WO2012132851A1 - 液晶ポリエステル繊維およびその製造方法 - Google Patents

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polyester fiber
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川俣千絵子
小野勇将
大士 勝田
船津義嗣
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東レ株式会社
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    • Y10T442/102Woven scrim
    • Y10T442/183Synthetic polymeric fiber

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal polyester fiber having a high strength and a high elastic modulus and excellent in process passability and a method for producing the same.
  • Liquid crystalline polyester is a polymer composed of rigid molecular chains. In melt spinning, the molecular chains are highly oriented in the fiber axis direction and then subjected to solid-phase polymerization to provide the highest strength among fibers obtained by melt spinning. It is known that an elastic modulus can be obtained. It is also known that liquid crystalline polyesters have increased molecular weight due to solid phase polymerization and increased melting point, so that heat resistance and dimensional stability are improved (for example, see Non-Patent Document 1). Thus, liquid crystal polyester fibers exhibit high strength, high elastic modulus, excellent heat resistance, and thermal dimensional stability by solid phase polymerization.
  • the solid-phase polymerization reaction is generally performed at a high temperature near the melting point, and therefore, the yarns tend to be fused with each other, and solid-phase polymerization is performed for the purpose of preventing deterioration of the physical properties of the yarn due to the fusion and fibrillation. Giving an oil is an important technical point in the production of liquid crystal polyester fibers.
  • the solid-phase polymerization oil agent remains on the fiber surface after the solid-phase polymerization, so that it accumulates on a guide, a roller, and a tension applying device in a post-processing step of the fiber, for example, a weaving step, and scraps called scum are generated.
  • a tension applying device for example, a weaving step
  • Scraps called scum are generated.
  • Mixing scum into the product may cause product defects or cause thread breakage due to increased tension fluctuations, so washing and removing solid-phase polymerized oil after solid-phase polymerization is also an important technology in the production of liquid crystal polyester fibers. It is a point.
  • Patent Documents 1 and 2 As the solid-phase polymerization oil agent, a fluorine-based or silicone-based heat-resistant organic compound has been applied so far. For example, it can be easily formed into a water emulsion, easily applied to the fiber surface, and has high heat resistance at high temperatures.
  • the use of polydimethylsiloxane has been proposed (Patent Documents 1 and 2). That is, according to Patent Documents 1 and 2, as a solid phase polymerization oil agent for liquid crystal polyester fiber, polydimethylsiloxane having high heat resistance is imparted, and after washing and heat treatment after solid phase polymerization, a liquid crystal polyester having a very low oil adhesion amount. I'm getting fiber.
  • Patent Document 3 a technique that uses heat-resistant inorganic particles without using an organic compound as a solid-phase polymerization oil agent is known.
  • JP 2010-209495 A (6th and 7th pages) JP 2010-248681 A (page 11) JP 2011-168930 A (2nd and 8th pages)
  • the polydimethylsiloxane used in the production methods described in Patent Documents 1 and 2 is gelated by the cross-linking reaction between polydimethylsiloxanes under solid-state polymerization conditions, the gelled product adheres firmly to the fiber surface. It became clear that even if mechanical cleaning such as ultrasonic cleaning was added in addition to cleaning with a surfactant, it remained on the fiber. That is, the oil adhesion amount in the above document is calculated from the weight of the yarn before washing (W 0 ) and the weight of the yarn after ultrasonic washing (W 1 ) by the following formula. Although it does not fall off completely, the amount of solid-phase polymerized oil attached is low in the calculation, but it can be seen that the gelled solid-phase polymerized oil that cannot be measured as the amount of oil adhered remains on the fiber. It was.
  • Oil adhesion amount (wt%) (W 0 ⁇ W 1 ) ⁇ 100 / W 1
  • a yarn having an extremely low oil adhesion amount is obtained by strengthening washing in the washing step after solid phase polymerization.
  • liquid crystal polyester fibers are used as weft yarns.
  • Patent Document 3 discloses that a solid-phase polymerization oil agent is dropped by applying a swellable clay mineral having a property of swelling and dispersing in water and solid-phase polymerization to immerse the fiber in water after solid-phase polymerization. It is possible. However, when such inorganic particles are dispersed alone or in a normal spinning oil or the like and applied to the fiber, the inorganic particles adhere to the fiber surface after the solid-phase polymerization step, so that the above polydimethylsiloxane example Although the adhesion rate after cleaning is very low, as in the case of, the inorganic particles fall off by rubbing with a guide or tension applying device in the weaving process, causing the occurrence of tension fluctuations and product defects due to product contamination. It was the cause.
  • liquid crystal polyester fibers that can be used industrially, have excellent scum generation and tension fluctuation in the weaving process, and have excellent process passability and product yield, and their production technologies have not been proposed so far, and their development Was desired.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal polyester fiber having a small amount of deposits (scum) in the weaving process, small fluctuation in running tension, and excellent process passability and product yield in the weaving process, and a method for producing the same, and a mesh fabric. There is.
  • the liquid crystal polyester fiber of the present invention has the following configuration. That is, The liquid crystal polyester fiber has a running tension fluctuation range (R) of 5 cN or less and an oil adhesion rate of 3.0 wt% or less.
  • the method for producing a liquid crystal polyester fiber of the present invention has the following configuration. That is, This is a method for producing a liquid crystal polyester fiber in which solid particles are polymerized after applying inorganic particles (A) and a phosphoric acid compound (B) to a yarn obtained by melt spinning a liquid crystal polyester.
  • the mesh fabric of the present invention has the following configuration. That is, A mesh fabric made of the above-mentioned liquid crystal polyester fiber.
  • the liquid crystal polyester fiber of the present invention preferably has a scum generation amount of 0.01 g or less.
  • the strength of the liquid crystalline polyester fiber of the present invention is preferably 12.0 cN / dtex or more.
  • the liquid crystal polyester fiber of the present invention has a peak half-value width of 15 ° C. or more in an endothermic peak (Tm 1 ) observed when measured under a temperature rising condition of 50 ° C. to 20 ° C./min in differential calorimetry. preferable.
  • the liquid crystal polyester fiber of the present invention is preferably a monofilament.
  • the liquid crystal polyester fiber of the present invention is preferably composed of a single polymer component.
  • the liquid crystal polyester is preferably composed of the following structural units (I), (II), (III), (IV), and (V).
  • the liquid crystal polyester fiber after solid phase polymerization is preferably washed.
  • the method for producing a liquid crystal polyester fiber of the present invention it is preferable to perform a high temperature heat treatment at a temperature of the endothermic peak temperature (Tm 1 ) + 10 ° C. of the liquid crystal polyester fiber after washing.
  • the inorganic particles (A) are preferably one or more selected from silica and silicate.
  • the phosphoric acid compound (B) is composed of any one or a combination of compounds represented by the following chemical formulas (1) to (3) and satisfies the following conditions 1 to 4. Is preferred.
  • R 1 and R 2 represent a hydrocarbon group.
  • M 1 represents an alkali metal.
  • M 2 represents a group selected from an alkali metal, a hydrogen atom, a hydrocarbon group, and an oxygen-containing hydrocarbon group.
  • n represents an integer of 1 or more.
  • the liquid crystalline polyester fiber according to the present invention has a small variation in running tension, the yarn breakage caused by the variation in tension in higher-order processing of fibers such as knitting and knitting is suppressed, so that the process passability is excellent and the woven density is low. Densification and weaving can be improved. In addition, product defects due to product twitching and scum mixing can be suppressed, and the product yield is improved. Especially for filters and screens that require high mesh fabrics, weaving density is increased (higher mesh), opening area is increased, opening defects are reduced to improve performance. Improved weaving can be achieved.
  • the production method of the liquid crystalline polyester fiber according to the present invention has high strength and high elastic modulus, less deposits (scum) in the weaving process, small fluctuation in running tension, and excellent processability. Fibers can be produced that can give liquid crystal polyester fibers with significantly improved rates.
  • the solid phase polymerization oil agent can be easily removed by washing the liquid crystal polyester fiber after the solid phase polymerization. By washing in this way, liquid crystal polyester fibers having significantly improved process stability and product yield in the weaving process as described above can be obtained.
  • liquid crystal polyester fiber according to the present invention will be described in detail.
  • the liquid crystal polyester used in the present invention is a polyester capable of forming an anisotropic melt phase (liquid crystallinity) when melted. This characteristic can be confirmed, for example, by placing a sample made of liquid crystal polyester on a hot stage, heating and heating in a nitrogen atmosphere, and observing the transmitted light of the sample under polarized light.
  • liquid crystal polyester used in the present invention examples include (i) a polymer of aromatic oxycarboxylic acid, (ii) a polymer of aromatic dicarboxylic acid and aromatic diol or aliphatic diol, and (iii) aromatic oxycarboxylic acid.
  • examples include acids, aromatic dicarboxylic acids and aromatic diols, or polymers composed of these and aliphatic diols, among which polymers composed only of aromatics are preferred. Polymers composed only of aromatics exhibit excellent strength and elastic modulus when made into fibers.
  • the polymerization prescription of liquid crystal polyester can use the usual method including a conventionally well-known method.
  • examples of the aromatic oxycarboxylic acid include hydroxybenzoic acid, hydroxynaphthoic acid and the like, or alkyl, alkoxy and halogen substituted products thereof.
  • aromatic dicarboxylic acids include terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyldicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenylether dicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, diphenylethanedicarboxylic acid, and the like, or alkyl, alkoxy, and halogen substitution thereof. Examples include the body.
  • examples of the aromatic diol include hydroquinone, resorcin, dihydroxybiphenyl, naphthalene diol, and the like, or alkyl, alkoxy, and halogen-substituted products thereof.
  • examples of the aliphatic diol include ethylene glycol, propylene glycol, and butanediol. And neopentyl glycol.
  • liquid crystal polyester used in the present invention include a liquid crystal polyester obtained by copolymerizing a p-hydroxybenzoic acid component and a 6-hydroxy-2-naphthoic acid component, a p-hydroxybenzoic acid component and 4,4′-dihydroxybiphenyl.
  • Liquid crystal polyester copolymerized with components, isophthalic acid component and / or terephthalic acid component, p-hydroxybenzoic acid component, 4,4'-dihydroxybiphenyl component, isophthalic acid component, terephthalic acid component and hydroquinone component were copolymerized Examples include liquid crystal polyester.
  • the fiber has a good spinning property at the spinning temperature set between the melting point of the polymer and the thermal decomposition temperature, and a uniform fiber is obtained in the longitudinal direction.
  • the rate can be increased.
  • a liquid crystal polyester composed of structural units (I), (II), (III), (IV) and (V) represented by the following chemical formula is preferred.
  • the structural unit refers to a unit that can constitute a repeating structure in the main chain of the polymer.
  • the combination of the above (I) to (V) is preferable because it has high linearity and can increase the elastic modulus.
  • the molecular chain takes an ordered and less disturbed structure, and the crystallinity is not excessively high. Interaction in the direction perpendicular to the axis can also be maintained. Thereby, in addition to obtaining high strength and elastic modulus, particularly excellent wear resistance can be obtained by performing high-temperature heat treatment after solid-phase polymerization.
  • the structural unit (I) is preferably 40 to 85 mol%, more preferably 65 to 80 mol%, and still more preferably 68 to 75 mol%, based on the total of the structural units (I), (II) and (III). It is. By setting it as such a range, crystallinity can be made into an appropriate range, high intensity
  • the structural unit (II) is preferably 60 to 90 mol%, more preferably 60 to 80 mol%, still more preferably 65 to 75 mol%, based on the total of the structural units (II) and (III). By setting it as such a range, since crystallinity does not become high excessively and the interaction of a fiber axis perpendicular
  • the structural unit (IV) is preferably 40 to 95 mol%, more preferably 50 to 90 mol%, still more preferably 60 to 85 mol%, based on the total of the structural units (IV) and (V).
  • the melting point of the polymer becomes an appropriate range, and it has good spinnability at a spinning temperature set between the melting point of the polymer and the thermal decomposition temperature, so that a uniform fiber can be obtained in the longitudinal direction. Since the linearity of the polymer is moderately disturbed, the fibril structure is easily disturbed by the high-temperature heat treatment after the solid phase polymerization, and the interaction in the direction perpendicular to the fiber axis is increased, thereby improving the wear resistance.
  • each structural unit of the liquid crystalline polyester preferably used in the present invention is as follows.
  • the total of the following structural units (I) to (V) is 100 mol%.
  • the liquid crystal polyester fiber of the present invention can be suitably obtained by adjusting the composition within this range.
  • liquid crystal polyester used in the present invention can be copolymerized with other monomers in addition to the above-mentioned monomers as long as the liquid crystallinity is not impaired.
  • adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid Aliphatic dicarboxylic acids such as 1, cycloaliphatic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, polyethers such as polyethylene glycol, polysiloxanes, aromatic iminocarboxylic acids, aromatic diimines, and aromatic hydroxyimines It is done.
  • Addition / combination means mixing two or more polymers, using one component or two or more components partially mixed in a composite spinning of two or more components, or using all of them.
  • other polymers include polyester, vinyl polymers such as polyolefin and polystyrene, polycarbonate, polyamide, polyimide, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polysulfone, aromatic polyketone, aliphatic polyketone, semi-aromatic polyesteramide, and polyether. Polymers such as ether ketone and fluororesin may be added.
  • the melting point thereof is preferably within the melting point of liquid crystal polyester ⁇ 30 ° C. in order not to impair the yarn-forming property.
  • the amount added and used together is preferably 50 wt% or less, more preferably 5 wt% or less. Preferably, it is more preferable that no other polymer is added or used in combination.
  • the liquid crystalline polyester used in the present invention includes various metal oxides, inorganic substances such as kaolin and silica, colorants, matting agents, flame retardants, antioxidants and ultraviolet absorbers within the range not impairing the effects of the present invention.
  • additives such as infrared absorbers, crystal nucleating agents, fluorescent brighteners, end group capping agents, and compatibilizers may be contained in small amounts.
  • the fiber in the present invention means a yarn spun by a normal melt spinning method.
  • the liquid crystalline polyester fiber of the present invention has a running tension fluctuation range (R) of 5 cN or less, preferably 4 cN or less.
  • the fluctuation range (R) of the running tension referred to here is A.
  • the inventors of the present invention focused on fluctuations in tension as a factor that greatly affects process passability and product yield in high-order processes such as weaving of liquid crystal polyester fibers, and as a result of intensive studies, A. It has been found that there is a good correlation between the fluctuation range (R) of the running tension obtained by the method described in the item, the process passability in the high-order processing step such as weaving and the product yield. That is, when the fluctuation range (R) of the running tension satisfies 5 cN or less, the fluctuation in the tension particularly when the woven fabric is manufactured is suppressed, and the process passability in the weaving process is remarkably improved.
  • the method of setting the running tension fluctuation range (R) to 5 cN or less is not particularly limited.
  • inorganic particles (A) and phosphoric acid compounds (B) are added to liquid crystal polyester fibers.
  • the fiber of the present invention has an oil adhesion rate of 3.0 wt% or less.
  • the oil adhesion rate here is the total adhesion rate of the remaining solid-phase polymerization oil and finishing oil remaining on the fiber after washing. The value obtained by the method described in the section.
  • the oil adhesion rate is more preferably 2.0 wt% or less, and further preferably 1.5 wt% or less.
  • the fiber is usually given a finishing oil for the purpose of exhibiting effects such as lubricity in weaving. From the viewpoint of preventing fiber scraping during weaving, the residual solid-phase polymerization oil and finishing oil are used.
  • the lower limit of the oil adhesion rate which is the total adhesion rate, is usually about 0.5 wt%, more preferably 0.8 wt% or more, although it depends on the oil type.
  • the scum generation amount of the liquid crystal polyester fiber of the present invention is 0.01 g or less suppresses the generation of scum in the weaving process and maintains the process stability, and also suppresses the mixing of scum into the product and improves the product yield. To preferred. More preferably, it is 0.002 g or less.
  • the amount of scum generated here is H. The value obtained by the method described in the item.
  • the lower limit value of the scum generation amount is not particularly limited, but is practically about 0.0001 g from the viewpoint of the balance between labor and effect in cleaning.
  • the method of making scum generation amount 0.01 g or less is not specifically limited,
  • an inorganic particle (A) and a phosphate compound (B) are apply
  • the number of filaments of the fiber of the present invention can be freely selected, but the number of filaments is preferably 50 or less, and more preferably 20 or less, in order to make the fiber product thinner and lighter.
  • monofilaments having a filament number of 1 can be particularly suitably used because they are fields in which suppression of scum generation during weaving and running tension stability are strongly desired.
  • the single fiber fineness of the fiber of the present invention is preferably 18.0 dtex or less.
  • the single fiber fineness referred to here means B. This is the value obtained by the method described in the section.
  • the single fiber fineness is more preferably 10.0 dtex or less, and even more preferably 7.0 dtex or less.
  • the lower limit of the single fiber fineness is not particularly limited, but the lower limit that can be achieved by the manufacturing method described later is about 1.0 dtex.
  • the strength of the fiber of the present invention is preferably 12.0 cN / dtex or more, more preferably 14.0 cN / dtex or more, and further preferably 15.0 cN / dtex or more in order to increase the strength of the final product such as woven fabric or knitting.
  • the upper limit of the strength is not particularly limited, but the upper limit that can be reached by the manufacturing method described later is about 40.0 cN / dtex.
  • strength said here is C. in an Example. This is the value obtained by the method described in the section.
  • the elongation of the fiber of the present invention is preferably 1.0% or more, more preferably 2.0% or more.
  • the elongation is 1.0% or more, the impact absorbability of the fibers is increased, the process passability and the handleability in the high-order processing step are excellent, and the impact absorbability is increased, so that the wear resistance is also increased.
  • the upper limit of elongation is not particularly limited, but the upper limit that can be reached by the manufacturing method described later is about 10.0%.
  • the term “elongation” used herein refers to C.I. This is the value obtained by the method described in the section.
  • the elastic modulus is preferably 500 cN / dtex or more, more preferably 600 cN / dtex or more, and further preferably 700 cN / dtex or more in order to increase the elastic modulus of the fabric.
  • the upper limit of the elastic modulus is not particularly limited, but the upper limit that can be reached by the manufacturing method described later is about 1,500 cN / dtex.
  • the elastic modulus as used in the present invention means C.I. This is the value obtained by the method described in the section.
  • High strength and elastic modulus make it suitable for applications such as ropes, tension members and other reinforcing fibers, printing screens, filter meshes, etc. And thinning can be achieved, and yarn breakage in higher processing steps such as weaving can be suppressed.
  • the liquid crystal polyester fiber of the present invention has a peak half-value width of 15 ° C. or more in an endothermic peak (Tm 1 ) observed when measured under a temperature rising condition of 50 ° C. to 20 ° C./min in differential calorimetry. preferable.
  • Tm 1 in this measurement method represents the melting point of the fiber, and the peak shape is higher in crystallinity as the area is larger, that is, as the heat of fusion ⁇ Hm 1 is larger, and as the half value width is narrower, the completeness of the crystal is higher. I can say that.
  • Liquid crystalline polyesters are spun and then subjected to solid-phase polymerization to increase Tm 1 , increase ⁇ Hm 1 , decrease half-width, and increase crystallinity and crystal perfection to increase fiber strength, elongation, and elasticity.
  • the rate is increased and the heat resistance is improved.
  • the wear resistance deteriorates, but this is thought to be due to the fact that the structural difference between the crystal part and the amorphous part becomes remarkable due to the increase in crystal perfection, so that the interface breaks down.
  • the peak half-value width is 15 like that of a liquid crystal polyester fiber not solid phase polymerized.
  • the peak half width at Tm 1 is more preferably 20 ° C. or higher because higher wear resistance is higher.
  • the upper limit is not particularly limited, but the upper limit that can be industrially reached is about 80 ° C.
  • the peak half-value width is the sum of the half-value widths of the respective peaks.
  • the melting point (Tm 1 ) of the fiber of the present invention is preferably 300 ° C. or higher, more preferably 310 ° C. or higher, and further preferably 320 ° C. or higher. Since it has such a high melting point, heat resistance and thermal dimensional stability are excellent, so that it can be processed at a high temperature even after it is made into a product, and post-processability is excellent.
  • the upper limit of Tm 1 is not particularly limited, but the upper limit that can be reached in the present invention is about 400 ° C.
  • the value of heat of fusion ⁇ Hm 1 varies depending on the composition of the structural unit of the liquid crystal polyester, but is preferably 6.0 J / g or less.
  • ⁇ Hm 1 is reduced to 6.0 J / g or less, the crystallinity is lowered, the fibril structure is disturbed, the entire fiber is softened, and the structural difference between crystal / amorphous that is the starting point of fracture is reduced. Improves wear resistance.
  • ⁇ Hm 1 is low enough abrasion resistance is more preferably equal to or less than 5.0J / g to improve.
  • the lower limit of ⁇ Hm 1 is not particularly limited, but 0.5 J / g or more is preferable in order to obtain high strength and elastic modulus.
  • the molecular weight is increased and the strength, elongation, elastic modulus, and heat resistance are improved.
  • the crystallinity is increased and ⁇ Hm 1 is increased.
  • the degree of crystallinity increases, the strength, elongation, elastic modulus, and heat resistance are further improved, but the structural difference between the crystal part and the amorphous part becomes remarkable, the interface is easily broken, and the wear resistance is lowered.
  • it has high molecular weight, which is one of the characteristics of solid-phase polymerized fibers, and maintains high strength, elongation, elastic modulus, and heat resistance, and is low like liquid crystal polyester fibers that are not solid-phase polymerized. From the viewpoint of improving the wear resistance, it is preferable to have a crystallinity, that is, a low ⁇ Hm 1 .
  • a liquid crystal polyester fiber subjected to solid phase polymerization as described later can be realized by heat-treating the liquid crystal polyester fiber at Tm 1 + 10 ° C. or higher.
  • Tm 1 of the above-mentioned liquid crystalline polyester fiber the peak half-value width at Tm 1 , ⁇ Hm 1 is E. It refers to the value obtained by the method described in the item.
  • the liquid crystalline polyester fiber of the present invention is preferably coated with a finishing oil for improving wear resistance by improving surface smoothness, improving process passability and the like. 1wt% or more is preferable.
  • the oil adhesion rate referred to in the present invention refers to D.I. The value obtained by the method described in the section. Since the effect increases as the amount of oil increases, 0.5 wt% or more is more preferable.
  • finishing oil type a general finishing oil for polyester monofilaments and the like can be applied, but it is preferable that the finishing oil does not contain particulates in order to avoid a decrease in processability due to scum generation in the weaving process.
  • the melting point of the liquid crystalline polyester used in the present invention is preferably 200 to 380 ° C. in order to widen the temperature range in which melt spinning is possible, and more preferably 250 to 360 ° C. in order to improve the spinnability.
  • the melting point of the liquid crystal polyester polymer is E. The value measured by the method described in the item.
  • the polystyrene equivalent weight average molecular weight (hereinafter referred to as molecular weight) of the liquid crystal polyester used in the present invention is preferably 30,000 or more.
  • molecular weight By setting the molecular weight to 30,000 or more, it has an appropriate viscosity at the spinning temperature and can improve the spinning property.
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene referred to here is the same as that of F. The value measured by the method described in the item.
  • the liquid crystalline polyester used in the present invention is preferably dried before it is subjected to melt spinning in order to suppress foaming due to water mixing and to improve the yarn production. Moreover, since the monomer which remain
  • melt spinning a known method can be used for melt extrusion of the liquid crystalline polyester, but an extruder type extruder is preferably used in order to eliminate the ordered structure generated during polymerization.
  • the extruded polymer is measured by a known measuring device such as a gear pump through a pipe, and after passing through a filter for removing foreign matter, is guided to a base.
  • the temperature from the polymer pipe to the die is preferably not less than the melting point of the liquid crystal polyester, and more preferably not less than the melting point of the liquid crystal polyester + 10 ° C. in order to improve fluidity.
  • the temperature is preferably 500 ° C. or less, and more preferably 400 ° C. or less. It is also possible to independently adjust the temperature from the polymer pipe to the base. In this case, the discharge is stabilized by making the temperature of the part close to the base higher than the temperature on the upstream side.
  • the diameter of the die hole and lengthen the land length (the length of the straight pipe portion that is the same as the diameter of the die hole) from the viewpoint of improving the yarn-making property and improving the uniformity of the fineness.
  • the diameter is preferably 0.05 mm or more and 0.50 mm or less, and more preferably 0.10 mm or more and 0.30 mm or less. If the land length is excessively long, the pressure loss becomes high. Therefore, the L / D defined by the quotient obtained by dividing the land length by the hole diameter is preferably 1.0 or more and 3.0 or less, more preferably 2.0 or more and 2.5 or less. preferable.
  • the number of holes in the die can be appropriately selected depending on the application, but in order to maintain uniformity, the number of holes in one die is preferably 1,000 holes or less, and more preferably 500 holes or less.
  • the introduction hole located immediately above the die hole is a straight hole in terms of not increasing pressure loss.
  • the connecting portion between the introduction hole and the die hole is tapered.
  • the lower limit of the number of holes may be one hole.
  • the polymer discharged from the mouthpiece hole is solidified by passing through a heat retaining and cooling region, and then taken up by a roller (godet roller) that rotates at a constant speed. If the heat-retaining region is excessively long, the yarn forming property is deteriorated, so that it is preferably up to 200 mm from the base surface, and more preferably up to 100 mm.
  • the atmospheric temperature can be increased by using a heating means, and the temperature range is preferably 100 ° C. or higher and 500 ° C. or lower, and more preferably 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower.
  • an inert gas, air, water vapor, or the like can be used for the cooling. However, it is preferable to use an air flow that is jetted in parallel or in an annular shape from the viewpoint of reducing the environmental load.
  • the take-up speed is preferably 50 m / min or more, more preferably 500 m / min or more in order to reduce productivity and single yarn fineness.
  • the liquid crystalline polyester mentioned as a preferred example in the present invention has a suitable spinnability at the spinning temperature, so that the take-up speed can be increased, and the upper limit is not particularly limited, but is about 2,000 m / min from the viewpoint of spinnability. Become.
  • the spinning draft defined by the quotient obtained by dividing the take-off speed by the discharge linear speed is preferably 1 or more and 500 or less, and more preferably 10 or more and 100 or less from the viewpoint of improving the spinning property and improving the uniformity of the fineness.
  • melt spinning it is preferable to add an oil agent between the cooling and solidification of the polymer and the winding to improve the handleability of the fiber.
  • the oil agent known ones can be used. However, it is generally used in terms of improving the unwinding property when unwinding the fiber obtained by melt spinning in the rewinding step before the solid phase polymerization (hereinafter referred to as the spinning yarn). It is preferable to use a typical spinning oil agent or a mixed oil agent of inorganic particles (A) / phosphoric acid compound (B) described later.
  • Winding can be carried out using a known winding machine to form a package such as pirn, cheese, corn, etc.
  • wrapping with a roller that does not contact the surface of the package during winding does not give the fiber a frictional force. It is preferable in that it is not fibrillated.
  • the single fiber fineness of the fiber (before solid phase polymerization) obtained by melt spinning is preferably 18.0 dtex or less.
  • the single fiber fineness referred to here means B. This is the value obtained by the method described in the section.
  • the single fiber fineness is more preferably 10.0 dtex or less, and even more preferably 7.0 dtex or less.
  • the lower limit of the single fiber fineness is not particularly limited, but the lower limit that can be achieved by the manufacturing method described later is about 1.0 dtex.
  • the number of filaments and the total fineness of fibers (before solid phase polymerization) obtained by melt spinning can be freely selected.
  • the number of filaments is 50 to reduce the thickness and weight of the fiber product.
  • the following is preferable, and 20 or less is more preferable.
  • monofilaments having a filament number of 1 are fields in which suppression of scum generation at the time of weaving and running tension stability are strongly desired, and thus the liquid crystal polyester fiber obtained by the production method of the present invention can be suitably used.
  • the liquid crystalline polyester fiber obtained by the production method of the present invention can also be used for tension members, various reinforcing agents, fish nets, ropes, and the like, which are multifilament applications.
  • the total fineness of the fiber obtained by melt spinning that is, the fiber to be subjected to solid phase polymerization can be selected, and if it is too small, fusion between yarns is liable to occur during solid phase polymerization, and there is a drawback in unwinding. Therefore, 5 dtex or more is preferable, 20 dtex or more is more preferable, and 100 dtex or more is more preferable.
  • the total fineness here is B. in an Example. This is the value obtained by the method described in the section.
  • the number of single yarns contained in the yarn is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 50 or more, and particularly preferably 100 or more.
  • the yarn has the flexibility and high strength (product of strength and total fineness), and thus has excellent processability. If the number of filaments is excessively large, the handleability is inferior, so the upper limit is about 5,000.
  • the strength of the fiber obtained by melt spinning is preferably 3.0 cN / dtex or more, and is preferably 5.0 cN / dtex or more in order to prevent yarn breakage in the rewinding step before solid phase polymerization, which is the next step, and to improve process passability. Is more preferable.
  • the upper limit of the strength is about 10 cN / dtex in the present invention.
  • the elongation of the fiber obtained by melt spinning is preferably 0.5% or more, and is preferably 1.0% or more in order to prevent yarn breakage in the rewinding step before solid phase polymerization, which is the next step, and to improve process passability. More preferred.
  • the upper limit of elongation is about 5.0% in the present invention.
  • the elastic modulus of the fiber obtained by melt spinning is preferably 300 cN / dtex or more, more preferably 500 cN / dtex or more in order to prevent yarn breakage in the next step, the rewinding step before solid-phase polymerization, and to improve process passability.
  • the upper limit of the elastic modulus is about 800 cN / dtex in the present invention.
  • the strength, elongation, and elastic modulus referred to in the present invention are the C.I. This is a value obtained by the method described in the item.
  • solid phase polymerization is performed after applying inorganic particles (A) and a phosphoric acid compound (B) to liquid crystal polyester fibers obtained by melt spinning.
  • the components are heated by a mechanism described later in the solid-phase polymerization process.
  • a liquid crystal polyester fiber that can easily remove these components (A) and (B) from the fiber in the subsequent washing step is obtained.
  • the fiber obtained by washing has a small amount of solid phase polymerization oil residue on the fiber, the occurrence of scum and fluctuations in running tension are suppressed, so that the weaving property is improved.
  • Examples of the inorganic particles (A) in the present invention include known inorganic particles.
  • Examples include minerals, metal hydroxides such as magnesium hydroxide, metal oxides such as silica and alumina, and carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate.
  • sulfates such as calcium sulfate and barium sulfate and silicates, carbon black and the like can be mentioned.
  • the inorganic particles (A) are preferably handled in consideration of the coating process, and are preferably easily dispersed in water from the viewpoint of reducing the environmental load, and are preferably inert under solid-state polymerization conditions. From these viewpoints, it is preferable to use silica or silicate.
  • silicate a phyllosilicate having a layered structure is particularly preferable.
  • phyllosilicates include kaolinite, halloyite, serpentine, siliceous ore, smectite, phyllite, talc, and mica. Of these, talc and mica are considered in view of availability. Most preferably, is used.
  • the median diameter (D50) of the inorganic particles (A) is preferably 10 ⁇ m or less. This is because, by setting D50 to 10 ⁇ m or less, the probability that the inorganic particles (A) are held between the fibers is increased, and the fusion suppressing effect becomes remarkable. For the same reason, D50 is more preferably 5 ⁇ m or less. In addition, the lower limit of D50 is preferably 0.01 ⁇ m or more in consideration of the cost and the detergency in the washing step after solid phase polymerization.
  • the median diameter (D50) referred to here is G. The value measured by the method described in the item.
  • R 1 and R 2 are hydrocarbon groups
  • M 1 is an alkali metal
  • M 2 is a group selected from an alkali metal, a hydrogen atom, a hydrocarbon group, and an oxygen-containing hydrocarbon group.
  • n represents an integer of 1 or more.
  • the upper limit of n is preferably 100 or less, more preferably 10 or less, from the viewpoint of suppressing thermal decomposition.
  • the structure does not contain a phenyl group, and more preferably an alkyl group, from the viewpoint of reducing the environmental load.
  • the carbon number of R 1 is preferably 2 or more from the viewpoint of affinity for the fiber surface, and suppresses the weight loss rate due to decomposition of the organic component accompanying solid phase polymerization, and is generated by decomposition during solid phase polymerization. Is preferably 20 or less from the viewpoint of preventing the remaining on the fiber surface.
  • R 2 is preferably a hydrocarbon having 5 or less carbon atoms from the viewpoint of solubility in water, and more preferably 2 or 3 carbon atoms.
  • M 1 is preferably sodium or potassium from the viewpoint of production cost.
  • the dispersibility of the inorganic particles (A) can be increased, enabling uniform application to the fibers, and exhibiting an excellent anti-fusing effect. Since it is possible to suppress the inorganic particles (A) from sticking to the fiber surface, the residual amount of the inorganic particles (A) in the fibers after washing is reduced, and the effect of suppressing the occurrence of scum in the subsequent processing steps. Is expressed. In addition, as a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that the phosphate compound (B) is subjected to a dehydration reaction and the organic components contained in the phosphate compound (B) are decomposed under solid-phase polymerization conditions.
  • this condensation salt From the formation of this condensation salt, it was found that it can be easily removed from the fiber with water in the washing step after solid phase polymerization.
  • the phosphoric acid compound (B) when the phosphoric acid compound (B) is applied alone, the decontamination property of the condensed salt causes the phosphate to absorb moisture and deliquesce on the fiber surface even under normal fiber storage conditions, resulting in a decrease in detergency. Also confirmed. That is, it has been found that excellent detergency is expressed only when the inorganic particles (A) and the phosphoric acid compound (B) are used in combination.
  • the condensed salt of the phosphoric acid compound (B) naturally absorbs moisture. It is presumed that the condensed salt of the phosphoric acid compound (B) expands by absorbing water only when passing through water, preventing deliquescence, and peels off in layers from the fiber surface together with the inorganic particles (A). .
  • the inorganic particles (A) and the phosphoric acid compound (B) In order to uniformly apply the inorganic particles (A) and the phosphoric acid compound (B) with an appropriate amount of adhesion, use a mixed oil obtained by adding the inorganic particles (A) to the diluted solution of the phosphoric acid compound (B). It is preferable to use water as the diluent from the viewpoint of safety. From the viewpoint of suppressing fusion, the concentration of the inorganic particles (A) in the diluent is preferably 0.01 wt% or more, more preferably 0.1 wt% or more, and the upper limit is 10 wt% or less from the viewpoint of uniform dispersion. Is preferable, and more preferably 5 wt% or less.
  • the concentration of the phosphoric acid compound (B) is preferably 0.1 wt% or more, more preferably 1.0 wt% or more from the viewpoint of uniform dispersion of the inorganic particles (A).
  • concentration upper limit of a phosphoric acid type compound (B) 50 wt% or less is preferable in order to avoid the excessive adhesion by the viscosity raise of a mixed oil agent, and the adhesion spot by the temperature dependence increase of a viscosity, More Preferably it is 30 wt% or less.
  • the inorganic particles (A) and the phosphoric acid compound (B) may be performed from melt spinning to winding, but in order to increase the adhesion efficiency, melt spinning is performed. It is preferable that the wound yarn is applied to the yarn while being rewound, or a small amount is adhered by melt spinning, and the wound yarn is additionally applied while being rewound.
  • the adhesion method may be a guide oiling method
  • adhesion with a metal or ceramic kiss roll (oiling roll) is preferable in order to uniformly adhere to fibers having a fine total fineness such as monofilament.
  • a fiber is a cake shape and a tow shape, it can apply
  • the adhesion rate of the inorganic particles (A) to the fiber is (a) wt% and the adhesion rate of the phosphoric acid compound (B) is (b) wt%, it is preferable that both of the following conditions are satisfied.
  • Condition 1 30 ⁇ a + b ⁇ 2.0 Condition 2 a ⁇ 0.05 Condition 3 b / a ⁇ 1
  • the adhesion can be suppressed as the oil component adhesion rate (a + b) of the solid phase polymerization oil increases, it is preferably 2.0 wt% or more.
  • the sticky handling of the fiber deteriorates and 30 wt% or less.
  • the oil adhesion rate (a + b) of the solid-phase polymerization oil to the fiber is the same as that of Example D. It refers to the value of the oil adhesion rate obtained by the method described in the section.
  • Example D when an oil agent other than the solid phase polymerization oil agent is applied to the fiber before applying the solid phase polymerization oil agent, Example D. Seeking oil adhesion ratio D 1 in the manner of claim wherein, Example D.
  • the fiber after solid phase polymerization oil coating The oil adhesion rate D 2 is obtained by the method described in the section, and the oil content adhesion rate (a + b) of the solid-phase polymerization oil agent is D 2 -D 1 which is the difference between them.
  • adhesion rate (a) of the inorganic particles (A) and the adhesion rate (b) of the phosphoric acid compound (B) here refer to values calculated by the following equation.
  • Adhesion rate of inorganic particles (A) (a) (a + b) ⁇ Ca ⁇ (Ca + Cb)
  • Adhesion rate of phosphoric acid compound (B) (b) (a + b) ⁇ Cb ⁇ (Ca + Cb)
  • Ca indicates the concentration (wt%) of the inorganic particles (A) in the solid phase polymerization oil
  • Cb indicates the concentration (wt%) of the phosphoric acid compound (B) in the solid phase polymerization oil.
  • solid phase polymerization is performed after coating the inorganic particles (A) and the phosphoric acid compound (B).
  • the molecular weight is increased, thereby increasing strength, elastic modulus, and elongation.
  • Solid-phase polymerization can be processed in the form of a cake, tow (for example, carried on a metal net), or continuously as a thread between rollers, but the equipment can be simplified and productivity can be improved. It is preferable to carry out in the form of a package in which fibers are wound around a core from the point.
  • the winding density is preferably 0.01 g / cc or more to prevent collapse, and the winding density is preferably 1.00 g / cc or less in order to avoid fusion, More preferably, it is 0.80 g / cc or less.
  • the winding density is a value calculated by Wf / Vf from the occupied volume Vf (cc) of the package and the weight Wf (g) of the fiber obtained from the outside dimensions of the package and the dimensions of the bobbin as the core material.
  • the package collapses and is preferably 0.03 g / cc or more.
  • the occupied volume Vf is a value obtained by actually measuring the outer dimensions of the package
  • Wf is a value calculated from the fineness and the winding length.
  • Such a package having a low winding density is desirable for improving facility productivity and production efficiency when formed by winding in melt spinning.
  • a package wound by melt spinning is formed by rewinding.
  • the winding tension can be reduced and the winding density can be further reduced.
  • the winding density can be reduced as the winding tension is reduced. Therefore, the winding tension is preferably 0.30 cN / dtex or less, and more preferably 0.20 cN / dtex or less.
  • the lower limit is not particularly defined, but the lower limit that can be reached in the present invention is about 0.01 cN / dtex.
  • the rewinding speed is preferably 500 m / min or less, and more preferably 400 m / min or less.
  • a higher rewinding speed is advantageous for productivity, and is preferably 50 m / min or more, particularly preferably 100 m / min or more.
  • the winding form is preferably a taper end winding with both ends tapered.
  • the taper angle is preferably 60 ° or less, and more preferably 45 ° or less.
  • the taper angle is small, the fiber package cannot be enlarged, and when long fibers are required, it is preferably 1 ° or more, and more preferably 5 ° or more.
  • the taper angle referred to in the present invention is defined by the following equation.
  • the wind number is preferably 2 or more and 20 or less, more preferably 5 or more and 15 or less.
  • the number of winds is the number of times the spindle rotates while the traverse makes a half-reciprocation, and is defined as the product of the time (min) of the traverse half-reciprocation and the spindle speed (rpm). Is small.
  • the bobbin used to form the fiber package may be of any cylindrical shape, and when wound as a fiber package, it is attached to a winder and rotated to wind the fiber and form a package. .
  • the fiber package can be processed integrally with the bobbin, but the bobbin alone can be extracted from the fiber package for processing.
  • the bobbin needs to withstand the solid phase polymerization temperature, and is preferably made of a metal such as aluminum, brass, iron or stainless steel. Further, in this case, it is preferable that the bobbin has a large number of holes because the polymerization reaction by-products can be removed quickly and solid phase polymerization can be performed efficiently.
  • the bobbin when the bobbin is extracted from the fiber package and processed, it is preferable to attach an outer skin to the bobbin outer layer.
  • the cushion material is preferably felt made of organic fiber or metal fiber, and the thickness is preferably 0.1 mm or more and 20 mm or less.
  • the aforementioned outer skin can be substituted with the cushion material.
  • the fiber weight of the fiber package may be any weight, but considering the productivity, it is preferably 0.1 kg or more and 20 kg or less.
  • the yarn length is preferably in the range of 10,000 m to 2 million m.
  • Solid-phase polymerization can be carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen, an oxygen-containing active gas atmosphere such as air, or under reduced pressure, but it can simplify equipment and prevent oxidation of fibers or core materials. Therefore, it is preferable to carry out in a nitrogen atmosphere.
  • the atmosphere of solid phase polymerization is preferably a low-humidity gas having a dew point of ⁇ 40 ° C. or less.
  • the solid phase polymerization temperature is preferably such that the maximum temperature reached is Tm 1 -60 ° C. or higher, where Tm 1 (° C.) is the endothermic peak temperature of the liquid crystal polyester fiber subjected to solid phase polymerization.
  • Tm 1 is the endothermic peak temperature of the liquid crystal polyester fiber subjected to solid phase polymerization.
  • the solid phase polymerization temperature can be increased to about Tm 1 + 100 ° C. of the liquid crystal polyester fiber before the solid phase polymerization.
  • Tm 1 + 100 ° C. of the liquid crystal polyester fiber before the solid phase polymerization.
  • maximum temperature enhances the solid phase polymerization rate be less than Tm 1 -60 of the fiber after solid phase polymerization (°C) than Tm 1 (°C) and fused in the solid phase polymerization in this case It is preferable from the point which can be performed.
  • the solid phase polymerization time is preferably 5 hours or more at the maximum temperature, and more preferably 10 hours or more in order to sufficiently increase the molecular weight, that is, the strength, elastic modulus, and elongation of the fiber.
  • the effects of increasing the strength, elastic modulus, and elongation are saturated with the elapsed time.
  • the liquid crystalline polyester fiber obtained by the production method of the present invention can be easily removed by washing, the fiber after washing does not have gelled or solid matter derived from organic components on the fiber.
  • the amount of deposits generated during the weaving process is small, and the fluctuation in running tension is greatly improved, so that the process stability and product yield in the weaving process can be greatly improved. That is, the liquid crystal polyester fiber obtained by the production method of the present invention has a significantly improved product yield of the woven fabric due to less deposits (scum) in the weaving process and less fluctuation in running tension and excellent processability. It is suitable as a fiber that can give liquid crystal polyester fiber.
  • the liquid crystal polyester fiber having a small amount of deposits (scum), small fluctuation in running tension, and excellent processability can be used particularly suitably for mesh fabrics such as filters and screen wrinkles.
  • the liquid crystalline polyester fiber obtained by the production method of the present invention can be developed for uses other than mesh fabrics such as filters and screen wrinkles for weaving, and depending on the application, the liquid crystalline polyester fiber obtained by the production method of the present invention can be washed. It is also possible to use without carrying out.
  • the fiber obtained by the present invention in a processing process for multifilament applications is coated with salt and particles that are powder on the fiber surface, so that the running resistance is lowered by the action of powder release, and the fiber resistance Since fibrillation due to abrasion can be prevented, running stability is improved, and both can be easily washed and removed with water, so washing with water when making a product creates a state where there is virtually no deposit on the fiber surface. Since the adhesiveness with a chemical solution or a resin can be improved, the processability is excellent.
  • the liquid crystal polyester fiber obtained by the production method of the present invention includes general industrial materials, civil engineering / building materials, sports applications, protective clothing, rubber reinforcing materials, electrical materials (particularly as tension members), acoustic materials, Widely used in fields such as general clothing.
  • Effective applications include screen kites, filters, ropes, nets, fishnets, computer ribbons, printed circuit board base fabrics, paper canvases, air bags, airships, dome base fabrics, rider suits, fishing lines, various lines (Yachts, paragliders, balloons, kites), blind cords, support cords for screen doors, various cords for automobiles and aircraft, power transmission cords for electrical products and robots, etc.
  • the monofilament used is mentioned.
  • the present invention it is preferable to carry out washing after solid phase polymerization from the viewpoint of process passability and product yield improvement in the weaving process.
  • the solid-phase polymerization oil agent for preventing fusion by washing By removing the solid-phase polymerization oil agent for preventing fusion by washing, deterioration of the process passability due to deposition on the guide of the solid-phase polymerization oil agent in the subsequent process, for example, weaving process, the deposit to the product It is possible to suppress generation of defects due to mixing.
  • the cleaning method includes a method of wiping the fiber surface with cloth or paper, but fibrillation occurs when a mechanical load is applied to the solid phase polymerized yarn, so that the fiber is immersed in a liquid in which the solid phase polymerized oil can be dissolved or dispersed.
  • the method is preferred.
  • a method of blowing off using a fluid in addition to immersion in a liquid is more preferable because the solid-phase polymerization oil swollen by the liquid can be efficiently removed.
  • the liquid used for cleaning is preferably water in order to reduce the environmental load.
  • the higher the temperature of the liquid the higher the removal efficiency.
  • the temperature is preferably 30 ° C or higher, more preferably 40 ° C or higher.
  • the boiling point of the liquid is preferably ⁇ 20 ° C. or lower, more preferably the boiling point ⁇ 30 ° C. or lower.
  • the addition amount of the surfactant is preferably 0.01 to 1 wt%, more preferably 0.1 to 0.5 wt% in order to increase the removal efficiency and reduce the environmental load.
  • the degree of removal of the solid-phase polymerization oil agent by washing is appropriately adjusted according to the purpose, but the solid phase remaining in the washed fiber from the viewpoint of improving the processability of the fiber in the higher processing and weaving processes and improving the quality of the fabric.
  • the oil adhesion rate of the polymerized oil is preferably 2.0 wt% or less, more preferably 1.0 wt% or less, and still more preferably 0.5 wt% or less. It should be noted that the adhesion rate of the remaining solid heavy oil agent was determined in Example D. with respect to the fiber wound immediately after the washing step. The value obtained by the method described in the section.
  • the fibers may be immersed in liquid in the form of a cake, tow, or package, but the fibers are continuously removed for uniform removal in the fiber longitudinal direction. It is preferable to immerse in the liquid while running.
  • the method of continuously immersing the fiber in the liquid may be a method of guiding the fiber into the bath using a guide or the like, but in order to suppress fibrillation of the solid-phase polymerized fiber due to contact resistance with the guide, slits are provided at both ends of the bath. It is preferable to allow the fiber to pass through the slit through the slit and not to provide a yarn path guide in the bath.
  • the fibers are unwound, but in order to suppress fibrillation when peeling the slight fusion caused by solid-phase polymerization, the solid-phase polymerized package is used. It is preferable that the yarn is unwound by so-called side cutting, in which the yarn is unwound in the direction perpendicular to the rotation axis (fiber wrapping direction) while being rotated.
  • Such unwinding methods include a method of actively driving at a constant rotation speed using a motor, etc., a method of speed-control unwinding while controlling the rotation speed using a dancer roller, and a solid-state polymerization package on a free roll. Then, a method of unwinding while pulling the fiber with a speed control roller can be mentioned.
  • a method of immersing the liquid crystal polyester fiber in a liquid in a package state and unwinding it as it is is a preferable embodiment because the oil component can be efficiently removed.
  • the fluid used when blowing away using a fluid is air or water.
  • air when used as the fluid, it is possible to expect the effect of drying the liquid crystal polyester fiber surface, so that it is possible to prevent the accumulation of dirt in the subsequent process, that is, the yield can be improved. Therefore, this is a preferred embodiment.
  • the liquid used for the cleaning adheres to the surface of the liquid crystal polyester fiber after the cleaning, rinsing is also a preferable mode. If the liquid used for cleaning remains on the surface of the liquid crystal polyester fiber, it will eventually dry and become foreign matter on the yarn surface, so that the surface of the liquid crystal polyester fiber can be made more uniform by rinsing. It is possible to suppress fluctuations in the unwinding tension.
  • the fluid used for rinsing is water.
  • Rinsing is performed for the purpose of removing the cleaning liquid component adhering to the surface of the liquid crystal polyester fiber, so that it is possible to perform cleaning efficiently by using water capable of dissolving the component.
  • warm water for the purpose of increasing the solubility of the component.
  • the upper temperature is not particularly limited because the higher the temperature, the higher the solubility and the higher the efficiency of rinsing, so the energy consumption required for heating should be reduced and the energy cost reduced. Considering the loss due to evaporation, 80 ° C. is a good guideline.
  • finishing oil from the viewpoint of improving process passability in a subsequent process after washing.
  • a finishing oil generally used for polyester fibers can be preferably applied, but it is more preferable that the finishing oil does not contain particles from the viewpoint of suppressing fluctuations in running tension due to dropping during the process.
  • the oil adhesion rate of the finishing oil is preferably 0.1 wt% or more with respect to the fiber in order to exert effects such as lubricity by the finishing oil, and for the purpose of preventing soiling in the post-processing step due to excessive application. 0% or less is preferable.
  • the oil adhesion rate of the finishing oil referred to here is that of Example D.F. The value obtained by subtracting the value of the oil adhesion rate of the residual solid-phase polymerization oil of the fiber from the value of the oil adhesion rate determined by the method described in the item.
  • Tm 1 said here is Example E.1.
  • Tm 1 indicating the value obtained by the measurement method described is the melting point of the fiber, but the liquid crystal polyester fiber is subjected to heat treatment at a high temperature of melting point + 10 ° C. or higher, and the peak half width at Tm 1 becomes 15 ° C. or higher. Abrasion resistance is greatly improved by reducing the overall crystallinity and crystal perfection.
  • the fiber In terms of heat treatment, there is solid-state polymerization of liquid crystalline polyester fiber, but if the treatment temperature in this case is not lower than the melting point of the fiber, the fiber will be fused and melted.
  • the melting point of the fiber increases with the treatment, so the final solid-phase polymerization temperature may be equal to or higher than the melting point of the fiber before the treatment. It is lower than the melting point, that is, the melting point of the fiber after heat treatment. That is, the high temperature heat treatment here is not solid phase polymerization, but reduces the structural difference between the dense crystalline portion and the amorphous portion formed by solid phase polymerization, that is, the degree of crystallinity and completeness of the crystal. The wear resistance is improved by reducing the property.
  • the treatment temperature is preferably Tm 1 + 10 ° C. or higher, more preferably Tm 1 + 40 ° C. or higher, and further preferably Tm 1 + 60 ° C. or higher. Tm 1 + 80 ° C. or higher is particularly preferable.
  • the upper limit of the heat treatment temperature is the temperature at which the fiber melts, and is about Tm 1 + 300 ° C. of the fiber before high temperature heat treatment, although it varies depending on the tension, speed, single fiber fineness, and treatment length.
  • Another heat treatment is the thermal stretching of liquid crystalline polyester fiber, but the thermal stretching is to tension the fiber at high temperature, the fiber structure has higher molecular chain orientation, the strength and elastic modulus increase, and the crystallization The degree of crystal integrity is maintained, that is, ⁇ Hm 1 remains high, and the peak half-width of Tm 1 remains small. Accordingly, the heat treatment of the present invention aims to improve the wear resistance by reducing the crystallinity (decreasing ⁇ Hm 1 ) and decreasing the crystal perfection (increasing peak half-value width), resulting in a fiber structure inferior in wear resistance. Is different.
  • the high temperature heat treatment referred to in the present invention does not increase the strength and elastic modulus because the crystallinity is lowered.
  • Heating means include atmospheric heating and radiant heating using laser and infrared rays, but heating with a slit heater using a block or plate heater has both the effects of atmospheric heating and radiant heating, increasing the stability of processing. Therefore, it is preferable.
  • the treatment time is preferably longer in order to lower the crystallinity and the completeness of the crystal, preferably 0.01 seconds or more, more preferably 0.05 seconds or more, and further preferably 0.1 seconds or more.
  • the upper limit of the treatment time is preferably 5.0 seconds or less, more preferably 3.0 seconds or less, because the equipment load is reduced, and if the treatment time is long, the orientation of the molecular chain is relaxed and the strength and elastic modulus are lowered. Preferably, it is 2.0 seconds or less.
  • the tension at the time of processing is excessively high, fusing is likely to occur, and when heat treatment is performed in an excessive tension state, the effect of improving wear resistance is low because the decrease in crystallinity is small. It is preferable to make the tension as low as possible. This is clearly different from thermal stretching. However, if the tension is low, the fiber travel becomes unstable and the treatment becomes non-uniform, so 0.001 cN / dtex or more and 1.0 cN / dtex or less is preferable, and 0.1 cN / dtex or more and 0.3 cN / dtex or less. More preferred.
  • the tension when high-temperature heat treatment is performed while running, the tension is preferably as low as possible, but stretching and relaxation may be added as appropriate. However, if the tension is too low, the fiber travel becomes unstable and the treatment becomes non-uniform, so the relaxation rate is preferably 2% or less (stretching ratio 0.98 times or more). Also, when the tension is high, fusing due to heat is likely to occur, and when heat treatment is performed in an excessive tension state, the reduction in crystallinity is small and the effect of improving wear resistance is low. Depending on the temperature, it is preferably less than 10% (stretching ratio: 1.10 times). More preferably, it is less than 5% (stretching ratio: 1.05 times), more preferably less than 3% (1.03 times).
  • the draw ratio is defined as a quotient obtained by dividing the second roller speed by the first roller speed when the heat treatment is performed between the rollers (between the first roller and the second roller).
  • the processing speed depends on the processing length, the higher the speed, the higher the processing time at high temperature becomes possible, and the effect of improving wear resistance is enhanced, and the productivity is also improved, preferably 100 m / min or more, more preferably 200 m / min or more, More preferably, it is 300 m / min or more.
  • the upper limit of the processing speed is about 1,000 m / min from the running stability of the fiber.
  • the treatment length depends on the heating method, but in the case of non-contact heating, it is preferably 100 mm or more, more preferably 200 mm or more, and further preferably 500 mm or more in order to perform a uniform treatment. Further, if the treatment length is excessively long, treatment unevenness and fiber fusing are generated due to yarn swaying inside the heater, preferably 3,000 mm or less, more preferably 2,000 mm or less, and even more preferably 1,000 mm or less.
  • a tension meter model: IT-NR
  • a fiber with an oil content of 100 mg ⁇ 10 mg was collected and weighed after drying for 10 minutes at 60 ° C. (W 0 ), and the weight of sodium dodecylbenzenesulfonate in 100 times more water than the fiber weight.
  • the fiber was immersed in a solution added at 2.0 wt%, ultrasonically washed at room temperature for 20 minutes, washed fiber was washed with water, and the weight after drying at 60 ° C. for 10 minutes was measured (W 1 ),
  • the oil adhesion rate was calculated by the following formula.
  • Oil content rate (wt%) (W 0 ⁇ W 1 ) ⁇ 100 / W 1
  • the oil adhesion rate of the solid phase polymerization oil, the oil adhesion rate of the remaining solid phase polymerization oil, and the like were calculated by the aforementioned calculation method.
  • Tm 1 of liquid crystal polyester fiber peak half width at Tm 1 , ⁇ Hm 1 , melting point of liquid crystal polyester polymer
  • Tm 1 The temperature of the endothermic peak to be observed was Tm 1 (° C.), and the peak half-value width (° C.) and the heat of fusion ( ⁇ Hm 1 ) (J / g) at Tm 1 were measured.
  • Scum generation amount (g) (Washer weight after running the fiber)-(Washer weight before running the fiber) I. Evaluation of weaving properties and fabric properties Using a 13 dtex polyester monofilament for warp on a rapier loom, weaving density is set to 250 wefts / inch (2.54 cm), weaving speed is set to 100 times / min, and wefts are liquid crystalline polyester Weaving trials were conducted as fibers. At this time, the process passability is evaluated from the accumulation of scum on the yarn feeder (ceramic guide) in the trial weaving with a width of 180 cm and a length of 10 m, and the weaving property is evaluated from the number of stops due to yarn breakage. The quality of the fabric was evaluated from the number of scum.
  • Fusing suppression effect The package after solid-phase polymerization is fitted into a free-roll creel (having a shaft and bearings, the outer layer can rotate freely. There is no brake and drive source), and the yarn is transverse (fiber circulation direction) from here The surface of the solid-state polymerization package after being unwound for 30 minutes at 400 m / min was observed, and the fusing suppression effect was evaluated according to the following criteria from the presence or absence of fluff.
  • Running stability After unwinding the liquid crystalline polyester fiber, the first roller with a separate roller rotating at 400 m / min is rotated 6 times, and subsequently the first roller with a separate roller rotating at 401 m / min is rotated 6 times Aspirated with a suction gun.
  • the running stability was evaluated according to the following criteria from the number of yarn swaying in the running state for 1 min after this operation was performed for 30 min (the number of times the running yarn is likely to be taken by the roller).
  • the polymerization temperature was maintained at 335 ° C., the pressure was reduced to 133 Pa in 1.5 hours, and the reaction was further continued for 40 minutes. When the torque reached 28 kgcm, the polycondensation was completed. Next, the inside of the reaction vessel was pressurized to 0.1 MPa, the polymer was discharged to a strand through a die having one circular discharge port having a diameter of 10 mm, and pelletized by a cutter.
  • the composition, melting point and molecular weight of the obtained liquid crystal polyester are as shown in Table 1.
  • Reference Example 2 In a 5 L reaction vessel equipped with a stirring blade and a distilling tube, 907 parts by weight of p-hydroxybenzoic acid, 457 parts by weight of 6-hydroxy-2-naphthoic acid and 946 parts by weight of acetic anhydride (one phenolic hydroxyl group in total) .03 molar equivalents) was charged into a reaction vessel equipped with a stirring blade and a distillation tube, and the temperature was raised from room temperature to 145 ° C. over 30 minutes with stirring in a nitrogen gas atmosphere, followed by reaction at 145 ° C. for 2 hours. Then, it heated up to 325 degreeC in 4 hours.
  • the polymerization temperature was maintained at 325 ° C., the pressure was reduced to 133 Pa in 1.5 hours, and the reaction was further continued for 20 minutes. When the predetermined torque was reached, the polycondensation was completed. Next, the inside of the reaction vessel was pressurized to 0.1 MPa, the polymer was discharged into a strand-like material through a die having one circular discharge port having a diameter of 10 mm, and pelletized by a cutter.
  • composition, melting point and molecular weight of the obtained liquid crystal polyester are as shown in Table 1.
  • Example 1 After vacuum drying at 160 ° C. for 12 hours using the liquid crystal polyester of Reference Example 1, melt extrusion with a ⁇ 15 mm single screw extruder manufactured by Osaka Seiki Machine Co., Ltd., and supplying the polymer to the spinning pack while measuring with a gear pump did.
  • the polymer was filtered using a metal nonwoven fabric filter, and the polymer was discharged from a 10-hole die. The discharged polymer is allowed to pass through a heat-retaining region of 40 mm, and then cooled and solidified from the outside of the yarn with an annular cooling air flow at 25 ° C., and then a spinning oil mainly composed of a fatty acid ester compound is applied to the polymer.
  • the filament was taken up on the first godet roll. After passing this through the second godet roll at the same speed, all but one of the filaments is sucked with a suction gun, and the remaining one filament fiber is passed through the dancer arm through the Pannwinder (EFT manufactured by Kozu Manufacturing Co., Ltd.). It was wound up in the shape of a pan with a mold take-up winder and no contact roll in contact with the winding package. During winding, yarn breakage did not occur, and the yarn forming property was good. The obtained fiber had a fineness of 6.0 dtex, a strength of 6.4 cN / dtex, an elongation of 1.4%, and an elastic modulus of 495 cN / dtex.
  • the spun fiber package was rewound using a SSP-MV type rewinder (contact length (winding stroke of the innermost layer) 200 mm, wind number 8.7, taper angle 45 °) manufactured by Kozu Co., Ltd.
  • the spinning fiber is unwound in the longitudinal direction (perpendicular to the fiber circulation direction), without using a speed control roller, but using an oiling roller (satin-finished stainless steel roll) as a phosphate compound (B) Talc with a median diameter of 1.0 ⁇ m shown as talc 1 in Table 2 as inorganic particles (A) in an aqueous solution containing 6.0 wt% of the phosphoric acid compound (B 1 ) represented by (4), SG-2000 (Nippon Talc)
  • the solid-phase polymerization oil agent dispersed by 1.0 wt% was supplied.
  • a bobbin made of stainless steel was wound with Kevlar felt (weight per unit: 280 g / m 2 , thickness: 1.5 mm), and the surface pressure was 100 gf (98.0665 cN).
  • the oil adhesion rate (a + b) of the solid phase polymerization oil to the fiber after rewinding was 15 wt%.
  • the bobbin made of stainless steel was removed from the wound package, and solid state polymerization was performed in a package state in which the fiber was wound around Kevlar felt.
  • the temperature is raised from room temperature to 240 ° C. in about 30 minutes using a closed oven, held at 240 ° C. for 3 hours, then heated to 290 ° C. at 4 ° C./hr and held for 20 hours.
  • Solid state polymerization was performed under the conditions. The atmosphere was supplied with dehumidified nitrogen at a flow rate of 20 NL / min, and exhausted from the exhaust port so that the inside of the chamber was not pressurized.
  • the resulting fiber after solid phase polymerization has a fineness of 6.0 dtex, strength of 24.5 cN / dtex, elongation of 2.6%, and elastic modulus of 1,100 cN / dtex. Compared with this, the strength, elongation, and elastic modulus were improved, and it was confirmed that solid phase polymerization was progressing.
  • the fiber was unwound from the thus obtained package after solid-phase polymerization, and continuously washed for removing the solid-phase polymerization oil and subjected to high-temperature non-contact heat treatment.
  • the package after solid-phase polymerization is fitted into a freeroll creel (having a shaft and a bearing, and the outer layer portion can freely rotate. There is no brake and drive source), and the yarn is pulled out from here in the lateral direction (fiber circulation direction).
  • the fiber was continuously passed through a bath having a bath length of 150 cm (contact length: 150 cm) provided with slits at both ends (without a guide contacting the fiber inside), and the oil agent was washed and removed.
  • the cleaning liquid is 50 ° C warm water containing 0.2wt% of nonionic / anionic surfactant (Granup US-30 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.). And supplied to the water tank.
  • the washed fibers were continuously passed through a bath having a bath length of 23 cm (contact length: 23 cm) provided with slits at both ends (no guide contacting the fibers inside) and rinsed with hot water at 50 ° C.
  • the fibers after rinsing were passed through a bearing roller guide, blown away with water by applying an air flow, and then passed through a first roller with a separation roller of 400 m / min.
  • a creel is a free roll, by applying tension
  • the fiber that passed through the roller was run between 1 mm long slit heaters heated to 510 ° C. and subjected to high-temperature non-contact heat treatment. No guides are provided in the slit heater, and the heater and fiber are not in contact with each other.
  • the fiber after passing through the heater was passed through a second roller with a separate roller. The first roller and the second roller were at the same speed.
  • the fiber that passed through the second roller was provided with a finishing oil mainly composed of a fatty acid ester compound by a ceramic oiling roller, and wound with an EFT type bobbin traverse winder (manufactured by Kozu Seisakusho).
  • the physical properties of the obtained fiber are such that the residual solid-phase polymerization oil has a very low oil adhesion rate and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was also excellent.
  • the obtained fiber had a Tm 1 of 339 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.5 J / g, a peak half width at Tm 1 of 31 ° C., and a scum generation amount of 0.0003 g.
  • Example 2 A liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 1, except that the number of rotations of the oiling roller during rewinding was changed and the oil adhesion rate (a + b) of the solid phase polymerization oil to the fiber after rewinding was changed as shown in Table 2. .
  • the physical properties of the obtained fiber are such that the residual solid-phase polymerization oil has a very low oil adhesion rate and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was also excellent.
  • Tm 1 of the fiber obtained in Example 2 was 332 ° C.
  • ⁇ Hm 1 was 0.6 J / g
  • the peak half width at Tm 1 was 29 ° C.
  • the amount of scum generated was 0.0005 g.
  • the fiber obtained in Example 3 had a Tm1 of 335 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.7 J / g, a peak half width at Tm 1 of 28 ° C., and a scum generation amount of 0.0007 g.
  • the fiber obtained in Example 4 had a Tm 1 of 337 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.5 J / g, a peak half width at Tm 1 of 26 ° C., and a scum generation amount of 0.0005 g.
  • the fiber obtained in Example 5 had a Tm 1 of 331 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.7 J / g, a peak half width at Tm 1 of 28 ° C., and a scum generation amount of 0.0004 g.
  • the fiber obtained in Example 6 had a Tm 1 of 334 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.6 J / g, a peak half width at Tm 1 of 27 ° C., and a scum generation amount of 0.0006 g.
  • Example 7 A liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the number of filaments was 10 in the spinning process.
  • the physical properties of the obtained fiber are such that the residual solid-phase polymerization oil has a very low oil content adhesion rate and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was also excellent.
  • the fiber obtained in Example 7 had a Tm 1 of 338 ° C., ⁇ Hm 1 of 1.3 J / g, a peak half width at Tm 1 of 25 ° C., and a scum generation amount of 0.0012 g.
  • the fineness of the fiber obtained by spinning is 6.0 dtex, the strength is 6.1 cN / dtex, the elongation is 1.3%, and the elastic modulus is 463 cN / dtex.
  • the fineness of the fiber after solid-phase polymerization is 6.0 dtex, strength is 23.6 cN / dtex, elongation is 2.5%, elastic modulus is 1,058 cN / dtex, and the strength, elongation and elastic modulus are improved compared to the fiber before solid phase polymerization. It was confirmed that solid state polymerization was progressing.
  • Example 8 Liquid crystal polyester fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that Silica 310P (manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.), which is silica, was used as the inorganic particles (A).
  • the physical properties of the obtained fiber are such that the residual solid-phase polymerization oil has a very low oil content adhesion rate and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was also excellent.
  • the fiber obtained in Example 8 had a Tm 1 of 337 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.5 J / g, a peak half width at Tm 1 of 28 ° C., and a scum generation amount of 0.0010 g.
  • Example 9 Example 1 except that talc having a median diameter of 7.0 ⁇ m shown in Table 3 as talc 2 and “Microace” (registered trademark) P-2 (manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.) was used as the inorganic particles (A). Thus, a liquid crystal polyester fiber was obtained.
  • the physical properties of the obtained fiber are such that the residual solid-phase polymerization oil has a very low oil content adhesion rate and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was good.
  • Tm 1 of the fiber obtained in Example 9 was 334 ° C.
  • ⁇ Hm 1 was 0.6 J / g
  • the peak half width at Tm 1 was 24 ° C.
  • the amount of scum generated was 0.0010 g.
  • Example 10 As in Example 1, except that talc having a median diameter of 11 ⁇ m shown as talc 3 in Table 3 and “Talcan Powder” (registered trademark) PK-C (manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.) were used as inorganic particles (A). A liquid crystal polyester fiber was obtained.
  • the physical properties of the obtained fiber are such that the residual solid-phase polymerization oil has a very low oil content adhesion rate and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was good.
  • the fiber obtained in Example 10 had a Tm 1 of 334 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.7 J / g, a peak half width at Tm 1 of 28 ° C., and a scum generation amount of 0.0009 g.
  • Example 11 to 14 A liquid crystal polyester fiber was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion amount of the inorganic particles (A) in the solid-phase polymerization oil was changed and the adhesion rate (a) wt% of the inorganic particles to the fibers was changed as shown in Table 4. Obtained.
  • the physical properties of the obtained fiber are such that the residual solid phase polymerization oil has a very low oil adhesion rate and has a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was also excellent or good.
  • the fiber obtained in Example 11 had a Tm 1 of 336 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.5 J / g, a peak half-width at Tm 1 of 29 ° C., and a scum generation amount of 0.0012 g.
  • the fiber obtained in Example 12 had a Tm 1 of 337 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.7 J / g, a peak half width at Tm 1 of 27 ° C., and a scum generation amount of 0.0007 g.
  • the fiber obtained in Example 13 had a Tm 1 of 332 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.6 J / g, a peak half width at Tm 1 of 24 ° C., and a scum generation amount of 0.0007 g.
  • the fiber obtained in Example 14 had a Tm 1 of 333 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.5 J / g, a peak half width at Tm 1 of 26 ° C., and a scum generation amount of 0.0011 g.
  • Example 11 compared with Example 1, the amount of inorganic particles (A) was low as a factor that slightly reduced the weaving property, so that some fusion occurred during solid-phase polymerization, which is attributed to this. Therefore, it is assumed that the physical properties of the fibers were lowered, leading to yarn breakage during weaving.
  • Example 15 As shown in Table 4, the phosphoric acid compound (B) was changed to the phosphoric acid compound (B 2 ) represented by the following chemical formula (5) or the phosphoric acid compound (B 3 ) represented by the following chemical formula (6). Except for the above, liquid crystal polyester fibers were obtained in the same manner as in Example 1.
  • the physical properties of the obtained fiber are such that the residual solid phase polymerization oil has a very low oil adhesion rate and has a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was also excellent.
  • Tm 1 of the fiber obtained in Example 15 was 329 ° C.
  • ⁇ Hm 1 was 0.5 J / g
  • the peak half width at Tm 1 was 28 ° C.
  • the amount of scum generated was 0.0006 g.
  • the fiber obtained in Example 16 had a Tm 1 of 330 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.6 J / g, a peak half width at Tm 1 of 27 ° C., and a scum generation amount of 0.0007 g.
  • Example 17 A liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the discharge amount in the spinning process was changed and the fineness was changed.
  • the physical properties of the obtained fiber have a very low oil adhesion rate of the residual solid-phase polymerization oil agent and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was also excellent.
  • the fiber obtained in Example 17 had a Tm 1 of 338 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.5 J / g, a peak half width at Tm 1 of 29 ° C., and a scum generation amount of 0.0007 g.
  • the fiber obtained in Example 18 had Tm 1 of 336 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.7 J / g, peak half-width at Tm 1 of 26 ° C., and scum generation amount of 0.0006 g.
  • the fiber obtained by spinning in Example 17 had a fineness of 4.0 dtex, a strength of 5.8 cN / dtex, an elongation of 1.3%, and an elastic modulus of 460 cN / dtex.
  • the fineness of the fiber is 4.0 dtex
  • the strength is 21.0 cN / dtex
  • the elongation is 2.3%
  • the elastic modulus is 10,059 cN / dtex.
  • the strength, elongation, and elasticity The rate was improved, and it was confirmed that solid state polymerization was progressing.
  • the fiber obtained by spinning in Example 18 had a fineness of 13.0 dtex, a strength of 6.1 cN / dtex, an elongation of 1.3%, and an elastic modulus of 484 cN / dtex.
  • the fineness of the fiber is 13.0 dtex
  • the strength is 20.5 cN / dtex
  • the elongation is 2.2%
  • the elastic modulus is 945 cN / dtex.
  • the strength, elongation, and elastic modulus are higher. It was confirmed that solid phase polymerization was progressing.
  • Example 19 A liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the slit heater was not raised and high temperature non-contact heat treatment was not performed.
  • the physical properties of the obtained fiber have a very low oil adhesion rate of the residual solid-phase polymerization oil agent and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. Moreover, the weaving property was also good.
  • the fiber obtained in Example 19 had a Tm 1 of 345 ° C., ⁇ Hm 1 of 7.8 J / g, a peak half width at Tm 1 of 6.3 ° C., and a scum generation amount of 0.0012 g.
  • Example 20 A liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 19 except that the liquid crystal polyester polymer of Reference Example 2 was used at the time of spinning.
  • the physical properties of the obtained fiber have a very low oil adhesion rate of the residual solid-phase polymerization oil agent and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuation are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. Moreover, the weaving property was also good.
  • the fiber before solid phase polymerization obtained by spinning has a fineness of 6.0 dtex, a strength of 8.8 cN / dtex, an elongation of 2.0%, and an elastic modulus of 532 cN / dtex. The strength, elongation, and elastic modulus were improved as compared with the above fiber, and it was confirmed that solid phase polymerization was progressing.
  • Tm 1 of the fiber obtained in Example 20 was 320 ° C.
  • ⁇ Hm 1 was 11 J / g
  • the peak half width at Tm 1 was 7.5 ° C.
  • the amount of scum generated was 0.0012 g.
  • Examples 21 to 23 Liquid crystal polyester fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that the number of rotations of the oiling roller was changed when the finishing oil was applied, and the oil adhesion rate of the finishing oil was changed.
  • the physical properties of the obtained fibers are such that the residual solid phase polymerization oil has a very low oil adhesion rate and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuations are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. The weaving property was also excellent or good. As the oil adhesion rate of the finishing oil increased, the frequency of yarn breakage due to the pseudo-adhesion of the fibers increased, and the tendency of the weaving to decrease was confirmed.
  • the fiber obtained in Example 21 had a Tm 1 of 338 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.6 J / g, a peak half width at Tm 1 of 24 ° C., and a scum generation amount of 0.0007 g.
  • the fiber obtained in Example 22 had a Tm 1 of 335 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.7 J / g, a peak half width at Tm 1 of 27 ° C., and a scum generation amount of 0.0007 g.
  • the fiber obtained in Example 23 had a Tm 1 of 337 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.5 J / g, a peak half width at Tm 1 of 23 ° C., and a scum generation amount of 0.0009 g.
  • Example 24 The liquid crystalline polyester of Reference Example 1 and polyether ether ketone resin PEEK90G (melting point 344 ° C., hereinafter referred to as PEEK) manufactured by Victrex were used. Spinning, rewinding, solid phase polymerization, washing, high-temperature heat treatment in the same manner as in Example 1 except that liquid crystal polyester and PEEK were mixed in a pellet form at a weight ratio of 90/10 and then melted and kneaded with an extruder. The blend fiber which consists of liquid crystalline polyester was obtained.
  • the fiber obtained in Example 24 had a Tm 1 of 344 ° C., ⁇ Hm 1 of 4.4 J / g, a peak half width at Tm 1 of 15.47 ° C., and a scum generation amount of 0.0012 g.
  • the fineness of the fiber obtained by spinning is 6.0 dtex, the strength is 5.6 cN / dtex, the elongation is 1.2%, and the elastic modulus is 432 cN / dtex.
  • the fineness of the fiber after solid-phase polymerization is 6.0 dtex, strength is 22.1 cN / dtex, elongation is 2.3%, elastic modulus is 985 cN / dtex, strength, elongation and elastic modulus are improved compared to the fiber before solid phase polymerization. It was confirmed that solid state polymerization was progressing.
  • Example 25 Spinning in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal polyester of Reference Example 1 was used as the core component, PEEK was used as the sheath polymer, and the liquid crystal polyester and PEEK melted by separate extruders were supplied to the die for the core-sheath composite fiber. Rewinding, solid phase polymerization, washing, and high temperature heat treatment were performed to obtain a composite fiber made of liquid crystal polyester having a core / sheath weight ratio of 70/30.
  • the fiber obtained in Example 25 had a Tm 1 of 344 ° C., ⁇ Hm 1 of 13 J / g, a peak half width at Tm 1 of 16 ° C., and a scum generation amount of 0.0010 g.
  • Example 1 As compared with Example 1, the reason why the weaving property was slightly lowered was the core-sheath composite fiber with the different polymer, so that fiber fibrils were easily generated due to peeling at the polymer interface due to abrasion in the process. It is presumed that this led to an increase in the number of yarn breaks during weaving.
  • the fineness of the fiber obtained by spinning is 6.0 dtex, the strength is 4.9 cN / dtex, the elongation is 1.0%, and the elastic modulus is 343 cN / dtex.
  • the fineness of the fiber after solid-phase polymerization is 6.0 dtex, strength is 16.7 cN / dtex, elongation is 1.7%, elastic modulus is 758 cN / dtex, and the strength, elongation and elastic modulus are improved compared to the fiber before solid phase polymerization. It was confirmed that solid state polymerization was progressing.
  • the physical properties of the obtained fiber are high in the oil adhesion rate of the residual solid-phase polymerization oil agent and high in the running tension fluctuation range (R). Was inferior.
  • the amount of scum generated in the fiber obtained in Reference Example 3 was 0.0636 g.
  • the physical properties of the obtained fibers are high in the adhesion rate of the residual solid phase polymerized oil and the running fluctuation range (R) is high, so the amount of scum accumulated on the yarn feeder is large, and the scum on the product Mixing occurred frequently and the quality of the fabric was poor.
  • yarn breakage occurred frequently which is presumed to be due to fiber fibrillation due to fusion during solid phase polymerization in addition to yarn breakage due to increased tension fluctuation due to scum deposition.
  • Tm 1 of the fiber obtained in Comparative Example 2 was 332 ° C.
  • ⁇ Hm 1 was 0.7 J / g
  • the peak half width at Tm 1 was 25 ° C.
  • the amount of scum generated was 0.0110 g.
  • Fibril generation was observed in the obtained fiber, which is presumed to be caused by fusion between fibers because inorganic particles (A) were not used as the solid-phase polymerization oil agent.
  • the physical properties of the obtained fibers are high in the adhesion rate of the residual solid-phase polymerization oil agent and the running tension fluctuation range (R) is high, so that the amount of scum accumulated on the yarn feeder is large. Weaving was discontinued due to frequent thread breakage that was probably caused by fibrils.
  • the fiber obtained in Comparative Example 3 had a Tm 1 of 335 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.6 J / g, a peak half width at Tm 1 of 24 ° C., and a scum generation amount of 0.0113 g.
  • Example 4 A liquid crystal was prepared in the same manner as in Example 1 except that an oil mainly composed of polydimethylsiloxane (hereinafter referred to as PDMS) was used as the oil for solid phase polymerization instead of the inorganic particles (A) and the phosphoric acid compound (B). Polyester fibers were obtained.
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the physical properties of the obtained fibers are small in calculation of the remaining solid-phase polymerization oil agent, but the running tension fluctuation is large, and a small amount of scum is accumulated at the yarn feeder during weaving, which is considered to be caused by this.
  • the running tension increased and scum was mixed into the product.
  • thread breakage which seems to be due to fluctuations in tension, occurred frequently.
  • the surface of the liquid crystal polyester fiber also shows irregularities that can be seen as gelled products of PDMS from the results of scanning electron microscope, and the gel derived from PDMS also from the results of IR measurement of the scum component attached to the yarn feeder at the time of weaving evaluation It became clear from the fact that the chemicals adhered to the fibers. That is, it is presumed that PDMS gels during solid-phase polymerization and remains on the fiber even after the washing step, causing a variation in tension.
  • Tm 1 of the fiber obtained in Comparative Example 4 was 336 ° C.
  • ⁇ Hm 1 was 0.7 J / g
  • the peak half width at Tm 1 was 27 ° C.
  • the amount of scum generated was 0.0025 g.
  • Example 5 A liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the oiling roller rotation rate was changed at the time of applying the finishing oil, the oil adhesion rate of the finishing oil was changed, and the fiber oil adhesion rate was 3.2 wt%. It was.
  • the physical properties of the obtained fibers are such that the residual solid-phase polymerization oil has a very low oil adhesion rate and a small running tension fluctuation range (R), so that scum generation and tension fluctuations are suppressed. Passability and fabric quality were excellent. However, weaving was stopped because frequent stops due to yarn breakage due to pseudo-bonding of fibers.
  • the fiber obtained in Comparative Example 5 had a Tm 1 of 333 ° C., ⁇ Hm 1 of 0.8 J / g, a peak half width at Tm 1 of 29 ° C., and a scum generation amount of 0.0012 g.
  • Example 26 Using the liquid crystal polyester of Reference Example 1, vacuum drying was performed at 160 ° C. for 12 hours, and then melt extrusion was performed with a ⁇ 15 mm biaxial extruder manufactured by Technobell, and the polymer was supplied to the spinning pack while being measured with a gear pump. In the spinning pack, the polymer was filtered using a metal nonwoven fabric filter, and the polymer was discharged under the conditions shown in Table 8.
  • the introduction hole located immediately above the die hole was a straight hole, and the connection portion between the introduction hole and the die hole was tapered.
  • the discharged polymer is allowed to pass through a 40 mm heat insulation region, and then cooled and solidified from the outside of the yarn with an annular cooling air flow at 25 ° C., and then a spinning oil mainly composed of a fatty acid ester compound is applied, All filaments were taken up on the first godet roll at the spinning speeds listed in Table 8. After passing this through the second godet roll at the same speed, it is wound into the shape of a PAN by a PAN winder (EFT type take-up winder manufactured by Kozu Co., Ltd., without contact roll in contact with the winding package) via a dancer arm. I took it. During winding, yarn breakage did not occur, and the yarn forming property was good.
  • the obtained spinning fiber properties are shown in Table 8.
  • the spun fiber package was rewound using a SSP-MV type rewinder (contact length ((winding stroke of innermost layer)) 200 mm, wind number 8.7, taper angle 45 °) manufactured by Kozu Co., Ltd.
  • the spinning fiber is unwound in the longitudinal direction (perpendicular to the fiber circulation direction), and the above chemical formula is used as the phosphoric acid compound (B) using an oiling roller (satin-finished stainless steel roll) without using a speed control roller.
  • talc shown as talc 1 in Table 9 as inorganic particles (A), SG-2000 (manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.) 1
  • the oil agent for solid phase polymerization dispersed by 0.0% by weight was supplied.
  • a bobbin made of stainless steel was wound with Kevlar felt (weight per unit: 280 g / m 2 , thickness: 1.5 mm), and the surface pressure was 100 gf (98.0665 cN).
  • Table 9 shows the oil adhesion rate of the solid-phase polymerization oil agent to the fiber after rewinding and the rewinding conditions.
  • the bobbin made of stainless steel was removed from the wound package, and solid state polymerization was performed in a package state in which the fiber was wound around Kevlar felt.
  • the temperature is raised from room temperature to 240 ° C. in about 30 minutes using a closed oven, held at 240 ° C. for 3 hours, and then heated to the maximum temperature shown in Table 9 at 4 ° C./hr.
  • the solid phase polymerization was carried out for the holding time shown in Table 9.
  • the atmosphere was supplied with dehumidified nitrogen at a flow rate of 20 NL / min, and exhausted from the exhaust port so that the interior was not pressurized.
  • the package after solid-phase polymerization is fitted into a free-roll creel (having a shaft and bearings, the outer layer can rotate freely. There is no brake and drive source), and the yarn is pulled out from here in the transverse direction (fiber circulation direction).
  • the first roller with a separate roller rotating at 400 m / min was rotated 6 times and then wound with an EFT type bobbin traverse winder (manufactured by Kozu Seisakusho). Table 9 shows the fiber properties after solid phase polymerization obtained.
  • Example 26 is the same as Example 26 except that melt spinning was performed in the same manner as in Example 26 to obtain a spun fiber, the number of rotations of the oiling roller during rewinding was changed, and the adhesion rate of the solid-phase polymerization oil was changed as shown in Table 9. In the same manner, it was rolled up and subjected to solid phase polymerization to obtain liquid crystal polyester fibers. Table 9 shows the fiber properties after solid phase polymerization obtained.
  • Table 9 also shows the property evaluation results of the obtained fibers. Although the fusing suppression effect, running stability, and post-workability are excellent, the adhesion amount in Example 27 is small, so the fusing suppression effect, running stability, and post-workability are slightly inferior, and in Example 28, the adhering amount is large. It can be seen that the post-processability is slightly inferior. (Examples 29 and 30) Here, the influence of the inorganic particles (A) was evaluated.
  • a liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 26 except that Silicia 310P (made by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.), which is silica, was used as the inorganic particles (A) (Example 29). Further, liquid crystal polyester fiber was used in the same manner as in Example 26 except that talc shown as talc 2 in Table 9 as “inorganic particles (A)”, “Microace” (registered trademark) P-2 (manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.) was used. Got. Table 9 shows the fiber properties after solid phase polymerization obtained.
  • Table 9 also shows the property evaluation results of the obtained fibers. Although the fusion suppression effect, running stability, and post-workability are excellent, it can be seen that as the median diameter increases, the fusion suppression effect, running stability, and post-workability are slightly deteriorated. (Example 31) Here, the influence of the weight ratio between the inorganic particles (A) and the phosphoric acid compound (B) was evaluated.
  • a liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 26 except that the dispersion amount of the inorganic particles (A) in the solid phase polymerization oil agent was changed and the adhesion rate (a) of the inorganic particles to the fibers was changed as shown in Table 9. .
  • Table 9 shows the fiber properties after solid phase polymerization obtained.
  • Table 9 also shows the property evaluation results of the obtained fibers. It can be seen that although the fusion-inhibiting effect, running stability, and post-processability are excellent, the post-processability is slightly deteriorated when (b / a) is small. (Examples 32 and 33) Here, the influence of the phosphoric acid compound (B) was evaluated.
  • Example 26 A liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner. Table 9 shows the fiber properties after solid phase polymerization obtained. Molecular weight other values B 2 in solid phase polymerization as can be seen from the are not in slightly advances, a tendency to proceed in B 3.
  • Table 9 also shows the property evaluation results of the obtained fibers. Although fusion suppression effect, running stability, and post-processability are excellent, B 2 is slightly inferior in post-processability due to a large amount of oxygen-containing hydrocarbon groups, and B 3 has a large amount of potassium due to a large amount of potassium. It can be seen that it is slightly inferior in the landing suppression effect and running stability. (Comparative Examples 6-9) Here, the effect of using the inorganic particles (A) and the phosphoric acid compound (B) in combination was evaluated.
  • Comparative Example 7 an aqueous dispersion of PDMS was used in place of the phosphoric acid compound (B) as an oil agent for solid phase polymerization.
  • Comparative Example 8 inorganic particles were not used, and only the phosphoric acid compound was used.
  • Comparative Example 9 PDMS was used.
  • a liquid crystal polyester fiber was obtained in the same manner as in Example 26 except that only the dispersion liquid was used and the number of rotations of the oiling roller was adjusted to change the amount of solid-phase polymerization oil as shown in Table 10. Table 10 shows the obtained fiber properties after solid-phase polymerization.
  • Table 10 also shows the evaluation results of the properties of the obtained fibers.
  • Comparative Example 7 an excellent fusion-suppressing effect is exhibited by the combined use of inorganic particles and PDMS, but it can be seen that there are many deposits on the fiber surface and the post-processability is poor.
  • Comparative Example 8 since only the phosphoric acid compound is used, it can be seen that the anti-fusing effect and running stability are inferior.
  • Comparative Example 9 it can be seen that the use of only PDMS is inferior in running stability and post-workability. (Examples 34 to 38) Here, the influence of the spun fiber was evaluated.
  • Example 38 only one of the yarns discharged from the 4-hole cap was wound up, and the rest was removed by suction with a suction gun.
  • the obtained fiber physical properties are also shown in Table 8.
  • Example 34 using the polymer of Reference Example 2 and Example 36 in which spinning was performed at a single yarn fineness of 4.4 dtex, yarn breakage occurred during spinning.
  • Example 37 three spun fibers were combined and wound back. Table 10 shows the obtained fiber properties after solid-phase polymerization.
  • Table 10 also shows the evaluation results of the properties of the obtained fibers. Although there are differences due to the difference in the spun fibers, it can be seen that the fusion suppression effect, running stability, and post-processability are excellent.
  • liquid crystal polyester fiber and the method for producing the same of the present invention are particularly suitable for use as filters and screens which are high mesh fabrics.

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Abstract

 走行張力変動幅(R)が5cN以下で、かつ、油分付着率が3.0wt%以下である液晶ポリエステル繊維。液晶ポリエステルを溶融紡糸して得た糸条に、無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)を塗布した後に固相重合する液晶ポリエステル繊維の製造方法。該液晶ポリエステル繊維からなるメッシュ織物。 製織工程における堆積物(スカム)が少なく、かつ走行張力の変動が小さく製織工程における工程通過性および製品収率が優れる液晶ポリエステル繊維、および、その製造方法、メッシュ織物を提供する。

Description

液晶ポリエステル繊維およびその製造方法
 本発明は高強度、高弾性率であり、かつ、工程通過性に優れる液晶ポリエステル繊維およびその製造方法に関するものである。
 液晶ポリエステルは剛直な分子鎖からなるポリマーであり、溶融紡糸においてはその分子鎖を繊維軸方向に高度に配向させ、さらに固相重合を施すことにより溶融紡糸で得られる繊維の中では最も高い強度、弾性率が得られることが知られている。また液晶ポリエステルは固相重合により分子量が増加し、融点が上昇するため耐熱性、寸法安定性が向上することも知られている(例えば、非特許文献1参照)。このように液晶ポリエステル繊維においては固相重合を施すことにより高強度、高弾性率、優れた耐熱性、熱寸法安定性が発現する。ここで、固相重合反応は一般に融点近傍の高温下で行われており、このため糸同士の融着が起こりやすく、融着に起因した糸の物性低下およびフィブリル化を防ぐ目的で固相重合油剤を付与することが液晶ポリエステル繊維の製造において重要な技術のポイントである。
 一方で、固相重合油剤は固相重合後に繊維表面に残存することで繊維の後加工工程、たとえば製織工程において、ガイドやローラー、張力付与装置へ堆積し、スカムと呼ばれる屑が発生し、このスカムが製品へ混入することで製品不良の原因、あるいは張力変動の増大による糸切れ原因となるため、固相重合後に固相重合油剤を洗浄除去することも液晶ポリエステル繊維の製造において重要な技術のポイントである。
 この固相重合油剤としては、これまでにフッ素系やシリコーン系の耐熱性の有機化合物が適用されており、例えば水エマルジョン化が容易で繊維表面に塗布しやすく、かつ高温下での耐熱性を有するポリジメチルシロキサンの利用が提案されている(特許文献1、2)。すなわち、特許文献1、2によれば、液晶ポリエステル繊維の固相重合油剤としては耐熱性の高いポリジメチルシロキサンを付与し、固相重合後に洗浄-熱処理を行い、油分付着量の極めて低い液晶ポリエステル繊維を得ている。
 また、固相重合油剤として有機化合物を使用せず、耐熱性の無機粒子を利用する技術も知られている(特許文献3)。
特開2010-209495号公報(第6、7頁) 特開2010-248681号公報(第11頁) 特開2011-168930号公報(第2、8頁)
技術情報協会編、「液晶ポリマーの改質と最新応用技術」(2006)(第235頁~第256頁)
 上記特許文献1、2記載の製法において使用されているポリジメチルシロキサンは固相重合条件下でポリジメチルシロキサン同士の架橋反応によりゲル化を起すことでゲル化物が繊維表面に強固に付着するため、界面活性剤による洗浄の他、超音波洗浄などの力学的洗浄を加えたとしても繊維上に残存することが明らかになった。すなわち、上記文献中での油分付着量は洗浄前の糸重量(W)および超音波洗浄後の糸重量(W)から、次式により算出しているが、超音波洗浄時にゲル化物は完全には脱落しないため、固相重合油剤の付着量は計算上低い値であるものの、油分付着量として測定できない固相重合油剤のゲル化物が繊維上に固着して残存していることがわかった。
   油分付着量(wt%)=(W-W)×100/W
 このため、特許文献1、2の製法によれば固相重合後の洗浄工程で洗浄を強化することで油分付着量としては極めて低い糸が得られており、実施例において液晶ポリエステル繊維を緯糸として打ち込む少量製織工程ではスカムの発生や製品混入の抑制効果が確認されてはいるもののスカムは微量発生しており、拡大評価を行った際にガイド、張力付与装置などへのゲル化物の堆積による経時の張力変動の増大が発生し、糸切れやスカムの製品混入が発生することが明らかになった。
 また、特許文献3は水中で膨潤、分散する性質を持つ膨潤性粘土鉱物を塗布し固相重合することで固相重合後に繊維を水中に浸漬処理することで固相重合油剤を脱落させることを可能としたものである。しかしながら、このような無機粒子を単独あるいは通常の紡糸油剤などに分散させて繊維に塗布した際には固相重合工程を経た後に無機粒子が繊維表面に固着することで、上記ポリジメチルシロキサンの例と同様に洗浄後の付着率としては非常に低い値であるものの、製織工程においてガイドや張力付与装置で擦過されることで無機粒子が脱落し、張力変動の発生原因や製品混入による製品不良の原因となっていた。
 上述のように、液晶ポリエステル繊維の固相重合油剤として、融着抑制効果および優れた洗浄性を両立する固相重合油剤はこれまで開発されていなかった。このため、工業的に利用可能であり、製織工程におけるスカム発生、張力変動が抑制され工程通過性および製品収率に優れる液晶ポリエステル繊維、およびその製造技術はこれまで提案されておらず、その開発が望まれていた。
 本発明の課題は製織工程における堆積物(スカム)が少なく、かつ走行張力の変動が小さく製織工程における工程通過性および製品収率が優れる液晶ポリエステル繊維、および、その製造方法、メッシュ織物を提供することにある。
 上記課題を解決するため、本発明の液晶ポリエステル繊維は次の構成を有する。すなわち、
走行張力変動幅(R)が5cN以下で、かつ、油分付着率が3.0wt%以下である液晶ポリエステル繊維である。
 上記課題を解決するため、本発明の液晶ポリエステル繊維の製造方法は次の構成を有する。すなわち、
液晶ポリエステルを溶融紡糸して得た糸条に、無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)を塗布した後に固相重合する液晶ポリエステル繊維の製造方法である。
 上記課題を解決するため、本発明のメッシュ織物は次の構成を有する。すなわち、
上記液晶ポリエステル繊維からなるメッシュ織物である。
 本発明の液晶ポリエステル繊維は、スカム発生量が0.01g以下であることが好ましい。
 本発明の液晶ポリエステル繊維は、強度が12.0cN/dtex以上であることが好ましい。
 本発明の液晶ポリエステル繊維は、示差熱量測定において、50℃から20℃/minの昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク(Tm)におけるピーク半値幅が15℃以上であることが好ましい。
 本発明の液晶ポリエステル繊維は、モノフィラメントであることが好ましい。
 本発明の液晶ポリエステル繊維は、単一のポリマー成分からなることが好ましい。
 本発明の液晶ポリエステル繊維は、液晶ポリエステルが下記構造単位(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)からなることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 本発明の液晶ポリエステル繊維の製造方法は、固相重合後の液晶ポリエステル繊維を洗浄することが好ましい。
 本発明の液晶ポリエステル繊維の製造方法は、洗浄後の液晶ポリエステル繊維の吸熱ピーク温度(Tm)+10℃以上の温度で高温熱処理を施すことが好ましい。
 本発明の液晶ポリエステル繊維の製造方法は、無機粒子(A)がシリカ、ケイ酸塩から選択される一種以上であることが好ましい。
 本発明の液晶ポリエステル繊維の製造方法は、リン酸系化合物(B)が下記化学式(1)~(3)で示される化合物のいずれか又は組み合わせからなり、かつ、下記条件1~4を満たすことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 条件1:R、Rは炭化水素基を示す。
 条件2:Mはアルカリ金属を示す。
 条件3:Mはアルカリ金属、水素原子、炭化水素基、含酸素炭化水素基から選択される基を示す。
 条件4:nは1以上の整数を示す。
 本発明に係る液晶ポリエステル繊維は走行張力の変動が小さいことから、織編みなどの繊維の高次加工での張力変動に起因した糸切れが抑制されることで工程通過性に優れ、織密度の高密度化、製織性を向上できる。また、製品の引き攣れ、スカム混入などによる製品欠点が抑制可能となり製品収率が向上する。特にハイメッシュ織物が必要とされるフィルター、スクリーン紗用途に対しては、性能向上のため織密度の高密度化(高メッシュ化)、開口部(オープニング)の大面積化、開口部の欠点減少、製織性向上が達成できる。
 本発明に係る液晶ポリエステル繊維の製造方法により、高強度、高弾性率であり、製織工程における堆積物(スカム)が少なく、かつ走行張力の変動が小さく工程通過性に優れることで織物の製品収率が大幅に改善された液晶ポリエステル繊維を与えうる繊維を製造できる。かかる製造方法において、さらに固相重合後の液晶ポリエステル繊維を洗浄することにより、固相重合油剤が容易に除去可能である。このように洗浄を施すことで上述のように製織工程における工程安定性および製品収率が大幅に改善された液晶ポリエステル繊維を得ることが出来る。
 以下、本発明に係る液晶ポリエステル繊維について詳細に説明する。
 本発明で用いられる液晶ポリエステルとは、溶融時に異方性溶融相(液晶性)を形成し得るポリエステルである。この特性は例えば、液晶ポリエステルからなる試料をホットステージにのせ、窒素雰囲気下で昇温加熱し、試料の透過光を偏光下で観察することにより確認できる。
 本発明に用いられる液晶ポリエステルとしては、例えば(i)芳香族オキシカルボン酸の重合物、(ii)芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールあるいは脂肪族ジオールとの重合物、(iii)芳香族オキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールもしくはこれと脂肪族ジオールからなる重合物等が挙げられ、中でも芳香族のみで構成された重合物が好ましい。芳香族のみで構成された重合物は、繊維にした際に優れた強度および弾性率を発現する。また、液晶ポリエステルの重合処方は従来公知の方法を含む通常の方法を用いることができる。
 ここで、芳香族オキシカルボン酸としては、例としてヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフトエ酸等、またはこれらのアルキル、アルコキシ、ハロゲン置換体等が挙げられる。
 また、芳香族ジカルボン酸としては、例としてテレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸等、またはこれらのアルキル、アルコキシ、ハロゲン置換体等が挙げられる。
 更に、芳香族ジオールとしては、例としてヒドロキノン、レゾルシン、ジヒドロキシビフェニル、ナフタレンジオール等、またはこれらのアルキル、アルコキシ、ハロゲン置換体等が挙げられ、脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。
 本発明に用いる液晶ポリエステルの好ましい例としては、p-ヒドロキシ安息香酸成分と6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸成分が共重合された液晶ポリエステル、p-ヒドロキシ安息香酸成分と4,4’-ジヒドロキシビフェニル成分とイソフタル酸成分および/またはテレフタル酸成分が共重合された液晶ポリエステル、p-ヒドロキシ安息香酸成分と4,4’-ジヒドロキシビフェニル成分とイソフタル酸成分とテレフタル酸成分とヒドロキノン成分が共重合された液晶ポリエステルなどが挙げられる。
 上記に示すような組み合わせにより、分子鎖の対称性が低下することで液晶ポリエステルの融点が分解点以下に低下し、溶融紡糸可能な融点を有するようになる。したがって、ポリマーの融点と熱分解温度の間で設定される紡糸温度において良好な製糸性を有するようになり長手方向に均一な繊維が得られ、かつ適度な結晶性を有するため繊維の強度、弾性率を高めることができる。本発明では下記化学式に示す構造単位(I)、(II)、(III)、(IV)および(V)からなる液晶ポリエステルであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 なお、本発明において構造単位とはポリマーの主鎖における繰り返し構造を構成し得る単位を示す。上記(I)~(V)の組み合わせは直線性が高いため、弾性率を高めることができ、好ましい。
 構造単位(II)、(III)のような嵩高くなく、直線性の高いジオールからなる成分を組み合わせることで分子鎖は秩序だった乱れの少ない構造を取ると共に、結晶性が過度に高まらず繊維軸垂直方向の相互作用も維持できる。これにより高い強度、弾性率が得られることに加えて、固相重合後に高温熱処理を施すことで特に優れた耐摩耗性も得られる。
 また、上記した構造単位(I)は構造単位(I)、(II)および(III)の合計に対して40~85mol%が好ましく、より好ましくは65~80mol%、さらに好ましくは68~75mol%である。このような範囲とすることで結晶性を適切な範囲とすることができ高い強度、弾性率が得られ、かつ融点も溶融紡糸可能な範囲となる。
 構造単位(II)は構造単位(II)および(III)の合計に対して60~90mol%が好ましく、より好ましくは60~80mol%、さらに好ましくは65~75mol%である。このような範囲とすることで結晶性が過度に高まらず繊維軸垂直方向の相互作用も維持できるため、固相重合後に高温熱処理を施すことで耐摩耗性を高めることができる。
 構造単位(IV)は構造単位(IV)および(V)の合計に対して40~95mol%が好ましく、より好ましくは50~90mol%、さらに好ましくは60~85mol%である。このような範囲とすることでポリマーの融点が適切な範囲となり、ポリマーの融点と熱分解温度の間で設定される紡糸温度において良好な紡糸性を有するため長手方向に均一な繊維が得られる他、ポリマーの直線性が適度に乱れるため、固相重合後の高温熱処理によりフィブリル構造が乱れやすくなり繊維軸垂直方向の相互作用が高まり耐摩耗性を向上させることができる。
 なお、上記本発明で好ましく用いる液晶ポリエステルの各構造単位の好ましい範囲は以下のとおりである。なお、下記構造単位(I)~(V)の合計を100mol%とする。この範囲の中で組成を調整することで本発明の液晶ポリエステル繊維が好適に得られる。
 構造単位(I):45~65mol%
 構造単位(II):12~18mol%
 構造単位(III):3~10mol%
 構造単位(IV):5~20mol%
 構造単位(V):2~15mol%
 さらに、構造単位(IV)と構造単位(V)の合計量と構造単位(II)と構造単位(III)の合計量は、実質的に等モルであることが好ましい。
 なお、本発明で用いる液晶ポリエステルは、上記モノマー以外に、液晶性を損なわない程度の範囲で更に他のモノマーを共重合させることができ、例としてアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、ポリエチレングリコール等のポリエーテル、ポリシロキサン、芳香族イミノカルボン酸、芳香族ジイミン、および芳香族ヒドロキシイミン等が挙げられる。
 また、本発明に用いる液晶ポリエステルには、本発明の効果を損なわない範囲で他のポリマーを添加・併用することができる。添加・併用とは、ポリマー同士を混合する場合や、2成分以上の複合紡糸において一方の成分、乃至は複数の成分に他のポリマーを部分的に混合使用すること、あるいは全面的に使用することをいう。他のポリマーとしては、例としてポリエステル、ポリオレフィンやポリスチレン等のビニル系重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、芳香族ポリケトン、脂肪族ポリケトン、半芳香族ポリエステルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂等のポリマーを添加しても良く、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46、ナイロン6T、ナイロン9T、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレート、ポリエステル99M等が好適な例として挙げられる。なお、これらのポリマーを添加・併用する場合、その融点は液晶ポリエステルの融点±30℃以内にすることが製糸性を損なわないために好ましい。なお、得られる繊維の強度、弾性率を向上させるため、またポリマー界面での剥がれによる毛羽発生や糸切れを抑制するためには添加・併用する量は50wt%以下が好ましく、5wt%以下がより好ましく、実質的に他のポリマーを添加・併用しないことがさらに好ましい。
 本発明に用いられる液晶ポリエステルには、本発明の効果を損なわない範囲内で、各種金属酸化物、カオリン、シリカ等の無機物、着色剤、艶消剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、蛍光増白剤、末端基封止剤、相溶化剤等の添加剤を少量含有していても良い。
 本発明における繊維とは、通常の溶融紡糸法で紡糸された糸をいう。
 本発明の液晶ポリエステル繊維は走行張力の変動幅(R)が5cN以下であり、好ましくは4cN以下である。ここでいう、走行張力の変動幅(R)とは実施例における、A.項記載の方法で得られる値をいう。本発明者らは、液晶ポリエステル繊維の製織等の高次工程における工程通過性および製品収率に大きな影響を与える因子として張力変動に注目し、鋭意検討を行った結果、実施例におけるA.項記載の方法で得られる走行張力の変動幅(R)と製織等の高次加工工程における工程通過性および製品収率との間に良好な相関があることを見出したのである。すなわち、走行張力の変動幅(R)が5cN以下を満たすことで、特に織物を製造する際の張力変動が抑えられ、製織工程における工程通過性が格段に向上するのである。
 また、走行張力の変動幅(R)が5cNを越えると走行張力の変動が大きいため、製織時工程での液晶ポリエステル繊維の張力斑を誘発することから、工程通過性の悪化や、得られる織物の製品欠点となり製品収率の低下を引き起こす。
 なお、走行張力の変動幅(R)を5cN以下とする方法は特に限定されないが、例えば、後述の製造方法に記載のように液晶ポリエステル繊維に無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)とを塗布した後に固相重合を行い、さらに得られた繊維を洗浄することで実現できる。
 本発明の繊維は油分付着率が3.0wt%以下である。ここでいう油分付着率とは、洗浄後に繊維上に残る残存固相重合油剤および仕上げ油剤の総付着率であり、実施例における、D.項記載の手法により求められる値をいう。油分付着率を3.0wt%以下とすることで後加工工程において繊維同士が寄付き擬似接着することに由来する糸切れや、油剤汚れの洗浄のための停台回数が低減でき製織性が向上する。油分付着率が3.0wt%を超えると過剰に付いた油剤に起因した糸同士の寄付きが頻発し、また、工程中での擦過により余剰の油剤が脱落し工程を汚す。また、油剤起因の糸切れや工程汚れを防ぎ製織性を向上させる観点から油分付着率は2.0wt%以下とすることがより好ましく、さらに好ましくは1.5wt%以下である。なお、特に下限値の制限はないが、製織における潤滑性などの効果発揮のため繊維には通常仕上げ油剤が付与されており、製織における繊維の削れを防ぐ観点から残存固相重合油剤および仕上げ油剤の総付着率である油分付着率の下限は油剤種にもよるが通常0.5wt%程度であり、より好ましくは0.8wt%以上が好ましい。
 本発明の液晶ポリエステル繊維のスカム発生量は0.01g以下であることが製織工程におけるスカム発生を抑制し工程安定性を保つ観点、また製品へのスカム混入を抑制し製品収率を向上する観点から好ましい。より好ましくは0.002g以下である。ここでいうスカム発生量とは、実施例における、H.項記載の方法で得られる値をいう。スカム発生量の下限値としては特に限定されないが、洗浄における手間と効果のバランスの観点から現実的には0.0001g程度である。
 なお、スカム発生量を0.01g以下とする方法は特に限定されないが、例えば、後述の製造方法に記載のように液晶ポリエステル繊維に無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)とを塗布した後に固相重合を行い、さらに得られた繊維を洗浄することで実現できる。
 本発明の繊維のフィラメント数は自由に選択できるが、繊維製品の薄物化、軽量化のためにはフィラメント数50以下が好ましく、20以下がより好ましい。特にフィラメント数が1であるモノフィラメントは製織時のスカム発生抑制および走行張力安定性が強く望まれる分野であるため特に好適に用いることができる。
 本発明の繊維の単繊維繊度は18.0dtex以下が好ましい。ここでいう単繊維繊度とは実施例における、B.項記載の手法により求める値である。単繊維繊度を18.0dtex以下と細くすることで、繊維状態で固相重合した際に繊維を構成する高分子の分子量が増加しやすく、強度、伸度、弾性率が向上する。さらに繊維のしなやかさが向上し繊維の加工性が向上する、表面積が増加するため接着剤などの薬液との密着性が高まると言った特性を有することに加え、モノフィラメントからなる紗とする場合は厚みを薄くできる、織密度を高くできる、オープニング(開口部の面積)を広くできるという利点も有する。単繊維繊度はより好ましくは10.0dtex以下、さらに好ましくは7.0dtex以下である。なお、単繊維繊度の下限は特に限定されないが、後述の製造方法により達し得る下限としては1.0dtex程度である。
 本発明の繊維の強度は織物や編み物など最終製品の強度を高めるため12.0cN/dtex以上が好ましく、14.0cN/dtex以上がより好ましく、15.0cN/dtex以上がさらに好ましい。強度の上限は特に限定されないが、後述の製造方法により達し得る上限としては40.0cN/dtex程度である。なおここで言う強度とは実施例における、C.項記載の手法により求める値である。
 本発明の繊維の伸度は1.0%以上が好ましく2.0%以上がより好ましい。伸度が1.0%以上あることで繊維の衝撃吸収性が高まり、高次加工工程での工程通過性、取り扱い性に優れる他、衝撃吸収性が高まるため耐摩耗性も高まる。なお、伸度の上限は特に限定されないが、後述の製造方法により達し得る上限としては10.0%程度である。なお、ここでいう伸度とは実施例における、C.項記載の手法により求める値である。
 また弾性率は織物の弾性率を高めるため500cN/dtex以上が好ましく、600cN/dtex以上がより好ましく、700cN/dtex以上がさらに好ましい。弾性率の上限は特に限定されないが、後述の製造方法により達し得る上限としては弾性率1,500cN/dtex程度である。なお本発明でいう弾性率とは実施例における、C.項記載の手法により求める値である。
 強度、弾性率が高いことによりロープ、テンションメンバー等の補強用繊維、印刷用スクリーン紗、フィルター用メッシュ等の用途に好適に使用できる他、細繊度でも高い強力を発現させ得るため繊維材料の軽量化、薄物化が達成でき、製織など高次加工工程での糸切れも抑制できる。
 本発明の液晶ポリエステル繊維は、示差熱量測定において、50℃から20℃/minの昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク(Tm)におけるピーク半値幅が15℃以上であることが好ましい。この測定法におけるTmは繊維の融点を表し、ピーク形状はその面積が広いほど、即ち融解熱量ΔHmが大きいほど結晶化度が高く、またその半値幅が狭いほど結晶の完全性は高いと言える。液晶ポリエステルは紡糸した後固相重合を施すことでTmが上昇、ΔHmが増加、半値幅は減少し、結晶化度、結晶の完全性が高くなることで繊維の強度、伸度、弾性率が増加、耐熱性が向上する。一方で耐摩耗性が悪化するが、これは結晶の完全性が高まることにより、結晶部と非晶部の構造差が顕著となるため、その界面で破壊が起こるためと考えられる。そこで本発明の繊維では固相重合した繊維の特徴である高いTm、高い強度、伸度、弾性率を維持したまま、ピーク半値幅を、固相重合していない液晶ポリエステル繊維のような15℃以上という値に増加させることで、結晶性を低下させて破壊の起点となる結晶/非晶の構造差を減少させ、フィブリル構造を乱し、繊維全体を柔軟化させることで耐摩耗性を高めることが好ましい。Tmにおけるピーク半値幅は、高い方が耐摩耗性は高いため、より好ましくは20℃以上である。なお、上限は特に制限されないが、工業的に達し得る上限は80℃程度である。
 なお、本発明の液晶ポリエステル繊維においては、吸熱ピークは1つであるが、固相重合が不十分な場合など繊維構造によっては2つ以上のピークが観測されることがある。この場合のピーク半値幅はそれぞれのピークの半値幅を合計した値とする。
 本発明の繊維の融点(Tm)は300℃以上が好ましく、310℃以上がより好ましく、320℃以上がさらに好ましい。このような高い融点を有することで耐熱性、熱寸法安定性が優れるため、製品とした後も高温で加工ができ、後加工性に優れる。Tmの上限は特に限定されないが、本発明で達し得る上限としては400℃程度である。
 また融解熱量ΔHmの値は、液晶ポリエステルの構成単位の組成により変化するが、6.0J/g以下であることが好ましい。△Hmが6.0J/g以下に低下することで結晶化度は低下し、フィブリル構造が乱れ、繊維全体が柔軟化し、かつ破壊の起点となる結晶/非晶の構造差が減少することで耐摩耗性が向上する。△Hmは低いほど耐摩耗性は向上するため5.0J/g以下がより好ましい。なおΔHmの下限は特に限定されないが、高い強度、弾性率を得るためには0.5J/g以上が好ましい。
 液晶ポリエステル繊維を固相重合すると分子量が増加し強度、伸度、弾性率、耐熱性は向上し、同時に結晶化度も高まりΔHmが増加する。結晶化度が高まると強度、伸度、弾性率、耐熱性はさらに向上するが、結晶部と非晶部の構造差が顕著となり、その界面が破壊されやすくなり耐摩耗性は低下してしまう。これに対し固相重合した繊維の1つの特徴である高い分子量を持つことで高い強度、伸度、弾性率、耐熱性を保持すると共に、固相重合をしていない液晶ポリエステル繊維のような低い結晶化度すなわち低いΔHmを有することが耐摩耗性向上の観点から好ましい。
 このような繊維構造を達成するためには、例えば、後述するような固相重合した液晶ポリエステル繊維を、その液晶ポリエステル繊維のTm+10℃以上で熱処理することで実現できる。
 なお、上述の液晶ポリエステル繊維のTm、Tmにおけるピーク半値幅、ΔHmは実施例における、E.項記載の方法により得られる値を指す。
 本発明の液晶ポリエステル繊維には表面平滑性向上による耐摩耗性向上、工程通過性向上などのために仕上げ油剤が塗布されていることが好ましく、仕上げ油剤の油分付着率は繊維重量に対し0.1wt%以上が好しい。なお本発明でいう油分付着率とは実施例における、D.項記載の手法により求められた値をいう。油分は多いほどその効果は高まるため、0.5wt%以上がより好ましい。ただし油分が多すぎると繊維同士の接着力が高まり、隣り合う糸同士が寄り付き擬似接着することで糸切れを起こすほか、工程中での擦過により余剰の油剤がガイドや張力付与装置に堆積することで工程汚れを発生し、工程洗浄のための停台回数が増加し、製織性不良等の問題を引き起こすため、3.0wt%以下、2.0wt%以下が好ましい。
 仕上げ油剤種は一般的なポリエステルモノフィラメント用仕上げ油剤等が適用できるが、製織工程におけるスカム発生による工程通過性低下を避けるため、仕上げ油剤には粒状物を含まないことが好ましい。
 以下、本発明の液晶ポリエステル繊維の製造方法について詳細に説明する。
 本発明に用いる液晶ポリエステルの融点は、溶融紡糸可能な温度範囲を広くするため好ましくは200~380℃であり、紡糸性を高めるためにより好ましいのは250~360℃である。なお液晶ポリエステルポリマーの融点は実施例における、E.項記載の方法で測定される値をいう。
 本発明で用いる液晶ポリエステルのポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、分子量と記載)は3.0万以上が好ましい。分子量を3.0万以上とすることで紡糸温度において適切な粘度を持ち製糸性を高めることができる。分子量が高いほど得られる繊維の強度、伸度、弾性率は高まるが、分子量が高すぎると粘度が高くなり流動性が悪くなり、ついには流動しなくなるため分子量は25.0万未満が好ましく、20.0万未満がより好ましい。ここでいう、ポリスチレン換算の重量平均分子量は実施例における、F.項記載の方法で測定される値をいう。
 本発明に用いる液晶ポリエステルは溶融紡糸に供する前に乾燥することが水分混入による発泡を抑え、製糸性を高める上で好ましい。また真空乾燥を行うことで、液晶ポリエステルに残存するモノマーも除去できるため、製糸性をさらに高めることができ、より好ましい。乾燥条件としては100~200℃にて、8~24時間の真空乾燥が通常用いられる。
 溶融紡糸において、液晶ポリエステルの溶融押出は公知の手法を用いることができるが、重合時に生成する秩序構造をなくすためにエクストルーダー型の押出機を用いることが好ましい。押し出されたポリマーは配管を経由しギアーポンプなど公知の計量装置により計量され、異物除去のフィルターを通過した後、口金へと導かれる。このときポリマー配管から口金までの温度(紡糸温度)は流動性を高めるため液晶ポリエステルの融点以上とすることが好ましく、液晶ポリエステルの融点+10℃以上がより好ましい。ただし紡糸温度が過度に高いと液晶ポリエステルの粘度が増加し、流動性の悪化、製糸性の悪化を招くため500℃以下とすることが好ましく、400℃以下がより好ましい。なお、ポリマー配管から口金までの温度をそれぞれ独立して調整することも可能である。この場合、口金に近い部位の温度をその上流側の温度より高くすることで吐出が安定する。
 吐出においては口金孔の孔径を小さくするとともに、ランド長(口金孔の孔径と同一の直管部の長さ)を長くすることが製糸性を高め、繊度の均一性を高める点で好ましい。ただし孔径が過度に小さいと孔の詰まりが発生しやすくなるため直径0.05mm以上0.50mm以下が好ましく、0.10mm以上0.30mm以下がより好ましい。ランド長は過度に長いと圧力損失が高くなるため、ランド長を孔径で除した商で定義されるL/Dは1.0以上3.0以下が好ましく2.0以上2.5以下がより好ましい。
 また、用途により口金の孔数を適宜選択できるが、均一性を維持するために1つの口金の孔数は1,000孔以下が好ましく、500孔以下がより好ましい。なお、口金孔の直上に位置する導入孔はストレート孔とすることが圧力損失を高めない点で好ましい。導入孔と口金孔の接続部分はテーパーとすることが異常滞留を抑制する上で好ましい。また、孔数の下限としては1孔でもよい。
 口金孔より吐出されたポリマーは保温、冷却領域を通過させ固化させた後、一定速度で回転するローラー(ゴデットローラー)により引き取られる。保温領域は過度に長いと製糸性が悪くなるため口金面から200mmまでとすることが好ましく、100mmまでとすることがより好ましい。保温領域は加熱手段を用いて雰囲気温度を高めることも可能であり、その温度範囲は100℃以上500℃以下が好ましく、200℃以上400℃以下がより好ましい。冷却は不活性ガス、空気、水蒸気等を用いることができるが、平行あるいは環状に噴き出す空気流を用いることが環境負荷を低くする点から好ましい。
 引き取り速度は生産性、単糸繊度の低減のため50m/min以上が好ましく、500m/min以上がより好ましい。本発明で好ましい例として挙げた液晶ポリエステルは紡糸温度において好適な曳糸性を有することから引き取り速度を高速にでき、上限は特に制限されないが、曳糸性の点から2,000m/min程度となる。
 引き取り速度を吐出線速度で除した商で定義される紡糸ドラフトは1以上500以下とすることが好ましく製糸性を高め、繊度の均一性を高める点で10以上100以下とすることがより好ましい。
 溶融紡糸においてはポリマーの冷却固化から巻き取りまでの間に油剤を付与することが繊維の取り扱い性を向上させる上で好ましい。油剤は公知のものを使用できるが、固相重合前の巻き返し工程において溶融紡糸で得られた繊維(以下、紡糸原糸と記載する)を解舒する際の解舒性を向上させる点で一般的な紡糸油剤や後述の無機粒子(A)/リン酸系化合物(B)の混合油剤を用いることが好ましい。
 巻き取りは公知の巻取機を用いパーン、チーズ、コーンなどの形態のパッケージとすることができるが、巻き取り時にパッケージ表面にローラーが接触しないパーン巻きとすることが繊維に摩擦力を与えずフィブリル化させない点で好ましい。
 溶融紡糸して得られる繊維(固相重合前)の単繊維繊度は18.0dtex以下が好ましい。ここでいう単繊維繊度とは実施例における、B.項記載の手法により求める値である。単繊維繊度を18.0dtex以下と細くすることで、繊維状態で固相重合した際に繊維を構成する高分子の分子量が増加しやすく、強度、伸度、弾性率が向上する。さらに、表面積が増加するため無機粒子(A)およびリン酸系化合物(B)の付着量を多く出来るといった特徴を有する。単繊維繊度はより好ましくは10.0dtex以下、さらに好ましくは7.0dtex以下である。なお、単繊維繊度の下限は特に限定されないが、後述の製造方法により達し得る下限としては1.0dtex程度である。
 溶融紡糸して得られる繊維(固相重合前)のフィラメント数、総繊度は自由に選択できるが、メッシュ織物の場合、フィラメント数は、繊維製品の薄物化、軽量化のためにはフィラメント数50以下が好ましく、20以下がより好ましい。特にフィラメント数が1であるモノフィラメントは製織時のスカム発生抑制および走行張力安定性が強く望まれる分野であるため本発明の製造方法により得られる液晶ポリエステル繊維は好適に用いることができる。
 その他、本発明の製造方法により得られる液晶ポリエステル繊維をマルチフィラメントの用途であるテンションメンバーや各種補強剤、魚網、ロープ等に用いることもできる。この場合、溶融紡糸して得られる繊維、すなわち固相重合に供する繊維の総繊度は選択でき、過度に小さいと固相重合時に糸条間での融着が生じやすく、解舒の際に欠点となり、工程通過性を悪化させるため、5dtex以上が好ましく、20dtex以上がより好ましく、100dtex以上がさらに好ましい。なお、ここでいう総繊度とは実施例におけるB.項記載の手法により求める値である。また総繊度が過度に大きいと、固相重合時に糸条の内部と外部に差ができてしまい、単糸切れしやすくなり、工程通過性を悪化させるため10,000dtex以下が好ましく、2,000dtex以下がより好ましい。また、マルチフィラメントの用途において使用する場合、糸条に含まれる単糸数、すなわちフィラメント数は2以上が好ましく、5以上がより好ましく、50以上がさらに好ましく、100以上が特に好ましい。フィラメント数を大きくすることで、単繊維繊度が小さい場合でも総繊度を大きくでき、糸条のしなやかさと高い強力(強度と総繊度の積)を併せ持つため工程通過性に優れる。フィラメント数は過度に大きいと取り扱い性に劣ることから上限は5,000程度である。
 溶融紡糸して得られる繊維の強度は、次工程である固相重合前の巻き返し工程での糸切れを防ぎ、工程通過性を高めるため3.0cN/dtex以上が好ましく、5.0cN/dtex以上がより好ましい。強度の上限は、本発明においては10cN/dtex程度である。
 溶融紡糸して得られる繊維の伸度は、次工程である固相重合前の巻き返し工程での糸切れを防ぎ、工程通過性を高めるため0.5%以上が好ましく、1.0%以上がより好ましい。伸度の上限は、本発明においては5.0%程度である。
 溶融紡糸して得られる繊維の弾性率は、次工程である固相重合前の巻き返し工程での糸切れを防ぎ、工程通過性を高めるため300cN/dtex以上が好ましく、500cN/dtex以上がより好ましい。弾性率の上限は、本発明においては800cN/dtex程度である。
 なお、本発明でいう、強度、伸度、弾性率は実施例におけるC.項記載の方法で求める値である。
 本発明においては、溶融紡糸して得られる液晶ポリエステル繊維に無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)とを塗布した後に固相重合を施す。無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)とを塗布することで固相重合時に繊維間で発生する融着を抑制する効果に加え、該成分が固相重合工程において後述のメカニズムにより熱変性することで、その後の洗浄工程において繊維からこれら(A)、(B)成分の除去が容易な液晶ポリエステル繊維が得られる。また、洗浄して得られた繊維は繊維上の固相重合油剤の残存物が少ないので、スカムの発生および走行張力変動が抑制されるため製織性が良好になる。
 本発明における無機粒子(A)としては、公知の無機粒子が挙げられ、例として鉱物、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、シリカやアルミナ等の金属酸化物、炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩、硫酸カルシウムや硫酸バリウム等の硫酸塩、ケイ酸塩の他、カーボンブラック等が挙げられる。このような耐熱性の高い無機粒子を繊維上へ塗布することで単糸間の接触面積を減らし、固相重合時に発生する融着を回避することが可能となる。
 無機粒子(A)は、塗布工程を考慮して取扱いが容易であり環境負荷低減の観点から水分散が容易であることが好ましく、かつ、固相重合条件下において不活性であることが望ましい。これらの観点からシリカやケイ酸塩を用いることが好ましい。ケイ酸塩の場合は特に層状構造を持つフィロケイ酸塩が好ましい。なおフィロケイ酸塩としては、カオリナイト、ハロイ石、蛇紋石、珪ニッケル鉱、スメクタイト族、葉ろう石、滑石、雲母などが挙げられるが、これらの中でも入手の容易性を考慮して滑石、雲母を用いることが最も好ましい。
 また、無機粒子(A)のメディアン径(D50)としては、10μm以下が好ましい。D50を10μm以下とすることで無機粒子(A)が繊維間に保持される確率が高まり、融着抑制効果が顕著となるためである。同様の理由より、より好ましくはD50が5μm以下である。また、D50の下限としてはコスト面、また固相重合後の洗浄工程における洗浄性を考慮し0.01μm以上が好ましい。なお、ここでいうメディアン径(D50)とは実施例における、G.項記載の方法により測定される値をいう。
 また、本発明におけるリン酸系化合物(B)としては、下記化学式中、(1)~(3)で示される化合物が使用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 ここで、R,Rは炭化水素基、Mはアルカリ金属、Mはアルカリ金属、水素原子、炭化水素基、含酸素炭化水素基から選択される基を示す。
 なお、nは1以上の整数を示す。なお、nの上限は熱分解抑制の観点から好ましくは100以下、より好ましくは10以下である。
 Rとしては、固相重合時の熱分解による発生ガスを考慮し、環境負荷を低減する観点から構造中にフェニル基を含まないことが好ましく、アルキル基で構成されることがより好ましい。Rの炭素数としては、繊維表面への親和性の観点から2以上が好ましく、かつ、固相重合に伴う有機成分の分解による重量減量率を押さえ、固相重合時の分解により発生する炭化物が繊維表面へ残存することを防ぐ観点から20以下が好ましい。
 また、Rとしては、水への溶解性の観点から炭素数5以下の炭化水素が好ましく、より好ましいのは炭素数2または3である。
 Mとしては製造コストの観点からナトリウム、カリウムが好ましい。
 リン酸系化合物(B)を無機粒子(A)と併用することで、無機粒子(A)の分散性を高め、繊維への均一塗布を可能とし、優れた融着抑制効果を発現するだけでなく、無機粒子(A)が繊維表面に固着することを抑制することができるので、洗浄後の繊維への無機粒子(A)の残存量が減り、その後の加工工程におけるスカム発生を抑制する効果が発現する。加えて、本発明者らは鋭意検討の末、リン酸系化合物(B)が固相重合条件下において脱水反応およびリン酸系化合物(B)に含まれる有機成分が分解することでリン酸塩の縮合塩が形成され、この縮合塩形成に由来して固相重合後の洗浄工程において水により容易に繊維から除去することが可能であることを見出したのである。一方、リン酸系化合物(B)を単独塗布した場合、縮合塩の潮解性により通常の繊維の保管条件においても繊維表面でリン酸塩が吸湿、潮解し粘性を帯びるため洗浄性が低下することも確認した。すなわち、無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)を併用することにより初めて優れた洗浄性が発現することを見出したものである。この優れた洗浄性が発現するメカニズムとしては、無機粒子(A)を併用することにより、無機粒子(A)が吸湿性を持つため、リン酸系化合物(B)の縮合塩が自然に吸湿し潮解することを防ぎ、水中を通過する際にのみリン酸系化合物(B)の縮合塩が吸水することで膨張し、無機粒子(A)と共に繊維表面から層状にはがれ落ちるためと推測している。
 無機粒子(A)およびリン酸系化合物(B)の付着量を適性化しつつ均一塗布するためにはリン酸系化合物(B)の希釈液に無機粒子(A)を添加した混合油剤を用いることが好ましく、希釈液としては安全性の観点から水を用いることが好ましい。なお、融着抑制の観点から希釈液中の無機粒子(A)の濃度は好ましくは0.01wt%以上、より好ましくは0.1wt%以上であり、上限としては均一分散の観点から10wt%以下が好ましく、より好ましく5wt%以下である。また、リン酸系化合物(B)の濃度は無機粒子(A)の均一分散の観点から好ましくは0.1wt%以上、より好ましくは1.0wt%以上である。なお、リン酸系化合物(B)の濃度の上限としては特に制限はないが、混合油剤の粘度上昇による付着過多、粘度の温度依存性増大による付着斑を避ける目的で50wt%以下が好ましく、より好ましくは30wt%以下である。
 また、繊維への無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)の塗布方法としては、溶融紡糸から巻き取りまでの間に行っても良いが、付着効率を高めるためには溶融紡糸して巻き取った糸条を巻き返しながら該糸条に塗布する、あるいは溶融紡糸で少量を付着させ、巻き取った糸条を巻き返しながら追加塗布することが好ましい。
 付着方法はガイド給油法でも良いが、モノフィラメントなど総繊度の細い繊維に均一に付着させるためには金属製あるいはセラミック製のキスロール(オイリングロール)による付着が好ましい。なお、繊維がカセ状、トウ状の場合は混合油剤へ浸漬することで塗布できる。
 なお、繊維への無機粒子(A)の付着率を(a)wt%、リン酸系化合物(B)の付着率を(b)wt%としたとき、以下の条件をともに満たすことが好ましい。
   条件1 30≧a+b≧2.0
   条件2 a≧0.05
   条件3 b/a≧1
 上記条件1において、固相重合油剤の油分付着率(a+b)が多いほど融着は抑制できるため、2.0wt%以上が好ましい一方で、多すぎると繊維がべたつきハンドリングが悪化するため30wt%以下が好ましい。より好ましくは4.0wt%以上20wt%以下である。なお繊維への固相重合油剤の油分付着率(a+b)は固相重合油剤塗布後の繊維について実施例D.項に記載した手法により求められる油分付着率の値を指す。
 ここで、固相重合油剤を塗布する前に繊維に固相重合油剤以外の油剤が塗布されている場合には、固相重合油剤塗布前の繊維について実施例D.項記載の手法で油分付着率Dを求め、固相重合油剤塗布後の繊維について実施例D.項記載の手法で油分付着率Dを求め、固相重合油剤の油分付着率(a+b)はこれらの差であるD-Dとする。
 条件2において、無機粒子(A)の付着率(a)は0.05wt%以上とすることで無機粒子による融着抑制効果が顕著となる。付着率(a)の上限としては均一付着の観点から5wt%以下が目安である。
 条件3において、リン酸系化合物(B)の付着率(b)を無機粒子(A)の付着率(a)以上とすることでリン酸系化合物(B)の固相重合時の縮合塩形成に由来した優れた洗浄性がより顕著に現れ、また無機粒子(A)と繊維間の固着を抑制する観点からも好ましい。
 なお、ここでいう無機粒子(A)の付着率(a)および、リン酸系化合物(B)の付着率(b)とは、下式にて算出される値を指す。
   無機粒子(A)の付着率(a)=(a+b)×Ca÷(Ca+Cb)
   リン酸系化合物(B)の付着率(b)=(a+b)×Cb÷(Ca+Cb)
 ここで、Caは固相重合油剤中の無機粒子(A)の濃度(wt%)、Cbは固相重合油剤中のリン酸系化合物(B)の濃度(wt%)を指す。
 本発明においては、無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)を塗布した後に固相重合を行う。固相重合を行うことで分子量が高まり、これにより強度、弾性率、伸度が高まる。固相重合はカセ状、トウ状(例えば金属網等に載せて行う)、あるいはローラー間で連続的に糸条として処理することも可能であるが、設備が簡素化でき、生産性も向上できる点から繊維を芯材に巻き取ったパッケージ状で行うことが好ましい。
 パッケージ状で固相重合を行う場合、巻き崩れを防ぐために巻き密度を0.01g/cc以上とし、かつ融着を回避するためには巻き密度を1.00g/cc以下とすることが好ましく、0.80g/cc以下とすることがより好ましい。ここで巻密度とは、パッケージ外寸法と芯材となるボビンの寸法から求められるパッケージの占有体積Vf(cc)と繊維の重量Wf(g)からWf/Vfにより計算される値である。また巻密度が過度に小さいとパッケージが巻き崩れるため0.03g/cc以上とすることが好ましい。なお占有体積Vfはパッケージの外形寸法を実測することで求められる値であり、Wfは繊度と巻取長から計算される値である。
 このような巻密度が小さいパッケージは、溶融紡糸における巻き取りで形成した場合には、設備生産性、生産効率化が向上するために望ましく、一方、溶融紡糸で巻き取ったパッケージを巻き返して形成した場合には、巻き張力を小さくすることができ、巻密度をより小さくできるため好ましい。巻き返しにおいては巻き張力を小さくするほど巻き密度は小さくできるので、巻き張力は0.30cN/dtex以下が好ましく、0.20cN/dtex以下がより好ましい。なお下限は特に定められるものではないが、本発明で到達し得る下限は0.01cN/dtex程度である。
 巻き密度を低くするためには巻き返し速度を500m/min以下とすることが好ましく、400m/min以下とすることがより好ましい。一方、巻き返し速度は生産性のためには高い方が有利であり、50m/min以上、特に100m/min以上とすることが好ましい。
 また低張力でも安定したパッケージを形成するためには巻き形態は両端にテーパーがついたテーパーエンド巻き取りとすることが好ましい。この際、テーパー角は60°以下が好ましく、45°以下がより好ましい。またテーパー角が小さい場合、繊維パッケージを大きくすることができず長尺の繊維が必要な場合には1°以上が好ましく、5°以上がより好ましい。なお本発明で言うテーパー角とは次式で定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 さらにパッケージ形成におけるワインド数は小さい方が繊維間の接触面積が小さく融着回避には有利であるが、ワインド数が高いほど端面での綾落ち、パッケージの膨らみが軽減でき、パッケージ形状が良好となる。これらの点からワインド数は2以上20以下が好ましく、5以上15以下がより好ましい。なお、ワインド数とはトラバースが半往復する間にスピンドルが回転する回数であり、トラバース半往復の時間(min)とスピンドル回転数(rpm)の積で定義され、ワインド数が大きいことは綾角が小さいことを示す。
 繊維パッケージを形成するために用いられるボビンは円筒形状のものであればいかなるものでも良く、繊維パッケージとして巻き取る際に巻取機に取り付けこれを回転させることで繊維を巻き取り、パッケージを形成する。固相重合に際しては繊維パッケージをボビンと一体で処理することもできるが、繊維パッケージからボビンのみを抜き取って処理することもできる。ボビンに巻いたまま処理する場合、該ボビンは固相重合温度に耐える必要があり、アルミや真鍮、鉄、ステンレスなどの金属製であることが好ましい。またこの場合、ボビンには多数の穴の空いていることが、重合反応副生物を速やかに除去でき固相重合を効率的に行えるため好ましい。また繊維パッケージからボビンを抜き取って処理する場合には、ボビン外層に外皮を装着しておくことが好ましい。また、いずれの場合にもボビンの外層にはクッション材を巻き付け、その上に液晶ポリエステル溶融紡糸繊維を巻き取っていくことが、パッケージ最内層の繊維とボビン外層との融着を防ぐ点で好ましい。クッション材の材質は、有機繊維または金属繊維からなるフェルトが好ましく、厚みは0.1mm以上、20mm以下が好ましい。前述の外皮を該クッション材で代用することもできる。
 繊維パッケージの繊維重量はいかなる重量でも良いが、生産性を考慮すると0.1kg以上、20kg以下が好ましい範囲である。なお、糸長としては1万m以上200万m以下が好ましい範囲である。
 固相重合は窒素等の不活性ガス雰囲気中や、空気のような酸素含有の活性ガス雰囲気中または減圧下で行うことが可能であるが、設備の簡素化および繊維あるいは芯材の酸化防止のため窒素雰囲気下で行うことが好ましい。この際、固相重合の雰囲気は露点が-40℃以下の低湿気体が好ましい。
 固相重合温度は、固相重合に供する液晶ポリエステル繊維の吸熱ピーク温度をTm(℃)とした場合、最高到達温度がTm-60℃以上であることが好ましい。このような融点近傍の高温とすることで固相重合が速やかに進行し、繊維の強度を向上させることができる。なお、ここで言うTmは一般には液晶ポリエステル繊維の融点であり、本発明においては実施例E.項記載の測定方法により求められた値を指す。なお最高到達温度はTm(℃)未満とすることが融着防止のために好ましい。また固相重合温度を時間に対し段階的にあるいは連続的に高めることは、融着を防ぐと共に固相重合の時間効率を高めることができ、より好ましい。この場合、固相重合の進行と共に液晶ポリエステル繊維の融点は上昇するため、固相重合温度は、固相重合前の液晶ポリエステル繊維のTm+100℃程度まで高めることができる。ただしこの場合においても固相重合での最高到達温度は固相重合後の繊維のTm-60(℃)以上Tm(℃)未満とすることが固相重合速度を高めかつ融着を防止できる点から好ましい。
 固相重合時間は、繊維の分子量すなわち強度、弾性率、伸度を十分に高くするためには最高到達温度で5時間以上とすることが好ましく、10時間以上がより好ましい。一方、強度、弾性率、伸度増加の効果は経過時間と共に飽和するため、生産性を高めるためには50時間以下とすることが好ましい。
 本発明の製造方法により得られる液晶ポリエステル繊維は洗浄することで容易に固相重合油剤が除去可能であり、洗浄後の繊維は繊維上に有機成分に由来するゲル化物や固形物を有しないため、製織工程中での堆積物発生量が少なく、また走行張力変動が大幅に改善されることで製織工程における工程安定性および製品収率の大幅な改善が可能となる。すなわち、本発明の製造方法により得られる液晶ポリエステル繊維は製織工程における堆積物(スカム)が少なく、かつ走行張力の変動が小さく工程通過性に優れることで織物の製品収率が大幅に改善された液晶ポリエステル繊維を与え得る繊維として好適である。このように堆積物(スカム)が少なく、かつ走行張力の変動が小さく工程通過性に優れる液晶ポリエステル繊維は、製織を行うフィルターやスクリーン紗といったメッシュ織物に特に好適に用いることができる。
 また、本発明の製造方法により得られる液晶ポリエステル繊維は製織を行うフィルターやスクリーン紗といったメッシュ織物以外の用途にも展開でき、用途によっては、本発明の製造方法により得られる液晶ポリエステル繊維を、洗浄を行わないまま利用することも可能である。例えばマルチフィラメント用途の加工工程において本発明で得られる繊維には、繊維表面に粉体である塩と粒子がコーティングされていることで、粉体離型の作用により走行抵抗は低下し、繊維の擦過によるフィブリル化を防ぐことができるため走行安定性が高まり、かつ水により容易に両者とも洗浄除去できるため、製品とする際に水洗することで繊維表面の付着物が実質的にない状態を作り出し、薬液や樹脂との接着性を高めることができるため、加工性に優れる。
 上述のように、本発明の製造方法により得られる液晶ポリエステル繊維は一般産業用資材、土木・建築資材、スポーツ用途、防護衣、ゴム補強資材、電気材料(特に、テンションメンバーとして)、音響材料、一般衣料等の分野で広く用いられる。有効な用途としては、スクリーン紗、フィルター、ロープ、ネット、魚網、コンピューターリボン、プリント基板用基布、抄紙用のカンバス、エアーバッグ、飛行船、ドーム用等の基布、ライダースーツ、釣糸、各種ライン(ヨット、パラグライダー、気球、凧糸)、ブラインドコード、網戸用支持コード、自動車や航空機内各種コード、電気製品やロボットの力伝達コード等が挙げられ、特に有効な用途として工業資材用織物等に用いるモノフィラメントが挙げられる。中でも高強度、高弾性率、細繊度化の要求が強く、製織性向上、織物品位向上のため工程中での堆積物発生による張力変動の抑制を必要とする印刷用スクリーン紗やフィルター用のメッシュ織物として最も好適に用いることができる。
 なお、本発明においては、製織工程における工程通過性および製品収率向上の観点から、固相重合した後、洗浄を行うことが好ましい。洗浄を行い融着防止用の固相重合油剤を除去することで、後の工程、たとえば製織工程での固相重合油剤のガイド等への堆積による工程通過性の悪化、堆積物の製品への混入による欠点生成などを抑制することが可能となる。
 洗浄方法としては、繊維表面を布や紙で拭き取る方法も挙げられるが、固相重合糸に力学的な負荷を与えるとフィブリル化するため、固相重合油剤が溶解あるいは分散できる液体に繊維を浸す方法が好ましい。液体への浸漬に加えて流体を用いて吹き飛ばす方法は、液体により膨潤した固相重合油剤が効率的に除去できるためより好ましい。
 洗浄に用いる液体は、環境負荷を低減するために水とすることが好ましい。液体の温度は高い方が除去効率を高めることができ、30℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましい。ただし温度が高すぎる場合には液体の蒸発が著しくなるため、液体の沸点-20℃以下が好ましく、沸点-30℃以下がより好ましい。
 洗浄に用いる液体には、洗浄効率向上の観点から界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤の添加量は除去効率を高め、かつ環境負荷を低下させるため0.01~1wt%が好ましく、0.1~0.5wt%がより好ましい。
 さらに、洗浄効率を高めるため、洗浄に用いる液体に振動または液流を付与することが好ましい。この場合、液体を超音波振動させるなどの手法もあるが、設備簡素化、省エネの観点から液流を付与することが好ましい。液流付与の方法は液浴内の撹拌、ノズルでの液流付与等の方法があるが、液浴を循環する際の供給をノズルで行うことで簡単に実施できることからノズルでの液流付与が好ましい。
 洗浄による固相重合油剤除去の程度は目的に応じ適宜調整されるが、高次加工工程や製織工程での繊維の工程通過性向上や織物品位向上の観点から洗浄後の繊維に残存する固相重合油剤の油分付着率として2.0wt%以下とすることが好ましく、より好ましくは1.0wt%以下、さらに好ましくは0.5wt%以下である。なお、残存固重油剤の付着率は洗浄工程の直後で巻き取った繊維について実施例D.項に記載した手法により求められる値を指す。
 洗浄は単位時間当たりの処理量を増加させるため、繊維をカセ状、トウ状、あるいはパッケージの状態で液体に浸しても良いが、繊維長手方向の均一な除去を行うために、繊維を連続的に走行させつつ液体に浸すことが好ましい。繊維を連続的に液体に浸す方法は、ガイド等を用いて繊維を浴内に導く方法でも良いが、ガイドとの接触抵抗による固相重合繊維のフィブリル化を抑制するため、浴の両端にスリットを設け、このスリットを通って繊維が浴内を通過できるようにし、かつ浴内には糸道ガイドを設けないことが好ましい。
 なお、パッケージ状の固相重合糸を連続的に走行させる場合、繊維を解舒するが、固相重合で生じる軽微な融着を剥がす際のフィブリル化を抑制するためには固相重合パッケージを回転させながら、回転軸と垂直方向(繊維周回方向)に糸を解舒する、いわゆる横取りにより解舒することが好ましい。
 そのような解舒方法としては、モーター等を用いて回転数一定で積極駆動する方法、ダンサーローラーを用いて回転数を制御しながら調速解舒する方式、フリーロールに固相重合パッケージをかけて、調速ローラーにより繊維を引っ張りつつ解舒する方法が挙げられる。また、液晶ポリエステル繊維をパッケージの状態で液体に浸し、そのまま解舒する方法も、油分を効率的に除去することが可能であるため、好ましい態様である。
 なお、流体を用いて吹き飛ばす場合に用いる流体は、空気または水であることが好ましい。特に流体に空気を用いる場合は、液晶ポリエステル繊維表面を乾燥させる効果も期待することが可能になるため、その後の工程中で汚れが堆積することを防止し、すなわち収率の改善が見込まれることから、好ましい態様である。
 また、洗浄後の液晶ポリエステル繊維表面には洗浄に用いた液体が付着しているため、すすぐことも好ましい態様である。洗浄に用いた液体が液晶ポリエステル繊維表面に残存すると最終的に乾燥して糸表面上の異物となるため、すすぐことで液晶ポリエステル繊維表面がより均一化でき、後の工程における異物堆積に起因した解舒張力の変動を抑制することが可能になる。
 すすぎに用いる流体は水であることが好ましい。すすぎは、液晶ポリエステル繊維表面に付着した洗浄液成分を除去する目的で行われるため、該成分を溶解させることができる水を用いると、効率的に洗浄を行うことができる。また該成分の溶解度を増すことを目的に水を加温することも好ましい様態である。加温する温度は、高温ほど溶解度が高まるため、すすぎの効率が上がることが期待できるため、上限は特に限定されるものではないが、加温に要するエネルギー消費を抑え、エネルギーコストを低減することや、蒸発によるロスを考慮すると、80℃を目安にすると良い。
 すすぎを行った後に、吹き飛ばしによる液晶ポリエステル繊維表面に残存した水分の除去を組み合わせることでより好ましい様態となる。
 また、洗浄後に後の工程における工程通過性向上の観点から仕上げ油剤を塗布することが好ましい。仕上げ油剤としては、ポリエステル繊維用に一般に用いられる仕上げ油剤が好ましく適用できるが、工程中での脱落による走行張力変動を抑制する観点から粒子を含まないことがより好ましい。
 仕上げ油剤の油分付着率としては、仕上げ油剤による潤滑性などの効果を発揮させるために繊維に対して0.1wt%以上が好ましく、過剰付与による後加工工程での汚れを予防する目的で3.0%以下が好ましい。ここでいう仕上げ油剤の油分付着率とは、仕上げ油剤付与後の繊維について実施例D.項記載の方法にて求められる油分付着率の値から同繊維の残存固相重合油剤の油分付着率の値を差し引いた値をいう。
 またスクリーン紗やフィルター用モノフィラメントなど液晶ポリエステル繊維の使用目的により特に繊維の耐磨耗性向上が必要な場合は、洗浄後にTm+10℃以上の温度で高温熱処理を施すことが好ましい。なお、ここで言うTmは実施例E.記載の測定方法により求められた値を指すTmは繊維の融点であるが、液晶ポリエステル繊維に融点+10℃以上もの高温で熱処理を施すことでTmにおけるピーク半値幅は15℃以上となり、繊維全体の結晶化度、結晶の完全性を低下させることで耐摩耗性が大きく向上する。
 熱処理という点では液晶ポリエステル繊維の固相重合があるが、この場合の処理温度は繊維の融点以下としないと繊維が融着、溶断してしまう。固相重合の場合、処理に伴い繊維の融点が上昇するため、最終の固相重合温度は処理前の繊維の融点以上となることがあるが、その場合でも処理温度は処理されている繊維の融点、すなわち熱処理後の繊維の融点よりも低い。すなわち、ここでいう高温熱処理とは、固相重合を行うことではなく、固相重合によって形成された緻密な結晶部分と非晶部分の構造差を減少させること、つまり結晶化度、結晶の完全性を低下させることで耐摩耗性を高めるものである。
 したがって処理温度は熱処理によりTmが変化しても、処理後の繊維のTm+10℃以上とすることが好ましく、Tm+40℃以上がより好ましく、Tm+60℃以上とすることがさらに好ましく、Tm+80℃以上とすることが特に好ましい。なお、熱処理温度の上限としては繊維が溶断する温度であり、張力、速度、単繊維繊度、処理長で異なるが高温熱処理前の繊維のTm+300℃程度である。
 また、別の熱処理として液晶ポリエステル繊維の熱延伸があるが、熱延伸は高温で繊維を緊張させるものであり、繊維構造は分子鎖の配向が高くなり、強度、弾性率は増加し、結晶化度、結晶の完全性は維持したまま、すなわちΔHmは高いまま、Tmのピーク半値幅は小さいままである。したがって耐摩耗性に劣る繊維構造となり、結晶化度を低下(ΔHm減少)、結晶の完全性を低下(ピーク半値幅増加)させて耐摩耗性を向上させることを目的とする本発明の熱処理とは異なる。なお本発明で言う高温熱処理では結晶化度が低下するため、強度、弾性率は増加しない。
 高温熱処理は、繊維を連続的に走行させながら行うことが繊維間の融着を防ぎ、処理の均一性を高められるため好ましい。このときフィブリルの発生を防ぎ、かつ均一な処理を行うため、非接触熱処理を行うことが好ましい。加熱手段としては雰囲気の加熱、レーザーや赤外線を用いた輻射加熱などがあるがブロックまたはプレートヒーターを用いたスリットヒーターによる加熱は雰囲気加熱、輻射加熱の両方の効果を併せ持ち、処理の安定性が高まるため好ましい。
 処理時間は結晶化度、結晶の完全性を低下させるためには長い方が好ましく、0.01秒以上が好ましく、0.05秒以上がより好ましく、0.1秒以上がさらに好ましい。また処理時間の上限は、設備負荷を小さくするため、また処理時間が長いと分子鎖の配向が緩和し強度、弾性率が低下するため5.0秒以下が好ましく、3.0秒以下がより好ましく、2.0秒以下とすることがさらに好ましい。
 処理する際の繊維の張力は過度に高いと溶断が発生しやすく、また過度の張力がかかった状態で熱処理を行う場合、結晶化度の低下が小さく耐摩耗性の向上効果が低くなるため、できるだけ低張力にすることが好ましい。この点において熱延伸とは明らかに異なる。しかしながら、張力が低いと繊維の走行が不安定となり処理が不均一になることから、0.001cN/dtex以上1.0cN/dtex以下が好ましく、0.1cN/dtex以上0.3cN/dtex以下がより好ましい。
 また走行させつつ高温熱処理する場合、張力はできるだけ低いほうが好ましいが、適宜ストレッチおよびリラックスを加えても良い。しかしながら、張力が低すぎると繊維の走行が不安定となり処理が不均一になることから、リラックス率は2%以下(延伸倍率0.98倍以上)が好ましい。また、張力が高いと熱による溶断が発生しやすく、また過度の張力がかかった状態で熱処理を行う場合、結晶化度の低下が小さく耐摩耗性の向上効果が低くなるため、ストレッチ率は熱処理温度にもよるが、10%(延伸倍率1.10倍)未満が好ましい。より好ましくは5%(延伸倍率1.05倍)未満、さらに好ましくは3%(1.03倍)未満である。なお、延伸倍率は、熱処理をローラー間(第1ローラーおよび第2ローラー間)で行う際には、第2ローラー速度を第1ローラー速度で割った商で定義される。
 処理速度は処理長にもよるが高速であるほど高温短時間処理が可能となり、耐摩耗向上効果が高まり、さらに生産性も向上するため100m/min以上が好ましく、200m/min以上がより好ましく、300m/min以上がさらに好ましい。処理速度の上限は繊維の走行安定性から1,000m/min程度である。
 処理長は加熱方法にもよるが、非接触加熱の場合には均一な処理を行うために100mm以上が好ましく、200mm以上がより好ましく、500mm以上がさらに好ましい。また処理長が過度に長いとヒーター内部での糸揺れにより処理ムラ、繊維の溶断が発生するため3,000mm以下が好ましく、2,000mm以下がより好ましく、1,000mm以下がさらに好ましい。
 以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。なお実施例中の各特性値は次の方法で求めた。
 A.走行張力変動幅(R)
 液晶ポリエステル繊維を、湯浅糸道工業(株)製ワッシャーテンサーY-601Lを使用し、ダイヤルの目盛りを0とし(このとき2本のパイプガイドは繊維走行方向に対し直交するように並ぶ)、2本のパイプガイドのうちどちらか1本の外側に繊維を走行させ、ワッシャー(TW-3)2枚を走行させているパイプガイドに挿入し、その間に繊維を走行させるようにし(走行糸が成す角度が約90°)、速度30m/minで走行させ、(株)インテック製P/C対応型テンションメーター(型式:IT-NR)により、テンサーから5~10cm下流の位置で走行糸条の張力を10min間連続測定し、付属のTension Star V1.14にてEEPROMのDamping-timerを3としてデータを採取した。10min間の連続データのうち、最大値(Fmax)および最小値(Fmin)から走行張力の変動幅(R)を下式にて算出した。
(走行張力変動幅(R))=Fmax-Fmin
 B.総繊度、単繊維繊度
 検尺機にて繊維を10mカセ取りし、その重量(g)を1,000倍し、1水準当たり10回の測定を行い、平均値を総繊度(dtex)とした。これをフィラメント数で除した商を単繊維繊度(dtex)とした。
 C.強度、伸度、弾性率
 JIS L 1013 (1999)記載の方法に準じて、試料長100mm、引張速度50mm/minの条件で、(株)オリエンテック製テンシロンUCT-100を用い1水準当たり10回の測定を行い、平均値を強力(cN)、強度(cN/dtex)、伸度(%)、弾性率(cN/dtex)とした。なお、弾性率とは初期引張抵抗度のことである。
 D.油分付着率
 100mg±10mgの繊維を採取し、60℃にて10min間乾燥させた後の重量を測定し(W)、繊維重量に対し100倍以上の水にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを繊維重量に対し2.0wt%添加した溶液に繊維を浸漬させ、室温にて20min超音波洗浄し、洗浄後の繊維を水洗し、60℃にて10min間乾燥させた後の重量を測定し(W)、次式により油分付着率を算出した。
   (油分付着率(wt%))=(W-W)×100/W
 なお、固相重合油剤の油分付着率、残存固相重合油剤の油分付着率等については、前述の計算方法により算出した。
 E.液晶ポリエステル繊維のTm、Tmにおけるピーク半値幅、ΔHm、液晶ポリエステルポリマーの融点
 TA instruments社製DSC2920により示差熱量測定を行い、50℃から20℃/minの昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピークの温度をTm(℃)とし、Tmにおけるピーク半値幅(℃)、融解熱量(ΔHm)(J/g)を測定した。
 なお、参考例に示した液晶ポリエステルポリマーについてはTmの観測後、Tm+20℃の温度で5min間保持した後、20℃/minの降温条件で50℃まで一旦冷却し、再度20℃/minの昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピークをTmとし、Tmをもってポリマーの融点とした。
 F.ポリスチレン換算の重量平均分子量(分子量)
 溶媒としてペンタフルオロフェノール/クロロホルム=35/65(重量比)の混合溶媒を用い、液晶ポリエステルの濃度が0.04~0.08重量/体積%となるように溶解させGPC測定用試料とした。なお、室温24時間の放置でも不溶物がある場合は、さらに24時間静置し、上澄み液を試料とした。これを、Waters社製GPC測定装置を用いて測定し、ポリスチレン換算により重量平均分子量(Mw)を求めた。
カラム:Shodex K-806M 2本、Shodex K-802 1本
検出器:示差屈折率検出器RI(2414型)
温度 :23±2℃
流速 :0.8mL/min
注入量:200μL
 G.メディアン径(D50)
 (株)島津製作所製レーザー回折式粒度分布測定装置SALD-2000Jで粒径測定を行い、メディアン径(D50)を求めた。
 H.スカム発生量
 液晶ポリエステル繊維を、湯浅糸道工業(株)製ワッシャーテンサーY-601Lを使用し、ダイヤルの目盛りを0とし(このとき2本のパイプガイドは繊維走行方向に対し直交するように並ぶ)、2本のパイプガイドのうちどちらか1本の外側に繊維を走行させ、ワッシャー(TW-3)2枚を走行させているパイプガイドに挿入し、その間に繊維を走行させるようにし(走行糸が成す角度が約90°)、10万mの繊維を速度400m/minで走行させ、繊維の走行前後でのワッシャー重量を(株)メトラートレド製分析用電子天秤(EP214C)で測定したときの、下式で示す値をいう。なお、走行させる繊維長は2.5万mから10万mの間で選択でき、繊維長が10万m未満の場合は、走行させた繊維長から繊維長10万mに相当するスカム発生量を比例計算した。
   スカム発生量(g)=(繊維走行後のワッシャー重量)-(繊維走行前のワッシャー重量)
 I.製織性、織物特性評価
 レピア織機にて経糸に13dtexのポリエステルモノフィラメントを用い、織密度を経、緯とも250本/inch(2.54cm)とし、打ち込み速度を100回/minとし、緯糸を液晶ポリエステル繊維として緯打ち込み試織を行った。この時、幅180cm、長さ10mの試織における給糸口(セラミックガイド)へのスカムの堆積から工程通過性を評価し、糸切れによる停台回数から製織性を評価し、織物開口部へのスカムの混入個数から織物品位を評価した。それぞれの判断基準を下記する。なお、停台回数が15回を越える場合は製織不可との判断により製織評価を中断した。
<工程通過性>
 製織後も目視にてスカムの堆積が認められない;優良(A)
 製織後にスカムは認められるが繊維走行には支障なし;良好(B)
 製織中にスカムが認められ繊維走行張力が増加する;(C)
<製織性>
 停台5回以下;優良(A)、6~10回;良好(B)、11回以上;不良(C)
<織物品位>
 スカム混入個数5個以下;優良(A)、6~10個;良好(B)、11個以上;不良(C)
 J.融着抑制効果
 固相重合後のパッケージをフリーロールクリール(軸およびベアリングを有し、外層部は自由に回転できる。ブレーキおよび駆動源なし。)にはめ、ここから糸を横方向(繊維周回方向)に引き出し、400m/minで30min間解舒した後の固相重合パッケージの表面を観察し、毛羽の有無から以下の基準により融着抑制効果を評価した。
 A:毛羽は見られない。
 B:毛羽が1~2ヶ所見られる。
 C:毛羽が3ヶ所以上見られる。
 K.走行安定性
 液晶ポリエステル繊維を解舒しつつ、400m/minで回転するセパレートローラー付きの第1ローラーに6周回させ、引き続き401m/minで回転するセパレートローラー付きの第1ローラーに6周回させた後、サクションガンにより吸引した。この操作を30min間行った後の、1min間の走行状態での糸揺れ回数(ローラーに走行糸が取られそうになる回数)から以下の基準により走行安定性を評価した。
 A:糸揺れ0回
 B:糸揺れ2回以下
 C:糸揺れ3回以上。
 M.後加工性
 繊維重量に対する付着率を測定した後の繊維を、光学顕微鏡を用い、500μm×700μmの視野にて単繊維5本の表面を観察し、繊維表面の付着物から以下の基準により後加工性を評価した。
 A:繊維表面の付着物2個以下
 B:繊維表面の付着物3~10個
 C:繊維表面の付着物11個以上。
(参考例1)
 攪拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸870重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル327重量部、ハイドロキノン89重量部、テレフタル酸292重量部、イソフタル酸157重量部および無水酢酸1,460重量部(フェノール性水酸基合計の1.10当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら室温から145℃まで30minで昇温した後、145℃で2時間反応させた。その後、335℃まで4時間で昇温した。
 重合温度を335℃に保持し、1.5時間で133Paに減圧し、更に40min間反応を続け、トルクが28kgcmに到達したところで重縮合を完了させた。次に反応容器内を0.1MPaに加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズした。
 得られた液晶ポリエステルの組成、融点、分子量は表1に記載の通りである。
(参考例2)
 攪拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器に、p-ヒドロキシ安息香酸907重量部と6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸457重量部および無水酢酸946重量部(フェノ-ル性水酸基合計の1.03モル当量)を攪拌翼、留出管を備えた反応容器に仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら室温から145℃まで30minで昇温した後、145℃で2時間反応させた。その後、325℃まで4時間で昇温した。
 重合温度を325℃に保持し、1.5時間で133Paに減圧し、更に20min間反応を続け、所定トルクに到達したところで重縮合を完了させた。次に反応容器内を0.1MPaに加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズした。
 得られた液晶ポリエステルの組成、融点、分子量は表1に記載の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
(実施例1)
 参考例1の液晶ポリエステルを用い、160℃、12時間の真空乾燥を行った後、大阪精機工作株式会社製φ15mm単軸エクストルーダーにて溶融押し出しし、ギアーポンプで計量しつつ紡糸パックにポリマーを供給した。紡糸パックでは金属不織布フィルターを用いてポリマーを濾過し、10ホールの口金よりポリマーを吐出した。吐出したポリマーは40mmの保温領域を通過させた後、25℃、空気流の環状冷却風により糸条の外側から冷却し固化させ、その後、脂肪酸エステル化合物を主成分とする紡糸油剤を付与し全フィラメントを第1ゴデットロールに引き取った。これを同じ速度である第2ゴデットロールを介した後、全フィラメント中の1本以外はサクションガンにて吸引し、残り1本のフィラメント繊維はダンサーアームを介しパーンワインダー((株)神津製作所製EFT型テークアップワインダー、巻取パッケージに接触するコンタクトロール無し)にてパーンの形状に巻き取った。巻取中、糸切れは発生せず製糸性は良好であった。なお、得られた繊維の繊度は6.0dtex、強度は6.4cN/dtex、伸度は1.4%、弾性率は495cN/dtexであった。
 この紡糸繊維パッケージから(株)神津製作所製SSP-MV型リワインダー(接触長(最内層の巻きストローク)200mm、ワインド数8.7、テーパー角45°)を用いて巻き返しを行った。紡糸繊維の解舒は、縦方向(繊維周回方向に対し垂直方向)に行い、調速ローラーは用いず、オイリングローラー(梨地仕上げのステンレスロール)を用いてリン酸系化合物(B)として下記化学式(4)で示されるリン酸系化合物(B)を6.0wt%含有する水溶液に無機粒子(A)として表2に滑石1として示すメディアン径1.0μmのタルク、SG-2000(日本タルク(株)製)を1.0wt%分散させた固相重合油剤の給油を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 巻き返しの芯材にはステンレス製の穴あきボビンにケブラーフェルト(目付280g/m、厚み1.5mm)を巻いたものを用い、面圧は100gf(98.0665cN)とした。巻き返し後の繊維への固相重合油剤の油分付着率(a+b)は15wt%であった。
 次に巻き返したパッケージからステンレスの穴あきボビンを外し、ケブラーフェルトに繊維を巻き取ったパッケージの状態として固相重合を行なった。固相重合は、密閉型オーブンを用い、室温から240℃までは約30minで昇温し、240℃にて3時間保持した後、4℃/hrで290℃まで昇温し、20時間保持する条件にて固相重合を行った。なお、雰囲気は除湿窒素を流量20NL/minにて供給し、庫内が加圧にならないように排気口より排気させた。
 得られた固相重合後の繊維の繊度は6.0dtex、強度は24.5cN/dtex、伸度は2.6%、弾性率は1,100cN/dtexであり、固相重合前の繊維と比べて強度、伸度、弾性率が向上しており、固相重合が進んでいることが確認できた。
 こうして得られた固相重合後のパッケージから繊維を解舒し、連続して固相重合油剤除去のための洗浄、および高温非接触熱処理を行なった。
 すなわち、固相重合後のパッケージをフリーロールクリール(軸およびベアリングを有し、外層部は自由に回転できる。ブレーキおよび駆動源なし)にはめ、ここから糸を横方向(繊維周回方向)に引き出し、連続して、繊維を両端にスリットを設けた浴長150cm(接触長150cm)の浴槽(内部に繊維と接触するガイドなし)内に通し、油剤を洗浄除去した。洗浄液は非イオン・アニオン系の界面活性剤(三洋化成工業(株)製グランアップUS-30)を0.2wt%含有した50℃の温水とし、外部タンクにてこれを温調し、ポンプにて水槽に供給した。水槽への供給に際しては、水槽内に5cm間隔で穴を開けたパイプを通し、このパイプに供給することで水槽内に液流を与えるようにした。なおスリットおよび液面調整用の穴からあふれた洗浄液は回収し、外部タンクに戻す機構を設けている。
 洗浄後の繊維は引き続き、両端にスリットを設けた浴長23cm(接触長23cm)の浴槽(内部に繊維と接触するガイドなし)内に通し、50℃の温水ですすいだ。すすぎ後の繊維はベアリングローラーガイドを通し、空気流を当てて水を吹き飛ばして除去した後に、400m/minのセパレートローラー付きの第1ローラーに通した。なお、クリールはフリーロールであるため、このローラーにより繊維に張力を付与することで、固相重合パッケージからの解舒を行ない、繊維を走行させることになる。
 ローラーを通過した繊維を510℃に加熱した長さ1mのスリットヒーター間を走行させ、高温非接触熱処理を行なった。スリットヒーター内にはガイド類を設けず、またヒーターと繊維も非接触としている。ヒーター通過後の繊維はセパレートローラー付きの第2ローラーに通した。第1ローラーと第2ローラーは同速度とした。第2ローラーを通過した繊維は、セラミック製のオイリングローラーにより脂肪酸エステル化合物を主体とする仕上げ油剤を付与し、EFT型ボビントラバースワインダー((株)神津製作所製)にて巻き取った。
 得られた繊維の物性は表2に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も優良であった。
 なお、得られた繊維のTmは339℃、ΔHmは0.5J/g、Tmにおけるピーク半値幅は31℃、スカム発生量は0.0003gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
(実施例2~6)
 巻き返し時のオイリングローラーの回転数を変え、巻き返し後の繊維への固相重合油剤の油分付着率(a+b)を表2の通り変えた以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表2に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も優良であった。
 なお、実施例2で得られた繊維のTmは332℃、ΔHmは0.6J/g、Tmにおけるピーク半値幅は29℃、スカム発生量は0.0005gであった。実施例3で得られた繊維のTm1は335℃、ΔHmは0.7J/g、Tmにおけるピーク半値幅は28℃、スカム発生量は0.0007gであった。実施例4で得られた繊維のTmは337℃、ΔHmは0.5J/g、Tmにおけるピーク半値幅は26℃、スカム発生量は0.0005gであった。実施例5で得られた繊維のTmは331℃、ΔHmは0.7J/g、Tmにおけるピーク半値幅は28℃、スカム発生量は0.0004gであった。実施例6で得られた繊維のTmは334℃、ΔHmは0.6J/g、Tmにおけるピーク半値幅は27℃、スカム発生量は0.0006gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
(実施例7)
 紡糸工程において、フィラメント数を10とした以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表3に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も優良であった。
 なお、実施例7で得られた繊維のTmは338℃、ΔHmは1.3J/g、Tmにおけるピーク半値幅は25℃、スカム発生量は0.0012gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
 なお、紡糸にて得られた繊維の繊度は6.0dtex、強度は6.1cN/dtex、伸度は1.3%、弾性率は463cN/dtexであり、固相重合後の繊維の繊度は6.0dtex、強度は23.6cN/dtex、伸度は2.5%、弾性率は1,058cN/dtexであり、固相重合前の繊維と比べて強度、伸度、弾性率が向上しており、固相重合が進んでいることを確認した。
(実施例8)
 無機粒子(A)としてシリカであるサイリシア310P(富士シリシア化学(株)製)を用いた以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表3に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も優良であった。
 なお、実施例8で得られた繊維のTmは337℃、ΔHmは0.5J/g、Tmにおけるピーク半値幅は28℃、スカム発生量は0.0010gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
(実施例9)
 無機粒子(A)として表3に滑石2として示すメディアン径7.0μmのタルク、“ミクロエース”(登録商標)P-2(日本タルク(株)製)を用いた以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表3に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性は良好であった。
 なお、実施例9で得られた繊維のTmは334℃、ΔHmは0.6J/g、Tmにおけるピーク半値幅は24℃、スカム発生量は0.0010gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても若干の糸切れ懸念はあるものの張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
 なお、実施例1対比製織性が若干低下した要因としては無機粒子のメディアン径が大きいため、繊維の固相重合時にごく軽微な融着が発生しており、これに起因して繊維物性の低下がおき、製織時の糸切れにつながったものと推測する。
(実施例10)
 無機粒子(A)として表3に滑石3として示すメディアン径11μmのタルク、“タルカンパウダー”(登録商標)PK-C(林化成(株)製)を用いた以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表3に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性は良好であった。
 なお、実施例10で得られた繊維のTmは334℃、ΔHmは0.7J/g、Tmにおけるピーク半値幅は28℃、スカム発生量は0.0009gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても若干の糸切れ懸念はあるものの張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
 なお、実施例1対比製織性が若干低下した要因としては無機粒子のメディアン径が大きいため、繊維の固相重合時にごく軽微な融着が発生しており、これに起因して繊維物性の低下がおき、製織時の糸切れにつながったものと推測する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
(実施例11~14)
 固相重合油剤中の無機粒子(A)の分散量を変え、繊維への無機粒子の付着率(a)wt%を表4の通り変えた以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表4に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も優良もしくは良好であった。
 なお、実施例11で得られた繊維のTmは336℃、ΔHmは0.5J/g、Tmにおけるピーク半値幅は29℃、スカム発生量は0.0012gであった。実施例12で得られた繊維のTmは337℃、ΔHmは0.7J/g、Tmにおけるピーク半値幅は27℃、スカム発生量は0.0007gであった。実施例13で得られた繊維のTmは332℃、ΔHmは0.6J/g、Tmにおけるピーク半値幅は24℃、スカム発生量は0.0007gであった。実施例14で得られた繊維のTmは333℃、ΔHmは0.5J/g、Tmにおけるピーク半値幅は26℃、スカム発生量は0.0011gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
 なお、実施例11にて実施例1対比、製織性が若干低下した要因として無機粒子(A)の添加量が低いため、固相重合時に若干の融着が発生しており、これに起因して繊維物性の低下がおき、製織時の糸切れにつながったものと推測する。
 また、実施例14にて実施例1対比、製織性が若干低下した要因として無機粒子(A)の添加量が多く付着斑が発生し、固相重合時に若干の融着が発生しており、これに起因して繊維物性の低下がおき、製織時の糸切れにつながったものと推測する。
(実施例15、16)
 リン酸系化合物(B)として表4のとおり、下記化学式(5)で示されるリン酸系化合物(B)、または下記化学式(6)で示されるリン酸系化合物(B)に変更した以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 得られた繊維の物性は表4に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も優良であった。
 なお、実施例15で得られた繊維のTmは329℃、ΔHmは0.5J/g、Tmにおけるピーク半値幅は28℃、スカム発生量は0.0006gであった。実施例16で得られた繊維のTmは330℃、ΔHmは0.6J/g、Tmにおけるピーク半値幅は27℃、スカム発生量は0.0007gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
(実施例17,18)
 紡糸工程における吐出量を変化させ、繊度を変更した以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表5に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も優良であった。
 なお、実施例17で得られた繊維のTmは338℃、ΔHmは0.5J/g、Tmにおけるピーク半値幅は29℃、スカム発生量は0.0007gであった。実施例18で得られた繊維のTmは336℃、ΔHmは0.7J/g、Tmにおけるピーク半値幅は26℃、スカム発生量は0.0006gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
 なお、実施例17において紡糸にて得られた繊維の繊度は4.0dtex、強度は5.8cN/dtex、伸度は1.3%、弾性率は460cN/dtexであり、固相重合後の繊維の繊度は4.0dtex、強度は21.0cN/dtex、伸度は2.3%、弾性率は1,059cN/dtexであり、固相重合前の繊維と比べて強度、伸度、弾性率が向上しており、固相重合が進んでいることを確認した。
 また、実施例18において紡糸にて得られた繊維の繊度は13.0dtex、強度は6.1cN/dtex、伸度は1.3%、弾性率は484cN/dtexであり、固相重合後の繊維の繊度は13.0dtex、強度は20.5cN/dtex、伸度は2.2%、弾性率は945cN/dtexであり、固相重合前の繊維と比べて強度、伸度、弾性率が向上しており、固相重合が進んでいることを確認した。
(実施例19)
 スリットヒーターを昇温せずに、高温非接触熱処理を行わなかった以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表5に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も良好であった。
 なお、実施例19で得られた繊維のTmは345℃、ΔHmは7.8J/g、Tmにおけるピーク半値幅は6.3℃、スカム発生量は0.0012gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても若干の糸切れの懸念はあるものの張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
 なお、実施例1対比、製織性が若干低下した要因として熱処理を行わなかったため、工程中での擦過により繊維のフィブリルが発生し易く、これに起因して製織時の糸切れにつながったものと推測する。
(実施例20)
 紡糸時に参考例2の液晶ポリエステルポリマーを使用した以外は実施例19と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表5に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も良好であった。また、紡糸にて得られた固相重合前の繊維の繊度は6.0dtex、強度は8.8cN/dtex、伸度は2.0%、弾性率は532cN/dtexであり、固相重合前の繊維と比べて強度、伸度、弾性率が向上しており、固相重合が進んでいることを確認した。
 なお、実施例20で得られた繊維のTmは320℃、ΔHmは11J/g、Tmにおけるピーク半値幅は7.5℃、スカム発生量は0.0012gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても若干の糸切れの懸念はあるものの張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
 なお、実施例1対比、製織性が若干低下した要因として熱処理を行わなかったため、工程中での擦過により繊維のフィブリルが発生し易く、これに起因して製織時の糸切れにつながったものと推測する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
(実施例21~23)
 仕上げ油剤の付与時にオイリングローラーの回転数を変更し、仕上げ油剤の油分付着率を変更した以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表6に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。製織性も優良または良好であった。なお、仕上げ油剤の油分付着率の増加に伴い、繊維の擬似接着に起因した糸切れの頻度が増加し、製織性が低下する傾向が確認された。
 なお、実施例21で得られた繊維のTmは338℃、ΔHmは0.6J/g、Tmにおけるピーク半値幅は24℃、スカム発生量は0.0007gであった。実施例22で得られた繊維のTmは335℃、ΔHmは0.7J/g、Tmにおけるピーク半値幅は27℃、スカム発生量は0.0007gであった。実施例23で得られた繊維のTmは337℃、ΔHmは0.5J/g、Tmにおけるピーク半値幅は23℃、スカム発生量は0.0009gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
(実施例24)
 参考例1の液晶ポリエステルおよびビクトレックス社製ポリエーテルエーテルケトン樹脂PEEK90G(融点344℃。以下、PEEK)を用いた。ペレット状にて液晶ポリエステルおよびPEEKを重量比90/10の比率で混合した後、エクストルーダーにて溶融・混練した以外は実施例1と同様にして紡糸、巻き返し、固相重合、洗浄、高温熱処理を行い、液晶ポリエステルからなるブレンド繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表6に示すとおり、実施例1の繊維対比若干の強度、弾性率の低下がみられたものの、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も良好であった。
 なお、実施例24で得られた繊維のTmは344℃、ΔHmは4.4J/g、Tmにおけるピーク半値幅は15.47℃、スカム発生量は0.0012gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても若干の糸切れの懸念はあるものの張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
 なお、実施例1対比、製織性が若干低下した要因としては異種ポリマーのブレンド繊維であるため、工程中での擦過によりポリマー界面での剥離による繊維のフィブリルが発生し易く、これに起因して製織時の糸切れ回数の増加につながったものと推測する。
 なお、紡糸にて得られた繊維の繊度は6.0dtex、強度は5.6cN/dtex、伸度は1.2%、弾性率は432cN/dtexであり、固相重合後の繊維の繊度は6.0dtex、強度は22.1cN/dtex、伸度は2.3%、弾性率は985cN/dtexであり、固相重合前の繊維と比べて強度、伸度、弾性率が向上しており、固相重合が進んでいることを確認した。
(実施例25)
 芯成分として参考例1の液晶ポリエステル、鞘ポリマーとしてPEEKを用い、芯鞘複合繊維用の口金に別々のエクストルーダーで溶融した液晶ポリエステルとPEEKを供給した以外は実施例1と同様にして紡糸、巻き返し、固相重合、洗浄、高温熱処理を行い、芯と鞘の重量比が70/30である液晶ポリエステルからなる複合繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表6に示すとおり、実施例1の繊維対比若干の強度、弾性率の低下がみられたものの、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。また、製織性も良好であった。
 なお、実施例25で得られた繊維のTmは344℃、ΔHmは13J/g、Tmにおけるピーク半値幅は16℃、スカム発生量は0.0010gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においても若干の糸切れの懸念はあるものの張力変動が小さく、スカム発生が抑制され、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が少なく、良好な特性を有することが期待できる。
 なお、実施例1対比、製織性が若干低下した要因としては異種ポリマーとの芯鞘複合繊維であるため、工程中での擦過によりポリマー界面での剥離による繊維のフィブリルが発生し易く、これに起因して製織時の糸切れ回数の増加につながったものと推測する。
 なお、紡糸にて得られた繊維の繊度は6.0dtex、強度は4.9cN/dtex、伸度は1.0%、弾性率は343cN/dtexであり、固相重合後の繊維の繊度は6.0dtex、強度は16.7cN/dtex、伸度は1.7%、弾性率は758cN/dtexであり、固相重合前の繊維と比べて強度、伸度、弾性率が向上しており、固相重合が進んでいることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
(参考例3)
 固相重合工程の後に洗浄を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表7に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が高く、走行張力変動幅(R)が高いため、工程通過性は良好であるものの、製織性、織物品位は劣るものであった。なお、参考例3で得られた繊維のスカム発生量は0.0636gであった。
 以上の結果から、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が頻発することが予想される。ただし、洗浄を行わなくとも繊維表面に粉体である塩と粒子がコーティングされていることで、粉体離型の作用により走行抵抗は低下し、繊維の擦過によるフィブリル化を防ぐことができるため走行安定性が良好であることは参考例3から分かり、かつ水により容易に両者とも洗浄除去できるため、製品とする際に水洗することで繊維表面の付着物が実質的にない状態を作り出し、薬液や樹脂との接着性を高めることができるため、加工性に優れることも示唆される。
(比較例1)
 固相重合用油剤として無機粒子(A)のみを用い、リン酸系化合物(B)を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして固相重合を行ったところ繊維同士が融着し、解舒時にフィブリルが多発し糸切れしたため、洗浄工程以降を実施することができなかった。
(比較例2)
 固相重合用油剤としてリン酸系化合物(B)の代わりにポリエチレングリコールラウリレート主成分の紡糸油剤を用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表7に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が高く、走行張力変動幅(R)が高いため、給糸口へのスカム堆積量が多く、製品へのスカム混入が多発し織物品位不良であった。また、糸切れも頻発したが、これはスカム堆積による張力変動増大による糸切れに加え、固相重合時の融着に起因した繊維のフィブリル化によるものと推測される。
 なお、比較例2で得られた繊維のTmは332℃、ΔHmは0.7J/g、Tmにおけるピーク半値幅は25℃、スカム発生量は0.0110gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においてもスカムが多量発生し、走行張力変動が増大し、糸切れが発生するだけでなく、印刷用スクリーン紗、フィルター用などのメッシュ織物とした際には欠点が頻発することが予想される。
(比較例3)
 固相重合用油剤として無機粒子(A)を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維にはフィブリル発生が認められ、これは固相重合油剤として無機粒子(A)を用いなかったために繊維間の融着が発生したためと推測される。なお、得られた繊維の物性は表7に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が高く、走行張力変動幅(R)が高いため、給糸口へのスカム堆積量が多く、スカムおよびフィブリルに起因するとみられる糸切れが多発したため製織を中止した。
 なお、比較例3で得られた繊維のTmは335℃、ΔHmは0.6J/g、Tmにおけるピーク半値幅は24℃、スカム発生量は0.0113gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においてもスカムが多量発生し、スカムやフィブリルに起因した糸切れが多発するため、製織不可であることが予想される。
(比較例4)
 固相重合用油剤として無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)の代わりにポリジメチルシロキサン(以下、PDMS)を主成分とする油剤を使用したこと以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表7に示すとおり、残存する固相重合油剤は計算上少ないものの走行張力変動が大きく、製織中に給糸口に微量のスカム堆積が見られ、これに起因するとみられる走行張力増大および製品へのスカム混入が発生した。また、張力変動によると思われる糸切れが多発した。なお、液晶ポリエステル繊維の表面の走査型電子顕微鏡の結果からもPDMSのゲル化物とみられる凹凸がみられ、製織評価時の給糸口に付着したスカム成分のIR測定の結果からもPDMSに由来するゲル化物が繊維上に付着していることからが明らかになった。すなわち、固相重合時にPDMSがゲル化し、これが洗浄工程後も繊維上に残存し、張力変動の原因となっていることが推測される。
 なお、比較例4で得られた繊維のTmは336℃、ΔHmは0.7J/g、Tmにおけるピーク半値幅は27℃、スカム発生量は0.0025gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においは張力変動の増大が助長され、整経時の張力変動による糸切れや製織時のテンション斑や糸切れの発生による製織性不良に加え、製品へのスカム混入が予想される。
(比較例5)
 仕上げ油剤の付与時にオイリングローラーの回転数を変更し、仕上げ油剤の油分付着率を変更し、繊維の油分付着率を3.2wt%とした以外は実施例1と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。
 得られた繊維の物性は表7に示すとおり、残存固相重合油剤の油分付着率が極めて低く、かつ走行張力変動幅(R)が小さいため、スカム発生および張力変動が抑制されており、工程通過性および織物品位は優良であった。しかしながら、繊維同士の擬似接着に起因した糸切れによる停台が頻発したため製織中止とした。
 なお、比較例5で得られた繊維のTmは333℃、ΔHmは0.8J/g、Tmにおけるピーク半値幅は29℃、スカム発生量は0.0012gであった。
 以上の結果から、実際の整経、製織工程においてもスカムの抑制効果は著しいものの、油分付着率が高いため、繊維同士が擬似接着することで糸切れが多発するため、製織不可であることが予想される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 以下の実施例においては、特にマルチフィラメント用途における後加工を想定し、固相重合後の液晶ポリエステル繊維の特性評価として融着抑制効果、走行安定性、後加工性を評価した。
(実施例26)
 参考例1の液晶ポリエステルを用い、160℃、12時間の真空乾燥を行った後、(株)テクノベル製φ15mm2軸エクストルーダーにて溶融押し出しし、ギアーポンプで計量しつつ紡糸パックにポリマーを供給した。紡糸パックでは金属不織布フィルターを用いてポリマーを濾過し、表8記載の条件にてポリマーを吐出した。なお口金孔の直上に位置する導入孔はストレート孔とし、導入孔と口金孔の接続部分はテーパーとしたものを用いた。吐出したポリマーは40mmの保温領域を通過させた後、25℃、空気流の環状冷却風により糸条の外側から冷却し固化させ、その後、脂肪酸エステル化合物を主成分とする紡糸油剤を付与し、全フィラメントを表8記載の紡糸速度で第1ゴデットロールに引き取った。これを同じ速度である第2ゴデットロールを介した後、ダンサーアームを介しパーンワインダー((株)神津製作所製EFT型テークアップワインダー、巻取パッケージに接触するコンタクトロール無し)にてパーンの形状に巻き取った。巻取中、糸切れは発生せず製糸性は良好であった。得られた紡糸繊維物性を表8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 この紡糸繊維パッケージから(株)神津製作所製SSP-MV型リワインダー(接触長((最内層の巻きストローク))200mm、ワインド数8.7、テーパー角45°)を用いて巻き返しを行った。紡糸繊維の解舒は、縦方向(繊維周回方向に対し垂直方向)に行い、調速ローラーは用いず、オイリングローラー(梨地仕上げのステンレスロール)を用いてリン酸系化合物(B)として上記化学式(4)
で示されるリン酸系化合物(B)を6.0重量%含有する水溶液に、無機粒子(A)として表9に滑石1として示すタルク、SG-2000(日本タルク(株)製)を1.0重量%分散させた固相重合用油剤の給油を行った。巻き返しの芯材にはステンレス製の穴あきボビンにケブラーフェルト(目付280g/m、厚み1.5mm)を巻いたものを用い、面圧は100gf(98.0665cN)とした。巻き返し後の繊維への固相重合油剤の油分付着率、ならびに巻き返し条件を表9に示す。
 次に巻き返したパッケージからステンレスの穴あきボビンを外し、ケブラーフェルトに繊維を巻き取ったパッケージの状態として固相重合を行なった。固相重合は、密閉型オーブンを用い、室温から240℃までは約30minで昇温し、240℃にて3時間保持した後、4℃/hrで表9に示す最高到達温度まで昇温し、表9に示す保持時間の間保持し、固相重合を行った。なお、雰囲気は除湿窒素を流量20NL/minにて供給し、庫内が加圧にならないよう排気口より排気させた。
 固相重合後のパッケージをフリーロールクリール(軸およびベアリングを有し、外層部は自由に回転できる。ブレーキおよび駆動源は無い。)にはめ、ここから糸を横方向(繊維周回方向)に引き出し、400m/minで回転するセパレートローラー付きの第1ローラーに6周回させた後、EFT型ボビントラバースワインダー((株)神津製作所製)にて巻き取った。得られた固相重合後繊維物性を表9に示す。
 得られた繊維の特性評価結果も表9に示すが、融着抑制効果、走行安定性、後加工性ともに優れることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
(実施例27、28)
 ここでは固相重合用油剤の付着率の影響を評価した。
 実施例26と同様の方法で溶融紡糸を行い、紡糸繊維を得て、巻き返し時のオイリングローラーの回転数を変え、固相重合油剤の付着率を表9の通り変えた以外は実施例26と同様にして巻き返し、固相重合を行い、液晶ポリエステル繊維を得た。得られた固相重合後繊維物性を表9に示す。
 得られた繊維の特性評価結果も表9に示す。融着抑制効果、走行安定性、後加工性ともに優れるものの、実施例27では付着量が少ないため融着抑制効果、走行安定性、後加工性にやや劣り、実施例28では付着量が多いため、後加工性にやや劣ることが分かる。
(実施例29、30)
 ここでは無機粒子(A)の影響を評価した。
 無機粒子(A)としてシリカであるサイリシア310P(富士シリシア化学株式会社製)を用いた以外は実施例26と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た(実施例29)。また無機粒子(A)として表9に滑石2として示すタルク、“ミクロエース”(登録商標)P-2(日本タルク(株)製)を用いた以外は実施例26と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。得られた固相重合後繊維物性を表9に示す。
 得られた繊維の特性評価結果も表9に示す。融着抑制効果、走行安定性、後加工性ともに優れるものの、メディアン径が大きくなるに伴い、融着抑制効果、走行安定性、後加工性がやや悪化することが分かる。
(実施例31)
 ここでは無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)の重量比の影響を評価した。
 固相重合油剤中の無機粒子(A)の分散量を変え、繊維への無機粒子の付着率(a)を表9の通り変えた以外は実施例26と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。得られた固相重合後繊維物性を表9に示す。
 得られた繊維の特性評価結果も表9に示す。融着抑制効果、走行安定性、後加工性ともに優れるものの、(b/a)が小さい場合には、後加工性がやや悪化することが分かる。
(実施例32、33)
 ここではリン酸系化合物(B)の影響を評価した。
 リン酸系化合物(B)として、上記化学式(5)で示されるリン酸系化合物(B)、上記化学式(6)で示されるリン酸系化合物(B)に変更した以外は実施例26と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。得られた固相重合後繊維物性を表9に示す。分子量他の数値から分かるようにBでは固相重合がやや進んでおらず、Bでは進んでいる傾向である。
 得られた繊維の特性評価結果も表9に示す。融着抑制効果、走行安定性、後加工性ともに優れるものの、Bでは含酸素炭化水素基が多いためか後加工性にやや劣り、Bではカリウムが多いため固重が進むことからか融着抑制効果、走行安定性にやや劣ることが分かる。
(比較例6~9)
 ここでは無機粒子(A)およびリン酸系化合物(B)併用の効果を評価した。
 比較例6では、固相重合用油剤として無機粒子(A)のみを用い、リン酸系化合物(B)を用いなかったこと以外は実施例26と同様にして固相重合を行ったところ、繊維同士が融着し、解舒時にフィブリルが多発しため、固相重合後の繊維が得られなかった。このことから無機粒子のみでは融着抑制効果が不十分であることが分かる。
 比較例7では固相重合用油剤としてリン酸系化合物(B)の代わりにPDMSの水分散液を用い、比較例8では無機粒子を用いず、リン酸系化合物のみ用い、比較例9ではPDMSの分散液のみを用い、それぞれオイリングローラーの回転数を調整し固相重合油剤の付着量を表10のように変更したこと以外は実施例26と同様にして液晶ポリエステル繊維を得た。得られた固相重合後繊維物性を表10に示す。
 得られた繊維の特性評価結果も表10に示す。比較例7では無機粒子とPDMSの併用により優れた融着抑制効果が発現しているが、繊維表面の付着物が多く、後加工性に劣ることが分かる。また比較例8ではリン酸系化合物のみであるため融着抑制効果、走行安定性が劣ることが分かる。比較例9ではPDMSのみの使用では走行安定性、後加工性に劣ることが分かる。
(実施例34~38)
 ここでは紡糸繊維の影響について評価した。
 液晶ポリエステルポリマー、紡糸温度他の紡糸条件を表8に示すように変化させたこと以外は実施例26と同様の方法で溶融紡糸を行い、紡糸繊維を得た。なお、実施例38においては、4ホールの口金より吐出した糸条のうち1本のみを巻き取り、残りはサクションガンで吸引除外した。得られた繊維物性も表8に合わせて示す。参考例2のポリマーを用いた実施例34、ならびに単糸繊度4.4dtexでの紡糸を行った実施例36では紡糸中に糸切れが生じた。
 得られた紡糸繊維を用い、巻き返し条件、固相重合条件を表10に示すように変化させた以外は実施例26と同様の方法で巻き返し、固相重合を行った。なお実施例37では紡糸繊維3本を合糸して巻き返した。得られた固相重合後繊維物性を表10に示す。
 得られた繊維の特性評価結果も表10に示す。紡糸繊維の違いにより差があるものの、融着抑制効果、走行安定性、後加工性ともに優れることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
 本発明の液晶ポリエステル繊維およびその製造方法は特にハイメッシュ織物であるフィルター、スクリーン紗用途に好適である。

Claims (13)

  1. 走行張力変動幅(R)が5cN以下で、かつ、油分付着率が3.0wt%以下である液晶ポリエステル繊維。
  2. スカム発生量が0.01g以下である請求項1記載の液晶ポリエステル繊維。
  3. 強度が12.0cN/dtex以上である請求項1または2記載の液晶ポリエステル繊維。
  4. 示差熱量測定において、50℃から20℃/minの昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク(Tm)におけるピーク半値幅が15℃以上である請求項1~3のいずれか記載の液晶ポリエステル繊維。
  5. モノフィラメントである請求項1~4のいずれか記載の液晶ポリエステル繊維。
  6. 単一のポリマー成分からなる請求項1~5のいずれか記載の液晶ポリエステル繊維。
  7. 液晶ポリエステルが下記構造単位(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)からなる請求項1~6のいずれか記載の液晶ポリエステル繊維。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  8. 液晶ポリエステルを溶融紡糸して得た糸条に、無機粒子(A)とリン酸系化合物(B)とを塗布した後に固相重合する液晶ポリエステル繊維の製造方法。
  9. 固相重合後の液晶ポリエステル繊維を洗浄する請求項8記載の液晶ポリエステル繊維の製造方法。
  10. 洗浄後の液晶ポリエステル繊維の吸熱ピーク温度(Tm)+10℃以上の温度で高温熱処理を施す請求項9記載の液晶ポリエステル繊維の製造方法。
  11. 無機粒子(A)がシリカ、ケイ酸塩から選択される一種以上である請求項8~10のいずれか記載の製造方法。
  12. リン酸系化合物(B)が下記化学式(1)~(3)で示される化合物のいずれか又は組み合わせからなり、かつ、下記条件1~4を満たす請求項8~11のいずれか記載の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     条件1:R、Rは炭化水素基を示す。
     条件2:Mはアルカリ金属を示す。
     条件3:Mはアルカリ金属、水素原子、炭化水素基、含酸素炭化水素基から選択される基を示す。
     条件4:nは1以上の整数を示す。
  13. 請求項1~7のいずれか記載の液晶ポリエステル繊維からなるメッシュ織物。
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