(57)【要約】【課題】織物、編み物用として好適な毛羽の少ないカーボンナノチューブを含有するポリアミド繊維を得ること。【解決手段】ポリアミド１００重量部に対して、カーボンナノチューブ０．１〜１０重量部を含有してなるポリアミド繊維であって、前記ポリアミド繊維の９８％硫酸相対粘度（ηｒ）が２．２〜３．１であり、かつ、単糸繊度が０．５〜５ｄｔｅｘであることを特徴とするカーボンナノチューブを含有するポリアミド繊維。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド１００重量部に対して、カーボンナノチューブ０．１〜１０重量部を含有してなるポリアミド繊維であって、前記ポリアミド繊維の９８％硫酸相対粘度が２．２〜３．１であり、かつ、単糸繊度が０．５〜５ｄｔｅｘであることを特徴とするポリアミド繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカーボンナノチューブを含むポリアミド繊維に関し、さらに詳しくは織物、編み物用として毛羽が少なく品位が良好なポリアミド繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアミドはポリエステルとともに衣料用、産業用等の繊維用途あるいは樹脂用途として幅広く使用されている。繊維の分野においては、ポリアミドのうち特にポリアミド６およびポリアミド６６が汎用ポリアミドとして品質面、コスト面などから優れており生産量の大きなウェイトを占めている。
【０００３】
さらに近年、その強度、耐熱性、耐衝撃性などの特性改善がスポーツ衣料、産業資材用途分野を中心として望まれており、炭素からなり直径が数十ｎｍの極微細な中空針状結晶（以下カーボンナノチューブ）が発見され、カーボンナノチューブを用いた各種ポリマーの上記特性値向上が図られている。
【０００４】
例えば特許文献１には、化学繊維（ナイロン）にカーボンナノチューブをブレンドすることにより衝撃に対する強度、反発力、保温性、耐熱性を向上させる方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１３８８３８号公報（［０００１］、［００１２］段落）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、織物、編み物用途として用いる場合、これらの特性改善は図れるものの、織物、編み物の毛羽等の品位改善についての方法について開示されておらず、得られた織物、編み物の品位は要求レベルを満たすものではない。
【０００７】
そこで本発明は、織物、編み物用として好適な毛羽の少ないカーボンナノチューブを含有するポリアミド繊維を得ることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、糸の相対粘度および単糸繊度が重要でありそれぞれが特定の範囲にある時に織物、編み物用として品位が良好なポリアミド繊維を得られることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち本発明は次の構成を有する。
ポリアミド１００重量部に対して、カーボンナノチューブ０．１〜１０重量部を含有してなるポリアミド繊維であって、前記ポリアミド繊維の９８％硫酸相対粘度（ηｒ）が２．２〜３．１であり、かつ、単糸繊度が０．５〜５ｄｔｅｘであることを特徴とするポリアミド繊維。
である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明のポリアミド繊維を得るための溶融紡糸方法は以下のとおりである。
ポリアミドとしてはポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６Ｉ、およびこれらの共重合体あるいはブレンドなどが挙げられるが、好ましくはポリアミド６およびポリアミド６６である。
【００１２】
ポリアミド６はポリアミド６を構成するモノマーであるεカプロラクタムを少量の水および重合度調整剤とともに２４０℃〜２７０℃の溶融状態で加熱し重合反応後、重合平衡の関係から含まれる約１０％程度のεカプロラクタムおよび低重合体を熱水により除去、さらに紡糸のための溶融時に発泡あるいは加水分解反応により重合度が不必要に低下しない程度まで水分を乾燥除去することにより得られる。
【００１３】
ポリアミド６６はポリアミド６６を構成するモノマーであるヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との塩（以下ＡＨ塩という）の５０〜９０重量％水溶液を重合度調整剤とともに２７０℃〜３３０℃で加熱し重合が進められ、重合初期段階においてはヘキサメチレンジアミンの留出を抑制するために密閉系で、その後系内圧力を維持、減少させながら水分を徐々に蒸発させ重合を完結、その後紡糸のための溶融時に発泡あるいは加水分解反応により重合度が不必要に低下しない程度まで水分を乾燥除去することにより得られる。
【００１４】
本発明の繊維に用いるポリアミドのηｒは、紡糸溶融時のηｒ変化を考慮して決めることができるが、概ね２．２〜３．１であり、得られた繊維のηｒにより使用するポリアミドのηｒは適宜補正することができる。
【００１５】
すなわちポリアミドのηｒは重合時間および重合度調整剤の添加率などにより調整、適正化を行うことが可能であり、また、水分を乾燥する段階の固相状態で重合を行うことにより最終的に調整することも可能である。
【００１６】
例えば、ηｒを適正範囲に下げるためには、重合時間を短縮すること、重合度調整剤の原料モノマに対する添加率を上げること、また逆にηｒを適正範囲に上げるためには、重合時間を延長すること、重合度調整剤の原料モノマに対する添加率を下げること、さらには水分乾燥時の温度を固相において重合が進む程度（例えば１１０℃〜１７０℃）まで上げることなどを得られるポリアミドの他の特性値が損なわれない範囲で行えばよい。
【００１７】
重合度調整剤としては通常、酢酸、プロピオン酸、安息香酸などのモノカルボン酸が用いられるが、アミノ安息香酸などのモノアミン類、ヘキサメチレンジアミン、メタキシリレンジアミンなどのジアミン類などポリアミドのアミノ末端基量とカルボキシル末端基量とのいずれか、あるいは両方を減少させる化合物であって、得られるポリアミドの熱劣化を誘発したり着色原因となるといった不都合がなければ特に限定されない。さらに重合度調整剤の他にＭｎ化合物などの耐候剤、ヒンダードアミン類化合物などの耐光剤、ヒンダードフェノール類化合物などの耐熱剤等を必要に応じて重合前あるいはそれ以降に添加することも可能である。
【００１８】
また、本発明で使用されるカーボンナノチューブは、炭素六角網面が円筒状に閉じた単層構造あるいはこれらの円筒構造が入れ子状に配置された多層構造をした材料のことである。単層構造のみから構成されていても多層構造のみから構成されていても良く、単層構造と多層構造が混在していてもかまわない。また部分的にカーボンナノチューブの構造を有している炭素材料も使用できる。カーボンナノチューブは、例えば炭素電極間にアーク放電を発生させ、放電用電極の陰極表面に成長させる方法、シリコンカーバイドにレーザービームを照射して加熱・昇華させる方法、遷移金属系触媒を用いて炭化水素を還元雰囲気下の気相で炭化する方法などによって製造することができる。製造方法の違いによって得られてくるカーボンナノチューブのサイズや形態は変わって来るが、いずれの形態のものも使用できる。
【００１９】
前記で得られたポリアミドとカーボンナノチューブとを混合する方法としては、ポリアミドペレットへカーボンナノチューブをブレンドし溶融する方法、溶融状態のポリアミドへカーボンナノチューブを添加し混練する方法、ポリアミドの重合前あるいは重合中の段階で原料あるいは反応系へカーボンナノチューブを添加する方法、あるいは、カーボンナノチューブを高濃度で含むマスタペレットとポリアミドペレットとを混合する方法などが挙げられるが、両者が均一に混ざればいかなる方法でも良い。
【００２０】
カーボンナノチューブは、ポリアミド１００重量部に対して０．１重量部〜１０重量部混合される。０．１重量部未満ではカーボンナノチューブの前記特性が発現せず、１０重量部を超えると紡糸時の糸切れが多発するために安定した生産ができない。
【００２１】
溶融紡糸する方法としては例えば以下のとおりであるがこれに限定されるものではない。図１は、これら混合物を溶融紡糸により得る工程の一実施態様を示す略略図である。
【００２２】
ポリアミドとカーボンナノチューブとの混合物を２４５℃〜３００℃に加熱、溶融し、必要によりパック１内で異物濾過した後、口金２の１０〜５０個の孔から口金孔一つ当たり０．１５〜３ｇ／ｍｉｎ吐出する。吐出されたカーボンナノチューブ含有ポリアミドは冷却チムニー３により冷却され、給油ガイド５によって水系あるいは非水系油剤が均一に付与される。その後、引取ローラ６，７および１８０℃〜２１０℃程度に加熱された延伸ローラ８，９により例えば１．１５〜１．５０の延伸倍率で延伸がかけられ糸の配向を進め、その後、３０００〜５０００ｍ／ｍｉｎの速度でワインダー１０によって巻き取る。
【００２３】
ここで、本発明では得られたポリアミド繊維の９８％硫酸相対粘度（ηｒ）が２．２以上３．１未満である必要がある。ηｒが所望の値に対して高い場合は、用いるポリアミドのηｒを高くすればよく、逆にηｒが所望の値に対して低い場合は、用いるポリアミドのηｒを低くすればよい。
繊維のηｒが２．２未満ではカーボンナノチューブを含有した場合においても糸強度が低く、また３．１以上では得られた繊維の毛羽が多かったり、編み物、織物に加工する際毛羽が発生するため好ましくない。
【００２４】
また、単糸の太さは０．５〜５ｄｔｅｘであることが必要がある。０．５ｄｔｅｘ未満では編み物、織物に加工する際毛羽が発生し易くなり、５ｄｔｅｘを超えると編み物、織物の風合いが堅くなり好ましくない。単糸の太さは、口金孔一つあたりの吐出量、巻き取り速度によって決まるため単糸繊度を大きくしたい場合は吐出量を増やすか巻き取り速度を遅くすれば良く、逆に小さくしたい場合は吐出量を減少させるか巻き取り速度を速くすれば良い。
【００２５】
本発明により得られたポリアミド繊維は、スポーツ衣料および電子機器材料、自動車関連等の産業資材用織編み物として好適である。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。なお、硫酸相対粘度ηｒは次の方法により測定した。
【００２７】
［９８％硫酸相対粘度］
乾燥した繊維ポリアミド換算で０．２５ｇ（ポリアミド換算）を９８ｗｔ％の濃度の硫酸１００ｍｌに対して１．０００ｇになるように溶解し、オストワルド型粘度計を用いて２５℃での流下時間を測定した（Ｔ１）。引き続き、同様に９８ｗｔ％の濃度の硫酸の流下時間を測定した（Ｔ２）。Ｔ２に対するＴ１の比、すなわちＴ１／Ｔ２を９８％硫酸相対粘度ηｒとした。
【００２８】
［単糸繊度］
糸条を外周１．１２５ｍの検尺機により２００回転巻き取り採取し、１０５℃の熱風乾燥機にて１時間乾燥後重量を測定し、単糸１００００ｍあたりの重量（ｇ）を単糸繊度とした。
【００２９】
［編み物風合い］
得られた繊維を２７Ｇの筒編機により編密度４５本／インチの筒編地として風合いを評価した。
【００３０】
［毛羽品位］
得られた繊維をドラムから６００ｍ／ｍｉｎで解除しながら２０分間での毛羽有無をフライカウンター（ＭＦＣ−１２０：東レエンジニアリング社製）で評価した。毛羽が１つでも認められたものを毛羽品位「不良」、毛羽が１つも認められなかったものを毛羽品位「良好」と判定した。
【００３１】
（実施例１）
εカプロラクタム１００モルに対し０．４モルの酢酸およびカプロラクタム１００重量部に対して１重量部の水を原料として加熱温度２７０℃で７時間、その後加熱温度２５０℃で３時間の重合を行い、重合後のポリマーを重合反応器からストランド状に吐出し冷却、ペレタイズ化した後、９５℃の熱水により１５時間カプロラクタムおよび低分子量成分の抽出除去を行い、さらにηｒの上昇がないように１０５℃の窒素気流下で２０時間の乾燥を行いポリアミド６を得た。
【００３２】
得られたポリアミド６の９８％硫酸相対粘度（ηｒ）は２．５４であった。得られたポリアミド６ペレット１００重量部に対してカーボンナノチューブを２０重量％含有するポリアミド６マスターペレット（Ｈｙｐｅｒｉｏｎ　Ｃａｔａｌｙｓｉｓ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社ＲＭＢ４０２０−００）を１０重量部の割合で混合後、２６０℃で溶融し、１０孔を有する口金より単孔当たり１．２ｇ／ｍｉｎの速度で吐出、冷却チムニー部により冷却、油剤を付与後、紡糸ローラ速度３０００ｍ／ｍｉｎ、延伸ローラ速度４０５０ｍ／ｍｉｎ、ワインダー速度４０００ｍ／ｍｉｎの延伸、巻き取り条件で溶融紡糸直接延伸により単糸繊度３ｄｔｅｘ、総繊度３０ｄｔｅｘの繊維を得た。繊維のηｒは２．５０であった。得られた繊維の毛羽品位および編み物風合いを調べた。結果を表１に示した。
【００３３】
（実施例２）
酢酸の添加量をεカプロラクタム１００モルに対し０．１モルとした以外は実施例１と同様の方法でポリアミド６を得た。得られたポリアミド６の９８％硫酸相対粘度（ηｒ）は２．８２であった。さらに実施例１と同様の方法によりカーボンナノチューブを含有する単糸繊度３ｄｔｅｘ、総繊度３０ｄｔｅｘの繊維を得た。繊維のηｒは２．８０であった。得られた繊維の毛羽品位および編み物風合いを調べた。結果を表１に示した。
【００３４】
（実施例３）
２０孔を有する口金を用いて単孔当たりの吐出量を０．６ｇ／ｍｉｎとした以外は実施例１と同様の方法で単糸繊度１．５ｄｔｅｘ、総繊度３０ｄｔｅｘの繊維を得た。繊維のηｒは２．５０であった。得られた繊維の毛羽品位および編み物風合いを調べた。結果を表１に示した。
【００３５】
（実施例４）
重合により得られたポリアミド６ペレット１００重量部に対してカーボンナノチューブを２０重量％含有するポリアミド６マスターペレット（Ｈｙｐｅｒｉｏｎ　Ｃａｔａｌｙｓｉｓ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社ＲＭＢ４０２０−００）を５０重量部の割合で混合した以外は実施例１と同様の方法で単糸繊度３ｄｔｅｘ、総繊度３０ｄｔｅｘの繊維を得た。繊維のηｒは２．４０であった。得られた繊維の毛羽品位および編み物風合いを調べた。結果を表１に示した。
【００３６】
（比較例１）
５孔を有する口金を用いて単孔当たりの吐出量を２．４ｇ／ｍｉｎとした以外は実施例１と同様の方法で単糸繊度６ｄｔｅｘ、総繊度３０ｄｔｅｘの繊維を得た。繊維のηｒは２．５０であった。得られた繊維の毛羽品位および編み物風合いを調べた。結果を表１に示した。
【００３７】
（比較例２）
重合により得られたポリアミド６の乾燥温度、時間を１６５℃、１２時間とした以外は実施例１と同様の方法で単糸繊度３ｄｔｅｘ、総繊度３０ｄｔｅｘの繊維を得た。繊維のηｒは３．２０であった。得られた繊維の毛羽品位および編み物風合いを調べた。結果を表１に示した。
【００３８】
【表１】
2004115979.tif 000002
【００３９】
【発明の効果】
本発明のカーボンナノチューブ含有ポリアミド繊維は織物、編み物用として毛羽が少なく品位が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の繊維の製造に用いる製糸工程の一例を示す概略図。
【符号の説明】
１：パック
２：口金
３：冷却チムニー
４：糸道ダクト
５：給油ガイド
６、７：引取ローラ
８、９：延伸ローラ
１０：ワインダー
【図１】
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