JP3235868B2 - Core-sheath composite fiber - Google Patents
Core-sheath composite fiberInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高弾性率を有し、吸湿
時の物性低下も少なく、各種複合材料の補強用繊維とし
て好適な芯鞘複合繊維に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a core-sheath conjugate fiber which has a high elastic modulus, hardly deteriorates in physical properties when absorbing moisture, and is suitable as a reinforcing fiber for various composite materials.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般にポリアミドは、その優れた特性を
利用し、繊維素材や一般成形材料、構造材料などに広く
用いられている。2. Description of the Related Art In general, polyamides are widely used in fiber materials, general molding materials, structural materials, etc., utilizing their excellent properties.
【0003】ポリアミド繊維としては、ナイロン6やナ
イロン66等が一般的であるが、これらは、50℃前後
にガラス転移温度を有しており、ガラス転移温度を越し
た温度領域においては、急激に弾性率が低下するという
欠点を有している。また、これらは、吸水速度が速く、
飽和吸水率も高いために、吸湿時の機械的強度や剛性率
の低下が大きいという欠点も有している。[0003] Polyamide fibers such as nylon 6 and nylon 66 are generally used. These have a glass transition temperature of about 50 ° C, and suddenly in a temperature range exceeding the glass transition temperature. There is a disadvantage that the elastic modulus is reduced. In addition, these have a high water absorption speed,
Since the saturated water absorption is also high, there is a disadvantage that the mechanical strength and the rigidity at the time of moisture absorption are greatly reduced.
【0004】従って、高温領域あるいは吸湿下における
物性低下が問題となる各種資材用途等には、これまで、
一般のポリアミド繊維を用いることが極めて困難であっ
た。[0004] Therefore, for various material applications in which deterioration of physical properties in a high temperature region or under moisture absorption is a problem,
It was extremely difficult to use general polyamide fibers.
【0005】また、ナイロン12等は、吸水性が低いも
のの、やはりガラス転移温度が低いために、例えば50
℃以上といった高温領域では、弾性率が大きく低下して
しまう。[0005] Nylon 12 and the like have low water absorption, but also have a low glass transition temperature.
In a high temperature region such as at least ℃, the elastic modulus is greatly reduced.
【0006】一方、非晶性ポリアミドは、透明性ととも
に機械的強度、耐衝撃性、耐摩耗性、耐溶剤性、寸法安
定性、絶縁性などに優れているために、各種の機械部
品、電気機器部品などに用いられているが、非晶性であ
るがゆえの溶融曵糸性の乏しさのために、これまで、繊
維として、特にマルチフィラメントとして用いられるこ
とは実質上ほとんどなかった。[0006] On the other hand, amorphous polyamide is excellent in mechanical strength, impact resistance, abrasion resistance, solvent resistance, dimensional stability, insulating properties, etc. as well as transparency, so that various types of mechanical parts, Although it is used for equipment parts and the like, it has been practically hardly used as a fiber, particularly as a multifilament, because of its poor melt drawability due to its amorphous nature.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな点に鑑み、各種の資材分野等に広く用いることので
きる高弾性率を有し、特に、各種複合材料の補強用繊維
として好適に用いることのできる芯鞘複合繊維を提供す
ることを目的とする。In view of the above, the present invention has a high elastic modulus which can be widely used in various material fields and the like, and is particularly suitable as a reinforcing fiber for various composite materials. An object of the present invention is to provide a core-in-sheath conjugate fiber that can be used for a fiber.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、以下の構成を有する。The present invention has the following arrangement to solve the above-mentioned problems.
【0009】すなわち、本発明は、鞘成分を構成するポ
リマーが、23℃の水中に24時間浸漬した時の吸水率
が1%以下であるポリマーであり、芯成分を構成するポ
リマーの60℃における貯蔵剪断弾性率G′が、鞘成分
を構成するポリマーのG′よりも大きい非晶性ポリアミ
ドであることを特徴とする芯鞘複合繊維である。That is, according to the present invention, the polymer constituting the sheath component is a polymer having a water absorption of 1% or less when immersed in water at 23 ° C. for 24 hours, and the polymer constituting the core component at 60 ° C. Amorphous polyamide whose storage shear modulus G 'is larger than G' of the polymer constituting the sheath component.
A sheath-core composite fiber, which is a de.
【0010】本発明でいう非晶性ポリアミドとは、ナイ
ロン6やナイロン66のような直鎖脂肪族ナイロンとは
異なり、ポリマーの結晶化がほとんど起こらないか、あ
るいは、結晶化速度が極めて小さいポリアミドを指す。The amorphous polyamide referred to in the present invention is different from a straight-chain aliphatic nylon such as nylon 6 or nylon 66 in that the crystallization of the polymer hardly occurs or the crystallization speed is extremely low. Point to.
【0011】また、非晶性ポリアミドは、透明ポリアミ
ド(透明ナイロン)ともいわれ、通常の溶融成形条件下
で透明な成形品を与え、かつその成形品が、熱処理、吸
水処理時にも後結晶化による失透を起こさないようなポ
リアミドである。The amorphous polyamide is also called a transparent polyamide (transparent nylon) and gives a transparent molded article under ordinary melt molding conditions, and the molded article is subjected to post-crystallization even during heat treatment and water absorption treatment. It is a polyamide that does not cause devitrification.
【0012】本発明でいう「非晶性」とは、示差走査熱
量分析装置(DSC)を用いて、10℃/分の昇温速度
で測定したとき、1cal/g以上の結晶融解熱を示さ
ないものをいう。また、本発明でいう「結晶性」とは、
示差走査熱量分析装置を用いて、10℃/min の昇温速
度で測定したとき、1cal/g以上の結晶融解熱を示
すものをいう。The term "amorphous" as used in the present invention indicates a heat of crystal fusion of 1 cal / g or more when measured at a heating rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC). What does not exist. In the present invention, “crystalline” means:
When measured at a heating rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter, it indicates a crystal heat of fusion of 1 cal / g or more.
【0013】また、本発明でいう「ガラス転移温度」
は、同様に示差走査熱量分析装置により一般的に求める
ことができる。Further, the “glass transition temperature” in the present invention
Can also be generally determined by a differential scanning calorimeter.
【0014】非晶性ポリアミドは、結晶相をもたないた
めに、耐熱性等の熱的性質は、ほとんどガラス転移温度
(Tg)に支配される。従って、実用上要求される耐熱
性を満足するためには、非晶性ポリアミドのTgは高く
なければならない。Since the amorphous polyamide has no crystalline phase, its thermal properties such as heat resistance are almost dominated by the glass transition temperature (Tg). Therefore, in order to satisfy the heat resistance required for practical use, the Tg of the amorphous polyamide must be high.
【0015】本発明において、芯鞘複合繊維の芯成分に
好ましく用いることができる非晶性ポリアミドは、乾燥
状態におけるTgが100℃〜200℃にあるものであ
る。In the present invention, the amorphous polyamide that can be preferably used as the core component of the core-sheath conjugate fiber has a Tg in a dry state of 100 ° C. to 200 ° C.
【0016】非晶性ポリアミドは、実用上、高分子鎖の
運動が凍結されたTg以下の温度領域で使用されるた
め、線膨張係数は結晶性ポリアミドよりも小さく、寸法
安定性に優れている。Amorphous polyamide is practically used in a temperature range below Tg where the motion of the polymer chains is frozen, and therefore has a smaller linear expansion coefficient than crystalline polyamide and is excellent in dimensional stability. .
【0017】また、熱変形温度(HDT)もTgに対応
している。The heat distortion temperature (HDT) also corresponds to Tg.
【0018】ガラス転移温度と同様に、繊維を構成する
ポリマーに実用上要求される重要な物性は、動的弾性率
である。非晶性ポリアミドの動的弾性率は、Tg以下の
温度範囲ではあまり変化がなく、Tgを越えた付近から
急激に低下し、可塑化、流動化に至る。結晶性ポリアミ
ドと大きく異なる点が、この粘弾性挙動である。As with the glass transition temperature, an important physical property required for the polymer constituting the fiber in practical use is the dynamic elastic modulus. The dynamic elastic modulus of the amorphous polyamide does not change much in the temperature range of Tg or lower, and sharply decreases from the vicinity of Tg, leading to plasticization and fluidization. This viscoelastic behavior is significantly different from crystalline polyamide.
【0019】本発明の芯鞘複合繊維の芯成分を構成する
ポリマーとして好ましく用いることのできるポリマー
は、乾燥状態における室温から120℃の温度範囲での
貯蔵剪断弾性率G′が5×109 dyne/cm2 以上で
あり、例えば80〜100℃といった比較的高温領域に
おいても、物性低下が極めて小さく安定している。The polymer which can be preferably used as the polymer constituting the core component of the core-sheath conjugate fiber of the present invention has a storage shear modulus G 'of 5 × 10 9 dyne in a dry state in a temperature range from room temperature to 120 ° C. / Cm 2 or more, and even in a relatively high temperature range of, for example, 80 to 100 ° C., the deterioration in physical properties is extremely small and stable.
【0020】尚、本発明にいう乾燥状態とは、試料を1
00℃において2時間以上20時間以下、真空乾燥させ
た状態をいう。The dry state in the present invention means that a sample is 1
It refers to a state of being vacuum-dried at 00 ° C. for 2 hours to 20 hours.
【0021】また、吸湿下における非晶性ポリアミドの
挙動は、吸湿による特性変化が大きいことが常識とみな
されるポリアミドポリマーの中では、極めて特異的であ
る。The behavior of an amorphous polyamide under moisture absorption is extremely specific among polyamide polymers which are considered to have a large change in properties due to moisture absorption.
【0022】非晶性ポリアミドは、ナイロン6やナイロ
ン66に比べて吸水速度が小さく、飽和吸水率も低い。
従って、非晶性ポリアミドの吸湿時の機械的強度、剛
性、電気的性質を絶乾時と比較した保持率は、ナイロン
6や66よりも大幅に優れており、アミド基濃度が低く
比較的吸湿の影響を受けにくいとされるナイロン610
よりも優れている。Amorphous polyamide has a lower water absorption rate and a lower saturated water absorption rate than nylon 6 or nylon 66.
Therefore, the retention rate of the mechanical strength, rigidity, and electrical properties of the amorphous polyamide when absorbing moisture compared to when absolutely dry is significantly superior to that of nylon 6 or 66, and the amide group concentration is low and the moisture absorption is relatively low. Nylon 610, which is less susceptible to
Better than.
【0023】本発明の芯鞘複合繊維の芯成分を構成する
ポリマーとして好ましく用いることのできるポリマー
は、90℃以上の沸水中に24時間浸漬処理した吸水状
態における、室温から100℃での貯蔵剪断弾性率G′
が4×109 dyne/cm2 以上であり、吸湿下におけ
る物性低下も小さく安定している。The polymer which can be preferably used as a polymer constituting the core component of the core-sheath conjugate fiber of the present invention is a storage shear from room temperature to 100 ° C. in a water-absorbed state immersed in boiling water at 90 ° C. or higher for 24 hours. Elastic modulus G '
Is 4 × 10 9 dyne / cm 2 or more, and a decrease in physical properties under moisture absorption is small and stable.
【0024】これに対し、ナイロン6やナイロン66等
に代表される結晶性ポリアミドは、室温における力学物
性等に優れ、また溶融紡糸時の曵糸性、すなわち繊維形
成能にも優れているため、衣料用繊維として一般に広く
用いられているものの、前述したような欠点を有してい
るため、高温領域あるいは吸湿下における物性低下が問
題となる各種資材用途等には不適である。On the other hand, crystalline polyamides such as nylon 6 and nylon 66 are excellent in mechanical properties at room temperature and the like, and also excellent in spinnability during melt spinning, that is, excellent in fiber forming ability. Although widely used as clothing fibers, it has the above-mentioned drawbacks, and is therefore unsuitable for various materials and the like in which the deterioration of physical properties in a high-temperature region or under moisture absorption becomes a problem.
【0025】しかしながら、ナイロン12に代表される
ような低吸水性の結晶性ポリアミドを、あるいはその他
の低吸水性ポリマーを単独繊維としてではなく、非晶性
ポリアミドのような高剛性のポリマーと複合して用いる
場合には、相互の欠点を補い、尚かつ両単独繊維にはな
かった新しい特性を生み出す場合がある。However, a low-water-absorbing crystalline polyamide typified by nylon 12 or another low-water-absorbing polymer is not combined with a single fiber but with a high-rigidity polymer such as an amorphous polyamide. When used together, they may compensate for each other's drawbacks and create new properties not found in both single fibers.
【0026】本発明における具体的な一例としては、芯
鞘複合繊維の芯成分に高弾性率の非晶性ポリアミドを、
鞘成分に低吸水率の結晶性ポリアミドを配することによ
り、非晶性ポリアミドの溶融紡糸における曵糸性を改善
し、工業的な安定製造を可能ならしめるとともに、非晶
性ポリアミドの高温領域及び吸湿下における極めて優れ
た物性を充分に発揮させることに成功したものである。As a specific example of the present invention, an amorphous polyamide having a high elastic modulus is used as a core component of the core-sheath composite fiber.
By disposing a crystalline polyamide having a low water absorption to the sheath component, the spinnability in melt spinning of the amorphous polyamide is improved, and industrially stable production is enabled. It has succeeded in sufficiently exhibiting excellent physical properties under moisture absorption.
【0027】鞘成分を構成するポリマーに関しては、2
3℃の水中に24時間浸漬処理した時の吸水率が1%以
下であることが実用上好ましく、0.7%以下であるこ
とがより好ましい。As for the polymer constituting the sheath component, 2
The water absorption when immersed in water at 3 ° C. for 24 hours is practically preferably 1% or less, and more preferably 0.7% or less.
【0028】さらに、本発明の繊維は、各種複合材料の
補強用繊維として好適に用いることができるが、ナイロ
ン12に代表される本発明を構成する鞘成分の具体的一
例として用いられる、高結晶性ポリアミドは、動的粘弾
性測定におけるtanδのγ分散ピーク面積が、ナイロ
ン6や66などよりも大きく低温衝撃特性に優れてい
る。従って、本発明の芯鞘複合繊維は、耐衝撃性を向上
される目的等において、各種複合材料に用いた場合に、
優れた特性が発揮できる。しかも、芯ポリマーと鞘ポリ
マーの接着性が良好であるために、製造工程、後加工工
程、あるいは、他の材料中に配した時も極めて安定した
繊維構造を維持し、前述したような優れた物性を安定し
て発揮させることが可能である。Further, the fiber of the present invention can be suitably used as a reinforcing fiber for various composite materials, and the high crystallinity, which is used as a specific example of the sheath component constituting the present invention represented by nylon 12, is used. The reactive polyamide has a tan δ dispersion peak area of tan δ in dynamic viscoelasticity measurement larger than nylons 6 and 66 and is excellent in low-temperature impact characteristics. Therefore, the core-sheath composite fiber of the present invention, when used for various composite materials for the purpose of improving impact resistance, etc.,
Excellent characteristics can be exhibited. Moreover, because the adhesiveness between the core polymer and the sheath polymer is good, it maintains an extremely stable fiber structure even when it is arranged in a manufacturing process, a post-processing process, or another material. It is possible to exhibit physical properties stably.
【0029】芯成分ポリマーの高温時における優れた特
性を維持しながら、複合繊維の耐衝撃性を向上させるた
めには、鞘成分ポリマーの貯蔵剪断弾性率G′が芯成分
ポリマーのG′よりも小さいことが好ましく、特に、8
0℃から120℃の温度範囲における鞘成分ポリマーの
貯蔵剪断弾性率G′が、芯成分ポリマーのG′よりも小
さいことが好ましく、また、芯成分ポリマーの吸湿下に
おける優れた特性を維持しながら、複合繊維の耐衝撃性
を向上させるためには、80℃から100℃の温度範囲
において、任意の水分率の鞘成分ポリマーのG′が、9
0℃以上の沸水中に24時間浸漬処理した吸水状態にお
ける芯成分ポリマーのG′よりも小さいことが好まし
い。In order to improve the impact resistance of the conjugate fiber while maintaining the excellent properties of the core component polymer at high temperatures, the storage shear modulus G ′ of the sheath component polymer is larger than that of the core component polymer G ′. Small is preferred, especially 8
The storage shear modulus G ′ of the sheath component polymer in the temperature range of 0 ° C. to 120 ° C. is preferably smaller than that of the core component polymer G ′, and the core component polymer maintains excellent properties under moisture absorption. In order to improve the impact resistance of the conjugate fiber, G ′ of the sheath component polymer having an arbitrary moisture content in the temperature range of 80 ° C. to 100 ° C. is 9%.
It is preferably smaller than G ′ of the core component polymer in a water-absorbed state after immersion treatment in boiling water at 0 ° C. or higher for 24 hours.
【0030】本発明に用いる最も好適な芯成分を構成す
るポリマーの具体例としては、以下の〜の3種類の
モノマーから構成される非晶性ポリアミドが挙げられ
る。Specific examples of the polymer constituting the most preferable core component used in the present invention include an amorphous polyamide composed of the following three types of monomers.
【0031】イソフタル酸 ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタ
ンすなわち、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメチル
ジシクロヘキシレンメタン ω−ラウロラクタム また、本発明に用いる最も好適な鞘成分を構成するポリ
マーの具体例としては、ω−ラウロラクタムの開環重
合、あるいは12−アミノドデカン酸の重縮合により生
成される結晶性ポリアミドであるナイロン12が挙げら
れる。Bis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane isophthalate, that is, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylenemethane ω-laurolactam Specific examples of the polymer constituting the component include nylon 12 which is a crystalline polyamide produced by ring-opening polymerization of ω-laurolactam or polycondensation of 12-aminododecanoic acid.
【0032】本発明を構成する芯成分ポリマーと鞘成分
ポリマーの比率に関しては、芯成分ポリマーの高温特性
及び吸湿下の特性を維持しつつ、優れた耐衝撃性を発揮
させ、しかも、溶融紡糸により安定に製造するために
は、任意の繊維断面における芯成分ポリマーと鞘成分ポ
リマーの断面積比が芯/鞘=30/70〜95/5の範
囲であることが好ましく、50/50〜90/10の範
囲であることが特に好ましい。With respect to the ratio of the core component polymer and the sheath component polymer constituting the present invention, excellent impact resistance is exhibited while maintaining the high temperature characteristics and the characteristics under moisture absorption of the core component polymer. For stable production, the cross-sectional area ratio of the core component polymer and the sheath component polymer in an arbitrary fiber cross section is preferably in the range of core / sheath = 30/70 to 95/5, and 50/50 to 90 / Particularly preferred is a range of 10.
【0033】複合繊維の芯部と鞘部の配置に関しては、
基本的には同心状であることが好ましいが、鞘部が薄す
ぎて芯部が露出する部分が多大にならない限り、偏心や
多芯であってもさしつかえない。また複合繊維全体とし
ての断面形状は、丸断面以外の変形断面であってもさし
つかえない。Regarding the arrangement of the core and the sheath of the composite fiber,
Basically, it is preferable that the core is concentric. However, as long as the sheath is too thin and the portion where the core is exposed is not large, eccentricity or multi-core may be acceptable. Further, the cross-sectional shape of the entire conjugate fiber may be a deformed cross-section other than the round cross-section.
【0034】本発明の芯鞘複合繊維を製造するための方
法としては、まず、芯成分ポリマーと鞘成分ポリマーと
を各々別々に溶融し、紡糸頭に導き、通常の公知の方法
で芯鞘構造をとるように複合流を形成させて、紡糸口金
から紡出するような、一般的な紡糸方法を採用すること
ができる。[0034] As a method for producing the core-sheath composite fiber of the present invention, first, the core component polymer and the sheath component polymer are separately melted and led to a spinning head, and the core-sheath structure is formed by a known method. And a general spinning method such as spinning from a spinneret after forming a composite stream.
【0035】紡出した糸条は、給油後、所定の速度で引
取り、パッケージに巻上げる。The spun yarn is taken up at a predetermined speed after refueling and wound up into a package.
【0036】本発明の芯鞘複合繊維を、各種の資材分野
等に広く用いるためには、フィラメント数が3以上、好
ましくは5以上のマルチフィラメントであることが、各
種後加工工程を柔軟に通過させるにあたって好ましい。
また、各種複合材料の補強用繊維として用いる場合に
は、マルチフィラメントであることが、その補強効果を
充分に発揮させるにあたって好ましい。In order to widely use the core-sheath conjugate fiber of the present invention in various material fields, it is necessary that the multifilament having 3 or more, preferably 5 or more filaments can be flexibly passed through various post-processing steps. It is preferable in making it.
When used as a reinforcing fiber of various composite materials, a multifilament is preferable for sufficiently exhibiting the reinforcing effect.
【0037】また、本発明の芯鞘複合繊維を各種の資材
分野等に広く用いるためには、引張強度が1g/d以
上、好ましくは1.5g/d以上、沸水収縮率が15%
以下、好ましくは10%以下、140℃で30分乾熱処
理した時の乾熱収縮率が10%以下、好ましくは8%以
下であることが実用上好適である。In order to widely use the core-sheath conjugate fiber of the present invention in various material fields, the tensile strength is 1 g / d or more, preferably 1.5 g / d or more, and the boiling water shrinkage is 15%.
It is practically suitable that the dry heat shrinkage after dry heat treatment at 140 ° C. for 30 minutes is 10% or less, preferably 8% or less.
【0038】[0038]
【実施例】以下、実施例により、本発明を更に具体的に
説明する。EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.
【0039】尚、実施例中の各物性値は、下記の方法に
より測定したものである。The physical properties in the examples are measured by the following methods.
【0040】(乾燥状態における貯蔵剪断弾性率G′)
幅12mm、厚み2mm、長さ60mmの試験片を、まず、1
00℃において3時間真空乾燥させ、レオメトリックス
社製、動的粘弾性測定装置、RDA−700により、実
質測定試料長42mm、昇温速度5℃/ステップにより測
定した。(Storage Shear Modulus G 'in Dry State)
First, a test piece having a width of 12 mm, a thickness of 2 mm, and a length of 60 mm was prepared.
It was vacuum-dried at 00 ° C. for 3 hours, and measured by a dynamic viscoelasticity measuring apparatus, RDA-700, manufactured by Rheometrics Co., Ltd., at a substantial measurement sample length of 42 mm and a heating rate of 5 ° C./step.
【0041】(吸水状態における貯蔵剪断弾性率G′)
幅12mm、厚み2mm、長さ60mmの試験片を、まず、9
4℃の沸とう水中に24時間浸漬処理し、その後直ちに
室温の水中に試験片が室温となるまで浸漬し、測定の直
前に試料表面の付着水をふき取って、乾燥状態と同様に
測定した。(Storage Shear Modulus G 'in Water Absorbing State)
First, a 9 mm wide, 2 mm thick, 60 mm long test piece was
The test piece was immersed in boiling water at 4 ° C. for 24 hours, immediately immersed in water at room temperature until the test piece reached room temperature, and immediately before the measurement, the water adhering to the sample surface was wiped off, and the measurement was performed in the same manner as in the dry state.
【0042】(沸水収縮率)初期長l0 の糸条を沸とう
水中に30分間浸漬処理し、その後糸条の長さl1を、
1/30(g/d)の加重下で測定し、以下の式より算
出した。[0042] (boiling water shrinkage percentage) initial length l was immersed for 30 minutes in boiling water yarns 0, the subsequent yarn length l 1,
It was measured under a load of 1/30 (g / d) and calculated by the following equation.
【0043】[0043]
【数1】 (Equation 1)
【0044】(乾熱収縮率)初期長l0 の糸条を140
℃の熱風乾燥機中に30分間入れ、その後の糸条の長さ
l1 を1/30(g/d)の荷重下で測定し、以下の式
より算出した。[0044] The (dry heat shrinkage) yarns of the initial length l 0 140
℃ placed in the hot air dryer for 30 minutes, followed by the yarn length l 1 was measured under a load of 1/30 (g / d), was calculated by the following equation.
【0045】[0045]
【数2】 (Equation 2)
【0046】(実施例1〜6)イソフタル酸と4,4′
−ジアミノ−3,3′−ジメチルジシクロヘキシレンメ
タン及びω−ラウロラクタムとから成る非晶性ポリアミ
ドであるTR55(EMS社製;ガラス転移温度155
℃)ポリマーチップを、120℃で14時間、真空乾燥
を行った後、第1の押出機を用いて溶融させ、一方、ナ
イロン12(ダイセル・ヒュルス社製,L2140,ガ
ラス転移温度41℃,23℃の水中に24時間浸漬処理
した時の吸水率が0.25%)ポリマーチップを、80
℃で12時間真空乾燥を行った後、第2押出機を用いて
溶融させた。各々の溶融流を紡糸頭に導き、TR55を
芯成分、ナイロン12を鞘成分として表1に記載したよ
うな芯成分と鞘成分の比率となるように複合流を形成さ
せた後、孔径0.3mmの円形紡糸口を24個設けた紡糸
口金を使用し、各々表1に記載した紡糸温度にて紡出
し、給油後、各々表1に記載した紡糸速度で引取り、パ
ッケージに巻上げた。(Examples 1 to 6) Isophthalic acid and 4,4 '
TR55 (manufactured by EMS, glass transition temperature: 155), which is an amorphous polyamide comprising -diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylenemethane and ω-laurolactam
C.) The polymer chips were vacuum-dried at 120 ° C. for 14 hours and then melted using a first extruder. On the other hand, nylon 12 (L2140, manufactured by Daicel Huls, glass transition temperature 41 ° C., 23) The water absorption when immersed in water at 24 ° C. for 24 hours is 0.25%.
After vacuum drying at 12 ° C. for 12 hours, the mixture was melted using a second extruder. Each of the melt streams is led to the spinning head, and a composite stream is formed using TR55 as a core component and nylon 12 as a sheath component so as to have a ratio of the core component and the sheath component as shown in Table 1, and then a hole diameter of 0. Using a spinneret provided with 24 3 mm circular spinnerets, each was spun at a spinning temperature shown in Table 1, and after lubrication, it was taken up at a spinning speed shown in Table 1 and wound up into a package.
【0047】尚、表1中の芯/鞘成分比率は、繊維断面
における芯鞘各成分ポリマーの断面積比を意味し、各実
施例における複合繊維のデニールは全て150デニール
となるように、各実施例毎に各成分ポリマーの吐出量を
調節し、150デニール/24フィラメントのマルチフ
ィラメント糸条を得た。The core / sheath component ratio in Table 1 means the cross-sectional area ratio of each core-sheath component polymer in the fiber cross section. In each of the examples, the denier of the conjugate fiber is 150 denier. The discharge rate of each component polymer was adjusted for each example to obtain a multifilament yarn of 150 denier / 24 filaments.
【0048】本実施例の複合繊維の芯成分を構成するポ
リマーの乾燥状態と吸水状態における貯蔵剪断弾性率
G′測定結果を図1に示した。FIG. 1 shows the measurement results of the storage shear modulus G 'of the polymer constituting the core component of the conjugate fiber of this example in the dry state and the water-absorbing state.
【0049】また、乾燥状態における、本実施例の複合
繊維の芯成分を構成するポリマーのG′と鞘成分を構成
するポリマーのG′とを比較した例を図2に示した。FIG. 2 shows an example of comparison between G ′ of the polymer constituting the core component and G ′ of the polymer constituting the sheath component of the composite fiber of the present embodiment in a dry state.
【0050】[0050]
【表1】 [Table 1]
【0051】[0051]
【発明の効果】本発明によれば、高温領域まで高弾性率
を有し、吸湿時の物性低下も少ない繊維が提供され、か
かる繊維は、従来困難であった高温領域あるいは吸湿下
における物性低下が問題となる各種資材用途に好適に用
いることができる。According to the present invention, there is provided a fiber having a high modulus of elasticity up to a high-temperature region and a small decrease in physical properties at the time of moisture absorption. Can be suitably used for various material applications in which is a problem.
【0052】また、本発明の繊維は、マルチフィラメン
トとすることができるために、従来困難であった製編織
等の後加工が極めて容易となって、種々の形態を有する
繊維構造体が容易に得られる。従って、構成ポリマー自
身が有する優れた特性に加えて、繊維構造体としての特
性をも生かした様々な工業分野への広い応用が可能とな
る。Further, since the fiber of the present invention can be made into a multifilament, post-processing such as knitting or the like, which has been conventionally difficult, becomes extremely easy, and fiber structures having various forms can be easily formed. can get. Therefore, it can be widely applied to various industrial fields utilizing the properties of the fiber structure in addition to the excellent properties of the constituent polymer itself.
【0053】更に、本発明の芯鞘複合繊維は、各種複合
材料、特に、エポキシ樹脂をマトリックスとした炭素繊
維複合材料の補強用繊維として極めて好ましく用いるこ
とができる。複合材料の弾性率を低下させずに、耐衝撃
性を向上させる効果がある。Further, the core-sheath composite fiber of the present invention can be used very preferably as a reinforcing fiber for various composite materials, particularly, a carbon fiber composite material using an epoxy resin as a matrix. This has the effect of improving impact resistance without lowering the modulus of elasticity of the composite material.
【図1】本発明の芯鞘複合繊維の芯成分を構成するポリ
マーの貯蔵剪断弾性率G′測定結果の一例を示す図であ
る。 A:乾燥状態の貯蔵剪断弾性率 B:吸水状態の貯蔵剪断弾性率 (94℃の沸とう水中に24時間浸漬後)FIG. 1 is a diagram showing an example of a measurement result of storage shear modulus G ′ of a polymer constituting a core component of a core-sheath conjugate fiber of the present invention. A: storage shear modulus in dry state B: storage shear modulus in water absorption state (after immersion in boiling water at 94 ° C. for 24 hours)
【図2】乾燥状態における、本発明の芯鞘複合繊維の芯
成分を構成するポリマーの貯蔵剪断弾性率G′(A)
と、本発明の複合繊維の鞘成分を構成するポリマーの
G′(C)とを比較した例を示す図である。FIG. 2 shows a storage shear modulus G ′ (A) of a polymer constituting a core component of the core-sheath conjugate fiber of the present invention in a dry state.
FIG. 5 is a diagram showing an example in which G ′ (C) of the polymer constituting the sheath component of the composite fiber of the present invention is compared with G ′ (C).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 中島 庸子 (56)参考文献 特開 昭62−244330(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 8/00 - 8/18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page Examiner Yoko Nakajima (56) References JP-A-62-244330 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) D01F 8/00-8 / 18
Claims (9)
水中に24時間浸漬した時の吸水率が1%以下であるポ
リマーであり、芯成分を構成するポリマーの60℃にお
ける貯蔵剪断弾性率G′が、鞘成分を構成するポリマー
のG′よりも大きい非晶性ポリアミドであることを特徴
とする芯鞘複合繊維。The polymer constituting the sheath component is a polymer having a water absorption of 1% or less when immersed in water at 23 ° C. for 24 hours, and the storage shear modulus of the polymer constituting the core component at 60 ° C. A core-sheath conjugate fiber, wherein G 'is an amorphous polyamide larger than G' of the polymer constituting the sheath component.
水中に24時間浸漬した時の吸水率が1%以下である結
晶性ポリアミドである請求項1記載の芯鞘複合繊維。2. The core-sheath conjugate fiber according to claim 1, wherein the polymer constituting the sheath component is a crystalline polyamide having a water absorption of 1% or less when immersed in water at 23 ° C. for 24 hours.
移温度が100℃から200℃の範囲にあるポリマーで
ある請求項1又は請求項2記載の芯鞘複合繊維。3. The core-sheath conjugate fiber according to claim 1, wherein the polymer constituting the core component is a polymer having a glass transition temperature in the range of 100 ° C. to 200 ° C.
における室温から120℃の温度範囲での貯蔵剪断弾性
率G′が5×109 dyne/cm2 以上のポリマーであ
る請求項1乃至3のいずれかに記載の芯鞘複合繊維。4. A polymer constituting the core component, storage shear modulus at the temperature range of 120 ° C. from room temperature in a dry state G 'is 5 × 10 9 dyne / cm 2 or more polymers according to claim 1 to 3 The core-sheath conjugate fiber according to any one of the above.
における室温から120℃の温度範囲での貯蔵剪断弾性
率G′が5×109 dyne/cm2 以上のポリマーであ
り、かつ、80℃から120℃の温度範囲において、鞘
成分を構成するポリマーのG′が芯成分ポリマーのG′
よりも小さい請求項1乃至3のいずれかに記載の芯鞘複
合繊維。5. The polymer constituting the core component is a polymer having a storage shear modulus G ′ of 5 × 10 9 dyne / cm 2 or more in a dry state in a temperature range from room temperature to 120 ° C. and at 80 ° C. In a temperature range from to 120 ° C., G ′ of the polymer constituting the sheath component is changed to G ′ of the core component polymer.
The sheath-core composite fiber according to any one of claims 1 to 3 , which is smaller than the core-sheath composite fiber.
上の沸とう水中に24時間浸漬した吸水状態における、
室温から100℃の温度範囲での貯蔵剪断弾性率G′が
4×109 dyne/cm2 以上のポリマーである請求項
1乃至5のいずれかに記載の芯鞘複合繊維。6. A water-absorbing state in which a polymer constituting a core component is immersed in boiling water at 90 ° C. or higher for 24 hours.
The core-sheath conjugate fiber according to any one of claims 1 to 5 , wherein the core-sheath conjugate fiber is a polymer having a storage shear modulus G 'in a temperature range from room temperature to 100 ° C of 4 × 10 9 dyne / cm 2 or more.
上の沸とう水中に24時間浸漬した吸水状態における、
室温から100℃の温度範囲での貯蔵剪断弾性率G′が
4×109 dyne/cm2 以上のポリマーであり、か
つ、80℃から100℃の温度範囲において、鞘成分を
構成するポリマーのG′が芯成分ポリマーのG′よりも
小さい請求項1乃至5のいずれか1項に記載の芯鞘複合
繊維。7. A water-absorbing state in which a polymer constituting a core component is immersed in boiling water at 90 ° C. or higher for 24 hours.
A polymer having a storage shear modulus G ′ of 4 × 10 9 dyne / cm 2 or more in a temperature range from room temperature to 100 ° C., and a polymer constituting a sheath component in a temperature range from 80 ° C. to 100 ° C. The core-sheath conjugate fiber according to any one of claims 1 to 5 , wherein ′ is smaller than G ′ of the core component polymer.
と鞘成分ポリマーの断面積比が芯/鞘=30/70〜9
5/5の範囲である、請求項1乃至7のいずれかに記載
の芯鞘複合繊維。8. The cross-sectional area ratio of a core component polymer and a sheath component polymer in an arbitrary fiber cross section is core / sheath = 30 / 70-9.
The core-sheath conjugate fiber according to any one of claims 1 to 7 , which is in a range of 5/5.
15%以下、140℃で30分間熱処理した時の乾熱収
縮率が10%以下である請求項1乃至8のいずれかに記
載の芯鞘複合繊維。9. Tensile strength 1 g / d or more, 15% boiling water shrinkage of not more than, according to any one of claims 1 to 8 dry heat shrinkage rate of 10% or less when heat-treated at 140 ° C. 30 minutes Core-sheath conjugate fiber.
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JP13074992A JP3235868B2 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Core-sheath composite fiber |
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JPH05321032A JPH05321032A (en) | 1993-12-07 |
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