JP2023110109A - Production method of polyamide 4 fiber - Google Patents

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慧 鈴木
Satoshi Suzuki
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Abstract

To provide a production method of a polyamide-4 fiber by a wet spinning method that does not require removal of residual components, and a production method of the polyamide-4 fiber by a wet spinning method that does not require use of expensive materials.SOLUTION: A production method of polyamide-4 fiber comprises: a step of dissolving polyamide-4 in a solvent to obtain a spinning solution; a step of wet spinning using the spinning solution to obtain an undrawn fiber; and a step of drawing the undrawn fiber to obtain the polyamide-4 fiber, wherein the polyamide-4 has a weight average molecular weight (Mw) of 400,000 or more and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.0 to 4.5, the solvent is a solvent containing no methylene chloride and containing formic acid, the spinning solution has a dissolved polyamide-4 concentration of 10 wt.% or more, and a coagulation bath used for the wet spinning is an organic solvent containing an alkyl acetate solvent.SELECTED DRAWING: None

Description

特許法第30条第2項適用申請有り (1)令和1年11月9日に、一般社団法人 繊維学会が発行した「繊維学会予稿集2019 74巻2号(秋季研究発表会)」にて発表 (2)令和1年11月10日に、2019年繊維学会秋季研究発表会のポスター発表にて発表There is an application for application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act. (2) On November 10, 2019, presented at the poster presentation of the 2019 Fiber Society Autumn Research Presentation

本発明は、湿式紡糸によるポリアミド4繊維の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing polyamide 4 fibers by wet spinning.

2-ピロリドンを重合して得られるポリアミド4は、機械的特性に優れた材料として期待されている。また、生分解性を示すことから、マイクロプラスチック問題の解決に貢献し得る材料として注目されている。ポリアミド4を紡糸して得られる繊維は、ポリアミド4の物性を活かすことができる用途と考えられており、古くから研究開発がなされてきた。しかし、ポリアミド4は、融点と分解温度が近いため、溶融紡糸法による繊維化は困難とされている。そこで、より熱虐待の少ない繊維化方法として、湿式紡糸法が検討されてきた。 Polyamide 4 obtained by polymerizing 2-pyrrolidone is expected as a material with excellent mechanical properties. In addition, since it exhibits biodegradability, it is attracting attention as a material that can contribute to solving the problem of microplastics. Fibers obtained by spinning polyamide 4 are considered to be applications in which the physical properties of polyamide 4 can be utilized, and have been researched and developed for a long time. However, since the melting point and the decomposition temperature of polyamide 4 are close to each other, it is considered difficult to fiberize polyamide 4 by melt spinning. Therefore, a wet spinning method has been studied as a fiberization method with less thermal abuse.

特許文献1には、ギ酸および塩化メチレンにポリアミド4を溶解させて紡糸溶液を調製し、湿式紡糸する技術が記載されている。特許文献2には、ギ酸および塩化メチレンにポリアミド4を溶解させて紡糸溶液を調製し、低級アルキルエステルで構成される凝固浴を用いて、湿式紡糸する技術が記載されている。特許文献3には、ギ酸およびギ酸と水との混合物から選ばれる溶媒にポリアミド4を溶解させて紡糸溶液を調製し、少なくとも1種のギ酸塩の水溶液からなる凝固浴を用いて、湿式紡糸する技術が記載されている。特許文献4には、塩化亜鉛水溶液または塩化亜鉛を主成分とする他の無機塩との混合水溶液に溶解して紡糸溶液を調製し、湿式紡糸する技術が記載されている。特許文献5の比較例2には、重量平均分子量が564,335であり数平均分子量が270,234であるポリアミド4と、ギ酸からなる紡糸用溶液を用い、メタノールからなる凝固浴を用いて、湿式紡糸方法によりポリアミド4の未延伸繊維を得たことが記載されている。しかし、その未延伸繊維は延伸不可であったことが記載されている。特許文献6には、イオン液体にポリアミド4を溶解させて紡糸溶液を調製し、湿式若しくは乾湿式紡糸またはゲル紡糸により、ポリアミド4繊維を得る技術が記載されている。 Patent Document 1 describes a technique of dissolving polyamide 4 in formic acid and methylene chloride to prepare a spinning solution and performing wet spinning. Patent Document 2 describes a technique of preparing a spinning solution by dissolving polyamide 4 in formic acid and methylene chloride and performing wet spinning using a coagulation bath composed of a lower alkyl ester. In Patent Document 3, a spinning solution is prepared by dissolving polyamide 4 in a solvent selected from formic acid and a mixture of formic acid and water, and wet spinning is performed using a coagulation bath consisting of an aqueous solution of at least one formate. technique is described. Patent Document 4 describes a technique of preparing a spinning solution by dissolving zinc chloride in an aqueous solution of zinc chloride or a mixed aqueous solution containing zinc chloride as a main component and other inorganic salts, and performing wet spinning. In Comparative Example 2 of Patent Document 5, a spinning solution containing polyamide 4 having a weight average molecular weight of 564,335 and a number average molecular weight of 270,234 and formic acid was used, and a coagulation bath containing methanol was used. It is described that undrawn fibers of polyamide 4 were obtained by a wet spinning process. However, it is stated that the undrawn fibers could not be drawn. Patent Literature 6 describes a technique of dissolving polyamide 4 in an ionic liquid to prepare a spinning solution and subjecting it to wet or dry-wet spinning or gel spinning to obtain polyamide 4 fibers.

米国特許第4,094,945号U.S. Pat. No. 4,094,945 特開昭53-24420号JP-A-53-24420 特開昭57-25413号JP-A-57-25413 特公昭36-5165号Japanese Patent Publication No. 36-5165 特開2019-137934号JP 2019-137934 A 国際公開第2015/186364号WO2015/186364

特許文献1や2に記載されている方法は、残留する塩化メチレンが問題となる場合があり、除去操作をおこなう必要がある。また、特許文献3や4に記載されている方法は、塩成分を除去する必要があり、操作が煩雑となる。特許文献5に記載されている方法は、未延伸繊維の延伸をおこなうことができないようである。特許文献6に記載されている方法は、高価なイオン液体を使用するため、工業化が困難であった。本発明の課題は、残留する成分の除去操作を行う必要がない湿式紡糸方法により、ポリアミド4繊維を製造する方法を提供することにある。また、本発明の課題は、高価な資材を用いる必要がない湿式紡糸法により、ポリアミド4繊維を製造する方法を提供することにもある。 In the methods described in Patent Documents 1 and 2, residual methylene chloride may pose a problem, and it is necessary to remove it. Moreover, the methods described in Patent Documents 3 and 4 require the removal of salt components, which complicates the operation. The method described in Patent Document 5 does not appear to be capable of drawing undrawn fibers. Since the method described in Patent Document 6 uses an expensive ionic liquid, it has been difficult to industrialize. An object of the present invention is to provide a method for producing polyamide 4 fibers by a wet spinning method that does not require removal of residual components. Another object of the present invention is to provide a method for producing polyamide 4 fibers by a wet spinning method that does not require the use of expensive materials.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の態様を包含する。
(1)ポリアミド4を溶媒に溶解させ、紡糸用溶液を得る工程と、
前記紡糸用溶液を用いて湿式紡糸し、未延伸繊維を得る工程と、
前記未延伸繊維を延伸し、ポリアミド4繊維を得る工程と、
を含み、
前記ポリアミド4は、重量平均分子量(Mw)が400,000以上であり、かつ、分子量分布(Mw/Mn)が1.0~4.5であり、
前記溶媒は、塩化メチレンを含まず、かつ、ギ酸を含む溶媒であり、
前記紡糸用溶液は、溶解している前記ポリアミド4の濃度が10重量%以上であり、
前記湿式紡糸に用いる凝固浴は、酢酸アルキル溶媒を含む有機溶媒であり、
前記延伸する工程における延伸温度が160℃以上240℃以下であり、かつ、延伸倍率が2倍以上である、ことを特徴とするポリアミド4繊維の製造方法。
(2)ポリアミド4繊維の引張強度が、3cN/dtex以上であることを特徴とする(1)に記載の製造方法。
(3)ポリアミド4繊維が、ポリアミド4マルチフィラメントである(1)または(2)に記載の製造方法。
(4)ポリアミド4マルチフィラメントのフィラメント数が、5~200本である(3)に記載の製造方法。
The present inventors have completed the present invention as a result of earnest investigations to solve the above problems.
The present invention includes the following aspects.
(1) dissolving polyamide 4 in a solvent to obtain a spinning solution;
a step of wet spinning using the spinning solution to obtain an undrawn fiber;
A step of drawing the undrawn fibers to obtain polyamide 4 fibers;
including
The polyamide 4 has a weight average molecular weight (Mw) of 400,000 or more and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.0 to 4.5,
The solvent is a solvent containing no methylene chloride and containing formic acid,
The spinning solution has a dissolved polyamide 4 concentration of 10% by weight or more,
The coagulation bath used for wet spinning is an organic solvent containing an alkyl acetate solvent,
A method for producing a polyamide 4 fiber, wherein the drawing temperature in the drawing step is 160° C. or more and 240° C. or less, and the draw ratio is 2 times or more.
(2) The production method according to (1), wherein the polyamide 4 fiber has a tensile strength of 3 cN/dtex or more.
(3) The production method according to (1) or (2), wherein the polyamide 4 fiber is a polyamide 4 multifilament.
(4) The production method according to (3), wherein the number of filaments of the polyamide 4 multifilament is 5 to 200.

本発明のポリアミド4繊維の製造方法によれば、湿式紡糸後に不純物成分を除去するために煩雑な操作をおこなう必要がない。また、本発明のポリアミド4繊維の製造方法によれば、高価な資材を用いる必要がない。 According to the method for producing polyamide 4 fibers of the present invention, it is not necessary to perform complicated operations for removing impurity components after wet spinning. Moreover, according to the method for producing polyamide 4 fibers of the present invention, there is no need to use expensive materials.

本発明の湿式紡糸の一態様を示す概念図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a conceptual diagram which shows one aspect|mode of the wet spinning of this invention.

本発明のポリアミド4繊維の製造方法は、ポリアミド4を溶媒に溶解させ、紡糸用溶液を得る工程(以下、工程Aと記載することがある)と、前記紡糸用溶液を用いて湿式紡糸し、未延伸繊維を得る工程(以下、工程Bと記載することがある)と、前記未延伸繊維を延伸し、ポリアミド4繊維を得る工程(以下、工程Cと記載することがある)と、を含む限り特に制限されない。本発明のポリアミド4繊維の製造方法によれば、高い引張強度を有するポリアミド4繊維を製造することができる。 The method for producing a polyamide 4 fiber of the present invention includes a step of dissolving polyamide 4 in a solvent to obtain a spinning solution (hereinafter sometimes referred to as step A), wet spinning using the spinning solution, A step of obtaining undrawn fibers (hereinafter sometimes referred to as step B), and a step of drawing the undrawn fibers to obtain polyamide 4 fibers (hereinafter sometimes referred to as step C). is not particularly limited. According to the method for producing a polyamide-4 fiber of the present invention, a polyamide-4 fiber having high tensile strength can be produced.

(工程A)
本発明の工程Aは、ポリアミド4を溶媒に溶解させ、紡糸用溶液を得る工程である。
(Process A)
Step A of the present invention is a step of dissolving polyamide 4 in a solvent to obtain a spinning solution.

<ポリアミド4>
本発明の工程Aで用いるポリアミド4とは、2-ピロリドンを重合させて得られるポリマーである。ポリアミド4の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、ポリアミド4の重量平均分子量(Mw)の下限は、400,000、450,000、500,000などを選択することができる。重量平均分子量(Mw)が400,000より小さいと、得られるポリアミド4繊維の引張強度が低下する傾向がある。また、ポリアミド4の重量平均分子量(Mw)の上限は、1,000,000、900,000、800,000、700,000などを選択することができる。重量平均分子量(Mw)が1,000,000より大きいと、ポリアミド4の紡糸性が低下する傾向がある。
<Polyamide 4>
Polyamide 4 used in step A of the present invention is a polymer obtained by polymerizing 2-pyrrolidone. The weight average molecular weight (Mw) of polyamide 4 is not particularly limited, but the lower limit of the weight average molecular weight (Mw) of polyamide 4 can be selected from 400,000, 450,000, 500,000, and the like. If the weight average molecular weight (Mw) is less than 400,000, the resulting polyamide 4 fiber tends to have low tensile strength. Moreover, the upper limit of the weight average molecular weight (Mw) of polyamide 4 can be selected from 1,000,000, 900,000, 800,000, 700,000 and the like. When the weight-average molecular weight (Mw) is more than 1,000,000, the spinnability of polyamide 4 tends to deteriorate.

ポリアミド4の分子量分布(Mw/Mn)は、特に限定されないが、1.0~4.5、1.0~4.0、1.0~3.5、1.0~3.0の範囲などを選択することができる。分子量分布の値が小さいポリアミド4から得られたポリアミド4繊維は、引張強度が高い傾向がある。なお、重量平均分子量および数平均分子量は、トリフルオロ酢酸ナトリウムをヘキサフルオロイソプロパノールに10mMの濃度で溶解させた溶液を溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定したデータを標準ポリメタクリル酸メチルの分子量にて換算することにより算出することができる。 The molecular weight distribution (Mw/Mn) of polyamide 4 is not particularly limited, but ranges from 1.0 to 4.5, 1.0 to 4.0, 1.0 to 3.5, 1.0 to 3.0 etc. can be selected. Polyamide 4 fibers obtained from polyamide 4 having a small molecular weight distribution value tend to have high tensile strength. The weight-average molecular weight and number-average molecular weight are measured by gel permeation chromatography (GPC) using a solution of sodium trifluoroacetate dissolved in hexafluoroisopropanol at a concentration of 10 mM as a solvent. It can be calculated by converting with the molecular weight of methyl.

ポリアミド4は、公知の重合方法により、2-ピロリドンを重合することによって製造することができる。例えば、特開2019-137934号公報に記載された方法を参考にして製造することができる。 Polyamide 4 can be produced by polymerizing 2-pyrrolidone by a known polymerization method. For example, it can be manufactured with reference to the method described in JP-A-2019-137934.

原料として用いる2-ピロリドンは、石油から生産されるもの、微生物由来の酵素を用いてγ-アミノ酪酸等のバイオ由来資源から生産されるもの、などがある。石油から生産された市販品を容易に入手することができる。 2-pyrrolidone used as a raw material includes those produced from petroleum, those produced from bio-derived resources such as γ-aminobutyric acid using microorganism-derived enzymes, and the like. Commercial products produced from petroleum are readily available.

<紡糸用溶液>
本発明の工程Aでポリアミド4を溶解させる溶媒は、ギ酸を含む溶媒である。ギ酸を含む溶媒としては、ギ酸のみからなる溶媒、ギ酸と他の溶媒からなる溶媒を挙げることができる。前記他の溶媒としては、特に限定されないが、水、ヘキサフルオロイソプロパノール、トリフルオロ酢酸などを挙げることができる。これらは、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。ギ酸と他の溶媒からなる溶媒中のギ酸の濃度は、40重量%以上、50重量%以上、60重量%以上、70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上、95重量%以上などから選択することができる。本発明の工程Aでポリアミド4を溶解させる溶媒は、塩化メチレンを含まない溶媒であるのが好ましい。
<Spinning solution>
The solvent for dissolving polyamide 4 in step A of the present invention is a solvent containing formic acid. Solvents containing formic acid include solvents consisting of formic acid only and solvents consisting of formic acid and other solvents. Examples of the other solvent include, but are not limited to, water, hexafluoroisopropanol, trifluoroacetic acid, and the like. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The concentration of formic acid in the solvent consisting of formic acid and other solvents is 40% by weight or more, 50% by weight or more, 60% by weight or more, 70% by weight or more, 80% by weight or more, 90% by weight or more, 95% by weight or more, etc. can be selected from The solvent for dissolving polyamide 4 in step A of the present invention is preferably a solvent that does not contain methylene chloride.

紡糸用溶液におけるポリアミド4濃度は、特に制限されないが、ポリアミド4濃度の下限は、10重量%、12重量%、14重量%、16重量%、18重量%、20重量%などから選択することができる。ポリアミド4濃度の上限は、60重量%、50重量%、40重量%などから選択することができる。 The concentration of polyamide 4 in the spinning solution is not particularly limited, but the lower limit of the concentration of polyamide 4 can be selected from 10% by weight, 12% by weight, 14% by weight, 16% by weight, 18% by weight, 20% by weight, and the like. can. The upper limit of the polyamide 4 concentration can be selected from 60% by weight, 50% by weight, 40% by weight, and the like.

紡糸用溶液は、ポリアミド4と溶媒を混合し、ポリアミド4を溶媒に溶解することにより調製することができる。ポリアミド4を溶媒に溶解させる温度は、特に制限されないが、通常は、0℃~40℃、0℃~30℃の範囲を選択することができる。 A spinning solution can be prepared by mixing polyamide 4 and a solvent and dissolving the polyamide 4 in the solvent. The temperature at which the polyamide 4 is dissolved in the solvent is not particularly limited, but can usually be selected in the range of 0°C to 40°C and 0°C to 30°C.

(工程B)
本発明の工程Bは、工程Aで得られた紡糸用溶液を用いて湿式紡糸し、未延伸繊維を得る工程である。本発明において湿式紡糸とは、凝固浴中に、1つまたは複数の穴から紡糸用溶液を押し出して、繊維状(未延伸糸)に加工する工程を含む紡糸方法をいう。
(Step B)
The step B of the present invention is a step of wet spinning using the spinning solution obtained in the step A to obtain an undrawn fiber. In the present invention, wet spinning refers to a spinning method that includes a step of extruding a spinning solution through one or more holes in a coagulation bath to process it into fibers (undrawn yarns).

本発明の湿式紡糸の一態様を図1に示して説明する。
工程Aで得られた紡糸用溶液をタンクに入れる。紡糸用溶液(図1のspinning dope)タンクから窒素圧をかけてノズル(図1のnozzle)に送り、ノズル孔から、凝固浴(図1のcoagulation bath)中に押し出す。押し出されて生成した繊維を、巻き取りローラーで巻き取る。巻き取った繊維を減圧下にて乾燥することにより、未延伸繊維を得ることができる。
One embodiment of the wet spinning of the present invention will be described with reference to FIG.
The spinning solution obtained in step A is placed in a tank. A spinning solution (spinning dope in FIG. 1) is sent from a tank to a nozzle (nozzle in FIG. 1) under nitrogen pressure, and pushed out from the nozzle hole into a coagulation bath (coagulation bath in FIG. 1). The fiber produced by extrusion is taken up by a take-up roller. An undrawn fiber can be obtained by drying the wound fiber under reduced pressure.

工程Bの湿式紡糸に用いる凝固浴は、酢酸アルキル溶媒を含む有機溶媒であるのが好ましい。酢酸アルキル溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸n-ブチルなどを挙げることができる。これらは、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 The coagulation bath used for wet spinning in step B is preferably an organic solvent containing an alkyl acetate solvent. Examples of alkyl acetate solvents include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate and the like. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

ノズル孔の大きさは、特に限定されないが、内径0.001mm~10mm、内径0.01mm~10mm、内径0.01mm~1mm、内径0.01mm~0.5mmなどの範囲で適宜設定することができる。
ノズル孔の数は、1つであってもよいし、複数であってもよい。ノズル孔の数が1つのとき、得られる繊維はモノフィラメントであり、ノズル孔の数が複数のとき、得られる繊維はマルチフィラメントとなる。本発明のポリアミド4繊維としては、マルチフィラメントであるのが好ましい。マルチフィラメントのフィラメント数は、特に限定されないが、5~200本、20~200本、50~200本、50~150本などを選択することができる。
The size of the nozzle hole is not particularly limited, but can be appropriately set within a range such as an inner diameter of 0.001 mm to 10 mm, an inner diameter of 0.01 mm to 10 mm, an inner diameter of 0.01 mm to 1 mm, and an inner diameter of 0.01 mm to 0.5 mm. can.
The number of nozzle holes may be one or plural. When the number of nozzle holes is one, the obtained fiber is monofilament, and when the number of nozzle holes is plural, the obtained fiber is multifilament. The polyamide 4 fiber of the present invention is preferably multifilament. The number of filaments of the multifilament is not particularly limited, but can be selected from 5 to 200, 20 to 200, 50 to 200, 50 to 150, and the like.

(工程C)
本発明の工程Cは、工程Bで得られた未延伸ポリアミド4繊維を延伸して、ポリアミド4繊維を得る工程である。未延伸ポリアミド4繊維を延伸することにより、高い引張強度を有するポリアミド4繊維を製造することができる。
(Process C)
Step C of the present invention is a step of drawing the undrawn polyamide 4 fibers obtained in step B to obtain polyamide 4 fibers. By drawing undrawn polyamide 4 fibers, polyamide 4 fibers having high tensile strength can be produced.

<延伸>
延伸の操作としては、特に制限されず、従来用いられている一軸延伸装置により、未延伸繊維を延伸することができる。
延伸温度の下限は、160℃、170℃、180℃、190℃などを選択することができる。延伸温度が160℃より低くなると、引張強度が低下する傾向がある。延伸温度の上限は、240℃、230℃、220℃、210℃などを選択することができる。延伸温度が、240℃より高くなるとポリアミド4が分解しやすくなる傾向がある。
延伸倍率は、特に制限されないが、2.0倍以上、2.5倍以上などから選択することができる。延伸倍率を2.0倍以上とすることにより引張強度が高いポリアミド4繊維を得ることができる。
<Stretching>
The drawing operation is not particularly limited, and the undrawn fibers can be drawn by a conventional uniaxial drawing device.
The lower limit of the stretching temperature can be selected from 160°C, 170°C, 180°C, 190°C, and the like. When the stretching temperature is lower than 160°C, the tensile strength tends to decrease. The upper limit of the stretching temperature can be selected from 240°C, 230°C, 220°C, 210°C, and the like. When the stretching temperature is higher than 240°C, polyamide 4 tends to decompose easily.
The draw ratio is not particularly limited, but can be selected from 2.0 times or more, 2.5 times or more, and the like. A polyamide 4 fiber having a high tensile strength can be obtained by setting the draw ratio to 2.0 times or more.

(他の工程D)
本発明のポリアミド4繊維の製造方法は、工程A、工程B、工程C以外に他の工程Dを含んでいてもよい。他の工程Dとしては、本発明の目的を損なわない限り特に制限されないが、例えば、紡糸用溶液の脱気工程や、未延伸繊維の乾燥工程などを挙げることができる。
(Other process D)
The method for producing a polyamide 4 fiber of the present invention may include another step D in addition to steps A, B, and C. The other process D is not particularly limited as long as it does not impair the purpose of the present invention.

(ポリアミド4繊維)
本発明の製造方法で得られたポリアミド4繊維は、3cN/dtex以上の高い引張強度を示す。本発明の製造方法で得られたポリアミド4繊維は、衣料、ロープ、タイヤコード等の幅広い用途に適用可能である。
(Polyamide 4 fiber)
The polyamide 4 fiber obtained by the production method of the present invention exhibits a high tensile strength of 3 cN/dtex or more. Polyamide 4 fibers obtained by the production method of the present invention are applicable to a wide range of applications such as clothing, ropes and tire cords.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は、実施例の範囲に限定されない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below using examples, but the present invention is not limited to the scope of the examples.

実施例1 ポリアミド4繊維aの製造
<紡糸用溶液の調製>
重量平均分子量(Mw)が505,000、分子量分布(Mw/Mn)が2.37であるポリアミド4を15g秤量し、ギ酸(99%ギ酸)60gと混合した。目視で溶け残りがなくなるまで室温で静置し、ポリアミド4濃度が20重量%である紡糸用溶液を得た。
Example 1 Production of Polyamide 4 Fiber a <Preparation of Spinning Solution>
15 g of polyamide 4 having a weight average molecular weight (Mw) of 505,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 2.37 was weighed and mixed with 60 g of formic acid (99% formic acid). The mixture was allowed to stand at room temperature until no undissolved residue was visually observed to obtain a spinning solution having a polyamide 4 concentration of 20% by weight.

<湿式紡糸>
湿式紡糸装置の概略は前記図1に示される通りである。
上記で得られた紡糸用溶液を、タンクに移し替え室温で12時間静置することで、溶液内の気泡を除去した。タンク中の紡糸用溶液に0.2MPaの窒素圧をかけ、白金ノズル(内径0.09mm、孔数100個)から、酢酸エチル凝固浴(凝固浴長:2m)中に押出し、巻き取ローラーで巻き取った。巻き取った未延伸繊維を40℃減圧下にて2時間乾燥した。
<Wet spinning>
The outline of the wet spinning apparatus is as shown in FIG.
The spinning solution obtained above was transferred to a tank and allowed to stand at room temperature for 12 hours to remove air bubbles in the solution. A nitrogen pressure of 0.2 MPa was applied to the spinning solution in the tank, extruded through a platinum nozzle (inner diameter: 0.09 mm, number of holes: 100) into an ethyl acetate coagulation bath (length of the coagulation bath: 2 m), followed by a take-up roller. rolled up. The wound undrawn fiber was dried at 40° C. under reduced pressure for 2 hours.

<延伸>
上記の湿式紡糸により得られた未延伸繊維の一端を固定し、200℃に調整したホットプレス上で10mm/sの速度で、もう一端を引っぱった。未延伸繊維を2.5倍の長さまで延伸し(延伸倍率:2.5倍)、ポリアミド繊維aを得た。
<Stretching>
One end of the undrawn fiber obtained by the above wet spinning was fixed, and the other end was pulled at a speed of 10 mm/s on a hot press adjusted to 200°C. The undrawn fiber was drawn to a length of 2.5 times (drawing ratio: 2.5 times) to obtain a polyamide fiber a.

実施例2 ポリアミド4繊維bの製造
重量平均分子量(Mw)が687,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が2.98であるポリアミド4を用いたこと、湿式紡糸の際に窒素圧を0.5MPaとしたこと、延伸の際に、延伸温度を180℃とし、延伸倍率を4倍としたこと以外は実施例1と同様にして、ポリアミド4繊維bを得た。
Example 2 Production of polyamide 4 fiber b Polyamide 4 having a weight average molecular weight (Mw) of 687,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 2.98 was used, and nitrogen pressure was applied during wet spinning. Polyamide 4 fiber b was obtained in the same manner as in Example 1, except that the pressure was set to 0.5 MPa, the drawing temperature was set to 180° C., and the draw ratio was set to 4 times.

比較例1 ポリアミド4繊維cの製造
重量平均分子量(Mw)が615,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が5.40であるポリアミド4を用いたこと、湿式紡糸の際に窒素圧を0.05MPaとしたこと、延伸の際に、延伸速度を1mm/秒とし、延伸倍率を3倍としたこと以外は実施例1と同様にして、ポリアミド4繊維cを得た。
Comparative Example 1 Production of Polyamide 4 Fiber c Polyamide 4 having a weight average molecular weight (Mw) of 615,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 5.40 was used, and nitrogen pressure was applied during wet spinning. Polyamide 4 fiber c was obtained in the same manner as in Example 1, except that the tension was set to 0.05 MPa, the drawing speed was set to 1 mm/sec, and the draw ratio was set to 3 times.

比較例2 ポリアミド4繊維dの製造
重量平均分子量(Mw)が653,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が5.03であるポリアミド4を用いたこと、湿式紡糸の際に窒素圧を0.15MPaとしたこと、延伸の際に、延伸温度を180℃とし、延伸倍率を3倍としたこと以外は実施例1と同様にして、ポリアミド4繊維dを得た。
Comparative Example 2 Production of polyamide 4 fiber d Polyamide 4 having a weight average molecular weight (Mw) of 653,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 5.03 was used, and nitrogen pressure was applied during wet spinning. Polyamide 4 fiber d was obtained in the same manner as in Example 1, except that the pressure was set to 0.15 MPa, the drawing temperature was set to 180° C., and the draw ratio was set to 3 times.

比較例3 ポリアミド4繊維eの製造
重量平均分子量(Mw)が378,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が2.04であるポリアミド4を用いたこと、湿式紡糸の際に窒素圧を0.15MPaとしたこと、延伸の際に、延伸温度を180℃とし、延伸倍率を2.5倍としたこと以外は実施例1と同様にして、ポリアミド4繊維eを得た。
Comparative Example 3 Production of Polyamide 4 Fiber e Polyamide 4 having a weight average molecular weight (Mw) of 378,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 2.04 was used, and nitrogen pressure was applied during wet spinning. Polyamide 4 fiber e was obtained in the same manner as in Example 1, except that the pressure was set to 0.15 MPa, the drawing temperature was set to 180° C., and the draw ratio was set to 2.5 times.

実施例および比較例で得られたポリアミド4繊維a~eについて以下の測定をおこなった。結果を表1に示す。 The following measurements were performed on the polyamide 4 fibers a to e obtained in Examples and Comparative Examples. Table 1 shows the results.

<繊度>
繊度(dtex)は、試料の単位長さあたりの重さを電子天秤(SHIMADZU社製LIBRORAEG-455M)により測定し、算出した。
<Fineness>
The fineness (dtex) was calculated by measuring the weight per unit length of the sample with an electronic balance (LIBRORAEG-455M manufactured by SHIMADZU).

<弾性率>
繊維の弾性率は、ORIENTEC社製の引張試験器(STA-1150)を用いて、試験片長20mm、引張速度30mm/分、の条件で室温下で引張試験を行い、応力-歪み曲線を求めた。そして、曲線初期の直線部分の傾きを計算し、弾性率(GPa)を求めた。
<Elastic modulus>
For the elastic modulus of the fiber, a tensile test was performed at room temperature using an ORIENTEC tensile tester (STA-1150) with a test piece length of 20 mm and a tensile speed of 30 mm/min to obtain a stress-strain curve. . Then, the slope of the straight line portion at the initial stage of the curve was calculated to obtain the elastic modulus (GPa).

<引張強度>
繊維の引張強度は、ORIENTEC社製の引張試験器(STA-1150)を用いて、試験片長20mm、引張速度30mm/分の条件で、室温下、引張試験を行い、この引張試験における破断強力(cN)を求めた。そして、上記で測定した繊度を用いて算出される強度(単位:cN/dtex)を、引張強度とした。
<Tensile strength>
The tensile strength of the fiber was measured using an ORIENTEC tensile tester (STA-1150) under the conditions of a test piece length of 20 mm and a tensile speed of 30 mm/min at room temperature. cN) was obtained. The strength (unit: cN/dtex) calculated using the fineness measured above was taken as the tensile strength.

表1から本発明のポリアミド4繊維の製造方法で製造したポリアミド4繊維aとbは、ポリアミド4繊維c~eと比べて、高い引張強度(3cN/dtex以上)を示すことがわかる。 From Table 1, it can be seen that the polyamide 4 fibers a and b produced by the polyamide 4 fiber production method of the present invention exhibit higher tensile strength (3 cN/dtex or more) than the polyamide 4 fibers c to e.

Claims (4)

ポリアミド4を溶媒に溶解させ、紡糸用溶液を得る工程と、
前記紡糸用溶液を用いて湿式紡糸し、未延伸繊維を得る工程と、
前記未延伸繊維を延伸し、ポリアミド4繊維を得る工程と、
を含み、
前記ポリアミド4は、重量平均分子量(Mw)が400,000以上であり、かつ、分子量分布(Mw/Mn)が1.0~4.5であり、
前記溶媒は、塩化メチレンを含まず、かつ、ギ酸を含む溶媒であり、
前記紡糸用溶液は、溶解している前記ポリアミド4の濃度が10重量%以上であり、
前記湿式紡糸に用いる凝固浴は、酢酸アルキル溶媒を含む有機溶媒であり、
前記延伸する工程における延伸温度が160℃以上240℃以下であり、かつ、延伸倍率が2倍以上である、ことを特徴とするポリアミド4繊維の製造方法。
dissolving polyamide 4 in a solvent to obtain a spinning solution;
a step of wet spinning using the spinning solution to obtain an undrawn fiber;
A step of drawing the undrawn fibers to obtain polyamide 4 fibers;
including
The polyamide 4 has a weight average molecular weight (Mw) of 400,000 or more and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.0 to 4.5,
The solvent is a solvent containing no methylene chloride and containing formic acid,
The spinning solution has a dissolved polyamide 4 concentration of 10% by weight or more,
The coagulation bath used for wet spinning is an organic solvent containing an alkyl acetate solvent,
A method for producing a polyamide 4 fiber, wherein the drawing temperature in the drawing step is 160° C. or more and 240° C. or less, and the draw ratio is 2 times or more.
ポリアミド4繊維の引張強度が、3cN/dtex以上であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 2. The production method according to claim 1, wherein the polyamide 4 fiber has a tensile strength of 3 cN/dtex or more. ポリアミド4繊維が、ポリアミド4マルチフィラメントである請求項1または2に記載の製造方法。 3. The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the polyamide 4 fiber is a polyamide 4 multifilament. ポリアミド4マルチフィラメントのフィラメント数が、5~200本である請求項3に記載の製造方法。

The production method according to claim 3, wherein the polyamide 4 multifilament has 5 to 200 filaments.

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114934326A (en) * 2022-06-07 2022-08-23 天津工业大学 Preparation method of bio-based degradable polyamide fiber

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094945A (en) * 1976-08-16 1978-06-13 Chevron Research Company Spinning of polypyrrolidone
IT8021396A0 (en) * 1980-04-16 1980-04-16 Snia Viscosa PROCEDURE FOR WET SPINNING OF PYRROLIDONE.
JP5807456B2 (en) * 2011-08-31 2015-11-10 東レ株式会社 Polyamide 410 fiber and fiber structure comprising the same
WO2015105104A1 (en) * 2014-01-08 2015-07-16 旭化成せんい株式会社 Polyamide multifilament fiber and tire cord including said fiber
JP2017141006A (en) * 2016-02-12 2017-08-17 横浜ゴム株式会社 Pneumatic tire and method for manufacturing the same
JP2019137934A (en) * 2018-02-08 2019-08-22 株式会社ブリヂストン Method for producing nylon 4 fiber, nylon 4 fiber and tire

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