JP2003096616A - Method for producing thermoplastic synthetic fiber improved in mechanical property - Google Patents

Method for producing thermoplastic synthetic fiber improved in mechanical property

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JP2003096616A
JP2003096616A JP2001291896A JP2001291896A JP2003096616A JP 2003096616 A JP2003096616 A JP 2003096616A JP 2001291896 A JP2001291896 A JP 2001291896A JP 2001291896 A JP2001291896 A JP 2001291896A JP 2003096616 A JP2003096616 A JP 2003096616A
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JP
Japan
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carbon dioxide
synthetic fiber
thermoplastic synthetic
nitrogen
resin
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Application number
JP2001291896A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiji Funatsu
義嗣 船津
Masato Masuda
正人 増田
Atsushi Taniguchi
敦 谷口
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method causing little load of a thermoplastic synthetic fiber on the environment by which mechanical properties, particularly strength of the synthetic fiber is improved. SOLUTION: This method for producing the thermoplastic synthetic fiber comprises adding 0.3-6 wt.% carbon dioxide or nitrogen to a crystalline thermoplastic resin having >=5,000 poise melting viscosity at 290 deg.C and 20 sec<-1> and melting and mixing the resin with carbon dioxide or nitrogen and discharging the mixture under conditions satisfying the formula dP/dt>=5,000 [wherein dP/dt is a pressure release rate (kg/cm<2> .sec)] from a spinneret hole.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性合成繊維の
製造方法に関するものであり、詳しくは力学特性、特に
強度が改善された熱可塑性合成繊維の環境への負荷が少
ない製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a thermoplastic synthetic fiber, and more particularly to a method for producing a thermoplastic synthetic fiber having improved mechanical properties, particularly strength, which has a low environmental load.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートをはじめと
するポリエステル繊維は強度、弾性率、寸法安定性にお
いてバランスよく優れた特性をもち、かつ比較的安価に
製造できるため、衣料用途のみならず、産業用途にも広
く使用されている。
Polyester terephthalate and other polyester fibers have well-balanced characteristics in strength, elastic modulus and dimensional stability and can be manufactured at a relatively low cost, so that they can be used not only for clothing but also for industrial applications. Widely used.

【0003】ポリエステル繊維が産業用途に用いられる
場合、一般に最も重要視される特性は力学的特性、例え
ば強度が大きいことであり、ポリエステル繊維の産業用
としての用途を拡大するため、さらなる力学特性向上へ
の要望が高まってきている。
When polyester fibers are used for industrial applications, the most important characteristic is generally mechanical properties, for example, high strength, and further improvement of mechanical properties for expanding the industrial application of polyester fibers. The demand for is increasing.

【0004】さて、高強度ポリエステル繊維の代表的な
製造法は「繊維便覧」p.107(繊維学会編、丸善(1994))
にあり、高[η]ポリエチレンテレフタレートで低配向原
糸を得て、高倍率延伸、高温セットを施すという手法が
長らく採用されており、[η]すなわち分子量の増加は高
強度化に有効であることが一般的に知られている。
A typical method for producing high-strength polyester fibers is "Handbook of Fibers" p.107 (edited by The Textile Society of Japan, Maruzen (1994)).
The method of obtaining a low orientation raw yarn with high [η] polyethylene terephthalate and subjecting it to high-strength drawing and high-temperature setting has been adopted for a long time, and an increase in [η], that is, a molecular weight is effective for increasing strength. Is generally known.

【0005】しかしポリエステルにおいて工業的に採用
されている溶融紡糸では、高分子量のポリマーは溶融粘
度が高く、装置が大がかりになること、また曳糸性に乏
しく紡糸糸切れが発生するため安定した製糸が難しいこ
と、さらに延伸倍率を高めると糸切れが発生することと
いった問題がある。
However, in melt spinning which is industrially adopted in polyester, a high molecular weight polymer has a high melt viscosity, requires a large apparatus, and has poor spinnability, resulting in spun yarn breakage, resulting in stable spinning. However, there is a problem in that yarn breakage occurs when the draw ratio is further increased.

【0006】この問題を解決する手法として、高分子量
ポリエステルに可塑剤を添加し、溶融粘度の低下を図る
技術が知られている(特開平5-247436号公報など)。例え
ば特許第3161546号公報ではビフェニール化合物、ナフ
タレン化合物、フェニルエーテル化合物の中から選ばれ
た少なくとも1種類以上の化合物またはそれらの混合物
を添加することにより、(1)溶融粘度の低下−加工性の
改善、(2)低い紡糸温度の採用−溶融時の熱分解の抑
制、という利点があることが記載されている。確かにこ
の技術により高強度化は達成できるようであるが、添加
剤を使用する場合、種類によっては、揮発による製糸工
程の環境汚染、ブリードアウトによる装置の汚染、また
繊維に残存する成分が多ければ使用者への影響が懸念さ
れ、さらに廃棄時の環境破壊も懸念される。さらに添加
剤は基本的にはポリエステルとは異なるものであるた
め、長時間の操業においては添加剤の析出による製糸性
や工程安定性の悪化を招き、また得られた製品の色目な
どといった品位にも悪影響を及ぼすことが予想される。
As a method for solving this problem, a technique is known in which a plasticizer is added to high molecular weight polyester to reduce the melt viscosity (Japanese Patent Laid-Open No. 5-247436, etc.). For example, in Japanese Patent No. 3161546, by adding at least one compound selected from a biphenyl compound, a naphthalene compound, a phenyl ether compound or a mixture thereof, (1) reduction of melt viscosity-improvement of processability (2) Adoption of low spinning temperature-suppression of thermal decomposition during melting is described as an advantage. It seems that this technology can achieve high strength, but when additives are used, depending on the type, environmental pollution in the spinning process due to volatilization, equipment contamination due to bleed-out, and a large amount of components remaining in the fiber may occur. For example, there is concern about the impact on users, and also about the environmental destruction at the time of disposal. Furthermore, since the additive is basically different from polyester, it causes deterioration of the spinnability and process stability due to the precipitation of the additive during long-term operation, and the quality of the obtained product may be poor. Is also expected to have an adverse effect.

【0007】一方で二酸化炭素などを高分子溶融体に添
加することにより可塑化効果が発現することが近年注目
を集めている。例えばT.Hobbs,A.J.Lesser,polymer,41,
6223(2000)にはポリエチレンテレフタレート繊維を23
℃、液状の二酸化炭素中で延伸し、再度200℃以上の乾
熱下で延伸することにより1.1GPaの高強度繊維を得る技
術が開示されており、二酸化炭素の可塑化効果による総
延伸倍率の向上について述べられている。しかし該技術
は延伸時に二酸化炭素を作用させるものであり、加圧条
件を必要とするため連続で糸条を処理することは設備が
大がかりになるため工業化には適していない。
On the other hand, it has been attracting attention in recent years that a plasticizing effect is exhibited by adding carbon dioxide or the like to a polymer melt. For example T. Hobbs, AJLesser, polymer, 41,
Polyethylene terephthalate fiber is used in 6223 (2000).
C., a technique for obtaining 1.1 GPa high-strength fiber by stretching in liquid carbon dioxide and then again under dry heat of 200 ° C. is disclosed. Improvements are mentioned. However, this technique uses carbon dioxide at the time of drawing and requires pressurizing conditions, so continuous treatment of yarns is not suitable for industrialization because the equipment becomes bulky.

【0008】一方、通常の可塑剤のごとく溶融ポリマー
に二酸化炭素などを添加する技術については、ポリオレ
フィンの発泡成形の分野で多数見られるが、ポリエステ
ルやポリアミドの溶融紡糸での添加についてはわずかに
特開平11-172528号公報などに見られるに過ぎない。し
かし、該公報は二酸化炭素添加の際に最も問題となる吐
出後の発泡挙動については一切触れていないが、発泡挙
動の制御が不十分であれば口金汚れが激しくなり、糸切
れも頻発するといった課題がある。また添加量について
は「吸収および/または吸着量は0.2重量%以上であれ
ば十分な効果を発現する。」と記載されているのみであ
り、添加量を多くした場合の発泡などの課題についても
何ら技術的示唆は与えていない。さらに該公報に記載さ
れている技術は減粘効果および高速紡糸における伸度向
上効果だけであり、得られる繊維の力学特性改善効果に
は何ら示唆を与えていない。
On the other hand, many techniques for adding carbon dioxide or the like to a molten polymer like an ordinary plasticizer are found in the field of foam molding of polyolefins, but the addition of polyester or polyamide in melt spinning is slightly special. It can only be found in Kaihei 11-172528. However, the publication does not mention the foaming behavior after discharge, which is the most problematic when adding carbon dioxide, but if the control of the foaming behavior is insufficient, the die stain becomes severe and the yarn breakage frequently occurs. There are challenges. Further, regarding the amount of addition, it is only described that "absorption and / or adsorption amount is sufficient if the amount is 0.2% by weight or more." No technical suggestions are given. Furthermore, the technique described in this publication has only the effect of reducing the viscosity and the effect of improving the elongation in high-speed spinning, and does not give any suggestion to the effect of improving the mechanical properties of the obtained fiber.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の問題点を解消し、力学特性、特に強度が改善
された熱可塑性合成繊維の環境への負荷が少ない製造方
法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a process for producing a thermoplastic synthetic fiber having improved mechanical properties, particularly strength, which has a low environmental load. Especially.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは二酸化炭素
や窒素の溶融紡糸における添加・混合技術ならびに発泡
の制御技術、さらには得られる繊維の力学特性の改善に
ついて鋭意検討を重ねてきた。その中で、ポリマーの溶
融粘度および二酸化炭素や窒素の添加量さらには吐出時
の圧力解放速度がある一定条件を満たすことによって従
来技術の欠点を解消できることを見出し本発明に到達し
たものである。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made extensive studies on the addition / mixing technology and the foaming control technology in the melt spinning of carbon dioxide and nitrogen, and the improvement of the mechanical properties of the obtained fiber. Among them, the inventors have found that the drawbacks of the prior art can be solved by satisfying certain conditions such as the melt viscosity of the polymer, the addition amount of carbon dioxide or nitrogen, and the pressure release rate at the time of discharge, and the present invention has been accomplished.

【0011】すなわち、本発明は290℃、20sec-1での溶
融粘度が5000poise以上の結晶性熱可塑性樹脂に二酸化
炭素または窒素を0.3〜6重量%添加し、溶融混合させ
たのち口金孔より下記式を満たす条件で吐出させること
を特徴とする熱可塑性合成繊維の製造方法を提供するも
のである。
That is, according to the present invention, 0.3 to 6% by weight of carbon dioxide or nitrogen is added to a crystalline thermoplastic resin having a melt viscosity of 5,000 poise or more at 290 ° C. and 20 sec -1 and melt-mixed. Disclosed is a method for producing a thermoplastic synthetic fiber, which comprises discharging under the conditions that satisfy the formula.

【0012】[0012]

【数2】 [Equation 2]

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の要件は290℃、20sec-1
の溶融粘度が5000poise以上の結晶性熱可塑性樹脂に二
酸化炭素または窒素を0.3〜6重量%添加し、溶融混合
させたのち口金孔より下記式を満たす条件で吐出させる
ことである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The requirement of the present invention is to add 0.3 to 6% by weight of carbon dioxide or nitrogen to a crystalline thermoplastic resin having a melt viscosity of 5,000 poise or more at 290 ° C. and 20 sec −1 and melt-mix it. It is to discharge from the mouth hole under the condition that the following formula is satisfied.

【0014】[0014]

【数3】 このような条件で溶融紡糸を行うことで力学特性、特に
強度が改善された熱可塑性合成繊維を環境への少ない負
荷で製造できるのである。その理由は十分に明らかにな
っていないが、以下に詳細に説明する。
[Equation 3] By carrying out melt spinning under such conditions, it is possible to produce a thermoplastic synthetic fiber having improved mechanical properties, particularly strength, with a small load on the environment. The reason for this is not fully clear, but will be described in detail below.

【0015】高強度繊維を得るために必要なことは高分
子量の結晶性熱可塑性樹脂を紡糸した後に十分に分子鎖
を引き伸ばすことであり、延伸性を高めるために可塑剤
を添加することは有効な手法である。さらに窒素や二酸
化炭素など大気中に存在する気体を用いることは環境へ
の負荷を軽減できるという観点で非常に重要な意味を持
つ。しかし窒素や二酸化炭素など、常温・常圧では気体
である物質を溶融体中に添加混合した場合、紡糸直後に
発泡するという問題が生じ、製糸不能となることが判明
した。
What is necessary to obtain a high strength fiber is to sufficiently stretch the molecular chain after spinning a high molecular weight crystalline thermoplastic resin, and it is effective to add a plasticizer to enhance the stretchability. Is a technique. Furthermore, the use of gases existing in the atmosphere, such as nitrogen and carbon dioxide, is very important in terms of reducing the load on the environment. However, it has been found that when a substance that is a gas at normal temperature and pressure, such as nitrogen and carbon dioxide, is added and mixed into the melt, there is a problem of foaming immediately after spinning, which makes it impossible to produce a yarn.

【0016】そこで、本発明者らは発泡挙動について解
析を進めたところ、発泡により生成する気泡の数が多い
場合よりも発泡径そのものが大きい場合に製糸性が大幅
に低下することが分かった。このため発泡径を小さくす
る技術ならびにその極限として発泡を抑制する技術を検
討した結果、圧力解放速度を早くする、ならびに樹脂の
溶融粘度を大きくすることにより上述した問題を解決で
きることを見出したのである。
Therefore, the inventors of the present invention have conducted an analysis on the foaming behavior and found that the spunability is significantly reduced when the foam diameter itself is larger than when the number of bubbles generated by foaming is large. Therefore, as a result of studying a technique for reducing the foam diameter and a technique for suppressing foaming as the limit thereof, it was found that the problems mentioned above can be solved by increasing the pressure release rate and increasing the melt viscosity of the resin. .

【0017】さらに、発泡径を極限まで小さくすること
により得られる繊維の延伸性は大きく向上し、力学特性
の改善幅も大きくなった。この理由は明らかではない
が、窒素や二酸化炭素の溶融体中での分散性が向上し、
可塑化効果が高まったためと推定する。
Further, the stretchability of the fiber obtained by making the foam diameter as small as possible was greatly improved, and the improvement range of the mechanical properties was also large. The reason for this is not clear, but the dispersibility of nitrogen and carbon dioxide in the melt is improved,
It is presumed that the plasticizing effect was increased.

【0018】かくして窒素または二酸化炭素を十分に溶
融粘度が大きい結晶性熱可塑性樹脂に添加混合した後、
特定条件を満たす吐出線速度で押し出すことにより、発
泡を抑え、さらに力学特性が改善された繊維が得られる
のである。
Thus, after adding nitrogen gas or carbon dioxide to the crystalline thermoplastic resin having a sufficiently large melt viscosity,
By extruding at a discharge linear velocity satisfying a specific condition, it is possible to obtain a fiber whose foaming is suppressed and whose mechanical properties are improved.

【0019】本発明でいう結晶性熱可塑性樹脂は特に限
定するものではないが、ポリエステルやポリアミドを用
いることが繊維物性、製造コストの観点から好ましく、
更に好ましくはポリエチレンテレフタレート、ポリプロ
ピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフタレート、ポリヘキサメチレンアジパ
ミドまたはポリカプラミドであり、最も好ましくはポリ
エチレンテレフタレートである。また本発明でいう結晶
性熱可塑性樹脂には発明の主旨を損ねない範囲で他の成
分が共重合されていても良く、さらに艶消剤、難燃剤、
滑剤等の添加剤を少量含有しても良い。
The crystalline thermoplastic resin as referred to in the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use polyester or polyamide from the viewpoint of physical properties of fibers and production cost,
More preferably polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate,
Polyethylene naphthalate, polyhexamethylene adipamide or polycapramide, most preferably polyethylene terephthalate. Further, the crystalline thermoplastic resin in the present invention may be copolymerized with other components within a range not impairing the gist of the invention, and further, a matting agent, a flame retardant,
A small amount of additives such as a lubricant may be included.

【0020】本発明で用いる結晶性熱可塑性樹脂の分子
量は特に限定されるものではないが、得られる繊維の力
学特性を高めるためならびに発泡を抑えるため分子量は
十分大きいことが望ましく、分子量の目安となる溶融粘
度が290℃、20sec-1において5000poise以上の樹脂を用
いる。分子量すなわち溶融粘度は高い方が好ましいが、
過度に高すぎると紡糸、延伸性が不良となるため200000
poise以下とすることが好ましい。
The molecular weight of the crystalline thermoplastic resin used in the present invention is not particularly limited, but it is desirable that the molecular weight is sufficiently large in order to enhance the mechanical properties of the obtained fiber and to suppress foaming. A resin having a melt viscosity of 5,000 poise or higher at 290 ° C. and 20 sec −1 is used. It is preferable that the molecular weight, that is, the melt viscosity is high,
If it is too high, spinning and drawability will be poor.
It is preferable that the poise is not more than that.

【0021】本発明で結晶性熱可塑性樹脂に添加する物
質は基質となるポリマーと反応せず、かつ環境への負荷
が少ないものという点で窒素または二酸化炭素が選ばれ
る。これらのいずれも、あるいは二つを同時に用いるこ
とも可能であるが、効果の観点からは二酸化炭素を用い
る方が好ましい。
Nitrogen or carbon dioxide is selected as the substance added to the crystalline thermoplastic resin in the present invention because it does not react with the polymer serving as the substrate and has a low environmental load. It is possible to use any of these or two at the same time, but it is preferable to use carbon dioxide from the viewpoint of the effect.

【0022】窒素または二酸化炭素を樹脂に添加する手
法としては特に制限されるものではなく、例えば溶融前
のポリマーチップのバンカー内に加圧状態で窒素または
二酸化炭素ガスを導入する、あるいは溶融したポリマー
に窒素または二酸化炭素(気体・液体問わず)を注入する
といった公知の手法が採用される。ただし、装置改造が
少ない点などからエクストルーダーで溶融したポリマー
に窒素または二酸化炭素を注入する手法が好ましい。
The method of adding nitrogen or carbon dioxide to the resin is not particularly limited, and for example, nitrogen or carbon dioxide gas is introduced under pressure into the bunker of the polymer chip before melting, or the molten polymer is melted. A known method such as injecting nitrogen or carbon dioxide (regardless of gas or liquid) into the substrate is adopted. However, the method of injecting nitrogen or carbon dioxide into the polymer melted by the extruder is preferable from the viewpoint that the apparatus is not modified so much.

【0023】窒素または二酸化炭素の添加量は0.3〜6
重量%である。これよりも添加量が少ないと効果が見ら
れず、また多いと発泡が激しくなり製糸性が悪化する。
好ましい添加量は二酸化炭素であれば1〜4重量%、窒
素であれば0.5〜1重量%である。なお、本発明におけ
る添加量は実施例記載の手法により求められる値とす
る。
The amount of nitrogen or carbon dioxide added is 0.3 to 6
% By weight. If the amount added is smaller than this, the effect is not seen, and if the amount added is larger, foaming becomes more severe and the spinnability deteriorates.
The preferred addition amount is 1 to 4% by weight for carbon dioxide and 0.5 to 1% by weight for nitrogen. The addition amount in the present invention is a value obtained by the method described in the examples.

【0024】本発明における圧力解放速度(dP/dt)
は5000以上である。5000に満たない場合は発泡は抑えら
れるものの、部分的に大きな泡が発生するようになり製
糸性が悪化することに加え、窒素または二酸化炭素の可
塑化効果も低減される。なお圧力解放速度とは以下の式
で定義する値であり、溶融した樹脂が吐出される際の口
金背面圧の減少速度である。
Pressure release rate (dP / dt) in the present invention
Is over 5000. When it is less than 5,000, foaming is suppressed, but large bubbles are partially generated to deteriorate the spinnability, and the plasticizing effect of nitrogen or carbon dioxide is also reduced. The pressure release rate is a value defined by the following equation, and is the rate of decrease of the die back pressure when the molten resin is discharged.

【0025】[0025]

【数4】 ここで、本発明において式中の吐出線速度(v0)は体積
吐出量と口金孔スペックから算出する。また△P/l
は、口金孔の長さのみが異なる(ロングダイ、ショート
ダイ)2種類の紡糸パックを用い、吐出開始時のパック
内圧の差を用いて以下の式から求める。
[Equation 4] Here, in the present invention, the discharge linear velocity (v 0 ) in the formula is calculated from the volume discharge amount and the mouth hole spec. Also △ P / l
Is calculated from the following formula using two types of spinning packs having different die hole lengths (long die and short die) and the difference in pack internal pressure at the start of discharge.

【0026】[0026]

【数5】 吐出した樹脂を繊維化する際の手段としては特に限定さ
れるものではなく、加熱筒や保温筒などによる口金近辺
の雰囲気制御、整流空気などの流体による冷却、仕上げ
剤の付与などは任意である。ただし発泡を抑えるという
観点から、吐出後の樹脂は速やかに冷却されることが望
ましい。溶融紡糸工程における冷却速度は紡糸線上での
糸条速度により変化するものであるため、冷却速度とし
て特に規定されるものではないが、吐出後2秒以内に固
化が完了する程度の冷却速度が好ましい。
[Equation 5] The means for fiberizing the discharged resin is not particularly limited, and the atmosphere control around the mouthpiece by the heating cylinder or the heat retention cylinder, the cooling by the fluid such as rectified air, the addition of the finishing agent are arbitrary. . However, from the viewpoint of suppressing foaming, it is desirable that the resin after discharge be cooled promptly. The cooling rate in the melt-spinning step varies depending on the yarn speed on the spinning line, and is not particularly specified as a cooling rate, but a cooling rate at which solidification is completed within 2 seconds after discharging is preferable. .

【0027】引き取り手法についてもローラーやエアー
アスピレーターなど任意の手法で引き取ることができ、
紡糸速度も特に限定されるものではないが、繊維の力学
特性を高めるため紡糸速度は3000m/min以下とすること
が好ましい。
As for the take-back method, it can be taken by any method such as a roller or an air aspirator.
The spinning speed is also not particularly limited, but the spinning speed is preferably 3000 m / min or less in order to enhance the mechanical properties of the fiber.

【0028】延伸についても2工程法で延伸してもよい
し、紡糸直接延伸を行っても良いが、製造コストの低減
および紡糸した繊維の経時変化の防止という点では引き
取った後、一旦巻き取ることなく連続して延伸、熱処理
を施す方が好ましい。
The drawing may be carried out by a two-step method or may be carried out by direct spinning. However, in order to reduce the production cost and prevent the spun fiber from changing over time, it is taken up and then wound up. It is preferable to continuously perform stretching and heat treatment without performing the heat treatment.

【0029】本発明の製造方法で得られる熱可塑性合成
繊維は、短繊維、長繊維、不織布など種々の形態で使用
可能である。また力学特性の向上という観点からゴム補
強資材、建築土木、医療衛生、環境安全などの用途に好
適に使用できる。
The thermoplastic synthetic fibers obtained by the production method of the present invention can be used in various forms such as short fibers, long fibers and nonwoven fabrics. Further, from the viewpoint of improving mechanical properties, it can be suitably used for applications such as rubber reinforcing materials, construction civil engineering, medical hygiene, and environmental safety.

【0030】[0030]

【実施例】以下実施例により、本発明を具体的かつより
詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に制限
されるものではない。なお、実施例中の物性値は以下の
方法によって測定した。
EXAMPLES The present invention will be described specifically and in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples. The physical property values in the examples were measured by the following methods.

【0031】A.290℃、20sec-1での溶融粘度 東洋精機社製キャピログラフ1型を用いて20sec-1付近
の剪断速度域で測定を行い、近似により20sec-1の溶融
粘度を求めた。
A. 290 ° C., was measured at a shear rate range near 20sec -1 using a melt viscosity Toyo Seiki Capillograph type 1 at 20sec -1, was determined melt viscosity of 20sec -1 by approximation.

【0032】B.窒素または二酸化炭素の添加量 Fisher-Rosemount社製コリオリ式流量計マイクロモーシ
ョンエリート型を用い、窒素または二酸化炭素の吐出量
を計測した。樹脂の吐出量は、窒素または二酸化炭素を
添加した樹脂を吐出し、これを水槽で受けて急冷させた
後、大気中で24時間風乾したものの重量から求め、これ
と窒素または二酸化炭素の吐出量から下記式を用いて樹
脂に対する添加量を算出した。
B. Amount of Nitrogen or Carbon Dioxide The amount of nitrogen or carbon dioxide discharged was measured using a Coriolis flowmeter Micro Motion Elite type manufactured by Fisher-Rosemount. The amount of resin discharged is obtained by discharging the resin added with nitrogen or carbon dioxide, receiving it in a water tank, quenching it, and air-drying it for 24 hours in the atmosphere. From the above, the amount added to the resin was calculated using the following formula.

【0033】[0033]

【数6】 C.圧力解放速度 口金孔径0.35mmであり、孔長さ20mm(ロングダイ)および
0.7mm(ショートダイ)である2種類の口金を用い、本文
記載の手法により測定した。
[Equation 6] C. Pressure release speed Die with hole diameter of 0.35mm, hole length of 20mm (long die) and
It was measured by the method described in the text using two types of caps of 0.7 mm (short die).

【0034】D.強度・伸度 オリエンテック社製テンシロン引張試験機を用い、初期
試料長200mm、引張速度200mm/minで測定した。
D. Strength / Elongation Using a Tensilon tensile tester manufactured by Orientec, the initial sample length was 200 mm and the tensile speed was 200 mm / min.

【0035】実施例1〜4、比較例1 290℃、20sec-1での溶融粘度が10000poiseであるポリエ
チレンテレフタレートを2軸エクストルーダーで溶融
し、シリンダー途中に設けた注入口から二酸化炭素を添
加し、メタリングポンプ回転数を調整し、紡糸温度295
℃、樹脂吐出量57.1g/minで孔径0.35mm、孔長さ0.7mm、
孔数48の口金から吐出させた後、整流された風速30m/mi
nの空気流で冷却した。二酸化炭素の添加量は0(比較例
1)、0.5(実施例1)、2(実施例2)、4(実施例3)、6
(実施例4)重量%とした。これを室温のローラーを用い
て1000m/minの速度で引き取り、連続して90℃、140℃、
220℃の加熱ローラーを用いて2段延伸および熱処理を
行った。総延伸倍率は延伸後の繊維の伸度が約12%とな
るよう調整した。各条件での圧力解放速度ならびに総延
伸倍率を表1に示す。二酸化炭素添加量の増加とともに
総延伸倍率は向上し、延伸性が向上していることが分か
る。
Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 Polyethylene terephthalate having a melt viscosity of 10,000 poise at 290 ° C. and 20 sec −1 was melted with a twin-screw extruder, and carbon dioxide was added from an injection port provided in the middle of the cylinder. Adjusting the metering pump speed and spinning temperature 295
℃, resin discharge rate 57.1g / min, hole diameter 0.35mm, hole length 0.7mm,
After discharging from a 48-hole mouthpiece, the rectified wind speed is 30 m / mi
Cooled with n air flow. The amount of carbon dioxide added is 0 (Comparative Example 1), 0.5 (Example 1), 2 (Example 2), 4 (Example 3), 6
(Example 4) Weight% was used. This is taken up at a speed of 1000 m / min using a roller at room temperature, and continuously 90 ° C, 140 ° C,
Two-stage drawing and heat treatment were performed using a 220 ° C. heating roller. The total draw ratio was adjusted so that the elongation of the drawn fiber would be about 12%. Table 1 shows the pressure release rate and the total draw ratio under each condition. It can be seen that the total draw ratio is improved with an increase in the amount of carbon dioxide added, and the drawability is improved.

【0036】得られた繊維物性も表1に併せて示してい
るが、表1から分かるように添加量0重量%(比較例1)
に比べ、二酸化炭素を添加することにより総延伸倍率は
大きくなり、これに伴い強度も増加することが分かる。
ただし、添加量6重量%のものは巻き上げたパッケージ
にわずかに毛羽が見られたことから、これよりも添加量
を多くすると製糸性が悪化するおそれがある。
The physical properties of the fiber thus obtained are also shown in Table 1. As can be seen from Table 1, the addition amount is 0% by weight (Comparative Example 1).
It can be seen that the addition of carbon dioxide increases the total draw ratio, and the strength increases accordingly.
However, with the addition amount of 6% by weight, a slight fluff was observed in the rolled up package, so if the addition amount is larger than this, the spinnability may deteriorate.

【0037】[0037]

【表1】 実施例5 290℃、20sec-1での溶融粘度が24000poiseであるポリエ
チレンテレフタレートを2軸エクストルーダーで溶融
し、シリンダー途中に設けた注入口から二酸化炭素を添
加しメタリングポンプ回転数および二酸化炭素吐出量を
調整することで樹脂吐出量を43.2g/min、二酸化炭素の
添加量を4重量%とした。これを孔径0.35mm、孔長さ0.
7mm、孔数48の口金から吐出させた後、整流された風速3
0m/minの空気流で冷却し、室温のローラーを用いて500m
/minの速度で引き取った。この条件での圧力解放速度を
表2に示す。これを80℃、130℃、220℃の加熱ローラー
を用いて延伸速度300m/minで2段延伸および熱処理を行
った。総延伸倍率は延伸後の繊維の伸度が約12%となる
よう調整したところ5.18倍となり、強度10.6cN/dtexの
高強度繊維が得られた(表2)。
[Table 1] Example 5 Polyethylene terephthalate having a melt viscosity of 24000 poise at 290 ° C. and 20 sec −1 was melted by a twin-screw extruder, carbon dioxide was added from an injection port provided in the middle of the cylinder, and the number of revolutions of the metering pump and carbon dioxide discharge. By adjusting the amounts, the resin discharge amount was 43.2 g / min and the carbon dioxide addition amount was 4% by weight. This has a hole diameter of 0.35 mm and a hole length of 0.
After discharging from a 7 mm, 48 hole mouthpiece, rectified wind speed 3
Cool with 0m / min air flow, 500m with room temperature roller
It was collected at a speed of / min. Table 2 shows the pressure release rate under these conditions. This was subjected to two-stage drawing and heat treatment at a drawing speed of 300 m / min using heating rollers of 80 ° C, 130 ° C and 220 ° C. The total draw ratio was 5.18 times when the elongation of the fiber after drawing was adjusted to about 12%, and a high strength fiber having a strength of 10.6 cN / dtex was obtained (Table 2).

【0038】実施例6 290℃、20sec-1での溶融粘度が5100poiseであるポリエ
チレンテレフタレートを2軸エクストルーダーで溶融
し、シリンダー途中に設けた注入口から窒素を添加し、
メタリングポンプ回転数および窒素吐出量を調整するこ
とで樹脂吐出量を89.0g/min、窒素の添加量を0.4重量%
とした。圧力解放速度を表2に示す。これを孔径0.35m
m、孔長さ0.7mm、孔数48の口金から吐出させた後、整流
された風速30m/minの空気流で冷却し、室温のローラー
を用いて3000m/minの速度で引き取り、連続して90℃、1
40℃、220℃の加熱ローラーを用いて2段延伸および熱
処理を行った。総延伸倍率は延伸後の繊維の伸度が約12
%となるよう調整したところ2.89倍となり、強度8.0cN/
dtexの力学特性が改善された繊維が得られた(表2)。
Example 6 Polyethylene terephthalate having a melt viscosity of 5100 poise at 290 ° C. and 20 sec −1 was melted with a twin-screw extruder, and nitrogen was added from an injection port provided in the middle of the cylinder.
The resin discharge rate is 89.0 g / min and the nitrogen addition rate is 0.4 wt% by adjusting the metering pump rotation speed and nitrogen discharge rate.
And The pressure release rate is shown in Table 2. This has a hole diameter of 0.35 m
m, hole length 0.7 mm, after discharging from a mouthpiece with 48 holes, cooled with a rectified airflow of 30 m / min of wind speed, drawn at a speed of 3000 m / min using a room temperature roller, and continuously 90 ° C, 1
Two-stage drawing and heat treatment were performed using a heating roller at 40 ° C and 220 ° C. The total draw ratio is about 12 for the fiber after drawing.
When adjusted to be%, it becomes 2.89 times, strength 8.0 cN /
Fibers with improved dtex mechanical properties were obtained (Table 2).

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の製造方法で得られる熱可塑性合
成繊維は、従来の手法で得られた繊維に比べ力学特性が
改善され、種々の用途に好適に使用できる。さらに力学
特性向上により製糸中の単糸切れなどの工程異常が少な
く安定した製造が可能である。加えて窒素または二酸化
炭素を用いるため、製造工程で排出される物質の環境負
荷が軽減される。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The thermoplastic synthetic fiber obtained by the production method of the present invention has improved mechanical properties as compared with the fiber obtained by the conventional method and can be suitably used for various purposes. Furthermore, by improving the mechanical properties, stable manufacturing is possible with few process abnormalities such as single yarn breakage during yarn manufacturing. In addition, since nitrogen or carbon dioxide is used, the environmental load of substances discharged in the manufacturing process is reduced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4L035 AA05 BB31 BB36 BB81 BB89 BB91 EE08 EE09 EE20 HH10 JJ02 JJ05 KK05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4L035 AA05 BB31 BB36 BB81 BB89                       BB91 EE08 EE09 EE20 HH10                       JJ02 JJ05 KK05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】290℃、20sec-1での溶融粘度が5000poise
以上の結晶性熱可塑性樹脂に二酸化炭素または窒素を0.
3〜6重量%添加し、溶融混合させたのち口金孔より下
記式を満たす条件で吐出させることを特徴とする熱可塑
性合成繊維の製造方法。 【数1】
1. Melt viscosity at 290 ° C. and 20 sec −1 is 5000 poise.
Carbon dioxide or nitrogen is added to the above crystalline thermoplastic resin.
A method for producing a thermoplastic synthetic fiber, which comprises adding 3 to 6% by weight, melt-mixing, and then discharging from a mouth hole under conditions satisfying the following formula. [Equation 1]
【請求項2】結晶性熱可塑性樹脂がポリエステルである
ことを特徴とする請求項1記載の熱可塑性合成繊維の製
造方法。
2. The method for producing a thermoplastic synthetic fiber according to claim 1, wherein the crystalline thermoplastic resin is polyester.
【請求項3】吐出させた樹脂を3000m/min以下の速度で
引き取ることを特徴とする請求項1または2記載の熱可
塑性合成繊維の製造方法。
3. The method for producing a thermoplastic synthetic fiber according to claim 1, wherein the discharged resin is collected at a speed of 3000 m / min or less.
【請求項4】引き取った後、一旦巻き取ることなく連続
して延伸、熱処理を施すことを特徴とする請求項3記載
の熱可塑性合成繊維の製造方法。
4. The method for producing a thermoplastic synthetic fiber according to claim 3, wherein after the fiber is taken up, it is continuously drawn and heat treated without being once wound.
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