JP2584495B2

JP2584495B2 - 高吸水性繊維シート状物の製造法

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Publication number: JP2584495B2
Application number: JP63187741A
Authority: JP
Inventors: 尚洋大屋; 洋徳永; 裕安田; 貞松井
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPH0241451A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は高吸水性繊維シート状物及びその製造法に関
するものであり、更に詳しくは、高吸水性や保水性を要
求される製品、例えば、油水分離材、結露防止材、生理
用品、紙オムツ等に利用し得る高吸水性繊維シート状物
及びその製造法に関するものである。

〔従来の技術〕

粒状の吸水性樹脂は数倍から千倍の給水能力を有し、
紙オムツ、生理用品、農園芸用土壌改良材、シール材、
保鮮材等、広範な分野で用途開発が進められている。

一方、用途により、糸、不織布、マット、編み織物等
の繊維製品の形態が好ましい場合が少なくなく、このよ
うな形態の吸水性樹脂が所望されている。

繊維化の例としては、特開昭49−7526号公報に開示さ
れているごとく、アクリル系繊維に特定の架橋構造と、
残存するニトリル基から誘導された塩の形のカルボキシ
ル基を導入する方法が広く検討されている。

一方、上記のような化学的変性を行なわず、ポリアク
リル酸等のポリカルボン酸又はその塩（以下、ポリカル
ボン酸（塩）と略記する）を直接繊維化する方法として
は、特開昭54−138622号公報において、アクリル酸のア
ルカリ金属塩重合体水溶液を紡糸ノズルより有機溶媒と
水との混合浴中に紡糸し、繊維状に賦型した後、乾燥す
ることが、また、特開昭63−28912号公報において、ポ
リカルボン酸と多価アルコールを実質的成分とする高濃
度水溶液を乾式紡糸し、熱処理することが提案されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらのポリカルボン酸（塩）を直接繊維化
したものを不織布等のシート状物にするには、以下のよ
うな問題点がある。

即ち、ポリカルボン酸（塩）は本質的に水素結合が強
く、熱延伸できないため、上記のような方法で直接繊維
化したとしても、繊維強度がなく、乾燥時に堅く脆いと
いう欠点を有している。従って、この繊維を解繊・カー
ド掛けし、ウェッブ、不織布等のシート状物にするのは
極めて困難であった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の如き困難性を克服するために鋭
意検討した結果、ポリカルボン酸（塩）を繊維化したも
のに界面活性剤処理及び加湿処理を施すことにより、高
度の吸水能を有し、且つ柔軟な風合のシート状物を製造
し得る事実を見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、ポリカルボン酸又はその塩からなる
高吸水性繊維にアニオン及び／又は非イオン界面活性剤
を付着させた後、加湿処理を施し、これをシート状に成
形することを特徴とする、水分５〜80重量％を含有する
ポリカルボン酸又はその塩からなる高吸水性繊維シート
状物の製造法を提供するものである。

本発明において、ポリカルボン酸（塩）としては、ア
クリル酸（塩）、メタクリル酸（塩）、クロトン酸
（塩）、イタコン酸（塩）、マレイン酸（塩）、フマル
酸（塩）などのエチレン性不飽和カルボン酸（塩）の重
合体又は共重合体；これらエチレン性不飽和カルボン酸
（塩）と、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、ポリエチレングリコー
ルモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタ
クリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、エチルアクリレート、エチルメタクリレートなどの
エチレン性不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニルなどのビニルエ
ステル、スチレン、スチレンスルホン酸、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、アクリロニトリルなどのエチレ
ン性不飽和単量体との共重合体；酢酸ビニル−アクリル
酸メチル共重合体ケン化物、酢酸ビニル−無水マレイン
酸共重合体ケン化物、イソブチレン−無水マレイン酸共
重合体ケン化物、澱粉−アクリル酸グラフト重合体、糖
類−アクリル酸グラフト重合体、澱粉−アクリロニトリ
ルグラフト重合体ケン化物等が挙げられる。これらは線
状ポリマーであってもよいし、適宜架橋されたものであ
ってもよい。塩としては、アルカリ金属塩、アンモニウ
ム塩、アミン塩等を適宜選ぶことができ、中和度は任意
に選ぶことができる。これらのうち、吸水量が大きくな
る点からポリアクリル酸（塩）系が特に好ましい。

これらポリカルボン酸（塩）の製法は特に限定される
ものではなく、溶液重合、懸濁重合、逆相懸濁重合、沈
澱重合等、従来公知の方法を適宜選択することができ
る。

上記ポリカルボン酸（塩）を繊維化する際には、該ポ
リマーの溶液、主には水溶液を、所望により架橋剤や可
塑剤を添加して、湿式紡糸あるいは乾式紡糸する方法で
行われる。

本発明においては、このようにして得られた繊維に特
定量の水分を含有せしめた後に所望の形に成形する。繊
維に水分を含有せしめる方法としては、水蒸気もしくは
ミスト（微小液滴）の形で供給する方法、即ち加湿処理
が好ましい。

単に液滴ないしは流体の形で水を供給した場合、表面
だけの或いは不均一な含水となり、ベタツキや局部的な
膨潤等が起こり解繊・カード掛け等の加工が困難とな
る。一方、加湿処理した場合は、繊維の内層から外層に
わたり均一な含水が可能である。

加湿処理の方法としては、上記紡糸した繊維をミスト
中を通過させる方法、50％RH以上、好ましくは70％RH以
上に調湿した空間に繊維を放置する法等が挙げられる。
処理する際の温度は通常室温〜40℃程度であるが、製品
の性能を阻害しない範囲でさらに高温で行ってもよい。

上記加湿処理において、繊維の含水率は、乾燥繊維重
量当り５〜80重量％、好ましくは10〜50重量％の範囲に
調整する必要がある。含水率が低すぎると繊維が堅くま
た脆いため、乾式法でシート状に成形することができ
ず、一方、含水率が高すぎると、繊維強度が低下し、成
形時に糸切れ等の形状変化を伴ない好ましくない。

従って、上記加湿処理の時間は、繊維が好適な含水率
になるまでの期間で適宜設定すればよい。加湿処理の間
に適宜、繊維の重量を測定することにより、繊維の含水
率を知ることができる。

このような加湿処理に先立って、紡糸後の繊維を界面
活性剤で処理しておけば、加湿処理後、シート状に成形
する際に加工性が著しく良くなり好ましい。

上記界面活性剤としては、アニオン及び／又は非イオ
ン界面活性剤が好ましい。

具体的には、アニオン界面活性剤としては、硫酸エス
テル塩（高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキル
エーテル硫酸塩、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化オレフ
ィンなど）、スルホン酸塩（アルキルベンゼンスルホン
酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸となど）、リ
ン酸エステル塩などが、また非イオン界面活性剤として
は、高級アルコールエチレンオキシド付加物、アルキル
フェノールエチレンオキシド付加物、脂肪酸エチレンオ
キシド付加物、ソルビタン脂肪酸エステル及びそのエチ
レンオキシド付加物、グリセリン脂肪酸エステル、ポリ
グリセン脂肪酸エステルなどが挙げられる。

これら界面活性剤は１種のみを用いてもよいし、２種
以上を併用してもよい。処理の方法は特に限定されない
が、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール等に
上記界面活性剤を溶解した溶液中に高吸水性繊維を浸漬
し、絞った後、乾燥する。この処理により、繊維の表面
に界面活性剤が付着する。その付着量は、乾燥繊維重量
当り通常0.1重量％以上、好ましくは0.1〜５重量％の範
囲である。

付着量が0.1重量％未満の場合、加工の際に繊維の摩
擦帯電が起こり易く、滑りが悪いためロール落ち等が発
生し、ウェッブとなりにくいことがある。

一方、付着量が多すぎると、界面活性剤自身及び吸湿
により繊維表面のべたつきが多くなり好ましくない。

この界面活性剤処理の間に、後の加湿処理で含浸させ
るべき水分の一部を含有させることも可能である。

上記処理を施した繊維をシート状に成形する方法とし
ては、通常、不織布の製造方法として知られている方法
を応用することができ、例えばローラーカード機を通
し、解繊後整列ウェッブを作るか、或はその後、ウェッ
ブの密度を高めたり、腰を持たせるためにニードルパン
チングを施す方法が挙げられる。

このようにして、本発明の処理を施した繊維はウェッ
ブ（綿状の形態）、不織布のような製品のほか、通常の
繊維加工法により、抄紙シート、編み織物のような形態
にも成形することができる。

得られたシート状物は、ポリカルボン酸（塩）の本来
の性質である高吸水性能を具備するものであり、そのま
ま或いは他の親水性又は疎水性繊維と混合し、さらに所
望により表面処理、積層、裁断、撚糸、接着剤を用いた
接合等の加工を施すことにより幅広い用途分野に利用で
きる。例えば、紙オムツ、生理用品、吸収紙、農園芸用
保水材、土壌改良材、保鮮材、シール材、油水分離材、
保温・保冷材等に適用できる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

尚、実施例に記載する吸水量及び水分量は下記の方法
で測定した。また、実施例中で「部」及び「％」は特記
しない限り重量基準である。

吸水量（g/g）試験片約1g（W₁）を秤取し、生理食塩水100mlに静置
下で30分間浸漬して吸水させた後、80メッシュの金網で
濾別し、濾滓として得られた膨潤状の繊維シート状物の
重量（W₂）を測定し、次式より算出した。

水分量（％）試験片約1g（W₁）を秤取し、真空乾燥器中で105℃に
て４時間放置し、揮発減量（Ｗ）を求めた。

実施例１分子量25万のポリアクリル酸20部に対し、27.8部の30
％苛性ソーダ、125部の水をニーダーに入れ均一に溶解
し、100℃で一昼夜加熱脱泡し、中和度75モル％のポリ
アクリル酸ソーダ水溶液を得た。次いで、この水溶液を
冷却後、0.5部のエチレングリコールジグリシジルエー
テルを添加し、ロールミルで均一に混合し紡糸源液とし
た。

かくして調製した紡糸原液を、孔径0.08mm、孔数20の
ノズルよりエタノールの凝固浴中に押出し、200℃の加
熱炉を15秒間通過させた後、紡糸速度12m/分の速度でロ
ーラーに巻き取った。

この繊維をポリオキシエチレンラウリルエーテル（エ
マルゲン108;花王（株）製）の１％エタノール溶液中に
浸漬し、乾燥繊維重量に対して100％付着させた後、100
℃で熱風乾燥した。その後、30℃/80％RHで13時間加湿
処理し、これを5cm程度の長さに切断、ローラーカード
機で解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッ
ブは、嵩高で柔軟な風合を有しており、水分量は20％で
あった。また、吸水量は50g/gであった。

実施例２実施例１と同じ紡糸原液を200℃の乾燥気流中に孔径1
mm、孔数20のノズルより押し出すことにより乾式紡糸し
た。

この繊維をポリオキシエチレンオレイルエーテル（エ
マルゲン409P;花王（株）製）の１％エタノール溶液中
に浸漬し、乾燥繊維重量に対して150％付着させた後、1
00℃で熱風乾燥した。その後、30℃/80％RHで18時間加
湿処理し、これを5cm程度の長さに切断、ローラーカー
ド機で解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェ
ッブにニードルパンチ機でニードルパンチングを施し、
不織布とした。

この不織布の水分量は35％、吸水量は52g/gであっ
た。

実施例３ 20％アクリル酸ソーダ水溶液（中和度75モル％）500
部にメトキシポリエチレングリコール＃400アクリレー
ト（NKエステルAM−90G;新中村化学工業（株）製）5.5
部と開始剤のアゾビスシアノ吉草酸0.348部を添加し、
窒素雰囲気下、65℃で２時間重合した。次いで、この水
溶液を冷却後、２部のエチレングリコールジグリシジル
エーテルを添加し、ロールミルで均一混合し紡糸原液と
した。

かくして調製した紡糸原液を実施例１と同様の方法で
湿式紡糸した。

この繊維をポリオキシエチレンラウリルエーテル（エ
マルゲン108;花王（株）製）の１％エタノール溶液中に
浸漬し、乾燥繊維重量に対して120％付着させた後、100
℃で熱風乾燥した。その後、30℃/80％RHで２時間加湿
処理し、これを5cm程度の長さに切断、ローラーカード
機で解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッ
ブは、嵩高で柔軟な風合を有しており、水分量は40％で
あった。また、吸水量は43g/gであった。

実施例４ 20％アクリル酸ソーダ水溶液（中和度75モル％）500
部に２−ヒドロキシエチルメタクリレート16.38部、開
始剤のアゾビスシアノ吉草酸0.384部及びイオン交換水1
5.52部を加え、窒素雰囲気下、65℃で２時間重合した。
次いで、この水溶液を冷却後、２部のエチレングリコー
ルジグリシジルエーテルを添加し、ロールミルで均一混
合し紡糸原液とした。

この繊維をポリオキシエチレンオレイルエーテル（エ
マルゲン409P;花王（株）製）の１％エタノール溶液中
に浸漬し、乾燥繊維重量に対して130％付着させた後、1
00℃で熱風乾燥した。その後、30℃/80％RHで30時間加
湿処理し、これを5cm程度の長さに切断、ローラーカー
ド機で解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェ
ッブは水分量50％で、嵩高で柔軟な風合を有していた。
また、吸水量は40g/gであった。

実施例５実施例１の界面活性剤処理及び加湿処理を施したポリ
アクリル酸ソーダ繊維（5cmに切断、水分量20％）50部
とポリエステル繊維（３デニール/51mm）50部をローラ
ーカード機で解繊・カード掛けし、複合ウェッブとし
た。このウェッブは嵩高で柔軟な風合を有していた。ま
た、吸水量は25g/gであった。

実施例６酢酸ビニル86.09部、無水マレイン酸98.06部、及び開
始剤の過酸化ベンゾイル0.61部をベンゼン576部に溶解
し、窒素雰囲気下、60℃で３時間重合した。ベンゼンを
80℃で減圧留去し、得られた乾燥ポリマー86.92部を７
％水酸化ナトリウム水溶液436部で中和した。次いで、
この水溶液に1.7部のエチレングリコールジグリシジル
エーテルを添加し、ロールミルで均一混合し紡糸原液と
した。

この繊維をポリオキシエチレンラウリルエーテル（エ
マルゲン108;花王（株）製）の１％エタノール溶液中に
浸漬し、乾燥繊維重量に対して100％付着させた後、100
℃で熱風乾燥した。その後、30℃/80％RHで13時間加湿
処理し、これを5cm程度の長さに切断、ローラーカード
機で解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッ
ブは、嵩高で柔軟な風合を有しており、水分量は20％で
あった。また吸水量は40g/gであった。

実施例７撹拌装置、ガス導入管、温度計、冷却管を備え、冷却
管の先にはガスバックのついた２セパラブルフラスコ
にトルエン1204部、無水マレイン酸205.9部を入れ、窒
素雰囲気中で撹拌下、70℃まで昇温した。重合開始剤と
して2,2′−アソビスイソブチロニトリル3.43部を添加
し、続いて別に用意したボンベからイソブチレンガスを
ガス導入管から溶液中に導いた。反応温度を70℃に保っ
たままイソブチレンガスを３時間で135部（無水マレイ
ン酸に対するモル比1.14）を連続的に吹き込んだ。さら
にその温度で３時間撹拌下に熟成した後冷却した。ポリ
マーの沈殿を含んだスラリー状の反応液を取り出し、濾
過の後、70℃で24時間減圧乾燥した。

上記乾燥ポリマー25.7部に30％水酸化ナトリウム水溶
液を加え、無水マレイン酸ユニットに対して75％中和
し、さらにイオン交換水69.43部を添加し、20％水溶液
とした。次いで、この水溶液に0.5部のエチレングリコ
ールグリシジルエーテルを添加し、ロールミルで均一混
合し紡糸原液とした。

この繊維をポリオキシエチレンラウリルエーテル（エ
マルゲン108;花王（株）製）の１％エタノール溶液中に
浸漬し、乾燥繊維重量に対して120％付着させた後、100
℃で熱風乾燥した。その後、30℃/80％RHで18時間加湿
処理し、これを5cm程度の長さに切断、ローラーカード
機で解繊・カード掛けし、ウェッブとした。このウェッ
ブは水分量35％で、嵩高で柔軟な風合を有していた。ま
た、吸水量は36g/gであった。

比較例１実施例１における界面活性剤処理前のポリアクリル酸
ソーダ繊維（水分量４％）をそのままローラーカード機
で解繊・カード掛けしたところ、ロール落ちし、ウェッ
ブとならなかった。

比較例２実施例２で乾式紡糸により得られたポリアクリル酸ソ
ーダ繊維（水分量３％）をそのままローラーカード機で
解繊・カード掛けしたところ、ロール落ちし、ウェッブ
とならなかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来、ウェッブ、不織布のような形
態に加工することが困難であったポリカルボン酸（塩）
からなる高吸水性繊維を、ウェッブ、不織布、抄紙シー
ト、編み織物のようなシート状に加工することが可能と
なった。

また、本発明によって得られた高吸水性繊維シート状
物は、粒状の吸水性樹脂並の高度の給水能を有し、且つ
柔軟な風合を有し、種々の形態に加工可能で、必要に応
じ他の繊維素材との複合化が可能である。

本発明の高吸水性繊維シート状物は、従来の粒状の吸
水性樹脂が用いられていた分野の他、繊維製品としての
形態が好適な分野にも応用することができ、工業上極め
て有益である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−28912（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−118938（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−121657（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリカルボン酸又はその塩からなる高吸水
性繊維にアニオン及び／又は非イオン界面活性剤を付着
させた後、加湿処理を施し、これをシート状に成形する
ことを特徴とする、水分５〜80重量％を含有するポリカ
ルボン酸又はその塩からなる高吸水性繊維シート状物の
製造法。
【請求項２】ポリカルボン酸又はその塩がポリアクリル
酸又はその塩である請求項１記載の高吸水性繊維シート
状物の製造法。