JPH08269811A - Production of highly heat-resistant polymer filament - Google Patents
Production of highly heat-resistant polymer filamentInfo
- Publication number
- JPH08269811A JPH08269811A JP11227595A JP11227595A JPH08269811A JP H08269811 A JPH08269811 A JP H08269811A JP 11227595 A JP11227595 A JP 11227595A JP 11227595 A JP11227595 A JP 11227595A JP H08269811 A JPH08269811 A JP H08269811A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filament
- spinning
- nozzle
- heat
- resistant polymer
- 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.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【技術分野】本発明は、高耐熱性ポリマーを原料とし、
高品質のフィラメントを製造する方法に関し、さらに詳
しくは特殊ダイスを使用してフィラメントを紡糸して耐
熱性があり高強度でファインなフィラメントおよび不織
布を製造する方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention uses a high heat resistant polymer as a raw material,
The present invention relates to a method for producing high-quality filaments, and more particularly to a method for producing fine filaments and nonwoven fabrics having high heat resistance, high strength by spinning filaments using a special die.
【０００２】[0002]
【従来技術】従来、熱可塑性ポリイミドやフッ素系ポリ
マー等の耐熱性ポリマーを原料とする高強度フィラメン
トの製造方法に関しては、その融点が高いことや溶融粘
度が大きいこと、メルトフラクチャーが発生しやすいこ
と等によりファインなフィラメントが紡糸できないでい
た。溶剤や可塑剤に溶解や分散して紡糸する方法もある
が、溶解や脱溶剤および溶剤回収にコストがかかり、産
業資材としてコスト的に実用的ではない。また、従来は
高耐熱性ポリマーの連続フィラメントの不織布は製造さ
れていなかったため、従来のフィラメントとして製造さ
れていたフィラメントを切断し、短繊維としてニードル
パンチやケミカルボンド等の接合方法で不織布とされて
いた。2. Description of the Related Art Conventionally, a method for producing a high-strength filament using a heat-resistant polymer such as a thermoplastic polyimide or a fluoropolymer as a raw material has a high melting point, a high melt viscosity, and a tendency to cause melt fracture. As a result, fine filament could not be spun. There is also a method of dissolving and dispersing in a solvent or a plasticizer to carry out spinning, but it is costly to dissolve, desolvate and recover the solvent, which is not practical as an industrial material. Further, since a non-woven fabric of continuous filaments of high heat-resistant polymer has not been produced in the past, the filament produced as a conventional filament is cut into a non-woven fabric by a joining method such as needle punch or chemical bond as a short fiber. It was
【０００３】[0003]
【本発明が解決しようとする課題】高融点ポリマーより
ファインなフィラメントを製造するためには、細いノズ
ルを使用しなければならない。しかし、押出量はノズル
径の４乗に比例するので、ノズル径が小さくなると、生
産性が極端に悪くなる。また、押出の剪断速度もノズル
径の３乗に逆比例するので、ノズル径が小さくなると極
端に剪断速度が大きくなり、メルトフラクチャー等の押
出異常を起こす。また高耐熱性ポリマーでは、押出温度
を溶融状態になる温度より極端に高くできないために高
粘度になり、安定した操業はできなかった。また、高耐
熱ポリマーの溶融紡糸でファインなフィラメントが製造
困難なもう一つの理由は、紡糸ノズルを出た後のフィラ
メントのメルトテンションが大きいために、ドラフト倍
率を大きくするとノズル切れとなり、そのためドラフト
倍率を大きくして、ファインなフィラメントを製造する
手段がとれないことにある。高耐熱性ポリマーフィラメ
ントは、高強度高弾性率繊維としての用途が最も大きい
が、従来の溶融紡糸のみでは延伸性が悪く、高強度にな
りにくい場合が多かった。したがって、高耐熱性ポリマ
ーで、ファインで強度のあるフィラメントを生産性良く
安価に製造できる発明が望まれていた。また、従来安価
な高耐熱性ポリマーの連続フィラメントよりなる不織布
も望まれていたにもかかわらず、製造できないでいた。Fine nozzles must be used to produce finer filaments than high melting point polymers. However, since the extrusion amount is proportional to the fourth power of the nozzle diameter, the smaller the nozzle diameter, the worse the productivity. Further, since the shear rate of extrusion is also inversely proportional to the cube of the nozzle diameter, the shear rate becomes extremely large when the nozzle diameter becomes small, causing extrusion abnormalities such as melt fracture. Further, in the case of a high heat resistant polymer, the extrusion temperature cannot be made extremely higher than the temperature at which it is in a molten state, so that the viscosity becomes high and stable operation cannot be performed. Another reason why it is difficult to manufacture fine filaments by melt spinning of high heat-resistant polymer is that the melt tension of the filaments after leaving the spinning nozzle is large, so when the draft ratio is increased, the nozzles are cut off, and therefore the draft ratio The reason is that it is impossible to take a means for producing a fine filament by increasing the value. The high heat-resistant polymer filaments are most used as high-strength and high-modulus fibers, but the conventional melt-spinning alone has a poor drawability and often fails to attain high strength. Therefore, there has been a demand for an invention capable of producing a fine and strong filament with high productivity at low cost with a high heat resistant polymer. Further, although a non-woven fabric composed of continuous filaments of inexpensive high heat-resistant polymer has been desired in the past, it could not be produced.
【０００４】本発明人は、これらの課題を解決すべく鋭
意研究を続け、従来の高耐熱性ポリマーのフィラメント
で高強度のフィラメントが出来ない理由は、次の３つが
あることが判明した。まず、紡糸ノズルにおけるメルト
フラクチャーまたはメルトフラクチャーに到らなくとも
ノズルでの高剪断力でフィラメントの表面が内面よりも
高度に分子配向し、フィラメントの表面と内面で構造の
イレギュラーが生じていた。次に、高融点ポリマーの紡
糸は高温で行い、紡糸ノズルを出たフィラメントが急激
に紡出フィラメントの温度より低い大気に触れることに
より、フィラメントの表面が結晶化し、まだ溶融状態に
ある内面との間で構造のイレギュラーが生じる。この場
合フィラメントがドラフトされると、このイレギュラー
はさらに増大する。第３に、高融点ポリマーでは、一般
に延伸張力が大きくなり、延伸張力がその延伸温度での
破断強度を越える。そこで、溶融状態でドラフト倍率を
上げて、分子配向を良くしておけば、延伸での破断強度
が上がり、延伸切れがなくなり高倍率延伸へとつなが
る。しかし前述のように、通常の状態でのドラフト倍率
を上げることは、構造のイレギュラーを増す問題点があ
るばかりでなく、高融点ポリマーのメルトテンションが
大きく、ドラフト倍率を大きくするとノズル切れにつな
がり、高ドラフト倍率が実現できなかった。The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve these problems, and have found that there are three reasons why conventional high heat-resistant polymer filaments cannot be used to form high strength filaments. First, even if melt fracture in the spinning nozzle or even if melt fracture did not occur, the surface of the filament was molecularly oriented to a higher degree than the inner surface due to the high shearing force in the nozzle, and irregular structure occurred on the surface and the inner surface of the filament. Next, the high melting point polymer is spun at a high temperature, and the filament exiting the spinning nozzle is exposed to an atmosphere that is lower than the temperature of the spun filament, so that the surface of the filament is crystallized and the inner surface which is still in a molten state. An irregular structure occurs between them. This irregularity is further increased when the filament is drafted in this case. Thirdly, in the high melting point polymer, the stretching tension is generally high, and the stretching tension exceeds the breaking strength at the stretching temperature. Therefore, if the draft ratio is increased in the molten state to improve the molecular orientation, the breaking strength at the time of stretching is increased, and the breakage of stretching is eliminated, leading to high-strength stretching. However, as mentioned above, increasing the draft ratio in the normal state not only has the problem of increasing the irregularity of the structure, but the melt tension of the high melting point polymer is large, and increasing the draft ratio leads to nozzle disconnection. , High draft magnification could not be realized.
【０００５】本発明は、上記考察に基づき、高融点ポリ
マーの延伸フィラメントの製法に関し、大きく分けて４
つの原理的発明で、上記課題を克服したものである。 その１（手段Ａ）は、高耐熱性ポリマーの溶融紡糸に関
し、特殊なメルトブローダイスを使用し、ノズル近傍で
熱風を噴出し溶融紡糸する手段を発明した。 その２（手段Ｂ）は、低分子量の加熱流動性物質とコン
ジュゲート紡糸または混合紡糸することにより、紡糸に
おいてさらに高剪断速度を実現できた。 その３（手段Ｃ）は、高融点ポリマーが溶融状態にあ
り、まだ完全には結晶化しない状態で延伸し、しかもそ
の延伸の延伸張力が紡糸ノズルに及ばないような状態で
の延伸をしておくことにより、さらにその後の本格延伸
により高強度フィラメントにすることを可能にした。 その４（手段Ｄ）は、上記手段で紡糸した連続フィラメ
ントをコンベア等に集積し、連続フィラメントの不織布
にすることを可能にした。Based on the above consideration, the present invention relates to a method for producing a stretched filament of a high melting point polymer, which is roughly classified into 4
The above-mentioned problems are overcome by one principle invention. Part 1 (Means A) relates to melt spinning of a high heat-resistant polymer, and invented a means of using a special melt blow die to blow hot air in the vicinity of a nozzle to perform melt spinning. The second method (Means B) was able to realize a higher shear rate in spinning by conjugate spinning or mixed spinning with a low-molecular weight heat-fluidizable substance. No. 3 (Means C) is a stretching process in which the high melting point polymer is in a molten state and is not yet completely crystallized, and the stretching tension of the stretching does not reach the spinning nozzle. By setting it, it became possible to make a high strength filament by further full-scale drawing. No. 4 (Means D) made it possible to collect continuous filaments spun by the above means on a conveyor or the like to form a continuous filament nonwoven fabric.
【０００６】本発明は溶融紡糸であり、溶融押出を基本
とする。この方式が最もコスト安くまた操作性も良いか
らである。溶融押出機としては、高耐熱ポリマーの押出
を可能にすべく、高温押出タイプで、高馬力のものであ
る必要がある。さらに、スクリュウの破損しにくいもの
が望ましい。また、熱可塑性の低分子物質を混合しても
押し出せる押出機がさらに望ましい。押出機のタイプ
は、高融点高粘度ポリマーを押出し、また粉末樹脂や粉
末添加剤、粉末の加熱流動性物質等も使用するため、圧
縮比を大きく取れ、しかもノンスリップタイプで有るこ
とが望ましい。それらの問題点を解決するため、高温押
出機であり、スクリュウのＬ／Ｄを大きくすること、根
本の大きなスクリュウを使用すること、両持ちのスクリ
ュウ、バレル側を粗面にすること等の手段から、適宜に
選択して使用される。The present invention is melt spinning and is based on melt extrusion. This is because this method is the cheapest and has good operability. The melt extruder needs to be a high temperature extrusion type and a high horsepower type in order to enable extrusion of a high heat resistant polymer. Further, it is desirable that the screw is not easily damaged. Further, an extruder capable of extruding even when a thermoplastic low-molecular substance is mixed is more desirable. The extruder type is preferably a non-slip type with a high compression ratio because it extrudes a high-melting point, high-viscosity polymer, and also uses a powder resin, a powder additive, a powder heat-fluid material, and the like. In order to solve these problems, it is a high-temperature extruder, and means such as increasing the L / D of the screw, using a screw with a large root, screw with both ends, and roughening the barrel side Therefore, it is appropriately selected and used.
【０００７】手段Ａは、高粘度樹脂の剪断力によるメル
トフラクチャー等の押出異常を回避するために、高温の
熱風でノズル先端のみを高温で加熱できるようにするこ
とを可能にした。ノズル全体を高温にすることで押出温
度を上げる方法もあるが、高温では熱分解が激しくな
り、分子量低下を起こすので、ノズル先端での短い樹脂
の通過時間のみ高温にすることを可能にする点で、メル
トブローダイスで紡糸することが適している。しかし従
来のメルトブローダイスそのままでは、本発明の紡糸に
は不適合である。即ち、従来のメルトブロー用ダイス
は、高ドラフト性のあるポリマーを生産性よく製造する
必要があること、ノズルの耐圧を維持しつつ高ドラフト
倍率を維持するため、ノズル先端角度を小さくする必要
があり、ノズルの径（Ｄ）も０．５ｍｍ前後で、ノズル
径と長さ（Ｌ）の比であるＬ／Ｄが１０前後のものが多
かった。しかし本発明では、高耐熱性ポリマーでの最適
な条件を選ぶことで紡糸条件を設定でき、鋭意研究した
結果、実施例で述べる紡糸ノズルの条件に到達した。The means A makes it possible to heat only the tip of the nozzle to a high temperature with hot air in order to avoid extrusion abnormalities such as melt fracture due to the shearing force of the high-viscosity resin. There is also a method of raising the extrusion temperature by raising the temperature of the entire nozzle, but at high temperature the thermal decomposition becomes severe and the molecular weight decreases, so it is possible to raise the temperature only for a short resin passage time at the nozzle tip. Therefore, it is suitable to perform spinning with a melt blow die. However, the conventional melt-blown die itself is not suitable for the spinning of the present invention. That is, in the conventional melt-blowing die, it is necessary to produce a polymer having a high draft property with high productivity, and in order to maintain a high draft ratio while maintaining the pressure resistance of the nozzle, it is necessary to reduce the nozzle tip angle. The nozzle diameter (D) was also around 0.5 mm, and the ratio L / D, which is the ratio of the nozzle diameter to the length (L), was around 10. However, in the present invention, the spinning conditions can be set by selecting the optimum conditions for the high heat-resistant polymer, and as a result of earnest research, the spinning nozzle conditions described in the examples have been reached.
【０００８】紡糸ノズルの形状は、断面が円形ばかりで
なく、矩形、三角や多角形、ハート形や星型等種々の断
面形状における紡糸においても使用できる。この場合の
Ｌ／ＤにおけるＤの値は一番狭い部分の形で表現され
る。その部分が一番剪断力がかかるからである。The spinning nozzle can be used not only in a circular cross section, but also in spinning in various cross sectional shapes such as a rectangular shape, a triangular shape, a polygonal shape, a heart shape and a star shape. The value of D in L / D in this case is expressed in the form of the narrowest part. This is because that part receives the most shearing force.
【０００９】手段Ｂでは、紡糸ノズルでのメルトフラク
チャー等の弊害を除くため、加熱流動性物質との混合押
出やコンジュゲート押出も有効である。このような加熱
流動性物質により紡糸ノズルでの粘度がさがり、押出異
常の程度が少なくなるからである。混合は、ここでは簡
単のため混合と云う言葉で代表させたが、混練も含み、
２種以上のポリマーが良く混合されている必要がある。
混合の程度が悪いと、ある部分は高耐熱性ポリマーのみ
が押出され、ある部分では加熱流動性物質のみが押し出
されて本発明の目的を達しえない。混合は原料での粉末
やペレットを混ぜる段階でも均一にする必要がある。ま
た押出機は１軸押出機でも２軸押出機でも良く、ベント
タイプの押出機も使用できる。定量性を保つために、加
熱流動性物質用に押出機の直後にギアポンプ等を設ける
ことが望ましい。また押出機を出た後や、ノズル直前で
スタチックミキサー等でよく混合することも有効な手段
である。コンジュゲート紡糸も、溶融粘度を下げる効果
がある点で、混合法と同等であるが、コンジュゲート法
では、さらにノズルやドラフトでの表面のイレギュラー
が発生しても、強度には直接影響しない部分であり、延
伸でフローしてしまう部分でもあり、イレギュラーの影
響が少ない利点がある。[0009] In the means B, in order to eliminate the adverse effects such as melt fracture at the spinning nozzle, mixed extrusion with a heated fluid material or conjugate extrusion is also effective. This is because such a heat-fluidizable substance reduces the viscosity at the spinning nozzle and reduces the degree of abnormal extrusion. Mixing is represented here by the word "mixing" for simplicity, but it also includes kneading,
It is necessary that two or more polymers are well mixed.
If the degree of mixing is poor, only the high heat-resistant polymer is extruded in some parts, and only the heat-fluidizable substance is extruded in some parts, and the object of the present invention cannot be achieved. Mixing should be uniform even at the stage of mixing powders or pellets of raw materials. The extruder may be a single-screw extruder or a twin-screw extruder, and a vent type extruder can also be used. In order to maintain the quantitative property, it is desirable to provide a gear pump or the like immediately after the extruder for the heated fluid material. It is also an effective means to mix well after leaving the extruder or immediately before the nozzle with a static mixer or the like. The conjugate spinning is also similar to the mixing method in that it has the effect of lowering the melt viscosity, but the conjugate method does not directly affect the strength even if surface irregularities occur in the nozzle or draft. It is a part and also a part that flows by stretching, and has an advantage that influence of irregularity is small.
【００１０】加熱流動性物質との混合紡糸やコンジュゲ
ート紡糸は、高剪断力によるメルトフラクチャーを防止
することと別に、高ドラフト倍率の実現に効果がある。
すなわち、ノズルから紡出されたフィラメントは、ノズ
ル内の剪断力およびその後のドラフトにより、粘度の低
い加熱流動性物質が表面に移動し、表面に高耐熱性ポリ
マーの皮が貼ることを防せぎ、結果として高ドラフト倍
率を実現できる。高ドラフト率を実現するためには、紡
糸ノズルの直下の紡出されたフィラメントを高温に維持
する手段を併用することが最も有用である。これらのノ
ズル直下を高温に維持する手段として、本発明の噴出す
る熱風が最も有効であるが、保温筒や積極的に赤外線ヒ
ータ等で加熱することも有効である。Mixing spinning and conjugate spinning with a heat-fluidizable substance are effective in realizing a high draft ratio in addition to preventing melt fracture due to high shearing force.
That is, the filament spun from the nozzle, due to the shearing force in the nozzle and the subsequent draft, a low-viscosity heated fluid material moves to the surface, prevents the surface of the high heat-resistant polymer from sticking, As a result, a high draft magnification can be realized. In order to achieve a high draft rate, it is most useful to use a means for keeping the spun filament just below the spinning nozzle at a high temperature. The hot air blown out by the present invention is most effective as a means for maintaining a high temperature immediately below these nozzles, but it is also effective to heat it with a heat insulating cylinder or an infrared heater.
【００１１】手段Ｃを用いることにより、まだ溶融状態
ではあるが、表面と内部の温度差を少なくし、その状態
で延伸（以下プレ延伸と略す）し、しかもその延伸張力
を紡糸部に影響させないで、分子配向を上げることがで
き、その後の本格的な延伸における延伸張力を上げるこ
とができるようになり、プレ延伸を含めての高倍率延伸
を可能にした。By using the means C, although it is still in a molten state, the temperature difference between the surface and the inside is reduced, and drawing (hereinafter referred to as pre-drawing) is performed in that state, and the drawing tension does not affect the spinning section. Thus, the molecular orientation can be increased, and the drawing tension in the subsequent full-scale drawing can be increased, which enables high-magnification drawing including pre-drawing.
【００１２】紡糸されたフィラメントは、その後に本格
的に加熱延伸（以下本延伸という）または熱処理、また
はその両方を行う。この本延伸では、延伸ゾーンを長く
し、ゆっくり延伸する必要がある。急激な延伸では、延
伸張力が上がり、延伸切れになる確率が高くなる。延伸
手段としては、ローラ延伸、熱風延伸、熱盤延伸、熱水
延伸、伸線、圧延等が使用でき、それらの延伸手段を併
用して、多段延伸することが望ましい。The spun filament is then subjected to full-scale heat drawing (hereinafter referred to as main drawing) or heat treatment, or both. In this main stretching, it is necessary to lengthen the stretching zone and slowly stretch. With abrupt stretching, the stretching tension increases and the probability of stretch breakage increases. As the stretching means, roller stretching, hot air stretching, hot plate stretching, hot water stretching, wire drawing, rolling and the like can be used, and it is desirable to use these stretching means in combination to perform multi-stage stretching.
【００１３】本発明は、このように本延伸により高強度
フィラメントを目指す方向と別に、紡糸またはプレ延伸
の状況のフィラメントをコンベア等に集積し、連続フィ
ラメントよりなる不織布とすることができる。本発明の
加熱流動性物質は、この不織布の接着剤としての耐熱も
持たせることができる。In the present invention, the filaments in the spinning or pre-stretching state can be accumulated on a conveyor or the like to form a nonwoven fabric composed of continuous filaments, in addition to the direction in which the high-strength filaments are obtained by the main stretching. The heat-fluidizable substance of the present invention can also have heat resistance as an adhesive for this nonwoven fabric.
【００１４】耐熱性ポリマーは一般に結晶化速度が遅い
ために、紡糸やその後の延伸によっても結晶化が不十分
であり、耐熱性ポリマーとしての機能が発揮できない場
合が多い。そこで、これらの紡糸や延伸後に、充分な熱
処理が必要となる。不織布においては、延伸が不十分な
場合が多いので、結晶化が不十分な場合が多く、熱処理
が特に重要となる。この熱処理は、不織布としてのフィ
ラメント間を接合するための熱エンボス、カレンダー、
接着剤硬化等の工程と併せて行うこともできる。Since the heat-resistant polymer generally has a slow crystallization rate, the crystallization is insufficient even by spinning and subsequent drawing, and the function as the heat-resistant polymer cannot be exhibited in many cases. Therefore, a sufficient heat treatment is required after these spinning and drawing. In a non-woven fabric, since stretching is often insufficient, crystallization is often insufficient, and heat treatment is particularly important. This heat treatment includes hot embossing for joining filaments as a nonwoven fabric, calender,
It can also be performed in combination with steps such as adhesive curing.
【００１５】本発明の高耐熱性ポリマーは、熱可塑性ポ
リイミド（ＰＩ）、ポリテトラフロロエチレン−パーフ
ロロアルコキシレン共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素系ポ
リマー、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミ
ド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエー
テルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルファイ
ド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポ
リエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアレート
（ＰＡＲ）、ポリエチレン−２、６−ナフタレート（Ｐ
ＥＮ）、４−６ナイロン等のポリアミド系樹脂（Ｐ
Ａ）、ポリパラバン酸樹脂（ＰＰＡ）、ポリベンズイミ
ダゾール（ＰＢＩ）、ポリアセテート等の重合体または
共重合体をいう。これらの高耐熱ポリマーは、２８０℃
以上で溶融状態になり、３００℃以上で溶融押出する必
要がある点で、溶融紡糸によりファインなフィラメント
にすることが困難であった。この溶融状態になる温度
は、結晶性ポリマーで融点を示す温度で、非晶質ポリマ
ーではガラス転移温度以上を示す。本発明は後述するよ
うに加熱流動性物質を併用したり、特殊ダイスを使用す
ることにより、従来法より高耐熱性や高分子量の高耐熱
性ポリマーを使用できる。耐熱温度が高いことはそれだ
けフィラメントの性能が優れていることを意味し、分子
量が高いことは、それだけ延伸後のヤーンを高強度、高
弾性にする潜在能力が高い。The highly heat resistant polymer of the present invention is a fluoropolymer such as thermoplastic polyimide (PI), polytetrafluoroethylene-perfluoroalkoxylene copolymer (PFA), polysulfone (PSF), polyetherimide ( PEI), polyamide imide (PAI), polyether sulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenylene ether (PPE), polyether ether ketone (PEEK), polyalate (PAR), polyethylene-2,6-naphthalate (PEI). P
EN), polyamide resin such as 4-6 nylon (P
A), a polymer or copolymer such as polyparabanic acid resin (PPA), polybenzimidazole (PBI), and polyacetate. These high heat resistant polymers are 280 ℃
It has been difficult to form fine filaments by melt spinning, because it becomes a molten state as described above and needs to be melt extruded at 300 ° C. or higher. The melting temperature is a temperature at which the crystalline polymer has a melting point, and the amorphous polymer has a glass transition temperature or higher. In the present invention, a heat-resistant polymer having a higher heat resistance and a higher molecular weight than the conventional method can be used by using a heat-flowable substance together or using a special die as described later. A high heat-resistant temperature means that the performance of the filament is excellent, and a high molecular weight means that the drawn yarn has high potential to make the yarn high strength and high elasticity.
【００１６】本発明の耐熱性ポリマーは、単独でも使用
できるが、複数の耐熱性ポリマーを組み合わせて使用す
ることにより、さらに高機能フィラメントとすることが
できる。例えば、ＰＩとＰＡ、ＰＩとＰＥＥＫ、ＰＩと
ＰＢＩ、ＰＦＡとＰＰＥ、ＰＰＥとＰＡ、ＰＡＲとＰＡ
等の各種の組合せで良い効果が得られている。この場
合、各種の相溶化剤を併用することにより、さらに一層
効果が高まる。The heat-resistant polymer of the present invention can be used alone, but by using a plurality of heat-resistant polymers in combination, a higher-performance filament can be obtained. For example, PI and PA, PI and PEEK, PI and PBI, PFA and PPE, PPE and PA, PAR and PA.
Good effects have been obtained with various combinations such as. In this case, the effect is further enhanced by using various compatibilizers together.
【００１７】高耐熱ポリマーとブレンドしたり共押出す
る物質は、加熱流動性物質で、超高分子ポリオレフィン
の押出成形時に高融点ポリマーより粘度が低い流動体で
あることが必要である。それは、高耐熱性ポリマーの押
出の困難性を緩和することにあるからである。分子量と
しては、３０万以下、望ましくは１０万以下であること
が望ましい。常温で液体状態のオイル等も、冷却してい
けば固体になるので、便宜上このこの加熱流動性物質に
含める。本発明に使用される加熱流動性物質の例とし
て、各種ポリアミド、各種ポリエステル、高密度ポリエ
チレン等のポリエチレン、ポリプロピレン、各種変性ポ
リオレフィン、各種ワックス類、エチレン酢ビコポリマ
ー、不飽和ポリエステル、フッ素系ポリマー、シリコン
樹脂系ポリマー、ポリエチレングリコール、グリセリ
ン、またはジメチルスルフォオキサイドやデカリン等の
高耐熱性ポリマーの溶剤やフタル酸ジブチル等の可塑
剤、ステアリン酸カルシュウム等の滑剤等を使用するこ
とができる。これらの加熱流動性物質は、押出の困難性
を緩和するばかりでなく、フィラメントの表面物性を改
善することにも寄与し、フィラメントの熱接着性、染色
性、ＦＲＰマトリックスとの混和性等の性質を付与する
ことができる。また、溶剤、ワックス、可塑剤、滑剤等
の低分子量物質は、製膜や延伸過程で除去され、また製
品で積極的に除去する。The substance to be blended with or co-extruded with the high heat resistant polymer is a heat fluid substance, and it is necessary that the viscosity is lower than that of the high melting point polymer at the time of extrusion molding of the ultra-high molecular weight polyolefin. This is because the difficulty in extruding the high heat resistant polymer is alleviated. The molecular weight is preferably 300,000 or less, and more preferably 100,000 or less. Oil or the like which is in a liquid state at room temperature becomes a solid when it is cooled. Therefore, it is included in this heated fluid substance for convenience. Examples of heat-fluidizable substances used in the present invention include various polyamides, various polyesters, polyethylene such as high-density polyethylene, polypropylene, various modified polyolefins, various waxes, ethylene vinyl acetate copolymers, unsaturated polyesters, fluoropolymers, A solvent of a silicone resin-based polymer, polyethylene glycol, glycerin, or a high heat-resistant polymer such as dimethyl sulfoxide or decalin, a plasticizer such as dibutyl phthalate, a lubricant such as calcium stearate, or the like can be used. These heat-fluidizable substances not only alleviate the difficulty of extrusion but also contribute to improve the surface properties of the filament, and the properties such as the thermal adhesion of the filament, the dyeability, and the compatibility with the FRP matrix. Can be given. In addition, low molecular weight substances such as solvents, waxes, plasticizers and lubricants are removed during the film formation and stretching processes, and are also actively removed by the product.
【００１８】これらの高耐熱性ポリマーや加熱流動性物
質に接着剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、スリップ防止
剤、滑剤、帯電防止剤等の各種添加剤や顔料、染料等の
着色剤、難燃剤等を加えるのは、通常のフィルムの押出
の場合と同様に行うことができる。本発明の押出成形は
特に高温で行うことより、高耐熱性ポリマーの酸化が懸
念されるが、この加熱流動性物質に酸化防止剤や熱劣化
防止剤を多量に添加することで、高耐熱性ポリマーの性
質を劣化させることなく、押出成形可能である点も本発
明の特徴である。Various additives such as adhesives, anti-oxidants, anti-UV agents, anti-slip agents, lubricants, antistatic agents, coloring agents such as pigments, dyes, etc. are added to these high heat-resistant polymers and heat-flowable substances. The addition of the flame retardant and the like can be performed in the same manner as in the case of normal film extrusion. Since the extrusion molding of the present invention is carried out at a particularly high temperature, oxidation of the high heat-resistant polymer is concerned, but by adding a large amount of an antioxidant or a heat deterioration inhibitor to this heat-fluid material, It is also a feature of the present invention that extrusion molding can be performed without deteriorating the properties of the polymer.
【００１９】本発明による高強度フィラメントは、高耐
熱性ポリマー成分としての強度が１５ｇ／ｄ（グラム／
デニール）以上が容易に製造でき、望ましくは２０ｇ／
ｄ以上、さらに２５ｇ／ｄ以上も製造できる。加熱流動
性物質が多くなると強度は相対的に小さくなるので、加
熱流動性物質重量を差し引いて計算する必要がある。フ
ィラメントのデニール（ｄ）は、一定長さのフィラメン
トの重さを測定し、デニールに換算する。強度はＪＩＳ
Ｌ−１０６９で、チャック間の繊維長２０ミリメータ、
引張速度２０ミリメータ／分で測定し、２０本の平均値
とする。The high-strength filament according to the present invention has a strength of 15 g / d (gram / gram) as a high heat-resistant polymer component.
Denier) or more can be easily produced, preferably 20 g /
d or more, and even 25 g / d or more can be produced. Since the strength becomes relatively smaller as the amount of the heated fluid substance increases, it is necessary to calculate by subtracting the weight of the heated fluid substance. The denier (d) of the filament is obtained by measuring the weight of a filament having a certain length and converting it into denier. Strength is JIS
L-1069, the fiber length between chucks is 20 millimeters,
It is measured at a pulling speed of 20 millimeters / minute, and is an average value of 20 pieces.
【００２０】[0020]
【実施例】本発明の例を図面にて詳述する。図１は、本
発明における実施の例を分かりやすく示すために、１ホ
ールのノズルを使用した場合の例を示した。高耐熱性ポ
リマー融液１は、押出機等（図面では省略）より定量的
に紡糸頭２へ供給され、ノズル３より溶融フィラメント
４が押出される。紡糸頭２には高圧の熱風５が供給され
ノズル近傍の穴６よりフィラメント４に沿って噴出され
る。熱風を噴出しても周りに冷風を巻き込み、フィラメ
ントが冷却されることを紡糸するため、ノズル直下に赤
外線加熱ヒータ７を設置する。図では省略したが、保温
筒を設けることもフィラメントの冷却を防ぐのに有効で
ある。紡糸されたフィラメント４は、ターンロール８お
よびニップロール９ａ、９ｂにより引き取られ、その後
ニップロール９とターンロール１０およびニップロール
１１ａ、１１ｂ間でプレ延伸される。９ａと１１ａは、
一定温度の加熱ロールであり、９ｂ、１１ｂはゴムロー
ルである。ブレ延伸過程は一定温度の加熱室１２で行わ
れる。プレ延伸前は殆ど結晶化しておらず透明感のある
フィラメント４は、プレ延伸されることにより完全に結
晶化して不透明なフィラメントとなり、巻取機または次
の本延伸工程へと導かれる。プレ延伸工程および紡糸後
の加熱７、ニップロール９ｂは省略することも可能であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example in which a nozzle having one hole is used in order to clearly show an example of the embodiment of the present invention. The high heat resistant polymer melt 1 is quantitatively supplied to the spinning head 2 from an extruder or the like (not shown in the drawing), and the molten filament 4 is extruded from the nozzle 3. High-pressure hot air 5 is supplied to the spinning head 2 and is jetted along the filament 4 from the hole 6 near the nozzle. Even if the hot air is blown out, the infrared air heater 7 is installed just below the nozzle in order to wind the cold air around and spin the filament to be cooled. Although not shown in the figure, providing a heat insulating cylinder is also effective in preventing cooling of the filament. The spun filament 4 is taken up by the turn roll 8 and the nip rolls 9a and 9b, and then pre-drawn between the nip roll 9 and the turn roll 10 and the nip rolls 11a and 11b. 9a and 11a are
Heating rolls at a constant temperature, and 9b and 11b are rubber rolls. The blur stretching process is performed in the heating chamber 12 at a constant temperature. Prior to pre-stretching, the filament 4 which is hardly crystallized and has a transparent feeling is completely crystallized into an opaque filament by pre-stretching, and is guided to the winder or the next main stretching step. The heating 7 and the nip roll 9b after the pre-drawing step and the spinning may be omitted.
【００２１】図２は、メルトブローダイスの断面（図
Ａ）とその内部構造（図Ｂ）を図示したものであり、通
常のメルトブロー不織布製造用のダイスと類似の構造の
ダイスを使用して多数本フィラメントを紡糸する場合の
例を示す。ダイス２１は、高耐熱性ポリマーの融液ａを
多数の細孔２２よりフィラメント状に押出される。熱風
２３は、細孔の両サイドにあるスリット２４、２５よ
り、紡糸ノズル２２に沿っての熱風が噴出される。ダイ
ス全体はヒーティングブロック２６で加熱される。図
は、フラットのメルトブローダイスを示したが、円形の
ダイスでもよい。FIG. 2 shows a cross-section (FIG. A) and its internal structure (FIG. B) of a melt-blown die, and a large number of dies having a structure similar to a die for manufacturing a melt-blown nonwoven fabric are used. An example of spinning a filament will be shown. The die 21 extrudes a melt a of a high heat resistant polymer into filaments through a large number of pores 22. The hot air 23 is ejected from the slits 24 and 25 on both sides of the pores along the spinning nozzle 22. The entire die is heated by the heating block 26. Although the figure shows a flat melt blow die, a circular die may be used.
【００２２】図３は、図２のメルトブロー類似ダイスよ
りコンジュゲート紡糸する場合の構造の例を示したもの
であり、導管３１より高耐熱性ポリマーポリマー融液ａ
を導入し、導管３２、３３より加熱流動性物質ｂを導入
し、多数のノズル２２より紡糸する場合の構造の例を示
す。FIG. 3 shows an example of the structure for conjugate spinning from the melt-blown die of FIG.
An example of the structure in which the heating fluid material b is introduced from the conduits 32 and 33 and spinning is performed from the multiple nozzles 22 will be described.
【００２３】図４は、図２、３の紡糸ノズル部の構造を
拡大して示したものであり、通常のポリプロピレンやポ
リエステルのメルトブロー不織布では、ダイスの紡糸ノ
ズル径は、高速のエアーによるドラフト力に耐えるため
に、０．５ミリメータ前後のノズル径が使用され、小さ
くすると、ノズル切れが多くなり、ショットの発生率が
高まり、良い不織布が得られない。またこれら通常のメ
ルトブローダイスのＬ／Ｄも、出てくるフィラメントの
直線性と、機械的耐圧性を考慮して、１０前後であるこ
とが通常である。図Ａと図Ｂは従来のメルトブローダイ
スの構造の例で、図Ａは側面から見た断面図、図Ｂは正
面から見た断面図を示す。図Ａ、Ｂの数値は通常のメル
トブロー用ダイスでの代表的な例であり、ノズル径
（Ｄ）が０．５ミリメータ、ノズル長（Ｌ）とノズル径
（Ｄ）の比（Ｌ／Ｄ）が１０であり、高耐熱性ポリマー
ポリマーフィラメント紡糸には、きわめて不適合であ
る。図に示すように、通常のメルトブロー用ダイスにお
いては、内面の樹脂の流入角度αとエアーの噴出角度β
は、ほぼ同じであり、通常６０度前後である。この場
合、ノズルの先端の噴出されるエアーとの接点は鋭利に
尖っているのが特徴である。また、その通常のメルトブ
ロー用ダイスの１ホール当りの押出量は０．１ｇ／分か
ら１．０ｇ／分と少なく、１ホール当りのエアー量は、
３００リッター／分から８００リッター／分までと非常
に多い。FIG. 4 is an enlarged view of the structure of the spinning nozzle portion shown in FIGS. 2 and 3. In a normal polypropylene or polyester melt blown nonwoven fabric, the diameter of the spinning nozzle of the die is the draft force by high-speed air. In order to withstand this, a nozzle diameter of around 0.5 mm is used, and if it is made smaller, nozzle cutouts increase, the shot occurrence rate increases, and a good nonwoven fabric cannot be obtained. Also, the L / D of these ordinary melt blow dies is usually around 10 in consideration of the linearity of the filaments and the mechanical pressure resistance. FIGS. A and B are examples of the structure of a conventional melt blow die, where FIG. A shows a side sectional view and FIG. B shows a front sectional view. Figures A and B are typical examples of ordinary melt-blowing dies, the nozzle diameter (D) is 0.5 mm, and the ratio of nozzle length (L) to nozzle diameter (D) (L / D). Is 10, which is extremely unsuitable for high heat resistant polymer-polymer filament spinning. As shown in the figure, in a typical melt-blowing die, the resin inflow angle α and the air ejection angle β on the inner surface are
Are almost the same and are usually around 60 degrees. In this case, the contact point of the tip of the nozzle with the jetted air is characterized by being sharply pointed. In addition, the extrusion amount per hole of the usual melt-blowing die is as small as 0.1 g / min to 1.0 g / min, and the air amount per hole is
Very high from 300 liters / min to 800 liters / min.
【００２４】図５は、本発明に適するメルトブローダイ
スのノズル部の例であり、図Ａは側面から見た断面図、
図Ｂは正面から見た断面図を示す。高耐熱性ポリマーの
フィラメント紡糸においては、ドラフト倍率も上げられ
ないため、ファインデニールのフィラメントを得るた
め、紡糸ノズル径が小さい方が望ましく、種々に実験し
た結果、ノズル径が０．３ミリメータ以下、望ましくは
０．２ミリメータ以下、さらに望ましくは０．１５ミリ
メータ以下であることがわかった。また、本発明のノズ
ルのＬ／Ｄは、できるだけ小さい方がフィラメント切れ
が少なく、結果として良いフィラメントとなるが、機械
の耐圧性から０．１以下にすることは困難である。そこ
で、種々に実験した結果、Ｌ／Ｄが５以下、さらに３以
下であることが望ましいことがわかった。しかし、従来
タイプの構造そのままで、Ｌ／Ｄを小さくし、ノズル径
を小さくすると、ノズルヘッドでのダイス壁が薄くな
り、押出圧力によりノズルが破壊する。そこで、機械の
耐圧性を上げるため、紡糸ノズルの流入角度αを６０度
より小さく、エアーの流出角度βは６０度より大きくと
り、β−αの値を３０度以上にすることにより、Ｌ／Ｄ
が小さいにもかかわらず、耐圧性のあるダイスにするこ
とができた。また、ノズルの先端の噴出されるエアーと
の接点部は、ある程度（１０ミリメータ以下）のフラッ
ト部やラウンド部があっても、エアー量が少なく、また
メルトテンションが大きい高耐熱性ポリマーポリマーの
紡糸では、支障がないこともわかった。本発明での高耐
熱性ポリマーの紡糸では、１ホール当りの押出量は、
０．３ｇ／分から２ｇ／分であるが、エアーの流量は、
１ホール当り２００リッター／分以下でよく、３０リッ
ター／分以下でもよい場合が多い。FIG. 5 is an example of a nozzle portion of a melt blow die suitable for the present invention, and FIG. A is a sectional view as seen from the side.
FIG. B shows a sectional view as seen from the front. In the filament spinning of the high heat resistant polymer, the draft ratio cannot be increased, so that the spinning nozzle diameter is preferably small in order to obtain a fine denier filament. As a result of various experiments, the nozzle diameter is 0.3 mm or less, It has been found that the thickness is preferably 0.2 mm or less, more preferably 0.15 mm or less. Further, the L / D of the nozzle of the present invention is as small as possible, less filament breakage results in a good filament, but it is difficult to set the L / D to 0.1 or less in view of the pressure resistance of the machine. Then, as a result of various experiments, it was found that L / D is preferably 5 or less, and more preferably 3 or less. However, if the L / D is reduced and the nozzle diameter is reduced with the structure of the conventional type as it is, the die wall in the nozzle head becomes thin and the nozzle is broken by the extrusion pressure. Therefore, in order to increase the pressure resistance of the machine, the inflow angle α of the spinning nozzle is set to be smaller than 60 degrees, the outflow angle β of the air is set to be larger than 60 degrees, and the value of β-α is set to 30 degrees or more. D
Although it was small, it was possible to make a die with pressure resistance. Moreover, even if there is a flat part (10 mm or less) or round part at the contact point with the jetted air at the tip of the nozzle, the amount of air is small, and the high heat-resistant polymer polymer spinning has a large melt tension. Then, I found that there was no problem. In the spinning of the high heat resistant polymer according to the present invention, the extrusion amount per hole is
The flow rate of air is 0.3g / min to 2g / min.
It may be 200 liters / minute or less per hole, and often 30 liters / minute or less.
【００２５】図６は、本発明の紡糸ノズルにフィルター
耐熱をもたした場合の例で、図５の紡糸ノズル直前に金
網（スクリーンメッシュ）６１を置いた場合で、例えば
内側より１００メッシュ（６１−１）、１５０メッシュ
（６１−２）、２００メッシュ（６１−３）と置いた。
高耐熱ポリマーは溶融温度が高いために焼樹脂が多く、
また溶融混練が困難であり、さらにポリマーの組成の均
一性が悪いためゲル等の異物が混ざっていることが多い
ので、ノズルの目詰まりが多く、紡糸には致命的であ
る。そこで、このようなノズル直前にフィルター耐熱を
持たせることにより、問題を解決できた。ノズル直前と
したのは、押出機等でのフィルター耐熱では、紡糸ノズ
ル内でも発生する焼樹脂を効果的に除去できるようにす
るためである。FIG. 6 shows an example in which the spinning nozzle of the present invention is heat-resistant by a filter. In the case where a wire mesh (screen mesh) 61 is placed immediately before the spinning nozzle of FIG. 5, for example, 100 mesh (61 -1), 150 mesh (61-2) and 200 mesh (61-3).
High heat-resistant polymer has a high melting temperature, so there are many baked resins,
In addition, melt-kneading is difficult, and because the polymer composition is not uniform, foreign substances such as gel are often mixed, and the nozzles are often clogged, which is fatal for spinning. Therefore, the problem could be solved by providing heat resistance to the filter immediately before such a nozzle. The reason why the nozzle is placed immediately before the nozzle is that the baked resin generated in the spinning nozzle can be effectively removed by heat resistance of the filter in the extruder or the like.
【００２６】二つの押出機を使用し、種々のコンジュゲ
ート紡糸された複合フィラメントの例を図７に示す。図
において、芯部にある斜線で示されている部分は、高耐
熱性ポリマーを示す。図Ａ、Ｂは心鞘構造のコンジュゲ
ート紡糸の例であり、表面に加熱流動性物質がくること
で、紡糸の際の高剪断力でメルトフラクチャーを防ぐこ
とができる。図Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは他のタイプのコンジュ
ゲートフィラメントの例であり、加熱流動性物質を除去
または分離することにより、高耐熱性ポリマーフィラメ
ントのファインデニールを製造するのに適する。図Ｆで
は、斜線部が小さいので、その部分を黒でしめした。Examples of various conjugate-spun composite filaments using two extruders are shown in FIG. In the figure, the shaded portion in the core portion indicates a high heat resistant polymer. FIGS. A and B show an example of conjugate spinning with a heart-sheath structure, and the meltable fracture can be prevented by a high shearing force at the time of spinning due to the presence of the heated fluid material on the surface. Figures C, D, E and F are examples of other types of conjugated filaments suitable for making fine denier of high temperature resistant polymer filaments by removing or separating the heat-fluidizable material. In FIG. F, the shaded area is small, so that area is shown in black.
【００２７】[0027]
【表１】 [Table 1]
【００２８】表１に実施例として、本発明により紡糸延
伸した高耐熱性ポリマーフィラメントの製法および製造
したフィラメントの物性を示す。表において、それぞれ
略記したポリマーの種類は、具体的には以下の通りであ
る。 ＰＩ・・・三井東圧化学社ポリイミド、オーラム４０
０。 ＰＦＡ・・・三井デュポンフロロキミカル社テフロンＰ
ＦＡ３５０−Ｊ。 ＰＥＥＫ・・・アイ・シー・アイ・ジャパン、ビクトレ
ックス４５０。 ＰＰＳ・・・東ソー・サスチール、繊維非強化タイプ。 ＰＡ・・・日本合成ゴム、ナイロン４６樹脂、ＴＳ３０
０。Table 1 shows, as an example, a method for producing a high heat-resistant polymer filament spun and drawn according to the present invention and the physical properties of the produced filament. The types of polymers abbreviated in the tables are specifically as follows. PI ・ ・ ・ Mitsui Toatsu Chemicals Polyimide, Aurum 40
0. PFA ... DuPont Mitsui Fluorochemical Teflon P
FA350-J. PEEK ... ICI Japan, Victorex 450. PPS: Tosoh Sasu Steel, non-fiber reinforced type. PA: Japan synthetic rubber, nylon 46 resin, TS30
0.
【００２９】表において、流動性物質と表示したのは本
発明の加熱流動性物質であり、ｐ、ｑ、ｒは以下に示
す。その流動化物質の高耐熱性ポリマーに対する割合を
パーセントで示す。 ｐ・・・パラフィンワックス、三洋化成（株）サンワッ
クス１６１−Ｐ酸化防止剤 Ｉｒｇａｎｏｘ １０１０
３００ｐｐｍ ｑ・・・ナイロン樹脂、三菱化成（株）ＮＯＶＡＭＩＤ
−ＥＮ１２０ 紡糸装置の概略は図で示した。樹脂温度は、ダイスでの
樹脂温度を示す。ドラフト比は、図１のロール８、９の
ロール速度を、フィラメントの紡出速度で割った値で示
す。In the table, what is indicated as a fluid substance is the heated fluid substance of the present invention, and p, q and r are shown below. The ratio of the fluidizing material to the high heat resistant polymer is shown in percent. p ... paraffin wax, Sanyo Kasei Co., Ltd. Sun wax 161-P antioxidant Irganox 1010
300ppm q ・ ・ ・ Nylon resin, Mitsubishi Kasei Corporation NOVAMID
The outline of the -EN120 spinning device is shown in the figure. The resin temperature indicates the resin temperature in the die. The draft ratio is represented by the roll speed of the rolls 8 and 9 in FIG. 1 divided by the spinning speed of the filament.
【００３０】実施例１は、ＰＩを図１の紡糸装置で紡糸
・延伸した場合である。紡糸ノズル径は０．３ｍｍで、
Ｌ／Ｄは１であった。延伸はプレ延伸（２００℃）と本
延伸（３１０℃）で、トータル５．２倍延伸した。強度
は約１０ｇ／ｄであった。実施例２はＰＦＡで同様に実
験した。実施例３は、ＰＥＥＫにワックス粉末を１５％
混合してホッパーから供給した場合の例を示す。押出量
は増加し、ドラフト倍率も大きくなっている。紡糸、延
伸過程で、ワックスはＰＥＥＫの系から徐々にブリード
して除去される。実施例４は、図３および図５の紡糸装
置で、ＰＰＳとナイロン樹脂を複合紡糸した場合の例で
ある。実施例５は、耐熱性ポリマー同士の組合せで、Ｐ
Ｉが６０％、ＰＡが４０％の例である。Example 1 is a case where PI was spun and stretched by the spinning device shown in FIG. The spinning nozzle diameter is 0.3 mm,
L / D was 1. The stretching was a pre-stretching (200 ° C.) and a main stretching (310 ° C.) for a total of 5.2 times. The strength was about 10 g / d. Example 2 was similarly tested with PFA. Example 3 is PEEK with 15% wax powder.
An example of mixing and supplying from a hopper is shown. The extrusion rate has increased and the draft ratio has also increased. During the spinning and drawing process, the wax is gradually bleed and removed from the PEEK system. Example 4 is an example of the case where PPS and nylon resin are composite-spun by the spinning device shown in FIGS. 3 and 5. Example 5 is a combination of heat-resistant polymers, P
In this example, I is 60% and PA is 40%.
【００３１】実施例６、７は、多数のフィラメントを紡
糸し、連続走行するコンベア上に集積して不織布にした
場合の例で、熱風の量を増やし、ドラフト倍率を上げて
いる。実施例６は、熱エンボスロールで３２０℃で熱処
理をかねてエンボスを行い、実施例７はカレンダーロー
ルで２９０℃で熱処理した。Examples 6 and 7 are examples in which a large number of filaments are spun and accumulated on a continuously running conveyor to form a nonwoven fabric, and the amount of hot air is increased and the draft ratio is increased. In Example 6, embossing was performed by heat embossing rolls at 320 ° C., and in Example 7, heat treatment was performed by calender rolls at 290 ° C.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明により、高耐熱性ポリマーをメル
トフラクチャーを起こすことなく紡糸でき、しかも高倍
率に延伸でき、高強度のフィラメントとすることができ
る。さらに、加熱流動性物質をブレンドまたは共押出す
ることにより、ダイ内でのメルトフラクチャー等を少な
くでき、従来よりさらに高分子量の高耐熱性ポリマーを
製膜でき、さらに高強度・高弾性率を可能にできた。加
熱流動性物質の添加は、製品ヤーンの表面物性を改善す
ることにも役立つ。具体的には、接着性、着色性、染色
性、耐候性、耐スリップ性等を改善出来た。この加熱流
動性物質に酸化防止剤や熱劣化防止剤を多量に添加する
ことで、高耐熱性ポリマーの性質を劣化させることな
く、押出成形を可能にする効果もある。加熱流動性物質
の混合紡糸やコンジュゲート紡糸により、よりファイン
なフィラメントの製造が可能となった。フィラメントを
ファインにすることは、より高級な品質を約束すること
であり、産業資材繊維でも重要な要因である。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a high heat resistant polymer can be spun without causing melt fracture and can be drawn at a high draw ratio to provide a high strength filament. Furthermore, by blending or coextruding a heat-fluidizable substance, the melt fracture in the die can be reduced, and a high heat-resistant polymer with a higher molecular weight than before can be formed into a film, and higher strength and higher elastic modulus are possible. I was able to. The addition of the heat-fluidizable substance also serves to improve the surface properties of the product yarn. Specifically, the adhesiveness, colorability, dyeability, weather resistance, slip resistance, etc. could be improved. By adding a large amount of an antioxidant or a heat deterioration inhibitor to this heat-fluidizable substance, there is also an effect of enabling extrusion molding without deteriorating the properties of the high heat resistant polymer. Finer filaments can be produced by mixing and conjugate spinning of heat-fluidizable substances. Finer filaments promise higher quality and are an important factor in industrial fiber.
【００３３】本発明の高強度フィラメントは、合撚糸さ
れ、各種ロープ等に加工でき、また織物、２軸、３軸の
経緯積層不織布、一方向プリプレグ等に加工され、防弾
構造体、防爆シート等の他、建築・土木シート、ＦＲＴ
Ｐ、ＦＲＰ、レーダードームやコンクリート補強等の各
種の補強材として使用される。本発明による高耐熱性ポ
リマーのフィラメントよりなる不織布は、高耐熱性ポリ
マーの持つ耐熱性、誘電特性、高周波特性、耐摩耗性、
耐薬品性等の性質を利用し、フィルター、機械部品、電
子部品等に応用できる。The high-strength filament of the present invention is a plied yarn, which can be processed into various ropes and the like, and can also be processed into a woven fabric, a biaxially and triaxially woven weft-woven fabric, a unidirectional prepreg, etc., and a bulletproof structure, an explosion-proof sheet, etc. Others, construction and civil engineering sheets, FRT
Used as various reinforcing materials such as P, FRP, radar dome and concrete reinforcement. The non-woven fabric comprising the filament of the high heat resistant polymer according to the present invention has heat resistance, dielectric properties, high frequency properties, abrasion resistance, which the high heat resistant polymer has,
Utilizing properties such as chemical resistance, it can be applied to filters, mechanical parts, electronic parts, etc.
【図１】 １錐の紡糸装置の概念図を示す。FIG. 1 shows a conceptual diagram of a one-cone spinning device.
【図２】 メルトブローダイスによる紡糸装置の構造を
示し、図Ａは断面図を示し、図Ｂは一部分解図を示す。FIG. 2 shows a structure of a spinning device using a melt blow die, FIG. A shows a sectional view, and FIG. B shows a partially exploded view.
【図３】 ２種のポリマーよりコンジュゲート紡糸でき
るメルトブローダイスの例を示す。FIG. 3 shows an example of a melt blow die that can be conjugate spun from two polymers.
【図４】 通常のメルトブローダイスの先端ノズル部の
構造の例を示し、図Ａは側面からみた断面図、図Ｂは正
面からみた断面図を示す。FIG. 4 shows an example of a structure of a tip nozzle portion of a normal melt blow die, FIG. A showing a side sectional view, and FIG. B showing a front sectional view.
【図５】 本発明のメルトブローダイスの先端ノズル部
の構造の例を示し、図Ａは側面からみた断面図、図Ｂは
正面からみた断面図を示す。FIG. 5 shows an example of the structure of the tip nozzle portion of the melt blow die of the present invention, FIG. A showing a side sectional view, and FIG. B showing a front sectional view.
【図６】 本発明のメルトブローダイスの先端ノズル部
にフィルター耐熱を持たせた図で、ノズルの側面からみ
た断面図を示す。FIG. 6 is a view in which the tip nozzle portion of the melt blow die of the present invention is provided with heat resistance for a filter, and is a cross-sectional view seen from the side surface of the nozzle.
【図７】 本発明によるコンジュゲートフィラメントの
例を示す。FIG. 7 shows an example of a conjugate filament according to the present invention.
１：高融点ポリマー融液、２：紡糸頭、３：ノズル、
４：紡糸フィラメント、５：熱風、６：熱風ノズル、
７：赤外線ヒータ、８：ターンロール、９：ニップロー
ル、１０：ターンロール、１１：ニップロール、１２：
熱風室、２１：メルトブローダイス、２２：ノズル、２
３：熱風、２４：熱風ノズル、６１：フィルターメッシ
ュ。1: high melting point polymer melt, 2: spinning head, 3: nozzle,
4: spun filament, 5: hot air, 6: hot air nozzle,
7: infrared heater, 8: turn roll, 9: nip roll, 10: turn roll, 11: nip roll, 12:
Hot air chamber, 21: Melt blow die, 22: Nozzle, 2
3: hot air, 24: hot air nozzle, 61: filter mesh.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 6/80 Ｄ０１Ｆ 6/80 Ｄ０４Ｈ 3/03 Ｄ０４Ｈ 3/03 Ａ Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location D01F 6/80 D01F 6/80 D04H 3/03 D04H 3/03 A
Claims (4)
（熱可塑性サーモトロピック液晶ポリマーを除く）の溶
融紡糸において、紡糸ノズルのノズル径が０．３ミリメ
ータ以下であり、そのノズル長（Ｌ）とノズル径（Ｄ）
の比（Ｌ／Ｄ）が５以下である紡糸ノズルからなり、そ
のノズルの近傍より３００℃以上の熱風を紡糸フィラメ
ントに沿って噴出させて紡糸し、紡糸後にさらに延伸ま
たは熱処理することによる高耐熱性フィラメントの製
法。1. In melt spinning of a polymer (excluding a thermoplastic thermotropic liquid crystal polymer) which is in a molten state at 280 ° C. or higher, the spinning nozzle has a nozzle diameter of 0.3 mm or less and a nozzle length (L) of the spinning nozzle. Nozzle diameter (D)
Of a spinning nozzle having a ratio (L / D) of 5 or less, hot air of 300 ° C or more is jetted along the spinning filament from the vicinity of the nozzle to spin, and high heat resistance by further stretching or heat treatment after spinning. Method of making a sex filament.
ラメントの成形に際して、フィラメントの表面層に２８
０℃以下で溶融状態になるポリマーで分子量３０万以下
の加熱流動性物質を混合またはノズルより共押出するこ
とによる高耐熱性ポリマーフィラメントの製法。2. When molding the high heat-resistant polymer filament according to claim 1, 28 is formed on the surface layer of the filament.
A method for producing a highly heat-resistant polymer filament by mixing or co-extruding a heat-flowable substance having a molecular weight of 300,000 or less with a polymer which becomes a molten state at 0 ° C or less.
フィラメント成形に際して、紡糸フィラメントをロール
で引き取った後に、まだ溶融状態にある紡糸フィラメン
トを少なくとも１．５倍以上に延伸した後、固体状態で
本延伸または熱処理する高耐熱性ポリマーフィラメント
の製法。3. In molding the high heat-resistant polymer filament according to claim 1, after the spinning filament is taken up by a roll, the spinning filament still in a molten state is stretched at least 1.5 times or more, and then in a solid state. A method for producing a highly heat-resistant polymer filament that is subjected to a main drawing or heat treatment.
ラメントを集積することによる高耐熱性ポリマーフィラ
メントの連続フィラメントよりなる不織布の製法。4. A method for producing a non-woven fabric comprising continuous filaments of high heat-resistant polymer filaments, which is obtained by accumulating spun filaments according to any one of claims 1, 2, and 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11227595A JP3661800B2 (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Manufacturing method of high heat-resistant polymer filament |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11227595A JP3661800B2 (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Manufacturing method of high heat-resistant polymer filament |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08269811A true JPH08269811A (en) | 1996-10-15 |
| JP3661800B2 JP3661800B2 (en) | 2005-06-22 |
Family
ID=14582628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11227595A Expired - Fee Related JP3661800B2 (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Manufacturing method of high heat-resistant polymer filament |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3661800B2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999029935A1 (en) * | 1997-12-08 | 1999-06-17 | Kansai Research Institute | Method of producing synthetic fiber and the synthetic fiber |
| CN102704021A (en) * | 2011-09-20 | 2012-10-03 | 顾海云 | Method and composite spinning component for preparing ferris wheel sea island composite short fibers |
| CN102704020A (en) * | 2011-09-20 | 2012-10-03 | 顾海云 | Method and composite spinning component for preparing ferris wheel sea island composite filaments |
| CN102864506A (en) * | 2012-09-26 | 2013-01-09 | 江苏纺科新复合材料有限公司 | Preparation method of amorphous high-oriented polyethylene filament |
| WO2020111910A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 한국생산기술연구원 | Method for manufacturing melt-spun nonwoven fabric and microfiber nonwoven web manufactured therefrom |
| KR20200066188A (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 한국생산기술연구원 | Manufacturing method of melt-spinning type nonwoven web and nonwoven web products manufactured thereby |
| CN115418732A (en) * | 2022-09-05 | 2022-12-02 | 凯泰特种纤维科技有限公司 | PEEK FDY wire preparation process and PEEK FDY wire |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220048879A (en) | 2020-10-13 | 2022-04-20 | 서무경 | Mono filament process apparatus using liquid crystal polymer |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP11227595A patent/JP3661800B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999029935A1 (en) * | 1997-12-08 | 1999-06-17 | Kansai Research Institute | Method of producing synthetic fiber and the synthetic fiber |
| CN102704021A (en) * | 2011-09-20 | 2012-10-03 | 顾海云 | Method and composite spinning component for preparing ferris wheel sea island composite short fibers |
| CN102704020A (en) * | 2011-09-20 | 2012-10-03 | 顾海云 | Method and composite spinning component for preparing ferris wheel sea island composite filaments |
| CN102864506A (en) * | 2012-09-26 | 2013-01-09 | 江苏纺科新复合材料有限公司 | Preparation method of amorphous high-oriented polyethylene filament |
| WO2020111910A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 한국생산기술연구원 | Method for manufacturing melt-spun nonwoven fabric and microfiber nonwoven web manufactured therefrom |
| KR20200066188A (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 한국생산기술연구원 | Manufacturing method of melt-spinning type nonwoven web and nonwoven web products manufactured thereby |
| CN115418732A (en) * | 2022-09-05 | 2022-12-02 | 凯泰特种纤维科技有限公司 | PEEK FDY wire preparation process and PEEK FDY wire |
| CN115418732B (en) * | 2022-09-05 | 2023-11-03 | 凯泰特种纤维科技有限公司 | PEEK FDY yarn preparation process and PEEK FDY yarn |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3661800B2 (en) | 2005-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8426510B2 (en) | Melt spinning blends of UHMWPE and HDPE and fibers made therefrom | |
| TWI449822B (en) | High tenacity polyethylene yarn | |
| EP0858522B1 (en) | Method for spinning hollow polymeric fibres | |
| KR101775142B1 (en) | A polyethylene multifilament fiber with high tenacity and its manufacturing process | |
| TWI417322B (en) | High molecular weight poly(alpha-olefin) solutions and articles made therefrom | |
| US5225488A (en) | Mixing process for generating in-situ reinforced thermoplastics | |
| JPH07102413A (en) | Polytetrafluoroethylene filament | |
| JP3661800B2 (en) | Manufacturing method of high heat-resistant polymer filament | |
| JPWO2009028590A1 (en) | High-productivity high-strength polyethylene fiber, precursor thereof, and method for producing the precursor | |
| JP2010053484A (en) | High-shrinkage polyester fiber, method for producing the same and use of the same | |
| JP3418692B2 (en) | Manufacturing method of ultra high molecular weight polyolefin filament | |
| JP2001172821A (en) | Production of polyoxymethylene fiber | |
| JP3586700B2 (en) | Manufacturing method of high strength yarn from ultra high molecular weight polyolefin film | |
| JPS60189420A (en) | Manufacture of oriented article of ultra-high-molocular polyethylene | |
| JP5565971B2 (en) | Polymer alloy comprising polylactic acid resin and polyethylene terephthalate resin and method for producing the same | |
| JP2941176B2 (en) | Polyvinylidene fluoride monofilament and its production method | |
| US5834560A (en) | Liquid crystalline polymer-reinforced thermoplastic fibers | |
| JP2008138299A (en) | Melt blown non-woven fabric | |
| KR102545422B1 (en) | High strength polytetrafluoroethylene filament fiber and its manufacturing method | |
| JP7469118B2 (en) | Composite fiber and method for producing nonwoven fabric using the composite fiber | |
| JP2001146637A (en) | Polyimide fiber for binder and method for producing the same | |
| CN115304853A (en) | In-situ special-shaped structure microfiber reinforced polymer composite material and preparation method thereof | |
| JP3333750B2 (en) | Method for producing polyester fiber | |
| CN117207473A (en) | Preparation method and product of high-strength high-toughness degradable polylactic acid 3D printing consumable | |
| WO2023189809A1 (en) | Polyphenylene sulfide fiber and method for producing same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050301 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050316 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090401 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100401 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110401 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120401 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130401 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |