High-density polyethylene net-like fiber, nonwoven fabric made of the fiber and production of them

专利摘要:

公开号:WO1988002795A1
申请号:PCT/JP1987/000765
申请日:1987-10-13
公开日:1988-04-21
发明作者:Kohzoh Ito；Ikuo Ueno；Yoshiaki Nakayama；Katsuji Hikasa
申请人:Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha；
IPC主号:D04H3-00

专利说明:
[0001] 明 細 書 高密度ポ リ ヱチ レ ン網状織維、 該織維より 成る不織布及びそれらの製造方法 技 術 分 野 .
[0002] 本発明は特殊素材と して各種用途に使用しう る新規な三次 元網状織維、 三次元網状繊維より成る不織布及びそれらの製 造方法に閡する。 さ らに詳し く は本発明は高密度ポリ エチ レ ンから作られ、 高度にフ ィ ブ リ ル化された三次元の網状形態 を有し、 かつ極めて高い強度と極めて高い熱機械特性を有し. 熟接着性を有する不織布を好適に製造することができる新規 な三次元網状繊維、 その,新規な三次元網状繊維から成る優れ た不透明性、 優れた被覆力および高い強度を有する不織布：、 未融着部分を有する高強力不織布、 優れた均一性を有する不 織布および前記優れた均一性を有する不織布を製造する新規 な方法に関する。
[0003] 本出願は前述のように閡連する多数の発明を含有する もの であるので、 説明の便宜および容易な理解のために、 下記の よう に A ,且…上と符号を付けて分類し、 後述の各説明にお いて関連する説明の文頭等にこの符号を付することにする。
[0004] A 新規ョ次元網状繊維。
[0005] B_ 溶解域溶融ポリ マ —封鎮法を用いる製造方法によつて 製造される新規三次元網状織維。
[0006] ' 高圧力差活性化法を用いる製造方法によって製造され る新規三次元網状織維。
[0007] Ό_ 溶解域溶融ポリマ ー封鎖法を用いる三次元網状織維の 新規製造方法。
[0008] _Ε 高圧力差活性化法を用いる三次元網状織維の新規製造 方法。
[0009] _F_ 三次元網状鐡維から成る新規な高強力不織布。
[0010] 三次元網状織維から成る新規な未融着部分を有する高 強力不裰布。/
[0011] iL 三次元網状鐡維から成る新規な均一性不織布。
[0012] I 均一性不織布の新規な製造方法。 背 景 技 術 .— .
[0013] 三次元網状織維を得る技術として、' ポリ マーと溶剤を 高温：' 高圧条件からノ ズルを柽て 温；' 低圧域へ吐出し、 溶 剤をフラ ッ シュさせて鐡維とするフラ yシュ紡糸技術が知ら れている。 この織維は、 例えば USP3 , 08 1 , 519号報に開示され ているように、 織維軸方向に引き延ばされ、 フ ィ ブリ ルが三 次元に網状に構成され、 実質的に自由端が含まれない、 フ ィ ブリ ルの]？さが 4 以下である鐡維である。
[0014] この網伏織維は、 特有の網状構造と共に、 維かなフイ ブリ ルを有するため、 光を乱反射することによって、 白度が高く 又被覆力が高いという特徴を有し、 各種の用途に用いること ができる。 特に重要な用途としては不織シ一 トがあげられる , この網祅鐡維となるボリ マ一としては、 各種のポリ マーが 用.いられるが、 ボリオレフイ ン、 とりわけ高密度ボリ エチレ ンがフ ラ ッ シュ紡糸に適する ものと して多 く の研究が成され ている。
[0015] 次に網状繊維とその製造方法に関する従来の技術を説明す る。
[0016] 且及び フ ラ ッ シュ紡糸の原理は、 高温 ' 高圧の均一溶 液から、 低圧領域への移行に伴なう溶液の構造変化及び溶剤 のフ ラ ッ シュ とポ リ マーの固化によ つて網状構造織維を発現 させる ものである。 それ故に、 連続して安定に網伏織維を製 造するためには、 ボ リ マー と溶剤から成る均一溶液からの紡 糸が必須である。
[0017] したがって紡糸方法において用いられる溶剤は高温 · 高圧 でポ リ マ—を溶解でき、 フ ラ ッ シュ性を有する比較"的低沸点 'のものが選択される。 また、 これらは常温 ' 常圧ではポ リ マ —に対する溶解能を有しておらず、：高温 ' 高圧下で始めてボ リ マ一を溶解する。
[0018] フ ラ ッ シュ紡糸繊維を得るためのプロセスと して、 U S P 3 , 169 , 899号報に示すよう に、 攪拌装置を有する耐圧容器内 でポ リ マ—を加熱 ♦ 加圧し溶解して紡 する方法が回分式方 法と して公知である。 又、 連铙して.織維を得る方法と して、 U S P 3 , 227 , 794号に各種の紡糸プロセスが開示されている。 即 ち、 溶融ポ リ マーと溶剤を所定量スク リ ユ ー ミ キサーに導入 した後に、 攪拌機構を有する溶解槽にて溶解して紡糸する方 法、 ボ リ マ一粉末と溶剤をス ラ リ一状にして、 バッ フル付溶 解槽に導き、 溶解して紡糸する方法、 あるいはス ラ リ ーをス ラ リ一ポ ンプと配管とで溶解して紡糸する方法等が公知であ る。 従来公知の三次元網状镞維はこのような方法によつて製 造された鐡維である。
[0019] _ ^及び 前記製造方法を別の観点で見た場合の従来公知 の製造方法と該製造方法によつて製造される網状譏維を說明 する。 このフラ ノ シ ュ紡糸方法における重要な技術として、 ポリ マー溶液を一液相頜域から二液柑镇域へと変化させた後 に紡出する技術が 115 3 , 227 _: 794号報 （第 23 ff 43〜 49行） に開 示されている。 即ち、 この方法ば、
[0020] ① ポリ マ—及び溶荊の均一溶液を作成し、
[0021] ② 减圧オ フィ スを通過させて減圧室に移すことで圧力 降下によって一液相領域から二液相領域へ変化させ、 ③ 紡糸ノ ズルより紡出し、 ポリマーを固化させるフラ ッ シュ紡糸方法である。 ' 又、 この方法を実施するための紡出部装置として用いられ る、 減圧オリ フ ィ ス、 減圧室及び紡糸ノ ズルより成る紡ロア センブリ ーについて各種の形状ゃ搆造のも が提案されてい これらフラ ッ シュ紡糸方法については、 特にポリ オレフィ ン zハロゲン化炭化水素系を対象として多く の研究がなされ ている。 例えばこれら方法は US P 3 , 227 , 794号報等に開示され ている。 又これらのポリ マ—/溶剤系において、 一液相 · 二 液相境界線は温度と圧力に相閲があること、 抵温溶解型、 高 圧溶解型であり、 減圧オリ フ ィ スによる圧力降下で一液相か らニ液枏に変化させう ること、 及び二液相での钫出が必要で あること等が前述の先行技術に開示されている。 こ のよ う に従来公知の網状繊維は、 ポ リ マ一溶液を二液相 領域へ変化させた後、 紡出して製造された識維である。
[0022] 次に三次元網状,織維から成る不裰布に関する従来技術を説 明する。
[0023] _F_ し ·δΡ3, 081， 519号報に開示されているよ う にフ ィ ブ リ ル から成る網状組織で形成された三次元網状鐡維を用いて作ら れた不織布が従来から知られている。
[0024] 即ち特公昭 '36- 16460号公報に開示されているよ う に前記網 状織維の短織維をシ— ト にした不織布、 あるいは USP3, 169， 899 号報に開示されているよ う に、 瑢融フ ィ ラメ ン トをシ一 卜 に した不織布が知られている。 特に後者に示される フ ラ ッ シ ュ 紡糸した織維を邪魔板等にあて、. 網状璣維を広げて堆積し不 ' 織ゥ ブ （以後、 熟接合前の繊維 ¾積シ一 ト状物を不織ゥ ェ ブと称する。 ） とする方法,は好ま しい方法である。 即ち：、 フ ラ ッ シ ュ紡糸においては溶剂の フ ラ ッ シユカを利用する もの であり 、 通常その紡糸速度は 4, 900 m.ノ分以上で 9,000〜 13,500 m/分に達する こ とが知られており 、 生産性よ く 不織 シ— トを得る方法と して極めて有用である。
[0025] この紡糸したままの連続した網状織維を広げて、 ラ ンダム な方向に配置した不織ゥ ブは、 不織布 （以後前記不織ゥ ェ ブを接合したものを不織布と称する） と しての形態の保持、 強度の発現やその他の目的に応じて熱接着される。 熟接着は 力 レ ンダ一 口 一 ノレ、 エ ンボス ロ ー ノレによる接着やフ ェ ル ト カ レ ンダーによる接着等によ って行われる。 か く して、 表面力く フ ラ ッ 卜 な紙様表面の不織布、 エ ンボス模様を有する不織布 等が得られ、 微細なフ ィブリ ルの網状鐡維から成るこ とによ る不透明性 · 被覆力や 度、 表面の平滑性、 i 毛羽性、 ある いは柔軟性、 そして一定レベルの機據的強度を利用して各種 捃途へ使用するこ とができる。 なお前記ゥェブの接合を接着 剤で行う ことも知られている。
[0026] G. 更に網伏镞維から成る不镄布としては、 各種の形態を 有する不織布が知られている。 即ち、 柔軟に ί士上げられたク αスライ クな不镞布、 表面のみ軽く熱接着したものあるいは 全く熟接着されていない不織ゥュブ等が知られている。 これ ら不織布は高い被覆力や白度、 そして強度を活かして各種の 用途に用いられる。 '
[0027] 前記網状鎩維の不織布を製遣するために用いられるポリ マ —としては、 各種のポリマ一が用いられているが ポリ オレ フィ ン、 とりわけ高密度ポリ エチレンがフラ ッ シュ紡糸鐡維 から成る不織布に適するものとして多 く の研究が成されてい る。
[0028] 1Lおよび丄 網祅搆造鐡維から不織ゥ ブを作る装 aとし て U S P 3 , 169 , 899号報に開示されるように紡糸ノ ズルより出て きた束状の網状鐡維を揺勣する桶ゃ层倚装置に衝突させるこ とにより拡幅開織した絹扰織維をつく り、 次いで動いている 捕集面上に堆積させることにより不織ゥ ブとする装置が知 られている。 - 又し ^:SP 3 , 497 , 918号報に開示されるように、 網状織維を拡幅 蘭織し分散させる装置として、 円盤部、 ΡΪ盤中央に設置され た円筒部そじて円筒部側面から傾斜を持って円盤部上表面に ひろがる多葉体状ス力 — ト部を有する回転衝突板も公知であ る。
[0029] さ らに不織ウ ェブの目付け均一性を向上させるために、 三 次元網状^維を浦集面上に堆積させる前にコ ロナ放電によ つ て^維に電荷を与える技術が特公昭 44-21817号公報に開示さ れてい る。 又、 USP3, 593, 074号報、 じ SP3 , 851 , 023号報には、 衝突開镊した網状織維の浦集面への前進径路を制御する方法 が開示されている。
[0030] 前述のよ う に説明された従来公知の網状繊維、 網状織維の 製造方法、 網状鐡維から成る不織布、 および不織布の製造方 法には種々 の問題点すなわち不利益点を有する。 以下それら 問題点について説明する。
[0031] 従来公知の紡糸したままの三次元網状 維は、 好適な 素材の高密度ポ リ エ チ レ ンを用いた場合においても、 その性 能はいまだ満足すべき ものでないこ と も明らかにされている c 即ち、 USP3, 081, 519号報において、 7ラ ッ シュ紡糸法によ つ て作られた繊維は、 紡糸したままでも分子配向性を示しある 程度の物理的性質を有する も のの、 望ま しい物理的性質を持 たせるために、 こ の緻維を熱延伸する こ とを必要だと し、 そ の技術が開示されている。
[0032] しかし、 フ ラ ッ シュ紡糸における紡糸速度は先述の如 く 極 めて高速であり 、 延伸ス ピ一 ドとのギ ヤ ッ プが大きすぎるた め、 連続繊維を熟延伸する こ とは、 工業的には種々問題を有 し、 実用的ではない。 特に、 フ ラ ッ シ ュ紡糸織維をシー ト に する方法においては、 三次元網状繊維の熟延伸を実施する こ とは事実上不可能である。 即ち、 紡糸速度と延伸速度に差を 与える操作を工程上入れ ¾ことができない。 例え熟延伸する 操作を用いることができたとしても熟延伸することによって- $哉維の機械的強度は上るが、 三次元網状織維の特徵である白 度や被 S力が低下して透明性が生じる。 又網状鐡維を広げる ことが出来ず、 又均一な不裰ゥニブにならない、 熟接着時の ¾縮が生じやすく なるといつた数多く の問題点が生じる。 ' 従って、 三次元網状鐵維からなる不織ゥ ブを製造する場 合、 USP 3 , ί 69 , 899号報に示される如く紡糸したままの璣維が 用いられる。 即ち、 フ ラ ッ シュ紡糸した譏維を邪魔扳等で広 げてシー ト状にして、 熟接着する シ ンプルなプロセスが採 されている。 しかし、 不織布の物理的性質は基本的にそれを 構成する織維の性質によっていること 明らかである。 繊維 を広げてシー トにする方法、 あるいはそのシー トを熱接着す る方法に工夫をこらしても得られる不織布の物理的な性質は 構成する鐡維の機械的性質、 熱的性質、 光学的性 S等に左右 される。 即ち、 熱接着された不織布の璣滅的性質は、 搆成す る璣維の襪械的性質及び熱的性質によっていること、 また、 不織布の光学的性質ば、 織維の光学的性質及び熱的性質に左 右される。 したがって性能の優れた不織布が得られない。 フ ラ ッ シュ紡糸で得られた織維から成るシー トを熱接着する方 法として各種.公知の方法が採られる。 高密度ポリ エチ レ ンで は、 不織布としての強度の発現や形態保持、 そして表面毛羽 止めのためには結晶融点に近い温度で接着される。 従って、 熟接着不織布を考える場合、 織維間の熱接着性が強固である と共に、 熱接着時に収縮が生じに く いこ と、 接着温度近 ί旁の 高温で織維の機械強度が高いこ と等が鐡維と して要求される。
[0033] このよ う な意味から、 従来公知の紡糸したままの三次元網 状镍維で滴足すべき襪維は知られていない。 即ち、 璣 的強 度が劣っている、 熟機械特性が劣っている、 接着温度近辺で の劣化が大きい、 そ して熱接着不織布と した場合の璣核的強 度 （引張 · 引裂等） が悪い、 白度 · 被覆力が不十分である 、 斑が目立つ等の問題点を有している - そして、 そのため用途 が制限されているのが実情である。
[0034] 従って、 本発明の目的の 1 つは紡糸したままの.織維で、 高 い機狨的強度を有し、 かつ、 熱接着不織布とするのに適する 接着温度近傍の特性にす ぐれた三次元網状織維を提供する こ とである。
[0035] および — 既に述べた公知の製造技術を用いてポ リ マー の均一溶液を作成し、 フ ラ ッ シュ紡糸を行って網状織維を連 ^して製造する場合に、 下記のよ う な各種の問題点が存在す 公知技術を用いた場合、 ポ リ マーの溶剤への溶解に長時間 要する。 この理由と して、 ォ一 ト ク レーブ型の攪拌槽では、 溶解に必要な強力な剪断力が働かず、 単に滞留時間を増すこ とによ って溶解時間を長く と り 、 この結果と して均一なポ リ マ—溶液を得ている。 従って大容量の容器を用いる こ とが前 提となり 、 必然的に滞留時間が増し、 且つ大容量であるため、 容器内圧力も 20 0 ccl · Gを越える こ とは極めて難しい。 又パイ プライ ンを用いて膨潤したポ リ マ -を層流混合によ り溶解する場合は、 溶解に必要な剪断力 流速差のみであり、 極めて長大なパイ プラィ ンが必要となり、 これは滞留時間の 増大を生ずる。 又乱流混合を行う場合は、 ボリ マ ー溶液は 30 ： 100セ ンチボ ンズ位の高い粘度を持っているため、 極めて ：高い流達が必要となり現実には実施困難である巨大なポ ンプ を必要とする。
[0036] いずれにしても、 フラ ソ シュ紡糸に用いられる溶剤は、 常 · 常圧ではポ.リ マーを溶解してばならず、 高圧 · 高温にし て初めてポリ マ 一を溶解する ものでなければならない。 フラ ッ シュ紡糸において高温 · 高圧は必須であり、 従つて従来の 公知技術では必然的に潘留時間は増加し、 逆により高圧化に は制限を受ける。 .
[0037] 高温下に 1：ポリ マ.一が長時間系内に滞留すれば、 これは直 ちにポリ マーの劣化に繫がり、 良好な網伏鐡維を安定して得 ることが出来ない。 ポリ マーが高分子量となるとこの困難は ますます增加し、 或る分子量を越えると事実上溶解しなく な る。 一方、 フラ-ッ シュ钫糸から網扰镞維を製造するのに際し、 製品の強度 · タ フネス ♦ 各種の »性を考慮して高分子量のボ リ マ一を用いることが必要となる。 更に、 フ ラ ッ シュ紡糸に 於いては溶液として紡糸を行う：ため、 通常の溶融紡糸では紡 糸が函難な高分子量ボリ マ ーを用いることが可能である。 む しろフラ ッ シュ紡糸の有用性は溶融紡糸困難な高分子量ポリ マ—を使用できて初めていかんなく発揮出来る
[0038] —しかしながら、 従来公知の技術では、 ポリ.マーの溶解は高 分子量になる程囷難さが増し、 フ ラ ッ シュ紡糸の有用性を生 かした望ま しい物性の網状鐡維を連镜的に安定して得る こ と が出来ないという事態に至る。
[0039] このよ う な事態に至る原因は、 ボ リ マー と溶剤との親和力 にある と考え られる。 即ち、 フ ラ ッ シュ紡糸 し' . S P 3 : 22了： 7 9 4 号報に開示されているよ う に、 高温 · 高圧の均一溶液を- 旦 減圧ォ リ フ ィ スによ つて減圧した後、 紡糸ノ ズルから吐出さ せる こ とによる、 溶液の構造変化と溶剤のフ ラ ッ シ 'ュ力、 及 びボ リ マ —固化を利用した技術であり 、 したがってポ リ マー と溶剤の親和力は極めて重要な意味を有している。 このこ と からフ ラ ッ シュ紡糸に用いる溶剤は、 常温 · 常圧ではボ リ マ -を溶解させず、 高温 ' 高圧でポ リ マーと均一溶液を.形成し 得る ものが選択される。 従って、 フ ラ ッ シュ紡糸に用いるポ リ マ —ノ溶剤は高温 · 高圧でなければ相互に溶解しない系で あり 、 そしてポ リ マ -の重合度が大き く なる程溶解力が低下 する こ と も明らかである。
[0040] 連^して望ま しい物性及び形態の網状繊維を得るためには、 紡出条件の適正化と共にポ リ マ一/溶剤よ り成る均一溶液の 供袷が必須である。 特に高分子量ポ リ マーを用いる場合、 従 来技術とは異なる技術が待望される。
[0041] 従来技術のも う一つの大きな問題点と して、 混合 ♦ 溶解槽 O攪拌軸がある。 即ち、 従来技術による と外部駆動源によ つ て駆動された攪拌槽によ つて均一なポ リ マ ー溶液を得るか、 も し く は長大なパイ プラ イ ンを用いて長時間を要して目的と するポ リ マー溶液を得るかのいずれかの方法しか採用できな い。 後者に閡しては、 強制混合がない為実用上価値のある程 L2 度に高い分子量を持つたポリ マーの実質的に均一な溶液が得 られない。
[0042] 従って、 前者の攪拌軸による方法の方が実用性があるが、 この方法も使用する装置に摺勖部を含んでいるので、 ある一 定以上の高圧にすることが出来ず、 又特殊で高価な摺動部の - 封鎮機搆が必要である等の問題がある。
[0043] フラ ッ シュ紡糸を行うポリ マーノ溶剤系は、 高温 ·高圧で 溶液を形成し、 しかもポリ マ—と溶剤間の親和力を有劾に励 かすには同一温度においても圧力を高めれば高める程溶解 速ぐなり、 R滑に均一ポリ マー溶液が得られる。 - これは、 ポリ マーの分子量に対しても同じであり、 高分子 量になる瑝、 その溶解には高圧を必要とする。 所が従来の方 ' 法でばこの摺動部の封鎖機構の問題から、 高分子量ポリ マー を溶解させる程の高圧を得るこ とが出来ず、 従って高分？量 ポリ マ一の紡糸は事実上函難であつた。
[0044] この様にポリ マ—劣化防止の意味からも、 又高分子量ポリ マ—を用いる意味からも高圧プロセスに適した紡糸方法が強 く要望されている。
[0045] 'および 前記フラ ッ シュ紡糸方法における重要な技術 として、 ポリマー溶液をー液租領域から二液相領域へと変化 させた後に紡出する USP3 , 227 , 794号報 （第 23橱 43〜49行） の 公知技術では、 ポリ マー及び溶剤を块定すれば、 紡出液の温 度に従って、 缄圧室でと ¾ う る圧力に上限を有し、 即ち相分 離線より低圧側でフラ ッ シュ紡糸せざるを得ず、 このために 溶剤のフラ シユカの活用が制限されるという問題がある。 - このこ とを第 1 図を用いて説明する。 この図は高密度ボ リ ェ チ レ ンノ ト リ ク ロ ルフル才 ロ メ タ ンの相の状態図を示す一 例である。 線 E F は相分離線 （相平衡線） であり 、 これよ り ； 上部は一液相であり 、 下部は二液相である こ とを示す。 この ： 5 図において従来技術の一液相領域から二液相領域へ変化させ る こ とは点 Cの状態から点 Dの状態へ移る こ とを意味する。 即ち吐出される直前の減圧室の圧力に制限を有している。
[0046] フ ラ ン シ ュ紡糸にお 、'ては、 剤のフ ラ ッ シュによ って高 钫速が得られ、 したがって引き取り 張力あるいは牽引張力を 1 0 必要とせず、 通常の溶融紡糸や乾式紡糸とは異なり 、 ^維の 形成や延伸 · 配向は溶液の有するエネルギーのみによ って行 われる。
[0047] '特に織維の延伸 · 配向は溶剤のフ ラ フ シユカによ って行わ れており 、 高 高圧にする ほどフ ラ ッ シュ力が高ま り 、 す
[0048] 1 5 ぐれた性能の織維となる。 従って、 高配向の高強力な繊維を 得るためには、 紡出 · 織維形成の直前の減圧室の条件が極め て重要である。
[0049] 前述の公知技術によれば、 減圧室でと り う る圧力には、 各 温度に応じた上限が存在する。 従って、 溶液温度を上げる試
[0050] 20 みが行われるが、 温度の上昇はポ リ マー Z溶剤系に熟分解を 生じさせる。 こ の熱分解は、 ボ リ マーズ溶剤の相互作用によ る ものであり 、 溶剤ではハロゲンイ オ ンが遊離し、 ポ リ マ— では水素引き抜きによる劣化が生じ、 互いの存在で熟分解が 加速化される。 これらの熱分解は高温.になるほど激し く なる。 5 又、 採用する温度や、 溶解及び紡糸の滞留時間等に応じて熟 安定剤が使用され、 ある程度の効果 与える ものの本質的な 熟分解防止は困難である。 したがって例えば、 高密度ポリ エ チ レ ン Z ト リ ク ロルフルォ ロ メ タ ン （以後、 フ ロ ン— 1 1 と 省略する） の場合に. 、 L9 Q °cを超える温度で O紡糸は困難 である。
[0051] このように、 従来技術ではフラ ッ シユカの活用が制限され ており、 特に網状織維の強度という点からはさ らに改善が望 まれる。
[0052] したがって本発明は、 工業上有用な高密度ポリェチ レ ン'と フ ロ ン - - 1 1を甩ぃたフラ ッ シュ紡糸方法に於いて、 溶液を 活性化することにより、 溶剤のフラ ッ シユカをさ らに活用し、 充分に延伸 ' 配向されたより高強力な高密度ポリ エチ レ ンの 網状繊維、 及び該網伏織維を得ることができる新規な方法を 提洪することを目 S勺の 1 つとする。 ；
[0053] F_ 三次元網状構造を有するフラ ッ シュ紡糸された織維を 用いる不織布は、 その独待の織維撙造による特性を活用して、 各種用途に用いられている。 そして、. その不織布は先述の US P3 _: 169 , 899号報に開示されているように、 紡糸したままの 鐵維が用いられる- 即ち、 フラツシュ紡糸した.織維を邪魔扳 等で広げてシ— ト扰にして、 熱接着する シ ンプルなプロ セス が採用されている。
[0054] 又三次元網状鐡維が有する不透明性 · 被覆力と機械的強度 をある程度兼ね備えた紙様の不議布が、 USP3 , 532 , 589号公報 に開示されている。 即ちこの不織布はシ一 トの厚み方向にわ たつて配置された層のいずれもが 0. 5 〜 5, 0 m / gの比表面 積を有し且つ、 内層の比表面積がいずれもの外層よ り も少な く と も 0. 3 m²ノ g高い値である三次元網状織維から成る不織 布構造を有する。
[0055] しかしながら、 本発明者らの検計によれば、 このよ う な構 造であっても、 そ O不織布の性能が満足すべき ものではない こ とが明らかとなった。 また従来公知のいかなる搆造であろ う と も、， 機械的強度と被覆力の双方を満足する不織布は得ら れていない。 即ち、 三次元網状繊維不織布と して期待される 物性である不透明性 · 被覆力及 5び引張強度と引裂強度につい ては極めて不満なものであった。
[0056] 周知の如く 、 不織布においては、 同じ接着されてない镍維 シ」 ト に熱接着を実施した場合、 得られた不織布の引張強度 と引裂強度は略ね逆相関する。 そして、 これらの二つの強度 の内、 一方の'強度を满足させるためには他方の強度を犠牲に しなければならないという問題がある。 一般に、 非接着の镙 維シー ト は大きな引裂強力を有している ものの引張強力が弱 く 、 表面の毛羽も全 く とめ られていない。 これを熱接着する - こ とによ って引張強力を高めて表面毛羽も良好なものとする こ とができるが引裂強度が低下してい く 。 そして熟接着の程 度を強める程、 この傾向が強まる。
[0057] 一方、 網状織維よ り成る不織布においては、 この.織維特有 の高い被覆力を活かした用途も多 く 、 不透明性も重要な物性 である。 上記の如く 、 例えば引張強度の増大を目指し熱接着 の程度を強 く してい く こ とは、 この不透明性を損う こ とにな る。 そ してあま り に強く 熟接着する こ とは透明性のある フィ ノレムライ クなものとなってしま う。
[0058] 従って、 好ましい引張強度と引裂強度の関係を有し、 かつ 不透明性にすぐれた網状鐡維不織布が要望されており、 特に 6 0 g Z «f以下の巨付の低い領域で引張強度および ί裂強度 δ が高く 、 不透明性 · 被覆力にすぐれた不織布が待ち望まれて おり、 本発明はこのような不織布を提供するこ とを目的の 1 つとする _c
[0059] ^ 三次元絹伏璣維の不織シ一 トは形態保持、 強度発現、 そして表面毛羽どめ等の目的で各種の熱接着がなされる。 通0 常これらのシー は三次元網状織維が広げられて堆積された 多層の構造を有しており、 シ— トの断面方向の各層で異なる 織維間の接着 ¾態を設けることができる。
[0060] " 本発明が目的とす ¾不織布の 1つとして不織布を搆成する ' 多層の織維層の ち、 少な く もその一部に接着程度のゆる5 やかな層を有する不織布が舍まれる。 即ち、 不織布の表面、 -あるいは、 不織布を層状に剥離した場合の内部の層中に、 部 - 分的に未融着の独立した網状形'態の鐡維を有する不織布が含 まれる。 従って、 このようなタイプの不織布は、 嵩高性、 柔 軟性、 被覆力において優れ、 且つ引裂強度が高い不織布であ0 る。
[0061] えば、 このよう な不織布と して、 高密度ポリ ヱチレンの 三次元網状織'維のシー ト状物を、 部分的に熱接着した Ty_{V e}k ® 14タイ プ (E . I . du pon t社製） が知られている。 この不織布は、 比較的強固に熱接着された表面層と、 比較的ゆるやかに熟接5 着された内層とから成り、 かつ部分的に圧着されたェン'ボス 模様を有している。 そ して、 この不織布を層と して剝離した 場合、 比較的ゆるやかに熱接着された内層から 2 0 ™以上の 独立する連続網状襪維をと り 出すこ とが可能である。
[0062] しかしながら、 このよ う な従来公知の不裰布には、 その性 能上に種々問題点を有する。 即ち、 三次元網状 維不辚布の 最も基本的な物性である、 不透明性 · 被覆力及び引張強度と 引裂強度については極めて不満である。
[0063] 且および丄 網状織維から成る不織布の製造法についての 公知技術を躯使しても均一性に関して満足しう る不 '織布を得 る こ とはできなかった。 これらの不織布は、 不璣布を構成す る開織した三次元網状镙維の開璣幅の斑が大き く 、 極めて大 きな織維密度を有する集束した束伏部を多 く 含む。 このため 不織布は、 織維密度の大きな部分や織維密度の小さ 部分が 混在する不均一な外観となり 、 又目付け斑の ₁大きなものであ る。
[0064] このよ う な不織布は、 不織布の均一性の要求される フ ィ ル タ ー分野、 衛生材等の用途には不適当であり 、 特に 4 0 g / n 以下の低目付けの不織布は鐡維密度の小さいところがピン ホールとなり 、 液体やバク テ リ ア等の遮蔽性が要求される分 野での使用は不可能であつた。
[0065] 又その不均一な外観や、 目付け斑から も不織布と しての用 途は極めて制限される ものであった。
[0066] 従って、 フラ ッ シュ紡糸された三次元網状繊維から成る不 織布の均一性を向上させる こ とは要望されているが、 現在そ れを^足させる もの、 及びそれを達成する方法は出現してい ない。 —
[0067] 本発明は、 フ ィルタ—分野、 衛生材等の用途に充分使用で きる均一に開織されたフラ ッ シュ紡糸不織布及びその製造方 法を提供することを百的の' 1 つとする。 発明の蘭示
[0068] 本発明の目的ば有用な高密度ポリヱチレン系の新規な三次 元稱状鐵維、 該璣維より成る新規な各種の不織布、 及びそれ らの製造方法を提供することにある ^ 詳しく は、 第 1 に、 極 めて高い熟機狨特性と、 極めて高い強度とを有する三次元に 状の形態を威した镞維 （ J 、
[0069] 第 2に、 フラ 7シュ紡糸法において、 スク リ ユ ー押出機を 用いて、 ^リ マー溶解域の入 を溶融ボリ マーで封'鎮する製 造方法によって製造される鐡維 （J_) 、
[0070] 第 3 に、 フラ ッ シュ紡糸法において、 高圧力差を発生させ、
[0071] .ボリマ —液体を活性化させる製造方法によつて製造される織 維 、
[0072] 第 4に、 フラ ッ シュ紡糸法において、 スク リ ユー押出機を 用いて、 ポリマ一溶解域の入口を溶融ポリ マーで封鎮する上 記 の織維の製造方法 ( D_) 、
[0073] 第 5 に、 フラ ツシュ紡糸において、 高圧力差を発生させ、 ポリ マー液体を活性化させることによる上記 （ ） の鐡維の -製造方法 （ ） 、
[0074] 第 Sに、 上記 （ ） の镞維から製造される内層の比表面積 が高く 、 機械的強度の高い不織布 （ F ) 、 第 7 に、 上記 （A) の ϋ維から製造され、 独立した連 m纖 維を取り 出すこ とのでき る、 被覆力、 強度に優れる不織布 ( _G ) 、
[0075] 第 8 に、 目付け、 外観の均一性の高い、 上記 （A) の.線維 から成る不裰布 （1L) 、
[0076] 第 9 に、 上記 （—H—) の均一性の高い不織布を、 特殊な構造 の分散装置及び分散条件によ って製造する製造方法 （ !_ ) 、 をそれぞれ提供する こ とを目的とする。
[0077] 本発明の第 1 の目的は 4 0 以下の長周期散乱強度比を有す る こ とを特徴とする フ ィ プリ ル化された高密度ポ リ エチ レ ン 系の三次元網状織維によ って達成される。
[0078] 本発明の第 2 の目的は加熱されたスク リ ユ ー押出機を用い て溶融しつつ * リ マーを連続的にポ リ マ—溶解域へ供耠し、 溶解域の入:口を連続的に供給される溶融ポ リ マーで封鎖しつ つ溶融ポ リ マーに溶剤を添加し、 高圧下で両者を混合 · 溶解 してポ リ マ—溶液を製造し、 溶解域に用けられたノ ズルから ポ リ マー溶液を低圧域に連続的に吐出させる フ ラ ッ シュ紡糸 法による網状織維の製造方法によ つて得られる フ ィ ブリ ル化 された高密度ポ リ エチレン系の三次元網状織維によ つて達成 される。
[0079] 本発明の第 3 の目的は、 高密度ポ リ ヱチ レ ン系ボ リ マー と ト リ ク ロルフルオルメ タ ンより成る高圧の均一溶液を、 減圧 オ リ フ ィ ス、 減圧室及び紡糸ノ ズルから成る紡出装置を柽て 低圧域へ吐出し、 高密度ボ リ ヱチ レ ン系ポ リ マ一の網状譏維 を得る方法において、 減圧オ リ フ ィ スの前後で高庄カ差を発 生ざせ、 液体を活性化するフ ラ ッ シュ紡糸法による網状遨維 の製造方法によつて得られるフ イ ブリ ル化された高密度ポリ ェチ レン系の三次元網状織維によつて達成される。
[0080] 本発明の第 4の百的 、 フ ラ ッ シュ紡糸法による網状織維 の製造法において、 加熟されたス ク リ ユ ー押出機を用いて；容 融しつつポ マーを連镜的にポリマー溶解域へ供給し、 溶解 域の入口を連繞的に供給される溶融ボリ マーで封鎖しつつ溶 融ポリマーに溶剤を添加し、 高圧下で両者を混合 * 溶解して ポリ マー溶液を製造し、 溶解域に用けられたノ ズルからポリ マ—溶液を低圧域に連繞的に吐出することを特 i とする高密 度ポリェチレ ン系三次元網状繊維の連続的な製造方法によつ て達成される。 . 本発明の第 5'の巨的は、 高密度ポリ ヱチ レン系ポリ マーと 卜 リ ク口ルフルオルメ タ ンより成る高圧の均一溶液を、 減圧 オ リ フ ィ ス、 減圧室及び紡糸ノ ズルから成る紡出装置を柽て 低圧埭へ吐出し、 高密度ポリ ェチレ ン系ボリ マ—の網状織維 を得る方法において、 缄圧ォリ フ ィスの前後で高圧力差を発 生させ、 液体を活性化することを特徵とする高密度ポリ ェチ レン系三次元網状織維の製造方法によつて達成される。
[0081] 本発明の第 6 の百的は、 高密度ポリ ヱチ レ ン系のフ イ ブリ ル化された連続三次元網状镞維が、 ラ ンダムな方向に堆積さ れ、 互いに強固に熱接着された表面層と、 表面層より も弱く フ ィルム状織維層に熱接着された内層とからなる一体化され た不織布において、 内層の比表面積が 5 nf / gをこえること を特徴とする引張強度と引裂強度の高い三次元網伏鐡維不織 布によ つて達成される。
[0082] 本発明の第 7 の目的は、 高密度ポ リ エチ レ ン系のフ ィ ブリ ル化された三次元網状織維が、 ラ ンダムな方向に配置され、 層状に堆積され、 部分的に未融着の独立した網状形態の璣維 から成る層を含む不裰布において、 ¾独立した網状 ί 維が
[0083] 4 0 以下の長周期散乱強度比を有する こ とを特墩とする三次 元網状織維から成る不織布によ って達成される。
[0084] 本発明の第 8 の目的は、 開镍した高密度ボ リ エチ レ ン系三 次元網状鐡維がラ ンダムな方向に堆積された不織布において、 不織布を構成する連続網状繊維に存在する束状部が 4 Q デニ
[0085] - ル / MI幅以下の密度を有する束状部か、 4 0 デニー ル Z mm 幅以上の密度を有する束伏部である場合には、 その幅が 5 mm 以； F、 且つ長さが 3 0 .以下の束状部である'こ とを特徵とす る均一な不鐡布によ って達成される。
[0086] 本発明の第 9 の目的は、 回転可能な円盤部と、 該円盤部の 中央よ り垂直方向に延び且つ円盤部よ り小さい直径の円形外 面を有する円筒部と、 前記円盤部の片方表面と前記円筒部 の円形外衷面との間の空間に傾斜して配置されたスカ― ト部 から成り 、 該スカ ー ト部には前記円筒部の軸線に実質的に平 行な方向で飛来する未開織の三次元網状織維を揺勣させる複 数の揺動面と、 該揺動面と交互に配置され、 前記揺動面によ つて揺勤される三次元網状繊維の揺動方向の急激な変化を缓 和する緩衝面とによ って構成されている三次元網状織維の拡 散 · 揺動回転分散板を用いる網状繊維不織布の製造方法にお いて、 スカ ー ト部を構成する揺動面の中央と円盤部上表面と のなす傾斜角度 が锾衞面の中央と円盤部上表面とのなす傾 斜角度 にほぼ等し く、 緩衝面が円筒部近く の幅より円盤部 近く の幅の方が広い扇型形状である三次元網状織維の摅散 - 揺 回転分散扳を用いることを特徵とする均一な不裰布の製 造方法によって達成される。 図面の簡単な説明
[0087] 第 1図 、 本発明の高性能高密度ポリ エチレン三次元網状 鍵維を製造するための原理を示した図であり、 本発明の製造 方法の内、 高 力差によってボリ マ—液体を活性化し紡糸す る方法と、 従来の紡糸法での圧力と温度関係を説明するダラ フである。
[0088] . 第 2図は、 本発明の網状镞維の X線小角散乱像を示す様式 図である。
[0089] 第 3図は X線小角散乱の P SP Cにおける、 長周期による散乱 強度比を求める方法を說明するための図面である。 .
[0090] 第 4図は高密度ポリ エチレン （M I = 1. 2、 重量平均分子 量約 14 X 10⁴ 、 旭化成社製サンテッ ク B - 161 )と ト リ ク ロ口 フルォロメ タ ンからなるポ リ マ 一溶液の相図である。
[0091] 第 5面ば本発明の網状織維の製造方法の一実施例を示す略 示フ ローシー トである。
[0092] 第 6図、 第 7図および第 8図はそれぞれ本癸明において使 用される押岀機及びスク リ ュー、 特殊混合構造体 （ダルメ 一 - ジ形、 ピン形） の一例を示す概略図である。
[0093] 第 9図および第 1 0図は本発明の網状織維の製造方法の他 の実施洌をそれぞれ示す略示フロー ン— トである。
[0094] 第 1 1 図は本発明と比較のために従来公知のスク リ ュ ー ミ キサーを用いた網状繊維の製造方法の一実施例を示すフロー シ ー 卜 であ る 。
[0095] 第 1 2図は本発明の不織布の引張 · 引裂強度の関係図であ る。
[0096] 第 1 3図は、 本発明の不織布を製造する好適な回転分散板 形状の一例を示す略示钭視図である。 ' 第 1 4図は、 第 1 3図の回転分散扳形状の詳細を示す図で あり第 1 4 (a) 図は平面図、 第 1 4 (b) 図は第 1 4 ) 図の ' 線 A - A ' による断面図である。
[0097] 第 1 5図は、 本発明に係る回転分散板の織維への作用を説 • 明する略示正面図である。
[0098] 第 1 6 (a) 図〜第 1 6 (d) 図は、 本発明,に係る回転分散板 を三次元網状繊維の揺勣変化点が捕集面上になる距離に設置 した場合の三次元網状繊維への作用を順を追って詳 $0に説明 する高速度撮影装置観察略示図である。
[0099] 第 1 7 ) 図〜第 1 7 (d) 図は、 本発明に係る回転分散扳 を三次元網状織維の揺動変化点が捕集面より上方になる距雞 に設置した場合の三次元網状織維への作用を詳細に説明する 高速度撮影装置観察略示図である。
[0100] 第 1 8 (a) 図〜第 1 8 (d) 図は、 従来公知の回転分散板の 織維への作用を順を追って詳細に說明する高速度撮影装置観 察略示図である。
[0101] 第 1 9図は不織布の断面を示す顕微鏡写真であって、 第 1 9図（a) は本発明による不織布、 第 1 9図（b ) 図は、 比較 例の不織布の断面をそれぞれ示す。
[0102] 第 2 0図は不織布の表面状態を示す写真であって、 第 2 0 図（a) は本発明による不織布、 第 2 0図（b ) 図 .. 比較例の 不簿布の衷面状態をそれぞれ示す。 発明を実施するための最良の形態
[0103] 本発明の理解を容易にす'るために、 本発明による網状 維、 その製造方法、 該網状織維から作られた不織布、 その不織布 の製造方法を説明するのに役立つ添付図面を参照して本発明 を詳細に説明する。
[0104] 本発明の織維は、 前述のように高密度ポリ ヱチレン系のポ リ マ一から搆成された織維である。 そして、 多数の微細なフ ィブリ ルより成り、 実質的に自由端を含まない連繞した三次 元網状镞維である。
[0105] このような三次元網状織維は公知のように、 フラ ッ シュ紡 糸から得られる。 しかし、 本発明の三次元網状織維は、 織維 の遨雜構造において、 そしてフィ ブリ ル形態の^かさにお 、 て、 従来公知の鎩維とは全く異なる新規な三次元絹状鐡維で ある。 したがって、 機械的な強度及び高温時の特性にすぐれ ており、 特に熱接着不織布を製造するのに適している。
[0106] 本発明の鎩維は、 微細搆造上、 織維軸方向の長周期搆遣に 特徵を有している。 そして、 このことは X線小角散乱を測定 することによって明確に知ることができる。
[0107] 第 2図に本発明の織維の小角散乱写真を模式的に図示する。 直射ビーム 1 の近 く の赤道上.にフ ィ ブリ ルやボイ ドの存在を 示す散乱像 2 を示すと共に、 子午線上に層镍状散乱像 3 を示 す。 一般に高分子物質の長周期の X線小角散乱像と して、 円 環状散乱、 層線状散乱、 層線様二点散乱、 層線状四点散乱等 が知られており 、 本発明の镍維は通常の紡糸 · 延伸を逄る延 伸糸の長周期構造に類似している こ とが判る。
[0108] そ して、 子午線方向の位置敏感型比例計数管（P S P C )による 洌定での散乱ピーク の解折によれば、 本発明の網状織'維は 150〜 200 Aの長周期を有する。 そして、 本発明の,網伏璣維 の長周期による散乱強度は大き く ないという 予想外の特徴を 見い出し,た。 即ち、 長周期の散乱強度の意味から考えれば、 散乱強度が小さいという こ とは長周期構造が不均一である。 あるいは明確でないと考え られ、 鐡維の遨钿構造と しては機 械的物性上,、 又熟的特性上好ま し く ないこ とが予想された。 しかし、 本発明に示される これらの物性にす ぐれている三次 元網状織維は意外にも散乱強度は大き く な く 、 新規な構造の 織維を提供する ものである。 そして、 この構造故に融点近辺 の高温特性にす ぐれており 、 熱接着不織布に適する三次元網 状镙維となる。
[0109] 本発明において網状織維の特性を把握するために、 長周期 及びその散乱強度比を定量する。 そこで これらについて說明 する。
[0110] 子午線方向の PSPCによる、 実測散乱強度対角度プロ 'ン トを 第 3 図に示す。 散乱強度曲線のピーク又はシ ョ ルダ一の部分 の極大散乱強度を示す位置を長周期散乱角度 （ 2 ） と し、 この値を Mとする。 第 3図における長周期散乱ピ―ク又はシ ョ ルダ一の両端の変曲部の共通接線 Pを描く 。 角度 ίの実測 散乱強度値を Gとし、 線 Ρ上の値を Ηとする。 一方角度
[0111] ( 2 5 ) · 2. 5 ° の実測散乱強度 （ブラ ンク） の値を I とし て、 散乱強度比 Rを R = ( G - Η ) Ζ I として求める。
[0112] λ
[0113] - 長周期は Braggの式 L = に 2 Θ = Mを入れるこ と
[0114] 2 s I η σ
[0115] によって求められる。
[0116] 本発明の三次元網状織維について、 このようにして得た長 周期ば L50〜 200 Aであり、 長周期散乱強度比は 4 0以 - ある。
[0117] なお前述の X線'小角散乱は、 次に示す装置 · 方法を用いて 測定された。 X線回折装置ば理学電機社製 RU - 200 - PL. X ■ 線は Cu— K で 1.54人、 ピ ンホールスリ ツ ト として 1 s t SLIT 0. 5 mm φ 2 nd SLIT 0. 3 龍 を用いた。 測定電圧は 4 5 kV、 電流は UOmAで、 照射時間ば 2 x l0³secとした。 測定用のサ ンプルは網状鐵維を揃えて照射部分のサンプル巾が約 2. 5 になるように作つた。
[0118] この镞維の熟的な性質は各種方法の測定で知ることが出来 る。 そして、 この熱物理的な測定は、 不裰布としての使用を 想定し、 感'りのない状態で行なわれる。
[0119] 本発明の網状織維は、 熟接着温度近傍での熟機械特性が良 好で加熱時の伸長率が小さいことに特徵を有している。 即ち、 熱機裱試験機 （T M A ) の試験において、 デニールの 1 /10 の一定荷直下で异温する時の 130ででの俾¾率が好まし く は 3 %以下であり 、 さ らに好ま し く は 2 %以下である。 測定は、 真空理工社製 「T - 3000」 を用いて、 2 °c 分の昇温速度で 測定された。
[0120] 又、 パイ ブロ ンによ る測定においても、 熱的及び動的性質 を知る こ とが出来る。 即ち、 本発明の網状 維は、 高温でも 高い動的弾性率を示し、 例えば動的弾性率が 1 0 ^{1 Q} dyn/ afl になる温度は、 115 °c以上が好ま しい。
[0121] さ らに、 高温時の結晶の安定性は tan 5 の結晶分散の開始 温度で評価される。 そして、 本発明の織維は、 詰晶分散の開 始温度が好ま し く は 123°c以上、 さ らに好ま し く は 125 以 上の高い値を示し、 接着温度近傍での結晶の安定性にす ぐれ ている こ とが判る。 これらの測定は、 勤的粘弾性測定装置を 用いて実施され、 本発明では東洋ホール ドウ イ ン社製
[0122] 「RHE0VIB O ' DDV - Π — ΕΑ」 を用い、 周波数 110 Hz、 昇温 i 。Cノ分で行った。
[0123] こ のよ う に、 本発明の三次元網状織維は高温での熟安定性、 熟機械特性にす ぐれており 、 熟接着不織布に適しており 、 前 述の特性は本発明の繊維の微細構造によ って生ずる。
[0124] 本発明の網状繊維は、 また高度に配向された織維であり 、 このこ とは X線回折による結晶配向角を測定する こ とにより 明らかになる。 即ち、 本発明の織維の X線による配向角は 3 0 。 以下が好ま しい。 さ らに好ま し く は 2 0 。 以下である。 また、 赤外吸収二色性から も高分子の結晶部と非晶部の配 向が測定される こ とが知られており 、 二色比配向係数 F °で 評価される。' ポ リ エ チ レ ンの平行二色性バン ドである 2017 cm— ¹ での本発明の織維の二色比配向係数ば 0. 3以上であることが 好ましい。 本発明では、 日本電子社製 「 J I R - 100 j の FT - I S装置を使用し、 A T R結晶として KRS— 5を用いる方法で 測定した。 ； .
[0125] さ らに、 マイ ク ロ波による镲維の複屈折測定も分子の配向 の程度を現わすものとして用いることが出来る。 神掎製紙社 製 「マイ ク π波分子配向計 j M0 A - 2001.4 型による 4 GH z の 複屈折において、 本発明の網扰鎩維は好ましく は 0 . 13以上の. 複屈折の値を未す。
[0126] このように、 本発明の三次元網状篛維は、 高度に配向され た繊維であり、 極めて良好な性質を有している。
[0127] 本発明の三次元網状織維は、 極めて機械的強度がすぐれて いる。 三次元網.状織維'ば、 網扰に分岐しており、 その'ままで 糸の強伸度を測定する場合、 織維要素間ですり抜け等が生じ 値のバラッヰが大き く なる。 従って、 本発明では引張試験に おいて、 4回ノ cmの燃りをかけて測定した。 このような条件 で測定された本発明の鐡 $ίは、 初期モジュラスが 15〜50 g Z- dであり、 好ましく は 20〜50 g Z dであり、 破断強度は 4 g ノ d以上好ま し く は 7 g / d以上である。
[0128] 紡糸したままの三次元網状織維においては、 本発明に示さ れるような高強度の鎩維は知られていない。
[0129] 本発明の三次元網状鐡維は、 そのフィ ブリ ル化の形態にお いて、 極めて微細なフイ ブリ ルから成っていることが好まし い。 そして、 この三次元網状織維の比表面積が 3 0 irf / g以 上であることが好ましい。 三次元網状織維を構成する フ ィ ブリ ルの微細さを表現する 尺度と して比表面積を用いる こ とは、 U S P 3 : 1 69 , 8 99号報に開 示されているよ う に公知である。 本発明の三次元網状镍維は 公知の^維と比較して明らかによ り なフ ィ ブ リ ルよ り 搆 成されている。 本発明の網状镞維の比表面積は 3 0 rrf / _g以 上が好ま し く 、 さ らに好ま し く は 3 5 rrf ノ g以上であり 、
[0130] 1 0 0 m / g以上の値を有する網状.織維を得る こ と も可能であ る。
[0131] 2
[0132] このよ う に、 よ り微細なフ ィ 9ブ リ ルから成るために本発明 の網状織維は、 白度や被覆力、 そ して吸着性能の点で従来公 知の繊維に対してす ぐれている。 これらの織維を用いた不織 布を製造し'た場合に、 その凝細なフ ィ ブリ ルのために織維が 広げられやす く 均一なシ— トにする こ とが出来る。 表面積が 大き く 熟接着性が良好である、 白度が高 く 不透明性が高い、' そして吸着性能やろ過性能にす ぐれる等の多 く のす ぐれた特 性を持たせる こ とが出来る。
[0133] この比表面積は、 窒素吸着法によ って求め られ、 本発明に おいてはカルロエルバ社製 「ソ 一フ。 ト マチ ッ ク 1 8 0 0」 を用い て測定した。
[0134] フ ィ プリ ルの微細さを測定する方法と して、 璣維への水銀 圧入法による铂孔分布測定用のポ σ シメ ータ ーを用いても良 く 、 この場合、 本発明の繊維の水銀圧入量が従来公知の織維 よ り も多 く 、 細なフ ィ ブリ ルよ り成っている こ とが判る。
[0135] このよ う に本発明の三次元網状織維は、 極めて微細なフ ィ ブリ ルから構成されているにも拘らず、 独特の長周期織維搆 造を有している。 そして、 融点近い高温での性質にすぐれて おり、 機棱的強度が従来になく高いという有用な性質を合わ せ有する。 一般的に織維においては繊維の比表面積の増加は 断面の異形度の増大を示し、 機械的な強度は低下する。 しか し、 本発明による三次元絹状織維においては、 比表面積の増 加と機械的強度の増大が併立しており-、 この事は従来の概念 から 到達しえないことである。
[0136] 本 ¾明の織維は、 三次元網伏鐡維であり、 フ ラ ノ シュ 糸 として知られる紡糸方法によって得られる。 以下本発明の三 次元絹状織維を得る好ましい例を説明する。
[0137] 本発明の三次元網状織維ば、 ボリ マーと溶剤を用いるフラ フ シュ钫糸から得られる。 しかし、 本発明の織 iを得る-フ ラ ッ シュ紡糸機構は、 従来公知の.それとは全く異つたものであ o
[0138] 従来公知の三次元網伏鐡維を得るフラ ッ シュ紡糸の重要な 技術として、 US P 3 , 227 , 794号報には、 ポリ マー溶液を减圧ォ '； フ ィ スで圧力降下させることで、 一液相から二液相領域へ と変化させた後、 紡糸ノ ズルより吐出する技術が開示されて いる。
[0139] 本発明者らは、 フラ ッ シュ紡糸された織維の搆造を決定す るのは、 ポリマ一と溶剤の柑分離構造にあるこ とに着巨し、 鋭意研究を重ねて新らしいフラ 'ン シュ紡糸機構を見い出すこ とによ 'り、 本発明に示される新規な三次元網状镞維の完成に 到達した。 その新規なフラ ッ シュ紡糸機構とは、 ポリ マーの 均一溶液に瞬間的な活性化を与え、 従来公知の一液相から二 液相への変化による相分離構造とは異なつた活性化構造と し た後、 紡糸ノ ズルょ り紡出し、 その活性化構造に基づく 識維 構造を形成させる こ とにある。 こ こでいう 「活性化」 とは、 ポ リ マ -液体が減圧ォ リ フ ィ スを通過す:る際の圧力損失を大 き く する こ と、 即ち减圧オ リ フ ィ スを前後で圧力差を大き く する こ とであり 、 少な く と も 8 0 kgノ 、 さ らに好ま し く は
[0140] 1 20 kg / 以上の圧力差とする こ とによ つて活性化を行う こ とにある。 この活性化は、 ポ リ マー溶液の密度や濃度の大き なゆらき'によ って生じる ものであり 、 溶液に極めて敏 mに相 分難したかの如き構造を一時的に与える。
[0141] そして、 この状態で紡糸ノ ズルよ り吐出する こ とによ って 本発明の三次元網状繊維が得られる。 即ち、 この凝 ¾な活性 化構造か.ら低圧 '· 低温域に開放された溶剤が急激に'気化し、， 膨張しょ う とするフ ラ ッ シュ力が凝固をはじめるポ リ マーに 配向を与える こ とになり 、 高度に配向した三次元網状織維を 形成する。
[0142] この活性化は瞬間'的なものであり 、 静的平衡状態で測定さ れる相図の一液相領域内からの紡糸でも好ま しい三次元網状 織維を得る こ とが出来る。 従って、 この活性化構造から得ら れる織維は、 従来公知の繊維とは異なり 、 比表面積が 3 0 of / g以上の極めて微細なフ ィ ブリ ルよ り成り 、 本発明に示さ れる独特の長周期構造を有する高強度な三次元網状織維であ このポ リ マーと溶剤から成る溶液の活性化は重合度が大き く 、 かつ分子量分布の狭いポ リ マ—に対して、 上記の圧力差 を大き く することが有効に作用することが本発明者らの研究 で明確になった。 . - 本究明の織維は、 高密度ボ エチ レン系より成っている _a 主として用いられる高密度ポリ エチレンに特に制限はなく密 度 0. 94以上の高密度ボリ ヱチレンでよい。 又、 100 %ェチ レ ン単位から成るものの外、 1 0 モル％ K内のヱチ レ ン以外の モノ マ ー成分をラ ンダム又はブロ ックで共重合したポリ マ— であってもよい （当然、 ポリマ —中に添加剤が含まれるこ と も任意であり、 熟安定剤、 紫外線安定剤、 滑剤や顔料等も本 発明を損わない範囲の量で含まれていてよい。 ） 又、 この高 密度ボリ エチレンと他のボリ マ一をプレン ドして成ることも 当然可能であり、 巨的に応じ.て用いることが出来る。 特に' ¾ 発明の三次元網扰織維はその特殊な構造故に高強度であり、 従来高密度ポリ エチレンに维のボリ マ一を':ブレン ドすること ， で強度低下を生じ実用できなかつた種類のポリ マーをブレン ドする ことも可能である。 高密度ポ リ エチレンとブレ ン ドさ れるボリ マ一としては、 低密度ポリ エチレン、 エチレン一酔 該ビニル共重合体、 アイ オノ マ一、 ポリ プロ ^ レ ン、 ポ リ ス チレン、 ポリ メ チルメ タク リ レー ト等が挙げられる。
[0143] 先逮の如く、 本発明の織維は新らしい機維形成機構に基づ く ものであり、 本発明の網状鐡維を成す高密度ポリエチ レン は、 重合度が高いことが好ましい。 紡出される織維のメ ル ト ィ ンデックス （M I ) I 1以下であることが好ましい。 さ ら に好ましく ば 0. 5以下である ( M I の測定はiSTM D - 1238 - 5TT 条件 Eによる） 。 又、 織維を構成するポリ マ -の分子量 分布が狭いこ と も重要である。 即ち、 同様の M I であって も 分子量分布が広ければ、 性能の劣つた ものになる傾向がある。 本発明の錄'維の分子量分布は M _w / n で 1 5 以下、 さ らに 好ま し く は 1 0 以下である。 当然ながら本発明の镊維を得る ために用いる原料ポ リ マ —の M I は、 本発明の 維の M I と 等しいか、 それ以下のボ リ マ一.が用い られる。
[0144] 本発明の IS維を得る ための '溶解プロ セ スは、 特に制限され る こ とはな く 、， 従来公知の '溶解プコセスを用いる こ とが出来 る。 しかし好ま し く は、 ス ク リ ュ ー押出機でボ リ マーを溶融 しながら供給し、 引続く 混合管内で溶剤と混合、 溶解する方 法を用いる。 本発明の織維は、 高分子量で分子量分布の狭い 高密度ポ リ エチ レ ンから成っており 、 原料ポ リ マ'.一を短時間 で溶剤に^解し、 紡糸し,てポ リ マ一の変質を防止する こ とが 好ま しい。 又、 高圧での溶解が'溶解速度及び本発明の紡糸機 構から好適である。
[0145] 又、 本発明の繊維を得るために用いる溶剤はフ ラ 'ノ シュ紡 糸に用いう る ものであれば特に制限される こ とな く 、 従来公 知の溶剤が用い られてよい。 好ま し く は、 フ ロ ン — 1 i であ り 、 塩化メ チ レ ン、 ト リ ク ロ 口 ト リ フルォ ロ ェ タ ン等のノ、 口 ゲン化炭化水素、 シク ロへキサ ン等の炭化水素又はこれ らの 混合液が用い られる。
[0146] 本発明の繊維を得るための紡口ア セ ンブ リ ー は、 先述の紡 糸機構をと り得る ものであれば制限される こ とはない。 即ち、 均一溶液を活性化するための减圧用ォ リ フ ィ ス、 減圧室ゃノ ズル等は従来公知の形状のものが任意に用い られてよい。 次に本発明の三次元絹状鐡維を製造する方法を説明する。
[0147] 最初に前記分類 に属する溶解法溶融ポリ マ -封鎖法を用 いる製造方法を説明する。
[0148] 分類卫 Jこ属する本発明の製造方法は、 前述のよう に、 加熱 されたスク リ ュ一押出機を用いて溶融しつつポリマ—を違続 的にポ リ マ一溶解域へ供袷し、 溶解域の入口を連繞的に供給 される溶融ポリ マ—で封鎮しつつ溶融ボリ マーに溶剤を添加 し、 高圧下で両者を混合 ' 溶解してボリ マー溶液を製造し、 溶解域に用けられたノ ズルからポリ マー溶液を低圧域に違 的に吐出することを特徵とする。
[0149] 前記方法がポリ マー溶解域に於いて、 混合 · 溶解が少く と も押出機のスグリ ューに付設された機镜的混合の領域を用い. て行われるようにした網状繊維の連铙的 製造方法であると 好ましい。 . ； ： ： : 前記方法がポリマー溶解域において、 ポリ マ—と溶剤との 混合 * 溶解を多段階に行う様にした網状識維の連続的な製造 方法であるとより好ましい。
[0150] 前記方法がポリマー溶解域において、 溶剤の添加、 ポリ マ —と溶剤との混合 ' 溶解を多段階にて行うようにした網状織 維の連,镜的な製造方法であると好ましい。
[0151] 前記方法が溶剤の添加、 ポ リ マーと溶剤との混合 · 溶解を 多段階に行う際に、 ポリ マー溶解域において、 溶剤の添加の 都度、 ポリ マーと混合 · 溶解し、 順次ポ y マー讒度を低下さ せるようにした網状織維の連続的な製造方法であると好まし い。 · 更に好ま し く は、 前記方法がス ク リ ュ ー押出機を用いて溶 融したポ リ マ一を連続的に供袷し、 供給された溶融ポ リ マ一 にてボ リ マ一溶解域が封鎖され、 加圧下にてポ リ マー と溶剤' とを混合 · 溶解する際に、 ポ リ マ—溶解域に於いて、 ポ リ マ -に対する溶剤の多段階添加 ' 混合 ' m解の少 く と も第 1 段 階が、 ス ク リ ユ ー押出璣で連镜的に溶融 ί共.袷されるポ リ マ一 に対して、 該押出機のスク リ ュ 一に付設せられた璣械的混合 の領域で行われる様に した網状 維の連:镜的な製造方法であ その上、 更に好ま し く は、 前記方法がポ リ マー溶解域に於 ける、 ポ リ マーに対する溶剤の多段階添加 · 混合 · 溶解の少 く と も第 1 段階が、 ス.ク リ ュ ー押出機で連続的に供 される 溶融ボ リ マ一に対して、 当該押出機のスク リ ュ ーに付設せら れた璣狨的混合の領域で行われる際':に、 第 2 段階以降の溶剤 添加 . 混合 · 溶解が静的混合素子を用いて行われるよ う に し た網抆 維の連続的な製造方法である。
[0152] 本発明の最も大いなる特徴は スク リ ユ ー押出機を使甩する こ とにより 、 高温 ' 高圧の均-一なポ リ マー溶液を容易に且つ 安定して得られるよ う にしたこ とである。 この結果と して、 高圧時の溶液の漏洩を解決し、 容易に高圧に出来、 スク リ ュ 一押出機で';容融供給出来るボ リ マーなら、 たとえ高分子量で あろう と も容易に溶解し得るよ う になる。
[0153] 又、 押出機に付設した機狨的混合の領域を援用する こ とに よ り 、 強制攪拌下にてポ リ マーと溶剤とを大きな剪断力によ り速やかに高圧混合 * 溶解し得るよ う に した。 このため、 極 めて短時間にて溶解が起こり、 ポリ マーの劣化を著し 防止 すると云う効果も^攆できる。
[0154] このような搆成の方法を用いることにより、 フラ ッ シュ紡 糸に於いて高分子量ポリ マ ー 、 特に劣化し易い高分子量ボリ マーが、 本発明によって始めて使用可能となる。
[0155] 本発明の製造方法の説明に用いられている用語について簡 単に說明する。 「ポリ マー溶解域 J とは、 ボリ マーが溶融し ている状態にあり、 且つ溶剤が無い状態から所定量の溶剤を 含む状態にあ'り 溶剤とポリマーが溶解し始める犾態から溶 剤とポリ マーが溶解し終った状態まで含んでおり、 そして混 合し合っている状態にある区域を意味する。
[0156] 「封鎮」 と 間隙に溶融したポリ マ —が充潢し溶荊が全く 含まれておらず、 且つ溶荊が全く侵入出来ない状態を意味す
[0157] 「混合 · 溶解」 とは、 ポリ マーと溶荊とが混合しており、 且つ両者が溶解しつつある伏態を示す。 ，
[0158] —機械的混合」 とは、 液体を強制的に攪拌する要素があり、 そしてその要素が外部からの駆動源によつて駆動されて生ず る混合を意昧する。
[0159] 本発明の製造方法において、 ポリ マーとしては高密度ポリ エチレンが使用され、 その連繞的供給手段としては、 織維 . フ ィ ルム · その他各種の押出成形品の製造において通常使用 されるスク リ ュ一押出機を用いることが出来る。
[0160] 即ち、 スク リ ユ ー押岀機は、 駆勣モ一ター ' 缄速機 · ポリ マ一供給用ホッパ—及びポリ マ—を加熟溶融させるバレル部 力、らなる。 このノ レルはヒ ータ ーが装着される こ とによ って 加熟出来る構造である。 ノ レル内にはス ク リ ユ ーが内設され、 このスク リ ユ ーはス ラス ト ベア リ ング · 減速機を通して駆動 モ ータ ー に連結している。
[0161] こ のス ク リ ュ ーは供袷部、 E缩部、 計量部の主たる三区域 に分剳する こ とが出来、 ポ リ マ一は供袷部で予熟されながら 出口の方へ推進する。 圧縮部にて圧缩されながら溶融し計量 部に到達する。' 本発明にて用いる押出機には、 ポ リ マーが完 全に溶融する計量部に、 '；容剤注入口が設けられ、 こ ゝ に逆止 弁が接地されている。 こ の弁を介して溶剤供袷の為の高圧計 量ポンプに連結している。 ス ク リ ュ ー洪給部から来る溶融ポ リ マ — にて充された計量部に溶剤が圧入され、 この計.量部.の スク リ ューにより ボ リ マー と溶剤 は混合 · 溶解される。 ' , 溶剤注入部のス ク リ ュ ーで 、 溶剤の添加を容易にする;ため、 ス ク リ ュ ーの溝深さを前後の溝深さにより若干深く した方が 好適である。 こ う する こ とにより スク リ ユ ーの供袷例よ り も バ レル内部の圧力が低く なり 、 ス ク リ ュ ーの供袷部への溶剤 の逆流、 噴出が防止出来る。 この混合 ♦ 溶解部の圧力は押出 機の出口側のノ ズル寸法を変更する こ とによ り 自由に変える こ とが出来る。 これによつて、 ポ リ マーの種類及び分子量に 好適な圧力を得る こ とが出来る。 又この部分でのポ リ マーの 滞留時間もス ク リ ュ ーの長さを制御する こ とによ り 自由に変 える こ とが出来る。 即ち、 こ の押出機の混合 · 溶解領域での 状態を溶解させるボリ マ ー / 容剤系に最適なものにする為に、 圧力 * 温度 ··混合剪断力 · 滞留時間を自由に設定出来、 結果 として均一なポリマー溶液を容易に、 且つ安定して得ること が出来る。
[0162] フラ ッ シュ紡糸系の溶剤 ,ポリ マ —は高圧にして始めて溶 解する。 従ってボリマ —溶液の調整には必らず高圧容器を必 要とする。 特に 350 °cまでに達する温度条件下の高圧容器を 必要とする。 更に攪拌付き高 E容器を必要とする。
[0163] この時、 可動蝕の軸封と云う S難な課題に逢着する。 フ ラ .ン シ ュ紡糸系にて高分子量、 例えば高密度ポリ ヱチ レ ンで、 メ ル ト イ ンデッ ク ス （M l ) にて 4以下 （重量平埒分子量 10 10⁴ 以上） を用いよう とすると、 必然的に高圧にする必 要がある。 高圧としなければ、 甩いる分子量を制限'されるば かりでなく 、 比較的低い分子量でも溶解に長時間を要しボリ マーの劣化を生ずる。 - 本発明奢等は溶融ポリマーによる液封と云う手法を開発し、 ― この問題を解決した。 より具体的には押出機バレルとスク リ ュ一とからなる空間にポリ マ 一を充潢させて溶剤ガスの噴出 を防止する。 この場合大切なことは、 この空間に溶融ポリ マ —が充篛しながら、 スク リ ュ一前方に向って流れていること であり、 従つて圧力勾配が生じていることである。
[0164] この間の事情を更に詳しく說明すると、 次の様になる。
[0165] 米国 Zeher Tadmor及び Im Rich Klein著の "Engineering Princi les or P las tica tx ng B trudor " (Van Nars trand Reinhold Company発行） の p79〜 pl07及び _P359〜 P400にも詳 しく記載されている様に、 操作条件により必ず押出機内に圧 力の極大部が生ずる。 より詳しく は、 スク リ ュ一を供給部、 圧縮部、 計量化部に区分した場合、 ポ リ マーの溶融時点以降 の計量化部の始ま り地点の前後に圧力の極大部が生ずる。 こ の極大部以降徐々に圧力は下がる。 特に、 計量化部のスク リ ユ ー遘深さを、 圧縮部の最小導深さに相当する圧缩終了点よ り深 く する と多 く の場合圧力が下がり 、 その場合は、 圧縮部 終了点近傍に圧力最大部が生ずる。 この圧力を利用 して溶剤 の シ ール ¾·行つ 。
[0166] 従って、 用いる スク リ ュ ーの寸法形態に工夫が必要である。 即ち、 溶融'を完全にするために、 供給部の長さ はある程度長 く する。 大抵の場合、 押出璣の口径とス ク リ ユ ーネジのピ ン チが--致しており 、 以下にス ク リ ユ ーの寸法の好しい具体洌 を述べる。 供給部の長さは Ί ピッ チ以上、 好ま し く は 9 ピ ッ チ以上である。 ，
[0167] 又、 スク リ ュ一の圧縮比は、 圧力形成に重要であり 、 ポ リ マー の供給形態がペレ ツ 卜 の場合は、 圧縮比が 3. 0 以上、 粉 末の場合は、 4. 0 以上がよい。
[0168] 圧縮部の長さは通常 5 ピ ッ チあれば充分であるが、 7 ピ ッ チ以上ある方が好ま しい。 又圧縮部の終了点については、 計 量化部の開始点近傍に、 いわゆる混合区域 （ ミ キ シ ングゾー ン） を設けてもよい。 こ の部分は短かく 、 且つ高剪断を与え た方がよい。
[0169] 計量化部の形態は、 この部分に溶剤供給口を設けるので長 い方がよい。 即ち 7 ピ ッ チ以上、 好し.く は 8 ピッチ以上であ る。 溶剤供給口の設置は計量化部が始ま ってから 3 ない し 4 ピッ チ目に設ける方がよい。 勿論これ以上の長さがあっても よい。 更に溶剤の投入を容易にするために、 溶剤投入口のあ る部分のスク リ ュ一口径 小さ くする。 即ち溝深さを深く し た方がよい。 この部分の長さはスク リ ュ一径の缄少もし く 増大も含めて少なく も 2 ピッチ 上が望ましい。
[0170] 更に計量化部の溝深さとしてば、 押出機口径が 3 5 ™ ø な ら 1 mmから. 3 mm禾呈度、 6 5 -なら 2 mm:か mm程度、 9 0 ma. ¾ ¾> 2. 5 カヽ ' ¾ 4. 5 程度、 120 mm φ ¾Γ ά ram刀、；^ ο am 程度、 150 Φなら 3 mmから- 6 mm程度等が好しい。
[0171] 更にス ク リ ーの外径と押出機バレル径の間に生ずる間隙 に関しては通常 0. 1 〜 0. 8 mmが採用され、 口径が小さい程、 間隙を挟く した方がよい。 . 又、 揉作条件は、 ス ク リ ュ -を上記寸法にした上で、 温度、 スク リ ュー回転数-、 吐出量によって定.まる _P 即ち、 押出操作 を開始し、 所定温度に-て試行錯誤法によつて溶剤がホツバ— ： 口から噴出しないス'ク リ ュー回転数、 吐出量の条件を求める。 吐出温度の例として、 ポリ エチ レ ンの場合 200。cから 280 が選択される。 こ の時、 押 ¾機内の圧力最大点の圧力は少 く も 100 kgノ αί ♦ Gが好ましい。 これ] ¾下でも運転出来ない こともないが、 吐出量の変動等に.より圧力が変勖し、 溶剤が 噴出する場合がある。
[0172] この方法はフラ ッシュ紡糸からの網状織維を得るためのも のであり、 こ の工程を经た後、
[0173] ① 直ちに紡岀装置に供給する、
[0174] ② 次の混合装置に導入した後、 紡出装置に供給する、
[0175] 新たな溶剤と共に次の混合装置で混合して、 紡出装置 に供給する、
[0176] 等の工程が選択される。
[0177] ① の工程は、 混合に要する滞留時間を考慮して本発明の 混合部のホ—ル ドア ッ プ体積を大き く する こ とが必要である が、 最も簡単なプロ セスとなり 、 好適なものである。
[0178] 本発明において、 ポ リ マ一と溶剤の高温 · 高圧溶液は紡出 装置でフ ラ ッ シ ュ吐出され、 網状織維が得られる。 こ の フ ラ シ ュ吐出方法は、 従来公知の技術を用いてよ く 減圧ォ リ フ イ ス、 減圧室、 及び紡糸ノ ズルよ り成る紡口アセ ンブ リ —の 使用によ る フ ラ ッ シュ吐出が好ま しい。 そ して、 これらの装 置の形状や構造は任意に選択でき る。
[0179] 本発明に用いるボ リ マ _ノ溶剤系は常温 · 常圧では溶解せ ず、 高温 ' .高圧にて始めて溶解する。 従って、 一般的特徴と しては相互に溶解しに く い系に属し、 たとえ高温 ' 高圧にし て も簡単には溶けない。 このため、 押出機のス ク リ ュ ーに付 設して機械的混合の領域を設ける こ とが好ま しい。 即ち、 ポ リ マ ー と溶剤の接触面積を拡大する こ とによ り 、 溶解面積を 広 く して、 速やかに溶解させる。 このための一つの方法は、 押出機と同一铀上に特別な機械的混合部を設ける こ とである - 「特別な」 と云う用語は、 押出機ス ク リ ュ ーの供給部、 圧縮 部及び計量部のネジ構造とは異なつた、 混合 ， 攪拌効果の向 上を狙った構造体を意味する， 例えば、 ダルメ ー ジ と称され る構造体などがこれに当る。
[0180] 本発明では、 押出機の駆動系は一つで、 押出機のス ク リ ュ —は、 溶融供袷部と溶剤との特別な機械的混合部とを有し且 つ、 の中閭部分のバレルに溶剤注入部を有している。 この 出機ば通常の溶融成形に用いられている供給、 圧縮、 計量 各部よりなる通常のスク リ ユーの先篛に、 混合機能を有する 状に構成された搆造体を維ぎ足すか、 あるいは溶剤注入口 ついた特別な機裱的混合部を有するバレルを維ぎ足して形 成することができる。 又本発明に使用するために独自に設計 されたものであってもよい。
[0181] この好ましい実施例においては、 押出機スク リ ユーの回転 によって、 溶融ボリ マーが供袷され、 引繞いてこの溶融ポ リ マ —と別途定量ポンプ等で供辁される溶剤とが特別な構造体 により機狨的に混合される。 この押出機と構造体とは駆動系 がーつであり、 その摺 Si部ば通常の押出機と同一構造でよ く 、 低粘度で'ある'溶剤は、. 溶融ポリ マーで遮ぎられた形でこの摺 勳部にば到達しない。
[0182] 溶融ボリマーと溶剤との混合に用いる混合機能を有する搆 造体のタィ プは、 各種の搆造ゃ形状のものがあり、 これらを 本発明に用いる -ことができる。
[0183] 即ち、 ダルメ ージ搆造のもの、 切欠きのある多条ネジ構造の もの、 せき止め搆造のもの、 多列ピ ン構造のもの等であり、 又これらを組合わせたものでもよい。 更にバレル側にせき止 め、 溝、 ピ ンを設けて前記構造体と組合わせてもよい。 更に は、 回転体とバレル-を多角形にし二—ダー劾果を狙つたもの でもよい。 これらは、 用いるポリ マーの種類、 溶融粘度や溶 剤の種類 ♦ 混合割合等によって選択される。 - この好ましい実施钶により 、 高分子量ポリ マーでも容易に、 短時間に且つ劣化させる こ とな く 溶剤に溶解させる こ とが出 来、 よ り好ま しい 状織維が安定して連続的に得られる。 更によ り好ま しい実施例と して、 多段階で混合する こ と、 その上好ま しい方法と して多段階にて溶剤を添加し、 混合 - 溶解させる方法がある。
[0184] 最も好適な実施洌と して、 第 1 段階はス ク リ ュ ーに付設し た機狨的混合の領域に溶剤の 1 部を添加し、 混合 · 溶解させ た後、 第二段階以降の混合 ' 溶解手段と して静的混合素子を 用い、 その静的混合素子毎に残り の溶剤を順次添加せしめて 混合 · 瑢解せしめる方法がある。
[0185] 先述した従来公知の技術においては、 所定濃度の溶液とす る為に、 必要量のポ リ マーと溶剤を一挙に合わせて混合 · 溶 解している。 所がこ の方法では.、，混合 · 溶解なかんずく 溶解 にかなり の長時 1を要し、 なかなか均一なポ リ マ—溶液とな らない。 '
[0186] 本発明者らは、 こ の問題点に就いて種々考慮した所、 フ ラ ソ シュ紡糸に用いるポ リ マ—ノ溶剤系はポ リ マー濃度が高い 程溶解し易いこ とを見出し、 更に高圧にすれば益々溶解し易 い こ とを見い出した。 この結果、 本発明の押出機溶解法の更 に好ま しい方法を発明する に至った。
[0187] 即ち、 ί列と して高密度ポ リ エ チ レ ン /フ ロ ン — 1 1 ( ト リ ク ロ 口 フルォ ロメ タ ン） 系を用いて說明すれば、 第 4図のグ ラ フ の相図に示すよ う に、 ポ リ マー濃度が 1 2 w t %よ り 1 5 w t %の方がより溶解し易いこ とが分る。 更にボ リ マ ー濃度を 増加して行けばよ り溶解し易いこ とが見い出された。 このク" ラフから高分子溶液論に云う LC ST型の柑図を持つことが示さ れ、 本発明者らの研究の結果と、 挙動が一致する （高分子学 会編、 共立出版発行、 高分子実験学、 第 1 1巻 ^κ高分子溶液 P 139 - 20 参照） 。 - 従って、 溶融ボリ マーに多段階にて順次溶剤を添加して、 多段階に溶解させで順次ポリ マー濃度を下げてゆけば、 本発 明の効果ば益々発揮される。
[0188] 本発明では多段階でポンプ等を用いて溶剤を添加するが、 それぞれの溶剤添加後、 ポリ マ—と溶剤の混合操作を加える ことが好ましい。 この混合操作は、 いかなる技術が用いられ てもよ く 、 攪拌翼やミキ シングスク リ ュ一による機械攪拌、 静的混合素？等を用いた混合が採用されてよい。 又、 これら を組み合わせることによって極めて好ましいプロセスとする ことも可能である。 ：
[0189] 本発明でいう溶剤の多段階添加とは 2段階以上に分割され た添加を意味し、 最初にポリ マーと溶剤とが合流したところ が 1段巨であり、 2段 Κ上であれば制限はされない。
[0190] この第 2段階目以降の溶剤添加のための手段としては、 特 に制限されるものではないが、 静的混合素子を いることが 好ましい。 即ち、 充分な混合能力を有し、 摺勣部を持たない 装置としてこれらが推箕される。 この静的混合素子のタィ プ に特に制限はな く 、 従来公知のものでも、 又はこれらの改良 型でもよい。 公知のタイ プの例としては、 ケニックス社のス タティ フ ク ミキサー、 スルザ一社のスルザ一 ミ キサー、 東レ 社のハイ ミキサー等がある。 ' • 本発明においては、 ポ リ マーは混合の初期に予め一部の溶 剤と混合されており、 その粘性が小さ く なっており 、 更に加 えられる溶剤との親和力も大き く なっているので、 静的混合 素子における圧損は小さ く 、 均一溶液が容易に得られる。 従 つて、 静的混合素子の形状や段数に対する 自由度 大き く 、 適宜に選択できる。
[0191] 又、 本穽明の方法では、 用いるボ リ マーに応じて、 任意の 溶剤が採用される。 即ち、 フ ラ ッ シ ュ紡糸から網状織維を得 るために用いられる公知のボ リ マ — Z溶剤の組み合わせが可 能であり 、 溶剤と しては、 塩化メ チ レ ン、 ト リ ク ロ 口 フルォ ロ メ タ ン、 ト リ ク ロ 口 ト リ フノレオ ロ ェタ ン等のノ、ロゲン化炭 化水素等が用いられる。 そしてこれらは混合物であってもよ い
[0192] 本発明の目的はフ ラ ッ シ ュ紡糸からの網状繊維を得る こ と にあり 、 本発明におけるポ リ マーと溶剤の量比は、 こ の目的 の範囲内で任意に選択する こ とができ る。 この観点から、 網 状識維を得るための紡出溶液のボ リ マー濃度は好ま し く は 5 〜 2 0 w t %である。
[0193] 従って本発明に示される溶剤を多段階で添加する方法では、 連続して供給されるポ リ マーに対して、 最終的な紡出溶液の ポ リ マ ー濃度となるために必要な溶剤量を分割して注入する。 実質的に多段階で添加するため、 各段で全溶剤量のう ち 1 〜 9 9 %の範囲の溶剤量が添加される とよい。 第一段目で 1 〜 9 0 %の溶剤が添加される こ とが好ま し く 、 5〜 8 0 %がさ らに好ま しい。 そして、 必要な残り の溶剤が後段で添加され るが、 これらを更に分割して添加することも任意であり、 分 割法は任意に選択されてよい。 '
[0194] 高密度ポリ ヱチレンと F — 1 1 との系のフラ ッ シュ紡糸に ついて前述の条件を具体的に説明する。 メ ル トイ ンデックス ( . I . ) で表現した、 搿いられるポリ マーの分子量は、
[0195] I 0 (重量平均分子量約 7 x lO ⁴ )以下好ましく は 1 (重量平 均分子量約 15 x 10つ以下、 更に好ましく は 0. 8 (重量平均分 子量 16 X 10 ⁴ )以下であって、 0. 05 (重量平均分子量約 40 X 10⁴)まで用いることが出来る。 ' 特に好ましい範囲としてメ ル ト イ ンデ ッ ク ス 1. 0から 0. 1 が推奨できる。 特に好ましい範囲としてメル トイ ンデックス にて 0. 8力、ら 0. 3がよい。 . このポリマーは押出機にて 200でから 300での範面で溶融 される。 メ ル トイ ンデックスは小さ く なるに従って押出機の 加熟温度は高く設定する必要がある。 用いるスク リ ユー形状 は通常用いられるスク リ ユ ーネジピッチとスク リ ュ一径とが 一致した等ピッ チ構造のものでよいが、 高分子量 （M l が小 さい） のポリ マーでは、 供給部の長さを大き く する必要があ る。 又、 更に溶融を容易に、 且つ速やかに行うために圧縮部 の終り と計量化部の始まりの所に特別に剪断作用を加え、 溶 融を完了させるスク リ ユ ー ミキシングゾーンがあってもよい ボリ マーの溶融が完全に終るとポリマー溶解域に入る。 ポ リマ—溶解域には溶剤注入口があり、 こ 、から溶剤が注入さ れる。 溶剤の注入圧力はポリ マー溶解域の圧力に応じて定ま る。 このポリ マー溶解域の圧力は均一ボリ マ ー溶液の作成に 重要であり 、 従って、 ボ リ マーの分子量に応じて定ま る。 ポ リ マーの分子量に対応してボ リ マー溶解域の圧力は定ま り 、 こ れに対応して溶剤注入圧力が定ま る。 従って、 最高酎圧を 高く し （ί列えば 500 kg / cm² · G程度） 圧力に無閬係に一定 容積を送り 出すポ ンプを用いる とよい この ί列と してプラ ン ジ ヤ ーボ ンプがある。
[0196] 又注入する溶剤は加熟してもよいし 加熟しな く て もよい 力 少し加熱した方が混合 · 溶解を安定して行えるので好ま しい。 えば、 溶剤の種類にもよる力 、 フ ロ ン 一 1 1 な ら 5 0 てから 200 °cの温度範囲である。
[0197] ：;容剤の注入口にはポ リ マーの逆流を防止する逆止弁を取り つけ 'る とよい。 こ の逆止弁は通常用い られる構造のものでよ いが、 ボ リ マ —が詰つた時に掃除し易い構造のものが好ま し い。 更 この弁を加熱する とよい。
[0198] 次にポ リ マ ー溶解域の圧力であるが、 この領域の圧力は溶 蝨したボ リ マーで完全に充満された地点、 即ち溶剤入口の少 し前、 ス ク リ ュ ーのネ ジの ピ ッ チ数で云えば 2 〜 3 ピ ッ チ前 から始ま り 、 減圧室オ リ フ ィ スに至るまでの領域の圧力であ る。
[0199] この圧力はポ リ マーが高密度ボ リ ヱチ レ ンの場合には次の よ う になる。 即ち、 メ ノレ ト イ ンデ ノ ク ス （ M i ) 5. 0 のポ リ マ 一であるな ら 1 50 kg / crf · Gから 350 kg Z cn! · G程度、 1. 2 のポ リ マ一 な ら 1 60〜 360 kg cm² - G程度、 0. 8 のボ リ マ -なら 1 70〜 400 kg / ci ' G 、 0. 3 のポ リ マーであれば 200〜 450 kg d - G 、 0. 3 を越えて 0 . 03位までな らば 250 〜500 kg / d · Gの加圧によって混合 ' 溶解は充分に行う こ とができる。
[0200] 一般に高密度ポリ エチ レンに限らずポ マ一の分子量が高 く なれば、 ポリ マ—溶解域の圧力を高く する必要がある。 従 つてスク ュー抨出機を じめ、 特殊な瀵钹的混合部、 静的 混合部等各装置の耐圧は充分高く してお く必要がある - に Sf圧強度は 200〜 750 g / οέ · Gあることが好ま しい。
[0201] 従って、.各フラ ンジ部及び圧力 · 蕋度等の検出篛のシー ル には充分に留意する必要がある。 フ ラ ンジ部のシ―ルとして は金属中空 0 リ ング形が使い易い。 又検出 ¾のシールは金属 接触 が便利である。
[0202] 又、 スグ ¹； ュ 了铀方向のシ—ルは溶融したボリ マーにて流 体シール力 <行われる， 徒って、 少く とも、 ス ク リ ユーのネジ の ピ ッ チ数にて、 ピ ッ チ前の位置における圧力ば溶剤注入 部の圧力より高く なければならない。 このために、 溶剤注入 部の空間体積ば、 押出機ホ ッパー側の部分の空間体積より大 き くするとよい。 即ち、 溝深さを深く すればよい。 こ のよ う な搆成により溶剤注入口の直前はボリ マー溶解域の圧力よ 'り も高く なる。 この圧力勾配によって溶剤は完全にシールされ、 ホッパー側に逆流、 もしく は噴出することがない。 この部分 の圧力を常に最大に保つ好ましい方法としてポリ マー溶解域 のいずれかの地点にギヤ一ポンプを設置するとよい。 最も好 ましい設置点は特殊機棱混合部の後がよい。 こ のよ うな構成 によ ¾、 ボリ マー融体による流体シ—ルばより完全なものと なる。 · 溶剤注入部にてボ リ マー と溶剤は合流し、 引铙いて特殊な 機械混合部に流入する。 こ 0部分は、 好ま しい形態と して、 ス ク リ ュ ー铀と同一蝕を形成している。 従って、 回転数はス ク リ ュ ー回転数と同一となる。 然し、 この機 混合部 大坻 の場合ポ ンプ能力はな く 、 混合攪拌機能が主となる。
[0203] こ の場合、 ポ ンプ能力はス ク リ ュ ー押出機及び';'容剤ボ ンプ に負担される。 ス ク リ ュ ー押出機のボ ンプ能力 ス ク リ ユ ー の計量化部にある。 従って、 この部分の長さはポ リ マー ^解 域の圧力が高 く なるに従って、 長 く 取る必要がある。 '
[0204] 璣滅的混合部の温度は、 ス ク リ ュ ー押出機の温度よ り も低 く 設定する とよい。 持にフ ラ ッ シュ紡糸するポ リ マ一 Z溶剤 系は前 ΐέした様に高分子溶液論で云う L C S T型溶液なの.で、 低 ■ 温 · 高圧型の溶解挙勣を示すので、 必要以上にこの部分の温 ' 度を高める必要はない。 ポ リ マー劣化防止の袁味から も適正 ， な温度が好ま しい。 高密度ボ リ ヱチ レ ンの例では、 170〜
[0205] 220 で であり 、 より好ま し く は 1 80〜 200 てである。
[0206] こ の特殊機械混合部の長さ、 形態は前述した様に種々 ある が、 混合能力の点からは長 く した方がよい。 又形態はダルメ ー ジ型、 も し く はニーダー型、 リ ヤー型がよいが、 この形 態を採用 し、 特にその長さを長 く する と負荷が大き く なり 、 璣據的発熱が大き く なる傾向がある。 こ の発熱を抑止するた めに、 ピ ン型混合構造に、 その一部を変えてもよい。
[0207] 一般に.、 吐出量が大き く なる程、 そ してポ リ マーの分子量 が高 く なる程、 こ の部分の長さは大き く する こ とが好ま しい。 又、 多段に溶剤を添加する場合は、 この特殊機械混合部へ の溶剤添加が第 1段目となる。 この場合、 溶剤添加量の配分 を考慮する必要がある。
[0208] 一般にボリ マ —の分子量が大き く なる程、 第 1段巨の溶剤 添加量を増加した方がよい。 特に大きな障害が生じなければ、 - 各添加個所で使用される溶剤ポンプ形式を同一とするために、 , 等分配方式の溶剤添加がよい。
[0209] 高密度ポ リ エチ レ ン フ ロ ン - i 1 の系で 、 第 1段目の 添加量を全添加量の 10〜 70 %にするとよい，
[0210] 特殊な機域的混合部の次にギヤ—ポ,ンプを設けてもよい。 こ のギヤ一ポ ンプの形態については、 通常押出成形に用いら れているものでよい。 特に注意を要するのはギヤ一ポンプの . 軸シールである。 この部分での混合ポリマー溶液の粘度は 30 〜 500 セン'チポィ ズ程度であっ 、 ー舷の流体に比較して粘 度 高い。 従って、 通常のグラ ン ドシ一ルでも使用可能であ
[0211] . 更に好適なシール方法としては、 初期に溶液を少し漏洩さ せるとよい- なぜならば、 漏洩により蝕の間隙にポリ マーが 析出 · 充¾され、 このポリ マーが潤滑剤の励きをするからで め ■ ο
[0212] 更にギヤ一ポンプの設置により、 以降の領域の圧力を、 更 ノ に高めることが可能となり、 溶解の程度を自由に制御出来る。
[0213] 特に特殊な機械的混合部の圧力をギヤ一ポンプの回転数によ り、 自在に制御出来る。 従って、 この部分の圧力を高めて、 より高圧での溶解を実施でき、 溶解を速めることが出来る。 これらの圧力の設定は、 ポリ マー ' 溶剤の種類、 量に依って 変化するので試行錯誤法にて最適値を設定すればよい。
[0214] 引^いて二段目の静的混合部に入る。 この二段目の静的混 合部の前に溶剤注入ロを設けた方がより好ま しい。 但し注入 口を設けな く てもよい。
[0215] この溶剤注入口の構造については、 前段からの混合ボ リ マ 一溶液と新たに添加された溶剤と力く、 配管の全断面に亘つて 均一に分布するよ う に設計する こ とが肝要である。
[0216] なぜな らば、 静的混合体は層流混合となるので、 混合する
[0217] 5
[0218] - 1
[0219] 液体の粘度比が著し く 異なる場合、 溶剤を集中添加する と混 合が不充分となり 、 溶解が不完全となり 、 好ま し く ない結果 を与える。 このため全断面に均一に分布するよう にする。 例えば、.多孔板を用いて、 前段からの混合ボ リ マー溶液を あたかも " そう麵 " の如 く に溶剤中に吐出させるか又は多数 の溶剤噴出 D.を配管断面内に設ける等の工夫をする こ とが好 ま しい。
[0220] 静的混合素子と して少く と も 4 0 段が必要であり 、 このた めに静的混合素子 1 個当り の圧損は小さ く ても、 全体と して ：.まかなり の圧損となる。 従って、 各単位毎にま とめて支持し、 全段数を集積し出口側にて一括して支持する形式を避ける。 この様な対策を取らないと最終段の所で座屈が生ずる場合が ある。
[0221] この静的混合素子も含めて配管系の温度は、 前段よ り 低め てもよい。 この部分においてボ リ マー溶液の温度が定ま るの で、 特に障害が発生しない場合は低めた方が好ま しい。 高密 度ポ リ エチ レ ンの例では 160〜 200 て、 好ま し く は ' 170〜 180 でである。
[0222] 更に留意すべきは、 最終混合部を出た所のポリ マ ー溶液の 圧力である。 この部分の圧力ば直接減圧室の圧力に影響を反 ぼし、 直ちに紡糸状態を左右する。
[0223] この最終段混合部を出た所での圧力が著しく 変動している のは、 まだポリマ一が完全に溶荊に溶解していないことを示 す。 従って、 もし圧力変勖巾が大きい場合ば、 更に混合段数 を増すか、 溶剤添加段数を増す必要がある。
[0224] 一般に、 混合最終段直後、 ¾圧室直後の圧力変勣巾 5 / cm¹ ' G以下が好まし く 、 更に好ま し く は 3 kg / erf · G以下
[0225] ： Jのる
[0226] この混合最終段、 滹圧室直前にフ ィ ルタ ーを設けてもよい < このフ -ィ ルターの形式には多種あるが、 瀘過面積が大き く圧 損の少ないものがよい。 一般には、 プリ 一ッ型もし:く はディ スク型の面濾過方式のものを用いるとよい。
[0227] 更に混合領域も含めて配眚系は可能な限り潘暂部が生じな い構造とする。 滞留を生ずる死角があると劣化ボリマーが生 じ、 この劣化物が剥落してオリ フ ィ スの孔に詰まる。 これは 非常に好ましく ない結果を生じる。
[0228] 更に、 押出機系も含めて、 フラ ンジ部、 検出端部に狭い間 隙が生じないようにする。 この部分にボリ マ —溶液が入ると 応力腐食を発生し、 ク ラ ッ クが生じ、 そこからポリ マー溶液 が噴出する場合がある。 この腐食を防止するためにば、 す食 性の高い材質を用いればよい。
[0229] 引'繞いてブラ フシュ紡糸部に至る。 この部分は減圧室オリ フ ィ ス · 減圧室及び紡口オ リ フ ィ スからなる。 こ.の部の形状 寸法等については従来公知の技術に同じである。 但し、 ォ リ フ ィ ス寸法については、 ポ リ マ ー溶解域の圧力、 减圧室の圧 力を考慮して决定する。
[0230] 圧力及び温度が最終的に紡糸状態と得られた纖維の物性に 影響する。 減圧室フ ラ ッ シ ュ紡糸部の こ の部分の圧力及び温 度は、 高密度ポ リ エ チ レ ンの場合、 4 0 kg Ζ αι! · G 1 50 kg ノ crf · G及び 1 50 1 90 cである。 この温度 ♦ 圧力の最適値 は運転条件によ つて変化し、 特にボリ 分子量の影響を強 く 受ける。 基本的.には、 なんらかの意味で、 相分離の欠点が 生ずる こ とであり 、 従って、 .運転条件と相分離状態を考慮し て減圧室の条件を決定する。
[0231] 第 5.図か.ら第 1 0図までに本発明の網状織維を製造する方 法を実施する装置の実施例を示,す。
[0232] 第 5 図は本発明の典形的な工程のフ ロ ーチ ヤ — トを示し、 第 6 図はこれに使用される ス ク リ 押出機の内部を示す。 即ち、 第 5 図に示すよ う に、 製造装置には押出機 4 レル 5 及び溶剤ポ ンプ 6 、 紡糸装置 7 が設けられてい る 。 押出機 4 にてボ リ は溶融され、 レノレ 5 内の溶融ボ リ マ一にて 封鎖されたボ リ 溶解域に送られる。 別置の溶剤ポ ンプ 6 よ り溶剤がポリ マーの逆止弁 （図示せず） を通して前記ポ リ 溶解域に送り込まれる。 レル 5 内の回転する ス ク リ —によ り溶剤とポ リ は混合 · 溶解されて均一なポ リ 溶液となり.、 紡出装置 7 に送液される。 こ の紡出装置 7 は減 圧オ リ フ ィ ス、 減圧室及び紡ロォ リ フ ィ ス、 加熱装置からな ¾、 こ おいて紡口オリ フィスを通してボリ マ ー溶液は低 圧域に紡岀され、 連繞した網状織維となる。
[0233] 押出機バレル 5 は、 第 6図に示す様にバレル内にスク リ ュ — 1 i があり、 このスク リ ユーは供.袷部 1 2、 圧缩部 1 3 、 計量化部 14 , 15 , 16からなっている。'この計量化部を更に钿 かく見ると、 計量化部 1 4 は圧縮部丄 3から来た溶融ポリ マ —にて充¾されており、 溶 ばホッパー口 1 了へ逆流する こ と 出来ない。 又計量化部 1 55 4は前部 1 6及び後部 1 4よ も遘深さが大き く そのために計量化部に圧力の極小部を形成 している。 このために、 溶剤流入口 1 8 より の溶剤は容易に 抨出機バレル内に注入される。 計量化前部 1 4から来た溶融 ポリ マ —と流入口 1 8から来た溶剤ば'計量化後部 1 6 にてス ク リ ューが回転していることにより混合 * 溶解され、 ポリ マ 一溶液となつて岀ロ開口部 2 0から流出する。 計量化部 14 , 15 , 16はポリマー流量、 溶剤流量により遺宜最適化される。
[0234] 第了面、 第 8図は押出機の好ましい他の実施例である。
[0235] 第 7図ば、 本発明の実施に用いる押出機、 及びそのスク リ ユ -と共輪の特別な混合構造体 （混合ミキサ一） の構造を示， 士 本装置ば、 ポリ マ—の投入口 1 7からポリ マーが供給され、 躯動系 1 9 の面転によつてスク リ ュー 2 1 で溶融され、 前方 (図で右方） に押出される。 一方バレル 5 に設置された溶剤 注入口 1 8 より溶剤が添加され、 混合構造体 （ダルメ ージ形） 2 2によつて両者は混合され、 混合物の出口開口部 2 0 に到 第 8 図は、 第 7 図とは異なる形状の混合構造体 （ダルメ 一 ジ形及びピ ン形） 2 2 ' 及び 2 2 " を有する場合の構造図で め "
[0236] 本発明においては、 出口開口部 2 0 から出て く る混合物を そのまま紡出装置に導いた り 、 或るいは、 こ の後溶剤を更に 添加して混合操作を加えてから紡出装置に導き、 網状繊維を 得る。 .
[0237] 押出機スク リ ュ 一の径は、 製造する網状織維の生産量に応 じて選定され、 こ れと同一铀の構造体の径は、 押出機のス ク リ ュ 一径と同一であっても異なっていてもよい。 又、 構造体 の長さはそれぞれの場合において、 必要混合程度や、 滞留時 間を加味したホ ール ドア ッ プ体積から適宜任意に决定される < 第 9 図及び第 1 0 図は本発明の更に好ま しい実施態様 （装 置） を示す概略のフ ロ ー シ ー トであり 、 符号 4 は押出機 5 は バ レル、 8 はこれと同一軸上にある特殊混合部、 6 は溶剤ボ ン プ、 了 は紡出装置、 9 は静的混合素子からなる混合部を示 第 9 図は多段混合の例であり 、 即ちポ リ マーは符号 8 の特 殊混合部にて混合 · 溶解したのち、 更に静的混合部 9 にて混 合 · 溶解される。
[0238] 第 1 0 図は多段に溶剤を添加し、 その都度混合 * 溶解させ る プロ セ ス のフ ロ ー シー トを示す。 即ち、 第 1 段混合部 8 に 第 1 段溶剤ポ ンプ 6 より溶剤を添加混合 ' 溶解し、 更に第 2 段混合部 9 にて第 2 段ポ ンプ 6 よ り溶剤を添加混合 · 溶解し 所定のポ リ マー瀵度のポ リ マー溶液を得る。 以上説明したように、 分類^ _に属する本発明は、 ポリ マー を溶解するための攪拌機構の封鎖が確実に行えるので、 高圧
[0239] ' 条拌を作り易いことと、 混合効果が大き く 、 また溶液の熱力 , 学的特性を利用したポリ マーの溶解を行うために、 短時間で δ ポリ マ一が溶解でき、 ポリ マーの劣化が抑制されることのた めに、 高分子量の、 かつ分子量分布の狭いポリ マーが均一溶 解できるので、 また、 高圧下の紡糸により フラ ッ シュ力を極 めて高く することができるので、 4 0以下の長周期散乱強度 比を有した高密度ボリ エチレン系め三次元網状織維が生成さ0 れ、 更に、 150 A以上 200 Α以下の長周期を有する三次元網 状織維が得られ、 -更に、 3 0 nf ノ g以上の比表面積を有する 三次元網状織維が生成される。 （ i) - 次に本発明.の三次元網状織維を製造する 法で前記分類 1 ： に属する高圧力差活性化法を用いる三次元絹扰鐡維の製造方5 法を説明する。 '
[0240] 分類 に属する本発明の製造方法ば、 前述のように、 高密 度ボリ エチレン系ポリマーとフロン一 1 1 より成る高圧の均 一溶液を、 減圧ォリ フ ィ ス、 減圧室及び紡糸ノ ズルから成る 紡 ffi装置も裟て、 低圧域へフ ラ ッ シュ し、 高密度ポリ ヱチレ0 ン系ボリ マーの網状織維を得る方法において、 减圧ォリ フ ィ スの前後で、 高圧力差を発生させて、 蒗体を活性化すること を特徴.とする。
[0241] さ らに分類 に属する本発明の製造方法は、 '减圧室の条件 をボリ マー液が二液相領域に属するように定めて紡出する従5 来公知の方法とは異なり、 より高圧の一液相領域からの紡出 を採用 しているため、 紡出時の減圧室の圧力をよ り高圧にで き る という 明らかな優位性を有している。
[0242] したがって本発明によれば、 従来公知の技術よ り も大きな 溶剤のフ ラ ッ シュ力を得る こ とができ、 よ り 高度に延伸 ' 配 向された高強度の 維を得る こ とができ る。 又、 減圧室の圧 力を高め られる こ とから、 ポ リ マーノ溶剤の分解が生じない 比較的低い温度での紡糸で高強度の鐡維を得る こ とが可能と フ 本発明に云う液体とは、 一液相溶液 ' 二液相溶液の両方を 意味する。
[0243] 本発明に云う高圧力差とは、 例えば減圧室の入口にォ リ フ イ スを設けて、 このオ リ フ ィ ス'によ り圧力差を発生させる際 に従来の方法では実施されていない程の高い圧力差を意味す る。 例えば少 く も 8 0 k_g / oi G以上の圧力差を意味する。
[0244] 活性化とは一液相から二液相に相分離する場合、 相分離が 容易に発生する様に、 液体に熟力学的ゆらぎを与える こ とを 意味する。 例えば、 密度などのゆらぎを生じさせる こ とを意 味する。 活性化されているか否かは、 光学窓付き圧力,容器に て光の透過を測定する こ とに依って知る こ とが出来る。 即ち、 一液相溶液に高圧力差を発生させる時透過光が全 く 透過しな く なる。 しかる後又透明な溶液となる。 この一時的なゆらぎ が液体の活性化を意味する。
[0245] 本発明において、 従来推奨されていない一液相領域からの 紡出によ つて高度にフ イ ブリ ル化された高強力な網状織維が 得られる こ とは、 従来予想し得なかったこ とである。 これは、 本発明でば活性化を液体にほどこすことに依って 始めて可能となったものであり、 本発明でばこの活性化を液 体に高圧力差を発生させることに依って達成した。
[0246] この圧力差 必ず液体を活性化する程度に高く なければな らず、 用いるポリ マ一や濃度等に応じて任意に選定されるが、 例えば少なく とも 3 0 kg / erf Gとすることが好ましい。 本- 明 、 滹圧ォリフ - < スにおいて急激に大きな圧力差を発生さ せるこ とによって溶液に何らかの構造変化をもたらして ^圧 室に導き、 紡糸ノ ズルより高圧で吐出する方法である。 この 丄 0 構造変化は高圧力差による熱力学的ゆらぎに依って生じてい る。 この熱力学的ゆらぎば一般的には例えば密度のゆらぎと
[0247] * レ、われている。
[0248] " 本発明でいうポリ マーノ溶剤の一液相 · 二液相の,境界条件 h を示す相図は、 ポ リ マー溶液の相平衡を測定することによ つ
[0249] 15 て得られ、 これらば通常の曇り点を観察する方法によって求 め -ちれる。 即ち、 光学窓を有する高温高圧容器を用い、 一液 相の場合と二液相の場合の透過光の変化を、 可視光線又ばレ 一ザ一光線で観測し、 その境异 （曇り点） 条件を求めること によって得られる。
[0250] 20 これらの曇り点ば、 ボリ マーの種類 （分子量、 分子量分布 や分 ¾度） 、 溶剤の種類、 溶液 Φのポリ マー濃度、 温度、 及 び圧力が要因である。 そして通常の方法に従い、 ポ リ マーノ 溶剤の種類及び瀵度を定めた溶液を用いた場合の平衡的な曇 り点の発生を観察することによって求められる。 即ち、 溶液
[0251] 25 を一定温度に保ちつつ圧力を徐 に変化させる。 又溶液を一 定圧力に保ちつつ温度を徐々 に変化させる。 あるいは場合に ' よ って温度と圧力を同時にゆつ く り と変化させる等の方法に よ って測定され、 いずれの方法が探られてもよい。
[0252] 本発明における具体的な溶液の活性化方法は、 第 1 図の A _: -→ B に示すよ う に、 大きな圧力変化を意味する。 即ち Aは 溶液の圧力であり 、 B 减圧室での圧力を示す。 そ して この よ う な大きな圧力差から得られる網状鐡維は先に示したよ う 従来にないす ぐれた織維であり 、 持に第 1 図に例示するよ う に B点を一液相に属させ ^紡糸方法は好ま しい。
[0253] 本発明の製造方法において、 ボ リ マ—溶液中のポ リ マー ;：農 度は、 4〜 2 5 w t %であり 、 好ま し く は 5〜 2 0 w t %である。
[0254] 以下本発明の分類 1に属する紡糸方法を具体的に説明する。 バッ チ式では、 一般に、 攪拌機装置のあるォー ト ク レーブを 用いる。 ォ — ト ク レ ブは、 ポ リ マー溶液混合攪拌用の攪拌 機、 オ ー ト ク レープ内温度検出用測温抵抗体、 な らびにォ ー ト ク レーブ内圧力検出用ダイ ヤフ ラ ム式圧力計を備えている。 一般的操作においては、 ォー ト ク レーブ中にポ リ マーを添加 し、 褅め付けボル ト によ り ォ ー ト ク レーブの一部分をなす蓋 と胴部を接続する。 次にオー ト ク レープ内をバルブを通して 真空に し、 空気を完全に除去した後、 バルブよ り溶媒を導入 し、 密閉する。
[0255] ォ— ト ク レーブ内のポ リ マー と溶媒は、 攪拌機によ り攪拌 されながら、 ォ一 ト ク レーブ全面に備え られている铸込みヒ 一タ ーにより加熟される こ とによ って、 ボ リ マ一を溶媒に溶 解させる こ とができる。 このポ リ マーの溶媒への溶解過程に おいて重要なことは、 与えられたポリマー、 溶媒の組み合わ せにおいて、 ポリ マー溶液を透明で均一な相に維持すること のできる温度と圧力条件にすることである。 これば、 ォ— ト ク レーブ内条拌を栢図における一液相条件とすることに該当 する。
[0256] 本究明の分類^ _に属する方法では、 ポリ マ—及び溶媒の熟 劣化を防ぐため、 好ましい溶液の温度ば、 ポリ マーが溶媒に 溶解する温度以上で、 かつ断熱的に起こるフ ラ ッ シュ抨 し においてす での溶媒を気化させるために必要な蒸発熱量を 僎辁するに^要な熱量を持つ温度である。 押出し温度が高す ぎる場合には、 ポリ マーの熟劣化や獰媒の熱分解によって生 成するラジカルによつてボリ マーの劣化が著る し-く {£進され、 網状織-維の強度低下や着色を生じる。
[0257] オー ト ク レーブ内の溶液の圧力は、 前記した環明な均一溶 ： 液を維持するニ液栢境界圧力より高い圧力であ ば、 任意に 選択できる。 必要な庄力ば、 機械的ポンプや不活性ガスの加 圧等により得ることができるが、 溶液でォ一 トク レーブ内を 完全に潢たし、 溶液の熟膨張を利用して所望の圧力を得る方 法が好ましい。 溶液の圧力は、 ダイ ヤフラム式圧力計によつ て測定される。
[0258] 次に、 ίき一相から成るポリ マー溶液ば、 放出バルブを開く ことにより、 ォー トク レーブ内の圧力によって、 缄圧ォリ フ イ ス、 減圧室を通 ¾、 次いで紡糸ノ ズルを通り、 大気圧下に 急速に放出ざれ、 フラ ッ シュ紡糸が行なわれる。 オー トク レ ―ブのようなパッチ運転においては、 溶液は放出中ォー トク レーブ内圧を一定に保ち、 紡糸ノ ズルを通る溶液流量速度を 一定にするため、 窒素のよ う な不活性ガス圧又は液圧を用い て加圧する方法がと られる とよい。
[0259] 抆出バルブよ り 押出されたポ リ マ一溶液は、 減圧オ リ フ ィ スを通る際、 圧力低下を引き起こ させ、 ダイ ヤフ ラム式圧力 計で測定される減圧室内の圧力と溶液の加圧圧力の.差を、 液 体が活性化するに充分な高圧力差にする こ とが本発明では必 要である。 例えば少 く と も 8 0 kg Z cm^; G以上が好ま しい。
[0260] そ して、 この'减圧室の温度は、 溶液と同程度又は、 わずか に低下する程度に保たれる。
[0261] 紡糸ノ ズルよ り吐出された溶液は、 溶剤のフ ラ ッ シ ュ とポ リ マーの固化によ り 、 高度にフ ィ ブ リ ル化し、 そして充分に 延伸 ' 配向された高強度の網伏織維を与える,。
[0262] こ れらの紡糸に用いる減圧オ リ フ ィ ス、 減圧室及び紡糸ノ ズルは、 従来公知のいかなる形状及び構造のものを用いる こ とがてき る。 即ち、 本発明に必要な条件である减圧ォ リ フ ィ スの圧力差が液体を活性化するに充分であればよい。 更にボ リ マー液が减圧室において、 相図における一液相領域に属す る よ う に、 溶液の粘度、 流量、 押出し圧力、 及び紡糸温度等 に適切に対応する減圧ォ リ フ ィ スゃ紡糸ノ ズルの径ゃ形状が 任意に選択される。 减圧室の容積は、 液体の活性化状態が保 持される滞留時間となるよ う に選定され、 通常 0. 5〜 1 O c c 程度が採用されるが特に制限されない。
[0263] 本発明の紡糸方法は、 バッチ式 · 連続式のいずれにおいて も実施する こ とができ る 。' 特に連続式において 、 スク リ ュー押 ¾機を用いて、 ポリ マ一溶解域の入口を溶融ポリ マ—で封鎮する方法をとれば、 高圧の均一溶液を作り易い 更に、 ポリ マ -溶解域に於いて. ポリ マ—に対する溶剤の多段階添加 * 混合 · 溶解の少く とも 第 1段皆が、 スク リ ュ—押出機で違铙的に溶融供袷されるボ リ マ―に対して、 該押出機のスク リ ュ 一に付設せられた . 的混合の領域で行われ、 第 2段階以降の溶剤添加 · 混合 · 溶 解が静的混合素子を用いて行われる場合は、 更に均一溶液を ί乍り易い。
[0264] 以上説明したように、 分類' に属する本発明は、 ボリ マ ー 容液に高 力差を発生させ、 瞬間的な熱力学的ゆらぎを発生 させて、' すなわち活性化させて紡糸されること、 更にー液栢 領域内から紡糸されるこ と、 そのため、 '减圧室内での] ΐ力に 上限がなく 、 高圧条件がとれ、 フラ ッ シユカが大きいこ とか ら、 4 0以下の長周期散乱強度比、 更に 150 Α以上 200 A以 下の長周期、 更に 3 0 以上の比表面積を有する高度に フイ ブリ ル化した三次元網状織維が生成される。
[0265] 第 4図ば、 本発明の実施例で測定した高密度ボリ エチ レン とフロ ン— 1 i の相図を示すものであり、 ポ リ マー濃度 1 2 wt ¾、 及び 1 5 w t %を図示した。
[0266] この相匿は、 オー トク レーブ本体の側面底部に一対の光学 窓を有し、 底部バルブに接続され增圧 · 域圧機構を有する装 置を用い、 一定組成の溶液を一定温度に保ちつつ、 液の圧力 を 1分間に^ 5 kg Z ai G以下の速度で変化させ、 光学窓から 点を観察することによつて測定した 次に三次元網状镙維から成る新規な高強力不織布 （H) に ついて説明する。
[0267] 即ち、 分類 ϋに属する不織布は高密度ポ リ エ チ レ ン系の フ ブリ ル化された三次元網状 $璣維が、 ラ ンダムな方向に堆積 され、 互いに強固に熟接着された衷面層と、 表面層よ り も弱 く フ ィ ルム状線維層に熱接着された内層とからなる一体化さ れた ¾様の不 ^布であつて、 内層の比表面積が 5 rrf /' g をこ える こ とを特徵とする引張強度と引裂強度の高い連続網状镞 維不^布であり 、 更に好ま し く は、 不織布の引裂強度を X ( kg / 5 0 g ノ rrf — エ レメ ン ドルフ法） 、 引張強度を Y ( kg 3 cm 5 0 g / m ) と して、. （いずれの強度も不織布の目 ίォけを基準目付 5 0 g ノ m²に比例換算した値） 、 Χ ¾ 0. 4 で、
[0268] .かつ '
[0269] 2 0 X 「 2 8 ≤ Υ ≤ 3 0 ； ： である こ とを特徴とする。
[0270] 以下分類 _Lに属する不識布について、. 詳細に説明する。
[0271] この不織布では、 前述のよ う に高密度ポ リ ヱチ レ ン系の三 次元連^網状織維がラ ンダムに配置され、 堆積されてい る 。 — 即ちフ ラ ッ シュ紡糸された実質的に末端を含まない三次元網 状識維が広げられて各繊維要素が全方向に対して、 おおむね 均一になるよ う に配置され、 堆積されて不織抆となっている。
[0272] そ して紙様の不織布と しての形態保持、 あるいは機械的強 度の発揮のために、 表面層において織維が熱接着されている。 こ の表面層の熟接着は強固であり 、 表面を指で強く 摩擦して も毛羽立つこ とはない。 そ して、 こ の強固に接着された層は、 表面及び裏面の両面、 又はいずれか一面を形成している。
[0273] この不織布の内層における熱接着の強度は、 表面層におけ る熱接着強度と異なる。 即ち、 内層では、 熟接着程度がその 衷面層に较ベてゆるやかであ 、_ したがって内層 織維形態 をよ 多 く残しているフ ィ ルム祅鐡維層である。 その結果、 こ D表面層と内層が一依となつて不織布構造を形成してい 。
[0274] このよ うな不織布の断面搆造自体は公知のものであり、 先 述の U S P 3 , 532. 589号報にも開示されている。
[0275] しがし、 分類 J1に属する不織布'は従来公知の.紙様の三次元 網状镞維不織布より も、 各層の比表面積が高いことを特徵と しており、 それにも拘らず、 かってない高い機械的物性を有 する。
[0276] 本発明でいう内層のフ ィ ルム状織維層とは、 一部がフ ィ ル ム状で一部が織維'状である層をいい、 無理に他の層と剝雞さ れた層において、 剝離により露出した镞維状物の一绻部を把 持し、 镞維として剝難しょう とした時に、 1 0 〜数 1 Ο απ以 上の長さを有する独立した三次元網状鐡維の連続体として襪 維を探取できず、 途中で切断される程度の熟接着をう けた層 を目 つ。
[0277] 分類 に属する不織布は、 この内層の比表面積が 5 tn² / g をこえる ことを特徴としている。 即ち、 紙樣の三次元網伏織 維不裰布を構成する層として従来にない高い比表面積を有し、 不透明性 ' 被覆力にすぐれた不織布である。
[0278] 即ち、 三次元網状織維状物が、 大きな比表面積を有すると、 光の乱反射を生じ、 不透明性 * 被覆力や白度を増加させる。 前記内層の比表面積は、 表面層と内層を機械的に剥離し、 剝離時に層間にまたがるフ ィ ルム状物、 又は織維状物をあま り強く 引き はがさず、 カ ッ タ ー等で切断して層に分離し、 各 層の比表面を測定する こ とで求められる。 本発明ではこ の比 衷面積の測定は窒素吸着の B E T法によ って実施し、 カルロ エルバ社製ソ ープ ト マチ ッ ク 1800を用いて測定した。
[0279] この不織布において、 不裰布の内層 · 表面層を剝難する こ とな く 測定した不織布の比表面積が 5 / g以上である。
[0280] この不織布は、 前述のよ う な高い比表面積を有しているに も拘らず、 従来にない高い機械的強度を有する。 三次元網状 織維の不織布において、 比表面積が大きいこ とは織維間の接 着が不十分であり 、 機械的強度は期待できないもので.あるが、 本発明においては、 この両者が同時に達成される という驚く べき効果が得られる。 即ち、 不織布の機械的強度を代表する 引張強度と引裂強度の関係がかつてな く 良好な不織布である。 引張強度 Y ( kg 3 cm巾ノ 5 0 g nf ) とエ レメ ン ドルフ による引裂強度 X ( kg / 5 0 g / m ) の間に、 X ≥ 0. 4
[0281] - 2 0 X + 2 8 ≤ Y ≤ 3 0 の閬係を有する。
[0282] こ こにおいて、 不織布の強度は基準目付に比例換算した値 であり 、 本発明では基準目付を 5 0 g / rf と している。 即ち、 分類 ϋに属する不織布の目付は 15〜 200 g / mであってよい が、 好ま し く は 20〜 120 g / rriであり 、 中心となる 目付が 5 0 g / m'である こ とにより 、 5 0 g を基準と して強度を規 定した。
[0283] この引張強度と引裂強度の関係を第 1 2 図に示す。 第 1 2図に示すように分類 に属する不籙布の強度の範囲 は X = 0. 4 ゝ Y = 3 0 と Y =— 2 0 X + 2 8及び X = 0 にか こまれる領域内にある。
[0284] 前記範囲に記されたプ α ッ トは後述の実施例で示すデ―タ であり、 同一譏維を用いた不織布に対しては同一のマークで フ。ロ ッ ト してめる。
[0285] ― 一方、 前記本発明の範画舛の点線は比較例にあげた織維を 用 たデ―タを示している。
[0286] 不織布は、 通常方向性があるために、 その機槭的物性を ' I 定するにおいて、 タテ方向及びョコ方向、 そして必要に応 て斜め方向が測定される。 分類 JLに属する不織布は、 先逮の 如く網扰織維の各镞維要素が全方向に対しておおむ ·ね均一に なるように配置されているため、 タテ.方向とョコ方向の物性 を測定し、 その平均を探用することができる。 そして、 この タテ/ョコの物性比は分類 _ϋに属する不織布では 1. 3 Ζ 1 〜 1ゾ 3の範囲に含まれる。
[0287] また、 不織布中の織維の方向性については、 各方向に対す るマイ ク 口波偏波の透過率からも比較的容易に求めることが でき、 この方法を用いることにより本発明の分類 に属する 不織布の方向に対する埒ー性を確認できる。 そして、 マイ ク 口波から求められる方向性と機械的強度、 特に引張強度の方 向性はほぼ一致する。
[0288] このマイ クロ波による不籙布の方向性は、 例えば神琦製紙 社製 「マイ ク ロ波分子配向計」 O A— 200 U を用いて測定さ れる。 - ' 本発明において、 不織布の引張強度は J IS - し - 1068によ つて測定し、 これを基準目付 5 0 g Z rrf に比例換算した もの を Y ( kg / 3 cm巾ノ 5 0 g / m ) と した。 又、 不織布のエ レ メ ン ドルフ引裂強度は、 J I S— L — 1085によ って測定し、 同 じ く 基準目付に換算した ものを X ( kg / 5 0 g / m ) と した。 フ ラ ッ シュ紡糸 .織維シー トを熱接着する方法と しては、 各 種公知の方法が探られる。 高密度ポ リ エチ レ ンでは、 不 ϋ布 と しての強度の発現や形態保持、 そして表面毛羽止めのため 'には結晶融点に近い温度で接着する。 従って、 熟接着不織布 を得る場合、 繊維間の熟接着性が強固である と共に、 熟接着 時に収縮が生じに く いこ と、 接着温度近傍の高温で繊維の機 滅強度が高いこ と等を必要と し、 それを満足する .織維と して 本発明による.前述の三次元網状繊維を用いる。
[0289] 前述のよ う に、 極めて微細なフ ィ ブリ ルよ り成り、 長周期 に独特の搆造を有し、 かつ高温特性にす ぐれた本発明によ る 網状織維を用い熱接着する こ とによ つて前記 に属する不 布が得られ、 その不織布は高い機滅的強度を有する こ とを特 ί とする。
[0290] 三次元網状織維不織布については、 前述の USP3, 169, 899号 報、 特公昭 43-21112号報をはじめ、 多 く の研究が成され、 す でに一部は商品と して巿 IS (Du Pont社： Tyvek® ) されている。 しかし本発明に示されるよう な良好な機械的物性を有する も のは知られていない。
[0291] 前記分類 ϋ·に属する本発明の不織布は不透明性にす ぐれて いる こ と もその特徴である。 即ち、 従来公知の熱接着方法に よっても、 本来その網状織維が有する比表面積が大きいため に光を乱反射しやすぐすぐれた不透明性を有す」る。 さ らに璣 裱的強度が高く 、 高温特性が良好であるため、 熟接着によつ て璣維が損傷されることが少なく 、 接着程度を高く せずとも ' 5 機裱的強度が発現されることと相まって、 不透明性にすぐれ
[0292] た不 ϋ布となっている。
[0293] この不纖布の不透明性は、 包材、 筒封、 衣料等の被覆材と
[0294] . .して非常に重要な性質であり、 .肉眼での観察結果と合致する 方法として、 H e - N e レーザ—透過光量を測定する方法が 10 推奨される。 こ ©測定は暗室中で出力 5 ビー ム径 2. 5
[0295] のレーザー光を不鎩布に照射させ、 不織布を透過する光量を ' レ -ザ一パヮメ 一ターで測定じ、 この位置を連続してずらし て平均することによって求めた。 · . ， . 当然不織.布の目付によって透過光量が変-化し、 目付が增加 15 すれば光量は缄少する。 本 ^明の不鐵布-においては、 目付け が 2 5 g Z mで 2 5 W以下の光量であり、 4 0 g / では
[0296] 2 0 , W以下、 5 Q g / m²では 1 . 8 W以下、 S 0 g Z mで は 1 6 ' W以下であり、 比較的抵ぃ目付においても従来にな い良好な被覆力を示している。 さらに、 2 5 /' で 2 2 20 μ W以下、 4 0 g / mで 1 6 β W以下、 5 0 g Z mで 1 4
[0297] W ¾下、 6 0 g of で 1 2 ：丄 W以下であることが好ま しい。 又、 分類 こ属する本発明の不雞布に対して、 上記の如き 機械的強度と不透明性を保持しつつ、 その他の有用な物性を 付与させることができる。
[0298] 25 冽えば、 採用する接着方法の種類によって、 これらの物性 にバラエテ ィ ーを持たせる こ とが可能である。 即ち、 本発明 の不裰布は、 その熱接着工程において、 従来公知の各種方法 も採用する こ とが出来、 通常は、 不織布の機械的強度が高い こ とをめざすため、 接着面積を多 く でき る熱接着法が採用さ れる。 それら熱接着法においては、 フ ラ ッ ト ロ ールを用いる、 1 0 00個 / cnf以上の浅いエ ンボス ロ ール、 あるいはサ ン ドブラ ス ト ロ ールを用いる 口 一ルプ レス法やロ ール力 レ ンダ一法、 そ してフ ル ト カ レ ンダ一法を採用する こ とができ る。 これ らから得られる分類 _Lに属する本発明の不織布の接着表面は 平滑な外観を有する。
[0299] ί寸与でき るその他の物性と して、 1 000 ira H ₂ 0 以上 5000腿 H ₂ 0 以下の耐水圧や i 〜 1 0 ⁴ · s e c / 5 0 . £の範囲のガー レー · ヒ ル透気度があげられる 。
[0300] 耐水圧の測定は J I S L 1 092 よ り測定し、 ガー レ— · ヒル i3気度は B型ガー レ式デン ソ メ 一タ ーで測定した。
[0301] 分類 J1に属する本発明の不織布は、 フ ラ ッ シュ钫糸された ままの三次元網状織維を広げて織維要素がラ ンダムな方向に 配置され堆積された非接着シー トを前述のよ う に熱接着した ものである。 こ の非接着シー トを得るためのプロ セスは従来 公知の任意のプロ セ スが選定されてよい。
[0302] 本発明の不織布を構成する繊維を得るための溶解プロ セス 、 特に制限される こ とはな 、 従来公知の溶解プロ セ スを 用いる こ とが出来る。 こ の璣維は、 高分子量で分子量分布の 狭い高密度ポ リ エチ レ ンから成っており 、 原料ポ リ マ —を短 時間で溶剤に溶解し、 紡糸してポ リ マ ーの変質を防止する こ とが必要であり、 又、 紡糸-機搆から高圧での溶解を必要とし ている。 又、 この織維を得るための紡口アセ ンブリ ー 先述 の紡糸機構をとり得るものであれば制限されることはない。 即ち、 均一溶液を活性化するための減圧用オ リ フ ィ ス、 m 室ゃノ ズル等は従来公知の形伏のものを任意に用いる。
[0303] 又、 この三次元網状璣維を広げて、 非接着の不織シ— 卜 と する方法としても徒来公知の ^何なる方法 · 装置が用いられ てよい。 基本的には、 紡岀される網状鐡維を広げる衝突装置- 衝突して広がった織維の進行方向を決める装置、 広がった ϋ 維に電荷を与える装置、 鐵維を受け取り堆積させる装置より 成っている。 即ち、 【63 , 899号報、 特公昭 44- 218 Π号報 や l)SP3 _: 456 , 156号報、 さらにそれらの改良等多数の方法が公 知であり、 これらを-用いることが'でき、 特に制限されること Ά 、 o
[0304] 次に三次元網扰織維から成る未融着部分を有する高強力不 織布 （ ） について説明する。
[0305] 即ち分類 に属する不織布は高密度ポリ ヱチレン系のフ ィ ブ ル化された三次元網拔織維が、 ランダムな方向に配置さ れ、 S状に堆積され、 部分的に未融着の独立した網状形態の 鐡維から成る層を含む不裰布であって前記独立した網状織維 が 4 0以下の長周期散乱強度比を有することを特徴とする。 即ち分類 に属する不織布ば、 高密度ポリ エチレン系の三 次元網状連繞镞維より成っており、 これらはラ ンダムに配置 され、 堆積されている。 即ちフラ ッ シュ紡糸された実質的に 末端を含まない三次元網状織維が、 広げられて各鐡維要素が 全方向に対して、 おおむね均一になるよ う に配置され、 連^ 襪維が層を成すよ う に堆積されて不裰布状となっている。
[0306] そして、 この不織布は、 これを構成する多 く の繊維層のう ち、 部分的に未融着な、 少な く と もその一部に接着程度 Oゆ るやかな層を有している。 即ち、 不織布の表面、 あるいは内 層部に前記層を有しており 、 この層から独立した網状織維を 取り 出すこ とが出来る。 こ こでいう独立した網状織維とは、 例えば、 層間を剝離した場合端面に生じる鐡維状物の束を持 ち、 入念に引っ張る こ とによ って、 他の襪維状物と分離され 連^的に引き とれる網状織維をいう 。 従ってこの層において は、 強固にフ ィ ルム状に接着されていず、 全く 接着されてい ないか、 ゆるやかに接着されている'。 したがつてこの不識布 は前記分類 iに属する不織布と異り 、 不織布内で構成する網 状織維が移動の自由度を有し、， その結果柔軟性が付与される。
[0307] このよ う な独立する網状織維は、 織維形態を保持しており 、 2 0 «以上の連続する繊維であり、 引き揃えて、 X線小角散 乱の測定が行う こ とができ る。
[0308] そして、 本発明の不織布を構成する網状織維の微細構造の 特徴があらわれる。 即ち、 X線小角散乱による長周期散乱強 度が 4 0以下である こ とを特徴と している。 このこ とは、 本 ¾明の不裰布を製造するのに用い られる網状織維の特徴がそ のまま現われている こ とを示す。 そして、 他の部分の.織維が 強固に熱接着される処理をう けたと して も織維形状を残す部 分の長周期散乱強度比は、 紡糸された直後と比較して、 殆ん ど変化していないこ とを示す。 一方、 熟接着処理を受けた場合の不織布中の独立した網状 形態の譏維は、 長周期は増加傾向にあり、 150 A以上である ことが好ましい。
[0309] 前記分類 に属する不織布は前記分類 ϋに属する不遴布と 同様に極めて遨 9なフ イブリ ルより成り 、 長周斯に独特の搆 造を有し、 高温特性にすぐれた網状鎪維から成る主と て熟 接着不議杏であって、 その高い機械的強度と融点近傍での高 温特性を有すると兵に、 不透明性にすぐれている。
[0310] 分類 ^に属する本発明の不織布は、 独立した網状璣維形態 を取り出しう る層を含むものであり、 他の層は、 同様の層で あっても、 さらに強固にフ ィ ルム状に接着されていてもよい。 ， 即ち、 シー トを熟接着するための従来公知のいかなる方法 が採られてよ く 、 ロ ール間でのプレスや力' レンダー、 ェ ンボ
[0311] I； スロールに:よる部分熟接着、 フヱル ト力 レ ンダ一による接着 や、 オーブン中又は強制的な熱気流による接着法等が探られ てよい。 当然 両面同時に処理する、 片面のみ処理する、 片 面づっ順次処理する等の各種の方法が探られてよい。 そして、 熟接着後に揉み加工等を実施し、 搆成譏維層の層間の一部を 剝難して柔軟にする等の処置をした不镦布であつてもよい。
[0312] 一方、 シー ト状物に何ら接着に寄与する熱処理を行なわず、 全体が非接着状態、 あるいは圧力で押し固めた状態の不織布 であってもよい。 又、 ニー ドルパンチゃウ ォ ーターパンチ等 で鐵維間を交絡させた不織布、 さらに、 これらに熟接着が併 用された不織布も含まれる。
[0313] 次に三次元網状鐵維から成る均一性に優れた不織布 （ H ) について説明する 。
[0314] 分類且に属する本発明による不織布は、 前述のよ う に、 開 繊した三次元網状繊維がラ ンダムな方向に堆積された不裰布 であって、 不織布を構成する網状織維に存在する束状部が 4 0 デニール / «幅以下の密度を有する束状部か、 4 0 デニ ールノ mm幅以上の密度を有する束状部である場合には、 その 幅が 5 ™以下、 且つ長さが 3 0 以下の束状部である こ とを 持 ©とする。
[0315] 本発明者等は、 不織布を.構成する開繊した三次元網状織維 が特定の開織不良部を持たない場合に不織布の外観上及び目 付け分布上極めて均一な不織布となる事を見いだし、 鋭意研 究の结果本癸明による分類丑に属する不織布を得た。
[0316] この特定の開織不良部とは、 フ ラ ッ シュ紡糸後、 開.織させ られた三次元網状織維が、； シ ー ト状化の過程で集束し、 4 0 デニ -ルノ mm幅の繊維密度以上に集束し且つ幅 5 mm以上、 長 さが 3 0 nm以上の束状部となったものをいう 。 こ の束状部は、 三次元網状繊維全体のフ ィ ブリ ルが集束した'もの及び三次元 網状璣維の一部のフ ィ プリ ルが集束してできたものを意味す る。 織維密度は、 長さ 2 on以上の連続した 維を長さ約 1 00 cm分取り 出し、 2 cm毎に開繊幅を測定し、 織度を開繊幅で除 して求めた。
[0317] このよ う な特定の開繊不良部を持たない開镙した三次元網 状 ϋ維よ り成る不織布が、 不織布の巨視的な均一性を表現す る シ ー ト の幅方向の目付け変動率 （ Rノ ) が 0. 3 以下であ り 、 且つ不織布の微視的な均一性を表現する レーザース ポ ッ ト光の透過光量変勖率が 0. 5以下であるとより好ましい。 か かる条件を滴たすこ とによつて極めて均一な不識布を提供す ることができる。 前記巨付け変動率 （ Rノ ） および透過光 量変動率は下記のように定義される。
[0318] 目付け変動率 = R Z
[0319] 1 cm II X 5 cm長の試料で目付け X i を測定しその平均値、
[0320] X - . ∑ X i / α ( η ： 洌定数で 3 0以上とする》 、
[0321] R = X _{ma X} - X m_{i n} を用いて算 する。 透過光量変動率 = rノ χ /' (目付け） /50 レーザ—ス ポ ッ ト光 （スポッ ド径は 2. 5 舰 ø ) の透過光量をシー トの幅 方向に測定し とし、 その平均値 = ∑ y i / n. ( n ： 測定数で 以上とする） 、 r y _max - y を用いて算 出する。 -/ (目付け） /50 は平均 g付けの違いに り変化 する不織布中の網状織維収束部の後知感度を補正するための 係数であり、 5 0 g m百付けを基準とした。 この捕正は、 不織布の目付け増加に対してレーザー透過光量が目せけ変化 率の平方根で変化する事による ものである。
[0322] かく して本発明による分缓 JLに属する不裰布は、 巨視的に も微視的にも均一な不織布である。
[0323] 即ち、 この不織布では、 不織布を構成する開織した網状織 維が 4 0デニールノ皿幅の織維密度に集束した 5 丽幅以上で 長さ 3 0 以上の束状部を舍まないことになり、 このよう な 均一性の高い不織布はこれまで知られておらず、 本発明の不 織布により初めて均一性を潢足するフラ フ シュ紡糸法による 次元網状織維不識布が得られる。
[0324] 更に、 本発明の均一な不織布に於て、 構成される開繊され 高密度ボリ エチ レ ン系の三次元網状織維が、 4 0以下の長 周期散乱強度比および 1 50 A以上の長周期を有すれば、 既 5 詳し く 述べてきたように従来にみられない高強度、 高熱鼷核 特性、 高不透明性、 高被覆力を兼ね備えた均一性に優れた不 織布となる。
[0325] このよ う にして得られた分類旦に属する不織布 高度の均 一性を利用してフ ィ ルタ一分野等の用途に展開する ことがで0 きる。
[0326] 次に前記分類且に属する均一性に優れた不織布を製造する 方法丄を説明する。
[0327] ' 分類 _Lに属する製造方法は、 回転可能な円盤部.と、 該円盤 部の中央より垂直方向に延び且つ円盤部より小さい直径の円5 形外表面を有する円筒部と、 前記円愨部の片方表面と前記円 筒部の円形外表面との間の空間に傾斜して配置されたスカー ト部から成り、 該ス力— ト部には前記円筒部の蝕線に実質的 に平行な方向で飛来する未開織の三次元網状鐡維を揺動させ る複数の揺勤面と、 該揺動面と交互に配置され、 前記揺動面 によって揺動される三次元網状繊維の揺動方向の急激な変化 を緩和する緩衝面とによって構成されている三次元網状鐡維 の拡散 · 揺動回転分散扳を用いる網状繊維不織布の製造方法 であって、 スカ ー ト部を構成する揺動面の中央と円盤部上表 面とのなす傾斜角度 が锾衝面の中央と円盤部上表面とのな す ί頃斜角度 ^ にほほ'等しい範 ¾であり、 緩衝面が円筒部近く の幅より円盤部近く の幅の方が広い扇型形状であることを特 徵とする三次元網犬織維の拡散 · 揺動回転分散扳を用いるこ とを特徵とする。
[0328] なお前記傾斜角度 "が傾斜角度 にほ 等しい範囲とは «r = β ± ή 。 を意味する。
[0329] 以下、 分類丄に属する本癸明による不織布を製造する好邁 な方法の一例に基づき、 本製造方法を說明する。
[0330] 本来、 フ ラ ッ シュ紡糸法による三次元網状鐡維 、 紡糸し た一本一本の独立した镞維から成る通常のスパ ンボ ン ド法と 異なり網伏に連結された鐡維を開镞分散させなければならな いため均一な不議布を得ることは困難である。
[0331] 本発明者らは、 この不辍布中に存在する不均一性の発生原 因を解明すベく高速度撮影装 tf' (菅原研究所製ス ト ボビジ ヨ ンアナライ ザー · 1 ) を使用し開 ϋ分散部の三次元網 ϋ維の扰態を 1 Ζ30万抄の瞬間写真で追跡した。 好適な開 IS分散技術としては、 高速回転 Ο分散板に未開 $哉の三次元網 状織維を衝突させて開織分散する方法が不織ゥ ブの高速生 産に遺している事からこの方法を用いた。
[0332] 前記観察の結果フ ラ ッ シュ紡糸法による不織シー ト中の搆 成繊維の開镞が不均一である最大の原因が開譏した三次元網 茯镙維中に開織不良部が存在する事にあることを見い出した. フ ラ ッ シュ紡糸法による三次元諝状鐵維は、 連镜した三次元 網状構造をとるため、 一旦開襪した後でも織維に作用する僅 かな張力で容易に数ミ リ幅の束状部に集束される性質を有す る。 すなわち本発明者等の知見によれば、 ①回転分散扳に衝 突拡幅された三次元網状織維が、 回転分散板とゥ ブ浦集面 との間の空間領域を走行する場合、 周囲の空気との粘性抵抗 により織維に張力が発生する。 この張力が、 拡幅された三次 元網状鐡維幅を縮小する作用を与える。 又②回転分散板に衝 突拡蝠された三次元網状織維は、 回転分散板とウェブ捕集面 との間の空間領域を走行する場合、 三次元網状織維の揺動方 向変化点が捕集面上より上の空間領域で発生する場合に 、 浦集面に向う前進速度が低下して、 あたかも空間を浮遊する がごとき状態で落下する。 この状態での三次元網状織維は、 開镊幅が縮少しやす く 、 外的要因、 例えば周囲の気流の影響 を受けやす く 容易に集束し束状部とな る こ とが確認された。
[0333] こ のよ う な束状部を含むゥ ブは、 適当な熱接合により不 ^布.と した際、 镍維密度の大きな部分や繊維密度の小さな部 分が混在する不均一な外観となり、 又目付け斑が極めて大き： な もの となる。
[0334] 前述の観点から本発明者らは、 均一性の潢足された不識布 を得るべく 鋭意研究の結果前述の構成の分類丄に属する製造 方法に到達した。
[0335] なおスカー ト部を構成する揺勣面が実質的に平面であり、 锾衝面が実質的に凸型曲面である拡散 · 揺動分散板を用いる と好ま し く 、 さ らにより好ま し く は、 回転分散板最下部と開 織した三次元網状繊維浦集面との間の距離を回転分散板最下 部と三次元網状繊維の揺動方向変化点との間の距離以下に設 定する事を組み合わせるとよい。
[0336] 三次元網状.織維の揺動方向変化点とは、 回転分散板により 回転分散板の円筒部の軸線と実質的に直交する方向に往復運 動される二次元網状織維が運動方向変化により折り返される 点を言つ。
[0337] この回転分散板最下部と三次元網状譏維の捕集面との間 O 距離は、 紡糸ノ ズル 1錘あたりの溶液吐出量及び紡糸ノ ズル と回転分散板との位置関係により决められ、 回耘分散板最下 部と網状譏維の揺動変化点との間の距離以下とし、 好まし く は三次元網状織維捕集面が網伏鐡維の揺勣変化点直前にある とよい。 こ'の距難の確認は、 ^記高速度撮影装置により 1 Z 3 X 10 ⁵ 抄の瞬間写真で観察することにより行なうことがで - きる。
[0338] 本発明に係る回転分散板は、 充分に拡幅開織された三次元 状鐡維の形状を一定 保ちつつ浦集面上に三次元網状織維 ' を導く ようにしたものである。 ノ ズルょり噴出した高速流体 と三次元網状織維は、 スカ— ト部中の揺動部と緩衝部のどち らに衝突した場合でも同じ幅を持つ扇抆に拡幅開織され、 重 力方向の落下速度はほぼ一定で拡幅開織三次元網状鐡維を集 束させる張力を発生させることなく浦集面上に導く 。 勿論ノ ズルから噴出された流体は、 回転分散板と衝突する際一部雰 囲気中に飛散するが大部分は三次元網状織維を捕集面に導く 隱きをする。
[0339] 本発明に係る回転分散板を用いた場合はどのような分散条 件であろう とも、 不織布を構成する開織した網状織維が 4 0 デニールノ m幅の鎩維密度以上に集束した幅 5 以上で、 長 さ 3 0 mm以上の束状物を含まない不織布を得ることができる さ らに本発明に係る回転分散板と、 回転分散扳最下部と開 ¾した三次元網状織維浦集面との間の距離を回転分散扳最下 部と三次元網状織維の揺勛方向変化点との間の距離以下に設 定する事を組み合わせる事によ り得られた不織布を構成する 三次元網状镊維は上記束状都を含まない事はもちろんの事、 幅が不裰布の全域にわたつてほぼ一定であった。
[0340] これらの不織布は、 幅方向の目付け変動率が 0. 3 以下であ り 、 '†i方向の レーザースポ 'ノ ト光の透過光量変動率が 0. 5 以 下という極めて均一なものであった。
[0341] このよ う な均一な不織布は、 製造原理上目付けの限定 な いが、 通常平均目付け重量 5 〜 500 g Z m² (好ま し く は 1 5〜 300 g ノ ) のものが有用である。 . . このよ う な均一な不織布は特殊繊維と して優れた特長を持 つフ ラ ッ シュ紡糸網状織維の不織布と しての利用範囲を広げ る こ とが可能であり その有用性ははかり知れないものがある。 以下分類丄に属する本発明の三次元網状鐵維より成る不織 布を製造する好適な一例を添付図面を参照して詳述する。
[0342] 第 1 3 、 第 1 4 ( a ) 図、 第 1 4 ( b ) 図において 3 2 は円筒 状突起部であり 、 スカ ー ト部 3 3 に衝突した三次元網状繊維 及び高速気流の上方への吹き上げを防止する役目を果す。
[0343] 3 丄 は円盤部であり、 スカ ー ト 部 3 3 で偏向された三次元網 状 ί哉維の進行方向を制御する。 スカ ー ト部 3 3 は三次元網状 織維の拡幅開織及び広幅ゥ ュブ化のために拡幅開織三次元網 状織維の揺動を行う。
[0344] ス カ ー ト部 3 3 は、 揺動面 3 4 と緩衝面 3 5 が交互に配置 された連铙面として形成され、 揺動面 3 4は通常 2 〜 5個配 置される。
[0345] 揺動面 S 4 は実質的に平面形祅に作られ、 锾衝面 3 5 は実 質的に凸型曲面形状に作られていると好ましい。 揺勣面 3 4 が実質的に平面であるとは、 第 1 4 (a) 図に示すように揺動 面 3 4 と円盤表面との交線 3 7が直線に近い面形伏のものを 意味する。 三次元網状鍵維が円滑に揺動される範囲であれば、 交線 3 7'が極めて緩やかな曲率を持つ曲面、 即ち凹面又は凸 面であつてもよい。 た Vし^接する緩衝面 3 5の.形扰が円筒 部近く の幅より円盤部近く の幅の方が広い扇型形状となるよ うに、 揺勣面 3 4と緩衝面 3 5間の接镜端形状が形成されて いるのが好ましい。
[0346] 緩衝面 3 5が実質的に凸型曲面であるとは、 第 1 4 (b) 図 で示される円筒部 3 2 との交線の高ざ Y ₂ が一定である円錐 曲面のことを意味する。 た し緩:衝面と しての役割りを保持 する範囲であれば、 平面又は数倔の平面からなる多面体面で あってもよい。
[0347] 又、 揺動面 3 4、 緩衝面 3 5共に円筒部 3 2 の側面との接 続及び円盤部 3 1 の上表面との接鐃が曲率を持ってなめらか に行われていてもよいことは当然である。
[0348] 第 L 4 (b) 図で示されるスカ一 ト部 3 3 の揺動面 3 4 と円 Μ 3 1 の表面とのなす傾斜角度- は、 緩衝面 3 δ と円盩 3 1 の表面とのなす角度^の閔係は、 a = β 好ましく は、 a = βである ことが本発明の巨的を達成するために重要であ る。 この関係を満足する場合には、 锾衝面 3 5 は円筒部 3 2 の近 く の蝎より 円盤部 3 1 の近 く の幅の方が広い扇型形状に なる。 SP3, 497, 918号公報に開示されているよ う に、 锾衝面 3 5 は円盤部 3 1 の近く の幅の方が円筒部 3 2 の近 く の幅よ り 狭い く さび型形状を取る場合には、 揺動部 3 4 Θ ί頃斜角度 " と谖街部 3 5 の傾斜角度 ^ とは上記閲係をみたさず、 S衝 部 3 5 の傾斜角度 / は、 揺勤部 3 4 の傾斜角度 に比ベ必然 的に小さな構造となる。 こ の回転分散板の三次元網状镞維へ の作用を第 i 8 図に示す。
[0349] 傾斜角度 は 30° 〜 60° の範囲が好ま し 'く 、 吐出流量や所 望する ゥ ブ幅との関係によ り選択される。 傾斜角度 が大 きい場合は、 三次元網状繊維および高速流体と もに衝突によ つて損失する運動量が少 く なるため、 三次元網状.織維を捕集 面へ導 く 運動量が多 く 広幅のウ ェブとなる。
[0350] 回転分散板の揺動面 3 及び緩衝面 3 5の形状は、 第 1 4 (b) 図で示した X , , Y , , X z , Y ₂ の長さ と第 1 4 (a) 図で示した揺勣面 3 4の振り分け中心角度 r及び 7 が決まれ ば自動的に决定される。 又 X ' , Y « と Χ ₂ , Υ ₂ との閲係 は、 傾斜角度 "と ^ の関係よ り决め られる。
[0351] 第 i 5 図に示すよ う に、 ノ ズル 2 4 より高速流体と共に噴 出された未開繊の三次元網状繊維 2 6 は、 ノ ズル 2 4 の先端 付近に近接して設けられた回転分散板のス カ ー ト部 3 3 と衝 突して拡幅開織され、 三次元網状織維の進行方向を変換する。 上記スカ — ト部 3 3 を構成する三次元網状織維揺動面 3 4及 . び锾衝面 3 5 は、 ソ ズル軸線 2 5 に対し の傾斜を持つ て配 置されている。 また第 1 5図に示したように、 拡幅開織した三次元網状^ 維に、 回転分散板より故出された直後に回転分散板" ¾下流に 配置したコ ロナ放電装置 2 7等により電荷を付与した方が絹 状織維を均一に開镄させ、 より均一な不 ¾ウェブを得る こ と ができるので好ましい。 この場合本発明の係る装置でば、 回 転分散板から放出される三次元網状鏢維の拡幅開織程度が径 時的に均一であるために、 コ 口ナ放電装 Sで得られる静電気 による分散状態を極めて均一にすることができる。 これによ り開織された三次元網扰鐡維を安定して浦集面上 2 8上に堆 積させることができるので、 浦集面上での気流によるゥェブ の乱れを抑制し不織ゥエブの均一性を一層向上させることが 'できる。
[0352] 第 1 6 (a) 図〜第 1 6 (d) 囫は、 高速回転を行っている本 . 発明に係る回転分散板を網状織維の揺動変化点が ft集面上に なる距離に設置した場合の三次元網状織維への作用状態を前 記した高速度撮影装置で観察した溉略図である。
[0353] 回転分散扳は、 200 Wのサーボモータを用い第 1 5図に示 す Zを回転軸とし 10^〜3000 r p m で回転させ、 実際の三次元 絹扰織維の揺動 HI数は 300〜900ひ rpm であった。
[0354] 第 1 6 (a ) 図は、 揺動面 3 4の中央部に衝突した三次元網 伏織維が回転分散扳上で拡幅しつつほぼ垂直方向に落下して いる祆態を示す。 第 1 6 (b) 図は、 第 1 6 (a) 図より約 5 0 ' 回耘し、 回転分散板の揺動面 3 4右端部に衝突した三次元網 扰織維が回転分散扳上で拡幅しつつ面面上の左斜め方向に落 下している状態を示す。 第 1 6 (c) 図は、 第 1 6 (b) 図より さ らに約 1 0 ° 回転し、 回転分散板 3 0 の緩衝面 3 5 O中央 部に衝突した三次元網状織維が回転分散板上で拡幅しつつほ ぼ垂直方向に落下している状態を示す。 第 1 6 (d) 図は、 第 1 6 (c) 図より さ らに約 1 0 ° 回転し、 回転分散板の揺動面 3 4 の左端部に衝突した三次元網状織維が回転分散板上で拡 幅しつつ図面上の右钭め方向に落下している状態を示す。 第 1 6 (a) 図〜第 1 6 (d) 図に示すよう に、 回転分散板に衝突 た三次元網状織維は扇状に広幅開 され、 織維衝突点 3 9 より ス カ — ト部 3 3 と円盤部 3 1 の上表面との交線 （揺動面 3 4 と円盤部 3 1 の上表面との交線 3 7又は緩衝面 3 5 と円 愨部 3 1 の上表面との交線 3 8 ) に立てた垂線方向へ、 拡幅 三次元網状織維形状を保ちながら進行し浦集面 3 ·6上へ流体 とともに導かれている。
[0355] 又、 回転分散板の網状織維揺動面 3 4に衝突後の三次元網 状繊維の落下状態を示す第 1 6 (a) 図、 第 1 6 (b) 図および 第 L 6 (d) 図と緩衝面 3 5 に衝突後の三次元網状鐡維の落下 状態を示す第 1 6 (c) 図とを比較すると、 三次元網状織維の 拡幅開 状態は浦集面 3 6.上に導かれるまでほぼ同一である こ とが確認される。 又開繊の不均一性や部分的な三次元網状 鐡維の集束、 空中での挫屈は見られない。 すなわち回転分散 扳の高速回転中においてさえも Ξ次元網状識維の拡幅開镞幅 は衝突点の位置により変化する こ とな く 揺勣し走行三次元網 状織維を均一に捕集面上へ導いている。
[0356] 第 1 8 (a) 図〜第 1 8 (d) 図は、 USP3, 497, 918号公報の第 3 図および第 4図に開示されている緩衝面の形状がく さび型 である回転分散板の三次元網状織'維への作用を第 1 6 (a) 図 〜第 1 6 (d) 図と同じ方法で観察した概略図である。
[0357] 第 1 8 (a) 図〜第 I 8 (d) 図の回転分散板の静止状態位置 は第 1 6 (a) 図〜第 1 6 (d)_; {lと各 対応している。
[0358] 第 1 8 (a) 図、 第 1 8 (b) 図および第 1 8 (d) 図に示す揺 動面 3 4に衝突した三次元網状篛維の拡幅開鐡幅 H 1 に比べ、 第 Γ 8 (c) 図に示す緩衝面 3 5 に衝突した三次元網状镞維の 拡幅隨織幅 H 2 は約 1. 5 〜 2 ίきの大きさとなることが確認さ ' れ、 開織性が不均一となっている。
[0359] 観察されたように三次元網状織維の拡幅開織幅が変化する ことにより、 落下走行三次元網状纖維に究生する張力は、 回 - 転分散板の回転中脈動的に変化するため第 1 8 (a) 図、 第 - 1 8 (b) 図および第 1 8 (d) 図 示すような.拡幅三次元網 抆鍵維の挫厘部 @や部分的収束部⑬を誘発することが確認さ れる。
[0360] 第 1 7 (a) II〜第 1 7 (d) 図は、 本発明に係る回転分散板 を三次元網伏鐡維の揺勖変化点が浦集面よ · 上方になる距離 に ¾置した場合の三次元絹状鐡維への作用を第 1 6· (a) 図〜 第 1 6 (d) 厘と同じ方法で観察した概略図である。
[0361] 第 1 7'(a) 図〜第 1 7 (d) 図の回転分散板の静止状態位置 は第 I 6 (a) 図〜第 1 6 (d) 図と各々対応している。
[0362] 第 1 7 (a) 図〜第 1 7 (d) 図に示されるように三次元網状 鐵維の揺勣変化点 ©が捕集面により上に発生する場合、 揺動 変化点以降の落下二次元網状織維の拡幅開織幅 H 3 は、 揺動 変化点より上の三次元網状織維の開織幅 H 2 に比べ铗く なる こ とが確認された。
[0363] 又、 揺動変化点以降の落下三次元網状織維^:、 図中 ®領域 に示されるよ う な落下速度の遅い浮遊状態となっている。 こ O浮遊三次元網状襪維は、 外的要因、 例えば外界の気流の影 響を受けやす く 維密度 4 0 デニール/ ^/ «幅よ り は小さい が若干集束した ©部を発生しやすい傾向がある。
[0364] 以下本発明の各種実験例によ り本発明をさ らに詳述する。
[0365] 11例 1
[0366] 第 1 Q 図に示すフ ロ ー シー トを用いて高密度ポ リ エチ レ ン の フ ラ ッ シ ュ紡糸を行った。
[0367] ^いた押出機及びそのス ク リ ュ 一に付設された機械的混合 装置の形状は、 第 8 図にモデル的に示す。
[0368] 各部分の寸法を示すと、 ス ク リ ユ ー寸法は径 3 5 ø 、 '供 . 袷部長さ /深さ = 3 1 5 ノ 5 圧縮部長さ /深さ = 3 1 5 « / 5 -→ 1. 6 mm . 計量部長さ /深さ = 245 / 1. 6 である。 ダルメ ー ジ部の形状は多状ネジ搆造にて、 長さは 2 1 0 口 径は約 5 0 ø 、 用いたネジは 1 6 条にて、 半円形状の溝を 持ち、 溝深さ 3_; 6 （最大） 、 ねじれ角右 .3 5 ° である。 更 に、 ピン混合部の形状は円筒ピンの多列配列の構造体であり 、 ピ ン配置は 8 条 1 7 列であり 、 その大きさ は長さ 285 口 径は約 5 0 ø である。 このピ ン混合部はス ク リ ュ ー と同軸 上の铀にピンを植える と同様に、 レル側にも同一形状のピ ンが同じ 8 条 i 7 列で植え られており 、 ス ク リ ュ ーが回転す る と固定ピンの間をスク リ ユ ー と同一軸上の可動ピンが勣き . ポ リ マー と溶剤を混合する。 バレルと可動ピ ン軸との間隙は 5 - 1
[0369] 5
[0370] 86 了 である。 さ らに、 これらは第 1 0図の符号 9 に示される 静的混合部を有しており、 用いた静的混合素子 、 スルザ— 社製ミキサー S M X型 （呼び径 1 5 ™ ） で、 形態ば金属铂 片が并桁抆に溶接されそれらが 9 0 ° ずつ角度をずらせて連 §されている—。 このものを 5 0段用いた。
[0371] 各混合装置部には、 溶剤注入口が設けられ、 それぞれ二連 のプラ ンジャ ーポンプに違結されている。 この押出 · 溶解装 置の先に第 1 0図の符号 7で示す紡糸装置を取り付けた。 钫 糸装置は、 ろ過用フィ ルタ—、 0. 6 - 5 Lの減圧用ォ
[0372] 10 リ フ ィ ス、 約 2 ccの '减圧室、 0 . 55 、 0 ， 55 Lの孔とそれ
[0373] に镜く 3 mm 3 Lの ト ンネルフ レア—を有する钫糸ノ ズ ルの組み合せとした。 *.
[0374] ポリ マ一 ·4して、 高密度ポリ エチレン （ Μ I = 0. 31 M„ / M a = 4. 8 、 密度 0 . 960 g / cii ) を押出機の *ッパ—より供 ；袷し、 二台の定量ポンプから同一量のフ ロ ン - 1 1を供袷す る。 ボリ マー流速 8. 8. kg / Hrにおいてポリ 濃度を 12 . 0w t %とした。 この時溶液は温度 190 圧力 350 kg / (^を示し 铵 室内では温度 19ひでで圧力 llO k Z crfであった。 従って ¾圧ォリ フ ィ ス前後の圧力差は 240 kg Z crfであり、 減圧室内 の条件ぱ 1液相領域内の条件であつた。 その结果、 紡糸ノ ズ ルより高度にスィ プリ ル化した純白の違繞した三次元網状織 維が吐出された。
[0375] この鎩維は、 籙度が 112 dで、 比表面積は 4 8 ni Z gであ つ そ X線小角散乱による長周期が で長周期 による散乱強度比は 6.了であつた 燃り 回数が 4回 Z cmでの引張試験において初期モ ジ ュ ラ ス 力く 40.3 g / d、 破断強度が 9. 5 g d であ っ た。
[0376] 又、 T M Aでの 130で での伸長率は 1. 5 %、 ノ、'イ ブロ ンで の動的粘弾性率が 1 O: ¹ 。 dynZcrf である温度は 123 °C 、 tan 5 の結晶分散開 ^:始温度は 127て であ った。
[0377] そして、 X線回折による配向角は 1 6 ° で、 波数 201了 cm - ¹ での赤外吸収二色性による配向係数 F。²°は 0.50の値を示した また、 マイ ク ロ波複屈折は 0.149で.ある。
[0378] こ し 0 維は：i I = 0.35 Mw / Mn = 4. 6 であった。
[0379] 実 例 2
[0380] 容積が約 500 ccの実験用の高圧ォ— ト ク レーブに、 高密度 ポ リ エ チ レ ン （ M ί = 0.3i M w / Μ„ = 4. 3 密度 0.960 g / cm³ ) を 77.7 g 入れ、 Φの'空気を脱気律、 フ ロ ン - 1 1 · 570 g を加えた。 攪拌しながら、 加熱 ' 加圧して溶解させ、 ポ リ マー濃度 1 2 w t %の溶液を作成する。 溶液の温度を 185 て に調整し、 攪拌を停止した後、 直ちにオー ト ク レープ内を 295 kg /cni Gに保つ背圧をかけつつ.、 紡口アセ ンブリ — とを 接^する底部バルブを開放してフ ラ ッ シ ュ防止を行った。 こ の時、 紡口アセ ンブ リ 一は、 0. 4 ø 5 ™ Lの減圧用ォ リ フ ィ ス、 約 2 ccの減圧室、 そ して 0. 5 mm ø 0. 5 L の孔と それに続 く 3 ma ø 3 mm L の ト ンネルフ レア —を有する紡糸 ノ ズルと した。
[0381] 紡糸時、 減圧室内の圧力は 105kg Z_Cm²で温度は 185°cを保 つていた。
[0382] 紡糸ノ ズルょ り高度にフ ィ ブリ ル化した連続した三次元網 伏織維が得られた。
[0383] この镞維は、 镞度が 8 5 dで比表面積は 4 0 crf Z gであつ た。 そして、 X線小角散乱による長周期が 1 68 Aであり、 長 周斯による散乱強度比 7. 2であつた。 .
[0384] り回数 4回 Ζ αιιでの引張試験において、 初期モジュ ラ ス が 36 7 g i、 铍断強度が ί〕. 0 gノ dであった。
[0385] この実験において、 使用した高密度ポリヱチ レ ンとフ ロ ン - 1 1 の 1 2 w t %溶液の相図を第 1図に示すが、 オー トク レ ーブ内が点 A、 缄圧室内が点 Bで示され、 高圧力差による - 液相領域からの紡糸である。 - 比較洌 1
[0386] 実験例 2 と同一の原料を用い、 同じポ"リ マ—濃度 1 2 の溶液からのフラ シュ紡糸を実施した。 この 紡ロアセ ン ブ ' J —で 減圧室、 紡寿ノ ズルは実験例 2 と同一であるが、 0. 5 mm ø 、 5 腿 Lの减圧用オリ フィ スを用いた。 又、 溶液温 度は 185でと同一であるが、 オー ト ク レープ内の圧力を 1 20 kg / anとした
[0387] この時減圧室内の温度は - 184 °Cで、 圧力 7 0 / Gで あった。
[0388] 鐡度 7 7 d の絹状镞維が得られたが、 フ ィ ブリルが実験例 に比べて太く 、 比表面積が 2 0 nf / gであった。
[0389] 又、 撚り回数 4回 Z cniでの引張試験で初期モジュラスが 1 8 gノ dであり、 破断伸度は 4. 3 g / dであった。
[0390] この例における、 オー トク レーブ內、 及び缄圧室内の相図 上の位置は、- それぞれ第 1図の点 C、 点 Dで示される点であ る。
[0391] 実験 ί列 3
[0392] 実験例 1 の溶解装置を用い、 高密度ポ リ ヱチ レ ンを -Vi ί = 0.73 , Μ„ Μ„ = 3. 0 密度 0.962 g / に 更し、 ホ' リ マ ー瀵度 12. O %のフ ロ ン - 1 1 溶液を作製して紡糸を行つ た。 但し、 こ.の時、 減圧オ リ フ ィ スは 0. 6 ra ø 、 5 ™ L 、. 紡 糸ノ ズルは 0. 5 m φ , 0. 5 職 L の孔と 4 ø , 4 m L の ト ン ネルフ レア一から成る紡口アセ ンブリ 一を用 、た。
[0393] ポ リ マ―流速 7. 4 kgノ Hrにおいて、 溶液圧力 270 kg / cni G から減圧室圧力 9 8 kg / cni G (温度 186'c ) に缄じ、 紡糸ノ ズルよ り吐出された識維は織度 106 d の純白の連続した三次 元網状織維であつた。 減圧室の'.条件は 1 液相領域内の条件で あつ /こ，。
[0394] こ の镞維は、 比表面積が 3 8 frf ノ g で:あり 、 4 回 Z cmの燃 り での引張試験で、 初期モジュ ラ スが 3 3 g / (1 、 破断強度 力く 7. 9 g ノ d の値を示した。
[0395] 又、 この織維の X線小角散乱から、 長周期は 175 Aで長周 期散乱強度比は 15.0である こ とが判った。
[0396] T Aの 130。cでの伸長率は 1. 5 %であ り 、 ノ、'イ ブロ ンで 動的弾性率が 1 0 ¹ 。 dyn/ cm'になる温度は 120で 、 tan 5 の 結晶分散開始温度は 124 °C であ っ た。
[0397] この織維の X線回折による配向角は 2 0 ° で、 赤外での配 向係数 F。²°は 0.53であり 、 高配向性を示した。
[0398] また、 この場合、 織維の M l = 0.93で M _w / M „ = 6. 3 で あった。 ' ' 実験例 4
[0399] 実験例 1 と同様の装置、 同一のボリ マーと溶剤を周いて、 ポリ マ ー濃度 9, 2 w t %の均一溶液を調整し、 0.55 mm 、 δ mm Lの據圧ォ リ フ ス、 ひ.55 m Φ 、 0.55 Lの孔とそれに読く 3 ML . 3 腿 Lの ト ンネルフ レア一を有する紡糸ノ ズルから 成る钫口アセ ンブリ一を用いてフ ラ ッ シュ紡糸を実施した。
[0400] ポリ マー流逮 7. 5 kg /Hrにおいて、 溶液は温度 131°C . 圧 力' 325 kg ./ oi Gを示し、 滹圧室内では温度 191て、 圧力 110 ノ o4 Gに変化して、 紡糸ノズルより大気圧中に吐岀して譏 度が 101 dで純白の連镜した三次元網状織維を得た。
[0401] この識維ば、 比表面積が 4 JL m / gであった。
[0402] X線小角散乱による長周期が 162 Aで、.長局期による散乱 強度比ば 8. 4であった。 '
[0403] 隳り回数が 4回 Z:cmでの引張試験におい†へ 初期モジュラ スが 38.5 g / d、 破断強度が 9. 3 g Z dであった。
[0404] 又、 T 八での 13(Tcで'の伸長率は 1, 5 %、 バイ ブロ ンで の動的弾性率が 1 0 ¹。 η/αίである温度は 122 'C . tan δ の結晶分散開始温度は 126でであ
[0405] X線回折による配向角ば 1 3 ' で、 波数 2017 OR - での赤外 吸収二色性による配向係数 F °は 0.43の値を示 ίレ- 1
[0406] マイ ク ロ波複厘折は 0. 147である。
[0407] この織維は M I = 0.34. „ / M _Λ = 4. 8 であった。
[0408] 実験例 5
[0409] 実験例 1 と同じ溶解装置及び紡ロアセ ンブリ —を用いて、 高密度ポリエチレンを M I = 0.78. M _w / _n = 8. 0 、 密度 0.962 g / crf に変更し、 フ ロ ン -- 1 1 の 12.4w t %の溶液を作 製して紡糸を行った。
[0410] ボ リ マ—流速 9. 7 kg /Hrで溶液圧力 210kg/oi Gから減圧 室内圧力 3 3 kg Zen! Gに変化し （減圧室温度 190 ） 、 紡糸 ノ ズルから吐出される $ '度 i 45 d の 屯白の連 した三次元網 状 維を得た。
[0411] この繊維は比表面積が 3 3 m / _g であつた。
[0412] X線小角散乱での長周期が 173人で、 長周期による散乱強 度比が 19.2であつた。
[0413] この織維は燃り 回数 4 回ノ での引張試験において、 初期 モジュ ラ スが 23.6 g / d 、 破断強度は 7, 4 g d の値を示し また、 T M A測定の 130 'cでの伸長率は 1. 7 %であり 、 ノ イ マ" c ンでの動的:弾性率が 1 0 '。 dynズ cn!になる温度は 116 で 、 tan (？ の結晶分散開始温度が 124'cの高温特性を有して いる。
[0414] そ して、 X線回折による結晶配向角は 2 7 ° であり 、 波数 20 ί 7 cm - 'での赤外配向係数 F ^。は 0.51である。 また、 マイ ク ロ波複屈折は 0.133の値を示した。
[0415] なお、 この紡糸した織維は、 M l = 0.94で M _w / „ = 6.0 と測定された。
[0416] 比較 f列 2
[0417] 実験例 1 の溶解装置を用いて、 高密度ボ リ エチ レ ン （ M l = 5. 0 、 „ / M„ = 7. 0 、 密度 0.969 g / c ) の フ ロ ン — 1 1 1 0 w t %溶液を作成して紡糸した。 こ の際、 減圧オ リ フ ィ スを 7 ™ 5 mm L 糸方糸ノ ズ-ルを 0. 7 ma 0. 7 m Lの孔とそれに繞く 4 ø 4 Lの ト ンネルフ レア 一を有 する紡口アセンブリ 一を用いた。
[0418] ポリマ一流速 8. 8 kg ZHrにおいて、 溶液圧力 130 kg / d G が減圧室圧力 5 3 kg / G (温度 173°c) に低下し紡糸ノ ズ ルより、 織度 157 dの連続した三次元網状.織維を得た。 滹圧 室の条件は、 2液相領域内の条拌であつた。
[0419] この織維は、 比表面積が 1 8 m² / gであり、 燃り回数 4回 ' · /onの引張試験での初期モジュラスが 10.8 gノ d、 豉断強度 ， は 3. 8 gノ dにすぎなかった。 .
[0420] 又、 X線小角散乱の測定では、 長周期が 133 Aで、 散乱強 度比は 52.4であつた。
[0421] T M Aによる 130ででの伸長率ば '3. 6 %であり、 バイ ズ-ロ ンでの tan δ の結晶分散開始温度ば 113 cで熱的性質が劣る ものであった。
[0422] 次に、 この鐡維を 120 Vに加熟したホ ッ トプレー ト上で 4 回 cmの撚りをかけたまま、 約 2倍に延伸した。
[0423] この熱延伸織維は、 引張試験では初期モジュラスが 19.2 g Z d、 破断強度 10.1 g Z d と向上したが、 糸に透明感が生じ、 比表面積は 9. 1 of / gに低下していた。
[0424] また、 X線小角散乱における長周期は 235人にシフ ト し、 散乱強度比も 9 0 に増加していた。
[0425] 実験例 6 .
[0426] 第 5図に示すフローチャー トに従って、 第 6図に示す押岀 機スク リ ュ二を用いる方法 （以下 A 法と云う） 及び第 8図 に示す押出機ス ク リ ュ一及び特殊混合構造体を用いる法 （以 下 A ₂ 法と云う ） にて フ ラ ッ シ ュ紡糸を行った。
[0427] 第 5 図に示す押出機はバ レル口径 3 5 ø であり 、 法 に用い られたスク リ ュ ーは、 第 6 図の符号を用いて說明する と、 符号 1 2 の供給部の長さ 3 1 6 «™ ( 9 山） 、 溝深さ約 5 符号 1 3 の圧縮部の長さ 245 7 山） 、 符号 1 4 0前部計 量化部の長さ 1 40 ( 4 山） 、 溝深さ 1. 6 符号 1 5 の溶 剤添加部の長さ 了 0 ram ( 2 山） 、 溝深さ 3 符号 1 6 の後 部計量化部 （混合 · 溶解部） の長さ 1 40™ ( 4 山） 、 溝深さ 1. 6 の寸法を有する。 こ の押出機の先端にス ク リ ー ン '装置 を装着し、 配管を介して紡糸'装置を取り付けた。 紡糸装置の 減圧室オ リ フ ィ.ス口径、 0. 5 ø 、 減圧室の容積約 2 cc、 紡 口オ リ フ ィ ス口径、 0. 5 である。 ―
[0428] 又、 押出機 の溶剤の ί共給は、 二連プラ ンジ ャ ーポ ンプを 用いて、 注入口 1 8 を介して行った。
[0429] メ ル ト イ ンデ ッ ク ス （ -Μ I ) が 5. 0 (重量平均分子量約 9 X 1 0 ⁴ ) の高密度ポ リ エチ レ ン （旭化成社製サ ンテ ッ ク J 一 240 ) と フ ロ ン — 1 1 のポ リ マー濃度 1 1 重量％のポ リ マ ー溶 液を用いて紡糸した。 即ち押出機のバ レル温度を 230で と し て、 ス ク リ ュ ー回転数を 5 0 r p ni にて、 ポ リ マ ー流量 7 7 g Z分、 溶剤流量 623 gノ分にて運転した。 なお、 押出機先端 以降の配管及び紡糸装置の加熱温度は 1 75で と し、 且つ溶剤 の加熱温度は 1 00 °c であ っ た。 又こ の時の紡糸直前の液温は 1 75 'c、 减圧室の圧力は約 4 0 ノ · Gであった。 紡糸状 態は極めて安定しており 、 減圧室の圧力変勣巾は 4 5 kg / cm ♦ Gであつ-た ₀—
[0430] 又、 押出機先端の圧力は約 200 kg /cii - Gであったが、 ど こからも溶剤漏洩ば生じなかつた。 尚、 フラ ンジ部のシ一ル は中空金属 0 リ ングを用いたが、 全く溶液の漏洩は生じなか つた。 - .
[0431] 吐 量を更に上昇させて、 ポリ マー流量 llOg Z分、 溶剤 流量 890 g Z分まで持って行く と、 圧室の圧力変動巾 極 めて大き くなり、 その値も 1 (3 kg /cii · Gを越え、 事実上安 定紡糸は 1 難となった。
[0432] 次に A _z 法の紡糸を行った。 用いた特別な機械的混合部の 形状は第 8図にモデル的に示す。 ·各部分の寸法を示すと、 ス ク リ ュ ー寸法は供給部長さ /深さ = 315衄ノ 5 腿 、 圧縮部長 さ Z深さ = 315舰ノ 5→ 1. &丽 、—計量部長さ /深さ - 245 m / 1. 6 腿である。 ダルメ ージ部の形状ば多状ネジ構造にて、 長さは 210 »m、 口径ば約 5 0 腿 、 用いたネジは 1 6条にて、 半円形状の瀵を持ち、 溝深さ 3. 6 mm (最大） 、 ねじれ角右
[0433] 3 5 ° である。 更に、 ピン混合部の形状は P3筒ピンの多列配 列の構造体であり、 長さ 285皿、 口径 約 5 0 龍 にて、 ピ ン配置ば 8条 1 7列である。 このピン混合部はスク リ ュ—と 同飩上の軸にピンを植えると同様に、 バ レル側にも同一形伏 のピンが同じ 8条 1 7列で植えられており、 スク リ 二―が回 転すると固定ピンの間をスク リ ューと同一蝕上の可動ピンが mきポ リ マーと溶荊を混合する。 ノ レルと可動ピ ン蝕との間 隙は ί 冊である' .₀.
[0434] t 法と全く同様な方法 · 条件にてフラ ッ シュ紡糸した。 ^吐出量を 1000 gノ分即ちポリ マ —流量 llO g Z分、 溶剤流 量 890 g /分、 にしても極めて安定して紡糸できた。 この時 の減圧室の圧力は 5 5 kg/crf - Gにて、 圧力の変動巾も 4 〜 5 kg cm · Gであった。
[0435] 又押出機先端の圧力は約 250 kg / crf ' G にて、 どこから も 瑢剤漏洩は生じなかった。
[0436] 実験例 7
[0437] 第 9図に示す方法 （以下 B法という） にてフ ラ ッ シ ュ紡糸
[0438] 9
[0439] 5
[0440] を行った。 即ち、 実験例 6 に記載した A ₂ 法のス ク リ ユ ー押 出機の次に配管を介して、 第 9図の符号 9 に相当する静的混 合素子からなる混合装置を設置した。 用いた静的混合素子は、 スルザ—社製ミ キサー S M X型 （呼び径 1 5 龍 ø ) で、 形態 は金属細片が井桁状に溶接され、 それらが 9 0 ' ず.つ角度を ずらせて連結されている。 こ の ものを 5 0段用いた。
[0441] 紡糸方法と しては、 メ ル ト イ ンデ ッ ク スが 1. 2 (重量平均 分子量約 14 10⁴)の,高密度ポリ エチ レ ン （旭化成社製サンテ ッ ク B — 161)とフ ロ ン 一 1 1 からなるポリ マ一溶液を用いた。 又ス ク リ ュ ー押出機の温度は 230で 、 A 3 法の特殊混合部の 温度は 200 °c . 配管及び静的混合部の温度は 175で とし、 ポ リ マ—濃度は 1 1 重量％とした。 ボリ マ—流量 7 7 gノ分、 瑢剂流量 623 g /分、 総吐出量 700 gノ分の条件で紡糸し、 紡糸直前の液温は 175で、 減圧室の圧力は 7 0 kg / d - Gで あった。 紡糸状態は極めて安定しており、 減圧室の圧力変勛 巾 も 2 〜 3 kgノ cm² · Gであ っ た。 実験 M 8 ― 第 1 図に示す方法 （以下 C法という） にてフラ ッ シュ紡 糸を行った。 即ち、 実験例 7 に記載した方法にて、 押出機部 先端と静的混合部 9 の間に溶剤注入口を設け、 二違ブラ ンジ ャ—ポンプに連結した。 従って、 押出機にて溶融したボリ マ 一はポリマー溶解域に至る。 この領域にプラ ンジ ャ ーボンプ より溶剤が添加され特殊混合部 8 にてボリ マーと溶剤は混合 し、 ボリ マーが溶解する。 更にこの混合溶液は押出機先端よ り静的混合域に至る。 この間途中で更に溶剤が添加される。 このポリ マ—/溶剤の混合溶液ば静的混合体に至り、 混合 - 溶解に完全に均一なポ リ マー溶液となって钫口から吐出され る。
[0442] - メ ル ト イ ンデ ッ ク.スが 0 . 78 (重量平均分子量約 16 X 10 ⁴ )の 高 ¾ "度ボリ ヱチ レ ン （旭化成社製サンテック S - 160)とフロ ン ·— 1 1 からなるポリ マー濃度 1 1重暈％のポリ マー溶液を 用いて紡糸を行った。 押出機の温度 270て、 特殊混合部の溫 度 200で、 静的混合部の温度 175で、 紡糸部の温度 5 ^sc と した。 又缄圧室ノ ズル 0. 5 舰 、 減圧室容積 2 cc、 紡ロノ ズル 0. 5 m ø と.した。 特殊混合部の圧力を 250 kg Z ai . G、 静的混合部の圧力 200 k_ff / oi · Gとして混合溶解させた。 紡 糸直前の液温は 1了 5。 (：、 缄圧室の圧力は 8 0 kg / αί * Gにて 極めて安定して紡糸出来た。 缄圧室の圧力変動巾ば 2 〜 3 / era · で った。.
[0443] この時のポリ マー流量は？ 7 分にて、 溶剤流量は 623 g Z分であり、 溶剤の添加法として第 1段目の特殊混合部直 前での添加量は 7 7 g 分と し、 第 2段目の静的混合部直前 には残り の溶剤流量 546 g /分を添加した。 従って、 第 1 段 目にて 5 0 w t %のポリ マ —濃度となり、 第 2段目にて 1 1 ^ t %となる。
[0444] 実験例 9
[0445] 実験例 6から実験例 8 までに記載した A A B , C 法を用いて、 それぞれ異なったメ ル ト イ ンデッ クスを持つ高 密度ポ リ エ チ レ ン と フ ロ ン F — 1 1 とを用いてフ ラ 'ン シ ュ紡 糸を行つ
[0446] ポリ マーの溶解状態は紡糸直前の圧力変勛、 特に減圧室の 圧力変動と対応している。 '即ち、 ポ リ マーの溶解が不完全な ほど減圧室の圧力変動は大き く なり、 遂には紡糸不能となつ た。 又紡糸可能であっても、 圧力変勛巾が大きいと未溶解の ポリ マーが吐出されることになり、 織維はさ 、 く れ立ち、 強 度も低く 使用出来なかった。
[0447] この溶解状態を表わす圧力変動巾を用いて各法を比較し、 第 1 表に示した。 ポ リ マ ーはすべて高密度ポ リ エチ レ ン （旭 化成社製） であった。 溶剤はフロ ン一 1 1 を用いた。 又ポリ マ ー濃度は 1 1重量％で、 総吐出量は 1000 g /分であった。 紡糸条件及び装置は実験例 6 〜実験例 8 の ものを用いた。 第 1 表から明らかな様に、 A , 法から A _z 法、 更に B法、 C法へと行く に従って、 より好ま しい紡糸方法であるこ とが 明確に示されている。
[0448] 尚、 本実験例での試作ポリ マ — （旭化成社製、 M l = 0 . 31、 重量平均分子量約 21 X 1 0 ⁴ )を用いて、 C法にて紡糸した例の 条件等を說明すると次の様になる。
[0449] 即ち、 押出機スク リ ュー部の温度 300 ：、 同敏で連結する 特殊混合部の温度 200で、 配管及び静的混合部の温度は 170 でであった。 ポリ マー淳解域の圧力としては、 特殊混合部に お t-、て 250 / d - G、 静的混合部にお 、'て 20 (Hg / crf ' G となり、 この圧力を二区分して制御するために、 特殊混合部 の先に 1面転当 ¾ の押出し容積が 3 5 のギヤ一ポンプを設
[0450] Sした。 この部分ば 200 'cに加熟した。 又减圧室の圧力は
[0451] 110 g / ci ' G、 滅圧室の液温は であつた。
[0452] 更にいずれの紡糸例に於いても、 フラ ンジ部等から漏洩ば 全く生じなかつた。 又ギヤ—ポンプの Θ転軸からは少量のポ リ マーを潤滑のため僅かずつ積極的に漏洩させた。 第 1表 の Ε¾β巾また 方糸 t^J (早 1ii、 kg/cd · G)
[0453]
[0454] ポリマ一 ポリマー^ 1 lal¾ 塞 1例 l o -
[0455] - 1 0 図に示されるプロセスで、 高密度ポ リ エチ レ ンから 成る網状鐡維を得た。
[0456] メ ル ト イ ンデ ッ ク ス （ VI I ) が 0 . 35 (重量平均分子量、 ¾ 2 1 X 1 0つの高密度ポ リ ェチ レ ン （旭化成工業社製サ ンテ ッ ク H D ： B 87 1 )のチ ッ プを押出機で連続して溶融押出を行い、 一方、 溶剤と してフ ロ ン - 1 1 を定量ポ ンプで加えて、 押出 璣と共拿由の特殊混合部にて混合した。 この時用いた押出機及 び混合部の構造は第 8 図に示されるよ う なものであり 、 ス ク0 リ ユ ー部、 ダルメ ー ジ部、 及びピン部を有するスク リ ユ ーで. それぞれの長さ は、 700 龍 、 2 1 0 mm X 250 龍 であり 、 そして 対応するノ、'レル内径は、 3 5 腿 、 5 0 丽 ø 、 5 0 ø であ つた。 そして、 'ダルメ ージ部の前のバレルに溶剤注入口が付 けられていた。 ：
[0457] スク リ ュー回転数 4 6 r _P m におけるポ リ マー供給量は 7 4 g Z分であり 、 ミ キサー部に注入される溶剤量は 240 g /分 であった。
[0458] この混合物を、 さ らに添加される溶剤 360 g /分と共に静 的混合部に導入し、 所定のポ リ マー濃度の溶液と した。 この0 時、 静的混合素子と して、 スルザ一社製ミ キサー S M X型
[0459] (呼び径 1 5 nm ) を 5 0 段と したものを用いた。
[0460] この液を紡出させるに際し、 0. 5 mra ø (しノ D = 1 0 ) の 缄圧オ リ フ ィ ス、 ^ 2 ccの缄圧室、 0. 5 mm ø ( L / D = 1 ) の钫糸ノ ズルからなる紡ロアセ ンブリ 一を用いた。 吐出状態 は極めて安定していた。 実験例 1 oの条 ί牛下で、 本発明の押出しス ク リ ュ ー と同一 鉗のミキサーのみを、 従来公知の独立躯勛のス ク リ ュ ー ミキ サ一に代えた第 1 1図のプ πセスを実施した。
[0461] 3 5 の押出機を用いて溶融ポリ をスク リ ュ— ミ キ サ―に導入し、 一方溶剤を全量スク リ ュー ミキサーに導入し た。 こ のスク リ ユ ー ミキサーは注入口を二 ' ·Γ有する一鲑の混 逮用ミ キ サーで 3 5 mm ø のバレル側に突起を有しスク リ フライ 卜に切り欠きを有する ものであった。
[0462] 実験例 1 0 と.同じ静的ミ キサー、 紡出装置を用いたが、 こ の例ではスク リ ュ ー ミキサーのダラ ン ド部からの漏れが発生 し、 紡糸が不能であつた。 '
[0463] 寞験例 1 1
[0464] 内容積が約 50Gccのォ— トク レーブに.高密度ポリ エチ レ ン (旭化成工業製サ ンテ ッ ク HD · B871 , Ml ： 0.35) 7.7 gを入 れ、 中の空気を脱気後、 フ ン - 1 1 5了 0 gを加えた （ポリ マ一濃度は 1 2 w- 1 % ) 。 なお この溶剤には 熟安定剤とし て、 2 , 6 — d i — t —ブチルパラ ク レゾ一ル-をポ リ マーに 対して 0. 2 w t %となるように、 あらかじめ溶解したものであ る。
[0465] こ の時、 減圧室容積が ¾ 2 ccで、 减圧ォリ フ ィ スが 0.75 Φ ( L / D = 6 ) 、 そして紡糸ノ ズルが 0.75 ø (リ ー ド孔 導入角度が 6 0 ° L Z D = 1. 3 ) の円形ノ ズルである钫ロ ァセ ンブリ一を用いた。
[0466] 攪拌しながら加熱 · '加圧して溶解し、 ォ— トク レーブ内の 溶液温度が 1 6 1 °cである時に攪拌を停止した。 ただちに、 液 体増圧器にてォ— ト ク レーブ内を 300 ^ / crf Gに加圧しつつ、 底部バルブを開放してフ ラ ン シュ紡糸を行ったと こ ろ、 織度 260 d 、 強度 4. 0 g / d の高度にフ ィ ブ リ ル化した ¾白色の 诵状フ ィ ラメ ン トを得た。
[0467] こ の フ ラ ン シュ紡糸中の減圧室の圧力は、 1 1 0 kgノ cifi Gで あり 、 減圧オ リ フ ィ スでの圧損、 即ち減圧オ リ フ ィ スの前後 の圧力差は 1 90 / cn! Gであった。 —
[0468] 又、 この系の一液相 · 二液相の相図を光学窓付圧力容器で 求めたと こ ろ、 減圧室条件は明らかに一液相領域であった = 又、 活性化の状態を観測する為に、 相図を求めた装置と同 一のものを用いて、 '减圧室オ リ フ ィ ス前後で観測される圧力 差と液体の透過'光量変化を測定した。 その結果、 圧力差 190 k_g Z ai Gで、 圧力差が発生した時、 一時的に液体が完全に暗 視野になる こ とを確認した。 即ち、 当該圧力差で液体が活性 化されている こ とが分った。 又、 この減圧室条件は一液相条 件である こ と も確認した。
[0469] MM 1 2
[0470] 実験例 1 1 と同様の装置及びボ リ マ ー / ¾剤を用いたが、 この場合、 減圧室前のオ リ フ ィ スを 0. 5 ( L / D = 1 0 ) 紡糸ノ ズルと して 0. 5 龍 ø ( リ ー ド孔角度が 6 0 ° 、 L / D = 2 ) の円形ノ ズルを用いた。 実験例 1 1 と同様の操作で (但しこの実験洌では熟安定剤を用いなかつた） オー ト ク レ —ブ内の液温が 160 ° (：、 圧力を 240 kgノ^ Gと してフ ラ ッ シ ュ紡糸を行い、 高密度ボ リ ヱチ レ ンの純白色の高度にフ ィ ブ リル化した網状フィ ラメ ン トを得た。 そして、 この時の ¾圧 室の圧力は 9 0 kgV ai Gであ 'り、 缄圧ォリ フ ィ ス前後の圧力 差は 190 kg cii Gであり、 フィ ラメ ン ト の鎪度は 202 d、 強 度は, 3. 6 g / d であつた。 又液体の活性化も実！T洌 1 1 と同 様の方法にて測定し、 活性化されていることが確認された。 そしてこの減圧室条件が一液相に属することも確認した。
[0471] 比較 M 4
[0472] 実験例 1 2 と同様の装置及びポリ マーノ溶剤を用いたが、 この場合、 减圧オ リ フ ィ スを 1. 5 mm （じ/ D = 3. 3 ) とし た。 ·
[0473] 又、 ォ 一 ト ク レーブの圧力を 150 kg / erf Gとしてフ ラ ッ シ ュ紡糸を行い、 この時の減圧室の圧力は実験例 1 2 と'同様の 9 Q kg / αί Gとなったが、 得られた糸は、 つ-ィ ブリ ル間の分 難が充分でないベタツキの見られる：、 織度 275 (1、 強度 1. 5 g / dの極めて弱い糸であつた。 吏に活性化の状態を実験例 1 2 と同一にて測定したが、 液体の活性化が発生していない ことが分った。
[0474] 実験洌 1 3
[0475] 実験例 1 . 2 と同様の装置及びポリマー /溶剤を用いたが、 この場合、 0. 5 衄 （リ ー ド孔角度が 6 0 ° 、 Lノ D =' 2 ) の円^孔に繞き、 頭部が切断された形の丹逄フ レアーを一体 化した紡糸ノ ズルを用いた。
[0476] オー ト ク レーブ内の液温を 161で 、 圧力を 280 ¾ノ0^ 0と して、 紡糸したところ減圧室圧力が 9 0 kgノ αί Gとなり、 襪 度 130 d、 強度 5. 9 g / dの純白のフ ィ ラ メ ン トを得た。 こ のフ ィ ラ メ ン ト は糸の巾がせま く 一見フ ィ ブリ ル化が不十分 にみえる力く、 非常に細かいフ ィ ブリ ルよ り成る網状フ ィ ラ メ ン トであった。 又液体の活性化も観測され、 減圧室条件は一 液相に属する こ と も確認した。
[0477] 実 例 ί 4
[0478] 実 ¾例 1 1 と同様の装置を用い、 減圧ォ リ フ ィ スを 0 . 45 ！ L ,ノ D = 1 1 ) 、 紡糸ノ ズノレが 0 . 45職 ø ( リ ー ド孔角度か; 6 0 ¹ 、 L /" D = 2 ) の円形ノ ズルを用いて実施した。
[0479] こ の場合、 異なる銘柄の高密度ポ リ エチ レ ン （旭化成工業 製サ ンテ ッ ク H D - B 1 6 1 , Ή = 1. 2 ) を用い、 ポ リ マ ー濃度 1 4 で行った。 同様の操作によ り 、 液温 180 、 圧力 250 kgノ crf Gで吐出し、 镊度 1 20 d 、 強度が 4. 6 g ノ d の高 度にフ ィ ブ リ ル化した高強力な純白のフ ィ ラ メ ン トを得た。 なおこの時の減圧室の圧力は 8 0 kg / Gであった。 又、 こ の缄圧室圧力は一液相条件であり 、 こ の条件でも活性化が発 生していた。
[0480] 寞¾例 1 5
[0481] 実験洌 4 で得られた織維を、 じ S P .3 , 456 , 1 56号報に示される が如き、 回転偏向板、 コ ロナ放電装置を有する分散装 Sを用 いて、 移勤するネ ッ ト コ ンベア上に捕集した。 こ の時、 紡口 から吐出する三次元網状 ί哉維は、 巾が 30〜 60 mmに広がつ た状 mでネ ン ト コ ンベア上に連 的に左右に振られながら堆積さ れた。 この非接着ゥ ブを全面圧着ロ ール （温度 135で） とゴム 口 -ルの間で線圧 1 3 kgノ cmのプ レスを表裏各 1 回、 1 0 mノ分で実施した。 このようにして得られた不裰布は内層及び表面層に剝難し た時のそれぞれの比表面が 8. 6 nf / g、 6. 0 m / gであった。 又、 層を剝離することな く不裰布全 ί本として測定した比表面 積は 6. 4 rr / gであつた。
[0482] ： この不織布は、 目付 4 0 g / nf で引張強度がタテ Zョコが 13.3/14.2 (k_ffZ 3 cm幅） 、 エ レメ ン ドルフ引裂強度 1.02Z 1.02 (kg) 、 これを基準目付 5 0 gノ n こ換算した値は引張 強度がタテ /ョコが 17.3 Π.7 (kgZ 3 oii巾） 、 エレメ ン ド ルフ引裂強度が 1.28Z1.28 (kg) という高強力不織布であつ た。
[0483] 又、 この不識布のレーザー透過光量は 13.7. であり、 十 、分な不透明性を有していた。
[0484] そして、 この不織布は、 菌水 3600m H₂O 、 ガー レー.ヒ 通気度は 900,5 ec 50 miであつた。
[0485] また、 不織布の M I及び分子量分布は織維のそれと変わら
[0486] '■^ ΛΡ つ ：。
[0487] 実験例 16〜： L9
[0488] 実験钶 1 5 と同じ方法で得た非接着不辍ゥ ブを同じプレ ス ールを使用して各種の条件で接着を実施した。 接着は表 裏各 1回実施し、 その結果を第 2表に示す。 第 2
[0489] ^験例 1 6 実験例 1 7 例 1 8 例 1 9 不織布の 付 ( g /m) 3 9 G 0
[0490] ロール温度 （で） 137 135
[0491] I'J一ル線圧 （kgZcm) 1 3 1 0
[0492] ^接着速度 （m/分） 1 0 4 1 0
[0493] 内 層 8.0 7.2 ' 8.9 7.2 比 表 面 積
[0494] 衷 面 層 5.2 4.3 6' 1 5. 1 (m²/ g )
[0495] 不織布全体 6.0 5.4 7.2 5.6 引張強度 タテ /ョコ （kg/ S cm) 18.4/19.5 14.0/14.2 25.4/24.5 8. 4 /7.7 換¾£ 張強!^—タ^ 7ョコ
[0496] 23.6/25.0 17.1/17.3
[0497] (kg / 3 cm/50£ /rn) 21.2/20.4 16.8/15.4 引裂強—度— /ヨョ—
[0498] エレメ ンドルフ （kg) 0.35/0.44 1.00/0.83 1.06/1.07 0.61/0.54 換寛弓 Ί裂強 ——ダ 7aコ ― 0.45/0.57 1.22/1.01 0.88/0.89 1.22/1.08 ェ _K ^_Z..( kg 50.£ . JIL) . 111 4
[0499] レーザ—透過光 M (<" W) 19.8 11.9-62 1- 10.5 15.3 耐水圧 （皿 ii₂0) 4, 100 3,000 3,500
[0500] ガ一レーヒル通気度 (s c/50m«) 3,000 250 2,000
[0501] 2 li 1 一一 3 5！ 3 o 実験例 20〜23
[0502] 実験例 5で得られた織維を、 実験例 1 5 と同様にして、 30 〜 65™に広げながら、 左右に振りつつ、 ネ ツ トコ ンベア上に 措集した。 実験例 15〜 19に使用した σ —ルを用いて m接着を 行った。 表 · 裏の各 1 回を処理し、 第 3 麦の結果を得た。
[0503] へ
[0504] ¾験例 2 0 ¾験例 2 1 ' 験例 ^{< }} 2 'お¹ ¾.例 2 3 ィ;織 の Ώ付 ( g / in ) 4 0 4 0 4 2 G 0
[0505] 135 135
[0506] —ル線圧 (kg/cm) 1 3 2 0 2 1 3 接 速度 （mZ分） 1 0 1 0 5 1 0 内 層 7.2 5.7 7. 4 比 表 面 積
[0507] 衷 面 層 5.3 5.0 4. G 5.0 (rrf/ g )
[0508] 不織布全体 6. 1 5.2 5.3 5.8 1 ¾強度 夕テ /ョコ (kg 3 cm ) 12.3/11.8 13.8/14.2 0.81/9.0 21.4/21.8 換^引張強度— 7 コ
[0509] (kg/ 3 cm/50fi /m) 15.4/14.7 17.3/17.7 9.6 ,10.7 17.8/18.2 '：！ 強度1 ンョ ΓΓ
[0510] エレメ ン ドルフ （kg) 0,55/0.66 0.50/0..52 0.77/0.80 0.68/0.66 換^引裂強 'タ^ン コ ' '一
[0511] ェレーメ .. —ド丄レ 0.69/0.
[0512] ？— ( kg, / 50 M .m ) . 82 0.62/0.65 0.92/0.95 0.57/0.55 レーザー ϋ過光 M ( w) 15.1 18.8 13.3 11.7 ft水圧 1 0) 2,400 2,800 2,100 2,600 ガー レ一ヒル通^度 (s c/50»_;i) 800 ' 950 5 8 540
[0513] 実験例 24〜 27
[0514] 実験例 3 で得た鐡維を実験例 1 5 と同様にネ ッ トコ ンベア 上に非接着ゥエブとして浦集した後、 同様に口—ルで両面を 接着した。 この锆杲を第 4表に示す。
[0515] 荬镜例 2 8
[0516] 実験例 1 で得た三次元稱伏鐡維から実験例 1 5 と同様にし て非接着不議ゥエブを得た。 この非接着不織ゥエブをフ ニル トカ レ ンダ一で両面処理した。 136でに加熟した 'ド ラムて 3 5 m /分の高速で処理し、 表面が熟接着された紙檨の不遴 布を得た。 .
[0517] この不識布の内層部の比表面積は 5. 2 rrf Z gであった。 ま た、 こ の不裰布 巨付 6 0 g Z trf でレーザ—平 ¾透過光量が 8 μ Wで、 ガーレヒル透気度ば 4 4 s ec であり、 被覆力にす ぐれた通気性のある不織市であり 封筒、 ラベル、 通気性包 装材、 その他多檨な紙的用途に利用しう る ものである， この 不籙布のタテ "ョコの物性は巨付 5 0 g / nf に換算して引張 強力が、 IT. 1 Ζ Π . 6 ( kg / 3 cm ) でヱ レメ ン ドルク引裂強力 し 0 / 1. 1 ( kg ) あった。 写真 1 9 (a) 得られた不裰布 の長手方向に切断して現われた断面の顕微鏡写真である。 写 真 1 9 (b ) は後述の比較例 5 の T y v- ek @ C の同様にして得た 断面の顕徽鐃写寘である。 本実験例不識布 、 比較例と比べ て同様の目付であるにもかかわらず、 三次元絹伏 $鼓維がより 密に詰まつている。- これは、 二次元網状織維のフ ィ ブリ ルが よ ¾細かいことを示している。 4 %
[0518]
[0519] 比較洌 4 - 比較例 2 の織維を用いて実験例 1 5 と同じように非接着ゥ エブを得て同様の熱接着を行った。
[0520] 表面毛羽を止め、 引張強力を保有するように接着する場合 引張強度、 引裂強度の閔係は第 1 2図の铍線に示される領域 であり、 内層の比表面積は 2, 5 〜 4. 0 m / gの値を示した。 又、 レーザ—透過光量による不透明性評 ί¾も劣ったものであ 比較例 5 ' - - 三次元網状織維不鐡布で市販されている Du Pont社の
[0521] . Tyvek© の紙様タイ プ ( 1 0 タイ プ） について、 本発明の三 次元網状織維不織布と比較した。
[0522] Tyvek© A ' Tvvek© C '
[0523] ' 目付 （ g / rrf ) 4 4 ！ 5 5 1 6 1 ： 比 i 内 層 2. 6 ¹ 2, i ¹ 9 Λ ¹
[0524] 1
[0525] -お ¹ °' ^U i
[0526] B
[0527] 1. 5 ' 1, 5 ： 1. 7 ：
[0528] ( nf g )： 不織布全体 1. 8 1. 3 ¹ 1. 9 ； 換寛 引 張強 度
[0529] タ テ /ョ コ 14.1/16.1 1 .4 16.
[0530] (kg / 3 cm /.50 g / rn ) -
[0531] ！ 換算 引 裂強度
[0532] タテノョコ ； 0.43/0.54卜 0.33/0.32 0.33/0.52 ェ レメ ン ドノレフ
[0533] ί ( kg/50 g / m ) ,
[0534] レーザー透過光量 1 2 2 *<
[0535] < 1 6
[0536] ( β W ) ^{1 8} .+ 1
[0537] いずれも内層の比表面積が 5 rrf / g未潢であり 、 レーザー 透過光量で示される不透明性や引張 · 引裂強度が本発明の不 †1布に劣ったものであった。
[0538] 実験例 2 9
[0539] 実験例 4 で得られた镞維を、 し' SP 3, 456, 156 号報に示され るよ う な、 回転偏向板、 コ ロナ放電装置を有する分散装置を 用いて、 移動するネ フ ト コ ンベア上に浦集した。 この時、 紡 口から吐出する三次元網状織維は、 巾が 30〜 60 mに広がつた 状態でネ ッ ト コ ンベア上に連続的に左右に振られながら堆積 された。
[0540] こ の非接着不織ゥ ヱブをエ ンボス ロ ールと ゴム ロ ールを用 いて部分的に接着した。 即ち、 ヱ ンボス ロ ールと して、 それ ぞれの突起部が 0. 7 m X 0. 7 «の正方形で巾方向及び周方向 のピッチがいずれも 1 . 25™でエンボス深さが 0. 3 usの π —ル を用いた。
[0541] 工 ンボスロールを 132 °cに加熱し、 ゴムロ ールと二ップす る こと よ って、 表 · 裏の両面処理を行い、 模様付き ©熟接 着不裰布を得た。 この不識布は表面の耐摩擦性にすぐれた不 錄布であったが、 手ざわりが少し固いため、 手によって揉み 加工を行つ.たところ極めて柔軟な不織布となつた。
[0542] この不識布に切れ目を入れ、- 無理やり引き裂いたところ、 強固に熱接着された表面層と、 網状譏維形態を保持した譏維 より成る内層部に剝難された。 内層部の網状錄'維の一端を把 持して入念に他の網状鐡維と分離することによつて、 約 30〜 100 cmの連続する網状鐡維を多数取り出した。 これらの網伏 織維を用いて X線小角散乱を測定したところ、.長周期散乱強 度比ば、 9 0 であった。 一方、 長周期は若干増加し、 18 1人 の ί直を示した。
[0543] この不識布は、 極めて柔軟で、 なおかつ表面の ®摩擦性に すぐれており、 指で強く表面をこすっても毛羽が出ない不裰 ¾であり、 被覆力も極めて高く 、 保護衣、 簡易衣料、 乾燥剤 - 脱設素材等の通気性包装材ゃ、 その他柔軟な包装^として適 するものであった。
[0544] この不織布は百付 5 Q g nfで、 レーザー光平均透過光量 が 1 4 Wであった。 そして、 不織布のタテ/ョコの物性 、 引張強力が 9 . 5 Z 10 . 3 ( kg / 3 cm巾） 、 シ ングルタ ンダ引裂 強力が 1. 9 ノ 2* 0 ( kg ) であり、 カ ンチレバー法による柔軟 度は 5. 2 5·. 6 ( ) であった。 実铵例 3 0 .
[0545] 実験例 2 9 で得た非接着不織ゥ 二ブを全面圧着口 ールと ゴ ムロ ールの間で処理した。 この場合、 表面のみの処理と し、 ロー ル温度 1 35 ロール線圧 1 0 kg Z cmで速度 1 0 m Z 分と した。 得られた不織布は一方の表面が強固に熟接着され、 他方の表面及び内層にかけては熱接着されていない不織布で あり 、 熟をかけていない面から網状形態を保持する鐡維を独 立に取り 出
[0546] この镍維の X線小角散乱の測定において、 長周期散乱強度 比 8. 5 であり、 長周期は 1 80 Αであった。
[0547] この不織布は、 両表面の差異を活用した用途に使用でき、 接着されていない面に吸着剤や脱臭剤を添加して、 吸着用フ ィ ルタ ー、 脱臭用フ イノレターにするとか、 他の面材 （フ ィ ル や織布等） を貼り合わせて、 被覆力の高く 、 かつ引裂強力 の高い複合材と して用いられる。
[0548] こ O不織布は、 目付 5 0 gノ において、 レーザー平均透 過光量が、 5 ' Wであり、 極めて高い被覆力を示す。 又、 不 裰布のタテ/ョコの物性は、 引張強力が 1 1 . 2 1 1 . 8 ( k / 3 cm巾） であ り 、 エ レメ ン ドルフ引裂強力は 1. 6 ノ 1. 6 ( kg ) と極めて高い値を示した。
[0549] 実 例 3 1
[0550] 実験例 2 9 で得た非接着不織ゥ ブをフ ュ ル ト カ レ ンダー で両面処理した。 1 32て に加熱した ド ラ ム と の接触を 1 秒と して高速で処理することにより、 表面層が熱接着され、 内層 ^に網状織維形態を有する不織布を得た。 o 5
[0551] この不織布の内層部より取り出した鐵維の X線小角散乱は、 長周期散乱強度比は 7. 0であり、 長周期は 230 Αであつ Ϋこ。
[0552] 又、 この不織布は、 目付 4 0 g / πίでレーザー平均透過光 量が 8 β Wで、 被覆力にすぐれ、 嵩高な紙様の不裰布であり、 封筒、 ラベル、 その他多様な紙的用途に使用する ことができ る
[0553] そして、 この不織布のタテ/ 'ョコの物性は、 引張張力が 10.8 12 - 0 ( kg / 3 cm巾） でエ レメ ン ドルフ引裂強力は し i
[0554] 1
[0555] 4
[0556] / 1. 4 ( kg ) であつた。
[0557] 実験 3 2
[0558] 実験例 5で得られた鐵維を実験例 2 9 と同様に非接着不議 ゥ ブとして浦集した後、 全く同様にエ ンボス模様のある柔 軟な不鐡布とし
[0559] 同様に内層より取り岀した镞維の X線小角散乱の測定 長周期散乱強度比ば 2 0であり、 長周期は 210 Aであ ， つ この不織布は百付 5 0 g / rf で、 レーザー平均透過光量が 1 5 ' Wであつた。 又、 不織布のタテ /ョコの物性は、 引張 強力が 3- 3 Z 9. 0 ( 1¾ 3 cm巾） 、 シ ングルタ ング引裂強力 は、 し 7 / 1. 8 ( kg) であり、 カ ンチ レバ—法による柔軟度0 は 5. ひ / 5. 0 ( cm ) であつた。
[0560] 較例 6
[0561] 比較例 2で得られた鐡維を用いて、 実験例 2 9 と同様にし て、 非接着不綠ゥエブを作成し全く同様に柔軟性不織布を製 造した。
[0562] 5 同様に、 内層部から網状鐡維形態の鐡維をとり Sし、 X線 小角散乱の測定を行った。 この長周期散乱強度比は、 6 Q で、 長周期は 240 Aであつ /
[0563] 又、 この不織布は、 目付 5 0 g / m²で、 レーザー平均透過 光量は 2 0 ' Wで実験例 2 9 に比べて劣つたものであった。
[0564] そ して不識布のタ テ / ョ コ の物性は、 引張強力が 6.5Z6.4
[0565] ( kg 3 cm巾） 、 シ ングルタ ンダ引裂強力は、 0. 8 / 0. 8 ( kg) .であり 、 強度的に も実験例 2 9 に比べ劣っていた。
[0566] 比較 17
[0567] 5
[0568] 市販の E. I.dn Pont社製の Tyvek® 1443 Rの不織布を解圻 した。
[0569] この不織布は、 エ ンボス模様を有する柔軟型の不璣布であ り 、 本発明に示される如く 内層に網状鐡維形態を保持してい 本発明に徒って、 独立する網状織維を X線小角散乱の測定 を行つたところ、 長周期散乱強度比は 5 0 で、 長周期は 172 Aであった。
[0570] 又、 不織布の目付は 4 4 g / mであり 、 レーザー平均透過 光量は 2 2 ' Wであり 、 斑の目立ったもので被覆力が劣つた ものである。
[0571] そ して、 不織布のタテ /ョコの物性は、 引張強力が 7. 9 /
[0572] 9. 0 ( / 3 cm巾） で、 シングルタ ング引裂強力は、 1. 4 / 1. 6 ( kg) であり 、 カ ンチ レバ ー法による柔軟度は 6.2ノ6.3 ( cm ) であった。
[0573] 実験例 3 3
[0574] フ ロ ン 1· 1 溶剤にメ ノレ ト イ ンデッ ク ス （ M I ) 0.78の高 密度ポリ ヱチ レ ン樹脂を溶解させた濃度 1 1 の溶液を直 径 0. 8 、 長さ 5 mmの減圧用オリ フ ィ スを通し、 直径 8 舰 、 長さ 4 0 皿の缄圧室内で滹圧した後、 ノ ズル径 0.90舰 、 長さ 0.75難のノ ズルを通過させてフ： フ シ ュ紡糸 ^
[0575] 紡糸条件及び糸物性を第 5表^示す。
[0576] ¾HL Ί ； id J (で )
[0577] ； 紡
[0578] 溶液圧力 ； 300 ( kg- / cm G )
[0579] , 杀
[0580] 缄圧室内温度 ； 191 C °C )
[0581] ； 水
[0582] 缄圧室内圧力 8 0
[0583] ； 件
[0584] ； ポ リ マ—流速 ； • 1 8 ( kg/H曰r)
[0585] 1 牟 顿. 270 ( d )
[0586] 1物 引張り強度 ® ( / d ) ·
[0587] ！ 性 比表面積 * ② . 4 9
[0588] *① 弓〖張り強度
[0589] 把握： i 5 cm、 引張り速度 1 0 onノ分の条.件で、 4回 Z cmのねじりを与えた三次元網状織維試钭を測定。
[0590] *② 比表面積
[0591] ア ム コ：社製 （力ルロ ェルバ、 ソ 一ブ トマチッ ク 1800 ) を用いて測定。
[0592] 紡出された三次元網伏鐡維及びガス流は、 紡糸口金より水 平方向に 5 皿の距難を置いて紡口蝕に直角に配置した本発明 の不織布を製造するために好適な一例である回転分散板に供 給し不織ゥェ-ブを製造した。 回転分散板は、 第 14(a) 図および第 14(b) 図に例 キ，回 転分散板と同様の 3 個の揺動面を持つものを用い 回転分 散板の各寸法は下記の通り である。 円盤直径 D , 100>™、 円 筒部直径 D ₂ 4 0 ス カ ー ト 部を镥成する揺動面は傾斜角 度 " = 4 5 ( X , = 1 0 Y i = 1 0 揺動面は、 動面と円筒部側面とが接触する交線部の円盤回転 を中心 と した中心角 _r = 106.2。 , 揺動面と円盤部上面とが接触す る交線部の円盤回転铀を中心と した中心角 ？？ = 75.7 ° で規定 される平面と した。 锾衝面は、 傾斜角度 ^ = 4 5 ° ( X 2 = 1 3 « . Y z = 1 3 «) で両端が平面部と連続している凸型 曲面と し
[0593] こ の回転分散板は、 E転数 1000r"pm 2000rpm 3000rpm で回転させた。 · . 回転分散扳を出た三次元網状織維にはコ ロナ放電を行い電 気帯電を斤なわせしめた。 このコ ロナ放電は 1 1 mmピ ッ チ、 針本数 1 6 本の回転円盤回り 半円状に配置された電極針に ¾ 2 0 kvの負の直流高電圧をかけて行つた。
[0594] 回転分散板最下部とネ ッ ト コ ンベア間の距難を 200™に設 定し、 回転分散板を回転させる こ とにより 、 三次元網状繊維 は回転数の 3 倍の揺動サイ ク ルで振り子運動させられながら、 ネ ッ ト コ ンべァ下部に設けた吸引ダク トの補助作用をう けネ ッ ト コ ンベア上下有効幅約 3 0 onの均一な不織ゥ ヱブを形成 した。
[0595] 開镙 維の落下状態は、 高速度撮影装置を使用し観察した 結果、 網状織維の揺動方向変化点は、 浦集面上にある こ とが 確認された。
[0596] ネ ッ トコ ンペァ移動速度は、 ゥ ブの目付けを変化させる ため I S
[0597] 分の範面で違転した。 この得られたウェブの 長さ 100 cmから構成する三次元網 it識維を取り 出し開鐵幅を 調べた。 平均開識幅は約 9 0 mmで、 最小開 幅 ,約 7 0 «
[0598] (镞維密度 3. 8 -デニ—ル 幅） であり網状镙維中の束状部 の镄維密度 4 0デ二 ―ル 以下であつ †
[0599] 形成された不遴ウェブば、 表面が平滑な金属ロール 度 132 ) とゴム 一ル間で熟プレスを表裏各 1 回行ない不識 布とした。
[0600] このようにして作成した不裰布の幅方向の目付け変動率
[0601] R 及びレーザ—スポッ ト透過光量変動率 r / y
[0602] を第 6表に示す
[0603]
[0604] * ® 幅方向百付け変動率
[0605] 幅方向 1 αιι毎に 1 cm X 5 on片の重量を測定 * ② レーザースポ ッ ト光の透過光量変動率
[0606] 出力 5 m W、 ビーム径 2. 5 sm ø の H e - e レーザ一 光を熱接合された不織布に照射させ、 不織布を透過す る透過光量をレーザーパワ ーメ ータ一で検知し、 不璣 布の幅方向に連続的に測定し且つ長さ方向に 5 cmお きに 1 0箇所測定。
[0607] 第 6 表より不織布の巨視的な斑を表す幅方向の目付け変勛 率は、 3 0 %以内であり、 不織布の微視的な斑を衷す幅方向 の レーザ—ス ポ ン ト透過光量変動率は、 5 0 %以内であって 本発明の不織布が均一性の高い不織布であるこ とが証明され た。 また、 こ の不織布を柔軟加工した後、 内層から独立の三 次元網抆織維を採取し、 X線小角散乱状態を調べたところ、. 長周期散乱強度比は.1 1 、 長周期は 1 80 Aであった。
[0608] 実験例 3 4
[0609] 回転分散扳最下部とネ ッ トコ ンベア—間の距離を 3 2 0龍に 替える以外は実験例 3 3 と同様の条件で実施した。 回転分散 板の回転数は、 20 0 0 Γ Ρ ΟΙ、 ネ ッ ト移動速度は 1 7 m Z分と し 形成されたゥヱブは、 有効幅 4 5 cm . 平均目付け 3 9 g / m²であ っ た。 こ のウェブの長さ 1 00 cmにおいて構成する三次 元網状織維を取り出し開鐡幅を調べた。 この結果平均開鐡幅 は約 7 5 龍で、 最小開繊幅は 2 0 m (鐡維密度は 1 3 . 5デニー ルノ龍） であり、 網状繊維が 4 0 デニー ル/ 幅以上の織維 密度に集束した束状部は全く 存在しなかった。
[0610] 形成された不繊ゥェブは、 実験例 3 3 と同様に熱プレスを 表裏各 1 回行ない不織布とした。 _
[0611] この不織布ば、 幅方向百付け変動率 3 0 %、 レーザ—スポ ッ ト透過光量変動率 4 9 %と巨視的斑、 微視的斑共に篛足す る均一な不織布であった。
[0612] 比較 1 3
[0613] 回転分散板を第 7表に示すスカー ト部形状のものに替える 以外は実験例 3 3 と同様の条件で実施し、 得られた不織布の 目付け均一性、 開篛性を第 7表に示す。 回転分散板の回転数 は、 3000 r p m、 ネ ッ ト移動'速度は 2 O m 分で一定とした。 形成されたゥヱブは有効幅約 3 Q cm平均百付け 4 8 g / m
[0614] ^ の つ 、— 。
[0615] このゥュブの長さ 100 cmにおいて搆成する三次元網扰織維 を取り出し調べた結果、 平埒開鐡幅は、 約 7 0 ™で最小開織 幅は 5 丽 （織維密度は 5 4デニール/ 職 ） に集束した長さ 6 0 mmの束状部を多く含んでいた。
[0616] このウェブは、 実験例 3 3 と同様に熱プレスを表裏各 1 回 行ない不織布とした。
[0617] 第 7表より明らかな如く本発明の不織布より外れる不織布 は、 巨視的斑を表現する幅方向目付け変動率は、 3 0 %以上 であり、 微視的な斑を表現する レーザースポッ ト光の透過光 量変勳率 、 5 0 %以上である不均一な不識布であった。
[0618]
[0619] "* 円盤部直径 D , = 100 Μ Φ '
[0620] 円筒部直径 C . 1 ： D ₂ — 5 0 随 ø、 じ -- 2 , C - 3 D 4 0 iaia
[0621] 実験例 3 5
[0622] 回転分散钣を第 8表に示すスカー ト部形状のものに替える 以外ば実験例 3 3 と同様の条件で実施し得られた不織布の目 付け均一性、 開鎪性を第 8·表に示す。 回転分散板の回転数は S O O O r p m ,. ネッ ト移動速度は 2 0 m /分で一定とした。
[0623] 得られたゥェブを搆成する 織した三次元網状織維中の大 部分の束状部の織維密度は、 4 0 デニール Z 蝠以下であり 極く少量混入する鐡維密度 4 0デニール/ m 幅以上の束伏部 もその大きさが幅 5 以下、 長さ 3 0 以下であった。
[0624] このウェブば、 実験例 3 3 と同様に表裏各 1 回熱プレスし 不-哉布とした。
[0625] 第 8—表に示す如く得られた不織布は均一性を充分に滴足す る ものであった。
[0626] 写真 2 0 ( a ) は本実験例の E - 2 の不織布の下部より光 を照射し、 上部から撮影したものである。 写真 2 0 ( b ) は 比較例 5 の Ty ve k ® B を同様にして撮影したものである。
[0627] 実験例 3 5 の場合、 束状部が見えず、 ¾視的に均一性がよ い。 それに対して、 比較例 5 の場合ば、 束拔部が観測され、 微視的な均一性が劣ることが示される。
[0628]
[0629] 3 6
[0630] フラ ッ シュ紡糸法により高密度ポリ エチ レ ン網状繊維から なる幅 100 cmの不織布を得るに際して、 4個の紡糸口金をゥ ェブの幅方向に間隔 280腿 、 ゥ ブの長さ方向に間隔 280∞ で並べ、 高密度ポリ エチ レ ン樹脂は、 メ ル ト イ ンデン' クス ( M Γ ) 5 のものを用いフ ロ ン — 1 1溶剤に溶解させ瀵度 上 3 wL½の溶液とした。 この溶液は直径 0· 6 0、 長さ 5 .請 の減圧用ォ リ フィ スを通り、 直径 8 雌 、 -長さ ' 4 0 醮の缄圧室 内で缄 £した後、 ノ ズル直径 0.65舰 Φ 、 長さ 0.65™のノ ズル を通過させてフラ ッ シュ紡糸した。
[0631] 紡糸条件及び糸物性を第 9表に示す- 第 9
[0632] * '液温度 1 181 (で）
[0633] 溶液圧力 1 200 ( kg- Z cm G
[0634] · ' i 牟
[0635] 缄圧室内温度 1 178 (r )
[0636] 条
[0637] ¾圧室内圧力 1 7 0 ( kg- -/ cm Li
[0638] ； 性
[0639] i ポリマー流速 1 2 ( kg /Η · . 達）
[0640] ！ 1 牟ぐ 織 度 ； 160 ( d )
[0641] ； 物 引張り強度 ； 4. 7 ( gノ d }
[0642] ； 性 比表面積 ； 3 5 ( / g ) それぞれの紡糸口金よ り 噴出される三次元網状璣維は、 紡 糸口金よ り水平方向に 1 ™の距離を置いて配置した実験例 3 3 と同様の本発明に係る回転分散板に供給し不裰ゥ ュブを 衣
[0643] 回転分散板最下部とネ .ン ト コ ンベア間の距離は 1 5 0™に設
[0644] At.しに
[0645] 各綞の回転分散板を 2 0 00 r p _mで同期運転させる こ とによ り 三次元網状 維ば 4 0 00 c ノ分の揺動サィ クルで振り子運勛を if ないながら'ネ ッ ト コ ンベア下部に設けた吸引ダク ト の捕助 作用をう け、 移動するネ フ ト コ ンベア上に堆積し、 順次積層 された。
[0646] - 得られたゥ ブを構成する開繊した三次元網状繊維中の大 部分の束状部の織維密度は 4 0 デニー ルノ龍幅以下であり 、 極 く 少量混入する繊維密度 4 0 デニー ル /™幅以上の束状部 もその大き さが幅 5 丽以下、 長さ 3 0 職以下であった。
[0647] 形成されたゥ ヱブは、 全面圧着ロ ー ル （温度 130 。c ) とゴ ム コ ー ル間で熟プ レスを表裏各 1 回行ない不裰布と した。
[0648] このよ う にして得た不織布は、 有効幅 1 0 0 cm目付け 4 1 Z mの幅方向の目付け変動率 1 9 %、 レーザ—ス ポ ン 卜透過 光量変動率 4 0 %の極めて均一なものであった。 産業上の利用可能性
[0649] 本発明による三次元網状織維、 三次元網状譏維よ り成る不 織布及びそれらの製造方法は前述のよ う に構成されているの でそれぞれ優れた特徴と用途を有する。 ¾下順を追って説明する。 -
[0650] J_および ^ 本発明の新規な三次元網状镞維は、 その 性能における大きな特徴として、
[0651] ① 極めて徽 IHなフ ィ ブリルより成つて.:いる
[0652] ② 機械的強度が非常にすぐれている '： '
[0653] ③ 高温特性にすぐれている
[0654] が挙げられる。 そして、 これらをすベて満足する鐡維は従来 な く 、 これらの特徵は不織布として用いるのに適している。 又、 本発明の $哉維は紡糸したままの鐡維であるにもかかわ らず前述のような特 1：を有するので、 工業的に有利に生産し 且つ利用される。 従って、 篛維の強度が要求されて従来延伸 を必要としていた各種の産業資材織維用途への展開も又期待 される。 . ' - - 本; 明の三次元網犾镞維を用いた^糸直結型の連続織維不 璣布はきわめて有用であり、 従来にない 性能の不鎩布とす ることが岀来る。
[0655] この镞維は、 その強度、 白度、 網状攙造及び高い比表面.積 を利して、 不織布にしたり、 繊維のまま使用することにより、 各種の用途に展開しう る。
[0656] D_ 本発明に示された;スク リ ユー押出機を用いて、 溶融ポ リ マーで封鎖する紡糸方法及びプロセスを採用する こ とによ り、 極めて安定にフラ ソ シュ紡糸された高強力な網抆鐡維の 製造が可能になる。
[0657] 即ち、 高分子量ボリマ ーを用いた紡糸が可能となる他、 高 Eでの溶液作成が可能になる、 装置のコ ンパク ト化、 攪拌シ ール部からの漏れによる工程 ト ラブルの解消、 紡糸系の圧力 の安定化等極めて大きな効果がもた らされる。
[0658] E_ 本発明による高密度ポ リ エ チ レ ン と ト リ ク ロルフルォ リ メ タ ンを用いた高圧力差を利用する、 又減圧室の液体が一 相領域に属する フ ラ ッ シュ紡糸方法を用いる こ とによ り従来 よ り 高強度である高度にフ ィ プリ ル化した高密度ボ リ ヱチ レ ンの網状識維を得る こ とが出来る。 又、 よ り 高圧の吐出であ るため、 钫糸速度も増大され、 生産速度における工業的メ リ
[0659] - - 1
[0660] ッ ト も大きい。 さ らに従来よ り 2
[0661] 7も低温での紡糸でも高強力な ^維が得られるため、 ポ リ マ一の劣化や溶剤の分解が抑制さ れ、 製品の安定化や、 溶剤回収コ ス ト の低減にも効果を及ぼ
[0662] F_ 本発.明の 様の三次元網状繊維不織布は、 それを構成 - する織維の機械特性、 熱接着特性から、 比表面積の大きな内 層と、 大きな機械的強度 （引張強度と引裂強度） を有する新 規な不織布である。 そのため、 被覆力、 均一性、 機搣的強度 Ο点で従来にない性能の展開が可能となり、 比較的低目付領 域 （25〜70 g / rrf ) に適用されるのが好ま しい。
[0663] 分類 に属する本発明の不鐵布の用途と して、 封筒、 ブ ッ クカバー、 壁装材、 ハウス ラ ッ プ . 屋根下材等の建材用途、 滅菌包装材、 衛生材料等の他、 ろ過性能を活かしたフ ィ ルタ ―、 フ ロ ッ ピーディ スクス リ ーブ、 通気包装材、 各種袋物、 記録紙、 無塵紙、 難型紙、 含浸紙、 各種テープ、 F R P用材 料等に使用でき ¾。
[0664] G 本発明の、 部分的に未融着の網状織維から成る層を含 12δ む不織布は、 本発明による三次元網状鐵維から成る不織布で あって、 特に機械的強度、 熟機械特性に優れた高不透明 ί生、 高被覆性を有した不鐡布である。
[0665] - この不镄布の用途として、 防護衣、 安全衣、 無菌衣、 無麈 衣 透湿防水 ·布、 s水布、 印剠布、 袋物等に使. できる。
[0666] 且 本発明による均一な不織布は、 有効幅の全域に渡って 巨付けの均一性が高く 、 外観上の均一性の優れたものとなる。 したがって、 この不織布ば、 不識布の最終用途より要望され る高度な ί匀ー性を持つ不織布として又低目付けでも均一性が 高い不織布とレて極めて有用で.ある。
[0667] 部分的に未融着の独立した網状織維から成る層を含む不裰 布の均一性を高めることも可能であり、 こ 'の場合にば、 均一 性に、 高性能性が付加されるので、 極めて有用な不镄布とな 。— .
[0668] 丄 本 明による回転分散板を用いる網状 維不镞布の製 造方法は必要とするシー ト幅の全壊にわたつて目付けが均一 で、 開織性の優れたゥヱブを得る.ことができる。 したがつて 本発明による回転分散板を用いる方法により 、 不織布の最終 用途より要望される高度な均一性や 3 0 g Z «f以下の低目付 けの不織布に容易に対応することができる。

权利要求:
Claims
請 求 の 範 囲 1. 4 0 以下の長周期散乱強度比を有する こ とを特徴とす る フ ィ ブ リ ル化された高密度ポ リ エチ レ ン系の三次元網状 維。
2. 三次元網状 維が 150 A以上 200 A以下の長周期を有 する こ とを特徴とする請求の範囲第 1 項記載のフ ィ プリ ル化 された高密度ボ リ ェチ レ ン系の三次元網状織維。
3. 三次元網状镍維が、 3 0 «f / _g以上の比表面積を有す る こ とを特徴とする請求の範囲第 1 項または第 2 項記載のフ ィ ブリ ル化された高密度ポ リ ヱチ レ ン系の三次元網状镍維。
4. フ ラ ッ シュ紡糸法による網状繊維の製造法において、 加熱されたスク リ ユ ー押出機を用いて溶融しつつポ リ マ ーを 連続的にボ リ マ ー溶解域へ供給し、 溶解域の入口を連続的に 拱袷される溶融ポ リ マ一で封鎖しつつ溶融ボ リ マーに溶剤を 添加し、 高圧下で両者を混合 · 溶解してポ リ マー溶液を製造 し、 溶解域に設けられたノ ズルからポ リ マ ー溶液を低圧域に 連^的に吐出させて得られる フ ィ ブ リ ル化された高密度ポ リ ェチ レ ン系の三次元網状 IS維。
5. 三次元網状繊維が 4 0 以下の長周期散乱強度比を有す る こ とを特徴とする請求の範囲第 4 項記載のフ ィ ブリ ル化さ れた高密度ポ リ エチ レ ン系の三次元網状繊維。
6. 三次元網状織維が 150 A以上 200 A以下の長周期を有 する こ とを特徴とする請求の範囲第 5 項記載のフ ィ ブリ ル化 された高密度ポ リ エチ レ ン系の三次元網状織維。 了. 三次元網状織維が 3 0 rf / _g以上の比表面積を有する ことを特徴とする請求の範囲第 5項または第 6項記載のフ ィ ブリル化された高密度ボリ ェチレ ン系の三次元網状織維。 . 8. 高密度ボ リ エチ レ ン系ポ リ マー と ト リ ク ロ ルフルォ ル 5 メ タ ンよ り成る高圧の均一溶液を、 減圧オ リ フ ィ ス、 ¾王室 及び紡糸ノ ズルから成る紡出装置を通して低圧域へ吐出し、 高密度ポリ エチ レ ン系ポリマーの網状織維を得る方法におい て、 減圧オリ フ ィ スの前後で高圧力差を発生させて、 液体を 活性化して得られるフィ プリ ル化された高密度ポ リ エチ レ ン0 系の三次元網状織維。
9. 高密度ポリ エチ-レン系ボリ マーと ト リ ク ロルフルォル " メ タンより成る減圧室の液体を相図にお.けるー液栢領域に属 さ て得られる請求の範囲第 8項記載の？ィ ブリ ル化された 高密度ボリ ヱチ レン系の三次元 状織維。 ,
5 10 . 三次元網状織維が 4 0以下の長周期散乱強度比を有す ることを特徵とする請求の範囲第 8項または第 9項記載のフ ィ ブリ ル化された高密度ポ リ エチ レ ン系の三次元絹状繊維。
11 . 三次元網状織維が 以上 200 A以下の長周期を有 することを特徵とする請求の範囲第 1 0項記載のフィ ブリ ル0 化された高密度ポリエチ レ ン系の三次元網状織維。
12. 三次元網伏織維が 3 0 nfノ g以上の比表面積を有する ことを特徵とする請求の範囲第 1 0項記載のフィブリル化さ れた高密度ポリ 工チレ ン系の三次元網伏織維。
13. 三次元網状鐡維が 3 0 rf Z g以上の比表面積を有する5 ことを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載のフィブリル化さ れた高密度ポ リ エ チ レ ン系の三次元網状鐡維。
1 4 . 加熟されたス ク リ ユ ー押出機を用いて溶融しつつボ リ マ -を連铙的にボ リ マー溶解域へ供給し、 溶解域の入口を連 ^的に供給される溶融ボ リ マーで封鎖しつつ溶融ポ リ マーに δ ；容剤を添加し、 高圧下で両者を混合 ' 溶解してポ リ マーの均 一溶液が製造される こ とを特^とする請求の範囲第 8 項、 第 9 項、 第 1 1 項、 第 1 2 項または第 1 3 項記載のフ イ ブリ ル 化された高密度ポ リ エチ レ ン系の三次元網状織維。
1 5 . 加熱されたス ク リ ュ —押 3出機を用いて溶融しつつポ リ
- !
マーを遑铙的にボ リ マー溶解域へ供給し、 溶解域の入口を連" 的に洪給される瑢融ポ リ マ—で封鎖しつつ溶融ポ リ マーに 溶剤を添加し、 高圧下で両者を混合 - 溶解してポ リ マ—の均 一溶液が製造される こ とを特徴とする請求の範囲第 i 0 項記 載のフ ィ ブリ ル化された高密度ボ リ エチ レン系の三次元網状 τ¾維
1 6 . フ ラ ッ シュ紡糸法による網状織維の製造法において、 加熟されたスク リ ュ —押出機を用いて溶融しつつポ リ マーを 連続的にポ リ マー溶解域へ供給し、 溶解域の入口を連繞的に 供給される溶融ポ リ マ—で封鎖しつつ溶融ボ リ マーに溶剤を 添加し、 高圧下で両者を混合 · 溶解してポ リ マー溶液を製造 し、 溶解域に設けられたノ ズルからポ リ マ—溶液を低圧域に 連続的に吐出する こ とを特徴とする高密度ポ リ エ チ レ ン系三 次元網状織維の連続的な製造方法。
1 7 . ボ リ マー溶解域に於いて、 混合 · 溶解が少く とも押出 機のス ク リ 立.一に付設された機械的混合の領域を いて行わ れことを特徵とする請求の範囲第 1 6項記載の網状織維の連 铙的な製造方法。
18 . ポリマー溶解域に於いて、 ボリマーと溶剤との混合 ' 溶解を多段階に う ことを特徵とする請求の範囲第 1 6項記
5 載の網祅織維の連镜的な製造方法。
19 . ポリ マ—溶解域に於いて、 ポリ マーと溶剤との混合 ' . 溶解を多段階に行う ことを特徵とする請求の範囲第 1 7項記 載の镉找鐡維の連続的な製造方法。
20 . ポ リ マー溶解域に於いて、 溶剤の添加、 ポリ マーと溶0 荊との混合 · 溶解を多段階に行う ことを特徵とする請求の範
囲第 1 8項記載の網伏鐵維の違続的な製造方法。
― , 21 . ポリ マ—溶解域に於いて、 溶剤の添加、 ポリ マ—と溶
剤'との混合 - 溶解を多段階に行う ことを特 '徵とする請求の範 ；； 圏第 1 9項 載の網状織維の連続的な製造方法。
5 22 . ボリ マ—溶解域に於いて、 溶剤の添加の都度、 ボリ マ
―と混合 · 溶解し、 順次ボリマー缰度を 下させることを特 徵とする請求の範囲第 2 0項記載の網状襪維の連読的な製造 方法。
23 . ボリ マ—溶解域に於いて、 溶剤の添加の都度、 ポリ マ0 一と混合 ' 溶解し、 順次ポリマー濃度を低下させることを特
徵とする請求の範囲第 2 1項記載の網状譏維の違繞的な製造 方法。
24. ボリ マ—溶解域に於いて、 ポリマーに対する溶剤の多 段階添加 · 混合 · 溶解の少く とも第 1 段階が、 スク リ ュー押5 出機で連続的に溶融供給されるポリ マーに対して、 該押出機 のス ク リ ユーに付設せられた機械的混合の領域で行われる こ とを特徴とする請求の範囲第 2 1 項または第 2 3 項記載の網 状.織維の連続的な製造方法。
25 . ボ リ マ —溶解域に於いて、. 第 2 段階以降の溶剤添加 - 混合 · 溶解が静的混合素子を用いて行われる こ とを特徴とす る請求の範囲第 2 4 項記載の網状鐡維の連続的な製造方法。
26 . 高密度ポ リ エ チ レ ン系ポ リ マ ー と ト リ ク ロ ルフルォル メ タ ンよ り成る高圧の均一溶液を、 減圧用オ リ フ ィ ス、 減圧 室及び紡糸ノ ズルから成る紡出装'置を経て低圧域へ吐出し、 高密度ボ リ エチ レ ン系ボ リ マーの網状繊維を得る方法におい て、 減圧オ リ フ スの前後で高圧力差を発生させて、 液体を 活性化する こ とを特徴とする高密度ボ リ ヱチ レ ン系三次元網 * 状織維の製造方法。 .
27. 高密度ボ リ エチ レ ン;系ポ リ マ ー と ト リ ク ロルフルオル メ タ ンょ り成る減圧室の液体を相図における一液相領域に属 させる こ とを特徴とする請求の範囲第 2 6 項記載の高密度ポ リ エ チ レン系三次元網状繊維の製造方法。 '
28. 加熱されたスク リ ュ 一押出機を用いて溶融しつつボ リ マ ーを連 的にポ リ マー溶解域へ供給し、 溶解域の入口を連 続的に供給される溶融ポ リ マーで封鎖しつつ溶融ポ リ マ—に 溶剤を添加し、 高圧下で両者を混合 · 溶解してポ リ マーの均 一溶液が製造される こ とを特徴とする請求の範囲第 2 6 項ま たは第 2 7 項記載の高密度ポ リ エ チ レ ン系三次元網状織維の 製造方法。
29 . ポ リ マ—溶解域に於いて、 ポ リ マーに対する溶剤の多 , 段階添加 ' 混合 ' 溶解の少く とも第 1段階が、 ス ク リ ュ ー抨 出機で連続的に溶融供給されるボリ マーに対して、 該押出機 のス ク リ ユーに付設せられた機械的混合の領域で行われ、 第 2段階以降の溶剤添加 · 混合 · 溶解が静的混合素子を用いて 5 行われるこ とを特徵とする請求の範涯第 2 8項記載の翕密度 ポリ エチ レン系三次元網状織維の製造方法。
30 . 高密度ボリ エチ レ ン系のフィブ リ ル化された連続三次 '：元網状镞維が、 ランダムな方向に堆積され、 互いに強固に熟 接着された衷面層と、；表面層より も弱く フィルム伏.織維層に 10 熟接着された内層とからなる一体化された紙様の不織布にお いて、 内層の比表面積が 5 nf / gをこえることを特^とする 引張強度と引裂強度の高い三次元網状繊維不織布。 ，
31 . 不鐡 の引裂強度を X ( kg / 5 0 g Z —ヱ レメ ン ド ルフ法） 、 引張強度を Y ( kg 3 cm 5 0 g / ) として、
15 (いずれの強度も不織布の目付けを基準目付 5 0 g / に比 例換算した値） 、 X ≥ 0. 4で、 かつ
- 2 0 X 2 8 ≤ Y≤ 3 0
である請求の範囲第 3 0項記載の連镜網扰鐡維不織布。
32. 高密度ポ リ エチ レ ン系のフ ィ ブ リ ル化された三次元網 20 状鍵維が、 ラ ンダムな方向に配置され、 層状に堆積され、 部 分的に未融着の独立した網状形態の織維から成る層を含む不 織布において、 該独立した網 ¾織維が 4 0以下の長周期散乱 強度比を有することを特徵とする三次元網状織維から成る不
25 33 . 独立した網伏織維が 0 A以上の長周期を有すること を特徴とする請求の範囲第 3 2 項記載の高密度ボ リ エチ レ ン 系三次元網状鐡維不織布。
3 4 . 開織した高密度ポ リ ヱチ レ ン系三次元網状繊維がラ ン ダムな方向に堆積された不織布において、 不織布を清成する
5 連^網状镍維に存在する束状部が '4 0 デニール /舰幅以下の 密度を有する束状部か、 4 0 デニー ル /' mm幅以上の密度耷有 する束状部である場合には、 そ の幅が 5 rara以下、 且つ長さが 3 0 舰以下の束状部である こ とを特 ¾とする均一な不織布。
35 . 開繊した高密度ポ リ ヱチ レン系三次元網状織維が 4 0 以下の長周期散乱強度比を有する こ とを特徴とする請求 ο範 画第 3 4項記載の均一な不織布。
, 3 6 . 開繊した高密度ポ リ ヱチ レ ン系三次元網状繊維が 1 5 0 ' A以上の長周期を有する こ とを特徵とする請求の範囲第 3 5 項記載の均一な不織布。
3 7 . 回転可能な円盤部と、 該円盤部の中央より垂直方向に 延び且つ円盤部より小さい直径の円形外表面を有する円筒部 と、 前記円盤部の片方表面と前記円筒部の円形外表面との間 の空間に傾斜して配置されたスカ ー ト 部から成り 、 該ス力 — ト部には前記円筒部の軸線に実質的に平行な方向で飛来する 未開織の三次元網状繊維を揺動させる複数の揺動面と、 該揺 動面と交互に配置され、 前記揺動面によ って揺勛される三次 元網状繊維の揺勣方向の急激な変化を锾和する锾衝面とによ つて構成されている三次元網状織維の拡散 · 揺動回転分散板 を用いる網状織維不織布の製造方法において、
スカ ー ト部を構成する揺動面の中央と円盤部上表面とのな す傾斜角度 が緩衝面の中央と円盤部上表面とのなす傾斜角 度^にほぼ等しい範囲であり、 緩衝面が円筒部近く の幅より 円盤部近く の幅の方が広い扇型形状である三次元網状織維の 拡散 · 揺勖回転分散扳を用いることを特徵とする均一な不.操 布 0製造方法。
•38. スカー ト部を搆成する揺動面が実質的に平面であり、 锾衝面が実質的に凸型曲面である拡散 _ · 揺勛分散扳を用いる ことを特徵とする請求の範囲第 3 7項記載の均一な不議布の 製造方法。
39. 回転分散板最下部と開鐡した三次元網状镞維の捕集面 との間の距離を回転分散板最下部と三次元網伏 ϋ維の揺動方 向変化点との間の距離以下に設定することを特徴とする請求 の範囲第 3 7項または第 3 8項参 載の均一な不織布の製造方 法。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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DE3751793T2|1997-01-09|

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EP0285670B1|1996-05-01|

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EP0285670A1|1988-10-12|

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DE3751793D1|1996-06-05|

引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
1988-04-21| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |

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1988-04-21| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BE DE FR GB IT LU NL SE |

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1988-06-11| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987906606 Country of ref document: EP |

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1988-10-12| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987906606 Country of ref document: EP |

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1996-05-01| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1987906606 Country of ref document: EP |

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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JP61241450A|JPH0772388B2|1986-10-13|1986-10-13|不織ウエブ用の回転分散板|

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