JP2001295131A - Method for producing polyolefin ultra fine fiber - Google Patents
Method for producing polyolefin ultra fine fiberInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオレフィン系
極細繊維の製造方法に関する。さらに詳しくは、、押出
機内で繊維形成されるポリオレフィン系極細繊維の、生
産性に優れた製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing ultrafine polyolefin fibers. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polyolefin-based ultrafine fiber formed into a fiber in an extruder with excellent productivity.
【0002】[0002]
【従来の技術】合成短繊維の大きな用途の一つに紙の改
質剤があり、天然パルプと混抄することにより、ヒート
シール性の付与、あるいは耐水性や紙力強度などの向上
が期待される。この混抄紙は、天然パルプと短繊維を水
中で均一分散させ、これをメッシュ等でろ過して得られ
る。この時、短繊維の繊維径が大きいと地合の良い混抄
紙が製造できない。また、混抄紙にヒートシール性を付
与する場合、短繊維の繊維径が小さいほど、少ない添加
量でヒートシール性を得ることができる。2. Description of the Related Art One of the major uses of synthetic short fibers is as a paper modifier, which is expected to impart heat sealability or improve water resistance and paper strength by mixing with natural pulp. You. This mixed paper is obtained by uniformly dispersing natural pulp and short fibers in water and filtering this through a mesh or the like. At this time, if the fiber diameter of the short fibers is large, a mixed paper having good formation cannot be produced. When heat-sealing properties are imparted to the mixed paper, the smaller the fiber diameter of the short fibers, the lower the amount of heat-sealing properties that can be obtained.
【0003】本出願人は、先に、短繊維の簡便な製造方
法として、特公平2−58361号公報において、熱可
塑性樹脂と相溶化剤と水を押出機で混練することにより
押出機内で繊維を形成させ、特別に紡糸のための装置を
必要とすることなく極細繊維を製造する方法を開示し、
そして特公平6−53967号公報において、押出機の
先端に取付けたスクリーンメッシュによる極細繊維の短
繊維化の方法を開示している。[0003] The present applicant has previously disclosed a simple method for producing short fibers in Japanese Patent Publication No. 2-58361, in which a thermoplastic resin, a compatibilizing agent and water are kneaded with an extruder. A method for producing microfibers without the need for special spinning equipment,
Japanese Patent Publication No. 6-53967 discloses a method for shortening ultrafine fibers using a screen mesh attached to the tip of an extruder.
【0004】惜しむらくは、上記2つの特許で押出機よ
り得られる極細繊維では、いわゆる粒子分(本発明にお
いては、解繊し多量の水に分散させた繊維のうち100
メッシュの篩で漉しとることのできないものをいう。)
が多くなり易く、極細繊維の収率が低いことがある。ま
た、繊維径の分布が広くなりやすく、繊維の最大径に大
きなものが得られることがあった。Unfortunately, the ultrafine fibers obtained from the extruder in the above two patents have a so-called particle content (in the present invention, 100% of the fibers which are defibrated and dispersed in a large amount of water).
It cannot be filtered through a mesh sieve. )
And the yield of ultrafine fibers may be low. Further, the fiber diameter distribution tends to be widened, and a fiber having a large maximum diameter may be obtained.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明における課題
は、天然パルプと混抄したときに、地合の良い混抄紙が
得られ、少量でヒートシール性を付与できるポリオレフ
ィン系極細繊維を、より収率良く製造する方法を提供す
ることである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polyolefin-based ultrafine fiber which can form a mixed paper having good formation when mixed with natural pulp and which can impart heat sealability with a small amount. The aim is to provide a good manufacturing method.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係るポリオレフ
ィン系極細繊維の製造方法は、ポリオレフィン(A)を
酸変性ポリオレフィン(B)とともに押出機前段で溶融
混練し、押出機中段部においてこの溶融混練物に界面活
性剤(C)水溶液を添加し、さらに押出機後段で、添加
した水溶液が均一に分散するまで混練を続け、押出機出
口より押出して含水極細繊維束を得る極細繊維の製造方
法であって、ポリオレフィン(A)として、密度の差が
少なくとも0.01g/cm3である2種類以上のポリ
オレフィン混合物を用いることを特徴としている。The process for producing a polyolefin-based ultrafine fiber according to the present invention comprises melt-kneading a polyolefin (A) together with an acid-modified polyolefin (B) in a former stage of an extruder, and melting and kneading the melt-kneader in a middle stage of the extruder. A surfactant (C) aqueous solution is added to the product, and kneading is continued at the subsequent stage of the extruder until the added aqueous solution is uniformly dispersed, and extruded from the outlet of the extruder to obtain a hydrated ultrafine fiber bundle. The polyolefin (A) is characterized by using a mixture of two or more polyolefins having a difference in density of at least 0.01 g / cm 3 .
【0007】また、本発明のポリオレフィン系極細繊維
製造方法の好適な態様においては、前記含水極細繊維束
中の粒子分が10重量%以下、かつ極細繊維の最大繊維
径が30μm以下である。In a preferred embodiment of the method for producing a polyolefin-based ultrafine fiber according to the present invention, the particle content in the hydrated ultrafine fiber bundle is 10% by weight or less, and the maximum fiber diameter of the ultrafine fiber is 30 μm or less.
【0008】本発明において、前記ポリオレフィン
(A)が、ポリエチレン系樹脂混合物であることが好ま
しい。In the present invention, the polyolefin (A) is preferably a polyethylene resin mixture.
【0009】また、前記ポリエチレン系樹脂混合物が、
低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリ
エチレンから選ばれる少なくとも2種のポリエチレンの
混合物であることが好ましい。Further, the polyethylene-based resin mixture comprises:
It is preferably a mixture of at least two types of polyethylene selected from low density polyethylene, medium density polyethylene, and high density polyethylene.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の製造方法において用い
る、ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン
(B)、および界面活性剤(C)について以下に説明す
る。ポリオレフィン(A) 本発明で使用されるは、ポリオレフィン(A)は密度の
差が、少なくとも0.01g/cm3、好ましくは0.
03〜0.06g/cm3である2種類以上のポリオレ
フィンの混合物からなる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyolefin (A), acid-modified polyolefin (B), and surfactant (C) used in the production method of the present invention will be described below. Polyolefin (A) The polyolefin (A) used in the present invention has a density difference of at least 0.01 g / cm 3 , preferably 0.1 g / cm 3 .
It is composed of a mixture of two or more polyolefins having a weight of 03 to 0.06 g / cm 3 .
【0011】ポリオレフィン(A)としては、たとえば
高圧法低密度ポリエチレン、中低圧法低密度ポリエチレ
ン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分
子量ポリエチレン、ポリプロピレン、超高分子量ポリプ
ロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ3−メチル−1−ブテ
ン、ポリ4−メチル−1−ペンテン;エチレン、プロピ
レン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペン
テン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−
デセン等のα−オレフイン同志のランダム又はブロック
共重合体;エチレン・ブタジエン共重合体、エチレン・
エチリデンノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレ
ン・ブタジエン3元共重合体、エチレン・プロピレン・
ジシクロペンタジエン3元共重合体、エチレン・プロピ
レン・1,5−ヘキサジエン3元共重合体、エチレン・
プロピレン・エチリデンノルボルネン3元共重合体等の
1種以上のオレフインと共役又は非共投ジエンとの共重
合体などを例示できる。The polyolefin (A) includes, for example, high-pressure low-density polyethylene, medium-low pressure low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, polypropylene, ultra-high-molecular-weight polypropylene, poly 1-butene, poly 1 3-methyl-1-butene, poly-4-methyl-1-pentene; ethylene, propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, −
Α-olefin random or block copolymers such as decene; ethylene-butadiene copolymer, ethylene
Ethylidene norbornene copolymer, ethylene-propylene-butadiene terpolymer, ethylene-propylene-
Dicyclopentadiene terpolymer, ethylene propylene / 1,5-hexadiene terpolymer, ethylene
Examples thereof include a copolymer of one or more olefins such as a propylene / ethylidene norbornene terpolymer and a conjugated or non-co-projected diene.
【0012】これらの中では、高圧法低密度ポリエチレ
ン、中低圧法低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エ
チレンと他のα−オレフインとのランダム又はブロック
共重合体;エチレンと共役又は非共投ジエンからなる共
重合体などのポリエチレン系樹脂からなる混合物が好ま
しい。とりわけ、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチ
レン、高密度ポリエチレンから選ばれる少なくとも2種
のポリエチレンの混合物であることが好ましい。なお、
本発明において、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチ
レン、高密度ポリエチレンの密度範囲は、JIS K6
748の規定による。[0012] Among these, high-pressure low-density polyethylene, medium-low pressure low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, random or block copolymers of ethylene with other α-olefins; A mixture composed of a polyethylene resin such as a copolymer composed of ethylene and a conjugated or non-co-diene is preferred. In particular, a mixture of at least two kinds of polyethylene selected from low-density polyethylene, medium-density polyethylene, and high-density polyethylene is preferable. In addition,
In the present invention, the density ranges of low-density polyethylene, medium-density polyethylene, and high-density polyethylene are based on JIS K6.
748.
【0013】本発明のポリオレフィン(A)は、密度の
差が、0.01g/cm3以上である低密度側のポリオ
レフィン(A1)と高密度側のポリオレフィン(A2)とを
含む。これらの混合割合は、低密度側のポリオレフィン
(A1)と高密度側のポリオレフィン(A2)の重量比(A1
/A2)が、好ましくは10/90〜90/10、さらに
好ましくは20/80〜60/40である。この範囲で
あれば、繊維径の小さい極細繊維が、収率良く得られ
る。ポリオレフィン(A1)とポリオレフィン(A2)との
混合は、公知の方法で行うことができる。The polyolefin (A) of the present invention contains a low-density polyolefin (A1) and a high-density polyolefin (A2) having a difference in density of 0.01 g / cm 3 or more. The mixing ratio of these is determined by the weight ratio (A1) of the low-density polyolefin (A1) and the high-density polyolefin (A2).
/ A2) is preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. Within this range, ultrafine fibers having a small fiber diameter can be obtained with high yield. Mixing of the polyolefin (A1) and the polyolefin (A2) can be performed by a known method.
【0014】酸変性ポリオレフィン(B) 本発明で使用される酸変性ポリオレフィン(B)は、前
記ポリオレフィン(A)と注入する水の相溶化剤として
の働きをするものである。したがって、酸変性ポリオレ
フィン(B)は、前記ポリオレフィン(A)と化学的性
質の近いものを選択することが好ましい。例えば、ポリ
エチレン系樹脂を主成分とする場合には酸変性ポリエチ
レンを、ポリプロピレン系樹脂を主成分とする場合には
酸変性ポリプロピレンを使うという具合である。 Acid-Modified Polyolefin (B) The acid-modified polyolefin (B) used in the present invention functions as a compatibilizer for the polyolefin (A) and water to be injected. Therefore, it is preferable to select an acid-modified polyolefin (B) having a chemical property close to that of the polyolefin (A). For example, when a polyethylene-based resin is used as a main component, acid-modified polyethylene is used, and when a polypropylene-based resin is used as a main component, acid-modified polypropylene is used.
【0015】酸変性ポリオレフィン(B)はグラフト型
と共重合型の2つに分類することができるが、本発明に
おける酸変性ポリオレフィン(B)としては、親水性が
発現し易い点でグラフト型酸変性ポリオレフィンが好ま
しい。The acid-modified polyolefin (B) can be classified into two types, a graft type and a copolymer type. The acid-modified polyolefin (B) in the present invention is a graft-type polyolefin (B) because of its easy development of hydrophilicity. Modified polyolefins are preferred.
【0016】グラフト型酸変性ポリオレフィンは、前記
のポリオレフィンを不飽和カルボン酸でグラフト変性し
た熱可塑性樹脂である。例えば、エチレン、プロピレ
ン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等のモノマ
ーの単独重合ポリマー、あるいはこれらを含めた2種以
上のモノマーの共重合ポリマーに不飽和カルボン酸をグ
ラフトしたポリマーである。ここで使われる不飽和カル
ボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン
酸、無水マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル
酸、無水テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコ
ン酸、クロトン酸、イソクロトン酸等が挙げられる。The graft type acid-modified polyolefin is a thermoplastic resin obtained by graft-modifying the above-mentioned polyolefin with an unsaturated carboxylic acid. For example, a homopolymer of a monomer such as ethylene, propylene, 1-butene, or 4-methyl-1-pentene, or a polymer obtained by grafting an unsaturated carboxylic acid to a copolymer of two or more monomers including these. . Examples of the unsaturated carboxylic acids used herein include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, tetrahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, itaconic acid, citraconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, and the like. Can be
【0017】共重合型酸変性ポリオレフィンとは、1種
以上の親油性モノマーと1種以上の親水性モノマーを共
重合して得られた熱可塑性ポリマーであり、ここで用い
られる親油性モノマーとしては、エチレン、プロピレ
ン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、酢酸ビニ
ル、スチレン、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル
酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、
メタクリル酸ヘキシル、ヒドロキシエチルアクリル酸、
ヒドロキシエチルメタクリル酸、ヒドロキシプロピルア
クリル酸、ヒドロキシプロピルメタクリル酸等を挙げる
ことができる。また、親水性モノマーとしては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フ
マル酸、テトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタ
ル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソク
ロトン酸を挙げることができる。The copolymerizable acid-modified polyolefin is a thermoplastic polymer obtained by copolymerizing at least one kind of lipophilic monomer and at least one kind of hydrophilic monomer. , Ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, vinyl acetate, styrene, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, hexyl acrylate,
Hexyl methacrylate, hydroxyethyl acrylic acid,
Examples thereof include hydroxyethyl methacrylic acid, hydroxypropyl acrylic acid, and hydroxypropyl methacrylic acid. Examples of the hydrophilic monomer include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, tetrahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, itaconic acid, citraconic acid, crotonic acid, and isocrotonic acid.
【0018】酸変性ポリオレフィン(B)の好ましい変
性率は、酸価として30〜150mg-KOH/gである。酸
価がこの範囲内であると、添加される水との十分な親和
性が得られ易く、ポリオレフィンとの相溶性も良好とな
る。The preferred modification rate of the acid-modified polyolefin (B) is from 30 to 150 mg-KOH / g as the acid value. When the acid value is within this range, sufficient affinity with added water is easily obtained, and compatibility with the polyolefin is also improved.
【0019】前記のポリオレフィン(A)と酸変性ポリ
オレフィン(B)との混合割合は、ポリオレフィン
(A)100重量部当たり、酸変性ポリオレフィン
(B)は通常3〜30重量部、好ましくは5〜15重量
部である。酸変性ポリオレフィン(B)の量がこの範囲
であると、注入する界面活性剤含有水溶液がポリオレフ
ィン(A)へ十分浸透し、かつポリオレフィン(A)の
期待される物性も失われることがない。The mixing ratio of the polyolefin (A) and the acid-modified polyolefin (B) is usually 3 to 30 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the polyolefin (A). Parts by weight. When the amount of the acid-modified polyolefin (B) is within this range, the surfactant-containing aqueous solution to be injected sufficiently penetrates into the polyolefin (A), and the expected physical properties of the polyolefin (A) are not lost.
【0020】界面活性剤(C) 本発明において、前記したポリオレフィン(A)は、酸
変性ポリオレフィン(B)とともに押出機に供給され押
出機前段で溶融混練され、次いでこの溶融混練物に、押
出機中段部において界面活性剤(C)水溶液が添加され
る。 Surfactant (C) In the present invention, the above-mentioned polyolefin (A) is supplied to an extruder together with the acid-modified polyolefin (B) and melt-kneaded in the former stage of the extruder. A surfactant (C) aqueous solution is added in the middle section.
【0021】本発明で使用される界面活性剤(C)は、
前記の酸変性ポリオレフィン(B)と同様に、添加する
水とポリオレフィン(A)との相溶化剤として働き、続
く混練で繊維形成を行う。界面活性剤(C)は水に溶解
し水溶液としてポンプで注入される。The surfactant (C) used in the present invention comprises:
Like the acid-modified polyolefin (B), it acts as a compatibilizer between the water to be added and the polyolefin (A), and subsequently forms fibers by kneading. Surfactant (C) is dissolved in water and pumped as an aqueous solution.
【0022】本発明で用いることの出来る界面活性剤
(C)としては、具体例として、ポリオキシエチレン脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エーテル、ポ
リオキシプロピレン・ポリオキシエチレンブロックコポ
リマー、高級脂肪酸塩、高級アルコール硫酸塩、高級ア
ルキルスルホン酸塩、高級アルキルジスルホン酸塩、高
級脂肪酸エステルスルホン酸塩、高級アルキルベンゼン
スルホン酸塩、高級アルキルフェノールスルホン酸塩、
ポリオキシエチレンソルビタンモノ脂肪酸エステル、ソ
ルビタンモノ脂肪酸エステル等が挙げられる。Specific examples of the surfactant (C) that can be used in the present invention include polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid ethers, polyoxypropylene / polyoxyethylene block copolymers, higher fatty acid salts, and higher fatty acid salts. Alcohol sulfate, higher alkyl sulfonate, higher alkyl disulfonate, higher fatty acid ester sulfonate, higher alkylbenzene sulfonate, higher alkylphenol sulfonate,
Examples thereof include polyoxyethylene sorbitan monofatty acid ester and sorbitan monofatty acid ester.
【0023】本発明では、120〜160℃において繊
維を製造するため、これらのなかでは、高温でも界面活
性を示すもの(曇点の高いもの)が好ましく、例えばポ
リオキシエチレンオレイルエーテル(POE)等のポリ
オキシエチレン脂肪酸エーテルが好適である。In the present invention, since fibers are produced at 120 to 160 ° C., among these, those exhibiting surface activity even at a high temperature (having a high cloud point) are preferable. For example, polyoxyethylene oleyl ether (POE) Are preferred.
【0024】上記界面活性剤(C)は、通常は3〜20
重量%、好ましくは5〜15重量%の水溶液にして用い
られる。その注入量は、ポリオレフィン(A)と酸変性
ポリオレフィン(B)の溶融混練物の総量100重量部
当たり、前記濃度範囲の水溶液を、通常は15〜35重
量部、好ましくは18〜30重量部、さらに好ましくは
19〜25重量部である。The surfactant (C) is usually used in an amount of 3 to 20.
%, Preferably 5 to 15% by weight. The injection amount is usually 15 to 35 parts by weight, preferably 18 to 30 parts by weight of the aqueous solution having the above concentration range per 100 parts by weight of the total amount of the melt-kneaded product of the polyolefin (A) and the acid-modified polyolefin (B), More preferably, it is 19 to 25 parts by weight.
【0025】次に本発明のポリオレフィン系極細繊維の
製造方法について説明する。本発明の製造方法では、極
細繊維を得るために、ポリオレフィン(A)を酸変性ポ
リオレフィン(B)とともに押出機に供給し、押出機前
段で溶融混練する。次いでこの溶融混練物に、押出機中
段部において界面活性剤(C)水溶液を加えたあと、さ
らに押出機後段で添加した水溶液が均一に分散するまで
混練を続け押出す。Next, the method for producing the polyolefin-based ultrafine fiber of the present invention will be described. In the production method of the present invention, in order to obtain ultrafine fibers, the polyolefin (A) is supplied to an extruder together with the acid-modified polyolefin (B), and the mixture is melt-kneaded in a stage preceding the extruder. Next, an aqueous solution of the surfactant (C) is added to the melt-kneaded product in the middle stage of the extruder, and then kneading is continued and extruded until the aqueous solution added in the latter stage of the extruder is uniformly dispersed.
【0026】押出機による樹脂の混練は、混練が十分に
行える温度であれば良く、押出機前段では、通常130
〜200℃の範囲内で行われる。また、前記界面活性剤
水溶液の添加後の混練は、界面活性剤の効果が低減しな
い温度範囲で行われることが好ましく、通常120〜1
60℃の範囲内で行われる。The kneading of the resin by the extruder may be performed at a temperature at which the kneading can be sufficiently performed.
It is performed within the range of ~ 200 ° C. Further, kneading after the addition of the surfactant aqueous solution is preferably performed in a temperature range in which the effect of the surfactant is not reduced, and usually 120 to 1
It is performed within the range of 60 ° C.
【0027】注入された界面活性剤水溶液は、界面活性
剤の相溶化効果により、徐々にポリオレフィン(A)樹
脂中に分散させられる。そして、本発明では、押出機後
段で水が均一に分散するまで混練が続けられる。ここ
で、水が均一に分散する状態とは、樹脂中への水の分散
が進むと同時に、水による酸変性ポリオレフィン(B)
の膨潤が起こり、それにより樹脂がしだいに細かく分断
されて行く。その結果、分散した水が転相を起こし、樹
脂が水に分散したような、連続相が水である水性分散物
ができる状態を言う。The injected surfactant aqueous solution is gradually dispersed in the polyolefin (A) resin due to the compatibilizing effect of the surfactant. And in this invention, kneading is continued until water is uniformly disperse | distributed in the latter stage of an extruder. Here, the state in which the water is uniformly dispersed means that the dispersion of the water in the resin proceeds and the acid-modified polyolefin (B)
Swelling, which causes the resin to become increasingly fragmented. As a result, it refers to a state where an aqueous dispersion in which the continuous phase is water is formed, as in the case where dispersed water causes phase inversion and the resin is dispersed in water.
【0028】この状態の混練物を押出すことにより、押
出機出口から含水極細繊維束が得られる。押出機の混練
温度は、100℃以上であるので、水の多くは押出され
るとともに蒸発するが、この状態の極細繊維束は残留水
を含む。含水極細繊維束は、略円形断面形状で、不定長
で繊維径1〜30μmの極細繊維の多数が略平行状態で
撚りをかけられることなく集束した形の極細繊維束であ
る。By extruding the kneaded material in this state, a hydrated ultrafine fiber bundle is obtained from the outlet of the extruder. Since the kneading temperature of the extruder is 100 ° C. or higher, most of the water is extruded and evaporates, but the ultrafine fiber bundle in this state contains residual water. The water-containing ultrafine fiber bundle is an ultrafine fiber bundle having a substantially circular cross-sectional shape and a shape in which a large number of ultrafine fibers having an indefinite length and a fiber diameter of 1 to 30 μm are bundled in a substantially parallel state without being twisted.
【0029】次いでこの含水極細繊維束を短繊維に解繊
処理する。解繊処理は、各種の解繊用装置や粉砕機等を
用いることができる。また、押出機先端にスクリーンメ
ッシュを取り付けて行ってもよい。解繊処理により、極
細繊維束は、平均繊維長さ2.5mm以下、好ましくは
0.1〜2.0mm、さらに好ましくは0.5〜1.5
mmの短繊維となる。Next, the hydrated ultrafine fiber bundle is defibrated into short fibers. For the defibration treatment, various defibration devices, crushers and the like can be used. Alternatively, a screen mesh may be attached to the extruder tip. By the defibration treatment, the ultrafine fiber bundle has an average fiber length of 2.5 mm or less, preferably 0.1 to 2.0 mm, more preferably 0.5 to 1.5 mm.
mm short fibers.
【0030】そして解繊して短繊維化した繊維を乾燥し
て極細繊維を得る。その際、いわゆる粒子分を取り除く
ため、通常、解繊した繊維を大量の水に分散させ、所定
メッシュの篩で漉しとる。このとき、粒子分が多いと、
得られる極細繊維の収量が低下するが、本発明の製造方
法によれば、含水極細繊維束中の粒子分を10重量%以
下に低減できる。乾燥は、繊維同士が融着を起こさない
温度で行うことが必要で、通常、繊維を形成する樹脂の
溶融温度未満で行われる。乾燥により、水に溶解してい
る界面活性剤を繊維表面にコーティングし親水性を付与
することができる。The defibrated and shortened fibers are dried to obtain ultrafine fibers. At that time, in order to remove so-called particles, the defibrated fibers are usually dispersed in a large amount of water and sieved with a predetermined mesh sieve. At this time, if there are many particles,
Although the yield of the obtained ultrafine fibers is reduced, according to the production method of the present invention, the particle content in the hydrated ultrafine fiber bundle can be reduced to 10% by weight or less. Drying must be performed at a temperature at which the fibers do not fuse with each other, and is usually performed at a temperature lower than the melting temperature of the resin forming the fibers. By drying, a surfactant dissolved in water can be coated on the fiber surface to impart hydrophilicity.
【0031】本発明において、粒子分は次の方法により
測定した。押出機から押出された含水繊維束を採取(採
取重量:W)し、その重量の10倍量の水に入れ、家庭
用ミキサーで1分間解繊する。この解繊繊維を100メ
ッシュの篩で漉し、メッシュ上に得られる繊維の乾燥重
量(W0)を求めて次式により計算した。 粒子分(%)=〔1−{W0/(W−含有水量)}〕×100 但し、含有水量={注入水供給量/(樹脂供給量+注入
水供給量)}×W ここで、注入水供給量は押出機に供給される界面活性剤
水溶液の一定時間当たりの重量、樹脂供給量は押出機に
供給される樹脂(ポリオレフィンおよび酸変性ポリオレ
フィン)の一定時間当たりの重量である。In the present invention, the particle content was measured by the following method. The water-containing fiber bundle extruded from the extruder is collected (collected weight: W), put into 10 times the amount of water of the bundle, and defibrated with a household mixer for 1 minute. The defibrated fibers were sieved with a 100-mesh sieve, and the dry weight (W 0 ) of the fibers obtained on the mesh was calculated by the following equation. Particle content (%) = [1- {W 0 / (W-content water amount)}] × 100 where water content = {supply water supply amount / (resin supply amount + injection water supply amount)} × W The injection water supply amount is the weight per hour of the surfactant aqueous solution supplied to the extruder, and the resin supply amount is the weight per hour of the resin (polyolefin and acid-modified polyolefin) supplied to the extruder.
【0032】本発明に係る製造方法を、以下の具体例に
より説明する。図1は、本発明の含水極細繊維束の製造
に用いる押出機の一例の概略図である。押出機としては
生産量を高くすることができる点で、噛合い型二軸押出
機が望ましい。押出機中段部のバレル内部は溶融樹脂で
充満され、樹脂圧力が生じている。この樹脂圧力に抗し
て界面活性剤水溶液を注入するために、ポンプはプラン
ジャーポンプもしくはギアポンプが好ましい。The manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the following specific examples. FIG. 1 is a schematic view of an example of an extruder used for producing the water-containing ultrafine fiber bundle of the present invention. As the extruder, a meshing twin-screw extruder is desirable because the production amount can be increased. The inside of the barrel at the middle stage of the extruder is filled with molten resin, and resin pressure is generated. The pump is preferably a plunger pump or a gear pump in order to inject the surfactant aqueous solution against the resin pressure.
【0033】極細繊維の製造には、まずホッパー2にポ
リオレフィン(A)と酸変性ポリオレフィン(B)とを
所定の割合にドライブレンドした混合樹脂を入れ、押出
機1へフィードする。そして、押出機前段部(C1〜C
3部)において加熱しながら十分溶融混練する。樹脂が
十分に溶融混練された後、押出機中段部(C4部)にお
いて界面活性剤(C)水溶液3をポンプ4により所定流
量で注入する。In the production of ultrafine fibers, first, a mixed resin obtained by dry blending a polyolefin (A) and an acid-modified polyolefin (B) at a predetermined ratio is put into a hopper 2 and fed to an extruder 1. And the extruder front section (C1 to C
3)), and sufficiently knead while heating. After the resin is sufficiently melt-kneaded, the surfactant (C) aqueous solution 3 is injected at a predetermined flow rate by the pump 4 in the middle part (C4 part) of the extruder.
【0034】続いて押出機後段において、添加された界
面活性剤水溶液が均一に分散するまで混練を続けたのち
押出す。このようにして、押出機出口5において、紡糸
のための装置を必要とすることなく、押出機中で極細繊
維の紡糸ができ、含水極細繊維束が得られる。Subsequently, in the latter stage of the extruder, kneading is continued until the added aqueous surfactant solution is uniformly dispersed, and then extruded. In this way, at the extruder outlet 5, ultrafine fibers can be spun in the extruder without requiring a device for spinning, and a hydrated ultrafine fiber bundle is obtained.
【0035】次いでこの含水極細繊維束を短繊維に解繊
処理する。解繊処理は、天然パルプ用リファイナー或い
はビーター等を用いてもよいし、乾燥したあと粉砕機で
行ってもよい。粉砕機は、剪断力と衝撃力が同時に繊維
束に加わるものが好ましい。また、押出機先端にスクリ
ーンメッシュを取り付ければ、含水極細繊維を短繊維化
して押出すことができる。Next, the hydrated ultrafine fiber bundle is defibrated into short fibers. The defibration treatment may be performed using a natural pulp refiner or a beater, or may be performed using a pulverizer after drying. It is preferable that the crusher simultaneously applies a shearing force and an impact force to the fiber bundle. In addition, if a screen mesh is attached to the tip of the extruder, the water-containing ultrafine fibers can be extruded after shortening.
【0036】極細繊維の乾燥には、各種の乾燥器を用い
ることができる。通常、乾燥の前には、解繊した繊維を
大量の水に分散させ、所定メッシュの篩で漉しとり粒子
分を取り除く。乾燥器としては、例えば、熱風乾燥器、
赤外線ヒータ、ホットプレートなどが制限なく使用でき
る。これらの中では、繊維の局部的な加熱による融着が
起こらない点で熱風乾燥器が好ましい。Various dryers can be used for drying the ultrafine fibers. Usually, before drying, the defibrated fibers are dispersed in a large amount of water, and sieved with a predetermined mesh sieve to remove particles. As the dryer, for example, hot air dryer,
Infrared heaters, hot plates, etc. can be used without restriction. Among these, a hot-air dryer is preferable in that no fusion occurs due to local heating of the fibers.
【0037】このようにして得られたポリオレフィン系
極細繊維は、平均繊維長さ2.5mm以下、繊維径1〜
30μmの極細繊維からなる短繊維である。この短繊維
は天然パルプとの混抄性が良く、均一で、地合の良い混
抄紙が得られ、少ない添加量でヒートシール性を付与す
ることができ、天然パルプ混抄用の短繊維として好適で
ある。天然パルプと本発明のポリオレフィン系極細繊維
との混抄比(重量比)は、通常100:3〜100:3
0で、混抄紙の所望物性に応じて決められる。The polyolefin-based ultrafine fiber thus obtained has an average fiber length of 2.5 mm or less and a fiber diameter of 1 to
It is a short fiber made of ultrafine fibers of 30 μm. This short fiber has a good blending property with natural pulp, a uniform, well-formed blended paper can be obtained, a heat sealing property can be imparted with a small amount of addition, and it is suitable as a short fiber for blending natural pulp. is there. The mixing ratio (weight ratio) of the natural pulp and the polyolefin-based ultrafine fiber of the present invention is usually 100: 3 to 100: 3.
0 is determined according to the desired physical properties of the mixed paper.
【0038】[0038]
【実施例】以下の実施例、比較例により本発明を具体的
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。なお、実施例、比較例で用いた繊維の測定方法を次
に示す。The present invention will be described in detail with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the measuring method of the fiber used by the Example and the comparative example is shown below.
【0039】最大繊維径 電子顕微鏡により繊維を写真撮影し、最大繊維径を決定
した。The fibers were photographed by the maximum fiber diameter of the electron microscope, to determine the maximum fiber diameter.
【0040】また、実施例、比較例で用いた装置および
原料を次に記す。装 置 押出機:二軸スクリュー、同方向噛合い型、径30mm
φ、L/D=42、(株)プラスチック工学研究所製、 ポンプ:ダブルプランジャー式PU617、ジーエルサ
イエンス(株)製、The equipment and raw materials used in Examples and Comparative Examples are described below. Equipment Extruder: twin screw, the same direction intermeshing type, diameter 30mm
φ, L / D = 42, manufactured by Plastic Engineering Laboratory Co., Ltd. Pump: Double plunger type PU617, manufactured by GL Sciences Corporation
【0041】原 料 低密度ポリエチレン:ミラソンTMFL-60(密度0.915g
/cm2、三井化学(株)製)、高密度ポリエチレン:ネオゼ
ックスTM50300、(密度0.948g/cm2、三井化学(株)
製);ハイゼックスTM1300J(密度0.965g/cm2、三井
化学(株)製)、酸変性ポリオレフィン:ニュクレルTMN
1560(三井・デュポンポリケミカル(株)製);ハイワ
ックスTM2203A(三井化学(株)製)、界面活性剤:ニ
ューポールTMPE108(三洋化成(株)製);エマルゲン
TM430((株)花王製)、Raw material low density polyethylene: Mirason ™ FL-60 (0.915 g density)
/ cm 2 , manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., high-density polyethylene: Neozex ™ 50300, (density 0.948 g / cm 2 , Mitsui Chemicals, Inc.)
Hyzex ™ 1300J (density 0.965 g / cm 2 , manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), acid-modified polyolefin: Nucrel ™ N
1560 (manufactured by DuPont-Mitsui Polychemicals); High Wax ™ 2203A (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.); Surfactant: Newpole ™ PE108 (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.); Emulgen
TM 430 (made by Kao Corporation),
【0042】(実施例1)低密度側のポリオレフィン(A
1)としてミラソンTMFL-60と、高密度側のポリオレ
フィン(A2)としてハイゼックスTM1300Jとを1:1
の割合で混合したポリオレフィン(A)(混合樹脂の密度
0.940g/cm2、MFR(ASTM D1238準拠、温度190℃荷重2.16kg
による測定)30g/10分)の100重量部と、酸変性ポリ
オレフィン(B)としてニュクレルTMN1560の15重
量部とをドライブレンドしたものを、ホッパーより押出
機へフィードして溶融混練し、界面活性剤(C)としてニ
ューポールTMPE108の10重量%水溶液を、ポリオ
レフィン(A)100重量部に対して20重量部の割合に
なるように、押出機の中段部にポンプで注入し、さらに
混練を続けて押出機出口から含水繊維束を得た。押出機
の温度条件は、C1:120℃,C2:140℃,C
3:155℃,C4:135℃,C5:135℃,C
6:135℃,C7:120℃,D:110℃で行っ
た。この含水繊維束について粒子分と最大繊維径を測定
した。結果を表1に示す。(Example 1) Polyolefin (A
1) Mirason ™ FL-60 as 1) and HIZEX ™ 1300J as polyolefin (A2) on the high density side in a ratio of 1: 1.
(A) (density of mixed resin)
0.940 g / cm 2 , MFR (according to ASTM D1238, temperature 190 ° C, load 2.16 kg
Dry blending of 100 parts by weight of 30 g / 10 min) and 15 parts by weight of Nucrel TM N1560 as an acid-modified polyolefin (B) was fed from a hopper to an extruder, melt-kneaded, and surface-active. As an agent (C), a 10% by weight aqueous solution of Newpol ™ PE108 was injected into the middle stage of the extruder by a pump so that the ratio was 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin (A). Subsequently, a hydrated fiber bundle was obtained from the outlet of the extruder. The temperature conditions of the extruder are as follows: C1: 120 ° C., C2: 140 ° C., C
3: 155 ° C, C4: 135 ° C, C5: 135 ° C, C
6: 135 ° C, C7: 120 ° C, D: 110 ° C. The particle content and the maximum fiber diameter of this water-containing fiber bundle were measured. Table 1 shows the results.
【0043】(実施例2)ポリオレフィン(A)として、
ミラソンTMFL-60と、ネオゼックスTM50300と
を2:8の割合で混合した樹脂(混合樹脂の密度0.932g
/cm2、MFR(ASTM D1238準拠、温度190℃荷重2.16kgによる
測定)35g/10分)に変えた以外は、実施例1と同様にし
て含水繊維束を得た。この含水繊維束の測定結果を表1
に示す。Example 2 As a polyolefin (A),
A resin in which Mirason ™ FL-60 and Neozex ™ 50300 are mixed in a ratio of 2: 8 (density of mixed resin: 0.932 g)
/ cm 2 and MFR (35 g / 10 min according to ASTM D1238, measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg) were obtained in the same manner as in Example 1 to obtain a hydrated fiber bundle. Table 1 shows the measurement results of the hydrous fiber bundle.
Shown in
【0044】(比較例1)ポリオレフィン(A)として、
ミラソンTMFL-60のみを用いた以外は、実施例1と
同様にして含水繊維束を得た。この含水繊維束の測定結
果を表1に示す。 (比較例2)ポリオレフィン(A)として、ハイゼックス
TM1300Jのみを用いた以外は、実施例1と同様にし
て含水繊維束を得た。この含水繊維束の測定結果を表1
に示す。 (比較例3)ポリオレフィン(A)として、ネオゼックス
TM50300のみを用いた以外は、実施例1と同様にし
て含水繊維束を得た。この含水繊維束の測定結果を表1
に示す。Comparative Example 1 As polyolefin (A),
A hydrated fiber bundle was obtained in the same manner as in Example 1 except that only Mirason ™ FL-60 was used. Table 1 shows the measurement results of the water-containing fiber bundle. (Comparative Example 2) As a polyolefin (A), HIZEX
A hydrated fiber bundle was obtained in the same manner as in Example 1 except that only TM 1300J was used. Table 1 shows the measurement results of the hydrous fiber bundle.
Shown in (Comparative Example 3) Neozex as polyolefin (A)
A hydrated fiber bundle was obtained in the same manner as in Example 1 except that only TM 50300 was used. Table 1 shows the measurement results of the hydrous fiber bundle.
Shown in
【0045】(実施例3)ポリオレフィン(A)として、
ミラソンTMFL-60と、ハイゼックスTM1300Jと
を3:7の割合で混合した樹脂(混合樹脂の密度0.950g
/cm2、MFR(ASTM D1238準拠、温度190℃荷重2.16kgによる
測定)22g/10分)を用い、酸変性ポリオレフィン(B)と
してハイワックスTM2203A、界面活性剤(C)として
エマルゲン TM430の15重量%水溶液を用いた以外
は、実施例1と同様にして含水繊維束を得た。この含水
繊維束の測定結果を表1に示す。Example 3 As polyolefin (A),
MirasonTMFL-60 and HIZEXTM1300J and
(Mixed resin density 0.950g)
/cmTwo, MFR (according to ASTM D1238, temperature 190 ℃, load 2.16kg
Measurement) 22g / 10min) and acid-modified polyolefin (B)
Then high waxTM2203A, as surfactant (C)
Emulgen TMExcept using a 15 wt% aqueous solution of 430
In the same manner as in Example 1, a water-containing fiber bundle was obtained. This hydrous
Table 1 shows the measurement results of the fiber bundle.
【0046】[0046]
【表1】 [Table 1]
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、天然パルプ
との混抄性が良好で、均一で、地合の良い混抄紙が得ら
れ、少ない添加量でヒートシール性を付与し得るポリオ
レフィン系極細繊維を、特別に紡糸のための装置を必要
とすることなく、簡便な方法で生産性良く製造すること
ができる。According to the production method of the present invention, it is possible to obtain a mixed paper having good mixing properties with natural pulp, uniform and good formation, and to provide a heat sealing property with a small amount of addition. Microfibers can be produced in a simple manner with high productivity without requiring special spinning equipment.
【図1】本発明に係るポリオレフィン系極細繊維を製造
する押出機の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an extruder for producing a polyolefin-based ultrafine fiber according to the present invention.
1 押出機 2 ホッパー 3 界面活性剤水溶液 4 ポンプ 5 押出機出口 C1、C2、C3 押出機前段部のヒーター C4 押出機中段部のヒーター C5、C6、C7 押出機後段部のヒーター D ダイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Extruder 2 Hopper 3 Surfactant aqueous solution 4 Pump 5 Extruder outlet C1, C2, C3 Heater of extruder front part C4 Heater of extruder middle part C5, C6, C7 Heater of extruder rear part D Die
Claims (4)
フィン(B)とともに押出機前段で溶融混練し、押出機
中段部においてこの溶融混練物に界面活性剤(C)水溶
液を添加し、さらに押出機後段で、添加した水溶液が均
一に分散するまで混練を続け、押出機出口より押出して
含水極細繊維束を得る極細繊維の製造方法であって、ポ
リオレフィン(A)として、密度の差が少なくとも0.
01g/cm3である2種類以上のポリオレフィンの混
合物を用いることを特徴とするポリオレフィン系極細繊
維の製造方法。1. A polyolefin (A) is melt-kneaded together with an acid-modified polyolefin (B) in a former stage of an extruder, an aqueous solution of a surfactant (C) is added to the melt-kneaded product in a middle stage of the extruder, and further a second stage of the extruder. In this method, the kneading is continued until the added aqueous solution is uniformly dispersed, and extruded from the extruder outlet to obtain a hydrated ultrafine fiber bundle, wherein the polyolefin (A) has a density difference of at least 0.1.
A method for producing a polyolefin-based ultrafine fiber, comprising using a mixture of two or more polyolefins having a weight of 01 g / cm 3 .
量%以下、かつ極細繊維の最大繊維径が30μm以下で
あることを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン
系極細繊維の製造方法。2. The method for producing a polyolefin-based ultrafine fiber according to claim 1, wherein the content of particles in the hydrated ultrafine fiber bundle is 10% by weight or less, and the maximum fiber diameter of the ultrafine fiber is 30 μm or less. .
レン系樹脂混合物であることを特徴とする請求項1また
は2に記載のポリオレフィン系極細繊維の製造方法。3. The method for producing a polyolefin-based ultrafine fiber according to claim 1, wherein the polyolefin (A) is a polyethylene-based resin mixture.
度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチ
レンから選ばれる少なくとも2種のポリエチレンの混合
物であることを特徴とする請求項3に記載のポリオレフ
ィン系極細繊維の製造方法。4. The polyolefin microfiber according to claim 3, wherein the polyethylene resin mixture is a mixture of at least two types of polyethylene selected from low density polyethylene, medium density polyethylene, and high density polyethylene. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000103220A JP2001295131A (en) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | Method for producing polyolefin ultra fine fiber |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011115009A1 (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 三井化学株式会社 | Fiber, non-woven fabric and application thereof |
CN109468689A (en) * | 2018-12-06 | 2019-03-15 | 长青藤高性能纤维材料有限公司 | A kind of ultra high molecular weight polyethylene fiber gel spinning method and the soft kneading machine of double ranks using the soft kneading machine of double ranks |
-
2000
- 2000-04-05 JP JP2000103220A patent/JP2001295131A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011115009A1 (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 三井化学株式会社 | Fiber, non-woven fabric and application thereof |
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CN109468689A (en) * | 2018-12-06 | 2019-03-15 | 长青藤高性能纤维材料有限公司 | A kind of ultra high molecular weight polyethylene fiber gel spinning method and the soft kneading machine of double ranks using the soft kneading machine of double ranks |
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