JP2012067407A - Polycarbonate fiber and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高タフネスな工業用ポリカーボネート繊維及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a tough industrial polycarbonate fiber and a method for producing the same.
現在、ポリカーボネート樹脂は工業用用途として様々な形状で使用されており、ポリカーボネートを用いた繊維についても、これまでに種々の構成のものが提案されている。しかし、ポリカーボネートは吐出直後に脆化し糸切れが起こりやすいために、細繊度の例えばマルチフィラメントを工業的に効率よく製造できないという問題があった。 At present, polycarbonate resins are used in various shapes for industrial applications, and fibers having various configurations have been proposed so far. However, since polycarbonate becomes brittle immediately after discharge and thread breakage easily occurs, there has been a problem that, for example, a multifilament having a fineness cannot be industrially efficiently produced.
この問題の解決法としては、例えば特許文献１では、ポリカーボネートとポリプロピレンを均一に混合溶融し、溶融紡糸して得られる繊維が提案されている。この技術によれば、ポリカーボネート成分中に発生したクレイズの伝播や発生そのものを、混合溶融されたポリプロピレンが阻止することにより、ポリカーボネート繊維の脆化を抑制する効果が謳われている。しかし、このような複合繊維では元来ポリカーボネートが有する耐熱性や機械的特性および透明性といった特徴を阻害してしまい、高物性のポリカーボネート繊維を得ることはできない。 As a solution to this problem, for example, Patent Document 1 proposes a fiber obtained by uniformly mixing and melting polycarbonate and polypropylene and melt spinning. According to this technique, the effect of suppressing the embrittlement of the polycarbonate fiber is expected by preventing the propagation and generation of the craze generated in the polycarbonate component by the mixed and melted polypropylene. However, such a composite fiber obstructs the characteristics such as heat resistance, mechanical properties, and transparency inherent in polycarbonate, and cannot obtain polycarbonate fiber having high physical properties.
一方、ポリカーボネートを単独で脆化を抑制しつつ製糸する技術としては、例えば特許文献２には、溶融されたポリカーボネートを、ノズル吐出口から３５度以上、ポリカーボネートのガラス転移点未満、の雰囲気温度下で、かつ温風雰囲気中に吐出することでポリカーボネートの脆化を抑制した製糸方法が開示されている。 On the other hand, as a technique for producing a polycarbonate alone while suppressing embrittlement, for example, Patent Document 2 discloses that the molten polycarbonate is at an atmospheric temperature of 35 degrees or more from the nozzle discharge port and less than the glass transition point of the polycarbonate. In addition, a yarn production method is disclosed in which embrittlement of the polycarbonate is suppressed by discharging into a warm air atmosphere.
しかしながら、この特許文献２は、細繊度のポリカーボネート繊維こそ得られているものの、最終的にはシート状の不織布の製造を目的とした技術であって、工業用繊維として十分な繊度や機械的特性を満たしていないという問題があった。例えばその好ましい態様としてはポリカーボネート成分を芯成分とし、他の熱可塑性ポリマー成分を鞘成分とすることにより、芯成分のポリカーボネート繊維を鞘成分が被覆し、ポリカーボネート成分を比較的さめにくくし、脆化現象を抑制する技術が記載されているが、このような芯鞘構造繊維では、元来ポリカーボネートが有する耐熱性や機械的特性および透明性といった特徴を阻害してしまい、工業用繊維として使用する高物性のポリカーボネート繊維、例えばタイヤコード、土木資材等の用途に適した細繊度の単繊維からなるマルチフィラメント繊維を得ることはできないという問題があった。 However, this Patent Document 2 is a technique aimed at finally producing a sheet-like non-woven fabric, although a fine-fidelity polycarbonate fiber is obtained, and has sufficient fineness and mechanical properties as industrial fiber. There was a problem of not meeting. For example, as a preferred embodiment, the polycarbonate component is used as the core component, and the other thermoplastic polymer component is used as the sheath component, so that the sheath component covers the polycarbonate fiber of the core component, making the polycarbonate component relatively difficult to weaken and embrittlement. Although technology to suppress the phenomenon is described, such a core-sheath structure fiber obstructs the characteristics such as heat resistance, mechanical properties, and transparency inherently possessed by the polycarbonate, and is used as an industrial fiber. There has been a problem that it is not possible to obtain multifilament fibers composed of single fibers having fineness suitable for applications such as polycarbonate fibers having physical properties such as tire cords and civil engineering materials.
本発明は、高タフネスであって工業用に適したポリカーボネート繊維及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a polycarbonate fiber having high toughness and suitable for industrial use, and a method for producing the same.
本発明のポリカーボネート繊維は、単糸繊度が１〜２０ｄｔｅｘであるポリカーボネート繊維であって、強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度２２．５％以上、かつ強度と伸度の平方根との積であるタフネスが１５以上であることを特徴とする。
さらに、繊維がマルチフィラメントにより構成されたものであることや、総繊度が３００〜３０００ｄｔｅｘであることが好ましい。
The polycarbonate fiber of the present invention is a polycarbonate fiber having a single yarn fineness of 1 to 20 dtex, and has a strength of 3.0 cN / dtex or more, an elongation of 22.5% or more, and a product of the strength and the square root of the elongation. The toughness is 15 or more.
Furthermore, it is preferable that the fibers are composed of multifilaments and that the total fineness is 300 to 3000 dtex.
またもう一つの本発明であるポリカーボネート繊維の製造方法は、ポリカーボネート成分を主成分とするポリマーを溶融紡糸する単糸繊度が１〜２０ｄｔｅｘであるポリカーボネート繊維の製造方法であって、溶融紡糸後巻き取ることなく延伸処理する直接延伸法であり、紡糸口金直下に２５０〜４５０℃の加熱域があり、紡糸後の引き取り速度が３００〜８００ｍ／分、延伸後の巻き取り速度が１０００〜４０００ｍ／分であることを特徴とする。 Another method for producing a polycarbonate fiber according to the present invention is a method for producing a polycarbonate fiber having a single yarn fineness of 1 to 20 dtex for melt spinning a polymer mainly composed of a polycarbonate component, and winding it after melt spinning. Direct stretching method without stretching, there is a heating range of 250-450 ° C. just below the spinneret, the take-up speed after spinning is 300-800 m / min, the winding speed after stretching is 1000-4000 m / min It is characterized by being.
さらには、紡糸口金直下の加熱域の長さが１００ｍｍ以上であることや、延伸が多段延伸であって、引取ローラーと第１延伸ローラーとの間における熱セット温度が６０〜１２０℃であり、第１延伸ローラーと第２延伸ローラー間（第１延伸）における熱セット温度が６０〜１２０℃、第２延伸ローラーと第３延伸ローラー間（第２延伸）における熱セット温度が６０〜１６０℃であることが好ましい。 Furthermore, the length of the heating region directly below the spinneret is 100 mm or more, the stretching is multistage stretching, the heat set temperature between the take-up roller and the first stretching roller is 60 to 120 ° C., The heat setting temperature between the first stretching roller and the second stretching roller (first stretching) is 60 to 120 ° C., and the heat setting temperature between the second stretching roller and the third stretching roller (second stretching) is 60 to 160 ° C. Preferably there is.
本発明によれば、高タフネスであって工業用に適したポリカーボネート繊維及びその製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the toughness and the industrially suitable polycarbonate fiber and its manufacturing method are provided.
本発明のポリカーボネート繊維は、単糸繊度が１〜２０ｄｔｅｘである細繊度のポリカーボネート繊維である。ここでこのポリカーボネート繊維に用いられるポリカーボネートポリマーとしては、汎用的なポリカーボネートポリマーであればいずれも用いることができ、また、ポリカーボネートポリマー中に少量であれば、例えば２０重量％以下であれば、適当な第３成分を含む共重合体であっても差し支えない。第３成分として、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のオレフィン系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン６等のポリアミドなどのホモポリマーや共重合体、を用いてもよい。また、ポリカーボネートと他の成分とのポリマーアロイであってもよい。ただしポリカーボネートの高いポリマー物性を活かすためには、できるだけポリカーボネートポリマーの比率が高いことが良く、ホモポリマーであることが最も好ましい。ただし必要に応じて、ワックス、粘着材、又は難燃剤等の添加剤を添加しても良いことはいうまでもない。 The polycarbonate fiber of the present invention is a polycarbonate fiber having a fineness of 1 to 20 dtex. Here, as the polycarbonate polymer used for the polycarbonate fiber, any general-purpose polycarbonate polymer can be used, and if it is a small amount in the polycarbonate polymer, for example, 20% by weight or less, it is suitable. A copolymer containing the third component may be used. As the third component, for example, an olefin polymer such as polypropylene, polyethylene, polybutene, or polymethylpentene, a polyester such as polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate, or a homopolymer or copolymer such as polyamide such as nylon 6 may be used. Good. Moreover, the polymer alloy of a polycarbonate and another component may be sufficient. However, in order to take advantage of the high polymer physical properties of polycarbonate, the ratio of the polycarbonate polymer is preferably as high as possible, and is preferably a homopolymer. However, it goes without saying that additives such as a wax, an adhesive, or a flame retardant may be added as necessary.
本発明のポリカーボネート繊維は、その一本の単繊維の繊度としては１〜２０ｄｔｅｘであることが必要だが、さらには５〜１５ｄｔｅｘの範囲であることが好ましい。このような細繊度の繊維であるために、強度と柔軟性が両立した工業用繊維に適した物性を確保できるようになった。 The polycarbonate fiber of the present invention needs to have a fineness of one single fiber of 1 to 20 dtex, and more preferably 5 to 15 dtex. Since the fibers have such a fineness, it has become possible to ensure physical properties suitable for industrial fibers having both strength and flexibility.
また、本発明のポリカーボネート繊維はマルチフィラメントにより構成されたものであることが好ましい。マルチフィラメントとすることにより、屈曲疲労性などの諸物性が向上し、工業的に適したもの、特にゴム補強用途のように使用中に繊維に変形が加えられる用途により適したものとなる傾向にある。総フィラメント数としては１０〜２０００本程度であることが好ましく、さらには２０〜５００本程度であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the polycarbonate fiber of this invention is comprised by the multifilament. By using multifilaments, various physical properties such as bending fatigue are improved, and those that are industrially suitable, in particular, tend to be more suitable for applications in which fibers are deformed during use, such as rubber reinforcement applications. is there. The total number of filaments is preferably about 10 to 2000, and more preferably about 20 to 500.
さらにはこのようなマルチフィラメントに撚りをかけたものであることが好ましい。特に工業用の用途を考えた場合、マルチフィラメント繊維に撚りを掛けることにより、強力利用率が平均化し、その疲労性が向上することから、撚りを掛けたマルチフィラメント繊維であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that such a multifilament is twisted. In particular, when considering industrial applications, the multifilament fibers are preferably twisted because twisting is applied to the multifilament fibers to average strength utilization and improve fatigue.
このような本発明のポリカーボネート繊維の総繊度としては、３００〜３０００ｄｔｅｘの範囲であることが好ましい。繊度が低すぎると、繊維としての強力が低下し、本発明の主用途である工業用途に適さなくなる。逆に繊度が高すぎると口金から吐出されたポリマーが冷却不十分となり、紡糸が困難になり、物性が低下する傾向にある。 The total fineness of the polycarbonate fiber of the present invention is preferably in the range of 300 to 3000 dtex. When the fineness is too low, the strength as a fiber is lowered, and it becomes unsuitable for industrial use which is the main use of the present invention. On the other hand, if the fineness is too high, the polymer discharged from the die becomes insufficiently cooled, spinning becomes difficult, and the physical properties tend to decrease.
本発明のポリカーボネート繊維は、以上のような単糸繊度が１〜２０ｄｔｅｘであるポリカーボネート繊維であって、強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度２２．５％以上、かつ強度と伸度の平方根との積であるタフネスが１５以上であることが必要である。強度としては８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、さらには３．２〜６．０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲であることが好ましい。伸度としては５０％以下、さらには２５〜４０％の範囲であることが好ましい。ちなみに繊維においては強度と伸度は反比例の関係にあることが多いが、本発明のポリカーボネート繊維はそのバランスに優れ、従来の細繊度繊維よりも強度、伸度の両方の値が高くなっていることも特徴の一つであり、「強度」と「伸度の平方根」の積で定義あれるタフネスの値は１５以上であり、好ましくは１６〜２０の範囲にあることが好ましい。 The polycarbonate fiber of the present invention is a polycarbonate fiber having a single yarn fineness of 1 to 20 dtex as described above, having a strength of 3.0 cN / dtex or more, an elongation of 22.5% or more, and a square root of strength and elongation. It is necessary that the toughness that is the product of is 15 or more. The strength is preferably 8.0 cN / dtex or less, and more preferably 3.2 to 6.0 cN / dtex. The elongation is preferably 50% or less, more preferably 25 to 40%. Incidentally, in fibers, strength and elongation are often in an inversely proportional relationship, but the polycarbonate fiber of the present invention has an excellent balance, and both strength and elongation values are higher than conventional fine fiber. This is one of the characteristics, and the toughness value defined by the product of “strength” and “square root of elongation” is 15 or more, and preferably in the range of 16-20.
本発明のポリカーボネート繊維は、工業用に使用する目的のためにも強度は高いことが必要だが、高すぎる場合には延伸工程で断糸しやすく、工程安定性や品質安定性が確保できなくなる傾向にある。また、伸度については強度とのバランスが重要となるが、大きいほど繊維の高タフネス化が期待できる。強度と伸度の平方根の積で表されるタフネスの値は、より高いことが好ましく、高タフネスなポリカーボネート繊維は剛性や耐衝撃性の向上が期待できる。逆にタフネスが不足すると、繊維としてばかりではなく、撚糸等の途中工程での強度劣化も大きくなる傾向にあり、工業用途に使用しにくい傾向にある。 The polycarbonate fiber of the present invention needs to have high strength for the purpose of industrial use, but if it is too high, it tends to be broken in the drawing process, and the process stability and quality stability tend not to be secured. It is in. Further, the balance with strength is important for the elongation, but the higher the fiber, the higher the toughness of the fiber can be expected. The toughness value represented by the product of the square root of strength and elongation is preferably higher, and high-toughness polycarbonate fiber can be expected to improve rigidity and impact resistance. On the other hand, when the toughness is insufficient, not only as a fiber, but also the strength deterioration in an intermediate process such as twisted yarn tends to increase, and it tends to be difficult to use for industrial use.
このような本発明のポリカーボネート繊維は、耐熱性、剛性、耐衝撃性、寸法安定性に優れ、透明性などの外観に加え、強度、伸度、タフネスに優れた工業用繊維に適したものとなる。特に本発明の繊維はタフネスに優れることからタイヤコードなどのゴム補強用途や、土木資材などの工業用繊維に最適に用いられる。 The polycarbonate fiber of the present invention is excellent in heat resistance, rigidity, impact resistance, dimensional stability, and suitable for industrial fibers having excellent strength, elongation, and toughness in addition to appearance such as transparency. Become. In particular, since the fibers of the present invention are excellent in toughness, they are optimally used for rubber reinforcement applications such as tire cords and industrial fibers such as civil engineering materials.
もう一つの本発明であるポリカーボネート繊維の製造方法は、ポリカーボネート成分を主成分とするポリマーを溶融紡糸するポリカーボネート繊維の製造方法である。そして、溶融紡糸後巻き取ることなく延伸処理する直接延伸法であり、紡糸口金直下に２５０℃以上４５０℃以下の加熱域があることを必須とする。 Another method for producing a polycarbonate fiber according to the present invention is a method for producing a polycarbonate fiber by melt spinning a polymer mainly composed of a polycarbonate component. And, it is a direct stretching method in which stretching is performed without winding after melt spinning, and it is essential that there is a heating region of 250 ° C. or more and 450 ° C. or less just below the spinneret.
溶融紡糸するポリマーとしては、先に述べたように第３成分が少量なら、例えば２０重量％以下であれば含まれていても良く、ポリカーボネートを８０重量％以上含むポリカーボネートチップを溶融することが好ましい。さらに物性面からは１００％のポリカーボネートのホモポリマーを溶融紡糸することがより好ましい。 As described above, the polymer to be melt-spun may be included if the third component is a small amount as described above, for example, 20% by weight or less, and it is preferable to melt a polycarbonate chip containing 80% by weight or more of polycarbonate. . Further, from the viewpoint of physical properties, it is more preferable to melt spin a 100% polycarbonate homopolymer.
溶融紡糸を行う際のポリマーの溶融温度としては、２８０〜３２０℃の範囲であることが好ましい。さらに好ましくは３００℃以上３１５℃以下の範囲が好ましい。溶融温度が高すぎると紡糸は容易になるもののポリマーの熱分解が発生し、得られる繊維の高タフネス化（高強度、高伸度）が阻害される傾向にある。 The melting temperature of the polymer at the time of melt spinning is preferably in the range of 280 to 320 ° C. More preferably, the range of 300 ° C. or higher and 315 ° C. or lower is preferable. If the melting temperature is too high, spinning becomes easy, but thermal decomposition of the polymer occurs, and the resulting fiber tends to be hindered from having high toughness (high strength, high elongation).
そして本発明では、この溶融紡糸後に巻き取ること無く延伸する直接延伸法を採用し、そして紡糸口金直下に２５０℃以上４５０℃以下の加熱域があることが必要である。さらには加熱域は３００℃以上４００℃以下であることが好ましい。またその長さとしては１００ｍｍ以上であることが好ましく、さらには８００ｍｍ以下、特には２００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲であることが好ましい。 In the present invention, it is necessary to employ a direct stretching method in which stretching is performed without winding after the melt spinning, and it is necessary to have a heating region of 250 ° C. or more and 450 ° C. or less just below the spinneret. Furthermore, it is preferable that a heating range is 300 degreeC or more and 400 degrees C or less. The length is preferably 100 mm or more, more preferably 800 mm or less, and particularly preferably in the range of 200 mm to 500 mm.
本発明の製造方法においては、加熱域の温度はポリカーボネートポリマーのガラス転移点温度である１５０℃を大きく超える必要があり、本発明では２５０℃から４５０℃の範囲であることが必須なのである。加熱域の温度が２５０℃未満の場合には、溶融紡糸された繊維が口金下で急冷されてしまい脆化が発生し、その後の延伸にて、延伸性も悪く、高い物性が得られないばかりか繊維が白化してしまう。逆に４５０℃以上の場合には、冷却が不十分なままとなり、その後の引き取り等ができず、紡糸自体ができなくなる。 In the production method of the present invention, the temperature in the heating region needs to greatly exceed the glass transition temperature of the polycarbonate polymer, 150 ° C., and in the present invention, it is essential to be in the range of 250 ° C. to 450 ° C. When the temperature of the heating zone is less than 250 ° C., the melt-spun fiber is rapidly cooled under the die and embrittlement occurs, and in subsequent stretching, the stretchability is poor and high physical properties cannot be obtained. Or the fiber will be whitened. On the other hand, when the temperature is 450 ° C. or higher, the cooling remains insufficient, the subsequent take-up cannot be performed, and the spinning itself cannot be performed.
このような加熱域を有する加熱紡糸筒を用いることにより、遅延冷却を行うことが本発明の特徴の一つである。通常ポリカーボネートポリマーを溶融紡糸した場合、紡糸口金から吐出された直後のポリカーボネートポリマーは脆化しやすく、単糸切れが発生しやすいという問題があった。特にこの問題は細繊度や、マルチフィラメントにおいて顕著であった。しかし本発明では、遅延冷却を行うことにより脆化の発生量を有意に少なくし、最終的に得られる繊維の物性を向上さえることができたのである。 It is one of the features of the present invention to perform delayed cooling by using a heated spinning cylinder having such a heating region. In general, when a polycarbonate polymer is melt-spun, the polycarbonate polymer immediately after being discharged from the spinneret tends to become brittle and single yarn breakage tends to occur. This problem was particularly remarkable in fineness and multifilament. However, in the present invention, by performing delayed cooling, the amount of embrittlement can be significantly reduced, and the physical properties of the fiber finally obtained can be improved.
通常の溶融紡糸繊維であればこのような過度の遅延冷却は、紡糸された単繊維どうしが優着しやすくなり、歩留まりが低下するために採用しがたい条件である。しかしポリカーボネート繊維においては、紡糸直後の脆化を防ぐ優れた方法であり、ガラス転移点が１４０から１５０℃と、他の合成繊維に用いられる樹脂に比べ高いことから採用できた方法である。 In the case of ordinary melt-spun fibers, such excessive delayed cooling is a condition that is difficult to adopt because the spun single fibers are likely to be favorably attached to each other and the yield is reduced. However, polycarbonate fiber is an excellent method for preventing embrittlement immediately after spinning, and has a glass transition point of 140 to 150 ° C., which is higher than resins used for other synthetic fibers.
そして本発明の製造方法では、この遅延冷却の効果をより発揮させるために、紡糸後の引き取り速度が３００ｍ／分以上８００ｍ／分以下の範囲とすることが必要である。さらに本発明では直接延伸法を用いているが、延伸後の巻き取り速度が１０００ｍ／分以上４０００ｍ／分以下であることが必要である。このように繊維に対して連続して高速処理を行うことにより、繊維の温度を低下させずに、脆化の発生も有効に防止しうるのである。ちなみに従来、紡糸直後の脆化を抑制するために、紡糸後の引き取り速度を低速とすることが一般的であった。しかし、本発明においては逆に高速紡糸を行い、遅延冷却技術を採用することにより、ポリカーボネート繊維製造工程における脆化の抑制に成功したのである。 And in the manufacturing method of this invention, in order to exhibit the effect of this delayed cooling more, it is necessary to make the take-up speed after spinning into the range of 300 m / min or more and 800 m / min or less. Furthermore, although the direct stretching method is used in the present invention, the winding speed after stretching needs to be 1000 m / min or more and 4000 m / min or less. By continuously performing high-speed treatment on the fibers in this way, the occurrence of embrittlement can be effectively prevented without lowering the temperature of the fibers. Incidentally, conventionally, in order to suppress embrittlement immediately after spinning, it has been common to reduce the take-up speed after spinning. However, in the present invention, conversely, high-speed spinning was performed and delayed cooling technology was employed to successfully suppress embrittlement in the polycarbonate fiber manufacturing process.
そして本発明のポリカーボネート繊維の製造方法では、溶融紡糸後巻き取ることなく延伸処理する直接延伸法を採用するが、総延伸倍率としては２倍以上であることが好ましく、さらには２．５〜６倍の範囲であることが好ましい。倍率を高めることにより高タフネスなポリカーボネート繊維を製造しうるが、あまり倍率をあげると毛羽や断糸などが発生しやすく、製糸性が低下する傾向にある。 And in the manufacturing method of the polycarbonate fiber of this invention, although the direct extending | stretching method of extending | stretching is employ | adopted, without winding up after melt spinning, it is preferable that it is 2 times or more as a total draw ratio, and also 2.5-6. It is preferable that the range be doubled. Higher toughness polycarbonate fibers can be produced by increasing the magnification, but if the magnification is increased too much, fluff or yarn breakage tends to occur, and the yarn-making property tends to decrease.
また、ポリカーボネート繊維の延伸工程としては多段延伸であることが好ましい。多段延伸することで、糸切れを防止し高効率の生産が行えることに加えて、延伸を複数回に分けて行うことは、強度やモジュラス等の物性を向上させる点からも好ましい。さらには、多段延伸する引取ローラーと第１延伸ローラー間において、熱セット温度が６０℃以上１２０℃以下であり、第１延伸時の第１延伸ローラーと第２延伸ローラー間（第１延伸）において、熱セット温度が６０℃以上１２０℃以下であり、第２延伸時の第２延伸ローラーと第３延伸ローラー間（第２延伸）において、熱セット温度が６０℃以上１６０℃以下であることが好ましい。特に引取ローラーと第１延伸ローラー間、第１延伸ローラーと第２延伸ローラー間において熱セット温度が高すぎると脆弱な糸ができやすく、低すぎると延伸性が悪くなる傾向にある。また、第２延伸ローラーと第３延伸ローラー間において熱セット温度は高すぎると断糸しやすくなり、低すぎると延伸性が悪くなる傾向にある。 The polycarbonate fiber drawing step is preferably multistage drawing. In addition to preventing yarn breakage and high-efficiency production by performing multi-stage stretching, it is preferable to perform stretching several times in order to improve physical properties such as strength and modulus. Furthermore, between the take-out roller and the first stretching roller that perform multistage stretching, the heat setting temperature is 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and between the first stretching roller and the second stretching roller (first stretching) during the first stretching. The heat setting temperature is 60 ° C. or more and 120 ° C. or less, and the heat setting temperature is 60 ° C. or more and 160 ° C. or less between the second stretching roller and the third stretching roller during the second stretching (second stretching). preferable. In particular, if the heat setting temperature is too high between the take-up roller and the first drawing roller, or between the first drawing roller and the second drawing roller, a fragile yarn is likely to be formed, and if it is too low, the drawability tends to deteriorate. Further, if the heat setting temperature is too high between the second stretching roller and the third stretching roller, the yarn tends to be broken, and if it is too low, the stretchability tends to deteriorate.
さらには、延伸速度は１０００ｍ／分以上４０００ｍ／分以下であることが好ましい。このように延伸速度を高く保つことにより工程途中での繊維の温度低下を防止し、一定条件で、高い温度を保ったままの処理を行うことが可能となる。 Furthermore, the stretching speed is preferably 1000 m / min or more and 4000 m / min or less. By keeping the drawing speed high in this way, it is possible to prevent the temperature of the fiber from being lowered during the process, and to perform processing while maintaining a high temperature under a certain condition.
このような本発明の製造方法にて得られたポリカーボネート繊維は、耐熱性、剛性、耐衝撃性、寸法安定性に優れ、透明性などの外観に加え、強度、伸度、タフネスに優れた工業用繊維に適したものとなる。特に本発明の繊維はタフネスに優れることからタイヤコードなどのゴム補強用途や、土木資材などの工業用繊維に最適に用いられる。 The polycarbonate fiber obtained by such a production method of the present invention is excellent in heat resistance, rigidity, impact resistance, dimensional stability, and in addition to appearance such as transparency, it has excellent strength, elongation, and toughness. It is suitable for industrial fibers. In particular, since the fibers of the present invention are excellent in toughness, they are optimally used for rubber reinforcement applications such as tire cords and industrial fibers such as civil engineering materials.
本発明をさらに下記実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例により限定されるものではない。また繊維の物性は下記の方法により測定した。 The present invention will be further described in the following examples, but the scope of the present invention is not limited by these examples. The physical properties of the fibers were measured by the following methods.
（ア）繊維の強伸度
引張荷重測定器（島津製作所製オートグラフ）を用い、ＪＩＳ Ｌ−１０１３に従って測定した。
(A) Strong elongation of fiber It measured according to JIS L-1013 using the tensile load measuring device (Shimadzu autograph).
［実施例］
ポリカーボネートチップを、窒素雰囲気下１３０℃にて８時間乾燥した。これをポリマー溶融温度３１３℃にて口径直径０．４ｍｍ、３６孔数の紡糸口金より紡出し、口金直下に具備した長さ３００ｍｍの４００℃に加熱した円筒状加熱帯を通じ、次いで脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、ローラーにて４３８ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。
この吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて連続的に第１延伸倍率２．６６倍、第２延伸倍率１．０３倍の合計２．７４倍の２段延伸をおこなった。最終的な延伸速度は１２００ｍ／ｍｉｎであった。また熱処理条件としては、引取ローラーと第１延伸ローラーとの間において、６０℃の熱セット、第１延伸時の第１延伸ローラーと第２延伸ローラー間において、６０℃の熱セット、第２延伸時の第２延伸ローラーと第３延伸ローラー間において、１２０℃の熱セットを行った。そして最終的には、５１８ｄｔｅｘ／３６フィラメントのポリカーボネートマルチフィラメント繊維を得た。
このものの強度は３．２６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２６．５％でタフネスは１６．８であった。毛羽欠点もなく、製糸性に優れたものであった。
なお、ポリマー溶融温度を上記実施例の３１３℃から３１７℃に上げたところ、伸度が低下し、若干タフネスの低下がみられた。
また、第２延伸温度を上記実施例の１２０℃から１４０℃に上げたところ、若干繊維の白濁が見られる傾向にあった。
[Example]
The polycarbonate chip was dried at 130 ° C. for 8 hours under a nitrogen atmosphere. This was spun from a spinneret with a diameter of 0.4 mm and 36 holes at a polymer melting temperature of 313 ° C., passed through a cylindrical heating zone of 300 mm in length, which was provided directly under the die, and heated to 400 ° C., and then an aliphatic ester compound After applying the oil agent so that the amount of the oil agent attached to the fiber was 0.5%, it was taken up at a speed of 438 m / min with a roller.
Subsequently, the discharge yarn was continuously wound without being wound once, and continuously subjected to two-stage drawing at a first draw ratio of 2.66 times and a second draw ratio of 1.03 times, a total of 2.74 times. The final stretching speed was 1200 m / min. Moreover, as heat processing conditions, between a take-off roller and a 1st extending | stretching roller, a 60 degreeC heat set, between a 1st extending | stretching roller at the time of 1st extending | stretching, and a 2nd extending | stretching roller, a 60 degreeC heat set, 2nd extending | stretching Between the 2nd extending | stretching roller and 3rd extending | stretching roller of the time, the heat setting of 120 degreeC was performed. Finally, a polycarbonate multifilament fiber of 518 dtex / 36 filaments was obtained.
The strength of this product was 3.26 cN / dtex, the elongation was 26.5%, and the toughness was 16.8. There was no fuzz defect, and the yarn production was excellent.
When the polymer melting temperature was increased from 313 ° C. to 317 ° C. in the above examples, the elongation decreased and a slight decrease in toughness was observed.
Further, when the second stretching temperature was increased from 120 ° C. to 140 ° C. in the above example, the fiber turbidity was slightly observed.
［比較例］
口金直下に具備した円筒状加熱帯を使用しない以外は実施例と同様にして紡糸、延伸を行った。ポリカーボネート繊維の脆化が起こり、断糸が数多く発生した。一部巻取った繊維についても、延伸工程で繊維が白濁してしまい十分な延伸ができず、強度不良の繊維しか得られなかった。
[Comparative example]
Spinning and stretching were performed in the same manner as in the example except that the cylindrical heating zone provided just below the base was not used. The polycarbonate fiber was embrittled and many yarn breaks occurred. As for the partially wound fibers, the fibers became cloudy in the stretching process, and the fibers could not be sufficiently stretched, and only fibers with poor strength were obtained.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012067170A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Teijin Fibers Ltd | Fiber-reinforced resin composition |
| JP2015089972A (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | 帝人株式会社 | Nonwoven fabric and textile product |
| JP2018009277A (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-18 | 三菱ケミカル株式会社 | Fiber and fabric |
| JPWO2019012876A1 (en) * | 2017-07-14 | 2020-05-07 | 三菱瓦斯化学株式会社 | Method for producing polyacetal fiber |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4989B1 (en) * | 1964-12-10 | 1974-01-05 | ||
| JP2009084736A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Daiwabo Co Ltd | Method for producing polycarbonate fiber |
-
2010
- 2010-09-22 JP JP2010212235A patent/JP2012067407A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4989B1 (en) * | 1964-12-10 | 1974-01-05 | ||
| JP2009084736A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Daiwabo Co Ltd | Method for producing polycarbonate fiber |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012067170A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Teijin Fibers Ltd | Fiber-reinforced resin composition |
| JP2015089972A (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | 帝人株式会社 | Nonwoven fabric and textile product |
| JP2018009277A (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-18 | 三菱ケミカル株式会社 | Fiber and fabric |
| JPWO2019012876A1 (en) * | 2017-07-14 | 2020-05-07 | 三菱瓦斯化学株式会社 | Method for producing polyacetal fiber |
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