JPH0359110A

JPH0359110A - ポリメタフェニレンテレフタルアミド系繊維の製造方法

Info

Publication number: JPH0359110A
Application number: JP19357389A
Authority: JP
Inventors: Takuma Kanda; 神田　拓馬; Hiroko Naruki; 成城　寛子
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1991-03-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、染色性ならびに高温寸法安定性の優れたポリ
メタフェニレンテレフタルアミド系繊維の製造方法に関
するものである。

［従来の技術］全芳香族ポリアミドからなる繊維は耐熱性および難燃性
が優れ、広い分野に利用されている。その代表例がポリ
メタフェニレンイソフタルアミド繊維であり、フィルタ
などの産業用途、防護衣、インテリアなどに用いられて
いる。

しかしながら、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊
維は、特に防護衣用途においてはなお特性上十分ではな
い。

その一つは４００℃以上の高温寸法安定性が悪く、した
がって火炎にさらされた時、極端に収縮して破れを生じ
火傷等の傷害を起こすという問題である。

さらに今一つは防護衣といえども、衣料であるからには
色彩が重要であるが、該繊維は染色性が低いという欠点
がある。過去、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊
維の染色性を改善する試みは数多くあるが、いずれの場
合も高温寸法安定性はさらに悪化する方向であり、さら
に力学特性も低下するので好ましくない。

したがって、通常、紡糸原液に顔料を添加する、いわゆ
る原着繊維が主車されているが、色の種類も限定され、
また、後染めにくらべて色が鮮明でないという問題があ
る。

［発明が解決しようとする課題］本発明の目的は、本来の実用的な力学特性、難燃性を有
し、かつ高温寸法安定性、染色性にも優れた全芳香族ポ
リアミド繊維を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、上記特性を有する全芳香族ポリアミド繊
維を得るべく、ポリマの化学構造の選定、繊維の製造方
法とその特性などについて鋭意検討した結果、特定のポ
リマを特定の製造方法によって繊維化することにより前
記の目標を達成することを見出し、本発明に到達した。

本発明は、次の構成を有する。

（１）繰返し単位の８５モル％以上がメタフェニレンテ
レフタルアミド単位からなる全芳香族ポリアミドのアミ
ド系溶媒溶液を、塩化カルシウムを含む水性凝固浴中に
押出し、水洗、湿潤延伸、乾燥してポリメタフェニレン
テレフタルアミド系繊維を製造するに際し、１）湿潤延
伸浴として浴温８０℃以上、濃度２０〜６０重量％のア
ミド系溶媒の水溶液を用いるか、または、２）一旦、熱
水中で延伸した糸を浴温８０℃以上、濃度２０〜６０重
量％の該アミド系溶媒の水溶液で緊張処理することを特
徴とするポリメタフェニレンテレフタルアミド系繊維の
製造方法。

（２）アミド系溶媒が、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ、Ｎ
−ジメチルアセトアミドから選ばれた少なくとも１種で
ある（１）に記載のポリメタフェニレンテレフタルアミ
ド系繊維の製造方法。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明で用いる、繰返し単位の８５モル％以上がメタフ
ェニレンテレフタルアミド単位からなる全芳香族ポリア
ミドとは、ポリメタフェニレンテレフタルアミドホモポ
リマまたは共重合成分が１５モル％を超えないメタフェ
ニレンテレフタルアミドを主成分とする共重合体である
。共重合成分の例として、ジアミンとしては、パラフェ
ニレンジアミン、４．４’−ジアミノジフェニルエーテ
ル、３．４′−ジアミノジフェニルエーテル、３．３’
−ジアミノジフェニルスルホンなどが挙げられる。また
、酸クロリド成分としてはイソフタル酸クロリドがある
。

これらの全芳香族ポリアミドは、アミド系溶媒を用いる
周知の低温溶液重合法によって得られ、重合で副生ずる
塩化水素を消石灰などで中和した重合溶液をそのまま紡
糸原液に用いる。

ポリメタフェニレンテレフタルアミドホモポリマは、特
公昭４５−３３１９５号公報に記載されているように、
溶液安定性が悪いので、通常は第三成分を上記範囲内で
添加した共重合体を用いる。共重合成分が１５モル％を
超えた共重合体では繊維の高温寸法安定性が低下するの
で好ましくない。

本発明におけるアミド系溶媒とは、Ｎ−メチルピロリド
ン（以下ＮＭＰと呼称する）、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセト
アミドもしくはこれらの混合物が好ましく用いられる。

上記方法で得た重合溶液を、塩化カルシウム水溶液から
なる凝固浴中に湿式紡糸する。凝固浴中の塩化カルシウ
ム濃度は４０重量％以上、また、浴温は７０℃以上が好
ましい。

凝固浴から引出された繊維は、ついで水洗および湿潤延
伸が施された後、乾燥させて最終製品とするが、この際
の湿潤延伸を上記範囲内の条件で実施することが重要で
ある。

すなわち、ポリメタフェニレンイソフタルアミドなどの
全芳香族ポリアミド系繊維は通常、最終的には３００℃
以上の高温で熱延伸して配向結晶化させてつくられる。

この処理によって力学特性および高温寸法安定性は向上
するけれども、通常の染色手段では容易に染色し得ない
ほど染色性は低下する。この事情はポリメタフェニレン
テレフタルアミド系繊維でも全く同じであり、染色性と
高温寸法安定性は両立しがたい。

本発明では乾燥系段階で最終製品とし、高染色性を保っ
たまま高温寸法安定性を向上させるために、湿潤延伸時
に特別の工夫を必要とするのである。すなわち、水洗し
た凝固糸条を通常行なわれているように単に熱水中で延
伸する方法では乾燥糸の高温寸法安定性が著しく低く、
防護衣としての特性が不十分であるが、湿潤延伸を上記
範囲内の条件で実施すれば驚くべきことに高染色性と高
温寸法安定性の両立が可能となるのである。

すなわち、１）水洗糸を浴温８０℃以上、濃度２０〜６
０重量％のアミド系溶媒の水溶液を用いて延伸する、ま
たは、２）一旦、熱水中で延伸した糸を浴温８０℃以上
、濃度２０〜６０重量％の該アミド系溶媒の水溶液中で
緊張処理することによって上記の目標を達成しうるので
ある。いずれの場合も延伸倍率は１．８〜３倍が好まし
い。上記の処理を施した糸条は該溶媒を含むので、引続
いて６０℃以上の温水でよく洗浄した後、乾燥に供され
る。乾燥方法および条件は任意に選択できるが、乾燥温
度は１５０°Ｃ以下が好ましい。

本発明の効果がいかなる機構によって発現するか明らか
ではないが、処理浴中の該溶媒の膨潤作用によって何ら
かの結晶化が起こり、そのため高温寸法安定性が向上す
るものと思われる。

本発明の方法で製造した繊維は上述のように染色性が優
れ、分散染料、酸性染料、カチオン染料のいずれにもよ
く染色される。また、染色時に併用する助剤（キャリヤ
ー）の使用量も少量で済むという利点もあり、さらに助
剤が全く不要の場合もある。したがって、難燃性、高温
寸法安定性および染色性を生かして防護衣、寝具からイ
ンテリアまで幅広い用途へ利用できる。

本発明の方法による繊維の形態は、ステーブル、フィラ
メントのいずれでもよく、また、それらからなる織物、
編物、不織布、あるいは、さらに、他の繊維との混紡、
交織物も含まれる。

［実施例］以下の実施例および比較例によって本発明をさらに詳細
に説明する。

鋼中の固有粘度（η　１ｎｂ）はポリマ０．５ｇ／溶媒
１００　ｍｌの割合になるよう濃硫酸に溶解させ、２５
℃で測定した。

また、引張特性は東洋ボールドウィン■製テンシロンを
用い、試長１００ｍｍのヤーンについて引張速度５０１
ｎｍ／＋ｎｉｎの条件で測定した。

実施例　ＩＮＭＰ中、メタフェニレンジアミンとテレフタル酸クロ
リド／イソフタル酸クロリド（モル比９０／１０）を重
合させ、消石灰で副生塩化水素を中和した、固有粘度１
．６６、ポリマ濃度１４゜５％の重合溶液を０．０８ｍ
ｍφ、３０ホールの口金より、塩化カルシウム５２重量
％の水溶液からなる凝固浴（８５°Ｃ）中に押出し、室
温の水中で水洗した後、４０％ＮＭＰ水溶液（９５℃）
中で２．４倍に延伸し、さらに７０℃温水中で十分水洗
した後、１００℃の乾燥ローラ上で乾燥させた。

得られた繊維の糸質は繊度５９デニール、強度４．０ｇ
／ｄ、伸度１６％、弾性率７８　ｇ／ｄであり、通常の
用途には十分な引張特性をもっていた。

この繊維を４５０℃に１０分放置した後の収縮率は１８
％であり、高温寸法安定性も優れていた。

また、この繊維を分散染料ダイアニックス、ブリリアン
ト、レッドＢＳ−Ｅ　（Ｄｉａｎｉｘ　Ｂｒ１ｌｌｉａ
ｎｔ　Ｒｅｄ　ＢＳ−Ｄで、染料６％ｏｗｌ　、アセト
フェノン（助剤）２０％ｏｗｆ　、浴比１：５０．染色
温度１３５℃、時間９０分の条件で染色したところ、十
分濃く染まった。

なおアセトフェノンを全く用いない他は上記と全く同じ
条件で染色を試みてもほぼ同程度に濃く染まった。

比較例　１実施例１のポリマ溶液を実施例１と全く同じ方法で８５
℃の５２％塩化カルシウム水溶液中に湿式紡糸し、室温
の水中でよく水洗した後、９３°Ｃの水中で２．２倍に
延伸し、１００℃の乾燥ローラ上で乾燥させた。

得られた繊維の糸質は繊度６５デニール、強度３．４ｇ
／ｄ、伸度１５％、弾性率７３ｇ＃であった。

この繊維を実施例１に記した処方（アセトフェノン２０
％ｏｗｆ）で染色したところ、十分濃く染まった。一方
４５０℃で１０分放置した時の収縮率は５３％と高温寸
法安定性は極めて悪かった。

比較例　２比較例１で得た乾燥糸を３５０℃の熱板を用いて１．２
倍に熱延伸した。

得られた熱延伸糸の糸質は繊度５３デニール、強度５．
１ｇ／ｄ、伸度ｌＯ％、弾性率１０３　ｇ／ｄであった
。また、４５０℃、１０分後の収縮率は１０％と高温寸
法安定性は優れていた。しかしながら、実施例１に記し
た処方（アセトフェノン２０％０Ｗ１）で染色を試みて
も、わずかに汚染される程度であり、染色性は極めて低
かった。

実施例　２実施例１のポリマ溶液を比較例１と全く同じ方法で湿式
紡糸、水洗、熱水延伸した後、３０％ＮＭＰ水溶液（９
８℃）を用いて定長処理しく接触時間１０秒）、さらに
７０℃温水で十分水洗して乾燥させた。

得られた繊維の糸質は繊度６４デニール、強度３．３ｇ
／＋ｌ、伸度１６％、弾性率６４　ｇ／ｄであった。

また、４５０°０１１０分後の収縮率は１８％と低く、
染色性も実施例１の繊維と同程度に優れていた。

比較例　３市販されている、可染型のポリメタフェニレンイソフタ
ルアミド繊維（Ｎｏｍｅｘ、　Ｔ４５５　）を実施例１
の処方（アセトフェノン２０％ｏｗｌ　）で染色したと
ころ、わずかに淡色に染まる程度で染色性は低かった。

また、この繊維を４５０℃に１０分放置した後の収縮率
は５７％であり、高温寸法安定性も極めて悪かった。

［発明の効果］本発明により得られるポリメタフェニレンテレフタルア
ミド系繊維は、前述のように染色性、高温寸法安定性、
難燃性がとくに優れ、また、実用的な力学特性を有して
いるので、防護衣、寝具、インテリアなど各種の用途へ
広く展開可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）繰返し単位の８５モル％以上がメタフェニレンテ
レフタルアミド単位からなる全芳香族ポリアミドのアミ
ド系溶媒溶液を、塩化カルシウムを含む水性凝固浴中に
押出し、水洗、湿潤延伸、乾燥してポリメタフェニレン
テレフタルアミド系繊維を製造するに際し、１）湿潤延
伸浴として浴温８０℃以上、濃度２０〜６０重量％のア
ミド系溶媒の水溶液を用いるか、または、２）一旦、熱
水中で延伸した糸を浴温８０℃以上、濃度２０〜６０重
量％の該アミド系溶媒の水溶液中で緊張処理することを
特徴とするポリメタフェニレンテレフタルアミド系繊維
の製造方法。
（２）アミド系溶媒が、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアセトアミドから選ばれた少なくとも１種で
ある請求項（１）に記載のポリメタフェニレンテレフタ
ルアミド系繊維の製造方法。