EA046495B1 - COMPOSITE FIBER WITH AN "ISLANDS IN THE SEA" STRUCTURE - Google Patents
COMPOSITE FIBER WITH AN "ISLANDS IN THE SEA" STRUCTURE Download PDFInfo
- Publication number
- EA046495B1 EA046495B1 EA202291531 EA046495B1 EA 046495 B1 EA046495 B1 EA 046495B1 EA 202291531 EA202291531 EA 202291531 EA 046495 B1 EA046495 B1 EA 046495B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- fiber
- sea
- component
- island
- island structure
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 250
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 122
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 35
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 33
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 10
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 23
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 20
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 18
- 239000004236 Ponceau SX Substances 0.000 description 13
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 11
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 11
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 8
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 8
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 7
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 5
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 229920001179 medium density polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004701 medium-density polyethylene Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 3
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- UFRKOOWSQGXVKV-UHFFFAOYSA-N ethene;ethenol Chemical compound C=C.OC=C UFRKOOWSQGXVKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006229 ethylene acrylic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920001756 Polyvinyl chloride acetate Polymers 0.000 description 1
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920005676 ethylene-propylene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 239000000113 methacrylic resin Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010689 synthetic lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к плоскому композитному волокну со структурой острова в море, подходящему для использования при включении в матричный материал (например, формованное изделие из термопластической смолы), и использованию таких волокон, а также формованному изделию из термопластической смолы, включающему такие композитные волокна со структурой острова в море, и способу его получения.The present invention relates to a flat composite fiber with a sea island structure suitable for use when incorporated into a matrix material (eg, a thermoplastic resin molded article), and the use of such fibers, as well as a thermoplastic resin molded article including such composite fibers with a structure islands in the sea, and the method of obtaining it.
Уровень техникиState of the art
Включающее волокно формованное изделие из смолы, содержащее, например, термопластическую смолу в качестве матричного материала, в дополнение к характеристикам смолы демонстрирует преимущества, производные от включенных волокон, такие как высокий предел прочности на разрыв, теплоизолирующую способность, легкость, атмосферостойкость и электроизолирующую способность. Включающие волокно формованные изделия из смолы могут быть применены в различных областях, таких как строительные материалы, автомобильные компоненты, медицинские устройства и амортизаторы ударов.A fiber-embedded resin molding containing, for example, a thermoplastic resin as a matrix material, in addition to the characteristics of the resin, exhibits advantages derived from the incorporated fibers, such as high tensile strength, thermal insulating ability, lightness, weather resistance and electrical insulating ability. Fiber-incorporating resin moldings can be used in a variety of applications such as building materials, automotive components, medical devices, and shock absorbers.
Например, в патентном документе 1 (японская выложенная патентная публикация № 2014-185265) раскрывается способ образования пузырьков при использовании методики диспергирования водопоглощающей среды в смоле для формирования водных пузырьков. Как это описывается в патентном документе 1, при использовании воды, введенной в композитные волокна со структурой острова в море, вода может быть смешана с термопластической смолой, а после этого подвергнута нагреванию таким образом, что по мере испарения воды во время формования могут быть сформированы пузырьки с образованием формованного изделия, включающего мелкие пузырьки.For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2014-185265) discloses a method for generating bubbles by using a technique of dispersing a water-absorbing medium in a resin to form water bubbles. As described in Patent Document 1, when using water introduced into composite fibers with an island structure in the sea, the water can be mixed with a thermoplastic resin and then subjected to heating so that bubbles can be formed as the water evaporates during molding to form a molded product including small bubbles.
Документ известного уровня техникиPrior art document
Патентный документPatent document
Патентный документ 1. Японская выложенная патентная публикация № 2014-185265.Patent Document 1. Japanese Patent Publication No. 2014-185265.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
В способе, описанном в патентном документе 1, композитные волокна, содержащие островной компонент, однородно диспергируют в термопластической смоле.In the method described in Patent Document 1, composite fibers containing the island component are uniformly dispersed in a thermoplastic resin.
В дополнение к этому, вследствие демонстрации морским компонентом температуры плавления, меньшей, чем у островного компонента более быстрое плавление морского компонента, чем островного компонента при нагревании делает возможным диспергирование островных компонентов. Это делает возможным получение формованного изделия из термопластической смолы, в котором однородно диспергированы мелкие пузырьки.In addition, due to the marine component exhibiting a melting point lower than that of the island component, the faster melting of the marine component than the island component upon heating makes it possible to disperse the island components. This makes it possible to obtain a molded thermoplastic resin product in which fine bubbles are uniformly dispersed.
Однако, в таком способе диспергирования композитных волокон со структурой острова в море композитные волокна со структурой острова в море нагреваются только через термопластическую смолу при подводе тепла таким образом, что композитные волокна со структурой острова в море, находящиеся в контакте с термопластической смолой, не могут быть нагреты в достаточной степени, что в результате приводит к неравномерному рассеиванию тепла в композитные волокна со структурой острова в море и недостаточному термопластическому деформированию композитных волокон со структурой острова в море. Композитное волокно со структурой острова в море, демонстрирующее недостаточное термопластическое деформирование, неизбежно содержит морской компонент, характеризующийся недостаточным термопластическим деформированием, таким образом, что перемещение островного компонента внутри композитного волокна сдерживается морским компонентом. При сдерживании островного компонента морским компонентом соответствующие части островов в островном компоненте не могут перемещаться независимо, что в результате приводит к неравномерному распределению частей островов в термопластической смоле. В таком случае в формованном изделии из термопластической смолы не могут быть продемонстрированы характеристики волокон, такие как улучшенный предел прочности на разрыв.However, in this method of dispersing sea island structure composite fibers, the sea island structure composite fibers are heated only through the thermoplastic resin by applying heat so that the sea island structure composite fibers in contact with the thermoplastic resin cannot be heated sufficiently, resulting in uneven heat dissipation into the sea island structure composite fibers and insufficient thermoplastic deformation of the sea island structure composite fibers. A composite fiber with an island structure in a sea exhibiting insufficient thermoplastic deformation inevitably contains a marine component characterized by insufficient thermoplastic deformation, such that the movement of the island component within the composite fiber is restrained by the marine component. When the island component is restrained by the sea component, the corresponding parts of the islands in the island component cannot move independently, resulting in uneven distribution of the island parts in the thermoplastic resin. In such a case, fiber characteristics such as improved tensile strength cannot be demonstrated in the thermoplastic resin molded article.
Как это обнаружили изобретатели в качестве результата интенсивных исследований, проведенных изобретателями настоящего изобретения для разрешения данной проблемы, конкретные композитные волокна со структурой острова в море, диспергируемые в матричном материале, делают возможным получение улучшенного рассеивания тепла в результате получения поперечного сечения каждого композитного волокна со структурой острова в море с предварительно определенным аспектным соотношением, и, тем самым, морской компонент может характеризоваться улучшенной термопластической деформируемостью при нагревании матричного материала для диспергирования композитных волокон со структурой острова в море таким образом, что композитные волокна со структурой острова в море делают возможным независимое диспергирование соответствующих частей островов островного компонента в матричном материале без сдерживания островного компонента. Таким образом, изобретатели настоящего изобретения совершили настоящее изобретение.As discovered by the inventors as a result of intensive research conducted by the inventors of the present invention to solve this problem, specific sea island composite fibers dispersed in a matrix material make it possible to obtain improved heat dissipation by obtaining a cross-section of each island structure composite fiber in the sea with a predetermined aspect ratio, and thereby the marine component can have improved thermoplastic deformability by heating the matrix material for dispersing the island structure composite fibers in the sea such that the island structure composite fibers in the sea enable independent dispersion of the respective parts islands of the island component in the matrix material without containing the island component. Thus, the inventors of the present invention have made the present invention.
- 1 046495- 1 046495
То есть настоящее изобретение может включать следующие далее предпочтительные аспекты.That is, the present invention may include the following preferred aspects.
Аспект 1.Aspect 1.
Композитное волокно со структурой острова в море (предпочтительно плоское композитное штапельное волокно со структурой острова в море), содержащее островной компонент и морской компонент, характеризующийся температурой плавления, меньшей, чем у островного компонента, где волокно имеет аспектное соотношение в диапазоне от 2,0 до 5,0 (предпочтительно от 2,6 до 3,4) в поперечном сечении волокна; а морской компонент имеет толщину морского компонента в диапазоне от 0,2 до 2,0 мкм (предпочтительно от 0,5 до 1,0 мкм), при этом толщина морского компонента определена как расстояние между внешней периферией волокна и островным компонентом, наиболее близким к внешней периферии на малой оси поперечного сечения волокна.A sea island composite fiber (preferably a sea island composite flat staple fiber) containing an island component and a sea component having a melting point lower than that of the island component, wherein the fiber has an aspect ratio in the range of 2.0 to 5.0 (preferably 2.6 to 3.4) in fiber cross-section; and the sea component has a sea component thickness in the range of 0.2 to 2.0 μm (preferably 0.5 to 1.0 μm), the sea component thickness being defined as the distance between the outer periphery of the fiber and the island component closest to outer periphery on the minor axis of the fiber cross-section.
Аспект 2.Aspect 2.
Композитное волокно со структурой острова в море, соответствующее аспекту 1, где островной компонент содержит сополимер этиленвинилового спирта (предпочтительно сополимер этиленвинилового спирта, включающий этилен с долей в диапазоне от 25 до 70 мол.%).The sea island structure composite fiber according to aspect 1, wherein the island component comprises an ethylene vinyl alcohol copolymer (preferably an ethylene vinyl alcohol copolymer comprising ethylene with a proportion ranging from 25 to 70 mol %).
Аспект 3.Aspect 3.
Композитное волокно со структурой острова в море, соответствующее аспектам 1 или 2, где морской компонент содержит полиолефиновую смолу.A composite fiber with an island structure in the sea, corresponding to aspects 1 or 2, where the marine component contains a polyolefin resin.
Аспект 4.Aspect 4.
Композитное волокно со структурой острова в море, соответствующее любому одному из аспектов от 1 до 3, где композитное волокно со структурой острова в море имеет тонину одиночного волокна, составляющую 50 дтекс или менее (предпочтительно 20 дтекс или менее, а, кроме того, предпочтительно 15 дтекс или менее).The sea island structure composite fiber according to any one of aspects 1 to 3, wherein the sea island structure composite fiber has a single fiber fineness of 50 dtex or less (preferably 20 dtex or less, and further preferably 15 dtex or less).
Аспект 5.Aspect 5.
Композитное волокно со структурой острова в море, соответствующее любому одному из аспектов от 1 до 4, где островной компонент имеет аспектное соотношение, составляющее 5,0 или менее (предпочтительно 4,0 или менее, а более предпочтительно 3,5 или менее).A sea island structure composite fiber corresponding to any one of the aspects 1 to 4, wherein the island component has an aspect ratio of 5.0 or less (preferably 4.0 or less, and more preferably 3.5 or less).
Аспект 6.Aspect 6.
Композитное волокно со структурой острова в море, соответствующее аспекту 5, где аспектное соотношение для островного компонента характеризуется значением CV, составляющим 45% или менее (предпочтительно 35% и менее, а более предпочтительно 25% или менее).The sea island composite fiber according to aspect 5, wherein the aspect ratio for the island component has a CV value of 45% or less (preferably 35% or less, and more preferably 25% or less).
Аспект 7.Aspect 7.
Композитное волокно со структурой острова в море, соответствующее любому одному из аспектов от 1 до 6, где композитное волокно со структурой острова в море характеризуется длиной волокна в диапазоне от 0,5 до 30 мм (предпочтительно от 1,0 до 20 мм, более предпочтительно от 1,5 до 10 мм, а, кроме того, предпочтительно от 2,7 до 3,3 мм).A sea island structure composite fiber corresponding to any one of aspects 1 to 6, wherein the sea island structure composite fiber has a fiber length in the range of 0.5 to 30 mm (preferably 1.0 to 20 mm, more preferably from 1.5 to 10 mm, and, in addition, preferably from 2.7 to 3.3 mm).
Аспект 8.Aspect 8.
Композитное волокно со структурой острова в море, соответствующее любому одному из аспектов от 1 до 7, где композитное волокно со структурой острова в море содержит замасливатель, нанесенный с долей в диапазоне от 0,1 до 30 мас.% (более предпочтительно от 0,1 до 10 мас.%, а, кроме того, предпочтительно от 1,0 до 5,0 мас.%) при расчете на массу волокна.The sea island structure composite fiber according to any one of aspects 1 to 7, wherein the sea island structure composite fiber comprises a sizing agent applied at a proportion ranging from 0.1 to 30 wt.% (more preferably from 0.1 up to 10 wt.%, and, in addition, preferably from 1.0 to 5.0 wt.%) based on the weight of the fiber.
Аспект 9.Aspect 9.
Композитное волокно со структурой острова в море, соответствующее любому одному из аспектов от 1 до 8, где волокно имеет способность усадки, обеспечивающую усадку на 10% от длины волокна в продольном направлении волокна за 500 с или менее при нагревании волокна при 160°С с прикреплением массы в 0,14 мг/дтекс к одному концу волокна.A sea island structure composite fiber corresponding to any one of aspects 1 to 8, wherein the fiber has a shrinkability capable of shrinking 10% of the fiber length in the longitudinal direction of the fiber in 500 seconds or less when the fiber is heated at 160° C. with attachment mass of 0.14 mg/dtex to one end of the fiber.
Аспект 10.Aspect 10.
Использование композитных волокон со структурой острова в море, которые упоминаются в любом одном из аспектов от 1 до 9, для формования, где матричный материал и композитные волокна со структурой острова в море смешивают для получения смеси; и смесь нагревают при температуре, равной или большей в сопоставлении с температурой плавления морского компонента и меньшей, чем температура плавления островного компонента композитных волокон со структурой острова в море.Using the sea island structure composite fibers that are mentioned in any one of aspects 1 to 9 for molding, where the matrix material and the sea island structure composite fibers are mixed to form a mixture; and the mixture is heated at a temperature equal to or greater than the melting point of the sea component and less than the melting temperature of the island component of the island structure composite fibers in the sea.
Аспект 11.Aspect 11.
Формованное изделие, включающее, по меньшей мере, в части формованного изделия композитные волокна со структурой острова в море, которые упоминаются в любом одном из аспектов от 1 до 9.A molded article comprising, at least in a portion of the molded article, the sea island structure composite fibers referred to in any one of aspects 1 to 9.
Аспект 12.Aspect 12.
Способ получения формованного изделия, при этом способ включает смешивание матричного материала и композитных волокон со структурой острова в море, которые упоминаются в любом одном из аспектов от 1 до 9, для получения смеси и нагревание смеси при температуре, равной или большей в сопоставлении с температурой плавления морского компонента и меньшей, чем температура плавления островного компонента композитных волокон со структурой острова в море, для формования из смеси профиля.A method for producing a molded article, the method comprising mixing a matrix material and sea island structure composite fibers which are mentioned in any one of aspects 1 to 9 to form a mixture and heating the mixture at a temperature equal to or greater than the melting point marine component and lower than the melting point of the island component of composite fibers with an island structure in the sea, for molding a profile from the mixture.
Настоящее изобретение охватывает любую комбинацию, по меньшей мере, из двух признаков, расThe present invention covers any combination of at least two features, races
- 2 046495 крытых в формуле изобретения и/или описании изобретения и/или на чертежах. В частности, любая комбинация из двух и более пунктов прилагающейся формулы изобретения должна равным образом восприниматься как включенная в объем настоящего изобретения.- 2 046495 covered in the claims and/or description of the invention and/or in the drawings. In particular, any combination of two or more claims shall be equally construed as being included within the scope of the present invention.
Эффекты от изобретенияEffects of the invention
В соответствии с настоящим изобретением может быть получено плоское композитное волокно со структурой острова в море, характеризующееся превосходными способностью к прядению и термопластической деформируемостью. Использование таких плоских композитных волокон со структурой острова в море для получения формованного изделия делает возможным независимое диспергирование островного компонента без сдерживания морским компонентом в смеси из волокон и матричного материала, для того чтобы получить формованное изделие, в котором подавлено неравномерное распределение островного компонента.According to the present invention, a sea island structure flat composite fiber having excellent spinnability and thermoplastic deformability can be produced. Using such flat composite fibers with an island structure in the sea to obtain a molded article makes it possible to independently disperse the island component without being restrained by the sea component in a mixture of fibers and a matrix material, so as to obtain a molded article in which uneven distribution of the island component is suppressed.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Настоящее изобретение будет более ясно понято исходя из следующего далее описания его предпочтительных вариантов осуществления при рассмотрении его в сочетании с прилагающимися чертежами. Однако, варианты осуществления и чертежи представлены только для целей иллюстрирования и разъяснения и не должны восприниматься в качестве ограничения, накладываемого на объем настоящего изобретения каким бы то ни было образом, где данный объем должен быть определен в прилагающейся формуле изобретения. На прилагающихся чертежах подобные позиционные обозначения используются для обозначения подобных или соответствующих деталей по всем нескольким изображениям. Чертежи необязательно демонстрируются в согласованном масштабе и гиперболизируются в целях иллюстрирования принципа настоящего изобретения. В числе фигур:The present invention will be more clearly understood from the following description of preferred embodiments thereof when taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the embodiments and drawings are presented for purposes of illustration and explanation only and should not be construed as limiting the scope of the present invention in any way, where such scope is to be defined in the accompanying claims. In the accompanying drawings, like reference designators are used to identify similar or corresponding parts throughout the several illustrations. The drawings are not necessarily shown to a consistent scale and are exaggerated for the purpose of illustrating the principle of the present invention. Among the figures:
фиг. 1 представляет собой изображение типового схематического вида в поперечном сечении для плоского композитного волокна со структурой острова в море, используемого в настоящем изобретении, при этом волокно разрезают ортогонально продольному направлению (т.е. направлению оси волокна) волокна;fig. 1 is a typical schematic cross-sectional view of a sea island structure flat composite fiber used in the present invention, wherein the fiber is cut orthogonal to the longitudinal direction (ie, the direction of the fiber axis) of the fiber;
фиг. 2 представляет собой изображение схематического вида в поперечном сечении для плоского композитного волокна со структурой острова в море, используемого в настоящем изобретении, в целях иллюстрирования толщины морского компонента, при этом волокно разрезают ортогонально продольному направлению волокна.fig. 2 is a schematic cross-sectional view of a sea island structure flat composite fiber used in the present invention for the purpose of illustrating the thickness of the sea component, wherein the fiber is cut orthogonal to the longitudinal direction of the fiber.
Описание вариантов осуществленияDescription of Embodiments
Ниже в настоящем документе варианты осуществления настоящего изобретения будут описываться подробно.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Плоское композитное волокно со структурой острова в море.Flat composite fiber with island structure in the sea.
Плоское композитное волокно со структурой острова в море, соответствующее настоящему изобретению, содержит островной компонент и морской компонент, характеризующийся температурой плавления, меньшей, чем у островного компонента. Такое плоское композитное волокно со структурой острова в море может быть штапелировано до произвольной длины волокна для получения плоского композитного штапельного волокна со структурой острова в море.The sea island structure flat composite fiber of the present invention contains an island component and a sea component having a melting point lower than that of the island component. Such a sea island structure flat composite fiber can be stapled to an arbitrary fiber length to produce a sea island structure flat composite staple fiber.
Островной компонент.Island component.
На полимер, использованный в качестве островного компонента, составляющего плоское композитное волокно со структурой острова в море, не накладывают ограничений конкретным соответствующим полимером до тех пор, пока это будет термопластический полимер. Могут быть использованы различные волокнообразующие термопластические полимеры, и примеры таких термопластических полимеров могут включать полиамидные смолы, сложнополиэфирные смолы, полиолефиновые смолы, акриловые смолы и термопластические винилспиртовые смолы. В их числе применительно к превосходной гидрофильности предпочтительными являются термопластические винилспиртовые смолы (в особенности сополимеры этиленвинилового спирта). Например, при необходимости демонстрации формованным продуктом гидрофильности для областей применения, таких как внутренние и внешние стены здания, предпочтительно может быть использован сополимер этиленвинилового спирта.The resin used as the island component constituting the sea island structure flat composite fiber is not limited to a specific corresponding resin as long as it is a thermoplastic resin. Various fiber-forming thermoplastic polymers can be used, and examples of such thermoplastic polymers may include polyamide resins, polyester resins, polyolefin resins, acrylic resins and thermoplastic vinyl alcohol resins. Among them, thermoplastic vinyl alcohol resins (especially ethylene vinyl alcohol copolymers) are preferred for superior hydrophilicity. For example, if the molded product needs to demonstrate hydrophilicity for applications such as interior and exterior walls of a building, an ethylene vinyl alcohol copolymer may preferably be used.
В их числе более предпочтительный сополимер этиленвинилового спирта (температура плавления: от 120 до 190°С) включает от 25 до 70 мол.% этилена (предпочтительно от 30 до 60 мол.%, а более предпочтительно от 35 до 55 мол.%). Существует возможность того, что при прядении сополимер этиленвинилового спирта, характеризующийся уровнем содержания этилена, меньшим, чем нижнее предельное значение, может подвергнуться желатинизации, что в результате приводит к ухудшению способности к прядению. С другой стороны, сополимер этиленвинилового спирта, характеризующийся уровнем содержания этилена, большим, чем верхнее предельное значение, вряд ли может демонстрировать гидрофильность.Among them, the more preferable ethylene vinyl alcohol copolymer (melting point: 120 to 190°C) includes 25 to 70 mol% ethylene (preferably 30 to 60 mol%, and more preferably 35 to 55 mol%). There is a possibility that, during spinning, an ethylene vinyl alcohol copolymer having an ethylene content less than the lower limit value may undergo gelatinization, resulting in deterioration in spinnability. On the other hand, an ethylene vinyl alcohol copolymer having an ethylene content greater than the upper limit value is unlikely to exhibit hydrophilicity.
Сополимер этиленвинилового спирта может характеризоваться степенью омыления, составляющей, например, 88% и более, предпочтительно 95% и более, а более предпочтительно 98% и более. На верхнее предельное значение степени омыления не накладывают ограничений конкретным значением, и оно может составлять, например, 99,8%.The ethylene vinyl alcohol copolymer may have a saponification rate of, for example, 88% or more, preferably 95% or more, and more preferably 98% or more. The upper limit value of the saponification degree is not limited to a specific value and may be, for example, 99.8%.
- 3 046495- 3 046495
Морской компонент.Marine component.
Важной является демонстрация полимером, использованным в качестве морского компонента, составляющего плоское композитное волокно со структурой острова в море, температуры плавления, меньшей, чем у полимера, использованного в качестве островного компонента. В технологическом процессе формирования формованного изделия, в котором в матричном материале диспергируют плоские композитные волокна со структурой острова в море, морской компонент расплавляется быстрее, чем островной компонент, и композитные волокна со структурой острова в море характеризуются аспектным соотношением в соответствии с представленным ниже определением в диапазоне от 2,0 до 5,0 в своем поперечном сечении волокна таким образом, что тепло в достаточной степени рассеивается в морской компонент композитных волокон со структурой острова в море в матрице. Это увеличивает способность морского компонента расплавляться для того, чтобы уменьшить силу связывания морского компонента с островным компонентом в композитных волокнах со структурой острова в море, что приводит к однородному диспергированию островного компонента в смешанной текучей среде, включающей плоские композитные волокна со структурой острова в море и матричный материал. На такой морской компонент не накладывают ограничений конкретным соответствующим компонентом до тех пор, пока он будет характеризоваться температурой плавления, меньшей, чем у островного компонента и будет способен при прядении формировать структуру острова в море. Примеры морского компонента могут включать полиолефиновые смолы, акриловые смолы, полиамидные смолы и тому подобное.It is important that the polymer used as the marine component constituting the flat composite fiber with an island structure in the sea demonstrates a melting point lower than that of the polymer used as the island component. In the molding process in which the sea island structure flat composite fibers are dispersed in the matrix material, the sea component is melted faster than the island component, and the sea island structure composite fibers are characterized by an aspect ratio according to the definition below in the range 2.0 to 5.0 in its fiber cross-section so that heat is sufficiently dissipated into the marine component of the sea island structure composite fibers in the matrix. This increases the ability of the sea component to melt to reduce the bonding force of the sea component to the island component in the sea island composite fibers, resulting in uniform dispersion of the island component in the mixed fluid comprising the flat sea island composite fibers and the matrix material. Such a marine component is not limited to a specific corresponding component as long as it has a melting point lower than that of the island component and is capable of forming an island structure in the sea when spun. Examples of the marine component may include polyolefin resins, acrylic resins, polyamide resins and the like.
В их числе применительно к диспергируемости волокон предпочтительный соответствующий компонент может содержать полиолефиновые смолы. Примеры полиолефиновой смолы могут включать: различные типы полиэтилена (полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (L-LDPE), полиэтилен средней плотности (MDPE) или полиэтилен высокой плотности (HDPE); температура плавления: от 95 до 150°С); низкоплавкий полипропилен (температура плавления: от 115 до 155°С); и блок-сополимер этилена-пропилена (температура плавления: от 95 до 165°С).Among them, with regard to fiber dispersibility, a preferred corresponding component may comprise polyolefin resins. Examples of polyolefin resin may include: various types of polyethylene (low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (L-LDPE), medium density polyethylene (MDPE) or high density polyethylene (HDPE); melting point: 95 to 150°C ); low-melting polypropylene (melting point: from 115 to 155°C); and ethylene-propylene block copolymer (melting point: 95 to 165°C).
Применительно к улучшению термопластической деформируемости морской компонент может характеризоваться теплопроводностью (единица измерения: 10-4 кал/с-см/°С-см), составляющей, например, 3 и более, предпочтительно 5 и более, а более предпочтительно 7 и более, при этом теплопроводность измеряют в соответствии с документом ASTM С177. На верхнее предельное значение теплопроводности не накладывают ограничений конкретным значением, и оно может составлять, например, 20 или менее.With regard to improving thermoplastic deformability, the marine component may have a thermal conductivity (unit: 10 -4 cal/s-cm/°C-cm) of, for example, 3 or more, preferably 5 or more, and more preferably 7 or more, with In this case, thermal conductivity is measured in accordance with ASTM C177. The upper limit value of thermal conductivity is not limited to a specific value and may be, for example, 20 or less.
От температуры плавления (Ms) смолы, составляющей морской компонент, только требуется, чтобы она была бы меньшей, чем температура плавления (Mi) смолы, составляющей островной компонент, и разница (Mi-Ms) между данными температурами плавления предпочтительно может находиться в диапазоне от 20 до 80°С, а более предпочтительно от 30 до 60°С. Разница в пределах предварительно определенного диапазона делает возможным улучшение диспергируемости островного компонента при одновременном получении выгоды от термопластической деформируемости морского компонента.The melting point (Ms) of the marine component resin is only required to be less than the melting point (Mi) of the island component resin, and the difference (Mi-Ms) between these melting temperatures may preferably be in the range of 20 to 80°C, and more preferably from 30 to 60°C. The difference within a predetermined range makes it possible to improve the dispersibility of the island component while benefiting from the thermoplastic deformability of the marine component.
В плоском композитном волокне со структурой острова в море островной компонент и морской компонент предпочтительно могут присутствовать при массовом соотношении между компонентами композита в виде (островной компонент)/(морской компонент)=от 10/90 до 90/10. Существует возможность того, что при несбалансированном соотношении между компонентами композита при уровне содержания островного компонента, меньшем, чем нижнее предельное значение или большем, чем верхнее предельное значение, свежеспряденные волокна, выгруженные из прядильного сопла, могут действенно изгибаться, что приводит к недостаточной способности к прядению. Соотношение между компонентами композита в виде островного компонента и морского компонента может более предпочтительно находиться в диапазоне от 30/70 до 90/10, а, кроме того, предпочтительно от 50/50 до 80/20.In the sea island structure flat composite fiber, the island component and the sea component may preferably be present at a weight ratio between the composite components of (island component)/(sea component)=10/90 to 90/10. There is a possibility that when the ratio between the components of the composite is unbalanced and the content of the island component is less than the lower limit value or greater than the upper limit value, the freshly spun fibers discharged from the spinning nozzle may be effectively bent, resulting in insufficient spinnability . The ratio between the island component and the marine component components of the composite may be more preferably in the range of 30/70 to 90/10, and further preferably 50/50 to 80/20.
Плоское композитное волокно со структурой острова в море может содержать замасливатель, нанесенный на поверхность волокна при прядении в целях улучшения диспергируемости таких волокон в матричном материале формованного изделия. Тип замасливателя в подходящем случае может быть выбран в зависимости от типа матричного материала, смешиваемого с плоским композитным волокном со структурой острова в море. Примеры замасливателя могут включать: масло животного происхождения, масло растительного происхождения, синтетическое смазочное масло, минеральное масло, неионное поверхностно-активное вещество, анионное поверхностно-активное вещество, катионное поверхностноактивное вещество, амфотерное поверхностно-активное вещество и другие замасливатели. Замасливатель может быть нанесен в количестве в диапазоне от 0,1 до 30 мас.%, более предпочтительно от 0,1 до 10 мас.%, а, кроме того, предпочтительно от 1,0 до 5,0 мас.%, при расчете на массу волокна.The sea island structure flat composite fiber may contain a sizing agent applied to the surface of the fiber during spinning to improve the dispersibility of such fibers in the matrix material of the molded article. The type of sizing agent can be suitably selected depending on the type of matrix material mixed with the sea island structure flat composite fiber. Examples of the lubricant may include: animal oil, vegetable oil, synthetic lubricating oil, mineral oil, nonionic surfactant, anionic surfactant, cationic surfactant, amphoteric surfactant and other lubricants. The lubricant may be applied in an amount ranging from 0.1 to 30% by weight, more preferably from 0.1 to 10% by weight, and further preferably from 1.0 to 5.0% by weight, when calculated per fiber weight.
До тех пор, пока не будет ухудшен эффект от настоящего изобретения, плоское композитное волокно со структурой острова в море, использованное в настоящем изобретении, по мере надобности может содержать неорганические вещества, такие как диоксид титана, диоксид кремния и оксид бария; технический углерод; окрашивающие вещества, такие как красители и пигменты; добавки, такие как антиоксиданты, поглотители УФ-излучения и светостабилизаторы.As long as the effect of the present invention is not deteriorated, the sea island structure flat composite fiber used in the present invention may optionally contain inorganic substances such as titanium dioxide, silica and barium oxide; carbon black; coloring agents such as dyes and pigments; additives such as antioxidants, UV absorbers and light stabilizers.
Важной является демонстрация плоским композитным волокном со структурой острова в море, соответствующим настоящему изобретению, высокой термопластической деформируемости. Например, при нагревании волокна при 160°С с прикреплением предварительно определенной массы (например,It is important that the sea island structure flat composite fiber of the present invention demonstrates high thermoplastic deformability. For example, heating a fiber at 160°C and attaching a predetermined mass (e.g.
- 4 046495- 4 046495
0,14 мг/дтекс) к одному концу волокна волокно может продемонстрировать способность усадки, обеспечивающую усадку на 10% от длины волокна в продольном направлении волокна предпочтительно за 500 с или менее. При усадке волокна на 10% в пределах вышеупомянутого диапазона морской компонент может действенно расплавляться во время технологического процесса получения формованного изделия, включающего плоские композитные волокна со структурой острова в море, таким образом, что островной компонент может независимо диспергироваться в смеси, включающей плоские композитные волокна со структурой острова в море и матричный материал. Диапазон более предпочтительно может составлять 400 с или менее, кроме того, предпочтительно 300 с или менее, а, кроме того еще, предпочтительно 200 с или менее.0.14 mg/dtex) to one end of the fiber, the fiber may exhibit a shrinkage capability that shrinks 10% of the fiber length in the longitudinal direction of the fiber, preferably in 500 seconds or less. When the fiber shrinks by 10% within the above range, the marine component can be effectively melted during the process of producing a molded article including flat composite fibers with an island structure in the sea, so that the island component can be independently dispersed in the mixture including flat composite fibers with island structure in the sea and matrix material. The range may more preferably be 400 seconds or less, further preferably 300 seconds or less, and further preferably 200 seconds or less.
Производство плоского композитного волокна со структурой острова в море.Production of flat composite fiber with island structure in the sea.
Плоское композитное волокно со структурой острова в море может быть произведено при использовании известного способа, использующего известное устройство для прядения-вытяжки. Например, гранулы полимера островного компонента и гранулы полимера морского компонента могут быть поданы в раздельные экструдеры для экструдирования из расплава и расплавлены для получения расплавов. Соответствующие расплавы могут быть объединены в фильере для получения композитного волокна, разработанной для формирования желательного поперечного сечения волокна, и выгружены из сопла при вышеупомянутом соотношении, то есть, (островной компонент)/(морской компонент). Свежеспряденные волокна в типичном случае могут быть смотаны при скорости в диапазоне от 500 до 4000 м/мин. Количество частей островного компонента (или количество островов) может быть изменено в результате выбора фильеры, и композитное волокно может включать от 1 до 1000 островов, предпочтительно от 2 до 600 островов, а более предпочтительно от 4 до 200 островов, применительно к диспергируемости островного компонента. Смотанные волокна могут быть, кроме того, по мере надобности подвергнуты вытяжке (в результате вытяжки под воздействием сухого тепла или вытяжки под воздействием влажного тепла).The sea island structure flat composite fiber can be produced using a known method using a known spin-drawing apparatus. For example, island component polymer pellets and marine component polymer pellets can be fed into separate melt extruders and melted to produce melts. Suitable melts can be combined in a spinneret to produce a composite fiber designed to form the desired fiber cross-section and discharged from the nozzle at the above ratio, i.e., (island component)/(marine component). Freshly spun fibers can typically be wound at speeds ranging from 500 to 4000 m/min. The number of island component parts (or number of islands) can be changed by the choice of the spinneret, and the composite fiber may include from 1 to 1000 islands, preferably from 2 to 600 islands, and more preferably from 4 to 200 islands, with regard to the dispersibility of the island component. The wound fibers can also be drawn (by dry heat drawing or moist heat drawing) as required.
Профиль поперечного сечения плоского композитного волокна со структурой острова в море.Cross-sectional profile of a flat composite fiber with an island structure in the sea.
Фиг. 1 представляет собой изображение схематического вида в поперечном сечении, демонстрирующее один пример профиля поперечного сечения плоского композитного волокна со структурой острова в море, используемого в настоящем изобретении, в ортогональном направлении по отношению к оси волокна. В данном примере плоское композитное волокно со структурой острова в море содержит островной компонент А в виде 16 частей с плоским профилем, однородно скомпонованных в морском компоненте В по всему волокну. Важной является демонстрация плоским композитным волокном со структурой острова в море в качестве одиночного волокна плоского профиля в своем поперечном сечении, ортогональном продольному направлению волокна, или, говоря другими словами, демонстрация по существу эллиптического профиля, который является более удлиненным в одном направлении в сопоставлении с истинным кругом и характеризуется аспектным соотношением, которое является соотношением между большой осью и малой осью (большая ось/малая ось) в диапазоне от 2,0 до 5,0, более предпочтительно от 2,5 до 4,0, а, кроме того, предпочтительно от 2,6 до 3,4. Большая ось и малая ось в настоящем изобретении соответствуют большой оси и малой оси плоского профиля поперечного сечения, как это продемонстрировано на фиг. 1 соответственно. Большую ось определяют в качестве наиболее длинного линейного сегмента, проходящего через центр тяжести в плоском профиле поперечного сечения одиночного волокна. Малую ось определяют в качестве наиболее длинного линейного сегмента в направлении, ортогональном большой оси.Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing one example of the cross-sectional profile of a sea island structure flat composite fiber used in the present invention in an orthogonal direction with respect to the fiber axis. In this example, the sea island structure flat composite fiber contains the island component A in the form of 16 flat profile pieces arranged uniformly in the sea component B throughout the fiber. What is important is that the sea island structure flat composite fiber exhibits as a single fiber a flat profile in its cross section orthogonal to the longitudinal direction of the fiber, or in other words, a substantially elliptical profile that is more elongated in one direction than the true one. circle and is characterized by an aspect ratio, which is the ratio between the major axis and the minor axis (major axis/minor axis) in the range of 2.0 to 5.0, more preferably 2.5 to 4.0, and further preferably from 2.6 to 3.4. The major axis and minor axis in the present invention correspond to the major axis and minor axis of a flat cross-sectional profile as shown in FIG. 1 respectively. The major axis is defined as the longest linear segment passing through the center of gravity in the plane cross-sectional profile of a single fiber. The minor axis is defined as the longest linear segment in a direction orthogonal to the major axis.
Плоские композитные волокна со структурой острова в море делают возможным эффективное рассеивание тепла (передачу тепла) при смешивании с матричным материалом для формования из расплава в сопоставлении с волокнами, характеризующимися той же самой тониной одиночного волокна, но демонстрирующими аспектное соотношение 1, таким образом, что тепло может быть в достаточной степени рассеяно в плоские композитные волокна со структурой острова в море (в частности, в их морской компонент). В качестве результата части островного компонента могут быть однородно диспергированы в смешанной текучей среде, сформированной из плоских композитных волокон со структурой острова в море и матричного материала. Говоря другими словами, вследствие демонстрации каждым из плоских композитных волокон со структурой острова в море большей площади поверхности, чем в случае волокна, характеризующегося поперечным сечением истинного круга (т.е. аспектным соотношением 1), плоские волокна могут легче поглощать тепло, поданное из пространства вне внешних периферийных поверхностей волокон, что облегчает расплавление морского компонента в смеси, включающей плоские композитные волокна со структурой острова в море и матричный материал. Вследствие этого в смешанной текучей среде, полученной из плоских композитных волокон со структурой острова в море и матричного материала, морской компонент высвобождает внутренний островной компонент, для того чтобы обеспечивать независимое диспергирование островного компонента композитных волокон таким образом, чтобы предотвратить неравномерное распределение островного компонента.Sea island structure flat composite fibers enable efficient heat dissipation (heat transfer) when mixed with a melt spinning matrix material, compared with fibers having the same single fiber fineness but exhibiting an aspect ratio of 1, such that the heat can be sufficiently dispersed into flat composite fibers with an island structure in the sea (in particular, their marine component). As a result, the island component parts can be uniformly dispersed in the mixed fluid formed from the sea island structure flat composite fibers and the matrix material. In other words, due to each of the sea island structure flat composite fibers exhibiting a larger surface area than the true circle cross section fiber (i.e., aspect ratio 1), the flat fibers can more easily absorb heat supplied from the space outside the outer peripheral surfaces of the fibers, which facilitates the melting of the marine component in the mixture including the flat composite fibers with a sea island structure and the matrix material. Therefore, in the mixed fluid produced from the flat composite fibers with an island structure in the sea and the matrix material, the marine component releases the inner island component to independently disperse the island component of the composite fibers so as to prevent uneven distribution of the island component.
Волокна, характеризующиеся чрезмерно маленьким аспектным соотношением, может в результате приводить к неудовлетворительному диспергированию островного компонента (потенциально стимулировать неравномерное распределение) вследствие медленного рассеивания тепла при нагревании смесиFibers characterized by an excessively small aspect ratio may result in poor dispersion of the island component (potentially promoting uneven distribution) due to slow heat dissipation when the mixture is heated
- 5 046495 из волокон и матричного материала, в то время как волокна, характеризующиеся чрезмерно большим аспектным соотношением, могут обнаруживать затруднения при прядении, поскольку свежеспряденные волокна, выгруженные из прядильного сопла, могут с большей вероятностью стимулировать разрыв при контакте с прядильным соплом.- 5 046495 of fibers and matrix material, while fibers characterized by an excessively high aspect ratio may exhibit difficulty in spinning since freshly spun fibers discharged from the spinning nozzle may be more likely to induce rupture upon contact with the spinning nozzle.
Островной компонент (в форме части (частей) островного компонента или острова (островов)) может характеризоваться аспектным соотношением, составляющим, например, 5,0 или менее, предпочтительно 4,0 или менее, а более предпочтительно 3,5 или менее. Аспектное соотношение для островного компонента определяется тем же самым образом, что и аспектное соотношение для композитного волокна. Большую ось определяют в качестве наиболее длинного линейного сегмента, проходящего через центр тяжести в плоском профиле поперечного сечения островного компонента. Малую ось определяют в качестве наиболее длинного линейного сегмента в направлении, ортогональном большой оси. Существует возможность того, что каждая часть островного компонента, характеризующаяся чрезмерно большим аспектным соотношением, будет демонстрировать большую площадь поверхности и, таким образом, иметь тенденцию к вхождению в контакт с другой частью (частями) островного компонента таким образом, что островные компоненты с большей вероятностью будут перепутываться, возможно приводя к неудовлетворительному диспергированию островных компонентов. Аспектное соотношение для островного компонента не характеризуется конкретным нижним предельным значением, и конкретное нижнее предельное значение может составлять, по меньшей мере, 1.The island component (in the form of part(s) of the island component or island(s)) may have an aspect ratio of, for example, 5.0 or less, preferably 4.0 or less, and more preferably 3.5 or less. The aspect ratio for the island component is determined in the same way as the aspect ratio for the composite fiber. The major axis is defined as the longest linear segment passing through the center of gravity in the plane cross-sectional profile of the island component. The minor axis is defined as the longest linear segment in a direction orthogonal to the major axis. It is possible that each portion of an island component having an excessively large aspect ratio will exhibit a larger surface area and thus tend to come into contact with other portion(s) of the island component such that the island components are more likely to become entangled, possibly leading to poor dispersion of the island components. The aspect ratio for the island component is not characterized by a specific lower limit value, and the specific lower limit value may be at least 1.
Кроме того, применительно к однородности профиля диспергируемых островных компонентов аспектное соотношение для островного компонента может характеризоваться значением CV, предпочтительно составляющим 45% или менее, более предпочтительно 35% или менее, а, кроме того, предпочтительно 25% или менее.Further, in relation to the uniformity of the dispersible island component profile, the aspect ratio for the island component may be characterized by a CV value of preferably 45% or less, more preferably 35% or less, and further preferably 25% or less.
Важной является демонстрация морским компонентом в вышеупомянутом плоском композитном волокне со структурой острова в море толщины морского компонента в диапазоне от 0,2 до 2,0 мкм, а предпочтительно от 0,5 до 1,0 мкм, при этом толщина композита моря представляет собой кратчайшее расстояние (X) между внешней периферией волокна и островным компонентом, наиболее близким к внешней периферии на малой оси поперечного сечения, продемонстрированного на фиг. 2. В соответствии с использованием в настоящем документе большую ось определяют в качестве наиболее длинного линейного сегмента линии центра тяжести, проходящей через центр тяжести в профиле поперечного сечения волокна, а малую ось определяют в качестве наиболее длинного линейного сегмента в направлении, ортогональном большой оси. При чрезмерно маленькой толщине морского компонента островной компонент, который должен быть покрыт морским компонентом, с большей вероятностью вступает в контакт с прядильным соплом таким образом, что волокна могут действенно изгибаться, что в результате приводит к недостаточной способности к прядению. При чрезмерно большой толщине морского компонента при нагревании смеси из волокон и матричного материала рассеивание тепла замедляется.It is important that the marine component in the above-mentioned island-in-sea flat composite fiber exhibits a thickness of the marine component in the range of 0.2 to 2.0 µm, and preferably 0.5 to 1.0 µm, with the thickness of the sea composite being the shortest the distance (X) between the outer periphery of the fiber and the island component closest to the outer periphery on the minor axis of the cross section shown in FIG. 2. As used herein, the major axis is defined as the longest linear segment of the center of gravity line passing through the center of gravity in the cross-sectional profile of the fiber, and the minor axis is defined as the longest linear segment in the direction orthogonal to the major axis. When the thickness of the marine component is excessively small, the island component to be coated with the marine component is more likely to come into contact with the spinning nozzle such that the fibers can be effectively bent, resulting in insufficient spinnability. If the thickness of the marine component is excessively large, when the mixture of fibers and matrix material is heated, heat dissipation is slowed down.
Тонина одиночного волокна.Single fiber fineness.
Тонина одиночного волокна для плоского композитного волокна со структурой острова в море, использованного в настоящем изобретении, в подходящем случае может быть задана должным образом и в типичном случае может составлять 50 дтекс или менее, предпочтительно 20 дтекс или менее, а, кроме того, предпочтительно 15 дтекс или менее. При чрезмерно большой тонине при нагревании смеси из волокон и матричного материала рассеивание тепла замедляется. Тонина одиночного волокна не характеризуется конкретным нижним предельным значением и в типичном случае может составлять 0,01 дтекс и более, а предпочтительно 4 дтекс и более. Тонину одиночного волокна измеряют в соответствии с документом JIS L 1013:2010 8.3.1, method A.The single fiber fineness of the sea island structure flat composite fiber used in the present invention may suitably be set and typically may be 50 dtex or less, preferably 20 dtex or less, and further preferably 15 dtex or less. If the fineness is too high, the heat dissipation slows down when the mixture of fibers and matrix material is heated. The fineness of a single fiber does not have a specific lower limit and can typically be 0.01 dtex or more, and preferably 4 dtex or more. Single fiber fineness is measured in accordance with JIS L 1013:2010 8.3.1, method A.
Плоское композитное штапельное волокно со структурой острова в море.Flat composite staple fiber with island structure in the sea.
Вследствие смешивания плоских композитных волокон со структурой острова в море с матричным материалом волокна могут быть подвергнуты переработке в штапельные волокна, каждое из которых характеризуется маленькой длиной волокна, для получения плоских композитных штапельных волокон со структурой острова в море, соответствующих настоящему изобретению. Такое плоское композитное штапельное волокно со структурой острова в море предпочтительно может характеризоваться длиной волокна в диапазоне от 0,5 до 30 мм, более предпочтительно от 1,0 до 20 мм, кроме того, предпочтительно от 1,5 до 10 мм, а более предпочтительно от 2,7 до 3,3 мм. Может оказаться затруднительным диспергирование волокон, характеризующихся чрезмерно большой длиной волокна, в матричном материале. Волокна, характеризующиеся чрезмерно маленькой длиной волокна, могут обнаруживать затруднения при штапелировании в техническом смысле, а также увеличение производственной себестоимости.By mixing the sea island structure flat composite fibers with the matrix material, the fibers can be processed into staple fibers each having a short fiber length to obtain the sea island structure flat composite staple fibers of the present invention. Such sea island structure flat composite staple fiber may preferably have a fiber length in the range of 0.5 to 30 mm, more preferably 1.0 to 20 mm, further preferably 1.5 to 10 mm, and more preferably from 2.7 to 3.3 mm. It may be difficult to disperse fibers having excessively long fiber lengths in the matrix material. Fibers that are characterized by excessively short fiber lengths may exhibit difficulties in the forming of staples in a technical sense, as well as increased production costs.
Матричный материал.Matrix material.
На матричный материал для формирования формованного изделия, использованного в настоящем изобретении, ограничений не накладывают конкретным соответствующим материалом. Примеры такого материала могут включать: полиолефиновые смолы, такие как полиэтиленовые смолы (полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэтилен средней плотности (MDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), линейно-цепочечный полиэтилен низкой плотности (L-LDPE)), сополимер этилена-а-олефина, полипроThe matrix material for forming the molded article used in the present invention is not limited to a particular suitable material. Examples of such material may include: polyolefin resins such as polyethylene resins (low density polyethylene (LDPE), medium density polyethylene (MDPE), high density polyethylene (HDPE), linear chain low density polyethylene (L-LDPE)), ethylene copolymer -a-olefin, polypro
- 6 046495 пилен, статистический сополимер пропилена-этилена, блок-сополимер пропилена-этилена, статистический сополимер пропилена-этилена-1-бутена, статистический сополимер пропилена-4-метил-1-пентена и полибутен; термопластические поливинилспиртовые смолы, такие как сополимер этиленвинилового спирта; винильные смолы, такие как поливинилхлорид и сополимер этилена-винилацетата, акриловые смолы, такие как метакриловая смола, сополимер этилена-сложного эфира акриловой смолы; термопластические эластомеры, такие как полиуретановый эластомер; каучуки, такие как полиизопрен, полибутадиен, стирол-бутадиеновый каучук, этилен-пропилен-диеновый каучук и акриловый каучук. В их числе при использовании в качестве морского компонента полиолефиновой смолы предпочтительные соответствующие смолы применительно к диспергируемости могут включать термопластические эластомеры, такие как полиуретановый эластомер, и каучуки, такие как полиизопрен, полибутадиен, стиролбутадиеновый каучук, этилен-пропилен-диеновый каучук и акриловый каучук.- 6 046495 pylene, propylene-ethylene random copolymer, propylene-ethylene block copolymer, propylene-ethylene-1-butene random copolymer, propylene-4-methyl-1-pentene random copolymer and polybutene; thermoplastic polyvinyl alcohol resins such as ethylene vinyl alcohol copolymer; vinyl resins such as polyvinyl chloride and ethylene-vinyl acetate copolymer, acrylic resins such as methacrylic resin, ethylene-acrylic ester copolymer; thermoplastic elastomers such as polyurethane elastomer; rubbers such as polyisoprene, polybutadiene, styrene butadiene rubber, ethylene propylene diene rubber and acrylic rubber. Among them, when used as a marine component of a polyolefin resin, preferred corresponding resins with respect to dispersibility may include thermoplastic elastomers such as polyurethane elastomer and rubbers such as polyisoprene, polybutadiene, styrene butadiene rubber, ethylene propylene diene rubber and acrylic rubber.
Производство формованного изделия.Production of molded products.
Плоские композитные волокна со структурой острова в море смешивают с матричным материалом в дисперсной форме или смешивают с матричным материалом при одновременном размягчении матричного материала для получения смеси. После этого из смеси формуют желательное формованное изделие при использовании обычного способа формования, такого как экструзионное формование и инжекционное формование. Матричный материал формуют при температуре, равной или большей в сопоставлении с температурой плавления морского компонента и меньшей, чем температура плавления островного компонента. Формованное изделие включает плоские композитные волокна со структурой острова в море, по меньшей мере, в их части. Говоря другими словами, формованное изделие содержит матричный материал и островной компонент плоских композитных волокон со структурой острова в море, по меньшей мере, в их части. Морской компонент может быть расплавлен в результате нагревания для интегрирования с матричным материалом.Flat composite fibers with an island structure in the sea are mixed with the matrix material in dispersed form or mixed with the matrix material while softening the matrix material to obtain a mixture. The mixture is then formed into a desired molded article using a conventional molding method such as extrusion molding and injection molding. The matrix material is formed at a temperature equal to or greater than the melting point of the marine component and less than the melting point of the island component. The molded article includes flat composite fibers with a sea island structure in at least a portion thereof. In other words, the molded article contains a matrix material and an island component of flat composite fibers with an island structure in the sea, at least in part thereof. The marine component may be melted by heating to integrate with the matrix material.
Добавление композитных волокон к формованному изделию.Adding composite fibers to a molded product.
Формованное изделие включает композитные волокна, добавленные с долей предпочтительно в диапазоне от 0,1 до 20 мас.%, более предпочтительно от 0,2 до 10 мас.%, а, кроме того, предпочтительно от 0,5 до 5 мас.%. При недостаточности добавления волокон формованное изделие может в недостаточной степени проявлять эффекты, производные от включения плоских композитных волокон со структурой острова в море, такие как высокий предел прочности на разрыв, теплоизолирующая способность и легкость. При избыточном добавлении волокон формованное изделие в качестве формованного изделия может демонстрировать недостаточные эксплуатационные характеристики, такие как хрупкость и неудовлетворительная формуемость.The molded article includes composite fibers added at a proportion preferably ranging from 0.1 to 20 wt%, more preferably from 0.2 to 10 wt%, and further preferably from 0.5 to 5 wt%. If the addition of fibers is insufficient, the molded article may not sufficiently exhibit the effects derived from the inclusion of flat composite fibers with an island structure in the sea, such as high tensile strength, thermal insulation ability and lightness. If fibers are added excessively, the molded article as a molded article may exhibit insufficient performance characteristics such as brittleness and poor formability.
ПримерыExamples
Ниже в настоящем документе настоящее изобретение будет описано более конкретно при обращении к примерам. Однако, данные примеры не должны восприниматься в качестве ограничения, накладываемого на объем настоящего изобретения каким бы то ни было образом. Композитные волокна производили, измеряли и оценивали применительно к различным аспектам следующим далее образом.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by referring to examples. However, these examples should not be taken as limiting the scope of the present invention in any way. Composite fibers were produced, measured and evaluated in various aspects as follows.
Примеры 1-8.Examples 1-8.
(1) Производство плоских композитных волокон со структурой острова в море.(1) Production of flat composite fibers with island structure in the sea.
В экструдеры для экструдирования из расплава подавали сополимер этиленвинилового спирта (EVOH, доступный в компании Kuraray Co., Ltd.; уровень содержания этилена: 44% (моль.), степень омыления: 99%, температура плавления: 165°С) и полиэтилен (HDPE; температура плавления: 125°С, теплопроводность: от 11 до 12,4 (10-4 кал/с-см/°С-см)) для получения соответствующих расплавов. Расплавы выгружали из прядильного сопла для получения плоского композитного волокна со структурой острова в море (имеющего плоский профиль в поперечном сечении одиночного отверстия прядильного сопла) для прядения волокон, которые содержали EVOH в качестве островного компонента и HDPE в качестве морского компонента (при температуре прядения 260°С). Дизайн прядильного сопла изменяли для каждого из примеров, для того чтобы производить плоские композитные волокна со структурой острова в море с количеством островов, соотношением между компонентами композита, тониной одиночного волокна, аспектным соотношением в поперечном сечении, аспектным соотношением для островного компонента в поперечном сечении и его значением CV и толщиной морского компонента, как это указывается в табл. 1.Melt extrusion extruders were fed with ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH, available from Kuraray Co., Ltd.; ethylene content: 44% (mol), saponification rate: 99%, melting point: 165°C) and polyethylene ( HDPE; melting point: 125°C, thermal conductivity: 11 to 12.4 (10 -4 cal/s-cm/°C-cm)) to obtain appropriate melts. Melts were discharged from the spinning nozzle to produce a flat sea island composite fiber (having a flat profile in the cross section of a single spinning nozzle opening) to spin fibers that contained EVOH as the island component and HDPE as the sea component (at a spinning temperature of 260° WITH). The design of the spinning nozzle was changed for each of the examples in order to produce flat composite fibers with an island structure in the sea with the number of islands, the ratio between the components of the composite, the fineness of a single fiber, the aspect ratio in the cross section, the aspect ratio for the island component in the cross section and its the CV value and the thickness of the marine component, as indicated in Table. 1.
(2) Измерение температуры плавления.(2) Melting point measurement.
Температуру плавления полученных волокон каждого образца (количество образца: от 3 до 8 мг) измеряли при использовании дифференциального термогравиметрического анализатора Thermo plus TG 8120, производства компании Rigaku Corporation, при скорости увеличения температуры 5°С/мин в диапазоне измеряемых температур от 35 до 200°С.The melting point of the obtained fibers of each sample (sample amount: from 3 to 8 mg) was measured using a Thermo plus TG 8120 differential thermogravimetric analyzer, manufactured by Rigaku Corporation, at a temperature increase rate of 5°C/min in the measured temperature range from 35 to 200° WITH.
(3) Измерение аспектных соотношений.(3) Measuring aspect ratios.
Полученные волокна каждого образца штапелировали при использовании дискового ножа и поперечные сечения волокон для штапельных волокон наблюдали в увеличенном масштабе при использовании оптического микроскопа. При использовании измерительной функции оптического микроскопа для каждого из 10 волокон проводили измерения в отношении большой оси и малой оси волокна для вычисThe resulting fibers of each sample were stapled using a rotary cutter and the fiber cross-sections for the staple fibers were observed on an enlarged scale using an optical microscope. Using the optical microscope's measurement function, each of the 10 fibers was measured along the major axis and minor axis of the fiber to calculate
- 7 046495 ления соотношения между большой осью и малой осью (т.е. большая ось/малая ось) в качестве аспектного соотношения. Использовали среднее значение аспектных соотношений для 10 волокон. Что касается аспектного соотношения для частей островного компонента, то случайным образом выбирали одно из вышеупомянутых поперечных сечений волокон и измеряли все части островного компонента в волокне на данном поперечном сечении волокна для вычисления среднего значения результатов измерения. Как это должно быть отмечено, в случае наличия 200 или менее частей островного компонента в выбранном волокне могут быть измерены все части островного компонента, а в случае наличия более, чем 200 частей островного компонента в выбранном волокне могут быть измерены случайным образом выбранные 200 частей островного компонента.- 7 046495 defining the relationship between the major axis and the minor axis (ie major axis/minor axis) as an aspect ratio. The average value of aspect ratios for 10 fibers was used. With regard to the aspect ratio for island parts, one of the above-mentioned fiber cross sections was randomly selected and all island parts in the fiber were measured at that fiber cross section to calculate the average value of the measurement results. As should be noted, in the case of 200 or less island parts in a selected fiber, all island parts may be measured, and in the case of more than 200 island parts in a selected fiber, a randomly selected 200 island parts may be measured. .
(4) Измерение толщины морского компонента.(4) Marine component thickness measurement.
Полученные волокна каждого образца непосредственно штапелировали при использовании дискового ножа. Поперечное сечение волокна каждого штапельного волокна наблюдали при использовании электронного микроскопа (JCM-6000Plus, производства компании JEOL Ltd.) для определения расстояния от внешней периферии композитного волокна со структурой острова в море на сечении резки до островного компонента, наиболее близкого к периферии волокна на малой оси. Измерения проводили в 5 точках резки для вычисления среднего значения результатов измерения.The resulting fibers of each sample were directly stapled using a rotary cutter. The fiber cross-section of each staple fiber was observed using an electron microscope (JCM-6000Plus, manufactured by JEOL Ltd.) to determine the distance from the outer periphery of the sea island composite fiber at the cutting section to the island component closest to the periphery of the fiber on the minor axis. . Measurements were taken at 5 cutting points to calculate the average value of the measurement results.
(5) Оценка способности к прядению.(5) Assessment of spinning ability.
Способность к прядению оценивали в соответствии со следующими далее критериями:Spinning ability was assessed according to the following criteria:
превосходно: менее чем 1 случай разрыва волокна в 1 ч во время непрерывного прядения на протяжении 1 ч;excellent: less than 1 fiber break per hour during continuous spinning for 1 hour;
хорошо: от 1 до менее чем 3 случаев разрыва волокна в 1 ч во время непрерывного прядения на протяжении 1 ч и неудовлетворительно: 3 и более случаев разрыва волокна в 1 ч во время непрерывного прядения на протяжении 1 ч.good: 1 to less than 3 fiber breaks per hour during continuous spinning for 1 hour and unsatisfactory: 3 or more fiber breaks per hour during continuous spinning for 1 hour.
В табл. 1 демонстрируются результаты.In table 1 shows the results.
(6) Оценка термопластического деформирования.(6) Evaluation of thermoplastic deformation.
В качестве образца от полученных волокон из каждого из примеров и сравнительных примеров приготавливали пучок из 500 филаментов, имеющих длину 10 см. Образец суспендировали таким образом, чтобы один конец образца удерживался бы в зажиме, а к другому концу образца прикрепляли массу (0,14 мг/дтекс). После этого образец фиксировали на масштабированной пластине. В данном состоянии образец располагали в сушилке, выставленной на 160°С, для наблюдения усадки композитных волокон со структурой острова в море в продольном направлении от передней стороны сушилки. Измеряли время, требуемое для усадки длины волокна на 1 см (10%). В табл. 1 демонстрируются результаты.As a sample from the obtained fibers from each of the Examples and Comparative Examples, a bundle of 500 filaments having a length of 10 cm was prepared. The sample was suspended such that one end of the sample was held in a clamp and a mass (0.14 mg) was attached to the other end of the sample /dtex). After this, the sample was fixed on a scaled plate. In this state, the sample was placed in a dryer set to 160°C to observe the shrinkage of the island structure composite fibers in the sea in the longitudinal direction from the front side of the dryer. The time required for the fiber length to shrink by 1 cm (10%) was measured. In table 1 shows the results.
(7) Оценка вариации модулей упругости формованных изделий.(7) Evaluation of the variation of elastic modulus of molded products.
Композитные волокна, полученные в каждом из примеров и сравнительных примеров, штапелировали до длины волокна 3 мм. Штапельные волокна и ту же самую смолу HDPE, что и соответствующая смола, использованная в качестве морского компонента композитных волокон, смешивали при перемешивании с массовым соотношением 98:2 для получения смеси. Смесь нагревали при 160°С для формования 5 штук образцов формованных изделий из смолы, каждое из которых имеет размер 50 мм на 50 мм на 3 мм. При использовании прецизионного универсального тестера AG-5000B, производства компании Shimadzu Corporation, измеряли модуль упругости каждого формованного изделия из смолы. Вариацию модулей упругости, измеренных для 5 штук образцов, рассчитывали в качестве значения CV и вариацию модулей упругости оценивали в соответствии со следующими далее критериями:The composite fibers obtained in each of the Examples and Comparative Examples were stapled to a fiber length of 3 mm. Staple fibers and the same HDPE resin as the corresponding resin used as the marine component of the composite fibers were mixed under stirring with a mass ratio of 98:2 to obtain a mixture. The mixture was heated at 160° C. to form 5 pieces of resin molding samples, each having a size of 50 mm by 50 mm by 3 mm. Using a precision universal tester AG-5000B manufactured by Shimadzu Corporation, the elastic modulus of each resin molding was measured. The variation of elastic moduli measured for 5 pieces of samples was calculated as the CV value and the variation of elastic moduli was evaluated according to the following criteria:
превосходно: модули упругости характеризовались значением CV, составляющим менее чем 10%;excellent: elastic moduli had a CV value of less than 10%;
хорошо: модули упругости характеризовались значением CV, составляющим ровно или более чем 10% и менее чем 15%; и неудовлетворительно: модули упругости характеризовались значением CV, составляющим ровно или более чем 15%.good: elastic moduli were characterized by a CV value of exactly or more than 10% and less than 15%; and unsatisfactory: elastic moduli were characterized by a CV value of exactly or more than 15%.
Сравнительный пример 1.Comparative example 1.
Те же самые сополимер этиленвинилового спирта и полиэтилен, что и соответствующие материалы из примера 1, использовали, соответственно, в качестве островного компонента и морского компонента. Расплавы сополимера этиленвинилового спирта и полиэтилена выгружали из прядильного сопла для получения композитного волокна со структурой острова в море (имеющего круглый профиль в поперечном сечении одиночного отверстия прядильного сопла) для получения композитных волокон со структурой острова в море, продемонстрированных в табл. 1.The same ethylene vinyl alcohol copolymer and polyethylene as the corresponding materials in Example 1 were used as the island component and the marine component, respectively. Melts of ethylene vinyl alcohol-polyethylene copolymer were discharged from the spinning nozzle to produce the sea island composite fiber (having a circular profile in the cross section of the single opening of the spinning nozzle) to produce the sea island composite fibers shown in Table 1. 1.
Сравнительный пример 2.Comparative example 2.
Те же самые сополимер этиленвинилового спирта и полиэтилен, что и соответствующие материалы из примера 1, использовали, соответственно, в качестве островного компонента и морского компонента. Композитные волокна со структурой острова в море пряли при использовании сопла, разработанного для прядения волокон, каждое из которых характеризуется аспектным соотношением в поперечном сечении 1,5 и толщиной морского компонента 0,8 мкм, как это продемонстрировано в табл. 1.The same ethylene vinyl alcohol copolymer and polyethylene as the corresponding materials in Example 1 were used as the island component and the marine component, respectively. Sea island structure composite fibers were spun using a nozzle designed to spin fibers each having a cross-sectional aspect ratio of 1.5 and a sea component thickness of 0.8 µm, as shown in Table 1. 1.
- 8 046495- 8 046495
Сравнительный пример 3.Comparative example 3.
Те же самые сополимер этиленвинилового спирта и полиэтилен, что и соответствующие материалы из примера 1, использовали, соответственно, в качестве островного компонента и морского компонента. Прядение проводили при использовании сопла, разработанного для прядения волокон, каждое из которых характеризуется аспектным соотношением в поперечном сечении 6,0 и толщиной морского компонента 0,5 мкм, как это продемонстрировано в табл. 1. Однако, композитные волокна со структурой острова в море не могли быть получены.The same ethylene vinyl alcohol copolymer and polyethylene as the corresponding materials in Example 1 were used as the island component and the marine component, respectively. Spinning was carried out using a nozzle designed for spinning fibers each having a cross-sectional aspect ratio of 6.0 and a marine component thickness of 0.5 µm, as shown in Table 1. 1. However, composite fibers with an island structure in the sea could not be obtained.
Сравнительный пример 4.Comparative example 4.
Те же самые сополимер этиленвинилового спирта и полиэтилен, что и соответствующие материалы из примера 1, использовали, соответственно, в качестве островного компонента и морского компонента. Прядение проводили при использовании сопла, разработанного для прядения волокон, каждое из которых характеризуется аспектным соотношением в поперечном сечении 3,0 и толщиной морского компонента 0,1 мкм, как это продемонстрировано в табл. 1. Однако, композитные волокна со структурой острова в море не могли быть получены.The same ethylene vinyl alcohol copolymer and polyethylene as the corresponding materials in Example 1 were used as the island component and the marine component, respectively. Spinning was carried out using a nozzle designed to spin fibers each having a cross-sectional aspect ratio of 3.0 and a marine component thickness of 0.1 µm, as shown in Table 1. 1. However, composite fibers with an island structure in the sea could not be obtained.
Сравнительный пример 5.Comparative example 5.
Те же самые сополимер этиленвинилового спирта и полиэтилен, что и соответствующие материалы из примера 1, использовали, соответственно, в качестве островного компонента и морского компонента. Композитные волокна со структурой острова в море пряли при использовании сопла, разработанного для прядения волокон, каждое из которых характеризуется аспектным соотношением в поперечном сечении 3,0 и толщиной морского компонента 3,0 мкм, как это продемонстрировано в табл. 1.The same ethylene vinyl alcohol copolymer and polyethylene as the corresponding materials in Example 1 were used as the island component and the marine component, respectively. Sea island structure composite fibers were spun using a nozzle designed to spin fibers each having a cross-sectional aspect ratio of 3.0 and a sea component thickness of 3.0 µm, as shown in Table 1. 1.
Таблица 1Table 1
- 9 046495- 9 046495
В каждом из примеров от 1 до 8 композитное волокно со структурой острова в море содержит островной компонент и морской компонент, характеризующийся температурой плавления, меньшей, чем у островного компонента, при этом волокно характеризуется аспектным соотношением (большая ось/малая ось) в диапазоне от 2,0 до 5,0 в поперечном сечении волокна и толщиной морского компонента в диапазоне от 0,2 до 2,0 мкм в поперечном сечении волокна, и, таким образом, волокна в примерах от 1 до 8 демонстрируют превосходные способность к прядению и термопластическую деформируемость. Поэтому предположительно использование композитных волокон со структурой острова в море из примеров от 1 до 8 делает возможным производство формованных изделий, в которых может быть облегчено независимое диспергирование островных компонентов в матричном материале, включающем плоские композитные волокна со структурой острова в море. Собственно говоря, вследствие диспергируемости островных компонентов формованные изделия из примеров от 1 до 8 характеризовались меньшей вариацией модулей упругости, чем у формованных изделий из сравнительных примеров от 1 до 2 и 5.In each of Examples 1 to 8, the composite fiber with a sea island structure contains an island component and a sea component having a melting point lower than that of the island component, and the fiber has an aspect ratio (major axis/minor axis) in the range of 2 .0 to 5.0 in the fiber cross-section and a marine component thickness ranging from 0.2 to 2.0 μm in the fiber cross-section, and thus the fibers in Examples 1 to 8 exhibit excellent spinnability and thermoplastic deformability . Therefore, it is believed that the use of the sea island composite fibers of Examples 1 to 8 makes it possible to produce molded articles in which the independent dispersion of island components in a matrix material including the flat sea island composite fibers can be facilitated. In fact, due to the dispersibility of the island components, the molded articles of Examples 1 to 8 exhibited less variation in elastic modulus than the molded articles of Comparative Examples 1 to 2 and 5.
Сравнительный пример 1, характеризующийся аспектным соотношением 1,0 в поперечном сечении волокна (круглом поперечном сечении), ухудшил рассеивание тепла по всему волокну, что в результате приводит к неудовлетворительной термопластической деформируемости и большой вариации модулей упругости формованных изделий, как и в случае признаков, продемонстрированных для обыкновенных волокон. Сравнительный пример 2 характеризовался аспектным соотношением 1,5 в поперечном сечении волокна и, таким образом, был недостаточно плоским, как в случае сравнительного примера 1, что в результате приводит к медленному рассеиванию тепла по всему волокну, неудовлетворительной термопластической деформируемости и неблагоприятной вариации модулей упругости формованных изделий. В частности, сравнительные примеры 1 и 2 характеризовались неудовлетворительной термопластической деформируемостью в сопоставлении с примерами 7 и 8 несмотря на демонстрацию сравнительными примерами 1 и 2 меньшей тонины, чем у примеров 7 и 8.Comparative Example 1, characterized by an aspect ratio of 1.0 in the fiber cross-section (circular cross-section), deteriorated heat dissipation throughout the fiber, resulting in poor thermoplastic deformability and large variation in the elastic moduli of the molded articles, similar to the characteristics demonstrated for ordinary fibers. Comparative Example 2 had an aspect ratio of 1.5 in the fiber cross-section and was thus not sufficiently flat as in the case of Comparative Example 1, resulting in slow heat dissipation throughout the fiber, poor thermoplastic deformability, and unfavorable variation in the elastic moduli of the molded products. In particular, Comparative Examples 1 and 2 exhibited poor thermoplastic deformability compared to Examples 7 and 8 despite Comparative Examples 1 and 2 exhibiting lower fineness than Examples 7 and 8.
С другой стороны, сравнительный пример 3 характеризовался аспектным соотношением 6,0 в поперечном сечении волокна и, таким образом, был очень плоским. Поэтому происходил частый разрыв волокна таким образом, что было невозможно получить волокна. Причина разрыва волокна предположительно обуславливается контактом между прядильным соплом и островными компонентами свежеспряденных волокон, выгружаемых из прядильного сопла. Сравнительный пример 4 характеризовался толщиной морского компонента 0,1 мкм и был еще более тонким, чем в случае примера 5 таким образом, что сравнительный пример 4 характеризовался пониженной способностью к прядению и обнаруживал затруднения при непрерывном сматывании. Сравнительный пример 5 характеризовался толщиной морского компонента 3,0 мкм и был еще более толстым, чем пример 6 таким образом, что сравнительный пример 5 характеризовался хорошей способностью к прядению, но демонстрировал неудовлетворительную термопластическую деформируемость и большую вариацию модулей упругости формованных изделий.On the other hand, Comparative Example 3 had an aspect ratio of 6.0 in the fiber cross section and was thus very flat. Therefore, frequent fiber breakage occurred such that it was impossible to obtain fibers. The cause of fiber breakage is believed to be due to contact between the spinning nozzle and the island components of the freshly spun fibers discharged from the spinning nozzle. Comparative Example 4 had a marine component thickness of 0.1 µm and was even thinner than Example 5 such that Comparative Example 4 had reduced spinnability and had difficulty in continuous winding. Comparative Example 5 had a marine component thickness of 3.0 μm and was even thicker than Example 6 such that Comparative Example 5 had good spinnability but exhibited poor thermoplastic deformability and large variation in the elastic moduli of the molded articles.
Сравнительные примеры от 1 до 2 и 5 характеризовались неудовлетворительной термопластической деформируемостью и большими вариациями модулей упругости формованных изделий. Поэтому предположительно использование композитных волокон со структурой острова в море из сравнительных примеров от 1 до 2 и 5 для получения формованного изделия в результате приводит к неравномерному распределению в формованном изделии вследствие сдерживания частей островного компонента в композитных волокнах со структурой острова в море морским компонентом.Comparative Examples 1 to 2 and 5 were characterized by unsatisfactory thermoplastic deformability and large variations in the elastic modulus of the molded products. Therefore, it is believed that using the sea island composite fibers of Comparative Examples 1 to 2 and 5 to produce a molded article results in uneven distribution in the molded product due to the retention of portions of the island component in the sea island composite fibers by the marine component.
Применимость в промышленностиIndustrial applicability
Композитные волокна со структурой острова в море, соответствующие настоящему изобретению, характеризуются превосходной термопластической деформируемостью при переработке в расплаве смеси из волокон и матричного материала таким образом, что, как это ожидается, полученное формованное изделие содержит части островного компонента, диспергированные без появления неравномерности, и в достаточной степени демонстрируют характеристики включенных композитных волокон (такие как гидрофильность, высокий предел прочности на разрыв, теплоизолирующая способность, легкость, атмосферостойкость и электроизолирующая способность). Такое формованное изделие из смолы в подходящем случае может быть использовано для областей применения, которые требуют наличия вышеупомянутых характеристик, таких как строительные материалы, автомобильные компоненты, медицинские устройства и амортизаторы ударов.The sea island structure composite fibers of the present invention are characterized by excellent thermoplastic deformability when melt processed into a mixture of fibers and matrix material such that the resulting molded article is expected to contain island component portions dispersed without causing unevenness, and sufficiently demonstrate the characteristics of the included composite fibers (such as hydrophilicity, high tensile strength, thermal insulating ability, lightness, weather resistance and electrical insulating ability). Such a resin molded product can suitably be used for applications that require the above-mentioned characteristics, such as building materials, automotive components, medical devices and shock absorbers.
Несмотря на описание настоящего изобретения применительно к предпочтительным вариантам осуществления в качестве примеров специалисты в соответствующей области техники могут понимать то, что могут быть сделаны различные изменения, добавления и замещения без отклонения от объема изобретения, раскрытого в формуле изобретения.While the present invention has been described in connection with preferred embodiments by way of example, those skilled in the relevant art will appreciate that various changes, additions and substitutions may be made without departing from the scope of the invention as disclosed in the claims.
Позиционные обозначенияPositional designations
А - островной компонент;A - island component;
В - морской компонент;B - marine component;
X - толщина морского компонента.X is the thickness of the marine component.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-226988 | 2019-12-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA046495B1 true EA046495B1 (en) | 2024-03-21 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8828530B2 (en) | Heat-storing moldings | |
KR101035480B1 (en) | Surface modified bi-component polymeric fiber | |
RU2637911C2 (en) | Polyolefin film for packaging | |
JPH0124888B2 (en) | ||
KR20110098970A (en) | Polymer alloy fiber and fiber structure | |
AU618566B2 (en) | Microporous filaments and fibers, process of making of same, and articles made therefrom | |
JP4670580B2 (en) | High-strength heat-fusible composite fiber | |
JP5864314B2 (en) | Fiber reinforced elastomer molded product | |
EA046495B1 (en) | COMPOSITE FIBER WITH AN "ISLANDS IN THE SEA" STRUCTURE | |
US20170362757A1 (en) | Fiber Bundle | |
AU2016368453B2 (en) | Method for forming porous fibers | |
US20220307161A1 (en) | Sea-island composite fiber | |
JP5301806B2 (en) | Fiber products | |
AU2016368586A1 (en) | Multi-stage drawing technique for forming porous fibers | |
JP4093880B2 (en) | Shape-retaining composite fiber | |
JP4253244B2 (en) | Polypropylene filaments with irregular cross sections, multifilament yarns containing the filaments, and carpets made from the multifilament yarns | |
JP2011178061A (en) | Fiber reinforced resin molded article | |
JPWO2021125241A5 (en) | ||
US20220389622A1 (en) | Staple fiber for airlaying, and method for producing same | |
JP2018059216A (en) | Sea-island type conjugate fiber and fabric composed of the same | |
BRPI0706998A2 (en) | reticulated elastic fiber | |
KR20190123127A (en) | Fiber aggregate | |
JP2000167942A (en) | Production of thermoforming composite resin | |
JPH11315460A (en) | Weather-resistant filament nonwoven fabric |