JPH04308219A - セルロース物品の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセルロース物品の製造方
法に関するものであり、その際セルロースアミンオキシ
ド溶液をノズルまたは間隙から押し出し、次いで空気間
隙を通して誘導しそして最後に凝固浴中で凝固させるよ
うにしたセルロース物品の製造方法に係る。

【０００２】

【従来の技術，発明が解決しようとする課題】「繊維構
造」が達成されるとき、良好な性能特性を有する繊維は
高度のポリマーからしか得ることができないことが知ら
れている（Ｕｌｌｍａｎｎ、第５版、Ａ１０巻、４５６
）。この目的のためには、ポリマー内の微小配向領域、
例えばフィブリッド（ｆｉｂｒｉｄ）を繊維内に整列さ
せることが特に必要である。この配向は製造方法によっ
て決まり、そして物理的または物理化学的方法に基づい
ている。多くの場合、この配向は伸張によって行われる
。

【０００３】前記の伸張が生じる段階とそれが実施され
る条件の両者が、得られた繊維の特性を決定する。熔融
紡績では、繊維は分子がまだ可動性である間に暖かい可
塑性状態のときに伸張される。溶解ポリマーは乾式紡績
または湿式紡績をすることができる。乾式紡績では、伸
張は溶媒の漏出または蒸発に伴って起こり、凝固浴中に
押し出されたフィラメントは凝固中に伸張される。この
タイプの方法は知られておりそして詳細に記載されてい
る。しかし乍ら、これらの全ての場合に、液体状態（熔
融されているかまたは溶液であるかに関わりなく）から
固体状態への遷移は、ポリマー鎖またはポリマー鎖束（
ｃｈａｉｎ　　ｐａｃｋｅｔ）（換言すると、フィブリ
ッドまたは微小繊維（ｆｉｂｒｉｌ）等）もフィラメン
トの形成中に達成され得るような態様で生起することが
重要である。

【０００４】乾式紡績中にフィラメントから溶媒が突然
蒸発するのを防ぐために利用できる幾つかの実行可能な
手段がある。

【０００５】湿式紡績中にポリマーが極端に急速に凝固
するという（例えばセルロースアミンオキシド溶液の場
合のような）問題は、今までは乾式紡績と湿式紡績を組
み合わせることによってしか解決できなかった。

【０００６】それ故、ポリマー溶液を空気間隙を通して
凝固剤中に導入することが知られている。ヨーロッパ特
許出願第２９５６７２号には、空気間隙を通して非凝固
媒体中に導入され伸張され、そしてその後凝固させられ
るアラミド繊維の製造が記載されている。

【０００７】東ドイツ特許第２１８１２１号は、空気間
隙によってアミンオキシド中でセルロースを紡績するこ
とを目的としており、その際装置は接着を防ぐように構
成されている。

【０００８】米国特許第４５０１８８６号によれば、セ
ルローストリアセテート溶液は空気間隙によって紡績さ
れる。

【０００９】米国特許第３４１５６４５号では、溶液か
ら芳香族ポリアミドを乾式−湿式紡績法で製造すること
が記載されている。

【００１０】粘性溶液が小さい開口部から下方に流され
るという事実だけで溶液粒子に働く重力によって配向が
生じるので、配向の程度は前記の全ての方法で空気間隙
において達成される。この重力による配向は、ポリマー
溶液の押し出し速度およびフィラメントの引っ張り速度
（ｍａｒｃｈｉｎｇ−ｏｆｆ　　ｖｅｌｏｃｉｔｙ）が
伸張が生じるように調整される場合、高めることもでき
る。

【００１１】このタイプの方法はオーストラリア特許第
３８７７９２号（またはそれに対応する米国特許第４２
４６２２１号および第４４１６６９８号）に記載されて
いる。セルロースのＮＭＭＯ（ＮＭＭＯ＝Ｎ−メチルモ
ルフォリン−Ｎ−オキシド）と水の溶液が形成され、空
気間隙内で伸張され、そしてその後沈澱させられる。伸
張は少なくとも３の伸張比で行われる。

【００１２】この方法の不利益なことは、成形物品の特
性を変える可能性に関して柔軟性を欠くことである。伸
長に対する紡績の最小比が対応する織物特性を得るため
に必要である。非常に低い引っ張り比率の場合には殆ど
目立たない織物繊維特性しか達成可能でなく、これは極
端に低い平均強さ（即ち、繊維ねばり強さと繊維伸長の
積）しか例えば繊維構造で達成することができないこと
を意味している。これ以上の不利益は、不規則な繊維直
径をもたらす、所謂引っ張り／出口速度同調（Ｎａｖａ
ｒｄ、Ｈａｕｄｉｎの「セルロースＮ−メチルモルフォ
リン−Ｎ−オキシド溶液の紡績」、Ｐｏｌｙｍｅｒ　　
Ｐｒｏｃｅｓｓ　　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ３（３）、
２９１（１９８５）参照）の影響が大きくなればなる程
、伸長に対する紡績の比が大きくなるということである
。最後に、形成が実際上空気間隙内で生じることも不利
益である。より後での形成は可能ではあるが極端に困難
である。このため、可能な製品群の範囲が明らかに制限
される。製品特性を後で左右することが望ましく、これ
によってこの方法はかなりの柔軟性を得るであろう。

【００１３】これらの不利益を克服することが本願発明
の目的である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的は、引っ張り速
度対穴出口速度比（ｒａｔｉｏ　　ｏｆ　　ｍａｒｃｈ
ｉｎｇ−ｏｆｆ　　ｓｐｅｅｄ　　ｔｏ　　ｈｏｌｅ　
　ｅｘｉｔ　　ｖｅｌｏｃｉｔｙ）が最大１であり、か
つ、セルロース物品は凝固後に伸張されるかまたは深絞
り（ｄｅｅｐ　　ｄｒａｗ）される最初に記載した型式
の本発明によって達成される。

【００１５】

【作用，発明の効果】それ故、本発明によれば、引っ張
り速度は紡績塊の穴出口速度（紡績速度）未満（または
せいぜいそれに等しい）であり、その結果伸張は生じ得
ない。かくして、セルロースは凝固浴で凝固するまで比
較的配向していない状態のままである。このことは、凝
固前または凝固時の配向が少なければ少なくほど結局特
性に与える影響の可能性が大きいので、有利である。配
向が低いために、凝固した（沈澱した）セルロースは殆
どゴムのような弾性を有する。本発明に従って、このセ
ルロースは所望の特性を得るためにその後伸張されるか
または深絞り（ｄｅｅｐｄｒａｗ）され、かくして求め
られる柔軟性が確保される。

【００１６】更にもう１つの利点は、伸張がもはや存在
しない結果、空気間隙をほぼ望ましいほど短くすること
ができ、その結果紡績ノズルが非常に高い穴密度を有し
ていたとしても隣接繊維が接着する危険性はない。穴密
度を高めることによって大規模製造の生産性をかなり増
加させることができるので、このこともまた本発明の著
しい利点である。

【００１７】本発明を以下の実施例を参照して更に詳細
に記載する。 例１：１未満の引っ張り速度対穴出口速度比による繊維
の製造（比較試験） １３％のセルロースＮＭＭＯ溶液（ＩＣＰで製造された
Ｖｉｓｋｏｋｒａｆｔタイプのセルロース、水１０％、
ＮＭＭＯ７７％、安定化剤としての蓚酸０．１％）を１
００個の穴（各々について１３０μｍの穴直径）を有す
るノズルから押し出した。放出速度は１６．５ｇ／分で
あり、その結果得られる放出速度は１０．３５ｍ／分で
あった。１００個のフィラメントが８ｍｍの長さの空気
間隙からそして１５ｃｍの長さの紡績浴（温度：２℃、
ＮＭＭＯ濃度：５％）から６ｍ／分の速度で押し出され
た。かくして、引っ張り速度対出口速度比は０．５８で
あった。

【００１８】得られた繊維は７７．５％の伸長で１１．
８ｃＮ／ｔｅｘのねばり強さ（ｔｅｎａｃｉｔｙ）を有
していた。この伸長値は非常に高く、これはセルロース
が比較的整列していない状態で存在していることを証明
している。 例２：空気中凝固後の繊維の伸張 この試験では例１と同じ方法を使用した。しかし乍ら、
この例では、紡績浴後、すなわち凝固後に繊維は６ｍ／
分でゴデットロール上に巻きつけ、そしてフィラメント
束は１３ｍ／分の速度で第２のゴデットロールに誘導し
た。かくして、伸張は１１７％に達した。（本明細書に
おける繊維の伸張パーセントは、（最終の長さマイナス
最初の長さ）を最初の長さで割って全体を１００倍する
ことを意味する。）こうして得られた繊維は１５．３％
の伸長で２２．４ｃＮ／ｔｅｘのねばり強さを有してい
た。 例３：水中凝固後の伸張 ここでは、例１と同じく再び、繊維を６ｍ／分（引っ張
り速度対出口速度比：０．５８）で紡績浴を通して誘導
し、そしてその後８０ｃｍの長さの伸張浴を通して水（
温度：７７℃）で誘導した。第２のゴデットロールは種
々の速度ｖであった。得られた繊維は以下の特性を有し
ていた： 　　　　ｖ　　　　　　　　伸　　張　　　　　　力　
　　　価　　　　　　調整したねばり　　　　調整した
伸長　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　強さ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｍ
／分　　　　　　　　％　　　　　　　　ｄｔｅｘ　　
　　　　ｃＮ／ｔｅｘ　　　　　　　　　　％────
─────────────────────────
───────　　１４　　　　　　　　１３３　　　
　　　３２．４　　　　　　　　１９．７　　　　　　
　　　　１７．５　　２１　　　　　　　　２５０　　
　　　　１０．３　　　　　　　　２２．３　　　　　
　　　　　　　９．２

【００１９】例４：１より大きい
引っ張り速度対穴出口速度比での繊維の製造（比較試験
） １３％のセルロースＮＭＭＯ溶液（ＩＣＰで製造された
Ｖｉｓｏｋｒａｆｔタイプのセルロース、水１０％、Ｎ
ＭＭＯ７７％、安定化剤としての蓚酸０．１％）を１０
０個の穴（各々について７０μｍの穴直径）を有するノ
ズルから押し出した。放出速度は５．１ｇ／分であり、
これは１１．１ｍ／分の出口速度に相当する。第１のゴ
デットロールの引っ張り速度は３３．３ｍ／分であり、
これは引っ張り速度対出口速度の比が３．０であること
を意味する。ゴデットロールの速度で、フィラメントが
紡績浴を通して誘導され、その温度は３３℃でありそし
てＮＭＭＯ濃度は１０％であった。これに続く伸張浴は
７９℃の温度および９％のＮＭＭＯ濃度を有していた。 伸張浴後の第２のゴデットロールは４６．９ｍ／分の取
り出し速度を有しており、これは伸張が４１％に達した
ことを意味する。

【００２０】得られた繊維の織物特性は次のとおりであ
った： 力価（Ｔｉｔｒｅ）　　：３．５ｄｔｅｘ調整したねば
り強さ　　：２５ｃＮ／ｔｅｘ調整した伸長　　　　　
　　　：８．８％１より大きい引っ張り速度対穴出口速
度の比では、繊維はやはり原則として伸張可能であるが
、例２から例４のものにおける程ではない。 例５：フォイルの製造 ９％のセルロースＮＭＭＯ溶液（Ｐｒｏｃｔｅｒ　　＆
　　Ｇａｍｂｌｅで製造されたＢｕｃｋｅｙｅ　　Ｖ５
タイプのセルロース、水１２％、ＮＭＭＯ７９％、安定
化剤としての蓚酸０．１％）をスリットノズル（間隙５
０μｍ、長さ３０ｍｍ）から押し出した。放出速度は２
１．３ｇ／分であり、これは１１．７ｍ／分の出口速度
に相当する。次いで、押し出された溶液を７ｍｍの長さ
の空気間隙を通してそしてその後１５ｃｍの長さの紡績
浴（温度：２４℃、ＮＭＭＯ濃度：２０％）を通して６
ｍ／分の速度で第１のゴデットロールによって牽引した
。 かくして、引っ張り速度対出口速度の比は０．５１であ
った。同様に操作して、８０ｃｍの長さの伸張浴（温度
：９０℃、濃度：２０％）を通してフォイルを誘導しそ
して第２のゴデットロール（速度：１１ｍ／分）によっ
て伸張させた。かくして伸張は８３％に達した。洗浄し
そして乾燥したフォイルの特性は、厚さ：１０μｍ、強
さ：２００Ｎ／ｍｍ２　、伸長：６．５％であった。 例６：成形物品の製造 実施例５のフォイルに類似したフォイルを製造したが、
伸張させなかった。即ち、フォイルは最初のゴデットロ
ール後に取り出した。これをガラス棒を用いて伸張して
いない状態で３ｍｍに深絞り（ｄｅｅｐ　　ｄｒａｗ）
し、そして洗浄して乾燥させ、これによって寸法的に安
定な成形物品が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　セルロースアミンオキシド溶液をノズ
   ルまたは間隙から押し出し、次いで空気間隙を通して誘
   導し、そして最後に凝固浴中で凝固させることからなる
   セルロース物品の製造方法において、引っ張り速度対穴
   出口速度比が最大１であり、かつ、前記セルロース物品
   を凝固後伸張させるかまたは深絞りすることを特徴とす
   るセルロース物品の製造方法。