JP2018517076A - フラッシュ紡糸方法 - Google Patents

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Abstract

ポリマーのプレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドの調製方法。方法は、(a)1つまたは複数のポリマータイプを含有する5〜30重量%と、(b)ジクロロメタン、シス−1,2−ジクロロエチレンおよびトランス−1,2−ジクロロエチレンからなる群から選択される主紡糸剤と、(c)1H,6H−ペルフルオロヘキサンまたは1H−ペルフルオロヘキサンまたは1H−ペルフルオロヘプタンを含む共紡糸剤とを含有する紡糸流体を生成する工程を含む。紡糸流体が、紡糸流体の自生圧よりも大きい圧力でより低い圧力の領域中にフラッシュ紡糸され、ポリマーのプレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドを形成する。共紡糸剤が、1つまたは複数のポリマータイプの存在下で主紡糸剤と共沸混合物状組成物を形成するための十分な量で紡糸流体中に存在している。ポリマーが、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリメチルペンテン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)、および前述のもののブレンドからなる群から選択されてもよい。

Description

本発明は、紡糸繊維の分野に関し、より詳しくは繊維のフラッシュ紡糸に関する。
フラッシュ紡糸は、ポリマーを紡糸流体から紡糸することを必要とする繊維の製造法である。フラッシュ紡糸法において、紡糸剤は回収されなければならず、可能な場合、再利用される。回収および再利用はかなりの時間と資源を要する作業であり、簡易化される場合に費用節約および製品の品質改良をもたらし得る。
本発明者は、より適した圧力および温度条件下で簡易化された紡糸剤組成物のプロセスを可能にする紡糸剤組成物を発見した。これらの組成物を広範囲の異なったポリマーおよびそれらのブレンドのために使用することができる。
一実施形態において本発明は、ポリマーのプレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドの調製方法を目的としている。方法は、
(i)(a)1つまたは複数のポリマータイプを含む紡糸流体5〜30重量%と、(b)ジクロロメタン、シス−1,2−ジクロロエチレンおよびトランス−1,2−ジクロロエチレンからなる群から選択される主紡糸剤と、(c)1H,6H−ペルフルオロヘキサン、1H−ペルフルオロヘプタン、または1H−ペルフルオロヘキサンを含む共紡糸剤との紡糸流体を生成する工程と、
(ii)紡糸流体を紡糸流体の自生圧よりも大きい圧力でより低い圧力の領域中にフラッシュ紡糸して、ポリマーのプレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドを形成する工程とを含む。
共紡糸剤は、1つまたは複数のポリマータイプの存在下で主紡糸剤と共沸混合物状組成物を形成するための十分な量で紡糸流体中に存在している。一実施形態において、共紡糸剤および主紡糸剤が、上記の、(a)において選択される重量%である少なくとも1つまたは複数のポリマータイプの存在下で共沸混合物または共沸混合物状組成物を形成するための十分な量において紡糸流体中に存在している。
ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)、および前述のもののブレンドからなる群から選択されてもよい。
本方法のさらなる実施形態において、主紡糸剤ジクロロメタンの、1H,6H−ペルフルオロヘキサンに対する比が73:27〜100:0の間の重量比である。
本方法のさらに別の実施形態において、主紡糸剤ジクロロメタンの、1H−ペルフルオロヘキサンに対する比が52:48〜66:34の間の重量比である。
本方法のさらに別の実施形態において、主紡糸剤ジクロロメタンの、1H−ペルフルオロヘプタンに対する比が70:30〜89:11の間の重量比である。
本方法のさらなる実施形態において、主紡糸剤トランス−1,2−ジクロロエチレンの、1H,6H−ペルフルオロヘキサンに対する比が72:28〜100:0の間の重量比である。
本方法のさらに別の実施形態において、主紡糸剤トランス−1,2−ジクロロエチレンの、1H−ペルフルオロヘキサンに対する比が47:53〜64:36の間の重量比である。
本方法のさらに別の実施形態において、主紡糸剤トランス−1,2−ジクロロエチレンの、1H−ペルフルオロヘプタンに対する比が67:33〜100:0の間の重量比である。
また、本発明の方法は、ポリマーのブレンドが存在しており存在しているポリマーが部分的に紡糸剤の共沸または近共沸組成物において加工されている実施形態を目的としている。例えば機器がそれらの効果に合わせて調整されると共に適した要素を備えて複数の圧力/温度緩和モード、パージ、ベントおよび/または適したin situまたは外部分離物を作り、組成物に変化をもたらすことができる。
一実施形態においてポリマーのプレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドの調製のための方法は、曇り点を形成するために十分である組成物中に、ジクロロメタン、シス−1,2−ジクロロエチレン、またはトランス−1,2−ジクロロエチレン、である主紡糸剤ならびに1H−ヘキサン、1H,6H−ヘキサン、または1H−へプタンである二次共紡糸剤を含む紡糸流体の使用を含む。
溶媒の二元混合物の共沸混合物点および共沸混合物状境界の位置を示す。 ジクロロメタンの重量分率の関数としてDCMおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサン混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。 83:17重量%組成のDCM−1H,6H−ペルフルオロヘキサン中の14重量%高密度ポリエチレン(HDPE)の曇り点曲線の結果を示す。 83:17重量比のDCM−1H,6H−ペルフルオロヘキサン中の15重量%PPの曇り点曲線の結果を示す。 74:26重量比のDCM−1H,6H−ペルフルオロヘキサン中の15重量%PPの曇り点曲線の結果を示す。 83:17重量%組成のDCM−1H,6H−ペルフルオロヘキサン中の15重量%PB−1の曇り点曲線を示す。 74:26重量%組成のDCM−1H,6H−ペルフルオロヘキサン中の15重量%PB−1の曇り点曲線を示す。 83:17重量比のジクロロメタン−1H,6H−ペルフルオロヘキサン中の20重量%PVDF/Kynar(登録商標)710の曇り点曲線を示す。 ジクロロメタンの重量分率の関数としてジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサン混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。 56:44重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の10重量%ポリプロピレンの曇り点曲線を示す。 56:44重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の15重量%ポリプロピレンの曇り点曲線を示す。 56:44重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の15重量%ポリブテン−1の曇り点曲線を示す。 56:44重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の20重量%P4M1Pの曇り点曲線を示す。 63:37重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の20重量%P4M1Pの曇り点曲線を示す。 65.5:34.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の22重量%PVDF/Kynar(登録商標)720の曇り点曲線を示す。 65.5:34.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の26重量%PVDF/Kynar(登録商標)720の曇り点曲線を示す。 56:44重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の20重量%ETFEの曇り点曲線を示す。 ジクロロメタンの重量分率の関数としてジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘプタン混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。 76.5:23.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の14重量%高密度ポリエチレン(HDPE)の曇り点曲線を示す。 71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の10重量%PPの曇り点曲線を示す。 71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の15重量%PPの曇り点曲線を示す。 71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の15重量%PB−1の曇り点曲線を示す。 71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の28重量%PVDF/Kynar(登録商標)740の曇り点曲線を示す。 76.5:23.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の28重量%PVDF/Kynar(登録商標)740の曇り点曲線を示す。 71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の26重量%ETFEの曇り点曲線を示す。 トランス−1,2−ジクロロエチレンの重量分率の関数としてトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサン混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。 74:26重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の14重量%高密度ポリエチレン(HDPE)の曇り点曲線を示す。 トランス−1,2−ジクロロエチレンの重量分率の関数としてトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘキサン混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。 51:49重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の15重量%PPの曇り点曲線を示す。 トランス−1,2−ジクロロエチレンの重量分率の関数としてトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタン混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。 71:29重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の14重量%高密度ポリエチレン(HDPE)の曇り点曲線を示す。 71:29重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の15重量%PPの曇り点曲線を示す。
出願人は、本開示における全ての引用された文献の全内容を具体的に組み込む。さらに、量、濃度、または他の値もしくはパラメータが、範囲、好ましい範囲、または上側の好ましい値および下側の好ましい値のリストとして与えられる場合、これは、このような範囲が別個に開示されるかどうかにかかわらず、任意の上側範囲限界または好ましい値、ならびに任意の下側範囲限界または好ましい値の任意の対から形成されたすべての範囲を具体的に開示すると理解されるべきである。数値の範囲が本明細書中に記載される場合、別記しない限り、範囲は、それらの端点、および範囲内のすべての整数および分数を含めるものとする。
本明細書中で用いられるとき、用語「ポリマー」は一般的に、限定されないが、ホモポリマー、コポリマー(例えば、ブロック、グラフト、ランダムおよび交互共重合体など)、ターポリマー等、ならびにそれらのブレンドおよび変性物を含める。さらに、別に具体的に限定されなければ、用語「ポリマー」は、材料の全てのあり得る幾何学配置を含めるものとする。これらの配置には、限定されないが、アイソタクチック、シンジオタクチック、およびランダムシンメトリーが含まれる。
本明細書中で用いられるとき、用語「ポリエチレン」は、エチレンのホモポリマーだけでなく反復単位の少なくとも85%がエチレン単位であるコポリマーを包含することが意図される。1つの好ましいポリエチレンは、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、および0.1〜100の間、好ましくは4未満のメルトインデックス(MI)を有する高密度ポリエチレンである。
本明細書中で用いられるとき、用語「ポリプロピレン」は、プロピレンのホモポリマーだけ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コポリマーを包含することが意図される。アイソタクチックおよびシンジオタクチックポリプロピレンが好ましい形態である。
用語「ポリマータイプ」は、ポリマーが属する化学薬品クラス、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)コポリマー等を指す。
本明細書中で用いられるとき、用語「プレキシフィラメント状」は、不規則な長さおよび約25ミクロン未満のメジアンフィブリル幅の多数の薄い、リボン状の、フィルムフィブリル要素の三次元一体網目構造を意味する。プレキシフィラメント状構造物において、フィルムフィブリル要素は一般的に、構造物の軸線と同延に整列され、構造物の長さ、幅および厚さの全体にわたって様々な場所において不規則な間隔で不連続に結合および分離して連続した三次元網目構造を形成する。
用語「紡糸流体」は、本明細書において説明された紡糸装置を使用して紡糸される全組成物を指す。紡糸流体はポリマーと紡糸剤とを含有する。
用語「紡糸剤」は、ポリマーを初期に溶解して紡糸流体を形成するために使用される溶媒または溶媒と任意の添加剤、溶解助剤およびそれとのブレンドの混合物を指す。
露点圧力は、定温において蒸気、蒸気混合物、または蒸気−ガス混合物が液体に凝縮し始める圧力である。
沸点圧力は、定温において、液体、液体混合物、または液体−溶液が蒸気を形成し始める圧力である。
共沸組成物は、沸点圧力が露点圧力に等しい流体の混合物の組成物である。この作業において、共沸組成物は40℃で測定され、質量分率で表される。図1上の点Cが共沸組成物に相当する。
「共沸状組成物」は、沸点圧力と露点圧力との間に小さな差しか示さない流体の組成物であり、すなわち沸点圧力は露点圧力との差が5%未満である(両方とも絶対圧力で表される)。この作業において、共沸状組成物は40℃で測定され、質量分率で表される。共沸状組成物は、図1上の点Aおよび点Bを含むそれらの間の組成物に相当する。「共沸状(Azeotropic−like)」および「共沸混合物状(azeotrope−like)」および「共沸混合物状(azeotrope like)」という語句は、ここで交換可能に用いられる。
「曇り点」とは、透明な単一相紡糸流体が2つの相に分離する圧力および温度を意味する。曇り相において透明な紡糸流体が濁る。濁り度は、ここに記載された手順に従って決定される。
E.I.du Pont de Nemours and Company,Wilmington,Del.(以下、DuPont)に帰属したBladesらに対する米国特許第3,081,519号明細書には、液体の標準(大気圧)沸点未満でポリマーのための溶媒ではない液体紡糸剤中の可紡性ポリマーからフラッシュ紡糸プレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドを製造するための方法が開示される。Andersonらに対する米国特許第第3,227,794号明細書(DuPontに帰属)に開示されるように、フラッシュ紡糸方法は、(1)紡糸剤の標準沸点未満でポリマーに対して非溶媒である;(2)高圧でポリマーと溶液を形成する;(3)減圧チャンバ内で溶液圧力がわずかに低下される時にポリマーと所望の二相分散体を形成する;および(4)減圧チャンバから実質的により低い圧力の領域中に紡糸オリフィスを通って放出される時にフラッシュ蒸発する、紡糸剤を必要とする。
ジクロロメタン(DCM)およびシス−またはトランス−1,2−ジクロロエチレン(DCE)は、ポリマー、そして特に市販のポリオレフィン(例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレン)のための溶媒の例である。しかしながら、それらの曇り点圧力は沸点に非常に近いので、それらだけを紡糸剤として使用するのは可能でないと考えられる。共紡糸剤を使用することによって、混合物の溶解力が十分に低下され、その結果、フラッシュ紡糸して所望のプレキシフィラメント状生成物を得ることが容易に達成される。
ポリマーの全紡糸流体5〜30重量%と、ジクロロメタン、シス−1,2−ジクロロエチレンおよびトランス−1,2−ジクロロエチレンからなる群から選択される主紡糸剤、および主紡糸剤との共沸混合物または共沸状混合物において1H,6H−ペルフルオロヘキサン、1H−ペルフルオロヘキサン、または1H−ペルフルオロヘプタンを含む共紡糸剤を含む紡糸剤との紡糸流体をフラッシュ紡糸することが可能であることを本発明者は発見した。
共沸および共沸状組成物のための高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ(1−メチル−4−ペンテン)、ポリフッ化ビニリデンおよびポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)の相挙動およびフラッシュ紡糸についての調査が行われた。実験手順および結果が以下に提供される。
使用される材料
使用されるジクロロメタン(DCM)は、Merck製の99.99%純度の高純度銘柄であった。(塩化メチレンとしても公知のジクロロメタンは、75−09−2のCAS番号を有する。)ジクロロメタンは、84.9g/モルの分子量および39.9℃の大気圧沸点を有する。ジクロロメタンは受入れたまま使用される。
使用されるトランス−1,2−ジクロロエチレン(t−1,2−DCE)は、Sigma−Aldrich製の99.99%純度の高純度銘柄であった。(トランス−1,2−ジクロロエチレンは、156−60−5のCAS番号を有する。)トランス−1,2−ジクロロエチレンは、96.9g/モルの分子量および47.7℃の大気圧沸点を有する。トランス−1,2−ジクロロエチレンは受入れたまま使用される。
1H,6H−ペルフルオロヘキサン(CAS番号336−07−2)は、Apollo Scientific(Units 3 & 4,Parkway,Denton,Manchester,M34 3SG,United Kingdom)から購入された。また、1H,6H−ペルフルオロヘキサンは、Exfluor Research Corporation(2350 Double Creek Dr.,Round Rock,TX,78664,United States)から購入された。1H,6H−ペルフルオロヘキサンは、約95%の純度レベルを有し、受入れたままで使用された。分子質量は302g/モルに等しく、大気沸騰温度は92.6℃に等しい。1H,6H−ペルフルオロヘキサンは、受入れたままで使用された。
1H−ペルフルオロヘキサン(CAS番号355−37−3)は、Apollo Scientific(Units 3 & 4,Parkway,Denton,Manchester,M34 3SG,United Kingdom)から購入された。分子質量は320g/モルに等しく、Apollo Scientificによって報告された沸騰温度は、71.6℃に等しい。1H−ペルフルオロヘキサンは受入れたまま使用される。
1H−ペルフルオロヘプタン(CAS番号27213−61−2)は、Apollo Scientific(Units 3 & 4,Parkway,Denton,Manchester,M34 3SG,United Kingdom)から購入された。分子質量は370g/モルに等しく、製造元によって報告された大気沸騰温度は97℃である。1H−ペルフルオロヘプタンは受入れたまま使用される。
ポリエチレンは、Total−refining and chemicals製の商用銘柄高密度ポリエチレン(HDPE)、0.957g/cm3(ISO1183)の密度、0.3(ISO1133/D、190℃/2.16kg)および22(ISO1133/G、190℃/21.6kg)のメルトフローインデックスを有する銘柄5802であった。
実施例において使用されたポリプロピレン(PP)は、Total Chemicals製の商用銘柄TotalPPH4065である。MFRは4.2g/10分(ISO1133、2.16kg−230℃)である。
使用されたポリブテン−1(PB−1)は、Lyondell−Basell製の商用銘柄PB−1 0300Mであった。密度は0.915g/cm3であり、MFRは4.0g/10分(ISO1133/D、190℃、2.16kg)である。PB−1は受入れたままで使用された。
使用されたポリ(4−メチル−1−ペンテン)(P4M1P)は、Sigma−Aldrich Chemie GmbHから購入される中間分子量銘柄である。製品番号は190993である。報告された融点は235℃である。また、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)はポリメチルペンテン(PMP)としても知られている。
ポリフッ化ビニリデン(PVDF)は、Arkema製のKynar(登録商標)710、Kynar(登録商標)720およびKynar(登録商標)740銘柄によって達成された。Kynar(登録商標)710は、1.77〜1.79g/cm3の比重(ASTM D792 23℃)、165〜172℃の融点および19.0〜35.0g/10分の溶融流量(ASTM D1238、450°F、3.8kg負荷)を有する。Kynar(登録商標)720は、1.77〜1.79g/cm3の比重(ASTM D792 23℃)、165〜172℃の融点および5.0〜29.0g/10分の溶融流量(ASTM D1238、450°F、3.8kg負荷)を有する。Kynar(登録商標)740は、1.77〜1.79g/cm3の比重(ASTM D792 23℃)、165〜172℃の融点および1.5〜3.0g/10分の溶融流量(ASTM D1238、450°F、3.8kg負荷)を有する。
実施例において使用されたエチレンテトラフルオロエチレンは、DuPont de Nemours製の商用銘柄Tefzel(登録商標)2183である。また、エチレンテトラフルオロエチレンは、ポリ(エテン−コ−テトラフルオロエテン)またはポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)としても知られる。報告された技術的性質は、255〜280℃の公称融点(ASTM D3418)、6g/10分の流量(ASTM D3159)および1.7の比重(ASTM D792)である。
全てのポリマーは受入れたままで使用された。ポリマーは、使用される前に400ミリバール超の真空および約45〜50℃の温度で最低8時間の間乾燥された。
紡糸装置
要約すると、使用された機器は、容器の内容物に圧力を加えるように適合されているピストンをそれぞれ備えた2つの高圧円筒形チャンバからなった。円筒は1.0インチ(2.54×10−2m)の内径を有し、それぞれ、50立方センチメートルの内部容量を有する。円筒は、直径3/32インチ(2.3×10−3m)の流路によって一方の端部で互いに接続され、一連の細目スクリーンを備える混合チャンバがスタティックミキサーとして使用される。流路内でJ型熱電対が温度を記録するために紡糸流体と接触している。混合は、容器の内容物をスタティックミキサーによって2つの円筒間で前後に押し込むことによって達成される。オリフィスを開けるための速動手段を有する紡糸口金アセンブリはT字管によって流路に取付けられる。紡糸口金アセンブリは、直径0.25インチ(6.3×10−3m)および長さ約2.0インチ(5.08×10−2m)のリード孔と、直径0.030インチ(7.62×10−4m)および長さ0.030インチ(7.62×10−4m)の紡糸口金オリフィスとからなる。圧力伝送器をリード孔内に取付け、紡糸流体の圧力を測定する。ピストンは高圧油圧系統によって駆動される。
運転時に、機器にポリマーペレットと紡糸剤とを充填し、少なくとも50bargの圧力をピストンに加えて充填物を圧縮し、後続の加熱中に紡糸流体が沸騰しないようにする。次に、内容物を混合温度に加熱して約30〜45分間その温度に保持し、その時間の間、代わりに2つの円筒間に差圧が形成され、混合流路を通って一方の円筒から他方の円筒に内容物を繰り返し押し込んで混合を提供し、紡糸流体の形成をもたらす。次に、紡糸流体温度を最終紡糸温度に上昇させ、約5〜10分間そこに保持して温度を平衡させる。混合する間および混合温度から紡糸温度に上昇させる間、紡糸流体の圧力を曇り点圧力よりも高く維持する。この時間全体にわたり混合を続ける。さらに、リード孔内の圧力変換器を紡糸温度で較正する。混合サイクルの終了時にアキュムレーター圧力を紡糸のために望ましい圧力に設定して、減圧チャンバ効果をシミュレートする。次に、紡糸セルとアキュムレーターとの間の弁を開け、次に、その直後に続けざまに紡糸口金オリフィスを開ける。紡糸セルとアキュムレーターとの間の弁を開けた後に紡糸口金オリフィスを開けるのに通常は約2秒〜5秒かかった。この時間は、減圧チャンバ内の滞留時間に相当するはずである。減圧チャンバが使用されるとき、チャンバ内の滞留時間は通常0.2〜0.8秒である。しかしながら、滞留時間は、約0.1秒よりも長く約30秒よりも短い限り、繊維のモルフォロジーおよび/または性質に大きな影響を与えないことが確認されている。得られたフラッシュ紡糸生成物はステンレス鋼の目の荒いメッシュスクリーンバスケット内で集められた。紡糸する間にコンピュータを使用して紡糸口金の直前で記録される圧力が紡糸圧力として記載された。
曇り点圧力の測定のために、紡糸口金アセンブリは、セルの内容物が流路を通って流れる時に見ることができる、直径1/2インチ(1.23×10−2m)の高圧覗きガラスを備えるビューセルアセンブリと取り替えられた。ウインドウは光ファイバー光導波路によって照らされ、他方、ウインドウの内容物自体はデジタルカメラを使用して示された。セル内でJ型熱電対は高圧覗きガラスの約5mm後ろに配置される。J型熱電対とウインドウに十分に近接して配置される圧力測定装置とが覗きガラスの後ろのセルの圧力および温度の詳細をそれぞれ提供する。ウインドウの内容物の温度および圧力は、コンピュータによって連続的にモニタされた。混合した後に透明で均質なポリマー−紡糸液体混合物が形成された時、温度が一定に保たれ、ピストンに加えられる差圧が均等にされ、ピストンが停止するようにした。次に、第2の相が高圧覗きガラスの後ろのビューセル内に形成されるまで、ビューセルの内容物に加えられる圧力が徐々に減少された。この第2の相は、以前は透明な、均質なポリマー−紡糸液体混合物の曇りの形態で覗きガラスを通して観察され得る。温度および圧力は、J型熱電対および熱電対がもう可視的でない条件では圧力変換器によって測定された。この圧力は、そのポリマー−紡糸液体混合物のその温度での相分離圧力または曇り点圧力である。近似定温について典型的に2回または3回の測定が行われる。これらのデータが記録されると、次の相分離圧力または曇り点圧力が測定されなければならない温度まで内容物を加熱しながら、混合を再開した。
結果
ジクロロメタン:1H,6H−ペルフルオロヘキサンの気液平衡
図2は、ジクロロメタンの重量分率の関数として、ジクロロメタンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。40℃でのジクロロメタンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの共沸組成物は、約83重量%のジクロロメタンおよび約17重量%の1H,6H−ペルフルオロヘキサンに相当する。40℃の温度について共沸組成物の沸点の圧力は104kPaに等しい。共沸組成物と高純度ジクロロメタンとの間の組成物について露点および沸点に対応する圧力は非常に似ていることが見出された。露点圧力および沸点圧力の間に5%未満の変化がある共沸混合物状組成物は、100:0重量%〜約73:27重量%の、ジクロロメタンの1H,6H−ペルフルオロヘキサンに対する重量比から定義することができる。
ポリエチレンの曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図3は、83:17重量%組成のジクロロメタンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の14重量%高密度ポリエチレン(HDPE)の曇り点曲線を示す。14重量%の高密度ポリエチレンは、83:17重量比のジクロロメタンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、83:17重量比のDCMおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤から14重量%の高密度ポリエチレンポリマー濃度について、記載された紡糸装置を使用して正常に行われた。
表1 高密度 ポリエチレン (HDPE)のフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリプロピレンの曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図4は、83:17重量比のDCMおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の15重量%PPの曇り点曲線を示す。図5は、74:26重量比のDCMおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンからなる紡糸剤中の15重量%PPの曇り点曲線を示す。15重量%のポリプロピレンは、それぞれ83:17および74:26重量比のジクロロメタンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、それぞれ83:17および74:26重量比のDCMおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤から10重量%および15重量%のポリプロピレンポリマー濃度について紡糸装置を使用して行われた。
表2 ポリプロピレンのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリブテン−1の曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図6は、83:17重量比のDCMおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンからなる紡糸剤中の15重量%ポリブテン−1(PB−1)の曇り点曲線を示す。図7は、74:26重量比のDCMおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンからなる紡糸剤中の15重量%ポリブテン−1(PB−1)の曇り点曲線を示す。15重量%のポリブテン−1は、83:17および74:26重量比のジクロロメタンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンからなる紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、83:17重量比のDCMおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤から14重量%および18重量%の全濃度を有するHDPEとPB−1とのブレンドについて紡糸装置を使用して行われた。
表3 ポリ-1-ブテンおよびHDPEのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリフッ化ビニリデン(PVDF)の曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図8は、83:17重量比の組成に相当するジクロロメタン−1H,6H−ペルフルオロヘキサン中の20重量%PVDF/Kynar(登録商標)710の曇り点曲線を示す。20重量%のPVDF/Kynar(登録商標)710は、83:17重量%の組成に相当するジクロロメタンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの混合物に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、83:17重量比のDCMおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤から20重量%のPVDF/Kynar(登録商標)710濃度について、上に記載された紡糸装置を使用して行われた。
表4ポリフッ化ビニリデンのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ジクロロメタン:1H−ペルフルオロヘキサンの気液平衡
図9は、ジクロロメタンの重量分率の関数として、混合物ジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの40℃での沸点圧力のグラフを示す。40℃でのジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの共沸組成物は、約56重量%のジクロロメタンおよび約44重量%の1H−ペルフルオロヘキサンに相当する。共沸組成物の40℃での露点および沸点は、約118kPaに等しい。露点および沸点の間に5%未満の変化がある共沸状組成物は、約52:48重量%〜約66:34重量%の、ジクロロメタンの1H−ペルフルオロヘキサンに対する重量比から定義することができる。
ポリプロピレンの曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図10は、56:44重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の10重量%ポリプロピレンの曇り点曲線を示す。図11は、56:44重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の15重量%ポリプロピレンの曇り点曲線を示す。10重量%および15重量%のポリプロピレンは、56:44重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、56:44重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤からの15重量%PPのポリマー濃度について、記載されたフラッシュ紡糸装置を使用して行われた。
表5 ポリプロピレンのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリブテン−1の曇り点の調査
図12は、56:44重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の15重量%ポリブテン−1の曇り点曲線を示す。15重量%ポリブテン−1は、56:44重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中に可溶性であることがわかった。
ポリ(4−メチル−1−ペンテン)の曇り点の調査
図13は、56:44重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の20重量%P4M1Pの曇り点曲線を示す。図14は、63:37重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の20重量%P4M1Pの曇り点曲線を示す。20重量%のポリ(4−メチル−1−ペンテン)(P4M1P)は、それぞれ56:44重量比および63:37重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンからなる紡糸剤に可溶性であることがわかった。
PVDFの曇り点の調査
図15は、65.5:34.5重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の22重量%PVDF/Kynar(登録商標)720の曇り点曲線を示す。図16は、65.5:34.5重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の26重量%PVDF/Kynar(登録商標)720の曇り点曲線を示す。22重量%および26重量%のPVDFは65.5:34.5重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。
表6. ポリフッ化ビニリデンのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
PVDFならびにPVDFとPB−1およびP4M1Pとのブレンドのフラッシュ紡糸実験
フラッシュ紡糸実験は、65.5:34.5重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤から22重量%および26重量%PVDFのポリマー濃度について、記載されたフラッシュ紡糸装置を使用して行われた。
さらに、フラッシュ紡糸実験は、65.5:34.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤から80:20重量比のPVDFとPB−1とのブレンドおよび80:20重量比のPVDFとP4M1Pとのブレンドから構成される28重量%の全ポリマー濃度について行われた。
表7. ポリフッ化ビニリデンとポリ(ブテン-1)およびポリ4-メチル-ペンテンとのブレンドのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)の曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図17は、56:44重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の20重量%ETFEの曇り点曲線を示す。20重量%のポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)(ETFE)は、56:44重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、56:44重量比のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤から20重量%のポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)(ETFE)ポリマー濃度について、記載された紡糸装置を使用して行われた。
表8. ポリ(エチレン テトラフルオロエチレン)のフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ジクロロメタン:1H−ペルフルオロヘプタンの気液平衡
図18は、ジクロロメタンの重量分率の関数としてジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘプタン混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。40℃のジクロロメタンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの共沸組成物は、約71重量%のジクロロメタンおよび約29重量%の1H−ペルフルオロヘプタンに相当する。共沸組成物の40℃での露点および沸点は、約109kPaに等しい。露点圧力および沸点圧力の間に5%未満の変化がある共沸混合物状組成物は、約70:30重量比〜約89:11重量比の、ジクロロメタンの1H−ペルフルオロヘプタンに対する重量比から定義することができる。
ポリエチレンの曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図19は、76.5:23.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の14重量%の高密度ポリエチレンの曇り点曲線を示す。14重量%の高密度ポリエチレンは、76.5:23.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、76.5:23.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤から14重量%の高密度ポリエチレンポリマー濃度について、記載された紡糸装置を使用して行われた。
表9. ポリエチレンのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリプロピレンの曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図20は、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の10重量%PPの曇り点曲線を示す。図21は、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の15重量%PPの曇り点曲線を示す。10重量%および15重量%のポリプロピレンは、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。
フラッシュ紡糸実験は、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤から10重量%および15重量%のポリプロピレンポリマー濃度について、記載されたフラッシュ紡糸装置を使用して行われる。
表10. ポリプロピレンのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリブテン−1の曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図22は、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の15重量%PB−1の曇り点曲線を示す。15重量%のポリブテン−1は、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンからなる紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、81.5:18.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤から14重量%および18重量%の全濃度を有するHDPEとPB−1とのブレンドについて紡糸装置を使用して行われた。
表11. ポリエチレンとポリ(ブテン-1)とのブレンドのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリフッ化ビニリデンの曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図23は、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の28重量%PVDF/Kynar(登録商標)740の曇り点曲線を示す。図24は、76.5:23.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の28重量%PVDF/Kynar(登録商標)740の曇り点曲線を示す。28重量%PVDF/Kynar(登録商標)740は、それぞれ71:29および76.5:23.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、それぞれ71:29および76.5:23.5重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンからなる紡糸剤から28重量%のポリマー濃度を有するPVDF/Kynar(登録商標)740について紡糸装置を使用して行われた。
表12. ポリフッ化ビニリデンのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリ(エチレン−テトラフルオロエチレン)の曇り点の調査およびフラッシュ紡糸性能
図25は、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の26重量%ETFEの曇り点曲線を示す。26重量%ETFEは、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、71:29重量比のDCMおよび1H−ペルフルオロヘプタンからなる紡糸剤から22重量%、26重量%および30重量%のETFEについて、前に記載された紡糸装置を使用して行われた。
表13. ポリ(エチレン テトラフルオロエチレン)のフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
トランス−1,2−ジクロロエチレン:1H,6H−ペルフルオロヘキサンの気液平衡
図26は、トランス−1,2−ジクロロエチレンの重量分率の関数として、トランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。40℃でのトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの共沸組成物は、約86重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび約14重量%の1H,6H−ペルフルオロヘキサンに相当する。共沸組成物の40℃での露点および沸点は、約78.5kPaに等しい。露点および沸点の間に5%未満の変化がある共沸状組成物は、約72:28重量%〜約100:0重量%の、トランス−1,2−ジクロロエチレンの1H,6H−ペルフルオロヘキサンに対する重量比から定義することができる。
ポリエチレンの曇り点の調査およびフラッシュ紡糸
図27は、74:26重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の14重量%の高密度ポリエチレン(HDPE)の曇り点曲線を示す。14重量%の高密度ポリエチレンは、74:26重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、76:24重量比のt−1,2−DCEおよび1H,6H−ペルフルオロヘキサンからなる紡糸剤から14重量%PEについて、記載された紡糸装置を使用して正常に行われた。
表14. ポリエチレンのフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
トランス−1,2−ジクロロエチレン:1H−ペルフルオロヘキサンの気液平衡
図28は、トランス−1,2−ジクロロエチレンの重量分率の関数として、トランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。40℃でのトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの共沸組成物は、約51重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび約49重量%の1H−ペルフルオロヘプタンに相当する。共沸組成物の40℃での露点および沸点は、約93kPaに等しい。露点および沸点の間に5%未満の変化がある共沸状組成物は、約47:53重量%〜約64:36重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンの1H−ペルフルオロヘキサンに対する重量比から定義することができる。
ポリプロピレンの曇り点の調査およびフラッシュ紡糸
図29は、51:49重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤中の15重量%ポリプロピレン(PP)の曇り点曲線を示す。15重量%のポリプロピレンは、51:49重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、51:49重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘキサンの紡糸剤から15重量%のポリプロピレンポリマー濃度について、記載された紡糸装置を使用して正常に行われた。
表15 ポリプロピレン(PP)のフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
トランス−1,2−ジクロロエチレン:1H−ペルフルオロヘプタンの気液平衡
図30は、トランス−1,2−ジクロロエチレンの重量分率の関数としてトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの混合物の40℃での沸点圧力のグラフを示す。40℃でのトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの共沸組成物は、約71重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび約29重量%の1H−ペルフルオロヘプタンに相当する。共沸組成物の40℃での露点および沸点は、約81.4kPaに等しい。露点および沸点の間に5%未満の変化がある共沸状組成物は、約67:33重量%〜約100:0重量%の、トランス−1,2−ジクロロエチレンの1H−ペルフルオロヘプタンに対する重量比から定義することができる。
ポリエチレンの曇り点の調査およびフラッシュ紡糸
図31は、71:29重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の14重量%の高密度ポリエチレン(HDPE)の曇り点曲線を示す。14重量%の高密度ポリエチレンは、71:29重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。フラッシュ紡糸実験は、71:29重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤から14重量%の高密度ポリエチレンポリマー濃度について、記載された紡糸装置を使用して正常に行われた。
表16 高密度 ポリエチレン (HDPE)のフラッシュ紡糸実験の摘要
Figure 2018517076
ポリプロピレンの曇り点の調査
図32は、71:29重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤中の15重量%のポリプロピレン(PP)の曇り点曲線を示す。15重量%のポリプロピレンは、71:29重量比のトランス−1,2−ジクロロエチレンおよび1H−ペルフルオロヘプタンの紡糸剤に可溶性であることがわかった。

Claims (15)

  1. ポリマーのプレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドの調製方法であって、
    (i)(a)1つまたは複数のポリマータイプのポリマーである全紡糸流体5〜30重量%と、(b)ジクロロメタン、シス−1,2−ジクロロエチレンおよびトランス−1,2−ジクロロエチレンからなる群から選択される主紡糸剤と、(c)1H,6H−ペルフルオロヘキサン、1H−ペルフルオロヘプタン、および1H−ペルフルオロヘキサンからなる群から選択される共紡糸剤とを含む紡糸流体を生成する工程と、
    (ii)前記紡糸流体を前記紡糸流体の自生圧よりも大きい圧力でより低い圧力の領域中にフラッシュ紡糸して、前記ポリマーのプレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドを形成する工程と
    を含む方法において、前記共紡糸剤が、前記ポリマーの存在下で前記主紡糸剤と共沸混合物または共沸混合物状組成物を形成するための十分な量において前記紡糸流体中に存在している、方法。
  2. 前記共紡糸剤および前記主紡糸剤が、(a)において選択される前記重量%である前記ポリマーの存在下で共沸混合物または共沸混合物状組成物を形成するための十分な量において前記紡糸流体中に存在している、請求項1に記載の方法。
  3. 前記主紡糸剤がジクロロメタンであり、前記共紡糸剤が1H,6H−ペルフルオロヘキサンであり、ジクロロメタン/1H,6H−ペルフルオロヘキサンの比が全紡糸剤の73:27〜100:0の重量比である、請求項1に記載の方法。
  4. 前記ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリフッ化ビニリデン、および前述のもののブレンドからなる群から選択されるタイプである、請求項3に記載の方法。
  5. 前記主紡糸剤がジクロロメタンであり、前記共紡糸剤が1H−ペルフルオロヘキサンであり、ジクロロメタン/1H−ペルフルオロヘキサンの比が52:48〜66:34の重量比である、請求項1に記載の方法。
  6. 前記ポリマーが、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)および前述のもののブレンドの群から選択されるタイプである、請求項5に記載の方法。
  7. 前記主紡糸剤がジクロロメタンであり、前記共紡糸剤が1H−ペルフルオロヘプタンであり、ジクロロメタン/1H−ペルフルオロヘプタンの比が70:30〜89:11の重量比である、請求項1に記載の方法。
  8. 前記ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)および前述のもののブレンドの群から選択されるタイプである、請求項7に記載の方法。
  9. 前記主紡糸剤がトランス−1,2−ジクロロエチレンであり、前記共紡糸剤が1H,6H−ペルフルオロヘキサンであり、トランス−1,2−ジクロロエチレン/1H,6H−ペルフルオロヘキサンの比が72:28〜100:0の重量比である、請求項1に記載の方法。
  10. 前記ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)および前述のもののブレンドの群から選択されるタイプである、請求項9に記載の方法。
  11. 前記主紡糸剤がトランス−1,2−ジクロロエチレンであり、前記共紡糸剤が1H−ペルフルオロヘキサンであり、トランス−1,2−ジクロロエチレン/1H−ペルフルオロヘキサンの比が47:53〜64:36の重量比である、請求項1に記載の方法。
  12. 前記ポリマーが、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)および前述のもののブレンドの群から選択されるタイプである、請求項11に記載の方法。
  13. 前記主紡糸剤がトランス−1,2−ジクロロエチレンであり、前記共紡糸剤が1H−ペルフルオロヘプタンであり、トランス−1,2−ジクロロエチレン/1H−ペルフルオロヘプタンの比が67:33〜100:0の重量比である、請求項1に記載の方法。
  14. 前記ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)および前述のもののブレンドの群から選択されるタイプである、請求項13に記載の方法。
  15. ポリマーのプレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドの調製方法であって、
    (i)(a)1つまたは複数のポリマータイプのポリマーである全紡糸流体5〜30重量%と、(b)ジクロロメタン、シス−1,2−ジクロロエチレンおよびトランス−1,2−ジクロロエチレンからなる群から選択される主紡糸剤と、(c)1H,6H−ペルフルオロヘキサン、1H−ペルフルオロヘプタン、および1H−ペルフルオロヘキサンからなる群から選択される共紡糸剤とを含む紡糸流体を生成する工程と、
    (ii)前記紡糸流体を前記紡糸流体の自生圧よりも大きい圧力でより低い圧力の領域中にフラッシュ紡糸して、前記ポリマーのプレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランドを形成する工程と
    を含む方法において、前記共紡糸剤が、曇り点を形成するための十分な量において紡糸流体中に存在している、方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11261543B2 (en) * 2015-06-11 2022-03-01 Dupont Safety & Construction, Inc. Flash spinning process
CN115198445A (zh) * 2021-04-16 2022-10-18 江苏青昀新材料科技有限公司 一种闪纺的片材
CN115387031B (zh) * 2021-05-27 2023-10-24 江苏青昀新材料有限公司 一种高耐破度的片材及其加工方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05263310A (ja) * 1992-03-16 1993-10-12 Asahi Chem Ind Co Ltd フラッシュ紡糸方法
JP2003507595A (ja) * 1999-08-20 2003-02-25 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー フラッシュ紡糸方法及び溶液
US20080108749A1 (en) * 2006-11-07 2008-05-08 Nanomax Technology Company Limited Fluoropolymer nanoemulsions
WO2015196217A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flash spun plexifilamentary strands and sheets

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3081519A (en) 1962-01-31 1963-03-19 Fibrillated strand
NL300881A (ja) 1962-11-23
US5043109A (en) * 1988-08-30 1991-08-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for flash-spinning dry polymeric plexifilamentary film-fibril strands
MX171962B (es) * 1988-08-30 1993-11-25 Du Pont Proceso mejorado para hilado rapido de cordones de fibrilla-pelicula flexifilamentarios
US5032326A (en) * 1988-08-31 1991-07-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flash-spinning of polymeric plexifilaments
CA2029550C (en) * 1989-11-22 2001-07-31 Don Mayo Coates Process for flash spinning polyolefins
EP0482882B1 (en) * 1990-10-23 1995-12-27 E.I. Du Pont De Nemours And Company A process for flash spinning fiber-forming polymers
US5250237A (en) 1992-05-11 1993-10-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Alcohol-based spin liquids for flash-spinning polymeric plexifilaments
US6004672A (en) 1996-01-11 1999-12-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fibers flash-spun from blends of polyolefin polymers
US5977237A (en) 1996-03-08 1999-11-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flash-spinning solution
US5985196A (en) 1998-01-20 1999-11-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flash spinning process and flash spinning solution
US6153134A (en) 1998-12-15 2000-11-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flash spinning process
US6270709B1 (en) * 1998-12-15 2001-08-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flash spinning polymethylpentene process and product
US7179413B1 (en) 1999-08-20 2007-02-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flash-spinning process and solution
GB2358189B (en) * 2000-01-11 2004-08-11 Asahi Glass Co Ltd Method for coating a substance with a lubricant
US6458304B1 (en) 2000-03-22 2002-10-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flash spinning process and solutions of polyester
US20040032041A1 (en) * 2000-12-14 2004-02-19 Hyunkook Shin Flash spinning polycyclopentene
EP1349972B1 (en) 2000-12-22 2007-01-24 E.I. Du Pont De Nemours And Company Azeotrope mixtures with perfluorobutylethylene
JPWO2003044148A1 (ja) * 2001-11-22 2005-03-24 旭硝子株式会社 溶剤組成物
US7300968B2 (en) * 2002-12-18 2007-11-27 E.I. Du Pont De Nemours And Company Flash spinning solution and flash spinning process using straight chain hydrofluorocarbon co-solvents
US8232235B2 (en) * 2009-09-11 2012-07-31 3M Innovative Properties Company Ternary azeotropes containing 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoro-3-methoxy-4-(trifluoromethyl)-pentane 5 and compositions made therefrom
ES2792823T3 (es) * 2010-07-02 2020-11-12 Procter & Gamble Artículo de estructura de trama fibrosa soluble que comprende principios activos
US20120248658A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Seth Gleiman System and Method for Formation of Biodegradable Ultra-Porous Hollow Fibers and Use Thereof
CN103510166B (zh) * 2012-06-20 2016-01-20 杭州奥通科技有限公司 高湿模量粘胶纤维凝固浴处理流水线
KR102221467B1 (ko) 2012-11-14 2021-03-02 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 전기화학 전지용 분리막 매체
US11261543B2 (en) * 2015-06-11 2022-03-01 Dupont Safety & Construction, Inc. Flash spinning process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05263310A (ja) * 1992-03-16 1993-10-12 Asahi Chem Ind Co Ltd フラッシュ紡糸方法
JP2003507595A (ja) * 1999-08-20 2003-02-25 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー フラッシュ紡糸方法及び溶液
US20080108749A1 (en) * 2006-11-07 2008-05-08 Nanomax Technology Company Limited Fluoropolymer nanoemulsions
WO2015196217A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flash spun plexifilamentary strands and sheets

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