本發明涉及脂肪族共聚聚酯連續長纖維、復絲、布帛以及該纖維的制造方法。
背景技術:
1、近年來,廢棄塑料引起的環境問題日益凸顯,迫切希望全球范圍內構建循環型社會,使用后通過微生物的作用而分解的生物降解性樹脂備受矚目。在該生物降解性樹脂中,從二氧化碳排出量減少、固定化(碳中和)的觀點出發,作為脂肪族共聚聚酯并且源自生物的聚合物的聚羥基鏈烷酸酯(以下還簡稱為“pha”)類受到關注。由于pha類具有高生物降解性、特別是具有在海洋中分解的海洋分解性,因此正在研究在通過從產品脫落而流出到海洋中的纖維、通過拋棄而流出到海洋中的膜等各種成型品中的利用。例如,在pha類纖維的情況下,襯衫等衣料用產品;床單、床墊、枕套等寢具用材料;手術用縫合線等醫療用產品;防鳥網、漁線、漁網等農業/水產業用產品;汽車用座墊、織物等布帛產品;無紡布、過濾器等衛生材料;繩索等建材用產品;食品及其他包裝用產品等多種多樣的領域中都有巨大的需求。
2、在pha類中,使用聚-3-羥基丁酸酯(以下簡稱p3hb)等進行了成型加工的研究,但尚未得到與一般的樹脂相比穩定地具有滿足市場要求的機械物性值的樹脂。p3hb結晶化速度慢,成型加工時加熱熔融后,需要延長用于固化的冷卻時間,生產性非常差。例如,在纖維化過程中,必須使熔融紡絲時的牽引速度非常慢。再加上,由于結晶化速度慢,存在因纖維彼此的膠著而卷取后的退繞性顯著變差等實用上的問題。另外,p3hb雖然結晶化速度慢但結晶性高,玻璃化轉變點為室溫以下,因此是在保存中二次結晶化進行,經時劣化進行的樹脂。
3、以下的專利文獻1中記載了,將pha從熔融擠出機擠出后立即急速冷卻至聚合物的玻璃化轉變溫度+15℃以下,使單絲從粘連中釋放,然后在玻璃化轉變溫度+20℃以下迅速實施促進部分結晶化的冷拉伸,進一步提供至張緊熱處理,從而提高機械物性的方法。
4、另外,以下的專利文獻2中記載了,在冷拉伸后在玻璃化轉變溫度以上進一步拉伸,接著進行張緊熱處理的方法。
5、這些方法通過改良制造方法來實現機械物性的提高。
6、另一方面,也進行了通過改良pha的分子設計本身來實現進一步提高物性的組合。在以下的專利文獻3中記載了,將以往的3-羥基丁酸酯作為第一成分,并且作為第二成分使用具有3-羥基己酸酯的聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基己酸酯)(以下簡稱為phbh)的纖維。
7、另外,在以下的專利文獻4中記載了,作為第二成分使用了具有4-羥基丁酸酯的聚(3-羥基丁酸酯-共-4-羥基丁酸酯)(以下簡稱為p3hb4hb)的具有高伸縮性的成型體。
8、現有技術文獻
9、專利文獻
10、專利文獻1:日本特許第3864187號公報。
11、專利文獻2:日本特許第3864188號公報。
12、專利文獻3:日本特許第5924623號公報。
13、專利文獻4:國際公開第2020/230807號。
技術實現思路
1、發明要解決的課題
2、雖然專利文獻1~4中記載的技術是對具有滿足市場的要求的機械物性的pha纖維的制造有用的技術,但沒有認識到保存穩定性的問題。
3、鑒于上述現有技術的問題,本發明要解決的課題是提供一種保存穩定性優異,卷取后能夠良好地退繞,能夠穩定地紡絲的由脂肪族共聚聚酯構成的連續長纖維,并且提供由該纖維構成的復絲、布帛以及該纖維的制造方法。
4、用于解決課題的手段
5、本申請發明人為了解決該課題而進行了潛心研究并反復實驗,其結果是,意外地發現通過采用以下的構成能夠解決該課題,從而完成了本發明。
6、即本發明如下所示。
7、[1]一種連續長纖維,其由脂肪族共聚聚酯構成,其中,脂肪族共聚聚酯作為第一單體單元包含3-羥基丁酸酯,作為第二單體單元包含4-羥基丁酸酯或3-羥基戊酸酯,在第二單體單元是4-羥基丁酸酯單元的情況下第二單體單元相對于全部單體單元的比例是1摩爾%以上且9摩爾%以下,在第二單體單元是3-羥基戊酸酯的情況下,第二單體單元相對于全部單體單元的比例是1摩爾%以上且7.6摩爾%以下。
8、[2]前述[1]所述的連續長纖維,其中,第二單體單元是4-羥基丁酸酯,4-羥基丁酸酯單元相對于全部單體單元的比例是4摩爾%以上且6摩爾%以下。
9、[3]前述[1]或[2]所述的連續長纖維,其中,脂肪族共聚聚酯的α結構的x射線取向度是90%以上。
10、[4]前述[1]~[3]中任一項所述的連續長纖維,其中,重均分子量是15萬以上,重均分子量/數均分子量是10以下。
11、[5]前述[1]~[4]中任一項所述的連續長纖維,其中,差示掃描量熱法(dsc)的熔點峰是110℃以上且200℃以下。
12、[6]前述[1]~[5]中任一項所述的連續長纖維,其中,β晶與α晶的比率iβ/iα是0以上且0.6以下。
13、[7]前述[1]~[6]中任一項所述的連續長纖維,其中,第一單體單元和第二單體單元的合計相對于全部單體單元的比例是99摩爾%以上。
14、[8]前述[1]~[7]所述的連續長纖維,其中,單絲纖度是0.1dtex以上且30dtex以下。
15、[9]一種復絲,其中,所述復絲由前述[1]~[7]中任一項所述的連續長纖維構成,單絲數是6以上且300以下。
16、[10]前述[9]所述的復絲,其中,總纖度是1dtex以上且200dtex以下。
17、[11]一種布帛,其中,所述布帛由前述[1]~[10]中任一項所述的連續長纖維或復絲構成。
18、[12]前述[1]~[8]中任一項所述的連續長纖維的制造方法,其中,所述制造方法包括以下工序:
19、熔融工序,該工序對脂肪族共聚聚酯進行熔融;
20、吐出工序,該工序將熔融的脂肪族共聚聚酯從噴絲口吐出;以及
21、冷拉伸工序,該工序在將吐出的脂肪族共聚聚酯在冷卻介質中進行冷卻的同時進行拉伸,
22、該冷卻介質的溫度是30℃以下,并且冷拉伸工序中的拉伸倍率是4倍以上。
23、[13]前述[12]所述的制造方法,其中,在所述噴絲口與冷卻介質之間設置有氣隙,該氣隙部的牽伸比是1.1倍以上。
24、[14]前述[13]所述的制造方法,其中,從噴絲口吐出的脂肪族共聚聚酯通過所述氣隙部的時間是5秒以下。
25、[15]前述[12]~[14]中任一項所述的記載的制造方法,其中,所述熔融工序中的脂肪族共聚聚酯的滯留時間是900秒以下。
26、發明的效果
27、本發明的由脂肪族共聚聚酯構成的連續長纖維具有優異的保存穩定性。另外,該連續長纖維不會發生紡絲中的pha樹脂的膠著,能夠進行卷取后的良好的退繞,進而能夠不發生斷絲地進行穩定的紡絲,生產性提高。
1.一種連續長纖維,其是由脂肪族共聚聚酯構成的連續長纖維,其中,
2.根據權利要求1所述的連續長纖維,其中,
3.根據權利要求1或2所述的連續長纖維,其中,
4.根據權利要求1或2所述的連續長纖維,其中,
5.根據權利要求1或2所述的連續長纖維,其中,
6.根據權利要求1或2所述的連續長纖維,其中,
7.根據權利要求1或2所述的連續長纖維,其中,
8.根據權利要求1或2所述的連續長纖維,其中,
9.一種復絲,其中,
10.根據權利要求9所述的復絲,其中,
11.一種布帛,其中,
12.一種權利要求1或2所述的連續長纖維的制造方法,其中,
13.根據權利要求12所述的制造方法,其中,
14.根據權利要求13所述的制造方法,其中,
15.根據權利要求12所述的制造方法,其中,