JPS62191578A

JPS62191578A - 繊維状高吸水体

Info

Publication number: JPS62191578A
Application number: JP3050986A
Authority: JP
Inventors: 藤沢　紀明; 古賀　広昭
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1986-02-14
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1987-08-21

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）本発明は繊維状高吸水体に関し、さらに詳しくは金属イ
オン含有水に対して優れた吸水性を示す繊維状高吸水体
に対するものである。

（従来の技術）高吸水体については近年多くの報告がなされており、そ
の代表的なものとしてはデンプンにポリアクリロニトリ
ルをグラフ１−重合したものを加水分解したもの、デン
プンにアクリル酸をグラフト共重合したもの、カルボキ
シメチルセルロースの架橋重合物、セルロースにポリア
クリロニトリルをグラフト重合したものを加水分解した
もの、ポリアクリル酸ソーダ、メチルメタクリル酸と酢
酸ビニル共重合体の加水分解物、ポリビニールアルコ−
ルノ加水分解物、ポリエチレンオキサイド架橋重合体く以
下、ＰＥＯ系吸水体と称する）などが知られており、用
途についてはコンクリート、セメント等への混和材、有
機溶剤からの脱水材、オム・へ濾紙、タンポン、ナプキ
ン等の衛生材料、純水および金属イオン含有水に対する
シール材料、インスタント土のう、保冷材、雨に濡れる
と通気性のなくなる編織物、膨潤時のヌルミを生かす養
生膜、人工土壌、水ボケ、濾材、イオン交換樹脂の代替
等の幅広い用途への応用が検討されている。これらの用
途のうち、衛生’ＦＡ料、金属イオン含有水に関係する
用途等は金属イオン含有水を多く吸収するものが必要と
されている。

しかしながら、従来報告されている高吸水体のほとんど
は金属イオンを含まない水（例えば蒸留水）に対しては
、後述するティーバッグ法（ＴＢ法という）で測定した
場合、５０〜１００倍と非常に高い膨潤性を示すが、生
理用食塩水、海水等の金属イオンを含む水の場合は大幅
に吸水性が低下する。

これらの高吸水体の中でもＰＥＯ系吸水体は金属イオン
の影響を受けない例外的な高吸水体である。しかしＰＥ
Ｏ系吸水体は吸水性が低く、浸漬時間２４時間のＴＢ法
で、純水、海水共２５〜３０倍程度であり、吸水速度も
遅い。ＰＥＯ系吸水体以外の高吸水体の大半は純水の場
合、数秒から数分で平衡値の９０％位膨潤するが、ＰＥ
Ｏ系吸水体の場合は数時間かかるという欠点がある。

金属イオン含有水に対して高吸水性を改善したものとし
ては、特開昭５１−１５５２１８号公報のカルボキシメ
チル化セルロースが知られており、吸水性は高く、吸水
速度も速い。しかし、膨潤状態で腐敗しやすく、また各
種条件下での耐久性能も低い。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、上記の問題点を解消し、金属イオン含
有水に対し吸水量が大きく、吸水速度が速く、かつ耐久
性の優れた高吸水体を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、上記目的を達成するため種々検討した結
果、アクリル系吸水体の表面を特殊なＰＥＯ系吸水体で
処理することにより本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明は、アクリロニトリル６５〜９０重量
％とリチウム、カリウム、ナトリウムおよびアンモニウ
ムの中から選ばれた少なくとも１種の物質のカルボン酸
塩０．５〜４．５　ｍ　ｍ　ｏ　Ｉｔ　／　ｇを含むア
クリロニトリル系繊維状高吸水体（以下、アクリル系吸
水体と称する）を、平均分子量１０万以上の水溶性ポリ
エチレンオキシドに、これに対して０．０１ないし５重
量％のモノおよびポリイソシアナート化合物を反応させ
て得られたポリエチレンオキシド系高吸水体（以下、Ｐ
ＥＯ系吸水体と称する）で処理したことを特徴とする。

本発明で用いるアクリル系吸水体は、アクリロニトリル
系繊維を加水分解するが、アクリロニトリルとアクリロ
ニトリルに共重合可能な活性二重結合を有し、かつカル
ボキシル基を有する単量体を共重合することによって得
られる。

本発明に用いるアクリル系吸水体に含有されるカルボキ
シル基の量は、ｊＭられる吸水体の形状、寸法とも相俟
って、その形態保持性に大きな影響を与える因子の一つ
であり、通常は０．５〜４．５ｍｍ　ｏ　７！／　ｇ、
好ましくは１〜３．５　ｍ　ｍ　ｏ　（１／　ｇである
。その含有量が０．５　ｍ　ｍ　ｏβ／ｇ未満であると
十分な吸水性が得られず、４．５　ｍ　ｍ　ｏβ／ｇよ
り多くなると吸水後に吸水体は流動性のあるゲル状物に
なり、形態保持性が悪くなり、またその強度も低下し、
吸水体が容易に微細化する。

本発明で用いるＰＥＯ系吸水体は、特公昭５０−３６２
８０号公報による方法によって得ることができる。すな
わち、平均分子量１０万以上の水溶性ポリエチレンオキ
シドに、これに対して０．０１ないし５重量％のモノお
よびポリイソシアナート化合物を反応させて得ることが
できる。水溶性ポリエチレンオキシドは平均分子Ｍ１０
１０万であればよい。またプロピレンオキシド、ブチレ
ンオキシドその他重合可能成分を水溶性を失わない程度
に共重合物として含有していてもよいし、その範囲内で
は、主鎖中または側鎖にアルキレン基やアルキル基を含
有しても差し支えない。これらは単独でもまた２種以上
の混合物で用いることができる。これらの適度な共重合
体、または混合物の使用によって生成する樹脂の性質、
例えば水膨潤性等を適当に調節することも可能である。

平均分子量が１０万より小さいと、同様な反応生成物で
も脆弱で皮膜を形成せず、水に対しては膨潤性が小さい
かまたは、小粒状に分散してしまい実用性に乏しい。

一方のモノおよびポリイソシアナート化合物としては同
一分子内にイソシアナート基を１（１１または２個ある
いはそれ以上含有する有機化合物であり、例えばｎ−プ
ロピルイソシアナート、ｎ−ブチルイソシアナート、ｎ
−ヘキシルイソシアナート、ドデシルイソシアナート、
オクタデシルイソシアナーｌ−、シクロヘキシルイソシ
アナー１−、ベンジルイソシアナート、フェニルイソシ
アナート、ｐ−クロルフェニルイソシアナート、ｐ−ニ
トロフヱニルイソシアナート、２−クロロエチルイソシ
アナ−１・、ステアロイルイソシアナート、ｐ−トルオ
ルスルフォニルイソシアナート、プロパンジイソシアナ
ート、ヘキサンジイソシアナート、デカンジイソシアナ
−１−１ω、ω１−ジプロピルエーテルジイソシアナー
ト、チオジエチルジイソシアナート、ヘキサフルオロプ
ロパンジイソシアナート、１，３−ジメチルヘンゼンー
ω、ω１−ジイソシアナート、１，４−ジメチルナフタ
リン−ω、ω９−ジイソシアナー１・、２，４．）ルイ
レンジイソシアナ−１・、１．３−ジメチルベンゼン−
２，４−ジイソシアナート、ナフタリン−１゜４−ジイ
ソシアナート、ビフェニル−４，４’−ジイソシアナー
ト、２−ニトロビフェニル−４゜４′−ジイソシアナー
ト、３．３′−ジメトキシビフェニル−４，４′−ジイ
ソシアナート、ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシ
アナート、３゜３′−ジクロロジフェニルジメチルメタ
ン−４゜４″−ジイソシアナート、１−メチルベンゼン
−２，４，６−トリイソシアナート、ナフタリン−１、
３，７−ドリイソシアナー１−、ビフェニル−２，４，
４’−）ジイソシアナート、トリフェニルメタン−４，
、４’、　　４　′′−）ジイソシアナート、またＴＤ
Ｉの三量体（デスモデュールＩＬ）、ポリメチレンポリ
フェニルイソシアナート（アップジョン社）、トリメチ
ロールプロパン等のポリオールにその活性水素の数に対
応するモル数のジイソシアナートを反応させて得られる
ウレタントリイソシアナート化合物（デスモデュールし
）等がある。

さらにこれらのモノおよびポリイワシアナ−１−化合物
は適当なマスク剤でマスクされていても、反応時に可成
温度以上に挙げられれば差し支えない。またこれらは単
独あるいは２種以上を混合して反応に供することもでき
る。反応に使用されるモノおよびポリイソシアナート化
合物の量はポリエチレンオキシド樹脂に対し０．０１な
いし５重量％で、各反応組成物の種類によって種々異な
るが、通常は０．０５〜２重量％である。

ポリエチレンオキシド樹脂にモノおよびポリイソシアナ
ート化合物を反応させる方法としては適当な溶媒中の溶
液状で反応させるのが普通であるが、溶媒中に分散状で
反応させる方法または粉末状または固体状に両者を均一
に混合した後に所要温度に加熱反応させることもできる
。反応温度は一般に５０℃ないし１５０℃が好ましい。

本発明に用いられるアクリル系吸水体の形状はトウ、ス
ライバー、紡績糸、編地、織物その他いかなる構造であ
ってもよく、また、他の繊維（ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリアクリロニトリル、ウール、絹、綿など）との
混合物であってもよい。

ＰＥＯ系吸水体を処理する方法は、浸漬後マングルで絞
液する方法、糸条の場合は織物の糊付整経に準じる方法
、一本糊付け（例えばユニサイザー：梶製作所（株））
による方法等いかなる方法によってもよい。

（実施例）以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。実
施例中の％は全て重量％である。

実施例中の特性値の評価方法は以下のとおりである。

吸水性：イ）ＴＢ法ボリエステルネントに入れた試料を２０℃の水中に一定
時間浸漬し、空中に１０分間吊した後、試料をネットよ
り取出し重量を測定する。

このときの重量をＡとし次式により吸水性を求める。

Ｃ：８０℃に調整した熱風乾燥皿中で重量変化のな（な
るまで乾燥した後の重量。

口）ＣＢ法ＴＢ法で重量を測定した試料を再度ポリエステルネット
に戻し遠心脱水機にて１００Ｇの力で所定時間脱水を行
なった後試料をネットより取出し重量を測定する。この
ときの重量をＢとし次式により吸水性を求める。

実施例１アゾビスイソブチロニトリルを重合触媒に用いて、水系
懸濁重合法により、アクリロニＩ・ジル８０重量％とア
クリル酸２０重量％との共重合体を得た。この得られた
重合体を６５％硝酸を用いて紡糸を行ない、沸騰水中で
６倍に延伸した。この延伸糸を２％の塩化すｌ・リウム
を含む０．４％水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、
エタノールでよく洗浄した後、乾燥してアクリロニトリ
ル７５゜４重量％、アクリル酸すＩ・リウム２４．６重
量％からなる単繊維繊度：３ｄの繊維状共重合体を得た
。

次にこの繊維を７６ｍｍにカントしカードを通し、ニー
ドルパンチにより目付１５０　ｇ　／　ｍの不織布を作
成した。この不織布を平均分子量５０万のポリエチレン
オキシド樹脂２０部およびトリエチルジアミン０．０５
部をニトロメタン３８０部中に加え窒素雰囲気中３０〜
４０℃にて完全に溶解せしめた後、１−メチルペンゾー
ル、２，５−ジイソシアナート０．１部を加え、７０℃
にて５時間反応させ得られたＰＥＯ系吸水体のトルエン
溶液に浸漬した後、マングルで絞液し乾燥させた。

このようにして得られたアクリル系繊維状高吸水体の吸
水性能を第１表に示す。

第　　１　　表＊　ＴＢ法浸漬時間＝１０分＊＊　厚さ０．５１のフィルムを作成し評価した。

第１表に示すごとく、比較例１に示すＰＥ○処理なしの
ものは、純水の膨潤度に比べ、人工海水の膨潤度は大幅
にダウンするが、実施例に示す付着量１〜５０％のもの
は人工海水の膨潤度が大幅に向上していることがわかる
。また比較例２に示すごとく、ＰＥＯ系吸水体１００％
より成るフィルムは、純水および人工海水に対する膨潤
度はほぼ同等であるが、膨潤の絶対値が低い。なお比較
例２のフィルムは、浸漬時間が２時間では純水、海水共
にＴＢ：１８倍、ＣＢ：１２倍、２４時間ではＴＢ：２
７倍、ＣＢ：１９倍と優れた吸水性能を示す。

また第１表に示す実施例１〜３の試料は、各種条件下に
おける耐久テス１−（腐敗テスト、光脆化テスト等）に
おいても優れた耐久性を示した。

実施例２９０％のアクリロニトリルおよび１０％のアクリル酸メ
チル（ＭＡ）より成るアクリロニトリル系繊維（単繊維
繊度：３ｄ、繊維長：５０鶴、３０℃のジメチルホルム
アミド（ＤＭＦ）溶液中の固有粘度　１．３）４部を３
０％（７，５ｍ　ｏβ／１０００ｇ溶液）苛性ソーダ水
溶液９６部中に浸漬し、攪拌下に１０分間煮沸し、次い
で該繊維中の残留アルカリを水洗除去した後、乾燥させ
て白色ないし微黄色を呈する吸水繊維を得た。次にこの
繊維をカードに通し、ニードルパンチにより日付１５０
ｇ／ｒ＋？の不織布を作成した。この不織布を、実施例
１に用いたＰＥＯ系吸水体のトルエン溶液に浸漬した後
マングルで絞液し乾燥させた。このようにして得られた
アクリル系繊維状高吸水体の吸水性能を第２表に示す。

第　　　２　　　表＊　ＴＢ法浸漬時間：１０分第２表に示すごとく、比較例１に示すＰＥＯ処理なしの
ものは純水の膨潤度に比べ、人工海水の膨潤度は大幅に
ダウンするが、実施例に示すごとく、付着量１〜５０％
のものは、人工海水の膨潤度が大幅に向上している。

（発明の効果）本発明の繊維状高吸水体は金属イオン合有水に対し優れ
た吸水性を示し、例えば人工海水（アクアマリン二へ州
薬品（株）社製）に対する吸水性は、ＴＢ法で１０倍、
ＣＢ法で２倍の吸水性を有するアクリル系高吸水紡績糸
（１／３Ｎｍ）に、ＰＥＯ系吸水体を純分付着量で１０
％付着させた本発明品は、」二記人工海水に対する吸水
性がＴＢ法（浸漬時間１０分）で３０倍、ＣＢ法で１５
倍と大幅に向」ニした。

本発明は、金属イオン含有水に対して吸水性を有するが
、吸水倍率は３０倍とさほど高くなく吸水速度も遅いＰ
ＥＯ系吸水体と、純水に対する吸水倍率は１００〜２０
０倍と高く、吸水速度も速いが、金属イオン含有水に対
しては大幅に吸水性が低下してしまうアクリル系吸水体
とを組合わせることにより、金属イオン含有水に対して
高い吸水倍率と速い吸水速度を達成したものである。

特に本発明品は、吸水速度の遅いＰＥＯ系吸水体で処理
したにもかかわらず、吸水速度が速いのは驚くべきこと
である。これは繊維状物にＰＥＯ系吸水体を処理したた
めに、通常のＰＥＯ系吸水体の形状である塊状物に対し
て大幅に表面積が大きくなっていることに起因している
と考えられる。

本発明の繊維状高吸水体は、上述のように金属イオン含
有水の吸水性に優れているため、海水、汗、尿等の吸水
材として有用であり、例えば、海辺での土管継手のシー
リング材、通信ケーブルの遮水材、コンクリート、セメ
ント等への混和材、オムツ、濾紙、・タンポン、ナプキ
ン等の衛生材料、その他金属イオン水に対する吸収材と
して幅広い用途に使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アクリロニトリル６５〜９０重量％とリチウム、
カリウム、ナトリウムおよびアンモニウムの中から選ば
れた少なくとも１種の物質のカルボン酸塩０．５〜４．
５ｍｍｏｌ／ｇを含むアクリロニトリル系繊維状高吸水
体を、平均分子量１０万以上の水溶性ポリエチレンオキ
シドに、これに対して０．０１ないし５重量％のモノお
よびポリイソシアナート化合物を反応させて得られたポ
リエチレンオキシド系高吸水体で処理したことを特徴と
する繊維状高吸水体。