JPH08141064A

JPH08141064A - 高保水材及びその製造法

Info

Publication number: JPH08141064A
Application number: JP6309899A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Takeuchi; 竹内一郎; Takaichi Kurimeshihara; 粟飯原陟一; Kazuya Unno; 海野一也
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 1996-06-04

Abstract

(57)【要約】再生セルロースからなり、保水率が２５０％（重量）以
上の高保水材。普通ビスコースレーヨン用ビスコースに
炭酸ソーダを１〜１０％（対ビスコース、重量比）添加
した原液を、硫酸及び硫酸ソーダを含む水溶液を凝固浴
として細孔を通じて吐出後、８０℃以上の熱水浴にて収
縮ないし２０％以下の延伸を与えて熱処理することを特
徴とする高保水材の製造法、及び再生セルロースからな
り、保水率が２５０％（重量）以上の高保水材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、サニタリーナプキン、紙おし
め、失禁用パッドなどの衛生材料に使用される保水材並
びにその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】紙おむつ、サニタリーナプキン等の衛生材
料は、小型化、薄型化の要求を達成するために、通気性
の不織布等のシートに挟持して使用される保水材の高性
能化が要求されている。又、環境保護の面からも生分解
性の要求も高く合成高分子材料の使用を避ける検討が必
要となっている。

【０００３】従来、保水材としては、合成高分子物質と
して、例えばポリアクリルアミド系化合物、ポリビニル
アルコール系化合物等が知られ、天然高分子物質系とし
てはシア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。

【０００４】また、天然高分子物質の応用として、ビス
コースレーヨンを応用する方法も知られている。例え
ば、ビスコースに空気、窒素ガス等を混合し、さらに変
態剤としてＰＥＧや界面活性剤を添加して紡糸し、含気
泡率の高い繊維とする方法（特公昭３８−１７０５８号
公報）、高アルカリ、低セルロースのビスコースを低酸
・高亜鉛浴に紡糸し、保水性の高い繊維とする方法（特
公昭３８−２６７１１号公報）が知られている。

【０００５】

【従来法における問題点】合成高分子物質系の保水材、
天然高分子物質系の保水材は吸水時、保水材がゲル化
し、形態安定性が乏しく、また真水での吸水性は高くて
も、体液の場合吸水能力が大幅に低いという問題点があ
る。又、繊維状に成形したものは吸水能力が大幅に低下
する上に大幅なコストアップが必要となるなどの問題点
がある。

【０００６】ビスコースに変態剤などを混合し、凝固浴
組成を変更して保水材を製造する方法では、大量生産に
は好都合であるが、ビスコースレーヨン製造用の既存設
備を利用し、少量生産する場合、切り替え時の原材料の
損失は多大になり、変態剤が高価なものであれば、なお
のこと損失は大きくなるという問題点があった。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、衛生材料として使用したとき
に安全で、しかも２５０％以上の高保水率を有するセル
ロースを主材とする保水材を得ることにある。

【０００８】

【発明の構成】本発明は下記の構成からなる。１．再生セルロースからなり、保水率が２５０％（重
量）以上の繊維状高保水材。２．普通ビスコースレーヨン用ビスコースに炭酸ソーダ
を１〜１０％（対ビスコース、重量比）添加した原液
を、硫酸及び硫酸ソーダを含む水溶液を凝固浴として細
孔を通じて吐出後、８０℃以上の熱水浴にて収縮ないし
２０％以下の延伸を与えて熱処理することを特徴とする
繊維状高保水材の製造法。３．凝固浴が、硫酸亜鉛を含まない浴である上記２の製
造法。４．凝固浴が、３５重量％以下の硫酸亜鉛を含む浴であ
る上記２の製造法。

【０００９】本発明の保水材は、成分的には再生セルロ
ースであり、乾燥状態では多孔質の繊維状で、吸水状態
でも繊維状を保持する。しかも２５０％以上の高い保水
率を示し、単独のみならず、他の繊維のウエッブ、不織
布等に担持、若しくは挟持して、衛生材料として使用す
る事ができる。

【００１０】ここで保水率Ｗ％は次によって定義され
る。ａ．試料をよくときほぐし、温度２５℃、相対湿度６５
％の雰囲気で２４時間維持し調湿する。ｂ．上記試料（Ａグラム）を秤量し、１％食塩水溶液に
３０分間浸漬し、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２００Ｇにて６
０秒間遠心脱水して後秤量する（Ｂグラム）。ｄ．以上の結果より次式によって求めるＷ％＝｛（Ｂ−Ａ）／Ａ｝ × １００

【００１１】本発明において、保水率の測定を１％食塩
水溶液を使用する所以は、本発明の目的物の用途が人の
体液の吸収に使用されるを主たる目的とするからであ
る。

【００１２】１％の食塩含む水溶液を用いた場合の保水
率は、食塩を含まない水を用いたときの値のほぼ０．９
５に対応する。

【００１３】高分子吸水剤の場合真水と生理食塩水とで
は、生理食塩水の吸水性が極端に低下するのに対し本発
明の保水材はほぼ対応する。

【００１４】本発明によると、ビスコースに添加した炭
酸ソーダが、凝固浴と熱浴処理の工程でガス化し、生成
物に多数の開放型気泡を生じ、ここに水分を吸着し、し
かもセルロース分子の配向が十分に行われず粗である
為、高い保水率を示すこととなる。

【００１５】本発明保水材の電子顕微鏡写真を示すと、
添付図面の通りである。添付の添付図１は本発明保水材
のうち、スポンジタイプの保水材の側面図、図２は竹タ
イプの保水材の側面図を示す電子顕微鏡写真であり、表
面に解放型の気泡が見える。

【００１６】このように本発明の保水材は、全体がスポ
ンジ状に開放型気泡、もしくはスポンジ状の隔壁を有す
る中空の繊維であり、通常の中空繊維の概念には含まれ
ない特異な構造をしている。

【００１７】また、本発明の保水材は、高分子吸水体を
担持させ併用した場合にも、高分子吸水体の流動は制御
され、一定の形態を保持する。

【００１８】従来、ビスコースに炭酸ソーダを添加して
紡糸し、その後に熱浴で処理し、炭酸ソーダをガス化さ
せて気泡を生じさせ、中空状のビスコースレーヨン繊維
を製造する方法は知られている（特公昭２８−２８１５
号公報，特公昭３２−６９６５号公報）。

【００１９】これら既知の方法においては、炭酸ソーダ
を添加したビスコースを紡糸後、所望の繊維性能を付与
するために、熱水浴で緊張下で熱処理する工程を採用し
ている。しかし、このような方法をとると、繊維として
の高い機械的特性は保持しているが、保水率は精々２０
０％が限度であって、衛生材料用保水材に必要な高い保
水率は得られていない。

【００２０】本発明のフローシートを示すと図３の通り
である。図３おいて、１はビスコース原液、２は炭酸ソ
ーダ、３はビスコースへの炭酸ソーダの混合工程、４は
凝固工程、５は熱水浴処理工程、６は精練工程である。

【００２１】炭酸ソーダ２は、ビスコース原液１に添加
混合される。炭酸ソーダの添加量は求められる保水性の
程度によって異なるが、通常は１〜１０％（対ビスコー
ス重量％）で、添加混合される。

【００２２】凝固浴に吐出された炭酸ソーダを含むビス
コースは、凝固浴中で硫酸と反応し、ビスコースの再生
と炭酸ソーダの分解による炭酸ガスの発生とによって、
再生途上では、中空状となる。

【００２３】凝固浴において、その組成のうち硫酸亜鉛
濃度によって、スポンジ状から竹状のものまで得られる
が、硫酸亜鉛濃度が低いとスポンジ状となり、高いと目
的物の形状は中央軸方向に節を有する竹状の繊維状とな
り、その境界はほぼ１０ｇ／ｌである。硫酸亜鉛濃度が
１０ｇ／ｌ付近では繊維束内でスポンジ状と竹状が混じ
り合ったものとなる。

【００２４】このうち、硫酸亜鉛濃度が低く、スポンジ
状になるほど保水性は高くなる傾向を示し、単繊維強度
は逆に低くなる傾向を示す。従って、どちらの性能を重
視するかにより、適性濃度が決定される。

【００２５】次いで、この熱水浴処理工程５によって、
分子配向の緩和と同時に、残存する炭酸ソーダを反応さ
せて炭酸ガスを発生させ、繊維に気泡を生じさせ、高い
保水性を得るための、ビスコースの再生を完結する。

【００２６】熱浴処理は、温度８０℃以上に保持された
液に凝固浴から出た糸条を導入する事によって行われ
る。熱水処理浴には、糸条によって持ち込まれる凝固浴
成分が含まれる。また、この熱水処理浴は、単浴でも多
段浴でもよい。

【００２７】ここで熱水処理浴の温度が８０℃未満であ
ると、炭酸ソーダが完全に反応せず、このため高い保水
率が得られない。

【００２８】熱水浴中における糸条は、初期長に対し
て、自由収縮させるか延伸させるとしても延伸率は初期
長の２０％（１．２倍）を越えてはならない。初期長の
２０％を越えて伸長すると、セルロースの分子の配向が
進み、その結果繊維全体の構造が密になり高い保水性を
有する保水材を得ることができない。

【００２９】ここで、熱水処理時の延伸は、熱水処理浴
入り速度と熱水処理浴出速度の比であり、熱水処理浴が
多段のときは、最初の浴への入り速度と、最終浴からの
出速度の比である。

【００３０】熱水浴処理された糸条は次いで精練工程６
に導入される。

【００３１】精練工程は、レーヨン製造用の精練工程と
同じに行われる。

【００３２】精練工程を経た糸条は、乾燥等の工程を経
て保水材となる。

【００３３】本発明において使用されるビスコースは、
セルロース濃度７〜１０％，アルカリ濃度５〜６％、ホ
ッテンロート価５〜１２の普通ビスコースレーヨン用の
ビスコースが使用される。

【００３４】ビスコースに対する炭酸ソーダの添加は、
粉末、スラリー、水溶液にてビスコースに直接添加すれ
ばよく、ビスコース溶解工程以後であれば、凝固工程ま
でのどの工程で添加しても差支えない。

【００３５】添加量は、１〜１０％（対ビスコース重量
比）とする。添加量が１％未満であると、凝固浴内にお
いて炭酸ソーダの分解による発泡が不足し、高い保水率
が得られない。一方１０％を越えると、コスト的に損失
が大きくなるばかりでなく、凝固浴での炭酸ソーダと硫
酸との反応が過剰となり、破裂により中空性を失うこと
となり高い保水率が得られない。

【００３６】凝固浴は、普通ビスコースレーヨン用の紡
糸浴組成がそのまま凝固浴として使用できる。具体的に
は、温度２０〜６５℃、硫酸濃度８０〜２００ｇ／ｌ、
硫酸ソーダ１０〜４００ｇ／ｌ、硫酸亜鉛濃度０〜３５
ｇ／ｌ、凝固浴浸漬長２０〜６０ｃｍで使用される。

【００３７】硫酸亜鉛濃度が３５ｇ／ｌを越えた凝固浴
を使用すると、繊維の構造が密となり、保水率を高くし
難い。

【００３８】この凝固浴内でビスコースは殆ど再生する
が、凝固浴組成によって、表面層のみ再生し、芯部は後
の工程で徐々に再生される。

【００３９】凝固浴では、吐出線速度２０〜８０ｍ／
分、吐出後５０〜１５０％（０．５〜１．５倍）のドラ
フトを与えて凝固浴から引き取られる。

【００４０】熱水浴の温度は、８０℃以上、沸騰するま
での温度に設定する。温度が８０℃未満であると、高い
保水率が得られない。

【００４１】凝固浴を出た繊維状物は、熱水浴におい
て、収縮ないし２０％（１．２倍）以下の延伸条件下で
熱水処理される。熱水浴には、凝固浴から持ち込まれた
凝固浴成分を含む。凝固浴でのドラフト条件にもよる
が、凝固浴で５０〜１５０％（０．５〜１．５倍）のド
ラフトを与えられた繊維状物は、熱水浴で２５〜３０％
の自由収縮率を有する。

【００４２】ここで自由収縮率とは、９５℃の熱水浴
中、無張力で収縮させたときの収縮率をいう。

【００４３】本発明では、凝固浴を出た繊維状物をこの
熱水浴で、収縮ないし２０％以下の延伸を与えて熱水処
理をする。収縮と延伸の条件は、保水性と単繊維強度の
どちらを優先させるかによって決定され、収縮条件では
保水率を最大に出来るが、単繊維強度が低くなる傾向に
あり、加工方法により、少々保水性を低下させても単繊
維強度を要求される場合には、適当な延伸を与えてこれ
に対応することができる。

【００４４】熱水浴での収縮は、繊維が浴中に溜まらな
いように、繊維の自由収縮の範囲内で浴内に滞留するよ
うにする。この熱処理で、炭酸ソーダの反応とビスコー
スの凝固が完成する。

【００４５】熱水浴処理を経た糸条は、次いで精練工程
に供される。精練工程は、通常のレーヨンの製造工程に
おけると同様に、脱硫・漂白・酸洗浄等の工程を経て行
われる。すなわち、精練は、温度６０〜７０℃の硫化ソ
ーダと苛性ソーダを含む混合液で処理し微細硫黄を除去
し、次いで漂白及び漂白剤の中和が行われる。乾燥・切
断等の工程は、目的物の用途により、必要により行われ
る。

【発明の効果】

【００４６】本発明の保水材は形態的には繊維状である
ため、従来の保水材である叩解パルプと高分子吸収材と
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。本発明の保水材
は、単独でも使用でき、又、既存の高分子吸水剤と併用
が可能であり、薄い吸水材が製造可能なため、サニタリ
ーナプキン、パッド等に好適に使用できる。

【００４７】更に、製造上の利点として、本発明による
と、普通ビスコースレーヨンの製造工程をそのまま利用
して、ビスコースに炭酸ソーダを添加することによっ
て、容易に本発明の保水材を製造することができるの
で、元の工程に戻すのも容易なため、製造ラインの切り
替え時に生ずる原料の破棄、ラインの洗浄等の工程を必
要としないため、生産ロスを少なくすることが可能であ
り、このため生産性が高い。

【００４８】

【実施例】

【実施例１】セルロース９％、アルカリ５．５％、ホッ
テンロート価１２の普通ビスコースレーヨン用ビスコー
スにインジェクション装置を用いて炭酸ソーダを５％
（対ビスコース重量比）を注入し均一に混合し、保水材
用ビスコースを調製した。

【００４９】凝固浴として、硫酸２００ｇ／ｌ、硫酸ソ
ーダ２００ｇ／ｌ、硫酸亜鉛５ｇ／ｌをそれぞれ含む、
温度６０℃の水溶液を使用した。

【００５０】ノズルは、孔径０．０８ｍｍ、孔数４００
０のものを使用し、吐出線速度６０ｍ／分で吐出した。
この凝固浴における浸漬長は、６０ｃｍであり、ドラフ
ト率は８３．３％で引き取った。

【００５１】熱水処理浴には、８８℃に設定され、浴組
成は糸条が凝固浴から持ち込む凝固浴成分によって硫
酸、硫酸ソーダ、硫酸亜鉛を含む。この浴内において糸
条を１０％収縮させて取り出した。この糸条の自由収縮
率は２５％であり、自由収縮率に対する割合は２０％で
ある。

【００５２】熱処理浴を出た糸条は次いで、精練工程を
経た後、乾燥工程を経て保水材を得た。

【００５３】この保水材の性能は、保水率３５０％、繊
度４．８９デニール、強度０．５ｇ／ｄ、伸度１４．２
％であった。

【００５４】また、この保水材の構造は、全体にスポン
ジ状であった。

【００５５】この保水材が水を含んだ状態は、繊維の形
態は維持しており、流動性はなく、この状態で単繊維を
引き抜く程度の強力を有していた。

【００５６】

【実施例２】実施例１の変形、硫酸亜鉛多く含む事による効果を示す
実施例凝固浴に硫酸亜鉛を２５ｇ／ｌ含む以外は実施例１と同
一条件で保水材を製造した。

【００５７】この保水材の性能は、保水率２９４％、繊
度５．０２デニール、強度１．４６ｇ／ｄであった。

【００５８】また、この保水材の構造は竹状であった。

【００５９】保水材が水を含んだ状態は、繊維の形態は
維持したが、流動性はなく、この状態で単繊維を引き抜
く程度の強力を有していた。

【実施例３〜１１】実施例１における条件を変えた本発
明の実施例を示すと表１の通りである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスポンジタイプの保水材の側面につい
て「繊維の形状」を示す電子顕微鏡写真（５００倍）

【図２】本発明の竹タイプの保水材の側面について「繊
維の形状」を示す電子顕微鏡写真（１０００倍）

【図３】本発明のフローシート

【符号の説明】

１ビスコース原液２炭酸ソーダ３ビスコースへの炭酸ソーダの混合工程４凝固工程５熱水浴処理工程６精練工程

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０１Ｆ 2/06 ＺＤ０４Ｈ 1/04 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】再生セルロースからなり、保水率が２５０
％（重量）以上の繊維状高保水材。
【請求項２】普通ビスコースレーヨン用ビスコースに炭
酸ソーダを１〜１０％（対ビスコース、重量比）添加し
た原液を、硫酸及び硫酸ソーダを含む水溶液を凝固浴と
して細孔を通じて吐出後、８０℃以上の熱水浴にて収縮
ないし２０％以下の延伸を与えて熱処理することを特徴
とする繊維状高保水材の製造法。
【請求項３】凝固浴が、硫酸亜鉛を含まない浴である請
求項２の製造法。
【請求項４】凝固浴が、３５ｇ／ｌ以下の硫酸亜鉛を含
む浴である請求項２の製造法。