JPS5836104B2 - アクリルケイフシヨクフノ セイゾウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アクリロニトリルを主戒分とする重合体（以
下、アクリル重合体と略称する）を用い、これまで全く
類例のない溶融押出方式によって不織布を製造するアク
リル系不織布の製造法に関する。

従来、アクリル重合体を用いる長繊維不織布の製造は、
アクリル重合体溶液を湿式又は乾式による通常の紡糸方
法によってフィラメントを製造し、これを適宜の手段で
ウエブに形威し、次いでバインダー液の噴霧、プリント
あるいは塗布等を施し、フィラメント間に部分接着を生
じさせ、不織布として製造するのが、典型的な方法とさ
れている。

しかしながら、このような従来方法では、多量のアクリ
ル重合体溶剤を使用し、湿式又は乾式による極めて複雑
な工程を経るものであって、不織布の製造法としては、
技術的にも経済的にも著しく不利であった。

本発明者等は、上記の如き従来技術の欠点を解消し、高
能率をもってアクリル系′不織布を製造する方法を開発
すべく鋭意研究を重ねた結果、既知のフィラメント製造
法によることなく、全く別異の方法すなわちアクリル重
合体を溶融押出方式によって、所望の不織布を高能率で
製造することが可能であることを見出し、本発明を完或
するに違ったものである。

すなわち本発明は、アクリル重合体（■）、及び２０゜
Ｃの水に対する溶解度が５ｇ／１００ｍｌ以上であって
２０℃において固形状である化合物川）を下記式（１） （ただし、Ｙは水溶性固形物重量（重合体１重量部に対
する重量部）である。

）で示される量含み、且つ下記式（２） （ただし、Ａは重合体中のアクリロニトリル含有率（重
量％）、Ｚは水分率（重合体１重量部に対する重量部）
を示す。

）量の水分（ＩＩＩ）を含んだ組或物を１４０℃〜２３
０℃に加熱溶融し、これをスｊット状オリフイスを有す
る口金を通して押出し、アクリル構造体を威形し、次い
でこれを可動ネットに振落してシート状にした後に熱水
処理し、その後乾燥すること特徴とするアクリル系不織
布の製造法である。

本発明においてアクリル重合体とは、アクリロニトリル
を３０重量φ以上含有する重合体のことである。

アクリロニ｝ ＩＪ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、
メタクリロニトリル、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
モニウム塩、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−ジメチルアミノエチル
メタクリレート、ビニルイミダゾール等の塩基性単量体
等が代表的なものであるが、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支えはない。

次に本発明において、アクリル構造体とは、前記の如く
、アクリル重合体（Ｉ）及び、２０℃の水に対する溶解
度が５ ．９／１ ０ ０一以上であって、２０℃にお
いて固形状である化合物（ＩＩ）を下記式（１）で示さ
れる量含んでおり、且つ下記式（２）で示される量の水
分冊を含む混合組成物を１４０℃〜２３０℃に加熱して
熔融した後、これをスリット状オリフイスを有する口金
を通し押出し或形して得られる連続又は所望の長さにカ
ットされた細状物、テープ状物、シート状物のことであ
る。

Ｚ：水分率（重合体１重量部に対する重量部）Ｙ：水溶
性固形物重量 （重合体二重量部に対する重量部） Ａ：重合体中のアクリロニ｝ ＩＪル含有率（重量饅） これらの構造体は、おどろくべきことには、熱水処理を
行なうことによって微細連続繊維に解繊され、これらを
重ね合せシート状にすることによつて、不織布用ウエブ
が容易に得られることである。

上記アクリル構造体の製造に当っては、その際用いる水
の量を下記式の範囲に抑えることが重要である。

（ただし、Ｚは水分量（重合体１重量部に対する重量部
）Ａは重合体中のアクリロニトリル含有率（重量φ）） 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、加熱することにより流動成
型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以下とな
れば、可塑化効果及び溶解効果が少なくなり、混合組或
物の流動性が乏しくなり、加熱成型が困難となる。

水のアクリル重合体に対する別なる作用として、アクリ
ル重合体を可塑化するに必要な量以上の水は、戊型時の
発泡を煮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以上とな
ると、水の瞬間的な蒸発が激しくなり、構造体がひきち
ぎられ、連続した製品が得難くなってくるものである。

次に２０℃の水に対する溶解度が５ｇ７１００ｍｌ以上
であって、且つ、２０℃で固形状である化合物について
述べれば、当該化合物を含む組或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
全てを除去し去ると、実におどろくべきことであるが、
極めて、細繊度の単糸に解繊されるのである。

即ち、上記化合物を含む組戒物を単一孔のダイスから吐
出して得られたアクリル構造体を、短時間熱水中に浸漬
すると、極微細繊度の繊維集合体（ウエブ）が得られる
のである。

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１０φ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難くなり、従ってこれより不織
布用ウエブを製造することはむつかしくなる。

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となるが、上記化合物の溶出
を完全に行なわなければ、ウエブを乾燥した後の風合が
硬くなり、紙様の風合となる。

又、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的に、好適製品を得る上で好ましい
。

０． １ ＜Ｙ＜ １． ５ （ただし、Ｙは水溶性固形物重量（重合体１重量部に対
する重量部）） 次に上記化合物の特異な作用について述べる。

実に不思議なことには、上記化合物には加熱熔融押出製
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戊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戒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２０℃の
水に対する溶解度が５！９７１００ｍｌ以上であって、
２０℃で固形状であり、更に、耐熱安定性に富んだもの
がよい。

２０℃に於いて、液体状の化合物を本発明に使用する時
には、得られる構造体は、熱水処理によって、単繊維に
開繊されることがないため、２０℃で固形状の化合物を
使用することが重要となる。

上記化合物としては、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性物
、ＣＭＣ澱粉、庶糖等の水溶性有機高分子、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の水溶性であるが、本発明は
、上記化合物のみに限定されるものではない。

本発明の最適押出し温度は、前記重合体の組成、重合度
及び、水溶性化合物の種類、量且つ水分率によって適宜
選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。

押出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、本発明にお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、連続取り出し性とい
う点からはスリット形式のものが好ましい。

ダイスより、加熱溶融組或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、アクリル構造体の製造は完戒する訳であるが、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、水の発泡が活発とな
り、発泡性構造体となり易い。

このためドラフトを１より太きくシ、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構造体を更に後延伸或
は、加熱圧縮等の処理を更に加えることは、本発明実施
に当って、何等差しつかえがない。

次に、アクリル構造体の熱水処理であるが、取り出し工
程を径た構造体は、そのまＸの状態でネット状にシート
状に振落される。

勿論、振落す前に、適当な長さに、構造体の切断を行な
ってもよい。

ネット上に移行されたシート状の構造体に、熱水シャワ
ーを吹きつけて、水溶性化合物の溶出を行なう。

熱水シャワーの条件としては、水溶性化合物の溶出度、
操作時間によって異なってくるが、製品ウエブの均一性
を向上させるためには、少なくとも１部分の熱水は１０
０℃にする方が好ましい。

熱水シャワーの外に、熱水浴にシート状のアクノル構造
体を浸漬する方式も採用することが可能である。

上記のようにして、水溶性化合物の溶出操作が終了した
後は、必要によってはバインダー液の付着を行ない、乾
燥することによって、本発明は完戒する。

本発明における混合組威物の調整法は、高温加圧の押出
し成型時に、二｝ ＩＪル基と水との水利が生ずること
を勘案すると、いかなる方法でも使用し得る訳であるが
、単純に混合した組或物は生産性を向上させるために、
押出機中の滞在時間を短かくする際には、水利が充分進
行せず、安定な操作ができにく＼なる。

従って、高速生産時には、二｝ ＩＪル基と水との水利
がある程度生じている水利組威物を用いるのがよい。

水利組或物は、前記重合体と水との混合物を自生圧下、
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戒物の製造法は、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１００℃以上の条件で乾燥し、所定の水分率に設
定したものに、水溶性化合物を添加する方法である。

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、本発明の実施例を示す。

実施例中の部、咎は全て、重量部、重量饅を表わす。

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
（共重合比： ９ ３／６．５／０．５重量比）を製造
した。

この重合体を乾燥し、ジメチルホルムアミドに溶解し、
Ｒ．Ｌ．Ｃｌｅｌａｎｄの式（ジャーナル・オブ・ポリ
マーサイエンス、１７巻、４７３頁、１９５５年）〔η
］＝２．４３Ｘ１０’ＭＯ・７５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１０５０であった。

上記スラリーを炉過し、１２８℃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＝Ｏ．Ｏ Ｏ ４ ２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６０００００）を混合し、下記に示す組或物を
得た。

イ：ｙ＝ｏ ロ：Ｙ＝０．１ ハ：Ｙ＝０．８ これらの組成物を１８０℃に設定され、且つ４０７ＩＩ
！１×０．１Ｎ．のスリット型オリフイスを備えた押出
機のホツパーに供給し、次いでホッパ一部に１５Ｋｐ，
々ボの窒素圧を印加し、大気中に吐出した。

この時の押出圧は５ ０ Ｋｙ ／ｃｒ／ｔであった。

吐出された溶融体を取り出し、ドラフト１．３で４ ０
ｍ ／ ｍの巻取速度で巻きとった。

得られた構造体は、イが縞模様のあるテープであり、口
は縞模様の比較的少ないテープであり、ハは均一なテー
プであった。

上記構造体を１００℃熱水中に５分間浸漬したところ、
ハは、微細繊維に開繊された。

イ、口は更に長時間の浸漬を続けたが、イは全く変化が
なく、口が若干、ほぐされた状能となったが、単繊維に
開繊されることはなかった。

ハのテープを２枚重ねにして、連続して可動ネット上に
シート状に振落した。

この可動ネット上のテープに、１００℃の熱水シャワー
を吹きつけ、ポリエチレンオキシドの溶出を行なった後
、１２０℃のドラム型乾燥機中に乾燥を行なったところ
、柔軟な感触をもった不織布が連続して得られた。

この不織布中には、ポリエチレンオキシドの約１割が残
存しており、特別のバインダーを使用しないにもかかわ
らず、十分な強力をもった不織布であった。

本不織布の目付はｓ ｏ ｇ ７ｃｒｄで裂断長１６Ｋ
ｍ，カンチレバー剛軟度は５７ｗ１であった。

本不織布の構威繊維の平均繊度は１．０デニールであり
、平均強度は１．２ｇ／ｄであった。

実施例 ２ 下記に示す、共重合体を製造し、第１表に示す組成物を
調整し、実施例１の装置を用いて、吐出、取り出し（ド
ラフト１． ３ ）を行なった。

次いで得られたテープを５０Ｍ．長に切断し、水溶性化
合物溶出槽に連続した、可動ネットにシート状に振落し
た。

水溶性化合物溶出槽は、１ｏｏ℃に保もたれており、本
溶出槽出のウェブをドラム型乾燥機で乾燥した。

得られた、不織布のウェブ状態、及び、構戊繊維の平均
繊度及び平均強度を第１表に示す。

実施例 ３ 実施例１において、組或物ハを１００℃加熱気体中に吐
出し、得られた構造体を実施例１と同様に処理して、不
織布を製造した。

得られた不織布は実施例１よりも硬い感触であった。

比較例 １ 実施例１において、押出温度を２３５・ｃに変更し、実
施例１と同様にして、アクリル構造体を製造したが、得
られた構造体は全て著しく着色していた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アクリロニトリルを主成分とする重合体（Ｉ）、及
   び２０℃の水に対する溶解度が５ｇ／１００７７１ｌ以
   上であって２０℃において固形状である化合物（ＩＩ）
   を下記式（１）で示される量含み、且つ、下記式（２）
   で示される量の水分（ＩＩ）を含んだ組或物を、１４０
   ℃〜２３０℃に加熱溶融し、これをスリット状オリフイ
   スを有する口金を通して押出し、アクリル構造体を或形
   し、次いでこれを可動ネットに振落してシート状にした
   後に熱水処理し、その後乾燥することを特徴とするアク
   リル系不織布の製造法（但し、上記式において、Ｙは水
   溶性固形物重量（重合体１重量部に対する重量部）、Ａ
   は重合体中のアクリロニトリル含有率（重量％），Ｚは
   水分率（重合体１重量部に対する重量部）である）Ｃ