[go: up one dir, main page]

JP5189812B2 - Alloy fiber - Google Patents

Alloy fiber Download PDF

Info

Publication number
JP5189812B2
JP5189812B2 JP2007248870A JP2007248870A JP5189812B2 JP 5189812 B2 JP5189812 B2 JP 5189812B2 JP 2007248870 A JP2007248870 A JP 2007248870A JP 2007248870 A JP2007248870 A JP 2007248870A JP 5189812 B2 JP5189812 B2 JP 5189812B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
alloy
polymer
diameter
nanofibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007248870A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009079318A (en
Inventor
正人 増田
隆志 越智
明 木代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2007248870A priority Critical patent/JP5189812B2/en
Publication of JP2009079318A publication Critical patent/JP2009079318A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5189812B2 publication Critical patent/JP5189812B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

本発明は、2種類以上のポリマーがブレンドされたアロイポリマーからなるアロイ繊維に関するものであり、脱海処理を施すことで、湿潤時でも優れた力学的特性を有するポリエステルナノファイバーを発生させることができる。   The present invention relates to an alloy fiber composed of an alloy polymer in which two or more kinds of polymers are blended, and by performing sea removal treatment, it is possible to generate polyester nanofibers having excellent mechanical properties even when wet. it can.

ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリブチレンテレフタレート(PBT)に代表されるポリエステル繊維は力学的特性や寸法安定性に優れるため、衣料用途のみならずインテリアや車両内装、産業用途等幅広く利用されている。   Polyester fibers typified by polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT) are excellent in mechanical properties and dimensional stability, and thus are widely used not only for clothing but also for interiors, vehicle interiors, and industrial applications.

ポリエステル繊維は衣料用途に用いられてきたこともあり、ポリマー改質だけでなく、繊維の断面形状や極細糸による性能向上の検討も活発に行われてきた。このような検討の1つとして、海島複合紡糸を利用したポリエステルの超極細糸が生み出され、スエード調の人工皮革という大型新製品に結実していった。また、この超極細糸を一般衣料に適用し、通常の繊維では到底得られないピーチタッチの優れた風合いの衣料にも展開されている。さらに、衣料用途のみならず、ワイピングクロスといった生活資材や産業資材用途にも展開され、特に最近では、特開2001−1252号公報や特開2002−224925号公報に記載のようにコンピューターのハードディスク用の表面研磨布や、特開2002−102332号公報や特開2002−172163号公報に記載のように細胞吸着材のようなメディカル材料にまで応用が拡がっている。   Polyester fibers have been used for apparel applications. In addition to polymer modification, studies have been actively made on improving the performance of fibers by using cross-sectional shapes and ultrafine yarns. As one of such studies, polyester ultra-fine yarn using sea-island composite spinning was created, which resulted in a large new product called suede artificial leather. Moreover, this super extra fine thread is applied to general clothing, and it has also been developed to clothing having an excellent peach touch that cannot be obtained with ordinary fibers. Furthermore, it has been developed not only for clothing but also for daily life and industrial materials such as wiping cloth. Particularly recently, it is used for computer hard disks as described in JP-A-2001-1252 and JP-A-2002-224925. Applications have been extended to such surface polishing cloths and medical materials such as cell adsorbents as described in JP-A-2002-102332 and JP-A-2002-172163.

IT産業の降盛を支えるためハードディスクの大容量化が推進されているが、このためにはハードディスクの記録密度をさらに上げることが必須であり、現在の平均表面粗さが1nm以上であるハードディスクの表面をさらに平滑化することが必要である(目標は平均表面粗さ0.5nm以下)。このため、ハードディスク表面を磨くための研磨布に適したナノファイバーの開発が盛んに行われている。   Increasing the capacity of hard disks is being promoted to support the rise of the IT industry. To this end, it is essential to further increase the recording density of hard disks. It is necessary to further smooth the surface (the target is an average surface roughness of 0.5 nm or less). For this reason, development of nanofibers suitable for polishing cloth for polishing the hard disk surface has been actively conducted.

ハードディスクの研磨加工に用いられるナノファイバーに要求される特性としては、第1に繊維径が非常に小さいこと、第2にその繊維径バラツキが小さいことが要求されているが、さらにその湿潤時の力学的特性も非常に重要な要件である。   The properties required for nanofibers used for hard disk polishing are, firstly, that the fiber diameter is very small, and secondly, that the fiber diameter variation is small. Mechanical properties are also a very important requirement.

ハードディスク研磨にナノファイバーを用いる場合、シート状物として用いられる。ナノファイバーからなるシート状物を作製する際、前駆体であるアロイ繊維からナノファイバーを発生させる工程、すなわち脱海処理においては液中でシート状物が高張力下にさらされるという過酷な条件下で処理が行われる。このため、ナイロンのように吸水性の高いポリマーからなるナノファイバーを用いた場合、湿潤時の力学的特性が低く、シート状物の過度の変形、裂け、切れなどの問題を生じ、工程通過性が悪化する場合があった。更に研磨加工時には該シート状物に遊離砥粒を滴下し、湿潤状態で使用するため、ここでもシート状物の伸び等の問題が発生する場合があった。このため、特に研磨加工分野にナノファイバーを用いる場合には、低吸水性のポリエステルからなるナノファイバーの開発が切望されていた。   When nanofibers are used for hard disk polishing, they are used as sheets. When producing a nanofiber sheet, the process of generating nanofiber from the precursor alloy fiber, that is, in the sea removal treatment, the severe condition that the sheet is exposed to high tension in the liquid. Processing is performed. For this reason, when nanofibers made of polymers with high water absorption, such as nylon, are used, the mechanical properties when wet are low, causing problems such as excessive deformation, tearing, and cutting of the sheet-like material. May get worse. Furthermore, since abrasive grains are dropped on the sheet-like material during the polishing process and used in a wet state, problems such as elongation of the sheet-like material sometimes occur. For this reason, particularly when nanofibers are used in the field of polishing, it has been desired to develop nanofibers made of low water-absorbing polyester.

一方、ポリエステルナノファイバーを発生させることが可能なアロイ繊維やアロイポリマーに関しては以下のような例があった。   On the other hand, there are the following examples of alloy fibers and alloy polymers that can generate polyester nanofibers.

例えば、ポリエステルまたは結晶性ポリオレフィンを50〜90重量%とポリ乳酸(PLA)または親水基が共重合されたポリオレフィンをアロイポリマーとして得、それを繊維化することにより、ナノファイバーを発生することが可能なアロイ繊維を得る方法、また、PBTとPLAとを含有したPBT樹脂組成物に関する提案がある(特許文献1および特許文献2)。   For example, it is possible to generate nanofibers by obtaining polyester or crystalline polyolefin 50-90% by weight and polylactic acid (PLA) or polyolefins copolymerized with hydrophilic groups as an alloy polymer and fiberizing it. There are proposals concerning a method for obtaining a pure alloy fiber and a PBT resin composition containing PBT and PLA (Patent Document 1 and Patent Document 2).

確かにこれらの方法によって、ポリエステルナノファイバーを得ることは可能であるが、これらで実際に使用されるポリエステルの融点は225℃以上であり、海成分ポリマーを溶剤脱海ではなく、水系脱海が可能なPLAとした場合、紡糸温度を250℃以下では製糸が困難であるという課題がある。つまり、PLAは耐熱性が低く、紡糸温度を250℃以上になると著しく熱劣化が進行するため、得られるアロイ繊維の力学的特性が低下するばかりか紡糸過程でポリマーアロイの流動性が不均一となるため、繊維径バラツキが著しく悪化するという問題が発生する。また、溶融紡糸時にPLAが劣化してしまうと、紡糸線上で島成分ポリマーの伸長変形が効率よく行われず、ナノファイバーの繊維径が縮小されず、現在の研磨加工に求められている優れたポリエステルナノファイバーを得ることはできなかった。
特開2005−200593号公報 (特許請求の範囲) 特開2006−008868号公報 (特許請求の範囲)
Certainly, it is possible to obtain polyester nanofibers by these methods, but the melting point of the polyester actually used in these is 225 ° C. or higher, and the sea-based polymer is not subjected to solvent desealing. When it is possible to use PLA, there is a problem that spinning is difficult at a spinning temperature of 250 ° C. or lower. In other words, PLA has low heat resistance, and when the spinning temperature is 250 ° C. or higher, the thermal deterioration proceeds remarkably, so that not only the mechanical properties of the resulting alloy fiber are lowered but also the fluidity of the polymer alloy is uneven during the spinning process. Therefore, there arises a problem that the fiber diameter variation is remarkably deteriorated. In addition, if PLA deteriorates during melt spinning, the island component polymer is not efficiently stretched and deformed on the spinning line, and the fiber diameter of the nanofiber is not reduced. Nanofibers could not be obtained.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-200059 (Claims) JP 2006-008868 A (Claims)

本発明は、ポリ乳酸と低吸水性のポリエステルからなるアロイ繊維において、従来では課題となっていた長手方向の繊維径(繊度)バラツキを解消しようとするものである。   The present invention seeks to eliminate variations in the fiber diameter (fineness) in the longitudinal direction, which has been a problem in the past, in alloy fibers made of polylactic acid and low water-absorbing polyester.

本発明のかかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。
すなわち、
(1)2種類以上のポリマーがブレンドされたアロイポリマーからなるアロイ繊維において、繊維軸に対し垂直な断面に海島構造を形成し、かつ海成分ポリマーがポリ乳酸、島成分ポリマーが融点130〜215℃のジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸およびラクトン類から選ばれた少なくとも一成分が共重合されたポリブチレンテレフタレートであり、ウースターノーマルU%が3.0%以下であることを特徴とするアロイ繊維、
(2繊維軸に垂直な断面に現れる、融点130〜215℃のポリエステルの島成分の平均径が500nm以下であり、かつ島成分径CV%が30%以下であることを特徴とする(1)載のアロイ繊維、
(3)融点が130〜215℃の共重合ポリブチレンテレフタレートのブレンド比率が10〜50重量%であることを特徴とする(1)または(2)記載のアロイ繊維、
(4)(1)〜(3)記載のアロイ繊維を用いた繊維構造体、
(5)(4)記載の繊維構造体を脱海処理することにより得られるナノファイバーからなる繊維構造体、
である。
In order to solve the problems of the present invention, the following means are adopted.
That is,
(1) In an alloy fiber composed of an alloy polymer in which two or more kinds of polymers are blended, a sea-island structure is formed in a cross section perpendicular to the fiber axis, the sea component polymer is polylactic acid, and the island component polymer has a melting point of 130 to 215. An alloy fiber characterized in that it is polybutylene terephthalate in which at least one component selected from dicarboxylic acid, hydroxycarboxylic acid and lactone at 0 ° C. is copolymerized, and Worcester normal U% is 3.0% or less,
(2 ) The average diameter of the island component of the polyester having a melting point of 130 to 215 ° C. appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis is 500 nm or less, and the island component diameter CV% is 30% or less (1 ) Symbol placement of alloy fibers,
(3) The alloy fiber according to (1) or (2), wherein the blending ratio of the copolymerized polybutylene terephthalate having a melting point of 130 to 215 ° C. is 10 to 50% by weight,
(4) A fiber structure using the alloy fiber according to (1) to (3) ,
(5) A fiber structure comprising nanofibers obtained by desealing the fiber structure according to (4) ,
It is.

本発明は、ポリ乳酸と低吸水性のポリエステルからなるアロイ繊維に関するものであり、本発明のアロイ繊維は、海成分ポリマーがポリ乳酸であるために水系脱海が可能であることに加え、長手方向の繊維径(繊度)バラツキが非常に小さいため、脱海処理時に島成分を不必要に劣化させることがなく湿潤時においても優れた力学的特性を有したポリエステルナノファイバーを得ることができる。   The present invention relates to an alloy fiber composed of polylactic acid and a low water-absorbing polyester, and the alloy fiber of the present invention is not only capable of being subjected to water-based sea removal because the sea component polymer is polylactic acid. Since the variation in the fiber diameter (fineness) in the direction is very small, polyester nanofibers having excellent mechanical properties even when wet can be obtained without unnecessarily degrading island components during sea removal treatment.

以下、本発明について、望ましい実施形態とともに詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail together with preferred embodiments.

本発明におけるアロイポリマーとは2種類以上のポリマーがブレンドされたものを意味し、例えば、エクストルーダーなどの溶融混練押出機にて混練して得ることができる。本発明では、ポリ乳酸が海(マトリックス)、融点130〜215℃のポリエステルが島(ドメイン)をなしているものであり、公知の紡糸方法、例えば溶融紡糸によりアロイ繊維を得ることができる。   The alloy polymer in the present invention means a blend of two or more kinds of polymers, and can be obtained by kneading with a melt kneading extruder such as an extruder. In the present invention, polylactic acid is a sea (matrix), and a polyester having a melting point of 130 to 215 ° C. is an island (domain), and alloy fibers can be obtained by a known spinning method such as melt spinning.

本発明のアロイ繊維では、異なる2種類以上のポリマーが繊維軸に対し垂直な断面に海島構造を形成しており、ここでいう海島構造とは、島成分が海成分により複数に区別されている状態あるいは構造を形成しているもののことを言い、その区別された状態または島成分の断面形状に制約はない。   In the alloy fiber of the present invention, two or more different types of polymers form a sea-island structure in a cross section perpendicular to the fiber axis. The sea-island structure here is a plurality of island components distinguished by sea components. It refers to what forms a state or structure, and there is no restriction on the distinct state or the cross-sectional shape of the island component.

本発明のアロイ繊維における第1の要件としては、前述したように海島構造において、海成分がポリ乳酸によって構成されていることである。   The first requirement for the alloy fiber of the present invention is that the sea component is composed of polylactic acid in the sea-island structure as described above.

ここで言うポリ乳酸とは、L−乳酸および/またはD−乳酸を主たる構成成分とするポリマーであるが、乳酸以外の他の共重合成分を含んでいても良い。耐熱性という観点からポリ乳酸として乳酸成分の光学純度が高いものを用いることが好ましい。ポリ乳酸の総乳酸成分の内、L体が80%以上含まれるかあるいはD体が80%以上含まれることが好ましく、L体が95%以上含まれるかあるいはD体が95%以上含まれることがさらに好ましいものである。   The polylactic acid referred to here is a polymer containing L-lactic acid and / or D-lactic acid as a main constituent component, but may contain other copolymerization components other than lactic acid. From the viewpoint of heat resistance, it is preferable to use polylactic acid having a high optical purity of the lactic acid component. Among the total lactic acid components of polylactic acid, it is preferable that the L isomer is contained at 80% or more, or the D isomer is contained at 80% or more, the L isomer is contained at 95% or more, or the D isomer is contained at 95% or more. Is more preferable.

本発明のアロイ繊維は植物資源由来のポリ乳酸によって海成分が構成されているため、石油資源の使用量を抑制し、環境保全に寄与することができることは一般的に知られた事実であるが、アルカリ水溶液に対して易溶解性を示し、溶解除去が簡易に行えることが本発明における重要な要件として挙げられる。すなわち、アロイ繊維からナノファイバーを発生させる際に脱海処理を行うが、海成分がポリ乳酸の場合には、加水分解を受けやすい分子構造のために、アルカリ水溶液を用いることができるのである。このため、脱海処理に有機溶剤を使用あるいは処理するための特別な設備の必要がなく、一般的な液流染色機において脱海処理が可能な他に、環境に対する負荷が小さい。更に、80℃に加熱した水酸化ナトリウム2重量%水溶液中(浴比1:100)で同繊度のポリ乳酸繊維とPBT繊維を処理した場合、30分後にはPLAが99%以上減量するのに対し、PBTは1%未満の減量に留まるというように、ポリ乳酸はポリエステルとの加水分解速度の差が非常に大きい。このため、脱海処理が迅速に完了し、ナノファイバーを不必要に劣化させることなく得ることができるのである。   Although it is a generally known fact that the alloy fiber of the present invention has a sea component composed of polylactic acid derived from plant resources, it can reduce the amount of petroleum resources used and contribute to environmental conservation. An important requirement in the present invention is that it is easily soluble in an aqueous alkali solution and can be easily removed by dissolution. That is, seawater removal is performed when nanofibers are generated from alloy fibers. When the sea component is polylactic acid, an alkaline aqueous solution can be used because of the molecular structure that is susceptible to hydrolysis. For this reason, there is no need for special equipment for using or treating the organic solvent in the sea removal treatment, and it is possible to carry out the sea removal treatment in a general liquid flow dyeing machine, and the load on the environment is small. Furthermore, when polylactic acid fibers and PBT fibers having the same fineness are treated in a 2% by weight sodium hydroxide aqueous solution heated to 80 ° C. (bath ratio 1: 100), PLA decreases by 99% or more after 30 minutes. In contrast, polylactic acid has a very large difference in hydrolysis rate from polyester, such that PBT only loses less than 1%. For this reason, the sea removal treatment can be completed quickly and the nanofibers can be obtained without unnecessary deterioration.

次に本発明における第2の要件としては、島成分ポリマーがポリエステルであることである。   Next, the second requirement in the present invention is that the island component polymer is polyester.

本発明におけるポリエステルとは、モノマーの連結がエステル結合でなされているポリマーであり、PET、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、PBT、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリペンテンテレフタレート、ポリヘキセンテレフタレートなどの芳香族ポリエステルなどが挙げられる。これらのポリエステルは一般にナイロンと比較して、吸水性が低いものであり、この吸水性が低いことが非常に重要である。すなわち、ナノファイバーはその繊維径がnmオーダーと非常に縮小されているため、表面積が非常に大きく、吸水性による力学的特性の低下は通常の太さの繊維のそれと比較して非常に大きい。このため、アロイ繊維に脱海処理を施し、湿潤状態で使用する際には吸水性が高いと力学的特性が著しく低下し、繊維構造体としてのシート状物の伸びや裂け、切れ、また、ナノファイバーの脱落等の問題を発生することとなる。本発明のアロイ繊維から発生させたナノファイバーの場合には、例えば、ナノファイバーをシート状物に加工して、遊離砥粒を用いるような研磨加工に用いる場合においても、湿潤時の力学的特性が優れるため、シート状物の強力を保持でき、研磨時の荷重によるシート状物の伸びあるいは破れが抑制され、安定した研磨加工性を得ることができる。   The polyester in the present invention is a polymer in which monomers are linked by an ester bond, and is a fragrance such as PET, polytrimethylene terephthalate (PTT), PBT, polyethylene naphthalate (PEN), polypentene terephthalate, and polyhexene terephthalate. Group polyester and the like. These polyesters generally have a low water absorption compared to nylon, and it is very important that this water absorption is low. That is, since the fiber diameter of the nanofiber is very reduced to the order of nm, the surface area is very large, and the deterioration of the mechanical properties due to water absorption is very large compared to that of the fiber of normal thickness. For this reason, the alloy fiber is subjected to sea removal treatment, and when it is used in a wet state, if the water absorption is high, the mechanical properties are remarkably lowered, and the sheet-like material as a fiber structure stretches, tears, breaks, Problems such as dropping off of nanofibers will occur. In the case of the nanofibers generated from the alloy fiber of the present invention, for example, when the nanofibers are processed into a sheet-like material and used for polishing processing using free abrasive grains, the mechanical properties when wet Therefore, the strength of the sheet-like material can be maintained, the elongation or tearing of the sheet-like material due to the load during polishing can be suppressed, and stable polishing processability can be obtained.

また、一般に繊維断面に海島構造を有したアロイ繊維からナノファイバーを発生させるためには、脱海処理を行うが、ここで液流染色機などを使用し、脱海処理を行うと、ナノファイバーからなる繊維構造体は液中で高張力下におかれるような過酷な環境下にさらされることとなる。この際にも、湿潤時の力学的特性は重要であり、繊維構造体の伸びや破れ、また、ナノファイバーの脱落等の問題が発生しにくくなるのである。   In general, in order to generate nanofibers from alloy fibers having a sea-island structure in the fiber cross section, a seawater removal treatment is carried out. The fiber structure consisting of is exposed to a harsh environment such as being placed in a liquid under high tension. Also in this case, the mechanical properties when wet are important, and problems such as elongation and tearing of the fiber structure and dropping of the nanofibers are less likely to occur.

このようにポリエステルからなるナノファイバーは湿潤時における力学的特性の低下が小さいため、特に研磨加工分野においては開発を切望されているものであるが、昨今の研磨加工における要求を満足するものとするためには紡糸性の不安定性を改善する必要があった。すなわち、アロイポリマーの紡糸では、融点の異なる2種類以上のポリマーが同じ温度で溶融吐出されるものであり、吐出を安定したものとするには紡糸温度の選定が重要なポイントとなる。紡糸温度の決定にはアロイポリマーを構成するポリマーの融点が目安となり、ポリマーの融点に対して、紡糸温度が低い場合には溶融吐出自体が困難になるか、仮に溶融吐出できたとしても紡糸パック内での流動性に支障をきたし、吐出が非常に不安定なものとなる。これを抑制するためには、もっとも融点が高いポリマーの融点+25℃とすることが紡糸温度決定の目安となる。一般にポリ乳酸の融点は170℃程度であるため、紡糸温度を決定するのはポリエステルの融点ということになる。したがって、特許文献1および2で実際使用されている融点が225℃のポリエステルの場合には特許文献1実施例に記載されるように紡糸温度は250℃以上である。これに対し、本発明における島成分ポリマーの融点は130〜215℃とするために、溶融混練や溶融紡糸時の温度設定を240℃以下とすることができるのである。   In this way, nanofibers made of polyester have a small decrease in mechanical properties when wet, and are therefore eagerly desired to be developed especially in the field of polishing, but they should satisfy the recent demands for polishing. Therefore, it was necessary to improve the instability of spinnability. That is, in spinning an alloy polymer, two or more types of polymers having different melting points are melted and discharged at the same temperature, and selection of the spinning temperature is an important point for stable discharge. The spinning temperature is determined based on the melting point of the polymer constituting the alloy polymer. When the spinning temperature is lower than the melting point of the polymer, the melt discharge itself becomes difficult, or even if the melt discharge is possible, the spin pack The fluidity in the inside is hindered and the discharge becomes very unstable. In order to suppress this, it is a guideline for determining the spinning temperature that the melting point of the polymer having the highest melting point is 25 ° C. Since the melting point of polylactic acid is generally about 170 ° C., the spinning temperature is determined by the melting point of polyester. Therefore, in the case of a polyester having a melting point of 225 ° C. that is actually used in Patent Documents 1 and 2, the spinning temperature is 250 ° C. or higher as described in Examples of Patent Document 1. On the other hand, since the melting point of the island component polymer in the present invention is 130 to 215 ° C., the temperature setting at the time of melt kneading or melt spinning can be 240 ° C. or less.

ポリ乳酸は一般に熱劣化が進みやすいポリマーであり、この紡糸温度を10℃低温化させることが力学的特性に優れたナノファイバーを得るのに重要なポイントとなる。例えば、雰囲気温度のみ240℃と250℃に変更して、窒素雰囲気下でポリ乳酸を20分間保持した場合、250℃溶融時のポリ乳酸の分子量は240℃のそれと比較して50%まで低下することとなり、溶融混練時や溶融紡糸時において加熱滞留時間が長くなれば長くなるほど熱劣化差はより顕著なものとなる。溶融混練時や溶融紡糸時にアロイ繊維の大部分を占めるポリ乳酸が熱劣化してしまうと、アロイ繊維の力学的特性が低下し、延伸や脱海工程の通過性が悪化するという問題の他に、海成分ポリマーと島成分ポリマーの粘度比が大きくなるため、紡糸線上で島成分ポリマー(ポリエステル)が紡糸ドラフトに対し効率よく伸長しないこととなる。このため、得られるナノファイバーは繊維径の縮小が不十分であり、結晶性が不十分となるため、おのずと力学的特性も低くなる。本発明の場合には前述したように紡糸温度を240℃以下とすることが可能であり、ポリ乳酸の劣化が抑制されることにより、アロイ繊維およびそこから発生するナノファイバーいずれもが優れた力学的特性を有したものになる。   In general, polylactic acid is a polymer that easily undergoes thermal degradation, and lowering the spinning temperature by 10 ° C. is an important point for obtaining nanofibers having excellent mechanical properties. For example, when only the atmospheric temperature is changed to 240 ° C. and 250 ° C. and the polylactic acid is held for 20 minutes in a nitrogen atmosphere, the molecular weight of the polylactic acid when melted at 250 ° C. is reduced to 50% compared to that at 240 ° C. In other words, the longer the heat residence time during melt kneading or melt spinning, the more prominent the thermal deterioration difference becomes. In addition to the problem that the polylactic acid occupying most of the alloy fibers during melt-kneading and melt spinning deteriorates the mechanical properties of the alloy fibers and deteriorates the passability of the drawing and sea removal processes. Since the viscosity ratio of the sea component polymer and the island component polymer is increased, the island component polymer (polyester) does not efficiently extend with respect to the spinning draft on the spinning line. For this reason, since the obtained nanofibers are not sufficiently reduced in fiber diameter and crystallinity becomes insufficient, the mechanical properties are naturally lowered. In the case of the present invention, as described above, the spinning temperature can be 240 ° C. or less, and the degradation of polylactic acid is suppressed, so that both the alloy fiber and the nanofiber generated therefrom have excellent mechanics. It has a special characteristic.

本発明において島成分ポリマーを選定する目安となる融点とは、示差走査熱量測定(DSC)で観測される融解ピークのピークトップ温度を意味し、具体的な測定方法としては、例えば、以下のようにして行うことができる。すなわち、サンプルとして10mgを計量し、アルミパンに封入後、TA Instruments社製DSC2920 Modulated DSCに設置して、昇温速度16℃/分で測定を行う。そして、2nd runにおいてそのポリマーの融解ピークのピークトップ温度をそのポリマーの融点として求めたものである。   In the present invention, the melting point that serves as a standard for selecting the island component polymer means the peak top temperature of the melting peak observed by differential scanning calorimetry (DSC). As a specific measuring method, for example, Can be done. That is, 10 mg as a sample is weighed and sealed in an aluminum pan, and then placed on a DS Instruments 2920 Modulated DSC manufactured by TA Instruments, and measurement is performed at a temperature rising rate of 16 ° C./min. Then, the peak top temperature of the melting peak of the polymer at 2nd run is obtained as the melting point of the polymer.

本発明におけるポリエステルでは前述したようにこの融点が130〜215℃であるが、融点が観測される、すなわち結晶性ポリエステルであることが好ましい。非晶性ポリマーはガラス転移点以上の温度ではゴム弾性が強く発現し易く、海成分ポリマーと島成分ポリマーで変形挙動のバランスが乱れるために紡糸性や延伸性が低下し易い、また結晶によるいわゆる繊維構造の固定がないために、アロイ繊維を巻き取った後も遅延収縮が発生する場合がある。更にナノファイバーとした後も非晶質であり、繊維構造が形成されていないため、力学的特性が低く、収縮特性も低下し易い。また、アルカリ水溶液は運動性の高い非晶部分から拡散し、加水分解(溶解処理)が進行するものであるが、非晶性ポリエステルの場合にはその影響を受け易いために、湿潤時の力学的特性も結晶性ポリエステルのそれと比較して、低下したものとなりやすい。一方、結晶性ポリエステルの場合には、溶融吐出されたあと、紡糸線上でドラフトを受けることにより、配向結晶化が進むことに加え、延伸によって更に高配向化することにより、結晶により固定された強固な繊維構造が形成される。よってナノファイバー化した際にも力学的特性が優れたものになる他、アルカリ水溶液による不必要な劣化がほとんど起こらないために湿潤時の力学的特性に優れたナノファイバーとなる。   As described above, the melting point of the polyester in the present invention is 130 to 215 ° C., but the melting point is observed, that is, it is preferably a crystalline polyester. Amorphous polymers tend to exhibit strong rubber elasticity at temperatures above the glass transition point. The balance of deformation behavior between the sea component polymer and island component polymer is disturbed, so the spinnability and stretchability are likely to decrease. Since the fiber structure is not fixed, delayed shrinkage may occur even after the alloy fiber is wound. Further, since nanofibers are amorphous and no fiber structure is formed, the mechanical properties are low, and the shrinkage properties are likely to deteriorate. In addition, alkaline aqueous solution diffuses from an amorphous part with high mobility and undergoes hydrolysis (dissolution treatment). In the case of amorphous polyester, however, it is susceptible to the influence, so the dynamics during wetting The mechanical properties tend to be lower than that of crystalline polyester. On the other hand, in the case of crystalline polyester, after being melted and discharged, by receiving a draft on the spinning line, in addition to the progress of orientation crystallization, the orientation is further enhanced by stretching, thereby fixing the crystal firmly. A good fiber structure is formed. Therefore, when the nanofiber is formed, the mechanical properties are excellent, and unnecessary degradation due to the alkaline aqueous solution hardly occurs, so that the nanofiber has excellent mechanical properties when wet.

共重合体の融点降下は、結晶性ポリマーの一般に対するFloryの融点降下式(P.J.Flory, Principles of Polymer Chemistry, Chap. 13 (1953))によく一致することが知られており、共重合する成分としては、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸、グリコール酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸、カプロラクトン、バレロラクトン、プロピオラクトン、ウンデカラクトンなどのラクトン類を挙げることができる。中でも製糸工程におけるポリエステルの伸長変形を阻害し難い、また、耐熱性が良いという点からイソフタル酸が好ましい。 The melting point depression of the copolymer is well known to correspond to Flory's melting point depression formula (PJ Flory, Principles of Polymer Chemistry, Chap. 13 (1953)) for crystalline polymers in general. the component to be polymerized, co Haq acid, oxalic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, isophthalic acid, phthalic acid, dicarboxylic acids such as naphthalene dicarboxylic acid, glycolic acid, hydroxypropionic acid, hydroxybutyric acid, Examples thereof include hydroxycarboxylic acids such as hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid and hydroxybenzoic acid, and lactones such as caprolactone, valerolactone, propiolactone and undecalactone. Of these, isophthalic acid is preferred because it is difficult to inhibit elongation deformation of the polyester in the spinning process and has good heat resistance.

共重合比率としては、ホモポリエステルの融点にもよるが、1mol%あたり1〜4℃程度が目安となるため、融点が130〜215℃とするために必要な比率で共重合することが好ましい。但し、必要量以上に共重合した場合には過度に結晶性が低下したり、溶融粘度が増加する可能性があるため、本発明のアロイ繊維におけるポリエステルの共重合比率としては、1〜50mol%が好ましい。   The copolymerization ratio depends on the melting point of the homopolyester, but about 1 to 4 ° C. per 1 mol% is a standard. Therefore, it is preferable to carry out the copolymerization at a ratio necessary for the melting point to be 130 to 215 ° C. However, since the crystallinity may decrease excessively or the melt viscosity may increase when the copolymerization is more than the necessary amount, the copolymerization ratio of the polyester in the alloy fiber of the present invention is 1 to 50 mol%. Is preferred.

前述したポリエステルと共重合成分の組み合わせにより得られた共重合ポリエステルを使用すれば、湿潤時の力学的特性に優れたナノファイバーを発生させることができるが、共重合ポリエステルの中でも共重合PBTが本発明には好適に用いられる。   By using the copolymer polyester obtained by combining the polyester and the copolymer component described above, nanofibers having excellent mechanical properties when wet can be generated. It is preferably used in the invention.

PETなどは融点降下を目的として多量に共重合した場合には、結晶性が低下する場合があるため、前述したように紡糸性や延伸性の低下やナノファイバーの力学的特性が低下する可能性がある。一方、PBTはPETなどとは異なり、多量に共重合した場合においても結晶性が保たれるため、紡糸工程や延伸工程中に配向結晶化伴い繊維構造が形成され、ガラス転移点以上で発現するゴム弾性が抑制されることで紡糸性や延伸性の低下がほとんどなく、アロイ繊維を巻き取ったあとの遅延収縮等の問題も発生しない。また、最も重要な点としては、脱海処理時にアルカリ水溶液による加水分解の影響をほとんど受けないことに加え、ナノファイバーには強固な繊維構造が形成されるため、乾燥時ならびに湿潤時においても力学的特性が極めて優れたものとなる。   When PET is copolymerized in a large amount for the purpose of lowering the melting point, the crystallinity may decrease. As described above, the spinnability and stretchability may decrease, and the mechanical properties of the nanofiber may decrease. There is. On the other hand, unlike PET and the like, PBT maintains crystallinity even when copolymerized in large quantities, so that a fiber structure is formed with orientation crystallization during the spinning process and drawing process, and is manifested above the glass transition point. By suppressing rubber elasticity, there is almost no decrease in spinnability and stretchability, and problems such as delayed shrinkage after winding the alloy fiber do not occur. Most importantly, in addition to being hardly affected by hydrolysis with an alkaline aqueous solution during sea removal treatment, nanofibers have a strong fiber structure, so that they can be mechanically dried and wet. The mechanical characteristics are extremely excellent.

ここで言うPBTとは、ポリブチレンテレフタレートを主たる構成成分とするポリマーである。島成分ポリマーとして共重合PBTを用いた場合には、耐アルカリ性が良好であるため、アルカリ水溶液(例えば水酸化ナトリウム水溶液)による脱海処理を行っても、脱海処理時におけるナノファイバーの劣化を抑制することができ、乾燥時、湿潤時いずれの場合においても優れた力学的特性を有したナノファイバーとすることができる。   PBT mentioned here is a polymer containing polybutylene terephthalate as a main constituent component. When copolymerized PBT is used as the island component polymer, the alkali resistance is good. Therefore, even if the sea removal treatment is performed with an alkaline aqueous solution (for example, sodium hydroxide aqueous solution), the nanofibers are not deteriorated during the sea removal treatment. The nanofiber can be suppressed, and has excellent mechanical properties in both cases of drying and wetting.

PBTに共重合する成分としては前述した成分が挙げられるが、中でも製糸工程におけるPBTの伸長変形を阻害し難い、また、耐熱性が良いという点からイソフタル酸が好ましい。特に結晶性の低下を抑制するという観点からイソフタル酸がさらに好ましい。共重合比率としては、1〜50mol%の範囲が好ましい範囲であるが、PBTの結晶性を保ちつつ、溶融粘度増加を紡糸性に影響を与えない範囲として5〜40mol%がさらに好ましい範囲である。 Examples of the component copolymerized with PBT include the components described above, and isophthalic acid is preferable from the viewpoint that it is difficult to inhibit elongation deformation of PBT in the yarn-making process and has good heat resistance. In particular, isophthalic acid is more preferable from the viewpoint of suppressing a decrease in crystallinity. The copolymerization ratio is preferably in the range of 1 to 50 mol%, but more preferably in the range of 5 to 40 mol% as the range that does not affect the spinnability while maintaining the crystallinity of the PBT. .

本発明のアロイ繊維は、前述した要件を満たすことによって、優れた力学的特性を有したナノファイバーを発生させることができるが、後述する理由からより研磨加工における特性を向上させるには繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分平均径が500nm以下で、かつその島成分径CV%が30%以下であることが好ましい。   The alloy fiber of the present invention can generate nanofibers with excellent mechanical properties by satisfying the above-mentioned requirements. It is preferable that the island component average diameter appearing in a cross section perpendicular to the cross section is 500 nm or less and that the island component diameter CV% is 30% or less.

島成分平均径を500nmとすることは繊維構造体として使用する際に影響し、特に、繊維構造体としてハードディスクの表面研磨加工に用いる際には前述する範囲とすることが好ましい。研磨加工に用いられる砥粒は一般に300nm以下の粒子であり、研磨特性を向上させるためにはこの砥粒の均一坦持が有効である。砥粒の坦持状態は繊維構造体を形成するナノファイバーの繊維径が影響し、より均一な坦持状態となるためには砥粒と同レベルのサイズあるいはそれ以下であることが好ましいためである。このような理由から島成分平均径は300nm以下となることがさらに好ましく、本発明の島成分平均径は縮小されたものほど良いが、細すぎるとナノファイバーの力学的特性が低下するため、10nm以上が好ましい。   When the island component average diameter is 500 nm, it affects when used as a fiber structure, and in particular, when used as a fiber structure for surface polishing of a hard disk, the above-mentioned range is preferable. Abrasive grains used for polishing are generally 300 nm or less, and uniform support of the abrasive grains is effective for improving the polishing characteristics. Because the fiber diameter of the nanofibers that form the fiber structure affects the supported state of the abrasive grains, it is preferable that the abrasive grains are of the same size or smaller than the abrasive grains in order to achieve a more uniform supported state. is there. For these reasons, it is more preferable that the island component average diameter is 300 nm or less, and the smaller the island component average diameter of the present invention, the better. However, if it is too thin, the mechanical properties of the nanofibers are reduced. The above is preferable.

研磨時の押し付け圧や砥粒の担持状態の均一性を向上させるためには、島成分径が均一であることが好ましい。本発明ではこの均一性を現す指標を島成分径CV%として示している。ここで言う島成分径CV%とは、後述する方法で求めるものであり、この値が30%以下であれば、径バラツキが小さく、局所的に粗大な島成分が存在しないことを意味する。繊維径と同様に紡糸性および後加工通過性が向上するという観点から繊維径CV%の値は小さいほど好ましいが、製造可能な範囲として1%が下限値である。言うまでもないが、島成分のポリマーの平均径および繊維径CV%をかかる範囲とすれば、本発明のアロイ繊維から得たナノファイバーも同様に優れた均質性を有したものとなる。   In order to improve the pressing pressure at the time of polishing and the uniformity of the state of supporting the abrasive grains, it is preferable that the island component diameter is uniform. In the present invention, an index showing this uniformity is shown as the island component diameter CV%. The island component diameter CV% referred to here is obtained by a method described later. If this value is 30% or less, it means that there is no diameter variation and there is no locally coarse island component. Although the value of fiber diameter CV% is preferably as small as possible from the viewpoint of improving spinnability and post-processability as well as fiber diameter, 1% is the lower limit as a manufacturable range. Needless to say, if the average diameter and fiber diameter CV% of the polymer of the island component are within such ranges, the nanofibers obtained from the alloy fibers of the present invention will have excellent homogeneity as well.

本発明における島成分平均径および島成分径CV%は以下のように求める。すなわち、アロイ繊維の単糸の繊維軸に対して垂直な断面を透過型電子顕微鏡(TEM)あるいは走査型電子顕微鏡(SEM)で150個以上の島成分ポリマーが観察できる倍率として撮影する。この際、必要に応じて金属染色を施し、海島のコントラストをはっきりさせることができる。2次元的に撮影された該画像から同一画像内で無作為に抽出した150個の島成分ポリマーの直径を測定した。ここで繊維軸に垂直な断面に現れる島成分ポリマーは必ずしも真円であるとは限らないが、真円で無い場合にはその面積を測定し、円換算で求められる値を採用する。また、これらの値に関しては、nm単位で小数点1桁目まで測定し、小数点以下を四捨五入するものである。本発明における島成分平均径とは島ポリマー150個のそれぞれの径を測定し、その単純な数平均値を求めるものである。   The island component average diameter and the island component diameter CV% in the present invention are determined as follows. That is, a cross section perpendicular to the fiber axis of a single yarn of an alloy fiber is photographed at a magnification at which 150 or more island component polymers can be observed with a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM). At this time, if necessary, metal staining can be applied to clarify the contrast of the sea islands. The diameters of 150 island component polymers randomly extracted in the same image from the two-dimensional image were measured. Here, the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis is not necessarily a perfect circle, but if it is not a perfect circle, its area is measured and a value obtained in terms of a circle is adopted. Moreover, about these values, it measures to the 1st decimal place in nm unit, and rounds off after the decimal point. In the present invention, the island component average diameter is obtained by measuring the diameters of 150 island polymers and obtaining a simple number average value thereof.

本発明の島成分径CV%とは径の測定結果を基に島成分径CV%=(σALL/RALL)×100 (%)(σALL:径の標準偏差 RALL:平均径))として算出される値であり、小数点以下は四捨五入するものである。 The island component diameter CV% of the present invention is based on the measurement result of the diameter, and the island component diameter CV% = (σ ALL / R ALL ) × 100 (%) (σ ALL : standard deviation of diameter R ALL : average diameter)) The value is calculated as, and the numbers after the decimal point are rounded off.

島成分平均径および島成分径CV%に加え、ナノファイバーの品位を向上させるためには、アロイ繊維の繊維径バラツキも低下されたものである方が良く、本発明のアロイ繊維は、繊維径(繊度)の斑を示す値であるウースターノーマルU%(U%)が3.0%以下である。 In order to improve the quality of the nanofiber in addition to the island component average diameter and island component diameter CV%, it is better that the fiber diameter variation of the alloy fiber is also reduced. Wooster normal U% is a value indicating the plaques (fineness) (U%) is Ru der 3.0% or less.

すなわち、本発明のアロイ繊維は、脱海してナノファイバーを発生させるものであるため、U%が低いと、アロイ繊維の長手方向あるいは単繊維毎の海成分除去率が均一となり、ナノファイバー物性も均一性が増すこととなる。   That is, since the alloy fiber of the present invention generates nanofibers by sea removal, when U% is low, the sea component removal rate in the longitudinal direction of each alloy fiber or each single fiber becomes uniform, and the nanofiber properties Will also increase the uniformity.

U%は1.5%以下であることがさらに好ましく、かかる範囲であれば、脱海工程だけで無く、例えば、延伸工程における変形開始点の安定性がさらに向上することになるため、糸切れが多発するなどの問題が発生することなくなる。   U% is more preferably 1.5% or less, and within such a range, not only the sea removal process, but also, for example, the stability of the deformation starting point in the stretching process will be further improved, so The problem of frequent occurrences will not occur.

ここで言うウースターノーマルU%とは、ツェルベガーウースター社製ウースターテスター4−CXにより、測定速度200m/分、測定時間1分で、マルチフィラメントの場合はS撚り12000/分で撚りを入れながら測定する場合にノーマルU%として測定されるものであり、これを5回繰り返し、これらの数平均値を小数点第2位で四捨五入して得られた値を意味する。前述したようにU%の値は低いものであるほど良いが、製造可能な範囲として0.1%が下限値である。   The Worcester normal U% mentioned here is measured with a Worcester tester 4-CX manufactured by Zerbegger Worcester with a measuring speed of 200 m / min and a measuring time of 1 min. In the case of multifilaments, it is measured while twisting with an S twist of 12000 / min. In this case, it is measured as normal U%, and this is repeated five times, and means the value obtained by rounding these number average values to the second decimal place. As described above, the lower the value of U%, the better. However, 0.1% is the lower limit of the manufacturable range.

ポリ乳酸とポリエステルのアロイポリマーは通常のポリ乳酸よりも製糸条件として選択しうる範囲が狭いため、製糸条件の設定に関しては、ポリマーの特性をよく吟味することが必要となるが、後述する製造方法の具体例により、本発明のアロイ繊維を安定して得ることができる。   Polylactic acid and polyester alloy polymers have a narrower range of selectable yarn-making conditions than ordinary polylactic acid, so it is necessary to carefully examine the characteristics of the polymer for setting the yarn-making conditions. According to the specific example, the alloy fiber of the present invention can be obtained stably.

本発明のアロイ繊維は、ポリ乳酸に融点130〜215℃のポリエステルが微分散したアロイポリマーを得た後、溶融紡糸することにより得ることが好ましい。アロイポリマーでない単なるチップ同士のドライブレンドによる紡糸の場合には混練不足により、島成分ポリマーの分散が不十分なものとなりやすく、アロイポリマーを得た後に溶融紡糸する方法と比較して、島成分径や島成分径CV%が大きなものになりやすいためである。   The alloy fiber of the present invention is preferably obtained by melt spinning after obtaining an alloy polymer in which a polyester having a melting point of 130 to 215 ° C. is finely dispersed in polylactic acid. In the case of spinning by simple dry blending of chips that are not alloy polymers, the island component diameter tends to be insufficient due to insufficient kneading, compared to the method of melt spinning after obtaining an alloy polymer. This is because the island component diameter CV% tends to be large.

本発明のアロイ繊維を得るために用いるアロイポリマーの物性としては、融点が130〜215℃のポリエステルの平均分散径が3000nm以下に微分散しており、230℃、1216sec―1における溶融粘度を200Pa・s以下であることが目安となる。ここで言う分散径とは、アロイポリマー中に分散するポリエステルの径のことであり、平均分散径とはポリエステルの分散径の単純な数平均値のことを意味する。アロイポリマーにおけるポリエステルの平均分散径は繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの平均径にも影響するため、島成分ポリマーの繊維径を縮小されたものとするには、分散径はより縮小されたものであるほうが良いが、該繊維径を500nm以下とするには、ポリエステルの平均分散径が3000nm以下であれることが好ましい。また、アロイポリマーの溶融粘度は紡糸線の安定性向上という観点から、アロイポリマーの溶融粘度は200Pa・s以下(230℃、1216sec−1)が好ましい。 As the physical properties of the alloy polymer used for obtaining the alloy fiber of the present invention, the average dispersion diameter of the polyester having a melting point of 130 to 215 ° C. is finely dispersed to 3000 nm or less, and the melt viscosity at 230 ° C. and 1216 sec −1 is 200 Pa.・ A guideline is s or less. The dispersion diameter here means the diameter of the polyester dispersed in the alloy polymer, and the average dispersion diameter means a simple number average value of the dispersion diameter of the polyester. Since the average dispersion diameter of the polyester in the alloy polymer also affects the average diameter of the island component polymer that appears in the cross section perpendicular to the fiber axis, to reduce the fiber diameter of the island component polymer, the dispersion diameter is It is better that the fiber diameter is reduced, but in order to make the fiber diameter 500 nm or less, it is preferable that the average dispersion diameter of the polyester is 3000 nm or less. In addition, the melt viscosity of the alloy polymer is preferably 200 Pa · s or less (230 ° C., 1216 sec −1 ) from the viewpoint of improving the stability of the spinning wire.

ポリ乳酸および融点130〜215℃のポリエステルの粘度、ブレンド比率、混練条件によって決定される。例えば、230℃、1216sec−1の溶融粘度が200Pa・s以下のポリ乳酸および230℃、1216sec−1の溶融粘度が300Pa・s以下の融点130〜215℃のポリエステルを用いる場合には、良好な海島構造を形成しやすくなるという点から島成分ポリマーのブレンド比率が10〜50重量%であることが好ましく、図1に示すような2軸押出混練機にて、例えば、スクリュー径37mmφ、L/D=48の場合には、混練温度220〜240℃とし、吐出量5〜50kg/時、スクリュー回転数100〜400rpmとすることでアロイポリマーを安定して得ることができる。この際、スクリュー径が37mmφより拡大する場合やL/Dが48より小さくなる場合には混練を強化するという意味合いから、スクリュー回転数を増加させるか、海成分ポリマー粘度を増加させることが良い。このようにして得られるアロイポリマーには、熱分解抑制を目的として、添加剤を使用しても良い。添加剤としては、ラジカルキャッチャーとして、市販のリン系触媒失活剤やヒンダードフェノール系酸化防止剤あるいはこれらを組み合わせた剤が好適に用いられる。そもそもポリ乳酸は前述したように熱分解しやすいポリマーであるが、混練時や紡糸時に融点以上の雰囲気下にさらされるため、酢酸、アクリル酸等の有機成分を分解ガスとして発生する場合がある。これらの有機成分は、臭気として生産環境を悪化させる可能性があり、特に大吐出量で溶融吐出する場合には、生産現場以外にも臭気を漂わせることとなり、周辺環境への影響も大きいため、これらの添加剤は混練時および紡糸時の熱劣化を抑制することに加え、作業環境の悪化抑制にも有効に作用する。前述した添加剤はアロイポリマーに対して1wt%以下で添加することによりその効果を十分に発揮するものであるが、添加量が多い場合には海成分ポリマーと島成分ポリマーの粘度バランスが崩れる場合があり、アロイポリマー中の島成分の分散径が拡大する可能性がある。よって、添加量は0.5wt%以下とすることがより好ましい範囲である。 It is determined by the viscosity, blend ratio, and kneading conditions of polylactic acid and polyester having a melting point of 130 to 215 ° C. For example, 230 ° C., a melt viscosity of 1216 sec -1 is 200 Pa · s or less polylactic acid and 230 ° C., if the melt viscosity of 1216 sec -1 or less is used the melting point 130-215 ° C. Polyester 300 Pa · s is good It is preferable that the blend ratio of the island component polymer is 10 to 50% by weight from the viewpoint of easily forming a sea-island structure. In a twin-screw extrusion kneader as shown in FIG. 1, for example, a screw diameter of 37 mmφ, L / In the case of D = 48, the alloy polymer can be stably obtained by setting the kneading temperature to 220 to 240 ° C., the discharge amount to 5 to 50 kg / hour, and the screw rotation speed to 100 to 400 rpm. At this time, when the screw diameter is larger than 37 mmφ or when L / D is smaller than 48, it is preferable to increase the screw rotational speed or increase the viscosity of the sea component polymer from the meaning of strengthening the kneading. An additive may be used in the alloy polymer thus obtained for the purpose of suppressing thermal decomposition. As the additive, a commercially available phosphorus-based catalyst deactivator, hindered phenol-based antioxidant, or a combination of these is suitably used as a radical catcher. In the first place, polylactic acid is a polymer that is easily thermally decomposed as described above. However, since it is exposed to an atmosphere having a melting point or higher during kneading or spinning, organic components such as acetic acid and acrylic acid may be generated as a decomposition gas. These organic components may worsen the production environment as odors, especially when melted and discharged at a large discharge amount, which will cause odors to drift outside the production site and also have a large impact on the surrounding environment. In addition to suppressing thermal deterioration during kneading and spinning, these additives effectively act to suppress deterioration of the working environment. The above-mentioned additives are fully effective when added at 1 wt% or less with respect to the alloy polymer, but when the added amount is large, the viscosity balance between the sea component polymer and the island component polymer is lost. There is a possibility that the dispersion diameter of the island component in the alloy polymer may be enlarged. Therefore, the addition amount is more preferably 0.5 wt% or less.

以上のようにして得られたアロイポリマーは公知の溶融紡糸方法にて紡糸することができる。しかしながら、ポリ乳酸とポリエステルのアロイポリマーは通常のポリ乳酸よりも製糸条件として選択しうる範囲が狭く、従来の課題であった長手方向の繊維径(繊度)バラツキに大きく影響を与えていた。これは、主にアロイポリマーの紡糸では良く見られる口金から吐出された際に遅延的に(口金面から離れて)バラス(ポリマー流が膨れる現象)が発生することが要因であり、このバラス自体が変動することならびにこのバラスを起点とした細化によって細化挙動が不安定になり易く、極端な場合には製糸自体が困難となる場合もある。本発明者らは湿潤時の力学的特性に優れたポリエステルナノファイバーを得るべく、前述したポリマーの組み合わせに加え、アロイ繊維の紡糸性の向上について、更に検討を重ね、強制冷却条件を制御することで紡糸性を悪化するバラスの位置ならびに細化開始点の変動を抑制することに成功し、本発明のアロイ繊維を達成するに至った。   The alloy polymer obtained as described above can be spun by a known melt spinning method. However, an alloy polymer of polylactic acid and polyester has a narrower range that can be selected as a spinning condition than ordinary polylactic acid, and greatly affects the variation in fiber diameter (fineness) in the longitudinal direction, which has been a conventional problem. This is mainly due to the fact that ballast (a phenomenon in which the polymer flow swells) occurs in a delayed manner (away from the die surface) when ejected from the die, which is often seen in alloy polymer spinning. And the thinning behavior starting from this ballast tends to make the thinning behavior unstable, and in extreme cases, the yarn production itself may be difficult. In order to obtain polyester nanofibers with excellent mechanical properties when wet, the present inventors have further studied to improve the spinnability of alloy fibers in addition to the above-mentioned polymer combinations, and to control forced cooling conditions. Thus, the present invention succeeded in suppressing fluctuations in the position of the ballast that deteriorates spinnability and the starting point of thinning, and achieved the alloy fiber of the present invention.

強制冷却条件のポイントとしては、強制冷却の開始位置をバラスが最大径となる位置(以下バラス発生位置)より下流とすることが挙げられる。これは、バラス発生要因はそもそも島成分ポリマーが口金孔内で受けたせん断の履歴が吐出後に弾性的に緩和することで重力に逆らってポリマーの溜りを形成するものであるが、バラス発生位置より下流から強制冷却を開始することで、この緩和時に発生する応力を口金からバラスまでの非常に不安定な領域で担うことや高速紡糸時などの高い紡糸張力がバラスに伝播することを抑制できることとなるためである。さらにバラス発生位置よりも上流の海成分ポリマーの粘度をより低く保つことで島成分ポリマーの緩和が十分進み、バラス発生位置において島成分ポリマーの分散状態が均一になり、変形開始点の安定性向上にも効果がある。この効果を得るには、強制冷却開始位置はバラス発生位置より1〜300mm下流であることが好ましく、海成分ポリマーの粘度を増加させ、細化開始点を固定するという観点から1〜150mmが好ましい。例えば、ポリ乳酸とイソフタル酸が7〜40mol%共重合されたPBTの組み合わせのポリマーアロイを単孔吐出量0.5〜2g/minで吐出する場合には、バラス発生位置はおおむね口金面から6〜50mmまでに存在するため、強制冷却開始位置は口金面から6〜350mm下流であることが好ましく、さらに好ましくは6〜200mm下流とすることである。ここで言う、強制冷却とは、ポリマー流冷却固化を目的とし、冷却装置(チムニー)を用い、口金から吐出されたポリマー流に対して、冷却風を吹く付けることを意味する。冷却風は一方向から吹き付ける方法でも良いが、環状チムニーなどによってポリマー流郡周囲から均等に冷却風を吹く付ける方法がポリマー流郡の冷却挙動を均一化できる点から好ましい。冷却範囲は0.1〜2.0m、冷却風速は10〜30m/分、冷却風温は10〜25℃が好適に用いられる。   As a point of the forced cooling condition, it is mentioned that the start position of forced cooling is downstream from the position where the ballast has the maximum diameter (hereinafter referred to as the “ballast generation position”). This is because the cause of ballasting is that the history of shearing that the island component polymer has received in the mouthpiece hole is elastically relaxed after discharge, forming a polymer pool against gravity, By starting forced cooling from the downstream, it is possible to suppress the stress generated at the time of relaxation in a very unstable region from the base to the ballast and to prevent the high spinning tension such as high speed spinning from propagating to the ballast. It is to become. Furthermore, the island component polymer is sufficiently relaxed by keeping the viscosity of the sea component polymer upstream from the position where the ballast is generated, and the island component polymer is uniformly dispersed at the position where the ballast is generated, thereby improving the stability of the deformation start point. Is also effective. In order to obtain this effect, the forced cooling start position is preferably 1 to 300 mm downstream from the ballast generation position, and 1 to 150 mm is preferable from the viewpoint of increasing the viscosity of the sea component polymer and fixing the thinning start point. . For example, when a polymer alloy of a combination of PBT in which 7 to 40 mol% of polylactic acid and isophthalic acid are copolymerized is discharged at a single hole discharge rate of 0.5 to 2 g / min, the position of occurrence of ballast is generally 6 from the base surface. Since it exists up to -50 mm, the forced cooling start position is preferably 6 to 350 mm downstream from the base surface, and more preferably 6 to 200 mm downstream. The forced cooling referred to here means to cool and solidify the polymer flow, and means that cooling air is blown against the polymer flow discharged from the die using a cooling device (chimney). The cooling air may be blown from one direction, but a method of blowing the cooling air uniformly from the periphery of the polymer stream by means of an annular chimney or the like is preferable because the cooling behavior of the polymer stream can be made uniform. A cooling range of 0.1 to 2.0 m, a cooling air speed of 10 to 30 m / min, and a cooling air temperature of 10 to 25 ° C. are preferably used.

また、前述した強制冷却開始位置の制御に加え、バラス位置を口金面に近づけ、より不安定領域を低下させることがバラスの位置変動抑制には効果的である。具体的には、吐出線速度の低下、すなわち吐出する際のポリマーの流速を低下させることが有効である。前述した島成分ポリマーの緩和に要する時間はおおむねポリマーにより一定であるために、吐出線速度がその発生位置に大きく影響を与える。このため、吐出線速度をより低くすることによりバラス位置は口金面に近づく。吐出線速度は吐出量と口金孔径により決定されるため、吐出量にもよるが、本発明のアロイ繊維を製造するには、口金の吐出孔径は0.5mmφ以上とすることが好ましい。この際、吐出孔径を拡大すると、口金背面圧が不足し、ポリマーの分配ムラが発生する場合があるが、例えば、図3に示すような吐出孔径の上部に計量孔を具備するような口金を使用すれば問題なく安定した吐出が可能となる。例えば、ポリ乳酸とイソフタル酸が7〜40mol%共重合されたPBTの組み合わせのポリマーアロイを単孔吐出量0.5g/min以上で吐出する場合には、吐出孔径は0.6〜3.0mmφ、計量孔径は0.4〜0.6mmφとすれば良く、更に好ましくは吐出孔径0.8〜3.0mmφ、計量孔が0.4〜0.6mmφとすることである。   Further, in addition to the control of the forced cooling start position described above, it is effective in suppressing the fluctuation of the position of the ballast by bringing the ballast position closer to the base surface and further reducing the unstable region. Specifically, it is effective to lower the discharge linear velocity, that is, to lower the flow rate of the polymer when discharging. Since the time required for relaxation of the above-described island component polymer is generally constant depending on the polymer, the discharge linear velocity greatly affects the generation position. For this reason, the ballast position approaches the base surface by lowering the discharge linear velocity. Since the discharge linear velocity is determined by the discharge amount and the hole diameter of the die, although depending on the discharge amount, it is preferable that the discharge hole diameter of the die is 0.5 mmφ or more in order to produce the alloy fiber of the present invention. In this case, if the discharge hole diameter is enlarged, the pressure on the back surface of the base is insufficient, and uneven distribution of the polymer may occur. For example, a base having a measurement hole at the upper part of the discharge hole diameter as shown in FIG. If used, stable discharge can be achieved without problems. For example, when a polymer alloy of a combination of PBT in which polylactic acid and isophthalic acid are copolymerized with 7 to 40 mol% is discharged at a single hole discharge rate of 0.5 g / min or more, the discharge hole diameter is 0.6 to 3.0 mmφ. The measurement hole diameter may be 0.4 to 0.6 mmφ, more preferably the discharge hole diameter is 0.8 to 3.0 mmφ, and the measurement hole is 0.4 to 0.6 mmφ.

紡糸温度については、前述した理由からアロイポリマーを構成するポリマーのうちで最も高い融点を有したポリマーの融点+25℃程度とすることが好ましく、本発明のアロイ繊維を得るには195〜240℃が好ましい範囲である。   Regarding the spinning temperature, it is preferable to set the melting point of the polymer having the highest melting point among the polymers constituting the alloy polymer to about + 25 ° C. for the reason described above, and 195 to 240 ° C. is necessary to obtain the alloy fiber of the present invention. This is a preferred range.

紡糸速度については、紡糸張力の増加に伴うバラス位置の変動を抑制するという観点から、200〜6000m/分の範囲とすることが好ましい。   The spinning speed is preferably in the range of 200 to 6000 m / min from the viewpoint of suppressing fluctuations in the ballast position accompanying an increase in spinning tension.

本発明のアロイ繊維は細繊度化および力学的特性を向上させる目的で溶融紡糸により巻き取った後、あるいは紡糸に連続して、公知の一対以上の加熱ローラを有した延伸装置(例えば図4に示す延伸装置)によって延伸を施すこともできる。延伸温度および熱処理温度としては、ポリ乳酸が劣化しない温度とすることが好ましく、具体的には延伸温度は60〜100℃、熱処理温度としては100〜150℃とすることが好ましい。延伸倍率は未延伸糸の伸度を目安として変更する必要があり、アロイ繊維の取り扱い性および後工程での工程通過性を考えれば、延伸糸の伸度が10〜50%となるように延伸倍率を設定することが好ましい。   The alloy fiber of the present invention is a drawing device having a known pair of heating rollers (for example, as shown in FIG. 4) after winding by melt spinning for the purpose of reducing the fineness and improving the mechanical properties, or continuously with spinning. Stretching can also be performed by a stretching apparatus shown in FIG. The stretching temperature and the heat treatment temperature are preferably temperatures at which polylactic acid does not deteriorate. Specifically, the stretching temperature is preferably 60 to 100 ° C, and the heat treatment temperature is preferably 100 to 150 ° C. The draw ratio needs to be changed using the elongation of the undrawn yarn as a guideline. Considering the handleability of the alloy fiber and the process passability in the subsequent step, the drawn yarn is drawn so that the elongation of the drawn yarn is 10 to 50%. It is preferable to set the magnification.

その断面形状は、丸断面、中空断面、三葉断面等の多葉断面、その他の異形断面についても自由に選択することが可能である。また、繊維の形態は長繊維、短繊維などのいずれにも対応可能であり、長繊維の場合にはマルチフィラメントでもモノフィラメントでも良い。   The cross-sectional shape can be freely selected for a round cross-section, a hollow cross-section, a multi-leaf cross-section such as a trilobal cross-section, and other irregular cross-sections. Further, the form of the fiber can correspond to either a long fiber or a short fiber, and in the case of a long fiber, it may be a multifilament or a monofilament.

本発明のアロイ繊維あるいはその繊維構造体からナノファイバーを得るためには、海成分ポリマーがポリ乳酸であるためにアルカリ水溶液にて海成分ポリマーを除去すればよく、取扱い性を考えれば水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。処理方法としては、繊維のままあるいは繊維構造体とした後、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬させればよい。脱海処理速度は水酸化ナトリウム水溶液の濃度と温度によって変化し、ポリマーアロイの組み合わせ、アロイ繊維の繊度および工程通過時間等により調整することが好ましいが、濃度が過剰に高すぎると島成分ポリマーまで不必要に劣化させる可能性があるため、濃度は1〜10重量%であることが好ましく、この時、水酸化ナトリウム水溶液を50〜100℃に加熱すること好ましい。かかる範囲とした水酸化ナトリウム水溶液にて10〜60分間処理すれば、海成分ポリマーは99%以上除去することができ、良好なポリエステルナノファイバーを得ることができる。また、この脱海処理には、公知の流体染色機などを利用すれば、一度に大量に処理をおこなうことができるため、生産性もよく、工業的な観点から好ましいことである。   In order to obtain nanofibers from the alloy fiber of the present invention or the fiber structure thereof, the sea component polymer is polylactic acid. Therefore, the sea component polymer may be removed with an alkaline aqueous solution. An aqueous solution is preferred. As a treatment method, the fiber may be used as a fiber structure or a fiber structure and then immersed in an aqueous sodium hydroxide solution. The sea removal treatment rate varies depending on the concentration and temperature of the aqueous sodium hydroxide solution, and is preferably adjusted by the combination of the polymer alloy, the fineness of the alloy fibers and the process passage time, etc. Since there is a possibility of unnecessary deterioration, the concentration is preferably 1 to 10% by weight. At this time, it is preferable to heat the sodium hydroxide aqueous solution to 50 to 100 ° C. If it processes for 10 to 60 minutes with the sodium hydroxide aqueous solution made into this range, 99% or more of sea component polymers can be removed, and a favorable polyester nanofiber can be obtained. In addition, if a known fluid dyeing machine or the like is used for this sea removal treatment, it is possible to perform a large amount of treatment at a time. Therefore, productivity is good, which is preferable from an industrial viewpoint.

本発明のアロイ繊維から得られるポリエステルナノファイバーは湿潤時の力学的特性が非常に優れたものであるが、脱海処理時等の湿潤時での高張力による過度の変形、裂け、切れなどによる工程通過性が悪化や研磨加工時での伸び等の問題を抑制するためには、乾燥時および湿潤時、いずれの場合でも強度1.5〜5.0cN/dtexであることが好ましく、また、後工程中の擦過などもおこるためナノファイバーの乾燥時および湿潤時いずれの場合においても伸度は10〜50%であることが好ましい。   The polyester nanofibers obtained from the alloy fibers of the present invention have very good mechanical properties when wet, but due to excessive deformation, tearing, breakage, etc. due to high tension when wet such as during sea removal treatment In order to suppress problems such as deterioration in process passability and elongation at the time of polishing, the strength is preferably 1.5 to 5.0 cN / dtex in both cases when dry and wet. In order to cause rubbing during the post-process, the elongation is preferably 10 to 50% in both cases of drying and wetting of the nanofibers.

本発明における繊維構造体とは織物、編物、スパンボンド、メルトブロー、スパンレース等の不織布の他、カップやボード等の熱圧縮成型体の様々な繊維製品のことを意味し、
本発明のアロイ繊維は、そのいかなるの形態を採ることができる。
研磨加工に用いる際にはアロイ繊維の状態で一旦不職布あるは織布とし、それを前述した脱海処理することにより、ポリエステルナノファイバーよりなる繊維構造体とする。これをテープ状にカットするなどして、研磨加工に用いる。必要があれば高分子弾性体などを含浸させることで、人工皮革とし、補強を行うとともに、硬さ調整を行い、これをテープ上にカットして用いる場合もある。また、テープ状だけではなく、パット状に仕上げ、半導体研磨やガラス研磨に用いることもできる。
The fiber structure in the present invention means various fiber products such as woven fabrics, knitted fabrics, spunbonds, melt blows, spunlaces, and other non-woven fabrics such as cups and boards,
The alloy fiber of the present invention can take any form.
When it is used for polishing, it is temporarily made into a non-working cloth or a woven cloth in the state of an alloy fiber, and it is made into a fiber structure made of polyester nanofibers by subjecting it to the aforementioned sea removal treatment. This is cut into a tape shape and used for polishing. If necessary, an artificial leather may be impregnated by impregnating a polymer elastic body or the like to reinforce and adjust the hardness, and this may be used after being cut on a tape. Further, it can be finished not only in a tape shape but also in a pad shape and used for semiconductor polishing or glass polishing.

本発明のアロイ繊維の製造方法に関して、その繊維径バラツキを均一にするポイントとしては、紡糸性を不安定化させる遅延的に発生するバラス位置の変動を如何に抑制するかにあるが、本発明者らはこれに関して鋭意検討した結果、強制冷却条件を前述したように制御することにより、紡糸性を悪化するバラスの位置ならびに細化開始点の変動を抑制することを見出し、さらに口金の計量孔径および吐出孔径を前述したように調整することにより、バラス位置が口金面に近づけることとの相乗効果で、本発明の繊維径(繊度)バラツキの小さいアロイ繊維を達成するに至った。この様にして得られた本発明のアロイ繊維は繊維径バラツキが抑制されたものとなるため、そこから得られるナノファイバーは、湿潤時の力学的特性に優れだけでなく、長手方向あるいは単繊維毎の脱海処理が均一に処理されるため、その特性はより優れたものとなり、湿潤状態で使用する、特に研磨加工に用いることでその効果を発揮するものである。   Regarding the method for producing an alloy fiber according to the present invention, the point of making the fiber diameter variation uniform is how to suppress the delay in fluctuation of the position of the ball that causes the spinnability to become unstable. As a result of intensive studies on this, the inventors found that by controlling the forced cooling conditions as described above, the position of the ballast that deteriorates the spinnability and the fluctuation of the starting point of thinning are suppressed, and the metering pore size of the die By adjusting the discharge hole diameter as described above, an alloy fiber having a small variation in fiber diameter (fineness) according to the present invention has been achieved by a synergistic effect that the ballast position is close to the base surface. Since the alloy fiber of the present invention thus obtained has suppressed fiber diameter variation, the nanofiber obtained therefrom is not only excellent in mechanical properties when wet, but also in the longitudinal direction or single fiber Since each sea removal treatment is processed uniformly, its characteristics are more excellent, and the effect is exhibited when used in a wet state, particularly when used for polishing.

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また実施例で用いた評価法とその測定条件について以下に説明する。
(1)ポリマーの溶融粘度
東洋精機製キャピログラフ1Bにより、所望の速度でポリマーの溶融粘度を測定した。なお、サンプル投入から測定開始までのポリマーの貯留時間は4分とし、窒素雰囲気下で測定を行った。
(2)融点
TA Instruments社製DSC2920 Modulated DSCを用いて、2nd runでポリマーの融解を示すピークトップ温度をポリマーの融点とした。この時の昇温速度は16℃/分、サンプル量は10mgとした。
(3)アロイポリマー中のポリエステルの平均分散径
ペレット状のアロイポリマーを水酸化ナトリウム3重量%水溶液(60℃ 浴比1:100)にて海成分ポリマーを溶解除去し、水洗後(株)キーエンス社製 VE−7800型SEMでポリエステルの粒子が500個以上観察できる倍率で撮影し、この写真から露出したポリエステルを画像処理ソフト(WINROOF)を用いて円あるいは楕円として500個の平均直径を求めるものであり、これを3ヶ所以上で行い、少なくとも合計1500個以上の難溶解性ポリマーの分散径を測定することにより求めた。各島成分ポリマーの直径はnm単位で小数点1桁まで測定し、小数点以下を四捨五入する。その分散径から単純な数平均値を求めた。なお、測定には5000倍の写真を用いた。
(4)島成分平均径および島成分径CV%
アロイ繊維の超薄切片を切り出し、単繊維の繊維軸に対して垂直な断面を日立社製H−7100FA型透過型電子顕微鏡(TEM)で150個以上の島成分ポリマーが観察できる倍率として撮影する。この際、必要に応じて四酸化ルテニウム染色を施し、繊維のコントラストをはっきりさせた。2次元的に撮影された該画像から同一画像内で無作為に抽出した150個の島成分ポリマーの直径を測定した。ここで繊維軸に垂直な断面に現れる島成分ポリマーは必ずしも真円であるとは限らないが、真円で無い場合にはその面積を測定し、円換算で求められる値を採用した。また、これらの値に関しては、nm単位で小数点1桁目まで測定し、小数点以下を四捨五入することで求めた。また、150個それぞれの径を測定し、その単純な数平均値を島成分平均径として求めた。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The evaluation methods used in the examples and the measurement conditions will be described below.
(1) Polymer melt viscosity The polymer melt viscosity was measured at a desired speed using a Toyo Seiki Capillograph 1B. In addition, the storage time of the polymer from sample introduction to the start of measurement was 4 minutes, and the measurement was performed in a nitrogen atmosphere.
(2) Melting point Using a DS Instruments 2920 Modulated DSC manufactured by TA Instruments, the peak top temperature indicating the melting of the polymer at 2nd run was taken as the melting point of the polymer. The temperature rising rate at this time was 16 ° C./min, and the sample amount was 10 mg.
(3) Average Dispersion Diameter of Polyester in Alloy Polymer Dissolve and remove the sea component polymer from the pellet-like alloy polymer in a 3% by weight aqueous solution of sodium hydroxide (60 ° C. bath ratio 1: 100), and after washing with water, Keyence Corporation Taken with a VE-7800 SEM manufactured by the company at a magnification that allows observation of 500 or more polyester particles, and uses the image processing software (WINROOF) to determine the average diameter of 500 polyesters exposed from this photograph as a circle or ellipse. This was carried out at three or more locations, and was determined by measuring the dispersion diameter of at least 1500 total poorly soluble polymers. The diameter of each island component polymer is measured in nm to one decimal place and rounded off to the nearest decimal place. A simple number average value was obtained from the dispersion diameter. In addition, the photograph of 5000 times was used for the measurement.
(4) Island component average diameter and island component diameter CV%
An ultra-thin slice of alloy fiber is cut out, and a cross section perpendicular to the fiber axis of a single fiber is photographed at a magnification at which 150 or more island component polymers can be observed with a Hitachi H-7100FA transmission electron microscope (TEM). . At this time, ruthenium tetroxide dyeing was performed as necessary to clarify the contrast of the fibers. The diameters of 150 island component polymers randomly extracted in the same image from the two-dimensional image were measured. Here, the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis is not necessarily a perfect circle, but when it is not a perfect circle, its area was measured and a value obtained in terms of a circle was adopted. Moreover, about these values, it measured to the 1st decimal place in nm unit, and calculated | required by rounding off after the decimal point. Moreover, the diameter of each 150 pieces was measured and the simple number average value was calculated | required as an island component average diameter.

島成分径CV%は径の測定結果を基に島成分径CV%=(σALL/RALL)×100 (%)(σALL:径の標準偏差 RALL:平均径))として算出し、小数点以下は四捨五入することで求めた。なお、測定には50000倍の写真を用いた。
(5)繊度
株式会社大栄科学精機製検尺機(HD−3)によって100mの小綛とし、その重量を100倍することにより繊度(dtex)を算出、これを5回繰り返し、その数平均値をそのサンプルの総繊度とした。総繊度をフィラメント数で除することにより、単糸繊度を算出した。これらの値は全て小数点第2位を四捨五入した。
(6)繊維のウースターノーマルU%(U%)
ツェルベガーウースター社製ウースターテスター4−CXにより、測定速度200m/分、測定時間1分で、マルチフィラメントの場合はS撚り12000/分で撚りを入れながらノーマルU%を測定した。これを5回繰り返し、これらの数平均値をそのサンプルのU%とした。
(7)ナノファイバーの力学的特性(強度、伸度、湿潤強度保持率)
アロイ繊維を丸編みとし、水酸化ナトリウム1重量%水溶液(80℃ 浴比1:100)に浸漬することで海成分ポリマーを99%以上溶解除去した後、編みを解くことでナノファイバー束を抜き出し、この1mの重量を測定し、10000倍することで繊度を算出した。これを10回繰り返し、その算術数平均をナノファイバー束の繊度とした。オリエンテック社製引張試験機 テンシロン UCT−100型を用い、試料長20cm、引張速度100%/分条件で応力−歪曲線を測定する。破断時の荷重を読みとり、その荷重を初期繊度で除することで破断強度を算出する。また、破断時の歪を読みとり、試料長で除した値を100倍することで、破断伸度を算出する。これを5回以上繰り返し、得られた結果の単純な数平均を求めることで平均強度および平均伸度とした。また、ナノファイバー束を30分間水に浸漬した後、乾燥することなく前述した方法でナノファイバー束の湿潤時の強度および伸度を測定し、下記式に従い湿潤時の強度保持率を測定した。(25℃ 70%RH環境下に取り出し、1分以内に測定。)
(湿潤時の強度保持率)=(湿潤強度)/(強度)×100 (%)
(8)シート状物の研磨特性(HD基板表面粗さ)
JIS B0601(2001年度版)に準拠して、シュミットメジャーメントシステム社(Schmitt Measurement Systems,Inc)製TMS−2000表面粗さ測定器を用いて、研磨加工後のディスク基板サンプル表面の任意の10カ所について平均粗さを測定し、10カ所の測定値を平均することにより基板表面粗さを算出した。数値が低いほど研磨特性が高いことを示す。
(9)スクラッチ点数
研磨加工後の基板5枚の両面、すなわち計10表面の全領域を測定対象として、Candela5100光学表面分析計を用いて、深さ3nm以上の溝をスクラッチとし、スクラッチ点数を測定し、10表面の測定値の平均値で評価した。数値が低いほど高性能であることを示す。
Island component diameter CV% is calculated as island component diameter CV% = (σ ALL / R ALL ) × 100 (%) (σ ALL : standard deviation of diameter R ALL : average diameter)) based on the measurement result of the diameter, The fractional part was calculated by rounding off. In addition, the photo of 50000 times was used for the measurement.
(5) Fineness The fineness (dtex) is calculated by making a 100-m gavel with a measuring instrument (HD-3) manufactured by Daiei Scientific Precision Co., Ltd., and multiplying the weight by 100, and this is repeated five times, and the number average value thereof Was the total fineness of the sample. The single yarn fineness was calculated by dividing the total fineness by the number of filaments. All of these values are rounded off to the first decimal place.
(6) Worcester fiber normal U% (U%)
With a Worcester tester 4-CX manufactured by Zerbegger Wooster, normal U% was measured while twisting at an S speed of 12000 / min in the case of multifilament at a measuring speed of 200 m / min and a measuring time of 1 minute. This was repeated 5 times, and the number average value thereof was defined as U% of the sample.
(7) Mechanical properties of nanofibers (strength, elongation, wet strength retention)
The alloy fiber is made into a circular knitting, and 99% or more of the sea component polymer is dissolved and removed by immersing it in a 1% by weight aqueous solution of sodium hydroxide (80 ° C. bath ratio 1: 100). The fineness was calculated by measuring the weight of 1 m and multiplying the weight by 10,000. This was repeated 10 times, and the arithmetic average was taken as the fineness of the nanofiber bundle. Using a tensile tester Tensilon UCT-100 manufactured by Orientec Co., Ltd., a stress-strain curve is measured under the conditions of a sample length of 20 cm and a tensile speed of 100% / min. The breaking strength is calculated by reading the load at break and dividing the load by the initial fineness. Further, the elongation at break is calculated by reading the strain at break and multiplying the value divided by the sample length by 100. This was repeated 5 times or more, and a simple number average of the obtained results was obtained to obtain an average strength and an average elongation. In addition, after the nanofiber bundle was immersed in water for 30 minutes, the strength and elongation of the nanofiber bundle were measured by the method described above without drying, and the strength retention rate when wet was measured according to the following formula. (Taken out at 25 ° C. and 70% RH environment, measured within 1 minute.)
(Strength retention when wet) = (Wet strength) / (Strength) × 100 (%)
(8) Polishing characteristics of sheet-like material (HD substrate surface roughness)
In accordance with JIS B0601 (2001 edition), using the TMS-2000 surface roughness measuring instrument manufactured by Schmitt Measurement Systems, Inc., any 10 locations on the surface of the disk substrate sample after polishing The average surface roughness was measured, and the substrate surface roughness was calculated by averaging the measured values at 10 locations. A lower numerical value indicates higher polishing characteristics.
(9) Scratch score Using both Candela 5100 optical surface analyzer as a measurement object, measure the scratch score by using a Candela 5100 optical surface analyzer on both surfaces of 5 substrates after polishing, that is, the total area of 10 surfaces. And it evaluated by the average value of the measured value of 10 surfaces. The lower the value, the higher the performance.

実施例1
溶融粘度67Pa・s(230℃、1216sec−1)、融点170℃のPLAと溶融粘度177Pa・s(230℃、1216sec−1)、融点210℃のイソフタル酸が10mol%共重合されたPBT(PBT−I 10mol%)を、PLAの混練比率が70重量%、PBT−Iの混練比率が30重量%となるように独立で計量して混合し、混練温度240℃、スクリュー回転数400rpm、吐出量15kg/時に設定した2軸混練機(図1 スクリュー径:37mmφ L/D:48)にて混練し、アロイポリマーを得た。このアロイポリマーの溶融粘度は79Pa・s(230℃、1216sec―1)であり、PBT−Iの平均分散径は1560nmであった。
Example 1
PBT (PBT) obtained by copolymerizing 10 mol% of PLA having a melt viscosity of 67 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ), a melting point of 170 ° C. and isophthalic acid having a melt viscosity of 177 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ) and a melting point of 210 ° C. -I 10 mol%) were independently weighed and mixed so that the kneading ratio of PLA was 70 wt% and the kneading ratio of PBT-I was 30 wt%, kneading temperature 240 ° C., screw rotation speed 400 rpm, discharge amount An alloy polymer was obtained by kneading with a twin-screw kneader set at 15 kg / hour (FIG. 1 screw diameter: 37 mmφ L / D: 48). The melt viscosity of this alloy polymer was 79 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ), and the average dispersion diameter of PBT-I was 1560 nm.

このアロイポリマーを用い、図2に示す溶融紡糸装置を用いて、紡糸温度235℃として単孔吐出量0.83g/分・hole口金から溶融吐出した。この口金は図3に示すような吐出孔より上流側に計量孔を有したものであり、計量部孔径0.4mmφ(L/D=2.0)、吐出孔径1.0mm(L/D=2.5)の孔を有した紡糸用口金である。この時バラス発生位置は口金面から6mm下流に確認することができたため、環状チムニーを用い、口金から30mm下流から冷却範囲1.0m、冷却風速20m/分、冷却風温20℃の条件でポリマー流郡の周囲から冷却風を均等に吹き付けることで強制冷却し、紡糸速度1350m/分で巻き取った。得られた未延伸糸を引き続き、図4に示す延伸機にて第1ローラ温度84℃、第2ローラ温度135℃、延伸倍率2.2倍で延伸した。延伸中の糸切れもなく、延伸性は良好であった。   Using this alloy polymer, the melt spinning apparatus shown in FIG. 2 was used to melt and discharge from a single-hole discharge rate of 0.83 g / min · hole base at a spinning temperature of 235 ° C. This base has a measuring hole upstream from the discharge hole as shown in FIG. 3, and has a measuring portion hole diameter of 0.4 mmφ (L / D = 2.0) and a discharge hole diameter of 1.0 mm (L / D = 2.5) Spinneret with holes. At this time, the position of occurrence of the ballast could be confirmed 6 mm downstream from the base surface, so an annular chimney was used. The forced cooling was performed by blowing cooling air uniformly from around Nagaregun, and it was wound at a spinning speed of 1350 m / min. The obtained undrawn yarn was continuously drawn by a drawing machine shown in FIG. 4 at a first roller temperature of 84 ° C., a second roller temperature of 135 ° C., and a draw ratio of 2.2 times. There was no yarn breakage during drawing, and the drawability was good.

得られたアロイ繊維の単糸繊度2.8dtex、強度2.5cN/dtex、伸度41%、U%は0.9%であった。従来にはない繊維径バラツキが抑制されたアロイ繊維を得ることができた。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの島成分平均径は100nmであり、島成分径CV%は15%であり、島成分ポリマーに関しても、繊維径が縮小されており、繊維径CV%の値に示されるようにアロイ繊維の横断面には拡大された島成分ポリマーは観察されず、非常に繊維径バラツキが小さいものであった。   The obtained alloy fiber had a single yarn fineness of 2.8 dtex, a strength of 2.5 cN / dtex, an elongation of 41%, and U% of 0.9%. It was possible to obtain an alloy fiber in which variation in fiber diameter, which has not been heretofore, was suppressed. In addition, the island component average diameter of the island component polymer that appears in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber is 100 nm, the island component diameter CV% is 15%, and the fiber diameter is also reduced for the island component polymer. As shown by the value of the fiber diameter CV%, no expanded island component polymer was observed in the cross section of the alloy fiber, and the fiber diameter variation was very small.

引き続き、得られたアロイ繊維を丸編みした後、80℃に加熱した水酸化ナトリウム1重量%水溶液に60分間浸漬し、海成分ポリマーであるポリ乳酸を99%溶解除去して、ナノファイバーを得た。ナノファイバーの乾燥時と湿潤時の力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は2.5cN/dtexであり、かつ湿潤時の強度保持率は99%と湿潤時においても優れた力学的特性を有するナノファイバーを得ることができた。   Subsequently, the obtained alloy fiber was circularly knitted and then immersed in a 1% by weight aqueous solution of sodium hydroxide heated to 80 ° C. for 60 minutes to dissolve and remove 99% of polylactic acid as a sea component polymer to obtain nanofibers. It was. When the mechanical properties of the nanofibers were measured when dried and wet, the average strength of the nanofibers was 2.5 cN / dtex, and the strength retention when wet was 99%, which was excellent even when wet. Nanofibers with properties could be obtained.

実施例2
紡糸速度を3000m/分とし、引き続き、延伸倍率を1.2倍として延伸を行ったこと以外は全て実施例1に従い実施した。
Example 2
Except that the spinning speed was 3000 m / min and the stretching ratio was 1.2 times, everything was performed in accordance with Example 1.

得られたアロイ繊維は単糸繊度2.3dtex、強度1.6cN/dtex、伸度77%、U%は1.3%であり、紡糸速度が高速化した場合でも繊維径バラツキが抑制されたアロイ繊維が得られることがわかった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は98nmであり、繊維径CV%は15%であり、実施例1の場合と同様、島成分ポリマーの繊維径は縮小されており、かつ繊維径バラツキが非常に小さいものであった。   The obtained alloy fiber had a single yarn fineness of 2.3 dtex, a strength of 1.6 cN / dtex, an elongation of 77%, and U% of 1.3%, and even when the spinning speed was increased, fiber diameter variation was suppressed. It has been found that alloy fibers can be obtained. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber is 98 nm, and the fiber diameter CV% is 15%. As in Example 1, the fiber diameter of the island component polymer is Was reduced and the fiber diameter variation was very small.

引き続き、実施例1と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は2.3cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は99%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 1, and the mechanical properties thereof were measured. The average strength of the nanofibers was 2.3 cN / dtex, and the strength retention rate when wet was 99%, which was excellent even when wet. It had the mechanical characteristics.

実施例3
PLAの混練比率を60重量%、PBT−I 10molの混練比率を40重量%とし、混練を行ったこと以外は全て実施例1記載の方法に従い実施した。ちなみにバラス発生位置は口金面から10mm下流に確認することができた。
Example 3
The procedure was as described in Example 1, except that the kneading ratio of PLA was 60 wt%, the kneading ratio of 10 mol of PBT-I was 40 wt%, and kneading was performed. By the way, the location where the ballast was generated could be confirmed 10 mm downstream from the base surface.

得られたアロイポリマーの溶融粘度は85Pa・s(230℃、1216sec―1)であり、PBT−Iの平均分散径は1963nmであり、このポリマーを用いて得たアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度3.5cN/dtex、伸度40%、U%は0.9%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は150nmであり、繊維径CV%は17%であった。 The melt viscosity of the obtained alloy polymer is 85 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ), the average dispersion diameter of PBT-I is 1963 nm, and the alloy fiber obtained using this polymer has a single yarn fineness of 2. The strength was 8 dtex, the strength was 3.5 cN / dtex, the elongation was 40%, and U% was 0.9%. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber was 150 nm, and the fiber diameter CV% was 17%.

引き続き、水酸化ナトリウム1重量%水溶液への浸漬時間を65分としたこと以外は実施例1と同様に実施し、ナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は2.3cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は99%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated and the mechanical properties were measured in the same manner as in Example 1 except that the immersion time in a 1% by weight aqueous solution of sodium hydroxide was 65 minutes. Was 2.3 cN / dtex, and the strength retention rate when wet was 99%, which was excellent even when wet.

実施例4
アロイポリマーとして、実施例3で得られたアロイポリマーを用いたこと以外は全て実施例2に従い実施した。
Example 4
The same procedure as in Example 2 was performed except that the alloy polymer obtained in Example 3 was used as the alloy polymer.

得られたアロイ繊維は単糸繊度2.3dtex、強度2.2cN/dtex、伸度73%、U%は1.3%であり、紡糸速度が高速化した場合でも繊維径バラツキが抑制されたアロイ繊維が得られることがわかった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は142nmであり、繊維径CV%は21%であり、実施例1の場合と同様、島成分ポリマーの繊維径は縮小されており、かつ繊維径バラツキが非常に小さいものであった。   The obtained alloy fiber had a single yarn fineness of 2.3 dtex, a strength of 2.2 cN / dtex, an elongation of 73%, and a U% of 1.3%, and even when the spinning speed was increased, fiber diameter variation was suppressed. It has been found that alloy fibers can be obtained. The fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber is 142 nm, and the fiber diameter CV% is 21%. As in Example 1, the fiber diameter of the island component polymer is Was reduced and the fiber diameter variation was very small.

引き続き、実施例3と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は2.0cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 3, and their mechanical properties were measured. The average strength of the nanofibers was 2.0 cN / dtex, and the wet strength retention was 98%, which was excellent even when wet. It had the mechanical characteristics.

実施例5
PLAの混練比率を50重量%、PBT−I 10molの混練比率を50重量%とし、混練を行ったこと以外は全て実施例1記載の方法に従い実施した。ちなみにバラス発生位置は口金面から5mm下流に確認することができた。
Example 5
The procedure was as described in Example 1 except that the kneading ratio of PLA was 50 wt%, the kneading ratio of 10 mol of PBT-I was 50 wt%, and kneading was performed. By the way, the ballast generation position could be confirmed 5 mm downstream from the die surface.

得られたアロイポリマーの溶融粘度は91Pa・s(230℃、1216sec―1)であり、PBT−Iの平均分散径は2365nmであり、このポリマーを用いて得たアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度4.4cN/dtex、伸度40%、U%は1.4%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は210nmであり、繊維径CV%は27%であった。 The melt viscosity of the obtained alloy polymer is 91 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ), the average dispersion diameter of PBT-I is 2365 nm, and the alloy fiber obtained using this polymer has a single yarn fineness of 2. It was 8 dtex, strength 4.4 cN / dtex, elongation 40%, U% was 1.4%. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber was 210 nm, and the fiber diameter CV% was 27%.

引き続き、水酸化ナトリウム1重量%水溶液への浸漬時間を55分としたこと以外は実施例1と同様に実施し、ナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は1.8cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated and the mechanical properties were measured in the same manner as in Example 1 except that the immersion time in a 1% by weight sodium hydroxide aqueous solution was 55 minutes. The average strength of the nanofibers was measured. Was 1.8 cN / dtex, and the strength retention rate when wet was 98%, which was excellent even when wet.

Figure 0005189812
Figure 0005189812

実施例6
PLAの混練比率を90重量%、PBT−I 10molの混練比率を10重量%とし、混練を行ったこと以外は全て実施例1記載の方法に従い実施した。ちなみにバラス発生位置は口金面から5mm下流に確認することができた。
Example 6
The procedure was as described in Example 1, except that the kneading ratio of PLA was 90% by weight and the kneading ratio of 10 mol of PBT-I was 10% by weight. By the way, the ballast generation position could be confirmed 5 mm downstream from the die surface.

得られたアロイポリマーの溶融粘度は71Pa・s(230℃、1216sec―1)であり、PBT−Iの平均分散径は1056nmであり、このポリマーを用いて得たアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度1.4cN/dtex、伸度40%、U%は0.6%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は90nmであり、繊維径CV%は15%であった。 The obtained alloy polymer has a melt viscosity of 71 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ) and an average dispersion diameter of PBT-I of 1056 nm. The alloy fiber obtained using this polymer has a single yarn fineness of 2. 8 dtex, strength 1.4 cN / dtex, elongation 40%, U% was 0.6%. Moreover, the fiber diameter of the island component polymer which appears in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber was 90 nm, and the fiber diameter CV% was 15%.

引き続き、水酸化ナトリウム1重量%水溶液への浸漬時間を90分としたこと以外は実施例1と同様に実施し、ナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は1.7cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, the nanofibers were generated and the mechanical properties were measured in the same manner as in Example 1 except that the immersion time in the 1% by weight sodium hydroxide aqueous solution was 90 minutes. Was 1.7 cN / dtex, and the strength retention rate when wet was 98%, which was excellent even when wet.

実施例7
アロイポリマーを得るに際にヒンダードフェノール系酸化防止剤(IRGAMOD295:チバ・ケミカル・スペシャリティ株式会社)をアロイポリマー重量に対し0.5重量%計量し、ポリ乳酸にドライブレンドすることによって添加したこと以外は全て実施例1に従い実施した。ちなみにバラス発生位置は口金面から7mm下流に存在していた。
Example 7
To obtain an alloy polymer, a hindered phenolic antioxidant (IRGAMOD295: Ciba Chemical Specialty Co., Ltd.) was weighed 0.5% by weight with respect to the weight of the alloy polymer and added by dry blending into polylactic acid. Except for the above, all were carried out according to Example 1. By the way, the ballast generation position was 7 mm downstream from the die surface.

得られたアロイポリマーの溶融粘度は84Pa・s(230℃ 1216sec−1)、PBT−I 10mol%の平均分散径は1764nmであり、このアロイポリマーを用いて、得たアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度2.4cN/dtex、伸度40%、U%は1.1%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は120nmであり、繊維径CV%は20%であった。紡糸性およびアロイ繊維物性に対する添加剤の影響はほとんどなかった。また、混練時および紡糸時にはポリマーの熱分解にともなうガス発生は抑制され、熱線型半導体式ニオイセンサー(理学計器株式会社製 OD−85)によって口金面直下の臭気を測定したところ、IRGAMOD295添加なし(実施例1)と比較して30%表示値が低下し、臭気はほとんど感じられなかった。 The melt viscosity of the obtained alloy polymer was 84 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ), the average dispersion diameter of 10 mol% of PBT-I was 1764 nm, and using this alloy polymer, the alloy fiber obtained had a single yarn fineness of 2 0.8 dtex, strength 2.4 cN / dtex, elongation 40%, U% was 1.1%. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber was 120 nm, and the fiber diameter CV% was 20%. There was almost no effect of additives on spinnability and alloy fiber properties. In addition, gas generation due to thermal decomposition of the polymer during kneading and spinning was suppressed, and when the odor immediately below the base was measured with a hot-wire semiconductor odor sensor (OD-85 manufactured by Rigaku Keiki Co., Ltd.), IRGAMOD295 was not added ( Compared with Example 1), the displayed value was reduced by 30% and almost no odor was felt.

引き続き、実施例1と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は2.0cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 1, and their mechanical properties were measured. The average strength of the nanofibers was 2.0 cN / dtex, and the wet strength retention was 98%, which was excellent even when wet. It had the mechanical characteristics.

実施例8
溶融粘度187Pa・s(230℃ 1216sec−1)、融点195℃であるイソフタル酸が35mol%共重合されたPBT(PBT−I 35mol%)を島成分ポリマーとして用い、バラス発生位置が15mm下流に確認することができたため、強制冷却開始位置は35mmとしたこと以外は全て実施例1に従い実施した。
PBT−I 35mol%のアロイポリマーの溶融粘度は90Pa・s(230℃ 1216sec−1)、PBT−I 35mol%の平均分散径は1826nmであり、このポリマーを用いて得たアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度2.4cN/dtex、伸度29%、U%は2.0%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は120nmであり、繊維径CV%は20%であった。
Example 8
Using PBT (PBT-I 35 mol%) copolymerized with 35 mol% of isophthalic acid having a melt viscosity of 187 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ) and a melting point of 195 ° C. as an island component polymer, the location of ballast was confirmed 15 mm downstream. Therefore, all the steps were performed according to Example 1 except that the forced cooling start position was set to 35 mm.
The melt viscosity of an alloy polymer of PBT-I 35 mol% is 90 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ), the average dispersion diameter of PBT-I 35 mol% is 1826 nm, and the alloy fiber obtained using this polymer has a single yarn fineness. 2.8 dtex, strength 2.4 cN / dtex, elongation 29%, U% was 2.0%. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber was 120 nm, and the fiber diameter CV% was 20%.

引き続き、実施例1と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は1.8cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 1 and their mechanical properties were measured. The average strength of the nanofibers was 1.8 cN / dtex, and the wet strength retention was 98%, which was excellent even when wet. It had the mechanical characteristics.

参考例
島成分ポリマーとして溶融粘度167Pa・s(230℃、1216sec−1)、融点210℃のジエチルグリコールが10mol%共重合されたPBT(PBT−G 10mol%)を用い、バラス発生位置が15mmに確認することができたため、強制冷却開始位置は35mmとしたこと以外は全て実施例1記載の方法で従い実施した。
Reference Example PBT (PBT-G 10 mol%) obtained by copolymerizing 10 mol% of diethyl glycol having a melt viscosity of 167 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ) and a melting point of 210 ° C. as the island component polymer has a ballast generation position of 15 mm. Since it was able to be confirmed, everything was performed according to the method described in Example 1 except that the forced cooling start position was set to 35 mm.

得られたアロイポリマーの溶融粘度は71Pa・s(230℃ 1216sec−1)でありPBT−G 10mol%の平均分散径は1476nmであり、このポリマーを用いて得たアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度2.0cN/dtex、伸度33%、U%は1.4%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は98nmであり、繊維径CV%は30%であった。 The obtained alloy polymer has a melt viscosity of 71 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ) and an average dispersion diameter of 10 mol% of PBT-G is 1476 nm. The alloy fiber obtained using this polymer has a single yarn fineness of 2. 8 dtex, strength 2.0 cN / dtex, elongation 33%, U% was 1.4%. Moreover, the fiber diameter of the island component polymer which appears in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber was 98 nm, and the fiber diameter CV% was 30%.

引き続き、実施例1と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は1.7cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 1, and the mechanical properties thereof were measured. The average strength of the nanofibers was 1.7 cN / dtex, and the strength retention rate when wet was 98%, which was excellent even when wet. It had the mechanical characteristics.

参考例1
溶融粘度137Pa・s(230℃ 1216sec−1)、融点170℃であるPLAを海成分ポリマーとして用いたこと以外は全て実施例1に従い実施した。ちなみにバラス発生位置は口金面から10mm下流に確認することができた。
Reference example 1
The same procedure as in Example 1 was performed except that PLA having a melt viscosity of 137 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ) and a melting point of 170 ° C. was used as the sea component polymer. By the way, the location where the ballast was generated could be confirmed 10 mm downstream from the base surface.

得られたアロイポリマーの溶融粘度は155Pa・s(230℃ 1216sec−1)でありPBT−I 10mol%の平均分散径は1378nmであり、このポリマーを用いて得たアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度4.6cN/dtex、伸度30%、U%は2.2%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は93nmであり、繊維径CV%は20%であった。 The obtained alloy polymer has a melt viscosity of 155 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ) and an average dispersion diameter of 10 mol% of PBT-I is 1378 nm. The alloy fiber obtained using this polymer has a single yarn fineness of 2. 8 dtex, strength 4.6 cN / dtex, elongation 30%, U% was 2.2%. Moreover, the fiber diameter of the island component polymer which appears in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber was 93 nm, and the fiber diameter CV% was 20%.

引き続き、実施例1と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は2.5cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 1 and their mechanical properties were measured. The average strength of the nanofibers was 2.5 cN / dtex, and the wet strength retention was 98%, which was excellent even when wet. It had the mechanical characteristics.

Figure 0005189812
Figure 0005189812

比較例1
溶融粘度180Pa・s(260℃、1216sec−1)、融点225℃のポリトリメチレンテレフタレート(PTT)を島成分ポリマーとして用い、PTT含有量を20重量%、PLAの含有量を80重量%とし、実施例1記載の方法に従いアロイポリマーを得た。
Comparative Example 1
Polytrimethylene terephthalate (PTT) having a melt viscosity of 180 Pa · s (260 ° C., 1216 sec-1) and a melting point of 225 ° C. is used as the island component polymer, the PTT content is 20% by weight, and the PLA content is 80% by weight. An alloy polymer was obtained according to the method described in Example 1.

得られたアロイポリマーの溶融粘度は150Pa・s(260℃ 1216sec−1)、PTTの平均分散径は600nmであり、このアロイポリマーを用いて紡糸温度を250℃として以外は全て実施例1記載の方法で溶融紡糸を行った。バラス発生位置は口金面から10mm下流に確認することができた。引き続き実施例1と同様に2.2倍延伸を行おうとしたが、第1ローラと第2ローラ間で糸切れが多発し、安定してアロイ繊維を得ることが困難であった。このため、延伸倍率を段階的に下げていったところ、延伸倍率を1.8倍としたところで、比較的安定してサンプリングが可能であったため、この条件でアロイ繊維を得た。 The melt viscosity of the obtained alloy polymer is 150 Pa · s (260 ° C., 1216 sec −1 ), the average dispersion diameter of PTT is 600 nm, and all of those described in Example 1 except that the spinning temperature is 250 ° C. using this alloy polymer. The melt spinning was carried out by this method. The position of the ballus generation could be confirmed 10 mm downstream from the die surface. Subsequently, an attempt was made to stretch 2.2 times in the same manner as in Example 1, but yarn breakage frequently occurred between the first roller and the second roller, and it was difficult to stably obtain alloy fibers. For this reason, when the draw ratio was lowered stepwise, sampling was possible relatively stably when the draw ratio was set to 1.8, and alloy fibers were obtained under these conditions.

得られたアロイ繊維は単糸繊度3.3dtex、強度1.6cN/dtex、伸度25%、U%は2.7%であり、アロイの伸度が低いうえに繊維径バラツキが大きいものであった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は120nmであり、繊維径CV%は45%であり、島成分ポリマーの繊維径は比較的縮小されたものであったが、バラツキが大きいものであった。   The obtained alloy fiber has a single yarn fineness of 3.3 dtex, a strength of 1.6 cN / dtex, an elongation of 25%, and a U% of 2.7%. The alloy has a low elongation and a large fiber diameter variation. there were. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber is 120 nm, the fiber diameter CV% is 45%, and the fiber diameter of the island component polymer is relatively reduced. However, the variation was large.

引き続き、水酸化ナトリウム1重量%水溶液への浸漬時間を65分としたこと以外は実施例1と同様に実施し、ナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は1.0cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時の強度保持率は優れるものの、本発明と比較して、乾燥時および湿潤時のナノファイバーの力学的特性は低いものであった。   Subsequently, nanofibers were generated and the mechanical properties were measured in the same manner as in Example 1 except that the immersion time in a 1% by weight aqueous solution of sodium hydroxide was 65 minutes. Is 1.0 cN / dtex, and the wet strength retention is 98%, and the wet strength retention is excellent. However, compared with the present invention, the nanofibers have low mechanical properties when dried and wet. Met.

比較例2
溶融粘度190Pa・s(230℃ 1216sec−1)、融点228℃であるナイロン6(N6)を島成分ポリマーとして用い、PLAの混練比率を60重量%、N6の混練比率を40重量%とし、温度220℃に設定した2軸押出混練機にて、スクリュー回転数300rpmとしてアロイポリマーを得て、上部に計量孔を有しない吐出孔径0.3mmφ(L/D=2.5)の口金を用いたこと以外は全て実施例1(紡糸温度235℃)に従い実施した。
Comparative Example 2
Nylon 6 (N6) having a melt viscosity of 190 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ) and a melting point of 228 ° C. is used as the island component polymer, the kneading ratio of PLA is 60 wt%, the kneading ratio of N6 is 40 wt%, and the temperature An alloy polymer was obtained with a screw rotation speed of 300 rpm in a biaxial extrusion kneader set at 220 ° C., and a nozzle with a discharge hole diameter of 0.3 mmφ (L / D = 2.5) having no metering hole at the top was used. Except for this, everything was carried out according to Example 1 (spinning temperature 235 ° C.).

このアロイポリマーの溶融粘度は92Pa・s(230℃ 1216sec−1)、N6の平均分散径は600nmであり、このポリマーを用いて得たアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度2.9cN/dtex、伸度15%、U%は1.0%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は100nmであり、繊維径CV%は22%であり、島成分ポリマーの繊維径は比較的縮小されたものであった。 The melt viscosity of this alloy polymer is 92 Pa · s (230 ° C., 1216 sec −1 ), the average dispersion diameter of N6 is 600 nm, and the alloy fiber obtained using this polymer has a single yarn fineness of 2.8 dtex and a strength of 2.9 cN / The dtex, elongation 15%, and U% were 1.0%. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber is 100 nm, the fiber diameter CV% is 22%, and the fiber diameter of the island component polymer is relatively reduced. there were.

引き続き、実施例3と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は2.5cN/dtexであり、優れたものであったが、湿潤時強度保持率は20%と極めて低いものであり、本発明と比較して、湿潤時の力学的特性が大幅に低下するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 3, and their mechanical properties were measured. The average strength of the nanofibers was 2.5 cN / dtex, which was excellent, but the strength retention rate when wet Was as low as 20%, and the mechanical properties when wet were greatly reduced as compared with the present invention.

本発明のアロイ繊維は融点が130〜215℃のポリエステルを用いているため、紡糸温度を245℃以下としても、PLAの熱劣化を抑制することができるため、ポリマー流動が安定する。更には紡糸時に口金孔径を拡大することにより、ポリマーアロイの紡糸を困難にする口金直下で遅延的に発生するバラスの位置変動を抑制し、初めてU%が低いアロイ繊維を得ることができる。一方、比較例の場合には融点225℃以上のポリエステルを用いているため、紡糸温度を250℃以上にすることを余儀なくされ、ポリマーを溶融吐出するまでにポリ乳酸の熱劣化が進行し、ポリマー流動の不安定性に伴い、U%が増加するばかりか、海成分ポリマーの粘度低下から、海成分ポリマーと島成分ポリマーの粘度比が大きくなり、紡糸線上で海成分ポリマーの伸長が促進されず、得られたアロイ繊維の横断面方向に現れる島成分平均径は拡大されたものであり、かつ島成分径CV%も大きいものとなる。また、比較例1に示すように、仮に本発明のように吐出孔径を拡大し、バラスの位置変動を抑制したとしてもポリマー流動の不安定性からくるU%の増加を抑制できないことは明らかである。   Since the alloy fiber of the present invention uses polyester having a melting point of 130 to 215 ° C., even if the spinning temperature is 245 ° C. or less, the thermal deterioration of PLA can be suppressed, and the polymer flow is stabilized. Furthermore, by expanding the diameter of the die at the time of spinning, it is possible to suppress a variation in the position of the ball that is generated in a delayed manner immediately below the die, which makes it difficult to spin the polymer alloy. On the other hand, in the case of the comparative example, since a polyester having a melting point of 225 ° C. or higher is used, the spinning temperature is forced to be 250 ° C. or higher, and thermal degradation of polylactic acid proceeds until the polymer is melted and discharged. Along with the instability of the flow, not only the U% increases, but also the viscosity ratio of the sea component polymer and the island component polymer increases due to the decrease in the viscosity of the sea component polymer. The island component average diameter appearing in the cross-sectional direction of the obtained alloy fiber is expanded, and the island component diameter CV% is also large. In addition, as shown in Comparative Example 1, it is clear that even if the discharge hole diameter is enlarged as in the present invention and fluctuations in the position of the ballast are suppressed, an increase in U% resulting from instability of the polymer flow cannot be suppressed. .

本発明のアロイ繊維はU%は低いためにアロイ繊維の長手方向あるいは単繊維毎の海成分ポリマーの除去率が均一となる。このため、過剰に島成分ポリマーをアルカリ水溶液で溶かすことがない。また、島成分径が均質であり、かつ縮小されたものであるため、ナノファイバー間の接触面積が大きく、それらの束は非常に優れた力学的特性を有している。また、湿潤時においてもこの特性は失われず、強度保持率においてはいずれも98%以上であり、仮に液流染色機を用いて脱海処理を行うような過酷な条件下においても、伸び、裂け、破れ等が起こりにくい。一方、比較例2においてはN6によるものであり、吸水性が大きいため、乾燥時には比較的優れた力学的特性を有するものの、湿潤時の強度保持率は20%と、大きく低下する。このため、前述した脱海処理時に条件を制約することになったり、ナノファイバーが脱落するなど、生産性にも大きく影響を与えることとなる。また、比較例1についてはポリエステルによるものであるため、確かに湿潤時の強度保持率は高い値を示すが、もともとの力学的特性が低いため、比較的マイルドな条件で脱海処理を行うことを強いられることとなる。   Since the alloy fiber of the present invention has a low U%, the removal rate of the sea component polymer in the longitudinal direction of the alloy fiber or for each single fiber becomes uniform. For this reason, the island component polymer is not excessively dissolved in the alkaline aqueous solution. Moreover, since the island component diameter is uniform and reduced, the contact area between the nanofibers is large, and these bundles have very excellent mechanical properties. In addition, even when wet, this property is not lost, and the strength retention rate is 98% or more. Even under severe conditions such as seawater removal using a liquid flow dyeing machine, elongation and tearing occur. , Tears are less likely to occur. On the other hand, in Comparative Example 2, it is due to N6 and has a large water absorption, so that it has relatively excellent mechanical properties at the time of drying, but the strength retention ratio at the time of wetness is greatly reduced to 20%. For this reason, conditions will be restricted at the time of the above-mentioned sea removal treatment, and productivity will be affected greatly, such as nanofiber dropping out. In addition, since Comparative Example 1 is made of polyester, the strength retention rate when wet is certainly high, but the original mechanical properties are low, so the sea removal treatment should be performed under relatively mild conditions. Will be forced.

Figure 0005189812
Figure 0005189812

実施例10
実施例1で得られたアロイ繊維に捲縮を付与してカットし、繊維長51mmの原綿をし、この原綿を用いて、カード、クロスラッパー工程を経て積層ウェブを形成し、ついでこの積層ウェブに100本/cmのニードルパンチを行い、不織布ウェブを得て、引き続きロール間クリアランス2mmに設定した圧縮ロールで、密度0.35g/cmとなるまで圧縮し、上下から針のバーブ方向を垂直にして1500本/cmの針本数でニードルパンチし、目付650g/m、密度0.23g/cmの不織布を作製した。
Example 10
The alloy fiber obtained in Example 1 is crimped and cut to obtain a raw cotton having a fiber length of 51 mm, and this raw cotton is used to form a laminated web through a card and a cross wrapper process, and then this laminated web. 100 needles / cm 2 is punched to obtain a nonwoven web, and subsequently compressed with a compression roll set at a clearance between rolls of 2 mm until the density becomes 0.35 g / cm 3. A nonwoven fabric having a weight per unit area of 650 g / m 2 and a density of 0.23 g / cm 3 was produced by vertical punching with a needle number of 1500 / cm 2 .

次いで、ポリウレタン(重量平均分子量200,000)を繊維重量に対し、30重量%含浸させ、水中でポリウレタンを凝固した後、このシート状物表面をJIS#180番のサンドペーパーにて研削し、アロイ繊維からなる立毛を形成させた。   Next, polyurethane (weight average molecular weight 200,000) was impregnated with 30% by weight of the fiber weight, and the polyurethane was solidified in water, and then the surface of the sheet was ground with JIS # 180 sandpaper. Nap consisting of fibers was formed.

最後に、液流染色機中で80℃の水酸化ナトリウム2重量%水溶液にて揉み処理を行いつつ、40分処理し、乾燥させることで、海成分であるPLAを溶出させ、PBT−Iからなるナノファイバーを発生させた。シート状物にはナノファイバーが分散して立毛しており、また、このシート状物には布破れ等はなく、研磨加工に適したシート状物を得られていた。
また、処理後の水酸化ナトリウム水溶液を調べたが、脱落しているナノファイバーはほとんどなかった。
Lastly, while treating with a 2% aqueous solution of sodium hydroxide at 80 ° C. in a liquid dyeing machine, it is treated for 40 minutes and dried to elute PLA, which is a sea component, from PBT-I. The resulting nanofibers. Nanofibers were dispersed and raised in the sheet-like material, and the sheet-like material was free of cloth breakage, and a sheet-like material suitable for polishing was obtained.
Moreover, although the sodium hydroxide aqueous solution after a process was investigated, there was almost no nanofiber which has fallen.

実施例11
実施例1で得られたアロイポリマーをスパンボンド法により、紡糸温度240℃で口金孔より紡出した後、エジェクターにより紡糸速度3500m/minで紡糸し、移動するネットコンベアー上に捕集し、圧着率16%のエンボスロールで、温度80℃、線圧20kg/cmの条件で熱圧着し、単繊維繊度2.0dtex、目付150g/mの長繊維不織布を得た。この不職布からアロイ繊維を引き抜き、アロイ繊維横断面に存在する島成分ポリマーの繊維径を測定したところ、繊維径は150nmであり、繊維径CV%は30%であった。
Example 11
The alloy polymer obtained in Example 1 was spun from a die hole at a spinning temperature of 240 ° C. by a spunbond method, then spun at a spinning speed of 3500 m / min by an ejector, collected on a moving net conveyor, and crimped. A long fiber nonwoven fabric having a single fiber fineness of 2.0 dtex and a basis weight of 150 g / m 2 was obtained by thermocompression bonding with an embossing roll having a rate of 16% at a temperature of 80 ° C. and a linear pressure of 20 kg / cm. The alloy fiber was drawn from this unwoven cloth and the fiber diameter of the island component polymer existing in the cross section of the alloy fiber was measured. The fiber diameter was 150 nm and the fiber diameter CV% was 30%.

引き続きこの不織布を油剤(SM7060:東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製)を繊維重量に対し2重量%付与し、4枚積層し、バーブ数1、バーブ深さ0.06mmのニードルを用いて、ニードルパンチを2000本/cm施すことで、目付600g/mとし、繊維重量に対して固形分で30重量%のポリウレタンを付与した後、JIS#180番のサンドペーパーにて研削し、アロイ繊維からなる立毛を形成させた。引き続き、液流染色機中で80℃の水酸化ナトリウム2重量%水溶液にて揉み処理を行いつつ、40分処理し、乾燥させることで、PBT−Iからなるナノファイバーを発生させた。シート状物にはナノファイバーが分散して立毛しており、また、このシート状物には布破れ等はなく、研磨加工に適したシート状物を得られていた。
また、処理後の水酸化ナトリウム水溶液を調べたが、脱落しているナノファイバーはほとんどなかった。
Subsequently, an oil agent (SM7060: manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) was applied to the nonwoven fabric in an amount of 2% by weight based on the fiber weight, and four sheets were laminated, using a needle having a barb number of 1 and a barb depth of 0.06 mm. By applying 2000 needles / cm 2 to the needle punch, the weight per unit is 600 g / m 2 , 30% by weight of polyurethane is given to the fiber weight, and then ground with JIS # 180 sandpaper. Nap consisting of fibers was formed. Subsequently, the nanofibers made of PBT-I were generated by treating for 40 minutes while drying with a 2% by weight aqueous solution of sodium hydroxide at 80 ° C. in a liquid dyeing machine. Nanofibers were dispersed and raised in the sheet-like material, and the sheet-like material was free of cloth breakage, and a sheet-like material suitable for polishing was obtained.
Moreover, although the sodium hydroxide aqueous solution after a process was investigated, there was almost no nanofiber which has fallen.

実施例12
実施例1で得られたアロイ繊維を用い、これとは別に用意した熱収縮率18%の高収縮PET(33dtex、6フィラメント)とエア混繊した。この混繊糸を経糸および緯糸
に用いて平織りを作製した後、130℃の熱水で30分間処理し、PLAを脆化させ、その後80℃の4%水酸ナトリウム水溶液にて30分間処理し、乾燥させることで、海成分であるPLAを溶出させた。高収縮PETが大きく収縮することでPLA除去に伴う空隙は埋めた織物となっていた。この織物にウォータジェットパンチング処理を行うことによって物理的刺激を与え、PBT−Iナノファイバーが表面に分散した織物を得た。この織物では表面にナノファイバーが分散して存在することで、非常に滑らかな表面形状を有しており、研磨加工に適した織物が得られていた。
Example 12
The alloy fibers obtained in Example 1 were used, and air-mixed with high-shrinkage PET (33 dtex, 6 filaments) having a heat shrinkage rate of 18% prepared separately. After making a plain weave using this blended yarn for warp and weft, it was treated with hot water at 130 ° C. for 30 minutes to embrittle PLA, and then treated with 4% sodium hydroxide aqueous solution at 80 ° C. for 30 minutes. Then, PLA, which is a sea component, was eluted by drying. The high shrinkage PET was greatly shrunk so that the void accompanying PLA removal was a woven fabric. The fabric was subjected to a water jet punching process to give a physical stimulus to obtain a fabric in which PBT-I nanofibers were dispersed on the surface. In this woven fabric, nanofibers are dispersed on the surface, so that the woven fabric has a very smooth surface shape and is suitable for polishing.

比較例3
比較例1で得られたアロイ繊維を用いたこと以外は全て実施例10に従い実施した。
Comparative Example 3
Except that the alloy fiber obtained in Comparative Example 1 was used, everything was carried out in accordance with Example 10 .

揉み処理を行いつつ、PLAを溶出させることで、N6からなるナノファイバーを発生させたところ、シート状物表面にはN6からなるナノファイバーが分散したものが得られていたものの、所々に布破れが見られ、かつ、処理後の水酸化ナトリウム水溶液中にはナノファイバーの脱落が多量に見られた。   The nanofibers made of N6 were generated by elution of PLA while carrying out the stagnation treatment. As a result, nanosheets made of N6 were dispersed on the surface of the sheet. In addition, a large amount of the nanofiber was dropped in the aqueous sodium hydroxide solution after the treatment.

比較例4
比較例2で得られたアロイ繊維を用いたこと以外は全て実施例10に従い実施した。
Comparative Example 4
Except that the alloy fiber obtained in Comparative Example 2 was used, everything was carried out according to Example 10 .

揉み処理を行いつつ、PLAを溶出させることで、PBTからなるナノファイバーを発生させたところ、シート状物表面にはPBTからなるナノファイバーが分散しているものの、繊維径バラツキが大きいために、所々で繊維径の大きいものに小さいものが絡みつくよう立毛する凝集が見られた。布破れは目立たないものの、処理後の水酸化ナトリウム水溶液中にはナノファイバーの脱落が確認された。   While elution of PLA while carrying out the stagnation treatment, nanofibers made of PBT were generated, and although nanofibers made of PBT were dispersed on the surface of the sheet, the fiber diameter variation was large. In some places, agglomeration was observed where napped fibers were entangled so that small fibers were entangled. Although the fabric breakage was not noticeable, it was confirmed that the nanofibers dropped out in the aqueous sodium hydroxide solution after the treatment.

実施例1012および比較例3,4により得られたシート状物を40mm幅のテープとし、アルミニウム基板にNi−Pメッキ処理した後、ポリッシング加工し平均表面粗さ0.2nmに制御したディスクを用い、シート状物表面に1次粒子径1〜10nmのダイヤモンド結晶からなる遊離砥粒スラリーを滴下し、テープ走行速度を5cm/分、荷重2.0kgfの条件で20秒間研磨を実施した。 Discs obtained by converting the sheet-like materials obtained in Examples 10 to 12 and Comparative Examples 3 and 4 into 40 mm width tapes, Ni-P plating treatment on aluminum substrates, and polishing to control the average surface roughness to 0.2 nm. Was used, and a free abrasive slurry made of diamond crystals having a primary particle diameter of 1 to 10 nm was dropped onto the surface of the sheet-like material, and polishing was performed for 20 seconds under conditions of a tape running speed of 5 cm / min and a load of 2.0 kgf.

本発明のアロイ繊維により得られたシート状物については、研磨加工時の伸びもなく、かつ、ディスクの研磨面は、表面粗さが0.2nm以下、スクラッチ点数は30以下であり、非常に優れた研磨特性を示した。   About the sheet-like material obtained by the alloy fiber of the present invention, there is no elongation at the time of polishing, and the polished surface of the disk has a surface roughness of 0.2 nm or less and a scratch score of 30 or less. Excellent polishing characteristics.

一方、N6からなるナノファイバーの場合比較例4には部分的には表面粗さ0.2nm以下の部分も存在するが、研磨加工時に付与する荷重によってシート状物が伸び、部分的に破れることで応力にムラができ、また、摩擦によってナノファイバーが脱落し、そこに残渣が堆積することによりスクラッチが多数発生する部分が存在する等、研磨面全体ではムラの多いものであった。 On the other hand, in the case of the nanofiber made of N6, the comparative example 4 has a portion with a surface roughness of 0.2 nm or less partially, but the sheet-like material is stretched and partially broken by the load applied during the polishing process. As a result, there was unevenness in the entire polished surface, such as unevenness in stress, and removal of nanofibers due to friction, and the presence of residues on the polished surface.

また、本発明以外のポリエステルナノファイバー比較例3においては、繊維径が十分に縮小されてなかったり、所々に凝集したナノファイバーが存在する等によって、表面粗さは0.5nm以上と本発明と比較して大きく、N6同様に摩擦によるナノファイバーの脱落が確認された。 Further, in polyester nanofiber comparative example 3 other than the present invention, the surface roughness is 0.5 nm or more and the present invention due to the fact that the fiber diameter is not sufficiently reduced or there are aggregated nanofibers in some places. Compared with N6, it was confirmed that the nanofibers dropped due to friction as in N6.

Figure 0005189812
Figure 0005189812

実施例13
環状チムニーを冷却風が一方向から吹き付けるタイプのチムニーとし、冷却風速を25m/分として強制冷却を行ったこと以外は全て実施例1記載の方法に従い実施した。
Example 13
The annular chimney was a chimney of a type in which the cooling air was blown from one direction, and all the operations were performed according to the method described in Example 1 except that forced cooling was performed at a cooling air speed of 25 m / min.

得られたアロイ繊維の単糸繊度2.8dtex、強度2.5cN/dtex、伸度35%、U%は1.1%であり、実施例1と比較してU%が若干増加するものの、全く問題のないアロイ繊維が得られた。アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの島成分平均径は100nmであり、島成分径CV%は19%であり、島成分ポリマーに関しても、繊維径が縮小されており、実施例1同様に非常に繊維径バラツキが小さいものであった。引き続き、実施例1と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は2.3cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は99%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   The obtained alloy fiber has a single yarn fineness of 2.8 dtex, a strength of 2.5 cN / dtex, an elongation of 35%, and U% of 1.1%, although the U% is slightly increased as compared with Example 1, An alloy fiber having no problem was obtained. The island component average diameter of the island component polymer that appears in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber is 100 nm, the island component diameter CV% is 19%, and the fiber diameter of the island component polymer is also reduced. As in Example 1, the fiber diameter variation was very small. Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 1, and the mechanical properties thereof were measured. The average strength of the nanofibers was 2.3 cN / dtex, and the strength retention rate when wet was 99%, which was excellent even when wet. It had the mechanical characteristics.

実施例14
実施例3で得られたアロイポリマーを用いたこと以外は全て実施例13記載の方法に従い実施した。
Example 14
All were carried out according to the method described in Example 13 except that the alloy polymer obtained in Example 3 was used.

得られたアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度3.2cN/dtex、伸度34%、U%は1.2%であり、実施例3と比較してU%が若干増加するものの、全く問題のないアロイ繊維が得られた。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は150nmであり、繊維径CV%は20%であった。   The obtained alloy fiber has a single yarn fineness of 2.8 dtex, a strength of 3.2 cN / dtex, an elongation of 34%, and U% of 1.2%, although U% is slightly increased as compared with Example 3, An alloy fiber having no problem was obtained. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber was 150 nm, and the fiber diameter CV% was 20%.

引き続き、実施例1と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は2.1cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は99%と湿潤時でも優れた力学的特性を有するものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 1 and their mechanical properties were measured. The average strength of the nanofibers was 2.1 cN / dtex, and the wet strength retention was 99%, which was excellent even when wet. It had the mechanical characteristics.

参考例15
溶融粘度150Pa・s(260℃、1216sec−1)、融点215℃のイソフタル酸が10mol%共重合されたPTT(PTT 10mol%)を島成分ポリマーとして用い、PTT10mol%含有量を30重量%、PLAの含有量を70重量%としたこと以外は全て実施例1記載の方法に従い実施した。
Reference Example 15
PTT 10 mol% copolymerized with 10 mol% isophthalic acid having a melt viscosity of 150 Pa · s (260 ° C., 1216 sec −1 ) and a melting point of 215 ° C. is used as the island component polymer, and the content of PTT 10 mol% is 30% by weight, PLA. All were carried out according to the method described in Example 1 except that the content of was 70% by weight.

得られたアロイポリマーの溶融粘度は73Pa・s(260℃ 1216sec−1)、PTTの平均分散径は812nmであり、バラス発生位置は口金面から10mm下流に確認することができた。 The melt viscosity of the obtained alloy polymer was 73 Pa · s (260 ° C., 1216 sec −1 ), the average dispersion diameter of PTT was 812 nm, and the position at which the ballast was generated could be confirmed 10 mm downstream from the die surface.

得られたアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度1.8cN/dtex、伸度25%、U%は1.5%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は120nmであり、繊維径CV%は25%であり、島成分ポリマーの繊維径は比較的縮小されたものであり、バラツキも問題ないものであった。   The obtained alloy fiber had a single yarn fineness of 2.8 dtex, a strength of 1.8 cN / dtex, an elongation of 25%, and a U% of 1.5%. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber is 120 nm, the fiber diameter CV% is 25%, and the fiber diameter of the island component polymer is relatively reduced. There was no problem with variation.

引き続き、実施例1と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は1.9cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時の強度保持率は優れるものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 1, and the mechanical properties thereof were measured. The average strength of the nanofibers was 1.9 cN / dtex, and the wet strength retention was 98%. The retention rate was excellent.

参考例16
溶融粘度44Pa・s(160℃、1216sec−1)、融点149℃のポリへキセンテレフタレートを島成分ポリマーとし、混練温度を190℃とし、紡糸温度195℃としたこと以外は全て実施例1記載の方法に従い、未延伸糸を得た。得られたアロイポリマーの溶融粘度は75Pa・s(200℃ 1216sec−1)、ポリペンテンテレフタレートの平均分散径は600nmであった。得られた未延伸糸を引き続き、図4に示す延伸機にて第1ローラ温度70℃、第2ローラ温度120℃、延伸倍率2.2倍で延伸した。延伸中の糸切れもなく、延伸性は良好であった。
Reference Example 16
Example 1 except that polyhexene terephthalate having a melt viscosity of 44 Pa · s (160 ° C., 1216 sec −1 ) and a melting point of 149 ° C. is an island component polymer, the kneading temperature is 190 ° C., and the spinning temperature is 195 ° C. According to the method, an undrawn yarn was obtained. The melt viscosity of the obtained alloy polymer was 75 Pa · s (200 ° C., 1216 sec −1 ), and the average dispersion diameter of polypentene terephthalate was 600 nm. The obtained undrawn yarn was continuously drawn by a drawing machine shown in FIG. 4 at a first roller temperature of 70 ° C., a second roller temperature of 120 ° C., and a draw ratio of 2.2 times. There was no yarn breakage during drawing, and the drawability was good.

得られたアロイ繊維は単糸繊度2.8dtex、強度2.5cN/dtex、伸度40%、U%は1.0%であった。また、アロイ繊維の繊維軸に対して垂直な断面に現れる島成分ポリマーの繊維径は220nmであり、繊維径CV%は25%であり、島成分ポリマーの繊維径は比較的縮小されたものであり、バラツキも問題ないものであった。   The obtained alloy fiber had a single yarn fineness of 2.8 dtex, a strength of 2.5 cN / dtex, an elongation of 40%, and U% of 1.0%. Further, the fiber diameter of the island component polymer appearing in the cross section perpendicular to the fiber axis of the alloy fiber is 220 nm, the fiber diameter CV% is 25%, and the fiber diameter of the island component polymer is relatively reduced. There was no problem with variation.

引き続き、実施例1と同様にナノファイバーを発生させ、その力学的特性を測定したところ、ナノファイバーの平均強度は1.3cN/dtexであり、湿潤時強度保持率は98%と湿潤時の強度保持率は優れるものであった。   Subsequently, nanofibers were generated in the same manner as in Example 1, and the mechanical properties thereof were measured. The average strength of the nanofibers was 1.3 cN / dtex, the wet strength retention was 98%, and the wet strength. The retention rate was excellent.

2軸押出混練機を示す図である。It is a figure which shows a biaxial extrusion kneader. 溶融紡糸装置を示す図である。It is a figure which shows a melt spinning apparatus. 紡糸口金を示す図である。It is a figure which shows a spinneret. 延伸機を示す図である。It is a figure which shows a drawing machine.

符号の説明Explanation of symbols

1:ホッパー
2:計量装置
3:2軸押出混練機
4:スクリュー
5:スピンブロック
6:紡糸パック
7:紡糸口金
8:チムニー
9:糸条
10:集束給油ガイド
11:第1引き取りローラー
12:第2引き取りローラー
13:巻き取り糸
14:計量孔
15:吐出孔
16:未延伸糸
17:フィードローラー
18:第1ホットローラー
19:第2ホットローラー
20:第3ローラー
21:延伸糸
1: Hopper 2: Metering device 3: Biaxial extrusion kneader 4: Screw 5: Spin block 6: Spin pack 7: Spinneret 8: Chimney 9: Yarn 10: Focusing oiling guide 11: First take-up roller 12: First 2 take-up roller 13: take-up yarn 14: metering hole 15: discharge hole 16: undrawn yarn 17: feed roller 18: first hot roller 19: second hot roller 20: third roller 21: drawn yarn

Claims (5)

2種類以上のポリマーがブレンドされたアロイポリマーからなるアロイ繊維において、繊維軸に対し垂直な断面に海島構造を形成し、かつ海成分ポリマーがポリ乳酸、島成分ポリマーが融点130〜215℃のジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸およびラクトン類から選ばれた少なくとも一成分が共重合されたポリブチレンテレフタレートであり、ウースターノーマルU%が3.0%以下であることを特徴とするアロイ繊維。 In an alloy fiber composed of an alloy polymer in which two or more kinds of polymers are blended, a sea-island structure is formed in a cross section perpendicular to the fiber axis, the sea component polymer is polylactic acid, and the island component polymer has a melting point of 130 to 215 ° C. An alloy fiber, which is polybutylene terephthalate in which at least one component selected from acids, hydroxycarboxylic acids and lactones is copolymerized, and has a Wooster normal U% of 3.0% or less. 繊維軸に垂直な断面に現れる、融点130〜215℃のポリエステルからなる島成分の平均径が500nm以下であり、かつ島成分径CV%が30%以下であることを特徴とする請求項1載のアロイ繊維。 Appearing in a cross section perpendicular to the fiber axis, the average diameter of the island component consisting of melting one hundred thirty to two hundred and fifteen ° C. of the polyester is not less 500nm or less, and the island component diameter CV% is claimed in claim 1 Symbol for equal to or less than 30% Alloy fiber listed. 融点130〜215℃の共重合ポリブチレンテレフタレートの、ブレンド比率が10〜50重量%であることを特徴とする請求項1または2記載のアロイ繊維。 The alloy fiber according to claim 1 or 2 , wherein a blend ratio of the copolymerized polybutylene terephthalate having a melting point of 130 to 215 ° C is 10 to 50% by weight. 請求項1〜のいずれか1項記載のアロイ繊維を用いた繊維構造体。 The fiber structure using the alloy fiber of any one of Claims 1-3 . 請求項記載の繊維構造体を脱海処理することにより得られるナノファイバーからなる繊維構造体。 A fiber structure comprising nanofibers obtained by subjecting the fiber structure according to claim 4 to sea removal treatment.
JP2007248870A 2007-09-26 2007-09-26 Alloy fiber Expired - Fee Related JP5189812B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007248870A JP5189812B2 (en) 2007-09-26 2007-09-26 Alloy fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007248870A JP5189812B2 (en) 2007-09-26 2007-09-26 Alloy fiber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009079318A JP2009079318A (en) 2009-04-16
JP5189812B2 true JP5189812B2 (en) 2013-04-24

Family

ID=40654283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007248870A Expired - Fee Related JP5189812B2 (en) 2007-09-26 2007-09-26 Alloy fiber

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5189812B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010216039A (en) * 2009-03-17 2010-09-30 Unitika Ltd Method for producing cloth
JP6089786B2 (en) * 2013-02-28 2017-03-08 東レ株式会社 Sea-island composite fiber made of polylactic acid and polyglycolic acid
JP2015048541A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 三菱製紙株式会社 Nonwoven fabric for wall paper lining
JP2015055017A (en) * 2013-09-11 2015-03-23 三菱製紙株式会社 Non-woven fabric for wallpaper backing and method for producing the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003221732A (en) * 2002-01-29 2003-08-08 Toray Ind Inc Polyester fiber
JP4698930B2 (en) * 2003-02-14 2011-06-08 東レ株式会社 Fiber structures containing nanofibers
JP2005200593A (en) * 2004-01-19 2005-07-28 Toray Ind Inc Pellet
JP4730039B2 (en) * 2005-09-28 2011-07-20 東レ株式会社 Polymer alloy fiber and method for producing the same
JP4487973B2 (en) * 2006-05-28 2010-06-23 東レ株式会社 Polyester resin composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009079318A (en) 2009-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005320677A (en) Flat yarn and method for producing the same
JP3893995B2 (en) Resin composition and molded body
JPWO2019078170A1 (en) Polyurethane elastic fiber, wound body thereof, and products containing the same
JP5189812B2 (en) Alloy fiber
JP2009083093A (en) Polishing cloth
JP4730045B2 (en) Artificial leather and method for producing the same
JP3925176B2 (en) Polyester resin composition
JP2005023466A (en) Nanofiber combined filament yarn
JP2004285538A (en) Method for producing polymer alloy filament and method for producing nano fiber
JP4872339B2 (en) Core-sheath type composite fiber, crimped yarn, and fiber structure using them
JP4487973B2 (en) Polyester resin composition
JP2004232182A (en) Polyester monofilament for screen gauze and method for producing the same
JPWO2006134805A1 (en) Polishing fibers and abrasives
JP4100063B2 (en) Composite fibers and fiber structures
JP2010168685A (en) Abrasion-resistant polyester fiber and method for producing the same
JP2005200593A (en) Pellet
JP2007239146A (en) Composite false-twisted yarn excellent in transparency preventing property and method for producing the same
JP2011157647A (en) Wiping cloth
JP3895190B2 (en) Polyester composite false twisted yarn for cut pile knitted fabric and method for producing the same
JP2005273106A (en) Yarn package
JP4710227B2 (en) pellet
JP4003506B2 (en) Polylactic acid fiber having 31 helical structure
JP5510151B2 (en) Abrasive cloth and method for producing the same
JP2008088267A (en) Polymer alloy chip comprising polyamide, and polymer alloy fiber and superextrafine fiber and method for producing them
EP3786348A1 (en) Polyamide monofilament

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100907

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111025

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111220

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120327

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120625

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20120702

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20120824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130125

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160201

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160201

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees