JP4872339B2 - Core-sheath type composite fiber, crimped yarn, and fiber structure using them - Google Patents
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Description
本発明は、芯成分が脂肪族ポリエステル樹脂と熱可塑性ポリアミド樹脂とが均一にブレンドされたポリマーアロイからなり、かつ繊維表面に鞘成分として熱可塑性ポリアミド樹脂を有する、耐摩耗性が極めて良好な芯鞘型複合繊維に関するものである。 The present invention provides a core having a very good wear resistance, the core component comprising a polymer alloy in which an aliphatic polyester resin and a thermoplastic polyamide resin are uniformly blended, and a thermoplastic polyamide resin as a sheath component on the fiber surface. The present invention relates to a sheath type composite fiber.
最近、地球的規模での環境に対する意識向上に伴い、非石油由来の繊維素材の開発が切望されている。従来の汎用プラスチックは石油資源を主原料としていることから、石油資源が将来枯渇すること、また石油資源の大量消費により生じる地球温暖化が大きな問題として採り上げられている。 Recently, with the increasing awareness of the environment on a global scale, the development of non-petroleum-derived fiber materials is eagerly desired. Since conventional general-purpose plastics use petroleum resources as the main raw material, global warming caused by petroleum resources being depleted in the future and mass consumption of petroleum resources has been taken up as major problems.
二酸化炭素を大気中から取り込み成長する植物資源を原料とすることで、二酸化炭素の循環により地球温暖化を抑制できることが期待できるとともに、資源枯渇の問題も解決できる可能性がある。このため近年では、植物資源を出発点とするプラスチック、すなわちバイオマス利用のプラスチックに注目が集まっており、脂肪族ポリエステル等、様々なプラスチックや繊維の研究・開発が活発化している。バイオマス由来のプラスチックの中でも、特に微生物により分解されるプラスチック、即ち生分解性プラスチックを用いた繊維に注目が集まっている。 By using plant resources that grow by taking in carbon dioxide from the atmosphere as a raw material, it can be expected that global warming can be suppressed by the circulation of carbon dioxide, and the problem of resource depletion may be solved. For this reason, in recent years, attention has been focused on plastics starting from plant resources, that is, plastics using biomass, and research and development of various plastics and fibers such as aliphatic polyesters have been activated. Among the plastics derived from biomass, attention is particularly focused on plastics that are decomposed by microorganisms, that is, fibers using biodegradable plastics.
これまで、バイオマス利用の生分解性プラスチックは、力学特性や耐熱性が低いとともに、製造コストが高いといった課題があり、汎用プラスチックとして使われることはなかった。しかしながら近年では力学特性や耐熱性が比較的高く、かつ製造コストも比較的低いバイオマス利用のプラスチックとして、でんぷんの発酵で得られる乳酸を原料としたポリ乳酸が脚光を浴びている。 Until now, biodegradable plastics using biomass have not been used as general-purpose plastics due to their low mechanical properties and heat resistance, as well as high manufacturing costs. However, in recent years, polylactic acid using lactic acid obtained by starch fermentation as a raw material has attracted attention as a biomass-based plastic having relatively high mechanical properties and heat resistance and relatively low production cost.
ポリ乳酸に代表される脂肪族ポリエステル樹脂は、例えば手術用縫合糸として医療分野で古くから用いられてきたが、石油由来の汎用プラスチックと比較するとやはり高価であり、脂肪族ポリエステル樹脂の生分解性などの特徴を活かせ、かつ価格の通る、ごく少量の用途にしか応用されていないのが現実であった。しかしながら最近は量産技術の向上により価格面においても他の汎用プラスチックと競争できるまでになった。 Aliphatic polyester resins typified by polylactic acid have been used for a long time in the medical field as, for example, surgical sutures, but they are still more expensive than petroleum-derived general-purpose plastics, and the biodegradability of aliphatic polyester resins The reality is that it has been applied only to a very small amount of applications, making use of such features as well as cost. Recently, however, it has become possible to compete with other general-purpose plastics in terms of price due to improvements in mass production technology.
ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル繊維の開発は、生分解性を活かした農業資材や土木資材等が先行しているが、それに続く大型の用途として衣料用途、カーテン、カーペット等のインテリア用途、車両内装用途、産業資材用途への応用も期待されている。そしてポリ乳酸に代表される脂肪族ポリエステル樹脂を、上記の大型の用途へできる限り適用し、石油由来の素材を非石油由来の素材へ置き換えることによって、石油資源枯渇、および地球温暖化の問題を和らげられる可能性がある。 The development of aliphatic polyester fibers such as polylactic acid is preceded by agricultural materials and civil engineering materials that make use of biodegradability, followed by large-scale applications such as clothing, interiors such as curtains and carpets, and vehicle interiors. Applications to industrial and industrial materials are also expected. By applying aliphatic polyester resins typified by polylactic acid as much as possible to the above large-scale applications, and replacing petroleum-derived materials with non-petroleum-derived materials, the problem of petroleum resource depletion and global warming can be solved. May be relieved.
しかしながら、衣料用途や産業資材用途に適応する場合には、脂肪族ポリエステル、特にポリ乳酸は耐摩耗性が低く耐久性に乏しいこと、捲縮が発現し難く低品位となり易いことが大きな問題となる。 However, when adapting to clothing and industrial material applications, aliphatic polyesters, especially polylactic acid, have a large problem that they are low in wear resistance and poor in durability, and are less likely to be crimped to be low in quality. .
例えば、耐摩耗性の低いポリ乳酸繊維を衣料用途に用いた場合、擦過等により容易に色移りが生じたり、酷い場合には繊維がフィブリル化して白ぼけし品位の低下が著しい。また皮膚に過度の刺激を与える等の問題も生じ易く、実用上の耐久性に乏しいことがわかってきている。 For example, when a polylactic acid fiber having low wear resistance is used for clothing, color transfer easily occurs due to rubbing or the like, and in severe cases, the fiber becomes fibrillated and the white blurring quality is remarkably lowered. In addition, it has been found that problems such as excessive irritation to the skin are likely to occur, and the practical durability is poor.
また、特に強い擦過を受ける自動車内装用のカーペット等に用いた場合、ポリ乳酸の削れが容易に生じるとともに、酷い場合には穴が開くこともある。さらに脂肪族ポリエステル(特にポリ乳酸)の特徴である加水分解し易い性質が逆に弱点となり、上記の様なフィブリル化や削れは経時的に悪化する傾向にある。これは製品寿命が短いことを意味し、製品展開を図る上での致命的な欠点となる。 In addition, when used for carpets for automobile interiors that are subjected to particularly strong rubbing, polylactic acid is easily scraped, and in severe cases, holes may be formed. Furthermore, the property of being easily hydrolyzed, which is a characteristic of aliphatic polyester (especially polylactic acid), on the contrary, becomes a weak point, and the fibrillation and abrasion as described above tend to deteriorate with time. This means that the product life is short, which is a fatal defect in product development.
一方、脂肪族ポリエステル(特にポリ乳酸)繊維は仮撚加工糸、エアースタッファ捲縮糸などの捲縮糸としても、低捲縮となり易く、捲縮がへたり易い(捲縮の堅牢度が低い)ことがわかってきている。このため、例えば自動車用のカーペット等の繊維構造体として用いる場合、ボリューム感の無い製品しか得ることが出来ず、従来の合成繊維からなる製品と比べると、明らかに見劣りするものしか得られていなかった。このように脂肪族ポリエステル(特にポリ乳酸)繊維が捲縮発現性に劣るのは、従来の石油系由来のポリマーに比べて極端に結晶性が乏しいためである。このため、ポリ乳酸繊維に捲縮加工を施す際に、高捲縮を発現させようとして高温熱処理、高リラックス処理などの条件を採用すると、単糸間の融着や強度低下が起こってしまって、実用に耐えないものとなる問題を抱えている。 On the other hand, aliphatic polyester (especially polylactic acid) fibers tend to be low crimped and easily crimped as crimped yarns such as false twisted yarns and air stuffer crimped yarns. Low). For this reason, for example, when used as a fiber structure such as a carpet for an automobile, only a product without volume feeling can be obtained, and only a product that is clearly inferior to a product made of a conventional synthetic fiber is obtained. It was. The reason why the aliphatic polyester (particularly polylactic acid) fiber is inferior in crimp development is because it is extremely poor in crystallinity as compared with conventional petroleum-derived polymers. For this reason, when crimping the polylactic acid fiber, adopting conditions such as high-temperature heat treatment and high-relaxation treatment in order to develop high crimp, fusion between single yarns and strength reduction may occur. , Have a problem that will not be practical.
以上のことから、脂肪族ポリエステル(特にポリ乳酸)繊維を大型の用途に展開していくためには、耐摩耗性、捲縮特性を飛躍的に向上させることが望まれている。 From the above, in order to develop aliphatic polyester (especially polylactic acid) fibers for large-scale applications, it is desired to dramatically improve the wear resistance and crimp characteristics.
例えば、耐摩耗性を改善する方法としては、脂肪酸ビスアミド等の滑剤を添加して繊維表面の摩擦係数を低下せしめることで、摩耗を抑制したポリ乳酸繊維が開示されている(特許文献1〜4参照)。 For example, as a method for improving the wear resistance, polylactic acid fibers in which wear is suppressed by adding a lubricant such as fatty acid bisamide to lower the friction coefficient of the fiber surface are disclosed (Patent Documents 1 to 4). reference).
しかしながら、これらの繊維は与えられる力が小さい場合には有効であるが、例えば、カーペットの様に強い踏込力がかかる場合には、繊維間凝着を十分に抑制することができないため、ポリ乳酸の破壊が生じてしまい、用途が限定されるものであった。 However, these fibers are effective when the applied force is small, but, for example, when a strong stepping force is applied like a carpet, the adhesion between fibers cannot be sufficiently suppressed. The use was limited.
一方、鞘成分に耐摩耗性の高いポリアミドを配置することによって、耐摩耗性を改善した脂肪族ポリエステル繊維が開示されている(特許文献5)。確かに特定厚さの鞘成分を有することにより、耐摩耗性を飛躍的に向上させることが出来るものの、脂肪族ポリエステルとポリアミドの親和性が低いため芯鞘複合界面の接着性が不十分であり、容易に鞘割れを生じてしまう技術であった。ひとたび鞘割れが生じると、剥き出しになったポリ乳酸の削れが進行して耐摩耗性が悪化し易かった。さらにこの繊維に捲縮加工、染色加工を施すと、それぞれの工程において繊維の熱収縮が起こり、鞘成分と芯成分の収縮差に起因して鞘割れが起こることが判明している。このため捲縮糸としては耐摩耗性を十分に発揮できないだけでなく、白ぼけして低品位となり易かった。 On the other hand, an aliphatic polyester fiber having improved abrasion resistance by disposing polyamide having high abrasion resistance as a sheath component has been disclosed (Patent Document 5). Certainly, by having a sheath component with a specific thickness, the wear resistance can be drastically improved, but the affinity between the aliphatic polyester and polyamide is low, so the adhesion at the core-sheath composite interface is insufficient. This is a technique that easily causes sheath cracks. Once the sheath cracks occurred, the polylactic acid that had been exposed was scraped off and the wear resistance was likely to deteriorate. Further, it has been found that when this fiber is crimped and dyed, thermal shrinkage of the fiber occurs in each step, and sheath cracking occurs due to the difference in shrinkage between the sheath component and the core component. For this reason, not only the crimped yarn cannot sufficiently exhibit the wear resistance, but also it is easily blurred and low in quality.
さらに、ポリアミドと脂肪族ポリエステルとのブレンドにより、樹脂組成物の力学特性を向上させる技術が開示されている(特許文献6)。特許文献6に記載の方法によれば、ポリアミドの補強効果により強度等の力学特性や耐熱性、耐摩耗性が向上するとあるが、該方法ではポリアミドのブレンド比が5〜40%と少量成分であるために、脂肪族ポリエステルが海成分を形成し易く、繊維表面の脂肪族ポリエステルが容易に破壊されてしまって、耐摩耗性向上効果はさほど高くないことが判明している。 Furthermore, a technique for improving the mechanical properties of a resin composition by blending polyamide and aliphatic polyester is disclosed (Patent Document 6). According to the method described in Patent Document 6, mechanical properties such as strength, heat resistance, and wear resistance are improved by the reinforcing effect of the polyamide, but in this method, the blend ratio of the polyamide is 5 to 40% and a small amount of components. For this reason, it has been found that the aliphatic polyester easily forms a sea component, and the aliphatic polyester on the fiber surface is easily destroyed, so that the effect of improving wear resistance is not so high.
また、ポリアミドにポリエステルをブレンドし、ポリアミドの膨潤による寸法変化を抑制して高伸度ポリアミド繊維を得る技術が開示されている(特許文献7)。特許文献7に記載の方法で得られる繊維はポリアミドが海成分を形成していることから、耐摩耗性の向上したポリ乳酸繊維が得られる。しかしながら脂肪族ポリエステルとポリアミドが非相溶であり、これらの相の界面接着性は低いため容易にフィブリル化して白惚けが生じることが判明している。そして該繊維は、島成分である脂肪族ポリエステルが部分的に繊維表面に露出しており、露出した脂肪族ポリエステルとポリアミドが剥離すると、そこが起点となって繊維全体の削れが進行し易く、ポリアミドの耐摩耗性を十分に生かし切れていなかった。 In addition, a technique is disclosed in which a polyester is blended with polyamide and a high elongation polyamide fiber is obtained by suppressing dimensional change due to swelling of the polyamide (Patent Document 7). Since the fiber obtained by the method described in Patent Document 7 forms a sea component of polyamide, a polylactic acid fiber with improved wear resistance can be obtained. However, it has been found that aliphatic polyesters and polyamides are incompatible and the interfacial adhesion of these phases is so low that they easily fibrillate and cause whitening. And as for this fiber, the aliphatic polyester which is an island component is partially exposed to the fiber surface, and when the exposed aliphatic polyester and polyamide are peeled off, it is easy to progress the shaving of the whole fiber starting from there. The wear resistance of polyamide was not fully utilized.
特許文献6、7に記載の技術では、繊維表面に脂肪族ポリエステルが露出しているため、捲縮処理時に繊維が高温熱源に接触すると、脂肪族ポリエステルが融着してしまい、工程通過性が著しく悪化するというデメリットがあった。そして仮に捲縮度の高い捲縮糸としても、その捲縮はへたり易く、特に高い外力を長期間に渡って受ける用途では、耐久性に劣る問題があった。
本発明は、上記課題を解決し、耐摩耗性、捲縮特性に優れ、高品位かつ耐久性に優れる繊維構造体を与える脂肪族ポリエステル繊維、およびそれからなる繊維構造体を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide an aliphatic polyester fiber that provides a fiber structure excellent in wear resistance and crimping properties, and having high quality and durability, and a fiber structure comprising the same. To do.
本発明者が上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の断面構造を有する芯鞘型複合繊維とすることで、脂肪族ポリエステル繊維の耐摩耗性を飛躍的に向上でき、該芯鞘型複合繊維の捲縮特性をも向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of the present inventors diligently studying to solve the above-mentioned problems, by using a core-sheath type composite fiber having a specific cross-sectional structure, the wear resistance of the aliphatic polyester fiber can be remarkably improved, and the core sheath The present inventors have found that the crimp characteristics of the mold composite fiber can be improved and have completed the present invention.
すなわち本発明は、芯成分が脂肪族ポリエステル樹脂(A)と、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)とのポリマーアロイを含んでなり、鞘成分が熱可塑性ポリアミド樹脂(C)を含んでなり、芯成分のポリマーアロイのアロイ構造が下記の(1)〜(3)を満たすことを特徴とする芯鞘型複合繊維、および該繊維を少なくとも一部に含むことを特徴とする繊維構造体である。
(1)脂肪族ポリエステル樹脂(A)が島成分を形成している
(2)熱可塑性ポリアミド樹脂(B)が海成分を形成している
(3)島成分の直径が0.001〜2μmである
That is, the present invention provides a core component and an aliphatic polyester resin (A), the comprises a polymer alloy of a thermoplastic polyamide resin (B), Ri sheath component name contains a thermoplastic polyamide resin (C), the core Ru fiber structure der, wherein the alloy structure of the components of the polymer alloy is at least partially including core-sheath type composite fibers and satisfies the (1) to (3) below, and the fibers .
(1) The aliphatic polyester resin (A) forms an island component
(2) The thermoplastic polyamide resin (B) forms a sea component
(3) The diameter of the island component is 0.001 to 2 μm.
本発明により耐摩耗性が格段に向上した繊維、およびそれからなる繊維構造体が得られる。また該繊維は高捲縮であり、かつ捲縮のへたり難い捲縮糸とすることが出来るため、一般衣料用途や産業資材用途に最適であり、特に、家庭用や自動車内装用のカーペット用途などの極めて高い耐摩耗性が要求される用途にも好適に用いられる芯鞘型複合繊維、捲縮糸、およびそれらを用いてなる繊維構造体を提供することができる。 According to the present invention, a fiber having significantly improved wear resistance and a fiber structure comprising the same can be obtained. In addition, the fibers are highly crimped and can be made into crimped yarns that are difficult to crimp. Therefore, the fibers are suitable for general clothing and industrial materials. Thus, it is possible to provide a core-sheath composite fiber, a crimped yarn, and a fiber structure using the core-sheath composite fiber, which are suitably used for applications requiring extremely high wear resistance.
本発明でいう脂肪族ポリエステル樹脂(A)(以下、成分Aと記す場合もある)とは、脂肪族アルキル鎖がエステル結合で連結されたポリマーのことをいう。本発明で用いられる脂肪族ポリエステル樹脂(A)としては結晶性であることが好ましく、融点が150℃以上230℃以下であることがより好ましい。本発明で用いられる脂肪族ポリエステル樹脂(A)が結晶性を有するとは、脂肪族ポリエステル樹脂(A)の昇温速度16℃/分での示差走査熱量計(DSC)測定で得た示差熱量曲線が、吸熱ピークを有し、かつその融解ピークの熱容量が10J/g以上である場合、結晶性を有すると定義する。結晶性が高いほど好ましいことから、20J/g以上であることがより好ましく、30J/g以上であることがさらに好ましい。本発明に用いられる脂肪族ポリエステル樹脂(A)が結晶性を有することで、芯鞘型複合繊維の結晶性が高くなり、耐摩耗性、耐熱性に優れたものとなるため好ましい。 The aliphatic polyester resin (A) in the present invention (hereinafter sometimes referred to as “component A”) refers to a polymer in which aliphatic alkyl chains are linked by ester bonds. As aliphatic polyester resin (A) used by this invention, it is preferable that it is crystalline, and it is more preferable that melting | fusing point is 150 to 230 degreeC. The aliphatic polyester resin (A) used in the present invention has crystallinity that the differential calorific value obtained by differential scanning calorimetry (DSC) measurement at a heating rate of 16 ° C./min of the aliphatic polyester resin (A). When the curve has an endothermic peak and the heat capacity of the melting peak is 10 J / g or more, it is defined as having crystallinity. Since it is so preferable that crystallinity is high, it is more preferable that it is 20 J / g or more, and it is further more preferable that it is 30 J / g or more. It is preferable that the aliphatic polyester resin (A) used in the present invention has crystallinity, so that the crystallinity of the core-sheath composite fiber is increased and the wear resistance and heat resistance are excellent.
また、本発明で用いられる脂肪族ポリエステル樹脂(A)の種類としては、例えばポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリブチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン等が挙げられる。このうち、原料が植物由来であるため樹脂に含まれる炭素がもともと大気中に存在する二酸化炭素に由来し、燃焼時に発生する二酸化炭素を大気に放出させても地球温暖化の弊害を招き難い点でポリ乳酸が最も好ましい。 Examples of the aliphatic polyester resin (A) used in the present invention include polylactic acid, polyhydroxybutyrate, polybutylene succinate, polyglycolic acid, and polycaprolactone. Among these, since the raw material is derived from plants, the carbon contained in the resin is originally derived from carbon dioxide present in the atmosphere, and even if carbon dioxide generated during combustion is released to the atmosphere, it is difficult to cause adverse effects of global warming. Polylactic acid is most preferred.
上記ポリ乳酸は、−(O-CHCH3-CO)n−を繰り返し単位とするポリマーであり、乳酸やラクチド等の乳酸のオリゴマーを重合したものをいう。乳酸にはD−乳酸とL−乳酸の2種類の光学異性体が存在するため、その重合体もD体(D−乳酸)のみからなるポリD乳酸と、L体(L−乳酸)のみからなるポリL乳酸、およびD−乳酸とL−乳酸の両者を含んでなるポリ乳酸がある。本発明におけるポリD乳酸とはD−乳酸を80重量%以上含んでなるポリ乳酸であると定義し、ポリL乳酸とはL−乳酸を80重量%以上含んでなるポリ乳酸であると定義する。ポリL乳酸に含まれるD−乳酸の重量分率(以下、単にD体分率と記載することがある)、ポリD乳酸に含まれるL−乳酸の重量分率(以下、単にL体分率と記載することがある)が高いと、ポリL乳酸、ポリD乳酸の結晶性が低くなり、融点が低下する傾向にある。融点は繊維の耐熱性を維持するために150℃以上であることが好ましいため、ポリL乳酸中のD体分率は10重量%以下であることが好ましく、5重量%以下であることが好ましく、3重量%以下であることが好ましい。同様の理由により、ポリD乳酸中のL体分率は10重量%以下であることが好ましく、5重量%以下であることが好ましく、3重量%以下であることが好ましい。 The polylactic acid is a polymer having-(O-CHCH 3 -CO) n -as a repeating unit, and is obtained by polymerizing oligomers of lactic acid such as lactic acid and lactide. Since lactic acid has two types of optical isomers, D-lactic acid and L-lactic acid, the polymer is also composed of poly-D lactic acid consisting only of D-form (D-lactic acid) and L-form (L-lactic acid) alone. And polylactic acid containing both D-lactic acid and L-lactic acid. In the present invention, poly-D lactic acid is defined as polylactic acid comprising 80% by weight or more of D-lactic acid, and poly-L lactic acid is defined as polylactic acid comprising 80% by weight or more of L-lactic acid. . Weight fraction of D-lactic acid contained in poly-L lactic acid (hereinafter sometimes simply referred to as D-form fraction), Weight fraction of L-lactic acid contained in poly-D lactic acid (hereinafter simply referred to as L-form fraction) Is high), the crystallinity of poly-L lactic acid and poly-D lactic acid tends to be low, and the melting point tends to decrease. Since the melting point is preferably 150 ° C. or higher in order to maintain the heat resistance of the fiber, the D fraction in poly-L lactic acid is preferably 10% by weight or less, and preferably 5% by weight or less. It is preferable that it is 3 weight% or less. For the same reason, the L-form fraction in poly-D lactic acid is preferably 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, and preferably 3% by weight or less.
ただし、上記のように2種類の光学異性体のポリマーが単純に混合している系とは別に、前記2種類の光学異性体のポリマーをブレンドして繊維に成形した後、140℃以上の高温熱処理を施してラセミ結晶を形成させたステレオコンプレックスにすると、融点を220〜230℃まで高めることができ、好ましい。この場合、成分Aは、ポリL乳酸とポリD乳酸の混合物を指し、そのブレンド比は40/60〜60/40であると、ステレオコンプレックス結晶の比率を高めることができ、最良である。 However, apart from the system in which the polymers of the two optical isomers are simply mixed as described above, the two optical isomer polymers are blended and formed into a fiber, and then a high temperature of 140 ° C. or higher. A stereo complex in which racemic crystals are formed by heat treatment is preferable because the melting point can be increased to 220 to 230 ° C. In this case, the component A refers to a mixture of poly L lactic acid and poly D lactic acid, and the blend ratio of 40/60 to 60/40 is best because the ratio of stereocomplex crystals can be increased.
また、ポリ乳酸中には低分子量残留物として残存ラクチドが存在するが、これら低分子量残留物は、延伸や仮撚加工工程での加熱ヒーター汚れや染色加工工程での染め斑等の染色異常を誘発する原因となる。また、繊維や繊維成型品の加水分解を促進し、耐久性を低下させる。そのため、ポリ乳酸中の残存ラクチド量は好ましくは0.3重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下、さらに好ましくは0.03重量%以下である。 Polylactic acid also contains residual lactide as a low molecular weight residue, but these low molecular weight residues may cause abnormal dyeing such as heating and heater stains in the stretching and false twisting process and dyed spots in the dyeing process. Causes to trigger. In addition, the hydrolysis of fibers and fiber molded products is promoted, and the durability is lowered. Therefore, the amount of residual lactide in polylactic acid is preferably 0.3% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less, and still more preferably 0.03% by weight or less.
また、成分Aは、例えばポリ乳酸の性質を損なわない範囲で、乳酸以外の成分を共重合したものであっても良い。共重合する成分としては、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレンエーテルグリコール、ポリブチレンサクシネートやポリグリコール酸などの脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイソフタレートなどの芳香族ポリエステル、およびヒドロキシカルボン酸、ラクトン、ジカルボン酸、ジオールなどのエステル結合形成性の単量体が挙げられる。この中でも、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)(以下、成分Bと記す場合もある)との相溶性が良いポリアルキレンエーテルグリコールが好ましい。このような共重合成分の共重合割合は融点降下による耐熱性低下を損なわない範囲で、ポリ乳酸に対して0.1〜10モル%であることが好ましい。成分Aには、さらに改質剤として粒子、結晶核剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤等の添加物が含まれていても良い。 Component A may be a copolymer of components other than lactic acid, for example, within a range that does not impair the properties of polylactic acid. The components to be copolymerized include polyalkylene ether glycols such as polyethylene glycol, aliphatic polyesters such as polybutylene succinate and polyglycolic acid, aromatic polyesters such as polyethylene isophthalate, and hydroxycarboxylic acids, lactones, dicarboxylic acids, and diols. An ester bond-forming monomer such as Among these, a polyalkylene ether glycol having good compatibility with the thermoplastic polyamide resin (B) (hereinafter sometimes referred to as component B) is preferable. The copolymerization ratio of such a copolymer component is preferably 0.1 to 10 mol% with respect to polylactic acid as long as the heat resistance deterioration due to the melting point drop is not impaired. Component A may further contain additives such as particles, crystal nucleating agents, flame retardants, plasticizers, antistatic agents, antioxidants, and ultraviolet absorbers as modifiers.
また、ポリ乳酸重合体の分子量は、耐摩耗性を高めるためには高い方が好ましいが、分子量が高すぎると、溶融紡糸での成形性や延伸性が低下する傾向にある。重量平均分子量は耐摩耗性を保持するために8万以上であることが好ましく、10万以上がより好ましい。さらに好ましくは12万以上である。また、分子量が35万を越えると、前記したように延伸性が低下するため、結果として分子配向性が悪くなり強度が低下する。そのため、重量平均分子量は35万以下が好ましく、30万以下がより好ましい。さらに好ましくは25万以下である。上記重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、ポリスチレン換算で求めた値である。 The molecular weight of the polylactic acid polymer is preferably high in order to increase the wear resistance. However, if the molecular weight is too high, the moldability and stretchability in melt spinning tend to decrease. The weight average molecular weight is preferably 80,000 or more, more preferably 100,000 or more in order to maintain wear resistance. More preferably, it is 120,000 or more. On the other hand, when the molecular weight exceeds 350,000, the stretchability is lowered as described above. As a result, the molecular orientation is deteriorated and the strength is lowered. Therefore, the weight average molecular weight is preferably 350,000 or less, and more preferably 300,000 or less. More preferably, it is 250,000 or less. The weight average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography (GPC) and calculated in terms of polystyrene.
本発明の成分Aに好ましく用いられるポリ乳酸の製造方法は、特に限定されないが、具体的には、乳酸を有機溶媒および触媒の存在下、そのまま脱水縮合する直接脱水縮合法(特開平6−65360号公報参照。)、少なくとも2種類のホモポリマーを重合触媒の存在下、共重合並びにエステル交換反応させる方法(特開平7−173266号公報参照。)、さらには、乳酸を一旦脱水し、環状二量体とした後に、開環重合する間接重合法(米国特許第2,703,316号明細書参照。)が挙げられる。 The production method of polylactic acid preferably used for component A of the present invention is not particularly limited, but specifically, a direct dehydration condensation method in which lactic acid is dehydrated and condensed as it is in the presence of an organic solvent and a catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 6-65360). And a method in which at least two homopolymers are copolymerized and transesterified in the presence of a polymerization catalyst (see JP-A-7-173266). An indirect polymerization method (see U.S. Pat. No. 2,703,316) in which ring-opening polymerization is carried out after the formation of the polymer is mentioned.
本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂(B)とは、アミド結合を有するポリマーのことをいうが、本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂(B)の種類としては、例えばポリカプラミド(ナイロン6)や、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリドデカンアミド(ナイロン12)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリペンタメチレンセバカミド(ナイロン510)等を挙げることができる。 The thermoplastic polyamide resin (B) used in the present invention refers to a polymer having an amide bond. Examples of the thermoplastic polyamide resin (B) used in the present invention include polycapramide (nylon 6), Polyhexamethylene adipamide (nylon 66), polyundecanamide (nylon 11), polydodecanamide (nylon 12), polyhexamethylene sebamide (nylon 610), polypentamethylene sebamide (nylon 510), etc. Can be mentioned.
また、成分Aがポリ乳酸である場合、相溶性を高くするために、成分Bの分子鎖同士の凝集性を低くすること、すなわち、メチレン鎖長を長くしても良く、その点でナイロン11やナイロン12、ナイロン610、ナイロン510も好ましく用いられ、これらの中でも環境負荷低減素材を提供するという点で、非石油由来のセバシン酸をモノマーとする、ナイロン610、ナイロン510が好ましく用いられる。なお、成分Bはホモポリマーであっても共重合ポリマーであっても良い。 When component A is polylactic acid, in order to increase the compatibility, the cohesiveness between the molecular chains of component B may be lowered, that is, the methylene chain length may be increased. Nylon 12, nylon 610, and nylon 510 are also preferably used, and among these, nylon 610 and nylon 510 containing non-petroleum-derived sebacic acid as a monomer are preferably used in terms of providing an environmental load reducing material. Component B may be a homopolymer or a copolymer.
成分Bの融点は150℃以上250℃以下であることが好ましい。一般に脂肪族ポリエステルは、融点を有する場合、その融点は通常200℃以下であるなど、耐熱性が高いとはいえず、溶融貯留時250℃を越えると急激に物性が悪化する傾向にあるため、ブレンドする成分Bの融点が250℃以下であることが好ましい。より好ましくは成分Bの融点は225℃以下である。一方、繊維の耐熱性、あるいは捲縮や染色などの堅牢度を考慮すると、成分Bの融点の下限は150℃以上であることが好ましい。より好ましくは成分Bの融点は175℃以上である。成分Bは前記したように、共重合ポリマーであっても良いが、芯鞘型複合繊維の結晶性が高いほど耐摩耗性、耐熱性に優れたものとなるため好ましく、用いられる成分Bは結晶性であることが好ましい。 Component B preferably has a melting point of 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. In general, when an aliphatic polyester has a melting point, the melting point is usually not higher than 200 ° C., and thus it cannot be said that the heat resistance is high. The melting point of component B to be blended is preferably 250 ° C. or lower. More preferably, the melting point of Component B is 225 ° C. or lower. On the other hand, considering the heat resistance of the fiber or fastness such as crimping or dyeing, the lower limit of the melting point of Component B is preferably 150 ° C. or higher. More preferably, the melting point of component B is 175 ° C. or higher. Component B may be a copolymer as described above, but the higher the crystallinity of the core-sheath composite fiber, the better the wear resistance and heat resistance. Is preferable.
本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂(B)が結晶性を有するとは、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)の昇温速度16℃/分での示差走査熱量計(DSC)測定で得た示差熱量曲線が、吸熱ピークを有し、かつその融解ピークの熱容量が10J/g以上である場合、結晶性を有すると定義する。結晶性が高いほど好ましいことから、20J/g以上であることがより好ましく、30J/g以上であることがさらに好ましい。 The fact that the thermoplastic polyamide resin (B) used in the present invention has crystallinity means that the differential heat value obtained by differential scanning calorimetry (DSC) measurement of the thermoplastic polyamide resin (B) at a heating rate of 16 ° C./min. When the curve has an endothermic peak and the heat capacity of the melting peak is 10 J / g or more, it is defined as having crystallinity. Since it is so preferable that crystallinity is high, it is more preferable that it is 20 J / g or more, and it is further more preferable that it is 30 J / g or more.
成分Bの融点が上記範囲にあり、かつ結晶性が高いほど本発明の繊維の耐摩耗性、耐熱性、沸騰水処理後の捲縮伸長率が優れたものとなるため好ましく、成分Bとしては、ナイロン6(融点225℃)、ナイロン610(融点225℃)、ナイロン510(融点218℃)、ナイロン11(融点185℃)、ナイロン12(融点180℃)であることが好ましい。より結晶性が高く耐摩耗性が高くなるだけでなく、低価格で用途による縛りがなく汎用的に幅広く用いられ易い点でナイロン6が最も好ましい。 The melting point of component B is in the above range, and the higher the crystallinity, the better the abrasion resistance, heat resistance, and crimp elongation after boiling water treatment of the fiber of the present invention. Nylon 6 (melting point 225 ° C.), nylon 610 (melting point 225 ° C.), nylon 510 (melting point 218 ° C.), nylon 11 (melting point 185 ° C.), and nylon 12 (melting point 180 ° C.) are preferred. Nylon 6 is most preferable because it not only has higher crystallinity and wear resistance, but also is inexpensive and is not restricted by applications and can be used widely and widely.
また成分Bには、粒子、難燃剤、帯電防止剤や等の添加物が含まれていても良い。 Component B may contain additives such as particles, flame retardants, antistatic agents and the like.
本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド(C)とは、アミド結合を有するポリマーのことをいうが、本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂(B)の種類としては、例えばポリカプラミド(ナイロン6)や、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリドデカンアミド(ナイロン12)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリペンタメチレンセバカミド(ナイロン510)等を挙げることができる。また、環境負荷低減素材を提供するという点で、非石油由来のセバシン酸をモノマーとする、ナイロン610、ナイロン510も好ましく用いられる。また、成分Cはホモポリマーであっても共重合ポリマーであっても良い。 The thermoplastic polyamide (C) used in the present invention refers to a polymer having an amide bond. Examples of the thermoplastic polyamide resin (B) used in the present invention include polycapramide (nylon 6), Polyhexamethylene adipamide (nylon 66), polyundecanamide (nylon 11), polydodecanamide (nylon 12), polyhexamethylene sebamide (nylon 610), polypentamethylene sebamide (nylon 510), etc. Can be mentioned. Further, nylon 610 and nylon 510 using non-petroleum-derived sebacic acid as a monomer are also preferably used in terms of providing an environmental load reducing material. Component C may be a homopolymer or a copolymer.
また、前記成分Bと同様に、芯鞘型複合繊維の製造工程において脂肪族ポリエステルの劣化を抑制し、かつ芯鞘型複合繊維の耐熱性、捲縮や染色などの堅牢度を考慮すると、成分Cの融点は150℃以上250℃以下であることが好ましい。より好ましくは、175℃以上225℃以下である。 Similarly to the component B, when the deterioration of the aliphatic polyester is suppressed in the production process of the core-sheath conjugate fiber and the fastness such as crimping and dyeing is considered, The melting point of C is preferably 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. More preferably, they are 175 degreeC or more and 225 degrees C or less.
成分Cは前記したように、共重合ポリマーであっても良いが、芯鞘型複合繊維の結晶性が高いほど耐摩耗性も向上する傾向にあるため、用いられる成分Cは結晶性であることが好ましい。 As described above, the component C may be a copolymer, but the higher the crystallinity of the core-sheath composite fiber, the more the wear resistance tends to be improved, so that the component C used is crystalline. Is preferred.
成分Cの融点が上記範囲にあり、かつ結晶性が高いほど本発明の繊維の耐摩耗性、耐熱性、沸騰水処理後の捲縮伸長率が優れたものとなるため好ましく、成分Bとしては、ナイロン6(融点225℃)、ナイロン610(融点225℃)、ナイロン510(融点218℃)、ナイロン11(融点185℃)、ナイロン12(融点180℃)であることが好ましい。より結晶性が高く耐摩耗性が高くなるだけでなく、低価格であり汎用性が高いため用途による縛りがなく幅広く応用可能である点でナイロン6が最も好ましい。
また成分Cは、粒子、難燃剤、帯電防止剤や滑剤等の添加物が含まれていても良い。
The higher the melting point of component C is in the above range and the higher the crystallinity, the better the abrasion resistance, heat resistance, and crimp elongation after boiling water treatment of the fiber of the present invention. Nylon 6 (melting point 225 ° C.), nylon 610 (melting point 225 ° C.), nylon 510 (melting point 218 ° C.), nylon 11 (melting point 185 ° C.), and nylon 12 (melting point 180 ° C.) are preferred. Nylon 6 is the most preferable because it is not only high in crystallinity and wear resistance but also low in price and high in versatility, so that it is not restricted by applications and can be widely applied.
Component C may contain additives such as particles, flame retardants, antistatic agents and lubricants.
成分Cの溶融粘度(ηc)は10〜300Pa・sec−1であることが好ましく、20〜250Pa・sec−1であることがより好ましく、30〜200Pa・sec−1であることがさらに好ましい。成分Cの溶融粘度と高くすることによって、芯鞘型複合繊維の分子配向や結晶性が高くなり、耐摩耗性が高くなるため好ましい。また紡糸工程において芯成分のポリマーアロイ由来のバラス効果を抑制でき工程通過性が高くなるという製法上のメリットもある。一方で、成分Cの溶融粘度が高すぎると、紡糸工程において芯鞘複合異常を生じて鞘成分を均一被覆できずに、繊維横断面、繊維の長手方向において鞘成分の厚みにバラツキを生じて耐摩耗性が悪化することがある。以上のことから、成分Cの溶融粘度は上記範囲であることが好ましい。なお、溶融粘度ηの測定方法の詳細については後述するが、測定温度240℃、剪断速度1216sec−1で測定したときの溶融粘度を意味している。 Preferably the melt viscosity of component C ([eta] c) is a 10~300Pa · sec -1, more preferably 20~250Pa · sec -1, and more preferably a 30~200Pa · sec -1. Increasing the melt viscosity of component C is preferable because the molecular orientation and crystallinity of the core-sheath composite fiber are increased and the wear resistance is increased. In addition, there is also a merit in the manufacturing method in which the ballast effect derived from the polymer alloy of the core component can be suppressed in the spinning process, and the process passability becomes high. On the other hand, if the melt viscosity of component C is too high, a sheath-sheath composite abnormality may occur in the spinning process and the sheath component cannot be uniformly coated, resulting in variations in the thickness of the sheath component in the fiber cross section and the longitudinal direction of the fiber. Wear resistance may deteriorate. From the above, the melt viscosity of component C is preferably in the above range. In addition, although the detail of the measuring method of melt viscosity (eta) is mentioned later, it means the melt viscosity when measured at the measurement temperature of 240 degreeC and the shear rate of 1216 sec- 1 .
そして成分Bと、成分Cの融点が近いほど、溶融紡糸時にそれぞれのポリマーが熱劣化を起こしにくい紡糸温度を選定することができ、得られる繊維が耐摩耗性に優れるため好ましい。このため、成分Bと成分Cの融点の差は30℃以下であることが好ましく、20℃以下であることがより好ましく、10℃以下であることがさらに好ましい。 The closer the melting points of Component B and Component C are, the more preferable it is to select a spinning temperature at which each polymer is less likely to cause thermal degradation during melt spinning, and the resulting fiber is superior in abrasion resistance. For this reason, the difference in melting point between Component B and Component C is preferably 30 ° C. or less, more preferably 20 ° C. or less, and even more preferably 10 ° C. or less.
本発明の芯鞘型複合繊維は、成分Aの含有量(繊維総重量に対する成分Aの重量%)が高いほど、環境負荷低減素材となることから、成分Aの含有量が高いことが好ましい。20重量%以上であることが好ましく、30重量%以上であることがより好ましく、40重量%以上であることが特に好ましい。一方で、耐摩耗性、捲縮の堅牢度、あるいは耐熱性といった特性に優れる点で、成分Aの含有量は80重量%以下であることが好ましく、75重量%以下であることがより好ましく、70重量%以下であることが特に好ましい。芯鞘型複合繊維の成分Aの含有量(繊維総重量に対する成分Aの重量%)は、実施例に記載の手法により算出することができる。すなわち、芯鞘型複合繊維から成分Aのみを溶出した後の繊維の重量と、もとの芯鞘型複合繊維の重量の差を成分Aの重量と見なし、該重量の差をもとの芯鞘型複合繊維の重量で除することにより算出する。 The core-sheath type composite fiber of the present invention is preferably a material having a high content of component A because the higher the content of component A (weight% of component A with respect to the total weight of the fiber), the more environmental load reducing material. It is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, and particularly preferably 40% by weight or more. On the other hand, the content of component A is preferably 80% by weight or less, more preferably 75% by weight or less, in terms of excellent properties such as wear resistance, crimp fastness, or heat resistance. It is particularly preferred that it is 70% by weight or less. The content of component A of the core-sheath type composite fiber (weight% of component A with respect to the total weight of the fiber) can be calculated by the method described in the examples. That is, the difference between the weight of the fiber after eluting only the component A from the core-sheath type composite fiber and the weight of the original core-sheath type composite fiber is regarded as the weight of the component A, and the difference in the weight is regarded as the original core. It is calculated by dividing by the weight of the sheath type composite fiber.
本発明の芯鞘型複合繊維は、鞘成分として熱可塑性ポリアミド(C)を含み、芯成分は脂肪族ポリエステル(A)と熱可塑性ポリアミド(B)とのポリマーアロイを含んで構成され、かつ成分Aおよび成分Bは相互に入り組んだいわゆる海島、あるいは海海構造をとることで、鞘成分と芯成分との界面(以下、芯鞘界面と記載することがある。)の剥離が抑えられ、耐摩耗性が十分に高い繊維となるのである。このため、上記のごとく芯鞘型複合繊維の成分Aの含有量を20重量%以上としても、耐摩耗性、耐熱性が高いため好ましいのである。ここで、芯成分を構成する熱可塑性ポリアミド(B)は、海を形成することが好ましい。さらに芯成分(ポリマーアロイ)中の脂肪族ポリエステル(A)の比率を高めるためには、溶融紡糸時における脂肪族ポリエステル(A)の溶融粘度を熱可塑性ポリアミド(B)よりも高くすることが肝要である。 The core-sheath type composite fiber of the present invention includes a thermoplastic polyamide (C) as a sheath component, and the core component includes a polymer alloy of an aliphatic polyester (A) and a thermoplastic polyamide (B). By taking a so-called sea island or sea-sea structure where A and component B are intertwined, peeling of the interface between the sheath component and the core component (hereinafter sometimes referred to as the core-sheath interface) is suppressed, and resistance This is a fiber having a sufficiently high wear resistance. For this reason, even if the content of the component A of the core-sheath composite fiber is 20% by weight or more as described above, it is preferable because of high wear resistance and heat resistance. Here, it is preferable that the thermoplastic polyamide (B) constituting the core component forms the sea. Furthermore, in order to increase the ratio of the aliphatic polyester (A) in the core component (polymer alloy), it is important to make the melt viscosity of the aliphatic polyester (A) higher than that of the thermoplastic polyamide (B) during melt spinning. It is.
本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分を構成する、成分Aと成分Bとのブレンド比率(重量比)は、成分A/成分B=95/5〜20/80であることが好ましい。芯成分に成分Bを有し、少なくとも芯鞘界面の一部に成分Bが存在することにより、芯鞘界面での接着性が向上して界面剥離を抑えることができるため、好ましい。芯鞘複合繊維の場合、芯鞘界面での剥離が生じるとフィブリル化しやすくなる。一旦フィブリル化が始まると、繊維の摩耗速度が急激に速くなる。このため、繊維の耐摩耗性を高くするためには芯鞘界面の剥離を無くすことが重要なのである。芯成分において成分Bを多く含むほど、本発明にて好ましいとされる、後述のポリマーアロイ構造(a)あるいは(c)の構造となりやすく、繊維の耐摩耗性が優れるため好ましい。このため芯成分における成分Bのブレンド比率が高いことが好ましい。しかし一方で、本発明の芯鞘型複合繊維は環境負荷を低減する性能を兼ね備えた素材であるためには、できるだけ植物由来の成分Aを多く含むことが好ましく、すなわち成分Bの比率を低くすることが好ましい。芯鞘界面の接着性が向上して耐摩耗性に優れ、かつ環境負荷が低い素材である、この両方を満たすために、成分A/成分Bは80/20〜25/75であることがより好ましく、70/30〜30/70であることがさらに好ましく、60/40〜35/65であることが特に好ましい。 The blend ratio (weight ratio) of component A and component B constituting the core component of the core-sheath composite fiber of the present invention is preferably component A / component B = 95/5 to 20/80. Having the component B as the core component and the component B existing at least at a part of the core-sheath interface is preferable because adhesion at the core-sheath interface can be improved and interface peeling can be suppressed. In the case of a core-sheath composite fiber, fibrillation tends to occur when peeling occurs at the core-sheath interface. Once fibrillation begins, the wear rate of the fibers increases rapidly. For this reason, it is important to eliminate peeling of the core-sheath interface in order to increase the abrasion resistance of the fiber. The more the component B is contained in the core component, the more preferable it is in the polymer alloy structure (a) or (c) described later, which is preferable in the present invention, and the abrasion resistance of the fiber is excellent. For this reason, it is preferable that the blend ratio of the component B in a core component is high. However, on the other hand, the core-sheath composite fiber of the present invention preferably contains as much plant-derived component A as possible in order to be a material having the ability to reduce the environmental load, that is, the ratio of component B is lowered. It is preferable. In order to satisfy both of the materials having improved adhesion at the core-sheath interface, excellent wear resistance, and low environmental load, the component A / component B is more preferably 80/20 to 25/75. Preferably, it is 70/30 to 30/70, more preferably 60/40 to 35/65.
本発明の芯成分における成分A/成分Bのブレンド比率(重量比)については、溶融紡糸に供する際の成分Aと成分Bの重量比率により算出することができる。しかしながら製造時の成分Aと成分Bのブレンド比率(重量比)が不明である場合には、簡易的に下記式を用いて算出することもできる。すなわち、本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分は成分Aと成分Bとその他の少量成分を含むことがあるが、かかる場合であっても、芯成分が実質的に成分Aと成分Bの2成分のみからなるものとみなすことができ、成分A/成分Bのブレンド比率(重量比)を算出することができる。まず、芯鞘型複合繊維横断面スライスを透過型電子顕微鏡(TEM)にて4万倍で観察し、芯成分を構成する成分Aの総面積(Aa)と成分Bの総面積(Ab)とを求める。成分Aの比重を1.26、成分Bの比重を1.14として、下記の式を用いて算出した。 The blend ratio (weight ratio) of component A / component B in the core component of the present invention can be calculated from the weight ratio of component A and component B when subjected to melt spinning. However, when the blend ratio (weight ratio) of component A and component B at the time of manufacture is unknown, it can also be calculated simply using the following formula. That is, the core component of the core-sheath-type composite fiber of the present invention may contain component A, component B, and other minor components, but even in this case, the core component is substantially composed of component A and component B. It can be considered that it consists of only two components, and the blend ratio (weight ratio) of component A / component B can be calculated. First, the cross-sectional slice of the core-sheath composite fiber is observed with a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 40,000 times, and the total area (Aa) of the component A and the total area (Ab) of the component B constituting the core component Ask for. The specific gravity of component A was 1.26 and the specific gravity of component B was 1.14, and the calculation was performed using the following formula.
成分A/成分B=(Aa×1.26)/(Ab×1.14)。 Component A / Component B = (Aa × 1.26) / (Ab × 1.14).
また、横断面において鞘成分と、芯成分との境界線が判別しにくい場合は、横断面において、最外層に存在する成分Aと外接し、成分Aを内部のみ含む繊維横断面と相似形の図形を境界線として、鞘成分と芯成分とを判別した。 Further, when it is difficult to discriminate the boundary line between the sheath component and the core component in the cross section, the cross section is circumscribed with the component A existing in the outermost layer and is similar to the fiber cross section including only the component A inside. Using the figure as the boundary line, the sheath component and the core component were distinguished.
また芯成分の単繊維横断面におけるポリマーアロイ構造として、下記の(a)〜(c)が挙げられ、いずれのポリマーアロイ構造であっても、芯成分中の成分Bと、鞘成分の成分Cとの間で相互作用する効果によって良好な耐摩耗性が発現する。但しその中でも芯成分の成分Bと鞘成分の成分Cが連続相を形成し、耐摩耗性が飛躍的に優れる繊維となる点で、芯成分のポリマーアロイ構造は(a)または(c)であることが好ましく、(a)であることが特に好ましい。 Further, examples of the polymer alloy structure in the cross section of the single fiber of the core component include the following (a) to (c). In any polymer alloy structure, the component B in the core component and the component C of the sheath component Good wear resistance is exhibited by the effect of interacting with each other. However, among them, the component B of the core component and the component C of the sheath component form a continuous phase, and the core alloy polymer alloy structure is (a) or (c) in that the abrasion resistance is remarkably improved. It is preferable that it is (a).
(a)成分Aが島成分、成分Bが海成分(海島構造)
(b)成分Bが島成分、成分Aが海成分(海島構造)
(c)成分Aと成分Bがともに海成分(海海構造)。
(A) Component A is an island component, Component B is a sea component (sea-island structure)
(B) Component B is an island component, Component A is a sea component (sea-island structure)
(C) Both component A and component B are sea components (sea-sea structure).
ここで、本発明にて好ましいポリマーアロイ構造である(a)成分Aが島成分、成分Bが海成分の海島構造について、図6のTEM写真を用いて説明する。図6では染色された成分が、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)を示し、染色されていない成分が、脂肪族ポリエステル樹脂(A)を示している。図6のように、連続した領域である成分Bにより、成分Aが複数の略円形領域に分離されている構造を(a)成分Aが島成分、成分Bが海成分の海島構造であると定義する。なお、島成分である成分Aの内部に、成分Bが島成分(略円形を呈する)として存在する、いわゆる海島湖構造も、本発明の海島構造に含むものとする。ポリマーアロイ構造(b)成分Aが海成分、成分Bが島成分の海島構造は、連続した領域である成分Aにより、成分Bが複数の略円形領域に分割された構造である。また本発明のポリマーアロイ構造(c)成分A、成分Bともに海成分の海海構造とは、成分A、成分Bが共に略円形を呈しておらず、島成分と海成分の判別が付かない構造であると定義する。 Here, the sea-island structure in which (a) component A, which is a preferred polymer alloy structure in the present invention, is an island component and component B is a sea component will be described with reference to a TEM photograph of FIG. In FIG. 6, the dyed component represents the thermoplastic polyamide resin (B), and the undyed component represents the aliphatic polyester resin (A). As shown in FIG. 6, a structure in which component A is separated into a plurality of substantially circular regions by component B, which is a continuous region, is (a) a sea-island structure in which component A is an island component and component B is a sea component. Define. In addition, a so-called sea-island lake structure in which component B exists as an island component (substantially circular) inside component A, which is an island component, is also included in the sea-island structure of the present invention. Polymer alloy structure (b) The sea-island structure in which component A is a sea component and component B is an island component is a structure in which component B is divided into a plurality of substantially circular regions by component A, which is a continuous region. Also, the polymer alloy structure (c) of the present invention is the sea-sea structure in which both component A and component B are sea components. Both component A and component B are not substantially circular, and the island component and the sea component cannot be distinguished. Define as structure.
芯成分のポリマーアロイ構造は、前記した成分Aと成分Bのブレンド比率(重量比)や、後述する成分Aの溶融粘度(ηa)と、成分Bの溶融粘度(ηb)との粘度比と密接に関わっており、それぞれを適切な範囲とすることによって芯成分のアロイ構造を制御できる。 The polymer alloy structure of the core component is closely related to the blend ratio (weight ratio) of component A and component B described above, and the viscosity ratio between the melt viscosity (ηa) of component A and the melt viscosity (ηb) of component B described later. The alloy structure of the core component can be controlled by setting each to an appropriate range.
また、特に好ましいポリマーアロイ構造である(a)の構造とするには、成分Aの溶融粘度ηaを高くし、成分Bの溶融粘度ηbを低くすることが好ましい。これはポリマーアロイ構造が成分Aと、成分Bの溶融粘度のバランスに影響されるためである。ポリマーアロイ構造は、溶融状態で剪断変形を与えられた時に形成されるが、剪断変形によって生じる剪断応力が最も低くなる構造が形成されやすい。これは系全体のエネルギーレベルが低くなり、安定であるためである。これは、剪断が直に加えられる成分である海成分は溶融粘度が低い成分で形成されやすく、逆に溶融粘度の高い成分は島成分を形成し易いことを意味する。すなわち、本発明にて、特に好ましいポリマーアロイ構造である(a)とするには、溶融粘度の比(ηb/ηa)が小さいことが好ましく、2以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましく、1以下であることがさらに好ましい。但し、あまりに溶融粘度の比が小さくなると、島成分の直径が粗大化する傾向にあるため、溶融粘度の比(ηb/ηa)は0.10以上であることが好ましく、0.15以上であることがより好ましく、0.20以上であることがさらに好ましい。なお、溶融粘度ηの測定方法の詳細については後述するが、測定温度240℃、剪断速度1216sec−1で測定したときの溶融粘度を意味している。 In order to obtain the structure (a) which is a particularly preferable polymer alloy structure, it is preferable to increase the melt viscosity ηa of the component A and decrease the melt viscosity ηb of the component B. This is because the polymer alloy structure is affected by the balance of the melt viscosity of component A and component B. A polymer alloy structure is formed when shear deformation is applied in a molten state, but a structure in which the shear stress generated by the shear deformation is lowest is easily formed. This is because the energy level of the entire system is lowered and stable. This means that the sea component, which is a component to which shear is applied directly, is likely to be formed with a component having a low melt viscosity, and conversely, a component with a high melt viscosity is likely to form an island component. That is, in order to obtain a particularly preferred polymer alloy structure (a) in the present invention, the melt viscosity ratio (ηb / ηa) is preferably small, preferably 2 or less, and 1.5 or less. More preferably, it is more preferably 1 or less. However, if the ratio of melt viscosity is too small, the diameter of the island component tends to be coarsened, so the ratio of melt viscosity (ηb / ηa) is preferably 0.10 or more, preferably 0.15 or more. More preferably, it is more preferably 0.20 or more. In addition, although the detail of the measuring method of melt viscosity (eta) is mentioned later, it means the melt viscosity when measured at the measurement temperature of 240 degreeC and the shear rate of 1216 sec- 1 .
本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分が海島構造を呈する場合、島成分の直径は0.001〜2μmであることが好ましい。島成分の直径の上限を2μmとすることで、成分Aと成分Bとで形成される界面の面積が飛躍的に増加し、繊維の耐摩耗性が飛躍的に向上するため好ましい。一方、島成分の直径があまりに小さいと、成分Aと成分Bが分子レベル相溶化して結晶性を阻害し合い、繊維の耐摩耗性、耐熱性、染色堅牢度が低下することがある。この点から島成分の直径の下限は0.001以上であることが好ましい。これらのことから島成分の直径は0.005〜1μmが好ましく、0.01〜0.8μmがより好ましい。さらに好ましくは0.02〜0.5μmである。 When the core component of the core-sheath composite fiber of the present invention has a sea-island structure, the island component preferably has a diameter of 0.001 to 2 μm. By setting the upper limit of the diameter of the island component to 2 μm, the area of the interface formed by the component A and the component B is remarkably increased and the abrasion resistance of the fiber is remarkably improved. On the other hand, if the diameter of the island component is too small, component A and component B may become compatible at the molecular level to inhibit crystallinity, and the abrasion resistance, heat resistance, and dyeing fastness of the fiber may decrease. In this respect, the lower limit of the diameter of the island component is preferably 0.001 or more. Therefore, the diameter of the island component is preferably 0.005 to 1 μm, and more preferably 0.01 to 0.8 μm. More preferably, it is 0.02-0.5 micrometer.
なお、本発明での島成分の直径とは、実施例にて詳述するように、該芯鞘型複合繊維の横断面スライスを透過型電子顕微鏡(TEM)(4万倍)により観察し、芯鞘型複合繊維1試料あたり100個の島について島成分の直径を計測した(島を円と仮定し、島の面積から換算される直径を島成分の直径とした)。該島成分の直径分布を上記範囲とすることにより、繊維の耐摩耗性、耐熱性、染色堅牢度が向上する。 In addition, with the diameter of the island component in the present invention, as described in detail in the examples, the cross-sectional slice of the core-sheath composite fiber is observed with a transmission electron microscope (TEM) (40,000 times), The diameter of the island component was measured for 100 islands per core-sheath type composite fiber sample (assuming the island as a circle, the diameter converted from the area of the island was taken as the diameter of the island component). By setting the diameter distribution of the island component within the above range, the abrasion resistance, heat resistance, and dyeing fastness of the fibers are improved.
また、本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分を構成する素材はポリマーアロイであるため、1分子鎖中に脂肪族ポリエステルブロックとポリアミドブロックが交互に存在するブロック共重合体とは異なり、脂肪族ポリエステル分子鎖(成分A)と、ポリアミド分子鎖(成分B)は実質的に独立に存在していることが重要である。この状態の違いは、配合前後の熱可塑性ポリアミド樹脂の融点降下、すなわちポリマーアロイ中の熱可塑性ポリアミド樹脂由来の融点が配合前の熱可塑性ポリアミド樹脂の融点からどの程度降下したかを観測することにより見積もることができる。熱可塑性ポリアミド樹脂の融点降下が3℃以下であれば、脂肪族ポリエステルとポリアミドはほとんど共重合されておらず(エステル−アミド交換がほとんど起こっておらず)、実質的に脂肪族ポリエステル分子鎖とポリアミド分子鎖は独立に存在するポリマーアロイの状態である。 Further, since the material constituting the core component of the core-sheath composite fiber of the present invention is a polymer alloy, unlike a block copolymer in which aliphatic polyester blocks and polyamide blocks are alternately present in one molecular chain, It is important that the group polyester molecular chain (component A) and the polyamide molecular chain (component B) exist substantially independently. The difference in this state is that the melting point drop of the thermoplastic polyamide resin before and after blending, that is, how much the melting point derived from the thermoplastic polyamide resin in the polymer alloy fell from the melting point of the thermoplastic polyamide resin before blending is observed. Can be estimated. If the melting point drop of the thermoplastic polyamide resin is 3 ° C. or less, the aliphatic polyester and the polyamide are hardly copolymerized (almost no ester-amide exchange occurs), and the aliphatic polyester molecular chain is substantially The polyamide molecular chain is a polymer alloy that exists independently.
このように成分Aと成分Bが実質的に独立に存在していることによって、鞘成分を形成する熱可塑性ポリアミド樹脂(C)と、芯成分を形成する熱可塑性ポリアミド樹脂(B)とが相互作用を起こしやすく、鞘成分と芯成分の界面の接着性が向上するため好ましい。これにより鞘成分である熱可塑性ポリアミド樹脂(C)が本来有する特性が、繊維の特性へ反映されて耐摩耗性が飛躍的に向上する。したがって、本発明では熱可塑性ポリアミド(B)の融点降下は2℃以下であることが好ましい。 Thus, since component A and component B exist substantially independently, thermoplastic polyamide resin (C) which forms a sheath component, and thermoplastic polyamide resin (B) which forms a core component mutually This is preferable because it easily causes an action and improves the adhesiveness at the interface between the sheath component and the core component. As a result, the inherent properties of the thermoplastic polyamide resin (C), which is the sheath component, are reflected in the properties of the fibers, and the wear resistance is dramatically improved. Therefore, in the present invention, the melting point drop of the thermoplastic polyamide (B) is preferably 2 ° C. or less.
また、上記の島成分はそれぞれ繊維軸方向に筋状に細長い形態であることが好ましい。島成分が筋状であることにより、一つの島成分が海成分と接着している複合界面の面積が大きくなり、フィブリル化を抑制できるため好ましい。また島成分が細長い筋を形成することで、強度が高くなるメリットがある。島成分が筋状である場合、繊維軸方向に完全に平行であることが最も好ましいが、本発明においては繊維軸から5°以下傾斜したものは、繊維軸方向に筋状に細長い形態であると定義する。 Moreover, it is preferable that each of the island components has a strip-like shape in the fiber axis direction. It is preferable that the island component has a streak shape because the area of the composite interface where one island component is bonded to the sea component is increased and fibrillation can be suppressed. In addition, the island component has a merit that the strength is increased by forming elongated stripes. When the island component is in a streak shape, it is most preferable that the island component is completely parallel to the fiber axis direction. However, in the present invention, those inclined at 5 ° or less from the fiber axis are elongated in a streak shape in the fiber axis direction. It is defined as
本発明の芯鞘型複合繊維は、鞘成分として熱可塑性ポリアミド(C)を有することが必要である。鞘成分として熱可塑性ポリアミド(C)を有することで、繊維の表面が実質的にポリアミドのみで形成されるため耐摩耗性が飛躍的に高くなるため好ましい。また本発明の芯鞘型複合繊維は前記したように、芯成分中に鞘成分と化学構造の近い、すなわち親和性の高い、熱可塑性ポリアミド(B)を含むため、加工時や染色時、あるいは製品使用時に掛かる擦過で鞘割れが起こることが無く、耐摩耗性に優れるため好ましい。 The core-sheath composite fiber of the present invention needs to have thermoplastic polyamide (C) as a sheath component. Having the thermoplastic polyamide (C) as the sheath component is preferable because the surface of the fiber is substantially formed only of the polyamide, and the wear resistance is remarkably increased. Further, as described above, the core-sheath type composite fiber of the present invention contains the thermoplastic polyamide (B) having a chemical structure close to that of the sheath component, that is, high affinity, in the core component, so that it is processed or dyed, or It is preferable because the sheath is not cracked by rubbing when the product is used and has excellent wear resistance.
特に鞘成分と芯成分の界面における接着性を高まる点で、成分Bと成分Cは同種類のモノマーを主たる成分とするポリアミドであることが好ましい。例えば、成分Bがナイロン6の共重合ポリマーである場合、成分Cはナイロン6の共重合ポリマー、あるいはナイロン6のホモポリマーであることが好ましい。 In particular, the component B and the component C are preferably polyamides mainly composed of the same type of monomer from the viewpoint of enhancing the adhesiveness at the interface between the sheath component and the core component. For example, when Component B is a copolymer of nylon 6, Component C is preferably a copolymer of nylon 6 or a homopolymer of nylon 6.
本発明の芯鞘型複合繊維の耐摩耗性が優れる点で、鞘成分の厚みは0.4μm以上であることが好ましい。鞘成分の厚みを厚くすることによって、耐摩耗性に優れる繊維となるため好ましい。また紡糸工程において、芯成分のポリマーアロイ由来のバラス効果を抑制でき工程通過性が高くなるという製法上のメリットもある。以上のことから鞘成分の厚みは0.4μm以上であることが好ましく、より好ましくは0.7μm以上であり、さらにより好ましくは1μm以上である。あまり鞘の厚みが厚いと繊維全体に占める鞘成分の割合が大きくなってしまって、繊維総重量に対する成分Aの比率が少なくなってしまって本発明の本意である環境負荷低減素材を提供する目的から外れてしまう場合がある。このため鞘成分の厚みは10μm以下であることが好ましく、7μm以下であることがより好ましく、5μm以下であることがさらにより好ましい。 From the viewpoint of excellent wear resistance of the core-sheath composite fiber of the present invention, the thickness of the sheath component is preferably 0.4 μm or more. Increasing the thickness of the sheath component is preferable because the fiber has excellent wear resistance. In addition, in the spinning process, there is also a merit in the manufacturing method that the ballus effect derived from the polymer alloy of the core component can be suppressed and the process passability becomes high. From the above, the thickness of the sheath component is preferably 0.4 μm or more, more preferably 0.7 μm or more, and even more preferably 1 μm or more. When the sheath thickness is too thick, the ratio of the sheath component to the entire fiber is increased, and the ratio of component A to the total fiber weight is decreased. May fall off. For this reason, the thickness of the sheath component is preferably 10 μm or less, more preferably 7 μm or less, and even more preferably 5 μm or less.
本発明の芯鞘型複合繊維は、耐摩耗性に優れた繊維となる点で、長手方向全てにおいて繊維表面が実質的に鞘成分で構成されてなり、特に成分Aが繊維表面に露出していないことが好ましい。繊維表面が実質的に鞘成分で被覆されていることによって、耐摩耗性が飛躍的に向上するのである。ここで、繊維表面が実質的に鞘成分で被覆されているとは実施例に記載の手法で繊維の横断面を観察した際、横断面の輪郭すべてにおいて厚み0.1μm以上の鞘成分が被覆されていることを意味する。長手方向全てにおいて実質的に成分Aが繊維表面に露出していない芯鞘複合繊維となり易い点で、成分Cの溶融粘度、鞘成分の厚みは前記の範囲とすることが好ましい。 The core-sheath type composite fiber of the present invention is a fiber having excellent abrasion resistance, and the fiber surface is substantially composed of a sheath component in all longitudinal directions, and in particular, component A is exposed on the fiber surface. Preferably not. By substantially covering the fiber surface with the sheath component, the wear resistance is drastically improved. Here, the fiber surface is substantially covered with the sheath component. When the cross section of the fiber is observed by the method described in the embodiment, the sheath component with a thickness of 0.1 μm or more is coated on the entire cross section. Means that It is preferable that the melt viscosity of the component C and the thickness of the sheath component are within the above ranges in that the component A is easily exposed to the core-sheath composite fiber not exposed on the fiber surface in all the longitudinal directions.
本発明の芯鞘型複合繊維は昇温速度16℃/分で測定した示差熱量曲線の融解ピークの熱容量の総和が50J/g以上であることが好ましく、より好ましくは55J/g以上であり、さらに好ましくは60J/g以上であり、特に好ましくは65J/g以上であり、70J/g以上であることが最良である。融解ピークの熱容量の総和が50J/g以上である場合、繊維は高度に発達した結晶を多数含むものであり、耐摩耗性、耐熱性、染色や捲縮の堅牢性などが優れるものとなるため好ましい。このような融解ピークを示すために、成分A、成分B、成分Cとして結晶性の高いポリマーを用いることが好適である。また上記したように繊維横断面における島成分の直径が前記の範囲とすることが好ましい。すなわち本発明の芯鞘型複合繊維は、脂肪族ポリエステル(A)、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)、熱可塑性ポリアミド樹脂(C)を含んでなるため、異種ポリマーで形成された複合界面を多数有している。ポリマーの結晶は同種のポリマー鎖がよりあつまった三次元規則構造であるため、複合界面の面積があまりに多いと同種ポリマー同士の接触頻度が低下して結晶性が低下することがあるのである。このため島成分の直径を前記した範囲とすることが好ましい。 In the core-sheath type composite fiber of the present invention, the total heat capacity of the melting peak of the differential calorimetric curve measured at a heating rate of 16 ° C./min is preferably 50 J / g or more, more preferably 55 J / g or more, More preferably, it is 60 J / g or more, particularly preferably 65 J / g or more, and most preferably 70 J / g or more. When the total heat capacity of the melting peak is 50 J / g or more, the fiber contains many highly developed crystals, and wear resistance, heat resistance, fastness of dyeing and crimping, etc. are excellent. preferable. In order to show such a melting peak, it is preferable to use highly crystalline polymers as Component A, Component B, and Component C. Further, as described above, it is preferable that the diameter of the island component in the fiber cross section is in the above range. That is, the core-sheath type composite fiber of the present invention comprises an aliphatic polyester (A), a thermoplastic polyamide resin (B), and a thermoplastic polyamide resin (C), and therefore has a large number of composite interfaces formed of different polymers. is doing. Since the polymer crystal has a three-dimensional regular structure in which the same kind of polymer chains are gathered, if the area of the composite interface is too large, the contact frequency between the same kind of polymers may be lowered and the crystallinity may be lowered. For this reason, it is preferable to make the diameter of an island component into the above-mentioned range.
本発明の芯鞘型複合繊維は、より耐摩耗性に優れた繊維となる点で滑剤を含むことが好ましい。滑剤を含むことにより繊維の表面摩擦抵抗を下がり、繊維に摩擦力が加わりにくくなるため耐摩耗性が向上する。本発明の滑剤としては成分A、成分B、成分Cのそれぞれとの親和性が高いほど繊維に滑剤が担持され易く、滑剤の効果を長期に渡って維持し易いため好ましい。また滑剤の耐熱性が高いほど、溶融紡糸工程において揮発してしまうことがなく、やはり繊維に担持され易く、滑剤の効果を長期に渡って発揮できるため好ましい。成分A、成分B、成分Cとの親和性、耐熱性の両観点から滑剤としては、脂肪酸ビスアミド、アルキル置換型の脂肪酸モノアミドが好ましく、脂肪酸ビスアミドが特に好ましい。本発明にて好ましい滑剤とされる脂肪酸ビスアミドとは、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、芳香族系ビスアミド等の1分子中にアミド結合を2つ有する化合物を指し、例えば、メチレンビスカプリル酸アミド、メチレンビスカプリン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスミリスチン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスイソステアリン酸アミド、メチレンビスベヘニン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、メチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスカプリル酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスミリスチン酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、ブチレンビスベヘニン酸アミド、ブチレンビスオレイン酸アミド、ブチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘニン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスエルカ酸アミド、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、p−キシリレンビスステアリン酸アミド、p−フェニレンビスステアリン酸アミド、p−フェニレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミド、N,N’−ジステアリルテレフタル酸アミド、メチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ブチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド等が挙げられる。
また本発明で好ましい滑剤とされるアルキル置換型の脂肪酸モノアミドとは、飽和脂肪酸モノアミドや不飽和脂肪酸モノアミド等のアミド水素をアルキル基で置き換えた構造の化合物を指し、例えば、N−ラウリルラウリン酸アミド、N−パルミチルパルミチン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ベヘニルベヘニン酸アミド、N−オレイルオレイン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミド、N−オレイルパルミチン酸アミド等が挙げられる。該アルキル基は、その構造中にヒドロキシル基等の置換基が導入されていても良く、例えば、メチロールステアリン酸アミド、メチロールベヘニン酸アミド、N−ステアリル−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、N−オレイル12ヒドロキシステアリン酸アミド等も本発明のアルキル置換型の脂肪酸モノアミドに含むものとする。
The core-sheath type composite fiber of the present invention preferably contains a lubricant in that it becomes a fiber having more excellent wear resistance. By including a lubricant, the surface frictional resistance of the fiber is lowered and the frictional force is hardly applied to the fiber, so that the wear resistance is improved. As the lubricant of the present invention, the higher the affinity with each of Component A, Component B, and Component C, the more preferable the lubricant is supported on the fiber, and the effect of the lubricant is easily maintained over a long period of time. Further, the higher the heat resistance of the lubricant, the more preferable it is because it does not volatilize in the melt spinning process, is easily carried on the fiber, and can exhibit the effect of the lubricant over a long period of time. From the viewpoints of compatibility with Component A, Component B, and Component C, and heat resistance, the lubricant is preferably a fatty acid bisamide or an alkyl-substituted fatty acid monoamide, and particularly preferably a fatty acid bisamide. The fatty acid bisamide preferred as a lubricant in the present invention refers to a compound having two amide bonds in one molecule such as saturated fatty acid bisamide, unsaturated fatty acid bisamide, aromatic bisamide, etc., for example, methylene biscaprylic acid amide , Methylene biscapric amide, methylene bis lauric acid amide, methylene bis myristic acid amide, methylene bis palmitic acid amide, methylene bis stearic acid amide, methylene bis isostearic acid amide, methylene bisbehenic acid amide, methylene bis oleic acid amide , Methylenebiserucamide, ethylenebiscaprylate, ethylenebiscapricamide, ethylenebislauric acid amide, ethylenebismyristic acid amide, ethylenebispalmitic acid amide, ethylenebisstearic acid amide , Ethylene bisisostearic amide, ethylene bis behenic amide, ethylene bis oleic amide, ethylene bis erucic amide, butylene bis stearic amide, butylene bis behenic amide, butylene bis oleic amide, butylene bis erucer Acid amide, hexamethylene bis stearic acid amide, hexamethylene bis behenic acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, hexamethylene bis erucic acid amide, m-xylylene bis stearic acid amide, m-xylylene bis-12-hydroxy stearin Acid amide, p-xylylene bis stearic acid amide, p-phenylene bis stearic acid amide, p-phenylene bis stearic acid amide, N, N′-distearyl adipic acid amide, N, N′-distearyl sebacin Acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl sebacic acid amide, N, N′-distearyl isophthalic acid amide, N, N′-distearyl terephthalic acid amide, methylene bishydroxy Examples include stearic acid amide, ethylene bishydroxystearic acid amide, butylene bishydroxystearic acid amide, hexamethylene bishydroxystearic acid amide, and the like.
In addition, the alkyl-substituted fatty acid monoamide used as a preferable lubricant in the present invention refers to a compound having a structure in which an amide hydrogen such as a saturated fatty acid monoamide or an unsaturated fatty acid monoamide is replaced with an alkyl group, such as N-lauryl lauric acid amide. N-palmityl palmitic acid amide, N-stearyl stearic acid amide, N-behenyl behenic acid amide, N-oleyl oleic acid amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stearic acid amide, N-stearyl erucic acid amide, N-oleyl palmitic acid amide etc. are mentioned. The alkyl group may have a substituent such as a hydroxyl group introduced into its structure. For example, methylol stearamide, methylol behenic acid amide, N-stearyl-12-hydroxystearic acid amide, N- Oleyl 12 hydroxystearic acid amide and the like are also included in the alkyl-substituted fatty acid monoamide of the present invention.
本発明における繊維とは、細く長い形状を指し、一般的に言われる長繊維(フィラメント)であっても、該フィラメントを数本〜数十本撚り合わせて1本のフィラメント糸としたマルチフィラメントであっても、短繊維(ステープル)であってもよく、あるいは電気植毛加工などに用いられる短い繊維、すなわちパイルであってもよく、これらの繊維形状を有すると認められるものであれば特に制限はないが、本発明の効果である耐摩耗性を活かしやすい点で、マルチフィラメントであることが好ましい。 The fiber in the present invention refers to a thin and long shape, and it is a multifilament in which a filament yarn is formed by twisting several to several tens of filaments even if it is a generally-known long fiber (filament). Or short fibers (staples), or short fibers used for electric flocking processing, i.e., piles, and there are no particular restrictions as long as they are recognized as having these fiber shapes. However, a multifilament is preferable because it is easy to utilize the wear resistance which is an effect of the present invention.
また、生糸、撚糸、加工糸など繊維の形態等についても特に制限はないが、バルキー性を有することにより、繊維に加わる外力がそれぞれの単繊維に分散され易く、優れた耐摩耗性を発揮するため、捲縮糸であることが好ましい。 In addition, there is no particular limitation on the form of fibers such as raw yarn, twisted yarn, and processed yarn, but by having a bulky property, the external force applied to the fibers is easily dispersed in each single fiber, and exhibits excellent wear resistance. Therefore, a crimped yarn is preferable.
捲縮糸の捲縮形態としては、例えば捲縮ノズル内部おける加熱流体の乱流によって発現されたランダムなループ状の捲縮形態を有するエアースタッファ捲縮糸や、スタッフィングボックス内に強制的に押し込むことで形成されたジグザグ状の捲縮を有する機械捲縮糸や、コイル状の捲縮形態を有する3次元スパイラル捲縮糸や、仮撚加工糸や、ニットデニット捲縮糸などの、公知の捲縮形態を有する捲縮糸が挙げられるが、バルキー性が高く、過度に屈曲された単繊維を含まず、耐摩耗性に優れることから、エアースタッファ捲縮糸、仮撚加工糸であることが好ましく、エアースタッファ捲縮糸であることが特に好ましい。 As the crimped form of the crimped yarn, for example, an air stuffer crimped yarn having a random loop-like crimped form expressed by the turbulent flow of the heating fluid inside the crimp nozzle, or forcedly placed in the stuffing box Such as a mechanical crimped yarn having a zigzag crimp formed by pressing, a three-dimensional spiral crimped yarn having a coiled crimped shape, a false twisted yarn, a knit denit crimped yarn, etc. Examples of the crimped yarn having a known crimped form include air stuffer crimped yarn and false twisted yarn because they have high bulkiness, do not contain excessively bent single fibers, and have excellent wear resistance. The air stuffer crimped yarn is particularly preferable.
本発明の好ましい捲縮糸であるエアースタッファ捲縮糸について、図4、図5の説明写真にて説明する。図4はエアースタッファ捲縮糸をマルチフィラメントの状態で黒紙の上に置き側面から観察した写真であり、図5はエアースタッファ捲縮糸を単糸にばらして黒紙の上に置き、側面から観察した写真である。図4、図5から分かるようにエアースタッファ捲縮糸はマルチフィラメントを構成する単糸がそれぞれランダムなループ状を呈し、かつ単糸間に適度な絡合が存在する捲縮形態を有する。このため、バルキー性が高く、かつバルキー性を長期に渡って維持しやすいため好ましい。本発明の芯鞘型複合繊維をエアースタッファ捲縮糸とした場合、過度な折れ曲がり部分を有さず、バルキーであるマルチフィラメントとなるため、外力がそれぞれの単糸に分散して特に耐摩耗性に優れるのである。 The air stuffer crimped yarn, which is a preferred crimped yarn of the present invention, will be described with reference to the explanatory photographs in FIGS. Fig. 4 is a photograph of the air stuffer compressed yarn placed on black paper in a multifilament state and observed from the side. Fig. 5 shows the air stuffer compressed yarn separated into single yarns and placed on black paper. It is the photograph observed from the side. As can be seen from FIGS. 4 and 5, the air stuffer crimped yarn has a crimped form in which the single yarns constituting the multifilament each have a random loop shape and appropriate entanglement exists between the single yarns. For this reason, it is preferable because the bulkiness is high and it is easy to maintain the bulkiness for a long period of time. When the core-sheath type composite fiber of the present invention is an air stuffer crimped yarn, it does not have an excessively bent portion, and becomes a multifilament that is a bulky, so that the external force is dispersed in each single yarn and particularly wear-resistant It is excellent in performance.
本発明の芯鞘型複合繊維より耐摩耗性に優れる点で、捲縮糸のバルキー性が高いことが好ましい。具体的にはバルキー性の指標である沸騰水処理後の捲縮伸長率が高いことが好ましく、5%以上であることが好ましく、10%以上がより好ましく、15%以上が特に好ましい。沸騰水処理後の捲縮伸長率の上限については、特に制限されるものではないが、あまりに高いと、芯成分と鞘成分の界面に両ポリマーの歪み差を生じて耐摩耗性が悪化するという不具合を抑制するために、沸騰水処理後の伸長率は35%以下であることが好ましく、33%以下であることがより好ましく、30%以下であることが特に好ましい。 It is preferable that the bulky property of the crimped yarn is high in that it is more excellent in wear resistance than the core-sheath type composite fiber of the present invention. Specifically, the crimp elongation after boiling water treatment, which is an index of bulkiness, is preferably high, preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and particularly preferably 15% or more. The upper limit of the crimp elongation after the boiling water treatment is not particularly limited, but if it is too high, the wear resistance deteriorates due to the difference in strain between the two polymers at the interface between the core component and the sheath component. In order to suppress defects, the elongation after boiling water treatment is preferably 35% or less, more preferably 33% or less, and particularly preferably 30% or less.
本発明の芯鞘型複合繊維が捲縮糸である場合、染色工程や高次加工工程、あるいは繊維構造体とした後の長期使用において、捲縮がへたり難く(捲縮の堅牢度が高く)、結果として優れた耐摩耗性が発現し易い点で、2mg/dtex荷重下で沸騰水処理した後の捲縮伸長率(以下、2mg/dtex荷重下で沸騰水処理した後の捲縮伸長率のことを、単に「拘束荷重下伸長率」と記載することがある)が3%以上であることが好ましい。より好ましくは5%以上であり、さらにより好ましくは7%以上であり、特に好ましくは10%以上である。上限については特に制限はないが、例えばチーズ染色加工をする時に巻き締まってしまい、パッケージの端面で染色の濃淡斑がおこるなどの悪影響を抑制するという点で30%以下であることが好ましい。 When the core-sheath type composite fiber of the present invention is a crimped yarn, it is difficult to crimp in a dyeing process, a high-order processing process, or a long-term use after forming a fiber structure (high crimp fastness). ) As a result, the crimp elongation after the boiling water treatment under the load of 2 mg / dtex (hereinafter referred to as the crimp elongation after the boiling water treatment under the load of 2 mg / dtex) in that excellent wear resistance is easily exhibited. The rate may be simply described as “elongation rate under restraint load”) is preferably 3% or more. More preferably, it is 5% or more, still more preferably 7% or more, and particularly preferably 10% or more. The upper limit is not particularly limited, but it is preferably 30% or less from the standpoint of suppressing adverse effects such as tightening when cheese dyeing is performed, and the occurrence of staining shading on the end face of the package.
本発明の芯鞘型複合繊維は、力学特性に優れるほど、繊維製品にする際の工程通過性が良好であり、強度は1.5cN/dtex以上であることが好ましく、1.8cN/dtex以上であることがより好ましく、2cN/dtex以上であることが特に好ましい。強度が高いほど製品強度の高い繊維構造体を得られるため好ましいが、本発明の芯鞘型複合繊維が捲縮糸である場合、強度があまりに高いと繊維の剛性が過度に高くなって、擦過を受けた際に屈曲部に応力が集中して耐摩耗性が低下することがある。このため強度は4cN/dtex以下であることが好ましく、3.8cN/dtex以下であることがより好ましく、3.5cN/dtex以下であることが特に好ましい。このような強度を有する芯鞘型合成繊維は後述する溶融紡糸法および延伸法により製造することが可能である。 As the core-sheath type composite fiber of the present invention is superior in mechanical properties, it has better process passability when made into a fiber product, and the strength is preferably 1.5 cN / dtex or more, and 1.8 cN / dtex or more. More preferably, it is 2 cN / dtex or more. A higher strength is preferable because a fiber structure having a higher product strength can be obtained. However, when the core-sheath composite fiber of the present invention is a crimped yarn, if the strength is too high, the stiffness of the fiber becomes excessively high, and rubbing occurs. When receiving the stress, the stress may concentrate on the bent portion, and the wear resistance may decrease. For this reason, the strength is preferably 4 cN / dtex or less, more preferably 3.8 cN / dtex or less, and particularly preferably 3.5 cN / dtex or less. The core-sheath type synthetic fiber having such strength can be produced by a melt spinning method and a drawing method described later.
また、本発明の芯鞘型複合繊維の伸度は15〜70%であると、繊維製品にする際の工程通過性が良好であり好ましい。このような伸度を有する芯鞘型合成繊維は後述する溶融紡糸法および延伸方法により製造することが可能である。より好ましくは20〜60%であり、さらに好ましくは30〜50%である。 Moreover, the ductility | elongation of the core-sheath-type composite fiber of this invention is 15 to 70%, since the process passability at the time of making a textile product is favorable, it is preferable. The core-sheath type synthetic fiber having such elongation can be produced by a melt spinning method and a drawing method described later. More preferably, it is 20-60%, More preferably, it is 30-50%.
また、沸騰水収縮率は0〜20%であれば、繊維および繊維製品の寸法安定性が良好であり好ましい。より好ましくは3〜15%であり、さらに好ましくは5〜10%である。 Further, if the boiling water shrinkage is 0 to 20%, the dimensional stability of the fiber and the fiber product is good, which is preferable. More preferably, it is 3-15%, More preferably, it is 5-10%.
本発明の芯鞘複合繊維は単糸繊度が太いほど、鞘成分の厚みを厚くし易く耐摩耗性に優れるため好ましい。一方で、単糸繊度が太すぎると繊維の剛性が過度に高くなって、品位に劣るものとなるだけでなく、紡糸工程において吐出ポリマーの冷却が不十分となって、島成分の直径が粗大化することがある。このため、単糸繊度は0.1〜100dtexであることが好ましく、1〜50dtexであることがより好ましく、2〜30dtexであることが特に好ましい。 In the core-sheath conjugate fiber of the present invention, the thicker the single yarn fineness is, the easier it is to increase the thickness of the sheath component and the better the abrasion resistance. On the other hand, if the single yarn fineness is too thick, the stiffness of the fiber becomes excessively high and the quality is inferior, and the discharged polymer is not sufficiently cooled in the spinning process, resulting in a coarse island component diameter. It may become. For this reason, the single yarn fineness is preferably 0.1 to 100 dtex, more preferably 1 to 50 dtex, and particularly preferably 2 to 30 dtex.
本発明の芯鞘型複合繊維の糸斑は小さいことが好ましい。糸斑を小さくすることで、擦過を受けた際に局部的に摩耗が侵攻することを抑制でき、耐摩耗性に優れるため好ましい。このため糸斑の指標である糸斑(ウスター)(U%)(Normal)は2%以下が好ましく、1.5%以下がより好ましい。さらに好ましくは1%以下であり、特に好ましくは0.5%以下である。従来の脂肪族ポリエステルとポリアミドとの単純ポリマーアロイ繊維では、溶融紡糸において吐出孔付近でいわゆるバラスが生じ、細化変形過程で太細が生じることにより、品質が低下する場合があったが、本発明の芯鞘型複合繊維は繊維の表面に鞘成分を有するため、バラスが抑制されて細化挙動が極めて安定化し、糸斑が小さく、耐摩耗性に優れるのである。 The yarn spot of the core-sheath type composite fiber of the present invention is preferably small. It is preferable to make the yarn unevenness small because it is possible to prevent local wear from invading when scratched and the wear resistance is excellent. For this reason, the thread spot (Uster) (U%) (Normal) which is an index of the thread spot is preferably 2% or less, more preferably 1.5% or less. More preferably, it is 1% or less, and particularly preferably 0.5% or less. With conventional simple polymer alloy fibers of aliphatic polyester and polyamide, so-called ballast occurs in the vicinity of the discharge hole in melt spinning, and there is a case where the quality deteriorates due to thickening in the thinning deformation process. Since the core-sheath type composite fiber of the invention has a sheath component on the surface of the fiber, the ballast is suppressed, the thinning behavior is extremely stabilized, the yarn unevenness is small, and the wear resistance is excellent.
本発明の芯鞘型複合繊維の断面形状は、丸型、Y型、多葉型、多角形型、扁平型、中空型などの多種多様の断面形状を取ることができる。またマルチフィラメントである場合、それぞれのフィラメントの断面形状は同一であっても異なっていても良い。 The cross-sectional shape of the core-sheath type composite fiber of the present invention can take a wide variety of cross-sectional shapes such as a round shape, a Y shape, a multileaf shape, a polygonal shape, a flat shape, and a hollow shape. Moreover, when it is a multifilament, the cross-sectional shape of each filament may be the same, or may differ.
図7に本発明の芯鞘型複合繊維について例示する。芯鞘型複合繊維の芯成分の断面形状についても任意であるが、芯鞘界面の接着性が高まり、芯鞘型複合繊維の芯成分の比率、しいては成分Aの含有量が多くとも耐摩耗性に優れる繊維となる点で、芯成分の断面形状は、繊維の断面形状と相似形であることが好ましい。勿論本発明の芯鞘型複合繊維は図7の断面形状に限定されるものではない。なお本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分の数については任意であり、1本のフィラメントが内部に1個の芯成分を有しても良いし、複数個の芯成分を有しても良い。もちろん繊維横断面の重心と、芯成分の断面の重心が同一であっても、異なっていても良いが、繊維表面が均一に鞘成分で被覆されているほど耐摩耗性に優れるため、繊維横断面の重心と、芯成分の断面の重心は同一であることが好ましい。またマルチフィラメントにおいて、それぞれのフィラメントが有する芯成分の断面形状や、芯成分の数は、同一であっても異なっていても良い。 FIG. 7 illustrates the core-sheath composite fiber of the present invention. The cross-sectional shape of the core component of the core-sheath composite fiber is also arbitrary, but the adhesion at the core-sheath interface increases, and the ratio of the core component of the core-sheath composite fiber, that is, the content of component A is high. The cross-sectional shape of the core component is preferably similar to the cross-sectional shape of the fiber in that the fiber is excellent in abrasion. Of course, the core-sheath composite fiber of the present invention is not limited to the cross-sectional shape of FIG. The number of core components of the core-sheath type composite fiber of the present invention is arbitrary, and one filament may have one core component inside or may have a plurality of core components. good. Of course, the center of gravity of the cross section of the fiber and the center of gravity of the cross section of the core component may be the same or different, but the more the fiber surface is uniformly coated with the sheath component, the better the wear resistance. The center of gravity of the surface and the center of gravity of the cross section of the core component are preferably the same. In the multifilament, the cross-sectional shape of the core component and the number of core components of each filament may be the same or different.
本発明にて好ましいとされるエアースタッファ捲縮糸である場合、捲縮糸のバルキー性が高いほど耐摩耗性に優れることから断面形状が丸形ではない異形断面形状であることが好ましい。また、異形断面とすることにより紡糸工程において糸条の冷却効果が高まり、高い応力が加えられるため島成分を均一に微細化できるため好ましい。さらに異形断面を採用することによって繊維の表面積が大きくなり、捲縮加工時の加熱効率が高まって捲縮がセットされ易く、捲縮の堅牢度に優れたものとなるため好ましい。具体的にはY型、多葉型、扁平型であることが好ましく、Y型あるいは扁平型であることが特に好ましい。 In the case of the air stuffer crimped yarn preferred in the present invention, the higher the bulky property of the crimped yarn, the better the wear resistance. Therefore, the cross-sectional shape is preferably an irregular sectional shape that is not round. In addition, it is preferable to have an irregular cross section because the cooling effect of the yarn is increased in the spinning process and the island component can be uniformly refined because high stress is applied. Furthermore, it is preferable to adopt a modified cross section because the surface area of the fiber is increased, the heating efficiency at the time of crimping is increased, the crimp is easily set, and the fastness of crimp is excellent. Specifically, Y-type, multi-leaf type, and flat type are preferable, and Y-type and flat type are particularly preferable.
本発明の芯鞘型複合繊維が異形断面を有する場合、異形度が高いほど耐摩耗性、捲縮の堅牢度が優れたものとなるため好ましい。異形度は1.3以上であることが好ましく、1.5以上であることがより好ましく、1.8以上であることがさらにより好ましく、2以上であることが特に好ましい。上限については特に制限されないが、あまりに異形度が高いと、外力によって断面形状が変化し易くなって繊維の光沢感が変化し易くなるといったデメリットが生じることがあるため、異形度は8以下であることが好ましく、7.7以下であることがより好ましく、7.5以下であることがさらにより好ましく、7.2以下であることが特に好ましい。 In the case where the core-sheath composite fiber of the present invention has an irregular cross section, the higher the degree of irregularity, the better the abrasion resistance and the fastness of crimping. The degree of irregularity is preferably 1.3 or more, more preferably 1.5 or more, still more preferably 1.8 or more, and particularly preferably 2 or more. The upper limit is not particularly limited, but if the degree of irregularity is too high, the cross-sectional shape is likely to change due to external force and the glossiness of the fiber is likely to change, so the degree of irregularity is 8 or less. Is preferably 7.7 or less, more preferably 7.5 or less, and particularly preferably 7.2 or less.
本発明の異形度は単繊維の横断面をTEMにより観察し、横断面の外接円の直径D1と、内接円の直径D2の比(D1/D2)として定義する。異形断面が概ね線対称性、点対称性を保持すると判断される場合、内接円とは単繊維横断面において異形断面繊維の輪郭をなす曲線に内接する円であり、外接円とは単繊維横断面において異形断面繊維の輪郭をなす曲線に外接する円である。異形断面が線対称性、点対称性を全く保持しない形状であると判断される場合には、異形断面繊維の輪郭をなす曲線と少なくとも2点で内接し、繊維の内部にのみ存在して内接円の円周と異形断面繊維の輪郭をなす曲線とが交差しない範囲においてとりうる最大の半径を有する円を内接円とする。外接円は異形断面繊維の輪郭を示す曲線において少なくとも2点で外接し、単繊維横断面の外部にのみ存在し、外接円の円周と異形断面繊維の輪郭が交差しない範囲においてとりうる最小の半径を有する円を外接円とする。異形度の算出においては異なる箇所を切削して得た横断面10カ所について異形度を算出して平均化して求めた。 The profile of the present invention is defined as a ratio (D1 / D2) of the diameter D1 of the circumscribed circle and the diameter D2 of the inscribed circle when the cross section of the single fiber is observed by TEM. When it is judged that the irregular cross section generally retains line symmetry and point symmetry, the inscribed circle is a circle inscribed in the curved line that forms the profile of the irregular cross section fiber in the single fiber cross section, and the circumscribed circle is a single fiber. It is a circle that circumscribes a curve that defines the profile of the irregular cross-section fiber in the cross section. When it is judged that the irregular cross section has a shape that does not retain line symmetry or point symmetry, it is inscribed at least at two points with the curve that forms the contour of the irregular cross section fiber, and exists only inside the fiber. A circle having the maximum radius that can be taken in a range where the circumference of the tangent circle does not intersect with the curve forming the contour of the irregular cross-section fiber is defined as an inscribed circle. The circumscribed circle circumscribes at least two points in the curve showing the profile of the irregular cross-section fiber, exists only outside the cross-section of the single fiber, and is the smallest possible in the range where the circumference of the circumscribed circle and the profile of the irregular cross-section fiber do not intersect A circle having a radius is defined as a circumscribed circle. In the calculation of the irregularity, the irregularities were calculated and averaged at 10 cross sections obtained by cutting different locations.
また、本発明の繊維の繊維を繊維構造体として用いる場合には、織物、編物、不織布、パイル、綿等に適用でき、他の繊維を含んでいても良い。例えば、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維との引き揃え、撚糸、混繊であっても良い。他の繊維としては、木綿、麻、羊毛、絹などの天然繊維や、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ナイロン、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等)、ポリアクリロニトルおよびポリ塩化ビニルなどの合成繊維などが適用できる。 Moreover, when using the fiber of this invention as a fiber structure, it can apply to a textile fabric, a knitted fabric, a nonwoven fabric, a pile, cotton, etc., and may contain the other fiber. For example, it may be natural fiber, regenerated fiber, semi-synthetic fiber, synthetic fiber, twisted yarn, or mixed fiber. Other fibers include natural fibers such as cotton, hemp, wool, and silk, regenerated fibers such as rayon and cupra, semi-synthetic fibers such as acetate, nylon, polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polyacrylonitrile In addition, synthetic fibers such as polyvinyl chloride are applicable.
また、本発明の繊維を用いた繊維構造体の用途としては、耐摩耗性が要求される衣料、例えばアウトドアウェアやゴルフウェア、アスレチックウェア、スキーウェア、スノーボードウェアおよびそれらのパンツ等のスポーツウェア、ブルゾン等のカジュアルウェア、コート、防寒服およびレインウェア等の婦人・紳士用アウターがある。また、長時間使用による耐久性や湿老化特性に優れたものが要求される用途として、ユニフォーム、掛布団や敷布団、肌掛け布団、こたつ布団、座布団、ベビー布団、毛布等の布団類や枕、クッション等の側地やカバー、マットレスやベッドパッド、病院用、医療用、ホテル用およびベビー用のシーツ等、さらには寝袋、揺りかごおよびベビーカー等のカバー等の寝装資材用途があり、これらにも好ましく用いることができる。また、自動車用の内装資材にも好適に用いることができる。中でも高い耐摩耗性と湿老化特性が要求される自動車用カーペットに用いることが最適である。なお、これら用途に限定されるものではなく、例えば農業用の防草シートや建築資材用の防水シート等に用いても良い。 In addition, as a use of the fiber structure using the fiber of the present invention, clothing that requires wear resistance, for example, sportswear such as outdoor wear, golf wear, athletic wear, ski wear, snowboard wear, and pants thereof, There are women's and men's outerwear such as casual wear such as blousons, coats, winter clothes and rainwear. In addition, applications that require excellent durability and moisture aging characteristics over a long period of use include uniforms, comforters and mattresses, skin comforters, kotatsu comforters, cushions, baby comforters, blankets, etc., pillows, cushions, etc. There are uses for bedding materials such as side covers and covers, mattresses and bed pads, hospital sheets, medical sheets, hotel sheets and baby sheets, as well as covers for sleeping bags, cradle and strollers, etc. be able to. Moreover, it can use suitably also for the interior material for motor vehicles. Among them, it is optimal to use for automobile carpets that require high wear resistance and moisture aging characteristics. In addition, it is not limited to these uses, For example, you may use for the grassproof sheet for agriculture, the waterproof sheet for building materials, etc.
ここで、本発明における好ましい繊維構造体の用途である自動車用カーペットは、その加工形態は限定されるものではなく、例えば、段通、ウイルトン、ダブルフェイス、アキスミンスター等の織りカーペットや、タフティング、フックドラグ等の刺繍カーペットや、ボンデッド、電着、コード等の接着カーペットや、ニット、ラッセル等の編みカーペットや、ニードルパンチ等の圧縮カーペットに代表されるパイルをもつカーペット、あるいはその組み合わせを用いることができる。より低コストでボリューム感に富むカーペットを得るためには、少なくともパイル繊維糸である表糸と、この表糸をタフトした基布と、この基布の裏に張り付けたバッキング材から構成されるタフティングカーペットとすることが好ましい。 Here, the carpet for automobiles, which is a preferred use of the fiber structure in the present invention, is not limited in its processing form. For example, woven carpets such as Danten, Wilton, Double Face, Axisminster, etc., tufting Use embroidery carpets such as hook drags, bonded carpets such as bonded, electrodeposited, and cords, knitted carpets such as knit and russell, carpets with piles typified by compression carpets such as needle punches, or combinations thereof be able to. In order to obtain a carpet with a high volume feeling at a lower cost, a tough structure consisting of at least a surface yarn that is a pile fiber yarn, a base fabric to which the surface yarn is tufted, and a backing material attached to the back of the base fabric. A ting carpet is preferred.
本発明の芯鞘型複合繊維の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下の様な方法を採用することができる。 Although the manufacturing method of the core-sheath-type composite fiber of this invention is not specifically limited, For example, the following methods are employable.
すなわち、ポリL乳酸などの脂肪族ポリエステル樹脂(成分A)とナイロン6などの熱可塑性ポリアミド樹脂(成分B)を別々に計量しながら成分Bの融点(Tmb)〜成分Bの融点(Tmb)+40℃で、2軸押出混練機または1軸押出混練機を用いて混練し、ポリマーアロイを製造する。このとき島成分の直径を制御し易いことから、2軸押出混練機を用いることが好ましい。そしてポリマーアロイ構造と、島成分の直径を制御する手法としては、前記2成分(成分Aと成分B)のブレンド比、溶融粘度比を前記した範囲で調整し、剪断速度200〜20,000sec−1、滞留時間0.5〜30分の範囲で混練することで制御できる。特に島成分の直径を小さくする方法としては、上記範囲で混練温度が低い方がよく、剪断速度が高い方がよく、滞留時間が短い方が良い。繊維の芯成分を構成する成分Aと成分Bを含んでなるポリマーアロイ樹脂は、紡糸機とは別の押出混練機にて予め調整したものを乾燥した後に用いても、紡糸機に付帯する押出混練機で紡糸時に連続的に調整しても良い。また予め調整して用いる場合には、芯成分に用いるポリマーアロイ全てが予め調整されたチップであっても良く、成分Aまたは成分Bを高濃度で混練したマスターチップを調整し、該マスターチップと成分Aおよび/または成分Bをチップブレンドして用いても良い。より成分Aと成分Bをより均一に分散させ易く、かつ成分Aの熱劣化を抑制し易いことから、紡糸機に付帯する1軸混練機および/または2軸押出混練機で、成分Aと成分Bのポリマーアロイを連続的に調整して紡糸パックに供給する方法を用いることが好ましい。 That is, while separately measuring an aliphatic polyester resin (component A) such as poly-L-lactic acid and a thermoplastic polyamide resin (component B) such as nylon 6, the melting point of component B (Tmb) to the melting point of component B (Tmb) +40 A polymer alloy is produced by kneading at 2 ° C. using a twin screw extruder or a single screw extruder. At this time, since the diameter of the island component can be easily controlled, it is preferable to use a biaxial extrusion kneader. As a method for controlling the polymer alloy structure and the diameter of the island component, the blend ratio and melt viscosity ratio of the two components (component A and component B) are adjusted in the above-described range, and the shear rate is 200 to 20,000 sec −. 1 and can be controlled by kneading in a range of residence time of 0.5 to 30 minutes. In particular, as a method for reducing the diameter of the island component, it is preferable that the kneading temperature is lower in the above range, the shear rate is higher, and the residence time is shorter. The polymer alloy resin comprising the component A and the component B constituting the fiber core component is an extrusion attached to the spinning machine, even if it is used after being dried after being prepared in an extrusion kneader different from the spinning machine. You may adjust continuously at the time of spinning with a kneader. In the case of using it in advance, all the polymer alloys used for the core component may be pre-adjusted chips. A master chip prepared by kneading component A or component B at a high concentration is prepared. Component A and / or component B may be used in a chip blend. Since component A and component B can be more uniformly dispersed and thermal deterioration of component A can be easily suppressed, component A and component can be mixed with a single-screw kneader and / or a twin-screw extruder kneader attached to a spinning machine. It is preferable to use a method in which the polymer alloy of B is continuously adjusted and supplied to the spin pack.
前記の成分Aと成分Bからなるポリマーアロイ樹脂を芯成分として用い、ナイロン6などの熱可塑性ポリアミド樹脂(成分C)を鞘成分として、溶融紡糸法にて繊維化する。芯成分と鞘成分について別々の押出混練機にて溶融させ、別々のギヤポンプで計量し、紡糸パック内部の紡糸口金にて合流させて吐出するが、このとき島成分(成分A)の再凝集を抑制するために、芯成分の濾層にはハイメッシュの濾層(#100〜#200)やポーラスメタル、濾過径の小さい不織布フィルター(濾過径5〜30μm)、パック内ブレンドミキサー(スタティックミキサーやハイミキサー)を組み込む等の工夫が必要である。 The polymer alloy resin composed of the components A and B is used as a core component, and a thermoplastic polyamide resin (component C) such as nylon 6 is used as a sheath component, and fiberized by a melt spinning method. The core component and the sheath component are melted in separate extrusion kneaders, weighed with separate gear pumps, merged with the spinneret inside the spin pack, and discharged. At this time, the island component (component A) is re-agglomerated. In order to suppress, the filter layer of the core component includes a high mesh filter layer (# 100 to # 200), a porous metal, a non-woven filter with a small filtration diameter (filtration diameter of 5 to 30 μm), an in-pack blend mixer (static mixer or It is necessary to devise such as incorporating a high mixer.
芯成分の脂肪族ポリエステル(成分A)とポリアミド(成分B)とのポリマーアロイは非相溶系であり、溶融体は弾性項の強い挙動を示すため、紡出後にバラスと呼ばれる膨らみが発生し、細化・変形を不安定にさせる傾向がある。本発明の鞘成分であるポリアミド(成分C)にはバラスを抑制する効果があり、成分Cの溶融粘度、鞘成分の厚みを前記した範囲で調整することが有効である。またバラスを抑制する方法としては、紡糸温度を高くして伸長粘度を下げたり、紡糸口金の吐出孔径を大きくし、吐出線速度(吐出孔の最終絞り部のポリマー流速)を低下せしめたり、吐出孔長と孔径の比であるL/Dを長くする方法、吐出糸条を急冷する方法等が有効である。なお本発明における吐出孔長とは、図8に示した口金孔の断面模式図における43の長さを指すものであり、孔形状が吐出孔の形状と同形状に保たれた部分の長さであり、ポリマーを吐出する際の流速を制御する部分である。また吐出孔が丸穴である場合、孔径とは図8に示した口金下面部の模式図において44の長さを指すものである。また、Y孔、多葉孔、扁平孔における、スリット長とスリット幅とは、図8に示した口金下面部の模式図において、スリット長さは45の長さ、スリット幅は46の長さを指すものである。 The polymer alloy of the aliphatic polyester (component A) and the polyamide (component B) as the core component is incompatible, and the melt exhibits a strong behavior with an elastic term. There is a tendency to make thinning and deformation unstable. The polyamide (component C) which is the sheath component of the present invention has an effect of suppressing ballast, and it is effective to adjust the melt viscosity of the component C and the thickness of the sheath component within the above-described ranges. In order to suppress ballast, the spinning temperature is increased to lower the elongational viscosity, the discharge hole diameter of the spinneret is increased, the discharge linear velocity (the polymer flow rate at the final throttle part of the discharge hole) is decreased, or the discharge is reduced. A method of increasing L / D, which is a ratio of the hole length to the hole diameter, a method of rapidly cooling the discharged yarn, and the like are effective. The discharge hole length in the present invention refers to the length of 43 in the cross-sectional schematic diagram of the base hole shown in FIG. 8, and the length of the portion where the hole shape is kept the same as the shape of the discharge hole. It is a part that controls the flow rate when the polymer is discharged. When the discharge hole is a round hole, the hole diameter refers to the length of 44 in the schematic diagram of the lower surface portion of the base shown in FIG. Further, the slit length and the slit width in the Y hole, the multi-leaf hole, and the flat hole are the length of the slit length of 45 and the slit width of 46 in the schematic view of the lower surface of the base shown in FIG. It points to.
本発明における、芯鞘型複合繊維は複数の口金を図9のごとく組み合わせ、芯成分と鞘成分を吐出孔にて合流させることによって得ることができる。なお本発明における吐出線速度は、図9の48のポリマー吐出直前の口金について、吐出孔面積、総吐出量、孔数から下記式を用いて計算する。紡糸口金の孔形状が孔間で異なる場合、すべての孔の吐出面積の平均値を算出し、その面積に最も近い孔の吐出面積を用いて下記式にて吐出線速度を算出した。 The core-sheath type composite fiber in the present invention can be obtained by combining a plurality of bases as shown in FIG. 9 and joining the core component and the sheath component at the discharge holes. The discharge linear velocity in the present invention is calculated from the discharge hole area, the total discharge amount, and the number of holes for the die immediately before the polymer discharge of 48 in FIG. When the hole shapes of the spinneret differ from hole to hole, the average value of the discharge areas of all holes was calculated, and the discharge linear velocity was calculated from the following equation using the discharge area of the hole closest to the area.
吐出線速度(m/分)=Q/H/ρ/A/100
Q:総吐出量(g/分)
H:ホール数
ρ:溶融密度(g/分)
ρ=1.08×繊維総重量に対する成分Aの含有量(wt%)/100+1.00×(1−繊維総重量に対する成分Aの含有量(wt%)/100)
A:吐出面積(cm2)
例えば、口金孔形状がY孔の場合(図8参照)には、A(cm2)=3×スリット幅(cm)×スリット長(cm)+(スリットで囲まれた真ん中の三角形)の式で吐出面積を計算できるが、スリット幅がスリット長に比べ、無視できる位小さい場合には、(スリットで囲まれた真ん中の三角形)の面積を無視して、A(cm2)=3×スリット幅(cm)×スリット長(cm)の式で吐出面積を計算しても良い。
Discharge linear velocity (m / min) = Q / H / ρ / A / 100
Q: Total discharge rate (g / min)
H: Number of holes ρ: Melt density (g / min)
ρ = 1.08 × content of component A with respect to total fiber weight (wt%) / 100 + 1.00 × (1-content of component A with respect to total weight of fiber (wt%) / 100)
A: Discharge area (cm 2 )
For example, when the die hole shape is a Y hole (see FIG. 8), the formula of A (cm 2 ) = 3 × slit width (cm) × slit length (cm) + (the middle triangle surrounded by the slit) Although the discharge area can be calculated by the above, if the slit width is negligibly small compared to the slit length, the area of (the middle triangle surrounded by the slit) is ignored and A (cm 2 ) = 3 × slit The discharge area may be calculated by the formula of width (cm) × slit length (cm).
紡糸温度は成分B(ポリアミド)の融点により決めることができ、最適な範囲は成分Bの融点Tmb+5℃〜Tmb+40℃(例えば、成分Bの融点Tmbが200℃の場合は205〜240℃)である。また、前記紡出糸条のバラスによる膨らみを抑制し、細化・変形を安定させるための吐出線速度は好ましくは1〜20m/分であり、より好ましくは2〜15m/分、さらに好ましくは3〜12m/分である。また、L/Dは好ましくは0.6〜10であり、より好ましくは0.8〜7であり、さらに好ましくは1〜5である。また、冷却開始位置は口金面からの距離である口金面深度が浅い(冷却開始位置と口金面からの距離が短い)ほど、紡出糸におけるバラスの発生を抑制できるため好ましい。しかしながらあまりに口金面深度が浅いと、口金面が冷えて紡出糸が未溶融のポリマーを含んで吐出不良を招き、結果として繊維の均一性や、強度が低いものとなることがあるため注意が必要である。このため口金面深度は0.01〜0.15mであることが好ましく、0.015〜0.1mがより好ましい。さらに好ましくは0.02〜0.05mである。また、口金面の温度が低くならないように、口金面の周囲にリングヒーターを配置し、口金面を積極的に加熱する手法も好ましい。 The spinning temperature can be determined by the melting point of component B (polyamide), and the optimum range is the melting point Tmb + 5 ° C. to Tmb + 40 ° C. of component B (for example, 205 to 240 ° C. when the melting point Tmb of component B is 200 ° C.). . Moreover, the discharge linear velocity for suppressing the swelling due to the ball of the spun yarn and stabilizing the thinning and deformation is preferably 1 to 20 m / min, more preferably 2 to 15 m / min, still more preferably. 3-12 m / min. Moreover, L / D becomes like this. Preferably it is 0.6-10, More preferably, it is 0.8-7, More preferably, it is 1-5. In addition, the cooling start position is preferably as the depth of the die surface, which is the distance from the die surface (the distance from the cooling start position to the die surface) is shorter, because the occurrence of ballast in the spun yarn can be suppressed. However, if the die surface depth is too shallow, the die surface cools down and the spun yarn contains unmelted polymer, leading to discharge failure, resulting in low fiber uniformity and strength. is necessary. For this reason, it is preferable that the depth of a nozzle | cap | die surface is 0.01-0.15m, and 0.015-0.1m is more preferable. More preferably, it is 0.02-0.05 m. In addition, a method of actively heating the base surface by arranging a ring heater around the base surface so that the temperature of the base surface does not decrease is also preferable.
また、紡糸速度の最適値は成分Aと成分Bとの溶融粘度の比、およびブレンド比により異なるが、大凡500〜5000m/分とすることが好ましい。本発明の芯鞘型複合繊維は、適切な強度、伸度などの力学物性を備えることが好ましく、捲縮加工を施した時に高捲縮が発現することが好ましいことから、得られる芯鞘型複合繊維の伸度が15〜70%の範囲となるように、延伸および熱処理を施し、配向結晶化させることが好ましい。例えば紡糸速度が500〜3000m/分と比較的低い紡糸速度である場合には、1.5〜6倍で延伸することが好ましく、より好ましくは2〜5倍で延伸することが好ましい。また例えば紡糸速度が3000m/分以上と比較的高い紡糸速度である場合には、1.1〜4倍で延伸することが好ましく、1.2〜3倍で延伸することがより好ましい。延伸温度や熱処理温度は成分Aおよび成分Bのガラス転移点や融点により、適宜選択すれば良いが、延伸温度は20〜80℃、熱セット温度は100〜200℃で実施することができる。 The optimum value of the spinning speed varies depending on the ratio of the melt viscosity of component A and component B and the blend ratio, but is preferably about 500 to 5000 m / min. The core-sheath-type composite fiber of the present invention preferably has mechanical properties such as appropriate strength and elongation, and preferably exhibits high crimp when subjected to crimping processing. It is preferable to stretch and heat-treat the oriented fibers so that the elongation of the composite fiber is in the range of 15 to 70%. For example, when the spinning speed is a relatively low spinning speed of 500 to 3000 m / min, the stretching is preferably 1.5 to 6 times, more preferably 2 to 5 times. For example, when the spinning speed is a relatively high spinning speed of 3000 m / min or more, the film is preferably stretched 1.1 to 4 times, more preferably 1.2 to 3 times. The stretching temperature and heat treatment temperature may be appropriately selected depending on the glass transition points and melting points of Component A and Component B, but the stretching temperature can be 20 to 80 ° C and the heat setting temperature can be 100 to 200 ° C.
また本発明の繊維は未延伸繊維の状態で放置すると配向緩和が生じやすく、未延伸パッケージ間で延伸するまでの時間差があると、容易に繊維の強伸度特性や熱収縮特性がばらつく。そのため、紡出した未延伸糸の芯鞘型複合繊維をロールにて引き取った後、巻き取ることなく連続的に延伸、熱処理する、すなわち1工程で紡糸と延伸を行う、直接紡糸延伸法を採用することが好ましい。 Further, when the fiber of the present invention is left in the state of an unstretched fiber, orientation relaxation is likely to occur. If there is a time difference until stretching between unstretched packages, the fiber's strength and heat shrinkage characteristics easily vary. For this reason, the core-sheath type composite fiber of the undrawn yarn that has been spun is taken up with a roll, and then continuously drawn and heat-treated without being wound, that is, a direct spinning drawing method is used in which spinning and drawing are performed in one step. It is preferable to do.
このようにして得た延伸糸に捲縮加工を施すことによって、高い捲縮を有する捲縮糸が得られる。本発明にて特に好ましい捲縮形態であるエアースタッファ捲縮を付与する場合には、通常の加熱流体加工処理を施す捲縮付与装置を用いればよく、例えば、ジェットノズルタイプ、ジェットスタッファタイプ、さらにあるいはギヤ方式など各種の捲縮付与方法が採用される。高い捲縮付与とその顕在化を達成するためにはジェットノズル方式が好ましく、例えば米国特許第3,781,949号明細書に記載の捲縮ノズルなどが好ましく使用される。目的用途に応じて適宜選択すれば良いが、捲縮糸の沸騰水処理後の捲縮伸長率、拘束荷重下伸長率の高い捲縮糸を得るには、捲縮ノズル内における糸温度を高くすることが好ましく、該捲縮ノズルに供糸する前に、熱ローラーや熱プレートなどの熱源により予め熱処理を施すことが極めて有効である。このため、捲縮ノズル前の熱源の温度は130〜220℃とすることが好ましく、150〜210℃とすることがより好ましく、170〜200℃とすることが特に好ましい。また捲縮を付与した後に、捲縮を固定する目的で、例えば特開平5−321058号公報に記載のごとく、冷却装置、さらにはロータリーフィルタを組み合わせても良い。 By crimping the drawn yarn thus obtained, a crimped yarn having a high crimp is obtained. In the case of applying air stuffer crimp, which is a particularly preferable crimp form in the present invention, a crimp applying device that performs normal heating fluid processing may be used. For example, a jet nozzle type, a jet stuffer type In addition, various crimping methods such as a gear system are adopted. In order to achieve high crimping and manifestation thereof, a jet nozzle system is preferable, and for example, a crimp nozzle described in US Pat. No. 3,781,949 is preferably used. The crimped yarn may be appropriately selected according to the intended use, but in order to obtain a crimped yarn having a high crimp elongation rate after boiling water treatment and a high elongation rate under restrained load, the yarn temperature in the crimp nozzle is increased. It is preferable to perform heat treatment in advance with a heat source such as a heat roller or a heat plate before supplying the crimped nozzle. For this reason, the temperature of the heat source before the crimp nozzle is preferably 130 to 220 ° C, more preferably 150 to 210 ° C, and particularly preferably 170 to 200 ° C. Further, for the purpose of fixing the crimp after applying the crimp, a cooling device and further a rotary filter may be combined as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-321588.
また、本発明の芯鞘型複合繊維がエアースタッファ捲縮糸である場合、紡糸、延伸工程と同様に、パッケージ間で配向緩和が起こることによって熱収縮特性がばらつくと、捲縮特性が長手方向にばらついて製品品位が低下することがある。このため、紡糸、延伸、捲縮加工の3工程を1工程で行うことが最も好ましい。 Further, when the core-sheath composite fiber of the present invention is an air stuffer crimped yarn, if the thermal shrinkage characteristics vary due to orientation relaxation between the packages as in the spinning and drawing processes, the crimping characteristics are longer. Product quality may deteriorate due to variations in direction. For this reason, it is most preferable to perform the three steps of spinning, drawing and crimping in one step.
以下、本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. In addition, the measuring method in an Example used the following method.
A.脂肪族ポリエステルの重量平均分子量
試料(脂肪族ポリエステルポリマー)のクロロホルム溶液にテトラヒドロフランを混合し測定溶液とした。これをゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。測定条件は下記の通りである。
A. Weight average molecular weight of aliphatic polyester Tetrahydrofuran was mixed with a chloroform solution of a sample (aliphatic polyester polymer) to obtain a measurement solution. This was measured by gel permeation chromatography (GPC), and the weight average molecular weight was determined in terms of polystyrene. The measurement conditions are as follows.
GPC装置:Waters2690
カラム:Shodex GPC K-805L (8mmID*300mmL) 2本連結して使用
溶媒:クロロホルム(和光、HPLC用)
温度:40℃
流速:1ml/分
試料濃度:10mg/4ml
濾過:マイショリディスク0.5μ-TOSOH
注入量:200μl
検出器:示差屈折計RI(Waters 2410)
スタンダード:ポリスチレン(濃度:サンプル0.15mg/溶媒1ml)
測定時間:40分。
GPC equipment: Waters2690
Column: Shodex GPC K-805L (8mmID * 300mmL) Used by linking two. Solvent: Chloroform (Wako, for HPLC)
Temperature: 40 ° C
Flow rate: 1 ml / min Sample concentration: 10 mg / 4 ml
Filtration: Mysholy disk 0.5μ-TOSOH
Injection volume: 200 μl
Detector: Differential refractometer RI (Waters 2410)
Standard: polystyrene (concentration: sample 0.15 mg / solvent 1 ml)
Measurement time: 40 minutes.
B.ポリ乳酸の残存ラクチド量
試料(ポリ乳酸ポリマー)1gをジクロロメタン20mlに溶解し、この溶液にアセトン5mlを添加した。さらにシクロヘキサンで定容して析出させ、島津社製GC17Aを用いて液体クロマトグラフにより分析し、絶対検量線にてラクチド量を求めた。
B. Residual lactide amount of polylactic acid 1 g of a sample (polylactic acid polymer) was dissolved in 20 ml of dichloromethane, and 5 ml of acetone was added to this solution. Furthermore, it was made to deposit with cyclohexane, it was made to precipitate, it analyzed by the liquid chromatograph using Shimadzu GC17A, and the amount of lactide was calculated | required with the absolute calibration curve.
C.熱可塑性ポリアミドの硫酸相対粘度
ナイロン6の硫酸相対粘度は、0.01g/mLの98%硫酸溶液を調製し25℃で測定した。
C. Relative sulfuric acid relative viscosity of thermoplastic polyamide The relative sulfuric acid viscosity of nylon 6 was measured at 25 ° C. by preparing a 98% sulfuric acid solution of 0.01 g / mL.
D.ポリマーの融点
パーキンエルマー社製示差走査型熱量計DSC−7型を用い、芯鞘型複合繊維の元ポリマーである試料(成分A、成分B、成分C)20mgを昇温速度16℃/分にて測定して得た示差熱量曲線において吸熱側に極値を与える温度を融点(℃)とし、該ピークをそのポリマーの融解ピークと判断した。元ポリマーの結晶性の有無は、融解ピークの面積から算出される熱容量が10J/g以上である場合、結晶性を有すると判断した。
D. Polymer melting point Using a differential scanning calorimeter DSC-7 manufactured by Perkin Elmer, 20 mg of the original polymer of the core-sheath composite fiber (component A, component B, component C) was heated to a heating rate of 16 ° C / min. In the differential calorimetric curve obtained by the above measurement, the temperature at which an extreme value was given to the endothermic side was defined as the melting point (° C.), and the peak was determined as the melting peak of the polymer. The crystallinity of the original polymer was judged to have crystallinity when the heat capacity calculated from the area of the melting peak was 10 J / g or more.
元ポリマーを入手出来ない場合は、繊維の示差熱量曲線を持って、元ポリマーの融点を判別する。繊維の示差熱量曲線の融解ピークがどの成分に帰属するかについては下記の方法より判別した。 If the original polymer is not available, the fiber has a differential calorimetric curve to determine the melting point of the original polymer. Which component the melting peak of the fiber differential calorimetric curve belongs to was determined by the following method.
まず、芯鞘型複合繊維(繊維1:成分A、成分B、成分Cを含む繊維)を試料とし、上記と同じ測定条件でDSC測定を行い、示差熱量曲線1を得た。 First, using a core-sheath type composite fiber (fiber 1: fiber containing component A, component B, and component C) as a sample, DSC measurement was performed under the same measurement conditions as described above to obtain a differential caloric curve 1.
次に、芯鞘型複合繊維(繊維1)中の成分Aを溶媒(クロロホルム)にて除去し、得られた繊維を水洗し、24時間室温にて真空乾燥した後の繊維(繊維2:成分Bと成分Cを含む繊維)について、上記と同条件にてDSC測定を行い、示差熱量曲線2を得た。示差熱量曲線1と2を比較して、消失した融解ピークを、成分Aの融解ピークであると判断し、示差熱量曲線1から融点を求めた。 Next, the fiber (fiber 2: component after removing component A in the core-sheath type composite fiber (fiber 1) with a solvent (chloroform), washing the obtained fiber with water, and vacuum-drying at room temperature for 24 hours. DSC measurement was carried out under the same conditions as above for a fiber containing B and component C), and a differential calorimetric curve 2 was obtained. Differential calorimetric curves 1 and 2 were compared, and the disappearing melting peak was determined to be the melting peak of component A, and the melting point was determined from differential calorimetric curve 1.
次に、芯鞘型複合繊維(繊維1)中の成分Cを、溶媒(硫酸溶液)にて除去し、得られた繊維を水洗し、24時間室温にて真空乾燥した後の繊維(繊維3:成分Aと成分Bを含む繊維)について、上記と同条件によりDSC測定を行って示差熱量曲線3を得た。示唆熱量曲線1、2、3を比較することにより、成分Cの融点を判別した。このとき繊維3を得るために、実質的に成分C(鞘成分)のみを除去する溶媒処理条件(溶媒温度、浸漬時間)を予め決定した。すなわち、芯鞘型複合繊維を一定温度の溶媒(硫酸溶液)に、一定時間浸した後、取り出して、得られた繊維を水洗し、24時間室温にて真空乾燥する。この繊維について、光学顕微鏡で繊維側面を観察し、鞘成分が除去されているかどうか確認する。複数の溶媒処理条件(溶媒温度、浸漬時間)について上記操作を繰り返し、実質的に成分C(鞘成分)のみを除去する溶媒処理条件を予め決定した。 Next, the component C in the core-sheath type composite fiber (fiber 1) is removed with a solvent (sulfuric acid solution), and the resulting fiber is washed with water and vacuum dried at room temperature for 24 hours (fiber 3). : Fiber containing component A and component B) was subjected to DSC measurement under the same conditions as above to obtain a differential calorimetric curve 3. The melting point of component C was determined by comparing the suggested heat quantity curves 1, 2, and 3. At this time, in order to obtain the fiber 3, the solvent treatment conditions (solvent temperature, immersion time) for substantially removing only the component C (sheath component) were determined in advance. That is, the core-sheath type composite fiber is immersed in a solvent (sulfuric acid solution) at a constant temperature for a fixed time, then taken out, washed with water, and vacuum-dried at room temperature for 24 hours. About this fiber, the fiber side surface is observed with an optical microscope, and it is confirmed whether the sheath component is removed. The above operation was repeated for a plurality of solvent treatment conditions (solvent temperature, immersion time), and solvent treatment conditions for substantially removing only component C (sheath component) were determined in advance.
E.芯鞘型複合繊維の示差熱量曲線の融解ピークの熱容量の総和
本発明の芯鞘型複合繊維を試料とし、D項と同じ条件で示差熱量曲線を得た。示差熱量曲線に存在する吸熱側に極値を示すピークを融解ピークと判断し、それぞれの融解ピークの面積から求められる熱容量を積算して熱容量の総和とした。
E. Sum of heat capacities of melting peaks of differential calorific curve of core-sheath type composite fiber Using the core-sheath type composite fiber of the present invention as a sample, a differential calorimetric curve was obtained under the same conditions as in Section D. The peak having an extreme value on the endothermic side present in the differential calorific value curve was judged as a melting peak, and the heat capacities determined from the areas of the respective melting peaks were integrated to obtain the sum of the heat capacities.
F.溶融粘度η
東洋精機(株)社製キャピログラフ1Bを用い、チッソ雰囲気下において、融点が240℃以下の樹脂については温度240℃で、融点が240℃以上の樹脂の場合には融点+20℃で、剪断速度1216sec−1における脂肪族ポリエステル樹脂(成分A)および熱可塑性ポリアミド樹脂(成分B、成分C)の溶融粘度を、それぞれ測定をした。測定は3回行い平均値を溶融粘度とした。
F. Melt viscosity η
Using a Capillograph 1B manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., in a nitrogen atmosphere, a resin having a melting point of 240 ° C. or lower is 240 ° C., and in the case of a resin having a melting point of 240 ° C. or higher, a melting point + 20 ° C. and a shear rate of 1216 sec. The melt viscosity of the aliphatic polyester resin (component A) and the thermoplastic polyamide resin (component B, component C) in -1 was measured. The measurement was performed 3 times and the average value was taken as the melt viscosity.
G.ポリマーアロイ構造の同定
芯鞘型複合繊維の繊維軸と垂直の方向に超薄切片を切り出し、該切片のポリアミド成分をリンタングステン酸にて金属染色し、4万倍の透過型電子顕微鏡(TEM)にてポリマーアロイ構造を観察・撮影した。このとき島成分が染色されていない場合をポリマーアロイ構造(a)と判定し、島成分が染色されている場合をポリマーアロイ構造(b)であると判定し、島成分と海成分が判別できない(それぞれの成分が略円形を呈しておらず、島と海の判別ができない)場合をポリマーアロイ構造(c)であると同定した。
G. Identification of polymer alloy structure An ultra-thin section is cut in a direction perpendicular to the fiber axis of the core-sheath composite fiber, the polyamide component of the section is metal-stained with phosphotungstic acid, and a 40,000 times transmission electron microscope (TEM) The polymer alloy structure was observed and photographed. At this time, the case where the island component is not dyed is determined as the polymer alloy structure (a), and the case where the island component is dyed is determined as the polymer alloy structure (b), and the island component and the sea component cannot be distinguished. The case where each component does not exhibit a substantially circular shape and cannot distinguish between an island and the sea was identified as a polymer alloy structure (c).
TEM装置:日立社製H−7100FA型
条件:加速電圧 100kV。
TEM device: Hitachi H-7100FA type Conditions: Acceleration voltage 100 kV.
H.島成分の直径の測定
Gの項において、ポリマーアロイ構造が(a)または(b)と判定された場合、同様にして撮影した画像を、三谷商事(株)の画像解析ソフト「WinROOF」を用い、島成分を円と仮定し、島成分の面積から換算される直径を島成分の直径として計測した。なお、測定する島数は1試料あたり100個とし、その分布を島成分の直径分布とした。
H. Measurement of island component diameter In G, if the polymer alloy structure is determined to be (a) or (b), use the image analysis software “WinROOF” of Mitani Shoji Co., Ltd. Assuming that the island component is a circle, the diameter converted from the area of the island component was measured as the diameter of the island component. The number of islands to be measured was 100 per sample, and the distribution was the diameter distribution of island components.
I.成分A/成分Bのブレンド比率(重量比)
溶融紡糸に供する際の成分Aと成分Bの重量をそれぞれ計量し、成分Aと成分Bのブレンド比率により算出した。
I. Blend ratio of component A / component B (weight ratio)
The weights of component A and component B when subjected to melt spinning were weighed and calculated from the blend ratio of component A and component B.
製造工程において、成分Aと成分Bをそれぞれ計量することが困難な場合、芯鞘型複合繊維から、成分A/成分Bのブレンド比率(重量比)を算出した。本発明の芯鞘型複合繊維の芯成分は成分Aと成分Bとその他の少量成分を含むことがあるが、かかる場合、芯成分が実質的に成分Aと成分Bの2成分のみからなるものとみなして、成分A/成分Bのブレンド比率(重量比)を算出することができる。 In the production process, when it was difficult to measure each of component A and component B, the blend ratio (weight ratio) of component A / component B was calculated from the core-sheath composite fiber. The core component of the core-sheath type composite fiber of the present invention may contain component A, component B, and other minor components. In such a case, the core component consists essentially of only two components, component A and component B. As a result, the blend ratio (weight ratio) of component A / component B can be calculated.
Gの項において撮影した画像を用い、三谷商事(株)の画像解析ソフト「WinROOF」を用い、芯成分を構成する成分Aの総面積(Aa)と成分Bの総面積(Ab)とを求め、成分Aの比重を1.26、成分Bの比重を1.14として、下記の式を用いて算出した。 Using the image taken in section G, the total area (Aa) of component A and the total area (Ab) of component B are determined using the image analysis software “WinROOF” of Mitani Corporation. The specific gravity of component A was 1.26 and the specific gravity of component B was 1.14, and calculation was performed using the following formula.
成分A/成分B=(Aa×1.26)/(Ab×1.14)。 Component A / Component B = (Aa × 1.26) / (Ab × 1.14).
このとき横断面において鞘成分と、芯成分との境界線が判別しにくい場合は、横断面において、最外層に存在する成分Aと外接し、成分Aを内部のみ含む繊維横断面と相似形の図形を境界線として、鞘成分と芯成分とを判別した。 In this case, when it is difficult to distinguish the boundary line between the sheath component and the core component in the cross section, the cross section is circumscribed with the component A existing in the outermost layer and is similar to the fiber cross section including only the component A inside. Using the figure as the boundary line, the sheath component and the core component were distinguished.
J.鞘成分の厚み
Gの項において、撮影した画像を用いて、鞘成分と芯成分を判別し、鞘成分の厚みをランダムに10カ所計測して、平均値を求めた。また最も鞘成分の厚みが薄い部分の厚みについて測定し、鞘成分の厚みの最小値とした。横断面において鞘成分と、芯成分との境界線が判別しにくい場合は、Iの項と同様の手法により判別した。
J. et al. Sheath Component Thickness In G, using the photographed image, the sheath component and the core component were discriminated, and the thickness of the sheath component was measured at 10 random locations to determine the average value. Moreover, it measured about the thickness of the thinnest part of a sheath component, and set it as the minimum value of the thickness of a sheath component. When it was difficult to discriminate the boundary line between the sheath component and the core component in the cross section, it was discriminated by the same method as in the item I.
K.成分Aの含有量
10gの芯鞘型複合繊維を取り出し、その重量(W1)を秤量して試料とした。該試料を25℃のクロロホルム500mlに24時間浸して、成分Aを完全に溶脱処理した。溶脱処理後の芯鞘型複合繊維を水洗し、25℃で24時間乾燥した後、繊維の重量(W2)を秤量した。W1、W2を用いて、成分Aの含有量を下記の式にて算出した。
K. Content of Component A 10 g of the core-sheath type composite fiber was taken out, and its weight (W1) was weighed to prepare a sample. The sample was immersed in 500 ml of chloroform at 25 ° C. for 24 hours to completely leach component A. The core-sheath composite fiber after the leaching treatment was washed with water and dried at 25 ° C. for 24 hours, and then the weight (W2) of the fiber was weighed. Using W1 and W2, the content of component A was calculated by the following formula.
成分Aの含有量(重量%)=(W1−W2)×100/W1。 Content of component A (% by weight) = (W1-W2) × 100 / W1.
L.強度および伸度
試料(芯鞘型複合繊維)をオリエンテック(株)社製テンシロン(TENSILON)UCT−100でJIS L1013(化学繊維フィラメント糸試験方法、1998年)に示される定速伸長条件で測定した。なお、伸度はS−S曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
L. Strength and elongation A sample (core-sheath type composite fiber) was measured with a Tensilon UCT-100 manufactured by Orientec Co., Ltd. under the constant speed elongation conditions shown in JIS L1013 (chemical fiber filament yarn test method, 1998). did. In addition, elongation was calculated | required from elongation of the point which showed the maximum strength in a SS curve.
M.沸騰水収縮率(沸収)
芯鞘型複合繊維を沸騰水に15分間浸積し、浸積前後の寸法変化から次式により求めた。
M.M. Boiling water shrinkage (boiling yield)
The core-sheath type composite fiber was immersed in boiling water for 15 minutes, and obtained from the following formula from the dimensional change before and after the immersion.
沸騰水収縮率(%)=[(L0−L1)/L0]×100
L0:試料をかせ取りし、初荷重0.088cN/dtex下で測定したかせ長。
Boiling water shrinkage rate (%) = [(L0−L1) / L0] × 100
L0: A skein length measured by scraping a sample and measuring it under an initial load of 0.088 cN / dtex.
L1:L0を測定したかせを荷重フリーの状態で沸騰水処理し、25℃、乾湿度65%で24時間乾後、初荷重0.088cN/dtex下で測定されるかせ長。 L1: The skein length measured under an initial load of 0.088 cN / dtex after treating the skein whose L0 was measured with boiling water in a load-free state and drying it at 25 ° C. and a dry humidity of 65% for 24 hours.
N.糸斑U%
芯鞘型複合繊維を試料とし、Zellwegen Uster社製UT4−CX/Mを用い、糸速度:200m/分、測定時間:1分間でU%(Normal)を測定した。
N. Yarn spots U%
The core-sheath type composite fiber was used as a sample, and UT4-CX / M manufactured by Zellwegen Uster was used to measure U% (Normal) at a yarn speed of 200 m / min and a measurement time of 1 minute.
O.異形度
Fの項で撮影した画像を用いて、単繊維横断面の外接円の直径D1と、単糸横断面の内接円の直径D2から次式により求めた。
O. Using the image taken in the section of the degree of irregularity F, the diameter was determined from the circumscribed circle diameter D1 of the single fiber cross section and the inscribed circle diameter D2 of the single yarn cross section by the following equation.
異形度=D1/D2。 Deformity = D1 / D2.
P.沸騰水処理後の捲縮伸長率
室温25℃、相対湿度65%の雰囲気中に24時間放置されていたパッケージから解舒した捲縮糸を、無荷重状態で、30分間沸騰水で浸漬処理した後、室温25℃、相対湿度65%で24時間乾燥し、これを沸騰水処理後の捲縮伸長率を測定する試料とした。この試料に、室温25℃、相対湿度65%の雰囲気下において、2mg/dtexの初荷重をかけ、30秒経過した後に試料長50cm(L1)にマーキングをした。次いで初荷重を除去した後、同試料に100mg/dtexの定荷重をかけて30秒経過後に伸びた試料長(L2)を測定する。そして下記式により、沸騰水処理後の伸長率(%)を求めた。
P. Crimp elongation after boiling water treatment A crimped yarn unwound from a package that had been allowed to stand for 24 hours in an atmosphere at room temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 65% was immersed in boiling water for 30 minutes in an unloaded state. Thereafter, the sample was dried at room temperature of 25 ° C. and relative humidity of 65% for 24 hours, and this was used as a sample for measuring the crimp elongation after the boiling water treatment. An initial load of 2 mg / dtex was applied to this sample in an atmosphere at room temperature of 25 ° C. and relative humidity of 65%, and after 30 seconds, the sample length was marked to 50 cm (L1). Next, after removing the initial load, a constant load of 100 mg / dtex was applied to the sample, and the sample length (L2) that was extended after 30 seconds was measured. And the elongation rate (%) after a boiling water process was calculated | required by the following formula.
沸騰水処理後の伸長率(%)=[(L2−L1)/L2]×100。 Elongation rate (%) after boiling water treatment = [(L2-L1) / L2] × 100.
Q.2mg/dtex荷重下での沸騰水処理後の伸長率(拘束荷重下伸長率)
Pの項において、沸騰水で浸漬処理する際に、捲縮糸に2mg/dtexの荷重を吊り下げた状態で、該捲縮糸を沸騰水処理する以外は、Pの項と同様にして、拘束荷重下伸長率を測定した。
Q. Elongation rate after boiling water treatment under 2 mg / dtex load (Elongation rate under restraint load)
In the term of P, when dipping with boiling water, in the state where the load of 2 mg / dtex was suspended on the crimped yarn, except that the crimped yarn was treated with boiling water, the same as in the term of P, The elongation rate under restraining load was measured.
R.延伸糸の耐摩耗性評価
一定回転速度で回転するローラーにサンドペーパー(P600番)を巻き付けて固定し、図3に示す様に延伸糸の片端を壁に固定し、他端に荷重をかけ、一定速度で延伸糸をトラバースさせながら、ローラーを回転させてサンドペーパーで延伸糸を削り、延伸糸が切断するまでのローラー回転数を測定した。以下に測定条件を示す。
R. Wear resistance evaluation of drawn yarn Wrap sandpaper (P600) around a roller that rotates at a constant rotation speed, fix one end of the drawn yarn to the wall as shown in Fig. 3, apply a load to the other end, While traversing the drawn yarn at a constant speed, the roller was rotated to scrape the drawn yarn with sandpaper, and the number of roller rotations until the drawn yarn was cut was measured. The measurement conditions are shown below.
回転体直径:80mm
糸の接触長:62.8mm
糸の接触角:90°
ローラー回転数:160rpm
トラバース幅:10mm
トラバース速度:3回
測定荷重:0.06cN/dtex。
Rotating body diameter: 80mm
Yarn contact length: 62.8 mm
Yarn contact angle: 90 °
Roller rotation speed: 160rpm
Traverse width: 10mm
Traverse speed: 3 times Measurement load: 0.06 cN / dtex.
S.捲縮糸の耐摩耗性評価
捲縮糸にS撚、Z撚をかけて双糸2本合わせて撚糸した後、該撚糸を表糸としてPPスパンボンド不織布にタフティングした後、基布の裏にバッキング材を塗布して乾燥し、タフティングカーペットを得た(目付1200g/m2)。
S. Abrasion resistance evaluation of crimped yarn After twisting the two twisted yarns by applying S twist and Z twist to the crimped yarn, and tufting the PP spunbond nonwoven fabric as the front yarn, the back of the base fabric A backing material was applied to the film and dried to obtain a tufting carpet (weight per unit area: 1200 g / m 2 ).
前記タフティングカーペットを直径120mmの円形状に切り出し、中央に6mmの穴を空けて試験片とした。該試験片を、ASTM D 1175(1994)に規定されるテーバー摩耗試験機(Rotary Abraster)に表面を上にして取り付け、H#18摩耗綸、圧縮荷重1kgf、試料ホルダ回転速度70rpm、摩耗回数5500回の摩耗試験を行った前後の試料重量を測定した。これらの測定値と下記の式を用いて摩耗減量率を算出した。 The tufting carpet was cut into a circular shape having a diameter of 120 mm, and a 6 mm hole was formed in the center to obtain a test piece. The test piece is attached to a Taber abrasion tester (Rotary Abaster) specified in ASTM D 1175 (1994) with the surface facing upward, an H # 18 abrasion rod, a compression load of 1 kgf, a sample holder rotational speed of 70 rpm, and a wear frequency of 5500. The sample weight before and after the wear test was measured. The wear weight loss rate was calculated using these measured values and the following equation.
摩耗減量率(%)=(W0−W1)×100/(W2×A1/A0)
W0:測定前の円形カーペットの重量(g)
W1:測定後の円形カーペットの重量(g)
W2:カーペットの目付(g/m2)
A0:円形カーペットの全面積(m2)
A1:摩耗輪が接触する部分の全面積(m2)。
Wear loss rate (%) = (W0−W1) × 100 / (W2 × A1 / A0)
W0: Weight of circular carpet before measurement (g)
W1: Weight of the circular carpet after measurement (g)
W2: Carpet weight (g / m 2 )
A0: Total area of circular carpet (m 2 )
A1: Total area (m 2 ) of the portion where the wear ring contacts.
S.製糸性の評価
100kgのチーズパッケージを得るに際し、糸切れが起こった回数により製糸性の評価を行った。評価は優れる(二重丸)、良好(○)、可(△)、不可(×)の4段階で評価した。
S. Evaluation of spinning property When a 100 kg cheese package was obtained, the spinning property was evaluated based on the number of times yarn breakage occurred. Evaluation was made in four stages: excellent (double circle), good (◯), acceptable (Δ), and impossible (×).
二重丸:糸切れ無し
○:糸切れ1〜5回
△:糸切れ6〜10回
×:糸切れ11以上。
Double circle: No thread break ○: 1 to 5 thread breaks Δ: 6 to 10 thread breaks ×: 11 or more thread breaks
T.アイロン耐熱性
芯鞘型複合繊維からなる丸編みを作製し、スチームアイロン(三洋電機(株)社製のスチームアイロンA−1F)のアイロン表面温度が170℃の温度に達したら布帛にアイロン自重(面圧約8g/cm2)で10秒間プレスし、プレス後の外観変化を下記の基準で評価した。
T.A. Iron heat resistance A circular knitting made of a core-sheath type composite fiber is produced, and when the iron surface temperature of the steam iron (Steam Iron A-1F manufactured by Sanyo Electric Co., Ltd.) reaches 170 ° C., the iron weight ( Pressing was performed at a surface pressure of about 8 g / cm 2 ) for 10 seconds, and the appearance change after pressing was evaluated according to the following criteria.
二重丸:外観に変化なし
○:若干のアタリ有
△:明確なアタリ有
×:繊維間で部分的に融着あり
××:溶融による穴あきあり。
Double circle: No change in appearance ○: Slight attrition △: Clear attrition ×: Partial fusion between fibers XX: Perforation due to melting
[製造例1](ポリ乳酸、PLA−1の製造)
光学純度99.5%のL乳酸から製造したラクチドを、ビス(2−エチルヘキサノエート)スズ触媒(ラクチド対触媒モル比=10000:1)存在させてチッソ雰囲気下180℃で220分間重合を行い、ポリ乳酸(PLA−1)を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は21万であった。また、残留しているラクチド量は0.13重量%であった。該ポリマーの融点は170℃、溶融粘度は200Pa・sec−1であった。
[Production Example 1] (Production of polylactic acid, PLA-1)
Polymerization of lactide produced from L-lactic acid having an optical purity of 99.5% in the presence of bis (2-ethylhexanoate) tin catalyst (lactide to catalyst molar ratio = 10000: 1) at 180 ° C. for 220 minutes in a nitrogen atmosphere. And polylactic acid (PLA-1) was obtained. The weight average molecular weight of the obtained polylactic acid was 210,000. The amount of lactide remaining was 0.13% by weight. The polymer had a melting point of 170 ° C. and a melt viscosity of 200 Pa · sec −1 .
[製造例2](ポリ乳酸、PLA−2の製造)
光学純度99.5%のL乳酸から製造したラクチドを、ビス(2−エチルヘキサノエート)スズ触媒(ラクチド対触媒モル比=10000:1)存在させてチッソ雰囲気下180℃で150分間重合を行い、ポリ乳酸(PLA−2)を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は15万であった。また、残留しているラクチド量は0.10重量%であった。該ポリマーの融点は170℃、溶融粘度は120Pa・sec−1であった。
[Production Example 2] (Production of polylactic acid, PLA-2)
Polymerization of lactide produced from L-lactic acid with an optical purity of 99.5% in the presence of bis (2-ethylhexanoate) tin catalyst (lactide to catalyst molar ratio = 10000: 1) at 180 ° C. for 150 minutes in a nitrogen atmosphere. And polylactic acid (PLA-2) was obtained. The weight average molecular weight of the obtained polylactic acid was 150,000. The amount of residual lactide was 0.10% by weight. The polymer had a melting point of 170 ° C. and a melt viscosity of 120 Pa · sec −1 .
[製造例3](ポリ乳酸、PLA−3の製造)
光学純度99.5%のL乳酸から製造したラクチドと、光学純度99.5%のD乳酸から製造したラクチドと、ビス(2−エチルヘキサノエート)スズ触媒(L乳酸ラクチド:D乳酸ラクチド:触媒モル比=8900:1100:1)とを存在させてチッソ雰囲気下180℃で220分間重合を行い、ポリ乳酸(PLA−3)を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は21.2万であった。また、残留しているラクチド量は0.12重量%であった。該ポリマーの融点は130℃、溶融粘度は200Pa・sec−1であった。
[Production Example 3] (Production of polylactic acid, PLA-3)
Lactide produced from L-lactic acid having an optical purity of 99.5%, lactide produced from D-lactic acid having an optical purity of 99.5%, and bis (2-ethylhexanoate) tin catalyst (L-lactic acid lactide: D-lactic acid lactide: Polymerization was carried out at 180 ° C. for 220 minutes in the presence of a catalyst molar ratio = 8900: 1100: 1) to obtain polylactic acid (PLA-3). The obtained polylactic acid had a weight average molecular weight of 212,000. The amount of lactide remaining was 0.12% by weight. The polymer had a melting point of 130 ° C. and a melt viscosity of 200 Pa · sec −1 .
(実施例1)
成分Aとしてポリ乳酸(PLA−1、融点170℃、溶融粘度200Pa・sec−1)、成分Bとして硫酸相対粘度2.15のナイロン6(N6−1、融点225℃、溶融粘度60Pa・sec−1)、成分Cとして硫酸相対粘度2.60のナイロン6(N6−2、融点225℃、溶融粘度150Pa・sec−1)、をそれぞれ乾燥して水分率を50〜100ppmに調整した。
Example 1
Polylactic acid (PLA-1, melting point 170 ° C., melt viscosity 200 Pa · sec −1 ) as component A, Nylon 6 (N6-1, melting point 225 ° C., melt viscosity 60 Pa · sec − ) as component B sulfuric acid relative viscosity 2.15 1 ) Nylon 6 (N6-2, melting point 225 ° C., melt viscosity 150 Pa · sec −1 ) having a relative viscosity of sulfuric acid of 2.60 as component C was dried to adjust the moisture content to 50 to 100 ppm.
図1に示す2軸混練機を備えた紡糸装置を用いて、溶融紡糸を行うに際し、紡糸ホッパー1の芯成分ホッパーに、成分A(PLA−1)/成分B(N6−1)をブレンド比=40/60(重量比)となるように別々に計量してチップブレンドして投入し、紡糸ホッパー2の鞘成分ホッパーには成分C(N6−2)を投入し、成分Aと成分Bのブレンドポリマー、成分Cを、それぞれ2軸押出混練機3、4にて別々に溶融および混練して紡糸ブロック5に導き、ギヤポンプ6、7にてそれぞれのポリマーを計量、排出し、内蔵された紡糸パック8に導き、紡糸口金9から紡出した。この時、芯成分/鞘成分の複合比=80/20(重量比)となるように、芯成分、鞘成分のギヤポンプの回転数を選定した(芯鞘型複合繊維は総重量に対して成分Aを32重量%含有している)。そしてユニフロー冷却装置10で糸条11を冷却固化し、給油装置12により給油した。さらに第1ロール13で引き取った後、第2ロール14、第3ロール15の速度比により延伸を施し、第3ロール15で熱処理を施し、第4ロール16で糸を室温に冷却し、巻取機17で巻き取ることにより、紡糸、延伸、熱処理を1段階で施した900デシテックス60フィラメントの延伸糸(チーズパッケージ17)を得た。紡糸は約100kgサンプリングしたが糸切れ、単糸流れ等は発生せず、極めて安定していた。 When melt spinning is performed using a spinning device equipped with the twin-screw kneader shown in FIG. 1, the blend ratio of component A (PLA-1) / component B (N6-1) is added to the core component hopper of the spinning hopper 1. = 40/60 (weight ratio) are separately weighed and chip-blended and charged, and component C (N6-2) is charged into the sheath component hopper of the spinning hopper 2, and component A and component B are mixed. The blend polymer and component C are separately melted and kneaded by the twin-screw extrusion kneaders 3 and 4 respectively, and guided to the spinning block 5, and the respective polymers are measured and discharged by the gear pumps 6 and 7, and the built-in spinning Guided to pack 8 and spun from spinneret 9. At this time, the rotation speed of the gear pump of the core component and the sheath component was selected so that the composite ratio of the core component / sheath component = 80/20 (weight ratio). 32% by weight of A). Then, the yarn 11 was cooled and solidified by the uniflow cooling device 10 and supplied by the oil supply device 12. Furthermore, after taking up with the 1st roll 13, it extends | stretches with the speed ratio of the 2nd roll 14 and the 3rd roll 15, heat-processes with the 3rd roll 15, cools a thread | yarn to room temperature with the 4th roll 16, and winds up By winding with a machine 17, a drawn yarn (cheese package 17) of 900 dtex 60 filaments subjected to spinning, drawing and heat treatment in one stage was obtained. About 100 kg of spinning was sampled, but no yarn breakage or single yarn flow occurred, and the spinning was extremely stable.
なお、成分Aの溶融粘度は200Pa・s、成分Bの溶融粘度は60Pa・sであるため、溶融粘度の比ηb/ηaは0.30であった。 Since the melt viscosity of component A was 200 Pa · s and the melt viscosity of component B was 60 Pa · s, the melt viscosity ratio ηb / ηa was 0.30.
溶融紡糸条件は以下のとおりである。 The melt spinning conditions are as follows.
・混練機温度:230℃
・紡糸温度:240℃
・濾層:30#モランダムサンド充填
・フィルター:20μm不織布フィルター
・口金1(ポリマー吐出直前の口金):孔径0.6mm、吐出孔長1.2mm、孔数60
・口金2(口金1の直前にあり芯成分、鞘成分に別々の流路を有するもの):
鞘成分 孔径0.4mm、吐出孔長0.5mm、1フィラメントに対して孔数4
芯成分 孔径0.6mm、吐出孔長0.9mm、1フィラメントに対して孔数1
・吐出量:270g/分(1パック1糸条、60フィラメント)
・冷却:冷却長1mのユニフロー使用。冷却風温度20℃、風速0.5m/秒、冷却開始位置は口金面下0.1mである。
-Kneader temperature: 230 ° C
・ Spinning temperature: 240 ℃
Filter layer: 30 # Morundum sand filling Filter: 20 μm nonwoven filter Filter base 1 (base just before polymer discharge): hole diameter 0.6 mm, discharge hole length 1.2 mm, number of holes 60
・ Base 2 (in front of the base 1 and having separate flow paths for the core component and the sheath component):
Sheath component: 0.4 mm hole diameter, 0.5 mm discharge hole length, 4 holes per filament
Core component: hole diameter 0.6mm, discharge hole length 0.9mm, 1 hole per filament
・ Discharge rate: 270 g / min (1 pack 1 yarn, 60 filaments)
・ Cooling: Uniflow with a cooling length of 1 m is used. The cooling air temperature is 20 ° C., the wind speed is 0.5 m / second, and the cooling start position is 0.1 m below the base surface.
・油剤:脂肪酸エステル10%濃度エマルジョン油剤を糸に対して10%付着
・第1ロール速度:750m/分
・第2ロール速度:775m/分
・第3ロール速度:3100m/分
・第4ロール速度:3050m/分
・巻取速度:3000m/分
・第1ロール温度:25℃
・第2ロール温度:80℃
・第3ロール温度:140℃
・第4ロール温度:25℃。
・ Oil agent: Fatty acid ester 10% concentration emulsion oil agent 10% adhered to the yarn ・ First roll speed: 750 m / min ・ Second roll speed: 775 m / min ・ Third roll speed: 3100 m / min ・ Fourth roll speed : 3050 m / min Winding speed: 3000 m / min First roll temperature: 25 ° C
-Second roll temperature: 80 ° C
-Third roll temperature: 140 ° C
-4th roll temperature: 25 degreeC.
得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島成分の直径は0.05〜0.20μmであった。また非染色成分が島成分を形成していることから、成分Aが島、成分Bが海の海島構造(ポリマーアロイ構造(a))であった。 When the TEM observation of the cross section of the obtained fiber was performed, it had a uniformly dispersed sea-island structure, and the diameter of the island component was 0.05-0.20 μm. Moreover, since the non-dyeing component forms an island component, the component A has an island and the component B has a sea-island structure (polymer alloy structure (a)).
また、得られた繊維は強度4.5cN/dtex、伸度45%、沸騰水収縮率10%、糸斑U%0.8%と良好な繊維物性を示した。さらに摩耗試験による糸切断回転数は1142回であり、試験時にフィブリル化の発生もなく、耐摩耗性に優れていた。 Further, the obtained fiber showed good fiber properties such as strength 4.5 cN / dtex, elongation 45%, boiling water shrinkage 10%, and yarn unevenness U% 0.8%. Furthermore, the yarn cutting rotation speed by the abrasion test was 1142, and there was no fibrillation during the test, and the abrasion resistance was excellent.
該芯鞘型複合繊維の丸編を作製してアイロン耐熱性試験を行ったところ、全く外観の変化はなく、耐熱性に優れた繊維であった。そして該繊維のDSCを測定したところ、170℃近傍と(成分Aに由来するピーク)および225℃近傍(成分Bと成分Cに由来するピーク)と、各成分起因の融解ピークが観測された。それぞれの融解ピークの熱容量の総和は72J/gであり、十分な結晶性を有していた。 When a circular knitting of the core-sheath type composite fiber was prepared and an iron heat resistance test was performed, the appearance was not changed at all and the fiber was excellent in heat resistance. And when DSC of this fiber was measured, the melting peak derived from each component was observed in the vicinity of 170 ° C. (peak derived from component A) and in the vicinity of 225 ° C. (peak derived from component B and component C). The sum total of the heat capacities of the respective melting peaks was 72 J / g and had sufficient crystallinity.
(実施例2、参考例3〜5、比較例1)
実施例1において、芯成分のホッパーに充填する成分Aと成分Bのブレンド比率を、変更した以外は実施例1と同様にして実施例2、参考例3〜5、比較例1の延伸糸を得た。実施例2、参考例3〜5、比較例1の結果を表1に、それぞれにおける成分Aと成分Bのブレンド比率(重量比)を下記に示す。
(Example 2 , Reference Examples 3 to 5, Comparative Example 1)
In Example 1, the stretched yarns of Example 2 , Reference Examples 3 to 5, and Comparative Example 1 were used in the same manner as in Example 1 except that the blend ratio of component A and component B filled in the core component hopper was changed. Obtained. The results of Example 2 , Reference Examples 3 to 5, and Comparative Example 1 are shown in Table 1, and the blend ratio (weight ratio) of Component A and Component B in each is shown below.
・実施例2:成分A/成分B=20/80
・参考例3:成分A/成分B=55/45
・参考例4:成分A/成分B=70/30
・参考例5:成分A/成分B=90/10
・比較例1:成分A/成分B=100/0
実施例1〜2、参考例3〜5、比較例1から分かるように、芯成分の成分A、成分Bのブレンド比率を本発明にて好ましいとされる範囲とすることによって、芯成分のポリマーアロイ構造、島成分の直径が好ましい範囲にある芯鞘型複合繊維とすることができる。このため成分Aの含有量が高くとも耐摩耗性、耐熱性に優れた延伸糸を得ることができる。実施例1〜2、参考例3〜5、比較例1の結果を表1に示す。
Example 2: Component A / Component B = 20/80
Reference Example 3: Component A / Component B = 55/45
Reference Example 4: Component A / Component B = 70/30
Reference Example 5: Component A / Component B = 90/10
Comparative Example 1: Component A / Component B = 100/0
As can be seen from Examples 1-2, Reference Examples 3-5, and Comparative Example 1, by setting the blend ratio of the component A and the component B of the core component to the preferred range in the present invention, the polymer of the core component A core-sheath type composite fiber having an alloy structure and a diameter of an island component in a preferable range can be obtained. For this reason, even if the content of component A is high, a drawn yarn excellent in wear resistance and heat resistance can be obtained. Table 1 shows the results of Examples 1-2, Reference Examples 3-5, and Comparative Example 1.
(実施例6〜8、比較例2)
実施例1において、芯成分と鞘成分の複合比を変更し、得られる延伸糸の鞘成分の厚みを変更した以外は、実施例1と同様にして実施例6〜8、比較例2の延伸糸を得た。実施例6〜7については糸切れ無く製糸性が優れていたのに対し、実施例8は100kgの紡糸において糸切れが1回発生し、比較例2については紡出糸のバラスが大きく、細化点が変動し易く、100kgの紡糸において糸切れが6回発生した。実施例6〜8、比較例2の結果を表2に示す。それぞれにおける芯成分と鞘成分の複合比(重量比)を下記に示す。なお比較例2では、口金2として鞘成分の流路を有さない下記のスペックのものを用いた。
(Examples 6 to 8, Comparative Example 2)
In Example 1, the composite ratios of the core component and the sheath component were changed, and the thicknesses of the sheath component of the obtained drawn yarn were changed, and the stretches of Examples 6 to 8 and Comparative Example 2 were performed in the same manner as in Example 1. I got a thread. In Examples 6-7, the yarn production was excellent without yarn breakage, whereas in Example 8, yarn breakage occurred once in 100 kg spinning, and in Comparative Example 2, the spun yarn had a large ballast and fineness. The turning point was likely to fluctuate, and yarn breakage occurred six times in 100 kg spinning. The results of Examples 6 to 8 and Comparative Example 2 are shown in Table 2. The composite ratio (weight ratio) of the core component and the sheath component in each is shown below. In Comparative Example 2, the following specifications having no sheath component flow path were used as the cap 2.
・実施例6:芯成分/鞘成分=85/15
・実施例7:芯成分/鞘成分=90/10
・実施例8:芯成分/鞘成分=95/5
・比較例2:芯成分/鞘成分=100/0
・比較例2の口金2:鞘成分 孔なし、芯成分 孔径0.6mm、吐出孔長0.9mm、1フィラメントに対して孔数1
実施例1(表1)、実施例6〜8、比較例2(表2)を比較するとわかるように、本発明の芯鞘型複合繊維は、鞘成分を有することによって、良好な耐摩耗性を示すことがわかる。また鞘成分が厚いほど、耐摩耗性に優れるだけでなく、紡出糸におけるバラスの発生を抑制できるため製糸性に優れ、均一性に優れた延伸糸が得られることがわかる。
Example 6: Core component / sheath component = 85/15
Example 7: Core component / sheath component = 90/10
Example 8: Core component / sheath component = 95/5
Comparative Example 2: Core component / sheath component = 100/0
Base 2 of Comparative Example 2: sheath component no hole, core component hole diameter 0.6 mm, discharge hole length 0.9 mm, 1 hole per filament
As can be seen by comparing Example 1 (Table 1), Examples 6 to 8, and Comparative Example 2 (Table 2), the core-sheath type composite fiber of the present invention has good abrasion resistance by having a sheath component. It can be seen that It can also be seen that the thicker the sheath component, the more excellent the abrasion resistance and the suppression of the occurrence of ballast in the spun yarn, so that it is possible to obtain a drawn yarn having excellent yarn-making properties and excellent uniformity.
(参考例9)
実施例1において、成分Aとしてポリ乳酸(PLA−3、融点130℃、溶融粘度200Pa・sec−1)、を用いた以外は実施例1と同様にして、紡糸、延伸、熱処理を行い参考例9の延伸糸を得た。紡出糸から発煙が確認され、また100kgの延伸糸の作製において、糸切れが3回発生した。得られた延伸糸の耐摩耗性は511回、強度2.5cN/dtex、U%1.8と、参考例9より、実施例1の方が耐摩耗性、強度、均一性に優れていた。参考例9の結果を表3に示す。
( Reference Example 9)
In Example 1, except that polylactic acid (PLA-3, melting point 130 ° C., melt viscosity 200 Pa · sec −1 ) was used as component A, spinning, stretching, and heat treatment were performed in the same manner as in Example 1 for reference example. Nine drawn yarns were obtained. Smoke was confirmed from the spun yarn, and yarn breakage occurred three times in the production of a 100 kg drawn yarn. The obtained drawn yarn had a wear resistance of 511 times, a strength of 2.5 cN / dtex, and U% 1.8, and Example 1 was more excellent in wear resistance, strength, and uniformity than Reference Example 9. . The results of Reference Example 9 are shown in Table 3.
実施例1(表1)、参考例9(表3)を比較してわかるように、成分Aとして本発明にて好ましいとされる融点範囲の脂肪族ポリエステル樹脂を用いることによって、紡糸工程における成分Aの熱劣化を抑制でき、得られる芯鞘型複合繊維の芯成分において、本発明にて好ましいとされるポリマーアロイ構造、島成分の直径を形成し易くなることがわかる。
As can be seen by comparing Example 1 (Table 1) and Reference Example 9 (Table 3), by using an aliphatic polyester resin having a melting point range that is preferable in the present invention as Component A, the components in the spinning process It can be seen that the thermal deterioration of A can be suppressed, and in the core component of the obtained core-sheath composite fiber, the polymer alloy structure and the diameter of the island component that are preferable in the present invention can be easily formed.
(実施例10〜12、参考例13〜14)
実施例1において、成分B、成分Cとして用いるポリアミド樹脂を変更した以外は、実施例1と同様にして紡糸、延伸、熱処理を行い実施例10〜12、参考例13〜14の延伸糸を得た。参考例13、14は融点260℃のポリアミド樹脂で有るため、該ポリアミド樹脂を溶融させるために混練機温度を270℃、紡糸温度を280℃として紡糸を行った。実施例10〜12については、実施例1と同様にバラスの発生は小さく、製糸は安定を極めたが、参考例13〜14の紡出糸は成分Aの熱分解に起因すると考えられる発煙が観察されバラスも大きかった。参考例13では糸切れが9回、参考例14では糸切れが8回観察され、実施例1の方が製糸性に優れていた。実施例10〜12、参考例13〜14の結果を表3に示す。なお実施例10〜12、参考例13〜14で成分B、成分Cに用いたポリアミド樹脂を下記に示す。
(Examples 10 to 12, Reference Examples 13 to 14 )
In Example 1, except that the polyamide resins used as Component B and Component C were changed, spinning, stretching, and heat treatment were performed in the same manner as in Example 1, and the stretched yarns of Examples 10 to 12 and Reference Examples 13 to 14 were used. Got. Since Reference Examples 13 and 14 were polyamide resins having a melting point of 260 ° C., spinning was carried out at a kneader temperature of 270 ° C. and a spinning temperature of 280 ° C. in order to melt the polyamide resin. About Examples 10-12, generation | occurrence | production of the ballast was small like Example 1, and the yarn production was extremely stable, but the spun yarns of Reference Examples 13-14 produced fuming that was considered to be caused by thermal decomposition of Component A. Observed ballast was large. In Reference Example 13, yarn breakage was observed 9 times, and in Reference Example 14, yarn breakage was observed 8 times, and Example 1 was superior in yarn production. The results of Examples 10 to 12 and Reference Examples 13 to 14 are shown in Table 3. In addition, the polyamide resin used for the component B and the component C in Examples 10-12 and Reference Examples 13-14 is shown below.
・実施例10:成分B=N610−1、成分C=N610−2
・実施例11:成分B=N6/N66、成分C=N6−2
・実施例12:成分B=N6−1、成分C=N11
・参考例13:成分B=N66−1、成分C=N6−2
・参考例14:成分B=N6−1、成分C=N66−2
N6/N66:N6とN66がモル比80/20で共重合されたナイロン、硫酸相対粘度2.20、融点200℃、溶融粘度60Pa・sec−1)
N610−1:ナイロン610、硫酸相対粘度2.15、融点225℃、溶融粘度60Pa・sec−1
N610−2:ナイロン610、硫酸相対粘度2.60、融点225℃、溶融粘度150Pa・sec−1
N66−1:ナイロン66、硫酸相対粘度2.15、融点260℃、溶融粘度60Pa・sec−1
N66−1:ナイロン66、硫酸相対粘度2.60、融点260℃、溶融粘度150Pa・sec−1
N11:ナイロン11、融点185℃、溶融粘度150Pa・sec−1
表1、表3から分かるように、実施例1(表1)、実施例10〜11(表3)の延伸糸は実施例12(表3)よりも耐摩耗性に優れた延伸糸となる。すなわち、本発明において成分Bと成分Cが同種類のモノマーを主たる成分とするポリアミド樹脂で構成することにより、芯成分と鞘成分の界面の接着性が向上し、耐摩耗性に優れた延伸糸となることが分かる。
Example 10: Component B = N610-1, Component C = N610-2
Example 11: Component B = N6 / N66, Component C = N6-2
Example 12: Component B = N6-1, Component C = N11
Reference Example 13: Component B = N66-1, Component C = N6-2
Reference Example 14: Component B = N6-1, Component C = N66-2
N6 / N66: nylon in which N6 and N66 are copolymerized at a molar ratio of 80/20, sulfuric acid relative viscosity 2.20, melting point 200 ° C., melt viscosity 60 Pa · sec −1 )
N610-1: Nylon 610, sulfuric acid relative viscosity 2.15, melting point 225 ° C., melt viscosity 60 Pa · sec −1
N610-2: nylon 610, sulfuric acid relative viscosity 2.60, melting point 225 ° C., melt viscosity 150 Pa · sec −1
N66-1: Nylon 66, sulfuric acid relative viscosity 2.15, melting point 260 ° C., melt viscosity 60 Pa · sec −1
N66-1: Nylon 66, sulfuric acid relative viscosity 2.60, melting point 260 ° C., melt viscosity 150 Pa · sec −1
N11: nylon 11, melting point 185 ° C., melt viscosity 150 Pa · sec −1
As can be seen from Tables 1 and 3, the drawn yarns of Example 1 (Table 1) and Examples 10 to 11 (Table 3) are drawn yarns having better abrasion resistance than Example 12 (Table 3). . That is, in the present invention, the component B and the component C are composed of a polyamide resin whose main component is the same type of monomer, so that the adhesiveness at the interface between the core component and the sheath component is improved, and the drawn yarn excellent in wear resistance. It turns out that it becomes.
また、実施例1(表1)、実施例10〜12、参考例13〜14(表3)から分かるように、成分B、成分Cとして本発明にて好ましいとされる融点範囲のポリアミドを採用することにより、成分Aの熱分解が起こりにくい温度で溶融紡糸を行うことが可能となる。これにより、ポリマーを溶融してから紡出するまでの間、成分Aの溶融粘度を高く維持することができる。このため本発明にて好ましいとされるポリマーアロイ構造aを形成せしめ易く、また粗大な島成分を含まない延伸糸となるため、耐摩耗性に優れた延伸糸となることが分かる。
Further, as can be seen from Example 1 (Table 1), Examples 10 to 12, and Reference Examples 13 to 14 (Table 3), polyamides having a melting point range which is preferably used in the present invention as Component B and Component C. By adopting, it becomes possible to perform melt spinning at a temperature at which the thermal decomposition of component A does not occur easily. Thereby, the melt viscosity of the component A can be kept high during the period from melting the polymer to spinning. For this reason, since it becomes easy to form the polymer alloy structure a considered preferable in this invention, and it becomes a drawn yarn which does not contain a coarse island component, it turns out that it becomes a drawn yarn excellent in abrasion resistance.
(参考例15〜17)
実施例1において、成分A、成分Bとして用いる熱可塑性樹脂を変更した以外は、実施例1と同様にて、紡糸、延伸、熱処理を行い参考例15〜17の延伸糸を得た。参考例15については糸切れ2回と良好な製糸性を示した。参考例16、17については紡出糸におけるバラスが大きくやや糸揺れがあり、糸切れ7回、8回であったことから、参考例15の方が製糸性は良好であった。参考例15〜17の結果を表4に示す。参考例15〜17で用いた、成分A、成分Bについて下記に示す。
( Reference Examples 15 to 17)
In Example 1, except that the thermoplastic resins used as Component A and Component B were changed, spinning, stretching and heat treatment were performed in the same manner as in Example 1 to obtain stretched yarns of Reference Examples 15 to 17. In Reference Example 15, the yarn was broken twice and good yarn forming property was exhibited. In Reference Examples 16 and 17, since the ball in the spun yarn was large and the yarn was slightly swayed, and the yarn breakage was 7 times and 8 times, the reference example 15 was better in yarn production. The results of Reference Examples 15 to 17 are shown in Table 4. It shows below about the component A and the component B which were used in Reference Examples 15-17.
・参考例15:成分A=PLA−1、成分B=N6−2
・参考例16:成分A=PLA−2、成分B=N6−2
・参考例17:成分A=PLA−2、成分B=N6−3
N6−3:ナイロン6、硫酸相対粘度3.15、融点225℃、溶融粘度300Pa・sec−1
Reference Example 15: Component A = PLA-1, Component B = N6-2
Reference Example 16: Component A = PLA-2, Component B = N6-2
Reference Example 17: Component A = PLA-2, Component B = N6-3
N6-3: Nylon 6, sulfuric acid relative viscosity 3.15, melting point 225 ° C., melt viscosity 300 Pa · sec −1
実施例1(表1)、参考例15〜17(表4)を比較すると、本発明において、成分Aと成分Bの粘度比を好ましい範囲で選択することによって、芯成分のポリマーアロイ構造、島成分の直径を本発明の好ましい範囲とすることができ、より耐摩耗性に優れる芯鞘型複合繊維となることが分かる。
Comparing Example 1 (Table 1) and Reference Examples 15 to 17 (Table 4), in the present invention, by selecting the viscosity ratio of Component A and Component B within a preferred range, the polymer alloy structure of the core component, the island It turns out that the diameter of a component can be made into the preferable range of this invention, and becomes a core-sheath-type composite fiber which is more excellent in abrasion resistance.
(実施例18〜19)
実施例1において、成分Cとして用いるポリアミド樹脂を変更した以外は、実施例1と同様にして、紡糸、延伸、熱処理を行い実施例18〜19の延伸糸を得た。実施例18〜19で使用した成分Cを下記に、実施例18〜19の結果を表4に示す。
(Examples 18 to 19)
In Example 1, except that the polyamide resin used as Component C was changed, spinning, stretching, and heat treatment were performed in the same manner as in Example 1 to obtain stretched yarns of Examples 18 to 19. The component C used in Examples 18 to 19 is shown below, and the results of Examples 18 to 19 are shown in Table 4.
・実施例18:成分C=N6−1
・実施例19:成分C=N6−3
実施例1(表1)、実施例18〜19(表4)を比較すると、本発明において成分Cとして好ましい範囲の溶融粘度のポリアミドを採用することにより、耐摩耗性に優れた延伸糸となることが分かる。実施例19では、繊維横断面観察において芯成分の偏心(芯成分と鞘成分の重心が異なる)が確認され、場所によって鞘成分の厚みに違いがみられた。
Example 18: Component C = N6-1
Example 19: Component C = N6-3
When Example 1 (Table 1) and Examples 18 to 19 (Table 4) are compared, by adopting a polyamide having a melt viscosity in a preferred range as Component C in the present invention, a drawn yarn having excellent wear resistance is obtained. I understand that. In Example 19, the eccentricity of the core component (differing in the center of gravity of the core component and the sheath component) was confirmed in the fiber cross-sectional observation, and the thickness of the sheath component varied depending on the location.
(実施例20)
実施例1において、紡糸機として、図2に示す2軸混練機を備えた紡糸連続捲縮付与装置を用い、溶融紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理を連続的に施し、エアースタッファ捲縮糸を得た。
(Example 20)
In Example 1, as a spinning machine, a spinning continuous crimping apparatus provided with the twin-screw kneader shown in FIG. 2 was used, and melt spinning, stretching, heat treatment, and crimping were continuously performed, and air stuffer crimping was performed. I got a thread.
図2に示した芯成分ホッパー18に、成分A(PLA−1)/成分B(N6−1)をブレンド比=40/60(重量比)となるように別々に計量してチップブレンドして投入し、鞘成分ホッパー19には成分C(N6−2)を投入し、成分Aと成分Bのブレンドポリマー、成分Cを、それぞれ2軸押出混練機20、21にて別々に溶融および混練して紡糸ブロック22に導き、ギヤポンプ23、24にてそれぞれのポリマーを計量、排出し、内蔵された紡糸パック25に導き、三葉断面用口金の細孔を120ホール有する、紡糸口金26から紡出した。この時、芯成分/鞘成分の複合比=80/20(重量比)となるように、芯成分、鞘成分のギヤポンプの回転数を選定した(芯鞘型複合繊維は総重量に対して成分Aを32重量%含有している)。そしてユニフロー冷却装置27で糸条28を冷却固化し、給油装置29により給油した。さらに第1ロール30で引き取った後、第2ロール31、第3ロール32の速度比により延伸を施し、第3ロール32で熱処理を施し、第3ロール32、第4ロール33の速度比によりさらに延伸を施し、第4ロール33で再度熱処理を施し、第4ロールと第5ロールとの間で糸条をリラックスさせながら加熱流体を用いる捲縮処理ノズル34にてエアースタッファ捲縮を付与し、第5ロール35の表面において捲縮糸を室温に冷却して構造固定し、第6ロール36、第7ロール37の間で捲縮を伸ばさない程度の張力(0.05〜0.10cN/dtex、繊度は巻取った捲縮糸の繊度を用いる)をかけながらストレッチし、巻取機38で巻き取ることにより、紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理を1段階で施した1800デシテックス120フィラメントのエアースタッファ捲縮糸を得た(チーズパッケージ39)を得た。約100kgサンプリングしたが糸切れ、単糸流れ等は発生せず、製糸は極めて安定していた。実施例20の結果を表5に示す。 In the core component hopper 18 shown in FIG. 2, component A (PLA-1) / component B (N6-1) are separately weighed so that the blend ratio = 40/60 (weight ratio) and chip blended. The component C (N6-2) is charged into the sheath component hopper 19, and the blend polymer of component A and component B and component C are separately melted and kneaded in the twin-screw extrusion kneaders 20 and 21, respectively. Then, each polymer is measured and discharged by the gear pumps 23 and 24, led to the built-in spin pack 25, and spun from the spinneret 26 having 120 holes for the three-leaf cross-section die. did. At this time, the rotation speed of the gear pump of the core component and the sheath component was selected so that the composite ratio of the core component / sheath component = 80/20 (weight ratio). 32% by weight of A). Then, the yarn 28 was cooled and solidified by the uniflow cooling device 27 and supplied by the oil supply device 29. Furthermore, after taking up with the 1st roll 30, it extends | stretches with the speed ratio of the 2nd roll 31 and the 3rd roll 32, heat-processes with the 3rd roll 32, and further according to the speed ratio of the 3rd roll 32 and the 4th roll 33 Stretching is performed, heat treatment is performed again with the fourth roll 33, and air stuffer crimping is imparted by the crimping treatment nozzle 34 using a heating fluid while relaxing the yarn between the fourth roll and the fifth roll. Then, the crimped yarn is cooled to room temperature on the surface of the fifth roll 35 to fix the structure, and tension (0.05 to 0.10 cN / s) that does not stretch the crimp between the sixth roll 36 and the seventh roll 37. 1800 dtex 120 in which spinning, drawing, heat treatment, and crimping treatment are performed in one stage by stretching while applying the dtex (fineness is the fineness of the crimped yarn that has been wound) and winding with a winder 38. It was obtained to obtain an air stuffer crimped yarn of Iramento the (cheese package 39). Although about 100 kg was sampled, yarn breakage, single yarn flow, etc. did not occur, and the yarn production was extremely stable. The results of Example 20 are shown in Table 5.
なお溶融紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理条件は以下のとおりである。 The melt spinning, drawing, heat treatment, and crimping treatment conditions are as follows.
・混練機温度:230℃
・紡糸温度:240℃
・濾層:30#モランダムサンド充填
・フィルター:20μm不織布フィルター
・口金:スリット幅0.15mm、スリット長1.5mm、孔数120
・口金1(ポリマー吐出直前の口金):スリット幅0.15mm、スリット長1.5mm、孔数120
・口金2(図9の模式図47の口金。口金1の直前にあり芯成分、鞘成分に別々の流路を有するもの):
鞘成分 孔径0.4mm、吐出孔長0.5mm、1フィラメントに対して孔数4
芯成分 スリット幅0.08mm、スリット長1.2mm、1フィラメントに対して孔数1
・吐出量:360g/分(1パック1糸条、120フィラメント)
・冷却:冷却長1mのユニフロー使用。冷却風温度20℃、風速0.5m/秒、冷却開始位置は口金面下0.1m
・油剤:脂肪酸エステル10%濃度エマルジョン油剤を糸に対して10%付着
・第1ロール温度:25℃
・第2ロール温度:75℃
・第3ロール温度:140℃
・第4ロール温度:190℃
・第5ロール温度:25℃
・第6ロール温度:25℃
・第7ロール温度:25℃
・加熱蒸気処理温度:225℃
・第1ロール速度:690m/分
・第2ロール速度:700m/分
・第3ロール速度:1750m/分
・第4ロール速度:2800m/分
・第5ロール速度:80m/分
・第6ロール速度:2000m/分
・第7ロール速度:2040m/分
・巻取速度:2000m/分
-Kneader temperature: 230 ° C
・ Spinning temperature: 240 ℃
-Filter layer: 30 # Morundum sand filling-Filter: 20 μm non-woven filter-Base: Slit width 0.15 mm, Slit length 1.5 mm, Number of holes 120
・ Base 1 (Base just before polymer discharge): slit width 0.15 mm, slit length 1.5 mm, number of holes 120
Base 2 (base of schematic diagram 47 in FIG. 9 and immediately before base 1 and having separate flow paths for the core component and the sheath component):
Sheath component: 0.4 mm hole diameter, 0.5 mm discharge hole length, 4 holes per filament
Core component Slit width 0.08mm, slit length 1.2mm, 1 hole per filament
・ Discharge rate: 360 g / min (1 pack, 1 thread, 120 filaments)
・ Cooling: Uniflow with a cooling length of 1 m is used. Cooling air temperature 20 ° C, wind speed 0.5m / sec, cooling start position 0.1m below the base
・ Oil agent: Fatty acid ester 10% concentration emulsion oil agent adheres to yarn 10% ・ First roll temperature: 25 ° C.
-Second roll temperature: 75 ° C
-Third roll temperature: 140 ° C
-Fourth roll temperature: 190 ° C
-5th roll temperature: 25 degreeC
-Sixth roll temperature: 25 ° C
-Seventh roll temperature: 25 ° C
・ Heating steam treatment temperature: 225 ℃
First roll speed: 690 m / min Second roll speed: 700 m / min Third roll speed: 1750 m / min Fourth roll speed: 2800 m / min Fifth roll speed: 80 m / min Sixth roll speed : 2000 m / min. Seventh roll speed: 2040 m / min. Winding speed: 2000 m / min.
得られたエアースタッファ捲縮糸の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島成分の直径は0.05〜0.30μmであった。また非染色成分が島成分を形成していることから、成分Aが島、成分Bが海の海島構造(ポリマーアロイ構造a)であった。また捲縮伸長率25%、拘束荷重下伸長率19%と、優れた捲縮特性を示し、へたり難い捲縮を有する捲縮糸であった。そして該捲縮糸を用いてカーペットを作製して耐摩耗試験を行った結果、摩耗減量率10%と優れた耐摩耗性を示した。また該捲縮糸の丸編を作製してアイロン耐熱性の評価を行った結果、全く外観変化はなく優れた耐熱性を示した。該捲縮糸のDSCでの融点は170℃近傍(成分Aに由来するピーク)および225℃近傍(成分Bと成分Cに由来するピーク)と、各成分起因の融解ピークが観測され、それぞれの融解ピークの熱容量の総和は74J/gであり、十分な結晶性を示した。 When the TEM observation of the cross section of the obtained air stuffer crimped yarn was performed, it had a uniformly dispersed sea-island structure, and the diameter of the island component was 0.05-0.30 μm. Further, since the non-dyed component forms an island component, the component A has an island and the component B has a sea-island structure (polymer alloy structure a). Moreover, it was a crimped yarn having a crimped elongation rate of 25% and an elongation rate of 19% under a restrained load, excellent crimp characteristics, and having a crimp that is difficult to set. As a result of producing a carpet using the crimped yarn and carrying out an abrasion resistance test, it showed an excellent abrasion resistance with an abrasion loss rate of 10%. In addition, as a result of producing a round knitted crimped yarn and evaluating the iron heat resistance, the outer appearance did not change at all and showed excellent heat resistance. The melting point of DSC of the crimped yarn was observed at around 170 ° C. (peaks derived from component A) and around 225 ° C. (peaks derived from component B and component C), and melting peaks attributable to the respective components were observed. The sum of the heat capacities of the melting peaks was 74 J / g, indicating sufficient crystallinity.
(実施例21〜24、比較例3)
実施例20において、芯成分のホッパーに充填する成分Aと成分Bのブレンド比率を、変更した以外は実施例20と同様にして実施例21〜24、比較例3のエアースタッファ捲縮糸を得た。実施例21〜24、比較例3の結果を表5に、それぞれにおける成分Aと成分Bのブレンド比率(重量比)を下記に示す。
(Examples 21 to 24, Comparative Example 3)
In Example 20, the air stuffer crimped yarns of Examples 21 to 24 and Comparative Example 3 were made in the same manner as in Example 20 except that the blend ratio of Component A and Component B filled in the core component hopper was changed. Obtained. The results of Examples 21 to 24 and Comparative Example 3 are shown in Table 5, and the blend ratio (weight ratio) of Component A and Component B in each is shown below.
・実施例21:成分A/成分B=20/80
・実施例22:成分A/成分B=55/45
・参考例23:成分A/成分B=70/30
・参考例24:成分A/成分B=90/10
・比較例3:成分A/成分B=100/0
実施例20〜22、参考例23〜24、比較例3から、本発明の芯鞘型複合繊維の捲縮糸は芯成分として成分Bを有することで芯成分の成分B、鞘成分の成分Cの相互作用によって芯鞘界面の接着性が高まり、優れた耐摩耗性を示す。また芯成分の成分A、成分Bのブレンド比率を本発明にて好ましいとされる範囲とすることによって、芯成分のポリマーアロイ構造、島成分の直径を好ましい範囲とすることができ、耐摩耗性に優れたエアースタッファ捲縮糸を得ることができる。そしてへたり難い捲縮を有することから、カーペットとした時の嵩高間に代表される品位が長期使用においても維持でき、また耐摩耗性の老化も無いカーペットを得ることができる。
Example 21: Component A / Component B = 20/80
Example 22: Component A / Component B = 55/45
Reference Example 23: Component A / Component B = 70/30
Reference Example 24: Component A / Component B = 90/10
Comparative Example 3: Component A / Component B = 100/0
From Examples 20 to 22 , Reference Examples 23 to 24 , and Comparative Example 3, the crimped yarn of the core-sheath composite fiber of the present invention has component B as the core component, so that component B of the core component, sheath component Due to the interaction of component C, the adhesion at the core-sheath interface is enhanced, and excellent wear resistance is exhibited. In addition, by setting the blend ratio of the component A and the component B of the core component to be within a preferable range in the present invention, the polymer alloy structure of the core component and the diameter of the island component can be set within a preferable range, and wear resistance Air stuffer crimped yarn excellent in the above can be obtained. And since it has a crimp that is difficult to loosen, it is possible to maintain the quality typified by the bulkiness when used as a carpet even during long-term use, and to obtain a carpet without wear-resistant aging.
(実施例25〜27、比較例4)
実施例20において、芯成分と鞘成分の複合比を変更し、得られる延伸糸の鞘成分の厚みを変更した以外は、実施例20と同様にして実施例25〜27のエアースタッファ捲縮糸を得た。比較例4についても、実施例20と同様の条件で捲縮糸を得ようと試みたが、繊維表面に露出した成分Aが第4ロールの表面に熱融着してしまって製糸は不可能であった。そこで第4ロールの温度を140℃、第3ローラーの温度を100℃として、比較例4のエアースタッファ捲縮糸を得た。
(Examples 25-27, Comparative Example 4)
In Example 20, the air stuffer crimping of Examples 25 to 27 was performed in the same manner as in Example 20 except that the composite ratio of the core component and the sheath component was changed and the thickness of the sheath component of the obtained drawn yarn was changed. I got a thread. For Comparative Example 4, an attempt was made to obtain a crimped yarn under the same conditions as in Example 20, but component A exposed on the fiber surface was heat-sealed to the surface of the fourth roll, making yarn production impossible. Met. Then, the temperature of the 4th roll was 140 degreeC, the temperature of the 3rd roller was 100 degreeC, and the air stuffer crimped yarn of the comparative example 4 was obtained.
実施例25〜26については糸切れ無く製糸性が優れていたのに対し、実施例27は100kgの紡糸において糸切れが2回発生し、比較例4については紡出糸のバラスが大きく、細化点が変動し易く、100kgの紡糸において糸切れが3回発生した。実施例25〜27、比較例4の結果を表6に、それぞれにおける芯成分と鞘成分の複合比(重量比)を下記に示す。 In Examples 25 to 26, yarn breakage was excellent with no yarn breakage, whereas in Example 27, yarn breakage occurred twice in 100 kg spinning, and in Comparative Example 4, the spun yarn had a large ballast and thinness. The turning point was likely to fluctuate, and yarn breakage occurred three times in 100 kg spinning. The results of Examples 25 to 27 and Comparative Example 4 are shown in Table 6, and the composite ratio (weight ratio) of the core component and the sheath component in each is shown below.
・実施例25:芯成分/鞘成分=85/15
・実施例26:芯成分/鞘成分=90/10
・実施例27:芯成分/鞘成分=95/5
・比較例4:芯成分/鞘成分=100/0
Example 25: core component / sheath component = 85/15
Example 26: core component / sheath component = 90/10
Example 27: Core component / sheath component = 95/5
Comparative Example 4: Core component / sheath component = 100/0
実施例20(表5)、実施例25〜27(表6)、比較例4(表6)を比較すると、本発明の芯鞘型複合繊維は、鞘成分を有することによって、捲縮伸長率が高く、拘束荷重下伸長率が高く、かつ耐摩耗性に優れる捲縮糸を得ることが出来る。また鞘成分が厚いほど、耐摩耗性に優れるだけでなく、拘束荷重下伸長率の高い、すなわち捲縮がへたり難い高品位な捲縮糸となる。さらに鞘成分が厚いほど紡出糸におけるバラスの発生をも抑制でき、製糸性よく、均一性の高い捲縮糸を得ることができる。 When Example 20 (Table 5), Examples 25 to 27 (Table 6), and Comparative Example 4 (Table 6) are compared, the core-sheath composite fiber of the present invention has a sheath component, so that the crimp elongation rate A crimped yarn having a high elongation rate, a high elongation rate under a restraining load and excellent wear resistance can be obtained. In addition, the thicker the sheath component, not only is excellent in abrasion resistance, but also has a high elongation rate under restraining load, that is, a high-quality crimped yarn that is difficult to crimp. Furthermore, the thicker the sheath component, the more the generation of the ball in the spun yarn can be suppressed, and the crimped yarn having good yarn-making property and high uniformity can be obtained.
(実施例28〜32)
実施例20において、第4ロールの温度を変更した以外は実施例20と同様にして、紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理を施し、エアースタッファ捲縮糸を得た。実施例28〜31については紡出糸のバラスの発生も小さく、糸切れもなく、紡糸は安定を極めたが、実施例31については第4ロール上で若干の糸揺れが発生して糸切れが1回起こった。実施例28〜32の結果を表7に示す。また実施例28〜32における第4ロールの温度について下記に示す。
(Examples 28 to 32)
In Example 20, except that the temperature of the fourth roll was changed, spinning, drawing, heat treatment, and crimping treatment were performed in the same manner as in Example 20 to obtain an air stuffer crimped yarn. In Examples 28 to 31, the spun yarn had little occurrence of ballast, there was no yarn breakage, and the spinning was extremely stable. However, in Example 31, some yarn swaying occurred on the fourth roll, resulting in yarn breakage. Happened once. The results of Examples 28 to 32 are shown in Table 7. Moreover, it shows below about the temperature of the 4th roll in Examples 28-32.
・実施例28:第4ロールの温度=140℃
・実施例29:第4ロールの温度=150℃
・実施例30:第4ロールの温度=175℃
・実施例31:第4ロールの温度=200℃
・実施例32:第4ロールの温度=210℃
Example 28: Temperature of the fourth roll = 140 ° C.
Example 29: Temperature of the fourth roll = 150 ° C.
Example 30: Fourth roll temperature = 175 ° C
Example 31: Temperature of the fourth roll = 200 ° C.
Example 32: Fourth roll temperature = 210 ° C
実施例20(表5)および実施例29〜30(表7)と、実施例28、32(表7)とを比較すると分かるように、本発明において好ましいとされる捲縮伸長率を有する捲縮糸とすることによって、耐摩耗性が飛躍的に向上することが分かる。実施例20、29〜30の捲縮糸は適度な捲縮伸長率を有する捲縮糸であるため、外力により摩耗された際に捲縮糸が倒れにくく、かつ単糸間に適度な屈曲や絡合を有するため、外力がそれぞれの単糸に分散されて優れた耐摩耗性を示した。 As can be seen from a comparison between Example 20 (Table 5) and Examples 29 to 30 (Table 7) and Examples 28 and 32 (Table 7), the cocoon having a crimp elongation rate preferred in the present invention. It can be seen that the wear resistance is drastically improved by using the reduced yarn. Since the crimped yarns of Examples 20 and 29 to 30 are crimped yarns having an appropriate crimp elongation rate, the crimped yarns are not easily collapsed when worn by an external force, and moderate bending or Due to the entanglement, the external force was dispersed in each single yarn and exhibited excellent wear resistance.
(実施例33〜35)
実施例20において、使用する口金孔のスペックを変更し、得られるエアースタッファ捲縮糸の異形度を変更した以外は、実施例20と同様にして、紡糸、延伸、熱処理、捲縮処理を施して実施例33〜35のエアースタッファ捲縮糸を得た。実施例33〜35の結果を表8に示す。また実施例33〜35にて使用した口金孔スペックを下記に示す。
(Examples 33 to 35)
In Example 20, the spinning, drawing, heat treatment, and crimping treatments were performed in the same manner as in Example 20 except that the specifications of the base hole used were changed and the deformed degree of the resulting air stuffer crimped yarn was changed. And air stuffer crimped yarns of Examples 33 to 35 were obtained. The results of Examples 33 to 35 are shown in Table 8. Moreover, the nozzle | cap | die hole specification used in Examples 33-35 is shown below.
・実施例33
口金1(ポリマー吐出直前の口金):スリット幅0.20mm、スリット幅0.8mm、孔数120
・実施例34
口金1(ポリマー吐出直前の口金):スリット長0.18mm、スリット幅1.0mm、孔数120
・実施例35
口金1(ポリマー吐出直前の口金):スリット長0.12mm、スリット幅1.8mm、孔数120
Example 33
Base 1 (Base just before polymer discharge): slit width 0.20 mm, slit width 0.8 mm, number of holes 120
Example 34
Base 1 (Base just before polymer discharge): slit length 0.18 mm, slit width 1.0 mm, number of holes 120
Example 35
Base 1 (Base just before polymer discharge): slit length 0.12 mm, slit width 1.8 mm, number of holes 120
実施例20(表5)、実施例33〜35(表8)を比較して分かるように、本発明において異形度が高いエアースタッファ捲縮糸とすることにより、耐摩耗性に優れるものとなる。すなわち本発明において捲縮糸の異形度が高いほど、紡糸工程において島成分の直径を微細化され易く、島が均一に分散したポリマーアロイ構造を有するため成分Aと成分Bおよび/または成分Cとの界面での接着性が高くなり、フィブリル化の無い耐摩耗性に優れた捲縮糸となった。さらに異形度の高い捲縮糸とすることで、へたり難い捲縮糸となり、長期使用においても耐摩耗性が低下しない捲縮糸となった。 As can be seen by comparing Example 20 (Table 5) and Examples 33 to 35 (Table 8), by using an air stuffer crimped yarn having a high degree of deformation in the present invention, it is excellent in abrasion resistance. Become. That is, in the present invention, the higher the degree of deformation of the crimped yarn, the more easily the diameter of the island component is made finer in the spinning process, and since the island has a polymer alloy structure in which the islands are uniformly dispersed, component A and component B and / or component C Adhesiveness at the interface was increased, and a crimped yarn excellent in abrasion resistance without fibrillation was obtained. Furthermore, by using a crimped yarn having a high degree of irregularity, it became a crimped yarn that was difficult to set, and a crimped yarn that did not deteriorate in wear resistance even after long-term use.
1:芯成分ホッパー
2:鞘成分ホッパー
3:芯成分の2軸押出混練機
4:鞘成分の2軸押出混練機
5:紡糸ブロック
6:芯成分のギヤポンプ
7:鞘成分のギヤポンプ
8:紡糸パック
9:紡糸口金
10:ユニフロー冷却装置
11:糸条
12:給油装置
13:第1ロール
14:第2ロール
15:第3ロール
16:第4ロール
17:巻取機
18:チーズパッケージ
19:芯成分ホッパー
20:鞘成分ホッパー
21:芯成分の2軸押出混練機
22:鞘成分の2軸押出混練機
23:紡糸ブロック
24:芯成分のギヤポンプ
25:鞘成分のギヤポンプ
26:紡糸パック
27:紡糸口金
28:ユニフロー冷却装置
29:糸条
30:給油装置
31:第1ロール
32:第2ロール
33:第3ロール
34:第4ロール
35:捲縮ノズル
36:第5ロール
37:第6ロール
38:第7ロール
39:巻取機
40:チーズパッケージ
41:芯成分(ポリマーアロイ)
42:鞘成分
43:吐出孔長
44:孔径
45:スリット長
46:スリット幅
47:口金1(吐出直前の口金)
48:口金2(口金1の直前にあり芯成分、鞘成分に別々の流路を有するもの)
49:延伸糸
50:摩耗ローラー
51:荷重
1: core component hopper 2: sheath component hopper 3: core component biaxial extrusion kneader 4: sheath component biaxial extrusion kneader 5: spinning block 6: core component gear pump 7: sheath component gear pump 8: spinning pack 9: Spinneret 10: Uniflow cooling device 11: Thread 12: Oil supply device 13: First roll 14: Second roll 15: Third roll 16: Fourth roll 17: Winder 18: Cheese package 19: Core component Hopper 20: sheath component hopper 21: twin screw extrusion kneader for core component 22: twin screw extrusion kneader for sheath component 23: spinning block 24: gear pump for core component 25: gear pump for sheath component 26: spinning pack 27: spinneret 28: Uniflow cooling device 29: Yarn 30: Oil supply device 31: First roll 32: Second roll 33: Third roll 34: Fourth roll 35: Crimp nozzle
36: 5th roll 37: 6th roll 38: 7th roll 39: Winder 40: Cheese package 41: Core component (polymer alloy)
42: sheath component 43: discharge hole length 44: hole diameter 45: slit length 46: slit width 47: base 1 (base immediately before discharge)
48: Base 2 (in front of base 1 and having separate flow paths for the core component and the sheath component)
49: drawn yarn 50: wear roller 51: load
Claims (11)
(1)脂肪族ポリエステル樹脂(A)が島成分を形成している
(2)熱可塑性ポリアミド樹脂(B)が海成分を形成している
(3)島成分の直径が0.001〜2μmである The core component is an aliphatic polyester resin (A), the comprises a polymer alloy of a thermoplastic polyamide resin (B), the sheath component Ri name contains a thermoplastic polyamide resin (C), the core component of the polymer alloy core-sheath composite yarn alloy structure you and satisfies the (1) to (3) below.
(1) The aliphatic polyester resin (A) forms an island component
(2) The thermoplastic polyamide resin (B) forms a sea component
(3) The diameter of the island component is 0.001 to 2 μm.
(4)強度:1.5〜4cN/dtex
(5)沸騰水処理後の捲縮伸長率:5〜35%
(6)異形度(D1/D2):1.3〜8 The crimped yarn according to claim 5 or 6 , wherein the crimped yarn satisfies the following physical properties (4) to (6).
(4) Strength: 1.5-4 cN / dtex
(5) Crimp elongation after boiling water treatment: 5-35%
(6) Deformity (D1 / D2): 1.3-8
(7)紡糸温度:Tmb+5℃〜Tmb+40℃
(8)口金面深度:0.01〜0.15m
(9)吐出線速度:1〜20m/分
(10)熱処理温度:100〜200℃
(11)延伸倍率:1.5〜6倍 The aliphatic polyester resin (A) and the thermoplastic polyamide resin (B) are mixed in a biaxial extrusion kneader and / or a single screw extrusion kneader, and the kneading temperature is set to the melting point (Tmb) of the thermoplastic polyamide resin (B). Tmb + 40 ° C., shear rate 200-20,000 sec −1 , core component comprising polymer alloy melt-kneaded in the range of residence time 0.5-30 minutes, and sheath component comprising thermoplastic polyamide resin (C) Are spun together and spun by a spinneret, and the spun, unstretched core-sheath type composite fiber is taken up by a roll, and then drawn, stretched, and heat-treated by a direct spinning-stretching method that continuously stretches and heat-treats. At the time, a method for producing a core-sheath type composite fiber satisfying (7) to (11) as spinning conditions.
(7) Spinning temperature: Tmb + 5 ° C. to Tmb + 40 ° C.
(8) Base depth: 0.01 to 0.15 m
(9) Discharge linear velocity: 1 to 20 m / min (10) Heat treatment temperature: 100 to 200 ° C.
(11) Stretch ratio: 1.5-6 times
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