HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum
Herstellen poröser Kunstharz-Formkörper, ultrafeiner Fasern und
Faservliesstoffe aus ultrafeinen Fasern.
-
Die folgenden Fasern sind zum Herstellen ultrafeiner
poröser Produkte aus thermoplastischen Harzen bekannt.
-
(1) Das Sinterverfahren, worin ein fein verteiltes
Harzmaterial gesintert wird;
-
(2) ein Lösungsverfahren, welches das Auflösen eines
Harzmaterials in einem Lösungsmittel, das Zugeben eines
Nichtlösungsmittels, das Beschichten eines Substrats,
wie eines Vliesstoffs, mit dem erhaltenen Gemisch und
das Eindampfen des Lösungsmittels umfaßt;
-
(3) das Extraktionsverfahren, welches das Mischen
entweder einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs in ein
Harzmaterial, das Formen des Harzes in einen
Formgegenstand und das Herausextrahieren der zugegebenen
Flüssigkeit oder des zugegebenen Feststoffs umfaßt;
-
(4) das Zugverfahren, worin ein kristallines Polymer zu
einer Folie geformt und gestreckt wird, wobei ein
poröses Produkt erhalten wird; und
-
(5) das Verfahren, welches das Dispergieren eines
anorganischen Salzes in einem Harzmaterial und das
Herauslösen des anorganischen Salzes mit Wasser umfaßt.
-
Unter diesen Verfahren umfaßt das Extraktionsverfahren
die folgenden Versionen. Beispielsweise offenbart JP-A-
57035906 ein Verfahren, bei dem eine wesentliche Menge eines
Polyethylenglycols zu einer folienbildenden Lösung gegeben
wird und nach der Bildung der Folie das Polyethylenglycol
herausextrahiert wird, wobei ein poröses Produkt erhalten
wird. JP-A-55000746 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein
Polyolefin und eine wasserlösliche Substanz, wie
Pentaerythrit, unter Erhitzen gemischt werden und nach dem Formen
die wasserlösliche Substanz mit Wasser extrahiert wird. Des
weiteren beschreibt JP-A-61212305 ein Verfahren, bei dem ein
Polysulfonharz und eine wasserlösliche Carbonsäure
miteinander vermischt werden und nach der Bildung der Folien die
Carbonsäure mit Wasser extrahiert wird.
-
Neben den vorstehend genannten Dokumenten offenbart die
japanische Patentveröffentlichung Nr. 1-20262 ein Verfahren
zur Herstellung einer porösen Polyesterfaser, worin eine
kleine Menge eines Polyalkylenethers (Molekulargewicht von
Polyethylenoxid: 2 000 000) mit dem Polyester vermischt wird
und dann mit Alkali herausextrahiert wird.
-
JP-A-63152624 beschreibt eine hochmolekulare Verbindung,
die in heißem Wasser leicht löslich ist und durch
Polykondensation von bis zu 20 Gew.-% eines Polyalkylenglycols mit
einem Molekulargewicht von bis zu 6000 mit mehreren
Dicarbonsäuren hergestellt wird. Es wird auch die Verwendung dieser
Verbindung zum Spinnen von Verbundfasern offenbart.
-
Bei der praktischen Durchführung dieser
Extraktionsverfahren des Standes der Technik zum Herstellen von ultrafeinen
porösen Produkten ist jedoch viel Arbeit und Zeit
erforderlich, um die Extraktion von beispielsweise Polyethylenglycol
vollständig und sorgfältig durchzuführen. Überdies wird, wenn
eine große Menge Polyethylenglycol eingesetzt wird, die
Porosität übermäßig hoch, was die mechanische Festigkeit der
hergestellten Folie ernsthaft verschlechtert. Des weiteren ist,
wenn ein Polyethylenoxid mit hohem Molekulargewicht
eingesetzt wird, die Auflösungsrate dieser Substanz bezüglich
Wasser so gering, daß beispielsweise eine wässerige Lösung von
Alkali für die Extraktion eingesetzt werden muß. Die
Extraktionsrate ist jedoch nicht hoch genug, und das Entsorgen der
verbrauchten alkalischen Flüssigkeit stellt ein weiteres
Problem dar.
-
Mittlerweile haben ultrafeine Fasern für verschiedene
Zwecke Anwendung gefunden, wie als Hochleistungsfilter,
künstliches Leder, Vliesstoffe, edle Webstoffe oder
gestrickte Bekleidungsstücke usw.
-
Für die Herstellung ultrafeiner Fasern ist ein Verfahren
bekannt, welches das Schmelzspinnen eines Polyesters und
entweder eines Polyamids oder eines Polyolefins in der Art eines
Verbundspinnens und dann das Entfernen des Polyamids oder des
Polyolefins mit einer Säure oder einem Lösungsmittel durch
selektive Auflösung umfaßt. Da jedoch die Affinität zwischen
den Polymeren gering ist, findet im Verlauf des Spinnens eine
Ablösung der Schichten statt, und im Zusammenhang mit dem
Auflösungsverfahren sind die Korrosion der Ausrüstung und
nachteilige Wirkungen auf die Physiologie des Menschen
Punkte, die dauernd beachtet werden müssen.
-
Bei dem Verfahren, das ein Polyester verwendet, das mit
einer großen Menge von Polyethylenglycol als Segment
copolymerisiert wird, das nachfolgend durch Auflösung entfernt
werden muß, wird eine große Menge weißes Pulver in der Stufe des
Falschzwirnens hergestellt, was die Durchführung des
Verfahrens beeinträchtigt.
-
Mittlerweile werden Fasern, die mit solchen ultrafeinen
Fasern konstruiert sind, in einer immer größeren Vielfalt von
Anwendungen eingesetzt, wie als künstliches Leder,
wasserabweisende und wasserdampfdurchlässige Kleidung, Spezialfilter,
Masken, Isolierungen gegen große Hitze usw..
-
Die allgemeine Technologie zur Herstellung solcher
Stoffe umfaßt das Extrudieren von zwei unterschiedlichen
Typen von Harzen, aus einer speziellen Spinndüse, wobei eine
Verbundfaser mit einer Kern-Hülle-Anordnung oder einem
Inselchen-Ozean-Abschnittsmuster von Polymeren hergestellt wird,
und, entweder nach oder vor der Bildung eines Stoffes, das
Entfernen eines der als Komponenten vorhandenen Harze durch
Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel oder einer
wässerigen Säure oder einem alkalischen Lösungsmittel (vgl.
JP-A-54027058).
-
Diese Verfahren haben jedoch ihre jeweiligen Nachteile,
nämlich dahingehend, daß (1) es lange Zeit und viel Arbeit
erfordert, um ein Harz sorgfältig zu extrahieren, (2) daß die
Verwendung eines organischen Lösungsmittels, wie Toluol,
Trichlorethylen oder dgl., hinsichtlich der Umwelt und der
Sicherheit Probleme bereitet und die Extraktion mit einer
Säure oder mit Alkali ein ausgeklügeltes Verfahren erfordert,
wenn das Harz nicht durch Säure oder Alkali abbaubar ist, und
im Zusammenhang mit der Entsorgung der verbrauchten
Flüssigkeit ein Problem auftritt, (3) daß für die Herstellung eines
Vliesstoffs die Verwendung eines Klebeharzes für die
Verbindung zwischen den Fasern durch die Tatsache eingeschränkt
ist, daß das Klebeharz in dem Extraktionslösungsmittel nicht
löslich sein darf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die im
Herstellungsverfahren für poröse Harzgegenstände, ultrafeine
Fasern und Vliesstoffe aus ultrafeinen Fasern durch
Verwendung einer hochmolekularen Verbindung, die eine zweckmäßige
Viskosität beim Schmelzen und eine hohe Auflösungsrate
bezüglich Wasser und eine angemessene Aktivität für
thermoplastische Harze hat, zu vereinfachen und dadurch die
Arbeitsumgebung zu verbessern.
-
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Auswahlmöglichkeiten bezüglich des
Schmelzverbindungsharzes oder des Binderharzes zu erweitern, soweit die
Herstellung eines Vliesstoffs betroffen ist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines
porösen Harzformkörpers umfaßt das Schmelzmischen (a) eines
thermoplastischen Harzes (im folgenden als Komponente A
bezeichnet) mit (b) einer hochmolekularen Verbindung (im
folgenden als Komponente B bezeichnet) mit einem Gewichtsmittel
des Molekulargewichts von nicht weniger als 10 000, wobei die
Verbindung durch Umsetzen einer Polyoxyalkylenverbindung, die
durch Additionspolymerisation einer organischen Verbindung
mit zwei aktiven Wasserstoffgruppen und einem Alkylenoxid,
das Ethylenoxid enthält, erhalten werden kann, mit einer
Polycarbonsäure, einem Anhydrid oder einem Niederalkylester
davon oder einem Diisocyanat erhältlich ist, das Formen des
erhaltenen Gemisches und das Entfernen der Komponente B aus
dem Formkörper durch Herauslösen mit wasser oder einem
wässerigen Medium.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer
Schmelzspinnfaser umfaßt das Schmelzmischen
-
(a) mindestens eines thermoplastischen Harzes, das aus
der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyester, Polyamid
und Polyacrylnitril besteht, (im folgenden als
Komponente C bezeichnet) und
-
der Komponente B,
-
das Schmelzspinnen des Gemisches, wobei eine Faser erhalten
wird, und das Entfernen der Komponente B durch Herauslösen
mit Wasser oder einem wässerigen Medium.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines
Vliesstoffs aus ultrafeinen Fasern umfaßt das Bereitstellen
einer Spinnfaser, die die Komponente C und die Komponente B
enthält, das Bilden eines rohen Vliesstoffs unter Einsatz der
Spinnfaser und das Entfernen der Komponente B aus dem rohen
Vliesstoff durch Auflösen mit Wasser oder einem wässerigen
Medium.
-
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Komponente
B zeigt eine geeignete Viskosität, wenn sie geschmolzen wird,
sie hat eine angemessene Aktivität für das thermoplastische
Harz, löst sich in Wasser schnell auf und ergibt eine
verbrauchte Lösung, die für die Umwelt unschädlich ist. Des
weiteren bietet die Komponente B hinsichtlich der verschiedenen
Leistungsanforderungen eine größere Durchführungsfreiheit,
was es erlaubt, daß ihre Schmelzviskosität und ihre Affinität
für Skelettpolymere mit einem großen Spielraum gesteuert
werden.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Bezüglich des thermoplastischen Harzes, welches die
Komponente A der vorliegenden Erfindung ist, kann jedes
beliebige oder können alle thermoplastischen Harze eingesetzt
werden, die allgemein bekannt sind. Beispielsweise können Vinyl-
, Polystyrol-, Polyethylen-, Polypropylen-, Polyacetyl-,
Acryl-, Polyamid-, Polyester-, Cellulose-, Polyarbonat-,
Fluorkunststoff-, Polyurethan-, Silicon-,
Polyetheretherketon-, Polyphenylenoxid-, Polyethersulfon- und
Diallylphthalatpolymere genannt werden.
-
Die Polyalkylenoxidverbindung, die bei der Herstellung
des in den Poren verbleibenden Harzes (das Harz, das
herausgelöst wird) als hauptsächliches Ausgangsmaterial eingesetzt
wird, d. h. die Komponente B der vorliegenden Erfindung, kann
durch Additionsreaktion eines Ethylenoxid enthaltenden
Alkylenoxids mit einer organischen Verbindung mit zwei
aktiven Wasserstoffgruppen hergestellt werden.
-
Unter den organischen Verbindungen mit zwei aktiven
Wasserstoffgruppen sind Ethylenglycol, Propylenglycol,
Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Butylamin,
Polytetramethylenglycol, Anilin usw. als Beispiele zu nennen.
-
Das Ethylenoxid enthaltende Alkylenoxid, das mit einer
solchen organischen Verbindung mit zwei aktiven
Wasserstoffgruppen additionspolymerisiert wird, ist entweder Ethylenoxid
als solches oder ein Ethylenoxid enthaltendes Alkylenoxid.
Das Alkylenoxid, das nicht Ethylenoxid ist, enthält
vorzugsweise 3 bis 30 Kohlenstoffatome. Somit können beispielsweise
Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid, α-Olefin (C&sub3;&submin;&sub3;&sub0;)-Oxid
und Glycidylether mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen erwähnt
werden. Der Anteil des Ethylenoxids ist optional, er ist jedoch
in Fällen, in denen die Komponente B mit Wasser herausgelöst
wird, vorzugsweise im Bereich von 70 bis 100 Gew.-%, bezogen
auf das gesamte Alkylenoxid.
-
Die Additionspolymerisation zwischen einem solchen
Alkylenoxid und der organischen Verbindung mit zwei aktiven
Wasserstoffgruppen wird auf herkömmliche Weise durchgeführt.
-
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des so
erhaltenen Polyalkylenoxids wird vorzugsweise nicht weniger als 100.
Wenn das Gewichtsmittel des Molekulargewichts weniger als 100
ist, können die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht mit
Sicherheit erreicht werden.
-
Beispiele für die Polycarbonsäure oder den
Niederalkylester davon, die bzw. der mit dieser
Polyalkylenoxidverbindung umgesetzt werden soll, sind Phthalsäure, Isophthalsäure,
Terephthalsäure, Sebacinsäure usw. und die entsprechenden
Dimethylester und Diethylester. Beispiele für Anhydride von
Polycarbonsäure umfassen Pyromellitsäureanhydride und andere
Tetracarbonsäureanhydride.
-
Das mit der Polyalkylenoxidverbindung umzusetzende
Diisocyanat umfaßt ein beliebiges oder alle allgemeinen
Diisocyanate, wie Tolylendiisocyanat,
Hexamethylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat
usw. Des weiteren fallen die mit Isocyanat terminierten
Urethanprepolymere, die durch vorheriges Umsetzen solcher
Diisocyanate mit beispielsweise Polypropylenglycol erhältlich
sind, ebenfalls unter die Bedeutung von Diisocyanat in der
vorliegenden Erfindung.
-
Die Polyveresterungsreaktion zwischen der
Polyalkylenoxidverbindung und der Polycarbonsäure, dem Anhydrid oder dem
Niederalkylester und die Polyurethanbildungsreaktion zwischen
der Polyalkylenoxidverbindung und dem Diisocyanat neigen
dazu, von thermischer Zersetzung begleitet zu werden, und
werden deshalb vorzugsweise in Abwesenheit von Sauerstoff in
einem geschlossenen Reaktor durchgeführt.
-
Die Mengen der Reaktanten, nämlich der
Polyalkylenoxidverbindung und der Polycarbonsäure, des Anhydrids oder des
Niederalkylesters des Diisocyanats sind nur optional, wenn
das Gewichtsmittel des Molekulargewichts der erhaltenen
hochmolekularen Verbindung (Komponente B) nicht weniger als
10 000 ist. Polymere, die unter die Definition der Komponente
B fallen, sind an sich aus der EP-A-0 089 038 bekannt.
-
Das Mischen von Komponente A (thermoplastisches Harz)
mit Komponente B (das herauszulösende Harz) wird im
allgemeinen in einem Autoklaven bei einer Temperatur durchgeführt,
die um 10ºC höher ist als die jeweiligen Erweichungspunkte
der Komponenten, und die erhaltene Mischung wird dann
geformt. Das Herstellungsverfahren variiert in Abhängigkeit von
den unterschiedlichen Produktformen. Bei der Herstellung von
Fasern ist es beispielsweise gut möglich, die Polymere direkt
durch einen Schmelzspinnapparat ohne vorheriges Mischen zu
extrudieren. Eine Folie kann unter Einsatz einer
Blasformvorrichtung ohne vorheriges Mischen hergestellt werden. In
diesem Verfahren wird vorzugsweise ein Stabilisator, wie ein
Antioxidans oder ein Alterungsinhibitor, zugegeben.
-
Falls notwendig, kann ein antistatisches Mittel, ein
organischer Füllstoff, ein Färbungsmittel usw. in geeigneten
Mengen in die Harzzusammensetzung einverleibt werden.
-
Während das Mischungsverhältnis (bezogen auf das
Gewicht) der Komponenten A und B mit den unterschiedlichen
Anwendungen variiert, ist es im allgemeinen 99 : 1 bis 5 : 95 und
vorzugsweise 95 : 5 bis 25 : 75. Das Mischungsverhältnis steht in
Zusammenhang mit der Porosität des thermoplastischen
Harzproduktes, wenn die Komponente B sorgfältig herausgelöst wird,
es ist jedoch zur Porengröße nicht genau proportional.
-
Da im allgemeinen die Festigkeit eines porösen
Harzprodukts vorzugsweise so groß wie möglich ist, ist die Pore
idealerweise kugelförmig. Es sei angemerkt, daß die
vollständige Entfernung durch Herauslösung schwierig ist, wenn die
Poren nicht offen sind. Deshalb ist es erforderlich, die
Rührtemperatur und die Rührzeit und andere
Vorrichtungsparameter festzusetzen, so daß ein homogenes Mischen unter
Berücksichtigung der Eigenschaften (Kompatibilität usw.) der
als Komponenten eingesetzten Harze erzielt werden kann.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Komponente B
rasch aus dem erhaltenen Harz unter Einsatz von Wasser bei
Raumtemperatur, warmem Wasser oder heißem Wasser rasch
herausgelöst werden. Ein rascheres Entfernen ist möglich, wenn
eine wässerige Lösung von Alkali oder einer Säure eingesetzt
wird. Des weiteren kann die Komponente mit einem Gemisch
eines organischen Lösungsmittels und Wasser herausgelöst
werden, da jedoch die Komponente A in Anhängigkeit von der Art
des organischen Lösungsmittels oder der Komponente A auch
gleichzeitig herausgelöst werden könnte, muß das organische
Lösungsmittel sorgfältig ausgesucht werden.
-
Für die Herstellung von ultrafeinen Fasern oder
Vliesstoffen aus ultrafeinen Fasern ist das thermoplastische Harz
vorzugsweise mindestens ein Mitglied, das aus der aus
Polyester-, Polyamid- und Polyacrylnitrilharzen (Komponente C)
bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
-
Der Polyester, der vorteilhaft eingesetzt werden kann,
umfaßt u. a. Polyethylenterephthalat und
Polybutylenterephthalat, die gegebenenfalls beispielsweise mit
Isophthalsäure oder Diethylenglycol modifiziert sein können.
-
Das Polyamid umfaßt alle allgemeinen Arten, wie Nylon 66
(Schmelzpunkt 255ºC) und Nylon 6 (Schmelzpunkt 215ºC).
-
Das Polyacrylnitril kann teilweise mit Vinylacetat oder
dergleichen copolymerisiert sein.
-
Die Komponenten C und B werden als Mischung
schmelzgesponnen.
-
Der Ausdruck "Mischen", wie er hier verwendet wird,
bedeutet, daß eine Vormischung der Komponenten C und B aus
einer herkömmlichen Spinndüse extrudiert wird. Die Insel- oder
Inselchenphase (Komponente C) wird selbst in einem solchen
Mischungsverfahren bei einem so hohen Streckverhältnis
gestreckt, daß der Querschnitt der erhaltenen Faser ein
konjugiertes Muster ergibt und die Entfernung der Ozeanphase
(Komponenten B) eine ultrafeine Faser zurückläßt.
-
Bei diesem Spinnverfahren ist es manchmal bevorzugt,
einen Stabilisator zuzugeben, wie ein Antioxidans oder einen
Alterungsinhibitor.
-
Das C/B-Mischverhältnis (bezogen auf das Gewicht) ist im
allgemeinen 99 : 1 bis 5 : 95 und vorzugsweise 95 : 5 bis 25 : 75.
-
Die Mischung wird in eine herkömmliche
Schmelzspinnvorrichtung gegeben. Die Spinnfaser wird dann bei einem
Streckverhältnis von 3 bis 5 gestreckt, wobei eine
Schmelzspinnfaser mit 0,11 bis 1,1 tex (1 bis 10 D) erhalten wird. Es ist
möglich, die Komponenten C und B unabhängig voneinander in
die Spinnvorrichtung für das Schmelzspinnen zu geben.
-
Bei der Herstellung von ultrafeinen Fasern wird die
Komponente B aus der Spinnfaser, die sowohl die Komponente C als
auch die Komponente B enthält, unter Einsatz von Wasser bei
Raumtemperatur, Warmwasser oder Heißwasser herausgelöst. Die
Verwendung einer wässerigen Lösung von Alkali oder einer
Säure beschleunigt üblicherweise die Entfernung. Während ein
organisches Lösungsmittel zum Entfernen durch Herauslösen
eingesetzt werden kann, ist der Einsatz von Wasser
hinsichtlich der Arbeitsumgebung und der Brandgefahr bevorzugt.
Während die Entfernung durch Herauslösen an der Spinnfaser
durchgeführt weden kann, kann die Faser zuerst zu einem
Vliesstoff, einem Webstoff oder einem gestrickten Stoff
verarbeitet werden und dann lokal herausgelöst werden. Während
der Einsatz von heißem Wasser das Herauslösen beschleunigt,
ist kaltes Wasser ausreichend wirksam.
-
Bei der Herstellung eines Vliesstoffs aus ultrafeinen
Fasern wird die Faser, die aus einer Düse schmelzgesponnen
wird, unmittelbar bei einem Streckverhältnis von 3 bis 5
gestreckt und dann zu einem rohen Vliesstoff durch
Spinnverbinden oder nach Schneiden in Stapelfasern durch eine
Vorrichtung zum statistischen Weben verarbeitet. Das Anhaften von
einer Faser an die andere wird im allgemeinen dadurch
erreicht, daß der rohe Stoff bei einer Temperatur in der Nähe
des Schmelzpunkts der Faser gepreßt wird, oder dadurch, daß
ein Harzpulver mit niedrigem Schmelzpunkt als Bindemittel
einverleibt wird. Eine Lösung des Bindemittelharzes kann auf
die Faser gesprüht werden. Aus dem erhaltenen rohen
Vliesstoff wird die Komponente B mit Wasser herausgelöst, wobei
ein fertiggestellter Vliesstoff aus ultrafeinen Fasern
bereitgestellt wird. Bei diesem Entfernen durch Herauslösen ist
es
möglich, zu erhitzen oder Ultraschallwellen oder einen
Wasserstrahl einzusetzen, falls dies erforderlich ist. Es ist
auch möglich, eine wässerige Lösung von Säure oder Alkali
einzusetzen.
-
Somit können durch das erfindungsgemäße Verfahren
Explosionen während des Herstellungsverfahrens, die Brandgefahr
und nachteilige Wirkungen auf die Gesundheit vermieden
werden, und die Produktionsdauer kann auch verkürzt werden.
-
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen
zur eingehenden Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung
und sollten nicht dahingehend verstanden werden, daß sie den
Umfang der vorliegenden Erfindung definieren.
Beispiel
-
Zu 100 Teilen (Gew.-Teile, wobei im folgenden immer
Gew.-Teile gemeint sind) Polyethylenglycol (Gewichtsmittel
des Molekulargewichts 10 000) wurden 2,2 Teile
Dimethylterephthalat gegeben, und die Polyveresterungsreaktion wurde
durchgeführt, wobei eine Verbindung mit einem Gewichtsmittel
des Molekulargewichts von 130 000 (im folgenden als
hochmolekulare Verbindung B-1 bezeichnet) erhalten wurde.
-
Ein Kneter wurde mit 50 Teilen der vorstehenden
hochmolekularen Verbindung B-1 und mit 100 Teilen Polypropylen-
Pellets (Nisseki Polypro E310G, Nippon Petrochemicals CO.,
Ltd.; Erweichungspunkt 132ºC) beladen, und das Kneten wurde
15 Minuten bei 160ºC durchgeführt. Das erhaltene Gemisch
wurde entnommen und heißgepreßt, wobei eine 100 mm dicke
Folie erhalten wurde. Diese Folie wurde dann 10 Minuten in
warmes Wasser bei 60ºC unter Rühren getaucht. Die Folie wurde
weiß und zeigte eine Porosität von 29%, einen mittleren
Porendurchmesser von 3 um und eine Zugfestigkeit von 15 MPa
(150 kg/cm²).
Beispiel 2
-
100 Teile Polypropylenglycol (Gewichtsmittel des
Molekulargewichts 1000) und 500 Teile Ethylenoxid wurden einer
Additionsreaktion unterworfen, und das Reaktionsprodukt wurde
weiter mit 17 Teilen Hexamethylendiisocyanat umgesetzt, wobei
ein Polyurethan mit einem Gewichtsmittel des
Molekulargewichts von 90 000 (im folgenden als hochmolekulare Verbindung
B-2 bezeichnet) erhalten wurde.
-
100 Teile dieser hochmolekularen Verbindung B-2 wurden
mit 100 Teilen Polyamidharz-Pellets (Nylon 6,
Schmelzviskosität: 285 Pa·s (2850 Poise) bei 280ºC) gemischt, und die
Mischung wurde unter Einsatz einer T-Düse eines Extruders bei
einer Zylindertemperatur von 270ºC direkt in eine Folie
geformt. Diese gemischte Harzfolie (30 um dick) wurde durch ein
Kaltwasserbad, das bei 25ºC gehalten wurde, bei einer
Geschwindigkeit von 30 m/10 min. bewegt, wodurch die
hochmolekulare Verbindung B-2 entfernt wurde. Die erhaltene weiße
Folie hatte eine Porosität von 45%, einen mittleren
Porendurchmesser von 10 um und eine Zugfestigkeit von 9,3 MPa (95
kg/cm²).
Beispiele 3 und 4
-
Poröse Folien wurden auf dieselbe Weise wie in den
Beispielen 1 und 2 hergestellt, außer daß die folgenden
Verbindungen B-3 bzw. B-4 anstelle der hochmolekularen Verbindungen
B-1 und B-2 eingesetzt wurden. Diesen Folien waren den
Produkten der Beispiele 1 und 2 bezüglich der vorstehend
genannten Qualitätsparameter vergleichbar.
Hochmolekulare Verbindung B-3:
-
Eine Polyesterverbindung mit einem Gewichtsmittel des
Molekulargewichts von 100 000, das durch Umsetzen eines
Polytetramethylenglycol (Molekulargewicht
2000)-Ethylenoxidaddukts (Gewichtsmittel des Molekulargewichts 10 000) mit
Sebacinsäure erhältlich ist.
Hochmolekulare Verbindung B-4:
-
Ein Polyethylenglycol (Molekulargewicht
3000)-Pyromellitsäureanhydridpolymer mit einem Gewichtsmittel des
Molekulargewichts von 30 000.
Vergleichsbeispiel 1
-
Eine Folie wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1
hergestellt, außer daß Polyethylenglycol (Gewichtsmittel des
Molekulargewichts 20 000) anstelle der hochmolekularen
Verbindung B-1 eingesetzt wurde. Wegen der niedrigen Viskosität
von Polyethylenglycol unmittelbar nach der Folienbildung und
der geringen Festigkeit während der Koagulation traten lokale
Verluste auf, was zu einem schlechten Oberflächenzustand
führte. Überdies wanderte in der Heißpressstufe das
Polyethlenglycol aus der Oberfläche heraus, was zu einem
Ausbluten führte.
Vergleichsbeispiel 2
-
Eine Folie wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2
hergestellt, außer daß Polystyrol anstelle der
hochmolekularen Verbindung B-2 eingesetzt wurde. Diese Folie wurde mit
Toluol für das Herauslösen behandelt. Um 100%ges Entfernen
zu erreichen, war die 5fache Zeit im Vergleich zu Beispiel 2
erforderlich.
Beispiel 5
-
100 Teile der hochmolekularen Verbindung B-1, die in
Beispiel 1 erhalten wurde, und 100 Teile
Polyethylenterephthalat-Pellets (Schmelzviskosität 260 Pa·s (2600
Poises) bei 280ºC) wurden in eine Schmelzspinnvorrichtung
gegeben, die mit einer herkömmlichen Spinndüse ausgestattet
war, und bei einer Spinntemperatur von 270ºC und einer
Aufnahmegeschwindigkeit von 1000 m/min. gesponnen, wobei eine
nicht orientierte Faser (Monofilament) mit 0,78 tex (7 D)
bereitgestellt wurde. Die nicht orientierte Faser wurde in
einem Wasserbad bei 30ºC bewegt, um die hochmolekulare
Verbindung B-1 herauszulösen, wobei Fasern erhalten wurden, die
zusammengefügte Polyethylenterephthalatfasern sind. Diese
Fasern wurden bei einem Streckverhältnis von 3,5 bei 150ºC
gestreckt, wobei eine ultrafeine Faser von 0,11 tex (1 D)
erhalten wurde.
-
Die Faser wurde falschgezwirnt und gewebt, es traten
jedoch keine Probleme, wie das Reißen der Fasern, im Verlauf
des Webens auf, und der erhaltene Stoff fühlte sich weich an.
Beispiel 6
-
100 Teile der hochmolekularen Verbindung B-2, die in
Beispiel 2 erhalten wurde, und 100 Teile Polyamidharz
(Nylon 6, Schmelzviskosität 285 Pa·s (2850 Poises) bei
280ºC) wurden in dieselbe Schmelzspinnvorrichtung wie in
Beispiel 5 gegeben, und das erhaltene Werkgarn wurde unmittelbar
danach abgeschreckt und bei einem Streckverhältnis von 4 bei
45ºC gestreckt. Die so erhaltene gestreckte Faser wurde
gewebt und mit Wasser behandelt, um die hochmolekulare
Verbindung B-2 zu entfernen, wodurch ein Webstoff aus ultrafeinen
Fasern erhalten wurde.
-
Der Webstoff fühlte sich weich an und lag gut in der
Hand.
Beispiele 7 und 8
-
Ultrafeine Fasern und Stoffe aus ultrafeinen Fasern
wurden auf dieselbe Weise wie in den Beispielen 5 und 6
hergestellt, außer daß die hochmolekularen Verbindungen B-3 bzw.
B-4 anstelle der hochmolekularen Verbindungen B-1 und B-2
eingesetzt wurden. Die erhaltenen Fasern und Stoffe waren den
in den Beispielen 5 und 6 hergestellten vergleichbar.
Vergleichsbeispiel 3
-
Das Spinnverfahren des Beispiels 5 wurde wiederholt,
außer daß Polyethylenglycol (Gewichtsmittel des
Molekulargewichts 20 000) anstelle der hochmolekularen Verbindung B-1
eingesetzt wurde. Wegen der geringen Viskosität des
Polyethylenglycols unmittelbar nach dem Spinnen und der
geringen Festigkeit während der Koagulation war jedoch der
Oberflächenzustand der Filamente schlecht, wobei im Verlauf
der Aufnahme lokale Verluste und Reißen auftraten.
Vergleichsbeispiel 4
-
Das Spinnverfahren des Beispiels 6 wurde wiederholt,
außer daß Polystyrol (Schmelzindex 3 g/10 Min.) anstelle der
hochmolekularen Verbindung B-2 eingesetzt wurde, und die
erhaltene Faser mit Toluol behandelt wurde, um Polystyrol
herauszulösen. Um eine 100%ige Auflösung zu erzielen, war ein im
Vergleich zu Beispiel 6 5facher Zeitraum erforderlich.
Beispiel 9
-
Ein Nylon 6 Harz mit einer inneren Viskosität von 1,3
(in Metacresol, 30ºC), ein Polyalkylenoxid als hochmolekulare
Verbindung mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von
160 000 und einer Schmelzviskosität von 200 bis 300 Pa·s
(2000 bis 3000 Poises) bei 260ºC (hergestellt durch Umsetzen
eines Polyethylenglycols mit einem Gewichtsmittel des
Molekulargewichts von 10 000 mit Dimethylphthalat für die
Polyveresterung; dieses wird im folgenden als Verbindung B-5
bezeichnet) wurden unabhängig voneinander in einem
Schneckenextruder geschmolzen und aus einer Spezialdüse extrudiert,
wobei eine konjugierte Polymerstruktur erhalten wurde. Das
Verhältnis von Nylon 6, einer Inselchenphase, zu der
hochmolekularen Verbindung B-5, einer Ozeanphase, war 80 : 20, und die
Anzahl der Inselchen in dem Querschnitt war 6. Das erhaltene
Werkgarn wurde in einem Luftstrom gestreckt und mit einem
Luftdiffuser statistisch in einen filamentösen Zustand
aufgelockert, wobei eine dünne Schicht erhalten wurde. Diese
Schicht wurde mit einer Nadel gelocht (300/cm²) und dann bei
einem Druck von 49 kPa (0,5 kgf/cm²) und einer Temperatur von
220ºC während 2 Minuten heiß gepreßt. Schließlich wurde die
gebundene Schicht durch einen heißen Druckwasserstrom bei
80ºC während 5 Minuten bewegt, um die hochmolekulare
Verbindung B-5 im wesentlichen zu entfernen. Auf diese Weise wurde
ein Vliesstoff aus ultrafeinen Nylon 6-Fasern erhalten.
Beispiel 10
-
Ein mit Isophthalsäure polymerisiertes
Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt 210ºC) und ein Polyalkylenoxid als
hochmolekulare Verbindung mit einer Schmelzviskosität von 300
bis 400 Pa·s (3000 bis 4000 Poises) bei 230ºC und einem
Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 130 000 bis 160 000
(hergestellt durch Umsetzen eines Polyethylenglycols mit
einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 5 000 mit
Hexamethylendiisocyanat für die Polyurethanbildung; im folgenden
wird dieses als hochmolekulare Verbindung B-6 bezeichnet)
wurden unabhängig voneinander in einem Schneckenextruder
geschmolzen und aus einer Spezialdüse extrudiert, wobei eine
konjugierte Polymerstruktur erhalten wurde. Das Verhältnis
der hochmolekularen Verbindung B-6, einer Ozeanphase, zu
Polyethylenterephthalat, einer Inselchenphase, war 90 : 10 und
die Anzahl der Inselchen in dem Bereich war 18. Die Faser
wurde weiter wie in Beispiel 9 verarbeitet, wobei ein
Vliesstoff aus ultrafeinen Polyesterfasern erhalten wurde.
Beispiel 11
-
Ein Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt 260ºC) und ein
Polyalkylenoxid als hochmolekulare Verbindung mit einem
Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 180 000 (hergestellt
durch Umsetzen eines Polyethylenglycols mit einem
Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 6000 mit
Pyromellitsäureanhydrid für die Polyveresterung; im folgenden wird dieses
als hochmolekulare Verbindung B-7 bezeichnet) wurden
unabhängig voneinander in einem Schneckenextruder geschmolzen und
aus einer Spezialdüse extrudiert, wobei eine konjugierte
Polymerfaser erhalten wurde. Das Verhältnis der
hochmolekularen Verbindung B-7, einer Ozeanphase, zu
Polyethylenterephthalat, einer Inselchenphase, war 80 : 20, und die
Anzahl der Inselchen in dem Bereich war 6. Das erhaltene
Werkgarn wurde in einem Luftstrom gestreckt und mit einem
Luftdiffusor in die filamentöse Form aufgelockert, wobei eine
dünne Schicht erhalten wurde. Diese Schicht wurde mit Nadeln
gelocht (300/cm²) und bei einer Temperatur von 255ºC und
einem Druck von 400 kPa (4 kgf/cm²) während 3 Minuten heiß
gepreßt. Die gepreßte Schicht wurde fließendem Wasser bei 60ºC
ausgesetzt, um die hochmolekulare Verbindung B-7
herauszulösen. Auf diese Weise wurde ein Fließstoff aus ultrafeinen
Polyesterfasern erhalten.
Beispiel 12
-
Ein Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt 260ºC) und ein
mit Isophthalsäure copolymerisiertes Polyethylenterephthalat
(Schmelzpunkt 210ºC, innere Viskosität 1,25, gemessen in
Metacresol bei 30ºC) wurden unabhängig voneinander
geschmolzen und aus einer Spezialdüse extrudiert, wobei eine Kern-
Hülle-Verbundfaser erhalten wurde. Das Werkgarn wurde
gestreckt und durch Scherung in eine bestimmte. Form gebracht.
Andererseits wurde eine konjugierte Polymerfaser, die auf
dieselbe Weise wie in Beispiel 11 hergestellt wurde, in 3 mm
lange Stücke geschnitten und mit der vorstehenden Feinfaser
unter Einsatz einer statistischen Webmaschine gemischt, wobei
ein Webstoff gebildet wurde. Ansonsten wurde das Verfahren
des Beispiels 9 durchgeführt, wobei ein Vliesstoff aus
ultrafeinen Polyesterfasern erhalten wurde.
Beispiel 13
-
Ein Polyacrylnitril mit einer inneren Viskosität von 1, 2
(in Dimethylformamid, 30ºC) und eine hochmolekulare
Verbindung mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von
130 000 (das durch Umsetzen eines Polyethylenglycols mit
einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 100 000 mit
Pyromellitsäureanhydrid für die Polyveresterung umgesetzt
werden kann) wurden in einem Volumenverhältnis von 4 : 6 in
einem Schneckenextruder bei 230ºC schmelzgemischt, und das
Gemisch wurde extrudiert. Das erhaltene Werkgarn wurde in einem
Luftstrom gestreckt und dann mit einem Luftdiffusor in die
statistische filamentöse Form aufgelockert, wobei eine dünne
Schicht erhalten wurde. Diese Schicht wurde mit Nadeln
ge
locht (400/cm²) und dann in einem heißen Druckwasserstrom bei
80ºC während 15 Minuten behandelt. Das vorstehende Verfahren
stellte einen Vliesstoff aus ultrafeinen
Polyacrylnitrilfasern zur Verfügung.
Vergleichsbeispiel 5
-
Das Verfahren des Beispiels 9 wurde wiederholt, außer
daß ein Polyethylenoxid mit einem Gewichtsmittel des
Molekulargewichts von 300 000 bis 500 000 anstelle der
hochmolekularen Verbindung B-5 eingesetzt wurde. Während es bei der
Herstellung einer konjugierten Faser keine ernsthaften
Probleme gab, wurde selbst durch das Waschen mit heißem
Druckwasser bei 80ºC während einer Stunde das in den Poren
verbleibende Harz (Polyethylenoxid) nicht sorgfältig entfernt.