JPH11222717A - 高強力極細アクリル繊維及びそのシート状物並びに繊維複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い強度を有する力学特性と共に経済的にも
優れた工業用途に適用可能な高強力極細アクリル繊維及
びその短繊維、その短繊維を含むシート状物並びに繊維
複合材料を提供する。 【解決手段】 単繊維繊度が０．３デニール以下または
繊維断面の最大厚みが３．５μｍ以下であって、引っ張
り強度が５ｇ／ｄ以上、伸度が１５％以上であることを
特徴とする高強力極細アクリル繊維、及び、カット長１
０ｍｍ以下の短繊維である前記の高強力極細アクリル繊
維、さらに前記短繊維の高強力極細アクリル繊維を１０
重量％以上含有するシート状物並びに前記短繊維の高強
力極細アクリル繊維を１０重量％以上含有する繊維複合
材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強力極細アクリ
ル繊維及び高強力極細アクリル繊維繊維短繊維を含む
紙、不織布等のシート状物並びに繊維複合材料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】アクリル繊維は、バルキー性、鮮明な染
色性、良好な染色堅牢性、優れた耐光性等の長所を有す
ることから、セーター、ジャージー、ソックス等の衣料
分野、毛布、カーペット、フェイクファー等の建寝装分
野等に広く用いられているが、アクリル繊維の別の用途
として、極細アクリル繊維の短繊維が、大きな比表面
積、親水性と疎水性の適度のバランス、熱での非溶融
性、優れた分繊性或いは分散性を備えることから、フィ
ルター分野、孔板印刷原紙分野、樹脂等との繊維複合材
料料分野等の工業用途にも応用されている。

【０００３】このような工業用途へ繊維を適用する場
合、最終製品の力学特性並びに製品の製造工程通過性等
の見地から、ある程度以上の繊維強度と伸度が望まれる
ケースが多い。通常衣料・建寝装分野で用いられるアク
リル繊維は、引っ張り強度が２〜４ｇ／ｄで、伸度が２
５〜４５％であり、工業用途へ極細アクリル繊維を適用
する場合には、伸度は通常の範囲でよいものの、引っ張
り強度がより高い高強力繊維であることが望まれてい
る。

【０００４】高強力アクリル繊維を得る方法として、従
来より原料ポリマー組成のアクリロニトリル成分の増
加、高分子量化、紡糸原液中のポリマー濃度の適性化、
繊維の高配向化等の技術が提案されているが、かかる技
術では通常のアクリル繊維と比較して製造コストが高く
応用分野が限られているのが現状であり、繊維の力学特
性と共に経済的にも優れた高強力極細アクリル繊維が望
まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
強度を有する力学特性と共に経済的にも優れ、工業用途
に適用可能な高強力極細アクリル繊維及びその短繊維、
その短繊維を含むシート状物並びに繊維複合材料を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、単繊維繊度が
０．３デニール以下または繊維断面の最大厚みが３．５
μｍ以下であって、引っ張り強度が５ｇ／ｄ以上、伸度
が１５％以上であることを特徴とする高強力極細アクリ
ル繊維、及び、カット長１０ｍｍ以下の短繊維である前
記の高強力極細アクリル繊維、さらに前記の短繊維の高
強力極細アクリル繊維を１０重量％以上含有することを
特徴とするシート状物並びに前記の短繊維の高強力極細
アクリル繊維を１０重量％以上含有することを特徴とす
る繊維複合材料、にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の高強力極細アクリル繊維
は、単繊維繊度が０．３デニール以下または繊維断面の
最大厚みが３．５μｍ以下であって、引っ張り強度が５
ｇ／ｄ以上、伸度が１５％以上であることを要件とする
ものであり、単繊維繊度が０．３デニールを超えると、
特に工業用途での用途が限定され、また、繊維断面の最
大厚みが３．５μｍを超えると、引っ張り強度を５ｇ／
ｄ以上とすることが困難となる。本発明において、繊維
断面の最大厚みとは、繊維断面に扁平部を有する繊維に
おいては、その扁平部の短軸の最大厚みを表し、円形断
面の繊維においては、直径を表す。なお、Ｙ字断面等で
各扁平部のつけね部分の厚みは繊維の物性に影響を及ぼ
さない。

【０００８】本発明の高強力極細アクリル繊維は、シー
ト状物或いは繊維複合材料料等の素材として工業用途へ
適用する上で、形態がカット長１０ｍｍ以下の短繊維で
あることが好ましく、形態がカット長１０ｍｍ以下の短
繊維であることにより良好な分繊性或いは分散性を示
す。カット長が１０ｍｍを超えると分繊工程或いは分散
工程において繊維同士の絡まりを生じ易く、分繊性或い
は分散性が悪化する。

【０００９】本発明の高強力極細アクリル繊維は、アク
リロニトリルを５０重量％以上含有するアクリロニトリ
ル系ポリマーからなる。アクリロニトリル系ポリマー
は、アクリロニトリルを５０重量％以上含有するなら
ば、アクリロニトリル単独ポリマーであってもよいが、
経済的に好ましくはアクリロニトリルとアクリロニトリ
ルに共重合可能な不飽和モノマーとのコポリマーで、ア
クリロニトリルを５０〜９５重量％含有するコポリマー
である。

【００１０】アクリロニトリルに共重合可能な不飽和モ
ノマーとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチ
ル、アクリル酸２ーエチルヘキシル、アクリル酸２ーヒ
ドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル等のア
クリル酸エステル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸
イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ
−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル
酸ラウリル、メタクリル酸２ーヒドロキシエチル、メタ
クリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ジエチルア
ミノエチル等のメタクリル酸エステル、アクリル酸、メ
タクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリルアミ
ド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリ
ルアミド、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、塩
化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデ
ン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等の不飽和モノマ
ー等が挙げられる。

【００１１】さらに、染色性等改良の目的で共重合され
るモノマーとして、ｐ−スルホフェニルメタリルエーテ
ル、メタリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレン
スルホン酸、２ーアクリルアミドー２ーメチルプロパン
スルホン酸、及びこれらのアルカリ金属塩等が挙げられ
る。アクリロニトリルを含有するコポリマーのアクリロ
ニトリルの含有量が５０重量％未満では、染色鮮明性、
発色性等のアクリル繊維としての特徴が発揮されず、ま
た熱特性をはじめとする他の物性も低下する傾向とな
る。

【００１２】アクリリニトリル系ポリマーの分子量は、
通常アクリル系繊維の製造に用いられる範囲のものであ
れば特に限定されないが、分子量が低すぎると、紡糸性
が低下すると同時に原糸の糸質も悪化する傾向にあり、
分子量が高すぎると、紡糸原液に最適粘度を与えるポリ
マー濃度が低くなり、生産性が低下する傾向にあり、適
宜紡糸条件に従って選択される。

【００１３】本発明の高強力極細アクリル繊維は、その
製造方法に特に限定はないが、例えばアクリロニトリル
を５０重量％以上含有するアクリロニトリル系ポリマー
を、溶剤に溶解して紡糸原液とし、紡糸する溶液紡糸法
により製造することができる。紡糸の際に用いられる溶
剤としては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート、γーブチロラクトン、アセト
ン等の有機溶剤、硝酸、ロダン酸ソーダ、塩化亜鉛等の
無機溶剤が挙げられる。

【００１４】溶液紡糸法としては、乾式紡糸法、乾湿式
紡糸法或いは湿式紡糸法が用いられる。本発明の高強力
極細アクリル繊維の５ｇ／ｄ以上引っ張り強度及び１５
％以上の伸度は、例えば湿式紡糸法において、紡糸ドラ
フトを１〜３倍とし、湿熱延伸での延伸倍率を４〜１０
倍及びまたは乾熱延伸での延伸倍率を１．２〜３倍とす
ることにより得ることができる。製造された高強力極細
アクリル繊維は、カット長１０ｍｍ以下に使用目的に合
わせて任意の手段によりカットして短繊維とされる。

【００１５】本発明の高強力極細アクリル繊維のカット
長１０ｍｍ以下の短繊維は、抄紙して紙或いは任意の手
段により不織布等のシート状物とすることができる。本
発明の高強力極細アクリル繊維の短繊維を含むシート状
物においては、高強力極細アクリル繊維の力学特性を発
揮させるために、本発明の高強力極細アクリル繊維の短
繊維を１０重量％以上含有させることが必要である。

【００１６】また、本発明の高強力極細アクリル繊維の
カット長１０ｍｍ以下の短繊維は、各種繊維複合材料の
素材として用いることができる。繊維複合材料として
は、樹脂との混合の繊維強化プラスチック、ゴムとの混
合の繊維強化ゴム、セメントとの混合の繊維強化コンク
リート等が挙げられる。本発明の高強力極細アクリル繊
維の短繊維を含む繊維複合材料においては、高強力極細
アクリル繊維の力学特性を発揮させるためには、本発明
の高強力極細アクリル繊維の短繊維を１０重量％以上含
有させることが必要である。

【００１７】本発明は、かかる本発明の高強力極細アク
リル繊維のカット長１０ｍｍ以下の短繊維を１０重量％
以上含有するシート状物並び本発明の高強力極細アクリ
ル繊維のカット長１０ｍｍ以下の短繊維を１０重量％以
上含有する繊維複合材料を包含するものである。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、実施例における評価項目は次の方法により測
定した。

【００１９】〔単繊維強伸度〕単繊維を取り出し、引っ
張り試験機（オリエンテック社製、テンシロン ＵＴＭ
−ＩＩ−２０）にて強度及び伸度を測定した。但し、単
繊維繊度が０．１デニール以下の繊維については５０本
の繊維束で測定した。

【００２０】〔分繊・分散性〕繊維を長さ３ｍｍにカッ
トし、この短繊維にポリビニルアルコールを加え、繊維
濃度１．２重量％としてＪＩＳ Ｐ８２０９に規定の標
準離解機にて１０分間（３００００ｒｐｍ）攪拌し、離
解した。次いで抄紙して目付け２０ｇ／ｍ²、一辺が２
５ｃｍの正方形のシートとし、目視により未分繊の繊維
束の個数を計測した。評価は、未分繊繊維束が３個以下
を分繊・分散性良好、未分繊繊維束が３個を超えると分
繊・分散性不良とした。

【００２１】（実施例１〜６、比較例１〜４）水系懸濁
重合法により得たアクリロニトリル９４重量％及びアク
リル酸メチル６重量％からなる分子量１２万のアクリロ
ニトリル系ポリマーを、ジメチルアセトアミドに溶解
し、ポリマー濃度２５重量％のジメチルアセトアミド溶
液の紡糸原液を調製した。この紡糸原液を孔形状が円形
の紡糸ノズルにて、ジメチルアセトアミドの水溶液の凝
固浴、紡糸ドラフト１．２倍、湿熱延伸倍率５倍、乾熱
延伸倍率１．５倍の条件で湿式紡糸し、単繊維繊度が
１．２デニール、０．３デニール、０．１デニール及び
０．０５デニールの円断面繊維を得た。

【００２２】得られた繊維の強伸度を測定した結果、繊
維をカット長３ｍｍ、７ｍｍ及び１５ｍｍにカットし、
この短繊維を用いて抄紙して分繊・分散性及び引っ張り
強度の測定の結果を表１に示した。

【００２３】（実施例７〜８、比較例５〜６）水系懸濁
重合法により得たアクリロニトリル９４重量％及びアク
リル酸メチル６重量％からなる分子量１２万のアクリロ
ニトリル系ポリマーを、ジメチルアセトアミドに溶解
し、ポリマー濃度２５重量％のジメチルアセトアミド溶
液の紡糸原液を調製した。この紡糸原液を孔形状が十字
及びＹ字の紡糸ノズルにて、ジメチルアセトアミドの水
溶液の凝固浴、紡糸ドラフト１．５倍、湿熱延伸倍率５
倍、乾熱延伸倍率１．５倍の条件で湿式紡糸し、単繊維
繊度が１．２デニール、０．３デニールの十字及びＹ字
断面繊維を得た。得られた繊維の強伸度を測定した結
果、繊維をカット長３ｍｍにカットし、この短繊維を用
いて抄紙して分繊・分散性及び引っ張り強度の測定の結
果を表１に示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明の高強力極細アクリル繊維は、高
い強度を有する力学特性と分繊・分散共に経済的にも優
れ工業用途に適用可能なものであり、その短繊維は、分
繊・分散性に優れ、シート状物並びに繊維複合材料の素
材として好適に用いられ、本発明の高強力極細アクリル
繊維短繊維を含むシート状物は、フィルタ用、孔板印刷
原紙等に用いられ、また本発明の高強力極細アクリル繊
維短繊維を含む繊維複合材料は、工業用の各種用途に用
いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０４Ｈ 1/42 Ｄ２１Ｈ 5/20 Ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単繊維繊度が０．３デニール以下または
   繊維断面の最大厚みが３．５μｍ以下であって、引っ張
   り強度が５ｇ／ｄ以上、伸度が１５％以上であることを
   特徴とする高強力極細アクリル繊維。
2. 【請求項２】 高強力極細アクリル繊維が、アクリロニ
   トリルを５０〜９５重量％含有するアクリロニトリル系
   ポリマーからなる請求項１記載の高強力極細アクリル繊
   維。
3. 【請求項３】 高強力極細アクリル繊維が、カット長１
   ０ｍｍ以下の短繊維である請求項１または請求項２記載
   の高強力極細アクリル繊維。
4. 【請求項４】 請求項３記載の高強力極細アクリル繊維
   を１０重量％以上含有することを特徴とするシート状
   物。
5. 【請求項５】 請求項３記載の高強力極細アクリル繊維
   を１０重量％以上含有することを特徴とする繊維複合材
   料。