(57)【要約】【課題】  溶融紡糸での生産が可能であり、連続した繊維であって、塩が存在しても吸水力が低下せず、産業資材用途においても取扱い性の良好で使用可能な熱可塑性吸水性繊維を提供する。【解決手段】  熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂と、熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂とが混合してなる樹脂によって構成される熱可塑性高吸水性繊維。また、芯鞘型複合繊維であって、芯部が熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂、鞘部が熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂と熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂が混合してなる樹脂によって構成される熱可塑性高吸水性繊維。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂と、熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂とが混合してなる混合樹脂によって構成されることを特徴とする熱可塑性高吸水性繊維。
【請求項２】
芯鞘型複合繊維であって、芯部が熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂、鞘部が熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂と熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂が混合してなる混合樹脂によって構成されることを特徴とする熱可塑性高吸水性繊維。
【請求項３】
熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂の融点が２３０℃以下であることを特徴とする請求項１または２記載の熱可塑性高吸水性繊維。
【請求項４】
熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂が、ポリ乳酸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の熱可塑性高吸水性繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定以上の強度や耐久性が求められる産業資材用途においても取り扱い可能な高吸水性繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、優れた吸水性を持つ樹脂としては、ポリアクリル酸塩の高吸水性樹脂がよく知られており、多用されている。ポリアクリル酸塩からなる高吸水性樹脂は、一般的に熱硬化性であるため、ポリアクリル酸塩からなる連続繊維状の形態のものを得ることが困難であり、粉末および顆粒状の形態として用いられている。また、ポリアクリル酸塩からなる高吸水性樹脂は、雨水や、散水に用いるような水道水には、優れた吸水性を示すものの、塩が存在すると著しく吸水能が低下する。すなわち、海水中や土壌中等で使用する場合、その成分に塩が含まれていると、高吸水性樹脂は吸水性を発揮しない。すなわち、海水中や肥料の含まれている土壌中に塩が含まれていると、本来の吸水性が発揮されなくなるのである。
【０００３】
高吸水性繊維として、ポリアクリル酸ナトリウムからなる繊維が市販されているが、吸水すると強度がほとんど失われるため、他の繊維と混用する必要がある。
【０００４】
また、適度な強度を有する衣料用途に適した繊維として、吸水性樹脂を用いられることによって、吸湿性と放湿性を有する繊維も開示されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、この繊維自体は高い吸水性を有するものではない。
【０００５】
したがって、高吸水性でありながら産業資材用途にも使用できる一定の強度と耐久性を有する吸水性繊維は得られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４７６５７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、溶融紡糸での生産が可能であり、連続した繊維であって、塩が存在しても吸水力が低下せず、産業資材用途においても良好に取り扱いができ使用可能な熱可塑性吸水性繊維を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討したところ、吸水性を有する熱可塑ポリウレタンエラストマー樹脂を用い、このエラストマー樹脂と非吸水性の熱可塑性樹脂と混合した樹脂を溶融紡糸したところ、連続した繊維が得られ、かつ、塩が存在しても吸水力が低下しない繊維を得られるという事実を見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明は、熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂と、熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂とが混合してなる混合樹脂によって構成されることを特徴とする熱可塑性高吸水性繊維を要旨とするものである。
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
本発明の熱可塑性高吸水性繊維（以下、単に「高吸水性繊維」ともいう。）は、熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂と、熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂とを混合してなる樹脂によって構成される。
【００１２】
熱可塑性高吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂としては、ポリアルキレンオキシドとポリオールに代表される活性水素含有化合物とをイソシアネート化合物と反応させて得られるポリアルキレンオキシド変性物とエラストマーとの混合樹脂が挙げられる。また、分子構造中にウレタン結合をもち、ポリオール、短鎖ジオールとジイソシアネートの３成分を重合してソフトセグメントとハードセグメントとを有するエラストマー樹脂が挙げられる。これは、市場で入手できる吸水性を有する熱可塑性ポリウレタンエラストマー樹脂であるＢＡＳＦ社製の高吸水性熱可塑性ポリウレタンエラストマー（商品名  エラストランＢＯ３８）である。
【００１３】
熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂は、１７０℃、４．９ＭＰａ加重時における溶融粘度が５０〜５０００Ｐａ・Ｓの範囲がよく、より好ましくは１００〜３０００Ｐａ・Ｓ、さらに好ましくは１５０〜２０００Ｐａ・Ｓである。また、吸水能としては、樹脂の質量（１ｇ当たり）に対して吸水する純水の量（ｇ（純水）／ｇ（樹脂））は５〜４５ｇ／ｇがよく、より好ましくは１５〜４５ｇ／ｇ、さらに好ましくは２０〜４５ｇ／ｇである。
【００１４】
本発明においては、熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂と熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂とをブレンドした混合樹脂を用いることが必要である。熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂と熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂とを混合することにより、その混合樹脂に曳糸性を付与することができ、溶融紡糸した後に良好に引き取り、延伸することができ、連続繊維を得ることができるのである。熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂を混合することなく、熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂のみを用いて溶融紡糸をした場合、溶融押出はできるものの、押出した樹脂を連続状態で引き取ることが困難であり、連続した繊維として巻き取ることができない。また、単に溶融押し出ししただけの熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂からなる押出物では、見た目の形状が線状となっていたとしても、吸水性は有するものの、吸水した後に、その形態を維持することができず、線状体は、その形態が崩壊して粒状体へと形状変化して、ひどい場合は水中に流出してしまうことにもなる。
【００１５】
熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂に混合する熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂としては、融点が２３０℃未満であるものを用いるとよい。このような熱可塑性樹脂としては、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステルや、ナイロン６、ナイロン６１０、ナイロン１２、ナイロン１０１０、ナイロン１１、ポリメタキシレンアジパミドやそれら各成分の共重合体等のポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレートや共重合ポリエステル等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂が挙げられる。特に、熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂の融点として２３０℃未満のものを選択する理由は、熱可塑性吸水ポリウレタンエラストマー樹脂の分解温度が２３０℃であるため、２３０℃以上の温度下では分解が始まり繊維化することが困難となることにある。したがって、熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂の融点は、好ましくは２１０℃未満、より好ましくは１９０℃未満であり、ポリ乳酸を好ましく用いることができる。
【００１６】
なお、繊維を構成する熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂および熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂には、本発明の目的が達成される範囲において、所望により可塑剤、界面活性剤、安定剤、充填剤、着色剤等の添加剤を含有させてもよい。
【００１７】
本発明の繊維は、上記した混合樹脂によって構成されるものであるが、混合樹脂のみによって構成される単相の繊維であってもよい。また、混合樹脂が少なくとも繊維表面の一部を構成し、他の熱可塑性樹脂と複合した複合型の繊維でもよい。
【００１８】
なかでも、芯鞘複合型であって、鞘部に上記した混合樹脂、芯部に熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂を配した芯鞘複合繊維が好ましい。芯部に熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂を配した芯鞘複合型とすることにより、繊維表面の全面に配された混合樹脂からなる鞘部によって効率的に吸水性能を発揮し、芯部に配された熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂は溶融紡糸工程や延伸工程において連続繊維軸となり良好な延伸を施すことができることから、繊維強力の向上維持に寄与し、また、吸水状態での強力低下の抑制効果が顕著である。芯鞘複合繊維を採用する場合、芯部と鞘部の比率（体積比）は、芯：鞘＝１：０．３〜３程度がよい。
【００１９】
本発明の高吸水性繊維の形態は、特に限定されず、連続繊維であるフィラメント、連続繊維を特定の繊維長にカットした短繊維やショートカット繊維が挙げられ、また、フィラメントにおいてもモノフィラメント糸であっても複数本のフィラメントを集束させたマルチフィラメント糸であってもよい。短繊維は、紡績糸の形態や、不織布の構成材料として使用できる。ショートカット繊維は、エアレイド不織布の構成材料として使用できる。また、本発明の高吸水性繊維は、他の合成繊維や天然繊維と混繊、混合、混紡等により併用して繊維製品としてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、熱可塑性吸水性ポリウレタンエラストマー樹脂と熱可塑性非吸水性非エラストマー樹脂とを混合した樹脂によって構成される繊維であり、高い吸水性を有するものであり、産業用に適用しうる強力を有し、また繰り返しの吸水能を有するため、耐久性も保持している。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２２】
実施例１
吸水性熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＢＡＳＦ社製  商品名エラストランＢＯ３８）とポリ乳酸樹脂（ネイチャーワークス社製  ６４００Ｄ  融点１６８℃）を質量比１：１で混合し、ポリマー温度を２１０℃で０．６３ｍｍφ×７Ｈの紡糸口金から溶融紡糸した。紡糸した繊維を空気中で冷却した後、速度３０ｍ／分で引き取り、その後、７０℃の加熱ローラーを用いて５倍延伸を行い、２３１０ｄｔｅｘ／７fの延伸糸を得た。これを分繊して３３０ｄｔｅｘ／１fのモノフィラメント糸を得た。
【００２３】
実施例２
吸水性熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＢＡＳＦ社製  商品名エラストランＢＯ３８）とポリ乳酸樹脂（ネイチャーワークス社製  ６４００Ｄ  融点１６８℃）を質量比１：１で混合し、ポリマー温度を２１０℃で１．０ｍｍφ×４Ｈの紡糸口金から溶融紡糸した。紡糸した繊維を空気中で冷却した後、速度３０ｍ／分で引き取り、その後、７０℃の加熱ローラーを用いて５倍延伸を行い、１８５５ｄｔｅｘ／１fのモノフィラメント糸を得た。
【００２４】
実施例３
吸水性熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＢＡＳＦ社製  商品名エラストランＢＯ３８）とポリ乳酸樹脂（ネイチャーワークス社製  ６４００Ｄ  融点１６８℃）を質量比１：３に混合し、ポリマー温度を２１０℃で１．０ｍｍφ×４Ｈの紡糸口金から溶融紡糸した。紡糸した繊維を空気中で冷却した後、速度３０ｍ／分で引き取り、その後、７０℃の加熱ローラーを用いて５倍延伸を行い、１７９７ｄｔｅｘ／１fのモノフィラメント糸を得た。
【００２５】
実施例４
鞘部に吸水性熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＢＡＳＦ社製  商品名エラストランＢＯ３８）とポリ乳酸樹脂（ネイチャーワークス社製  ６４００Ｄ  融点１６８℃）を質量比１：１に混合した樹脂、芯部にポリ乳酸樹脂（ネイチャーワークス社製  ６４００Ｄ  融点１６８℃）を用い、鞘芯比１：１で、ポリマー温度を２１０℃で１．０ｍｍφ×４Ｈの紡糸口金から溶融紡糸した。紡糸した繊維を空気中で冷却した後、速度３０ｍ／分で引き取り、その後、７０℃の加熱ローラーを用いて５倍延伸を行い、単繊維繊度５４９ｄｔｅｘのモノフィラメント糸を得た。
【００２６】
実施例５
鞘部に吸水性熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＢＡＳＦ社製  商品名エラストランＢＯ３８）とポリ乳酸樹脂（ネイチャーワークス社製  ６４００Ｄ  融点１６８℃）を質量比１：１に混合した樹脂、芯部にポリ乳酸樹脂（ネイチャーワークス社製  ６４００Ｄ融点  １６８℃）を用い、鞘芯比１：２で、ポリマー温度を２１０℃で１．０ｍｍφ×４Ｈの紡糸口金から溶融紡糸した。紡糸した繊維を空気中で冷却した後、速度３０ｍ／分で引き取り、その後、７０℃の加熱ローラーを用いて５倍延伸を行い、単繊維繊度６４９ｄｔｅｘのモノフィラメントを得た。
【００２７】
比較例
吸水性熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＢＡＳＦ社製  商品名  エラストラン(R)ＢＯ３８）のみを用いて、ポリマー温度２１０℃で０．６３mmφ×７Ｈの紡糸口金から溶融紡糸したが、線状体の形状で押し出されたものの、連続性がなく、連続した繊維としての巻き取ることはできなかった。溶融押出により得られた連続していない繊維状物を水中に浸漬させて吸水性を確認しようとしたところ、繊維状の形態を保持することができず、部分的に形状が崩壊し多数の粒状物となって水中に流出した。
【００２８】
上記で得られた実施例１〜５の繊維について物性評価した。物性評価は下記の測定方法に基づいて行った。
（１）強伸度：島津製作所製オートグラフＤＳＳ−５００を用い、試料長（チャック間距離）２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分で測定した。
【００２９】
（２）吸水率（％）：９０ｃｍ×１０本の繊維の束として、この繊維束を直径５０ｍｍのリング状にまとめ、室温２０℃、湿度６５％の雰囲気化で、純水または塩水（３重量％ＮａＣｌ溶液）中に３時間浸漬し、その浸漬後の吸水状態の質量を測定し、さらにその後、室温２０℃、湿度６５％の雰囲気化で２０時間放置により乾燥させ、その後、再度、３時間浸漬と２０時間乾燥とを合計４回繰り返した。また、水中に浸漬させた状態を観察し、粒状物となった吸水性樹脂の流出の有無等の試料（繊維）の形態変化を確認した。
なお、吸水率は、下記式により算出した。
吸水率（％）＝［（３時間浸漬後の質量−浸漬前の質量）／浸漬前の質量］×１００
【００３０】
（３）吸水状態での強伸度：上記した（２）吸水率評価において、１回目に３時間浸漬させた後の吸水状態の試料の強伸度について、上記した（１）強伸度の方法で測定した。
【００３１】
（４）吸水乾燥後の強度度：上記した（２）吸水率評価において、１回目に３時間浸漬により吸水させた後、室温２０℃、湿度６５％の雰囲気下に２０時間放置し乾燥した試料について、上記した（１）強伸度（１）の方法で測定した。
【００３２】
評価結果は表１〜表３に示した。
実施例１〜５の繊維は、十分な吸水性を有するものであった。また、いずれも吸水と乾燥とを繰り返し行っても吸水性能は維持され、吸水耐久性に優れたものであり、吸水乾燥後の強伸度の低下はみられなかった。また、実施例４、５の芯鞘型複合繊維は、吸水状態における強伸度は、吸水前の状態の物性とほぼ変化がなく、吸水状態での強力低下の抑制効果が顕著であった。
【００３３】
【表１】
2016204776.tif 000002
【００３４】
【表２】
2016204776.tif 000003
【００３５】
【表３】
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【００３６】
【表４】
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