JP2019189958A - Sea island fiber and method for producing the same - Google Patents

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JP2019189958A JP2018081307A JP2018081307A JP2019189958A JP 2019189958 A JP2019189958 A JP 2019189958A JP 2018081307 A JP2018081307 A JP 2018081307A JP 2018081307 A JP2018081307 A JP 2018081307A JP 2019189958 A JP2019189958 A JP 2019189958A
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隆一郎 平鍋
Ryuichiro Hiranabe
隆一郎 平鍋
竜馬 宮本
Ryoma MIYAMOTO
竜馬 宮本
陽一郎 小崎
Yoichiro Ozaki
陽一郎 小崎
智子 金森
Tomoko Kanamori
智子 金森
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Abstract

To suppress the detachment of the coating on the fiber.SOLUTION: The sea-island fiber of the present invention has a sea-island structure in which the fiber diameter D is 100 μm or more and 1000 μm or less, and which includes a sea component and an island component. In the cross section perpendicular to the fiber longitudinal direction, the area ratio of the island component in the circle with a diameter of 2/3D from the center of the cross section is 10% or more and 50% or less with respect to the area of the circle with a diameter of 2/3D.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

機能性を有する海島繊維、特に、水中の有害物質の除去に好適な吸着性繊維、および該海島繊維を用いた浄水フィルタ、該浄水フィルタを用いた水処理方法に関する。   The present invention relates to a functional sea island fiber, in particular, an absorptive fiber suitable for removing harmful substances in water, a water purification filter using the sea island fiber, and a water treatment method using the water purification filter.

繊維は綿や麻等の天然繊維あるいはレーヨン等の化学繊維、ポリエステルやナイロンなどの合成繊維などがあり、細長い形状を活かして広く衣料や工業用途に用いられている。一方、近年ではその表面に様々な化学特性を付与した繊維が研究されている、例えば、衣料用途では猛暑時や運動時などの着用快適性を付与できる吸湿性機能(例えば特許文献1)や、極寒時の着用快適性を付与できる保温機能などが挙げられる(例えば特許文献2)。また、工業用途では混合流体から特定の物質を取り除くフィルタに付与された吸着機能(例えば特許文献3)が挙げられる。   Fibers include natural fibers such as cotton and linen, chemical fibers such as rayon, and synthetic fibers such as polyester and nylon, and are widely used for clothing and industrial applications by taking advantage of their elongated shape. On the other hand, in recent years, fibers having various chemical properties have been studied on the surface thereof, for example, hygroscopic functions (for example, Patent Document 1) that can impart wearing comfort during extreme heat or exercise in clothing applications, Examples thereof include a heat retention function that can provide comfort in extreme cold (for example, Patent Document 2). Further, in industrial applications, an adsorption function (for example, Patent Document 3) given to a filter that removes a specific substance from a mixed fluid can be mentioned.

これらの機能を繊維へ付与する手法として、上記の特許文献1には、ポリアクリル酸からなる微粒子をシリコン系バインダーと混合してポリエステル繊維を浸漬させた後に絞り、120℃、180℃と2段階で乾熱した繊維が開示されている。また、他の方法としては繊維のポリマー鎖に機能を有するモノマーをグラフトする方法であり、上記の特許文献3は、グラフト基材となるポリマーを鞘成分に用いた芯鞘繊維に電離性放射線を照射した後、その繊維にグリシジルメタクリレートをグラフトさせる分離機能性繊維の製造方法が開示されている。   As a technique for imparting these functions to fibers, the above-mentioned Patent Document 1 describes two steps of 120 ° C. and 180 ° C. after drawing polyester fibers by mixing fine particles of polyacrylic acid with a silicon-based binder. A fiber that has been dry-heated is disclosed. Another method is to graft a monomer having a function to the polymer chain of the fiber, and the above-mentioned Patent Document 3 discloses ionizing radiation to a core-sheath fiber using a polymer as a graft base as a sheath component. A method for producing a separation functional fiber is disclosed in which glycidyl methacrylate is grafted to the fiber after irradiation.

特開2003−147680号JP 2003-147680 A 特開2006−45720号JP 2006-45720 A 特開平08−199480号Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-199480

従来の技術は、人体から発生する湿熱や流体中の微量な成分を繊維表面に取り込むことを課題としているので、機能を有する化合物が繊維の表面に薄い厚みで存在しており、その機能の大容量化は特に検討されていない。一方で、機能を有する物質を大量に繊維に付着させても、それだけではこの物質が剥離または脱落するという問題がある。   Since the conventional technique has a problem of incorporating moisture components generated from the human body and trace components in the fluid into the fiber surface, a compound having a function exists in a thin thickness on the surface of the fiber. There is no particular consideration for capacity. On the other hand, there is a problem that even if a large amount of a substance having a function is attached to the fiber, the substance is peeled off or dropped off by itself.

本発明は、芯材と芯材に付着した物質とを含む繊維において、芯材周囲の物質の剥離を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the technique which can suppress peeling of the substance around a core material in the fiber containing a core material and the substance adhering to the core material.

上記目的を達成するために、本発明の海島繊維は、繊維径Dが100μm以上1000μm以下であり、海成分および島成分を含む海島構造を有し、繊維長手方向に垂直な断面において断面中心から直径2/3Dの円内における島成分の面積割合が、直径2/3Dの円の面積に対して10%以上50%以下である。   In order to achieve the above object, the sea-island fiber of the present invention has a fiber diameter D of 100 μm or more and 1000 μm or less, has a sea-island structure including a sea component and an island component, and has a cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the fiber from the center of the cross-section. The area ratio of the island components in the 2 / 3D diameter circle is 10% or more and 50% or less with respect to the area of the 2 / 3D diameter circle.

本発明の海島繊維において、中心付近の島成分の割合が上述の範囲となっているということは、島成分の間隙に存在する海成分によって、海島繊維の表面と島成分との間に存在する海成分が、島成分に強固に固定される。よって、海成分の剥離および脱落が抑制される。   In the sea-island fiber of the present invention, the ratio of the island component in the vicinity of the center is in the above-mentioned range, which is between the surface of the island-island fiber and the island component due to the sea component present in the gap between the island components. The sea component is firmly fixed to the island component. Therefore, the peeling and dropping of sea components are suppressed.

図1は、本発明の海島繊維の一例のSEM断面写真である。FIG. 1 is a SEM cross-sectional photograph of an example of the sea-island fiber of the present invention. 図2は、実施例1で得られる本発明の海島繊維を例示する模式図である。2 is a schematic view illustrating the sea-island fiber of the present invention obtained in Example 1. FIG. 図3は、実施例4で得られる本発明の海島繊維を例示する模式図である。FIG. 3 is a schematic view illustrating the sea-island fiber of the present invention obtained in Example 4. 図4は、比較例4で得られる海島繊維を例示する模式図である。FIG. 4 is a schematic view illustrating sea-island fibers obtained in Comparative Example 4. 図5は、比較例5で得られる海島繊維を例示する模式図である。FIG. 5 is a schematic view illustrating sea-island fibers obtained in Comparative Example 5. 図6は、比較例6で得られる海島繊維を例示する模式図である。FIG. 6 is a schematic view illustrating sea-island fibers obtained in Comparative Example 6. 図7は、比較例7で得られる海島繊維を例示する模式図である。FIG. 7 is a schematic view illustrating sea-island fibers obtained in Comparative Example 7. 図8は、本発明の繊維のコーティング方法を例示する模式図である。FIG. 8 is a schematic view illustrating the fiber coating method of the present invention. 図9は、本発明の繊維のコーティング方法を例示する模式図である。FIG. 9 is a schematic view illustrating the fiber coating method of the present invention.

本発明の海島繊維は繊維方向に垂直な断面において断面中心から直径2/3Dの円内における島成分の面積割合が全成分に対して10%以上50%以下である海島状の繊維であることを特徴としている。海成分に吸湿性、吸着性などの機能を有する物質を高い割合で付与された繊維を提供することができ、それは擦過などで剥離しにくい海島繊維である。   The sea-island fiber of the present invention is a sea-island fiber in which the area ratio of the island component in a circle having a diameter of 2 / 3D from the center of the cross section is 10% or more and 50% or less with respect to all components in a cross section perpendicular to the fiber direction It is characterized by. A fiber provided with a high ratio of a substance having a function of hygroscopicity, adsorptivity and the like to a sea component can be provided, which is a sea-island fiber that is difficult to peel off by rubbing or the like.

1−1.海島繊維の形状
本発明の海島繊維は海成分および島成分を含む海島構造を有する。海成分および島成分とは、繊維の長軸に対して垂直な断面(径方向の断面)において、互いに異なる組成を有する領域である。また、海島構造においては、海成分内に複数の島成分が点在する。
1-1. Shape of sea-island fiber The sea-island fiber of the present invention has a sea-island structure including a sea component and an island component. The sea component and the island component are regions having different compositions in a cross section (radial cross section) perpendicular to the long axis of the fiber. In the sea-island structure, a plurality of island components are scattered in the sea component.

例えば、海成分に吸湿性、吸着性などの機能を有する特定の物質(以下、「機能性物質」と呼ぶ)を用い、島成分に柔軟かつ高強度の化学繊維を用いることで、高機能の繊維を提供することができる。従来の機能性繊維には、図6、図7に示すような吸湿性、吸着性などの機能を有する成分を鞘成分とした芯鞘繊維が知られているが、擦過などによって剥離・脱落することが問題となっており、本発明では図2、図3に示すような海島繊維とすることで、この問題を解決できることを見出した。島成分である芯繊維の間に海成分である機能性物質が入り込んで海成分が連結されることで剥離が抑制されているものと思われる。   For example, by using a specific substance (hereinafter referred to as “functional substance”) having functions such as hygroscopicity and adsorptivity to sea components, and using soft and high-strength chemical fibers for island components, Fiber can be provided. As a conventional functional fiber, a core-sheath fiber having a hygroscopic and adsorptive component as shown in FIGS. 6 and 7 as a sheath component is known. In the present invention, it was found that this problem can be solved by using sea-island fibers as shown in FIGS. It seems that peeling is suppressed by the functional component which is a sea component entering between the core fibers which are island components and the sea component being connected.

その繊維の長軸方向に対して垂直な断面において、断面中心から直径2/3Dの円内において、島成分の占める面積が10%以上50%以下であることが好ましい。このように、島成分の間隙により多くの海成分(つまり機能性物質)が入り込んでいることで、海成分が剥離しにくくなり、かつ繊維において機能性物質の占める割合が高くなる。上述したように海島状繊維であることで海成分のポリマーが剥離・脱離しなくなる効果が得られるが、断面中心から直径2/3Dの円内における島成分の面積割合が10%以上50%以下であることで、剥離抑制の効果を十分に得ることができる。また、この面積割合が15%以上40%以下、さらには17%以上25%以下であると剥離抑制の効果がさらに高まるのでより好ましい。   In the cross section perpendicular to the major axis direction of the fiber, the area occupied by the island component is preferably 10% or more and 50% or less in a circle having a diameter of 2 / 3D from the center of the cross section. As described above, since many sea components (that is, functional substances) enter the gaps between the island components, the sea components are difficult to peel off, and the proportion of the functional substances in the fibers increases. As described above, the sea-island fiber has the effect of preventing the sea component polymer from being peeled off and detached, but the area ratio of the island component in the circle with a diameter of 2 / 3D from the center of the cross section is 10% to 50%. By being, it can fully acquire the effect of peeling prevention. Moreover, since this area ratio is 15% or more and 40% or less, and further 17% or more and 25% or less, the effect of suppressing peeling is further enhanced, which is more preferable.

なお、従来のディップニップ法によって芯繊維をコーティングすることで得られる繊維では、ニップ工程によって芯繊維が密集するので、図4または図5に示すように島成分が点在できない。本発明の海島繊維を製造する方法は後述する。   In the fiber obtained by coating the core fiber by the conventional dip nip method, the core fiber is densely packed by the nip process, so that the island component cannot be scattered as shown in FIG. 4 or FIG. The method for producing the sea-island fiber of the present invention will be described later.

本発明の海島繊維は、図2のように全ての島成分が海成分で覆われていても良いし、図3のように海成分で覆われている島成分と、外周側が露出している島成分とで構成されていても良い。ただし、海成分に機能を有する化合物を用いる場合は、図2のように全ての島成分が海成分で覆われていた方が機能性を有する海成分の保持率が高まることから好ましい形態となる。   In the sea-island fiber of the present invention, all island components may be covered with sea components as shown in FIG. 2, and the island components covered with sea components as shown in FIG. 3 and the outer peripheral side are exposed. You may be comprised with an island component. However, when a compound having a function as a sea component is used, it is preferable that all island components are covered with the sea component as shown in FIG. 2 because the retention rate of the functional sea component is increased. .

海島繊維において、(海成分の質量)÷(島成分の質量)で表わされる割合は、30質量%以上であることが好ましく、100質量%以上であることがより好ましく、300質量%以上であることがさらに好ましい。割合が30質量%以上であることで、海成分の保持率が高く、例えば特定物質の吸着機能を有する化合物を海成分にした場合には、高い吸着容量を達成することができる。一方、割合は、1000質量%以下であることが好ましく、700質量%以下であることがより好ましい。1000質量%以下であると、高い柔軟性と強度を有するので、取り扱いが容易である。   In the sea-island fiber, the ratio represented by (mass of sea component) / (mass of island component) is preferably 30% by mass or more, more preferably 100% by mass or more, and 300% by mass or more. More preferably. When the ratio is 30% by mass or more, the retention rate of the sea component is high. For example, when a compound having an adsorption function for a specific substance is used as the sea component, a high adsorption capacity can be achieved. On the other hand, the ratio is preferably 1000% by mass or less, and more preferably 700% by mass or less. When it is 1000% by mass or less, it has high flexibility and strength, and is easy to handle.

本発明の海島繊維は海島繊維の径Dの下限が100μm以上である必要があり、200μm以上であることが好ましく、300μm以上であることがより好ましい。50μm以上であることで、十分な強度を得ることができる。上限としては、1000μm以下である必要があり、800μm以下であることが好ましく、500μm以下であることがより好ましい。3000μm以下であることで繊維状としての効果を得ることができる。   In the sea-island fiber of the present invention, the lower limit of the diameter D of the sea-island fiber needs to be 100 μm or more, preferably 200 μm or more, and more preferably 300 μm or more. Sufficient strength can be obtained by being 50 micrometers or more. As an upper limit, it is necessary to be 1000 micrometers or less, it is preferable that it is 800 micrometers or less, and it is more preferable that it is 500 micrometers or less. By being 3000 μm or less, an effect as a fiber can be obtained.

1−2.海成分
海成分は、吸着性、吸湿性、発熱性、分子ふるい性などの機能を有する機能性物質で形成された含む構造体である。海成分が機能を、島成分が強度を担うことで、機能性と強度とを両立することができる。
1-2. Sea component The sea component is a structure containing a functional substance having functions such as adsorptivity, hygroscopicity, exothermicity, and molecular sieving. Since the sea component plays a role and the island component takes the strength, both functionality and strength can be achieved.

「機能性物質」とは、機能を有する化合物のみを含有するだけでなく、機能を有する化合物と有さない化合物との混合物であってもよい。   The “functional substance” may include not only a compound having a function but also a mixture of a compound having a function and a compound having no function.

「構造体」とは、多孔質または無孔質のいずれであってもよく、多孔質は、固体と空隙との共連続構造であってもよいし、粒子の集合体であってもよい。また、構造体は、多孔質または無孔質の母材とその内部に分散している粒子とを有してもよい。構成海成分が分子ふるい性を持つ多孔質であることも好ましい。   The “structure” may be either porous or non-porous, and the porous may be a co-continuous structure of a solid and a void or an aggregate of particles. The structure may have a porous or non-porous base material and particles dispersed therein. It is also preferable that the constituent sea component is a porous material having molecular sieving properties.

海成分における機能性を有する化合物の含有率は40質量%以上であることが好ましい。   The content of the functional compound in the sea component is preferably 40% by mass or more.

機能性を有する化合物のうち、樹脂としては、側鎖にカルボキシ基やスルホニル基などのカチオン性官能基やアミノ基などのアニオン性官能基またはヒドロキシル基などを有する樹脂が挙げられる。また、これらの樹脂は水などに溶解しない範囲まで架橋されていることが好ましい。   Among the functional compounds, examples of the resin include a resin having a cationic functional group such as a carboxy group or a sulfonyl group, an anionic functional group such as an amino group, or a hydroxyl group in the side chain. These resins are preferably cross-linked to the extent that they do not dissolve in water or the like.

カルボキシ基を有する樹脂とは、分子内に複数のカルボキシ基を有する高分子化合物であり、その例として、アクリル酸もしくはメタクリル酸の重合体、またはこれらが含まれた共重合体が挙げられる。共重合体の例としては、アクリル酸およびメタクリル酸の少なくとも一方をモノマー成分として含有する共重合体、無水マレイン酸をモノマー成分として含有する共重合体、アクリル酸エステル並びにメタクリル酸エステルが挙げられる。より具体的には、カルボキシ基を有する高分子化合物の例としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸が挙げられる。   The resin having a carboxy group is a polymer compound having a plurality of carboxy groups in the molecule, and examples thereof include a polymer of acrylic acid or methacrylic acid, or a copolymer containing these. Examples of the copolymer include a copolymer containing at least one of acrylic acid and methacrylic acid as a monomer component, a copolymer containing maleic anhydride as a monomer component, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester. More specifically, examples of the polymer compound having a carboxy group include polyacrylic acid and polymethacrylic acid.

機能性を有する粒子としては、金属酸化物及びその水和物が挙げられる。その中でも特に、ホウ素、ヒ素、リン、フッ素イオンを吸着できることから希土類元素水酸化物、希土類元素含水酸化物が挙げられる。希土類元素としては、元素の周期表による原子番号21番のスカンジウムScと39番のイットリウムY、57番から71番のランタノイド元素、すなわちランタンLa、セリウムCe、プラセオジウムPr、ネオジウムNd、プロメチウムPm、サマリウムSm、ユウロピウムEu、カドリニウムGd、テルビウムTb、ジスプロシウムDy、ホルミウムHo、エルビウムEr、ツリウムTm、イッテルビウムYb、ルテチウムLuが該当し、なかでも上記イオンの除去性能の観点から好ましい元素はセリウムであり、4価のセリウムが好ましい。これらの水酸化物及び/又は含水酸化物の混合体も有用である。吸着性粒子の含有率は高ければ高いほど吸着性能が高まるため、吸着性粒子と高分子樹脂の総質量における吸着性粒子質量割合rは30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。一方で、高すぎると高分子樹脂の強度が低下し、変形や破断の原因となるため、上限は99質量%以下、さらには97質量%以下であることが好ましい。   Examples of the functional particles include metal oxides and hydrates thereof. Among them, in particular, rare earth element hydroxides and rare earth element hydroxides can be mentioned because they can adsorb boron, arsenic, phosphorus, and fluorine ions. As rare earth elements, scandium Sc of atomic number 21 and yttrium Y of 39 according to the periodic table of elements, lanthanoid elements of 57 to 71, ie, lanthanum La, cerium Ce, praseodymium Pr, neodymium Nd, promethium Pm, samarium Sm, europium Eu, Cadolinium Gd, terbium Tb, dysprosium Dy, holmium Ho, erbium Er, thulium Tm, ytterbium Yb, lutetium Lu are applicable, and among these, cerium is a preferable element from the viewpoint of the ion removal performance. Valent cerium is preferred. Mixtures of these hydroxides and / or hydrous oxides are also useful. The higher the content of the adsorbent particles, the higher the adsorption performance. Therefore, the adsorbent particle mass ratio r in the total mass of the adsorbent particles and the polymer resin is preferably 30% by mass or more, and 50% by mass or more. More preferably. On the other hand, if it is too high, the strength of the polymer resin is lowered, causing deformation and breakage. Therefore, the upper limit is preferably 99% by mass or less, and more preferably 97% by mass or less.

粒子の含有率は、以下の手順で測定することが出来る。まず、繊維状吸着剤の質量(W)を秤量する。次に、繊維状吸着剤から樹脂組成物を剥離し、樹脂組成物の質量(W)を秤量する。次に、高分子樹脂を強アルカリ水溶液などの良溶媒に溶解するか、電気炉によって800℃以上で熱する方法を組み合わせて吸着性粒子を取り出し、吸着性粒子の質量(W)を秤量する。吸着性粒子質量割合rはWとWの比、すなわちr=W/Wの百分率である。 The content rate of the particles can be measured by the following procedure. First, the mass (W 1 ) of the fibrous adsorbent is weighed. Next, the resin composition is peeled from the fibrous adsorbent, and the mass (W 2 ) of the resin composition is weighed. Next, the polymer resin is dissolved in a good solvent such as a strong alkaline aqueous solution or combined with a method of heating at 800 ° C. or higher with an electric furnace to take out the adsorbent particles, and the mass (W 3 ) of the adsorbent particles is weighed. . The adsorptive particle mass ratio r is the ratio of W 3 and W 2 , that is, the percentage of r = W 3 / W 2 .

繊維状吸着剤から高分子樹脂が除去されたか確認する方法としては、マイクロスコープや走査型電子顕微鏡(Scaning Electron Microscope、SEM)を用いて繊維状吸着剤表面、及び断面を観察することで確認できる。   As a method for confirming whether or not the polymer resin has been removed from the fibrous adsorbent, it can be confirmed by observing the surface and the cross section of the fibrous adsorbent using a microscope or a scanning electron microscope (SEM). .

該粒子の含水率は、1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましい。1質量%以上であることで、粒子内部にも吸着サイトを付与でき、十分な吸着能を有する。また、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。30質量%以下であることで、粒子内部の吸着サイトの密度を大きくでき、十分な吸着能を有する。   The water content of the particles is preferably 1% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more. When the content is 1% by mass or more, an adsorption site can be imparted to the inside of the particle, and the adsorption capacity is sufficient. Moreover, it is preferable that it is 30 mass% or less, and it is more preferable that it is 20 mass% or less. By being 30% by mass or less, the density of the adsorption sites inside the particles can be increased, and the adsorption capacity is sufficient.

これら微粒子は、粒子径が50μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましい。粒子径が50μm以下であることで、粒子外表面に存在する吸着サイトを多くでき、十分な吸着能を有する。また、0.01μm以上であることが好ましく、0.05μm以上であることがより好ましい。0.01μm以上であることで、繊維状吸着剤の作製時の溶液において粒子が凝集しにくく、繊維上に均一に粒子をコーティングできる。   These fine particles preferably have a particle size of 50 μm or less, and more preferably 10 μm or less. When the particle diameter is 50 μm or less, the number of adsorption sites existing on the outer surface of the particle can be increased, and the adsorption capacity is sufficient. Moreover, it is preferable that it is 0.01 micrometer or more, and it is more preferable that it is 0.05 micrometer or more. By being 0.01 μm or more, the particles are less likely to aggregate in the solution at the time of producing the fibrous adsorbent, and the particles can be uniformly coated on the fibers.

1−3.島成分
本発明の海島繊維において、島成分は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等のポリエステル、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、アクリル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、PTFE、ポリフッ化ビニリデン等のハロゲン化ポリオレフィンなどの合成樹脂、および、羊毛、絹、綿などの天然繊維を原料とする樹脂を用いることができる。これらの中でも特にポリアミド、ポリエステルが好ましく、ポリアミドでは特にナイロン6やナイロン6,6、ポリエステルでは特にポリエチレンテレフタレート(PET)が安価かつ強度が高いことから好ましい。
1-3. Island component In the sea-island fiber of the present invention, the island component is a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, a polyester such as polyethylene terephthalate or polycarbonate, an aliphatic polyamide, an aromatic polyamide, acrylic, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, PTFE, or polyvinylidene fluoride. Synthetic resins such as halogenated polyolefins and the like, and resins made from natural fibers such as wool, silk, and cotton can be used. Among these, polyamide and polyester are particularly preferable, and nylon 6 and nylon 6,6 are particularly preferable for polyamide, and polyethylene terephthalate (PET) is particularly preferable for polyester because of its low cost and high strength.

島成分の数は特に限定されないが4本以上が好ましく、12本以上がより好ましく、36本以上がさらに好ましい。島成分が4本以上であることによって、強度が高くなるとともに後述する製造時に海成分となる樹脂の保持率を高めてより高い機能を有する繊維とすることができる。一方、島成分に対する海成分の割合を高めるために、島成分は108本以下、さらには72本以下であることが好ましい。   The number of island components is not particularly limited, but is preferably 4 or more, more preferably 12 or more, and still more preferably 36 or more. When the number of island components is four or more, the strength is increased, and the retention rate of a resin that becomes a sea component at the time of manufacturing, which will be described later, can be increased to obtain a fiber having a higher function. On the other hand, in order to increase the ratio of the sea component to the island component, the island component is preferably 108 or less, and more preferably 72 or less.

島成分の断面形状は、円状に限定されるものではなく、多角断面、偏平断面、レンズ型断面、三葉断面、六葉断面などいわゆるマルチローバル断面と呼ばれる3〜8ヶの凸部と同数の凹部を有する異形断面、中空断面その他公知の異形断面などでも構わない。マルチローバル断面の異形度は1.2以上6.0以下が好ましい。ここでいう異形度とは、断面形状の外接円径を断面形状の内接円径で除したものである。異形度が1.2以上であると異形断面の凹凸が大きいので、島成分と海成分の接触面積が大きくなっており、剥離が抑制される。一方、異形度が6.0以下であることには、強度が高くなる。
芯繊維におけるフィラメント1本の繊維径dは1μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましい。繊維径dが1μm以上であることで海島繊維の強度が高くなる。また、繊維径dの上限は50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。繊維径dの上限が50μm以下であることで樹脂と芯繊維の剥離が抑制される。
The cross-sectional shape of the island component is not limited to a circular shape, but is the same as 3-8 convex portions called a multi-lobe cross section such as a polygonal cross section, a flat cross section, a lens mold cross section, a trilobe cross section, and a six lobe cross section. It may be a modified cross section having a concave portion, a hollow cross section or other known modified cross section. The irregularity of the multi-global cross section is preferably 1.2 or more and 6.0 or less. The irregularity referred to here is obtained by dividing the circumscribed circle diameter of the cross-sectional shape by the inscribed circle diameter of the cross-sectional shape. When the irregularity is 1.2 or more, irregularities in the irregular cross section are large, so that the contact area between the island component and the sea component is large, and peeling is suppressed. On the other hand, if the degree of deformity is 6.0 or less, the strength increases.
The fiber diameter d of one filament in the core fiber is preferably 1 μm or more, and more preferably 10 μm or more. When the fiber diameter d is 1 μm or more, the strength of the sea-island fiber is increased. The upper limit of the fiber diameter d is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. When the upper limit of the fiber diameter d is 50 μm or less, peeling of the resin and the core fiber is suppressed.

2.製造方法
本発明の好ましい製造工程は、
(1)機能性物質を含有する溶液を準備する工程
(2)マルチフィラメントに溶液をコーティングする工程
(3)上記原液を固化する工程
を備える。本発明の海島繊維の製造工程を、セリウム粒子とPVDFの混合物を海成分、ポリエステルのマルチフィラメントを島成分とした場合を例にとって説明するが、以下に限定するものではない。
2. Production method The preferred production process of the present invention comprises:
(1) A step of preparing a solution containing a functional substance (2) A step of coating a solution on a multifilament (3) A step of solidifying the stock solution. The production process of the sea-island fiber of the present invention will be described by taking as an example a case where a mixture of cerium particles and PVDF is a sea component and a polyester multifilament is an island component, but is not limited thereto.

(2−1)機能性物質を含有した原液を準備する工程
まず、機能性物質を含有した原液の準備であるが、この原液は、45℃における溶液粘度が0.1〜100Pa・sの範囲になるように調整されることが好ましく。さらには0.1〜50Pa・sの範囲になるように調整されることが好ましい。溶液粘度が上記範囲にあることで、後述するノズルによるコーティングでマルチフィラメント内部に溶液が入り込みやすくなることから、断面中心から直径2/3Dの円内における島成分の面積割合が全成分に対して10%以上50%以下である海島繊維を得ることができる。芯繊維にコーティングする場合、一般的にその原液の溶液粘度は0.1Pa・s以下の低い粘度の原液を用いる。この場合、図4または図7の様に樹脂の保持量が低い繊維となるが、1Pa・s以上の比較的高粘度の原液を用いることで樹脂の保持量が高くなる。一方、樹脂の粘度が高すぎるとコーティング時の液切り工程などで糸詰まりによる生産性低下が生じやすいため、100Pa・s以下、さらには50Pa・s以下とするのが良い。
(2-1) Step of preparing a stock solution containing a functional substance First, a stock solution containing a functional substance is prepared. This stock solution has a solution viscosity at 45 ° C. in the range of 0.1 to 100 Pa · s. It is preferable to adjust so that. Furthermore, it is preferable to adjust so that it may become the range of 0.1-50 Pa.s. Since the solution viscosity is in the above range, the solution can easily enter the multifilament by coating with a nozzle, which will be described later, so that the area ratio of the island component in the circle with a diameter of 2 / 3D from the center of the cross section is based on the total component. Sea-island fibers that are 10% or more and 50% or less can be obtained. When coating the core fiber, a stock solution having a low viscosity of generally 0.1 Pa · s or less is generally used. In this case, as shown in FIG. 4 or FIG. 7, the fiber has a low resin holding amount, but the resin holding amount becomes high by using a relatively high viscosity stock solution of 1 Pa · s or more. On the other hand, when the viscosity of the resin is too high, productivity is likely to decrease due to yarn clogging in a liquid draining process at the time of coating. Therefore, the viscosity is preferably 100 Pa · s or less, and more preferably 50 Pa · s or less.

ポリアクリル酸と架橋剤の混合物および/またはアクリル酸と架橋部部位が共重合されたポリアクリル酸共重合体などが考えられる。   A mixture of polyacrylic acid and a crosslinking agent and / or a polyacrylic acid copolymer in which acrylic acid and a crosslinking site are copolymerized can be considered.

海成分が上述のカルボキシ基を有する樹脂を含む場合、コーティング原液は、上述の樹脂と、その樹脂を溶解させる溶媒とを含む溶液である。カルボキシ基を有する化合物は水などに溶解しやすいため、上述したように架橋していることが好ましい。架橋の方法としては、分子内にヒドロキシル基、アミノ基、グリシジル基、オキサゾリン基、カルボジイミド基などカルボキシ基を有する化合物と反応させて共有結合を形成させる方法が挙げられる。これら、カルボキシ基と反応する官能基を2つ以上の有する化合物と分子間で架橋させても良いし、これらの官能基を有するモノマーとカルボキシ基を有するモノマーを共重合して直鎖状ポリマーとした後に、分子内で架橋させても良い。   When the sea component contains the above-described resin having a carboxy group, the coating stock solution is a solution containing the above-described resin and a solvent for dissolving the resin. Since the compound having a carboxy group is easily dissolved in water or the like, it is preferably crosslinked as described above. Examples of the crosslinking method include a method in which a covalent bond is formed by reacting with a compound having a carboxy group such as hydroxyl group, amino group, glycidyl group, oxazoline group, carbodiimide group in the molecule. These compounds having two or more functional groups that react with a carboxy group may be cross-linked between molecules, or a monomer having these functional groups and a monomer having a carboxy group may be copolymerized to form a linear polymer. Then, it may be crosslinked in the molecule.

2−2.マルチフィラメントに溶液をコーティングする工程
機能性物質を含有した溶液にマルチフィラメントを含浸させ、ついでノズルに通過させる。ここで用いるノズルとしては、例えば、特開2004−314059号公報に記載のノズルを使用することが出来る。ノズルを通すコーティング法は中空糸膜と呼ばれるストロー状の多孔繊維を製造するときに用いられている。本発明は、マルチフィラメントにノズルコーティングを行うことでマルチフィラメント内部に溶液が浸入し、結果として海島繊維が得られることを見出したものである。従来のニップ法では、上下2点のロールで過剰な溶液の液切りをしており、マルチフィラメントが潰されながら溶液が左右に流れていき、図4、もしくは図5に示す繊維しか得られなかった。一方、図8、図9に示すようなノズルに通して液切りをすることで芯繊維が過剰に潰されたり、溶液が流れたりすることなく、マルチフィラメント内に溶液が入っていき、図2、図3に示す海島繊維が得られることを見出した。
2-2. The step of coating the solution on the multifilament The solution containing the functional substance is impregnated with the multifilament, and then passed through the nozzle. As the nozzle used here, for example, a nozzle described in JP-A-2004-314059 can be used. The coating method through a nozzle is used when producing a straw-like porous fiber called a hollow fiber membrane. The present invention has been found that by applying nozzle coating to a multifilament, the solution enters the multifilament, and as a result, sea-island fibers are obtained. In the conventional nip method, excess solution is drained by two upper and lower rolls, and the solution flows left and right while the multifilament is crushed, and only the fibers shown in FIG. 4 or FIG. 5 are obtained. It was. On the other hand, by passing through a nozzle as shown in FIGS. 8 and 9, the core fiber is not crushed excessively or the solution does not flow, and the solution enters the multifilament. It was found that the sea-island fiber shown in FIG. 3 was obtained.

本発明の海島繊維を製造するのに好適なノズルを図8、図9を例にとって説明する。導入口4から胴体5に導入されたマルチフィラメントは、注入口6から注入されたコーティング原液に浸漬される。その後、図8において9、図9において13で示される導出口からマルチフィラメント内外にコーティング原液を付着されたコーティング繊維が導出される。その後、コーティング繊維に付着したコーティング原液を固化する工程を経て、本発明の海島繊維を得ることができる。   A nozzle suitable for producing the sea-island fiber of the present invention will be described with reference to FIGS. The multifilament introduced into the body 5 from the inlet 4 is immersed in the coating stock solution injected from the inlet 6. Thereafter, the coating fiber having the coating stock solution attached inside and outside the multifilament is led out from the outlet shown by 9 in FIG. 8 and 13 in FIG. Then, the sea-island fiber of this invention can be obtained through the process of solidifying the coating stock solution adhering to coating fiber.

ノズルにおいて導出口の径が重要であり、導出口の径の下限は得られる海島繊維の径Dに対して70%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、100%以上であることがさらに好ましい。マルチフィラメント内に原液を浸入させるには、マルチフィラメントを潰さずにフィラメントの間隙を維持することが重要であり、70%以上であることでその間隙を維持して原液をマルチフィラメント内に浸入させることが容易となる。一方、上限としては200%以下であることが好ましく、180%以下であることがより好ましく、160%以下であることがさらに好ましい。200%以下であることでマルチフィラメント内に原液を侵入させ、また、マルチフィラメント周囲に付着した過剰な原液の液切りを行うことができる。   The diameter of the outlet port is important in the nozzle, and the lower limit of the outlet port diameter is preferably 70% or more, more preferably 90% or more, and more preferably 100% or more with respect to the diameter D of the sea-island fiber to be obtained. More preferably. In order to infiltrate the stock solution into the multifilament, it is important to maintain the gap between the filaments without crushing the multifilament. When the ratio is 70% or more, the gap is maintained and the stock solution enters the multifilament. It becomes easy. On the other hand, the upper limit is preferably 200% or less, more preferably 180% or less, and even more preferably 160% or less. By being 200% or less, the stock solution can enter the multifilament, and excess stock solution adhering around the multifilament can be drained.

また、マルチフィラメント内に浸入する原液の量を増やすために、図9に示すように導出口に向かって徐々に細くなるテーパー状の構造である導出管7を備えているとより好ましい。流体力学における流体潤滑の原理によれば、2 つの面の間に潤滑物質を流し、しかも上記の2つの面の間隔が潤滑物質の流れ方向に沿って狭くなっている場合、流れている潤滑物質にはその流れと直交する方向に潤滑膜圧力が発生し、潤滑物質が幅方向に拡げられる。これを絞り膜圧作用(スクイーズ作用)というが、本発明においてもこれを利用する。すなわちテーパー状の導出管部の内表面とマルチフィラメント の外表面とが上述の2つの面に相当し、また用いる原液が潤滑物質に相当する。導出管部の内表面とマルチフィラメントの外表面で形成される隙間を流れる原液には、この隙間を通過するときにその流れ方向と直交する方向に押圧力が発生する。したがってマルチフィラメントと原液とを一緒にテーパー部を通過させるときに、原液が絞り押圧作用を受けてがマルチフィラメント内に原液が入り込む。この際、導出管が弾性部材で構成されていると導出口付近では、過大な外力(押圧)が働き、弾性部材で構成されている導出管部が変形して外力との平衡が保たれる。つまりの外径変動が起こっても可逆的に変形して均一な押圧が生じる。中空糸膜にこのノズルコーティングを行った場合には、外周部から均一な押圧がかかることからコーティング厚みが均一になるという効果が得られるが、マルチフィラメントにノズルコーティングを行うと外周部からの均一な押圧でマルチフィラメント内部に原液が入り込み、海島繊維が得られることになる。さらに導出管部が拡張することで糸詰まりも緩和され、連続コーティングにおける糸詰まりも防ぐことができる。   Further, in order to increase the amount of the stock solution entering the multifilament, it is more preferable to provide the outlet pipe 7 having a tapered structure gradually narrowing toward the outlet as shown in FIG. According to the principle of fluid lubrication in hydrodynamics, when a lubricating material is allowed to flow between two surfaces and the distance between the two surfaces is narrow along the flow direction of the lubricating material, the flowing lubricating material In this case, a lubricating film pressure is generated in a direction orthogonal to the flow, and the lubricating substance is expanded in the width direction. This is called a squeezing film pressure action (squeeze action), but this is also used in the present invention. That is, the inner surface of the tapered lead-out pipe portion and the outer surface of the multifilament correspond to the two surfaces described above, and the stock solution used corresponds to the lubricating material. In the undiluted solution flowing through the gap formed between the inner surface of the outlet pipe portion and the outer surface of the multifilament, a pressing force is generated in a direction orthogonal to the flow direction when passing through the gap. Therefore, when the multifilament and the undiluted solution are passed through the tapered portion together, the undiluted solution enters the multifilament even though the undiluted solution is subjected to the squeezing and pressing action. At this time, if the outlet pipe is made of an elastic member, an excessive external force (pressing) acts in the vicinity of the outlet, and the outlet pipe part made of the elastic member is deformed to maintain an equilibrium with the external force. . In other words, even if the outer diameter fluctuates, it is reversibly deformed and uniform pressing occurs. When this nozzle coating is applied to the hollow fiber membrane, a uniform pressure is applied from the outer peripheral portion, so that the effect of uniform coating thickness can be obtained. With a simple press, the undiluted solution enters the multifilament and sea-island fibers are obtained. Further, the expansion of the outlet tube part can alleviate the yarn clogging and can prevent the yarn clogging in the continuous coating.

また、導出管と導出口の間に径調整部8を備えるとさらに好ましい。径調整部において液切りが均一になされ、得られる海島繊維の外径Dが均一となる。径調整部は導出管と同様に変形可能な弾性部材で攻勢されていることが好ましい。   Further, it is more preferable that a diameter adjusting portion 8 is provided between the outlet pipe and the outlet. Liquid draining is performed uniformly in the diameter adjusting section, and the outer diameter D of the obtained sea-island fibers is uniform. The diameter adjusting portion is preferably attacked by a deformable elastic member in the same manner as the outlet tube.

導出管から導出口までを構成する弾性部材としては、反発力を示す弾性係数の指標の一つである引っ張りによる静的せん断弾性係数が0 .5 〜 2 M P a の範囲内で、かつ、破断時の伸びが1 5 0 〜 4 0 0 % の範囲内にあるものが好ましい。具体的には熱可塑性樹脂またはゴムが好ましく、中でも、コーティング原液に使用する溶媒に対する耐溶剤性と機械的強度を兼備するイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、及びシリコーンゴムなどを用いることがより好ましい。なお、静的せん断弾性係数は、J I S K 6 2 5 4 の5 ( 低変形引張試験) によって、2 5 %伸長応力σ 2 5 ( M P a ) を測定し、次式により静的せん断弾性係数を算出し、破断時の伸びは、JIS K 6251( 加硫ゴムの引張試験方法) による値をみる。
GS=1.639σ2 5
ここで、G S : 静的せん断弾性係数( M P a)である。弾性部材の弾性係数が上記範囲であることで、均一な押し圧が生じることで、均一な外径を有する海島繊維が得られる。
As the elastic member constituting the outlet pipe to the outlet, the static shear elastic modulus due to tension, which is one of the indices of the elastic coefficient indicating the repulsive force, is in the range of 0.5 to 2 M Pa, and It is preferable that the elongation at break is in the range of 150 to 40%. Specifically, a thermoplastic resin or rubber is preferable, and among them, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, and silicone rubber that have both solvent resistance and mechanical strength against the solvent used in the coating stock solution. It is more preferable to use etc. The static shear modulus was measured by measuring 25% elongation stress σ 2 5 (MPa) by 5 (low deformation tensile test) of JIS K 6 2 5 4 The elastic modulus is calculated, and the elongation at break is the value according to JIS K 6251 (a vulcanized rubber tensile test method).
GS = 1.639σ2 5
Here, G S is a static shear elastic modulus (MPa). When the elastic coefficient of the elastic member is in the above range, sea-island fibers having a uniform outer diameter can be obtained by generating a uniform pressing pressure.

また、ノズル胴体など導出管部から導出口以外の部分は、導出管部と同一部材で構成されていてもよいが、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのプラスチックスやステンレスなどの金属から、耐溶剤性や機械的強度などを考慮して選ぶことができる。   In addition, the parts other than the outlet port from the outlet pipe portion such as the nozzle body may be made of the same member as the outlet pipe portion, but from plastics such as polyethylene and polypropylene, metals such as stainless steel, solvent resistance and machine Can be selected in consideration of the mechanical strength.

繊維本発明の海島繊維の製造する場合、原材料に用いられる芯繊維はマルチフィラメントである必要があり、そのフィラメント数は12以上であることが好ましく、36以上であることがより好ましい。フィラメント数が12以上であることでノズルに芯繊維とコーティング原液を通過させたときにマルチフィラメント内部に原液を浸漬させた状態で保つことが容易となることから、海成分の割合が高い繊維を容易に製造することができる。また、芯繊維におけるフィラメント1本の繊維径dは1μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましい。繊維径dが1μm以上であることでコーティング時に糸切れすることがなくなり、生産効率が上昇するとともに、製造後の繊維の強度も高くなる。また、芯繊維径dの上限は50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。繊維径dの上限が50μm以下であることでノズルを通過させるのが容易となって生産効率が上昇するとともに製造後の繊維の樹脂と芯繊維の剥離が抑制される。   Fiber When the sea-island fiber of the present invention is produced, the core fiber used as a raw material must be a multifilament, and the number of filaments is preferably 12 or more, more preferably 36 or more. Since the number of filaments is 12 or more, it becomes easy to keep the stock solution immersed in the multifilament when the core fiber and the coating stock solution are passed through the nozzle. It can be manufactured easily. Further, the fiber diameter d of one filament in the core fiber is preferably 1 μm or more, and more preferably 10 μm or more. When the fiber diameter d is 1 μm or more, yarn breakage does not occur at the time of coating, production efficiency is increased, and the strength of the manufactured fiber is increased. Further, the upper limit of the core fiber diameter d is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. When the upper limit of the fiber diameter d is 50 μm or less, it is easy to pass through the nozzle, the production efficiency is increased, and peeling of the resin of the fiber and the core fiber after manufacture is suppressed.

(2−3)コーティングされた原液を固化する工程
ノズルを通過させたコーティング繊維に対し、コーティングされた原液を固化させて繊維を得る。固化させる方法としては、溶媒を除去して固形分の濃度を高めることで固化する方法、溶媒に溶解している固形分を溶媒から相分離させて固化する方法などが挙げられる。
溶媒を除去する方法としては、溶媒を加熱して蒸発させ、乾燥除去する方法が挙がられる。加熱する方法は特に限定されるものではないが、シーズヒーター、ラジエントヒーター、赤外線ヒーター、熱風などを用いることができる。この工程において、乾燥温度としては溶媒が水の場合は100℃以上であることが好ましく、より好ましくは110℃以上であり、温度が高ければ乾燥工程の時間を短縮できて生産効率を上げることができる。一方で、温度が高すぎると水蒸気が発泡してボイドとなり、体積が増えることによって結果的に体積辺りのイオン交換容量が減少することになるため加熱温度は150℃以下であることが好ましく、130℃以下であることがより好ましい。また、温度を蒸気範囲に保つことに加え、熱風循環を行うと乾燥効率をさらに上げることができるので好ましい。加熱時間としては、適宜調整することが好ましいが、1分以上が好ましく、3分以上がより好ましい。また、加熱時間は10分以下であることが好ましく、より好ましくは6分以下である。加熱時間が10分以下であることで、本工程にかかるコストを低く抑えることができる。
(2-3) Step of solidifying the coated stock solution The coated stock solution is solidified with respect to the coated fiber that has passed through the nozzle to obtain a fiber. Examples of the solidifying method include a method of solidifying by increasing the concentration of solid content by removing the solvent, and a method of solidifying the solid content dissolved in the solvent by phase separation from the solvent.
Examples of the method for removing the solvent include a method in which the solvent is heated to evaporate and then removed by drying. The heating method is not particularly limited, and a sheathed heater, a radiant heater, an infrared heater, hot air, or the like can be used. In this step, when the solvent is water, the drying temperature is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 110 ° C. or higher. If the temperature is high, the drying process time can be shortened and the production efficiency can be increased. it can. On the other hand, if the temperature is too high, the water vapor is foamed to form voids, and the increase in volume results in a decrease in ion exchange capacity around the volume, so that the heating temperature is preferably 150 ° C. or lower. It is more preferable that it is below ℃. In addition to keeping the temperature in the steam range, it is preferable to perform hot air circulation because the drying efficiency can be further increased. Although it is preferable to adjust suitably as heating time, 1 minute or more is preferable and 3 minutes or more is more preferable. Moreover, it is preferable that heating time is 10 minutes or less, More preferably, it is 6 minutes or less. When the heating time is 10 minutes or less, the cost for this step can be kept low.

特に、海成分を多孔質体とするには、相分離による固化が好ましい。相分離を利用して固化させる場合には、利用できる相分離は非溶媒誘起相分離法、熱誘起相分離法など、公知の方法が適用される。非溶媒誘起相分離の場合、コーティング後に非溶媒に浸漬することで相分離を行う。非溶媒としては、多くのポリマーは水が非溶媒となるため一般的に水を使用することが多い。また非溶媒と良溶媒を混合することで相分離挙動を変化させ、コーティング層の多孔構造を制御することができる。また温度もコーティング原液の相分離に影響して、構造が変化するため一定範囲内に保つ必要がある。熱誘起相分離法には、高分子の結晶化が生じる固−液相分離法、溶媒の結晶化が生じる液−固相分離法、液−液状態で相が分離する液−液相分離法が知られている。   In particular, solidification by phase separation is preferred to make the sea component porous. When solidifying using phase separation, known methods such as a non-solvent induced phase separation method and a thermally induced phase separation method are applied to the usable phase separation. In the case of non-solvent induced phase separation, phase separation is performed by dipping in a non-solvent after coating. As a non-solvent, many polymers generally use water because water becomes a non-solvent. In addition, mixing the non-solvent and the good solvent can change the phase separation behavior and control the porous structure of the coating layer. The temperature also affects the phase separation of the coating stock solution, and the structure changes, so it must be kept within a certain range. Thermally induced phase separation methods include solid-liquid phase separation methods in which polymer crystallization occurs, liquid-solid phase separation methods in which solvent crystallization occurs, and liquid-liquid phase separation methods in which phases are separated in a liquid-liquid state. It has been known.

3.浄水フィルタ
本発明において浄水フィルタとは、海島繊維を筒状の有孔芯材の外周に巻回したものである。有孔芯材としては、多孔質の合成樹脂製のものが好適であるが、緻密質の合成樹脂の筒体に穿孔したものであってもよい。合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンや、PTFE、PFAなどのフッ素樹脂が好適であるが、これに限定されない。有孔芯材の外周に繊維状吸着剤の織編物を巻回し、積層させることで浄水フィルタが得られる。
3. Water purification filter In the present invention, the water purification filter is obtained by winding sea-island fibers around the outer periphery of a cylindrical perforated core material. The porous core material is preferably made of a porous synthetic resin, but may be perforated in a dense synthetic resin cylinder. The synthetic resin is preferably a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, or a fluororesin such as PTFE or PFA, but is not limited thereto. A water purification filter is obtained by winding and laminating a woven or knitted fabric of a fibrous adsorbent around the outer periphery of the perforated core material.

有孔芯材の直径(外径)は5mm〜50mm特に20mm〜40mmが好適である。有孔芯材の長さは特には限定されないが、通常は80mm〜500mmのものが汎用性が高い。有孔芯材に巻き付けた海島繊維が巻かれている層の厚さは、濾過性能を確保すると共に濾過圧損を抑制するために、5mm〜50mm特に10mm〜40mm程度が好適である。巻き付けた繊維状吸着剤の末端を溶着、接着などにより、織編物巻回体の外周面に対して固定するのが好ましい。巻き付けた端面については円板形のプレートなどにより封じるのが好ましい。   The diameter (outer diameter) of the perforated core material is preferably 5 mm to 50 mm, particularly 20 mm to 40 mm. The length of the perforated core material is not particularly limited, but a material having a diameter of 80 mm to 500 mm is usually highly versatile. The thickness of the layer around which the sea-island fiber wound around the perforated core material is wound is preferably about 5 mm to 50 mm, particularly about 10 mm to 40 mm, in order to ensure filtration performance and suppress filtration pressure loss. It is preferable to fix the end of the wound fibrous adsorbent to the outer peripheral surface of the woven or knitted wound body by welding, adhesion or the like. The wound end face is preferably sealed with a disk-shaped plate or the like.

浄水フィルタの空隙率は10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましく、30%以上であることがさらに好ましい。また、70%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましく、50%以下であることがさらに好ましい。30%以上であることで、通水抵抗が低く透過水の流量が高くなるとともに、濁質などによる目詰まりがしにくく通水の経時による通水抵抗が大きくなりにくい。70%以下であることで、液体濾過用フィルタにし原水を通水した際に原水がショートパスすることなく原水中の除去対象成分を好適に除去することができ、かつ、破過するまでの十分な量の透過液を得ることができる。   The porosity of the water purification filter is preferably 10% or more, more preferably 20% or more, and further preferably 30% or more. Further, it is preferably 70% or less, more preferably 60% or less, and further preferably 50% or less. By being 30% or more, the water flow resistance is low and the flow rate of the permeated water is high, and clogging due to turbidity is difficult to occur, and the water flow resistance over time is difficult to increase. By being 70% or less, when the raw water is passed through the filter for liquid filtration, the raw water can be suitably removed without causing a short pass, and sufficient to break through A sufficient amount of permeate can be obtained.

このように構成された浄水フィルタに対しては、例えば、被処理液を有孔芯材の内側から透過させ、織編物巻回体の外周面から透過液を取り出す。通常の場合、フィルタを円筒形のケーシング内に該ケーシングと同軸状に配置する。そして、有孔芯材の内側からフィルタの外周面の方向に被処理液を透過させ、透過液を、該ケーシングの一端面側の取出口からケーシング外へ流出させる。このとき、フィルタを構成する繊維に吸着効果を有するものであれば、特定の物質が吸着除去される。そのため、被処理液としてはホウ素、ヒ素、リン、フッ素などの有害物質が含まれた溶液を用い、これら有害物質の除去に用いるのが好的である。   For the water purification filter configured as described above, for example, the liquid to be treated is permeated from the inside of the perforated core material, and the permeated liquid is taken out from the outer peripheral surface of the woven or knitted wound body. In the usual case, the filter is placed coaxially with the casing in a cylindrical casing. And a to-be-processed liquid is permeate | transmitted from the inner side of a perforated core material to the direction of the outer peripheral surface of a filter, and a permeated liquid is made to flow out of a casing from the outlet on the one end surface side of this casing. At this time, if the fiber constituting the filter has an adsorption effect, the specific substance is adsorbed and removed. For this reason, it is preferable to use a solution containing harmful substances such as boron, arsenic, phosphorus and fluorine as the liquid to be treated, and to remove these harmful substances.

4.水処理方法
前記浄水フィルタを用いた水処理方法について記載する。
4). Water treatment method A water treatment method using the water purification filter will be described.

水処理方法は、原水を膜エレメントに透過させる工程と、膜エレメントの透過水を浄水フィルタに透過させることで、ホウ素、ヒ素、リンおよびフッ素からなる群から選択される少なくとも一種の有害物質を除去する工程とを有する。膜エレメントの種類は限定されないが、逆浸透膜もしくはUF膜であると好適である。たとえば海水中のホウ素は、逆浸透膜エレメントで除去される成分であるが、逆浸透でもホウ素濃度を飲料水に適した値にまで低下させることは容易ではない。ホウ素を除去するために、逆浸透膜を緻密にすることでホウ素除去性能を向上させることも考えられる。しかし、逆浸透膜を緻密化すると透水性能が低下するので、緻密でない逆浸透膜を用いる場合と同等量の透過水を得るには、設備が大型化すると共に処理コストが増大する。これに対して、本願発明の浄水フィルタを用いることで、逆浸透膜を緻密化しなくても(つまり透水性能を低下させることなく)、最終的に得られる水のホウ素濃度を低減することができる。ここではホウ素を例に挙げたが、ヒ素、リンおよびフッ素についても同様である。   The water treatment method removes at least one harmful substance selected from the group consisting of boron, arsenic, phosphorus and fluorine by allowing raw water to permeate through the membrane element and permeate the permeated water of the membrane element through the water purification filter. The process of carrying out. Although the kind of membrane element is not limited, a reverse osmosis membrane or a UF membrane is preferable. For example, boron in seawater is a component removed by the reverse osmosis membrane element, but it is not easy to reduce the boron concentration to a value suitable for drinking water even by reverse osmosis. In order to remove boron, it is conceivable to improve the boron removal performance by making the reverse osmosis membrane dense. However, if the reverse osmosis membrane is densified, the water permeation performance is lowered. Therefore, in order to obtain the same amount of permeated water as in the case of using a non-dense reverse osmosis membrane, the equipment is enlarged and the processing cost is increased. On the other hand, by using the water purification filter of the present invention, the boron concentration of finally obtained water can be reduced without densifying the reverse osmosis membrane (that is, without reducing the water permeability). . Here, boron is taken as an example, but the same applies to arsenic, phosphorus and fluorine.

なお、「原水」とは、処理対象の水を指し、例えば海水、かん水、地下水、排水等を包含する文言であり、具体的な態様に限定されるものではない。   The “raw water” refers to water to be treated, and is a word including seawater, brine, groundwater, drainage, etc., and is not limited to a specific mode.

また、原水を逆浸透膜エレメントに透過する前に、プレフィルタに透過させてもよい。プレフィルタは主に原水中の微粒子などを除去し、逆浸透膜への負荷を低減する。   Moreover, you may permeate | transmit a raw | natural water to a pre filter, before permeate | transmitting a reverse osmosis membrane element. The pre-filter mainly removes fine particles in the raw water and reduces the load on the reverse osmosis membrane.

以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

<コーティング原液の溶液粘度>
コーティング原液の溶液粘度は、溶液を50℃に保温して回転式B型粘度計(型式:PV-II+Pro,米国ブルックフィールド社製)で測定した。使用するローターや回転数は、測定対象の溶液粘度により適宜選択した。
<Solution viscosity of coating stock solution>
The solution viscosity of the coating stock solution was measured with a rotary B-type viscometer (model: PV-II + Pro, manufactured by Brookfield, USA) while keeping the solution at 50 ° C. The rotor to be used and the number of rotations were appropriately selected according to the solution viscosity to be measured.

<海島繊維の径D>
海島繊維の断面を走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、日本電子製JXA−8530F)で20,000倍で観察し、その断面画像における長径を測定した。同様の操作を20本の繊維で実施し、その平均値を海島繊維の径Dとした。
<Diameter of sea island fiber D>
The cross section of the sea-island fiber was observed with a scanning electron microscope (Scanning Electron Microscope, JXA-8530F manufactured by JEOL Ltd.) at a magnification of 20,000, and the major axis in the cross-sectional image was measured. The same operation was performed with 20 fibers, and the average value was defined as the diameter D of the sea-island fibers.

<断面中心部における島成分の割合>
上記走査型電子顕微鏡で得られた断面画像において、その断面を外包するように円を画いたとき、その円の中心から直径2/3Dの円内において島成分の割合(%)を、(島成分の面積)/(円の面積)×100で算出した。
<Proportion of island components in the center of the cross section>
In the cross-sectional image obtained by the scanning electron microscope, when a circle is drawn so as to enclose the cross-section, the ratio (%) of the island component in the circle having a diameter of 2 / 3D from the center of the circle is expressed as (island It calculated by the area of a component / (area of a circle) x100.

<耐擦過性試験>
モジュール容器(内径10cm、長さ100cm)に充填率40%になるように本発明の繊維を詰め込んだ。次にこのモジュール容器内に5000ppmのカオリン水溶液で満たし、容器下部より100L/分の空気を連続的に10日間供給してエアスクラビングを行った。その結果より、エアスクラビング前後の質量の変化率(%)を100−(エアスクラビング後の質量−芯繊維の質量)/(エアスクラビング前の質量−芯繊維の質量)×100で算出した。
<Abrasion resistance test>
The fiber of the present invention was packed in a module container (inner diameter: 10 cm, length: 100 cm) so that the filling rate was 40%. Next, the module container was filled with a 5000 ppm kaolin aqueous solution, and 100 L / min of air was continuously supplied from the lower part of the container for 10 days to perform air scrubbing. From the result, the mass change rate (%) before and after air scrubbing was calculated by 100− (mass after air scrubbing−mass of core fiber) / (mass before air scrubbing−mass of core fiber) × 100.

(実施例1)
エチレン共重合比率32モル%のエチレン−ビニルアルコール共重合体(日本合成化学株式会社製、ソアノールEタイプ)8質量%と1,3−プロパンジオール60質量%を150℃で攪拌して溶解し、つづけて粒径4.5μmの水酸化セリウム32質量%を混合することで原液を得た。このコーティング原液の粘度は45Pa・Sであった。次いで、内径3.2mmからテーパー状になっており、導出口が0.4mmであるシリコーンゴム製からなる導出管を備えたコーティングノズルに繊維径d20μm、36フィラメント、異形度1.8の三角断面のPETからなるマルチフィラメントを通過させると同時にコーティング原液を注入してマルチフィラメントにコーティングした。続いて、温度が25℃の水中へコーティング繊維を導き、非溶媒誘起相分離でコーティング原液を固化させる工程、水洗による脱溶媒工程を経て神津製作所製ワインダーで10m/minの速度で巻き取ることで本発明の繊維を得た。得られた繊維は直径Dが0.4mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は45%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は0.2%であった。
(Example 1)
8% by mass of an ethylene-vinyl alcohol copolymer (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., Soarnol E type) having an ethylene copolymerization ratio of 32 mol% and 60% by mass of 1,3-propanediol were stirred and dissolved at 150 ° C. Subsequently, a stock solution was obtained by mixing 32% by mass of cerium hydroxide having a particle diameter of 4.5 μm. This coating stock solution had a viscosity of 45 Pa · S. Next, it is tapered from an inner diameter of 3.2 mm, and a triangular cross section with a fiber diameter d of 20 μm, 36 filaments, and an irregularity of 1.8 is applied to a coating nozzle having a lead-out tube made of silicone rubber with a lead-out port of 0.4 mm. The multifilament made of PET was allowed to pass through, and at the same time, the coating stock solution was injected to coat the multifilament. Subsequently, the coating fiber is guided into water at a temperature of 25 ° C., and is wound up at a speed of 10 m / min with a Kozu winder through a process of solidifying the coating solution by non-solvent induced phase separation and a desolvation process by washing with water. The fiber of the present invention was obtained. The obtained fiber had a diameter D of 0.4 mm, a cross-sectional area ratio of the island component in a circle of 2 / 3D was 45%, and a mass change rate before and after air scrubbing was 0.2%.

(実施例2)
コーティングノズルが内径3.2mmから導出口が0.8mmのテーパー状になっている導出管を備えている他は実施例1と同様にして本発明の繊維を得た。得られた海島繊維は直径Dが0.44mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は32%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は0.6%であった。
(Example 2)
A fiber of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating nozzle was provided with a lead-out tube having a tapered shape with an inner diameter of 3.2 mm and a lead-out port of 0.8 mm. The obtained sea-island fiber had a diameter D of 0.44 mm, a cross-sectional area ratio of the island component in a circle of 2 / 3D was 32%, and the mass change rate before and after air scrubbing was 0.6%. .

(実施例3)
コーティングノズルが内径3.2mmからテーパー状になっており、導出口が1mmである導出管を備える他は実施例1と同様にして本発明の繊維を得た。得られた繊維は直径Dが0.52mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は18%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は1.1%であった。
(Example 3)
The fiber of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating nozzle was tapered from an inner diameter of 3.2 mm and the outlet port was 1 mm. The obtained fiber had a diameter D of 0.52 mm, an area ratio of island components in a circle having a diameter of 2 / 3D in a cross section was 18%, and a mass change rate before and after air scrubbing was 1.1%.

(実施例4)
コーティングノズルが導出口0.3mmの単純孔になっている他は実施例1と同様にして本発明の繊維を得た。得られた繊維は直径Dが0.38mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は48%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は0.2%であった。
(Example 4)
A fiber of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating nozzle was a simple hole having a lead-out port of 0.3 mm. The obtained fiber had a diameter D of 0.38 mm, the area ratio of island components in a circle having a diameter of 2 / 3D in a cross section was 48%, and the mass change rate before and after air scrubbing was 0.2%.

(比較例1)
コーティングノズルが内径3.2mmからテーパー状になっており、導出口が1.5mmの導出管を備えている他は実施例1と同様にして本発明の繊維を得た。得られた繊維は直径Dが0.63mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は8%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は12.2%であった。
(Comparative Example 1)
The fiber of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating nozzle was tapered from an inner diameter of 3.2 mm and the outlet port was provided with a outlet pipe having a diameter of 1.5 mm. The obtained fiber had a diameter D of 0.63 mm, an area ratio of island components in a circle having a diameter of 2 / 3D in the cross section was 8%, and a mass change rate before and after air scrubbing was 12.2%.

(比較例2)
コーティングノズルが導出口1mmの単純孔になっている他は実施例1と同様にして本発明の繊維を得た。得られた繊維は直径Dが0.48mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は9%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は9.3%であった。
(Comparative Example 2)
A fiber of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating nozzle was a simple hole with a 1 mm outlet port. The obtained fiber had a diameter D of 0.48 mm, a cross-sectional area ratio of the island component in a circle of 2 / 3D was 9%, and a mass change rate before and after air scrubbing was 9.3%.

(比較例3)
コーティングノズルが導出口0.2mmの単純孔になっている他は実施例1と同様にして本発明の繊維を得た。得られた繊維は直径Dが0.34mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は67%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は22%であった。また、製造中に糸切れが多発した。
(Comparative Example 3)
A fiber of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating nozzle was a simple hole having a lead-out port of 0.2 mm. The obtained fiber had a diameter D of 0.34 mm, an area ratio of island components in a circle having a diameter of 2 / 3D in a cross section was 67%, and a mass change rate before and after air scrubbing was 22%. In addition, thread breakage occurred frequently during production.

(実施例5)
フッ化ビニリデンホモポリマー(アルケマ社製、Kynar760)15質量%、セルロースアセテート(イーストマンケミカル社製、CA−435−75S)3質量%とN−メチル−2−ピロリドン82質量%を120℃で攪拌して溶解し、つづけて粒径4.5μmの水酸化セリウム(第一稀元素化学製)13質量%を混合することでコーティング原液を得た。このコーティング原液の粘度は64Pa・Sであった。次いで、内径3.2mmからテーパー状になっており、導出口が0.4mmであるシリコーンゴム製の導出管を備えているコーティングノズルに繊維径d15μm、36フィラメント、異形度1.0の丸型断面のナイロン6からなるマルチフィラメントを通過させると同時にコーティング原液を注入してマルチフィラメントにコーティングした。続いて、温度が25℃の水中へコーティング繊維を導き、非溶媒有機相分離でコーティング溶液を固化させる工程、水洗による脱溶媒工程を経て神津製作所のワインダーで10m/minの速度で巻き取ることで本発明の繊維を得た。得られた繊維の断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は45%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は0.4%であった。
(Example 5)
15% by mass of vinylidene fluoride homopolymer (Arkema, Kynar 760), 3% by mass of cellulose acetate (Eastman Chemical, CA-435-75S) and 82% by mass of N-methyl-2-pyrrolidone were stirred at 120 ° C. Then, a coating stock solution was obtained by mixing 13% by mass of cerium hydroxide (manufactured by Daiichi Rare Elemental Chemical) with a particle diameter of 4.5 μm. The coating stock solution had a viscosity of 64 Pa · S. Next, it is tapered from an inner diameter of 3.2 mm, and a coating nozzle having a lead-out tube made of silicone rubber with a lead-out port of 0.4 mm has a round shape with a fiber diameter of d15 μm, 36 filaments, and an irregularity of 1.0. A multifilament made of nylon 6 having a cross section was allowed to pass through, and at the same time, a coating stock solution was injected to coat the multifilament. Subsequently, the coating fiber is guided into water at a temperature of 25 ° C., and the coating solution is solidified by non-solvent organic phase separation, followed by dewatering by water washing, and wound by a Kozu winder at a speed of 10 m / min. The fiber of the present invention was obtained. In the cross section of the obtained fiber, the area ratio of the island component in the circle having a diameter of 2 / 3D was 45%, and the mass change rate before and after air scrubbing was 0.4%.

(比較例4)
繊維径d30μm、36フィラメント、異形度1.8の三角断面のナイロン6からなるマルチフィラメントを平織り機で経糸および緯糸のメッシュ数が40(個/inch)で繊維からなる織物を作製した。次いで、得られた織物を実施例1と同様のコーティング原液に浸漬した後、マングルで液切りし、水に浸漬した。得られた繊維は直径Dが0.26mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は84%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は13%であった。
(Comparative Example 4)
A multi-filament made of nylon 6 having a fiber diameter d of 30 μm, 36 filaments, and a triangular cross section of 1.8 is used in a plain weaving machine to produce a woven fabric made of fibers with a warp and weft mesh count of 40 (pieces / inch). Next, the obtained woven fabric was dipped in the same coating stock solution as in Example 1, then drained with a mangle, and dipped in water. The obtained fiber had a diameter D of 0.26 mm, an area ratio of island components in a circle having a diameter of 2 / 3D in a cross section was 84%, and a mass change rate before and after air scrubbing was 13%.

(比較例5)
比較例4において、コーティング原液への浸漬、マングルでの液切り、水浸漬の工程を3回繰り返した。得られた繊維は直径Dが0.42mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は81%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は35%であった。
(Comparative Example 5)
In Comparative Example 4, the steps of immersion in the coating stock solution, draining with mangle, and water immersion were repeated three times. The obtained fiber had a diameter D of 0.42 mm, an area ratio of island components in a circle having a diameter of 2 / 3D in a cross section was 81%, and a mass change rate before and after air scrubbing was 35%.

(比較例6)
繊維径d300μmの円形断面でPETからなるモノフィラメントを用いた以外は比較例4と同様にして繊維を得た。得られた繊維は直径Dが0.34mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は88%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は54%であった。
(Comparative Example 6)
A fiber was obtained in the same manner as in Comparative Example 4 except that a monofilament made of PET having a circular cross section with a fiber diameter of d300 μm was used. The obtained fiber had a diameter D of 0.34 mm, an area ratio of island components in a circle having a diameter of 2 / 3D in the cross section was 88%, and a mass change rate before and after air scrubbing was 54%.

(比較例7)
繊維径d100μmの円形断面でPETからなるモノフィラメントを用いた以外は比較例4と同様にして繊維を得た。得られた繊維を36本束にして評価した。繊維は直径(束径)Dが0.52mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は59%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は63%であった。
(Comparative Example 7)
A fiber was obtained in the same manner as in Comparative Example 4 except that a monofilament made of PET having a circular cross section with a fiber diameter of d100 μm was used. The obtained fibers were evaluated as bundles of 36 fibers. The fiber had a diameter (bundle diameter) D of 0.52 mm, the area ratio of the island component in a circle having a diameter of 2 / 3D in the cross section was 59%, and the mass change rate before and after air scrubbing was 63%.

(実施例6)
フッ化ビニリデンホモポリマー(アルケマ社製、Kynar760)13質量と、セルロースアセテート(イーストマンケミカル社製、CA−435−75S)2質量%、N−メチル−2−ピロリドン70質量%%を120℃で攪拌して溶解し、つづけて粒径4.5μmの水酸化セリウム15質量%を混合することで得た。このコーティング原液の粘度は94Pa・Sであった。該原液を用いて実施例5と同様にして本発明の繊維を得た。得られた海島繊維は直径Dが0.43mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は41%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は1.3%であった。
(Example 6)
Vinylidene fluoride homopolymer (Akema, Kynar 760) 13 mass, cellulose acetate (Eastman Chemical, CA-435-75S) 2 mass%, N-methyl-2-pyrrolidone 70 mass% at 120 ° C. It was obtained by stirring and dissolving, and then mixing 15% by mass of cerium hydroxide having a particle size of 4.5 μm. This coating stock solution had a viscosity of 94 Pa · S. Using the stock solution, the fiber of the present invention was obtained in the same manner as in Example 5. The obtained sea-island fiber had a diameter D of 0.43 mm, the area ratio of the island component in a circle with a diameter of 2 / 3D in the cross section was 41%, and the mass change rate before and after air scrubbing was 1.3%. .

(実施例7)
コーティング原液をPVA(ケン化度98%、分子量1700)10質量部、含水酸化セリウム(平均粒径4.5μm)10質量部、ジイソプロポキシ・ビス(トリエタノ−ルアミネ−ト)チタン(マツモトファインケミカル株式会社製、80wt%イソプロパノール溶液)2質量部を水78質量部で溶解して得た。 次いで、内径3.2mmからテーパー状になっており、導出口が0.4mmであるシリコーンゴム製コーティングノズルに繊維径d30μm、36フィラメント、異形度1.8の三角断面のPETからなるマルチフィラメントを通過させると同時にコーティング原液を注入してマルチフィラメントにコーティングした。つづけて、このコーティング繊維を熱風乾燥炉に通過させ、110℃で1分、130℃で0.5分乾燥し、神津製作所製ワインダーで4m/minの速度で巻き取った。次いで、巻き取った状態で180℃20分で熱処理を行うことで本発明の繊維を得た。得られた繊維は直径Dが0.38mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は37%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は0.5%であった。
(Example 7)
10 parts by mass of PVA (saponification degree 98%, molecular weight 1700), 10 parts by mass of hydrous cerium oxide (average particle size 4.5 μm), diisopropoxy bis (triethanolamine) titanium (Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) 2 parts by mass of 80 wt% isopropanol solution (manufactured by company) was obtained by dissolving 78 parts by mass of water. Next, a multifilament made of PET having a triangular cross section with a fiber diameter of 30 μm, 36 filaments, and an irregularity of 1.8 is applied to a silicone rubber coating nozzle having a tapered shape from an inner diameter of 3.2 mm and an outlet port of 0.4 mm. The multifilament was coated by injecting the coating stock solution at the same time as passing through. Subsequently, the coated fiber was passed through a hot air drying furnace, dried at 110 ° C. for 1 minute and 130 ° C. for 0.5 minute, and wound up with a winder manufactured by Kozu Seisakusho at a speed of 4 m / min. Subsequently, the fiber of the present invention was obtained by performing heat treatment at 180 ° C. for 20 minutes in the wound state. The obtained fiber had a diameter D of 0.38 mm, a cross-sectional area ratio of the island component in a circle of 2 / 3D was 37%, and a mass change rate before and after air scrubbing was 0.5%.

(実施例8)
アクリル酸(株式会社日本触媒製)14質量%、ヒドロキシエチルメタクリレート(株式会社日本触媒製)1質量%を蒸留水85質量%に溶解し、開始剤として過硫酸アンモニウム(関東化学株式会社製)を添加して53℃で4時間攪拌して重合することで原液を得た。この原液は脱泡した後、60℃で保温した。次いで、内径3.2mmからテーパー状になっており、導出口が0.6mmであるシリコーンゴム製からなる導出管を備えたコーティングノズルに繊維径d20μm、12フィラメント、異形度1.0の丸型断面のPETからなるマルチフィラメントを通過させると同時にコーティング原液を注入してマルチフィラメントにコーティングした。つづけて、このコーティング繊維を熱風乾燥炉に通過させ、110℃で1分、130℃で0.5分乾燥し、神津製作所製ワインダーで4m/minの速度で巻き取った。次いで、巻き取った状態で200℃10分で熱処理を行うことで本発明の繊維を得た。得られた繊維は直径Dが0.68mm、断面において直径2/3Dの円内における島成分の面積割合は17%であり、エアスクラビング前後の質量の変化率は0.2%であった。
(Example 8)
Acrylic acid (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 14% by weight, hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 1% by weight is dissolved in distilled water 85% by weight, and ammonium persulfate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is added as an initiator. Then, the mixture was stirred at 53 ° C. for 4 hours for polymerization to obtain a stock solution. This stock solution was degassed and then kept at 60 ° C. Next, a round nozzle with a fiber diameter d of 20 μm, 12 filaments, and an irregularity of 1.0 is applied to a coating nozzle provided with a lead-out tube made of silicone rubber having a taper shape from an inner diameter of 3.2 mm and a lead-out port of 0.6 mm. A multifilament made of PET having a cross section was allowed to pass through, and at the same time, a coating stock solution was injected to coat the multifilament. Subsequently, the coated fiber was passed through a hot air drying furnace, dried at 110 ° C. for 1 minute and 130 ° C. for 0.5 minute, and wound up with a winder manufactured by Kozu Seisakusho at a speed of 4 m / min. Subsequently, the fiber of this invention was obtained by performing heat processing at 200 degreeC for 10 minutes in the wound state. The obtained fiber had a diameter D of 0.68 mm, the area ratio of the island component in a circle having a diameter of 2 / 3D in the cross section was 17%, and the mass change rate before and after air scrubbing was 0.2%.

本発明の海島繊維は、機能性を有する海成分を有する繊維が得られ、特に、吸着性を有する化合物を海成分にすることで水中の有害物質の除去に好適に用いられる。   The sea-island fiber of the present invention provides a fiber having a functional sea component. In particular, the sea-island fiber is suitably used for removing harmful substances in water by using an adsorbent compound as a sea component.

1:海成分
2:島成分
3:芯繊維
4:コーティングノズルのマルチフィラメント導入口
5:コーティングノズルの胴体
6:コーティングノズルの原液注入口
7:コーティングノズルの導出管
8:コーティングノズルの径調整部
9:コーティングノズルの導出口
10:コーティングされた繊維
11:コーティング原液注入用チューブ
12:送液ポンプ
13:コーティングノズル導出口。胴体に孔が空いている。
1: Sea component 2: Island component 3: Core fiber 4: Coating filament multifilament inlet 5: Coating nozzle body 6: Coating nozzle stock injection port 7: Coating nozzle outlet tube 8: Coating nozzle diameter adjusting section 9: Coating nozzle outlet 10: Coated fiber 11: Coating solution injection tube 12: Liquid feed pump 13: Coating nozzle outlet There is a hole in the fuselage.

Claims (11)

繊維径Dが100μm以上1000μm以下であり、
海成分および島成分を含む海島構造を有し、
繊維長手方向に垂直な断面において断面中心から直径2/3Dの円内における島成分の面積割合が、直径2/3Dの円の面積に対して10%以上50%以下である
海島繊維。
The fiber diameter D is 100 μm or more and 1000 μm or less,
It has a sea-island structure that includes sea and island components,
A sea-island fiber in which the area ratio of the island component in a circle with a diameter of 2 / 3D from the center of the cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the fiber is 10% to 50% with respect to the area of the circle with a diameter of 2 / 3D.
前記海成分の40質量%以上が粒子である請求項1に記載の海島繊維。   The sea-island fiber according to claim 1, wherein 40% by mass or more of the sea component is particles. 前記島成分の60質量%以上が熱可塑性樹脂である
請求項1または2に記載の海島繊維。
The sea-island fiber according to claim 1 or 2, wherein 60% by mass or more of the island component is a thermoplastic resin.
前記島成分がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートおよびナイロンからなる群から選択される少なくとも1種のポリマーを含む、
請求項1〜3いずれか一項に記載の海島繊維。
The island component comprises at least one polymer selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate and nylon;
Sea-island fiber as described in any one of Claims 1-3.
前記海成分の断面形状が異形断面である、
請求項1〜4のいずれかに記載の海島繊維。
The cross-sectional shape of the sea component is an irregular cross-section,
Sea-island fiber in any one of Claims 1-4.
請求項1に記載の海島繊維の製造方法であって、
海島繊維の直径Dの80%〜200%である直径を有する導出口を備えるコーティングノズルに、
繊維径dが1μm〜50μmであるフィラメント数が12以上のマルチフィラメントとコーティング原液とを通過させることで、島成分であるマルチフィラメントの周囲に海成分をコーティングするコーティング工程を有する
海島繊維の製造方法。
It is a manufacturing method of the sea-island fiber according to claim 1,
In a coating nozzle having a lead-out port having a diameter that is 80% to 200% of the diameter D of the sea-island fiber,
A method for producing sea-island fibers having a coating step of coating a sea component around a multifilament that is an island component by passing a multifilament having a fiber diameter d of 1 μm to 50 μm and having a filament number of 12 or more and a coating stock solution. .
前記コーティングノズルは、前記導出口に向かって内径が小さくなるテーパーを有する導出管を備える
請求項6に記載の海島繊維の製造方法。
The said coating nozzle is a manufacturing method of the sea-island fiber of Claim 6 provided with the outlet tube which has a taper in which an internal diameter becomes small toward the said outlet.
前記コーティングノズルの導出管が、静的せん断弾性率係数が0.5〜2MPaの範囲内であり、かつ、破断時の伸び150〜400%範囲内にある弾性樹脂で構成される
請求項6または7いずれかに記載の海島繊維の製造方法。
The lead pipe of the coating nozzle is made of an elastic resin having a static shear modulus coefficient in a range of 0.5 to 2 MPa and an elongation at break in a range of 150 to 400%. 7. A method for producing a sea-island fiber according to any one of the above.
前記コーティングノズルの導出管を構成する部材が、シリコーンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、およびエチレンプロピレンゴムから選ばれる弾性樹脂である
請求項6から8いずれかに記載の海島繊維の製造方法。
The sea-island fiber according to any one of claims 6 to 8, wherein the member constituting the lead-out pipe of the coating nozzle is an elastic resin selected from silicone rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, and ethylene propylene rubber. Manufacturing method.
前記コーティング原液の溶液粘度が1Pa・s〜100Pa・sである
請求項6〜9いずれかに記載の海島繊維の製造方法。
The method for producing sea-island fibers according to any one of claims 6 to 9, wherein the coating stock solution has a solution viscosity of 1 Pa · s to 100 Pa · s.
前記コーティング工程の後、コーティング原液から溶媒を除去する工程をさらに備える
請求項6〜10いずれかに記載の海島繊維の製造方法。
The method for producing sea-island fibers according to any one of claims 6 to 10, further comprising a step of removing the solvent from the coating stock solution after the coating step.
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