(57)【要約】【課題】ゴム補強用のタイヤコード、ベルトコード、コンピューターリボン、エアーバッグ基布等の各種産業用資材分野への利用に適した、毛羽の少ないポリアミド繊維の製造方法の提供。【解決手段】ポリアミド重合体の溶融紡糸において、一旦、巻取ることなく連続して２段階以上の多段延伸で延伸することにより、高強力ポリアミド繊維を製造するに際し、少なくとも第１段延伸後の引取りから第２段延伸の引取り、引渡しがロール上スリップ延伸であって、且つ、全延伸倍率の８０％完了後の延伸の歪速度を３００ｍｉｎ-1以下とするポリアミド繊維の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融紡糸し、多段ロールにより２段階以上の多段延伸をする高強力ポリアミド繊維の製造法において、延伸ロールとして２本で１組のネルソンロールを用い、最終延伸の前の延伸ロールに糸条を複数回ラップして、該最終延伸の前の延伸ロールの表面粗度Ｒａを３．４〜５．０μｍとすることで該最終延伸の前の延伸ロールですべり延伸させ、最終延伸の前の延伸ロールの最終ラップまでの実質延伸倍率（Ｒｆ＝Ｖｆ／Ｖ0）と全延伸倍率（Ｒｔ＝Ｖｆｆ／Ｖ0）との関係を、
（１）Ｒｆ≧０．８Ｒｔ
を満足させることによって、最終延伸の前の延伸ロールの最終ラップ目と、最終延伸に使われるロールの第１ラップ目間の距離（Ｘ）における最終延伸の前の延伸ロールの最終ラップ目と最終延伸に使われるロールの第１ラップ目との速度差（Ｖ）で表される延伸の歪速度（ｄＶ／ｄＸ）が、
（２）（ｄＶ／ｄＸ）≦３００（ｍｉｎ-1）
を満足するように延伸することを特徴とするポリアミド繊維の製造法。
（ここで、Ｖ0は第１ロールの速度（ｍ／ｍｉｎ）、Ｖｆは最終延伸の前の延伸ロールの最終ラップ目の糸速度（ｍ／ｍｉｎ）、Ｖｆｆは最終延伸に使われるロールの速度（ｍ／ｍｉｎ）を表す）。
【請求項２】
複数回ラップされた最終延伸の前の延伸ロールの手前までで行なわれる第１延伸が全延伸倍率（Ｒｔ）の４５％以上７０％未満であることを特徴とする請求項１に記載のポリアミド繊維の製造法。
【請求項３】
毛羽数が２０個／１００万ｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリアミド繊維の製造法。
【請求項４】
繊維強度が１０．３５〜１０．９７ｇ／ｄであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリアミド繊維の製造法。
【請求項５】
全延伸倍率（Ｒｔ）が５．５４〜５．８０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリアミド繊維の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアミド繊維、特にポリヘキサメチレンアジパミド繊維、εカプロアミド繊維等の製造方法に関する。更に、詳しくは、繊維の潜在的なタフネスを向上させた、マクロ的な構造欠陥、例えば毛羽、が少ない高強力ポリアミド繊維を直接紡糸延伸法により、効率的、かつ安定して製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維製造工程でいう延伸は、１軸延伸が一般的であり、原理的にはポリマー分子鎖を機械的に繊維軸方向に配向させ、高い破断強力を発現させるためのものである。
しかしながら、ポリマーのポテンシャルを極限に発現させることは、超高分子量ポリエチレン等の一部のポリマーを原料にしてゲル紡糸などの特殊紡糸を行う場合を除いて不可能に近く、溶融紡糸では皆無である。その理由は、超高分子量ポリマー以外では、ポリマー分子鎖の配向過程で、結晶構造の破壊、ポリマー分子鎖切断に基づくボイド、もしくはクラックが生成してくるからである。
【０００３】
溶融紡糸が一般的であるナイロン６６に関しては、これまでの延伸技術で上記ボイド生成をミニマイズするため様々な試みがなされているが、その基本思想は、歪変形速度をできるだけ小さくすることにある。
特開昭６３−１５９５４１号公報では、多段ロールを用いたロール間での多段延伸方法が開示されている。しかしながら、直接紡糸延伸法のように合理化された生産プロセスには、設備投資、設置空間の負担が大きい。更に、延伸倍率が高く、且つ、紡糸巻取速度を高速化していく場合には歪変形速度を小さくするのに、大掛かりな装置を必要とするため実際に採用することはできない。
【０００４】
また、特開昭５０−８３５１６号公報では、テーパーロールを用いロール内で多段延伸する方法が、特開昭５０−８８３２１号公報では段付きロールを用いたロール内多段延伸方法が開示されている。しかし、テーパーロールだと生産自由度が小さく、段付ロールでは不連続多段であるため効果が少ない。
これら上述の方法は、生産性向上の点からは未だ不充分であり、更に生産性に優れた延伸方法が切望されていた。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１５９５４１号公報
【特許文献２】特開昭５０−８３５１６号公報
【特許文献３】特開昭５０−８８３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述のような問題に鑑み、コストのかかる特殊な付加装置を必要とせず、従来のタイヤコード原糸などを生産する紡糸延伸設備を用いて、生産安定性に優れた延伸方法を実現することにある。
すなわち、延伸倍率が高く、且つ、紡糸巻取速度が速く、しかも生産安定性を損なうことのない高強力ポリアミド繊維の合理的な直接紡糸延伸方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、多段延伸における緩延伸法を鋭意検討した結果、延伸ロール上からロール間にて特定の緩延伸をさせることより、高強力繊維の延伸工程が著しく安定することを見い出して本発明に至った。
すなわち、本発明は、溶融紡糸し、多段ロールにより２段階以上の多段延伸をする高強力ポリアミド繊維の製造法において、最終延伸の前の延伸ロールの最終ラップまでの実質延伸倍率（Ｒｆ＝Ｖｆ／Ｖ0）と全延伸倍率（Ｒｔ＝Ｖｆｆ／Ｖ0）との関係を、
（１）Ｒｆ≧０．８Ｒｔ
を満足させることによって、最終延伸の前の延伸ロールの最終ラップ目と、最終延伸に使われるロールの第１ラップ目間の距離（Ｘ）における最終延伸の前の延伸ロールの最終ラップ目と最終延伸に使われるロールの第１ラップ目との速度差（Ｖ）で表される延伸の歪速度（ｄＶ／ｄＸ）が、
（２）（ｄＶ／ｄＸ）≦３００（ｍｉｎ-1）
を満足するように延伸することを特徴とするポリアミド繊維の製造法である。
（ここで、Ｖ0は第１ロールの速度（ｍ／ｍｉｎ）、Ｖｆは最終延伸の前の延伸ロールの最終ラップ目の糸速度（ｍ／ｍｉｎ）、Ｖｆｆは最終延伸に使われるロールの速度（ｍ／ｍｉｎ）を表す）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポリアミド繊維の製造法は、高速化に伴う歪変形速度の急激な上昇を許容範囲内に抑えることができ、且つ、延伸倍率を向上させることで切れ糸を減少し、毛羽の少ないポリアミド繊維を得ることができる。
また、延伸倍率を高くできることによって、高強度のポリアミド繊維を容易に得ることができ、同一繊度の最終製品を得ようとする場合、紡糸吐出量を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のポリアミド繊維の製造法は、次式を満足して延伸することを特徴とするものである。
（１）Ｒｆ≧０．８Ｒｔ
（２）（ｄＶ／ｄＸ）≦３００（ｍｉｎ-1）
ここで、図２に示すような、２本で１組のロールが３組ある、連続した２段階の延伸ロール装置を用いる場合には、Ｒｆ、Ｒｔおよび（ｄＶ／ｄＸ）は次のように定義される。第２ロールの最終ラップ目の糸速度をＶｆ（ｍ／ｍｉｎ）、第３ロール（３ＧＤ）の速度をＶｆｆ（ｍ／ｍｉｎ）とし、第１ロールの速度をＶ0とすると、
Ｒｆ＝Ｖｆ／Ｖ0
Ｒｔ＝Ｖｆｆ／Ｖ0
である。すなわち、Ｒｆは第２延伸に使われるロールの最終ラップまでの実質延伸倍率、Ｒｔは全延伸倍率を意味する。
【００１０】
本発明のポリアミド繊維の製造法は、一般的に、最終延伸の前の延伸の最終ラップまでの実質延伸倍率（Ｒｆ）を全延伸倍率（Ｒｔ）の８０％以上に延伸することを特徴とするものである。ＲｆがＲｔの８０％以上を下回る場合には、配向の最も進んだ最終延伸近傍での歪速度を大きくしなければならないことになり、ポリマー分子鎖の切断に基づくボイド、もしくはクラックが生成して、糸切れが多発して安定な連続操業ができなくなる。好ましくはＲｆをＲｔの９０％以上に延伸することである。
【００１１】
本発明のポリアミド繊維の製造法において、全延伸を実質延伸と最終延伸とに分け、さらに実質延伸を第１延伸と第２延伸との二つに分けると、実質延伸倍率（Ｒｆ）を全延伸倍率（Ｒｔ）の８０％以上に行う延伸は、図２に示すようなロールが３組ある、連続した２段階の延伸ロール装置を用いる場合、第１ロールと第２ロールとの間で行う第１延伸を全延伸倍率（Ｒｔ）の４５％以上７０％未満にすることが好ましく、さらに好ましくは５５％以上６５％未満である。次いで全延伸倍率の８０％以上のうち不足する延伸を、第２延伸として第２ロールの最終ラップまでに延伸することが好ましい。
【００１２】
本発明のポリアミド繊維の製造法では、４組のロールを用いる場合においては第１延伸は第１ロールと第２ロールとの間で延伸し、第２延伸は第２ロールでの延伸だけでなく、さらに第３ロールで行ってもよい。
次に、本発明のポリアミド繊維の製造法において、多段延伸の場合、延伸の歪速度とは、ｄＶ／ｄＸで表し、実質延伸の最終ラップ目と最終延伸に使われるロールの間の速度の変化の状態をいう。
【００１３】
すなわち、実質延伸の最終ラップ目と最終延伸に使われるロールの第１ラップ目間の距離（Ｘ）（ｍ）における、実質延伸の最終ラップ目と最終延伸に使われるロールとの速度差（Ｖ）（ｍ／ｍｉｎ）で表わされる、延伸の歪速度（ｄＶ／ｄＸ）による、微少２点間の変形速度を示している。
図１にロールが３組ある、連続した２段階の延伸ロール装置を用いる場合の、第１ロールの最終ラップから第２ロールの各ラップを経て第３ロールの第１ラップ目までの糸の速度変化を示す。
【００１４】
本発明でのＶｆおよびｄＶは、レーザードップラー速度計（ダンテック社製）を用いて測定した値である。
本発明における、Ｒｆおよび（ｄＶ／ｄＸ）の調整は、第２延伸を行うロール上で糸条を積極的にスリップさせることにより行うことができる。例えば、ロールが３組ある、連続した２段階の延伸ロール装置を用いる場合には第２ロール上で糸条をスリップさせる。ロールが５組の場合には、第２ロール上、第３ロール上、第４ロール上で糸条をスリップさせてもよい。
【００１５】
本発明のポリアミド繊維の製造法は、（ｄＶ／ｄＸ）を３００ｍｉｎ-1以下にすることにある。このため、ロールが３組ある、連続した２段階の延伸ロール装置を用いる場合、第２ロールの表面形状を摺動し易いように加工するのがよい。
すなわち、本発明は、第２延伸に使われるロールの表面粗度がＲａ３．４〜５．０μｍであることが好ましい。第２延伸に使われるロールの表面粗度がＲａ３．４μｍ未満では、充分なスリップを得ることが困難であり、また、Ｒａ５．０μｍを越える場合には延伸固定ができず、第１ロールへ巻き取られて延伸不能となってくる。更に好ましくは、Ｒａ３．６〜４．３μｍである。
【００１６】
また、連続した２段階の延伸ロール装置を用いる場合、本発明で用いる第２延伸に使われるロールには、硬度アップのために、表面仕上加工を施すことが好ましい。表面仕上加工の方法としては、セラミック溶射、硬質クロームメッキ、窒化クローム蒸着等が挙げられるが、特に、窒化クローム蒸着が好ましい。
連続した２段階の延伸ロール装置を用いる場合、本発明で用いる第１ロール、第３ロールは、表面粗度が特に限定されず、鏡面であっても、なくてもよい。
また、（ｄＶ／ｄＸ）を３００ｍｉｎ-1以下にするために、油付率の最適量を選択してもよいし、第２延伸に使われるロールの温度を下げてポリアミド繊維の糸条をスリップさせてもよい。
【００１７】
本発明のポリアミド繊維の製造法は、巻取機での巻取速度が２０００ｍ／ｍｉｎ以上の場合に効果的であり、さらには２５００から３５００ｍ／ｍｉｎの場合に有効である。本発明のポリアミド繊維の製造法は、２０００ｍ／ｍｉｎ以下では延伸速度が低いために必然的に歪み速度も低下するので、従来より更に安定して延伸することができ、また、４０００ｍ／ｍｉｎ以上では延伸速度が速いため、歪み速度を低下させにくくなり、延伸困難になる。
本発明のポリアミド繊維の製造法は、基本的に種々のポリアミド繊維の製造に適用することができる。
【００１８】
本発明でポリアミド重合体の形成単位としては、セバシン酸、ドデカン酸等の脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸とヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン、メタキシリレンジアミン等の芳香族ジアミン等との各種重縮合体、ε-アミノカプロン酸等のω-アミノカルボン酸類、カプロラクタム、ラウリルラクタム等のラクタム類の開環重合体等が挙げられる。特に、好適には、ポリヘキサメチレンアジパミドが挙げられる。
本発明のポリアミド繊維の製造法は、ゴム補強用タイヤコード、ベルトコード等やコンピューターリボン用、エアーバッグ基布等に特に有用なポリヘキサメチレンアジパミド繊維を得ることができる。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例にて具体的に詳しく説明する。なお、物性の測定は次の通り。
（１）糸速度
ダンテック社製のレーザードップラー速度計（モデルＮｏ１０６−１）を用い、サンプリング周期を０．５ｍ／ｓｅｃ、データ取込数を３０００点で行った。
（２）繊維強度
島津製作所製オートグラフＳ−１００Ｃを用い、８０回／ｍの撚を加えた２５ｃｍの繊維の試料を、降下速度３０ｃｍ／分、チャートスピード６０ｃｍ／分で測定した。
（３）毛羽数
毛羽検知機（東レ（株）製、東レ・フライカウンターＴＤ−１０６）を用い、紡速５００ｍ／ｍｉｎで２０分間測定した。
（４）粗度
表面粗さ測定器（小坂（株）製、サーフコーダＳＥ−４０Ｄ）を用い、ＪＩＳＢ０６１０の触針式表面粗さ測定の基準に準じて測定した値で、中心線平均粗さ（Ｒａ）を表わす。
【００２０】
（実施例１〜６、比較例１、２）
図２に示す装置により、常法の重合方法にて９０％蟻酸相対粘度が８０のナイロン６６を溶融後、孔数３１２の紡糸口金２より吐出して、紡糸筒５にて冷却固化し、オイリングローラー１３によりオイリング（油剤付与量１．０％）後、６００ｍ／ｍｉｎで引取り、５５℃に加熱された１対の予熱した第１ロール１４に４回巻き、予熱し、１９０℃に加熱された第２ロール１５に導いて６回巻き、第１延伸を行うと同時に第２ロール上で多段延伸させ、続いて２００℃に加熱された最終ロール１６に８回巻いて、最終延伸と熱セットを行い、巻取機１７に３０００ｍ／ｍｉｎの速度で巻取り、最終デニールが１８９０ｄのポリアミド繊維のマルチフィラメント糸を得た。
【００２１】
第１ロールは鏡面ロールを、第３ロールは表面粗度Ｒａ２．５のものを用い、第２ロールは表面が窒化クロームで蒸着された表面粗度Ｒａ３．０〜４．３の各種のものを用いた。
又、ここで実施した紡糸条件、及び繊維強度、毛羽数を表１と表２に示す。
表１では、第２ロールの表面粗度を上げ、歪速度（ｄＶ／ｄＸ）を３００ｍｉｎ-1以下にする事で同一強度レベルにおいて毛羽の少ない繊維を得ることができる事が分かる。
又、表２では、従来法の場合、延伸倍率を５．７０倍まで上げ高強度の繊維を得た場合、毛羽の数が極端に増えるが、本発明の場合には、延伸倍率を５．８０倍まで上げても良好に延伸することができる。又、毛羽数も２０個／１００万ｍ以下であって、タイヤコード用途に好適に用いられる繊維となることが明らかである。
【００２２】
【表１】
2007039871.tif 000002
【００２３】
【表２】
2007039871.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明のポリアミド繊維の製造法は、高速化に伴う歪変形速度の急激な上昇を許容範囲内に抑えることができ、且つ、延伸倍率を向上させることで切れ糸を減少し、毛羽の少ないポリアミド繊維を得ることができるので、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】３組のロールをもつ、連続した２段階の延伸装置の場合の、第１ロールの最終ラップから第３ロールの第１ラップまでの各ラップ毎の糸速度変化を、各ラップ位置を横軸にし、実施例１（実線）、比較例１（点線）について模式的に示すグラフ。
【図２】本発明のポリアミド繊維の製造法における延伸装置の１実施例の２段階の延伸装置を模式的に示す説明図。
【符号の説明】
【００２６】
０    第１ロールの最終ラップ
１〜６    第２ロールの各ラップ
７    第３ロールの第１ラップ
８    スピンヘッド
９    紡糸口金
１０    加熱筒
１１    ポリアミド繊維
１２    冷却風チャンバー
１３    オイリングロール
１４    第１ロール
１５    第２ロール
１６    第３ロール
１７    巻取機
【図１】
2007039871.tif 000004
【図２】
2007039871.tif 000005