JPS6229531B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は撚り糸に関する。さらに詳しくは、水
膨潤性を有し特殊な機能をもたせた撚り糸に関す
る。 従来水膨潤性を有する繊維物質としてはポリア
ルギン酸より作られた繊維、カルボキシメチル化
セルロース繊維、ニトリル基に−COOX基を導入
したアクリル繊維等を利用したものが種々知られ
ている。しかし、これらの繊維体において高吸収
性（水膨潤性）を有するものは、湿潤強力や湿潤
時の腰がないため、それらの適用範囲が限られ、
又綿状パルプ等他の吸収性物品に組み込んでもそ
の吸収効率が悪いという欠点を有している。 又従来撚り糸は知られているが、糸に撚りを与
える目的は一般的には強度を持たせること、特殊
な外観風合いを与えること、糸むらをなくすこと
等であつて、糸を撚ることにより吸水時に優れた
収縮伸縮性を示す撚り糸は知られていない。 本発明の１つの目的は、水膨潤性を有し、又吸
水時に優れた強度を有する撚り糸を提供すること
にある。更に詳しくは吸水時に優れた収縮性を示
し、吸水収縮力10ｇ以上及び吸水収縮率10％以上
を有する撚り糸を提供することにある。 本発明の上記目的は、(1)アクリロニトリルを主
成分とするアクリル糸を化学処理してニトリル基
からカルボキシル基を誘導した加水分解アクリル
糸の単糸を撚り係数2.5以上に加撚して成るか、
又は(2)上記加水分解アクリル糸の単糸の複数本或
は加水分解アクリル糸の単糸50重量％以上と非水
膨潤性糸とからなる複数本を撚り係数2.5以上に
撚り合わせて成り、上記加水分解アクリル糸の−
COOX基（Ｘ：Li、Ｋ、Na、NH₄）で示される塩
の形のカルボキシル基が0.7〜4.0ｍmol／ｇであ
るか、又はその−COOX基が4.0〜9.0ｍmol／
ｇ、架橋度が２〜６級、水膨潤度が10〜300c.c.／
ｇである撚り糸によつて達成される。即ち本発明
者等は上記加水分解アクリル糸に撚りを与えた糸
は、吸水時に大きく収縮し、伸縮性が付与される
ことを見出して本発明に到つたものである。上記
非水膨潤性糸としては、例えば綿糸、レーヨン糸
或いは合成繊維が挙げられるが、これらの非水膨
潤性糸を加水分解アクリル糸と撚り合わせる場合
は50重量％以上は上記水膨潤性の加水分解アクリ
ル糸とすることが必要であり、50重量％以下であ
ると吸水性能が低下するので好ましくない。 本発明に於て水膨潤度とは乾燥した試料（糸を
単繊維にほぐす。）0.2〜0.5ｇを秤取し（これを
ｘｇとする）、これを内径10mmφのメスシリンダ
ー中に投入し、外径約９mmの円柱形の10ｇ分銅を
その底が試料に乗るようにメスシリンダー中へ入
れ、しかる後純水25〜50c.c.を入れて25℃に保ち、
48時間後試料の膨潤により上昇させられた分銅の
底の位置を読みとる（これをｙc.c.とする）。 こうして 水膨潤度（c.c.／ｇ）＝ｙ／ｘ として求められるものであり、みかけの水膨潤性
を表すものである。 又、本発明に於て撚り係数とは次の式によつて
求めた値である。 Ｋ＝Ｔ／√ Ｋ：撚り係数 Ｔ：インチ当りの撚り数 Ｎ：糸のメートル番手（ｎ番手の糸をｌ本撚る場
合はＮ＝ｎ／ｌ） 尚この時複数本撚り合わせる場合には、下撚り
は撚り数には入れないが、単糸の場合には下撚り
も撚り数に加えて計算する。 本発明者らの研究によればアクリル糸の吸水収
縮性は、アクリロニトリルを主成分とするアクリ
ル糸を出発原料とし、これに化学処理を施すこと
により特定量の塩の形のカルボキシル基やその架
橋構造を導入し、その糸に対して大きな撚りを与
えることにより発現することが明らかになつた。 従来、アクリロニトリルを主成分とする繊維を
酸又はアルカリで加水分解することによりカルボ
キシル基を導入することは特公昭38−110号公
報、工業化学雑誌68 1309（1965）、特開昭49−
7526号公報等を始め種々提案されているが、いず
れの場合もイオン交換、水膨潤性等を付与するた
め等の目的をもつて行われるもので、本発明のよ
うにこれを糸として撚ることにより優れた水収縮
性及び伸縮性が得られるものではなく、従つて本
発明の撚り糸は全く新規なものである。 本発明の上記目的を達成するためには、アクリ
ル糸への−COOX基（Ｘ：Li、Ｋ、Na、NH₄）で
示される塩の形のカルボキシル基導入量が0.7ｍ
mol／ｇ以上必要であり、0.7ｍmol／ｇ未満では
吸水収縮性が落ちる。しかし、一方カルボキシル
基導入量が4.0ｍmol／ｇ以上になると吸水時にカ
ルボキシル基を導入した加水分解アクリル糸が溶
解するという現象が起り好ましくない。又一般に
単糸にはあらかじめいわゆる下撚りが与えられて
いるが、それだけでは撚りが十分ではないので、
更に加撚して撚り係数を2.5以上にする必要があ
る。 ここで塩の形のカルボキシル基導入量は、まず
十分乾燥した試料0.2〜0.5ｇを精秤し（これをｘ
ｇとする）、これを1N塩酸水溶液20ml中に24時間
以上浸漬し、上澄液又は液５mlを採取し、
0.1M苛性ソーダ水溶液で滴定（苛性ソーダ水溶
液消費量をｙc.c.とする）することにより下式によ
り求められるものである。 −COOX基量（ｍmol／ｇ）＝0.4（50−ｙ）／ｘ このようなカルボキシル基を導入した加水分解
アクリル糸を製造するには、アクリロニトリルを
主成分とするアクリル糸を鉱酸又はアルカリによ
り加水分解し、鉱酸の場合には加水分解後アルカ
リに接触させ、カルボキシル基を最終的に塩の形
にすることにより簡単に得られる。この時塩とし
てはLi、Ｋ、Na及びNH₄から選らばれたカチオ
ン塩の形のカルボキシル基が適当である。 尚撚り糸を製造する場合、単糸にカルボキシル
基を導入してから撚糸するのが好ましいが、アク
リル糸を撚糸してからカルボキシル基を導入して
もよい。 更に本発明者はカルボキシル基導入量が上記に
規定する範囲よりも大きな加水分解アクリル糸で
も、これを架橋することにより水に対して溶解す
ることなく、本発明の目的を達成し得る加水分解
アクリル糸を見出した。即ち本発明の目的に適す
る架橋された加水分解アクリル糸は、カルボキシ
ル基導入量4.0〜9.0ｍmol／ｇ、架橋度２〜６
級、水膨潤度15〜300c.c.／ｇのもので、これを撚
り係数2.5以上に撚糸することにより優れた撚り
糸が得られるのである。 かかる架橋された加水分解アクリル糸の架橋度
は以下のように定義されるものである。即ちアク
リロニトリルを主成分とするアクリル糸に架橋構
造をあらかじめ形成し、あるいは架橋構造の形成
と同時にポリマー中に含有するニトリル基の加水
分解を行う反応系において、生成するカルボキシ
ル基をナトリウム塩とした場合にナトリウム塩の
形のカルボキシル基量と膨油度の関係を第４図の
ごとくプロツトする。そしてナトリウム塩の形の
カルボキシル基量５ｍmol／ｇの点での膨潤度Ｖ
c.c.／ｇとの関連のもとに、この反応系での架橋構
造を架橋度として次の如く定義するのである。 架橋度 １級 logV≦1.0 ２級 1.0＜logV≦1.2 ３級 1.2＜logV≦1.4 ４級 1.4＜logV≦1.6 ５級 1.6＜logV≦1.8 ６級 1.8＜logV≦2.0 ７級 2.0＜logV 第４図は種々の架橋度の場合におけるナトリウ
ム塩の形のカルボキシル基塩の形のカルボキシル
基（−COOX）量（ｍmol／ｇ）と膨潤度Ｖ
（c.c.／ｇ）の関係を示すもので、ａ、ｂ、ｃ、ｄ
はそれぞれ架橋度７、５〜６、４、２級の場合で
ある。 上記の如く定義された架橋度１級の加水分解ア
クリル糸は塩の形のカルボキシル基量が増加して
も膨潤の増加がないため糸の吸水収縮性は低い。
また架橋度が７級以上になると架橋度合が低くな
りすぎ、糸の水に対する溶解がみられ不都合であ
り、２〜６級の架橋度において好ましい結果が得
られる。又、架橋度３〜６級の加水分解アクリル
糸の場合でも塩の形のカルボキシル基の量が増加
して300c.c.／ｇ以上の水膨潤度に達すると、水に
溶解しやすくなるという傾向が強くなる。従つて
本発明の目的とする吸水収縮性をもつた架橋され
た加水分解アクリル糸からなる撚り糸の水膨潤度
は10〜300c.c.／ｇの範囲が好ましく、より好まし
くは20〜200c.c.／ｇである。 このような架橋された加水分解アクリル糸から
なる撚り糸を製造する方法としては、あらかじめ
アクリル糸に架橋構造を作り、しかる後加水分解
反応を行う方法と、架橋化と加水分解によるカル
ボキシル基導入とを同時に行う方法とがある。 前者の方法としてはヒドロキシルアミン処理、
ヒドラジン、エチレンジアミン等のジアミン処理
等により化学的に架橋構造を形成するもの、ある
いは潜在的架橋化能力を有するアクリル系繊維を
用いる方法、あるいは200℃〜300℃で焼成すると
か、100M rad以上の電子線を照射する等の物理
的方法により架橋構造を形成後、鉱酸あるいはア
ルカリにより加水分解する方法があり、後者とし
てはホルマリン−鉱酸系、多価アルコール−無水
鉱酸系で処理する方法、あるいはハロゲン化ビニ
ルを５〜18重量％共重合したアクリル系をアルカ
リ処理する方法があり、これにより一段でニトリ
ル基の加水分解反応と架橋構造の生成とを同時に
行うことができる。 尚加水分解に用いられるアクカリ性物質として
はリチウム、ナトリウム、カリウムの水酸化物、
炭酸水素塩、炭酸塩の水溶液が適当であり、又鉱
酸としては、硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等の比較
的高濃度水溶液が適当である。鉱酸を用いた場合
は加水分解後リチウム、ナトリウム、カリウム、
アンモニア等の塩に変換する必要がある。 本発明の撚り糸は上記のようなカルボキシル基
を導入したアクリル単糸を加撚するだけでなく、
その複数本を撚り係数2.5以上で撚り合わせた
り、又他の非吸水性収縮水、例えば綿水、レーヨ
ン糸あるいは合成繊維糸と撚り係数2.5以上で撚
り合わせることによつても得られる。ただこの場
合その50％重量以上はカルボキシル基導入アクリ
ル糸とする必要があり、もし50％重量以上を非吸
水収縮水とすると収縮性が低下するので好ましく
ない。 又、複数の単糸を撚り合わせる場合には、その
撚り合わせる撚り方向を単糸の撚りの方向と同一
にする方が望ましいが、両者の方向が逆であつて
もさしつかえない。又、単糸に限らず合撚糸を使
つて、これを複数本撚り合わせてもよい。更に使
用用途によつては、本発明の撚り糸を複数本撚り
合わせて、より大きな収縮効果を得ることも可能
である。 上記の如き本発明の撚り糸は、撚りが与えられ
ているため繊維どうしがよくからみ合い湿潤時に
おける強力が大きくなり、強力のある水膨潤性糸
としての性質をもつ。（第１図）又、撚りを与え
て撚り止め加工をすると、吸水前には撚り戻りは
ないが、吸水すると繊維自体が膨潤するため撚り
戻りが起り、糸がコマ状（第２図）になり、その
糸の周りに空隙をつくり、その空隙でより多くの
水を吸水するという性質をもつ。上記の如き性質
を有する本発明の撚り糸は、種々の分野に応用し
得る。以下にその代表的応用例を説明する。 本発明の応用の１つに布おむつがある。例えば
布おむつに本発明の吸水収縮性を有する撚り糸を
縫い込むと、布おむつが尿で濡れた時、撚り糸が
収縮し、布おむつにシワができそのシワによつて
できた空隙でより多くの尿を保持できる。 又、この場合本発明の撚り糸を布おむつの縦糸
あるいは横糸として織り込むことも可能である。 他の１つの応用としては使い捨て吸収性物品が
ある。例えば、生理用ナプキンや紙おむつの表面
層、つまり不織布にこの本発明の撚り糸を縫い込
むことにより、体排液がこの表面層を透過し、吸
収体に吸収される時、吸水収縮性を有する撚り糸
が濡れて収縮し、この表面層に凸凹ができ着用者
と吸収体の間に空間が得られて、着用者に不快感
を与えないような吸水性物品となる。 又他の１つの応用としては、股下部周辺の縁に
弾性体を設けた使い捨ておむつにおいて、弾性体
の代りに本発明の撚り糸を用いることが可能であ
る。つまり使用上、通常は伸縮性を持つていない
ために大股部の周りに適当な間隙を形成させるこ
とができ、むれることはなく、又、尿で糸が濡れ
た時にはじめて収縮し、おむつの縁を大股部に密
着させ洩れを防ぐことができる。本発明の撚り糸
は以上のような応用例以外にも各種の有用な用途
に利用できる。 次に加水分解アクリル系を用いた本発明の撚り
糸の実施例を示す。 使用アクリル糸：三菱レーヨン株式会社 ボン
ネル 実施例 Ａ カルボキシル基量（Na塩） 0.7ｍmol／ｇ 撚り形態 17番手を３本ｚ方向に撚る。（以下
17s／3zと示す。） 撚り係数 2.5 実施例 Ｂ カルボキシル基量（Na塩） 1.9ｍmol／ｇ 撚り形態 17s／3z 撚り係数 3.5 実施例 Ｃ カルボキシル基量（Na塩） 3.4ｍmol／ｇ 撚り形態 17sz 撚り係数 5.0 実施例 Ｄ カルボキシル基量（Ｋ塩） 2.1ｍmol／ｇ 撚り形態 26s／3z 撚り係数 4.0 実施例 Ｅ カルボキシル基量（NH₄塩） 2.1ｍmol／ｇ 撚り形態 26s／3z 撚り係数 4.0 実施例 Ｆ カルボキシル基量（Li塩） 2.1ｍmol／ｇ 撚り形態 26s／3z 撚り係数 4.0 実施例 Ｇ 架橋型加水分解アクリル糸 （ホルマリン架橋） カルボキシル基量（Na塩） 6.9ｍmoi／ｇ 水膨潤度 51c.c.／ｇ 架橋度 ５級 撚り形態 17s／3z 撚り係数 2.5 実施例 Ｈ 実施例Ｇにおいてカルボキシル基量を8.5ｍ
mol／ｇ、架橋度を４級とし、NH₄塩とし撚り係
数を4.0としたもの。 カルボキシル基量（NH₄塩） 8.5ｍmol／ｇ 水膨潤度 250c.c.／ｇ 架橋度 ４級 撚り形態 17s／3z 撚り係数 4.0 実施例 Ｉ （ヒドロキシルアミン架橋） カルボキシル基量（Na塩） 4.2ｍmol／ｇ 水膨潤度 12c.c.／ｇ 架橋度 ２級 撚り形態 17s／3z 撚り係数 3.0 実施例 Ｊ 実施例Ｉにおいてカルボキシル基量を5.8ｍ
mol／ｇ、架橋度を６級とし撚り係数を6.0とした
もの。 カルボキシル基量（Na塩） 5.8ｍmol／ｇ 水膨潤度 85c.c.／ｇ 架橋度 ６級 撚り形態 17s／3z 撚り係数 6.0 実施例 Ｋ カルボキシル基量（Na塩） 0.7ｍmol／ｇ 撚り形態 17s／3z（３本中１本は未反応アクリ
ル糸） 撚り係数 3.0 実施例 Ｌ カルボキシル基量（Na塩） 1.5ｍmol／ｇ 撚り形態 26s／3z（３本中１本は未反応アクリ
ル糸） 撚り係数 5.0 実施例 Ｍ カルボキシル基量（Na塩） 1.5ｍmol／ｇ 撚り形態 26s／3s 撚り係数 3.5 単糸撚り方向（下撚り） 左撚 撚り糸の撚り方向（上撚り） 右撚 比較例 Ａ 実施例Ａにおいて、カルボキシル基量を0.5ｍ
mol／ｇとした糸 比較例 Ｂ 実施例Ａにおいて、撚り係数を2.0にした糸 比較例 Ｃ 実施例Ｃにおいて、カルボキシル基量を4.2ｍ
mol／ｇとした。 比較例 Ｄ 実施例Ｋにおいて、撚り形態を３本中２本を未
反応アクリル糸にした糸 比較例 Ｅ 実施例Ｉにおいて、架橋度を１級とした。 カルボキシル基量 4.3ｍmol／ｇ 水膨潤度 ５c.c.／ｇ 架橋度 １級 比較例 Ｆ 実施例Ｉにおいて、カルボキシル基量を2.5ｍ
mol／ｇとした。 カルボキシル基量 2.5ｍmol／ｇ 水膨潤度 ９c.c.／ｇ 架橋度 ２級 上記実施例及び比較例で使用した加水分解アク
リル糸及び架橋型加水分解アクリル糸の製造例を
示す。 製造例 １ （実施例Ｂの加水分解アクリル糸） アクリロニトリルを主成分とするアクリル糸と
して三菱レーヨン株式会社製商品名「ボンネル」
を使用し、糸の約８倍量の90％エタノール水溶液
中に、糸と98％苛性ソーダを糸１モルに対して
0.55モル加え、液を循環しながら78℃で３時間反
応させた。反応後酢酸で中和し、90％エタノール
水溶液で３回洗浄し乾燥して目的物を得た。 尚、他の実施例及び比較例で使用した加水分解
アクリル糸もアルカリの種類、量、反応時間を変
えることにより、所定のカルボキシル基量及び塩
の種類を有するものが得られた。 製造例 ２ （実施例Ｇの架橋型加水分解アクリル糸） 製造例１と同様にして糸と苛性ソーダを反応さ
せ、反応後塩酸でPH３まで下げ、２％ホルマリン
溶液を入れ、加圧下110℃で30分間反応させた
後、中性に戻し、洗浄後乾燥して目的物を得た。 実施例Ａ〜Ｍ及び比較例Ａ〜Ｆの撚り糸の吸水
時の収縮力及び収縮率を下記方法により測定し結
果を表２に示した。 収縮力：水で漏らした時収縮する力をｇで示し
た。 収縮率＝（糸の元長−収縮時の糸の長さ）／元長 ×100

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明撚り糸の側面図、第２図は第１
図の撚り糸が吸水し、コマ状になつた部分の側面
図、第３図は本発明撚り糸を用いた吸収体の一例
の断面図、第４図は架橋度を決定するに用いるグ
ラフである。 １……本発明撚り糸、１′……吸水した本発明
撚り糸、２……表面シート、３……綿状パルプ、
４……裏面シート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ (1)アクリロニトリルを主成分とするアクリル
   糸を化学処理してニトリル基からカルボキシル基
   を誘導した加水分解アクリル糸の単糸を撚り係数
   2.5以上に加撚して成るか、又は(2)上記加水分解
   アクリル糸の単糸の複数本或は加水分解アクリル
   糸の単糸50重量％以上と非水膨潤性糸とからなる
   複数本を撚り係数2.5以上に撚り合わせて成り、
   上記加水分解アクリル糸の−COOX基（Ｘ：Li、
   Ｋ、Na、NH₄）で示される塩の形のカルボキシル
   基が0.7〜4.0ｍmol／ｇであるか、又はその−
   COOX基が4.0〜9.0ｍmol／ｇ、架橋度が２〜６
   級、水膨潤度が10〜300c.c.／ｇである撚り糸。