CN103732811B - 海岛纤维 - Google Patents

海岛纤维 Download PDF

Info

Publication number
CN103732811B
CN103732811B CN201280039326.4A CN201280039326A CN103732811B CN 103732811 B CN103732811 B CN 103732811B CN 201280039326 A CN201280039326 A CN 201280039326A CN 103732811 B CN103732811 B CN 103732811B
Authority
CN
China
Prior art keywords
island
sea
fibre
island component
diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280039326.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103732811A (zh
Inventor
增田正人
船越祥二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of CN103732811A publication Critical patent/CN103732811A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103732811B publication Critical patent/CN103732811B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/36Matrix structure; Spinnerette packs therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

本发明提供一种海岛纤维,其利用2种以上聚合物构成,在与纤维轴垂直方向的纤维断面中包含岛成分和以包围它的方式配置的海成分,该海岛纤维用于得到以往没有的品质稳定性及后加工性良好的高功能布帛。所述海岛纤维的特征在于,在同一纤维断面内存在具有2种以上不同直径的岛成分的海岛纤维中,至少1种岛成分的直径为10~1000nm,直径偏差为1.0~20.0%。

Description

海岛纤维
技术领域
本发明涉及一种海岛纤维,其利用2种以上聚合物构成,在与纤维轴垂直方向的纤维断面中包含岛成分和以包围它的方式配置的海成分,该海岛纤维用于得到以往没有的品质稳定性及后加工性良好的高功能布帛。
背景技术
使用了聚酯、聚酰胺等热塑性聚合物的纤维力学特性及尺寸稳定性优异。因此,不仅在衣料用途,而且在室内或车辆内装、产业用途等方面得到广泛应用。但是,在纤维用途变得多样化的现在,其所需特性也变得多样,已提出了通过纤维的断面形态赋予手感、膨松性等感受性效果的技术方案。其中,“纤维的极细化”对于纤维本身的特性及形成布帛后的特性有较大效果。因此,从纤维的断面形态控制角度来说,是主流技术。
对于纤维的极细化,利用单独纺丝时,即使对其纺丝条件进行高精密地控制,得到的纤维的直径极限上也仅可达数μm左右。因此,现已采用利用复合纺丝由海岛纤维产生极细纤维的方法。在该技术中,是在纤维断面中,在由易溶解成分形成的海成分中配置多个由难溶解成分形成的岛成分。然后,在形成纤维或纤维制品后,通过除去海成分,产生由岛成分形成的极细纤维。通过追求该海岛纺丝技术,也就可能获取具有纳米级的极限细度的极细纤维(纳米纤维)。
如果单纤维直径达到数百nm,则会产生一般的数十μm级的纤维及微米级的极细纤维(微米纤维)所不能得到的独特柔软触感及精细度。因此,可用于人造革及新触感织物,另外,也可利用纤维间隔的致密性,用于需要防风性和/或疏水性的运动衣料。另外,纳米纤维进入细沟,且比表面积的增大及捕捉微细纤维之间空隙中的污垢的性能极高。利用这种纳米纤维的特性,也可以用于精密机器等的擦拭布和/或精密研磨布等产业材料用途。
如上所述,追求纤维极细化的纳米纤维表现出了优异的性能。但是,存在着布帛的“张力”和/或“硬挺度”这样的力学特性差的问题。如果从材料力学角度来考虑,单纯地伴随着纤维直径的缩小,与纤维直径的4次方成比例,截面2次力矩(材料的刚性)下降。因此,能够利用单独的纳米纤维形成纤维制品的用途是受限制的。
对于该课题,专利文献1中提出了将可产生平均纤维直径为50~1500nm的极细纤维(纳米纤维)的海岛纤维和单丝纤维纤度为1.0~8.0dtex(2700~9600nm左右)的通用纤维进行后混纤来使用的技术。
的确,在专利文献1的技术中,形成布帛时的力学特性(例如,张力及硬挺度)由纤维直径大的纤维承担,有可能使布帛的力学特性得到提高。
但是,在专利文献1的技术中,形成纤维直径大的纤维和海岛纤维的混纤丝,并将该混纤丝进行编织后,实施脱海处理。因此,在布帛断面方向和/或平面方向,纳米纤维的存在数会产生较大偏差。结果,由专利文献1得到的布帛局部上的力学特性(张力、硬挺度等)及吸水性会产生差异。因此,对于衣料用途方面的应用,就存在问题。特别是对于直接接触人的肌肤的衬里用途,由于纳米纤维的独特手感,有时会引起不快的感觉。而且,在这些布帛中,当然也与表面特性有关,局部上有变化。因此,对于要求高度均质性的高精度研磨及擦拭布用途的应用,是很困难的。这是由于在形成布帛时的假约束状态下,暂时经历海岛纤维(极细纤维的群)和其它纤维各自混合的状态而导致的,在利用后混纤的情况下是没有办法使其均一的。
从防止以上这种由于利用后混纤所引起的极细纤维偏置的角度考虑,如专利文献2及专利文献3那样,考虑了预先在海岛纤维的断面中形成纤维直径(岛径)小的和大的混合存在的海岛纤维,通过编织该海岛纤维而形成布帛后进行脱海的方法。
专利文献2中提出了一种关于不同旦尼尔复合纤维的技术,所述纤维在海岛纤维的断面中,外侧为1.8旦尼尔(13000nm)以上,内侧为1旦尼尔(10000nm)以下,并且外侧纤维与内侧纤维相比纤度在3以上。
在专利文献2的技术中,脱海后外侧配置了纤维直径大的纤维,内侧配置了纤维直径小的纤维。在混纤丝的断面上,可以形成假多孔结构。如果利用由该多孔结构导致的毛细管现象,则可以使混纤丝表面上存在的水分快速移动。因此,由该混纤丝形成的布帛就可以作为舒适的织物进行使用。
但是,在专利文献2的技术中,是将混纤丝表面附近存在的水分摄入混纤丝的内部(吸收)。因此,虽然初始时能够较好地降低衣服内的湿度,但是在高温多湿的气氛中,混纤丝内部会积留水分。因此,最终衣服整体上带着湿气,造成湿淋淋的不舒适感。另外,在专利文献2的技术中,如果参见实施例可知,断面外侧存在着纤维直径大的纤维,因此,需要进行完全脱海,即为了除去(溶掉)内部的海成分,必须要用加热到90℃的5.0wt%NaOH水溶液进行长时间处理。因此,不能忽视残留成分的劣化。专利文献2的技术实质是利用纤维直径大的纤维(微米纤维以上)的技术。因此,未考虑残留成分的劣化。但是,采用纳米纤维时,由于其比表面积增大,残留成分的劣化变得严重,出现力学特性低下、纳米纤维脱落等导致品位低下的问题。
在专利文献3的技术中,提出了一种复合丝(混纤丝)的技术,该复合丝包含芯部的单丝纤度为0.3~10旦尼尔(5500~32000nm)的聚酰胺纤维、鞘部的单丝纤度为0.5旦尼尔(6700nm)以下的聚酯纤维。
的确,在专利文献3的技术中,通过在芯成分中配置聚酰胺纤维,带来了聚酰胺纤维特有的柔软手感,同时也可能表现出呈现较好的张力、硬挺度这样的高机械性能。
但是,专利文献3的技术实质是利用具有微米纤维以上的纤维直径的纤维的技术。因此,为了有效利用极细纤维的柔软性,需要用聚酰胺纤维作为芯成分,用极细的聚酯纤维作为鞘成分。因此,如说明书中记载的那样,结果芯成分和鞘成分产生了收缩率差,呈现出膨松性。另一方面,由于纤维直径大的芯成分在纤维直径小的鞘成分中大幅度移动(收缩),在专利文献3的技术中,有时极细纤维的偏置导致布帛特性变化的发生。另外,由于由不同的聚合物形成混纤丝,鞘成分(极细纤维)和芯成分的亲和性差。因此,恐怕会因摩擦等造成鞘成分起毛这样的品位变差。
专利文献4中提出了一种关于口模的技术,通过海岛口模的应用技术,用于得到混合存在异形断面(包含纤维直径、纤维断面形状)的岛成分的海岛纤维。
在专利文献4的技术中,在口模内由用海成分包覆的岛成分、未包覆的岛成分作为复合聚合物流,提供到集合(压缩)部。利用该效果,未用海成分包覆的岛成分与相邻的岛成分熔合,形成一个岛成分。通过使该现象随机发生,就得到了在纤维丝条中粗旦尼尔纤维丝条和细旦尼尔纤维丝条混合存在的混纤丝条。为了形成这种状态,专利文献4的特征是不控制岛成分和海成分的配置。在专利文献4的技术中,虽然通过设置于分流流道和导入孔之间的流道宽度控制压力,控制由排出孔排出的聚合物量,但是在纤维直径的控制上有限度。通过活用专利文献4的技术,为了使岛成分成为纳米级,至少要使海成分一侧的导入孔每种聚合物量达到极少的10-2g/min/hole至10-3g/min/hole。因此,作为专利文献4中关键的聚合物流量和壁间隔之比例关系中的压损基本为0,不利于高精度地得到纳米纤维。事实上,由实施例得到的海岛纤维产生的极细丝为0.07~0.08d左右(约2700nm),并不足以得到纳米纤维。
如上所述,人们迫切期待海岛纤维开发,所述海岛纤维适合于以良好的品质稳定性及后加工性得到不但脱海时具有纳米纤维的独特功能(手感、功能等),而且张力及硬挺度这样的作为布帛的力学特性优异的布帛。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2007-26210号公报(权利要求书)
专利文献2:特开平5-331711号公报(权利要求书、实施例)
专利文献3:特开平7-118977号公报(权利要求书、实施例)
专利文献4:特开平8-158144号公报(第2、3、5页)
发明概要
发明所要解决的问题
本发明提供一种海岛纤维,所述海岛纤维利用2种以上聚合物构成、在与纤维轴垂直方向的纤维断面中包含岛成分和以包围岛成分的方式配置的海成分,所述海岛纤维适合于得到以往所没有的品质稳定性及后加工性良好的高功能布帛。
解决问题的手段
上述课题可通过以下手段实现。即,
(1)海岛纤维,其特征在于,在同一纤维断面内存在具有2种以上不同直径的岛成分的海岛纤维中,至少1种岛成分的直径为10~1000nm,直径偏差为1.0~20.0%。
(2)根据(1)中记载的海岛纤维,其特征在于,在该海岛纤维中,岛成分直径差为300~3000nm。
(3)根据(1)或(2)中记载的海岛纤维,其特征在于,直径为10~1000nm的岛成分A被配置在具有1000~4000nm直径的岛成分B的周围。
(4)一种混纤丝,是将根据(1)至(3)中任一项记载的海岛纤维的海成分除去后得到的。
(5)一种纤维制品,至少一部分使用了(1)至(4)中任一项的纤维。
发明效果
本发明的海岛纤维的特征在于是在同一纤维断面内存在具有2种以上不同直径的岛成分的海岛纤维。用本发明的海岛纤维形成布帛,进行脱海时,纤维直径大的纤维承担布帛的力学特性。因此,表现出了在纳米纤维形成的纤维制品中作为问题的张力、硬挺度之类的力学特性。另一方面,由于纳米纤维处于无偏差的均质存在状态,布帛特性的品质稳定性优异。
另外,至少构成布帛的一部分的纳米纤维本身也是岛成分直径为10~1000nm、直径偏差为1.0~20.0%的非常均质的纤维。因此,纳米纤维之间形成的空隙基本均匀,从前述布帛特性的品质稳定性角度来看达到了协同的效果。
另外,本发明的海岛纤维,在海岛纤维阶段,具有纤维直径不同的2种以上直径的岛成分已经存在于同一断面内是重要的。由于这种效果,不需要后混纤,可以直接将本发明的海岛纤维进行编织、利用。除了这样的工业效果外,从预防作为以往技术问题的“极细纤维的偏置”导致布帛特性变化的角度来看也达到了非常有效的效果。
附图的简要说明
图1是海岛纤维断面的一个例子的概要图。
图2是海岛纤维的纤维直径分布的一个例子的概要图。
图3是岛成分之间距离的说明图(海岛纤维的断面的一个例子)。
图4是岛成分之间距离的说明图(图3虚线部分的放大图)。
图5是用于说明本发明的极细纤维的制造方法的说明图,是复合口模形态的一个例子,图5(a)是构成复合口模的主要部分的正截面图,图5(b)是分配板的一部分的横截面图,图5(c)是排放板的横截面图。
图6是分配板的一部分的一个例子。
图7是最终分配板中分配孔配置的实施方式的一个例子,图7-(a)至图7-(d)是最终分配板的局部放大图。
图8是本发明的海岛纤维断面中岛成分直径分布的评价结果。
发明的实施方式
以下,对于本发明连同优选的实施方式进行详述。
本发明中所谓海岛纤维是由2种以上聚合物构成的。此处所述的海岛(断面)是指具有由某种聚合物形成的岛成分分散(点在)在由其它聚合物形成的海成分中的结构的纤维。本发明的海岛纤维的特征是,第一个条件是在垂直于纤维轴的纤维(复合)断面中,至少1种岛成分的直径为10~1000nm,直径偏差为1.0~20.0%,第二个条件是在同一纤维断面内上存在2种以上的直径不同的岛成分。
此处所述的岛成分的直径(岛成分直径)按如下方式求出。
即,用环氧树脂等包埋剂包埋含有海岛纤维的复丝,用透射型电子显微镜(TEM)以能够观察到150根以上岛成分的倍率对该横截面进行图像摄影。在1根复合纤维的断面中没有150根以上岛成分时,只要由多个复合纤维的断面合计可以确认到150根岛成分时进行摄影即可。此时,如果实施金属染色,可以使岛成分的对比度清晰化。测定从对纤维断面进行摄影而形成的各个图像中随机抽取的150根岛成分的岛成分直径。此处所述的岛成分的直径是指在2维拍摄的图像中,将与纤维轴垂直方向的断面作为切断面,在该切断面中2点以上的最多点外接的正圆的直径。另外,关于岛成分直径的值,用nm单位测定至小数点后第1位,小数点以后进行四舍五入。
另外,直径偏差(岛成分直径偏差)是指基于岛成分直径的测定结果,按照岛成分直径偏差(岛成分直径CV%)=(岛成分直径的标准偏差/岛成分直径的平均值)×100(%)算出的值,小数点后第2位以后进行四舍五入。
针对同样拍摄的10幅图像进行以上操作,将10幅图像的评价结果的简单数平均值作为岛成分直径及岛成分直径偏差。
本发明的海岛纤维,断面内也可能存在直径不足10nm的岛成分,但是通过使岛成分直径为10nm以上,可以达到在制丝工序中部分断裂和/或脱海处理等加工条件设定变得容易的效果。
另一方面,为了得到作为本发明目的之一的以往没有的具有高功能的混纤丝或由其形成的布帛,需要具有纳米级的纤维具有的柔软性、吸水性、及拂拭性能等功能。因此,本发明的海岛纤维,需要至少1种岛成分具有1000nm以下的直径。从使纳米纤维的功能更为显著的观点出发,优选至少1种岛成分的直径为700nm以下。如果进一步考虑到后加工工序中的工序通过性、脱海条件设定的简易性、纤维制品的操作性,则岛成分直径的下限为100nm以上是适宜的。因此,本发明的海岛纤维,可以列举至少1种岛成分为100~700nm作为更优选的范围。
在本发明的海岛纤维中,作为具有10~1000nm的直径的岛成分,要求其直径偏差为1.0~20.0%。这是因为作为纳米纤维,由于其纤维直径极其小,意味着单位质量之表面积的比表面积与一般的纤维、微米纤维相比增大了。因此,纳米纤维的独特功能对于一般与岛成分直径的2次方成正比的比表面积的依赖部分大。因此,该岛成分直径偏差大时,意味着混纤丝及布帛的特性会大幅度变化。由于以上原因,从提高品质稳定性的观点出发,处于上述范围内是重要的。另外,纳米纤维由于其比表面积大,所以例如,对于脱除海成分时使用的溶剂,即使是具有足够耐受性的成分,也有时不能忽视因暴露于溶剂而产生的影响。本技术,通过使岛成分直径的偏差极小化,可以使温度、溶剂的浓度之类的处理条件相同。通过该效果,可以防止岛成分的局部劣化。因此,从提高前述品质稳定性的方面考虑,达到了协同效果。特别是本发明的海岛纤维,由于岛成分直径存在2种以上,从脱海处理等后加工条件的确定简易化方面考虑也是重要的条件。
对于脱海后的混纤丝及由混纤丝形成的纤维制品,其表面特性等实质上是由作为一种成分配入的直径为10~1000nm的岛成分(纳米纤维)承担。因此,从品质稳定性方面考虑,该岛成分直径偏差越小越好,可以列举1.0~15.0%作为优选范围。另外,从适合于作为高性能运动衣料用、利用了纳米纤维的高致密性的高密度织物、和/或作为高精密研磨用的需要高精度的均质性的用途方面考虑,更优选该岛成分直径偏差为1.0~7.0%。
作为本发明的海岛纤维的第二个条件的“在同一纤维断面内存在2种以上的直径不同的岛成分”是指下述的形态,利用图1所示的本发明海岛纤维的断面的一个例子进行说明。图1中,显示了在海成分(图1中的3)中点状分散着纤维直径小的岛成分A(图1中的1)和纤维直径大的岛成分B(图1中的2)的状态。对于这种纤维的断面,用前述方法对岛成分直径进行评价时,得到如图2所例示的2个岛成分直径分布(图2的4、6)。此处,将具有进入各分布范围(分布宽度)之内的直径的岛成分的群作为“1种”,在同一(海岛)纤维断面的测定结果中,该岛成分直径分布如图2那样存在2个以上,这是指本发明中所述的“在同一纤维断面内存在2种以上的直径不同的岛成分”。
此处所述的岛成分直径的分布宽度(图2的8、9)是指在各岛成分的群中存在数最多的峰值(图2的5、7)的±30%的范围内。在该分布宽度中,从提高前述纤维制品的品位方面考虑,优选1种岛成分的直径分布在峰值±20%的范围内。进而从脱海处理等后加工条件的设定简易化方面考虑,更优选分布在峰值±10%的范围内。另外,岛成分A和岛成分B的分布也可以是接近峰值,连续的分布。但是,从预防存在数少的岛成分和其它岛成分的溶剂处理状态发生变化,劣化的岛成分混合存在于纤维制品中的方面考虑,优选岛成分直径的分布形成不连续、独立地分布。
本发明的海岛纤维,如上所述在复合纤维的同一断面内存在具有2种以上的不同直径的岛成分是重要的。这是因为在以专利文献1为代表的应用后混纤的以往技术中,观察布帛的断面状态时,纳米纤维(或微米纤维)的存在数会随处出现局部的偏置。对此,本发明人等进行了深入研究,结果发现通过采用本发明的海岛复合纤维,可以解决前述以往技术的问题。解决问题的可能原因是,在本发明的海岛复合纤维的情况下,在海岛复合纤维的复合形态,即,各岛成分的位置状态被固定情况下,形成了编织布帛。另外,在脱海处理工序中,纤维(岛成分)发生收缩,对前述岛成分形成了物理约束。因此,即使除去海成分后,纤维直径大的纤维和纤维直径小的纤维的位置关系基本上无变化。因此,可以大幅度抑制作为以往技术问题的纤维偏置。在这样构成的布帛中,纤维直径大的纤维在布帛整体中均匀配置。通过该效果,纤维直径大的纤维形成布帛的骨架,承担力学特性。另外,不用说纳米纤维也在布帛整体中均匀地配置。因此,纳米纤维独特的柔软手感、致密性、吸水性、拂拭性能及研磨性能在布帛整体中也达到均质,品质稳定性优异。另外,由于纳米纤维织出的空隙是均质的,也可以表现出保水性能和/或缓释性能等特性。
另外,从工业角度来看,可省略后混纤工序的效果较大。在后混纤工序中特性不同的2种纤维进行混纤,对工序中纤维施加的应力随每种纤维而有所不同。因此,在混纤工序中会产生断丝等风险。这是因为混纤工序在室温下进行,纤维的伸长(塑性)变形行为不同。另外,为了抑制该塑性变形,利用加热辊等进行实施时,反而由于软化点不一致,对于断丝的效果受到限制。另外,在制丝工序中经历不同的纤维被进行混纤时,如专利文献1中所记载的,结果每种纤维的收缩率不同。因此,一般在加热气氛下进行的脱海工序等中,前述纤维的偏置相互作用,形成局部目付有变化的布帛。因此,在脱海处理工序中有时会发生布帛的破裂等。另一方面,本发明的海岛纤维中,基本上纤维成为一体,通过编织、脱海等后工序。而且,由于在在制丝工序中经历没有差别,收缩行为也没有差别。因此,前述问题得到了大幅度地抑制,大幅度地提高了后加工中的通过性(后加工性)。
本发明的海岛纤维的目的在于,得到纳米纤维独特的功能和力学特性优异的混纤丝或由该混纤丝形成的布帛。这需要同一断面内存在直径不同的2种以上的岛成分。为了使本发明的效果更为显著,优选同一断面内存在的岛成分(群)的直径之差(岛成分直径差)为300nm以上。这是因为如上所述,纤维直径大的纤维实质上被期待有承担布帛的力学特性的作用。因此,该纤维与纤维直径小的纤维相比,刚性明显要高,是更适宜的。从该观点出发,如果着眼于作为材料刚性指标的断面2次力矩,则断面2次力矩与纤维直径的4次方成比例。因此,如果岛成分直径差为300nm以上,则相对于纤维直径小的纤维,纤维直径大的纤维实质上就承担了布帛的力学特性,这是优选的。另一方面,本发明的海岛纤维,由于至少1种岛成分具有纳米级的直径,适合于伴随着比表面积的增大,考虑相对于溶剂的处理速度的变化。从这种角度考虑,优选岛成分直径差为3000nm以下。如果处于该范围内,则可以使脱海处理条件的设定简易进行。另外,从抑制制丝工序等中对直径大的岛成分施加过度的载荷的角度考虑,也是适宜的。如果推广如上的考虑,则岛成分直径差越小就越适宜,更优选岛成分直径差为2000nm以下,特别优选岛成分直径差为1000nm以下。还有,此处所述的岛成分直径差是指在如图2所示的分布中,岛成分的峰值(图2的5、7)之差。
本发明的海岛纤维,通过后述方法,可以形成对于以往技术来说困难的纤维直径小的纤维(实质上为纳米纤维)与纤维直径大的纤维接近的状态(混纤丝)。如果形成这种状态,则从如上所述的布帛特性的均质性方面考虑是适宜的。进而,通过使纳米纤维的取向方向一致化,会表现出手感进一步提高的效果。另外,接近力学特性优异的纤维直径大的纤维,就形成了假缠结的状态。因此,即使在磨耗等反复施加载荷的情况下,也可防止布帛表层存在的纳米纤维发生断裂、脱落。因此,从混纤丝或由混纤丝形成的布帛的耐久性及后加工通过性方面考虑是优选的。对于表现出前述混纤丝的形态,如图1所例示,优选形成在直径大的岛成分的周围有规律地配置了直径小的岛成分那样的海岛断面。
另外,按如上方式有规律地配置直径大的岛成分和直径小的岛成分,对于由此得到的混纤丝或由该混纤丝形成的布帛,可发现表现出了显色性提高的附加效果。这从消除将由纳米纤维形成的纤维制品推广到衣料用途时的难点之一来说是优选的特性。特别是从能够适用于优选显色性丰富的布帛的高性能运动衣料及妇女用衣料等的表面材料方面来看具有重要的意义。即,纳米纤维,由于其纤维直径与可见光波长等同,光会在纳米纤维表面进行散射或透过,由纳米纤维形成的布帛会泛白,缺乏显色性。因此,即使从纳米纤维的用途来看,以不需要显色性的产业材料用途为主,即使是衣料用途,大多数情况下适用于利用其独特的手感的衬里。另一方面,在本发明的海岛纤维中,由于其岛成分的有规律配置,可以生成纤维直径小的纤维假缠结于纤维直径大的纤维上的混纤丝。因此,即使表层存在的纳米纤维无助于显色性时,纤维直径大的纤维会承担显色性。因此,即使在混纤丝的状态下,也大幅度提高了显色性。这在形成布帛的情况下,可看到明显的差异,特别是在本发明中纤维直径大的纤维或纤维直径小的纤维被均匀地配置,从显色性方面来看产生了有效作用。另外,在本发明的海岛纤维中,由于纤维直径大的纤维的周围存在的纳米纤维的断面形态非常均质,可以认为纳米纤维织成的假多孔结构有助于显色性的提高。该趋势是通过本发明的海岛纤维首次发现的,对于以往技术中纤维的分布存在偏置的布帛,反而存在会形成产生纵条纹的显色性不均的布帛的缺点。为了形成兼具前述显色性和纳米纤维独特的功能的混纤丝或由该混纤丝形成的布帛,优选直径为10~1000nm的岛成分A被配置在具有1000~4000nm的直径的岛成分B的周围。如果考虑岛成分A及岛成分B在脱海时的应用自如及脱海条件设定的简易化,可以列举岛成分B为1500~3000nm作为更优选的范围。此处所述的岛成分A被配置在岛成分B周围的状态是指如图1所例示那样,岛成分B不邻接,且从岛成分B的中心来看岛成分A以360°有规律地配置的状态。
另外,如果考虑由本发明的海岛纤维产生的混纤丝的均质性,则最好岛成分的固定(约束)位置也是均质的,海成分的均质性(岛成分之间的距离)也是应当注意的条件。因此,在本发明的海岛纤维中,在纤维断面中,优选直径相同的岛成分被等间隔地配置,具体来说,在作为连接邻近的具有相同直径的岛成分的中心的距离的岛成分之间距离(图3中的10、图4中的11)中,优选该岛成分之间距离偏差为1.0~20.0%。
此处所述的岛成分之间距离偏差是指按照与前述岛成分直径及岛成分直径偏差相同的方法,对海岛纤维的断面进行2维摄影。从该图像,如图3中的10所示,测定连接邻近的2个具有相同直径的岛成分的中心的直线的距离。将该直线的距离作为岛成分之间距离,测定随机抽取的100个部位,从岛成分之间距离的平均值及标准偏差求出岛成分之间距离偏差(岛成分之间距离CV%)。在1根复合纤维的断面上观察不到100个部位以上的岛成分之间距离时,按照由多个复合纤维的断面合计能够确认100个部位的岛成分之间距离的方式进行摄影。岛成分之间距离偏差是作为(岛成分之间距离的标准偏差/岛成分之间距离的平均值)×100(%)而算出的值,小数点后第2位以后进行四舍五入。另外,与到此为止的断面形态评价一样,对10个图像进行同样的评价,将该10个图像的评价结果的简单数平均作为本发明的岛成分之间距离偏差。
从提高由本发明的海岛纤维形成的混纤丝或由混纤丝形成的布帛的显色性方面考虑,前述岛成分之间距离偏差越小越好,更优选为1.0~10.0%。
为了将本发明的海岛纤维作为纤维制品使用,由于实质上需要后工序,如果考虑到该后工序中的工序通过性,则最好具有一定水平的韧性,具体来说,优选强度为0.5~10.0cN/dtex,伸长率为5~700%。此处所述的强度是指按JIS L1013(1999年)中所示条件求出复丝的载荷-伸长曲线,并用断裂时的载荷值除以初始纤度得到的值,伸长率是指断裂时的伸长除以初始试样长而得到的。另外,初始纤度是指由求出的纤维直径、单丝数及密度算出的值,或者是由多次测定的纤维的单位长度的重量的简单平均值,计算每10000m的重量而得到的值。本发明的海岛纤维的强度,为了使其能够耐受后加工工序的工序通过性及实际使用,优选为0.5cN/dtex以上,能够实施的上限值为10.0cN/dtex。另外,关于伸长率,如果也考虑后加工工序的工序通过性,则优选为5%以上,能够实施的上限值为700%。强度及伸长率可以根据目的用途,通过控制制造工序中的条件进行调节。
另外,将由本发明的海岛纤维形成的混纤丝用于内部或外部等一般的衣料用途时,优选强度为1.0~4.0cN/dtex,伸长率为20~40%。另外,对于使用环境过于严重酷的运动衣料用途等,优选强度为3.0~5.0cN/dtex、伸长率为10~40%。
在考虑到产业材料用途,例如,作为擦拭布及研磨布使用的情况下,变为在施加重量下边拖拉边摩擦对象物。因此,如果强度为1.0cN/dtex以上、伸长率10%以上,则在擦拭中等情况下不会出现混纤丝断裂脱落等问题,因此是优选的。
本发明的海岛纤维可以形成纤维卷取包装、丝束、短切纤维、棉花、纤维球、绳、毛圈、编织、无纺布等多种多样的中间体,进行脱海处理等生成混纤丝,形成各种各样的纤维制品。另外,本发明的海岛纤维也可以在未处理的情况下直接除去部分海成分,或进行脱岛处理等形成纤维制品。此处所述的纤维制品可被用于夹克、裙子、裤子、内衣等一般衣料,以及运动衣料、衣料材料、地毯、沙发、窗帘等室内装饰制品、汽车座椅等车辆内部装饰制品、化妆品、化妆品面膜、擦拭布、健康用品等生活用途及研磨布、过滤器、有害物质除去制品、电池用隔板等环境、产业材料用途,及缝合丝、支架、人造血管、血液过滤器等医疗用途。
以下对本发明的海岛纤维的制造方法的一个例子进行详细说明。
本发明的海岛纤维可以通过对由2种以上聚合物形成的海岛纤维进行制丝来制造。此处,作为对海岛纤维进行制丝的方法,利用熔融纺丝形成海岛复合纺丝从提高生产性方面考虑是适宜的。当然,进行溶液纺丝等也可以得到本发明的海岛纤维。但是,作为本发明的海岛复合纺丝的制丝方法,从纤维直径及断面形状控制的优异性上考虑,优选使用海岛复合口模的方法。
本发明的海岛纤维,使用以往公知的管型海岛复合口模进行制造时,在岛成分的断面形状控制上非常困难。这是因为,为了实现本发明的海岛复合纺丝,需要控制到10-1g/min/hole至10-5g/min/hole量级这种与以往技术中使用的条件相比低几个位数的极小聚合物流量,因此,优选使用如图5中例示的海岛复合口模的方法。
图5中所示的复合口模,在从上方开始层叠了计量板12、分配板13及排放板14这3种大的部件的状态下组装到纺丝组件内,以供纺丝。顺带说明,图5是使用聚合物A(岛成分)及聚合物B(海成分)2种聚合物的例子。此处,本发明的海岛纤维,在以通过脱海处理产生由岛成分形成的混纤丝为目标的情况下,只要使岛成分为难溶解成分、海成分为易溶解成分即可。另外,必要时也可以使用含有上述难溶解成分和易溶解成分以外的聚合物的3种以上聚合物进行制丝。这是因为通过使用特性不同的难溶解成分作为岛成分,可以赋予对于由单独聚合物形成的混纤丝来说得不到的特性。关于以上的3种以上的复合化技术,特别是对于以往的管型复合口模来说是难以实现的,还是优选使用如图5所例示的利用了微细流道的复合口模。
在图5中例示的口模部件中,计量板12对各排放孔20及海和岛两种成分的每个分配孔的聚合物量进行计量而流入,通过分配板13对单(海岛复合)纤维断面中的海岛复合断面及岛成分的断面形状进行控制,通过排放板14起到对由分配板13形成的复合聚合物流进行压缩、排放的作用。为了避免对复合口模的说明变得错综复杂,虽未进行图示,但关于在计量板之上叠合的部件,使用配合了纺丝机及纺丝组件、形成流道的部件即可。顺带说明,通过将计量板与已有的流道部件进行配合设计,可以直接利用已有的纺丝组件及其部件。因此,不需要特别为了该复合口模对纺丝机进行专用化。另外,实际上也可以在流道-计量板之间或计量板13-分配板14之间叠合多片流道板(未图示)。其目的在于设计沿口模断面方向及单纤维的断面方向高效地输送聚合物的流道,形成被导入分配板14的结构。对于从排放板14排出的复合聚合物流,按照以往的熔融纺丝法,进行冷却固化后,施加油剂,用具有规定圆周速度的辊子进行牵引,形成本发明的海岛纤维。
对于本发明中使用的复合口模的一个例子,利用附图(图4~图7)进行更详细地说明。
图4(a)~(c)是用于示意性地说明本发明中使用的海岛复合口模的一个例子的说明图,图4(a)是构成海岛复合口模的主要部分的正截面图,图4(b)是分配板的一部分的横截面图,图4(c)是排放板的一部分的横截面图。图5是排放板的一部分的正截面图,图6是分配板的平面图,图7(a)至图7(d)是本发明涉及的分配板的局部放大图,各自被记载为与一个排放孔相关的沟及孔。
以下,对于图4中例示的复合口模,经过计量板、分配板,形成复合聚合物流,直到从该复合聚合物流由排放板的排放孔排放为止,沿着复合口模的上游至下游的聚合物流动依次进行说明。
从纺丝组件上游开始,聚合物A和聚合物B流入计量板的聚合物A用计量孔15-(a)及聚合物B用计量孔15-(b),通过下端贯穿设置的收缩孔进行计量后,流入分配板13。此处,聚合物A及聚合物B,通过各计量孔中具有的收缩口所引起的压力损失进行计量。该收缩口的设计的目标是使压力损失达到0.1MPa以上。另一方面,为了抑制该压力损失变得过多,部件变形,优选设计成在30.0MPa以下。该压力损失由每个计量孔的聚合物的流入量及粘度决定。
例如,使用在温度280℃、应变速度1000s-1下粘度为100~200Pa·s的聚合物,在纺丝温度280~290℃、每个计量孔的排放量为0.1~5.0g/min下进行熔融纺丝时,如果计量孔的收缩口的孔径0.01~1.00mm、L/D(排放孔长/排放孔径)为0.1~5.0,则可以进行计量性良好地排放。聚合物的熔融粘度比上述粘度范围小时以及各孔的排放量低时,只要使孔径缩小至接近上述范围的下限或/或使孔长处长到接近上述范围的上限即可。反之在高粘度,或排放量增加的情况下,将孔径及孔长分别进行反向操作即可。另外,优选对该计量板12进行多片叠合,阶段性地计量聚合物量,更优选分成2阶段至10阶段来设置计量孔。将该计量板或计量孔进行多次划分的行为适宜于对10-1g/min/hole至10-5g/min/hole量级这种比在以往技术中使用的条件低几位数的极小聚合物流量进行控制。但是,从预防每个纺丝组件上的压损过大及减小滞留时间及异常滞留可能性方面考虑,特别优选计量板为2阶段至5阶段。
从各计量孔15(图4之15-(a)及15-(b))排出的聚合物流入分配板13的分配沟16。此处,在计量板12和分配板13之间,配置与计量孔15相同数量的沟,设置使该沟长沿下游在断面方向慢慢延长下去的方式的流道,如果流入分配板之前在断面方向扩展聚合物A及聚合物B,则提高了海岛复合断面的稳定性,因此在这一点上是优选的。此处,也如前所述更优选在每个流道上设置计量孔。
在分配板上,优选贯穿设置积留由计量孔15流入的聚合物的分配沟16(16-(a)及16-(b))和在该分配沟的下面贯穿设置使聚合物流向下游的分配孔17(17-(a)、17-(b)及17-(c))。优选在分配沟16上贯穿设置2孔以上的多个分配孔。另外,对于分配板13,优选通过多片叠合,在一部分上使各聚合物反复进行各自合流-分配。这样,如果形成多个分配孔-分配沟-多个分配孔反复进行的流道设计,即使部分分配孔堵塞,聚合物流也可以流入其它分配孔。因此,即使暂时分配孔堵塞,也可以由下游的分配沟填充欠缺的部分。另外,通过同一分配沟上贯穿设置多个分配孔,使其重复,即使堵塞的分配孔的聚合物流入其它孔,其实质上也没有影响。
进而,设置该分配沟的效果对于经过各种流道,即得到热历史的聚合物进行多次合流,在抑制粘度偏差方面是较大的。进行这种分配孔-分配沟-分配孔反复的设计时,对于上游的分配沟,如果使下游的分配沟在圆周方向具有1~179°的角度进行配置,形成从不同的分配沟流入的聚合物进行合流的结构,则从经受不同的热历史等的聚合物进行多次合流方面考虑是适宜的。海岛复合断面的控制是有效的。另外,对于该合流和分配的机构,如果出于前述目的,则更优选从上游部分开始采用,优选在计量板及其上游的部材中也进行实施。对于此处所述的分配孔,为了使聚合物的分割有效进行,优选对于分配沟形成为2孔以上。另外,关于排放孔跟前的分配板,如果每个分配沟的分配孔为2孔至4孔左右,则口模设计是简易的,并且从控制极小的聚合物流量上考虑也是适宜的。
具有这种结构的复合口模,如上所述往往使聚合物流动达到稳定化,使得本发明所必需的高精度的超多岛的海岛纤维的制造成为可能。作为此处聚合物A的分配孔17-(a)及17-(c)(岛数),在理论上可能是分别为1根至在空间允许的范围内无限制作。作为实质上可实施的范围,优选范围是总岛数为2~10000岛。作为本发明的海岛纤维理所当然满足的范围,更优选的范围为总岛数为100~10000岛,岛填充密度在0.1~20.0岛/mm2的范围内即可。从该岛填充密度来看,优选的范围是1.0~20.0岛/mm2。此处所述的岛填充密度是表示每单位面积上的岛数,该值越大表明多岛的海岛纤维的制造越有可能。此处所述的岛填充密度是通过从1个排放孔排出的岛数除以排放导入孔的面积而求出的值。该岛填充密度也可以根据各排放孔而变化。
复合纤维的断面形态及岛成分的断面形状可以通过排放板14正上的分配板13中的聚合物A及聚合物B的分配孔17的配置来控制。即,如果如聚合物A·分配孔17-(a)及聚合物B·分配孔17-(b)(图7-(a)至图7-(d))所例示,则可以形成能够成为本发明的海岛纤维的复合聚合物流。
图7-(a)中的聚合物A·分配孔17-(a)及聚合物B·分配孔17-(b)是呈方格子状配置的,仅使聚合物A·分配孔的孔径进行有规律地放大。本发明中使用的复合口模的分配板由微细流道构成,原则上通过分配孔17引起的压损来限制各分配孔的排放量。另外,通过计量板,聚合物A及聚合物B的流入量得到均匀地控制,因此贯穿设置于分配板中的微细流道的压力达到了均匀。因此,例如,如果如图7-(a)那样存在部分孔径扩大的分配孔17-(c),由于其获取了(使之均匀)部分压损,扩大的分配孔17-(c)的排放量与分配孔17-(a)相比,排放量会自动增加。这是尽管改变直径,也能形成高精度控制的岛成分的原理原则,然后,如图7-(a)所例示,以岛成分相互不熔接的方式有规律地配置聚合物B·分配孔17-(b)即可。该原理原则与图7-(b)中例示的孔配置为六角格子状时相同。如上所述,虽然例示的是分配孔的多角格子状配置,但其它地对于一个岛成分用分配孔,在圆周上进行配置也可以。该孔配置最好通过与后述聚合物的组合的关系来确定,但是如果考虑到聚合物组合的多样性,则优选分配孔的配置形成四角以上的多角格子状配置。另外,如图7-(c)及图7-(d)中所例示,还有不使用扩大的分配孔,预先将聚合物A·分配孔17-(a)配置在多个接近的位置,利用从分配孔排出时的平衡效果,使聚合物A成分相互熔接,形成直径扩大的岛成分的方法。在该方法中,由于可以使分配孔的直径全部相同,容易进行压损预测,从口模设计的简易化上考虑是优选的。
为了实现本发明的海岛纤维的断面形态,除了上述分配孔的配置,优选使聚合物A及聚合物B的粘度比(聚合物A/聚合物B)为0.1~20.0。基本上通过分配孔的配置,尽管岛成分的扩张范围被控制,但由于排放板的缩小孔19,进行合流,在断面方向缩小,此时的聚合物A及聚合物B的熔融粘度比,即,熔融时的刚性比对断面的形成产生影响。因此,更优选的范围是使聚合物A/聚合物B为0.5~10.0。此处所述的熔融粘度是指利用真空干燥机使碎片状的聚合物的含水率为200ppm以下,利用可阶段性地改变应变速度的熔融粘度测定装置在氮气氛中测定的值。熔融粘度的测定温度与纺丝温度相同,将应变速度1216s-1下的熔融粘度作为该聚合物的熔融粘度。另外,熔融粘度比是指分别测定各聚合物的熔融粘度,按聚合物A/聚合物B计算粘度比,将该值的小数点后第2位以后进行四舍五入的值。
另外,在本发明的海岛纤维的制造方法中,由于基本上聚合物A及聚合物B的组成不同,熔点及耐热性不同。因此,理想的是最好对各聚合物改变熔融温度,进行纺丝,但是为了针对每种聚合物分别控制熔融温度,需要特殊的纺丝装置。因此,通常是将纺丝温度设定为某个温度,进行纺丝,如果考虑到该纺丝条件(温度等)的设定简易性,则特别优选的范围是使聚合物A/聚合物B为0.5~5.0。还有,关于以上聚合物的熔融粘度,即使是同种聚合物,通过调节分子量及共聚成分,也可以比较自由地控制,因此在本发明中,将熔融粘度作为聚合物组合及纺丝条件设定的指标。
从分配板排出的由聚合物A及聚合物B构成的复合聚合物流,从排放导入孔18流入排放板14。此处,在排放板14上优选设置排放导入孔18。排放导入孔18是用于使从分配板13排出的复合聚合物流按一定距离的间隔、垂直于排放面流动的部分。这是为了达到减缓聚合物A及聚合物B的流速差,同时减小复合聚合物流在断面方向的流速分布的目的。从抑制该流速分布的方面考虑,优选通过分配孔17(17-(a)、17-(b)及17-(c))中的排放量、孔径及孔数对聚合物的流速本身进行控制。但是,如果将其并入口模的设计中,则可能会限制岛数等。因此,尽管需要考虑聚合物分子量,但从流速比的缓和基本完成方面考虑,优选在复合聚合物流被导入缩小孔19之前以10-1~10秒(=排放导入孔长/聚合物流速)为目标设计排放导入孔。如果是该范围,则流速的分布十分缓和,发挥了提高断面稳定性的效果。
接着,复合聚合物流,在导入具有预期直径的排放孔期间通过缩小孔19,使其沿聚合物流在断面方向缩小。这样,复合聚合物流的中层流线基本为直线状,但随着接近外层,形成大的变曲。为了得到本发明的海岛纤维,优选在聚合物A及聚合物B合并时由无数聚合物流构成的复合聚合物流的断面形态不崩解的情况下,使其缩小。为此,优选该缩小孔19的孔壁的角度相对于排放面设定在30°~90°的范围内。
从维持该缩小孔19中断面形态的方面考虑,优选在排放板正上方的分配板中设置如图6所示的在底面上贯穿设置了分配孔的环状沟21等,在复合聚合物流的最外层设置海成分的层。这是因为从分配板排出的复合聚合物流被缩小孔在断面方向大幅度缩小。此时,除了在复合聚合物流的外层部分流动发生大幅度的弯曲,而且受到与孔壁之间的剪切力。如果观察该孔壁-聚合物流外层的详细情况可知,在与孔壁的接触面中,剪切应力导致流带变慢,随着进入内层流速增加,这样有时流速分布产生倾斜。即,与上述孔壁之间的剪切应力可以被由配置在复合聚合物流的最外层的海成分(B聚合物)形成的层来承担,复合聚合物流,特别是可以使岛成分的流动稳定化。因此,本发明的海岛纤维中,岛成分(聚合物A)的纤维直径及纤维形状的均质性得到进一步地提高。为了在该复合聚合物流的最外层配置海成分(聚合物B),利用如图6所示的环状沟21时,在环状沟21的底面贯穿设置分配孔,最好考虑同一分配板的分配沟数及排放量。作为目标,在圆周方向每3°设置1孔即可。作为使聚合物流入该环状沟21的方法,可以在上游的分配板中,如果使海成分的聚合物的分配沟10沿断面方向延长,在其两端贯穿设置分配孔等,则自然可以使聚合物流入环状沟21中。虽然图6中例示的是配置了1个环的环状沟21的情况,但该环状沟也可以是2个环以上,该环状沟间也可以流入不同的聚合物。
由分配板13形成的复合聚合物流保持了如分配孔17(17-(a)及17-(b))所配置的断面形态,从排放孔20排放到纺丝线。该排放孔20具有控制复合聚合物流的流量,即再次计量排放量和纺丝线上的拉伸比(=牵引速度/排放线速度)的目的。排放孔20的孔径及孔长最好考虑聚合物的粘度及排放量来确定。制造本发明的海岛纤维时,可以选择排放孔径为0.1~2.0mm、L/D(排放孔长/排放孔径)为0.1~5.0的范围。
本发明的海岛纤维可以使用如上所述的复合口模进行制造,如果鉴于生产性及设备的简易性,则最好通过熔融纺丝来实施,但是如果使用该复合口模,即使是溶液纺丝这样使用溶剂的纺丝方法,不用说也能够制造本发明的海岛纤维。
选择熔融纺丝时,作为岛成分及海成分,例如可以列举聚对苯二甲酸乙二酯或其共聚物、聚萘二甲基乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸三亚甲酯、聚丙烯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚乳酸、热塑性聚氨酯等可熔融成形的聚合物。特别是以聚酯及聚酰胺为代表的缩聚系聚合物的熔点高,更为优选。如果聚合物的熔点为165℃以上则耐热性良好,是优选的。另外,聚合物中也可以含有氧化钛、二氧化硅、氧化钡等无机物,碳黑、染料及颜料等着色剂,阻燃剂、荧光增白剂、抗氧化剂、或紫外线吸收剂等各种添加剂。另外,设想进行脱海或脱岛处理时,可以从聚酯及其共聚物、聚乳酸、聚酰胺、聚苯乙烯及其共聚物、聚乙烯、聚乙烯醇等可进行熔融成形、显示出比其它成分更易溶解的聚合物中进行选择。作为易溶解成分,在水系溶剂或热水等中显示易溶解性的共聚聚酯、聚乳酸、聚乙烯醇等是优选的,特别是使用聚乙二醇、间苯二甲酸磺酸钠进行单独或组合共聚形成的聚酯及聚乳酸,从纺丝性及简单地溶解于低浓度的水系溶剂方面考虑是优选的。另外,从脱海性及产生的极细纤维的开纤性方面考虑,特别优选间苯二甲酸磺酸钠单独进行共聚形成的聚酯。
对于以上例示的难溶解成分及易溶解成分的组合,根据目标用途选择难溶解成分,基于难溶解成分的熔点选择可以在相同纺丝温度下纺丝的易溶解成分即可。此处考虑上述熔融粘度比,如果调节各成分的分子量等,则会提高海岛纤维的岛成分的纤维直径及断面形状的均质性,就此而言是优选的。另外,从本发明的海岛纤维产生混纤丝时,从混纤丝的断面形状的稳定性及保持力学物性方面考虑,对于脱海时使用的溶剂难溶解成分和易溶解成分的溶解速度差越大越好,可以将3000倍为上限的范围作为目标从上述聚合物中选择组合。作为从本发明的海岛纤维制取混纤丝的适宜聚合物组合,从熔点关系考虑,可以列举海成分为5-间苯二甲酸磺酸钠1~10摩尔%共聚而成的聚对苯二甲酸乙二酯、岛成分为聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯,海成分为聚乳酸、岛成分为尼龙6、聚对苯二甲酸三亚甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯作为优选例子。
作为对本发明中使用的海岛纤维进行纺丝时的纺丝温度,设定为在2种以上的聚合物中,主要的高熔点及高粘度聚合物显示流动性的温度。作为该显示流动性的温度,根据分子量有所不同,但是以该聚合物的熔点为目标,设定为熔点+60℃以下即可。如果为此以下,则在纺丝头或纺丝组件内聚合物不会热分解等,抑制了分子量低下,因此是优选的。
本发明中使用的海岛纤维进行纺丝时的排出量,作为稳定、可排出的范围,可以列举每个排放孔20为0.1g/min/hole~20.0g/min/hole。此时,优选考虑能够确保排出稳定性的排放孔中的压力损失。对于此处所述的压力损失,优选以0.1MPa~40MPa为目标,从与聚合物的熔融粘度、排放孔径、排放孔长的关系考虑,根据排放量相关范围来确定。
将本发明中使用的海岛纤维进行纺丝时难溶解成分和易溶解成分的比率可以基于排放量按海/岛比率在5/95~95/5的范围内选择。在该海/岛比率中,如果提高岛比率则从混纤丝的生产性上考虑是优选的。但是,从海岛复合断面的长期稳定性上考虑,作为有效且在保持稳定性情况下制造本发明的极细纤维的范围,更优选该海岛比率为10/90~50/50,而且如果考虑到使脱海处理迅速完成及提高极细纤维的开纤性,则特别优选10/90~30/70的范围。
对于这样排出的海岛复合聚合物流,使其冷却固化,施加油剂并通过用具有规定圆周速度的辊子牵引,就形成了海岛纤维。此处,该牵引速度根据排放量及目标纤维直径进行确定即可,但是,为了稳定地制造本发明中使用的海岛纤维,优选为100~7000m/min的范围。该海岛纤维,从形成高取向和提高力学特性上考虑,也可以在暂时卷取后进行拉伸,也可以不进行暂时卷取,而接着进行拉伸。
作为该拉伸条件,例如,在包含一对以上的辊子的拉伸机中,只要是通常显示可进行熔融纺丝的热塑性的聚合物形成的纤维,通过温度设定为玻璃化转变温度以上且熔点以下的第1辊和具有与结晶化温度相当的温度的第2辊的圆周速度比,沿纤维轴方向进行自由拉伸,且进行热定形和卷取,可以得到本发明的海岛纤维。另外,在不显示玻璃化转变的聚合物的情况下,进行海岛纤维的动态粘弹性测定(tanδ),将得到的tanδ的高温侧的峰温度以上的温度作为预热温度,进行选择即可。此处,从提高拉伸倍率,提高力学物性方面考虑,通过多段施加该拉伸工序也是优选的手段。
为了从这样获得的本发明的海岛纤维得到混纤丝,通过在能够溶解易溶解成分的溶剂等中浸渍复合纤维来除去易溶解成分,可以得到由难溶解成分形成的极细纤维。在易溶出成分为5-间苯二甲酸磺酸钠等共聚而成的共聚PET及聚乳酸(PLA)等情况下,可以使用氢氧化钠水溶液等碱水溶液。作为用碱水溶液处理本发明的复合纤维的方法,例如,在形成复合纤维或由其形成的纤维结构体后,浸渍在碱水溶液中即可。此时,如果将碱水溶液加热到50℃以上,就可以加快水解的进行,因此是优选的。另外,如果利用流体染色机等进行处理,则可以一次进行大量处理,因此生产性好,从工业上考虑是优选的。
如上所述,基于通常的熔融纺丝法对本发明的极细纤维的制造方法进行了说明,但是当然也可以通过熔流法及纺粘法进行制造,而且也可以通过湿式及干湿式等溶液纺丝法等进行制造。
实施例
以下列举实施例,对本发明的极细纤维进行具体说明。
对于实施例及比较例,进行下述评价。
A、聚合物的熔融粘度
利用真空干燥机使碎片状聚合物的含水率达到200ppm以下,利用东洋精机制造的Capilograph1B,阶段性地改变应变速度,测定熔融粘度。还有,测定温度与纺丝温度相同,在实施例或比较例中,记载1216s-1的熔融粘度。顺带说明,从向加热炉中投入试样开始至测定开始为5分钟,在氮气氛下进行测定。
B、纤度
测定100m海岛纤维的重量,按100倍计算纤度。对此反复进行10次,将其简单平均值的小数点后第2位进行四舍五入后的值作为纤度。
C、纤维的力学特性
对于海岛纤维,使用ORIENTEC公司制造的拉伸试验机Tensilon UCT-100型,在试样长20cm、拉伸速度100%/min的条件下测定应力-应变曲线。读取断裂时的载荷,将该载荷除以初始纤度而算出强度,读取断裂时的应变,除以试样长后的值乘以100倍,从而算出伸长率。对于所有值,都在每个水平重复该操作5次,求出得到的结果的简单平均值,强度是将小数点后第2位进行四舍五入后的值,伸长率是将小数点后第1位进行四舍五入后的值。
D、岛成分直径及岛成分直径偏差(CV%)
用环氧树脂包埋海岛纤维,用Reichert公司制造的FC·4E型冷冻切片系统进行冻结,利用具备钻石刀的Reichert-Nissei ultracut N(超薄切片机)进行切削后,对于其切削面用(株)日立制作所制造的H-7100FA型透射型电子显微镜(TEM)按能够观察到150根以上岛成分的倍率进行拍照。当1根复合纤维的断面上没有150根以上的岛成分时,按照由多个复合纤维的断面合计能够确认有150根的岛成分的方式进行拍照。抽取从该图像上随机选定的150根岛成分,使用图像处理软件(WINROOF)测定所有岛成分直径,求出平均值及标准偏差。基于下述式子从这些结果算出岛成分直径CV%。
岛成分直径偏差(CV%)=(标准偏差/平均值)×100
以上的值是对全部10个部位的各个照片进行测定,得到10个部位的平均值,岛成分直径按nm单位测定到小数点后第1位,小数点以下进行四舍五入,岛成分直径偏差是将小数点后第2位以下进行四舍五入。岛成分直径及岛成分直径偏差用该“平均值”来表示。
E、岛成分的配置评价
将岛成分的中心作为岛成分的外接圆的中心时,岛成分距离是如图3中的10及图4中的11所示,被定义为邻近的2个岛成分的中心间的距离的值。该评价是利用与上述岛成分直径相同的方法,对海岛纤维的断面进行2维摄影,对于随机抽取的100个部位,测定岛成分距离。当在1根复合纤维的断面上不能观察到100个部位以上的岛成分之间距离时,按照由多个复合纤维的断面合计可以确认有100个部位的岛成分之间距离的方式进行摄影。该岛成分距离偏差是从岛成分距离的平均值及标准偏差,按照岛成分距离偏差(岛成分距离CV%)=(岛成分距离的标准偏差/岛成分的平均值)×100(%)并将小数点后第2位以后进行四舍五入而算出的。针对同样拍摄的10幅图像来评价该值,将10幅图像的结果的简单数平均作为岛成分距离偏差进行评价。岛成分之间距离用该“平均值”表示。
F、脱海处理时的极细纤维(岛成分)的脱落评价
对于在各纺丝条件下获取的由海岛纤维形成的针织物,用充满了溶解海成分的溶剂的脱海浴(浴比100)将海成分溶解除去99%以上。
为了确认有无极细纤维的脱落,进行下述评价。
取脱海处理后的溶剂100ml,使该溶剂通过保留粒子径为0.5μm的玻璃纤维滤纸。从滤纸处理前后的干燥重量差,按下述四个等级评价是否有极细纤维的脱落。
◎(无脱落):重量差不足3mg
○(脱落少):重量差为3mg以上且不足7mg
△(有脱落):重量差为7mg以上且不足10mg
×(脱落多):重量差为10mg以上。
G、手感评价
将得到的纤维形成针织筒,利用可除去海成分的溶剂,除去99%以上的海成分(浴比1:100),将得到的混纤丝形成的针织筒试样在
25℃×55%RH的气氛中放置24时以上之后,根据下述评价标准,由5个试验者按下述四个等级对纳米纤维独特的顺滑感进行感官评价。对5人的感官评价结果进行平均,作为所评价的布帛的手感评价结果。
◎(优良):强烈地感受到顺滑感,针织物整体光滑,手感优异。
○(良):感受到顺滑感,手感良好。
△(可以):有顺滑感,但是感受到局部的砂砾感及滞涩感。
×(不可以):无顺滑感,整体上有砂砾感及滞涩感。
H、显色性评价
将得到的纤维形成针织筒,利用可除去海成分的溶剂,除去99%以上的海成分(浴比1:100),对于得到的混纤丝形成的针织筒,在由住友化学(株)制造的分散染料SumikalonBlack S-BB10%owf、醋酸0.5cc/l、醋酸钠0.2g/l组成的浴比为1:30的130℃的水溶液中进行60分钟染色后,按常规方法,在由亚硫酸氢盐2g/l、苛性钠2g/l、非离子活性剂(SundetoG-900)2g/l组成的80℃的水溶液中进行20分钟的还原清洗,进行水洗,干燥。将得到的染色后的针织布筒(15%减重品),用分光测色计(Minolta CM-3700D)在测定直径8mmφ、光源D65,视野10°的条件下测定3次L*值,对于其平均值Lave *,按下述标准进行3种等级的评价。
○(良):不足14
△(可以):14以上且不足16
×(不可以):16以上。
实施例1
将作为岛成分的聚对苯二甲酸乙二酯(PET1熔融粘度:160Pa·s),和作为海成分的5-间苯二甲酸磺酸钠8.0摩尔%共聚而成的PET(共聚PET1熔融粘度:95Pa·s)在290℃下分别熔融后,进行计量,使其流入图5中所示的组装了本发明的复合口模的纺丝组件中,从排放孔排出复合聚合物流。另外,在排放板正上方的分配板中,作为每1个排放孔的岛成分用,排放孔每1孔合计贯穿设置了790个分配孔,其中720孔是通常的分配孔17-(a)(孔径:φ0.20mm)、70孔形成扩大的分配孔17-(c)(孔径:φ0.65mm),作为孔的配列图案,形成图7-(a)的排列。对于图6的21中所示的海成分用的环状沟,使用在圆周方向每1°贯穿设置分配孔的形态。另外,排放导入孔长为5mm、缩小孔的角度为60°、排放孔径为0.5mm、排放孔长/排放孔径为1.5。海/岛成分的复合比为20/80,将排出的复合聚合物流进行冷却固化后施加油剂,按纺丝速度1500m/min进行卷取,得到200dtex-15单丝(总排出量30g/min)的未拉伸纤维。将卷取的未拉伸纤维用加热到90℃和130℃的辊间,使拉伸速度为800m/min,进行4.0倍拉伸。得到的海岛纤维是50dtex-15单丝。另外,本发明的海岛纤维是被配置为具有如下所述的在断面构成上规则配置有直径大的岛成分和直径小的岛成分的纤维,因此虽然在10锤的拉伸机上进行4.5小时的取样,但断丝锤为0锤,拉伸性优异。
该海岛纤维的力学特性是强度3.7cN/dtex、伸长率30%。
另外,观察该海岛纤维的断面时,直径小的岛成分(岛成分A)为490nm,岛成分直径偏差为5.3%,直径大的岛成分(岛成分B)为3000nm。如果获取这些岛成分直径分布,则如图8所示,可知岛成分A和岛成分B以非常狭窄的分布宽度存在。
对岛成分A及岛成分B的岛成分距离偏差进行评价,平均为2.1%,是岛成分的间隔无偏差地进行配置的纤维,海岛断面中也如图7-(a)所示,岛成分A很有规律地配置在岛成分B的周围。
对于由实施例1得到海岛纤维,用加热到90℃的1重量%的氢氧化钠水溶液,将海成分进行99%以上的脱海。对于实施例1的海岛纤维,为了如上所述使岛成分均匀配置(岛成分偏差小的),利用低浓度的碱水溶液,也可有效地进行脱海处理。因此,不使岛成分过多地劣化,脱海时没有极细纤维的脱落(脱落判定:◎)。另外,如果观察脱海后的混纤丝的断面,则岛成分A均匀地存在于岛成分B的周围,岛成分A或岛成分B的存在数没有局部偏置。因此,由该混纤丝形成的针织筒尽管具有张力、硬挺度,仍具有纳米纤维独特的顺滑感,表面非常光滑(手感评价:◎)。另外,如对该针织筒进行染色,则可知具有优异的显色性(显色性评价:○)。结果示于表1中。
实施例2~4
除了将海/岛成分的复合比变为30/70(实施例2)、50/50(实施例3)、70/30(实施例4)外,完全按实施例1进行实施。这些海岛纤维的评价结果如表1所示,是与实施例1一样制丝性及后加工性优异,即使在混纤丝的断面中,岛成分A或岛成分B的存在数也没有局部偏置。关于手感评价,对于实施例3及实施例4,尽管有微弱的滞涩感,但也是没有问题的水平。
表1
实施例5
使用实施例1中使用的分配板,按总排放量12.5g/min并使海/岛复合比为80/20进行纺丝,将得到的未拉伸纤维按拉伸倍率3.5倍进行拉伸,除此之外,完全按实施例1进行实施。顺带说明,实施例5中,尽管总排放量低下,但具有与实施例1同等的制丝性,可以认为这是岛成分被均匀且有规律地进行配置的效果。
在实施例5得到的海岛纤维的断面中,尽管具有170nm这样极其缩小的直径,但直径偏差小至7.0%的岛成分A被有规律地配置在岛成分B之间。与实施例1相比,由于岛成分A的直径大幅度缩小,被认为脱海时受到影响的纳米纤维有微量脱落,但为没有问题的水平。结果示于表2中。
实施例6
使用实施例1中使用的分配板,按总排放量35.0g/min并使海/岛复合比为80/20进行纺丝,将得到的未拉伸纤维按拉伸倍率3.0倍进行拉伸,除此之外,完全按实施例1进行实施。
结果,观察脱海后的混纤丝的断面时,可以确认岛成分A均匀地存在于具有3800nm的直径的岛成分B的周围。由实施例6的海岛纤维得到的混纤丝具有非常优异的显色性,与实施例1相比,泛白进一步降低,可以得到极深色的布帛。结果示于表2中。
实施例7
使分配板的孔配置为图7-(a)所示,使用排放孔的每1孔贯穿设置了合计415孔的岛成分用的分配孔的形态,除此之外,完全按实施例1进行实施。另外,在实施例7中使用的分配板中,岛成分A的分配孔17-(a)(孔径:φ0.20mm)为410孔、岛成分B的扩大的分配孔17-(c)(孔径:φ0.80mm)被贯穿设置为5。在由实施例7得到的海岛纤维中,岛成分直径为560nm的岛成分A有规律地配置在岛成分直径为4500nm的岛成分B的周围。由实施例7的海岛纤维得到的混纤丝与实施例1相比,张力、硬挺度强,纳米纤维独特的顺滑感稍低,但为没有问题的水平。结果示于表2中。
表2
实施例8
使分配板的孔配置为图7-(b)所示。在实施例8中使用的分配板中,排放孔每1孔贯穿设置了合计1550孔的岛成分用分配孔,其中,岛成分A的分配孔17-(a)(孔径:φ0.15mm)为1500孔、岛成分B的扩大的分配孔17-(c)(孔径:φ0.8mm)为50孔。在实施例8得到的海岛纤维断面中,岛成分A和岛成分B的岛成分直径有10以上的差异,但是岛成分A被有规律地配置在岛成分B之间,在脱海后的混纤丝中,岛成分B之间填充了岛成分A,且与实施例1相比由岛成分A(纳米纤维)形成的层较厚,布帛整体富有柔软性。结果示于表3中。
实施例9
使分配板的孔配置为图7-(c)所示。实施例9中使用的分配板中,不贯穿设置扩大的分配孔,排放孔每1孔贯穿设置了合计1000孔的岛成分用的分配孔(孔径:φ0.2mm),使用该分配板,除此之外,完全按实施例1进行实施。另外,实施例9中使用的分配板中,如图7-(c)所示,局部邻近地贯穿设置4孔的岛成分用分配孔。因此,从分配板按点排出的聚合物产生弹性缓解,与相邻的岛成分熔接,结果形成直径大的岛成分(岛成分B),形成满足了本发明条件的海岛纤维。另外,如果仔细观察脱海后的岛成分B,则岛成分B由于排放状况的历史,在断面上可看到有四个凹部,形成所谓的四叶形状,具有该岛成分A被固定于该凹部的结构。如果形成这种结构,则岛成分A和岛成分B成为一体,因此形成在顺滑感中伴有光滑感的布帛,可知通过岛成分的断面形态,能够控制布帛特性。结果示于表3中。
实施例10
利用实施例9中使用的分配板的设计思想,不贯穿设置扩大的分配孔,使排放孔每1孔的岛成分用分配孔(孔径:φ0.2mm)为1000孔,在群的中心部邻近地贯穿设置岛成分孔100孔,在其周围有规律地配置其余的900孔,利用形成这种孔配置的分配板,按实施例1的条件进行实施。
由实施例10得到的海岛纤维,形成了在岛成分直径为4900nm的岛成分B的周围有规律地配置了岛成分直径为490nm的岛成分A的芯鞘结构断面。关于脱海,由于岛成分A和岛成分B的岛成分直径有较大差异,虽然可确认岛成分A有稍许脱落,但为没有问题的水平。如果观察脱海后的岛成分B,则与实施例9一样,考虑到排放时的历史而有无数的凹部分。该混纤丝中,海岛纤维阶段性地有规律配置也有帮助,具有在岛成分B的表面上固定了无数岛成分A的结构。与实施例1相比,纳米纤维独特的顺滑感倾向于变弱,但为没有问题的水平。另一方面,由于岛成分B上存在微细的凹部,以及鞘部分配置的岛成分A之间的空隙导致形成假多孔结构的协同效果,光在表层不发生反射,被吸收,因此显色性评价非常优异,得到了深色的布帛。结果示于表3中。
表3
比较例1
首先,为了得到用于后混纤的海岛纤维,使用特开2001-192924号公报中记载的以往公知的管型海岛复合口模(排放孔每1孔的岛数:500),纺丝条件等按实施例1,进行制丝。关于纺丝,尽管没有断丝等,没有问题,但在拉伸工序中,断面的不均匀性引起的断丝为在4.5小时的试样中的看到2锤。另外,如果观察制丝后的海岛纤维的断面,则岛比率过高(岛比率:80%),因此产生大的岛合流,而不是形成正常的海岛断面。接受该结果,对不引起岛合流条件进行调查时,由于海/岛成分的复合比为50/50时基本上抑制了岛合流,因此使复合比为50/50,其它的条件完全按实施例1从而再次得到了海岛纤维。对于再纺丝的结果,由于岛比率低下,尽管与实施例3的岛成分A相同,但基于岛成分的排放不稳定性而断面混乱,岛成分直径的偏差大。另外,由于岛比率低,即海比率高,岛成分的排列稍微崩解,岛成分之间距离的偏差也大。
接着利用岛成分中使用的PET1,利用φ0.3(L/D=1.5)-12hole的通常口模,按纺丝速度1500m/min进行纺丝而形成未拉伸纤维,对于该纤维,在实施例1的条件下,使拉伸倍率为2.5倍进行拉伸,得到由40dtex-12单丝的PET1形成的单独丝。合并上述海岛纤维和单独丝并提供到具备了卷取机的辊子,形成后混纤丝。在后混纤工序中,虽然按200m/min的低速进行,但经常要将单丝卷绕在供给辊及卷取机的引导辊上(后混纤丝物性:纤度90dtex,强度2.2cN/dtex,伸长率24%)。
将该后混纤丝形成针织筒,进行脱海时,看到很多海岛纤维的岛成分直径偏差导致的脱落(脱落判定:×)。另外,对脱海后的混纤丝的断面进行确认时,纤维直径小的纤维随着海岛纤维的配置历史,出现集中于局部而存在,而且与本发明相比,纤维直径大的纤维和纤维直径小的纤维的亲和性差。因此,纤维直径大的纤维浮现在混纤丝的表面附近,在手感评价中,纳米纤维独特的顺滑感与本发明相比大幅度下降(手感评价:×)。另外,由于上述纤维的偏置,在布帛部分色调有浓淡,与本发明相比显色性差(显色性评价:×)。结果示于表4中。
比较例2
使用特开平8-158144号公报中记载的各种成分的每个喷嘴中设置了滞留部分和背压施加部分的海岛口模(岛成分用板1片:岛数300、海成分用板1片),使海/岛成分的复合比为50/50,除此之外,完全按实施例1进行实施。顺带说明,在比较例2中,复合比为20/80时,多个岛成分发生熔接,难以形成1000nm以下的岛成分,因此岛比率降低到50%为止来实施。另外,在海岛断面中岛成分的均质性低,在纺丝中是1次的单丝流动(断丝),在拉伸工序中,有4个锤的断丝锤,制丝性差。
由比较例2得到的海岛纤维的评价结果如表4所示,如果要评价岛成分直径的分布,则峰值存在多个,并且它们的分布是连续的,因此有非常宽的分布宽度。另外,得到的岛成分勉强地形成1000nm以下而存在。
将由比较例2得到的海岛纤维形成针织筒,进行脱海时,由于岛成分直径的偏差大,不能确定脱海条件,有大量劣化和脱落的岛成分(脱落判定:×)。与实施例1一样评价手感时,由于主要是纤维直径大的纤维存在,未感受到顺滑感,局部有断裂的纤维混合存在,因此在布帛表面上,感受到滞涩感(手感评价:×)。关于显色性,由于纤维直径大、无规律,因此在显色性评价上为○(良),但是如果仔细观察布帛,则带有条纹。结果示于表4中。
表4
实施例11
使纺丝速度为3000m/min,使拉伸倍率为3.0倍,除此之外,完全按实施例1进行实施。
从实施例11可知,本发明的海岛纤维,由于其纤维断面中岛成分的有规律的排列,制丝性高,即使总拉伸比(纺丝+拉伸)相对于实施例1高1.5倍时,也可以与实施例1一样在不断丝情况直进行制丝。这如果考虑到确认了具有与实施例1相同的总拉伸比的比较例1及比较例2中断丝,可知该高制丝性是本发明的优异效果之一。另外,结果示于表5中,但对于实施例11,尽管形成复合纺丝是比较的苛刻的制丝条件,但可知具有与实施例1相同的力学特性。结果示于表5中。
实施例12
与实施例1相比,使排放孔每1孔的岛成分A用分配孔为100孔(孔径:φ0.2mm)、使岛成分B用分配孔为10孔(孔径:φ0.65mm),使用每个口模的群数改为100的分配板和贯穿设置了100个φ0.3(L/D=1.5)的排放孔的排放板,除此之外,完全按照实施例1进行实施。
在实施例12中,也具有与实施例1同等的制丝性,在纺丝工序及拉伸工序中,没有单丝切断等问题,可以进行制丝。一般来说,如果在排放量一定的情况下,增加单丝数,则海岛纤维的单丝纤度变差,因此制丝性有恶化的倾向。但是,在实施例11中,由于岛成分A和岛成分B有规律地正常良好配置的效果,即使与实施例1相比是1/6以下的细纤度,可知也能够确保稳定的制丝性。结果示于表5中。
实施例13
使分配板的孔配置以图7-(d)中所示的安排为基础,使排放孔每1孔的分配孔为1000孔(孔径:φ0.2mm),使用其中岛成分B用的分配孔为4孔邻近孔(岛成分B)、分配孔为16孔邻近孔(岛成分C)分别被配置在各10个部位和岛成分A(单独孔)有规律地被配置800孔的分配板。另外,使海成分为由5-间苯二甲酸磺酸钠5.0摩尔%共聚而成的PET(共聚PET2熔融粘度:140Pa·s),使拉伸倍率为2.7倍,除此之外,完全按实施例1进行实施。
如果确认实施例13的岛成分直径分布,则可以确认岛成分A、岛成分B及岛成分C各自分离的分布。结果示于表5中。
实施例14
对于实施例13中使用的分配板再在5个部位增加分配孔为32孔邻近的岛成分D,使岛成分A(单独孔)为640孔,除此之外,完全按实施例12进行实施。
如果确认实施例14的岛成分直径分布,则可确认岛成分A、岛成分B、岛成分C及岛成分D各自分离的分布。结果示于表5中。
表5
实施例15
使岛成分为尼龙6(N6熔融粘度:190Pa·s),使海成分为聚乳酸(PLA熔融粘度:100Pa·s),使纺丝温度为260℃、拉伸倍率为2.5倍,除此之外,完全按实施例1进行实施。
作为由实施例15获得的海岛纤维,由于有规律地良好配置的N6(岛成分)承担了应力,海成分即使是PLA,也显示出了良好的制丝性。而且,即使海成分为PLA时,关于断面的构成、均质性及后加工性,也具有与实施例1同等的性能。结果示于表6中。
实施例16
使岛成分为聚对苯二甲酸丁二酯(PBT熔融粘度:120Pa·s),使海成分为实施例15中使用的聚乳酸(PLA熔融粘度:110Pa·s),在纺丝温度255℃、纺丝速度1300m/min下进行纺丝。另外,使拉伸倍率为3.2倍,其它的条件完全按实施例1进行实施。
在实施例16中,可以没有问题地进行纺丝及拉伸,而且即使在岛成分为PBT的情况下,关于断面的构成、均质性及后加工性,也具有与实施例1同等的性能。结果示于表6中。
实施例17
使岛成分为聚苯硫醚(PPS熔融粘度:180Pa·s),使海成分为将实施例1中使用的PET在220℃下进行固相聚合而得到的高分子量聚对苯二甲酸乙二酯(PET2熔融粘度:240Pa·s),使纺丝温度为310℃进行纺丝。另外,将未拉伸纤维在加热到90℃、130℃及230℃的加热辊之间使总拉伸倍率为3.0倍进行2阶段拉伸,除此之外,完全按实施例1进行实施。
在实施例17中,可以没有问题地进行纺丝及拉伸,而且即使在岛成分为PPS的情况下,关于断面的构成、均质性及后加工性,也具有与实施例1同等的性能。实施例17的海岛纤维可以被直接用作具有高耐化学药品性的过滤器,但是为了确认对于高性能(高度的尘埃捕捉性能)过滤器的可能性,在5重量%的氢氧化钠水溶液中,对海成分进行99%以上的脱海处理。对于该混纤丝,由于岛成分是PPS,因而耐碱性高,纤维直径大的PPS纤维形成支持体,具有在其周围存在PPS纳米纤维的高性能过滤器中适用的结构。结果示于表6中。
[表6]
符号说明
1:岛成分A
2:岛成分B
3:海成分
4:岛成分A的岛成分直径分布
5:岛成分A的岛成分直径峰值
6:岛成分A的岛成分直径分布宽度
7:岛成分B的岛成分直径分布
8:岛成分B的岛成分直径峰值
9:岛成分A的岛成分直径分布宽度
10:岛成分B的岛成分之间距离
11:岛成分A的岛成分之间距离
12:计量板
13:分配板
14:排放板
15:计量孔
15-(a):聚合物A·计量孔
15-(b):聚合物B·计量孔
16:分配沟
16-(a):聚合物A·分配沟
16-(b):聚合物B·分配沟
17:分配孔
17-(a):聚合物A·分配孔
17-(b):聚合物B·分配孔
17-(c):聚合物A·扩大的分配孔
18:排放导入孔
19:缩小孔
20:排放孔
21:环状沟

Claims (4)

1.海岛纤维,其特征在于,在同一纤维断面内存在具有2种以上不同直径的岛成分的海岛纤维中,至少1种岛成分的直径为10~1000nm,直径偏差为1.0~20.0%,
在作为连接邻近的具有相同直径的岛成分的中心的距离的岛成分之间距离中,该岛成分之间距离偏差为1.0~20.0%,
在该海岛纤维中,岛成分直径差为300~3000nm。
2.根据权利要求1所述的海岛纤维,其特征在于,直径为10~1000nm的岛成分A被配置在具有1000~4000nm直径的岛成分B的周围。
3.一种混纤丝,是将根据权利要求1或2所述的海岛纤维的海成分除去后得到的。
4.一种纤维制品,至少一部分使用了权利要求1至权利要求3中任一项所述的纤维。
CN201280039326.4A 2011-08-11 2012-07-24 海岛纤维 Active CN103732811B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011176060 2011-08-11
JP2011-176060 2011-08-11
PCT/JP2012/068652 WO2013021809A1 (ja) 2011-08-11 2012-07-24 海島繊維

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103732811A CN103732811A (zh) 2014-04-16
CN103732811B true CN103732811B (zh) 2016-08-17

Family

ID=47668325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280039326.4A Active CN103732811B (zh) 2011-08-11 2012-07-24 海岛纤维

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9447524B2 (zh)
EP (1) EP2746436B1 (zh)
JP (1) JP5983411B2 (zh)
KR (1) KR101566843B1 (zh)
CN (1) CN103732811B (zh)
TW (1) TWI579423B (zh)
WO (1) WO2013021809A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013129213A1 (ja) * 2012-02-27 2013-09-06 東レ株式会社 海島繊維、混繊糸および繊維製品
JP5928017B2 (ja) * 2012-03-12 2016-06-01 東レ株式会社 混繊糸
JP6271856B2 (ja) * 2013-04-17 2018-01-31 帝人株式会社 布帛の製造方法および繊維製品の製造方法
JP6221608B2 (ja) * 2013-10-10 2017-11-01 東レ株式会社 海島複合繊維
CN104711703B (zh) * 2013-12-13 2018-03-27 东丽纤维研究所(中国)有限公司 一种海岛复合纤维
JP6651849B2 (ja) * 2014-02-25 2020-02-19 東レ株式会社 海島複合繊維、複合極細繊維および繊維製品
TWI648444B (zh) * 2014-04-18 2019-01-21 Kb世聯股份有限公司 Composite fiber, false twist processing line thereof, manufacturing method thereof, and fabric
CN105463597A (zh) * 2014-09-12 2016-04-06 东丽纤维研究所(中国)有限公司 一种异纤度混纤纤维及其制备方法
CN106149094B (zh) * 2015-03-25 2021-04-16 东丽纤维研究所(中国)有限公司 一种聚丙烯纳米纤维及其制备方法
WO2018079152A1 (ja) * 2016-10-25 2018-05-03 東レ株式会社 ポリマーアロイ繊維およびそれからなる繊維構造体
CN109208129A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 江苏天地化纤有限公司 一种海岛复合丝
JP7176850B2 (ja) * 2018-03-28 2022-11-22 帝人フロンティア株式会社 海島型複合繊維束
JP2020033680A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 帝人フロンティア株式会社 海島型複合繊維束、およびその極細繊維を含む医療用品、食品製造工程用フィルター
JP7263778B2 (ja) * 2019-01-08 2023-04-25 東レ株式会社 潜在捲縮糸
CN111850719B (zh) * 2019-04-30 2022-03-04 东华大学 反光纤维及其喷丝组件
CN110615986B (zh) * 2019-09-19 2022-03-29 东莞市立晶塑胶有限公司 一种陶瓷纤维增强的高强尼龙塑料及在电气领域的应用
US20210189620A1 (en) * 2019-11-15 2021-06-24 North Carolina State University Fibers with absorbent particles adhered thereto, methods for their production and articles thereof
US11215752B1 (en) 2019-12-13 2022-01-04 Apple Inc. Electronic devices with image transport layers
CN111733480B (zh) * 2020-07-07 2023-05-23 上海市合成纤维研究所有限公司 一种以pa6为岛组分的海岛纤维及其制备方法和由其形成的超细纤维
CN111676544B (zh) * 2020-07-07 2023-05-19 上海市合成纤维研究所有限公司 一种以pp为岛组分的海岛纤维及其制备方法和由其形成的超细纤维
CN111621875B (zh) * 2020-07-07 2023-05-19 上海市合成纤维研究所有限公司 一种以pet为岛组分的海岛纤维及其制备方法和由其形成的超细纤维

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07118977A (ja) * 1993-10-28 1995-05-09 Toray Ind Inc 複合糸および布帛
CN1938461A (zh) * 2004-03-30 2007-03-28 帝人纤维株式会社 海岛型复合纤维及其制造方法
CN101641464A (zh) * 2007-02-26 2010-02-03 可隆时装面料株式会社 具有良好耐用性的热塑性纤维和包括该热塑性纤维的织物

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05331711A (ja) * 1992-05-26 1993-12-14 Toyobo Co Ltd 異デニール複合繊維
JPH06240516A (ja) * 1993-02-18 1994-08-30 Toyobo Co Ltd 吸水性複合繊維
JP3476259B2 (ja) 1994-12-13 2003-12-10 三菱レイヨン株式会社 海島繊維の紡糸口金装置
JP4220640B2 (ja) 2000-01-07 2009-02-04 帝人ファイバー株式会社 海島型複合繊維の紡糸口金及びそれを用いた紡糸方法
JP2002180329A (ja) * 2000-12-13 2002-06-26 Kuraray Co Ltd 皮革様シート用複合繊維
TWI308609B (zh) * 2002-09-09 2009-04-11 San Fang Chemical Industry Co
TW200632161A (en) * 2005-03-02 2006-09-16 Taiwan Textile Res Inst Sea-island type ultrafine fibers and manufacturing method of sea-island type ultrafine fibers
JP4710459B2 (ja) 2005-07-19 2011-06-29 富士ゼロックス株式会社 ツリー構造表示プログラム、ツリー構造表示方法、ツリー構造表示装置
JP2007262610A (ja) 2006-03-28 2007-10-11 Teijin Fibers Ltd 混繊糸
US8969224B2 (en) * 2010-01-29 2015-03-03 Toray Industries, Inc. Sea-island composite fiber, ultrafine fiber, and composite spinneret

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07118977A (ja) * 1993-10-28 1995-05-09 Toray Ind Inc 複合糸および布帛
CN1938461A (zh) * 2004-03-30 2007-03-28 帝人纤维株式会社 海岛型复合纤维及其制造方法
CN101641464A (zh) * 2007-02-26 2010-02-03 可隆时装面料株式会社 具有良好耐用性的热塑性纤维和包括该热塑性纤维的织物

Also Published As

Publication number Publication date
EP2746436A4 (en) 2015-03-11
TWI579423B (zh) 2017-04-21
US20140193640A1 (en) 2014-07-10
KR101566843B1 (ko) 2015-11-06
EP2746436B1 (en) 2019-01-02
KR20140040265A (ko) 2014-04-02
TW201313972A (zh) 2013-04-01
WO2013021809A1 (ja) 2013-02-14
US9447524B2 (en) 2016-09-20
JP5983411B2 (ja) 2016-08-31
JPWO2013021809A1 (ja) 2015-03-05
CN103732811A (zh) 2014-04-16
EP2746436A1 (en) 2014-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103732811B (zh) 海岛纤维
US9663876B2 (en) Sea-island composite fiber, mixed yarn and fiber product
CN102713034B (zh) 海岛复合纤维、超细纤维以及复合喷丝头
TWI658182B (zh) 海島複合纖維、複合極細纖維及纖維製品
KR102575874B1 (ko) 심초 복합 섬유, 슬릿 섬유, 및 이들 섬유의 제조 방법
TWI541399B (zh) 複合纖維
TWI633216B (zh) 複合紡嘴及複合纖維、複合纖維之製造方法
JP5928017B2 (ja) 混繊糸

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant