JP4031435B2 - 抄紙用ポリエステルバインダー繊維 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、主体繊維としてポリエステル繊維を用いるポリエステル繊維紙の製造に適したポリエステルバインダー繊維に関するものである。
【0002】
【背景技術】
近年、機械的特性、電気的特性、耐熱性、寸法安定性、疎水性等の優れた物性およびコスト優位性の面から、ポリエステル繊維を原料の一部または全部に使用した抄紙法による合成繊維紙が多くなっている。また該合成繊維紙のバインダー繊維として、従来はポリエチレン系繊維、ポリビニルアルコール繊維等が使用されていたが、ポリエステル繊維が主体となってきた合成繊維紙の抄紙には、同じポリエステル繊維が最適なバインダーとして主体的に使用されるようになってきた。
例えば、低軟化点の変性ポリエステルを鞘部に、通常の融点を有するポリエステルを芯部に配置した芯鞘型ポリエステル系複合繊維がポリエステル系バインダー繊維として使用されている。しかし、このような複合繊維は、複雑な紡糸設備および高度な運転管理が必要となるため、コストの高いバインダー繊維となり、また、耐熱性が要求される用途には使えないという問題がある。
一方、特許文献1、2等には未延伸ポリエステル繊維をバインダー繊維として使用することが提案されている。特に特許文献3には、主体繊維のポリエステル延伸糸と強く接着し、得られる合成繊維紙にソフトな風合を与えるポリエステル系バインダー繊維として、未延伸ポリエステル繊維の極限粘度(以下固有粘度と称する)を0.50〜0.58、単糸繊度を1.2デニール(約1.3デシテックス)以下および複屈折率(以下、Δnと記す)を0.02以下、比重を1.35以下にすることが重要であるとされている。しかしながら、このような未延伸ポリエステル繊維は高い収縮性を有しているため、低い坪量(30g/m2以下)で高強力な合成繊維紙を製造する工程、すなわち高速で乾燥温度の高い抄紙工程で使用された場合、未延伸ポリエステル繊維の過度な熱収縮によって、得られたポリエステル繊維紙の地合が悪くなり、紙の強力も低いものとなってしまうという問題がある。
【特許文献1】
特公昭49−8809号公報
【特許文献2】
特開平1−104823号公報
【特許文献3】
特開平1−104823号公報
【0003】
【発明の開示】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリエステル繊維紙を製造する際、乾燥時の収縮が小さくかつ接着性に優れた抄紙用ポリエステルバインダー繊維を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、非常に低い固有粘度のポリエステルを用い、しかも適正な紡糸条件を選んだとき、上記目的を達成できるバインダー繊維が得られることを見出した。
すなわち、本発明によれば、固有粘度が0.35〜0.47、単繊維繊度が1.5デシテックス以下、複屈折率が0.012以下、比重が1.35以下であり、且つ下記に定義するシート面積収縮率が70%以下である抄紙用ポリエステルバインダー繊維が提案される。
シート面積収縮率(%)={(A0−A1)/A0}×100
ここで、A0はシートの収縮処理前の面積、A1はシートの収縮処理後の面積であり、シートとは5mmの長さに切断されたポリエステルバインダー繊維80重量%とNBKP20重量%とを水中でよく攪拌・混合して分散させ、大きさが約25cm×約25cmで、坪量が約50g/m2となしたものをいう。シートの収縮処理とは、該シートを室温中で一昼夜以上乾燥させた後、孔を開けたテフロン(登録商標)シートの上に載せ、140℃の熱風循環式乾燥機中で5分間弛緩収縮処理を行う操作をいう。
【0006】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の抄紙用ポリエステルバインダー繊維を構成するポリエステルは、主たる繰り返し単位の85モル%以上、好ましくは95モル%以上がエチレンテレフタレートからなるポリエステルであり、またテレフタル酸成分および/またはエチレングリコール成分以外の成分を少量共重合したものであっても良い。なお、これらのポリエステルには、本発明の効果を阻害しない範囲で、顔料、艶消し剤、抗菌剤、消臭剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤等の公知の添加剤を含んでいてもよい。
【0007】
本発明のポリエステル繊維の固有粘度の範囲は0.35〜0.47である。固有粘度が0.47を越えると収縮率が高過ぎるものとなり、また得られたポリエステル繊維紙の強力が低くなる。一方、固有粘度が0.35より小さくなると、曵糸性が悪化し、紡糸が極めて難しくなる。
【0008】
また、本発明のポリエステル繊維の単繊維繊度は1.5デシテックス以下であり、好ましくは1.3デシテックス以下である。単繊維繊度が1.5デシテックスを越えると、得られたポリエステル繊維紙の強力が低くなる。単繊維繊度の下限は、特に限定されるものではないが、通常安定な製糸性の点から0.2デシテックス程度である。
【0009】
さらに、本発明のポリエステル繊維は、先に定義したシート面積収縮率が70%以下であり、好ましくは65%以下である。面積収縮率が70%を越えると、ポリエステル繊維紙の地合が悪くなり、紙の強力も低いものとなる。該面積収縮率は、ポリエステル繊維の固有粘度、Δn、比重等の物性を適切な範囲に調整することによって設定することができる。なお、ポリエステル繊維の固有粘度が0.35〜0.47の場合、シート面積収縮率を70%以下とするには、ポリエステル繊維のΔnを0.012以下および比重を1.35以下に調節するのが好ましい。
【0010】
本発明のポリエステル繊維は以下の方法で製造できる。即ち、ペレット化された固有粘度0.36〜0.51のポリエステル、好ましくはポリエチレンテレフタレートを常法によって乾燥後、スクリュウー式押出機等を装備した紡糸設備で溶融紡糸し、冷却・固化し、700〜1500m/分の速度で引取る。ここで、該ペレットの含有水分率、乾燥温度、溶融紡糸温度および溶融ポリマーの紡糸機内滞留時間を設定、調節し、ポリエステル繊維の固有粘度が0.35〜0.49の範囲となるようにする。また、各々の固有粘度および吐出量に応じ、紡糸速度を設定し、ポリエステル繊維のΔnが0.012以下および比重が1.35以下となるようにする。
【0011】
得られたポリエステル繊維を収束し、5〜40重量%の水分を保持した状態でカッターに供給し、所定の繊維長に切断する。なお、水分率が5重量%より低いと抄紙時の繊維の分散性が悪くなる。水分率が40重量%を越えると、ドラム式カッターで切断する際の水の飛散が多くなり、カッターの運転が困難となる。また、繊維長は2〜20mm、好ましくは3〜10mmである。繊維長が2mmより短くなると、ドラム式カッターでの切断抵抗が大きくなるため、ポリエステル繊維が伸ばされたり、単繊維同士が絡み易くなるため、安定した切断が難しくなる。繊維長が20mmより長くなると、抄紙時の繊維の水中分散性が悪化する。
【0012】
このようにして製造されたポリエステル繊維は抄紙工程での乾燥収縮が小さく、かつポリエステル繊維と強い接着力を有しており、ポリエステル繊維紙用バインダー繊維として優れた性能を有している。
【0013】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
(a)固有粘度
オルソクロロフェノールを溶媒として、35℃の温度でウベローデ粘度管にて測定した。
(b)シート面積収縮率
熊谷理機工業株式会社製の角型シートマシンを使って、5mmの長さに切断されたポリエステルバインダー繊維80重量%とNBKP20重量%とを水中でよく攪拌・混合して分散させ、大きさが約25cm×約25cmで、坪量が約50g/m2のシートを作成する。次に、該シートを室温中で一昼夜以上乾燥させた後、孔を開けたテフロン(登録商標)シートの上に載せ、140℃の熱風循環式乾燥機の中で5分間弛緩収縮処理を行う。シートの収縮処理前の面積A0と収縮処理後の面積A1とから次式によってシート面積収縮率を算出する。
シート面積収縮率(%)={(A0−A1)/A0}×100
(c)複屈折率(Δn)
市販の偏光顕微鏡を使って、光源にナトリウムランプを用い、試料をα−ブロムナフタリンに浸漬した状態下でBerekコンペンセーター法からレターデーションを求めて算出した。
(d)比重
n−ヘプタンと四塩化炭素の混合溶媒から成る密度勾配管(25℃)の中に試料を投入し、6時間経過後の値を読み比重とした。
(e)水分率
水分を含んだ約100gのポリエステルバインダー繊維を120℃の熱風循環式乾燥機の中で絶乾になるまで乾燥する。乾燥前の試料の重量W0と乾燥後の試料の重量W1から、次式によって求めた。
水分率(%)={(W0−W1)/W1}×100
(f)裂断長(紙強力)および地合
ポリエステルバインダー繊維の接着性はポリエステル繊維紙の強力で評価した。この紙強力はJIS P8113に従って引っ張り強さを測定し、裂断長で表した。また、ポリエステル繊維紙の地合の良否は目視で判定した。
レベル1:構成繊維の分布が均一であり、斑が非常に少ない
レベル2:構成繊維の分布がやや不均一であり、斑がやや目立つ
レベル3:構成繊維の分布が非常に不均一であり、斑が目立つ。
【0014】
[実施例1〜3、比較例1]
固有粘度が異なるポリエチレンテレフタレートペレットを170℃で乾燥後、300℃で溶融し、孔数が1192の口金を通して、吐出量180g/分で吐出し、紡糸速度1150m/分の速度で引取り、単繊維繊度が1.3デシテックスの未延伸ポリエチレンテレフタレート繊維を得た。該ポリエチレンテレフタレート繊維を約20万デシテックスのトウとなし、油剤を付与後、トウの水分率が約15重量%となるように絞り、ドラム式カッターで5mmの長さに切断し、表1に示す特性の未延伸ポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
【0015】
得られた未延伸ポリエチレンテレフタレート繊維40重量%と、単繊維繊度が0.6デシテックス、長さが5mmの延伸熱処理されたポリエチレンテレフタレート繊維60重量%とを水中へ分散させ、繊維濃度が0.04重量%となるように調整して円網抄紙機に供給し、抄紙後、130℃のヤンキー式ドライヤーで乾燥し、坪量が約25g/m2のポリエチレンテレフタレート繊維紙を得た。この紙の特性を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
[実施例4〜5、比較例2]
吐出量および紡糸速度の変更により収縮性の異なる未延伸繊維とする以外は実施例1と同じ方法、条件で溶融紡糸を実施し、各々表2の特性を持つ未延伸ポリエチレンテレフタレート繊維を得た。これらの未延伸ポリエチレンテレフタレート繊維を実施例1と同じ要領で5mmの長さに切断し、該実施例と同じ条件で抄紙した。得られた紙の特性を表2に示す。
【0018】
【表2】
【0019】
[実施例6〜7、比較例3]
固有粘度が0.47のポリエチレンテレフタレートペレットを170℃で乾燥後、300℃で溶融し、孔数が1192の口金を通して吐出し、紡糸速度1150m/分で引き取った。この時、吐出量を変更して単繊維繊度の異なった未延伸ポリエチレンテレフタレート繊維を得た。これらの未延伸ポリエチレンテレフタレート繊維の特性を表3に示す。これらの未延伸ポリエチレンテレフタレート繊維を実施例1と同じ要領で5mmの長さに切断し、該実施例と同じ条件で抄紙した。得られた紙の特性を表3に示す。
【0020】
【表3】
【0021】
【産業上の利用可能性】
本発明のポリエステルバインダー繊維は抄紙乾燥時の収縮が極めて小さいため、該繊維からは、地合に優れ且つ繊維同士が強固に接着したポリエステル繊維紙を得ることができる。
Claims (2)
- 固有粘度が0.35〜0.47、単繊維繊度が1.5デシテックス以下、複屈折率が0.012以下、比重が1.35以下であり、且つ下記に定義するシート面積収縮率が70%以下である抄紙用ポリエステルバインダー繊維。
シート面積収縮率(%)={(A0−A1)/A0}×100
ここで、A0はシートの収縮処理前の面積、A1はシートの収縮処理後の面積であり、シートとは5mmの長さに切断されたポリエステルバインダー繊維80重量%とNBKP20重量%とを水中でよく攪拌・混合して分散させ、大きさが約25cm×約25cmで、坪量が約50g/m2となしたものをいう。シートの収縮処理とは、該シートを室温中で一昼夜以上乾燥させた後、孔を開けたテフロン(登録商標)シートの上に載せ、140℃の熱風循環式乾燥機中で5分間弛緩収縮処理を行う操作をいう。 - ポリエステルバインダー繊維の保持している水分率が繊維重量を基準として5〜40重量%である請求項1に記載の抄紙用ポリエステルバインダー繊維。
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