CN109952398A - 组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明以提供一种含纤维素纤维片材为课题,所述含纤维素纤维片材膨松,其中纤维素纤维的保水性足够高、并且吸水速度大。本发明涉及一种组合物,该组合物包含具有磷酸基或来自磷酸基的取代基的纤维素纤维,在至少一部分的纤维素纤维中磷酸基或来自磷酸基的取代基进行交联,通过下述式(1)算出的纤维素纤维的交联点数为0.20mmol/g以上,相对于组合物总质量的含水量为50质量%以下。交联点数=(纤维素纤维所含的强酸性基团量-纤维素纤维所含的弱酸性基团量)/2 式(1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合物。具体而言,本发明涉及一种包含具有磷酸基的纤维素纤维的含纤维素纤维组合物。
背景技术
以往,纤维素纤维被广泛用于衣料或吸收性物品、纸制品等。作为纤维素纤维,除纤维直径为10μm以上且50μm以下的纤维状纤维素以外,还已知纤维直径为1μm以下的微细纤维状纤维素。
例如,纤维素纤维被用于吸收性物品时,纤维素纤维以无纺布等形式构成吸收性物品的各种构件。而且,这种情况下对无纺布要求高吸水性。以往,为了提高包含纤维素纤维的无纺布的吸水性,在纤维素纤维中搭载SAP等高吸水性树脂。另外,还在研究通过进行纤维素纤维的交联改性来提高无纺布的吸水性。
专利文献1中公开了含有交联改性的纤维素纤维的布帛。这里,作为用于交联改性的交联剂,使用甲醛或含氮环状化合物等。另外,专利文献2中公开了一种方法:将具有羧基、且交联键合的水溶胀性纤维素衍生物浸在强酸的水溶液中,然后在与水具有相溶性的有机溶剂中加入碱,将该纤维素衍生物的酸式羧基恢复成盐式,之后进行干燥,制造盐水吸收速度优异的吸水性纤维素材料。这里,还在研究通过使纤维素纤维交联来提高纤维素材料的吸水量。
专利文献3中公开了一种表面交联的吸水性树脂,其包含使以含酸基的不饱和单体作为必须成分的单体水溶液聚合而得到的聚合物和纤维素。这里,作为纤维素记载着进行了磷酸化交联的纤维素,作为交联剂记载着二羟甲基亚乙基脲或二羟甲基二羟基亚乙基脲等N-羟甲基化合物。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本特开2000-129575号公报;
专利文献2:日本特开平08-243388号公报;
专利文献3:日本特开2011-213759号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
通常,将纤维素纤维交联时,发现含纤维素纤维片材有变得膨松的趋势。然而,在这种膨松的含纤维素纤维片材中,发现纤维素纤维的保水性有降低的趋势。因此,希望开发即使是膨松的含纤维素纤维片材其保水性也足够高的含纤维素纤维片材。另外,对于含纤维素纤维片材,还在研究提高其吸水速度。
因此,为了解决这种现有的技术问题,本发明人以提供一种即使在由含纤维素纤维组合物形成膨松的片材的情况下保水性也足够高、且能够发挥优异的吸水速度的含纤维素纤维组合物为目的进行了研究。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现了:在包含具有交联结构的磷酸化纤维素纤维的组合物中,通过使磷酸化纤维素纤维的交联结构量达到规定量以上,即使在由该组合物形成膨松的片材的情况下也能够发挥足够高的保水性和优异的吸水速度。
具体而言,本发明具有以下的构成。
[1]一种组合物,其包含具有磷酸基或来自磷酸基的取代基的纤维素纤维,其中在至少一部分的纤维素纤维中,磷酸基或来自磷酸基的取代基进行交联,通过下述式(1)算出的纤维素纤维的交联点数为0.20mmol/g以上,相对于组合物的总质量的含水量为50质量%以下。
交联点数=(纤维素纤维所含的强酸性基团量-纤维素纤维所含的弱酸性基团量)/2 式(1)
[2][1]所述的组合物,该组合物为无纺布。
[3][1]或[2]所述的组合物,将该组合物制成宽5mm、长50mm的长方形样品,并将长方形样品的从纵向端边到5mm的端部区域浸在离子交换水(电导率为2μS/cm以下)中,测定离子交换水从纵向端边沿纵向达到45mm的距离地点所需的时间时,通过下述式(2)算出的吸水速度(mm/秒)为2.5mm/秒以上且100mm/秒以下;
吸水速度(mm/秒)=40(mm)/t(秒) 式(2)
式(2)中,t表示离子交换水从长方形样品的纵向端边沿纵向到达45mm的距离地点所需的时间(秒)。
[4][1]~[3]中任一项所述的组合物,其中纤维素纤维所含的强酸性基团量为1.60mmol/g以上。
[5][1]~[4]中任一项所述的组合物,其中纤维素纤维的通过下式算出的保水度(%)为150%以上。
保水度(%)=(离心分离处理后的纤维素纤维的重量-纤维素纤维的绝对干重)/纤维素纤维的绝对干重×100
在上式中,保水度依据SCAN-C 62:00来测定,离心分离处理的条件设为:20℃、离心分离时的重量加速度为3950g、15分钟。
发明效果
根据本发明,可以得到一种即使是形成膨松的片材时保水性也足够高、且能够发挥优异的吸水速度的含纤维素纤维组合物。
附图说明
图1是显示相对于纤维原料的NaOH滴加量与pH的关系的曲线图。
具体实施方式
下面,对本发明进行详细说明。以下记载的构成要件的说明是根据代表性的实施方式及实施例而提出的,但本发明并不受这样的实施方式的限定。
(组合物)
本发明涉及包含具有磷酸基或来自磷酸基的取代基(以下也简称为磷酸基)的纤维素纤维的组合物。这里,在至少一部分的纤维素纤维中磷酸基或来自磷酸基的取代基进行交联。而且,通过式(1)算出的纤维素纤维的交联点数为0.20mmol/g以上。
交联点数=(纤维素纤维所含的强酸性基团量-纤维素纤维所含的弱酸性基团量)/2 式(1)
另外,相对于本发明组合物的总质量的含水量为50质量%以下。此外,在本说明书中,可以将包含纤维素纤维的组合物称作含纤维素纤维组合物。
由于本发明的含纤维素纤维组合物具有上述构成,因此能够形成膨松的含纤维素纤维片材,这种情况下也能够足够高地保持纤维素纤维的保水性。另外,将本发明的含纤维素纤维组合物形成片状时,能够发挥优异的吸水速度。本发明通过适当控制磷酸化纤维素纤维的交联结构或交联结构量,从而成功获得了能够发挥新的物理性质的含纤维素纤维组合物。
相对于本发明的含纤维素纤维组合物的总质量的含水量为50质量%以下。这意味着本发明的含纤维素纤维组合物并不是浆液状而优选为固态。本发明的含纤维素纤维组合物例如优选为凝胶状或片状、粉粒状,更优选为片状。其中,本发明的含纤维素纤维组合物优选为无纺布。此外,在本说明书中,当含纤维素纤维组合物为片状时,还可以将含纤维素纤维组合物称作含纤维素纤维片材,含纤维素纤维片材是含纤维素纤维组合物的一个实施方式。
相对于本发明的含纤维素纤维组合物的总质量的含水量只要是50质量%以下即可,优选为40质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下,特别优选为15质量%以下。此外,在本发明中,含纤维素纤维组合物的含水量可以是0质量%。
这里,关于含水量,可以测定在23℃、相对湿度50%的条件下进行湿度调节而达到平衡状态的含纤维素纤维组合物的重量,之后测定在105℃下干燥一夜后的含纤维素纤维组合物的重量,利用下式算出含水量。
含水量(%)=(105℃下干燥前的重量-105℃下干燥后的重量)/105℃下干燥前的重量×100
当本发明的含纤维素纤维组合物为片状时,含纤维素纤维片材的密度优选为1.2g/cm3以下,更优选为1.0g/cm3以下,进一步优选为0.8g/cm3以下。另外,含纤维素纤维片材的密度优选为0.05g/cm3以上。本发明的含纤维素纤维组合物为无纺布时,无纺布的密度也优选为上述范围内。当本发明的含纤维素纤维组合物为片状时,含纤维素纤维片材的密度优选为上述范围内,通过将密度调整至上述范围,可以形成膨松的片材。
当本发明的含纤维素纤维组合物为片状时,含纤维素纤维片材的基重优选为30g/m2以上,更优选为50g/m2以上,进一步优选为100g/m2以上。另外,含纤维素纤维片材的基重优选为1000g/m2以下。通过使含纤维素纤维片材的基重达到上述范围内,能够更有效地发挥吸水性。
当本发明的含纤维素纤维组合物为片状时,含纤维素纤维片材的厚度优选为5μm以上,更优选为10μm以上,进一步优选为15μm以上。另外,含纤维素纤维片材的厚度优选为50mm以下,更优选为40mm以下,进一步优选为30mm以下。
本发明的含纤维素纤维组合物为片状时,通过下述式(2)算出的吸水速度(mm/秒)优选为2.5mm/秒以上且100mm/秒以下。吸水速度(mm/秒)更优选为3.0mm/秒以上,进一步优选为3.5mm/秒以上。
这里,通过下述式(2)算出的吸水速度(mm/秒)是指按照以下顺序测定的吸水速度。首先,将片状的含纤维素纤维组合物制成宽5mm、长50mm的长方形样品,将该长方形样品的从纵向端边到5mm的端部区域浸在离子交换水(电导率为2μS/cm以下)中。之后,测定离子交换水从纵向端边沿纵向到达45mm的距离地点所需的时间。然后,利用下述式(2)由所得的时间算出吸水速度(mm/秒)。
吸水速度(mm/秒)=40(mm)/t(秒) 式(2)
式(2)中,t表示离子交换水从长方形样品的纵向端边沿纵向到达45mm的距离地点所需的时间(秒)。
(纤维素纤维)
本发明的含纤维素纤维组合物包含具有磷酸基的纤维素纤维作为主要成分。这里,包含具有磷酸基的纤维素纤维作为主要成分的状态是指,相对于含纤维素纤维组合物的总质量,具有磷酸基的纤维素纤维的含量为50质量%以上。相对于含纤维素纤维组合物的总质量,具有磷酸基的纤维素纤维的含量优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上。
对用于获得纤维素纤维的纤维素原料没有特别限定,但从容易获取且廉价的角度考虑,优选使用纸浆。作为纸浆,可以列举木材浆、非木材浆、脱墨纸浆。作为木材浆,例如可以列举阔叶树牛皮纸浆(LBKP)、针叶树牛皮纸浆(NBKP)、亚硫酸盐纸浆(SP)、溶解浆(DP)、碱法纸浆(AP)、未漂白牛皮纸浆(UKP)、氧漂白牛皮纸浆(OKP)等化学纸浆等。另外,还可以列举半化学浆(SCP)、化学磨木浆(CGP)等半化学纸浆、碎木纸浆(GP)、热磨机械浆(TMP、BCTMP)等机械纸浆等,没有特别限定。作为非木材浆,可以列举:棉籽绒或皮棉等棉类纸浆;麻、麦秆、甘蔗渣等非木材类纸浆;从海鞘或海草等中分离的纤维素、壳多糖、壳聚糖等,没有特别限定。作为脱墨纸浆,可以列举以旧纸为原料的脱墨纸浆,但没有特别限定。本实施方式的纸浆可以单独使用上述的一种,也可以混合两种以上进行使用。上述纸浆中,在获取的容易度方面,优选含有纤维素的木材浆、脱墨纸浆。
在本发明中,对具有磷酸基的纤维素纤维的纤维宽度没有特别限定。例如,具有磷酸基的纤维素纤维的纤维宽度可以大于1000nm,也可以是1000nm以下。另外,纤维宽度大于1000nm的纤维素纤维和纤维宽度为1000nm以下的纤维素纤维可以混合存在。此外,纤维素纤维的纤维宽度为1000nm以下时,有时还将这样的纤维素纤维称作微细纤维状纤维素。
另外,本发明的含纤维素纤维组合物除了包含具有磷酸基的纤维素纤维以外,还可以包含不具有磷酸基的纤维素纤维。这种情况下,相对于纤维原料的总质量,不具有磷酸基的纤维素纤维的含量优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下。
这里,纤维素纤维的纤维宽度可以通过电子显微镜观察按照下述方法进行测定。首先,调制浓度为0.05质量%以上且0.1质量%以下的纤维素纤维水系混悬液,将该混悬液浇铸在进行了亲水化处理的碳膜包覆栅板上,作为TEM观察用样品。此时,可以观察浇铸于玻璃上的表面的SEM图像。根据构成的纤维的宽度,在1000倍、5000倍、10000倍或50000倍的任一倍率下,根据电子显微镜图像进行观察。其中,调整样品、观察条件及倍率使满足下述条件。
(1)在观察图像内的任意位置引一条直线X,20根以上的纤维与该直线X交叉。
(2)在同一图像内引一条与该直线垂直交叉的直线Y,20根以上的纤维与该直线Y交叉。
对于满足上述条件的观察图像,通过目视读取与直线X、直线Y交叉的纤维的宽度。如此操作,至少观察3组以上不重叠的表面部分的图像,针对各图像读取与直线X、直线Y交叉的纤维的宽度。以这种方式读取至少20根×2×3=120根的纤维宽度。
对纤维素纤维的平均纤维长度没有特别限定,优选为0.1mm以上,更优选为0.6mm以上。另外,优选为5mm以下,更优选为2mm以下。通过使纤维素纤维的平均纤维长度达到上述范围内,将含纤维素纤维组合物形成片状时能够提高片材的强度。这里,纤维素纤维的平均纤维长度例如可以通过使用Kajaani Automation公司的Kajaani纤维长度测定仪(型号FS-200)测定长度加重平均纤维长度而求得。另外,还可以根据纤维的长度使用扫描型显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等进行测定。
当纤维素纤维为微细纤维状纤维素时,微细纤维状纤维素优选具有I型晶体结构。这里,微细纤维状纤维素形成I型晶体结构可以在衍射图谱中鉴定,所述衍射图谱是由使用了经石墨单色化的的广角X射线衍射照片得到的。具体而言,由于在2θ=14°以上且17°以下附近和2θ=22°以上且23°以下附近的2个位置具有典型的峰,因此可以鉴定。
I型晶体结构在微细纤维状纤维素中所占的比例优选为30%以上,更优选50%以上,进一步优选为70%以上。这种情况下,在体现耐热性和低线性热膨胀率方面可以期待更优异的性能。关于结晶化度,测定X射线衍射图谱,通过常规方法由其图形求出(Seagal等人,Textile Research Journal,29卷,786页,1959年)。
在本说明书中,纤维素纤维具有磷酸基(磷酸基或来自磷酸基的取代基)。本发明中有时还将这样的纤维素纤维称作磷酸化纤维素纤维。
磷酸化纤维素纤维中的磷酸基相当于从磷酸中除去了羟基后的二价官能团。具体而言,是指-PO3H2所表示的基团。来自磷酸基的取代基包括磷酸基缩聚而得到的基团、磷酸基的盐、磷酸酯基等取代基,优选为离子性取代基。
在本发明中,磷酸基或来自磷酸基的取代基可以是下述式(1)所表示的取代基。
【化学式1】
式(1)中,a、b和n为自然数(其中a=b×m)。α1、α2、···、αn和α’中的至少1个为O-,剩余的为R、OR中的任一个。各αn和α’可以均为O-。n为2以上、且α’为R或OR的情况下,各αn中的至少1个为O-、而剩余的为R或OR。n为2以上、且α’为O-时,各αn可以均为R,也可以均为OR,还可以至少1个为O-、而剩余的为R或OR。R分别为氢原子、饱和直链烃基、饱和支链烃基、饱和环烃基、不饱和直链烃基、不饱和支链烃基、不饱和环烃基、芳香族基团、以及它们的衍生基团。
作为饱和直链烃基,可以列举甲基、乙基、正丙基或正丁基等,没有特别限定。作为饱和支链烃基,可以列举异丙基或叔丁基等,没有特别限定。作为饱和环烃基,可以列举环戊基或环己基等,没有特别限定。作为不饱和直链烃基,可以列举乙烯基或烯丙基等,没有特别限定。作为不饱和支链烃基,可以列举异丙烯基或3-丁烯基等,没有特别限定。作为不饱和环烃基,可以列举环戊烯基、环己烯基等,没有特别限定。作为芳香族基团,可以列举苯基或萘基等,没有特别限定。
另外,作为上述R中的衍生物,可以列举:相对于上述各种烃基的主链或侧链,羧基、羟基或氨基等官能团中的至少1种进行了添加或取代的状态的官能团,但没有特别限定。另外,对构成上述R的主链的碳原子数没有特别限定,优选为20以下,更优选为10以下。构成R的主链的碳原子数超过20时,包含R的磷含氧酸基的分子变得过大,难以渗透到纤维原料中,微细纤维素纤维的收率有可能降低。
βb+是包含有机物或无机物的一价以上的阳离子。作为包含有机物的一价以上的阳离子,可以列举脂肪族铵或芳香族铵,作为包含无机物的一价以上的阳离子,可以列举钠、钾或锂等碱金属的离子、或者钙或镁等二价金属的阳离子、或氢离子等,没有特别限定。这些阳离子也可以使用1种或者将两种以上组合使用。作为包含有机物或无机物的一价以上的阳离子,优选在加热包含β的纤维原料时不易黄变、且工业上容易利用的钠或钾的离子,但没有特别限定。
每1g(质量)的纤维素纤维中,纤维素纤维所具有的磷酸基的含量优选为0.10mmol/g以上,更优选为0.20mmol/g以上,进一步优选为0.50mmol/g以上,更优选为1.00mmol/g以上,更进一步优选为1.20mmol/g以上,特别优选为1.30mmol/g以上,最优选为1.60mmol/g以上。另外,磷酸基的含量优选为3.65mmol/g以下,更优选为3.5mmol/g以下,进一步优选为3.0mmol/g以下。此外,在本说明书中,如下所述,纤维素纤维所具有的磷酸基的含量与纤维素纤维所具有的磷酸基的强酸性基团量相等。
纤维素纤维所具有的磷酸基的含量可以通过中和滴定法进行测定。利用中和滴定法进行测定时,将磷酸基完全转换成酸型后通过机械处理步骤(微细化步骤)进行微细化,在所得的含微细纤维状纤维素浆液中加入氢氧化钠水溶液,同时求出pH的变化,从而测定导入量。
磷酸基向酸型的转换如下进行:使用离子交换水稀释所得的磷酸化纤维素纤维使纤维素纤维浓度达到2质量%,边搅拌边一点点地添加足够量的1N的盐酸水溶液,从而进行转换。在磷酸基向酸型的转换中,优选将上述含纤维素纤维浆液脱水,得到脱水片材,之后再次用离子交换水进行稀释,添加1N的盐酸水溶液,通过重复进行上述操作,使纤维素纤维中所含的磷酸基完全变成酸型。而且,在磷酸基向酸型转换的步骤后,优选搅拌所得的含纤维素纤维浆液使其均匀分散,之后进行过滤脱水,得到脱水片材,通过重复上述操作,充分冲洗掉剩余的盐酸。
在机械处理步骤(微细化步骤)中,向所得的脱水片材中倒入离子交换水,得到纤维素纤维浓度为0.3质量%的含纤维素纤维浆液,使用解纤处理装置(M Technique公司制造、CLEARMIX-2.2S)在21500转/分钟的条件下处理该浆液30分钟。如此操作,得到含微细纤维状纤维素的浆液。
在使用碱的滴定中,向含微细纤维状纤维素的浆液中加入0.1N的氢氧化钠水溶液,同时测量分散液所显示的pH值的变化。在该中和滴定中,将所测定的pH相对于碱(氢氧化钠水溶液)的加入量作图而获得的曲线中,得到两个增量(pH相对于碱滴加量的微分值)达到最大的点(增量达到最大的点和达到第二大的点)。其中,开始加入碱到首先获得的增量的最大点(以下称作第1终点)所需的碱量与滴定中使用的分散液中的强酸性基团量相等,接下来得到的增量的最大点(以下称作第2终点)所需的碱量与滴定中使用的分散液中的弱酸性基团量相等。用达到第1终点所需的碱量(mmol)除以滴定对象的含微细纤维状纤维素浆液中的固体成分(g),得到第1解离碱量(mmol/g),以该量作为纤维素纤维所具有的磷酸基的含量。
图1是例示在中和滴定中将所测定的pH相对于碱(氢氧化钠水溶液)的加入量作图而获得的曲线的图。截止至第1终点的区为第1区,截止至第2终点的区为第2区。此外,在第2区之后有第3区。即,出现3个区。在图1中,第1区所需的碱量与滴定中使用的浆液中的强酸性基团量相等,而第2区所需的碱量与滴定中使用的浆液中的弱酸性基团量相等。
认为交联结构是由导入到纤维素纤维中的磷酸基彼此脱水缩合而形成的。即,交联结构是由纤维素的葡萄糖单元经由O原子与焦磷酸的2个P原子的每1个键合而形成的结构。因此,形成交联结构时,表观上失去弱酸性基团,与达到第1终点所需的碱量相比,达到第2终点所需的碱量变少。这里,在导入到纤维素纤维中的磷酸基彼此没有完全缩合的情况下,导入到纤维素纤维中的强酸性基团量与弱酸性基团量相等。因此,用因形成交联结构而失去的弱酸性基团的量除以2而得到的值表示交联结构量(交联点数)。即,交联结构量(交联点数)和用达到第1终点所需的碱量(第1解离碱量)与达到第2终点所需的碱量(第2解离碱量)之差除以2而得到的值相等。交联结构量(交联点数)用下述式(1)表示。
交联结构量(交联点数)=(纤维素纤维所含的强酸性基团量-纤维素纤维所含的弱酸性基团量)/2 式(1)
在本发明中,通过上述式(1)算出的纤维素纤维的交联结构量(交联点数)只要是0.20mmol/g以上即可,优选为0.22mmol/g以上,更优选为0.25mmol/g以上。此外,由于交联结构量(交联点数)的上限值是用纤维素纤维所含的强酸性基团量除以2而得到的值,因此例如为1.82mmol/g以下。
纤维素纤维的保水度优选为150%以上,更优选为170%以上,进一步优选为200%以上。此外,对纤维素纤维的保水度的上限值没有特别限定,例如可以是1000%。这里,纤维素纤维的保水度是指依据SCAN-C 62:00测定的值,是通过下式算出的值。测定纤维素纤维的保水度时,将纤维素纤维在20℃、4400rpm(离心分离时的重量加速度:3950g)的条件下进行15分钟的离心分离处理。供离心分离处理的纤维素纤维量在每1次的测定中以绝对干重计为0.5g(填料基重为1700±100g/m2)。作为离心分离机,例如使用KOKUSAN公司制造的H-3R。此外,保水度的数值越大,意味着纤维素纤维与水的亲和性越高。
保水度(%)=(离心分离处理后的纤维素纤维的重量-纤维素纤维的绝对干重)/纤维素纤维的绝对干重×100
纤维素纤维可以具有反离子。反离子可以是无机离子也可以是有机离子。作为无机离子,可以列举碱金属离子所代表的一价金属离子、碱土金属离子所代表的二价金属离子、以及作为非金属阳离子的铵离子、铝离子、锡离子、铅离子等碱金属离子、以及银离子、铜离子、铁离子等过渡金属离子。作为有机离子,可以列举有机铵离子或有机磷离子。想要提高保水度时,优选以一价的阳离子作为反离子,从通用性的角度考虑,更优选以铵离子、碱金属离子作为反离子,进一步优选以钠离子、铵离子作为反离子。另一方面,想要赋予消臭、抗菌等功能时,优选以铜离子、银离子、有机铵离子等功能性阳离子作为反离子。
(任意成分)
本发明的含纤维素纤维组合物可以包含纤维素纤维以外的任意成分。作为任意成分,例如可以列举消泡剂、润滑剂、表面活性剂、紫外线吸收剂、染料、颜料、填料、稳定剂、醇等可与水混合的有机溶剂、防腐剂、有机颗粒、无机颗粒、树脂(颗粒状、纤维状)等。
(组合物的制造方法)
组合物的制造方法(含纤维素纤维组合物的制造方法)包括如下步骤:向纤维素纤维中导入磷酸基或来自磷酸基的取代基,将磷酸基或来自磷酸基的取代基交联,使通过下述式(1)算出的纤维素纤维的交联点数达到0.20mmol/g以上。此外,如此操作而得到的组合物的含水量为50质量%以下。
交联点数=(纤维素纤维中所含的强酸性基团量-纤维素纤维中所含的弱酸性基团量)/2 式(1)
<磷酸基导入步骤>
向纤维素纤维中导入磷酸基或来自磷酸基的取代基的步骤可以称作磷酸基导入步骤。此外,使磷酸基或来自磷酸基的取代基的至少一部分交联的步骤也包括在磷酸基导入步骤中。即,磷酸基导入步骤包括:将纤维素纤维磷酸化的步骤;以及使磷酸基或来自磷酸基的取代基的至少一部分交联的步骤。
在磷酸基导入步骤中,可以通过使选自具有磷酸基或来自磷酸基的取代基的化合物及其盐的至少1种(以下也称作“磷酸化剂”或“化合物A”)与纤维素纤维反应来进行。这样的磷酸化剂可以以粉末或水溶液的状态混合在干燥状态或湿润状态的纤维素纤维中。作为其他例子,可以在纤维素纤维的浆液中添加磷酸化剂的粉末或水溶液。即,磷酸基导入步骤至少包括混合纤维素纤维和磷酸化剂的步骤。
磷酸基导入步骤可以通过使磷酸化剂与纤维素纤维反应来进行,该反应可以在选自尿素及其衍生物的至少1种(以下也称作“化合物B”。)的存在下进行。
作为使化合物A在化合物B的共存下与纤维素纤维发生作用的方法之一例,可以列举在干燥状态或湿润状态的纤维素纤维中混合化合物A和化合物B的粉末或水溶液的方法。作为其他例子,可以列举在含纤维素纤维的浆液中添加化合物A和化合物B的粉末或水溶液的方法。其中,从反应均匀性高的角度考虑,优选在干燥状态的纤维素纤维中添加化合物A和化合物B的水溶液的方法、或者在湿润状态的纤维素纤维中添加化合物A和化合物B的粉末或水溶液的方法。另外,化合物A和化合物B可以同时添加,也可以分别添加。另外,起初可以将供试于反应的化合物A和化合物B以水溶液的形式添加,再通过压榨除去剩余的溶液。纤维素纤维的形态优选为棉状或薄片状,没有特别限定。
磷酸化剂(化合物A)为选自具有磷酸基的化合物及其盐的至少1种。作为具有磷酸基的化合物,可以列举磷酸、磷酸的锂盐、磷酸的钠盐、磷酸的钾盐、磷酸的铵盐等,没有特别限定。作为磷酸的锂盐,可以列举磷酸二氢锂、磷酸氢二锂、磷酸锂、焦磷酸锂或聚磷酸锂等。作为磷酸的钠盐,可以列举磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠或聚磷酸钠等。作为磷酸的钾盐,可以列举磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸钾、焦磷酸钾或聚磷酸钾等。作为磷酸的铵盐,可以列举磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵、焦磷酸铵、聚磷酸铵等。其中,优选使用磷酸、磷酸的钠盐、或磷酸的钾盐、磷酸的铵盐。
从反应均匀性提高、且磷酸基的导入效率变得更高的角度考虑,磷酸化剂(化合物A)优选以水溶液的形式使用。对磷酸化剂(化合物A)的水溶液的pH没有特别限定,从磷酸基的导入效率提高的角度考虑,pH优选为7以下,从抑制纤维素纤维水解的角度考虑,进一步优选pH3以上且pH7以下。例如,在具有磷酸基的化合物中,并用显酸性的化合物和显碱性的化合物、并改变其量比,从而可以调整化合物A的水溶液的pH。磷酸化剂(化合物A)的水溶液的pH可以通过向具有磷酸基的化合物中的显酸性的化合物中添加无机碱或有机碱等来进行调整。
磷酸化剂(化合物A)相对于纤维素纤维的添加量没有特别限定,将磷酸化剂(化合物A)的添加量换算成磷原子量时,相对于纤维素纤维(绝对干重),磷原子的添加量优选0.5质量%以上且100质量%以下,更优选1质量%以上且50质量%以下,最优选2质量%以上且30质量%以下。磷原子相对于纤维素纤维的添加量在上述范围内时,可以进一步提高磷酸化纤维素纤维的收率。通过将磷原子相对于纤维素纤维的添加量设为100质量%以下,可以达到收率提高效果与成本的平衡。另一方面,通过将磷原子相对于纤维素纤维的添加量设为上述下限值以上,可以提高收率。
作为本实施方式中使用的化合物B,可以列举尿素、缩二脲、1-苯基脲、1-苄基脲、1-甲基脲、1-乙基脲等。
化合物B优选和化合物A一样以水溶液的形式使用。另外,从反应均匀性提高的角度考虑,优选使用溶解有化合物A和化合物B两者的水溶液。化合物B相对于纤维素纤维(绝对干重)的添加量优选为1质量%以上且500质量%以下,更优选为10质量%以上且400质量%以下,进一步优选为100质量%以上且350质量%以下,特别优选为150质量%以上且300质量%以下。
除化合物A和化合物B以外,反应系统中还可以包含酰胺类或胺类。作为酰胺类,可以列举甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙酰胺、二甲基乙酰胺等。作为胺类,可以列举甲胺、乙胺、三甲胺、三乙胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、吡啶、乙二胺、六亚甲基二胺等。其中,已知特别是三乙胺起到良好的反应催化剂的作用。
磷酸基导入步骤优选具有加热步骤(以下也称作加热处理步骤)。通过设置加热处理步骤,能够向纤维素纤维中有效地导入磷酸基,而且可以使磷酸基或来自磷酸基的取代基的至少一部分交联。即,本发明的组合物的制造方法优选包括:混合纤维素纤维和磷酸化剂的步骤;以及加热纤维素纤维与磷酸化剂的混合物的步骤。
加热处理步骤中的加热处理温度优选选择在抑制纤维素纤维的热分解或水解反应的同时能够有效导入磷酸基的温度。另外,加热处理温度优选选择使磷酸基或来自磷酸基的取代基交联使通过上述式(1)算出的纤维素纤维的交联点数达到0.20mmol/g以上的温度。具体而言,加热处理温度优选为50℃以上且300℃以下,更优选为100℃以上且250℃以下,进一步优选为130℃以上且200℃以下。另外,加热可以使用减压干燥机、红外线加热装置、微波加热装置。
加热处理时,在添加有化合物A的含纤维素纤维浆液中含有水的期间,若静置纤维素纤维的时间变长,则随着干燥的进行,与水分子溶存的化合物A向纤维素纤维表面移动。因此,纤维素纤维中的化合物A的浓度有可能产生不均,有可能无法均匀地向纤维素纤维表面导入磷酸基。为了抑制因干燥而引起纤维素纤维中的化合物A的浓度不均,只要使用极薄的片状纤维素纤维、或者采用边利用捏合机等混炼或搅拌纤维素纤维和化合物A边进行加热干燥或减压干燥的方法即可。
作为加热处理中使用的加热装置,优选为能够将浆液所保持的水分和在磷酸基等与纤维的羟基的加成反应中产生的水分持续地排出至装置系统外的装置,例如优选送风方式的烘箱等。当持续地排出装置系统内的水分时,能够抑制作为磷酸酯化的逆反应的磷酸酯键的水解反应,而且还能够抑制纤维素纤维中的糖链的酸水解。
加热处理时间(加热时间)还受到加热温度的影响,混合磷酸化剂和纤维素纤维,从暴露于热源起优选为1秒以上且300分钟以下,更优选为5秒以上且270分钟以下,进一步优选为10秒以上且15000秒以下。例如,加热温度为100℃以上且250℃以下时,加热时间优选为10秒以上,更优选为20秒以上,进一步优选为30秒以上。加热处理温度为100℃以上且250℃以下时,加热时间的上限优选为15000秒以下。在本发明中,通过将加热处理温度和加热时间设为适当的范围,可以使磷酸基的导入量达到优选的范围内。
磷酸基导入步骤只要进行至少1次即可,但也可以重复进行多次。这种情况下可导入更多的磷酸基,因此优选。
<浸渍软化·清洗步骤>
在磷酸基导入步骤之后,优选设置浸渍软化步骤,在浸渍软化步骤之后优选进一步设置清洗步骤。浸渍软化步骤依据JIS P 8220进行。即,浸渍软化步骤是用于将磷酸基导入步骤中得到的磷酸化纤维素纤维形成均匀的纸浆混悬液的步骤。在该步骤中,磷酸化纤维素纤维优选为与普通制纸用纸浆同等程度的大小(例如宽度为20μm以上且30μm以下、长度平均纤维长度为0.1mm以上且3.0mm以下)。此外,在即使不进行浸渍软化步骤也可获得磷酸化纤维素纤维充分分散的混悬液的情况下,可以省略浸渍软化步骤。
在清洗步骤中,冲洗掉磷酸化剂等剩余的溶液。在清洗步骤中,优选重复进行以下操作:将已实施了浸渍软化处理的磷酸化纤维素纤维进行过滤脱水,倒入离子交换水进行搅拌使其均匀分散。
<碱处理步骤>
在磷酸基导入步骤和浸渍软化步骤之后,优选设置碱处理步骤。通过设置碱处理步骤,可以将磷酸化纤维素纤维的反离子进行各种变更。例如,选择氢氧化钠作为碱时,能够以钠离子作为磷酸化纤维素纤维的反离子。此外,在本发明的含纤维素纤维组合物的制造方法中,也可以不设置碱处理步骤,这种情况下,磷酸化纤维素纤维的磷酸基的一方的反离子为铵离子、而另一方的反离子为氢离子。
作为碱处理的方法,没有特别限定,例如可以列举将磷酸化纤维素纤维浸在碱溶液中的方法。
对碱溶液中所含的碱化合物没有特别限定,可以是无机碱化合物,也可以是有机碱化合物。作为碱溶液中的溶剂,可以是水或有机溶剂的任一种。溶剂优选极性溶剂(水、或者醇等极性有机溶剂),可以是水系溶剂。另外,在碱溶液中,从通用性高的角度考虑,特别优选氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。
对碱处理步骤中的碱溶液的温度没有特别限定,优选5℃以上且80℃以下,更优选10℃以上且60℃以下。
对碱处理步骤中在碱溶液中的浸渍时间没有特别限定,优选5分钟以上且30分钟以下,更优选10分钟以上且20分钟以下。
对碱处理中的碱溶液的使用量没有特别限定,相对于磷酸化纤维素纤维的绝对干重,优选为100质量%以上且100000质量%以下,更优选为1000质量%以上且10000质量%以下。
为了减少碱处理步骤中的碱溶液使用量,在碱处理步骤之前可以用水或有机溶剂清洗磷酸化纤维素纤维。碱处理之后,为了提高操作性,优选用水或有机溶剂清洗碱处理过的磷酸化纤维素纤维。
<其他的反离子变更处理>
通过使无机碱的盐或有机碱的盐与磷酸化纤维素纤维接触来代替上述的碱处理步骤,从而可以变更反离子。例如,选择氯化钠作为无机碱的盐时,能够以钠作为磷酸化纤维素纤维的反离子。另外,选择氯化烷基铵作为有机碱的盐时,能够以烷基铵作为磷酸化纤维素纤维的反离子。
<解纤处理>
当本发明中使用的纤维素纤维是纤维宽度为1000nm以下的微细纤维状纤维素时,在碱处理步骤之后可以设置解纤处理步骤。在解纤处理步骤中,通常使用解纤处理装置对纤维进行解纤处理,得到含微细纤维状纤维素的浆液,对处理装置、处理方法没有特别限定。
作为解纤处理装置,可以使用高速解纤机、研磨机(石臼型粉碎机)、高压均质器或超高压均质器、高压碰撞型粉碎机、球磨机、砂磨机等。或者,作为解纤处理装置,还可以使用圆盘式精磨机、锥形精浆机、双螺杆混炼机、振动磨、高速旋转下的均相混合机、超声波分散器、或者打浆机等进行湿式粉碎的装置等。解纤处理装置并不限于上述装置。作为优选的解纤处理方法,可以列举粉碎介质的影响小、污染的担心少的高速解纤机、高压均质器、超高压均质器。
<片材形成步骤>
本发明的含纤维素纤维组合物的制造方法优选进一步包括使用上述的磷酸化纤维素纤维形成片材的步骤。这种情况下,含纤维素纤维组合物为片状,优选为无纺布。在使用磷酸化纤维素纤维形成片材的步骤中,可以根据片材的性质或形状等适当选择形成方法。在本实施方式中,例如可以采用湿式抄纸法、干式抄纸法等方法。
使用纤维素纤维形成片材的步骤可以是利用湿式抄纸法形成片材的步骤。下面,说明利用湿式抄纸法形成片材时的一个例子。
首先,在湿式抄纸步骤中,在通过上述步骤得到的磷酸化纤维素纤维中添加离子交换水,得到含纤维素纤维浆液。
然后,将含纤维素纤维浆液供应给湿式造纸步骤。作为湿式造纸步骤中使用的造纸机,例如可以列举长网造纸机、夹网造纸机、圆网造纸机、斜网式造纸机、单网造纸机、单烘缸造纸机等。另外,还可以使用手抄装置进行造纸。
湿式造纸步骤中得到的片材优选供应给脱水干燥步骤。在脱水步骤中,可以通过对片材加压来进行脱水。此时的压力优选为1MPa以上,更优选为5MPa以上,进一步优选为10MPa以上。另外,压力优选为100MPa以下。本发明的含纤维素纤维组合物因其耐压缩性优异,所以即使在脱水步骤中于上述条件下进行加压的情况下也容易获得膨松的片材。
此外,在片材形成步骤中采用干式抄纸法的情况下,在空气中均匀地混合磷酸化纤维素纤维,将包含磷酸化纤维素纤维的气流输出到下侧具备吸纤维箱的网状环形带上形成片材。即,干式造纸法包括在空气中混合磷酸化纤维素纤维使其堆积的步骤。在干式造纸法中,根据需要可以多次重复进行上述操作。
对片材的脱水干燥步骤中的干燥方法没有特别限定,可以适当利用热风、蒸气、红外线、微波等。另外,作为热传递介质,可以适当采用使金属板、金属辊与片材直接接触等方法。
可以对脱水干燥步骤后的片材进一步进行加压操作。此时的压力优选为1MPa以上,更优选为5MPa以上,进一步优选为10MPa以上。另外,压力优选为100MPa以下。通过该操作,能够适当调整片材的厚度、密度。另外,本发明的含纤维素纤维组合物因其耐压缩性优异,所以即使在上述条件下进行加压的情况下也容易获得膨松的片材。
(用途)
本发明的含纤维素纤维组合物的用途没有特别限定。含纤维素纤维组合物优选为片状,更优选为无纺布。含纤维素纤维组合物例如以绒毛浆或无纺布的状态用作汗、尿、经血、有害药品等的吸收性物品的构成构件、或者用于卫生用纸、过滤材料、缓冲材料等。
实施例
下面,列举实施例和比较例,以进一步具体说明本发明的特征。下述实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨即可,可以适当变更。因此,本发明的范围不该由以下所示的实施例限定性地解释。
(实施例1)
<磷酸化反应步骤>
作为针叶树牛皮纸浆,使用王子制纸制造的纸浆(固体成分为96%、基重为213g/m2、片状)作为原料。使磷酸二氢铵和尿素的混合水溶液渗透至100质量份的上述针叶树牛皮纸浆(绝对干重)中,进行压榨使磷酸二氢铵达到45质量份、尿素达到120质量份、离子交换水达到150质量份,得到浸有溶液的纸浆。将所得的浸有溶液的纸浆用165℃的热风干燥机进行350秒的干燥·加热处理,向纸浆中的纤维素中导入磷酸基和磷酸交联结构,得到磷酸化纤维素纤维A。
<浸渍软化·清洗步骤>
向所得的磷酸化纤维素纤维A中倒入离子交换水使纤维素纤维浓度达到2质量%,使用容量为2L的台式破碎机进行20分钟的浸渍软化处理。将所得的纸浆浆液进行过滤脱水,得到脱水片材,之后再次倒入离子交换水,进行搅拌使其均匀分散,重复进行上述操作,从而充分冲洗掉剩余的溶液,得到磷酸化纤维素纤维B。
<碱处理步骤>
用离子交换水稀释所得的磷酸化纤维素纤维B使纤维素纤维浓度达到2质量%,边搅拌边一点点地添加1N的氢氧化钠水溶液,得到了pH为12±0.2的纸浆浆液。之后,将该纸浆浆液脱水,得到脱水片材,然后再次倒入离子交换水,进行搅拌使其均匀分散,之后进行过滤脱水,得到脱水片材,重复进行上述操作,从而充分冲洗掉剩余的氢氧化钠,得到含磷酸化纤维素的磷酸化纤维素纤维C。然后,利用后述的方法,测定磷酸化纤维素纤维C的保水度。另外,利用后述的方法测定磷酸化纤维素纤维C的磷酸基导入量和交联结构的含量。
<片材化·压制步骤>
在所得的纤维素纤维C中倒入离子交换水使纤维素纤维浓度达到0.3质量%,之后进行脱水过滤,从而得到面积为0.0043m2、基重为200g/m2的含纤维素纤维片材。将该含纤维素纤维片材在23℃、相对湿度为50%的湿度调节室内干燥至重量恒定。然后,以11.57MPa的压力压制60秒,得到含纤维素纤维片材A(含纤维素纤维组合物)。通过测定压制后的厚度,算出含纤维素纤维片材A的密度。片材密度的计算依据JIS P 8118:1998进行。另外,作为纸张厚度计,使用High bridge纸张厚度计(高桥制作所(株)制造的No.735)。另外,利用后述的方法测定含纤维素纤维片材A的含水量(含水率)和吸水速度。
(实施例2)
除了未进行上述的<碱处理步骤>以外,进行与实施例1相同的操作,得到磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材。对于所得的磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材进行与实施例1相同的测定。
(实施例3)
在上述的<磷酸化反应步骤>中将干燥·加热处理时间设为300秒、并且在上述的<浸渍软化·清洗步骤>中将破碎机中的浸渍软化处理时间设为15分钟,除此以外,进行与实施例1相同的操作,得到磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材。对于所得的磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材进行与实施例1相同的测定。
(实施例4)
除了未进行上述的<碱处理步骤>以外,进行与实施例3相同的操作,得到磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材。对于所得的磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材进行与实施例1相同的测定。
(比较例1)
<浸渍软化步骤>
作为针叶树牛皮纸浆,使用王子制纸制造的纸浆(固体成分为96%、基重为213g/m2、片状)作为原料。倒入离子交换水使纤维素纤维浓度达到2质量%,使用容量为2L的台式破碎机进行5分钟的浸渍软化处理。将所得的纸浆浆液进行过滤脱水,得到纤维素纤维A’。利用后述的方法测定纤维素纤维A’的保水度。
<片材化·压制步骤>
在所得的纤维素纤维A’中倒入离子交换水使纤维素纤维浓度达到0.3质量%,之后进行脱水过滤,从而得到面积为0.0043m2、基重为200g/m2的含纤维素纤维片材。将该含纤维素纤维片材在23℃、相对湿度为50%的湿度调节室中干燥至重量恒定。然后,以11.57MPa的压力压制60秒,得到含纤维素纤维片材A’。通过测定压制后的厚度,算出含纤维素纤维片材A’的密度。另外,利用后述的方法测定含纤维素纤维片材A’的含水量(含水率)和吸水速度。
(比较例2)
在上述的<磷酸化反应步骤>中将干燥·加热处理时间设为200秒、并且在上述<浸渍软化·清洗步骤>中没有使用破碎机进行处理,除此以外,进行与实施例1相同的操作,得到磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材。对于所得的磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材,进行与实施例1相同的测定。此外,在比较例2中,加入离子交换水,只是用手轻微搅拌,磷酸化纤维素纤维即均匀分散于水,因此没有使用浸渍软化机。
(比较例3)
除了未进行上述的<碱处理步骤>以外,进行与比较例2相同的操作,得到了磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材。对于所得的磷酸化纤维素纤维和含纤维素纤维片材进行与实施例1相同的测定。
此外,在比较例3中,加入离子交换水,只是用手轻微搅拌,磷酸化纤维素纤维即均匀分散于水,因此没有使用浸渍软化机。
(分析和评价)
<保水度的测定>
依据SCAN-C 62:00测定纤维素纤维的保水度。测定纤维素纤维的保水度时,将纤维素纤维在20℃、4400rpm(离心分离时的重量加速度:3950g)的条件下进行15分钟的离心分离处理。供离心分离处理的纤维素纤维量在每1次的测定中以绝对干重计为0.5g(填料基重为1700±100g/m2)。作为离心分离机,使用KOKUSAN公司制造的H-3R。保水度通过下式算出。
保水度(%)=(离心分离处理后的纤维素纤维的重量-纤维素纤维的绝对干重)/纤维素纤维的绝对干重×100
此外,保水度的数值越大,意味着纤维素纤维与水的亲和性越高。
<磷酸基导入量的测定>
磷酸基的导入量通过中和滴定法进行测定。具体而言,将纤维素纤维所含的磷酸基完全转换成酸型后,通过机械处理步骤(微细化步骤)进行微细化,在所得的含微细纤维状纤维素的浆液中加入0.1N的氢氧化钠水溶液,同时求出浆液(分散液)所显示的pH的变化,从而测定导入量。
在磷酸基向酸型的转换中,用离子交换水稀释所得的磷酸化纤维素纤维使纤维素纤维浓度达到2质量%,边搅拌边一点点地添加充分量的1N的盐酸水溶液。然后,搅拌该含纤维素纤维浆液15分钟,之后进行脱水,得到脱水片材,之后再次用离子交换水稀释,添加1N的盐酸水溶液,通过重复上述操作,使纤维素纤维中所含的磷酸基完全转换成酸型。进一步搅拌该含纤维素纤维浆液使其均匀分散,之后进行过滤脱水,得到脱水片材,通过重复该操作,充分冲洗掉剩余的盐酸。
在机械处理步骤中,向所得的脱水片材中倒入离子交换水,得到纤维素纤维浓度为0.3质量%的含纤维素纤维浆液。使用解纤处理装置(M Technique公司制造、CLEARMIX-2.2S)在21500转/分钟的条件下处理该浆液30分钟。在使用碱的滴定中,向含微细纤维状纤维素的浆液中加入0.1N的氢氧化钠水溶液,同时测量分散液所显示的pH值的变化。
在该中和滴定中,将所测定的pH相对于碱的加入量作图而得到的曲线中,出现两个增量(pH相对于碱滴加量的微分值)达到最大的点(增量达到最大的点和达到第二大的点)。其中,开始加入碱而先得到的增量达到最大点(以下称作第1终点)所需的碱量与滴定中使用的分散液中的强酸性基团量相等,接下来得到的增量的最大点(以下称作第2终点)所需的碱量与滴定中使用的分散液中的弱酸性基团量相等。
用达到第1终点所需的碱量(mmol)除以滴定对象分散液中的固体成分(g),作为第1解离碱量(mmol/g),将该量作为磷酸基的导入量。
<交联点数的测定>
认为交联结构是由导入到纤维素纤维中的磷酸基彼此脱水缩合而形成的。即,交联结构是由纤维素的葡萄糖单元经由O原子与焦磷酸的2个P原子的每1个键合而形成的结构。因此,形成交联磷酸基时,表观上失去弱酸性基团,与达到第1终点所需的碱量相比,达到第2终点所需的碱量变少。即,交联点数等于用达到第1终点所需的碱量(第1解离碱量)与达到第2终点所需的碱量(第2解离碱量)之差除以2而得到的值。
<含水量的测定>
测定在23℃、相对湿度为50%的湿度调节室中干燥至平衡状态的含纤维素纤维片材的重量,之后测定在105℃下干燥一夜后的含纤维素纤维片材的重量,利用下式算出含水量。
含水量(%)=(105℃下干燥前的片材重量-105℃下干燥后的片材重量)/105℃下干燥前的片材重量×100
<吸水速度的测定>
关于吸水速度,将含纤维素纤维片材切成宽5mm、长50mm的长方形样品,将该长方形样品的从纵向端边到5mm的端部区域浸在离子交换水(电导率为2μS/cm以下)中。之后,测定离子交换水从纵向端边沿纵向达到45mm的距离地点所需的时间,利用下述式(2)算出吸水速度(mm/秒)。
吸水速度(mm/秒)=40(mm)/t(秒) 式(2)
式(2)中,t表示离子交换水从长方形样品的纵向端边沿纵向达到45mm的距离地点所需的时间(秒)。
【表1】
实施例中得到的纤维素纤维的保水度高,含纤维素纤维片材发挥优异的吸水速度。实施例中得到的含纤维素纤维片材虽然是膨松的片材(密度小的片材),但兼具优异的保水性和高的吸水速度。
Claims (5)
1.一种组合物,其是包含具有磷酸基或来自磷酸基的取代基的纤维素纤维的组合物,
在至少一部分的所述纤维素纤维中所述磷酸基或来自磷酸基的取代基进行交联,
通过下述式(1)算出的所述纤维素纤维的交联点数为0.20mmol/g以上,
相对于所述组合物总质量的含水量为50质量%以下,
交联点数=(纤维素纤维所含的强酸性基团量-纤维素纤维所含的弱酸性基团量)/2 式(1)。
2.根据权利要求1所述的组合物,该组合物为无纺布。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,将所述组合物制成宽5mm、长50mm的长方形样品,将所述长方形样品的从纵向端边到5mm的端部区域浸在电导率为2μS/cm以下的离子交换水中,测定离子交换水从纵向端边沿纵向达到45mm的距离地点所需的时间时,通过下述式(2)算出的吸水速度(mm/秒)为2.5mm/秒以上且100mm/秒以下;
吸水速度(mm/秒)=40(mm)/t(秒) 式(2)
式(2)中,t表示离子交换水从长方形样品的纵向端边沿纵向达到45mm的距离地点所需的时间(秒)。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的组合物,其中纤维素纤维所含的强酸性基团量为1.60mmol/g以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的组合物,其中所述纤维素纤维的通过下式算出的保水度(%)为150%以上;
保水度(%)=(离心分离处理后的纤维素纤维的重量-纤维素纤维的绝对干重)/纤维素纤维的绝对干重×100
所述式中,保水度依据SCAN-C 62:00进行测定,离心分离处理的条件设为20℃、离心分离时的重量加速度为3950g、15分钟。
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