JPS6012479B2 - シ−ト状構造物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は優れた性能を有するシート状構造物（特に紙状
構造物）の新規な製造法に関するものであり、より詳し
くは、パルプあるいはパルプ状物（フィブリツド）を使
用することなく、平均単繊維織度が０．０１〜０．５デ
ニールという極細短繊維を用いてシート状構造物（特に
紙状構造物）を製造する方法に関するものである。

シート状構造物、特に紙状構造物は天然パルプの利用が
その中心であるが、一方合成繊維紙状構造物に関しては
、天然パルプの性状を有するパルプ状物（フイブリッド
）の開発研究がさかんに行なわれ、例えば侍公昭３８−
１３９１２号公報にみられるように、フィブリッドを利
用した紙状物形成が一般的である。

このようなバルブ状物（フィブリッド）を必要とするの
は、通常の合成繊維では、天然パルプの如き良好な分散
性、抱水性、炉水性、抱合性、抱合性等の性質を有して
いないため、極端な場合には、湿潤ウェブの形成が不可
能なこと及び例え湿潤ウェブの形成が可能でも、その接
着（結合）のため接着剤が必要になるとか、化学的手段
を必要とするといった理由によるものである。かかる現
状に鑑み、本発明者等は、いわゆるフイブリットや接着
剤を用いることなく、繊維のみによって紙様シート状構
造物を得る方法につき鋭意検討を進めた結果本発明に到
達したものであり、その発明の要旨とするところは、繊
維形成性重合体をろ過精度１５山以上の金属繊維製シー
ト燐結板よりなる紡糸口金を用いて湿式紡糸し、延伸し
、切断して得られた平均単繊紙織度が０．０１〜０．５
デニールで、実質的に０．８デニール以上の繊維を含有
せず、且つ凹凸のはげしい不均一な繊維横断面を有する
極細短繊維を使用して緑式抄造することを特徴とするシ
ート状構造物の製造方法にある。

通常合成繊維に天然パルプの如き性能、特に天然パルプ
の有する易加工性を付与するためには、繊維を極端に細
くしてフィブリル構造にすることが重要である。

しかるに、これまでの級糸技術の範中では、１デニール
以下の繊維を連続して工業的に得ることはほとんど不可
能に近く、特に０．５デニール以下ということになると
海島型の複合繊維の海の部分を溶出するとか、ジェット
鮫糸するとか特殊な級糸方法によるものであった。本発
明者らは、先に特顕昭５０一４４５１０号において繊維
形成性重合体を金属繊維シート焼結板からなる紡糸口金
に用いて、湿式級糸し、延伸することにより、０．０１
〜０．５デニールの平均織度を有する極細繊維集合体を
工業的に得る方法を提案した。

この方法によって得られる極細繊維は、前述したように
平均単繊総綾度が０．５〜０．０１デニールで、実質的
に０．８デニール以上の繊維を含有しておらず、且つ凹
凸のはげしい不均一な繊維断面を有していること、及び
延伸配向が旋こされているため、これを特定の繊維長に
カットすれば容易に抄紙可能となり、従って安定した湿
潤ゥェブの製造が可能となる。この場合カットした極細
短繊維を叩解し水中への分散性を向上させて該繊維のみ
を抄造してもよいし、又他の通常の短繊維と混合して抄
造してもよい。後者の場合は極細短繊維がバインダーの
働きをしているわけである。このように本発明の繊維は
いわゆる膨澱繊維による膨潤接着とは異なる自己接着性
に優れているためにフイブリツドやパルプを用いなくて
も十分にシート形成し得るのが特徴であるが、自己接着
性に優れている理由は、繊度が非常に細いことと凹凸の
はげしい不均一な断面構造を有していることとに基づく
ものである。

かかる極細短繊維を利用する方法と、特公昭３８−１３
９１２号公報にみられるフィブＩＪッドを利用する方法
とを比較すると、シート形成過程での操作性、得られる
シート状構造物の品質上で次の如き大きな相違点が見出
され、本発明の特徴、利点が大きく浮び上がってくる。

即ち、特公昭斑−１３９１２号公報のフィブリッドはそ
れ自身１００％からは満足すべき性能を有するシート状
構造物は得られないのに対し、本発明の極細短繊維はそ
れ自身１００％でも、十分にシ−ト状構造物の製造が可
能であり、そのため、超薄目付のシート状構造物の製造
が可能となることが最大の特徴である。又、特公昭３８
一１３９１２号公報のフィブリッドは、例え疎水性合成
高分子を原料に用いても、非常に大きな炉水度を示すが
その製造がかならずしも容易でないことと相まって、取
扱いが非常にむつかしく、細心の注意を要するのに対し
、本発明極細繊維は、級糸安定性が極めて良好で連続的
に工業生産が可能であり、炉水性も極めて良好で、しか
も叩解も容易であるから、水中への安定分散及び抄造も
非常に容易である。さらに、繊維のカット長は、かなら
ずしも１〜２肋程度と極端に短かくする必要はなく、例
えば５〜１仇吻程度のカット長にしても水中への均一分
散が可能であり、又巻水性にも優れ、抄紙が可能である
。このように「微粒子状のフィブリツドを用いなくても
よいということで、取扱い、操作性が極めて容易なこと
が本発明の第２の大きな特徴である。この特徴は、得ら
れるシート状構造物の各種性能にも好ましい影響を与え
、特に低目付製品においては顕著にその効果が認められ
る。本発明で使用する極細繊維は、特鰯昭５０−４４５
１び号で明らかにしたように、繊維形成性重合体をろ過
精度１５ム以上の金属繊維製シート焼結板よりなる紙糸
口金を用いて湿式紙糸し、延伸することにより極細繊維
集合体として得ることができる。

紡糸に際しては、金属繊維シート焼給板よりなる紙糸口
金周辺部の吐出孔を金属又は樹脂等で閉鎖し、これを上
向きに設置して湿式紡糸することが好ましい。さらに、
目ずまりを防止するため、織糸原液のろ過を強化すると
同時に、紡糸原液の粘度を一般に用いられる湿式紡糸原
液の粘度条件よりやや低くすることが重要である。即ち
原液粘度としては３０〜２００ポアズ程度が好ましい。
紡糸口金材料としては、暁結不織布シート及び嫌絹織物
シートが用いられるが、鮫糸性の点では織物シートを用
いた方が好ましい。以上の如くして織糸された凝固繊維
は、そのまま、もしくは洗浄後シート化に使用してもよ
いが、一般的には強度を高めるために引続き延伸した方
が好ましい。

延伸は空中延伸、スチーム延伸、熱水延伸、尊笛熱延伸
、その他有機・無機熱媒体中延伸及びそれらの組合せと
いった公知の方法を利用すればよい。その延伸性は繊度
が非常に４・さし、にもかかわらず、例えば熱水中で２
〜４デニールの繊維を緑式紙糸する場合の見かけ上、１
／２程度の良好な延伸性を有している。かくして得られ
た未乾燥の極細繊維東は、そのまま所定の繊維長にカッ
トし、シート形成工程に供してもよいし、いったん乾燥
した後、シート形成に供してもよい。

但し本発明の繊維は繰り返し述べているように非常に細
く、且つ凹凸のはげしい断面形状を有しているため、乾
燥工程で接着してしまう可能性があるので、乾燥は慎重
に行なう必要がある。乾燥温度は繊維組成によっても大
きく異なるが通常の溢式紡糸における乾燥温度より低い
温度で行なうのが好ましい。例えば風乾するとか、メタ
ノールやアセトン等の揮発性溶剤で水を置換した後、比
較的低温で熱風乾燥すればよい。但し繊維組成が芳香族
ポリアミドとか芳香族ポリィミド類といったような耐熱
性に優れた素材では、例えば１００〜１５００Ｃ程度で
乾燥しても、接着はおこらない。要は、乾燥が必要にな
る場合には、それぞれの素材に応じた条件、装置を用い
て適宜行なえばよいということである。しかしながら、
後のシート化は湿式抄造で行なわれるので、特に乾燥す
る必要はなく、逆に繊維の膨潤を考慮すると禾乾燥繊維
をそのままシート形成に供する方が好ましい。本発明の
極細繊維を用いたシート形成は、特に目新しい技術は必
要なく、公知の方法がそのまま適用できる。

即ち、まず級糸によって得られた極細繊維を所定の繊維
長に切断する。繊維長としては長い方が得られるシート
の強さの点で好ましいが、その反面水中への分散性やシ
ートの地合等の点でおのずから限界があり、通常１〜Ｉ
Ｑ帆、好ましくは１〜５肋である。

切断した繊維はそのまま水中に分散して抄造してもよい
し、叩解してから水中に分散して抄造してもよい。叩鮫
は通常ピータが用いられ、これによって極細短繊維はよ
り細かく不規則に切断されて水中への均一分散及び抄造
が更に容易になる。

抄造は通常の抄紙機を用いて行なわれ、得られたウェッ
トシートはプレスして脱水後乾燥する。

乾燥工程では繊維の収縮により、からみ合いが強化され
て強度が増大する。但し繊維の種類によって繊維間のか
らみ合いが十分に行なわれず、乾燥によって逆にシート
強度が低下する場合がある。このような場合は、後のカ
レンダー処理と乾燥を同時に行なうとか、軽くヱンボッ
シングして強度をもたせるとか、シート強度が得られる
他の極細短繊維と混抄するとか、シートの性能に悪影響
を与えないバインダーを少量併用するとかいった方法で
シートの連続的な取扱いを可能にする必要がある。かく
して得られた乾燥シートは、カレンダー処理さらには必
要に応じてスーパーカレンダー処理を行なう。特に電気
絶縁紙のようなものを目的とする場合は、スーパーカレ
ンダー処理は必要不可欠である。以上、説明してきたシ
ート形成工程は、代表的な１例を示したにすぎず、本発
明は０これによって何ら制約されるものではない。不織
布状のものが必要な場合は叩鱗工程あるいはカレンダー
処理を省略してもよいし、上述したように乾燥を省略し
、カレンダー処理を低温から高温へと２段階あるいはそ
れ以上に分けて行なってもよ夕し、。本発明においては
、湿式級糸によって得られた上述の極細繊維をシート形
成に供することが、その目的であるから、この条件が満
足されるシート状構造物は全て本発明に含まれる。従っ
て、極細繊維と通常の織度を有する繊維とを濠抄する場
０合も、種類の異なる繊維とを濃抄するような場合も、
本発明に含まれることはいうまでもない。本発明の極細
繊維を製造するために使用し得る重合体としては、緑式
紡糸が容易に行なえるものであれば、いかなる重合体で
あってもよい。例え夕ばセルロース、セルロースアセテ
−ト、その他のセルロース誘導体、ポリアクリロニトリ
ル系重合体、ポリビニルアルコール系誘導体、ポリ塩化
ビニル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリエステル系
重合体、芳香族ポリアミド系重合体、芳香族０ポリィミ
ド系重合体、ポリィミダゾール系重合体、ポリアミドイ
ミド系重合体等を挙げることができる。もちろん、これ
らに限定されるものではなく、通常の湿式紡糸可能なポ
リマーは全て含まれるし、又、例えばこれらの極細繊維
と溶融級糸によって得られた通常のポＩＪェステル繊維
やポリアミド繊維等と混抄する場合も、本発明に含まれ
るのはいうまでもない。以上詳述した如く本発明のシー
ト状構造物の製造方法は、従来の方法に〈らべて、極め
て画期的な技術ということができ、しかも紡糸からシー
ト形成を連続的に行なうことができるという点も含めて
、その工業的意義は極めて大きい。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

尚実施例中の部及び％は全て重量基準である。実施例
１ メタフェニレンジアミンとィソフタル酸クロリドとをジ
メチルアセトアミド中で常法により反応させてポリアミ
ド重合体１５％溶液を得た。

得られた重合体は２５３０、９５％硫酸中で測定した（
１夕／１００の【）りｒｅｌは３．５３であった。この
溶液を紡糸原＊液とし、級糸口金としてステンレス製繊
維を畳織にして暁結した、ろ過精度５仏のポールフィル
ターリジメツシユシート（ポール、トリニテイ、マイク
ロ社製）を２枚重ねたものを用いて、３５００の水中に
紡糸した。続いて、沸水中で１．３倍に延伸し、洗浄後
４ｍ／ｍｉｎの速度で巻取った。得られたトウは５１０
０デニール／３００００フィラメントで、見かけ上、ほ
とんどまったく糸切れのない、極細繊維トゥであった。
引き続きこの未乾燥繊維トウを３。５個にカットし、ビ
ータで叩解した。

叩解後の水分散液を円網抄紙機で抄紙し、プレスローフ
ーで脱水した後、１９ぴ０でカレンダー処理を行なった
。得られた乾燥シートをさらに３２０℃でカレンダー処
理を行なった所、表面平滑性を有する優れた耐熱紙が得
られた。その各種性能の一部を例示すると第１表の通り
である。第 １ 表 実施例 ２ ジメチルスルホキシド中でペンゾフエノン−３・３′・
４・４′ーテトラカルボン酸＝無水物とトルェンジイソ
シアネート及び４・４′ーメチレンビス（フエニルイソ
シアネート）とを２５：５：２０の割合で、袴開昭４７
一６９９２号公報に示された方法に準じてコポリィミド
を製造した。

このコポリィミドは９５％、２５午Ｃ濃硫酸中１タノ１
００の‘で測定したりｒｅｌが１．８の淡黄色粉末であ
った。該重合体をジメチルアセトアミドに溶解し、２４
％溶液を調製し、薮糸原液（保温４０ｑｏ）とした。級
糸口金としては実施例１で用いたものと同一のものを用
いて、３０ｏｏのジメチルアセトアミド５０％水溶液中
に織糸した。得られた未延伸膨滴糸を、引き続き９０℃
の熱水中で１．３倍に延伸し、洗浄を行なった。引取速
度は６凧／ｍｉｎで、得られたトゥの平均単繊総綾度は
０。１３デニール、フィラメント本数は４００００本で
あった。

このトウを５肋にカットして叩解した後、円網式抄紙機
で沙紙し、プレスして脱水した。得られたウェットシー
トを６０ｑｏで一部乾燥後１８ぴ０でカレンダー処理し
、さらに３３び０でカレンダー処理を行なった。得られ
たシートの性能は第２表の如くで、非常に優れていた。
又、目付１０汐′での極薄紙も、操作性に何ら問題なく
得ることができた。第 ２ 表 実施例 ３ 実施例１で得られた極細短繊維（３．５肌カット長）３
碇部と、同様のポリマ−を用いて、公知の方法で乾式紙
糸して得られたポリアミド繊維（幻ｐｆ）を２肋にカッ
トしたもの７０部とを混合して叩解した後、実施例１と
同様の条件でシート状物を得た。

その性能は次の通りで、優れた性質を有していた。坪量
３０夕／め、厚さ斑〃、見掛密度０．７９タ′の、引張
強度２．３ｋ９′協。

実施例 ４ アクリロニトリル９３％、アクリル酸メチル７％からな
る２守○、ジメチルホルムアミド中で測定した極限粘度
〔り〕＝１．７の共重合体をジメチルアセトアミド‘こ
溶解し、１６％の級糸原液を調製した。

これを級糸口金として、ろ過精度５仏のプランスポアー
（ブランズウィック社製金属繊維フィルター）を用いて
、３５℃の６０％ジメチルアセトアミド水溶液中に引取
速度１．５肌／ｍｉｎで湿式紙糸した。引き続いて沸水
中で３倍延伸した所、平均単繊維織度０．０５デニール
、総織度が２１００デニールのほとんど糸切れのないト
ウが得られた。この繊維を３柳にカットしてＯＰ解した
後、湿式沙紙し、脱液後、乾燥し、さらに１８０℃でカ
レンダー処理を行なった。得られたアクリル紙の性能は
次の通りである。坪量１５夕／で、厚さ１５ム、引張強
度３．１ｋｇ′柵。

実施例 ５実施例４で用いたアクリルポリマーの２４％
ジメチルアセトアミド溶液から、常法により級糸し、鰍
水中で５倍に延伸した単繊維級度２デニールの未乾燥織
度を１５肋にカットし、この繊維８碇部（乾燥重量）と
、実施例４で得られた極細叩解繊総２０部（乾燥重量）
とを均一に混合し、緑式抄紙し、実施例４と同様の条件
で脱液、乾燥、熱カレンダリングを行なった後、１２０
００の飽和水蒸気で緩和処理を行なった所、坪量５５夕
／で、厚さ１２３仏のバルキー性を有するシート状物が
得られた。

実施例 ６公知方法で調製したセルロース濃度８．０％
、苛性ソーダ５．５％、粘度５０ポィズ、塩点８、ッ価
４０のビスコースを実施例１と同様の紡糸口金を用いて
、硫酸１００タ′と、硫酸ソーダ３５０夕／夕、硫酸亜
塩１２夕／夕、温度４９０の級糸裕中に引取速度９肌／
ｍｉｎで紙糸し、沸水中で１．３倍に延伸し、ざらに沸
水中で洗浄して、総総度１４００デニール、フィラメン
ト本数１９０００のトウを得た。

これを８側にカットし、叩解した後、溢式抄紙し、引き
続き脱液した後乾燥し、さらに１３０℃でカレンダー処
理を行なったところ、坪量１６９／〆、強度３．１ｋ９
′桝、の非常に強い極簿上質紙が得られた。実施例 ７ セルロースアセテートフレークをアセトン９０％、水１
０％からなる混合溶剤に溶解し、濃度１８％の原液を調
製し、実施例４の織糸口金を用いて５０℃の水中に引取
速度１の′ｍｉｎで湿式紙糸した。

引き続いて沸水中で１．牙部こ延伸し、平均単繊維級度
が約０．２デニール、総織度５０００デニール、強力３
ｋ９のトウを得た。これを実施例６と同様にしてシート
化したところ、坪量１８夕／〆、厚さ１６ム、強度２．
５ｋ９′柵の優れた性能を有する紙状物が得られた。実
施例 ８ ｍークレゾール中３０午０で測定した極限粘度〔刀〕＝
１．７０のナイロン６を蟻酸９０％水溶液に溶解して、
濃度１９％の紡糸原液を調製した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維形成性重合体をろ過精度１５μ以上の金属繊維
   製シート焼結板よりなる紡糸口金を用いて湿式紡糸し、
   延伸し、切断して得られた平均単繊維繊度が０．０１〜
   ０．５デニールで、実質的に０．８デニール以上の繊維
   を含有せず、且つ凹凸のはげしい不均一な横断面を有す
   る極細短繊維を使用して湿式抄造することを特徴とする
   シート状構造物の製造方法。 ２ 極細短繊維のみを湿式抄造する特許請求の範囲第１
   項記載のシート状構造物の製造方法。 ３ 極細短繊維と他の短繊維とを混合して湿式抄造する
   特許請求の範囲第１項記載のシート状構造物の製造方法
   。 ４ 叩解した極細短繊維を使用する特許請求の範囲第１
   項乃至第３項記載のシート状構造物の製造方法。