JP2022552567A - ポリアミド海島繊維、その作製方法、およびその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、島成分が、ポリアミド56、ポリアミド510、ポリアミド511、ポリアミド512、ポリアミド513、ポリアミド514、ポリアミド515およびポリアミド516のうちの1つから選択されるポリアミド樹脂、好ましくはポリアミド56またはポリアミド510であり、海成分が、ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリスチレン、水溶性ポリエステル、ポリエステルおよびポリウレタンのうちの1つ、好ましくはポリエチレン、低密度ポリエチレンまたは水溶性ポリエステルである、ポリアミド海島繊維を提供する。
1)島成分樹脂と海成分樹脂をそれぞれ加熱・溶融して2つの溶融物を得る。2つの溶融物をパイプを通して紡糸ビームに運ぶ。それぞれの溶融物を計量ポンプで正確に計量し、紡糸ビームで海島型の複合材料紡糸パックに注入する。紡糸パック内の分配パイプを介して2つの溶融物を分配し、紡糸口金オリフィスの入口で収束させ押し出す。ここで、島成分は水分含量が1500ppm未満であり、海成分は水分含量が300ppm未満である。
島成分のためのスクリューについては、第1のゾーンの温度は200~260℃であり、第2のゾーンの温度は230~280℃であり、第3のゾーンの温度は240~290℃であり、第4のゾーンの温度は260~300℃であり、第5のゾーンの温度は270~310℃であり、および/または
海成分のためのスクリューについては、第1のゾーンの温度は120~220℃であり、第2のゾーンの温度は140~240℃であり、第3のゾーンの温度は160~260℃であり、第4のゾーンの温度は180~280℃であり、第5のゾーンの温度は160~290℃である。海島繊維のために、2つの溶融物の温度の合理的な調節は、それらがコンジュゲートした後の2つの成分の断面形状を制御するための鍵である。温度が高すぎたり低すぎたりすると、形成されたままの糸の断面形状が変化し、断面形状の均一性も低下する。一般に、2つのポリマーの溶融粘度の差は、断面形状に影響を及ぼす。2つの溶融物の粘度が大きく異なる場合、断面形状の均一性に影響を及ぼし、島成分が接着さえするか、または「固形」体を構成さえする。これは、スプリットの後処理の間、島成分を分離することができないようにする。したがって、紡糸中は適切な紡糸温度を選択すべきである。この方法は、紡糸温度が上述の温度範囲内に収まり、海成分と島成分の溶融粘度が互いに一致することを確実にするように調整される。
溶媒は、トルエン、キシレンおよび水酸化ナトリウムの1~10重量%水溶液であり;スプリット温度は、60~100℃、好ましくは65~95℃、より好ましくは75~85℃であり;スプリット時間は、10~70分、好ましくは20~60分、より好ましくは30~50分であり;浴比は、1:10~1:80、好ましくは1:20~1:60、より好ましくは1:30~1:40であり;および/または海島繊維の重量減少率は、20~50重量%、好ましくは25~45重量%、より好ましくは30~40重量%である。
a)島成分と海成分とを一定割合で均一に混合し、次いで混合物を加熱および溶融し;得られたブレンドされた溶融物をパイプを通して紡糸ビームに搬送し;ブレンドされた溶融物を計量ポンプによって精密に計量し、紡糸ビーム中の一成分紡糸パックに注入し;ブレンドされた溶融物を紡糸口金オリフィスを通して押し出し;ここで、島成分は1500ppm未満の水分含有量を有し;海成分は300ppm未満の水分含有量を有する;
溶媒は、トルエン、キシレンおよび水酸化ナトリウムの1~10重量%水溶液であり;スプリット温度は、60~100℃、好ましくは65~95℃、より好ましくは75~85℃であり;スプリット時間は、10~70分、好ましくは20~60分、より好ましくは30~50分であり;浴比は、1:10~1:80、好ましくは1:20~1:60、より好ましくは1:30~1:40であり;および/または海島繊維の重量減少率は、20~50重量%、好ましくは25~45重量%、より好ましくは30~40重量%である。
ポリアミド海島繊維としては、フィラメント、短繊維があげられ、主に擬毛、模造絹、擬革、擬ピーチスキン、擬スエード、高密度の防水布、高性能洗浄衣料、高性能吸着・ろ過材、高吸油性材料、高吸水性材料、断熱材料、医療材料、自動車装備品材料、安全靴、ケース、ハンドバッグ、ソファなどの製造分野で使用されている。
繊度はGB/T 14343に従って測定する。
(2)破断強度:
破断強度はGB/T 14344-2008に従って測定する。
(3)破断時の伸び:
破断時の伸びはGB/T 14344-2008に従って測定する。
初期弾性率は、GB/T 14344に従って測定される。初期弾性率は、破断伸び1%に対応する破断強度として定義される。
重量減少(重量%)=(スプリット前の繊維重量-スプリット後の繊維重量)/スプリット前の繊維重量×100%;
染色均一性はポリアミドフィラメントの染色均一性のためのFZ/T 50008試験方法に従って測定する。
染色織物のK/S値は、コンピュータ色測定およびカラーマッチング装置で測定される。K/S値は、見かけの色深度値を表す。
染色前後の染液の濃度差を分光光度計を用いて測定する。
染料取り込み(%)=(A0-At)/A0×100%;
ここで、A0は、処理前の色素の特徴的な吸収ピークの吸光度値を表し、Atは、処理時間tにおける色素の吸光度値を表す。
石桍の堅牢度は、国の標準GB/T3921.1-1997に従って測定される。
ポリアミド5X樹脂の相対粘度は、ウベローデ粘度計を用いて濃硫酸により測定する。工程は以下のとおりである:乾燥したポリアミド5X樹脂試料0.25±0.0002gを精密に量り取る;濃硫酸(96%)50mLを加えて溶解する。25℃の定温中の水浴中で濃硫酸の流動時間t0およびポリアミド5X連続バルクフィラメント(continuous bulked filament)の溶液の流動時間tを測定記録する。
相対粘度は、以下の式に従って計算される:
相対粘度VN=t/t0;
tは溶液の流動時間を表し、および
t0は溶媒の流動時間を表す。
水分含有量は、カールフィッシャー水分滴定装置によって測定される。
本実施例は、以下の工程を含む、ポリアミド56/ポリエチレン島型海島繊維の製造方法を提供した:
1)島成分ポリアミド56樹脂および海成分ポリエチレン樹脂をそれぞれ乾燥させる;乾燥後、島成分の水分量を800ppmに制御し、海成分の水分量を60ppmに調整する;
島成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度が230℃、第2ゾーンの温度が250℃、第3ゾーンの温度が270℃、第4ゾーンの温度が290℃、第5ゾーンの温度が285℃であった;
海成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度は120℃、第2ゾーンの温度は140℃、第3ゾーンの温度は160℃、第4ゾーンの温度は180℃、第5ゾーンの温度は220℃であった;
紡糸仕上げされた形成されたままの糸を延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせた。延伸比3.0、加熱硬化温度180℃、巻取速度3500m/分とした。
本実施例は、以下の工程を含む、ポリアミド56/低密度ポリエチレン島型海島繊維の製造方法を提供した:
1)島成分ポリアミド56樹脂および海成分低密度ポリエチレン樹脂をそれぞれ乾燥させる;乾燥後、島成分の水分量を1000ppmに制御し、海成分の水分量を90ppmに調整する;
島成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度が240℃、第2ゾーンの温度が260℃、第3ゾーンの温度が280℃、第4ゾーンの温度が290℃、第5ゾーンの温度が280℃であった;
海成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度は120℃、第2ゾーンの温度は150℃、第3ゾーンの温度は180℃、第4ゾーンの温度は190℃、第5ゾーンの温度は210℃であった;
紡糸仕上げされた形成されたままの糸を延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせた。延伸比3.2、加熱硬化温度120℃、巻取速度4000m/分とした。
本実施例は、以下の工程を含む、ポリアミド56/水溶性ポリエステル島型海島繊維の製造方法を提供した:
1)島成分ポリアミド56樹脂および海成分水溶性ポリエステル樹脂をそれぞれ乾燥させる;乾燥後、島成分の水分量を500ppmに制御し、海成分の水分量を30ppmに調整する;
島成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度が240℃、第2ゾーンの温度が260℃、第3ゾーンの温度が280℃、第4ゾーンの温度が290℃、第5ゾーンの温度が290℃であった;
海成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度は180℃、第2ゾーンの温度は220℃、第3ゾーンの温度は240℃、第4ゾーンの温度は260℃、第5ゾーンの温度は240℃であった;
紡糸仕上げされた形成されたままの糸を延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせた。延伸比2.5、加熱硬化温度160℃、巻取速度2500m/分とした。
本実施例は、以下の工程を含む、ポリアミド510/ポリエチレン島型海島繊維の製造方法を提供した:
1)島成分ポリアミド510樹脂および海成分ポリエチレン樹脂をそれぞれ乾燥させる;乾燥後、島成分の水分量を900ppmに制御し、海成分の水分量を80ppmに調整する;
島成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度が220℃、第2ゾーンの温度が230℃、第3ゾーンの温度が240℃、第4ゾーンの温度が260℃、第5ゾーンの温度が260℃であった;
海成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度は130℃、第2ゾーンの温度は150℃、第3ゾーンの温度は170℃、第4ゾーンの温度は180℃、第5ゾーンの温度は230℃であった;
紡糸仕上げされた形成されたままの糸を延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせた。延伸比2.5、加熱硬化温度130℃、巻取速度3000m/分とした。
本実施例は、以下の工程を含む、ポリアミド56/水溶性ポリエステル非島型海島繊維の製造方法を提供した:
1)島成分樹脂および海成分樹脂をそれぞれ乾燥させる;乾燥後、島成分の水分量を800ppmに制御し、海成分の水分量を90ppmに調整する;
第1ゾーンの温度が220℃、第2ゾーンの温度が240℃、第3ゾーンの温度が260℃、第4ゾーンの温度が280℃、第5ゾーンの温度が280℃であった;
紡糸仕上げされた形成されたままの糸を延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせた。延伸比3.0、加熱硬化温度170℃、巻取速度4200m/分とした。
本実施例は、以下の工程を含む、ポリアミド510/水溶性ポリエステル非島型海島繊維の製造方法を提供した:
1)島成分樹脂および海成分樹脂をそれぞれ乾燥させる;乾燥後、島成分の水分量を700ppmに制御し、海成分の水分量を60ppmに調整する;
第1ゾーンの温度が220℃、第2ゾーンの温度が230℃、第3ゾーンの温度が260℃、第4ゾーンの温度が270℃、第5ゾーンの温度が280℃であった;
紡糸仕上げされた形成されたままの糸を延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせた。延伸比1.5、加熱硬化温度180℃、巻取速度4000m/分とした。
本比較例は、以下の工程を含む、ポリアミド6/ポリエチレン島型海島繊維の製造方法を提供した:
1)島成分ポリアミド6樹脂および海成分ポリエチレン樹脂をそれぞれ乾燥させる;乾燥後、島成分の水分量を800ppmに制御し、海成分の水分量を60ppmに調整する;
島成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度が220℃、第2ゾーンの温度が230℃、第3ゾーンの温度が240℃、第4ゾーンの温度が260℃、第5ゾーンの温度が275℃であった;
海成分用スクリューについては:第1ゾーンの温度は120℃、第2ゾーンの温度は140℃、第3ゾーンの温度は160℃、第4ゾーンの温度は180℃、第5ゾーンの温度は220℃であった;
紡糸仕上げされた形成されたままの糸を延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせた。延伸比3.0、加熱硬化温度180℃、巻取速度3500m/分とした。
本比較例は、以下の工程を含む、ポリアミド6/水溶性ポリエステル非島型海島繊維の製造方法を提供した:
1)島成分樹脂および海成分樹脂をそれぞれ乾燥させる;乾燥後、島成分の水分量を800ppmに制御し、海成分の水分量を90ppmに調整する;
第1ゾーンの温度が220℃、第2ゾーンの温度が240℃、第3ゾーンの温度が250℃、第4ゾーンの温度が260℃、第5ゾーンの温度が260℃であった;
紡糸仕上げされた形成されたままの糸を延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせた。延伸比3.0、加熱硬化温度170℃、巻取速度4200m/分とした。
本比較例は、以下の工程を含む、ポリアミド66/水溶性ポリエステル非島型海島繊維の製造方法を提供した:
1)島成分樹脂および海成分樹脂をそれぞれ乾燥させる;乾燥後、島成分の水分量を800ppmに制御し、海成分の水分量を90ppmに調整する;
第1ゾーンの温度が230℃、第2ゾーンの温度が250℃、第3ゾーンの温度が270℃、第4ゾーンの温度が280℃、第5ゾーンの温度が290℃であった;
紡糸仕上げされた形成されたままの糸を延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせた。延伸比3.0、加熱硬化温度170℃、巻取速度4200m/分とした。
本比較例は、以下の工程を含む、ポリアミド56/水溶性ポリエステル島型海島繊維の製造方法を提供した:
島成分ポリマーとしてポリアミド56、海成分ポリマーとして水溶性ポリエステルを用い、それぞれ溶融、計量ポンプで計量し、紡糸温度298℃で精紡機に入れ、海成分と島成分の全体比を20/80に設定し、海成分と島成分の熔解物を海島成分複合紡糸パックに導入し、次いで紡糸口金から押し出す。空冷装置で紡糸口金から紡糸した糸を冷却する。糸を紡糸し終えたら、1500m/分の速度で巻き取り機で未精製の175dtex-112フィラメントに巻き取る;
続いて、フィラメントを300m/分の速度で延伸装置で延伸し、20~40%で伸びを制御して66dtex-112フィラメントの延伸ヤードを得、得られた海島型複合繊維を80℃の1重量%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して、溶解によって海成分を除去する。
Claims (11)
- 島成分が、ポリアミド56、ポリアミド510、ポリアミド511、ポリアミド512、ポリアミド513、ポリアミド514、ポリアミド515およびポリアミド516のうちの1つから選択されるポリアミド樹脂、好ましくはポリアミド56またはポリアミド510であり、海成分は、ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリスチレン、水溶性ポリエステル、ポリエステルおよびポリウレタンのうちの1つ、好ましくはポリエチレン、低密度ポリエチレンまたは水溶性ポリエステルであることを特徴とする、ポリアミド海島繊維。
- 請求項1に記載のポリアミド海島繊維であって、
前記島成分が、スーパーブライトポリアミド樹脂、セミダルポリアミド樹脂、フルダルポリアミド樹脂およびそれらの混合物からなる群より選択され;および/または
前記島成分のポリアミド樹脂が、2.4~3.0、好ましくは2.5~2.9、より好ましくは2.6~2.8の相対粘度を有し;および/または
前記海島繊維の前記海成分に対する前記島成分の質量比率が、20~80:80~20、より好ましくは30~70:70~30であることを特徴とする前記ポリアミド海島繊維。 - 請求項1に記載のポリアミド海島繊維であって、
前記海島繊維として、島型海島繊維および非島型海島繊維があげられ;および/または
前記島型海島繊維における島の数は、16~500であることを特徴とする前記ポリアミド海島繊維。 - 請求項1に記載のポリアミド海島繊維であって、
前記ポリアミド海島繊維は、10~300dtex、好ましくは20~200dtex、より好ましくは30~100dtexの繊度を有し;および/または
前記ポリアミド海島繊維は、2.0~5.0 cN/dtex、好ましくは2.5~4.5 cN/dtex、より好ましくは3.0~4.0 cN/dtexの破断強度を有し;および/または
前記ポリアミド海島繊維は、30~80%、好ましくは40~70%、より好ましくは45~60%の破断伸びを有し;および/または
前記ポリアミド海島繊維は、20~50cN/dtex、好ましくは23~45cN/dtex、より好ましくは28~38cN/dtexの初期弾性率を有し;および/または
前記ポリアミド海島繊維がスプリットされた後、前記ポリアミド海島繊維は、0.001~0.2dtex、好ましくは0.005-0.1dtex、より好ましくは0.01-0.05dtexのモノフィラメント繊度を有し、および/または
前記ポリアミド海島繊維は、15以上、好ましくは20以上、より好ましくは25以上のK/S値を有し;および/または
前記ポリアミド海島繊維は、90%以上、好ましくは93%以上、より好ましくは96%以上の染料取り込みを有し;および/または
前記ポリアミド海島繊維は、グレード3.5以上、好ましくは4.0以上、より好ましくは4.5以上の染色均一性(グレースケール)を有し;および/または
前記ポリアミド海島繊維は、グレード3.0以上、好ましくはグレード3.5以上、より好ましくはグレード4.0以上、さらにより好ましくはグレード4.5以上の退色に対する石桍堅牢度を有し;および/または
前記ポリアミド海島繊維は、グレード3.0以上、好ましくはグレード3.5以上、より好ましくは4.0、さらに好ましくは4.5以上の染色に対する石桍堅牢度を有する
ことを特徴とする前記ポリアミド海島繊維。 - 請求項3に記載の島型海島繊維の製造方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする製造方法:
1)前記島成分樹脂と前記海成分樹脂とをそれぞれ加熱および溶融して2つの溶融物を得る;前記の2つの溶融物をパイプを通して紡糸ビームに運ぶ;それぞれの溶融物を計量ポンプで正確に計量し、前記紡糸ビーム中の海島型の複合材料紡糸パックに注入する;前記紡糸パックの分配パイプを介して前記の2つの溶融物を分配し、紡糸口金オリフィスの入口で収束させて押し出す;前記島成分は水分含量が1500ppm未満であり、前記海成分は水分含量が300ppm未満である;ならびに
2)工程1)で押出された形成されたままの繊維を冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、加熱硬化し、および巻き取り、前記島型海島繊維を得る。 - 請求項5に記載の方法であって、
工程1)において、
前記加熱はスクリュー押出機で行われ、前記スクリュー押出機は、好ましくは加熱のための5つのゾーンを含み;
前記島成分のためのスクリューについては、第1のゾーンの温度は200~260℃であり、第2のゾーンの温度は230~280℃であり、第3のゾーンの温度は240~290℃であり、第4のゾーンの温度は260~300℃であり、第5のゾーンの温度は270~310℃であり;
前記海成分のためのスクリューについては、第1ゾーンの温度は120~220℃、第2ゾーンの温度は140~240℃、第3ゾーンの温度は160~260℃、第4ゾーンの温度は180~280℃、および第5ゾーンの温度は160~290℃であり、および/または
前記紡糸ビームの温度は200~300℃であり;および/または
前記島成分の紡糸パック圧力は10.0~15.0MPa、前記海成分の紡糸パック圧力は8.0~15.0MPaであり;および前記海成分と前記島成分との間の紡糸パック圧力差は4.0MPa未満に制御されることを特徴とする方法。 - 請求項5に記載の方法であって、
工程2)において、
前記冷却がクエンチエアまたはクロスエアブローによって行われ、エア速度は0.2~1.2m/s、好ましくは0.2~1.0m/s、より好ましくは0.3~0.8m/sであり、前記クエンチエアのエア温度は15~30℃、好ましくは20~27℃、より好ましくは22~25℃であり、および/または
オイルピックアップは0.2~1.0重量%、好ましくは0.3~0.8重量%、より好ましくは0.4~0.6重量%であり、および/または
前記延伸プロセスは、紡糸仕上げされた形成されたままの糸が延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせられることであり、延伸比は好ましくは2.0~5.0、より好ましくは2.5~3.0であり;および/または
前記加熱硬化温度は、150~220℃、好ましくは160~200℃、より好ましくは170~180℃であり;および/または
前記巻取り速度は、1000~6000m/分、好ましくは2000~5000m/分、より好ましくは2500~4000m/分である
ことを特徴とする方法。 - 請求項3に記載の非島型海島繊維の製造方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする方法:
a)前記島成分と前記海成分とを一定割合で均一に混合し、次いで混合物を加熱および溶融し;得られたブレンドされた溶融物をパイプを通して紡糸ビームに搬送し;ブレンドされた前記溶融物を計量ポンプによって精密に計量し、前記紡糸ビーム中の一成分紡糸パックに注入し;ブレンドされた前記溶融物を紡糸口金オリフィスを通して押し出し;ここで、前記島成分は1500ppm未満の水分含有量を有し;前記海成分は300ppm未満の水分含有量を有する;
2)押出された形成されたままの繊維を冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、加熱硬化し、巻き取り、前記非島型海島繊維を得る。 - 請求項8に記載の方法であって、
工程a)において、
前記加熱がスクリュー押出機中で行われ、前記スクリュー押出機が好ましくは加熱のための5つのゾーンを含み;第1のゾーンの温度が180~240℃であり;第2のゾーンの温度が200~260℃であり;第3のゾーンの温度が220~270℃であり;第4のゾーンの温度が240~280℃であり;第5のゾーンの温度が200~300℃であり;および/または
前記紡糸ビームの温度が200~300℃であり;および
前記紡糸パック圧力が10.0~25.0MPaである、方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
工程b)において、
前記冷却がクエンチエアまたはクロスエアブローによって行われ;エア速度は0.2~1.2m/s、好ましくは0.4~1.0m/s、より好ましくは0.6~0.8m/sであり、前記クエンチエアのエア温度は15~30℃、好ましくは23~27℃、より好ましくは24~25℃であり;および/または
オイルピックアップは0.2~1.0重量%、好ましくは0.3~0.8重量%、より好ましくは0.4~0.6重量%であり、および/または
前記延伸プロセスは、紡糸仕上げされた形成されたままの糸が延伸のため供給ローラーを通して熱延伸ローラーに向かわせられることであり、延伸比は好ましくは2.0~5.0、より好ましくは2.5~3.0であり;および/または
前記加熱硬化温度は、150~220℃、好ましくは160~200℃、より好ましくは170~180℃であり;および/または
前記巻取り速度は、1000~6000m/分、好ましくは2000~5000m/分、より好ましくは2500~4000m/分である、方法。 - 請求項1に記載のポリアミド海島繊維の、擬毛、模造絹、擬革、擬ピーチスキン、擬スエード、高密度の防水布、高性能洗浄衣料、高性能吸着および濾過材料、高吸油性材料、高吸水性材料、断熱材料、医療材料、自動車装備品材料、安全靴、ケース、ハンドバッグまたはソファの製造における使用。
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