JPS60239523A - 芳香族ポリアミド繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は芳香族ポリアミド繊維の製造方法に関する。更
に詳しくは高温下で高倍本に延伸して高張力、高モジュ
ラスの芳香族ポリアミド縁維を製造する際に単糸間の融
着を防止し、かつ毛羽蒸び／又はループの発生を防止す
る方法に関する。

〈従来技術〉 近年、線維に対する高張力、高モジユラス化の要請に対
し種々の新規な素材が開発検討されてきている。それら
のうちある種のものには高性能発現の為高温での高倍高
延伸が適用されるが、その場合単糸間の融着という好ま
しくない現象が発生する。特に糸条のフィラメント数が
多くなると融着が増大し、その結果延伸の生産性が低下
するばかりでなく、得られた延伸糸条も著しく柔軟性の
低いものとなってしまう。

この単糸間融着な防止する方法として本発明者らは先に
熱延伸及び／又は熱処理時に繊維の表面に水和ゲル形成
性無機化合物を付与する方法を提案した、（特開昭５８
−５４０２１号公報）しかし、この方法の場合謔紐束を
構成する単糸の数が多くなると単糸間の融着を防止する
効果が低下する。ヌ、繊維表面に付着した水和ゲル形成
性無機化合物が乾燥して繊維表面に被膜を形成する結果
得られた繊維束が粗硬となり柔軟性に欠けるものとなる
ことが判明した。又、特開昭５０−１５７６１９号公報
にはタルク、グラファイト、アルミナ等の不活性無機物
微粒子を繊維表面に付与する方法が記載されているが、
この方法では熱延伸の際走行糸条の単糸バラクがはげし
く延伸が著しく不安定となり工業生産性に欠ける。

又、特開昭５３−１４７８１１号公報には水溶性の無機
塩類を水溶液として繊維表面に付与し乾燥することによ
って繊維表面に均一に無機塩類を付着させる方法が提案
されている。

しかしながらこの方法においても繊維を構成するフィラ
メント数が多くなると充分な融着防止会効果を発揮させ
ることができないばかりか逆に無機塩類が繊維の円滑な
延伸を阻害するため糸性能が充分発揮されない。

更に特開昭５４−１５０２０号公報には熱延伸又は熱処
理後除去する必要のない融着防止剤として非溶融性ポリ
マーを付与する方法が提案されているが、これらをｍ維
表面に均一に付与するためには該非溶融性ポリマーを特
定の溶剤に溶解して付与する必要があり、その溶剤の除
去、回収のため煩雑な操作を付は加える必要がある。

〈発明の目的〉 本発明の目的は前記の如く、芳香族ポリアミド繊維を高
温で熱延伸する際延伸性をそこなうことなく、その際発
生する単糸間融着を防止し、且つ延伸糸の柔軟性やその
他の性質を改善し、高品質の芳香族ポリアミド繊維を製
造する方法を提供せんとするものである。

〈発明の構成〉 即ち、本発明は芳香族ポリアミド繊維の製造方法におい
て平均粒子径が５μ以下の含水ケイ酸マグネシウムを主
成分とする無機微粉末を繊維表面に付着せしめたのち該
締紐を水和ゲル形成性無機化合物の水系分散液で処理し
、ついで熱延伸することを特徴とする芳香族ポリアミド
繊維の製掛方法である。

本発明でいう芳香族ポリアミド繊維とじてはポリアミド
を構成する繰返し単位の８０モル係以上（好ましくは９
０モル係以上）が、ＮＨＡｒ＋　ＮＨＣＯＡｒｔ　ＣＯ
− である芳香族ホモポリアミド又は芳香族コポリアミドか
らなる繊維を総称する。

このような芳香族ポリアミドの製造方法については、例
えば英国特許第１５０１９４８　号公報、米国特許第３
７３８９６４　号公報、特開昭４９−１００３２２号公
報等に記載されている。

本発明においては、前記の芳香族ポリアミドのうちでも
、前記Ａｒｃ、Ａｒ２の８０モル係以上が、下記芳香族
残基（ト）および（Ｂ）であり、かつ構成単位（Ｂ）の
モル係が１０〜４０である芳香族コポリアミドが好適で
ある。

このような芳香族コポリアミドの例としては、次の３つ
のモノマー単位により構成されるコポリアミドが挙げら
れる。

また、前記Ａｒ、　ｌ　Ａｒ、の３０１モル％以上が、
下記芳香族残基囚および（Ｂ′） であり、かつ構成単位（「）のモル憾がｌＯ〜４０壬で
ある芳香族コポリアミドも好適である。

このような芳香族コポリアミドの例としては、次の３つ
の千ツマ一単位かＩ−構成されるコポリアミドが挙げら
れる。

含水ケイ駿マグネシウムを主成分とする無機微粉末の例
としては、たとえば一般にタルクと呼ばれる微細粉末な
どがある。特に、該微粉末の平均粒子径が５μ以下の微
粒子のものを用いる必要がある。これより大きい粒子径
のものでは繊維の表面を均一に覆って融着防止効果を高
める為には多量の微粉末を用い量が多くなり好ましくな
い。

又、水和ゲル形成性無機化合物とは該無機化合物に対し
、５倍以上好ましくは１０倍以上の水を含へせしめた場
合流動性の殆んどない、又は半流動性のゲルを形成する
無機化合物をいう。具体的には−ｙｈの珪酸塩たとえば
水化珪酸アルミニウムを主成分とする無機化合物などが
あげられる。そして繊維表面に付着せしめた含水ケイ酸
マグネシウムを主１ｆｆ、分とする無機微粉末は単＃絣
間の接触を抑制し従って高温熱延伸時の単繊維間の融着
を防止することができるとともに、減摩性にも富陛該微
粉末は得られた延伸糸条の摩擦特性を高めるので後加工
における加工性の優れた延伸糸条を与える。一方、水和
ゲル形成性無億化合物は水とともＫ１１ｌ維に付着せし
２めると該無機化合物自体が水和膨潤して粘稠なゲルと
なリフィラメントの集束性を高める。更に、乾燥すると
繊維表面に被膜が形成され該被膜が糸条の集束性をさら
に高めるので紡糸、延伸。

後加工等の際、糸条走行時の単糸のノ・ラケを防止する
ことができるとともに延伸性後加工性！ 等を高める。

上記無機微粉末の付与方法としては無機機知 粉末と水和ゲル形成性無機化合物からなる混合物を繊維
に付与しても効果は得られるがまず繊維表面に含水ケイ
酸マグネシウムを生成分とする無機微粉末を付着せしめ
、しかる後その上から水和ゲル形成性無機化合物を付着
せしめるいわゆる二段付与の形をとる事により更に著し
い効果が発現される。

たとえばます含水ケイ酸マグネシウムを主成分とする無
機微粉末を水、メタノール、′ｒ−タノール、エチレン
グリコール等の水系媒体に分散させた液中に繊維束を浸
漬せしめたのち絞りローラーで絞り、ついで水和ゲル形
成性無機化合物を水系媒体に分散させた液中に浸漬せし
め絞りローラーで絞つ１乾燥させる方法をとることがで
きる。なお、一段目の紋りの稜一旦乾燥する方法もとる
ことができる。

無機微粉末を繊維表面に付与する方法は、水系分散液に
浸漬する方法に限るものではな℃・が本方法は単繊維表
面に均−刺着せしめることができる点で優れている。

繊維への付７ｗ量を調整する方法としては浸漬時間を変
更するη・又は分散液の濃度を変更すればよい。或いは
浸漬後の絞り量を調整する方法なども用いることができ
る。

なお本発明の目的を損わない範囲でこれら分散液中に無
機微粉末の分散性を高める成分等の他の添加剤を併用し
てもかまわない。無機微粉末の繊維九対する付ＮｆＩｋ
は繊維の重量に対して無水換算で０．０１乃至５重量％
、特に０．０５乃至２．０重量％が好ましい。付与量が
０．０１重量幅未満では、融着防止等＃維表面改質の効
果は期待できず、一方、５重量％を越えても繊維表面改
質効果の顕著な向上は認められないばかりか、繊維が巻
取られるまでの工程あるいは繊維を加工する工程で微粉
末が繊維から離脱して、糸導を汚すなどのトラブルを仝
じる。又繊維をゴム補強材、成形品補強材（ＦＲＰ用等
）に使用した場合、ゴム又は樹脂に対する接着性を低下
せしめる。

含水ケイ酸マグネシウムを主成分とする微粉末に対する
水和ゲル形成性無機（Ｕ合物の重量比高は５／９５〜５
０１５０　の範囲が好ましい。

水和ゲル形成性無機化合物の重鉦比惠が５未満となると
繊維の集束性を高める効果が不足し単糸間のバラクを生
じそれがループ、毛羽等の発生原因になる。水和ゲル形
成性無機化合物の重量比重が５０を越えると得られる延
伸糸が粗硬となり柔軟性が低下する。これは水和ゲル形
成性無機化合物が乾燥さ太て繊維表面に硬い被膜を形成
することに起因する。

このように融着防止効果の著しい含水ケイ酸マグネシウ
ムを主成分とする無機微粉末と糸条の集束性を高める働
きをなす水和ゲル形成性無機化合物を適度な比高の範囲
で繊維に付着せし５めることにより延伸性をそこかへこ
となく融着が極めて少なく柔軟性の高い高品位の芳香族
ポリアミド繊細を得ることができる。

〈発明の効果〉 本発明の方法を用いることにより、延伸性をそこなうこ
となく単糸間の融着な防止あるいは著しく低減せしめる
と共に製糸工程あるいは後加工工程における毛羽及び／
又はループの発生を防止することができる。

特に繊維束な構成する単糸数が多いとき、顕著な効果が
得られる。

〈実施例〉 以下実施例によって本発明を具体的に説明する。

なお、以下の実施例において用いる主な特性値は次の方
法によって評価した。

（１）　ポリマーの固有粘度１．Ｖ、（ｉｎｈｅｒｅｎ
ｔ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）オストワルド型粘度管を用い
、溶媒ノミの流下時間をｔｏ（秒）、ポリマーの希薄溶
液の流下時間なｔ（秒）、＃希薄溶液中のポリマー濃度
をＣ（ｆｉ／　１０　ｏＩＢＪ）とすると、で表わされ
る。特に断わらない限り、溶媒は９７．５　％硫酸、Ｃ
＝０．５Ｊ７／　１０　ｏｒｒＪとし、３０℃で測定す
る。

（２）　繊維の引張特性 イン７）ｐン引張試験機により、繊維サンプルの初期長
さ２５α、引張速度１０α／分とし、２０°Ｇ、６５％
ＲＨの雰囲気中で荷伸曲線を測定する。これより強度（
，９／ｄｅ）’、伸度（チ）、ヤング高（，９／ｄｅ）
を算出する。

（３）　融着度（ｆ） ヤーン中に本来存在すべき単糸数を、延伸又は熱処理後
のヤーンについて実際に教えられたフィラメント数で割
った値を用いる。即ち延伸又は熱処理後のフィラメント
１本が、平均何本の融着された単糸で構成されているか
を示す。測定は５ケ所で測定し、その平均値をｆとする
。

実施例１〜３．比較例１〜５ 下記モル比の繰返し単位 より構成された１Ｖ＝３．５の芳香族コポリアミドを塩
化カルシウム（ＣａＣＡＩｔ）を含有するＮ−メチル−
２−ピロリドン（ＮＭＰ　）中に６重量％溶解せしめた
ポリマー溶液を孔径０．３ｍｍ、孔数１０００の紡糸口
金から１ｘｏｏＥ１分の吐出速度で押出した。紡出糸を
空気中で８　ｍｍ走行させた後、５０℃のＮＭＰ／水（
混合比３０／７０重セ 量％）の凝固浴で凝固３４０ｍ１分の速度で引取り、引
き続き５０℃の水浴で洗浄したのちりルク（硅酸マグネ
シウム）微粉末を分散させた第１段分散浴（″、浸漬し
たのち絞りローラーで絞り７次いで、オスモス（硅酸ア
ルミニウム）微粉末を水に分散させた第２段分散浴に浸
漬して再度絞りローラーで絞った。

つぎに３００℃の熱風で乾燥した。乾燥された未延伸糸
を巻取ることなく直接に３６０℃。

長さ２００σの熱板上で２，０倍に延伸し次いで５００
°Ｇ、長さ３００傭の熱板上で５倍に延伸した。得られ
た延伸糸の繊度は１５００デニールであった。

上記実験を表１に示すごとくタルクとオスモスの比嘉を
変更して実験した。得られた結果を表ＩＫ示す。

尚、ここで延伸中糸条走行安定性とは、延伸中における
走行糸条の単糸のハラヶ状態を次の基準圧より評価した
ものである。

×　単糸ハラヶあり ○　単糸バラク極微小 ◎　単糸バラクなし 又、延伸糸の毛羽、ループについては捲取また延伸糸の
外観検査にて次の基準によって評価した。

×多 △　若干有 Ｏなし〜極微小 このようにタルクを付与しついでオスモスを付与しその
付与量比を９５１５〜５０１５０の範囲内で繊維に付与
することによりこれらを付与しないものやタルクまたは
オスモスをそれぞれ単独に付与したもの、または９５１
５〜５ｏ１５ｏ以外の比重範囲で付与したものに比べ融
着性、延伸性１毛羽、ループおよび繊維の風合等の点で
きわめて優れｔこ効果を示すことが明らかである。

実施例４〜５．比較例６へ７ タルクの平均粒子径を表２に示すごとく変更した点以外
は実施例２と同様に実験した。得られた糸の性能はタル
クの粒子径が５μを越えると、融着性が多くなるばかり
でなくこれら無機微粉末付与後の糸導ガイドへの微粉末
の堆積が増えこれが走行糸に巻き込まれ断糸１毛羽の原
因となるので時々製糸作業を中断して糸導ガイドを清掃
しなければならない。結果を表２に示した。

占′ オ）ｒＪ表２において糸導ガイドへの無機微粉末の堆積
評価は１２時間紡糸後次の基準により肉眼判定した結果
である。

○；堆積量なし〜極少 △；　〃　若干有 ×；〃　多い

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 芳香族ポリアミド繊維の製造方法にお〜・て平均粒子径
   が５μ以下の含水ケイ酸マグネシウムを主成分とする無
   機微粉末を繊維表面に付着せしめたのち該繊維な水和ゲ
   ル形成性無機化合物の水系分散液で処理し、ついで熱延
   伸することを特徴とする芳香族ポリアミド繊維の製造方
   法。