JP2023502885A - ポリアミド5x工業用糸、その作製方法およびその使用 - Google Patents

ポリアミド5x工業用糸、その作製方法およびその使用 Download PDF

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Abstract

本発明に開示されているのは、ポリアミド5X工業用糸である。ポリアミド5X工業用糸は、180℃で4時間処理した後の耐熱破断強度保持率が90%以上、230℃で30分処理した後の耐熱破断強度保持率が90%以上、乾熱収縮率が8.0%以下である。ポリアミド5X工業用糸は、縫糸、タイヤコード、エアバッグ糸、剥離布、クロマー、キャンバス、安全ベルト、ロープ、漁網、工業用濾布、コンベヤベルト、パラシュート、テント、バッグおよびスーツケースの分野で広く使用されている。

Description

本発明は、ポリアミド材料の技術分野に関し、ポリアミド5X工業用糸、その製造方法およびその使用を提供する。
工業用糸は、1つのプロセスが直接溶融紡糸プロセスであり、もう1つは固相粘着付与による間接チップ紡糸プロセスである2つのプロセスによって製造することができる。今日では、ポリアミド66およびポリエチレンテレフタレートの一部が、時には、直接溶融紡糸法によって製造されている。しかしながら、ポリアミド6は、モノマー除去プロセスを通して除去される必要がある8~10重量%のモノマーを含むので、現在では直接溶融紡糸プロセスによって製造することができない。
ダクロン(Dacron)・チンロン(Chinlon)工業用糸は、高強度、低い伸び、寸法安定性、耐疲労性、耐老化性などの特性を有する。したがって、それらは、タイヤコード、キャンバス、コンベヤベルト、エアバッグ、パラシュート、ロープ、安全ベルト、工業用濾布、テントなどの分野で広く使用されている。種々の応用分野が工業用糸材料の耐熱性に比較的高い要求を課している。現在、これは主に熱安定剤マスターバッチを添加して配合する方法で達成されている。しかし、熱安定剤マスターバッチは高価である。さらに、紡糸製造業者は、紡糸中にオンラインマスターバッチ装置を装備する必要があり、これは、装置投資を増加させる。また、熱安定剤マスターバッチと基材との相溶性にも対応する必要がある。マスターバッチが均一に添加されない場合、フィラメントは、紡糸中に破断し、これは、工業用糸の製造歩留まりを低下させ、繊維の機械的性質にさえ影響する。
CN 110055602Aは、高強度ポリアミド56工業用糸およびその製造方法を開示している。従来のポリアミド56チップは紡糸に用いられ、ポリアミド56チップは耐熱改変が施されておらず、製造された工業用糸は耐熱性に劣り、縫糸、タイヤコード、エアバッグ糸、剥離布、クロマー(krama)等の高い耐熱性が要求される分野には使用できない。巻取速度が4000m/分を超える高速巻回工程を採用している。巻取速度が速いため、異なるホットローラ上の繊維の滞留時間が比較的短く、すなわち、繊維の高温硬化時間が短くなる。さらに、低い延伸率のプロセスを採用することにより、結晶性が低く、配向度が低く、強度が低く、寸法安定性が悪い繊維が製造される。
本発明の第1の目的は、優れた耐熱性および機械的性質の両方を有するポリアミド5X工業用糸を提供することである。ポリアミド5X工業用糸は、180℃で4時間処理した後の耐熱破断強度保持率が90%以上、230℃で30分処理した後の耐熱破断強度保持率が90%以上、および/または乾熱収縮率が8.0%以下である。ポリアミド5Xは、ポリアミド56、ポリアミド510、ポリアミド512、ポリアミド513またはポリアミド514のいずれか1つを含む。好ましくは、ポリアミド56またはポリアミド510である。
本発明によれば、ポリアミド5X、特にポリアミド56樹脂の品質は、その粘度、オリゴマー含有量、分子量および分子量分布、水分含有量を調節することによって最適化される。第2に、ポリアミド5X工業用糸の工程を最適化し、その結晶性および配向度を向上させ、硬化温度および巻き取りオーバーフィード比を増加させ、その後の応力緩和を低減させる。このようにして、本発明は、6.5cN/dtex以上の破断強度;24時間毎に2回以下のフィラメント破断、90%以上の製造歩留;8.0%以下の沸水収縮率;100~3500dtexの繊度;26%以下の破断伸び;70%以上の結晶化度;および/または80%以上の配向度を有する、優れた機械特性および寸法安定性を有するポリアミド56工業用糸を提供する。
ポリアミド繊維の紡糸工程中、樹脂の水分含有量を制御する必要があり、一般に平衡水分含有量の範囲内であることが要求される。紡糸時に樹脂の水分含有量が低すぎると、溶融時に溶融粘着付与反応が起こり、アミノ含有量が低下し、溶融物の流動性が悪化するため、その後の延伸に好ましくなく、フィラメント破断や繊維の強度低下の原因となる。水分含有量が高すぎると、融解中に溶融劣化反応が起こり、アミノ含有量が増加し、フィラメント破断を引き起こしやすく、最終的に製造歩留の低下につながる。紡糸中にポリアミド56樹脂の水分含有量が300~800ppmの範囲内に制御される場合、ポリアミド56工業用糸の脱油糸は、相対粘度が2.7~4.5であり、脱油糸の相対粘度とその原料樹脂の相対粘度との差の絶対値が0.12以下であり;脱油糸は、20~50mmol/kgのアミノ含有量を有し、脱油糸のアミノ含有量とその原料樹脂のアミノ含有量との差の絶対値が5以下である。脱油糸の粘度、アミノ含有量の点で揺らぎ範囲を小さくすることで、ポリアミド56の溶融均一性が向上し、フィラメント破断が少なくなり、紡糸性を向上させることができ、調製されるポリアミド56工業用糸の製造歩留が90%以上となる。
本発明の第2の目的は、ポリアミド5X工業用糸、特にポリアミド56工業用糸の製造方法を提供することである。
本発明の第3の目的は、ポリアミド5X工業用糸、特にポリアミド56工業用糸の、縫糸、タイヤコード、エアバッグ糸、剥離布、クロマー、キャンバス、安全ベルト、ロープ、漁網、工業用濾布、コンベヤベルト、パラシュート、テント、バッグおよびスーツケースの分野における使用を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、以下の解決策を提供する。
[ポリアミド5X工業用糸]
ポリアミド56工業用糸を例にとると、本発明に係るポリアミド56工業用糸中の銅イオンの含有量は、10~1000ppm、好ましくは30~500ppm、より好ましくは50~200ppmであり、ポリアミド56工業用糸は、180℃で4時間処理された後の耐熱破断強度保持率が90%以上、好ましくは94%以上、より好ましくは98%以上であり、および/または230℃で30分間処理された後の耐熱破断強度保持率が90%以上、好ましくは93%以上、より好ましくは96%以上であり、および/またはポリアミド56工業用糸は、乾熱収縮率が8.0%以下、好ましくは6.0%以下、より好ましくは4.0%以下である。
ポリアミド56工業用糸は、熱安定剤を含み;好ましくは、熱安定剤は、酢酸銅、ヨウ化カリウム、塩化銅、ヨウ化第一銅、酸化銅、酸化第一銅、またはそれらの組み合わせのいずれか1つを含み;好ましくは、熱安定剤は、製造原料の総重量に基づいて、10~2800ppm、および好ましくは10~2500ppmの量で添加される。
好ましくは、熱安定剤は酢酸銅とヨウ化カリウムとの組成物であり、酢酸銅とヨウ化カリウムとのモル比が1:1~15、好ましくは1:2~10、およびより好ましくは1:6~8であり、好ましくは酢酸銅を100~500ppmの量で加え、ヨウ化カリウムを500~2500ppmの量で添加する。
ポリアミド56工業用糸は、破断強度が6.5cN/dtex以上、好ましくは7.0cN/dtex以上、より好ましくは8.0cN/dtex以上である。
ポリアミド56工業用糸の脱油糸は、相対粘度が2.7~4.5であり、脱油糸の相対粘度とその原料樹脂の相対粘度との差の絶対値が0.12以下、好ましくは0.10以下、より好ましくは0.08以下である。
ポリアミド56工業用糸の脱油糸は、アミノ含有量が20~50mmol/kgであり、脱油糸のアミノ含有量とその原料樹脂のアミノ含有量との差の絶対値が5以下、好ましくは3以下、より好ましくは2以下である。
ポリアミド56工業用糸のフィラメントは24時間毎に2回以下、好ましくは24時間毎に1回以下、より好ましくは24時間毎に0回破断し、ポリアミド56工業用糸の製造歩留は90%以上、好ましくは93%以上、さらに好ましくは96%以上である。
ポリアミド56工業用糸は、8.0%以下、好ましくは7.0%以下、より好ましくは6.0%以下の沸水収縮率を有し、および/またはポリアミド56工業用糸は、100~3,500dtex、好ましくは200~2,500dtex、より好ましくは300~1,800dtexの繊度を有し、ポリアミド56工業用糸は、26%以下、好ましくは22%以下の破断伸びを有し、および/またはポリアミド56工業用糸は、70%以上、好ましくは72%以上、より好ましくは74%以上の結晶性を有し、および/または、ポリアミド56工業用糸は、80%以上、好ましくは82%以上、より好ましくは84%以上の配向度を有する。
ポリアミド56工業用糸の製造原料は、少なくとも1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸;またはモノマーとしての1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸とを重合して得られるポリアミド56を含む。
1,5-ペンタンジアミンは、発酵プロセスまたは酵素変換プロセスによってバイオベースの原料から調製される。好ましくは、1,5-ペンタンジアミンは、発酵プロセスまたは酵素変換プロセスによってバイオベースの原料から調製される。例えば、CN109536542Aで開示されている1,5-ペンタンジアミンの製造方法が採用される。
[ポリアミド5X工業用糸の製造方法]
ポリアミド56工業用糸を例にとると、この方法は、以下の工程を含む:
ここで、ポリアミド56工業用糸は、2つのプロセス、すなわち、直接溶融紡糸プロセスまたはチップ紡糸プロセスによって調製することができる;
(1)1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸とを重合させて高粘度ポリアミド56溶融物を得、溶融ブースターポンプで紡糸ビームに搬送し、直接紡糸するか、ポリアミド56チップを用いて紡糸するか、すなわち、まず、低粘度ポリアミド56樹脂を調製し、次いで、固相粘着付与により高粘度ポリアミド56樹脂を得、この高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱して紡糸用ポリアミド5X溶融物を形成する;
ここで、固相粘着付与では、低粘度ポリアミド56樹脂を高温で乾燥することにより増粘させ、好ましくは120~180℃、好ましくは150~160℃の温度で固相粘着付与を行い、乾燥時間は10~50時間、好ましくは15~30時間であり、固相粘着付与では、高温で乾燥することにより水分を除去し、重縮合反応を継続して高粘度樹脂を得る;
(2)ポリアミド56溶融物を延伸して紡糸原糸を形成する;および
(3)紡糸原糸を加工してポリアミド56工業用糸を得る。
ここで、熱安定剤が、工程(1)における1,5-ペンタンジアミンおよびアジピン酸の重合中に添加されるか、またはポリマー溶融物をペレットに切断する前に熱安定剤マスターバッチの形態でオンラインで注入されるか、または紡糸中に熱安定剤マスターバッチの形態でブレンドされる。
ポリアミド5X工業用糸がポリアミド510工業用糸である場合、1,5-ペンタンジアミンおよびセバシン酸が重合され得る。
本発明のいくつかの実施形態では、熱安定剤マスターバッチ中の銅イオンの含有量は、0.5~10重量%、好ましくは0.8~5重量%、およびより好ましくは1.2~3重量%である。
本発明のいくつかの実施形態では、熱安定剤マスターバッチは、0.3~5.0重量%、好ましくは0.5~3.0重量%、およびより好ましくは0.8~2.0重量%の量で添加される。
本発明のいくつかの実施形態では、熱安定剤マスターバッチのための基材は、ポリアミド6、ポリアミド56、ポリアミド66、ポリアミド510、ポリアミド610、ポリブチレンテレフタレート、またはそれらの組み合わせのいずれかであり;好ましくは、ポリアミド6、ポリアミド56および/またはポリアミド510;およびより好ましくは、ポリアミド6および/またはポリアミド56である。
本発明のいくつかの実施形態では、熱安定剤マスターバッチの製造方法は、以下の工程を含む:
(1)真空下または不活性ガス中で基材を乾燥させ、粉砕して粉末にする;
(2)工程(1)で得られた粉末を熱安定剤および他の添加剤と混合し、混合物をペレット化する。具体的には、ペレット化に二軸溶融押出を用いることができる。好ましくは、二軸押出機の各ゾーンの処理温度は180~285℃、スクリュー回転速度は25~350r/分、真空度は-0.1MPa以下、フィルタースクリーンは80~200メッシュの範囲である。好ましくは、基材はポリアミド56であり、二軸押出機の各ゾーンの処理温度は260~275℃であり、スクリュー回転速度は50~350r/分であり、真空度は-0.1MPa以下であり、フィルタースクリーンは100~150メッシュの範囲である。熱安定剤は、基材に対して0.5~20重量%の量で添加される。
本発明のいくつかの実施形態では、熱安定剤は、酢酸銅とヨウ化カリウムとの組成物であり、酢酸銅とヨウ化カリウムとのモル比は、1:1~15、好ましくは1:2~10、およびより好ましくは1:5~8である。本発明のいくつかの実施態様では、熱安定剤はヨウ化第一銅である。他の添加剤は、少なくとも、酸化防止剤および/または潤滑剤を含む。
本発明によれば、ポリアミド56工業用糸は、重合時に上記の熱安定剤を添加することにより、より良好な耐熱性および機械的性質を達成する。本発明者らは、その理由は以下のようであると推定する:まず、ポリアミド56溶融物が良好な流動性を有することから、熱安定剤をポリアミド56樹脂中に均一に分布させることができ、ポリアミド56樹脂との相溶性が良好である。第二に、ポリアミド56は、アミド結合の割合が高い奇数偶数炭素配列の構造を有し、異なる分子鎖上のいくつかのアミド結合は結合していない。銅イオンを含む熱安定剤を加えた後、銅イオンはアミド結合間の良好な錯化機能を果たすことができるので、ポリアミド56分子鎖間の結合がより密接になり、分子間力が比較的大きく、したがって、調製された工業用糸の機械的性質が増加する。
本発明のいくつかの実施態様では、ポリアミド56工業用糸の紡糸中に他の添加剤も添加することができ、他の添加剤は、艶消剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核形成剤、蛍光増白剤および帯電防止剤、またはそれらの組み合わせのいずれか1つを含み;好ましくは、他の添加剤は、製造原料の総重量に基づいて0~5重量%の量で添加される。
酸化防止剤としては、市販の酸化防止剤1010、酸化防止剤1098、酸化防止剤168、および次亜リン酸ナトリウムのいずれか1つ、2つ、または組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。潤滑剤としては、市販のP861/3.5、PTS HOB 7119、および市販のET132、ET141およびワックスOPが挙げられるが、これらに限定されない。
工程(1)において、ポリアミド56の重合は、具体的には、以下の工程を含む:
(1-1)1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸および水を不活性ガスまたは真空条件下で均一に混合してポリアミド56塩溶液を得;ここで、1,5-ペンタンジアミン対アジピン酸のモル比は(0.95-1.2):1であり;不活性ガスは、窒素、アルゴンまたはヘリウムのいずれか1つ、またはそれらの組み合わせを含む;
本発明のいくつかの実施形態では、ポリアミド56塩溶液の濃度は、40%~85%である;
(1-2)ポリアミド56塩溶液を加熱し、反応系内の圧力を0.3~2.5MPaまで昇圧し、脱気し、圧力を維持した後、反応系内の圧力を0~0.2MPaまで減圧し、-(0.01~0.1)MPa(ゲージ圧)の真空度まで真空排気してポリアミド56溶融物を得る;
ここで、好ましくは、圧力維持の末端の反応系の温度は230~275℃であり;および/または好ましくは、減圧の末端の反応系の温度は240~285℃であり;および/または好ましくは、排気の末端の温度は265~295℃である。
本発明のいくつかの実施形態では、工程(1)において、96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂は、2.0~2.7、好ましくは2.2~2.6、およびより好ましくは2.4~2.5の相対粘度を有する。
本発明のいくつかの実施形態では、工程(1)において、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂は、2.7~4.5、好ましくは3.2~4.0、およびより好ましくは3.4~3.6の相対粘度を有し;および/または高粘度ポリアミド56樹脂は、0.2~1.0重量%、および好ましくは0.4~0.6重量%のオリゴマー含有量を有し;および/または高粘度ポリアミド56樹脂は、18,000~40,000、および好ましくは25,000~30,000の数平均分子量分布を有し、および/または好ましくは0.8~1.8、および好ましくは1.2~1.5の分子量分布を有し;および/または本発明のいくつかの実施形態において、高粘度ポリアミド56樹脂は、200~800ppm、好ましくは300~750ppm、より好ましくは350~700ppm、およびさらに好ましくは400~600ppmの水分含有量を有し;および/または高粘度ポリアミド56樹脂は、20~50mmol/kg、好ましくは24~45mmol/kg、より好ましくは28~40mmol/kg、およびさらに好ましくは32~36mmol/kgのアミノ含有量を有する。
本発明のいくつかの実施態様では、工程(1)における加熱はスクリュー押出機中で実施され、スクリュー押出機は、5つの加熱ゾーンを含み、第1のゾーンの温度は250~290℃であり、第2のゾーンの温度は260~300℃であり、第3のゾーンの温度は270~320℃であり、第4のゾーンの温度は280~330℃であり、第5のゾーンの温度は280~320℃である。
本発明のいくつかの実施態様では、工程(2)における紡糸プロセスは、以下の工程:紡糸ビームの紡糸口金プレートを通してポリアミド56樹脂を噴出して紡糸原糸を形成する工程を含む。
紡糸ビームの温度は、好ましくは270~330℃、より好ましくは280~310℃、さらに好ましくは290~300℃、さらに好ましくは293~297℃であり;および/または紡糸ビームの紡糸パックの圧力は、8~25MPa、好ましくは12~20MPa、さらに好ましくは15~18MPaであり;および/または紡糸口金プレートの紡糸口金の延伸比は、50~400、好ましくは70~300、さらに好ましくは80~200、さらに好ましくは90~100である。
本発明のいくつかの実施形態では、工程(3)において、加工プロセスは、以下の工程を含む:紡糸口金オリフィスから出てくる紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、および形状に巻き取りして、ポリアミド56工業用糸を得る;
断熱は徐冷装置で行われることが好ましく、徐冷温度は150~280℃、より好ましくは200-240℃であり;徐冷長さは10~80mm、より好ましくは20~50mmであり;冷却は急冷用空気で行われ、急冷用空気の空気速度は0.3~2.0m/s、より好ましくは0.6~1.5m/sであり;急冷用空気の空気温度は15~25℃、より好ましくは17~23℃、さらに好ましくは19~22℃であり、および/または急冷用空気の湿度は60~80%であり、さらに好ましくは65~75%であり;および/または、紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は50~300cNであり、好ましくは80~200cNであり、より好ましくは100~160cN、さらに好ましくは120~140cNであり;または、巻取速度は2,000~3,800m/分、好ましくは2,500~3,500m/分、さらに好ましくは2,800~3,000m/分であり;および/または巻き取りオーバーフィード比は5%以下、好ましくは4%以下、さらに好ましくは3%以下である。
本発明のいくつかの実施態様において、前記延伸は、4以上の段階で行われ、好ましくは、前記延伸処理は、第1に、紡糸仕上げされた上記の紡糸原糸をゴデットローラを介して第1の一対のホットローラに供給し、前記第1の一対のホットローラと第2の一対のホットローラとの間で第1段階の延伸を行う工程と;前記第2の一対のホットローラと第3の一対のホットローラとの間で第2段階の延伸を行う工程と;前記第3の一対のホットローラと第4の一対のホットローラとの間で第3段階の延伸および第1の熱硬化を行う工程と;次いで、前記第4の一対のホットローラと第5の一対のホットローラとの間で第4段階の延伸および第2の熱硬化を行う工程とを含む;
好ましくは、総延伸比は4.0~6.0である;
第1の熱硬化の温度は180~250℃、好ましくは200~240℃であり;および/または第2の熱硬化の温度は200~240℃、好ましくは220~230℃である。
本発明による技術的解決策の有利な効果としては、以下が挙げられる:
まず、本発明のポリアミド5X工業用糸を製造するための原料は、生物学的プロセスによって調製されるグリーン材料である。それらは石油資源に依存せず、環境に深刻な汚染を引き起こさない。そのため、二酸化炭素排出量や温室効果を低減することができる。
第2に、本発明のポリアミド5X工業用糸は、良好な耐熱性、機械的性質および寸法安定性を有する。
第三に、本発明に係るポリアミド5X工業用糸の製造方法では、重合中に熱安定剤を添加することができるので、重合はIn-situ重合である。十分に混合すると、熱安定剤はポリアミド5X樹脂中に均等に分布することができ、紡糸に影響しない。さらに、フィラメントが壊れることは極めて稀であり、製造歩留が増加する。
第4に、本発明に係るポリアミド5X工業用糸は、従来の紡績装置を改変することなく、ポリアミド6およびポリアミド66を製造するための従来の装置を直接使用することにより製造することができる。代わりに、ポリアミド5X樹脂の品質および紡糸プロセスを最適化することによって、製造歩留を増加させることができ、製造コストを低減することができ、これは、紡糸メーカーにとって大きな利益を意味する。
本発明の目的、技術的解決策および利点をより明確にするために、本発明の技術的解決策は、実施例を参照して以下に明確かつ完全に記載される。明らかに、記載された実施例は、本発明の実施例の一部のみであるが、全てではない。本発明における実施例に基づいて、かつ創造的な作業を伴わずに当業者によって得られるすべての他の実施例は、本発明の保護範囲に入るものとする。
以下の実施例および比較例で得られた製品の物性は、以下の方法に従って測定した。
(1)繊度:GB/T14343に従って測定。
(2)破断強度:GB/T14344-2008に従って測定。
(3)破断時の伸び:GB/T14344-2008に従って測定。
(4)耐熱破断強度保持率:耐熱破断強度保持率=((熱処理前の破断強度-熱処理後の破断強度)/熱処理前の破断強度)*100%。破断強度は、GB/T14344-2008に従って測定される。熱処理装置にはオーブンを使用する。オーブン温度は180℃、処理時間は4時間(時間)、オーブン温度は230℃、処理時間は30分(分)である。
(5)乾熱収縮率:熱処理温度は180℃として、FZ/T50004に従って測定される。
(6)沸水収縮率:GB/6505-2008「人工フィラメントヤーンの熱収縮試験方法」に準拠して測定される。具体的には、ポリアミド工業用糸の切片をとり、あらかじめ0.05±0.005cN/dtexの張力をかけ、50.00cm離れた2点にマーキングし、ガーゼで包み、沸騰水に入れて30分間沸騰させた後、試料を乾燥させ、2点の標線間の長さを測定し、次式を用いて沸水収縮率を算出する:
沸水収縮率=((初期長さ-収縮後の長さ)/初期長さ)*100%
(7)相対粘度:脱油ポリアミド糸(仕上げしていない紡糸原糸)の相対粘度および樹脂の相対粘度はウベローデ粘度計を用いて濃硫酸法で以下の手順で測定する:
乾燥したポリアミド樹脂試料またはそのステープル繊維0.25±0.0002gを精密に量り取り、溶解のため濃硫酸(96%)50mLを加え、25℃の定温の水浴中で濃硫酸の流動時間t0およびポリアミド56チップまたはステープル繊維の試料溶液の流動時間tを測定記録する。
相対粘度は、以下の式に従って計算される:
相対粘度VN=t/t0
tは溶液の流動時間を表し、および
0は溶媒の流動時間を表す。
(8)水分含有量:カールフィッシャー水分滴定装置によって測定される。
(9)結晶化度および配向度:株式会社リガク(日本)製D/max-2550PC X線回折装置を用いて、Cuターゲット波長
Figure 2023502885000001
電圧20~40kV、電流10~450mA、測定角2θが5~40°の範囲の条件で、繊維試料を分析する。結晶化度の測定に用いるポリアミド56工業用糸試料は十分に細断されており、試料の質量は0.2gより大きい。微結晶配向を測定するために使用したポリアミド56工業用糸試料を束の長さを30mmとして十分に櫛込みして試験した。オリジンなどのソフトが、繊維の結晶化度および配向度を分析および計算するために、データ処理に使用される。
結晶化度の算出には、以下の式を用いる:
Figure 2023502885000002
式中、
Figure 2023502885000003
は結晶部分の全回折積分強度であり、
Figure 2023502885000004
は非晶質部分の散乱積分強度である。
配向度の算出には、以下の式を用いる:
Figure 2023502885000005
ここで、Hiはi番目のピークの半値幅である。
(10)製造歩留:
製造歩留=((仕込んだ樹脂の総量-完成品の量)/仕込んだ樹脂の総量)*100%
(11)数平均分子量:標準GPCで測定。
(12)分子量分布:ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定。
(13)オリゴマー含量試験:以下のように水抽出法(重量測定)で測定する:130℃で7時間乾燥したポリアミド56樹脂約8gを精密に量り、500mL丸底フラスコに入れる。水400gを加える。加熱マントル中で36時間還流した後、溶液をデカントする。粒子を恒量ビーカー中で130℃で7時間乾燥した後、アルミビニール袋に密封して冷却し、秤量する。重量損失が計算される。ポリアミド56樹脂はCN108503826AおよびCN108503824Aに開示された方法に基づき、調製し、2.7-4.5の相対的な粘度を有する。
(14)アミノ含有量:自動滴定装置で測定する。
(15)フィラメントの破損:紡糸中のフィラメントの破損時間を手動でカウントする。
(16)製造歩留:仕込んだ樹脂の重量に基づく紡糸後に得られた工業用糸の重量パーセント。
以下の実施例および比較例において、脱油糸の相対粘度とその原料樹脂の相対粘度との差の絶対値、脱油糸のアミノ含有量とその原料樹脂のアミノ含有量との差の絶対値、フィラメント破断(回/24hr)および製造歩留(%)を以下の表1に示す。得られたポリアミド56工業用糸の特性を下記表2に示す。
実施例1:ポリイミド56工業用糸(933dtex/140f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、原料の総重量に基づいて200ppmの量で熱安定剤として酢酸銅を加えて、60%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.05:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.2MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を265℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を275℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を285℃にして真空度-0.05MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が155℃、乾燥時間が20時間であり、96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.4であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.3、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が30,000、分子量分布が1.6、水分含有量が400ppm、アミノ含有量が36.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が255℃、第2ゾーンの温度が270℃、第3ゾーンの温度が280℃、第4ゾーンの温度が290℃、および第5ゾーンの温度が300℃である5つの加熱ゾーンを含んでいた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は290℃、パックの圧力が15MPaであり、紡糸口金の延伸比が150であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;
断熱は徐冷装置、徐冷温度220℃、徐冷長さ20mmで行った;
冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.2m/s、空気温度は22℃、湿度は70%であった。
延伸は、以下:まず、紡糸仕上げされていた 紡糸原糸をゴデットローラを介して第1対のホットローラに供給する工程と、前記第1の一対のホットローラと第2の一対のホットローラとの間で第1段階の延伸を行う工程と、前記第2の一対のホットローラと第3の一対のホットローラとの間で第2段階の延伸を行なう工程と、前記第3の一対のホットローラと第4の一対のホットローラとの間で第3段階の延伸および第1段階の熱硬化を行う工程と、前記第4の一対のホットローラと第5の一対のホットローラとの間で第4段階の延伸および第2段階の熱硬化を行う工程とを含む4段階で行い、総延伸比は5.0であり、前記第1段階の熱硬化の温度は220℃であり、前記第2段階の熱硬化の温度は230℃であった。紡糸原糸を形状に巻き取る際の巻き取り張力は90cN;巻き取り速度は3500m/分;巻き取りオーバーフィード比は2%であった。
実施例2:ポリアミド56工業用糸(830dtex/192f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、原料の総重量に基づいて500ppmの量で熱安定剤として酢酸銅を加えて、60%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.1:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.3MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を255℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を265℃にして反応系の圧力を0MPaまで低下させ、排気終了時の温度を275℃にして真空度-0.08MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が160℃、乾燥時間が18時間であり、96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.5であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.5、オリゴマー含有量が0.6重量%、数平均分子量が33,000、分子量分布が1.5、水分含有量が450ppm、アミノ含有量が33.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が265℃、第2ゾーンの温度が275℃、第3ゾーンの温度が285℃、第4ゾーンの温度が295℃、および第5ゾーンの温度が305℃である5つの加熱ゾーンを含んでいた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は295℃、パックの圧力が18MPaであり、紡糸口金の延伸比が180であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度230℃、徐冷長さ30mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は0.8m/s、空気温度は23℃、湿度は75%であった;紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は80cNであった;巻取速度は3,000m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は3%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を4.8、第1段階の熱硬化の温度を225℃、第2段階の熱硬化の温度を240℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例3:ポリアミド56工業用糸(550dtex/96f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、原料の総重量に基づいて150ppmの量で熱安定剤としてヨウ化第一銅を加えて、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.1:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.3MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を240℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を270℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を280℃にして真空度-0.05MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が160℃、乾燥時間が22時間であり;
96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.6であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.0、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が30,000、分子量分布が1.6、水分含有量が400ppm、アミノ含有量が42.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が248℃、第2ゾーンの温度が263℃、第3ゾーンの温度が276℃、第4ゾーンの温度が285℃、および第5ゾーンの温度が293℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は285℃、パックの圧力が16MPaであり、紡糸口金の延伸比が100であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度220℃、徐冷長さ25mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.4m/s、空気温度は22℃、湿度は65%であった;紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は55cNであった;巻取速度は2,800m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は2.5%であった。延伸プロセスは、総延伸比を5.0、第1段階の熱硬化の温度を220℃、第2段階の熱硬化の温度を235℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例4:ポリアミド56工業用糸(550dtex/96f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、原料の総重量に基づいて250ppmの量で熱安定剤としてヨウ化第一銅を加えて、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.12:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.4MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を245℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を275℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を280℃にして真空度-0.07MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が150℃、乾燥時間が25時間であり、96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.55であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.9、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が28,000、分子量分布が1.5、水分含有量が300ppm、アミノ含有量が40.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が245℃、第2ゾーンの温度が260℃、第3ゾーンの温度が270℃、第4ゾーンの温度が285℃、および第5ゾーンの温度が290℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は280℃、パックの圧力が10MPaであり、紡糸口金の延伸比が200であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度210℃、徐冷長さ25mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.3m/s、空気温度は24℃、湿度は65%であった;紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は55cNであった;巻取速度は2,600m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は2.5%であった。延伸プロセスは、総延伸比を5.3、第1段階の熱硬化の温度を225℃、第2段階の熱硬化の温度を235℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例5:ポリアミド56工業用糸(233dtex/36f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、原料の総重量に基づいて400ppmの量で熱安定剤としてヨウ化第一銅を加えて、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.05:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.0MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を260℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を275℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を295℃にして真空度-0.08MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が155℃、乾燥時間が25時間であり;
96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.45であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.6、オリゴマー含有量が1.0重量%、数平均分子量が36,000、分子量分布が1.7、水分含有量が350ppm、アミノ含有量が46.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が255℃、第2ゾーンの温度が275℃、第3ゾーンの温度が280℃、第4ゾーンの温度が295℃、および第5ゾーンの温度が310℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は295℃、パックの圧力が19MPaであり、紡糸口金の延伸比が250であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度220℃、徐冷長さ20mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.0m/s、空気温度は18℃、湿度は70%であった;紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は23cNであった;巻取速度は2,900m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は1.5%であった。延伸プロセスは、総延伸比を5.5、第1段階の熱硬化の温度を230℃、第2段階の熱硬化の温度を230℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例6:ポリアミド56工業用糸(1,670dtex/192f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、熱安定剤を加えて、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.1:1であった;熱安定剤は酢酸銅とヨウ化カリウムとの複合物であり、酢酸銅は原料の総重量に基づいて200ppmの量で加え、ヨウ化カリウムは原料の総重量に基づいて500ppmの量で加えた。
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.3MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を255℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を270℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を280℃にして真空度-0.01MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が155℃、乾燥時間が30時間であり;
96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.7であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.8、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が38,000、分子量分布が1.5、水分含有量が500ppm、アミノ含有量が42.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が250℃、第2ゾーンの温度が275℃、第3ゾーンの温度が280℃、第4ゾーンの温度が295℃、および第5ゾーンの温度が305℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は290℃、パックの圧力が14MPaであり、紡糸口金の延伸比が120であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度230℃、徐冷長さ40mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.1m/s、空気温度は23℃、湿度は75%であった;紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は160cNであった;巻取速度は3,200m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は3.5%であった。延伸プロセスは、総延伸比を5.6、第1段階の熱硬化の温度を225℃、第2段階の熱硬化の温度を235℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例7:ポリアミド56工業用糸(2,800dtex/480f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、熱安定剤を加えて、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.05:1であった;熱安定剤は酢酸銅とヨウ化カリウムとの複合物であり、酢酸銅は原料の総重量に基づいて250ppmの量で加え、ヨウ化カリウムは原料の総重量に基づいて2000ppmの量で加えた。
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.2MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を260℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を285℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を290℃にして真空度-0.03MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が155℃、乾燥時間が30時間であり;
96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.35であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.2、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が32,000、分子量分布が1.5、水分含有量が450ppm、アミノ含有量が38.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が258℃、第2ゾーンの温度が276℃、第3ゾーンの温度が288℃、第4ゾーンの温度が298℃、および第5ゾーンの温度が305℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は293℃、パックの圧力が12MPaであり、紡糸口金の延伸比が160であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度230℃、徐冷長さ20mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.2m/s、空気温度は23℃、湿度は70%であった;紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は280cNであった;巻取速度は2,700m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は3%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を4.8、第1段階の熱硬化の温度を220℃、第2段階の熱硬化の温度を230℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例8:ポリアミド56工業用糸(233dtex/36f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、熱安定剤を加えて、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.05:1であった;熱安定剤は酢酸銅とヨウ化カリウムとの複合物であり、酢酸銅は原料の総重量に基づいて150ppmの量で加え、ヨウ化カリウムは原料の総重量に基づいて800ppmの量で加えた。
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.2MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を260℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を285℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を290℃にして真空度-0.01MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が155℃、乾燥時間が30時間であり;
96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.4であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.4、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が33,000、分子量分布が1.6、水分含有量が550ppm、アミノ含有量が33.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が268℃、第2ゾーンの温度が280℃、第3ゾーンの温度が290℃、第4ゾーンの温度が295℃、および第5ゾーンの温度が303℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は298℃、パックの圧力が18MPaであり、紡糸口金の延伸比が120であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度220℃、徐冷長さ30mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.2m/s、空気温度は23℃、湿度は70%であった;紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は140cNであった;巻取速度は3,000m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は2%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を4.8、第1段階の熱硬化の温度を220℃、第2段階の熱硬化の温度を230℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例9:ポリアミド56工業用糸(933dtex/140f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、原料の総重量に基づいて300ppmの量で熱安定剤として塩化銅を加えて、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.1:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.25MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を260℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を275℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を280℃にして真空度-0.01MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が160℃、乾燥時間が22時間であり;
96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.4であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.4、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が33,000、分子量分布が1.6、水分含有量が550ppm、アミノ含有量が33.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が268℃、第2ゾーンの温度が280℃、第3ゾーンの温度が290℃、第4ゾーンの温度が295℃、および第5ゾーンの温度が303℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は280℃、パックの圧力が13MPaであり、紡糸口金の延伸比が150であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度200℃、徐冷長さ40mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.3m/s、空気温度は20℃、湿度は70%であった;紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は90cNであった;巻取速度は2,700m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は2.5%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を4.8、第1段階の熱硬化の温度を210℃、第2段階の熱硬化の温度を220℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例10:ポリアミド56工業用糸(933dtex/140f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.15:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.3MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を265℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を275℃にして反応系の圧力を0MPaまで低下させ、排気終了時の温度を285℃にして真空度-0.04MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
熱安定剤マスターバッチを、ポリマー溶融物がペレット化される前にオンラインで注入し、熱安定剤マスターバッチ中の銅イオン含有量を2.0重量%とし、熱安定剤マスターバッチの添加量を1.5重量%とし、熱安定剤マスターバッチ基材をポリアミド56とし、熱安定剤マスターバッチの製造方法は、以下の工程を含んでいた:(a)基材ポリアミド56を真空乾燥し、次いで粉末に粉砕し、ポリアミド56は65質量部とし、その相対粘度を2.9とし、その数平均分子量を24kg/molとし、その分子量分布を2.1とし、その水分含有量を500ppmとした;
(b)工程(a)で得られた粉末を、12.5重量部の熱安定剤ヨウ化第一銅、0.5重量部の潤滑剤ワックスOP、0.2重量部の酸化防止剤168と混合し、溶融させ、混合物を二軸スクリューで押出し、ペレット化して熱安定剤マスターバッチを得る、ここで、各ゾーンの処理温度は以下のように設定した:第1ゾーンの温度は251℃、第2ゾーンの温度は264℃、第3ゾーンの温度は269℃、第4ゾーンの温度は273℃、第5ゾーンの温度は276℃、スクリュー回転速度は250r/分、濾過スクリーンは150メッシュとした。
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が155℃、乾燥時間が25時間であり;
96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.5であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.7、オリゴマー含有量が0.6重量%、数平均分子量が34,000、分子量分布が1.5、水分含有量が300ppm、アミノ含有量が33.8mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が265℃、第2ゾーンの温度が278℃、第3ゾーンの温度が288℃、第4ゾーンの温度が295℃、および第5ゾーンの温度が300℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は295℃、パックの圧力が14MPaであり、紡糸口金の延伸比が80であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度230℃、徐冷長さ25mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.1m/s、空気温度は22℃、湿度は70%であった;
紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は90cNであった;巻取速度は2,600m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は2%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を5.0、第1段階の熱硬化の温度を220℃、第2段階の熱硬化の温度を230℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例11:ポリアミド56工業用糸(933dtex/140f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.06:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.2MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を265℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を275℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を285℃にして真空度-0.06MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が160℃、乾燥時間が28時間であり、96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.4であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.3、オリゴマー含有量が0.9重量%、数平均分子量が32,000、分子量分布が1.6、水分含有量が450ppm、アミノ含有量が36.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が255℃、第2ゾーンの温度が275℃、第3ゾーンの温度が280℃、第4ゾーンの温度が290℃、および第5ゾーンの温度が305℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は295℃、パックの圧力が14MPaであり、紡糸口金の延伸比が140であった;
熱安定剤マスターバッチは紡糸中にマスターバッチ添加装置でブレンドし、熱安定剤マスターバッチの銅イオン含有量は1.8重量%とし、熱安定剤マスターバッチは1.2重量%で加え、熱安定剤マスターバッチの製造方法は実施例10と同じであった。
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度240℃、徐冷長さ20mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.4m/s、空気温度は22℃、湿度は70%であった;
紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は90cNであった;巻取速度は3,500m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は2%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を5.0、第1段階の熱硬化の温度を220℃、第2段階の熱硬化の温度を230℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例12:ポリアミド56工業用糸(933dtex/140f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.08:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.2MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を265℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を275℃にして反応系の圧力を0MPaまで低下させ、排気終了時の温度を290℃にして真空度-0.05MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
(3)低粘度ポリアミド56樹脂を固相粘着付与して高粘度ポリアミド56樹脂を調製する;固相粘着付与の温度が160℃、乾燥時間が28時間であり、96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.4であり、96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.2、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が30,000、分子量分布が1.6、水分含有量が400ppm、アミノ含有量が32.3mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)ポリアミド56溶融物を形成するように高粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が250℃、第2ゾーンの温度が270℃、第3ゾーンの温度が285℃、第4ゾーンの温度が290℃、および第5ゾーンの温度が290℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は285℃、パックの圧力が12MPaであり、紡糸口金の延伸比が180であった;
熱安定剤マスターバッチは紡糸中にマスターバッチ添加装置でブレンドし、熱安定剤マスターバッチの銅イオン含有量は1.6重量%とし、熱安定剤マスターバッチは1.5重量%で加えた;
熱安定剤マスターバッチ基材をポリアミド6とし、熱安定剤マスターバッチの製造方法は、以下の工程を含んでいた:(a)基材ポリアミド6を真空乾燥し、次いで粉末に粉砕し、ポリアミド6は65質量部とし、その相対粘度を2.9とし、その数平均分子量を24kg /molとし、その分子量分布を2.1とし、その水分含有量を500ppmとした;
(b)工程(a)で得られた粉末を、15重量部の熱安定剤ヨウ化第一銅、0.5重量部の潤滑剤ワックスOP、0.2重量部の酸化防止剤168と混合し、溶融させ、混合物を二軸スクリューで押出し、ペレット化して熱安定剤マスターバッチを得る、ここで、各ゾーンの処理温度は以下のように設定した:第1ゾーンの温度は200℃、第2ゾーンの温度は210℃、第3ゾーンの温度は220℃、第4ゾーンの温度は230℃、第5ゾーンの温度は235℃、スクリュー回転速度は250r/分、濾過スクリーンは150メッシュとした。
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度225℃、徐冷長さ20mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.2m/s、空気温度は22℃、湿度は70%であった;
紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は90cNであった;巻取速度は3,300m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は2%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を5.0、第1段階の熱硬化の温度を220℃、第2段階の熱硬化の温度を230℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例13:ポリアミド56工業用糸(933dtex/140f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、原料の総重量に基づいて200ppmの量で熱安定剤としてヨウ化第一銅を加えて、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.1:1であった;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.25MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を265℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を280℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を295℃にして真空度-0.01MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.4、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が30,000、分子量分布が1.6、水分含有量が400ppm、アミノ含有量が32.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)高粘度ポリアミド56溶融物を溶融ブースターポンプによって紡糸ビームに搬送し、直接紡糸する;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出させて紡糸原糸を形成する;ここで、紡糸ビームの温度は280℃であり、パックの圧力は18MPaであり、紡糸口金の延伸比は200であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度220℃、徐冷長さ20mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.2m/s、空気温度は22℃、湿度は70%であった;
紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は90cNであった;巻取速度は2,500m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は2%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を5.0、第1段階の熱硬化の温度を220℃、第2段階の熱硬化の温度を230℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例14:ポリアミド56工業用糸(2,800dtex/480f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、熱安定剤を加えて、65%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.08:1であった;熱安定剤は酢酸銅とヨウ化カリウムとの複合物であり、酢酸銅は原料の総重量に基づいて200ppmの量で加え、ヨウ化カリウムは原料の総重量に基づいて700ppmの量で加えた。
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.4MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を265℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を285℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を290℃にして真空度-0.06MPaまで排気し、高粘度ポリアミド56溶融物を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
96%硫酸中の高粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が3.5、オリゴマー含有量が1.0重量%、数平均分子量が34,000、分子量分布が1.6、水分含有量が450ppm、アミノ含有量が40.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)高粘度ポリアミド56溶融物を溶融ブースターポンプによって紡糸ビームに搬送し、直接紡糸する;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出させて紡糸原糸を形成する;ここで、紡糸ビームの温度は290℃であり、パックの圧力は12MPaであり、紡糸口金の延伸比は180であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;断熱は徐冷装置、徐冷温度210℃、徐冷長さ20mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.2m/s、空気温度は23℃、湿度は70%であった;
紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は280cNであった;巻取速度は2,900m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は3%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を4.5、第1段階の熱硬化の温度を220℃、第2段階の熱硬化の温度を230℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
実施例15:ポリイミド56工業用糸(1,670dtex/192f)
製造方法は、熱安定剤を酢酸銅とヨウ化カリウムとの複合物とし、製造原料の総重量に対して酢酸銅を200ppmの量で加え、ヨウ化カリウムを製造原料の総重量に対して1000ppmの量で加えた以外は、実施例6と同じであった。
実施例16:ポリアミド56工業用糸(1,670dtex/192f)
製造方法は、熱安定剤を酢酸銅とヨウ化カリウムとの複合物とし、酢酸銅は原料の総重量に基づいて200ppmの量で加え、ヨウ化カリウムは原料の総重量に基づいて2000ppmの量で加えた以外は、実施例6と同じであった。
実施例17:ポリアミド56工業用糸(1,670dtex/192f)
製造方法は、熱安定剤を酢酸銅とヨウ化カリウムとの複合物とし、酢酸銅は原料の総重量に基づいて200ppmの量で加え、ヨウ化カリウムは原料の総重量に基づいて1800ppmの量で加えた以外は、実施例6と同じであった。
実施例18:ポリアミド56工業用糸(1,670dtex/192f)
製造方法は、熱安定剤を酢酸銅とヨウ化カリウムとの複合物とし、酢酸銅は原料の総重量に基づいて200ppmの量で加え、ヨウ化カリウムは原料の総重量に基づいて2500ppmの量の量で加えた以外は、実施例6と同じであった。
比較例1:ポリイミド56工業用糸(933dtex/140f)
製造方法は、工程(1)における1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸との重合中に熱安定剤酢酸銅を加えなかった以外は、実施例1と同じであった。
比較例2:ポリイミド56工業用糸(933dtex/140f)
製造方法は、工程1の重合において、得られた高粘度ポリアミド56樹脂の水分含有量が1200ppmであったこと以外は、実施例1と同じであった。
比較例3:ポリアミド56工業用糸(1,670dtex/192f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.重合:
(1)原料の1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸と水を窒素条件で均一に混合し、熱安定剤を加えて、60%濃度のポリアミド56塩溶液を得る;1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸のモル比は1.1:1であった;熱安定剤は酢酸銅とヨウ化カリウムとの複合物であり、酢酸銅は原料の総重量に基づいて200ppmの量で加え、ヨウ化カリウムは原料の総重量に基づいて500ppmの量で加えた;
(2)ポリアミド56塩水溶液を加熱し、反応系の圧力を2.3MPaまで上昇させ、脱気し、圧力維持終了時の反応系の温度を255℃にして圧力を維持し、減圧終了時の反応系の温度を270℃にして反応系の圧力を0.1MPaまで低下させ、排気終了時の温度を280℃にして真空度-0.05MPaまで排気し、低粘度ポリアミド56樹脂を得る;ここで圧力はすべてゲージ圧である;
96%硫酸中の低粘度ポリアミド56樹脂の相対粘度が2.5、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が16,000、分子量分布が1.5、水分含有量が500ppm、アミノ含有量が42.5mmol/kgであった。
2.紡糸:
(1)低粘度ポリアミド56樹脂を溶融状態に加熱しポリアミド56溶融物を形成した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が250℃、第2ゾーンの温度が275℃、第3ゾーンの温度が280℃、第4ゾーンの温度が295℃、および第5ゾーンの温度が305℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;ポリアミド56溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成した;紡糸ビームの温度は290℃、パックの圧力が14MPaであり、紡糸口金の延伸比が120であった;
(2)紡糸原糸を、断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る;;
断熱は徐冷装置、徐冷温度230℃、徐冷長さ40mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.1m/s、空気温度は23℃、湿度は75%であった;紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は160cNであった;巻取速度は3,200m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は3.5%であった;延伸プロセスは、総延伸比を5.6、第1段階の熱硬化の温度を225℃、第2段階の熱硬化の温度を235℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
比較例4:ポリアミド6工業用糸(933dtex/140f)
プロセスは、次の工程を含んでいた:
1.高粘度ポリアミド6樹脂を溶融状態に加熱しポリアミド6溶融物を形成した、加熱はスクリュー押出機で行った;スクリュー押出機は特に第1ゾーンの温度が255℃、第2ゾーンの温度が270℃、第3ゾーンの温度が280℃、第4ゾーンの温度が290℃、および第5ゾーンの温度が300℃である5つの加熱ゾーンに分けられていた;
96%硫酸中の高粘度ポリアミド6樹脂の相対粘度が3.3、オリゴマー含有量が0.8重量%、数平均分子量が30,000、分子量分布が1.6、水分含有量が400ppm、アミノ含有量が36.5mmol/kgであった。
2.ポリアミド6溶融物を紡糸ビームの紡糸口金プレートを通して噴出して紡糸原糸を形成しポリアミド6溶融物を糸に紡績する;紡糸ビームの温度は290℃、パックの圧力は15MPaであり、紡糸口金の延伸比が150であった;
3.紡糸原糸を加工して、ポリアミド6工業用糸を得る、ここで加工は紡糸原糸を断熱、冷却、紡糸仕上げ、延伸、形状に巻き取って、ポリアミド56工業用糸を得る各工程を含んでいた;断熱は徐冷装置、徐冷温度220℃、徐冷長さ20mmで行った;冷却は急冷用空気で行い、空気速度は1.2m/s、空気温度は22℃、湿度は70%であった;
紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は90cNであった;巻取速度は3,500m/分であった;および巻き取りオーバーフィード比は2.0%であった。
延伸プロセスは、総延伸比を5.0、第1段階の熱硬化の温度を220℃、第2段階の熱硬化の温度を230℃とした以外は実施例1と同じ4段階の延伸プロセスであった。
上記実施例および比較例において、脱油糸の相対粘度とその原料樹脂の相対粘度との差の絶対値、脱油糸のアミノ含有量とその原料樹脂のアミノ含有量との差の絶対値、フィラメント破断(回/24時間)および製造歩留(%)を下記表1に示す。得られたポリアミド56工業用糸の特性を下記表2に示す。
Figure 2023502885000006
本発明では、脱油糸の粘度とアミノ含有量の変動幅を小さくすることにより、ポリアミド56溶融物の均一性と安定性を高め、フィラメント破断を低減し、紡糸性を高めた。作製したポリアミド56工業用糸は95%以上の高収率を達成し、フィラメント破断は24時間毎に1回以下であった。
Figure 2023502885000007
本発明は、ポリアミド56樹脂の粘度、オリゴマー含有量、分子量およびその分布、および水分含有量を最適化した。さらに、本発明は、ポリアミド56工業用糸の紡糸プロセスを最適化し、その結晶性および配向度を改善し、硬化温度および巻き取りオーバーフィード比を増加させ、その後の応力緩和を減少させた。このように、本発明は、破断強度が8.0cN/dtex以上、破断伸びが26%以下、乾熱収縮率および沸水収縮率が6%以下、結晶化度が70%以上、配向度が80%以上の優れた機械特性および寸法安定性を有するポリアミド56工業用糸を提供した。
上記の実施形態の説明は、当業者が本発明を理解し、適用するのを容易にするために提供されたものである。これらの実施の形態に、種々の変形が容易であることは、当業者には明らかである。本明細書に記載される一般的な原理は、創造的な労力なしに他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の開示に従って当業者によってなされた改良および改変は、全て本発明の保護範囲内に入るべきである。

Claims (25)

  1. ポリアミド5X工業用糸であって、前記ポリアミド5X工業用糸中の銅イオンの含有量が10~1000ppmであり、前記ポリアミド5Xがポリアミド56、ポリアミド510、ポリアミド512、ポリアミド513またはポリアミド514のいずれか1つを含むことを特徴とする、ポリアミド5X工業用糸。
  2. 前記ポリアミド5X工業用糸中の銅イオンの含有量が30~500ppmであることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド5X工業用糸。
  3. 前記ポリアミド5X工業用糸中の銅イオンの含有量が50~200ppmであることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド5X工業用糸。
  4. 前記ポリアミド5X工業用糸は、180℃で4時間処理した後の耐熱破断強度保持率が90%以上であること、および/または230℃で30分間処理した後の耐熱破断強度保持率が90%以上であること、および/または前記ポリアミド5X工業用糸は、乾熱収縮率が8.0%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド5X工業用糸。
  5. 前記ポリアミド5X工業用糸は、180℃で4時間処理した後の耐熱破断強度保持率が93%以上であること、および/または230℃で30分間処理した後の耐熱破断強度保持率が92%以上であること、および/または、前記ポリアミド5X工業用糸は、乾熱収縮率が6.0%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド5X工業用糸。
  6. ポリアミド5X工業用糸であって、前記ポリアミド5X工業用糸が熱安定剤を含み、前記熱安定剤が酢酸銅、ヨウ化カリウム、塩化銅、ヨウ化第一銅、酸化銅、酸化第一銅、またはそれらの組み合わせのいずれか1つを含み;前記熱安定剤が製造原料の総重量に基づいて10~2800ppmの量で添加されることを特徴とするポリアミド5X工業用糸。
  7. 前記熱安定剤が、前記製造原料の総重量に対して100~2500ppmの量で添加されることを特徴とする、請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  8. 前記熱安定剤がヨウ化カリウムと酢酸銅との組成物を含み、酢酸銅とヨウ化カリウムとのモル比が1:1~15であることを特徴とする、請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  9. 前記ポリアミド5X工業用糸が、6.5cN/dtex以上の破断強度を有することを特徴とする、請求項1または請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  10. 前記ポリアミド5X工業用糸が、7.0cN/dtex以上の破断強度を有することを特徴とする、請求項1または請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  11. 前記ポリアミド5X工業用糸が、8.0cN/dtex以上の破断強度を有することを特徴とする、請求項1または請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  12. 前記ポリアミド5X工業用糸の脱油糸が2.7~4.5の相対粘度を有し、前記脱油糸の相対粘度とその原料樹脂の相対粘度との差の絶対値が0.12以下であることを特徴とする、請求項1または請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  13. 前記ポリアミド5X工業用糸の脱油糸の相対粘度とその原料樹脂の相対粘度との差の絶対値が0.10以下、より好ましくは0.08以下であることを特徴とする、請求項12に記載のポリアミド5X工業用糸。
  14. 前記ポリアミド5X工業用糸の脱油糸が20~50mmol/kgのアミノ含有量を有し、前記脱油糸のアミノ含有量とその原料樹脂のアミノ含有量との差の絶対値が5以下であることを特徴とする、請求項1または請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  15. 前記脱油糸のアミノ含有量とその原料樹脂のアミノ含有量との差の絶対値が3以下、より好ましくは2以下であることを特徴とする、請求項14に記載のポリアミド5X工業用糸。
  16. 前記ポリアミド5X工業用糸のフィラメントが24時間毎に2回以下、好ましくは24時間毎に1回以下、より好ましくは24時間毎に0回破断し、前記ポリアミド5X工業用糸の製造歩留が90%以上、好ましくは93%以上、より好ましくは96%以上であることを特徴とする、請求項1または請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  17. 前記ポリアミド5X工業用糸は、沸水収縮率が8.0%以下、好ましくは7.0%以下、より好ましくは6.0%以下であり;および/または
    前記ポリアミド5X工業用糸は、繊度が100~3500dtex、好ましくは200~2500dtex、より好ましくは300~1800dtexであり;および/または
    前記ポリアミド5X工業用糸は、破断伸びが26%以下、好ましくは22%以下であり;および/または
    前記ポリアミド5X工業用糸は、結晶化度が70%以上、好ましくは72%以上、より好ましくは74%以上であり;および/または
    前記ポリアミド5X工業用糸は、配向度が80%以上、好ましくは82%以上、より好ましくは84%以上であることを特徴とする、請求項1または請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  18. 前記ポリアミド5X工業用糸を製造するための原料が、少なくとも1,5-ペンタンジアミンおよびアジピン酸、または1,5-ペンタンジアミンおよびアジピン酸をモノマーとして重合させたポリアミド5Xを含み、好ましくは、前記1,5-ペンタンジアミンは、発酵プロセスまたは酵素変換プロセスによってバイオベースの原料から調製されることを特徴とする、請求項1または請求項6に記載のポリアミド5X工業用糸。
  19. 請求項1~18のいずれか1項に記載のポリアミド5X工業用糸の製造方法であって、前記方法が、以下の工程を含むことを特徴とする製造方法:
    (1)1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸とを重合させて高粘度ポリアミド5X溶融物を得、前記溶融物を溶融ブースターポンプで紡糸ビームに搬送し、直接紡糸するか、あるいはチップ紡糸を用いて、まず低粘度ポリアミド5X樹脂を調製し、次いで固相粘着付与により高粘度ポリアミド5X樹脂を得、前記高粘度ポリアミド5X樹脂を溶融状態に加熱して紡糸用ポリアミド5X溶融物を形成すること;
    (2)工程(1)で得られたポリアミド5X溶融物を延伸して紡糸原糸を形成すること;および
    (3)前記紡糸原糸を加工してポリアミド5X工業用糸を得ること;
    ここで、
    工程(1)において、1,5-ペンタンジアミンおよびアジピン酸の重合中に熱安定剤が添加されるか、またはポリマー溶融物をペレットに切断する前に熱安定剤マスターバッチの形態でオンラインで注入されるか、または紡糸中に熱安定剤マスターバッチの形態でブレンドされ;
    前記熱安定剤マスターバッチ中の銅イオンの含有量は、0.5~10重量%、好ましくは0.8~5重量%、より好ましくは1.2~3重量%であり;
    前記熱安定剤マスターバッチは、0.3~5.0重量%、好ましくは0.5~3.0重量%、より好ましくは0.8~2.0重量%の量で添加され;
    前記熱安定剤マスターバッチ用の基材は、ポリアミド6、ポリアミド56、ポリアミド66、ポリアミド510、ポリアミド610、ポリブチレンテレフタレート、またはそれらの組み合わせのいずれか1つを含み、好ましくはポリアミド6、ポリアミド56および/またはポリアミド510、より好ましくはポリアミド6および/またはポリアミド56であり;および/または
    好ましくは、前記方法は、艶消し剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核形成剤、蛍光増白剤、および帯電防止剤、またはそれらの組み合わせのいずれか1つを含む他の添加剤を添加する工程をさらに含み;好ましくは、他の添加剤は、製造原料の総重量に基づいて0.01~5重量%の量で添加される。
  20. 工程(1)が、具体的には、以下の工程を含むことを特徴とする、請求項19に記載の方法:
    (1-1)不活性ガスまたは真空条件下で1,5-ペンタンジアミン、アジピン酸および水を均一に混合して、ポリアミド5X塩溶液を得ること;ここで、1,5-ペンタンジアミンとアジピン酸とのモル比は(0.95-1.2):1であり;
    (1-2)前記ポリアミド5X塩溶液を加熱し、反応系内の圧力を0.3~2.5MPaまで昇圧し、脱気し、圧力を維持し、次いで、反応系内の圧力を0~0.2MPaまで減圧し、-(0.01~0.1)MPa(ゲージ圧)の真空度まで排気し、ポリアミド5X溶融物を得ること;
    ここで、好ましくは、圧力維持終了時の反応系の温度は230~275℃であり;および/または
    好ましくは、減圧終了時の反応系の温度は240~285℃であり;および/または
    好ましくは、排気終了時の温度は265~295℃である。
  21. 工程(1)において、
    96%硫酸中の前記低粘度ポリアミド5X樹脂が2.0~2.7、好ましくは2.2~2.6、より好ましくは2.4~2.5の相対粘度を有し;および/または
    96%硫酸中の前記高粘度ポリアミド5X樹脂が2.7~4.5、好ましくは3.2~4.0、およびより好ましくは3.4~3.6の相対粘度を有し;および/または
    前記高粘度ポリアミド5X樹脂が0.2~1.0重量%、および好ましくは0.4~0.6重量%のオリゴマー含有量を有し;および/または
    前記高粘度ポリアミド5X樹脂が18,000~40,000、好ましくは25,000~30,000の数平均分子量を有し、および/または0.8~1.8、好ましくは1.2~1.5の分子量分布を有し;および/または
    前記高粘度ポリアミド5X樹脂は、200~800ppm、好ましくは300~750ppm、より好ましくは350~700ppm、さらに好ましくは400~600ppmの水分含有量を有し;および/または
    前記高粘度ポリアミド5X樹脂は、20~50mmol/kg、好ましくは24~45mmol/kg、より好ましくは28~40mmol/kg、さらに好ましくは32~36mmol/kgのアミノ含有量を有し;および/または
    好ましくは、工程(1)における加熱はスクリュー押出機中で行われ、前記スクリュー押出機は、5つの加熱ゾーンを含み;
    ここで、第1のゾーンの温度は250~290℃、第2のゾーンの温度は260~300℃、第3のゾーンの温度は270~320℃、第4のゾーンの温度は280~330℃、および第5のゾーンの温度は280~320℃であることを特徴とする、請求項19に記載の方法。
  22. 工程(2)が、具体的に、以下の工程を含むことを特徴とする、請求項19に記載の方法:
    紡糸ビームの紡糸口金プレートを通してポリアミド5X溶融物を噴出して紡糸原糸を形成すること;
    ここで、前記紡糸ビームの温度は、好ましくは270~330℃、より好ましくは280~310℃、さらに好ましくは290~300℃、さらにより好ましくは293~297℃であり、および/または
    前記紡糸ビームの紡糸パックの圧力は、8~25MPa、好ましくは12~20MPa、より好ましくは15~18MPaであり、および/または
    前記紡糸口金プレートの紡糸口金の延伸比は、50~400、好ましくは70~300、より好ましくは80~200、さらに好ましくは90~100である。
  23. 工程(3)が、具体的に、以下の工程を含むことを特徴とする、請求項19に記載の方法:
    紡糸口金オリフィスから出てくる前記紡糸原糸を断熱し、冷却し、紡糸仕上げし、延伸し、および形状に巻き取って、ポリアミド5X工業用糸を得ること;
    好ましくは、前記断熱は徐冷装置で行われ、ここで、徐冷温度は150~280℃、より好ましくは200~240℃であり;徐冷長さは10~80mm、より好ましくは20~50mmであり、前記冷却は急冷用空気で行われ、前記急冷用空気の空気速度は0.3~2.0m/s、より好ましくは0.6~1.5m/sであり;前記急冷用空気の空気温度は15~25℃、より好ましくは17~23℃、さらに好ましくは19~22℃であり;および/または急冷用空気の湿度は60~80%であり、さらに好ましくは65~75%であり;および/または、
    前記紡糸原糸を形状に巻く際の巻き張力は50~300cN、好ましくは80~200cN、より好ましくは100~160cN、さらに好ましくは120~140cNであり;または
    巻取速度は2,000~3,800m/分、好ましくは2,500~3,500m/分、さらに好ましくは2,800~3,000m/分であり;および/または巻き取りオーバーフィード比は5%以下、好ましくは4%以下、さらに好ましくは3%以下である。
  24. 前記延伸が、4つ以上の段階で行われ、
    好ましくは、前記延伸工程は、第1に、紡糸仕上げされた前記紡糸原糸をゴデットローラを介して第1の一対のホットローラに供給し、第1の一対のホットローラと第2の一対のホットローラとの間で第1段階の延伸を行う工程と、第2の対のホットローラと第3の一対のホットローラとの間で第2段階の延伸を行う工程と、第3の一対のホットローラと第4の一対のホットローラとの間で第3段階の延伸および第1段階の熱硬化を行う工程と、第4の一対のホットローラと第5の一対のホットローラとの間で第4段階の延伸および第2段階の熱硬化を行う工程とを含み;
    ここで、好ましくは、総延伸比は4.0~6.0であり;
    第1の熱硬化の温度は180~250℃、好ましくは200~240℃であり;および/または
    第2の熱硬化の温度は200~240℃、好ましくは220~230℃であることを特徴とする、請求項19に記載の方法。
  25. 縫糸、タイヤコード、エアバッグ糸、剥離布、クロマー、キャンバス、安全ベルト、ロープ、漁網、工業用濾布、コンベヤベルト、パラシュート、テント、バッグおよびスーツケースの分野における、請求項1~18のいずれか1項に記載のポリアミド5X工業用糸の使用。
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