JPH0418112A

JPH0418112A - 多孔質繊維の製造方法

Info

Publication number: JPH0418112A
Application number: JP2111730A
Authority: JP
Inventors: Isamu Takahashi; 勇高橋; Yoshio Iida; 飯田　祥夫
Original assignee: Ube Nitto Kasei Co Ltd
Current assignee: Ube Exsymo Co Ltd
Priority date: 1990-05-01
Filing date: 1990-05-01
Publication date: 1992-01-22
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JP2550204B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ポリエチレン系の多孔質繊維に関する。

（発明の背景）従来、微細孔を有する合成繊維としては、衣料用繊維と
して多孔吸水性ポリエステル繊維等があり、吸水性能を
もたせて着心地の向上を図っている。

一方、ポリオレフィン系微細孔繊維は各種の分離用中空
糸膜として開発され、医療、工学、民生等の分野で広く
利用されている。

このように微細孔繊維は、従来から数多く開発されてい
るが、孔の形状ないし大きさを制御することは困難な課
題であった。

例えば、ポリオレフィン系の多孔性繊維として、ポリプ
ロピレンあるいはポリエチレンを中空状に低温、高ドラ
フトで紡糸し、熱処理後所定倍率に延伸し、あるいは極
低温下で延伸するなどしていわゆるラメラスタックによ
る短冊状空隙を有する中空繊維を得ることが知られてい
るが、これらは主として前述の中空糸膜等として使用さ
れるものであって、デニールが比較的大きく孔径も比較
的小さいものであり、保液性、断熱性などの機能を活か
した用途には不向きであった。

そこで本発明者らは、比較的低デニールであって、孔の
大きさないし形状を制御できるポリエチレン系多孔繊維
の製造方法の提供を目的として鋭意検討して本願発明を
完成したものであり、保液性、断熱性などの用途に好適
な多孔質中実繊維が得られる製造方法の提供を目的とし
ている。

（発明の構成）上記目的を達成するための本願発明の構成は、メルトイ
ンデックスが０．３〜２０ｇ／１０分の高密度ポリエチ
レン１００重量部と、パラフィンワックス３０〜３００
重量部とを溶融下で混合し、この混合物を押出機に投入
してドラフト率２００以下で溶融紡糸して未延伸繊維を
得、次いでこの未延伸糸を延伸温度６０〜１２０℃、歪
速度４００％／分以下の条件下で延伸倍率１．４〜４．
５倍で延伸し、次いで、熱処理を施した後、パラフィン
ワックスを抽出除去して、空隙率が３０％以上である多
孔質繊維を得ることを特徴とする。

本発明に使用できる高密度ポリエチレン（以下ＨＤＰＥ
と称す）は、密度が概ね０．９４以上のものであって、
ＪＩＳ　　Ｋ６７６０に準じた測定方法によるメルトイ
ンデックス（以下Ｍｌと称す）値は０．３〜２０ｇ／１
０分でなければならない。

Ｍｌ値がこの範囲を外れると後述するパラフィンワック
スと混合した後における溶融紡糸時の溶融粘度が不適正
となって紡糸上の問題が生じる。

一方、本発明に使用できるパラフィンワックスは、飽和
脂肪族、炭化水素化合物を主体とするものであって、溶
媒による易溶出性の点から融点が概ね５０〜７０℃程度
のものが好ましい。

上記ＨＤＰＥとパラフィンワックスとを、ＨＤＰＥ１０
０重量部に対してパラフィンワックス３０〜３００重量
部の比率で両者の溶融下で混合して、溶融紡糸用の原料
とする。

溶融紡糸に際しては、紡糸温度は上記混合原料の溶融粘
度に応じて決定される。

溶融紡糸機は、ＨＤＰＥとパラフィンワックスとの混合
混線を促進するため、スクリュー式の押出機を使用する
ことが望ましい。

溶融紡糸時のドラフト、すなわち未延伸糸の捲取速度Ｖ
ｌ　ｍ／分と、紡糸ノズルからの吐出線速度ＶＯｍ／分
との比は、２００以下であることが必要である。

ドラフトが２００を超えるとＨＤＰＥのラメラサイズを
小さくし、最終的に得られる多孔性繊維の細孔径が小さ
くなる。

上述の条件で得られた未延伸糸は、引続いて延伸される
が、延伸条件は、６０〜１２０℃の範囲で、歪速度すな
わち、供給側ローラー速度をＧＦ（ｍ／分）、延伸側ロ
ーラー速度ＧＴ　　（ｍ／分）と、これらのローラー間
の距離をＬ　（ｍ）とするときに次式で定義される値が
、歪速度（％／分）−ＧＴ　−ＧＦ　／Ｌｘｌ　００４０
０％以下であることを要する。

延伸温度がこの範囲を外れると、すなわち６０℃未満で
は冷延伸どなって、パラフィンワックス抽出後の収縮率
が大きくなって空隙率が低下する。

一方、１２０℃を超えるとＨＤＰＥが軟化状となって強
度等の面で有効な延伸が困難となる。

延伸倍率は１．４〜４．５倍の範囲とする必要があり、
１．４倍未満では、最終的に空隙率の小さな繊維しか得
られず、４．５倍を超えると延伸により潰れた状態の孔
のものしか得られない。

上記延伸に引続いて熱処理を施すが、この熱処理は、以
後においてパラフィンワックスを溶剤により抽出した後
に、繊維が径方向及び軸方向に収縮して実質的に空隙率
を低下させるのを防ぐもので、熱処理温度は上記延伸温
度の近傍ないしそれ以上で行なうことが望ましい。

パラフィンワックスの抽出は、ヘキサン、ヘプタン等の
炭化水素系溶剤で行なうことが、取扱い上、低毒性など
の点から好ましい。

（作　用）本発明の多孔性繊維の製造方法では、ＨＤＰＥとパラフ
ィンワックスとを所定の範囲で溶融混合し、これを所定
のドラフト率で紡糸した未延伸糸を所定の延伸条件下で
延伸し、熱処理を施した後にパラフィンワックスを抽出
除去しているので、紡糸時におけるラメラの縮小化ある
いは延伸時の細孔の潰れ、パラフィンワックス抽出後の
繊維の収縮等が抑止できる。

（実　施　例）以下、本発明につき好適な実施例により詳細に説明する
。

実施例ＩＭＩ値が５．５ｇ／１０分のＨＤＰＥ　（三井東圧化学
：ハイゼツクス２２００Ｊ）１００重量部と密度０．９
６８ｇ／ｃｃ、融点１３４℃のパラフィンワックス（日
本石油製１３５度パラフィン）１００重量部とを機械的
に混合した後、平型底の容器に入れ１５０℃のオーブン
中に２．５時間入れて、両者を均一に相溶させた後、冷
却固化し、これを粉砕して溶融紡糸用の原料を調整した
。

この原料をスクリュー径２５ｍ＋＊、　　０．４５ｍｍ
φｘ８０ホールのノズルを取付け、１４５℃〜１８０℃
に設定された溶融紡糸機に供給し、捲取速度ｖ１が２０
０ｍ／分で紡糸ドラフト率１００で１０デニールの未延
伸糸を得た。

得られた未延伸糸をローラー延伸機を用０、第１延伸ロ
ール速度Ｇ１−０．７ｍ／分、第２延伸ロール速度Ｇ２
＝１ｒｎ／分、第３延伸ロール速度Ｇ３　＝１．５ｍ／
分、第４延伸ロール速度Ｇ４−２゜１ｍ／分として１１
０℃の雰囲気（熱板）下で全延伸倍率３．０倍、歪速度
１段目３６％／分１２段目６４％／分、３段目７６％／
分として延伸し巻取った。

この繊維を紙管に巻いた状態で、１１０℃のオーブン中
で１時間定長熱処理した。

引続いてこれを室温のへキサン中に浸漬してパラフィン
ワックスを抽出し、３分後にヘキサン浴中から引き上げ
風乾した。

この段階におけるパラフィンワックスの抽出率は約９５
％であった。得られた繊維の空隙率（％）を次式より算
出した。

直径デニール−重量デニール空隙率（％）−Ｘ１００直径デニールこの結果、空隙率は５４％であり、孔径も第１図の電子
顕微鏡写真に示すように比較大きなものであった。

実施例２実施例１と同一の未延伸糸を用い、延伸条件を、第１延
伸ローラー速度０．７ｍ／分、第２延伸ローラー速度１
．０ｍ／分で歪速度３６％／分の１段延伸とし、引続い
て実施例１と同一条件で熱処理を施し、パラフィンワッ
クスを抽出して多孔性繊維を得た。

この繊維の空隙率は３７％であり、孔径もほぼ均一であ
った。

実施例３実施例１と同一の未延伸糸を使用し、延伸を４段延伸し
て実施例１の３段延伸にさらに第５延伸ローラー速度２
．８ｍ／分の４段目の延伸を付加して、第４段面の歪速
度を９１％／分として延伸し、その他は実施例１と同一
とした。

得られた繊維の空隙率は４３％で、孔径もほぼ均一であ
った。

実施例４〜６原料のＭＩ値及びパラフィンワックスとの混合率の異な
る３種の原料によって未延伸糸を得た。

すなわち、Ｍｌが０．９ｇ／１０分のＨＤＰＥ（日本石
油化学：スタフレンＥ８０９Ｆ）と実施例１と同一のパ
ラフィンワックスを各１００重量部混合したもの（実施
例４）、Ｍｌが２０ｇ／１０分のＨＤＰＥ　（旭化成：
サンテックＪ　３１０）１００重量部とパラフィンワッ
クス４２．８重量部とを混合したもの（実施例５）、Ｍ
Ｉが０．３ｇ／１０分のＨＤＰＥ　（昭和電工：ショウ
レックス５００３）１００重量部とパラフィンワックス
１００重量部とを混合したもの（実施例６）を原料とし
、実施例１と同一の条件で１０デニールの未延伸糸を得
た。

この未延伸糸を、実施例１と同一の延伸条件による延伸
、熱処理、パラフィンワックスの抽出によって多孔性繊
維を得た。得られた繊維の空隙率は３０〜４５％の範囲
内のものであり、均質な細孔を有するものであった。

実施例７０．６關φ×３０ホールのノズルを使用した以外は実施
例１と同一の条件で未延伸糸の製造、延仲、熱処理、パ
ラフィンワックスの抽出を行なった。この実施例の場合
、紡糸ドラフトは１８５であった。得られた多孔性繊維
は、空隙率３０％であって実施例１よりは空隙率が低下
し、細孔径も小さくなっていたが、均質な細孔径を有す
るものであった。

比較例１実施例１と同一の原料を使用して、同一の条件で紡糸し
た未延伸糸を使用し、第１延伸ローラー速度５ｍ／分、
第２延伸ローラー速度１５ｍ／分。

延伸倍率３倍、歪速度１２６０％／分にて延伸し、熱処
理及び抽出は実施例１と同一とした。

得られた繊維の空隙率は３６％であったが、細孔が不均
一で孔の潰れた個所もかなり見受けられムラの多いもの
であった。

比較例２．３延伸倍率の影響を見るため、実施例１の未延伸糸を１１
０℃で１時間定長熱処理した後、ノくラフインワックス
の抽出を行なったもの（比較例゛２）、これも実施例１
と同一の未延伸糸を使用し、実施例１の延伸条件に４段
目の延伸を加えて全延伸倍率を５．０倍としたもの（比
較例３）による繊維の空隙率及び細孔性状を調べた。

その結果、前者の空隙率は２０％であって、細孔は全く
延伸していないため細長い亀裂状を呈しており、孔径が
非常に小さい。一方、後者（比較例３）では、空隙率が
１０％であって孔の形状も延伸のし過ぎによって潰れて
いる個所も認められた。

比較例４原料は実施例１と同一のものを使用し、０．７龍φＸ８
０ホールのノズルを使用して紡糸ドラフト２５６の条件
下で未延伸糸を得た。この未延伸糸を実施例１と同一の
条件で延伸、熱処理抽出を行なって多孔性繊維を得た。

この繊維の空隙率は約２５％で、細孔径が非常に小さく
、細孔が引き伸ばされすぎ、潰れている部分も見受けら
れた。

（効　果）以上実施例及び比較例により詳細に説明したように、本
発明の方法によれば、ＨＤＰＥとパラフィンワックスと
の混合原料を所定の紡糸ドラフト範囲で紡糸し、所定の
条件下で延伸した後、パラフィンワックスを抽出するこ
とによって、空隙率が３０％以上で、細孔が比較的大き
なＨＤＰＥ製多孔性繊維を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による多孔性繊維の表面の電
子顕微鏡写真である。特許出願人　　　　　　宇部日東化成株式会社代　理　
人　　　　　　弁理士　−色　健　軸回　　　　　　　
　弁理士　松　本　雅　利第１図手続補正指令書）平成２年８月２９日特許庁長官　　植　松　　敏　　殿１、事件の表示平成２年特許願第１１１７３０号２、発明の名称多孔質繊維の製造方法３、補正をする者事件との関係　　　　特許出願人住　所　東京都千代田区神田岩本町２番地名　称　宇部
日東化成株式会社４、代理人住　所　東京都港区新橋２丁目１２番７号労金新橋ビル
７階氏　　名　　（７１２８）　　弁理士　　−色　　健　
　輔　〜電話　５０８−０３３６　（代）　　　−５、
手続補正指令書の日付平成２年７月３１日（発送臼）６、補正の対象（１）明細書の図面の簡単な説明の欄７、補正の内容（１）明細書の第１３頁第９行目の「表面のＪとあるを
「形状を示す図面に代わる」と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

メルトインデックスが０．３〜２０ｇ／１０分の高密度
ポリエチレン１００重量部と、パラフィンワックス３０
〜３００重量部とを溶融下で混合し、この混合物を押出
機に投入してドラフト率２００以下で溶融紡糸して未延
伸繊維を得、次いで、この未延伸糸を延伸温度６０〜１
２０℃、歪速度４００％／分以下の条件下で延伸倍率１
．４〜４．５倍で延伸し、次いで、熱処理を施した後、
パラフィンワックスを抽出除去して、空隙率が３０％以
上である多孔質繊維を得ることを特徴とする多孔質繊維
の製造方法。