JP2012219385A - Composite fiber and method for producing hollow fiber using the composite fiber - Google Patents

Composite fiber and method for producing hollow fiber using the composite fiber Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hollow fiber including a non-water absorbing polymer, having a porous hollow part, and being excellent in light weight property, bulky feeling and soft feeling, a structure thereof, and a production method with which a hollow fiber structure can be produced from a composite fiber structure without causing a wastewater treatment problem and an environmental problem.SOLUTION: There is provided a composite fiber in which a polyester-based thermoplastic polymer is a sea component 1; the polyester-based polymer is a copolymerized polyester including a dicarboxylic acid component and a glycol component; 80 mol% or more of the dicarboxylic acid component is a terephthalic acid component, 4.0-12.0 mol% is a cyclohexane dicarboxylic acid component, and 2.0-8.0 mol% is an aliphatic carboxylic acid component; and the glycol component includes a polyester polymer comprising an ethylene glycol component as a main component; and a thermoplastic polyvinyl alcohol-based polymer containing a plasticizer and having an apparent melt viscosity of 40-400 Pa s at 240°C and a shear rate of 1000 secis an island component; and an island component 2 is water soluble.

Description

本発明は、複合繊維及びそれを含む繊維構造物ならびに、該複合繊維から得られる中空繊維及びそれを含む繊維構造物に関する。詳細には軽量性に優れ、かつふくらみ感、ソフト感のある良好な風合を有する中空繊維、特に、多孔状の中空繊維とその繊維構造物に関する。   The present invention relates to a composite fiber and a fiber structure including the same, a hollow fiber obtained from the composite fiber, and a fiber structure including the hollow fiber. More specifically, the present invention relates to a hollow fiber excellent in light weight and having a good texture with a feeling of swelling and softness, in particular, a porous hollow fiber and a fiber structure thereof.

ポリエステルやポリアミド等の合成繊維は、その優れた物理的および化学的特性によって、衣料用のみならず産業用にも広く使用されており、工業的に重要な価値を有している。しかしながら、これらの合成繊維は、その単糸繊度に単一な分布を有し、また単糸繊度が大きいことやその横断面形状が単純であることにより、絹、綿、麻等の天然繊維に比較して風合や光沢が単調である。また上記の合成繊維は吸水性に劣り、しかも冷たくて、ぬめり感のある触感を有し品位の低いものであった。そこで合成繊維の上記のような欠点を改良するために、合成繊維の横断面形状を異形化したり、繊維を中空化することが広く行われている。
通常、異形紡糸ノズルまたは中空紡糸ノズルを用いて製造される異形断面繊維や中空繊維は、紡出後、固化するまでの間に溶融状態にある樹脂の表面張力や紡糸時の引き取り張力等によって異形断面が崩れたり、中空部が潰れやすいという課題があり、特に多孔中空形状を発現させようとすると、紡出直後は繊維に多孔状の中空構造が付与されても、多孔状中空部が潰れて消滅したり、該中空部の割合が減少し易く、かかる手法で多孔状の中空部を有する繊維を得ることは実質的に不可能であった。
Synthetic fibers such as polyester and polyamide are widely used not only for clothing but also for industrial use due to their excellent physical and chemical properties, and thus have industrially important value. However, these synthetic fibers have a single distribution in the single yarn fineness, are large in single yarn fineness, and have a simple cross-sectional shape, so that they can be used in natural fibers such as silk, cotton and hemp. The texture and gloss are monotonous compared. Further, the above synthetic fibers were inferior in water absorption, were cold, had a slimy feel, and had a low quality. Therefore, in order to improve the above-mentioned drawbacks of synthetic fibers, it is widely practiced to make the cross-sectional shape of the synthetic fibers irregular or to make the fibers hollow.
Normally, irregular cross-section fibers and hollow fibers produced using a variant spinning nozzle or hollow spinning nozzle are deformed depending on the surface tension of the resin in a molten state before spinning and solidification, the take-up tension during spinning, etc. There is a problem that the cross section collapses or the hollow part is easily crushed. Especially when trying to develop a porous hollow shape, even if a porous hollow structure is imparted to the fiber immediately after spinning, the porous hollow part is crushed. It disappeared or the ratio of the hollow portion was likely to decrease, and it was practically impossible to obtain a fiber having a porous hollow portion by such a method.

一方、アルカリ易分解性ポリマーを島成分とし、海成分としてはポリアミドやエチレンビニルアルコール系共重合体等の吸水率が3%以上の耐アルカリ性ポリマーを用いて複合繊維とした後、該易分解性ポリマーを熱アルカリ水溶液処理することにより分解除去して多孔中空繊維とする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、これらの問題点としては、アルカリ分解生成物の排水処理の繁雑さが有り、環境面からも大きな課題を残している。しかも、かかる手法では、アルカリ水溶液が複合繊維の海成分を浸透して島成分を抽出することが必要であるため、海成分としては吸水性を有する重合体を使用しなければならないという重合体の種類の制限があり、さらに、アルカリに弱いポリ乳酸やポリエステルも海成分に使用することが困難であり、かかる手法により海成分がポリ乳酸や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を主たる骨格とするポリエステルなどからなる多孔中空繊維を製造することは実質的に不可能であった。   On the other hand, an alkali-degradable polymer is used as an island component, and as a sea component, a composite fiber is formed using an alkali-resistant polymer having a water absorption rate of 3% or more, such as polyamide or ethylene vinyl alcohol copolymer. A technique has been proposed in which a polymer is decomposed and removed by treating with a hot alkaline aqueous solution to form a porous hollow fiber (for example, see Patent Document 1). However, these problems include the complexity of wastewater treatment of alkali decomposition products, leaving a major problem from an environmental point of view. In addition, in this method, since the aqueous alkali solution needs to penetrate the sea component of the composite fiber and extract the island component, a polymer having water absorption must be used as the sea component. There are restrictions on the types, and it is difficult to use polylactic acid and polyester that are weak against alkali in the sea component. From such a polyester, the sea component is composed mainly of polylactic acid, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate. It was virtually impossible to produce a porous hollow fiber.

特開平7−316977号公報JP-A-7-316977

本発明の課題は、上記の従来技術の課題を解決し、吸水性を殆ど示さない重合体から構成される多孔中空部を有し、軽量性、ふくらみ感、ソフト感等に優れた中空繊維やそれを含む繊維構造物を提供することである。また、かかる中空繊維を排水処理や環境面での問題を起こすことなく製造するための複合繊維を提供することであり、さらに、かかる複合繊維を用いた中空繊維の製造方法を提供することである。   The problem of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, have a hollow hollow portion composed of a polymer that hardly exhibits water absorption, and have hollow fibers excellent in lightness, swell, soft feeling, etc. It is to provide a fiber structure containing it. Another object of the present invention is to provide a composite fiber for producing such a hollow fiber without causing wastewater treatment or environmental problems, and to provide a method for producing a hollow fiber using such a composite fiber. .

すなわち、本発明は、ポリエステル系熱可塑性重合体を海成分とし、該ポリエステル系重合体は、ジカルボン酸成分とグリコール成分からなる共重合ポリエステルであり、該ジカルボン酸成分のうち80モル%以上がテレフタル酸成分であり、4.0〜12.0モル%がシクロヘキサンジカルボン酸成分、2.0〜8.0モル%が脂肪族カルボン酸成分、かつ該グリコール成分がエチレングリコール成分を主成分とするポリエステル重合体からなり、可塑剤を含有する240℃、せん断速度1000sec−1での見かけ溶融粘度が40〜400Pa・sである熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体を島成分とし、該島成分が水溶解性であることを特徴とする複合繊維であり、さらに、ポリエステル系重合体に、下記化学式(I)で表される化合物(A)を0.5モル%〜3.5モル%共重合された上記の複合繊維である。 That is, the present invention uses a polyester-based thermoplastic polymer as a sea component, and the polyester-based polymer is a copolyester composed of a dicarboxylic acid component and a glycol component, and 80 mol% or more of the dicarboxylic acid component is terephthalic. A polyester comprising 4.0 to 12.0 mol% of a cyclohexanedicarboxylic acid component, 2.0 to 8.0 mol% of an aliphatic carboxylic acid component, and the glycol component as a main component of an ethylene glycol component. A thermoplastic polyvinyl alcohol polymer made of a polymer and containing a plasticizer and having an apparent melt viscosity of 40 to 400 Pa · s at 240 ° C. and a shear rate of 1000 sec −1 is an island component, and the island component is water-soluble. It is a composite fiber characterized by being further represented by the following chemical formula (I) in the polyester polymer: Compound (A) is 0.5 mol% to 3.5 mol% copolymerized been said composite fibers.

Figure 2012219385
Figure 2012219385

さらに本発明は、該複合繊維を水で処理し、該複合繊維から水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体を溶解除去することを特徴とする中空繊維の製造方法であり、さらには上記の複合繊維を含む繊維構造物を水で処理し、該複合繊維から水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体を溶解除去することを特徴とする繊維構造物の処理方法である。   Further, the present invention is a method for producing a hollow fiber, characterized in that the composite fiber is treated with water, and the water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol polymer is dissolved and removed from the composite fiber. A method for treating a fiber structure comprising treating a fiber structure containing water with water and dissolving and removing a water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol polymer from the composite fiber.

本発明によれば、常圧下でのカチオン染料、及び分散染料を用いて染着性が良好な複合繊維を得ることができる。また、本発明により得られる複合繊維から水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体を溶解除去することにより、軽量性に優れ、かつふくらみ感、ソフト感のある良好な風合を有する中空繊維、特に、多孔状の中空繊維とその繊維構造物が得られる。   According to the present invention, a composite fiber having good dyeability can be obtained using a cationic dye and a disperse dye under normal pressure. In addition, by dissolving and removing the water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol polymer from the composite fiber obtained by the present invention, the hollow fiber having a good texture with excellent lightness and swell, soft feeling, in particular, A porous hollow fiber and its fiber structure are obtained.

本発明の複合繊維においては、海成分がジカルボン酸成分とグリコール成分からなり、該ジカルボン酸成分の80モル%以上がテレフタル酸成分であり、4.0〜12.0モル%がシクロヘキサンジカルボン酸成分であり、2.0〜8.0モル%が脂肪族ジカルボン酸成分であり、かつ該グリコール成分がエチレングリコール成分を主成分とする共重合ポリエステル重合体で構成され、島成分が水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体で構成されていることが重要であり、かかる条件を満たしていれば、複合繊維の海島の形態は特に制限されるものではない。島数は用途に応じて設定できるが、高い中空率の中空繊維や中空部の数が多い中空繊維を得る場合に本発明の本領が発揮される。
島数の値は特に制限されないが、3〜10個の範囲が好ましく、より好ましくは4〜9個、さらに好ましくは5〜8個とすることが望ましい。島数が3個未満であると、透け防止性が不十分であり、軽量感を増すため中空部面積を大きくすると中空部が潰れやすくなる場合がある。また、島数が10個を越えると繊維化が困難になる。
また、個々の島成分の形状は何ら限定されず、円形でも楕円形でもその他の異形形状でもよい。さらに島成分は、繊維軸方向に連続していても不連続に形成されていてもよい。
本発明の複合繊維の代表例をその横断面図により示すと、例えば、図1〜図3のようなものを挙げることができる。図1の複合繊維は、水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体からなる小さな島成分2が前記ポリエステル重合体からなる海成分1に包囲された形態のものであり、図2の複合繊維は、繊維断面中央の水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体からなる大きな島成分2及び小さな島成分2が前記ポリエステル重合体からなる海成分1に包囲された形態のものであり、図3は繊維断面形状が三角断面になるものである。
In the composite fiber of the present invention, the sea component is composed of a dicarboxylic acid component and a glycol component, 80 mol% or more of the dicarboxylic acid component is a terephthalic acid component, and 4.0 to 12.0 mol% is a cyclohexanedicarboxylic acid component. 2.0 to 8.0 mol% is an aliphatic dicarboxylic acid component, and the glycol component is composed of a copolymerized polyester polymer whose main component is an ethylene glycol component, and the island component is water-soluble thermoplastic. It is important that it is composed of a polyvinyl alcohol polymer, and the form of the sea island of the composite fiber is not particularly limited as long as such a condition is satisfied. The number of islands can be set according to the application, but the present invention is exhibited when obtaining hollow fibers having a high hollow ratio or hollow fibers having a large number of hollow portions.
The value of the number of islands is not particularly limited, but a range of 3 to 10 is preferable, 4 to 9 is more preferable, and 5 to 8 is more preferable. When the number of islands is less than 3, the prevention of see-through is insufficient, and the hollow part may be easily crushed when the area of the hollow part is increased in order to increase the feeling of lightness. If the number of islands exceeds 10, fiberization becomes difficult.
Moreover, the shape of each island component is not limited at all, and may be circular, elliptical, or other irregular shapes. Furthermore, the island component may be continuous or discontinuously formed in the fiber axis direction.
If the representative example of the composite fiber of this invention is shown with the cross-sectional view, a thing like FIGS. 1-3 can be mentioned, for example. The composite fiber of FIG. 1 has a form in which a small island component 2 made of a water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol polymer is surrounded by a sea component 1 made of the polyester polymer, and the composite fiber of FIG. A large island component 2 made of a water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol polymer at the center of the cross section and a small island component 2 surrounded by a sea component 1 made of the polyester polymer are shown in FIG. It has a triangular cross section.

本発明において、島成分と海成分の複合比率は特に限定されないが、最終的に得られる中空繊維の中空部の数と中空率をどの程度に設定するかに応じて適宜複合比率を変更することができる。しかしながら、島成分の比率が小さすぎると、中空繊維としての軽量化等の効果が十分に発揮されず、一方、中空部の比率が大きすぎると実用性のある繊維物性を持つ中空繊維とすることが困難となるので、好ましくは島:海=2:98〜65:35、さらには5:95〜60:40とすることが好ましい。
また、複合繊維の断面形態は特に制限されず、図1〜図2に示した円形断面の他に例えば、図3に示すような三角形、あるいは図示していないが偏平形、楕円形、四角形〜八角形等の角形、T字形、3〜8葉形等の多葉形等の任意の形状とすることができる。更に、本発明の複合繊維には、蛍光増白剤、安定剤、難燃剤、着色剤等の任意の添加剤を必要に応じて含有することができる。
In the present invention, the composite ratio of the island component and the sea component is not particularly limited, but the composite ratio may be appropriately changed depending on the number of hollow portions and the hollow ratio of the hollow fiber finally obtained. Can do. However, if the ratio of the island component is too small, the effect of weight reduction as a hollow fiber is not sufficiently exhibited, while if the ratio of the hollow portion is too large, a hollow fiber having practical fiber properties is obtained. Therefore, it is preferable that island: sea = 2: 98 to 65:35, more preferably 5:95 to 60:40.
Moreover, the cross-sectional form of the composite fiber is not particularly limited. For example, in addition to the circular cross section shown in FIGS. 1 to 2, for example, a triangle as shown in FIG. An arbitrary shape such as an octagon or the like, a T-shape, or a multi-leaf shape such as a 3 to 8 leaf shape can be used. Furthermore, the composite fiber of the present invention can contain optional additives such as a fluorescent brightening agent, a stabilizer, a flame retardant, and a colorant as necessary.

次に、本発明の複合繊維の島成分に使用される水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体(以下、単にPVAと略称することもある)について説明する。
本発明で使用されるPVAとは、ポリビニルアルコールのホモポリマーは勿論のこと、例えば、共重合、末端変性、および後反応により官能基を導入した変性ポリビニルアルコールも包含するものである。
Next, a water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol polymer (hereinafter sometimes simply referred to as PVA) used for the island component of the composite fiber of the present invention will be described.
The PVA used in the present invention includes not only a homopolymer of polyvinyl alcohol but also a modified polyvinyl alcohol having a functional group introduced by copolymerization, terminal modification, and post-reaction.

本発明に用いられるPVAの粘度平均重合度(以下、単に重合度と略記する)は200〜600が好ましく、230〜470がより好ましく、250〜450が特に好ましい。重合度が200未満の場合には紡糸時に十分な曳糸性が得られず、繊維化しにくい場合がある。重合度が600を越えると溶融粘度が高すぎて、紡糸ノズルから重合体を吐出することができない場合がある。また重合度600以下のいわゆる低重合度のPVAを用いることにより、水溶液で複合繊維を溶解するときに溶解速度が速くなるばかりでなく複合繊維が溶解する時の収縮を小さくすることができる。   200-600 are preferable, as for the viscosity average polymerization degree (henceforth abbreviated as polymerization degree) of PVA used for this invention, 230-470 are more preferable, and 250-450 are especially preferable. When the degree of polymerization is less than 200, sufficient spinnability cannot be obtained at the time of spinning, and fiber formation may be difficult. If the degree of polymerization exceeds 600, the melt viscosity may be too high to discharge the polymer from the spinning nozzle. Further, by using a so-called low polymerization degree PVA having a polymerization degree of 600 or less, not only the dissolution rate is increased when the composite fiber is dissolved in an aqueous solution, but also the shrinkage when the composite fiber is dissolved can be reduced.

PVAの重合度(P)は、JIS−K6726に準じて測定される。すなわち、PVAを再鹸化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](dl/g)から次式により求められるものである。
P=([η]×103/8.29)(1/0.62)
重合度が上記範囲にある時、本発明の目的がより好適に達せられる。
The degree of polymerization (P) of PVA is measured according to JIS-K6726. That is, after re-saponifying and purifying PVA, the intrinsic viscosity [η] (dl / g) measured in water at 30 ° C. is obtained by the following equation.
P = ([η] × 10 3 /8.29) (1 / 0.62)
When the degree of polymerization is in the above range, the object of the present invention can be achieved more suitably.

本発明に用いられるPVAは、鹸化度が90〜99.99モル%であることが好ましい。より好ましくは93〜99.98モル%、さらに94〜99.97モル%が好ましく、96〜99.96モル%が特に好ましい。鹸化度が90モル%未満の場合には、PVAの熱安定性が悪く熱分解やゲル化によって満足な溶融紡糸ができない場合があり、また後述する共重合モノマーの種類によってPVAの水溶性が低下する場合がある。
一方、鹸化度が99.99モル%よりも大きいPVAは溶解性が低下しやすく又安定に製造することができず、安定した繊維化が困難となる。
The PVA used in the present invention preferably has a saponification degree of 90 to 99.99 mol%. More preferably, it is 93 to 99.98 mol%, more preferably 94 to 99.97 mol%, and particularly preferably 96 to 99.96 mol%. If the degree of saponification is less than 90 mol%, the thermal stability of PVA may be poor and satisfactory melt spinning may not be possible due to thermal decomposition or gelation, and the water solubility of PVA may be reduced depending on the type of copolymerization monomer described below. There is a case.
On the other hand, PVA having a degree of saponification greater than 99.99 mol% is liable to decrease in solubility and cannot be stably produced, making it difficult to make stable fibers.

さらに本発明で使用される好ましいPVAは、ビニルアルコールユニットに対するトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基のモル分率が70〜99.9モル%で、融点が160℃〜230℃で、かつPVA100質量部に対してアルカリ金属イオンがナトリウムイオン換算で0.0003〜1質量部含有されていることが好ましい。   Further, a preferred PVA used in the present invention is a trihydroxy group having a trihydroxy group hydroxyl group having a mole fraction of 70 to 99.9 mol%, a melting point of 160 ° C. to 230 ° C., and a PVA of 100 mass. It is preferable that alkali metal ions are contained in an amount of 0.0003 to 1 part by mass in terms of sodium ions with respect to parts.

本発明において、ポリビニルアルコールのトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基とは、PVAのd6−DMSO溶液での500MHz プロトンNMR(JEOL GX−500)装置、65℃測定による水酸基プロトンのトライアッドのタクティシティを反映するピーク(I)を意味する。
ピーク(I)はPVAの水酸基のトライアッド表示のアイソタクティシティ連鎖(4.54ppm)、ヘテロタクティシティ連鎖(4.36ppm)およびシンジオタクティシティ連鎖(4.13ppm)の和で表されて、全てのビニルアルコールユニットにおける水酸基のピーク(II)はケミカルシフト4.05ppm〜4.70ppmの領域に現れることから、本発明のビニルアルコールユニットに対するトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基のモル分率は、100×(I)/(II)で表されるものである。
In the present invention, the central hydroxyl group of the three-hydroxyl group represented by the triad display of polyvinyl alcohol is the 500 MHz proton NMR (JEOL GX-500) apparatus in d6-DMSO solution of PVA, the triad tacticity of the hydroxyl proton measured by 65 ° C. It means peak (I) to be reflected.
Peak (I) is represented by the sum of the triadic isotacticity chain (4.54 ppm), heterotacticity chain (4.36 ppm) and syndiotacticity chain (4.13 ppm) of the hydroxyl group of PVA, Since the peak (II) of the hydroxyl group in the vinyl alcohol unit of the present invention appears in the region of a chemical shift of 4.05 ppm to 4.70 ppm, the mole fraction of the central hydroxyl group of the hydroxyl group 3 chain by triad display with respect to the vinyl alcohol unit of the present invention is: It is represented by 100 × (I) / (II).

PVAのトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基の含有量が70モル%未満である場合には、重合体の結晶性が低下し、繊維強度が低くなると同時に、溶融紡糸時に繊維が膠着して巻取り後に巻き出しできない場合がある。また本発明で目的とする水溶性の熱可塑性繊維が得られない場合がある。
PVAのトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基の含有量が99.9モル%より大の場合には、重合体の融点が高いため溶融紡糸温度を高くする必要があり、その結果、溶融紡糸時の重合体の熱安定性が悪く、分解、ゲル化、重合体着色が起こりやすい。
When the content of the central hydroxyl group of the hydroxyl group in the triad represented by PVA triad is less than 70 mol%, the crystallinity of the polymer is lowered and the fiber strength is lowered. At the same time, the fiber is stuck and wound during melt spinning. Unwinding may not be possible after removal. Moreover, the water-soluble thermoplastic fiber intended in the present invention may not be obtained.
When the content of the central hydroxyl group of the three-hydroxyl group represented by PVA triad is greater than 99.9 mol%, it is necessary to increase the melt spinning temperature because of the high melting point of the polymer. The polymer has poor thermal stability, and is susceptible to decomposition, gelation, and polymer coloring.

また、本発明のPVAがエチレン変性のPVAである場合、下記式を満足することで本発明の効果は更に高くなるものである。
−1.5×Et+100≧モル分率≧−Et+85
ここで、モル分率(単位:モル%)はビニルアルコールユニットに対するトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基のモル分率を表し、Etはビニルアルコール系重合体が含有するエチレン含量(単位:モル%)を表す。
Further, when the PVA of the present invention is an ethylene-modified PVA, the effect of the present invention is further enhanced by satisfying the following formula.
−1.5 × Et + 100 ≧ Molar fraction ≧ −Et + 85
Here, the mole fraction (unit: mole%) represents the mole fraction of the central hydroxyl group of the three-hydroxyl group by triad display with respect to the vinyl alcohol unit, and Et is the ethylene content (unit: mole%) contained in the vinyl alcohol polymer. ).

従って、本発明に用いられるPVAのトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基の含有量は72〜99モル%がより好ましく、74〜97モル%がさらに好ましく、76〜95モル%が特に好ましい。   Therefore, the content of the central hydroxyl group of the 3-hydroxyl group by PVA triad display used in the present invention is more preferably 72 to 99 mol%, further preferably 74 to 97 mol%, particularly preferably 76 to 95 mol%.

本発明に於いて用いられるポリビニルアルコールの水酸基3連鎖の中心水酸基の量を制御することで、PVAの水溶性、吸湿性など水に関わる諸物性、強度、伸度、弾性率など繊維に関わる諸物性、融点、溶融粘度など溶融紡糸性に関わる諸物性をコントロールできる。これはトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基は結晶性に富み、PVAの特長を発現させるためと思われる。   By controlling the amount of the central hydroxyl group in the hydroxyl group of 3 chain of polyvinyl alcohol used in the present invention, various physical properties relating to water such as water solubility and hygroscopicity of PVA, various properties relating to fibers such as strength, elongation and elastic modulus. Various physical properties related to melt spinning properties such as physical properties, melting point and melt viscosity can be controlled. This is presumably because the central hydroxyl group of the three-hydroxyl group represented by triad is rich in crystallinity and exhibits the features of PVA.

本発明に用いられるPVAの融点(Tm)は160〜230℃であることが好ましく、170〜227℃がより好ましく、175〜224℃がさらに好ましく、180〜220℃が特に好ましい。融点が160℃未満の場合にはPVAの結晶性が低下し、複合繊維の繊維強度が低くなると同時に、該複合繊維の熱安定性が悪くなり、繊維化できない場合がある。一方、融点が230℃を越えると溶融紡糸温度が高くなり、紡糸温度とPVAの分解温度が近づくためにPVAと他の熱可塑性重合体とからなる複合繊維を安定に製造することができない場合がある。なお、PVAの融点は、DSCを用いて窒素中、昇温速度10℃/分で250℃まで昇温後、室温まで冷却し、再度昇温速度10℃/分で250℃まで昇温した場合のPVAの融点を示す吸熱ピークのピークトップの温度を意味する。   The melting point (Tm) of the PVA used in the present invention is preferably 160 to 230 ° C, more preferably 170 to 227 ° C, further preferably 175 to 224 ° C, and particularly preferably 180 to 220 ° C. When the melting point is less than 160 ° C., the crystallinity of PVA is lowered, the fiber strength of the composite fiber is lowered, and at the same time, the thermal stability of the composite fiber is deteriorated, and there is a case where the fiber cannot be formed. On the other hand, when the melting point exceeds 230 ° C., the melt spinning temperature becomes high, and the spinning temperature and the decomposition temperature of PVA are close to each other, so that a composite fiber composed of PVA and another thermoplastic polymer may not be stably produced. is there. The melting point of PVA is when the temperature is raised to 250 ° C. in DS using a DSC at a temperature rising rate of 10 ° C./min, cooled to room temperature, and then heated again to 250 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min. It means the temperature at the peak top of the endothermic peak indicating the melting point of PVA.

本発明に用いられるPVAは、ビニルエステル系重合体のビニルエステル単位を鹸化することにより得られる。ビニルエステル単位を形成するためのビニル化合物単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティック酸ビニル等が挙げられ、これらの中でもPVAを得る点からは酢酸ビニルが好ましい。   The PVA used in the present invention can be obtained by saponifying the vinyl ester unit of the vinyl ester polymer. Vinyl compound monomers for forming vinyl ester units include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valenate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl pivalate and Examples thereof include vinyl versatate, and among these, vinyl acetate is preferable from the viewpoint of obtaining PVA.

また本発明で使用されるPVAは、ホモポリマーであっても共重合単位を導入した変成PVAであってもよいが、溶融紡糸性、水溶性、繊維物性の観点からは、共重合単位を導入した変性ポリビニルアルコールを用いることが好ましい。共重合単量体の種類としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィン類、アクリル酸およびその塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸およびその塩、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル等のメタクリル酸エステル類、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導体、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド等のメタクリルアミド誘導体、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、エチレングリコールビニルエーテル、1,3−プロパンジオールビニルエーテル、1,4−ブタンジオールビニルエーテル等のヒドロキシ基含有のビニルエーテル類、アリルアセテート、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類、オキシアルキレン基を有する単量体、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル類、酢酸イソプロペニル、3−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オール、7−オクテン−1−オール、9−デセン−1−オール、3−メチル−3−ブテン−1−オール等のヒドロキシ基含有のα−オレフィン類、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸または無水イタコン酸等に由来するカルボキシル基を有する単量体;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等に由来するスルホン酸基を有する単量体;ビニロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシブチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシエチルジメチルアミン、ビニロキシメチルジエチルアミン、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルアミドジメチルアミン、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、メタアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルアミン、アリルエチルアミン等に由来するカチオン基を有する単量体が挙げられる。これらの単量体の含有量は、通常20モル%以下である。   In addition, the PVA used in the present invention may be a homopolymer or a modified PVA into which copolymer units are introduced. However, from the viewpoint of melt spinnability, water solubility, and fiber properties, the copolymer units are introduced. It is preferable to use modified polyvinyl alcohol. Examples of the comonomer include α-olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, isobutene, and 1-hexene, acrylic acid and salts thereof, methyl acrylate, ethyl acrylate, and acrylic acid n- Acrylic acid esters such as propyl and i-propyl acrylate, methacrylic acid and salts thereof, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, methacrylic acid esters such as i-propyl methacrylate, acrylamide, N- Acrylamide derivatives such as methyl acrylamide and N-ethyl acrylamide, methacrylamide derivatives such as methacrylamide, N-methyl methacrylamide, N-ethyl methacrylamide, methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propiyl Vinyl ethers such as vinyl ether, n-butyl vinyl ether, ethylene glycol vinyl ether, 1,3-propanediol vinyl ether, hydroxy group-containing vinyl ethers such as 1,4-butanediol vinyl ether, allyl acetate, propyl allyl ether, butyl allyl ether, Allyl ethers such as hexyl allyl ether, monomers having an oxyalkylene group, vinylsilyls such as vinyltrimethoxysilane, isopropenyl acetate, 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, 5-hexene -1-ol, 7-octen-1-ol, 9-decene-1-ol, hydroxy group-containing α-olefins such as 3-methyl-3-buten-1-ol, fumaric acid, maleic acid, itacon Acid, maleic anhydride , Monomers having a carboxyl group derived from phthalic anhydride, trimellitic anhydride or itaconic anhydride; ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, etc. Monomer having sulfonic acid group derived from: vinyloxyethyl trimethylammonium chloride, vinyloxybutyl trimethylammonium chloride, vinyloxyethyl dimethylamine, vinyloxymethyl diethylamine, N-acrylamidomethyltrimethylammonium chloride, N-acrylamidoethyltrimethylammonium Chloride, N-acrylamide dimethylamine, allyltrimethylammonium chloride, methallyltrimethylammonium chloride, dimethylallylamine, Monomers include having a cationic group derived from the drill ethyl amine. The content of these monomers is usually 20 mol% or less.

これらの単量体の中でも、入手のしやすさなどから、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィン類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、エチレングリコールビニルエーテル、1,3−プロパンジオールビニルエーテル、1,4−ブタンジオールビニルエーテル等のヒドロキシ基含有のビニルエーテル類、アリルアセテート、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類、オキシアルキレン基を有する単量体、3−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オール、7−オクテン−1−オール、9−デセン−1−オール、3−メチル−3−ブテン−1−オール等のヒドロキシ基含有のα−オレフィン類に由来する単量体が好ましい。   Among these monomers, α-olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, isobutene, 1-hexene, methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl are available because of their availability. Vinyl ethers such as vinyl ether, n-butyl vinyl ether, ethylene glycol vinyl ether, 1,3-propanediol vinyl ether, hydroxy group-containing vinyl ethers such as 1,4-butanediol vinyl ether, allyl acetate, propyl allyl ether, butyl allyl ether, Allyl ethers such as hexyl allyl ether, monomers having an oxyalkylene group, 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, 5-hexen-1-ol, 7-octen-1-ol 9-decene-1-ol, a monomer derived from 3-methyl-3-buten-1-alpha-olefins hydroxy group-containing ol are preferred.

特に、共重合性、溶融紡糸性および繊維の水溶性の観点からエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテンの炭素数4以下のα−オレフィン類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類がより好ましい。炭素数4以下のα−オレフィン類および/またはビニルエーテル類に由来する単位は、PVA中に0.1〜20モル%存在していることが好ましく、より好ましくは1〜20モル%、さらに4〜15モル%が好ましく、6〜13モル%が特に好ましい。
さらに、α−オレフィンがエチレンである場合において、繊維物性が高くなることから、特にエチレン単位が4〜15モル%、より好ましくは6〜13モル%導入された変性PVAを使用することが好ましい。
In particular, from the viewpoints of copolymerizability, melt spinnability, and water solubility of the fibers, α-olefins having 4 or less carbon atoms of ethylene, propylene, 1-butene and isobutene, methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i- Vinyl ethers such as propyl vinyl ether and n-butyl vinyl ether are more preferable. The units derived from α-olefins having 4 or less carbon atoms and / or vinyl ethers are preferably present in the PVA in an amount of 0.1 to 20 mol%, more preferably 1 to 20 mol%, and further 4 to 4 mol. 15 mol% is preferable and 6-13 mol% is especially preferable.
Furthermore, when the α-olefin is ethylene, the physical properties of the fiber are improved, and therefore it is preferable to use a modified PVA in which ethylene units are introduced in an amount of 4 to 15 mol%, more preferably 6 to 13 mol%.

本発明で使用されるPVAは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の方法が挙げられる。その中でも、無溶媒あるいはアルコールなどの溶媒中で重合する塊状重合法や溶液重合法が通常採用される。溶液重合時に溶媒として使用されるアルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどの低級アルコールが挙げられる。共重合に使用される開始剤としては、α,α'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−バレロニトリル)、過酸化ベンゾイル、nープロピルパーオキシカーボネートなどのアゾ系開始剤または過酸化物系開始剤などの公知の開始剤が挙げられる。重合温度については特に制限はないが、0℃〜150℃の範囲が適当である。   Examples of the PVA used in the present invention include known methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization. Among them, a bulk polymerization method or a solution polymerization method in which polymerization is performed without solvent or in a solvent such as alcohol is usually employed. Examples of alcohol used as a solvent during solution polymerization include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and propyl alcohol. As initiators used for copolymerization, α, α′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethyl-valeronitrile), benzoyl peroxide, n-propyl peroxycarbonate And known initiators such as azo initiators or peroxide initiators. Although there is no restriction | limiting in particular about superposition | polymerization temperature, The range of 0 to 150 degreeC is suitable.

本発明で使用されるPVAにおけるアルカリ金属イオンの含有割合は、PVA100質量部に対してナトリウムイオン換算で0.0003〜1質量部であることが好ましく、0.0003〜0.8質量部がより好ましく、0.0005〜0.6質量部がさらに好ましく、0.0005〜0.5質量部が特に好ましい。アルカリ金属イオンの含有割合が0.0003質量部未満の場合には、十分な水溶性を示さず未溶解物が残る場合がある。またアルカリ金属イオンの含有量が1質量部より多い場合には溶融紡糸時の分解及びゲル化が著しく繊維化することができない場合がある。アルカリ金属イオンとしては、カリウムイオン、ナトリウムイオン等があげられる。   It is preferable that the content rate of the alkali metal ion in PVA used by this invention is 0.0003-1 mass part in conversion of sodium ion with respect to 100 mass parts of PVA, and 0.0003-0.8 mass part is more. Preferably, 0.0005 to 0.6 parts by mass is more preferable, and 0.0005 to 0.5 parts by mass is particularly preferable. When the content of alkali metal ions is less than 0.0003 parts by mass, sufficient water solubility may not be exhibited and undissolved substances may remain. Further, when the content of alkali metal ions is more than 1 part by mass, decomposition and gelation at the time of melt spinning may not be remarkably made into fibers. Examples of the alkali metal ion include potassium ion and sodium ion.

本発明において、特定量のアルカリ金属イオンをPVA中に含有させる方法は特に制限されず、PVAを重合した後にアルカリ金属イオン含有の化合物を添加する方法、ビニルエステルの重合体を溶媒中において鹸化するに際し、鹸化触媒としてアルカリイオンを含有するアルカリ性物質を使用することによりPVA中にアルカリ金属イオンを配合し、鹸化して得られたPVAを洗浄液で洗浄することにより、PVA中に含まれるアルカリ金属イオン含有量を制御する方法などが挙げられるが後者のほうが好ましい。
なお、アルカリ金属イオンの含有量は、原子吸光法で求めることができる。
In the present invention, the method for containing a specific amount of alkali metal ions in PVA is not particularly limited, and a method of adding a compound containing alkali metal ions after polymerizing PVA, or saponifying a vinyl ester polymer in a solvent. In this case, by using an alkaline substance containing alkali ions as a saponification catalyst, alkali metal ions are blended in PVA, and the saponified PVA is washed with a washing solution, whereby alkali metal ions contained in PVA are obtained. Although the method of controlling content etc. is mentioned, the latter is more preferable.
The content of alkali metal ions can be determined by atomic absorption method.

鹸化触媒として使用するアルカリ性物質としては、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムがあげられる。鹸化触媒に使用するアルカリ性物質のモル比は、酢酸ビニル単位に対して0.004〜0.5が好ましく、0.005〜0.05が特に好ましい。鹸化触媒は、鹸化反応の初期に一括添加しても良いし、鹸化反応の途中で追加添加しても良い。
鹸化反応の溶媒としては、メタノール、酢酸メチル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどがあげられる。これらの溶媒の中でもメタノールが好ましく、含水率を0.001〜1質量%に制御したメタノールがより好ましく、含水率を0.003〜0.9質量%に制御したメタノールがより好ましく、含水率を0.005〜0.8質量%に制御したメタノールが特に好ましい。洗浄液としては、メタノール、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ヘキサン、水などがあげられ、これらの中でもメタノール、酢酸メチル、水の単独もしくは混合液がより好ましい。
洗浄液の量としてはアルカリ金属イオンの含有割合を満足するように設定されるが、通常、PVA100質量部に対して、300〜10000質量部が好ましく、500〜5000質量部がより好ましい。洗浄温度としては、5〜80℃が好ましく、20〜70℃がより好ましい。洗浄時間としては20分間〜10時間が好ましく、1時間〜6時間がより好ましい。
Examples of the alkaline substance used as the saponification catalyst include potassium hydroxide and sodium hydroxide. The molar ratio of the alkaline substance used for the saponification catalyst is preferably from 0.004 to 0.5, particularly preferably from 0.005 to 0.05, based on the vinyl acetate unit. The saponification catalyst may be added all at the beginning of the saponification reaction, or may be added in the middle of the saponification reaction.
Examples of the solvent for the saponification reaction include methanol, methyl acetate, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide and the like. Among these solvents, methanol is preferable, methanol whose water content is controlled to 0.001 to 1% by mass is more preferable, methanol whose water content is controlled to 0.003 to 0.9% by mass is more preferable, and water content is Methanol controlled to 0.005 to 0.8% by mass is particularly preferable. Examples of the cleaning liquid include methanol, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, hexane, water, and the like. Among these, methanol, methyl acetate, water alone or a mixed liquid is more preferable.
Although it sets so that the content rate of an alkali metal ion may be satisfied as a quantity of a washing | cleaning liquid, 300-10000 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of PVA normally, and 500-5000 mass parts is more preferable. As washing | cleaning temperature, 5-80 degreeC is preferable and 20-70 degreeC is more preferable. The washing time is preferably 20 minutes to 10 hours, and more preferably 1 hour to 6 hours.

本発明においては、繊維物性及び繊維化工程性の点から、使用するPVAに適当な可塑剤を含有させることが必要である。可塑剤含有PVAの240℃、剪断速度1000sec-1での見かけ溶融粘度は40〜400Pa・sであるり、50〜350Pa・sであることがより好ましい。見かけ溶融粘度が40Pa・s未満であると、溶融粘度が低すぎるため、複合ポリマーとの粘度バランスを合わせるのが困難になる。さらに、複合ポリマーの重合度を下げて溶融粘度を落とし、粘度バランスを合わせようとすると、繊維強度の低下を招く。
また、見かけ溶融粘度が400Pa・sを越えると、溶融流動性が悪くなるため、ポリマーがゲル化、分解など熱劣化しやすくなる。
In the present invention, it is necessary to contain an appropriate plasticizer in the PVA used from the viewpoint of fiber physical properties and fiberizing process properties. The apparent melt viscosity of the plasticizer-containing PVA at 240 ° C. and a shear rate of 1000 sec −1 is 40 to 400 Pa · s or more preferably 50 to 350 Pa · s. If the apparent melt viscosity is less than 40 Pa · s, the melt viscosity is too low, and it becomes difficult to match the viscosity balance with the composite polymer. Furthermore, if the degree of polymerization of the composite polymer is lowered to lower the melt viscosity and match the viscosity balance, the fiber strength is reduced.
On the other hand, when the apparent melt viscosity exceeds 400 Pa · s, the melt fluidity is deteriorated, so that the polymer is likely to be thermally deteriorated such as gelation and decomposition.

PVAに含有させる可塑剤の種類は特に限定されないが、240℃、剪断速度1000sec−1での見かけ溶融粘度における減粘効果が10〜200Pa・sであり、好ましくは20〜180Pa・sでなければならない。減粘効果が10Pa・s未満では、可塑効果がほとんどないため、PVAの溶融流動性が悪くなり、ポリマーが熱劣化しやすくなる。また、減粘効果が200Pa・sを越えると、溶融粘度が低すぎるため、複合ポリマーとの粘度バランスが崩れ、紡糸不可能となる。
240℃、剪断速度1000sec−1での溶融粘度における減粘効果が10〜200Pa・sである可塑剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールおよびそのオリゴマー、ブチレングリコール及びそのオリゴマー、ポリグリセリン誘導体やグリセリン等にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドが付加したグリセリン誘導体、ソルビトールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドが付加した誘導体、ペンタエリスリトール等の多価アルコール及びその誘導体、PO/EOランダム共重合物等が挙げられ、上記の可塑剤を1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%の割合でPVAに配合することで曳糸性が向上する。
その中でも、繊維化工程で熱分解が起こりにくく、良好な可塑化性、紡糸性を得るためには、ソルビトールのアルキレンオキサイド付加物、ポリグリセリンアルキルモノカルボン酸エステル、PO/EOランダム共重合物などの可塑剤を1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%配合することが好ましく、特にソルビトール1モルにエチレンオキサイドを1〜30モル付加した化合物が好ましい。
ソルビトール1モルにエチレンオキサイドを1〜30モル付加した化合物について、以下に説明する。エチレンオキサイドの平均付加モル数が1未満では、PVAとの相溶性は問題ないが、分子量が低いため、熱安定性に難がある。また、エチレンオキサイドの平均付加モル数が30を越えると、SP値が低下するため、PVAとの相溶性が悪化し、繊維化工程性に悪影響を及ぼすようになる。なお、付加モル数は平均したものであって、付加モル数に分布があってもよいが、30モル以上の付加物が50質量%以上混入することは好ましくない。
また、PVAに対する含有量であるが、1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%配合することが好ましい。含有量が1質量%未満では、可塑化性が不十分であり、30質量%を越えると複合ポリマーとの粘度バランスが崩れ、繊維化工程性が悪化する問題が起こる。
また、該化合物の平均分子量は約200〜1500であることが好ましい。
可塑剤である該化合物をPVAに添加する方法としては、特に制限はないが、二軸押出機を用いてマスターチップ化する方法が、可塑剤を均一分散させるという点で好ましい。
The type of plasticizer to be contained in PVA is not particularly limited, but the effect of reducing the apparent melt viscosity at 240 ° C. and a shear rate of 1000 sec −1 is 10 to 200 Pa · s, preferably 20 to 180 Pa · s. Don't be. If the viscosity reducing effect is less than 10 Pa · s, since there is almost no plasticizing effect, the melt fluidity of PVA is deteriorated and the polymer is likely to be thermally deteriorated. On the other hand, when the viscosity reducing effect exceeds 200 Pa · s, the melt viscosity is too low, so that the viscosity balance with the composite polymer is lost and spinning becomes impossible.
Examples of the plasticizer having a viscosity reducing effect on melt viscosity at 240 ° C. and a shear rate of 1000 sec −1 of 10 to 200 Pa · s include, for example, polyethylene glycol, propylene glycol and its oligomer, butylene glycol and its oligomer, polyglycerin derivative, Glycerin derivatives in which alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide are added to glycerin, etc., derivatives in which alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide are added to sorbitol, polyhydric alcohols such as pentaerythritol and their derivatives, PO / EO random co Polymers etc. are mentioned, and the spinnability improves by mix | blending said plasticizer with PVA in the ratio of 1-30 mass%, Preferably 2-20 mass%.
Among them, thermal decomposition hardly occurs in the fiberizing process, and in order to obtain good plasticity and spinnability, sorbitol alkylene oxide adduct, polyglycerin alkyl monocarboxylic acid ester, PO / EO random copolymer, etc. 1 to 30% by mass, preferably 2 to 20% by mass, and particularly preferably a compound obtained by adding 1 to 30 mol of ethylene oxide to 1 mol of sorbitol.
A compound obtained by adding 1 to 30 moles of ethylene oxide to 1 mole of sorbitol will be described below. When the average number of added moles of ethylene oxide is less than 1, there is no problem with compatibility with PVA, but since the molecular weight is low, there is difficulty in thermal stability. On the other hand, if the average added mole number of ethylene oxide exceeds 30, the SP value is lowered, so the compatibility with PVA is deteriorated and the fiber forming processability is adversely affected. The number of added moles is an average, and there may be a distribution in the number of added moles, but it is not preferable that 30 moles or more of adduct is mixed in at 50% by weight or more.
Moreover, although it is content with respect to PVA, it is preferable to mix | blend 1-30 mass%, Preferably 2-20 mass%. When the content is less than 1% by mass, the plasticizing property is insufficient, and when it exceeds 30% by mass, the viscosity balance with the composite polymer is lost, and the fiber forming processability is deteriorated.
Moreover, it is preferable that the average molecular weight of this compound is about 200-1500.
Although there is no restriction | limiting in particular as a method of adding this compound which is a plasticizer to PVA, The method of forming into a master chip using a twin-screw extruder is preferable at the point which disperse | distributes a plasticizer uniformly.

本発明の複合繊維の海成分を構成するポリエステル重合体は、エチレンテレフタレート単位を主たる繰返し単位とするポリエステルであり、その繰り返し単位の80モル%以上がテレフタル酸及び/又はそのエステル形成性誘導体(以下、テレフタル酸成分と称することもある)であり、且つジカルボン酸成分のうちシクロヘキサンジカルボン酸及び/又はそのエステル形成性誘導体が4.0〜12.0モル%、また脂肪族ジカルボン酸及びそのエステル形成性誘導体が2.0〜8.0モル%共重合されている必要がある。   The polyester polymer constituting the sea component of the composite fiber of the present invention is a polyester having ethylene terephthalate units as main repeating units, and 80 mol% or more of the repeating units are terephthalic acid and / or ester-forming derivatives thereof (hereinafter referred to as “polyester”). In some cases, cyclohexanedicarboxylic acid and / or its ester-forming derivative is 4.0 to 12.0 mol% of the dicarboxylic acid component, and aliphatic dicarboxylic acid and its ester are formed. The functional derivative must be copolymerized in an amount of 2.0 to 8.0 mol%.

シクロヘキサンジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体(以下、シクロヘキサンジカルボン酸成分と称することもある)及び脂肪族ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体をポリエチレンテレフタレートに共重合した場合、芳香族ジカルボン酸に比べて結晶構造の乱れが小さい特徴を有しているため、高い染着率を確保しながら、耐光堅牢性にも優れた繊維を得ることができる。
シクロヘキサンジカルボン酸成分を共重合化することによって、ポリエステル繊維の結晶構造に乱れが生じ、非晶部の配向は低下する。そのため、分散染料の繊維内部への浸透が容易となり、分散染料の常圧可染性を向上させることが可能となる。更に、シクロヘキサンジカルボン酸成分は芳香族ジカルボン酸に比べ結晶構造の乱れが小さいことから、耐光堅牢性にも優れたものとなる。
シクロヘキサンジカルボン酸成分の共重合量がジカルボン酸成分において4.0モル%未満では、繊維内部における非晶部位の配向度が高くなるため、常圧環境下での分散染料に対する染色性が不足し、目的の染着率が得られない。また、ジカルボン酸成分において12.0モル%を超えた場合、染着率、洗濯堅牢度、耐光堅牢度など、染色性に関しては良好な品質を確保できるものの、延伸を伴わない高速紡糸手法で製糸を行った場合、樹脂のガラス転移温度が低いことと繊維内部における非晶部位の配向度が低いことによって高速捲取中に自発伸長が発生し、安定な高速曳糸性を得ることができない。好ましくは5.0〜10.0モル%である。
本発明に用いられるシクロヘキサンジカルボン酸には、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸の3種類の位置異性体があるが、本発明の効果が得られる点からはどの位置異性体が共重合されていても構わないし、また複数の位置異性体が共重合されていても構わない。また、それぞれの位置異性体について、シス/トランスの異性体があるが、いずれの立体異性体を共重合しても、あるいはシス/トランス双方の位置異性体が共重合されていても構わない。シクロヘキサンジカルボン酸誘導体についても同様である。
When cyclohexanedicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof (hereinafter sometimes referred to as cyclohexanedicarboxylic acid component) and aliphatic dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof are copolymerized with polyethylene terephthalate, crystals are produced in comparison with aromatic dicarboxylic acid. Since the structural disorder is small, a fiber excellent in light fastness can be obtained while ensuring a high dyeing rate.
By copolymerizing the cyclohexanedicarboxylic acid component, the crystal structure of the polyester fiber is disturbed, and the orientation of the amorphous part is lowered. Therefore, it becomes easy for the disperse dye to penetrate into the fiber, and the atmospheric dyeability of the disperse dye can be improved. Furthermore, since the cyclohexane dicarboxylic acid component is less disturbed in crystal structure than the aromatic dicarboxylic acid, it is excellent in light fastness.
If the copolymerization amount of the cyclohexanedicarboxylic acid component is less than 4.0 mol% in the dicarboxylic acid component, the degree of orientation of the amorphous part inside the fiber is high, so that the dyeability for disperse dyes under normal pressure environment is insufficient, The target dyeing rate cannot be obtained. If the dicarboxylic acid component exceeds 12.0 mol%, it is possible to ensure good quality in terms of dyeability such as dyeing rate, fastness to washing, fastness to light, etc., but spinning by a high-speed spinning method without stretching. In this case, the glass transition temperature of the resin is low and the degree of orientation of the amorphous part in the fiber is low, so that spontaneous elongation occurs during high-speed winding, and stable high-speed spinnability cannot be obtained. Preferably it is 5.0-10.0 mol%.
The cyclohexanedicarboxylic acid used in the present invention includes three positional isomers of 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid. From the point obtained, any positional isomer may be copolymerized, or a plurality of positional isomers may be copolymerized. Further, although there are cis / trans isomers for each positional isomer, any stereoisomer may be copolymerized, or both cis / trans positional isomers may be copolymerized. The same applies to the cyclohexanedicarboxylic acid derivative.

脂肪族ジカルボン酸及びそのエステル形成性誘導体成分についてもシクロヘキサンジカルボン酸成分と同様に、ポリエステル繊維の結晶構造に乱れが生じ、非晶部の配向が低下するため、分散染料の繊維内部への浸透が容易となり、分散染料の常圧可染性を向上させることが可能となる。
脂肪族ジカルボン酸成分をポリエチレンテレフタレートに共重合すると、低温セット性にも効果があり、本発明により得られる繊維を織編物にしてから形態安定化のために熱セットする場合、熱セット温度を低くすることが可能となる。ニット用途において低温セット性は好ましい物性であり、ウール、綿、アクリル、ポリウレタン等のポリエステル以外の素材と複合する場合、熱セットに必要な温度をポリエステル以外の素材の物性が低下しない程度に抑えることが可能となる。また、ポリエステル繊維の単独使いにおいても、一般的な現行ニット用設備に対応が可能となり用途拡大が期待できる。
ジカルボン酸成分中の脂肪族ジカルボン酸成分の共重合量が2.0モル%未満では、常圧環境下での分散染料に対する染色性が不足し、目的の染着率が得られない。また、ジカルボン酸成分中の脂肪族ジカルボン酸成分の共重合量が8.0モル%を超えた場合、染着率は高くなるものの、延伸を伴わない高速紡糸手法で製糸を行った場合には繊維内部における非晶部位の配向度が低くなり、高速捲取中での自発伸長が顕著となり、安定な高速紡糸性を得ることができない。好ましくは3.0〜6.0モル%である。本発明の脂肪族ジカルボン酸成分として好ましく用いられるものとしては、発色性、製糸工程性などの点から、アジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸が例示できる。またこれらは単独又は2種類以上を併用することもできる。
As with the cyclohexanedicarboxylic acid component, the aliphatic dicarboxylic acid and its ester-forming derivative component are disturbed in the crystal structure of the polyester fiber, and the orientation of the amorphous part is lowered, so that the disperse dye can penetrate into the fiber. It becomes easy and it becomes possible to improve the normal-pressure dyeability of a disperse dye.
Copolymerization of an aliphatic dicarboxylic acid component with polyethylene terephthalate also has an effect on low temperature setting properties, and when heat setting is performed for shape stabilization after making the fiber obtained by the present invention into a woven or knitted fabric, the heat setting temperature is lowered. It becomes possible to do. Low-temperature setability is a desirable physical property for knit applications, and when it is combined with materials other than polyester, such as wool, cotton, acrylic, and polyurethane, the temperature required for heat setting should be kept to a level that does not degrade the properties of materials other than polyester. Is possible. In addition, even when polyester fibers are used alone, it is possible to cope with general existing knit equipment, and the use can be expected to expand.
When the copolymerization amount of the aliphatic dicarboxylic acid component in the dicarboxylic acid component is less than 2.0 mol%, the dyeability with respect to the disperse dye under the normal pressure environment is insufficient, and the desired dyeing rate cannot be obtained. In addition, when the copolymerization amount of the aliphatic dicarboxylic acid component in the dicarboxylic acid component exceeds 8.0 mol%, the dyeing rate increases, but when the yarn is produced by a high-speed spinning method without stretching. The degree of orientation of the amorphous part inside the fiber becomes low, and spontaneous elongation during high-speed winding becomes prominent, and stable high-speed spinnability cannot be obtained. Preferably it is 3.0-6.0 mol%. Preferred examples of the aliphatic dicarboxylic acid component of the present invention include aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, and decanedicarboxylic acid from the viewpoints of color developability and spinning processability. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明の複合繊維の海成分を構成するポリエステル重合体に、さらに下記化学式(I)で表される化合物(A)を0.5〜3.5モル%共重合してもよい。   The polyester polymer constituting the sea component of the composite fiber of the present invention may be further copolymerized with a compound (A) represented by the following chemical formula (I) in an amount of 0.5 to 3.5 mol%.

Figure 2012219385
Figure 2012219385

上記式(I)で表されるスルホイソフタル酸の金属塩(A)としては、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、又は5−カリウムスルホイソフタル酸、5−リチウムスルホイソフタル酸等のスルホン酸アルカリ金属塩基を有するジカルボン酸成分;5−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸、5−エチルトリブチルホスホニウムスルホイソフタル酸などの5−テトラアルキルホスホニウムスルホイソフタル酸などを挙げることができる。上記式(I)で表されるスルホイソフタル酸の金属塩(A)は1種類のみをポリエステル中に共重合させても、また2種以上を共重合させてもよい。
上記式(I)で表されるスルホイソフタル酸の金属塩(A)を共重合させることにより、従来のポリエステル繊維に比べて繊維内部構造に非晶部分を保有させることができ、その結果、分散染料及びカチオン染料に対して常圧染色が可能で、かつ堅牢度に優れたポリエステル繊維を得ることができる。
上記式(I)で表されるスルホイソフタル酸の金属塩(A)の共重合量が1.0モル%未満の場合、カチオン染料で染色したときに鮮明で良好な色調になるカチオン染料可染性ポリエステルを得ることができない。一方、(A)の共重合量が3.5モル%を超えると、ポリエステルの増粘が著しくなって紡糸が困難になり、しかもカチオン染料の染着座席の増加により繊維に対するカチオン染料の染着量が過剰になって、色調の鮮明性がむしろ失われる。染色物の鮮明性および紡糸性等の点から、(A)の共重合量は1.2〜3.0モル%であるのが好ましく、1.5〜2.5モル%であるのがより好ましい。
Examples of the metal salt (A) of sulfoisophthalic acid represented by the above formula (I) include 5-sodium sulfoisophthalic acid, or sulfonic acid alkali metal bases such as 5-potassium sulfoisophthalic acid and 5-lithium sulfoisophthalic acid. And dicarboxylic acid component having 5-tetraalkylphosphonium sulfoisophthalic acid such as 5-tetrabutylphosphonium sulfoisophthalic acid and 5-ethyltributylphosphonium sulfoisophthalic acid. Only one type of the metal salt (A) of sulfoisophthalic acid represented by the above formula (I) may be copolymerized in the polyester, or two or more types may be copolymerized.
By copolymerizing the metal salt (A) of sulfoisophthalic acid represented by the above formula (I), the amorphous structure can be retained in the fiber internal structure as compared with the conventional polyester fiber, and as a result, the dispersion A polyester fiber which can be dyed at normal pressure with respect to dyes and cationic dyes and has excellent fastness can be obtained.
When the copolymerization amount of the metal salt (A) of sulfoisophthalic acid represented by the above formula (I) is less than 1.0 mol%, a cationic dyeable dye which becomes clear and has a good color tone when dyed with a cationic dye. Can not be obtained. On the other hand, when the copolymerization amount of (A) exceeds 3.5 mol%, the viscosity of the polyester is remarkably increased and spinning becomes difficult. The amount becomes excessive and the clarity of the color tone is rather lost. From the viewpoint of the sharpness and spinnability of the dyed product, the copolymerization amount of (A) is preferably 1.2 to 3.0 mol%, more preferably 1.5 to 2.5 mol%. preferable.

本発明の複合繊維は、上記のようなPVAを島成分とし、前記ポリエステル重合体を海成分とした断面形態を形成することができる紡糸技術であれば特に限定されず、熱溶融時に島成分のPVAと反応、ゲル化しないポリマーの組み合わせの系においては、例えば、混合紡糸による方法が可能であり、島成分となるPVAと海成分となる前記ポリエステル重合体とを、1つの押し出し機で溶融混練し、引き続き同一の紡糸ノズルから吐出させて巻取り、繊維化することができる。
また複合紡糸による方法では、PVAと前記ポリエステル重合体とをそれぞれ別の押し出し機で溶融混練し、引き続き、PVAが島成分となり、前記ポリエステル重合体が海成分となるようにして海島型複合紡糸ノズルから吐出させて巻き取り、繊維化することができる。
The composite fiber of the present invention is not particularly limited as long as it is a spinning technique capable of forming a cross-sectional form using the above PVA as an island component and the polyester polymer as a sea component. In a system of a combination of polymers that do not react with PVA and do not gel, for example, a method by mixed spinning is possible, and PVA as an island component and the polyester polymer as a sea component are melt-kneaded with one extruder. Then, it can be discharged from the same spinning nozzle, wound up, and fiberized.
In the composite spinning method, PVA and the polyester polymer are melted and kneaded by separate extruders, and then PVA becomes an island component, and the polyester polymer becomes a sea component. It can be discharged from and wound up and made into a fiber.

繊維化条件は、重合体の組合せ、複合断面形態に応じて設定する必要があるが、主に、以下のような点に留意して繊維化条件を決めることが望ましい。
(1)一般的にPVAは高温時での溶融流動性に劣り、また滞留部の存在で自己架橋し、ゲル化し易いポリマーであるので、極力ポリマーの押出しゾーン及びジェットパック(複合紡糸部品の集合体)内部のポリマー流動部で滞留部が生じにくくすることが重要である。
(2)紡糸口金温度は、複合繊維を構成する重合体のうち高い融点を持つ重合体の融点をMpとするときMp〜Mp+80℃が好ましく、せん断速度(γ)1,000〜25,000sec-1、ドラフトV10〜500で紡糸することが好ましい。
(3)複合する重合体の組み合わせから見た場合、紡糸時における口金温度とノズル通過時のせん断速度で測定したときの溶融粘度が近接した重合体を組合せて複合紡糸することが紡糸安定性の面から好ましい。
The fiberizing conditions need to be set according to the combination of the polymers and the composite cross-sectional form, but it is desirable to determine the fiberizing conditions mainly with the following points in mind.
(1) Generally, PVA is inferior in melt fluidity at high temperature, and is a polymer that easily crosslinks and gels in the presence of a stagnant part. Therefore, an extrusion zone of a polymer and a jet pack (a set of composite spinning parts) It is important to make it difficult for the stagnant part to occur in the polymer flow part inside the body.
(2) The spinneret temperature is preferably Mp to Mp + 80 ° C. when the melting point of a polymer having a high melting point among the polymers constituting the composite fiber is Mp, and the shear rate (γ) is 1,000 to 25,000 sec −. 1 , It is preferable to spin with draft V10-500.
(3) From the viewpoint of the combination of the polymers to be combined, it is possible to perform the composite spinning by combining the polymers having close melt viscosities as measured by the die temperature at the time of spinning and the shear rate when passing through the nozzle. From the aspect, it is preferable.

本発明におけるPVAの融点Tmとは、示差走査熱量計(DSC:例えばMettler社製「TA3000」)で観察される主吸熱ピークのピーク温度である。せん断速度(γ)は、ノズル半径をr(cm)、単孔あたりの重合体吐出量をQ(cm/sec)とするときγ=4Q/πrで計算される。またドラフトVは、引取速度をA(m/分)とするときV=5A・πr/3Qで計算される。 The melting point Tm of PVA in the present invention is the peak temperature of the main endothermic peak observed with a differential scanning calorimeter (DSC: for example, “TA3000” manufactured by Mettler). The shear rate (γ) is calculated as γ = 4Q / πr 3 where r (cm) is the nozzle radius and Q (cm 3 / sec) is the amount of polymer discharged per single hole. The draft V is calculated as V = 5 A · πr 2 / 3Q when the take-up speed is A (m / min).

本発明の複合繊維を製造するに際して、紡糸口金温度がPVAの融点Tmより低い温度では該PVAが溶融しないために紡糸できない。またTm+80℃を越えるとPVAが熱分解あるいは自己架橋によるゲル化が発生しやすくなるために紡糸性が低下する。また、せん断速度は1,000sec-1よりも低いと断糸しやすく、25,000sec-1より高いとノズルの背圧が高くなり紡糸性が悪くなる。ドラフトは10より低いと繊度むらが大きくなり安定に紡糸しにくくなり、ドラフトが500より高くなると断糸しやすくなる。 When the composite fiber of the present invention is produced, spinning cannot be performed at a spinneret temperature lower than the melting point Tm of PVA because the PVA does not melt. On the other hand, if it exceeds Tm + 80 ° C., PVA tends to be gelled by thermal decomposition or self-crosslinking, so that spinnability is lowered. Further, if the shear rate is lower than 1,000 sec −1 , the yarn is easily broken, and if it is higher than 25,000 sec −1 , the back pressure of the nozzle is increased and the spinnability is degraded. When the draft is lower than 10, the unevenness of fineness becomes large and it becomes difficult to stably spin, and when the draft is higher than 500, the yarn is easily broken.

紡糸ノズルから吐出された糸条は延伸せずにそのまま高速で巻き取るか必要に応じて延伸される。延伸は破断伸度(HDmax)×0.55〜0.9倍の延伸倍率でガラス転移点(Tg)以上の温度で延伸される。
延伸倍率がHDmax×0.55未満では十分な強度を有する複合繊維が安定して得られず、HDmax×0.9を越えると断糸しやすくなる。延伸は紡糸ノズルから吐出された後に一旦巻き取ってから延伸する場合と、延伸に引き続いて施される場合があるが、本発明においてはいずれでもよい。延伸は通常熱延伸され、熱風、熱板、熱ローラー、水浴等のいずれを用いて行ってもよい。
延伸工程において、延伸倍率の絶対値が大きいほど、毛羽発生、断糸しやすくなるため高速紡糸〜低延伸倍率による繊維化条件あるいは公知の高速紡糸・巻取りのみによる手法が好ましい。
The yarn discharged from the spinning nozzle is wound at a high speed without being stretched, or is stretched as necessary. Stretching is performed at a temperature equal to or higher than the glass transition point (Tg) at a breaking elongation (HDmax) × 0.55 to 0.9 times.
If the draw ratio is less than HDmax × 0.55, a composite fiber having sufficient strength cannot be stably obtained, and if it exceeds HDmax × 0.9, the yarn tends to be broken. Stretching may be performed after winding and then stretching after being discharged from the spinning nozzle, or in some cases in the present invention. Stretching is usually performed by hot stretching, and may be performed using any of hot air, a hot plate, a hot roller, a water bath, and the like.
In the drawing process, the higher the absolute value of the draw ratio, the easier the generation of fluff and the yarn breakage. Therefore, the fiber forming conditions from high speed spinning to low draw ratio or the known high speed spinning / winding method is preferred.

延伸温度は、複合の組み合わせポリマーに応じて適宜設定されるが、本発明に用いるPVAは結晶化速度が速いため未延伸糸の結晶化がかなり進み、Tg前後では結晶部分の可塑変形が生じにくい。このため、本発明のポリエステル重合体との複合においては熱ローラー延伸などの接触加熱延伸をする場合でも比較的高い温度(70〜100℃程度)を目安に延伸する。また、加熱炉、加熱チューブなどの非接触タイプのヒーターを使用して加熱延伸する場合は、さらに高温で150〜200℃程度の温度条件とすることが好ましい。   The drawing temperature is appropriately set according to the composite polymer, but since the PVA used in the present invention has a high crystallization speed, the crystallization of the undrawn yarn proceeds considerably, and plastic deformation of the crystal part hardly occurs before and after Tg. . For this reason, in the composite with the polyester polymer of the present invention, even when contact heating stretching such as hot roller stretching is performed, stretching is performed with a relatively high temperature (about 70 to 100 ° C.) as a guide. Moreover, when heat-extending using non-contact type heaters, such as a heating furnace and a heating tube, it is preferable to set it as temperature conditions of about 150-200 degreeC further at high temperature.

但し、本発明においては繊維化条件として、紡糸口金温度がTm〜Tm+80℃で、せん断速度(γ)1,000〜25,000sec-1、ドラフト(V)10〜500で紡糸することが重要である。 However, in the present invention, it is important that spinning is performed at a spinneret temperature of Tm to Tm + 80 ° C., a shear rate (γ) of 1,000 to 25,000 sec −1 , and a draft (V) of 10 to 500 as fiberizing conditions. is there.

また、本発明における複合繊維断面形状は特に限定されず、紡糸ノズルの形状により真円状にも中空にも異型断面にもできる。繊維化や製織化での工程通過性の点から真円が好ましい。   In addition, the cross-sectional shape of the composite fiber in the present invention is not particularly limited, and can be a perfect circle, a hollow shape, or a different shape depending on the shape of the spinning nozzle. A perfect circle is preferable from the viewpoint of process passability in fiberization and weaving.

本発明の複合繊維は、製造条件によって島成分であるPVAの水溶解時の複合繊維の収縮挙動を制御することが可能であり、PVA溶解時に該複合繊維が収縮しないか又は収縮量を小さく抑えようとする場合には、該複合繊維に熱処理を施しておくことが望ましい。この熱処理は、延伸を伴う繊維化工程においては、延伸と同時に行ってもよいし、延伸と別個に行う熱処理であってもよい。熱処理温度を高くすると島成分PVAを溶解して得られる中空繊維の最大収縮率を低くすることが可能であるが、逆に島成分PVAの水中溶解温度が高くなる傾向にあるので、該複合繊維の加工工程における最大収縮率とのバランスを見ながら熱処理条件を設定することが望ましく、大凡は島成分PVAのガラス転移点〜(Tm−10)℃の範囲内で条件設定することが好ましい。   The composite fiber of the present invention can control the shrinkage behavior of the composite fiber when PVA, which is an island component, is dissolved in water depending on the production conditions, and the composite fiber does not shrink or the amount of shrinkage is suppressed when PVA is dissolved. When trying to do so, it is desirable to heat-treat the composite fiber. This heat treatment may be performed at the same time as stretching in the fiberizing step accompanying stretching, or may be performed separately from stretching. When the heat treatment temperature is increased, the maximum shrinkage of the hollow fiber obtained by dissolving the island component PVA can be lowered, but conversely, the melting temperature of the island component PVA in water tends to increase. It is desirable to set the heat treatment conditions while observing the balance with the maximum shrinkage in the processing step, and it is generally preferable to set the conditions within the range of the glass transition point of the island component PVA to (Tm-10) ° C.

処理温度がTgより低い場合には十分に結晶化した複合繊維が得られず、例えば、布帛にして熱セットして用いる場合の収縮が大きくなり、布帛の風合いが硬化するため好ましくない。また処理温度が(Tm−10)℃を越える場合には繊維間の膠着が生じ好ましくない。   When the treatment temperature is lower than Tg, a sufficiently crystallized conjugate fiber cannot be obtained. For example, the shrinkage when the fabric is heat set is increased, and the fabric texture is hardened. On the other hand, when the treatment temperature exceeds (Tm-10) ° C., the fiber is stuck, which is not preferable.

熱処理は延伸後の複合繊維に収縮を加えて行ってもよい。複合繊維に収縮を加えると水中でのPVA溶解までの複合繊維の収縮率が小さくなる。加える収縮は0.01〜5%が好ましく、0.1〜0.5%がより好ましく、1〜4%が特に好ましい。加える収縮が0.01%以下の場合にはPVA溶解時の複合繊維の最大収縮率を小さくする効果が実質的に得られず、加える収縮が5%を超える場合には収縮処理中に複合繊維がたるんで安定に収縮を加えることができない。   The heat treatment may be performed by shrinking the drawn composite fiber. When shrinkage is applied to the composite fiber, the shrinkage rate of the composite fiber until dissolution of PVA in water decreases. The shrinkage to be added is preferably 0.01 to 5%, more preferably 0.1 to 0.5%, and particularly preferably 1 to 4%. If the applied shrinkage is 0.01% or less, the effect of reducing the maximum shrinkage rate of the composite fiber when dissolving PVA is not substantially obtained. If the applied shrinkage exceeds 5%, the composite fiber is in the process of shrinking. The slack is not stable and cannot be shrunk stably.

本発明において、PVAが「水溶性」であるということは、溶解するまでの時間の長短にかかわらず40℃以上の温度で溶解することを意味する。そして、PVAの種類や複合繊維の製造条件を変更することにより、本発明ではPVA島成分の溶解温度が30℃〜100℃となる複合繊維を得ることができるが、実用性及び水溶性のすべての特性のバランスをとるためには、40℃以上の溶解温度を有するPVA島成分からなる複合繊維とすることが好ましい。   In the present invention, the fact that PVA is “water-soluble” means that it dissolves at a temperature of 40 ° C. or higher regardless of the length of time until dissolution. And by changing the kind of PVA and the production conditions of the composite fiber, in the present invention, it is possible to obtain a composite fiber in which the melting temperature of the PVA island component is 30 ° C to 100 ° C. In order to balance these characteristics, it is preferable to use a composite fiber made of a PVA island component having a melting temperature of 40 ° C. or higher.

溶解処理温度はPVAの溶解温度や複合繊維の海成分を構成する本発明のポリエステル重合体のWet状態でのガラス転移点に応じて適宜調整すればよいが、もちろん処理温度は高い程処理時間が短くなる。熱水を用いて溶解する場合、海成分となる本発明のポリエステル重合体のガラス転移点が70℃以上であれば、100℃以上の高温高圧下での熱水処理が最も好ましい。なお、水溶液には通常は軟水が用いられるがアルカリ水溶液、酸性水溶液であってもよいし、界面活性剤等を含んだものであってもよい。   The melting treatment temperature may be appropriately adjusted according to the melting temperature of PVA and the glass transition point in the wet state of the polyester polymer of the present invention constituting the sea component of the composite fiber. Of course, the higher the treatment temperature, the longer the treatment time. Shorter. When melt | dissolving using a hot water, if the glass transition point of the polyester polymer of this invention used as a sea component is 70 degreeC or more, the hot water process under the high temperature high pressure of 100 degreeC or more is the most preferable. In addition, although soft water is normally used for aqueous solution, alkaline aqueous solution, acidic aqueous solution may be sufficient, and surfactant etc. may be included.

本発明には、海成分の熱可塑性重合体に微粒子を添加する方が品質の安定性から好ましい。平均粒径が0.1〜1.2μmの微粒子状不活性物質を0.2〜10重量%含有する。添加する微粒子としては、例えばシリカゾル、微粒子状シリカ、アルミナゾル、微粒子状アルミナ、極微粒子酸化チタン、炭酸カルシウムゾル、微粒子状炭酸カルシウム、分散安定性が良好に改善された変性シリカゾル、あるいはその他ポリエステル繊維の屈折率に近い微粒状不活性物質のコロイド等が用いられる。微粒子を10重量%を越えて添加した場合、繊維化工程性が不良となり適当でない。   In the present invention, it is preferable from the viewpoint of quality stability that fine particles are added to the thermoplastic polymer of the sea component. It contains 0.2 to 10% by weight of a particulate inert substance having an average particle size of 0.1 to 1.2 μm. Examples of the fine particles to be added include silica sol, fine particle silica, alumina sol, fine particle alumina, ultrafine particle titanium oxide, calcium carbonate sol, fine particle calcium carbonate, modified silica sol with improved dispersion stability, and other polyester fibers. A colloid or the like of a particulate inert substance having a refractive index close to that of the refractive index is used. When the fine particles are added in an amount exceeding 10% by weight, the fiber forming processability becomes poor and is not suitable.

本発明の複合繊維を熱水処理してPVA成分を溶解除去するに当っては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等を成分とする精練剤、その他の添加剤等を含んで行ってもよい。
また、上記の熱水処理によるPVAの溶解除去は、複合繊維単独に対して行なってもよいし、該複合繊維を含む繊維構造体を構成させた後に熱水処理を施してもよい。
熱水処理時の温度および処理時間は、複合繊維の繊度、複合繊維における島成分の割合、島成分の分布状態、海成分の熱可塑性重合体の比率、種類、繊維構造物の形態等の種々の要件により適宜調節できる。熱水処理温度としては60℃以上、好ましくは80℃以上がよい。
熱水処理の方法としては、熱水液中に複合繊維、繊維構造物を浸漬する方法、或いはそれらに熱水液をパッド、スプレー等の方式で施す方法等を挙げることができる。
When the composite fiber of the present invention is treated with hot water to dissolve and remove the PVA component, it contains a scouring agent composed of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, etc., and other additives. May be.
Further, the PVA dissolution and removal by the above hot water treatment may be performed on the composite fiber alone, or after the fiber structure including the composite fiber is formed, the hot water treatment may be performed.
The temperature and treatment time during the hydrothermal treatment vary depending on the fineness of the composite fiber, the ratio of the island component in the composite fiber, the distribution of the island component, the ratio of the thermoplastic polymer of the sea component, the type, the form of the fiber structure, etc. It can be adjusted as needed according to The hydrothermal treatment temperature is 60 ° C or higher, preferably 80 ° C or higher.
Examples of the hot water treatment method include a method of immersing the composite fiber or the fiber structure in the hot water liquid, or a method of applying the hot water liquid to the hot water liquid by a system such as a pad or a spray.

本発明においてPVAは、上記のような熱水処理により複合繊維から水溶液として除去されるが、かかるPVAは生分解性を有しており、活性汚泥処理あるいは土壌に埋めておくと分解されて水と二酸化炭素になる。また溶解除去された該PVAは水溶液の状態で活性汚泥で連続処理すると2日〜1ヶ月でほぼ完全に分解される。生分解性の点から該繊維の鹸化度は90〜99.99モル%が好ましく、92〜99.98モル%がより好ましく、93〜99.97モル%が特に好ましい。また該繊維の1,2−グリコール結合含有量は1.0〜3.0モル%が好ましく、1.2〜2.5モル%がより好ましく、1.3〜1.9モル%が特に好ましい。
PVAの1,2−グリコール結合量が1.0モル%未満の場合には、PVAの生分解性が悪くなるばかりでなく、溶融粘度が高すぎて該複合繊維の紡糸性が悪くなる場合がある。PVAの1,2−グリコール結合含有量が3.0モル%以上の場合にはPVAの熱安定性が悪くなり紡糸性が低下する場合がある。
In the present invention, PVA is removed from the composite fiber as an aqueous solution by the hydrothermal treatment as described above. However, such PVA has biodegradability, and is decomposed when activated sludge treatment or soil is buried and water is removed. And carbon dioxide. The dissolved and removed PVA is almost completely decomposed in 2 days to 1 month when continuously treated with activated sludge in the form of an aqueous solution. From the viewpoint of biodegradability, the saponification degree of the fiber is preferably 90 to 99.99 mol%, more preferably 92 to 99.98 mol%, and particularly preferably 93 to 99.97 mol%. The 1,2-glycol bond content of the fiber is preferably 1.0 to 3.0 mol%, more preferably 1.2 to 2.5 mol%, and particularly preferably 1.3 to 1.9 mol%. .
When the 1,2-glycol bond amount of PVA is less than 1.0 mol%, not only the biodegradability of PVA is deteriorated, but also the melt viscosity is too high and the spinnability of the composite fiber may be deteriorated. is there. When the 1,2-glycol bond content of PVA is 3.0 mol% or more, the thermal stability of PVA is deteriorated and spinnability may be lowered.

本発明においては、熱水処理によって複合繊維中のPVAが選択的に除去されて、複数個の中空部を有する中空繊維が製造されるものであるが、本発明の特徴は、殆ど水に膨潤しないと考えられている、本発明のポリエステル重合体からなる海成分に完全に包囲されているPVA島成分が熱水処理により奇麗に溶解除去されて中空繊維が形成されることである。複合繊維がステープル繊維など切断面を持っている場合は、繊維の端面からPVAが抜けていくことが考えられるが、本発明においては、実質的に切断面のない長繊維の状態であってもPVAが奇麗に溶解除去されるものであり、かかる事実は従来の常識を覆すものといっても過言ではない。   In the present invention, PVA in the composite fiber is selectively removed by hot water treatment to produce a hollow fiber having a plurality of hollow portions. The PVA island component completely surrounded by the sea component composed of the polyester polymer of the present invention, which is considered not to be formed, is dissolved and removed by hot water treatment to form hollow fibers. When the composite fiber has a cut surface such as a staple fiber, it is conceivable that PVA may come off from the end surface of the fiber. However, in the present invention, even in a state of a long fiber having substantially no cut surface. PVA is dissolved and removed neatly, and it is no exaggeration to say that this fact overturns conventional common sense.

さらに、本発明の最大の特徴は、海成分のポリエステル重合体に特定の変性成分を用いることによって、低温での染色が可能であり、PVA島成分の溶解除去後に形成された中空部が染色工程で変形しにくいため、中空繊維としての軽量性、嵩高性を保持できる。 Furthermore, the greatest feature of the present invention is that the use of a specific modified component in the polyester polymer of the sea component enables dyeing at a low temperature, and the hollow portion formed after dissolving and removing the PVA island component is the dyeing step. Therefore, the hollow fiber can be kept lightweight and bulky.

本発明の中空繊維における中空部の面積割合(中空率)は2%以上であることが好ましく、2%よりも低いと軽量性、嵩高性、保温性、ふくらみ感等が十分に発現しない場合がある。
従って、中空部の面積割合を5%以上にするのが好ましい。中空部の面積割合が大き過ぎると繊維強度が不足してくるので、好ましくは70%以下、より好ましくは50%以下の面積割合であることが望まれる。
The area ratio (hollow rate) of the hollow part in the hollow fiber of the present invention is preferably 2% or more, and if it is lower than 2%, lightness, bulkiness, heat retention, swell, etc. may not be sufficiently exhibited. is there.
Therefore, the area ratio of the hollow portion is preferably 5% or more. If the area ratio of the hollow portion is too large, the fiber strength becomes insufficient. Therefore, the area ratio is preferably 70% or less, more preferably 50% or less.

このようにして得られる本発明の中空繊維は、吸水性、保温性、軽量性、柔軟性、不透明性、ふくらみ感のある風合等から特にタフタ、デシン、ジョーゼット、ちりめん、加工糸、ツイルなどの織物、または天竺、スムース、トリコットなどの編物にするのに適している。さらに、衣料用途に限らず、不織布用途、メディカル用途や衛生材料、詰め物材として各種リビング資材にも使用可能であるし、繊維積層体として自動車等の内装材、消音材、防振材として利用可能であり、さらに抄紙することもできる。   The hollow fibers of the present invention thus obtained are particularly taffeta, decyne, georgette, crepe, processed yarn, twill from the viewpoint of water absorption, heat retention, lightness, flexibility, opacity, swell feeling, etc. It is suitable for making woven fabrics such as knitted fabrics such as tengu, smooth and tricot. Furthermore, it can be used not only for apparel but also for various living materials such as non-woven fabrics, medical uses, sanitary materials, and stuffing materials, and it can be used as interior materials for automobiles, silencers and vibration-proof materials as fiber laminates. It is also possible to make paper.

次に本発明を具体的に実施例で説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお実施例中の部及び%はことわりのない限り質量に関するものである。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples. In the examples, “part” and “%” relate to mass unless otherwise specified.

[PVAの分析方法]
PVAの分析方法は特に記載のない限りはJIS−K6726に従った。
変性量は変性ポリビニルエステルあるいは変性PVAを用いて500MHz プロトンNMR(JEOL GX−500)装置による測定から求めた。
アルカリ金属イオンの含有量は原子吸光法で求めた。
[Analysis method of PVA]
The analysis method of PVA followed JIS-K6726 unless otherwise specified.
The amount of modification was determined by measurement with a 500 MHz proton NMR (JEOL GX-500) apparatus using modified polyvinyl ester or modified PVA.
The content of alkali metal ions was determined by atomic absorption method.

1,2-グリコール結合含有量は先に記載した方法で測定した。
本発明のPVAのトライアッド表示による3連鎖の水酸基量の割合は以下の測定により求めた。
PVAを鹸化度99.5モル%以上に鹸化後、十分にメタノール洗浄を行い、次いで90℃減圧乾燥を2日間したPVAを用いて、d6−DMSOに溶解した後、500MHz プロトンNMR(JEOL GX−500)装置により65℃測定を行った。PVA中のビニルアルコールユニットの水酸基由来のピークはケミカルシフト4.05ppmから4.70ppmの領域に現れ、この積分値をビニルアルコールユニット量(II)とする。PVAのトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基はそれぞれアイソタクティシティ連鎖の場合4.5ppm、ヘテロタクティシティ連鎖の場合4.36ppmおよびシンジオタクティシティ連鎖の場合は4.13ppmに現れる。この3者の積分値の和をトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基量(I)とする。
本発明のPVAのビニルアルコールユニットに対するトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基のモル分率は、100×(I)/(II)で表される。
The 1,2-glycol bond content was measured by the method described above.
The ratio of the amount of hydroxyl groups in three chains according to the triad display of the PVA of the present invention was determined by the following measurement.
PVA was saponified to a saponification degree of 99.5 mol% or more, thoroughly washed with methanol, then dissolved in d6-DMSO using PVA that had been dried at 90 ° C. under reduced pressure for 2 days, and then 500 MHz proton NMR (JEOL GX- 500) Measurement at 65 ° C. was performed with an apparatus. The peak derived from the hydroxyl group of the vinyl alcohol unit in PVA appears in the region of a chemical shift of 4.05 ppm to 4.70 ppm, and this integrated value is taken as the amount of vinyl alcohol unit (II). The central hydroxyl group of the three hydroxyl groups by triad display of PVA appears at 4.5 ppm in the case of isotacticity linkage, 4.36 ppm in the case of heterotacticity linkage, and 4.13 ppm in the case of syndiotacticity linkage, respectively. The sum of these three integral values is defined as the central hydroxyl group amount (I) of the three hydroxyl groups represented by triad display.
The molar fraction of the central hydroxyl group of three hydroxyl groups by triad display with respect to the vinyl alcohol unit of the PVA of the present invention is represented by 100 × (I) / (II).

[融点]
PVAの融点は、DSC(メトラー社製「TA3000」)を用いて、窒素中、昇温速度10℃/分で250℃まで昇温後室温まで冷却し、再度、昇温速度10℃/分で250℃まで昇温した場合のPVAの融点を示す吸熱ピークのピークトップの温度で表した。
[見かけ溶融粘度及び減粘効果]
(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1C PMD−Cを用い、240℃でのPVAポリマー(可塑剤有り及び可塑剤無し)の見かけ溶融粘度を測定する。そして、剪断速度1000sec-1での見かけ溶融粘度をそれぞれ求め、次式より算出する。
減粘効果(Pa・s)
=(可塑剤無しの見かけ溶融粘度)−(可塑剤有りの見かけ溶融粘度)
[Melting point]
The melting point of PVA was DSC ("TA3000" manufactured by Mettler), heated in nitrogen at a heating rate of 10 ° C / min to 250 ° C, cooled to room temperature, and again at a heating rate of 10 ° C / min. The temperature was expressed as the peak top temperature of the endothermic peak indicating the melting point of PVA when the temperature was raised to 250 ° C.
[Apparent melt viscosity and thinning effect]
The apparent melt viscosity of PVA polymer (with plasticizer and without plasticizer) at 240 ° C. is measured using Capillograph 1C PMD-C manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. Then, the apparent melt viscosity at a shear rate of 1000 sec −1 is obtained and calculated from the following equation.
Thickening effect (Pa · s)
= (Apparent melt viscosity without plasticizer)-(apparent melt viscosity with plasticizer)

[熱水中でのPVAの除去率]
本発明の複合繊維について、該複合繊維を構成するPVAの熱水中での溶解温度をTα(℃)とする時、(Tα+40)℃の熱水で40分間処理、水洗5分、乾燥後の質量減少率をPVAの除去率とした。なお、Tαは、たとえば、当該PVA単独からなる繊維に2.2mg/デシテックスの荷重を掛け、水中に吊るし、水温を上げていき切断する時の温度として求めることができる。
[PVA removal rate in hot water]
About the composite fiber of this invention, when the melt | dissolution temperature in the hot water of PVA which comprises this composite fiber is set to T (alpha) (degreeC), it processes for 40 minutes with the hot water of (Talpha + 40) degreeC, 5 minutes of water washing, and after drying The mass reduction rate was defined as the PVA removal rate. In addition, Tα can be obtained, for example, as a temperature when a fiber made of PVA alone is subjected to a load of 2.2 mg / dtex, suspended in water, the water temperature is raised, and cutting is performed.

[中空部面積率の測定]
中空繊維の糸の横断面をSEM写真撮影し、その横断面における多孔状の中空部面積および中空繊維全体部面積から算出した
[Measurement of hollow area ratio]
The cross section of the hollow fiber yarn was photographed with SEM and calculated from the porous hollow area and the entire area of the hollow fiber in the cross section.

[繊維化工程性評価]
100kgの繊維を紡糸する際に、何回断糸するかによって、次のように評価した。
◎:1回以内/100kg
○:2回〜3回/100kg
△:4回〜7回/100kg
×:8回以上/100kg
[Evaluation of fiber processability]
Depending on how many times the fiber was cut when spinning 100 kg of fiber, the evaluation was as follows.
◎: Within 1 time / 100kg
○: 2 to 3 times / 100 kg
Δ: 4-7 times / 100 kg
×: 8 times / 100kg

[織物の風合評価]
軽量感
○:軽量感に富む
×:軽量感に欠ける
[Texture evaluation of fabrics]
Lightness ○: Rich in lightness ×: Lack of lightness

[織物の染色後の発色性評価]
一定の染色条件で染色した織物を10人のパネラーにより官能評価した。その結果を、非常に優れるを2点、優れるを1点、劣るを0点とした。
○:合計点が15点以上
△:合計点が8〜14点
×:合計点が7点以下
[Evaluation of color development after dyeing of fabric]
The fabric dyed under certain dyeing conditions was subjected to sensory evaluation by 10 panelists. The result was 2 points for excellent, 1 point for excellent, and 0 for inferior.
○: Total score of 15 points or more △: Total score of 8-14 points ×: Total score of 7 points or less

[エチレン変性PVAの製造]
攪拌機、窒素導入口、エチレン導入口および開始剤添加口を備えた100L加圧反応槽に酢酸ビニル29.0kgおよびメタノール31.0kgを仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。次いで反応槽圧力が5.2kg/cm2(5.8×10Pa)となるようにエチレンを導入仕込みした。開始剤として2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(AMV)をメタノールに溶解した濃度2.8g/L溶液を調整し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記の重合槽内温を60℃に調整した後、上記の開始剤溶液170mlを注入し重合を開始した。重合中はエチレンを導入して反応槽圧力を5.9kg/cm(5.8×10Pa)に、重合温度を60℃に維持し、上記の開始剤溶液を用いて610ml/hrでAMVを連続添加して重合を実施した。10時間後に重合率が70%となったところで冷却して重合を停止した。反応槽を開放して脱エチレンした後、窒素ガスをバブリングして脱エチレンを完全に行った。ついで減圧下に未反応酢酸ビニルモノマーを除去しポリ酢酸ビニルのメタノール溶液とした。得られた該ポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が50%となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液200g(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、46.5g(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニルユニットに対してモル比(MR)0.10)のアルカリ溶液(NaOHの10%メタノール溶液)を添加して鹸化を行った。アルカリ添加後約2分で系がゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、60℃で1時間放置して鹸化を進行させた後、酢酸メチル1000gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のPVAにメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られたPVAを乾燥機中70℃で2日間放置して乾燥PVAを得た。
得られたエチレン変性PVAの鹸化度は98.5モル%であった。また該変性PVAを灰化させた後、酸に溶解したものを用いて原子吸光光度計により測定したナトリウムの含有量は、変性PVA100質量部に対して0.01質量部であった。
また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をn−ヘキサンに沈殿、アセトンで溶解する再沈精製を3回行った後、80℃で3日間減圧乾燥を行って精製ポリ酢酸ビニルを得た。該ポリ酢酸ビニルをDMSO−d6に溶解し、500MHzプロトンNMR(JEOL GX−500)を用いて80℃で測定したところ、エチレンの含有量は8.4モル%であった。上記のポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をアルカリモル比0.5で鹸化した後、粉砕したものを60℃で5時間放置して鹸化を進行させた後、メタノールソックスレーを3日間実施し、次いで80℃で3日間減圧乾燥を行って精製されたエチレン変性PVAを得た。該PVAの平均重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ330であつた。該精製PVAの1,2−グリコール結合量および水酸基3連鎖の水酸基の含有量を500MHzプロトンNMR(JEOL GX−500)装置による測定から前述のとおり求めたところ、それぞれ1.7モル%および83%であつた。
さらに該精製された変性PVAの5%水溶液を調整し厚み10ミクロンのキャスト製フィルムを作成した。該フィルムを80℃で1日間減圧乾燥を行った後に、DSC(メトラー社製「TA3000」)を用いて、前述の方法によりPVAの融点を測定したところ212℃であった。
次に、ソルビトール1モルに対してエチレンオキサイドを2モル付加した化合物を二軸押出機を用いて上記で得られた変性PVAに10質量%添加した可塑剤添加変性PVAを作成した。この可塑剤添加変性PVAの240℃、剪断速度1000sec-1での見かけ溶融粘度は130Pa・sであり、減粘効果は70Pa・sであった。
[Production of ethylene-modified PVA]
A 100-liter pressurized reactor equipped with a stirrer, nitrogen inlet, ethylene inlet and initiator addition port was charged with 29.0 kg of vinyl acetate and 31.0 kg of methanol, heated to 60 ° C., and then bubbled for 30 minutes with nitrogen bubbling. Was replaced with nitrogen. Next, ethylene was introduced and charged so that the reactor pressure was 5.2 kg / cm 2 (5.8 × 10 5 Pa). Prepare a 2.8 g / L solution of 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) (AMV) dissolved in methanol as an initiator, and perform nitrogen replacement by bubbling with nitrogen gas. did. After adjusting the temperature inside the polymerization tank to 60 ° C., 170 ml of the initiator solution was injected to start polymerization. During the polymerization, ethylene was introduced to maintain the reaction vessel pressure at 5.9 kg / cm 2 (5.8 × 10 5 Pa), the polymerization temperature at 60 ° C., and the above initiator solution at 610 ml / hr. Polymerization was carried out with continuous addition of AMV. After 10 hours, when the polymerization rate reached 70%, the polymerization was stopped by cooling. After the reaction vessel was opened to remove ethylene, nitrogen gas was bubbled to completely remove ethylene. Next, unreacted vinyl acetate monomer was removed under reduced pressure to obtain a methanol solution of polyvinyl acetate. 46.5 g (in polyvinyl acetate) was added to 200 g of polyvinyl acetate in methanol (100 g of polyvinyl acetate in the solution) adjusted to a concentration of 50% by adding methanol to the obtained polyvinyl acetate solution. Saponification was performed by adding an alkaline solution (NaOH in 10% methanol) having a molar ratio (MR) of 0.10 to the vinyl acetate unit. About 2 minutes after the addition of the alkali, the gelled system was pulverized with a pulverizer and allowed to stand at 60 ° C. for 1 hour to allow saponification to proceed, and then 1000 g of methyl acetate was added to neutralize the remaining alkali. After confirming the end of neutralization using a phenolphthalein indicator, 1000 g of methanol was added to the white solid PVA obtained by filtration, and the mixture was left to wash at room temperature for 3 hours. After repeating the above washing operation three times, the PVA obtained by centrifugal drainage was left in a dryer at 70 ° C. for 2 days to obtain dry PVA.
The saponification degree of the obtained ethylene-modified PVA was 98.5 mol%. Further, after the modified PVA was incinerated, the content of sodium measured by an atomic absorption photometer using a material dissolved in an acid was 0.01 part by mass with respect to 100 parts by mass of the modified PVA.
In addition, after removing the unreacted vinyl acetate monomer after polymerization, a methanol solution of polyvinyl acetate obtained by precipitation in n-hexane and reprecipitation purification by dissolving with acetone was performed three times, and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 3 days. To obtain purified polyvinyl acetate. When the polyvinyl acetate was dissolved in DMSO-d6 and measured at 80 ° C. using 500 MHz proton NMR (JEOL GX-500), the ethylene content was 8.4 mol%. After saponifying the above methanol solution of polyvinyl acetate at an alkali molar ratio of 0.5, the pulverized product was allowed to stand at 60 ° C. for 5 hours to proceed saponification, followed by methanol soxhlet for 3 days, and then at 80 ° C. And purified under reduced pressure for 3 days to obtain purified ethylene-modified PVA. When the average degree of polymerization of the PVA was measured according to a conventional method JIS K6726, it was 330. The amount of 1,2-glycol bond and the content of hydroxyl group of three-chain hydroxyl group of the purified PVA were determined as described above from the measurement with a 500 MHz proton NMR (JEOL GX-500) apparatus. As a result, they were 1.7 mol% and 83%, respectively. It was hot.
Further, a cast film having a thickness of 10 microns was prepared by preparing a 5% aqueous solution of the purified modified PVA. After the film was dried under reduced pressure at 80 ° C. for 1 day, the melting point of PVA was measured by the above-described method using DSC (“TA3000” manufactured by METTLER) and found to be 212 ° C.
Next, a plasticizer-added modified PVA was prepared by adding 10% by mass of a compound obtained by adding 2 moles of ethylene oxide to 1 mole of sorbitol to the modified PVA obtained above using a twin screw extruder. This plasticizer-added modified PVA had an apparent melt viscosity of 130 Pa · s at 240 ° C. and a shear rate of 1000 sec −1 , and a viscosity reducing effect of 70 Pa · s.

実施例1
上記で得られた変性PVAを島成分とし、海成分のポリエステル重合体はジカルボン酸成分のうち90モル%がテレフタル酸であり、且つ1,4−シクロヘキサンジカルボン酸を5.0モル%、アジピン酸を5.0モル%それぞれ含んだ全カルボン酸成分とエチレングリコール、及び平均粒径0.3μmの二酸化チタン0.5質量%とでエステル交換反応及び重縮合反応により作製し、PVAのゾーン最高温度230℃、PVAの溶融滞留が極力生じない複合紡糸部品を用い、紡糸温度260℃、紡糸速度1800m/分で紡出した後、この未延伸糸を83℃の熱ローラー及び140℃の熱プレートに接触させ、延伸倍率2.3倍で延伸することにより、表1に示すような繊維断面及び複合比率を有する83dtex/24fの複合繊維を得た。
Example 1
The modified PVA obtained above is an island component, and the sea component polyester polymer is 90 mol% of dicarboxylic acid component, terephthalic acid, 5.0 mol% of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, adipic acid Is produced by a transesterification reaction and a polycondensation reaction with all carboxylic acid components containing 5.0 mol% of each carboxylic acid component, ethylene glycol, and 0.5% by mass of titanium dioxide having an average particle size of 0.3 μm. After spinning at 230 ° C. using a composite spinning part that does not cause PVA melt residence, the undrawn yarn was spun at a spinning temperature of 260 ° C. and a spinning speed of 1800 m / min. By contacting and drawing at a draw ratio of 2.3 times, a composite fiber of 83 dtex / 24f having a fiber cross section and a composite ratio as shown in Table 1 is obtained. .

次いで該複合繊維を経糸及び緯糸として用いて平織物を作成した。その生機密度は95本/25.4mm、緯糸86本/25.4mmであった。該生機織物を炭酸ナトリウムを2g/リットルの割合で含む水溶液中に80℃で30分間浸漬して糊抜きした後、170℃で約40秒間プレセットを行なった。次にイントールMTコンク(アニオン活性剤、明成化学社製)1g/リットルを含む水溶液にて浴比50:1、温度100℃、時間40分間の熱水処理を行なった。十分に水洗して表2に示すPVAの除去率及び中空面積率を有する平織物を得た。軽量感を含む織物の評価結果を表2に示す。さらに染色条件としては下記条件にて実施した。
(染色条件)
染料:Dianix NavyBlue SPH conc5.0%omf
助剤:Disper TL:1.0cc/l、ULTRA MT−N2:1.0cc/l
浴比:1/50
染色温度×時間:95〜100℃×40分
Next, a plain woven fabric was prepared using the conjugate fiber as warp and weft. The green machine density was 95 / 25.4 mm and 86 wefts / 25.4 mm. The raw fabric was dipped in an aqueous solution containing sodium carbonate at a rate of 2 g / liter at 80 ° C. for 30 minutes to remove the paste, and then preset at 170 ° C. for about 40 seconds. Next, hydrothermal treatment was performed with an aqueous solution containing 1 g / liter of Intol MT concrete (an anion activator, Meisei Chemical Co., Ltd.) at a bath ratio of 50: 1, a temperature of 100 ° C., and a time of 40 minutes. The plain woven fabric having the PVA removal rate and the hollow area rate shown in Table 2 was obtained by thoroughly washing with water. Table 2 shows the evaluation results of the fabric including the feeling of lightness. Furthermore, the staining conditions were as follows.
(Dyeing conditions)
Dye: Dianix NavyBlue SPH conc 5.0% omf
Auxiliary agent: Disper TL: 1.0 cc / l, ULTRA MT-N2: 1.0 cc / l
Bath ratio: 1/50
Dyeing temperature x time: 95-100 ° C x 40 minutes

実施例1
表2からわかるように、本発明の中空繊維からなる織物は軽量感が極めて良好で、ソフトでふくらみのある優れた風合いを有するものであった。
Example 1
As can be seen from Table 2, the woven fabric comprising the hollow fibers of the present invention had a very light weight, and had an excellent soft and swelled texture.

実施例2〜8
海成分の共重合種、共重合量、海島複合比率を表1に示すように変更すること以外は実施例1と同様にして繊維化、織物の作成、評価を行なった。いずれの布帛も軽量感、発色性にすぐれ、ソフトでふくらみ感のある風合いを有するものであった(表2参照)。
Examples 2-8
Fiberization, production of fabrics, and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the seam copolymerization species, copolymerization amount, and sea-island composite ratio were changed as shown in Table 1. All the fabrics were excellent in lightness and color development, and had a soft and swelled texture (see Table 2).

実施例9〜10
表1に示すように、島成分の変性種、変性量を変更すること以外は実施例1と同様にして繊維化、織物の作成、評価を行なった。得られた布帛は軽量感、発色性が良好で、ソフトでふくらみのある優れた風合いを有するものであった(表2参照)。
Examples 9-10
As shown in Table 1, fiberization, fabric preparation and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the modified species and amount of the island component were changed. The obtained fabric had a light feeling and good color developability, and had a soft and swelled excellent texture (see Table 2).

実施例11〜13
表1に示すように、繊維断面、島数、複合比率等を変更すること以外は実施例1と同様にして繊維化、織物の作成、評価を行なった。いずれの布帛も軽量感、発色性に優れ、ふくらみがあり、非常にソフトな張り腰感を有するものであった(表2参照)。
Examples 11-13
As shown in Table 1, fiberization, creation of a woven fabric, and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the fiber cross section, the number of islands, the composite ratio, and the like were changed. All the fabrics were excellent in lightness and color development, swelled, and had a very soft and tight feeling (see Table 2).

比較例1〜2
海成分の共重合量、海島複合比率を表1に示すように変更すること以外は実施例1と同様にして繊維化、織物の作成、評価を行なった。いずれの布帛も発色性が劣るものであった(表2参照)。
Comparative Examples 1-2
Except for changing the copolymerization amount of the sea component and the sea-island composite ratio as shown in Table 1, fiberization, creation of a woven fabric, and evaluation were performed in the same manner as in Example 1. All the fabrics were inferior in color developability (see Table 2).

比較例3〜4
海成分の共重合量を表1に示すように変更すること以外は実施例1と同様にして繊維化、織物の作成、評価を行なった。いずれも繊維化工程性が不調であり、布帛も発色性も劣るものであった(表2参照)。
Comparative Examples 3-4
Except for changing the copolymerization amount of the sea component as shown in Table 1, fiberization, production of a woven fabric, and evaluation were performed in the same manner as in Example 1. In either case, the fiber forming process was poor, and the fabric and the color development were inferior (see Table 2).

比較例5
表1に示すように、島成分の変性量を変更すること以外は実施例1と同様にして繊維化、織物の作成、評価を行なった。繊維化工程性の劣るものであった(表2参照)。
Comparative Example 5
As shown in Table 1, fiberization, production of woven fabric, and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of modification of the island component was changed. The fiber forming processability was inferior (see Table 2).

Figure 2012219385
Figure 2012219385

Figure 2012219385
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本発明によれば、軽量性、ドライ感、ふくらみ感等に優れた中空繊維と該繊維を含む繊維構造物を提供することができる。
具体的には、本発明の中空繊維と該繊維を含む繊維構造物は、一般衣料全般、例えば紳士婦人向けフォーマル或いはカジュアルファッション衣料用途、スポーツ用途、ユニフォーム用途など、多岐に渡って有効に利用することができる。また、資材用途全般、例えば自動車や航空機などの内装素材用途、靴や鞄などの生活資材用途、カーテンやカーペットなどの産業資材用途などにも有効に利用することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a hollow fiber excellent in lightness, dry feeling, bulging feeling, and the like and a fiber structure including the fiber.
Specifically, the hollow fiber of the present invention and the fiber structure containing the fiber are effectively used in a wide variety of general clothing such as formal or casual fashion clothing for men and women, sports use, uniform use, etc. be able to. Further, it can be effectively used for general material applications, for example, interior material applications such as automobiles and airplanes, living material applications such as shoes and bags, and industrial material applications such as curtains and carpets.

本発明の複合繊維の断面形状の一例を示す繊維断面図Fiber cross-sectional view showing an example of the cross-sectional shape of the conjugate fiber of the present invention 本発明の複合繊維の断面形状の一例を示す繊維断面図Fiber cross-sectional view showing an example of the cross-sectional shape of the conjugate fiber of the present invention 本発明の複合繊維の断面形状の一例を示す繊維断面図Fiber cross-sectional view showing an example of the cross-sectional shape of the conjugate fiber of the present invention

1:海成分
2:島成分
1: Sea component 2: Island component

Claims (9)

ポリエステル系熱可塑性重合体を海成分とし、該ポリエステル系重合体は、ジカルボン酸成分とグリコール成分からなる共重合ポリエステルであり、該ジカルボン酸成分のうち80モル%以上がテレフタル酸成分であり、4.0〜12.0モル%がシクロヘキサンジカルボン酸成分であり、2.0〜8.0モル%が脂肪族カルボン酸成分であり、かつ該グリコール成分がエチレングリコール成分を主成分とするポリエステル重合体からなり、可塑剤を含有する240℃、せん断速度1000sec−1での見かけ溶融粘度が40〜400Pa・sである熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体を島成分とし、該島成分が水溶解性であることを特徴とする複合繊維。 A polyester-based thermoplastic polymer is used as a sea component, and the polyester-based polymer is a copolyester composed of a dicarboxylic acid component and a glycol component, and 80 mol% or more of the dicarboxylic acid component is a terephthalic acid component. Polyester polymer in which 1.0 to 12.0 mol% is a cyclohexanedicarboxylic acid component, 2.0 to 8.0 mol% is an aliphatic carboxylic acid component, and the glycol component is mainly composed of an ethylene glycol component A thermoplastic polyvinyl alcohol polymer containing a plasticizer and having an apparent melt viscosity of 40 to 400 Pa · s at 240 ° C. and a shear rate of 1000 sec −1 is an island component, and the island component is water-soluble. A composite fiber characterized by that. 請求項1記載のポリエステル系重合体に、下記化学式(I)で表される化合物(A)を0.5モル%〜3.5モル%共重合された請求項1記載の複合繊維。
Figure 2012219385
The composite fiber according to claim 1, wherein the polyester polymer according to claim 1 is copolymerized with 0.5 mol% to 3.5 mol% of a compound (A) represented by the following chemical formula (I).
Figure 2012219385
請求項1記載の水溶性熱可塑性ポリビニルアルコールが、炭素数4以下のα-オレフィン単位および/またはビニルエーテル単位を0.1〜20モル%含有する変性ポリビニルアルコールである請求項1または2記載の複合繊維。   The composite according to claim 1 or 2, wherein the water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol according to claim 1 is a modified polyvinyl alcohol containing 0.1 to 20 mol% of α-olefin units and / or vinyl ether units having 4 or less carbon atoms. fiber. α-オレフィン単位として4〜15モル%のエチレン単位及び/又はプロピレン単位を含有する請求項3記載の複合繊維。   The composite fiber according to claim 3, comprising 4 to 15 mol% of ethylene units and / or propylene units as α-olefin units. 水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール中の1,2−グリコール結合の含有量が1.0〜3.0モル%である請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合繊維。   The composite fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of 1,2-glycol bonds in the water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol is 1.0 to 3.0 mol%. 請求項1記載の可塑剤がソルビトール1モルに対してエチレンオキサイドを1〜30モル付加した化合物であり、島成分中の該化合物の含有量が1〜30質量%である請求項1〜5のいずれか1項に記載の複合繊維。   The plasticizer according to claim 1 is a compound obtained by adding 1 to 30 mol of ethylene oxide to 1 mol of sorbitol, and the content of the compound in the island component is 1 to 30% by mass. The composite fiber of any one of Claims. 請求項1〜6のいずれか1項記載の複合繊維において、島成分の占有面積が5〜60%、島数が3〜8であることを特徴とする複合繊維。   The composite fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein the occupied area of the island component is 5 to 60% and the number of islands is 3 to 8. 請求項7の複合繊維において、0.1〜1.2μmの微粒子を0.2〜10質量%含有する複合繊維。   The composite fiber according to claim 7, wherein the composite fiber contains 0.2 to 10% by mass of 0.1 to 1.2 µm fine particles. 請求項1〜8のいずれか1項記載の複合繊維を含む繊維構造物を水で処理し、該複合繊維から水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系重合体を溶解除去することを特徴とする中空繊維構造物の製造方法。   A hollow fiber structure characterized by treating a fiber structure containing the conjugate fiber according to any one of claims 1 to 8 with water and dissolving and removing the water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol polymer from the conjugate fiber. Manufacturing method.
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