JP3925901B2 - ポリ(メタ)アクリル系繊維、その製造方法および加工品 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリメタクリル酸メチル(以下、PMMAと略記する)に代表されるポリ(メタ)アクリル系繊維、その製造方法および加工品に関する。より特定的には、本発明は、繊維径が小さく、かつ高強度を有すると共に、透明性及び耐候性に優れ、しかも不織布化に都合のよい熱融着性を有するポリ(メタ)アクリル系繊維、このものを効率よく製造する方法、および該ポリ(メタ)アクリル系繊維から得られた織布や不織布に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、多くのプラスチック材料が多種多様な方面で利用されており、今後も軽量化やリサイクルの観点から金属材料に替わって更に大きくシェアをのばすことが予想されている。しかしながら、その多くは屋外に暴露することで紫外線により劣化し、プラスチック本来の物性が損なわれ、強度低下などを生じるという問題があった。
【0003】
プラスチックの中でPMMAに代表されるポリ(メタ)アクリル系繊維は紫外線による劣化を受けにくいことが知られているが、大半のプラスチックは紫外線により、容易に劣化するため、紫外線吸収剤や光安定剤などの耐候剤を添加することで、紫外線による劣化を抑制する処置がとられている。
【0004】
一般に、耐候剤をプラスチックに添加する場合、成形材料に練り込む方法が用いられているが、この場合、耐候剤が成形材料中に均質に分散するため、紫外線による劣化が最も激しい成形体の表面近傍では、耐候剤の存在量は十分ではない。したがって、該表面近傍の耐候剤の存在量を多くしようとして、多量の耐候剤を成形材料に練り込むと、成形体の他の物性が低下すると共に、コスト高になるなどの問題が生じる。
また、このような練り込み方式では、経時により、耐候剤が逸散し、紫外線による劣化の防止効果が減少するという問題がある。
【0005】
このような問題を解決するために、プラスチック成形体の表面に、耐候剤をグラフトさせる方法が試みられている。この方法は、有効ではあるものの、操作が煩雑であって、コストが高くつくのを免れない。
【0006】
例えばPMMAは、樹脂自体が高い耐候性を有し、しかもガラスに匹敵する高い透明性を有することから、屋根板、透明防音壁、看板などに多用されているが、繊維としての利用は、医療用の中空糸の形で人工腎臓の血液透析膜として、あるいは光ファイバーの芯材としての利用がみられる程度である。これらに用いられているPMMA繊維は、繊維径が100μm以上と比較的太いものであり、細い単繊維を用いたマルチフィラメントや不織布などの繊維形態での利用は、これまで全く行われていないのが実状である。これは、繊維径が小さく、かつ実用的な強度を有するPMMA繊維の製造が極めて困難なためである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、繊維径が小さく、かつ高強度を有すると共に、透明性及び耐候性に優れ、しかも不織布化に都合のよい熱融着性を有するポリ(メタ)アクリル系繊維およびこのものを効率よく製造する方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、高分子量のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルと低分子量のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルとを特定の割合で含む有機溶剤溶液を紡糸することにより、繊維径が小さく、かつ高強度のポリ(メタ)アクリル系繊維が得られ、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明は、
(1)一般式(I)
【0010】
【化2】
【0011】
(式中、R1はHまたはCH3、R2はHまたは炭素数1〜4のアルキル基を示し、nは10以上である)
で示される1種または複数種のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルによって構成され、単繊維の繊維径が5〜50μmであり、かつ引張強度が1.75cN/dTex以上であることを特徴とするポリ(メタ)アクリル系繊維、
【0012】
(2)ポリ(メタ)アクリル酸エステルがPMMAであることを特徴とする(1)項に記載のポリ(メタ)アクリル系繊維、
(3)ポリ(メタ)アクリル系繊維が、重量平均分子量100,000以上の高分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル70〜99重量%と重量平均分子量1,000〜50,000の低分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル30〜1重量%との混合物である上記(1)または(2)に記載のポリ(メタ)アクリル系繊維、
(4)繊維表面のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルが、低分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルを主体とする上記(3)に記載のポリ(メタ)アクリル系繊維、
【0013】
(5)重量平均分子量100,000以上の高分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル70〜99重量%と重量平均分子量1,000〜50,000の低分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル30〜1重量%とを含む有機溶剤溶液(紡糸液)を用い、紡糸することを特徴とする、上記(3)に記載のポリ(メタ)アクリル系繊維の製造方法、
(6)紡糸液の温度25℃における粘度が、0.55〜4.0Pa・sである上記(5)項に記載の方法、
【0014】
(7)紡糸行程時の繊維にかかる、下式によって示されるドラフト比が100以上であることを特徴とする上記(5)または(6)に記載の方法、
ドラフト比=(ノズル断面積×巻取速度×ポリマーの固形分濃度)/(吐出圧×繊維断面積×106)
(8)上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載のポリ(メタ)アクリル系繊維を加工してなる織布または不織布、
を提供するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明のポリ(メタ)アクリル系繊維は、一般式(I)
【0016】
【化3】
【0017】
で示される1種または複数種のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルによって構成されるものである。
【0018】
一般式(I)においてR1はHまたはCH3であり、R2はHまたは炭素数1〜4のアルキル基であり、nは10以上であればよく、特に好ましくは10〜10,000である。R2の炭素数1〜4のアルキル基としてはCH3が好ましい。
【0019】
本発明のポリ(メタ)アクリル系繊維は、単繊維の繊維径が5〜50μm、好ましくは5〜20μmの範囲にあり、従来の光ファイバーの芯材や医療用の中空糸などに用いられているPMMA繊維に比べて、はるかに細い繊維である。また、単繊維の引張強度は0.75cN/dTex以上、好ましくは1.10cN/dTex以上、さらに好ましくは1.47cN/dTex以上である。この引張強度が0.75cN/dTex未満では織布や不織布に加工した場合、実用に耐え得る機械物性を有する織布や不織布が得られない。この引張強度の上限については特に制限はないが、一般的には2.2cN/dTex程度である。
【0020】
本発明の繊維においては、繊維を構成する高分子化合物は、(a)重量平均分子量100,000以上のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル70〜99重量%と、(b)重量平均分子量1,000〜50,000のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル30〜1重量%との混合物が好ましい。前記(b)成分の低分子量高分子化合物は、後述の紡糸工程において潤滑剤として機能する。すなわち、この低分子量成分が存在することにより、紡糸工程において、高分子量高分子化合物は、紡糸液がノズルを出てから巻き取られるまでの間に受ける伸長率(以下、ドラフトと称す)を大きくすることが可能となる。その結果、繊維軸方向に対して高度に配向するため、得られた繊維において、単位面積当たりのC−C結合量が増加し、繊維強度が向上する。したがって、前記(b)成分の低分子量成分の重量平均分子量が50,000を超えるとそれ自体の分子鎖が長くなってしまい、自らも分子鎖を絡ませて配向しようとするため、紡糸性向上につながる潤滑剤としての機能を示さなくなるおそれが生じる。一方、重量平均分子量が1,000未満では逆に分子鎖が短いため、最低限必要な分子鎖の絡みを維持することができず、単なる溶媒様の効果しか示さなくなり、紡糸性向上に寄与しにくい。この(b)成分の低分子量成分の好ましい重量平均分子量は5,000〜20,000であり、特に7,000〜12,000の範囲が好ましい。
【0021】
また、全高分子化合物中における前記(b)成分の低分子量成分の含有量が、1重量%未満では潤滑剤としての機能を充分に発揮することができないおそれがあり、一方30重量%を超えると繊維強度が低下する原因となる。前記(a)成分と(b)成分の好ましい含有割合は、(a)成分が80〜95重量%で、(b)成分が20〜5重量%である。
【0022】
一方、(a)成分の高分子量高分子化合物の重量平均分子量が100,000未満では強度が十分に高い繊維が得られにくい。この(a)成分の重量平均分子量の上限については特に制限はないが、一般的には800,000程度である。
なお、前記高分子化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定することができる。
【0023】
また、本発明のポリ(メタ)アクリル系繊維は、一般にその繊維表面が、低分子量成分(b)であるポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルを主体とするものであるため、繊維表面の融点が低く、熱融着性を示す。これは、前述のように、高分子量高分子化合物(a)のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルと低分子量成分(b)のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルとの混合物を紡糸材料として使用することから、紡糸時にドラフトをかけた際、ブリードアウト現象により、繊維表面に低分子量成分が集まるためと思われる。このように、本発明の繊維は熱融着性を有しているため、バインダーを用いなくても熱圧着方式で、容易に不織布を作製することができる。
【0024】
本発明の方法においては、まず、前述の(a)成分である高分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルと(b)成分である低分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルとを、前述の割合で含む有機溶剤溶液(紡糸液)を調製する。この紡糸液の調製に用いられる有機溶剤としては、これらの重合体を溶解し得るものであればよく、特に制限はないが、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−アミルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジエチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、ジ−n−プロピルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソブチル、酢酸アミル等のエステル類、更にはベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、テトラヒドロナフタレン等が好ましく挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0025】
本発明においては、紡糸液の粘度は、温度25℃において、0.55〜4.0Pa・sの範囲にあるのが好ましい。この粘度が0.55Pa・s未満では粘度が低すぎて紡糸が困難となり、また紡糸できたとしても、繊維中の高分子量成分の分子鎖の絡み効果が十分に発揮されず、繊維強度が低いものとなりやすい。一方、粘度が4.0Pa・sを超えると粘度が高すぎて、ノズルから吐出させることが困難となり、また、吐出できたとしても、溶媒量が少ないため、ノズルから吐出させた際、早い段階で固化が生じ、ドラフトをかけることができず、その結果繊維中の配向が進まず、繊維強度が低いものになりやすい。この紡糸液のより好ましい粘度は、温度25℃において、0.8〜2.0Pa・sの範囲である。
【0026】
このような紡糸液を用い、従来公知の方法により、高ドラフトがかかるように紡糸すれば、所望の高強度ポリ(メタ)アクリル系繊維を得ることができる。以下にその紡糸方法の一例を示すが、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。
【0027】
調製された紡糸液を例えば円形状の金型から繊維形状で押し出し、4m下の巻き取り装置にて巻き取り回収する。金型の構造は注射器形状のディスペンサーに圧縮空気を送り込むことでニードル状の先端部から、紡糸液を吐出する構造を有するものを好ましく挙げることができる。その際のノズル断面積、巻取速度、紡糸液濃度、吐出圧、繊維断面はドラフトに大きな影響を及ぼし、ドラフト比は以下の式によって求めることができる。
ドラフト比=(ノズル断面積×巻取速度×ポリマーの固形分濃度)/(吐出圧×繊維断面積×106)
【0028】
上式により求められるドラフト比は、100〜130の間が好ましく、この範囲において、繊維強度を上げるに有効なドラフトをかけることができ、所望する1.75cN/dtex以上の強度を持つ繊維を得ることができる。逆に130を超えると、ドラフトがかかりすぎ、繊維の形態を維持することができず、破断に至ることが多い。一方、ドラフト比の数値が100未満においては、ドラフトのかかりが不十分なため、繊維内の分子配向を十分進めることができず、従って高強度化は望めず、紡糸が不可能になるか、あるいは1.75cN/dtex以下の繊維強度となってしまう。ドラフト比は120〜125が最も好ましい。
さらに、雰囲気の条件としては特に制限はなく、通常室温での紡糸が可能である。
このようにして、前述の物性を有する本発明のポリ(メタ)アクリル系繊維を効率よく製造することができる。
【0029】
本発明はまた、このポリ(メタ)アクリル系繊維を加工して得られた織布や不織布をも提供する。
不織布の製造方法としては特に制限はなく、従来公知の方法、例えば熱融着法、ニードルパンチ法、スパンレース法、抄紙法などを用いることができるが、本発明のポリ(メタ)アクリル系繊維は、前述のように熱融着性を有しているので、熱融着法を好ましく採用することができる。
【0030】
この熱融着法による不織布の作製においては、従来公知の方法、例えばカード機によりポリ(メタ)アクリル系繊維をウエブとしたのち、熱風融着法や熱ローラ融着法(エンボスローラ融着法も含む)などで、熱融着することにより、不織布が得られる。
利用できる具体的な用途としてはエアコン用フィルター、建築用内装材、車用室内天井材等が挙げられるが、特にそれらに限定されるものではない。
【0031】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、メタクリル酸メチル(以下、MMAと称す)重合体の重量平均分子量およびPMMA繊維の物性は、下記の方法に従って測定した。
【0032】
(1)MMA重合体の重量平均分子量
MMA重合体1重量%濃度のジメチルホルムアミド溶液について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により、重量平均分子量を測定した。
【0033】
(2)PMMA繊維の引張強度および伸度
万能引張試験機TENSILON「RTM−25」(オリエンティック(株)製)を用いて、セル重量:100g、測定長:10mm、引張速度:10mm/分の条件で単糸の引張試験を行い、引張強度および破断点伸度を測定した。なお、測定値は、単繊維10本の平均値である。
【0034】
(3)PMMA繊維の繊維径
表面形状測定顕微鏡VF−7500(キーエンス(株)製)にて観察を行い視野内にて測定可能な繊維20本を無作為に選択し繊維径を測定し、その平均値を算出し繊維径とした。
【0035】
実施例1
(1)PMMAの製造
MMA(和光純薬、試薬特級)60.0gとメチルエチルケトン(和光純薬、試薬特級)(以下、MEKと称する)30.0gの混合液に触媒として2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)(和光純薬、試薬特級)(以下AIBNと称する)0.036gを溶解させた後、攪拌しながら65℃の温浴中にて10時間反応させポリマーを形成した。その後貧溶媒中に重合溶液を加え再沈殿させ精製を行い、重量平均分子量500,000のPMMAを得た。
【0036】
(2)MMAオリゴマーの製造
MMA5.0gとMEK50gの混合溶液にAIBN0.30gを溶解させた後、攪拌しながら70℃の温浴中にて3時間反応させ、重量平均分子量10,000のMMAオリゴマーを得た。
【0037】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し1.0重量%溶解し、25℃における粘度が1.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
【0038】
上記(3)で得た紡糸液を、ディスペンサーシステム(ユニコントロールズ(株)製)を用い、ノズル径0.5mmのディスポーザブルニードルから吐出圧力0.22MPaで吐出し、4.0m下の巻き取り機にて500m/分の速度で巻き取り、PMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径11.2μm、引張強度1.90cN/dTex、伸度4.9%であった。
【0039】
実施例2
実施例1(3)において、MMAオリゴマーの量を1.0重量%から10重量%に、また吐出圧力を0.20MPa変更した以外は、実施例1と同様にしてPMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径11.0μm、引張強度2.30cN/dTex、伸度5.2%であった。
【0040】
実施例3
実施例1(3)において、MMAオリゴマーの量を1.0重量%から30重量%に、また吐出圧力を0.21MPa変更した以外は、実施例1と同様にしてPMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径11.6μm、引張強度1.80cN/dTex、伸度4.8%であった。
【0041】
実施例4
(1)PMMAの製造
実施例1(1)と全く同様にして、重量平均分子量500,000のPMMAを得た。
(2)MMAオリゴマーの製造
MMA5.0gとMEK70gの混合溶液にAIBN 0.60gを溶解させた後、攪拌しながら70℃の温浴中にて2時間反応させ、重量平均分子量1000のMMAオリゴマーを得た。
【0042】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し10重量%溶解し、25℃における粘度が1.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
実施例1(4)と同様にして、PMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径11.2μm、引張強度1.98cN/dTex、伸度4.9%であった。
【0043】
実施例5
(1)PMMAの製造
実施例1(1)と全く同様にして、重量平均分子量500,000のPMMAを得た。
(2)MMAオリゴマーの製造
MMA10gとMEK40gの混合溶液にAIBN 0.10gを溶解させた後、攪拌しながら70℃の温浴中にて4時間反応させ、重量平均分子量50,000のMMAオリゴマーを得た。
【0044】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し10重量%溶解し、25℃における粘度が1.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
実施例1(4)と同様にして、PMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径11.4μm、引張強度1.89cN/dTex、伸度4.8%であった。
【0045】
実施例6
(1)PMMAの製造
MMA30.0gとMEK45gの混合液に触媒としてAIBN 0.169gを溶解させた後、攪拌しながら65℃の温浴中にて10時間反応させポリマーを形成した。その後貧溶媒中に重合溶液を加え再沈殿させ精製を行い、重量平均分子量100,000のPMMAを得た。
(2)MMAオリゴマーの製造
実施例1(2)と全く同様にして、重量平均分子量10,000のMMAオリゴマーを得た。
【0046】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し10重量%溶解し、25℃における粘度が1.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
吐出圧力を0.25MPaとする以外は、実施例1(4)と同様にして、PMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径11.0μm、引張強度2.06cN/dTex、伸度5.0%であった。
【0047】
実施例7
(1)PMMAの製造
MMA30.0gとMEK45gの混合液に触媒としてAIBN 0.075gを溶解させた後、攪拌しながら65℃の温浴中にて10時間反応させポリマーを形成した。その後貧溶媒中に重合溶液を加え再沈殿させ精製を行い、重量平均分子量300,000のPMMAを得た。
(2)MMAオリゴマーの製造
実施例1(2)と全く同様にして、重量平均分子量10,000のMMAオリゴマーを得た。
【0048】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し10重量%溶解し、25℃における粘度が1.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
実施例1(4)と同様にして、PMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径11.3μm、引張強度2.21cN/dTex、伸度5.1%であった。
【0049】
実施例8
実施例1(3)において、MMAオリゴマーの量を1.0重量%から10重量%に変更し、かつ温度25℃における粘度が0.55Pa・sの紡糸液を調製し、吐出圧力を0.20MPaとした以外は、実施例1と同様にしてPMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径12.2μm、引張強度1.80cN/dTex、伸度5.5%であった。
【0050】
実施例9
実施例1(3)において、MMAオリゴマーの量を1.0重量%から10重量%に変更し、かつ温度25℃における粘度が4.0Pa・sの紡糸液を調製し、吐出圧力0.35MPaとした以外は、実施例1と同様にしてPMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径12.4μm、引張強度1.86cN/dTex、伸度4.5%であった。
【0051】
比較例1
(1)PMMAの製造
実施例1(1)と同様にして、重量平均分子量500,000のPMMAを得た。
(2)紡糸液の調製
MEKに上記(1)で得たPMMA4.0gを溶解し、25℃における粘度が2.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(3)PMMA繊維の作製
上記(2)で得た紡糸液をディスペンサーシステム(ユニコントロールズ(株)製)を用い、径0.5mmのディスポーザブルニードルから吐出圧力0.5MPaで吐出し、4m下の巻き取り機にて295m/分で巻き取ろうとしたが、糸の破断が多々見られ、PMMA繊維を得ることができなかった。
【0052】
比較例2
実施例1(3)において、MMAオリゴマーの量を1.0重量%から0.5重量%に変更し、吐出圧力を0.28MPaとした以外は、実施例1と同様にしてPMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径13.5μm、引張強度1.54cN/dTex、伸度5.1%であった。
【0053】
比較例3
実施例1(3)において、MMAオリゴマーの量を1.0重量%から40重量%に変更し、吐出圧力を0.20MPaとした以外は、実施例1と同様にしてPMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径14.7μm、引張強度1.66cN/dTex、伸度5.4%であった。
【0054】
比較例4
(1)PMMAの製造
実施例1(1)と同様にして、重量平均分子量500,000のPMMAを得た。
(2)MMAオリゴマーの製造
MMA5.0gとMEK90gの混合溶液にAIBN 0.90gを溶解させた後、攪拌しながら70℃の温浴中にて2時間反応させ、重量平均分子量500のMMAオリゴマーを得た。
【0055】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し10重量%溶解し、25℃における粘度が1.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
吐出圧力を0.20MPaとした以外は、実施例1(4)と同様にして、PMMA繊維を作製しようとしたが、繊維が破断してPMMA繊維を得ることができなかった。
【0056】
比較例5
(1)PMMAの製造
実施例1(1)と同様にして、重量平均分子量500,000のPMMAを得た。
(2)MMAオリゴマーの製造
MMA30gとMEK45gの混合溶液にAIBN 0.169gを溶解させた後、攪拌しながら65℃の温浴中にて10時間反応させ、重量平均分子量100,000のMMAオリゴマーを得た。
【0057】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し10重量%溶解し、25℃における粘度が1.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
吐出圧力を0.25MPaとした以外は、実施例1(4)と同様にして、PMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径14.5μm、引張強度1.10cN/dTex、伸度5.4%であった。
【0058】
比較例6
(1)PMMAの製造
MMA10gとMEK40gの混合溶液にAIBN 0.10gを溶解させた後、攪拌しながら70℃の温浴中にて4時間反応させ、重量平均分子量50,000のPMMAを得た。
(2)MMAオリゴマーの製造
実施例1(2)と全く同様にして、重量平均分子量10,000のMMAオリゴマーを得た。
【0059】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し10重量%溶解し、25℃における粘度が1.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
吐出圧力を0.30MPa、巻き取り速度を400m/minとした以外は、実施例1(4)と同様にして、PMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径15.5μm、引張強度0.76cN/dTex、伸度5.6%であった。
【0060】
比較例7
(1)PMMAの製造
実施例1(1)と同様にして、重量平均分子量500,000のPMMAを得た。
(2)MMAオリゴマーの製造
実施例1(2)と全く同様にして、重量平均分子量10,000のMMAオリゴマーを得た。
【0061】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し10重量%溶解し、25℃における粘度が0.45Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
吐出圧力0.20MPaとした以外は、実施例1(4)と同様にして、PMMA繊維を作製しようとしたが、粘度が不十分で繊維の形態を維持できず破断してしまった。
【0062】
比較例8
(1)PMMAの製造
実施例1(1)と同様にして、重量平均分子量500,000のPMMAを得た。
(2)MMAオリゴマーの製造
実施例1(2)と全く同様にして、重量平均分子量10,000のMMAオリゴマーを得た。
【0063】
(3)紡糸液の調製
MEKに、上記(1)で得たPMMAを4.0gおよび(2)で得たMMAオリゴマーを重合体全量に対し10重量%溶解し、25℃における粘度が5.0Pa・sの紡糸液を調製した。
(4)PMMA繊維の作製
吐出圧力を0.45MPa、巻き取り速度を600m/minとした以外は、実施例1(4)と同様にして、PMMA繊維を作製した。
このPMMA繊維は、繊維径14.1μm、引張強度0.92cN/dTex、伸度5.6%であった。
【0064】
以上、実施例1〜9および比較例1〜8における紡糸液調製条件、紡糸条件および繊維物性を表1にまとめて示す。
【0065】
【表1】
【0066】
(注)オリゴマー添加量は、オリゴマーとPMMAとの合計量に対する量である。
【0067】
実施例10
実施例2で得られたPMMA繊維をカード機によりウエブとしたのち、115℃の熱を与えながら、0.2MPaの圧力で5分間プレスして融着させたところ、繊維形態を維持したまま、繊維表面のみが溶け、融着し、不織布を作製することができた。
【0068】
比較例9
比較例2で得られたPMMA繊維について、実施例10と同条件で不織布化を試みたが、繊維同士が融着せず、不織布化は不可能であった。
また、150℃まで昇温すると融着させることができたが、繊維自体が溶けてしまい、得られた不織布は、物性が極めて劣るものであった。
【0069】
【発明の効果】
本発明によれば、従来光ファイバーの芯材や医療用の中空糸などに用いられているPMMA繊維よりも、繊維径がはるかに小さく、かつ高強度を有すると共に、透明性及び耐候性に優れ、しかも不織布化に都合のよい熱融着性を有するポリ(メタ)アクリル系繊維を提供することができる。
Claims (6)
- 一般式(I)
で示される1種または複数種のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルによって構成され、
前記複数種のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルが、重量平均分子量100,000以上の高分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル70〜99重量%と重量平均分子量1,000〜50,000の低分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル30〜1重量%との混合物であり、
繊維表面のポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルが、低分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステルを主体とするものであり、
単繊維の繊維径が5〜50μmであり、かつ引張強度が1.75cN/dTex以上であることを特徴とするポリ(メタ)アクリル系繊維。 - ポリ(メタ)アクリル酸エステルがポリメタクリル酸メチルであることを特徴とする請求項1に記載のポリ(メタ)アクリル系繊維。
- 重量平均分子量100,000以上の高分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル70〜99重量%と重量平均分子量1,000〜50,000の低分子量ポリ(メタ)アクリル酸および/またはポリ(メタ)アクリル酸エステル30〜1重量%とを含む有機溶剤溶液(紡糸液)を用い、紡糸することを特徴とする、請求項1に記載のポリ(メタ)アクリル系繊維の製造方法。
- 紡糸液の温度25℃における粘度が、0.55〜4.0Pa・sである請求項3に記載の方法。
- 紡糸行程時の繊維にかかる、下式によって示されるドラフト比が100以上であることを特徴とする請求項3または4に記載の方法。
ドラフト比=(ノズル断面積×巻取速度×ポリマーの固形分濃度)/(吐出圧×繊維断面積×106) - 請求項1または2に記載のポリ(メタ)アクリル系繊維を加工してなる織布または不織布。
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