颗粒负载纤维结构体及其制造方法技术

本发明专利技术涉及颗粒负载纤维结构体及其制造方法。打浆状丙烯腈系纤维由于具有对水溶胀性高这样的特性而颗粒捕捉性高，正在研究负载功能性颗粒而得到功能性纤维结构体。然而，存在：通过加热、干燥容易收缩、且形态稳定性差这样的问题；对于具有负表面电荷的功能性颗粒的负载，具有无法增大负载量、容易脱落等课题。本发明专利技术的目的在于提供形态稳定性优异、功能性颗粒的负载量优异的颗粒负载纤维结构体及其制造方法。一种颗粒负载纤维结构体，其含有：打浆状丙烯腈系纤维、功能性颗粒和阳离子性化合物，所述打浆状丙烯腈系纤维具有0.2～4.0mmol/g的羧基量、由实质上不具有基于共价键的交联结构的聚合物构成。构的聚合物构成。

【技术实现步骤摘要】
颗粒负载纤维结构体及其制造方法


[0001]本专利技术涉及含有打浆状丙烯腈系纤维、功能性颗粒和阳离子性化合物的颗粒负载纤维结构体及其制造方法。

技术介绍

[0002]打浆状纤维具有多分支结构、高比表面积作为特征，且粘接性、活性炭等功能性颗粒的捕捉性优异，因此被用于制纸、包装材料、涂料、建筑材料、产业材料、美容、健康等各种领域中。
[0003]对于丙烯腈系纤维也研究制成打浆状，专利文献1和2中报道了：通过将具有羧基的丙烯腈系纤维打浆而可以得到具有高度的粘接性的打浆状丙烯腈系纤维。
[0004]这些打浆状丙烯腈系纤维除了上述的粘接性、功能性颗粒的捕捉性之外，由于具有羧基，因此还显示出易分散性、离子吸附性、吸湿性、除臭性等功能，可以期待用于各种用途。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2003
‑
166118号公报
[0008]专利文献2：日本专利6656608号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]专利文献1的打浆状丙烯腈系纤维具有对水溶胀性高这样的特性，认为在粉体捕捉性方面是有益的。然而，该特性还存在通过加热、干燥容易收缩的另一面，出现加工时的形态稳定性差这样的问题。另外，专利文献1的打浆状丙烯腈系纤维具有一旦原纤化纤维被干燥则原纤维彼此粘接而无法再次溶胀的性质。因此，还存在一旦使其干燥则无法有效地利用羧基所具有的离子吸附性、吸湿性、除臭性等特性这样的问题。
[0011]另外，专利文献2的打浆状丙烯腈系纤维克服了上述的问题，且颗粒捕捉性也优异，但对于具有吸附性的沸石、具有锂离子的吸储性的硅、具有吸放湿性的有机微粒等具有负表面电荷的功能性颗粒的负载，存在无法增大负载量、容易脱落等课题。
[0012]本专利技术是鉴于上述现有技术的现状而完成的，其目的在于提供形态稳定性优异、功能性颗粒的负载量优异的颗粒负载纤维结构体及其制造方法。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]本专利技术人等为了实现上述目的而进行了深入研究，结果发现：通过将具有0.2～4.0mmol/g的羧基量、由实质上不具有基于共价键的交联结构的聚合物构成的打浆状丙烯腈系纤维与阳离子性化合物组合使用而可以得到形态稳定性优异、功能性颗粒的负载量优异的颗粒负载纤维结构体，完成了本专利技术。
[0015]即，本专利技术可通过以下的方案而实现。
[0016](1)一种颗粒负载纤维结构体，其含有：打浆状丙烯腈系纤维、功能性颗粒和阳离子性化合物，所述打浆状丙烯腈系纤维具有0.2～4.0mmol/g的羧基量、由实质上不具有基于共价键的交联结构的聚合物构成。
[0017](2)根据(1)所述的颗粒负载纤维结构体，其特征在于，功能性颗粒和阳离子性化合物的总负载量相对于打浆状丙烯腈系纤维的重量为1.0g/g以上。
[0018](3)根据(1)或(2)所述的颗粒负载纤维结构体，其特征在于，阳离子性化合物的添加量相对于功能性颗粒的重量为0.01～5.0重量％。
[0019](4)根据(1)～(3)中的任一项所述的颗粒负载纤维结构体，其特征在于，在将打浆状丙烯腈系纤维制成单位面积质量50g/m2的纸形状时显示出收缩率低于25％。
[0020](5)根据(1)～(4)中的任一项所述的颗粒负载纤维结构体，其特征在于，功能性颗粒具有负电荷。
[0021](6)根据(1)～(5)中的任一项所述的颗粒负载纤维结构体，其特征在于，功能性颗粒为吸湿性颗粒。
[0022](7)根据(1)～(6)中的任一项所述的颗粒负载纤维结构体，其特征在于，阳离子性化合物为重均分子量5000以上的聚合物。
[0023](8)过滤器、燃料电池扩散膜用碳片、摩擦材料、功能性制纸制品、意匠纸、透湿纸或电池构件，其特征在于，包含(1)～(7)中的任一项所述的颗粒负载纤维结构体。
[0024](9)一种颗粒负载纤维结构体的制造方法，其包括如下步骤：使功能性颗粒与阳离子性化合物复合后，负载于打浆状丙烯腈系纤维上，所述打浆状丙烯腈系纤维具有0.2～4.0mmol/g的羧基量、由实质上不具有基于共价键的交联结构的聚合物构成。
[0025]专利技术的效果
[0026]对于本专利技术的颗粒负载纤维结构体，具有羧基且能够实现低收缩率，对于一直以来难以增大负载量的功能性颗粒也能够抑制脱落、且能比以往更大量地负载。因此，本专利技术的颗粒负载纤维结构体可以适宜地用作充分利用功能性颗粒的功能性的功能性过滤器、燃料电池扩散膜用碳片、摩擦材料、功能性制纸制品、意匠纸、透湿纸、电池构件等功能性材料。
具体实施方式
[0027]本专利技术中采用的打浆状丙烯腈系纤维含有羧基，作为其含量，在后述的方法中为0.2～4.0mmol/g，优选为0.4～3.0mmol/g、更优选为0.6～2.0mmol/g。羧基量低于0.2mmol/g时，有时无法充分地获得粘接性、颗粒捕捉性能等，超过4.0mmol/g时，纤维的亲水性变得过高而在水中剧烈溶胀或溶解，因此对纤维物性产生不良影响。另外，成为本专利技术中使用的打浆状丙烯腈系纤维的原料的打浆前的丙烯腈系纤维(以下也称为未打浆纤维)中，为了获得良好的打浆性，也期望含有上述所示范围的羧基。
[0028]另外，上述未打浆纤维中，若存在基于共价键的交联结构，则构成纤维的各高分子连接而使打浆性降低，因此采用实质上不具有基于共价键的交联结构者。其结果，本专利技术中采用的打浆状丙烯腈系纤维也是实质上不具有基于共价键的交联结构者。此处，“实质上不具有基于共价键的交联结构”是指：不具有使用交联剂等而有意形成的交联结构，并不意味着不具有在后述的水解处理等中可能无意中副产的微量的交联结构。
[0029]本专利技术中采用的打浆状丙烯腈系纤维在制成单位面积质量50g/m2的纸形状时显示出收缩率低于25％、优选显示出20％以下、更优选显示出15％以下是理想的。上述收缩率超过25％时，有时加工时、实际使用时的形态稳定性出现问题。
[0030]另外，对于本专利技术中采用的打浆状丙烯腈系纤维，自打浆处理后的湿润状态一旦使其干燥后的水溶胀度(本专利技术中，也简称为“水溶胀度”)优选具有0.2倍以上、更优选具有0.4倍以上、进一步优选具有0.7倍以上、最优选具有1倍以上。上述水溶胀度低于0.2倍时，原纤维的扩展情况较弱、且有时颗粒负载能力低。另一方面，水溶胀度过高时，有纤维由于溶胀而脆化并粉末化的担心，因此作为其上限，优选为10倍、更优选为8倍。
[0031]本专利技术中采用的打浆状丙烯腈系纤维的滤水度期望为730ml以下，滤水度超过730ml时，有时无法显著地发挥颗粒捕捉性。
[0032]另外，上述的未打浆纤维的内部结构中，期望具有羧基的部分遍及由丙烯腈系聚合物构成的纤维整体结构地存在、而在分子水平上未均匀地混合的结构。作为上述结构的具体例子，可以列举出构成丙烯腈系纤维的小纤维(所谓的原纤维)成为在表层部具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颗粒负载纤维结构体，其含有：打浆状丙烯腈系纤维、功能性颗粒和阳离子性化合物，所述打浆状丙烯腈系纤维具有0.2～4.0mmol/g的羧基量、由实质上不具有基于共价键的交联结构的聚合物构成。2.根据权利要求1所述的颗粒负载纤维结构体，其特征在于，功能性颗粒和阳离子性化合物的总负载量相对于打浆状丙烯腈系纤维的重量为1.0g/g以上。3.根据权利要求1或2所述的颗粒负载纤维结构体，其特征在于，阳离子性化合物的添加量相对于功能性颗粒的重量为0.01～5.0重量％。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的颗粒负载纤维结构体，其特征在于，在将打浆状丙烯腈系纤维制成单位面积质量50g/m2的纸形状时显示出收缩率低于25％。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小见山拓三，
申请(专利权)人：日本爱克兰工业株式会社，
类型：发明
国别省市：