WO2020203286A1 - 延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法 - Google Patents

延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020203286A1
WO2020203286A1 PCT/JP2020/011925 JP2020011925W WO2020203286A1 WO 2020203286 A1 WO2020203286 A1 WO 2020203286A1 JP 2020011925 W JP2020011925 W JP 2020011925W WO 2020203286 A1 WO2020203286 A1 WO 2020203286A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
core material
sheath
dtex
drawn
composite fiber
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/011925
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
聖士 日下
浩太郎 冨田
Original Assignee
宇部エクシモ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 宇部エクシモ株式会社 filed Critical 宇部エクシモ株式会社
Priority to DE112020001647.1T priority Critical patent/DE112020001647T5/de
Priority to US17/429,623 priority patent/US20220018044A1/en
Priority to KR1020217027671A priority patent/KR20210142608A/ko
Priority to CN202080022051.8A priority patent/CN113574217A/zh
Publication of WO2020203286A1 publication Critical patent/WO2020203286A1/ja

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/12Stretch-spinning methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
    • D01D5/082Melt spinning methods of mixed yarn
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
    • D01D5/098Melt spinning methods with simultaneous stretching
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/12Stretch-spinning methods
    • D01D5/16Stretch-spinning methods using rollers, or like mechanical devices, e.g. snubbing pins
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/06Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyolefin as constituent
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D04H1/43825Composite fibres
    • D04H1/43828Composite fibres sheath-core
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/541Composite fibres, e.g. sheath-core, sea-island or side-by-side; Mixed fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/541Composite fibres, e.g. sheath-core, sea-island or side-by-side; Mixed fibres
    • D04H1/5412Composite fibres, e.g. sheath-core, sea-island or side-by-side; Mixed fibres sheath-core
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/542Adhesive fibres
    • D04H1/544Olefin series
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2321/00Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D10B2321/02Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins
    • D10B2321/022Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polypropylene

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a stretched composite fiber having a sheath core structure, a non-woven fabric, and a stretched composite fiber. More specifically, the present invention relates to a drawn composite fiber having a fineness of 0.6 dtex or less, a method for producing the same, and a non-woven fabric using the drawn composite fiber having this fineness.
  • Composite fibers with a sheath core structure formed by using two types of olefin resins with different characteristics have thermal adhesiveness and excellent chemical resistance, and are therefore used in various fields.
  • Such a composite fiber having a sheath core structure can be produced, for example, by drawing an undrawn fiber having a sheath core structure formed by melt spinning.
  • a method for increasing the single yarn strength and elastic modulus of the drawn composite fiber generally includes an increase in the draw ratio.
  • yarn breakage occurs during drawing and the heat shrinkage rate of the fiber after drawing.
  • problems such as deterioration of the workability of the non-woven fabric and deterioration of the appearance of the non-woven fabric after processing due to the increase in the amount of
  • Patent Documents 1 and 2 a technique for producing a drawn composite fiber having high strength and fineness by a method other than increasing the draw ratio has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the ratio of the weight average molecular weights of the crystalline propylene polymer as the core material and the olefin polymer as the sheath material, and the melt flow rate of the sheath material and the core material (Melt Flow).
  • Rate MFR
  • the melt flow rate of the core material discharged from the spinneret is specified, and the core discharged from the spinneret is specified.
  • the ratio of the melt flow rate of the material to the melt flow rate of the sheath material discharged from the spinneret is specified.
  • raw material fibers having an appropriate fineness are selected and used according to the desired characteristics such as thickness, basis weight, filling rate, pore size and strength.
  • the non-woven fabric may be produced from one raw material fiber, but in order to obtain a non-woven fabric having two characteristics such as fine pore size and strength of the non-woven fabric, the fineness is about 0.1 dtex and the fineness is high. Fine fine fibers of about 0.2 to 0.6 dtex may be mixed and extracted.
  • the technique described in Patent Document 1 described above is intended for composite fibers having a fineness of about 1 dtex, and the obtained composite fibers have a high heat shrinkage rate of 10% or more.
  • drawn composite fibers having a single yarn strength of 5 cN / dtex or more, a Young's modulus of 50 cN / dtex or more, and a heat shrinkage rate of 8% or less at 120 ° C. can be obtained.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing a drawn composite fiber, a non-woven fabric, and a drawn composite fiber having a fineness of 0.6 dtex or less, a low heat shrinkage rate, and a high single yarn strength.
  • the stretched composite fiber according to the present invention has a sheath containing a resin containing a crystalline propylene polymer as a main component and a resin containing an olefin polymer having a lower melting point than the core material as a main component.
  • the cross-sectional area ratio (sheath material / core material) of the material is 50/50 to 10/90, and the single yarn elastic modulus is 70 cN / dtex or more.
  • the ratio of the melt flow rate of the core material at 230 ° C. and 21.18 N load to the melt flow rate of the sheath material at 230 ° C. and 21.18 N load is, for example, It is 0.3 to 1.
  • the non-woven fabric according to the present invention is formed by using the above-mentioned stretched composite fiber.
  • a resin containing a crystalline propylene-based polymer as a main component is used as a core material by melt spinning, and an olefin-based polymer having a lower melting point than the core material is used as a main component. It has a spinning step of obtaining undrawn fibers having a sheath core structure using a resin as a sheath material, and a drawing step of drawing the undrawn fibers to obtain drawn composite fibers having a fineness of 0.6 dtex or less.
  • the fiber has a fineness of 4.0 dtex or less, a cross-sectional area ratio (sheath material / core material) of the sheath material and the core material is 50/50 to 10/90, and the core material is 230 ° C., 21.18 N.
  • the melt flow rate under load is 10 to 30 g / 10 minutes, and the spinning step and the drawing step are continuously performed.
  • the ratio of the melt flow rate of the core material at 230 ° C. and 21.18 N load to the melt flow rate of the sheath material at 230 ° C. and 21.18 N load (core material / sheath material). May be in the range of 0.3 to 1.
  • the draw ratio of the undrawn fibers in the drawing step is, for example, 2 to 7 times.
  • the melt flow rate value in the present invention is a value measured under the conditions of temperature: 230 ° C. and load: 21.18N based on the method A of JIS K7210, and is described below unless otherwise specified. Is the same.
  • the single yarn strength can be increased without increasing the heat shrinkage rate.
  • FIG. 2 It is a figure which shows typically the cross-sectional structure example of the drawn composite fiber of embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the drawn composite fiber of embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows the apparatus configuration example when each process shown in FIG. 2 is performed continuously. A and B are schematic views showing an apparatus configuration when each step shown in FIG. 2 is performed separately, A is a spinning step, and B is a drawing step.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure example of the drawn composite fiber of the present embodiment.
  • the drawn composite fiber of the present embodiment is a sheath-core composite fiber composed of a core portion 1 and a sheath portion 2 formed around the core portion 1, and the fineness thereof is 0.6 dtex or less. , Preferably 0.2 to 0.6 dtex.
  • the core portion 1 is formed of a resin (hereinafter referred to as a core material) containing a crystalline propylene-based polymer as a main component and having a melt flow rate (MFR) of 10 to 30 g / 10 minutes at 230 ° C. and a load of 21.18 N.
  • MFR melt flow rate
  • the melt tension of the molten resin tends to increase, making it difficult to obtain undrawn fibers having the desired fineness. Further, when the undrawn fibers are drawn at a high magnification, The frequency of thread breakage tends to increase.
  • the MFR of the core material exceeds 30 g / 10 minutes, the melt tension of the molten resin becomes low, so that the degree of orientation crystallinity of the undrawn fibers decreases, and the single yarn strength and elastic modulus of the drawn composite fibers become sufficient. It cannot be enhanced, and it becomes difficult to obtain the desired single yarn physical properties.
  • the MFR of the core material is preferably 15 to 25 g / 10 minutes, and by setting it in this range, the strength of the drawn composite fiber can be exhibited while lowering the fineness of the undrawn fiber.
  • the crystalline propylene-based polymer which is the main component of the core material, is composed of, for example, a crystalline isotactic propylene homopolymer, an ethylene-propylene random copolymer having a low content of ethylene units, and a propylene homopolymer.
  • a crystalline propylene-ethylene- ⁇ -olefin copolymer composed of a copolymer of ⁇ -olefin such as butene-1 can be used, and in particular, from the viewpoint of stretchability, fibrous material properties and heat shrinkage suppression, iso Tactic polypropylene is preferred.
  • These crystalline propylene-based polymers may be used alone or in combination of two or more.
  • additives such as nucleating agents and antioxidants can be added to the core material in an appropriate ratio.
  • the additives to be blended in the core material are those that melt together and have an affinity with the resin whose main component is a crystalline propylene-based polymer, or those that do not completely melt but part of them are compatible with the resin. Is preferable.
  • the sheath portion 2 is formed of a resin (hereinafter, referred to as a sheath material) containing an olefin polymer having a melting point lower than that of the core material as a main component.
  • a sheath material a resin
  • the olefin-based polymer which is the main component of the sheath material, includes, for example, ethylene-based polymers such as high-density, medium-density, low-density polyethylene and linear low-density polyethylene, and copolymers of propylene and other ⁇ -olefins.
  • propylene-butene-1-random copolymer propylene-ethylene-butene-1 random copolymer
  • non-crystalline propylene-based polymer such as soft polypropylene, poly4-methylpentene-1, etc. It can be used, and high-density polypropylene is particularly preferable from the viewpoint of fiber properties.
  • These olefin-based polymers may be used alone or in combination of two or more.
  • additives such as nucleating agents and antioxidants can be added to the sheath material in an appropriate ratio.
  • the additive to be blended in the sheath material is preferably one that melts together and has an affinity with the resin containing an olefin polymer as a main component, or one that does not completely melt but partially blends with the resin. ..
  • the drawn composite fiber of the present embodiment has a sheath-core ratio, that is, an area ratio (sheath material / core material) of the core portion 1 and the sheath portion 2 in the cross section (cross section perpendicular to the length direction) is 50/50 to 10. / 90.
  • a sheath-core ratio that is, an area ratio (sheath material / core material) of the core portion 1 and the sheath portion 2 in the cross section (cross section perpendicular to the length direction) is 50/50 to 10. / 90.
  • the ratio of the core portion 1 in the cross section is less than 50%, the single yarn strength and elastic modulus of the drawn composite fiber are insufficient, and the heat shrinkage rate also increases.
  • the ratio of the core portion 1 in the cross section exceeds 90%, the sheath material that contributes to heat fusion is insufficient, and the strength of the processed product such as the non-woven fabric is lowered.
  • the ratio of the core portion 1 in the cross section is too high, the draw ratio decrease
  • the ratio of the MFR of the core material (pellet) at 230 ° C. and 21.18 N load to the MFR of the sheath material (pellet) at 230 ° C. and 21.18 N load is preferably 0.3 to 1.
  • the core material MFR / sheath material MFR is less than 0.3, the melt tension of the molten resin tends to be high, and undrawn fibers having the desired fineness may not be produced.
  • the core material MFR / sheath material MFR exceeds 1, the melt tension of the molten resin becomes too low, and the single yarn strength and elastic modulus of the drawn composite fiber decrease, so that the desired single yarn physical properties cannot be obtained.
  • the core material MFR / sheath material MFR exceeds 1, the melt tension of the molten resin becomes too low, and the single yarn strength and elastic modulus of the drawn composite fiber decrease, so that the desired single yarn physical properties cannot be obtained.
  • the stretched composite fiber of the present embodiment has a single yarn elastic modulus of 70 cN / dtex or more. If the single yarn elastic modulus of the drawn composite fiber is less than 70 cN / dtex, the mechanical strength of the non-woven fabric is insufficient when it is processed into a thin non-woven fabric, and breakage and poor appearance are likely to occur.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a method for producing a drawn composite fiber of the present embodiment
  • FIG. 3 is a schematic view showing an example of an apparatus configuration when each step shown in FIG. 2 is continuously performed.
  • a spinning step step S1 of obtaining an undrawn fiber having a sheath core structure by melt spinning and a drawn composite fiber by drawing the undrawn fiber.
  • the stretching step step S2 for obtaining the above is continuously performed.
  • a resin containing a crystalline propylene polymer as a main component and having a melt flow rate of 10 to 30 g / 10 minutes at 230 ° C. and a load of 21.18 N was used as the core material, and the core material was used as the sheath material.
  • a resin containing an olefin polymer having a lower melting point as a main component is used.
  • the core material MFR / sheath material MFR is preferably in the range of 0.3 to 1 for the reason described above.
  • the resin having an MFR (230 ° C., test load of 21.18N) of 10 to 30 g / 10 minutes used as the core material in the drawn composite fiber of the present embodiment is stable because the tension tends to increase when it is made into a molten resin. Therefore, it is difficult to spin undrawn fibers having a fineness of less than 0.35 dtex. Therefore, the fineness of the undrawn fiber is preferably in the range of 0.35 to 4.0 dtex.
  • ⁇ Stretching step S2> the undrawn fibers are drawn to obtain drawn composite fibers having a fineness of 0.6 dtex or less, preferably 0.2 to 0.6 dtex. At that time, if the draw ratio is less than 2 times, the single yarn strength and elastic modulus of the obtained drawn composite fiber may decrease, and the desired single yarn physical properties may not be obtained. On the other hand, if the draw ratio exceeds 7 times, the frequency of thread breakage increases, and the productivity may decrease. Therefore, the stretching ratio in the stretching step S2 is preferably 2 to 7 times.
  • the drawn composite fiber of the present embodiment is produced by a direct spinning drawing method (spin draw method) in which the above-mentioned spinning step S1 and drawing step S2 are continuously performed.
  • spin draw method spin draw method
  • the unstretched fiber 10 having a sheath core structure discharged from the spinneret 11 is introduced into the steam stretching tank 13 via the introduction roller 12, stretched at a predetermined magnification, and then stretched.
  • the composite fiber 20 of the above is pulled out by a pull-out roller 14, and is wound up by a winder 15.
  • the drawn composite fiber produced by the above-mentioned method can be formed into a long fiber filament used for woven fabric through an oil agent treatment and a drying treatment. Further, in order to form a form used for a non-woven fabric, staple fibers may be obtained by undergoing an oil agent treatment, a crimping treatment and a drying treatment following the stretching step. Further, after the oil agent treatment, it can be cut into short fibers through a drying treatment or without a drying treatment to obtain chopped fibers.
  • the drawn composite fiber of the present embodiment has a fineness of 0.6 dtex or less because the MFR of the core material, the sheath core ratio, and the single yarn elastic modulus are within specific ranges. Instead, the single yarn strength can be increased to 6 cN / dtex or more, and the tow heat shrinkage rate at 120 ° C. can be suppressed to 8% or less.
  • the drawn composite fiber of the present embodiment since the drawn composite fiber of the present embodiment has high strength and low heat shrinkage, it can be suitably used for various non-woven fabric applications, battery separators, filters and the like.
  • the thin film non-woven fabric formed by using the stretched composite fiber of the present embodiment has high mechanical strength and suppresses heat shrinkage during processing, so that processing defects such as breakage and slight appearance defects can be eliminated. ..
  • Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 3, the spinning step and the drawing step were continuously performed to prepare a drawn composite fiber having a sheath core structure.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 14 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 910 m / min, and the drawing ratio was 5.10 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Example 1 produced under this condition was 0.4 dtex.
  • Example 2 The fineness was 1.72 dTex under the same method and conditions as in Example 1 except that the core material B was used instead of the core material A and the sheath core ratio (sheath material / core material) was set to 25/75.
  • the undrawn fibers were melt-spun and the undrawn fibers were drawn by the same method and conditions as in Example 1.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 14 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 841 m / min, and the draw ratio was 4.67 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Example 2 produced under this condition was 0.4 dtex.
  • Example 3 Undrawn fibers having a fineness of 1.60 dtex are melt-spun and the undrawn fibers are carried out under the same method and conditions as in Example 1 except that the sheath-core ratio (sheath material / core material) is 50/50. It was stretched by the same method and conditions as in Example 1.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 14 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 781 m / min, and the drawing ratio was 4.34 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Example 3 produced under this condition was 0.4 dtex.
  • the undrawn fibers were melt-spun and the undrawn fibers were drawn by the same method and conditions as in Example 1.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 14 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 781 m / min, and the drawing ratio was 4.34 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Example 4 produced under this condition was 0.2 dtex.
  • Example 5 An undrawn fiber having a fineness of 0.80 dTex was prepared by using the core material D and the sheath material b under the same method and conditions as in Example 1 except that the sheath core ratio (sheath material / core material) was set to 50/50. It was melt-spun and the undrawn fibers were drawn by the same method and conditions as in Example 1.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 14 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 781 m / min, and the drawing ratio was 4.34 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Example 5 produced under this condition was 0.2 dtex.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 14 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 781 m / min, and the drawing ratio was 4.34 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Comparative Example 1 produced under this condition was 0.4 dtex.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 14 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 781 m / min, and the drawing ratio was 4.34 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Comparative Example 2 produced under this condition was 0.4 dtex.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 113 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 80 m / min, and the drawing ratio was 8.0 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Comparative Example 3 produced under this condition was 0.4 dtex.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 113 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 80 m / min, and the drawing ratio was 8.0 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Comparative Example 4 produced under this condition was 0.4 dtex.
  • the speed of the drawn fiber drawing roller 113 capable of industrially stably drawing without causing yarn breakage in the spinning step and the drawing step was 54 m / min, and the drawing ratio was 5.4 times. Further, the fineness of the drawn composite fiber of Comparative Example 4 produced under this condition was 0.8 dtex.
  • the undrawn fibers were stretched in a step different from the spinning step by using a stretching device in which a hot water stretching tank was arranged between two rollers. Specifically, the tow (fiber bundle) obtained by collecting the undrawn fibers obtained in the spinning process is put into a warm water drawing tank under the conditions that the speed of the introduction roller is 10 m / min and the speed of the drawn fiber drawing roller is 51 m / min. , 93 ° C. was stretched with warm water.
  • the drawn composite fibers of Comparative Examples 1 and 3 using a resin having an MFR of more than 30 g / 10 minutes as the core material had low single yarn strength and elastic modulus.
  • the drawn composite fibers of Examples 1 to 5 produced within the range of the present invention have a tow heat shrinkage rate of 8 at 120 ° C. even when the fineness is 0.6 dtex or less. % Or less, and the single yarn strength was 6 cN / dtex or more.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

繊度が0.6dtexの以下で、熱収縮率が低く、単糸強度が高い延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法を提供する。 結晶性プロピレン系重合体を主成分とし230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートが10~30g/10分の樹脂を芯材とし、芯材よりも融点が低いオレフィン系重合体を主成分とする樹脂を鞘材とする鞘芯構造の未延伸繊維を溶融紡糸し、この未延伸繊維を延伸処理して、繊度が0.6dtex以下、鞘材と芯材の断面積比(鞘材/芯材)が50/50~10/90、単糸弾性率が70cN/dtex以上の延伸複合繊維を得る。

Description

延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法
 本発明は、鞘芯構造の延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法に関する。より詳しくは、繊度が0.6dtex以下の細繊度の延伸複合繊維及びその製造方法、並びにこの細繊度の延伸複合繊維を用いた不織布に関する。
 特性の異なる2種類のオレフィン系樹脂を用いて形成される鞘芯構造の複合繊維は、熱接着性を有し、耐薬品性にも優れることから、様々な分野で利用されている。このような鞘芯構造の複合繊維は、例えば、溶融紡糸により形成された鞘芯構造の未延伸繊維を延伸処理することにより製造することができる。
 一方、各種フィルター素材や電池用セパレータなどに用いられる機能性不織布には、薄膜でかつ機械的強度が高いことが求められる。薄膜で機械的強度が高い不織布を実現するためには、従来よりも原料繊維の繊度を細くすると共に、単糸強度を向上させる必要がある。延伸複合繊維の単糸強度及び弾性率を増加させる方法としては、一般に、延伸倍率の増加が挙げられるが、延伸倍率を増加させると、延伸時に糸切れが発生、延伸後の繊維の熱収縮率が増加することによる不織布加工性の低下及び加工後の不織布の外観劣化といった課題がある。
 そこで、従来、延伸倍率の増加以外の方法により、高強度で細繊度の延伸複合繊維を製造する技術が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。例えば、特許文献1に記載の複合繊維では、芯材である結晶性プロピレン系重合体と鞘材であるオレフィン系重合体の重量平均分子量の比、鞘材や芯材のメルトフローレート(Melt Flow Rate:MFR)などを特定することにより、複合繊維の高強度化を図っている。
 また、特許文献2に記載の複合繊維の製造方法では、強度で細繊維の複合繊維を得るため、紡糸口金から吐出された芯材のメルトフローレートを特定すると共に、紡糸口金から吐出された芯材のメルトフローレートと紡糸口金から吐出される鞘材のメルトフローレートとの比(=芯材MFR/鞘材MFR)を特定している。
特開2007-107143号公報 国際公開第2015/012281
 不織布製造においては、厚さ、目付け、充填率、孔径及び強度などの目的とする特性に応じて、適した繊度の原料繊維が選択されて用いられている。その際、1つの原料繊維から不織布を製造してもよいが、微細な孔径と不織布強度などのように2つの特性を兼ね備える不織布を得るため、繊度が0.1dtex程度の極細繊維と、繊度が0.2~0.6dtex程度の細繊度繊維を混抄する場合がある。このような不織布の強度を向上させるためには、原料となる極細繊維及び細繊度繊維の両方について単糸強度及び弾性率などの物性を高める必要がある。しかしながら、前述した特許文献1に記載の技術は、繊度が1dtex前後の複合繊維を対象としたものであり、更に、得られる複合繊維は熱収縮率が10%以上と高い。
 一方、特許文献2に記載の製造方法では、単糸強度5cN/dtex以上、ヤング率50cN/dtex以上、120℃での熱収縮率8%以下の延伸複合繊維を得ることができるが、この技術は繊度が0.3dtex以下の極細複合繊維を対象としており、それよりも太い細繊度複合繊維についても同等の特性を得ることは困難である。また、単糸及び不織布のさらなる物性向上が望まれる中、従来技術にて開示されている方法で製造した延伸工程にて高倍率で延伸しても、単糸強度及び弾性率などの物性の更なる向上には限界がある。
 そこで、本発明は、繊度が0.6dtex以下で、熱収縮率が低く、単糸強度が高い延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明に係る延伸複合繊維は、結晶性プロピレン系重合体を主成分とする樹脂を芯材とし、前記芯材よりも融点が低いオレフィン系重合体を主成分とする樹脂を鞘材とする鞘芯構造の延伸複合繊維であって、繊度が0.6dtex以下であり、前記芯材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートが10~30g/10分であり、前記鞘材と前記芯材の断面積比(鞘材/芯材)が50/50~10/90であり、単糸弾性率が70cN/dtex以上である。
 この延伸複合繊維では、前記芯材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートと、前記鞘材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートの比(芯材/鞘材)が、例えば0.3~1となっている。
 本発明に係る不織布は、前述した延伸複合繊維を用いて形成されたものである。
 本発明に係る延伸複合繊維の製造方法は、溶融紡糸により、結晶性プロピレン系重合体を主成分とする樹脂を芯材とし、前記芯材よりも融点が低いオレフィン系重合体を主成分とする樹脂を鞘材とする鞘芯構造の未延伸繊維を得る紡糸工程と、前記未延伸繊維を延伸処理して繊度が0.6dtex以下の延伸複合繊維を得る延伸工程とを有し、前記未延伸繊維は、繊度が4.0dtex以下、前記鞘材と前記芯材の断面積比(鞘材/芯材)が50/50~10/90であり、前記芯材は、230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートが10~30g/10分であり、前記紡糸工程と前記延伸工程を連続して行う。
 この延伸複合繊維の製造方法では、前記芯材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートと、前記鞘材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートの比(芯材/鞘材)を、0.3~1の範囲にしてもよい。
 また、前記延伸工程における前記未延伸繊維の延伸倍率は例えば2~7倍である。
 なお、本発明におけるメルトフローレートの値は、JIS K7210のA法に基づいて、温度:230℃、荷重:21.18Nの条件で測定した値であり、特に断りのない限り、以下の説明においても同様である。
 本発明によれば、繊度が0.6dtex以下の延伸複合繊維について、熱収縮率を増加させることなく、単糸強度を高めることができる。
本発明の実施形態の延伸複合繊維の断面構造例を模式的に示す図である。 本発明の実施形態の延伸複合繊維の製造方法を示すフローチャートである。 図2に示す各工程を連続して行う際の装置構成例を示す模式図である。 A,Bは図2に示す各工程を別々に行う際の装置構成を示す模式図であり、Aは紡糸工程、Bは延伸工程を示す。
 以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。図1は本実施形態の延伸複合繊維の断面構造例を模式的に示す図である。図1に示すように、本実施形態の延伸複合繊維は、芯部1とその周囲に形成された鞘部2とで構成される鞘芯複合繊維であり、その繊度は0.6dtex以下であり、好ましくは0.2~0.6dtexである。
[芯部1]
 芯部1は、結晶性プロピレン系重合体を主成分とし、230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレート(MFR)が10~30g/10分である樹脂(以下、芯材という。)で形成されている。芯材のMFRが10g/10分未満の場合、溶融樹脂の溶融張力が高くなりやすく、目的とする繊度の未延伸繊維を得ることが難しくなり、更に、未延伸繊維を高倍率で延伸すると、糸切れの発生頻度が増加する傾向がある。
 また、芯材のMFRが30g/10分を超えると、溶融樹脂の溶融張力が低くなるため、未延伸繊維の配向結晶化度が低下し、延伸複合繊維の単糸強度や弾性率を十分に高めることができず、目的とする単糸物性が得られ難くなる。芯材のMFRは、15~25g/10分とすることが好ましく、この範囲にすることで未延伸繊維の繊度を低くしつつ、延伸複合繊維の強度を発現させることができる。
 芯材の主成分である結晶性プロピレン系重合体には、例えば結晶性を有するアイソタクチックプロピレン単独重合体、エチレン単位の含有量の少ないエチレン-プロピレンランダム共重合体、プロピレン単独重合体からなるホモ部とエチレン単位の含有量の比較的多いエチレン-プロピレンランダム共重合体からなる共重合部とから構成されたプロピレンブロック共重合体、更にプロピレンブロック共重合体における各ホモ部又は共重合部がブテン-1などのα-オレフィンを共重合したものからなる結晶性プロピレン-エチレン-α-オレフィン共重合体などを用いることができ、特に、延伸性、繊維物性及び熱収縮抑制の観点から、アイソタクチックポリプロピレンが好適である。これらの結晶性プロピレン系重合体は、単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、芯材には、核剤や酸化防止剤などの添加剤を、適度な割合で配合することができる。芯材に配合される添加剤は、結晶性プロピレン系重合体を主成分とする樹脂との関係において、共に溶融して親和するもの又は完全には溶融しないがその一部が樹脂となじみあうものが好ましい。
[鞘部2]
 鞘部2は、芯材よりも融点が低いオレフィン系重合体を主成分とする樹脂(以下、鞘材という。)で形成されている。鞘材の主成分であるオレフィン系重合体には、例えば高密度・中密度・低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンなどのエチレン系重合体、プロピレンと他のα-オレフィンとの共重合体、具体的にはプロピレン-ブテン-1-ランダム共重合体、プロピレン-エチレン-ブテン-1ランダム共重合体、あるいは軟質ポリプロピレンなどの非結晶性プロピレン系重合体、ポリ4-メチルペンテン-1などを用いることができ、特に、繊維物性の点から高密度ポリエチレンが好適である。これらのオレフィン系重合体は、単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、鞘材には、核剤や酸化防止剤などの添加剤を、適度な割合で配合することができる。鞘材に配合される添加剤は、オレフィン系重合体を主成分とする樹脂との関係において、共に溶融して親和するもの又は完全には溶融しないがその一部が樹脂となじみあうものが好ましい。
[鞘芯比率]
 本実施形態の延伸複合繊維は、鞘芯比率、即ち、横断面(長さ方向に垂直な断面)における芯部1と鞘部2の面積比(鞘材/芯材)が50/50~10/90である。横断面における芯部1の比率が50%未満の場合、延伸複合繊維の単糸強度や弾性率が不足し、更に熱収縮率も増加する。また、横断面における芯部1の比率が90%を超えると、熱融着に寄与する鞘材が不足し、不織布などの加工品の強度が低下する。また、横断面における芯部1の比率が高すぎると、延伸工程において延伸倍率が低下して糸切れが発生しやすくなる。
[芯材MFR/鞘材MFR]
 本実施形態の延伸複合繊維は、芯材(ペレット)の230℃、21.18N荷重におけるMFRと、鞘材(ペレット)の230℃、21.18N荷重におけるMFRとの比(芯材MFR/鞘材MFR)が0.3~1であることが好ましい。芯材MFR/鞘材MFRが0.3未満の場合、溶融樹脂の溶融張力が高くなりやすく、目的とする繊度の未延伸繊維を製造できないことがある。また、芯材MFR/鞘材MFRが1を超えると、溶融樹脂の溶融張力が低くなり過ぎて、延伸複合繊維の単糸強度や弾性率が低下し、目的とする単糸物性が得られないことがある。
[単糸弾性率]
 本実施形態の延伸複合繊維は、単糸弾性率が70cN/dtex以上である。延伸複合繊維の単糸弾性率が70cN/dtex未満であると、薄膜の不織布に加工した際に不織布の機械的強度が不足し、破断や外観不良が起こりやすくなる。
[製造方法]
 次に、本実施形態の延伸複合繊維の製造方法について説明する。図2は本実施形態の延伸複合繊維の製造方法を示すフローチャートであり、図3は図2に示す各工程を連続して行う際の装置構成例を示す模式図である。図2に示すように、本実施形態の延伸複合繊維の製造方法では、溶融紡糸により鞘芯構造の未延伸繊維を得る紡糸工程(ステップS1)と、未延伸繊維を延伸処理して延伸複合繊維を得る延伸工程(ステップS2)とを連続して行う。
<紡糸工程S1>
 紡糸工程S1では、繊度が4.0dtex以下、好ましくは0.35~4.0dtexで、鞘芯比率(鞘材/芯材)が50/50~10/90である鞘芯構造の未延伸繊維を溶融紡糸する。その際、芯材には、結晶性プロピレン系重合体を主成分とし、230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートが10~30g/10分である樹脂を用い、鞘材には、芯材よりも融点が低いオレフィン系重合体を主成分とする樹脂を用いる。また、芯材MFR/鞘材MFRは、前述した理由から、0.3~1の範囲にすることが好ましい。
(未延伸繊維)
 未延伸繊維の鞘芯比率が延伸後の複合繊維の鞘芯比率となることから、未延伸繊維も延伸複合繊維と同様に、鞘材/芯材=50/50~10/90とする。また、未延伸繊維の繊度を4.0dtexよりも太くすると、延伸後の複合繊維の繊度を0.6dtex以下にするためには延伸倍率を高める必要があり、延伸時に糸切れが発生したり、延伸繊維の熱収縮率が悪化しやすくなるため、本実施形態の延伸複合繊維では未延伸繊維の繊度は4.0dtex以下とする。
 なお、本実施形態の延伸複合繊維において芯材として用いるMFR(230℃、試験荷重21.18N)が10~30g/10分の樹脂は、溶融樹脂にしたときに張力が高くなりやすいため、安定して繊度0.35dtex未満の未延伸繊維を紡糸することは難しい。このため、未延伸繊維の繊度は0.35~4.0dtexの範囲とすることが好ましい。
<延伸工程S2>
 延伸工程S2では、未延伸繊維を延伸処理して繊度が0.6dtex以下、好ましくは0.2~0.6dtexの延伸複合繊維を得る。その際、延伸倍率が2倍未満であると、得られる延伸複合繊維の単糸強度や弾性率が低下して、目的とする単糸物性が得られないことがある。また、延伸倍率が7倍を超えると、糸切れが発生する頻度が増加し、生産性が低下する虞がある。よって、延伸工程S2における延伸倍率は2~7倍とすることが好ましい。
<直接紡糸延伸法>
 本実施形態の延伸複合繊維は、前述した紡糸工程S1と延伸工程S2を連続して行う直接紡糸延伸法(スピンドロー法)により製造される。例えば、図3に示す装置の場合、紡糸口金11から吐出された鞘芯構造の未延伸繊維10を、導入ローラー12を介して蒸気延伸槽13に導入して所定倍率で延伸した後、延伸後の複合繊維20を引き出しローラー14により引き出し、ワインダー15で巻き取る。
 二段延伸法などのように紡糸工程と延伸工程をそれぞれ別々に非連続で行う場合、繊度が細い未延伸繊維を高倍率で延伸することが難しく、また、延伸可能な倍率では目的とする強度及び弾性率の延伸複合繊維が得られない。これに対して、紡糸工程と延伸工程を連続して行う直接紡糸延伸法(スピンドロー法)は、未延伸繊維を安定的かつ速やかに延伸工程へ移行できるため、延伸切れしやすい細繊度の未延伸繊維であっても、均質で伸びやすい状態のまま延伸することができ、単糸物性の優れる延伸複合繊維が得られる。その結果、繊度が4.0dtex以下の未延伸繊維から、繊度が0.6dtex以下で、単糸強度及び単糸弾性率が高く、熱収縮率が低い延伸複合繊維を製造することが可能となる。
 前述した方法により製造された延伸複合繊維は、油剤処理や乾燥処理を経て、織布用として用いられる長繊維フィラメントの形態にすることができる。また、不織布用として用いられる形態とするために、延伸工程に引き続き油剤処理、捲縮加工処理及び乾燥処理を経て、ステープルファイバーにしてもよい。更に、油剤処理後に、乾燥処理を経て又は乾燥処理を経ずに短繊維に切断し、チョップドファイバーとすることもできる。
 以上詳述したように、本実施形態の延伸複合繊維は、芯材のMFR、鞘芯比率及び単糸弾性率を特定の範囲にしているため、0.6dtex以下と細繊度であるにもかかわらず、単糸強度を6cN/dtex以上にすると共に、120℃におけるトウ熱収縮率を8%以下に抑制することができる。このように、本実施形態の延伸複合繊維は、高強度及び低熱収縮率であるため、各種不織布用途、電池セパレータ及びフィルターなどの用途に好適に用いることができる。そして、本実施形態の延伸複合繊維を用いて形成された薄膜不織布は、機械的強度が高く、加工時の熱収縮も抑えられるため、破断などの加工不良やや外観不良の発生もなくすことができる。
 以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、下記の方法で実施例及び比較例の延伸複合繊維を作製し、その性能を評価した。
[原料]
(1)芯材
A:株式会社プライムポリマー製 アイソタクチックポリプロピレン「Y2005GP」
  (MFR=20g/10分、Q値=4.7)
B:株式会社プライムポリマー製 アイソタクチックポリプロピレン「Y2000GV」
  (MFR=18g/10分、Q値=3.0)
C:株式会社プライムポリマー製 アイソタクチックポリプロピレン「S119」
  (MFR=60g/10分、Q値=2.8)
D:株式会社プライムポリマー製 アイソタクチックポリプロピレン「S137L」
  (MFR=30g/10分、Q値=3.2)
(2)鞘材
a:京葉ポリエチレン株式会社製 高密度ポリエチレン「S6932」
  (MFR=40g/10分、Q値=5.1)
b:旭化成ケミカルズ株式会社製 高密度ポリエチレン「J300」
  (MFR=70g/10分、Q値=4.3)
[評価・測定方法]
(1)繊度
 未延伸繊維及び延伸複合繊維の繊度は、JIS L1015に準じて測定した。
(2)MFR
 芯材及び鞘材に用いた各材料ペレットについて、JIS K7210のA法により、試験温度230℃、試験荷重21.18Nの条件でMFRを測定した。
(3)延伸複合繊維の単糸物性
 JIS L1015に準じた方法で、延伸複合繊維の単糸強度及び弾性率を測定した。
(4)延伸複合繊維のトウ物性
 JIS L1015に準じた方法で、繊維束(トウ)の熱収縮率を測定した。その際、フィラメント数を12018本、熱処理温度は120℃、熱処理時間は10分間とした。
<実施例1>
 図3に示す装置を用いて、紡糸工程及び延伸工程を連続して行い、鞘芯構造の延伸複合繊維を作製した。
(1)紡糸工程
 芯材Aと鞘材aを用いて、溶融紡糸により、繊度が1.88dtexの鞘芯構造の未延伸繊維を作製した。その際、鞘芯型複合紡糸口金を使用し、鞘芯比率(鞘材/芯材)が35/65になるようにした。また、紡糸条件は、押出機シリンダー温度を255℃、紡糸口金温度を270℃、紡糸速度を180m/分とした。
(2)延伸工程
 前述した紡糸工程から連続して延伸工程を実施した。具体的には、紡糸工程で得た未延伸繊維10を、速度180m/分の導入ローラー12に導入し、延伸繊維引き出しローラー14の速度を増加させて、常圧蒸気100℃の蒸気延伸槽13にて延伸を行った。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー14の速度は910m/分であり、延伸倍率は5.10倍であった。また、この条件により製造された実施例1の延伸複合繊維の繊度は0.4dtexであった。
<実施例2>
 芯材Aの代わりに芯材Bを用いたこと及び鞘芯比率(鞘材/芯材)を25/75にしたこと以外は実施例1と同様の方法及び条件で、繊度が1.72dTexの未延伸繊維を溶融紡糸し、その未延伸繊維を実施例1と同様の方法及び条件で延伸した。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー14の速度は841m/分であり、延伸倍率は4.67倍であった。また、この条件により製造された実施例2の延伸複合繊維の繊度は0.4dtexであった。
<実施例3>
 鞘芯比率(鞘材/芯材)を50/50にしたこと以外は実施例1と同様の方法及び条件で、繊度が1.60dtexの未延伸繊維を溶融紡糸し、その未延伸繊維を実施例1と同様の方法・条件で延伸した。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー14の速度は781m/分であり、延伸倍率は4.34倍であった。また、この条件により製造された実施例3の延伸複合繊維の繊度は0.4dtexであった。
<実施例4>
 芯材Aの代わりに芯材Dを用いたこと及び鞘芯比率(鞘材/芯材)を50/50にしたこと以外は実施例1と同様の方法及び条件で、繊度が0.80dTexの未延伸繊維を溶融紡糸し、その未延伸繊維を実施例1と同様の方法・条件で、延伸した。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー14の速度は781m/分であり、延伸倍率は4.34倍であった。また、この条件により製造された実施例4の延伸複合繊維の繊度は0.2dtexであった。
<実施例5>
 芯材Dと鞘材bを用いて、鞘芯比率(鞘材/芯材)を50/50にした以外は実施例1と同様の方法及び条件で、繊度が0.80dTexの未延伸繊維を溶融紡糸し、その未延伸繊維を実施例1と同様の方法・条件で延伸した。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー14の速度は781m/分であり、延伸倍率は4.34倍であった。また、この条件により製造された実施例5の延伸複合繊維の繊度は0.2dtexであった。
<比較例1>
 芯材Cと鞘材bを用いて、鞘芯比率(鞘材/芯材)を50/50にした以外は実施例1と同様の方法及び条件で、繊度が1.60dTexの未延伸繊維を溶融紡糸し、その未延伸繊維を実施例1と同様の方法・条件で未延伸繊維を延伸した。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー14の速度は781m/分であり、延伸倍率は4.34倍であった。また、この条件により製造された比較例1の延伸複合繊維の繊度は0.4dtexであった。
<比較例2>
 鞘芯比率(鞘材/芯材)を60/40にしたこと以外は実施例1と同様の方法及び条件で、繊度が1.60dtexの未延伸繊維を溶融紡糸し、この未延伸繊維を実施例1と同様の方法・条件で延伸した。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー14の速度は781m/分であり、延伸倍率は4.34倍であった。また、この条件により製造された比較例2の延伸複合繊維の繊度は0.4dtexであった。
<比較例3>
 図4A、Bに示す装置を用いて、紡糸工程及び延伸工程を非連続で行い、鞘芯構造の延伸複合繊維を作製した。
(1)紡糸工程
 図4Aに示す紡糸口金101と、ローラー102,103と、巻取装置104を備える溶融紡糸装置を用いて、比較例1と同様の条件で、繊度が2.95dtexの未延伸繊維110を溶融紡糸した。
(2)延伸工程
 図4Aに示す3台のローラー111,113,115の間に、温水で加熱する予備延伸槽112と加熱飽和水蒸気で加熱する本延伸槽115が配置された二段延伸装置を用いて未延伸繊維110を延伸し、延伸複合繊維120を得た。具体的には、紡糸工程で得た未延伸繊維110をまとめたトウ(繊維束)を、導入ローラー111の速度を10m/分、予備延伸送出しローラー113の速度を29m/分とし、予備延伸槽112において93℃の温水で予備延伸処理した。引き続き、延伸繊維引き出しローラー115の速度を増加させて、本延伸槽115において124℃の加圧飽和水蒸気中で本延伸を行い、得られた延伸複合繊維120をワインダー116で巻き取った。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー113の速度は80m/分であり、延伸倍率は8.0倍であった。また、この条件により製造された比較例3の延伸複合繊維の繊度は0.4dtexであった。
<比較例4>
 芯材Aと鞘材aを用いた以外は比較例3と同様の方法及び条件で、繊度が2.95dtexの未延伸繊維を溶融紡糸した。この未延伸繊維を、紡糸工程とは別工程で、比較例3と同様の方法・条件により延伸した。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー113の速度は80m/分であり、延伸倍率は8.0倍であった。また、この条件により製造された比較例4の延伸複合繊維の繊度は0.4dtexであった。
<比較例5>
 目的繊度となるようにギアポンプ回転数を適宜調整した以外は、比較例4と同様の方法及び条件で、繊度が3.98dtexの未延伸繊維を溶融紡糸した。この未延伸繊維を、紡糸工程とは別工程で、比較例3と同様の方法・条件により延伸した。
 その結果、紡糸工程や延伸工程において糸切れが発生せず、工業的に安定して延伸できる延伸繊維引き出しローラー113の速度は54m/分であり、延伸倍率は5.4倍であった。また、この条件により製造された比較例4の延伸複合繊維の繊度は0.8dtexであった。
<比較例6>
(1)紡糸工程
 鞘芯比率を35/65にした以外は、実施例1と同様の方法及び条件で、繊度が1.88dtexの未延伸繊維を溶融紡糸した。
(2)延伸工程
 2台のローラー間に温水延伸槽が配置された延伸装置を用いて、紡糸工程とは別工程で未延伸繊維を延伸した。具体的には、紡糸工程で得た未延伸繊維をまとめたトウ(繊維束)を、温水延伸槽にて、導入ローラーの速度を10m/分、延伸繊維引き出しローラーの速度51m/分の条件で、93℃の温水で延伸処理した。
 その結果、延伸繊維引き出しローラーの速度が51m/分のときに延伸工程において糸切れが発生し、延伸倍率5.1倍の設定では延伸複合繊維を得ることは不可能であった。
 前述した方法で作製した実施例及び比較例の延伸複合繊維の評価結果を、下記表1,2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記表2に示すように、芯材にMFRが30g/10分を超える樹脂を用いた比較例1,3の延伸複合繊維は、単糸強度及び弾性率が低かった。また、鞘芯比率が鞘材/芯材=60/40で、芯材が少ない比較例2の延伸複合繊維は、単糸強度及び弾性率が低かった。紡糸工程と延伸工程を別工程で実施した比較例4の延伸複合繊維は、8倍と高倍率で延伸しているため、単糸強度及び弾性率を高めることはできたが、トウ熱収縮率も増加した。
 一方、紡糸工程と延伸工程を別工程で実施し、更に延伸倍率を5.4倍と低く設定した比較例5の延伸複合繊維は、トウ熱収縮率は増加しないが、単糸強度及び弾性率が低かった。また、延伸工程とは別工程で実施例1と同じ繊度の未延伸繊維を紡糸し、この未延伸繊維を、予備延伸を行わずに温水延伸のみ実施した比較例6は、必要な延伸倍率に到達する以前に延伸工程で糸切れしてしまい、評価用の繊維を製造することができなかった。
 これに対して、上記表1に示すように、本発明の範囲内で作製した実施例1~5の延伸複合繊維は、繊度が0.6dtex以下でも、120℃でのトウ熱収縮率が8%以下、単糸強度が6cN/dtex以上であった。
 以上の結果から、本発明によれば、繊度が0.6dtex以下の範囲で、熱収縮率が低く、単糸強度が高い延伸複合繊維が得られることが確認された。
 1 鞘部
 2 芯部
 10、110 未延伸繊維
 11、101 紡糸口金
 12、111 導入ローラー
 13 延伸槽
 14、115 延伸繊維引き出しローラー
 15、116 ワインダー
 20、120 延伸複合繊維
 102、103 ローラー
 104 巻取装置
 112 予備延伸槽
 113 予備延伸送出しローラー
 114 本延伸槽 

Claims (6)

  1.  結晶性プロピレン系重合体を主成分とする樹脂を芯材とし、前記芯材よりも融点が低いオレフィン系重合体を主成分とする樹脂を鞘材とする鞘芯構造の延伸複合繊維であって、
     繊度が0.6dtex以下であり、
     前記芯材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートが10~30g/10分であり、
     前記鞘材と前記芯材の断面積比(鞘材/芯材)が50/50~10/90であり、
     単糸弾性率が70cN/dtex以上である延伸複合繊維。
  2.  前記芯材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートと、前記鞘材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートの比(芯材/鞘材)が、0.3~1である請求項1に記載の延伸複合繊維。
  3.  請求項1又は2に記載の延伸複合繊維を用いて形成された不織布。
  4.  溶融紡糸により、結晶性プロピレン系重合体を主成分とする樹脂を芯材とし、前記芯材よりも融点が低いオレフィン系重合体を主成分とする樹脂を鞘材とする鞘芯構造の未延伸繊維を得る紡糸工程と、
     前記未延伸繊維を延伸処理して0.6dtex以下の延伸複合繊維を得る延伸工程と、
    を有し、
     前記未延伸繊維は、繊度が4.0dtex以下、前記鞘材と前記芯材の断面積比(鞘材/芯材)が50/50~10/90であり、
     前記芯材は、230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートが10~30g/10分であり、
     前記紡糸工程と前記延伸工程を連続して行う延伸複合繊維の製造方法。
  5.  前記芯材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートと、前記鞘材の230℃、21.18N荷重におけるメルトフローレートの比(芯材/鞘材)が、0.3~1である請求項4に記載の延伸複合繊維の製造方法。
  6.  前記延伸工程は、2~7倍の延伸倍率で前記未延伸繊維を延伸する請求項4又は5に記載の延伸複合繊維の製造方法。
PCT/JP2020/011925 2019-03-29 2020-03-18 延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法 WO2020203286A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112020001647.1T DE112020001647T5 (de) 2019-03-29 2020-03-18 Gezogene Kompositfaser, Vliesstoff, und Verfahren zum Herstellen der gezogenen Kompositfaser
US17/429,623 US20220018044A1 (en) 2019-03-29 2020-03-18 Drawn composite fiber, non-woven fabric, and method of producing drawn composite fiber
KR1020217027671A KR20210142608A (ko) 2019-03-29 2020-03-18 연신복합섬유, 부직포 및 연신복합섬유의 제조방법
CN202080022051.8A CN113574217A (zh) 2019-03-29 2020-03-18 拉伸复合纤维、无纺布、以及拉伸复合纤维的制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019068001A JP7432994B2 (ja) 2019-03-29 2019-03-29 延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法
JP2019-068001 2019-03-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020203286A1 true WO2020203286A1 (ja) 2020-10-08

Family

ID=72668752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/011925 WO2020203286A1 (ja) 2019-03-29 2020-03-18 延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220018044A1 (ja)
JP (1) JP7432994B2 (ja)
KR (1) KR20210142608A (ja)
CN (1) CN113574217A (ja)
DE (1) DE112020001647T5 (ja)
TW (1) TW202104693A (ja)
WO (1) WO2020203286A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0754213A (ja) * 1993-08-20 1995-02-28 Unitika Ltd 芯鞘型複合短繊維及びその製造方法
JP2005060896A (ja) * 2003-08-14 2005-03-10 Japan Polyolefins Co Ltd 複合繊維、その製造方法およびこれを用いた不織布
JP2006152482A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Ube Nitto Kasei Co Ltd ポリオレフィン系繊維の製造方法およびその方法で得られたポリオレフィン系繊維
WO2015012281A1 (ja) * 2013-07-23 2015-01-29 宇部エクシモ株式会社 延伸複合繊維の製造方法及び延伸複合繊維

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06330444A (ja) * 1993-05-21 1994-11-29 Ube Nitto Kasei Co Ltd ポリプロピレン繊維系マット
JP4544600B2 (ja) 2000-12-14 2010-09-15 宇部日東化成株式会社 延伸複合繊維
JP3934061B2 (ja) 2002-01-10 2007-06-20 宇部日東化成株式会社 ポリオレフィン系延伸繊維の製造方法
JP4670580B2 (ja) 2005-10-14 2011-04-13 チッソ株式会社 高強度熱融着性複合繊維
JP5289459B2 (ja) * 2008-10-29 2013-09-11 三井化学株式会社 捲縮複合繊維、及び当該繊維からなる不織布
FR3007682B1 (fr) * 2013-07-01 2016-01-08 Oberthur Technologies Outillage et procede de fragilisation d'un contour dans une carte plastique mince

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0754213A (ja) * 1993-08-20 1995-02-28 Unitika Ltd 芯鞘型複合短繊維及びその製造方法
JP2005060896A (ja) * 2003-08-14 2005-03-10 Japan Polyolefins Co Ltd 複合繊維、その製造方法およびこれを用いた不織布
JP2006152482A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Ube Nitto Kasei Co Ltd ポリオレフィン系繊維の製造方法およびその方法で得られたポリオレフィン系繊維
WO2015012281A1 (ja) * 2013-07-23 2015-01-29 宇部エクシモ株式会社 延伸複合繊維の製造方法及び延伸複合繊維

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020165052A (ja) 2020-10-08
US20220018044A1 (en) 2022-01-20
TW202104693A (zh) 2021-02-01
KR20210142608A (ko) 2021-11-25
JP7432994B2 (ja) 2024-02-19
CN113574217A (zh) 2021-10-29
DE112020001647T5 (de) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2011250680B2 (en) Melt-spun multifilament polyolefin yarn formation processes and yarns formed therefrom
US4469540A (en) Process for producing a highly bulky nonwoven fabric
JP5560324B2 (ja) ポリオレフィン系分割型複合繊維とこれを用いた繊維集合物及び電池セパレータ、並びにその製造方法
CN110914359A (zh) 聚丙烯系树脂组合物以及使用了其的纤维和非织造织物
JPS6021908A (ja) 複合モノフイラメントの製造法
JP4670580B2 (ja) 高強度熱融着性複合繊維
US6710134B2 (en) Polypropylene fibres
US6646051B1 (en) Polypropylene fibres
JP5168467B2 (ja) ポリアセタールを含む分割型複合繊維、これを用いた繊維成形体および製品
WO2020203286A1 (ja) 延伸複合繊維、不織布及び延伸複合繊維の製造方法
EP0958414B1 (en) Bicomponent fibers in a sheath-core structure comprising fluoropolymers and methods of making and using same
JP5812607B2 (ja) 分割型複合繊維及びこれを用いた繊維集合物
JP4379127B2 (ja) 熱接着性複合繊維、その製造方法及び該複合繊維を用いた繊維成形体
JP5248832B2 (ja) ポリカーボネート分割型複合繊維、それを用いた繊維集合物及び不織布
JP3997613B2 (ja) 高強度ポリプロピレン繊維及びその製造方法
JPS6139409B2 (ja)
JPH01111016A (ja) ポリエチレン系複合繊維及びその製造方法
KR102219084B1 (ko) 강도 및 신장률이 높은 인터레이스 복합사 및 그 제조방법
JP7458228B2 (ja) ポリオレフィン系分割型複合繊維及びその製造方法、並びにこれを用いた繊維集合物及び電池セパレータ
JP4081338B2 (ja) ポリプロピレン系流体撹乱加工繊維及びその製造方法
WO2023191101A1 (ja) 芯鞘型複合繊維、その製造方法、およびそれを含む繊維集合物
JPH0138902B2 (ja)
JP2788140B2 (ja) ポリプロピレン系複合短繊維と不織布の製造方法
Marcinčin et al. Textile polypropylene fibers: fundamentals
JPH08113837A (ja) ポリプロピレン系異収縮混繊糸及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20783462

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20783462

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1