JP6753231B2 - 液晶ポリエステルマルチフィラメント - Google Patents
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Description
このように、従来技術では、高次加工製品とした場合に、高い製品強力を発現する液晶ポリエステルマルチフィラメントは得られていない。
構造単位(II) 12〜18mol%
構造単位(III) 3〜10mol%
構造単位(IV) 5〜20mol%
構造単位(V) 2〜15mol%
本発明に用いる液晶ポリエステルのポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、Mw)は3万以上が好ましく、5万以上がより好ましい。Mwを3万以上とすることで紡糸温度において適切な粘度を持ち製糸性高めることができ、Mwが高いほど得られる繊維の強度、伸度、弾性率は高まる。また流動性を優れたものとする観点から、Mwは25万未満が好ましく、15万未満がより好ましい。なお、本発明で言うMwとは実施例記載の方法により求められた値とする。
また、マルチフィラメントの生産性を向上させるために1つの口金の孔数は10孔以上500孔以下が好ましく、10孔以上400孔以下がより好ましく、10孔以上300孔以下が更に好ましい。なお、口金孔の直上に位置する導入孔は直径が口金孔径の5倍以上のストレート孔とすることが圧力損失を高めない点で好ましい。導入孔と口金孔の接続部分はテーパーとすることが異常滞留を抑制する上で好ましいが、テーパー部分の長さはランド長の2倍以下とすることが圧力損失を高めず、流線を安定させる上で好ましい。
液晶ポリエステルマルチフィラメントの溶融紡糸では、オイリングローラー等で吐出糸条に紡糸油剤を付与することでマルチフィラメントを集束させ、ローラー等で引き取った後、延伸することなく、ワインダーで巻き取ることが一般的である。このように、マルチフィラメント紡出糸条を集束させることで、巻き取り性が向上し、巻崩れのないパッケージが得られる。
示差走査熱量計(TA 1nstruments社製DSC2920)で行う示差熱量測定において、50℃から20℃/分の昇温条件測定した際に観測される吸熱ピーク温度(Tm1)の観測後、およそTm1+20℃の温度で5分間保持した後、20℃/分の降温速度で50℃まで冷却し、再度20℃/分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク温度(Tm2)を融点とした。同様の操作を2回行い、2回の平均値を液晶ポリエステルの融点Tm2(℃)とした。
溶媒としてペンタフルオロフェノール/クロロホルム=35/65(重量比)の混合溶媒を用い、120℃で20分攪拌しながら、液晶ポリエステルを混合溶媒に溶解させる。このとき、液晶ポリエステルの濃度が0.04重量%となるように調製し、GPC測定用試料とする。これをWaters社製GPC測定装置を用いて測定し、ポリスチレン換算によりMwを求めた。同様の操作を2回行い、2回の平均値を重量平均分子量(Mw)とした。
ShodexK−806M(2)
ShodexK−802(1)
検出器:示差屈折率検出器RI(2414型)
温度 :23±2℃
流速 :0.8mL/分
注入量:0.200mL。
平沼産業社製カールフィッシャー水分計(AQ−2100)を用いた電量滴定法で測定した。試行回数3回の平均値を用いた。
油剤を分散させた溶液の重量をW0、油剤の重量をW1とした場合に、W1をW0で除した商に100を乗じた積を油剤濃度(重量%)とした。
検尺機にて繊維を100mカセ取りして重量を測定した後、カセを100mlの水に浸して超音波洗浄機を用いて1時間洗浄を行った。超音波洗浄後のカセを60℃の温度で1時間乾燥させて重量を測定し、洗浄前重量と洗浄後重量の差を洗浄前重量で除した商に100を乗じた積を油剤付着量(重量%)とした。
JIS L 1013(2010)8.3.1 A法により、所定荷重0.045cN/dtexで正量繊度を測定して総繊度(dtex)とした。
JIS L 1013(2010)8.4の方法で算出した。
総繊度を単繊維数で除した値を単繊維繊度(dtex)とした。
JIS L 1013(2010)8.5.1標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。試料をオリエンテック社製“テンシロン”(TENSILON)UCT−100を用い、掴み間隔(測定試長)は250mm、引張速度は50mm/分で行った。強度・伸度は破断時の応力および伸びとし、弾性率は引張試験における応力と伸びのグラフにおける0.5%伸度点での傾きから算出した。
JIS L 1013(2010)8.6.1標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。試料をオリエンテック社製“テンシロン”(TENSILON) UCT−100を用い、掴み間隔は250mm、引張り速度は50mm/分で行った。結節強力は破断時の応力とし、結節強力を糸条1本の総繊度で除した値を引掛強度とした。
JIS L 1013(2010)8.7.1標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。試料をオリエンテック社製“テンシロン”(TENSILON) UCT−100を用い、掴み間隔は250mm、引張り速度は50mm/分で行った。引掛強力は破断時の応力とし、引掛強力を糸条2本の総繊度で除した値を引掛強度とした。
JIS K7171に示される定速たわみ条件を参考に測定した。すなわち、まずパッケージに巻き取ったフィラメントの曲げ、および撚りグセを解くため、フィラメントを長さ1000mmに切り出して、その一端に、金属製フックを結びつけ、他端に破断荷重の300gの錘を結びつけ、温度25℃、相対湿度40%に調節された環境下、空中に24時間吊してマルチフィラメントを鉛直にせしめ、測定試料を得た。得られた測定試料をさらに40mmの長さで切り出し、試料片とした。東洋ボールドウィン社製“テンシロン”(TENSILON) UTM−4−100を用い、5mmの間隔で設置した支持台に得られた試験片を対称的に乗せ、試験片の支点間中央に圧子で力を加えた。支持台は固定した状態で、圧子を20mm/分の一定速度で下降させ、試験片に力を付与した際の最大荷重を測定し、曲げ抵抗値A(cN)とした。支持台、および圧子の直径は1.0mmとした。施行回数5回の平均値を用いた。
マルチフィラメントの糸条柔軟指数Xは、マルチフィラメントの曲げ抵抗値A(cN)とマルチフィラメントの総繊度T(dtex)を用いて次式により算出した。
糸条柔軟指数X=(A/T)×103
(14)工程通過性評価
固相重合が完了したパッケージを床面に対して垂直方向に設置し、100m/minで縦取り解舒し、5,000m当たりのマルチフィラメントがパッケージに引っかかり、解舒が停止した回数を評価した。停止回数が0〜2回の場合は◎(特に良い)、3〜5回の場合は○(良い)、6〜10回の場合は△(やや悪い)、11回以上の場合は×(悪い)とした。
撚糸機を用いて、マルチフィラメント5本を合糸しながら100T/mの撚り数で片撚りを加え合撚糸を作製した。その後、JIS B 8811(2015)9.1に従い、円周1000mmの検尺機にて合撚糸を回旋し、合撚糸4本をループ状に束ねた後、両末端をテープで止めてラウンドスリングの芯体を作製した。得られた芯体を用い、JIS B 8811(2015)10.3のプルーフロード試験を参考に引張試験を行った。すなわち、オリエンテック社製“テンシロン”(TENSILON) RTM−1Tの両端のそれぞれの掴みに直径10mmの金属円柱を取り付け、芯体の両端をそれぞれ円柱に引っ掛け、掴み(円柱)の間隔は500mm、引張り速度は50mm/分で引張試験を行った。破断時の応力をスリング強力(kN)とし、スリング強力を芯体の総繊度(dtex)で除した値をスリング強度(cN/dtex)とした。スリング強度が高いほど高次加工製品への適正が高いことを表し、スリング強度によって以下のように高次加工製品への適正を区分した。
高次加工製品への適正:
5:20cN/dtex以上
4:16cN/dtex以上20cN/dtex未満
3:12cN/dtex以上16cN/dtex未満
2:8cN/dtex以上12cN/dtex未満
1:8cN/dtex未満。
攪拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸870重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル327重量部、イソフタル酸157重量部、テレフタル酸292重量部、ヒドロキノン89重量部および無水酢酸1433重量部(フェノール性水酸基合計の1.08当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら室温から145℃まで30分で昇温した後、145℃で2時間反応させた。その後、330℃まで4時間で昇温した。重合温度を330℃に保持し、1.5時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に20分間反応を続け、所定トルクに到達したところで重縮合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1個持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズした。
固相重合パッケージの解舒時に与える屈曲を8方向(8等分割))、18方向(18等分割)、または36方向(36等分割)に増やしたこと以外は実施例1と同様の方法で液晶ポリエステルマルチフィラメントを得た。
使用する糸ガイドを湯浅糸道工業製のバーガイド(A707096)に変更したこと、屈曲方向を表1の通りに変更したこと以外は実施例1〜4と同様の方法で液晶ポリエステルマルチフィラメントを得た。
口金の孔数および吐出量および巻取速度を表2の通りとしたこと以外は実施例3と同様の方法で液晶ポリエステルマルチフィラメントを得た。
液晶ポリエステル樹脂として、p−ヒドロキシ安息香酸単位が全体の73mol%、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸単位が27mol%からなる液晶ポリエステル樹脂を用いたこと以外は実施例3と同様の方法で液晶ポリエステルマルチフィラメントを得た。
実施例1〜15の繊維物性を表1及び2に示す。
固相重合パッケージの解舒時に屈曲させない、または1方向、2方向(2等分割)に屈曲させたこと以外は実施例1と同様の方法で液晶ポリエステルマルチフィラメントを得た。
固相重合パッケージの解舒時に与える屈曲を18方向(18等分割)とし、屈曲させる際の屈曲角を10°、20°としたこと以外は実施例1と同様の方法で液晶ポリエステルマルチフィラメントを得た。
紡糸時に付与する油剤を、ポリエチレングリコールラウリレートを主成分とする油剤に平均粒子径0.01〜0.1μmの無機微粒子(コープケミカル社製合成スメクタイト「SWN」)を2.0重量%含有した油剤にしたこと、油剤付着量を0.5重量%に変更したこと以外は、比較例1と同様の方法で液晶ポリエステルマルチフィラメントを得た。
比較例1〜6の繊維物性を表3に示す。
Claims (11)
- 引掛強度および結節強度がそれぞれ7.0〜12.0cN/dtexであることを特徴とする液晶ポリエステルマルチフィラメント。
- 強度が15.0cN/dtex以上であることを特徴とする請求項1に記載の液晶ポリエステルマルチフィラメント。
- 強度が22.5cN/dtex以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶ポリエステルマルチフィラメント。
- 構造単位(I)の割合が構造単位(I)、(II)および(III)の合計に対して40〜85mol%であり、構造単位(II)の割合が構造単位(II)および(III)の合計に対して60〜90mol%であり、構造単位(IV)の割合が構造単位(IV)および(V)の合計に対して40〜95mol%である、請求項4に記載の液晶ポリエステルマルチフィラメント。
- 液晶ポリエステルを溶融紡糸後パッケージに巻き取り固相重合する液晶ポリエステルマルチフィラメントの製造方法であって、固相重合が完了したパッケージを解舒する際に少なくとも8方向に屈曲させ、その後に再び巻き取ることを特徴とする請求項1〜5記載のいずれかに記載の液晶ポリエステルマルチフィラメントの製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の液晶ポリエステルマルチフィラメントからなる高次加工製品。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の液晶ポリエステルマルチフィラメントからなるロープまたはスリング。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の液晶ポリエステルマルチフィラメントからなるネット。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の液晶ポリエステルマルチフィラメントからなるテンションメンバー。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の液晶ポリエステルマルチフィラメントを含む繊維強化樹脂組成物。
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