フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維の製造方法
【課題】溶融液晶ポリマーのフィブリル化物を、低コスト、かつ廃液に由来する環境への負荷を低減して製造する方法を提供する。
【解決手段】溶融液晶ポリマーのフィブリル化物の製造方法は、数平均分子量１，０００〜３０，０００の溶融液晶ポリマー繊維１を支持体３上に準備する準備工程と、
前記繊維１に対して、１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を噴射して、前記繊維１をフィブリル化するフィブリル化工程と、
を少なくとも備える。支持体３上に載置する溶融液晶ポリマー繊維１は、織編物などの集合体であってもよい。
【解決手段】溶融液晶ポリマーのフィブリル化物の製造方法は、数平均分子量１，０００〜３０，０００の溶融液晶ポリマー繊維１を支持体３上に準備する準備工程と、
前記繊維１に対して、１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を噴射して、前記繊維１をフィブリル化するフィブリル化工程と、
を少なくとも備える。支持体３上に載置する溶融液晶ポリマー繊維１は、織編物などの集合体であってもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性・耐薬品性・寸法安定性に優れた合成紙の原料として好適なフィブリル化溶融液晶ポリマー繊維の効率的な製造方法、およびこの製造方法により得られた溶融液晶ポリマー繊維からなるフィブリル化物に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融液晶ポリエステルからなるパルプ状物の製造方法としては、溶融成形した後に剪断力を加えて叩解する手法が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、この手法で得られるパルプ状物は、叩解に多大な時間と労力がかかるだけでなく、粉末状のパルプ屑が多く抄造性に欠ける。さらにこのようなパルプ状物で形成した合成紙は紙力（または紙強度）に劣る。
【０００３】
また、叩解前に溶融液晶繊維を酸あるいはアルカリで処理する方法も開示されている（特許文献２参照）。この方法では、繊維が酸あるいはアルカリで処理されるため、叩解時間の短縮は可能であるものの、得られるパルプ状物は依然として抄造性に劣り、このような抄造性に劣るパルプ状物から形成された合成紙では紙力は向上できない。さらに、このような酸またはアルカリ処理により、繊維自体へ負荷がかかってしまう。
【０００４】
これに対して、溶融液晶ポリエステルを島成分とする海島型複合繊維の海成分を除去する方法がいくつか知られている。易アルカリ減量性ポリエステルを海成分、溶融液晶ポリエステルを島成分とする海島繊維をアルカリ処理することにより、パルプ状物を得る方法が知られている（特許文献３参照）。海島繊維から海成分を除去することにより、細く分散性のよいパルプ状物が得られるが、このようなパルプ状物は、実質的な枝分かれを有していないためパルプ同士の絡み合いが少なくなり、紙力に欠けるという欠点がある。
【０００５】
紙力を強化するために、島成分繊度・カット長の異なる２種類のカット繊維をブレンドし、同時にアルカリ減量することで絡み合いの多いパルプを得る方法（特許文献４参照）や太い短繊維とパルプ状物の混合物を１度に得ることができる紙料原料繊維の製造方法（特許文献５参照）、枝分かれを有する繊維と短繊維とを同時に得ることのできるパルプ製造法が開示されている（特許文献６参照）。これらの製造法では、海成分の除去により簡便に溶融液晶ポリエステルからなるパルプを得られるものの、海成分の除去が必須工程であり、コスト的に効率的でないだけでなく、廃液に由来する環境への負荷も大きい。また、このような製造方法で得られるパルプ状物は、パルプ同士の絡み合いが少なく、紙力を得ることは難しく、さらに薄い紙や地合に優れた紙を得ることは困難である。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２０１５１８号公報
【特許文献２】特開平１０−４６４３１号公報
【特許文献３】特開平７−３３１５８１号公報
【特許文献４】特開平８−２６９８２４号公報
【特許文献５】特開平８−２４６２４２号公報
【特許文献６】特開２００４−２２５２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、溶融液晶ポリマー繊維であっても、薬品処理や副生成物を発生させることなく、フィブリル化物を効率的に形成することができる製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、パルプ状物内部での分散性に優れている溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、紙力・地合に優れた合成紙を製造するのに好適な溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために、溶融液晶ポリマーの性質について、以下の点について鋭意検討を行った。まず、本発明者らは、従来から行われている叩解で、溶融液晶ポリマー繊維の抄造性が劣る理由について検討した。
【０００９】
すると、（１）溶融液晶ポリマー繊維は強力が高いため、叩解により繊維に対して線状または面状の力が加えられても、その強力故に、幹部分のフィブリル化を進行させることが困難であること、また、（２）パルプ状物の幹部分の直径を小さくするために叩解を繰り返すと、フィブリルの幹部分は依然として抄造するには太いままであるにもかかわらず、枝部分が紛体化してしまうため、パルプ状物の抄造性を向上することができないことが明らかとなった。
【００１０】
そこで、次に、繊維に加えられる力に着目して検討したところ、特定の数平均分子量の溶融液晶ポリマー繊維に対してジェット水流、すなわち点状の力を与えると、一点に集中した力が、繊維内部の分子配向に沿って作用し、溶融液晶ポリマー繊維の強力性にもかかわらず、繊維を分割し、幹部分のフィブリル化を可能とすることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明は、溶融時に光学的異方性を示し、数平均分子量１，０００〜３０，０００の液晶ポリマー繊維を支持体上に準備する準備工程と、前記繊維に対して、１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を噴射して、前記繊維をフィブリル化するフィブリル化工程と、を少なくとも備え、フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維を製造する方法である。
【００１２】
前記準備工程において、支持体上には、溶融液晶ポリマー繊維の集合体（例えば、織編物など）を準備してもよい。
【００１３】
本発明は、前記製造方法により形成された溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物も包含する。このフィブリル化物は、通常、少なくとも繊維の一部に、繊維長が４０μｍ以上、かつ繊維径が１μｍ以下の枝構造を有している。また、枝構造において、枝部分の平均繊維径は、０．１〜１μｍであってもよい。
【００１４】
本発明のフィブリル化物は、水圧により分割して繊維がフィブリル化するため、製造する際に脱海処理をする必要がない。そのため、前記フィブリル化物は、溶融液晶ポリマーを島成分とする際に用いられる脱海処理剤であるアルカリ化物または溶解パラメーターが１０未満の低極性有機溶媒を実質的に含まなくてもよい。
【００１５】
本発明は、さらにこのようなフィブリル化物で構成されるパルプ状物や合成紙も包含する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、特定の数平均分子量の溶融液晶ポリマー繊維が有する分子配向性を利用して、溶融液晶ポリマー繊維に高圧の水流を噴射することにより、溶融液晶ポリマー繊維であっても、薬品処理や副生成物を発生させることなく、フィブリル化物を効率的に形成することができる。このようなフィブリル化物は、パルプ状物内部での分散性に特に優れているとともに、紙力・地合に優れた合成紙を製造するのに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解される。図面は必ずしも一定の縮尺で示されておらず、本発明の原理を示す上で誇張したものになっている。
【００１８】
本発明の溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物（すなわち、フィブリル化した溶融液晶ポリマー繊維）の製造方法は、溶融時に光学的異方性を示す液晶ポリマー繊維を準備する準備工程と、前記繊維に対して、所定の水圧を有する水流を噴射して、前記繊維をフィブリル化するフィブリル化工程とを少なくとも備えている。
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は、フィブリル化した溶融液晶ポリマー繊維の製造工程において、支持体上の溶融液晶ポリマー繊維に対して高圧ノズルから水流を噴射するフィブリル化する工程を示す概念図である。
【００２０】
すなわち、フィブリル化物を製造するにあたっては、まず、準備工程において、溶融液晶ポリマー繊維１を送り出しロール２，２によって送り出される支持ベルト３に載置する。ついで、フィブリル化工程において、支持体（または支持ベルト）３上の溶融液晶ポリマー繊維１に対して、高圧噴射ノズル４を備えた水流噴射装置５から、所定の水圧を有する水流を噴射して、繊維のフィブリル化を行いつつ、引取りロール６，６によりフィブリル化された繊維を引き取っていく。
【００２１】
［溶融液晶ポリマー繊維の準備工程］
（溶融液晶ポリマー繊維を構成するポリマー）
本発明で用いられる溶融時に光学的異方性を示す液晶ポリマー繊維（溶融液晶ポリマー繊維）を構成するポリマーは、溶融成形できる液晶性ポリマーであれば特にその化学的構成については特に限定されるものではないが、例えば、サーモトロピック液晶ポリエステル、又はこれにアミド結合が導入されたサーモトロピック液晶ポリエステルアミドなどを挙げることができる。
また溶融液晶ポリマーは、芳香族ポリエステルまたは芳香族ポリエステルアミドに、更にイミド結合、カーボネート結合、カルボジイミド結合やイソシアヌレート結合などのイソシアネート由来の結合等が導入されたポリマーであってもよい。
【００２２】
本発明に用いられる溶融液晶ポリマーの具体例としては、以下に例示する（１）から（４）に分類される化合物およびその誘導体から導かれる公知のサーモトロピック液晶ポリエステルおよびサーモトロピック液晶ポリエステルアミドを挙げることができる。ただし、高分子液晶を形成するためには、種々の原料化合物の組合せには適当な範囲があることは言うまでもない。
【００２３】
（１）芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化合物（代表例は表１参照）
【表１】
【００２４】
（２）芳香族または脂肪族ジカルボン酸（代表例は表２参照）
【表２】
【００２５】
（３）芳香族または脂肪族ヒドロキシカルボン酸（代表例は表３参照）
【表３】
（４）芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸（代表例は表４参照）
【００２６】
【表４】
【００２７】
これらの原料化合物から得られる液晶ポリマーの代表例として表５に示す構造単位を有する共重合体を挙げることができる。
【００２８】
【表５】
【００２９】
これらの共重合体のうち、好ましい組み合わせとしては、ｐ―ヒドロキシ安息香酸を少なくとも繰り返し単位として含む重合体が好ましく、特に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロシキ−２−ナフトエ酸の繰り返し単位を含む重合体が最も好ましい実施形態である。
【００３０】
例えば、溶融液晶ポリマーが、少なくともｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロシキ−２−ナフトエ酸の繰り返し単位を含む場合、繰り返し単位（Ａ）のｐ−ヒドロキシ安息香酸と、繰り返し単位（Ｂ）の６−ヒドロシキ−２−ナフトエ酸とのモル比（Ａ）／（Ｂ）は、液晶ポリマー中、（Ａ）／（Ｂ）＝１０／９０〜９０／１０程度であるのが望ましく、より好ましくは、（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜８５／１５程度であってもよく、さらに好ましくは、（Ａ）／（Ｂ）＝６０／４０〜８０／２０程度であってもよい。
【００３１】
なお、本発明にいう溶融時における光学的異方性とは、例えば試料をホットステージにのせ、窒素雰囲気下で昇温加熱し、試料の透過光を観察することにより認定できる。
【００３２】
溶融液晶ポリマーとして好ましいものは、融点（以下、Ｍｐと称す）が２６０〜３６０℃の範囲のものであり、さらに好ましくはＭｐが２７０〜３５０℃のものである。なお、Ｍｐは示差走査熱量計（メトラー社ＤＳＣ）により主吸熱ピークが現れる温度を測定することにより求められる。
【００３３】
前記溶融液晶ポリマーには、本発明の効果を損なわない範囲内で、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステルエーテルケトン、フッ素樹脂等の熱可塑性ポリマーを添加してもよい。
【００３４】
（溶融液晶ポリマーの紡糸方法）
次に、溶融液晶ポリマーの紡糸方法について述べる。溶融液晶ポリマーは、ノズルを通過する時のせん断速度を１０３〜１０５ｓｅｃ−１とすると、紡糸時に著しい分子配向が生じるため、通常のポリエチレンテレフタレート紡糸原糸などに行われている紡糸後の延伸を行なわなくとも、紡糸原糸のままで強度８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維となる。本発明にいうせん断速度γは、円形ノズルの場合は次式により求めることが出来る。
γ＝４Ｑ／πｒ３（ｓｅｃ−１）
但し ｒ：ノズルの半径（ｃｍ）
Ｑ：単孔当たりのポリマー吐出量（ｃｍ３／ｓｅｃ）
【００３５】
紡糸原糸は、強度・弾性率を向上させるため、必要に応じて、さらに熱処理を行ってもよい。熱処理方法としては段階的に温度を上昇させながら熱処理する方法が好ましい。熱処理雰囲気としては、窒素、アルゴン等の不活性ガスや空気等の活性ガス、あるいはそれらを組み合わせた雰囲気などが好適に用いられる。また上記熱処理を減圧下で行っても何等差し支えない。
【００３６】
溶融液晶ポリマー繊維の数平均分子量は、繊維のフィブリル化を促進する観点から、例えば、１，０００〜３０，０００程度であり、好ましくは２，０００〜２０，０００、より好ましくは３，０００〜１４，０００、さらに好ましくは４,０００〜１０，０００程度であってもよい。
【００３７】
準備工程における溶融液晶ポリマー繊維は、モノフィラメントであってもよいし、マルチフィラメントであってもよいし、さらにはステープルであってもよい。また、ポリマー繊維の直径は、繊維のフィブリル化が可能である限り、フィブリル化物に求められる性質に応じて適宜設定可能であるが、例えば、１０〜５０μｍ程度、好ましくは１５〜４５μｍ程度であってもよい。
【００３８】
水流に対して噴射される前記溶融液晶ポリマー繊維の形状は、繊維がフィブリル化可能である限り特に限定されないが、通常、作業効率を高める観点から繊維が集合した繊維の集合体である場合が多い。
【００３９】
繊維の集合体としては、トウ状、糸状（例えば、モノフィラメント、マルチフィラメント、紡績糸など）、ロープ状、組ひも状などの一次元的繊維集合体；ウェブ状、織編布状、不織布状などの二次元的繊維集合体などが挙げられる。
これらのうち、水圧の高い水流に対して繊維が飛散するのを防止できるだけでなく、効率的に水流を噴射できるため、集合体は、織編物の形状を有しているのが好ましい。
【００４０】
［フィブリル化工程］
フィブリル化工程では、支持体上に準備した繊維に対して、所定の水圧の水流を噴射し、繊維のフィブリル化を行う。
【００４１】
図１に示すように、水流噴射装置５から高圧噴射ノズル４により噴射した水圧１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の水流は、支持体上の溶融液晶ポリマー繊維に対して、点状に作用する。それにより、液晶ポリマー繊維の分子配向に亀裂が入るとともに、亀裂の入った繊維に対して、さらに水流が噴射される。その結果、強力の高い液晶ポリマー繊維であっても、容易にフィブリル化することが可能となる。
【００４２】
水流は、単独の高圧噴射ノズルから噴射されてもよいが、効率的に繊維のフィブリル化を進行させるためには、複数の高圧噴射ノズルから、移動する支持体上に載置された液晶ポリマー繊維に対して噴射することが好ましい。
【００４３】
高圧噴射ノズルから噴射される水流の水圧は、液晶ポリマー繊維のフィブリル化を行うために、１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２であることが必要であり、好ましくは１５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは１８０ｋｇｆ／ｃｍ２であってもよい。
【００４４】
フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維は、水流により分割して細分化されているため、少なくとも繊維の一部に、繊維長が４０μｍ以上（好ましくは５０μｍ以上、さらに好ましくは６０μｍ以上）、かつ繊維径が１μｍ以下の枝構造を有する。なお、枝構造における繊維長の長さの最大値は、フィブリル化する前の溶融液晶ポリマー繊維の繊維長、または必要に応じて裁断される場合の繊維の裁断後の繊維長に応じて、適宜決定されるが、通常、１０ｍｍ以下である場合が多い。
【００４５】
したがって、フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維の枝構造において、例えば、枝部分の平均繊維径は、０．１〜１μｍ程度であってもよく、好ましくは０．２〜０．９μｍ程度、さらに好ましくは０．３〜０．８μｍ程度であってもよい。
【００４６】
フィブリル化工程によりフィブリル化された溶融液晶ポリマー繊維は、必要に応じて裁断などの裁断工程を経た後、水などの液媒体に分散される。そして、フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維が液媒体に分散したパルプ状物を得ることができる。
【００４７】
本発明のパルプ状物は、海島ブレンドにより枝分かれ構造を形成する液晶ポリマー繊維と異なり、海成分の除去が不要である。そのため、溶融液晶ポリマーを島成分とする場合の海成分を除去するために用いられる脱海処理剤[例えば、アルカリ化物（水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、リン酸三ナトリウムなど）、溶解パラメーターが１０未満の低極性有機溶媒（キシレン、トルエン、シクロヘキサン、クロロホルムなど）など]を実質的に含むことなく、パルプ状物を形成できる。
【００４８】
本発明のパルプ状物は、良好に叩解されているため、高いろ水度を示すことができる。例えば、本発明のパルプ状物のＪＩＳ Ｐ８１２１−１９７６に準拠して、カナディアン標準フリーネス（ＣＦＳ値）（単位ｍｌ）により得られるろ水度は、３５０〜７５０ｍｌ程度であってもよく、好ましくは４００〜７００ｍｌ程度である。
【００４９】
また、本発明で得られるフィブリル化物からは、公知または慣用の抄紙工程により、合成紙を形成することもできる。合成紙は、本発明のフィブリル化物のみから形成しても、紙力の優れた合成紙を得ることができるが、必要に応じて、他のパルプ成分（天然パルプ成分、合成パルプ成分）を混和して合成紙を形成してもよい。
【００５０】
たとえば、合成紙における本発明のフィブリル化物の含有量は、例えば、１０〜１００重量％程度であってもよく、好ましくは２０〜９８重量％程度、さらに好ましくは３０〜９５重量％程度であってもよい。
【００５１】
また、本発明のフィブリル化物から得られる合成紙は、フィブリル化物が良好に絡み合うためか、高い引張強度を示すことができ、ＪＩＳ Ｐ ８１１３−１９７６に準拠して、その縦方向および横方向の裂断長を測定して、それぞれの方向の裂断長を平均した値は、例えば、１〜１０ｋｍ程度であってもよく、好ましくは１．５〜８ｋｍ程度、さらに好ましくは２〜７ｋｍ程度である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の製造方法は、環境に対する負荷を低減できるだけでなく、効率的にフィブリル化溶融液晶ポリマー繊維を形成することができる。そして、この方法で得られたフィブリル化物において、溶融液晶ポリマー繊維は、枝分かれ構造を有しているため、このようなフィブリル化物は、パルプ状物内部での分散性に優れている。
【００５３】
したがって、前記フィブリル化物から形成された合成紙は、溶融液晶ポリマー繊維から形成されるにも係らず、紙力や地合に優れており、この合成紙は、例えば電池のセパレータ、フィルタなどとして、有用に利用することができる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが本発明は下記の実施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、溶融液晶ポリマー繊維の数平均分子量、およびフィブリル化物の枝部分の平均繊維径は下記の方法により測定したものを示す。
【００５５】
[溶融液晶ポリマー繊維の数平均分子量]
試料０．１ｇを精秤してとり、ｎ−プロピルアミン２ｍｌを添加して、室温で３昼夜攪拌し完全溶解した。アミン分解液のＨＰＬＣ測定を行うことにより、全末端数を把握し、数平均分子量を測定した。
【００５６】
[フィブリル化物の枝部分の平均繊維径 （μｍ）]
フィブリル化物の電子顕微鏡写真を撮影し、その任意の１０点について直径および長さを測定し平均値を求め、さらに他の任意の４ヶ所についても同様に撮影し、それぞれの箇所において同様にして平均値を求め、合計５箇所で得られた平均値の相加平均を直径とした。なお、枝部分の繊維長は４０μｍ以上であった。
【００５７】
［合成紙の裂断長］
下記の各例で得られた合成紙から縦×横＝１５ｍｍ×２００ｍｍの試験片を採取し、その試験片を用いて、ＪＩＳ Ｐ ８１１３−１９７６に準拠して、その縦方向および横方向の裂断長を測定し、縦方向と横方向の平均値、すなわち、
｛（縦方向裂断長＋横方向裂断長）／２｝（単位ｋｍ）
で表した。なお、この裂断長は、主に合成紙の引張強度を示す目安である。
【００５８】
［合成紙の地合］
合成紙の両面を肉眼で観察して、以下の基準を用いて評価した。
◎：いずれの面にも繊維および／またはパルプの浮き上がりやムラな部分がなく、平滑で均一な状態を呈している。
○：一方または両方の面に、繊維および／またはパルプの浮き上がりやムラな部分が見られるが、全体としては平滑で均一な状態を呈している。
×：一方または両方の面に繊維および／またはパルプの浮き上がりやムラな部分が存在し、面が平滑ではなく不均一な状態を呈している。
【００５９】
（実施例１）
・ 溶融液晶ポリマー繊維の準備工程
パラアセトキシ安息香酸（Ａ）と２，６−アセトキシナフトエ酸（Ｂ）の仕込み比を７：３（モル比）とし、重合温度３１０℃でアセテート法による重合を行い、繰り返し構成単位（Ａ）と（Ｂ）のモル比が７：３である全芳香族ポリエステルポリマー（Ｍｎ＝５，０００、Ｍｐ＝２８０℃）を作製した。この全芳香族ポリエステルを単軸押し出し機を用いて紡糸温度３１５℃にて０．１５ｍｍ径、３００ホールの口金より巻取り速度２０００ｍ／分で紡糸し、１６７０ｄｔｅｘ／３００フィラメントの紡糸原糸を得た。このフィラメントから溶融液晶ポリマー繊維の集合体（編物）を得た。
【００６０】
（２）溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化工程
図１に示すように、前記準備工程（１）で得られた繊維集合体を、送り出しロール２，２によって送り出される支持ベルト３に載置し、５ｍ／分の速度で、前記繊維集合体をベルトの長さ方向に移動させつつ、水流噴射装置５に接続された高圧噴射ノズル４から、水圧１５０ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を繊維集合体に対して噴射し、繊維をフィブリル化した。
【００６１】
（３）パルプ状物の製造工程
前記工程（２）で得られたフィブリル化物を、カッターを用いて繊維長１．５ｍｍにカットした。なお、ろ水度はＪＩＳ Ｐ８１２１−１９７６に準拠して、カナディアン標準フリーネス（ＣＦＳ値）（単位ｍｌ）より求めた。
【００６２】
（４）合成紙の製造工程
目付約３５ｇ／ｍ２となるように計量して水中に投じ、攪拌分散させた後、この分散物を８０メッシュのステンレス金網により抄紙し、シート状物を得た。次いでこのシート状物を表面温度１２０℃のドラム乾燥機で処理して脱水乾燥させた。得られた紙を２００℃、１００ｋｇ／ｃｍの条件でカレンダー処理した。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６３】
（実施例２）
実施例１の全芳香族ポリマーをＭｎ＝８,０００とする以外は、実施例１と同様にした。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６４】
（実施例３）
実施例１の全芳香族ポリマーをＭｎ＝１３,０００とする以外は、実施例１と同様にした。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６５】
（比較例１）
実施例１で得られた紡糸原糸を、さらに乾燥窒素雰囲気下にて２６０℃で１２時間熱処理し、処理後の紡糸原糸のＭｎ＝４０，０００とする以外は、実施例１と同様にした。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６６】
（比較例２）
実施例１で得られた紡糸原糸を、さらに乾燥窒素雰囲気下にて２８０℃で１２時間熱処理し、処理後の紡糸原糸のＭｎ＝７０，０００とする以外は、実施例１と同様にした。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６７】
【表６】
【００６８】
表６に示すとおり、実施例１〜３では、枝部分の平均繊維径が小さいフィブリル化物を得ることができた。また、パルプ状物のろ水度が低いため、叩解の程度が高い。さらに、実施例１〜３で得られた合成紙は、裂断長が大きく、合成紙の強度が高いだけでなく、合成紙の地合いも良好である。しかも、これらの実施例では、溶媒などによる脱海処理を要せずに、効率よくフィブリル化物を形成することができる。
【００６９】
一方、比較例１および２では、フィブリル化物の枝部分の平均繊維径が大きく、このフィブリル化物から得られたパルプ状物は、ろ水度が高目であった。さらに、比較例１および２で得られた合成紙は、裂断長が小さいため合成紙としての強度が低いだけでなく、地合いも不良であった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係るフィブリル化物の製造工程において、支持体上の溶融液晶ポリマー繊維に対して高圧ノズルから水流を噴射するフィブリル化工程を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７１】
１：溶融液晶ポリマー繊維
２：送り出しロール
３：支持ベルト
４：高圧噴射ノズル
５：水流噴射装置
６：引取りロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性・耐薬品性・寸法安定性に優れた合成紙の原料として好適なフィブリル化溶融液晶ポリマー繊維の効率的な製造方法、およびこの製造方法により得られた溶融液晶ポリマー繊維からなるフィブリル化物に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融液晶ポリエステルからなるパルプ状物の製造方法としては、溶融成形した後に剪断力を加えて叩解する手法が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、この手法で得られるパルプ状物は、叩解に多大な時間と労力がかかるだけでなく、粉末状のパルプ屑が多く抄造性に欠ける。さらにこのようなパルプ状物で形成した合成紙は紙力（または紙強度）に劣る。
【０００３】
また、叩解前に溶融液晶繊維を酸あるいはアルカリで処理する方法も開示されている（特許文献２参照）。この方法では、繊維が酸あるいはアルカリで処理されるため、叩解時間の短縮は可能であるものの、得られるパルプ状物は依然として抄造性に劣り、このような抄造性に劣るパルプ状物から形成された合成紙では紙力は向上できない。さらに、このような酸またはアルカリ処理により、繊維自体へ負荷がかかってしまう。
【０００４】
これに対して、溶融液晶ポリエステルを島成分とする海島型複合繊維の海成分を除去する方法がいくつか知られている。易アルカリ減量性ポリエステルを海成分、溶融液晶ポリエステルを島成分とする海島繊維をアルカリ処理することにより、パルプ状物を得る方法が知られている（特許文献３参照）。海島繊維から海成分を除去することにより、細く分散性のよいパルプ状物が得られるが、このようなパルプ状物は、実質的な枝分かれを有していないためパルプ同士の絡み合いが少なくなり、紙力に欠けるという欠点がある。
【０００５】
紙力を強化するために、島成分繊度・カット長の異なる２種類のカット繊維をブレンドし、同時にアルカリ減量することで絡み合いの多いパルプを得る方法（特許文献４参照）や太い短繊維とパルプ状物の混合物を１度に得ることができる紙料原料繊維の製造方法（特許文献５参照）、枝分かれを有する繊維と短繊維とを同時に得ることのできるパルプ製造法が開示されている（特許文献６参照）。これらの製造法では、海成分の除去により簡便に溶融液晶ポリエステルからなるパルプを得られるものの、海成分の除去が必須工程であり、コスト的に効率的でないだけでなく、廃液に由来する環境への負荷も大きい。また、このような製造方法で得られるパルプ状物は、パルプ同士の絡み合いが少なく、紙力を得ることは難しく、さらに薄い紙や地合に優れた紙を得ることは困難である。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２０１５１８号公報
【特許文献２】特開平１０−４６４３１号公報
【特許文献３】特開平７−３３１５８１号公報
【特許文献４】特開平８−２６９８２４号公報
【特許文献５】特開平８−２４６２４２号公報
【特許文献６】特開２００４−２２５２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、溶融液晶ポリマー繊維であっても、薬品処理や副生成物を発生させることなく、フィブリル化物を効率的に形成することができる製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、パルプ状物内部での分散性に優れている溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、紙力・地合に優れた合成紙を製造するのに好適な溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために、溶融液晶ポリマーの性質について、以下の点について鋭意検討を行った。まず、本発明者らは、従来から行われている叩解で、溶融液晶ポリマー繊維の抄造性が劣る理由について検討した。
【０００９】
すると、（１）溶融液晶ポリマー繊維は強力が高いため、叩解により繊維に対して線状または面状の力が加えられても、その強力故に、幹部分のフィブリル化を進行させることが困難であること、また、（２）パルプ状物の幹部分の直径を小さくするために叩解を繰り返すと、フィブリルの幹部分は依然として抄造するには太いままであるにもかかわらず、枝部分が紛体化してしまうため、パルプ状物の抄造性を向上することができないことが明らかとなった。
【００１０】
そこで、次に、繊維に加えられる力に着目して検討したところ、特定の数平均分子量の溶融液晶ポリマー繊維に対してジェット水流、すなわち点状の力を与えると、一点に集中した力が、繊維内部の分子配向に沿って作用し、溶融液晶ポリマー繊維の強力性にもかかわらず、繊維を分割し、幹部分のフィブリル化を可能とすることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明は、溶融時に光学的異方性を示し、数平均分子量１，０００〜３０，０００の液晶ポリマー繊維を支持体上に準備する準備工程と、前記繊維に対して、１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を噴射して、前記繊維をフィブリル化するフィブリル化工程と、を少なくとも備え、フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維を製造する方法である。
【００１２】
前記準備工程において、支持体上には、溶融液晶ポリマー繊維の集合体（例えば、織編物など）を準備してもよい。
【００１３】
本発明は、前記製造方法により形成された溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物も包含する。このフィブリル化物は、通常、少なくとも繊維の一部に、繊維長が４０μｍ以上、かつ繊維径が１μｍ以下の枝構造を有している。また、枝構造において、枝部分の平均繊維径は、０．１〜１μｍであってもよい。
【００１４】
本発明のフィブリル化物は、水圧により分割して繊維がフィブリル化するため、製造する際に脱海処理をする必要がない。そのため、前記フィブリル化物は、溶融液晶ポリマーを島成分とする際に用いられる脱海処理剤であるアルカリ化物または溶解パラメーターが１０未満の低極性有機溶媒を実質的に含まなくてもよい。
【００１５】
本発明は、さらにこのようなフィブリル化物で構成されるパルプ状物や合成紙も包含する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、特定の数平均分子量の溶融液晶ポリマー繊維が有する分子配向性を利用して、溶融液晶ポリマー繊維に高圧の水流を噴射することにより、溶融液晶ポリマー繊維であっても、薬品処理や副生成物を発生させることなく、フィブリル化物を効率的に形成することができる。このようなフィブリル化物は、パルプ状物内部での分散性に特に優れているとともに、紙力・地合に優れた合成紙を製造するのに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解される。図面は必ずしも一定の縮尺で示されておらず、本発明の原理を示す上で誇張したものになっている。
【００１８】
本発明の溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物（すなわち、フィブリル化した溶融液晶ポリマー繊維）の製造方法は、溶融時に光学的異方性を示す液晶ポリマー繊維を準備する準備工程と、前記繊維に対して、所定の水圧を有する水流を噴射して、前記繊維をフィブリル化するフィブリル化工程とを少なくとも備えている。
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は、フィブリル化した溶融液晶ポリマー繊維の製造工程において、支持体上の溶融液晶ポリマー繊維に対して高圧ノズルから水流を噴射するフィブリル化する工程を示す概念図である。
【００２０】
すなわち、フィブリル化物を製造するにあたっては、まず、準備工程において、溶融液晶ポリマー繊維１を送り出しロール２，２によって送り出される支持ベルト３に載置する。ついで、フィブリル化工程において、支持体（または支持ベルト）３上の溶融液晶ポリマー繊維１に対して、高圧噴射ノズル４を備えた水流噴射装置５から、所定の水圧を有する水流を噴射して、繊維のフィブリル化を行いつつ、引取りロール６，６によりフィブリル化された繊維を引き取っていく。
【００２１】
［溶融液晶ポリマー繊維の準備工程］
（溶融液晶ポリマー繊維を構成するポリマー）
本発明で用いられる溶融時に光学的異方性を示す液晶ポリマー繊維（溶融液晶ポリマー繊維）を構成するポリマーは、溶融成形できる液晶性ポリマーであれば特にその化学的構成については特に限定されるものではないが、例えば、サーモトロピック液晶ポリエステル、又はこれにアミド結合が導入されたサーモトロピック液晶ポリエステルアミドなどを挙げることができる。
また溶融液晶ポリマーは、芳香族ポリエステルまたは芳香族ポリエステルアミドに、更にイミド結合、カーボネート結合、カルボジイミド結合やイソシアヌレート結合などのイソシアネート由来の結合等が導入されたポリマーであってもよい。
【００２２】
本発明に用いられる溶融液晶ポリマーの具体例としては、以下に例示する（１）から（４）に分類される化合物およびその誘導体から導かれる公知のサーモトロピック液晶ポリエステルおよびサーモトロピック液晶ポリエステルアミドを挙げることができる。ただし、高分子液晶を形成するためには、種々の原料化合物の組合せには適当な範囲があることは言うまでもない。
【００２３】
（１）芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化合物（代表例は表１参照）
【表１】
【００２４】
（２）芳香族または脂肪族ジカルボン酸（代表例は表２参照）
【表２】
【００２５】
（３）芳香族または脂肪族ヒドロキシカルボン酸（代表例は表３参照）
【表３】
（４）芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸（代表例は表４参照）
【００２６】
【表４】
【００２７】
これらの原料化合物から得られる液晶ポリマーの代表例として表５に示す構造単位を有する共重合体を挙げることができる。
【００２８】
【表５】
【００２９】
これらの共重合体のうち、好ましい組み合わせとしては、ｐ―ヒドロキシ安息香酸を少なくとも繰り返し単位として含む重合体が好ましく、特に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロシキ−２−ナフトエ酸の繰り返し単位を含む重合体が最も好ましい実施形態である。
【００３０】
例えば、溶融液晶ポリマーが、少なくともｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロシキ−２−ナフトエ酸の繰り返し単位を含む場合、繰り返し単位（Ａ）のｐ−ヒドロキシ安息香酸と、繰り返し単位（Ｂ）の６−ヒドロシキ−２−ナフトエ酸とのモル比（Ａ）／（Ｂ）は、液晶ポリマー中、（Ａ）／（Ｂ）＝１０／９０〜９０／１０程度であるのが望ましく、より好ましくは、（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜８５／１５程度であってもよく、さらに好ましくは、（Ａ）／（Ｂ）＝６０／４０〜８０／２０程度であってもよい。
【００３１】
なお、本発明にいう溶融時における光学的異方性とは、例えば試料をホットステージにのせ、窒素雰囲気下で昇温加熱し、試料の透過光を観察することにより認定できる。
【００３２】
溶融液晶ポリマーとして好ましいものは、融点（以下、Ｍｐと称す）が２６０〜３６０℃の範囲のものであり、さらに好ましくはＭｐが２７０〜３５０℃のものである。なお、Ｍｐは示差走査熱量計（メトラー社ＤＳＣ）により主吸熱ピークが現れる温度を測定することにより求められる。
【００３３】
前記溶融液晶ポリマーには、本発明の効果を損なわない範囲内で、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステルエーテルケトン、フッ素樹脂等の熱可塑性ポリマーを添加してもよい。
【００３４】
（溶融液晶ポリマーの紡糸方法）
次に、溶融液晶ポリマーの紡糸方法について述べる。溶融液晶ポリマーは、ノズルを通過する時のせん断速度を１０３〜１０５ｓｅｃ−１とすると、紡糸時に著しい分子配向が生じるため、通常のポリエチレンテレフタレート紡糸原糸などに行われている紡糸後の延伸を行なわなくとも、紡糸原糸のままで強度８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維となる。本発明にいうせん断速度γは、円形ノズルの場合は次式により求めることが出来る。
γ＝４Ｑ／πｒ３（ｓｅｃ−１）
但し ｒ：ノズルの半径（ｃｍ）
Ｑ：単孔当たりのポリマー吐出量（ｃｍ３／ｓｅｃ）
【００３５】
紡糸原糸は、強度・弾性率を向上させるため、必要に応じて、さらに熱処理を行ってもよい。熱処理方法としては段階的に温度を上昇させながら熱処理する方法が好ましい。熱処理雰囲気としては、窒素、アルゴン等の不活性ガスや空気等の活性ガス、あるいはそれらを組み合わせた雰囲気などが好適に用いられる。また上記熱処理を減圧下で行っても何等差し支えない。
【００３６】
溶融液晶ポリマー繊維の数平均分子量は、繊維のフィブリル化を促進する観点から、例えば、１，０００〜３０，０００程度であり、好ましくは２，０００〜２０，０００、より好ましくは３，０００〜１４，０００、さらに好ましくは４,０００〜１０，０００程度であってもよい。
【００３７】
準備工程における溶融液晶ポリマー繊維は、モノフィラメントであってもよいし、マルチフィラメントであってもよいし、さらにはステープルであってもよい。また、ポリマー繊維の直径は、繊維のフィブリル化が可能である限り、フィブリル化物に求められる性質に応じて適宜設定可能であるが、例えば、１０〜５０μｍ程度、好ましくは１５〜４５μｍ程度であってもよい。
【００３８】
水流に対して噴射される前記溶融液晶ポリマー繊維の形状は、繊維がフィブリル化可能である限り特に限定されないが、通常、作業効率を高める観点から繊維が集合した繊維の集合体である場合が多い。
【００３９】
繊維の集合体としては、トウ状、糸状（例えば、モノフィラメント、マルチフィラメント、紡績糸など）、ロープ状、組ひも状などの一次元的繊維集合体；ウェブ状、織編布状、不織布状などの二次元的繊維集合体などが挙げられる。
これらのうち、水圧の高い水流に対して繊維が飛散するのを防止できるだけでなく、効率的に水流を噴射できるため、集合体は、織編物の形状を有しているのが好ましい。
【００４０】
［フィブリル化工程］
フィブリル化工程では、支持体上に準備した繊維に対して、所定の水圧の水流を噴射し、繊維のフィブリル化を行う。
【００４１】
図１に示すように、水流噴射装置５から高圧噴射ノズル４により噴射した水圧１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の水流は、支持体上の溶融液晶ポリマー繊維に対して、点状に作用する。それにより、液晶ポリマー繊維の分子配向に亀裂が入るとともに、亀裂の入った繊維に対して、さらに水流が噴射される。その結果、強力の高い液晶ポリマー繊維であっても、容易にフィブリル化することが可能となる。
【００４２】
水流は、単独の高圧噴射ノズルから噴射されてもよいが、効率的に繊維のフィブリル化を進行させるためには、複数の高圧噴射ノズルから、移動する支持体上に載置された液晶ポリマー繊維に対して噴射することが好ましい。
【００４３】
高圧噴射ノズルから噴射される水流の水圧は、液晶ポリマー繊維のフィブリル化を行うために、１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２であることが必要であり、好ましくは１５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは１８０ｋｇｆ／ｃｍ２であってもよい。
【００４４】
フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維は、水流により分割して細分化されているため、少なくとも繊維の一部に、繊維長が４０μｍ以上（好ましくは５０μｍ以上、さらに好ましくは６０μｍ以上）、かつ繊維径が１μｍ以下の枝構造を有する。なお、枝構造における繊維長の長さの最大値は、フィブリル化する前の溶融液晶ポリマー繊維の繊維長、または必要に応じて裁断される場合の繊維の裁断後の繊維長に応じて、適宜決定されるが、通常、１０ｍｍ以下である場合が多い。
【００４５】
したがって、フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維の枝構造において、例えば、枝部分の平均繊維径は、０．１〜１μｍ程度であってもよく、好ましくは０．２〜０．９μｍ程度、さらに好ましくは０．３〜０．８μｍ程度であってもよい。
【００４６】
フィブリル化工程によりフィブリル化された溶融液晶ポリマー繊維は、必要に応じて裁断などの裁断工程を経た後、水などの液媒体に分散される。そして、フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維が液媒体に分散したパルプ状物を得ることができる。
【００４７】
本発明のパルプ状物は、海島ブレンドにより枝分かれ構造を形成する液晶ポリマー繊維と異なり、海成分の除去が不要である。そのため、溶融液晶ポリマーを島成分とする場合の海成分を除去するために用いられる脱海処理剤[例えば、アルカリ化物（水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、リン酸三ナトリウムなど）、溶解パラメーターが１０未満の低極性有機溶媒（キシレン、トルエン、シクロヘキサン、クロロホルムなど）など]を実質的に含むことなく、パルプ状物を形成できる。
【００４８】
本発明のパルプ状物は、良好に叩解されているため、高いろ水度を示すことができる。例えば、本発明のパルプ状物のＪＩＳ Ｐ８１２１−１９７６に準拠して、カナディアン標準フリーネス（ＣＦＳ値）（単位ｍｌ）により得られるろ水度は、３５０〜７５０ｍｌ程度であってもよく、好ましくは４００〜７００ｍｌ程度である。
【００４９】
また、本発明で得られるフィブリル化物からは、公知または慣用の抄紙工程により、合成紙を形成することもできる。合成紙は、本発明のフィブリル化物のみから形成しても、紙力の優れた合成紙を得ることができるが、必要に応じて、他のパルプ成分（天然パルプ成分、合成パルプ成分）を混和して合成紙を形成してもよい。
【００５０】
たとえば、合成紙における本発明のフィブリル化物の含有量は、例えば、１０〜１００重量％程度であってもよく、好ましくは２０〜９８重量％程度、さらに好ましくは３０〜９５重量％程度であってもよい。
【００５１】
また、本発明のフィブリル化物から得られる合成紙は、フィブリル化物が良好に絡み合うためか、高い引張強度を示すことができ、ＪＩＳ Ｐ ８１１３−１９７６に準拠して、その縦方向および横方向の裂断長を測定して、それぞれの方向の裂断長を平均した値は、例えば、１〜１０ｋｍ程度であってもよく、好ましくは１．５〜８ｋｍ程度、さらに好ましくは２〜７ｋｍ程度である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の製造方法は、環境に対する負荷を低減できるだけでなく、効率的にフィブリル化溶融液晶ポリマー繊維を形成することができる。そして、この方法で得られたフィブリル化物において、溶融液晶ポリマー繊維は、枝分かれ構造を有しているため、このようなフィブリル化物は、パルプ状物内部での分散性に優れている。
【００５３】
したがって、前記フィブリル化物から形成された合成紙は、溶融液晶ポリマー繊維から形成されるにも係らず、紙力や地合に優れており、この合成紙は、例えば電池のセパレータ、フィルタなどとして、有用に利用することができる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが本発明は下記の実施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、溶融液晶ポリマー繊維の数平均分子量、およびフィブリル化物の枝部分の平均繊維径は下記の方法により測定したものを示す。
【００５５】
[溶融液晶ポリマー繊維の数平均分子量]
試料０．１ｇを精秤してとり、ｎ−プロピルアミン２ｍｌを添加して、室温で３昼夜攪拌し完全溶解した。アミン分解液のＨＰＬＣ測定を行うことにより、全末端数を把握し、数平均分子量を測定した。
【００５６】
[フィブリル化物の枝部分の平均繊維径 （μｍ）]
フィブリル化物の電子顕微鏡写真を撮影し、その任意の１０点について直径および長さを測定し平均値を求め、さらに他の任意の４ヶ所についても同様に撮影し、それぞれの箇所において同様にして平均値を求め、合計５箇所で得られた平均値の相加平均を直径とした。なお、枝部分の繊維長は４０μｍ以上であった。
【００５７】
［合成紙の裂断長］
下記の各例で得られた合成紙から縦×横＝１５ｍｍ×２００ｍｍの試験片を採取し、その試験片を用いて、ＪＩＳ Ｐ ８１１３−１９７６に準拠して、その縦方向および横方向の裂断長を測定し、縦方向と横方向の平均値、すなわち、
｛（縦方向裂断長＋横方向裂断長）／２｝（単位ｋｍ）
で表した。なお、この裂断長は、主に合成紙の引張強度を示す目安である。
【００５８】
［合成紙の地合］
合成紙の両面を肉眼で観察して、以下の基準を用いて評価した。
◎：いずれの面にも繊維および／またはパルプの浮き上がりやムラな部分がなく、平滑で均一な状態を呈している。
○：一方または両方の面に、繊維および／またはパルプの浮き上がりやムラな部分が見られるが、全体としては平滑で均一な状態を呈している。
×：一方または両方の面に繊維および／またはパルプの浮き上がりやムラな部分が存在し、面が平滑ではなく不均一な状態を呈している。
【００５９】
（実施例１）
・ 溶融液晶ポリマー繊維の準備工程
パラアセトキシ安息香酸（Ａ）と２，６−アセトキシナフトエ酸（Ｂ）の仕込み比を７：３（モル比）とし、重合温度３１０℃でアセテート法による重合を行い、繰り返し構成単位（Ａ）と（Ｂ）のモル比が７：３である全芳香族ポリエステルポリマー（Ｍｎ＝５，０００、Ｍｐ＝２８０℃）を作製した。この全芳香族ポリエステルを単軸押し出し機を用いて紡糸温度３１５℃にて０．１５ｍｍ径、３００ホールの口金より巻取り速度２０００ｍ／分で紡糸し、１６７０ｄｔｅｘ／３００フィラメントの紡糸原糸を得た。このフィラメントから溶融液晶ポリマー繊維の集合体（編物）を得た。
【００６０】
（２）溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化工程
図１に示すように、前記準備工程（１）で得られた繊維集合体を、送り出しロール２，２によって送り出される支持ベルト３に載置し、５ｍ／分の速度で、前記繊維集合体をベルトの長さ方向に移動させつつ、水流噴射装置５に接続された高圧噴射ノズル４から、水圧１５０ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を繊維集合体に対して噴射し、繊維をフィブリル化した。
【００６１】
（３）パルプ状物の製造工程
前記工程（２）で得られたフィブリル化物を、カッターを用いて繊維長１．５ｍｍにカットした。なお、ろ水度はＪＩＳ Ｐ８１２１−１９７６に準拠して、カナディアン標準フリーネス（ＣＦＳ値）（単位ｍｌ）より求めた。
【００６２】
（４）合成紙の製造工程
目付約３５ｇ／ｍ２となるように計量して水中に投じ、攪拌分散させた後、この分散物を８０メッシュのステンレス金網により抄紙し、シート状物を得た。次いでこのシート状物を表面温度１２０℃のドラム乾燥機で処理して脱水乾燥させた。得られた紙を２００℃、１００ｋｇ／ｃｍの条件でカレンダー処理した。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６３】
（実施例２）
実施例１の全芳香族ポリマーをＭｎ＝８,０００とする以外は、実施例１と同様にした。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６４】
（実施例３）
実施例１の全芳香族ポリマーをＭｎ＝１３,０００とする以外は、実施例１と同様にした。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６５】
（比較例１）
実施例１で得られた紡糸原糸を、さらに乾燥窒素雰囲気下にて２６０℃で１２時間熱処理し、処理後の紡糸原糸のＭｎ＝４０，０００とする以外は、実施例１と同様にした。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６６】
（比較例２）
実施例１で得られた紡糸原糸を、さらに乾燥窒素雰囲気下にて２８０℃で１２時間熱処理し、処理後の紡糸原糸のＭｎ＝７０，０００とする以外は、実施例１と同様にした。
得られたフィブリル化物の平均繊維径、パルプ状物のろ水度、ならびに合成紙の裂断長および地合いについて、表６に示す。
【００６７】
【表６】
【００６８】
表６に示すとおり、実施例１〜３では、枝部分の平均繊維径が小さいフィブリル化物を得ることができた。また、パルプ状物のろ水度が低いため、叩解の程度が高い。さらに、実施例１〜３で得られた合成紙は、裂断長が大きく、合成紙の強度が高いだけでなく、合成紙の地合いも良好である。しかも、これらの実施例では、溶媒などによる脱海処理を要せずに、効率よくフィブリル化物を形成することができる。
【００６９】
一方、比較例１および２では、フィブリル化物の枝部分の平均繊維径が大きく、このフィブリル化物から得られたパルプ状物は、ろ水度が高目であった。さらに、比較例１および２で得られた合成紙は、裂断長が小さいため合成紙としての強度が低いだけでなく、地合いも不良であった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係るフィブリル化物の製造工程において、支持体上の溶融液晶ポリマー繊維に対して高圧ノズルから水流を噴射するフィブリル化工程を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７１】
１：溶融液晶ポリマー繊維
２：送り出しロール
３：支持ベルト
４：高圧噴射ノズル
５：水流噴射装置
６：引取りロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融時に光学的異方性を示し、数平均分子量１，０００〜３０，０００の液晶ポリマー繊維を支持体上に準備する準備工程と、
前記繊維に対して、１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を噴射して、前記繊維をフィブリル化するフィブリル化工程と、
を少なくとも備え、フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維を製造する方法。
【請求項２】
請求項１において、準備工程において溶融液晶ポリマー繊維の集合体を準備する製造方法。
【請求項３】
請求項２において、溶融液晶ポリマー繊維の集合体が、織編物の形状である製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法により形成された溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物。
【請求項５】
請求項４において、少なくとも繊維の一部に、繊維長が４０μｍ以上、かつ繊維径が１μｍ以下の枝構造を有しているフィブリル化物。
【請求項６】
請求項４または５において、枝部分の平均繊維径が０．１〜１μｍであるフィブリル化物。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項において、アルカリ化物または溶解パラメーターが１０未満の低極性有機溶媒を実質的に含まないフィブリル化物。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載のフィブリル化物で構成されるパルプ状物。
【請求項９】
請求項４〜７のいずれか一項に記載のフィブリル化物で構成される合成紙。
【請求項１】
溶融時に光学的異方性を示し、数平均分子量１，０００〜３０，０００の液晶ポリマー繊維を支持体上に準備する準備工程と、
前記繊維に対して、１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２の水流を噴射して、前記繊維をフィブリル化するフィブリル化工程と、
を少なくとも備え、フィブリル化溶融液晶ポリマー繊維を製造する方法。
【請求項２】
請求項１において、準備工程において溶融液晶ポリマー繊維の集合体を準備する製造方法。
【請求項３】
請求項２において、溶融液晶ポリマー繊維の集合体が、織編物の形状である製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法により形成された溶融液晶ポリマー繊維のフィブリル化物。
【請求項５】
請求項４において、少なくとも繊維の一部に、繊維長が４０μｍ以上、かつ繊維径が１μｍ以下の枝構造を有しているフィブリル化物。
【請求項６】
請求項４または５において、枝部分の平均繊維径が０．１〜１μｍであるフィブリル化物。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項において、アルカリ化物または溶解パラメーターが１０未満の低極性有機溶媒を実質的に含まないフィブリル化物。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載のフィブリル化物で構成されるパルプ状物。
【請求項９】
請求項４〜７のいずれか一項に記載のフィブリル化物で構成される合成紙。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−７７５４８（Ｐ２０１０−７７５４８Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４４１２３（Ｐ２００８−２４４１２３）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
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