JPS5815500B2 - アクリルケイコウゾウタイノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アクリル系不織布を製造するに当り、有利に
使用可能なアクリル糸構造体の製造方法に関するもので
ある。

即ち、本発明の目的は、アクリロニトリルを主成分とす
る重合体（以下アクリル重合体と略称する）より、フィ
ラメントの製造を行なわずして、アクリル系不織布の製
造に供与し得る、新規なアクリル系構造体の製造方法を
提供することにある。

従来より、アクリル系重合体は、繊維やフィルムの厚相
として有用なものであり工業的に大量に生産されている
。

そして、更にこの重合体を用いた不織布も知られている
。

アクリル系不織布の製造方法は数多く知られているが、
いずれの方法もアクリルフィラメントを通常の紡糸方法
により製造した後ウェブを形成せしめる工程を採用して
いる。

即ち、従来法に於いては、通常の湿式又は乾式紡糸法に
よりフィラメントの製造を行なうことが不可欠であって
、多量のアクリル重合体溶剤を使用せねばならないこと
、工程は、従来のアクリル系繊維製造の工程と同様極め
て複雑化している等の不利な面があった。

本発明者等は、鋭意研究した結果、従来法の如きフィラ
メント製造を行なうことなくして不織布製造に使用可能
なアクリル構造体の製造法を発明し、先に特許出願をし
た。

しかしながら、先出願に開示されたアクリル構造体によ
っては、比較的剛性度の高い不織布が得られる傾向にあ
り、用途によっては使用が制限されてくるものであった
。

そこで、本発明者等は更に研究を続けた結果、より柔軟
な不織布製造に供与し得るアクリル糸構造体の製造方法
を発見するに到り、本発明をなしたものである。

即ち、本発明は、アクリロニトリルを主成分とする重合
体■、下記式（１）で示される量の水分■及び２０℃の
水に対する溶解度５ｇ／１００虎１以上であって２０℃
に於いて固形状の化合物■を下記式（２）で示される量
含み、且つ、誘電定数３０以上の有機液体■を下記式（
３）で示される量含んだ組成物を１４０℃〜２３０℃に
加熱溶融して押出し成形することにより、アクリル系不
織布製造に有利に使用可能なアクリル系構造体を製造す
る方法に関するものである。

（２）０．１＜Ｘ＜１．５ （３）０＜Ｙ＜０．ま ただし、 ２：水分率（重合体１重量部に対する重量部）Ａ：重合
体中のアクリロニトリル含有率（重量％）Ｘ：水溶性固
形物重量（重合体１重量部に対する重量部） Ｙ：誘電定数３０以上の有機液体量（重合体１重量部に
対する重量部） 本発明に言うところのアクリル系構造体とは、連続した
紐状物、テープ状物、シート状物のことである。

これらの構造体はおどろくべきことには、熱水処理を行
なうことにより微細連続繊維に解繊され、これらを重ね
合せることによって不織布用ウェブが容易に得られるの
である。

即ち、単一孔のダイスより押出し成形された構造体であ
っても、熱水処理によりあたかもフィラメント製造によ
って得られるが如き不織布用ウェブとなるのである。

次に、本発明の詳細な説明をすれば、本発明実施に当っ
て、最も留意せねばならないことは、混合組成物中の水
分量である。

本発明アクリル系構造体を連続して製造する上には、水
の量は下記式の範囲に抑えることが重要となる。

Ｚ：水分量（重合体１重量部に対する重量部）Ａ：重合
体中のアクリロニトリル含有率（重量部）本発明に於け
る水の作用効果を考えてみると、水溶性化合物に対して
は溶解作用があり、一方、アクリル重合体に対しては可
塑化作用があるために、水溶性化合物とアクリル重合体
の混合組成物は、加圧下に加熱することにより流動成形
性を持つようになるのである。

従って、水の量が、上記式によって示される量販下とな
れば、可塑化効果及び溶解効果が少なくなり、混合組成
物の流動性が乏しくなり、加熱成形が困難となる。

勿論、誘電定数３０以上の有機液体量が、請求範囲に規
定した量販上の置台まれる混合組成物は、水の量が更に
少なくとも成形可能となることもあり得るが、その際に
得られる構造体は、本発明のアクリル系構造体の特質を
有しない異質な構造体と化す。

水のアクリル重合体に対する別の作用として。

アクリル重合体を可塑化するに必要な量販上の水は、成
形時の発泡を惹起させる起泡剤としての効果がある。

従って水の量が上記式によって示される量販上となると
、水の瞬間的な蒸発な激しくなり、構造体がひきちぎら
れて連続した製品が得難くなってくるものである。

次に水溶性化合物についてであるが、該化合物は、２０
℃の水に対する溶解度が５ｇ／１００ｍ１以上であって
、且つ２０℃で固形状の化合物を用いることが好ましい
。

当該化合物を含む組成物より得られた構造体は、熱水処
理を施すことによって、上記化合物の一部又は全てを除
去し去り、細繊度の単糸に解繊されるのであるからして
、上記化合物は少なく古も２０℃の水に対する溶解度は
５９／１００ｍ１以上である必要がある。

本発明並びに先願発明の優位性は、単一孔のダイスより
吐出して得られた連続アクリル系構造体が、短時間の熱
水処理により極細繊度の連続繊維重合体（ウェブ）とな
る効果に由来しており、この効果は、２０℃に於いて液
状の化合物によっては得られないのである。

又、この効果は上記化合物の含有量によって大きく左右
される。

上記化合物の含有量がアクリル重合体の１割以下である
と、得られた構造体を長時間熱水処理しても、均一な微
細繊維に解繊されることはなく、不織布用ウェブを製造
することができなくなる。

上記化合物の含有量が増大するにつれ、解繊された単繊
維の繊度は細かくなる傾向であるが、上記化合物の溶出
を完全に行なわなければウェブを乾燥した後の風合が硬
くなり紙様の風合になると共に、上記化合物の溶出が多
くなるにつれ、回収という点で不利となるため、上記化
合物の含有量は下記式の範囲にすることが、工業上、且
つ好適製品を得る上で好ましい。

０．１＜Ｘ＜１．５ Ｘ：水溶性化合物量（重合体１重量部に対する重量部） 上記化合物の別の作用であるが、実に不思議なことには
、加熱溶融押出製品の水による発泡を抑制する作用が認
められることである。

例えばスリット型ダイスにより得られたテープで上記化
合物が存在しない組成物より得られたものは、水の発泡
の跡である縞模様のある連続テープとなるのに対し、上
記化合物が混合された組成物により得られたものは、縞
模様の比較的少ない均一な連続テープとなる。

本発明に好適に使用される上記化合物としては、上記の
条件を満し、且つ熱安定性に富んだものがよく１例えば
、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリ酢
酸ビニル部分ケン化物、ポリエチレンオキシド、ポリア
クリロニトリル部分変成物、カルボキシメチルセルロー
ス、澱粉、蔗糖等の水溶性有機高分子類及び硫酸マグネ
シウム、硫酸ソーダ、硫酸カリウム、リン酸マグネシウ
ム等のアルカリ金属、アルカリ士金属の硫酸塩、リン酸
塩等の無機化合物等であるが、特に好ましいものは水溶
性有機高分子類である。

次に、本発明を先願発明より優位に立たせる添加物であ
る誘電定数３０以上の有機液体の説明にはいる。

本有機液体は、アクリル重合体の非溶剤であって、且つ
、大気圧下の沸点が１００℃以上のものの方が好ましい
。

アクリル重合体の溶剤であるジメチルホルムアミド、ジ
メチルスルホキシドの如きものを本発明に使用すると、
少量でもこれらの液体が残存する場合には、ウェブの乾
燥工程で単糸間の接着が生じて風合はより剛性度の高い
ものとなり、本発明の効果に相反するようになる。

又、大気圧下の沸点が１００℃以下のものを使用するに
ついては、アクリル系構造体が均質性を損なう傾向とな
る。

本発明に好適に使用可能な有機液体類としては、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、フォルムアミド
、アセトアミド、グリセリン等のように、室温付近では
アクリル重合体に対する可塑性を有しないものがあげら
れる。

これらの有機液体の使用量は、下記式の範囲内０＜Ｙ＜
０．２ Ｙ：有機液体量（重合体１重量部に対する重量部） で、多い方が最終製品の不織布の柔軟度は増大する傾向
となる。

ただ上記範囲を越えて使用すると、得られるアクリル系
構造体は、熱水処理を長時間性なっても微細繊維に解繊
されなくなるため、上記有機液体の使用量には十分の注
意を払う必要がある。

本発明のアクリル糸構造体を製造するに当っての最適成
形温度としては、前記重合体の組成、重合度及び水溶性
化合物の種類、量目、水分率によって適宜設定する必要
があるが、一般に１４０℃以下であると押出圧が高く連
続して製品を取り出すことが困難となってくる。

成形温度の上限については、特に限定する必要はないが
、製品の着色という点から２３０℃以内に抑える方が望
ましい。

次に、本発明に於けるダイスの形状についてであるが、
これは特に限定する必要はないが、連続取出し性という
点ではスリット形式のものが好ましい。

ダイスより、加熱溶融組成物を吐出する雰囲気であるが
、これは得られる製品の風合に微妙な影響を及ぼすため
、目的とする連続した構造体によって最適のものを選定
する必要があるが、大気圧下、加圧下、更には加温雰囲
気等のいずれも使用可能である。

吐出されたアクリル構造体を連続して取り出すことによ
り本発明は完成する訳であるが、取り出し時のドラフト
によって製品の風合、形態が顕著に異なってくることに
留意する必要がある。

即ち、取り出しドラフトが小さいと、水による発泡が活
発となるため、アクリル構造体は発泡性構造体となり易
い。

従って、ドラフトを１より大きくして水の発泡を抑える
方向で取り出しを行なう方が、連続した均一製品を得る
上には好都合となる。

このようにして得られたアクリル系構造体に、更に加熱
圧縮或は後延伸時の処理を加えることは何等差しつかえ
がない。

次に１本発明構造体より水溶性化合物を溶出させてウェ
ブ形成を行なう熱水処理工程には、公知の技術、例えば
熱水シャワ一方式、熱水浸漬方式等のいずれの方式をも
採用することが可能である。

本発明に於ける混合組成物の調製法は、高温、加圧の押
出し成形時にニトリル基と水との水利が生ずることを勘
案すると、いかなる方法でも採用し得る訳であるが、単
純に混合した組成物は、生産性を向上させるために、押
出機中の滞在時間が短かくなる際には、水和が充分進行
せず、安定な操作ができにくくなる。

従って、高速生産時にはニトリル基と水との水和がある
程度生じている水和組成物を用いるのがよい。

水和組成物は、本発明の混合組成物を自生圧下或は加圧
下で１００℃以上に加熱することによって得られる。

最も有利に使用可能な本発明組成物の製造法は水中重合
により製造したアクリル重合体を脱水後自生圧下で１０
０℃以上の条件で乾燥し所定の水分率に設定したものに
、水溶性化合物及び誘電定数３０以上の有機液体を添加
混合する方法である。

本発明に言うところのアクリル重合体とは、アクリロニ
トリルを３００重量部上含有した重合体のことである。

アクリロニトリル以外の単量体としては、アクリル酸又
はメタクリル酸のメチル、エチル、ブチル、２−エチル
ヘキシルエステル、酢酸ビニル、アクリルアミド、メタ
クリレ−ドリル、ビニルエチルエーテル、アリルアルコ
ール、塩化ビニル、塩化ビニリデン等の中性単量体、エ
チレンスルホン酸、スチレンスルホン酸、メタリルスル
ホン酸アクリル酸、メタクリル酸又はそのアンモニラ相
塩、ナトリウム塩、カリウム塩等の酸性型単量体及びビ
ニルピリジン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミンエチルメタクリ
レート、ビニルイミダゾール等の塩基性型単量体等のこ
とであるが、使用可能な単量体としては、上記単量体に
のみ限定されるものではない。

又、本発明に使用し得る重合体としては２種以上の混合
重合体であっても差しつかえはない。

本発明を実施するに当って、耐熱安定剤、耐候安定剤、
着色顔料その他の充填物を併用することも可能である。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、実施
例中の部、係は全て重量部、重量部を示している。

実施例 １ 水系懸濁重合により、アクリロニトリル／アクリル酸メ
チル／スチレンスルホン酸ソーダの共重合体スラリー（
共重合重量比は９４１５．５１０．５）を製造した。

この重合体を乾燥し、ジメチルフォルムアミドに溶解し
、Ｒ，Ｌ、ＣＩｅｌａｎｄの式〔ジャーナルオブポリマ
ーザイエンス第１７巻４７３頁（１９５５））（η）２
．４３Ｘ１０Ｍより平均分子量を求め、アクリロニトリ
ルの分子量で除して平均重合度を求めたところ１１００
であった。

上記スラリーを泥過し、１２０℃で乾燥して、見掛上乾
燥した重合体を得た。

この重合体中の水分率はＺ／Ａ＝０．００３６であった
。

この見掛上乾燥した重合体に、ポリエチレンオキシド（
重合度６０．０００）を混合し、Ｘ＝０．５とし、次い
で、アセトアミドを混合し、下記に示す組成物を得た。

イ、ｙ＝ｏ（比較例） 口、Ｙ＝０．０５（本発明） ハ、Ｙ＝０．１０（本発明） これらの組成物を１８０℃に設定され、且つ。

６０ｍｍ×０．１ｍｍのスリット型オリフィスを備えた
押出機のホッパーに供給した。

次いでホッパ一部に、１２ｋｇ／Ｃｍ２の窒素圧を印加
し、大気中に吐出を開始した。

この時の吐出圧は４５ｋｇ／ｃｍ２であった。

吐出された溶融体を取り出しドラフト１．３で４０ｍ／
ｍｍの巻取速度で巻取った。

得られたテープはいずれも均一なテープであった。

これらのテープを２枚重ねにして、連続して可動ネット
上に振落した。

この可動ネットヒのテープに１００℃の熱水シャワーを
吹きつけてポリエチレンオキシドの溶出を行なったとこ
ろ、いずれも均一に解繊された微細繊維よりなるウェブ
となった。

得られたウェブを乾燥し、カンチレバーにより不織布の
柔軟度測定を行なったところ、下記のようになった。

カンチレバー測定値 イ、（比較例）５２ｎｍ 口、（本発明）４５ ハ、（本発明）３９ 即ち、アセトアミドを添加した組成物よりなる不織布は
柔軟度が増大していた。

実施例 ２ アクリロニトリル／アクリルアミド／酢酸ビニルの共重
合体（共重合重量比８５／４／１１、重合度８００）を
水分、ポリビニルアルコール（重合度５００）、エチレ
ングリコールと混合し、下記組成物を作製した。

これらの組成物を実施例１の装置を用いて１９０℃で溶
融押出しを行ない、取り出しドラフト１．２でテープを
巻取った。

得られたテープを５０間長にカットし、１００℃の潜水
中に浸漬させ、解繊状態の検討を行なったところ、二、
へは均一な微細繊維に解繊されたが、ホ、トは洪水浸漬
を長時間行ないポリビニルアルコールを完全に溶出させ
ても、微細繊維に解繊されなかった。

二、への微細繊維の繊度は夫々１．３デニール、１．２
デニールであった。

二、へよりなるテープよりウェブの作製を行ない、カン
チレバーによって柔軟度の測定を行なったところ、夫々
、５８ｍｍ、４０ｍｍで、への力がは６るかに柔軟性に
富んでいた。

実施例 ３ アクリロニトリル／アクリル酸／メタリルスルホン酸ソ
ーダの共重合体（共重合重量比８９／１０／１、重合度
１０００）を水分、ポリアクリロニトリル変成物、フォ
ルムアミドと混合し、下表記載の組成物を作製した ※１：ポリアクリロニトリル硝酸変成物 絹成：アクリロニトリル／アクリルアミド／アクリル酸
＝１０１５０／４０（重量比） 実施例１の装置を用いて１７５℃で成形を行なったが、
チは吐出圧が高すぎるため成形不能であった。

りは吐出可能であったが、発泡が激しく、連続した構造
体を得ることができなかった。

又、ルは取り出しドラフト１．１で連続テープが得られ
た。

１００℃の熱水処理により不織布を製造し、カンチレバ
ー柔軟度を測定したところ、夫々、４９ｍｍ、６３ｍｍ
となっており１本発明のヌ組成物より得られた不織布の
柔軟度が高かった。

実施例 ４ 下記に示す重合体を製造し、第１表に示す組成物を作製
した。

これらの組成物を第１表に示す条件で成形して得られた
テープを熱水処理して不織布を製造し、柔軟度をカンチ
レバーで測定した。

その結果を第１表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクリロニトリルを主成分とする重合体Ｉ、下記式
   （１）で示される量の水分■及び、２０℃の水に対する
   溶解度が５ｇ／１００ｍ１以上であって２０℃に於いて
   固形状化合物■を下記式（２）で示される量含み、且つ
   、誘電定数３０以上の有機液体■を下記式（３）で示さ
   れる量含んだ組成物を、１４０℃〜２３０℃に加熱溶融
   し、押出成形することを特徴とするアクリル糸構造体の
   製造方法：（２）０．１＜Ｘ＜１．５ （３）Ｏ＜Ｙ＜０．ま ただし。 Ｚ：水分率（重合体１重量部に対する重量部）Ａ：重合
   体中のアクリロニドＩＪル含何率（重量％）Ｘ：水溶性
   固形物重量（重合体１重量部に対する重量部） Ｙ：誘電定数３０以上の有機液体量（重合体１重量部に
   対する重量部）。