JP6446261B2 - Molded body containing syndiotactic polystyrene with functional groups introduced - Google Patents

Molded body containing syndiotactic polystyrene with functional groups introduced Download PDF

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Description

本発明は、官能基が導入されたシンジオタクティックポリスチレンを含む成形体に関する。例えば、空気中、水中又は有機溶剤中に含まれる、有用又は有害な金属イオンを効率よく吸着、除去することができるイオン交換機能を有する繊維に関する。   The present invention relates to a molded article containing syndiotactic polystyrene having a functional group introduced therein. For example, the present invention relates to a fiber having an ion exchange function capable of efficiently adsorbing and removing useful or harmful metal ions contained in air, water or an organic solvent.

空気中、水中又は有機溶剤中に含まれる、有用又は有害な金属イオンを吸着、除去する方法としては、イオン交換樹脂を用いる方法が一般的である。イオン交換樹脂は、スチレンとジビニルベンゼンの共重合体をスルホン化して得られる強酸性陽イオン交換樹脂や、弱酸性陽イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂、両性イオン交換樹脂、キレート型樹脂等、多くの種類がある。   As a method for adsorbing and removing useful or harmful metal ions contained in air, water or an organic solvent, a method using an ion exchange resin is generally used. The ion exchange resin is a strongly acidic cation exchange resin obtained by sulfonating a copolymer of styrene and divinylbenzene, a weakly acidic cation exchange resin, a strongly basic anion exchange resin, a weakly basic anion exchange resin, There are many types such as amphoteric ion exchange resins and chelate resins.

通常、イオン交換樹脂の形状はビーズ状であるため、樹脂を交換する際のハンドリング性が低いという課題がある。この課題を解決する製品として、イオン交換繊維がある。イオン交換繊維は、不織布やニット等への加工が容易であり、ハンドリング性がよいという特徴がある。さらに、ビーズ状のイオン交換樹脂に比べ、表面積が大きく反応速度が速いため、低濃度イオンを効果的に補足でき、大流量処理が可能である。   Usually, since the shape of an ion exchange resin is a bead shape, there exists a subject that the handleability at the time of replacing | exchanging resin is low. As a product that solves this problem, there is an ion exchange fiber. Ion exchange fibers are easy to process into non-woven fabrics and knits, and are characterized by good handling properties. Furthermore, since the surface area is large and the reaction rate is high compared to bead-shaped ion exchange resins, low-concentration ions can be effectively supplemented, and a large flow rate treatment is possible.

イオン交換繊維には、ポリオレフィンで繊維内補強されたポリスチレン系イオン交換繊維(例えば、特許文献1参照。)、ポリオレフィン(PO)、ポリアミド(PA)又はエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)繊維に放射線を照射後、グラフト重合によりイオン交換基を導入したイオン交換繊維、ポリビニルアルコール系イオン交換繊維等がある。
また、耐熱性や耐薬品性に優れた特性を持つシンジオタクティックポリスチレンを含む樹脂をスルホン化することによりイオン交換基を付与した繊維も提案されている(例えば、特許文献2〜4参照。)。
Examples of the ion exchange fiber include polystyrene ion exchange fiber (for example, see Patent Document 1) reinforced with polyolefin in the fiber, polyolefin (PO), polyamide (PA), or ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) fiber. Examples include ion exchange fibers and polyvinyl alcohol ion exchange fibers in which ion exchange groups have been introduced by graft polymerization after irradiation.
Moreover, the fiber which provided the ion exchange group by sulfonating resin containing the syndiotactic polystyrene which has the characteristic excellent in heat resistance and chemical resistance is also proposed (for example, refer patent documents 2-4). .

しかしながら、特許文献1のイオン交換繊維は、ポリスチレンを繊維として成形するのが困難なため、ポリスチレンを海成分、ポリエチレンを島成分とした海島構造繊維を形成する必要があり、成形が複雑である。また、ポリスチレン部分の脱落等が懸念される。ポリスチレン部分の架橋を施した場合であっても、海−島の界面での剥離の発生による繊維強度低下が懸念される。   However, since it is difficult to mold the ion exchange fiber of Patent Document 1 using polystyrene as a fiber, it is necessary to form a sea-island structure fiber using polystyrene as a sea component and polyethylene as an island component, and the molding is complicated. Moreover, there is a concern that the polystyrene part may fall off. Even when the polystyrene part is cross-linked, there is a concern that the fiber strength may decrease due to the occurrence of peeling at the sea-island interface.

特許文献2には、ガラス転移温度を70〜95℃に低下させたシンジオタクティックポリスチレンを変性した繊維が開示されている。ガラス転移温度を低下させるのは変性率を上げるためであるが、これには可塑剤を添加する必要がある。そのため、使用時に可塑剤の溶出による不具合が懸念される。また、実際の繊維は、芯をポリプロピレンとし、鞘をシンジオタクティックポリスチレンとした芯鞘繊維であるため、成形が複雑であり、また、芯−鞘界面での剥離の懸念がある。さらには、スルホン化により導入された硫黄の濃度は、最高で9.5ppmであり、イオン交換機能としては低いものであった。   Patent Document 2 discloses a fiber obtained by modifying syndiotactic polystyrene whose glass transition temperature is lowered to 70 to 95 ° C. The glass transition temperature is lowered in order to increase the modification rate, but it is necessary to add a plasticizer. Therefore, there is a concern about problems due to elution of the plasticizer during use. Moreover, since the actual fiber is a core-sheath fiber whose core is polypropylene and whose sheath is syndiotactic polystyrene, the molding is complicated, and there is a concern of peeling at the core-sheath interface. Furthermore, the concentration of sulfur introduced by sulfonation was a maximum of 9.5 ppm, and the ion exchange function was low.

特許文献3には、シンジオタクティックポリスチレンを繊維化したのち、ポリオレフィン繊維と混綿して得られる不織布が開示されている。本技術でも、ポリオレフィン繊維が必須であるため、製造工程が増える要因となる。また、導入された硫黄の濃度は最高でも9.3ppmと低かった。   Patent Document 3 discloses a nonwoven fabric obtained by fiberizing syndiotactic polystyrene and then blending with polyolefin fibers. Even in this technology, polyolefin fibers are essential, which increases the number of manufacturing processes. The concentration of introduced sulfur was as low as 9.3 ppm at the maximum.

特許文献4には、易スルホン化繊維としてのシンジオタクティックポリスチレン繊維とポリオレフィン繊維を混合して形成される不織布を、アルカリ電池用セパレータとして使用することが開示されている。ここで、不織布の強度を保持するために、ポリオレフィン繊維に太い繊維を使用することが示されているが、これにより製造工程が複雑となるという問題がある。また、ポリオレフィンはスルホン化されないため、不織布単位質量あたりのスルホン化度には上限がある。   Patent Document 4 discloses that a non-woven fabric formed by mixing syndiotactic polystyrene fibers and polyolefin fibers as easily sulfonated fibers is used as a separator for alkaline batteries. Here, in order to maintain the strength of the nonwoven fabric, it has been shown that a thick fiber is used as the polyolefin fiber, but this causes a problem that the manufacturing process becomes complicated. Moreover, since polyolefin is not sulfonated, there is an upper limit to the degree of sulfonation per unit mass of the nonwoven fabric.

特開平06−79183号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-79183 特開平07−278963号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-278963 特開平07−310265号公報JP 07-310265 A 特開平11−297293号公報JP 11-297293 A

このように、従来の技術では繊維内の界面剥離等による強度低下の懸念があった。また、ポリオレフィン繊維等で強度の補強が必要であるため製造工程が複雑であるという問題があった。さらに、得られる成形体に導入される極性の量(変性量)が低いという課題もあった。
従って、本発明の課題は、製造が容易であり、形状を保持しつつ高度に極性が付与された成形体を提供することである。
As described above, in the conventional technique, there is a concern of strength reduction due to interfacial peeling in the fiber. In addition, there is a problem that the manufacturing process is complicated because the polyolefin fiber or the like needs strength reinforcement. Furthermore, there is a problem that the amount of polarity (modification amount) introduced into the resulting molded body is low.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a molded body that is easy to manufacture and that is highly polar while retaining its shape.

本発明者は、シンジオタクティックポリスチレンを含む樹脂の成形条件及び官能基の導入条件を最適化することで、成形体の形状を保持しつつ高度に官能基を導入できることを見出した。特に、繊維化においては繊維化条件を最適化することで、界面剥離の懸念が無く、ポリオレフィン繊維等で強度を補強することが不要な、シンジオタクティックポリスチレンを含む樹脂繊維を製造でき、これをスルホン化等の変性をすることで、繊維形状を保持しつつ高度に極性が付与された変性繊維を得られることを見出し、本発明を完成させた。   The present inventor has found that by optimizing the molding conditions and the functional group introduction conditions of the resin containing syndiotactic polystyrene, the functional groups can be introduced at a high level while maintaining the shape of the molded body. In particular, in fiberization, by optimizing the fiberization conditions, resin fibers containing syndiotactic polystyrene can be produced without concern for interfacial delamination and without having to reinforce the strength with polyolefin fibers. The present inventors have found that a modified fiber having a high polarity while maintaining the fiber shape can be obtained by modifying such as sulfonation.

本発明によれば、官能基が導入されたシンジオタクティックポリスチレン100〜1質量%と、熱可塑性樹脂0〜99質量%と、を含む、成形体が提供される。
また、本発明によれば、シンジオタクティックポリスチレン100〜1質量%と、熱可塑性樹脂0〜99質量%と、を含む組成物を成形し、シンジオタクティックポリスチレンに官能基を導入して製造された成形体、即ち、成形後に官能基を導入した成形体が提供される。
本発明の成形体では、前記官能基がイオン交換基であることが好ましい。
また、前記熱可塑性樹脂が、前記官能基を導入する前のシンジオタクティックポリスチレンと相溶性があることが好ましい。
また、前記熱可塑性樹脂がアタクティックポリスチレン、スチレン系エラストマー、スチレン系重合体及びポリフェニレンエーテルから選択される少なくとも1つであることが好ましい。
また、本発明の成形体は、織物、編み物、不織布、抄紙又はフェルトであることが好ましい。
また、前記官能基がスルホン基であり、硫黄濃度が50質量ppm以上であることが好ましい。
According to this invention, the molded object containing 100-1 mass% of syndiotactic polystyrene into which the functional group was introduce | transduced and 0-99 mass% of thermoplastic resins is provided.
In addition, according to the present invention, a composition containing 100 to 1% by mass of syndiotactic polystyrene and 0 to 99% by mass of a thermoplastic resin is molded, and the functional group is introduced into the syndiotactic polystyrene. Further, a molded product having a functional group introduced after molding is provided.
In the molded article of the present invention, the functional group is preferably an ion exchange group.
Moreover, it is preferable that the thermoplastic resin is compatible with syndiotactic polystyrene before the functional group is introduced.
The thermoplastic resin is preferably at least one selected from atactic polystyrene, styrene elastomer, styrene polymer, and polyphenylene ether.
Moreover, it is preferable that the molded object of this invention is a textile fabric, knitting, a nonwoven fabric, papermaking, or felt.
Moreover, it is preferable that the said functional group is a sulfone group, and sulfur concentration is 50 mass ppm or more.

本発明によれば、製造が容易であり、形状を保持しつつ高度に極性が付与された成形体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, manufacture is easy and can provide the molded object to which high polarity was provided, maintaining a shape.

本発明の成形体は、官能基が導入されたシンジオタクティックポリスチレン(a)100〜1質量%と、熱可塑性樹脂(b)0〜99質量%を含むことを特徴とする。   The molded article of the present invention is characterized by containing 100 to 1% by mass of syndiotactic polystyrene (a) having a functional group introduced therein and 0 to 99% by mass of a thermoplastic resin (b).

シンジオタクティックポリスチレン(a)(以下、シンジオタクティックポリスチレンをSPSと略記することがある。)は、主としてシンジオタクティック構造を有するポリスチレン系重合体である。ここで、シンジオタクティック構造とは、立体化学構造がシンジオタクティック構造、即ち炭素−炭素結合から形成される主鎖に対して側鎖であるフェニル基が交互に反対方向に位置する立体構造を有するものである。
SPSのタクティシティーは、同位体炭素による核磁気共鳴法(13C−NMR法)により定量される。シンジオタクティック構造のタクティシティーは、連続する複数個の構成単位の存在割合、例えば2個の場合はダイアッド、3個の場合はトリアッド、5個の場合はペンタッドによって示すことができるが、通常、ラセミダイアッドで好ましくは75%以上、より好ましくは85%以上、若しくはラセミペンタッドで好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上のシンジオタクティシティーを有するポリスチレン系重合体が用いられる。
Syndiotactic polystyrene (a) (hereinafter, syndiotactic polystyrene may be abbreviated as SPS) is a polystyrene polymer mainly having a syndiotactic structure. Here, the syndiotactic structure is a syndiotactic structure, that is, a three-dimensional structure in which phenyl groups that are side chains are alternately located in opposite directions with respect to a main chain formed from carbon-carbon bonds. It is what you have.
The tacticity of SPS is quantified by an isotope carbon nuclear magnetic resonance method ( 13C -NMR method). The tacticity of the syndiotactic structure can be indicated by the abundance ratio of a plurality of consecutive structural units, for example, a dyad for two, a triad for three, a pentad for five, A polystyrene polymer having a syndiotacticity of preferably 75% or more, more preferably 85% or more for racemic dyad, or preferably 30% or more, more preferably 50% or more for racemic pentad is used.

SPSとしては、ポリスチレン、ポリ(アルキルスチレン)、ポリ(ハロゲン化スチレン)、ポリ(ハロゲン化アルキルスチレン)、ポリ(アルコキシスチレン)、ポリ(ビニル安息香酸エステル)、及びこれらの水素化重合体、さらにはこれらから選択される2種以上の混合物、並びにこれらを主成分とする共重合体から選択される少なくとも1種であることが好ましい。   SPS includes polystyrene, poly (alkyl styrene), poly (halogenated styrene), poly (halogenated alkyl styrene), poly (alkoxy styrene), poly (vinyl benzoate), and hydrogenated polymers thereof. Is preferably at least one selected from a mixture of two or more selected from these, and a copolymer based on these.

ポリ(アルキルスチレン)としては、ポリ(メチルスチレン)、ポリ(エチルスチレン)、ポリ(イソピルスチレン)、ポリ(t−ブチルスチレン)、ポリ(フェニルスチレン)、ポリ(ビニルナフタレン)、ポリ(ビニルスチレン)等がある。
ポリ(ハロゲン化スチレン)としては、ポリ(クロロスチレン)、ポリ(ブロモスチレン)、ポリ(フルオロスチレン)等がある。
ポリ(ハロゲン化アルキルスチレン)としては、ポリ(クロロメチルスチレン)等がある。
ポリ(アルコキシスチレン)としては、ポリ(メトキシスチレン)、ポリ(エトキシスチレン)等がある。
As poly (alkylstyrene), poly (methylstyrene), poly (ethylstyrene), poly (isopropylstyrene), poly (t-butylstyrene), poly (phenylstyrene), poly (vinylnaphthalene), poly (vinyl) Styrene) and the like.
Examples of poly (halogenated styrene) include poly (chlorostyrene), poly (bromostyrene), and poly (fluorostyrene).
Examples of poly (halogenated alkylstyrene) include poly (chloromethylstyrene).
Examples of poly (alkoxystyrene) include poly (methoxystyrene) and poly (ethoxystyrene).

これらの中でも、好ましいスチレン系重合体としては、ポリスチレン、ポリ(p−メチルスチレン)、ポリ(m−メチルスチレン)、ポリ(p−又はt−ブチルスチレン)、ポリ(p−クロロスチレン)、ポリ(m−クロロスチレン)、ポリ(p−フルオロスチレン)、水素化ポリスチレン及びこれらの構造単位を含む共重合体が挙げられる。スチレンのパラ位が変性されやすくイオン交換基が導入されやすいことを考慮し、スチレンの単独重合体(ポリスチレン)が特に好ましい。
SPSは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
SPSは、公知の方法に従って製造することができる。
Among these, preferable styrenic polymers include polystyrene, poly (p-methylstyrene), poly (m-methylstyrene), poly (p- or t-butylstyrene), poly (p-chlorostyrene), and poly (p-chlorostyrene). (M-chlorostyrene), poly (p-fluorostyrene), hydrogenated polystyrene, and copolymers containing these structural units. Considering that the para-position of styrene is easily modified and an ion exchange group is easily introduced, a homopolymer of styrene (polystyrene) is particularly preferable.
SPS may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
SPS can be produced according to a known method.

熱可塑性樹脂(b)としては、上述したSPSと相溶化する構造単位を持つ樹脂が望ましい。例えば、アタクティックポリスチレン、アイソタクティックポリスチレン、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SBR)、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SEB、SEBC)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−イソプレンブロック共重合体(SIR)、水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体(SEP)、水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)等のスチレンブロックを持つ重合体、及び、それらの変性体,ポリフェニレンエーテル及びその変性体,スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、アクリロニトリルスチレン(AS)樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂等のスチレン系重合体及びスチレン系エラストマーが挙げられる。   As the thermoplastic resin (b), a resin having a structural unit that is compatible with the SPS described above is desirable. For example, atactic polystyrene, isotactic polystyrene, styrene-butadiene block copolymer (SBR), hydrogenated styrene-butadiene block copolymer (SEB, SEBC), styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), Hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer (SEBS), styrene-isoprene block copolymer (SIR), hydrogenated styrene-isoprene block copolymer (SEP), hydrogenated styrene-isoprene-styrene block copolymer (SEPS) and other polymers having a styrene block, and modified products thereof, polyphenylene ether and modified products thereof, styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), acrylonitrile styrene (AS) resin Acrylonitrile - butadiene - include styrene polymers and styrene-based elastomers such as styrene (ABS) resin.

本発明の成形体は、上記SPS及び熱可塑性樹脂の他に、本技術の特徴を害しない範囲で、他の熱可塑性樹脂、ゴム状弾性体、相溶化剤、各種添加剤等を含有していてもよい。
また、これら各種添加剤等は1種のみ添加してもよく、2種以上添加してもよい。
他の熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS);ナイロン6、ナイロン6・6、ナイロン4・6等のポリアミド樹脂;ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等のポリエーテル樹脂;ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ4−メチルペンテン−1、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ弗化ビニリデン等の含ハロゲンビニル化合物重合体;ポリオキシメチレン;ポリビニルアルコール樹脂;及びこれらの誘導体が挙げられる。
これら他の熱可塑性樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The molded body of the present invention contains other thermoplastic resin, rubber-like elastic body, compatibilizing agent, various additives, etc., in addition to the above SPS and thermoplastic resin, as long as the characteristics of the present technology are not impaired. May be.
These various additives may be added alone or in combination of two or more.
Other thermoplastic resins include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT); polycarbonate resins; polyphenylene sulfide resins (PPS); polyamides such as nylon 6, nylon 6,6 and nylon 4,6 Resins; Polyether resins such as polyphenylene oxide, polysulfone, and polyethersulfone; Acrylic resins such as polyacrylic acid, polyacrylic acid ester, and polymethyl methacrylate; Polyethylene, polypropylene, polybutene, poly-4-methylpentene-1, and ethylene Polyolefin resins such as propylene copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer; polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene Halogen-containing vinyl compound polymer such as vinylidene fluoride; polyoxymethylenes; polyvinyl alcohol resins; and derivatives thereof.
These other thermoplastic resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

ゴム状弾性体としては、例えば、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ネオプレン(登録商標)、ポリスルフィドゴム、チオコールゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、エチレンプロピレンゴム(EPM)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、及びメチルメタクリレート−ブチルアクリレート−シロキサンをはじめとするシロキサン含有コアシェルゴム等のコアシェルタイプの粒子状弾性体、又はこれらを変性したゴム等が挙げられる。
これらのゴム状弾性体は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of rubber-like elastic bodies include natural rubber, polybutadiene, polyisoprene, polyisobutylene, neoprene (registered trademark), polysulfide rubber, thiocol rubber, acrylic rubber, urethane rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, ethylene propylene rubber (EPM). ), Ethylene-propylene diene rubber (EPDM), and core-shell type particulate elastic bodies such as siloxane-containing core-shell rubbers including methyl methacrylate-butyl acrylate-siloxane, or rubbers modified from these.
These rubber-like elastic bodies may be used alone or in combination of two or more.

相溶化剤としては、例えば、SPSと熱可塑性樹脂やゴム状弾性体と相溶性又は親和性を有し、かつ極性基を有する重合体が挙げられる。具体的には、酸無水物で変性したゴム、例えば無水マレイン酸変性SEBS、無水マレイン酸変性SEPS、無水マレイン酸変性SEB、無水マレイン酸変性SEP、無水マレイン酸変性EPR、スチレン−無水マレイン酸共重合体(SMA)、スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、末端カルボン酸変性ポリスチレン、末端エポキシ変性ポリスチレン、末端オキサゾリン変性ポリスチレン、末端アミン変性ポリスチレン、スルホン化ポリスチレン、スチレン系アイオノマー、スチレン−メチルメタクリレートグラフトポリマー、(スチレン−グリシジルメタクリレート)−メチルメタクリレートグラフトポリマー、酸変性アクリル−スチレン−グラフトポリマー、(スチレン−グリシジルメタクリレート)−スチレングラフトポリマー、ポリブチレンテレフタレート−ポリスチレングラフトポリマー、さらには、無水マレイン酸変性シンジオタクティックポリスチレン、フマル酸変性シンジオタクティックポリスチレン、グリシジルメタクリレート変性シンジオタクティックポリスチレン、アミン変性シンジオタクティックポリスチレン等の変性スチレン系ポリマー、(スチレン−無水マレイン酸)−ポリフェニレンエーテルグラフトポリマー、無水マレイン酸変性ポリフェニレンエーテル、フマル酸変性ポリフェニレンエーテル、グリシジルメタクリレート変性ポリフェニレンエーテル、アミン変性ポリフェニレンエーテル等の変性ポリフェニレンエーテル系ポリマー等が挙げられる。
これらの相溶化剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the compatibilizing agent include a polymer having compatibility or affinity with SPS and a thermoplastic resin or rubber-like elastic body and having a polar group. Specifically, rubbers modified with acid anhydrides such as maleic anhydride modified SEBS, maleic anhydride modified SEPS, maleic anhydride modified SEB, maleic anhydride modified SEP, maleic anhydride modified EPR, styrene-maleic anhydride copolymer Polymer (SMA), styrene-glycidyl methacrylate copolymer, terminal carboxylic acid-modified polystyrene, terminal epoxy-modified polystyrene, terminal oxazoline-modified polystyrene, terminal amine-modified polystyrene, sulfonated polystyrene, styrene ionomer, styrene-methyl methacrylate graft polymer, (Styrene-glycidyl methacrylate) -methyl methacrylate graft polymer, acid-modified acrylic-styrene-graft polymer, (styrene-glycidyl methacrylate) -styrene graft poly -, Polybutylene terephthalate-polystyrene graft polymers, and modified styrenic polymers such as maleic anhydride modified syndiotactic polystyrene, fumaric acid modified syndiotactic polystyrene, glycidyl methacrylate modified syndiotactic polystyrene, amine modified syndiotactic polystyrene, etc. , (Styrene-maleic anhydride) -polyphenylene ether graft polymer, maleic anhydride-modified polyphenylene ether, fumaric acid-modified polyphenylene ether, glycidyl methacrylate-modified polyphenylene ether, amine-modified polyphenylene ether, and the like.
These compatibilizers may be used alone or in combination of two or more.

各種添加剤としては、例えば、酸化防止剤、核剤、可塑剤、離型剤、難燃剤、難燃助剤、顔料、染料、カーボンブラック、帯電防止剤等が挙げられる。これらは、それぞれ必要に応じて公知のものを配合すればよい。また、添加剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the various additives include antioxidants, nucleating agents, plasticizers, mold release agents, flame retardants, flame retardant aids, pigments, dyes, carbon black, and antistatic agents. What is necessary is just to mix | blend a well-known thing each as needed. Moreover, an additive may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

成形体におけるSPS(a)の含有率は1〜100質量%である。SPSの含有率が1質量%未満の場合、所望の変性率が得られず、さらに、成形体の強度が低下する。例えば、繊維の場合、繊維の強度が低下するおそれがある。SPSの含有率は好ましくは50〜100質量%であり、さらに好ましくは80〜100%質量であり、特に好ましくは90〜100質量%である。
成形体における熱可塑性樹脂(b)の含有率は0〜99質量%である。好ましくは0〜50質量%であり、さらに好ましくは0〜20%質量であり、特に好ましくは0〜10質量%である。
The content rate of SPS (a) in a molded object is 1-100 mass%. When the SPS content is less than 1% by mass, a desired modification rate cannot be obtained, and the strength of the molded product is further reduced. For example, in the case of fibers, the strength of the fibers may be reduced. The content of SPS is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, and particularly preferably 90 to 100% by mass.
The content rate of the thermoplastic resin (b) in a molded object is 0-99 mass%. Preferably it is 0-50 mass%, More preferably, it is 0-20 mass%, Most preferably, it is 0-10 mass%.

成形体全体に占めるSPS(a)と熱可塑性樹脂(b)の合計量は50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
尚、成形体はSPS(a)と熱可塑性樹脂(b)のみからなっていてもよい。
The total amount of SPS (a) and thermoplastic resin (b) in the entire molded body is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. preferable.
In addition, the molded object may consist only of SPS (a) and a thermoplastic resin (b).

SPSに導入する官能基としては、例えば、スルホン基、クロロスルホン基、ニトロ基、クロロメチル基、カルボシキル基、リン酸基、水酸基、イソシアネート基、アミノ基、アルデヒド基等が挙げられる。   Examples of the functional group introduced into the SPS include a sulfone group, a chlorosulfone group, a nitro group, a chloromethyl group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a hydroxyl group, an isocyanate group, an amino group, and an aldehyde group.

SPSに導入する官能基は、イオン交換基であることが好ましい。イオン交換基は特に限定は無く、広く一般に用いられているものが使用できる。例えば、スルホン基、カルボシキル基、リン酸基、アミノ基,メチルアミノ基、エチルアミノ基等の第2級アンモニウム基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の第3級アンモニウム基,トリメチルアンモニウム基、ジメチルエタノールアンモニウム基等の第4級アンモニウム基,ポリアミン基等のキレートを形成する配位基等が挙げられる。   The functional group introduced into SPS is preferably an ion exchange group. The ion exchange group is not particularly limited, and those widely used can be used. For example, sulfone group, carboxyl group, phosphate group, amino group, methylamino group, secondary ammonium group such as ethylamino group, tertiary ammonium group such as dimethylamino group, diethylamino group, trimethylammonium group, dimethylethanol Examples thereof include a quaternary ammonium group such as an ammonium group and a coordination group that forms a chelate such as a polyamine group.

SPSに官能基を導入する手法としては、公知のポリスチレン変性手法が使用できる。例えば、ポリスチレンと硫酸の反応によりスルホン基を導入することができる。クロロスルホン酸との反応によりクロロスルホン基を導入することができる。硝酸との反応によりニトロ基が導入できる。塩化アルミニウム又は四塩化スズを触媒に用いてクロロメチルエーテルと反応させることでクロロメチル基が導入できる。クロロメチル基を導入したSPSは、ベンジル位にある塩素の反応性が高いため、さまざまな誘導体への変換が可能である。詳細については「高分子合成化学(東京電機大学出版)323〜325頁」を参照できる。
また、メチルクロロメチルエーテル等でクロロメチル化した後、トリメチルアミンやジメチルエタノールアミンでアミノ化することにより、第4級アンモニウム基が導入できる。ジエチレンジアミン等でアミノ化することにより第1及び2級アミノ基等が導入できる。
As a technique for introducing a functional group into SPS, a known polystyrene modification technique can be used. For example, a sulfone group can be introduced by reaction of polystyrene and sulfuric acid. A chlorosulfone group can be introduced by reaction with chlorosulfonic acid. Nitro groups can be introduced by reaction with nitric acid. A chloromethyl group can be introduced by reacting with chloromethyl ether using aluminum chloride or tin tetrachloride as a catalyst. Since SPS introduced with a chloromethyl group has high reactivity of chlorine at the benzyl position, it can be converted into various derivatives. For details, refer to “Polymer Synthetic Chemistry (Tokyo Denki University Press) pp. 323-325”.
Further, a quaternary ammonium group can be introduced by chloromethylation with methyl chloromethyl ether or the like and then amination with trimethylamine or dimethylethanolamine. Primary and secondary amino groups can be introduced by amination with diethylenediamine or the like.

尚、上記手法を用いることで、イオン交換以外の機能を持つ官能基を導入することも可能である。例えば、細菌や大腸菌、ウィルス、たんぱく質、有害性有機物等を吸着除去する機能をSPSに付与することが可能となる。
また、官能基の導入により、染料による染色や、一般インキによる印刷、めっき、各種コーティング、接着性の向上等、成形体表面の官能基を利用した加工が容易となる。
In addition, it is also possible to introduce | transduce the functional group which has functions other than ion exchange by using the said method. For example, it is possible to give SPS a function of adsorbing and removing bacteria, E. coli, viruses, proteins, harmful organic substances, and the like.
In addition, the introduction of the functional group facilitates processing using the functional group on the surface of the molded body, such as dyeing with dyes, printing with general ink, plating, various coatings, and improvement of adhesion.

以下、SPSにスルホン基を導入する場合について説明する。SPSにスルホン基を導入する方法については、特に制限はなく、公知の方法が適用できる。例えば、SPSを濃硫酸(例えば、98%以上)に10〜80℃にて浸漬する方法が挙げられる。変性条件が過酷な場合、例えば、浸漬温度が80℃を超える場合、極性基の導入が過剰となり、水や変性材との親和性は向上するものの、SPS分子の切断等が発生するため、成形体の形状を保持できなくなる場合がある。一方、変性条件が緩やかな場合、例えば、浸漬温度が10℃未満の場合には、変性に時間を要するため、生産性の観点で望ましくない。従って、浸漬温度は好ましくは20〜70℃であり、さらに好ましくは30〜60℃であり、特に好ましくは40〜50℃である。   Hereinafter, the case where a sulfone group is introduced into SPS will be described. There is no restriction | limiting in particular about the method of introduce | transducing a sulfone group into SPS, A well-known method is applicable. For example, a method of immersing SPS in concentrated sulfuric acid (for example, 98% or more) at 10 to 80 ° C. can be mentioned. When the denaturation conditions are severe, for example, when the immersion temperature exceeds 80 ° C., the introduction of polar groups becomes excessive and the affinity with water and the denaturing material is improved, but the SPS molecules are cut, etc. The body shape may not be maintained. On the other hand, when the modification conditions are mild, for example, when the immersion temperature is less than 10 ° C., modification takes time, which is not desirable from the viewpoint of productivity. Therefore, the immersion temperature is preferably 20 to 70 ° C, more preferably 30 to 60 ° C, and particularly preferably 40 to 50 ° C.

SPSを濃硫酸浸漬する時間(反応時間)は、浸漬温度等により適宜調製することができる。通常、1分〜120分程度であり、10分〜60分が好ましい。   The time during which SPS is immersed in concentrated sulfuric acid (reaction time) can be appropriately adjusted depending on the immersion temperature. Usually, it is about 1 minute to 120 minutes, and preferably 10 minutes to 60 minutes.

また、SPSを有機溶媒存在下でスルホン化剤と接触させる方法も好ましい。有機溶媒存在下でSPSとスルホン化剤とを接触させることで、スルホン化剤がSPSと直接接触し劣化するのを抑制しつつ、所望量のスルホン基を導入することが可能となる。   Also preferred is a method in which SPS is contacted with a sulfonating agent in the presence of an organic solvent. By bringing the SPS and the sulfonating agent into contact with each other in the presence of an organic solvent, it becomes possible to introduce a desired amount of the sulfone group while suppressing the sulfonating agent from coming into direct contact with the SPS and deteriorating.

スルホン化剤としては、例えば、クロロスルホン酸、発煙硫酸、三酸化硫黄、三酸化硫黄−トリエチルフォスフェート、濃硫酸、トリメチルシリルクロロサルフェート等の公知のスルホン化剤を用いることが好ましい。工業的入手の容易さやスルホン基の導入の容易さから、クロロスルホン酸単体又はクロロスルホン酸を含む混合物を用いることが好ましい。   As the sulfonating agent, for example, a known sulfonating agent such as chlorosulfonic acid, fuming sulfuric acid, sulfur trioxide, sulfur trioxide-triethyl phosphate, concentrated sulfuric acid, trimethylsilyl chlorosulfate or the like is preferably used. From the viewpoint of industrial availability and ease of introduction of sulfone groups, it is preferable to use chlorosulfonic acid alone or a mixture containing chlorosulfonic acid.

有機溶媒は、スルホン化剤を分解せず、スルホン基導入を阻害せず、SPS又は成形体を構成する熱可塑性樹脂等の分解等の劣化を引き起こさないものが好ましい。具体的には、ハロゲン化炭化水素が好ましい。ハロゲン化炭化水素としては、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロフォルム、1−クロロプロパン、1−クロロブタン、2−クロロブタン、1,4−ジクロロブタン、1−クロロ−2−メチルプロパン、1−クロロペンタン、1−クロロヘキサン、クロロシクロヘキサン等を挙げることができる。特に、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン及び1−クロロブタンからなる群から選択される少なくとも1種を含む有機溶媒であることが好ましい。   The organic solvent is preferably one that does not decompose the sulfonating agent, does not inhibit introduction of the sulfone group, and does not cause degradation such as decomposition of SPS or the thermoplastic resin constituting the molded body. Specifically, a halogenated hydrocarbon is preferable. Examples of the halogenated hydrocarbon include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, 1-chloropropane, 1-chlorobutane, 2-chlorobutane, 1,4-dichlorobutane, 1-chloro-2-methylpropane, and 1-chloro. Examples include pentane, 1-chlorohexane, chlorocyclohexane, and the like. In particular, an organic solvent containing at least one selected from the group consisting of dichloromethane, 1,2-dichloroethane and 1-chlorobutane is preferable.

スルホン化剤の使用量としては、SPSに対して、0.1倍量以上100倍量以下(質量比)、さらには0.5質量以上50倍量以下(質量比)であることが好ましい。上記数値範囲内であれば、スルホン基の導入量が好適な範囲となる。また、SPSが化学的に劣化することを防止できる。
有機溶媒中のスルホン化剤の濃度は、スルホン基の目標とする導入量や反応条件(温度や時間等)を勘案して適宜設定すればよい。具体的には、0.05質量%以上20質量%以下であることが好ましく、より好ましい範囲は、0.2質量%以上10質量%以下である。0.05質量%以上20質量%以下の範囲内であれば、スルホン化剤とSPSのベンゼン環が接触しやすく、所望のスルホン基量を導入でき、また、導入する時間も短時間でよい。また、スルホン基の導入も均一となる。
The amount of the sulfonating agent used is preferably 0.1 to 100 times (mass ratio), more preferably 0.5 to 50 times (mass ratio) with respect to SPS. If it is in the said numerical range, the introduction amount of a sulfone group will become a suitable range. Moreover, it is possible to prevent the SPS from being chemically deteriorated.
The concentration of the sulfonating agent in the organic solvent may be appropriately set in consideration of the target introduction amount of the sulfone group and reaction conditions (temperature, time, etc.). Specifically, it is preferably 0.05% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 0.2% by mass or more and 10% by mass or less. If it is in the range of 0.05% by mass or more and 20% by mass or less, the sulfonating agent and the benzene ring of the SPS can easily come into contact with each other, a desired amount of sulfone group can be introduced, and the introduction time can be short. In addition, the introduction of the sulfone group becomes uniform.

SPSとスルホン化剤とを接触させる際の反応温度については特に限定されるものではないが、0℃以上100℃以下が好ましく、10℃以上30℃以下がさらに好ましい。反応温度が、0℃以上であれば、反応に必要以上の時間がかかることを防止できる。また100℃以下であれば、反応を適切に調節することができ、副反応の発生を防止でき、膜の特性を低下させる問題を回避できる。尚、反応温度は、使用する有機溶媒の沸点以下であることが、耐圧容器を用いる必要がないために好ましい。
また、反応温度を室温に近い温度にすれば加熱や冷却が不要であるため加熱設備や冷却設備を不要にすることができる。
The reaction temperature for bringing the SPS into contact with the sulfonating agent is not particularly limited, but is preferably 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or higher and 30 ° C. or lower. If reaction temperature is 0 degreeC or more, it can prevent taking time more than necessary for reaction. Moreover, if it is 100 degrees C or less, reaction can be adjusted appropriately, generation | occurrence | production of a side reaction can be prevented and the problem of reducing the characteristic of a film | membrane can be avoided. In addition, since it is not necessary to use a pressure-resistant container, it is preferable that reaction temperature is below the boiling point of the organic solvent to be used.
Moreover, since heating and cooling are unnecessary if the reaction temperature is set to a temperature close to room temperature, heating equipment and cooling equipment can be eliminated.

また、SPSとスルホン化剤とを接触させる際の反応時間については特に限定されるものではなく、例えば、導入するスルホン基の量により決めることができる。一般的に、0.5時間以上が好ましく、2時間以上がさらに好ましい。一方、反応時間の上限としては100時間以下であること好ましい。反応時間が、0.5時間以上である場合は、スルホン化剤とSPSとの接触が充分であり、所望量のスルホン基を導入することができる。また、反応時間が100時間以下であれば、生産性を損なうことがない。尚、使用するスルホン化剤や有機溶媒等の反応雰囲気、目標とする生産量等を考慮して、反応条件を適宜設定すればよい。   Further, the reaction time when the SPS and the sulfonating agent are brought into contact with each other is not particularly limited, and can be determined, for example, by the amount of the sulfone group to be introduced. Generally, 0.5 hours or more is preferable, and 2 hours or more is more preferable. On the other hand, the upper limit of the reaction time is preferably 100 hours or less. When the reaction time is 0.5 hour or more, the contact between the sulfonating agent and SPS is sufficient, and a desired amount of the sulfone group can be introduced. Moreover, if reaction time is 100 hours or less, productivity will not be impaired. The reaction conditions may be appropriately set in consideration of the reaction atmosphere such as the sulfonating agent and organic solvent used, the target production amount, and the like.

官能基がスルホン基の場合、成形体における硫黄濃度が50質量ppm以上であることが好ましい。硫黄濃度が50ppm質量以上では、イオン交換材料としての能力を満たす。硫黄濃度は100質量ppm以上が好ましく、500質量ppm以上がより好ましく、1000ppm質量以上であることが最も好ましい。   When the functional group is a sulfone group, the sulfur concentration in the molded body is preferably 50 mass ppm or more. When the sulfur concentration is 50 ppm or more, the capacity as an ion exchange material is satisfied. The sulfur concentration is preferably 100 ppm by mass or more, more preferably 500 ppm by mass or more, and most preferably 1000 ppm by mass or more.

尚、官能基の導入量を制御する手法として、例えば、スチレンとパラ−メチルスチレン等のパラ−アルキル化スチレンの共重合体からなるSPSにおいて、モノマー比を調製することも挙げられる。   In addition, as a method for controlling the introduction amount of the functional group, for example, a monomer ratio may be prepared in an SPS made of a copolymer of styrene and a para-alkylated styrene such as para-methylstyrene.

本発明の成形体は、官能基を導入する前のSPS、又は官能基を導入する前のSPS及び熱可塑性樹脂(b)等を含有する樹脂組成物を成形し、その後、得られた成形体中のSPSに官能基を導入することによって製造することが好ましい。また、上記官能基が導入されたSPS(a)、又は官能基が導入されたSPS(a)及び熱可塑性樹脂(b)等を含有する樹脂組成物を、成形することにより製造してもよい。以下、成形加工前の原料をSPSへの官能基導入の有無にかかわらず、纏めて出発原料という。   The molded article of the present invention is obtained by molding an SPS before introducing a functional group, or a resin composition containing an SPS before introducing a functional group and a thermoplastic resin (b), and then the obtained molded article. It is preferable to manufacture by introducing a functional group into the SPS therein. Moreover, you may manufacture by shape | molding the resin composition containing SPS (a) into which the said functional group was introduce | transduced, or SPS (a) into which the functional group was introduced, a thermoplastic resin (b), etc. . Hereinafter, the raw material before molding is collectively referred to as a starting raw material regardless of whether or not a functional group is introduced into the SPS.

出発原料から成形体を製造する方法は特に制限されない。製品形状に応じて、射出成型、押出成形、プレス成形、溶融紡糸等、公知の成形加工技術から適宜選択できる。
成形体としては特に制限はなく、例えば、繊維,織物、編み物、不織布、抄紙、フェルト等の繊維状成形体,射出成形体、粉末、フレーク、フィルム等が挙げられる。この中でも、SPSの成形性の良さを最大限活用し、さらに、イオン交換能を最大限活用する面から、フィルム状成形体であるイオン交換膜や、繊維状成形体であるイオン交換繊維としての活用が好ましく、特にイオン交換繊維としての活用が好ましい。
The method for producing a molded body from the starting material is not particularly limited. Depending on the product shape, it can be appropriately selected from known molding techniques such as injection molding, extrusion molding, press molding, and melt spinning.
There is no restriction | limiting in particular as a molded object, For example, fibrous molded objects, such as a fiber, a woven fabric, a knitted fabric, a nonwoven fabric, papermaking, a felt, injection molded products, powder, flakes, a film, etc. are mentioned. Among these, from the aspect of making the best use of the moldability of SPS and further making the best use of the ion exchange capacity, as an ion exchange membrane that is a film-like molded body or an ion-exchange fiber that is a fibrous shaped body Utilization is preferable, and utilization as an ion exchange fiber is particularly preferable.

尚、繊維状成形体の場合、紡糸した繊維に官能基を導入してから織物、編み物、不織布、抄紙又はフェルト等の最終形状に加工してもよく、また、繊維を最終形状に加工した後に官能基を導入してもよい。以下、成形体の例として繊維及び繊維を加工して得られる繊維状成形体について説明する。   In the case of a fibrous molded body, the functional group may be introduced into the spun fiber and then processed into a final shape such as woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric, papermaking or felt, or after the fiber has been processed into the final shape. A functional group may be introduced. Hereinafter, as an example of the molded body, a fiber and a fibrous molded body obtained by processing the fiber will be described.

出発原料を繊維に加工する手法には特に制限は無く、マルチフィラメント法、スパンボンド法、メルトブロー法、モノフィラメント法等の公知の溶融紡糸方法が挙げられる。強度に優れた繊維が得られるため、本発明においては、特開2014−111852号公報に記載された条件で溶融紡糸することが好ましい。この製造方法は紡糸工程と延伸工程を有する。
紡糸工程において、溶融温度(押出機の押出温度)は、少なくとも出発原料のSPSの融点以上であり、通常、SPSが完全に溶融する温度以上とする。溶融不良を回避し、且つSPSの分解を抑制する観点から、好ましくは280〜330℃、より好ましくは300〜320℃である。
押出機のノズルから押出された繊維は冷却された後、繊維が十分に固化する程度に距離をおいた巻取り機に巻かれる。ノズルから押出された繊維の冷却方法に特に制限はなく、空冷でもよいし、水等の冷媒を用いてもよい。冷却温度は、通常、好ましくは0〜40℃、より好ましくは0〜30℃である。
There is no particular limitation on the method for processing the starting material into fibers, and examples thereof include known melt spinning methods such as a multifilament method, a spunbond method, a melt blow method, and a monofilament method. In order to obtain a fiber having excellent strength, in the present invention, it is preferable to perform melt spinning under the conditions described in JP-A-2014-111852. This manufacturing method has a spinning process and a drawing process.
In the spinning step, the melting temperature (extrusion temperature of the extruder) is at least equal to or higher than the melting point of the starting material SPS, and is usually equal to or higher than the temperature at which the SPS completely melts. From the viewpoint of avoiding poor melting and suppressing the decomposition of SPS, the temperature is preferably 280 to 330 ° C, more preferably 300 to 320 ° C.
After the fibers extruded from the extruder nozzle are cooled, they are wound on a winder that is spaced enough to allow the fibers to solidify sufficiently. The method for cooling the fiber extruded from the nozzle is not particularly limited, and may be air-cooled or a coolant such as water may be used. The cooling temperature is usually preferably 0 to 40 ° C, more preferably 0 to 30 ° C.

巻取り機による巻取り速度、つまり設定紡糸速度は、下記式(1)を満たすことが好ましく、より好ましくは下記式(2)を満たす。
V<Vmax=−2.5×D+653 (1)
[V;ノズルから出された溶融樹脂がワインダーで巻かれるときの設定紡糸速度(m/min)である。
Vmax;設定紡糸速度Vに対し、延伸可能な最大紡糸速度(m/min)である。
D;ノズルから押出される樹脂の吐出量とワインダーで巻かれる繊維の速度の割合で、下記式(a)で表される[ドラフト比と称することがある。]。
D=V×ρ×πR÷M (a)
(V;ノズルから出された溶融樹脂がワインダーで巻かれるときの設定紡糸速度(m/min)、ρ;密度(g/cm)、R;ノズル半径(mm)、M;単孔吐出量(g/min))]
V<Vmax=−3.6×D+366 (2)
(式(2)中、V、Vmax、Dは、式(1)中のものと同じである。)
The winding speed by the winder, that is, the set spinning speed preferably satisfies the following formula (1), and more preferably satisfies the following formula (2).
V <Vmax = −2.5 × D + 653 (1)
[V: A set spinning speed (m / min) when the molten resin discharged from the nozzle is wound by a winder.
Vmax: the maximum spinning speed (m / min) that can be drawn with respect to the set spinning speed V.
D: The ratio of the discharge rate of the resin extruded from the nozzle and the speed of the fiber wound by the winder, which is expressed by the following formula (a) [may be referred to as draft ratio. ].
D = V × ρ × πR 2 ÷ M (a)
(V: Spinning speed set when the molten resin discharged from the nozzle is wound by a winder (r / m), ρ; Density (g / cm 3 ), R: Nozzle radius (mm), M: Single hole discharge amount (G / min))]
V <Vmax = −3.6 × D + 366 (2)
(In Formula (2), V, Vmax, and D are the same as those in Formula (1).)

設定紡糸速度(V)は、通常、好ましくは30〜600m/min、より好ましくは40〜500m/min、さらに好ましくは50〜450m/minである。設定紡糸速度が遅すぎると生産性が悪いばかりでなく、配向がかからず、速すぎると配向に伴う結晶化が進み過ぎて延伸性が悪くなる。前記式(a)が示すように、設定紡糸速度が前記式(1)又は(2)を満たすようにノズル半径及び吐出量を調整することができる。   The set spinning speed (V) is usually preferably 30 to 600 m / min, more preferably 40 to 500 m / min, and still more preferably 50 to 450 m / min. If the set spinning speed is too slow, the productivity is not only poor, but the orientation does not take place. If the spinning speed is too fast, the crystallization associated with the orientation proceeds too much and the stretchability becomes poor. As indicated by the formula (a), the nozzle radius and the discharge amount can be adjusted so that the set spinning speed satisfies the formula (1) or (2).

式(a)中、密度(ρ)は、SPSの密度(例えば、約1.04g/cm)である。ノズル半径(R)は、延伸可能倍率が低くならないようにする観点から、好ましくは0.05〜0.5mm、より好ましくは0.1〜0.5mmである。単孔吐出量は、好ましくは0.2〜3g/min、より好ましくは0.3〜2.5g/min、さらに好ましくは0.4〜2.0g/minである。 In formula (a), the density (ρ) is the density of SPS (for example, about 1.04 g / cm 3 ). The nozzle radius (R) is preferably 0.05 to 0.5 mm, more preferably 0.1 to 0.5 mm, from the viewpoint of preventing the drawable magnification from becoming low. The single hole discharge amount is preferably 0.2 to 3 g / min, more preferably 0.3 to 2.5 g / min, and still more preferably 0.4 to 2.0 g / min.

尚、繊維の出発原料には、紡糸性や、加工性、耐久性等を改善するために通常使用されている各種の添加剤、例えば、耐熱安定剤、酸化防止剤、結晶核剤、耐光安定剤、老化防止剤、潤滑剤、平滑剤、顔料、撥水剤、撥油剤、酸化チタン等の隠蔽剤、光沢付与剤、難燃剤、可塑剤等の1種又は2種以上を添加してもよい。添加量には特に制限なく、樹脂成分100質量部に対し、0.01〜10質量部、好ましくは0.02〜5質量部の割合で添加すればよい。   The starting material of the fiber includes various additives usually used for improving spinnability, workability, durability, etc., for example, heat resistance stabilizer, antioxidant, crystal nucleating agent, light resistance stability. 1 type or 2 or more types, such as an agent, an antioxidant, a lubricant, a smoothing agent, a pigment, a water repellent, an oil repellent, a concealing agent such as titanium oxide, a gloss imparting agent, a flame retardant, and a plasticizer. Good. There is no restriction | limiting in particular in the addition amount, What is necessary is just to add in the ratio of 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of resin components, Preferably it is 0.02-5 mass parts.

上記紡糸工程にて巻取り機によって巻き取られた繊維(未延伸繊維)は延伸機で延伸される。紡糸ラインからそのまま延伸してもよいし、一旦巻き取ってから延伸してもよい。
繊維は、加熱しながら延伸する。繊維の加熱延伸方法に特に制限はなく、公知の方法を採用できる。例えば、(i)一般の加熱延伸機等により熱ロールや熱板を用いて加熱延伸する方法、(ii)レーザー加熱延伸機等によりレーザー照射しながら加熱延伸(以下、レーザー延伸と略称することがある。)する方法、(iii)スチーム延伸機等により、高温のスチームを通過させて繊維を加熱しながら延伸する方法等が挙げられる。これらの中でも、方法(i)及び(ii)が好ましい。
The fiber (unstretched fiber) wound by the winder in the spinning process is stretched by a stretching machine. It may be stretched as it is from the spinning line, or may be stretched after being wound once.
The fiber is stretched while being heated. There is no restriction | limiting in particular in the heating drawing method of a fiber, A well-known method is employable. For example, (i) a method of performing heat stretching using a heat roll or a hot plate with a general heat stretching machine or the like, and (ii) heat stretching with laser irradiation with a laser heating stretching machine or the like (hereinafter abbreviated as laser stretching). And (iii) a method of drawing high temperature steam while heating the fiber with a steam drawing machine or the like. Among these, the methods (i) and (ii) are preferable.

方法(i)において、熱ロール延伸時の加熱温度(熱ロールを用いる場合はロール温度、熱板を用いる場合は板温度)は、SPSのガラス転移温度以上、且つ150℃以下であることが好ましく、110℃以上130℃以下であることがより好ましく、110℃以上120℃以下であることがさらに好ましい。主成分であるSPSのガラス転移温度以上であれば、樹脂が硬くなって変形し難くなるのを抑制できるため、糸が切れるのを避けられる。また、150℃以下であれば、糸が軟化し過ぎないため、溶け切れたり、熱ロール等に巻きついたりするのを避けられる。   In the method (i), the heating temperature during hot roll stretching (the roll temperature when using a hot roll, the plate temperature when using a hot plate) is preferably not less than the glass transition temperature of SPS and not more than 150 ° C. 110 ° C. or higher and 130 ° C. or lower is more preferable, and 110 ° C. or higher and 120 ° C. or lower is further preferable. If the glass transition temperature is higher than the glass transition temperature of SPS, which is the main component, it is possible to prevent the resin from becoming hard and difficult to be deformed. If the temperature is 150 ° C. or lower, the yarn does not soften too much, so that it can be prevented from being melted or wound around a hot roll or the like.

また、方法(ii)のようにレーザー延伸することにより、延伸倍率を高めることができる。レーザー延伸時は、糸が白化したり糸切れしたりしないように、延伸倍率に応じてレーザーの出力を調整することで延伸繊維が得られる。本発明では、レーザーの出力は、好ましくは1〜30W、より好ましくは1〜20W、さらに好ましくは3〜20Wである。   Further, the stretching ratio can be increased by laser stretching as in method (ii). At the time of laser drawing, a drawn fiber can be obtained by adjusting the laser output according to the draw ratio so that the yarn does not whiten or break. In the present invention, the output of the laser is preferably 1 to 30 W, more preferably 1 to 20 W, and even more preferably 3 to 20 W.

延伸は、2.6倍以上の延伸倍率で実施する。2.6倍以上の延伸倍率で延伸することにより引張特性が良好な繊維を得ることができる。同様の観点から、延伸倍率は、好ましくは3.4倍以上、より好ましくは4.0倍以上である。延伸倍率の上限に特に制限はないが、延伸倍率を上げすぎると糸切れを生じたり、繊維にクレーズが入って繊維が白化したりする恐れがあるため、上限値は好ましくは6.0倍、より好ましくは5.5倍、さらに好ましくは5.0倍である。   Stretching is performed at a stretching ratio of 2.6 times or more. A fiber having good tensile properties can be obtained by stretching at a stretching ratio of 2.6 times or more. From the same viewpoint, the draw ratio is preferably 3.4 times or more, more preferably 4.0 times or more. The upper limit of the draw ratio is not particularly limited, but if the draw ratio is increased too much, thread breakage may occur or the fiber may be whitened due to crazing, so the upper limit is preferably 6.0 times. More preferably, it is 5.5 times, still more preferably 5.0 times.

繊維製造条件としては、より好ましくは、前記式(2)を満たす設定紡糸速度で得られた繊維を4.0〜5.0倍程度に延伸する条件であり、この条件であれば、引張特性がより一層良好な繊維を得ることができる。
また、設定紡糸速度を式(2)とし、レーザー延伸することにより、4.0倍以上(好ましくは4.0〜5.0倍程度)に延伸することができる。
The fiber production conditions are more preferably conditions for stretching the fiber obtained at a set spinning speed satisfying the above formula (2) to about 4.0 to 5.0 times. However, even better fibers can be obtained.
Further, the set spinning speed is set to the formula (2), and the film can be stretched to 4.0 times or more (preferably about 4.0 to 5.0 times) by laser stretching.

糸の単糸太さは、同じでも異なってもいずれでもよく、たとえば、0.5〜8dtexの範囲であることが好ましい。また、単糸の強度も、2.0cN/dtex以上であることが好ましく、2.5cN/dtex以上であることがより好ましい。2.0cN/dtex以上であると、たとえば、織物の製織工程において製織時に糸切れが少なくなる等、生産安定性が向上するという利点を有する。引張強度が2.0cN/dtexを下回ると製織時に糸切れが頻発し、また、得られる工業用織物の実用強度も低くなる。
また、これら繊維の単糸の断面形状も、円形、楕円、扁平、多角形、中空、その他の異型等、布帛の製造、得られた布帛の物性に支障のない範囲で適宜選定すればよい。また、太さや断面形状等が異なる複数の糸を、合糸、撚り合わせ等により一体化したものを用いてもよい。さらには、加撚、嵩高加工、捲縮加工、捲回加工、糊付け加工等の加工を施してもよく、糸条の形態は、長繊維フィラメント以外に、短繊維の紡績糸、これらの複合糸等を用いてもよい。
また、出発原料を島成分とし、該島成分よりも易溶解性のポリマーを海成分とする海島型複合繊維から、海成分を溶解除去して微細繊維を得る手法を用いてもよい。この場合、海島型複合繊維を溶融紡糸した後に延伸を行い、そののちに溶解除去を行う方法が好ましい。また、微細繊維を短繊維化した後、不織布にしてもよい。
尚、製造方法が単純化できる観点からは単繊維であることが好ましい。
The single yarn thickness of the yarn may be the same or different, and is preferably in the range of 0.5 to 8 dtex, for example. The strength of the single yarn is also preferably 2.0 cN / dtex or more, and more preferably 2.5 cN / dtex or more. When it is 2.0 cN / dtex or more, for example, there is an advantage that production stability is improved, for example, yarn breakage is reduced during weaving in the weaving process of the fabric. When the tensile strength is less than 2.0 cN / dtex, yarn breakage frequently occurs during weaving, and the practical strength of the resulting industrial fabric is also lowered.
Further, the cross-sectional shape of the single yarn of these fibers may be appropriately selected within a range that does not hinder the production of the fabric and the physical properties of the obtained fabric, such as a circle, an ellipse, a flat, a polygon, a hollow, and other irregular shapes. Moreover, you may use what integrated several thread | yarn with different thickness, cross-sectional shape, etc. by the combined yarn, the twist, etc. Furthermore, it may be subjected to processing such as twisting, bulking, crimping, winding, gluing, etc. The form of the yarn is not only long fiber filaments but also short fiber spun yarns, composite yarns thereof. Etc. may be used.
Alternatively, a method of obtaining fine fibers by dissolving and removing the sea component from the sea-island composite fiber having the island component as a starting material and a sea component as a polymer that is more soluble than the island component may be used. In this case, a method is preferred in which the sea-island type composite fiber is melt-spun and then drawn and then dissolved and removed. Moreover, you may make it a nonwoven fabric after shortening a fine fiber.
In addition, it is preferable that it is a single fiber from a viewpoint which can simplify a manufacturing method.

不織布は、例えば、繊維から繊維ウエブ(不織布の絡合又は結合前のもの)を形成し、不織布に加工することで製造できる。
繊維から繊維ウエブを形成する方法としては、例えば、カード法やエアレイ法等の乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等が好適である。尚、カード法により繊維ウエブを形成する場合、配向方向が交差した繊維を含んでいると、たて方向とよこ方向の強度差が小さくなるので、好適な繊維ウエブが得られ、また、メルトブロー法を用いると微細な繊維が得られやすい。
The nonwoven fabric can be produced, for example, by forming a fiber web (before entanglement or bonding of the nonwoven fabric) from the fibers and processing the nonwoven fabric.
As a method for forming a fiber web from fibers, for example, a dry method such as a card method or an air lay method, a wet method, a spun bond method, a melt blow method and the like are suitable. In addition, when forming a fiber web by the card method, since the difference in strength between the warp direction and the transverse direction is small if the fibers include crossing orientation directions, a suitable fiber web can be obtained. When used, fine fibers are easily obtained.

繊維ウエブから不織布を形成する方法としては、例えば、繊維ウエブを水流やニードル等の作用によって絡合させる方法、繊維の熱融着性成分を融着して結合する方法、バインダーによって結合する方法、あるいはこれらの方法を組み合わせる方法等がある。スパンボンド法、メルトブロー法によって得られた繊維ウエブをそのまま不織布として使用しても構わない。   As a method of forming a nonwoven fabric from a fiber web, for example, a method of entanglement of a fiber web by the action of a water flow or a needle, a method of fusing and bonding the heat-fusible components of the fiber, a method of binding by a binder, Or there is a method of combining these methods. The fiber web obtained by the spunbond method or the melt blow method may be used as a non-woven fabric as it is.

この水流による絡合方法としては、例えば、ノズル径0.05〜0.3mm、より好ましくは、0.10〜0.18mm、ピッチ0.2〜3mm、より好ましくは、0.4〜1.2mmで一列に配列したノズルプレートや、ノズルを格子状、千鳥状等の二列以上に配列したノズルプレートを使用し、水圧1〜30MPa(10〜300kg/cm)の水流で、繊維ウエブの片面又は両面から処理する。以上のようにして得られる繊維シート状物の厚さには特に制限はなく、目的に応じて様々な厚みのものが使用できる。 As an entanglement method by this water flow, for example, a nozzle diameter of 0.05 to 0.3 mm, more preferably 0.10 to 0.18 mm, a pitch of 0.2 to 3 mm, and more preferably 0.4 to 1. Using a nozzle plate arranged in a row at 2 mm or a nozzle plate in which nozzles are arranged in two or more rows such as a lattice shape or a staggered shape, with a water flow of 1-30 MPa (10-300 kg / cm 2 ), the fiber web Process from one or both sides. There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the fiber sheet-like material obtained as mentioned above, The thing of various thickness can be used according to the objective.

尚、不織布の製造法には、ケミカルボンド、サーマルボンド、ニードルパンチ、スパンレース、ステッチボンド、抄紙法やウォーターパンチ法等の湿式法等も使用できる。   In addition, a wet method such as a chemical bond, a thermal bond, a needle punch, a spun lace, a stitch bond, a paper making method, a water punch method, or the like can be used as a method for manufacturing the nonwoven fabric.

本発明の不織布においては、本発明の成形体である繊維を用いるが、必要に応じて、これと共に他の繊維を用いてもよい。例えば、6−ナイロン、66−ナイロン等のナイロン系の繊維や、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維や、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンエレフタレート等のポリエステル繊維、液晶ポリマー(LCP)繊維、アラミド繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン系の繊維と混紡しても良いし、積層しても良い。   In the nonwoven fabric of this invention, although the fiber which is the molded object of this invention is used, you may use another fiber with this as needed. For example, nylon fibers such as 6-nylon and 66-nylon, ethylene-vinyl alcohol copolymer fibers, polyester fibers such as polyethylene terephthalate and polytrimethylene terephthalate, liquid crystal polymer (LCP) fibers, aramid fibers, Polypropylene, polyethylene, polybutene, polymethylpentene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-propylene copolymer and other polyolefin fibers may be blended or laminated.

不織布に使用する繊維の断面形状についても制限はなく公知の方法により様々な断面を有する繊維が充当できる。例えば、繊維断面において、同心状又は偏心状の芯鞘型、或いは一成分1を他成分2の間に配した菊花型、一成分1と他成分2とを交互に2層以上に積層した多層型のものを使用できる。
繊維の表面の少なくとも一部にSPSを含む樹脂組成物が存在することは必須であるが、例えば、芯鞘型の繊維の場合、芯部分に用いる樹脂に限定は無い。たとえば、6−ナイロン、66−ナイロン等のナイロン系材料や、エチレン−ビニルアルコール共重合体や、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンエレフタレート等のポリエステル、液晶ポリマー(LCP)、アラミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−プロピレン共重合体等のポリオレフィンなどが挙げられる。芯鞘繊維の界面強度向上の観点で、芯を構成する材料と鞘を構成する材料に相溶性が良いものを採用することも可能であり、芯を構成する材料と鞘を構成する材料に、共通の材料を添加することも可能である。
不織布は、他の繊維と混綿していないことが好ましい。他の繊維と混綿すると他の繊維に官能基を導入できなければ、不織布全体での官能基の導入量が少なくなるためである。
There is no restriction | limiting also about the cross-sectional shape of the fiber used for a nonwoven fabric, The fiber which has various cross sections can be used with a well-known method. For example, in a fiber cross section, a concentric or eccentric core-sheath type, a chrysanthemum type in which one component 1 is arranged between other components 2, or a multilayer in which one component 1 and another component 2 are alternately laminated in two or more layers The type can be used.
Although it is essential that a resin composition containing SPS is present on at least a part of the surface of the fiber, for example, in the case of a core-sheath fiber, there is no limitation on the resin used for the core portion. For example, nylon materials such as 6-nylon and 66-nylon, ethylene-vinyl alcohol copolymers, polyesters such as polyethylene terephthalate and polytrimethylene terephthalate, liquid crystal polymer (LCP), aramid, polypropylene, polyethylene, polybutene And polyolefins such as polymethylpentene, ethylene-propylene copolymer, and ethylene-butene-propylene copolymer. From the viewpoint of improving the interfacial strength of the core-sheath fiber, it is also possible to adopt a material that is compatible with the material that constitutes the core and the material that constitutes the sheath, and the material that constitutes the core and the material that constitutes the sheath, It is also possible to add common materials.
The nonwoven fabric is preferably not mixed with other fibers. This is because, if mixed with other fibers, if functional groups cannot be introduced into other fibers, the amount of functional groups introduced in the entire nonwoven fabric is reduced.

繊維から織物を形成するには、一般に用いられている手法、例えば、平織、斜子織、格子織、綾織、畝織、絡み織、模紗織、又はこれらの複合組織等を使用できる。必要に応じ、経糸、緯糸の二軸以外に、斜め(例えば60度方向)を含む多軸設計としてもよい。なかでも構造の緻密さ、物理特性や性能の均等性が確保できる点で、平織が好ましい。
織物の製造には、通常の工業用織物を製織するのに用いられる各種織機を適宜選定すればよい。例えば、シャトル織機、ウォータージェット織機、エアージェット織機、レピア織機、プロジェクタイル織機等を使用できる。
In order to form a woven fabric from fibers, a commonly used technique such as plain weave, oblique weave, lattice weave, twill weave, knot weave, tangle weave, imitation weave, or a composite structure thereof can be used. If necessary, in addition to the two axes of warp and weft, a multi-axis design including an oblique direction (for example, 60 degrees direction) may be used. Of these, plain weaving is preferable in that the denseness of the structure, the uniformity of physical properties and performance can be ensured.
For the production of the woven fabric, various looms used for weaving ordinary industrial woven fabrics may be appropriately selected. For example, a shuttle loom, a water jet loom, an air jet loom, a rapier loom, a projectile loom or the like can be used.

繊維から編み物を形成するには、一般に用いられている編み方を使用できる。例えば、シングルトリコット編、シングルコード編、シングルアトラス編等のたて編や、平編、ゴム編、パール編等のよこ編等の編組織を単独又はそれらを組み合わせた二重組織等からなるものが挙げられる。   In order to form a knitted fabric from fibers, a commonly used knitting method can be used. For example, a single knitted fabric such as a single knitted fabric such as a single tricot knitting, a single cord knitting, a single atlas knitting, a weft knitting such as a flat knitting, a rubber knitting, a pearl knitting or the like, or a double knitting structure obtained by combining them Is mentioned.

成形体がフィルムである場合、未延伸のフィルムやシートでも良いが、一軸延伸又は二軸延伸により強度等の機械的特性を向上させたフィルムを用いることが、官能基を付与した後の成形体としての形状を保つ面で好ましい。この場合、官能基付与は、延伸前でも延伸後でもよく、熱固定工程後であってもよい。官能基の導入効率の観点からは、延伸前の反応が好ましく、生産性の観点からは、延伸後に反応を行い、熱固定時に反応溶媒の回収を同時に行うことが好ましい。   When the molded body is a film, it may be an unstretched film or sheet, but it is possible to use a film whose mechanical properties such as strength have been improved by uniaxial stretching or biaxial stretching, after the functional group has been added. It is preferable in terms of maintaining the shape. In this case, the functional group may be imparted before or after stretching, or after the heat setting step. From the viewpoint of the introduction efficiency of the functional group, the reaction before stretching is preferable, and from the viewpoint of productivity, it is preferable to perform the reaction after stretching and simultaneously collect the reaction solvent during heat setting.

本発明の成形体では、成形体の結晶化度を向上させるため、熱処理(アニール)をしてもよい。この場合、SPSのガラス転移温度から融点の間で温度を設定することができる。具体的には90〜270℃であり、好ましくは、100〜240℃、さらに好ましくは100〜220℃、特に好ましくは120〜180℃、極めて好ましくは140〜170℃である。   In the molded product of the present invention, heat treatment (annealing) may be performed in order to improve the crystallinity of the molded product. In this case, the temperature can be set between the glass transition temperature of the SPS and the melting point. Specifically, it is 90-270 degreeC, Preferably, it is 100-240 degreeC, More preferably, it is 100-220 degreeC, Most preferably, it is 120-180 degreeC, Most preferably, it is 140-170 degreeC.

SPSとして、以下の3種を使用した。
・SPS−1
シンジオタクティックポリスチレン(出光興産株式会社製 ザレック90ZC:300℃、荷重1.2KgでのMFRは9g/10min)
1,2,4−トリクロロベンゼンを溶媒とし、135℃でゲルパーミエーションクロマトグラフィーにて測定した質量平均分子量は20万である。また、DSC測定による融点は271℃である。
13C−NMRの測定にて、SPS−1はシンジオタクティック構造のポリスチレンであることを確認した。
The following three types were used as SPS.
・ SPS-1
Syndiotactic polystyrene (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd., Zalec 90ZC: 300 ° C., MFR at a load of 1.2 kg is 9 g / 10 min)
The mass average molecular weight measured by gel permeation chromatography at 135 ° C. using 1,2,4-trichlorobenzene as a solvent is 200,000. Moreover, melting | fusing point by DSC measurement is 271 degreeC.
It was confirmed by measurement of 13 C-NMR that SPS-1 was a polystyrene having a syndiotactic structure.

・SPS−2
シンジオタクティックポリスチレン(出光興産株式会社製 ザレック300ZC:300℃、荷重1.2KgでのMFRは30g/10min)
SPS−1と同様にして測定した質量平均分子量は14万、融点は271℃である。
13C−NMRの測定にて、SPS−2はシンジオタクティック構造のポリスチレンであることを確認した。
・ SPS-2
Syndiotactic polystyrene (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd., Zarek 300ZC: 300 ° C., MFR at a load of 1.2 kg is 30 g / 10 min)
The mass average molecular weight measured in the same manner as SPS-1 was 140,000, and the melting point was 271 ° C.
SPS-2 was confirmed to be syndiotactic polystyrene by 13 C-NMR measurement.

・SPS−3
シンジオタクティックポリスチレン(出光興産株式会社製 ザレック142ZE:300℃、荷重1.2KgでのMFRは14g/10min)
SPS−1と同様にして測定した質量平均分子量は17万、融点は246℃である。
13C−NMRの測定にて、SPS−3はシンジオタクティック構造のポリスチレンであることを確認した。
・ SPS-3
Syndiotactic polystyrene (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd., Zalec 142ZE: MFR at 300 ° C. and a load of 1.2 kg is 14 g / 10 min)
The mass average molecular weight measured in the same manner as SPS-1 was 170,000, and the melting point was 246 ° C.
It was confirmed by measurement of 13 C-NMR that SPS-3 was a polystyrene with a syndiotactic structure.

[織物]
実施例1〜3
(1)平織物の作製
上記SPS−1を80℃で5時間減圧乾燥機にて乾燥後、スクリュー径30mmの二軸押出機を用い、シリンダー及びギアポンプ温度を290℃に、ノズル温度を320℃にてSPS−1を溶融し、φ0.7mm孔のノズルから単孔吐出量0.168g/minで押出した。押出したSPS−1をロール温度115℃、巻取速度380m/minで巻取り、延伸倍率2倍で延伸することにより、糸径2dtexの延伸繊維を作製した。
得られた延伸繊維について、DSCによる溶融挙動を確認したところ、ΔHTCCとΔHの差は32.0cal/gであった。
測定条件:
DSC装置(パーキンエルマー社製DSC−7)を用い、常温から20℃/分の条件で昇温し、観察される低温結晶化エンタルピーの絶対値(ΔHTCC)と、融解エンタルピーの絶対値(ΔH)を測定した。
尚、ΔHTCCとΔHの差が1cal/g未満の場合、得られた繊維は非晶性と判断され、高温での収縮等の課題が発生するおそれがある。
作製した延伸繊維を51mm長に切断し、撚ることにより綿番手12/1の紡績糸を得た。得られた紡績糸を用いて、平織り組織の織物を製織し、経糸密度45本/2.54cm、綿糸密度36本/2.54cmの平織物を得た。
[fabric]
Examples 1-3
(1) Production of plain fabric After the SPS-1 was dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 5 hours, using a twin screw extruder with a screw diameter of 30 mm, the cylinder and gear pump temperature was 290 ° C., and the nozzle temperature was 320 ° C. SPS-1 was melted and extruded from a nozzle with a φ0.7 mm hole at a single hole discharge rate of 0.168 g / min. The extruded SPS-1 was wound at a roll temperature of 115 ° C. and a winding speed of 380 m / min, and drawn at a draw ratio of 2 to produce a drawn fiber having a yarn diameter of 2 dtex.
The obtained drawn fiber, was confirmed melting behavior by DSC, the difference [Delta] H TCC and [Delta] H f was 32.0cal / g.
Measurement condition:
Using a DSC apparatus (DSC-7 manufactured by PerkinElmer Co., Ltd.), the temperature was raised from room temperature to 20 ° C./min, and the observed absolute value of low-temperature crystallization enthalpy (ΔH TCC ) and the absolute value of melting enthalpy (ΔH f ) was measured.
When the difference between ΔH TCC and ΔH f is less than 1 cal / g, the obtained fiber is determined to be amorphous, and there is a possibility that problems such as shrinkage at high temperatures may occur.
The produced drawn fiber was cut into a length of 51 mm and twisted to obtain a spun yarn having a cotton count of 12/1. A plain weave fabric was woven using the spun yarn thus obtained to obtain a plain fabric having a warp density of 45 / 2.54 cm and a cotton yarn density of 36 / 2.54 cm.

(2)平織物のスルホン化
得られた平織物から10gの試料を採取した。硫酸(試薬:Aldrich製品、製品番号V800412、グレード VETEC AR,純度≧98%)125mLをフラスコにとり、表1に示す温度に昇温した。昇温後、試料をフラスコに投入し、表1に示す時間撹拌した。その後、フラスコの内容物を氷水500mLにあけ、反応を停止させた。その後、濾過を行い、試料をろ紙上で水洗(200mL)した。
得られた試料を水中(500mL)で5分以上撹拌後、ろ過し、ろ紙上で水洗(200mL)するという水洗操作を合計3回行った。尚、水洗操作3回目の洗液は中性であり、十分洗浄されていることを確認した。
得られた試料を、減圧下、80℃で6時間乾燥させた。
(2) Sulfonation of plain woven fabric A 10 g sample was taken from the obtained plain woven fabric. 125 mL of sulfuric acid (reagent: Aldrich product, product number V8400041, grade VETEC AR, purity ≧ 98%) was placed in a flask and heated to the temperature shown in Table 1. After raising the temperature, the sample was put into a flask and stirred for the time shown in Table 1. Thereafter, the contents of the flask were poured into 500 mL of ice water to stop the reaction. Thereafter, filtration was performed, and the sample was washed with water (200 mL) on a filter paper.
The obtained sample was stirred in water (500 mL) for 5 minutes or longer, then filtered, and washed with water on a filter paper (200 mL) for a total of 3 times. In addition, it was confirmed that the washing liquid in the third washing operation was neutral and sufficiently washed.
The obtained sample was dried at 80 ° C. under reduced pressure for 6 hours.

スルホン化時の反応温度、反応時間、並びにスルホン化後の試料の硫黄濃度及び形状を表1に示す。
尚、試料中の硫黄濃度の測定は、高周波誘導加熱燃焼−赤外吸収法を用いた硫黄分析装置(堀場製作所製 EMIA−920V2)で硫黄含有量を測定した。
また、形状の評価は下記のとおりとした。
○:変性前の成形体の形状を保持していた
△:変性前後で成形体の形状が一部変形していた
×:試料が溶液に溶解もしくは分散し、試料を取り出せなかった。即ち、スルホン化した成形体を回収することができなかった。
Table 1 shows the reaction temperature at the time of sulfonation, the reaction time, and the sulfur concentration and shape of the sample after sulfonation.
The sulfur concentration in the sample was measured with a sulfur analyzer (EMIA-920V2 manufactured by Horiba, Ltd.) using a high frequency induction heating combustion-infrared absorption method.
The evaluation of the shape was as follows.
◯: The shape of the molded body before modification was maintained. Δ: The shape of the molded body was partially deformed before and after modification. ×: The sample was dissolved or dispersed in the solution, and the sample could not be taken out. That is, the sulfonated molded product could not be recovered.

Figure 0006446261
Figure 0006446261

[不織布の作製]
実施例4〜9、比較例1,2
(1)不織布の作製
出発原料として、上記SPS−2又はSPS−3と、ポリスチレン(PSジャパン社製 HF77)を表2に示す組成比で混合し使用した。
出発原料を80℃で5時間、減圧乾燥機にて乾燥した後、スクリュー径35mmの二軸押出機を用い、シリンダー及びギアポンプ温度を300℃に、ノズル温度を320℃にて原料を溶融し、φ0.36mm、301孔のノズルから単孔吐出量0.12g/minで押出した。押出された溶融樹脂を、さらに、300Nm/hrs、300℃の空気流で牽引細化させ、コンベヤースピード7m/min、ダイスとコンベヤー間の距離100mmの条件で、メルトブロー法に依る不織布(目付:20g/cm)を製造した。
実施例4〜6で得られた不織布について、実施例1と同様にしてDSCによる溶融挙動を確認したところ、ΔHTCCとΔHの差は12.4cal/gであった。尚、ΔHTCCとΔHの差が1cal/g未満の場合、得られた不織布の繊維は非晶性と判断され、高温での収縮等の課題が発生するおそれがある。
[Production of non-woven fabric]
Examples 4 to 9, Comparative Examples 1 and 2
(1) Production of Nonwoven Fabric As a starting material, the above SPS-2 or SPS-3 and polystyrene (HF77 manufactured by PS Japan) were mixed and used at the composition ratio shown in Table 2.
After starting material was dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 5 hours, using a twin screw extruder with a screw diameter of 35 mm, the material was melted at a cylinder and gear pump temperature of 300 ° C. and a nozzle temperature of 320 ° C. Extrusion was performed at a single hole discharge rate of 0.12 g / min from a nozzle having a diameter of 0.36 mm and 301 holes. The extruded molten resin is further pulled and thinned by an air flow of 300 Nm 2 / hrs and 300 ° C., and the nonwoven fabric (weight per unit: based on the condition of a conveyor speed of 7 m / min and a distance between the die and the conveyor of 100 mm). 20 g / cm 2 ) was produced.
The nonwoven fabric obtained in Example 4-6, was confirmed melt behavior by DSC in the same manner as in Example 1, the difference [Delta] H TCC and [Delta] H f was 12.4cal / g. When the difference between ΔH TCC and ΔH f is less than 1 cal / g, the obtained non-woven fabric fiber is judged to be amorphous, and there is a risk of problems such as shrinkage at high temperatures.

(2)不織布のスルホン化
反応温度及び時間を表2に示すように設定した他は、上述した織物と同様にしてスルホン化し、評価した。結果を表2に示す。
(2) Sulfonation of the nonwoven fabric Except that the reaction temperature and time were set as shown in Table 2, they were sulfonated and evaluated in the same manner as the woven fabric described above. The results are shown in Table 2.

[アニール処理した不織布]
実施例10〜15、比較例3
出発原料の組成比、反応温度及び反応時間を表2に示すようにした他は、実施例4と同様にして不織布を作製した。得られた不織布を、150℃にて10分間でアニールした。尚、実施例10〜12で得られた不織布のΔHTCCは確認されず、ΔHの値は22.2cal/gであった。
反応温度及び時間を表2に示すように設定した他は、上述した織物と同様にしてスルホン化し、評価した。結果を表2に示す。
[Annealed nonwoven fabric]
Examples 10 to 15 and Comparative Example 3
A nonwoven fabric was produced in the same manner as in Example 4 except that the composition ratio of the starting materials, the reaction temperature and the reaction time were as shown in Table 2. The obtained nonwoven fabric was annealed at 150 ° C. for 10 minutes. Note that [Delta] H TCC nonwoven obtained in Examples 10 to 12 are not confirmed, the value of [Delta] H f was 22.2cal / g.
Except having set reaction temperature and time as shown in Table 2, it sulfonated and evaluated like the textile mentioned above. The results are shown in Table 2.

Figure 0006446261
Figure 0006446261

本発明の成形体は、例えば、イオン交換膜やイオン交換樹脂、フィルターの用途に使用できる。具体的に、水や有機溶剤等の液体フィルターや処理膜、排気ガスの浄化フィルター、ケミカルフィルター、海水濃縮、燃料電池の電解質膜やアルカリ電池等のセパレータ、ダイアライザー等の医療用フィルター、食品・医薬用プロセス用フィルター、汚染水や廃液からの有用物、有害物又は金属類の回収、純水製造、酸触媒等の合成用触媒等に好ましく用いられる。
特に、成形体が繊維、織物、編み物、不織布、抄紙及びフェルトである場合、有用・有害物質を効率よく吸着・除去でき、交換作業も容易であることから、特に好ましい。
The molded body of the present invention can be used for, for example, applications of ion exchange membranes, ion exchange resins, and filters. Specifically, liquid filters such as water and organic solvents, treatment membranes, exhaust gas purification filters, chemical filters, seawater concentration, separators for fuel cell electrolyte membranes and alkaline batteries, medical filters such as dialyzers, food and pharmaceuticals It is preferably used for industrial process filters, recovery of useful substances, harmful substances or metals from contaminated water and waste liquid, pure water production, synthesis catalysts such as acid catalysts, and the like.
In particular, when the molded body is a fiber, woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric, papermaking, or felt, it is particularly preferable because useful and harmful substances can be adsorbed and removed efficiently and replacement work is easy.

Claims (9)

スルホン基が導入されたシンジオタクティックポリスチレン100〜50質量%と熱可塑性樹脂0〜50質量%とを含む単糸を含む、繊維状成形体。 Sulfone group is introduced, including single yarn comprising a 0-50 wt% syndiotactic polystyrene 100-50 wt% and the thermoplastic resin, a fibrous molded body. 前記単糸の太さが0.5〜8dtexである、請求項1に記載の繊維状成形体。The fibrous shaped product according to claim 1, wherein the thickness of the single yarn is 0.5 to 8 dtex. 前記単糸の強度が2.0cN/dtex以上である、請求項2に記載の繊維状成形体。The fibrous shaped product according to claim 2, wherein the strength of the single yarn is 2.0 cN / dtex or more. 前記熱可塑性樹脂が、前記スルホン基を導入する前のシンジオタクティックポリスチレンと相溶性がある、請求項1〜3のいずれかに記載の繊維状成形体。 The fibrous molded object in any one of Claims 1-3 with which the said thermoplastic resin is compatible with the syndiotactic polystyrene before introduce | transducing the said sulfone group. 前記熱可塑性樹脂がアタクティックポリスチレン、スチレン系エラストマー、スチレン系重合体及びポリフェニレンエーテルから選択される少なくとも1つである、請求項1〜のいずれかに記載の繊維状成形体。 The fibrous molded body according to any one of claims 1 to 4 , wherein the thermoplastic resin is at least one selected from atactic polystyrene, a styrene elastomer, a styrene polymer, and polyphenylene ether. 成形後に前記スルホン基を導入する請求項1〜のいずれかに記載の繊維状成形体。 The fibrous molded body according to any one of claims 1 to 5 , wherein the sulfone group is introduced after molding. 黄濃度が50質量ppm以上である請求項1〜のいずれかに記載の繊維状成形体。 Fibrous it molded body according to any one of claims 1 to 6 sulfur concentration is more than 50 mass ppm. 請求項1〜のいずれかに記載の繊維状成形体の製造方法であって、
シンジオタクティックポリスチレン100〜50質量%と熱可塑性樹脂0〜50質量%とを含む単糸を含む繊維状成形体を、濃硫酸に20〜70℃にて浸漬させる工程を有する、製造方法。
A method of manufacturing a fibrous molded article according to any one of claims 1 to 7
The fibrous shaped body comprising a single yarn comprising a 0-50 wt% syndiotactic polystyrene 100-50 wt% and a thermoplastic resin, comprising the step of immersing at 20 to 70 ° C. in concentrated sulfuric acid method.
前記濃硫酸への浸漬時間が1〜120分間である、請求項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 8 , wherein the immersion time in the concentrated sulfuric acid is 1 to 120 minutes.
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