CN112105765A

CN112105765A - 全芳香族聚酰胺纤维

Info

Publication number: CN112105765A
Application number: CN201980031450.8A
Authority: CN
Inventors: 小宫直也; 川村兼司
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2039-05-09
Also published as: EP3792380A4; EP3792380B1; JP7150014B2; EP3792380A1; WO2019216385A1; JPWO2019216385A1; US20210324544A1; CN112105765B; RU2756957C1; KR102470073B1; KR20200139230A

Abstract

本发明提供一种总纤度细且单丝纤度也细，同时品质和增强性也优异的全芳香族聚酰胺纤维。所述全芳香族聚酰胺纤维的特征在于，单丝纤度为0.4dtex～3.5dtex，总纤度为5dtex～30dtex，断裂强度为15cN/dtex以上，初始拉伸弹性模量为500cN/dtex～750cN/dtex，且原纤维的个数小于100个/m。

Description

全芳香族聚酰胺纤维

技术领域

本公开涉及一种全芳香族聚酰胺纤维。进一步详细而言，涉及纤维和单丝均细且柔软、操作性优异的全芳香族聚酰胺纤维。本公开还涉及使用了这样的全芳香族聚酰胺纤维的复合线缆和导管。

背景技术

一直以来，为了电子装置间的数据授受，使用了信号传输用的复合线缆。近年来，随着电子设备的提高，所传输的数据量显著增大，且要求高速传输化。为了满足这样的要求，通过增加构成复合线缆的信号传输线，从而以短时间传输大量数据。

从操作性的观点考虑，对这样的复合线缆要求细且柔软，期望复合线缆的细径化。如果复合线缆被细径化，则复合线缆自身的抗拉力当然会大幅降低，因此，为了防止复合线缆的传输线的断线而配置的增强纤维很重要。然而，配置增强纤维的空间由于为传输线与传输线的间隙，因此，随着复合线缆的细径化，配置增强纤维的空间变得极小。

因此，强烈要求收纳于这样的极小空间的细的增强纤维。

另外，随着近年来的提高的导管技术的发展，还要求各种器材的提高。特别是要求薄、轻且比以往更高的强度的导管。对导管也要求挠性、抗压性和耐扭折性之类的形态保持性、耐破裂性、气密性以及耐试剂性等，但仅为聚合物时，无法充分满足该要求。为了满足这些特性，考虑例如在管外层的树脂层排列增强纤维。但是，以往的纤维由于单丝较粗，因此，存在厚度变得较大，且没有挠性，产生扭折等问题。这样的纤维的最大的问题是无法将导管变细。

如此，为了增强复合线缆和导管这样的要求细度的制品，需要细的纤维。

在专利文献1中提出了较细的全芳香族聚酰胺纤维。在该文献中记载了一种芳族聚酰胺纤维，由单丝纤度为3.5～10dtex，总纤度为10～100dtex，且附着有0.3～5.0％的油剂的芳族聚酰胺复丝构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－98665号公报

发明内容

以往的全芳香族聚酰胺纤维由于单丝纤度较粗，因此，存在无法将由多个单丝构成的纤维大量填充于有限的空间，且单丝的柔软性不足这样的问题。

本公开的发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供总纤度细且单丝纤度也细，同时品质和增强性也优异的全芳香族聚酰胺纤维。

本案发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，发现通过在具有特定物性的纤维中将单丝表面的原纤维的个数抑制为规定的值以下，能够解决上述课题，以至完成了本发明。

即，本公开的全芳香族聚酰胺纤维如下。

<方案1>

一种全芳香族聚酰胺纤维，其特征在于，单丝纤度为0.4dtex～3.5dtex，总纤度为5dtex～30dtex，断裂强度为15cN/dtex以上，初始拉伸弹性模量为500cN/dtex～750cN/dtex，且原纤维的个数小于100个/m。

<方案2>

根据方案1所述的全芳香族聚酰胺纤维，其中，每1m的单丝直径的变动小于15％。

<方案3>

根据方案1或2所述的全芳香族聚酰胺纤维，其中，使用基于下述式(1)算出的锤且以基于下述式(2)算出的捻回数对所述纤维进行捻丝时的、在所述纤维的长度方向每10cm进行测定在5处测得的捻丝后的所述纤维的厚度的平均值小于40μm，

锤(g)＝纤度(dtex)/40 (1)

<方案4>

根据方案1～3中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维，其中，平均密合度为10以下。

<方案5>

根据方案1～4中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维，其是聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。

<方案6>

根据方案1～5中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维，其是共聚对亚苯基－3,4’－氧基二亚苯基－对苯二甲酰胺纤维。

本公开的发明进一步是一种复合线缆，其特征在于，使用上述的全芳香族聚酰胺纤维，进一步是一种导管，其特征在于，使用上述的全芳香族聚酰胺纤维。即，本公开还包含下述方案。

<方案7>

一种复合线缆，其特征在于，使用方案1～6中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维。

<方案8>

一种导管，其特征在于，使用方案1～6中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维。

根据本公开，可提供一种总纤度细且单丝纤度也细，同时品质和增强性也优异的全芳香族聚酰胺纤维。

本公的全芳香族聚酰胺纤维由于既维持抗拉力、挠性和耐扭折性又被细径化，因此，例如能够作为增强纤维应用于极细的复合线缆和导管等。

附图说明

图1是本公开的复合线缆的截面示意图。

图2是本公开的导管的截面示意图。

图3是以络纱卷卷绕于纸筒的纤维的示意图。

具体实施方式

以下，对本公开的实施方式详细地进行说明。

《全芳香族聚酰胺纤维》

本公开的全芳香族聚酰胺纤维的特征在于，

单丝纤度为0.4dtex～3.5dtex，总纤度为5dtex～30dtex，断裂强度为15cN/dtex以上，初始拉伸弹性模量为500cN/dtex～750cN/dtex，且原纤维的个数小于100个/m。

一般而言，全芳香族聚酰胺纤维包含束状的多个单丝。

在以往的全芳香族聚酰胺纤维中，为了使纤维直径变细并且防止断丝而具有较粗的单丝。然而，在单丝纤度较粗的情况下，存在总纤度的降低存在界限且得不到期望的挠性这样的问题。即，在单丝纤度较粗的情况下，有可能无法将由多个单丝构成的纤维大量填充于有限的空间且单丝的柔软性不足。

另一方面，在现有技术中，总纤度细且单丝纤度也细的增强纤维有可能产生制造工艺中的纤维物性降低和加工工序中的单丝断裂，不适合作为增强纤维。

与此相对，本案发明人等发现，通过在具有特定物性的纤维中减少单丝表面的原纤维，从而能够既维持单丝纤度的细度又抑制单丝断裂。

虽然无意通过理论进行限定，但认为单丝越细，比表面积越增加，因此，单丝表面的物性对单丝的容易断裂造成的影响变得更大。

在本公开的全芳香族聚酰胺纤维中，认为通过将单丝表面的原纤维的个数减少至规定个数以下，单丝表面的物性得到改善，作为结果，即使在单丝纤度较细的情况下，也不易发生单丝断裂。

进而，本公开的全芳香族聚酰胺纤维通过单丝较细而具有较高的挠性。

如上所述，根据本公开，能够提供总纤度细且单丝纤度也细，同时品质和增强性也优异的全芳香族聚酰胺纤维。

〈断裂强度〉

本公开的全芳香族聚酰胺纤维的断裂强度需要为15cN/dtex以上，优选为18cN/dtex以上，更优选为20cN/dtex以上，进一步优选为22cN/dtex以上，特别优选为23cN/dtex以上，更特别优选为24cN/dtex以上，最优选为25cN/dtex以上。

断裂强度为15cN/dtex以上的全芳香族聚酰胺纤维的抗拉力优异，例如适合作为复合线缆的增强纤维。

〈初始拉伸弹性模量〉

本公开的全芳香族聚酰胺纤维的初始拉伸弹性模量需要为500cN/dtex～750cN/dtex，优选为520cN/dtex～730cN/dtex，进一步优选为550cN/dtex～700cN/dtex。

通过初始拉伸弹性模量为500cN/dtex以上，能够维持抗拉力性。具体而言，例如在使用本公开的纤维作为复合线缆的增强纤维的情况下，即使在对复合线缆等瞬间施加应力，也能够抑制纤维伸长。

另一方面，通过初始拉伸弹性模量为750cN/dtex以下，可确保丝的挠性和耐扭折性，且能够抑制加工工序中的原纤维化。

〈原纤维的个数〉

本公开的全芳香族聚酰胺纤维的单丝的原纤维的个数需要小于100个/m，优选小于70个/m，更优选小于50个/m，进一步优选小于30个/m，特别优选小于25个/m，最优选小于20个/m。

通过原纤维的个数小于100个/m，能够抑制在加工工序时单丝缠结于导纱器等，作为结果，能够抑制断丝的发生。

〈断裂伸长率〉

本公开的全芳香族聚酰胺纤维的断裂伸长率优选为3.0％～6.0％，更优选为3.5％～5.5％，进一步优选为4.0％～5.0％。

通过断裂伸长率为3.0％以上，相对于粘接界面的剥离、应力，单丝不易断裂。通过断裂伸长率为6.0％以下，能够抑制施加应力时的纤维的伸长，能够维持抗拉力性。

〈单丝纤度〉

本公开的全芳香族聚酰胺纤维的单丝纤度需要为0.4dtex～3.5dtex，优选为0.4dtex以上且小于3.5dtex，更优选为0.6dtex～3.0dtex，进一步优选为0.7dtex～2.5dtex，特别优选为0.8dtex～2.0dtex。

通过单丝纤度为0.4dtex～3.5dtex，能够在被细径化的复合线缆内的有限的空间填充较多的单丝纤维。

通过单丝纤度为0.4dtex以上，能够确保足以抑制单丝断裂的单丝的强度。通过单丝纤度为3.5dtex以下，不需要用于提高断裂强度和初始拉伸弹性模量的表层的取向和结晶度的增强，作为结果，能够抑制原纤维化。

〈总纤度〉

本公开的全芳香族聚酰胺纤维的总纤度需要为5dtex～30dtex，优选为10dtex～25dtex，进一步优选为15dtex～20dtex。

通过总纤度为30dtex以下，能够减少作为纤维整体的截面积，能够在被细径化的复合线缆内的极小空间配置纤维。另外，通过总纤度为30dtex以下，能够使导管的管厚度比以往的导管的管厚度薄。

通过总纤度为5dtex以上，能够确保足以抑制加工工序中的断丝的纤维的强度。

＜全芳香族聚酰胺＞

构成本公开的全芳香族聚酰胺纤维的全芳香族聚酰胺是1种或2种以上的2价芳香族基团通过酰胺键直接连结而成的聚酰胺。芳香族基团还包含2个芳香环介由氧、硫或亚烷基键合的基团或者2个以上的芳香环直接键合的基团。进而，这些2价芳香族基团中可以含有甲基或乙基等低级烷基、甲氧基、或者氯基等卤素基团等。

作为这样的全芳香族聚酰胺，例如可举出聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺、对苯二甲酸成分与3,4’－二氨基二苯基醚成分与对苯二胺成分共聚而得的共聚对亚苯基－3,4’－氧基二亚苯基－对苯二甲酰胺、以及对苯二甲酸成分与具有苯基苯并咪唑骨架的芳香族二胺成分与对苯二胺成分共聚而得的共聚对亚苯基－苯基苯并咪唑－对苯二甲酰胺等。在本发明的制造方法中，可以单独使用上述全芳香族聚酰胺中的1种，或者也可以并用2种以上。

从在干湿式法中表现出高机械特性的观点考虑，优选本公开的全芳香族聚酰胺纤维以全芳香族聚酰胺为主成分。在此，“主成分”是指相对于得到的全芳香族聚酰胺纤维整体，对象成分超过50质量％且为100质量％以下的范围。应予说明，在本发明中，特别优选相对于全芳香族聚酰胺纤维整体，对位型芳香族聚酰胺为100质量％。

进而，在本公开中，从机械强度特别优异的方面出发，作为全芳香族聚酰胺，优选使用聚对苯二甲酰对苯二胺或共聚对亚苯基－3,4’－氧基二亚苯基－对苯二甲酰胺。进而，从由于可溶于酰胺系溶剂等而成型加工性优异且能够通过实施热拉伸而显著提高强度、初始拉伸弹性模量等拉伸特性的方面出发，作为全芳香族聚酰胺，最优选使用共聚对亚苯基－3,4’－氧基二亚苯基－对苯二甲酰胺。

在本公开的1个实施方案中，本公开的全芳香族聚酰胺纤维为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。

在本公开的又一实施方案中，本公开的全芳香族聚酰胺纤维为共聚对亚苯基－3,4’－氧基二亚苯基－对苯二甲酰胺纤维。

＜全芳香族聚酰胺纤维的制造方法＞

本公开的全芳香族聚酰胺纤维可以通过所谓的干湿式纺丝法而制造。在此，“干湿式纺丝法”是将含有全芳香族聚酰胺和溶剂的纺丝用溶液(涂料)从纺丝喷丝头向被称为气隙的非活性气体中纺出，然后，使其与凝固液接触而形成未拉伸丝(凝固丝)，然后，将凝固丝水洗后，进行加热拉伸而得到纤维的方法。

(纺丝用溶液(涂料))

制造本公开的全芳香族聚酰胺纤维时使用的纺丝用溶液(涂料)含有全芳香族聚酰胺和溶剂。制备纺丝用溶液(涂料)的方法没有特别限定，可以使用公知的方法。

作为纺丝用溶液(涂料)的制备中使用的溶剂，例如可举出N－甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)和N－甲基己内酰胺(NMC)等。使用的溶剂可以单独为1种，也可以为混合2种以上而得的混合溶剂。进而，也可以直接使用全芳香族聚酰胺的聚合中使用的溶剂。

另外，出于对纤维赋予功能性等的目的，也可以配合添加剂等其它任意成分。其它任意成分可以在纺丝用溶液(涂料)的制备中导入。导入的方法没有特别限定，例如可以使用挤出机、混合机等对涂料导入。

应予说明，纺丝用溶液(涂料)中的聚合物浓度、即全芳香族聚酰胺的浓度优选为1.0质量％以上且10质量％以下的范围。

通过纺丝用溶液(涂料)中的聚合物浓度为1.0质量以上，能够确保足以得到纺丝所需的粘度的聚合物的缠绕，作为结果，纺丝时的排出稳定性提高。另一方面，通过聚合物浓度为10质量％以下，能够抑制由涂料的粘性急剧增加引起的纺丝时的排出稳定性的降低。

(纺丝工序)

在纺丝工序中，从纺丝喷丝头排出纺丝用溶液(涂料)。使用的纺丝喷丝头的孔径、喷嘴长度和材质等没有特别限定，可以考虑拉丝性等而适当调整。喷嘴的孔径没有特别限定，但从排出稳定性的观点考虑，将涂料从喷丝头排出时的剪切应力优选小于17000Pa。

到凝固液面为止的气隙的长度没有特别限定，但从温度的控制性和拉丝性等观点考虑，优选为5mm～30mm的范围。

通过纺丝喷丝头时的聚合物涂料的温度和纺丝喷丝头的温度没有特别限定，但从拉丝性和聚合物涂料的排出压力的观点考虑，优选为60℃～120℃。

(凝固工序)

在凝固工序中，通过使纺丝工序中所纺出的纺丝用溶液(涂料)与由不良溶剂构成的凝固液接触而使其凝固，得到未拉伸丝(凝固丝)。

凝固液为酰胺系溶剂的水溶液，例如可举出NMP水溶液。凝固液的温度、酰胺系溶剂的浓度没有特别限定。凝固液的温度、酰胺系溶剂的浓度可以在所形成的凝固丝的凝固状态、之后的工序通过性等没有问题的范围内适当調整。

凝固装置没有特别限定，但优选能够抑制液流、丝束的摇晃等这样的装置。

如上所述，在本公开的全芳香族聚酰胺纤维中，单丝纤度为0.4dtex～3.5dtex，总纤度为5dtex～30dtex，断裂强度为15cN/dtex以上，且初始拉伸弹性模量为500～750cN/dtex。

这样的纤维例如可以利用干湿式纺丝法并通过控制凝固浴中的丝条的行进速度而得到。

通过控制凝固浴中的丝条的行进速度，可防止由丝条行进引起的因伴随流所致的槽内的液流紊乱。由此，能够使凝固丝条稳定地行进，其结果，能够得到具有上述物性的全芳香族聚酰胺纤维。

凝固浴中的纺丝的最大张力优选为0.1g/dtex以上且小于1.0g/dtex，进一步优选为0.2g/dtex以上且小于0.9g/dtex，最优选为0.3g/dtex以上且小于0.8g/dtex。

通过凝固浴中的纺丝的最大张力小于1.0g/dtex，能够抑制单丝表面的聚合物分子的取向过度进行，作为结果，能够抑制纤维的原纤维化。通过凝固浴中的纺丝的最大张力为0.1g/dtex以上，凝固浴中的单丝的摇晃得到抑制，作为结果，密合的产生频率和单丝直径的变动变小。

(水洗工序)

在水洗工序中，将在凝固浴中凝固而形成的未拉伸丝(凝固丝)进行水洗而除去溶剂。作为水洗水使用的液体的温度和酰胺系溶剂(NMP)浓度没有特别限定。

(干燥工序)

接着，在干燥工序中，将未拉伸丝(凝固丝)进行干燥。干燥条件没有特别限定，只要是能够将纤维充分干燥的条件就没有问题。然而，如果考虑作业性、因热所致的纤维的劣化，则温度优选为150℃～250℃的范围。

干燥装置优选使用以与丝条同等的速度旋转的辊型的干燥装置或非接触型的干燥装置例如在炉中使纤维通过的非接触型的干燥装置。如果使用接触型的干燥装置例如加热板，则有可能因摩擦而在单丝表面产生原纤维。

(热拉伸工序)

接着，在热拉伸工序中，将干燥后的纤维进行热拉伸。通过该工序，通过纤维的热拉伸而纤维中的聚合物分子高度取向，对纤维赋予强度。

此时的热拉伸温度优选300℃～600℃的范围，进一步优选为320℃～580℃，最优选为350℃～550℃的范围。

通过热拉伸温度为600℃以下，聚合物的热分解得到抑制，因此，纤维的劣化得到抑制，作为结果，能够得到高强度的丝。

热拉伸工序中的拉伸倍率优选为5倍～15倍，但只要能够实现期望的强度，则并不特别限定于该范围。另外，该热拉伸工序可以根据需要分成多个阶段进行，没有特别的问题。

热拉伸装置优选使用以与丝条同等的速度旋转的辊型的热拉伸装置或在炉中使纤维通过时纤维不与炉接触的非接触型的热拉伸装置中的任一者。如果使用加热板等接触型的热拉伸装置，则有可能因摩擦而在单丝表面产生原纤维。

(油剂赋予工序)

为了对纤维赋予抗静电性、润滑性，对纤维赋予油剂，最后，用卷绕机进行卷绕。

关于赋予的油剂的种类和赋予的量，油剂成分中所含的酯成分优选为0.3wt％以上，更优选为0.3wt％～5.0wt％，进一步优选为0.4wt％～4.0wt％，特别优选为0.5wt％～3.0wt％。

通过油剂成分中所含的酯成分为0.3wt％以上，润滑性变得较高。通过油剂成分中所含的酯成分为5.0wt％以下，能够抑制加工工序中的浮渣的产生，作为结果，能够抑制原纤维的产生。

(卷绕工序)

在卷绕工序中，可以利用公知的卷绕机且适当调整卷绕条件而将纤维卷绕于纸筒等。卷绕比优选2～10，更优选3～8，进一步优选4～6。

通过卷绕比为2以上，能够抑制卷绕纤维时的纤维间的摩擦的产生，作为结果，能够抑制原纤维的产生。通过卷绕比为10以下，能够防止纤维在筒管(纸筒)的两端聚集，因此，能够抑制纤维与接触辊之间的摩擦的产生，作为结果，能够抑制原纤维的产生。

关于本公开，“卷绕比”是指从图3所示的络纱卷的端面到另一个端面为止的纤维的卷绕次数。

〈单丝直径的变动〉

在本公开的1个实施方案中，本公开的全芳香族聚酰胺纤维的每1m的单丝直径的变动小于15％。

利用数码显微镜(KEYENCE公司制，型号：VHX－2000)以10000倍对1根单丝每10cm在10处测定单丝直径，依照下述所示的式子算出单丝直径的变异系数CV。对10根单丝进行CV的计算，将最小的变异系数CV设为每1m的单丝直径的变动。

CV＝标准偏差/平均值×100(％)

每1m的单丝直径的变动优选小于15％，更优选小于12％，进一步优选小于10％，特别优选小于8％，最优选小于5％。

每1m的单丝直径的变动为15％以上表示单丝粗的部分与细的部分的差变大。将每1m的单丝直径的变动抑制为小于15％由于减少了较粗的单丝的部分和较细的单丝的部分，因而优选。

在每1m的单丝直径的变动小于15％的情况下，通过减少较粗的单丝的部分，能够使复合线缆和导管等最终制品较薄，且能够向较窄的空间插入纤维。另一方面，通过减少较细的单丝的部分，可减少单丝的缺陷，作为结果，可减少断丝的原因。

应予说明，该单丝直径的变动可通过减少原纤维的个数而更稳定地实现。

〈纤维配置性〉

在本公开的1个实施方案中，如下算出的捻丝后的纤维的厚度的平均值小于40μm：

使用基于下述式(1)算出的锤且以基于下述的式(2)算出的捻回数对纤维进行捻丝时的、在纤维的长度方向每10cm进行测定在5处测定捻丝后的纤维的厚度并算出该测定值的平均，由此算出捻丝后的纤维的厚度的平均值：

锤(g)＝纤度(dtex)/40 (1)

捻丝后的纤维的厚度的平均值可以为40μm以下、30μm以下、25μm以下、或者20μm以下，且/或可以为5μm以上、10μm以上、或者15μm以上。

通过捻丝后的纤维的厚度的平均值小于40μm，能够使复合线缆和导管等最终制品较薄，且能够向较窄的空间插入纤维。

应予说明，关于本公开，以捻丝后的纤维的厚度的平均值作为纤维的纤维配置性的指标。即，捻丝后的纤维的厚度的平均值小于40μm时，纤维的纤维配置性良好。另一方面，在捻丝后的纤维的厚度的平均值为40μm以上的情况下，纤维的纤维配置性不良。

〈平均密合度〉

在本公开的1个实施方案中，本公开的全芳香族聚酰胺纤维的平均密合度为10以下。

平均密合度通过与JIS L－1013：2010 8.15(交织度的测定方法)同样的钩子法(フック法)进行测定。

具体而言，如下测定平均密合度。

将纤维样品的一端安装于具有适当性能的垂下装置的上部夹持部，在距夹持部1m下方的位置悬挂锤，使试样垂直下垂。锤的负载是试样的显示特克斯数乘以17.64而得的负载(mN)，以980mN作为限度。然后，在钩子的一个端部安装对样品的特克斯数除以长丝数的值乘以88.2而得的负载(下限19.6mN、上限98mN)，在将纤维样品一分为二的部位插入钩子的另一端部，使钩子下降。应予说明，当停止的部位交织的情况下，从测定数据中排除在外。求出直至钩子因单丝彼此的密合而停止的点为止的钩子的下降距离，通过下式算出密合度S。将5次的平均值作为平均密合度。

S＝1000/L

S：密合度

L：钩子的下降距离(mm)

在本公开中，平均密合度优选为10以下，更优选为5以下，进一步优选为4以下，特别优选为3以下。

通过平均密合度为10以下，能够抑制纤维成为1根的单长丝状。这在能够向狭窄的空间插入纤维的方面和能够良好地进行用于减薄厚度的开纤的方面优选。

《复合线缆》

本公开还涉及一种复合线缆，其特征在于，使用本公开的全芳香族聚酰胺纤维。

关于本公开，“复合线缆”是指将多目的的多个线缆集合成1根线缆，并且以数据的授受为目的的线缆等。另外，“线缆”是指能够高速传输的光纤或者传输电源或低速控制信号等的金属线。将它们与增强材料集合并一体化而得的线缆是复合线缆。

图1是本公开的复合线缆的截面示意图。如图1所示，对本公开的全芳香族聚酰胺纤维实施无捻或加捻等，沿着1根或多根线缆(图1中为金属线)像那样填埋线缆间的间隙等，由此将线缆增强，且将经增强的线缆用被覆用树脂被覆。

关于复合线缆，期望节省空间、加工效率提高和小型化。作为复合线缆中使用的增强材料，需要细、具有挠性且不易断线的增强材料。作为用作增强材料的增强纤维，可使用玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和碳纤维等，但从挠性的方面考虑，本公开的全芳香族聚酰胺纤维是有效的。

即，本公开的全芳香族聚酰胺纤维的总纤度细且单丝纤度也细，同时品质和增强性也优异。因此，本公开的全芳香族聚酰胺纤维优选作为信号传输用的复合线缆中使用的增强材料。

通过使用本公开的全芳香族聚酰胺纤维，能够通过薄壁而小型化，且可得到不易断线的复合线缆。

《导管》

本公开还涉及一种导管，其特征在于，使用本公开的全芳香族聚酰胺纤维。

关于本公开，“导管”是由塑料、橡胶或金属等制作的细管，是插入到体腔或体内的器官等中且用于内容物的排出或采集、药液或造影剂的注入或压力测定等的医疗器具。

这样的医疗用的导管通常由尼龙、聚氨酯、聚醚－聚酰胺混合物或其它聚合物材料形成。

图2是本公开的导管的截面示意图。如图2所示，本公开的导管通过将本公开的全芳香族聚酰胺纤维编成筒状的纤维、无捻的纤维或实施了加捻的纤维等配置于导管的被覆用树脂层而形成。

在许多情况下，导管为了发挥期望的功能，必须能够通过患者的身体中的一系列血管这样的较弯曲的通路。因此，期望在长度方向具备高度的扭转可能性的同时维持高度的柔性的导管。对导管赋予期望的柔性、扭转性的1个方法是在导管的壁中含有增强的纤维。

作为这样的增强用材料，考虑有玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维等，但从导管不对通过的患者的血管等管路造成损伤等观点考虑，需要具有柔性(挠性、柔软性)。从柔性的方面出发，本公开的全芳香族聚酰胺纤维是有效的。

即，本公开的全芳香族聚酰胺纤维的总纤度细且单丝纤度也细，同时品质和增强性也优异。进而，本公开的全芳香族聚酰胺通过单丝较细而具有较高的挠性。因此，本公开的全芳香族聚酰胺纤维适合作为具有薄的增强层的导管的增强纤维。

通过使用本公开的全芳香族聚酰胺纤维，能够通过薄壁而小型化，能够得到尽管柔性良好但不易断线的导管。

实施例

以下，通过实施例和比较例对本发明进一步具体地进行说明，但本发明并不受这些记载任何限定。

《全芳香族聚酰胺纤维的制作和评价》

制作实施例1～10和比较例1～6的全芳香族聚酰胺纤维。实施例1～7和比较例1～4的全芳香族聚酰胺纤维为共聚对亚苯基－3,4’－氧基二亚苯基－对苯二甲酰胺纤维。实施例8～10和比较例5～6的全芳香族聚酰胺纤维为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。然后，对得到的各纤维进行总纤度、单丝数、单丝纤度、断裂强度、初始拉伸弹性模量、断裂伸长率、原纤维的个数、单丝直径的变动、纤维配置性和平均密合度的测定·评价。

＜测定·评价方法＞

实施例和比较例的各特性值通过以下的方法进行测定·评价。

(总纤度)

将得到的纤维使用公知的检尺机卷绕100m，测定其质量。将通过对所测量的质量乘以100而得到的值、即每10000m的纤度(dtex)作为总纤度。

(单丝纤度)

通过将得到的纤维的总纤度除以单丝的根数而算出单丝纤度。

(断裂强度、断裂伸长率、初始拉伸弹性模量)

利用拉伸试验机(INSTRON公司制，商品名：INSTRON(商标)，型号：5565型)，使用丝试验用卡盘，基于ASTM D885的顺序，在以下的条件下测定断裂强度和断裂伸长率。应予说明，初始拉伸弹性模量也基于ASTM D885算出。

测定条件：

温度：室温

试验片：75cm

试验速度：250mm/分钟

卡盘间距离：500mm

(原纤维的个数)

针对10根单丝，利用数码显微镜(KEYENCE公司制，型号：VHX－2000)以10000倍对从纤维随机抽取的1m的单丝表面进行观察，计数原纤维的长度为2μm以上的个数。将该计数值除以10而得的值作为原纤维的个数(个/m)。

(单丝直径的变动)

针对1根单丝，每10cm在10点利用数码显微镜(KEYENCE公司制，型号：VHX－2000)以10000倍测定单丝的直径，算出其变异系数CV。对于10根单丝进行CV的计算，将最小的变异系数CV作为每1m的单丝直径的变动。

CV＝标准偏差/平均值×100(％)

(纤维配置性)

使用基于式(1)算出的锤对纤维施加张力且以基于式(2)算出的捻回数进行捻丝。然后，在纤维长度方向每1m在5点利用测微器(Mitutoyo公司制，商品名：Coolant proof(商标)Micrometer)测定捻丝后的纤维的厚度，算出捻丝后的纤维的厚度的平均值。

锤(g)＝纤度(dtex)/40 (1)

在该捻丝后的纤维的厚度的平均值小于40μm的情况下，判定为纤维配置性良好。在捻丝后的纤维的厚度的平均值为40μm以上的情况下，判定为纤维配置性不良。

(平均密合度)

通过与JIS L－1013：2010 8.15中记载的交织度的测定方法同样的钩子法测定密合度。将纤维样品的一端安装于具有适当性能的垂下装置的上部夹持部，在距夹持部1m下方的位置悬挂锤，使试样垂直下垂。锤的负载是对试样的显示特克斯数乘以17.64而得的负载(mN)，以980mN作为限度。对钩子的一方的端部施加对样品的特克斯数除以长丝数的值乘以88.2而得的负载(下限19.6mN、上限98mN)，在将纤维一分为二的部位插入该钩子的另一端部，使钩子下降。基于直至钩子因单丝彼此的密合而停止的点的钩子的下降距离，通过下述所示的式子算出密合度S。将5次的平均值作为平均密合度。应予说明，当钩子停止的部位交织的情况下，从测定数据排除。

S＝1000/L

S：密合度

L：钩子的下降距离(mm)

＜实施例1＞

(涂料的制备)

依照公知的方法制备共聚对亚苯基－3,4’－氧基二亚苯基－对苯二甲酰胺的聚合物溶液(涂料)。具体而言，在溶解有对苯二胺50质量份和3,4’－二氨基二苯基醚50质量份的NMP中添加对苯二甲酰二氯100质量份，进行缩聚反应，得到共聚对亚苯基－3,4’－氧基二亚苯基－对苯二甲酰胺的聚合物溶液(涂料)。聚合物浓度为6质量％。聚合物的极限粘度(IV)为3.38。

(全芳香族聚酰胺纤维的制造)

使用孔数为8的纺丝喷丝头使上述得到的聚合物溶液(涂料)排出。然后，使所纺丝的聚合物溶液(涂料)介由10mm的气隙通过凝固浴，由此使其凝固。凝固浴为60℃，且用NMP浓度30质量％的水溶液充满。凝固浴中的纺丝的最大张力为0.4g/dtex。

然后，将得到的凝固丝利用调整为60℃的水洗浴进行水洗。将水洗后的纤维使用辊型的干燥装置在200℃进行干燥。然后，使用在炉中使纤维通过时纤维不与炉接触的非接触型的热拉伸装置，在530℃的温度条件下进行热拉伸。此时的拉伸倍率为10倍。

最后，将所拉伸的纤维利用卷绕机以卷绕比4.33卷绕于纸筒，得到总纤度25dtex、长丝数(单丝数)8根、单丝纤度3.1dtex的全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表1。

＜实施例2＞

使用孔数为10的纺丝喷丝头，以总纤度成为28dtex的方式排出，以及设为长丝数10根、单丝纤度2.8dtex，除此以外，通过与实施例1同样的方法得到全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表1。

＜实施例3＞

使用孔数为10的纺丝喷丝头，以总纤度成为17dtext的方式排出，以及设为长丝数10根、单丝纤度1.7dtex，除此以外，通过与实施例1同样的方法得到全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表1。

＜实施例4＞

使用孔数为50的纺丝喷丝头，以总纤度成为20dtex的方式排出，以及设为长丝数50根、单丝纤度0.4dtex，除此以外，通过与实施例1同样的方法得到全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表1。

＜实施例5＞

除以卷绕比6.33将纤维卷绕于纸筒这样的条件以外，通过与实施例1同样的方法得到全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表1。

＜实施例6＞

除以卷绕比2.33将纤维卷绕于纸筒这样的条件以外，通过与实施例1同样的方法得到全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表2。

＜实施例7＞

除以卷绕比8.33将纤维卷绕于纸筒这样的条件以外，通过与实施例1同样的方法得到全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表2。

＜实施例8＞

(聚合物溶液的制作)

依照公知的方法，在溶解于NMP的对苯二胺100质量份中添加对苯二甲酰二氯100质量份，进行缩聚反应，然后，进行水洗、干燥而得到聚对苯二甲酰对苯二胺的聚合物。聚合物的极限粘度(IV)为5.69。使得到的聚对苯二甲酰对苯二胺以成为浓度20％的方式溶解于浓硫酸。

(全芳香族聚酰胺纤维的制造)

使用孔数为8的纺丝喷丝头使上述得到的聚合物溶液(涂料)排出。使所纺丝的聚合物溶液(涂料)介由10mm的气隙通过充满4℃的水的凝固浴，由此使其凝固。此时的纺丝的最大张力为0.9g/dtex。然后，将得到的凝固丝用10重量％的氢氧化钠水溶液适当中和后，用水进行水洗。将水洗后的纤维使用辊型的干燥装置在200℃进行干燥。然后，使用旋转的辊型的热拉伸装置，在400℃的温度条件下对干燥的纤维进行热拉伸。最后，将拉伸的纤维利用卷绕机以卷绕比4.33卷绕于纸筒，得到总纤度为25dtex、长丝数为8根、单丝纤度3.1dtex的全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表2。

＜实施例9＞

使用孔数为10的纺丝喷丝头，以总纤度成为28dtex的方式排出，以及设为长丝数10根、单丝纤度2.8dtex，除此以外，通过与实施例8同样的方法得到全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表2。

＜实施例10＞

使用孔数为10的纺丝喷丝头，以总纤度成为17dtex的方式排出，以及设为长丝数10根、单丝纤度1.7dtex，除此以外，通过与实施例8同样的方法得到全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表2。

＜比较例1＞

使用孔数为5的纺丝喷丝头，以总纤度成为25dtex的方式排出，以及设为长丝数5根、单丝纤度5.0dtex，除此以外，通过与实施例1同样的方法得到比较例1的全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性示于表3。

如表3所见，在比较例1的全芳香族聚酰胺纤维中，与实施例1相比，原纤维的个数变多，发现品质变差。

＜比较例2＞

使用孔数为20的纺丝喷丝头，以总纤度成为34dtex的方式排出，以及设为长丝数20根、单丝纤度1.7dtex，除此以外，通过与实施例1同样的方法得到比较例2的全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表3。

如表3所见，比较例2的全芳香族聚酰胺纤维的捻丝后的纤维的厚度的平均值为42μm，纤维配置性不良。

＜比较例3＞

除以卷绕比1.33将纤维卷绕于纸筒这样的条件以外，通过与实施例1同样的方法得到比较例3的全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表3。

如表3所见，在比较例3中，与实施例1相比，原纤维的个数变多，发现品质变差。

＜比较例4＞

除以卷绕比13.33卷绕于纸筒这样的条件以外，通过与实施例1同样的方法得到比较例4的全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表3。

如表3所见，在比较例4中，与实施例1相比，原纤维的个数变多，发现品质变差。

＜比较例5＞

使用加热板等接触型的热拉伸装置，除此以外，通过与实施例8同样的方法得到比较例5的全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性示于表3。

如表3所见，在比较例5中，与实施例8相比，原纤维的个数变多，发现品质变差。

＜比较例6＞

不控制凝固浴的液流，使凝固浴中的纺丝的最大张力为1.0g/dtex，除此以外，通过与实施例8同样的方法得到比较例6的全芳香族聚酰胺纤维。将得到的全芳香族聚酰胺纤维的物性等示于表3。

如表3所见，在比较例6中，与实施例8相比，原纤维的个数变多，发现品质变差。

《复合线缆和导管的制作》

使用实施例1～10和比较例1～6的全芳香族聚酰胺纤维制作复合线缆和导管。对得到的复合线缆和导管进行品质的评价。具体而言，对所制作的复合线缆和导管的厚度和直径以及复合线缆或导管制作时的单丝断裂和断丝进行评价。将结果示于表1和表2。将品质良好的情况判定为“〇”，且将品质不良的情况判定为“×”。

如表1和表2所见，使用单丝纤度为0.4～3.5dtex、总纤度为5～30dtex、断裂强度为15cN/dtex以上、初始拉伸弹性模量为500～750cN/dtex且原纤维的个数小于100个/m的实施例1～10的全芳香族聚酰胺纤维制作的复合线缆和导管的厚度薄且为细径，品质良好。

另一方面，如表3所见，使用原纤维的个数为100个/m以上的比较例1、3、4、5和6的全芳香族聚酰胺纤维制作的复合线缆和导管的品质不良。具体而言，在加工工序中，产生单丝断裂、断丝。

另外，如表3所见，使用总纤度为34的比较例2的全芳香族聚酰胺纤维制作的复合线缆和导管也品质不良。具体而言，变厚，无法细径化。

[表1]

表1

[表2]

表2

[表3]

符号说明

1 金属线

2 全芳香族聚酰胺纤维

3 被覆树脂

4 树脂层

5 全芳香族聚酰胺纤维

6 纸筒

7 络纱卷

8 纤维

Claims

1.一种全芳香族聚酰胺纤维，其特征在于，单丝纤度为0.4dtex～3.5dtex，总纤度为5dtex～30dtex，断裂强度为15cN/dtex以上，初始拉伸弹性模量为500cN/dtex～750cN/dtex，且原纤维的个数小于100个/m。

2.根据权利要求1所述的全芳香族聚酰胺纤维，其中，每1m的单丝直径的变动小于15％。

3.根据权利要求1或2所述的全芳香族聚酰胺纤维，其中，使用基于下述式(1)算出的锤且以基于下述式(2)算出的捻回数对所述纤维进行捻丝时的、在所述纤维的长度方向每10cm进行测定在5处测得的捻丝后的所述纤维的厚度的平均值小于40μm，

锤(g)＝纤度(dtex)/40 (1)

捻度(捻/m)＝1055/√纤度(tex) (2)。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维，其中，平均密合度为10以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维，其是聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维，其是共聚对亚苯基－3,4’－氧基二亚苯基－对苯二甲酰胺纤维。

7.一种复合线缆，其特征在于，是使用权利要求1～6中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维而成的。

8.一种导管，其特征在于，是使用权利要求1～6中任一项所述的全芳香族聚酰胺纤维而成的。