JP2000154426A - ポリアミドモノフィラメント及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寸法安定性、耐湿熱性に優れ、産業資材用途
に長期間にわたって使用可能なポリアミドモノフィラメ
ント及びその製造法を提供する。 【解決手段】 ポリメタキシリレンアジパミドを６０重
量％以上含有するポリアミド組成物中に、カルボジイミ
ド化合物が０．１〜２．０重量％添加されているポリア
ミドからなるポリアミドモノフィラメント。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業資材用モノフ
ィラメント、特に湿熱条件下で使用される抄紙用カンバ
ス糸、ベルト布、フィルター等に好適な優れた性能を有
するポリアミドモノフィラメント及びその製造法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】産業資材用モノフィラメントには優れた
諸物理的性質と化学的性質が要求され、ポリアミド樹脂
製、あるいはポリエステル樹脂製のものが多く使用され
ている。

【０００３】産業資材用モノフィラメントの中で、抄紙
用カンバス糸、ベルト布、フィルター等に使用されるモ
ノフィラメントは、使用環境が過酷であり（例えば、抄
紙カンバス用モノフィラメントは、抄紙プレスゾーン並
びにその後の乾燥ゾーン等の工程に使用され、高温多湿
状態にさらされる）、使用する網や織物は比較的短期間
にモノフィラメントの劣化が起こり使用できなくなるこ
とがある。

【０００４】一般に、ポリエステル樹脂製モノフィラメ
ントは、耐酸性、耐熱性に優れるが、高温多湿条件下で
は加水分解により著しく糸質物性が低下する。一方、ポ
リアミド樹脂製モノフィラメントはポリエステル樹脂製
のものに比較し、耐加水分解性、耐摩耗性は優れるが寸
法安定性に劣るという欠点があった。

【０００５】そこで、特開平9-228142号公報には、メタ
キシリレンジアミンとアジピン酸とから得られるポリア
ミドを含有するポリアミド樹脂からなり、ヤング率が高
く変形が小さく、かつ耐加水分解性にも優れるポリアミ
ドモノフィラメントが提案されている。このフィラメン
トは寸法安定性は良好となったが、湿熱処理後の強度保
持率がせいぜい５８％程度であり、産業資材用途に長期
間にわたって使用するには十分に満足できる性能のもの
ではなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、寸法安定
性、耐湿熱性に優れ、産業資材用途に長期間にわたって
使用可能なポリアミドモノフィラメントを提供しようと
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明
は次の（１）、（２）を要旨とするものである。 （１）ポリメタキシリレンアジパミドを６０重量％以上
含有するポリアミド組成物中に、カルボジイミド化合物
が０．１〜２．０重量％添加されているポリアミドから
なることを特徴とするポリアミドモノフィラメント。 （２）ポリメタキシリレンアジパミドを６０重量％以上
含有するポリアミド組成物中に、カルボジイミド化合物
が０．１〜２．０重量％添加されたポリアミドを溶融紡
糸し、糸条を冷却後、６０〜３００℃の温度で４．０〜
７．０倍に延伸し、次いで、２５０〜５００℃の温度で
１．０〜１５．０％の弛緩熱処理を施す上記（１）記載
のポリアミドモノフィラメントの製造法。

【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。ま
ず、本発明におけるポリメタキシリレンアジパミド（以
下、ＭＸＤ６）とは、メタキシリレンジアミンとアジピ
ン酸から得られるアミド結合繰り返し単位を好ましくは
７０モル％以上含有するポリアミド又はポリアミド共重
合体である。一般的にポリアミド樹脂は、ポリエステル
樹脂に比較し、吸水率が高い。そのため、乾燥状態と湿
潤時の糸質物性に差を生じ、湿潤時の糸質物性が低くな
る。また、それに伴い形態変化も起こし、寸法変化を起
こす。

【０００９】メタキシリレンジアミンを出発物質とする
ポリアミド樹脂は、吸水率が低く、湿潤時の糸質物性の
向上が可能となる。また、耐熱性も向上する。したがっ
て、メタキシレンアジパミド成分が７０モル％未満であ
ると、これらの糸質物性の改善が不十分となりやすい。

【００１０】本発明のモノフィラメントは、ＭＸＤ６を
６０重量％以上含有するポリアミド組成物を主体とする
ものであるが、ＭＸＤ６のみ（１００重量％）からなる
ものと、ＭＸＤ６と他のポリアミドの混合ポリアミドか
らなるものが挙げられる。混合ポリアミドの場合、ＭＸ
Ｄ６が６０重量％未満であると、メタキシレンアジパミ
ド成分に起因する上記の寸法安定性や耐熱性が不十分と
なりやすい。

【００１１】混合させる場合の他のポリアミドとして
は、ナイロン４、ナイロン６、ナイロン11、ナイロン1
2、ナイロン66、ナイロン69、ナイロン610 、ナイロン6
11 、ナイロン612 、ナイロン6T、ナイロン66/6、ナイ
ロン6/6T、ナイロン66/6T 等およびこれらの共重合体や
混合物が挙げられる。

【００１２】さらに、本発明においては、このようなポ
リアミド組成物中に、カルボジイミド化合物が添加され
ている。カルボジイミド化合物は水分子と反応するた
め、モノフィラメント中に残存させることで介入してき
た水分子による悪影響を抑制させることが可能となり、
耐湿熱性に優れたモノフィラメントとなる。

【００１３】カルボジイミド化合物の具体例としては、
N,N'-ビス（2,6-ジメチルフェニル）カルボジイミド、
N,N'-ビス（2,6-ジエチルフェニル）カルボジイミド、
N,N'-ビス（2,6-ジイソプロピルフェニル）カルボジイ
ミド、N,N'-ビス（2-イソプロピルフェニル）カルボジ
イミド等が挙げられる。中でも、工業的に生産されてお
り、入手が容易なN,N'−ビス(2,6-ジイソプロピルフェ
ニル)カルボジイミドが最も好ましい。

【００１４】カルボジイミド化合物の添加量は、0.1〜
2.0 重量％とすることが必要である。添加量が 0.1重量
％未満であると耐湿熱性に劣ったモノフィラメントとな
り、2.0重量％を超えると製糸性が悪化し、糸質物性が
低下する。

【００１５】そして、本発明のモノフィラメントは、上
記のような組成のポリアミドからなるものであるため、
寸法安定性、耐湿熱性等に優れ、長期間産業資材用途に
好適に使用できるものであり、具体的な物性としては、
直線強度５．０ｇ／ｄ以上、１２０℃乾熱収縮率が５．
０％以下、熱水収縮率が１０．０％以下、湿熱処理後の
強度の保持率８０％以上を有していることが好ましい。

【００１６】なお、湿熱処理後の強度の保持率は、未処
理サンプル及び１２０℃の飽和水蒸気で１０日間処理し
た後のサンプルの強度をＪＩＳ Ｌ１０１３に準じて測
定し、次式にて算出するものである。 強度保持率（％）＝（未処理サンプル強度／処理後サン
プル強度）×１００

【００１７】さらに、本発明のモノフィラメントは、モ
ノフィラメント中に活性状態のカルボジイミド化合物を
20〜18000 ｐｐｍ含有していることが好ましい。活性状
態のカルボジイミド化合物とは、水分子等と反応可能な
状態を指している。モノフィラメント中に活性状態のカ
ルボジイミド化合物を存在させることによって、湿熱条
件下にさらされたモノフィラメント中に進入した水分子
と反応し、糸質物性の低下を抑制することができる。ま
た、溶融紡糸時には、ポリアミド末端基とも反応し、耐
加水分解性の向上を図ることができる。活性状態のカル
ボジイミド化合物が２０ｐｐｍ未満であるとその効果が
発揮されにくく、一方、18000 ｐｐｍを超えると、製糸
性が悪化しやすくなる。

【００１８】次に、本発明のモノフィラメントの製造法
について説明する。通常の溶融紡糸方法に従って行うこ
とができるが、紡糸温度は 350℃以下、好ましくは 300
℃以下とすることが望ましい。紡糸温度が高すぎるとポ
リアミド及び添加物が熱分解を起こし、円滑な紡糸が困
難になるとともに得られるモノフィラメントの物性が劣
ったものとなりやすい。

【００１９】紡出されたモノフィラメントを０〜100
℃、好ましくは20〜90℃の液体で冷却する。冷却温度を
あまり低くすると温度管理及び作業性等に困難をきた
し、高すぎると冷却不足となり、最終的に得られるモノ
フィラメントの糸質性能が劣ったものとなりやすい。

【００２０】次いで、冷却固化したモノフィラメントを
一旦巻き取った後又は巻き取ることなく延伸する。延伸
は、一段又は二段以上の多段で行うことができる。一段
階で延伸する際には、６０〜３００℃の温度に加熱し
（６０〜３００℃の液体又は気体中を通過させ）、４．
０〜７．０倍の延伸を行う。多段延伸を行う際には、延
伸点の移動を起こさない６０〜１２０℃の液体中で３．
０〜６．０倍の第一段延伸を行い、続いて第一段延伸よ
りも高温の100 〜300 ℃の温度の液体又は気体中で全延
伸倍率が４．０〜７．０倍となるように第二段目以降の
延伸を行う。

【００２１】全延伸倍率が４．０倍未満であると、得ら
れるモノフィラメントの糸質特性、特に直線強度が低く
なりやすい。一方、全延伸倍率が 7.0倍を超えると、繊
維内での塑性変形に分子配向が対応できなくなるため、
繊維中にミクロボイドが発生し、満足な性能を示すモノ
フィラメントが得られない。

【００２２】延伸後、250〜500 ℃の気体中で 1.0〜15.
0％の弛緩熱処理を行う。熱処理温度が250℃より低いと
モノフィラメントに対する熱処理効果が不十分となりや
すく、また、熱処理時間にも関係するが 500℃より高く
すると繊維表面でポリアミドの熱分解反応が起こり、目
標とする性能を示すモノフィラメントが得られない。

【００２３】このとき、弛緩率を 1.0％未満にすると得
られるモノフィラメントは、熱収縮率の高いものとなっ
て実用に適さなくなり、15.0％を超えると、弛緩熱処理
段階で糸のたるみが発生し、操業性が悪化するととも
に、目標の糸質性能が得られない。

【００２４】

【実施例】次に、実施例によって本発明を具体的に説明
する。実施例中における各種の測定及び評価は次のよう
に行った。 （１）強度、伸度 ＪＩＳ Ｌ１０１３に準じて測定した。 （２）強度保持率 前記の方法で行った。 （３）熱水収縮率 糸条を５０ｃｍのループにし、１／２０ｇ／ｄの初荷重
を掛けて長さＡを求め、次いでフリーにして沸騰水中に
１５分間浸漬した後、自然乾燥し、再び１／２０ｇ／ｄ
の荷重を掛けて長さＢを求め、次式で算出した。 熱水収縮率（％）＝〔（Ａ−Ｂ）／Ａ〕×１００ （４）乾熱収縮率 １２０℃のオーブン中で１５分間処理した以外は、
（３）と同様にして測定した。 （５）活性状態のカルボジイミド化合物の含有量 フィラメントをヘキサフロロイソプロパノールとトリク
ロロメタンとの等容量混合溶媒に溶解させ、トリクロロ
メタンで希釈した後、アセトニトリルを添加してポリマ
ー分を沈殿させ、ろ過した容器を液体クロマトグラフ法
で定量して求めた。 （６）製糸性 紡出糸条を引き取る工程、延伸工程中で糸切れ等が発生
したり、エクトルーダ部での喰い込み不良が発生した場
合を製糸性が不良であるとして×で表し、このような問
題が生じなかった場合を製糸性が良好であるとして○で
表した。

【００２５】実施例１ 三菱ガス化学社製のＭＸＤ６（商品名：ＭＸナイロン＃
６１２１）のみからなるポリアミド組成物中に、カルボ
ジイミド化合物として、N,N'−ビス(2,6−ジイソプロピ
ルフェニル）カルボジイミドを1.0重量％添加した。こ
のポリアミドを紡糸温度 295℃とし、エクストルーダー
型紡糸装置を使用し、孔径2.0mmの紡糸孔を有する紡糸
用口金を使用して溶融紡出した。続いて、紡出糸条を70
℃の水浴中で冷却し、未延伸糸を得た。この未延伸糸を
95℃の水浴中で4.０倍の第一段階目の延伸を行い、次い
で 250℃の熱風雰囲気下で1.４倍に第二段階目の延伸を
行い、全延伸倍率を5.６倍とした。引き続いて 300℃の
熱風雰囲気下で５％の弛緩熱処理を行い、1400ｄのポリ
アミドモノフィラメントを得た。

【００２６】比較例１ カルボジイミド化合物を添加しなかった以外は、実施例
１と同様に行った。

【００２７】実施例２〜３、比較例２〜３ ＭＸＤ６に他のポリアミドとして、相対粘度（９６％硫
酸を溶媒とし、濃度１ｇ／ｄｌ、温度２５℃で測定し
た）3.５のナイロン６を用い、表１に示すような組成比
のＭＸＤ６とナイロン６のポリアミド組成物とし、表１
に示すように、カルボジイミド化合物の添加量も種々変
更した以外は実施例１と同様に行った。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１から明らかなように、実施例１〜３で
得られたモノフィラメントは、強度、伸度に優れ、熱水
収縮率、乾熱収縮率が低く、寸法安定性に優れており、
湿熱処理後の強度の保持率は８０％以上であり、耐湿熱
性にも優れていた。また、製糸性も良好であった。一
方、比較例１は、カルボジイミド化合物を含有していな
かったため、未処理時の強度や伸度は優れていたが、湿
熱処理後の強度の保持率は７５％であり、耐湿熱性に劣
るものであった。比較例２は、カルボジイミド化合物の
含有量が多すぎたため、製糸性が悪く、モノフィラメン
トを得ることができなかった。比較例３は、ポリアミド
組成物中のＭＸＤ６の割合が少なすぎたため、強度、伸
度、熱水収縮率が劣り、寸法安定性の悪いモノフィラメ
ントとなり、耐湿熱性にも劣るものであった。

【００３０】

【発明の効果】本発明のポリアミドモノフィラメント
は、優れた強度、伸度を有し、熱水、乾熱収縮率も低
く、寸法安定性に優れ、また、湿熱処理後の強度保持率
も高く、耐湿熱性に優れ、産業資材用途に長期間にわた
って使用可能である。そして、使用環境が過酷な抄紙用
カンバス糸、ベルト布、フィルター等に好適である。さ
らに、本発明のポリアミドモノフィラメントの製造法に
よれば、糸質物性（強度や伸度）を低下させることな
く、製糸性よく本発明のモノフィラメントを得ることが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L035 AA09 BB57 BB72 BB76 BB89 BB91 CC07 DD14 EE01 EE08 FF01 JJ18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリメタキシリレンアジパミドを６０重
   量％以上含有するポリアミド組成物中に、カルボジイミ
   ド化合物が０．１〜２．０重量％添加されているポリア
   ミドからなることを特徴とするポリアミドモノフィラメ
   ント。
2. 【請求項２】 直線強度５．０ｇ／ｄ以上、１２０℃乾
   熱収縮率が５．０％以下、熱水収縮率が１０．０％以
   下、湿熱処理後の強度の保持率が８０％以上である、請
   求項１記載のポリアミドモノフィラメント。
3. 【請求項３】 フィラメント中に活性状態のカルボジイ
   ミド化合物を２０〜１８０００ｐｐｍ含有する請求項１
   又は２記載のポリアミドモノフィラメント。
4. 【請求項４】 ポリメタキシリレンアジパミドを６０重
   量％以上含有するポリアミド組成物中に、カルボジイミ
   ド化合物が０．１〜２．０重量％添加されたポリアミド
   を溶融紡糸し、糸条を冷却後、６０〜３００℃の温度で
   ４．０〜７．０倍に延伸し、次いで、２５０〜５００℃
   の温度で１．０〜１５．０％の弛緩熱処理を施す、請求
   項１、２又は３記載のポリアミドモノフィラメントの製
   造法。