JPH0791750B2 - アクリル系不織布及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、0.5〜３μの最長断面径を有するアクリル径
極細繊維で、表層部分は細分割した極細アクリル系合成
繊維が分散交絡して構成され、中央部は或る部分では束
状に集合し、或る部分では一体的に接合し、交絡した30
mm以上の繊維長を有する多数の繊維が実質的にバインダ
ーを含まず繊維の交絡によってのみ構成され、かつ表層
部分と中央部における繊維は実質的に連続している、ア
クリル系不織布及びその製造法に関する。

〔従来の技術〕

最近の生活および産業活動の高度化に伴い、汚れに対す
る除去要求は高まりつつある。汚れとは、固体表面に水
性又は油性液体の付着および固体粒子の付着などがあ
る。これら汚れを除去すべく、種々の布帛が提案され販
売されている。

汚れ除去布帛の具備すべ要件は、汚れ物質との親和性と
同時に、固体表面に存在する微細な凹部、クラック等の
内部までの布帛の到達度に依存する。

従来の布帛、例えば綿布等の場合に、布帛を構成する繊
維の繊径が大きく、繊維より小さな凹部、クラック等に
沈着した汚れは、除去することが出来なかった。

汚れ除去効果を高めるべく、極細繊維を使用した布帛の
提案がなされ、多数の商品が販売されている。極細繊維
による布帛の形成は極めて難しく、通常のカード紡績で
は0.5デニール程度が下限であり、十分でない。特開昭6
3−309673号公報では、海島複合紡糸を行い、約３デニ
ールの長繊維を金網コンベア上に堆積し、ニードリング
で交絡せしめた後、海成分を薬剤で溶解除去し、極細繊
維よりなる布帛を得ている。

該極細繊維よりなる布帛は、0.5デニール以上の繊維よ
り構成される布帛よりも汚れ除去能力は極めて高いもの
の、布帛全体が極細繊維で構成されるため、ペーパー様
であり、液状汚れ物質除去に際し、除去量が少ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、外力によって細分割を起こすアクリル系合成
繊維を用いて、表層部においてはアクリル系極細繊維が
分散交絡し、内層部においてはアクリル系極細繊維が束
状、または接合して一体となった部分を有する、交絡し
た不織布を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、汚れ除去布帛に関し鋭意研究を進めた結
果、従来とは全く異なるアクリル系極細繊維より構成す
る布帛の製造技術ならびに、該布帛を用いて、より優れ
た汚れ除去効果を有する優れたアクリル系不織布が得ら
れることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は； 0.5〜３μの最長断面径を有するアクリル系極細繊維
で、表層部分は細分割した極細アクリル系合成繊維が分
散交絡して構成され、中央部は或る部分では束状に集合
し、或る部分では一体的に接合し、交絡した束状又は一
体的に接合した30mm以上の繊維長を有する多数の繊維が
実質的にバインダーを含まず繊維の交絡によってのみ構
成され、かつ表層部分と中央部における繊維は実質的に
連続している、アクリル系不織布であり、さらに、 繊維の横断面に不特定な形状を有する開口部を多数有
し、該開口の各々は、繊維の内部において繊維の長さ方
向に沿って略平行な60μ以上の長さを有する筋状（スロ
ート状）の空隙を形成するアクリル系合成繊維（以降原
繊維と略す）よりなるシートに、高圧水をノズルより噴
射し、原繊維を交絡させつつ原繊維一本一本を細分割
し、さらに交絡を進めることで、汚れ除去性能に優れた
アクリル系不織布の製造方法を提供するものである。

ここで、原繊維の細分割は、原繊維に内蔵される筋状空
隙に高圧水が侵入し、水圧によって原繊維を分割するも
のと考えられる。従って、噴射水の衝突部位によって、
原繊維は、ある部分では細分割し極細繊維となって分割
し広がったり、ある部分では束状となり集合し、また、
ある部分では接合し、交絡するために、極細繊維の脱落
および繊維のほつれも極めて少ない。

布帛表層部においては、細分割した極細繊維が分散し広
がっている割合が多ければ多い程、汚れ除去効果は良好
であり、布帛内部においては束状あるいは部分的に接合
した状態を有する方が、ボリュームがあり、布帛内層の
空隙が大きく、汚れ除去量が大きい。

本発明で使用する原繊維は、少なくとも60重量％以上の
アクリロニトリルを含むアクリル系重合体及び該重合体
に対して５〜20重量％の数平均分子量が5,000〜50,000
であるポリアルキレングリコールを溶解した後、少なく
とも４時間熟成した紡糸原液を、その凝固媒体中に紡糸
口金を通して押し出すことにより得られる。

アクリル系繊維は親油性、親水性ともに具備し、いずれ
の汚れに対しても親和性を有し、高い吸着除去能力を有
する。

以下、本発明のアクリル不織布についてさらに詳細に説
明する。

本発明に供するアクリル系合成繊維は、アクリロニトリ
ルを少なくとも60重量％（以下、％は特定しない限り重
量を示す）と40％までのアクリロニトリルと共重合可能
なエチレン系単量体との重合体または、少なくとも２つ
のアクリル系重合体の混合物より構成される。

アクリルニトリルと共重合可能なエチレン系単量体とし
ては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル、
塩化ビニル、メタリルスルホン酸等、アクリロニトリル
と共重合できるものであれば、いずれもかまわない。

上記重合体は、従来より知られているアクリル系重合体
の溶剤、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のような有機溶剤；ロダ
ン塩、塩化亜鉛、硝酸などの無機塩系濃厚水溶液、無機
酸系濃厚水溶液に溶解して紡糸原液を調製する。この場
合、重合体濃度は溶剤の種類によって最適濃度は異なる
が、概ね、10〜30重量％が好ましい。

次に、上記紡糸原液に、ポリアルキレングリコールを添
加する。このポリアルキレングリコールは、本発明のア
クリル系合成繊維を製造するうえで重要な要件の１つで
あり、特にこの分子量及び添加量が空隙形成に大きく寄
与する。

本発明で用いる上記ポリアルキレングリコールは、エチ
レンオキサイド、プロピレンオキサイドが重量比で80:2
0〜20:80のランダム型共重合体あるいはブロック型共重
合体であり、その数平均分子量は5,000〜50,000まで、
好ましくは10,000〜20,000である。数平均分子量が、5,
000より小さい場合には繊維の長さ方向に連続した空隙
が得られず、極く微細な略球形状の空洞部を有する微多
孔質の繊維となる。一方、その数平均分子量が50,000を
越えると、巨大な筋状の空洞部を有する繊維となり、し
かも繊維の横断面において、多くても高々数十個の空洞
部を有する繊維となる。このような繊維は、液体の柱状
流のような外力によって微細な繊維に分割されることは
ない。特にその数平均分子量が10,000〜20,000の時に、
繊維の長さ方向に沿って微細で、繊維の横断面におい
て、断面形状が不特定の形状である細長い空隙を有する
繊維が得られる。

更に、上記のようにして、ポリアルキレングリコールを
溶解して調製した紡糸原液は、その後少なくとも４時間
熟成することが、本発明のアクリル系合成繊維を製造す
るうえで、重要な要件である。

ここで、熟成とは、上記アクリル系重合体とポリアルキ
レングリコールとを溶解して調製した紡糸原液を、激し
く撹拌したり、振動したりすることなく、例えば静置し
ておく、あるいは緩やかに移動、例えば配管中を緩やか
に送液することを云う。

本発明のポリアルキレングリコールの添加量は、アクリ
ル系重合体に対して５〜20％、好ましくは10〜15％であ
る。５％より少ない場合には、繊維の横断面における空
隙の数が少なくなり、その数が多数、例えば100個以上
である繊維が得られない。また、その添加量が20％を越
えると、開口の数は多くなるが、多くなり過ぎ、繊維の
製造工程で繊維が分割したり、紡糸が安定にできなくな
る等の問題が生じる。ポリアルキレングリコールの添加
量が10〜15％の時に、開口の数、紡糸安定性等において
最もバランスがとれている。

ポリアルキレングリコールの混合方法は、紡糸原液を調
製した後、添加する方法について述べたが、これに限定
されるものではなく、アクリル系重合体と混合し、これ
を該重合体の溶剤に混合して紡糸原液とする。あるい
は、ポリアルキレングリコールをアクリル系重合体の溶
剤に溶解しておき、これにアクリル系重合体を溶解する
ことにより紡糸原液を調製することもできる。

この紡糸原液は、紡糸口金を通して、紡糸原液の凝固媒
体中に抽出し、水洗、延伸、乾燥等の工程を経た後、必
要に応じて更に熱セットを行う。

このような製造工程において、紡糸原液に添加したポリ
アルキレングリコールは凝固、水洗、延伸等の過程で、
凝固糸条体から溶出する。紡糸以降の工程は、従来より
知られているアクリル系合成繊維の製造法をそのまま採
用することができる。

即ち、前記紡糸原液の紡糸方法は、溶媒の稀薄水溶液中
に抽出す湿式紡糸法、空気、窒素ガスのような不活性な
気体中に押出す乾式紡糸法、あるいは、上記の不活性な
気体中に一旦押出し、その後溶媒の稀薄な水溶液中に導
く乾湿式紡糸法などを採用することができる。紡糸後の
凝固糸条体は、水洗後延伸、水洗と同時に延伸あるいは
延伸後水洗することにより、溶剤を除去する。

延伸は、水中、溶剤含有水溶液中あるいは水蒸気中で、
50〜150℃で、数倍〜十数倍あるいはそれ以上行い、ま
た数段に分けて行うこともでき、更には延伸媒体をいく
つか組合せて行うこともできる。延伸した糸条体は乾燥
後、必要に応じて二次延伸を更に行い、また熱処理を行
うことにより本発明で使用するアクリル系合成繊維を得
ることができる。

かくして得られた原繊維は、長繊維のまま均一に広げ流
下水に広げネット上にシートを形成してもよいし、また
クリンプを付与してスフとし、従来、不織布製造で用い
られるウェッブフォーミング技術で作ることができる。

例えば、通常の梳毛、紡毛カードを使ってもよいし、ラ
ンダムカードなどを用いてもよい。また、乱気流を用い
るエアレイ方式や、水分散を用いる抄造方法など、均一
分散シートを形成できればいずれの技術を用いてもかま
わない。

なお、上記の原繊維の形成に当たり、使用する原繊維と
して、長繊維を用いるとは、長繊維はフィラメントのこ
とであるから、通常、30mm以上の繊維長のエンドレスの
ものを用いるのが普通である。また、原繊維として、梳
毛カードを用いるとは、通常76〜150mmの範囲の繊維長
（通常76mmが主体）として用いるのが普通である。さら
に、紡毛カードを用いるとは、38mm程度の繊維長として
用いるのが普通である。

このことは、通常不織布又は抄造シートを製造するの
に、20mm以下の繊維長の短繊維を用いるのが普通である
に対して、それより長い繊維長を用いることに技術的意
義のある本発明は、該短繊維と明確に区別するために
は、たんに長繊維、梳毛、紡毛とするのでなく、30mm以
上の繊維長と規定することが好ましい。

原繊維シートは、ネットもしくはローラー上で支持し、
その反対側より高圧水を噴射し、原繊維の交絡と同時に
原繊維の細分割を行う。

高圧水は少なくとも10kg/cm²以上の圧力を保つ必要があ
り、それ以下では原繊維の細分割は起こりにくい。

高圧水を噴射するノズルは、目標とする商品の表面形
態、細分割状態によって多様に選択できる。

ノズル径は小さい程、また水圧は低い程原繊維の細分割
は不織布の表層部で起こり、ノズル径が大きく、水圧が
高い程不織布の内部まで原繊維の細分割が進む。

汚れ除去効果を高めるには、表層の原繊維細分割を十分
に行い、不織布を内層の原繊維は細分割した後、束状ま
たは未分割のまま接合し、一体となった状態で存在させ
た方がよい。

不織布の内層まで原繊維の細分割を十分に行い、細分割
した極細繊維が分散交絡すると、不織布はペーパー様と
なり、布帛ボリュームが下がり、汚れ除去量は低下す
る。

高圧水噴射によって得られたアクリル系不織布は、通常
ピンテンター乾燥機やドラム乾燥機など、いずれの乾燥
機を用いて乾燥処理してもよい。

汚れ除去効果の評価は、以下の方法にて行う。

汚れ物質として市販の開明墨汁、および油溶性染料（住
友化学（株）製、スピリットブラックNo.900）で着色し
たナタネ油を、顕微鏡スライドガラス中央部に1cmの高
さより一滴落とす。しかる後、テスト布帛（長さ6cmの
部分×巾2.5cm）の先端より1cmの部分に、幅2.5cm、長
さ5cm、重さ30gのゴム板を載せ、布帛先端を引っ張り、
墨汁、着色ナタネ油を拭き取る。

しかる後、顕微鏡（オリンパス社製B4−２）の20倍率下
で、透過光量を光量計（アドバンテスト社製TQ8210）で
測定する。光量は、スライドガラスのみの時、100に合
わせておく。測定値が低い程、透過光量が少ない。すな
わち、汚れ除去率が小さいことを示す。汚れ除去率を次
の式で示す。

汚れ除去＝〔光量計の測定値〕％ 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
これらは、本発明の範囲を制限するものでない。

実施例１ アクリロニトリル95部、アクリル酸メチル10部を通常の
水相懸濁重合を行ってアクリル系重合体を得た。該重合
体20部を70％硝酸80部、分子量15,000のポリアルキレン
グリコール（エチレンオキサイド：プロピレンオキサイ
ド比が重量比で60:40）を２部混合溶解し、０℃に冷却
し、６時間静置し、紡糸原液を作った。

この紡糸原液は、0.08mmφの紡糸口金を通して、−３
℃、36％硝酸水中に押出し、十分に水洗した後、沸騰水
中で10倍に延伸し、80℃の熱風中で十分乾燥した後、ク
リンプを付与し、76mmにカットし、３デニールのアクリ
ル系合成繊維を得た。

該繊維をカードを用い、目付50g/cm²のシートとし、100
メッシュの青銅の金網上で、直径0.1mmφ、ピッチ0.8mm
の一列ノズルより60kg/cm²の水圧で水を噴射し、4m/分
の速度で移動させた。これを10回繰返し処理後、80℃の
熱風中で乾燥を行った。

得られたアクリル系不織布の表面を構成する繊維の形状
および厚み方向を構成する繊維の断面形状についての走
査電子顕微鏡写真（200倍）を撮り、第１図、第２図を
得た。

第１、２図について説明する。

第１図において、白い部分はアクリル繊維部分を示す。
細い線は細分割した極細アクリル系合成繊維であり、太
い白線で内側に黒いスジを有する部分は、極細のアクリ
ル系合成繊維が束状となった部分である。太い白線で均
一な部分は、極細のアクリル系合成繊維が接合した部分
を示す。

これをさらに見ると、ある部分では細分割した極細繊維
が分散交絡し、ある部分では極細繊維か束状となり交絡
し、またある部分では細分割せず、いわば極細繊維が接
合した（細分割しない）繊維の交絡によって構成されて
いることが分かる。

次に、第２図において、白い部分はアクリル繊維部分を
示す。不織布両端部分は細分割が進み、極細のアクリル
系合成繊維が交絡している。

一方、中央部分の繊維は、細分割せず、太い繊維で構成
されている。太い繊維周辺の黒い部分は空隙を示す。

これをさらに見ると、原繊維の細分割が不織布の表裏両
面で十分に進み、不織布の中央部分では細分割せず、い
わば極細繊維が接合した状態で残り、空間を形成してい
ることがよく分かる。

該不織布を用いて、汚れ除去率を測定したところ、墨汁
の汚れ除去率は99.8％、着色ナタネ油の除去率は99.2％
と極めて高い汚れ除去効果を有し、極めて優れた汚れ除
去効果を有することが分かる。

比較例１ 実施例１で得られた繊維をカードを用い、目付50g/m²の
シートとし、100メッシュの青銅の金網上で、直径0.1mm
φ、ピッチ0.8mmの一列ノズルより5kg/cm²の水圧で水を
噴射し、4m/分でシートを移動させ、10回繰返し処理し
た。

原繊維の細分割は、ほとんど認められなかった。墨汁の
汚れ除去率は8.5％、着色ナタネ油の汚れ除去率は６％
と極めて低い。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明においては、微細な筋状空隙を形
成する特殊なアクリル系極細繊維からなる布帛シートを
原料とし、これに高圧水を作用させて、特殊な交絡状態
を呈したアクリル系不織布としたので、汚れ除去性能が
格段と優れならびに除去量も大であるなど、著しい作用
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のアクリル系不織布表面を構成する繊
維の形状についての200倍走査電子顕微鏡写真を示すも
のである。 第２図は、本発明のアクリル系不織布を構成する繊維の
縦断面形状についての200倍走査電子顕微鏡写真を示す
ものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−169899（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−45625（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−28709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−309673（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−39437（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭60−30376（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】0.5〜３μの最長断面径を有するアクリル
   系極細繊維で、表層部分は細分割した極細アクリル系合
   成繊維が分散交絡して構成され、中央部は或る部分では
   束状に集合し、或る部分では一体的に接合し、交絡した
   30mm以上の繊維長を有する多数の繊維が実質的にバイン
   ダーを含まず繊維の交絡によってのみ構成され、かつ表
   層部分と中央部における繊維は実質的に連続しているこ
   とを特徴とする、アクリル系不織布。
2. 【請求項２】繊維の横断面に不特定な形状を有する開口
   部を多数有し、該開口の各々は、繊維の内部において繊
   維の長さ方向に沿って略平行な60μ以上の長さを有する
   筋状（スロート状）の空隙を形成するアクリル系合成繊
   維（以降原繊維と略す）よりなるシートに、高圧水をノ
   ズルより噴射し、原繊維を交絡させつつ原繊維一本一本
   を細分割し、交絡せしめることを特徴とする、極めて高
   い汚れ除去効果を有するアクリル系不織布を製造する方
   法。