JP2016522334A - 繊維の製造方法、ならびにその繊維から製造される繊維およびヤーン - Google Patents
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Abstract
Description
ジクロロ酢酸中25℃で測定して少なくとも0.55dl/gの固有粘度を有するポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートを含む溶融組成物が、1つ以上の紡糸口を通過させられて溶融糸がもたらされ;
前記溶融糸が、前記溶融組成物の融解温度未満の温度に冷却されて紡糸繊維が得られ;かつ、
前記紡糸繊維が、繊維当たり0.05〜2.0テックスの範囲の線密度に延伸される、方法を提供する。
したがって、紡糸繊維が延伸される温度は、組成物の融解温度より少なくとも25℃低いことが好ましく、組成物の融解温度より40〜150℃低い温度であることがより好ましい。典型的には、この温度は、ポリマー組成物のガラス転移温度と融解温度との間の温度である。この結果、繊維が延伸される好ましい温度は、好適には80〜150℃の範囲となる。
IV = -5.534 + 5.747*√(0.579 + 0.348*ηrel)
(式中、ηrelは、相対粘度である)
により算出することができる。ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートについて0.58のIVは、55,000の質量平均分子量に相当し、1.55のIVは、200,000の質量平均分子量に相当する。したがって、IVは、好適には0.55〜1.55dl/gの範囲である。間の分子量は、以下の関係式:
IV = 1.45* 10-4*Mw0.76
(式中、Mwは、質量平均分子量を表す)
によって決定することができる。相対的に高い分子量を有するポリマーが、より低い分子量を有するポリマーより高いテナシティを示す繊維をもたらすことが判明した。したがって、溶融組成物中のポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートの分子量は、好ましくは少なくとも100,000、例えば、100,000〜150,000の範囲内である。
ポリエチレン標準を用いるGPCによって測定して75,600の質量平均分子量Mwを有する(固有粘度が0.74dl/gに相当する)ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレート(以下、「PEF」と呼ぶ。)の試料を、48穴のスピナレットを通して260℃の温度で溶融紡糸した。この溶融糸を、冷却し、紡糸した。48個のフィラメントを撚り合わせて115テックスの線密度を有するヤーンを得た。この線密度は、1フィラメント当たり2.40テックスの線密度に相当する。破断テナシティは96mN/テックスであり、破断伸度は239%であった(いずれもISO5079−1995に準拠して測定した)。紡糸したままのヤーンを、様々な延伸比および様々な延伸温度で、引伸ばし(延伸)工程にかけた。ヤーンは、0.67dl/gのIVを有していた。0.67dl/gのIVは、質量平均分子量66,400に相当する。結果として得られた、1フィラメント当たりの線密度、破断テナシティ、および破断伸度の値を、以下の表1に示す。
実施例1で用いたものと同じポリマーを、二工程の引伸ばし(延伸)にかけた。最初にポリマー組成物を実施例1で行ったのと同様に溶融紡糸した。その後、得られたヤーンを、85℃にて2.5の延伸比まで予備的に延伸した。第二の段階で、予備的に延伸した繊維を、125℃または130℃に加熱したオーブン内で様々な最終延伸比にまでさらに延伸した。得られたヤーンそれぞれのテナシティおよび伸度を測定した。結果を表2に示す。
実施例2で用いたものと同じポリマーを同様に溶融紡糸した。第一の工程で、この紡糸繊維を90℃にて第一の延伸比である2.4に延伸した。次いで、この予備的に延伸された繊維を、100℃に保たれたホットプレート上を通過させて、3〜3.6の範囲の最終的な延伸比にまで延伸した。これらの実験の結果を表3に示す。
PEFの2つの試料であって、1つは(0.81dl/gの固有粘度に相当する)85,200のMwを有するもの(「試料A」)であり、2つ目は(0.99dl/gの固有粘度に相当する)111.000のMwを有するもの(「試料B」)であるものを、260℃の温度で48穴のスピナレットを通して溶融紡糸した。得られた48本のフィラメントを、撚り合わせてそれぞれヤーンとした。1つのヤーンは、144.2テックスの線密度(フィラメント当たり3.00テックスの線密度に相当)を有し(試料Aからのヤーン)、2つ目のヤーンは、143.3テックスの線密度(フィラメント当たり2.99テックスルの線密度に相当)を有していた(試料Bからのヤーン)。紡糸されたままの試料Aからのヤーンは、0.71dl/gのIV(71,600の質量平均分子量Mwに相当)を有し、紡糸されたままの試料Bからのヤーンは、0.82dl/gのIV(86,600の質量平均分子量Mwに相当)を有していた。紡糸されたままのこれらのヤーンを、一段階または二段階の工程で、様々な延伸比での引伸ばし(延伸)にかけた。第一の工程の延伸温度は、90℃であり、第二の工程の延伸温度は、100℃または150であった。フィラメント当たりの線密度、破断テナシティ、および破断伸度の得られた結果を、以下の表4に示す。
(0.84dl/gの固有粘度に相当する)89,500の質量平均分子量Mwを有するPEFの試料を、290℃の温度で48穴のスピナレットを通して溶融紡糸した。この溶融糸を、冷却し、延伸した。得られた48本のフィラメントを、13テックスの線密度を有するヤーンに撚り合わせた。このヤーンのIVは、0.71dl/gであり、0.71dl/gは71,800のMwに相当する。
0.66dl/gの固有粘度を有するPEFの試料を、ポリエチレンテレフタレート(「PET」)との多数の混合物に用いた。用いたPETは、0.64dl/gの固有粘度を有していた。ポリマー(またはポリマー混合物)を融解させて、270℃の温度にし、270℃の温度で72穴のスピナレットを通して溶融紡糸した。この溶融糸を冷却した。72本のフィラメントを撚り合わせてヤーンにした。これらのヤーンを60℃、100℃、および100℃の三段階で最終延伸比2.5に延伸した。これらのヤーンのフィラメント当たりの線密度を測定し、0.56±0.01テックスであることを見出した。テナシティおよび伸度に加えて、ヤーンを第三の工程でヤーンが破断するまで延伸することによって、最大延伸比も測定した。結果を表6に示す。
ポリトリメチレン−2,5−フランジカルボキシレート(ポリプロレン−2,5−フランジカルボキシレートとしても知られている。以下、「PPF」と呼ぶ。)の試料を、以下、「PEF」と呼ぶ。)の試料を、30,000の数平均分子量に調製した。このポリマーの融解温度は、約178〜179℃であった。このポリマーの融解温度が低いため、このポリマーを、210℃の温度で溶融させ、48穴のスピナレットを通して紡糸した。この溶融糸を冷却し、紡糸した。48本のフィラメントを撚り合わせてヤーンとした。このヤーンは、110テックスの線密度(フィラメント当たり2.29テックスに相当する線密度)を有していた。紡糸の際、スピナレットの圧力が増加し、紡糸を中断しなければならなかった。
(固有粘度0.60dl/gに相当する)57,700の質量平均分子量Mwを有するPEFの試料を、48穴スピナレットを通して264℃の温度で溶融紡糸した。この溶融糸を、冷却し、1500rpmの速度で回転しているローラー上に取り、紡糸した。48本のフィラメントを撚り合わせてヤーンにした。このヤーンは、33.4テックスの線密度(フィラメント当たり0.70テックスに相当する線密度)を有していた。このヤーンのIVは、0.48dl/gであり、43,100のMwに相当する。
Claims (28)
- ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートを含む繊維を溶融紡糸法によって製造する方法であって、
ジクロロ酢酸中25℃で測定して少なくとも0.55dl/gの固有粘度を有するポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートを含む溶融組成物が、1つ以上の紡糸口を通過させられて溶融糸がもたらされ;
前記溶融糸が、前記溶融組成物の融解温度未満の温度に冷却されて紡糸繊維が得られ;かつ、
前記紡糸繊維が、繊維当たり0.05〜2.0テックスの範囲の線密度に延伸される、方法。 - 前記溶融組成物が、前記溶融組成物の質量に基づいて75〜100質量%のポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記溶融組成物が、ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートとは異なる少なくとも1種のポリマーをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
- ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートとは異なる前記少なくとも1種のポリマーが、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、およびこれらの組合せから選択される、請求項3に記載の方法。
- ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートとは異なる前記少なくとも1種のポリマーが、前記少なくとも1種のポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートとは異なるポリマーおよびポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートの質量に基づいて、99〜75質量%または1〜25質量%の量で存在する、請求項3または4に記載の方法。
- 前記溶融組成物が、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを、組成物の総量に基づいて好ましくは99〜85質量%の量でさらに含む、請求項3または4に記載の方法。
- 前記紡糸繊維が、第二の延伸工程において1:1.4〜1:6.0の延伸比で延伸される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記紡糸繊維が、延伸前または延伸後にマルチフィラメントヤーンに撚り合わされる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶融組成物が、前記溶融組成物の融解温度より20〜70℃高い温度に保たれる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記紡糸繊維が、前記ポリマー組成物のガラス転移温度と融解温度との間の温度で延伸される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートが、ジクロロ酢酸中25℃で測定して0.55〜1.55dl/gの範囲の固有粘度を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記紡糸繊維がテクスチャー加工される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 延伸後の繊維が、繊維を液体で処理することによるスピン仕上げ工程にかけられる、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 延伸後の繊維が、染色技術、好ましくは、キャリヤー染色またはキャリヤーなし染色、高温高圧(HTHP)染色、サーモゾル染色、プラズマ法、無溶媒染色、超臨界CO2に基づく染色、膨潤剤を用いる染色、およびこれらの組合せから選択される染色技術にかけられる、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートが、染色を容易にするための第三のモノマーを組み入れることによって変性されており、前記第三のモノマーが官能化された基を有するか、あるいは前記第三のモノマーによって前記ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートの鎖の規則性が乱されている、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 0.05〜2.0テックスの線密度を有するポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートを含む繊維であって、前記ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートが、ジクロロ酢酸中25℃で測定して少なくとも0.45dl/gの固有粘度を有する、繊維。
- 0.05〜0.5テックスの線密度を有する、請求項16に記載の繊維。
- 200〜1,000mN/テックスのテナシティを有する、請求項16または17に記載の繊維。
- 前記ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートが、ジクロロ酢酸中25℃で測定して0.45〜0.85dl/gの範囲の固有粘度を有する、請求項16〜18のいずれか一項に記載の繊維。
- 前記繊維が、0.01〜0.4の範囲の複屈折を有する、請求項16〜19のいずれか一項に記載の繊維。
- 前記繊維が、示査走査熱量計(DSC)で測定して少なくとも5J/g、好ましくは少なくとも10J/g、より好ましくは少なくとも30J/gの結晶化度を有する、請求項16〜20のいずれか一項に記載の繊維。
- 前記繊維が、未延伸の紡糸繊維を1:1.4の延伸比で延伸し、第二の延伸工程で1:6.0の延伸比で延伸することによって得られたものである、請求項16〜21のいずれか一項に記載の繊維。
- 前記繊維が、ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートとは異なる少なくとも1種のポリマーをさらに含む、請求項16〜22のいずれか一項に記載の繊維。
- 前記繊維が、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを、繊維の総量に基づいて好ましくは99〜85質量%の量でさらに含む、請求項23に記載の繊維。
- 染色技術、好ましくは、キャリヤー染色またはキャリヤーなし染色、高温高圧(HTHP)染色、サーモゾル染色、プラズマ法、無溶媒染色、超臨界CO2に基づく染色、膨潤剤を用いる染色、およびこれらの組合せから選択される染色技術によって染色されている、請求項16〜24のいずれか一項に記載の繊維。
- 請求項16〜25のいずれか一項に記載の繊維を複数含むヤーン。
- 請求項26に記載のヤーンを含む、ニット、織布、または不織布の物品。
- 織物、カーペット、およびタイヤコードから選択される、請求項27に記載の物品。
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