JPS638240B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高強度不織繊維ウエブの製法に関し、
特にラテツクスの湿式添加による不織繊維ウエブ
の製造の際に特殊なシエル―コア構造の高電荷密
度の陽イオン系ラテツクスを使用することを特徴
とするものである。ここに湿式添加とは不織繊維
ウエブ（たとえば紙）の製造原料繊維（たとえば
パルプ）の水性スラリにラテツクスを添加するこ
とをいう。これは既に形成された不織繊維ウエブ
にラテツクスを被覆または飽和させる後添加とは
区別される。 湿式末端添加による、或いはビータ添加剤とし
て、不織繊維ウエブの製造の際のラテツクスの用
途は周知である。普通、ラテツクスは陰イオン系
ラテツクスであつたが、水可溶性陽イオン系析出
助剤がそれと共に使用されていた。パルプの僅か
に陰イオンの性質の故に、特に紙の製造の場合に
は、析出助剤を使用することなしに繊維上良好な
析出を得るために低電荷密度陽イオン系ラテツク
スを使用すべきであると示唆されていた。然し、
低電荷ラテツクスを使用してラテツクスの効率の
よい析出を得ることが必要であると考えられてい
た。先行技術は、湿式添加法における結合電荷の
利用性を教示しているが、シエル―コア構造粒子
ラテツクス中のシエル側の重合体の結合電荷の高
水準を使用して高強度不織繊維ウエブを得ること
の利点を教示も示唆もしていない。 本発明者らは、負荷電繊維の水性スラリを、繊
維の電荷反転点までの量の特定の種類の陽イオン
系ラテツクスと混合し、得られる水性懸濁液から
水を排出させて湿潤ウエブを形成させ、このウエ
ブを湿時プレスしそして加熱によりこのウエブを
乾燥することによつて高強度不織繊維ウエブを製
造することができることを見出した。このラテツ
クスは、高密度の結合PH独立性陽イオン電荷を有
する薄い重合体層によりカプセルされている非イ
オン系重合体コアを有するシエル―コア構造の粒
子よりなる。重合体コアは、−80℃から100℃まで
の、好適には−25℃から40℃までのガラス転移温
度（Tg）を有する。 特に重要なのは、繊維上電荷反転をおこすのに
必要な量より下の量の陽イオン系ラテツクスを使
用することである。析出助剤の使用は有意な因子
ではない。本発明の方法及び生成物の利点は、ラ
テツクスからの重合体が繊維上均一に分布されか
つそれに結合されていることである。 繊維は、水性スラリとして分散させることがで
きる負荷電水不溶性天然又は合成繊維又は繊維の
ブレンドの任意の種類である。再生廃紙、及び木
綿と麻ラツグからのセルロース、わら、ガラス繊
維等も適当である。特に有用な繊維は、機械パル
プ、蒸気加熱機械パルプ、化学機械パルプ、半化
学パルプ及び化学パルプのような種々の種類の木
材パルプとして普通知られているセルロース性及
びリグノセルロース性繊維である。特定の例は、
砕木パルプ、非漂白亜硫酸パルプ、漂白亜硫酸パ
ルプ、非漂白硫酸パルプ及び漂白硫酸パルプであ
る。本方法は、「スクリーニングス」、即ち、非漂
白化学パルプからの粗大副生パルプのような粗製
低級パルプを使用することができることに価値が
ある。 陽イオン系ラテツクスは、共重合体グラム当り
0.15ミリ当量から0.6ミリ当量まで、好適には0.18
ミリ当量から0.4ミリ当量までの量の、粒子面又
はその付近に高密度のPH独立性結合電荷をもつ粒
子を有する水不溶性共重合体よりなる。ラテツク
ス共重合体の組成は、−80℃から100℃まで、好適
には−25℃から40℃までのガラス転移温度（Tg）
を得るものである。通常、湿式末端法で用いられ
る時間と温度とによつて重合体が適当に融解しな
い点までTgが増大するに従つて生成物の引張り
強さは増大する。 ラテツクスは、粒子面又はその付近にPH独立性
の陽イオン基として結合電荷を有する薄い重合体
層によりカプセルされている非イオン系重合体コ
アを有するシエル―コア構造の粒子ラテツクスで
ある。前記のラテツクスを得る一方法は、吸着さ
れている陽イオン系表面活性剤の存在を通して僅
かに陽イオン性である非イオン系有機重合体の粒
子面に乳化重合条件下にエチレン系不飽和活性ハ
ロゲン単量体を共重合させることによる。得られ
るラテツクスは、非イオン系求核試薬と反応させ
て本発明実施の際使用するのに適当なラテツクス
を形成させる。 通常の乳化重合条件により製造されたラテツク
スは、有用であるために十分高い分子量を有して
いる。通常重合度は1000より大きい。下限は、性
質を分子量に対してプロツトする時プラトー域の
開始として表わすことができる。 ラテツクスの粒子径も有意な効果を有する。ラ
テツクスの粒子径が減小するに従つて生成物の引
張り強さは増大する。通常最良の結果を得る粒子
径は、1500オングストロームより下、特に600オ
ングストロームから1000オングストロームまでで
ある。 本明細書中基又は電荷に適用される場合「結
合」とは、それらが処理条件下に脱着されないこ
とを意味する。便利な試験は、脱イオン水に対す
る透析によることである。イオン系の基に適用さ
れる場合用語「PH独立性の基」とは、PHの広い範
囲、例えば２〜12に亘つてそれらの基が優位にイ
オン化形態にあることを意味する。前記の基の代
表的なものは、スルホニウム、スルホキソニウ
ム、イソチオウロニウム、ピリジニウム及び四級
アンモニウムである。 本明細書中単量体に適用される場合用語「非イ
オン系」とは、それらの単量体がそれ自体イオン
性でもなくPHの単純な変化によりイオン性になる
こともないことを意味する。例えば、アミン基を
有する単量体は、高PHにおいては非イオン系であ
るが、水溶性の酸の添加はPHを低下させ、水溶性
の塩を形成する；その故に、この種の単量体は包
含されない。然し、非イオン系求核試薬は同様に
は限定されない。即ち、求核試薬について使用さ
れる場合「非イオン系」は使用の条件下に非イオ
ン性であるような化合物に適用され、例えば、四
級アミンは包含される。 本発明の生成物をつくるために本方法中使用さ
れる随意の湿式添加成分は、色素その他の普通の
湿式添加剤を包含する。常用の析出助剤を使用し
てよいが、それにより得られる特別の利点はな
い。 本発明の実施の際使用される陽イオン系ラテツ
クスの最大量は、使用されている繊維の電荷中和
点に達するのに必要な量より有意には大きくな
い。それ故に、ラテツクスの量は、ラテツクス上
の電荷及び繊維上の電荷によつてきまる。繊維上
の電荷が増大するに従つて、使用することができ
る特定のラテツクスの量が増大し、生成物中得ら
れる引張り強さは高くなる。ラテツクスの特定の
水準においては、構造性粒子の形態が失なわれ
る。即ち、粒子が可溶性又はミクロゲルになる点
までラテツクス上の電荷密度と共に普通引張り強
さが増大する。陽イオン系ラテツクスの量は通
常、繊維の乾燥重量を基にして固体0.5パーセン
トから５パーセントまでの範囲である。 本発明の不織繊維ウエブの製法は、好適には次
のとおり実施される：しばしば0.5パーセントか
ら６パーセントまでの濃度で、常法で繊維の希水
性懸濁液を形成される。任意の便利な濃度で、し
ばしば供給されたままの濃度でラテツクスを添加
し、利用し得る装置によつていくらか異なるが、
通常少なくとも２分間、得られる混合物を撹拌す
る。次に通常、しばしば本方法からの白液によつ
て、水性懸濁液を更に希釈する。任意の適当な時
に、随意の湿式末端添加剤を添加することができ
る。ふるいのような多孔性の支持体上得られる懸
濁液を流し、湿潤ウエブを排水し、湿時プレス
し、加熱によりこのウエブを完全に乾燥すること
によつて湿潤ウエブが形成される。プレシングと
加熱とを同時に実施してよい。別法として、外温
プレシング、次いで加熱して乾燥を完了させるこ
とを用いてよい。随意には、他のコンパクチン
グ、シエイピング、テンパリング及びキユアリン
グ工程を包含させてよい。熱時プレシング、キユ
アリング及びテンパリング又は他の加熱工程に対
する温度は、しばしば100℃から250℃までである
が、それにより高温又は低温も操作可能である。
例えば、フルドニエ機のような製紙機又はシリン
ダ機上又は実験室シート生成装置中で、得られる
懸濁液から生成物が製造される。 生成物は、乾燥不織繊維ウエブであり、一方の
寸法が他の二つよりはるかに小さく、小さい方の
寸法を通して繊維が均一に分布され、ウエブの平
面中に優先的に配列され、シエル―コア構造の粒
子ラテツクスから形成された均一分布重合体相に
結合している。 次の実施例は、本発明を実施することができる
方式を例示する。すべての部及び百分率は、別示
しない限り重量による。 別示しない限り、実施例のためのラテツクスを
次の要約に従つて調製した。表面活性剤として塩
化ドデシルベンジルジメチルスルホニウムを使用
し、表中示される単量体から回分式乳化重合に
よつてベースラテツクスを調製した。乳化重合条
件下約１時間に亘つて連続的に添加する方式で表
中示される種類及び割合の「キヤツプ単量体」
を添加することにより、塩化ビニルベンジルの共
重合体でベースラテツクスの粒子をカプセル（キ
ヤツプ）した。得られるラテツクスを、過剰の求
薬試薬と混合し、反応させてラテツクス粒子上結
合電荷を形成させた。蒸留により過剰の求核試薬
を除去することによつて所望の度合の電荷で反応
を停止させた。別示したものを除いて、求核試薬
は硫化ジメチルであり、従つて得られるPH独立性
の陽イオン基はスルホニウムであつた。四級アン
モニウム基が示されている実施例においては、求
核試薬は２―（ジメチルアミノ）エタノールであ
つた。

【表】 例 １ 硬度106ppm（炭酸カルシウムとして計算して）
及びアルカリ度48ppm（炭酸カルシウムとして計算
して）を有する水1393部及びカナダ標準３水度
（CSF）540ミリリツトルを有する非漂白カナダ軟
材クラフト７部（乾燥基準）を含有する水性分散
液を、クラフトがゆるやかに回転するような割合
で撹拌した。運動しているクラフト懸濁液に表
中示されるラテツクス２部（繊維の３％）（乾燥
重量基準）を添加し、得られる混合物（７と８と
の間のPHを有する（調節せず）を更に2.5分間撹
拌した。得られたフアーニツシユをハンドシート
（3.3グラム、20.32cm×20.32cm）にした。 ラテツクスを除いたことの外同様にしてハンド
シート（比較例１―Ｃ）を製造した。 データを表に示す。 例 ２〜６ 異なつたラテツクスを使用したことを除いて同
じ割合の同じ成分を使用して同様にして更にハン
ドシートをつくつた。データを表に示す。

【表】 表中示されるハンドシートのすべて（１―Ｃ
を除く）は、繊維上ラテツクスの均一な分布を示
した。 例 ７〜10 異なつた粒子径をもつ異なつたラテツクスを使
用し、硫酸でフアーニツシユのPHを4.5ないし５
に調節したことを除いて、例１中記載したのと同
様にして更にハンドシートを製造した。 データを表に示す。 これらの例のハンドシートのすべては、繊維上
ラテツクス重合体の均一な分布を示した。 ラテツクスを使用しなかつたことを除いて同様
にして比較ハンドシート（７―Ｃ）を製造した。
この比較例のデータも表に示す。

【表】 (a) 裂断長、メートル
例 11〜16 異なつたラテツクスを使用し、各ハンドシート
の大きさが30.48cm×30.48cm（7.5グラム）であつ
たことを除いて同様にしてハンドシートを製造し
た。例11のラテツクスは結合四級アンモニウム基
を有し、他の例はスルホニウム基を有していた。
これらのハンドシートは、繊維中ラテツクスの均
一な分布を示した。 上の例及び又ラテツクスを使用しなかつたこと
を除いて同様にして製造した比較例16―Ｃに対す
るデータを表に示す。

【表】 例中示された試験は次のとおり実施された： 引張り： 引張り値は、裂断長（メートル）で記録され、
値が10ではなく３試料の平均であり、ジヨウギヤ
ツプが20.32cmではなく5.08cmであることを除い
てTAPPI標準T494―os―70に従つて決定されて
いる。 カナダ標準３水度（CSF）： 値は、操作の変更が示されている場合を除いて
TAPPI標準T227―Ｍ―58に従つて決定されてい
る。 ガラス転移温度（Tg）： 値は、「エンサイクロペジア・オブ・ポリマ
ー・サイエンス・アンド・テクノロジイ」、ジヨ
ーン・ウイリー・アンド・サンズ、ニユーヨー
ク、1970、第13巻、322頁、特に図８から誘導さ
れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維とラテツクスとからの不織繊維ウエブの
   製法において (a) 負電荷水不溶性天然又は合成繊維又はこのよ
   うな繊維のブレンドの水性スラリを、PH独立性
   の陽イオン基の結合電荷を有する薄い重合体層
   によりカプセルされている非イオン系有機重合
   体コアよりなるシエル―コア構造粒子のラテツ
   クスと混合し、かつその際に該電荷はラテツク
   ス中の重合体グラム当たり0.15ミリ当量から
   0.6ミリ当量までの量で存在させ、非イオン系
   重合体コアは−80℃から100℃までのガラス転
   移温度を有するものを使用し、該ラテツクスは
   繊維上電荷反転をおこすのに必要な量より多く
   ない量で使用し； (b) この水性懸濁液から水を排出させて湿潤ウエ
   ブを形成させ； (c) このウエブを湿時プレスし；そして (d) この湿潤ウエブを加熱して繊維に重合体を均
   一に分布させかつ結合させた不織繊維ウエブを
   製造する ことを特徴とする方法。 ２ 繊維が製紙パルプでありそして生成物が紙で
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ PH独立性基がスルホニウムである特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ PH独立性の陽イオン基が四級アンモニウムで
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方
   法。 ５ ラテツクス粒子の直径が1500オングストロー
   ムより小さい特許請求の範囲第１項〜第４項のい
   ずれか１項に記載の方法。 ６ 粒子の直径が600オングストロームから1000
   オングストロームまでである特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ７ ラテツクスの量が、乾燥重量を基にして計算
   して、繊維の重量の0.5パーセントから５パーセ
   ントまでである特許請求の範囲第１項〜第６項の
   いずれか１項に記載の方法。 ８ 非イオン系重合体コアのガラス転移温度が−
   25℃から40℃までである特許請求の範囲第１項〜
   第７項のいずれか１項に記載の方法。 ９ 結合電荷の量がラテツクス中重合体グラム当
   たり0.18ミリ当量から0.4ミリ当量までである特
   許請求の範囲第１項〜第８項のいずれか１項に記
   載の方法。