Волокна фибрилловой системы (варианты), формованное изделие, способ изготовления волокон фибрилловой системы, прядильная фильера для изготовления волокон фибрилловой системы

Волокна фибрилловой системы (варианты), формованное изделие, способ изготовления волокон фибрилловой системы, прядильная фильера для изготовления волокон фибрилловой системы

Реферат

 

Изобретение обеспечивает волокна фибрилловой системы, которые можно использовать в фильтрах и в качестве искусственной кожи, а также обеспечивает превосходный в промышленном отношении способ изготовления таких волокон фибрилловой системы и прядильную фильеру. Соответствующие настоящему изобретению фибрилловые системы содержат по меньшей мере один макромолекулярный полимер, способный к образованию пленки, и они имеют структуру, в которой фибриллированные волокна, имеющие диаметр 10 мкм или меньше, ответвлены от основных волокон, имеющих ширину 0,1 - 500,0 мкм и длину от 10 мкм до 10 см. Технический результат - получение волокон фибрилловой системы, подходящих для использования в фильтрах и кожзаменителях, и обеспечение выгодного в промышленном отношении способа изготовления таких волокон. 7 с. и 16 з.п. ф-лы, 32 ил., 5 табл.

Изобретение относится к прерывистым фибриллированным волокнам из раствора полимера, в котором в растворителе растворены макромолекулярные полимеры, имеющие способность образования пленки, волокнам с фибриллированной поверхностью, к расщепленным волокнам, содержащим фибриллы, и к фибриллированным волокнам, содержащим такие волокна. Более того, настоящее изобретение относится к способу изготовления фибриллированных волокон и к прядильной фильере, которую предпочтительно используют при их изготовлении.

Прерывистые фибриллированные волокна предпочтительно используют в качестве исходного материала для получения нитей или листового материала типа нетканого материала или подобного материала; такие волокна представляют пульпой. В последнее время, в областях, в которых необходима высокая способность фильтрования при низком давлении, например, в воздушных фильтрах и подобных им устройствах, требуется эффективное использование чрезвычайно тонких волокон, имеющих большую площадь поверхности. Для увеличения площади поверхности и повышения эффективности фильтрования предложено использование фибриллированных волокон.

Известно большое количество способов изготовления прерывистых фибриллированных волокон, используемых в качестве материалов в нетканом полотне, бумаге и подобных материалах.

Например, в патентной публикации японской заявки на патент N 35-1185 описан способ, в котором, когда раствор полимера выпускают в коагуляционную ванну, и полимер осаждается и коагулируется, гранулы полимера, которые находятся в набухшем состоянии, или волокнистые материалы, которые находятся в набухшем состоянии, подвергаются деформированию или трепанию посредством соответственного действия сдвигового деформирования и, благодаря этому, получается материал пульпы, содержащий фибриллированные волокна. В качестве способов применения сдвиговой деформации раскрывается высокоскоростное перемешивание, используя мешалку, имеющую угол на поверхности вращения лопасти или лопатки, либо, в качестве альтернативы, одновременный выпуск раствора полимера и воздуха в коагуляционную ванну из насадки для двух текучих сред.

Однако материал пульпы, получаемый с помощью такого способа, находится в фибриллированной форме, имеющей множество выступов в форме щупальцев, наименьший размер которых не превышает 10 микрон, или в форме тонкой пленки, либо в форме узких полосок, следовательно, форма материала недостаточно управляется в качестве структуры фибриллированного волокна.

Описываемый в выкладке японской заявки на патент N 40-28125 и в выкладке японской заявки на патент N 41-6215 способ мгновенного формования известен как способ производства непрерывных волокон (плексифиламенты) большого количества фибриллированных волокон.

В этом способе формования, раствор кристаллического полимера, имеющий температуру выше стандартной точки кипения раствора и давление в области давления самопроизвольного испарения или давление выше этого давления, экструдируют в область низкого давления из имеющего соответствующую форму отверстия и, следовательно, растворитель интенсивно улетучивается, а основная часть экструдированных полимеров разрывается и, следовательно, образуются непрерывные фибриллированные волокна. Этот способ требует мгновенного испарения растворителя, так что необходимо использовать растворитель, имеющий сравнительно низкую температуру кипения, например, бензол, толуол, циклогексан, метиленовый хлорид или подобное вещество, и более того, необходимо выбирать полимер, который образует равномерное растворение в растворителе, используемом в условиях высокой температуры и высокого давления, и который, кроме того, не растворим в этом растворителе, при экструдировании в область низкого давления, так что ограничивается состав получаемых фибриллированных волокон. Кроме того, этот способ включает использование растворителей с низкой температурой кипения и поддержание состояния высокого давления и высокой температуры, так что он в промышленном отношении не выгоден. Более того, получаемые волокна являются плексифиламентами, и, используя такой способ, трудно образовать прерывистые фибриллированные волокна.

Усовершенствования технологии быстрого формования, которое служит в качестве способов производства прерывистых волокон, раскрыты в патентной публикации японской заявки на патент N 48-1416, патентной публикации японской заявки на патент N 54-39500 и выкладки японской заявки на патент N 6- 207309.

Способ получения фибриллированных волокон посредством экструдирования водного диспергированного раствора, получаемого посредством диспергирования расплавленного полимера в большом количестве воды вместе с дополнительной водой, в область низкого давления, раскрыт в патентной публикации японской заявки на патент N 48-1416.

Однако в этом способе необходимо использовать экструдер, имеющий специальную конструкцию, потому что полимер диспергируют в большом количестве воды, а это нельзя легко выполнить.

Способ получения прерывистых фибриллированных волокон, в котором посредством внезапного понижения давления получают непрерывные фибриллированные волокна из смеси двух жидкостей: расплавленного полимера и растворителя, причем непрерывные фибриллированные волокна разрываются посредством потока водяного пара, раскрывается в патентной публикации японской заявки на патент N 54-39500. В выкладке японской заявки на патент N 6-207309 раскрыт способ, в котором инертную текучую среду приводят в соприкосновение с быстро формуемыми волокнами, и прерывистость достигается посредством соответствующего регулирования объемной скорости потока инертной текучей среды и пара растворителя.

Однако эти способы включают также операции, выполняемые при высоком давлении.

Способ, который служит для снижения этих высоких давлений, раскрыт в выкладке японской заявки на патент N 51-19490; в этом способе раствор термопластического полимера и растворителя образуют при давлении, ниже критического давления раствора, и температуре, ниже критической температуры раствора, а эмульсию, использующую этот раствор в качестве дисперсоида, и воду в качестве диспергатора, разбрызгивают в участок низкого давления вместе с газом под давлением, используя насадку для двух текучих сред.

Однако, хотя в этом способе используют низкое давление, все еще необходимо поддерживать эмульсию под давлением в пределах 10-20 атмосфер (1,01-10⁶ - 2,02-10⁶ Па).

Способ изготовления материалов пульпы, который не требует использования высоких давлений, раскрыт в выкладке японской заявки на патент N 61-12912; в этом способе в сульфолане растворяют ароматический полиамид, и этот раствор диспергируют, используя газ с высокой температурой, в условиях вырабатывания высокого сдвигающего усилия. В этом способе предложены использование насадки для двух текучих сред и использование воды в качестве газа высокой температуры. Однако вязкость раствора полимера, используемого в этом способе, находится в диапазоне от 10 сП (1 Пас) до 10⁵ сП (10⁴ Пас), а это ниже, по сравнению с вязкостью полимерных растворов, используемых при мокром прядении обычных волокон, так что этот способ трудно использовать для широко применяемых полимеров. Более того, получаемые вещества находятся в форме пульпы и не подходят для использования в некоторых нетканых материалах, которые используются для применения в фильтрах и им подобных устройствах.

Кроме того, в выкладке японской заявки на патент N 2-234909 раскрыт способ производства волокон субденье из лиотропных жидких кристаллических полимеров. В этом способе раствор оптически анизотропного полимера, экструдируют а камеру, а в этой камере газ под давлением течет вокруг полимера и в соприкосновении с ним, и они перемещаются в направлении потока, и полимер и газ проходят через зазор в область низкого давления, делая тоньше этот поток, прохождение осуществляется на достаточной скорости для расщепления на волокна, и в этой области расщепленный поток приводят в соприкосновение с коагулирующей текучей средой.

Однако в этом способе раствор полимера высокой вязкости, выходящий из экструзионного порта, необходимо пропускать через дополнительный зазор, где вероятно возникновение блокировки зазора посредством раствора полимера, так что этот способ не выгоден в промышленном отношении.

Способ формования дутьем раствора, используемый в промышленности для производства полиэфирных и аналогичных волокон, представляет собой способ, предназначенный для производства волокон субмикронного порядка. В этом способе, полимер в расплавленном состоянии, который экструдируют посредством экструдера, заставляют удлиняться, делаться тоньше и затвердевать в высокоскоростном газовом потоке, и получаются волокна субмикронного порядка.

Однако в этом способе предварительным условием является наличие способного плавиться под действием тепла полимера, так что способ не пригоден для использования с полимерами, имеющими высокую температуру плавления, или с полимерами, которые способны деформироваться под действием тепла.

Существует также способ производства сверхтонких волокон, в котором осуществляется формование типа "островков в море", полимера, имеющего две компоненты с отличающимися характеристиками растворов, и вымываются компоненты островков.

Однако в этом способе после создания волокон необходимо элюировать (вымывать), компоненты островков, а это не экономично. Более того, в настоящее время трудно формовать мелкие волокна типа островков в море, используя прядение из раствора, представляющее собой способ прядения макромолекулярных веществ, которые не плавятся под действием тепла.

В патентной публикации японской заявки на патент N 52-18291 раскрыт способ, в котором смесь, содержащая две или больше термопластических смолы, которые являются гидрофобными и взаимно изолируемыми, или эту смесь с добавленным к ней неорганическим или органическим веществом, нагревают и расплавляют, экструдируют через щелевую насадку, и после протаскивания в одном направлении и формования в виде полосы, ее молекулы ориентируются, получаемые посредством разрезания этой полоски на отрезки в пределах 3-50 мм кусочки фибриллируются посредством физического давления, и посредством добавления растворимого в воде полимера облегчается фибриллирование с помощью трепания.

Однако этот способ применим к термопластическим смолам; этот способ нельзя применять к полимерам типа целлюлозы, ацетилцеллюлозы, акрилонитриловых полимеров и подобных им веществ, которые имеют сравнительно высокую точку плавления, подвергаются тепловой деформации, и являются трудно переводимыми в расплавленное состояние.

Для изготовления фибриллированных волокон из полимеров, которые трудно перевести в расплавленное состояние используется способ формования из раствора. В выкладке японской заявки на патент N 3-130411, которая раскрывает способ получения волокон субмикронного порядка из полимера, используя формование из раствора, показано сверхтонкое волокно, имеющее диаметр 2 мкм или меньше, а коэффициент относительного удлинения 1000 или более, которое содержит полимер, состоящий из 85% или более акрилонитрила. Раскрытый способ представляет собой способ, в котором подготавливают смешанный раствор полимеров, имеющих разные растворимости, и из этого раствора изготавливают волокна посредством известного способа прядения, и после этого один полимер извлекают для создания сверхтонкого волокна.

Однако, как и в случае описанного выше волокна типа островков в море, полимер следует изымать посредством элюирования, так что это не экономично, и, учитывая современные проблемы окружающих условий, необходимо решить проблему восстановления или захоронения элюированного раствора полимера, так что этот способ не выгоден в промышленном отношении.

В выкладке японской заявки на патент N 3-104915 раскрыт способ изготовления пульпы типа акрилонитрила, в котором раствор, содержащий 3-10% по весу полимера, имеющего средний молекулярный вес 300.000 или выше, главным образом состоящий из акрилонитрила, подвергают мокрому прядению и формуют в волокно, имеющее большое количество пор, и затем посредством трепания получают пульпу акрилонитрила, имеющую волокна диаметром 0,5 мкм или меньше.

Однако в этом способе, даже после трепания, только часть пульпы становится волокнами, имеющими диаметр 0,5 мкм или меньше, и остаются базовые волокна, так что такая пульпа недостаточна для таких использований, как фильтры и подобные им устройства, которые требуют большой площади поверхности. Более того, при использовании для кожзаменителя и подобного ему вещества, базовые волокна оказывают вредное влияние на ощущение, а это нежелательно.

Способ получения волокон, имеющих диаметр субмикронного порядка, содержащих полимер целлюлозной системы, раскрыт в работе "Seni to Kougyou", том 48, N 10 (1992 г.), в соответствии с которой целлюлозные волокна подвергают трепанию в гомогенизаторе высокого давления. Этот способ использует преимущество высококристаллических характеристик целлюлозы, а трепание целлюлозных волокон, фибриллирование которых проводят, продолжают до микрофибриллового порядка.

Однако этот способ требует использования специального устройства для трепания, так что он не нашел широкого применения. Более того, способ можно применять к целлюлозе, однако его трудно применять к ацетату целлюлозы или полимерам системы акрилонитрилов, которые являются полезными макромолекулами, не подвергаемыми тепловому плавлению.

В основу изобретения положена задача создания волокон фибрилловой системы, подходящих для использования в фильтрах и кожзаменителях и задача обеспечения выгодного в промышленном отношении способа изготовления таких волокон.

Данная задача согласно первому аспекту изобретения решается посредством волокон фибрилловой системы, имеющих структуру, в которой фибриллированные волокна диаметром 10 мкм или меньше ответвлены от основных волокон, содержащих по меньшей мере один тип макромолекулярного полимера, способного к образованию пленки, и имеющих ширину 0,1 до 500,0 мкм и длину от 10 мкм до 10 см.

Данная задача согласно второму аспекту изобретения решается посредством волокон фибрилловой системы с по существу всей поверхностью основных волокон, покрытой в их осевом направлении фибриллами, имеющими диаметр 2 мкм или меньше, причем основные волокна содержат по меньшей мере один тип макромолекулярного полимера, способного к образованию пленки.

Данная задача согласно третьему аспекту изобретения решается посредством волокон фибрилловой системы, содержащих фибриллы, имеющие диаметр 2 мкм или меньше, и расщепленные волокна, имеющие диаметр 100 мкм или меньше, имеющие разнообразные, меняющиеся неступенчатым образом величины толщины, и имеющие относительное удлинение 1000 или больше.

Данная задача согласно четвертому аспекту изобретения решается посредством волокон фибрилловой системы, имеющих диаметр 2 мкм или меньше и относительное удлинение 1000 или больше, полученных посредством трепания волокон согласно второму аспекту изобретения.

Предпочтительно, чтобы дополнительно к макромолекулярному полимеру, способному к образованию пленки имелся по меньшей мере один другой полимер, растворимый в растворителе полимера.

Целесообразно, чтобы волокна содержали сложный эфир целлюлозы в количестве по меньшей мере 30% по весу.

Желательно, чтобы волокна содержали сложный эфир целлюлозы, имели удельную поверхность 5 м²/г или больше, имели пропорцию прохождения через 150 меш при отборочном испытании 10% по весу или меньше, и дополнительно имели степень помола 550 мл или больше.

Полезно, чтобы волокна содержали полимер акрилонитриловой системы в количестве по меньшей мере 10% по весу и полимер, отличный от полимера акрилонитриловой системы, растворимый в растворителе полимера акрилонитриловой системы.

Данная задача согласно следующему аспекту изобретения решается посредством формованного изделия, содержащего по меньшей мере 5% по весу волокон фибрилловой системы согласно первому пункту изобретения, содержащих сложный эфир целлюлозы и имеющих удельную поверхность 5 м²/г или больше.

Данная задача согласно следующему аспекту изобретения решается посредством способа изготовления волокон фибрилловой системы, заключающегося в экструдировании раствора полимера, в котором в растворителе растворен макромолекулярный полимер, способный к образованию пленки, в смесительную камеру через отверстие фильеры, и одновременно в распылении в смесительную камеру текучей среды коагулирующего агента макромолекулярного полимера для ее прохождения в направлении оси выпуска раствора полимера, коагулировании макромолекулярного полимера в смесительной камере в сдвиговом потоке с образованием волокон фибрилловой системы, и в экструдировании волокон из смесительной камеры вместе с растворителем и текучей средой коагулирующего агента.

Предпочтительно, чтобы во время выпуска раствора макромолекулярного полимера, способного к образованию пленки, из порта выпуска фильеры распыляли коагулирующий агент полимера из порта разбрызгивания текучей среды коагулирующего агента под углом больше 0^o, но меньше 90^o относительно направления выпуска прядильной жидкости, причем полимер коагулировал в сдвиговом потоке, и промывали образованный коагулят.

Целесообразно, чтобы текучая среда коагулянта находилась в газообразной фазе.

Желательно, чтобы смешанную текучую среду образованных волокон фибрилловой системы, растворитель и текучую среду коагулирующего агента выпускали в коагулянт.

Возможно, чтобы текучая среда коагулянта представляла собой пар.

Полезно, чтобы макромолекулярный полимер, способный к образованию пленки, представлял собой полимер, содержащий 30% по весу или больше сложного эфира целлюлозы, а растворитель представлял собой третичный аминооксид.

Предпочтительно, чтобы макромолекулярным полимером, способным к образованию пленки, являлся ацетат целлюлозы, а в качестве растворителя использовали ацетон.

Целесообразно, чтобы реакцию ацетилирования проводили посредством растворяющего метода с использованием целлюлозы в качестве сырьевого материала, и с получением раствора ацетата целлюлозы, и после этого из раствора не удаляли растворитель и раствор не высушивали непрерывным способом, причем раствор ацетата целлюлозы использовали в качестве прядильной жидкости.

Желательно, чтобы использовали водный раствор уксусной кислоты, в котором растворяли ацетат целлюлозы.

Полезно, чтобы макромолекулярный полимер, способный к образованию пленки, представлял собой смесь двух или более полимеров, содержащую по меньшей мере один полимер, растворимый в растворителе полимера акрилонитриловой системы, и полимер акрилонитриловой системы.

Данная задача согласно последнему аспекту изобретения достигается посредством прядильной фильеры для изготовления волокон фибрилловой системы, содержащей часть выпуска полимера, имеющую порт подачи полимера, размещенный с возможностью подачи к нему раствора полимера, путь потока полимера, выполненный с возможностью управления направлением выпуска раствора полимера, и порт выпуска полимера, размещенный с возможностью выпуска из него раствора полимера, и часть разбрызгивания коагулирующего агента, имеющую порт подачи коагулирующего агента, размещенный с возможностью подачи к нему текучей среды коагулирующего агента, путь потока коагулирующего агента, выполненный с возможностью управления углом распыления текучей среды коагулирующего агента, и порт разбрызгивания коагулирующего агента, размещенный с возможностью распыления из него текучей среды коагулирующего агента, причем в месте соединения потоков из порта выпуска полимера и порта разбрызгивания коагулирующего агента имеется часть смесительной камеры, имеющая длину по меньшей мере 0,3 мм на стороне ниже по технологическому потоку от точки пересечения между центральной осью пути потока полимера и центральной осью пути потока коагулирующего агента.

Предпочтительно, чтобы часть смесительной камеры имела длину по меньшей мере 10 мм на стороне ниже по технологическому потоку от точки пересечения между центральной осью пути потока полимера и центральной осью пути потока коагулирующего агента.

Целесообразно, чтобы порт выпуска полимера был расположен на стороне выше по технологическому потоку от точки пересечения между центральной осью пути потока полимера и центральной осью пути потока коагулирующего агента.

Желательно, чтобы угол между центральной осью пути потока полимера и центральной осью пути потока коагулянта был больше 0^o, но меньше 90^o относительно направления выпуска полимера.

Другими словами, настоящее изобретение предлагает способ изготовления, который позволяет изготавливать волокна в условиях низкой температуры и низкого давления и, кроме того, применим к макромолекулярным полимерам, имеющим сравнительно высокую температуру стеклования, которые нельзя использовать в обычных способах, и к макромолекулярным полимерам, подвергаемым тепловой деформации.

Кроме того, настоящее изобретение предлагает прядильную фильеру, оптимальную для использования в изготовлении таких волокон фибрилловой системы.

Соответствующие настоящему изобретению волокна фибрилловой системы содержат волокна фибрилловой системы, содержащие по меньшей мере один тип макромолекулярного полимера, имеющего способность образования пленки и имеющего структуру, в которой фибриллированные волокна, имеющие диаметр 10 мкм или меньше, ответвляются от основных волокон, имеющих ширину в пределах 0,1 - 500,0 мкм и длину в пределах от 10 мкм до 10 см; или волокна фибрилловой системы, в которых фибриллы, имеющие диаметр 2 мкм или меньше, покрывают всю поверхность основных волокон по осевому направлению основного волокна; или волокна фибрилловой системы, содержащие фибриллы, имеющие диаметр 2 мкм или меньше, и расщепленные волокна, имеющие диаметр 100 мкм или меньше и различные неступенчатые размеры толщины, и коэффициент относительного удлинения (отношение длины к диаметру) 1000 или больше, или волокна фибрилловой системы, имеющие диаметр 2 мкм или меньше и коэффициент относительного удлинения 1000 или больше, которые получаются посредством трепания таких волокон.

Для получения таких волокон фибрилловой системы можно использовать полимер, содержащий, в дополнение к макромолекулярному полимеру, имеющему способность образования пленки, по меньшей мере один другой полимер, который растворим в растворителе этого полимера, или можно использовать полимер, который содержит по меньшей мере 30% по весу целлюлозного сложного эфира, или можно использовать полимер, содержащий по меньшей мере 10% по весу полимера акрилонитриловой системы и содержащий полимер, отличный от полимера акрилонитриловой системы, который растворим в растворителе акрилонитрилового полимера.

В способе изготовления таких волокон, раствор полимера, в котором макромолекулярный полимер, имеющий способность образования пленки, растворен в растворителе, пропускают через отверстие фильеры и экструдируют в смесительную камеру, в то же время в эту смесительную камеру одновременно разбрызгивается текучая среда коагулята этого макромолекулярного полимера таким образом, чтобы она проходила в направлении - выпуска раствора полимера, и макромолекулярный полимер коагулирует в смесительной камере в сдвигающем потоке, образуя волокна фибрилловой системы, и эти волокна затем экструдируют из смесительной камеры вместе с растворителем и текучей средой коагулята.

Кроме того, когда раствор макромолекулярного полимера, имеющий способность образования пленки, выпускают из прядильного порта выпуска, коагулирующий агент этого полимера разбрызгивают из порта разбрызгивания текучей среды коагулирующего агента под углом больше 0^o, но меньше 90^o к направлению выпуска прядильной жидкости, и полимер коагулирует в сдвигающем потоке, а образуемый коагулят промывают; текучая среда коагулирующего агента может также находиться в газообразной форме, или смешанную текучую среду образованных волокон и растворителя и текучую среду коагулирующего агента можно разбрызгивать в коагулирующий агент, или в качестве коагулирующего агента можно использовать пар; таким образом, имеется ряд эффективных способов производства.

В настоящем изобретении можно использовать прядильную жидкость, в которой полимер, содержащий по меньшей мере 30% по весу или более целлюлозного сложного эфира, растворяется в окиси третичных аминов, или прядильную жидкость, содержащую два или более различных типов растворов полимеров, в которых растворяется по меньшей мере один тип растворимого полимера в растворителе полимеров акрилонитриловой системы и полимер акрилонитриловой системы.

В качестве прядильной фильеры для производства волокна фибрилловой системы предложена прядильная фильера для производства волокон, которая содержит: часть выпуска полимера, имеющую порт подачи полимера, в который подают раствор полимера, путь потока полимера, который управляет направлением выпуска раствора полимера, порт выпуска полимера, из которого выпускают полимер; часть разбрызгивания коагулирующего агента, которая снабжена портом подачи коагулирующего агента, и к которому подают текучую среду коагулирующего агента, путь потока коагулирующего агента, который управляет углом разбрызгивания текучей среды коагулирующего агента, порт разбрызгивания, из которого разбрызгивают текучую среду коагулирующего агента и в котором имеется часть смесительной камеры в месте соединения потоков из порта выпуска полимера и порта разбрызгивания коагулянта, причем часть смесительной камеры имеет длину по меньшей мере 0,3 мм на стороне ниже по технологическому потоку от точки пересечения центральной оси пути потока полимера и центральной оси пути потока коагулянта. Описанная выше прядильная фильера содержит прядильные фильеры, в которых часть смесительной камеры имеет длину по меньшей мере 10 мм на стороне ниже по технологическому потоку от точки пересечения центральной оси пути потока полимера и центральной оси пути потока коагулирующего агента, прядильные фильеры, в которых порт выпуска полимера расположен на стороне выше по технологическому потоку от точки пересечения центральной оси пути потока полимера и пути потока коагулянта, а также описанные выше фильеры для формования волокон, в которых угол, образованный центральной осью пути потока полимера и центральной осью пути потока коагулирующего агента больше 0^o, но меньше 90^o относительно направления выпуска полимера.

Фиг. 1 представляет вид сбоку соответствующего настоящему изобретению волокна с фибриллированной поверхностью.

Фиг. 2 - вид в поперечном разрезе в направлении, перпендикулярном направлению оси соответствующего настоящему изобретению волокна с фибриллированной поверхностью.

Фиг. 3 - вид в поперечном разрезе соответствующей настоящему изобретению прядильной фильеры.

Фиг. 4 - вид в поперечном разрезе соответствующей другому варианту осуществления настоящего изобретения прядильной фильеры.

Фиг. 5 - вид в поперечном разрезе обычной фильеры, используемой в сравнительном примере.

Фиг. 6 - вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий пример обычной фильеры для двух текучих сред.

Фиг. 7 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон, полученных в 1 варианте осуществления изобретения.

Фиг. 8 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 2-1.

Фиг. 9 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 2-2.

Фиг. 10 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 3.

Фиг. 11 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 4-1.

Фиг. 12 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 4-2.

Фиг. 13 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 4-3.

Фиг. 14 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 4-4.

Фиг. 15 представляет электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 4-5.

Фиг. 16 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 5.

Фиг. 17 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 6.

Фиг. 18 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 2000 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 27.

Фиг. 19 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 500 раз) прерывистых фибриллированных волокон в варианте осуществления изобретения 27.

Фиг. 20 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 1000 раз), иллюстрирующий другой пример вида прерывистых фибриллированных волокон, полученных в варианте осуществления изобретения 27.

Фиг. 21 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 1000 раз), иллюстрирующий другой пример вида прерывистых фибриллированных волокон, полученных в варианте осуществления изобретения 27.

Фиг. 22 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 3500 раз) прерывистых фибриллированных волокон, полученных в варианте осуществления изобретения 28.

Фиг. 23 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 1000 раз) прерывистых фибриллированных волокон, полученных в варианте осуществления изобретения 36.

Фиг. 24 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 1000 раз) прерывистых фибриллированных волокон, полученных в варианте осуществления изобретения 40.

Фиг. 25 - электронно-микроскопический снимок (увеличение 2000 раз), иллюстрирующий другой пример вида прерывистых фибриллированных волокон, полученных в варианте осуществления изобретения 40.

Фиг. 26 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 1000 раз) прерывистых фибриллированных волокон, полученных в варианте осуществления изобретения 41.

Фиг. 27 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 500 раз) прерывистых фибриллированных волокон, полученных в варианте осуществления изобретения 42.

Фиг. 28 - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 2000 раз), иллюстрирующий другой пример вида прерывистых фибриллированных волокон, полученных в варианте осуществления изобретения 47.

Фиг. 29. - электронно-микроскопический снимок (увеличение в 200 раз) волокон, полученных в сравнительном примере 1.

Фиг. 30 - вид в поперечном разрезе порта 2d выпуска раствора полимера фильеры, используемой в вариантах осуществления изобретения 17 и 40.

Фиг. 31 - вид в поперечном разрезе порта 2d выпуска раствора полимера фильеры, используемой в варианте осуществления изобретения 18.

Фиг. 32 - вид в поперечном разрезе порта 2d выпуска раствора полимера фильеры, используемой в варианте осуществления изобретения 19.

Упоминаемые в настоящем изобретении волокна фибрилловой системы делятся по их форме на "прерывистые фибриллированные волокна", "волокна с фибриллированной поверхностью" и "расщепленные волокна, содержащие фибриллы".

Здесь выражением "прерывистые фибриллированные волокна" обозначены волокна и их агрегаты, имеющие структуру, в которой имеется большое количество очень тонких волокон (фибриллы В), имеющих толщину от порядка субмикрон (примерно 0,01 мкм), до порядка микрон (несколько микрон), и которые служат для образования текстуры в форме трехмерной сетки, причем фибриллы ответвляются от основных волокон A. Хотя в отношении длины основных волокон А конкретных ограничений не существует, эта длина находится в пределах от нескольких микрон (примерно 1 мкм), до нескольких сантиметров (примерно 10 см). Эти фибрилловые волокна обеспечивают хорошую форму в отношении структуры, получаемой посредством стандартных способов для нетканых материалов и синтетической бумаги.

Соответствующие настоящему изобретению "волокна с фибриллированной поверхностью" содержат основные волокна A и фибриллы B, как и в случае прерывистых фибрилловых волокон. Как показано на фиг. 1, фибриллы B', которые ответвляются от поверхности основного волокна A, и (или) фибриллы B'', которые полностью отделены от поверхности основного волокна A, покрывают поверхность основного волокна A. Более того, как показано на фиг. 1 в соответствующем настоящему изобретению волокне с фибриллированной поверхностью, концевая часть или средняя часть основного волокна A может быть расщеплена в фибриллированной форме.

Здесь, под покрыванием поверхности основного волокна по осевому направлению основного волокна A фибриллами B, имеющими диаметр 2 мкм подразумевается то, что, как показано на фиг. 2, в произвольно выбранном поперечном разрезе, произведенном под углом, перпендикулярным к оси основного волокна, поперечный разрез фибрилл B может наблюдаться вне поверхности основного волокна.

Предпочтительно, чтобы наблюдаемая пропорция поперечного сечения фибриллы в произвольно выбранном поперечном сечении, произведенным под углом, перпендикулярным оси основного волокна, составляла 90% или больше.

Основное волокно A имеет диаметр 1-10 мкм, тогда как фибриллы B предпочтительно имеют диаметр 0,1 до 2,0 мкм фибриллы B располагаются слоями на поверхности основного волокна A и вдоль его оси в прямой или искривленной форме, покрывая поверхность. Более того, большинство из этих фибрилл B сами имеют разветвляющуюся структуру.

При образовании таких волокон с фибрилловой поверхностью, имеющих такую структуру, в виде нетканого материала, ответвляющиеся волокна менее 2 мкм взаимодействуют друг с другом, и, таким образом, не просто могут добавлять механическую прочность нетканому материалу, но также увеличивать удельную поверхность и обеспечивать характеристики сильной адсорбции. Более того, волокна с фибриллированной поверхностью можно отрезать до заданной длины, где необходимо, и спрядать так, чтобы их можно было использовать в качестве нити, имеющей специальное ощущение "шламообразности".

Кроме того, это волокно с фибриллированной поверхностью можно использовать в качестве волокна-предшественника, содержащего фибриллы расщепленного волокна. Другими словами, это волокно с фибриллированной поверхностью, волокно - предшественник, можно подвергать механической нагрузке посредством процесса коагуляции, или можно подвергать обработке трепанием и, таким образом, можно получать волокна, имеющие большое разнообра