KR0132668B1 - Process for flash-spinning dry polymeric plexifilamentary film-fibril strand - Google Patents

Process for flash-spinning dry polymeric plexifilamentary film-fibril strand

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KR0132668B1
KR0132668B1 KR1019890012662A KR890012662A KR0132668B1 KR 0132668 B1 KR0132668 B1 KR 0132668B1 KR 1019890012662 A KR1019890012662 A KR 1019890012662A KR 890012662 A KR890012662 A KR 890012662A KR 0132668 B1 KR0132668 B1 KR 0132668B1
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스 테펜 휴 바드 게리
신 현국
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제임스 제이. 플라인
이. 아이. 듀 퐁 드 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

내용 없음.No content.

Description

무수 중합체성 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드의 플래쉬 방사법Flash Spinning of Anhydrous Polymeric Plexi-Filament Film-Fibrill Strands

본 발명은 사실상의 무수 중합체성 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드(plexifilamentary film-fibril strand)를 플래쉬 방사 (flash-spinning)하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 사실상의 무수 스트랜드를 섬유 형성 폴리올레핀, 염화메틸렌 및 이산화탄소의 혼합물로부터 플래쉬 방사하는 개선된 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of flash-spinning virtually anhydrous polymeric flexifilamental film-fibril strands. In particular, the present invention relates to an improved process for flash spinning virtually dry strands from a mixture of fiber forming polyolefins, methylene chloride and carbon dioxide.

블레이즈 및 화이트(Blades White)의 미합중국 특허 제3,081,519호; 및 영국 특허 제891,943호 및 동 제 891,945호에는 섬유 형성 중합체로부터 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드를 플래쉬 방사하는 방법이 기술되어 있다. 그의 정상 비점에서 또는 정상 비점 이하에서 중합체에 대하여 비용매인 액체 중의 중합체 용액을 액체의 정상 비점 이상의 온도에서 자생압 이상의 압력으로 보다 저온이고 실질적으로 보다 저압인 매질로 압출시킨다. 이러한 플래쉬 방사는 액체를 증발시키게 되어 압출물을 냉각시켜, 중합체의 플렉시 필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드를 형성시킨다. 바람직한 중합체는 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 결정성 폴리하이드로카본을 들 수 있다.US Patent No. 3,081,519 to Blaze White; And British Patents 891,943 and 891,945 describe methods for flash spinning flexifilamental film-fibrill strands from fiber forming polymers. The polymer solution in the liquid non-solvent to the polymer at its normal boiling point or below its normal boiling point is extruded into a lower temperature and substantially lower pressure medium at a pressure above the normal boiling point of the liquid at a pressure above the autogenous pressure. This flash spinning causes the liquid to evaporate to cool the extrudate, forming a plexiglass filamentous strand of polymer. Preferred polymers include polyethylene and crystalline polyhydrocarbons such as polyethylene and polypropylene.

미합중국 특허 제3,081,519호와 영국 특허 제891,943호 및 동 제891,945호에 따르면, 하기 액체가 플래쉬 방사법에 유용하다: 벤젠, 톨루엔 등과 같은 방향족 탄화수소; 부탄, 펜타, 헥산, 헵탄, 옥탄 및 이들의 이성체 및 동족체와 같은 지방족 탄화수소; 시클로헥산과 같은 지환족 탄화수소; 불포화 탄화수소; 염화메틸렌, 사염화탄소, 클로로포름, 에틸 클로라이드 및 메틸 클로라이드와 같은 할로겐화 탄화수소; 알콜; 에스테르; 에테르; 케톤; 니트릴; 아미드; 플루오로카본; 이산화황; 아황화탄소; 니트로메탄; 물; 및 이러한 액체들의 혼합물. 또한, 위에서 기술한 특허에는 플래쉬방사용액이 질소, 이산화탄소, 헬륨, 수소, 메탄, 프로판, 부탄, 에틸렌, 프로필렌, 부탄 등과 같은 용존 기체(dissolved gas)를 추가로 함유할 수도 있음을 언급하고 있다. 플렉시필라멘트 피브릴화를 향상시키기 위해서는, 난용성 기체, 즉 방사 조건하에서 중합체 용액에 7% 미만의 농도로 용해되는 기체가 바람직하다. 플래쉬 방사 매체로서 염화메틸렌과 이산화탄소만이 예로서 제시된 미합중국 특허 제3,081,519호의 실시예 VI에서, 염화메틸렌 중의 선형 폴리에틸렌의 13% 용액을 200℃에서 1,000 psia의 총 평형 압력으로 이산화탄소를 사용하여 포화시킨 다음, 1060 psia의 압력에서 플래쉬 방사한다. 용해된 이산화탄소의 농도는 3.7%이다.According to US Pat. No. 3,081,519 and British Pat. No. 891,943 and 891,945, the following liquids are useful for flash spinning: aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and the like; Aliphatic hydrocarbons such as butane, penta, hexane, heptane, octane and isomers and homologues thereof; Alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane; Unsaturated hydrocarbons; Halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, carbon tetrachloride, chloroform, ethyl chloride and methyl chloride; Alcohol; ester; ether; Ketones; Nitrile; amides; Fluorocarbons; Sulfur dioxide; Carbon sulfide; Nitromethane; water; And mixtures of these liquids. In addition, the above-mentioned patent mentions that the flash spinning solution may further contain dissolved gases such as nitrogen, carbon dioxide, helium, hydrogen, methane, propane, butane, ethylene, propylene, butane and the like. In order to improve the flexifilament fibrillation, poorly soluble gases, ie gases which are dissolved in the polymer solution at a concentration of less than 7% under spinning conditions are preferred. In Example VI of US Pat. No. 3,081,519, shown by way of example only as methylene chloride and carbon dioxide as the flash spinning medium, a 13% solution of linear polyethylene in methylene chloride was saturated with carbon dioxide at a total equilibrium pressure of 1,000 psia at 200 ° C. , Flash spin at pressure of 1060 psia The concentration of dissolved carbon dioxide is 3.7%.

트리클로로플루오로메탄(프레온-11)은 폴리에틸렌의 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드를 상업적으로 제조하기 위한 매우 유용한 용매였다. 그러나, 이러한 할로카본의 대기로의 유출은 지구의 오존을 고갈시키는 심각한 원인으로 알려져있다. 오존 고갈 문제에 대한 일반적인 논의는, 예를 들면, 문헌[참조: P.S. Zurer, Search Intensifies for Alternatives to Ozone-Depleting Halocarbons, Chemical Engineering News, pp. 17-20 (1988. 2. 8)]에 기술되어 있다. 통상적인 플래쉬 방사법에서 트리클로로플루오로메탄 대신에 염화메틸렌을 사용함으로써 이러한 오존고갈 문제를 피해야 한다.Trichlorofluoromethane (freon-11) was a very useful solvent for commercially preparing flexifilamental film-fibrils strands of polyethylene. However, this halocarbon outflow into the atmosphere is known to be a serious cause of depleting the earth's ozone. A general discussion of the ozone depletion problem is described, for example, in P.S. Zurer, Search Intensifies for Alternatives to Ozone-Depleting Halocarbons, Chemical Engineering News, pp. 17-20 (February 8, 1988). This problem of ozone depletion should be avoided by using methylene chloride in place of trichlorofluoromethane in conventional flash spinning.

본 발명은 염화메틸렌, 이산화탄소 및 섬유 형성 폴리올레핀의 방사 혼합물로부터 사실상 무수 중합체성 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드를 플래쉬 방사하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for flash spinning virtually anhydrous polymeric flexifilamental film-fibrils strands from a spinning mixture of methylene chloride, carbon dioxide and fiber forming polyolefins.

본 발명은, 염화메틸렌, 섬유 형성 폴리올레핀 및 이산화탄소를 함유하는 방사 혼합물을 형성한 다음, 이 방사 혼합물을 방사 혼합물의 자생압 이상의 압력에서 실질적으로 더 낮은 온도와 압력 영역으로 플래쉬 방사하여 중합체성 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드를 플래쉬 방사하는 방법에 있어서, 방사 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 9 내지 25 중량%의 이산화탄소, 18 내지 33 중량%의 폴리올레핀 및 42 내지 73 중량%의 염화메틸렌의 혼합물을 함께 함유하는 사실상의 무수 스트랜드를 제조하며 폴리올레핀 혼합 단계와 플래쉬 방사 단계를 130 내지 220oC 의 온도 범위에서 수행함을 특징으로 하는 방법을 제공한다.The present invention provides a polymeric flexifilment by forming a spinning mixture containing methylene chloride, fiber-forming polyolefins, and carbon dioxide, and then flash spinning the spinning mixture to a substantially lower temperature and pressure region at a pressure above the autogenous pressure of the spinning mixture. In a method of flash spinning a top film-fibril strand, a mixture of 9 to 25 wt% carbon dioxide, 18 to 33 wt% polyolefin and 42 to 73 wt% methylene chloride, based on the weight of the spinning mixture, It provides a process characterized by producing a substantially anhydrous strand containing together and performing the polyolefin mixing step and the flash spinning step in a temperature range of 130 to 220 ° C.

본 발명은 또한, 방사 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 18 내지 33 중량%의 섬유 형성 폴리올레핀, 42 내지 73 중량%의 염화메틸렌 및 9 내지 25 중량%의 이산화탄소를 포함하는 신규 용액을 포함한다.The invention also includes novel solutions comprising 18 to 33 weight percent fiber forming polyolefin, 42 to 73 weight percent methylene chloride and 9 to 25 weight percent carbon dioxide, based on the weight of the spinning mixture.

본 발명에서 사용하는 폴리올레핀이라는 용어는 탄소와 수소만으로 구성된 주로 포화된 개방 쇄 중합체성 탄화수소를 의미한다. 전형적인 폴리올레피니은, 이에 제한되지는 않지만, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐; 및 에틸렌, 프로필렌 및 메틸펜텐 단량체의 각종 혼합물을 포함한다.The term polyolefin as used in the present invention means mainly saturated open chain polymeric hydrocarbons composed solely of carbon and hydrogen. Typical polyolephini include, but are not limited to, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene; And various mixtures of ethylene, propylene and methylpentene monomers.

폴리에틸렌이라는 용어는 에틸렌의 단독 중합체 뿐만 아니라 반복 단위의 85% 이상이 에틸렌 단위인 공중합체도 포함한다. 바람직한 폴리에틸렌은 융점 상한선이 약 130 내지 135oC 이고, 밀도가 0.94 내지 0.98 g/cm3의 범위이며, 용융 지수(ASTM D-1238-57T, 조건 E에 의해 규정된 바와 같음)가 0.1 내지 6.0인 단독중합체성 선형 폴리에틸렌이다.The term polyethylene includes not only homopolymers of ethylene but also copolymers in which at least 85% of the repeat units are ethylene units. Preferred polyethylenes have a melting point upper limit of about 130 to 135 ° C., a density ranging from 0.94 to 0.98 g / cm 3 , and a melt index (as defined by ASTM D-1238-57T, condition E) of 0.1 to 6.0. Phosphorus homopolymer linear polyethylene.

폴리프로필렌이라는 용어는 프로필렌의 단독 중합체 뿐만 아니라 반복 단위의 85% 이상이 프로필렌 단위인 공중합체도 포함한다.The term polypropylene includes not only homopolymers of propylene but also copolymers in which at least 85% of the repeat units are propylene units.

본 발명에서 기술된 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드라는 용어는 일반적으로 스트랜드의 종축과 같은 길이로 연장되어 배열된, 길이는 임의의 길이이고 평균 두께는 약 4 미크론 미만인 다수의 얇고 리본과 같은 필름-피브릴 성분의 입체적인 온전한 망상 조직을 특징으로 하는 스트랜드를 의미한다. 필름-피브릴 성분은 스트랜드의 길이, 폭 및 두께에 걸쳐 다양한 위치에서 불규칙적인 간격으로 간헐적으로 결합되고 분리되어 입체적인 망상 조직을 형성한다. 이러한 스트랜드는 문헌[참조 : 블레이즈와 화이트의 미합중국 특허 제3,081,519호 및 앤더슨과 로마노(Anderson Roma no)의 미합중국 특허 제3,227,794호]에 더 상세히 기술되어 있다.The term plexi-filamentary film-fibril strand described herein is generally a plurality of thin, ribbon-like films having an arbitrary length and an average thickness of less than about 4 microns, arranged to extend the same length as the longitudinal axis of the strand. -Refers to a strand characterized by three-dimensional intact reticulated tissue of the fibril component. The film-fibrils component is intermittently joined and separated at irregular intervals at various locations across the length, width and thickness of the strand to form three-dimensional network. Such strands are described in more detail in US Pat. No. 3,081,519 to Blaze and White and US Pat. No. 3,227,794 to Anderson and Romano.

본 발명은 섬유 형성 폴리올레핀의 방사 혼합물을 염화메틸렌 및 이산화탄소 증에서 플래쉬 방사하며 사실상의 무수 중합체성 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드를 제조함으로써 플렉시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드를 제조하기 위한 공지된 방법에서의 개선점을 제공한다. 본 발명의 방법은, 총 방사 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 18 내지 33 중량%의 섬유 형성 폴리올레핀, 42 내지 73 중량%의 염화메틸렌 및 9 내지 25 중량%의 이산화탄소를 함유하는 방사 혼합물을 사용하여 수행하는 플래쉬 방사 단계를 필요로 한다.The present invention discloses a known process for producing flexifilamental film-fibrill strands by flash spinning a spinning mixture of fiber forming polyolefins in methylene chloride and carbon dioxide vapor and producing virtually anhydrous polymeric flexifilamental film-fibril strands To provide improvements. The process of the present invention utilizes a spinning mixture containing 18 to 33 weight percent fiber forming polyolefin, 42 to 73 weight percent methylene chloride and 9 to 25 weight percent carbon dioxide, based on the weight of the total spinning mixture. It requires a flash spinning step to be performed.

위에서 기술한 바와 같은 본 발명의 공정 조건하에서, 플래쉬 방사된 스트랜드는 방사구로부터 나올 때 무수 상태이거나 사실상 무수 상태이다. 즉, 방사된 상태(as-spun)의 스트랜드에는 실질적으로 염화메틸렌이 존재하지 않는다. 이러한 사실은, 특히 3.7% 이산화탄소, 13% 폴리에틸렌 및 염화메틸렌의 혼합물로부터 방사된 스트랜드가 방사시에 습윤되어 염화메틸렌과 접촉하는, 위에서 기술한 미합중국 특허 제3,081,519호의 실시예 VI과 비교하는 경우에 알 수 있다.Under the process conditions of the present invention as described above, the flash spun strand is anhydrous or virtually anhydrous when exiting the spinneret. That is, methylene chloride is substantially not present in the strand as-spun. This is especially true when comparing strands spun from a mixture of 3.7% carbon dioxide, 13% polyethylene, and methylene chloride to Example VI of US Pat. Can be.

방사구금으로부터 나오는 스트랜드가 무수 상태 또는 사실상 무수 상태인 경우, 몇가지 중요한 이점이 있다. 시트 형성에서와 같이, 사실상 무수 상태인 스트랜드의 이동은 자연적인 기체역학적 유동에 의해 습윤 스트랜드보다 더욱 용이하게 조절될 수 있다. 용매 잔사의 완전한 증발은 사실상 무수 상태인 스트랜드에서 보다 용이하게 수행된다. 습윤 스트랜드는 스트랜드를 시트 구조물로 합체시키기 위하여 사용되는 롤러에 달라붙기 쉽고 롤러 주위에 감기는 경향이 있으며 상업적 생산 용이성의 견지에서 허용될 수 없다. 최종적으로, 방사온도는 보다 적은 양의 염화메틸렌이 증발되도록 저하시킬 수 있다. 미합중국 특허 제3,081,519호에 기재된 온도보다 낮은 방사온도는 용매인 염화메틸렌의 분해를 감소시키는데 있어서 바람직하다.When the strands exiting the spinneret are anhydrous or virtually anhydrous, there are several important advantages. As in sheet formation, the movement of strands that are virtually anhydrous can be more easily controlled than wet strands by natural aerodynamic flow. Complete evaporation of the solvent residue is easier to perform on strands which are virtually anhydrous. Wet strands tend to stick to the rollers used to incorporate the strands into the sheet structure and tend to wind around the rollers and are not acceptable in view of ease of commercial production. Finally, the spinning temperature can be lowered so that less methylene chloride is evaporated. Spinning temperatures lower than those described in US Pat. No. 3,081,519 are preferred in reducing the decomposition of methylene chloride as a solvent.

본 발명에 사용하기에 바람직한 섬유 형성 폴리올레핀은 미합중국 특허 제3,081,519에 기재되어 있는 바와 같은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이다. 폴리올레핀 농도는 방사 혼합물의 중량을 기준으로 하여 18 내지 33% 중량로 사용한다.Preferred fiber-forming polyolefins for use in the present invention are polyethylene and polypropylene as described in US Pat. No. 3,081,519. The polyolefin concentration is used at 18-33% weight based on the weight of the spinning mixture.

이산화탄소는 방사 혼합물의 중량을 기준으로 하여 9 내지 25 %의 농도로 존재한다. 일반적으로, 본 발명의 방사 혼합물로부터 무수 스트랜드를 방사하기 위하여, 폴리올레핀의 농도가 낮을수록 방사 혼합물에 더 많은 이산화탄소를 필요로 한다. 본 발명을 실시하기 위해서는, 혼합물의 조성, 온도 및 압력에 따라 염화메틸렌, 이산화탄소 및 폴리올레핀을 적절하게 혼합할 필요가 있다.Carbon dioxide is present at a concentration of 9 to 25% by weight of the spinning mixture. In general, in order to spin anhydrous strands from the spinning mixture of the present invention, lower concentrations of polyolefin require more carbon dioxide in the spinning mixture. In order to practice the present invention, it is necessary to properly mix methylene chloride, carbon dioxide and polyolefin according to the composition, temperature and pressure of the mixture.

방사 혼합물을 제조하고 혼합물을 플래쉬 방사하기 위하여 필요한 온도는 일반적으로 거의 동일하며, 대개 130 내지 220oC 이다.The temperature required for preparing the spinning mixture and for flash spinning the mixture is generally about the same, usually 130-220 ° C.

혼합 및 플래쉬 방사단계는 혼합물의 자생압 이상의 압력에서 수행한다. 방사 혼합물 제조 도중의 압력은 일반적으로 800 psia 이상이고 대개 2,500 psia 이하이지만, 약 8,000 psia 정도로 높은 압력도 사용할 수 있다. 플래쉬 방사압력은 일반적으로 600 psia 이상이지만, 종종 약간 더 높은 방사압력을 사용한다.The mixing and flash spinning steps are carried out at pressures above the autogenous pressure of the mixture. The pressure during the production of the spinning mixture is generally at least 800 psia and usually at most 2,500 psia, although pressures as high as about 8,000 psia may be used. Flash spinning pressures are generally above 600 psia, but often use slightly higher spinning pressures.

방사 혼합물은 섬유 형성 폴리올레핀, 염화메틸렌 및 이산화탄소를 함유하는 것이 바람직하다. 그러나, 통상적인 플래쉬 방사용 첨가제를 공지 기술로 방사 혼합물에 혼입시킬 수 있다. 이러한 첨가제는 자외선 안정화제, 산화방지제, 충전제, 염료 등으로서 기능할 수 있다.The spinning mixture preferably contains fiber forming polyolefin, methylene chloride and carbon dioxide. However, conventional flash spinning additives can be incorporated into the spinning mixture by known techniques. Such additives may function as ultraviolet stabilizers, antioxidants, fillers, dyes and the like.

본 발명의 신규한 용액은 18 내지 33 중량%의 섬유 형성 폴리올레핀, 42 내지 73 중량%의 염화메틸렌 및 9 내지 25 중량%의 이산화탄소를 함유한다. 바람직한 섬유 형성 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이다.The novel solution of the present invention contains 18 to 33 weight percent fiber forming polyolefin, 42 to 73 weight percent methylene chloride and 9 to 25 weight percent carbon dioxide. Preferred fiber forming polyolefins are polyethylene and polypropylene.

[실시예]EXAMPLE

본 발명은 때때로 비교적 규모가 작은 장치에서 뱃치식 공정을 이용하는 하기의 모든 실시예로 설명된다. 이러한 뱃치식 공정은 예를 들면, 문헌[참조: 앤더슨과 로마노(Anderson Romano)의 미합중국 특허 제3,227,794호]에 기재된 형태의 장치에서 수행할 수 있는 연속 플래쉬 방사법으로 대규모화하여 전환시킬 수 있다.The present invention is sometimes illustrated by all the examples below that utilize batch processes in relatively small apparatus. Such a batch process can be converted to large scale by continuous flash spinning, which can be carried out in a device of the type described, for example, in US Pat. No. 3,227,794 to Anderson and Romano.

폴리에틸렌은 실시예에서 편리하게 사용되는 중합체이다.Polyethylene is a polymer conveniently used in the examples.

(장치)(Device)

구동 모터, 단단히 고정시킨 나선형 블레이드 교반기, 온도 및 압력 측정장치, 가열수단 및 필수 성분들을 오토클레이브에 충전시키기 위한 유입구가 구비된 5갤런(gallon) 들이 오토클레이브를 포함하는 장치에서 실시예 1, 2, 3 및 4에 대한 플렉시필라멘트상 스트랜드를 제조한다. 오토클레이브로부터의 출구 라인을 신속하게 작동하는 밸브를 통해 본 명세서에서 참고로 그 내용이 인용되어 있는 문헌[참조: 마샬(Marshall)의 미합중국 특허 제4,352,650호]에 개시된 형태의 방사 조립체에 연결된다. 방사 조립체는 길이가 13.9 cm(5.5 in)인 강하실(let-down chamber), 직경이 0.162cm(0. 064 in), 0.147 cm(0.058 in) 또는 0.116 cm(0.046 in)인 방사 오리피스, 및 길이 가 0.68 cm (0.27 in)이고 입구 직경이 0.835 cm(0.33 in)이며 출구 직경이 1.14 cm(0.45 in)인 터널(tunnel)과 통하는, 직경이 0.182 cm(0.072 in), 1.72cm(0.06 8 in) 또는 0.157 cm(0.062 in)인 압력 강하 오리피스를 포함한다.Examples 1 and 2 in apparatus comprising a 5 gallon autoclave equipped with a drive motor, a rigidly fixed helical blade stirrer, a temperature and pressure measuring device, heating means and an inlet for filling the autoclave with the necessary components. Flexitilamentous strands are prepared for, 3 and 4. A quick acting valve from the autoclave is connected to a spinning assembly of the type disclosed in US Pat. No. 4,352,650 to Marshall, which is incorporated herein by reference. The spinning assembly includes a let-down chamber that is 13.9 cm (5.5 in) long, 0.162 cm (0.064 in), 0.147 cm (0.058 in) or 0.116 cm (0.046 in), and 0.182 cm (0.072 in), 1.72 cm (0.06 8) through a tunnel with a length of 0.68 cm (0.27 in) and an inlet diameter of 0.835 cm (0.33 in) and an outlet diameter of 1.14 cm (0.45 in) in) or a pressure drop orifice of 0.157 cm (0.062 in).

(방법)(Way)

실시예 1, 2, 및 3에 있어서, 융용 지수가 0.76인 고밀도 선형 폴리에틸렌과 염화메틸렌을 오토클레이브에 충전시킨다. 오토클레이브를 밀폐시키고, 배기시키며 적당한 속도로 교반하기 시작한다. 오토클레이브에 이산화탄소를 가하고 가열하기 시작한다. 오토클레이브 속의 내용물들의 온도가 140℃에 도달하면, 이산화탄소를 더 가하여 내부 압력을 1,500psia까지 상승시킨다. 이산화탄소를 가하면 상당한 압력 및 온도 변동이 일어나기 때문에 각각의 이산화탄소를 가한 후 15분 동안 압력을 안정시킨다. 이산화탄소가 염화메틸/폴리에틸렌 혼합물에 용해됨에 따라 압력이 강하된다. 이후에, 오토클레이브를 포화 상태에 도달했다고 판단될 때까지 1800psia까지 반복적으로 재가압한다. 이러한 것은 오토클레이브에서 1800psia의 일정한 압력이 유지됨을 나타낸다. 이후, 오토클레이브의 온도를 150oC 로 유지시킨다. 가열 및 혼합단계에 소요되는 총 시간은 오토클레이브 온도가 140oC 에 도달할 때로부터 계산하여 대략 1시간 정도이다. 이후, 교반기 블레이드의 회전 속도를 최초 속도의 약 1/3로 감소시키며, 오토클레이브 압력은, 필요한 경우, 질소를 사용하여 1,800psia까지 신속하게 조절한 다음, 방사 혼합물이 역시 150oC 로 가열된 방사조립체로 흐를 수 있도록 배출 밸브를 신속하게 개방한다. 결과를 표 1에 나타내었다.In Examples 1, 2 and 3, the autoclave is filled with high density linear polyethylene and methylene chloride having a melt index of 0.76. Seal the autoclave, vent and begin to stir at a moderate rate. Carbon dioxide is added to the autoclave and begins to heat. When the temperature of the contents in the autoclave reaches 140 ° C, additional carbon dioxide is added to raise the internal pressure to 1500 psia. Since the addition of carbon dioxide causes significant pressure and temperature fluctuations, the pressure is stabilized for 15 minutes after each addition of carbon dioxide. The pressure drops as the carbon dioxide dissolves in the methyl chloride / polyethylene mixture. Thereafter, the autoclave is repeatedly repressurized to 1800 psia until it is determined that saturation has been reached. This indicates that a constant pressure of 1800 psia is maintained in the autoclave. Thereafter, the temperature of the autoclave is maintained at 150 ° C. The total time for the heating and mixing steps is approximately 1 hour, calculated from when the autoclave temperature reaches 140 ° C. Thereafter, the rotational speed of the stirrer blade is reduced to about one third of the initial speed, and the autoclave pressure, if necessary, is rapidly adjusted to 1,800 psia with nitrogen, and then the spinning mixture is also heated to 150 ° C. Quickly open the drain valve to allow flow to the spin assembly. The results are shown in Table 1.

실시예 4에 있어서, 이전에 사용한 형태의 고밀도 선형 폴리에틸렌을 오토클레이브에 충전시킨다. 오토클레이브를 밀폐시키고, 배기시킨 다음, 염화메틸렌을 가한다. 이후에, 펌프를 사용하여 가압하에 필요한 양의 이산화탄소를 가한다. 적절한 속도로 교반히기 시작하고 가열하기 시작한다. 혼합물은 처음에 150oC 에서 시간을 재어, 1 시간 동안 170oC 의 목적 온도로 유지시킨다. 혼합기는 최초 속도의 약 1/3 정도로 감속시키고 오토클레이브 압력은 질소를 사용하거나 또는 배기(venting)시켜 목적하는 1,800psia까지 신속하게 조절한다. 최종적으로, 방사 조립체의 배출 밸브를 신속하게 개방시켜 혼합물을 방사한다.In Example 4, the autoclave is charged with a high density linear polyethylene of the previously used form. The autoclave is sealed, evacuated and methylene chloride is added. Thereafter, the pump is used to add the required amount of carbon dioxide under pressure. Begin to stir at an appropriate speed and begin to heat. The mixture is initially timed at 150 ° C. and maintained at a target temperature of 170 ° C. for 1 hour. The mixer is slowed down to about one third of the initial speed and the autoclave pressure is quickly adjusted to the desired 1,800 psia by using nitrogen or venting. Finally, the discharge valve of the spinning assembly is quickly opened to spin the mixture.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

(방법)(Way)

실시예 5 및 6과 대조실시예 A 및 B에 있어서, 용융지수가 0.76인 고밀도 선형폴리에틸렌 펠릿의 미리 측정한 양을 오토클레이브에 먼저 충전시킨다. 오토클레이브를 밀폐시키고 공기를 1psia(전형적으로, 0.5psia) 이하의 최종 압력으로 되도록 배출시킨다. 염화메틸렌을 실온에서 용기에 충전시키고 폴리에틸렌 펠릿을 적당히 교반하여 현탁을 시작한다. 이후에, 이산화탄소의 총 투입량을 실온에서 오토클레이브에 충전시키고 오토클레이브 내용물을 가열하기 시작한다. 전형적으로, 오토클레이브를 약 45분에 걸쳐 약 150 C 로 가열한 후 추가로 30분 동안 교반하면서 동일한 온도로 유지시킨다. 이와 같이 형성된 중합체 용액을 최종의 목적온도까지 가열하고 교반하면서 약 30분 동안 다시 방치하여 균질성을 확실하게 한다.In Examples 5 and 6 and Control Examples A and B, the autoclave was first charged with a pre-measured amount of high density linear polyethylene pellets having a melt index of 0.76. The autoclave is sealed and the air is vented to a final pressure of 1 psia (typically 0.5 psia) or less. Methylene chloride is charged into the vessel at room temperature and the polyethylene pellet is stirred appropriately to start suspension. Thereafter, the total charge of carbon dioxide is charged to the autoclave at room temperature and the autoclave contents begin to heat. Typically, the autoclave is about 150 over about 45 minutes. After heating to C it is kept at the same temperature with stirring for an additional 30 minutes. The polymer solution thus formed is heated to the final desired temperature and left to stand again for about 30 minutes with stirring to ensure homogeneity.

폴리에틸렌, 혐화메틸렌 및 이산화탄소의 총 투입량은 최종의 목적 온도로 용기 내용물을 가열하여 중합체 용액에 의해 1800 내지 1900psia의 압력이 수력학적으로 발생되도록 선택한다. 이러한 수력학적으로 충분한 상태 및 압력 범위에서, 폴리에틸렌, 염화메틸렌 및 이산화탄소는 모든 성분이 철저하게 골고루 혼합된 단일의 규질 용액을 형성한다. 용액 내에는 기체 또는 증기 기포가 존재하지 않는다.The total dosage of polyethylene, methylene hydrochloride and carbon dioxide is selected such that the pressure of 1800 to 1900 psia is hydrodynamically generated by the polymer solution by heating the vessel contents to the final desired temperature. In this hydraulically sufficient condition and pressure range, polyethylene, methylene chloride and carbon dioxide form a single siliceous solution in which all components are thoroughly and evenly mixed. There are no gas or vapor bubbles in the solution.

일단 용액을 형성하고 최종 온도 및 압력을 수득하며, 교반을 증지하고 , 용기 속의 용애과 동일한 압력에서 질소를 용기의 헤드 부분으로 도입시킨다. 이후에, 방사 구금을 통해 용액을 즉시 방출시킨다. 교반하지 않고 또한 질소와 용액을 단시간 이상 접촉시키지 않으며, 중합체 용액으로의 질소의 이동이 거의 없거나 전혀 이동하지 않는다. 따라서, 방사 도중에 이러한 용액의 압력을 유지하기, 질소는 기체 피스톤(gas piston)으로서 작용한다. 방사 구금 크기에 따라, 용기 속의 모든 용액은 1.5 내지 3분내에 방출된다. 결과를 표II에 요약하여 나타내었다.Once the solution is formed and the final temperature and pressure are obtained, stirring is promoted and nitrogen is introduced into the head portion of the vessel at the same pressure as the solvent in the vessel. Thereafter, the solution is immediately released through the spinneret. No stirring and no contact of nitrogen with the solution for more than a short time and little or no migration of nitrogen into the polymer solution. Thus, to maintain the pressure of this solution during spinning, nitrogen acts as a gas piston. Depending on the spinneret size, all solutions in the vessel are released within 1.5 to 3 minutes. The results are summarized in Table II.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

Claims (6)

염화메틸렌, 섬유 형성 폴리올레핀 및 이산화탄소를 함유하는 방사 혼합물을 형성한 다음, 방사 혼합물을 방사 혼합물의 자생압 이상의 압력에서 실질적으로 더 낮은 온도 및 압력 영역으로 플래쉬 방사하여 중합체성 플레시필라멘트상 필름-피브릴 스트랜드를 플래쉬 방사하는 방법에 있어서, 방사 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 9 내지 25 중량%의 이산화탄소, 18 내지 33 중량%/의 폴리올레핀 및 42 내지 73 중량%의 염화메틸렌의 혼합물을 함유하는 사실상의 무수 스트랜드를 제조하며 폴리올레핀 혼합 단계와 플래쉬 방사 단계를 130내지 220 ℃에서 수행함을 특징으로 하는 방법.After forming a spinning mixture containing methylene chloride, fiber-forming polyolefins and carbon dioxide, the spinning mixture is flash-spun into a substantially lower temperature and pressure region at pressures above the autogenous pressure of the spinning mixture to form a polymeric filamentary film-fibrils A method for flash spinning strands comprising a mixture of 9 to 25 weight percent carbon dioxide, 18 to 33 weight percent polyolefin and 42 to 73 weight percent methylene chloride, based on the weight of the spinning mixture. Process for producing anhydrous strands and carrying out the polyolefin mixing step and the flash spinning step at 130 to 220 ° C. 제1항에 있어서, 섬유 형성 폴리올레핀이 폴리에틸렌인 방법.The method of claim 1 wherein the fiber forming polyolefin is polyethylene. 제1항에 있어서, 섬유 형성 폴리올레핀이 폴리프로필렌인 방법.The method of claim 1 wherein the fiber forming polyolefin is polypropylene. 18 내지 33 중량%의 섬유 형성 폴리올레핀, 42 내지 73 중량%의 염화메틸렌 및 9 내지 25 중량%의 이산화탄소를 함유하는 용액.A solution containing 18 to 33 wt% fiber forming polyolefin, 42 to 73 wt% methylene chloride and 9 to 25 wt% carbon dioxide. 18 내지 33 중량%의 폴리에틸렌, 42 내지 73 중량%의 염화메틸렌 및 9 내지 25 중량%의 이산화탄소를 함유하는 용액.A solution containing 18 to 33 weight percent polyethylene, 42 to 73 weight percent methylene chloride and 9 to 25 weight percent carbon dioxide. 18 내지 33 중량의 폴리프로필렌, 42 내지 73 중량%의 염화메틸렌 및 9 내지 25 중량%의 이산화탄소를 함유하는 용액.A solution containing 18-33 weight percent polypropylene, 42-73 weight percent methylene chloride and 9-25 weight percent carbon dioxide.
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