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技術 混抄系湿式不織布およびその製造方法

出願人 三木特種製紙株式会社東レ株式会社
発明者 三木雅人篠木孝典高津直哉田中良幸山中秀一
出願日 2004年9月9日 (16年5ヶ月経過) 出願番号 2004-262510
公開日 2006年3月23日 (14年10ヶ月経過) 公開番号 2006-077359
状態 拒絶査定
技術分野 印刷版及びその材料 紙(4)
主要キーワード 空気通過性 水かき状 家庭用空調機 水系エマルジョンタイプ 結晶性ナイロン 極細合成繊維 エマルジョン型バインダー 極細ガラス繊維
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年3月23日)のものです。
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図面 (1)

課題

天然繊維合成繊維との混抄系湿式不織布において、外部からの機械的衝撃で容易に破れない強度を有し、同時に均一な細かい孔径分布を備えて空気またはインク等の流体を均等に通過させ得る混抄系湿式不織布(特に感熱孔版印刷原紙用薄葉紙)およびその製造方法を提供すること。

解決手段

天然繊維およびスルホネート基含有アクリル繊維が配合されてなる混抄系湿式不織布。天然繊維およびスルホネート基含有アクリル繊維を水中に均一分散させた後、抄造し、乾燥する上記混抄系湿式不織布の製造方法。

概要

背景

燃焼エネルギー発生効率の向上を目的として酸素が空気に代わって工業的に利用され始めて久しいが、近年改めて省エネルギーの観点からその分離、濃縮技術が再検討されるようになってきた。特に中心技術としての膜分離法に大きな期待がかけられ、シリコン系ポリマー酸素富化膜技術とともに高い引張強力、寸法安定性及び目開きの均一な細かい孔径をもつ膜支持体(不織布)に対する要望が高まってきた。

また、集塵袋(不織布)を用いた電気掃除機ゴミ処理の簡便さと微細ゴミ捕捉性の良さから世界的に広く普及しつつある。通常この種の電気掃除機の集塵袋用ろ紙(不織布)には木材パルプ麻パルプ極細ガラス繊維合成繊維あるいは再生繊維等から選ばれた素材が用いられる。その狙いは扁平化し易い木材パルプや麻パルプに比較的丸断面のガラス繊維や合成繊維等を加えることで、紙の開口径を拡げ捕集効率集塵率)と圧力損失通気度)とをバランスさせることにある。しかしながら、残念なことに、混合使用される天然繊維無機あるいは有機繊維との間に結合力が殆んど存在しないため不織布(紙)の機械的性質、特に基本的要求性能である引張強度が低かった。集塵袋ろ紙全体に結合力を付与する目的で、抄造時に少量のポリビニルアルコール繊維を添加し製紙後、湿熱溶融接着する方法(特許文献1)、エマルジョン型バインダー樹脂含浸させ接着する方法(特許文献2)が提案されている。しかしながら、両者とも、ろ紙全面に拡がった水かき状樹脂膜目詰まりを起こすため実用上根本的な問題解決には到らなかった。

感熱孔版印刷用原紙に用いられる多孔性薄葉紙としての不織布も数多く提案されている。とりわけ実用上薄葉紙の強さ、形態安定性、目開きの均一性等の観点から、靭皮繊維葉脈繊維、木材繊維等の天然繊維から抄造されたいわゆる和紙が古くから用いられてきた(特許文献3)。しかし天然繊維100%の薄葉紙は一般的に繊維径が太く且つ不均一である上に、異物を含んでいるため、印刷欠点が避けられなかった。その対策として天然繊維に均一な太さの合成繊維なかんずく極細繊維混抄する提案がなされている(特許文献4、特許文献5)。

しかしながら、かかる天然繊維と合成繊維とからなる混抄紙は、両繊維間の結合親和力が弱いため、それらの交差部では両繊維が単に重なり合っているだけであった。そのため、紙力不足あるいは保管時の湿度変化伸縮が起こり、シワその他のトラブルを引き起こした。紙力不足は紙強度不足により取扱い性低下も引き起こす。また繊維の脱落が起こり易く、しかも繊維の均一分散性が十分ではないため、脱落繊維の薄葉紙への再付着や繊維の未分散により薄葉紙上に結束繊維が存在した。そのため、印刷時においてインクの流れ(通過)が阻害され、白抜けが発生し、画像鮮明性が低下した。特に、極細合成繊維を使用した場合、当該繊維は折れ曲がって塊状化しやすいため、上記白抜けの発生が顕著であった。

例えば、天然繊維にアクリル繊維を混抄することは、古くから知られている(特許文献6、特許文献7)が、脱落繊維による印刷紙面汚れ、印刷時の白抜け、印刷の鮮明性不足、印刷インク濃度斑等の問題が生じていた。
特開平5−7714号公報
特開平6−218210号公報
特公昭41−7623号公報
特公平6−43151号公報
特開2001−315457号公報
特公昭48−8217号公報
特開昭51−2513号公報

概要

天然繊維と合成繊維との混抄系湿式不織布において、外部からの機械的衝撃で容易に破れない強度を有し、同時に均一な細かい孔径分布を備えて空気またはインク等の流体を均等に通過させ得る混抄系湿式不織布(特に感熱孔版印刷原紙用薄葉紙)およびその製造方法を提供すること。 天然繊維およびスルホネート基含有アクリル繊維が配合されてなる混抄系湿式不織布。天然繊維およびスルホネート基含有アクリル繊維を水中に均一分散させた後、抄造し、乾燥する上記混抄系湿式不織布の製造方法。なし

目的

本発明の目的は、天然繊維と合成繊維との混抄系湿式不織布において、外部からの機械的衝撃で容易に破れない強度を有し、同時に均一な細かい孔径分布を備えて空気またはインク等の流体を均等に通過させ得る混抄系湿式不織布およびその製造方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

請求項2

スルホネート基含有割合アクリル繊維構成モノマー総数に対して0.05〜5.0個数%である請求項1に記載の混抄系湿式不織布。

請求項3

天然繊維とスルホネート基含有アクリル繊維との配合比率重量比(天然繊維:スルホネート基含有アクリル繊維)で95:5〜5:95(重量比)である請求項1または2に記載の混抄系湿式不織布。

請求項4

坪量が5〜100g/m2である請求項1〜3のいずれかに記載の混抄系湿式不織布。

請求項5

スルホネート基含有アクリル繊維がアクリロニトリルスルホネート基含有モノマーとの共重合体からなる請求項1〜4のいずれかに記載の混抄系湿式不織布。

請求項6

スルホネート基含有アクリル繊維の平均繊度が0.01〜1.70dtex、平均繊維長が1〜10mmである請求項1〜5のいずれかに記載の混抄系湿式不織布。

請求項7

感熱孔版印刷原紙用薄葉紙として使用され、スルホネート基含有アクリル繊維の平均繊度が0.05〜0.60dtexであり、不織布の坪量が5〜15g/m2、平均気孔径が20〜150μmである請求項1〜6のいずれかに記載の混抄系湿式不織布。

請求項8

天然繊維およびスルホネート基含有アクリル繊維を水中に均一分散させた後、抄造し、乾燥することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の混抄系湿式不織布の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、混抄系湿式不織布、特に、繊維が均一に分散したフィルターあるいは膜分離支持体として有用な混抄系湿式不織布、およびその製造方法に関するものである。

背景技術

0002

燃焼エネルギー発生効率の向上を目的として酸素が空気に代わって工業的に利用され始めて久しいが、近年改めて省エネルギーの観点からその分離、濃縮技術が再検討されるようになってきた。特に中心技術としての膜分離法に大きな期待がかけられ、シリコン系ポリマー酸素富化膜技術とともに高い引張強力、寸法安定性及び目開きの均一な細かい孔径をもつ膜支持体(不織布)に対する要望が高まってきた。

0003

また、集塵袋(不織布)を用いた電気掃除機ゴミ処理の簡便さと微細ゴミ捕捉性の良さから世界的に広く普及しつつある。通常この種の電気掃除機の集塵袋用ろ紙(不織布)には木材パルプ麻パルプ極細ガラス繊維合成繊維あるいは再生繊維等から選ばれた素材が用いられる。その狙いは扁平化し易い木材パルプや麻パルプに比較的丸断面のガラス繊維や合成繊維等を加えることで、紙の開口径を拡げ捕集効率集塵率)と圧力損失通気度)とをバランスさせることにある。しかしながら、残念なことに、混合使用される天然繊維無機あるいは有機繊維との間に結合力が殆んど存在しないため不織布(紙)の機械的性質、特に基本的要求性能である引張強度が低かった。集塵袋ろ紙全体に結合力を付与する目的で、抄造時に少量のポリビニルアルコール繊維を添加し製紙後、湿熱溶融接着する方法(特許文献1)、エマルジョン型バインダー樹脂含浸させ接着する方法(特許文献2)が提案されている。しかしながら、両者とも、ろ紙全面に拡がった水かき状樹脂膜目詰まりを起こすため実用上根本的な問題解決には到らなかった。

0004

感熱孔版印刷用原紙に用いられる多孔性薄葉紙としての不織布も数多く提案されている。とりわけ実用上薄葉紙の強さ、形態安定性、目開きの均一性等の観点から、靭皮繊維葉脈繊維、木材繊維等の天然繊維から抄造されたいわゆる和紙が古くから用いられてきた(特許文献3)。しかし天然繊維100%の薄葉紙は一般的に繊維径が太く且つ不均一である上に、異物を含んでいるため、印刷欠点が避けられなかった。その対策として天然繊維に均一な太さの合成繊維なかんずく極細繊維混抄する提案がなされている(特許文献4、特許文献5)。

0005

しかしながら、かかる天然繊維と合成繊維とからなる混抄紙は、両繊維間の結合親和力が弱いため、それらの交差部では両繊維が単に重なり合っているだけであった。そのため、紙力不足あるいは保管時の湿度変化伸縮が起こり、シワその他のトラブルを引き起こした。紙力不足は紙強度不足により取扱い性低下も引き起こす。また繊維の脱落が起こり易く、しかも繊維の均一分散性が十分ではないため、脱落繊維の薄葉紙への再付着や繊維の未分散により薄葉紙上に結束繊維が存在した。そのため、印刷時においてインクの流れ(通過)が阻害され、白抜けが発生し、画像鮮明性が低下した。特に、極細合成繊維を使用した場合、当該繊維は折れ曲がって塊状化しやすいため、上記白抜けの発生が顕著であった。

0006

例えば、天然繊維にアクリル繊維を混抄することは、古くから知られている(特許文献6、特許文献7)が、脱落繊維による印刷紙面汚れ、印刷時の白抜け、印刷の鮮明性不足、印刷インク濃度斑等の問題が生じていた。
特開平5−7714号公報
特開平6−218210号公報
特公昭41−7623号公報
特公平6−43151号公報
特開2001−315457号公報
特公昭48−8217号公報
特開昭51−2513号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の目的は、天然繊維と合成繊維との混抄系湿式不織布において、外部からの機械的衝撃で容易に破れない強度を有し、同時に均一な細かい孔径分布を備えて空気またはインク等の流体を均等に通過させ得る混抄系湿式不織布およびその製造方法を提供することにある。

0008

本発明の目的はまた、外部からの機械的衝撃で容易に破れない強度を有し、同時に均一な細かい孔径分布を備えて白抜けを防止する感熱孔版印刷原紙用薄葉紙およびその製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、天然繊維およびスルホネート基含有アクリル繊維が配合されてなる混抄系湿式不織布に関する。

0010

本発明はまた、天然繊維およびスルホネート基含有アクリル繊維を水中に均一分散させた後、抄造し、乾燥することを特徴とする上記混抄系湿式不織布の製造方法に関する。

発明の効果

0011

本発明においては、天然繊維と合成繊維の混抄系湿式不織布において、合成繊維としてスルホネート基含有アクリル繊維が使用される。そのため、天然繊維と合成繊維との結合親和力が付与されるので、不織布強度及び形態安定性が向上する。また、紙料とりわけ合成繊維の水中分散性が向上するため、繊維全体の均一分散性が改善され、不織布(原紙)の開口径バラツキが小さくなる。その結果として、結束繊維等の形成が抑制されるため、該不織布を感熱孔版印刷原紙用薄葉紙として使用した場合、印刷時においてインクが円滑に通過し、白抜けを有効に防止できる。開口径バラツキの低減は、不織布強度の向上にも寄与するものと考えられる。
均一な混抄系湿式不織布を得るためには、一般に、より細い繊維が好んで使用されるが、従来の細い疎水性合成繊維は配合時に折れ曲がって塊状異物発生原因になる傾向があった。しかしながら、本発明では合成繊維と水、天然繊維との親和性を向上させるので、配合時の繊維の折れ曲りからの塊状異物発生を抑制し、良好な地合いの不織布を提供できる。

発明を実施するための最良の形態

0012

本発明の混抄系湿式不織布は、天然繊維およびアクリル繊維が配合されてなるものであり、アクリル繊維として少なくともスルホネート基含有アクリル繊維を使用することを特徴とする。

0013

本発明において天然繊維としては、例えば、N−BKP(木材パルプ)等の木材繊維、マニラ麻サイザル麻、エクアド等の葉脈繊維、ジュート麻亜麻黄麻ケナフ三椏雁皮等の靭皮繊維その他を例示することができる。天然繊維は、目的に応じて選択されることが好ましい。例えば、木材パルプは一般に扁平な形状をしているので、本発明の不織布を、比較的低い通気度が求められる酸素富化膜支持体として使用する場合には、木材パルプを使用することが好ましい。また例えば、本発明の不織布を、比較的高い通気度が求められる感熱孔版印刷原紙用薄葉紙として使用する場合には、断面が比較的丸いサイザル麻、マニラ麻、ケナフ等のパルプを使用することが好ましい。天然繊維は、アルカリ蒸解/水洗叩解という従来公知の加工方法パルプ化した後使用することが好ましい。

0014

スルホネート基含有アクリル繊維は、スルホネート基またはスルホネート基含有基を側鎖として有するアクリロニトリル含有ポリマーからなる繊維である。本発明においてそのようなスルホネート基含有アクリル繊維は、スルホネート基という強力な電子吸引力を持った官能基を導入されているため、当該アクリル繊維の水中分散性が向上するだけでなく、分子内に活性水素を持つ天然繊維(セルロース)あるいは後加工でよく用いられるウレタン樹脂エポキシ樹脂アクリル樹脂酢酸ビニル樹脂メラミン樹脂等の接着樹脂と優れた親和性を示す。よって、本発明の目的を有効に達成できる。

0015

明細書中、スルホネート基は、スルホン酸基およびそのアルカリ金属塩あるいはアルカリ土類金属塩の形態を有する基を包含する概念で使用するものとする。実用の観点から好ましいスルホネート基は、ナトリウムカリウムリチウム等のアルカリ金属との塩の形態を有するスルホン酸基である。
またアクリル繊維は構成モノマーとして少なくともアクリロニトリルを含有するポリマーからなる繊維を意味するものとする。

0016

スルホネート基の含有割合は、本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、例えば、アクリル繊維の構成モノマーの総数に対して0.05〜5.0個数%が好ましい。スルホネート基の含有割合が小さすぎると、不織布の平均気孔径が高くなり過ぎ均一な孔径分布が得難い。当該含有割合が大きすぎても、天然繊維あるいは接着樹脂に対する一層の親和力向上は認められないので好ましくない。より好ましいスルホネート基含有割合は0.35〜3.0個数%、特に0.35〜2.0個数%である。

0017

アクリル繊維へのスルホネート基の導入は、スルホネート基含有モノマー重合に供することによって達成可能である。すなわち、スルホネート基含有アクリル繊維は、スルホネート基含有モノマーとアクリロニトリルとの共重合体からなる。

0018

スルホネート基含有モノマーとしては、スルホネート基を有し、かつラジカル重合可能なモノマーであれば特に制限されず、例えば、ビニルスルホン酸アクリルスルホン酸メタクリルスルホン酸、パラスチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸、およびそれらの塩類等が用いられる。スルホネート基含有モノマーは1種類のモノマーを単独で使用してもよいし、または2種類以上のモノマーを組み合わせて使用してもよい。

0019

スルホネート基含有アクリル繊維を構成するポリマーは、本発明の目的を達成できる限り、上記スルホネート基含有モノマーおよびアクリロニトリル以外に、第3の成分を構成モノマーとして含有してもよい。第3成分としてはラジカル重合可能なモノマーである限り、特に制限されず、例えば、アクリル酸メタクリル酸イタコン酸およびそれらの低級アルキルエステル類酢酸ビニルメタクリルアミド塩化ビニル塩化ビニリデン等が挙げられる。第3成分は1種類のモノマーを単独で使用してもよいし、または2種類以上のモノマーを組み合わせて使用してもよい。

0020

スルホネート基含有アクリル繊維を構成するポリマーの重合比は、アクリル繊維の構成モノマーの総数に対するスルホネート基の含有割合が前記範囲内となるような比率であればよい。例えば、スルホネート基含有モノマーとしてモノマー1個あたり1個のスルホネート基を有するモノマーを使用する場合は、全モノマーに対する該スルホネート基含有モノマーの重合比が前記範囲内であればよい。

0021

スルホネート基含有アクリル繊維を構成するポリマーの極限粘度[η]は、繊維を形成できる限り特に制限されるものではないが、該ポリマーは、例えば、[η]=1.0〜1.8であることが好ましい。

0022

本発明において天然繊維とスルホネート基含有アクリル繊維との配合比率は、本発明の目的を達成できる限り特に制限されないが、より均一な孔径分布を達成し、不織布の作業性および取り扱い性をより向上させる観点から、重量基準(天然繊維:スルホネート基含有アクリル繊維)で95:5〜5:95、特に80:20〜20:80が好ましい。

0023

本発明においては、アクリル繊維として、スルホネート基含有アクリル繊維以外に、スルホネート基を含有しないアクリル繊維(以下、スルホネート基フリーアクリル繊維という)を使用してもよい。

0024

スルホネート基フリーアクリル繊維は、少なくともアクリロニトリルを含有するポリマーからなる繊維である。スルホネート基フリーアクリル繊維を構成するアクリロニトリル以外のモノマーとして、例えば、スルホネート基含有アクリル繊維の第3成分として例示した同様のモノマーが挙げられる。好ましくはアクリロニトリルの単独ポリマーからなる繊維である。

0025

スルホネート基フリーアクリル繊維を構成するポリマーの極限粘度[η]は、繊維を形成できる限り特に制限されるものではないが、該ポリマーは、[η]=1.0〜1.8であることが好ましい。
スルホネート基フリーアクリル繊維の配合量は、全アクリル繊維の構成モノマーの総数に対するスルホネート基の含有割合が前記範囲内となるような範囲であればよい。

0026

スルホネート基含有アクリル繊維およびスルホネート基フリーアクリル繊維(以下、まとめて単にアクリル繊維という)の平均繊度は、抄造時における繊維の折れ曲がりによる塊状化をより有効に防止し、かつ、より均一で細かい孔径分布を達成する観点から、0.01〜3.30dtexが好ましく、より好ましくは0.05〜0.60dtexである。本発明の不織布を感熱孔版印刷原紙用薄葉紙として使用する場合、スルホネート基含有アクリル繊維の最も好ましい平均繊度は0.05〜0.60dtexである。

0027

またアクリル繊維の平均繊維長は特に制限されず、通常は1〜10mm、好ましくは2〜5mmである。

0028

本発明の不織布は、本発明の目的を達成できる限り、前記した繊維以外にも、他の繊維が配合されてよい。他の繊維として、例えば、レーヨン繊維アクリレート繊維、ポリエステル繊維ビニロン繊維ナイロン繊維ポリオレフィン繊維等を挙げることができる。

0029

本発明の不織布は湿式法により製造可能であり、すなわち所定の天然繊維およびスルホネート基含有アクリル繊維等を水中に均一分散させた後、抄造し、乾燥させる。

0030

アクリル繊維は、所定のモノマーの重合、ポリマーの紡糸糸条延伸、および仕上げ等の工程を経ることによって製造される。これらの工程処理は何ら特別の方法を必要とせず、スルホネート基含有アクリル繊維の製造に際し、所定のモノマー、特にスルホネート基含有モノマーを使用すること以外、従来公知の方法と同様の方法が採用される。以下、各工程について簡単に説明する。

0031

重合は、所定のモノマーを、例えば、水系重合法乳化重合法溶液重合法などの公知の方法に供することによって行う。特にスルホネート基含有アクリル繊維を構成するポリマーは、アクリロニトリルにスルホネート基含有モノマーを所定量加え、所望によりさらに他のモノマーを加え、共重合することにより得ることが好ましい。

0032

紡糸は、得られたポリマー溶液凝固浴中吐出することによって行う。すなわち、ポリマーをまず、ジメチルスルホキシドジメチルホルムアミドジメチルアセトアミド等の有機溶媒ロダン塩水溶液硝酸水溶液などの無機溶媒またはこれらの混合溶剤に溶解する。得られたポリマー溶液を紡糸原液とし、紡糸口金を通じて凝固浴中へ吐出することで、糸条を凝固せしめる。凝固浴は、各ポリマー溶液の調製に使用した溶媒の水溶液が好ましい。

0033

延伸は2〜4段階等の多段階で行うことが好ましい。例えば、得られた糸条を常法により水洗し、1次延伸した後で、さらに2次延伸する。全延伸倍率を4倍以上、特に5〜10倍にすることは、極細繊維を得るために重要である。

0034

延伸によって得られた繊維の仕上げとしては、例えば、油剤を繊維に付与する処理等が挙げられる。油剤としては、合成繊維の分野で従来から油剤として使用されているものが使用可能であり、中でも親水性のものが好ましい。なお、繊維を延伸後、通常は、油剤処理に先立って乾燥が行われる。

0035

上記のように得られた繊維は前記した平均繊維長を有するようにカットして使用される。

0036

天然繊維は、一般にアルカリ蒸解、水洗した後ビーターディスクリファイナー等で軽く叩解することにより所要濾水度に調整することができる。好ましい濾水度は天然繊維の種類により多少異なるが一般にはショッパー濾水度で12〜30°SR好ましくは14〜25°SRの範囲に入るよう叩解度を調整することが、高品質不織布を得る観点から望ましい。このように叩解された天然繊維をパルパーあるいはミキシングタンクにとり、よく離解させる。

0037

繊維の分散は、乾燥状態の各繊維を水中に一括して添加・混合することによって達成してもよいし、または乾燥状態の各繊維を予め水中に分散させておき、各分散液を混合することによって達成してもよい。本発明において使用されるスルホネート基含有アクリル繊維はスルホネート基を有し、水中への分散速度が速いので、自身が均一に分散するだけでなく、他の繊維の分散を促進し、特に天然繊維との均一分散を極めて容易に実現する。その推進力はスルホネート基の強力な電子吸引力に基づくものと考えられる。スルホネート基に基づく作用は、本発明の混抄系不織布と汎用接着樹脂との間にも観察される。すなわち、本発明の不織布はスルホネート基の存在によって、後述の接着樹脂との結合親和性が向上し、剥離され難い。さらには、それに伴って接着樹脂の使用量を有効に低減可能である。このことは単に接着樹脂節約によるコスト低減に留まらず、不織布細孔への樹脂詰まりを抑制し、結果として空気通過性および印刷鮮明性の向上に寄与する。

0038

混合繊維分散液は、必要により、湿潤紙力増強剤等の内添薬品が添加され、次の抄造工程に送られる。湿潤紙力増強剤としてはポリアミド樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂グリオキザール変性ポリアクリルアミドポリアミン樹脂ポリエチレンイミン等がよく知られているが、特に代表的なものとして、ポリアミド樹脂或いはメラミン樹脂を挙げることができる。

0039

抄造および乾燥は、円網抄紙機、短網抄紙機長網抄紙機あるいは傾斜短網抄紙機等従来公知のいずれの設備、方法でも実施できる。

0040

このようにして得られた不織布は、オンラインまたはオフラインでウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を少量だけ含浸塗工し、乾燥させて仕上げることもできる。

0041

本発明の混抄系湿式不織布は、坪量および繊度が同程度の従来の単純な天然繊維/アクリル繊維の混抄系不織布と比較して、強度および通気度が共に高く、他方、平均気孔径が小さいので、保持する孔径が比較的均一である。孔径バラツキが大きくなると、気体あるいは液体の流れが大きな孔に集中してしまう。そのため、有効ろ過面積が狭くなり、汚れが集中し、目詰まりを引き起こしやすくなる。勿論均一なインク通過も妨げられ、印刷の濃淡ムラを生じ好ましくない。
本発明の混抄系湿式不織布が有するそのような特徴は感熱孔版印刷原紙用薄葉紙等の薄物不織布において特に有効に発揮される。

0042

本発明の不織布は、感熱孔版印刷原紙用薄葉紙、酸素富化膜支持体、電気掃除機集塵袋、工業用あるいは家庭用空調機フィルター支持体等の各種用途で有用である。

0043

本発明の混抄系湿式不織布の坪量は、用途に応じて適宜決定すればよい。不織布の取り扱い性、通気性および通液性の観点から、坪量は通常、5〜100g/m2が好ましい。以下、不織布の用途に応じた、好ましい坪量を示す;

0044

感熱孔版印刷原紙用薄葉紙;
坪量は、不織布の取り扱い性およびインクの通過性をさらに向上させ、かつ繊維の脱落をより有効に防止する観点から、より好ましくは5〜15g/m2、特に7〜12g/m2である。

0045

酸素富化膜支持体:
坪量は、通常5〜90g/m2である。
電気掃除機集塵袋:
坪量は、通常5〜60g/m2である。

0046

本発明の混抄系湿式不織布の平均気孔径は、20〜150μmに入るのが好ましい。特に好ましいのは、30〜100μmである。平均気孔径が20μm未満の場合、流体の通過が妨げられるし、150μmを越えると孔径バラツキが目立つので好ましくない。本発明の不織布を感熱孔版印刷原紙用薄葉紙として使用する場合の平均気孔径は上記範囲内であればよいが、好ましくは30〜95μm、より好ましくは35〜90μmである。

0047

本発明の混抄系湿式不織布は感熱孔版印刷原紙用薄葉紙として使用されることが好ましい。感熱孔版印刷原紙用薄葉紙は上記したように坪量が一般に小さく、そのような坪量の不織布ではより均一な孔径を確保するのが困難であるため、前記したように白抜けが発生し易いが、本発明においては孔のより均一なかつ細かな径を確保し、白抜けを有効に防止できるためである。

0048

感熱孔版印刷原紙は、図1に示すように、薄葉紙1を熱可塑性樹脂フィルム2に貼合してなるものであり、薄葉紙として本発明の不織布が使用される。印刷時において感熱孔版印刷原紙10はフィルム2の所定の部位が熱を付与されて穿孔され、インク3がフィルム表面から当該孔4および薄葉紙1を通過して薄葉紙側の記録材5に到達し、記録材上に画像が形成される。

0049

熱可塑性樹脂フィルムの具体例として、例えば、結晶性ポリエステル非晶性ポリエステル結晶性ナイロンポリエチレンポリプロピレンポリ塩化ビニリデン又はそれらの共重合体、ポリフッ化ビニリデンおよびそれらの共重合体等の延伸フィルムを挙げることができる。フィルムの厚みは、通常0.5〜5.0μm好ましくは0.8〜2.5μmが広く用いられる。フィルムの厚みが5.0μmを越えるとフィルム穿孔に多大の熱エネルギーを要するばかりでなく、穿孔性が悪化するため画像の解像度鮮明度の低下を招くので望ましくない。他方0.5μmを下廻るとフィルム成型時にピンホール等が生じ易く原紙としての性質が損なわれ望ましくない。フィルムの製造には、テンター法、インフレーション法等従来公知の技術が適用できる。

0050

薄葉紙を熱可塑性樹脂フィルムに貼合するに際しては、フィルムの穿孔性を妨げない条件で接着剤等が使用される。好ましい接着剤は、比較的低い軟化点のものがよい。例えば比較的低分子量のポリ酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニルとアクリル酸エステルあるいはエチレンとの共重合体、ポリアクリル酸エステル系樹脂ポリビニルブチラール樹脂、塩化ビニリデンと塩化ビニルあるいはアクリロニトリルとの共重合体樹脂塩化ビニル樹脂SBR、NBR等の合成ゴム等が例示できる。

0051

貼合は、接着剤を溶媒に溶かしてラミネートするか、ホットメルト型エマルジョンラテックス型UV硬化型、粉末型等の各種接着剤を通常公知の方法でラミネートして行ってもよい。接着樹脂量としては薄葉紙の坪量に対して5〜60(重量)%が好ましい。
合方法はフィルム側に塗布して薄葉紙と積層する方法、薄葉紙側に塗布してフィルムと積層する方法、又は両者に塗布した後積層する方法の何れの方法も選択可能である。

0052

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。なお、以下の実施例において得られた薄葉紙(不織布)の紙質試験及び印刷試験は次の方法で行った。また以下の例において「部」および「%」は特に断らない限り、それぞれ「重量部」および「重量%」を意味する。

0053

<坪量>
JIS P 8124(1998)に準拠して測定した。[単位:g/m2]
<厚さと密度
JIS P 8118(1991)に準拠して測定した。[単位:mm(厚さ)、g/cm3(密度)]
<引張強度>
JIS P 8113(1998)に準拠して測定した。[単位:kgf/15mm]

0054

<通気度>
薄葉紙から200mm×500mmの試験片採取しJIS L 1096(1999)に準拠して測定した。[単位:cc/cm2/sec]

0055

<平均気孔径>
POROUS MATERIALS,INC.製「Perm Porometer」を使用しJIS K 3832(1990、バブルポイント法)に準拠して測定した。[単位:μm]

0056

<白抜け>
感熱孔版原紙の中央部を150mm×200mmの寸法に切り抜いて、その開口部に各実施例の薄葉紙を貼り付けて理想科学工業(株)製RISO−GRAPH GR275デジタル印刷機黒ベタ印刷を行った。開口部はフィルムが無いので直接の黒ベタ印刷となり、薄葉紙中に一定面積以上の非繊維成分(結束繊維群や塊状繊維群)があれば、その部分だけ白く点状に抜けた印刷物が得られる。得られた黒ベタ印刷物について白抜け状態を目視判定した。
○:黒ベタ部での白抜けがないもの;
△:○と×の中間程度で実用上使用可レベルのもの;
×:黒ベタ部での白抜けが目立つもの。

0057

(アクリル繊維Aの製造)
アクリロニトリル、アクリル酸メチルおよびメタリルスルホン酸ナトリウムモル比95:4:1でジメチルスルホキシド溶液中、ラジカル重合し、[η]=1.3、ポリマー濃度22%の重合体溶液を調製した。得られた重合体溶液を紡糸原液とし、紡糸口金を通じて凝固浴中へ吐出することで糸条を凝固せしめた。凝固浴はジメチルスルホキシドの55%水溶液であった。ついで、水洗した後、3段階で7倍延伸した。その後、さらに、油剤を付与後、160℃で乾燥してアクリル繊維Aを得た。アクリル繊維Aの平均繊度は0.6dtexであり、平均繊維長5mmにカットして用いた。

0058

(アクリル繊維B〜Cの製造)
凝固浴中への紡糸原液の吐出量を調整したこと以外、アクリル繊維Aの製造方法と同様の方法によりアクリル繊維B〜Cを得た。アクリル繊維Bの平均繊度は1.3dtexであり、平均繊維長5mmにカットして用いた。アクリル繊維Cの平均繊度は1.7dtexであり、平均繊維長5mmにカットして用いた。

0059

(アクリル繊維a〜cの製造)
アクリロニトリルの単独重合体([η]=1.3)を用いたこと以外、それぞれアクリル繊維A〜Cの製造方法と同様の方法により、アクリル繊維a〜cを得た。アクリル繊維aの平均繊度は0.6dtexであり、平均繊維長5mmにカットして用いた。アクリル繊維bの平均繊度は1.3dtexであり、平均繊維長5mmにカットして用いた。アクリル繊維cの平均繊度は1.7dtexであり、平均繊維長5mmにカットして用いた。

0060

(アクリル繊維Dの製造)
凝固浴中への紡糸原液の吐出量を調整したこと以外、アクリル繊維Aの製造方法と同様の方法によりアクリル繊維Dを得た。アクリル繊維Dの平均繊度は0.11dtexであり、平均繊維長3mmにカットして用いた。

0061

(アクリル繊維dの製造)
凝固浴中への紡糸原液の吐出量を調整したこと以外、アクリル繊維aの製造方法と同様の方法によりアクリル繊維dを得た。アクリル繊維dの平均繊度は0.11dtexであり、平均繊維長3mmにカットして用いた。

0062

(アクリル繊維Eの製造)
アクリロニトリル−アクリル酸メチル−メタリルスルホン酸ナトリウム共重合体(ランダム共重合体、モル比93:4:3、[η]=1.3)を用いたこと、凝固浴中への紡糸原液の吐出量を調整したこと以外、アクリル繊維Aの製造方法と同様の方法によりアクリル繊維Eを得た。アクリル繊維Eの平均繊度は0.11dtexであり、平均繊維長3mmにカットして用いた。

0063

(実施例1〜4、比較例1〜4)
N−BKP(木材パルプ)を水中に分散させ濃度約3%に希釈する。これをビーターでショッパー濾水度24°SR(JIS P 8121に準拠)に叩解したものに、表1に記載のアクリル繊維を、表1に記載の比率で添加し、パルパーにより60分間混合した。更に湿潤紙力増強剤としてエポキシ化ポリアミド樹脂(住友化学工業(株)製;スミレズレジン650)を木材パルプに対し2%となるよう水溶液にして添加した。これを紙料として傾斜短網抄紙機により湿式不織布を作成した。

0064

結果を表1に記す。

0065

アクリル繊維として、アクリロニトリル100%繊維を用いた場合(比較例1〜4)より、スルホネート基含有アクリル繊維を用いた場合(実施例1〜4)の方が、混抄系湿式不織布は、より均一かつ細かい孔径分布を備えていることがわかる。孔径の大きな穴があると、流体はそこを集中して流れるため、折角の広いろ過部が有効利用されず、その上ゴミが大きな穴に堆積され目詰まりを引き起こし易い問題がある。

0066

(実施例5〜9、比較例5〜7)
マニラ麻をアルカリ蒸解/水洗して作成したマニラ麻パルプを、水で濃度3%に希釈して、ビーターでショッパー濾水度18°SRに叩解した。この叩解パルプに、表2に記載のアクリル繊維を、表2に記載の比率で添加し、パルパーにより60分間混合した。更に湿潤紙力増強剤として前出のエポキシ化ポリアミド樹脂(スミレーズレジン650)をマニラ麻パルプに対し2%となるよう水溶液にして添加し均一に混合した。これを紙料として傾斜短網抄紙機による湿式法で薄葉紙を作成し、乾燥後、それぞれ約10g/m2の薄葉紙を得た。

0067

結果を表2に記す。

0068

表2から、スルホネート基含有アクリル繊維を用いた混抄不織布(実施例5〜9)は、スルホネート基含有アクリル繊維を用いない混抄不織布(比較例5〜7)に比べ、引張強度および平均気孔径に優れることが明確になった。実施例の混抄不織布は更に白抜けが無いと言う印刷適性にも優れていた。

0069

(実施例10〜14)
実施例5〜9において使用したマニラ麻パルプ(濾水度18°SR)に、表3に記載のアクリル繊維を、表3に記載の比率で添加し、パルパーにより60分間混合した。表3におけるアクリル繊維Eとアクリル繊維dとの混合比率は、全アクリル繊維におけるスルホネート基含有割合が表3に記載の値になるような比率である。更に、前出のエポキシ化ポリアミド樹脂(スミレーズレジン650)をマニラ麻パルプに対し2%となるように添加した後、傾斜短網抄紙機で抄造した。

0070

結果を表3に記す。

0071

表3より、アクリル繊維のスルホネート基含有割合が0.05(個数)%付近から、効果が発現することが確認された。

0072

(実施例15〜17、比較例8〜10)
サイザル麻を実施例5〜9のマニラ麻と全く同じ手法で蒸解しパルプ化した。水洗後、水で濃度3%に希釈しビーターでショッパー濾水度21°SRに叩解することで供試サイザル麻パルプを調製した。このパルプに、表4に記載のアクリル繊維を、表4に記載の比率で添加し、パルパーにより60分間混合した。更に、前出のスミレーズレジン650をサイザル麻パルプに対して2%になるよう添加した。その紙料から傾斜短網抄紙機による湿式法で薄葉紙(原紙)を作成した。

0073

またこの薄葉紙に、含浸塗工機で水系エマルジョンタイプのウレタン樹脂(第一工業製薬(株)製;エラストロン)を固形物ベースで1g/m2になるよう含浸塗工し、80℃、15分間熱風循環乾燥機乾燥熱処理して樹脂含浸薄葉紙(含浸紙)を得た。

0074

結果を表4に記す。

0075

実施例15〜17と比較例8〜10の対比から、スルホネート基含有アクリル繊維がウレタン樹脂接着剤に対しても好ましい結合親和性を有することが明確になった。

図面の簡単な説明

0076

本発明の混抄系湿式不織布を適用可能な感熱孔版印刷原紙の使用方法を説明するための模式断面図である。

符号の説明

0077

1:薄葉紙、2:フィルム、3:インク、4:孔、5:記録材、10:感熱孔版印刷原紙。

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