JPS59192713A - 芳香族ポリアミド繊維の延伸方法 - Google Patents

芳香族ポリアミド繊維の延伸方法

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JPS59192713A
JPS59192713A JP6691583A JP6691583A JPS59192713A JP S59192713 A JPS59192713 A JP S59192713A JP 6691583 A JP6691583 A JP 6691583A JP 6691583 A JP6691583 A JP 6691583A JP S59192713 A JPS59192713 A JP S59192713A
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JP
Japan
Prior art keywords
aromatic polyamide
inert gas
fiber
yarn
aromatic
Prior art date
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Pending
Application number
JP6691583A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiko Segawa
瀬川 泰彦
Shiyouzaburou Hiratsuka
平塚 尚三郎
Norihisa Yamaguchi
山口 紀久
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

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】
a1発明の利用分野 本発明は芳香族ポリアミド繊維を加粘延伸する方法処関
する。更に詳しくは芳香族ポリアミド繊維の未延伸糸や
と300℃以上の高温に昇温せしめて高倍率でフロー延
伸し、高強力高モジュラスの芳香族ポリアミド繊維を2
造しイ)る延伸方法に関する。 b、従来技術 近年、合成繊維に対する要求が高度化し、特h    
に高強力、高モジユラス化の要請に対シ、脛々の新規な
繊維素材が開発されている。 それらのうち、芳香族ポリアミド繊維、特に後述するパ
ラ配向の芳香族コポリアミドからなる繊維にあっては、
その性能を発ワ、させるために未延伸糸条を高温で高倍
率に加熱延伸して高強力、高モジュラスの延伸先糸とな
す方法が採用され、この場合未延伸先糸はえツクを生ず
ることなく徐々に延伸され、いわゆるフロー延伸の形態
をとる。 ところが、このように高9:・八で高倍完に7I[l熱
延伸した芳香族ポリアミドt・戎維は、耐屈曲性、とり
わけ掬糸コードの強力が低いという欠点を有する。 C9発明の目的 本発明の目的は、前述の如き芳香族ポリアミドr2維を
高温で高倍■に加熱延伸した場合に生ずる、繊維の耐屈
曲性の低下、とくに溜糸フードの強力低下を改善するこ
とにある。 d0発明の構成 前述の目的は、本発明に従がい、芳香族ポリアミド繊維
之維の未延伸糸条な加熱延伸するに「すシ、不活性ガス
雰囲気中において300℃以上の温度でフロー延伸する
ことにより達成される。 本発明でいう「芳香族ポリアミドQ弥」とは、ポリアミ
ドを構成する主たる五・了己返し単位が、−NR,−A
r1−NR2−Co−AR2−Co −及び/又は −NR3−Ar3− Co − である芳香族ホモポリアミド又は芳香族コポリ7ミドを
総称する。 かかる芳香族ポリアミドにおいて、Ar、 。 Ar、 、 Ar、  としては、以下の芳香族残基か
ら選ばれたものがよく、これらは互に同−又は相異V!
記の芳香族ポリアミドcr)′5もでも、本発明は、「
1〕τ%e、 Ar1 、 Ar、 、 Ar、の80
モ/l/ %以上が、下記芳香煎残基(八) 、 (B
) +      (A+ であり、かつ構成単位(Blのモルφが10〜40襲で
あり、且つR,、R,、R,、がいずれも水5jル原子
である芳香族コポリアミドが打込である。 このよう〕−仁芳香族ポリフ′ミ ドれ維は、未延伸先
糸を8倍芸(に延伸して高強力、高モジコーラスの延伸
糸条とするに&’よ、未延伸糸条を該糸条の6度が30
0℃以上融へ以下、好ましくは350〜500℃の温度
とt
【るように加熱して、ネックが生じないように徐々
に引伸ばす「フロー延伸」を行う必要がある。このため
、咳糸東が高温に加熱されているゾーンを長くして、延
伸終了までの加熱時間を0.2秒以上とする必要がある
。 この院、該糸条は高温で長時間空気中に9fされること
になるが、本発明者らの研究によれば、この際繊維の表
面が酸化され峡化して、撚糸強力を低下せしめるという
問題を引き起していることが判明した。 本発明では、このような問題を解決するため、前述の延
伸において延伸雰囲気を不活性ガスで充填する。 本発明において、延伸雰囲気を不活性ガスで充填する方
法としては、(1)中空加熱炉に加熱した不活性ガスを
導入する方法、(2)糸条を加熱板に接触して、熱伝導
を行ない、加熱板の上を断熱材で覆って、その中に加熱
された不活性ガスを吹き込んで、加熱板上部を不活性ガ
ス雰囲気にする方法、(3)前記(1)K於いて、特に
、走行する糸条に加熱された不活性ガスを1段または多
段でジェット状に吹きつけながら加熱する方法。 などがある。一般に(2)や(3)の方式が熱伝迫効率
にすぐれている。 本発明において、使用される不活性ガスとしてはスチー
ム+ N2ガス、 CO2ガスなどが例示されるが、安
全上の間R’Hから加熱スチームが最も好ましく用いら
れる。 該不活性ガスの導入孔は、その延伸方式により二なるが
、本発明の目的からして、少なくとも外部から拡散・浸
入する酸素を実質的に排除できる量でなげればならない
。すなわち延伸ゾーンは内圧の不活性ガスで覆われてい
る方が該条件を実現し易い。例えば前記(1)や(2)
のように、gJ 5的IC不活性ガスを噴射しない場合
は通常1回/分以上、好ましくは1o回/分、より好ま
しくはioo回/分の換気速度(rlで不活性ガスが導
入される。ここに換気速度(r)は次式で表わされる。 前記(3)の方式を採用する場合は糸条に吹きつげられ
る不活性ガスの流速が重要である。流速(特に糸条の走
行方向に直角の方向の速度)が大きくなれば、境膜伝熱
係数が大きくなり、短い加熱炉で、効率的に糸条を加熱
することができかつ、糸条を開繊して均一に加熱する効
果も大きくなる、しかし、あまりに大きい流速では、断
熱膨張による温度低下などに帰因する温度むらと、糸条
の流体抵抗による損侮などが生じ好ましくない。通常、
走行する糸条に対して、0.1〜3001rL/秒、好
ましくは1〜200m/秒、より好ましくは5〜】oo
m/秒の相対流速で該不活性ガスが吹きつけられる。 導入する不活性ガスは、その流量が少ない場合は加熱炉
あるいは加熱板で昇温されるので、低温でもよい。流量
が多い場合は予備加熱する方が好ましい。前記(2)や
(3)の方式の場合、所定の延伸温度(糸条温度)乃至
それよりも200℃程度高い温度の範囲内にある温度の
不活性気体を導入するのが好ましく、〔所定の延伸温度
+(20〜10 o ”C) )程度の温度の範囲内罠
ある温度の不活性気体を導入するのが特に好ましい。 加熱雰囲気を不活性ガスで充填する前述の(J)。 (2) 、 (31の方法に於て、不活性ガスの導入口
の形式には種々のものが考えられる。例えば直径1〜i
 o m/mφの多数の均一密度に配置された孔、1辺
が1〜10 m/mの角孔、11% (1,3〜10 
m/mφのスリット、10メツシユ〜800メツシユの
金網(グリッド)等が適用できる。また糸の加熱速度を
調節する為、導入孔の密度を場所罠よって変化させる方
が好ましい結果を得る場合もある。 本発明において加熱雰囲気の長さは、延伸される繊維の
性能にもよるが延伸倍率を極限まで上げようとすれば、
延伸される繊維が少くとも0.2秒は加熱される長さで
なげればならない。 e6発明の作用及び効果 前述の芳香族ポリアミド繊維にあっては、糸条温度が3
00℃以上となるような軟化温度以上で、高延伸倍率に
なるまでネックが生じないよう徐々にフロー延伸して、
はじめて高強力糸条が得られる。この場合、延伸を完了
させるためには0.2秒以上の長時間軟化状態を保たな
ければならない。ところが芳香族ポリアミド繊維は30
0℃以上では酸素が存在すると繊維の表面が酸化して、
劣化した有機物ポリマーの被覆でおおわれ、この劣化ポ
リマーが硬化しているので、得られた繊維は硬化膜でお
おわれたスキン構造を有することになる。 高温状態を保って、繊維を徐々にフロー延伸するに際し
、本発明に従って酸素を実質的に排除して加熱雰囲気を
不活性ガスで充填することによって、はじめて、加熱延
伸中の繊維表面の酸化を抑制でき、それによって繊維表
面の硬化を防ぎ撚糸コード強力の向上をはかることが可
能となる。 すなわち、本発明によれば、芳香族ポリアミド繊維の未
延伸糸条な高温下で高倍率延伸する場合における該繊維
表面の酸化劣化すなわち硬化を防ぎ、撚糸コードの強力
向上をはかることができるのである。 また、前記(1)又は(3)の方法を採用するときは、
糸糸内の各単繊維の均一加熱が可能であり、単糸間の融
着が生じ触く、且つ延伸性も良′好となる。 f、実施例 以下本発明方法を実施例によって説明する。 なお、以下の例において用いる主な特性値は次の如く測
定される値である。 (1)ポリマーの固有粘度、 IV(inherent
vtacosity)オストワルド壓粘度管を用い、@
媒のみの流下時間をto(秒)、ポリマーの希薄溶液の
流下時間をt(秒)、該希薄溶液中のポリマー濃度をC
(、!i’/de)とすると、 IV = Ih(t/ to )/C(de/、SF、
)で表わされる。特に断わらない限り、溶媒は97.5
 %硫9 、 C= (1,5J/de  とし、30
℃で測定する。 (2)  コードの引張特性 所定の撚数のコードについて、インストロン引張試験機
により、初長25 cm 、引張速度10CmZ分とし
、20℃、65%R)(の雰囲気中で荷押曲線を測定す
る。これより強力を算出する。 (3)延伸時の繊維温度 示度塗料(米国IMRAL社7サーモメルト・リフイド
つを糸条の表面に塗布し、延伸炉に通し、該塗料の変性
(融解透明化又は変色)から先糸表面の最高到達温度を
求める。 実施例1 下記上ツマ一単位 −HN+■−25モル係 により構成されるIV=3.1の芳香族コポリアミドを
CaC6tを含有するN−メチル−2−ピルリドン(N
MP)に6重量ヴ@解せしめたポリマー溶沙を孔径0.
2に250孔の口金から400.9/分の吐出速度で押
し出した。空気中を約1 Orrv+走行さぜた後、5
0℃の平伊/水(3(1/ 7 Q Tl;=、量係)
の凝固浴中でン7ン固させ31m/分の速度で巻ぎ上げ
、ひきつづぎ50℃の水浴で洗浄し、乾燥した。次いで
該糸条を径45の2.3cMt当り1ケの孔からスチー
ムを供メ′コ↑している(流量380 Fl g /分
;r=9.2)雰囲気温度505℃、有効長さ4.1 
m 、巾20「、高さ5nT、(f>矩形断面を有する
スリット状中空バイブにて繊維温度約495℃で12.
0倍にフロー延伸し、油剤を付与した後巻填った。号ら
れた糸を双糸撚りにし、撚数を変えてコード強力を測定
した。 撚数     強力 10ケ/10cm27.51(9 3025+(1 6019,6 比較例1 実施例1において中空パイプの代り′に空気雰囲気中の
有効長2mの500℃に加熱された熱板上でフルー延伸
した。得られた糸のフード強力は下記のとおりで撚コー
ドの強力低下率は著・るしく太きかった。 撚数     強力 10ケ/10の    26.4Kf 30      23.1 60      1.5.8 実施例2 実施例1において中空パイプの代りに有効長2mの50
0℃に加熱された熱板の上を巾20關、高さ5日の矩形
断面のドームで覆いドーム上側から径40の2.3C1
1当り1ケの孔から505℃に加熱したスチームを(流
量i s o o e7分 ;r=9.0)供給して繊
維温度約495℃でフロー延伸した。得られた糸のコー
ド強力は下記のとおりであった。 撚数     強力 10ケ/10cm     27.01Q。 3(125,5 601’1.ゴ 実施例3 実施例1において中空パイプの代りに長さ2.5 m 
、中20能、高さ5 Camの矩形断面を有するスリッ
ト状パイプの上下に10+、1日m毎に、糸走行方向に
直角方向に長さ15 nm 、走行方向にl m′lI
i、”jのス千−ム吹きつげノズルから50,5℃に加
ヲjζ℃したスチームを(流fj=′300 (J /
分;吹出し6f−5”i 6.7 m 7秒)供給1.
144維温度約500℃でフロー延伸した。得られた糸
のフード強力は下記のとおりであった。 撚P     強力 10ケ/10c+n    27.3ゆ30     
 24.4 G 0      20.3 実施例4 次の第1表に示すポリマー溶液を実施例1および比較例
1に準じて紡糸延伸して得られた糸のコード強力を調べ
た。その結果を第2表に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、芳香族ポリアミド繊維の未延伸糸条を加熱延伸する
    に際し、該未延伸先糸な、不活性ガス雰囲気中において
    300℃以上の温度でフロー延伸することを特徴とする
    芳香族ポリアミド繊維の延伸方法。 2、不活性ガスが加熱水蒸気であるIiイ許請求の範囲
    第1項記載の芳香族ポリアミド繊維の延伸方法。 3、芳香族ポリアミド繊維が、下記p7÷返し単位−N
    R1−Ar、−NI% −CO−A、r2−Co −及
    び/又は 一鼎、 −Ar、、 −〇〇 − で栴成される芳香7δコポリアミドからなる特許請求の
    範囲第1項又は952拍記載の芳香族ポリアミド7 M
    l’の延伸方法。 4、  Ar、 、 Ar2. Ars の80モル裂
    以上が下記芳香族残基 +(A) であり、かつ小成単位(Biのモルφが10〜40チで
    ある特許請求の範囲第3項記載の芳香族ポリアミド繊維
    の延伸方法。 5、  R,、R2,R,がすべて水素、原子である特
    許請求の範囲第3項又は第4項記載の芳香族ポリアミド
    繊維の延伸方法。
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