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WO1997016586A1 - Water retentive cellulose fiber, method of manufacturing the same, and water retentive sheet comprising cellulose fiber of high water retentivity - Google Patents

Water retentive cellulose fiber, method of manufacturing the same, and water retentive sheet comprising cellulose fiber of high water retentivity Download PDF

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Publication number
WO1997016586A1
WO1997016586A1 PCT/JP1996/003171 JP9603171W WO9716586A1 WO 1997016586 A1 WO1997016586 A1 WO 1997016586A1 JP 9603171 W JP9603171 W JP 9603171W WO 9716586 A1 WO9716586 A1 WO 9716586A1
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WO
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water
fiber
fibers
cellulose
retentive
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Application number
PCT/JP1996/003171
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tsutomu Kido
Noriyuki Kimura
Ichiro Takeuchi
Kazuya Umino
Original Assignee
Uni-Charm Corporation
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Publication date
Application filed by Uni-Charm Corporation filed Critical Uni-Charm Corporation
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Priority to EP96935491A priority patent/EP0892093B1/en
Publication of WO1997016586A1 publication Critical patent/WO1997016586A1/ja
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    • D01F8/02Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from cellulose, cellulose derivatives, or proteins
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    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/637Including strand or fiber material which is a monofilament composed of two or more polymeric materials in physically distinct relationship [e.g., sheath-core, side-by-side, islands-in-sea, fibrils-in-matrix, etc.] or composed of physical blend of chemically different polymeric materials or a physical blend of a polymeric material and a filler material
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    • Y10T442/638Side-by-side multicomponent strand or fiber material

Definitions

  • the present invention relates to a cellulose-based highly water-retaining male fiber used as a water-retaining material for absorbents that absorb body fluids in sanitary napkins, paper diapers, incontinence pads, etc., a method for producing the same, and water-retaining properties formed from this fiber.
  • a cellulose-based highly water-retaining male fiber used as a water-retaining material for absorbents that absorb body fluids in sanitary napkins, paper diapers, incontinence pads, etc.
  • Disposable diapers, sanitary napkins, and other sanitary products have an absorber in the part that receives body fluids such as urine and menstrual blood. It has a structure in which pulp or superabsorbent resin (hereafter referred to as water retention material) is sandwiched between it and an impermeable sheet. Along with this, it is becoming necessary to improve the performance of the water-retaining material in the absorbent and improve the shape stability. As described in , powdery polymer absorbents are often used.
  • powdery high-molecular absorbing material synthetic high-molecular polyacrylic acid compounds, polyvinyl-based compounds and the like are known, and natural high-molecular cyanomethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like are also known. ing.
  • a fibrous polymer water absorbing material a fiber manufactured by a method of mixing a sodium salt of carboxymethyl cellulose with viscose and spinning described in Japanese Patent Application Publication No. 56-9418. and fibers produced by the method of carboxymethylating regenerated cellulose fibers described in Japanese Patent Application Publication No. 60-2707, and Japanese Patent Application Publication No. 55-1327
  • the acrylonitrile fiber described in No. 54 is hydrolyzed, and the outer surface is coated with a polyacrylic acid-based water-absorbing A fiber with a double-layered structure is known.
  • water-retaining material When such a water-retaining material is used in the absorbent body of sanitary products such as paper diapers and sanitary napkins, it is required to have good water absorption. Furthermore, it is also necessary to have good so-called water retentivity, that is, not to release moisture once absorbed even when pressure is applied.
  • the fiber strength at the time of drying is about 0.8 g Z denier (gZd).
  • the powdery water retaining material easily falls off from the absorbent body.
  • it becomes a gel state with high fluidity, and there is a problem that the shape stability is poor.
  • the powdery water-retaining material When used as a water-retaining material in an absorbent body such as a paper diaper, the water-retaining material gels in the paper diaper when urine is absorbed. When the person wearing the disposable diaper moves, the gel moves and becomes unevenly distributed in the absorber. Also, this gel is sticky. For this reason, there is a problem that the wearer feels uncomfortable and the feeling of use is deteriorated.
  • the fibrous water retaining material produced by mixing sodium salt of carboxymethyl cellulose with viscose has high compatibility and properties as a fiber because both viscose and carboxymethyl cellulose are cellulose-based. I have. However, water retention is insufficient.
  • a fibrous water-retaining material produced by carboxymethylating leon has poor morphological stability because the entire fiber has water absorption properties, and when it absorbs water, the fiber itself gels. In addition, there is a problem that the fiber strength when dried is low.
  • a double-structure fibrous water-retaining material in which a polyacrylic acid-based water-absorbing layer is formed on the outer surface of an acrylonitrile-based fiber has a problem that the manufacturing process of this water-retaining material is complicated.
  • the present invention is intended to solve the above problems, and is safe when used as an absorbent for sanitary products such as disposable diapers and sanitary napkins, has a high water retention rate, and is in a fiber form even when it absorbs water.
  • a highly water-retaining fiber having high morphological stability and sufficient fiber strength for handling when dry, and this highly water-retaining fiber
  • the present invention provides an absorbent body using fibers.
  • the present invention relates to a cellulosic high water-retaining fiber comprising a non-cellulosic superabsorbent material uniformly contained in the cellulosic fiber.
  • the cellulose fiber and the highly water-absorbent material are sufficiently mixed to the extent that it is difficult to identify both, and the highly water - absorbent material is uniformly dispersed in the cellulose fiber. ing.
  • Cellulose fibers and superabsorbent materials both have high water absorbency and excellent water retention. For this reason, cellulose-based highly water-retentive fibers that uniformly contain both of these components have superior water-absorbing and water-retaining properties compared to conventional fibers made only of cellulose and superabsorbent resins (SAP).
  • the cellulose-based highly water-retentive fibers are highly water-absorbent and do not easily fall off during a mechanical processing step such as a fiber opening step, or when absorbing water.
  • the highly water-absorbent material exposed on the outer surface of the cellulose-based highly water-retentive fiber may fall off when the fiber absorbs water.
  • the highly absorbent material on the outer surface can effectively absorb water.
  • the cellulose-based highly water-retentive fiber of the present invention is a composite fiber in which a component uniformly containing a non-cellulose-based highly water-absorbing material in the cellulose fiber and a single component of cellulose alone are joined side-by-side. is also included.
  • a core is formed from a component uniformly containing a non-cellulose water-absorbent material in cellulose fibers, and the core is wrapped with a sheath formed from a single component of cellulose.
  • the fiber In the side-by-side composite fiber, a component in which a superabsorbent material is uniformly dispersed in cellulose fibers and a cellulose component alone are joined together, and the component containing the superabsorbent material absorbs and retains water. , and cellulose alone have the mechanical properties of fibers, respectively. Therefore, the fiber has high water absorption and retention, high fiber strength, and high shape stability.
  • a sheath-core type composite male fiber in which a core formed from a component in which the superabsorbent material is uniformly dispersed in cellulose fibers and a sheath formed from a single cellulose component are joined. has a structure in which a component (core) containing a superabsorbent material is covered with a single cellulose component (sheath). For this reason, the highly water-absorbing material does not come off from the fibers at any stage of the process of absorbing water and manufacturing the fibers. By forming the sheath component into a thin film, water absorption can be ensured.
  • the content ratio of the highly absorbent material to the cellulose fibers in the conjugated fibers, and the ratio of the highly absorbent material to the cellulose fibers in the conjugated fibers Even if the content ratio of the superabsorbent material to the cellulose fiber in the single-component fiber is the same, the composite fiber has higher water absorption and water retention than the single-component fiber, and The dry strength of the fiber is increased.
  • cellulose fibers are mainly viscose rayon fibers. However, other hydrophilic cellulose fibers may be used.
  • the super absorbent material is mainly polyacrylate.
  • Polyacrylate is generally commercially available as a polyacrylic acid-based water absorbing agent or a polyacrylic acid-based super absorbent resin, and can be easily obtained.
  • the polyacrylic acid-based water absorbing agent or polyacrylic acid-based super absorbent resin is lightly cross-linked polyacrylic acid, starch and polyacrylic acid. It is a salt-grafted product or a water-absorbing polymer mainly composed of a polyacrylic acid skeleton, and these are used alone or in combination of two or more.
  • isobutylene monomaleic anhydride copolymers can also be used.
  • polyvinyl alcohol-based or polyoxyethylene-based super absorbent polymer may be used as the super absorbent material.
  • the cellulose-based highly water-retentive fiber of the present invention has a water absorption rate of 700% or more.
  • the water absorption rate referred to here is a value that can be expressed by the following formula 1, where the weight of the fiber before water absorption is A grams, and the weight of the fiber after water absorption is B grams.
  • V(%) ⁇ (B-A)/A ⁇ X 100
  • the cellulose-based highly water-retaining fibers have a water-retaining rate of 200% or more.
  • the water retention rate here means the weight of the fiber before water absorption is C grams, the water is drained after water absorption, and When the weight of the fiber dehydrated by centrifugation is D grams, the value is expressed by the following equation 2.
  • the cellulose-based highly water-retaining fiber of the present invention has high water absorption and water retention.
  • this cellulose-based highly water-retentive fiber can maintain the shape of the fiber both when it is dry and when it absorbs water. Therefore, when the fibers are wrapped in a paper sheet or the like to form an absorbent body used in disposable diapers or sanitary napkins, the fibers do not move in the disposable diapers or sanitary napkins. Therefore, it is possible to provide disposable diapers and sanitary napkins having high water absorbency and water retention without causing discomfort to the wearer.
  • the cellulose-based highly water-retentive fibers are processed into sheets, or woven into other fiber webs or non-woven fabrics.
  • An absorbent body may be manufactured from this sheet.
  • the absorbent body thus formed has high water absorption and retention even though it is thin. Therefore, when this absorber is used for paper diapers and sanitary napkins, the paper diapers and sanitary napkins can be made thinner.
  • the cellulose-based highly water-retentive fiber of the present invention has the property that the fiber-forming polymer is not a synthetic polymer substance such as polyacrylonitrile but cellulose, so that it is easily decomposed and decomposed quickly in soil. .
  • the dry strength of the fiber is 0.8 g no denier ( g/d) or more, and the fineness is preferably 5 denier or more and 15 denier or less.
  • the unit of dry strength, g/d represents the tensile strength of a fiber equivalent to 1 denier.
  • the fineness is 15 denier or more, the water absorbency decreases, so the fineness is preferably 15 denier or less.
  • a sheet, a nonwoven fabric, or a fiber wetsuit containing the cellulose-based highly water-retentive fiber of the present invention Multiple sheets of tabs are stacked, or sandwiched between paper sheets from above and below and glued together. Then, after bonding, it is molded into a predetermined shape to form an absorber.
  • the sheet, nonwoven fabric, or fiber web containing the cellulose-based highly water-retentive fibers of the present invention may be formed into a predetermined shape and then bonded.
  • a sheet having a predetermined shape may be formed by heat processing.
  • This sheet does not lose its shape because the highly water-retentive fibers in the sheet are securely connected by heat-fusible fibers. Furthermore, the sheets can be heat-sealed together in the sheet bonding process. In this heat-sealing process, the entire sheet can be evenly adhered. It is preferable that the cellulose-based highly water-retainable fibers contained in the water-retentive sheet be 10% by weight or more and 80% by weight or less, and the heat-fusible fibers be 20% by weight or more and 80% by weight or less.
  • the sheet containing the highly water-retentive fibers has a basis weight of 10 g Zm 2 or more and 500 g/m 2 or less.
  • the method for producing cellulose-based highly water-retainable fibers of the present invention is characterized by spinning, drawing, and scouring a spinning dope obtained by uniformly mixing cellulose fibers with a non-cellulose-based highly water-retaining material as a raw material. is.
  • a spinning dope obtained by uniformly mixing a non-cellulose-based highly water-retentive material with the above-mentioned cellulosic component, and a dope component consisting of cellulose fibers alone. are compounded by a nozzle, spinning, drawing, and scouring.
  • viscose rayon fiber when viscose rayon fiber is used as the cellulose fiber and polyacrylate is used as the non-cellulose-based highly water-absorbing material, ordinary viscose rayon fiber is used as the spinning dope.
  • Use viscose for Viscose for ordinary viscose rayon fibers mainly has a cellulose concentration of 7% by weight or more and 10% by weight or less, an alkali concentration of 5% by weight or more and 6% by weight or less, and a Hottenroth number of 8 to 12.
  • Viscose for ordinary viscose rayon. Sodium hydroxide is mainly used as the alkaline agent in this viscose.
  • viscose in which the composition of each component in this viscose is changed may be used. Viscose for strong rayon, viscose for polynosic, Viscose for HWM may be used.
  • the polyacrylate when using a polyacrylate as the non-cellulose superabsorbent material, the polyacrylate may be mixed with the viscose undiluted solution.
  • the amount of the polyacrylic acid salt mixed is preferably 10% by weight or more and 200% by weight or less based on the total weight of the cellulose fibers in the viscose. If the mixed amount is less than 10% by weight, a sufficient water retention rate cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 200% by weight, the amount of polyacrylate in the viscose stock solution becomes excessive, resulting in poor spinnability in the regeneration bath during spinning, making smooth spinning difficult.
  • the alkaline solution used for this alkaline cleaning treatment is preferably an aqueous sodium carbonate solution or an aqueous sodium bicarbonate solution.
  • Alkali treatment increases the water absorbency and water retention of the fiber.
  • FIG. 1 is a diagram showing a flow sheet of the manufacturing process of the highly water-retentive fiber of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the cross-sectional structure of the composite portion of a typical composite fiber spinning nozzle used in the manufacturing process of the highly water-retainable fabric of the present invention.
  • 3 is a cross-sectional view of the regeneration bath in the regeneration step, and
  • FIG. 4 is a diagram showing the structure of the sanitary napkin absorber using the high water-holding fiber.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the absorber shown in FIG. 4 taken along line V--V. Best Mode for Carrying Out the Invention
  • FIG. 1 shows a flow sheet of the manufacturing process of the highly water-retentive fiber of the present invention.
  • a step of mixing the course stock solution 1 and the polyacrylate 2 A is the spinning stock solution obtained by the mixing step 4, B is the piscose stock solution containing only cellulose fibers, 5 is the spinning stock solution A, or the spinning stock solution A and viscose A recycling process in which the undiluted spinning solution A or the discharged undiluted spinning solution A or the undiluted spinning solution A and the viscose undiluted solution B are solidified by discharging the undiluted stock solution B into the regeneration bath through a nozzle.
  • Drawing process 7 is a scouring process in which the drawn yarn is scouring by bleaching, etc.
  • 8 is an alkali treatment process in which the scoured yarn is treated with an alkali
  • 9 is a scouring process 7 or an alkali treatment process This is a drying step for drying the fibers obtained through step 8.
  • F is a viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retentive fiber manufactured through the manufacturing process shown in FIG.
  • pisco-su undiluted solution B is not used.
  • viscose stock solution used for producing the highly water-retentive fiber of the present invention indicated by reference numeral 1 for example, a spinning stock solution for ordinary viscose rayon fibers is used.
  • the spinning stock solution for ordinary viscose threon fibers mainly has a cellulose concentration of 7% to 10% by weight, a sodium hydroxide concentration of 5% to 6% by weight, and a hot-roll value of 8%.
  • viscose in which the value of each component in this viscose is changed may be used.
  • viscose for strong rayon, viscose for borinosic, and viscose for HWM may also be used.
  • alkali component in the viscose as described above, sodium hydroxide is usually used, and other alkali components may be used.
  • the polyacrylate 2 is powdery when dry. In the present invention, it is preferable to use powder with a particle size of 30 microns or less. If the particle size exceeds 30 microns, the spinnability during spinning decreases, and the polyacrylate is exposed on the fiber surface of the manufactured water-retentive fiber F, and the polyacrylate falls off from the fiber F. easier.
  • the particle size of the polyacrylate is particularly preferably 10 microns or less, more preferably less than 5 microns.
  • the mixing step 4 when the viscose stock solution 1 and the polyacrylate 2 are mixed, if the powdered polyacrylate 2 is directly added to the viscose stock solution 1, the dispersibility of the polyacrylate 2 is deteriorated. , cannot be uniformly mixed. Therefore, it is preferable to previously disperse the polyacrylate 2 in the sodium hydroxide aqueous solution 3, add this solution to the viscose undiluted solution 1, and stir and mix. Since the viscose stock solution 1 contains sodium hydroxide as an alkaline component, the mixture of the polyacrylate 2 and the sodium hydroxide aqueous solution 3 is dispersed in the viscose stock solution 1. It's easy to do.
  • the boriaacrylate salt 2 can be uniformly dispersed in the viscose stock solution 1 .
  • the alkaline solution for dissolving the boriaacrylate salt 2 may contain the same alkaline component as that in the viscose undiluted solution. Therefore, when using an alkali other than sodium hydroxide as an alkali component in the viscose stock solution 1, the aqueous solution containing this alkali 5 is added to the sodium hydroxide aqueous solution 3 Use instead of
  • the concentration of the sodium hydroxide aqueous solution 3 is 10% by weight or more and 30% by weight or less.
  • the concentration of sodium hydroxide in the aqueous sodium hydroxide solution 3 should be adjusted so as to approximately match the concentration of sodium hydroxide in the viscose undiluted solution 1 .
  • the sodium hydroxide aqueous solution 3 is mixed with the polyacrylate 2 so that the concentration in the sodium hydroxide aqueous solution 3 is 20% by weight or more and 40% by weight or less.
  • Polyacrylate 2 is finally contained in the viscose rayon-polyacrylic acid-based high water-retaining fiber F, with respect to the weight of the total cellulose contained in the viscose rayon-polyacrylic acid-based high water-retaining fiber F. , 10% by weight or more and 200% by weight or less. If the compounding amount exceeds 200% by weight, the spinnability will deteriorate, making it difficult to produce the fiber. because it cannot be
  • an aqueous sodium hydroxide solution 3 is added to the mixed solution of the viscose stock solution 1 and the polyacrylate 2, and the cellulose concentration, the sodium hydroxide concentration, and the weight of the polyacrylate with respect to the cellulose are determined. Adjust the displacement ratio to obtain a spinning dope A.
  • the fiber is manufactured from a single component containing the boriaacrylate uniformly in the cell mouth fiber. In that case, spinning is performed by the following spinning process using only the spinning stock solution A as a raw material. In addition, when producing a composite fiber in which a component uniformly containing polyacrylate in cellulose fibers and a component consisting only of cellulose fibers are combined , the spinning stock solution A and polyacrylate are not included.
  • Viscose stock solution B is viscose for normal viscose rayon. This spinning process is the same as spinning viscose rayon.
  • step 5 the spinning stock solution A, or the spinning stock solution A and the viscose stock solution B are discharged from a nozzle into the regeneration bath.
  • a nozzle having a shape generally used for spinning acrylonitrile-based composite fiber is used. Spinning stock solution A and viscose stock solution B are combined in the holes,
  • Fig. 2 shows a model of the cross-sectional structure of a typical spinning nozzle for composite fibers.
  • 10 indicates the entire nozzle
  • 11 indicates a partition wall
  • 12 indicates a nozzle plate
  • 13 indicates a nozzle hole
  • 14 indicates a thread discharged from the nozzle hole 13, respectively.
  • the spinning stock solution A and the piscot stock solution B to be combined are arranged through the partition wall 11 and supplied separately.
  • the spinning solution A is supplied to both sides through the partition wall 11, or a nozzle without the partition wall 11 is used.
  • the spinning stock solution A and the viscose stock solution B are bonded to each other at the nozzle hole 13 to be combined.
  • the composite ratio of both components changes.
  • the quantitative ratio of both components can be freely set.
  • the ratio of the cellulose in the fiber produced from the viscose stock solution B to the cellulose in the fiber produced from the spinning stock solution A is, for example, 1:1 or 1:2.
  • Spinning stock solution A and viscose stock solution B are supplied in predetermined amounts of 5 forces each.
  • the composite fiber produced from the spinning stock solution A and the viscose stock solution B is a side-by-side type composite fiber in which the fiber formed from the spinning stock solution A and the fiber formed from the viscose stock solution B are simply bonded. and the textile fiber formed from the spinning stock solution A as a core Then, there is a sheath-core type composite fiber in which a sheath formed from the pisco-su undiluted solution B envelops the core.
  • the viscose stock solution B which is the raw material of the viscose
  • the feed rate of the diluted piscose stock solution B is set to 1.5 times or more the supply amount of the spinning stock solution A, and the viscose stock solution B and the spinning stock solution A are discharged from the nozzle.
  • a sheath component is formed from the viscose stock solution B having a low concentration of cellulose fibers, a core component is formed from the spinning stock solution A, and a sheath-core type composite fiber in which the core component is wrapped by the sheath component can be produced.
  • the nozzle 10 is placed in a regeneration bath 15, and the spinning stock solution A or the spinning stock solution A and the viscose stock solution B discharged from the nozzle 10 are immediately discharged into the regeneration bath. Placed in an aqueous solution 1 6 in 1 5.
  • the aqueous solution 16 in the regeneration bath 15 the aqueous solution normally used for the regeneration bath for viscose rayon can be used as it is. Specifically, at a temperature of 40 ° C or higher and 50 ° C or lower, 90 g or more and 120 g or less of sulfuric acid and 300 g or more and 400 g of sodium sulfate in 1 liter of water.
  • an aqueous solution containing zinc sulfate at a ratio of 10 g or more and 20 g or less is used.
  • the spinning stock solution A, or the spinning stock solution A and the viscose stock solution B discharged from the nozzle 10 react with sulfuric acid in the aqueous solution 16 and solidify to form a gel-like filament 14 .
  • the thread 14 discharged from the nozzle 10 is immersed in the aqueous solution in the regeneration bath for the length indicated by L.
  • the length of this L is called the spinning bath immersion length.
  • the spinning bath immersion length is preferably 20 cm or more and 60 cm or less.
  • the spinning stock solution A, or the spinning stock solution A and the viscose stock solution B are discharged into the regeneration bath 15 at a discharge linear velocity of ⁇ minutes or more and 20 mZ minutes or less. Then, a gel-like thread 14 is formed in the regeneration bath 15. A draft of 50% to 300% (1.5 times to 4.0 times) is given to this gel-like filament 14, and it is drawn from the regeneration bath 15 by a mouthpiece or the like. The gel-like filament 14 taken out from the regeneration bath 15 is then stretched in a stretching step 6 while being wound around a roller or the like. In this drawing step 6, the molecules in the thread 14 are arranged regularly. At this time, if the molecules are bi-oriented, the tensile strength of the highly water-retentive fiber F increases, but it becomes difficult to stretch.
  • the gelled filament 14 is drawn in air, in a water bath, or a combination thereof.
  • the gel-like thread is 30% to 50% longer than the original length, in other words, 1.3 to 1.5 times the original length, similar to pisco rayon. Stretched to length.
  • the aqueous solution 16 in the regeneration bath 15 adheres to the gelled yarn 14, so the aqueous solution 16 is mixed in the water bath in the drawing step.
  • the water bath drawing may be performed in a single bath in which the drawing is performed only in one water bath, or in a multi-bath bath in which the drawing is performed in a plurality of water baths.
  • the drawing step 6 if the polyacrylate in the yarn 14 is exposed on the outer surface of the gel-like yarn 14, or is in a state close to it, the yarn 14 will be removed during the drawing.
  • the side-by-side type conjugate fiber is in a fiber force- bonded state consisting of cellulose fibers containing polyacrylate formed from the spinning stock solution A and cellulose formed from the viscose stock solution B only. Therefore, polyacrylate particles are unevenly distributed in one component and mixed at high density. Therefore, in the drawing step 6, the polyacrylate is likely to fall off from the thread 14 . Therefore, it is preferable to stretch while traveling in space.
  • the yarn 14 that has undergone the drawing step 6 is then introduced into the scouring step 7.
  • the scouring step 7 is the same as the scouring step for producing viscose rayon. Specifically, the yarn 14 was heated at a temperature of 60°C to 70°C containing sodium sulfide and sodium hydroxide.
  • the fine residual sulfur contained in the yarn 14 is removed by treating it with a mixed aqueous solution containing.
  • One liter of the mixed aqueous solution contains 3.0 g ⁇ 1.0 g of sulfuric acid and 1.0 g ⁇ 0.5 g of sodium hydroxide. Bleaching with an aqueous sodium hypochlorite solution and neutralization of the bleaching agent with sulfuric acid are then carried out.
  • the yarn that has passed through the scouring step 7 is dried in the drying step 9.
  • the viscose rayon-polyacrylic acid-based high water retention synthetic fiber F is produced.
  • alkali treatment 8 is performed before drying step 9. This alkali treatment can further enhance the water absorbency and water retention of the fiber. Since the aqueous solution 16 in the regeneration bath 15 of viscose rayon is an acidic solution, the water absorption performance of the mixed polyacrylate is lowered, and the water retention rate is lowered. The water retention capacity of the polyacrylate can be further enhanced by applying force and then performing alkali treatment.
  • Alkali used in this alkali treatment is a generally used alkaline substance. That is, they are inorganic compounds such as alkali metal hydroxides, carbonates and bicarbonates, and basic organic compounds such as ethanolamines and alkanomonolamines. Sodium, potassium and the like are used as the alkaline metal. However, sodium carbonate is particularly preferred as the alkali used in the alkali treatment. The reason for this is that the required treatment time is the shortest, the required treatment concentration is the lowest, and there is no fear of sticking between fibers. In alkali treatment, an aqueous solution containing these alkaline substances is used.
  • the concentration of sodium carbonate in the aqueous solution is 0.5% by weight or more and 10% by weight or less, and the pH of the aqueous solution is 10 or more and 12 or less. preferable.
  • the thread 14 obtained through the scouring step 7 is immersed in this sodium carbonate aqueous solution at room temperature for 1 to 10 minutes. If the concentration of the aqueous solution is less than 0.5% by weight, it is insufficient to increase the water absorption capacity, and if it exceeds 10% by weight, adhesion between fibers will occur, and a water retention rate of 200% or more will be obtained. do not have. Similarly, when the treatment time is less than 1 minute, the treatment is insufficient, and when it exceeds 10 minutes, sticking occurs between the fibers.
  • the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retentive fiber F is produced.
  • rayon fiber and polyacrylate are sufficiently mixed to the extent that it is difficult to identify both, and the fiber is rayon.
  • the polyacrylate is uniformly dispersed in the fiber.
  • Both rayon fiber and polyacrylate have high water absorption and excellent water retention. Therefore, the highly water-retentive fiber F, which uniformly contains both of these components, has superior water-absorbing and water-retaining properties compared to conventional fibers made solely from cellulose fibers and highly water-absorbent polymers.
  • the polyacrylate is exposed on the outer surface of the fiber. For this reason, the polyacrylate force on the outer surface of the fiber F may fall off. However, the polyacrylate on the outer surface can effectively absorb water.
  • the fiber F can maintain its form as a fiber both when it is dried and when it absorbs water.
  • the side-by-side type fiber in which a component in which polyacrylate is uniformly dispersed in rayon fiber and a single component of rayon are joined improves water absorption and retention.
  • Each rayon single component has the mechanical properties of the fiber. For this reason, the fiber has properties such as water absorption, water retention, fiber strength, and shape stability.
  • a sheath-core type composite fiber in which a component in which polyacrylate is uniformly dispersed in rayon is used as a core component and a single component of rayon is used as a sheath, the component containing polyacrylate is covered with a single component of rayon. It becomes a ffi structure. Therefore, the polyacrylate must not fall off from the fiber F at any stage during water absorption or fiber production. By forming the sheath component into a thin film, water absorption can be ensured.
  • the content ratio of the bolyacrylate to the rayon fibers in the conjugate fibers, and the woven fabric composed of a single component in which the rayon fibers and the polyacrylate are uniformly dispersed Even if the content ratio of polyacrylate to rayon fiber in the inside is the same, it has higher water absorption and water retention than the male fiber made of the above single component, and the dry strength of the fiber is increased.
  • the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retaining fiber F of the present invention thus formed has a water absorption rate of 700% or more and a water retention rate of 200% or more.
  • the water absorption rate referred to here is a value that can be expressed by the following formula 1, where the weight of the fiber before water absorption is A grams and the weight of the fiber after water absorption is B grams. (Number 1 )
  • V (%) ⁇ (B - A) / A ⁇ 100
  • the water retention rate is defined as C grams for the weight of the fiber before water absorption, and D grams for the SS of the fiber that has been drained after absorbing water and dehydrated by centrifugation. is the value represented by Equation 2 below.
  • this fiber F has a fineness of 5 denier or more and 15 denier or less, and a dry strength of 0.8 g Z d or more.
  • This viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retentive fiber F is in a filament state. Therefore, when a sheet is produced from this viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retentive fiber F, this filamentous fiber is cut into lengths of 5 mm to 5 mm and used as short fibers. Even if this short fiber is used alone, it is excellent in water absorption and water retention. However, it is more preferred to be mixed with other water-absorbing substances such as super-absorbent polymers (SAP) such as polyacrylates and valves.
  • SAP super-absorbent polymers
  • the amount of each component contained in this mixture is 100% by weight or less for viscose rayon-polyacrylic acid high water retention fiber F force 510 SS%liLh, and 50% by weight for SAP 0% by weight or more. %, preferably 0% by weight or more and 50% by weight or less of pulp.
  • the fiber F or the mixture obtained by mixing the fiber F, the SAP, and the pulp force can be wrapped in a paper sheet or the like as it is and used as an absorbent material for paper diapers, sanitary napkins, and the like.
  • the fiber F can maintain its form as a fiber both when it is dry and when it absorbs water. Therefore, it is less likely to move between paper sheets.
  • the polyacrylate in the fiber swells and turns into a gel state when it absorbs water, its movement is regulated by the cellulose fiber. Therefore, paper diapers and sanitary napkins using this absorber do not cause discomfort to the wearer.
  • the mixture may be used as a raw material to form a sheet, or the mixture may be woven into other fiber webs or non-woven fabrics.
  • the sheet, fiber web, or non-woven fabric formed from the mixture preferably has a basis weight of 10 gZm 2 or more and 500 gZm 2 or less.
  • the water-retaining sheets containing the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retaining fibers F formed in this manner are formed by stacking only a few water-retaining sheets, or by stacking paper sheets from above and below. Each sheet is glued together. Then, when this bonded sheet is used, for example, as an absorber of a sanitary napkin, it is formed into a predetermined shape as shown in FIG. Alternatively, the water-retentive sheet may be molded in advance into the shape shown in Fig. 4, and these may be laminated and bonded.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line V--V of FIG. 4; In the absorber 17 shown in FIGS.
  • the water-retaining sheet 19 containing the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retaining fiber F is placed between the paper sheets 18 and 20. sandwiched. If the water-retaining sheet 19 contains many SAPs and valves, paper sheets 18 and 20 are placed above and below the water-retaining sheet 18 in this way to prevent the SAPs and valves from falling off. It is desirable to wrap the water-retentive sheet 19 with paper sheets 18, 20 in layers.
  • water-retaining sheet 19 contains more viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retaining fiber F than SAP or pulp, or when the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retaining fiber F is mixed with other fibers
  • these water-retentive sheets may not be wrapped with paper sheets, and only several water-retentive sheets 19 may be stacked.
  • each sheet may be adhered by applying an adhesive such as a hot-melt adhesive to the joining surface of each sheet and pressing the sheets while applying heat.
  • an adhesive such as a hot-melt adhesive
  • the water-retentive sheet 19 and the paper sheets 18, 20 are mixed with heat-fusible fibers. It is good to match.
  • a sheet having a predetermined shape can be formed by mixing the highly water-retentive fiber F and the heat-fusible fiber and heat-processing the mixture.
  • This sheet does not lose its shape because the highly water-retentive fibers F in the sheet are securely connected by heat-fusible fibers.
  • heat is applied to melt the heat-fusible fibers, and the melted heat-fusible fibers are fused to each other at the joint surfaces of the sheets. Then each sheet is glued.
  • the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retainable fibers F and the heat-fusible fibers are mixed, and a fiber web or non-woven fabric is formed from this mixture. do it.
  • the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retaining fiber F contained in this water-retaining sheet is 10% by weight or more and 80% by weight or less, and the heat-fusible fiber is 20% by weight or more and 80% by weight. % by weight or less.
  • This absorbent body is sandwiched between a liquid-permeable sheet facing the skin and a liquid-impermeable sheet facing outward to produce a sanitary napkin.
  • this absorbent when used for a paper diaper or a pad, it is preferably molded in accordance with the shape of the paper diaper or pad. Then, it is sandwiched between a liquid-permeable membrane sheet facing the skin and a liquid-impermeable back sheet facing the outside of the body.
  • the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retentive fiber F in the water-retentive sheet 19 has high water absorption and water retention, so even if the absorbent body is thin, it has high water absorption. and water retention.
  • the viscose rayon-polyacrylic/leic acid-based highly water-retentive fiber F in the water-retentive sheet 19 does not become a gel state even when water is absorbed, the shape of the absorbent body 17 can be kept the same as before water absorption. be.
  • the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retentive fiber F described above was manufactured by the same manufacturing method as the viscose rayon-polyacrylic acid-based fiber F of Examples 1 to 22 shown in Tables 1, 2 and 3 below.
  • An acid-based highly water-retentive fiber was produced. just However, each example was manufactured by changing the manufacturing conditions by changing the ratio of the spinning stock solution A and the viscose stock solution B, or by changing the alkali treatment solution.
  • the draw rate when producing the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retentive fiber is determined by the running linear speed of the regenerating bath (the speed at which the fiber is pulled out from the regenerating bath) and the final running linear speed (after the drawing process). It is the speed ratio with the running speed of the yarn), and is shown in Equation 3 below.
  • the viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retentive fiber of Example 1 was produced by the following steps (1) to (4).
  • Powdered polyacrylate manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., product name ACODUL A
  • a particle size of 3 to 5 was added to 6% by weight of sodium hydroxide so that the solid content in the aqueous solution was 30% by weight. Dispersed in an aqueous solution.
  • the liquid obtained in the above step (1) is mixed with viscose for ordinary viscose rayon containing 9% by weight of cellulose, 5.2% by weight of alkali, and a hottenroth number of 10, and the entire solution is diluted with an aqueous sodium hydroxide solution. Ingredient concentrations were adjusted. With this, 8% by weight of cellulose and 0.8% by weight of polyacrylate? , a spinning dope A having a sodium hydroxide concentration of 6% by weight was obtained. The polyacrylate content was 10% by weight with respect to the total weight of cellulose in this spinning dope.
  • Step (3) Spinning dope A obtained in step (2) above is poured into the regeneration bath through the nozzle shown in Fig. 2. Dispense. As an aqueous solution in this regeneration bath, 110 grams of sulfuric acid, 17 grams of zinc sulfate, and 340 grams of sodium sulfate were mixed in 1 liter of water.
  • step (3) above the discharged spinning dope turned into a gel-like thread in the regeneration bath.
  • This gel-like yarn is given a draft of 50% to 100% (1.5 times to 2.0 times), taken out from the regeneration bath, stretched at a stretch rate of 40% by air stretching, Then, after going through a scouring process, a highly water-retentive fiber of Example 1 was obtained through a drying process.
  • This fiber is a single component fiber in which rayon is uniformly mixed with polyacrylate.
  • the fibers of Example 1 and Examples 2 to 7 described below were produced without any alkali treatment after the scouring step.
  • Example 2 Of the production conditions in Example 1, only the composition of the spinning dope A was changed as shown in Table 1.
  • the composition of the spinning dope A of Example 2 is 6% by weight of cellulose, 3% by weight of polyacrylate, and 6% by weight of sodium hydroxide.
  • the spinning stock solution A of Example 3 contains 3% by weight of cellulose, 6% by weight of polyacrylate, and 6% by weight of sodium hydroxide.
  • the concentration of the polyacrylate in this spinning stock solution was 50% by weight in Example 2 and 200% by weight in Example 3 with respect to the weight of cellulose.
  • a viscose rayon-polyacrylic acid-based highly water-retentive fiber was produced in the same production process as in Example 1.
  • the fibers of Examples 2 and 3 are also monocomponent fibers of rayon with polyacrylate uniformly mixed therein.
  • a 6% by weight sodium hydroxide aqueous solution in which 30% by weight of the powdered polyacrylate used in Example 1 was dispersed was mixed with 9% by weight of cellulose, 5.7% by weight of sodium hydroxide, and a Hottenroth number of 10. It was mixed with viscose for ordinary viscose rayon to obtain a spinning dope A containing 7% by weight of cellulose, 1.6% by weight of polyacrylate, and 6% by weight of sodium hydroxide.
  • the polyacrylate in this spinning dope A is It contains 10% by weight of cellulose.
  • the viscose stock solution B was a viscose for ordinary viscose rayon containing 9% by weight of cellulose, 5.7% by weight of alkali, and a hottenroth number of 10.
  • Composite fibers were produced using these spinning stock solution A and viscose stock solution B as materials.
  • the nozzle used was a side-by-side type composite fiber nozzle with a hole size of 0.1 mm and 7660 holes. At .1 mZ seconds, it was discharged into the same regeneration bath used to make the high water retention fibers of Example 1.
  • the gel-like filaments formed in the regeneration bath were drawn from the regeneration bath by applying a draft of 50 to 100%.
  • the drawing process was carried out by air drawing, and the yarn was drawn so that the draw ratio was 40%, followed by a scouring process and drying to obtain a side-by-side type conjugate fiber.
  • This composite fiber is referred to as the fiber of Example 4.
  • Example 4 the composition of the spinning dope A was changed to 3% by weight of cellulose, 6% by weight of polyacrylate, and 6% by weight of sodium hydroxide.
  • the polyacrylate in the spinning dope A is contained in an amount of 50% by weight with respect to the total weight of cellulose in the spinning dope A.
  • the same viscose stock solution B as in Example 4 was used.
  • the other manufacturing conditions were exactly the same as in Example 4, and the same manufacturing process as in Example 4 was used. As a result, a side-by-side composite fiber was produced.
  • the spinning dope A having the same composition as in Example 4 was used.
  • As the viscose stock solution B pure water and sodium hydroxide were added to the viscose for ordinary viscose rayon with 9% by weight of cellulose, 5.7% by weight of sodium hydroxide, and 5.7% by weight of Hottenroth number, and the cellulose was dissolved. It was adjusted to 4.5% by weight and 5.7% by weight of sodium hydroxide.
  • piscose stock solution B one having the same composition as the viscose stock solution B used in Example 6 was used.
  • Example 5 the spinning dope A having the same composition as in Example 5 was used. Using these spinning stock solution A and piscos stock solution B, highly water-retentive fibers were produced in the same production process as in Example 5.
  • the fibers of Examples 8 to 11 were subjected to the scouring step in the manufacturing process of the fibers of Example 2, and then mixed into aqueous solutions of sodium carbonate having different concentrations of 1% by weight, 4% by weight, 10% by weight, and 15% by weight. It was soaked at 25°C for 5 minutes, treated with alkali, and then dried.
  • the fibers of Examples 12 to 15 were subjected to the scouring step in the side-by-side type composite fiber manufacturing process of Example 5, and were subjected to 1% by weight, 4% by weight, 10% by weight,
  • the fibers of Examples 16 to 19 had concentrations of 1% by weight, 4% by weight, 10% by weight, and 15% by weight after the scouring step in the manufacturing process of the sheath-core type composite fiber of Example 7. It is a sheath-core type conjugate fiber obtained by performing an alkali treatment at 25 ° C. for 5 minutes with an aqueous solution of sodium carbonate having a different temperature, followed by a drying process.
  • the fiber of Example 20 was treated with a 4% by weight sodium hydroxide aqueous solution after the scouring step in the side-by-side type composite fiber manufacturing process of Example 525. It was obtained through an alkali treatment for 5 minutes and then a drying process.
  • the fiber of Example 21 was subjected to an alkaline treatment with a 4% by weight aqueous solution of sodium bicarbonate at 25°C for 5 minutes after the scouring step in the manufacturing process of the side-by-side type composite fiber of Example 5. Then, it is obtained through a drying process.
  • the fibers of Example 22 were also treated with a 4% by weight ethanolamine aqueous solution (EA ) Alkaline treatment at 25'C for 5 minutes followed by a drying process.
  • EA ethanolamine aqueous solution
  • Table 4 shows the fiber morphology (cross-sectional shape), water absorption rate, water retention rate, fineness, and dry strength of Examples 1 to 22 above.
  • M indicates a normal fiber consisting of a single component
  • S/S indicates a side-by-side type composite fiber
  • S/C indicates a sheath-core type composite fiber.
  • the water absorption V% was obtained by the following method.
  • V (%) ⁇ (B-A)/A ⁇ 100 Further, the water retention rate ⁇ % is measured by the following method.
  • the fiber of the present invention has a water absorption rate of 700% or more, a water retention rate of 200% or more, a fineness of 5 denier or more and 15 denier or less, and a dry strength of 0.8 g. Denier ( gZ d) or greater is desirable.
  • the fibers of Example 1 are monocomponent fibers formed from Spinning Dope A only. devil It also had a water absorption rate of 708%, a water retention rate of 203%, a fineness of 4.78 denier, and a dry strength of 0.85 gZd.
  • this fiber maintained its fiber form in a state containing water, had no fluidity, and had a strength to the extent that it could be pulled out as a single fiber in this state.
  • the fiber of Example 2 had a water absorption rate of 730%, a water retention rate of 225%, a fineness of 456 denier, and a dry strength of 0.82 gZd.
  • the fiber of Example 3 has a water absorption rate of 792%, a water retention rate of 240%, a fineness of 4.74 denier, and a dry strength of 0.85 gZd.
  • the fiber of Example 3 has a higher concentration of polyacrylate in the spinning dope A than the fiber of Example 2. Therefore, compared to Example 2, the fibers of Example 3 are considered to have higher water absorption and retention.
  • the fibers of Example 4 are side-by-side bicomponent fibers.
  • the fiber of Example 4 has a water absorption rate of 1300%, a water retention rate of 401%, a fineness of 4.97 denier, and a dry strength of 0.99 g/d.
  • the fibers of Example 4 are remarkably superior in tenacity and water holding capacity5 , and also have greater fineness and dry strength.
  • this fiber is a component in which polyacrylate particles are uniformly dispersed in the fiber, and a composite fiber that is joined side-by-side with a component that does not contain polyacrylate. is observed.
  • this composite fiber contains water, it maintains the shape of the fiber and has no fluidity. In addition, it had enough strength to be pulled out as a single fiber in this state.
  • the conjugate fiber of Example 5 like the fiber of Example 4, is a side-by-side type conjugate fiber.
  • the water absorption rate is 1350%
  • the water retention rate is 425%
  • the fineness is 4. It had a denier of 87 and a dry strength of 0.92 gZd. Since the fiber of Example 5 has a higher concentration of polyacrylate in the spinning dope A than the fiber of Example 4, it is believed that both the water absorption rate and the water retention rate are higher.
  • This conjugate fiber maintained its fiber form in a state containing water, and had no fluidity. In addition, it had enough strength to be pulled out as a single fiber in this state.
  • the fiber of Example 6 is a sheath-core composite fiber having a component of the spinning stock solution A in the core and a component of the viscose stock solution B in the sheath.
  • the ratio of polyacrylate to total cellulose in the fiber is 10% by weight.
  • This composite fiber had a water absorption rate of 1240%, a water retention rate of 472%, a fineness of 4.85 denier, and a dry strength of 1.6 gZd.
  • the sheath portion is composed of cellulose alone, it is considered that the water absorption rate and water retention rate are lower than those of the fibers of Examples 4 and 5.
  • This fiber is a sheath-core composite fiber, and the ratio of polyacrylate to total cellulose in the fiber is 50% by weight.
  • This composite fiber had a water absorption rate of 1270%, a water retention rate of 480%, a fineness of 4.91 denier, and a dry strength of 1.OOgZd.
  • the fiber of Example 7 has a higher concentration of polyacrylate in the spinning dope A, so it is considered that both the water absorption rate and the water retention rate are higher.
  • This composite fiber maintains its fiber form in a state containing water, and has no fluidity. In this state, it had enough strength to be pulled out as a single fiber.
  • Example 7 Similar to Examples 8 to 15, compared to Example 7, which was not treated with an aqueous sodium carbonate solution, Therefore, both water absorption and water retention were excellent.
  • the fibers of Examples 20 through 22 are the fibers of Example 5 treated with different alkali-frying solutions. Compared with Example 5, the water retention rate is higher, but the water absorption rate is lower. Moreover, compared with Example 5, there is no great difference in fineness and dry strength.
  • Example 20 treated with an aqueous sodium hydroxide solution showed interfiber sticking.
  • the fibers of Example 22 treated with the ethanolamine aqueous solution residual odor was observed in the fibers after drying. Therefore, it is considered that the aqueous solution of sodium carbonate is preferable as the liquid for alkali treatment.
  • the highly water-retentive fibers of Examples 1 to 22 have a water absorption rate of 700% or more, a water retention rate of 200% or more, a fineness of 4.7 denier or more, and a dry strength of about 1 It is about g Z d, and it can be seen that it satisfies the conditions for the high water retention fiber of the present invention.
  • the cellulose-based highly water-retaining fiber of the present invention maintains its fibrous form even when absorbing water, compared to the combination of the conventional water-retaining material, fluff pulp, and the powdery water-absorbing polymer, when dry and wet. It has excellent shape retention ability in any state.
  • polyacrylate is used as the superabsorbent material in the fibers, the movement of the polyacrylate is restricted by the cellulose fibers, especially even when the polyacrylate swells and becomes gelled. Therefore, even if this highly water-retentive fiber is wrapped in a paper sheet and used as an absorbent for paper diapers, sanitary napkins, pads, etc., there is no sense of discomfort when worn.
  • the highly water-retentive fiber of the present invention can form a sheet only from this fiber, and this sheet can be used as an absorbent body. Alternatively, it can be blended with existing Super Absorbent Polymers (SAP) or Pulp fibers and sheets can be formed from this blend. For this reason, it is possible to manufacture a highly water-absorbent and thin absorbent body, and the shape retention power as a sheet is further enhanced.
  • the highly water-retentive fiber of the present invention has an absorption rate of 700% or more. Furthermore, it has a water retention rate of 200% or more, and 50 grams of fiber can retain 100 grams or more of water. Therefore, a water-retentive sheet manufactured using this water-retentive fiber as a raw material can be suitably used for absorbent articles such as disposable diapers, sanitary napkins and pads.
  • this highly water-retentive fiber has a high fiber strength of about 1 g Zd in a dry state, so it is also excellent in workability.
  • the polymer forming the fiber is not a synthetic polymer material such as polyacrylonitrile but cellulose, it decomposes quickly in soil and is easy to treat.
  • the equipment for manufacturing the fibers of the present invention is substantially the same as the equipment for manufacturing conventional viscose rayon. Therefore, in order to produce the fibers of the present invention, it is not necessary to prepare a particular device, and the fibers can be produced at low cost.

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Description

明鹏 セルロース系高保水性繊維、 およびその製造法、 およびこのセルロース系高保水 性繳維から成る保水性シート 技術分野
本発明は、 サニタリーナブキン、 紙おむつ、 失禁用パッドなどにおいて、 体液 を吸収する吸収体の保水材として使用されるセルロース系高保水性雄維、 並びに その製造法、 およびこの繊維から形成された保水性シートに関するものである。 背景技術
紙おむつやサニタリーナプキン等の衛生用品には、 尿や経血などの体液を受け る部分に吸収体が設けられている. この吸収体は、 不雄布等の透水性シートとポ リオレフィン等の非透水性シートとの間にパルプや高吸水性樹脂 (以下保水材と 記す) を狭持させた構造を有している. 近年これらの衛生用品は、 小型化、 薄型 化の要求が強まっており、 これに伴い吸収体中の保水材の高性能化、 形態安定性 の向上が必要になってきている, 知であり、 一般的には 「工業材料誌 Vol. 42 No. 4 P. 18J に記載されているよう に粉体状高分子吸水材がよく使用されている.
前記粉体状の高分子吸収材としては、 合成高分子系のポリアクリル酸系化合 物、 ポリビニル系化合物等が知られ、 また天然高分子系のシァノメチルセルロー ス、 カルボキシメチルセルロース等が知られている。
また、 繊維状の高分子吸水材として、 曰本国特許出願公開 5 6 - 9 4 1 8号に 記載されているカルボキシメチルセルロースのナ卜リゥム塩をビスコースに混合 し紡糸する方法により製造される繊維や、 日本国特許出願公告公報 6 0 - 2 7 0 7号に記載されている再生セルロース繊維をカルボキシメチル化する方法 により製造される維維、 および日本国特許出願公開 5 5 - 1 3 2 7 5 4号に記載 されているァクリロ二トリル繊維を加水分解し、 外表面にポリアクリル酸系吸水 層を形成させた 2重構造の繊維などが知られている。
このような保水材が、 紙おむつ、 サニタリーナプキン等の衛生用品の吸収体中 に使用される場合、 吸水性が良いことが要求される。 さらに、 一旦吸収した水分 を、 圧力が作用した場合にも放出しない、 いわゆる保水性が良いことも必要であ る。
また、 繊維状の保水材を吸収体中の保水材として使用した場合、 この繊維状の 保水材を加工工程で取り扱う上で、 乾燥時における繊維強度が、 0. 8グラム Z デニール (gZd ) 程度である必要がある。
しかし、 粉体状の保水材は吸収体から脱落し易い。 また、 吸水時に、 流動性の 高いゲル化状態となり、 形態安定性が乏しいという問題点がある。
前記粉体状の保水材を、 例えば紙おむつなどの吸収体の保水材として使用する 場合は、 尿を吸収したときに紙おむつの中で保水材がゲル化する。 紙おむつを着 用している者が動くことによりこのゲルは移動し、 吸収体中でその分布が偏る。 また、 このゲルはべとついている。 このため、 着用者に不快感を与え、 使用感が 悪くなるという問題点がある。
また、 ビスコースにカルボキシメチルセルロースのナ卜リゥム塩を混合して製 造された繊維状の保水材は、 ビスコースもカルボキシメチルセルロースも共にセ ルロース系であるため、 相溶性が高く繊維としての特性を備えている。 しかし、 保水性が不十分である。
レーョンをカルボキシメチル化して製造された繊維状の保水材は、 繊維全体が 吸水性を有しており、 吸水したときに繊維自身がゲル化してしまい、 形態安定性 が悪い。 また、 乾燥時の繊維強度が低いという問題点がある。
ァクリロ二トリル系繊維の外表面にポリアクリル酸系吸水層を形成させた 2重 構造の繊維状の保水材は、 この保水材を製造する工程が複雑であるという問題点 を有する。
本発明は、 上記の問題点を解決するためのものであり、 紙おむつやサニタリー ナブキンなどの衛生用品の吸収体として使用したときに安全で、 しかも高い保水 率を有し、 また吸水状態でも繊維形態を有するため形態安定性が高く、 しかも乾 燥時に取り扱いに十分な繊維強度を有する高保水性繊維、 およびこの高保水性繊 維を使用した吸収体を提供するものである。 発明の開示
本発明は、 セルロース繊維中に非セルロース系の高吸水性材料が均一に含まれ て成るセルロース系高保水性繊維に関するものである。
本発明のセルロース系高保水性繊維中には、 セルロース繊維と高吸水性材料 力5、 両者を確認することが難しい程度に十分に混合され、 セルロース繊維中に高 吸水性材料力5均一に分散されている。 セルロース繊維および高吸水性材料は、 共 に吸水性が高く、 また保水性にも優れている。 このため、 この両成分を均一に含 むセルロース系高保水性繊維は、 従来のセルロースのみから成る繊維や、 高吸水 性樹脂 (S A P ) よりも、 吸水性、 保水性に優れている。 前記セルロース系高保 水性繊維は、 開繊工程のような機械的な加工工程においても、 また吸水時におい ても高吸水性材料力 s脱落しにくい。 また、 前記セルロース系高保水性繊維の外表 面に露出している髙吸水性材料は、 繊維が水分を吸水した時、 脱落することもあ る。 しかしこの外表面の高吸水性材料により、 水分を効果的に吸水できるという 禾 IJ点もある。
また、 本発明のセルロース系高保水性繊維には、 セルロース繊維中に非セル ロース系の髙吸水性材料を均一に含む成分と、 セルロースのみの単独成分とがサ ィドバイサイド型に接合している複合繊維も含まれている。
さらに、 セルロース繊維中に非セルロース系の萵吸水性材料を均一に含む成分 から芯が形成され、 この芯がセルロース単独成分から形成された鞘で包まれてい る複合繊維も含む。
前記サイドバイサイド型の複合繊維では、 セルロース繊維中に高吸水性材料が 均一に分散された成分と、 セルロース単独成分とが接合されており、 高吸水性材 料を含む成分が吸水性および保水性を、 セルロース単独成分が繊維の機械的性質 をそれぞれ有している。 このため高い吸水性および保水性を有し、 また、 繊維強 度が高く、 形態安定性も高い繊維となる。
セルロース繊維中に前記高吸水性材料が均一に分散された成分から形成された 芯と、 セルロース単一成分から形成された鞘とが接合された鞘芯型複合雄維で は、 高吸水性材料を含む成分 (芯) をセルロース単一成分 (鞘) で被覆した構造 となる。 このため、 吸水時においても繊維製造時のいずれの段階においても、 高 吸水性材料は繊維から脱落しない。 そして、 鞘成分を薄い被膜とすることによつ て、 吸水性を確保できる。
前記サイ ドバイサイ ド型および鞘芯型の複合繊維の場合、 この複合繊維中のセ ルロース繊維に対する髙吸水性材料の含有比率と、 セル口一ス繊維と高吸水性材 料が均一に分散した単一成分から成る繊維中のセルロース繊維に対する高吸水性 材料の含有比率が同じであっても、 複合繊維の方が前記単一成分から成る繊維よ りも高い吸水性および保水性を有し、 さらに繊維の乾燥強度が高くなる。
本発明において、 セルロース繊維とは主にビスコースレーヨン繊維である。 し 力 >し、 他の親水性のセルロース繊維を使用してもよい。
さらに本発明において、 高吸水性材料とは、 主にボリアクリル酸塩である。 ボ リアクリル酸塩とは、 一般的にポリアクリル酸系吸水剤若しくはボリァクリル酸 系高吸水性樹脂として市販され、 容易に入手することができるものである。 (ェ 業材料誌 Vol.42 No.4 p.26 ) 前記ボリアクリル酸系吸水剤若しくはボリァクリ ル酸系高吸水性樹脂とは、 ボリアクリル酸塩を軽度に架橋したもの、 澱粉にポリ ァクリル酸塩をグラフトしたもの、 またはボリァクリル酸骨格を主体とする吸水 性ポリマーであり、 これらは単独で使用されるか、 または 2種以上が併用され る。 更に、 イソブチレン一無水マレイン酸共重合体も利用できる。 また、 高吸水 性材料として、 他にボリビニルアルコール系、 ボリォキシエチレン系の高吸水性 ボリマーを使用してもよい。
本発明のセルロース系髙保水性繊維は、 7 0 0 %以上の吸水率を有する。 ここ でいう吸水率とは、 吸水前の繊維の重量を Aグラム、 吸水後に水切りした繊維の 重量 Bグラムとしたときに、 以下の数 1で表すことができる値である。
(数 1 )
V (%) = { (B- A)/A } X 100
また、 前記セルロース系高保水性繊維は、 2 0 0 %以上の保水率を有する。 こ こでいう保水率とは、 吸水前の繊維の重さを Cグラム、 吸水後に水切りし、 さら に遠心して脱水した繊維の重量を Dグラムとしたとき、 以下の数 2で表される値 である。
(数 2 )
W (% ) = { (D - C)ZC } X 100
このように、 本発明のセルロース系高保水性繊維は、 吸水性、 保水性が高い。 また、 このセルロース系高保水性繊維は、 乾燥時においても、 吸水時において も、 繊維の形態を保持できる。 このため、 この繊維を紙シートなどに包んで、 紙 おむつやサニタリーナブキンに使用される吸収体を形成したとき、 前記繊維が紙 おむつやサニタリーナブキン内で移動しない。 したがって、 着用者に不快感を与 えることなく、 高い吸水性と保水性を有する紙おむつやサニタリーナブキンを提 供できる,
また、 前記セルロース系高保水性繊維はシート状に加工されたり、 または他の 繊維ゥエツブゃ不織布などに編み込まれる。 そしてこのシートから吸収体を製造 してもよい。 このようにして形成された吸収体は、 厚さが薄くても高い吸水性お よび保水性を有する。 したがって、 この吸収体を紙おむつやサニタリーナブキン に使用した場合、 紙おむつやサニタリーナブキンを薄型にできる。
さらに本発明のセルロース系高保水性繊維は、 繊維形成高分子が、 ポリアクリ ロニトリルのような合成高分子物質でなく、 セルロースであるため、 分解が容易 であり、 土中における分解も速いという特性を有する。
前記セルロース系高保水性繊維をシート状に加工したり、 または他の繊維ゥ エツブゃ不織布に混合させる加工工程において、 この繊維を取り扱いやすくする ために、 繊維の乾燥強度は 0 . 8グラムノデニール (g / d ) 以上であり、 繊度 は 5デニール以上で 1 5デニール以下であることが好ましい。 乾燥強度の単位で ある gノ dとは、 1デニール相当の繊維の引っ張り強度を表すものである。 ま た、 繊度が 1 5デニール以上になると、 吸水性が落ちるため、 繊度は 1 5デニ一 ル以下であることが望ましい。
さらに、 前記繊維に他の髙吸水性樹脂やパルプを混合するとなおよい。 本発明 のセルロース系高保水性繊維を含んだシート、 または不織布あるいは繊維ゥエツ ブは、 複数枚重ねられて、 または上下から紙シートなどに挟まれて接着される。 そして接着後に、 所定の形状に成形されて吸収体が形成される。 あるいは、 前記 の本発明のセルロース系髙保水性繊維を含んだシート、 または不織布あるいは繊 維ウエッブは所定の形状に成形された後に、 接着されてもよい。 または、 前記髙 保水性繊維と熱融着性繊維を混合した後、 熱加工により所定の形状のシー卜を形 成してもよい。 このシートは、 シート内の髙保水性繊維が熱融着性繊維により確 実につなげられているため、 形が崩れにくレ、。 さらに、 このシートの接着工程に おいて、 シートどうしを熱融着できる。 この熱融着の工程では、 シート全体を均 —に接着させることができる。 この保水性シート中に含まれるセルロース系髙保 水性繊維は 1 0重量%以上で 8 0重量%以下、 熱融着性繊維は 2 0重量%以上で 8 0重量%以下であることが好ましい。
前記高保水性繊維を含んだシートの目付は 1 0 g Zm 2 以上で 5 0 0 g /m 2 以下であることが好ましい。
また、 本発明のセルロース系高保水性繊維の製造法は、 セルロース繊維に非セ ルロース系の高保水性材料を均一に混合した紡糸原液を原料として、 紡糸、 延 伸、 精練することを特徴とするものである。
また、 サイドバイサイド型または箱芯型の複合繊維を製造するためには、 前記 のセルロース系の成分に非セルロース系の高保水性材料を均一に混合した紡糸原 液と、 セルロース繊維単独から成る原液成分とをノズルで複合して、 紡糸、 延 伸、 精練する。
本発明の高保水性繊維において、 セルロース繊維としてビスコースレーヨン繊 維を使用し、 さらに非セルロース系の高吸水性材料としてボリアクリル酸塩を使 用する場合、 紡糸原液としては通常のビスコースレーヨン繊維用ビスコースを使 用する。 通常のビスコースレーヨン繊維用ビスコースとは、 主にセルロース濃度 が 7重量%以上で 1 0重量%以下、 アルカリ濃度が 5重量%以上で 6重量%以 下、 ホッテンロート価が 8ないし 1 2の普通ビスコースレーヨン用のビスコース のことである。 このビスコース中のアル力リとしては主に水酸化ナ卜リウムが使 用される。 あるいは、 このビスコース中の各成分の組成を変更したビスコースを 用いてもよい。 また、 強力レーヨン用ビスコース、 ポリノジック用ビスコース、 H WM用ビスコースを使用してもよい。
さらに非セルロース系の高吸水性材料としてボリアクリル酸塩を使用する場 合、 前記ビスコース原液にボリアクリル酸塩を混合すればよい。 ポリアクリル酸 塩の混合量は、 ビスコース中のセルロース繊維の全重量に対して、 1 0重量%以 上で 2 0 0重量%以下とするのがよい。 混合量が 1 0重量%未満であると、 十分 な保水率が得られない。 また、 2 0 0重量%を超えると、 ビスコース原液中のポ リアクリル酸塩が過多となり、 紡糸時に再生浴での曳糸性が悪く、 紡糸を円滑に 行うのが困難となる。
そして、 前記セルロース系髙保水性繊維の製造工程において、 精練後にアル力 リ性溶液にて処理をすることが好ましい。 このアル力リ処理に使用されるアル力 リ性溶液は、 炭酸ソーダ水溶液や重炭酸ソーダ水溶液が好ましい。 アルカリ処理 することにより、 繊維の吸水性および保水性が高くなる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の高保水性繊維の製造工程のフローシー卜を示す図である。 ま た、 第 2図は本発明の高保水性織維の製造工程で使用される典型的な複合繊維紡 糸ノズルの複合部の断面構造をモデル的に示す図である。 また、 第 3図は、 再生 工程における再生浴の横断面図、 第 4図は前記高保水性繊維を使用したサニタ リーナブキンの吸収体の構造を示す図である。 第 5図は、 第 4図に示した吸収体 の V— V線での断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 本発明のセルロース系高保水性繊維の一例として、 セルロース繊維と してレーヨンを使用し、 高吸水性材料としてポリアクリル酸塩を使用したビス コースレーヨン一ボリァクリル酸系高保水性繊維の製造方法を説明する。 本発明 の高保水性繊維においては、 セルロース繊維として、 前記レーヨン以外の他の親 水性のセルロース繊維が使用可能である。 また、 高吸水性材料としては、 ポリア クリル酸塩以外にも、 ボリビニールアルコール系、 ポリオキシエチレン系の合成 ポリマーなどの高吸水性物質を使用してもよい。 第 1図に本発明の高保水性繊維の製造工程のフローシー卜を示す, 第 1図にお いて、 符号 1はビスコース原液、 2はポリアクリル酸塩、 3は水酸化ナトリウム 水溶液、 4はビスコース原液 1とボリアクリル酸塩 2の混合工程、 Aは前記混合 工程 4により得られる紡糸原液、 Bはセルロース繊維のみを含むピスコース原 液、 5は前記紡糸原液 A、 または紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bとをノズル により再生浴中に吐出し、 吐出された紡糸原液 A、 または紡糸原液 Aおよびビス コ一ス原液 Bを固める再生工程、 6は再生工程 5で得られた糸条を延伸する延伸 工程、 7は延伸された糸条を漂白などして精練する精練工程、 8は精練された糸 条をアル力リ処理するアル力リ処理工程、 9は精練工程 7またはアル力リ処理工 程 8を経て得られた繊維を乾燥する乾燥工程である。 また、 Fは第 1図に示す製 造工程を経て製造されたビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊維で ある。
ビスコースレーヨン一ボリァクリル酸系繊維の単独成分の紡糸では、 ピスコ一 ス原液 Bは使用されない。
符号 1で示す本発明の高保水性繊維の製造に用いられるビスコース原液として は、 例えば通常のビスコースレーヨン繊維用の紡糸原液が使用される。 通常のビ スコースレーョン繊維用の紡糸原液は、 主にセルロース濃度が 7重量%以上で 1 0重量%以下、 水酸ィヒナトリウム濩度が 5重量%以上で 6重量%以下、 ホッテ ンロ一卜価が 8ないし 1 2の普通ビスコースレーョン用のビスコースである。 或 いは、 このビスコース中の各成分の $誠を変更したビスコースを用いてもよい。 また、 他に強力レーヨン用ビスコース、 ボリノジック用ビスコース、 H WM用ビ スコースを使用してもよい。 ビスコース中のアルカリ成分としては、 前記のよう に、 通常、 水酸ィヒナトリウムが使用される力 その他のアルカリ成分を使用して もよい。
ボリアクリル酸塩 2は、 乾燥状態では粉末状である。 本発明では、 この粉の粒 径が 3 0ミクロン以下のものを用いることが好ましい。 粒径が 3 0ミクロンを超 えると、 紡糸時の曳糸性が低下すると共に、 製造された保水性繊維 Fの繊維表面 にボリアクリル酸塩が露出し、 ボリァクリル酸塩が繊維 Fから脱落しやすくな る。 ボリアクリル酸塩の粒径は、 特に好ましくは 1 0ミクロン以下、 更に好まし くは 5ミクロン以下である。
混合工程 4において、 ビスコース原液 1とポリアクリル酸塩 2を混合するとき に、 粉末状のポリアクリル酸塩 2を直接ビスコース原液 1に添加すると、 ポリア クリル酸塩 2の分散性力5悪く、 均一に混合できない。 したがって、 ボリアクリル 酸塩 2を予め水酸化ナ卜リゥム水溶液 3に分散させて、 この溶液をビスコース原 液 1に添加し、 撹神混合するとよい。 ビスコース原液 1中には、 アルカリ成分と して水酸化ナトリゥムが含まれているため、 ボリアクリル酸塩 2と水酸ィヒナ卜リ ゥム水溶液 3の混合液は、 ビスコース原液 1中で分散しやすい。 このため、 ボリ ァクリル酸塩 2がビスコース原液 1中に均一に分散できる。 ボリアクリル酸塩 2を溶解させるアル力リ溶液は、 ビスコース原液中のアル力リ成分と同じアル力 リ成分を含むものであればよい。 このため、 ビスコース原液 1中のアルカリ成分 として、 水酸化ナ卜リゥム以外の他のアル力リを使用する場合は、 このアル力リ 力5含まれた水溶液を前記水酸化ナ卜リウム水溶液 3の代わりに使用する。
前記水酸化ナ卜リゥム水溶液 3の濃度は 1 0重量%以上で 3 0重量%以下とす る。 水酸化ナトリウム水溶液 3中の水酸化ナトリウムの濃度は、 ビスコース原液 1の水酸化ナトリウム濃度とほぼ一致するように調整するとよい。 そして、 この 水酸化ナ卜リウム水溶液 3にボリアクリル酸塩 2を、 水酸化ナトリウム水溶液 3中における濃度が 2 0重量%以上で 4 0重量%以下となるように混合する。 ポ リアクリル酸塩 2は、 最終的にはビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水 性繊維 F中に、 ビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊維 Fに含まれ る全セルロースの重量に対して、 1 0重量%以上で 2 0 0重量%以下になるよう に配合される。 配合量が 2 0 0重量? 6を超えると曳糸性力5悪くなって繊維の製造 が困難となり、 1 0重量%に満たないと、 製造された高保水性繊維 Fが十分な保 水性を得られないからである。
その後更に、 混合工程 4において、 ビスコース原液 1とボリアクリル酸塩 2の 混合液に、 水酸ィヒナトリウム水溶液 3を添加し、 セルロース濃度、 水酸化ナトリ ゥム濃度、 ポリアクリル酸塩のセルロースに対する重置比を調整し、 紡糸原液 Aとする。
セル口一ス繊維中にボリァクリル酸塩を均一に含む単一成分から繊維を製造す る場合は、 紡糸原液 Aのみを原料として以下の紡糸工程により紡糸を行う。 ま た、 セルロース繊維中にボリアクリル酸塩を均一に含む成分と、 セルロース繊維 のみから成る成分と力 s複合された複合繊維を製造する場合は、 紡糸原液 Aと、 ポ リアクリル酸塩を含まないビスコース原液 Bを材料として以下の紡糸工程により 紡糸を行う。 ビスコース原液 Bは、 普通ビスコースレーヨン用のビスコースであ る。 この紡糸工程はビスコースレーヨンの紡糸と同じものである。
最初に、 再^ 程 5において、 紡糸原液 A、 または紡糸原液 Aとビスコース原 液 Bをノズルにより再生浴中に吐出する。
紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bを原料として複合繊維を製造するときに は、 通常のァクリロニ卜リル系複合繊維の紡糸などに一般的に使用されている形 のノズルを使用し、 このノズルのノズル孔で紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bが複合される,
第 2図に典型的な複合繊維用紡糸ノズルの断面構造をモデル的に示す。
第 2図において、 1 0はノズル全体を示し、 1 1は仕切壁、 1 2はノズル板、 1 3はノズル孔、 1 4はノズル孔 1 3から吐出された糸条をそれぞれ示す。 この ノズル内側部において、 仕切壁 1 1を介して、 複合される紡糸原液 Aとピスコ一 ス原液 Bとが配され、 別々に供給される。 紡糸原液 Aのみを原料として繊維を製 造する場合には、 仕切壁 1 1を介した両側に紡糸原液 Aを供給するか、 または仕 切壁 1 1がないノズルを使用する。
紡糸原液 Aとビスコース原液 Bは、 ノズル孔 1 3で互いに接合され、 複合され る。 紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bの両成分の供給量の差によって、 両成分 の複合比率は変わる。 両成分の量的比率は自由に設定することができる。 この場 合、 例えば紡糸原液 Aを材料として製造される繊維中のセルロースに対するビス コース原液 Bから製造される繊維中のセルロースの比率でいうと、 例えば 1 : 1または 1 : 2となるように、 紡糸原液 Aおよびビスコース原液 B力5所定量ずつ 供給される。
紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bから製造される複合繊維としては、 紡糸原 液 Aから形成される繊維と、 ビスコース原液 Bから形成される繊維とが単に接合 されたサイ ドバイサイド型の複合繊維と、 紡糸原液 Aから形成された織維を芯と し、 この芯をピスコ一ス原液 Bから形成された鞘が包む鞘芯型の複合繊維とがあ る。 ビスコース原液 B中のビスコース濃度を調節し、 且つビスコース原液 Bの供 給量を調節することにより、 同一のノズルを使用してサイ ドバイサイド型あるい は鞘芯型のいずれか一方のタイプの複合繊維を形成することが可能である。 特に 本発明において、 鞘芯型複合繊維を製造するとき、 销の原料となるビスコース原 液 Bのビスコース濃度が 3 0重量%から 6 0重量%になるまで水酸ィヒナトリゥム 水溶液で希釈し、 且つこの希釈されたピスコ一ス原液 Bの供給量を紡糸原液 Aの 供給量の 1 . 5倍以上にして、 ノズルからビスコース原液 Bと紡糸原液 Aを吐出 する。 すると、 セルロース繊維の濃度が低いビスコース原液 Bから鞘成分が形成 され、 紡糸原液 Aから芯成分が形成され、 この芯成分を前記鞘成分が包み込んだ 形の鞘芯型複合繊維を製造できる。
第 3図に示すように、 ノズル 1 0は再生浴 1 5中に入れられており、 ノズル 1 0から吐出された紡糸原液 A、 または紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bは、 吐出後ただちに再生浴 1 5中の水溶液 1 6に入れられる。 この再生浴 1 5中の水 溶液 1 6には、 普通ビスコースレーヨン用の再生浴に使用される水溶液がそのま ま使用できる。 具体的には温度 4 0 °C以上で 5 0 °C以下で、 水 1 リツトル中に硫 酸を 9 0 g以上で 1 2 0 g以下、 硫酸ソーダを 3 0 0 g以上で 4 0 0 g以下、 硫 酸亜鉛を 1 0 g以上で 2 0 g以下の割合で混合した水溶液が使用される。 ノズル 1 0から吐出された紡糸原液 A、 または紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bは、 水溶液 1 6中の硫酸と反応して固まり、 ゲル状の糸条 1 4となる。 第 3図におい て、 ノズル 1 0から吐出された糸条 1 4は、 Lで示す長さだけ再生浴中の水溶液 に浸漬されている。 この Lの長さは紡浴浸漬長と呼ばれるものである。 本発明に おいて、 この紡浴浸濱長は、 2 0 c m以上で 6 O c m以下であることが好まし い。
紡糸原液 A、 または紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bは、 吐出線速度 δ πιΖ 分以上で 2 O mZ分以下の速度で再生浴 1 5中に吐出される。 そして、 再生浴 1 5中でゲル状の糸条 1 4が形成される。 このゲル状の糸条 1 4には、 5 0 %力 ら 3 0 0 % ( 1 . 5倍から 4 . 0倍) のドラフトが与えられて再生浴 1 5から口 —ラなどにより引き取られる。 再生浴 1 5から引き取られたゲル状の糸条 1 4は、 次いで延伸工程 6によって ローラなどに巻かれながら延伸される。 この延伸工程 6において、 糸条 1 4中の 分子が規則的に配列する。 このとき分子を二配向にすると、 高保水性繊維 Fの 引っ張り強度は高くなるが、 伸びにくくなる。
延伸工程 6において、 ゲル状の糸条 1 4は、 空中で、 または水浴中にて、 ある いはそれらの組合せにて、 延伸される。 このとき、 ゲル状の糸条は普通ピスコ一 スレーヨンと同様に、 元の長さよりも 3 0 %から 5 0 %長くなるように、 つまり 元の長さの 1 . 3倍から 1 . 5倍の長さとなるように延伸される。
ゲル状の糸条 1 4を水浴延伸する場合は、 ゲル状の糸条 1 4に再生浴 1 5中の 水溶液 1 6が付着しているため、 延伸工程における水浴の中に水溶液 1 6が混合 される場合があるが、 特に差し支えない。 また、 この水浴延伸のとき、 1つの水 浴中のみで延伸カ¾'行われる単浴でもよいし、 また複数の水浴中で延伸が行われる 多段浴でもよい。 しかし、 延伸工程 6において、 糸条 1 4中のポリアクリル酸塩 がゲル状の糸条 1 4の外表面に露出していたり、 またはそれに近い状態である と、 延伸の際に糸条 1 4からボリアクリル酸塩が絞り出されて、 ポリアクリル酸 塩が糸条 1 4から脱落する可能性が高い。 そこで、 本発明のビスコースレーヨン ーポリアクリル酸系高保水性繊維を製造する場合は、 ゲル状の糸条 1 4の延伸は 空間走行中に行うのが好ましい。
特にサイ ドバイサイド型の複合繊維は、 紡糸原液 Aから形成されるポリアクリ ル酸塩を含むセルロース繊維と、 ビスコース原液 Bから形成されるセルロースの みから成る繊維力 s接合された状態となっているため、 ポリアクリル酸塩の粒子が 一方の成分中に偏在して高密度で配合されている。 したがって、 延伸工程 6にお いて、 糸条 1 4からポリアクリル酸塩が脱落しやすい。 よって、 空間走行中に延 伸することが好ましい。
延伸の際の温度は高い方が延伸が容易である。 したがって、 空間走行中に延伸 する場合は、 加熱空気若しくは加熱蒸気中で延伸が行われることが好ましい。 延伸工程 6を経た糸条 1 4は次いで精練工程 7に導入される。 精練工程 7は、 ビスコースレーヨンを製造するときの精練工程と同じものである。 具体的にいう と、 糸条 1 4を温度 6 0 °Cから 7 0 °Cの硫化ナトリゥムと水酸化ナ卜リウムを含 む混合水溶液で処理して、 糸条 1 4に含まれる微細残留硫黄を除去する。 前記混 合水溶液 1 リットル中には硫酸が 3 . O g ± l . O g、 水酸ィヒナトリウムが 1 . 0 g ± 0 . 5 g入れられている。 次いで次亜塩素酸ナトリウム水溶液による漂 白、 及び硫酸による漂白剤の中和が行われる。
精練工程 7を経た糸条は、 乾燥工程 9において乾燥される。 この乾燥工程 9を 経て、 ビスコースレーヨン一ボリアクリル酸系高保水成繊維 Fが製造される。 必 要により、 乾燥工程 9の前にアルカリ処理 8をする。 このアルカリ処理により、 繊維の吸水性、 保水性を一層高めることができる。 ビスコースレーヨンの再生浴 1 5中の水溶液 1 6は酸性溶液であるため、 混合したポリアクリル酸塩の吸水性 能が低下し、 ひいては保水率が低下する。 し力 sし、 アルカリ処理を行うことによ り、 ポリアクリル酸塩の保水能力をより高めることができる。
このアル力リ処理に用いるアル力リは、 一般的に使用されているアル力リ性物 質である。 すなわちアルカリ金属の水酸化物、 炭酸塩、 重炭酸塩などの無機系、 エタノールァミン、 アルカノ一ルァミンなどの塩基性有機化合物である。 アル力 リ金厲としては、 ナトリウム、 カリウム等が使用される。 しかし、 前記アルカリ 処理に使用されるアル力リとしては特に炭酸ナ卜リゥムが好ましい。 その理由 は、 必要処理時間が最も短く、 必要処理濃度が最も希薄ですみ、 繊維間膠着の心 配が全く無いからである。 アルカリ処理においては、 これらのアルカリ性物質が 含有された水溶液が使用される。 例えば、 アルカリ処理に炭酸ナトリウム水溶液 を使用する場合、 この炭酸ナトリウムの水溶液中における濃度は 0 . 5重量%以 上で 1 0重量%以下で、 水溶液の P Hは 1 0以上で 1 2以下が特に好ましい。 精 練工程 7を経て得られた糸条 1 4は、 この炭酸ナトリウム水溶液に常温下で 1分 間から 1 0分間浸潰される。 水溶液の濃度が 0 . 5重量%未満では吸水力を高め るのに不十分であり、 1 0重量%を超えると繊維間の膠着が発生し、 2 0 0 %以 上の保水率が得られない。 また、 同様に処理時間が 1分未満であると処理が不充 分であり、 1 0分を超えると繊維間に膠着が発生する。
以上の工程により、 ビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊維 Fが 製造される。 紡糸原液 Aを原料とした形成された繊維は、 レーヨン繊維とポリア クリル酸塩が、 両者を確認することが難しい程度に十分に混合されており、 レー ョン繊維中にポリアクリル酸塩が均一に分散されている。 レーョン繊維およびボ リアクリル酸塩は共に、 吸水性が高く、 また保水性にも優れている。 このため、 この両成分を均一に含む高保水性繊維 Fは、 従来のセルロース繊維単独から成る 繊維や、 髙吸水性ボリマーよりも、 吸水性、 保水性に優れている。 髙保水性繊維 Fにおいて、 ボリアクリル酸塩が、 繊維の外表面に露出しているものもある。 こ のため、 繊維 Fの外表面のボリアクリル酸塩力 s脱落することもある。 しかし、 こ の外表面のポリアクリル酸塩により、 水分を効果的に吸水することができる。 ま た、 前記繊維 Fは乾燥時においても、 吸水時においても、 繊維としての形態を維 持できる。
また、 レーヨン繊維中にポリアクリル酸塩が均一に分散された成分と、 レーョ ン単独成分とが接合されたサイドバイサイド型の繊維は、 ボリアクリル酸塩を含 む成分が吸水性、 保水性を、 レーヨン単独成分が繊維の機械的性質をそれぞれ有 している。 このため吸水性、 保水性と繊維強度、 形態安定性等の性質を有する繊 維となる。
レーョン中にポリァクリル酸塩が均一に分散された成分を芯成分とし、 レーョ ン単一成分を鞘として接合された鞘芯型複合繊維では、 ポリアクリル酸塩を含む 成分をレーヨン単一成分で被 ffiした構造となる。 このため、 吸水時においても繊 維製造時のいずれの段階においても、 ポリアクリル酸塩は繊維 Fから脱落しな レ、。 そして、 鞘成分を薄い被膜とすることによって、 吸水性を確保できる。 前記サイ ドバイサイド型および鞘芯型の複合繊維の場合、 複合繊維中のレーョ ン繊維に対するボリァクリル酸塩の含有比率と、 レーョン繊維とポリアクリル酸 塩が均一に分散した単一成分から成る織維中のレーヨン繊維に対するボリアクリ ル酸塩の含有比率が同じであっても、 前記単一成分から成る雄維よりも高い吸水 性および保水性を有し、 繊維の乾燥強度が高くなる
このようにして形成された本発明のビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高 保水性繊維 Fの吸水率は 7 0 0 %以上で、 保水率は 2 0 0 %以上である。 ここで いう吸水率とは、 吸水前の繊維の重量を Aグラム、 吸水後に水切りした繊維の重 量 Bグラムとしたときに、 以下の数 1で表すことができる値である。 (数 1 )
V (%) = { (B-A)/A } 100 また、 保水率とは、 吸水前の繊維の重さを Cグラム、 吸水後に水切りし、 さら に遠心して脱水した繊維の SSを Dグラムとしたとき、 以下の数 2で表される値 である。
(数 2 )
W (%) = { (D-C)/C } 100 また、 この繊維 Fの繊度は 5デニール以上で 1 5テニール以下、 乾燥強度は 0 . 8 g Z d以上である。
このように、 吸水率、 保水率が高いため、 少量で多くの水分を吸収することが 可能であり、 この髙保水性繊維 Fを材料として形成される吸収体の厚さを薄くで きる。 また、 繊維の強度がある程度強いため、 吸収体の製造工程において取り扱 いやすい。
このビスコースレーヨン一ボリァクリル酸系高保水性繊維 Fは、 フィラメント 状態となっている。 したがって、 このビスコースレーヨン一ボリアクリル酸系高 保水性繊維 Fからシートを製造するときには、 このフィラメン卜状の繊維を 5 mmないし 5 O mmの長さにカツ卜して短繊維として使用する。 この短繊維は 単独で使用しても吸水性および保水性に優れたものである。 しかし、 ボリァクリ ル酸塩などの髙吸水性樹脂 (S A P ) やバルブなどの他の吸水性物質と混合され ることがより好ましい。 この混合物中に含まれる各成分の量は、 ビスコースレー ヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊維 F力 5 1 0 SS%liLhで 1 0 0重量%以下、 S A Pが 0重量%以上で 5 0重量%以下、 パルプが 0重量%以上で 5 0重量%以 下であることが好ましい。
前記繊維 Fまたは、 繊維 Fと S A Pとパルプ力混合された混合物は、 このまま の状態で紙シートなどで包んで、 紙おむつやサニタリーナブキンなどの吸収体と して使用できる。 このとき、 前記繊維 Fは, 乾燥時においても、 吸水時において も繊維としての形態を維持できる。 よって、 紙シートの間で移動しにくくなる。 特に、 吸水時において、 繊維中のボリアクリル酸塩が膨潤しゲル状態となって も、 その動きがセルロース繊維によって規制される。 よって、 この吸収体を使用 した紙おむつやサニタリーナブキンは、 着用者に不快感を与えることはない。 または、 この混合物を原料としてシートを形成したり、 あるいはこの混合物を 他の繊維ゥエツブゃ不織布に編み込んでもよい。 前記混合物から形成されたシ一 トおよび、 繊維ウエッブゃ不織布の目付は、 1 O gZm2 以上で 5 0 0 gZm 2 以下であることが好ましい。
このようにして形成されたビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊 維 Fを含む保水性シートは、 保水性シートのみが数枚重ねられ、 または上下から 紙シートが重ねられて、 重ねられた各シートどうしが接着される。 そして、 この 接着されたシートが、 例えばサニタリーナブキンの吸収体として使用されるとき は、 第 4図に示すような所定の形状に成形される。 または、 予め前記保水性シ一 トを第 4図に示す形状に成形して、 これを重ねて接着してもよい。 第 5図は、 第 4図の V— V線での断面図である。 第 4図および第 5図に示した吸収体 1 7で は、 ビスコースレーヨンーポリアクリル酸系高保水性繊維 Fを含む保水性シー卜 1 9は、 紙シー卜 1 8と 2 0の間に挟まれている。 保水性シー卜 1 9中に S A Pやバルブが多く含まれている場合は、 S A Pやバルブの脱落を防ぐため、 このように保水性シート 1 8の上下に紙シ一卜 1 8、 2 0を重ねて、 保水性シ一 卜 1 9を紙シート 1 8、 2 0で包むことが望ましい。 しかし、 保水性シート 1 9中に S A Pやパルプよりもビスコースレーヨン一ボリァクリル酸系高保水性 繊維 Fが多く含まれている場合や、 ビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保 水性繊維 Fが他の繊維ゥエツブゃ不織布に編み込まれた保水性シートを使用する ときには、 これらの保水性シートを紙シートで包まずに、 保水性シ一卜 1 9のみ を数枚重ねてもよい。
保水性シート 1 9と紙シート 1 8、 2 0は重ねられた後、 または保水性シート 1 9が数枚重ねられた後、 各シートの接合面で接着される。 各シートの接着は、 各シ一卜の接合面にホットメル卜型接着剤などの接着剤を塗布して、 熱を加えな がらシートをブレスして接着させてもよい。 または、 この吸収体 1 7の保型性を 高めるために、 保水性シート 1 9および紙シート 1 8、 2 0に熱融着性繊維を混 合するとよい。 この塌合高保水性繊維 Fと熱融着性繊維を混合し、 熱加工すると 所定の形状のシートを形成できる。 このシートは、 シート内の高保水性繊維 Fが 熱融着性繊維により確実につなげられているため、 形が崩れにくレ、。 また、 この 熱融着性繊維を含むシートは重ねられた後、 熱を加えられて熱融着性繊維を溶融 させ、 各シートの接合面において溶融された熱融着性繊維どうしが融着して、 各 シートが接着される。 保水性シート 1 9に熱融着性繊維を混合するためには、 ビ スコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊維 Fと熱融着性繊維を混合し、 この混合物から繊維ゥエツブゃ不織布を形成するとよい。 この保水性シー卜中に 含まれるビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系髙保水性繊維 Fは 1 0 %重量以 上で 8 0重量%以下、 熱融着性繊維は 2 0重量%以上で 8 0重量%以下であるこ とが好ましい。
そして、 接着された後に、 第 4図に示すような所定形状に成形されて吸収体 1 7が形成される。
この吸収体 1 7力 肌側に向けられる透液性のシートと、 外側に向けられる不 透液性のシー卜との間に挟まれ、 サニタリーナブキンが製造される。
また、 この吸収体を紙おむつやパッ ドなどに使用する場合には、 紙おむつや パッ ドの形状に合わせて成形するとよい。 そして、 肌側に向けられる透液性の 卜ッブシー卜と、 体の外側に向けられる不透液性のバックシー卜との間に挟まれ る。
このようにして形成された吸収体 1 7は、 保水性シート 1 9中のビスコース レーヨン一ボリァクリル酸系高保水性繊維 Fの吸水率および保水率が高いため、 吸収体が薄型でも、 高い吸水性および保水性を有する。 また、 保水性シート 1 9中のビスコースレーヨン一ポリアクリ /レ酸系高保水性繊維 Fは吸水時でもゲ ル状態とならないため、 吸収体 1 7の形蹉を吸水前と同じに保つことができ る。
(実施例)
上に説明したビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊維 Fの製造方 法と同じ製造方法で以下の表 1および表 2および表 3に示す実施例 1ないし 2 2のビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊維を製造した。 ただ し、 各実施例は紡糸原液 A、 ビスコース原液 Bの ¾¾を変えたり、 またアルカリ 処理液を変えるなどして製造条件を変えて製造した。
以下余白
実施例 Νο· 1 2 3 4 5 6 7 油田 7 -ι—? *H
セルロース(重量 ¾) 9 9 9 9 9 9 9
NaOH (重量 6 ) 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 ッァノ D—卜恤 10 10 10 10 10 10 10
PA分散液組成
PA (重量 96 ) 30 30 30 30 30 30 30 NaOH (重量 96) 6 6 6 6 6 6 6
$5 照? R A
セルロース(重量 96) 8 6 3 7 3 7 3 PA (重量 96) 0.8 3 6 1.6 6 1.6 6
I Un、虽夏 70 6 6 6 6 6 6 6 ビスコース原液 B ffl成
q □
セルロース(重量 96)
NaOH (重量 96) 一 一 ― 5.7 5.7 5.7 5.7
PA
(重量%ノセルロース) 10 50 200 10 50 10 50 通常 1000H 通常 1000H 通常 1000H BC7660H BC7660H BC7660H
ノズル BC7660H
0.1πιπΐ φ 0.1mm ς> 0.1mm ί> 0.1mm O.lnun 0.1mm ^ Ο.ΐπυηφ 原液 Aと原液 Bの 一 一 一 1 : 1 1 : 1 1 : 2 1 : 1 混合比 (体積)
アル力リ処理 «
なし なし なし なし なし なし なし (重量%) アルカリ処理 の pH
Figure imgf000022_0001
実施例 No. 16 17 18 19 20 21 22 使用ビスコース組成
セルロース(重量 96) 9 9 9 9 9 9 g NaOH (重量 96) 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 ホッテンロート価 10 10 10 10 10 10 10
PA分散液組成
PA (重量 96) 30 30 30 30 30 30 30 NaOH (重置%) 6 6 6 6 6 6 6 紡糸原液 A組成
セルロース(重量%) 3 3 3 3 3 3 3 PA (重置%) 6 6 6 6 6 6 6 NaOH (重量%) 6 6 6 6 6 6 6 ビスコース原液 B組成
ノレ π—ス(雷量 4.5 4.5 4.5 4.5 9 g 9
NaOH (重貴%) 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7
PA
50 50 50 50 50 50 50
(重量%/セソレロース)
BC7660H BC7660H BC7660H
ノズル BC7660H BC7660H BC7660H BC7660H
0.1mm 0.1mm ^ 0.1mm ' 0.1mm ^ 0.1mm 0.1mm 0.1mm^ istt A 照 Bの
1 : 1 1 : 1 1: 1 1 : 1 1: 1 1: 1 1: 1 混合比 (体積)
アル力 it laiS
SCl % SC4% SC10% SC15% NaOH4% 重曹
(重量%) 4% EA4½ アルカリ処理液の pH 11.2 11.4 11.6 11.7 13.8 7 11.7
¾) 表 1に示した実施例 1から 7、 表 2に示した実施例 8から 1 5、 表 3に示した 実施例 1 6から 2 2のビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊維の製 造方法、 および製造条件を説明する。 なお、 表 1および 2および 3において、 ポ リアクリル酸塩は P Aと記載されている。 また、 ノズルの孔数 (個) は Hで示し ている。 また、 アルカリ処理液のうち S Cで表されているのは炭酸ソ一ダ水溶 液、 E Aで表されているのは、 エタノールァミン水溶液である。
また、 ビスコースレーヨン一ボリァクリル酸系高保水性繊維を製造するときの 延伸率は、 再生浴出の走行線速度 (再生浴から引出されるときの速度) と最終走 行線速度 (延伸工程後の糸条の走行速度) との速度比であり、 以下の数 3で示さ れる。
(数 3 )
I 最終速度 \
延伸率 ( 再生 出の速度 - 1 ) X m
(各実施例の説明)
以下に表 1および 2および 3に示した各実施例の、 製造条件および製造方法に ついて説明する。
-実施例 1
実施例 1のビスコースレーヨン一ボリァクリル酸系高保水性繊維を以下の①か ら④に示す工程により、 製造した。
①粒径 3から 5 の粉末状ポリアクリル酸塩 (三井サイテック社製、 商品名 アコジュル A ) を水溶液中の固形分の濕度が 3 0重量%となるように 6重量%の 水酸化ナ卜リウム水溶液に分散させた。
②前記①の工程で得られた液を、 セルロース 9重量%、 アルカリ 5 . †重量 %、 ホッテンロート価 1 0の普通ビスコースレーヨン用ビスコースに混合し、 更 に水酸化ナトリウム水溶液で溶液全体の成分濃度を調整した。 これにより、 セル ロース 8重量%、 ボリアクリル酸塩 0 . 8重量?、 水酸化ナトリウム濃度 6重量 %の紡糸原液 Aを得た。 この紡糸原液中のセルロースの全重量に対してポリアク リル酸塩は 1 0重量%含まれている。
③前記②の工程で得られた紡糸原液 Aを第 2図に示したノズルから再生浴中に 吐出する。 この再生浴中の水溶液として、 水 1 リツトル中に硫酸 1 1 0グラム、 硫酸亜鉛 1 7グラム、 硫酸ソーダ 3 4 0グラムがそれぞれ混合された、 温度
4 7。Cの水溶液を使用した。 また、 ノズルは、 孔径 0 . 1 mm, 孔数 1 0 0 0の 通常のノズルを使用し、 吐出線速度 7 . 9 mZ秒で吐出した。 このときの紡浴浸 漬長は 1 0から 2 0 c mとした。
④前記③の工程で、 吐出された紡糸原液は、 再生浴中でゲル状の糸条となつ た。 このゲル状の糸条を 5 0 %から 1 0 0 % ( 1 . 5倍から 2 . 0倍) のドラフ 卜を与えて再生浴から引き取り、 空中延伸にて延伸率 4 0 %で延伸し、 次いで精 練工程を経た後、 乾燥工程を経て、 実施例 1の高保水性繊維を得た。 この繊維 は、 レーョンにポリアクリル酸塩が均一に混合された単一成分の繊維である。 ここで実施例 1および以下に説明する実施例 2ないし 7の繊維は、 精練工程後 に、 アルカリ処理を全く行わず製造された。
-実施例 2および 3
実施例 1の製造条件のうち、 表 1に示すように紡糸原液 Aの組成のみを変え た。 実施例 2の紡糸原液 Aの組成は、 セルロースが 6重量%、 ポリアクリル酸塩 が 3重量%、 水酸化ナトリウムが 6重量%である。 また、 実施例 3の紡糸原液 A中には、 セルロースが 3重量%、 ボリアクリル酸塩が 6重量%、 水酸化ナトリ ゥムが 6重量 ¾含まれている。 この紡糸原液中のボリアクリル酸塩の濃度は、 実 施例 2ではセルロースの重量に対して 5 0重量%、 実施例 3では 2 0 0重量%で あった。 この紡糸原液 Aを用いて、 実施例 1を製造したときと同じ製造工程で、 ビスコースレーヨン一ポリアクリル酸系高保水性繊維を製造した。 実施例 2およ び 3の繊維も、 レーヨンにポリアクリル酸塩が均一に混合された単一成分から成 る繊維である。
•実施例 4
実施例 1で使用した粉末状ボリアクリル酸塩が 3 0重量%分散された 6重量% の水酸化ナトリウム水溶液を、 セルロース 9重量%、 水酸化ナトリウム 5 . 7重 量%、 ホッテンロート価 1 0の普通ビスコースレーヨン用ビスコースに混合し、 セルロースが 7重量%、 ボリアクリル酸塩が 1 . 6重量%、 水酸化ナトリウム濃 度が 6重量%の紡糸原液 Aを得た。 この紡糸原液 A中のポリアクリル酸塩は、 全 セルロース重量に対して 1 0重量%含まれている。
また、 セルロース 9重量%、 アルカリ 5 . 7重量%、 ホッテンロート価 1 0の 普通ビスコースレーヨン用ビスコースをビスコース原液 Bとした。
これら紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bを材料として複合繊維を製造した。 ノズルは、 孔怪 0. l mm、 孔数 7 6 6 0のサイドバイサイド型の複合繊維用ノ ズルを使用し、 紡糸原液 A、 ビスコース原液 Bを同一供給比にて供給し、 吐出線 速度 6 . l mZ秒で、 実施例 1の高保水性繊維の製造に使用したものと同じ再生 浴中に吐出した。
さらに、 再生浴中で形成されたゲル状の糸条を 5 0から 1 0 0 %のドラフトを 与えて再生浴から引き取った。 延伸工程は空中延伸で行われ、 延伸率が 4 0 %と なるように糸条を延伸し、 次いで精練工程を経た後乾燥し、 サイドバイサイ ド型 の複合繊維を得た。 この複合繊維を実施例 4の繊維とする。
-実施例 5
実施例 4の製造条件のうち、 紡糸原液 Aの組成を、 セルロース 3重量%、 ボリ アクリル酸塩 6重量%、 水酸化ナトリウム 6重量%と変えた。 紡糸原液 A中のボ リアクリル酸塩は、 紡糸原液 A中のセルロースの全重量に対して 5 0重黌%含ま れている。 ビスコース原液 Bは実施例 4と同じものを使用した。 他の製造条件は 実施例 4と全く同じにし、 さらに、 実施例 4と同じ製造工程で製造した。 この結 果、 サイ ドバイサイド型の複合繊維が製造された。
-実施例 6
紡糸原液 Aは実施例 4と同じ組成のものを使用した。 ビスコース原液 Bとし て、 セルロースが 9重量%、 水酸ィヒナトリウムが 5. 7重量%、 ホッテンロート 価が 1 0の普通ビスコースレーヨン用ビスコースに、 純水と水酸化ナトリウムを 添加してセルロースが 4. 5重量%、 水酸化ナトリウムが 5 . 7重量%となるよ うに調整したものを使用した。
紡糸原液 Aおよびビスコース原液 Bを、 AZB = 1ノ 2となるよう、 孔径 0 . 1 mm, 孔数 7 6 6 0のサイドバイサイド型複合繊維用ノズルに供給した。 その 後の製造工程は実施例 4の繊維の製造工程と全く同じである。 その結果、 鞘芯型 の複合繊維が製造された。 -実施例マ
ピスコ一ス原液 Bとして実施例 6で使用したビスコース原液 Bと同一の組成の ものを使用した。
また、 紡糸原液 Aは実施例 5と同一組成のものを使用した。 これらの紡糸原液 Aおよびピスコ一ス原液 Bを使用して、 実施例 5と同じ製造工程で高保水性繊維 を製造した。
•実施例 8ないし 1 5
実施例 8ないし 1 1の繊維は、 実施例 2の繊維の製造工程において、 精練工程 後に 1重量%、 4重量%、 1 0重量%、 1 5重量%と港度の異なる炭酸ソーダ水 溶液中で 2 5 °C、 5分間浸清してアルカリ処理した後、 乾燥させたものであ る。
また、 実施例 1 2から 1 5の繊維は、 実施例 5のサイドバイサイ ド型の複合繊 維の製造工程において、 精練工程後に、 1重量%、 4重量%、 1 0重量%、
1 5重量%と濃度の異なる炭酸ソーダ水溶液中で 2 5 °C、 5分間でアルカリ処理 を行い、 次いで乾燥工程を経て得られたサイ ドバイサイ ド型の複合繊維である
-実施例 1 6ないし 1 9
実施例 1 6ないし 1 9の繊維は、 実施例 7の鞘芯型の複合繊維の製造工程にお いて、 精練工程後に 1重量%、 4重量%、 1 0重量%、 1 5重量%と濃度の異な る炭酸ソーダ水溶液にて 2 5 °C、 5分間のアルカリ処理を行い、 次いで乾燥工程 を経て得られた鞘芯型の複合繊維である。
'実施例 2 0ないし 2 2
実施例 2 0の繊維は、 実施例 5のサイドバイサイド型の複合繊維の製造工程に おいて、 精練工程の後に 4重量%の水酸化ナ卜リウム水溶液で 2 5。 5分間の アルカリ処理を行い、 次いで乾燥工程を経て得られたものである。 また、 実施例 2 1の繊維は、 実施例 5のサイドバイサイド型の複合繊維の製造工程において、 精練工程の後に 4重量%の重炭酸ソーダ水溶液で 2 5 °C、 5分間のアル力リ処理 を行い、 次いで乾燥工程を経て得られたものである。 実施例 2 0および 2 1の繊 維と同様に、 実施例 2 2の繊維も、 実施例 5のサイドバイサイド型の複合繊維の 製造工程において、 精練工程の後に 4重量%のエタノールァミン水溶液 (E A ) で 2 5 'C、 5分間のアルカリ処理を行い、 次いで乾燥工程を経て得られたもので ある。
(試験結果)
上記実施例 1から実施例 2 2の繊維の形態 (横断面の形) 、 吸水率、 保水率、 繊度、 乾燥強度を表 4に示す。
以下余白
実施例 No. 1 2 3 4 5 6 7
形態 M M M S/S S/S S/C S/C
吸水率 (96) 708 730 792 1300 1350 1240 1270
保水率 (%) 203 225 240 401 425 472 480
娥度 (de) 4.78 4.56 4.74 4.97 4.87 4.85 4.91
乾燥強度 (gZd) 0.85 0.82 0.80 0.99 0.92 1.06 1.00
実施例 Νο· 8 9 10 11 12 13 14 15 形想 M M M M S/S S/S S/S S/S 吸水率 (%) 730 805 812 800 1380 1610 1620 1620 保水率 (96) 230 270 282 252 450 575 600 602 雄度 (de) 4.85 4.91 4.95 4.70 4.89 5.12 5.14 5.14 乾燥強度 (g/d) 0.84 0.81 0.80 0.74 0.90 0.98 0.92 0.87
実施例 Not 16 17 18 19 20 21 22
形態 S/C S/C S/C S/C S/S S/S S/S
吸水率 (%) 1275 1287 1290 1290 1150 1100 1200
保水率 (%) 480 480 485 480 472 450 490
鏃度 (de) 4.91 4.94 4.95 4.90 4.80 4.85 4.82
乾燥強度 (g/d) 0.99 0.91 0.90 0.90 0.80 0.92 0.89
() 4 形態の櫊において、 Mは単一性成分から成る通常の繊維、 S/ Sはサイドバイ サイ ド型複合繊維、 S/ Cは鞘芯型複合繊維を示す。
また、 吸水率 V%は以下の方法により求めた。
a. 試料をよく ときほぐし、 湿度 65%の雰囲気で 24時間おき、 調湿す る。
b. 上記試料 (Aグラム) を秤量し、 生理食塩水に 3分間浸演し、 その後、 5分間金網上で水切りする。
c 水切りした後の試料の重さ (Bグラム) を測る。
d. 以上の結果より、 吸水率は次の数 1によって求められる。
(数 1)
V (%) = { (B-A)/A } 100 また、 保水率\^%は以下の方法により測定される。
a. 試料をよく ときほぐし、 湿度 65%の雰囲気で 24時間おき、 調湿す る。
b. 上記試料 (Cグラム) を秤量し、 生理食塩水に 3分間浸濱し、 その後、 5分間金網上で水切りする。
c. 水切りされた湿潤試料を重力加速度 150Gにて 90秒間遠心脱水して、 秤量する (Dグラム) 。
d . 保水率 W%は以上の結果より次の数 2によつて求められる。
(数 2)
W (%) = { (D-O/C } 100 本発明の繊維としては、 吸水率が 700%以上、 保水率は 200%以上、 繊度 は 5デニール以上 15デニール以下、 乾燥強度は 0. 8グラムノデニール ( gZ d) 以上であること力 s望ましい。
各実施例の試験結果を説明する。
-実施例 1
実施例 1の繊維は、 紡糸原液 Aのみから形成された単一成分繊維である。 ま た、 吸水率 708%、 保水率が 203%、 繊度が 4. 78デニール、 乾燥強度が 0. 85gZdであった。
さらに、 この繊維を顕微鏡観察すると、 ボリァクリル酸塩の粒子が繊維中に均 —に分散されていること力 ¾1察された。
また、 この繊維は水を含んだ状態で、 繊維の形態を維持しており、 流動性はな く、 この状態で単繊維として引き抜く程度の強さを有していた。
-実施例 2および 3
実施例 2の繊維は、 吸水率が 730%、 保水率が 225%、 繊度が 4· 56デ ニール、 乾燥強度が 0. 82gZdであった。
また実施例 3の繊維は、 吸水率が 792%、 保水率が 240%、 繊度が 4. 74デニール、 乾燥強度が 0. 85gZdである。
実施例 3の繊維の方が、 実施例 2の繊維よりも、 紡糸原液 A中のポリアクリル 酸塩の濃度が高い。 このため、 実施例 2と比べて、 実施例 3の繊維の方が吸水率 および保水率が高いと考えられる。
-実施例 4
実施例 4の繊維は、 サイ ドバイサイ ド型の複合繊維である。 この実施例 4の繊 維の吸水率は 1300%、 保水率は 401 %、 繊度は 4. 97デニール、 乾燥強 度は 0. 99g/dである。 このように、 実施例 4の繊維は実施例 1および 2お よび 3の繊維と比べて、 性、 保水性力5格段によく、 繊度および乾燥強度も大 きくなる。
また、 この繊維を顕微鏡観察すると、 ボリアクリル酸塩の粒子が繊維中に均一 分散されている成分と、 ボリアクリル酸塩を含まない成分と力 サイドバイサイ ド型に接合された複合繊維であることが観察される。
この複合繊維は水を含んだ状態では、 繊維の形態を維持しており、 流動性はな レ、。 また、 この状態で単繊維として引き抜くことができる程度の強さを有してい た。
-実施例 5
この実施例 5の複合繊維は、 実施例 4の繊維と同様、 サイ ドバイサイ ド型の複 合繊維である。 そして、 吸水率は 1350%、 保水率は 425%、 繊度は 4. 87デニール、 乾燥強度は 0. 92 gZdであった。 実施例 5の繊維は、 実施例 4の繊維よりも、 紡糸原液 A中のポリアクリル酸塩の濃度が高いため、 吸水率、 および保水率ともに高くなるものと思われる。
この複合繊維は水を含んだ状態で、 繊維の形態を維持しており、 流動性はな かった。 また、 この状態で単繊維として引き抜かれる程度の強さを有してい た。
-実施例 6
顕微鏡観察の結果、 この実施例 6の繊維は紡糸原液 Aの成分を芯に持ち、 ビス コース原液 Bの成分を鞘に持つ鞘芯型複合繊維である。 繊維中の全セルロースに 対するボリアクリル酸塩の比は 10重量%である。
この複合繊維は、 吸水率が 1240%、 保水率が 472%、 繊度が 4. 85デ ニール、 乾燥強度が 1. 6gZdであった。
鞘の部分がセルロース単独成分から成るため、 実施例 4および 5の繊維と比べ て吸水率、 および保水率が低くなっているものと考えられる。
-実施例 7
この繊維は鞘芯型複合繊維であり、 繊維中の全セルロースに対するポリアクリ ル酸塩の比は 50重量%である。 この複合繊維は、 吸水率が 1270%、 保水率 が 480%、 繊度が 4. 91デニール、 乾燥強度が 1. OOgZdであった。 実施例 6の繊維に比べ、 実施例 7の繊維は紡糸原液 A中のボリアクリル酸塩の 濃度が高いため、 吸水率、 保水率ともに高いものと思われる。
•実施例 8から 15
実施例 2および実施例 5と比べれば分かるように、 乾燥工程前に繊維を炭酸 ソーダ水溶液でアルカリ処理すると、 吸水率、 保水率が高くなる。 さらに、 濃度 の高い炭酸ソーダ水溶液で処理する方が、 港度の低い炭酸ソーダ水溶液で処理す るよりも吸水率および保水率が高くなる。
この複合繊維は水を含んだ状態で繊維の形態を維持しており、 流動性はない。 そして、 この状態で単繊維として引き抜かれる程度の強さを有していた。
-実施例 16から 19
実施例 8ないし 15と同様に、 炭酸ソーダ水溶液で処理しない実施例 7に比べ て、 吸水性、 保水性は共に優れていた。
しかし、 繊度および乾燥強度は若干低くかった。
'実施例 2 0から 2 2
実施例 2 0ないし 2 2の繊維は、 実施例 5の繊維を種類の異なるアル力リ溶液 で処理したものである。 実施例 5と比べると、 保水率は髙いが、 吸水率は低い。 また、 実施例 5と比べ、 繊度および乾燥強度に大きな差はない。
しかし、 水酸化ナ卜リゥム水溶液で処理した実施例 2 0の繊維は、 繊維間膠着 が見られた。 また、 エタノールァミン水溶液で処理した実施例 2 2の繊維では、 乾燥後の繊維に残存臭気が認められた。 したがって、 アルカリ処理用の液として 好ましいのは、 炭酸ソーダ水溶液であると思われる。
以上の試験結果より、 実施例 1から 2 2までの高保水性繊維は、 吸水率が 7 0 0 %以上、 保水率が 2 0 0 %以上、 繊度は 4. 7デニール以上、 乾燥強度が 約 1 g Z d程度であり、 本発明の高保水性繊維としての条件を満たすものである ことがわかる。 産業上の利用可能性
本発明のセルロース系高保水性繊維は吸水時でも繊維形態を維持するため、 従 来の保水材であるフラッフパルプと粉体状吸水性ポリマーとを併用したものに比 較して、 乾燥時、 湿潤時、 いずれの状態でも優れた形態保持能力を有する。 繊維 中の高吸水性材料として、 ボリアクリル酸塩を使用したとき、 特に、 ポリアクリ ル酸塩が膨潤しゲル状態となっても、 セルロース繊維によりボリアクリル酸塩の 動きが規制される。 このため、 この高保水性繊維を紙シートに包んで紙おむつや サニタリーナブキン、 パッドなどの吸収体として使用しても、 着用した時に違和 感がない。
さらに本発明の高保水性繊維は、 この繊維のみからシートを形成でき、 この シートを吸収体に使用できる。 または、 既存の高吸水性ポリマー (S A P ) ゃパ ルブ繊維と混合して、 この混合物からシートを形成できる。 このため、 高吸水性 で且つ薄い吸収体が製造可能となり、 またシ一トとしての形態保持力がさらに高 くなる。 また、 本発明の髙保水性繊維は、 7 0 0 %以上の吸収率を有する。 さらに 2 0 0 %以上の保水率を有し、 5 0グラムの繊維で 1 0 0グラム以上の水分を保 水することができる。 したがって、 この保水性繊維を原料として製造された保水 性シートは、 紙おむつ、 サニタリーナブキン、 パッドなどの吸収体に好適に使用 できる。
また、 この髙保水性繊維は、 乾燥状態では繊維強度が約 1 g Zd前後と高いた め、 加工性にも優れている。
特に、 繊維を形成している高分子が、 ポリアクリロニトリルのような合成高分 子物質でなく、 セルロースであるため、 土中における分解も速く、 処理しやすい という特性を有する。
さらに、 本発明の繊維を製造するための装置は、 通常のビスコースレーヨンの 製造装置とほぼ同じである。 このため、 本発明の繊維を製造するために、 特に装 置を用意する必要はなく、 低コストで繊維を製造することができる。

Claims

補正耆の請求の範囲 [ 1 997年 4月 9日 (09. 04. 97) 国際搴務局受理:出願当初の請求の範囲 1及び 9は取り 下げられた;出願当初の請求の範囲 2— 8及び 1 0— 1 7は補正された。 (2頁) ]
1. (削除)
2. (補正後) セルロース系繊維中に非セルロース系の高吸水性材料を均一に含 む成分と、 セルロース系繊維のみの単独成分とがサイドバイサイドに接合してい るセルロース系高保水性繊維。
3. (補正後) セル α—ス系繊維中に非セルロース系の高吸水性材料を均一に含 む成分から芯が形成され、 この芯がセルロース系繊維から形成された鞘で包まれ ているセル口一ス系高保水性繊維。
4. (補正後) セルロース系繊維がビスコースレーヨンであり、 非セルロース系 の高吸水性材料がボリアクリル酸塩であることを特徴とする請求の範囲第 2項ま たは第 3項記載のセルロース系高保水性繊維。
5. (補正後) 吸水率が 700%以上である請求の範囲第 2項または第 3項記載 のセルロース系高保水性繊維。
6. (補正後) 保水率が 200%以上である請求の範囲第 2項または第 3項記載 のセルロース系高保水性繊維,
7. (補正後) 繊維の乾燥強度が 0. 8グラム/デニール以上である請求の範囲 第 2項または第 3項記載のセル α—ス系高保水性繊維。
8. (補正後) 繊維の繊度が 5デニール以上で 15デニール以下である請求の範 囲第 2項または第 3項記載のセルロース系高保水性繊維。
9. (削除)
10. (補正後) セルロース系繊維に非セルロース系の高吸水性材料を均一に混 合した紡糸原液と、 セル口ース系繊維単独から成る紡糸原液とをノズルで混合し て、 紡糸、 延伸、 精練してサイドバイサイド型の複合雄維または鞲芯型の複合繊 維を製造することを特徴とするセルロース系高保水性繊維の製造法。
11. (補正後) レーヨン用ビスコースにボリアクリル酸塩を均一に混合した液 を紡糸原液として使用する請求の範囲第 10項記載のセルロース系高保水性繊維 の製造法.
12. (補正後) レーヨン用ビスコースにポリアクリル酸塩を、 レーヨン用ビス
35 補正された用紙 (条約第 1 ) コース中のセルロース系繊維の全重量に対して、 1 0重量%以上で 2 0 0重量% 以下となるように混合し、 これを紡糸原液として使用する請求の範囲第 1 0項記 載のセルロース系高保水性繊維の製造法。
1 3 . (補正後) 精練後にアル力リ性溶液にて処理をすることを特徵とする請求 の範囲第 1 0項記載のセルロース系高保水性繊維の製造法。
1 4 . (補正後) 請求の範囲第 2項または第 3項記載のセルロース系高保水性繊 維を材料として形成された保水性シート。
1 5 . (補正後) 請求の範囲第 2項または第 3項記載のセルロース系高保水性繊 維と高吸水性樹脂とパルプとの混合物を材料として形成された保水性シート。
1 6 . (補正後) 保水性シートには、 熱融着性繊維が含まれている請求の範囲第 1 4項または第 1 5項記載の保水性シート。
1 7 . (補正後) シートの目付が 1 O gノ m2以上で 5 0 0 g Zm2以下である 請求の範囲第 1 4項または第 1 5項記載の保水性シート。
36 捕正された用紙 (条約第 19条) 条約 1 9条に基づく説明書 請求の範囲の第 1項を削除して、 本発明のセルロース系高保水性雄維として、 請求の範囲第 2項および第 3項に記載されたセル口一ス系高保水性繊維に限定し た。 これにより、 本発明のセルロース系髙保水性繊維として特に優れた特性を有 するものを強調した。 また、 本発明のセルロース系高保水性繊維の材料として使 用されるのは、 ビスコースレーヨンなどの再生セルロース繊維であるため、 この 点を明確にするために、 「セルロース繊維」 という表現を、 再生セルロースなど を表す 「セルロース系繊維」 という表現に変えた。
この補正に合わせて、 請求の範囲第 4項から第 8項を補正した。
また、 請求の範囲の第 1項に記載されたセルロース系高保水性繊維の製造法に 関する第 9項を、 第 1項の削除に合わせて削除した。 そして、 第 9項の削除に合 わせて、 第 1 0項から第 1 7項を補正した。
本発明の請求の範囲第 2項および第 3項に記載されているセルロース系高保水 性繊維は、 乾燥時、 湿潤時、 いずれの状態においても優れた形態保持力を有し、 且つ保水性および吸水性に優れた繊維である。 この繊維で形成した保水性シー卜 は、 薄型でも吸水性に優れたものとなる。 また、 この繊維は既存の装置および方 法により容易に形成できるものである。
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