JPH04228666A - 高熱強度結合繊維 - Google Patents

高熱強度結合繊維

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JPH04228666A
JPH04228666A JP3014530A JP1453091A JPH04228666A JP H04228666 A JPH04228666 A JP H04228666A JP 3014530 A JP3014530 A JP 3014530A JP 1453091 A JP1453091 A JP 1453091A JP H04228666 A JPH04228666 A JP H04228666A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】ポリオレフィン繊維例えばポリプロピレン
の効率のよい高速紡糸及び加工はスパンメルトの化学的
劣化の程度及びメルトフローレート（ＭＦＲ）の注意深
い制御、並びに高速商業生産の間の過剰又は不完全クエ
ンチ（すなわちメルトフラクチャー又は延性破壊）の両
方を回避する非常に有効なクエンチ段階を必要とする。
【０００２】本発明はポリマー劣化、紡糸及びクエンチ
段階の制御を改良し、高い強度、タフネス、結合性及び
熱結合の性質をもつ不織布を製造するための繊維又はフ
ィラメントを得る。そのようなものは次の段階を特徴と
する方法の使用により得られる： Ａ．少くとも１種の酸化防止剤／安定剤を有効量、ポリ
オレフィンポリマー又はコポリマー、好ましくは広い分
子量（重量平均／数平均）分布を有するポリマー例えば
イソタクチックポリプロピレン、中へ劣化剤の存在下に
混合する段階。紡糸に適するＭＦＲ（メルトフローレー
ト）は酸素、酸素を含む又は酸素を発生するガスが実質
的に存在しないときに約５〜３５である。
【０００３】ポリマー繊維紡糸技術に知られた種々の他
の添加剤例えば顔料、着色剤、ｐＨ安定剤、潤滑剤及び
帯電防止剤を望みに応じ通常量（すなわち、約１〜１０
重量％又はそれ未満）混合し、適用することができる；
Ｂ．スパンメルト（Ｓｐｕｎ　ｍｅｌｔ）を、好ましく
はポリプロピレンに対して約２５０〜３２５℃の範囲内
の温度で、紡糸段階の間の前記スパンメルト内のポリマ
ー成分（類）の少又は無酸化連鎖切断劣化に有利な雰囲
気環境で紡糸する段階； Ｃ．生じた押出物（不十分にクエンチし又は実質的にク
エンチしないフィラメント）を酸素に富む雰囲気下に引
取り、熱押出物又はフィラメントのスレッドライン（ｔ
ｈｒｅａｄｌｉｎｅ）　酸化連鎖切断劣化の達成に十分
な酸素ガス拡散を得る段階；及び Ｄ．生じたフィラメントを十分クエンチし、仕上げて低
い分子量及び低い複屈折の高劣化表面帯域；及び最少に
劣化した結晶性複屈折内部配置を得る段階、前記２つの
帯域は中間のポリマー酸化劣化及び結晶化度の、厚さが
繊維断面構造及び熱押出物又はフィラメントの冷却の速
度、並びに酸素濃度に実質的に依存する中間帯域〔図１
の成分（ｂ）〕と境を接しそれを規定する最端配置に相
当する。
【０００４】本発明の繊維又はフィラメントは、好まし
くは「広い分子量」ポリオレフィンポリマー又はコポリ
マー、例えば少くとも１種の酸化防止剤／安定剤組成物
を有効量、中に混合したポリプロピレン含有スパンメル
トを用い、生ずる繊維又はフィラメントは、クエンチす
ると、 （ａ）　図１中に断面図として略示され、最少の酸化ポ
リマー劣化、高複屈折、及び使宜には約１００，０００
　〜４５０，０００　の範囲内、好ましくは約１００，
０００　〜２５０，０００　内の重量平均分子量により
確認される内部帯域； （ｂ）　前記内部帯域に対し一般に外部に同心の、さら
に漸進的な（内部から外部へ）漸進酸化連鎖切断劣化に
より確認される中間帯域であって、中間帯域内のポリマ
ー物質が約２０，０００未満、好ましくは約１０，００
０〜２０，０００までの最低範囲まで図１の「ａ」帯域
より小さい分子量の徐減を有する中間帯域；及び （ｃ）　中間帯域に対し一般に外部に同心の、スパン繊
維又はフィラメントの外部表面を規定する表面帯域であ
って、低い複屈折、酸化連鎖切断劣化ポリマー物質の高
い濃度、及び約１００，０００　未満、好ましくは約５
，０００　〜１００，０００　の重量平均分子量により
確認される表面帯域、を組合せて含む（図１参照）。
【０００５】図２は相応する二成分型の繊維又はフィラ
メントの断面を表わし、（ａ′）、（ｂ′）及び（ｃ′
）は実質的に図１の要素ａ〜ｃの対応物として規定され
、要素（ｄ′）は常法におけるスピンパック（Ｓｐｉｎ
　ｐａｃｋ）の使用により便宜に適用される同一又は異
なるメルト組成物の二成分心部要素を表わし、内層（ａ
′）は相容性（すなわち、心部湿潤性）ポリマー物質で
ある。心部要素（ｄ′）は好ましくは帯域（ｄ′）と（
ａ′）の間の低複屈折、低分子量界面の形成を回避又は
最少にするために実質的に非酸化環境中の間に形成され
、初めにシースコートされる。
【０００６】二成分繊維のシース及び心部要素は、熱ス
パンメルト又は周囲にシース成分の適用前の熱心部要素
中への酸素拡散を置換し最少にするための窒素又は他の
不活性ガス環境の好ましい使用を除いて、二成分繊維技
術に知られた装置及び技術により普通に紡糸することが
できる〔米国特許第　３，８０７，９１７号、第　４，
２５１，２００号、第　４，７１７，３２５号及び「二
成分繊維（Ｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｆｉｂｅｒｓ）」
、ジェフリース（Ｒ．Ｊｅｆｆｒｉｅｓ）　、メロウ・
モノグラフ・パブリッシング（Ｍｅｒｒｏｗ　Ｍｏｎｏ
ｇｒａｐｈ　Ｐｕｂｌ．Ｃｏ．）　、１９７１参照〕。
【０００７】この目的のため、乾燥スパンメルト混合物
内の酸化防止剤／安定剤組成物の濃度に適用した「有効
量」という語は酸素、酸素を発生又は酸素を含む雰囲気
の実質的に存在しないことを仮定して、繊維又はフィラ
メント紡糸温度範囲内でポリマー成分（類）の連鎖切断
劣化を防止又は少くとも実質的に制限できる乾燥重量を
基にした量、殊に、酸化性環境例えば酸素、空気又は他
の酸素／ガス混合物の実質的に存在しないときに、約２
５０〜約３２５℃の温度範囲内に加熱したスパンメルト
組成物のポリオレフィン成分の連鎖切断劣化を有効に制
限するに足る１種又はそれ以上の酸化防止剤組成物の濃
度、として規定される。しかし前記規定はスパン繊維ス
レッドラインのメルト帯域又はその付近で開始され、自
然熱損失及び（又は）適用クエンチ環境が繊維表面温度
を、スパン繊維又はフィラメント中への酸素拡散を無視
できる点（ポリプロピレンポリマー又はコポリマーに対
して２５０℃又はそれ以下）に下げる点まで延びる実質
量の酸素拡散及び酸化ポリマー劣化を許容する。
【０００８】一般的にいえば、合せた酸化防止剤／安定
剤全濃度は通常約０．００２〜１重量％の範囲内、好ま
しくは約０．００５〜０．５％の範囲内に属し、正確な
量は選ばれる広分子量のポリマー成分（類）の個々のレ
オロジー及び分子の性質、並びにスパンメルトの温度に
より；追加のパラメーターは紡糸口金自体内の温度及び
圧力、並びに紡糸口金の上流の加熱状態における間のオ
キシダント例えば空気の残留量に対する先行暴露の量に
より表わされる。紡糸口金の下又は下流の、約２００℃
までの周囲温度プラス遅延クエンチ段階における約１０
０〜１０：０〜９０の酸素／窒素ガス流比、容量、はポ
リマー成分の適当な連鎖切断劣化の保証及び改良された
熱結合特性を与え、相当する連続繊維又はステープルか
ら形成される不織布の高い強度、伸び及びタフネスを生
ずるのに好ましい。
【０００９】用いる劣化性組成物の量は０％からスパン
メルト配合物に熱及び圧力の適用を補足し、紡糸できる
ＭＦＲ（メルトフローレート）値を得るに足る濃度、重
量、まで拡大できる。ポリプロピレンを含むスパンメル
トの広い分子量分布の好ましい使用を仮定すると、これ
は、２７５〜３２０℃のメルト温度範囲で、酸素あるい
は酸素を含む又は酸素を発生するガスの実質的に存在し
ないときに５〜３５ＭＦＲ範囲内のスパンメルトを得る
ことができる量を構成する。
【００１０】適当な酸化防止剤／安定剤組成物には、フ
ェニルホスフィット類例えばイルガフォス（Ｉｒｇａｆ
ｏｓ　；登録商標）１６８、ウルトラノックス（Ｕｌｔ
ｒａｎｏｘ；登録商標）６２６〔チバ・ガイギー（Ｃｉ
ｂａ　Ｇｅｉｇｙ）　〕、サンドスタブ（Ｓａｎｄｏｓ
ｔａｂ　；登録商標）ＰＥＰ−Ｑ〔サンドス・ケミカル
（Ｓａｎｄｏｓ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．）〕；Ｎ，
Ｎビス−ピペリジニルジアミン含有組成物例えばキマス
ソルブ（Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ；登録商標）１１９又は
９４４〔アメリカン・サイアナミッド（Ａｍｅｒｉｃａ
ｎ　Ｃｙａｎａｍｉｄ　Ｃｏ．）〕；ヒンダードフェノ
ール（類）例えばシアノックス（Ｃｙａｎｏｘ；登録商
標）１７９０〔アメリカン・サイアナミッド（Ａｍｅｒ
ｉｃａｎ　Ｃｙａｎａｍｉｄ）〕、イルガノックス（Ｉ
ｒｇａｎｏｘ　；登録商標）１０７６又は１４２５〔チ
バ・ガイギー（Ｃｉｂａ　Ｇｅｉｇｙ）　〕などを含め
、１種又はそれ以上の当該技術において認められた酸化
防止剤組成物が含まれる。
【００１１】用いた「クエンチ及び仕上げ」という語は
、望みに応じ、ガスクエンチ、繊維延伸（望むならば一
次及び二次）及びテキスチャリング、（場合によりバル
キング、クリンピング、カッティング及びカーディング
の普通の段階の１つ又はそれ以上を含む）の１つ又はそ
れ以上の段階に一般的なプロセス段階と規定される。 本発明により得られる典型的なスパン繊維又はフィラメ
ントは連続及び（又は）ステープル繊維であることがで
き、そのような繊維は一成分（図１）又は二成分（図２
）型として図中に断面図で略示され、前者中の内部帯域
は比較的高い結晶化度及び複屈折を、無視でき又は非常
にわずかなポリマー酸化連鎖切断劣化で有する。
【００１２】二成分型繊維又はフィラメントにおいて、
シース要素の相当する内層は一成分繊維の中央断面領域
に物理的状態において匹敵するが、しかし、二成分心部
要素は必らずしもこの方法により処理されず、又はシー
ス成分と同じポリマー物質からなることさえないが、し
かし好ましくはシース成分の内部帯域を形成するポリマ
ーと相容性で、それにより湿潤される。
【００１３】図１及び２内の前記帯域は一成分及び二成
分繊維に関するこの方法の典型的な効果であるが、しか
し、記載した帯域は通常試験試料中に視覚的に確認され
ず、また処理した繊維中の酸素拡散の一様な深さを仮定
できない。前記のように、本発明は必らずしもスパンメ
ルト配合物中の普通のポリマー劣化剤の添加を必要とし
ないが、しかしそのような使用は、低い紡糸温度及び（
又は）圧力が好ましい場合に、又は他の理由のために加
熱したポリマーメルトのＭＦＲ値がそうでないと有効な
紡糸に対して高すぎるならば、本発明により排除されな
い。しかし一般に、初期紡糸目的に適するＭＦＲ（メル
トフローレート）は、ポリプロピレンに対して約２７５
〜３２０℃のスパンメルト温度範囲内で運転されるとき
に必要なレオロジー及び形態学的性質を与えるために広
い分子量のポリオレフィンを含むポリマーの注意深い選
択により最も有利に得られる。
【００１４】この目的のために、二成分繊維のクエンチ
ングを、好ましくはスレッドラインにおいてクエンチガ
スを部分的に閉塞することにより遅らせ、次いで空気、
オゾン、酸素又は他の普通の酸化性環境（加熱した又は
室温）を一層下流に与えてシース要素中への十分な酸素
拡散及びシース要素の少くとも表面帯域（ｃ′）、好ま
しくは（ｃ′）及び（ｂ′）両帯域内の酸化連鎖切断を
保証する（図２参照）。
【００１５】糸並びに不織布のためのウェブは本発明に
より得られた繊維又はフィラメントから、普通の方法で
、例えば米国特許第　２，９８５，９９５号、第　３，
３６４，５３７号、第　３，６９３，３４１号、第　４
，５００，３８４号、第　４，５１１，６１５号、第　
４，２５９，３９９号、第　４，４８０，０００号及び
第　４，５９２，９４３号中に示されるように、ジェッ
トバルキング、ステープルへのカッティング、クリンピ
ング及び繊維又はフィラメントのレイダウンにより便宜
に形成される。
【００１６】図１及び２は一般に円形繊維断面を示すけ
れども、本発明はそのように制限されない。普通のダイ
ヤ、デルタ、卵、「Ｙ」、「Ｘ」及び犬骨形断面は本発
明内で等しく処理できる。本発明はさらに次の実施例に
示されるが、しかしそれらに限定されない。実施例１以
下にＳＣ−１〜ＳＣ−１２として示される乾燥メルトス
パン組成物は個々に表１中に「Ａ」〜「Ｄ」として示さ
れ、約５．４〜７．８のＭｗ／Ｍｎ値及び１９５，００
０　〜３５９，０００　のＭｗ範囲を有する線状イソタ
クチックポリプロピレンフレーク〔ハイモント（Ｈｉｍ
ｏｎｔ　Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）」を、それぞれ約
０．１重量％の普通の安定剤（類）（前記参照）と混合
する回転混合により製造される。配合物を次いで加熱し
、窒素雰囲気下に約３００℃の温度で、標準７８２孔紡
糸口金を用いて７５０〜１２００Ｍ／ｍの速度で円形断
面繊維として紡糸する。クエンチボックス中の繊維スレ
ッドラインは、クエンチ段階を遅らせるためにクエンチ
ボックス中の上流ジェットの約５．４％までを閉塞して
正常周囲空気クエンチ（クロスブロー）にさらされる。 ２．０〜２．６ｄｐｆ　の範囲内の紡糸デニールを有す
る生じた連続フィラメントを次いで延伸し（１．０〜２
．５Ｘ）、クリンプし（スタッファーボックススチーム
）、１．５インチに切断し、カードして普通の繊維ウェ
ブを得る。各ステープルの３層ウェブを等しく延伸し、
堆積し（縦方向）、それぞれ約１５７℃又は１６５℃の
温度及び２４０ＰＬＩ（ポンド／直線インチ）でダイヤ
デザインカレンダーを用いて結合して１７．４〜２２．
８ｇ／ｙｄ２　の重さの試験不織布を得る。各不織布の
試験ストリップ（１″×７″）を次いでＣＤ強さ〔イン
ストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ　Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ
）　の引張試験機〕、伸び及び応力／ひずみ曲線値を基
にしたタフネスについて等しく普通に試験する。表１中
に記載したポリマーを用いた繊維パラメーター及び布強
度が表２〜５中に報告され、「Ａ」ポリマーは対照とし
て使用される。実施例２（対照）ポリマーＡ及び（又は
）他のポリマーを用いて５．３５の低Ｍｗ／Ｍｎ及び（
又は）フル（非遅延）クエンチで実施例１を繰返す。相
応するウェブ及び試験不織布を、それ以外は実施例１に
おけると同様に製造し、同様に試験する。Ｃ−１〜Ｃ−
９として示す対照の試験結果は表２〜５中に報告される
。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】
【表５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一成分型繊維の断面図である。
【図２】本発明の二成分型繊維の断面図である。
【符号の説明】
ａ、ａ′−内部帯域、 ｂ、ｂ′−中間帯域、 ｃ、ｃ′−表面帯域、 ｄ′　　　　−心部要素。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　広い分子量のポリオレフィンポリマー
    又はコポリマーを含み、少くとも１種の酸化防止剤／安
    定剤組成物を有効量含む少くとも１つのスパンメルト混
    合物から生成される繊維又はフィラメントであって、繊
    維が （ａ）　最少の酸化ポリマー劣化、高い複屈折、及び約
    １００，０００　〜４５０，０００　の範囲内の重量平
    均分子量により確認される内部帯域； （ｂ）　前記内部帯域に対し一般に外部に同心の、さら
    に内部帯域よりわずかに未満から約１０，０００〜２０
    ，０００までの範囲内の分子量徐変を有する漸進的酸化
    切断劣化により確認される中間領域；及び （ｃ）　前記中間帯域に対し一般に外部に同心の、スパ
    ン繊維又はフィラメントの外部表面を規定する表面帯域
    であって、低い複屈折、酸化連鎖切断劣化ポリマー物質
    の高い濃度、及び約１０，０００未満の重量平均分子量
    により確認される表面帯域、を組合せて含む繊維又はフ
    ィラメント。
  2. 【請求項２】　　前記内部帯域が心部要素で内部に隣接
    され、それに対し一般に外部に同心である、請求項１に
    記載のシース／心部二成分繊維。
  3. 【請求項３】　　内部帯域が共通のスパンメルト混合物
    から実質的に形成された一成分繊維の一体部分である、
    請求項１に記載の繊維又はフィラメント。
  4. 【請求項４】　　シース要素の内部帯域のポリマー成分
    が約１００，０００　〜２５０，０００　の分子量を有
    し、中間帯域の劣化ポリマー成分が約１００，０００　
    〜２５０，０００　から２０，０００未満までの分子量
    を有し、表面帯域の劣化ポリマー成分が約５，０００　
    〜１００，０００　の重量平均分子量を有する、請求項
    １記載の繊維。
  5. 【請求項５】　　ポリオレフィンを含むスパンメルト組
    成物から一成分又は二成分繊維を製造する方法において
    、Ａ．少くとも１種の酸化防止剤／安定剤を有効量、ポ
    リオレフィンポリマー又はコポリマーを含むスパンメル
    ト中へ、劣化剤の存在下に混合する； Ｂ．生じたスパンメルトを、紡糸段階の間スパンメルト
    内のポリマー成分（類）の最少の酸化連鎖切断劣化に有
    利な温度及び雰囲気環境で紡糸する； Ｃ．生じた熱押出物を酸素に富む雰囲気下に引取って熱
    フィラメントのスレッドライン酸化連鎖切断劣化の達成
    に十分な酸素ガス拡散を得る；及び Ｄ．生じたフィラメントを十分にクエンチし、仕上げ、
    低い分子量及び低い複屈折の高劣化表面帯域、並びに最
    低の劣化、高い分子量、結晶性複屈折内部帯域を得る、
    ことを含む方法。
  6. 【請求項６】　　酸化防止剤／安定剤がフェニルホスフ
    ィット−及び（又は）Ｎ，Ｎ′ビス−ピペリジニルジア
    ミン−誘導体である、請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】　　スパン繊維又はフィラメントの高劣化
    表面帯域が約１０，０００未満の重量平均分子量を有し
    、前記スパン繊維の内部帯域配置が高い複屈折及び約１
    ００，０００　〜４５０，０００　内の重量平均分子量
    を有する、請求項５に記載の方法。
  8. 【請求項８】　　引取り段階が酸素の存在下に室温で行
    われる、請求項５に記載の方法。
  9. 【請求項９】　　クエンチ段階が約１００〜１０：０〜
    ９０の容量比内の種々の酸素／窒素混合物の存在下に行
    われる、請求項５に記載の方法。
  10. 【請求項１０】　　請求項５に記載の方法により製造さ
    れた繊維又はフィラメントを含む１つ又はそれ以上のウ
    ェブの結合により得られる不織布。
  11. 【請求項１１】　　請求項７に記載の方法により製造さ
    れた繊維を含む１つ又はそれ以上のウェブの結合により
    得られる不織布。
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