JP2550204B2 - 多孔質繊維の製造方法 - Google Patents
多孔質繊維の製造方法Info
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- JP2550204B2 JP2550204B2 JP2111730A JP11173090A JP2550204B2 JP 2550204 B2 JP2550204 B2 JP 2550204B2 JP 2111730 A JP2111730 A JP 2111730A JP 11173090 A JP11173090 A JP 11173090A JP 2550204 B2 JP2550204 B2 JP 2550204B2
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- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、ポリエチレン系の多孔質繊維に関する。
《発明の背景》 従来、微細孔を有する合成繊維としては、衣料用繊維
として多孔吸水性ポリエステル繊維等があり、吸水性能
をもたせて着心地の向上を図っている。
として多孔吸水性ポリエステル繊維等があり、吸水性能
をもたせて着心地の向上を図っている。
一方、ポリオレフィン系微細孔繊維は各種の分離用中
空糸膜として開発され、医療，工学，民生等の分野で広
く利用されている。
空糸膜として開発され、医療，工学，民生等の分野で広
く利用されている。
このように微細孔繊維は、従来から数多く開発されて
いるが、孔の形状ないし大きさを制御することは困難な
課題であった。
いるが、孔の形状ないし大きさを制御することは困難な
課題であった。
例えば、ポリオレフィン系の多孔性繊維として、ポリ
プロピレンあるいはポリエチレンを中空状に低温，高ド
ラフトで紡糸し、熱処理後所定倍率に延伸し、あるいは
極低温下で延伸するなどしていわゆるラメラスタックに
よる短冊状空隙を有する中空繊維を得ることが知られて
いるが、これらは主として前述の中空糸膜等として使用
されるものであって、デニールが比較的大きく孔径も比
較的小さいものであり、保液性，断熱性などの機能を活
かした用途には不向きであった。
プロピレンあるいはポリエチレンを中空状に低温，高ド
ラフトで紡糸し、熱処理後所定倍率に延伸し、あるいは
極低温下で延伸するなどしていわゆるラメラスタックに
よる短冊状空隙を有する中空繊維を得ることが知られて
いるが、これらは主として前述の中空糸膜等として使用
されるものであって、デニールが比較的大きく孔径も比
較的小さいものであり、保液性，断熱性などの機能を活
かした用途には不向きであった。
そこで本発明者らは、比較的低デニールであって、孔
の大きさないし形状を制御できるポリエチレン系多孔繊
維の製造方法の提供を目的として鋭意検討して本願発明
を完成したものであり、電解液を保持させたバッテリー
セパレーター、活性炭粉末等を保持させた消臭材、比表
面積の多さを利用した吸着材、断熱材、保温材などの用
途に好適な多孔質中実繊維が得られる製造方法の提供を
目的としている。
の大きさないし形状を制御できるポリエチレン系多孔繊
維の製造方法の提供を目的として鋭意検討して本願発明
を完成したものであり、電解液を保持させたバッテリー
セパレーター、活性炭粉末等を保持させた消臭材、比表
面積の多さを利用した吸着材、断熱材、保温材などの用
途に好適な多孔質中実繊維が得られる製造方法の提供を
目的としている。
《発明の構成》 上記目的を達成するための本願発明の構成は、メルト
インデックスが0.3〜20g/10分の高密度ポリエチレン100
重量部と、パラフィンワックス30〜300重量部とを溶融
下で混合し、この混合物を押出機に投入してドラフト率
200以下で溶融紡糸して未延伸繊維を得、次いでこの未
延伸糸を延伸温度60〜120℃，歪速度400％／分以下の条
件下で延伸倍率1.4〜4.5倍で延伸し、次いで、熱処理を
施した後、パラフィンワックスを抽出除去して、空隙率
が30％以上である多孔質繊維を得ることを特徴とする。
インデックスが0.3〜20g/10分の高密度ポリエチレン100
重量部と、パラフィンワックス30〜300重量部とを溶融
下で混合し、この混合物を押出機に投入してドラフト率
200以下で溶融紡糸して未延伸繊維を得、次いでこの未
延伸糸を延伸温度60〜120℃，歪速度400％／分以下の条
件下で延伸倍率1.4〜4.5倍で延伸し、次いで、熱処理を
施した後、パラフィンワックスを抽出除去して、空隙率
が30％以上である多孔質繊維を得ることを特徴とする。
本発明に使用できる高密度ポリエチレン（以下HDPEと
称す）は、密度が概ね0.94以上のものであって、JIS K6
760に準じた測定方法によるメルトインデックス（以下M
Iと称す）値は0.3〜20g/10分でなければならない。MI値
がこの範囲を外れると後述するパラフィンワックスと混
合した後における溶融紡糸時の溶融粘度が不適正となっ
て紡糸上の問題が生じる。
称す）は、密度が概ね0.94以上のものであって、JIS K6
760に準じた測定方法によるメルトインデックス（以下M
Iと称す）値は0.3〜20g/10分でなければならない。MI値
がこの範囲を外れると後述するパラフィンワックスと混
合した後における溶融紡糸時の溶融粘度が不適正となっ
て紡糸上の問題が生じる。
一方、本発明に使用できるパラフィンワックスは、飽
和脂肪族，炭化水素化合物を主体とするものであって、
溶媒による易溶出性の点から融点が概ね50〜70℃程度の
ものが好ましい。
和脂肪族，炭化水素化合物を主体とするものであって、
溶媒による易溶出性の点から融点が概ね50〜70℃程度の
ものが好ましい。
上記HDPEとパラフィンワックスとを、HDPE100重量部
に対してパラフィンワックス30〜300重量部の比率で両
者の溶融下で混合して、溶融紡糸用の原料とする。
に対してパラフィンワックス30〜300重量部の比率で両
者の溶融下で混合して、溶融紡糸用の原料とする。
溶融紡糸に際しては、紡糸温度は上記混合原料の溶融
粘度に応じて決定される。
粘度に応じて決定される。
溶融紡糸機は、HDPEとパラフィンワックスとの混合混
練を促進するため、スクリュー式の押出機を使用するこ
とが望ましい。
練を促進するため、スクリュー式の押出機を使用するこ
とが望ましい。
溶融紡糸時のドラフト、すなわち未延伸糸の捲取速度
V1m/分と、紡糸ノズルからの吐出線速度V0m/分との比
は、200以下であることが必要である。
V1m/分と、紡糸ノズルからの吐出線速度V0m/分との比
は、200以下であることが必要である。
ドラフトが200を超えるとHDPEのラメラサイズを小さ
くし、最終的に得られる多孔性繊維の細孔径が小さくな
る。
くし、最終的に得られる多孔性繊維の細孔径が小さくな
る。
上述の条件で得られた未延伸糸は、引続いて延伸され
るが、延伸条件は、60〜120℃の範囲で、歪速度すなわ
ち、供給側ローラー速度をGF（m/分），延伸側ローラー
速度GT（m/分）と、これらのローラー間の距離をＬ
（ｍ）とするときに次式で定義される値が、 歪速度（％／分）＝（GT−GF）/L×100 400％／分以下
であることを要する。
るが、延伸条件は、60〜120℃の範囲で、歪速度すなわ
ち、供給側ローラー速度をGF（m/分），延伸側ローラー
速度GT（m/分）と、これらのローラー間の距離をＬ
（ｍ）とするときに次式で定義される値が、 歪速度（％／分）＝（GT−GF）/L×100 400％／分以下
であることを要する。
延伸温度がこの範囲を外れると、すなわち60℃未満で
は冷延伸となって、パラフィンワックス抽出後の収縮率
が大きくなって空隙率が低下する。
は冷延伸となって、パラフィンワックス抽出後の収縮率
が大きくなって空隙率が低下する。
一方、120℃を超えるとHDPEが軟化状となって強度等
の面で有効な延伸が困難となる。
の面で有効な延伸が困難となる。
延伸倍率は1.4〜4.5倍の範囲とする必要があり、1.4
倍未満では、最終的に空隙率の小さな繊維しか得られ
ず、4.5倍を超えると延伸により潰れた状態の孔のもの
しか得られない。
倍未満では、最終的に空隙率の小さな繊維しか得られ
ず、4.5倍を超えると延伸により潰れた状態の孔のもの
しか得られない。
上記延伸に引続いて熱処理を施すが、この熱処理は、
以後においてパラフィンワックスを溶剤により抽出した
後に、繊維が径方向及び軸方向に収縮して実質的に空隙
率を低下させるのを防ぐもので、熱処理温度は上記延伸
温度の近傍ないしそれ以上で行なうことが望ましい。
以後においてパラフィンワックスを溶剤により抽出した
後に、繊維が径方向及び軸方向に収縮して実質的に空隙
率を低下させるのを防ぐもので、熱処理温度は上記延伸
温度の近傍ないしそれ以上で行なうことが望ましい。
パラフィンワックスの抽出は、ヘキサン，ヘプタン等
の炭化水素系溶剤で行なうことが、取扱い上、低毒性な
どの点から好ましい。
の炭化水素系溶剤で行なうことが、取扱い上、低毒性な
どの点から好ましい。
《作用》 本発明の多孔性繊維の製造方法では、HDPEとパラフィ
ンワックスとを所定の範囲で溶融混合し、これを所定の
ドラフト率で紡糸した未延伸糸を所定の延伸条件下で延
伸し、熱処理を施した後にパラフィンワックスを抽出除
去しているので、紡糸時におけるラメラの縮小化あるい
は延伸時の細孔の潰れ、パラフィンワックス抽出後の繊
維の収縮等が抑止できる。
ンワックスとを所定の範囲で溶融混合し、これを所定の
ドラフト率で紡糸した未延伸糸を所定の延伸条件下で延
伸し、熱処理を施した後にパラフィンワックスを抽出除
去しているので、紡糸時におけるラメラの縮小化あるい
は延伸時の細孔の潰れ、パラフィンワックス抽出後の繊
維の収縮等が抑止できる。
《実施例》 以下、本発明につき好適な実施例により詳細に説明す
る。
る。
実施例１ MI値が5.5g/10分のHDPE（三井石油化学：ハイゼック
ス2200J）100重量部とパラフィンワックス（日本石油製
135度パラフィン）100重量部とを機械的に混合した後、
平型底の容器に入れ150℃のオーブン中に2.5時間入れ
て、両者を均一に相溶させた後、冷却固化し、これを粉
砕して溶融紡糸用の原料を調整した。
ス2200J）100重量部とパラフィンワックス（日本石油製
135度パラフィン）100重量部とを機械的に混合した後、
平型底の容器に入れ150℃のオーブン中に2.5時間入れ
て、両者を均一に相溶させた後、冷却固化し、これを粉
砕して溶融紡糸用の原料を調整した。
この原料をスクリュー径25mm,0.45mmφ×80ホールの
ノズルを取付け、145℃〜180℃に設定された溶融紡糸機
に供給し、捲取速度V1が200m/分で紡糸ドラフト率100で
10デニールの未延伸糸を得た。
ノズルを取付け、145℃〜180℃に設定された溶融紡糸機
に供給し、捲取速度V1が200m/分で紡糸ドラフト率100で
10デニールの未延伸糸を得た。
得られた未延伸糸をローラー延伸機を用い、第１延伸
ロール速度G1＝0.7m/分，第２延伸ロール速度G2＝1m/
分，第３延伸ロール速度G3＝1.5m/分，第４延伸ロール
速度G4＝2.1m/分として110℃の雰囲気下で全延伸倍率3.
0倍、歪速度１段目36％／分,2段目64％／分,3段目76％
／分とし延伸し巻取った。
ロール速度G1＝0.7m/分，第２延伸ロール速度G2＝1m/
分，第３延伸ロール速度G3＝1.5m/分，第４延伸ロール
速度G4＝2.1m/分として110℃の雰囲気下で全延伸倍率3.
0倍、歪速度１段目36％／分,2段目64％／分,3段目76％
／分とし延伸し巻取った。
この繊維を紙管に巻いた状態で、110℃のオーブン中
で１時間定長熱処理した。
で１時間定長熱処理した。
引続いてこれを室温のヘキサン中に浸漬してパラフィ
ンワックスを抽出し、３分後にヘキサン浴中から引き上
げ風乾した。
ンワックスを抽出し、３分後にヘキサン浴中から引き上
げ風乾した。
この段階におけるパラフィンワックスの抽出率は約95
％であった。得られた繊維の空隙率（％）を次式より算
出した。
％であった。得られた繊維の空隙率（％）を次式より算
出した。
この結果、空隙率は54％であり、孔径も第１図の電子
顕微鏡写真に示すように比較大きなものであった。
顕微鏡写真に示すように比較大きなものであった。
実施例２ 実施例１と同一の未延伸糸を用い、延伸条件を、第１
延伸ローラー速度0.7m/分，第２延伸ローラー速度1.0m/
分で歪速度36％／分の１段延伸とし、引続いて実施例１
と同一条件で熱処理を施し、パラフィンワックスを抽出
して多孔性繊維を得た。
延伸ローラー速度0.7m/分，第２延伸ローラー速度1.0m/
分で歪速度36％／分の１段延伸とし、引続いて実施例１
と同一条件で熱処理を施し、パラフィンワックスを抽出
して多孔性繊維を得た。
この繊維の空隙率は37％であり、孔径もほぼ均一であ
った。
った。
実施例３ 実施例１と同一の未延伸糸を使用し、延伸を４段延伸
して実施例１の３段延伸にさらに第５延伸ローラー速度
2.8m/分の４段目の延伸を付加して、第４段面の歪速度
を91％／分として延伸し、その他は実施例１と同一とし
た。
して実施例１の３段延伸にさらに第５延伸ローラー速度
2.8m/分の４段目の延伸を付加して、第４段面の歪速度
を91％／分として延伸し、その他は実施例１と同一とし
た。
得られた繊維の空隙率は43％で、孔径もほぼ均一であ
った。
った。
実施例４〜６ 原料のMI値及びパラフィンワックスとの混合率の異な
る３種の原料によって未延伸糸を得た。
る３種の原料によって未延伸糸を得た。
すなわち、MIが0.9g/10分のHDPE（日本石油化学：ス
タフレンE809F）と実施例１と同一のパラフィンワック
スを各100重量部混合したもの（実施例４）、MIが20g/1
0分のHDPE（旭化成：サンテックJ310）100重量部とパラ
フィンワックス42.8重量部とを混合したもの（実施例
５）、MIが0.3g/10分のHDPE（昭和電工：ショウレック
ス5003）100重量部とパラフィンワックス100重量部とを
混合したもの（実施例６）を原料とし、実施例１と同一
の条件で10デニールの未延伸糸を得た。
タフレンE809F）と実施例１と同一のパラフィンワック
スを各100重量部混合したもの（実施例４）、MIが20g/1
0分のHDPE（旭化成：サンテックJ310）100重量部とパラ
フィンワックス42.8重量部とを混合したもの（実施例
５）、MIが0.3g/10分のHDPE（昭和電工：ショウレック
ス5003）100重量部とパラフィンワックス100重量部とを
混合したもの（実施例６）を原料とし、実施例１と同一
の条件で10デニールの未延伸糸を得た。
この未延伸糸を、実施例１と同一の延伸条件による延
伸，熱処理，パラフィンワックスの抽出によって多孔性
繊維を得た。得られた繊維の空隙率は30〜45％の範囲内
のものであり、均質な細孔を有するものであった。
伸，熱処理，パラフィンワックスの抽出によって多孔性
繊維を得た。得られた繊維の空隙率は30〜45％の範囲内
のものであり、均質な細孔を有するものであった。
実施例７ 0.6mmφ×30ホールのノズルを使用した以外は実施例
１と同一の条件で未延伸糸の製造，延伸，熱処理，パラ
フィンワックスの抽出を行なった。この実施例の場合、
紡糸ドラフトは185であった。得られた多孔性繊維は、
空隙率30％であって実施例１よりは空隙率が低下し、細
孔径も小さくなっていたが、均質な細孔径を有するもの
であった。
１と同一の条件で未延伸糸の製造，延伸，熱処理，パラ
フィンワックスの抽出を行なった。この実施例の場合、
紡糸ドラフトは185であった。得られた多孔性繊維は、
空隙率30％であって実施例１よりは空隙率が低下し、細
孔径も小さくなっていたが、均質な細孔径を有するもの
であった。
比較例１ 実施例１と同一の原料を使用して、同一の条件で紡糸
した未延伸糸を使用し、第１延伸ローラー速度5m/分，
第２延伸ローラー速度15m/分，延伸倍率３倍，歪速度12
60％／分にて延伸し、熱処理及び抽出は実施例１と同一
とした。
した未延伸糸を使用し、第１延伸ローラー速度5m/分，
第２延伸ローラー速度15m/分，延伸倍率３倍，歪速度12
60％／分にて延伸し、熱処理及び抽出は実施例１と同一
とした。
得られた繊維の空隙率は36％であったが、細孔が不均
一で孔の潰れた個所もかなり見受けられムラの多いもの
であった。
一で孔の潰れた個所もかなり見受けられムラの多いもの
であった。
比較例2,3 延伸倍率の影響を見るため、実施例１の未延伸糸を11
0℃で１時間定長熱処理した後、パラフィンワックスの
抽出を行なったもの（比較例２）、これも実施例１と同
一の未延伸糸を使用し、実施例１の延伸条件に４段目の
延伸を加えて全延伸倍率を5.0倍としたもの（比較例
３）による繊維の空隙率及び細孔性状を調べた。
0℃で１時間定長熱処理した後、パラフィンワックスの
抽出を行なったもの（比較例２）、これも実施例１と同
一の未延伸糸を使用し、実施例１の延伸条件に４段目の
延伸を加えて全延伸倍率を5.0倍としたもの（比較例
３）による繊維の空隙率及び細孔性状を調べた。
その結果、未延伸糸でも定長熱処理を行った後にパラ
フィンワックスを抽出すれば多孔質繊維が得られること
が判明したものの、前者の空隙率は20％と低く、細孔は
全く延伸していないため細長い亀裂状を呈しており、孔
径が非常に小さい。一方、後者（比較例３）では、空隙
率が10％であって孔の形状も延伸のし過ぎによって潰れ
ている個所も認められた。
フィンワックスを抽出すれば多孔質繊維が得られること
が判明したものの、前者の空隙率は20％と低く、細孔は
全く延伸していないため細長い亀裂状を呈しており、孔
径が非常に小さい。一方、後者（比較例３）では、空隙
率が10％であって孔の形状も延伸のし過ぎによって潰れ
ている個所も認められた。
比較例４ 原料は実施例１と同一のものを使用し、0.7mmφ/80ホ
ールのノズルを使用して紡糸ドラフト256の条件下で未
延伸糸を得た。この未延伸糸を実施例１と同一の条件で
延伸、熱処理抽出を行なって多孔性繊維を得た。
ールのノズルを使用して紡糸ドラフト256の条件下で未
延伸糸を得た。この未延伸糸を実施例１と同一の条件で
延伸、熱処理抽出を行なって多孔性繊維を得た。
この繊維の空隙率は約25％で、細孔径が非常に小さ
く、細孔が引き伸ばされすぎ、潰れている部分も見受け
られた。
く、細孔が引き伸ばされすぎ、潰れている部分も見受け
られた。
《効果》 以上実施例及び比較例により詳細に説明したように、
本発明の方法によれば、HDPEとパラフィンワックスとの
混合原料を所定の紡糸ドラフト範囲で紡糸し、所定の条
件下で延伸した後、パラフィンワックスを抽出すること
によって、空隙率が30％以上で、細孔が比較的大きなHD
PE製多孔性繊維を提供することができる。
本発明の方法によれば、HDPEとパラフィンワックスとの
混合原料を所定の紡糸ドラフト範囲で紡糸し、所定の条
件下で延伸した後、パラフィンワックスを抽出すること
によって、空隙率が30％以上で、細孔が比較的大きなHD
PE製多孔性繊維を提供することができる。
第１図は、本発明の実施例による多孔性繊維の形状を示
す図面に代わる電子顕微鏡写真である。
す図面に代わる電子顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−168116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−210425（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−168303（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−21261（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】メルトインデックスが0.3〜20g/10分の高
密度ポリエチレン100重量部と、パラフィンワックス30
〜300重量部とを溶融下で混合し、この混合物を押出機
に投入してドラフト率200以下で溶融紡糸して未延伸繊
維を得、次いで、この未延伸糸を延伸温度60〜120℃，
歪速度400％／分以下の条件下で延伸倍率1.4〜4.5倍で
延伸し、次いで、熱処理を施した後、パラフィンワック
スを抽出除去して、空隙率が30％以上である多孔質繊維
を得ることを特徴とする多孔質繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2111730A JP2550204B2 (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | 多孔質繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2111730A JP2550204B2 (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | 多孔質繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0418112A JPH0418112A (ja) | 1992-01-22 |
| JP2550204B2 true JP2550204B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=14568723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2111730A Expired - Fee Related JP2550204B2 (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | 多孔質繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2550204B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992015734A1 (en) * | 1991-03-05 | 1992-09-17 | Ube-Nitto Kasei Co., Ltd. | Composite fiber having porous sheath part |
| CN104204313B (zh) * | 2012-03-23 | 2018-04-20 | 东丽株式会社 | 聚甲基戊烯复合纤维或聚甲基戊烯多孔质纤维以及包含它们的纤维结构体 |
| KR102219541B1 (ko) | 2016-03-22 | 2021-02-24 | 도레이 카부시키가이샤 | 중공사막 |
| SG10202100508QA (en) * | 2016-09-26 | 2021-02-25 | Univ Leland Stanford Junior | Infrared-transparent, polymer fiber-based woven textiles for human body cooling |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168116A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-21 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | ポリエチレン延伸物の製造方法 |
| JPS60210425A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-10-22 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | ポリエチレン延伸物の製造方法 |
| JPH01168303A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-07-03 | Terumo Corp | 多孔質中空糸膜およびその製造方法ならびに人工肺 |
-
1990
- 1990-05-01 JP JP2111730A patent/JP2550204B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0418112A (ja) | 1992-01-22 |
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