JP3897430B2 - アクリル系バインダー繊維 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、不織布に好適に用いることのできるアクリル系バインダー繊維に関する。更に詳しくは、単独あるいは他の素材と混合して、抄紙等により紙、不織布に加工するとき、優れたシート強力を発現することを可能にしたアクリル系バインダー繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汎用紙の分野では天然パルプをバインダー繊維として使用することが一般的であり、合成繊維からなるバインダー繊維は一部特殊な用途に使用される程度であった。
【０００３】
ところが最近、用途の多様化により、高機能、高性能の紙が要求されるようになり、合成繊維の短繊維を抄紙素材として利用するケースが増加してきた。
【０００４】
抄紙は湿潤条件で行われるため、バインダー繊維には湿潤下でのシート強力（以下、湿紙強力という。）を向上させることが求められる。湿紙強力は、主に繊維の交絡によるものであるから、繊維の形状としては枝状分岐のある構造、即ち一般的にパルプ形状やフィブリル形状と呼ばれる形態が必要と考えられている。例えば特開平９−２４２０００号公報には、カナディアン・スタンダード・フリーネスが２００ｍｌより小さい、アクリル繊維からなるフィブリル化繊維が開示されている。そこに記載された繊維は湿紙強力の向上には有効であるが、最終製品の強力、即ち乾紙強力の点で満足いくものとはいえないものであった。
【０００５】
また、特開昭５４−９３１０５号公報には、アクリロニトリルにエチレン系モノマーを共重合し、加水分解して紡糸することで、容易にフィブリル化し、かつ、熱接着性能を持つ繊維が得られることが開示されている。しかしながら、この方法で得られる繊維は、使用量によっては熱収縮が大きくなるという不具合が生じるものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らはこれらの状況に鑑み、鋭意研究を続けた結果、紙や不織布に特殊な構成からなるアクリル繊維をバインダー繊維として使用したとき、十分な乾紙強力を発現し、実用上十分な紙、不織布を与えるアクリル系バインダー繊維を発明するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨は、アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル系ポリマーＡ、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢ、及び酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣとからなり、ＷＡ、ＷＢ及びＷＣが下記式（１）及び（２）を満足するアクリル系バインダー繊維にある。
【０００８】
ＷA／ＷB ＝５０／５０〜９０／１０ （１）
ＷC／（ＷA＋ＷB）＝２５／１００〜５５／１００ （２）
ただし、ＷA、ＷB及びＷCは、それぞれアクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢ、及びアクリル樹脂系ポリマーＣの重量を示す。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明のアクリル系バインダー繊維を主に構成するアクリロニトリル系ポリマーＡとしては、アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル系ポリマーである。アクリロニトリル単位の含有量が５０重量％未満の場合は、バインダー繊維が本来のアクリル繊維としての特性を失い、本発明の目的には不適合となり、好ましくない。
【００１０】
本発明に用いるアクリロニトリル系ポリマーＡは、アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル単独重合体又は他のモノマーとの共重合体である。
アクリロニトリルと共重合するモノマーは、通常のアクリル繊維を構成する不飽和モノマーであれば特に限定されないが、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピルなどに代表されるアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどに代表されるメタクリル酸エステル類、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどが挙げられる。さらに、染色性改良などの目的で、ｐ−スルホフェニルメタリルエーテル、メタリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、及びこれらのアルカリ金属塩などを共重合しても良い。
【００１１】
本発明において、アクリロニトリル系ポリマーＡの分子量は特に限定しないが、分子量５万〜１００万が望ましい。分子量５万未満では紡糸性が低下すると同時に繊維の糸質も悪化する傾向にある。反対に、分子量１００万を越えると紡糸原液の最適粘度を与えるポリマー濃度が低くなり、生産性が低下する傾向にある。
【００１２】
本発明者らは、上記問題点を解決する策を鋭意検討する過程でアクリロニトリル系ポリマーＡに添加する添加剤ポリマーとして以下の１〜４の性質を具備することが肝要であると考えるに至った。即ち、
【００１３】
１．良好な紡糸性を保持し、かつ繊維の毛羽立ちを抑制するには、少なくとも繊維に賦形するまで、紡糸原液が安定に存在することが必要である。非相溶性の度合いが大きい場合、繊維が不均質となるとともに、紡糸時における糸切れの原因となる。
２．添加剤が水に溶解すると紡糸凝固槽での脱落が起こり、また繊維及び最終製品の品質にも悪影響を与えるため、添加剤ポリマーは水に難溶性であることが望ましい。
【００１４】
３．紡糸工程の凝固浴で糸状が形成される際にミクロ相分離が生じ、繊維中に筋状構造が形成された場合、後の割繊処理により超極細繊維が得られる。
４．アクリロニトリル系ポリマーＡと添加剤ポリマーとの混和性及び粘弾性の差は、添加剤ポリマーの各工程での脱落及び製品からの脱落にも関係し、重要である。
【００１５】
本発明者らは、上記条件に照らし合わせて添加剤ポリマーを探索した結果、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢが上記１〜４の条件に適合し、且つ、乾紙強力の向上に極めて有効であることを見出した。
【００１６】
酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢの添加による乾紙強力の向上、熱接着性の向上は、添加剤ポリマーの酸性基に由来する親水性向上によるものと考えられる。即ち、湿潤状態で膨潤し、繊維間の接着性が向上するとともに、乾燥時に固化し、接着効果を発現するものと推定される。
【００１７】
本発明において、アクリル樹脂系ポリマーとは、各種のアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルを主体として単独重合又は共重合して得られるポリマーのことである。
【００１８】
本発明のアクリル系バインダー繊維は、アクリロニトリル系ポリマーＡと酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢとが下記式（１）を満足するように構成されていることが必要である。上述の規定によるＷA／ＷBが９０／１０を越える場合には十分な接着力が得られず乾紙強力が不足する傾向となり、又５０／５０未満の場合には紡糸工程で繊維の融着が起こるなど、工程通過性が低下する傾向となる。
ＷA／ＷB ＝５０／５０〜９０／１０ （１）
【００１９】
アクリル樹脂系ポリマーＢの酸価は、アクリル系バインダー繊維の熱接着性や繊維の工程通過性を決定する上で重要な要素である。即ち、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合は、十分な熱接着性が得られにくく、乾紙強力が十分でなくなり易い。逆に２５０ｍｇＫＯＨ／ｇを越える場合は、紡糸の際、凝固が緩慢となるため、紡糸工程の凝固浴及び延伸工程での糸切れが顕著となり好ましくない。
【００２０】
本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＢは、カルボン酸、またはスルホン酸等の酸性基を有する共重合体であり、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の一塩基、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸等の二塩基酸、及びこれらの部分エステル等が共重合されているものであり、これらが２種以上共重合されていてもよい。これらのモノマーを少なくとも５重量％共重合することで容易に酸価を３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇにできる。本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＢは、酸価が上記範囲にあればよく、上記のモノマーの他に、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル等のモノマーが共重合されていてもよい。また、ポリマーの水溶性を抑制する等の別の目的で、更にスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、メタクリル酸ベンジルなどの芳香族ビニル化合物を共重合しても良い。
【００２１】
本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＢの分子量は特に限定されないが、分子量１万〜１００万が望ましい。分子量１万未満では、工程での脱落が問題になることがあり、逆に反対に分子量が１００万を越える場合、十分な熱接着性が得られにくい。
【００２２】
本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＢには、場合によって低分子量化合物を添加しても良い。更に場合によっては、無機物、金属などの微粒子を添加しても良い。
【００２３】
なお、本発明において、酸価とは、１ｇの試料をエタノール／エーテル混合溶媒に溶解し、０．５Ｎの水酸化カリウムで滴定した際、中和に要した水酸化カリウムをｍｇ数で表したものである。
【００２４】
本発明のアクリル系バインダー繊維の単繊維繊度は特に限定されず、用途に応じて決めることができるが、割繊処理して使用する場合は０．５デニール以上とするのが効率的である。割繊処理せずに使用する場合には、１デニール以下とする方がシート状物の平滑性が優れる。
【００２５】
次に本発明の第二の要旨について説明する。
本発明では、アクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢに加え、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満で、且つガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣを特定量含有することにより、繊維内部に更に明確な筋状相分離構造を形成し、パルプと同等の叩解処理により割繊、極細化することが可能となる。そのため抄紙した際、さらに湿紙強度が向上するとともに、表面が平滑で肌理の細かいシート状物とを得ることができる。
【００２６】
即ち、アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル系ポリマーＡ、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢ、及び酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満で、且つガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣとからなり、ＷA、ＷB及びＷCが下式（１）、（２）を満足する、アクリル系バインダー繊維である。
【００２７】
ＷA／ＷB ＝５０／５０〜９０／１０ （１）
ＷC／（ＷA＋ＷB）＝２５／１００〜５５／１００ （２）
ただし、ＷA、ＷB及びＷCは、それぞれアクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢ、及びアクリル樹脂系ポリマーＣの重量を示す。
【００２８】
本発明において、アクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢ及びその混合比ＷA／ＷB は上述の発明と共通である。
【００２９】
本発明では、アクリル繊維内部に更に明確な筋状相分離構造を形成し、容易にフィブリル化して、湿紙強力の向上を可能とするため、添加するアクリル樹脂系ポリマーＣとして、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であり、且つガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃であるアクリル樹脂系ポリマーＣを用いる。ガラス転移温度Ｔｇが３０℃未満の場合、凝固浴での糸切れ、紡糸機ロールへの付着、紡糸性の低下が起こり易い。ガラス転移温度Ｔｇが１００℃を越える場合、延伸が困難となり、工程通過性が低下するとともに製品の品質も低下する。
【００３０】
ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣは式（２）を満足するように添加することが必要である。ＷC／（ＷA＋ＷB）が２５／１００未満では、アクリル繊維内部に十分な筋状相分離構造を形成することができなくなり、逆にＷC／（ＷA＋ＷB）が５５／１００を越えると乾紙強力が低下する傾向となり好ましくない。
【００３１】
本発明において、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣを添加した紡糸原液が、少なくとも紡糸するまでの間、安定に存在することが望ましい。急激に相分離を起こし、目視レベルで判別できる液滴に成長する場合には、紡糸工程での糸切れ、繊維の毛羽立ち、繊維品質の不均一化などの不具合が発生する傾向が認められる。
【００３２】
また、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣは、水に難溶性であることが望ましい。水への溶解性があると、紡糸凝固槽への脱落が生じると同時に繊維の毛羽立ち、糸切れにもつながり、工程通過性が低下する傾向にある。
【００３３】
本発明においても、アクリル樹脂系ポリマーとは、各種のアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルを主体とした単独重合体又は共重合体である。
アクリル樹脂系ポリマーＣは、ガラス転移点Ｔｇが３０〜１００℃であればよくその重合組成は特に限定しないが、共重合するモノマーとしては、例えば、、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル等が挙げられる。
【００３４】
本発明に用いる、アクリル樹脂系ポリマーＣの分子量は特に限定されないが、分子量１万〜１００万が望ましい。分子量１万未満では、工程での脱落が問題になることがあり、逆に分子量が１００万を越える場合、十分な熱接着性が得られない。
【００３５】
本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＣには、低分子量化合物や無機物、金属などの微粒子を添加しても良い。
【００３６】
本発明のアクリル系バインダー繊維の単繊維繊度は特に限定されず、用途に応じて決めることができるが、割繊処理して使用する場合は０．５デニール以上とするのが効率的である。割繊処理せずに使用する場合には、１デニール以下とする方がシート状物の平滑性が優れる。
【００３７】
以下に、本発明のアクリル繊維を製造する方法について説明する。
本発明に用いる紡糸原液の溶剤としては、アクリロニトリル系ポリマーＡとアクリル樹脂系ポリマーＢ、Ｃの共通溶剤であればどのようなものでも用いることができる。このような溶剤としては、例えば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などが挙げられる。
【００３８】
本発明のアクリロニトリル系ポリマーＡとアクリル樹脂系ポリマーＢ、Ｃからなる紡糸原液を調製する方法については特に限定されないが、例えば溶剤に各ポリマーを投入しスラリーを調製した後に溶解する方法、各ポリマーを別個に溶解した原液をバッチ混合する方法、各ポリマーを別個に溶解した原液をスタティックミキサーなどを用いインライン混合する方法などが挙げられる。
【００３９】
調製した紡糸原液は湿式法、乾湿式法、乾式法により紡糸されアクリル繊維に賦型される。中でも紡糸口金より紡糸原液を凝固浴に吐出し凝固糸とする湿式紡糸法が好ましく用いられる。紡糸口金の孔形状は特に限定されず、丸型、楕円型、扁平型、十字形、Ｙ字型等が使用可能である。凝固浴としては、一般に紡糸原液溶剤と水から成る混合液を用いる。凝固糸は引き続き、洗浄、延伸を施すが、必要であれば、乾燥、熱処理などの工程を経てバインダー繊維となる。
【００４０】
バインダー繊維は、通常１〜２５ｍｍ長程度にカットされる。場合によっては、その後機械的叩解処理を受け、フィブリル化される場合もある。例えば、各種ミキサー、ウォータージェット、ディスクリファイナーなどを用いることができる。
【００４１】
【実施例】
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例及び比較例中、部は重量部を示す。
（実施例１）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー５０部、アクリル樹脂系ポリマーＢとしてメタクリル酸メチル／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝３５／３０／３５（重量％）の組成を有する分子量５万、酸価２２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝６０℃のアクリル樹脂系ポリマー５０部を用意し、ジメチルアセトアミドに加熱溶解しポリマー濃度２０％の溶液を得た。
【００４２】
この溶液を紡糸原液として、ジメチルアセトアミド／水＝４０／６０（重量％）の組成を有する４０℃の凝固浴中で、孔径４０μｍの紡糸口金から上記の紡糸原液を吐出し、凝固糸を紡糸ドラフト１．４で引き取り、次いで沸水中で洗浄しながら８倍に延伸し、単繊維繊度０．２デニールの繊維を得た。
【００４３】
熱接着性を評価するため、得られた繊維を５ｍｍにカットし、乾燥重量比で該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維（三菱レイヨン株式会社製商品名「ＭＶＰ」）を８５部混合し、水を加えて繊維濃度１％とした後、１０００ｃｃ計量し、家庭用ミキサー（三菱ミキサー ＪＭ−３７２形；三菱電機株式会社製）で３０秒間攪拌混合した。ミキサーの回転数は、７５００ｒｐｍであった。得られたスラリー状態の繊維を目付２０ｇ／ｍ2で１辺が２５ｃｍの正方形に抄紙し、１３０℃のドラム式乾燥機で接触時間５分間で乾燥させた。アクリル樹脂系ポリマーＢを含有する繊維の熱接着性により、シートが形成された。
【００４４】
得られたシートを幅２ｃｍにカットし、引っ張り試験器（テンシロンＵＴＭ−IIIＬ−１００；株式会社オリエンテック製）で引張り強度を測定した。測定５回の平均値は、０．２８ｋｇ／ｃｍであった。
【００４５】
（比較例１）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー７０部と、アクリル樹脂系ポリマーＢとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝８０／１６／４（重量％）の組成を有する分子量１万、酸価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝７５℃のアクリル樹脂系ポリマー３０部を用意し、ジメチルアセトアミドに加熱溶解し、ポリマー濃度２０％の溶液を得た。該溶液を紡糸原液として、実施例１と同条件で紡糸して、単繊維繊度０．２デニールの繊維を得た。
【００４６】
繊維を５ｍｍにカットし、実施例１と同様に、乾燥重量比で該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維を８５部混合し、水を加えて繊維濃度１％とした後、１０００ｃｃ計量し、家庭用ミキサー（三菱ミキサー ＪＭ−３７２形；三菱電機株式会社製）で３０秒間攪拌混合した。ミキサーの回転数は、７５００ｒｐｍであった。得られたスラリー状態の繊維を目付２０ｇ／ｍ2で１辺が２５ｃｍの正方形に抄紙し、１３０℃のドラム式乾燥機で接触時間５分間で乾燥させた。
得られたシートを幅２ｃｍにカットし、テンシロンＵＴＭ−IIIＬ−１００で引張り強度を測定した。測定５回の平均値は、０．１７ｋｇ／ｃｍであった。
【００４７】
（実施例２）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー８０部、アクリル樹脂系ポリマーＢとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝３５／３０／３５（重量％）の組成を有する分子量５万、酸価２２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝６０℃のアクリル樹脂系ポリマー２０部、及びアクリル樹脂系ポリマーＣとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸メチル＝９０／１０（重量％）の組成を有する分子量８．５万、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝９０℃のメタクリル樹脂３３部、を用意し、ジメチルアセトアミドに加熱溶解し、ポリマー濃度２０％の溶液を得た。
【００４８】
この溶液を紡糸原液として、実施例１と同条件で、単繊維繊度０．２デニールの繊維を得た。繊維の内部構造を調べるため繊維軸方向にカットし、カット面を酸素プラズマエッチング処理した。走査型電子顕微鏡による観察の結果、繊維内部には連続した筋状相分離構造が認められた。
【００４９】
繊維の熱接着性を評価するため、繊維を５ｍｍにカットし、乾燥重量比で該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維（商品名「ＭＶＰ」三菱レイヨン（株）製）を８５部混合し、水を加えて繊維濃度１％とした後、５００ｃｃ計量し、家庭用ミキサー（三菱ミキサー ＪＭ−３７２形；三菱電機株式会社製）で１分間攪拌混合した。ミキサーの回転数は、１００００ｒｐｍであった。得られたスラリー状態の繊維を目付２０ｇ／ｍ2で１辺が２５ｃｍの正方形に抄紙し、１３０℃のドラム式乾燥機で接触時間５分間で乾燥させた。アクリル樹脂系ポリマーＢを含有する繊維の熱接着性により、シートが形成された。
【００５０】
得られたシートを幅２ｃｍにカットし、実施例１と同様にして引張り強度を測定した。測定５回の平均値は０．３５ｋｇ／ｃｍであった。また、シート表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、繊維表面に０．０１デニール以下に極細化した部分が認められ、湿紙強力も向上していることが判る。
【００５１】
（比較例２）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー８０部と、アクリル樹脂系ポリマーＢとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝３５／３０／３５（重量％）の組成を有する分子量５万、酸価２２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝６０℃のアクリル樹脂系ポリマー２０部、アクリル樹脂系ポリマーＣとして、メタクリル酸ｎ−ブチル１００％よりなる分子量９．５万、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝２０℃のアクリル樹脂系ポリマー２５部を用意し、ジメチルアセトアミドに加熱溶解し、ポリマー濃度２５％の溶液を得た。
【００５２】
該溶液を紡糸原液として、実施例１と同条件にて湿式紡糸したが、凝固浴中での糸切れのため、繊維は得られなかった。
【００５３】
（実施例３）
ポリマー濃度２５重量％とした他は実施例２と同様にして紡糸原液を得た。この紡糸原液を、ジメチルアセトアミド／水＝３０／７０（重量％）の組成を有する４０℃の凝固浴中で、孔径７６μｍの紡糸口金から吐出し、凝固糸を紡糸ドラフト１．２で引き取り、次いで沸水中で洗浄しながら５倍に延伸して単繊維繊度１．５デニールの繊維とした。繊維の内部構造を調べるため繊維軸方向にカットし、カット面を酸素プラズマエッチング処理した。走査型電子顕微鏡による観察の結果、繊維内部には連続した筋状相分離構造が認められた。
【００５４】
熱接着性を評価するため、繊維を５ｍｍにカットし、乾燥重量比で該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維（商品名「ＭＶＰ」三菱レイヨン（株）製）を８５部混合し、水を加えて繊維濃度１％とした後、５００ｃｃ計量し、家庭用ミキサー（三菱ミキサー ＪＭ−３７２形；三菱電機株式会社製）で１０分間叩解処理した。ミキサーの回転数は、１００００ｒｐｍであった。得られたスラリー状態の繊維を目付２０ｇ／ｍ2で１辺が２５ｃｍの正方形に抄紙し、１３０℃のドラム式乾燥機で接触時間５分間で乾燥させた。アクリル樹脂系ポリマーを含有する繊維の自己接着性により、シートが形成された。得られたシートを幅２ｃｍにカットし、実施例１と同様にして引張り強度を測定した。測定５回の平均値は０．３０ｋｇ／ｃｍであった。また、シート表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、熱接着性繊維は０．０１デニール以下に極細化しており、湿紙強力も向上していることが判る。
【００５５】
（実施例４）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー７７部、アクリル樹脂系ポリマーＢとして、メタクリル酸メチル／スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝１８／３０／２５／２７（重量％）の組成を有する分子量３万、酸価１７６ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝６３℃のアクリル樹脂系ポリマー２３部、及び、アクリル樹脂系ポリマーＣとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸メチル＝９０／１０（重量％）の組成を有する分子量８．５万、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝９０℃のアクリル樹脂系ポリマー３３部をジメチルアセトアミドに加熱溶解し、ポリマー濃度２０％の溶液を得た。
【００５６】
この溶液を紡糸原液として、実施例３と同条件で、単繊維繊度１．５デニールの繊維を得た。繊維の内部構造を調べるため繊維軸方向にカットし、カット面を酸素プラズマエッチング処理した。走査型電子顕微鏡による観察の結果、繊維内部には連続した筋状相分離構造が認められた。
【００５７】
繊維の熱融着性を評価するため、該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維を８５部を混合し、実施例１と同条件で抄紙した。得られたシートを幅２ｃｍにカットし、実施例１と同様にして引張り強度を測定した。測定５回の平均値は０．３２ｋｇ／ｃｍであった。繊維は０．０１デニール以下に極細化しており、湿紙強力も向上していることが判る。
【００５８】
【発明の効果】
特定量比のアクリロニトリル系ポリマーＡと酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢとから構成される、アクリル系バインダー繊維は、単独あるいは他の素材と混合し紙や不織布に加工したとき、十分な繊維間接着力を発現し、実用上十分な乾紙強力を発現することができる。
【００５９】
また、特定量比のアクリロニトリル系ポリマーＡ、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢ、及び、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であり、且つガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣとから構成される、アクリル系バインダー繊維は繊維内部に更に明確な筋状相分離構造を有し、パルプと同等の叩解処理により割繊、極細化することが可能であり、抄紙した際、湿紙強力が向上するとともに、表面が平滑で肌理の細かいシート状物が得られる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、不織布に好適に用いることのできるアクリル系バインダー繊維に関する。更に詳しくは、単独あるいは他の素材と混合して、抄紙等により紙、不織布に加工するとき、優れたシート強力を発現することを可能にしたアクリル系バインダー繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汎用紙の分野では天然パルプをバインダー繊維として使用することが一般的であり、合成繊維からなるバインダー繊維は一部特殊な用途に使用される程度であった。
【０００３】
ところが最近、用途の多様化により、高機能、高性能の紙が要求されるようになり、合成繊維の短繊維を抄紙素材として利用するケースが増加してきた。
【０００４】
抄紙は湿潤条件で行われるため、バインダー繊維には湿潤下でのシート強力（以下、湿紙強力という。）を向上させることが求められる。湿紙強力は、主に繊維の交絡によるものであるから、繊維の形状としては枝状分岐のある構造、即ち一般的にパルプ形状やフィブリル形状と呼ばれる形態が必要と考えられている。例えば特開平９−２４２０００号公報には、カナディアン・スタンダード・フリーネスが２００ｍｌより小さい、アクリル繊維からなるフィブリル化繊維が開示されている。そこに記載された繊維は湿紙強力の向上には有効であるが、最終製品の強力、即ち乾紙強力の点で満足いくものとはいえないものであった。
【０００５】
また、特開昭５４−９３１０５号公報には、アクリロニトリルにエチレン系モノマーを共重合し、加水分解して紡糸することで、容易にフィブリル化し、かつ、熱接着性能を持つ繊維が得られることが開示されている。しかしながら、この方法で得られる繊維は、使用量によっては熱収縮が大きくなるという不具合が生じるものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らはこれらの状況に鑑み、鋭意研究を続けた結果、紙や不織布に特殊な構成からなるアクリル繊維をバインダー繊維として使用したとき、十分な乾紙強力を発現し、実用上十分な紙、不織布を与えるアクリル系バインダー繊維を発明するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨は、アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル系ポリマーＡ、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢ、及び酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣとからなり、ＷＡ、ＷＢ及びＷＣが下記式（１）及び（２）を満足するアクリル系バインダー繊維にある。
【０００８】
ＷA／ＷB ＝５０／５０〜９０／１０ （１）
ＷC／（ＷA＋ＷB）＝２５／１００〜５５／１００ （２）
ただし、ＷA、ＷB及びＷCは、それぞれアクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢ、及びアクリル樹脂系ポリマーＣの重量を示す。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明のアクリル系バインダー繊維を主に構成するアクリロニトリル系ポリマーＡとしては、アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル系ポリマーである。アクリロニトリル単位の含有量が５０重量％未満の場合は、バインダー繊維が本来のアクリル繊維としての特性を失い、本発明の目的には不適合となり、好ましくない。
【００１０】
本発明に用いるアクリロニトリル系ポリマーＡは、アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル単独重合体又は他のモノマーとの共重合体である。
アクリロニトリルと共重合するモノマーは、通常のアクリル繊維を構成する不飽和モノマーであれば特に限定されないが、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピルなどに代表されるアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどに代表されるメタクリル酸エステル類、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどが挙げられる。さらに、染色性改良などの目的で、ｐ−スルホフェニルメタリルエーテル、メタリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、及びこれらのアルカリ金属塩などを共重合しても良い。
【００１１】
本発明において、アクリロニトリル系ポリマーＡの分子量は特に限定しないが、分子量５万〜１００万が望ましい。分子量５万未満では紡糸性が低下すると同時に繊維の糸質も悪化する傾向にある。反対に、分子量１００万を越えると紡糸原液の最適粘度を与えるポリマー濃度が低くなり、生産性が低下する傾向にある。
【００１２】
本発明者らは、上記問題点を解決する策を鋭意検討する過程でアクリロニトリル系ポリマーＡに添加する添加剤ポリマーとして以下の１〜４の性質を具備することが肝要であると考えるに至った。即ち、
【００１３】
１．良好な紡糸性を保持し、かつ繊維の毛羽立ちを抑制するには、少なくとも繊維に賦形するまで、紡糸原液が安定に存在することが必要である。非相溶性の度合いが大きい場合、繊維が不均質となるとともに、紡糸時における糸切れの原因となる。
２．添加剤が水に溶解すると紡糸凝固槽での脱落が起こり、また繊維及び最終製品の品質にも悪影響を与えるため、添加剤ポリマーは水に難溶性であることが望ましい。
【００１４】
３．紡糸工程の凝固浴で糸状が形成される際にミクロ相分離が生じ、繊維中に筋状構造が形成された場合、後の割繊処理により超極細繊維が得られる。
４．アクリロニトリル系ポリマーＡと添加剤ポリマーとの混和性及び粘弾性の差は、添加剤ポリマーの各工程での脱落及び製品からの脱落にも関係し、重要である。
【００１５】
本発明者らは、上記条件に照らし合わせて添加剤ポリマーを探索した結果、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢが上記１〜４の条件に適合し、且つ、乾紙強力の向上に極めて有効であることを見出した。
【００１６】
酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢの添加による乾紙強力の向上、熱接着性の向上は、添加剤ポリマーの酸性基に由来する親水性向上によるものと考えられる。即ち、湿潤状態で膨潤し、繊維間の接着性が向上するとともに、乾燥時に固化し、接着効果を発現するものと推定される。
【００１７】
本発明において、アクリル樹脂系ポリマーとは、各種のアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルを主体として単独重合又は共重合して得られるポリマーのことである。
【００１８】
本発明のアクリル系バインダー繊維は、アクリロニトリル系ポリマーＡと酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢとが下記式（１）を満足するように構成されていることが必要である。上述の規定によるＷA／ＷBが９０／１０を越える場合には十分な接着力が得られず乾紙強力が不足する傾向となり、又５０／５０未満の場合には紡糸工程で繊維の融着が起こるなど、工程通過性が低下する傾向となる。
ＷA／ＷB ＝５０／５０〜９０／１０ （１）
【００１９】
アクリル樹脂系ポリマーＢの酸価は、アクリル系バインダー繊維の熱接着性や繊維の工程通過性を決定する上で重要な要素である。即ち、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合は、十分な熱接着性が得られにくく、乾紙強力が十分でなくなり易い。逆に２５０ｍｇＫＯＨ／ｇを越える場合は、紡糸の際、凝固が緩慢となるため、紡糸工程の凝固浴及び延伸工程での糸切れが顕著となり好ましくない。
【００２０】
本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＢは、カルボン酸、またはスルホン酸等の酸性基を有する共重合体であり、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の一塩基、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸等の二塩基酸、及びこれらの部分エステル等が共重合されているものであり、これらが２種以上共重合されていてもよい。これらのモノマーを少なくとも５重量％共重合することで容易に酸価を３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇにできる。本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＢは、酸価が上記範囲にあればよく、上記のモノマーの他に、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル等のモノマーが共重合されていてもよい。また、ポリマーの水溶性を抑制する等の別の目的で、更にスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、メタクリル酸ベンジルなどの芳香族ビニル化合物を共重合しても良い。
【００２１】
本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＢの分子量は特に限定されないが、分子量１万〜１００万が望ましい。分子量１万未満では、工程での脱落が問題になることがあり、逆に反対に分子量が１００万を越える場合、十分な熱接着性が得られにくい。
【００２２】
本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＢには、場合によって低分子量化合物を添加しても良い。更に場合によっては、無機物、金属などの微粒子を添加しても良い。
【００２３】
なお、本発明において、酸価とは、１ｇの試料をエタノール／エーテル混合溶媒に溶解し、０．５Ｎの水酸化カリウムで滴定した際、中和に要した水酸化カリウムをｍｇ数で表したものである。
【００２４】
本発明のアクリル系バインダー繊維の単繊維繊度は特に限定されず、用途に応じて決めることができるが、割繊処理して使用する場合は０．５デニール以上とするのが効率的である。割繊処理せずに使用する場合には、１デニール以下とする方がシート状物の平滑性が優れる。
【００２５】
次に本発明の第二の要旨について説明する。
本発明では、アクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢに加え、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満で、且つガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣを特定量含有することにより、繊維内部に更に明確な筋状相分離構造を形成し、パルプと同等の叩解処理により割繊、極細化することが可能となる。そのため抄紙した際、さらに湿紙強度が向上するとともに、表面が平滑で肌理の細かいシート状物とを得ることができる。
【００２６】
即ち、アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル系ポリマーＡ、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢ、及び酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満で、且つガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣとからなり、ＷA、ＷB及びＷCが下式（１）、（２）を満足する、アクリル系バインダー繊維である。
【００２７】
ＷA／ＷB ＝５０／５０〜９０／１０ （１）
ＷC／（ＷA＋ＷB）＝２５／１００〜５５／１００ （２）
ただし、ＷA、ＷB及びＷCは、それぞれアクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢ、及びアクリル樹脂系ポリマーＣの重量を示す。
【００２８】
本発明において、アクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢ及びその混合比ＷA／ＷB は上述の発明と共通である。
【００２９】
本発明では、アクリル繊維内部に更に明確な筋状相分離構造を形成し、容易にフィブリル化して、湿紙強力の向上を可能とするため、添加するアクリル樹脂系ポリマーＣとして、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であり、且つガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃であるアクリル樹脂系ポリマーＣを用いる。ガラス転移温度Ｔｇが３０℃未満の場合、凝固浴での糸切れ、紡糸機ロールへの付着、紡糸性の低下が起こり易い。ガラス転移温度Ｔｇが１００℃を越える場合、延伸が困難となり、工程通過性が低下するとともに製品の品質も低下する。
【００３０】
ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣは式（２）を満足するように添加することが必要である。ＷC／（ＷA＋ＷB）が２５／１００未満では、アクリル繊維内部に十分な筋状相分離構造を形成することができなくなり、逆にＷC／（ＷA＋ＷB）が５５／１００を越えると乾紙強力が低下する傾向となり好ましくない。
【００３１】
本発明において、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣを添加した紡糸原液が、少なくとも紡糸するまでの間、安定に存在することが望ましい。急激に相分離を起こし、目視レベルで判別できる液滴に成長する場合には、紡糸工程での糸切れ、繊維の毛羽立ち、繊維品質の不均一化などの不具合が発生する傾向が認められる。
【００３２】
また、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣは、水に難溶性であることが望ましい。水への溶解性があると、紡糸凝固槽への脱落が生じると同時に繊維の毛羽立ち、糸切れにもつながり、工程通過性が低下する傾向にある。
【００３３】
本発明においても、アクリル樹脂系ポリマーとは、各種のアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルを主体とした単独重合体又は共重合体である。
アクリル樹脂系ポリマーＣは、ガラス転移点Ｔｇが３０〜１００℃であればよくその重合組成は特に限定しないが、共重合するモノマーとしては、例えば、、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル等が挙げられる。
【００３４】
本発明に用いる、アクリル樹脂系ポリマーＣの分子量は特に限定されないが、分子量１万〜１００万が望ましい。分子量１万未満では、工程での脱落が問題になることがあり、逆に分子量が１００万を越える場合、十分な熱接着性が得られない。
【００３５】
本発明に用いるアクリル樹脂系ポリマーＣには、低分子量化合物や無機物、金属などの微粒子を添加しても良い。
【００３６】
本発明のアクリル系バインダー繊維の単繊維繊度は特に限定されず、用途に応じて決めることができるが、割繊処理して使用する場合は０．５デニール以上とするのが効率的である。割繊処理せずに使用する場合には、１デニール以下とする方がシート状物の平滑性が優れる。
【００３７】
以下に、本発明のアクリル繊維を製造する方法について説明する。
本発明に用いる紡糸原液の溶剤としては、アクリロニトリル系ポリマーＡとアクリル樹脂系ポリマーＢ、Ｃの共通溶剤であればどのようなものでも用いることができる。このような溶剤としては、例えば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などが挙げられる。
【００３８】
本発明のアクリロニトリル系ポリマーＡとアクリル樹脂系ポリマーＢ、Ｃからなる紡糸原液を調製する方法については特に限定されないが、例えば溶剤に各ポリマーを投入しスラリーを調製した後に溶解する方法、各ポリマーを別個に溶解した原液をバッチ混合する方法、各ポリマーを別個に溶解した原液をスタティックミキサーなどを用いインライン混合する方法などが挙げられる。
【００３９】
調製した紡糸原液は湿式法、乾湿式法、乾式法により紡糸されアクリル繊維に賦型される。中でも紡糸口金より紡糸原液を凝固浴に吐出し凝固糸とする湿式紡糸法が好ましく用いられる。紡糸口金の孔形状は特に限定されず、丸型、楕円型、扁平型、十字形、Ｙ字型等が使用可能である。凝固浴としては、一般に紡糸原液溶剤と水から成る混合液を用いる。凝固糸は引き続き、洗浄、延伸を施すが、必要であれば、乾燥、熱処理などの工程を経てバインダー繊維となる。
【００４０】
バインダー繊維は、通常１〜２５ｍｍ長程度にカットされる。場合によっては、その後機械的叩解処理を受け、フィブリル化される場合もある。例えば、各種ミキサー、ウォータージェット、ディスクリファイナーなどを用いることができる。
【００４１】
【実施例】
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例及び比較例中、部は重量部を示す。
（実施例１）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー５０部、アクリル樹脂系ポリマーＢとしてメタクリル酸メチル／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝３５／３０／３５（重量％）の組成を有する分子量５万、酸価２２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝６０℃のアクリル樹脂系ポリマー５０部を用意し、ジメチルアセトアミドに加熱溶解しポリマー濃度２０％の溶液を得た。
【００４２】
この溶液を紡糸原液として、ジメチルアセトアミド／水＝４０／６０（重量％）の組成を有する４０℃の凝固浴中で、孔径４０μｍの紡糸口金から上記の紡糸原液を吐出し、凝固糸を紡糸ドラフト１．４で引き取り、次いで沸水中で洗浄しながら８倍に延伸し、単繊維繊度０．２デニールの繊維を得た。
【００４３】
熱接着性を評価するため、得られた繊維を５ｍｍにカットし、乾燥重量比で該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維（三菱レイヨン株式会社製商品名「ＭＶＰ」）を８５部混合し、水を加えて繊維濃度１％とした後、１０００ｃｃ計量し、家庭用ミキサー（三菱ミキサー ＪＭ−３７２形；三菱電機株式会社製）で３０秒間攪拌混合した。ミキサーの回転数は、７５００ｒｐｍであった。得られたスラリー状態の繊維を目付２０ｇ／ｍ2で１辺が２５ｃｍの正方形に抄紙し、１３０℃のドラム式乾燥機で接触時間５分間で乾燥させた。アクリル樹脂系ポリマーＢを含有する繊維の熱接着性により、シートが形成された。
【００４４】
得られたシートを幅２ｃｍにカットし、引っ張り試験器（テンシロンＵＴＭ−IIIＬ−１００；株式会社オリエンテック製）で引張り強度を測定した。測定５回の平均値は、０．２８ｋｇ／ｃｍであった。
【００４５】
（比較例１）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー７０部と、アクリル樹脂系ポリマーＢとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝８０／１６／４（重量％）の組成を有する分子量１万、酸価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝７５℃のアクリル樹脂系ポリマー３０部を用意し、ジメチルアセトアミドに加熱溶解し、ポリマー濃度２０％の溶液を得た。該溶液を紡糸原液として、実施例１と同条件で紡糸して、単繊維繊度０．２デニールの繊維を得た。
【００４６】
繊維を５ｍｍにカットし、実施例１と同様に、乾燥重量比で該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維を８５部混合し、水を加えて繊維濃度１％とした後、１０００ｃｃ計量し、家庭用ミキサー（三菱ミキサー ＪＭ−３７２形；三菱電機株式会社製）で３０秒間攪拌混合した。ミキサーの回転数は、７５００ｒｐｍであった。得られたスラリー状態の繊維を目付２０ｇ／ｍ2で１辺が２５ｃｍの正方形に抄紙し、１３０℃のドラム式乾燥機で接触時間５分間で乾燥させた。
得られたシートを幅２ｃｍにカットし、テンシロンＵＴＭ−IIIＬ−１００で引張り強度を測定した。測定５回の平均値は、０．１７ｋｇ／ｃｍであった。
【００４７】
（実施例２）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー８０部、アクリル樹脂系ポリマーＢとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝３５／３０／３５（重量％）の組成を有する分子量５万、酸価２２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝６０℃のアクリル樹脂系ポリマー２０部、及びアクリル樹脂系ポリマーＣとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸メチル＝９０／１０（重量％）の組成を有する分子量８．５万、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝９０℃のメタクリル樹脂３３部、を用意し、ジメチルアセトアミドに加熱溶解し、ポリマー濃度２０％の溶液を得た。
【００４８】
この溶液を紡糸原液として、実施例１と同条件で、単繊維繊度０．２デニールの繊維を得た。繊維の内部構造を調べるため繊維軸方向にカットし、カット面を酸素プラズマエッチング処理した。走査型電子顕微鏡による観察の結果、繊維内部には連続した筋状相分離構造が認められた。
【００４９】
繊維の熱接着性を評価するため、繊維を５ｍｍにカットし、乾燥重量比で該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維（商品名「ＭＶＰ」三菱レイヨン（株）製）を８５部混合し、水を加えて繊維濃度１％とした後、５００ｃｃ計量し、家庭用ミキサー（三菱ミキサー ＪＭ−３７２形；三菱電機株式会社製）で１分間攪拌混合した。ミキサーの回転数は、１００００ｒｐｍであった。得られたスラリー状態の繊維を目付２０ｇ／ｍ2で１辺が２５ｃｍの正方形に抄紙し、１３０℃のドラム式乾燥機で接触時間５分間で乾燥させた。アクリル樹脂系ポリマーＢを含有する繊維の熱接着性により、シートが形成された。
【００５０】
得られたシートを幅２ｃｍにカットし、実施例１と同様にして引張り強度を測定した。測定５回の平均値は０．３５ｋｇ／ｃｍであった。また、シート表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、繊維表面に０．０１デニール以下に極細化した部分が認められ、湿紙強力も向上していることが判る。
【００５１】
（比較例２）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー８０部と、アクリル樹脂系ポリマーＢとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝３５／３０／３５（重量％）の組成を有する分子量５万、酸価２２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝６０℃のアクリル樹脂系ポリマー２０部、アクリル樹脂系ポリマーＣとして、メタクリル酸ｎ−ブチル１００％よりなる分子量９．５万、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝２０℃のアクリル樹脂系ポリマー２５部を用意し、ジメチルアセトアミドに加熱溶解し、ポリマー濃度２５％の溶液を得た。
【００５２】
該溶液を紡糸原液として、実施例１と同条件にて湿式紡糸したが、凝固浴中での糸切れのため、繊維は得られなかった。
【００５３】
（実施例３）
ポリマー濃度２５重量％とした他は実施例２と同様にして紡糸原液を得た。この紡糸原液を、ジメチルアセトアミド／水＝３０／７０（重量％）の組成を有する４０℃の凝固浴中で、孔径７６μｍの紡糸口金から吐出し、凝固糸を紡糸ドラフト１．２で引き取り、次いで沸水中で洗浄しながら５倍に延伸して単繊維繊度１．５デニールの繊維とした。繊維の内部構造を調べるため繊維軸方向にカットし、カット面を酸素プラズマエッチング処理した。走査型電子顕微鏡による観察の結果、繊維内部には連続した筋状相分離構造が認められた。
【００５４】
熱接着性を評価するため、繊維を５ｍｍにカットし、乾燥重量比で該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維（商品名「ＭＶＰ」三菱レイヨン（株）製）を８５部混合し、水を加えて繊維濃度１％とした後、５００ｃｃ計量し、家庭用ミキサー（三菱ミキサー ＪＭ−３７２形；三菱電機株式会社製）で１０分間叩解処理した。ミキサーの回転数は、１００００ｒｐｍであった。得られたスラリー状態の繊維を目付２０ｇ／ｍ2で１辺が２５ｃｍの正方形に抄紙し、１３０℃のドラム式乾燥機で接触時間５分間で乾燥させた。アクリル樹脂系ポリマーを含有する繊維の自己接着性により、シートが形成された。得られたシートを幅２ｃｍにカットし、実施例１と同様にして引張り強度を測定した。測定５回の平均値は０．３０ｋｇ／ｃｍであった。また、シート表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、熱接着性繊維は０．０１デニール以下に極細化しており、湿紙強力も向上していることが判る。
【００５５】
（実施例４）
アクリロニトリル系ポリマーＡとして、アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（重量％）の組成を有する分子量９万のアクリロニトリル系ポリマー７７部、アクリル樹脂系ポリマーＢとして、メタクリル酸メチル／スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝１８／３０／２５／２７（重量％）の組成を有する分子量３万、酸価１７６ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝６３℃のアクリル樹脂系ポリマー２３部、及び、アクリル樹脂系ポリマーＣとして、メタクリル酸メチル／アクリル酸メチル＝９０／１０（重量％）の組成を有する分子量８．５万、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝９０℃のアクリル樹脂系ポリマー３３部をジメチルアセトアミドに加熱溶解し、ポリマー濃度２０％の溶液を得た。
【００５６】
この溶液を紡糸原液として、実施例３と同条件で、単繊維繊度１．５デニールの繊維を得た。繊維の内部構造を調べるため繊維軸方向にカットし、カット面を酸素プラズマエッチング処理した。走査型電子顕微鏡による観察の結果、繊維内部には連続した筋状相分離構造が認められた。
【００５７】
繊維の熱融着性を評価するため、該繊維を１５部、単繊維繊度０．１デニール、繊維長３ｍｍのアクリル繊維を８５部を混合し、実施例１と同条件で抄紙した。得られたシートを幅２ｃｍにカットし、実施例１と同様にして引張り強度を測定した。測定５回の平均値は０．３２ｋｇ／ｃｍであった。繊維は０．０１デニール以下に極細化しており、湿紙強力も向上していることが判る。
【００５８】
【発明の効果】
特定量比のアクリロニトリル系ポリマーＡと酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢとから構成される、アクリル系バインダー繊維は、単独あるいは他の素材と混合し紙や不織布に加工したとき、十分な繊維間接着力を発現し、実用上十分な乾紙強力を発現することができる。
【００５９】
また、特定量比のアクリロニトリル系ポリマーＡ、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢ、及び、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であり、且つガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣとから構成される、アクリル系バインダー繊維は繊維内部に更に明確な筋状相分離構造を有し、パルプと同等の叩解処理により割繊、極細化することが可能であり、抄紙した際、湿紙強力が向上するとともに、表面が平滑で肌理の細かいシート状物が得られる。
Claims (2)
- アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル系ポリマーＡ、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢ、及び、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣとからなり、ＷＡ、ＷＢ及びＷＣが下記式（１）及び（２）を満足するアクリル系バインダー繊維。
ＷＡ／ＷＢ ＝５０／５０〜９０／１０ （１）
ＷＣ／（ＷＡ＋ＷＢ）＝２５／１００〜５５／１００ （２）
ただし、ＷＡ、ＷＢ及びＷＣは、それぞれアクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢ、及びアクリル樹脂系ポリマーＣの重量を示す。 - アクリロニトリル単位を５０〜１００重量％含有するアクリロニトリル系ポリマーＡ、酸価が３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂系ポリマーＢ、及び、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１００℃のアクリル樹脂系ポリマーＣとからなり、ＷA、ＷB及びＷCが下記式（１）及び（２）を満足するアクリル系バインダー繊維。
ＷA／ＷB ＝５０／５０〜９０／１０ （１）
ＷC／（ＷA＋ＷB）＝２５／１００〜５５／１００ （２）
ただし、ＷA、ＷB及びＷCは、それぞれアクリロニトリル系ポリマーＡ、アクリル樹脂系ポリマーＢ、及びアクリル樹脂系ポリマーＣの重量を示す。
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| JP35772097A JP3897430B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | アクリル系バインダー繊維 |
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| JPH11189915A JPH11189915A (ja) | 1999-07-13 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3897430B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2712959B1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-11-19 | Glatfelter Gernsbach GmbH & Co. KG | Transparent filter material |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35772097A patent/JP3897430B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH11189915A (ja) | 1999-07-13 |
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