JP2013227719A5

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Publication number: JP2013227719A5
Application number: JP2013138372A
Authority: JP
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2013-12-19

Description

一実施形態では、本発明は、ポリオレフィンマルチフィラメント糸を形成する方法に関する。例えば、この方法は、ポリオレフィンを含む溶融ポリマー配合物を形成するステップと、この配合物を押し出して多数のフィラメントを形成するステップと、フィラメントを液浴中で急冷するステップと、フィラメントを集めて繊維束を形成するステップと、繊維束を延伸比が約６よりも大、一実施形態では、約１０よりも大きな加熱延伸手段で延伸するステップとを有するのがよい。

別の実施形態では、本発明は、開示した方法に従って形成できる糸に関する。例えば、糸は、各々が約３００未満のデニールを示すのがよい多数のフィラメントを含むのがよく、一実施形態では、各フィラメントは、約０．５〜約１００のデニールを有するのがよい。糸は、例えば４０ｇ／ｄよりも大きな高いモジュラスを有するのがよい。別の実施形態では、糸は、１００ｇ／ｄよりも大きなモジュラス、幾つかの実施形態では１５０ｇ／ｄよりも大きなモジュラスを有するのがよい。糸は又、例えば幾つかの実施形態では約５ｇ／ｄよりも大きな、他の実施形態では約７ｇ／ｄよりも大きな高いテナシティを有するのがよい。開示する糸は又、かなり高い耐引き伸ばし性を有するのがよく、例えば、糸は、約１０％未満の伸び率を示すのがよい。

開示する糸は又、マルチフィラメントポリオレフィン糸に特有の結晶構造を備えると考えられる。例えば、糸中のフィラメントのうちの少なくとも１本は、公知の広角Ｘ線散乱（ＷＡＸＳ）測定法によれば８０％よりも高い結晶度を備えるのがよい。一実施形態では、糸中のフィラメントのうちの少なくとも１本は、約１．０よりも大きな赤道強度と子午線強度の比を有するのがよく、これは、公知の小角Ｘ線散乱（ＳＡＸＳ）測定法から得ることができる。別の実施形態では、赤道強度と子午線強度の比は、約３．０よりも大であってよい。

一実施形態では、開示した糸を強化材、例えば、水和可能な（水和性）セメント系配合物を強化するのに使用される強化材の状態で利用できる。例えば、開示した方法に従って形成された糸を一般に約５インチ（１２．７ｃｍ）未満の小さな断片の状態に細断して強化材を形成することができる。一実施形態では、糸を長さ約３インチ（７．６２ｃｍ）未満の小片に細断することができる。別の実施形態では、糸を長さが約１インチ（２．５４ｃｍ）未満の小片に細断することができる。強化材を小片に切断することに加えて、減成させると共に（或いは）変形させるのがよいが、このようにするかどうかは任意である。

核剤を含む場合、核剤は、一般に、配合物の重量を基準として約１％未満の量で押し出されるべき混合物中に存在するのがよい。例えば、核剤は、混合物中に約０．５重量％未満の量で存在するのがよい。一実施形態では、核剤は、混合物中に、約０．０１重量％〜約０．３重量％の量で存在するのがよい。別の実施形態では、核剤は、混合物中に、約０．０５重量％〜約０．２５重量％の量で存在するのがよい。

ポリマーを押し出すことができる紡糸口金オリフィスは、一般に、最大断面距離（例えば、円形オリフィスの特定の場合には直径）が約０．１インチ（２．５４ｍｍ）未満であるのがよい。例えば、一実施形態では、紡糸口金オリフィスは、最大断面距離が約０．００２インチ（０．０５ｍｍ）〜約０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）であるのがよい。

上述したように、個々のフィラメント９を本発明の方法に従って比較的低いスピンライン張力で押し出すことができる。したがって、巻取りロール１８は、比較的低い速度で動作することができる。例えば、巻取りロール１８を一般に毎分約２５メートル（ｍ／分）未満の速度に設定することができる。一実施形態では、巻取りロール１８を約１ｍ／分〜約２０ｍ／分の速度に設定するのがよい。

一実施形態では、滑剤を繊維束２８に塗布するのがよい。例えば、スピン仕上げ剤を当該技術分野において一般に知られているようにスピン仕上げ剤アプリケータ又は塗布箱２２のところで塗布するのがよい。一般に、滑剤を低い含水量で繊維束２８に塗布するのがよい。例えば、滑剤を、繊維束が約７５重量％未満の含水量にあるときに繊維束２８に塗布するのがよい。任意適当な滑剤を繊維束２８に塗布することができる。例えば、適当な油を基剤とした仕上げ剤、例えばグールストン・テクノロジーズ・インコーポレイテッド（Ghoulston Technologies, Inc）から入手できるLurol PP-912を繊維束２８に塗布するのがよい。本発明の幾つかの実施形態においては、糸への仕上げ膜又は滑剤被膜の追加により、次の処理の際の繊維束の取り扱いが向上すると共に糸上における摩擦及び静電気堆積を減少させることができる。加うるに、糸に施された仕上げ膜は、次の延伸プロセスの際の糸の個々のフィラメント相互間の滑りをよくすることができると共に達成可能な延伸比を増大させることができ、かくして、本方法に従って形成される延伸マルチフィラメント糸のモジュラス及びテナシティを高めることができる。

本方法によれば、マルチフィラメント繊維束を従来公知のポリオレフィン溶融紡糸マルチフィラメント糸形成方法で達成可能な延伸比よりも高い延伸比で１回目の延伸（又は１回だけの延伸）で延伸するのがよい。例えば、繊維束２８を約６よりも大きな延伸比（第２の又は最終の延伸ロール３４の速度と第１の延伸ロール３２の速度の比として定義される）で延伸するのがよい。例えば、一実施形態では、最初の延伸（又は１回だけの延伸）の延伸比は、約６〜約２５であるのがよい。別の実施形態では、延伸比は、約１０よりも大であり、例えば、約１５よりも大であるのがよい。加うるに、糸を当該技術分野において一般に知られているようにロール３２，３４に巻き付けるのがよい。例えば、一実施形態では、糸を約５回〜約１５回、延伸ロールに巻き付けるのがよい。

本発明のポリオレフィンマルチフィラメント糸は、一般に、フィラメント１本当たり約０．５デニール〜フィラメント１本当たり約１００デニールの延伸サイズを有することができる。有利には、開示したマルチフィラメント糸は、ASTM D2256-02で測定して、他の従来公知のマルチフィラメントポリオレフィン糸と比較して、高いテナシティ及び高いモジュラスを有することができ、かかるASTM D2256-02を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。例えば、本マルチフィラメント糸は、約５グラム／デニールよりも大きなテナシティを有するのがよい。一実施形態では、マルチフィラメント糸は、約７グラム／デニールよりも大きなテナシティを有するのがよい。加うるに、本発明のマルチフィラメント糸は、例えば、約１００グラム／デニールよりも大きな高いモジュラスを有するのがよい。一実施形態では、開示した糸は、約１２５グラム／デニールよりも大、例えば、約１５０グラム／デニールよりも大、又は約２００グラム／デニールよりも大きなモジュラスを有するのがよい。

加うるに、開示した糸は、比較的低い伸び率特性を示すのがよい。例えば、本発明のマルチフィラメント糸は、ASTM D2256-02で測定して約１５％未満の伸び率を示すのがよい。別の実施形態では、糸は、約１０％未満の伸び率、例えば約８％未満の伸び率を示すのがよい。

ＷＡＸＳ及びＳＡＸＳ法の利用により、本発明のマルチフィラメント糸は、結晶度が高く且つ配向度が高く、ラメラ構造が殆ど無く又は全く無いことが分かる。特に、糸のフィラメントは、以下に説明するＷＡＸＳ測定法に従って約８０％よりも大きな結晶度を備えることができる。例えば、図３は、本発明の方法に従って形成されたマルチフィラメント糸から引き出された単一のフィラメントのＷＡＸＳ散乱パターンを示している。具体的に言えば、糸（以下実施例の項目でサンプルＱとして挙げられている）を、直径が各々０．０１２インチの８つのオリフィスを備えた紡糸口金に通して押し出し、７０℃の水浴中で急冷し、そして１６．２の延伸比で延伸した。延伸した糸の最終デニールは、４０６グラム／９０００ｍであった。この図を参照して理解できるように、０φが糸に平行な場合、本発明の糸の非晶質領域は、１０〜３０の２θであり、６０〜９０のφであるのがよく（図３の底に近い暗い領域）、結晶質領域は、１０〜３０の２θであり、−１５〜１５のφであるのがよい（図３の側部の明るいスポットを含む）。かくして、結晶質領域及び非晶質領域中のＸ線散乱強度を積算することにより、フィラメントの結晶度は、次のようにして得ることができる。

一般に、本発明のマルチフィラメント糸を形成するフィラメントは、約１．０よりも大きな赤道強度と子午線強度の比を含むＳＡＸＳ特性を有するのがよい。一実施形態では、この比は、約３よりも大であるのがよい。開示した糸を形成するフィラメントは、一般に、約０．４〜約１．０の２θ及び約６０〜約１２０及び約２４０〜約３００のφから積算した赤道強度を示すことができる（ゼロのφは、糸に平行であり、又は図４に関して垂直である）。加うるに、糸は、約０．４〜１．０の２θ及び約−６０〜約６０及び約１２０〜約２４０のφから積算した子午線強度を示すことができる。

したがって、一実施形態では、本発明は、開示した糸で形成された強化材に関する。特に、本発明の強化材は、本明細書において説明したような細断され、寸断されると共に（或いは）減成させた糸を含むのがよい。一般に、強化材は、比較的短い長さのマルチフィラメント糸及び（又は）形成されたマルチフィラメント糸をずたずたに切って得られた個々のフィラメントを含むのがよい。例えば、本発明の強化材は、一般に、長さが約５インチ（１２．７ｃｍ）未満であるのがよい。一実施形態では、長さが約３インチ（７．６２ｃｍ）未満、例えば、長さが約１インチ（２．５４ｃｍ）未満であるのがよい。