JP4050000B2 - Polyester binder fiber for wet papermaking and method for producing the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式抄紙用のバインダー繊維として好適なポリエステル系のバインダー繊維とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリエステル系バインダー繊維として、イソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルをバインダー成分とし、ポリエチレンテレフタレートを繊維形成性成分とした繊維が広く使用されてきた。非晶性のポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルは、明確な結晶融点を示さず、ガラス転移点を越えると軟化が始まる。このようなバインダー繊維の延伸熱処理は、繊維同士の膠着をさけるため低い温度でなされる。そのような低い延伸熱処理温度領域では、繊維形成過程で生じた歪が十分緩和されず、製造されたバインダー繊維の熱収縮率は高くなり、湿式抄紙後の熱接着処理工程での収縮が大きくなる。したがって、湿式抄紙されたシートの地合は悪く、目付け斑が目立ち、紙強力は低いものとなる。
【０００３】
このような問題を解決するために、特開平９−１１９０１９号公報では、ε−カプロラクトンを共重合した結晶融点が１００℃以上の共重合ポリエステルをバインダー成分とした沸騰水収縮率が３％以下のバインダー繊維が提案されている。しかし、延伸熱処理温度を上げるために、ε−カプロラクトンのような高価な原料の共重合ポリエステルをバインダー成分として使用するので、経済的に製造されたバインダー繊維とは言えない。このように、イソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレート系の非晶性共重合ポリエステルをバインダー成分とするポリエステル系バインダー繊維においては、効果的に低熱収縮化された繊維およびその繊維の製造方法は未だ提案されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、結晶融点を持たない非晶性共重合ポリエステルをバインダー成分とするポリエステル系バインダー繊維において、熱収縮率が小さく、良好な品質の湿式抄紙シートを実現するポリエステル系バインダー繊維およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、融点が２２０℃以上のポリアルキレンテレフタレートを繊維形成性成分とし、ガラス転移点が５０〜１００℃の範囲で、且つ結晶融点を持たない非晶性共重合ポリエステルをバインダー成分とするポリエステル系バインダー繊維であって、ポリエーテル・ポリエステル共重合体がポリエステル系バインダー繊維重量に対して０．０３重量％以上付与され、後述する、膠着数が１００個／０．１ｇ以下、シート面積収縮率が３０％以下である繊維長２〜３０ｍｍの湿式抄紙用ポリエステル系バインダー繊維、及び、
溶融紡出された非晶性共重合ポリエステルをバインダー成分とし、ポリアルキレンテレフタレートを繊維形成性成分とする複合繊維の紡出糸条にポリエーテル・ポリエステル共重合体を０．０３重量％以上付与し、該非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点と該ポリアルキレンテレフタレートのガラス転移点のうちいずれか高い方の温度以上、該非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点＋２５℃以下の範囲内の温度で延伸熱処理することを特徴とする湿式抄紙用ポリエステル系バインダー繊維の製造方法、によって上記の課題を解決した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明のバインダー繊維は複合繊維であり、繊維形成性成分として融点が２２０℃以上のポリアルキレンテレフタレートを用いる。繊維形成性成分のポリエステルの融点が２２０℃未満になると、複合繊維を安定して製糸することが困難となるばかりでなく、湿式抄紙後の熱接着処理工程で熱による劣化や変形等がしばしば発生する。ポリアルキレンテレフタレートの具体例としては、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートが好ましく、その特性を損なわない範囲内であれば少量の共重合成分や艶消剤、着色剤、滑剤等の添加剤を含有していてもよい。中でも、ポリエチレンテレフタレートは、安価で汎用であるため、より好ましい。
【０００７】
一方、バインダー成分としては、ガラス転移点が５０〜１００℃の範囲でかつ結晶融点を持たない非晶性共重合ポリエステルを用いる。ガラス転移点が５０℃を下回ると、延伸熱処理時に繊維が膠着し、湿式抄紙用として使用に耐える品質が確保できない。一方、ガラス転移点が１００℃を超えると、温水中で延伸熱処理ができなくなる。また、１００℃を超えるガラス転移点を持つほとんどの共重合ポリエステルは結晶性であるため、本発明に用いることができない。
【０００８】
本発明の複合繊維のバインダー成分をなす非晶性共重合ポリエステルは、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの酸成分と、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等のジオール成分とのランダムまたはブロック共重合体として得られる。中でも、従来から広く用いられているテレフタル酸、イソフタル酸、エチレングリコールおよびジエチレングリコールを主成分として用いることがコストの面で好ましい。このような共重合ポリエステルは、ガラス転移点が５０〜１００℃の範囲となり、明確な結晶融点を示さない。
【０００９】
本発明のバインダー繊維は、バインダー成分が単繊維の表面の全部または一部を形成していれば、従来からバインダー繊維として広く使用されている芯鞘型、偏心芯鞘型でも良く、あるいはサイドバイサイド型、海島型、分割型等の複合形態でも差し支えない。
【００１０】
また、本発明のバインダー繊維の繊維長は２〜３０ｍｍの範囲でなければならない。繊維長が２ｍｍより短くなると、繊維の切断を安定して継続することが難しく、商業生産は困難である。逆に繊維長が３０ｍｍより長くなると、湿式抄紙時、繊維の水中分散が非常に悪くなり、正常な生産が困難となる。また、より好ましくは、繊維長３〜２０ｍｍの範囲である。
【００１１】
本発明のバインダー繊維は実質的に捲縮を有していない繊維である。ここで実質的にとは繊維に捲縮数３個／２５ｍｍ以上の捲縮を有していないことをいう。上記バインダー繊維に捲縮数３個／２５ｍｍ以上の捲縮があると、抄紙の際、繊維が均一に分散し難くなり品位の高いものが得られない。
【００１２】
本発明者等は、湿式抄紙工程における熱接着処理前後のバインダー繊維を含んだシートの特性を鋭意調査した結果、下記に定義する、膠着数が１００個／０．１ｇ以下、シート面積収縮率が３０％以下となれば、湿式抄紙されたシートの地合が良好でかつ充分な強力を持ったシートが得られることを見出した。
膠着数：
繊維長が５ｍｍの長さに切断されたバインダー繊維を０．１ｇ採取し、５００ミリリットルの水道水が入った１０００ミリリットルのメスシリンダーに投入する。繊維がメスシリンダーの底に達したら、メスシリンダーの開口部に蓋をし、上下を両手で持ち、１回反転させて繊維を分散させ、この中に含まれる膠着した未分散繊維束の個数を数え、これを膠着数とする。
シート面積収縮率：
熊谷理機工業株式会社製角型シートマシンを使って、バインダー繊維８０％とＮＢＫＰ２０％とを水中でよく撹拌・混合して分散させ、大きさが約２５ｃｍ×約２５ｃｍで、目付けが約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シートの上に載せ、該シートを熱風循環式乾燥機にて１２０℃、５分間収縮処理を行う。収縮処理前のシート面積Ａ０と収縮処理後の面積Ａ１から下記の式により求めシート面積収縮率とする。
シート面積収縮率（％）＝〔（Ａ０−Ａ１）／Ａ０〕×１００
【００１３】
上記の膠着数が１００個／０．１ｇを超えると抄紙されたシートの品位が著しく劣ったものとなる。また、シート面積収縮率が３０％を越えると、湿式抄紙工程での熱接着処理時の収縮が大きくなり、シート地合の悪化や目付け斑を来たし、紙強力も低下する。
【００１４】
次に、本発明の湿式抄紙用ポリエステル系バインダー繊維の製造方法について説明する。本発明のバインダー繊維は前述のバインダー成分および繊維形成性ポリエステルを用い、公知の方法で溶融紡糸し、複合繊維とする。すなわち、紡糸口金のノズルから吐出された複合ポリマー流に冷却風を当て、短繊維製造時の通常の紡糸速度である１５００ｍ／分以下で引き取り、未延伸糸条を得る。
【００１５】
通常、紡糸速度１５００ｍ／分以下で採取される非晶性共重合ポリエステルをバインダー成分とする未延伸糸条は、非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点以上の温水中で延伸熱処理するとバインダー成分が膠着を起こす。したがって、非晶性共重合ポリエステルをバインダー成分とする未延伸糸条の延伸熱処理は非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点未満の温度で実施されるのが一般的である。そのような延伸熱処理温度領域では、非晶性共重合ポリエステルの残留歪および繊維形成性成分であるポリアルキレンテレフタレートの残留歪をも充分取り除くことができず、湿式抄紙後のシートの品質は欠点が多いものとなる。
【００１６】
本発明者等は、延伸熱処理前にバインダー成分である非晶性共重合ポリエステルの表面にポリエーテル・ポリエステル共重合体を付与することによって、非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点以上の温水中で延伸熱処理しても繊維同士が膠着を起こしにくいことを見出した。すなわち、引き取りの前あるいは後で未延伸糸条にポリエーテル・ポリエステル共重合体を０．０３重量％以上付与し、引き続き該非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点と該ポリアルキレンテレフタレートのガラス転移点のうちいずれか高い方の温度以上、該非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点＋２５℃以下の範囲の温度にある温水中で延伸熱処理することにより、バインダー成分および繊維形成性成分の残留歪が充分に緩和され、湿式抄紙工程での熱接着処理時のシート収縮率が低くなり、地合が良好で、目付け斑が少なく、充分な強力を持つシートが得られる。ポリエーテル・ポリエステル共重合体が非晶性共重合ポリエステルと共晶を形成し、温水中の水分子と水和して、繊維表面に水の膜を作り、延伸熱処理時繊維同士の膠着が防止されると推定される。
【００１７】
バインダー成分である非晶性共重合ポリエステルの表面に付着したポリエーテル・ポリエステル共重合体は、熱接着処理時に溶融し、バインダー成分に相溶する。したがって、残存したポリエーテル・ポリエステル共重合体はバインダー成分の接着力を損なわない。
【００１８】
未延伸糸条に付与するポリエーテル・ポリエステル共重合体の付着量は０．０３重量％以上が適切である。０．０３重量％未満の場合は、延伸熱処理時に非晶性共重合ポリエステルの膠着が発生し易くなり、湿式抄紙用としての品質が確保されなくなる。
【００１９】
ポリエーテル・ポリエステル共重合体を構成するジカルボン酸の成分比率はテレフタル酸とイソフタル酸および／またはアルカリ金属塩スルホイソフタル酸とのモル比が４０：６０〜１００：０の範囲が適切である。ジカルボン酸成分全体に対して、イソフタル酸成分および／またはアルカリ金属塩スルホイソフタル酸の含有率が６０モル％を超える場合、あるいはテレフタル酸の含有率が４０モル％未満となると、非晶性共重合ポリエステルの膠着防止効果が充分に発現しない。これは、非晶性共重合ポリエステルに対するポリエーテル・ポリエステル共重合体の固着性が小さくなるためと推定される。
【００２０】
また、一方の構成成分であるポリアルキレングリコールの数平均分子量は６００〜１００００の範囲が適切である。ポリアルキレングリコールの数平均分子量が６００未満の場合あるいは１００００を超える場合は、十分な非晶性共重合ポリエステルの膠着防止効果が得られない。ポリアルキレングリコールの数平均分子量が６００未満の場合、水分子が共晶膜へ充分に水和しないためと推定される。一方、１００００を超える場合は、非晶性共重合ポリエステルに対するポリエーテル・ポリエステル共重合体の相溶性が小さくなるためと推定される。
【００２１】
ポリアルキレングリコールの共重合割合は、２０〜９５重量％の範囲が適切である。共重合割合が２０重量％未満であると温水中の水分子の共晶膜への水和が不十分であり、一方９５重量％を超えると非晶性共重合ポリエステルに対するポリエーテル・ポリエステル共重合体の相溶性が小さくなる。いずれの場合も十分な非晶性共重合ポリエステルの膠着防止効果が得られない。
【００２２】
さらに、ポリエーテル・ポリエステル共重合体の数平均分子量は３０００〜２００００の範囲が適切であるである。３０００未満あるいは２００００を超える場合は、いずれも非晶性共重合ポリエステルの膠着防止効果が十分でなかった。
【００２３】
ポリアルキレングリコールの例としては、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコール共重合体、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
【００２４】
ポリエーテル・ポリエステル共重合体は単独または他の安定剤、制電剤、平滑剤、防錆剤、防黴剤、抗菌剤、乳化剤その他の成分とともに乳化されエマルジョンとして、未延伸糸条に付与される。該ポリエーテル・ポリエステル共重合体が付与された未延伸糸条は非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点以上の温度で、単糸膠着を起こすことなく延伸熱処理可能となる。さらに、繊維形成性成分のポリアルキレンテレフタレートの残留歪を低減させるためには、ポリアルキレンテレフタレートのガラス転移点以上の温度で延伸熱処理する必要があるが、該ポリエーテル・ポリエステル共重合体が付与された未延伸糸条はそのような温度でも、単糸膠着を起こすことなく延伸熱処理可能である。このように、未延伸糸条にポリエーテル・ポリエステル共重合体を付与することにより、非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点とポリアルキレンテレフタレートのガラス転移点のうちいずれか高い方の温度以上で延伸熱処理が可能となった。しかし、延伸熱処理温度が非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点を大幅に越えると、非晶性共重合ポリエステルの膠着が多くなる。したがって、延伸熱処理温度の上限は非晶性共重合ポリエステルのガラス転移点＋２５℃を超えないように設定するのが適切である。
【００２５】
次いで、紡糸速度に見合った通常の倍率で延伸熱処理後、糸条束に湿式抄紙用の油剤を付与し、捲縮を付与することなく、２〜３０ｍｍの長さに切断して、湿式抄紙用バインダー繊維が製造される。
【００２６】
【実施例】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、実施例における各評価は次の方法で行った。
（ａ）ガラス転移点（Ｔｇ）、融点（Ｔｍ）
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７型を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
（ｂ）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。
（ｃ）シート面積収縮率
マッケンジーＮＢＫＰ（フレッチャー社（カナダ））を使用し前記の方法で測定した。
（ｄ）シートの引っ張り強さおよび地合
上記と同じシートマシンを使って、バインダー繊維５０％とＮＢＫＰ５０％を水中でよく撹拌・混合して分散させ、大きさが約２５ｃｍ×約２５ｃｍで、目付けが約５０ｇ／ｍ2のシートを作成する。該シートを濾紙の間に挟んで、熊谷理機工業株式会社製の高温用回転型乾燥機を使って表面温度１３０℃の温度で接着熱処理を行う。この熱処理されたシートをＪＩＳ Ｐ８１１３に従って引っ張り強さを測定し、裂断長で表した。熱処理されたシートについては下記の判定基準で地合の良否も目視で判定した。地合○：構成繊維の分布が均一であり、斑が非常に少ない。地合△：構成繊維の分布がやや不均一であり、斑がやや目立つ。地合×：構成繊維の分布が非常に不均一であり、斑が目立つ。
（ｅ）膠着数
繊維長が５ｍｍの長さに切断されたバインダー繊維を０．１ｇ採取し、５００ミリリットルの水道水が入った１０００ミリリットルのメスシリンダーに投入する。繊維がメスシリンダーの底に達したら、メスシリンダーの開口部に蓋をし、上下を両手で持ち、１回反転させて繊維を分散させ、この中に含まれる膠着した未分散繊維束の個数を数え、これを膠着数とする。
【００２７】
［実施例１〜６、比較例１〜３］
繊維形成性成分として固有粘度が０．６４、Ｔｇが６７℃、Ｔｍが２５６℃のＰＥＴ、バインダー成分として酸成分がモル比でテレフタル酸が６０％、イソフタル酸が４０％、ジオール成分がモル比でエチレングリコールが９５％、ジエチレングリコールが５％の割合で共重合された、固有粘度が０．５６、Ｔｇが６４℃の非晶性共重合ポリエステルを用い、各々のペレットを減圧乾燥した後、芯鞘型複合溶融紡糸装置に供給し、重量比５０／５０の複合比率で、紡糸温度２８０℃、吐出量３６０ｇ／分、紡糸口金孔数４５０の条件で吐出し、紡出糸条を３０℃の冷風で冷却した後、酸成分がモル比でテレフタル酸が８０％、イソフタル酸が２０％と数平均分子量３０００のポリエチレングリコール７０重量％とを共重合した数平均分子量が約１００００のポリエーテル・ポリエステル共重合体のエマルジョンをオイリングローラーを用いて付与し、１３００ｍ／分の紡糸速度で引き取って芯鞘複合未延伸繊維を得た。この未延伸繊維を収束し、約３０万ｄｔｅｘのトウにし、温水中で２．９倍に延伸した後、紡糸油剤と同じ組成で濃度が２％の油剤浴中を通過させ、約１５％の水分率になるように絞った後、乾燥せずに５ｍｍの繊維長に切断し、単糸繊度が約２．２ｄｔｅｘのバインダー繊維を得た。この際、ポリエーテル・ポリエステル共重合体の付着量および延伸熱処理温度を種々変更し、表１の結果を得た。
【００２８】
【表１】
【発明の効果】
本発明の結晶融点を持たない非晶性共重合ポリエステルをバインダー成分とするポリエステル系バインダー繊維を使用することにより、地合が良好でかつ充分な強力を持った湿式抄紙シートを製造できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyester binder fiber suitable as a binder fiber for wet papermaking and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as polyester-based binder fibers, fibers having polyethylene terephthalate copolymer polyester copolymerized with isophthalic acid as a binder component and polyethylene terephthalate as a fiber-forming component have been widely used. Amorphous polyethylene terephthalate copolymer polyester does not show a clear crystalline melting point, and softening begins when the glass transition point is exceeded. Such a binder fiber drawing heat treatment is performed at a low temperature in order to avoid sticking between the fibers. In such a low drawing heat treatment temperature region, the strain generated in the fiber forming process is not sufficiently relaxed, the heat shrinkage rate of the produced binder fiber is increased, and the shrinkage in the heat bonding treatment process after wet papermaking is increased. . Therefore, the texture of the wet papermaking sheet is poor, the spot weight is conspicuous, and the paper strength is low.
[0003]
In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-119919 discloses a boiling water shrinkage ratio of 3% or less using a copolyester having a crystal melting point of 100 ° C. or higher copolymerized with ε-caprolactone as a binder component. Binder fibers have been proposed. However, an expensive raw material copolyester such as ε-caprolactone is used as a binder component in order to raise the stretching heat treatment temperature, so it cannot be said to be an economically produced binder fiber. As described above, in the polyester-based binder fiber using a polyethylene terephthalate-based amorphous copolymer polyester copolymerized with isophthalic acid as a binder component, an effective low thermal shrinkage fiber and a method for producing the fiber are still proposed. It has not been.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to a polyester binder fiber having an amorphous copolymer polyester having no crystalline melting point as a binder component, a polyester binder fiber having a low heat shrinkage ratio, and realizing a good quality wet papermaking sheet, and a method for producing the same The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors made polyalkylene terephthalate having a melting point of 220 ° C. or more as a fiber-forming component, a glass transition point in the range of 50 to 100 ° C. , and crystals. A polyester binder fiber having an amorphous copolymer polyester having no melting point as a binder component, and the polyether / polyester copolymer is added in an amount of 0.03% by weight or more based on the weight of the polyester binder fiber, which will be described later. A polyester binder fiber for wet papermaking having a fiber length of 2 to 30 mm, wherein the number of sticking is 100 pieces / 0.1 g or less and the sheet area shrinkage is 30% or less, and
A polyether-polyester copolymer is added in an amount of 0.03% by weight or more to a spun yarn of a composite fiber having a melt-spun amorphous copolymer polyester as a binder component and a polyalkylene terephthalate as a fiber-forming component. The glass transition point of the amorphous copolymer polyester and the glass transition point of the polyalkylene terephthalate, whichever is higher, are stretched at a temperature within the range of the glass transition point of the amorphous copolymer polyester plus 25 ° C. or less. The above-mentioned problems have been solved by a method for producing a polyester-based binder fiber for wet papermaking, characterized by heat treatment.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The binder fiber of the present invention is a composite fiber, and a polyalkylene terephthalate having a melting point of 220 ° C. or higher is used as a fiber-forming component. When the melting point of the fiber-forming component polyester is less than 220 ° C., not only is it difficult to stably produce composite fibers, but thermal degradation and deformation often occur in the thermal bonding process after wet papermaking. To do. As specific examples of polyalkylene terephthalate, polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate are preferable, and they contain a small amount of copolymer components, matting agents, coloring agents, lubricants and the like as long as the properties are not impaired. May be. Among these, polyethylene terephthalate is more preferable because it is inexpensive and widely used.
[0007]
On the other hand, as the binder component, an amorphous copolyester having a glass transition point in the range of 50 to 100 ° C. and having no crystalline melting point is used. When the glass transition point is below 50 ° C., the fibers are stuck during the stretching heat treatment, and the quality that can be used for wet papermaking cannot be ensured. On the other hand, when the glass transition point exceeds 100 ° C., the stretching heat treatment cannot be performed in warm water. Moreover, since most copolymer polyesters having a glass transition point exceeding 100 ° C. are crystalline, they cannot be used in the present invention.
[0008]
The amorphous copolymer polyester constituting the binder component of the composite fiber of the present invention is terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanoic acid Acid components such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, 1,4 -Obtained as a random or block copolymer with a diol component such as cyclohexanediol or 1,4-cyclohexanedimethanol. Among these, terephthalic acid, isophthalic acid, ethylene glycol and diethylene glycol, which have been widely used in the past, are preferably used from the viewpoint of cost. Such a copolyester has a glass transition point in the range of 50 to 100 ° C. and does not exhibit a clear crystalline melting point.
[0009]
The binder fiber of the present invention may be a core-sheath type, an eccentric core-sheath type that has been widely used as a binder fiber, or a side-by-side type, as long as the binder component forms all or part of the surface of a single fiber. , Sea-island type, split type, etc. may be combined.
[0010]
The fiber length of the binder fiber of the present invention must be in the range of 2 to 30 mm. When the fiber length is shorter than 2 mm, it is difficult to stably continue the fiber cutting, and commercial production is difficult. On the other hand, if the fiber length is longer than 30 mm, the fiber dispersion in water becomes very poor during wet papermaking, and normal production becomes difficult. More preferably, the fiber length is in the range of 3 to 20 mm.
[0011]
The binder fiber of the present invention is a fiber that has substantially no crimp. Here, substantially means that the fiber does not have crimps of 3 crimps / 25 mm or more. If the binder fiber has a crimp of 3 crimps / 25 mm or more, the fiber is difficult to uniformly disperse during papermaking, and a high quality product cannot be obtained.
[0012]
As a result of intensive investigation on the characteristics of the sheet containing the binder fiber before and after the thermal bonding process in the wet papermaking process, the present inventors have defined the following, the number of glues is 100 / 0.1 g or less, and the sheet area shrinkage rate is It has been found that when it is 30% or less, a sheet having a good texture and sufficient strength can be obtained.
Number of stalemates:
0.1 g of binder fibers cut to a length of 5 mm are collected and put into a 1000 ml measuring cylinder containing 500 ml of tap water. When the fiber reaches the bottom of the graduated cylinder, cover the opening of the graduated cylinder, hold the top and bottom with both hands, invert the fiber once to disperse the fiber, and determine the number of glued undispersed fiber bundles contained therein. Count this as the number of stalemates.
Sheet area shrinkage:
Using a square sheet machine manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd., 80% binder fiber and 20% N BKP20 are thoroughly stirred and mixed in water, and the size is about 25cm x about 25cm. A sheet of 50 g / m 2 is prepared. Next, the sheet is dried at room temperature for one day or more, and then placed on a Teflon sheet having a hole, and the sheet is subjected to a shrinking treatment at 120 ° C. for 5 minutes in a hot air circulation dryer. The sheet area shrinkage is obtained from the sheet area A0 before the shrinking treatment and the area A1 after the shrinking treatment by the following formula.
Sheet area shrinkage (%) = [(A0−A1) / A0] × 100
[0013]
If the number of glues exceeds 100 / 0.1 g, the quality of the paper-made sheet is remarkably inferior. On the other hand, if the sheet area shrinkage rate exceeds 30%, the shrinkage during the heat bonding process in the wet papermaking process increases, resulting in deterioration of the sheet formation and unevenness of the sheet, and the paper strength is also lowered.
[0014]
Next, the manufacturing method of the polyester-type binder fiber for wet papermaking of this invention is demonstrated. The binder fiber of the present invention uses the above-described binder component and fiber-forming polyester, and is melt-spun by a known method to form a composite fiber. That is, cooling air is applied to the composite polymer flow discharged from the nozzle of the spinneret, and it is drawn at a speed of 1500 m / min or less, which is a normal spinning speed at the time of short fiber production, to obtain an undrawn yarn.
[0015]
Normally, an unstretched yarn having an amorphous copolymer polyester collected at a spinning speed of 1500 m / min or less as a binder component is subjected to a stretching heat treatment in warm water at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the amorphous copolymer polyester. Causes stalemate. Therefore, the drawing heat treatment of the undrawn yarn using the amorphous copolymer polyester as a binder component is generally performed at a temperature lower than the glass transition point of the amorphous copolymer polyester. In such a stretching heat treatment temperature region, the residual strain of the amorphous copolymer polyester and the residual strain of the polyalkylene terephthalate, which is a fiber-forming component, cannot be sufficiently removed, and the quality of the sheet after wet papermaking has a drawback. There will be many.
[0016]
The present inventors have added a polyether-polyester copolymer to the surface of the amorphous copolymer polyester that is the binder component before the stretching heat treatment, so that the warm water above the glass transition point of the amorphous copolymer polyester can be obtained. It was found that the fibers hardly stick together even when stretched and heat-treated. That is, before or after take-up, 0.03% by weight or more of a polyether / polyester copolymer is imparted to an undrawn yarn, and subsequently the glass transition point of the amorphous copolymer polyester and the glass transition point of the polyalkylene terephthalate. The residual strain of the binder component and the fiber-forming component is sufficiently obtained by stretching and heat-treating in warm water at a higher temperature of the glass transition temperature of the amorphous copolyester + 25 ° C. or lower. Therefore, the sheet shrinkage rate during the heat bonding process in the wet papermaking process is lowered, the formation is good, the basis weight is small, and a sheet having sufficient strength is obtained. Polyether-polyester copolymer forms a co-crystal with amorphous copolyester and hydrates with water molecules in warm water to form a water film on the fiber surface, preventing sticking between fibers during drawing heat treatment It is estimated that
[0017]
The polyether / polyester copolymer adhering to the surface of the amorphous copolymer polyester as the binder component melts during the heat bonding treatment and is compatible with the binder component. Therefore, the remaining polyether / polyester copolymer does not impair the adhesive strength of the binder component.
[0018]
The amount of the polyether / polyester copolymer attached to the undrawn yarn is suitably 0.03% by weight or more. When the amount is less than 0.03% by weight, the amorphous copolyester is easily stuck during the stretching heat treatment, and the quality for wet papermaking cannot be ensured.
[0019]
The component ratio of the dicarboxylic acid constituting the polyether-polyester copolymer is suitably such that the molar ratio of terephthalic acid to isophthalic acid and / or the alkali metal salt sulfoisophthalic acid is 40:60 to 100: 0. When the content of the isophthalic acid component and / or the alkali metal salt sulfoisophthalic acid exceeds 60 mol% with respect to the entire dicarboxylic acid component, or when the content of terephthalic acid is less than 40 mol%, the amorphous copolymer The anti-sticking effect of polyester is not fully exhibited. This is presumably because the sticking property of the polyether-polyester copolymer to the amorphous copolymer polyester becomes small.
[0020]
Moreover, the number average molecular weight of the polyalkylene glycol which is one component is suitably in the range of 600 to 10,000. When the number average molecular weight of the polyalkylene glycol is less than 600 or exceeds 10,000, sufficient anti-sticking effect of the amorphous copolymer polyester cannot be obtained. When the number average molecular weight of the polyalkylene glycol is less than 600, it is estimated that water molecules are not sufficiently hydrated into the eutectic film. On the other hand, when it exceeds 10,000, it is presumed that the compatibility of the polyether-polyester copolymer with the amorphous copolymer polyester becomes small.
[0021]
The copolymerization ratio of the polyalkylene glycol is suitably in the range of 20 to 95% by weight. When the copolymerization ratio is less than 20% by weight, hydration of water molecules in warm water to the eutectic film is insufficient. The compatibility of the coalescence is reduced. In either case, sufficient anti-sticking effect of the amorphous copolymer polyester cannot be obtained.
[0022]
Furthermore, the number average molecular weight of the polyether / polyester copolymer is suitably in the range of 3000 to 20000. When it was less than 3000 or more than 20000, the anti-sticking effect of the amorphous copolymer polyester was not sufficient.
[0023]
Examples of the polyalkylene glycol include polyethylene glycol, polyethylene glycol / polypropylene glycol copolymer, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like.
[0024]
Polyether / polyester copolymer is emulsified with or without other stabilizers, antistatic agents, smoothing agents, rust preventives, antifungal agents, antibacterial agents, emulsifiers and other components and applied to undrawn yarns. The The unstretched yarn to which the polyether / polyester copolymer is applied can be subjected to a stretching heat treatment at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the amorphous copolymer polyester without causing single yarn sticking. Furthermore, in order to reduce the residual strain of the polyalkylene terephthalate as a fiber-forming component, it is necessary to heat-treat at a temperature higher than the glass transition point of the polyalkylene terephthalate, but the polyether-polyester copolymer is added. The undrawn yarn can be drawn and heat-treated even at such a temperature without causing single yarn sticking. Thus, by adding a polyether-polyester copolymer to the unstretched yarn, the glass transition point of the amorphous copolymer polyester and the glass transition point of the polyalkylene terephthalate, whichever is higher, are higher. Drawing heat treatment became possible. However, if the stretching heat treatment temperature greatly exceeds the glass transition point of the amorphous copolymer polyester, the amorphous copolymer polyester will increase in sticking. Therefore, it is appropriate to set the upper limit of the stretching heat treatment temperature so as not to exceed the glass transition point of the amorphous copolymer polyester + 25 ° C.
[0025]
Next, after drawing and heat treatment at a normal ratio commensurate with the spinning speed, an oil agent for wet papermaking is applied to the yarn bundle, and it is cut into a length of 2 to 30 mm without crimping, for wet papermaking. Binder fibers are produced.
[0026]
【Example】
Next, the present invention will be described specifically by way of examples. In addition, each evaluation in an Example was performed with the following method.
(A) Glass transition point (Tg), melting point (Tm)
A differential scanning calorimeter DSC-7 manufactured by Perkin Elmer was used, and the temperature was increased at a rate of 20 ° C./min.
(B) Intrinsic viscosity Measured with an Ubbelohde viscosity tube at a temperature of 35 ° C using orthochlorophenol as a solvent.
(C) Sheet area shrinkage rate It measured by the said method using Mackenzie N BKP ( Fletcher (Canada)).
(D) Tensile strength and texture of sheet Using the same sheet machine as above, 50% binder fiber and 50% NBKP are dispersed by thoroughly stirring and mixing in water, and the size is about 25cm x about 25cm. A sheet having a basis weight of about 50 g / m 2 is prepared. The sheet is sandwiched between filter papers, and an adhesive heat treatment is performed at a surface temperature of 130 ° C. using a rotary dryer for high temperature manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd. The tensile strength of this heat-treated sheet was measured in accordance with JIS P8113 and expressed as the breaking length. Quality of formation in criteria below SL for sheets the heat treatment was judged by visual observation. Formation ○: The distribution of the constituent fibers is uniform, and there are very few spots. Formation Δ: The distribution of the constituent fibers is slightly nonuniform, and the spots are slightly noticeable. Formation x: The distribution of the constituent fibers is very uneven and the spots are conspicuous.
(E) Number of glues 0.1 g of binder fiber cut to a length of 5 mm is collected and put into a 1000 ml measuring cylinder containing 500 ml of tap water. When the fiber reaches the bottom of the graduated cylinder, cover the opening of the graduated cylinder, hold the top and bottom with both hands, invert the fiber once to disperse the fiber, and determine the number of glued undispersed fiber bundles contained therein. number example, the stalemate number of this.
[0027]
[Examples 1-6, Comparative Examples 1-3]
The fiber-forming component has an intrinsic viscosity of 0.64, Tg of 67 ° C. and Tm of 256 ° C., and the binder component has a molar ratio of acid component to 60% terephthalic acid, isophthalic acid to 40%, and diol component to a molar ratio. After drying each pellet under reduced pressure using an amorphous copolymer polyester having an intrinsic viscosity of 0.56 and a Tg of 64 ° C., copolymerized at a ratio of 95% ethylene glycol and 5% diethylene glycol. Supplied to the sheath-type composite melt spinning apparatus, discharged at a composite ratio of 50/50 by weight, at a spinning temperature of 280 ° C., a discharge rate of 360 g / min, and a spinneret hole number of 450, and the spinning yarn was 30 ° C. After cooling with cold air, the number average molecular weight obtained by copolymerizing 80% of terephthalic acid and 20% of isophthalic acid and 70% by weight of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 3000 in terms of molar ratio of the acid component 10000 emulsion of polyether-polyester copolymer imparted with oiling roller, to obtain a core-sheath composite undrawn fiber taken off at 1300 m / min spinning speed. This unstretched fiber is converged to a tow of about 300,000 dtex, stretched 2.9 times in warm water, then passed through an oil bath having the same composition as the spinning oil and a concentration of 2%, and about 15% After squeezing to a moisture content, it was cut into a fiber length of 5 mm without drying to obtain a binder fiber having a single yarn fineness of about 2.2 dtex. At this time, the adhesion amount of the polyether / polyester copolymer and the stretching heat treatment temperature were variously changed, and the results shown in Table 1 were obtained.
[0028]
[Table 1]
【The invention's effect】
By using the polyester-based binder fiber having the amorphous copolymer polyester having no crystal melting point of the present invention as a binder component, a wet papermaking sheet having good formation and sufficient strength can be produced.
Claims (7)
膠着数：
繊維長が５ｍｍの長さに切断されたバインダー繊維を０．１ｇ採取し、５００ミリリットルの水道水が入った１０００ミリリットルのメスシリンダーに投入する。繊維がメスシリンダーの底に達したら、メスシリンダーの開口部に蓋をし、上下を両手で持ち、１回反転させて繊維を分散させ、この中に含まれる膠着した未分散繊維束の個数を数え、これを膠着数とする。
シート面積収縮率：
熊谷理機工業株式会社製角型シートマシンを使って、バインダー繊維８０％とＮＢＫＰ２０％とを水中でよく撹拌・混合して分散させ、大きさが約２５ｃｍ×約２５ｃｍで、目付けが約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シートの上に載せ、該シートを熱風循環式乾燥機にて１２０℃、５分間収縮処理を行う。収縮処理前のシート面積Ａ０と収縮処理後の面積Ａ1から下記の式により求めシート面積収縮率とする。
シート面積収縮率（％）＝〔（Ａ０−Ａ１）／Ａ０〕×１００Melting point was 220 ° C. or more polyalkylene terephthalate fiber-forming components, in the range glass transition point of 50 to 100 ° C., and polyester binder fibers and amorphous copolymerizable polyester having no crystalline melting point and a binder component The polyether-polyester copolymer is added in an amount of 0.03% by weight or more based on the weight of the polyester-based binder fiber , and the number of sticking is 100 / 0.1 g or less as defined below, and the sheet area shrinkage is A polyester binder fiber for wet papermaking having a fiber length of 2 to 30 mm, which is 30% or less.
Number of stalemates:
0.1 g of binder fibers cut to a length of 5 mm are collected and put into a 1000 ml measuring cylinder containing 500 ml of tap water. When the fiber reaches the bottom of the graduated cylinder, cover the opening of the graduated cylinder, hold the top and bottom with both hands, invert the fiber once to disperse the fiber, and determine the number of glued undispersed fiber bundles contained therein. Count this as the number of stalemates.
Sheet area shrinkage:
Using a square sheet machine manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd., 80% binder fiber and 20% NBKP are thoroughly stirred and mixed in water, the size is about 25cm x about 25cm, and the basis weight is about 50g / Create a sheet of m2. Next, the sheet is dried at room temperature for a day or more, and then placed on a Teflon sheet having a hole, and the sheet is subjected to a shrinking treatment at 120 ° C. for 5 minutes in a hot air circulation dryer. The sheet area shrinkage is obtained from the sheet area A0 before the shrinking treatment and the area A1 after the shrinking treatment by the following formula.
Sheet area shrinkage (%) = [(A0−A1) / A0] × 100
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