JPS62276012A - 高度に多孔質の繊維状溶融紡糸チューブの製造法 - Google Patents

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】 ６、〔発明の詳細な説明〕 発明の分野 本発明は二成分系の繊維とチューブ、及びそれらから製
造される多孔質の壁を有する多孔質の繊維とチューブに
関する。

背景技術 二成分系のへテロフィラメント繊維は周知である。この
ような繊維において、ヘテロフィラメントは通常芯／さ
や配置か、又はサイド・パイ・サイド配置乞取る。

本出願人の欧州特許第００８０２７４号には繊維形成性
ポリマーと０．１〜１０重量％の他の不混和性ポリマー
とのブレンドから製造され、不混和性ポリマーは得られ
る繊維中で連結さ几ていないミクロフィブリルとして繊
維形成性ポリマーの連続マドリックス中に分散して存在
１−でいる二成分系摺、鮒が記載さ几でいる。

１９８６年８月中旬発行のポリマー・エンジニアリング
・アンド・す１エンス（Ｐｏ　Ｉ　ｙｎｌｅ　ｒＥｎｇ
ｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　５ｃｉｅｎｃｅ）　、　Ｖ
ｏｌ、２６＊　ｔ１６１）にプリンストン大学（Ｐｒｉ
ｎｃｅｔｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）。

１し学工学部（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃ１）ｅ
ｍｉｃａｌＥｎｇｉＣ１）ｅ　ｉｎｇ　）　　のプライ
ス・マックスウェル及びギラーモ・エル・ジヤンプ（Ｇ
ｕｉｌｌｅｒｍｏ　Ｌ。

Ｊａｓｓｏ）による１不相容性熱可塑性プラスチツクブ
Ｖ７ドの安定性（Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｂｌｅｎ
ｄｓ　ｏｆＩｎｃｏｍｐａｔ　１ｂｌｅ　Ｔｈｅｒｍｏ
ｐｌａｓｔ　ｉ　ｃｓ　）　”　　についての研究が載
せられている。更に詳しく述べろと。

この報文はポリ（メチルメタクリレート）とポリエチＶ
ンのブレンドの押出しについて述べている。

形成さｎた押出物は２種のポリマーに対応する２つの連
続相互貫通相から成る。押出物中の分離相は三次元連続
くもの巣構造と称されている。製品７示す添付図面（そ
の２葉は写真）から、フィブリルはくもの巣構造を形成
しているが、その配置に全くランダムで、フィブリルの
整列状態についてに何んらの示唆もないことは極めて明
白である。

発明の概要とぞの詳１−い説明 本発明によれば、３０〜７０重Ｍ量部で含有される第一
成分と７０〜３０重−＃、部で含有される第二成分の２
２４の高分子ｎ、維成分！有する溶融紡糸繊維又は同チ
ューブであって、各繊維成分は繊維又はチューブ壁の中
でその軸に対して実質的に整列しているフィブリルとし
て存在し、それら整列したフィブリルは相互間でランダ
ムに連結されており。

その相互連結部は他方の成分のフィブリル７貫通して両
成分が繊維壁又にチューブ壁の中で相互貫通ネットワー
クとして存在している前記繊維又はチューブが提供され
る。

本発明の溶融紡糸繊維は所望によって常法で延伸するこ
とができる。

断る新規な絨維又にチューブは第一成分と第二成分のブ
レンドから従来の溶融紡糸法で製造できることが判明Ｌ
　＊。

紡糸時のブレンドの構造は紡糸口金７出た直後の押出物
を調べることによって確認した。即ち。

その断面を取り、顕微鏡で調べた。通常の場合。

２種の不混和性ポリマーの溶融ブレンドは、一方のポリ
マーが連続相ン形成し、他方のポリマーが不連続相ン形
成して押出物中に小球として現われる２相系ｔもたらす
。繊維又はチューブ乞紡糸する場合、小球はその粘度が
適当な場合に変形ン起コシて個々のフィブリルを形成す
るが、それらフィブリルは相互に連結されていない。

ある種のブレンド組成と紡糸条件を採用するとき、２成
分の相互貫通ネットワーク （ｉｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ　ｎｅｔｕｒｅｒ
ｋ：　ＩＰＮ）　Ｙ生成させ得ることが見い出さ几た。

これは第１図（後記実施例１．実験５ｙＩｌ−参照）の
押出物の断面に示される通りで１両相（両成分）は共に
連続している。各成分は三次元ネットワークの形態を取
り。

そ几ぞれ他方の成分のネットワークとからみ合っている
。紡糸繊維又はチューブにおいてもこの相互からみ合い
は維持され、各成分は繊維壁又はチューブ壁の中でその
軸に対して実質的に整列していろ配向したフィブリルと
して存在し、それらの整列したフィブリルは相互間でラ
ンダムに連結されており、そしてそのような相互連結部
は他方の成分のフィブリルを貫通している。

このような繊維又はチューブを製造するには２つの条件
が必要である。すなわち、（１）ブレンドはＩＰＮＹ形
成しなければならないことと、（２）このＩＰＮは紡糸
可能でなけ几ばならないことで、このことは製造さ几た
繊維又はチューブを巻き取ることができることを意味す
る。ＩＰＮｖ形成することができる特定の２成分系につ
いては限らルた条件範囲しかなく、シかもその条件範囲
で運転したときでもその二成分系は常に紡糸可能な訳で
にないだろう。ブレンドが紡糸不能な場合、その糸線（
ｔｈｒｅａｄ　１　ｉｎｅ　）の又はチューブ状のｆ１
融物は紡糸口金から引き出されるとき連続的に破断する
。

ＩＰＮＯ形収には高度の剪断が必要という重要な条件が
あり、ｃ　ｕ　ｔ’ｉ主として紡糸口金における溶融物
の通過でコントロールさｎ、従ってこｎに紡糸口金のオ
リフィス直径とオリフィス形状に依存する。もう１つの
因子は２種のポリマーの相対濃度で、両ポリマーは割合
をはｙ等しいのが最も好ましい。

ＩＰＨの紡糸能１ｌ−１：捷た第１図に示される通りの
柏原の特徴的な寸法欠意味する゛ズーメイン・サイズ（
ｄｏｍａｉｎ　５ｉｚｅ）”、丁なわち６領域サイズ・
・と各ポリマーの粘度にも依存する。一般に、ズーメイ
ン・サイズが大きけ几は大きいほど紡糸性は悪くなるが
、こｎｉ後記実施例１のポリプロピレンに関して示３ｎ
るように成分の１つの粘度を下げることによって償うＣ
とができる。しかし、ズーメイン・サイズが大き過ぎる
とこの補償は可能でなくなるだろう。ズーメイン・サイ
ズをコントロールする主因子はブレンド中における１相
容１ｂ剤（ｃｏｍｐａｔｉｖｉｌｉｓｅｒ）　”　　の
存在で、ｃｎｉポリマー間の界面の表面張力７下げる作
用を持ち、かぐしてブレンドに同量の剪断が加えら７″
した場合について比較すると、相客比剤が存在しない場
合より小さいズーメイン・サイズをもたらす。ポリプロ
ピレントナイロン６６のブレンドに対ｌ−では、ローン
ーボーンンク社（Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃ）製のナ
イロン１）ポリマーであるリル丈ン（ＲＩＬＳＡＮ）が
適当な相容１ｔＳ剤であることが見い出さｎＨ，他のポ
リマーについてはもちろん相客１ヒ剤が不要であるか、
別の相容１じ剤が必要になる。

本発明の方法によｎは従って、第一の線維形成性ポリマ
ーと第二の不混和性線維形成性ポリマーとの、第一ポリ
マーＹ３０〜７０重量部、第二ポリマー７７０〜６０重
情部含有するブレンドは、各ポリマー乞して得られる線
維又はチューブの壁の中でその軸に対（−で実質的に整
列し、かつ相互間でランダムに連結されているフィブリ
ルとして存在せしめるような、そしてその相互連結部が
フィブリルン貫通して両ポリマーが繊維壁又はチューブ
壁の中で相互貫通ネットワークとして存在するような剪
断及びズーメイン・サイズの条件下で紡糸される。

本発明の新規な線維の紡糸に寄与する各種因子の影響を
次の実施例で実征する。

実施例１ 本実施例でばナイロン６６、ポリプロピレン及びナイロ
ン１）Ｙ用いた。ナイロン６６はインペリアル・ケミカ
ル・インダストリースＰＬＣ（丁ｍｐｅｒｉａｌ　　Ｃ
ｈｅｒｎｉｃａｌ　　　Ｉｎｃｌｕｓｔｒｉｅｓ　　Ｐ
ＬＣ）　　　ｉｌａのグレードＳＧ（相対粘度４０）で
あった。ポリプロピレンもインペリアル・ケミカル・イ
ンダストリーズＰＬＣＷであった。色々なメルトフロー
インデックス（ＭＦＩ）Ｙ有する色々な試Ａヶ用いた。

相客＋ｅ剤のナイロン１）はローンーボーノンク社製の
リルサンであつｔｏ ＭＦＩｒｔ（ポリプロピレンの）＃融粘度σ）尺度で、
ＭＦＩが小さけｎば小さいほど粘度は高い。

ＭＦＩは２．１６　ｋｇの荷重下、２３０℃で測定した
。

ナイロン６６は紡糸前に８０℃で１６時間乾燥した。

両ポリマーのチップブレンドを常用の押出機供給溶融紡
糸機で吐出量５４ｇ／ホール／時間において、積極的な
急冷に行わずに紡糸した。巻取速度は５００　ｍｐｍ　
　であった。

（］０） 得られた結果を第１表に示す。実験１及び２は、相客比
剤を用いても、紡糸口金のオリフィスが高剪断速度を与
えるほど十分に小さくない場合は。

ＩＰＮは形成されず、ブレンドは紡糸不能であることＺ
示している。

実験３及び４は、紡糸口金のオリフィス直径２小さくす
るとその壁における剪断速度が押出物の断面を横切るど
の場所における工９も大きく、押出物の外側にＩＰＮＹ
形成させるほど十分に大きくなるが、押出物の中央では
小さいこと乞示す。

こｎは第２図に示される通りである。これらの条件下で
はブレンドは依然として紡糸不能であった。

最後に、実験５Ｆｉ紡糸口金のオリフィス直径を更に小
さくした場合で、このときＩＰＮが生成しく第１図を参
照）、そのＩＰＮＵ紡糸可能であった。

実験５．６及び７は相容化剤の効果を示すものである。

その量が減少するにつ１てズーメイン・サイズは大きく
なり、最後にはたとえＩＰＮが形成されても糸線は紡糸
不能になることを示してい（１］） る。

剪断速度に及ぼすポリプロピレンの粘度の効果に実験８
で示される。この実験において、紡糸口金のオリフィス
直径がたとえ相対的に大きくとも小さいズーメイン・サ
イズのＩＰＮが生成した。

しかし、そのＩＰＮはポリプロピレンの粘度が高過ぎる
ために紡糸不能であった。実験ソの同じ幾何学的構造の
ＩＰＮはより低粘度のポリプロピレンを用いて得ｆ１．
たものであるが、同じ理由から同様に紡糸不能であった
。実験１０及び１）はポリプロピレンの粘度を更に下げ
たもので、ズーメインサイズが大きくなったにもかかわ
らず再び紡糸可能になった。

しかし、実験１２のように相客（じ剤を用いないことに
より得られるズーメイン・サイズが大きい場合、又は実
験１６のようにポリプロピレンの粘度が非常に低い場合
、紡糸性は得らｎなかった。

実験１４及び１５１ｄ３３．６重量％のポリプロピレン
を用いると紡糸可能のＩＰＮＹ形成する０とができるが
、ポリプロピノン量が９８重景％でにそのようなＩＰＮ
は得らｎないことを示す。

（］３） 算−二し一六 ゾ 一／ １　　２５　　２０　　３８．４５７６　　４　　　無
　　−無２　　２５　　１）　　３８．４５７．６　　
４　　　無　　−無３１５１）５３．６６２．４４−ｆ
ｌ１３０　無４　１５　１）　４３．２５２．８　４　
一部　６ｏ　　無７　　　９　　１）　　４５．０５５
．０　　０　　　有　　６５　無８２５　１．５５５．
０６１．０４　有　１り無９　　　９　　　４．５　４
３．２　５２．８　　４　　　有　　　１５　無１０　
　　９　　２０　　４３．２５２．８　　４　　　有　
　５ｏ　有１）　　　９　　３５　　４３．２５２．８
　　４　　　有　　　５ｏ　　有１２　９３５４５．０
５５．００　有１２０無１３　９９０４３．０５３．０
４　有２５０無本発明の二成分系繊維及び二成分系繊維
チューブの特徴は両成分のどちらかは適白な溶剤ン用い
ると浸出することができ、そのため他方の成分から成る
低密度の繊維がもたらされるということである。驚くべ
きことに、残っている成分はその繊維としての一体性を
保持している。

本発明の１つの局面によ几ば、従って、繊維の長手方向
軸に対して実質的に整列し、しかも互いにランダムに連
結されている繊維形成性ポリマーの離間したフィブリル
から成る、同ポリマーの溶融紡糸繊維が提供される。

本発明のもう１つの局面によれば、チューブ壁がチュー
ブの軸に対して実質に整列している繊維形成性ポリマー
の離間したフィブリルから成る構造を有し、それらの整
列、離間したフィブリルは互いにランダムに連結されて
いる同ポリマーの溶融紡糸チューブが提供される。

所望によっては、本発明による二成分系繊維は布帛に織
成又は編成し、次いで布Ｆｒ４’を成分繊維の１つに対
する溶剤に浸漬することによってその成分繊維を除去す
ることができる。

ＩＰＮ繊維を構成する２成分のうちの１成分は除去する
ことができ、そルでも依然として凝集性の繊維（ｃｏｈ
ｅｒｅｎｔ　ｆ　１ｂｒｅ　）を残していることを証明
するために、次の実験ン実施例２として行った。

実施例２ 本実施例においてその使用ブレンドの組成はポリプロピ
レン（ＭＦＩ　２０　）３９．２　　重量％、ナイロン
６６（ＳＧグＶ−ド）５８．８重量％及びナイロン１）
（リルサン）２重量％であった。紡糸可能のＩＰＮが得
られた。ホール当りの吐出ｉｔは６０９／分、巻取速度
は５００ｍｐｍ　　′ｔ１′あった。

紡糸ｇｎた繊維の試料を室温で９０％ギ酷中に浸漬して
ナイロン６６を溶解し、水洗し、室温で１６時間乾燥し
た。ナイロン６６の除去量は４５．２％であつｔｏ 紡糸繊維の別の試料２８０℃のホットビン及び延伸速度
３０ｍｐｍ　Ｙ用いて延伸比２．５で延伸した。

この延伸繊維について更にギ酸処理すると、その重量減
は今度は５６．４重量％であった。

インストロン引張試験機にＪ：９試験すると、次の引張
特性が得られた。

ギ酸処理前　　　　　３．４　　　１４５　　　１２．
０　　　９．５ギ酸処理後　　　　２．１　　　２３５
　　　８．８　　１７５この結果は、ナイロン６６の除
去後もポリプロピレンのフィブリルは依然として連続繊
維を形成していることを示す。両浸出試料共、２成分親
繊維より高い伸び率を有していた。その理由は親繊維の
伸びはナイロン６６の存在にエリ制限されることにあっ
た。ギ酸による抽出後の紡糸繊維について撮つｔ走査電
子顕微鏡写真ン第３図に示す。

実施例３ 本実施例においてその使用ブレンドの組成はポリプロピ
レン（溶融粘度、２４８℃において５８０ボイズ）４３
重量％、ナイロン６６（溶融粘度、２８４℃において８
００ボイズ）５６重量％及び相客比剤としてのナイロン
１）（リルサンー溶融粘度、２８４℃において５００ボ
イズ）４重量％であった。ブレンドを形成する前にナイ
ロン６６及びナイロン１）ン共ＶＣ８０℃において１６
時間真空乾燥した。

二重Ｃ形状のオリフィス（一方のＣの向きは他方の逆で
、オリフィス幅ニ１００μ１両Ｃの足は２５０μ離間し
ていた）を有する紡糸口金な通してブレンドｘ４．１７
／分の吐出量で２８２℃で紡糸した。紡糸筒（空気冷却
を使用）中で２本のＣ形状溶融物は合着して内径が略１
朋のチューブを形成した。チューブに１７．５７７１／
分で巻き取った。

チューブの壁を通る縦及び横の断面ン摩ると。

ナイロン６６とポリプロピレンの両成分が壁の中にチュ
ーブの軸に対して実質的に整列しているフィブリルとし
て存在していることが示された。Ｃｎらの整列したフィ
ブリルは相互にランダムに連結されており、その相互連
結部は両成分がチューブ壁中で相互貫通ネットワークと
して存在するように他成分のフィブリルを貫通していた
。

チューブの試料７９８％ギ酸中に２，５時間攪拌しなが
ら浸漬した。こ：ｆ”ｌはチューブの壁からナイロン（
６６及び１））の約９５％を除去するのに役立つ友。チ
ューブは今やその軸に対して実質的に整列し、相互間で
ランダムに連結されているポリプロピレンの離間したフ
ィブリルから構成されていた。

以上の実施例において、使用した主成分はポリプロピレ
ン及びナイロン６６であるが、ポリエチレンテレフタレ
ート、ナイロン６６、ポリエチレン、ポリプロピレン又
はポリエチレングリコールのような繊維形成性ポリマー
から選ばれるもののごとき他の繊維形成性ポリマーの組
み合せも全く等しく用い得ることを理解しなければなら
ない。

更に、本発明乞便宜上２成分系に関して説明したが、本
発明の繊維及びチューブは本発明の精神から逸脱しない
範囲で２成分より多い系からも製造不ることができるこ
とを理解しなければならない。

首た。第３成分以上を使用する場合、このような成分に
フィブリル形成性でもよいし、あるいに非フィブリル形
成性であってもよい。

本発明の線維は新規な外観７有するので１本発明の繊維
に審美性をアピールすることか車重しい織布や綿布の製
造に用いることができる。まｔ。

本発明の繊維及びチューブの構造は極めて多孔質である
ので、それらの繊維及びチューブは分離材料の製造にお
いて、又は繊維構又はチューフ壁ノ孔内に比学的な粒子
を固定するのに用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１本発明による溶融紡糸繊維の断面構造として
の線維構造を示す電子顕微鏡写真であり。 第２図は第１図の繊維の場合と同じ成分からなる繊維で
あるが、繊維中央部分のネットワーク構造が不十分であ
ることケ示す繊維の断面構造としての繊維構造７示す電
子顕微鏡写真であり、そして第６図に本発明による、繊
維成分の１つが抽出除去さ−ｎた多孔質の溶融紡糸、繊
維の外観組織としての繊維構造乞示″ｒｔ子顕微鏡写真
である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）３０〜７０重量部で含有される第一成分と７０〜
   ３０重量部で含有される第二成分の２種の高分子繊維成
   分を有する溶融紡糸繊維又はチューブにして、各成分は
   繊維又はチューブ壁の中でその軸に対して実質的に整列
   しているフィブリルとして存在し、それら整列フィブリ
   ルは相互間でランダムに連結されており、その相互連結
   部は他方の成分のフィブリルを貫通して両成分が繊維壁
   又はチューブ壁の中で相互貫通ネットワークとして存在
   していることを特徴とする前記繊維又はチューブ。
2. （２）繊維の長軸に対して実質的に整列している繊維形
   成性ポリマーの離間したフィブリルから成り、それらの
   整列、離間したフィブリルは相互間でランダムに連結さ
   れていることを特徴とする溶融紡糸繊維。
3. （３）チューブ壁が、チューブ軸に対して実質的に整列
   している繊維形成性ポリマーの離間したフィブリルから
   成る構造を有し、それらの整列、離間したフィブリルは
   相互間でランダムに連結されていることを特徴とする溶
   融紡糸チューブ。
4. （４）３０〜７０重量部の第一の繊維形成性ポリマーと
   ７０〜３０重量部の第二の不混和性繊維形成性ポリマー
   とのブレンドを、各ポリマーをして得られる繊維又はチ
   ューブの壁の中でその軸に対して実質的に整列し、かつ
   相互間でランダムに連結されているフィブリルとして存
   在せしめるような、そしてその相互連結部はフィブリル
   を貫通して両ポリマーが繊維又はチューブの壁の中で相
   互貫通ネットワークとして存在するような剪断及びズー
   メイン・サイズの条件下で紡糸することを特徴とする繊
   維又はチューブの製造法。
5. （５）２種の繊維形成性ポリマーのブレンド中に相容化
   剤が存在する特許請求の範囲第４項記載の方法。
6. （６）繊維又はチューブを形成している２つの相互貫通
   ポリマーネットワークの１つを適当な溶剤で繊維又はチ
   ューブから浸出して他方の相互貫通ポリマーネットワー
   クから成る繊維又はチューブを生成させる特許請求の範
   囲第４項又は第５項記載の方法。