維とカルボキシアルキル化セルロース繊維との重量比（非セルロース繊維／カルボキシアルキル化セルロース繊維）が、１０／９０〜７０／３０となるような比率であることが好ましい。カルボキシアルキル化セルロース繊維の比率が前記下限値以上であることにより、非セルロース繊維との交絡が強固なものとなり、複合繊維構造体が体液等を吸収して膨潤した際に脱落してしまうことが少なく、また、体液等の吸収性が優れたものとなる。上記重量比率は、１５／８５〜５０／５０であることがより好ましく、２０／８０〜３０／７０であることが更に好ましい。 In the composite fiber structure of the present invention, the weight ratio of the non-cellulose fiber to the carboxyalkylated cellulose fiber (non-cellulose fiber / carboxyalkylated cellulose fiber) is a ratio of 10/90 to 70/30. Is preferred. When the ratio of the carboxyalkylated cellulose fiber is equal to or higher than the lower limit, the entanglement with the non-cellulose fiber becomes strong, and the composite fiber structure may fall off when it swells by absorbing bodily fluids and the like. And the absorbability of body fluids and the like is excellent. The weight ratio is more preferably 15/85 to 50/50, and still more preferably 20/80 to 30/70.
本発明の複合繊維構造体においては、非セルロース繊維層を構成する繊維と、カルボキシアルキル化繊維層を構成する繊維とが交絡していることが必須である。 In the composite fiber structure of the present invention, it is essential that the fibers constituting the non-cellulose fiber layer and the fibers constituting the carboxyalkylated fiber layer are entangled.
本発明の複合繊維構造体は、少なくとも１層の少なくとも二次元構造を有する非セルロース繊維層とこの非セルロース繊維層の厚み方向に積層された少なくとも１層のセルロース繊維層とからなり、セルロース繊維層を構成する繊維の少なくとも一部が非セルロース繊維層を構成する繊維と交絡している複合繊維構造体（以下、「カルボキシアルキル化処理前複合繊維構造体」ということがある。）を、カルボキシアルキル化処理に付してセルロース繊維をカルボキシアルキル化することによって製造することができる。 The composite fiber structure of the present invention comprises at least one non-cellulose fiber layer having at least a two-dimensional structure and at least one cellulose fiber layer laminated in the thickness direction of the non-cellulose fiber layer. A composite fiber structure in which at least a part of the fibers constituting the entanglement with the fibers constituting the non-cellulose fiber layer (hereinafter sometimes referred to as “complex fiber structure before carboxyalkylation treatment”) is carboxyalkyl. It can be produced by subjecting the cellulose fiber to a carboxyalkylation treatment.
カルボキシアルキル化処理前複合繊維構造体は、例えば、以下のようにして作成することができる。
即ち、先ず、少なくとも二次元構造を有するように形成された非セルロース繊維層を従来公知の方法で作製する。また、セルロース繊維層を従来公知の方法で作製する。なお、このセルロース繊維層は、カルボキシアルキル化されていないものが好ましいが、一部カルボキシアルキル化されたものであってもよい。
次に、非セルロース繊維層の厚み方向に、セルロース繊維層を積層して、多層繊維構造体を得る。積層する繊維層の数及び順序は、目的とする複合繊維構造体の構造に応じて適宜選択すればよい。
次に、多層繊維構造体のセルロース繊維層を構成する繊維の少なくとも一部を非セルロース繊維層を構成する繊維と交絡させて、カルボキシアルキル化処理前複合繊維構造体を作製する。
交絡の方法は、例えば、スパンレース法、ニードルパンチ法等を挙げることができる。特に、複合繊維構造体の繊維の損傷が少ないスパンレース法により交絡することが好ましい。もちろん、これらの方法を組み合わせたものであってもよい。
The composite fiber structure before carboxyalkylation treatment can be prepared, for example, as follows.
That is, first, a non-cellulose fiber layer formed so as to have at least a two-dimensional structure is prepared by a conventionally known method. Moreover, a cellulose fiber layer is produced by a conventionally known method. The cellulose fiber layer is preferably not carboxyalkylated, but may be partially carboxyalkylated.
Next, a cellulose fiber layer is laminated | stacked on the thickness direction of a non-cellulose fiber layer, and a multilayer fiber structure is obtained. What is necessary is just to select suitably the number and order of the fiber layer to laminate | stack according to the structure of the target composite fiber structure.
Next, at least a part of the fibers constituting the cellulose fiber layer of the multilayer fiber structure is entangled with the fibers constituting the non-cellulose fiber layer to produce a composite fiber structure before carboxyalkylation treatment.
Examples of the entanglement method include a spunlace method and a needle punch method. In particular, it is preferable to entangle by a spunlace method in which the fiber damage of the composite fiber structure is small. Of course, a combination of these methods may be used.
このようにして得られたカルボキシアルキル化処理前の複合繊維構造体をカルボキシアルキル化処理することによって、セルロース繊維がカルボキシアルキル化されて本発明の複合繊維構造体を得ることができる。
カルボキシアルキル化は、公知の方法に従えばよく、例えば、以下のようにして行うことができる。下記の方法において、炭素数２〜３のハロゲノアルカン酸又はその塩に水酸化アルカリ金属を併用するとアルカリ金属カルボキシル化が行われる。
カルボキシアルキル化処理前の複合繊維構造体を、クロロ酢酸、ブロモ酢酸、ヨード酢酸、１−クロロプロピオン酸、２−クロロプロピオン酸、３−クロロプロピオン酸等の炭素数２〜３のハロゲノアルカン酸もしくはその塩（以下、単に両者を合わせて「ハロゲノアルカン酸等」という。）又はハロゲノアルカン酸等と水酸化アルカリ金属との混合溶液（以下、単に「浸漬液」という。）に浸漬する。一般的には、浸漬は、浸漬液を入れた浴にカルボキシアルキル化処理前の複合繊維構造体を漬けることによって行う。ハロゲノアルカン酸としては、一般的にモノクロロ酢酸が用いられ、水酸化アルカリ金属としては、好ましくは、水酸化ナトリウムが用いられる。ハロゲノアルカン酸等又はこれと水酸化アルカリ金属との混合溶液を調製するために、溶媒として水、アルコール等の有機溶媒、又は水と有機溶媒との混合溶媒が用いられる。また、ハロゲノアルカン酸等の濃度は、所望の平均置換度に応じて適宜決定すればよい。
By subjecting the composite fiber structure before carboxyalkylation treatment thus obtained to carboxyalkylation treatment, the cellulose fibers are carboxyalkylated to obtain the composite fiber structure of the present invention.
Carboxyalkylation may be performed according to a known method, for example, as follows. In the following method, when an alkali metal hydroxide is used in combination with a halogenoalkanoic acid having 2 to 3 carbon atoms or a salt thereof, alkali metal carboxylation is performed.
The composite fiber structure before the carboxyalkylation treatment is a halogenoalkanoic acid having 2 to 3 carbon atoms such as chloroacetic acid, bromoacetic acid, iodoacetic acid, 1-chloropropionic acid, 2-chloropropionic acid, 3-chloropropionic acid or the like. It is immersed in a salt thereof (hereinafter simply referred to as “halogenoalkanoic acid or the like”) or a mixed solution of halogenoalkanoic acid or the like and an alkali metal hydroxide (hereinafter simply referred to as “immersion liquid”). In general, the immersion is performed by immersing the composite fiber structure before the carboxyalkylation treatment in a bath containing an immersion liquid. Monochloroacetic acid is generally used as the halogenoalkanoic acid, and sodium hydroxide is preferably used as the alkali metal hydroxide. In order to prepare a halogenoalkanoic acid or the like or a mixed solution thereof with an alkali metal hydroxide, water, an organic solvent such as alcohol, or a mixed solvent of water and an organic solvent is used as a solvent. Further, the concentration of halogenoalkanoic acid or the like may be appropriately determined according to the desired average degree of substitution.
次に、カルボキシアルキル化処理前の複合繊維構造体の浸漬液含浸量を圧搾等により調整した後、複合繊維構造体を加熱処理する。加熱処理は、通常、熱風、電気ヒーター、赤外線ヒーター等の熱風循環式乾燥機等を用いて行えばよい。加熱処理の温度は、通常、１００〜２００℃で、加熱処理の時間は、通常、１５秒ないし３０分間程度である。
この加熱処理によって、セルロース繊維中のセルロース分子がハロゲノアルカン酸等と又は更に水酸化アルカリ金属と反応し、セルロース分子の水酸基の水素原子がカルボキシアルキル基又はアルカリ金属カルボキシアルキル基と置換されて、本発明の複合繊維構造体が得られる。
Next, after adjusting the immersion liquid impregnation amount of the composite fiber structure before the carboxyalkylation treatment by pressing or the like, the composite fiber structure is heat-treated. The heat treatment may be usually performed using a hot air circulating dryer such as hot air, an electric heater, or an infrared heater. The temperature of the heat treatment is usually 100 to 200 ° C., and the time of the heat treatment is usually about 15 seconds to 30 minutes.
By this heat treatment, the cellulose molecule in the cellulose fiber reacts with halogenoalkanoic acid or the like or further with an alkali metal hydroxide, and the hydrogen atom of the hydroxyl group of the cellulose molecule is substituted with a carboxyalkyl group or an alkali metal carboxyalkyl group. The inventive composite fiber structure is obtained.
加熱処理後、複合繊維構造体中に残存する未反応のハロゲノアルカン酸等、水酸化アルカリ金属及び反応副生成物を除去するために、複合繊維構造体を洗浄する。洗浄には、水、アルコール等の有機溶媒、又は水とアルコール等の有機溶媒との混合溶媒が使用できる。アルカリ金属カルボキシアルキル化されたセルロース繊維の場合には、その溶解を避けるため、アルコールと水との混合溶媒で行うのが好ましい。アルコール等の有機溶媒と水との混合割合は、容量比で、アルコール等の有機溶媒：水＝９５／５〜５０／５０程度が好ましい。アルコールとしては、水との混和性があり、沸点が高くないものであればよいが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等を用いるのが好ましい。
また、残存する水酸化アルカリ金属を中和するために、酢酸等で弱酸性としたアルコールと水との混合溶媒がより好ましい。
洗浄の後、乾燥して、洗浄に使用した溶剤を除去して本発明の複合繊維構造体が得られる。
After the heat treatment, the composite fiber structure is washed in order to remove alkali metal hydroxide and reaction byproducts such as unreacted halogenoalkanoic acid remaining in the composite fiber structure. For washing, an organic solvent such as water and alcohol, or a mixed solvent of water and an organic solvent such as alcohol can be used. In the case of an alkali metal carboxyalkylated cellulose fiber, it is preferable to use a mixed solvent of alcohol and water in order to avoid dissolution. The mixing ratio between the organic solvent such as alcohol and water is preferably about 95/5 to 50/50, ie, the organic solvent such as alcohol: water = volume ratio. The alcohol may be any alcohol that is miscible with water and does not have a high boiling point, but methanol, ethanol, isopropanol, or the like is preferably used.
Further, in order to neutralize the remaining alkali metal hydroxide, a mixed solvent of alcohol and water weakly acidic with acetic acid or the like is more preferable.
After washing, drying is performed, and the solvent used for washing is removed to obtain the composite fiber structure of the present invention.
本発明の複合繊維構造体は、常態強度の３％以上の湿潤強度を有することが好ましい。 The composite fiber structure of the present invention preferably has a wet strength of 3% or more of the normal strength.
本発明の複合繊維構造体は、そのままの状態で、又はこれを織物、編物、不織布や、合成樹脂より成形したネット等のシート状物で部分的に又は全体を被覆した状態で、吸液体とすることができる。
吸液体の用途としては、医療用材料等の分野における血液や滲出液等の吸液体、包帯、創傷被覆材等を挙げることができる。また、おむつ等の家庭衛生用品として、更には、吸水性シートや吸水性マット等の家庭用品として、有用である。
The composite fiber structure of the present invention can be used as it is or in a state in which the composite fiber structure is partially or entirely covered with a woven fabric, a knitted fabric, a nonwoven fabric, or a sheet-like material such as a net formed from a synthetic resin. can do.
Examples of the use of the liquid-absorbing liquid include liquid-absorbing liquids such as blood and exudate in the field of medical materials, bandages, wound dressings, and the like. Further, it is useful as a household hygiene product such as a diaper, and further as a household product such as a water absorbent sheet or a water absorbent mat.
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
なお、本発明において、複合繊維構造体の各特性は、以下の試験法により測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these.
In the present invention, each characteristic of the composite fiber structure was measured by the following test method.
［非セルロース繊維とカルボキシアルキル化セルロース繊維との比率］
試験片の絶乾質量（Ｗ１）を測定する。共栓付き三角フラスコに入れた試験片に、試験片１ｇにつき１００ｍＬの割合で２３〜２５℃の７０％硫酸を加え、フラスコに栓をして少なくとも１０分間激しく振盪し、セルロース繊維を溶解する。これを秤量したるつぼ型フィルターに通し吸引濾過した後、フィルター上の残分を上記硫酸と同量、同温の７０％硫酸及び水で順次洗浄する。次に、この残分を別のビーカーに移し、溶解前の試験片１ｇにつき５０ｍＬのアンモニア希釈液（１％）を加えて中和し、再びこれを上記フィルターに通し吸引濾過した後、フィルター上の残分を水で洗浄する。フィルター及び残分を乾燥、冷却、秤量し、残分質量（Ｗ２）を求める。そして下記式により繊維比率を求める。
Ａ（％）＝｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１｝×１００
Ｂ（％）＝１００−Ａ
Ａ：複合繊維構造体におけるセルロース繊維の比率
Ｂ：複合繊維構造体における非セルロース繊維の比率
[Ratio of non-cellulose fiber and carboxyalkylated cellulose fiber]
The absolute dry mass (W1) of the test piece is measured. Add 70% sulfuric acid at 23 to 25 ° C. at a rate of 100 mL per 1 g of the test piece to the test piece put in the conical stoppered flask, stopper the flask and shake vigorously for at least 10 minutes to dissolve the cellulose fibers. This is filtered through suction through a weighed crucible filter, and the residue on the filter is washed successively with 70% sulfuric acid and water at the same temperature and temperature as the sulfuric acid. Next, this residue is transferred to another beaker, neutralized by adding 50 mL of ammonia diluted solution (1%) per 1 g of the test piece before dissolution, filtered again through the filter and suction filtered. Wash the remainder with water. The filter and the residue are dried, cooled and weighed to determine the residue mass (W2). And a fiber ratio is calculated | required by the following formula.
A (%) = {(W1-W2) / W1} × 100
B (%) = 100−A
A: Ratio of cellulose fiber in composite fiber structure B: Ratio of non-cellulose fiber in composite fiber structure
［アルカリ金属カルボキシルメチル基平均置換度］
本発明の複合繊維構造体を、酸を添加した水とアルコール混合溶媒中で処理して、アルカリ金属カルボキシメチル基［−ＣＨ２ＣＯＯＭ］（但し、Ｍは、アルカリ金属である。）をカルボキシメチル基「−ＣＨ２ＣＯＯＨ」に変換する。次に、水とアルコールとの混合溶媒で洗浄後、乾燥し、秤量してその質量（Ｘｇ）を求める。次に、複合繊維構造体におけるセルロース繊維と非セルロース繊維との比率から、セルロース繊維の質量を算出する。
乾燥後の複合繊維構造体を容器中に入れ、一定量の水酸化ナトリウム水溶液で溶解する。フェノールフタレイン指示薬を添加した後、過剰の水酸化ナトリウムを規定度Ｎの塩酸で中和滴定して、その使用量をＳｍｌとする。一方、複合繊維構造体を酸処理しないで同様の操作を行い、塩酸の使用量をＢｍｌとする。
平均置換度は、下記式で求められる。
Ａ＝Ｎ×（Ｂ−Ｓ）／Ｘ
平均置換度＝０．１６２Ａ／（１−０．０５８Ａ）
[Average substitution degree of alkali metal carboxylmethyl group]
The composite fiber structure of the present invention is treated in an acid-added water and alcohol mixed solvent to convert an alkali metal carboxymethyl group [—CH 2 COOM] (where M is an alkali metal) to carboxymethyl. Convert to the group “—CH 2 COOH”. Next, after washing with a mixed solvent of water and alcohol, it is dried and weighed to determine its mass (Xg). Next, the mass of the cellulose fiber is calculated from the ratio of the cellulose fiber and the non-cellulose fiber in the composite fiber structure.
The dried composite fiber structure is put in a container and dissolved with a certain amount of aqueous sodium hydroxide solution. After adding the phenolphthalein indicator, the excess sodium hydroxide is neutralized and titrated with normal N hydrochloric acid to make the amount used Sml. On the other hand, the same operation is performed without acid treatment of the composite fiber structure, and the amount of hydrochloric acid used is Bml.
The average substitution degree is obtained by the following formula.
A = N × (B−S) / X
Average degree of substitution = 0.162A / (1-0.058A)
［複合繊維構造体の常態強度］
複合繊維構造体から、幅５０±０．５ｍｍで、つかみ間隔を２００ｍｍにできる長さ（例えば３００ｍｍ）の試験片を、複合繊維構造体の縦方向及び横方向に各５枚採取する。試験片を、弛みが生じない程度に引っ張った状態で引張試験機（インストロン社製 ＩＮＳＴＲＯＮ５５６４、ロードセルに型式２５２５−８０８ １０Ｎ＋を使用）に掴み間隔２００±１ｍｍで取り付け、１００±１０ｍｍの引張速度で、試験片が切断するまで荷重を加える。このときの最大荷重を常態強度（単位：Ｎ）とする。常態強度は、縦方向（複合繊維構造体の製造方法に平行な方向）及び横方向（縦方向と直交する方向）についてそれぞれ測定する。
[Normal strength of composite fiber structure]
From the composite fiber structure, five test pieces each having a width of 50 ± 0.5 mm and a length (for example, 300 mm) that can make the gripping interval 200 mm are collected in the longitudinal direction and the lateral direction of the composite fiber structure. With the test piece pulled to the extent that it does not sag, it is attached to a tensile tester (INSTRON 5564 manufactured by Instron, model 2525-808 10N + is used for the load cell) with a grip interval of 200 ± 1 mm, and a tensile speed of 100 ± 10 mm. Apply a load until the specimen is cut. The maximum load at this time is defined as normal strength (unit: N). The normal strength is measured in the longitudinal direction (direction parallel to the manufacturing method of the composite fiber structure) and the lateral direction (direction perpendicular to the longitudinal direction).
［複合繊維構造体の湿潤強度］
常態強度試験用試験片と同様にして、試験片を複合繊維構造体の縦方向及び横方向に各５枚採取する。試験片を生理食塩水（０．９％塩化ナトリウム水溶液）に入れ、試験片が自重で沈下するまで放置するか、又は１０分間生理食塩水中に静止状態で沈めておく。生理食塩水から試験片を取り出し、試験片を、弛みが生じない程度に引っ張った状態で引張試験機（複合繊維構造体の常態強度測定と同様のもの）に掴み間隔２００±１ｍｍで取り付け、１００±１０ｍｍの引張速度で、試験片が切断するまで荷重を加える。このときの最大荷重を湿潤強度（単位：Ｎ）とする。湿潤強度は、縦方向（複合繊維構造体の製造方法に平行な方向）及び横方向（縦方向と直交する方向）についてそれぞれ測定する。
[Wet strength of composite fiber structure]
In the same manner as the test piece for the normal strength test, five test pieces are collected in the longitudinal direction and the transverse direction of the composite fiber structure. Place the test piece in physiological saline (0.9% sodium chloride aqueous solution) and leave it until the test piece sinks under its own weight or let it stand still in physiological saline for 10 minutes. The test piece is taken out from the physiological saline, and the test piece is attached to a tensile tester (similar to the normal strength measurement of the composite fiber structure) at a grip interval of 200 ± 1 mm in a state where the test piece is pulled to such an extent that no looseness occurs. A load is applied at a tensile speed of ± 10 mm until the specimen is cut. The maximum load at this time is defined as wet strength (unit: N). The wet strength is measured in the longitudinal direction (direction parallel to the manufacturing method of the composite fiber structure) and the lateral direction (direction perpendicular to the longitudinal direction).
［複合繊維構造体の湿潤時強度保持率］
下記の式により求める。
湿潤時強度保持率（％）＝１００×湿潤強度／常態強度
[Retention rate of wet strength of composite fiber structure]
Obtained by the following formula.
Strength retention when wet (%) = 100 × wet strength / normal strength
［吸水量］
０．５ｇの複合繊維構造体を２０℃、相対湿度６５％の雰囲気に２４時間保存する。これを３０ｍｌの生理食塩水（０．９％塩化ナトリウム水溶液）中に浸漬して５分間放置した後、取出して、細孔サイズ１００〜１６０μｍの焼結ガラス漏斗を用いて濾過し、滴下が終了するまで放置する。濾過された水を計量し、３０ｍｌとの差を吸水量とする。
[Water absorption]
0.5 g of the composite fiber structure is stored in an atmosphere of 20 ° C. and a relative humidity of 65% for 24 hours. This was immersed in 30 ml of physiological saline (0.9% sodium chloride aqueous solution) and allowed to stand for 5 minutes, then taken out and filtered using a sintered glass funnel having a pore size of 100 to 160 μm to complete the dropping. Leave until The filtered water is weighed, and the difference from 30 ml is taken as the water absorption.
［実施例１］
銅アンモニアレーヨン原液を多数の小孔を有するノズルから押出し、押出された繊維を自己接着により結合させ、銅アンモニアレーヨン連続繊維からなる目付け１９．０ｇ／ｍ２のスパンボンド不織布を作成した。次に、この銅アンモニアレーヨン不織布の上から、ポリエステルステープルファイバー（融点約２５０℃）を含有する水流を噴きつけ、銅アンモニアレーヨン不織布の上にポリエステル繊維を堆積させ、目付け１３．０ｇ／ｍ２のポリエステル不織布層を形成した。さらに、そのポリエステル不織布の上に、前記銅アンモニアレーヨン不織布と同様の方法により、目付け１９．０ｇ／ｍ２の銅アンモニアレーヨン不織布をもう一層形成し、３層構造の多層繊維構造体を得た。その後、この３層構造の多層繊維構造体に、金網上で４０ｋｇ／ｃｍ２Ｇの高圧水流を噴射することにより、各層の境界面において、各層を構成する繊維同士を交絡させ、この多層繊維構造体を１２０℃の熱風乾燥工程に通し、カルボキシアルキル化処理前複合繊維構造体を得た。
[Example 1]
The copper ammonia rayon stock solution was extruded from a nozzle having a large number of small holes, and the extruded fibers were bonded together by self-adhesion to prepare a spunbond nonwoven fabric having a weight per unit area of 19.0 g / m 2 made of copper ammonia rayon continuous fibers. Next, a water stream containing polyester staple fibers (melting point: about 250 ° C.) was sprayed on the copper ammonia rayon nonwoven fabric to deposit the polyester fibers on the copper ammonia rayon nonwoven fabric, with a basis weight of 13.0 g / m 2 . A polyester nonwoven fabric layer was formed. Further, a copper ammonia rayon nonwoven fabric having a basis weight of 19.0 g / m 2 was formed on the polyester nonwoven fabric in the same manner as the copper ammonia rayon nonwoven fabric to obtain a multilayer fiber structure having a three-layer structure. Thereafter, a high-pressure water stream of 40 kg / cm 2 G is jetted onto the three-layered multilayer fiber structure on the wire mesh, so that the fibers constituting each layer are entangled at the boundary surface of each layer. The body was passed through a hot air drying step at 120 ° C. to obtain a composite fiber structure before carboxyalkylation treatment.
このカルボキシアルキル化処理前複合繊維構造体を、モノクロロ酢酸と水酸化ナトリウムの混合水溶液に浸漬した後、余剰の混合水溶液を圧搾して除去した。次いで、熱風乾燥機で加熱処理した。加熱処理後、水とアルコールとの混合溶媒に適量の酸を添加し、中和洗浄し、乾燥して平均置換度が０．３５のナトリウムカルボキシメチル化複合繊維構造体を得た。この複合繊維構造体は、目付けが５０．０ｇ／ｍ２であり、非セルロース繊維とカルボキシアルキル化セルロース繊維との重量比が、２５：７５であった。
この複合繊維構造体について、常態強度、湿潤強度、湿潤時強度保持率及び吸水量を測定した。結果を表１に示す。
This composite fiber structure before carboxyalkylation treatment was immersed in a mixed aqueous solution of monochloroacetic acid and sodium hydroxide, and then the excess mixed aqueous solution was removed by pressing. Subsequently, it heat-processed with the hot air dryer. After the heat treatment, an appropriate amount of acid was added to a mixed solvent of water and alcohol, neutralized and washed, and dried to obtain a sodium carboxymethylated composite fiber structure having an average degree of substitution of 0.35. This composite fiber structure had a basis weight of 50.0 g / m 2 and a weight ratio of non-cellulose fibers to carboxyalkylated cellulose fibers of 25:75.
With respect to this composite fiber structure, normal strength, wet strength, wet strength retention and water absorption were measured. The results are shown in Table 1.
［実施例２〜４］
モノクロロ酢酸を変量するほかは実施例１と同様にして、平均置換度を変量した複合繊維構造体を得た。
これらの複合繊維構造体について、常態強度、湿潤強度、湿潤時強度保持率及び吸水量を測定した。結果を表１に示す。
[Examples 2 to 4]
A composite fiber structure with a variable average substitution degree was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of monochloroacetic acid was changed.
With respect to these composite fiber structures, normal strength, wet strength, wet strength retention and water absorption were measured. The results are shown in Table 1.
［実施例５］
銅アンモニアレーヨン原液を多数の小孔を有するノズルから押出し、押出された繊維を自己接着により結合させ、銅アンモニアレーヨン連続繊維からなる目付け３０．０ｇ／ｍ２のスパンボンド不織布を作成した。次に、この銅アンモニアレーヨン不織布の上から、ポリエステルステープルファイバー（融点約２５０℃）を含有する水流を噴きつけ、銅アンモニアレーヨン不織布の上にポリエステル繊維を堆積させ、目付け１０．０ｇ／ｍ２のポリエステル不織布層を成し、２層構造の多層繊維構造体を得た。その後、この２層構造の多層繊維構造体に、金網上で４０Ｋｇ／ｃｍ２Ｇの高圧水流を噴射することにより、各層の境界面において、各層を構成する繊維同士を交絡させ、この多層繊維構造体を１２０℃の熱風乾燥工程に通し、カルボキシアルキル化処理前複合繊維構造体を得た。その後、このカルボキシアルキル化処理前複合繊維構造体を実施例１と同様の方法でカルボキシアルキル化処理し、複合繊維構造体を得た。
この複合繊維構造体について、常態強度、湿潤強度、湿潤時強度保持率及び吸水量を測定した。結果を表１に示す。
[Example 5]
The copper ammonia rayon stock solution was extruded from a nozzle having a large number of small holes, and the extruded fibers were bonded by self-adhesion to produce a spunbond nonwoven fabric having a basis weight of 30.0 g / m 2 made of copper ammonia rayon continuous fibers. Next, a water stream containing polyester staple fibers (melting point: about 250 ° C.) was sprayed on the copper ammonia rayon nonwoven fabric to deposit the polyester fibers on the copper ammonia rayon nonwoven fabric, with a basis weight of 10.0 g / m 2 . A polyester nonwoven fabric layer was formed to obtain a multilayer fiber structure having a two-layer structure. Thereafter, a high-pressure water flow of 40 Kg / cm 2 G is jetted onto the two-layered multilayer fiber structure on the wire mesh, so that the fibers constituting each layer are entangled at the boundary surface of each layer. The body was passed through a hot air drying step at 120 ° C. to obtain a composite fiber structure before carboxyalkylation treatment. Thereafter, this composite fiber structure before carboxyalkylation treatment was carboxyalkylated in the same manner as in Example 1 to obtain a composite fiber structure.
With respect to this composite fiber structure, normal strength, wet strength, wet strength retention and water absorption were measured. The results are shown in Table 1.
［実施例６］
ポリエステルステープルファイバーを融点約１３０℃のものに変えるほかは実施例１と同様の方法で作製したカルボキシアルキル化処理前複合繊維構造体を１４０℃の熱ロールに通し、加熱加圧処理して、ポリエステル不織布層を構成する繊維同士を結合した。このカルボキシアルキル化処理前複合繊維構造体を実施例１と同様の方法でカルボキシアルキル化処理し、複合繊維構造体を得た。
この複合繊維構造体について、常態強度、湿潤強度、湿潤時強度保持率及び吸水量を測定した。結果を表１に示す。
[Example 6]
The composite fiber structure before carboxyalkylation treatment prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyester staple fiber was changed to one having a melting point of about 130 ° C. was passed through a hot roll at 140 ° C. The fibers constituting the nonwoven fabric layer were bonded together. The composite fiber structure before carboxyalkylation treatment was carboxyalkylated in the same manner as in Example 1 to obtain a composite fiber structure.
With respect to this composite fiber structure, normal strength, wet strength, wet strength retention and water absorption were measured. The results are shown in Table 1.
［比較例１］
ビスコースレーヨン繊維とポリエステル繊維とが均一に混合された市販のスパンレース不織布を、実施例１と同様の条件でカルボキシメチル化処理して平均置換度０．３５のナトリウムカルボキシメチル化不織布を得た。
この不織布について、常態強度、湿潤強度、湿潤時強度保持率及び吸水量を測定した。結果を表１に示す。
[Comparative Example 1]
A commercially available spunlace nonwoven fabric in which viscose rayon fibers and polyester fibers were uniformly mixed was carboxymethylated under the same conditions as in Example 1 to obtain a sodium carboxymethylated nonwoven fabric having an average substitution degree of 0.35. .
The nonwoven fabric was measured for normal strength, wet strength, wet strength retention and water absorption. The results are shown in Table 1.
［比較例２］
目付けを変量する他は、実施例１と同様の方法で、銅アンモニアレーヨン連続繊維からなるスパンボンド不織布を作製した。これを実施例１と同様の条件でカルボキシメチル化処理して平均置換度０．３０のナトリウムカルボキシメチル化不織布を得た。
この不織布について、常態強度及び吸水量を測定した。湿潤強度は、試験片が崩れてしまったため、測定不能であった。結果を表１に示す。
[Comparative Example 2]
A spunbond nonwoven fabric composed of continuous copper ammonia rayon fibers was produced in the same manner as in Example 1 except that the basis weight was changed. This was carboxymethylated under the same conditions as in Example 1 to obtain a sodium carboxymethylated nonwoven fabric having an average substitution degree of 0.30.
The nonwoven fabric was measured for normal strength and water absorption. The wet strength was not measurable because the test piece collapsed. The results are shown in Table 1.
表１の結果から、本発明の、カルボキシルアルキル化セルロース繊維層／非セルロース繊維層／カルボキシルアルキル化セルロース繊維層の積層体からなり、カルボキシアルキル化セルロース繊維層と非セルロース繊維層との間で繊維が交絡されている複合繊維構造体は、一定レベルの湿潤強度及び湿潤時強度保持率を有することが分かる（実施例１〜５）。また、カルボキシルアルキル化セルロース繊維層／非セルロース繊維層の２層構造の複合繊維構造体も同様である。更に、非セルロース繊維層を形成するポリエステル繊維同士を熱融着させた複合繊維構造体は、優れた湿潤強度及び湿潤時強度保持率を有することが分かる（実施例６）。
他方、単にカルボキシアルキル化セルロース繊維と非セルロース繊維とが均一に分布している複合繊維構造体（比較例１）は、常態強度において優れるものの、湿潤強度及び湿潤時強度保持率において大きく劣ることが分かる。更に、セルロース繊維のみからなるカルボキシアルキル化スパンボンド不織布（比較例２）は、湿潤強度の測定ができなかった。
From the result of Table 1, it consists of the laminated body of the carboxyl alkylation cellulose fiber layer / non-cellulose fiber layer / carboxyl alkylation cellulose fiber layer of this invention, and it is a fiber between a carboxyalkylation cellulose fiber layer and a non-cellulose fiber layer. It can be seen that the composite fiber structure in which is entangled has a certain level of wet strength and wet strength retention (Examples 1 to 5). The same applies to a composite fiber structure having a two-layer structure of carboxyl alkylated cellulose fiber layer / non-cellulose fiber layer. Furthermore, it can be seen that the composite fiber structure in which the polyester fibers forming the non-cellulose fiber layer are heat-sealed has excellent wet strength and wet strength retention (Example 6).
On the other hand, a composite fiber structure (Comparative Example 1) in which carboxyalkylated cellulose fibers and non-cellulosic fibers are uniformly distributed is excellent in normal strength but may be greatly inferior in wet strength and wet strength retention. I understand. Furthermore, the carboxyalkylated spunbonded nonwoven fabric (Comparative Example 2) consisting only of cellulose fibers could not measure the wet strength.
Claims (11)
The liquid absorption which consists of a composite fiber structure in any one of Claims 1-8.
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|---|---|---|---|---|
| KR101974873B1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-05-03 | 한국생산기술연구원 | Carboxymethyl cellulose composite nonwoven fabric |
| WO2021225219A1 (en) * | 2020-05-07 | 2021-11-11 | 주식회사 셀바이오휴먼텍 | Regenerated cellulose mask pack sheet with excellent transparency and manufacturing method therefor |
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2004
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| WO2021225219A1 (en) * | 2020-05-07 | 2021-11-11 | 주식회사 셀바이오휴먼텍 | Regenerated cellulose mask pack sheet with excellent transparency and manufacturing method therefor |
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