JP2003105633A - Method for producing thermoplastic synthetic fiber - Google Patents

Method for producing thermoplastic synthetic fiber

Info

Publication number
JP2003105633A
JP2003105633A JP2001302705A JP2001302705A JP2003105633A JP 2003105633 A JP2003105633 A JP 2003105633A JP 2001302705 A JP2001302705 A JP 2001302705A JP 2001302705 A JP2001302705 A JP 2001302705A JP 2003105633 A JP2003105633 A JP 2003105633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
synthetic fiber
thermoplastic synthetic
melt viscosity
carbon dioxide
sheath
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001302705A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiji Funatsu
義嗣 船津
Masato Masuda
正人 増田
Atsushi Taniguchi
敦 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2001302705A priority Critical patent/JP2003105633A/en
Publication of JP2003105633A publication Critical patent/JP2003105633A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Multicomponent Fibers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a thermoplastic synthetic fiber by which mechanical characteristics, especially strengths are improved with a slight load on the environment. SOLUTION: This method for producing the thermoplastic synthetic fiber comprises adding 0.3-6 wt.% of carbon dioxide and/or nitrogen to a crystalline thermoplastic resin having >=5,000 poises melt viscosity at 290 deg.C and 20 sec<-1> , performing melt mixing and then carrying out core-sheath conjugated spinning of the resultant resin mixture as a core component and a thermoplastic resin having >=3,500 poises melt viscosity at 290 deg.C and 20 sec<-1> as a sheath component.

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、芯鞘型複合紡
糸を行うこと、さらに芯成分、鞘成分それぞれの樹脂の
溶融粘度および二酸化炭素や窒素の添加量がある一定条
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, it was found that the drawbacks of the prior art can be solved by performing core-sheath type composite spinning and further satisfying certain conditions such as melt viscosity of each resin of core component and sheath component and addition amount of carbon dioxide and nitrogen. The present invention has been reached.

【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
炭素および/または窒素を0.3〜6重量%添加し、溶融
混合させた熱可塑性樹脂混合物を芯成分とし、290℃、2
0sec-1での溶融粘度が3500poise以上の熱可塑性樹脂を
鞘成分とする芯鞘型複合紡糸を行うことを特徴とする熱
可塑性合成繊の製造方法を提供するものである。
That is, according to the present invention, a thermoplastic resin obtained by adding 0.3 to 6% by weight of carbon dioxide and / 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-mixing the thermoplastic resin. Mixture as core component, 290 ℃, 2
It is intended to provide a method for producing a thermoplastic synthetic fiber, which comprises performing a core-sheath composite spinning using a thermoplastic resin having a melt viscosity at 0 sec −1 of 3500 poise or more as a sheath component.

【0012】[0012]

【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
酸化炭素および/または窒素を0.3〜6重量%添加し、
溶融混合させた熱可塑性樹脂混合物を芯成分とし、290
℃、20sec-1での溶融粘度が3500poise以上の熱可塑性樹
脂を鞘成分とする芯鞘型複合紡糸を行うことである。
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 and / or nitrogen to a crystalline thermoplastic resin having a melt viscosity of 5,000 poise or more at 290 ° C. and 20 sec −1 ,
Using the melt-mixed thermoplastic resin mixture as the core component,
The core-sheath type composite spinning is performed by using a thermoplastic resin having a melt viscosity of 3500 poise or more at 20 ° C. and 20 sec −1 as a sheath component.

【0013】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。
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.

【0014】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.

【0015】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
る技術を検討した結果、窒素や二酸化炭素を添加する樹
脂の溶融粘度を大きくすることにより発泡径を小さくで
きることを見出した。
Therefore, the inventors of the present invention have conducted an analysis on the foaming behavior and found that the yarn-forming property is significantly reduced when the foaming 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, it was found that the foam diameter can be reduced by increasing the melt viscosity of the resin to which nitrogen or carbon dioxide is added.

【0016】しかしながら依然として表面に気泡が存在
するため、製糸性は良好と言えず、得られる繊維の力学
特性も満足できるものではなかった。このため表面に気
泡を生じさせない技術ならびに発泡径を極限まで小さく
する技術をさらに検討したところ、芯鞘型複合紡糸を行
い、さらには鞘成分の290℃、20sec-1での溶融粘度が35
00poise以上である場合に上述した問題を解決できるこ
とを見出したのである。
However, since bubbles still exist on the surface, the spinnability cannot be said to be good, and the mechanical properties of the obtained fiber were not satisfactory. For this reason, when further studying the technology that does not generate bubbles on the surface and the technology that minimizes the foam diameter, core-sheath composite spinning was performed, and the melt viscosity of the sheath component at 290 ° C, 20 sec -1 was 35
We have found that the problem mentioned above can be solved when the value is 00 poise or more.

【0017】このように、表面に気泡が存在せず、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。
As described above, no bubbles were present on the surface, and further, the expandability of the fiber obtained by making the foaming 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 it is presumed that the dispersibility of nitrogen and carbon dioxide in the melt is improved and the plasticizing effect is enhanced.

【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樹脂
混合物を芯成分、溶融粘度が特定条件を満たす熱可塑性
樹脂を鞘成分とする芯鞘型複合紡糸を行うこととによ
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, a core-sheath type composite spinning using a resin mixture in which nitrogen or carbon dioxide is added and mixed with a crystalline thermoplastic resin having a sufficiently large melt viscosity as a core component and a thermoplastic resin having a melt viscosity satisfying a specific condition as a sheath component. By carrying out, it is possible to obtain a fiber whose foaming is suppressed and whose mechanical properties are improved.

【0019】本発明でいう芯成分に用いる結晶性熱可塑
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 used as the core component in the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use polyester or polyamide from the viewpoints of physical properties of fibers and production cost, and more preferably polyethylene terephthalate and 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 contains a small amount of additives such as matting agents, flame retardants, and lubricants. Is also good.

【0020】また鞘成分に用いる熱可塑性樹脂も溶融粘
度が特定条件を満たせば特に限定されるものではない
が、芯鞘複合の界面での剥離などといった問題を防ぐた
め芯成分と樹脂組成が基本的に同一であることが好まし
い。ここで言う「樹脂組成が基本的に同一」とは、それ
ぞれの熱可塑性樹脂で主たる繰り返し単位の構造式が等
しいことを指す。ただし10重量%を超えない程度の添加
および共重合成分、分子量、溶融粘度などの違いは任意
である。
The thermoplastic resin used for the sheath component is not particularly limited as long as the melt viscosity satisfies specific conditions, but the core component and resin composition are basically used to prevent problems such as peeling at the interface of the core-sheath composite. Are preferably the same. The phrase "the resin composition is basically the same" as used herein means that the structural formulas of the main repeating units of the thermoplastic resins are the same. However, additions to the extent not exceeding 10% by weight and differences in the copolymerization component, molecular weight, melt viscosity, etc. are optional.

【0021】本発明で用いる芯成分の結晶性熱可塑性樹
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200000poise以下とすることが好ましい。
The molecular weight of the crystalline thermoplastic resin as the core component 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. Use a resin with a melt viscosity of 5,000 poise or higher at 20 sec -1 at 290 ° C. It is preferable that the molecular weight, that is, the melt viscosity is high, but if it is excessively high, spinning and drawability will be poor, and therefore it is preferably 200,000 poise or less.

【0022】鞘成分の熱可塑性樹脂は290℃、20sec-1
の溶融粘度が3500poise以上であり、芯成分と同様に紡
糸、延伸性の観点から200000poise以下とすることが好
ましい。さらに、本発明において鞘成分は芯成分の発泡
を抑制するため、伸長粘度を高めることが好ましく、例
えば3以上の官能基を有する化合物を主鎖に含む分岐高
分子であることが好ましい。鞘成分がポリエステルであ
る場合、このような化合物としては例えばトリメリット
酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、トリエチレングリ
コール、テトラエチレングリコールおよびそのエステル
化物、エポキシ類などが挙げられる。なお溶融樹脂の伸
長粘度を精度良く測定することは現段階では難しいた
め、伸長粘度を数値として規定することはできないが、
溶融粘度に関しては290℃における20sec-1での溶融粘度
ηLと2000sec-1での溶融粘度ηHの比ηL/ηHが2以上
であることが発泡を抑制するのに好ましい条件である。
The thermoplastic resin of the sheath component has a melt viscosity of 3500 poise or more at 290 ° C. and 20 sec −1 , and it is preferably 200,000 poise or less from the viewpoint of spinnability and drawability like the core component. Further, in the present invention, the sheath component preferably increases the extensional viscosity in order to suppress foaming of the core component, and is preferably a branched polymer containing a compound having three or more functional groups in the main chain. When the sheath component is polyester, examples of such a compound include trimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid, triethylene glycol, tetraethylene glycol and esterified products thereof, and epoxies. It is difficult to accurately measure the extensional viscosity of the molten resin at this stage, so the extensional viscosity cannot be specified as a numerical value.
Is a preferred condition for suppressing foaming that the ratio η L / η H melt viscosity eta H in melt viscosity eta L and 2000 sec -1 at 20sec -1 is 2 or more at 290 ° C. with respect to the melt viscosity .

【0023】なお、芯成分と鞘成分の溶融粘度の大小関
係は特に規定されるものではないが、二酸化炭素および
/または窒素の添加による減粘効果により芯成分の粘度
が低減し、芯鞘複合紡糸を行った際に複合異常や芯鞘が
逆転することがあるため、290℃、20sec-1での溶融粘度
は鞘成分よりも芯成分の方が高いことが好ましい。
The magnitude relationship between the melt viscosities of the core component and the sheath component is not particularly specified, but the viscosity of the core component is reduced due to the viscosity-reducing effect of adding carbon dioxide and / or nitrogen, and It is preferable that the core component has a higher melt viscosity at 290 ° C. and 20 sec −1 than the sheath component, because the composite abnormality and the core-sheath may be reversed when spinning is performed.

【0024】本発明で芯成分の結晶性熱可塑性樹脂に添
加する物質は基質となる樹脂と反応せず、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。
In the present invention, the substance added to the crystalline thermoplastic resin as the core component is selected from nitrogen and carbon dioxide because it does not react with the resin 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.

【0025】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および
/または二酸化炭素ガスを導入する、あるいは溶融した
樹脂に窒素および/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
融した樹脂に窒素および/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 and / or carbon dioxide gas is introduced under pressure into the bunker of the polymer chip before melting, or melting is performed. Known methods such as injecting nitrogen and / or carbon dioxide (regardless of gas or liquid) into the resin are adopted. However, the method of injecting nitrogen and / or carbon dioxide into the resin melted by the extruder is preferable from the viewpoint that the apparatus is not modified so much.

【0026】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.

【0027】本発明での芯鞘型複合紡糸は芯成分が表面
に露出しなければ複合形態は特に限定されるものではな
く、多重芯鞘型、海島型など任意の形態が可能である
が、芯および鞘が各1層である同心円型が装置を簡素化
するうえで好ましい。
The core-sheath type composite spinning in the present invention is not particularly limited in the composite form as long as the core component is not exposed on the surface, and any form such as a multiple core-sheath type or a sea-island type is possible. A concentric type having one core and one sheath is preferable for simplifying the device.

【0028】また芯および鞘成分の比率も任意である
が、芯成分での窒素および二酸化炭素による可塑化効果
を効率よく利用するため芯成分が吐出量全体の75重量%
以上であることが好ましい。
The ratio of the core and sheath components is also optional, but in order to efficiently utilize the plasticizing effect of nitrogen and carbon dioxide in the core component, the core component is 75% by weight of the total discharge amount.
The above is preferable.

【0029】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。
The means for making the discharged resin into fibers is not particularly limited, and the atmosphere control in the vicinity of the mouthpiece by a heating tube or a heat retention tube, cooling with a fluid such as rectified air, application of a finishing agent, etc. It is optional. However, from the viewpoint of suppressing foaming, it is desirable that the resin after discharge be cooled promptly. Since the cooling rate in the melt spinning process changes depending on the yarn speed on the spinning line,
The cooling rate is not particularly limited, but a cooling rate at which solidification is completed within 2 seconds after discharging is preferable.

【0030】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。
Regarding 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.

【0031】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 with time, it is taken up and then wound up once. It is preferable to continuously perform stretching and heat treatment without performing the heat treatment.

【0032】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.

【0033】[0033]

【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.

【0034】 A.290℃、20sec-1および2000sec-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およ
び2000sec-1付近の剪断速度域で測定を行い、近似によ
り20sec-1および2000sec-1の溶融粘度を求めた。
A. 290 ° C., was measured at a shear rate range near 20sec -1 and 2000 sec -1 using a melt viscosity Toyo Seiki Capillograph type 1 at 20sec -1 and 2000sec -1, 20sec -1 and 2000 sec -1 by approximation The melt viscosity of was determined.

【0035】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.

【0036】[0036]

【数1】 C.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。
[Equation 1] C. 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.

【0037】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
加したものを芯成分、重合時にエポキシ化合物(ナガセ
化成工業社製「デナコールEX-203」)を0.5重量%添加
し、重合度を調整することで、290℃、20sec -1での溶融
粘度を7200poise、2000sec-1での溶融粘度を2300poise
としたポリエチレンテレフタレート組成物を鞘成分とし
て、紡糸温度295℃、樹脂総吐出量57.1g/min(芯:鞘比
率=80:20)で孔数48の口金を用いて芯鞘複合紡糸を行
った。二酸化炭素の添加量は芯成分吐出量に対し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 1 290 ℃, 20sec-1Polyethylene with a melt viscosity of 10,000 poise at
Melt ethylene terephthalate in a twin-screw extruder
Then, add carbon dioxide from the inlet provided in the middle of the cylinder.
The added component is the core component, and the epoxy compound (Nagase
0.5% by weight of "Denacol EX-203" manufactured by Kasei Kogyo Co., Ltd.
Then, by adjusting the degree of polymerization, 290 ℃, 20sec -1Melting in
Viscosity 7200poise, 2000sec-1Melt viscosity at 2300 poise
And the polyethylene terephthalate composition as a sheath component
Spinning temperature 295 ℃, total resin discharge 57.1g / min (core: sheath ratio
Ratio = 80:20) and the core-sheath composite spinning is performed using a spinneret with 48 holes.
It was. The amount of carbon dioxide added is 0 (ratio
Comparative Example 1), 0.5 (Example 1), 2 (Example 2), 4 (Example)
3) and 6 (Example 4) were set to weight%. This is a roller at room temperature
, And take it at a speed of 1000 m / min for 90 consecutive
Two-stage drawing and stretching using a heating roller at ℃, 140 ℃, 220 ℃
And heat treatment was performed. The total draw ratio is the elongation of the fiber after drawing
Adjusted to be about 12%. The pressure release rate under each condition
Table 1 shows the total draw ratio of Rabi. Increased carbon dioxide addition
With the addition, the total draw ratio is improved and the drawability is improved.
I understand.

【0038】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%のものは製糸中にローラーへの
単糸巻き付きが1回見られたことから、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 fibers 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, in the case of the addition amount of 6% by weight, single yarn winding around the roller was observed once during the yarn making. Therefore, if the addition amount is larger than this, the spinnability may be deteriorated.

【0039】[0039]

【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4
重量%となるよう添加したものを芯成分、290℃、20sec
-1での溶融粘度が12000poise、2000sec-1での溶融粘度
が6000poiseであるポリエチレンテレフタレートを鞘成
分として、紡糸温度295℃、樹脂総吐出量43.8g/min
(芯:鞘比率=85:15)で孔数48の口金を用いて芯鞘複合
紡糸を行った。これを室温のローラーを用いて500m/min
の速度で引き取り、これを90℃、140℃、220℃の加熱ロ
ーラーを用いて延伸速度200m/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5.10倍となり、強度10.1cN/d
tex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 in a twin-screw extruder, and carbon dioxide was supplied from an injection port provided in the middle of the cylinder to remove carbon dioxide.
What was added so as to be the weight% is the core component, 290 ° C, 20 seconds
Melt viscosity at -1 12000Poise, as polyethylene terephthalate sheath component melt viscosity of 6000poise at 2000 sec -1, a spinning temperature of 295 ° C., the resin total discharge rate 43.8 g / min
Core-sheath composite spinning was performed using a spinneret with 48 holes at a (core: sheath ratio = 85: 15). 500m / min using a roller at room temperature
Was taken out at a speed of 10 ° C., and this was subjected to two-stage drawing and heat treatment at a drawing speed of 200 m / min using a heating roller of 90 ° C., 140 ° C. and 220 ° C. The total draw ratio is about 12% elongation of the drawn fiber
When adjusted to be 5.10 times, the strength is 10.1 cN / d
High strength fibers of tex were obtained (Table 2).

【0040】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0.4重量
%となるよう添加したものを芯成分、重合時にトリメリ
ット酸のエステル化物を0.3重量%添加し、重合度を調
整することで、290℃、20sec-1での溶融粘度を3600pois
e、2000sec-1での溶融粘度を1200poiseとしたポリエチ
レンテレフタレート組成物を鞘成分として、紡糸温度29
5℃、樹脂総吐出量89.0g/min(芯:鞘比率=75:25)で孔
数48の口金を用いて芯鞘複合紡糸を行った。これを室温
のローラーを用いて3000m/minの速度で引き取り、連続
して90℃、140℃、230℃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2.75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 in a twin-screw extruder, and nitrogen was added so that the concentration of nitrogen became 0.4% by weight from an injection port provided in the middle of the cylinder. Is a core component, and 0.3 wt% of an esterified product of trimellitic acid is added at the time of polymerization to adjust the degree of polymerization to obtain a melt viscosity of 3600 pois at 290 ° C and 20 sec -1.
e, a polyethylene terephthalate composition having a melt viscosity of 1200 poise at 2000 sec -1 as a sheath component, and a spinning temperature of 29
Core-sheath composite spinning was performed using a spinneret having 48 holes at 5 ° C. and a total resin discharge rate of 89.0 g / min (core: sheath ratio = 75: 25). This was taken out at a speed of 3000 m / min using a roller at room temperature, and continuously subjected to two-stage drawing and heat treatment using heating rollers at 90 ° C, 140 ° C and 230 ° C. The total draw ratio was 2.75 times when the elongation of the drawn fiber was adjusted to about 12%.
Fibers with strength of 8.0cN / dtex with improved mechanical properties were obtained.
(Table 2).

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】[0042]

【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) 4L041 AA08 AA10 AA15 AA20 BA02 BA05 BA21 BC20 CA06 CA61 DD01 DD04 DD21 Continued front page    F-term (reference) 4L041 AA08 AA10 AA15 AA20 BA02                       BA05 BA21 BC20 CA06 CA61                       DD01 DD04 DD21

Claims (6)

【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および/または
窒素を0.3〜6重量%添加し、溶融混合させた熱可塑性
樹脂混合物を芯成分とし、290℃、20sec-1での溶融粘度
が3500poise以上の熱可塑性樹脂を鞘成分とする芯鞘型
複合紡糸を行うことを特徴とする熱可塑性合成繊の製造
方法。
1. Melt viscosity at 290 ° C. and 20 sec −1 is 5000 poise.
Carbon dioxide and / or nitrogen is added to the above crystalline thermoplastic resin in an amount of 0.3 to 6% by weight, and the thermoplastic resin mixture melt-mixed is used as a core component, and the melt viscosity at 290 ° C, 20 sec -1 is 3500 poise or more. A method for producing a thermoplastic synthetic fiber, which comprises performing core-sheath type composite spinning using a thermoplastic resin as a sheath component.
【請求項2】芯成分が吐出量全体の75重量%以上である
ことを特徴とする請求項1記載の熱可塑性合成繊の製造
方法。
2. The method for producing a thermoplastic synthetic fiber according to claim 1, wherein the core component accounts for 75% by weight or more of the total discharge amount.
【請求項3】芯成分の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または2記載の熱可
塑性合成繊の製造方法。
3. The method for producing a thermoplastic synthetic fiber according to claim 1, wherein the crystalline thermoplastic resin of the core component is polyester.
【請求項4】鞘成分の熱可塑性樹脂が3以上の官能基を
有する化合物を主鎖に含む分岐高分子であることを特徴
とする請求項1〜3いずれか1項記載の熱可塑性合成繊
の製造方法。
4. The thermoplastic synthetic fiber according to claim 1, wherein the thermoplastic resin of the sheath component is a branched polymer containing a compound having three or more functional groups in its main chain. Manufacturing method.
【請求項5】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1〜4いずれか1項記
載の熱可塑性合成繊の製造方法。
5. 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6】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5記載
の熱可塑性合成繊の製造方法。
6. The method for producing a thermoplastic synthetic fiber according to claim 5, wherein after being taken up, the thermoplastic synthetic fiber is continuously stretched and heat-treated without once being taken up.
JP2001302705A 2001-09-28 2001-09-28 Method for producing thermoplastic synthetic fiber Pending JP2003105633A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001302705A JP2003105633A (en) 2001-09-28 2001-09-28 Method for producing thermoplastic synthetic fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001302705A JP2003105633A (en) 2001-09-28 2001-09-28 Method for producing thermoplastic synthetic fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003105633A true JP2003105633A (en) 2003-04-09

Family

ID=19122900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001302705A Pending JP2003105633A (en) 2001-09-28 2001-09-28 Method for producing thermoplastic synthetic fiber

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003105633A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100810865B1 (en) Method of Preparing Polyketone Fibers and the Polyketone Fibers Prepared by the Method
CN111850733A (en) Antibacterial halogen-free flame-retardant reinforced-grade PE/PET composite short fiber and preparation method thereof
JP2007186830A (en) Polyester fiber
JP3738794B2 (en) Stretched polyamide fiber and method for producing the same
JP2008057082A (en) Method for producing polylactic acid monofilament
CN108048946A (en) A kind of hydrophilic fire-retardant polyester fibre material and preparation method thereof
JP2003105633A (en) Method for producing thermoplastic synthetic fiber
JP2001172821A (en) Production of polyoxymethylene fiber
JP2011202289A (en) Polymer alloy fiber and fiber structure
JP3161546B2 (en) Method for producing high strength, low shrinkage polyester fiber
CZ20056A3 (en) Process of spinning multifilament thread, fibrous yarn, polyester fibrous yarn and cord comprising the polyester fibrous yarn
JP2003096616A (en) Method for producing thermoplastic synthetic fiber improved in mechanical property
JP2682127B2 (en) High strength, high modulus polyester hollow fiber
JPS59116411A (en) Novel polyamide yarn and its preparation
JP2004176205A (en) Recycled polyester fiber for use as industrial material
JP3705185B2 (en) Method for producing foamed fiber
JPH0376810A (en) Polyester finer having high toughness and low shrinkage and its production
JP2014070283A (en) Method for manufacturing fully aromatic polyamide fiber
KR100389659B1 (en) Process for preparing high-tenacity polyvinyl alcohol fiber
JP2002146637A (en) Method for producing polyoxymethylene fiber
KR20100006960A (en) Process for producing polyketone fibers and polyketone fibers thereby
JP3003155B2 (en) Method for producing high-strength high-modulus polyester fiber
JP2002020931A (en) Polyester filament
JPH0827626A (en) Conjugated fiber and its production
JP2023051860A (en) Polyether sulfone fiber, fiber package, nonwoven fabric, and manufacturing method of polyether sulfone fiber