JP2833761B2 - ポリビニルアルコール系バインダー繊維及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフラツシヤブル性に優れたポリビニルアルコ
ール系バインダー繊維（以下PVA系バインダー繊維と略
記）及びその製造に関する。更に詳しくは、容易に水に
水解させることのできる紙を提供できるPVA系バインダ
ー繊維に関する。例えば、水洗トイレに使用する紙製品
は、使用後水洗トイレに廃棄した場合、容易に水で水解
して下水管に閉塞を生じないようにしなければならな
い。そのような用途等の紙に用いられるPVA系バインダ
ー繊維およびその製造法に関する。

なお、本明細書中でいうフラツシヤブル性とは、例え
ば水洗トイレに廃棄した場合、化合繊紙が下水管内で閉
塞を生じさせない程度の大きさに流水によつて破断細分
化される性質をいう。

〔従来技術〕

従来水洗トイレに用いている紙、すなわちトイレツト
ペーパーはオールパルプ紙がほとんどで、使用後トイレ
に廃棄した場合多量の水で紙が水解し、下水管内で閉塞
等のトラブルをおこすことなく汎用的に使われている。

しかしオールパルプ紙は紙力不足のため、各種ワイパ
ー、生理用品、あるいは医療用手袋など紙力を必要とす
る使い捨て製品には問題となり、紙力が高くソフトタツ
チの化合繊紙が強く望まれている。

化合繊紙はビスコースレーヨンやエステル等が紙の基
材として使われる。これら紙を構成する主体繊維にはそ
れ自体に接着性がないため、紙にするには接着材として
PVA系バインダー繊維が広く使用されている。

かかる化合繊紙は一般的に湿式抄紙法にて製造されて
いる。紙を構成する主体繊維と接着材であるPVA系バイ
ンダー繊維を水中で離解、分散させスラリー状とする。

かかるスラリー状のものから紙成分が短網や円網で抄
き上げこれを乾燥させたものが紙である。

乾燥にはヤンキードライヤーと抄されるものが使われ
その温度は通常110〜130℃である。このような温度で乾
燥すると、接着材であるPVA系バインダー繊維が溶け主
体繊維と強固に接着し、紙力の高い紙となる。

次に紙の接着材である通常のPVA系バインダー繊維の
製造法の一般的な１例について述べる。

PVAポリマーはケン化度98〜100モル％のものが用いら
れる。紡糸方式は通常の湿式紡糸法、即ちPVAポリマー
を熱水で溶解せしめて得た紡糸原液を紡糸口金を介して
凝固能に有する塩類、例えば高濃度のボウ硝水溶液中に
吐出せしめ、得られた凝固糸条を適度に湿延伸した後、
乾燥せしめる。乾燥温度は105〜140℃であり紙の乾燥に
用いられるヤンキードライヤーの温度とほぼ同じであ
る。

このようにして得られるPVA系バインダー繊維の水中
溶解温度は60〜90℃であり市販されている。

このPVA系バインダー繊維を用いた化合繊紙はオール
パルプ紙と比べ乾紙力、湿紙力共に非常に高い。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このものは水中溶解温度が60〜90℃と水洗ト
イレで用いられている水の温度よりはるかに高く、使用
後水洗トイレに廃棄した場合、水解せず、下水配管閉塞
等のトラブルが発生し、直接水洗トイレに廃棄すること
はできない。

フラツシヤブル性を有する化合繊紙を作るには、バイ
ンダー繊維の添加率を通常より極めて少なくして、接着
点の少ない紙を作るかあるいは、10〜40℃の水温でも溶
解するか、著しく膨潤し湿強度の低下するバインダーを
使用する方法が考えられる。

前者の方法はバインダー繊維の添加率を１％以下とし
なければならず、フラツシヤブル性が発現するものの非
常に紙力が低下することとなり、実用的な方法とは言え
ない。

後者の方法の場合には、バインダー繊維の溶解温度を
10〜40℃にすると、抄紙工程においてスラリー中の水に
バインダー繊維が溶けてしまつて紙にならないという致
命的な問題を有することになる。

本発明は上記従来技術の問題点を鑑み、トイレで使用
される低温の水に容易に溶解し、かつ抄紙工程において
はトイレ等と同程度の水温である抄紙水中に溶け出さな
いという相反する性能を同時に満足するPVA系バインダ
ー繊維、そしてその製造法を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は、溶解温度が50〜90℃であり、かつ
潜在的溶解温度が10〜40℃であるPVA系バインダー繊維
であり、PVAのケン化度が90.0〜97.5モル％である上記P
VA系バインダー繊維が、従来技術の問題点を解消するこ
とを見い出した。かかるPVA系バインダー繊維の製造例
は以下の如くである。

すなわち、ケン化度90.0〜97.5モル％のPVA水溶液を
紡糸原液とし高濃度塩類含有水溶液を凝固液とする湿式
紡糸法によつて得られる糸条に乾燥を施した後、溶解温
度が50〜90℃となるように熱処理を施すことを特徴とす
る潜在的に低温溶解性を有するPVA系バインダー繊維の
湿式製造法である。

以下詳細に本発明を説明する。

抄紙工程を通るためにはPVA系バインダー繊維の溶解
温度を上げる必要があり、一方ではフラツシヤブル性を
出すためにPVA系バインダー繊維の溶解温度を下げる必
要がある。一見矛盾した性能を有するPVA系バインダー
繊維を製造するため、鋭意検討した結果、バインダー繊
維は紙の製造工程において、いつたん溶解することに着
目した。

抄紙工程においてPVA系バインダー繊維は吸水した状
態で、110〜130℃のヤンキードライヤーに供給され水分
を含んだまま加熱されるのでバインダー繊維は溶解し、
主体繊維と接着する。接着後水分がなくなると乾燥温度
によりPVA系バインダー繊維は再結晶化され、接着強度
は向上することになる。即ち、PVA系バインダー繊維に
着目するならば50〜90℃の溶解温度をもつたバインダー
繊維はいつたん溶解してほぼ無構造になり、その後の11
0〜130℃の温度で熱処理を受けて結晶化していることに
なる。

従つて、PVA系バインダー繊維の溶解後の挙動は先に
述べた如く、バインダー繊維の製造法に酷似しているこ
とになる。即ち、PVAを水に溶解した後糸条形成せし
め、その後乾燥工程にて105〜140℃の熱処理を受けるか
らである。

このことから、使用時フラツシヤブル性を与えるため
には、10〜40℃の溶解温度が必要であり、従つて少なく
ともバインダー繊維の抄紙乾燥後の溶解温度は10〜40℃
でなければならない。

一方、抄紙工程においては溶解温度は50〜90℃程度で
なければならない。50℃以下の場合にはバインダー繊維
がスラリー中で溶解し、90℃以上になるとヤンキードラ
イヤーでの溶解が不充分となり、バインダー効果が少な
くなるからである。この相矛盾する事象を解決するため
にバインダー繊維の製造工程において乾燥した後、乾燥
温度よりも高い温度を加えて、結晶化度を上げ、溶解温
度を上げることを試みた。その結果見事に矛盾を解決
し、フラツシヤブル性を有しかつ、安定に抄紙可能なPV
A系バインダー繊維の開発に成功したのである。

本発明中で述べるPVA系バインダー繊維の潜在溶解温
度とはPVA系バインダー繊維製造の際の乾燥工程を通過
した段階での溶解温度を意味するものであり、これまで
述べた考えにもとずいて種々の実験を行つた結果、フラ
ツシヤブル性によく対応する特性値となることが判明し
た。つまり本発明のPVA系バインダー繊維において潜在
溶解温度は抄紙後の溶解温度と一致する。

本発明のPVA系バインダー繊維製造法の１例について
更に詳しく述べる。

本発明のPVA系バインダー繊維は、ケン化度が90.0〜9
7.5モル％、好ましくは93〜96モル％からなるPVAポリマ
ーから構成されている。ケン化度90モル％の場合には、
PVAバインダー繊維が膠着し製造不可能であり、ケン化
度が75モル％を超えるとフラツシヤブル性がなくなる。

尚、重合度は1000以上4000以下程度が好まく、より好
ましくは2000程度である。

かかるPVAを水に溶解した後、常法にて湿式紡糸し必
要に応じ、湿延伸を促した後、105〜140℃で乾燥する。

かくして得られたバインダー繊維の溶解温度は10〜40
℃である。これは本発明の潜在的溶解温度である。

かかる繊維を160〜250℃で定長熱処理をするかあるい
は160〜250℃で適度な乾熱延伸を加えて、さらに必要に
応じ、160〜250℃でかつ通常は該乾熱延伸温度より高い
温度で熱処理を施すことにより溶解温度を50〜90℃とす
る。かくして得られたバインダー繊維は抄紙工程ではほ
とんど溶解せず、かつ充分なバインデイング効果を有す
る。しかも得られる紙はフラツシヤブル性を有するもの
である。

尚、抄紙工程においてヤンキードライヤーで溶解接着
を生ずるバインダー繊維が、繊維の製造工程においてヤ
ンキードライヤーとほぼ同温度で乾燥する際に溶解接着
が起らないという現象は一見矛盾しているように思える
が、繊維製造工程では湿式紡糸法特有の凝固能を有する
塩類が、繊維に付着しているために溶解接着は起らない
のである。

一方、かかる塩は抄紙工程においてはスラリー中に溶
出するため、ヤンキードライヤーで簡単に溶解接着が起
ることになるのである。

本発明を実施例によつて更に具体的に説明する。

尚、本発明は以下に述べる実施例に限定されるもので
はない。

＜実施例＞ 平均重合度1700、ケン化度96.0モル％のPVAを溶解し
た濃度16％の原液を、ノズル孔数6000孔のノズルから温
度40℃の飽和ボウ硝凝固浴中に吐出する。

得られた糸条を温度90℃の飽和ボウ硝浴中で2.0倍の
湿熱延伸を行い、さらに乾燥温度120℃で乾燥せしめた
後、温度180℃で定長熱処理を施しバインダー繊維とし
た。

＜比較例＞ 実施例のPVAのケン化度96.0モル％を98.5モル％と
し、熱処理を行なわない以外は実施例と同法でバインダ
ー繊維を得た。

実施例及び比較例で得たバインダー繊維の物性を表−
１に示す。

なお、フラツシヤブル性の評価は実施例、比較例で得
たバインダーを３％（重量％）、ビスコースレーヨンお
よびエステルを47％、NBKP（パルプ）を各々50％添加し
た化合繊紙を常法で抄紙した紙を用い評価した。

上表の如く、本実施例は目的とする性能を有すること
が一見瞭然である。

尚、物性は以下の如く測定した。

（１） 溶解温度 バインダー繊維を3mmに切断した後、サンプル量を2g
とり、100ccの水に分散させて、毎分１℃の割合で水温
を上昇させ、繊維が完全に溶解したときの温度を測定し
た。

（２） 溶出量 バインダー繊維を3mmに切断した後、サンプル量を1.2
gとり、30℃の水中に30時間浸漬し、浸漬水の溶出PVA量
を測定した。

（３） フラツシヤブル性 100ccの水を入れたビーカーに１辺7cmに裁断した紙を
投入し、ガラス棒で軽く撹拌したときに、水解するもの
を○とし、しないものを×として表わした。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によつて得られるフラツシ
ヤブル性に優れたPVA系バインダー繊維を用いた化合繊
紙は、紙力とフラツシヤブル性に優れ、水洗トイレに直
接廃棄することが可能となり、紙力を必要とする各種ワ
イパー、生理用品をはじめとする種々の使い捨て製品に
適用することができる。

フロントページの続き (72)発明者 柴田 朝彦 岡山県岡山市海岸通１丁目２番１号 株 式会社クラレ内 合議体 審判長 石井 勝徳 審判官 西村 綾子 審判官 菅野 芳男 (56)参考文献 特公 昭48−9361（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶解温度が50〜90℃であり、かつ潜在的溶
   解温度が10〜40℃であることを特徴とするポリビニルア
   ルコール系バインダー繊維。
2. 【請求項２】ポリビニルアルコールのケン化度が90.0〜
   97.5モル％である請求項１に記載のポリビニルアルコー
   ル系バインダー繊維。
3. 【請求項３】ケン化度90.0〜97.5モル％のポリビニルア
   ルコール水溶液を紡糸原液とし、高濃度塩類含有水溶液
   を凝固浴とする湿式紡糸方法によって得られる糸条に乾
   燥を施した後、溶解温度が50〜90℃となるように熱処理
   を施すことを特徴とする潜在的に低温溶解性を有するポ
   リビニルアルコール系バインダー繊維の湿式製造法。