JPH06207309A - 強力な不連続繊維を形成させるためのフラツシユ紡糸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリオレフィンから強力な不連続繊維を製造
するための連続的方法が開示されている。本件方法で
は、ポリオレフィンの有機溶媒溶液を自生圧力以上の圧
力で紡糸口金に供給し、紡糸口金の出口を通してトンネ
ルに流入させ、網目構造フィラメントのフィルム−フィ
ブリルストランドをフラッシュ紡糸により形成させる。
温度は有機溶媒の沸点より高くする。紡糸口金の出口の
近傍のトンネル内部でストランドおよび溶媒を、液相と
蒸気相とを有する十分な速度の不活性流体と接触させ
る。不活性流体の温度は重合体の融点より２−４０℃低
い。 【効果】 特にパルプの形状の本件繊維は、充填剤とし
ての、シートの形状のセルローズとの熱的に結合した混
合物の部分として使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、フラッシュ紡糸工程中に紡糸口
金の出口において形成された溶媒とストランドとの混合
物を高速流体に暴露する、繊維形成性のポリオレフィン
から強力な不連続繊維、特に強力な不連続網目構造（プ
レキシ）フィラメントのフィルム−フィブリルストラン
ドをフラッシュ紡糸する方法に関するものである。上記
の流体は水蒸気と水との混合物である。

【０００２】本件明細書中で使用する“ポリオレフィン
の網目構造フィラメントのフィルム−フィブリルストラ
ンド”の語は、複数の不規則な長さと約１−２０ミクロ
ンの範囲の厚さとを有する、平均の厚さが約１０ミクロ
ン以下の、通常はストランドの長さ方向の軸と同一の広
がりで配列している薄い、リボン様の、フィルム様の素
子の三次元集積網目構造を特色とするストランドを意味
する。このフィルム−フィブリル素子は、ストランドの
全長、全幅および全厚にわたる種々の位置で不規則な間
隔で断続的に結合し、分離して三次元網目構造を形成し
ている。この種のストランドは公知であり、１９６３年
３月１９日付で付与されたブレーズ（Ｂｌａｄｅｓ）お
よびホワイト（Ｗｈｉｔｅ）の米国特許３ ０８１ ５１
９にさらに詳細に記載されている。加えて、本件明細書
中で使用される“不連続”の語は、ストランドが１００
ｍｍを超えない長さを有することを意味する。

【０００３】ブレーズおよびホワイトは、繊維形成性の
重合体から連続網目構造フィラメントのフィルム−フィ
ブリルストランドを製造するためのフラッシュ紡糸方法
を記載している。その正常な沸点においては、またはそ
れ以下では重合体に対して非溶媒である液体中の重合体
の溶液を、その液体の正常な沸点以上の温度で、かつ自
生圧力またはそれ以上の圧力で、紡糸口金を通じてより
低温の、かつかなり低い圧力の媒体中に押出し成形す
る。このフラッシュ紡糸が液体を気化させる原因とな
り、連続網目構造フィラメントのフィルム−フィブリル
ストランドを形成させる。好ましい重合体には、結晶性
ポリ炭化水素、たとえばポリエチレンおよびポリプロピ
レンが含まれる。市販の紡糸結合製品は、トリクロロフ
ルオロメタンを溶媒として用いるフラッシュ紡糸により
得られたポリエチレンの網目構造フィラメントのフィル
ム−フィブリルストランドから製造されたものである
が、このハロカーボンは地球のオゾンの破壊に結び付け
られている。

【０００４】比較的低分子量の重合体をある種の市販の
パルプを製造する通常の紡糸法で紡糸して、非連結繊維
を形成させることは可能ではあるが、高分子量の重合体
から非連結繊維を製造することはより困難である。重合
体溶液のフラッシュ紡糸に使用される紡糸口金とトンネ
ルとがフラッシュ紡糸した連続繊維の性質、たとえば靭
性および破断時伸長度に関して重要であることは公知の
事実である。たとえば１９８２年１０月５日付で付与さ
れたマーシャル（Ｍａｒｓｈａｌｌ）の米国特許４ ３
５２ ６５０は、フラッシュ紡糸した連続繊維の繊維靭
性をたとえば４．２グラム／デニールから５.２グラム
／デニールに増大させるためのトンネルの最適化を論じ
ている。一般に、繊維の靭性は紡糸口金の出口にトンネ
ルを使用して１.３ないし１.７倍にも増大させることが
できる。

【０００５】第２の流体を使用して非連結繊維を製造す
る種々の方法が公知である。たとえば、乳濁液または逆
乳濁液を形成するのに十分な量の水を含有する溶媒に溶
解させた重合体からのポリオレフィン非連結繊維のフラ
ッシュ紡糸は、コズロフスキー（Ｋｏｚｌｏｂｓｋｉ）
により、１９７７年１０月１８日付で付与された米国特
許４ ０５４ ６２５に記載されている。不連続繊維の製
造方法は、公開されたシャー（Ａ．Ｓｈａｈ）のＰＣＴ
特許出願番号ＷＯ９３／０６２６５に記載されている。
ガリ（Ｐ．Ｇａｌｌｉ）らの米国特許４ ６００ ５４５
は、ポリオレフィンの溶液を自生圧力以上の圧力でより
低圧の帯域に噴射し、溶液を部分的に拡張させたのちに
高速流体のジェットと接触させる方法を開示している。

【０００６】１９９１年８月２７日付で付与されたサミ
ュエルズ（Ｓ．Ｓａｍｕｅｌｓ）の米国特許５ ０４３
１０８は、その水の量が有機溶媒中の水の飽和限界以下
である有機溶媒、ポリエチレン、および非溶媒または紡
糸助剤、特に水もしくはアルコール、またはその混合物
の混合物のフラッシュ紡糸を開示している。ストランド
を形成させ、寸断するポリオレフィンパルプの製造方法
は、１９９２年３月３日付で付与されたサミュエルズ
（Ｓ．Ｓａｍｕｅｌｓ）およびズボリル（Ｖ．Ｇ．Ｚｂ
ｏｒｉｌ）の米国特許５ ０９３ ０６０に記載されてい
る。しかし、フラッシュ紡糸法を使用して連続繊維を製
造すること、および、続いてこの連続繊維を機械的な手
段で寸断して不連続繊維を形成させることは可能である
が、この種の機械的寸断は、寸断を水の存在下に行って
も、寸断されたフィラメントの末端を融解させる傾向を
有する。融解した末端は、得られる繊維のウェッブをほ
ぐすことを困難に、または不可能にし、同時に繊維の配
向と強度とを減少させる。これらの理由から、機械的な
寸断手段の使用を必要とすることなく不連続繊維を製造
する方法が好ましいであろう。

【０００７】不連続網目構造フィラメントフィルム−フ
ィブリルストランドを、特に強力に配向した不連続フィ
ブリルを形成させ得る、改良されたフラッシュ紡糸方法
がここに見いだされた。

【０００８】したがって本発明は： （ａ） 有機溶媒に溶解させたポリオレフィンの溶液を
少なくとも自生圧力である圧力で紡糸口金に供給し； （ｂ） 上記の溶液を、この溶液より低い圧力および温
度で、上記の有機溶媒の沸点より高い温度で紡糸口金の
出口を通してトンネル内に流通させて網目構造フィラメ
ントのフィルム−フィブリルストランドをフラッシュ紡
糸し； （ｃ） 紡糸口金からの出口で、または出口の後で、し
かしトンネルの内部でトンネル内のストランドおよび溶
媒を、液相と蒸気相とを有する、不活性流体の量が溶媒
蒸気プラス不活性流体蒸気の全体積流速の重合体の質量
流速に対する比率がトンネル内において４.５ｍ³／ｋｇ
を超えるものであるような、トンネル内の不活性流体の
温度が重合体の融点より２−４０℃低い不活性流体と接
触させ； （ｄ） 強力な不連続繊維を回収する各段階を包含す
る、ポリオレフィンからの強力な不連続繊維の連続製造
方法を提供する。

【０００９】本発明の好ましい具体例においては、上記
の不活性流体は好ましくは水蒸気の水に対する比率が重
量基準で２０：８０ないし８０：２０の範囲、特に３
５：６５ないし６５：３５の範囲であるような水と水蒸
気との混合物である。

【００１０】他の具体例においては、上記のトンネルは
出口の直後に続く縮小された直径を有するベンチュリー
型のトンネルであり、上記のストランドと溶媒とはこの
ベンチュリー型のトンネルの縮小された直径の前で不活
性流体と接触させる。

【００１１】その他の具体例においては、段階（ｃ）で
トンネル内で製造された不活性流体の体積はトンネル内
の溶媒蒸気の体積の１００−４００％である。

【００１２】本発明は、特に水蒸気と水との混合物の不
活性流体としての使用との関連で、また、図面に示され
た具体例との関連で記述されるであろう。図面におい
て：図１は、ベンチュリー型のトンネルを使用するフラ
ッシュ紡糸工程のオリフィスとトンネルとの図式的表示
であり；図２は、円錐形のトンネルを使用するフラッシ
ュ紡糸工程のオリフィスとトンネルとの図式的表示であ
り；図３は、図１の具体例の変形の図式的表示である。

【００１３】図１は、一般的には１で示される、フラッ
シュ紡糸工程で使用する装置の一部を示す。装置１は供
給部２、紡糸口金出口４を有する紡糸口金３およびベン
チュリー型のトンネル５を有する。供給部２は供給源
（示されていない）からの重合体溶液を紡糸口金３に供
給する。供給部２は、紡糸口金３の直近で細められたも
のとして示されている。紡糸口金３は、供給部２とベン
チュリー型のトンネル５との間に位置しており、それを
貫通して紡糸口金出口４で終わるオリフィス（示されて
いない）を有している。

【００１４】ベンチュリー型のトンネル５は、ベンチュ
リー縮小部８により隔てられる上室６と下室７とを有し
ている。下室７はベンチュリー縮小部８と比較して広が
った室であり、ベンチュリー縮小部８から遠ざかるにつ
れて直径が増大する。上室６は、紡糸口金のオリフィス
よりかなり大きい、特に紡糸口金のオリフィスより少な
くとも４倍、好ましくは６−１５倍大きい直径を有す
る。上室６は、その下部においてベンチュリー縮小部８
に向かって先細になっている。上室６の先細りがスムー
ズであって、繊維がオリフィスからベンチュリー縮小部
８を通過する際に絡み合い、または再度歪みを受ける可
能性が減少していることが重要である。ベンチュリー縮
小部８は、上室６の最大直径の９０％を超えない、特に
その最大直径の５５％を超えない直径を有している。上
室６および下室７は長さが比較的短く、典型的には約５
−２０ｍｍである。

【００１５】流体パイプ９は、入口供給部１０および供
給オリフィス１１を通じて不活性流体を上室６に移送す
る。供給オリフィス１１は上室６中に位置するものとし
て示されており；供給オリフィス１１は好ましくは環状
オリフィスであって、いずれにしても上室６内の不活性
流体の流れの均一性を与えるべきである。不活性流体が
供給オリフィス１１から流入して紡糸口金３から流入す
る繊維および溶液と衝突する角度は９０°未満、好まし
くは２０ないし６０°の範囲である。

【００１６】図２は、フラッシュ紡糸で使用する、図１
のものとはトンネルの形状および設計において異なる装
置を示す。この装置は供給部２、紡糸口金出口４を有す
る紡糸口金３およびトンネル１２を有する。供給部２
は、供給源（示されていない）からの重合体溶液を紡糸
口金３に供給し、紡糸口金３の直近で細められたものと
して示されている。紡糸口金３は供給部２とトンネル１
２との間に位置している。

【００１７】トンネル１２は円錐形の、紡糸口金３から
の距離が増加するにつれて外側に向かって先細になって
いる１個の室のみを有している。先細りはスムーズで連
続的であり、図示された具体例においては約５°の角度
であるが、この角度には０−３０°が可能であり、好ま
しくは０−１０°である。流体パイプ９は、入口供給部
１０と供給オリフィス１１とを通して不活性流体をトン
ネル１２に移送する。供給オリフィス１１はトンネル１
２の上部に位置する環状オリフィスとして示されてい
る。

【００１８】図３は、上室６、下室７およびベンチュリ
ー縮小部８を有するベンチュリー型のトンネル５を有す
る装置の他の具体例を示す。供給部２は、紡糸口金ブロ
ック１４を通って、紡糸口金出口１６と連結している紡
糸口金室１５に通ずる重合体通路１３に連結している。
流体パイプ１７は紡糸口金ブロック１４内の流体通路１
８に連結している。流体通路１８はさらに、流体出口２
０で終わる流体室１９に連結している。紡糸口金出口１
６は軸方向に位置しており、環状に配列した孔の、また
は流体出口２０の周囲の環状空隙の形状である。

【００１９】作業中は、ポリオレフィンは有機溶媒に溶
解している。ポリオレフィンには、ペレットもしくは粉
末の形状、または当該技術で公知の、単量体からあらか
じめ重合させておいた他の形状が可能である。これにか
わるものとしては、ポリオレフィンが既に有機溶媒に溶
解しているもの、たとえば単量体の重合工程からの重合
体の有機溶媒中の溶液である。

【００２０】ポリオレフィンは、高分子量のエチレンの
単独重合体であってもよく、エチレンと少なくとも１種
のＣ₄−Ｃ₁₀炭化水素α−オレフィン、たとえばブテン
−１、ヘキセン−１および／またはオクテン−１との共
重合体であってもよい。このポリオレフィンはまた、プ
ロピレンの単独重合体であっても、プロピレンと少量の
エチレンとの共重合体であってもよい。使用する単量体
の型、分子量、分子量分布等に性質において異なるもの
を含むこの種の重合体が市販されている。ポリオレフィ
ンがエチレンの単独重合体またはエチレンと少なくとも
１種のＣ₄−Ｃ₁₀炭化水素α−オレフィンとの共重合体
である好ましい具体例においては、その密度は０.９３
０ないし０.９６５ｇ／ｃｍ³の範囲、特に０.９４０な
いし０.９６０ｇ／ｃｍ³の範囲である。ポリオレフィン
の熔融指数は好ましくは１５ｄｇ／分未満、すなわち、
たとえば約０.０１ｄｇ／分未満のいわゆる“非流動”
から１５ｄｇ／分までの範囲、特に０.０５ないし７.０
ｄｇ／分の範囲であり、熔融指数はＡＳＴＭ Ｄ−１２
３８（条件Ｅ）の方法により測定する。

【００２１】本件方法には種々の有機溶媒を使用するこ
とができ、その例にはペンタン、ヘキサン、シクロヘキ
サン、ヘプタン、オクタン、メチルシクロヘキサンおよ
び水素化ナフサ、ならびに関連する炭化水素溶媒および
溶媒の混合物が含まれる。溶媒とと少量の非溶媒との混
合物、すなわち溶媒と紡糸助剤との混合物、たとえばシ
クロヘキサンと水との混合物も使用することができる。
溶媒と非溶媒との混合物の使用は、上記の米国特許５
０４３ １０８に開示されている。

【００２２】本件ポリオレフィンは、添加剤が工程に使
用するオリフィスを通過することが可能であり、かつ、
他の様式においても工程に逆効果を与えないことを前提
として、添加剤、たとえば酸化防止剤、紫外安定剤、湿
潤剤、界面活性剤等の、ポリオレフィン中での使用に関
して公知の添加剤を含有していてもよい。

【００２３】上記のポリオレフィンの有機溶媒中の溶液
は高温高圧であり、この溶液は少なくとも自生圧力であ
る圧力に、かつポリオレフィンを溶媒中に維持するのに
十分な温度にある。好ましい具体例においては、本件溶
液は、上記のサミュエルズの特許に記載されているよう
に、紡糸助剤としての非溶媒、たとえば水をも含有す
る。紡糸助剤は、湿潤剤、界面活性剤等を含有していて
もよい。使用する温度および圧力、ならびに溶液の組
成、特に溶液中の重合体の百分率は、紡糸の際に得られ
るフィルム−フィブリルストランドの性質に、ひいては
続いて工程内で形成される繊維状物質の性質にも影響を
与える。たとえば温度、圧力および溶液組成は、好まし
い高度に配向された繊維が得られるように選択すること
ができる。

【００２４】上記の溶液は、供給部２を通じて紡糸口金
出口４または１６に供給されて網目構造フィラメントの
フィルム−フィブリルストランドを形成する。これらの
ストランドは、重合体溶液が紡糸口金４または１６から
流通する際に形成される。水蒸気と水との混合物は供給
オリフィス１１または流体出口２０から、紡糸口金出口
４または１６からの溶液の流入と実質的に同時に流入し
て、紡糸口金出口から流入する溶液と接触する。水蒸気
と水との混合物は供給オリフィス１１および流体出口２
０から流入するが、流体パイプ９内の流体は通常は水で
あろう。この工程は、上記の水が供給オリフィス１１お
よび流体出口２０から流入する際に水と水蒸気との混合
物が形成されるような条件下で作動する。この水蒸気と
水との混合物の温度および圧力は、トンネル内において
所要の水蒸気対水比が得られるように選択する。

【００２５】好ましい具体例においては、水蒸気の水に
対する比率は重量基準で２０：８０ないし８０：２０の
範囲、特に３５：６５ないし６５：３５の範囲である。
不活性流体の温度は重合体の融点より２−４０℃低い。
その他の具体例においては、段階（ｃ）のベンチュリー
型のトンネル内で製造される不活性流体の体積は、ベン
チュリー型のトンネル内の重合体溶液の溶媒の体積の１
００−４００％である。

【００２６】本件方法は、好ましくは配向した強力な繊
維を製造する条件下で作動する。好ましい具体例におい
ては、繊維は少なくとも３ｋｇ／１５ｍｍの、特に少な
くとも６ｋｇ／１５ｍｍの、以下に定義するハンドシー
トゼロスパン強度を有する。本発明記載の方法に使用す
るパイプ、容器等の表面がフィルム−フィブリルまたは
繊維状物質の通過を阻害し、または遅延させ得る妨害点
等の妨害物を持つべきでないことを理解すべきである。

【００２７】得られる繊維は不連続形状の網目構造フィ
ラメントのフィルム−フィブリルの形状であり；この繊
維を紡糸粉砕繊維と呼ぶことができる。たとえば、この
繊維の平均長は好ましくは１−１００ｍｍの範囲、特に
１−２０ｍｍの範囲である。繊維の諸性質、たとえば長
さは、幾つかの工程変量、たとえば使用するトンネルの
幾何学的構造、特にトンネルの形状および不活性流体を
添加する点、不活性流体の重合体溶液に対する比率、重
合体濃度、重合体自体の諸性質、特に重合体の熔融指
数、ならびに温度および圧力に応じて変化する。繊維の
直径は、好ましくは３０ミクロン未満である。本件繊維
は、ポリエチレン繊維の特に商業的速度での機械的切断
から生ずる傾向のあり得る熔融末端とは対照的な“自
由”末端を有する。この繊維の自由さは、通常は繊維の
ほぐし、または繊維束の個々の繊維への分離の段階を包
含する、繊維の加工の改良に寄与する。好ましい網目構
造フィラメントのフィルム−フィブリルの例は、本件出
願と同時に受理されたクルチエ（Ｓ．Ｃｌｏｕｔｉｅ
ｒ）、マニュエル（Ｌ．Ｍ．Ｍａｎｕｅｌ（旧姓Ｌ．
Ｍ．Ｍｏｒｉｎ））およびズボリル（Ｖ．Ｇ．Ｚｂｏｒ
ｉｌ）の同時係属中の特許出願に記載され、特許請求さ
れている。

【００２８】本件繊維は、種々の用途を有するポリエチ
レンパルプに転化させることができる。たとえば、この
パルプはたとえばおむつ、使い捨て雑巾、女性用衛生用
品および失禁用製品における使用用にセルローズとの混
和物の一部として、たとえば重合体、セメント等の中の
充填剤として、塗料のチクソトロピー剤として、ならび
に合成紙として使用することができる。ある種の最終用
途においては繊維、特に約２−２０ｍｍの範囲の長さを
有するより長い繊維を精練することなく使用して、湿式
撚りまたは乾式撚りのシート形成技術を用いてシート構
造体を製造することができる。

【００２９】パルプは、繊維の長さを２ｍｍ未満に、約
０.８０−１.２０ｍｍの平均長に減少させる精練工程に
繊維を供給し、かつ繊維構造をほぐして得ることができ
る。この繊維は、界面活性剤としてポリビニルアルコー
ルを添加して、たとえば約２重量％のスラリーの形状で
精練機に供給するが、他の界面活性剤をポリビニルアル
コールとの組合わせで、またはこれに替えて使用するこ
ともできる。この繊維は、許容し得るスラリーを製造す
るためには約１０ｍｍを超えない長さでなければなら
ず、好ましくは約６ｍｍまたはそれ以下の平均長を有す
る。精練工程はパルプ型の、または紙型の精練機中で実
施することができる。

【００３０】本発明記載の方法は、上記のブレーズおよ
びホワイトの方法、ならびにサミュエルズの方法で製造
される繊維との比較で短い繊維を製造する。加えて、繊
維強度の増加が得られる。トンネル内での２相流体の使
用が、改良された諸性質を有する繊維の製造に重要であ
ると考えられている。

【００３１】実施例中では以下の試験方法を使用した：
ハンドシートゼロスパンは繊維強度の測定であり、ＴＡ
ＰＰＩ Ｔ２０５ｏｍの方法、ならびにパルマックトラ
ブルシューター（Ｐｕｌｍａｃ Ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏ
ｏｔｅｒ）およびその製造家により示唆された方法を用
いて得られる。繊維の水中スラリーを形成させ、ついで
真空を用いて繊維をスクリーン上に沈積させることによ
り、６０ｇ／ｍ²の基本重量を有するハンドシートがハ
ンドシート鋳型内で得られる。ゼロスパンは、１５ｍｍ
のジョー幅と０ｍｍのジョー分離とを用いて２.５４ｃ
ｍ×１０ｃｍの寸法の帯状体を破断するのに必要な力で
ある。結果はｋｇ／１５ｍｍで表される；線形収縮は繊
維の束を１５５℃でエチレングリコール中に５秒完浸漬
させて測定し、初期の長さの収縮した長さに対する比率
で表現する。線形収縮は、紡糸工程中で繊維に与えられ
た配向の尺度である。以下の実施例により本発明を説明
する。

【００３２】

【実施例】

実施例 Ｉ 図１、２または３に示したような紡糸口金とダイとを装
備した実験工場規模の装置を用いて、繊維状物質を製造
した。紡糸口金に供給した重合体の溶液は、シクロヘキ
サンに溶解させた、紡糸助剤として７％（重量／重量）
の水を含有するエチレン／ブテン−１共重合体の溶液で
あった。高温高圧で紡糸口金の直近の帯域に水を導入し
て、水蒸気と水との混合物を紡糸口金から出る繊維と接
触させた。

【００３３】紡績容器中では、生成物は０.５％（重量
／重量）濃度の繊維の水中スラリーの形状であった。こ
の繊維スラリーを、水駆動ベンチュリーを用いて大きな
平滑なパイプを通して容器に移送し、ここで水蒸気を激
しく噴射して残留する痕跡量のシクロヘキサンを沸騰さ
せて除去した。この溶媒を含有しないスラリーを、水駆
動ベンチュリーを用い、大きな平滑なパイプを通してさ
らにベルトフィルタープレスに移送し、ここで水を除去
した。生成物を、約５０％の固体含有量を有する固めら
れていないケーキの形状で集めた。

【００３４】使用した重合体のその他の詳細およびフラ
ッシュ紡糸工程の諸条件は表Ｉに与えてある。

【００３５】

【表１】

【００３６】試行１−６においては、中間的な、すなわ
ち０.９４１−０.９４６ｇ／ｃｍ³の密度と低い、すな
わち０.２９−０.３９ｄｇ／分の熔融指数とを有する重
合体を種々の条件、ならびに紡糸口金およびトンネルの
配置を用いて繊維に紡糸した。試行１は比較例の試行で
ある。

【００３７】試行１は、水蒸気と水との混合物をトンネ
ルに供給しなかった場合に得られた結果を示し；紡糸口
金と直線のトンネルとの配置は図２に示したものと同様
であった。他の紡糸条件は表１の他の試行と同様であっ
た。この試行においては得られた繊維は連続的であっ
た。双方とも繊維の強度と配向との尺度である線形収縮
率とハンドシートゼロスパンとは、これも図２の配置を
用いた試行４でのものより低かった。

【００３８】試行２および３は、図１の紡糸口金とトン
ネルとの配置で得られた結果を示す。水蒸気（４２重量
％）と水との混合物をトンネル内に注入した。繊維は不
連続で、長さは１８ないし３８ｍｍの範囲であった。ハ
ンドシートゼロスパンも高く、７.０−８.１ｋｇ／１５
ｍｍであった。これら２種の試行で得られた結果の差異
は、使用した重合体の熔融指数の差によるものと考えら
れる。

【００３９】試行４で直線のトンネルを用いて得られた
不連続繊維は、強度および長さにおいて試行２および３
のものと同等であったが、同一の水蒸気対水の比では、
同等の結果を得るためにはるかに高い水対重合体比を使
用する必要があった。

【００４０】試行５には、環形紡糸口金中で重合体溶液
を用い、中央部で水を注入する図３の配置を使用した。
結果は、試行２および３で得られたものの範囲内であっ
た。繊維長は僅かに短く、６ないし２５ｍｍの範囲の長
さであったが、より高い水対重合体比を用いた（同一の
水蒸気対水比で）。

【００４１】試行６は、トンネル内でより少ない水蒸気
を使用して得られた結果を示す。水の全量は他の実施例
におけるものと同一であったが、使用した条件から水蒸
気に急速蒸発した水が少ないという結果となった。繊維
長はより長く、３８−５０ｍｍの範囲であった。

【００４２】実施例 ＩＩ 実施例Ｉのものより高い密度を有する重合体を用いて実
施例Ｉの手順を繰り返した。その他の詳細は表ＩＩに与
えてある。

【００４３】

【表２】

【００４４】試行７−１１は高い、すなわち０.９５５
−０.９５９ｇ／ｃｍ³の密度と低い、すなわち０.３６
−０.５０ｄｇ／分の熔融指数とを有するポリエチレン
を用いて実施した。試行７、９および１１は比較例の試
行である。

【００４５】試行７では図２に示した紡糸口金と直線の
トンネルとの配置を使用した。水と水蒸気とをトンネル
内に導入せず、したがって、得られた繊維は連続繊維で
あった。残余の諸条件は試行９で使用したものと同様で
あった。繊維の強度と配向とは実施例Ｉにおいてより低
い密度の重合体を用いて見られたものと同様の傾向を有
する試行９のものより低かった。

【００４６】試行８では図１のトンネルを使用し、水蒸
気と水との混合物をトンネル内に導入した。不連続繊維
が得られ、長さは一般には約１０ｍｍであった。この繊
維は良好な強度と配向とを有し、ハンドシートゼロスパ
ンは９.０ｋｇ／１５ｍｍであった。より低密度の重合
体を用いて製造した試行２および３の繊維と比較して、
より高密度の重合体のために繊維強度が高く、重合体の
熔融指数が低いために繊維長が短かった。

【００４７】試行９では図２の直線のトンネルを使用
し、水蒸気と水との混合物をトンネル内に導入した。得
られた繊維はかなり長く、すなわち１００−２００ｍｍ
であったが、トンネル内のベンチュリー縮小部の不存在
を補償するために、試行２で行ったようなより高い水の
流速を使用することはしなかった。試行９の繊維は、試
行８のものより低い強度を有していた。

【００４８】試行１０では図３のトンネルと紡糸口金と
の配置を使用し、重合体を環状オリフィスを通して紡糸
し、水蒸気と水との混合物を中央部に注入した。他の諸
条件は試行８で使用したものと同様であり、得られた繊
維は同様な性質を有していた。

【００４９】試行１１では図１の配置を使用したが、水
蒸気のみを注入し（水蒸気と水との混合物に替えて）、
水蒸気の量は試行８で使用したものと同様であった。得
られた繊維は強力で、配向していたが、連続繊維であっ
た。

【００５０】実施例 ＩＩＩ 数種の異なる密度と熔融指数とを有する重合体を用いて
実施例Ｉの手順を繰り返し、工程条件を最適化するため
に付加的な試みを行った。図１のベンチュリートンネル
を全ての試行に使用した。

【００５１】その他の詳細は表ＩＩＩに与えてある。

【００５２】

【表３】

【００５３】この実施例に使用した重合体は、より低分
子量の重合体であった。試行１２−１４においては、熔
融指数の増加した、すなわち分子量の減少した重合体を
使用した。繊維の強度および長さは熔融指数の増加につ
れて減少した。

【００５４】試行１５は、水と水蒸気とをトンネルに供
給しなかった比較例であるが、重合体の比較的低い分子
量のために得られた繊維は不連続であった；重合体は試
行１３で使用したものと同一であった。水蒸気を使用し
なかった試行１および７の比較例においては、これらの
試行のより高い分子量の重合体が連続繊維を与えた。水
蒸気と水とを低分子量の重合体とともに使用して得られ
た改良は、より高い強度である。

【００５５】本発明の主なる特徴および態様は以下のと
おりである。

【００５６】１．（ａ） 有機溶媒に溶解させたポリオ
レフィンの溶液を少なくとも自生圧力である圧力で紡糸
口金に供給し； （ｂ） 上記の溶液を、この溶液より低い圧力および温
度で、上記の有機溶媒の沸点より高い温度で紡糸口金の
出口を通してトンネル内に流通させて網目構造フィラメ
ントのフィルム−フィブリルストランドをフラッシュ紡
糸し； （ｃ） 紡糸口金からの出口で、または出口の後で、し
かしトンネルの内部でトンネル内のストランドおよび溶
媒を、液相と蒸気相とを有する、不活性流体の量が溶媒
蒸気プラス不活性流体蒸気の全体積流速の重合体の質量
流速に対する比率がトンネル内において４.５ｍ³／ｋｇ
を超えるものであるような、トンネル内の不活性流体の
温度が重合体の融点より２−４０℃低い不活性流体と接
触させ； （ｄ） 強力な不連続繊維を回収する各段階を包含す
る、ポリオレフィンから強力な不連続繊維を製造するた
めの連続方法。

【００５７】２．上記の溶液を、配向した強力な繊維を
製造する条件下で紡糸口金の出口を通過させることを特
徴とする１記載の方法。

【００５８】３．上記の不活性流体が水と水蒸気との混
合物であることを特徴とする１記載の方法。

【００５９】４．水蒸気の水に対する比率が重量基準で
２０：８０ないし８０：２０の範囲であることを特徴と
する３記載の方法。

【００６０】５．上記の比率が３５：６５ないし６５：
３５の範囲であることを特徴とする４記載の方法。

【００６１】６．上記のトンネルが出口の直後で縮小さ
れた直径を有するベンチュリー型のトンネルであり、上
記のストランドと溶媒とがこのベンチュリー型のトンネ
ルの縮小された直径の前で不活性流体と接触することを
特徴とする１−５のいずれかに記載されている方法。

【００６２】７．段階（ｃ）においてトンネル内で製造
された不活性流体の体積がトンネル内の溶媒蒸気の体積
の１００−４００％であることを特徴とする１−６のい
ずれかに記載されている方法。

【００６３】８．得られる強力な不連続繊維が３ｋｇ／
１５ｍｍのハンドシートゼロスパン強度を有することを
特徴とする１−７のいずれかに記載されている方法。

【００６４】９．上記のハンドシートゼロスパン強度が
６ｋｇ／１５ｍｍを超えるものであることを特徴とする
８記載の方法。

【００６５】１０．不活性流体と紡糸口金から流入する
ストランドおよび溶媒との間の接触の角度が９０°未満
であることを特徴とする１−９のいずれかに記載されて
いる方法。

【００６６】１１．上記の角度が２０−６０°の範囲で
あることを特徴とする１０記載の方法。

【００６７】１２．上記のポリオレフィンがエチレンの
高分子量の単独重合体またはエチレンと少なくともＣ₄
−Ｃ₁₀炭化水素α−オレフィンとの共重合体であること
を特徴とする１−１１のいずれかに記載されている方
法。

【００６８】１３．上記のポリオレフィンが共重合体で
あり、上記のα−オレフィンがブテン−１、ヘキセン−
１およびオクテン−１、ならびにその混合物から選択し
たものであることを特徴とする１２記載の方法。

【００６９】１４．上記のポリオレフィンの密度が０.
９３０ないし０.９６５ｇ／ｃｍ³の範囲であることを特
徴とする１２または１３記載の方法。

【００７０】１５．上記のポリオレフィンの熔融指数が
１５ｄｇ／分未満であることを特徴とする１４記載の方
法。

【００７１】１６．上記のポリオレフィンの熔融指数が
０.５０ないし７.０ｄｇ／分の範囲であることを特徴と
する１２−１４のいずれかに記載されている方法。

【００７２】１７．上記の溶媒がシクロヘキサンである
ことを特徴とする１−１６のいずれかに記載されている
方法。

【００７３】１８．上記のシクロヘキサンが紡糸助剤と
して水を含有することを特徴とする１７記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベンチュリー型のトンネルを使用するフラッシ
ュ紡糸工程のオリフィスとトンネルとの図式的表示であ
る。

【図２】円錐形のトンネルを使用するフラッシュ紡糸工
程のオリフィスとトンネルとの図式的表示である。

【図３】図１の具体例の変形の図式的表示である。

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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ） 有機溶媒に溶解させたポリオレ
   フィンの溶液を少なくとも自生圧力である圧力で紡糸口
   金に供給し； （ｂ） 上記の溶液を、この溶液より低い圧力および温
   度で、上記の有機溶媒の沸点より高い温度で紡糸口金の
   出口を通してトンネル内に流通させてプレキシフィラメ
   ントのフィルム−フィブリルストランドをフラッシュ紡
   糸し； （ｃ） 紡糸口金からの出口で、または出口の後で、し
   かしトンネルの内部でトンネル内のストランドおよび溶
   媒を、液相と蒸気相とを有する、不活性流体の量が溶媒
   蒸気プラス不活性流体蒸気の全体積流速の重合体の質量
   流速に対する比率がトンネル内において４.５ｍ³／ｋｇ
   を超えるものであるような、トンネル内の不活性流体の
   温度が重合体の融点より２−４０℃低い不活性流体と接
   触させ； （ｄ） 強力な不連続繊維を回収する各段階を包含す
   る、ポリオレフィンから強力な不連続繊維を製造するた
   めの連続方法。