JPS58208413A - 高強力・高弾性率ナイロン６６繊維 - Google Patents

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】 本発明は高強力・高弾性率ナイロン６６＃雑に関する。

さらに詳しくは、ｉｎ定周波数１１０Ｈ２Ｋおける力学
的損失正接（ｔａＩＩδ）のピーク値（１−δ凡、えに
対応する温度（Ｔｍ□（’Ｃ））が下式１式％ を満足し、かつピーク値（ｉｍδ）ｍａｘは０．０９５
以下であり、繊維の中心部分に於ける平均屈折率ｎ　／
（０）及びｎ工（。）がそれぞれ式１．５８５０≦ｎべ
。）≦１．６１００および１．５１００≦ｎ上（。）≦
１．５３００を満足することを特徴とする高強力・高弾
性率ナイロン６６＃維に関する。なお、ここで「ｎｌ」
および「ｎ工」はそれぞれ繊維軸に平行な方向および垂
直な方向に振動面を持つ光に対する平均屈折率を意味す
る。また、「ナイロン６６繊維」とは実質的にヘキサメ
チレンジアミンとアノピン酸より重合される？リヘキサ
メチレンアジノヘドで構成される繊維を意味し、？リヘ
キサメチレンアソハミドめ特性が実質的に損われない限
り、少量の他の共重合成分を含むコーリアミドの繊維で
あってもよいし、他の高分子との混合物で構成される繊
維であってもよい。ナイロン６６繊維の重合度は高けれ
ば高いほど力学的破壊強度が増大するので望ましく、特
に数平均分子量が４３，０００以上であるものが望まし
い。

ナイロン６６締維はその耐疲労性、強力、ゴムとの接着
性が他の繊維に比べて浸れているのでタイヤコード用繊
維または各種樹脂補強剤として広く使用されている。し
かるに、近年他の繊維の改できている。従って、接着性
の優れた特命を生かし、さらに高強力で高弾性率を有す
るナイロン６６繊維の開発が要望されている。本発明の
目的は上述のような時代の要請に応えるため、特に高強
力・）　　　　　　高弾性率の点で優れた物性値を示す
ナイロン６６繊維を提供する点にある。

本発明に係るナイロン６６緻維の第一の特徴は、測定周
波数１１０　Ｈｚに於ける力学的損失正接のピーク値（
−δ）ｍａｘに対する温度（Ｔ□８℃）が下式：％式％ を満足し、かつぎ−ク値（ｔｌＩＩＩδ）ｍａ工は００
９５以下である点にある。なお、従来の衣料用締雄の（
ｔａＩＩδ）ｍ＆Ｘは通常０．０９〜０１３に分布し、
ＴｍａＸは１２０℃９上である。また、従来のナイロン
６６タイヤコードでは、（−δ）ｒｎａｘが約０．１４
４　、　’ｒｍａエ　は約１３０℃で・ある。本発明者
らは、ナイロン６６繊維の強力や弾性率と該繊維の微細
構造との関連を研究した結果、繊維が特殊な微ＩＰ構造
（即ち、結晶部及び非晶部に於いて延び切り分子相生体
型の構造）を有する際に著しく強力及び弾性率が増大す
ることを見い出し本発明に到った。即ち、繊維の強力及
び弾性率は、Ｔ’ｍａｘの数値に強く依存し、ＴｍａＸ
が１００℃以上であると著しく強力及び弾性率が増大す
る。例えば、’ｒｍａＸが９５℃のナイロン６６高速紡
糸紳維に対して、Ｔ１１が１０９℃である本発明物の轍
椎は強度で約２５倍、室温及び高温２００℃での弾性率
が約２倍大きい。なお、ＴｍａＸが１０５℃以上であれ
ば強度の点で特に望ましい。

また、Ｔ’ｍａｘが−３００（ｔａｎδ）ｍａｘ＋　１
３８をこえると、強度及び弾性率の面では望ましいが糸
の耐疲労性が急激に劣化する場合が多い。無定形領域内
部の分子鎖の中で主鎖のミクロブラウン運動が可能々成
分の量を反映する（１−δ）ｍａｒの値については０．
０９５以下であることが必要である。０．０９５を越え
ると強度の低下及び高温時の寸法安定性の低下が見られ
る。なお、従来のタイヤコード用綾維の場合には冷延伸
等で繊維の配向度を上昇させる手段が採用されていた。

そのため従来のタイヤコード用繊維のＴｍ□は、１２０
℃以上で（−δ）ｍａｘは０．１０〜０．１５であシ、
該繊維はＴｍａｘ＜−３００（−δ）ｍａｗ　＋　１３
８を満足せず、耐疲労性の面で十分な性能をもっていな
い。さらに（ｔ、ｌδ）。。が（−δ）ｍａｘ　＞　０
．０９５　テあルタメコムとの高温接着時に強力の低下
や収縮が起こる場合が多い。なお、（ｔｍδ）ｍａｘが
０．０８５以下、かつＴ’ｒｎａ　Ｘが１０５℃以上、
２０℃、６（ＩＲＨにおける初期モジュラスが６０　＃
／ｄ−以上であると糸の強度及び寸法安定性の面でよ）
望ましい。

本発明に係るナイロン６６繊維の第二の特徴は、該繊維
の中心部分に於ける平均屈折率ｎ　／（ｏ）及びｎｌ（
ｏ）がそれぞれ式１．５８５０≦ｎ／（。）≦１．６１
００および１．５１００≦ｎＬ（ｏ）≦１．５３００を
満足する点にある。本発明の繊維の中心部分の平均屈折
率ｎ／（ｏ）が１．５８５０≦”／（ｏ）≦１．６１０
０であり、かつ中心部分に於け゛る垂直方向の平均屈折
率ｎ↓（０）が１．５１００≦ｎ↓≦１．５３００で６
れば、強力カ大キく、室温と高温の弾性率の差が極めて
少ない、ＲＩＩち、ゴムとの高温接着時にも優れた寸法
安定性を示すナイロン６６＠維となる。ｎ／（。）及び
ｎｌ（０）は繊維内部の分子鎖の充填度と配向を反映す
る。例えば、従来の代表的なナイロン６６タイヤコード
のｎ／（。）及びｎｌ（。）はそれぞれ１５５４３及び
１．５２２９であり、これと比較すると本発明の繊維が
優れた結晶性と配向性を持つことが判る（後記実施例表
１参照）。’ｒｍａ　Ｘ及び（ｔａｎδ）１゜がほぼ等
しい試料に於いてｎ／（。）が１．５８５０未満である
か、ｎｌ（。）が１．５１００未満の場合には、いずれ
も強度及び寸法安定性に著しい向上は見られない。また
、”　／（ｏ）が１．６１００を越えるか、ｎｌ（０）
が１．５３００を趙えるといずれの場合も高温接着処理
時に弾性率の低下が見られ、また、走行時の発着の際に
タイヤにかかる応力を十分緩和できずに熱を持ちゴムと
の接着が低下する。

本発明に係るナイロン６６＠維は、該繊維の中心部分に
於ける平均複屈折率Δｎ　（ｏ）が５．８Ｘ１０−２以
上であれば、力学的性質（強度・弾性率）および寸法安
定性の点で望ましい。平均複屈折率Ｉ′ｉ繊維の結晶部
分あるいは非晶部分の分子鎖の配向に強く依存する。本
発明の繊維は吻維軸方向に配向した延び切シ分子鎖結晶
主体型の構造であるので、平均複屈折率が５．８Ｘ１０
　　以上であることが特徴であり、この時繊維の強度及
び弾性率は極めて大きくなる。平均複屈折率が５．８Ｘ
１０　　未満の場合には、延び切り分子鎖量が減シ強度
２弾性率いずれも低下する。

本発明に係る鍮維は以下に示す新規な製法によってはじ
めて作製される。即ち、ナイロン６６紡出繊維を４，０
００ｍ／分以上の高い紡糸速度で引き取り、その後、糸
Ｋかかる張力が１．２１９／ｄ以上２．１／ｄ以下の状
態下で融点近傍の温度で局所加熱（Ｚｏｎｅ−ｍｅｌｔ
ｉｎｇ）することにより延び切シ分子鎖結晶以外の結晶
部分を融解し、分子鎖を非晶部分も含めて引キ砥ばす、
続いて、室温近傍以下の温度に急冷（Ｑｕｅｎｃｈｉｎ
ｇ）することにより延び切シ分子鎖枦晶に再結晶化（自
己種付は結晶化）させる。この時同時に非晶部分の廷び
切った分子鎖も固定化される。なお、上記処理を真空中
または窒素雰囲気下で行うと試料の酸化分解を防ぐこと
ができ、特に真空中に於ける処理では高分子の重合度が
処理中に増大し、その結果、糸の強力及び弾性率が向上
するのでより望ましい。

本発明に係る繊維を特徴づける構造及び物性値は次のよ
うに測定される。

〔力学的損失正接（−δ）および動的弾性率（Ｅ’））
力学的損失正接（−δ）及び動的弾性率（Ｅ’）の測定
には、東洋が一ルドウィン社製レオ・・ぐイブロン（Ｒ
ｈｅｏ−Ｖｔｂｒｏｎ）　ＤＤＶ−ｔｉｅ型を用いる。

測定周波数１１０Ｈｚ、昇温速度Ｉ　Ｇ　℃／　ｍｔ　
ｎ　％乾燥空気中で−δ一温度（Ｔ）特性、Ｅ′一温度
（Ｔ）特性を測定する。−δ一温度曲線から−δビーク
高さく一δ）ｍａＸと−δピーク温度Ｔｍａｘ（’Ｃ）
とを読取る。なお、測定前に試料は４８時時間上相対湿
度Ｏチの雰囲気下で調整される。

〔平均屈折率ｎ／　＋　ｎｌ及び平均屈折率分布〕東独
カールツアイスイエナ社展干渉卵微鏡インターフアコを
使用して得られた干渉縞によって、繊維の狽１１面から
観察した平均屈折率と局所的な平均屈折率分布を測定で
きる。ここで説明する測定はすべて緑色光線（波長λ＝
＝　５４９’ｍμ）を使用した。浸液はオリーブ油とα
−ブロモナフタレンとを混合することによって作製され
た。

平均屈折率ｎ／は、繊維軸に平行な電場ベクトルを有す
る偏光に対する平均屈折率である。得られた干渉縞から
、光路差ｒはｒ　＝−５２＝　（ｎｌ−Ｎ）ｔで表わさ
れる。ここで、ｄは繊維による干渉縞のずれ、Ｄは平行
干渉縞の間隔、λは使用光線の波長（５４９ｍμ）、Ｎ
はｍ維の封入剤の屈折率、ｔは厚みである。繊維の半径
をＲとすると＃維の中心を０とした時の棒維軸方向に垂
直な方向に沿った床桟をＸとすると、繊維の中心（Ｘ＝
Ｏ）から外周（Ｘ＝Ｒ）までの各位置での光路差から、
各位置での局所的な平均屈折率の分布を求めることがで
きる。ダ維の中心（Ｘ＝Ｏ）に於ける屈折率が、平均屈
折率”／（ｏ）である。また、平均屈折率ｎ上は、繊維
軸に垂直゛な電場ベクトルを有する偏光に対する平均屈
折率で、ｎｌ（。）はＸ＝Ｏにおける平均屈折率で”／
　（ｏｌと同様にして求められる。なお、Ｘ＝ｏにおけ
る複屈折率Δｎ０はｎｌ（０）　　　ｎ上（０）で足脚
される。

〔強伸度、初期モノユラス〕

東洋ゴールドウィン社製、Ｔ　ＥＮＳ　Ｉ　ＬＯＮＵＴ
Ｍ　ト２０型引張試験機により、２０℃６０チＲ，Ｈ，
（相対湿度）の条件下で、初長２　ｃｍ　＊引張速度１
００＋ｍ／ｍｉｎで測定した。

〔実施例〕

相対粘度（ＶＲ）３５（２５℃、溶媒二お硫酸）のナイ
ロン６６を孔径０．２３ｗｘ、孔数４３の紡糸口金よシ
２９５Ｃで溶融紡糸し、冷却し、油剤付与によって東京
性を与えた彼、引取り速ｇ　５，５００　ｍ／ｍｉｎで
引き取った試料を真空条件下、張力２．Ｏ（？／ａ）の
状態下、処理温度２５５℃（±１℃）で１５秒間局所加
熱（７１１１熱帯１　ｍ　）後１５Ｃまで急冷処理する
ことによって不発明繊維（試料＆６）を得た。

同様の条件下で糸に加える荷重及び処理温度を変えて比
較例４２　、３　、４　、７および実施例憲５を得た。

これらの試料について（１２ＩＩＩδ）ｍ！ＬｊＣＩ　
Ｔｌｎａ４　’”７（ｏ）’　ｎ上（ｏｊ−Δｎ　、強
ｉ（Ｊ／ｄ）、ｐｎｗモジュラス、室温及び高温（２０
０℃）に於ける弾性率Ｅ（ｄｙ　ｎ　ｅ／ｉ　）の６数
１を測定した。結果は表１に示すとおシである。

なお、比較例として、未処理系（／ＩＩＩＬＩ　）、脂
化１　　　　　　成市販ナイロン６６衣料用繊維７５　
ｄ／３６ｆ）　　を５０′Ｃで１．８倍（延伸・Ｓ度５
０チ／分）に延伸した繊維（＆８）と市販旭化成ナイロ
ン６６タイヤコード（１，２６００／２１ｏｆ）ム９の
構造と物性の６数１−をＩ）１１１足し、その垢来も表
１にのせた。

表１かられかる様に本発明品に相当する試料墓５．６は
従来にないすぐれた強力と室温高温時いずれにも高い弾
性率を保持している。

なお、本発明物と未処理系の強伸度測定曲線を図１に、
動的粘弾性−製置曲線を−２に掲げる。

以下余白 衣ＩＫ見るごとく、比戦カ屋１．２．３．４は、ｎ上、
。）については請求範囲内に入っているが、ｎ７゜”ｍ
ａＸ（Ｃ）については同範囲より低く、（ｍＪ　）ｍａ
、については鍋い。従って、強度および弾性率共に低い
。また、比較例Ａ８，９はＴ１工≦（―δ）１工＋１３
８かつ（−’）ｍｌＬよ≦０．０９５を瀾たしておらず
、高温時の弾性率が低い。さらに、請求範囲のすべてに
はすれる比較例Ａ７は強度・弾性率共に低い。これに対
し、すべての請求範囲を満足する本発明物の＆５，６は
強度および弾性率が非常に尚い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明繊維と未処理繊維の瓢伸度測定曲線を
比較して示したものである。曲線（実＃１ｌ）Ａは本発
明繊維に対応し、曲＃（点務）Ｂは未処理繊維に対応す
る。 第２図は、本発明繊維と未処理繊維の力学的損失正接−
１度（Ｗδ−Ｔ）白金を示した本のである。 曲線（実線）Ａは本発明繊維に対応し、曲線（点線）Ｂ
は未処理繊維に対応する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ナイロン６６＃維に於いて測定周波数１１０Ｈｚに
   おける力学的損失正接のピーク値（−δ）ｍａＫに対応
   する温度（Ｔｍ＊ｘ　’Ｃ）が下式：％式％ を満足し、かつ、ピーク値（−δ）ｍａｘ　ｌ’ｌ：　
   ０．０９５以下であり、該耀維の中心部分に於ける平均
   屈折室ｎ／（０）及びｎｌら）がそれぞれ式１式％ を満足することを特徴とする高強力・高弾性率ナイロン
   ６６＃碓。 ２、２０℃、　６０　％　Ｒ−Ｈ−に於ける初期モジュ
   ラスが６０　ｇ／ｄ以上であり、Ｔｍ＆Ｘが１０５℃以
   上でかつ（−δ）、３工が０．０８５以下であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のナイロン６６繊
   維。 ３　ナイロン６６９＠の中心部分に於ける平均複屈折率
   Δｎ（ｏ）　７ｊ：５．８　Ｘ　１０−２以上であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１頂または第２項記軟
   のナイロン６６便碓。