JP7407840B2 - 海島複合繊維 - Google Patents
海島複合繊維 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7407840B2 JP7407840B2 JP2021565628A JP2021565628A JP7407840B2 JP 7407840 B2 JP7407840 B2 JP 7407840B2 JP 2021565628 A JP2021565628 A JP 2021565628A JP 2021565628 A JP2021565628 A JP 2021565628A JP 7407840 B2 JP7407840 B2 JP 7407840B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sea
- island
- component
- composite fiber
- island composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 167
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 117
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 33
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 28
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 28
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 21
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 21
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 13
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 11
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BLDFSDCBQJUWFG-UHFFFAOYSA-N 2-(methylamino)-1,2-diphenylethanol Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(NC)C(O)C1=CC=CC=C1 BLDFSDCBQJUWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001179 medium density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004701 medium-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 2
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000011359 shock absorbing material Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920001756 Polyvinyl chloride acetate Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- UFRKOOWSQGXVKV-UHFFFAOYSA-N ethene;ethenol Chemical compound C=C.OC=C UFRKOOWSQGXVKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006229 ethylene acrylic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920006226 ethylene-acrylic acid Polymers 0.000 description 1
- 229920005676 ethylene-propylene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010689 synthetic lubricating oil Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/06—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyolefin as constituent
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
- D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
- D01D5/36—Matrix structure; Spinnerette packs therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/005—Processes for mixing polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/08—Copolymers of ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/253—Formation of filaments, threads, or the like with a non-circular cross section; Spinnerette packs therefor
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
- D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
- D01D5/34—Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08J2323/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2429/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
- C08J2429/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08J2429/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Description
しかしながら、このような海島複合繊維の分散方法においては、海島複合繊維に熱可塑性樹脂を介して熱が加えられるため、熱可塑性樹脂に接触する海島複合繊維に十分熱を加えることができず、海島複合繊維への熱伝播にムラが生じ、海島複合繊維の熱塑性変形性が不十分となってしまう。海島複合繊維の熱塑性変形性が不十分である場合、海成分の熱塑性変形が不十分となり、複合繊維の内部に存在する島成分が海成分により拘束されてしまう。海成分に拘束された島成分は、島成分を構成する各島部が独立して移動することができず、その結果熱可塑性樹脂の中で分散斑を生じてしまい、熱可塑性樹脂成形体としたときに強度向上などの繊維による特性が発現しない場合があった。
[1]島成分と、島成分よりも低融点の海成分とを含み、繊維断面のアスペクト比が2.0~5.0(好ましくは2.6~3.4)であり、繊維断面の短径上における外周から当該外周に最も近接している島成分までの距離である海成分厚さが0.2~2.0μm(好ましくは0.5~1.0μm)である、海島複合繊維(好ましくは扁平型海島複合短繊維)。
[2]前記島成分が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体(好ましくはエチレン含有量が25~70モル%であるエチレン-ビニルアルコール系共重合体)を含んでなる、前記[1]に記載の海島複合繊維。
[3]前記海成分が、ポリオレフィン系樹脂を含んでなる、前記[1]または[2]に記載の海島複合繊維。
[4]単糸繊度が50dtex以下(好ましくは20dtex以下、さらに好ましくは、15dtex以下)である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の海島複合繊維。
[5]島成分のアスペクト比が5.0以下(好ましくは4.0以下、より好ましくは3.5以下)である、前記[1]~[4]のいずれかに記載の海島複合繊維。
[6]島成分のアスペクト比のCV値が45%以下(好ましくは35%以下、より好ましくは25%以下)である、前記[5]に記載の海島複合繊維。
[7]繊維長が、0.5~30mm(好ましくは1.0~20mm、より好ましくは1.5~10mm、さらに好ましくは2.7~3.3mm)である、前記[1]~[6]のいずれかに記載の海島複合繊維。
[8]油剤が付着しており、繊維重量に対する前記油剤の付着量が、0.1~30重量%(より好ましくは0.1~10重量%、さらに好ましくは1.0~5.0重量%)である、前記[1]~[7]のいずれかに記載の海島複合繊維。
[9]繊維の一端に0.14mg/dtexの重りを取り付けた状態で、160℃で加熱した際に、繊維の長手方向の繊維長が10%収縮するのに要した時間が500秒以下である、前記[1]~[8]のいずれかに記載の海島複合繊維。
[10]マトリックス材料と海島複合繊維とを混合し、前記海島複合繊維の海成分の融点以上かつ前記島成分の融点未満の温度で加熱して成形するための、前記[1]~[9]のいずれかに記載の海島複合繊維の使用。
[11]前記[1]~[9]のいずれかに記載の海島複合繊維を少なくとも一部に含む成形体。
[12]マトリックス材料と前記[1]~[9]のいずれかに記載の海島複合繊維とを混合し、前記海島複合繊維の海成分の融点以上かつ前記島成分の融点未満の温度で加熱して成形する、成形体の製造方法。
(扁平型海島複合繊維)
本発明の扁平型海島複合繊維は、島成分と、島成分よりも低融点の海成分とを含み、扁平型海島複合短繊維は、扁平型海島複合繊維を任意の繊維長にカットすることで得られる。
前記扁平型海島複合繊維を構成する島成分に用いられるポリマーは、熱可塑性ポリマーであれば特に限定されず、各種の繊維形成性の熱可塑性ポリマーを用いることができ、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性ビニルアルコール系樹脂などを例示することができる。これらのうち、親水性に優れる観点から、熱可塑性ビニルアルコール系樹脂、特にエチレン-ビニルアルコール系共重合体が好ましい。例えば、建造物内外壁などの用途において成形体に親水性が求められる場合には、エチレン-ビニルアルコール系共重合体が好ましく用いられる。
なかでも、エチレン含有量が25~70モル%(好ましくは30~60モル%、より好ましくは35~55モル%)であるエチレン-ビニルアルコール系共重合体(融点:120~190℃)がより好ましい。エチレン含有量が上記下限値未満では紡糸時に共重合体がゲル化しやすく、紡糸性が悪化する場合がある。一方、上記上限値を超えると親水性が発現しにくくなる場合がある。
また、エチレン-ビニルアルコール系共重合体は、けん化度が例えば88%以上であってもよく、好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上であってもよい。けん化度の上限は特に限定されないが、例えば、99.8%であってもよい。
前記扁平型海島複合繊維を構成する海成分に用いられるポリマーは、島成分のポリマーよりも低融点であることが重要である。扁平型海島複合繊維をマトリックス材料内に分散させて成形体を得る際に、島成分よりも海成分が先に溶融することと、後述の繊維断面のアスペクト比が2.0~5.0であることにより、マトリックス中において海島複合繊維の海成分に十分に熱伝播することができる。その結果、海成分の溶融性が高まり、海島複合繊維の島成分に対する拘束力を低減して扁平型海島複合繊維-マトリックス材料混合流体中において島成分を均一に分散させることができる。このような海成分としては、島成分よりも低融点であり、紡糸による海島構造を形成可能であれば特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂を挙げることができる。
これらのうち、繊維の分散性の観点から、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン(低密度(LDPE)、直鎖低密度(L-LDPE)、中密度(MDPE)または高密度(HDPE)、融点:95~150℃)、低融点ポリプロピレン(融点:115~155℃)、エチレン-プロピレンブロック共重合体(融点:95~165℃)などが挙げられる。
上記の扁平型海島複合繊維の製造は、公知の紡糸・延伸装置を用いて、公知の方法により行うことができる。例えば、島成分のポリマーおよび海成分のポリマーのペレットを別々の溶融押出機に供給して溶融し、所望の繊維断面を有するよう設計された複合口金内で合流させ、上記の(島成分)/(海成分)の比率で、ノズルから吐出させ、通常、500~4000m/分で引き取ることにより、糸条を得ることができる。島成分の数(島数)は、口金を選択することにより変更可能であり、島成分の分散性の観点から、島数1~1000個、好ましくは2~600個、より好ましくは、4~200個の複合繊維であってよい。引取り後の繊維は、必要に応じてさらに延伸(乾熱延伸、湿熱延伸)を行ってもよい。
図1は、本発明に用いられる扁平型海島複合繊維の繊維軸に垂直方向の断面形状の一例を示す概略断面図である。この例では、扁平型海島複合繊維の海成分Bに、同じく扁平型の16個の島成分Aが繊維全体に均一に配置されている。扁平型海島複合繊維を構成する単糸は、繊維の長手方向に対して垂直に切断した断面が扁平断面形状、別の言い方をすれば真円形と比べて、一方向につぶれた略楕円形状を有しており、長径と短径の比であるアスペクト比(長径/短径)が2.0~5.0であることが重要であり、より好ましくは2.5~4.0であり、さらに好ましくは2.6~3.4である。本発明における長径および短径とは、図1に示すように扁平断面形状の長径、短径に相当するものであり、単糸の扁平断面形状において重心を通る重心線を引き、その最も長い線分をもって長径と定義する。また、その長径に対し垂直方向における最も長い線分を短径とする。
扁平型海島複合繊維はマトリックス材料と混合し、溶融成形する過程でアスペクト比1の同単糸繊度の繊維よりも効率的に熱が加わる(熱伝播する)ことで、扁平型海島複合繊維(の海成分)に十分に熱伝播することができ、その結果、島成分を扁平型海島複合繊維-マトリックス材料混合流体中において均一に分散させることができる。別の言い方をすれば、扁平型海島複合繊維においては、繊維を真円状の断面(アスペクト比1)とした場合と比べて、表面積が大きくなるため、繊維の外周面の外側から加えられた熱を吸収し易く、海島複合繊維-マトリックス材料混合体中において海成分が溶融し易いためである。その結果、扁平型海島複合繊維-マトリックス材料混合流体中において、海成分により内部の島成分が拘束されるのを抑制し、複合繊維中の島成分を独立して分散させて島成分の分散斑を防止する。
さらに、分散する島成分の形状を均一にする観点から、島成分のアスペクト比のCV値は45%以下であることが好ましく、35%以下であることがより好ましく、25%以下であることがさらに好ましい。
本発明に用いられる扁平型海島複合繊維の単糸繊度は、必要に応じて適宜設定可能であるが、通常、50dtex以下、好ましくは20dtex以下、さらに好ましくは、15dtex以下である。繊度が大きすぎると熱可塑性樹脂と混合加熱する際に熱伝播が遅くなる。単糸繊度の下限値は特に限定はされないが、通常、0.01dtex以上であり、好ましくは4dtex以上である。なお、単糸繊度は、JIS L 1013:2010 8.3.1 A法に基づき測定される。
上記の扁平型海島複合繊維は、マトリックス材料に混合配合されて用いられることから、カットファイバーとして短繊維形状に加工を行い、本発明の扁平型海島複合短繊維を得てもよい。扁平型海島複合短繊維の繊維長は0.5~30mmであることが好ましく、より好ましくは1.0~20mm、さらに好ましくは1.5~10mm、さらにより好ましくは2.7~3.3mmである。繊維長が長すぎるとマトリックス材料中への分散が難しくなる場合がある。繊維長が短すぎると切断することが技術的に困難になり、また、コストもかかることになる。
本発明において用いられる成形体を形成するために用いられるマトリックス材料としては特に限定されないが、例えばポリエチレン(低密度(LDPE)、中密度(MDPE)、高密度(HDPE)、直鎖状低密度(L-LDPE))、エチレン-α-オレフィン共重合体、ポリプロピレン、プロピレン-エチレンランダム共重合体、プロピレン-エチレンブロック共重合体、プロピレン-エチレン-1-ブテンランダム共重合体、プロピレン-4-メチル-1-ペンテンランダム共重合体、ポリブテンなどのポリオレフィン系樹脂;エチレン-ビニルアルコール系共重合体などの熱可塑性ポリビニルアルコール系樹脂;ポリ塩化ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体などのビニル系樹脂、メタクリル樹脂、エチレン-アクリル酸エステル共重合体などのアクリル系樹脂;ポリウレタンエラストマーなどの熱可塑性エラストマー;ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン-ブタジエンゴム、、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、アクリルゴムなどのゴム類が挙げられる。これらのうち、ポリオレフィン系樹脂を海成分とする場合、分散性の観点から、ポリウレタンエラストマーなどの熱可塑性エラストマー、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン-ブタジエンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、アクリルゴム等のゴム類が好ましい。
扁平型海島複合繊維は、上記のマトリックス材料を粒子状にして、またはマトリックス材料を軟化させながら混合され、常法により押出成形、射出成形などの成形法により所望の成形体に成形することができる。マトリックス材料は、海成分の融点以上、島成分の融点未満の温度で成形される。成形体は、扁平型海島複合繊維を少なくとも一部に含んでいる。言い換えると、成形体は、マトリックス材料と、前記扁平型海島複合繊維の島成分とを、少なくとも一部に含んでいる。海成分は加熱により溶融し、マトリックス材料と一体化していてもよい。
成形体に対する複合繊維の添加量は、0.1~20重量%であることが好ましく、より好ましくは0.2~10重量%、さらに好ましくは0.5~5重量%である。添加量が少なすぎると、扁平型海島複合繊維を含有することによる高強度、断熱性、軽量性等の効果が十分に発現しない場合があり、また、添加量が多すぎると、成形体がもろくなる、成形性が不良になるなどの成形品としての性能が不十分となる場合がある。
(1)扁平型海島複合繊維の作製
エチレン-ビニルアルコール系共重合体(株式会社クラレ製、エチレン含有量44モル%、けん化度99%、融点:165℃)(EVOH)とポリエチレン(融点:125℃;熱伝導度:11~12.4(10-4cal/sec・cm/℃・cm))(HDPE)とをそれぞれの溶融押出機に供給し溶融して、EVOHが島成分、HDPEが海成分となるように扁平型海島複合紡糸ノズル(紡糸ノズルの単孔断面の形状:扁平形状)から吐出して紡糸し(紡糸温度260℃)、紡糸ノズル設計を変更することで表1に示すような、島数、複合比率、単糸繊度、断面におけるアスペクト比、断面における島成分のアスペクト比とそのCV値、および海成分厚さを有する扁平型海島複合繊維をそれぞれ作製した。
得られた繊維に対して、リガク製差動型示差熱熱重量計「Thermo plus TG 8120」にて、サンプル量3~8mg、昇温速度5℃/分、測定温度範囲35~200℃で測定した。
得られた繊維に対して、光学顕微鏡を用いて、ロータリーカッターで切断した繊維断面を拡大し、光学顕微鏡の測定機能により長径と短径の長さを測定、短径に対する長径の比(長径/短径)を繊維10個の平均値として求めた。また、島成分のアスペクト比については、上記の繊維断面をランダムに1個選び、その繊維の中に存在する島成分全てについて測定し、その平均値として求めた。なお、島成分の数が200個以下については島成分全てについて測定し、島成分の数が200個を超える場合、ランダムに選択した島成分200個について、測定してもよい。
得られた繊維に対して、ロータリーカッターでそのままの状態で切断し、切断面の海島複合繊維の外周から、短径上の繊維端に最も近接している島成分までの距離を電子顕微鏡(JEOL社製「JCM-6000Plus」)で観察した。切断箇所5ヶ所について計測し、その平均値を求めた。
以下の基準に従って紡糸性評価を行い、結果を表1に示した。
◎:1時間以上の連続紡糸を行い、紡糸時の断糸回数が1回未満/1時間
○:1時間以上の連続紡糸を行い、紡糸時の断糸回数が1回以上~3回未満/1時間
×:1時間以上の連続紡糸を行い、紡糸時の断糸回数が3回以上/1時間
得られた繊維から、長さ10cmのフィラメント500本を束ねた試料を採取し、その試料の一端をジグで把持し、試料のもう一方の端部に重り(0.14mg/dtex)を取り付けて吊り下げ、目盛りのついた台紙に固定した。この状態で試料を160℃に設定した乾燥機に投入し、乾燥機前面部から海島複合繊維の長手方向の収縮を観察した。繊維長が1cm(10%)収縮するのに要した時間を測定し、結果を表1に示した。
得られた繊維を繊維長3mmにカットしたものと、複合繊維の海成分と同じHDPE樹脂とを98:2の質量比で撹拌してブレンドしたものを160℃で加熱して成形し、50mm×50mm×3mmの樹脂成形体の試験片5個を作製した。この樹脂成型体の弾性率を島津製作所製「精密万能試験機AG-5000B」にて測定し、試験片5個で測定した弾性率のばらつきをCV値で求め、以下の基準に従って弾性率ばらつきの評価を行った。
◎:弾性率のCV値が10%未満
○:弾性率のCV値が10%以上15%未満
×:弾性率のCV値が15%以上
島成分、海成分として実施例1と同じエチレン-ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて海島複合紡糸ノズル(紡糸ノズルの単孔断面の形状:円形状)から吐出し、表1に示す海島型複合繊維を得た。
島成分、海成分として実施例1と同じエチレン-ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて、表1に示す断面アスペクト比1.5、海成分厚さ0.8μmとなるようにノズルを設計、紡糸し海島型複合繊維を得た。
島成分、海成分として実施例1と同じエチレン-ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて、表1に示す断面アスペクト比6.0、海成分厚さ0.5μmとなるようにノズルを設計、紡糸したが、海島型複合繊維を得ることはできなかった。
島成分、海成分として実施例1と同じエチレン-ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて、表1に示す断面アスペクト比3.0、海成分厚さ0.1μmとなるようにノズルを設計、紡糸したが、海島型複合繊維を得ることはできなかった。
島成分、海成分として実施例1と同じエチレン-ビニルアルコール系共重合体、ポリエチレンを用いて、表1に示す断面アスペクト比3.0、海成分厚さ3.0μmとなるようにノズルを設計、紡糸し海島型複合繊維を得た。
B 海成分
X 海成分厚さ
Claims (12)
- 島成分と、島成分よりも低融点の海成分とを含み、繊維断面のアスペクト比が2.0~5.0であり、繊維断面の短径上における外周から当該外周に最も近接している島成分までの距離である海成分厚さが0.2~2.0μmである海島複合繊維。
- 島成分が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体を含んでなる、請求項1に記載の海島複合繊維。
- 海成分が、ポリオレフィン系樹脂を含んでなる、請求項1または請求項2に記載の海島複合繊維。
- 単糸繊度が50dtex以下である、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
- 島成分のアスペクト比が5.0以下である、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
- 島成分のアスペクト比のCV値が45%以下である、請求項5に記載の海島複合繊維。
- 繊維長が、0.5~30mmである、請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
- 油剤が付着しており、前記油剤の付着率が、0.1~30重量%である、請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
- 繊維の一端に0.14mg/dtexの重りを取り付けた状態で、160℃で加熱した際に、繊維の長手方向の繊維長が10%収縮するのに要した時間が500秒以下である、請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の海島複合繊維。
- マトリックス材料と海島複合繊維とを混合し、前記海島複合繊維の海成分の融点以上かつ前記島成分の融点未満の温度で加熱して成形するための、請求項1~請求項9のいずれか一項に記載の海島複合繊維の使用。
- 請求項1~請求項9のいずれか一項に記載の海島複合繊維を少なくとも一部に含む成形体。
- マトリックス材料と、請求項1~請求項9のいずれか一項に記載の海島複合繊維とを混合し、前記海島複合繊維の海成分の融点以上かつ前記島成分の融点未満の温度で加熱して成形する、成形体の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019226988 | 2019-12-17 | ||
JP2019226988 | 2019-12-17 | ||
PCT/JP2020/047036 WO2021125241A1 (ja) | 2019-12-17 | 2020-12-16 | 海島複合繊維 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2021125241A1 JPWO2021125241A1 (ja) | 2021-06-24 |
JPWO2021125241A5 JPWO2021125241A5 (ja) | 2022-08-19 |
JP7407840B2 true JP7407840B2 (ja) | 2024-01-04 |
Family
ID=76477634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021565628A Active JP7407840B2 (ja) | 2019-12-17 | 2020-12-16 | 海島複合繊維 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220307161A1 (ja) |
EP (1) | EP4079948A1 (ja) |
JP (1) | JP7407840B2 (ja) |
KR (1) | KR20220093244A (ja) |
CN (1) | CN114846181A (ja) |
CA (1) | CA3164661A1 (ja) |
WO (1) | WO2021125241A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000282333A (ja) | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Kuraray Co Ltd | 接合型複合ステープル繊維及びその製造方法 |
JP2009061718A (ja) | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Nitto Boseki Co Ltd | コンクリート構造物の補修・補強用繊維強化樹脂シート及びその製造方法 |
JP2016175209A (ja) | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 倉敷紡績株式会社 | 繊維強化樹脂積層シート |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6059121A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-05 | Chisso Corp | 熱接着性複合繊維の製造方法 |
JP4727089B2 (ja) * | 2001-09-05 | 2011-07-20 | 株式会社クラレ | 複合繊維 |
JP4751058B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2011-08-17 | 日本バイリーン株式会社 | 海島型繊維、海島型繊維の製造方法、エチレン−ビニルアルコール系共重合体成分繊維の製造方法、及び繊維シート |
JP4705386B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2011-06-22 | 帝人ファイバー株式会社 | 繊維強化プラスチックの製造方法および強化用繊維材料 |
JP4960616B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2012-06-27 | 帝人ファイバー株式会社 | 短繊維、その製造方法及びその発生前駆体 |
CN101313091A (zh) * | 2005-10-19 | 2008-11-26 | 东丽株式会社 | 卷曲弹力丝及其制造方法、纤维结构体 |
JP6092675B2 (ja) | 2013-03-25 | 2017-03-08 | 株式会社クラレ | 気泡含有樹脂成形体の製造方法 |
JP6176973B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-08-09 | Kbセーレン株式会社 | パイル糸用海島繊維 |
JP6303291B2 (ja) * | 2013-05-24 | 2018-04-04 | 東レ株式会社 | 複合繊維 |
JP6356976B2 (ja) * | 2014-02-07 | 2018-07-11 | Kbセーレン株式会社 | 海島型複合繊維 |
JP6484948B2 (ja) * | 2014-07-30 | 2019-03-20 | 東レ株式会社 | 海島複合繊維 |
-
2020
- 2020-12-16 EP EP20900908.3A patent/EP4079948A1/en active Pending
- 2020-12-16 CA CA3164661A patent/CA3164661A1/en active Pending
- 2020-12-16 JP JP2021565628A patent/JP7407840B2/ja active Active
- 2020-12-16 WO PCT/JP2020/047036 patent/WO2021125241A1/ja unknown
- 2020-12-16 CN CN202080088406.3A patent/CN114846181A/zh active Pending
- 2020-12-16 KR KR1020227020180A patent/KR20220093244A/ko not_active Application Discontinuation
-
2022
- 2022-06-15 US US17/840,688 patent/US20220307161A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000282333A (ja) | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Kuraray Co Ltd | 接合型複合ステープル繊維及びその製造方法 |
JP2009061718A (ja) | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Nitto Boseki Co Ltd | コンクリート構造物の補修・補強用繊維強化樹脂シート及びその製造方法 |
JP2016175209A (ja) | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 倉敷紡績株式会社 | 繊維強化樹脂積層シート |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4079948A1 (en) | 2022-10-26 |
US20220307161A1 (en) | 2022-09-29 |
KR20220093244A (ko) | 2022-07-05 |
WO2021125241A1 (ja) | 2021-06-24 |
CA3164661A1 (en) | 2021-06-24 |
CN114846181A (zh) | 2022-08-02 |
JPWO2021125241A1 (ja) | 2021-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2014279792A1 (en) | Polyolefin film for use in packaging | |
KR20110098970A (ko) | 중합체 얼로이 섬유 및 섬유 구조체 | |
JP2018035461A (ja) | モノフィラメント及びその製造方法 | |
JP6738938B1 (ja) | 樹脂成形体 | |
JP2009179914A (ja) | ポリプロピレン系繊維及び繊維製品 | |
JP5864314B2 (ja) | 繊維強化エラストマー成形品 | |
JP7407840B2 (ja) | 海島複合繊維 | |
JP3661736B2 (ja) | ポリオレフィン−ポリアミド樹脂組成物の製造方法 | |
JP5301806B2 (ja) | 繊維製品 | |
US20040087705A1 (en) | Insulating member using abrasion-resistant resin composition | |
JP5565971B2 (ja) | ポリ乳酸樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂からなるポリマーアロイおよびその製造方法 | |
EP1577342A1 (en) | Polyolefin resin composition and processes for the production thereof | |
JP4914794B2 (ja) | ポリカーボネートを含む芯鞘型複合繊維の製造方法 | |
EA046495B1 (ru) | Композитное волокно со структурой "острова в море" | |
JP4705386B2 (ja) | 繊維強化プラスチックの製造方法および強化用繊維材料 | |
JP3705770B2 (ja) | ポリ塩化ビニル系繊維 | |
JP2012149246A (ja) | ポリプロピレン樹脂組成物、およびその製造方法、ならびにそれを成形してなる成形体 | |
WO2011152439A1 (ja) | ポリオレフィン樹脂組成物ペレット、およびそれより得られる成形体 | |
JP2010084257A (ja) | 断面形態制御繊維およびその製造方法 | |
JPWO2021125241A5 (ja) | ||
JP2011178061A (ja) | 繊維強化樹脂成形品 | |
JPH03234819A (ja) | 軽量海島複合型ポリエステル繊維 | |
JP4253244B2 (ja) | 異形断面をもつポリプロピレンフィラメント、同フィラメントを含むマルチフィラメント糸、及び同マルチフィラメント糸を原糸とするカーペット | |
WO2022044892A1 (ja) | 捲縮繊維からなる不織布 | |
JP2024023621A (ja) | ポリオレフィン樹脂組成物、再生炭素繊維強化樹脂成形体、再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法、及び再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220620 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230718 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231128 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7407840 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |