JP5661027B2 - Manufacturing method of core-sheath fiber - Google Patents

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Description

本発明は、芯部樹脂と鞘部樹脂とを含む芯鞘繊維の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a core-sheath fiber including a core resin and a sheath resin.

繊維とマトリックス樹脂とからなる繊維強化樹脂(FRP)は、繊維原料を紡糸して繊維を形成させる工程の後、該繊維とマトリックス樹脂とを接触させて加熱することにより、マトリックス樹脂を介して複数の繊維を互いに接着させてFRPを形成させる工程を含む方法により製造される。この場合、通常は、繊維形成工程と接着工程との間に、繊維及びマトリックス樹脂の一体化工程が必要となる。当該一体化工程としては、例えば、繊維とシート状樹脂との積層、樹脂浴への繊維の含浸、及びパウダー樹脂の繊維への塗布のような工程が挙げられる。   A fiber reinforced resin (FRP) composed of a fiber and a matrix resin is produced by spinning a fiber raw material to form a fiber, and then bringing the fiber and the matrix resin into contact with each other to heat the fiber reinforced resin (FRP). The fibers are bonded to each other to form an FRP. In this case, usually, a fiber and matrix resin integration step is required between the fiber formation step and the bonding step. Examples of the integration process include processes such as lamination of fibers and sheet-shaped resin, impregnation of fibers in a resin bath, and application of powder resin to the fibers.

非特許文献1は、リサイクル性向上のために、強化繊維とマトリックス樹脂とを同種の樹脂にしたFRPを記載する。当該文献は、前記FRPを製造するために、繊維とフィルムとを積層させる工程を含む方法を記載する。当該方法のように、一体化工程の実施は、FRPの製造工程を増加させることとなるため、製造コスト上昇の要因となる。   Non-Patent Document 1 describes an FRP in which reinforcing fibers and a matrix resin are made of the same kind of resin in order to improve recyclability. The document describes a method that includes laminating fibers and films to produce the FRP. As in this method, the integration process increases the manufacturing process of FRP, which increases the manufacturing cost.

非特許文献2は、低融点熱可塑性樹脂と高融点熱可塑性樹脂とからなる複数の芯鞘繊維を積層し、加熱及び加圧して接着することにより、繊維/マトリックス樹脂複合体を形成する方法を記載する。当該方法の場合、芯鞘繊維の紡糸工程において、マトリックス樹脂である鞘部樹脂と芯部樹脂とが接着されるため一体化工程は不要となるが、繊維自体の強度が低いため、FRPの強度も低くなる。   Non-Patent Document 2 describes a method of forming a fiber / matrix resin composite by laminating a plurality of core-sheath fibers composed of a low-melting thermoplastic resin and a high-melting thermoplastic resin and bonding them by heating and pressing. Describe. In the case of the method, in the spinning process of the core-sheath fiber, the sheath resin and the core resin, which are matrix resins, are bonded, so an integration step is not necessary, but the strength of the FRP is low because the strength of the fiber itself is low. Also lower.

熱可塑性樹脂を溶融紡糸して得られる繊維の強度向上には、種々の技術が知られている。特許文献1は、結晶性ポリプロピレンを溶融紡糸した後、50〜70℃の範囲で1段目の延伸を行い、次いで1段目の延伸より高い温度で2段目以降の延伸を行うことを特徴とする高強度ポリプロピレン繊維の製造方法を記載する。当該文献は、通常のポリプロピレン繊維の延伸温度に比べ、低温度で1段目の延伸を行い、1段目の延伸温度より高い温度で2段目以後の延伸を行うことにより、強度、伸度共に高い繊維を提供できると記載する。   Various techniques are known for improving the strength of fibers obtained by melt spinning thermoplastic resins. Patent Document 1 is characterized in that after the crystalline polypropylene is melt-spun, the first stage of stretching is performed in the range of 50 to 70 ° C., and then the second and subsequent stages are stretched at a higher temperature than the first stage of stretching. A method for producing a high-strength polypropylene fiber is described. The document describes the strength and elongation by performing the first stage stretching at a lower temperature than the ordinary polypropylene fiber stretching temperature and the second and subsequent stages at a temperature higher than the first stage stretching temperature. Both states that they can provide high fiber.

特許文献2は、繊維に1 MPa以下の張力を与えながらレーザー光を照射することによって繊維を延伸する方法を記載する。当該文献は、上記方法によりレーザー光が照射された部分の繊維が延伸されて直径5μm以下の極細繊維が得られ、このとき繊維内の配向結晶化が生じて結晶性及び配向性の高い高強度の繊維が得られることを記載する。   Patent Document 2 describes a method of drawing a fiber by irradiating a laser beam while applying a tension of 1 MPa or less to the fiber. In this document, the portion of the fiber irradiated with the laser beam is drawn by the above method to obtain an ultrafine fiber having a diameter of 5 μm or less. At this time, orientation crystallization occurs in the fiber, and crystallinity and high strength are high. It is described that a fiber is obtained.

特許文献3は、樹脂補強に用いるための芯鞘型複合繊維を記載する。前記複合繊維の芯部はポリエステルであり、鞘部は芯部のポリエステルより低融点であって、テレフタル酸成分、エチレングリコール成分、1,4-ブタンジオール成分及び脂肪族ラクトン成分を含有する、融点が130〜200℃の共重合ポリエステルで構成されている。当該文献は、前記複合繊維の切断強度が3.8 cN/dtex(約520 MPaの引張強度に相当)以上であり、切断伸度が20%以下であることを記載する。   Patent Document 3 describes a core-sheath type composite fiber for use in resin reinforcement. The core of the composite fiber is polyester, the sheath has a lower melting point than the polyester of the core, and contains a terephthalic acid component, an ethylene glycol component, a 1,4-butanediol component, and an aliphatic lactone component. Is made of a copolyester having a temperature of 130 to 200 ° C. This document describes that the cutting strength of the composite fiber is 3.8 cN / dtex (corresponding to a tensile strength of about 520 MPa) or more and the cutting elongation is 20% or less.

特許文献4は、ポリプロピレン未延伸繊維を特定の条件で前延伸及び後延伸することを特徴とする、ポリプロピレン繊維の製造方法を記載する。当該文献は、上記方法で得られたポリプロピレン繊維が示差走査熱量測定(DSC)において特定の吸熱・融解特性を示し、均一な結晶構造を有しており、耐熱性に優れ、しかも単繊維度が0.1〜3 dtex及び繊維強度が7 cN/dtex(約630 MPaの引張強度に相当)以上と強度にも優れていることを記載する。   Patent Document 4 describes a method for producing polypropylene fiber, characterized in that polypropylene unstretched fiber is pre-stretched and post-stretched under specific conditions. According to this document, the polypropylene fiber obtained by the above method exhibits specific endothermic / melting characteristics in differential scanning calorimetry (DSC), has a uniform crystal structure, excellent heat resistance, and has a single fiber degree. It is described that the strength is excellent at 0.1 to 3 dtex and fiber strength of 7 cN / dtex (corresponding to a tensile strength of about 630 MPa) or more.

特許第3997613号公報Japanese Patent No. 3976613 特開2003-166115号公報JP 2003-166115 A 特開2007-321256号公報JP 2007-321256 A 特開2009-7727号公報JP 2009-7727 A 特許第4868521号公報Japanese Patent No.4868521

Journal of Applied Polymer Science, 第88巻, 2875-2883, 2003年Journal of Applied Polymer Science, 88, 2875-2883, 2003 成形加工、第9巻第11号、p. 920-926、1997年Molding, Vol. 9, No. 11, p. 920-926, 1997

炭素繊維又はガラス繊維を用いるFRPの場合、マトリックス樹脂と一体で紡糸することが不可能であるため、追加的な一体化工程の実施は必須となる。   In the case of FRP using carbon fiber or glass fiber, it is impossible to perform spinning integrally with the matrix resin, and therefore an additional integration process is essential.

これに対し、非特許文献2に記載の方法のように、低融点熱可塑性樹脂と高融点熱可塑性樹脂とからなる芯鞘繊維をFRPの製造に用いる場合、高融点熱可塑性樹脂が繊維を構成し、低融点熱可塑性樹脂がマトリックス樹脂を構成するため、追加的な一体化工程は不要である。しかしながら、当該文献に記載の方法で製造される芯鞘繊維は強度が低く、且つ芯鞘繊維の強度向上技術は知られていない。   On the other hand, as in the method described in Non-Patent Document 2, when a core-sheath fiber composed of a low-melting point thermoplastic resin and a high-melting point thermoplastic resin is used for the production of FRP, the high-melting point thermoplastic resin constitutes the fiber. However, since the low-melting point thermoplastic resin constitutes the matrix resin, an additional integration step is unnecessary. However, the core-sheath fiber manufactured by the method described in this document has low strength, and no technique for improving the strength of the core-sheath fiber is known.

例えば、特許文献1に記載の加熱二段延伸技術又は特許文献2に記載のレーザー光延伸技術を芯鞘繊維に適用する場合、芯部樹脂の融点付近での加熱が必要となるが、このような条件ではマトリックス樹脂となる鞘部樹脂は溶融するため、不均一な構造となり、結果として得られるFRPの品質及び強度が低下するという問題が存在した。   For example, when the heating two-stage drawing technique described in Patent Document 1 or the laser beam drawing technique described in Patent Document 2 is applied to the core-sheath fiber, heating near the melting point of the core resin is required. Under such conditions, the sheath resin as the matrix resin melts, resulting in a non-uniform structure, resulting in a problem that the quality and strength of the resulting FRP deteriorate.

それ故、本発明は、特別な原料及び/又は手段を用いることなく高強度の芯鞘繊維を製造することができる芯鞘繊維の製造方法、及び該芯鞘繊維を用いた繊維強化樹脂の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a method for producing a core-sheath fiber capable of producing a high-strength core-sheath fiber without using a special raw material and / or means, and production of a fiber-reinforced resin using the core-sheath fiber. It aims to provide a method.

本発明者らは、これまでに、ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)を溶融押出して溶融押出繊維を作製し、該溶融押出繊維をPHAのガラス転移温度+15℃以下に急冷、固化させて非晶質の繊維を作製し、該非晶質の繊維をガラス転移温度+15℃以下に放置して結晶化繊維を作製し、該結晶化繊維を延伸し、更に緊張熱処理をすることを特徴とする繊維の製造方法を開発した(特許文献5)。このように、非晶質の繊維をガラス転移温度付近に放置して結晶化繊維を作製する方法(以下、「微結晶核延伸法」とも記載する)により、結果として得られるPHA繊維の強度を向上させることができる。   In the past, the present inventors have melt-extruded polyhydroxyalkanoic acid (PHA) to produce a melt-extruded fiber, and the melt-extruded fiber is rapidly cooled and solidified to a glass transition temperature of + 15 ° C. or lower to be amorphous. The fiber is characterized in that the amorphous fiber is allowed to stand at a glass transition temperature of + 15 ° C. or lower to produce a crystallized fiber, the crystallized fiber is drawn, and further subjected to tension heat treatment. A method was developed (Patent Document 5). In this way, the strength of the resulting PHA fiber can be increased by the method of producing the crystallized fiber by leaving the amorphous fiber in the vicinity of the glass transition temperature (hereinafter also referred to as “microcrystal nucleus drawing method”). Can be improved.

さらに、本発明者らは、微結晶核延伸法をポリプロピレン(PP)に適用し、且つ溶融押出繊維を紡糸する際の押出速度に対する引取速度の比(以下、「溶融延伸比」とも記載する)を特定の範囲に調整することにより、特別な原料及び/又は手段を用いることなく高強度のPP繊維を製造することができるPP繊維の製造方法を開発した(PCT/JP2011/062346)。   Furthermore, the present inventors apply a microcrystalline nucleus drawing method to polypropylene (PP), and a ratio of a take-off speed to an extrusion speed when spinning a melt-extruded fiber (hereinafter also referred to as “melt-stretch ratio”). A method for producing PP fibers has been developed that can produce high-strength PP fibers without using special raw materials and / or means by adjusting to a specific range (PCT / JP2011 / 062346).

上記のように、微結晶核延伸法及び溶融延伸比の最適化は、溶融紡糸繊維を加熱することなく繊維強度を向上させることが出来るため、芯鞘繊維の鞘部樹脂を溶融させることなく、芯部樹脂の繊維強度を向上させることが出来ると考えられた。   As described above, optimization of the microcrystalline nucleus stretching method and the melt stretching ratio can improve the fiber strength without heating the melt-spun fiber, so without melting the sheath resin of the core-sheath fiber, It was thought that the fiber strength of the core resin could be improved.

本発明者は、上記の知見に鑑みて、前記課題を解決するための手段を種々検討した結果、微結晶核延伸法及び溶融延伸比の最適化を芯鞘繊維に適用することにより、極めて高い強度を有する芯鞘繊維を製造できることを見出し、本発明を完成した。   In light of the above findings, the present inventor has studied various means for solving the above problems, and as a result, the optimization of the microcrystalline nucleus stretching method and the melt stretching ratio is applied to the core-sheath fiber. It discovered that the core-sheath fiber which has intensity | strength can be manufactured, and completed this invention.

すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
(1) 融点T1を有する芯部樹脂P1と融点T2を有する鞘部樹脂P2とを含む芯鞘繊維の製造方法であって、以下の工程:
樹脂P1及び樹脂P2を、樹脂P1が芯部、樹脂P2が鞘部である芯鞘繊維を形成するように溶融押出し、溶融押出された芯鞘繊維を、芯部樹脂P1のガラス転移温度以下の温度において、引取りながら紡糸する溶融押出芯鞘繊維紡糸工程;
溶融押出芯鞘繊維紡糸工程で得られた溶融押出芯鞘繊維を、芯部樹脂P1のガラス転移温度±15℃の範囲の温度に維持する温度維持工程;及び
温度維持工程後に溶融押出芯鞘繊維を延伸する延伸工程;
を含み、
融点T1が、融点T2より50℃以上高い温度であり、
溶融押出芯鞘繊維紡糸工程の押出速度に対する引取速度の比が50〜400の範囲である、前記方法。
(2) 芯部樹脂P1がポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂であり、鞘部樹脂P2がポリプロピレンを主成分とする樹脂である、前記(1)の方法。
(3) 前記(1)又は(2)の方法で製造される芯鞘繊維。
(4) 前記(1)又は(2)の方法で製造される芯鞘繊維の集合物を融点T2以上且つ融点T1以下の範囲の温度で加熱して、芯鞘繊維の集合物内において隣接する部分同士を溶融一体化させる溶融一体化工程を含む繊維強化樹脂の製造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A method for producing a core-sheath fiber comprising a core resin P1 having a melting point T1 and a sheath resin P2 having a melting point T2, the following steps:
Resin P1 and resin P2 are melt-extruded so as to form a core-sheath fiber in which resin P1 is the core and resin P2 is the sheath, and the melt-extruded core-sheath fiber is equal to or lower than the glass transition temperature of core resin P1. A melt-extruded core-sheath fiber spinning process in which spinning is performed while pulling at a temperature;
A temperature maintaining step of maintaining the melt-extruded core-sheath fiber obtained in the melt-extruded core-sheath fiber spinning step at a temperature in the range of the glass transition temperature ± 15 ° C. of the core resin P1, and a melt-extruded core-sheath fiber after the temperature maintaining step; A stretching step of stretching
Including
The melting point T1 is a temperature higher than the melting point T2 by 50 ° C. or more,
The method, wherein the ratio of the take-off speed to the extrusion speed in the melt-extruded core-sheath fiber spinning step is in the range of 50 to 400.
(2) The method according to (1) above, wherein the core resin P1 is a resin mainly composed of polyethylene terephthalate, and the sheath resin P2 is a resin mainly composed of polypropylene.
(3) A core-sheath fiber produced by the method of (1) or (2).
(4) The core-sheath fiber assembly manufactured by the method of (1) or (2) is heated at a temperature in the range of the melting point T2 or more and the melting point T1 or less, and is adjacent in the core-sheath fiber assembly. A method for producing a fiber reinforced resin, comprising a fusion integration step of melting and integrating portions.

特別な原料及び/又は手段を用いることなく高強度の芯鞘繊維を製造することができる芯鞘繊維の製造方法、及び該芯鞘繊維を用いた繊維強化樹脂の製造方法を提供することが可能となる。   It is possible to provide a method for producing a core-sheath fiber that can produce a high-strength core-sheath fiber without using special raw materials and / or means, and a method for producing a fiber-reinforced resin using the core-sheath fiber. It becomes.

本発明の芯鞘繊維の製造方法の一実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the core sheath fiber of this invention. 本発明の繊維強化樹脂の製造方法の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the manufacturing method of the fiber reinforced resin of this invention.

<1. 芯鞘繊維の製造方法>
本発明は、芯鞘繊維の製造方法に関する。
本明細書において、「芯鞘繊維」は、繊維状の芯部樹脂と、該繊維状の芯部樹脂の外周面に配置される鞘部樹脂とからなる繊維を意味する。芯鞘繊維の繊維径と該芯鞘繊維断面の芯部樹脂部分の直径との比は、0.1:1〜10:1の範囲であることが好ましく、0.5:1〜5:1の範囲であることがより好ましい。
<1. Manufacturing method of core-sheath fiber>
The present invention relates to a method for producing a core-sheath fiber.
In this specification, “core-sheath fiber” means a fiber composed of a fibrous core resin and a sheath resin disposed on the outer peripheral surface of the fibrous core resin. The ratio between the fiber diameter of the core-sheath fiber and the diameter of the core resin portion of the cross-section of the core-sheath fiber is preferably in the range of 0.1: 1 to 10: 1, and is preferably in the range of 0.5: 1 to 5: 1. It is more preferable.

なお、芯鞘繊維の繊維径、芯部樹脂部分の直径及び鞘部樹脂部分の厚さは、限定するものではないが、例えば、芯鞘繊維を光学顕微鏡下で観察し、それぞれの長さを実測することにより、決定することが出来る。   The fiber diameter of the core-sheath fiber, the diameter of the core resin part, and the thickness of the sheath resin part are not limited. For example, the core-sheath fiber is observed under an optical microscope, and the respective lengths are determined. It can be determined by actual measurement.

本発明の方法で製造される芯鞘繊維は、融点T1及びガラス転移温度Tg1を有する芯部樹脂P1と、融点T2及びガラス転移温度Tg2を有する鞘部樹脂P2とを含む。芯部樹脂P1としては、限定するものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)又はナイロン6(PA6)を主成分とする樹脂を挙げることが出来る。PET又はPA6を主成分とする樹脂であることが好ましい。また、鞘部樹脂P2としては、限定するものではないが、例えば、ポリプロピレン(PP)又はポリエチレン(PE)を主成分とする樹脂を挙げることが出来る。PP又はPEを主成分とする樹脂であることが好ましい。   The core-sheath fiber produced by the method of the present invention includes a core resin P1 having a melting point T1 and a glass transition temperature Tg1, and a sheath resin P2 having a melting point T2 and a glass transition temperature Tg2. Examples of the core resin P1 include, but are not limited to, resins mainly composed of polyethylene terephthalate (PET) or nylon 6 (PA6). A resin containing PET or PA6 as a main component is preferable. The sheath resin P2 is not limited, and examples thereof include a resin mainly composed of polypropylene (PP) or polyethylene (PE). A resin mainly composed of PP or PE is preferable.

本発明の方法で使用される芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2は、融点T1及び融点T2が以下で説明する条件を満たす組み合わせであることが好ましい。具体的には、芯部樹脂P1がPET又はPA6を主成分とする樹脂であり、鞘部樹脂P2がPP又はPEを主成分とする樹脂である組み合わせが好ましく、芯部樹脂P1がPETを主成分とする樹脂であり、鞘部樹脂P2がPPを主成分とする樹脂である組み合わせがより好ましい。   The core resin P1 and the sheath resin P2 used in the method of the present invention are preferably a combination in which the melting point T1 and the melting point T2 satisfy the conditions described below. Specifically, a combination in which the core resin P1 is a resin mainly composed of PET or PA6, and the sheath resin P2 is a resin mainly composed of PP or PE, and the core resin P1 is mainly composed of PET. A combination of resin as a component and the sheath resin P2 being a resin whose main component is PP is more preferable.

本発明の方法で使用される芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2は、上記の樹脂単位のみからなるホモポリマーの形態であってもよく、他のモノマーとの共重合体(コポリマー)の形態であってもよい。或いは、2種以上のホモポリマー及び/又はコポリマーの混合物の形態であってもよい。コポリマーとしては、ブロックコポリマー及びランダムコポリマーを挙げることができる。コポリマーを形成する共重合モノマーとしては、限定するものではないが、例えば、エチレン及び1-ブテン等を挙げることができる。   The core resin P1 and the sheath resin P2 used in the method of the present invention may be in the form of a homopolymer consisting only of the above resin units, or in the form of a copolymer (copolymer) with other monomers. There may be. Alternatively, it may be in the form of a mixture of two or more homopolymers and / or copolymers. Copolymers can include block copolymers and random copolymers. Examples of the comonomer forming the copolymer include, but are not limited to, ethylene and 1-butene.

また、本発明の方法で使用される芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2は、結合剤、可塑剤、着色剤、安定剤、滑剤、充填剤、タルク及び安息香酸ナトリウムのような1種類以上の添加剤を含有してもよい。上記の添加剤は、芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2の樹脂性能を損なわない範囲で各々の樹脂に配合することが出来る。   Further, the core resin P1 and the sheath resin P2 used in the method of the present invention are one or more kinds of binders, plasticizers, colorants, stabilizers, lubricants, fillers, talc and sodium benzoate. An additive may be contained. Said additive can be mix | blended with each resin in the range which does not impair the resin performance of core part resin P1 and sheath part resin P2.

以下で説明するように、本発明に係る芯鞘繊維の集合物を用いて繊維強化樹脂を製造する場合、鞘部樹脂P2は、芯鞘繊維の集合物内において隣接する部分同士を溶融一体化させるマトリックス樹脂として機能する。それ故、本発明の方法で製造される芯鞘繊維は、芯部樹脂P1の融点T1が鞘部樹脂P2の融点T2より高い温度である、芯部樹脂P1と鞘部樹脂P2とを含む。芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2を一緒に溶融押出して芯鞘繊維を紡糸するため、融点T1と融点T2との温度差が一定の範囲内であることが好ましい。具体的には、融点T1が、融点T2より50℃以上高い温度であることが好ましく、融点T2より50〜200℃高い温度であることがより好ましく、融点T2より50〜100℃高い温度であることが特に好ましい。   As will be described below, when a fiber reinforced resin is produced using an assembly of core-sheath fibers according to the present invention, the sheath resin P2 is melt-integrated between adjacent portions in the assembly of core-sheath fibers. It functions as a matrix resin. Therefore, the core-sheath fiber manufactured by the method of the present invention includes the core resin P1 and the sheath resin P2 whose melting point T1 of the core resin P1 is higher than the melting point T2 of the sheath resin P2. Since the core resin P1 and the sheath resin P2 are melt-extruded together to spin the core-sheath fiber, the temperature difference between the melting point T1 and the melting point T2 is preferably within a certain range. Specifically, the melting point T1 is preferably 50 ° C. or more higher than the melting point T2, more preferably 50 to 200 ° C. higher than the melting point T2, and 50 to 100 ° C. higher than the melting point T2. It is particularly preferred.

なお、融点T1及びT2は、限定するものではないが、例えば融点測定装置を用いて、使用される芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2の融点を予め測定することにより決定することができる。   In addition, although melting | fusing point T1 and T2 are not limited, For example, it can determine by measuring beforehand melting | fusing point of core part resin P1 and sheath part resin P2 which are used using melting | fusing point measuring apparatus.

上記の条件を満たす芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2を本発明の方法に用いることにより、当該樹脂を一緒に溶融押出して芯鞘繊維を紡糸し、従来技術と比較して高強度の芯鞘繊維を製造することが可能となる。   By using the core resin P1 and the sheath resin P2 satisfying the above conditions in the method of the present invention, the resin is melt-extruded together to spin the core-sheath fiber, and the core-sheath has higher strength than the conventional technique. Fibers can be produced.

図1は、本発明の芯鞘繊維の製造方法の一実施形態を示す工程図である。以下、図1に基づき、本発明の方法の好ましい実施形態について詳細に説明する。   FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of a method for producing a core-sheath fiber of the present invention. Hereinafter, a preferred embodiment of the method of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

[1. 溶融押出芯鞘繊維紡糸工程]
本発明の方法は、樹脂P1及び樹脂P2を、樹脂P1が芯部、樹脂P2が鞘部である芯鞘繊維を形成するように溶融押出し、溶融押出された芯鞘繊維を温度Aにおいて、引取りながら紡糸する溶融押出芯鞘繊維紡糸工程(工程S1)を含む。以下で説明するように、本工程は、溶融押出芯鞘繊維中の芯部樹脂P1の分子の配向度を向上させる条件で実施される。
[1. Melt extrusion core sheath fiber spinning process]
In the method of the present invention, the resin P1 and the resin P2 are melt-extruded so as to form a core-sheath fiber in which the resin P1 is a core part and the resin P2 is a sheath part, and the melt-extruded core-sheath fiber is drawn at a temperature A. It includes a melt-extruded core-sheath fiber spinning step (step S1) for spinning while taking. As will be described below, this step is performed under conditions that improve the degree of molecular orientation of the core resin P1 in the melt-extruded core-sheath fiber.

本工程において、芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2を溶融押出する手段としては、当該技術分野で通常使用される芯鞘繊維の溶融押出技術を使用すればよい。溶融押出する手段としては、限定するものではないが、例えば、樹脂原料を加熱、溶融した後、該溶融物を所定の加熱温度で加圧押出する押出装置を挙げることができる。上記の押出装置を本工程に使用することにより、結果として得られる芯鞘繊維の繊維径を好適な範囲に調整することが可能となる。   In this step, as a means for melt-extruding the core resin P1 and the sheath resin P2, a core-sheath fiber melt-extrusion technique usually used in this technical field may be used. Examples of the melt extrusion means include, but are not limited to, an extrusion apparatus that heats and melts a resin raw material and then presses and extrudes the melt at a predetermined heating temperature. By using the above-described extrusion apparatus in this step, it is possible to adjust the fiber diameter of the resulting core-sheath fiber to a suitable range.

本工程において、芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2を溶融押出する押出速度は、以下で説明する押出速度に対する引取速度の好適な比を満たす範囲であればよい。   In this step, the extrusion speed at which the core resin P1 and the sheath resin P2 are melt-extruded may be in a range that satisfies a suitable ratio of the take-up speed to the extrusion speed described below.

本発明者らは、芯部樹脂P1としてPETを、鞘部樹脂P2としてPPを含む芯鞘繊維の製造に、特許文献5に記載の微結晶核延伸法及びPCT/JP2011/062346に開示される溶融延伸比の最適化を適用すると、PHA繊維及びPP繊維と同様に、芯部樹脂P1であるPET繊維の強度が向上することを見出した。特許文献5に記載の方法は、PHAの溶融押出繊維をガラス転移温度以上且つガラス転移温度+15℃以下の範囲の温度に急冷することにより、溶融押出繊維を非晶形態とし、さらにこれを保冷して溶融押出繊維中に微小結晶核を形成させることを特徴とする。この微小結晶核は、延伸の起点(延伸核)となるため、1段階の延伸でもポリマー分子が高度に配向し、結果として得られる繊維の強度が向上する。それ故、本発明の方法においても、本工程で溶融押出芯鞘繊維を所定の温度Aに急冷することにより、溶融押出芯鞘繊維を非晶形態とし、さらにこれを以下で説明する温度維持工程で所定の温度Bに維持することにより、溶融押出芯鞘繊維中に微小結晶核を形成させることができると推測される。   The present inventors disclosed a microcrystalline nucleus drawing method described in Patent Document 5 and PCT / JP2011 / 062346 for the production of core-sheath fibers containing PET as the core resin P1 and PP as the sheath resin P2. It has been found that when the optimization of the melt drawing ratio is applied, the strength of the PET fiber, which is the core resin P1, is improved similarly to the PHA fiber and the PP fiber. In the method described in Patent Document 5, the melt-extruded fiber is made amorphous by rapidly cooling the melt-extruded fiber of PHA to a temperature not lower than the glass transition temperature and not higher than the glass transition temperature + 15 ° C. Thus, microcrystalline nuclei are formed in the melt-extruded fiber. Since these microcrystal nuclei serve as starting points (stretch nuclei) for stretching, polymer molecules are highly oriented even in one stage of stretching, and the strength of the resulting fiber is improved. Therefore, also in the method of the present invention, the melt-extruded core-sheath fiber is made amorphous by rapidly cooling the melt-extruded core-sheath fiber to a predetermined temperature A in this step, and this is a temperature maintaining step described below. By maintaining the temperature at a predetermined temperature B, it is presumed that microcrystalline nuclei can be formed in the melt-extruded core-sheath fiber.

本工程において、溶融押出された芯鞘繊維は、溶融押出手段における加熱温度から所定の温度Aに急冷され、該温度Aにおいて、引取りながら紡糸される。ここで温度Aは、芯部樹脂P1のガラス転移温度Tg1以下であることが好ましく、0℃以上且つTg1以下の範囲の温度であることがより好ましい。   In this step, the melt-extruded core-sheath fiber is rapidly cooled from the heating temperature in the melt-extrusion means to a predetermined temperature A, and is spun while being drawn at the temperature A. Here, the temperature A is preferably not higher than the glass transition temperature Tg1 of the core resin P1, and more preferably in the range of 0 ° C. or higher and Tg1 or lower.

なお、本明細書において、「ガラス転移温度(Tg)」は、樹脂が可塑性を有する状態から硬化状態に転移する温度を意味し、限定するものではないが、例えば示差走査熱量測定(DSC)又は動的粘弾性測定により、決定することができる。   In the present specification, the “glass transition temperature (Tg)” means a temperature at which the resin transitions from a plastic state to a cured state, and is not limited to, for example, differential scanning calorimetry (DSC) or It can be determined by dynamic viscoelasticity measurement.

本工程において、溶融押出芯鞘繊維を溶融押出手段における加熱温度から温度Aに急冷する手段は特に限定されない。溶融押出芯鞘繊維を、当該技術分野で通常使用される液体又は気体の冷却媒体中に導入すればよい。本工程で使用される冷却媒体としては、限定するものではないが、例えば、水及び氷水、並びに空気、窒素及びヘリウムのような不活性気体を挙げることができる。水又は氷水が好ましい。これらの冷却媒体を用いて溶融芯鞘押出繊維を溶融押出手段における加熱温度から温度Aに急冷することにより、該繊維を形成する芯部樹脂P1を非晶形態にすることが可能となる。   In this step, the means for rapidly cooling the melt-extruded core-sheath fiber from the heating temperature in the melt-extrusion means to the temperature A is not particularly limited. The melt-extruded core-sheath fiber may be introduced into a liquid or gaseous cooling medium usually used in the art. Examples of the cooling medium used in this step include, but are not limited to, water and ice water, and inert gases such as air, nitrogen, and helium. Water or ice water is preferred. By rapidly cooling the molten core-sheath extruded fiber from the heating temperature in the melt extrusion means to the temperature A using these cooling media, the core resin P1 forming the fiber can be made into an amorphous form.

なお、得られた溶融押出芯鞘繊維中の芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2の結晶形態は、限定するものではないが、例えばX線回折(XRD)により、決定することができる。   The crystal forms of the core resin P1 and the sheath resin P2 in the obtained melt-extruded core-sheath fiber are not limited, but can be determined by, for example, X-ray diffraction (XRD).

本工程において、溶融押出芯鞘繊維を温度Aにおいて引取る手段は特に限定されない。例えば、上記の冷却媒体に導入された溶融押出芯鞘繊維を、冷却媒体中、当該技術分野で慣用される通常の引取手段を用いて所定の引取速度で巻取軸に巻取り巻糸体を形成させるか、又は冷却媒体中を所定の引取速度で通過させた後、該冷却媒体の外で、通常の引取手段を用いて所定の引取速度で巻取軸に巻取り巻糸体を形成させることによって、溶融押出芯鞘繊維を温度Aにおいて引取ることができる。或いは、上記の冷却媒体で温度Aに急冷された溶融押出芯鞘繊維を、通常の引取手段を用いて所定の引取速度で引取りながら、予め温度Aに冷却された容器に収容することによって、温度Aにおいて溶融押出芯鞘繊維を引取ることもできる。いずれの場合も本工程の実施形態に包含される。ここで、上記の引取手段としては、限定するものではないが、例えば、ボビンのような巻取軸に繊維を巻取ることで巻糸体を形成させる巻取装置及びローラーを挙げることができる。また、溶融押出芯鞘繊維は、引取によって付与された該繊維の緊張状態を維持したまま上記の手段で回収され、以下で説明する温度維持工程に供されることが好ましい。例えば、溶融押出芯鞘繊維の巻糸体は、該繊維の両端を巻取軸に固定する等の常法によって、繊維が実質的に弛緩しないようにして温度Aに急冷することが好ましい。また、容器に収容された溶融押出芯鞘繊維は、該繊維の両端を容器に固定するか、又は一端を容器に、他端を重りに固定する等の常法によって、繊維が実質的に弛緩しないようにして温度Aに急冷することが好ましい。   In this step, the means for pulling the melt-extruded core-sheath fiber at the temperature A is not particularly limited. For example, the melt-extruded core-sheath fiber introduced into the cooling medium is wound on the winding shaft at a predetermined take-up speed using a normal take-up means commonly used in the technical field in the cooling medium. After passing through the cooling medium at a predetermined take-up speed, a take-up yarn body is formed on the take-up shaft at a predetermined take-up speed by using a normal take-out means outside the cooling medium. Thus, the melt-extruded core-sheath fiber can be taken up at the temperature A. Alternatively, the melt-extruded core-sheath fiber rapidly cooled to the temperature A with the above-described cooling medium is accommodated in a container that has been cooled to the temperature A in advance while being taken at a predetermined take-up speed using a normal take-up means. At temperature A, the melt-extruded core-sheath fiber can be taken up. Either case is included in the embodiment of this step. Here, the take-up means is not limited, and examples thereof include a winding device and a roller that form a wound body by winding a fiber around a winding shaft such as a bobbin. In addition, the melt-extruded core-sheath fiber is preferably recovered by the above-described means while maintaining the tension state of the fiber applied by taking-up, and is preferably subjected to a temperature maintaining step described below. For example, the wound body of the melt-extruded core-sheath fiber is preferably rapidly cooled to the temperature A so that the fiber does not substantially relax by a conventional method such as fixing both ends of the fiber to the winding shaft. Further, the melt-extruded core-sheath fiber contained in the container is substantially relaxed by a conventional method such as fixing both ends of the fiber to the container, or fixing one end to the container and the other end to a weight. It is preferable to rapidly cool to temperature A.

本発明者らは、本工程の押出速度と引取速度との比を調整して、押出速度に対する引取速度の比(溶融延伸比)を当該技術分野で通常設定される値より高い範囲に最適化するとともに、溶融押出芯鞘繊維を温度Aにおいて引取りながら紡糸することにより、結果として得られる芯鞘繊維の強度が、通常の溶融延伸比で製造される芯鞘繊維(通常400〜600 MPaの引張強度)と比較して大幅に向上することを見出した。上記の効果は、溶融延伸比を従来技術と比較してより高い範囲に最適化し、且つ溶融押出芯鞘繊維を温度Aに急冷することにより、溶融押出芯鞘繊維を構成する芯部樹脂P1の非晶形態の分子の配向度が向上し、以下で説明する温度維持工程によって形成される微小結晶核による強度向上効果をさらに向上させるためと推測される。   The inventors of the present invention have adjusted the ratio between the extrusion speed and the take-off speed in this step, and optimized the ratio of the take-off speed to the extrusion speed (melt draw ratio) to a range higher than the value normally set in the technical field. At the same time, by spinning the melt-extruded core-sheath fiber while drawing it at a temperature A, the resulting core-sheath fiber has a strength of the core-sheath fiber (usually 400 to 600 MPa, which is produced at a normal melt draw ratio). It was found that the tensile strength was significantly improved. The above effect is achieved by optimizing the melt drawing ratio in a higher range as compared with the prior art, and by rapidly cooling the melt-extruded core-sheath fiber to the temperature A, the core resin P1 constituting the melt-extruded core-sheath fiber It is presumed that the degree of orientation of the amorphous form molecules is improved, and the strength improvement effect by the microcrystal nuclei formed by the temperature maintaining process described below is further improved.

本工程において、温度Aにおいて冷却媒体に導入された溶融押出芯鞘繊維を引取る引取速度は、10〜10000 m/分の範囲であることが好ましく、100〜1000 m/分の範囲であることがより好ましい。また、押出速度に対する引取速度の比(溶融延伸比)は、50〜400の範囲であることが好ましく、100〜300の範囲であることがより好ましい。押出速度に対する引取速度の比を上記の範囲に調整することにより、溶融押出芯鞘繊維中の芯部樹脂P1の分子の配向度を向上させて、結果として得られる芯鞘繊維の強度を向上させることが可能となる。   In this step, the take-up speed at which the melt-extruded core-sheath fiber introduced into the cooling medium at temperature A is taken is preferably in the range of 10 to 10,000 m / min, and in the range of 100 to 1000 m / min. Is more preferable. Further, the ratio of the take-up speed to the extrusion speed (melt drawing ratio) is preferably in the range of 50 to 400, more preferably in the range of 100 to 300. By adjusting the ratio of the take-off speed to the extrusion speed within the above range, the degree of molecular orientation of the core resin P1 in the melt-extruded core-sheath fiber is improved, and the strength of the resulting core-sheath fiber is improved. It becomes possible.

上記の条件で本工程を実施することにより、分子の配向度が向上した非晶形態を有する芯部樹脂P1を含む溶融押出芯鞘繊維を形成させることが可能となる。   By carrying out this step under the above conditions, it is possible to form a melt-extruded core-sheath fiber containing the core resin P1 having an amorphous form with improved molecular orientation.

[2.温度維持工程]
本発明の方法は、溶融押出芯鞘繊維紡糸工程で得られた溶融押出芯鞘繊維を、温度Bに維持する温度維持工程(工程S2)を含む。本工程において、溶融押出芯鞘繊維は、溶融押出芯鞘繊維中の芯部樹脂P1に微細な結晶核を形成させる条件(温度B)に維持される。
[2. Temperature maintenance process]
The method of the present invention includes a temperature maintaining step (step S2) for maintaining the melt-extruded core-sheath fiber obtained in the melt-extruded core-sheath fiber spinning step at a temperature B. In this step, the melt-extruded core-sheath fiber is maintained under conditions (temperature B) that form fine crystal nuclei in the core resin P1 in the melt-extruded core-sheath fiber.

本工程において、溶融押出芯鞘繊維は、溶融押出芯鞘繊維紡糸工程で付与された該繊維の緊張状態を維持していることが好ましい。例えば、溶融押出芯鞘繊維の巻糸体の場合、該繊維の両端を巻取軸に固定する等の常法によって、繊維が実質的に弛緩しないようにして温度Bに維持されることが好ましい。また、容器に収容された溶融押出芯鞘繊維の場合、該繊維の両端を容器に固定するか、又は一端を容器に、他端を重りに固定する等の常法によって、繊維が実質的に弛緩しないようにして温度Bに維持されることが好ましい。   In this step, the melt-extruded core-sheath fiber preferably maintains the tension state of the fiber applied in the melt-extruded core-sheath fiber spinning step. For example, in the case of a wound body of melt-extruded core-sheath fiber, it is preferable to maintain the temperature B so that the fiber does not substantially relax by a conventional method such as fixing both ends of the fiber to a winding shaft. . Further, in the case of melt-extruded core-sheath fibers contained in a container, the fibers are substantially removed by a conventional method such as fixing both ends of the fibers to the container, or fixing one end to the container and the other end to a weight. It is preferable that the temperature B is maintained so as not to relax.

本工程において、溶融押出芯鞘繊維を維持する温度Bは、芯部樹脂P1のガラス転移温度±15℃の範囲の温度であることが好ましく、芯部樹脂P1のガラス転移温度±10℃の範囲の温度であることがより好ましい。溶融押出芯鞘繊維を温度Bに維持する時間は、24〜240時間の範囲であることが好ましく、24〜120時間の範囲であることがより好ましい。ここで、溶融押出芯鞘繊維を温度Bに維持する手段は、前工程における温度Aに急冷する手段と同様の手段を用いることが好ましい。   In this step, the temperature B for maintaining the melt-extruded core-sheath fiber is preferably a temperature in the range of the glass transition temperature ± 15 ° C. of the core resin P1, and the range of the glass transition temperature ± 10 ° C. of the core resin P1 More preferably, the temperature is The time for maintaining the melt-extruded core-sheath fiber at the temperature B is preferably in the range of 24 to 240 hours, and more preferably in the range of 24 to 120 hours. Here, as the means for maintaining the melt-extruded core-sheath fiber at the temperature B, it is preferable to use the same means as the means for rapidly cooling to the temperature A in the previous step.

上記の条件で本工程を実施することにより、溶融押出芯鞘繊維紡糸工程で得られた非晶形態を有するPPの溶融押出芯鞘繊維に、微細な結晶核を形成させることが可能となる。   By carrying out this step under the above conditions, it becomes possible to form fine crystal nuclei in the melt-extruded core-sheath fiber of PP having an amorphous form obtained in the melt-extruded core-sheath fiber spinning step.

[3. 延伸工程]
本発明の方法は、温度維持工程後に溶融押出芯鞘繊維を延伸する延伸工程(工程S3)を含む。
[3. Stretching process]
The method of the present invention includes a drawing step (step S3) for drawing the melt-extruded core-sheath fiber after the temperature maintaining step.

本工程において、溶融押出芯鞘繊維を延伸する手段としては、当該技術分野で通常使用されるプラスチック繊維の延伸技術を使用すればよい。延伸する手段としては、限定するものではないが、例えば、巻糸体から溶融押出芯鞘繊維を引きだし、ローラー等で延伸する手動式又は機械式の延伸装置を挙げることができる。   In this step, as a means for stretching the melt-extruded core-sheath fiber, a plastic fiber stretching technique usually used in the technical field may be used. Examples of the stretching means include, but are not limited to, a manual or mechanical stretching apparatus that draws the melt-extruded core-sheath fiber from the wound body and stretches it with a roller or the like.

本工程において、延伸倍率には特に上限はなく、溶融押出芯鞘繊維が破断しない程度であればよい。具体的には、延伸倍率は、3倍以上であることが好ましく、5倍以上であることがより好ましい。また、溶融押出芯鞘繊維を延伸する温度は、芯部樹脂P1のガラス転移温度−50℃以上且つガラス転移温度+30℃以下の範囲の温度であることが好ましく、室温(例えば20〜25℃の範囲)であることが特に好ましい。   In this step, there is no particular upper limit to the draw ratio, and it is sufficient that the melt-extruded core-sheath fiber does not break. Specifically, the draw ratio is preferably 3 times or more, and more preferably 5 times or more. The temperature at which the melt-extruded core-sheath fiber is stretched is preferably a temperature in the range of glass transition temperature −50 ° C. or higher and glass transition temperature + 30 ° C. or lower of the core resin P1, and room temperature (for example, 20 to 25 ° C. Range) is particularly preferable.

延伸芯鞘繊維はその後、通常の引取手段を用いて所定の延伸速度で巻取軸に巻取り巻糸体を形成させるか、又は容器に収容することができる。いずれの場合も本工程の実施形態に包含される。延伸芯鞘繊維は、延伸によって付与された該繊維の緊張状態を維持したまま上記の手段で回収され、以下で説明する熱処理工程に供されることが好ましい。例えば、延伸芯鞘繊維の巻糸体は、該繊維の両端を巻取軸に固定する等の常法によって、繊維が実質的に弛緩しないようにされることが好ましい。また、容器に収容された延伸芯鞘繊維は、該繊維の両端を容器に固定するか、又は一端を容器に、他端を重りに固定する等の常法によって、繊維が実質的に弛緩しないようにされることが好ましい。   Thereafter, the drawn core-sheath fiber can be formed into a wound winding body on the winding shaft at a predetermined drawing speed by using a usual take-up means, or can be accommodated in a container. Either case is included in the embodiment of this step. The stretched core-sheath fiber is preferably recovered by the above means while maintaining the tension state of the fiber applied by stretching, and is preferably subjected to a heat treatment step described below. For example, it is preferable that the wound core body of the drawn core-sheath fiber is not loosened by a conventional method such as fixing both ends of the fiber to the winding shaft. In addition, the stretched core-sheath fiber accommodated in the container is not loosened by a conventional method such as fixing both ends of the fiber to the container, or fixing one end to the container and the other end to a weight. It is preferable to do so.

上記の条件で本工程を実施することにより、結果として得られる芯鞘繊維の繊維径を減少させることが可能となる。   By carrying out this step under the above conditions, the fiber diameter of the resulting core-sheath fiber can be reduced.

[4. 熱処理工程]
本発明の方法は、場合により延伸工程後に延伸芯鞘繊維を熱処理する熱処理工程(工程S4)を含む。
[4. Heat treatment process]
The method of the present invention optionally includes a heat treatment step (step S4) for heat-treating the drawn core-sheath fiber after the drawing step.

本工程において、延伸芯鞘繊維は、延伸工程で付与された緊張状態を維持したまま熱処理することができる。或いは、延伸工程で付与された緊張状態を解放し、弛緩状態で熱処理することにより、無緊張状態又は弛緩状態の延伸芯鞘繊維を熱処理することができる。延伸工程で付与された緊張状態を維持したまま熱処理することが好ましい。例えば、延伸芯鞘繊維の巻糸体の場合、該繊維の両端を巻取軸に固定する等の常法によって、繊維が実質的に弛緩しないようにして熱処理することが好ましい。また、容器に収容された延伸芯鞘繊維の場合、該繊維の両端を容器に固定するか、又は一端を容器に、他端を重りに固定する等の常法によって、繊維が実質的に弛緩しないようにして熱処理することが好ましい。   In this step, the stretched core-sheath fiber can be heat-treated while maintaining the tensioned state imparted in the stretching step. Or the tension | tensile_strength state provided at the extending | stretching process is cancelled | released, and the stretched core-sheath fiber of a non-tensile state or a relaxation | loosening state can be heat-processed by heat-processing in a relaxation | loosening state. It is preferable to perform heat treatment while maintaining the tension state applied in the stretching step. For example, in the case of a wound body of drawn core-sheath fiber, it is preferable to heat-treat the fiber so as not to relax substantially by a conventional method such as fixing both ends of the fiber to a winding shaft. In the case of a drawn core-sheath fiber contained in a container, the fiber is substantially relaxed by a conventional method such as fixing both ends of the fiber to the container, or fixing one end to the container and the other end to a weight. It is preferable to perform the heat treatment in such a manner.

本工程において、延伸芯鞘繊維を熱処理する手段としては、当該技術分野で通常使用されるドライオーブンのような加熱装置を使用すればよい。延伸芯鞘繊維を熱処理する温度は、芯部樹脂P1のガラス転移温度以上且つ融点以下の範囲であることが好ましく、芯部樹脂P1のガラス転移温度+20℃以上且つ融点−20℃以下の範囲であることがより好ましい。延伸芯鞘繊維を熱処理する時間は、1秒〜60分の範囲であることが好ましく、10秒〜30分の範囲であることがより好ましい。   In this step, as a means for heat-treating the drawn core-sheath fiber, a heating device such as a dry oven usually used in the technical field may be used. The temperature at which the stretched core-sheath fiber is heat-treated is preferably in the range from the glass transition temperature of the core resin P1 to the melting point or less, in the range of the glass transition temperature of the core resin P1 to + 20 ° C or more and the melting point to -20 ° C or less. More preferably. The time for heat treatment of the drawn core-sheath fiber is preferably in the range of 1 second to 60 minutes, and more preferably in the range of 10 seconds to 30 minutes.

上記の条件で本工程を実施することにより、高強度の芯鞘繊維を得ることが可能となる。   By carrying out this step under the above conditions, it is possible to obtain a high-strength core-sheath fiber.

<2. 芯鞘繊維>
すでに述べたように、本発明の方法における温度維持工程後の溶融押出芯鞘繊維は、繊維中の芯部樹脂P1の分子の配向度が高く、且つ繊維中に延伸の起点(延伸核)となる微小結晶核を有する。このため、上記の特徴を有する溶融押出芯鞘繊維を延伸して得られる芯鞘繊維は、従来技術の方法で得られる芯鞘繊維(通常、400〜600 MPaの引張強度を有する)と比較して、極めて高い強度を有する。具体的には、本発明の方法で製造される芯部樹脂P1の引張強度は、通常、1.0〜1.9 GPaの範囲であり、典型的には、1.0〜1.6 GPaの範囲である。なお、芯部樹脂P1の引張強度(MPa)は、芯鞘繊維の引張試験において、鞘部樹脂P2破断後も荷重を負荷して芯部樹脂P1の破断時の荷重を測定し、芯部部樹脂P1の破断時の荷重(N)を芯部樹脂P1の繊維断面積(mm2)で除算することにより、決定することができる。
<2. Core sheath fiber>
As already described, the melt-extruded core-sheath fiber after the temperature maintaining step in the method of the present invention has a high degree of molecular orientation of the core resin P1 in the fiber, and a starting point of stretching (stretching nucleus) in the fiber. It has a microcrystal nucleus. For this reason, the core-sheath fiber obtained by drawing the melt-extruded core-sheath fiber having the above characteristics is compared with the core-sheath fiber (usually having a tensile strength of 400 to 600 MPa) obtained by the method of the prior art. And extremely high strength. Specifically, the tensile strength of the core resin P1 produced by the method of the present invention is usually in the range of 1.0 to 1.9 GPa, and typically in the range of 1.0 to 1.6 GPa. The tensile strength (MPa) of the core resin P1 is determined by measuring the load at the time when the core resin P1 is broken by applying a load even after the sheath resin P2 is broken in the tensile test of the core-sheath fiber. It can be determined by dividing the load (N) at the time of fracture of the resin P1 by the fiber cross-sectional area (mm 2 ) of the core resin P1.

それ故、本発明はまた、上記の引張強度を有する高強度の芯鞘繊維に関する。かかる引張強度を有することにより、本発明の芯鞘繊維は極めて高い強度を発現することが可能となる。   Therefore, the present invention also relates to a high-strength core-sheath fiber having the above-described tensile strength. By having such tensile strength, the core-sheath fiber of the present invention can exhibit extremely high strength.

<3.繊維強化樹脂の製造方法>
本発明の方法で得られる芯鞘繊維は、従来技術の方法で得られる芯鞘繊維と比較して極めて高い強度を有する。このため、本発明の方法で得られる芯鞘繊維を用いることにより、高強度の繊維強化樹脂を製造することが出来る。それ故、本発明はまた、本発明の芯鞘繊維を用いる繊維強化樹脂の製造方法に関する。
<3. Manufacturing method of fiber reinforced resin>
The core-sheath fiber obtained by the method of the present invention has extremely high strength as compared with the core-sheath fiber obtained by the method of the prior art. For this reason, a high-strength fiber-reinforced resin can be produced by using the core-sheath fiber obtained by the method of the present invention. Therefore, the present invention also relates to a method for producing a fiber reinforced resin using the core-sheath fiber of the present invention.

本発明の繊維強化樹脂の製造方法は、本発明の方法で製造される芯鞘繊維の集合物を温度Cで加熱して、芯鞘繊維の集合物内において隣接する部分同士を溶融一体化させる溶融一体化工程を含む。   In the method for producing a fiber reinforced resin of the present invention, the aggregate of core-sheath fibers produced by the method of the present invention is heated at a temperature C, and adjacent portions in the aggregate of core-sheath fibers are fused and integrated. Includes a melt integration step.

本工程において、芯鞘繊維の長さは特に限定されない。芯鞘繊維の繊維径に対して10〜1000倍の範囲の長さにチョップド加工された短繊維の形態の芯鞘繊維を用いてもよく、連続繊維の形態の芯鞘繊維を用いてもよい。   In this step, the length of the core-sheath fiber is not particularly limited. A core-sheath fiber in the form of a short fiber chopped to a length in the range of 10 to 1000 times the fiber diameter of the core-sheath fiber may be used, or a core-sheath fiber in the form of a continuous fiber may be used. .

上記の形態の芯鞘繊維の集合物を形成させる。芯鞘繊維の集合物の形態は、任意の形態であってよい。芯鞘繊維の集合物を構成する芯鞘繊維は、該集合物内において互いに交差することなく平行又は略平行に配置されてもよく、隣接する部分同士が交差するように配置されてもよい。   An aggregate of the core-sheath fibers of the above form is formed. The form of the aggregate of core-sheath fibers may be any form. The core-sheath fibers constituting the aggregate of core-sheath fibers may be arranged in parallel or substantially in parallel without intersecting each other in the aggregate, and may be arranged so that adjacent portions intersect each other.

本発明の方法において使用される芯鞘繊維の集合物の一実施形態を図2に示す。層状の形態の芯鞘繊維の集合物101内において、樹脂P1である芯部2と樹脂P2である鞘部3とを含む芯鞘繊維1は、隣接する部分同士が互いに交差することなく平行又は略平行に配置されているか、又は隣接する部分同士が交差するように配置されている。   One embodiment of an assembly of core-sheath fibers used in the method of the present invention is shown in FIG. In the core-sheath fiber assembly 101 in a layered form, the core-sheath fiber 1 including the core part 2 that is the resin P1 and the sheath part 3 that is the resin P2 is parallel or adjacent to each other without crossing each other. It arrange | positions so that it may be arrange | positioned substantially parallel or adjacent parts may cross | intersect.

芯鞘繊維の集合物は、所望により、結合剤、可塑剤、着色剤、安定剤、滑剤、充填剤、タルク及び安息香酸ナトリウムのような1種類以上の添加剤を含有してもよい。上記の添加剤を含有することにより、結果として得られる本発明の繊維強化樹脂に様々な機能を付与することが出来る。   The collection of core-sheath fibers may optionally contain one or more additives such as binders, plasticizers, colorants, stabilizers, lubricants, fillers, talc and sodium benzoate. By containing the above-mentioned additives, various functions can be imparted to the resulting fiber-reinforced resin of the present invention.

上記の特徴を有する芯鞘繊維の集合物を用いることにより、高い強度を有する繊維強化樹脂を製造することが可能となる。   By using an aggregate of core-sheath fibers having the above characteristics, a fiber reinforced resin having high strength can be produced.

本工程において、芯鞘繊維の集合物101を温度Cで加熱することにより、樹脂P1を主成分とする芯部樹脂2を実質的に溶融させることなく樹脂P2を主成分とする鞘部樹脂3を溶融させて、芯鞘繊維の集合物内において隣接する部分同士を溶融一体化させ、樹脂P1を主成分とする芯部樹脂4及び樹脂P2を主成分とするマトリックス樹脂5を有する本発明の繊維強化樹脂102を得ることが出来る。   In this step, by heating the core-sheath fiber assembly 101 at a temperature C, the sheath resin 3 containing the resin P2 as a main component without substantially melting the core resin 2 containing the resin P1 as a main component. Of the core-sheath fiber assembly, the adjacent portions are fused and integrated, and the core resin 4 having the resin P1 as a main component and the matrix resin 5 having the resin P2 as a main component A fiber reinforced resin 102 can be obtained.

溶融した鞘部樹脂P2は、芯鞘繊維の集合物内において隣接する部分同士を溶融一体化させるためのマトリックス樹脂として機能する。それ故、温度Cは、融点T2以上且つ融点T1以下の範囲の温度であることが好ましく、融点T2+10℃以上且つ融点T1−10℃の範囲の温度であることがより好ましい。   The melted sheath resin P2 functions as a matrix resin for melting and integrating adjacent portions in the core-sheath fiber assembly. Therefore, the temperature C is preferably in the range of the melting point T2 or more and the melting point T1 or less, and more preferably in the range of the melting point T2 + 10 ° C. or more and the melting point T1−10 ° C.

芯鞘繊維の集合物が層状の形態の場合、芯鞘繊維の集合物内において隣接する部分同士を互いに圧着させるために、芯鞘繊維の層の外周面から加圧しながら温度Cで加熱してもよい。この場合、1〜1000 MPaの範囲の圧力で加圧することが好ましく、10〜100 MPaの範囲の圧力で加圧することがより好ましい。   When the core-sheath fiber assembly is in the form of a layer, the core-sheath fiber assembly is heated at a temperature C while applying pressure from the outer peripheral surface of the core-sheath fiber layer in order to press the adjacent portions together. Also good. In this case, it is preferable to pressurize at a pressure in the range of 1 to 1000 MPa, and more preferably pressurize at a pressure in the range of 10 to 100 MPa.

以上詳細に説明したように、本発明の方法は、特別な原料及び/又は手段を用いることなく高強度の芯鞘繊維を製造することができる。また、本発明の芯鞘繊維は、高い引張強度を有するため、該芯鞘繊維を用いて製造される強化繊維樹脂は、軽量且つ高強度の特性を有する。そのため、本発明の繊維強化樹脂を用いることにより、自動車部品の軽量化及び強度向上が可能となる。   As explained in detail above, the method of the present invention can produce high-strength core-sheath fibers without using special raw materials and / or means. Moreover, since the core-sheath fiber of this invention has high tensile strength, the reinforced fiber resin manufactured using this core-sheath fiber has the characteristic of lightweight and high intensity | strength. Therefore, by using the fiber reinforced resin of the present invention, it is possible to reduce the weight and improve the strength of automobile parts.

以下、実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明する。
<1. 高強度ポリプロピレン繊維の作製>
[参考例1〜3]
市販のポリプロピレン(PP)(FY6;Mw=5.1×105;Mn=1.2×105;Mw/Mn=4.1;mmmm分率=0.934;日本ポリプロ社)を押出装置に仕込み、種々の押出速度でPPを溶融押出した。ここで、押出装置の溶融温度は190℃の炉温度及び185℃のダイ温度に設定し、押出口のノズル径は0.5 mm(参考例1)又は1 mm(参考例2及び3)とした。溶融押出したPP繊維を、氷浴中にて0℃に急冷し、0℃において種々の引取速度で巻取軸に巻取り、巻取軸に繊維の両端を固定して溶融押出繊維の巻糸体を形成させた(溶融押出繊維紡糸工程)。得られた溶融押出繊維の巻糸体を、氷浴中にて0℃で48時間維持した(温度維持工程)。その後、溶融押出繊維の巻糸体から繊維を引きだし、手回し延伸機を用いて該繊維を室温で10倍に延伸した後、巻取軸に巻き取って延伸繊維の巻糸体を形成させた(延伸工程)。巻取軸に繊維の両端が固定された延伸繊維の巻糸体を、120℃で5分間熱処理して(熱処理工程)、本発明のPP繊維を得た。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
<1. Production of high strength polypropylene fiber>
[Reference Examples 1-3]
Commercially available polypropylene (PP) (FY6; M w = 5.1 × 10 5 ; M n = 1.2 × 10 5 ; M w / M n = 4.1; mmmm fraction = 0.934; Nippon Polypro Co., Ltd.) was charged into an extruder. PP was melt extruded at an extrusion speed of Here, the melting temperature of the extruder was set to a furnace temperature of 190 ° C. and a die temperature of 185 ° C., and the nozzle diameter of the extrusion port was set to 0.5 mm (Reference Example 1) or 1 mm (Reference Examples 2 and 3). The melt-extruded PP fiber is rapidly cooled to 0 ° C in an ice bath, wound around the take-up shaft at various take-up speeds at 0 ° C, and both ends of the fiber are fixed to the take-up shaft, and the melt-extruded fiber is wound. A body was formed (melt extruded fiber spinning process). The wound body of the obtained melt-extruded fiber was maintained at 0 ° C. for 48 hours in an ice bath (temperature maintaining step). Thereafter, the fiber was drawn from the wound body of the melt-extruded fiber, and the fiber was stretched 10 times at room temperature by using a hand-drawing stretcher, and then wound on a winding shaft to form a wound body of the stretched fiber ( Stretching step). A drawn fiber wound body in which both ends of the fiber were fixed to the winding shaft was heat-treated at 120 ° C. for 5 minutes (heat treatment step) to obtain the PP fiber of the present invention.

[参考比較例1]
特許文献5に記載の方法で得られるPP繊維の例である。溶融延伸比が従来技術の範囲の値(17)となるように押出速度及び引取速度を調整した他は上記と同様の方法で、PP繊維を得た。なお、溶融延伸比は、押出速度に対する引取速度の比として算出される。
[Reference Comparative Example 1]
3 is an example of PP fiber obtained by the method described in Patent Document 5. PP fibers were obtained in the same manner as described above except that the extrusion speed and take-up speed were adjusted so that the melt drawing ratio was a value within the range of the prior art (17). The melt drawing ratio is calculated as the ratio of the take-up speed to the extrusion speed.

[参考比較例2]
従来技術の方法に本発明の溶融延伸比を適用して得られるPP繊維の例である。溶融延伸比が189となるように押出速度及び引取速度を調整して室温で溶融押出繊維を引取り、且つ温度維持工程を省略した他は上記と同様の方法で、PP繊維を得た。
[Reference Comparative Example 2]
It is an example of PP fiber obtained by applying the melt drawing ratio of the present invention to the method of the prior art. PP fibers were obtained in the same manner as described above except that the extrusion speed and take-up speed were adjusted so that the melt drawing ratio was 189, the melt-extruded fibers were taken at room temperature, and the temperature maintaining step was omitted.

[引張強度試験]
得られたPP繊維の引張強度を測定した。測定は、JIS-K-6301に基づき、10 mmの繊維長の試料を用いて行った。引張速度は20 mm/秒とした。結果を表1に示す。
[Tensile strength test]
The tensile strength of the obtained PP fiber was measured. The measurement was performed using a 10 mm fiber length sample based on JIS-K-6301. The tensile speed was 20 mm / second. The results are shown in Table 1.

Figure 0005661027
Figure 0005661027

表1に示すように、0.5 mmのノズル径の押出装置を用いて紡糸した参考例1の場合、押出速度及び引取速度を調整して溶融延伸比を高くする程、引張強度が向上した。溶融延伸比が165の参考例1-3の場合、1.40 GPaの引張強度を示した。1.0 mmのノズル径の押出装置を用いて紡糸した参考例2の場合、溶融延伸比が200を超えると引張強度が低下した。参考例2のPP繊維の中で、溶融延伸比が189の参考例2-4の引張強度が最も高く、1.70 GPaの引張強度を示した。   As shown in Table 1, in the case of Reference Example 1 which was spun using an extrusion apparatus having a nozzle diameter of 0.5 mm, the tensile strength was improved as the melt drawing ratio was increased by adjusting the extrusion speed and take-up speed. Reference Example 1-3 having a melt draw ratio of 165 exhibited a tensile strength of 1.40 GPa. In Reference Example 2 in which spinning was performed using an extrusion apparatus having a nozzle diameter of 1.0 mm, the tensile strength decreased when the melt drawing ratio exceeded 200. Among the PP fibers of Reference Example 2, the tensile strength of Reference Example 2-4 having a melt draw ratio of 189 was the highest, and the tensile strength was 1.70 GPa.

これに対し、特許文献5に記載の方法に基づき調製された参考比較例1は、0.82 GPaの引張強度であった。また、参考例2で最も高い引張強度を示した参考例2-4と同じ溶融延伸比を適用して室温で溶融押出繊維を引取り、且つ温度維持工程を省略した参考比較例2は、0.83 GPaの引張強度であった。   In contrast, Reference Comparative Example 1 prepared based on the method described in Patent Document 5 had a tensile strength of 0.82 GPa. Further, Reference Comparative Example 2 in which the same melt drawing ratio as that of Reference Example 2-4 showing the highest tensile strength in Reference Example 2 was applied and the melt-extruded fiber was taken at room temperature and the temperature maintaining step was omitted was 0.83. The tensile strength was GPa.

<芯鞘繊維の作製>
[実施例]
芯部樹脂P1として市販のポリエチレンテレフタレート(PET)(RP560;T1=253℃;Tg1=69℃;東洋紡)を、鞘部樹脂P2としてポリプロピレン(PP)(FY6;T2=168℃;Tg2=2℃;Mw=5.1×105;Mn=1.2×105;Mw/Mn=4.1;mmmm分率=0.934;日本ポリプロ)を、それぞれ押出装置(マルチフィラメント紡糸装置;CMF-2EIH;中部マシン(株);ノズル径:0.7 mm×12穴)に仕込み、8.5 g/分(2.1 m/分)の押出速度及び50:50のP1:P2押出割合で芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2を溶融押出した。ここで、押出装置の溶融温度は芯部樹脂P1の融点T1(253℃)以上の温度(270℃のギヤポンプ温度及び280℃のダイ温度)に設定した。
<Production of core-sheath fiber>
[Example]
Polyethylene terephthalate (PET) (RP560; T1 = 253 ° C; Tg1 = 69 ° C; Toyobo) as the core resin P1 and polypropylene (PP) (FY6; T2 = 168 ° C; Tg2 = 2 ° C) as the sheath resin P2. M w = 5.1 × 10 5 ; M n = 1.2 × 10 5 ; M w / M n = 4.1; mmmm fraction = 0.934; Nippon Polypro Co., Ltd., respectively, extrusion equipment (multifilament spinning equipment; CMF-2EIH; Chubu Machine Co., Ltd .; nozzle diameter: 0.7 mm x 12 holes), core resin P1 and sheath resin P2 at an extrusion rate of 8.5 g / min (2.1 m / min) and P1: P2 extrusion rate of 50:50 Was melt extruded. Here, the melting temperature of the extrusion apparatus was set to a temperature (gear pump temperature of 270 ° C. and die temperature of 280 ° C.) higher than the melting point T1 (253 ° C.) of the core resin P1.

溶融押出した芯鞘繊維を、室温(28℃)に急冷し、該温度において種々の引取速度で巻取軸に巻取り、巻取軸に繊維の両端を固定して溶融押出芯鞘繊維の巻糸体を形成させた(溶融押出芯鞘繊維紡糸工程)。得られた溶融押出芯鞘繊維の巻糸体を、70℃で72時間維持した(温度維持工程)。その後、溶融押出芯鞘繊維の巻糸体から繊維を引きだし、手回し延伸機を用いて該繊維を室温(28℃)で9倍又は12倍に延伸した後、巻取軸に巻き取って延伸芯鞘繊維の巻糸体を形成させた(延伸工程)。巻取軸に繊維の両端が固定された延伸芯鞘繊維の巻糸体を、140℃で15分間熱処理して(熱処理工程)、本発明の芯鞘繊維を得た。   The melt-extruded core-sheath fiber is rapidly cooled to room temperature (28 ° C.), wound at a take-up shaft at various take-up speeds at that temperature, and both ends of the fiber are fixed to the take-up shaft to wind the melt-extruded core-sheath fiber. A thread was formed (melt extruded core-sheath fiber spinning step). The wound body of the obtained melt-extruded core-sheath fiber was maintained at 70 ° C. for 72 hours (temperature maintaining step). Thereafter, the fiber is drawn out from the wound body of the melt-extruded core-sheath fiber, and the fiber is drawn 9 or 12 times at room temperature (28 ° C.) using a hand-drawing machine, and then wound on a take-up shaft and drawn core. A wound body of sheath fiber was formed (stretching step). A wound body of drawn core-sheath fiber having both ends of the fiber fixed to the winding shaft was heat-treated at 140 ° C. for 15 minutes (heat treatment step) to obtain the core-sheath fiber of the present invention.

[比較例]
上記実施例において、温度維持工程を省略した他は上記と同様の方法で、芯鞘繊維を得た。
[Comparative example]
In the said Example, the core-sheath fiber was obtained by the method similar to the above except having omitted the temperature maintenance process.

[引張強度試験]
得られた芯鞘繊維の引張強度は、芯部樹脂P1の引張強度として測定した。測定は、JIS-K-6301に基づき、10 mmの繊維長の試料を用いて行った。引張速度は20 mm/秒とした。実施例の芯鞘繊維は、引張試験の初期に鞘部樹脂P2が破断した。その後も荷重を負荷すると、最終的に破断した。ここで、最終的な破断時の荷重は芯部樹脂P1のみに掛かっているので、芯部樹脂P1の引張強度(MPa)は、芯部樹脂P1の破断時の荷重(N)を芯部樹脂P1の繊維断面積(mm2)で除算することにより、決定した。すなわち、
芯部樹脂P1の引張強度(MPa)=
最終破断時の荷重(N)/芯部樹脂P1の繊維断面積(mm2
である。
[Tensile strength test]
The tensile strength of the obtained core-sheath fiber was measured as the tensile strength of the core resin P1. The measurement was performed using a 10 mm fiber length sample based on JIS-K-6301. The tensile speed was 20 mm / second. In the core-sheath fiber of the example, the sheath resin P2 was broken at the initial stage of the tensile test. After that, when a load was applied, it eventually broke. Here, since the final load at break is applied only to the core resin P1, the tensile strength (MPa) of the core resin P1 is the load (N) at break of the core resin P1. It was determined by dividing by the fiber cross-sectional area (mm 2 ) of P1. That is,
Core resin P1 tensile strength (MPa) =
Load at the time of final break (N) / fiber cross-sectional area of core resin P1 (mm 2 )
It is.

比較例の芯鞘繊維は、引張試験の初期に芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2のいずれも破断した。この場合、最終的な破断時の荷重は芯部樹脂P1及び鞘部樹脂P2の全体に掛かっている。このときの芯鞘繊維全体の引張強度をσ(全体)とする。芯部樹脂P1の引張強度(σ(芯部強度))は、σ(全体)から鞘部樹脂P2の強度寄与分(σ(鞘部強度))を差し引いた値に相当する。ここで、実施例及び比較例の芯鞘繊維は、いずれも同じPP樹脂を鞘部樹脂P2として用いているので、実施例の鞘部樹脂と比較例の鞘部樹脂とは同等の強度を有すると考えられる。そこで、前記実施例の芯鞘繊維の引張試験において、鞘部樹脂P2の破断時に生じた荷重低下分を鞘部樹脂P2の強度寄与分とみなし、その値を比較例のσ(鞘部強度)とした。そして、以下の式に基づきσ(芯部強度)を決定した。   In the core-sheath fiber of the comparative example, both the core resin P1 and the sheath resin P2 were broken at the initial stage of the tensile test. In this case, the final load at break is applied to the entire core resin P1 and the sheath resin P2. The tensile strength of the entire core-sheath fiber at this time is defined as σ (whole). The tensile strength (σ (core strength)) of the core resin P1 corresponds to a value obtained by subtracting the strength contribution (σ (sheath strength)) of the sheath resin P2 from σ (whole). Here, since the core-sheath fibers of the example and the comparative example both use the same PP resin as the sheath resin P2, the sheath resin of the example and the sheath resin of the comparative example have the same strength. I think that. Therefore, in the tensile test of the core-sheath fiber of the above example, the load decrease caused when the sheath resin P2 breaks is regarded as the strength contribution of the sheath resin P2, and the value is σ (sheath strength) of the comparative example. It was. And (sigma) (core part intensity | strength) was determined based on the following formula | equation.

σ(全体)=σ(鞘部強度)×Vf50%(体積比率)
+σ(芯部強度)×Vf50%(体積比率)
σ (overall) = σ (sheath strength) × Vf50% (volume ratio)
+ Σ (core strength) × Vf50% (volume ratio)

結果を表2に示す。

Figure 0005661027
The results are shown in Table 2.
Figure 0005661027

表2に示すように、実施例1〜3の芯鞘繊維は、温度維持工程を省略した比較例1〜3の芯鞘繊維と比較して、約4〜9倍の引張強度を示した。   As shown in Table 2, the core-sheath fibers of Examples 1 to 3 exhibited a tensile strength of about 4 to 9 times that of the core-sheath fibers of Comparative Examples 1 to 3 in which the temperature maintaining step was omitted.

以上の結果から、芯鞘繊維の製造に微細結晶核形成技術を適用することにより、従来技術では得られない極めて高い強度を有する芯鞘繊維を製造できることが明らかとなった。   From the above results, it became clear that by applying the fine crystal nucleation technology to the production of the core-sheath fiber, the core-sheath fiber having extremely high strength that cannot be obtained by the conventional technology can be produced.

本発明の方法により、単純な工程により高強度の芯鞘繊維を製造することが可能となる。本発明の高強度芯鞘繊維を所望の長さに切断した芯鞘繊維の集合物を加熱して、芯鞘繊維の集合物内において隣接する部分同士を溶融一体化させることにより、軽量且つ高強度の繊維強化樹脂を製造することが可能となる。これにより、自動車部品の軽量化及び強度向上が可能となる。   The method of the present invention makes it possible to produce a high-strength core-sheath fiber by a simple process. By heating a core-sheath fiber assembly obtained by cutting the high-strength core-sheath fiber of the present invention into a desired length, the adjacent portions in the core-sheath fiber assembly are fused and integrated, thereby reducing weight and weight. It becomes possible to produce a strong fiber-reinforced resin. This makes it possible to reduce the weight and improve the strength of automobile parts.

101・・・芯鞘繊維の集合物
102・・・繊維強化樹脂
1・・・芯鞘繊維
2・・・芯部樹脂P1
3・・・鞘部樹脂P2
4・・・芯部樹脂P1
5・・・マトリックス樹脂P2
101 ... A collection of core-sheath fibers
102 ・ ・ ・ Fiber reinforced resin
1 ... Core sheath fiber
2 ... Core resin P1
3 ... Sheath resin P2
4 ... Core resin P1
5 ... Matrix resin P2

Claims (4)

融点T1を有する芯部樹脂P1と融点T2を有する鞘部樹脂P2とを含む芯鞘繊維の製造方法であって、以下の工程:
樹脂P1及び樹脂P2を、樹脂P1が芯部、樹脂P2が鞘部である芯鞘繊維を形成するように溶融押出し、溶融押出された芯鞘繊維を、芯部樹脂P1のガラス転移温度以下の温度において、引取りながら紡糸する溶融押出芯鞘繊維紡糸工程;
溶融押出芯鞘繊維紡糸工程で得られた溶融押出芯鞘繊維を、芯部樹脂P1のガラス転移温度±15℃の範囲の温度に維持する温度維持工程;及び
温度維持工程後に溶融押出芯鞘繊維を延伸する延伸工程;
を含み、
融点T1が、融点T2より50℃以上高い温度であり、
溶融押出芯鞘繊維紡糸工程の押出速度に対する引取速度の比が50〜400の範囲である、前記方法。
A method for producing a core-sheath fiber comprising a core resin P1 having a melting point T1 and a sheath resin P2 having a melting point T2, the following steps:
Resin P1 and resin P2 are melt-extruded so as to form a core-sheath fiber in which resin P1 is the core and resin P2 is the sheath, and the melt-extruded core-sheath fiber is equal to or lower than the glass transition temperature of core resin P1. A melt-extruded core-sheath fiber spinning process in which spinning is performed while pulling at a temperature;
A temperature maintaining step of maintaining the melt-extruded core-sheath fiber obtained in the melt-extruded core-sheath fiber spinning step at a temperature in the range of the glass transition temperature ± 15 ° C. of the core resin P1, and a melt-extruded core-sheath fiber after the temperature maintaining step; A stretching step of stretching
Including
The melting point T1 is a temperature higher than the melting point T2 by 50 ° C. or more,
The method, wherein the ratio of the take-off speed to the extrusion speed in the melt-extruded core-sheath fiber spinning step is in the range of 50 to 400.
芯部樹脂P1がポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂であり、鞘部樹脂P2がポリプロピレンを主成分とする樹脂である、請求項1の方法。   2. The method of claim 1, wherein the core resin P1 is a resin mainly composed of polyethylene terephthalate, and the sheath resin P2 is a resin mainly composed of polypropylene. 請求項1又は2の方法で製造される芯鞘繊維。   A core-sheath fiber produced by the method according to claim 1 or 2. 請求項1又は2の方法で製造される芯鞘繊維の集合物を融点T2以上且つ融点T1以下の範囲の温度で加熱して、芯鞘繊維の集合物内において隣接する部分同士を溶融一体化させる溶融一体化工程を含む繊維強化樹脂の製造方法。   The assembly of core-sheath fibers produced by the method of claim 1 or 2 is heated at a temperature in the range of the melting point T2 or higher and the melting point T1 or lower, and the adjacent portions in the core-sheath fiber assembly are melted together. The manufacturing method of the fiber reinforced resin including the melt integration process to make.
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