JPH04245919A - 芳香族コポリアミド繊維及びその製造法 - Google Patents

芳香族コポリアミド繊維及びその製造法

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JPH04245919A
JPH04245919A JP2513991A JP2513991A JPH04245919A JP H04245919 A JPH04245919 A JP H04245919A JP 2513991 A JP2513991 A JP 2513991A JP 2513991 A JP2513991 A JP 2513991A JP H04245919 A JPH04245919 A JP H04245919A
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Osamu Makino
槙野 治
Yukikage Matsui
松井 亨景
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主として産業資材分野で
利用される耐熱性および耐疲労性にすぐれた高強度、高
ヤング率芳香族コポリアミド繊維およびその製造法に関
する。
【0002】
【従来の技術】ポリパラフエニレンテレフタルアミド繊
維(以下PPTA繊維という)はその優れた品質、すな
わち高強力、高モジュラス、高耐熱性および良好な寸法
安定性等により工業用繊維として各方面に応用され着実
に用途が拡大している。特に乗用車エンジン部品では車
の長期保証化への対応とともに振動や騒音が抑制される
との期待があり、このためには耐疲労性の向上が望まれ
ていた。
【0003】この方策として液晶紡糸法によるPPTA
繊維の場合は凝固、水洗および乾燥条件の改善により低
モジュラス、高伸度化により疲労性が改善された芳香族
ポリアミド糸(以下アラミド糸という)が提案されてい
る(特開平1−280014号公報)。
【0004】本発明者等はPPTA繊維対比高強力の芳
香族コポリアミド繊維について耐疲労性向上方策を鋭意
検討した結果、低モジュラス化または高伸度化によるタ
フネス向上が好適と考えて製糸条件について種種検討し
た。
【0005】等方性溶液を形成するパラ配向芳香族コポ
リアミドの場合には、紡糸に引きつずく熱延伸を施して
所定の品質を発現させるため、紡糸工程での条件変更が
品質改善に有効なPPTA繊維とは様子が異なり、凝固
条件変更は延伸糸品質にほとんど影響を及ぼさないこと
が判明した。さらに延伸条件についても従来適当とされ
ていた延伸方法(特公昭63−28128号公報)の最
適化検討により強度の低下を最小限に抑えて初期モジュ
ラスを達成しようとすると強度、伸度が低下してアラミ
ド繊維の特徴が発揮できなくなるという問題があった。
【0006】
【発明の目的】本発明の目的とするところは、該芳香族
コポリアミド繊維の特徴である“高強度”を維持しつつ
初期モジュラスを下げ疲労性を改善したアラミド繊維お
よびその製造法を提供することにある。すなわち紡糸工
程での変形に対し延伸工程での変形、品質変化の方が大
きいことから、延伸工程の変形プロフイ−ルについて鋭
意検討した結果、熱延伸後,延伸倍率が1.0未満の制
限収縮延伸法を採用すれば繊維強度の低下を抑制しなが
ら低モジュラス化が達成できることを見出だし本発明に
到達した。 すなわち本発明は 「(請求項1)はポリマ−の繰り返し単位の90モル%
以上が下記の繰り返し単位(a),(b)
【0007】
【化3】 からなり、単糸繊度が0.1〜20デニ−ルであって、
力学特性が下記の範囲にあることを特徴とする芳香族コ
ポリアミド繊維。 強度:18g/d以上 伸度:3.5% 初期モジユラス:550g/d以下 室温〜400度Cにおける熱収縮率:0.2%以下(た
だし初荷重0.3g/d)400度Cにおける熱収縮応
力:0.5g/d以下(請求項2)はポリマ−の繰り返
し単位の90モル%以上が下記の繰り返し単位(a),
(b)
【0008】
【化4】 からなる芳香族コポリアミドの未延伸繊維を下記式(1
) Tm−50≦T1≦Tm+50      (1)を満
足する温度T1で少なくとも1回延伸し、ついで下記式
(2) T1−40≦T2≦T1+40      (2)を満
足する温度T2,制限収縮率1.0〜20%で熱処理す
ることを特徴とする芳香族コポリアミド繊維の製造法(
ただしTmは後述する該芳香族コポリアミドの疑融点)
。 (請求項3)はT1での延伸を5〜11の延伸倍率で実
施する請求項2に記載の芳香族コポリアミド繊維の製造
法。 (請求項4)は制限収縮率が5〜10%である請求項2
に記載の芳香族コポリアミド繊維の製造法」である。
【0009】本発明が対象とするアラミド繊維は下記の
繰り返し単位(a),(b)
【0010】
【化5】 からなる芳香族コポリアミド繊維であって物性は以下の
とおりである。
【0011】すなわち単糸繊度は0.1〜20デニ−ル
である。0.1デニ−ル未満の場合は熱板での接触延伸
性が悪く、20デニ−ルを越える場合は凝固が不完全と
なり繊維物性、延伸性ともに満足のいくものが得られな
い。
【0012】強度については18g/d以上である。1
8g/d未満の場合は高強度繊維としてのアラミド繊維
の特徴がなくなる。
【0013】伸度については3.5%以上である。3.
5%未満の場合は撚糸して使用する場合に撚り歪みが大
きくコ−ド形態が不均整になりやすく強力利用率が低下
する。
【0014】初期モジユラスは550g/d以下である
。550g/dを越える場合には疲労性改善効果が低下
する。
【0015】室温〜400度Cにおける熱収縮率は0.
2%以下(ただし初荷重0.3g/d)である。0.2
%を越える場合は耐熱性織物として使用する場合の鉄筋
効果が低下する。
【0016】400度Cにおける熱収縮応力は0.5g
/d以下である。0.5g/dを越える場合は耐熱性織
物として使用する場合の鉄筋効果が低下する。
【0017】本発明が対象とする芳香族コポリアミド繊
維の特性について種種検討する中で我我は該繊維のTM
A分析より、一旦熱延伸した繊維はその後の熱履歴によ
って寸法変化に正負(伸びまたは縮み)の違いが生じる
ことを発見した。すなはち例えば約3倍に延伸されたヤ
−ンのTMA分析によるとサンプル張力が0.10g/
dの場合は350〜450度Cでは約4%の伸長、45
0〜500度Cでは約6%の収縮がある。この特徴を活
用した延伸技術について検討した結果、TMA曲線に極
大値をもつ一旦熱延伸したヤ−ンをそれが収縮する温度
、張力条件でひきつずいて制限収縮熱延伸すれば、従来
法では全く得ることができなかった特性が発現すること
をみいだした(今後この製糸方法を制限収縮延伸法とよ
ぶ)。すなはち制限収縮延伸法によれば繊維初期モジュ
ラスを低下させることができ、疲労性改良に有効である
ばかりでなく、繊維の耐熱寸法安定性も向上するため耐
熱、耐炎防護衣料等の用途で穴あき防止のいわゆる鉄筋
効果の向上も期待できる。制限収縮延伸法で糸走行状態
の安定性と品質(モジュラスと強度)のバランスから採
用可能な延伸条件が定められる。
【0018】高強力アラミド繊維としての強度を18g
/d以上とするには全延伸倍率は5倍以上必要である。 製品の高強度化を達成するには収縮前の延伸倍率は高め
るほど良いが、高延伸倍率にするには延伸温度のアップ
が必要であり、その場合、融着が起りやすく延伸断糸も
増加するため、これを回避するには特公昭63−281
28号公報で開示されているような2段熱延伸を行う必
要がある。しかしこの場合は設備が大型化する。従って
延伸倍率としては1段熱延伸で工程と品質との両方をほ
ぼ満足できる10倍程度に抑えるのが実用的である。な
お全延伸倍率を5倍未満とすると高強度化は達成できず
不十分である。制限収縮熱処理の場合、本発明の目的を
達成するためには制限収縮率は1.0%以上が必要であ
り、その上限は温度によって収縮率の限界が決まるが収
縮率増大とともに熱板やロ−ラ−上の糸揺れがはげしく
なるので20%の収縮が限界である。品質上、工程安定
化上、好ましくは5〜10%である。制限収縮の温度条
件としては1段延伸時の温度より低温とすることが好ま
しい。温度−寸法変化関係において極大値をとるTMA
特性から、制限収縮延伸のための温度条件としては、1
段延伸温度より高くも低くも設定可能であるが、1段延
伸温度より高温では融着が発生しやすく、また延伸張力
は低下するので工程が不安定になり品質も損なわれる。 1段延伸の温度よりも低温で収縮延伸を実施すると延伸
張力が低くとも融着の発生は殆んどないので品質低下を
防止できる。
【0019】2段熱延伸の加熱手段としては熱板等の接
触型加熱、中空パイプ等の非接触型加熱、スチ−ムジェ
ットによる加熱等任意の手段をとることができるが、延
伸張力が低いので糸乱れを起こしやすい非接触型加熱よ
りも熱板のほうが糸乱れが少なく、また張力が低いので
熱板特有の擦過の障害も起こりにくいのでこれを採用す
るのが有利である。
【0020】1段延伸温度はTm(疑融点)の±50度
C以内で実施する。Tm−50度Cよりも低いと高い延
伸倍率を用いることができず繊維強度が低くなる。Tm
+50度Cよりも高いと繊維が延伸途中で溶融断糸する
【0021】制限収縮熱処理温度は1段延伸温度の±4
0度C以内で実施する。T1−40度Cよりも低いと糸
のたるみが激しく工程が不安定になる。T1+40度C
よりも高いと融着が起こりやすい。
【0022】熱延伸倍率は5〜11が好ましい・品質面
からは6倍以上、工程面からは10倍以下がより好まし
い。
【0023】制限収縮率は1.0〜20%,好ましくは
5〜10%である。ここでTmは窒素気流中10度C/
分の昇温速度で測定した示差熱分析(DTA)曲線にお
いて検知される融開開始温度(ベ−スラインと吸熱ピ−
クとの交点に対応する温度)をTmと定義する。
【0024】以下、実施例により本発明を説明する。
【0025】
【実施例1】ポリマ−の調整 水分率100ppm以下のN−メチル2−ピロリドン(
NMP)にパラフエニレンジアミン25モル%,3,4
´−ジアミノフエニルエ−テル25モル%を投入し、窒
素気流下で溶解した後、テレフタル酸ジクロリド50モ
ル%をすばやく投入し激しく攪拌した。約2時間後、発
生した塩化水素にたいして水酸化カルシウムを99、7
%当量加え約1時間で中和反応を終了した。得られたド
−プはポリマ−の重量濃度6%,100度Cで1000
ポアズの落球粘度を有し、ポリマ−のIVは3、2あっ
た。このポリマの疑融点(Tm)は470度であった。
【0026】
【比較例1】上記調整法によるポリマ−ド−プを用いて
、口金孔数1000ホ−ルでドライジェット紡糸を実施
した。吐出量1350g/min,紡糸速度47m/m
in,水洗−乾燥後、熱延伸を温度512度、倍率8.
8で実施し得られた繊維物性を測定して以下の結果を得
た。 繊度  1500デニ−ル、強度  28.3g/d,
伸度  4.9%,モジユラス590g/de,室温〜
400度Cでの熱収縮率  0.26%,400度Cで
の熱収縮応力  0.75g/d
【0027】
【比較例2〜6】延伸温度を変更する以外は(比較例1
)と同一条件で行った。その結果を(表1)に示す。
【0028】
【表1】
【0029】
【実施例2】(比較例1)に用いたド−プを使用して1
000フイラメントのドライジェット紡糸を実施し、延
伸は以下に示す制限収縮延伸法を用いた。
【0030】吐出量780g/min,紡糸速度47m
/min,水洗−乾燥後、温度480度Cで倍率6.2
で延伸した後、ひきつずいて460度Cで7%の制限収
縮延伸を行った。得られた繊維物性は以下のとおりであ
った。
【0031】繊度  1501デニ−ル、強度  20
.3g/d,伸度  4.2%,モジユラス470g/
de,室温〜400度Cでの熱収縮率  0.15%,
400度Cでの熱収縮応力  0.45g/d
【0032】
【実施例3】(実施例2)で得られた未延伸糸を,ひき
つずいて以下の条件で制限収縮延伸した。1段延伸温度
  470度C,延伸倍率  8.4倍  制限収縮延
伸温度  500度C  収縮率  2%得られた繊維
物性は以下のとおりであった。繊度  1537デニ−
ル、強度  22.2g/d,伸度  4.2%,モジ
ユラス490g/de,室温〜400度Cでの熱収縮率
  0.19%,400度Cでの熱収縮応力  0.4
8g/d
【0033】
【実施例4】(比較例1)に用いたド−プを使用して口
金孔数667ホ−ルで下記の条件でドライジェット紡糸
を実施した。
【0034】吐出量900g/min,紡糸速度47m
/min,水洗−乾燥後、温度480度Cで倍率6.3
で延伸した後、ひきつずいて460度Cで7%の制限収
縮延伸を行った。得られた繊維物性は以下のとおりであ
った。繊度  1510デニ−ル、強度  19.9g
/d,伸度  4.1%,モジユラス480g/de,
室温〜400度Cでの熱収縮率  0.14%,400
度Cでの熱収縮応力0.42g/d
【0035】
【実施例5】(比較例1)に用いたド−プを使用して口
金孔数333ホ−ルで下記の条件でドライジェット紡糸
を実施した。
【0036】吐出量750g/min,紡糸速度47m
/min,水洗(温水中1.3倍延伸)−乾燥後、温度
485度Cで7.5倍にの熱延伸にひきつずいて460
度Cで7.5%の制限収縮延伸を行った。得られた繊維
物性は以下のとおりであった。 繊度  1509デニ−ル、強度  21.8g/d,
伸度  4.2%,モジユラス470g/de,室温〜
400度Cでの熱収縮率  0.12%,400度Cで
の熱収縮応力  0.38g/d
【0037】
【実施例6】(比較例1)の(表1)、NO.1の繊維
と(実施例2)の繊維とをタイミングベルト用コ−ドと
して使用し、連続運転後の強力維持率を評価した。その
結果、モジユラスの低い実施例サンプルが強力維持率が
高く、疲労性が改善されることが判明した。 コ−ド;1500//2,12T/10cm走行試験後
のベルト強力変化(単位  kg)は(表2)に示す。
【表2】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】ポリマ−の繰り返し単位の90モル%以上
    が下記の繰り返し単位(a),(b) 【化1】 からなり、単糸繊度が0.1〜20デニ−ルであって、
    力学特性が下記の範囲にあることを特徴とする芳香族コ
    ポリアミド繊維。 強度:18g/d以上 伸度:3.5% 初期モジユラス:550g/d以下 室温〜400度Cにおける熱収縮率:0.2%以下(た
    だし初荷重0.3g/d) 400度Cにおける熱収縮応力:0.5g/d以下【請
    求項2】ポリマ−の繰り返し単位の90モル%以上が下
    記の繰り返し単位(a),(b) 【化2】 からなる芳香族コポリアミドの未延伸繊維を下記式(1
    ) Tm−50≦T1≦Tm+50      (1)を満
    足する温度T1で少なくとも1回延伸し、ついで下記式
    (2) T1−40≦T2≦T1+40      (2)を満
    足する温度T2,制限収縮率1.0〜20%で熱処理す
    ることを特徴とする芳香族コポリアミド繊維の製造法(
    ただしTmは後述する該芳香族コポリアミドの疑融点)
    。 【請求項3】T1での延伸を5〜11の延伸倍率で実施
    する請求項2に記載の芳香族コポリアミド繊維の製造法
    。 【請求項4】制限収縮率が5〜10%である請求項2に
    記載の芳香族コポリアミド繊維の製造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011508100A (ja) * 2007-12-19 2011-03-10 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 低収縮性、可染性mpd−i糸

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