(57)【要約】  本発明は、ポリアクリロニトリルに基づく不織布の製造方法に関し、ポリアクリロニトリルの紡糸液は、スピナレットのビームの孔を通って押され、凝固媒体で湿らすことによってフィラメントが再生される前に、多数による空気の流れによって引き伸ばされる。生成される繊維カーテンは、ベルトコンベアに横たえられて、洗浄されて乾かされる。同様に、本発明は、そのような不織布に関し、及びその使用にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布の製造方法であって、ポリアクリロニトリルの溶液、及び／又は、それに由来する少なくとも１つの共重合体、及び／又は、適切な溶媒中又は複数の溶媒の混合物中における、これの混合物又はブレンドを備える、又は、からなる紡糸液は、多数のスピナレットの孔を有するスピナレットのブロックを通ってメルトブローンのプロセスにおいて押し出さ出され、前記多数のスピナレットの孔に対応している多数の繊維が生成され、前記スピナレットのブロックの前記スピナレットの孔から現れる前記繊維は、温度が制御可能な空気の流れによって引き伸ばされ、前記引き伸ばされた繊維は、凝固液で噴霧することにより凝固され、前記繊維は、任意の布を形成する為に横たえられる。
【請求項２】
請求項１による方法であって、前記少なくとも１つの溶媒、又は、前記混合物の前記溶媒のうちの少なくとも１つは、アセトン、脂肪族アミド、特にジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセテート（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩水和物溶融、特に塩化亜鉛水和物（ＺｎＣｌ２＋４Ｈ２Ｏ）、及びイオン液体、特にイミダゾリウム化合物、ピリジニウム化合物、テトラアルキルアンモニウム化合物、特に１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート及びこの混合物からなるグループから選択される、ことを特徴とする。
【請求項３】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記凝固媒体は、水、水及び有機液体の混合物、特に脂肪族アミド、特にジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセテート（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩水和物溶融、特に塩化亜鉛水和物（ＺｎＣｌ２＋４Ｈ２Ｏ）、及びイオン液体、特にイミダゾリウム化合物、ピリジニウム化合物、テトラアルキルアンモニウム化合物、特に１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート及びこの混合物からなるグループから選択される、ことを特徴とする。
【請求項４】
先行する請求項の１つによる方法であって、ポリアクリロニトリル、及び／又は、それに由来する共重合体の割合は、前記紡糸液の総量に対して、重量において５％から６０％であり、好ましくは重量において１５％から５０％であり、特に好ましくは重量において２０％から４０％である、ことを特徴とする。
【請求項５】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記紡糸液は、好ましくは、２０μｍから２００μｍ、好ましくは３０μｍから７０μｍのサイズのメッシュを有するフィルタを用いて、前記スピナレットのブロックを通っての押し出しの前に濾過される、ことを特徴とする。
【請求項６】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記紡糸液のゼロせん断粘度が、
５０°Ｃの温度での測定において、１００ｍＰａｓから５００ｍＰａｓ、好ましくは２００ｍＰａｓから３５０ｍＰａｓである、ことを特徴とする。
【請求項７】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記紡糸液の温度は、前記スピナレットのブロックを通っての押し出しの間において、０°Ｃから１５０°Ｃ、好ましくは２０°Ｃから１００°Ｃ、特に好ましくは３０°Ｃから６０°Ｃである、ことを特徴とする。
【請求項８】
先行する請求項の１つによる方法であって、スピナレットの孔毎の紡糸液の搬送量は、０．２５ｇ／分から５ｇ／分、好ましくは０．５ｇ／分から３ｇ／分、特に好ましくは０．７５ｇ／分から１．５ｇ／分に調整される、ことを特徴とする。
【請求項９】
先行する請求項の１つによる方法であって、引き伸ばしのために使用される前記空気の流れは、５０°Ｃから２００°Ｃ、好ましくは７５°Ｃから１５０°Ｃ、特に好ましくは９０°Ｃから１３０°Ｃの温度を有する、ことを特徴とする。
【請求項１０】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記スピナレットのブロックは、１５０個から１０，０００個、好ましくは５００個から５，０００個のスピナレットの孔をメートル毎に有している、ことを特徴とする。
【請求項１１】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記スピナレットの孔の直径は、互いに独立して、０．０５ｍｍから１ｍｍ、好ましくは０．２５ｍｍから０．６ｍｍである、ことを特徴とする。
【請求項１２】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記引き伸ばされた繊維は、前記スピナレットのブロックの下１０ｃｍ及び５０ｃｍの間、好ましくは１５ｃｍ及び４０ｃｍの間にて前記凝固液で噴霧される、ことを特徴とする。
【請求項１３】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記噴霧された繊維は、ベルトコンベアに横たえられ、ベルトコンベアは、好ましくは０．５ｍ／分から１０ｍ／分、より好ましくは１ｍ／分から５ｍ／分のスピードで搬送する、ことを特徴とする。
【請求項１４】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記横たえられた任意の布は、洗浄され、圧力をかけられ、及び／又は乾かされ、好ましくは、張力のテンション下で乾かされる、ことを特徴とする。
【請求項１５】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記不織布は、調整され、及び／又は圧縮される、ことを特徴とする。
【請求項１６】
先行する請求項の１つによる方法であって、前記ポリアクリロニトリルの共重合体は、重量において８５％以上、好ましくは重量において９０％以上のポリアクリロニトリルのコンテンツを備える、ことを特徴とする。
【請求項１７】
先行する請求項の１つによる方法により製造できる不織布であり、基本重量において１０ｇ／ｍ２から５００ｇ／ｍ２、好ましくは１０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２である、ことを特徴とする。
【請求項１８】
先行する請求項による不織布であり、少なくとも１００Ｎ／ｍ、好ましくは５００Ｎ／ｍから５，０００Ｎ／ｍ、特に好ましくは１，５００Ｎ／ｍから３，０００Ｎ／ｍの長手方向の強さであり、及び／又は、少なくとも４０Ｎ／ｍ、好ましくは８０Ｎ／ｍから３，０００Ｎ／ｍ、特に好ましくは１，０００Ｎ／ｍから２，５００Ｎ／ｍの横方向の強さであり、ＥＤＥＮＡ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ２０．２−８９により各々測定される、ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアクリロニトリルに基づく不織布の製造方法に関し、ポリアクリロニトリルの紡糸液は、スピナレットのビームの孔を通って押され、凝固媒体で湿らすことによってフィラメントが再生される前に、多数による空気の流れによって引き伸ばされる。生成される繊維カーテンは、ベルトコンベアに横たえられて、洗浄されて乾かされる。同様に、本発明は、そのような不織布に関し、及びその使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
不織布は織布であり、その表面形成は、織ったり又は編んだりすることによってではなく、その後に固定を生じさせる繊維の連鎖によってなされる。多様な用途に使用可能であることや、編まれた及び織られた布と比べると製造コストが比較的低いことから、不織布は、未だ高い年間成長率を有している。
【０００３】
溶融した合成物質を成形すること、すなわち、溶融した熱可塑性ポリマーを、繊維方向に流れているガスの流れに小さいスピナレットの孔を通して押し出し、それによって繊維が冷却され、引かれて、その長さの倍数に引き伸ばされることは、かなり長期間知られていた不織布製造の方法である。「メルトブローン」とも称されるこのプロセスは、マイクロ繊維の製造に好適である。この技術により、溶液中のポリマーを処理することは、特許文献１（酸化アミンで溶かされるセルロース）及び特許文献２（イオン液体に溶かされるセルロース・カルバミン酸塩）のクレームに記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第０９２０５４８Ｂ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００８０１８７４６Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、本発明の目的は、メルトブローン法に従ってポリアクリロニトリルの不織布の製造のための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、方法に関しては、特許請求項１の特徴によって達成され、不織布に関しては、特許請求項１７の特徴によって達成される。各従属の特許請求項は、それらによって、有利な発展を示す。
【０００７】
本発明は、それ故に、不織布の製造方法に関連し、ポリアクリロニトリルの溶液、及び／又は、それに由来する少なくとも１つの共重合体、及び／又は、適切な溶媒中又は複数の溶媒の混合物中におけるこれの混合物又はブレンドを、備える又はからなる紡糸液は、多数のスピナレットの孔を有するスピナレットのブロックを通ってメルトブローンのプロセスにおいて押し出され、前記多数のスピナレットの孔に対応している多数の繊維が生成され、前記スピナレットのブロックの前記スピナレットの孔から現れる前記繊維は、温度が制御可能な空気の流れによって引き伸ばされ、前記引き伸ばされた繊維は、凝固液で噴霧することにより凝固され、前記繊維は、任意の布を形成する為に横たえられる。
【０００８】
発明の方法によると、適切な溶媒中のポリアクリロニトリルの紡糸液は、スピナレットのビームの孔を通って押し出され、生成されるフィラメントカーテンは、空気力学的に引き伸ばされて、あるいは、凝固媒体で再生されて、洗浄されて、その後に、手当されて、また、高温にて乾かされて、それから巻き上げられる。
【０００９】
製造方法は、密度及び厚さにおいて多大な可変性を与え、これは、広範囲な表面の等方性を導く。これらの有利な特性から、例えば、濾過媒体等の技術応用の為に、装飾的な不織布として自動車産業において、使用される大きな可能性が生じている。
【００１０】
好ましい実施形態によると、前記少なくとも１つの溶媒、又は、前記混合物の前記溶媒のうちの少なくとも１つは、アセトン、脂肪族アミド、特にジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセテート（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩水和物溶融、特に塩化亜鉛水和物（ＺｎＣｌ２＋４Ｈ２Ｏ）、及びイオン液体、特にイミダゾリウム化合物、ピリジニウム化合物、テトラアルキルアンモニウム化合物、特に１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート及びこの混合物からなるグループから選択される。
【００１１】
有利なことに、液体は、凝固媒体として用いられ、水、水及び有機液体の混合物、特に脂肪族アミド、特にジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセテート（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩水和物溶融、特に塩化亜鉛水和物（ＺｎＣｌ２＋４Ｈ２Ｏ）、及びイオン液体、特にイミダゾリウム化合物、ピリジニウム化合物、テトラアルキルアンモニウム化合物、特に１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート及びこの混合物からなるグループから選択される。
【００１２】
更に好適には、ポリアクリロニトリル、及び／又は、それに由来する共重合体の割合は、前記紡糸液の総量に対して、５重量％から６０重量％であり、好ましくは１５重量％から５０重量％であり、特に好ましくは２０重量％から４０重量％である。
【００１３】
加えて、前記紡糸液は、好ましくは、２０μｍから２００μｍ、好ましくは３０μｍから７０μｍのサイズのメッシュを有するフィルタを用いて、前記スピナレットのブロックを通っての押し出しの前に濾過され得る。
【００１４】
本発明による使用される前記紡糸液の好適のゼロせん断粘度は、１５°Ｃの温度での測定において、これらによって有利には１００ｍＰａｓから５００ｍＰａｓ、好ましくは２００ｍＰａｓから３５０ｍＰａｓである。
【００１５】
好ましい実施形態によると、前記紡糸液の温度は、前記スピナレットのブロックを通っての押し出しの間において、０°Ｃから１５０°Ｃ、好ましくは２０°Ｃから１００°Ｃ、特に好ましくは３０°Ｃから６０°Ｃである。
【００１６】
スピナレットの孔毎の紡糸液の好適な搬送量は、０．２５ｇ／分から５ｇ／分、好ましくは０．５ｇ／分３ｇ／分、特に好ましくは０．７５ｇ／分から１．５ｇ／分に調整される。
【００１７】
特に、引き伸ばしのために使用される前記空気の流れの温度は、５０°Ｃから２００°Ｃ、好ましくは７５°Ｃから１５０°Ｃ、特に好ましくは９０°Ｃから１３０°Ｃである。
【００１８】
前記スピナレットのブロックは、１５０個から１０，０００個、好ましくは５００個から５，０００個のスピナレットの孔をメートル毎に有し得る。
【００１９】
前記スピナレットの孔の直径は、好ましくは、互いに独立して、０．０５ｍｍから１ｍｍ、好ましくは０．２５ｍｍから０．６ｍｍである。
【００２０】
好ましくは、前記引き伸ばされた繊維は、前記スピナレットのブロックの下１０ｃｍから５０ｃｍの間、好ましくは１５ｃｍから４０ｃｍの間にて前記凝固液で噴霧される。
【００２１】
前記噴霧された繊維は、より有利なことに、ベルトコンベアに横たえられ、ベルトコンベアは、好ましくは０．５ｍ／分から１０ｍ／分、より好ましくは１ｍ／分から５ｍ／分のスピードで搬送する。
【００２２】
可能な限り高品質の製品を獲得するために、前記横たえられた任意の布は、洗浄され、圧力をかけられ、及び／又は乾かされ、好ましくは、張力のテンション下で乾かされる。
【００２３】
前記不織布は、調整及び／又は圧縮を行って、その後に提供され得る。
【００２４】
好ましくは、８５重量％以上、好ましくは９０重量％のポリアクリロニトリルのコンテンツを有するポリアクリロニトリルベースの共重合体が用いられる。
【００２５】
本発明は、同様に、本発明による方法により製造できる不織布に関する。
【００２６】
本発明の前記不織布は、基本重量において１０ｇ／ｍ２から５００ｇ／ｍ２、好ましくは１０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２であることによって区別される。
【００２７】
本発明による前記ポリアクリロニトリルの不織布は、特に、以下の有利な特性を有している。
−通常のコンディションにおいて２％未満の低い吸湿
−純粋なポリアクリロニトリルの光−及び耐候性
−良い耐薬品性
【００２８】
好ましい実施形態によると、本発明による前記不織布の長手方向の強さは、少なくとも１００Ｎ／ｍ、好ましくは５００Ｎ／ｍから５，０００Ｎ／ｍ、特に好ましくは１，５００Ｎ／ｍから３，０００Ｎ／ｍである。
【００２９】
これに代替的に又は追加的に、本発明による前記不織布の横方向の強さは、少なくとも４０Ｎ／ｍ、好ましくは８０Ｎ／ｍから３，０００Ｎ／ｍ、特に好ましくは１，０００Ｎ／ｍから２，５００Ｎ／ｍの横方向の強さであり、ＥＤＥＮＡ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ２０．２−８９により各々測定される。
【００３０】
本発明は、後の例を参照してより詳細に説明されるが、本発明を示されているパラメータに限定するわけではない。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
例１
ロータ−ステータのミキサユニットにかき混ぜの状態で８０°Ｃで、２，２００ｇのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に７８０ｇのポリアクリロニトリルの共重合体が溶かされる。２６％の溶液は、５０μｍの金属フィルタを通して濾過される。５０°Ｃで測定された、溶液の粘度は、３２４Ｐａｓである。濾過された紡糸液は、０．９ｇ／孔／分の搬送量にて直径０．３５ｍｍの６０個のスピナレットの孔を有する１５ｃｍの幅広のスピナレットに向かう紡績ポンプを用いて、押される。現れているフィラメントは、流れて通過する空気によって引き伸ばされ、１００°Ｃに加熱され、スピナレットの下で５０％の水を含むＤＭＳＯで噴霧され、１ｍ／分のスピードのベルトコンベヤに横たえられる。生成された不織布は、洗浄され、圧力をかけられ、テンション下で乾かされる。
【００３２】
不織布パラメータ：
【００３３】
基本重量：９０ｇ／ｍ２
長手方向の強さ（調整済の）：２，９５０Ｎ／ｍ
横方向の強さ（調整済の）：２，１５０Ｎ／ｍ
【００３４】
例２
ロータ−ステータのミキサユニットにかき混ぜの状態で４０°Ｃで、２，８００ｇの１−エチル−３−メチルイミダゾリウム酢酸塩（ＥｍｉｍＡｃ）に７００ｇのポリアクリロニトリルの共重合体が溶かされる。２０％の溶液は、５０μｍの金属フィルタを通して濾過される。５０°Ｃで測定された、溶液の粘度は、２３０Ｐａｓである。濾過された紡糸液は、１．４ｇ／孔／分の搬送量にて直径０．３５ｍｍの６０個のスピナレットの孔を有する１５ｃｍの幅広のスピナレットに向かう紡績ポンプを用いて、押される。現れているフィラメントは、流れて通過する空気によって引き伸ばされ、１２５°Ｃに加熱され、スピナレットの２０ｃｍ下で７．５％の水を含むＥｍｉｍＡｃで噴霧され、３ｍ／分のスピードのベルトコンベヤに横たえられる。生成された不織布は、洗浄され、圧力をかけられ、テンション下で乾かされる。
【００３５】
不織布パラメータ：
【００３６】
基本重量：３５ｇ／ｍ２
長手方向の強さ（調整済の）：１，８６０Ｎ／ｍ
横方向の強さ（調整済の）：１，４５０Ｎ／ｍ
【００３７】
例３
ロータ−ステータのミキサユニットにかき混ぜの状態で６０°Ｃで、２，３４０ｇのジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）に６６０ｇのポリアクリロニトリルの共重合体が溶かされる。２２％の溶液は、５０μｍの金属フィルタを通して濾過される。５０°Ｃで測定された、溶液の粘度は、２４７Ｐａｓである。濾過された紡糸液は、１．２ｇ／孔／分の搬送量にて直径０．３５ｍｍの６０個のスピナレットの孔を有する１５ｃｍの幅広のスピナレットに向かう紡績ポンプを用いて、押される。現れているフィラメントは、流れて通過する空気によって引き伸ばされ、１２５°Ｃに加熱され、スピナレットの３０ｃｍ下で蒸留水にて噴霧され、４ｍ／分のスピードのベルトコンベヤに横たえられる。生成された不織布は、洗浄され、圧力をかけられ、テンション下で乾かされる。
【００３８】
不織布パラメータ：
【００３９】
基本重量：２５ｇ／ｍ２
長手方向の強さ（調整済の）：１，７３０Ｎ／ｍ
横方向の強さ（調整済の）：１，４７０Ｎ／ｍ
【国際調査報告】
2016524052.tif 000002
2016524052.tif 000003
2016524052.tif 000004
2016524052.tif 000005
2016524052.tif 000006
2016524052.tif 000007