JP3081059B2 - フラッシュ紡糸用原液およびこれを用いた繊維の製造方法および不織布 - Google Patents

フラッシュ紡糸用原液およびこれを用いた繊維の製造方法および不織布

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フラッシュ紡糸用原液
およびこれを用いた繊維の製造方法および不織布に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から不織布の製造方法の1つとして
フラッシュ紡糸法が知られている。この方法は、炭化水
素重合体と低沸点溶媒とからなる原液を紡糸ノズルから
押し出し瞬間的に溶媒を気化させることによって、極細
長繊維の三次元網状構造体を形成し、これを堆積、圧縮
して不織布とするものである。
【0003】しかしながら、従来のフラッシュ紡糸法に
より製造された不織布は、高温で変色しやすいほか、太
陽光線特に紫外線によって劣化しやすく特に引張り強度
の低下が著しかった。この問題を解決するため紫外線吸
収剤を添加することも試みられているが、充分な効果は
得られていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、耐候性および耐熱性に優れた不織布を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、炭化水
素重合体と低沸点溶媒に加えてヒンダードアミン系紫外
線吸収剤およびヒンダードフェノール系酸化防止剤をも
含有することを特徴とするフラッシュ紡糸用原液、該フ
ラッシュ紡糸用原液をフラッシュ紡糸する繊維の製造方
法、および該製造方法により製造された繊維を用いた不
織布によって達成される。以下、本発明をさらに詳細に
説明する。
【0006】本発明のフラッシュ紡糸用原液において、
炭化水素重合体としては、ポリエチレンのような一般に
フラッシュ紡糸法に用いられる重合体を使用することが
できる。アイソタクチックプロピレンのような結晶性重
合体も好ましく使用することができる。本発明に用いる
ことができる炭化水素重合体の例としては、ポリ(ヘキ
サメチレンアヂパミド)、ポリ(ヘキサメチレンセバカ
ミド)、ポリカプロラクタムのようなポリアミド;例え
ばポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル;
ポリカルボネート;ポリウレタン;例えばポリホルムア
ルデヒドのようなポリエーテル;例えばポリプロピレ
ン、ポリ(イソブチルエチレン)、ポリ(2,5−ジメ
チル2,4−ヘキサジエン)のような炭化水素重合体;
および例えばアルケンまたは酢酸ビニルエチレンとの共
重合体のような結晶性エチレン共重合体を挙げることが
できる。
【0007】本発明において、炭化水素重合体は、重合
体の軟化点よりも少なくとも25℃低い温度の沸点を有
する溶剤中または混合溶剤中において自生蒸気圧または
それより高い圧力で均質な溶液を形成するものであるこ
とが好ましい。このような溶液は室温で均質である必要
はなく、溶剤あるいは混合溶剤の正規な沸点よりも高い
温度において均質な重合体溶液(フラッシュ紡糸用原
液)として存在すればよい。
【0008】本発明のフラッシュ紡糸用原液において、
低沸点有機溶媒としては、高温および高圧下において、
均質な炭化水素重合体溶液を形成し、且つ該重合体の融
点よりも少なくとも25℃低い沸点を有する化合物であ
ることが好ましい。これらの溶媒は室温で液体あるいは
ガス状のものであってもよい。使用しうる溶媒の例とし
て、ベンゼン、トルエンのような芳香族炭化水素、ブタ
ン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびこ
れらの異性体ならびに同族類のような脂肪族炭化水素、
シクロヘキサンのような脂環族炭化水素、塩化メチレ
ン、四塩化炭素、クロロホルム、塩化エチル、塩化メチ
ルのような塩素化炭化水素、アルコール、エステル、エ
ーテル、ケトン、ニトリルアミド、フッ化炭化水素のよ
うなフッ素化合物、二酸化硫黄、ニトロメタン、水、お
よびこれら溶媒の混合物を挙げることができる。もちろ
ん、これらの溶媒は使用する重合体に対して実質的に非
反応性でなければならない。また、溶媒は、たとえこれ
らの液体が過熱された液体形態の自生蒸気圧下で均質な
重合体溶液を形成しないとしても、それをフラッシュ紡
糸する時の高温における自生蒸気圧以上の圧力で、ある
いは溶剤と混合することによって、これらの液体が重合
体と均質な溶液を形成する限りにおいて好ましく使用す
ることができる。すなわちフラッシュ紡糸に好適な温度
および圧力条件下で均質な溶液が形成できるものであれ
ばよい。フラッシュ紡糸用原液における炭化水素重合体
の好ましい濃度は10〜20%である。
【0009】本発明のフラッシュ紡糸用原液は、紫外線
吸収剤と酸化防止剤の両方を含有することを特徴とす
る。紫外線吸収剤と酸化防止剤を併用することによっ
て、耐候性および耐熱性に優れた不織布を製造すること
ができる。
【0010】一般に重合体が紫外線により劣化する過程
は、紫外線のエネルギーにより重合体中の共有結合例え
ば炭素−水素結合(C−H)等が励起され、ラジカルを
発生して切断されることにより開始される。こうして生
じたラジカルは、非常に不安定なためにさらに他のC−
H結合を攻撃して新たな切断とラジカルを発生させる。
したがって、一旦ラジカルが発生すると、重合体の急速
な切断、劣化が引き起こされるのである。このようにし
て重合体の鎖が分断されて重合体の分子量が減少するこ
とが、最終製品である不織布の強度特に引っ張り強度を
低下させる一因であると考えられる。
【0011】したがって、不織布の劣化防止の対策とし
て、紫外線による重合体中の結合の励起を抑制するため
紫外線吸収剤を重合体中に添加し、また一方で発生した
ラジカルを捕捉するため酸化防止剤(ラジカル吸収剤)
を併用することは、重合体の安定化に非常に役立ち効果
的であることがわかる。本発明者は、フラッシュ紡糸用
原液に、紫外線吸収剤と酸化防止剤を添加することによ
って、耐候性および耐熱性に優れた不織布を製造できる
ことができた。
【0012】このように、本発明においては、紫外線吸
収剤を酸化防止剤と併用することが必要である。紫外線
吸収剤と酸化防止剤のいずれか一方では本発明の効果は
得にくい。
【0013】本発明において、紫外線吸収剤としては、
ヒンダード三級アミン系などのヒンダードアミン系紫外
線吸収剤が好ましい。好ましい紫外線吸収剤の例とし
て、チヌビン622LD(チバガイギー社製)が挙げら
れる。また、酸化防止剤としてはヒンダードフェノール
系の酸化防止剤が好ましく、例としてイルガノックス−
1010(チバガイキー社製)が挙げられる。本発明の
フラッシュ紡糸用原液における紫外線吸収剤および酸化
防止剤の濃度は、それぞれ、1〜5000ppmの範囲
である。
【0014】これら紫外線吸収剤あるいは他の化学的変
性剤は、これらが添加されたフラッシュ紡糸用原液がフ
ラッシュ紡糸の紡糸口金の孔を完全にあるいは部分的に
詰まらせることがないようなものを選択することが好ま
しい。普通、強度および屈曲性のような合成フィラメン
ト状物質の望ましい物理的性質もあるいは最適な分子量
まで重合体物質の分子量の増加につれて増加する。例え
ばエチレンから作られる重合体のような多くの重合体
は、最終製品の最良の性質に適する分子量では非常に高
い溶融粘度である。したがって、フラッシュ紡糸用原液
は紡糸口金の小孔を詰まらせる粒子を含有しないような
注意が必要である。この観点から、紫外線吸収剤として
はヒンダードアミン系紫外線吸収剤(ヒンダード(三
級)アミン系紫外線吸収剤など)が好ましく、酸化防止
剤としてはヒンダードフェノール系酸化防止剤が好まし
い。このような紫外線吸収剤および酸化防止剤を使用す
れば、従来、化学的変性剤の添加によって生じていた紡
糸口金の詰まりを防ぐための工程たとえば重合体溶液の
精製工程は不要であり、生産性を低下させることなく不
織布を製造することができる。
【0015】本発明のフラッシュ紡糸用原液をフラッシ
ュ紡糸して繊維を製造する方法としては、従来のフラッ
シュ紡糸法を用いることができる。例えば、フィブル化
ウエブまたはプレキシフィラメントを製造するフラッシ
ュ紡糸法を用いることができる。この方法では、溶媒の
沸点以上の温度および少なくとも自然発生圧力に等しい
圧力において重合体溶液を上記より低温および実質的に
低圧の域へ急速に押し出す。この場合、溶媒の瞬間蒸発
が押出し物全体に多数の気泡を発生せしめ、気泡を閉塞
している壁を破り、瞬時に押出し物を冷却せしめ、三次
元の網状構造体が得られる。この構造体は、本質的に長
さ方向に延伸し且つ長さが任意である繊維性要素(フィ
ルム−フィブリル要素)多数からなるものである。これ
らのフィルム−フィブリルは、不規則な間隔で内部的に
結合しおよび分離しているミクロン以下の厚さの薄いリ
ボン形をしている。即ち、これは、繊糸の幅、長さおよ
び厚さ方向のいろいろな場所にいわゆる“結合点”を有
していて全体が三次元の網状構造となっている。このよ
うなフィルム−フィルブリル要素の三次元網状構造から
なる繊維性織糸は、プレキシフィラメントとよばれ、紡
績されたステープル織布ヤーンと同様の有用性を有する
ものである。
【0016】次に、本発明のフラッシュ紡糸用原液をフ
ラッシュ紡糸して製造した繊維を用いた不織布について
説明する。この不織布は例えば次のようにして製造する
ことができる。フィルム−フィブリルストランドなどフ
ラッシュ紡糸により製造した繊維を、拡散させ、一定の
形状をした回転する邪魔板によって振動させ、静電的に
帯電させ、ついで移動中のベルト上に堆積させる。ここ
で紡糸口金はベルト上に重なり合い交差した堆積物を与
えるような間隔にあり、幅広いバットを形成する。次い
でバットに所定加重をかけニップを通過することによっ
てバットは軽く圧縮され、このようにして不織布のシー
トが形成される。
【0017】本発明により製造された不織布は、不織布
特有の特性である強度および不透明度を有し、またミク
ロン以下の寸法のような小さい粒子状物質に対する遮断
材として作用する能力をも備え、且つ従来のものよりも
優れた耐久性を有するものである。
【0018】
【実施例】線状ポリエチレンをフロンに混合した溶液
に、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤として「チヌビ
ン」(チバガイギー社製)を濃度が2000ppmとな
るように、および酸化防止剤としてフェノール系の「イ
ルガノックス(チバガイギー社製)」を1200ppm
添加し、この混合物を撹拌しながら約200℃に加熱
し、自生蒸気圧を有する均質な溶液を調製した。調製さ
れた溶液はオリフィスを経て口金を通過し、圧力低下区
域に至り、次いで第2のオリフィスを経て周囲雰囲気中
に出された。得られたフィルム−フィブリルストランド
は拡散し、所定の方法によって、ベルト上に重なり合い
交差した堆積物すなわち不織布シート構造を形成した。
ここで使用した「チヌビン」および「イルガノックス」
の成分の化学構造式は化1及び化2に示す通りである。
【0019】こうして得られた不織布シートは、75日
間88メガジュール/m2 の紫外線を照射して耐熱劣化
を促進した後であっても、引っ張り強度10 lbs/
インチを維持していた。引張り強度はインストロン試験
機を用い、クランプの距離を5mにし、クロスベットの
速度を2m/分にして測定した。 比較例
【0020】線状ポリエチレンをフロンに混合した溶液
に前記実施例で使用したものと同じヒンダードフェノー
ル系酸化防止剤「イルガノックス(チバガイギー社
製)」を1200ppm添加し、この混合物をフラッシ
ュ紡糸して得られたフィルム−フィブリルストランドか
ら不織布シートを製造した。このシートに、前記の実施
例よりも条件的に温和な22メガジュール/m2 の紫外
線を照射し耐熱劣化を促進したところ、1日後にすでに
引っ張り強度10 lbs/インチを有していなかっ
た。
【0021】
【発明の効果】本発明により、耐候性および耐熱性に優
れた不織布を得ることができる。
【0022】
【化1】
【0023】
【化2】
フロントページの続き (72)発明者 デビッド・ジャクソン・マクギンティ アメリカ合衆国、バージニア州 23113、 ミドロスィアン、サウスウェル・プレー ス、2803 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 1/10 D01F 6/04 D04H 1/72

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭化水素重合体と低沸点溶媒に加えてヒ
    ンダードアミン系紫外線吸収剤およびヒンダードフェノ
    ール系酸化防止剤をも含有することを特徴とするフラッ
    シュ紡糸用原液。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のフラッシュ紡糸用原液を
    フラッシュ紡糸する繊維の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の方法により製造された繊
    維を用いた不織布。
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CN114775271B (zh) * 2022-05-19 2024-02-20 厦门当盛新材料有限公司 一种高光学耐受性闪蒸无纺布的制备方法
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