JP6482724B2 - 高強度共重合アラミド繊維 - Google Patents
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Description
本発明は高強度共重合アラミド繊維に関するもので、より詳細には、シアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含むアラミド共重合体で構成され、熱処理により繊維の結晶化度、結晶サイズ及び配向度が適切に制御されて強度が低下せず高弾性を有する共重合アラミド繊維に関するものである。
アラミド繊維はパラ−アラミド繊維とメタ−アラミド繊維を含む。この中で、パラ−アラミド繊維は高強度、高弾性、低収縮などの優れた特性を有している。特に、約５ｍｍの太さを有する細い糸は２トン重量の自動車を持ち上げるほどの非常に大きな強度を有しており、防弾用途で用いるだけでなく、宇宙航空分野のような先端産業分野においても多様な用途で用いている。
アラミド繊維は通常、図１に示すように、（ｉ）アラミドスピンドープ（Ｄｏｐｅ）を紡糸口金２０を介して放射する工程と、（ｉｉ）放射されたアラミド繊維を凝固槽３０と凝固液が噴射される凝固チューブ４０内に順に通過させながら凝固させる工程と、（ｉｉｉ）凝固されたアラミド繊維を、図４に示すように、少なくとも一つの水洗ローラ５０上に順に通過させながら、水洗ローラ５０の上段外部に設けられる水洗液噴射ノズル９０を介して水洗液を水洗ローラ５０上を通過するアラミド繊維に噴射して水洗させる工程と、（ｉｖ）水洗されたアラミド繊維を乾燥装置７０で乾燥した後、巻き取りローラ８０に巻き取る工程を順に経て製造されている。
この時、前記アラミドスピンドープ（Ｄｏｐｅ）を製造する方法の一例としては、特許文献１に記載されたように、パラフェニレンジアミンなどの芳香族ジアミンを無機塩が添加された有機溶媒に溶解して混合溶液を準備し、前記混合溶液にテレフタル酸ジクロライドなどの芳香族二酸ハロゲン化物を添加し、反応させてアラミド重合体を製造する。その後、製造したアラミド重合体を硫酸に溶解してスピンドープを製造した。
前記有機溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ、Ｎ’−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ヘキサメチルリン酸アミド（ＨＭＰＡ）、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチル尿素（ＴＭＵ）、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、またはこれらの混合物を使用することができる。前記無機塩としては、ＣａＣｌ２、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＢｒ、ＫＢｒ、またはそれらの混合物を使用することができる。
前記芳香族ジアミンはパラ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノビフェニル、２，６−ナフタレンジアミン、１，５−ナフタレンジアミン、または４，４’−ジアミノベンズアニリドであり得る。
前記芳香族二酸ハロゲン化物はテレフタル酸ジクロライド、４，４’−ベンゾイルジクロライド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジクロリド、または１，５−ナフタレンジカルボン酸ジクロリドであり得る。
前記アラミド重合体は使用する芳香族ジアミンと芳香族二酸ハロゲン化物の種類に応じて、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリ（４，４’−ベンズアニリドテレフタルアミド）、ポリ（パラフェニレン−４，４’−ビフェニレン−ジカルボン酸アミド）、またはポリ（パラフェニレン−２，６−ナフタレンジカルボン酸アミド）であり得る。
前記アラミドスピンドープ（Ｄｏｐｅ）を製造する方法の他の例としては、 特許文献２に記載されたように、パラフェニレンジアミンとシアノ−パラ−フェニレンジアミンが溶解している有機溶媒にテレフタル酸ジクロライドを添加し、反応させてシアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含む共重合アラミド重合体を含むスピンドープを製造した。このような場合、共重合アラミド重合体を硫酸に溶解する工程がなくてもスピンドープ（Ｄｏｐｅ）で製造することができる長所がある。
前述したように製造した従来のアラミド繊維は、繊維内に残存する有機溶媒が１００ｐｐｍを超えるか、熱処理により繊維の結晶化度、結晶サイズ及び配向度が適切に制御されないため、アラミド繊維の弾性率が１，１００ｇ／ｄ未満で低く、熱処理時の強度及び伸度が大きく低下する問題がある。
本発明の課題は、シアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含むアラミド共重合体で構成され、１７〜３０ｇ／ｄの強度を維持しながら、弾性率が１，１００〜１，３００ｇ／ｄで優れ、伸度が１〜４％である高弾性アラミド共重合アラミド繊維を提供することにある。
このような課題を達成するために、本発明においは、アラミド繊維をより均一かつ効率的に水洗してアラミド繊維内に残存する有機溶媒の含有量が１００ｐｐｍ未満になるようにし、また、熱処理工程を通じてアラミド繊維の結晶化度、結晶サイズ及び配向度を適切に調節しながら、強度が低下せずアラミド繊維の弾性率を向上させることができる。
本発明は繊維内に残存する溶媒の含有量が１００ｐｐｍ未満で低く、熱処理により繊維の結晶化度、結晶サイズ及び配向度が適切に制御されるので、強度が低下せず弾性率が従来のアラミド繊維よりも大幅に向上する効果がある。
本発明はアラミド繊維の高強度特性と共に、高弾性が要求される様々な製品の素材として有用である。
以下、添付した図面などを参照して本発明を詳細に説明する。
本発明に係る高強度共重合アラミド繊維はシアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含むアラミド共重合体で構成され、弾性率が１，１００〜１，３００ｇ／ｄであり、強度が１７〜３０ｇ／ｄであり、伸度が１〜４％であることを特徴とする。
本発明に係る高強度共重合アラミド繊維はシアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含むアラミド共重合体で構成され、弾性率が１，１００〜１，３００ｇ／ｄであり、強度が１７〜３０ｇ／ｄであり、伸度が１〜４％であることを特徴とする。
本発明はシアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含むアラミド共重合体で構成され、弾性率が１，１００〜１，３００ｇ／ｄであり、強度が１７〜３０ｇ／ｄであり、結晶化度が６０〜８０％であり、結晶サイズが１００〜２００Å（２００面）及び１００〜１７０Å（１１０面）であり、配向度（２００面）が２〜９°である高強度共重合アラミド繊維を含む。
前記シアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含むアラミド共重合体は下記一般式（１）の繰り返し単位を有する。
（前記式（１）でＡｒは下記一般式（２）の芳香族基であり、前記Ａは下記一般式（３）の芳香族基であるか、下記一般式（２）の芳香族基と一般式（３）の芳香族基の比率が１：９〜９：１である芳香族基である。）
本発明に係る高強度共重合アラミド繊維の各種物性を下記の方法により評価した。
結晶化度（％）
Ｘ−ｒａｙ分析を通じて得た回折パターンを使用して結晶ピークと無定形ピークの比を求めて測定した。
結晶化度（％）
Ｘ−ｒａｙ分析を通じて得た回折パターンを使用して結晶ピークと無定形ピークの比を求めて測定した。
結晶サイズ（Å）
Ｘ−ｒａｙ分析を通じて得た回折パターンを使用して半値幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）を求め、 シェラーの式 （Ｓｃｈｅｒｒｅｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ）を用いて計算した。
Ｘ−ｒａｙ分析を通じて得た回折パターンを使用して半値幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）を求め、 シェラーの式 （Ｓｃｈｅｒｒｅｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ）を用いて計算した。
強度（ｇ／ｄ）、伸度（％）及び弾性率（ｇ／ｄ）
ＡＳＴＭ Ｄ８８５試験方法によってアラミド繊維の引張物性を測定した。具体的には、インストロン試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐ、Ｃａｎｔｉｏｎ、Ｍａｓｓ）で長さが２５ｃｍである共重合アラミド繊維が破断するまで引き伸ばして繊維の物性を求めた。
ＡＳＴＭ Ｄ８８５試験方法によってアラミド繊維の引張物性を測定した。具体的には、インストロン試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐ、Ｃａｎｔｉｏｎ、Ｍａｓｓ）で長さが２５ｃｍである共重合アラミド繊維が破断するまで引き伸ばして繊維の物性を求めた。
この時、引張速度は３００ｍｍ／分であり、初荷重は繊度×１／３０ｇであった。サンプル数は５個である、これをテストした後、その平均値を求めた。 弾性率はＳ−Ｓ曲線上の勾配、強度は破断時の最大荷重、伸度は破断時の長さから求めた。
配向度
Ｘ−ｒａｙ分析を通じて得た回折パターンの各面の位置で 方位角のスキャン（Ａｚｉｍｕｔｈａｌ ｓｃａｎ）を行った後、各ピークの半価幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）を求め配向角を求めた。
Ｘ−ｒａｙ分析を通じて得た回折パターンの各面の位置で 方位角のスキャン（Ａｚｉｍｕｔｈａｌ ｓｃａｎ）を行った後、各ピークの半価幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）を求め配向角を求めた。
次に、本発明に係る高強度共重合アラミド繊維の製造方法の一例を説明する。
後述する製造方法の一例は、本発明の高強度共重合アラミド繊維を製造する一実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものと解釈してはならない。
まず、本発明はアラミド繊維を製造するためのスピンドープを製造する段階を施す。具体的には、有機溶媒に無機塩を添加して重合溶媒を製造した後、前記有機溶媒にパラフェニレンジアミンとシアノ−パラ−フェニレンジアミンを一緒に溶解させたり、シアノ−パラ−フェニレンジアミンを単独に溶解させたりして混合溶液を製造した後、続いて前記混合溶液を攪拌しながら前記混合溶液に少量のテレフタル酸ジクロライドを添加することで、１次重合を行い、重合溶媒中に予備重合体を形成する。
次に、前記重合溶媒にテレフタル酸ジクロライドを更に添加して２次重合を行い、有機溶媒にシアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含む共重合アラミド共重合体が溶解しているアラミド製造用スピンドープを製造する。
この際、前記有機溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ、Ｎ’−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ヘキサメチルリン酸アミド（ＨＭＰＡ）、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチル尿素（ＴＭＵ）、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、またはこれらの混合物を使用することができる。前記無機塩としては、ＣａＣｌ２、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＢｒ、ＫＢｒ、またはそれらの混合物を使用することができる。
次に、図１に示すように、前述したように製造したスピンドープ（Ｄｏｐｅ）を紡糸口金２０を介して放射した後、放射されたアラミド繊維を凝固槽３０と凝固液が噴射される凝固チューブ４０内に順に通過させた後、凝固されたアラミド繊維を水洗ローラ５０、６０上に順に通過させながら、水洗処理する。その後、熱処理装置７０で熱処理してアラミド繊維の結晶化度、結晶サイズ及び配向度を適切に制御すると共に、巻き取りローラ８０に巻き取って、高強度共重合アラミド繊維を製造する。
この時、本発明の一実施形態では図２に示すように、表面には水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗液を噴射する水洗液噴射口５１が形成されており、水洗ローラ５０の内部には水洗ローラ５０の外周円と同心円をなしながら中空である水洗液供給管５２が形成されており、前記水洗液噴射口５１は前記水洗液供給管５２に連通している水洗ローラ５０を使用してアラミド繊維Ｙに残存する有機溶媒を、その含有量が１００ｐｐｍ未満になるようにアラミド繊維Ｙを水洗する。
具体的には、前記水洗ローラ５０の上にアラミド繊維Ｙが通過する際に、図３に示すように、前記水洗ローラ５０の内部に形成された水洗液供給管５２に入れられた水洗液が水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗ローラ５０の表面に形成された水洗液噴射口５１を介してアラミド繊維Ｙ方向に噴射される。
そのため、噴射された水洗液が水洗ローラ５０を通過するアラミド原糸Ｙの内部までスムーズに浸透することができ、アラミド繊維Ｙ内に残存する有機溶媒の含有量を１００ｐｐｍ未満に下げることができるようになる。
また、本発明の一実施形態では水洗処理したアラミド繊維を無張力または０．０１〜５ｇ／ｄの張力下に２５０〜５００℃の温度で、０．５〜２０秒間熱処理を行い、熱処理時の水分含有量は５〜１００％になるように調節する。
以下、実施例と比較例を通じて本発明を具体的に説明する。
但し、以下の実施例は本発明の理解を助けるための例示であって、いかなる意味においても本発明の権利範囲を限定するものと解すべきではない。
但し、以下の実施例は本発明の理解を助けるための例示であって、いかなる意味においても本発明の権利範囲を限定するものと解すべきではない。
[実施例１]
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、パラ−フェニレンジアミン（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％とシアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、パラ−フェニレンジアミン（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％とシアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
次に、前記混合溶液が入れられた反応器にテレフタル酸ジクロライド１００モル％を添加して共重合アラミド重合体を含むスピンドープを製造した。
続いて、図１に示すように、前記スピンドープを紡糸口金２０を介して放射した後、放射された共重合アラミド繊維を４０℃の水（凝固液）が入れられた凝固槽３０と４０℃の水（凝固液）が噴射される凝固チューブ４０内に通過させながら凝固させる。引き続き、凝固チューブ４０を通過した共重合アラミド繊維を、図２及び図３に示すように、表面に水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗液を噴射する水洗液噴射口５１が形成されており、水洗ローラ５０の内部には水洗ローラ５０の外周円と同心円をなしながら中空である水洗液供給管５２が形成されており、前記ノズル５１は前記水洗液供給管５２に連通している水洗ローラ５０上に通過させながら、水洗ローラ５０の内部に形成された水洗液供給管５２に入れられた５０℃の水である水洗液を水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗ローラ５０の表面に形成された水洗液噴射口５１を介して水洗ローラ５０上を通過する共重合アラミド繊維に向かって噴射させて水洗する工程を２回施した。続いて、熱処理装置７０で水分１０％及び無張力条件下に４００℃の温度で１０秒間熱処理を行った後、巻き取りローラ８０に巻き取って共重合アラミド繊維を製造した。製造した共重合アラミド繊維の各種物性を評価し、その結果は下記の表１に示すようであった。
[実施例２]
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、シアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）１００モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、シアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）１００モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
次に、前記混合溶液が入れられた反応器にテレフタル酸ジクロライド１００モル％を添加して共重合アラミド重合体を含むスピンドープを製造した。
続いて、図１に示すように、前記スピンドープを紡糸口金２０を介して放射した後、放射された共重合アラミド繊維を５０℃の水（凝固液）が入れられた凝固槽３０と５０℃の水（凝固液）が噴射される凝固チューブ４０内に通過させながら凝固させる。引き続き、凝固チューブ４０を通過した共重合アラミド繊維を、図２及び図３に示すように、表面に水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗液を噴射する水洗液噴射口５１が形成されており、水洗ローラ５０の内部には水洗ローラ５０の外周円と同心円をなしながら中空である水洗液供給管５２が形成されており、前記ノズル５１は前記水洗液供給管５２に連通している水洗ローラ５０上に通過させながら、水洗ローラ５０の内部に形成された水洗液供給管５２に入れられた６０℃の水である水洗液を水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗ローラ５０の表面に形成された水洗液噴射口５１を介して水洗ローラ５０上を通過する共重合アラミド繊維に向かって噴射させて水洗する工程を２回施した。続いて、熱処理装置７０で水分１０％及び０．５ｇ／ｄの張力条件下に４００℃の温度で１０秒間熱処理を行った後、巻き取りローラ８０に巻き取って共重合アラミド繊維を製造した。製造した共重合アラミド繊維の各種物性を評価し、その結果は下記の表１に示すようであった。
[実施例３]
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、パラ−フェニレンジアミン（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％とシアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、パラ−フェニレンジアミン（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％とシアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
次に、前記混合溶液が入れられた反応器にテレフタル酸ジクロライド１００モル％を添加して共重合アラミド重合体を含むスピンドープを製造した。
続いて、図１に示すように、前記スピンドープを紡糸口金２０を介して放射した後、放射された共重合アラミド繊維を４０℃の水（凝固液）が入れられた凝固槽３０と４０℃の水（凝固液）が噴射される凝固チューブ４０内に通過させながら凝固させる。引き続き、凝固チューブ４０を通過した共重合アラミド繊維を、図２及び図３に示すように、表面に水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗液を噴射する水洗液噴射口５１が形成されており、水洗ローラ５０の内部には水洗ローラ５０の外周円と同心円をなしながら中空である水洗液供給管５２が形成されており、前記ノズル５１は前記水洗液供給管５２に連通している水洗ローラ５０上に通過させながら、水洗ローラ５０の内部に形成された水洗液供給管５２に入れられた５０℃の水である水洗液を水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗ローラ５０の表面に形成された水洗液噴射口５１を介して水洗ローラ５０上を通過する共重合アラミド繊維に向かって噴射させて水洗する工程を２回施した。続いて、熱処理装置７０に水分２０％及び無張力条件下に４５０℃の温度で１５秒間熱処理を行った後、巻き取りローラ８０に巻き取って共重合アラミド繊維を製造した。製造した共重合アラミド繊維の各種物性を評価し、その結果は下記の表１に示すようであった。
[実施例４]
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、シアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）１００モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、シアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）１００モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
次に、前記混合溶液が入れられた反応器にテレフタル酸ジクロライド１００モル％を添加して共重合アラミド重合体を含むスピンドープを製造した。
続いて、図１に示すように、前記スピンドープを紡糸口金２０を介して放射した後、放射された共重合アラミド繊維を４０℃の水（凝固液）が入れられた凝固槽３０と４０℃の水（凝固液）が噴射される凝固チューブ４０内に通過させながら凝固させる。引き続き、凝固チューブ４０を通過した共重合アラミド繊維を、図２及び図３に示すように、表面に水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗液を噴射する水洗液噴射口５１が形成されており、水洗ローラ５０の内部には水洗ローラ５０の外周円と同心円をなしながら中空である水洗液供給管５２が形成されており、前記ノズル５１は前記水洗液供給管５２に連通している水洗ローラ５０上に通過させながら、水洗ローラ５０の内部に形成された水洗液供給管５２に入れられた５０℃の水である水洗液を水洗ローラ５０の回転により発生する遠心力で水洗ローラ５０の表面に形成された水洗液噴射口５１を介して水洗ローラ５０上を通過する共重合アラミド繊維に向かって噴射させて水洗する工程を２回施した。続いて、熱処理装置７０に水分２０％及び無張力条件下に４５０℃の温度で１５秒間熱処理を行った後、巻き取りローラ８０に巻き取って共重合アラミド繊維を製造した。製造した共重合アラミド繊維の各種物性を評価し、その結果は下記の表１に示すようであった。
[比較実施例１]
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、パラ−フェニレンジアミン（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％とシアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、パラ−フェニレンジアミン（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％とシアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）５０モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
次に、前記混合溶液が入れられた反応器にテレフタル酸ジクロライド１００モル％を添加して共重合アラミド重合体を含むスピンドープを製造した。
続いて、図１に示すように、前記スピンドープを紡糸口金２０を介して放射した後、放射された共重合アラミド繊維をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１０％水溶液（凝固液）が入れられた凝固槽３０とＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１０％水溶液（凝固液）が噴射される凝固チューブ４０内に通過させながら凝固させる。引き続き、凝固チューブ４０を通過した共重合アラミド繊維を図４に示すように水洗ローラ５０上に通過させながら、前記水洗ローラ５０の上段外部に設けられる水洗液噴射ノズル９０を介して１５℃の水である水洗液を水洗ローラ５０上を通過する共重合アラミド繊維に向かって噴射して水洗する工程を２回施した。続いて、熱処理装置７０に水分５０％と１０ｇ／ｄ張力下に３００℃の温度で３０秒間熱処理を行った後、巻き取りローラ８０に巻き取って共重合アラミド繊維を製造した。製造した共重合アラミド繊維の各種物性を評価し、その結果は下記の表１に示すようであった。
[比較実施例２]
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、シアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）１００モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
３重量％のＣａＣｌ２を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）有機溶媒を窒素雰囲気下で反応器内に入れ、シアノ−パラ−フェニレンジアミン（ｃｙａｎｏ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）１００モル％を前記反応器に入れ、溶解して混合溶液を製造した。
次に、前記混合溶液が入れられた反応器にテレフタル酸ジクロライド１００モル％を添加して共重合アラミド重合体を含むスピンドープを製造した。
続いて、図１に示すように、前記スピンドープを紡糸口金２０を介して放射した後、放射された共重合アラミド繊維をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１０％水溶液（凝固液）が入れられた凝固槽３０とＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１０％水溶液（凝固液）が噴射される凝固チューブ４０内に通過させながら凝固させる。引き続き、凝固チューブ４０を通過した共重合アラミド繊維を図４に示すように水洗ローラ５０上に通過させながら、前記水洗ローラ５０の上段外部に設けられる水洗液噴射ノズル９０を介して１５℃の水である水洗液を水洗ローラ５０上を通過する共重合アラミド繊維に向かって噴射して水洗する工程を２回施した。続いて、熱処理装置７０に水分５０％と１０ｇ／ｄ張力下に５００℃の温度で３０秒間熱処理を行った後、巻き取りローラ８０に巻き取って共重合アラミド繊維を製造した。製造した共重合アラミド繊維の各種物性を評価し、その結果は下記の表１に示すようであった。
本発明は防弾素材などのようにアラミド繊維の高強度特性と共に、高弾性が要求される様々な製品の素材として有用である。
１０ 押出機
２０ 紡糸口金
３０ 凝固槽
４０ 凝固チューブ
４１ 凝固液噴射口
Ｙ アラミド繊維
５０ 水洗ローラ
７０ 熱処理装置
８０ 巻き取りローラ
９０ 水洗液噴射ノズル
Ｊ アラミド繊維の噴射される水洗液
５１ 水洗液噴射口
５２ 水洗液供給管
２０ 紡糸口金
３０ 凝固槽
４０ 凝固チューブ
４１ 凝固液噴射口
Ｙ アラミド繊維
５０ 水洗ローラ
７０ 熱処理装置
８０ 巻き取りローラ
９０ 水洗液噴射ノズル
Ｊ アラミド繊維の噴射される水洗液
５１ 水洗液噴射口
５２ 水洗液供給管
Claims (3)
- シアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含むアラミド共重合体で構成され、弾性率が１，１００〜１，３００ｇ／ｄであり、強度が１７〜３０ｇ／ｄであり、伸度が１〜４％であることを特徴とする高強度共重合アラミド繊維。
- 高強度共重合アラミド繊維の結晶化度が６０〜８０％であり、結晶サイズが１００〜２００Å（２００面）及び１００〜１７０Å（１１０面）であり、配向度（２００面）が２〜９°であることを特徴とする請求項１に記載の高強度共重合アラミド繊維。
- シアノ基（−ＣＮ）が置換された芳香族基を含むアラミド共重合体は下記一般式（１）の繰り返し単位を有することを特徴とする請求項１に記載の高強度共重合アラミド繊維。
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