JPH04185708A - ポリエチレン三次元網状繊維の製造方法 - Google Patents

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〕 本考案は、改良されたフラッシュ紡糸方法を用いたポリ
エチレン三次元綱状繊維の製造方法に関する。詳しくは
、オゾン破壊力の低い溶剤を用いて、優れた三次元綱状
繊維を得る改良されたフラッシュ紡糸方法に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕ポリオレ
フィンの三次元網状繊維の製造方法であるフラッシュ紡
糸方法は、［ｌ５Ｐ３，０８１，５１９号報０他、特開
昭６３−５０５１２等の特許公報によって公開されてお
り、公知である。

フラッシュ紡糸方法によって製造された繊維から成る不
織布として、デュポン社製の■Ｔｙｖｅｋ　（素材ポリ
エチレン）及び本願出願人部の■Ｌｕｘｅｒ　（素材ポ
リエチレンとポリプロピレン）が知られている。

フラッシュ紡糸方法は、繊維形成性の結晶性ポリマーを
ハロゲン化炭化水素等の溶媒に高温高圧下で溶解し、溶
液の圧力・温度を変化させ、ミク溶媒としては、ＵＳＰ
３．０８１．５１９号報０記載されているように、ベン
ゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、ブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンのような脂肪族炭化
水素、及びそれらの異性体及び同族体、シクロヘキサン
のような脂環族炭化水素、不飽和炭化水素、塩化メチレ
ン、四塩化縦索、クロロホルム、塩化エチル、塩化メチ
ルなどのハロゲン化炭化水素、アルコール、エステル、
エーテル、ケトン、ニトリル、アミド、フッ化炭化水素
、二酸化硫黄、二硫化炭素、ニトロメタン、水及び上述
の各種液体混合物等、多くの液体が公開されている。

ポリオレフィン用の溶媒としては、不燃性溶媒が使い易
いこともあって、トリクロロフルオロメタン、１，１．
２−トリクロロ−１，２，２−）リフルオロエタン等が
好適である。

ところが、これら炭化水素化合物の水素を全部置換した
、全置換塩化フン化炭化水素の特定な物質は、オゾン層
を破壊する力が強い物質として規制されることになった
。トリクロロフルオロメタン、１，１．２−）ジクロロ
−１，２，２−トリフルオロエタンなどの特定規制物質
は２００１年には全廃されることになっている。

このような背景の元に、フラッシュ紡糸用として好適な
従来の溶媒に代わる溶媒として、塩化メチレンを主溶剤
とする混合溶媒を用いるフラッシュ紡糸法（特開平２−
１３９４０８号公報）と、指定された５種類の塩化フッ
化炭化水素を用いるフラッシュ紡糸法（特開平２−１６
０９０９号公報）が最近開示された。

これらの溶媒を用いるフラッシュ紡糸方法の問題点は、
紡出糸の繊維強度が低い点と開繊糸の形態に問題がある
。フラッシュ紡糸によって製造される繊維の特徴の１つ
は強度が高いことであるが、この点で、たとえば特開平
２−１３９４０８号報中の実０例で、糸の強度は、ポリ
エチレン素材で１．３６３〜２．９９ｇ／ｄ、特開平２
−１６０９０９号報中の実施例で、１．７０〜４．６１
　ｇ　／　ｄであることが示されており、満足できる強
度ではない、また紡出糸を回転板等に衝突させること等
で得る開繊糸の形態の問題点は、微細なフィブリルに別
れず、開繊糸の系中が大きくならないということである
。開繊性を上げようとすると、フィブリル切れの発生、
粉状物の発生が起る。

本発明の目的は、オゾン層の破壊力の低い溶媒を用いて
、高強度で形態の良い三次元網状繊維を得る改良された
フラッシュ紡糸方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的は、ポリエチレンとハロゲン化炭化水素を
含む溶媒から成る高温高圧の溶液を作り、減圧室、紡糸
口金を通過させ、低温低圧域に放出して、フィブリル化
されたポリエチレンの三次元網状繊維を製造する方法で
あって、ハロゲン化炭化水素として１．１−ジクロロ−
２，２，３，３゜３−ペンタフルオロプロパン（ＩＣＦ
Ｃ２２５ｃａまたは単に２２５ｃａと略す。）または１
．３−ジクロロ−１，２，２，３，３−ペンタフルオロ
プロパン（ＩＣＦＣ２２５ｃｂまたは単に２２５ｃｂと
略す。）またはそれらの混合物を用いて、該溶媒と炭化
水素溶媒との混合溶媒８０〜９５ｗｔ％、ポリエチレン
２０〜５ｗｔ％から成る均一相溶液を、曇点圧力が温度
の上昇に従って上昇し始める温度Ｔヶを越える温度以上
で、かつ曇点圧力以上で作り、次いで減圧室で、減圧室
導入前の溶液温度〜該温度下５℃までの温度で、曇点圧
力以下の圧力にすることを特徴とする製造方法で達成さ
れる。

本発明者らは、オゾン破壊力が低いハロゲン化炭化水素
で、かつポリエチレンの溶解力が極めて低い溶媒であり
ながら、オゾン破壊力の低い溶媒を用いる公知の方法よ
りも格段と繊維強度が高く、網状繊維形態が良いフラッ
シュ紡糸方法を見出し、本発明に到達した。

２２５ｃａ及び２２５ｃｂ及びそれらの混合物は、オゾ
ン破壊係数が０．０１〜０．０４と見積られ、極めて低
い。

これらの溶媒は、ポリエチレンを溶解しにくく、たとえ
ばＭＩｏ、８の高密度ポリエチレンでは、高温で５００
ｋｇ／ｃ１ｉＧ以下の圧力では、均一な溶液を形成しな
い。本発明者らは、均一な紡糸溶液を形成させ、高強度
の紡出糸を得るためには、炭化水素類から成る溶媒を混
合することが重要であることを見出した。更に、溶液の
温度は、曇点圧力が温度の上昇に従って上昇し始める温
度以上でかつ基点圧力以上で作り、減圧室で、減圧室導
入前の溶液温度〜該温度下５℃までの温度で、基点圧力
以下の圧力にすることが重要であることを見出した。

炭化水素類から成る好ましい溶媒とは、ブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン等のカルカン、シクロペンタン
、シクロヘキサン、シクロへブタン等のシクロアルカン
、シクロヘキセンなどのシクロアルケン、トルエン等の
芳香族炭化水素、塩化メチレン、塩化エチル、塩化エチ
レン、塩化イソプロピル、塩化プロピレンなどのハロゲ
ン化炭化水素、その他エステル類、エーテル類などであ
る。

これらの炭化水素類は沸点が０〜１００℃１好ましくは
、２０〜６０℃である。

本発明において重要な因子である溶液の着点は、第２図
に示すように光線を通して溶液を観察することができる
２つの覗き窓７と撹拌器３を存するオートクレーブ１を
用いて観測した。溶液の温度を上昇あるいは下降させつ
つ、溶液の圧力を調整して、可視光線が透過しなくなる
点を見出し、着点とした。その点の圧力が曇点圧力であ
る。

上述した本発明の組成の溶液の曇点圧力には、温度の上
昇に従って曇点圧力が上昇し始める点が存在する。この
上昇し始める点は溶液の特定点（温度をＴ＆、圧力をＰ
ｌとする。）である。このＴ、、Ｐ、は混合する炭化水
素溶媒の種類と混合量で変化する。

両者を一定にすれば一定の値を示す。炭化水素の溶解力
の高いもの程、また混合量が多い程、Ｔ１は低温側へ、
Ｐ３は低圧側へ移動する。

ポリマーと溶媒を加熱し、温度を上昇させながら着点を
観測する場合は、曇点圧力はＴヶまで低下する傾向が見
られる。−旦Ｔ＆以上加熱した後、溶液温度を下降させ
つつ観測する場合は、曇点圧力はＴｅｔより低温では一
定値を示す傾向である。

このような変化があるにもかかわらず、曇点圧力が最低
点から上昇し始める点Ｔヶは一定組成の溶液では一定値
を示すことが判明した。この特異な着点温度Ｔ３に対応
する曇点圧力ＰＩｙも一定値を示す。

上述のことを具体例で以下説明する。２２５ｃａと２２
５ｃｂの各々５０ｗｔ％の混合物にシクロヘキサンを全
溶媒（７）２０ｗｔ％混合した溶媒８７．５ｗｔ％とＭ
Ｉｏ、７８（７）高密度ポリエチレン１２．５ｇｍｔ％
から成る溶液の着点を温度を上昇させつつ、（昇温速度
：測定開始前約３．３℃／ｓｉｎ、測定開始前約１．４
℃／ｍｊｎ）測定した。その結果を第１図に示す。温度
の上昇に従って曇点圧力が上昇し始める点Ｔ＆は１９３
℃と観測された。Ｐｃｔは１９０ｋｇ／ｃｄＧであった
。この実験例の場合、Ｔ、より低温では温度の上昇に従
って曇点圧力は低下する傾向がみられ、Ｔ４の点で極小
値をとる。

本発明ではＴ＆を境界として、紡糸状態、紡出糸物性が
変化することを見出した。即ち、上述の実験例で、Ｔ、
＝１９３℃より低温領域でも溶液を調整し、紡糸するこ
とは不可能ではないが、紡糸状態が安定でな（、紡出糸
の強度は低く、開繊糸の形態も良くない。Ｔ、＝１９３
℃の温度を越える温度以上で、かつ該溶液温度での基点
圧力以上の圧力で溶液を調整し、減圧室での温度、圧力
を減圧室導入前の溶液温度〜該温度下５℃までの温度、
及び圧力を基点圧力以下とし、フラッシュ紡糸すれば、
高強度で、形態の良い網状繊維が得られる。

ポリオレフィンは、主成分以外の成分を１５ｗｔ％未満
含む共重合体であってもよい。また、ポリマーの特性を
損わない範囲で、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、充
填剤、核剤、帯電防止剤、着色剤等の添加剤を添加して
も差しつかえない。

〔実施例〕

ｍよ 旧が０．７８の高密度ポリエチレン７１．３ｇ、　ＨＣ
ＦＣ２２５ｃａと１（ＣＦＣ２２５ｃｂの各５０ｗｔ％
の混合物８０ｗｔ％とシクロヘキサン２０ｗｔ％から成
る溶媒４９９ｇを５３４１のオートクレーブに仕込んで
（ポリマー濃度１２．５ｗｔ％）プロペラ型撹拌機を回
転させながら、オートクレーブを加熱し、高密度ポリエ
チレンを溶解した。

溶液を更に加熱し、溶液圧力を上昇させ、ポリマーを全
量溶解させ、溶液を調整した。溶解後は溶液圧力が３０
０ｋｇ／ｄｌＧ（オートクレーブの設計圧力）を越えな
いように、オートクレーブ下部の放出ノズルから溶液を
排出し、圧力を２６０〜３００ｋｇ／ｃ−ｄＧに保った
。溶液の温度が２０５℃になった時点で、溶液を排出し
、２５０）ｃｇ／ｄｌＧとした後、溶液温度を２０５℃
に合わせ、撹拌機を停止して、オートクレーブ上部のＨ
２ガス導入バルブをあけ、２６５ｋｇ／ｃｉｉｌＧの加
圧を行い、素早くオートクレーブ下部の放出バルブをあ
け、溶液を減圧オリフィス（径０．６５ａｍ、長さ５ｍ
）を通過させて減圧室（径８ｍｍ、長さ４０　ａｎ　）
に導き、紡糸口金（減圧室からノズルへの導入角６０°
、ノズル径０．５ｍｍ、長さ０．５ｍ＋、ノズルを中心
として外側に３．０ｍｍφ、深さ３ＩＩＩＩ１１の円形
の溝を有する。）を通過させ、大気中に放出した。減圧
室内温度・圧力は２０４℃１１９２ｋｇ／ａｌｌＧであ
った。開繊糸は紡糸口金から約２５１１ＩＩＩＩＭれた
位置で約４５°傾けた銅板に当てて作った。

得られた繊維は、未開繊糸で、繊度１１０ｄ、引張強さ
６．７　ｇ　／　ｄ、開繊糸で繊度１１５ｄ、引張強さ
５．８　ｇ　／　ｄで、形態の良い三次元網状繊維であ
った。未開繊糸の比表面積は、１５ｒｒｆ／ｇであった
。

〔本発明の効果］ 本発明のフラッシュ紡糸方法を使うことにより、オゾン
層の保護即ち、地球環境の保全に好ましく、また、公知
の対策用溶媒を用いる方法より繊維強度が格段と高く、
また開繊糸形態の優れた三次元網状繊維を作ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の溶液の着点曲線の一例、特定点Ｔヶ
、および好ましい溶液の温度範囲を示す。 第２図は、Ｔヶを決定するための基点を測定するために
用いられる覗窓付きオートクレーブの略図である。 １・・・覗窓付きオートクレーブ、 ２・・・締め付はボルト、　３・・・撹拌機、４・・・
バルブ、　　　　　　５・・・温度検出用端子、６・・
・ダイヤフラム式圧力検出端子、７・・・覗窓、　　　
　　　訃・・光源、９・・・受光器、　　　　　１ｏ・
・・法用増圧器、１」〜１３・・・パルプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエチレンとハロゲン化炭化水素を含む溶媒から成る
   高温高圧の溶液を作り、減圧室、紡糸口金を通過させ、
   低温低圧域に放出して、フィブリル化されたポリエチレ
   ンの三次元網状繊維を製造する方法において、ハロゲン
   化炭化水素として１，１−ジクロロ−２，２，３，３，
   ３−ペンタフルオロプロパンまたは１，３−ジクロロ−
   １，２，２，３，３−ペンタフルオロプロパンまたはそ
   れらの混合物を用いて、該溶媒と炭化水素溶媒との混合
   溶媒８０〜９５ｗｔ％、ポリエチレン２０〜５ｗｔ％か
   ら成る均一相溶液を、曇点圧力が温度の上昇に従って上
   昇し始める温度Ｔ＿αを越える温度以上で、かつ曇点圧
   力以上で調整し、次いで減圧室の温度、圧力を減圧室導
   入前の溶液温度〜該温度下５℃までの温度及び曇点圧力
   以下の圧力とすることを特徴とするポリエチレン三次元
   網状繊維の製造方法。