CN117795140A - 拉伸用复丝及其制造方法、复丝及其制造方法、以及短纤维及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种拉伸用复丝,其具有30根以上单丝,其中,上述单丝含有聚(3‑羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,上述单丝的纤度的平均值为30dtex以下,上述单丝的纤度的变动系数为33%以下。
Description
技术领域
本发明涉及拉伸用复丝及其制造方法、复丝及其制造方法、以及短纤维及其制造方法。
背景技术
近年来,塑料废弃物存在下述问题:对生态系统的影响、燃烧时产生有害气体、大量的燃烧热量导致地球变暖等成为对地球环境造成很大负担的原因。作为能够解决该问题的措施,生物降解性塑料的开发正在兴起。
在这样的生物降解性塑料中,将使用植物来源的原料而得到的生物降解性塑料燃烧时放出的二氧化碳原本就存在于空气中,因此不会增加大气中的二氧化碳。这被称为碳中和,在制定了二氧化碳削减目标值的京都议定书的情况下,备受重视,希望得到积极的使用。
最近,从生物降解性及碳中和的观点考虑,作为以植物来源的原料为碳源由微生物产生的生物降解性塑料,脂肪族聚酯类树脂受到关注,特别是聚羟基烷酸酯类树脂受到关注。
专利文献1中公开了具有多个含有3-羟基烷酸酯聚合物的单丝的复丝。
另外,专利文献1中公开了通过熔融挤出法得到上述复丝。
具体而言,在专利文献1中具有如下工序:工序(A),通过使用具有4处喷出孔的纺丝喷嘴利用熔融纺丝法喷出熔融物,从而得到熔融状态的多个原丝;工序(B),通过一边运送熔融状态的多个上述原丝一边进行冷却,从而得到拉伸用复丝。
然后,通过用辊对该拉伸用复丝进行拉伸,可以得到复丝。
另一方面,关于含有全芳香族聚酰胺的异形截面纤维,已知有单丝纤度的变动系数为9.0%以下、且具有特定关系的全芳香族聚酰胺异形截面纤维(例如,专利文献2)。
现有技术文献
专利文献1:国际公开第2015/029316号
专利文献2:日本国日本特开2014-122448号公报
发明内容
发明要解决的课题
可是,关于单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的复丝,今后会要求单丝细且强度高的复丝。
这里,将拉伸用复丝拉伸而得到复丝时的拉伸倍率提高时,复丝中的聚合物的取向性增高,其结果是得到的复丝的强度提高。
但是,本发明人等为了使用聚(3-羟基烷酸酯)类树脂得到单丝细且强度高的复丝,尝试了准备单丝细的拉伸用复丝、并以高拉伸倍率对该拉伸用复丝进行拉伸,结果是在拉伸的过程中单丝断裂,无法得到复丝。
因此,对于本发明而言,关于单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的拉伸用复丝,以得到即使单丝的纤度的平均值小也容易得到强度高的复丝的拉伸用复丝作为第1课题。
另外,关于单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的复丝,以得到即使单丝的纤度的平均值小也容易提高强度的复丝作为第2课题。
此外,以得到该复丝切断而成的短纤维作为第3课题。
解决课题的方法
本发明的第一方面涉及一种拉伸用复丝,其具有30根以上单丝,其中,
上述单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,
上述单丝的纤度的平均值为30dtex以下,
上述单丝的纤度的变动系数为33%以下。
优选上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含聚(3-羟基丁酸酯)类树脂。
本发明的第二方面涉及一种复丝,其是经拉伸后的复丝,其中,
上述复丝具有30根以上单丝,
上述单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,
上述单丝的纤度的平均值为20dtex以下,
上述单丝的纤度的变动系数为33%以下。
本发明的第三方面涉及一种短纤维,其是权利要求3中记载的复丝被切断而成的,长度为20cm以下。
本发明的第四方面涉及一种拉伸用复丝的制造方法,其通过熔融纺丝法得到拉伸用复丝,该方法具有:
工序(A),通过使用具有30处以上的喷出孔的纺丝喷嘴利用上述熔融纺丝法将熔融物喷出,从而得到熔融状态的30根以上的原丝;以及
工序(B),通过向熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体将30根以上的上述原丝进行冷却,从而得到拉伸用复丝,
上述熔融物含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,
上述拉伸用复丝中的单丝的纤度的平均值为30dtex以下,
在上述工序(B)中,将熔融状态的30根以上的上述原丝与上述气体之间的导热系数设为60W/(m2·K)以上。
优选在上述工序(B)中将上述导热系数设为125W/(m2·K)以上。
优选在上述工序(B)中将对30根以上的上述原丝喷吹的上述气体的速度设为0.1m/s以上。
本发明的第五方面涉及一种复丝的制造方法,该方法包括:
通过上述拉伸用复丝的制造方法得到上述拉伸用复丝,
工序(C),通过利用拉伸辊部将该拉伸用复丝拉伸1.5倍以上而得到复丝。
优选在上述工序(B)中,通过对熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体,将30根以上的上述原丝冷却至50℃以下,从而得到上述拉伸用复丝,
在上述工序(C)中,将该拉伸用复丝加热并利用上述拉伸辊部进行拉伸。
本发明的第六方面涉及一种短纤维的制造方法,该方法包括:
通过上述复丝的制造方法得到上述复丝,
通过将该复丝切断而得到长度为20cm以下的短纤维。
发明的效果
根据本发明,关于单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的拉伸用复丝,可以提供即使单丝的纤度的平均值小也易于得到强度高的复丝的拉伸用复丝。
另外,根据本发明,关于单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的复丝,可以提供即使单丝的纤度的平均值小也易于提高强度的复丝。
此外,根据本发明,可以提供该复丝被切断而成的短纤维。
附图说明
图1是第1实施方式的工序(A)及工序(B)中使用的装置的示意图。
图2是第1实施方式的工序(C)中使用的装置的示意图。
图3是第2实施方式中使用的装置的示意图。
符号说明
100A:原丝、100B:拉伸用复丝、101:材料投入部、102:混炼挤出机、103:齿轮泵、104:纺丝喷嘴、105:第1冷却箱、106:第2冷却箱、107:第1牵引辊部、108:第1运送辊部、109:第2运送辊部、110:第3运送辊部、111:第4运送辊部、112:第1卷取辊部、113:第2牵引辊部、114:拉伸辊部(热处理辊部)、115:引出辊部(热处理辊部)、116:第2卷取辊部、
200B:拉伸用复丝、207:牵引辊部、208:第1拉伸辊部(热处理辊部)、209:第2拉伸辊部(热处理辊部)、210:第3拉伸辊部(热处理辊部)、211:引出辊部、212:卷取辊部
具体实施方式
以下,对本发明的一个实施方式进行说明。
<拉伸用复丝>
首先,对本实施方式的拉伸用复丝进行说明。
本实施方式的拉伸用复丝具有30根以上第1单丝。
上述第1单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂。
上述第1单丝的纤度的平均值为30dtex以下。
上述第1单丝的纤度的变动系数为33%以下。
通过将本实施方式的拉伸用复丝进行拉伸,可得到复丝。
另外,通过将该复丝切断,可得到短纤维。
如上所述,关于含有全芳香族聚酰胺的纤维,已知有单丝纤度的变动系数为9.0%以下的全芳香族聚酰胺纤维(例如,上述专利文献2)。
但是,聚(3-羟基烷酸酯)类树脂与全芳香族聚酰胺不同,是难以进行成型加工的树脂。
因此,关于具有含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的第1单丝的拉伸用复丝,减小第1单丝的纤度的平均值、并且减小第1单丝的纤度的变动系数是困难的。
于是,关于具有30根以上含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的第1单丝的拉伸用复丝,本发明人进行了深入研究,结果成功地使上述第1单丝的纤度的平均值为30dtex以下、且使上述第1单丝的纤度的变动系数为33%以下。
而且,关于具有30根以上含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的第1单丝的拉伸用复丝,本发明人进一步进行了深入研究,发现了通过使上述第1单丝的纤度的平均值为30dtex以下、且使上述第1单丝的纤度的变动系数为33%以下,可以提供即使单丝的纤度的平均值小也易于得到强度高的复丝的拉伸用复丝。
上述第1单丝是含有聚合物成分的聚合物组合物形成为丝状而成的。
上述聚合物成分含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂。
上述聚合物成分除聚(3-羟基烷酸酯)类树脂以外,还可以含有其它聚合物。
上述聚合物组合物含有结晶成核剂。
上述聚合物组合物除结晶成核剂以外,还可以含有其它添加剂。
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂是以3-羟基烷酸酯作为单体的聚酯。
即,上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂是包含3-羟基烷酸酯作为构成单元的树脂。
另外,上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂为具有生物降解性的聚合物。
需要说明的是,本实施方式中的“生物降解性”是指在自然界中可被微生物分解成低分子化合物的性质。具体而言,在好氧条件下基于ISO 14855(c ompost)及ISO 14851(activated sludge)、在厌氧条件下基于ISO 14853(aqueo us phase)及ISO 15985(solidphase)等适合各环境的试验,可以判断有无生物降解性。另外,对于海水中的微生物的分解性,可以通过生化需氧量(Bioche mical oxygen demand)的测定来评价。
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂可以为均聚物,也可以为共聚物。
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂优选包含以下述式(1)表示的构成单元。
[-CHR-CH2-CO-O-](1)
(上述式(1)中,R表示以CpH2p+1表示的烷基,p表示1~15的整数。)
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂优选包含聚(3-羟基丁酸酯)类树脂。
需要说明的是,聚(3-羟基丁酸酯)类树脂是包含3-羟基丁酸酯作为构成单元的树脂。聚(3-羟基丁酸酯)类树脂可以为均聚物,也可以为共聚物。
作为包含3-羟基丁酸酯作为构成单元的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,可以列举例如:P3HB、P3HB3HH、P3HB3HV、P3HB4HB、聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基辛酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基十八烷酸酯)等。
这里,P3HB是指聚(3-羟基丁酸酯)。
P3HB3HH是指聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯)。
P3HB3HV是指聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯)。
P3HB4HB是指聚(3-羟基丁酸酯-共聚-4-羟基丁酸酯)。
需要说明的是,P3HB具有促进P3HB本身及除P3HB以外的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化的功能,因此,上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂优选包含P3HB。
作为上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,从兼顾优异的生物降解性和成型加工性的观点考虑,优选为P3HB、P3HB3HH、P3HB3HV、P3HB4HB等,但没有特别限定。
另外,作为上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,从提高通过将本实施方式的拉伸用复丝进行拉伸而得到的复丝的强度、且提高拉伸用复丝及复丝的成型加工性的观点考虑,优选为P3HB3HH。
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂优选包含85.0摩尔%~99.5摩尔%、更优选包含85.0摩尔%~97.0摩尔%的作为构成单元的3-羟基丁酸酯。
通过使上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含作为构成单元的3-羟基丁酸酯85.0摩尔%以上,本实施方式的复丝的刚性提高。
另外,通过使上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含作为构成单元的3-羟基丁酸酯99.5摩尔%以下,本实施方式的复丝的柔软性优异。
上述聚合物成分可以仅包含1种上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,也可以包含2种以上。
对于上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂而言,在包含共聚物(P3HB3HH等)的情况下,可以包含构成单元的平均组成比不同的2种以上共聚物。
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的重均分子量优选为50,000~3,000,000、更优选为50,000~1,500,000。
通过使上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的重均分子量为3,000,000以下,本实施方式的拉伸用复丝及上述复丝变得容易成型。
通过使上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的重均分子量为50,000以上,可以提高上述复丝的强度。
需要说明的是,本实施方式中的重均分子量是使用利用了氯仿洗脱液的凝胶渗透色谱法(GPC)通过聚苯乙烯换算分子量分布而测得的。作为该GPC中的柱,可以使用适合测定上述分子量的柱。
其它聚合物优选具有生物降解性。
作为具有生物降解性的其它聚合物,可以列举例如:聚己内酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙醇酸、未改性淀粉、改性淀粉、乙酸纤维素、壳聚糖等。
上述聚己内酯是ε-己内酯开环聚合而成的聚合物。
上述聚合物组合物可以包含1种其它聚合物,另外,也可以包含2种以上。
上述聚合物成分优选含有50质量%以上、更优选含有80质量%以上、进一步优选含有90质量%以上的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂。
本实施方式的拉伸用复丝通过包含具有生物降解性的聚合物,即使将由上述拉伸用复丝得到的复丝或短纤维废弃在环境中,上述复丝或上述短纤维在环境中也容易被分解,因此能够抑制对于环境的负担。
上述聚合物组合物含有结晶成核剂。
上述结晶成核剂是能够促进聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化的化合物。另外,上述结晶成核剂的熔点高于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂。
作为上述结晶成核剂,可以示例出:无机物(氮化硼、氧化钛、滑石、层状硅酸盐、碳酸钙、氯化钠及金属磷酸盐等);天然物来源的糖醇化合物(季戊四醇、赤藓醇、半乳糖醇、甘露醇及阿拉伯糖醇等);聚乙烯醇;甲壳质;壳聚糖;聚环氧乙烷;脂肪族羧酸盐;脂肪族醇;脂肪族羧酸酯;二羧酸衍生物(己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、己二酸二异癸酯、以及癸二酸二丁酯);在分子内具有C=O和选自NH、S及O的官能团的环状化合物(靛蓝、喹吖啶酮、以及喹吖啶酮品红等);山梨糖醇类衍生物(二亚苄基山梨糖醇及双(对甲基亚苄基)山梨糖醇等);包含含氮杂芳香族核(吡啶环、三嗪环及咪唑环等)的化合物(吡啶、三嗪及咪唑等);磷酸酯化合物;高级脂肪酸的双酰胺;高级脂肪酸的金属盐;以及分支状聚乳酸等。
另外,上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂P3HB也可以作为结晶成核剂使用。
这些可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为上述结晶成核剂,从聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化速度的改善效果的观点、以及与聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的相容性及亲和性的观点考虑,优选为糖醇化合物、聚乙烯醇、甲壳质、壳聚糖。
另外,在该糖醇化合物中,优选为季戊四醇。
上述结晶成核剂优选在常温(25℃)下具有结晶结构。
通过使上述结晶成核剂在常温(25℃)下具有结晶结构,具有可进一步促进聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化的优点。
另外,在常温(25℃)下具有结晶结构的结晶成核剂优选在常温(25℃)下为粉末状。
此外,在常温(25℃)下为粉末状的结晶成核剂的平均粒径优选为10μm以下。
相对于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂100质量份,聚合物组合物中的结晶成核剂的含量优选为0.05质量份以上、更优选为0.1质量份以上、进一步优选为0.5质量份以上。通过使聚合物组合物中的结晶成核剂的含量相对于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂100质量份为0.05质量份以上,具有能够进一步促进聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化的优点。
另外,相对于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂100质量份,聚合物组合物中的结晶成核剂的含量优选为10质量份以下、更优选为8质量份以下、进一步优选为5质量份以下。通过使聚合物组合物中的结晶成核剂的含量相对于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂100质量份为10质量份以下,在由聚合物组合物熔融而成的熔融物制作拉伸用复丝时,能够降低该熔融物的粘度,其结果是具有易于制作拉伸用复丝的优点。
需要说明的是,P3HB为聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,且也可以作为结晶成核剂而发挥功能,因此,在聚合物组合物包含P3HB的情况下,P3HB的量既包含于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的量中,也包含于结晶成核剂的量中。
作为其它添加剂,可以列举例如:润滑剂、稳定剂(抗氧剂、紫外线吸收剂等)、着色剂(染料、颜料等)、增塑剂、阻燃剂、无机填充剂、有机填充剂、防静电剂等。
上述聚合物组合物优选含有上述润滑剂。通过使第1单丝包含润滑剂,第1单丝的润滑性变得良好,能够抑制第1单丝彼此的熔粘。
作为该润滑剂,可以举出例如具有酰胺键的化合物等。
上述具有酰胺键的化合物优选包含选自月桂酸酰胺、肉豆蔻酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺及芥酸酰胺中的1种以上。
相对于上述聚合物成分100质量份,聚合物组合物中的润滑剂的含量优选为0.05质量份以上、更优选为0.1质量份以上、进一步优选为0.5质量份以上。通过使聚合物组合物中的润滑剂的含量相对于聚合物成分100质量份为0.05质量份以上,具有第1单丝的润滑性优异的优点。
另外,相对于聚合物成分100质量份,聚合物组合物中的润滑剂的含量优选为12质量份以下、更优选为10质量份以下、进一步优选为8质量份以下、最优选为5质量份以下。通过使聚合物组合物中的润滑剂的含量相对于聚合物成分100质量份为12质量份以下,具有能够抑制润滑剂渗出至拉伸用复丝、复丝或短纤维的表面的优点。
从提高拉伸用复丝的成型加工性的观点考虑,作为上述增塑剂,优选为具有生物降解性的增塑剂。
作为具有生物降解性的增塑剂,可以列举例如:聚甘油脂肪酸酯(PGFE)(例如,太阳化学株式会社制的“CHIRABAZOL”)、混合二元酸酯(例如,大八化学工业株式会社制的“DAIFATTY”)、脂肪酸甘油酯(例如,Riken Vit amin公司制的“RIKEMAL”)等。
另外,从提高拉伸用复丝的成型加工性的观点考虑,作为上述增塑剂,也优选为在后述的工序(A)中一边加热材料一边进行混炼时的温度及压力下成为超临界流体、且在常温常压(25℃、1气压)下成为气体的增塑剂。
作为这样的增塑剂,可以列举例如:氮(N2)、二氧化碳、低级脂肪族烃等。
作为上述低级脂肪族烃,可以列举例如:丙烷、丁烷、异丁烷等。
本实施方式的拉伸用复丝具有30根以上、优选具有30~500,000根、更优选具有50~300,000根的第1单丝。
上述第1单丝的截面的形状例如为圆形状(包括正圆形、基本圆形、椭圆形及基本椭圆形的概念)。
上述第1单丝的纤度的平均值为30dtex以下。
上述第1单丝的纤度的平均值优选为20dtex以下、更优选为10dtex以下。
上述第1单丝的纤度的平均值优选为1.5dtex以上、更优选为3.0dtex以上。
需要说明的是,在本实施方式中,丝的纤度是指丝的粗细,以每单位长度的质量来定义。以单位(dtex)表示平均每10,000m的质量(g)。
在本实施方式中,第1单丝的纤度的平均值可以如下求出。
首先,测定拉伸用复丝的纤度(总纤度)。另外,求出拉伸用复丝中包含的第1单丝的根数。
然后,根据下述式求出第1单丝的纤度的平均值。
第1单丝的纤度的平均值=拉伸用复丝的纤度/拉伸用复丝中包含的第1单丝的根数
上述第1单丝的纤度的变动系数为33%以下。
上述第1单丝的纤度的变动系数优选为32%以下、更优选为30%以下、进一步优选为28%以下。
上述第1单丝的纤度的变动系数优选小,上述第1单丝的纤度的变动系数例如为5%以上,更具体而言为10%以上。
通过使上述第1单丝的纤度的变动系数为33%以下,可改善并纱的工序(关于“并纱”在后面说明)、拉伸的工序的稳定性。另外,通过使上述第1单丝的纤度的变动系数为33%以下,通过拉伸得到的复丝的力学特性(强度等)得到改善。
即,通过使上述第1单丝的纤度的变动系数为33%以下,不容易在拉伸用复丝中包含极细的第1单丝及极粗的第1单丝。
通过不易在拉伸用复丝中包含极细的丝,并纱的工序(关于“并纱”在后面说明)、拉伸的工序的稳定性可得到改善。具体而言,从卷取辊部(具体为卷取辊部的筒管)(关于“卷取辊部”及“筒管”在后面说明)(“筒管”是包括“纸管”的概念)送出拉伸用复丝、复丝的特性提高。另外,对拉伸用复丝施加拉伸张力时的断丝受到抑制。此外,拉伸用复丝对于拉伸辊部(关于“拉伸辊部”在后面说明)的卷绕变得良好。另外,运送拉伸用复丝及复丝时的下垂受到抑制。
另外,通过不易在上述拉伸用复丝中包含极粗的丝,对拉伸用复丝进行拉伸时可对拉伸用复丝均匀地施加拉伸应力,从而抑制拉伸不均。其结果是,第1单丝的纤度均匀地降低,得到的复丝的力学特性(强度等)得到改善。
第1单丝的纤度的变动系数可以如下所述求出。
首先,用刀具与长度方向垂直地将拉伸用复丝切断,用显微镜拍摄切断面,得到截面照片。
接着,在该截面照片中,对于构成拉伸用复丝的全部第1单丝,测定各第1单丝的截面积。或者,从拉伸用复丝中随机选择30根以上第1单丝,测定各第1单丝的截面积。即,对于构成拉伸用复丝的全部第1单丝,由于有时测定各第1单丝的截面积是不现实的,因此,可以从拉伸用复丝中随机选择30根以上第1单丝,测定各第1单丝的截面积。
然后,根据各第1单丝的截面积,求出第1单丝的截面积的算术平均值及第1单丝的截面积的标准偏差。
接着,通过下述式求出第1单丝的纤度的变动系数。
第1单丝的纤度的变动系数(%)=(第1单丝的截面积的标准偏差/第1单丝的截面积的算术平均值)×100(%)
需要说明的是,关于截面积的测定方法,也记载于JIS L 1015:2021“化学纤维短纤维试验方法”的“8.5.3纤度变动率”等。
从抑制相邻的第1单丝彼此的熔粘的观点、抑制相邻的第1单丝彼此因静电而分离的观点等出发,本实施方式的拉伸用复丝优选在第1单丝的表面进一步具有纺丝油剂。
作为上述纺丝油剂,可以列举例如:阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、纯化酯化油、矿物油、聚(氧乙烯)烷基醚、硅油、石蜡等。这些可以单独使用,也可以使用2种以上。
从抑制相邻的第1单丝彼此的熔粘的观点出发,作为上述纺丝油剂,优选为硅油。
从抑制相邻的第1单丝彼此因静电而分离的观点出发,作为上述纺丝油剂,优选为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂。
作为上述纺丝油剂,例如,可以使用包含硅油和阴离子型表面活性剂的纺丝油剂(例如,丸菱油化工业株式会社制的“POLYMAX FKY”)。
<复丝>
本实施方式的复丝是经拉伸后的复丝。
本实施方式的复丝具有30根以上第2单丝。
上述第2单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂。
上述第2单丝的纤度的平均值为20dtex以下。
上述第2单丝的纤度的变动系数为33%以下。
上述第2单丝是上述聚合物组合物形成为丝状而成的。
本实施方式的复丝具有30根以上、优选具有30~500,000根、更优选具有50~300,000根的第2单丝。
上述第2单丝的截面的形状例如为圆形(包括正圆形、基本圆形、椭圆形及基本椭圆形的概念)。
上述第2单丝的纤度的平均值为20dtex以下。
另外,上述第2单丝的纤度的平均值为20dtex以下时,可以根据复丝的用途所要求的品质、或由复丝得到的短纤维所要求的品质而确定第2单丝的纤度的平均值。
上述第2单丝的纤度的平均值优选大于1.0dtex、更优选为1.2dtex以上、进一步优选为1.5dtex以上。
上述第2单丝的纤度的平均值优选为18dtex以下、更优选为16dtex以下。
在本实施方式中,第2单丝的纤度的平均值可以如下所述求出。
首先,测定复丝的纤度(总纤度)。另外,求出复丝中包含的第2单丝的根数。
然后,根据下述式求出第2单丝的纤度的平均值。
第2单丝的纤度的平均值=复丝的纤度/复丝中包含的第2单丝的根数上述第2单丝的纤度的变动系数为33%以下。
上述第2单丝的纤度的变动系数优选为32%以下、更优选为30%以下、进一步优选为28%以下。
上述第2单丝的纤度的变动系数优选较小,上述第2单丝的纤度的变动系数例如为5%以上、更具体为10%以上。
第2单丝的纤度的变动系数可以如下所述求出。
首先,用刀具与长度方向垂直地将复丝切断,用显微镜拍摄切断面,得到截面照片。
接着,在该截面照片中,对于构成复丝的全部第2单丝,测定各第2单丝的截面积。或者,从复丝中随机选择30根以上第2单丝,测定各第2单丝的截面积。即,对于构成复丝的全部第2单丝,由于有时测定各第2单丝的截面积是不现实的,因此,可以从复丝中随机选择30根以上第2单丝,测定各第2单丝的截面积。
然后,根据各第2单丝的截面积,求出第2单丝的截面积的算术平均值及第2单丝的截面积的标准偏差。
接着,通过下述式求出第2单丝的纤度的变动系数。
第2单丝的纤度的变动系数(%)=(第2单丝的截面积的标准偏差/第2单丝的截面积的算术平均值)×100(%)
需要说明的是,关于截面积的测定方法,也记载于JIS L 1015:2021“化学纤维短纤维试验方法”的“8.5.3纤度变动率”等。
上述第2单丝的拉伸强度的平均值优选为1.5cN/dtex以上、更优选为1.7cN/dtex以上、进一步优选为2.0cN/dtex以上。
上述第2单丝的拉伸强度的平均值越大越好,上述第2单丝的拉伸强度例如为20cN/dtex以下(具体为10cN/dtex以下)。
第2单丝的拉伸强度的平均值可以如下所述求出。
首先,对于构成复丝的全部第2单丝,测定各第2单丝的拉伸强度。或者,从复丝中随机选择10根以上第2单丝,测定各第2单丝的拉伸强度。即,对于构成复丝的全部第2单丝,由于有时测定各第2单丝的拉伸强度是不现实的,因此,可以从复丝中随机选择10根以上第2单丝,测定各第2单丝的拉伸强度。
然后,根据各第2单丝的拉伸强度,求出第2单丝的拉伸强度的算术平均值,将该值作为第2单丝的拉伸强度的平均值。
各第2单丝的拉伸强度可以基于JIS L 1015:2021“化学纤维短纤维试验方法”以初始长度20mm、速度20mm/min进行测定。
例如,各第2单丝的拉伸强度可以如下所述求出。
首先,使用拉伸测定装置Autograph AG-I(株式会社岛津制作所制),在下述条件下测定各第2单丝的切断时的负载(cN)。
各第2单丝的初期长度:20mm
拉伸速度:20mm/min
测力传感器:额定容量为5N的测力传感器
另外,测定各第2单丝的纤度。各第2单丝的纤度例如可以通过自动测振仪法进行测定。
然后,通过下述式求出各第2单丝的拉伸强度。
各第2单丝的拉伸强度(cN/dtex)=各第2单丝的切断时的负载(cN)/各第2单丝的纤度
<短纤维>
本实施方式的短纤维是本实施方式的复丝被切断而成的短纤维。
本实施方式的短纤维的长度(也称为“纤维长度”)为20cm以下、具体为0.1~10cm。
需要说明的是,短纤维的长度是指通过JIS L 1015:2021“化学纤维短纤维试验方法”的“8.4纤维长度”的“8.4.1平均纤维长度”的“c)C法(置换法)”求出的“纤维长度的平均值”。
本实施方式的短纤维可以为蜷曲丝(卷曲丝)。换言之,本实施方式的短纤维可以具有卷曲。
具有卷曲的短纤维的长度(纤维长度)可以根据用途而适当设定,例如为1.5~16cm,可以为2.0~11cm,另外,可以为2.5~7.6cm。
从在由短纤维得到无纺布时提高梳理机通过性的观点、提高得到的无纺布的手感的观点、以及通过降低该无纺布的吸水率而提高该无纺布的速干性的观点考虑,上述短纤维的卷曲数优选为5~25个/25mm、更优选为6~20个/25mm、进一步优选为7~18个/25mm、特别优选为8~17个/25mm。
需要说明的是,短纤维的卷曲数是指平均每25mm长度的短纤维的卷曲数。另外,短纤维的卷曲数是指随机选择15根短纤维,是所选择的短纤维的卷曲数的平均值。在短纤维少于15根的情况下,是指全部短纤维卷曲数的平均值。关于各短纤维的卷曲数,可以通过使用显微镜对短纤维的长度25mm区间的卷曲的山的数量进行计数而求出。需要说明的是,在各短纤维的长度小于25mm的情况下,可以通过使用显微镜对全部长度中的卷曲的山的数量进行计数而求出平均每25mm的卷曲数。
<拉伸用复丝的制造方法及复丝的制造方法>
本实施方式的拉伸用复丝的制造方法是通过熔融纺丝法得到拉伸用复丝的方法。
本实施方式的拉伸用复丝的制造方法具有:工序(A),通过使用具有30处以上的喷出孔的纺丝喷嘴利用上述熔融纺丝法将熔融物喷出,得到熔融状态的30根以上的原丝;工序(B),通过向熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体将30根以上的上述原丝进行冷却,从而得到拉伸用复丝。
上述熔融物含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂。
上述拉伸用复丝中的单丝的纤度的平均值为30dtex以下。
在上述工序(B)中,将熔融状态的30根以上的上述原丝与上述气体之间的导热系数设为60W/(m2·K)以上。
另外,在上述工序(B)中,优选将喷吹于30根以上的上述原丝的上述气体的速度设为0.3m/s以上。
在上述工序(A)中,上述熔融物是使上述聚合物组合物处于熔融状态而成的。
本实施方式的复丝的制造方法通过本实施方式的拉伸用复丝的制造方法而得到上述拉伸用复丝。
另外,本实施方式的复丝的制造方法具有:工序(C),通过用拉伸辊部将该拉伸用复丝拉伸1.5倍以上而得到复丝。
优选在上述工序(B)中,通过将0℃以上且50℃以下的气体喷吹于熔融状态的30根以上的上述原丝,并将30根以上的上述原丝冷却至50℃以下,从而得到上述拉伸用复丝,在上述工序(C)中,将该拉伸用复丝加热并用上述拉伸辊部进行拉伸。
(第1实施方式:逐步拉伸法)
以下,举出通过逐步拉伸法(也称为“后拉伸法”)制造拉伸用复丝及复丝的方法作为例子,关于第1实施方式的拉伸用复丝的制造方法及复丝的制造方法,参照图1、2进行说明。
(工序(A))
如图1所示,在上述工序(A)中,首先,将上述熔融物的材料投入材料投入部101。
接着,通过利用混炼挤出机102将从该材料投入部101投入的材料一边加热一边混炼,从而得到上述熔融物。
作为上述混炼挤出机102,优选使用螺杆挤出机。上述混炼挤出机102可以为单螺杆挤出机,也可以为双螺杆挤出机。
然后,使用具有30处以上的喷出孔的纺丝喷嘴104,将通过上述混炼挤出机102得到的熔融物从30处以上的上述喷出孔喷出,从而得到30根以上的熔融状态的原丝100A。
需要说明的是,从纺丝喷嘴104的多个喷出孔喷出的熔融物的流量用齿轮泵103进行调整。
上述纺丝喷嘴104的温度例如为140~180℃。
上述纺丝喷嘴104具有30处以上、优选为30~10000处、更优选为30~5000处的喷出孔。
各喷出孔的形状及大小可与拉伸用复丝所要求的特性(例如,外观、纤度、强度、截面形状等)相应地选定。喷出孔的形状例如为圆形(包括正圆形、基本圆形、椭圆形及基本椭圆形的概念)。
各喷出孔的面积例如可确定为拉伸用复丝中的第1单丝的截面积的10倍~5000倍。
在本实施方式中,喷出孔彼此的形状基本相同。另外,喷出孔彼此的面积基本相同。
各喷出孔的面积优选为1.0×10-3~20mm2、更优选为5.0×10-3~10mm2。
熔融物从纺丝喷嘴104喷出的速度(以下也称为“纺丝喷嘴流速”)优选为0.02m/min~20m/min、更优选为0.05m/min~10m/min、进一步优选为0.1m/min~5.0m/min。
在第1实施方式中,可以在冷却后的30根以上的上述原丝100A各自的表面上涂布上述纺丝油剂。
(工序(B))
在上述工序(B)中,通过向上述工序(A)中得到的熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体将30根以上的上述原丝进行冷却,从而得到拉伸用复丝。
在第1实施方式中,在第1冷却箱105内通过0℃以上且50℃以下的气体将上述原丝100A进行冷却。
另外,在第1实施方式中,可以将在上述第1冷却箱105内冷却后的原丝100A在第2冷却箱106内通过0℃以上且50℃以下的气体进一步进行冷却。
在上述工序(B)中,向上述工序(A)中得到的熔融状态的多根上述原丝100A喷吹的气体的温度为0~50℃、优选为0~40℃、进一步优选为15~40℃。
通过使上述气体的温度为0℃以上,可抑制上述拉伸用复丝的第1单丝的相互熔粘。另外,通过使上述气体的温度为0℃以上,可改善拉伸用复丝的力学特性(强度等)。
通过使上述气体的温度为50℃以下,可抑制第1单丝的纤度不均(能够减小第1单丝的变动系数)。另外,通过使上述气体的温度为50℃以下,能够抑制多根原丝100A中的一部分发生断丝。
另外,在上述工序(B)中,上述气体的温度优选为上述聚合物组合物的玻璃化转变温度以上。通过使上述气体的温度为上述聚合物组合物的玻璃化转变温度以上,聚合物组合物变得容易发生塑性变形,原丝100A不容易断裂。
需要说明的是,“向上述工序(A)中得到的熔融状态的多根上述原丝100A喷吹的气体的温度”是指上述气体与上述原丝100A接触时的上述气体的温度。
在上述工序(B)中,将向30根以上的上述原丝喷吹的上述气体的速度优选设为0.10m/s以上、更优选设为0.20~5.0m/s、进一步优选设为0.20~3.0m/s、更进一步优选设为0.30~3.0m/s、特别优选设为0.32~3.0m/s。
通过使上述气体的速度为0.10m/s以上,容易发挥由气体带来的冷却效果。
通过使上述气体的速度为5.0m/s以下,可以抑制从纺丝喷嘴104喷出的熔融状态的原丝100A因气体而摆动。其结果是,可抑制熔融状态的原丝100A彼此发生熔粘和/或断丝等,即,纺丝稳定性提高。
需要说明的是,“向上述工序(A)中得到的熔融状态的多根上述原丝100A喷吹的气体的速度”是指上述气体与上述原丝100A接触时上述气体相对于上述原丝100A的相对速度。
作为上述气体,可以列举:空气、非活性气体(氮气、氩气等)、水蒸气等。
其中,气体与固体之间的热流量Q和气体与固体之间的导热系数h、气体与固体的接触面积A、及气体与固体之间的温度差ΔT存在下述式的关系。
Q=h×A×ΔT
因此,通过提高气体与固体之间的导热系数h,可以提高气体与固体之间的热流量Q。
由此,通过提高熔融状态的30根以上的上述原丝与上述气体之间的导热系数,容易将熔融状态的30根以上的上述原丝充分冷却。
在上述工序(B)中,将熔融状态的30根以上的上述原丝与上述气体之间的导热系数设为60W/(m2·K)以上、优选设为65W/(m2·K)以上、更优选设为70W/(m2·K)以上、更进一步优选设为125W/(m2·K)以上、特别优选设为130W/(m2·K)以上、最优选设为135W/(m2·K)以上。
另外,在上述工序(B)中,将熔融状态的30根以上的上述原丝与上述气体之间的导热系数例如设为500W/(m2·K)以下(更具体为350W/(m2·K)以下)。
导热系数可以根据上述气体的温度T、上述气体的速度u及原丝的截面的直径d而求出。
需要说明的是,原丝的截面是指与原丝的长度方向垂直的截面。
作为“原丝的截面的直径”,使用“喷出孔的直径”的值。
另外,在喷出孔的形状不为正圆形的情况下,求出喷出孔的面积,根据喷出孔的面积计算出将喷出孔假定为正圆形时的喷出孔的直径,使用该计算值作为“原丝的截面的直径”。
具体而言,导热系数可以通过下述〔1〕~〔5〕的步骤而求出。
〔1〕
根据气体的温度T求出气体的密度ρ、气体的粘性系数μ、气体的比热C p及气体的导热系数λ。
例如在气体为空气的情况下,气体的密度ρ(kg/m3)可以根据下述式及气体的温度T(K)而求出。
ρ=351.99/T+344.84/T2
例如在气体为空气的情况下,气体的粘性系数μ(Pa·s)可以根据下述式及气体的温度T(K)而求出。
μ=(1.4592×10-6×T3/2)/(109.10+T)
例如在气体为空气的情况下,气体的比热Cp(J/(kg·K))可以根据下述式及气体的温度T(K)而求出。
Cp=1030.5-0.19975×T+3.9734×10-4×T2
例如在气体为空气的情况下,气体的导热系数λ(W/(m·K))可以根据下述式及气体的温度T(K)而求出。
λ=(2.3340×10-3×T3/2)/(164.54+T)
需要说明的是,关于气体为空气以外的情况,也可以与空气同样地根据与该气体相关的现有公知的关系式和该气体的温度T而求出气体的密度ρ、气体的粘性系数μ、气体的比热Cp及气体的导热系数λ。
〔2〕
根据下述式、气体的密度ρ、气体的速度u、原丝的截面的直径(喷出孔的直径)d及气体的粘性系数μ求出雷诺数Re。
Re=ρ×u×d/μ
〔3〕
根据下述式、气体的粘性系数μ、气体的比热Cp及气体的导热系数λ求出普朗特数Pr。
Pr=μ×Cp/λ
〔4〕
根据下述式、雷诺数Re及普朗特数Pr求出努塞尔数Nu。
Nu=C×Rem×Pr1/3
需要说明的是,C及m是由雷诺数Re确定的系数。将相对于雷诺数Re的C及m示于下述表1。
[表1]
Re(-) | C(-) | m(-) |
0.4以上且小于4 | 0.999 | 0.330 |
4以上且小于4×10 | 0.920 | 0.385 |
4×10以上且小于4×103 | 0.689 | 0.466 |
4×103以上且小于4×104 | 0.195 | 0.618 |
4×104以上且小于4×105 | 0.0268 | 0.805 |
〔5〕
根据下述式、努塞尔数Nu、原丝的截面的直径(喷出孔的直径)d及气体的导热系数λ求出导热系数h。
h=Nu×λ/d
需要说明的是,上述〔1〕~〔5〕的计算可以利用CATTech LAB公司主页的“Science.Tools”〔2021年7月26日检索〕(URL:https://cattech-lab.co m/science-tools/)等。
作为向熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹气体的方法,优选在上述原丝的长度方向视图(与上述原丝的长度方向垂直的上述原丝的截面视图)中,从至少4个方向向上述原丝喷吹气体(所谓的圆形淬火(circular quench)法)。
在上述圆形淬火法中,优选从8个方向以上、更优选从16个方向以上向上述原丝喷吹气体。
向上述原丝喷吹气体的方向优选为垂直于上述原丝的行进方向的方向与上述原丝的行进方向之间的方向。
上述纺丝喷嘴104的喷出孔与上述气体接触从该喷出孔喷出而得到的原丝的位置之间的距离可根据拉伸用复丝的要求特性而确定。
通过使上述原丝100A的取向度及结晶度为适合的范围,可使用于从拉伸用复丝得到复丝的工序稳定、且提高上述复丝的力学特性。
在上述工序(B)中,优选将与上述原丝接触后的气体沿着该原丝的行进方向被排出至冷却箱外。为了使与上述原丝接触后的气体沿着该原丝的行进方向被排出至冷却箱外,可以利用例如整流板、整流片、喷射器、文丘里管、虹技株式会社制的Transvector等。
在上述工序(B)中,通过第1牵引辊部107对用0℃以上且50℃以下的气体冷却后的30根以上的上述原丝100A进行牵引。上述第1牵引辊部107由2个辊构成。需要说明的是,第1牵引辊部107可以由1个辊构成,也可以由3个以上的辊构成。
而且,在第1实施方式中,使用第1运送辊部108、第2运送辊部109、第3运送辊部110及第4运送辊部111运送通过上述第1牵引辊部107牵引的30根以上的上述原丝100A,将被运送辊部108、109、110、111运送的30根以上的上述原丝100A用第1卷取辊部112卷取,从而得到拉伸用复丝。
上述第1卷取辊部112具有筒管。筒管是也包括纸管的概念。筒管可以具有凸缘,也可以不具有凸缘。
在上述工序(C)中,具体而言,可以通过用第1卷取辊部112的筒管卷取原丝100A而得到拉伸用复丝。
在图1中,各运送辊部由2个辊构成,但也可以由1个辊构成,还可以由3个以上的辊构成。
在上述工序(B)中,将30根以上的上述原丝100A优选冷却至70℃以下、更优选为60℃以下、进一步优选为50℃以下、特别优选为40℃以下。在上述工序(B)中,将30根以上的上述原丝100A冷却至例如0℃以上、优选为10℃以上。
另外,在上述工序(B)中,将30根以上的上述原丝100A优选冷却至上述聚合物组合物的玻璃化转变温度以上的温度。
在上述工序(B)中,通过0℃以上且50℃以下的气体的喷吹,可以将30根以上的上述原丝冷却至70℃以下。另外,在上述工序(B)中,通过0℃以上且50℃以下的气体的喷吹,将30根以上的上述原丝100A一定程度冷却,然后在将30根以上的上述原丝100A从上述第1牵引辊部107运送至上述第1卷取辊部112之间用周围的空气进行冷却,可以将30根以上的上述原丝100A冷却至70℃以下。
为了在上述工序(C)中对拉伸用复丝进行拉伸,优选在上述工序(B)中实质上不进行30根以上的上述原丝100A的拉伸,或者基本上不进行30根以上的上述原丝100A的拉伸。
即,上述工序(B)中的拉伸倍率优选为1.5倍以下、更优选为1.2倍以下、进一步优选为1.1倍以下。
上述工序(B)中的拉伸倍率可以通过下述式而求出。
上述工序(B)中的拉伸倍率=运送辊部的速度(m/min)/上述工序(B)中使用的牵引辊部(在第1实施方式中为“第1牵引辊部107”)的速度(m/min)
需要说明的是,上述工序(B)中使用的牵引辊部的速度(m/min)是被上述工序(B)中使用的牵引辊部(在第1实施方式中为“第1牵引辊部107”)所牵引的30根以上的上述原丝100A的单位时间的长度。
上述运送辊部的速度是被该运送辊部运送的30根以上的上述原丝100A的单位时间的长度。
在使用多个运送辊部的情况下,将多个中最高的速度作为“运送辊部的速度”。
需要说明的是,关于拉伸用复丝的第1单丝的纤度,以下的关系式大致成立。
拉伸用复丝的第1单丝的纤度(dtex)=(((a×1000/60)/b×10000)/c)/d
a:从上述纺丝喷嘴104喷出的上述熔融物的量(kg/h)
b:上述工序(B)中使用的牵引辊部(在第1实施方式中为“第1牵引辊部107”)的速度(m/min)
c:上述纺丝喷嘴104所具有的喷出孔的数量(个)
d:上述工序(B)中的拉伸倍率(-)
由此,通过对上述b等进行调整,可以调整拉伸用复丝的第1单丝的纤度。
需要说明的是,在图1中的上述工序(B)中,用第1卷取辊部112对30根以上的上述原丝100A进行卷取,但在第1实施方式中,也可以不用第1卷取辊部112对30根以上的上述原丝100A进行卷取而容纳于容纳容器,得到拉伸用复丝。
在不使用运送辊部的情况下,上述工序(B)中的拉伸倍率为1.0倍。
(工序(C))
如图2所示,在上述工序(C)中,将上述拉伸用复丝100B加热并用上述拉伸辊部114进行拉伸。
在上述工序(C)中,从上述第1卷取辊部112用第2牵引辊部113对拉伸用复丝进行牵引。
接着,在上述工序(C)中,利用上述拉伸辊部114对用上述第2牵引辊部113牵引后的拉伸用复丝100B进行拉伸。
然后,在上述工序(C)中,利用第2卷取辊部116对用上述拉伸辊部114拉伸后的拉伸用复丝100B进行卷取,得到复丝。
上述第2卷取辊部116具有筒管。筒管是包括纸管的概念。筒管可以具有凸缘,也可以不具有凸缘。
在上述工序(C)中,具体而言,通过用第2卷取辊部116的筒管对经拉伸后的拉伸用复丝100B进行卷取而得到复丝。
需要说明的是,在图2中的上述工序(C)中,利用第2卷取辊部116对用上述拉伸辊部114进行了拉伸的拉伸用复丝100B进行卷取而得到复丝,但也可以不利用第2卷取辊部116对用上述拉伸辊部114进行了拉伸的拉伸用复丝100B进行卷取而得到复丝。
另外,在上述工序(C)中,也可以利用引出辊(take-off roll)部115对用上述拉伸辊部114进行了拉伸后的拉伸用复丝100B进行运送。
上述第2牵引辊部113由2个辊构成。需要说明的是,第2牵引辊部113可以由1个辊构成,也可以由3个以上的辊构成。
在上述工序(C)中,优选用上述第2牵引辊部113对拉伸用复丝100B进行加热。
在上述工序(C)中,通过利用上述第2牵引辊部113对拉伸用复丝100B进行加热,容易调整第1单丝的温度,以便达到适合提高拉伸用复丝100B中的第1单丝所包含的聚合物成分的取向性的温度范围内,其结果是容易提高第1单丝的聚合物成分的取向性。
上述第2牵引辊部113的温度优选为15℃以上且低于60℃、更优选为20~55℃。
需要说明的是,在实施上述工序(C)的环境的温度为15℃以上的情况下,可以不用上述第2牵引辊部113对拉伸用复丝100B进行加热。
上述拉伸辊部114由2个辊构成。需要说明的是,拉伸辊部114可以由1个辊构成,也可以由3个以上的辊构成。
在上述工序(C)中,可以不用上述拉伸辊部114对拉伸用复丝100B进行加热。即,在第1实施方式中,拉伸辊部114可以兼作热处理辊部。
在上述工序(C)中,通过用上述拉伸辊部114对拉伸用复丝100B进行加热,可以促进拉伸用复丝100B中的第1单丝所包含的聚合物成分的结晶化、或者提高该第1单丝所包含的聚合物成分的耐热性。
上述拉伸辊部(热处理辊部)114的温度优选为30~100℃、更优选为40~90℃。
在第1实施方式中,优选引出辊部115兼作热处理辊部。
上述引出辊部115(热处理辊部115)由2个辊构成。需要说明的是,上述引出辊部115(热处理辊部115)可以由1个辊构成,也可以由3个以上的辊构成。
在上述工序(C)中,通过用上述热处理辊部115对拉伸用复丝100B进行加热,可以促进拉伸用复丝100B中的第1单丝所包含的聚合物成分的结晶化、或者提高该第1单丝所包含的聚合物成分的耐热性。
上述引出辊部(热处理辊部)115的温度优选为30~100℃、更优选为40~90℃。
需要说明的是,上述拉伸辊部114及上述引出辊部115这两者或仅任一者可以为热处理辊部。
需要说明的是,在第1实施方式的工序(C)中,用牵引辊部113、拉伸辊部114及引出辊部115对上述第1单丝进行加热,为了实现控制第1单丝的聚合物成分的取向性、结晶化及耐热性的目的,只要对上述第1单丝适当加热即可。
例如,可以用第1卷取辊部112对上述第1单丝进行加热。
另外,可以用第2卷取辊部116对上述第1单丝进行加热而得到复丝。
可以利用从第1卷取辊部112至第2卷取辊部116的全部辊部对上述第1单丝进行加热。另外,也可以是仅利用从第1卷取辊部112至第2卷取辊部116的全部辊部中的一部分辊部对上述第1单丝进行加热,而不用其它辊部对上述第1单丝进行加热的方式。
需要说明的是,利用辊部对上述第1单丝的加热的控制优选在各个辊部分别实施。
另外,对第1实施方式的工序(C)中的第1单丝的聚合物成分进行加热的方法(以下也简称为“加热方法”)可以是通过对辊部的辊进行加热而对第1单丝的聚合物成分进行加热的方法。
另外,辊部具有容纳辊的容器和与上述辊一起被容纳于该容器中的液体(水等),上述加热方法可以是通过将该液体加热而对第1单丝的聚合物成分进行加热的方法。在上述工序(C)中,例如,可以实施浴中拉伸。
此外,上述加热方法也可以是通过对上述辊部或上述辊部附近喷吹经加热后的气体(例如,空气等)而对第1单丝的聚合物成分进行加热的方法。
另外,也可以组合使用这些加热方法。
上述工序(C)中的拉伸倍率为1.5倍以上、优选为1.7倍以上。上述工序(C)中的拉伸倍率例如为20倍以下。
通过使上述工序(C)中的拉伸倍率为1.5倍以上,拉伸用复丝100B中的第1单丝的聚合物成分的取向性更进一步提高。
上述工序(C)中的拉伸倍率可以通过下述式而求出。
上述工序(C)中的拉伸倍率=拉伸辊部(m/min)/上述工序(C)中使用的牵引辊部(在第1实施方式中为“第2牵引辊部113”)的速度(m/min)
在上述工序(C)中,通过下述式求出的缓和率优选为1~30%、更优选为1~15%。
缓和率(%)=((上述拉伸辊部114的速度-将上述拉伸用复丝进行卷取的卷取辊部(在第1实施方式中为“第2卷取辊部116”)的速度)/将上述拉伸用复丝进行卷取的卷取辊部的速度)×100
需要说明的是,上述拉伸辊部的速度(m/min)是被拉伸辊部运送的拉伸用复丝的单位时间的长度。
在第1实施方式中仅使用了1个拉伸辊部,但也可以使用多个拉伸辊部。在使用多个拉伸辊部的情况下,将多个中最高的速度作为“拉伸辊部的速度”。
上述工序(C)中使用的牵引辊部的速度(m/min)是被该牵引辊部运送的拉伸用复丝的单位时间的长度。
将上述拉伸用复丝卷取的卷取辊部的速度(m/min)是卷取于该卷取辊部的拉伸用复丝的单位时间的长度。
需要说明的是,在上述工序(C)中,可以通过仅对1根拉伸用复丝进行拉伸而得到复丝,另外,也可以通过将多根拉伸用复丝并纱、并将并纱后的多根拉伸用复丝进行拉伸而得到复丝。
(第2实施方式:旋转拉丝法)
接下来,参照图3对第2实施方式进行说明。
需要说明的是,省略与第1实施方式重复的说明,第2实施方式中没有特别说明的内容是与第1实施方式中的说明相同的内容。
第2实施方式的复丝的制造方法是通过旋转拉丝法来制造拉伸用复丝及复丝的方法。
旋转拉丝法是在一个工序中实施以下工序的方法:通过将熔融物从多个喷出孔喷出而得到多根熔融状态的原丝的工序;和用拉伸辊部对拉伸用复丝进行拉伸的工序。旋转拉丝法也称为“SDY法”、“直接纺丝拉伸法”。
在第2实施方式中,通过在上述工序(B)中向熔融状态的30根以上的上述原丝100A喷吹0℃以上且50℃以下的气体将30根以上的上述原丝100A进行冷却,从而得到拉伸用复丝200B,并利用牵引辊部207对该工序(B)中得到的拉伸用复丝200B进行牵引。
接着,在上述工序(C)中,利用3个拉伸辊部(第1拉伸辊部208、第2拉伸辊部209及第3拉伸辊部210)对用牵引辊部207牵引后的拉伸用复丝200B进行拉伸。
然后,在上述工序(C)中,通过用卷取辊部212对经拉伸后的拉伸用复丝200B进行卷取而得到复丝。
上述卷取辊部212具有筒管。筒管是也包括纸管的概念。筒管可以具有凸缘,也可以不具有凸缘。
在上述工序(C)中,具体而言,通过用卷取辊部212的筒管对被拉伸的拉伸用复丝200B进行卷取而得到复丝。
需要说明的是,在图3中的上述工序(C)中,利用卷取辊部212对用拉伸辊部进行了拉伸的拉伸用复丝200B进行卷取而得到复丝,但也可以不利用卷取辊部212对用拉伸辊部进行了拉伸的拉伸用复丝200B进行卷取而得到复丝。
另外,在上述工序(C)中,也可以利用引出辊部211对用上述拉伸辊部进行了拉伸的拉伸用复丝200B进行运送。
在上述工序(B)中,通过用第1冷却箱105对30根以上的上述原丝100A进行冷却而得到拉伸用复丝200B,在上述工序(C)中,用牵引辊部207对该拉伸用复丝200B进行牵引。
需要说明的是,也可以通过利用第2冷却箱106对用第1冷却箱105进行了冷却的30根以上的上述原丝100A进行冷却而得到拉伸用复丝200B。
在图1中,牵引辊部207由2个辊构成,但也可以由1个辊构成,还可以由3个以上的辊构成。
在第2实施方式中,各拉伸辊部可以兼作热处理辊部。
在图1中,各拉伸辊部208、209、210(各热处理辊部208、209、210)由2个辊构成,但也可以由1个辊构成,还可以由3个以上的辊构成。
从促进拉伸用复丝200B中的第1单丝所包含的聚合物成分的结晶化、或者提高该第1单丝所包含的聚合物成分的耐热性的观点考虑,上述热处理辊部的温度优选为30~100℃、更优选为40~90℃。
需要说明的是,在实施工序(C)的环境温度为30℃以上的情况下,即使不使用热处理辊部,也能够促进第1单丝所包含的聚合物成分的结晶化。
在本实施方式中,纺丝牵伸数值(NDR)优选为50以上、更优选为80以上。另外,NDR通常为5000以下。
NDR可以通过下述式求出。
NDR=从纺丝喷嘴最初牵引丝的牵引辊部(最初的牵引辊部)的速度(m/m in)/纺丝喷嘴流速(m/min)
通过使NDR为50以上,可以提高拉伸用复丝100B、200B中的第1单丝所包含的聚合物成分的取向性,其结果是能够更进一步提高复丝的强度。
需要说明的是,在第1实施方式(逐步拉伸法)中,最初的牵引辊部是对30根以上的上述原丝100A进行牵引的第1牵引辊部107。
另外,在第2实施方式(旋转拉丝法)中,最初的牵引辊部是对拉伸用复丝200B进行牵引的牵引辊部207。
<短纤维的制造方法>
本实施方式的短纤维的制造方法通过本实施方式的复丝的制造方法而得到上述复丝。
而且,本实施方式的短纤维的制造方法通过将上述复丝切断而得到长度为20cm以下的短纤维。
需要说明的是,可以将多根复丝并纱、并将并纱后的多根复丝切断而得到长度为20cm以下的短纤维。
在本实施方式的短纤维的制造方法中,可以通过对复丝进行卷曲加工、并将该卷曲加工后的复丝切断而得到作为蜷曲丝(卷曲丝)的短纤维。
另外,在上述工序(C)中用卷取辊部116、212将拉伸后的拉伸用复丝进行卷取而得到复丝的方式中,可以通过在用卷取辊部116、212对拉伸后的拉伸用复丝进行卷取之前,对拉伸后的拉伸用复丝进行卷曲加工,从而得到卷曲加工后的复丝。
即,可以在利用卷取辊部116、212(具体为卷取辊部116、212的筒管(纸管等))将拉伸后的拉伸用复丝进行卷取而得到了复丝之后,对该复丝进行卷曲加工。
另外,也可以对不使用卷取辊部得到的复丝进行卷曲加工。
此外,还可以对从引出辊部115、211转送至卷取辊部116、212的过程中的经拉伸后的拉伸用复丝进行卷曲加工。
卷曲加工没有特别限定,可以通过公知的卷曲加工方法(例如,齿轮蜷曲法、填料函法等)进行。
通过卷曲加工,上述短纤维具有卷曲(具体为机械卷曲)。
根据需要,可以在将供于卷曲加工的丝(复丝、或、经拉伸的拉伸用复丝)进行卷曲加工之前实施对供于卷曲加工的丝进行预热的预热工序。
在上述预热工序中,对供于卷曲加工的丝的表面温度进行测定,在考虑了取向度、结晶度、强度、耐热性等的基础上确定适当的条件。上述表面温度通常为40~140℃、优选为40~120℃、进一步优选为50℃~120℃。通过使上述表面温度为40℃以上,可获得适合卷曲加工的力学特性。通过为140℃以下,能够抑制垂伸(drawdown),而且提高卷曲加工的工序稳定性。上述预热工序例如可以为湿热处理,也可以为干热处理。在湿热处理中可以使用例如蒸汽。在干热处理中可以使用例如热风烘箱、电加热器等。
在以使供于卷曲加工的丝的表面温度达到40~140℃的方式将供于卷曲加工的丝进行了预热之后用填料函法对复丝进行卷曲加工的情况下,优选在填料函压0.001~0.1MPa的条件下对复丝赋予卷曲。填料函压更优选为0.001~0.08MPa、进一步优选为0.001~0.06MPa、更进一步优选为0.001~0.04MPa。
本实施方式如上所述构成,因此具有以下的优点。
即,本实施方式的拉伸用复丝具有30根以上的第1单丝。
上述第1单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂。
上述第1单丝的纤度的平均值为30dtex以下。
上述第1单丝的纤度的变动系数为33%以下。
通过使本实施方式的拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的变动系数低至33%以下,本实施方式的拉伸用复丝不容易包含极细的第2单丝。由此,在将本实施方式的拉伸用复丝进行拉伸而得到复丝时,即使减小第2单丝的纤度的平均值且提高拉伸倍率,第1单丝也不容易切断。
另外,通过提高将本实施方式的拉伸用复丝进行拉伸而得到复丝时的拉伸倍率,复丝中的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的取向性增高,其结果是得到的复丝的强度增高。
由此,根据本实施方式的拉伸用复丝,即使第2单丝的纤度的平均值小,也容易得到强度高的复丝。
另外,本实施方式的复丝为经拉伸后的复丝。
本实施方式的复丝具有30根以上的第2单丝。
上述第2单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂。
上述第2单丝的纤度的平均值为20dtex以下。
上述第2单丝的纤度的变动系数为33%以下。
通过使本实施方式的复丝中的第2单丝的纤度的变动系数为33%以下,该复丝的制作所使用的拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的变动系数小。
另外,在拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的变动系数小时,拉伸用复丝不容易包含极细的第2单丝。由此,在将拉伸用复丝进行拉伸而得到复丝时,即使提高拉伸倍率而减小第2单丝的纤度的平均值,单丝也不易切断。
另外,通过提高将拉伸用复丝进行拉伸而得到复丝时的拉伸倍率,复丝中的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的取向性增高,其结果是得到的复丝的强度增高。
因此,本实施方式的复丝是即使第2单丝的纤度的平均值小也易于提高强度的复丝。
此外,本实施方式的拉伸用复丝的制造方法是通过熔融纺丝法得到拉伸用复丝的方法。
本实施方式的拉伸用复丝的制造方法具有如下工序:工序(A),通过使用具有30处以上喷出孔的纺丝喷嘴利用上述熔融纺丝法将熔融物喷出,得到熔融状态的30根以上的原丝;工序(B),通过向熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体将30根以上的上述原丝进行冷却,从而得到拉伸用复丝。
上述熔融物含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂。
上述拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的平均值为30dtex以下。
在上述工序(B)中,将熔融状态的30根以上的上述原丝与上述气体之间的导热系数设为60W/(m2·K)以上。
在上述工序(B)中,通过向熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体,将30根以上的上述原丝冷却,并将熔融状态的30根以上的上述原丝与上述气体之间的导热系数设为60W/(m2·K)以上,从而能够将处于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂发生结晶化的温度范围内的时间调整为适当的范围,可以优化聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化的进行。由此,能够优化拉伸用复丝的拉伸性。由此,在将拉伸用复丝拉伸而得到复丝时,即使提高拉伸倍率,单丝也不易切断。
另外,在上述工序(B)中,通过牵引辊部的牵引而将上述原丝稍微进行拉伸,但通过将原丝中存在于内部的单丝(以下也称为“内部单丝”)和存在于外侧的单丝(以下也称为“外侧单丝”)在0℃以上且50℃以下的气体中比较均匀地冷却,可将内部单丝和外侧单丝均匀地拉伸。其结果是,拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的变动系数减小(例如,该变动系数为33%以下)。即,拉伸用复丝不易包含极细的第1单丝。由此,在将拉伸用复丝进行拉伸而得到复丝时,即使提高拉伸倍率,拉伸用复丝中的第1单丝也不易切断。
另外,通过提高将拉伸用复丝进行拉伸而得到复丝时的拉伸倍率,复丝中的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的取向性增高,其结果是,得到的复丝的强度增高。
由此,根据本实施方式的拉伸用复丝的制造方法,能够得到即使第2单丝的纤度的平均值小也易于制造强度高的复丝的拉伸用复丝。
另外,本实施方式的复丝的制造方法通过本实施方式的拉伸用复丝的制造方法而得到上述拉伸用复丝。
另外,本实施方式的复丝的制造方法具有:工序(C),通过用拉伸辊部将该拉伸用复丝拉伸1.5倍以上而得到复丝。
本实施方式的复丝的制造方法通过本实施方式的拉伸用复丝的制造方法而得到上述拉伸用复丝,通过在上述工序(C)中用拉伸辊部将该拉伸用复丝拉伸1.5倍以上而得到复丝,由此,即使第2单丝的纤度的平均值小,也能够得到强度高的复丝。
此外,本实施方式的复丝的制造方法通过在上述工序(B)中对熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体,将30根以上的上述原丝冷却至50℃以下,从而得到上述拉伸用复丝,在上述工序(C)中将该拉伸用复丝加热并利用上述拉伸辊部进行拉伸。
在上述工序(C)中,通过对拉伸用复丝进行拉伸,能够提高拉伸用复丝中包含的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的取向性,由此,能够提高复丝的强度。
这里,为了提高聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的取向性,优选以适合提高聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的取向性的温度范围进行拉伸。这是由于,如果以高于该温度范围的温度对拉伸用复丝进行拉伸,则聚(3-羟基烷酸酯)类树脂处于熔融状态,其结果是,即使拉伸,聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的取向性也不会变得太高。另外,这是由于,在想要以低于该温度范围的温度对拉伸用复丝进行拉伸时,聚(3-羟基烷酸酯)类树脂会变得过于凝固,原丝变得难以拉伸,而且,如果为了想要对拉伸用复丝进行拉伸而强行对拉伸用复丝进行拉伸,则拉伸用复丝会断裂而无法制造复丝。
在本实施方式中,通过在上述工序(B)中向熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体,将30根以上的上述原丝冷却至50℃以下,从而得到上述拉伸用复丝,通过在上述工序(C)中将该拉伸用复丝加热并用上述拉伸辊部进行拉伸,与SDY法(旋转拉丝法)(利用周围的空气将拉伸用复丝一边冷却一边拉伸的方法)相比,在对拉伸用复丝进行拉伸时,容易将拉伸用复丝的温度调整为适合提高聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的取向性的温度范围内,其结果是易于提高拉伸用复丝的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的取向性。
由此,在本实施方式中,容易更进一步提高复丝的强度。
本实施方式的复丝、短纤维可以直接以丝状的状态使用。
另外,也可以使用本实施方式的复丝或短纤维来制作纤维产品(纤维体)。
该纤维产品可以制成各种形状(例如,无纺布状等)。
本实施方式的复丝、短纤维及纤维产品可以优选用于现有公知的用途。
本实施方式的复丝、短纤维及纤维产品可以优选用于例如农业(例如,园艺等)、渔业、林业、医疗行业、食品工业等领域。
另外,作为上述纤维产品,可以列举例如:衣料、幕帘、绒毯、包、鞋、擦拭材料、卫生用品、汽车构件、建材、过滤材料(过滤器)等。
〔公开项目〕
以下的各项目分别为优选的实施方式的公开。
〔项目1〕
一种拉伸用复丝,其具有30根以上单丝,其中,
上述单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,
上述单丝的纤度的平均值为30dtex以下,
上述单丝的纤度的变动系数为33%以下。
〔项目2〕
根据项目1所述的拉伸用复丝,其中,
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含聚(3-羟基丁酸酯类树脂)。
〔项目3〕
一种复丝,其是经拉伸后的复丝,其中,
上述复丝具有30根以上单丝,
上述单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,
上述单丝的纤度的平均值为20dtex以下,
上述单丝的纤度的变动系数为33%以下。
〔项目4〕
一种短纤维,其是项目3所述的复丝被切断而成的,
长度为20cm以下。
〔项目5〕
一种拉伸用复丝的制造方法,其通过熔融纺丝法得到拉伸用复丝,该方法包括:
工序(A),通过使用具有30处以上的喷出孔的纺丝喷嘴利用上述熔融纺丝法将熔融物喷出,从而得到熔融状态的30根以上的原丝;以及
工序(B),通过向熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体将30根以上的上述原丝进行冷却,从而得到拉伸用复丝,
上述熔融物含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,
上述拉伸用复丝中的单丝的纤度的平均值为30dtex以下,
在上述工序(B)中,将熔融状态的30根以上的上述原丝与上述气体之间的导热系数设为60W/(m2·K)以上。
〔项目6〕
根据项目5所述的拉伸用复丝的制造方法,其中,
在上述工序(B)中,将上述导热系数设为125W/(m2·K)以上。
〔项目7〕
根据项目5或6所述的拉伸用复丝的制造方法,其中,
在上述工序(B)中,将对30根以上的上述原丝喷吹的上述气体的速度设为0.3m/s以上。
〔项目8〕
一种复丝的制造方法,其通过项目5~7中任一项所述的拉伸用复丝的制造方法得到上述拉伸用复丝,
该方法具有:工序(C),通过利用拉伸辊部将该拉伸用复丝拉伸1.5倍以上而得到复丝。
〔项目9〕
根据项目8所述的复丝的制造方法,其中,
在上述工序(B)中,通过对熔融状态的30根以上的上述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体,将30根以上的上述原丝冷却至50℃以下,从而得到上述拉伸用复丝,
在上述工序(C)中,将该拉伸用复丝加热并利用上述拉伸辊部进行拉伸。
〔项目10〕
一种短纤维的制造方法,该方法包括:
通过项目8或9所述的复丝的制造方法得到上述复丝,
通过将该复丝切断而得到长度为20cm以下的短纤维。
需要说明的是,本发明并不限定于上述实施方式。另外,本发明并不受上述的作用效果所限定。此外,本发明可以在不脱离本发明的主旨的范围进行各种变更。
例如,本实施方式的拉伸用复丝可通过上述的制造方法而得到,但本发明的拉伸用复丝例如可以如下所述而得到。
即,可以通过以第1单丝的纤度的平均值为30dtex以下、且第1单丝的纤度的变动系数为33%以下的方式选择并集合30根以上第1单丝而得到拉伸用复丝。
实施例
接下来,列举实施例及比较例对本发明进一步具体地进行说明。需要说明的是,本发明并不受这些实施例的任何限定。
<实施例1>
通过第1实施方式的方法(逐步拉伸法)制作了复丝。
(工序(A))
首先,按照下述的配合比例将下述的材料进行干混,并利用挤出机将干混后的材料在150℃下熔融混炼,得到了颗粒。
作为聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯)共聚树脂(3-羟基己酸酯的比例:6mol%、Mw:35万、熔体流动速率(MFR)(165℃,5kg):12g/10min)(P3HB3HH):100质量份
作为结晶成核剂的季戊四醇(日本合成化学株式会社制、Neulizer P):1.0质量份
作为具有酰胺键的润滑剂的芥酸酰胺:0.5质量份
作为具有酰胺键的润滑剂的山嵛酸酰胺:0.5质量份
颗粒的玻璃化转变温度为2℃。颗粒的结晶化温度为100℃。颗粒的熔点为146℃。颗粒的热分解温度为180℃。
然后,如图1所示,通过混炼挤出机102(单螺杆挤出机、螺杆直径:25mm)将上述颗粒熔融而得到了熔融物。
然后,将该熔融物从纺丝喷嘴104(温度:175℃、喷出孔的数量:368处、喷出孔的形状:圆形状、喷出孔的直径:0.3mm)喷出,得到了368根原丝100A。
需要说明的是,熔融物的流量通过齿轮泵103调整为5.6kg/h。
(工序(B))
利用冷却箱105以0.7m/s的速度通过圆形淬火法向368根原丝100A喷吹20℃的空气。
需要说明的是,根据空气的温度、空气的速度及喷出孔的直径,通过上述的方法求出熔融状态的368根上述原丝100A与空气之间的导热系数,导热系数为194W/(m2·K)。另外,在冷却箱106中,没有喷吹气体。
接着,用第1牵引辊部107(448m/min)将被冷却箱105、106冷却的368根原丝100A进行牵引,368根原丝100A依次通过了第1运送辊部108(471m/min)、第2运送辊部109(471m/min、70℃)、第3运送辊部110(471m/min)、第4运送辊部111(471m/min)之后,用第1卷取辊部(461m/min)卷取368根原丝100A,在室温(5~35℃)下保管18小时,得到了拉伸用复丝。
(工序(C))
如图2所示,利用第2牵引辊部113(4.8m/min、30℃)从第1卷取辊部112对拉伸用复丝进行牵引,用拉伸辊部114(11.5m/min、25℃)进行拉伸,用引出辊部(热处理辊部)115(10.4m/min、90℃)进行运送,用第2卷取辊部116(10.4m/min)进行卷取,由此得到了复丝。
拉伸倍率设为2.4倍。
在复丝中,第2单丝没有断裂。另外,也没有观察到第2单丝彼此的熔粘。
由此,复丝的外观良好。
需要说明的是,作为牵引辊部及运送辊部,使用了各自为相同速度及相同温度的2个辊构成的辊部。
使用得到的复丝,如下所述制作了短纤维。
首先,为了得到适当的纤度的短纤维,将得到的多根复丝进行并纱。
接着,以并纱后的多根复丝的表面温度达到65℃的方式,利用蒸汽将并纱后的复丝进行了预热。
然后,以运送速度30m/分将预热后的多根复丝供给至填料函,进一步在轧点压力(ニップ圧)0.20MPa、填料压力0.03MPa的条件下对多根复丝赋予卷曲,由此得到了卷曲丝。
接着,用丝束切割器将上述卷曲丝切断,使得短纤维的长度为51mm,由此得到了具有卷曲的短纤维。上述短纤维的卷曲数为14个/25mm。
<实施例2~7>
除了将工序(A)~(C)的条件变更为下述表2中记载的条件以外,与实施例1同样地得到了拉伸用复丝、复丝及短纤维。
在实施例2~7中,上述短纤维的卷曲数为14个/25mm。
<比较例1、5>
除了将工序(A)~(C)的条件变更为下述表2中记载的条件以外,与实施例1同样地得到了拉伸用复丝及复丝。
<比较例2>
除了将工序(A)及(C)的条件变更为下述表2中记载的条件以外,与实施例1同样地得到了拉伸用复丝。
然后,使用该拉伸用复丝,并且将工序(C)的条件变更为下述表2中记载的条件,除此以外,尝试了试图与实施例1同样地得到复丝,结果是第1单丝的一部分断裂,无法制作复丝。
<比较例3、4>
除了将工序(A)及(B)的条件变更为下述表2中记载的条件以外,尝试了试图与实施例1同样地得到拉伸用复丝。
但是,在比较例3中,相邻的第1单丝彼此熔粘,无法得到拉伸用复丝。
另外,在比较例4中,在从纺丝喷嘴104至第1卷取辊部112之间一部分原丝发生断裂,无法得到拉伸用复丝。
<拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的平均值及变动系数>
拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的平均值及变动系数通过上述的方法而求出。
将拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的平均值及变动系数示于下述表2。
<复丝中的第2单丝的纤度的平均值及变动系数>
复丝中的第2单丝的纤度的平均值及变动系数通过上述的方法而求出。
将复丝中的第2单丝的纤度的平均值及变动系数示于下述表2。
<复丝中的第2单丝的拉伸强度的平均值>
复丝中的第2单丝的拉伸强度的平均值通过上述的方法而求出。
将复丝中的第2单丝的拉伸强度的平均值示于下述表2。
如上述表2所示,与拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的变动系数为38.1%以上的比较例1、5相比,在本发明的范围内的实施例1~7中,复丝中的第2单丝的拉伸强度更高。
另外,在使用第1单丝的纤度的变动系数为38.1%的拉伸用复丝以与实施例3相同的拉伸倍率尝试了试图得到复丝的比较例2中,无法得到复丝。
由此可知,即,根据本发明,可以提供即使单丝的纤度的平均值小也易于得到强度高的复丝的拉伸用复丝。
另外,如上述表2所示,与导热系数为45W/(m2·K)以下的比较例1、5相比,在本发明的范围内的实施例1~7中,拉伸用复丝中的第1单丝的纤度的变动系数更小。
在未喷吹空气(空气的速度为0.0m/s)的比较例3及空气的温度为60℃的比较例4中,无法得到拉伸用复丝。
Claims (10)
1.一种拉伸用复丝,其具有30根以上单丝,其中,
所述单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,
所述单丝的纤度的平均值为30dtex以下,
所述单丝的纤度的变动系数为33%以下。
2.根据权利要求1所述的拉伸用复丝,其中,
所述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含聚(3-羟基丁酸酯类树脂)。
3.一种复丝,其是经拉伸后的复丝,其中,
所述复丝具有30根以上单丝,
所述单丝含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,
所述单丝的纤度的平均值为20dtex以下,
所述单丝的纤度的变动系数为33%以下。
4.一种短纤维,其是权利要求3中记载的复丝被切断而成的,
长度为20cm以下。
5.一种拉伸用复丝的制造方法,其通过熔融纺丝法得到拉伸用复丝,该方法具有:
工序(A),通过使用具有30处以上的喷出孔的纺丝喷嘴利用所述熔融纺丝法将熔融物喷出,从而得到熔融状态的30根以上的原丝;以及
工序(B),通过向熔融状态的30根以上的所述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体将30根以上的所述原丝进行冷却,从而得到拉伸用复丝,
所述熔融物含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂及结晶成核剂,
所述拉伸用复丝中的单丝的纤度的平均值为30dtex以下,
在所述工序(B)中,熔融状态的30根以上的所述原丝与所述气体之间的导热系数设为60W/(m2·K)以上。
6.根据权利要求5所述的拉伸用复丝的制造方法,其中,
在所述工序(B)中,将所述导热系数设为125W/(m2·K)以上。
7.根据权利要求5或6所述的拉伸用复丝的制造方法,其中,
在所述工序(B)中,将对30根以上的所述原丝喷吹所述气体的速度设为0.1m/s以上。
8.一种复丝的制造方法,该方法包括:
通过权利要求5或6所述的拉伸用复丝的制造方法得到所述拉伸用复丝,工序(C),通过利用拉伸辊部将该拉伸用复丝拉伸1.5倍以上而得到复丝。
9.根据权利要求8所述的复丝的制造方法,其中,
在所述工序(B)中,通过对熔融状态的30根以上的所述原丝喷吹0℃以上且50℃以下的气体,将30根以上的所述原丝冷却至50℃以下,从而得到所述拉伸用复丝,
在所述工序(C)中,将该拉伸用复丝加热并利用所述拉伸辊部进行拉伸。
10.一种短纤维的制造方法,该方法包括:
通过权利要求8所述的复丝的制造方法得到所述复丝,
通过将该复丝切断而得到长度为20cm以下的短纤维。
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