(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラッシュ紡糸用流体を、その自発圧力よりも高い圧力で、それより低い圧力の領域へフラッシュ紡糸することを含んでなる、但し紡糸用流体が（ａ）合成繊維形成ポリオレフィン５〜３０重量％、（ｂ）塩化メチレン及び１、２−ジクロロエチレンからなる群から選択される主たる溶媒、及び（ｃ）ヒドロフルオロエーテル及び環式パー弗素化炭化水素からなる群から選択される共溶媒、から本質的になり、かつ該共溶媒が（ｉ）炭素数３〜７及び（ｉｉ）１５〜１００℃の大気圧での沸点を有し、また該共溶媒が溶媒混合物１００重量部当り１０〜３０重量部の割合で紡糸用流体中に存在する、合成繊維形成ポリオレフィンの三次元網状フィラメント構造を有するフィルム−フィブリルより成る糸の製造法。
【請求項２】
（ａ）合成繊維形成ポリオレフィン５〜３０重量％、（ｂ）塩化メチレン及び１、２−ジクロロエチレンからなる群から選択される主たる溶媒、及び（ｃ）ヒドロフルオロエーテル及び環式パー弗素化炭化水素からなる群から選択される、但し（ｉ）炭素数３〜７及び（ｉｉ）１５〜１００℃の大気圧での沸点を有し且つ溶媒混合物１００重量部当り１０〜３０重量部の割合で紡糸用流体中に存在する共溶媒、から本質的になるフラッシュ紡糸用流体。
【請求項３】
共溶媒が１、１、１、２、３、３−フルオロプロピルメチルエーテル、１、１、１、２、２、３、３−フルオロプロピル１、２、２、２−フルオロエチルエーテル、１、１、１、２、２、３、３、４、４−フルオロブチルメチルエーテル、１、１、１、２、２、３、３、４、４−フルオロブチルエチルエーテル、パーフルオロジメチルシクロブタン、パーフルオロ−Ｎ−メチルモルフォリン、及び１、２、３、３、４、４−フルオロ、１、２−トリフルオロメチルシクロブタンからなる群から選択される、請求の範囲２のフラッシュ紡糸用流体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、重合体プレキシフィラメント（ｐｌｅｘｉｆｉｌａｍｅｎｔ）のフィルム−フィブリル系（ｓｔｒａｎｄ）、すなわち三次元網状フィラメント構造を有するフィルム−フィブリルより成る糸、のフラッシュ紡糸法に関する。更に詳細には、本発明は、現存する商業的装置の装置を最小に改変して使用することのできるフラッシュ紡糸流体（フラッシュ紡糸用流体）に関し、また紡糸工程が大気オゾンに対する破壊成分を放出せず且つ紡糸工程が低燃焼性の雰囲気で行われる現存の商業的装置を用いる紡糸法に関する。
背景の技術
ポリエチレンプレキシフィラメントのフィルム−フィブリル糸から作られる商業的な紡糸結合された製品は、トリクロロフルオロメタンからのフラッシュ紡糸によって製造されてきた。しかしながらトリクロロフルオロメタンは大気オゾンの破壊化学品であり、従ってその代替物が検討されている。シン（Ｓｈｉｎ）の米国特許第５，０３２，３２６号は、ある別の紡糸流体、即ち塩化メチレン及び沸点が−５０〜０℃の共溶媒炭化水素を開示している。このシンの塩化メチレンに基づく方法は、カト−らの米国特許第５，２８６，４２２号が指摘するように完全には満足できず、この第５，２８６，４２２号は別の、即ちブロモクロロメタンまたは１、２−ジクロロエチレン及び共溶媒例えば二酸化炭素、ドデカフルオロペンタンなどを開示している。
特公平５−２６３３１０号（９３年１２月１０日付）は、フラッシュ紡糸された不織シートを製造するのに好都合な３次元繊維が、溶媒混合物の主たる成分が塩化メチレン、ジクロロエチレン、及びブロモクロロメタンからなる群から選択され且つ溶媒混合物の少ない成分がドデカフルオロペンタン、デカフルオロペンタン、及びテトラデカフルオロヘキサンからなる群から選択される溶媒混合物に溶解した重合体から製造できることを開示している。
発明の簡単な説明
本発明は、紡糸流体を、その自発圧力よりも高い圧力で、それより低い圧力の領域へフラッシュ紡糸することを含んでなる、但し紡糸流体が（ａ）合成繊維形成ポリオレフィン５〜３０重量％、（ｂ）塩化メチレン及び１、２−ジクロロエチレンからなる群から選択される主たる溶媒、及び（ｃ）ヒドロフルオロエーテル及び環式パー弗素化炭化水素からなる群から選択される共溶媒、から本質的になり、なお該共溶媒が（ｉ）炭素数３〜７及び（ｉｉ）１５〜１００℃の大気圧での沸点を有し、また該共溶媒が紡糸流体の濁り点圧力を少なくとも５０ポンド／平方インチだけ上昇させるのに十分な量で紡糸流体中に存在する、合成繊維形成ポリオレフィンのプレキシフィラメントのフィルム−フィブリル糸の製造法に関する。
適当な共溶媒は、１、１、１、２、３、３−フルオロプロピルメチルエーテル、１、１、１、２、２、３、３−フルオロプロピル１、２、２、２−フルオロエチルエーテル、即ちＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＨＦＣＦ3、１、１、１、２、２、３、３、４、４−フルオロブチルメチルエーテル、１、１、１、２、２、３、３、４、４−フルオロブチルエチルエーテル、パーフルオロジメチルシクロブタン、パーフルオロ−Ｎ−メチルモルフォリン、及び１、２、３、３、４、４−フルオロ、１、２−トリフルオロメチルシクロブタンからなる群から選択される。
好適な合成繊維形成ポリオレフィンは線状のポリエチレンであり、代替物はアイソタクチックポリプロピレンである。
本発明は、（ａ）合成繊維形成ポリオレフィン５〜３０重量％、（ｂ）塩化メチレン及び１、２−ジクロロエチレンからなる群から選択される主たる溶媒、及び（ｃ）ヒドロフルオロエーテル及び環式パー弗素化炭化水素からなる群から選択される共溶媒、から本質的になる、但し該共溶媒が（ｉ）炭素数３〜７及び（ｉｉ）１５〜１００℃の大気圧での沸点を有し、また該共溶媒が紡糸流体の濁り点圧力を少なくとも５０ポンド／平方インチだけ上昇させるのに十分な量で紡糸流体中に存在する、紡糸流体にも関する。
適当な共溶媒は、１、１、１、２、３、３−フルオロプロピルメチルエーテル、１、１、１、２、２、３、３−フルオロプロピル１、２、２、２−フルオロエチルエーテル、１、１、１、２、２、３、３、４、４−フルオロブチルメチルエーテル、１、１、１、２、２、３、３、４、４−フルオロブチルエチルエーテル、パーフルオロジメチルシクロブタン、パーフルオロ−Ｎ−メチルモルフォリン、及び１、２、３、３、４、４−フルオロ、１、２−トリフルオロメチルシクロブタンからなる群から選択される。
好適な紡糸流体において、合成繊維形成ポリオレフィンは線状ポリオレフィンである。
好適な方法は、合成繊維形成ポリオレフィンの濃度が流体の８〜１８重量％の範囲である紡糸流体を使用する。
好適な方法において、共溶媒の量は、紡糸流体の濁り点圧力を少なくとも２００ｐｓｉｇだけ上昇させるのに十分である。
発明の詳細な説明
「合成繊維形成ポリオレフィン」とは、フラッシュ紡糸技術に開示される種類の重合体を包含することを意図する。
本明細書で使用されるような「ポリエチレン」とは、エチレンの単独重合体ばかりでなく、反復単位の少なくとも８５％がエチレン単位である共重合体も包含する。ある好適なポリエチレンは、約１３０〜１４０℃の融点範囲の上限、０．９４〜０．９８グラム／立方センチメートルの範囲の密度、及び（ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８−５７Ｔ，条件Ｅで決定して）０．１〜１００、好ましくは４以下のメルトインデックスを有する線状の高密度ポリエチレンである。
「ポリプロピレン」とは、プロピレンの単独重合体ばかりでなく、反復単位の少なくとも８５％がプロピレン単位である共重合体も包含する。
本明細書で使用するような「濁り点圧力」とは、単相液体溶液が重合体に富む／紡糸流体に富む２相液体／液体分散液へ相分離し始める圧力を意味する。
濁り点圧力を上昇させるためには、紡糸流体中の共溶媒が、重合体に対する「非溶媒」または主たる溶媒、即ち塩化メチレンまたは１、２−ジクロロエチレンよりも少なくとも貧溶媒でなければならない。（言い換えると、使用する共溶媒の溶媒力は、フラッシュ紡糸すべき重合体が共溶媒単独に溶解するとするならば、重合体が共溶媒に溶解しない、または得られる溶液が約７０００ｐｓｉｇよりも高い濁り点圧力を有するようなものでなければならない。）
塩化メチレン及び１、２−ジクロロエチレンは、フラッシュ紡糸される生成物の製造に商業的に使用されるポリオレフィン、即ちポリエチレン及びポリプロピレンに対する良好な溶媒であって、その濁り点圧力が効率よく操作できないほどバブル点に近い。上述の共溶媒の１つを使用すると、混合物の溶媒力は十分低下し、所望のプレキシフィラメントの生成物を得るためのフラッシュ紡糸が容易に達成される。
重合体を商業的運転でフラッシュ紡糸する場合に形成されるウヱッブ（ｗｅｂ）を拡大するには、フラッシュ紡糸される材料を回転するバッフル（ｂａｆｆｌｅ）に対して投射し（参照、例えばブレタウア（Ｂｅｗｔｈａｕｅｒ）らの米国特許第３，８５１，０２３号）、ついで静電荷に供する。バッフルは、生成物の方向を変え、拡大し始めることを可能にし、また静電荷は生成物（ウヱッブ）が更に拡大するのを誘導する。満足できる商業的生成物を、商業的に許容できる時間内で達成するためには、ウヱッブがかなりの程度の拡大を達成し且つこれが十分な静電荷が所望の時間の間ウヱッブ上に残留する場合だけ達成できるということが必要である。電荷は、ウヱッブを取り巻く雰囲気が低すぎる誘電強度を有するならば急速に消散するであろう。ウヱッブを取り巻く雰囲気の主な成分は、フラッシュ紡糸前にフラッシュ紡糸される重合体を溶解した蒸発している溶媒である。塩化メチレン及び１、２−ジクロロエチレンからなる群から選択される主たる溶媒及び上述した共溶媒の混合物は、蒸発したときウヱッブ上に、満足しうる生成物を保証するのに十分な電荷を維持するのに十分な誘電強度を有する。これらの混合物は、ＡＳＴＭ  Ｄ−２４７７で測定して約４０キロボルト／ｃｍ以上の誘電強度を有する。
溶媒の混合物は室温付近に沸点を有するがゆえに、高圧の溶媒回収系は必ずしも必要ではない。さらに高圧溶媒注入系も必ずしも必要ではない。
本発明の溶媒混合物は、低可燃性のものである。
塩化メチレン及び１、２−ジクロロエチレンからなる群から選択される主たる溶媒と共に使用される共溶媒の量は、普通溶媒混合物１００重量部当り約１０〜３０重量部の範囲であるであろう。
試験法
フラッシュ紡糸された糸の靭性は、インストロン引っ張り試験機で決定した。糸を７０°Ｆ及び相対湿度６５％で調整し、試験した。ついで試料を１０回転／インチまで捩じり、インストロン試験機のジョウに取り付けた。ゲージ長２インチ及び伸張速度１００％／分を使用した。破断靭性（Ｔ）をグラム／デニルで記録した。
糸のデニルは、糸試料の長さ１８ｃｍの重量から決定した。
フラッシュ紡糸した糸の伸張は、破断伸張として測定し、％として報告した。
実施例
実施例を行うための装置及び方法は、米国特許第５，２５０，２３７号の第１０欄以降に記述されている通りであった。この米国特許第５，２５０，２３７号は、本明細書に参考文献として引用される。用いる紡糸口金は直径３０ミルのオリフィスを有し、また３０ミルのランド（ｌａｎｄ）を有した。
実施例１
０．７５のメルトインデックスを有する高密度ポリエチレン１２重量％、塩化メチレン及び１、１、１、２、２、３、３−フルオロプロピル１、２、２、２−フルオロエチルエーテルの混合物に溶解した。但し主たる溶媒の塩化メチレンとエーテルの重量％比は２１０℃及び４０００ｐｓｉｇの圧力で７５／２５であった。この溶液を、２５００ｐｓｉｇのアキュムレータ（ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）圧で及び２３４０ｐｓｉｇの紡糸圧で２１０℃下に紡糸した。２９６のデニル、３．８グラム／デニルの靭性、及び８０の破断伸張％を有するプレキシフィラメント生成物を得た。
実施例２
主たる溶媒としてトランス−１、２−ジクロロエチレンを用い、共溶媒が１、１、１、２、３、３−フルオロプロピルメチルエーテルであり、１、２−ジクロロエチレンとエーテルの重量％比が８０／２０であり、ポリエチレンを１４００ｐｓｉｇで溶解し、そして１４００ｐｓｉｇで紡糸する以外、実施例１の方法を繰り返した。生成物は、２６６のデニル、２．３５グラム／デニルの靭性、及び９９％の破断伸張を有するプレキシフィラメントであった。
実施例３
共溶媒がパーフルオロ−Ｎ−メチルモルフォリンであり、塩化メチレンと共溶媒の重量％比が８０／２０であり、ポリエチレンを２１０℃及び３０００ｐｓｉｇの圧力で溶解し、そして１０００ｐｓｉｇのアキュムレータ圧及び９５０ｐｓｉｇの紡糸圧で２００℃下に紡糸する以外、実施例１の方法を繰り返した。生成物は、１９７のデニル、４．５グラム／デニルの靭性、及び６６の破断伸張％を有するプレキシフィラメントであった。
実施例４
共溶媒がパーフルオロジメチルシクロブタンであり、塩化メチレンと共溶媒の重量％比が８０／２０であり、ポリエチレンを２００℃及び２５００ｐｓｉｇの圧力で溶解し、そして１６００ｐｓｉｇのアキュムレータ圧及び１４８０ｐｓｉｇの実際の紡糸圧で２００℃下に紡糸する以外、実施例１の方法を繰り返した。生成物はプレキシフィラメントであり、３０６のデニル、３．３グラム／デニルの靭性、及び８３％の破断伸張を有した。
実施例５
主たる溶媒としてトランス−１、２−ジクロロエチレンを用い、共溶媒が１、１、１、２、２、３、３−フルオロプロピル１、２、２、２−フルオロエチルエーテルである以外、実施例１の方法を繰り返した。ポリエチレン１２重量％を溶媒の混合物に溶解した。溶媒は主たる溶媒８５重量％及び共溶媒１５重量％であった。重合体を２１０℃及び２０００ｐｓｉｇで混合し、そして１４００ｐｓｉｇのアキュムレータ圧で紡糸した。紡糸中の実際の紡糸圧は１３００ｐｓｉｇであった。生成物は２３３のデニル、１．９３グラム／デニルの靭性、及び１００％の破断伸張を有するプレキシフィラメントであった。
実施例６
高密度ポリエチレン（メルトインデックス０．７５）１２重量％を、８２．５重量％トランス−１、２−ジクロロエチレン及び１７．５重量％パーフルオロ−Ｎ−メチルモルフォリンに溶解した。重合体及び溶媒を、２１０℃、２５００ｐｓｉｇで３０分間混合し、１３００ｐｓｉｇのアキュムレータ圧及び１０００ｐｓｉｇの紡糸中の実際の紡糸圧で２１１℃下に紡糸した。生成物は、２３７のデニル、１．６３グラム／デニルの靭性、及び１２２％の破断伸長を有した。
実施例７
高密度ポリエチレン（メルトインデックス０．７５）１２重量％を、８２．５重量％トランス−１、２−ジクロロエチレン及び１７．５重量％パーフルオロジメチルシクロブタンに溶解した。重合体及び溶媒を、２００℃、２５００ｐｓｉｇで３０分間混合し、９００ｐｓｉｇのアキュムレータ圧及び７００ｐｓｉｇの紡糸中の実際の紡糸圧で２００℃下に紡糸した。生成物は、１６８のデニル、２．０８グラム／デニルの靭性、及び１２０％の破断伸張を有した。