CN113574217A - 拉伸复合纤维、无纺布、以及拉伸复合纤维的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供纤度为0.6dtex以下、热收缩率低且单丝强度高的拉伸复合纤维、无纺布、以及拉伸复合纤维的制造方法。熔融纺丝出鞘芯结构的未拉伸纤维，对该未拉伸纤维进行拉伸处理，得到纤度为0.6dtex以下、鞘材料与芯材料的截面积比(鞘材料/芯材料)为50/50～10/90、单丝弹性模量为70cN/dtex以上的拉伸复合纤维，所述鞘芯结构的未拉伸纤维将以结晶性丙烯系聚合物为主成分且在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率为10～30g/10分钟的树脂作为芯材料，将熔点比芯材料低的以烯烃系聚合物为主成分的树脂作为鞘材料。

Description

拉伸复合纤维、无纺布、以及拉伸复合纤维的制造方法
技术领域
本发明涉及鞘芯结构的拉伸复合纤维、无纺布以及拉伸复合纤维的制造方法。更详细而言，涉及纤度为0.6dtex以下的细纤度的拉伸复合纤维及其制造方法、以及使用该细纤度的拉伸复合纤维的无纺布。
背景技术
使用特性不同的2种烯烃系树脂而形成的鞘芯结构的复合纤维具有热粘接性，耐化学药品性也优异，因此被利用于各个领域中。这种鞘芯结构的复合纤维例如可以通过对利用熔融纺丝形成的鞘芯结构的未拉伸纤维进行拉伸处理来制造。
另一方面，对于在各种过滤器原材料、电池用隔膜等中使用的功能性无纺布而言，要求为薄膜且机械强度高。为了实现为薄膜且机械强度高的无纺布，需要使原料纤维的纤度比以往更细并且提高单丝强度。作为增加拉伸复合纤维的单丝强度和弹性模量的方法，通常可列举出拉伸倍率的增加，但增加拉伸倍率时，有在拉伸时发生断线、因拉伸后的纤维的热收缩率增加而导致无纺布加工性的降低以及加工后的无纺布的外观劣化这样的课题。
因此，以往提出了利用除了增加拉伸倍率以外的方法来制造高强度且细纤度的拉伸复合纤维的技术(例如参照专利文献1、2)。例如，专利文献1记载的复合纤维中，通过对作为芯材料的结晶性丙烯系聚合物和作为鞘材料的烯烃系聚合物的重均分子量之比、鞘材料、芯材料的熔体流动速率(Melt Flow Rate：MFR)等进行限定，从而实现了复合纤维的高强度化。
另外，专利文献2记载的复合纤维的制造方法中，为了得到高强度且细纤维的复合纤维，对从喷丝头排出的芯材料的熔体流动速率进行了限定，并且对从喷丝头排出的芯材料的熔体流动速率与从喷丝头排出的鞘材料的熔体流动速率之比(＝芯材料MFR/鞘材料MFR)进行了限定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-107143号公报
专利文献2：国际公开第2015/012281
发明内容
发明要解决的问题
在无纺布制造中，与厚度、单位面积重量、填充率、孔径以及强度等目标特性相应地，选择使用适合的纤度的原料纤维。此时，虽然也可以由1种原料纤维制造无纺布，但为了得到兼具微细孔径和无纺布强度等2种特性的无纺布，有时会将纤度为0.1dtex左右的极细纤维与纤度为0.2～0.6dtex左右的细纤度纤维进行混抄。为了提高这种无纺布的强度，需要提高作为原料的极细纤维和细纤度纤维两者的单丝强度和弹性模量等物性。然而，前述专利文献1记载的技术以纤度为1dtex左右的复合纤维为对象，进而，所得的复合纤维的热收缩率较高，为10％以上。
另一方面，专利文献2记载的制造方法中，虽然能够得到单丝强度为5cN/dtex以上、杨氏模量为50cN/dtex以上、120℃下的热收缩率为8％以下的拉伸复合纤维，但该技术以纤度为0.3dtex以下的极细复合纤维为对象，对于比此纤度粗的细纤度复合纤维也难以得到同等的特性。另外，在期望单丝和无纺布的物性进一步提高的同时，即使是利用以往技术中公开的方法制造的在拉伸工序中以高倍率进行拉伸，单丝强度和弹性模量等物性的进一步提高也有限。
因此，本发明的目的在于，提供纤度为0.6dtex以下、热收缩率低、单丝强度高的拉伸复合纤维、无纺布以及拉伸复合纤维的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的拉伸复合纤维为将以结晶性丙烯系聚合物为主成分的树脂作为芯材料、将熔点比前述芯材料低的以烯烃系聚合物为主成分的树脂作为鞘材料的鞘芯结构的拉伸复合纤维，其纤度为0.6dtex以下，前述芯材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率为10～30g/10分钟，前述鞘材料与前述芯材料的截面积比(鞘材料/芯材料)为50/50～10/90，所述拉伸复合纤维的单丝弹性模量为70cN/dtex以上。
该拉伸复合纤维中，前述芯材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率与前述鞘材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率之比(芯材料/鞘材料)例如为0.3～1。
本发明的无纺布是使用前述拉伸复合纤维而形成的。
本发明的拉伸复合纤维的制造方法具有：纺丝工序，通过熔融纺丝而得到将以结晶性丙烯系聚合物为主成分的树脂作为芯材料、将熔点比前述芯材料低的以烯烃系聚合物为主成分的树脂作为鞘材料的鞘芯结构的未拉伸纤维；以及，拉伸工序，对前述未拉伸纤维进行拉伸处理而得到纤度为0.6dtex以下的拉伸复合纤维，前述未拉伸纤维的纤度为4.0dtex以下，前述鞘材料与前述芯材料的截面积比(鞘材料/芯材料)为50/50～10/90，前述芯材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率为10～30g/10分钟，连续进行前述纺丝工序和前述拉伸工序。
该拉伸复合纤维的制造方法中，可以将前述芯材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率与前述鞘材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率之比(芯材料/鞘材料)设为0.3～1的范围。
另外，前述拉伸工序中的前述未拉伸纤维的拉伸倍率例如为2～7倍。
需要说明的是，本发明中的熔体流动速率的值是基于JIS K7210的A法，以温度：230℃、载荷：21.18N的条件测得的值，只要没有特别说明，则在以下的说明中也同样。
发明的效果
根据本发明，对于纤度为0.6dtex以下的拉伸复合纤维，能够提高单丝强度而不使热收缩率增加。
附图说明
图1为示意性示出本发明的实施方式的拉伸复合纤维的截面结构例的图。
图2为示出本发明的实施方式的拉伸复合纤维的制造方法的流程图。
图3为示出连续进行图2所示的各工序时的装置构成例的示意图。
图4的A、B为示出分开进行图2所示的各工序时的装置构成的示意图，A示出纺丝工序、B示出拉伸工序。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。需要说明的是，本发明并不限定于以下说明的实施方式。图1为示意性示出本实施方式的拉伸复合纤维的截面结构例的图。如图1所示，本实施方式的拉伸复合纤维是由芯部1及其周围形成的鞘部2所构成的鞘芯复合纤维，其纤度为0.6dtex以下、优选为0.2～0.6dtex。
[芯部1]
芯部1由以结晶性丙烯系聚合物为主成分且在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率(MFR)为10～30g/10分钟的树脂(以下称为芯材料。)形成。芯材料的MFR低于10g/10分钟时，熔融树脂的熔融张力容易变高，难以得到目标纤度的未拉伸纤维，进而，以高倍率对未拉伸纤维进行拉伸时，有断线的发生频率增加的倾向。
另外，芯材料的MFR超过30g/10分钟时，熔融树脂的熔融张力变低，因此未拉伸纤维的取向结晶化度降低，无法充分提高拉伸复合纤维的单丝强度、弹性模量，难以得到目标单丝物性。芯材料的MFR优选设为15～25g/10分钟，通过设为该范围，能够降低未拉伸纤维的纤度并且显现拉伸复合纤维的强度。
作为芯材料的主成分的结晶性丙烯系聚合物例如可以使用具有结晶性全同立构丙烯均聚物、乙烯单元的含量少的乙烯-丙烯无规共聚物、通过由丙烯均聚物形成的均聚部和由乙烯单元的含量较多的乙烯-丙烯无规共聚物形成的共聚部构成的丙烯嵌段共聚物、进而由对丙烯嵌段共聚物中的各均聚部或共聚部共聚丁烯-1等α-烯烃而得的聚合物形成的结晶性丙烯-乙烯-α-烯烃共聚物等，特别是从拉伸性、纤维物性以及抑制热收缩的观点出发，适宜为全同立构聚丙烯。这些结晶性丙烯系聚合物可以单独使用，另外也可以将2种以上组合使用。
另外，芯材料中可以以适当的比率配混成核剂、抗氧化剂等添加剂。关于芯材料中配混的添加剂与以结晶性丙烯系聚合物为主成分的树脂的关系，优选为一同熔融并亲和的物质、或者虽未完全熔融但其一部分与树脂彼此亲和的物质。
[鞘部2]
鞘部2由熔点比芯材料低的以烯烃系聚合物为主成分的树脂(以下称为鞘材料。)形成。作为鞘材料的主成分的烯烃系聚合物例如可以使用高密度/中密度/低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯等乙烯系聚合物、丙烯与其它α-烯烃的共聚物、具体而言为丙烯-丁烯-1-无规共聚物、丙烯-乙烯-丁烯-1无规共聚物、或者软质聚丙烯等非晶性丙烯系聚合物、聚4-甲基戊烯-1等，特别是从纤维物性的方面出发，适宜为高密度聚乙烯。这些烯烃系聚合物可以单独使用，另外也可以将2种以上组合使用。
另外，鞘材料中可以以适当的比率配混成核剂、抗氧化剂等添加剂。关于鞘材料中配混的添加剂与以烯烃系聚合物为主成分的树脂的关系，优选为一同熔融并亲和的物质、或者虽未完全熔融但其一部分与树脂彼此亲和的物质。
[鞘芯比率]
本实施方式的拉伸复合纤维的鞘芯比率、即横截面(垂直于长度方向的截面)中的芯部1与鞘部2的面积比(鞘材料/芯材料)为50/50～10/90。横截面中的芯部1的比率低于50％时，拉伸复合纤维的单丝强度、弹性模量不足，进而热收缩率也增加。另外，横截面中的芯部1的比率超过90％时，参与热熔接的鞘材料不足，无纺布等加工品的强度降低。另外，横截面中的芯部1的比率过高时，在拉伸工序中，拉伸倍率降低而容易发生断线。
[芯材料MFR/鞘材料MFR]
本实施方式的拉伸复合纤维优选芯材料(粒料)在230℃、21.18N载荷下的MFR与鞘材料(粒料)在230℃、21.18N载荷下的MFR之比(芯材料MFR/鞘材料MFR)为0.3～1。芯材料MFR/鞘材料MFR低于0.3时，熔融树脂的熔融张力容易变高，有时无法制造目标纤度的未拉伸纤维。另外，芯材料MFR/鞘材料MFR超过1时，熔融树脂的熔融张力变得过低，拉伸复合纤维的单丝强度、弹性模量降低，有时无法得到目标单丝物性。
[单丝弹性模量]
本实施方式的拉伸复合纤维的单丝弹性模量为70cN/dtex以上。如果拉伸复合纤维的单丝弹性模量低于70cN/dtex，则在加工成薄膜的无纺布时无纺布的机械强度不足，容易产生断裂、外观不良。
[制造方法]
接着，对本实施方式的拉伸复合纤维的制造方法进行说明。图2为示出本实施方式的拉伸复合纤维的制造方法的流程图，图3为示出连续进行图2所示的各工序时的装置构成例的示意图。如图2所示，本实施方式的拉伸复合纤维的制造方法中，连续进行通过熔融纺丝而得到鞘芯结构的未拉伸纤维的纺丝工序(步骤S1)、以及对未拉伸纤维进行拉伸处理而得到拉伸复合纤维的拉伸工序(步骤S2)。
<纺丝工序S1>
纺丝工序S1中，熔融纺丝出纤度为4.0dtex以下、优选为0.35～4.0dtex且鞘芯比率(鞘材料/芯材料)为50/50～10/90的鞘芯结构的未拉伸纤维。此时，芯材料使用以结晶性丙烯系聚合物为主成分且在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率为10～30g/10分钟的树脂，鞘材料使用熔点比芯材料低的以烯烃系聚合物为主成分的树脂。另外，出于前述的理由，芯材料MFR/鞘材料MFR优选设为0.3～1的范围。
(未拉伸纤维)
未拉伸纤维的鞘芯比率成为拉伸后的复合纤维的鞘芯比率，因此未拉伸纤维也与拉伸复合纤维同样地设为鞘材料/芯材料＝50/50～10/90。另外，使未拉伸纤维的纤度比4.0dtex粗时，为了使拉伸后的复合纤维的纤度为0.6dtex以下，需要提高拉伸倍率，拉伸时会发生断线、或者拉伸纤维的热收缩率容易恶化，因此，本实施方式的拉伸复合纤维中，未拉伸纤维的纤度设为4.0dtex以下。
需要说明的是，本实施方式的拉伸复合纤维中，用作芯材料的MFR(230℃、试验载荷21.18N)为10～30g/10分钟的树脂在制成熔融树脂时张力容易变高，因此难以稳定地纺丝出纤度低于0.35dtex的未拉伸纤维。因此，未拉伸纤维的纤度优选设为0.35～4.0dtex的范围。
<拉伸工序S2>
拉伸工序S2中，对未拉伸纤维进行拉伸处理而得到纤度为0.6dtex以下、优选为0.2～0.6dtex的拉伸复合纤维。此时，如果拉伸倍率低于2倍，则所得的拉伸复合纤维的单丝强度、弹性模量降低，有时得不到目标单丝物性。另外，拉伸倍率超过7倍时，有发生断线的频率增加、生产率降低的担心。由此，拉伸工序S2中的拉伸倍率优选设为2～7倍。
<直接纺丝拉伸法>
本实施方式的拉伸复合纤维可通过连续进行前述纺丝工序S1和拉伸工序S2的直接纺丝拉伸法(Spin-draw法)来制造。例如，在图3所示装置的情况下，将从喷丝头11排出的鞘芯结构的未拉伸纤维10借助导入辊12导入至蒸气拉伸槽13并以规定倍率进行拉伸后，利用引出辊14将拉伸后的复合纤维20引出，用卷绕机15进行卷取。
像二段拉伸法等那样地将纺丝工序和拉伸工序各自分开而非连续进行的情况下，难以以高倍率对纤度细的未拉伸纤维进行拉伸，另外，在能够拉伸的倍率下无法得到目标强度和弹性模量的拉伸复合纤维。与此相对，连续进行纺丝工序和拉伸工序的直接纺丝拉伸法(Spin-draw法)由于能够将未拉伸纤维稳定且迅速地转移至拉伸工序，因此即使是容易拉伸断裂的细纤度的未拉伸纤维，也能够保持均质且容易拉伸的状态地进行拉伸，可得到单丝物性优异的拉伸复合纤维。其结果，能够由纤度为4.0dtex以下的未拉伸纤维制造纤度为0.6dtex以下、单丝强度和单丝弹性模量高、热收缩率低的拉伸复合纤维。
通过前述方法制造的拉伸复合纤维经过油剂处理、干燥处理，能够制成用作织布用的长纤维长丝的形态。另外，为了制成用作无纺布用的形态，也可以在拉伸工序后接着经过油剂处理、卷曲加工处理以及干燥处理而制成短纤维(staple fiber)。进而，也可以在油剂处理后经过干燥处理或不经过干燥处理并将短纤维切断而制成短切纤维。
如以上详细说明的那样，本实施方式的拉伸复合纤维使芯材料的MFR、鞘芯比率以及单丝弹性模量为特定范围，因此即使是0.6dtex以下的细纤度，也能够使单丝强度为6cN/dtex以上、并且将120℃下的丝束热收缩率抑制在8％以下。这样，本实施方式的拉伸复合纤维为高强度和低热收缩率，因此能够适宜地用于各种无纺布用途、电池隔膜以及过滤器等用途。并且，使用本实施方式的拉伸复合纤维形成的薄膜无纺布的机械强度高、加工时的热收缩也得到抑制，因此能够消除断裂等加工不良、外观不良的产生。
实施例
以下列举实施例和比较例对本发明的效果进行具体说明。本实施例中，通过下述方法制作实施例和比较例的拉伸复合纤维，并对其性能进行评价。
[原料]
(1)芯材料
A：Prime Polymer Co.,Ltd.制全同立构聚丙烯“Y2005GP”(MFR＝20g/10分钟、Q值＝4.7)
B：Prime Polymer Co.,Ltd.制全同立构聚丙烯“Y2000GV”(MFR＝18g/10分钟、Q值＝3.0)
C：Prime Polymer Co.,Ltd.制全同立构聚丙烯“S119”(MFR＝60g/10分钟、Q值＝2.8)
D：Prime Polymer Co.,Ltd.制全同立构聚丙烯“S137L”(MFR＝30g/10分钟、Q值＝3.2)
(2)鞘材料
a：京叶聚乙烯株式会社制高密度聚乙烯“S6932”(MFR＝40g/10分钟、Q值＝5.1)
b：旭化成Chemicals株式会社制高密度聚乙烯“J300”(MFR＝70g/10分钟、Q值＝4.3)
[评价/测定方法]
(1)纤度
未拉伸纤维和拉伸复合纤维的纤度依照JIS L1015进行测定。
(2)MFR
对于芯材料和鞘材料中使用的各材料粒料，通过JIS K7210的A法，在试验温度230℃、试验载荷21.18N的条件下测定MFR。
(3)拉伸复合纤维的单丝物性
通过依照JIS L1015的方法，测定拉伸复合纤维的单丝强度和弹性模量。
(4)拉伸复合纤维的丝束物性
通过依照JIS L1015的方法测定纤维束(丝束，tow)的热收缩率。此时，将长丝数设为12018根、热处理温度设为120℃、热处理时间设为10分钟。
<实施例1>
使用图3所示的装置连续进行纺丝工序和拉伸工序，制作鞘芯结构的拉伸复合纤维。
(1)纺丝工序
使用芯材料A和鞘材料a，通过熔融纺丝来制作纤度为1.88dtex的鞘芯结构的未拉伸纤维。此时，使用鞘芯型复合喷丝头，使得鞘芯比率(鞘材料/芯材料)为35/65。另外，关于纺丝条件，将挤出机料筒温度设为255℃、喷丝头温度设为270℃、纺丝速度设为180m/分钟。
(2)拉伸工序
自前述纺丝工序连续实施拉伸工序。具体而言，将纺丝工序中得到的未拉伸纤维10导入至速度180m/分钟的导入辊12，增加拉伸纤维引出辊14的速度，在常压蒸气100℃的蒸气拉伸槽13中进行拉伸。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊14的速度为910m/分钟，拉伸倍率为5.10倍。另外，通过该条件制造的实施例1的拉伸复合纤维的纤度为0.4dtex。
<实施例2>
使用芯材料B代替芯材料A、以及将鞘芯比率(鞘材料/芯材料)设为25/75，除此以外，以与实施例1同样的方法和条件熔融纺丝出纤度为1.72dTex的未拉伸纤维，以与实施例1同样的方法和条件对该未拉伸纤维进行拉伸。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊14的速度为841m/分钟，拉伸倍率为4.67倍。另外，通过该条件制造的实施例2的拉伸复合纤维的纤度为0.4dtex。
<实施例3>
将鞘芯比率(鞘材料/芯材料)设为50/50，除此以外，以与实施例1同样的方法和条件熔融纺丝出纤度为1.60dtex的未拉伸纤维，以与实施例1同样的方法/条件对该未拉伸纤维进行拉伸。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊14的速度为781m/分钟，拉伸倍率为4.34倍。另外，通过该条件制造的实施例3的拉伸复合纤维的纤度为0.4dtex。
<实施例4>
使用芯材料D代替芯材料A，以及将鞘芯比率(鞘材料/芯材料)设为50/50，除此以外，以与实施例1同样的方法和条件熔融纺丝出纤度为0.80dTex的未拉伸纤维，以与实施例1同样的方法/条件对该未拉伸纤维进行拉伸。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊14的速度为781m/分钟，拉伸倍率为4.34倍。另外，通过该条件制造的实施例4的拉伸复合纤维的纤度为0.2dtex。
<实施例5>
使用芯材料D和鞘材料b，将鞘芯比率(鞘材料/芯材料)设为50/50，除此以外，以与实施例1同样的方法和条件熔融纺丝出纤度为0.80dTex的未拉伸纤维，以与实施例1同样的方法/条件对该未拉伸纤维进行拉伸。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊14的速度为781m/分钟，拉伸倍率为4.34倍。另外，通过该条件制造的实施例5的拉伸复合纤维的纤度为0.2dtex。
<比较例1>
使用芯材料C和鞘材料b，将鞘芯比率(鞘材料/芯材料)设为50/50，除此以外，以与实施例1同样的方法和条件熔融纺丝出纤度为1.60dTex的未拉伸纤维，以与实施例1同样的方法/条件对该未拉伸纤维进行拉伸。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊14的速度为781m/分钟，拉伸倍率为4.34倍。另外，通过该条件制造的比较例1的拉伸复合纤维的纤度为0.4dtex。
<比较例2>
将鞘芯比率(鞘材料/芯材料)设为60/40，除此以外，以与实施例1同样的方法和条件熔融纺丝出纤度为1.60dtex的未拉伸纤维，以与实施例1同样的方法/条件对该未拉伸纤维进行拉伸。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊14的速度为781m/分钟，拉伸倍率为4.34倍。另外，通过该条件制造的比较例2的拉伸复合纤维的纤度为0.4dtex。
<比较例3>
使用图4的A、B所示的装置，以不连续的方式进行纺丝工序和拉伸工序，制作鞘芯结构的拉伸复合纤维。
(1)纺丝工序
使用具备图4的A所示的喷丝头101、辊102、103、以及卷取装置104的熔融纺丝装置，以与比较例1同样的条件熔融纺丝出纤度为2.95dtex的未拉伸纤维110。
(2)拉伸工序
在图4的A所示的3台辊111、113、115之间，使用配置有用温水加热的预拉伸槽112和用加热饱和水蒸气加热的主拉伸槽115的二段拉伸装置对未拉伸纤维110进行拉伸，得到拉伸复合纤维120。具体而言，对于将纺丝工序中得到的未拉伸纤维110合并而成的丝束(纤维束)，将导入辊111的速度设为10m/分钟、将预拉伸送出辊113的速度设为29m/分钟，在预拉伸槽112中，在93℃的温水中进行预拉伸处理。接着，增加拉伸纤维引出辊115的速度，在主拉伸槽115中，在124℃的加压饱和水蒸气中进行主拉伸，用卷绕器116卷取所得的拉伸复合纤维120。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊113的速度为80m/分钟，拉伸倍率为8.0倍。另外，通过该条件制造的比较例3的拉伸复合纤维的纤度为0.4dtex。
<比较例4>
使用芯材料A和鞘材料a，除此以外，以与比较例3同样的方法和条件熔融纺丝出纤度为2.95dtex的未拉伸纤维。通过与纺丝工序不同的工序，以与比较例3同样的方法/条件对该未拉伸纤维进行拉伸。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊113的速度为80m/分钟，拉伸倍率为8.0倍。另外，通过该条件制造的比较例4的拉伸复合纤维的纤度为0.4dtex。
<比较例5>
以成为目标纤度的方式适当调整齿轮泵的转速，除此以外，以与比较例4同样的方法和条件熔融纺丝出纤度为3.98dtex的未拉伸纤维。通过与纺丝工序不同的工序，以与比较例3同样的方法/条件对该未拉伸纤维进行拉伸。
其结果，在纺丝工序和拉伸工序中不发生断线、且能够在工业上稳定进行拉伸的拉伸纤维引出辊113的速度为54m/分钟，拉伸倍率为5.4倍。另外，通过该条件制造的比较例4的拉伸复合纤维的纤度为0.8dtex。
<比较例6>
(1)纺丝工序
将鞘芯比率设为35/65，除此以外，以与实施例1同样的方法和条件熔融纺丝出纤度为1.88dtex的未拉伸纤维。
(2)拉伸工序
使用在2台辊间配置有温水拉伸槽的拉伸装置，通过与纺丝工序不同的工序对未拉伸纤维进行拉伸。具体而言，对于将纺丝工序中得到的未拉伸纤维合并而成的丝束(纤维束)，在温水拉伸槽中，以将导入辊的速度设为10m/分钟、将拉伸纤维引出辊的速度设为51m/分钟的条件，在93℃的温水中进行拉伸处理。
其结果，拉伸纤维引出辊的速度为51m/分钟时，在拉伸工序中发生断线，拉伸倍率5.1倍的设定下不可能得到拉伸复合纤维。
将通过前述方法制作的实施例和比较例的拉伸复合纤维的评价结果示于下述表1、2。
[表1]
Figure BDA0003267282900000141
[表2]
Figure BDA0003267282900000151
如上述表2所示，对于芯材料使用MFR超过30g/10分钟的树脂的比较例1、3的拉伸复合纤维，单丝强度和弹性模量低。另外，对于鞘芯比率为鞘材料/芯材料＝60/40且芯材料少的比较例2的拉伸复合纤维，单丝强度和弹性模量低。对于以不同的工序实施纺丝工序和拉伸工序的比较例4的拉伸复合纤维，由于以8倍这样的高倍率进行拉伸，因此虽然能够提高单丝强度和弹性模量，但丝束热收缩率也增加。
另一方面，对于以不同的工序实施纺丝工序和拉伸工序、进而将拉伸倍率设定为较低的5.4倍的比较例5的拉伸复合纤维，虽然丝束热收缩率未增加，但单丝强度和弹性模量低。另外，对于以与拉伸工序不同的工序纺丝出与实施例1相同纤度的未拉伸纤维、并且对该未拉伸纤维不进行预拉伸，而是仅实施温水拉伸的比较例6，在达到必要的拉伸倍率以前，在拉伸工序中发生断线，无法制造评价用的纤维。
与此相对，如上述表1所示，在本发明的范围内制作的实施例1～5的拉伸复合纤维即使纤度为0.6dtex以下，120℃下的丝束热收缩率也8％以下、单丝强度也为6cN/dtex以上。
由以上结果可确认，根据本发明，可得到纤度为0.6dtex以下的范围且热收缩率低、单丝强度高的拉伸复合纤维。
附图标记说明
1 鞘部
2 芯部
10、110 未拉伸纤维
11、101 喷丝头
12、111 导入辊
13 拉伸槽
14、115 拉伸纤维引出辊
15、116 卷绕机
20、120 拉伸复合纤维
102、103 辊
104 卷取装置
112 预拉伸槽
113 预拉伸送出辊
114 主拉伸槽

Claims (6)

1.一种拉伸复合纤维，其为将以结晶性丙烯系聚合物为主成分的树脂作为芯材料、将熔点比所述芯材料低的以烯烃系聚合物为主成分的树脂作为鞘材料的鞘芯结构的拉伸复合纤维，
所述拉伸复合纤维的纤度为0.6dtex以下，
所述芯材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率为10～30g/10分钟，
所述鞘材料与所述芯材料的截面积比(鞘材料/芯材料)为50/50～10/90，
所述拉伸复合纤维的单丝弹性模量为70cN/dtex以上。
2.根据权利要求1所述的拉伸复合纤维，其中，所述芯材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率与所述鞘材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率之比(芯材料/鞘材料)为0.3～1。
3.一种无纺布，其是使用权利要求1或2所述的拉伸复合纤维而形成的。
4.一种拉伸复合纤维的制造方法，其具有：
纺丝工序，通过熔融纺丝而得到将以结晶性丙烯系聚合物为主成分的树脂作为芯材料、将熔点比所述芯材料低的以烯烃系聚合物为主成分的树脂作为鞘材料的鞘芯结构的未拉伸纤维；以及
拉伸工序，对所述未拉伸纤维进行拉伸处理而得到0.6dtex以下的拉伸复合纤维，
所述未拉伸纤维的纤度为4.0dtex以下，所述鞘材料与所述芯材料的截面积比(鞘材料/芯材料)为50/50～10/90，
所述芯材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率为10～30g/10分钟，
连续进行所述纺丝工序和所述拉伸工序。
5.根据权利要求4所述的拉伸复合纤维的制造方法，其中，所述芯材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率与所述鞘材料在230℃、21.18N载荷下的熔体流动速率之比(芯材料/鞘材料)为0.3～1。
6.根据权利要求4或5所述的拉伸复合纤维的制造方法，其中，所述拉伸工序以2～7倍的拉伸倍率对所述未拉伸纤维进行拉伸。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005060896A (ja) * 2003-08-14 2005-03-10 Japan Polyolefins Co Ltd 複合繊維、その製造方法およびこれを用いた不織布
JP2006152482A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Ube Nitto Kasei Co Ltd ポリオレフィン系繊維の製造方法およびその方法で得られたポリオレフィン系繊維
CN102197171A (zh) * 2008-10-29 2011-09-21 三井化学株式会社 卷曲复合纤维及包含该纤维的无纺布
CN105308227A (zh) * 2013-07-23 2016-02-03 宇部爱科喜模株式会社 拉伸复合纤维的制造方法和拉伸复合纤维

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2925441B2 (ja) * 1993-08-20 1999-07-28 ユニチカ株式会社 芯鞘型複合短繊維及びその製造方法
JP4544600B2 (ja) 2000-12-14 2010-09-15 宇部日東化成株式会社 延伸複合繊維
JP3934061B2 (ja) 2002-01-10 2007-06-20 宇部日東化成株式会社 ポリオレフィン系延伸繊維の製造方法
JP4670580B2 (ja) 2005-10-14 2011-04-13 チッソ株式会社 高強度熱融着性複合繊維
FR3007682B1 (fr) * 2013-07-01 2016-01-08 Oberthur Technologies Outillage et procede de fragilisation d'un contour dans une carte plastique mince

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005060896A (ja) * 2003-08-14 2005-03-10 Japan Polyolefins Co Ltd 複合繊維、その製造方法およびこれを用いた不織布
JP2006152482A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Ube Nitto Kasei Co Ltd ポリオレフィン系繊維の製造方法およびその方法で得られたポリオレフィン系繊維
CN102197171A (zh) * 2008-10-29 2011-09-21 三井化学株式会社 卷曲复合纤维及包含该纤维的无纺布
CN105308227A (zh) * 2013-07-23 2016-02-03 宇部爱科喜模株式会社 拉伸复合纤维的制造方法和拉伸复合纤维

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