專利名稱：：高吸水性纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高吸水性纖維，更詳細地說，是涉及適合于要求高吸水性的密封材料等的工業(yè)資料領(lǐng)域的高吸水性纖維。特開平1-183515號公報披露一種使丙烯酸纖維加水分解而賦予了高吸水性的高吸水性纖維。但是，使丙烯酸纖維加水分解時存在的缺點是，纖維著色，而且與對純水的吸水率相比，對于生理食鹽水的吸水率降至一半左右。另外，特開昭63-159405號公報中披露的纖維是由具有羧基的乙烯基單體與具有可與羧基反應(yīng)的羥基的乙烯基單體的共聚物構(gòu)成的，而且是由將一部分羧基形成了鈉鹽的共聚物構(gòu)成的。該纖維對于生理食鹽水的吸水率與之對于純水的吸水率相比降至2/3左右，這倒不那么大幅度地下降。然而，羥基與羧基的交聯(lián)反應(yīng)很慢，因此需要在180℃以上的高溫下進行交聯(lián)反應(yīng)，故而帶來了成本的提高。本發(fā)明的目的在于提供一種新型的高吸水性纖維。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有高吸水性的、幾乎不使纖維著色的、對生理鹽水吸水性優(yōu)良的，而且紡織性能好、價廉的高吸水性纖維。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點說明如下。根據(jù)本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點，第一，是通過由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，但是該聚合單元的一部分羧基形成Na鹽和/或K鹽，和(b)選自具有氨基的乙烯基單體，以及具有羥基和氨基的乙烯基單體中至少一種的單體的聚合單元的共聚體構(gòu)成的高吸水性纖維(以下稱為本發(fā)明的第一種高吸水性纖維)而達到的。根據(jù)本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點，第二，是通過由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，但是該聚合單元的一部分羧基形成Na鹽和/或K鹽、和(b)具有氨基的乙烯基單體聚合單元和具有羥基的乙烯基單體的聚合單元的共聚體構(gòu)成的高吸水性纖維(以下稱為本發(fā)明的第二種高吸水性纖維)而達到的。根據(jù)本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點，第三，是通過由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，但是該聚合單元的一部分羧基形成Na鹽和/或K鹽、和(b)具有氨基的乙烯基單體的聚合單元、具有羥基的乙烯基單體的聚合單元，以及具有羥基和氨基的乙烯基單體的聚合單元的共聚體構(gòu)成的高吸水性纖維(以下稱為本發(fā)明的第3種高吸水性纖維)而達到的。根據(jù)本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點，第四，是通過由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，但是該聚合單元的一部分羧基形成Na鹽和/或K鹽、和(b)具有羥基的乙烯基單體的聚合單元，以及具有氨基和羥基的乙烯基單體的聚合單元的共聚體構(gòu)成的高吸水性纖維(以下稱為本發(fā)明的第4種高吸水性纖維)而達到的。根據(jù)本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點，第五，是通過含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，但是該聚合單元的一部分羧基在形成鋅鹽的同時還形成Na鹽和/或K鹽、和(b)具有羥基的乙烯基單體的聚合單元的共聚體構(gòu)成的高吸水性纖維(以下稱為本發(fā)明的第5種高吸水性纖維)而達到的。首先，敘述本發(fā)明的第1-4種的高吸水性纖維。上述的具有羧基的乙烯基單體的聚合單元(a)是由例如丙烯羧、甲基丙烯羧、馬來羧等乙烯基單體進行乙烯基聚合而生成的。這些乙烯基單體可以單獨使用也可以兩種以上一起使用。具有羧基的乙烯基單體的一部分羧基以形成鋅鹽為好。尤其是具有羧基的乙烯基單體的一部分以形成鋅鹽和Na鹽或者鋅鹽和K鹽為更好些。具有羧基的乙烯基單體的鋅鹽是由具有羧基的乙烯基單體的酸性一側(cè)與氫氧化鋅在低溫下反應(yīng)而獲得。反應(yīng)溫度達到30℃以上時因有部分聚合開始而不可取。由該鋅鹽組成的聚合單元在共聚體中的存在量，以5(摩爾)%為好。羧基的一部分形成如上所述的鹽的聚合單元，在共聚合之后由氯化鋅等鋅鹽和羧基反應(yīng)，以及通過與其它金屬鹽進行離子交換而在共聚合中生成。具有羧基的乙烯基單體的聚合單元的Na鹽和/或K鹽在共聚體中至少一種的存在量為15-30(摩爾)%為好。這些鹽的存在量過多時聚合物的吸濕性過大。具有羧基的乙烯基單體的聚合單元(含有形成鹽的部分)在共聚體中的存在量以80-98(摩爾)%為好，最好為90-97(摩爾)%。形成共聚體的另一部分的聚合單元(b)有以下4種。在本發(fā)明的第一種纖維中，由具有氨基的乙烯基單體，以及具有羥基和氨基的乙烯基單體中選擇至少一種單體的聚合單元。在本發(fā)明的第二種纖維中，具有氨基的乙烯基單體的聚合單元和具有羥基的乙烯基單體的聚合單元。在本發(fā)明的第三種纖維中，具有氨基的乙烯基單體的聚合單元、具有羥基的乙烯基單體的聚合單元，以及具有氨基和羥基的乙烯基單體的聚合單元。在本發(fā)明的第四種纖維中，具有羥基的乙烯基單體聚合單元，以及具有氨基和羥基的乙烯基單體的聚合單元。作為具有可與羧基反應(yīng)的氨基的乙烯基單體的例子，最好為二甲基氨基乙基丙烯酸酯、二乙基氨基丙基丙烯酸酯。另外，作為具有能和羧基反應(yīng)的羥基和氨基的乙烯基單體的例子，最好為3-(二乙基氨基)-2-羥丙基丙烯酸酯等。氨基較之羥基更易于與羧基反應(yīng)，更易于進行交聯(lián)，因而更好些。具有如上所述的可與羧基反應(yīng)的基團的單體，可以單獨使用也可以二種以上一起使用。具有可與羧基反應(yīng)的基團的上述的乙烯基單體的聚合單元，在共聚物中的含量最好為3(摩爾)%以上，更好地為5(摩爾)%以上。另外，在具有游離羧基的乙烯基單體的聚合單元低于10(摩爾)%，或者具有可與羧基反應(yīng)的基團的上述的乙烯基單體的聚合單元低于3(摩爾)%的情況下，易于使交聯(lián)結(jié)構(gòu)少，而使水的不溶性不足。在本發(fā)明中的上述共聚體中，為了降低成本和改良物性之目的，除了上述(a)、(b)的聚合單元之外，也可以含有20(摩爾)%以下的其它乙烯基單體的聚合單元。其次，敘述本發(fā)明的第五種高吸水性纖維。在第五種高吸水性纖維中記載的被省略的一些部分可以理解為與本發(fā)明的第1-4種的高吸水性纖維是同樣的。在第五種高吸水性纖維中，具有羧基的乙烯基單體聚合單元的一部分在形成鋅鹽的同時，還形成Na鹽和/或K鹽。另外，具有鋅鹽且交聯(lián)度適度時，可以維持吸水性，降低吸濕性，有利于紡織。對于本發(fā)明的第1-第5種高吸水性纖維中所用的共聚體的共聚合法未作特別的限定。使用一般地通用的溶液聚合法?？梢允情g歇式聚合，也可以是連續(xù)式聚合。作為聚合起始劑，使用一般地通用的過氧化物，偶氮化合物，過硫酸鹽等。根據(jù)需要也可以使用聚合穩(wěn)定劑，著色防止劑等輔料。在溶液聚合的情況下，使用溶劑的例子為水等。聚合之后，最好進行粘度的調(diào)整。作為制備這些共聚物成為本發(fā)明的第1-第5種的高吸水性纖維用的紡絲方法，以干法紡絲為好。在濕法紡絲中，在干燥時在纖維間容易產(chǎn)生粘著現(xiàn)象。根據(jù)常法，在干法紡絲之后必要時可進行延伸、干熱處理交聯(lián)。干熱處理在80℃下進行長時間處理為好，實用中在120℃以上處理有利。處理時間最好在1分鐘以上，更好地為2分鐘以上。在交聯(lián)處理之后，根據(jù)需要給予蜷曲，進行切斷。本發(fā)明的第1-第5種高吸水性纖維具有優(yōu)良的高吸水性，纖維基本不著色，對于生理食鹽水吸水性優(yōu)良，可以在通常的紡織條件下生產(chǎn)。本發(fā)明的高吸水性纖維可以單獨使用，也可以與其它纖維混合使用。實施例以下通過實施例更加詳細地說明本發(fā)明。實施例中未作特別限定時，聚合原料的組成“%”為“摩爾%”，其它的“%”為“重量%”。纖維的吸水率根據(jù)德國工業(yè)標準(DIN)53814測定。纖維的拉伸強度、伸長率根據(jù)JISL1015測定。吸濕率為20℃，60%相對濕度下放置24小時的吸濕率。纖維中的金屬測定使用螢光X線法。實施例1-10和比較例1.2以表1所示的單體組成，全單體濃度10%，以過硫酸鉀為聚合起始劑，使用碳酸鉀助劑，在50℃下進行水系溶液聚合2個小時。所得聚合物聚合率均在90%以上。根據(jù)常法進行干法紡絲，紡絲之后，延伸3倍，在120℃下拉緊熱處理1分鐘，得到3旦的纖維。所得纖維的生理食鹽水的吸水率、機械物性如表2所示。表1表2</tables>另外，比較例1和2中所得的纖維交聯(lián)度低，溶解于水。實施例11將實施例1中的2-羥丙基丙烯酸酯3摩爾%換成3-(二乙基氨基)-2-羥丙基丙烯酸酯3摩爾%，其它與實施例1同樣地進行操作，得到3旦的纖維。所得纖維的吸水率為1180%、強度為1.6gr/d、伸長率為11.0%、吸濕率為14.8%。實施例12將實施例1中的2-羥丙基丙烯酸酯3摩爾%換成3-(二甲基氨基)-2-羥丙基丙烯酸酯2摩爾%和二甲基氨基乙基丙烯酸酯2摩爾%，其它與實施例1同樣地進行操作，得到3旦的纖維。所得纖維的吸水率為1190%、強度為1.6gr/d、伸長率為11.3%、吸濕率為14.3%。實施例13將實施例1中的2-羥丙基丙烯酸酯3摩爾%換成2-羥丙基丙烯酸酯1摩爾%，二甲基氨基乙基丙烯酸酯1摩爾%、3-(二乙基氨基)-2羥丙基丙烯酸酯1摩爾%、其它與實施例1同樣地操作，得到3旦的纖維。所得纖維的吸水率為1120%、強度為1.5gr/d、伸長率10.7%，吸濕率為14.2%。實施例14將實施例1中的2-羥丙基丙烯酸酯3摩爾%換成3-(二甲基氨基)-2-羥丙基丙烯酸酯1摩爾%和2-羥丙基丙烯酸酯2摩爾%，其它與實施例1同樣地操作，得到3旦的纖維。所得纖維的吸水率為1130%、強度為1.6gr/d、伸長率為11.2%、吸濕率為14.9%。實施例15將實施例1中的Na鹽換成K鹽，其它與實施例1同樣地進行操作，得到3旦的纖維。所得纖維的吸水率為1240%、強度為1.6gr/d、伸長率為11.2%、吸濕率為16.1%。實施例16將實施例1中Na鹽的1/2(摩爾%)換成K鹽，其它與實施例1同樣地進行操作、得到3旦的纖維。所得纖維的吸水率為1210%、強度為1.6gr/d、伸長率為10.8%、吸濕率為15.7%。權(quán)利要求1.一種高吸水性纖維、它是由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，而且該聚合單元的一部分羧基形成Na鹽和/或K鹽、和(b)選自具有氨基的乙烯基單體，以及具有羥基和氨基的乙烯基單體中至少一種的單體的聚合單元的共聚體構(gòu)成的。2.權(quán)利要求1記載的高吸水性纖維，其中具有羧基的乙烯基單體的聚合單元的一部分形成羧基的鋅鹽。3.一種高吸水性纖維，它是由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，而且該聚合單元的一部分羧基形成Na鹽和/或K鹽，和(b)具有氨基的乙烯基單體聚合單元和具有羥基的乙烯基單體聚合單元的共聚體構(gòu)成的。4.權(quán)利要求3記載的高吸水性纖維，其中具有羧基的乙烯基單體的聚合單元的一部分形成羧基的鋅鹽。5.一種高吸水性纖維，它是由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，但是該聚合單元的一部分羧基形成Na鹽和/或K鹽、和(b)具有氨基的乙烯基單體聚合單元，具有羥基的乙烯基單體聚合單元，以及具有羥基和氨基的乙烯基單體聚合單元的共聚體構(gòu)成的。6.權(quán)利要求5記載的高吸水性纖維，其中具有羧基的乙烯基單體聚合單元的一部分形成羧基的鋅鹽。7.一種高吸水性纖維，它是由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，但是該聚合單元的一部分羧基形成Na鹽和/或K鹽、和(b)具有羥基的乙烯基單體聚合單元，以及具有氨基和羥基的乙烯基單體聚合單元的共聚體構(gòu)成的。8.權(quán)利要求7記載的高吸水性纖維，其中具有羧基的乙烯基單體的聚合單元的一部分形成羧基的鋅鹽。9.一種高吸水性纖維，它是由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，但是該聚合單元的一部分羧基形成鋅鹽的同時還形成Na鹽和/或K鹽、和(b)具有羥基的乙烯基單體聚合單元的共聚體構(gòu)成的。全文摘要一種高吸水性纖維，它是由含有(a)具有羧基的乙烯基單體聚合單元，但是該聚合單元的一部分羧基形成Na鹽和/或K鹽、和(b)如具有氨基的乙烯基單體，以及具有羥基和氨基的乙烯基單體之類的單體形成的聚合單元的共聚體構(gòu)成的。該高吸水性纖維具有優(yōu)良的高吸水性、纖維基本不著色、對生理鹽水的吸水性優(yōu)良，可在通常的紡織條件下生產(chǎn)。文檔編號C08F220/04GK1090895SQ9311826公開日1994年8月17日申請日期1993年8月19日優(yōu)先權(quán)日1992年8月19日發(fā)明者水上義勝,手島勉,上利勝美,田中豊,福本洋子,掛川都子,吉村裕子申請人:鐘紡株式會社