JP2022178782A - Method for producing polymer alloy fibers - Google Patents

Method for producing polymer alloy fibers Download PDF

Info

Publication number
JP2022178782A
JP2022178782A JP2021085826A JP2021085826A JP2022178782A JP 2022178782 A JP2022178782 A JP 2022178782A JP 2021085826 A JP2021085826 A JP 2021085826A JP 2021085826 A JP2021085826 A JP 2021085826A JP 2022178782 A JP2022178782 A JP 2022178782A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
polymer
fiber
diameter
polymer alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021085826A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
友貴 宮尾
Yuki Miyao
達也 石川
Tatsuya Ishikawa
知彦 松浦
Tomohiko Matsuura
正人 増田
Masato Masuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2021085826A priority Critical patent/JP2022178782A/en
Publication of JP2022178782A publication Critical patent/JP2022178782A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Artificial Filaments (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

To provide a method for producing polymer alloy fibers that allows functional components and functional particles to function efficiently by flowing at a high shear rate in a long channel to unevenly distribute island components scattered in a sea component of the polymer alloy fibers.SOLUTION: A method for producing a synthetic fiber comprises spinning after allowing polymers to flow at a shear rate of 50 to 3000 s-1 in a channel where a channel length relative to a channel diameter is 10 times or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、異なる2種類以上のポリマーが混合されたポリマーアロイ繊維の製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a polymer alloy fiber in which two or more different polymers are mixed.

ポリエステルやポリアミドなどの熱可塑性ポリマーを用いた繊維は、優れた力学特性や寸法安定性を利用し、衣料用途から、インテリア、車両内装等の産業用途まで幅広く展開されており、これら用途での必要特性が多様化するに伴い、様々な機能性繊維が開発されてきた。例えば、繊維径を細くすることにより、柔軟な風合い等を付与したり、繊維断面を通常の丸断面から異形断面化することで、吸水速乾性の付与や外観を変化させたりする場合がある。また、繊維を構成するポリマー自身を、機能性粒子を含有するものとしたり、他の成分を共重合したりして、防透けやUVカット等の新たな機能性を付与する場合や、2種類以上のポリマーにより繊維を構成する複合繊維とする場合がある。 Fibers made from thermoplastic polymers such as polyesters and polyamides are used in a wide range of industrial applications, from clothing to interiors and vehicle interiors, due to their excellent mechanical properties and dimensional stability. Various functional fibers have been developed along with the diversification of properties. For example, by thinning the fiber diameter, a soft texture is imparted, and by changing the cross section of the fiber from a normal round cross section to an irregular cross section, water absorption and quick drying may be imparted or the appearance may be changed. In addition, when the polymer itself constituting the fiber contains functional particles or copolymerizes other components to impart new functionality such as anti-see-through or UV protection, or two types In some cases, the above polymer is used as a conjugate fiber that constitutes the fiber.

この複合繊維は、単独ポリマーでは達成できない機能の両立、さらには、全く新しい機能を付与出来る場合があり、機能性繊維の製造方法において、主流技術となっている。 This conjugate fiber can provide both functions that cannot be achieved with a single polymer, and can even give completely new functions, and has become a mainstream technology in the production method of functional fibers.

複合繊維の製造方法には、複数のポリマーを流路内で溶融混合するポリマーアロイ法と、溶融した複数のポリマーを別々の流路で計量・制御し、その目的に応じた所望の繊維断面を形成させる複合紡糸法が存在し、中でもポリマーアロイ法は、汎用的な紡糸設備で機能性繊維の製造が可能であり、繊維製品の機能高度化を狙う開発として取り入れやすく、幅広い展開が進められている。 Composite fiber manufacturing methods include the polymer alloy method, in which multiple polymers are melted and mixed in a flow path, and the method in which multiple melted polymers are weighed and controlled in separate flow paths to obtain the desired fiber cross-section according to the purpose. There are composite spinning methods to form, and among them, the polymer alloy method makes it possible to manufacture functional fibers with general-purpose spinning equipment, and it is easy to adopt as a development aimed at improving the functionality of textile products, and is being widely deployed. there is

ポリマーアロイ法には、2種類以上の樹脂をドライブレンドし、混合状態で溶融する場合や、予め混練機能を有した溶融押出機により組み合わせた樹脂を混練する場合など、種々の手法が存在する。これ等の手法においては、その混合条件を適宜調整して2種類以上のポリマーを組み合わせることにより、マトリクスとなる海成分の中に、他方のポリマーが島成分として微分散したポリマーアロイ繊維の製造が可能となる。 In the polymer alloy method, there are various methods such as dry blending two or more resins and melting them in a mixed state, or kneading the combined resins by a melt extruder having a kneading function in advance. In these methods, by appropriately adjusting the mixing conditions and combining two or more types of polymers, it is possible to produce a polymer alloy fiber in which the other polymer is finely dispersed as an island component in a sea component serving as a matrix. It becomes possible.

該ポリマーアロイ繊維においては、組み合わせるポリマーの中間成分である相溶化剤等を活用することにより、海成分の中に、島成分を一様に微分散させることで、海成分のポリマーの欠点や機能性向上を可能とすることが可能であり、特許文献1あるいは特許文献2の技術開示がある。 In the polymer alloy fiber, by utilizing a compatibilizer or the like, which is an intermediate component of the polymer to be combined, the island component is evenly and finely dispersed in the sea component, so that the defects and functions of the polymer of the sea component can be improved. Patent document 1 or patent document 2 discloses the technology.

特許文献1では、特定の相溶化剤を用いることにより比較的親和性が低いポリマーの組み合わせであるポリ乳酸とポリプロピレンを混合し、ポリプロピレンが海、ポリ乳酸が島となる複合繊維を得る技術が開示されている。特許文献1においては、それぞれのポリマーの特性を組み合わせることで、従来では達成されていなかった耐熱性と染色性を両立したポリマーアロイ繊維の製造が可能となるとされている。 Patent Document 1 discloses a technique of mixing polylactic acid and polypropylene, which are a combination of polymers with relatively low affinity, by using a specific compatibilizer to obtain a composite fiber in which the polypropylene is the sea and the polylactic acid is the island. It is According to Patent Document 1, by combining the properties of each polymer, it is possible to produce a polymer alloy fiber that achieves both heat resistance and dyeability, which has not been achieved in the past.

また、特許文献2においては、ポリアミドに酸無水物基含有不飽和化合物を共重合したポリオレフィンを溶融混合し、ポリアミドのマトリクスに、該ポリオレフィンが微分散して存在することにより、ポリアミド繊維の課題であった吸水や吸湿による寸法変化を抑制するものであり、付加的な効果として鮮やかな染色性と独特の風合いを有したポリマーアロイ繊維の製造が可能となるとされている。 Further, in Patent Document 2, a polyolefin obtained by copolymerizing an acid anhydride group-containing unsaturated compound with a polyamide is melt-mixed, and the polyolefin is finely dispersed in the matrix of the polyamide. It suppresses dimensional changes due to water absorption and moisture absorption, and as an additional effect, it is said that it is possible to manufacture polymer alloy fibers with vivid dyeability and unique texture.

特開2010-15072号公報(特許請求の範囲)JP 2010-15072 A (Claims) 特開平7-70822号公報(特許請求の範囲)Japanese Patent Laid-Open No. 7-70822 (Claims)

特許文献1は、海成分であるポリプロピレンに、耐熱性の高いポリ乳酸を微分散させることで、耐熱性向上効果を狙ったものである。しかしながら、ポリマーアロイ繊維としてバルクの特性を評価した場合には、確かに、耐熱性の向上効果が得られるものとなるが、繊維最外層では耐熱性の低いポリプロピレンが露出する部分が存在することとなるため、例えば、アイロン耐熱など、加熱されながら圧縮方向に力がかかる場合や、糸束として加熱される場合には、繊維表層のポリプロピレンが溶融し、繊維が潰れたり、隣り合う繊維間で融着を起こしたりと、実用的な耐熱性を付与出来ているとは言い難い。 Patent document 1 aims at improving heat resistance by finely dispersing polylactic acid having high heat resistance in polypropylene, which is a sea component. However, when the bulk properties of the polymer alloy fiber are evaluated, the effect of improving the heat resistance is certainly obtained, but the outermost layer of the fiber has a portion where the polypropylene with low heat resistance is exposed. Therefore, for example, when a force is applied in the compression direction while being heated, such as iron heat resistance, or when it is heated as a yarn bundle, the polypropylene on the surface of the fiber will melt, and the fiber will collapse or melt between adjacent fibers. It is hard to say that practical heat resistance can be imparted, such as causing wear.

特許文献2は、海成分をポリアミド、島成分をポリオレフィンとし、吸水性や吸湿性が高いポリアミドに、疎水性が高いポリオレフィンが分散して混合されていることにより、ポリアミド単独繊維の課題である吸水膨潤による寸法変化を抑制することを期待するものである。しかしながら、特許文献2においても、特許文献1と同様に、実質的に水分に接触する繊維最外層にはポリアミド単独で存在する部分があり、そこから水分を吸収してしまうこととなるため、期待した程度の寸法変化抑制効果を得られない場合があった。 Patent document 2 uses polyamide as the sea component and polyolefin as the island component, and polyolefin with high hydrophobicity is dispersed and mixed in polyamide with high water absorbency and hygroscopicity, resulting in water absorption, which is a problem of polyamide single fibers. It is expected to suppress dimensional change due to swelling. However, in Patent Document 2, as in Patent Document 1, the outermost layer of the fiber that substantially contacts moisture has a portion where polyamide alone exists, and moisture is absorbed from there. In some cases, the effect of suppressing dimensional change to the extent that was achieved could not be obtained.

特許文献1および特許文献2は、特性の異なる2種類のポリマーを溶融混合したポリマーアロイ繊維に関するものであり、相溶化剤等も活用することで、マトリクスとなる海成分中に島成分が微分散した状態とすることを技術思想としており、海成分ポリマー単独の場合では発現されない、耐熱性や疎水性などの機能を付与できる可能性がある。 Patent document 1 and patent document 2 relate to a polymer alloy fiber obtained by melt-blending two types of polymers with different properties, and by utilizing a compatibilizer, etc., the island component is finely dispersed in the sea component serving as the matrix. The technical idea is to create a state in which the sea component polymer alone does not exhibit functions such as heat resistance and hydrophobicity.

しかしながら、特許文献1および特許文献2では、島成分の分散形態は基本的には一様であり、さらには繊維断面における配置を任意に配置できないため、機能付与を担う島成分の特性を有効に利用できない場合がある。このため、目標とする特性を発現させるためには、島成分の混率を過剰に高めることが必要になる場合がある。特に、狙いとする特性が、繊維最外層の特性変化が重要になる場合には、最外層における島成分の存在比率を高める必要が生じ、自ずと、島成分の混率を過剰に増加させることとなる。この場合、確かに繊維表層には機能性ポリマーが配置されることとなるが、内層に配置された過剰な島成分は、効果を発揮することにならず、繊維全体で言えば、不要な島成分が多く存在することになるのである。この場合、内層には不要な島成分が多く存在することになり、繊維の基本特性である、力学特性が低下したり、そもそも必要としていた海成分ポリマーの特性がうまく発現しなかったりと、ポリマーアロイ法を採用した目的効果が達成されない場合があった。 However, in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, the island components are basically uniformly dispersed, and furthermore, they cannot be arbitrarily arranged in the cross section of the fiber. may not be available. Therefore, in order to develop the target properties, it may be necessary to excessively increase the mixing ratio of the island component. In particular, when the target property is a change in the properties of the outermost layer of the fiber, it becomes necessary to increase the abundance ratio of the island component in the outermost layer, naturally resulting in an excessive increase in the mixing ratio of the island component. . In this case, the functional polymer is certainly arranged on the surface layer of the fiber, but the excessive island component arranged in the inner layer does not exhibit its effect, and the fiber as a whole is an unnecessary island component. There will be many ingredients. In this case, many unnecessary island components exist in the inner layer. In some cases, the intended effect of adopting the alloy method was not achieved.

また、島成分の混率を必要以上に高める必要がある場合には、経時的な混率の変動を抑制するために、混合条件を複雑に制御する必要があったり、2種類のポリマーの比率がどちらかに偏ることなく存在するポリマーアロイは、2種類のポリマーの流動性が存在する複雑なレオロジー特性となる場合が多く、紡糸口金から吐出された際の挙動が安定しない等の不安定な吐出挙動になり、製糸性が大きく低下する場合もあった。 In addition, when it is necessary to increase the mixing ratio of the island component more than necessary, it is necessary to control the mixing conditions in a complicated manner in order to suppress fluctuations in the mixing ratio over time. Polymer alloys, which exist evenly, often have complex rheological characteristics in which the fluidity of two types of polymers exists, and unstable ejection behavior such as unstable behavior when ejected from a spinneret. In some cases, the spinnability was greatly reduced.

このため、ポリマーアロイ繊維における島成分の分散状態を制御できる製造方法が求められており、島成分の分散形態、さらにはその配置が制御可能とするポリマーアロイ繊維の製造方法が求められていた。 Therefore, there is a need for a production method that can control the state of dispersion of island components in polymer alloy fibers, and a production method for polymer alloy fibers that can control the dispersion form and arrangement of the island components.

本発明の目的は、以下の手段によって達成される。すなわち、
(1)流路径に対する流路長が10倍以上である流路内で、複数のポリマーをせん断速度50~3000s-1で流動させた後に、紡糸することを特徴とするポリマーアロイ繊維の製造方法。
(2)流路径に対する流路長が30倍以上であることを特徴とする請求項1に記載のポリマーアロイ繊維の製造方法。
(3)流路内での複数のポリマーのせん断速度が50~1000s-1であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリマーアロイ繊維の製造方法。
である。
The object of the present invention is achieved by the following means. i.e.
(1) A method for producing a polymer alloy fiber, characterized in that a plurality of polymers are flowed at a shear rate of 50 to 3000 s −1 in a channel having a channel length of 10 times or more relative to the channel diameter, and then spun. .
(2) The method for producing a polymer alloy fiber according to (1), wherein the channel length is 30 times or more the channel diameter.
(3) The method for producing a polymer alloy fiber according to (1) or (2), wherein the shear rate of the plurality of polymers in the channel is 50 to 1000 s -1 .
is.

本発明の製造方法では、複数のポリマーが溶融混合されたポリマーアロイ繊維において、海成分中に点在する島成分を偏在させることにより、機能性分や機能性粒子を効率的に機能させるポリマーアロイ繊維の製造方法を提供することが可能となる。 In the production method of the present invention, in a polymer alloy fiber in which a plurality of polymers are melted and mixed, by unevenly distributing the island components scattered in the sea component, the functional component and functional particles are made to function efficiently. It becomes possible to provide a method for manufacturing fibers.

本発明で使用される長尺流路に係る図であり、(a)は長尺流路が設置される紡糸口金の概略図、(b)は紡糸口金内に設置される長尺流路の概略図、(c)は長尺流路の横断面の概略図である。FIG. 1 is a diagram relating to a long flow channel used in the present invention, (a) is a schematic diagram of a spinneret in which the long flow channel is installed, and (b) is a schematic diagram of the long flow channel installed in the spinneret. Schematic diagram, (c) is a schematic diagram of a cross section of a long channel. 本発明により製造されるポリマーアロイ繊維において偏在化が誘起された島成分が存在する横断面構造の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a cross-sectional structure in which there is an island component with induced localization in the polymer alloy fiber produced according to the present invention;

以下、本発明について望ましい実施形態と共に詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail together with preferred embodiments.

本発明の製造方法は溶融紡糸プロセスにおいて、流路径に対する流路長が10倍以上である流路内で、複数のポリマーをせん断速度50~3000s-1で流動させることが必要となる。 In the production method of the present invention, in the melt spinning process, it is necessary to flow a plurality of polymers at a shear rate of 50 to 3000 s −1 in a channel having a channel length that is 10 times or more the channel diameter.

本発明の特徴である溶融混合したポリマーの島成分が繊維表面付近に偏在化する特異現象を誘起するには、流動場における圧力損失を制御することが重要である。すなわち、粘度の異なる複数のポリマーを混合し流動させると、流動場を安定にするために、流路内の圧力損失の勾配を最小限にする現象が誘起される。このため、混合したポリマーに溶融粘度や流動性に差異があると、流動性が良好な、例えば、低粘度成分が流路壁面付近に押し出されることとなる。この場合、流路内の圧力損失の勾配を顕著にさせるに伴い、低粘度成分が壁面付近に押し出される現象は強く発現し、長尺流路等ではポリマーアロイにおける低粘度成分の偏在化が誘起されるのである。 Controlling the pressure loss in the flow field is important for inducing the peculiar phenomenon in which the island components of the melt-mixed polymer are unevenly distributed near the fiber surface, which is a feature of the present invention. That is, when a plurality of polymers having different viscosities are mixed and flowed, a phenomenon is induced that minimizes the gradient of pressure loss in the flow channel in order to stabilize the flow field. Therefore, if the mixed polymers have different melt viscosities and fluidities, components with good fluidity, for example, low-viscosity components will be extruded near the wall surface of the channel. In this case, as the gradient of the pressure loss in the channel becomes more pronounced, the phenomenon that the low-viscosity component is pushed out to the vicinity of the wall surface is strongly expressed, and in the long channel, etc., the uneven distribution of the low-viscosity component in the polymer alloy is induced. It is done.

本発明の技術思想は、2種類以上のポリマーが混合されたポリマーアロイについて、特殊な流動場内を流動する際に誘起される特異現象の発見に基づくものであり、この特殊な流動場を作り出すための流路が重要になる。ここで言う流路とは、溶融ポリマーが流動するための通路のことを言い、流路径および流路長により、特殊な流動場の制御が可能となる。 The technical idea of the present invention is based on the discovery of a peculiar phenomenon induced when a polymer alloy in which two or more types of polymers are mixed flows in a special flow field. flow path becomes important. The term "channel" as used herein refers to a passage through which the molten polymer flows, and a special flow field can be controlled by the channel diameter and channel length.

本発明の流路径とは、ポリマーが流動するための通路において、通路をポリマーの流動方向から垂直に見た場合の横断面における直径を意味し、該横断面が円形でない場合には、横断面から求めた面積を円換算して算出される円相当直径を指す。また、本発明の流路長とは、流路入口における横断面の中心から、流路出口における横断面の中心までを、ポリマー流動方向に沿って結んだ線の長さを意味する。 The channel diameter of the present invention means the diameter of a cross section of a channel for polymer flow when the channel is viewed perpendicularly from the flow direction of the polymer. Refers to the circle equivalent diameter calculated by converting the area obtained from Further, the channel length in the present invention means the length of a line connecting the center of the cross section at the channel inlet to the center of the cross section at the channel outlet along the polymer flow direction.

本発明の達成に必要な特殊な流動場とするためには、この流路径に対する流路長が10倍以上である必要があり、これが本発明の第1の要件になる。 In order to create a special flow field necessary for the achievement of the present invention, the length of the channel must be at least 10 times the diameter of the channel, which is the first requirement of the present invention.

本発明に用いる流路径に対する流路長が10倍以上である流路は、通常の溶融紡糸プロセスに用いる流路に対して、流路径に対する流路長の割合が十分に長い流路であることを意味する。本発明の達成においては、この特殊な流路が、混合ポリマーが加熱ヒーター等で溶融されて、各溶融紡糸部材を経由した後に口金吐出孔から繊維状に吐出されるまでのいずれかに設置されていればよく、用いる溶融紡糸装置、配管および紡糸パック等に合わせた仕様にすることが可能である。ただし、本発明の目的とする片方のポリマーが偏在化した特徴ある繊維断面をより顕著にさせる必要がある場合には、ポリマー流を特殊な流動場により偏在化現象を誘起された直後に吐出孔から繊維状で吐出させることが好適であり、紡糸口金を含めた溶融紡糸パックのいずれかの部材に穿設されていることが好ましい。 The channel used in the present invention having a channel length of 10 times or more with respect to the channel diameter is a channel having a sufficiently long ratio of the channel length to the channel diameter as compared with the channel used in a normal melt spinning process. means In order to achieve the present invention, this special flow path is installed at any point where the mixed polymer is melted by a heater or the like, passes through each melt-spinning member, and is then discharged in the form of fibers from the spinneret discharge holes. It is possible to make specifications suitable for the melt spinning apparatus, piping, spinning pack, and the like to be used. However, when it is necessary to make the characteristic fiber cross section in which one of the polymers is unevenly distributed, which is the object of the present invention, more conspicuously, the polymer flow is induced by a special flow field, and then the ejection hole is discharged immediately after the uneven distribution phenomenon is induced. It is preferable that the fiber is discharged from the fiber in the form of fibers, and that the fiber is preferably perforated in any member of the melt spinning pack including the spinneret.

この場合、親和性が低いポリマーの組み合わせや融点が大幅に異なるポリマーの組み合わせを同溶融温度で繊維化する場合には、ポリマーの劣化や偏在化された成分同士の過剰な再結合を抑制する効果も得られる。このため、本発明の好ましい実施形態として挙げることができ、さらには、片成分が偏在化された特殊な複合流の制御という観点からも、紡糸口金に本発明を実施するための流路を穿設することがより好ましいのである。紡糸口金に本発明の実施に用いる流路を穿設することにより、上記した本発明の効果を採取した繊維に有効に作用させることができることに加えて、比較的簡易な部材等の変更で、種々制御された繊維断面を変更することも可能になるため、不要な部材の確保や複雑な紡糸装置の改造が不要になる等、工業的な観点でも好適なのである。 In this case, when a combination of polymers with low affinity or a combination of polymers with significantly different melting points are fiberized at the same melting temperature, the effect of suppressing deterioration of the polymer and excessive recombination of unevenly distributed components is also obtained. For this reason, it can be cited as a preferred embodiment of the present invention, and furthermore, from the viewpoint of controlling a special composite flow in which the single components are unevenly distributed, a flow path is bored in the spinneret for implementing the present invention. It is more preferable to set By piercing the flow path used for carrying out the present invention in the spinneret, the effects of the present invention described above can be effectively applied to the collected fibers. Since it becomes possible to change variously controlled fiber cross-sections, it is also suitable from an industrial point of view, as it eliminates the need to secure unnecessary members and modify a complicated spinning device.

本発明においては、上記した特殊流路において、特定の流動条件で流動させることが必要であり、この2つの要件が揃うことで、混合したポリマーの片成分を偏在化させる特異現象を誘起することが可能となる。 In the present invention, it is necessary to flow under specific flow conditions in the above-described special flow path, and by meeting these two requirements, a unique phenomenon of uneven distribution of the mixed polymer fragment components is induced. becomes possible.

その特定の流動条件とは、せん断応力を利用して混合したポリマーの片成分を断面方向に移動させることを原理としており、流動におけるせん断速度を特定の範囲にすることが重要となる。すなわち、流路内のポリマー流動において、せん断速度が50~3000s-1となるように制御することが必要となり、本発明における第2の要件になる。 The specific flow conditions are based on the principle of moving the mixed polymer piece components in the cross-sectional direction using shear stress, and it is important to set the shear rate in the flow within a specific range. That is, it is necessary to control the polymer flow in the channel so that the shear rate is 50 to 3000 s −1 , which is the second requirement of the present invention.

本発明で言うせん断速度とは、流動させるポリマーの溶融密度、吐出量および流路の径から下記式に基づいて一義的に決定されるものであるが、本発明においては吐出量を所望の条件に設定することにより制御が可能となる。
せん断速度=吐出量/{π×溶融密度×(流路径)} (1)
ここで言う吐出量は、計量された溶融ポリマーが流路内を1分間に流動する質量を意味し、溶融密度は、使用するポリマー組成に応じた特性値であり、既知の値を用いることができる。異なるポリマーが混合されたポリマー組成においては、式(1)に基づいて、ポリマー固有の溶融密度を用いて、その混合比率から試算した溶融密度を適用することで算出することが可能となる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(溶融密度1.18g/cm)およびナイロン6(溶融密度0.74g/cm)が70:30で混合されたポリマーの場合には、1.18×0.7+0.74×0.3=1.42g/cmとその混合ポリマーの溶融密度を試算し、式(1)に基づいてせん断速度を算出するものである。
The shear rate referred to in the present invention is uniquely determined based on the following formula from the melt density of the polymer to be flowed, the discharge rate and the diameter of the flow path. can be controlled by setting
Shear rate = Discharge rate / {π x melt density x (channel diameter) 2 } (1)
The discharge rate referred to here means the mass of the weighed molten polymer that flows in the flow path in one minute, and the melt density is a characteristic value according to the polymer composition to be used, and a known value can be used. can. In a polymer composition in which different polymers are mixed, it is possible to calculate by applying the melt density estimated from the mixing ratio using the melt density unique to the polymer based on formula (1). For example, in the case of a polymer in which polyethylene terephthalate (melt density 1.18 g/cm 3 ) and nylon 6 (melt density 0.74 g/cm 3 ) are mixed at 70:30, 1.18 × 0.7 + 0.74 ×0.3=1.42 g/cm 3 and the melt density of the mixed polymer are calculated, and the shear rate is calculated based on the formula (1).

本発明の実施にあたり、重要となる流路の仕様は流路径に対する流路長が前述の範囲を満足するように3次元的に設計されていることが重要であり、流路形態および断面形状については、設置する装置や部材に適合するように設置すると良い。 In carrying out the present invention, it is important that the specification of the flow path, which is important in the practice of the present invention, is three-dimensionally designed so that the flow path length with respect to the flow path diameter satisfies the above-mentioned range. should be installed so as to match the equipment and components to be installed.

単純な長尺流路を用いた場合において、この流動場における特異現象を誘起させるためには、ポリマーを、専用に設けられた長尺流路を低速で流動させる必要がある。特に、溶融成形プロセスにおいては、流路内を流動するに伴い、加水分解や酸化分解等の樹脂の劣化が課題となる場合がある。2種類以上の異なるポリマーが溶融状態で混合されたポリマーの場合には、片方のポリマーの分解物が他方のポリマー劣化を促進する場合があり、繊維を成型する工程通過性への影響や最終的な繊維特性で期待した効果が得られない場合等、実際の成形プロセスに適用するには困難な場合があった。 In order to induce this peculiar phenomenon in the flow field when a simple long channel is used, it is necessary to flow the polymer at a low speed through a dedicated long channel. In particular, in the melt-molding process, deterioration of the resin due to hydrolysis, oxidative decomposition, or the like may become a problem as it flows through the channel. In the case of a polymer in which two or more different polymers are mixed in a molten state, the decomposition product of one polymer may accelerate the deterioration of the other polymer, which affects the process passability of fiber molding and the final result. In some cases, it was difficult to apply the method to the actual molding process, such as when the desired effect could not be obtained due to the fiber characteristics.

特に、溶融成形プロセスの中でも、ポリマー流量が少なく、溶融状態での滞留時間が長い溶融紡糸プロセス等においては、上記影響が顕著に見られる場合が多く、一般の溶融成形プロセスに比べて、さらに適用が困難になる場合が多い。これ等の従来技術の課題に対し、本発明者が鋭意検討を重ね、溶融紡糸プロセスにおいて、設備等を不要に複雑にすることなく、溶融混合した複数のポリマーのうちの一成分が偏在化される特異現象を見出し、これを溶融紡糸プロセス等へ適用することに成功したのである。 In particular, among melt molding processes, the above effects are often noticeable in melt spinning processes, etc., where the polymer flow rate is low and the residence time in the molten state is long. is often difficult. To solve these problems of the prior art, the present inventors have made intensive studies and found that, in the melt spinning process, one component of a plurality of melt-mixed polymers is unevenly distributed without unnecessarily complicating equipment and the like. He discovered a peculiar phenomenon that was found in the melt spinning process, and succeeded in applying it to the melt spinning process.

本発明の実施に必要となる流路は、流路径に対する流路長が前述の範囲を満足するように予め部材の設計にて仕様を確定させるものであるが、部材に設置された流路の仕様の実測は以下の方法で可能となる。すなわち、流路仕様の評価においては、間接的かつ非破壊による測定が多様な部材の測定に適用可能であり、なかでもX線CT装置で連続断層画像を取得し、画像解析ソフトを用いた測定が本発明では好適である。具体例として、島津製作所製XDimensus300を用いて3次元的に撮影したCT画像を撮影し、画像解析ソフトである三谷商事製WinROOFを用いてグレースケール画像に変換し、閾値を調整して2値化処理を行うことにより流路横断面を抽出し面積と周長を計測する。 The flow path necessary for the implementation of the present invention is to determine the specifications in advance by designing the member so that the flow path length with respect to the flow path diameter satisfies the above range. Actual measurement of specifications is possible by the following method. In other words, in the evaluation of flow path specifications, indirect and non-destructive measurement can be applied to the measurement of various members. is preferred in the present invention. As a specific example, a three-dimensional CT image is captured using XDimensus300 manufactured by Shimadzu Corporation, converted to a grayscale image using WinROOF manufactured by Mitani Corporation, which is image analysis software, and binarized by adjusting the threshold value. By performing the processing, the channel cross section is extracted and the area and circumference are measured.

本発明の製造方法においては、流路径に対し流路長が10倍以上の範囲において、目的とする用途に応じて適宜設定されるべきであるが、圧力損失を増加させ、偏在化をより顕著にさせる場合には、流路径に対し流路長を30倍以上とすることが好ましい。ただし、流路を非常に長くすることで、紡糸プロセスに適用できない場合や、不要に滞留時間が長くなることから耐熱性が低いポリマーを使用できない場合があるため、流路径に対し流路長が30倍以上、100倍以下とすることがより好ましい。また、本発明の製造方法においては流路中をせん断速度50~3000s-1の範囲において流動するよう適宜設定されるべきであるが、3000s-1付近の高いせん断速度域においては、凝集した偏在化層が切断され、偏在化が抑制されることもあるため、せん断速度50~1000s-1とすることが好ましい。せん断速度を低下させるためには、同一ポリマー、同じ紡糸温度の場合、(1)式より吐出量を小さくする、流路径を大きくする方法が挙げられるが、吐出量を小さくする場合は滞留時間が長くなり熱劣化が起こる可能性があるため、流路径を小さくする方が好ましい。 In the production method of the present invention, the channel length should be appropriately set according to the intended use in the range of 10 times or more the channel diameter, but it increases the pressure loss and makes the uneven distribution more noticeable. , it is preferable that the channel length is 30 times or more the channel diameter. However, if the channel length is too long, it may not be applicable to the spinning process, or the polymer with low heat resistance cannot be used because the residence time becomes unnecessarily long. More preferably, it is 30 times or more and 100 times or less. In addition, in the production method of the present invention, it should be appropriately set to flow in the channel at a shear rate in the range of 50 to 3000 s -1 , but in a high shear rate range around 3000 s -1 , aggregated and unevenly distributed It is preferable to set the shear rate to 50 to 1000 s −1 because the layer may be cut and uneven distribution may be suppressed. In order to reduce the shear rate, in the case of the same polymer and the same spinning temperature, a method of decreasing the discharge rate and increasing the flow path diameter according to formula (1) can be mentioned. It is preferable to reduce the diameter of the flow path, because the length of the flow path may cause thermal deterioration.

本発明で言うポリマーアロイとは複数のポリマーがブレンドされ、海成分と島成分に分離されたものを意味する。例えば、エクストルーダーなどの溶融混練押出機にて混練して得ることができ、公知の紡糸方法、例えば溶融紡糸によりポリマーアロイ繊維を得ることができる。ここで言う島成分とは、ブレンドすることで海島状に分離された異なる成分のうち、島部の成分を意味する。また、海島状とは島部が海部により複数に区別されていることを示す。 The polymer alloy referred to in the present invention means a blend of a plurality of polymers separated into a sea component and an island component. For example, it can be obtained by kneading with a melt kneading extruder such as an extruder, and a polymer alloy fiber can be obtained by a known spinning method such as melt spinning. The term "island component" as used herein means an island component among different components separated into islands-in-the-sea by blending. Further, the islands-in-the-sea shape means that the islands are divided into a plurality of sea areas.

本発明により製造されるポリマーアロイ繊維は、前述したような特殊流路において、特定の流動条件で流動させることが必要であり、この要件が揃うことで、混合したポリマーの片成分を偏在化させる特異現象を誘起することが可能となる。ここで言う、偏在化とは繊維横断面内に点在する島成分径CV%が20%以上となっている場合を指す。ここで言う島成分径CV%とは、後述する方法で求めるものであり、この値が大きければ、同じ繊維断面に存在する島成分のサイズに分布があり、局所的にサイズの大きい島成分が存在することを意味する。一般的なポリマーアロイ繊維であればこの値が20%未満となるが、本発明の目的効果である島成分の偏在化が誘起される場合、島成分のサイズに分布が生まれることとなり、本願発明の効果が発揮されている目安となるのが、島成分CV%が20%以上になることである。島成分径CV%が20%以上であれば、偏在化が誘起されていることを意味し、本発明の好ましい範囲となる。この考えを推し進めると、島成分のサイズ分布は大きくなることが好適であり、所望とする機能をより効果的に発現させるという観点では、島成分径CV%が30%以上となることがより好ましい範囲として挙げることができる。 The polymer alloy fiber produced by the present invention needs to be flowed under specific flow conditions in the special flow path as described above, and by meeting these requirements, the mixed polymer fragment components are unevenly distributed. It becomes possible to induce a peculiar phenomenon. Here, uneven distribution refers to the case where the island component diameter CV% scattered in the cross section of the fiber is 20% or more. The island component diameter CV% referred to here is obtained by the method described later. If this value is large, there is a distribution in the size of the island components existing in the same fiber cross section, and island components with a large size are found locally. means to exist. This value is less than 20% for a general polymer alloy fiber, but when uneven distribution of island components, which is the intended effect of the present invention, is induced, the size distribution of the island components is generated, and the present invention. A guideline for the effect of is that the island component CV% is 20% or more. If the island component diameter CV% is 20% or more, it means that uneven distribution is induced, which is within the preferred range of the present invention. Proceeding with this idea, it is preferable that the size distribution of the island component be large, and from the viewpoint of more effectively exhibiting the desired function, it is more preferable that the island component diameter CV% is 30% or more. range.

本発明における島成分径CV%は下記式によって算出されるものである。
島成分径CV%=(径の標準偏差/平均径)×100 (2)
ここで言う、径の標準偏差、平均径は次のようにして求める。すなわち、ポリマーアロイ繊維の単糸の繊維軸に対して垂直な断面を透過型電子顕微鏡(TEM)あるいは走査型電子顕微鏡(SEM)で150個以上の島成分ポリマーが観察できる倍率として撮影する。この際、必要に応じて金属染色を施し、海成分と島成分のコントラストをはっきりさせることができる。2次元的に撮影された該画像から、画像処理ソフト(例えば、三谷商事製WinROOF)を用いて同一画像内で無作為に抽出した島成分の直径を測定する。ここで繊維横断面に現れる島成分ポリマーは必ずしも真円であるとは限らないが、真円で無い場合にはその面積を測定し、円換算で求められる値を採用する。また、これらの値に関しては、nm単位で小数点1桁目まで測定し、小数点以下を四捨五入するものである。平均径は島成分のそれぞれの径を測定し、その単純な数平均値を求めるものであり、径の標準偏差は島成分のそれぞれの径と平均径から算出する。
The island component diameter CV% in the present invention is calculated by the following formula.
Island component diameter CV%=(standard deviation of diameter/average diameter)×100 (2)
The standard deviation and average diameter referred to here are obtained as follows. That is, a cross section perpendicular to the fiber axis of a single polymer alloy fiber is photographed with a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM) at a magnification that allows observation of 150 or more island component polymers. At this time, if necessary, metal dyeing can be applied to clarify the contrast between the sea component and the island component. From the two-dimensionally photographed image, an image processing software (eg, WinROOF manufactured by Mitani Corporation) is used to measure the diameter of island components randomly extracted from the same image. Here, the island component polymer appearing in the cross section of the fiber is not necessarily a perfect circle. Further, these values are measured in units of nm to the first decimal place and rounded off to the nearest decimal place. The average diameter is obtained by measuring the diameter of each island component and obtaining a simple numerical average value thereof, and the standard deviation of the diameter is calculated from the diameter of each island component and the average diameter.

本発明の製造方法で使用する複数のポリマーは、2種類以上のポリマーから用途に応じて、適宜選択されるものであるが、所望とする機能性成分や機能性成分を効果的に機能発現させ、断面形態の安定性等を制御するという観点から2種類のポリマーであることが好適である。具体的な組み合わせを挙げると、ポリエステル系であればポリブチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリウレタン/ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル系エラストマー/ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル系エラストマー/ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド系としてナイロン6‐ナイロン66共重合体/ナイロン6または610、ポリエチレングリコール(PEG)共重合ナイロン6/ナイロン6または610、熱可塑性ポリウレタン/ナイロン6または610、ポリオレフィン系としてエチレン‐プロピレンゴム微分散ポリプロピレン/ポリプロピレン、プロピレン‐αオレフィン共重合体/ポリプロピレンなどが挙げられる。親和性が低い組み合わせとしては、ポリエチレンテレフタレート/ナイロン6、ポリエチレンテレフタレート/ナイロン66、ポリエチレンテレフタレート/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン、ナイロン6/ポリプロピレン、ナイロン6/ポリエチレン、ナイロン66/ポリプロピレン、ナイロン66/ポリエチレンなどが挙げられる。また、酸化チタン、シリカ、酸化バリウムなどの無機質、カーボンブラック、染料や顔料などの着色剤、難燃剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、あるいは紫外線吸収剤などの各種添加剤をポリマー中に含んでいてもよい。 The plurality of polymers used in the production method of the present invention is appropriately selected from two or more types of polymers depending on the application, but the desired functional ingredients and functional ingredients can be effectively expressed. From the viewpoint of controlling the stability of the cross-sectional shape, etc., it is preferable to use two types of polymers. Specific combinations include polyester-based polybutylene terephthalate/polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate/polyethylene terephthalate, thermoplastic polyurethane/polyethylene terephthalate, polyester-based elastomer/polyethylene terephthalate, polyester-based elastomer/polybutylene terephthalate, Nylon 6-nylon 66 copolymer/nylon 6 or 610 as polyamide system, polyethylene glycol (PEG) copolymerized nylon 6/nylon 6 or 610, thermoplastic polyurethane/nylon 6 or 610, ethylene-propylene rubber fine dispersion as polyolefin system Polypropylene/polypropylene, propylene-α-olefin copolymer/polypropylene, and the like can be mentioned. Combinations with low affinity include polyethylene terephthalate/nylon 6, polyethylene terephthalate/nylon 66, polyethylene terephthalate/polypropylene, polyethylene terephthalate/polyethylene, nylon 6/polypropylene, nylon 6/polyethylene, nylon 66/polypropylene, nylon 66/polyethylene, and the like. is mentioned. In addition, various additives such as inorganic substances such as titanium oxide, silica, and barium oxide, carbon black, colorants such as dyes and pigments, flame retardants, fluorescent brighteners, antioxidants, and ultraviolet absorbers are included in the polymer. You can stay.

この2種類のポリマーにおいて、流路内の圧力損失の勾配を顕著にさせることを考慮すると、混合ポリマー中の最大粘度と最小粘度の比が1.5倍以上となるポリマー組合せが好ましい。係る範囲においては、低粘度成分が壁面へ効率的に移動し、本発明の目的とする島成分の偏在化が問題なく誘起されることとなる。また、粘度比が1.5倍以上あれば偏在化は誘起されるが、偏在化を顕著にし、さらに島成分のサイズ分布を大きくするには5.0倍以上であることがより好ましい。なお、ここで言う粘度比とは、東洋精機製キャピログラフ等を用いて各々のポリマーを同じ温度、せん断速度(1216s-1)にて測定した溶融粘度の比を算出したものである。 Considering that the gradient of the pressure loss in the flow channel is made remarkable between these two types of polymers, it is preferable to use a polymer combination in which the ratio of the maximum viscosity to the minimum viscosity in the mixed polymer is 1.5 times or more. Within this range, the low-viscosity component efficiently migrates to the wall surface, and uneven distribution of the island component, which is the object of the present invention, is induced without any problem. Also, if the viscosity ratio is 1.5 times or more, uneven distribution is induced, but in order to make the uneven distribution noticeable and further increase the size distribution of the island component, it is more preferably 5.0 times or more. The viscosity ratio referred to here is the ratio of the melt viscosities of each polymer measured at the same temperature and shear rate (1216 s −1 ) using a capilograph manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., and calculated.

本発明の製造方法におけるポリマーの吐出量は、安定性を維持しつつ溶融吐出できる範囲として、吐出孔当たり0.1g/min/hole~20.0g/min/holeを挙げることができる。この際、吐出の安定性を確保できる吐出孔における圧力損失を考慮することが好ましい。ここで言う圧力損失は、0.1MPa~40MPaを目安にポリマーの溶融粘度、吐出孔径、吐出孔長との関係から吐出量を係る範囲より決定することが好ましい。 In the manufacturing method of the present invention, the polymer can be ejected in a range of 0.1 g/min/hole to 20.0 g/min/hole per ejection hole, which can be melted and ejected while maintaining stability. At this time, it is preferable to take into consideration the pressure loss in the ejection hole that can ensure the stability of ejection. The pressure loss referred to here is preferably 0.1 MPa to 40 MPa as a guideline, and is preferably determined from the range of the discharge rate based on the relationship between the melt viscosity of the polymer, the diameter of the discharge hole, and the length of the discharge hole.

本発明の製造方法に用いる複合繊維を紡糸する際の高粘度成分ポリマーと低粘度成分ポリマーの比率は、吐出量を基準に重量比で5/95~95/5の範囲で選択することができる。この範囲においては、偏在化が誘起され、安定的に製造することができるが、ポリマー間の粘度差によっては、海成分が高粘度成分である場合、低粘度成分が外側へ押し出されにくくなるため、ポリマーの比率は5/95~70/30であることが好ましい。 The ratio of the high-viscosity component polymer and the low-viscosity component polymer when spinning the composite fiber used in the production method of the present invention can be selected in the range of 5/95 to 95/5 in weight ratio based on the discharge amount. . Within this range, uneven distribution is induced and stable production can be achieved. , the polymer ratio is preferably 5/95 to 70/30.

吐出孔から溶融吐出されたポリマー流は冷却固化され、油剤等を付与することにより収束し、周速が規定されたローラーによって引き取られる。本発明では、安定に製造できるという観点から、ローラーの引取速度は500~6000m/min程度とするとよく、ポリマーの物性や繊維の使用目的によって変更可能である。延伸に際しては、ポリマーのガラス転移温度など、軟化できる温度を目安として、予熱温度を適切に設定することが好ましい。予熱温度の上限としては、予熱過程で繊維の自発伸長により糸道乱れが発生しない温度とすることが好ましい。例えば、ガラス転移温度が70℃付近に存在するPETの場合には、通常この予熱温度は80~95℃程度で設定される。また、ガラス転移を示さないポリマーの場合には、複合繊維の動的粘弾性測定(tanδ)を行い、得られるtanδの高温側のピーク温度以上の温度を予備加熱温度として、選択すればよい。ここで、延伸倍率を高め、力学物性を向上させるという観点から、この延伸工程を多段で施すことも好適な手段である。延伸については、紡糸した複合繊維を一旦巻き取った後で延伸を施すことも良いし、一旦、巻き取ることなく、紡糸に引き続いて延伸を行うことも良い。また延伸に加えて仮撚加工を加えてもよい。 The polymer flow melted and discharged from the discharge hole is cooled and solidified, converged by applying an oil or the like, and taken up by a roller having a specified peripheral speed. In the present invention, from the viewpoint of stable production, the take-up speed of the rollers is preferably about 500 to 6000 m/min, which can be changed depending on the physical properties of the polymer and the purpose of use of the fiber. During stretching, it is preferable to appropriately set the preheating temperature with reference to the temperature at which the polymer can be softened, such as the glass transition temperature of the polymer. As for the upper limit of the preheating temperature, it is preferable to set the temperature at which the spontaneous elongation of the fibers during the preheating process does not cause disturbance of the yarn path. For example, in the case of PET having a glass transition temperature of around 70.degree. In the case of a polymer that does not show glass transition, the dynamic viscoelasticity measurement (tan δ) of the composite fiber is performed, and a temperature equal to or higher than the peak temperature on the high temperature side of the obtained tan δ is selected as the preheating temperature. Here, from the viewpoint of increasing the draw ratio and improving the mechanical properties, it is also a suitable means to apply this drawing step in multiple stages. As for the drawing, the spun conjugate fiber may be drawn after being once wound up, or may be drawn after spinning without being once wound up. False twisting may be added in addition to drawing.

仮撚加工の方法としては、ポリエステル等で汎用的に用いられている方法であれば特に限定するものではないが、生産性を考慮するとディスクやベルトを用いた摩擦仮撚機を用いて加工することが好ましい。 The method of false twisting is not particularly limited as long as it is a method generally used for polyester, etc., but in consideration of productivity, a friction false twisting machine using a disc or belt is used for processing. is preferred.

以上の様に、本発明のポリマーアロイ繊維の製造方法について説明したが、メルトブロー法およびスパンボンド法でも製造可能であることは言うまでもなく、さらには、湿式および乾湿式などの溶液紡糸法などによって製造することも可能である。 As described above, the method for producing the polymer alloy fiber of the present invention has been described, but it goes without saying that it can also be produced by the meltblowing method and the spunbond method, and furthermore, it can be produced by a solution spinning method such as a wet and dry-wet method. It is also possible to

以下実施例を挙げて、本発明の極細繊維について具体的に説明する。 The ultrafine fibers of the present invention will be specifically described below with reference to examples.

実施例および比較例については、下記の評価を行った。 Examples and comparative examples were evaluated as follows.

A.流路長と流路径の比
島津製作所製XDimensus300を用いて3次元的に撮影したCT画像を撮影し、画像解析ソフトである三谷商事製WinROOFを用いてグレースケール画像に変換し、閾値を調整して2値化処理を行った後に、流路径であれば流路横断面を抽出し面積と周長を計測することで算出し、流路長であれば、流路入口における横断面の中心から、流路出口における横断面の中心までを、ポリマー流動方向に沿って結んだ線の長さを計測した。さらに、流路長を流路径で除した値について、小数点2桁以下を四捨五入した値を流路長と流路径の比とした。
A. Flow path length to flow path diameter ratio A three-dimensional CT image was captured using XDimensus300 manufactured by Shimadzu Corporation, converted to a grayscale image using WinROOF manufactured by Mitani Shoji, which is an image analysis software, and the threshold value was adjusted. After performing binarization processing, if the channel diameter is calculated by extracting the channel cross section and measuring the area and perimeter, if the channel length is calculated from the center of the cross section at the channel inlet , and the length of a line connecting the center of the cross section at the channel outlet along the direction of polymer flow was measured. Further, the ratio of the channel length to the channel diameter was obtained by rounding off the value obtained by dividing the channel length by the channel diameter.

B.せん断速度
各実施例・比較例における流路内を流れるポリマーのせん断速度(s-1)について、式(1)を用いて算出した。
B. Shear Rate The shear rate (s −1 ) of the polymer flowing through the channel in each example and comparative example was calculated using formula (1).

C.ポリマーの溶融粘度、粘度比
チップ状のポリマーを真空乾燥機によって水分率200ppm以下とし、東洋精機製キャピログラフ1Bによって溶融粘度を測定した。さらに、高粘度成分ポリマーの溶融粘度を低粘度成分ポリマーの溶融粘度で除した値について、小数点2桁以下を四捨五入した値を粘度比とした。なお、測定温度は紡糸温度と同様にし、実施例あるいは比較例には、せん断速度1216s-1の溶融粘度を記載している。また、加熱炉にサンプルを投入してから測定開始までを5分とし、窒素雰囲気下で測定を行った。
C. Polymer Melt Viscosity and Viscosity Ratio A chip-shaped polymer was made to have a moisture content of 200 ppm or less by a vacuum dryer, and the melt viscosity was measured by Toyo Seiki Capilograph 1B. Further, the value obtained by dividing the melt viscosity of the high-viscosity component polymer by the melt viscosity of the low-viscosity component polymer was rounded off to two decimal places to obtain the viscosity ratio. The measurement temperature is the same as the spinning temperature, and melt viscosity at a shear rate of 1216 s −1 is described in Examples and Comparative Examples. In addition, the measurement was performed in a nitrogen atmosphere with 5 minutes from the time when the sample was put into the heating furnace until the time when the measurement was started.

D.繊度
ポリマーアロイ繊維の100mの重量を測定し、100倍することで繊度を算出した。これを10回繰り返し、その単純平均値の小数点第2位以下を四捨五入した値を繊度とした。
D. Fineness The fineness was calculated by measuring the weight of 100 m of the polymer alloy fiber and multiplying it by 100. This was repeated 10 times, and the fineness was obtained by rounding off the simple average value to the second decimal place.

E.偏在化評価
各実施例・比較例の繊維横断面について、式(2)を用いて算出したそれぞれの島成分径CV%の値から偏在化を以下の3段階で評価した。
極めて良好 S :40%以上
良好 A :20%以上
不良 B :20%未満。
E. Evaluation of uneven distribution With respect to the fiber cross section of each example and comparative example, the uneven distribution was evaluated in the following three stages from the value of each island component diameter CV% calculated using the formula (2).
Very good S: 40% or more good A: 20% or more poor B: Less than 20%.

[実施例1]
粘度比が1.5となるように、高粘度成分ポリマーとして、ポリエチレンテレフタレート(PET、溶融粘度:120Pa・s)、低粘度成分ポリマーとして、5-ナトリウムスルホイソフタル酸8.0モル%、ポリエチレングリコールを9wt%共重合したポリエチレンテレフタレート(SSIA-PEG共重合PET、溶融粘度:80Pa・s)の2つのポリマーを準備した。高粘度成分ポリマーと低粘度成分ポリマーを重量比が70/30となるように調整しエクストルーダーを用いて290℃で溶融混合した後、紡糸温度を290℃としてポンプによる計量を行い、図1に示すような流路径に対し流路長が40倍の長尺流路をせん断速度50s-1で流動させ、吐出孔から0.70g/min/孔にて吐出した。
[Example 1]
Polyethylene terephthalate (PET, melt viscosity: 120 Pa s) as the high-viscosity component polymer, and 8.0 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid and polyethylene glycol as the low-viscosity component polymer so that the viscosity ratio is 1.5. Two polymers of polyethylene terephthalate (SSIA-PEG copolymerized PET, melt viscosity: 80 Pa·s) were prepared by copolymerizing 9 wt% of After adjusting the weight ratio of the high-viscosity component polymer and the low-viscosity component polymer to 70/30 and melt-mixing them at 290°C using an extruder, the spinning temperature was set to 290°C and weighing was performed using a pump. A long channel having a channel length 40 times as long as the channel diameter shown was made to flow at a shear rate of 50 s −1 and discharged from the discharge hole at 0.70 g/min/hole.

吐出孔から吐出されたポリマー流は冷却固化後に油剤を付与し、紡糸速度1000m/minで巻取り、90℃と130℃に加熱したローラー間で3.0倍延伸を行うことで、紡糸・延伸工程を通じて56dtex-24フィラメント(単繊維繊度2.3dtex)のポリマーアロイ繊維を得た。 After cooling and solidifying the polymer flow discharged from the discharge hole, an oil agent is applied, wound at a spinning speed of 1000 m / min, and drawn 3.0 times between rollers heated to 90 ° C. and 130 ° C. to spin and draw. A polymer alloy fiber of 56 dtex-24 filament (single fiber fineness 2.3 dtex) was obtained through the process.

得られたポリマーアロイ繊維の断面は、高粘度成分が海成分、低粘度成分が島成分となる断面であり、島成分径CV%の値が42.4%と繊維断面の局所で、サイズの大きい島成分が存在し、本発明の効果である島成分の偏在化が極めて良好に誘起されているものであった。結果を表1に示す。 The cross section of the obtained polymer alloy fiber is a cross section in which the high viscosity component is the sea component and the low viscosity component is the island component. Large island components were present, and uneven distribution of the island components, which is the effect of the present invention, was induced very well. Table 1 shows the results.

[実施例2、3]
流路設計により長尺流路内をせん断速度500s-1(実施例2)、1000s-1(実施例3)で流動させる以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Examples 2 and 3]
A polymer alloy fiber of 56 dtex-24 filaments was obtained in the same manner as in Example 1, except that the channel was designed to flow in the long channel at a shear rate of 500 s -1 (Example 2) and 1000 s -1 (Example 3). rice field.

流路内のせん断速度を実施例1より高くすることで、流路内の圧力損失が増大し島成分が凝集しやすくなったため、得られたポリマーアロイ繊維の島成分径CV%は55.2%(実施例2)、72.8%(実施例3)となり、実施例1と比較しても良好に島成分の偏在化が誘起されているものであった。結果を表1に示す。 By making the shear rate in the channel higher than that in Example 1, the pressure loss in the channel increased and the island components were more likely to aggregate, so the island component diameter CV% of the resulting polymer alloy fiber was 55.2. % (Example 2) and 72.8% (Example 3). Table 1 shows the results.

[実施例4]
流路設計により長尺流路内をせん断速度3000s-1で流動させる以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Example 4]
A 56 dtex-24 filament polymer alloy fiber was obtained in the same manner as in Example 1, except that the flow path was designed to flow in the long flow path at a shear rate of 3000 s −1 .

流路内のせん断速度を実施例1より高くすることで、流路内の圧力損失は増加したが、高いせん断により島成分が切断されるため、得られたポリマーアロイ繊維の島成分径CV%は34.5%と、島成分の偏在化が確認できるものであった。 By making the shear rate in the channel higher than in Example 1, the pressure loss in the channel increased, but the island component was cut by the high shear, so the island component diameter CV% of the obtained polymer alloy fiber was 34.5%, and uneven distribution of island components could be confirmed.

結果を表1に示す。 Table 1 shows the results.

[実施例5]
流路径に対し流路長が10倍の長尺流路内でポリマーを流動させる以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Example 5]
A 56 dtex-24 filament polymer alloy fiber was obtained in the same manner as in Example 1, except that the polymer was allowed to flow in a long channel having a channel length ten times the channel diameter.

実施例1より短尺の流路であるため、流路内の圧力損失は低くなり、得られたポリマーアロイ繊維は、島成分径CV%の値が25.4%であった。結果を表1に示す。 Since the channel was shorter than that of Example 1, the pressure loss in the channel was low, and the obtained polymer alloy fiber had an island component diameter CV% value of 25.4%. Table 1 shows the results.

[実施例6、7]
流路径に対し流路長が70倍(実施例6)、100倍(実施例7)の長尺流路内でポリマーを流動させる以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Examples 6 and 7]
56 dtex-24 filament polymer alloy fiber in accordance with Example 1 except that the polymer is made to flow in a long channel with a channel length that is 70 times (Example 6) and 100 times (Example 7) the channel diameter. got

実施例1より長尺の流路とすることで、流路内の圧力損失が増大し島成分が凝集しやすくなったため、得られたポリマーアロイ繊維の島成分径CV%は57.1%(実施例6)、85.1%(実施例7)となり、実施例1と比較しても良好に島成分の偏在化が誘起されているものであった。結果を表1に示す。 By making the flow path longer than in Example 1, the pressure loss in the flow path increased and the island components easily aggregated, so the island component diameter CV% of the obtained polymer alloy fiber was 57.1% Example 6) and 85.1% (Example 7). Table 1 shows the results.

[実施例8]
粘度比が5.4となるように、高粘度成分ポリマーとして、高分子量ポリエチレンテレフタレート(高分子量PET、溶融粘度:650Pa・s)、低粘度成分ポリマーとして、PET(溶融粘度:120Pa・s)を準備した以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Example 8]
High molecular weight polyethylene terephthalate (high molecular weight PET, melt viscosity: 650 Pa s) as the high viscosity component polymer and PET (melt viscosity: 120 Pa s) as the low viscosity component polymer were used so that the viscosity ratio was 5.4. A 56 dtex-24 filament polymer alloy fiber was obtained in accordance with Example 1 except for the preparation.

実施例1より粘度比を高くすることで、流路内の圧力損失が増大し島成分が凝集しやすくなったため、得られたポリマーアロイ繊維の島成分径CV%は52.0%であった。結果を表1に示す。 By making the viscosity ratio higher than in Example 1, the pressure loss in the flow path increased and the island components tended to aggregate, so the island component diameter CV% of the resulting polymer alloy fiber was 52.0%. . Table 1 shows the results.

[実施例9]
粘度比が8.1となるように、高粘度成分ポリマーとして、高分子量PET、低粘度成分ポリマーとして、SSIA-PEG共重合PETを準備した以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Example 9]
A 56 dtex-24 filament polymer was prepared in accordance with Example 1, except that high-molecular-weight PET was prepared as the high-viscosity component polymer and SSIA-PEG copolymerization PET was prepared as the low-viscosity component polymer so that the viscosity ratio was 8.1. An alloy fiber was obtained.

実施例1および実施例8より粘度比を高くすることで、流路内の圧力損失が増大し島成分が凝集しやすくなったため、得られたポリマーアロイ繊維の島成分径CV%は87.2%となり、実施例1および実施例8と比較して偏在化が良好であった。結果を表1に示す。 By making the viscosity ratio higher than in Examples 1 and 8, the pressure loss in the flow path increased and the island components were more likely to aggregate, so the island component diameter CV% of the resulting polymer alloy fiber was 87.2. %, and uneven distribution was better than in Examples 1 and 8. Table 1 shows the results.

Figure 2022178782000002
Figure 2022178782000002

[比較例1]
流路設計により長尺流路内をせん断速度25s-1で流動させる以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Comparative Example 1]
A polymer alloy fiber of 56 dtex-24 filaments was obtained in the same manner as in Example 1, except that the flow path was designed to flow in the long flow path at a shear rate of 25 s −1 .

流路内のせん断速度を実施例1より低くすることで、流路内の圧力損失が減少し、島成分は比較的均質に微分散されたものであった。得られたポリマーアロイ繊維の島成分径CV%は12.6%と、本発明の特徴である島成分の偏在化が誘起された物とは言い難い断面形態となった。結果を表2に示す。 By making the shear rate in the channel lower than that in Example 1, the pressure loss in the channel was reduced, and the island component was relatively homogeneously and finely dispersed. The resulting polymer alloy fiber had an island component diameter CV% of 12.6%, which is a cross-sectional shape that cannot be said to have induced uneven distribution of island components, which is a feature of the present invention. Table 2 shows the results.

[比較例2]
流路設計により長尺流路内をせん断速度4000s-1で流動させる以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Comparative Example 2]
A 56 dtex-24 filament polymer alloy fiber was obtained in the same manner as in Example 1, except that the flow path was designed to flow in the long flow path at a shear rate of 4000 s −1 .

流路内のせん断速度が実施例1より高すぎるため、流路内の圧力損失が増加する一方で、高いせん断により島成分が切断され、得られたポリマーアロイ繊維の島成分径CV%は18.3%と、繊維断面において、島成分が比較的均質に微分散されたものであった。結果を表2に示す。 Since the shear rate in the channel was too high compared to Example 1, the pressure loss in the channel increased, while the island component was cut by the high shear, and the resulting polymer alloy fiber had an island component diameter CV% of 18. 0.3%, and the island component was relatively uniformly and finely dispersed in the cross section of the fiber. Table 2 shows the results.

[比較例3]
流路径に対し流路長が5倍の長尺流路内でポリマーを流動させる以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Comparative Example 3]
A 56 dtex-24 filament polymer alloy fiber was obtained in the same manner as in Example 1, except that the polymer was allowed to flow in a long channel having a channel length five times the channel diameter.

流路内のせん断速度を実施例1より低くすることで、流路内の圧力損失が減少し、島成分は均等に微分散されていたため、得られたポリマーアロイ繊維の島成分径CV%は14.8%と、本願発明の特徴である島成分があまり誘起された状態にはならなかった。結果を表2に示す。 By making the shear rate in the channel lower than that in Example 1, the pressure loss in the channel decreased and the island components were evenly and finely dispersed. At 14.8%, the island component characteristic of the present invention was not induced much. Table 2 shows the results.

[比較例4]
流路径に対し流路長が9倍の長尺流路と、粘度比が1.2となるように、高粘度成分ポリマーとしてPET(溶融粘度:120Pa・s)、低粘度成分ポリマーとして、イソフタル酸を7mol%共重合したポリエチレンテレフタレート、(IPA共重合PET、溶融粘度:100Pa・s)を準備した以外は全て実施例1に従い、56dtex-24フィラメントのポリマーアロイ繊維を得た。
[Comparative Example 4]
PET (melt viscosity: 120 Pa s) as a high-viscosity component polymer and isophthalic as a low-viscosity component polymer so that the channel length is 9 times the channel diameter and the viscosity ratio is 1.2 A 56 dtex-24 filament polymer alloy fiber was obtained in the same manner as in Example 1, except that polyethylene terephthalate (IPA copolymerized PET, melt viscosity: 100 Pa·s) was prepared by copolymerizing 7 mol % of acid.

実施例1より粘度比を低くすることで、流路内の圧力損失が減少し、島成分は均等に微分散されていたため、得られたポリマーアロイ繊維の島成分径CV%は13.1%と、本願発明の特徴である島成分があまり誘起された状態にはならなかった。結果を表2に示す。 By making the viscosity ratio lower than in Example 1, the pressure loss in the flow channel was reduced, and the island components were evenly and finely dispersed. However, the island component, which is a feature of the present invention, was not significantly induced. Table 2 shows the results.

Figure 2022178782000003
Figure 2022178782000003

1:計量板
2:計量孔
3:長尺流路板
4:長尺流路
5:吐出板
6:吐出孔
7:流路長
8:流路横断面
9:流路径
A:均等に微分散した島成分の例
B:偏在化が誘起された島成分の例
1: Metering plate 2: Metering hole 3: Long channel plate 4: Long channel 5: Discharge plate 6: Discharge hole 7: Channel length 8: Channel cross section 9: Channel diameter A: Evenly finely dispersed Example of island component B: Example of island component in which uneven distribution is induced

Claims (3)

流路径に対する流路長が10倍以上である流路内で、複数のポリマーをせん断速度50~3000s-1で流動させた後に、紡糸することを特徴とする合成繊維の製造方法。 A method for producing a synthetic fiber, characterized in that a plurality of polymers are caused to flow at a shear rate of 50 to 3000 s −1 in a channel having a channel length that is 10 times or more the channel diameter, and then spun. 流路径に対する流路長が30倍以上であることを特徴とする請求項1に記載の合成繊維の製造方法。 2. The method for producing a synthetic fiber according to claim 1, wherein the channel length is 30 times or more the channel diameter. 流路内での複数のポリマーのせん断速度が50~1000s-1であることを特徴とする請求項1または2に記載の合成繊維の製造方法。
3. The method for producing synthetic fibers according to claim 1, wherein the shear rate of the plurality of polymers in the channel is 50-1000 s -1 .
JP2021085826A 2021-05-21 2021-05-21 Method for producing polymer alloy fibers Pending JP2022178782A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021085826A JP2022178782A (en) 2021-05-21 2021-05-21 Method for producing polymer alloy fibers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021085826A JP2022178782A (en) 2021-05-21 2021-05-21 Method for producing polymer alloy fibers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022178782A true JP2022178782A (en) 2022-12-02

Family

ID=84239253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021085826A Pending JP2022178782A (en) 2021-05-21 2021-05-21 Method for producing polymer alloy fibers

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022178782A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101735608B (en) Hydroscopic fine denier/superfine denier chinlon master batch, chinlon POY filaments and preparation method thereof
CN1166825C (en) High-strength polyester threads and method for producing same
JP2013502496A (en) Process for producing molded articles of poly (trimethylene arylate) / polystyrene
CN104562250B (en) Porous micro-fine denier nylon 6 triisofiber and preparation method and application thereof
JP2006336125A (en) Bulky sheath-core conjugated filaments and method for producing the same
JP5669844B2 (en) Poly (trimethylene arylate) / polystyrene composition and preparation method
JP2004285538A (en) Method for producing polymer alloy filament and method for producing nano fiber
EP3006610B1 (en) Organic resin non-crimped staple fiber
JP2022178782A (en) Method for producing polymer alloy fibers
CN107435171A (en) A kind of preparation method of cross-linked structure orientation filling enhancing chemical fibre
JP7233585B2 (en) Polypropylene resin composition, polypropylene resin molded article, and method for producing polypropylene resin molded article
JP5565971B2 (en) Polymer alloy comprising polylactic acid resin and polyethylene terephthalate resin and method for producing the same
CN109477248B (en) Polyolefin fiber and method for producing same
JP2023114021A (en) polymer alloy fiber
CN111270323B (en) Preparation method of self-crimping terylene FDY fiber and prepared terylene FDY fiber
JPH08188923A (en) Sheath-core type conjugate fiber having projecting part on the surface
CN1168856C (en) HMLS-fibers made of polyester and spin-stretch for its prodn.
JPS6221817A (en) Ultra-high speed spinning of polyester fiber
JPS6312185B2 (en)
JP4894544B2 (en) Crimped yarn, method for producing the same, and carpet using the same
CN106978634B (en) A kind of warming 6 preoriented yarn of wear-resisting type polyamide fibre
JPH03249217A (en) Light-weight sheath-core conjugate hollow polyester fiber
CN105463614B (en) Method for producing moisture-absorbing and releasing polyester fiber
TW201918516A (en) Polypropylene resin composition, polypropylene resin molded body, and method for preparing polypropylene resin molded body wherein the polypropylene resin composition is capable of being dyed with a dye
JP7048060B2 (en) Manufacturing method of multifilament yarn made of high density fiber

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240423