JPS62141121A - ゲル状バインダー繊維とその製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、乾燥状態では、繊維間を結合する役割を果す
が、水中に投入するとヒドロゲル化して結合力を失うバ
インダー繊維及びその製造方法に関するものである。

従来の技術 自己接着性を有しない、あるいは有していても非常に小
さいために、単独では製紙することができないパルプ状
物や短繊維を製紙する場合に、混合して用いるバインダ
ー繊維としては、これまでポリビニルアルコール繊維、
エチレン−酢酸ビニル共重合体繊維、ポリエチレン繊維
、ポリプロピレン繊維又はこれらの複合繊維が知られて
いる。

これらのバインダー繊維は、所要の主材となる短繊維に
混合し、紙状体を形成させたのち、加熱し、これらの短
繊維同士を融着するものである。

ところで、近年水洗トイレ用のトイレットペーパーや生
理用品の需要が増加するとともに、使用後水中に投入し
たときに、速やかに偵維状に離解される紙製品への要望
が高まってきている。

しかし、従来のバインダー繊維のうち、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレンから成る
ものは、水に対して安定なために、橡維状に離解するこ
とは非常に困難である。また、ポリビニルアルコール繊
維も常温下では水中で膨潤するだけで、溶解しないので
、加熱するか、化学薬品を添加するか、あるいはパルパ
ーなどにより大きなせん断力を与えるなど特別な処理を
加えなければ離解することができない。

したがって、これまで水洗トイレのフラッシュ流程度の
せん断力で、簡単に個々の繊維に解離しりろ紙製品を与
えるバインダー繊維は全く知られていなかった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、乾燥状態では繊維間結合力を有し、紙力の増
強作用を示すが、湿潤状態では吸水してヒドロゲルとな
り繊維間結合力を失ない、小さいせん断力でも容易に離
解が可能なバインダー繊維を提供することを目的として
なされたものである。

問題点を鱗形するための手段 本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、アルギン酸とアルギン酸アルキレ／グリコ
ールエステルとの混合体の非水溶性塩から成る繊維は、
乾燥状態では繊維間結合力を有するが、湿潤状態ではヒ
ドロゲル化して繊維間結合力を失うことを見出し、この
知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、アルギン酸塩とアルギン酸アルキ
レングリコールエステルとの混合体の非水溶性ヒドロゲ
ルから成るバインダー繊維を提供するものである。

このようなバインダー繊維は、水溶性アルギンアルギン
酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、マグ
ネシウム塩、水銀塩などが６Ｄ、これらは単独で用いて
もよいし、また２種以上組み合わせて用いてもよい。

他方、アルギン酸アルキレンクリコールエステルの例と
しては、アルギン酸エチレングリコールエステル、アル
ギン酸プロピレングリコールエステル、アルギン酸ブチ
レングリコールエステルなどを挙げることができる。こ
れらは例えばアルギン酸とアルキレンオキシドとの反応
によって得ることができる。これらは単独で用いてもよ
いし、また２種以上組み合わせて用いてもよい。

水溶性アルギン酸塩とアルギン酸アルキレングリコール
エステルとの混合割合は、重量比で９５二５ないし１０
：９０の範囲内で選ばれる。この場合、アルギン酸アル
キレ／グリコールエステルの割合が多いほど得られる繊
維はヒドロゲル化しやすくなるが、あまり多くなると紡
糸時の凝固速度が低下し、作業能率が低下する原因とな
るので、９０重量％が最高限度である。

紡糸用のドープは、上記の水溶性アルギン酸塩とアルギ
ン酸アルキレンクリコールエステルとの混合物を、２〜
１０重量％の範囲の濃度で水に溶解することによって調
製される。この際、水溶性アルギン酸塩とアルギン酸ア
ルキレングリコールエステルとは、それぞれ別個に所定
量を秤量して水中に加えてもよいし、またアルギン酸ア
ルキレングリコールエステルの製造時にエステル化度の
低いものを形成させ、所望の割合に対応するアルギン酸
塩とエステルとを含むブロックポリマー状の物質とし、
これを水中に加えてもよい。

このようにして得られるドープは、濾過して不溶物を除
き、さらに脱泡して紡糸に使用される。

紡糸は、上記のドープを例えばギヤーポンプなどにより
定量的に、多数のノズルを備えた紡糸口金から、凝固浴
中に押出すことによって行われる。

凝固浴としては、水溶性アルギン酸塩の陽イオンと交換
してこれを不溶化しうる金属イオンの水溶性塩を含む溶
液が用いられる。このような水溶性塩としては、例えば
カルシウム、バリウム、ストロンチウム、アルミニウム
、亜鉛、ニッケル、コバルト、クロム、銅、マンガン、
鉛などの金属の塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩を挙
げることができる。これらの水溶性塩は単独で用いても
よいし、また２種以上組み合わせて用いてもよい。

この凝固浴には、必要に応じ、繊維表面を変性するため
に、親水性の有機溶剤、例えばメタノール、エタノール
、アセトン、酢酸エチル、ギ酸工チル、酢酸アミド、ギ
酸アミドや、各種の界面活本発明のバインダー繊維の紡
糸は、上記の水手ドープをノズルを通して凝固液中に導
入することにより、湿式で行われる。バインダーとして
の効果から考えるとノズル径を小さくして繊度の小さい
繊維に紡糸する方が比表面積が大きくなるので好ましい
が、あまり繊度を小さくすると繊維強度が不十分になる
ので、ノズル径としては０．０１〜０、５　ａｍの範囲
が適当である。

紡糸された繊維は引取ローラに巻き取られ、抄造に適す
る長さ、すなわち１．０〜２０．０　ｍｍ好ましくは２
．０〜１０．０１１Ｉｌ＋＋に裁断されたのち、乾燥す
る。

このようにして得られるバインダー繊維は、水の存在下
ではヒドロゲル状の繊維形態を保持し、他の短繊維又は
バルブ状物と混合して、容易に抄造することができる。

そして、これを乾燥すると、各繊維間を相互に接着する
作用を示すが、再び水中に投入すると可逆的にヒドロゲ
ル化し、接着作用を失うため各繊維は解離する。

本発明のバインダー繊維は、自己接着性を有しない他の
繊維材料と混抄し、シートを形成させるために用いるこ
とができる。このような繊維材料トシてハ、フラッフパ
ルプ、レーヨン繊維、キュプラ繊維、キチン質繊維、コ
ラーゲン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポ
リアミド繊維、ポリエステル繊維などがある。これらは
、自己接着性がないため、単独で抄造したのではシート
とすることができないが、これらに対し１０〜１００重
量％の割合でバインダー繊維を混合した場合には、常法
に従い抄造することにより容易にシートを製造すること
ができる。

本発明のバインダー繊維は、アルギン酸塩とアルギン酸
アルキレングリコールエステルから成るものであるが、
これらの化合物はいずれも食品添加物として公認されて
おり、人体に触れても安全であるばかりでなく、止血作
用など望ましい薬理活性を有しているので、食品包装用
としてもなんら制限されることがない。本発明のバイン
ダー繊維を用いて製造されたシート状成形物は、乾燥状
態では高い強度を有するが、水中では該バインダー繊維
が速やかに水を吸収してヒドロゲルとなり、同時に接着
能を失うため７−トは各構成繊維に離解しやすい状態と
なり、水洗トイレのフラッシュ流程度のせん断力でも離
解しうる。さらに、本発明のバインダー繊維はアルカリ
水溶液中でアルカリ金属イオンと速やかにイオン交換し
て、水に溶解するという性質を有している。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ アルギン酸ナトリウム５０重量部とアルギン酸プロピレ
ングリコールエステル５０重量部の混合物を水に対して
５重量％になるように混和した。

次いで、平均孔径５０μのセラミックフィルターを濾過
圧３．５　Ｋｇ　／　ｃｎｉ　Ｇで濾過して不溶性異物
を除去し、紡糸用ドープを調製した。湿式紡糸機の原料
槽に該ドープを供給し、アスピレータ−を用いて一昼夜
７６０．Ｈ５’の負圧に減圧して脱気した。その後、原
料供給槽の圧力を１．０　ｈ　／　ｃａ　Ｇまで加圧し
、ギアポンプでドープの吐出速度を１６．８　ｍＡ　７
分に調整して、白金ノズル（０，１０ｍｍφｘ　１００
０　Ｈ）を介して５％塩化カルシウム水溶液からなる凝
固浴中に押出したところ、ゲル状の水不溶性繊維が形成
された。この繊維を３つ１組のゴデツト３組を通し、そ
の際第１ゴデツトの回転速度を２０　ｒｐｍ。

第３ゴデツトの回転速度を２６　ｒｐｍにして延伸倍率
１．３倍で微かな引張りがかかるようにしながら連続糸
として巻き取った。

巻き取った連続糸は寒天状の外観を呈する極めて柔軟な
繊維であった。これを切断してゴデツトから取りはずし
、遠心脱水機で脱水後、ギロチンカッターで繊維長３．
０順に切断して短繊維とし、バインダー繊維を得た。

このバインダー繊維は水に分散させると速やかに均一に
分散し、あたかも溶解したかのような状態になった。し
かしながら、水分散液は全く粘着性を持たず、バインダ
ー繊維は繊維状ヒドロゲルとして分散していた。

参考例１ 実施例１で得られたバインダー繊維を単独でＪ工ｓ　Ｐ
　８２０９に準じて抄紙し、金網から湿紙をｐ紙に付着
させて取り、プレスした後濾紙に付着させたまま乾燥し
たバインダー繊維シート〔アルギン酸／アルギン酸フロ
ピレンゲリコールエステル（５０：５０）のカルシウム
塩繊維〕は、濾紙と密着し、全く剥離することができず
、天然セルロースと極めて強度に繊維間結合し、バイン
ダー繊維としての性質を持っていることが判明した。

この密着したバインダー繊維紙と濾紙に水を十分に与え
て湿紙としたところ、該バインダー繊維紙はｐ紙から容
易に剥離することができた。これにより、湿潤状態では
該バインダー繊維紙は迅速にバインダー性能を失うこと
が判明した。

参考例２ 繊維長５．　Ｏｒｔａｎの１．５デニールの製紙用レー
ヨンに対して、実施例１で得られたバインダー繊維１０
０重量部に対して３０重量部添加して、Ｊ工５Ｐ８２０
９に準じてレーヨン紙を製造した。抄紙用短繊維の水分
散性は極めて良好で、良好な地合のレーヨン紙が得られ
た。製紙時の乾燥工程において該バインダー繊維はゲル
性を失い、得られたレーヨン紙は従来の高吸収性バイン
ダー繊維を用いた場合に見られるようなべとつきはなか
った。このレーヨン紙の物性は坪量６７．７　ｔ　Ｈ１
厚さ０．２６１１１１ｆｆｌ。

密度０．２５８　、裂断長１．８９　ｋｍであった。

添付図面はこのレーヨン紙と定量１紙（密度０．５２８
７のクレム吸水度を示すグラフである。このグラフから
明らかなようにこのレーヨン紙は短時間の吸水性に特に
優れている。

このレーヨン紙を水中に浸し、しばらく放置後、激しく
ガラス棒でかきまぜると構成繊維間結合が切断してレー
ヨン繊維は離解してきた。かきまぜ続けていると、結束
繊維のないレーヨン繊維に完全に解体された。

参考例３〜５ 参考例２におけるバインダー繊維の製紙用レーヨン繊維
１００重量部に対してそれぞれ１０重量部、２０重量部
及び９０重量部とした以外は参考例２と同様にしてレー
ヨン紙を抄造した。いずれの場合も抄紙用短繊維の水分
散性は良好で、地合の均一なレーヨン紙が得られた。得
られたレーヨン紙の物性は第１表のとおりである。

第　　　１　　　表 各レーヨン紙を水中に浸した場合、バインダー繊維量が
多い程、離解の速度は遅かったが、いずれも激しくガラ
ス棒でかきまぜる程度で繊維の結束がなくなった。

実施例２ アルギン酸ナトリウムとアルギン酸プロピレングリコー
ルエステルの混合割合を重量比で、それぞれ９５：５．
９：１０．８０：２０，７０：３０及び６０：４０とし
、孔径が０．１＃及び０．０５５順の白金ノズルを介し
て押出した以外は実施例１と同様にしてバインダー繊維
を製造した。

紡糸の際、アルギン酸プロピレングリコールエステルの
混合割合が多くなるにしたがって、ゲルが柔軟になり、
極めて湿潤状態での単繊維強度の低い繊維が得られたが
、連続糸として巻き取ることはできた。

参考例６〜１０ 実施例２で得られた５種類のバインダー繊維を繊維長３
Ｍに切断し、標準離解機で分散して、くい取った後、プ
レス圧を３．５〜１１’ｇ／ｃｎの範囲内で脱水後常法
で風乾した。乾燥後試料をサラン布からはがし取って該
バインダー繊維のみからなろ紙を得た。この繊維だけで
も自己接着性を有し、その紙の物性は第２表のとおシで
ある。

第　　　　２　　　　表 発明の効果 本発明のヒドロゲル系バインダー繊維は、乾燥状態では
強力な繊維間接着力を有するにもかかわらず、湿潤状態
では速やかにヒドロゲルとなシ繊維間接着力を失う上に
べとつきを生じないので、トイレットペーパー、紙おむ
つその他のディスポーザブルな生理衛生製品用のシート
状成形物を抄造するために用いるのに好適である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のバインダー繊維を用いて抄造したレーヨ
ン紙と定量ｐ紙のクレム吸水度を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アルギン酸塩とアルギン酸アルキレングリコールエ
   ステルとの混合体の非水溶性ヒドロゲルから成るバイン
   ダー繊維。 ２　水溶性アルギン酸塩とアルギン酸アルキレングリコ
   ールエステルを含有する水系ドープを、湿式紡糸して非
   水溶性ヒドロゲルから成る繊維を形成させたのち、乾燥
   することを特徴とするバインダー繊維の製造方法。