JP2004300602A

JP2004300602A - ノークリンプショートカットアクリル系合成繊維

Info

Publication number: JP2004300602A
Application number: JP2003093582A
Authority: JP
Inventors: Masahito Ono; 雅人大野; Zenji Wakayama; 善治若山
Original assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】アクリル系合成繊維のノークリンプをショートカットした後の工程においてもファイバーボールの形成がなく、水中に均一に分散するノークリンプショートカットアクリル系合成繊維を提供する。
【解決手段】繊維長が１ｍｍ〜１０ｍｍでかつ水溶性高分子を含む油剤組成物の付着量が０．５重量％〜２重量％であるノークリンプアクリル系合成繊維であることを特徴としている。特にアクリロニトリルが４０％以上の素材をもちいることが好ましい。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湿式不織布に適した水中分繊性及び工程通過性、製紙特性にすぐれたノークリンプショートカットアクリル系合成繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリエステルなどのノークリンプ合成繊維を５ｍｍ〜２０ｍｍに切断したノークリンプショートカット合成繊維を水中に分散させて、湿式抄紙して不織布を作る方法が良く知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、アクリル系繊維においてもトウ製造時にカチオン系界面活性剤による親水化処理を行うことによって、水への分散性が非常に優れた製紙特性が得ることが出来ると記載されている（特許文献２）。しかし親水化処理してもショートカット後に繊維がバラケていると乾燥、一体化した繊維や長い繊維との篩い分け、梱包、輸送、混合など後の種々の工程を経ることにより繊維が絡み合ってファイバーボールを形成し水中に均一に分散し難くなり製紙特性を悪化させてしまうという問題を有していた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−７４１２７号公報
【特許文献２】
特公昭５３−２８５２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、本発明の目的は、湿式不織布に用いるのに適した水中分繊性及び工程通過性、製紙特性にすぐれたノークリンプショートカットアクリル系合成繊維を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、繊維長が１ｍｍ〜１０ｍｍでかつ水溶性高分子を含む油剤組成物の付着量が０．５重量％〜２重量％であることを特徴とするノークリンプショートカットアクリル系合成繊維である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるアクリル系繊維の繊維長は１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜７ｍｍ、更に好ましくは３ｍｍ〜５ｍｍである。１ｍｍ未満であるとカット時に摩擦熱などにより繊維が融着し易くなる。また、１０ｍｍを超えると水中で均一に分散せず、解離不良が生じ易くなる。
【０００８】
本発明における水溶性高分子とは水溶性ナイロン樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアクリル酸カリウム塩、ポリアクリル酸エステル共重合体ナトリウム塩、ポリアクリル酸エステルと酢酸ビニル共重合体ナトリウム塩、ポリメタアクリル酸、ポリメタアクリル酸ナトリウム塩、ポリメタアクリル酸エステル共重合体ナトリウム塩、ポリメタアクリル酸カリウム塩、ポバール樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、アルギン酸ナトリウム糊、水溶性セルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、縮合ナフタレンスルホン酸塩、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイドブロック共重合体などが挙げられるがこれに限定されるものでない。これらの水溶性高分子は単独使用又は２種以上を組み合わせて用いても良い。特に水溶性ナイロン樹脂、ポリアクリル酸エステル共重合体ナトリウム塩、ポリアクリル酸エステルと酢酸ビニル共重合体ナトリウム塩、縮合ナフタレンスルホン酸塩、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイドブロック共重合体などの単独使用又は２種以上の組合せ使用が好ましい。
【０００９】
本発明では適度の繊維間収束を図り、ファイバーボールになるのを防ぎつつ、適度に分離してメッシュ通過性等も満足させる必要がある。かつ、水中では水溶性高分子を含む油剤組成物が容易に溶解し均一に分繊する必要がある。このため、油剤組成物中の水溶性高分子の比率は３０重量％以上が好ましく、より好ましくは５０重量％以上、更に好ましくは６０重量％以上である。
【００１０】
本発明における油剤組成物とは水溶性高分子に加えて、制電剤、平滑剤、乳化剤、収束剤、金属摩擦低下剤などのアニオン系、カチオン系、非イオン系の界面活性剤の混合物を言う。
特に下記のアニオン系、及び／又は非イオン系の界面活性剤組成物がショートカット後の繊維がファイバーボールになり難いので好ましい。
【００１１】
アニオン系活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルホスフェート塩、脂肪酸石鹸など、非イオン系活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンエステル、ソルビタンエステルエーテル、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイドブロック共重合体などが挙げられこれら界面活性剤の群から選ばれたものを主成分として併用するのが好ましい。
その他の界面活性剤も一部併用することも可能である。
【００１２】
本発明における油剤組成物の付着量とはエチルアルコール／水＝５０／５０にてソックスレー抽出を行った後、蒸発乾固して繊維重量に対しての重量％を言う。本発明の付着量は０．５重量％〜２重量％好ましくは０．７重量％〜１．５重量％である。付着量が０．５重量％未満であると繊維の収束性が悪く、ショートカット後の工程にて繊維が絡んでファイバーボールとなりメッシュ通過性が不良となり、また、水中での均一な分散が不良となる。また、付着量が２重量％を超えると製造工程で工程ローラーや糸道に付着し操業性を低下させるとともに繊維が固まり状となりメッシュ通過性が悪くなり、経済的にも適さない。
【００１３】
本発明のノークリンプショートカットアクリル系合成繊維は、少なくとも４０重量％のアクリロニトリルを含有するものが好ましい。即ち、アクリロニトリルを４０重量％以上と他のビニル系モノマー、例えばアクリル酸、メタクリル酸、あるいはこれらのアルキルエステル類、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アリルスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、２アクリルアミド２メチルプロパンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられるが、これら単独使用又は２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００１４】
特にアクリロニトリル８０重量％以上と２０重量％以下のビニル系モノマー及びスルホン酸基含有モノマーの共重合体好ましくはアクリロニトリル８５重量％以上と１５重量％以下のビニル系モノマー及びスルホン酸基含有モノマーの共重合体が耐熱性、加工性の点で好ましい。
【００１５】
または、▲１▼アクリロニトリル４０重量％〜７０重量％、▲２▼塩化ビニル及び／又は、塩化ビニリデンを３０重量％〜６０重量％、▲３▼他のビニル系モノマー１０重量％以下からなる重合体が難燃性、加工性の点で好ましい。▲３▼の含有量は５重量％以下がより好ましい。
【００１６】
本発明に使用される重合体は、水系懸濁重合，乳化重合，溶液重合などの公知の重合方法によって作られ、特に限定されるものではない。
【００１７】
本発明の繊維の紡糸方法は湿式、乾式、乾・湿式紡糸のいずれでもよく特に限定されるものでない。
【００１８】
前記溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、塩化亜鉛水溶液、ロダン塩水溶液、濃硝酸などの有機、無機溶剤が挙げられる。
【００１９】
一例を挙げると、ジメチルホルムアミドを紡糸原液の溶剤として用いる場合、凝固浴条件はジメチルホルムアミド４０重量％〜６５重量％、温度４０℃以下の水溶液とするのが好ましい。巻き取り速度／吐出線速度の比が０．３〜１．８で紡出された繊維は有機溶剤濃度が低下する数個の浴槽にて通常１〜８倍程度の１次延伸を行い、その後水洗、乾燥緻密化時の繊維膠着を防ぐ為に分繊性良好な前オイルの付与または通常より多くの油剤を付与する。次いで１００℃〜１８０℃の熱風もしくはホットローラーもしくは熱風とホットローラーの併用で乾燥緻密化を行う。乾燥前もしくは乾燥後に繊維物性の調整のために２次延伸や収縮を行ってもよい。その後、水溶性高分子を含む油剤組成物を付与した後に乾燥処理等を行う。乾燥して得られたノークリンプトウを繊維長が１ｍｍ〜１０ｍｍにギロチンカッターなどでショートカットする。
【００２０】
また、紡糸原液中に相分離をする非相溶性の樹脂の酢酸セルロース、アクリロニトリル・スチレン共重合体、メタクリル酸メチル・スチレン共重合体、ポリビニルブチラール等のポリマー液をポリブレンドして紡糸するのも可能である。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００２２】
・水中分散性評価方法
３ｍｍにカットした０．５ｇのアクリル系合成繊維を５００ｍｌの水の入ったビーカーに入れてマグネットスターラーで充分に攪拌して５分間放置する。放置後繊維の分散状態を観察し、膠着繊維の数を数え５段階評価を行った。
１級膠着繊維０個
２級１個〜１０個
３級１１個〜２０個
４級２１個〜３０個
５級３１個以上
【００２３】
・付着量の測定方法
繊維束２０ｇ、エタノール／水＝５０／５０１２０ｍｌを使用し、ソックスレー抽出器で３時間抽出して付着量を測定した。
【００２４】
・繊維のメッシュ通過性とファイバーボール測定法
３ｍｍにカットした繊維１０ｇを２０メッシュ（直径１００ｍｍ）のふるいに入れ、振動を掛けた後通過した繊維の割合をメッシュ通過性とし、残った繊維のファイバーボールの状態を３段階評価した。
ファイバーボールが殆ど認められない ◎
ファイバーボールが認められる ○
ファイバーボールが多い ×
【００２５】
・実施例１〜６、比較例１、２
アクリロニトリル／塩化ビニリデン／２アクリルアミド２メチルプロパンスルホン酸ナトリウム＝５７／４０／３（重量％）組成のモダクリルポリマーの濃度２５％ジメチルホルムアミド溶液をジメチルホルムアミド６０％水溶液中に紡出、凝固させた。しかる後、延伸・水洗後、ポリオキシエチレンアルキルサルフェートとポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体組成物をエタノール／水＝５０／５０の抽出量が０．２５％になる様に付与して乾燥緻密化を行った。その後、水溶性高分子ポリアクリル酸ナトリウム塩を含有する油剤組成物の付着量をエタノール／水＝５０／５０の抽出量が表１のようになるように変化させ、約２．２ｄｔｅｘの繊維のノークリンプトウを得た。更に、この繊維をギロチンカットで３ｍｍの繊維長にショートカットした。
【００２６】
【表１】

【００２７】
表１で示す結果からも明らかなように、比較例１のように油剤組成物が少ないと繊維の収束性が悪く、繊維が絡んでファイバーボールになり易い。また比較例２のように油剤組成物が多くなると操業性の低下及び繊維の収束がつよく大きな塊となりファイバーボールにならないがメッシュ通過性が悪くなる。
【００２８】
・実施例６〜１４、比較例３
実施例１〜５と同じ方法にて紡糸・延伸・水洗・乾燥工程を経て各種水溶性高分子を含有する油剤組成物をエタノール／水＝５０／５０の抽出量が１．２重量％になる様に付着させた約２．２ｄｔｅｘの繊維を得た。この繊維をギロチンカットで３ｍｍの繊維長にショートカットした。
比較例３は水溶性高分子を含まない界面活性剤のみを１．２重量％付着させた後は実施例６と全く同一方法にて紡糸した。
【００２９】
【表２】

【００３０】
表２からも明らかなように、水溶性高分子を含む油剤組成物を付着させると良好なメッシュ通過性、ファイバーボールの状態、水中分繊性が得られる。比較例３に見られるように水溶性高分子を含まない油剤組成では繊維の絡まりが多くファイバーボールの生成が多くなり、メッシュ通過性が悪くなる。
【００３１】
・実施例１５
アクリロニトリル／塩化ビニル／スチレンスルホン酸ナトリウム＝４２／５６／２（重量％）組成のアクリル系ポリマーの濃度２５％ジメチルアセトアミド溶液を４５重量％のアセトアミド水溶液中に紡糸したあと延伸水洗後に、ポリオキシエチレンアルキルホスフェートとポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体組成物をエタノール／水＝５０／５０の抽出量が０．３５％なる様に油剤を付与し、乾燥緻密化後に水溶性ナイロン樹脂／ポリオキシエチレンアルキルホスフェート＝８０／２０の油剤組成物をエタノール／水＝５０／５０の抽出量が１．５重量％になる様に付着させた約２．２ｄｔｅｘの繊維を得た。この繊維をギロチンカットで３ｍｍの繊維長にショートカットした。この繊維のメッシュ通過性は９１％でファイバーボールの状態は◎で水中分繊性も１級であった。
【００３２】
・比較例４
この繊維をギロチンカッターで繊維長０．５ｍｍにショートカットすると水中分散時に分繊不良の繊維集合体が見られ顕微鏡で確認すると、切断面に融着が見られた。
【００３３】
・比較例５
実施例１５の繊維をギロチンカッターで１５ｍｍにショートカットした。この繊維を水中分散すると、繊維同士が絡み合ったファイバーボールが見られた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の効果としては、アクリル系合成繊維のノークリンプをショートカットした後の工程においてもファイバーボールの形成がなく工程通過性良好な、水中に均一に分散するノークリンプショートカットアクリル系合成繊維を、乾燥緻密化後の繊維に水溶性高分子含む組成の油剤を付着させることにより、工業的容易に作ることが出来ることは産業上極めて大きい。当該繊維を用いて、湿式不織布、エアーフィルター、液体フィルター、掃除機用フィルター、などのフィルター用シート、電池セパレーター、コンデンサー用セパレーター、家庭用・業務用・医療用ワイパー、光学機器用ワイパー、壁紙、障子紙、濾過材、各種土木建築用シート、ブレーキやクラッチ板の摩擦材などの用途に用いることが出来る。

Claims

繊維長が１ｍｍ〜１０ｍｍでかつ水溶性高分子を含む油剤組成物の付着量が０．５重量％〜２重量％であることを特徴とするノークリンプショートカットアクリル系合成繊維。
該アクリル系合成繊維が、少なくとも４０重量％のアクリロニトリルからなる重合体からなるものである、請求項１記載のノークリンプショートカットアクリル系合成繊維。
該重合体が、▲１▼アクリロニトリル４０重量％〜７０重量％、▲２▼塩化ビニル及び／又は塩化ビニリデン３０重量％〜６０重量％、▲３▼１０重量％以下の第３成分ビニルモノマーからなるものである、請求項２記載のノークリンプショートカットアクリル系合成繊維。