JPH04308220A - 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、その際セルロースアミ
ンオキシド溶液をノズルから押し出し、次いで同溶液の
伸張をなしうる空気間隙を通過させ、そして最後に凝固
浴中で凝固させるセルロース物品の製造方法に関する。

【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（ＥＰ−Ａ）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
てい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リア特許第３
８７７９２号（またはそれに対応する米国特許第４２４
６２２１号および米国特許第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。この目的の
ためには、５〜７０ｃｍの長さの空気間隙が必要である
。

【００１２】前記の方法の不利益は、対応する織物特性
およびフィラメント繊細性を達成するためには極端に高
い引っ張り速度を必要とするということである。更に、
その実施に際しては、より長い空気間隙によって、一方
では繊維の相互付着が生じ、そして他方では、引っ張り
率が高い場合には紡績が不確実になりそしてフィラメン
トの破断も生じることが示されている。それ故、これを
防ぐための対策が必要である。このような方法はオース
トリア特許第３６５６６３号（またはそれに対応する米
国特許第４２６１９４３号）に明らかにされている。し
かし乍ら大規模製造では、紡績突起（ｓｐｉｎｎｅｒｅ
ｔ）の穴数は非常に多くならざるをえない。このような
場合には、新たに押し出され、空気間隙を通して沈澱化
剤に入るフィラメントの表面粘着を防ぐための装置は全
く不十分である。

【００１３】本発明の目的は、短い空気間隙の使用にも
かかわらず、改善された繊維特性を有するフィラメント
を紡績するために急速に凝固する溶液を使用することが
できる紡績方法を創造することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段、作用、発明の効果】本発
明に従って、前記の目的は本明細の最初の「産業上の利
用分野」に記載した型式の成形セルロース物品等のセル
ロース物品の製造方法によって達成され、その際使用さ
れるノズルの最小穴直径は最大１５０μｍ、好ましくは
最大７０μｍであり、ノズル穴の長さは少なくとも１０
００μｍ、好ましくは約１５００μｍである。

【００１５】ポリマーの配向は、前記のような小さい直
径の長いノズル穴の使用による剪断力によってノズル穴
内で既に得られている。このようにして、これに続く空
気間隙は小さいままでよい。その長さは最大３５ｍｍ、
好ましくは最大１０ｍｍである。かくして、失敗する可
能性が著しく減少する。即ち、力価変動（ｔｉｔｒｅｆ
ｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）は顕著に低くなり、そしてその
結果フィラメントの破損は少しもなく、空気間隙が一層
短いため、もはや隣接フィラメントの付着が起ることが
なく、その結果紡績突起の穴密度を高めることができ、
これによって生産性が高められる。

【００１６】最後に、紡績されたフィラメントも良好な
織物特性を有する。特に、破断時の伸びが改善されるこ
とが見い出された。平均じん性（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）
即ち、伸びとねばり強さ（ｔｅｎａｃｉｔｙ）の積は穴
直径に反比例して変化する。更に、ループねばり強さ（
ｌｏｏｐ　　ｔｅｎａｃｉｔｙ）とそれに関連した破断
時の伸びが改善され、これは前記繊維から紡いだ織物の
スクラブ耐性（ｓｃｒｕｂ　　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）
の改善で証明される。前記の特性も穴直径が低下するに
伴って改善される。

【００１７】好ましくは、ノズル穴は、入口側で円錐形
状に広げられ、そして出口側で円筒形状である。ノズル
が一層容易に製造されるので、このようなノズルの使用
が推奨される。例えば、僅か１００μｍのような一定の
直径を有する１５００μｍの長さのノズルを製造するこ
とは困難である。最小直径が出口側でだけに（例えば、
長さの１／４または１／３に亘って）設けられ、そして
入口側へ向って円錐形状に広げられているノズルは、製
造が著しく容易であり、かつ、このようなノズルはまた
良好な結果を与える。

【００１８】

【実施例】本発明を以下の実施例によって更に詳細に説
明する。

【００１９】２２７６ｇのセルロース（固形物含量また
は乾燥固形物含量９４％、ＤＰ＝７５０［ＤＰ：平均重
合度］）および安定化剤として０．０２％のルチンを、
６０％の水性Ｎ−メチルモルフォリンオキシド溶液２６
１３９ｇ中に懸濁する。９４１５ｇの水を１００℃およ
び５０から３００ミリバール（ｍｂａｒ）の間の真空で
２時間で蒸留して除去する。得られた溶液は粘度を評価
しそして顕微鏡下で評価する。 紡績溶液のパラメーター： バッキイ（Ｂｕｃｋｅｙ）Ｖ５セルロース（α＝９７．
８％、２５℃および０．５質量％のセルロース濃度での
粘度：１０．８センチポアズ）　　　　　　１０％水　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１２％ＮＭＭＯ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　７８％９５℃、ＲＶ２０、ｗ＝０．３１［ｌ／ｓ
］の振動での紡績塊（ｓｐｉｎｎｉｎｇ　　ｍａｓｓ）
の複合体粘度　　　　　　　　１６８０Ｐａ．ｓ次いで
、前記溶液を７５℃の紡績温度で紡績突起から押し出し
、９ｍｍの長さの空気間隙を通過させ、そして最後に２
０％の水性ＮＭＭＯ溶液からなる凝固浴中で凝固させる
。表１には前記試験で得られた繊維の特性およびそれに
関連した方法パラメーターが記載されている。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１注： ＣＴ　　　　　　　　調整した繊維のねばり強さ（ｔｅ
ｎａｃｉｔｙ） ＥＢ　　　　　　　　破断時の伸び ＣＴ＊ＥＢ　　ねばり強さと破断時の伸びの積；即ち、
じん性（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）の大きさ ＬＴ　　　　　　　　繊維のループねばり強さ（ｌｏｏ
ｐ　　ｔｅｎａｃｉｔｙ） ＬＥ　　　　　　　　ループねばり強さを測定するとき
の破断時の伸び ＤＳ　　　　　　　　放出速度 ＦＭ　　　　　　　　最終の引っ張り（ｍａｒｃｈｉｎ
ｇ−ｏｆｆ） 引っ張り率＝ＦＭ／ＤＳ ※　　ノズル穴は円錐形状のみぞ入口（角度＝８°）を
有し、最終の４３０μｍだけが平行になっている；特定
した穴直径は前記の円筒形断面をいう。

【００２２】例１から３は比較目的のためだけであり、
例４から６は本発明の実施例に係る。例６の調整した繊
維のねばり強さの突出した値４７．８は特に強調すべき
である。標準的なノズルでは、そのような値は引っ張り
率が１００に達するまで得られない。

【００２３】例１から３と例４から６を比較すると、破
断時の伸びも本発明によるノズルの使用によって改善さ
れることが直ちに明らかである。更に、ねばり強さと破
断時の伸びの積（ＣＴ＊ＥＢ）、ループねばり強さおよ
び破断時の伸びは、ループねばり強さ測定において穴直
径が減少するに伴って上昇することが例４〜６から見る
ことができる。例１と例５（穴直径はこれら両例で同一
である）を比較すると、前記値は、また同じ直径で短い
ノズル穴を有するノズルよりむしろ本発明による長いみ
ぞ状ノズルを使用することによって改善されることが示
される。

【００２４】例２および３は、短いノズル穴の場合には
、繊維特性が空気間隙での引っ張り率に依存することを
示している。繊維特性は引っ張り率が高まるにつれて改
善される。例４および例５は、条件（引っ張り率、穴直
径）が同等である場合、全ての繊維特性−破断時の伸び
を除いて−が、本発明による長いみぞ状ノズルの使用に
よって改善されることを示している。例６は、全ての織
物特性が５０μｍの小さい穴直径の使用によって顕著に
改善されることを示している。

Claims (3)

【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
   ルから押し出し、次いで同溶液の伸張をなしうる空気間
   隙を通過させ、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、使用され
   るノズルの最小穴直径が最大１５０μｍ、好ましくは最
   大７０μｍであり、そしてノズル穴の長さが少なくとも
   １０００μｍ、好ましくは約１５００μｍであることを
   特徴とするセルロース物品の製造方法。
2. 【請求項２】　　前記空気間隙の長さが最大３５ｍｍ、
   好ましくは最大１０ｍｍであることを特徴とする請求項
   １に記載の方法。
3. 【請求項３】　　前記ノズル穴が、入口側で円錐形状に
   広げられ、かつ、出口側で円筒形状であることを特徴と
   する請求項１または２に記載の方法。