JPH03279471A - 超吸水短繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は吸水繊維の製造法に関し、詳細には衛生材料、
医用材料、食品包装材等に用いられる水に不溶性のカル
ボキシメチルセルロース系超吸水短繊維の製造法に関す
るものである。

［従来の技術］ カルボキシメチルセルロースは液体吸収材料として必要
な優れた液体吸収力及び保持力を有しており、生理用品
や使い捨ておしめ等に使用されている。また近年では食
品流通分野においても生鮮食料品の鮮度維持を目的とす
る包装シートや水分調節シート等に添加される等、その
用途は拡がっており、製造方法に関しても種々の手段が
検討されている。

ところで上記カルボキシメチルセルロースを他の繊維と
均一に混合してシート化しようとする場合、その繊維形
態はステープル状であることが望まれる。このようなス
テーブル状のカルボキシメチルセルロースの製造法とし
ては、特公昭６〇−１５６４１号公報にポンプ循環系を
備えた容器を使用する方法が開示されている。この方法
は該容器にセルロース繊維を充填し、エタノール系溶液
を循環接触させることによって、均一なエーテル化度を
有するカルボキシアルキルセルロースを得る方法である
。しかしながらこの方法によってカルボキシメチル化を
行なった場合、エーテル化剤であるモノクロル酢酸が副
反応によって消費されてしまうのと同時に、ＮａＣ１等
の副成物が８成して後工程の洗浄効率を低下させるとい
う問題を有している。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこのような事情に着目してなされたものであフ
て、アルカリ金属イオンの存在下にセルロース系繊維を
カルボキシメチル化するに当たり、副反応によるエーテ
ル化剤の消費を抑制し、副成物の量を少なくすることを
目的とするものである。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成した本発明とは、反応溶媒として水−イ
ソプロピルアルコール−界面活性剤からなる均一液体を
用いることを要旨とするものである。

［作用］ カルボキシメチルセルロースの製造法において一般的な
有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール等のアルコール系の溶剤に苛性ソーダ水
溶液を混合分散もしくは溶解させたものが挙げられる。

本発明においてはモノクロル酢酸の消費効率及び後工程
での洗浄効率の観点から以下述べる理由により、イソプ
ロピルアルコールを用いる。

すなわちメタノール及びエタノールの溶液系でカルボキ
シメチル化を行なう場合、水溶液中の苛性ソーダがメタ
ノール及びエタノールと副反応を起こし、ナトリウムメ
トキサイドやナトリウムエトキサイドを生成する。

ＣＨ３０Ｈ＋ＮａＯＨ→ＣＨ，，ＯＮａ　＋　）１２０
Ｃ２Ｈ５０Ｈ＋　ＮａＯＨ−４Ｃ２Ｈ５ＯＮａ＋　　Ｈ
２Ｏこの副反応における生成物がモノクロル酢酸ナトリ
ウムと反応し、不純物であるＮａＣ１を生成するもので
ある。

ＣＨ３ＯＮａ＋　ＣＩＣＨｚＣＯＯＮａ＝　Ｃ）ｌｓＯ
ｃ）１２ＣＣ１［ｌＮａ＋　ＮａＣｌＣ２Ｈ５ＯＮａ　
＋　ＣＩＣ）１２ｃＯＯＮａ−＝Ｃ２）１５０ＣＨ２Ｃ
ＯＯＮａ　＋ＮａＣ１このように、モノクロル酢酸ナト
リウムが副反応で消費されることによってモノクロル酢
酸の消費効率が低下するのと同時に、該副反応で生成し
たＮａＣ１が製品に不純物として残留し後工程での洗浄
効率を低下させるものである。これに対してイソプロピ
ルアルコールの溶液系でカルボキシメチル化を行う場合
には、苛性ソーダとイソプロピルアルコールとの反応性
が小さい為に、副反応によるモノクロル酢酸の消費量も
少なくなり、ＮａＣ１の生成も抑制できることとなる。

但しイソプロピルアルコールの溶液系でカルボキシメチ
ル化を行なうときは、苛性ソーダ水溶液とイソプロピル
アルコールが分離するので反応溶液を均一な液体とする
目的で界面活性剤を添加することが必要である。尚界面
活性剤としては、苛性ソーダ水溶液とイソプロピルアル
コール溶液を均一に分散または溶解させる界面活性剤で
あれば、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤
、アニオン系界面活性剤のいずれでも良いが、カルボキ
シメチル化に使用される様な高濃度のアルカリ水溶液中
における安定性からみると、第４級アンモニウム塩型の
カチオン界面活性剤もしくは脂肪族アルコール硫酸エス
テル塩系アニオン界面活性剤が特に好ましい。

本発明には、レーヨン、ポリノジック、銅アンそニア繊
維等の再生セルロース繊維及び紹等の天然セルロース繊
維を含む広範な意味としてのセルロース系繊維を適用で
きるが、重合度４００以上という高結晶度繊維であるポ
リノジック以外の繊維でカルボキシメチル化を行なうと
繊維の引張抵抗性の低下幅が大きく、例えばカード工程
といった後工程の製造条件に注意を要する。従って最も
好ましいセルロース系繊維としてはポリノジックである
といえる。

次に本発明のカルボキシメチルセルロース繊維にとって
必要な水膨潤性を得る為には、置換度が０．２〜０，８
、好ましくは０．３〜０．６であることが望まれる。

またカルボキシメチルセルロースの製造法としては、溶
媒法及び及び水媒法が知られているが、上記範囲の置換
度において繊維形状のカルボキシメチルセルロースを得
るためには溶媒法が好ましい。

本発明方法は、反応溶媒に特徴を有するものであり、反
応装置によって特に限定されるものではないが、後述す
る実施例においてはオーバーマイヤー型染色機を使用し
た。該オーバーマイヤー型染色機の反応容器にセルロー
ス系短繊維を充填するに当たって、充填率が０．１５ｇ
／ｃｍ３より小さいと充填した繊維塊の隙間が不均一と
なり間隙の大小によって反応液の流通量が異なり、置換
度が容器内の充填位置によりばらつくこととなる。一方
充填率が０．５ｇ／ｃｍ’より大きいと反応液が繊維塊
内を通過するにあたり通過前後の圧力差が大きくなって
繊維にダメージを与え捲縮特性を変化させカード工程を
はじめとする後工程での通過性に悪影響を及ぼす、従っ
て反応容器への充填率は０．１５〜０．５ｇ／ｃｍ’、
より好ましくは０．３〜０．５ｇ／ｃｍ’が望まれる。

また上記オーバーマイヤー型染色機を使用するに当たり
、繊維に対する加工液の比率（浴比）は、１：５より小
さいと均一な液循環が得られず置換度がばらつき、１：
５０より大きくなると溶剤の使用量が多くなりコストア
ップにつながるので、１：５〜１：５０．好ましくは１
：１０〜１：３０が望まれる。

［実施例コ 東五■ニ オーバーマイヤー型染色機に１．５デニール、３８ｍｍ
のポリノジック短繊維１ｋｇを充填し以下に示す組成の
加工液で６５℃、３時間処理しカルボキシメチル化を行
）た。

苛性ソーダ　　　　　　　　４８５ｇ モノクロル酢酸　　　　　　５１５ｇ イソプロピルアルコール　　１０．７Ｊ２水　　　　　
　　　　　　　　　　　　１．８１マーセリンＰＥＳ　
　　　　　　　５０ｇ（明成化学工業■製　第４級アン
モニウム塩系界面活性剤） 処理後のポリノジック短繊維をメタノール／水の４／１
混合溶液およびメタノールで洗浄した後、メタノール油
剤溶液を付与した。次いで遠心脱液し６０℃で３０分間
乾燥したのち１００ｔで１０分間熱処理を施し、超吸水
繊維を得た。

檀内の６か所からサンプリングしそのエーテル化度およ
び吸水倍率を測定した。結果を第１表に示した。

平均のエーテル化度は０．４６であり、モノクロル酢酸
の有効利用率は５１％となった。残留モノクロル酢酸濃
度は１６．５ｇ／ｆＬであった。

東ｉ班ユ 界面活性剤としてマーセリンＨ３Ｏ（可成化学工業■製
、脂肪族アルコール硫酸エステル塩）を５０ｇ使用した
外は実施例１と同様にしてカルボキシメチル化を行い超
吸水繊維を得た。特性値を′！Ｊ２表に示した。

平均のエーテル化度は０．４６であり、モノクロル酢酸
の有効利用率は５２％となった。残留モノクロル酢酸濃
度は１６．１ｇ／Ｊｌであった。

■軟■ユ 界面活性剤を含まない外は実施例１と同様にしてカルボ
キシメチル化を行った。特性値を第３表に示した。平均
のエーテル化度は０．２８であり、モノクロル酢酸の有
効利用率は３２％となりた。残留モノクロル酢酸濃度は
２２．９ｇ／ｆであった。

比較例２ イソプロピルアルコールの代わりにエタノールを用いた
以外は比較例１と同様にしてカルボキシメチル化を行フ
た。特性値を第４表に示した。平均のエーテル化度は０
．４８であり、モノクロル酢酸の有効利用率は５２％と
なフた。残留モノクロル酢酸濃度は８．２ｇ／Ｊ２であ
った。

尚実施例における吸水倍率、エーテル化度等の各比率は
以下の様にして求めた。

（吸水倍率） 試料的０．５ｇを精秤しくＷＯ）、ポリプロピレン製不
織布の袋に入れ０．９％食塩水５００ｍｊ！中に３０分
間漫潰した。３０分間空中に吊るして水切りを行なった
後、秤量しくＷｌ）、次式−にょって吸水倍率を求めた
。

Ｗ＋　　　Ｗｅ−Ａ 吸水倍率（Ｘ）− ＷＯ Ａ−不織布袋のみの吸水後重量 （吸水保持倍率） 吸水倍率測定後サンプルを濾紙（ＴＯＹＯ５Ａ　　１１
０ｍφ）２枚ではさみ、その上に５００ｇの荷重をかけ
て３０分間静置した後サンプルを秤量しくＷ２）、次式
によって吸水保持倍率を求めた。

ｗ２−Ｗｏ　　−Ｂ 吸水倍率（Ｙ）＝ Ｏ Ｂ＝不織布袋のみを吸水し、加圧脱水した後の重量 （吸収水の保持性） 前記吸水倍率をＸ、吸水保持倍率をＹとすると吸収水の
保持性は次式で示される。

Ｒ（％）＝　　　　　　Ｘ１００ （エーテル化度） ＣＭＣ試料を完全酸型とした後、酸塩基滴定法によりそ
のカルボキシル基を求めて算出した。

（反応の均一性） 反応容器内の６か所からサンプリングし、その吸水倍率
およびエーテル化度のばらつきをみた。

（モノクロル酢酸の利用効率） 仕込んだモノクロル酢酸のモル数に対するエーテル化度
によって反応に要したモノクロル酢酸のモル数を求めて
有効利用倍率を算出した。

（残留モノクロル酢酸濃度） 処理後の残留液をサンプリングし硝酸銀滴定法により遊
離塩素濃度を求めた。次に残留液をサンプリングし苛性
ソーダ水溶液中で分解後、硝酸銀滴定法により全塩素濃
度を求めた。この両者の差から遊離していない有効塩素
濃度、即ち残留モノクロル酢酸濃度を求めた。

第 表 （実施例１） 弗 表 （実施例２） 第 ３ 表 （比較例１） 第 表 （比較例２） 上記実施例から次の様に結論づけることができる。実施
例１．２は本発明による製造法であり、吸水倍率、吸収
水の保持性が共に優れ、しかも槽内６か所のサンプリン
グ部位でばらつきが少ない。さらにモノクロル酢酸の有
効利用率が高く残留モノクロル酢酸濃度も高い。

これに対して比較例１は有機溶媒としてイソプロピルア
ルコールを用い界面活性剤を加えていない場合であり、
本発明の実施例に比べてエーテル化度及びモノクロル酢
酸有効利用率が著しく低く吸水倍率及び吸収水の保持性
も低い、さらに槽内６か所のサンプリング部位における
ばらつきが著しく、反応が不均一に進行したことがわか
る。

比較例２は有機溶媒としてエタノールを用い界面活性剤
を加えていない場合のものであり、本発明の実施例と比
べてエーテル化度がほぼ同一であるにもかかわらず残留
モノクロル酢酸が副反応によって消費されたことがわか
る。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されているのでセルロース繊維
をカルボキシメチル化するに当たり、エーテル化剤の消
費効率及び後工程での洗浄効率を高めることが可能とな
り、同時にエーテル化剤の利用効率も高く、均一な反応
が得られる超吸水短繊維の製造法が提供できることとな
った。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルカリ金属イオンの存在下にセルロース系繊維をカル
   ボキシメチル化するに当たり、反応溶媒として水−イソ
   プロピルアルコール−界面活性剤からなる均一液体を用
   いることを特徴とする超吸水短繊維の製造法。