JP3170594B2

JP3170594B2 - セルロース系繊維

Info

Publication number: JP3170594B2
Application number: JP51070993A
Authority: JP
Inventors: シンフバヒア，ハーデブ; ロバートジェームス，ジム
Original assignee: アクゾノベルユーケーリミティド
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1992-12-09
Publication date: 2001-05-28
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: FI942716A; GB9126193D0; NO942144L; NO306821B1; DK0616650T3; RU94031564A; ATE172254T1; SK284225B6; IN184761B; US5731083A; AU667068B2; ES2125323T3; RU2107118C1; WO1993012275A1; CA2125291A1; KR100219083B1; SK69194A3; DE69227318D1; EP0616650B1; NO942144D0

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野本発明は、水性液体に対して高い吸収性を有するセル
ロース系繊維に関する。このような繊維は、吸収性身辺
製品、例えば、使い捨ておむつ、タンポン、生理用ナプ
キン、および失禁パッド、ならびに吸収ワイプに用いら
れ、また吸湿性被服またはタオル中の繊維含有物の部分
として用いられることができる。セルロース系繊維の吸
収性は、繊維に高吸収性化学物質を混合することによっ
て、またはセルロース自体の化学的改質によって増加さ
せることができる。高吸収性化学物質の混合は、化学物
質が繊維から脱離され得る恐れを有する。本発明は、化
学的に改質されたセルロース系繊維、特にカルボキシメ
チル化セルロース繊維に関する。

背景技術粉末状態のカルボキシメチルセルロースは、増粘剤と
して商業的に周知である。それは、セルロースパルプと
強アルカリ、例えば、水酸化ナトリウム、およびモノク
ロロ酢酸またはその塩との反応によって製造される。カ
ルボキシメチルセルロース繊維の製造に対していくつか
の提案がされてきたが、これらは商業的に広く用いられ
ていなかった。カルボキシメチルセルロース繊維の製造
を記載している文書は、GB−Ａ−2220881、GB−Ａ−209
4802、US−Ａ−3731680、US−Ａ−1736714、JP−Ａ−49
−55993、JP−Ａ−56−15458、JP−Ａ−３−825、およ
びJP−Ａ−３−269114、ならびにJ.Applied Polymer
Science、第17巻（1973）の第3375頁〜第3388頁およびT
extile Research J.、1971の第680頁〜第685頁におけ
る論文である。参考文献は、再生セルロース（ビスコー
スレーヨン）繊維から、または綿からのカルボキシメチ
ルセルロース繊維の製造を記載している。表面粘着性を
有さず、繊維機械において加工されるに十分強い高吸収
性繊維を達成するにおいて、問題がある。

発明の開示我々は、本発明によって、より大きい吸収性および強
度を有し、表面粘着性を有さないカルボキシメチルセル
ロース繊維が溶剤紡糸セルロース繊維から製造されるこ
とができることを見出した。

本発明に係るカルボキシメチルセルロース繊維は、グ
ルコース単位あたり少なくとも0.1個のカルボキシメチ
ル基の置換度を有し、そして繊維が溶剤紡糸セルロース
繊維から誘導され、自由膨潤法で測定した場合に、少な
くとも繊維１グラムあたり８グラムの0.9％塩水の吸収
性、および少なくとも10cN/texの強力を有することを特
徴とする。

セルロース繊維と強アルカリならびにモノクロロ酢酸
およびその塩から選ばれるモノクロロ酢酸試薬とを反応
させることによるカルボキシメチルセルロース繊維の製
造のための本発明に係る方法は、用いられるセルロース
繊維が溶剤紡糸セルロース繊維であることを特徴とす
る。

溶剤紡糸セルロース繊維は、繊維が紡糸される浴中に
おいてセルロースに再転化されるセルロース誘導体（セ
ルロースキサトゲン酸塩）の溶液から紡糸される再生セ
ルロース繊維と異なり、溶剤中のセルロースの溶液から
紡糸される繊維である。セルロース用の溶剤の例は、第
三アミンＮ−オキシド、N,N−ジメチルホルムアミド／
四酸化窒素混合物、ジメチルスルホキシド／パラホルム
アルデヒド混合物、およびN,N−ジメチルアセトアミド
またはＮ−メチルピロリドン中の塩化リチウム溶液であ
る。溶剤紡糸セルロース繊維の製造に使用するのに好ま
しい溶剤は、第三アミンＮ−オキシドである。溶剤紡糸
セルロース繊維の製造は、例えば、US−Ａ−4246221お
よびUS−Ａ−4196281に記載されており、これらは好ま
しい第三アミンＮ−オキシドの例を開示している。セル
ロース溶液は、エアギャップを介して、セルロースの非
溶剤、通常は水の、浴中に紡糸され、この浴中でセルロ
ースが繊維の形態で沈殿される。

溶剤紡糸セルロース繊維は、再生セルロースおよび綿
とは２つの主な構造上の相違を有する。それは、その横
断面全体にわたり実質的に均一な構造を有し、より大き
い結晶度を有する。再生セルロースおよび綿繊維は共
に、比較的稠密なスキンを繊維の表面に含む構造を有す
る。溶剤紡糸セルロース繊維は、このようなスキンを有
さない。我々は、これらの特性のいずれか一方または両
方が、カルボキシメチル化工程の間にその繊維構造を失
うような程度にまで繊維を弱くせずに、高い吸収性を有
するカルボキシメチルセルロース繊維を製造する際に重
要であると考える。

本発明の方法を実施する場合、アルカリおよびモノク
ロロ酢酸試薬は同時に、または連続的にセルロース繊維
に適用することができる。セルロース繊維は、トウ、
糸、ステープル繊維または布帛、例えば、織物、編物ま
たは不織布の形態であってよい。不織布を用いる場合、
好ましくは繊維が布帛中で比較的確実に結合されている
もの、例えば、水力交絡布帛またはニードルド布帛であ
る。糸、トウ、またはばら毛は、セルロース繊維と、カ
ルボキシメチル化工程によって影響されない１種または
それ以上の他の繊維、例えば、ポリエステルまたはナイ
ロンとのブレンドであってよい。トウ、糸またはステー
プル繊維の場合、繊維は、商業的に市販されているよう
な乾燥繊維であってよく、または未乾燥繊維、即ち、繊
維形成後に乾燥されていない繊維であってよい。繊維に
よる試薬の吸収速度および繊維のセルロースとの反応速
度は、未乾燥繊維を用いると幾分速い。未乾燥繊維を用
いる場合、必要ならばマングル脱水によって、その含水
量が好ましくは150重量％よりも少なく、例えば、50〜1
00重量％にコントロールされる。

アルカリおよびモノクロロ酢酸化合物は、好ましくは
水溶液から適用される。アルカリは、好ましくはアルカ
リ金属水酸化物、例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸
化カリウムであり、好ましくは少なくとも２重量％、よ
り好ましくは４重量％または５重量％あるいはそれより
も多く、15重量％まで、より好ましくは10重量％までの
濃度で用いられる。モノクロロ酢酸は、好ましくは塩の
形態、通常用いられるアルカリに相当する塩、例えば、
水酸化ナトリウムではモノクロロ酢酸ナトリウムで用い
られる。モノクロロ酢酸試薬は、好ましくは少なくとも
５重量％、より好ましくは少なくとも10重量％で、35重
量％まで、より好ましくは25重量％までの濃度で用いら
れる。アルカリおよびモノクロロ酢酸塩は、好ましくは
ほぼ当量、例えば、0.8〜1.2:1のモル比で用いられる。
水酸化ナトリウムおよびモノクロロ酢酸ナトリウムは、
好ましくは1:2.5〜3.5、最も好ましくは約1:2.9の重量
比で用いられる。モノクロロ酢酸を用いた場合、アルカ
リとモノクロロ酢酸のモル比は、好ましくは約2:1であ
る。

アルカリおよびモノクロロ酢酸試薬は、水および極性
有機溶剤の混合物中の溶液から適用されてよい。例え
ば、水酸化ナトリウムは水中に35重量％まで溶解され
得、モノクロロ酢酸ナトリウムは水中に45重量％まで溶
解され得、そしてそれらの溶液は混合され、アルコー
ル、例えば、エタノールまたは工業用変性アルコールで
希釈され、水性有機溶剤混合物中の必要な濃度の試薬を
与える。

アルカリおよびモノクロロ酢酸試薬を繊維に適用する
ために、種々の手順を用いることができる。繊維は、高
温、例えば、少なくとも50℃から溶液の沸点までの温度
で試薬の溶液中に浸漬されてもよい。繊維が連続繊維材
料、例えば、トウまたは布帛の形態である場合、試薬
は、パジングによって適用され、次いで高温で乾燥され
てもよい。アルカリおよびモノクロロ酢酸試薬は、連続
的に適用されてもよく、この場合、アルカリがモノクロ
ロ酢酸試薬の前に適用されることが必須ではないけれど
も好ましく、あるいはそれらは単一の溶液中で一緒に適
用されてもよい。パジング操作は、乾燥をより高い温度
で行うことができ、より短い反応時間を可能とする利点
を有する。乾燥温度は、例えば、50〜200℃の範囲内で
あってよい。100℃よりも高い乾燥温度は、100℃よりも
低い温度で行った反応に対する４〜30分間と比較して、
例えば、２〜10分間の反応時間を可能とする。パジング
の間に吸収される液体の量は好ましくは50〜300重量％
であり、トウまたは布帛は必要ならばパジング後に、例
えば、マングル脱水によって、絞られて、所望の吸収を
得ることができる。液体レベルが高すぎることは、乾燥
に必要な時間がカルボキシメチル化反応に必要な時間よ
りも多いことを意味するであろう。これは、なお有効で
あるけれども、エネルギーの浪費である。熱崩壊による
セルロース繊維の実質的な脆化を避けるように注意しな
ければならない。最も好ましい反応温度は、80〜150℃
の範囲、特に90℃およびそれよりも高い温度、例えば、
90〜120℃であろう。処理繊維の加熱は、好ましくは完
全に繊維を乾燥するようであってはならず、乾燥後に５
〜20重量％の含水量が好ましい。これは乾燥繊維の脆化
を避ける。加熱は、連続法においてオーブンまたはホッ
トトンネル乾燥機中で行うことができる。

本発明の方法を実施するための手順の一例は、アルカ
リ、例えば、水酸化ナトリウム水溶液での繊維のパジン
グ、および80℃よりも高い温度での乾燥、次いでモノク
ロロ酢酸試薬、例えば、モノクロロ酢酸ナトリウムでの
処理を含む。アルカリ処理された繊維を、50〜100℃で1
5〜60分間水溶液中に浸漬し、次いで乾燥してもよい。
あるいは、モノクロロ酢酸ナトリウム溶液をパジングに
よって適用し、次いで80℃よりも高い温度で５〜15分間
乾燥工程を行ってもよい。トウまたは布帛の形態の繊維
を、水酸化ナトリウムでのパジング後、またはモノクロ
ロ酢酸ナトリウムでのパジング後、あるいはその両方の
後に、マングル脱水し、各々の場合における繊維の液体
吸収を低減させてもよい。繊維がマングル脱水されて液
体吸収が低減される場合、用いられる溶液の濃度は、繊
維中に同様なレベルの試薬が得られるように増加されな
ければならない。処理の順序を逆にすることができる。
即ち、繊維をモノクロロ酢酸ナトリウム溶液でパジング
し、所望によりマングル脱水および乾燥し、次いで水酸
化ナトリウムでパジングし、所望によりマングル脱水お
よび乾燥してもよい。いずれの場合にも、連続法におい
て第２の処理溶液を構成する場合には、繊維によって運
ばれた第１の処理溶液から第２の処理溶液に試薬が与え
られ、再溶解することに注意しなければならない。

あるいは、水酸化ナトリウムおよびモノクロロ酢酸ナ
トリウムを同時に適用してもよい。水酸化ナトリウムお
よびモノクロロ酢酸ナトリウムの同時適用は、乾燥工程
がただ１回のみ用いられ、全体の反応時間が短縮される
ので、好ましい。必要な濃度の水酸化ナトリウムおよび
モノクロロ酢酸ナトリウムを含む溶液は、別々に製造さ
れたこれら試薬の溶液を混合することによって、または
モノクロロ酢酸ナトリウムの溶液中に水酸化ナトリウム
を溶解させることによって製造することができる。混合
溶液を、浸漬によって、またはパジングによって適用
し、所望により次いでマングル脱水し、そして高温で乾
燥してもよい。水酸化ナトリウムおよびモノクロロ酢酸
ナトリウムを一緒に含む溶液は、塩化ナトリウムおよび
ナトリウムグリコレートを形成するNaOHおよびClCH₂COO
Naの反応が起こり得るため、好ましくは高温で長時間保
持されるべきではない。水酸化ナトリウムの溶液および
モノクロロ酢酸ナトリウムの溶液を、繊維への適用の直
前に混合してもよく、あるいは別々の溶液を、例えば、
互いに直角に配列されたスプレーによって、同時に繊維
に吹き付けてもよい。アルカリ（例えば、水酸化ナトリ
ウム）およびモノクロロ酢酸試薬（例えば、モノクロロ
酢酸ナトリウム）の混合溶液を貯蔵しなければならない
場合、20℃またはそれよりも低い温度、例えば、０〜５
℃に保持するのが好ましい。アルカリおよびモノクロロ
酢酸の両方で処理された繊維の20〜40℃での貯蔵は、避
けるのが好ましい。パジング後すぐに繊維を加熱し、カ
ルボキシメチル化反応を起こすことが通常最も有利であ
る。あるいは、加熱前に、パジングされた繊維を20℃よ
りも低い温度、好ましくは０〜５℃の範囲で貯蔵するこ
とができる。20℃よりも低い温度、例えば、０〜10℃で
パジングを行うのが好ましい。

達成されるセルロース繊維の置換度は、好ましくはグ
ルコース単位あたり少なくとも0.15個のカルボキシメチ
ル基であり、最も好ましくは0.2〜0.5個の範囲である。
グルコース単位あたり0.5個のカルボキシメチル基より
も高い置換度は、繊維を水膨潤性というよりはむしろ水
溶性にしてしまうことがある。上記範囲内のより高い置
換度は、繊維が吸収性製品に用いられる場合に好まし
く、この範囲内のより低い置換度は、繊維が被服に用い
られる場合に好ましい。

少なくとも１種の試薬溶液中の、多価カチオン、特に
多価金属イオンの存在は、有利である。好ましい金属イ
オンはカルシウムイオンであるが、バリウム、マグネシ
ウムまたは亜鉛であってもよい。我々は、加工の間の多
価金属イオンの存在は、蒸留水、または脱イオン水に水
溶性である繊維の形成を紡糸する助けになることを見出
したものであり、多価金属イオンが異なるセルロース鎖
上のカルボン酸基間に架橋を形成するのであろうと考え
ている。処理溶液中の多価金属塩、例えば、カルシウム
塩の濃度は、例えば、0.01〜10重量％の範囲であってよ
い。多くの場合に、硬水道水中に存在するカルシウムイ
オンは十分な効果を有し得る。他の場合には、カルシウ
ム塩、例えば、塩化カルシウムを処理溶液に、例えば、
１〜４重量％の量で添加するのが好ましい。一般に、セ
ルロース繊維のカルボキシメチル基による置換度が高い
ほど、蒸留水または脱イオン水中に可溶性である繊維を
形成することを避けるために、試薬溶液中のカルシウム
イオンの濃度（上記範囲内で）が高いのが好ましい。あ
るいは、多価金属イオン、例えば、カルシウムイオン
を、洗浄液中にそれらを含有させることにより、処理さ
れた繊維の洗浄の間に適用することができるが、これは
効果がより小さい。

本発明の方法の変形においては、繊維はまず強アルカ
リ水で処理され、その結果アルカリは繊維全体に吸収さ
れる。繊維は、次いでアルカリ用の溶剤、好ましくは水
で、完全に洗うことなく、すすぎ洗いされる。水は、所
望により１種またはそれ以上の界面活性剤を含んでいて
もよい。このようなすすぎ洗いの効果は、繊維の内部か
らよりも外側領域からより多くのアルカリを除去するこ
とである。繊維は、次いでモノクロロ酢酸試薬、好まし
くはモノクロロ酢酸で処理され、そして加熱されて繊維
のカルボキシメチル化を起こされ、乾燥される。カルボ
キシメチル化のレベルは、繊維の外側領域でよりも、よ
りアルカリが残留する繊維の内部でより大きい。すすぎ
洗いの工程は、モノクロロ酢酸式薬での処理の後で、加
熱および乾燥の前に行うことができ、これにより繊維の
内部および外側の領域間のカルボキシメチル化度の相違
が増大されやすくなる。

この変形方法の製品、即ち、繊維の外側の領域におけ
るよりも繊維の内部でより高いカルボキシメチル化度を
有するカルボキシメチル化セルロース繊維は、湿潤され
た場合でさえも普通のセルロース繊維と同様に感じられ
るけれども、増大された吸収性を有する。

カルボキシメチル化プロセス後、繊維は通常洗浄され
て、いかなる未反応のアルカリもしくはクロロアセテー
トも、または塩化ナトリウムもしくはナトリウムグリコ
レートの如きいかなる副生成物も除去される。一般に、
水性洗浄、好ましくは水混和性の有機溶剤と水の混合物
が用いられる。洗浄媒体は、有機ヒドロキシル化合物、
界面活性剤、および／または酸を含んでいてよい。有機
ヒドロキシル化合物は、少なくとも１個のアルコール性
ヒドロキシル基を含む化合物、例えば、エタノール、メ
タノール、もしくは他の低分子量アルコール、および／
またはポリヒドロキシ化合物、例えば、エチレングリコ
ールもしくはプロピレングリコールである。有機ヒドロ
キシル化合物と水の重量比は、例えば、3:1〜1:50の範
囲であってよい。低分子量モノアルコールは、水混和性
有機溶剤としても、また有機ヒドロキシル化合物として
も作用することができ、例えば、好ましい洗浄媒体は、
2:1〜1:2の重量比の水とエタノールの混合物に基づくも
のである。界面活性剤を用いる場合、好ましくは非イオ
ン界面活性剤、例えば、アルコールまたはフェノールの
ポリアルキレンオキシド付加物であるが、アニオンまた
はカチオン性界面活性剤を用いてもよい。用いられるい
かなる界面活性剤も、好ましくは疎水性であるよりも親
水性でなければならず、このような疎水性の界面活性剤
は、繊維によって吸収される水の割合を低減し得る。好
ましい界面活性剤の例は、商標名「Tween 20」および
「Atlas G1086」の下で市販されているものである。カ
ルボキシメチル化繊維のアルカリ度を中和するために洗
浄の間に用いられる酸は、例えば、0.5〜15重量％、好
ましくは１〜５重量％で用いられる、好ましくは弱酸、
例えば、有機カルボン酸、例えば、酢酸である。洗浄の
間に用いられる洗浄液対繊維の重量比は、好ましくは5:
1〜50:1の範囲である。

洗浄は、好ましくは、例えば、２または３段階の向流
洗浄操作で行われる。２段階向流洗浄操作においては、
すでに一度洗浄された繊維が再びきれいな洗浄液で洗浄
される。この第２洗浄段階からの洗浄された繊維は、さ
らなる加工のために乾燥されてもよい。この第２洗浄段
階から得られた液体は、未洗浄繊維用の洗浄液として第
１洗浄段階に移される。向流洗浄は低い洗浄液対繊維の
重量比の使用を可能とし、例えば、10:1の比は単一洗浄
工程で用いられる20:1の比と同程度の効果を与える洗浄
に用いることができる。比較的低い濃度の酸、例えば、
0.5〜2.0重量％を洗浄液に用いもよい。

洗浄液に界面活性剤を含有させる代わりに、その後に
仕上げ剤として界面活性剤を適用するのが好ましいこと
もある。界面活性剤は、例えば、アルコールまたは水ア
ルコール混合物、例えば、繊維を洗浄するために用いら
れる混合物中の溶液として適用することができ、あるい
は液体界面活性剤を希釈することなく適用することもで
きる。仕上げ剤は、仕上げ剤への繊維の浸漬によって、
またはキスロールによって、もしくはスプレーによって
適用されてもよい。界面活性剤を仕上げ剤として適用す
る場合、仕上げ剤を適用する前に、繊維を、好ましく
は、例えばマングル処理によって、圧迫して過剰な洗浄
液を除去してもよい。

必要な洗浄の後、繊維は一般に乾燥される。過剰な洗
浄液は、好ましくは圧力によって、例えば、マングル脱
水によって除去され、次いで加熱乾燥される。繊維が乾
燥されるべき最適の程度は、意図するさらなる加工に依
存するが、乾燥された繊維の脆化を避けるために、特
に、さらなる加工、例えば、捲縮加工、カーディング、
製織またはフェルト化を行わなければならないトウ、糸
またはステープル繊維を乾燥させる場合に、５〜20重量
％の含水量が一般に好ましい。

処理された繊維は捲縮加工されてもよく、特に繊維が
吸収性製品用の不織布用途に用いられる場合には、繊維
を捲縮加工して増大したロフトを得ることが好ましい。
トウは、例えば、スタッファーボックス捲縮加工によっ
て捲縮加工されてもよい。あるいは、仮撚捲縮加工を用
いてもよい。繊維が捲縮加工される場合、洗浄後の加熱
乾燥工程を省略して、繊維を捲縮加工の間に乾燥しても
よい。

本発明による溶剤紡糸セルロースから製造されたカル
ボキシメチル化繊維は、再生セルロースまたは木綿繊維
から製造されたカルボキシメチル化繊維と比較して、よ
り高い吸収性と優れた物理的性質を有する。0.9％塩水
の吸収性は、自由膨潤法によって測定した場合に、例え
ば、１グラムあたり15グラムまたはそれ以上、例えば、
20〜40グラムにもなり、またこれとともに25〜15cN/tex
の範囲の強力を有する。同じ方法によってカルボキシメ
チル化されたビスコースレーヨンまたは木綿繊維は、わ
ずか８〜13g/gの範囲の吸収性およびより低い強力を有
する。この吸収性レベルにおいて、特にカルボキシメチ
ル化ビスコースレーヨンおよびより低い程度にカルボキ
シメチル化された木綿は、水分と接触している表面で粘
着性になり、従って繊維のトウをカルボキシメチル化し
た場合に、繊維は接着して一緒になり、それらの個々の
繊維性を失う。この問題は本発明の繊維では起こらず、
本発明の繊維を、通常の繊維機械を用いて、例えば、切
断、カーディング、ならびに所望により捲縮加工、延伸
および紡績を含むステープルルートによって、加工する
ことができる。低い吸収性を与えるより低い置換度にお
いても、カルボキシメチル化溶剤紡糸セルロース繊維
は、実質的にカルボキシメチル化ビスコースレーヨン繊
維よりも強い。

水中、または水性液、例えば、塩水中に膨潤させた後
のカルボキシメチル化繊維の形態は、繊維の吸収性およ
び繊維の直径に依存する。吸収性は、一般にカルボキシ
メチル基含有量が増加するほど、増加する。高い吸収性
レベルにおいて、特に繊維が低いデシテックスを有する
場合に、膨潤された繊維は、個々の繊維の正体が失われ
るような凝集性のゲルを形成する傾向にある。例えば、
19.2重量％のClCH₂COONaおよび6.5重量％のNaOHでの処
理に相当する、フィラメントあたり初期デシテックス1.
7を有し、28g/gの吸収性（0.9g塩水、自由膨潤）を有す
る繊維は、硬度400p.p.m.CaCO₃の水道水中において膨潤
してゲルになる。同一の初期デシテックスを有し、13.3
％のClCH₂COONaおよび4.5重量％のNaOHで処理され、そ
して20の吸収性を有する繊維は、水道水中で膨潤された
場合に離散繊維として残留し、繊維の形態に再乾燥され
得る。初期デシテックス6.0を有し、22.1％のClCH₂COON
aおよび7.5重量％のNaOHで処理され、そして27の吸収性
を有する繊維も水道水中で膨潤された場合に離散繊維と
して残留する。吸収性の使い捨て製品では、膨潤による
ゲルの形成は許容できる。使い捨てでない被服に対して
は、湿潤および再乾燥させた場合の繊維の形態の保持が
必要である。

本発明のカルボキシメチル化繊維は、種々の製品に用
いることができる。これは、例えば、吸収性身辺製品、
例えば、タンポン、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、
または失禁パッドに用いることができる。カルボキシメ
チル化繊維は、好ましくはもっぱらまたは主としてセル
ロース系繊維、例えば、木綿もしくは再生セルロースの
如きセルロース繊維、またはEP−Ａ−301874において記
載されているようなマルチリムドセルロース繊維の如
き、ほとんどの紡織繊維よりも高いが、カルボキシメチ
ルセルロース繊維よりも低い吸収性を有する繊維、から
なる、１種またはそれ以上の他の紡織繊維と組み合わせ
て用いられるのが好ましい。カルボキシメチル化繊維
を、前記他の繊維と、例えば、それらの繊維を一緒にカ
ーディングまたは空気堆積することにより、緊密に混合
して、混合繊維のウエブを形成するのが好ましく、ある
いは前記他の繊維の層の間に挟まれたカルボキシメチル
化繊維の層、例えば、不織布として用いることもでき
る。吸収性製品では、セルロース系繊維とのブレンド中
のカルボキシメチル化繊維の割合は、例えば、少なくと
も５重量％から95重量％まで、好ましくは少なくとも10
重量％から50重量％まで、特に15〜25重量％であってよ
い。カルボキシメチル化繊維は、また、吸収性製品にお
いて、同様なレベルで、毛羽立ち木材パルプとともに用
いることもできる。カルボキシメチル化繊維、特に比較
的低い置換度および比較的低い吸収性を有する繊維を単
独で吸収性身辺製品に用いてもよいが、比較的高い置換
度および吸収性を有するカルボキシメチル化繊維と非カ
ルボキシメチル化セルロース繊維のブレンドを用いるの
が好ましい。本発明のカルボキシメチル化セルロース繊
維、特に比較的低い置換度を有するものは被服、例え
ば、下着またはスポーツウェアに用いて、増大した吸収
性と快適性を与えることができる。このような使用に対
しては、カルボキシメチルセルロース繊維は、通常、他
の繊維、好ましくはセルロース繊維、例えば、マルチリ
ムドビスコースを含む、ビスコースレーヨン、または木
綿、あるいは合成繊維、例えば、ポリプロピレンまたは
ポリエステルと配合される。

繊維の外側の領域におけるよりも内部において高いカ
ルボキシメチル化度を有する上記繊維は、また、被服、
例えば、下着またはスポーツウェアにおける使用に適す
る。これは、水性液の吸収速度や全体の吸収性が低いた
めに、吸収性製品では、均一にカルボキシメチル化され
た繊維よりも有効ではない。

溶剤紡糸セルロース繊維から形成されたニードルド布
帛または水力交絡布帛の如き織物または強力不織布は、
カルボキシメチル化されて、水と接触して膨潤し、耐液
性バリヤーを形成し、例えば、電気部品を包装するため
に用いることができる、布帛を形成されることができ
る。本発明のカルボキシメチルセルロース繊維の糸また
は布テープは、水の進入を防止するために、ケーブルを
巻き付けるために用いることができ、あるいはケーブル
中にに長さ方向に配置することができる。

本発明のカルボキシメチルセルロース繊維は、例え
ば、材料をゆるやかに放出させるための装置において、
樟脳もしくはメントールの如き材料用のまたは香料用の
吸収剤として用いることができる。樟脳またはメントー
ルのゆるやかな放出は、医療用途に望ましいであろう。
香料のゆるやかな放出は、空気洗浄化装置に望ましいで
あろう。

比較的低い置換度を有する本発明のカルボキシメチル
セルロース繊維は、製紙において、乾燥の際に繊維間の
強い結合の形成を助長するのに用いることができる。

カルボキシメチルセルロース繊維は、多くの他の用
途、例えば、フィルター、包装用の吸収性ライナーもし
くはマット、使い捨てワイプ、靴の内底、膨潤性ガスケ
ットもしくはシール、園芸における保湿性マット、保湿
性の包装または膨潤性セルフシールステッチ加工糸に、
吸収性繊維として用いることができる。

本発明を以下の実施例によって説明する。例中、部お
よび％は重量で示す。

例１水酸化ナトリウムおよびモノクロロ酢酸ナトリウムを
別々に水中に溶解させ、溶液を18℃に冷却した。溶液を
混合して、8.5％のNaOHおよび22.1％のClCH₂COONaを含
む処理溶液を形成した。商標「Tencel」の下で市販され
ている、1.7デシテックスの溶剤紡糸セルロース繊維、
即ち、その横断面全体にわたり実質的に均一な構造を有
する繊維のトウを処理溶液で２分間パジングし、マング
ル脱水して約150％のピックアップ（湿った繊維の重量
における増加）を得た。処理したトウを180℃で４分
間、カルボキシメチルセルロースナトリウムを形成する
ための繊維のセルロースの反応が起こる時間の間、乾燥
させた。乾燥させたトウを50％のエタノール（工業用ア
ルコール）、35％の水、５％のグリセロール、および10
％の酢酸を含む溶液で洗浄し、再乾燥した。

製造されたトウは、0.1を越える置換度、24.8cN/tex
の強力、および15.5％の伸長性を有していた。トウは、
自由に膨潤させた場合に、繊維１グラムあたり39グラム
の水道水（硬度460p.p.m.CaCO₃）を吸収した。繊維は、
少なくとも蒸留水または脱イオン水中に部分的に溶解
し、これらの精製水に対する吸収剤として用いることが
できず、実際の用途において、吸収される液体は一般に
水道水または水道水よりも鉱物に富む水性液である。0.
9％塩水に対するトウの吸収性は、水道水に対するより
もいくらか少ないが、繊維１グラムあたり20グラムより
も多いであろう。

0.5gの繊維を30mlの水に分散させ、５分間それを放置
することによって、自由膨潤吸収性を測定した。全ての
吸収性の測定において、繊維は、試験される前に65％の
相対湿度および20℃に状態調整された。分散液を、次い
で、細孔の大きさ100〜160ミクロンを有する焼成Mark
１漏斗を通して濾過し、５分間、または滴下が止まるま
で放置した。漏斗を通して濾過された水を秤量し、繊維
によって吸収された水の重量を引き算によって計算し
た。

例２および３処理したトウの乾燥に対して異なる時間および温度
（反応時間および温度）を用いて、例１の手順を繰り返
した。両方の場合に、置換度は0.1よりも大きく、強力
は約10cN/texであった。結果は、以下の通りであった。

例４および５処理溶液において異なる濃度の試薬を用いて、例１の
手順を繰り返した。両方の場合において、置換度は0.1
よりも大きかった。得られた結果は、以下の通りであっ
た。

（0.9％塩水における例４の生成物の自由膨潤吸収性
は、約8g/gであった。）例６および７水酸化ナトリウムおよびモノクロロ酢酸ナトリウムの
溶液を製造するために用いた水道水に塩化カルシウムを
添加したことを除き、例１の手順を繰り返した。塩化カ
ルシウムの濃度は、２％（例６）および３％（例７）で
あった。製造されたトウの水道水における自由膨潤吸収
性は、それぞれ33g/gおよび28g/gであった。両方の場合
において、強力は20cN/texよりも大きく、置換度は0.1
よりも大きかった。

例８ 1.7デシテックスの溶剤紡糸セルロース系繊維のトウ
を8.5％のNaOH水溶液でパジングし、約250％の吸収を得
た。処理したトウを180℃で８分間乾燥した。トウを次
いで22.1％のClCH₂COONa水溶液中に80℃で30分間浸漬し
た。例１に記載したように、トウを洗浄し、乾燥した。
製造された繊維の性質は、例２の繊維のものと同様であ
った。

例９ 1.7デシテックスの溶剤紡糸セルロース系繊維のトウ
を22.1％のClCH₂COONa水溶液でパジングし、マングル脱
水して約150％のピックアップを得た。処理したトウを1
80℃で４分間乾燥した。トウを次いで8.5％のNaOH水溶
液でパジングし、マングル脱水して約150％の吸収を得
た。処理したトウを再び180℃で４分間乾燥した。例１
に記載したように、乾燥したトウを洗浄し、乾燥した。

例10 処理の順番を逆にしたことを除き、例９の方法を繰り
返した。トウをまず水酸化ナトリウムで処理し、次いで
モノクロロ酢酸で処理した。

例９および例10で製造された繊維は、各々例１の繊維
と同様な性質を有していた。

例11 1.7のフィラメントデシテックスを有するTencel繊維
のトウを未乾燥状態で得た。トウをハンドマングルに通
した。マングル脱水後のトウに残留する水の量は、62％
であった。この湿ったトウを7.5％の水酸化ナトリウム
および22.1％のモノクロロ酢酸ナトリウムを含む溶液中
に室温（20℃）で２分間置いた。パジングしたトウを再
びマングル脱水した。マングル脱水後の合計ピックアッ
プは、75％であった。パジングおよびマングル脱水した
トウを次いで23％RH（相対湿度）および90℃にセットし
た状態調節箱において５分間反応させた。処理後トウに
保持された水の量は、13％であった。

熱処理後、トウを55％の工業用アルコール、42％の
水、および３％の酢酸を含む溶液中で洗浄した。洗浄し
たトウを次いで99％の工業用アルコールおよび１％のAt
las G1086乳化剤を含む仕上げ剤で処理した。この後、
トウを低温で乾燥し、繊維中の一部の残留水分を除去し
た。仕上げたトウをスタッファーボックス装置を用いて
捲縮加工した。捲縮加工した繊維をステープルに切断し
た。

繊維は、0.1よりも大きい置換度、22.5cN/texの強
力、および12％の伸長性を有していた。65％RHでの完全
に乾燥させた繊維の水分率は、17％であった。繊維の自
由膨潤吸収性を、水の代わりに0.9％塩水を用いた以外
は、例１の方法によって測定した。吸収性は、30g/gで
あった。また、５分間のまたは滴下が止まるまでの約3.
4kPaの加圧後の塩水の残量を、加圧後に絞り出された水
を秤量することによって測定した。繊維の吸収残量は、
20g/gであった。

比較例 A.同じフィラメントデシテックスを有する「Fibro」再
生セルロース（ビスコースレーヨン）のトウを用いて、
例11の手順を繰り返した。製造されたカルボキシメチル
化ビスコースレーヨン繊維は、0.9％塩水において11g/g
の自由膨潤吸収性と加圧後に9g/gの残量を有していた。
カルボキシメチル化ビスコースレーヨン繊維は、カルボ
キシメチル化溶剤紡糸セルロース繊維とは異なって、水
との短い接触後に表面において粘着性となった。

B.また、コーマ綿糸を用いて例11の手順を繰り返した。
カルボキシメチル化木綿は、10.5g/gの自由膨潤吸収性
および加圧後に9g/gの残量を有していた。

例12〜15 フィラメントデシテックス1.7を有する未乾燥Tencel
繊維のトウを水酸化ナトリウムおよびモノクロロ酢酸ナ
トリウムの溶液でパジングした。下記に示すように、試
薬の濃度は、異なる例において異なっていた。トウを軽
くマングル脱水して滴下を止め、合計ピックアップを測
定した。トウを、次いで90℃で13％の水分量に乾燥し
た。

得られたトウを、55％のエタノール、42％の水、2.5
％の酢酸、および0.5％のくえん酸を含む溶液中で洗浄
した。洗浄したトウを例11に記載したように仕上げ剤で
処理し、乾燥した。0.9％塩水における繊維の自由膨潤
吸収性および3.42kPa下での残量を測定した。また、置
換度（グルコース単位あたりのカルボキシメチル基の
数）を測定した。結果は、以下の通りであった。

繊維の強力は、置換度が増加するほど減少したが、全
ての場合に15cN/texよりも大きかった。

例16および17 異なるフラメントデシテックスを有する溶剤紡糸セル
ロース系繊維トウのサンプルを用いて、例15の方法を繰
り返した。得られた結果は、以下の通りであった。

例18〜20 本発明に従い製造された15％カルボキシメチル化繊維
を、商標名「Galaxy」の下で市販されている、85％マル
チリムド再生セルロース繊維とのブレンド中で、Shirle
y Miniature Cardを用いて、カーディングした。用い
たカルボキシメチル化繊維は、例18−例11に従い製造された捲縮加工繊維例19−捲縮加工工程を省略した例11に従い製造された繊
維例20−例15に従い製造された捲縮加工繊維であった。

カード処理したウエブをそれぞれ半径方向に膨張する
タンポンに形成し、200mmの静水頭空気圧を用いたこと
を除いて、GB−Ａ−2094637、第４頁〜第６頁に規定さ
れた「修正Syngina」試験における吸収性の試験をし
た。修正Syngina試験における吸収性を、１％の塩水で
試験した。得られた結果は、例18 6.5g/g 例19 6.0g/g 例20 7.6g/g であった。

比較として、この試験における100％「Galaxy」カー
ド処理ウエブから形成された同様なタンポンの吸収性
は、5.1g/gである。

例21および22 例15で製造された繊維を毛羽立ち木材パルプ（おしめ
における用途のための商標名「Sappi」および「Caima」
の下で市販されているパルプの混合物）と異なる比で配
合した。このような木材パルプおよび吸収性材料のブレ
ンドは、軽量おむつにおいて商業的に用いられている。
0.9％塩水における自由膨潤の条件下のブレンドの吸収
性および加圧後の残量を測定した。比較として、商標名
「Courlose」の下で市販されているカルボキシメチルセ
ルロースナトリウム（CMC）粉末（市販のCMC粉末のうち
で最も高い吸収度を有する）を同じ比で同じ木材パルプ
と配合した。得られた結果は、下記の通りであった。

これらの結果から示されるように、本発明によるカル
ボキシメチルセルロース繊維は、15％のレベルで用いた
場合に、CMC粉末と同様な量で吸収性を増大させたが、5
0％のレベルで用いた場合にかなりより大きな吸収性を
与えた。

例23 6.5％の水酸化ナトリウムおよび19.2％のモノクロロ
酢酸ナトリウムの溶液を製造し、処理浴において−２℃
に冷却した。未乾燥「Tencel」1.7デシテックスフィラ
メントのトウを5m/分で連続的に100kPaのローラニップ
（乾燥トウに基づいて含水量を62％に減少させる）、上
記処理浴、34kPaのローラニップ（75％の合計溶液ビッ
クアップを得る）、および７分間90℃/10％RHの乾燥キ
ャビネットに通した。処理したトウを例11に記載したよ
うに洗浄し、再乾燥して、ステープルに切断した。

製造された繊維は、0.1よりも大きい置換度、0.9％塩
水において34.1g/gの自由膨潤吸収性と24.4g/gの残量、
および10cN/texよりも大きい強力を有していた。この吸
収性を有する繊維は、処理浴の温度が約０℃に保持され
た場合に連続的に製造することができるが、処理浴の温
度が上昇した場合には製造された繊維の吸収性特性は時
間経過によりわずかに落ちる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジェームス，ジムロバートイギリス国，ウォーウィックシャーシーブイ12 ８アールアール，ベッドワース，アンブルサイドロード 60 (56)参考文献特開平３−825（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−15458（ＪＰ，Ａ) 英国特許2094802（ＧＢ，Ｂ) 英国特許2220881（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06M 13/00 - 13/535

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】グルコース単位あたり少なくとも0.1個の
カルボキシメチル基の置換度を有するカルボキシメチル
セルロース繊維であって、繊維が、溶剤紡糸セルロース
繊維から誘導され、自由膨潤法によって測定して、繊維
１グラムあたり少なくとも８グラムの0.9％塩水の吸収
性、および少なくとも10cN/texの強力を有することを特
徴とするカルボキシメチルセルロース繊維。
【請求項２】グルコース単位あたり0.2〜0.5個のカルボ
キシメチル基の置換度を有することを特徴とする、請求
項１記載のカルボキシメチルセルロース繊維。
【請求項３】自由膨潤法によって測定して、繊維１グラ
ムあたり15〜40グラムの0.9％塩水の吸収性を有するこ
とを特徴とする、請求項１または２記載のカルボキシメ
チルセルロース繊維。
【請求項４】強アルカリならびにモノクロロ酢酸および
その塩から選ばれるモノクロロ酢酸試薬とセルロース繊
維を反応させることによるカルボキシメチルセルロース
繊維の製造方法であって、用いられるセルロース繊維が
溶剤紡糸セルロース繊維であることを特徴とする、方
法。
【請求項５】用いられる溶剤紡糸セルロース繊維が未乾
燥繊維であることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】溶剤紡糸セルロース繊維が４〜10重量％の
アルカリ金属水酸化物および10〜25重量％のモノクロロ
酢酸塩を含む水溶液と接触されることを特徴とする、請
求項４または５記載の方法。
【請求項７】強アルカリおよびモノクロロ酢酸試薬が繊
維に適用された後に、溶剤紡糸セルロース繊維が80〜15
0℃の範囲の温度に加熱されることを特徴とする、請求
項４〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】強アルカリおよびモノクロロ酢酸試薬が生
成以来20℃またはそれ以下の温度に保持されていた水溶
液から一緒に溶剤紡糸セルロース繊維に適用されること
を特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項９】加熱前にアルカリ金属水酸化物およびモノ
クロロ酢酸塩の別々の溶液が溶剤紡糸セルロース繊維に
適用されることを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項１０】カルボキシメチルセルロース繊維と１種
またはそれ以上の他の紡織繊維または毛羽立ち木材パル
プとの混合物である層を含み、前記層が10〜50重量％
の、請求項１〜３のいずれかに記載したカルボキシメチ
ルセルロース繊維または請求項４〜９のいずれかに記載
の方法によって製造されたカルボキシメチルセルロース
繊維を含むことを特徴とする、吸収性身辺製品。