JPS5976914A - ポリアミド繊維およびその製造方法 - 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】 本発明はポリアミド繊維、特に産業賃料用途に通した高
強ノＪてかっ熱寸法安だ性の良いポリアミド繊維及びそ
の製造方法に関するものである。

さらに詳しくは実質的にポリ（テトラメチレンアジパミ
ド）からなる高強力でかつ熱寸法安定性しこ優れ、特に
ゴム構造物の補強拐として好適なポリアミド１滅維及び
その製造方法に関するものである。

ポリアミド繊維は高強力でクフネスに優れていることか
ら、種々の産業資材用途、例えばタイヤ補強拐、動力伝
達用べｌレト補強材、ロープ、コンベアベルト、漁網な
どに用いられている。

しかしながら、これら産業資材用途のうち、例えはタイ
ヤ、動力伝達用べ）ｖ　ｌ−などのゴム補強拐として使
用する場合、成型時及び使用時に加熱を受けること、ま
た使用時シこ大きな負荷がｙハかることから、熱に対す
る寸法安定性及び高い引張り強力が要求され、ポリ（ε
−カプラミド）或はポリ（ヘキサメチレンアジパミド）
から成る従来の脂肪族ポリアミド繊維をこれに用いる場
合熱寸法安定性ｔこ欠け、結果として製品のコニフオー
ミティが劣る、モジュラスが低くなるなどの欠点があっ
た。

本発明者らは、前記の如きタイヤ、動力伝達用ベルトな
どのゴム補強材として好適な合成繊維を製造すべく研究
を重ねた結果、実質的にポリ（テトラメチレンテレフタ
ラミド）から成るポリマーをある特殊の条件下で紡糸・
延伸することによって、従来のポリアミド繊維の熱寸法
安定性を大ｌ］に改善し得ることを見出し、本発明に至
ったものである。

すなわち、本発明は、 （１）＜り返し単位が９０％以上 ｅＮＨ−（ＣＨ２）４−ＮＨＣＯ−（ＣＨ２）２　　Ｃ
０−３で構成される実質的にポリ（テトラメチレンアジ
パミド）かうなり、硫酸相対粘度６０以上の高重合度を
有し、且つ１種又は２神具」二〇銅塩及びあるいは前記
銅塩以外の無機あるいは有機の酸化防止剤を含むポリマ
ーを５０５℃〜３２５℃の温度範囲で溶１′、＋１ｌＩ
Ｉシ、口金ノズ）１．／１孔当たりの吐出量を１５８／
分以下にして紡出すること （２）　　溶−１紡出糸条を口金直下［こ設けた長さ１
０〜＋　００　ｏｎ、内気温度１５０〜６５０℃を有す
る加熱筒を通過させたのち急冷し、引き取られる糸条の
複屈折率が８．０　ｘ　１０　’以下となる引き取り速
度で引き取ること、及び （３）　　引き取った糸条を−たん巻き取り、または巻
き］ＩＱることなく引き続いて、これを連続する実質的
に二段の延伸すなわち第一段の延伸を１００℃以上１６
０℃以下で３倍以」二４５倍以下行ない、第二段の延伸
を２００℃以上２８０℃以下で５．０倍以上の全延伸倍
率を与えること、 によって熱テ」゛法安定性の大巾な改善をはかったもの
である。

そしてこの方法に従えば くり返し単位が９０％以上 ｆＮＨ−（ＣＨ２）４−ＮＨＣＯ−（ＣＨ２）４　Ｃｏ
うで構成される実質的にポリ（テトラメチレンカプラミ
ド）からなり、下記特性を同時に有する高強力でかつ、
熱寸法安定性の良いポリアミド繊維が得られる。

Ｔ≧７．５ｇ／ｄ ΔＳ≦１．２％ Ｅｍ＋ΔＳ≦１２％ ここで、Ｔは引張り強度、ΔＳは１５０℃での乾熱収縮
率、Ｅｍは５．４ｇ／ｄ荷重時の伸度を示す。

本発明に於て主成分ポリマーとして使われているポリ（
テトラメチレンアジパミド）はよく知られているが、該
ポリマーを繊維化する際周知の製糸の方法を特に工夫す
ることなく適用することはできない。すなわち、該ポリ
マーの融点はポリ（ε−カプラミド）ヤボリ（ヘキサメ
チレンアジパミドに比し夫々的８０℃、４０℃高く、紡
糸時ポリマーの溶融温度もこれに伴ない高くしなければ
ならない。該ポリマは、前記二つのポリマのよう（こ５
００°Ｃ或はこれ以下の温度では溶融押し出し出来ず、
溶融させるために好ましくは６０５℃以上シこする必要
がある。

一方、該ポリマは、３２５℃を越えると著しく熱分解す
る性質があるので、５２５℃以下、好ましくは６２０℃
以下とするのが適切である。

また、該ポリマは結晶化速度が前記した従来の脂肪族ポ
リアミドポリマに比較して著しく結晶化速度が大きく、
したがって口金のノズルから押し出された糸条は冷却さ
れるとき球晶の生成が多く、特に口金のノズｌし１孔当
たりの吐出１管が大きく、糸条の冷却が徐々ｔこ行われ
る場合に著しく多く、結果として延伸性が劣り、最終的
Ｑこ得られる糸の品質も劣る。一方、口金ノズルから溶
？Ａｌｌ押出しされた糸条が口金直下で加熱筒を経るこ
となく急冷されると結晶化速度が速いために固化時に糸
条ｔこかかる張力が大きくなり、引き１１ソられる糸の
配向度が大きくなり、引き続く延伸に於て延伸倍率が低
くなり、最終的な糸の品質がこれまた劣る。ここｅこ於
て口金ノズルから溶融押し出しされた糸条の球晶の生成
を抑制するにはノズル１孔当たりの吐出量を小さくする
のが効果的であることを見出し、該吐出量を１．５ｇ／
分以下にすることにより引き取られる未延伸糸の延伸性
が高く、結果として良好な糸品質を得た。また、口金直
下ｅこ長さ１０〜１００口の内気温度１５０〜６５０℃
を有する加熱筒を設け、口金ノズルから押し出された糸
条を該加熱筒を通し、そして急冷することにより引き取
られる糸条の配向度を８．　Ｑ　ｘ　１０　’以下に下
げること？こよりさらに延伸性の向上とその結果として
の糸品質の向上を得た。

口金ノズｔｖ　１孔当たりの吐出量が１．５ｇ／分を上
まわる、或は引き取られる未延伸糸条の配向度が８．　
Ｏｘ　１０　’を上まわる場合には延伸倍率が低く、糸
品質も劣ったものとなる。

次ｔこ上記したよう（こ くり返し単位が９０％以上 ！７ＮＨ（ＣＩ−１２）４−ＮＨＯＯ（ＣＨ２）２　　
　Ｇｏ−て構成される実質的にポリ（テ１−ラメチレン
アシパミＦ　）からなり、硫酸Ａ目射粘度６０以上の高
重合度をイｊし、且つ１種又は２種以上の銅塩及びある
いは前記銅塩以外の無機あるいは有機の酸化防止剤を含
むポリマーを６０５°Ｃ〜３２５℃の温度範囲で溶融し
、口金ノズ／Ｌ／　１孔当たりの吐出量を１５ｇ／分以
下にして紡出すること、及び溶融紡出糸条を口金直下ｔ
こ設けた長さ１０〜１００ｃｍ、内気温度１５０〜３５
０℃を有する加熱筒を通過させたのち急冷し、引き取ら
れる糸条の複屈折率が８．　Ｏｘ　１０　’以下となる
引き取り速度で引き取ること、によって得られる未延伸
糸を′−Ｓ貿的Ｆこ二段で熱延伸したところ、ある範囲
の条件でのみ下記特性を有る高強力、−かつ熱寸法安定
性の優れた繊維が得られることが判った。

°ｒ≧７．５　ｇ　／　ｄ ΔＳ≦２．０％ Ｅｍ＋ΔＳ≦１２％ ここでＴは引張り強度、ΔＳは１５０℃での乾熱収縮率
、Ｅｍは５．４ｇ／４荷重時の伸度を示す。

すなわち・、引き取った糸条な−たん巻き取り、または
巻き取ることなく引き続いて、これを連続する実質的に
二段の延伸すなわち第一段の延伸を１００℃以上１６０
℃以下で５倍以上４５倍以下行ない、第二段の延伸を２
００℃以上２８０℃以下で５，０倍以上の全延伸倍率を
与えることによっている。第一段の延伸を１００℃を下
まわる温度で行なうと熱不足のため延伸倍率が上がらず
、また１６０℃を上まわる温度で行なうと結晶化が進み
、第二段目の延伸倍率が上がらず、結果として全延伸倍
率が低く、糸品質が低くなる。さらに、第二段の延伸ｅ
こおいて、２００℃を下まわる温度で延伸すると熱不足
のため全延伸倍率が低くなり、また熱セットが充分にな
されないため、糸の熱寸法安定性が劣る。

２８０℃を上まわる温度で延伸すると加熱しずぎり、か
ｈｍ少ｌレナ、ル１１　　り日ｒ　Ｊ４プ☆消口研五ｔ
！レマ本発明において、くり返し単位が９０％以上＋１
９Ｈ−（ＯＨ２）４’　　　１ｉＪ（００−（ＣＨ２ン
２　−ｃｏ；て構成される実質的にポリ（テトラメチレ
ンアジパミド）とは、ε−°カプヲミド成分、ヘキサメ
チレンアジパミド成分、ヘキサメチレンテレフタラミド
成分、ウンデカメチレンテレフタラミド成分のような第
５成分を１０％以下共重合したもの、或はこれらから成
るポリマ、すなわちポリ（ε−カプラミド）、ポリ（ヘ
キサメチレンアジパミド）、ポリ（ヘキサメチレンテレ
フタラミド）、ポリ（ウンデカメチレンテレフタラミド
）などを１０％以下ブレンドしたものを含むことを云う
。

本発明において、１５０’Ｃでの乾熱収縮率ΔＳとは、
試料をカセ状ｔことり、２０℃、６５％ＲＨの温湿度雰
囲気下で２４時間放置したものを試料の繊度数（デニー
ル）の１／１０の荷重、（すなわちループになっている
ので、糸一本当たりには０．０５ｇ／ｄの荷重）をかけ
長さを測定しくｅＯ）、これを無張力状態で１５０℃の
空気中で３０分熱処理したのち再び上記雰囲気で４時間
放置し、上記荷重をかけて長さを測定して（１１）、こ
のときの長さの変化率を求めたもので、次式により算出
される。

Δ５＝（（ｌｏ　−１＋　）／ｌｏ　）ｘｌｏｏ　　（
％）また、本発明において、５．４ｇ／ｄ荷重時の伸度
Ｅｍとは、繊維のＪ工８−Ｌ１０１７による引っ張り試
験における荷重−伸度曲線ｔこおいて荷重が５．４６／
ｄかかった時の伸度であり、これが小さいとき、荷重−
伸度曲線の全体の傾きが犬キ＜なり、モジュラスが高い
ことに対応する。

また本発明ｔこおいて溶融紡糸して引き取られた糸を実
質的に二段の熱延伸を施こすが、実質ｔこ二段延伸する
とは第一段の延伸をする前に５〜１０％程度のストレッ
チ率で予備ストレッチ処理をするものや、あるいは第二
段の延伸が終った後で３〜１５％程度のリラックス率で
リラックス処理するものも含むことを意味する。

かくして本発明により得られるポリアミド繊維は、高強
力でかつ著しく良好な熱寸法安定性を有し、種々の産業
資材用途に有用であり、特１こタイヤ、動力伝達用ベノ
ノトなどのゴム補強材として使用する場合、糸を撚糸し
てコードとして埋め込み成形するが、この成形時に加熱
による収縮が小さく、結果として該補強コードがハイモ
ジュラスとなり、例えば該コードを用いたバイアスタイ
ヤはフラットスポット性が改善され、また該コードをカ
ーカス補強材として用いたラジアルタイヤは操縦安定性
と乗心地性がともに改善される。さらｔこはタイヤのコ
ニフォーミディの改良効果が大きい。

以丁に実施例を記述する。

実施例−１〜６、比較例−（１）〜（５）沃化第一銅０
．０３重量％及び２−メルカプトベンゾイミダゾール０
１５重量％を含む相対粘度ηｒ（９８％硫酸の１％溶液
を２０℃で測定）３９６の粉末状のポリ（ヘキサメチレ
ンアジパミド）を［コ径１５ｗＡφのエフメトルーダ−
型紡糸機で溶融押し出しした。ポリマ一温度は３１４℃
で、口金は孔径ｏ、ｓｗｘφ、孔数５のものな用い、口
金直下に内気温度２６０℃、長さ２５ｍの加熱筒を設け
た。紡出糸条を該加熱筒を通過させ、さらｔこ６０ａＲ
の範囲で２０℃の冷風を風速２０ｍ／分で当てて冷却し
、そしてさらに約４ｍのダクトを通過させ冷却した後、
給油して４００　ｍ／分で巻き取った。このとき巻き取
った未延伸糸の複屈折率は４．３　ｘ　ｊ　Ｏ−″であ
った。

この未延伸糸を８本合わせて種々の条件で二段延伸した
。それぞれの延伸条件を第１表に、また各延伸条件で得
られる糸の物性を第２表にまとめた。

第　　１　　表 第　　２　　表 比較例−（］）〜（５）ｔこ見られるように、紡糸され
引き取られた未延伸糸の複屈折率が適度しこ低く」ｕ＋
えられていても、本発明の請求範囲にある延伸条件を満
足しなければ、本発明の糸品質を有する繊維は得られな
い。比較例−（１）は、延伸温度条件は適切であるが、
総合延伸倍率が５，０倍を下まわり、強度が低い。比較
例−（２）、（３）は、一段目延伸温度が低いために全
延伸倍率が低くこれも強度の低い糸しか得られない。さ
らに比較例−（４）、（５）は一段目延伸温度は適切な
る範・囲にあるが、二段１」延伸温度が低く、熱処理が
不充分となり、１５０℃乾熱収縮率が１．２％を上まわ
ってしまう。

′、＋！施例７〜１０、比較例−（６）〜（８）−に記
実施例と同様のポリマー、添加′剤を用い、同様の口金
、紡糸温度で紡糸し、４００　ｍ／分で未延伸糸を引き
取った。口金１孔当たりの吐出量および加熱筒の内気温
度を変更し、延伸性、糸品質を調べた結果、第５表のよ
うになった。

加熱筒の長さは２５町 第　　６　　表 第５表に見られるように、未延伸糸の複屈折率が８．０
　Ｘ　１０−”を上まわる場合、或は口金Ｉ　ＪＬ当た
りの吐出量がｔｓｇ／分を」二まわる場合ｔこは、延伸
性が劣り、結果として得らｈる糸の品質は劣ったものと
なる。

実施例−１１，１２ 沃化第１銅０，０６重量％及び２−メルカプトベンゾイ
ミダゾール０１５重量％を含む相対粘度ηｒ３７５のペ
レット状のポリ（テ１−ラメチレンアジパミト）に相対
粘度ηｒ　３．００　ノヘｖソト状のポリ（ヘキサメチ
レンアジパミド）を１０重量％ブレンドしたものを口径
１５履φのエクストルーダー型紡糸機で溶融押し出しし
た。

１０金、加熱筒、冷却、給油、引き取りの条件は、実施
例−１〜７と同じにして未延伸糸を引き取った。このと
ぎ引き取られた未延伸糸の複屈折率は３．５　ｘ　１０
−３であった。

未延伸糸を８本合わせて、１４０℃、２５０℃の温度で
二段で延伸し、第４表に示された品質の糸が得られた。

第　　４　　表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　＜り返し単位が９０％以上 ）ＮＩ（−（ＣＨ２）４−ＮＨＣＯ−（ＣＨ２）４　Ｃ
   Ｃ１：３で構成される実質的にポリ（テトラメチレンア
   ジパミド）からなり、下記特性を同時に有するポリアミ
   ド繊維。 Ｔ≧７．５　ｇ　／　６ ΔＳ≦１２％ Ｅｍ＋ΔＳ≦１２％ ここで、Ｔは引張り強度、ΔＳは１５０℃での乾熱収縮
   率Ｋｍは５．４ｇ／ｄ荷重時の伸度を示す。 ２、（１）　　＜り返し単位が９０％以上ｅＮＨ（ＣＨ
   ２）４−ＮＨＣＯ（ＣＨ２）２−Ｃｏ→で構成される実
   質的（こポリ（テトラメチレンアジパミド）からなり、
   硫酸相対粘度３０以上の高重合度を有し、且つ１種又は
   ２種以上の銅塩及びあるいは前記銅塩以外の無機あるい
   は有機の酸化防止剤を含むポリマーを３　’ｏ　ｓ℃以
   上、３２５℃以下の温度範囲で溶融し、口金ノズル１孔
   当たりの吐出量を１５ｇ／分以下にして紡出すること （２）　　溶融紡出糸条を口金直下に設けた長さ１０〜
   １００℃、内気温度１５０〜３５０℃を有する加熱筒を
   通過させたのち急冷し、引き取られる糸条の複屈折率が
   ８０ｘ１０’以下となる引き取り速度で引き取ること、
   及び 【３】　　引き取った糸条を−たん巻き取り、または巻
   き敗ることなく引き続いて、これを連続する冥質的に二
   段の延伸すなわち第一段の延伸を１００　’Ｃ以上１６
   ０　’Ｃ以下で６倍以上４．５倍以下行ない、第二段の
   延伸を２００℃以上２８０℃以下で ５．０倍以上の全延伸倍率を与えることを特徴とするポ
   リアミド繊維の製造方法。