(57)【要約】【課題】毛羽が低減された高品位なパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法を提供する。【解決手段】パラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造にあたり、紡糸口金から吐出するパラ型全芳香族ポリアミド溶液の温度を特定範囲とする。さらには、紡糸・凝固工程における紡糸ドラフトを特定範囲とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラ型全芳香族ポリアミド繊維を製造する方法であって、
紡糸口金から吐出するポリマー溶液の温度を、１１０〜１３０℃とするパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法。
【請求項２】
紡糸口金から吐出した前記ポリマー溶液を凝固させて凝固糸を得る紡糸・凝固工程において、紡糸ドラフトを１．００〜２．３０とする請求項１記載のパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法。
【請求項３】
前記パラ型全芳香族ポリアミド繊維は、コポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維である、請求項１または２記載のパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法に関する。さらに詳しくは、毛羽が低減された高品位なパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
全芳香族ポリアミド繊維は、高強力、高モジュラス、高耐熱性等の優れた特性を有する繊維であり、これらの高機能性を活かして、産業用繊維として様々な分野で使用されている。そして近年、幅広い用途で用いられるにしたがい、その品質および価格に対する要求がますます高まっている。
【０００３】
ここでパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法としては、例えば、パラ型全芳香族ポリアミドと溶媒とを含む等方性溶液を、口金から不活性気体中へ紡出し、さらに凝固液と接触させて未延伸糸となし、引き続き高倍率で逐次延伸して繊維を得る方法が挙げられる（特許文献１参照）。
しかしながら、この高倍率での延伸過程においてはしばしば毛羽が発生しており、得られる繊維の品質が悪化するといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１１０９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、毛羽が低減された高品位なパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。そして、パラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造にあたり、パラ型全芳香族ポリアミド溶液の温度を特定範囲とすれば、凝固糸の破断伸度が向上し、延伸性が良好になり、その結果、毛羽が低減された高品位なパラ型全芳香族ポリアミド繊維を安定的に供給できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明においては、さらに、紡糸・凝固工程における紡糸ドラフトを特定範囲とすることにより、より顕著な効果を発現させることができる。
すなわち、本発明は、パラ型全芳香族ポリアミド繊維を製造する方法であって、ポリマー溶液を紡糸口金から吐出するポリマー溶液の温度を、１１０〜１３０℃とするパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法によれば、毛羽が低減した高品位のパラ型全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。したがって、本発明で得られたパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、毛羽が低減されているため工程通過性が良好な繊維となり、例えば、撚糸や合糸のような後加工を実施する際に、断糸の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜パラ型全芳香族ポリアミド＞
本発明の製造方法が適用できる全芳香族ポリアミドは、１種または２種以上の２価の芳香族基が、アミド結合により直接連結されたポリアミドである。芳香族基には、２個の芳香環が酸素、硫黄、または、アルキレン基を介して結合されたもの、あるいは、２個以上の芳香環が直接結合したものも含む。さらに、２価の芳香族基には、メチル基やエチル基等の低級アルキル基、メトキシ基、クロル基等のハロゲン基等が含まれていてもよい。
【００１０】
このようなパラ型全芳香族ポリアミドとしては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンイソフタルアミド、テレフタル酸成分と３，４’−ジアミノジフェニルエーテル成分およびパラフェニレンジアミン成分とが共重合されたコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド、テレフタル酸成分とフェニルベンゾイミダゾール骨格を有する芳香族ジアミン成分およびパラフェニレンジアミン成分とが共重合されたコポリパラフェニレン・フェニルベンゾイミダゾール・テレフタルアミド等を挙げることができる。また、本発明の製造方法が適用できるパラ型全芳香族ポリアミドとしては、１種単独であっても、２種以上の併用であってもよい。
【００１１】
さらに、本発明の製造方法においては、機械的強度、耐熱性、耐薬品性が特に優れていることから、ポリパラフェニレンテレフタルアミドまたはコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミドを用いることが好ましい。さらには、アミド系溶剤等に可溶であるため成形加工性に優れ、熱延伸を施すことにより強度や弾性率等の引張特性を著しく向上できることから、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミドを用いることが最も好ましい。
【００１２】
＜パラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法＞
本発明のパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法は、いわゆる湿式法であっても半乾半湿式法であってもよい。すなわち、パラ型全芳香族ポリアミドおよび溶媒を含むパラ型全芳香族ポリアミド溶液（紡糸用溶液：ドープ）を、紡糸口金から不活性気体（エアギャップ）中に吐出し、さらに貧溶媒からなる凝固液に浸漬させ、あるいは、直接凝固液中に吐出することにより凝固糸を得て、得られた凝固糸に必要に応じて水洗等した後に乾燥を実施して未延伸糸を得て、さらに未延伸糸に延伸、乾燥等の工程を実施して、最終的なパラ型全芳香族ポリアミド繊維を得る。
【００１３】
［パラ型全芳香族ポリアミド溶液（紡糸用溶液：ドープ）］
溶媒を含むパラ型全芳香族ポリアミド溶液（紡糸用溶液：ドープ）を調整する方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を採用することができる。
パラ型全芳香族ポリアミド溶液（紡糸用溶液：ドープ）の調製に用いられる溶媒としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルカプロラクタム（ＮＭＣ）等を挙げることができる。また、用いられる溶媒は１種単独であっても、２種以上を混合した混合溶媒であってもよい。さらには、パラ型全芳香族ポリアミドの重合に用いた溶媒を、そのまま使用してもよい。
【００１４】
また、繊維に機能性等を付与する目的で、本発明の要旨を超えない範囲において添加剤等のその他の任意成分を配合することもできる。その他の任意成分は、パラ型全芳香族ポリアミド溶液（紡糸用溶液：ドープ）の調整において導入することができる。導入の方法は特に限定されるものではなく、例えば、ドープに対してルーダーやミキサ等を使用して導入することができる。
【００１５】
なお、パラ型全芳香族ポリアミド溶液（紡糸用溶液：ドープ）におけるポリマー濃度、すなわちパラ型全芳香族ポリアミドの濃度は、１．０〜１０質量％の範囲とすることが好ましい。パラ型全芳香族ポリアミド溶液（紡糸用溶液：ドープ）におけるポリマー濃度が１．０質量％未満の場合には、ポリマーの絡み合いが少ないため、紡糸に必要な粘度が得られず、紡糸時の吐出安定性が低下してしまう。一方で、ポリマー濃度が１０質量％を超える場合には、ドープの粘性が急激に増加するため、紡糸時の吐出安定性が低下し、紡糸パック内の急激な圧上昇により安定した紡糸が困難となりやすい。
【００１６】
［紡糸・凝固工程］
紡糸・凝固工程においては、上述の如く調整されたパラ型全芳香族ポリアミド溶液（ドープ）から、湿式紡糸法またはエアギャップを設けた半乾半湿式紡糸法にて繊維を成形する。
【００１７】
（ドープ温度）
本発明においては、紡糸口金から吐出する際のポリマー溶液（紡糸用溶液）の温度を、１１０〜１３０℃の範囲とする。ポリマー溶液の温度は、１２０〜１３０℃が好ましく、１２５〜１３０℃が最も好ましい。ポリマー溶液の温度が１１０℃未満の場合には、凝固糸の伸度が低下するため延伸性が悪化する。一方で、ポリマー溶液の温度が１３０℃より高い場合には、ポリマーがゲル化し吐出が不安定になる。
【００１８】
（紡糸ドラフト）
本発明においては、凝固工程における紡糸ドラフトを、１．００〜２．３０の範囲とすることが好ましい。紡糸ドラフトは、１．００〜１．６０がさらに好ましく、１．００〜１．２０が最も好ましい。紡糸ドラフトが１．００未満の場合には、フラクチャが発生し吐出が不安定となる。一方で、紡糸ドラフトが２．００より高い場合には、凝固工程において過剰な張力が加わることになり、糸が配向するため延伸性が悪化する。
【００１９】
[水洗工程］
水洗工程においては、上記で得られた凝固糸に、必要に応じて水洗を実施する。具体的には、３０〜５０℃の温水バス内に連続的に糸条を通過させる方法を用いる。
【００２０】
［乾燥工程］
乾燥工程においては、必要に応じて水洗された凝固糸を乾燥して未延伸糸を得る。具体的には、１２０〜２２０℃の加熱ローラーによる乾燥を用いる。
【００２１】
［その他の工程］
未延伸糸を得た後は、公知の方法によって、最終的なパラ型全芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。例えば、必要に応じて未延伸糸を延伸して配向糸とし、さらに、乾燥工程等を経ることにより最終的な繊維を得る。
延伸倍率については特に制限はないが、少なくとも６倍以上とすることが好ましく、８倍以上とすることがさらに好ましい。延伸倍率を制御することにより、得られるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の伸度および強度を制御することができる。また、逐次延伸を採用すれば、延伸安定性を向上させることができる。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに何等限定されるものではない。
【００２３】
＜測定・評価方法＞
（１）凝固糸の破断伸度
凝固糸を採取し、随伴液を拭き取った後に、引張試験機（インテスコ社製、型式：インテスコ２０１Ｘ型）により、以下の測定条件で測定を実施した。なお、凝固糸は採取した後放置しておくと凝固形態が変化するため、採取後１０分以内に測定を実施した。
［測定条件］
温度          ：室温
測定試料長    ：２５．４ｍｍ
引張速度      ：３０ｍｍ／分
試験本数      ：１０本
【００２４】
（２）毛羽発生率
得られた繊維を観察し、毛羽の数を数えた。数えた毛羽の個数を、観察した繊維長で割り、１０００を乗じた値を毛羽発生率とした。
【００２５】
＜実施例１＞
［紡糸用溶液の調製工程］
紡糸用溶液（ドープ）として、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド（共重合モル比が１：１のパラ型全芳香族ポリアミド）の濃度６質量％Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液を準備した。
【００２６】
［紡糸・凝固工程］
紡糸用溶液（ドープ）を、紡糸口金からＮＭＰ濃度３０質量％の５０℃の水溶液で満たされた凝固浴中に紡出し、凝固糸を得た。このときの紡糸用溶液の温度は１１０℃、紡糸ドラフトは１．５９であった。
【００２７】
［その他工程］
得られた可塑延伸糸を水浴にて水洗し、乾燥を実施した。最後に、温度５５０℃下で１５倍に延伸し、巻き取りを実施することにより、コポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性と毛羽発生率を表１に示す。
【００２８】
＜実施例２＞
紡糸用溶液の温度を１２０℃、紡糸ドラフトを２．２９とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性と毛羽発生率を表１に示す。
【００２９】
＜実施例３＞
紡糸用溶液の温度を１２０℃、紡糸ドラフトを１．５９とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性と毛羽発生率を表１に示す。
【００３０】
＜実施例４＞
紡糸用溶液の温度を１２０℃、紡糸ドラフトを１．１２とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、得られた繊維の物性と毛羽発生率を表１に示す。
【００３１】
＜実施例５＞
紡糸用溶液の温度を１３０℃、紡糸ドラフトを２．２９とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、得られた繊維の物性と毛羽発生率を表１に示す。
【００３２】
＜実施例６＞
紡糸用溶液の温度を１３０℃、紡糸ドラフトを１．５９とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、得られた繊維の物性と毛羽発生率を表１に示す。
【００３３】
＜実施例７＞
紡糸用溶液の温度を１３０℃、紡糸ドラフトを１．１２とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、得られた繊維の物性と毛羽発生率を表１に示す。
【００３４】
＜実施例８＞
紡糸用溶液の温度を１３０℃、紡糸ドラフトを１．０２とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、得られた繊維の物性と毛羽発生率を表１に示す。
【００３５】
＜比較例１＞
紡糸用溶液の温度を１００℃、紡糸ドラフトを２．２９とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、得られた繊維の物性と毛羽発生率を表２に示す。
【００３６】
＜比較例２＞
紡糸用溶液の温度を１５０℃、紡糸ドラフトを２．２９とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得ようと試みた。しかしながら、吐出が不安定となり製糸できなかった。
【００３７】
＜比較例３＞
紡糸用溶液の温度を１３０℃、紡糸ドラフトを０．８２とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得ようと試みた。しかしながら、吐出が不安定となり製糸できなかった。
【００３８】
＜比較例４＞
紡糸用溶液の温度を１３０℃、紡糸ドラフトを３．２９とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、得られた繊維の物性と毛羽発生率を表２に示す。
【００３９】
＜比較例５＞
紡糸用溶液の温度を１００℃、紡糸ドラフトを０．８２とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得ようと試みた。しかしながら、吐出が不安定となり製糸できなかった。
【００４０】
＜比較例６＞
紡糸用溶液の温度を１００℃、紡糸ドラフトを３．２９とした以外は、実施例１と同様にコポリパラフェニレン・３、４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、得られた繊維の物性と毛羽発生率を表２に示す。
【００４１】
【表１】
2015200045.tif 000002
【００４２】
【表２】
2015200045.tif 000003