JP2000256934A - 解繊ヤーンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 衛生的な作業環境の下で、良好な
解繊ヤーンを生産性よく製造する方法を提供すること。 【解決手段】 発泡剤を配合したポリプロピレン
から発泡フィルムを成形し、次いでその発泡フィルムを
延伸条件下において延伸すると共に解繊する、解繊ヤー
ンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、解繊ヤーンの製造
方法に関し、より詳細には優れたヤーン特性を有する解
繊ヤーンを衛生的な作業環境の下で製造する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より１本１本の繊維を束ねたり、撚
ったりする代わりに、ポリオレフィン延伸フィルムない
しテープを機械的に解繊させて、一挙に多数本の繊維集
合体を製造する方法が知られている。その方法による
と、まずフィルムを成形し、フィルムを適宜の幅にスリ
ットしてテープ状となし、その後一軸方向に延伸してか
ら解繊機にかけ、それによってテープを一軸方向に規則
的に割ることによって解繊ヤーンとする方法である。

【０００３】前記の製造方法によると、柔軟で嵩高性の
ある解繊ヤーンを容易に得ることができる。しかし、使
用される解繊機は、通常円筒状ロール表面に多数個のピ
ンまたは刃を規則的に埴設した構造となっているので、
その延伸テープの機械解繊工程で多量の微細な粉末状の
削れ屑が発生して、周辺の作業空間に撒き散らされるこ
とになる。従って、作業環境を汚染することなく、良好
な解繊ヤーンを効率よく製造する、新たな製造方法が求
められていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、衛生
的な作業環境の下で、良好な解繊ヤーンを生産性よく製
造する方法の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、発泡
剤を配合したポリプロピレンから発泡フィルムを成形
し、次いでその発泡フィルムを延伸条件下において縦軸
方向に延伸すると共に解繊する解繊ヤーンの製造方法に
関する。前記のポリプロピレンは、ポリエチレンが１５
重量％まで混合されていてもよく、またフィルム成形時
に筋入りダイの使用が好ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に本発明の構成について詳細に
説明する。解繊ヤーンの原料となるポリプロピレンは、
プロピレンの単独重合体、またはプロピレンとそれ以外
の他のα-オレフィンとの共重合体である。ここで他の
α-オレフィンとしては、炭素数２〜２０のα-オレフィ
ンが好ましく、例えばエチレン、１-ブテン、１−ペン
テン、１-ヘキセン、４-メチル-１-ペンテン、１−ヘプ
テン、１-オクテン、１-デセンを挙げることができる。

【０００７】共重合体は、ランダム共重合体であって
も、あるいはブロック共重合体であってもよい。ランダ
ム共重合体の場合には、その共重合体中のα-オレフィ
ンの含量は３．０重量％以下であることが、またブロッ
ク共重合体の場合には、α-オレフィンの含量は１５重
量％以下であることが、解繊し易さおよび解繊ヤーンの
引張強度と伸度の点から好ましい。

【０００８】ポリプロピレンは、そのフィル成形性およ
び延伸性の点から、メルトフローレート（ＭＦＲ）が
０．１〜１０（ｇ／１０分）、好ましくは１．０〜５．
０（ｇ／１０分）の範囲にあることが望ましい。ここ
で、ＭＦＲは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し、２３０
℃、２．１６ｋｇ荷重下で測定した値である。また、ポ
リプロピレンの融点は、１４０〜１７０℃の範囲にある
ことが好ましく、重量平均分子量と数平均分子量との比
（Ｍｗ／Ｍｎ）で表される分子量分布の目安が、３〜
８、好ましくは４．５〜７．０、より好ましくは５．０
〜６．５の範囲にあることが好ましい。ここで、融点は
ＤＳＣ法によって測定され、分子量はＧＰＣ法によって
測定される。

【０００９】また前記のポリプロピレンには、ポリエチ
レン、ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテン
等のポリプロピレン以外の他のポリオレフィンを混合す
ると、ポリプロピレン解繊ヤーンとは異なる物性を示す
ことがある。中でもポリエチレンを混合すると、柔軟な
解繊ヤーンが得られるので好ましく、密度が０．９１
（ｇ／ｃｍ³）以上の低密度ポリエチレンや線状低密度
ポリエチレンの使用が望ましく、またＡＳＴＭ Ｄ−１
２３８に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重下で測定
したそのＭＦＲが、０．５０〜５．０（ｇ／１０分）で
あることが望ましい。

【００１０】ポリプロピレンに他のポリオレフィンを混
合する場合には、両者の合計量の１５重量％以下、好ま
しくは１０重量％以下の混合割合とすることが望まし
く、この範囲内であれば、良好な発泡フィルムが得ら
れ、解繊性およびヤーン物性も優れており、ポリプロピ
レンのみからなる解繊ヤーンと比べて、柔軟性が増し、
不透明性が表われてくる。

【００１１】本発明では、解繊工程に先立って、まずポ
リプロピレンに発泡剤を配合して発泡フィルムを製造す
る。発泡剤としては、低沸点炭化水素またはフッ素含有
炭化水素のような溶剤型発泡剤を使用することもできる
が、好ましくは分解型発泡剤の使用が装置面、操作面、
作業環境面から望ましい。

【００１２】使用できる分解型発泡剤は、フィルム成形
条件下で発泡剤が分解して炭酸ガス、窒素ガス等の気体
を発生する化合物であって、無機系の発泡剤であっても
有機系の発泡剤であってもよく、また気体の発生を促す
有機酸等を併用添加してもよい。分解型発泡剤の具体例
として、次の化合物を挙げることができる。

【００１３】（ａ）無機系発泡剤：重炭酸ナトリウム、
炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウ
ム、亜硝酸アンモニウム。

【００１４】（ｂ）有機系発泡剤：N,N'−ジニトロソテ
レフタルアミド、N,N'−ジニトロソペンタメチレンテト
ラミン等のＮ−ニトロソ化合物；アゾジカルボンアミ
ド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾシクロヘキシル
ニトリル、アゾジアミノベンゼン、バリウムアゾジカル
ボキシレート等のアゾ化合物；

【００１５】ベンゼンスルフォニルヒドラジド、トルエ
ンスルフォニルヒドラジド、p、p'−オキシビス（ベンゼ
ンスルフェニルヒドラジド）、ジフェニルスルフォン−
3,3'−ジスルフォニルヒドラジド等のスルフォニルヒド
ラジド化合物；カルシウムアジド、4,4'−ジフェニルジ
スルフォニルアジド、ｐ−トルエンスルフォニルアジド
等のアジド化合物。

【００１６】これらの発泡剤は、単独で使用してもよ
く、また２種類以上を組み合わせて使用してもよい。発
泡剤の添加量は、発泡剤からの発生ガス量、望ましい解
繊の度合いによっても異なるが、ポリプロピレン１００
重量部に対して０．１５〜０．４５重量部の範囲が好ま
しい。この範囲内であると、発泡セル径の揃ったフィル
ムが得られ、延伸も均一に進み、良好な解繊ヤーンが得
られる。

【００１７】また、ポリプロピレンには、前記の発泡剤
の他に、本発明の目的を損なわない範囲で、発泡助剤、
酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電
防止剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、充填剤、
塩酸吸収剤、顔料等を適宜の量配合することができる。
特に炭酸カルシウムの添加は、毛羽発生防止および色相
合わせを良好にする上で好ましく、配合量は１．５重量
％以下で十分な効果を発揮する。

【００１８】ポリプロピレンに発泡剤、その他の添加剤
を配合して均一混合した樹脂組成物は、次いで一軸また
は二軸のフィルム成形機へと供給されるが、シリンダー
のＬ／Ｄとしては、例えば２５〜３０が好ましい。その
成形機の先端には、サーキュラーダイまたはＴ−ダイが
取り付けられている。このダイは、筋入りであっても、
筋なしであってもよい。

【００１９】筋入りのダイを用いると、後述する延伸解
繊工程で均一な解繊が行われることから、発泡剤の使用
量を少量に抑えることができ、また解繊に伴う解繊ヤー
ンの強度低下を最小限にとどめることもできる。従っ
て、フィルム成形時に、特にインフレーションフィルム
成形時に筋入りダイの使用が好ましい。

【００２０】ダイから溶融樹脂をフィルム状に押出し、
そして樹脂の結晶化温度以下の温度に冷却して、インフ
レーションフィルムまたはＴ−ダイフィルムを成形す
る。フィルムの厚さは、１１０〜２００μｍ、好ましく
は１２０〜１５０μｍの範囲にあることが、製膜工程お
よび延伸解繊工程を円滑に進め、かつ解繊ヤーンに良好
な物性を付与する上で望ましい。

【００２１】フィルム成形機のシリンダーは、発泡剤が
分解して発泡性ガスを発生する樹脂温度になるよう、温
度設定される。例えば樹脂温度を２１５〜２４５℃、好
ましくは２２５〜２３５℃にすると、解繊に適した発泡
倍率となり、またフィルム成形中にバブルが破裂してフ
ィルムの連続成形ができないと言う事態を避けることが
できる。従って、発泡倍率は、おおよそ１．０２〜１．
０６倍になるよう、樹脂のメルトテンション、発泡剤配
合量および樹脂温度を適宜調整することが望ましい。

【００２２】得られたフィルムは、そのままの状態で次
の延伸工程へ移してもよいし、必要に応じて、延伸装置
に適したテープ幅へと、また最終製品の形状に望まれる
テープ幅へとスリットしてもよい。次いで、そのフィル
ムないしテープを樹脂の結晶化温度以上、融点未満の延
伸温度に設定した熱板上、ロールまたはオーブン等へと
導き、二組のニップロール間でテープに張力を加えて、
縦軸方向への延伸操作を施す。この際の延伸温度として
は１２０〜１４５℃、好ましくは１２５〜１３５℃、延
伸速度は６０〜１２０ｍ／ｍｉｎ．、好ましくは７０〜
１００ｍ／ｍｉｎ．に調整される。

【００２３】この延伸工程で、フィルムないしテープは
縦軸方向に延伸配向されると共に、バブルを中心にして
解繊が開始され、必要な解繊度合いに達したら、巻き取
られて解繊ヤーンが製造される。延伸倍率は、延伸温
度、テープ厚、あるいは最終製品の形状に望まれる繊維
径と繊維長によっても変るが、一般に５．５〜８．０、
好ましくは６．５〜７．５倍が望ましい。この範囲内で
あれば、適度の解繊度合いに解繊されると共に、延伸切
れに伴う生産ストップを回避することができる。なお、
必要に応じて、その後その解繊ヤーンに例えばアニーリ
ング率２〜６％のアニーリング操作を施して、熱収縮率
を小さくすることもできる。

【００２４】このようにして製造された解繊ヤーンは、
従来の機械解繊による解繊ヤーンよりも一層の柔軟性が
あり、やわらかな風合いを有していると共に、嵩高く、
緩衝性がある。従って、このような特性を持った解繊ヤ
ーンは、そのままの状態で繊維集合体として使用するこ
ともできれば、撚り合わせて加工糸として使用すること
もできる。この解繊ヤーンを使用してフレコン袋、樹脂
袋、塩袋等の袋状物、レジャーシート、ブルーシート、
養生シート、安全シート等の緩衝性に富んだシート状物
等を好適に製造することができる。

【００２５】

【実施例】次に本発明を実施例を通して説明するが、本
発明はそれ等実施例に限定されるものではない。 （実施例１）メルトフローレート（ＭＦＲ：２３０℃、
２．１６ｋｇ）が１．７（ｇ／１０分）、重量平均分子
量と数平均分子量との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で表される分子
量分布の目安が５．０であるプロピレン単独重合体
（Ａ）１００重量部に、重炭酸ナトリウムとポリカルボ
ン酸との混合物である無機系発泡剤（三井化学株式会社
製品、商品名プチフレンＥＸＰＰ−２０：発泡剤
（Ａ））を０．３０重量部配合した。

【００２６】前記の組成物を、樹脂温度が２３０℃にな
るよう設定したシリンダー径６５ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２６
のインフレーションフィルム成形機へと供給し、５００
ｍｍφの径を有する筋入りダイより押出し、発泡倍率
１．０３倍、厚さ１３０μｍの発泡フィルムを製造し
た。その後、このインフレーションフィルムを１３０℃
に設定した熱板上に接触させながら、延伸速度８１ｍ／
ｍｉｎ．で移動させ、７．３倍に縦軸方向に延伸し、ア
ニール率４％のアニール操作を施した。延伸と共に解繊
が始まり、良好な解繊ヤーンを連続的に巻き取った。な
おこの解繊ヤーンの製造中に、発泡フィルムから微細な
粉末状物は全く発生しなかった。

【００２７】解繊ヤーン製造工程中の成形性評価、およ
び得られた解繊ヤーンの引張試験評価を行い、その結果
を表１に示した。なお、評価は次のようにして行った。

【００２８】（ａ）製膜性：インフレーションフィルム
成形時に発生した膜割れ（バブルの破裂）回数で判定し
た。 ○・・・・３０分間に１回も発生せず。 △・・・・３０分間に１回発生した。 ×・・・・３０分間に５回発生した。

【００２９】（ｂ）延伸性：熱板上で延伸した際に、延
伸切れの発生した回数で発生した。 ○・・・・６０分間に１回も発生せず。 △・・・・６０分間に１〜３回発生した。 ×・・・・６０分間に４回以上発生した。

【００３０】（ｃ）解繊性：解繊ヤーンの解繊度合いを
目視で判定した。 ○・・・・十分に解繊している。 △・・・・解繊している。 ×・・・・ほとんど解繊していない。

【００３１】（ｄ）引張試験：ＪＩＳ Ｚ−１５３３に
準拠して行った。 ヤーン強度は（ｇ／ｄ）で表示し、ヤーン伸度は（％）
で表示した。

【００３２】（比較例１〜２）実施例１において、発泡
剤の配合量を０．１０重量部、および０．５０重量部へ
と変更した以外は実施例１と同様に行った。比較例１で
は、発泡セルが小さく、しかもその数が少ないために、
延伸工程でほとんど解繊しなかった。比較例２では、フ
ィルム製膜時にフィルムに穴があき、連続成形ができな
かった。その結果を表１に併せて示した。

【００３３】（実施例２）実施例１において、発泡剤を
アゾジカルボン酸アミド（永和化成株式会社製品、商品
名ビニホールＡＣ：発泡剤（Ｂ））０．３０重量部へと
変更した以外は実施例１と同様に行った。実施例１に比
べて、若干発泡セルが多く、かつセル径に不均一がみら
れ、また延伸切れとやや解繊不足ぎみであったが、実用
上物性的には問題のない解繊ヤーンであった。その結果
を表１に併せて示した。

【００３４】（実施例３）実施例１において、使用した
樹脂をポリプロピレン（Ａ）９０重量部、およびメルト
フローレート（ＭＦＲ：１９０℃、２．１６ｋｇ）が
２．９（ｇ／１０分）の高圧法低密度ポリエチレン１０
重量部へと変更した以外は実施例１と同様に行った。得
られた解繊ヤーンの触感は、実施例１で得た解繊ヤーン
よりも柔軟性に富み、色相はポリプロピレンから得られ
た解繊ヤーンよりも不透明感が表われた。その結果を表
１に併せて示した。

【００３５】（比較例３）実施例３において、使用した
樹脂をポリプロピレン８０重量部および高圧法低密度ポ
リエチレン２０重量部へと変更した以外は実施例３と同
様に行った。溶融樹脂のメルトテンションが増加して、
発泡不足となり、十分に解繊できなかった。その結果を
表１に併せて記した。

【００３６】（実施例４）メルトフローレート（ＭＦ
Ｒ：２３０℃、２．１６ｋｇ）が３．５（ｇ／１０
分）、重量平均分子量と数平均分子量との比（Ｍｗ／Ｍ
ｎ）で表される分子量分布の目安が６．５であるプロピ
レン単独重合体（Ｂ）１００重量部に、重炭酸ナトリウ
ムとポリカルボン酸との混合物である無機系発泡剤（三
井化学株式会社製品、商品名プチフレンＥＸＰＰ−２
０：発泡剤（Ａ））を０．３０重量部配合した。その後
実施例１と同様に操作し、良好な解繊ヤーンを得た。そ
の結果を表１に併せて示した。

【００３７】(比較例４)実施例４において、無機系発泡
剤を０．５０重量部配合した以外は、実施例４と同様に
行った。その結果を表１に併せて示した。

【００３８】（比較例５）実施例１で使用したと同じポ
リプロピレンからフィルムを成形し、熱板上で延伸し、
その後従来の通りに機械解繊を施して、解繊ヤーンを得
た。そのヤーンの引張試験を行ったところ、強度は４．
４（ｇ／ｄ）、伸度は８．９（％）であった。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明に係わる解繊ヤーンの製造方法に
よれば、フィルムを機械的に解繊するのではなく、一旦
成形した発泡フィルムを延伸することによってフィルム
を繊維状物へと解繊する手法をとっており、従って、解
繊機等の特別の設備投資をすることなく、また高い生産
性を維持しつつ、作業環境を衛生的に保った状態で生産
を継続していくことができる。

【００４１】また本発明では、発泡フィルムのバブルを
中心にして三次元的な解繊が進むことから、従来の解繊
機による平面的な解繊と比べて、柔軟性、風合い、嵩高
性、緩衝性が共に向上した解繊ヤーンを製造することが
できる。さらにフィルム成形時に、筋入りのダイを使用
すると、少ない発泡剤の使用量でも均一な解繊が進み、
かつ高い機械強度を有する解繊ヤーンを得ることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 末郎 千葉県市原市千種海岸３番地 株式会社グ ランドポリマー内 Ｆターム(参考） 4L036 MA04 UA21

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発泡剤を配合したポリプロピレンから発泡
   フィルムを成形し、次いでその発泡フィルムを延伸条件
   下において縦軸方向に延伸すると共に解繊することを特
   徴とする解繊ヤーンの製造方法。
2. 【請求項２】前記のポリプロピレンにポリエチレンが１
   ５重量％まで混合されていることを特徴とする請求項１
   記載の解繊ヤーンの製造方法。
3. 【請求項３】前記のフィルム成形時に、筋入りダイを通
   してフィルムを押出すことを特徴とする請求項１または
   ２記載の解繊ヤーンの製造方法。