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TW202219342A - 聚醯胺複絲及其製造方法 - Google Patents

聚醯胺複絲及其製造方法 Download PDF

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TW202219342A
TW202219342A TW110130436A TW110130436A TW202219342A TW 202219342 A TW202219342 A TW 202219342A TW 110130436 A TW110130436 A TW 110130436A TW 110130436 A TW110130436 A TW 110130436A TW 202219342 A TW202219342 A TW 202219342A
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TW
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polyamide
dtex
multifilament
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elongation
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Application number
TW110130436A
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English (en)
Inventor
南井一志
重野久雄
潤間崇志
Original Assignee
日商東麗股份有限公司
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Abstract

本發明所欲解決的課題在於提供細纖度、高強度且絨毛品質良好之聚醯胺複絲，為了解決該課題，宗旨為一種聚醯胺複絲，其特徵在於包含聚醯胺樹脂且總纖度為30.0～150.0dtex、強度為7.5～10.0cN/dtex、伸度為15.0～35.0%。

Description

聚醯胺複絲及其製造方法
本發明關於聚醯胺複絲。
聚醯胺6(別名「聚己內醯胺」)或聚醯胺66(別名「聚六亞甲基己二醯胺」)之複絲，與聚酯或聚丙烯等之通用複絲相比之下，其強伸度較高、絨毛品質較優異，因此就產業用途而言，被使用於安全氣囊、運動球拍用腸線(gut)、繩索、漁網、鞋用帶等之涉及多方面的用途。
此處，作為一例，舉出安全氣囊。就車輛碰撞時保護乘坐人所必須的安全裝置而言，裝設率迅速上升的安全氣囊，其搭載部位的持續擴大，除了初期即導入的駕駛者保護用、副駕駛座搭乘者保護用之外，還有膝蓋保護用、內藏於座椅的胸部保護用、裝設於車窗上部的頂棚內的頭部保護用等。伴隨著搭載部位之增加與逐年提高的對低油耗化之要求、近年的車輛內空間之擴大化傾向，已有使用於安全氣囊的基布為了進行輕量化、小型化的各種檢討。
安全氣囊基布所使用的聚醯胺66原紗的總纖度，在以前一般為940dtex，但近年來主要使用470dtex，甚至亦使用235dtex以下的低纖度之原紗。
專利文獻1及專利文獻2中揭示一種得到絨毛品質良好而細纖度且高強度的聚醯胺纖維之技術，其能提供小型性優異的安全氣囊，就總纖度而言在專利文獻1中提案為100～250dtex，在專利文獻2中提案為50～470dtex。但是看了其實施例的項目也頂多只能得到纖度175dtex為止的纖維，並沒有記載將總纖度細化到150dtex以下，甚至100dtex以下為止且具有能作為產業用纖維來使用的高強度之原紗的具體例。其理由係如專利文獻1(第[0021]段)所記載，因為若總纖度變細則難以穩定地得到高強度的纖維。
其理由係因為於得到總纖度小的複絲之情況中將聚醯胺碎片進行熔融而在到紡絲為止的熔融狀態之滯留影響、紡絲時殘留於纖維內的氣泡等缺陷之影響會變大。亦即，生產安全氣囊用原紗等高強度產業材料用纖維之一般設備，係由吐出235～2000dtex左右的高總纖度之紡絲部與用於展現高強度的多段熱延伸機組合成的直接延伸機所構成，但未考慮到使用如此之裝置來製造100dtex以下的纖度之複絲時所發生的問題。更具體而言，以生產產業材料用纖維之一般設備進行細纖度化到100dtex以下為止之情況中，係如專利文獻3(第[0005]～[0008]段)、專利文獻4(第[0013]段)所記載，聚合物長期滯留所造成的增黏、熱劣化、凝膠化會生成微小異物，該異物會混入紗中而因此引起製絲障礙，變成得不到高強度且絨毛品質良好的聚醯胺纖維。如此，製造一種儘管為細纖度的複絲但是高強度且絨毛品質良好的聚醯胺纖維係極其困難的。
另一方面，於衣料用的高強度聚醯胺複絲之領域中，近年來由於衣料用途既有的高階加工品進一步的高強度化和薄底化、小型化之需求等，而要求原紗的高強度化與伴隨其的細纖度化。
對於如此的衣料用聚醯胺纖維之高強度化的要求，專利文獻5中提案：將經進行延伸熱固定或熱延伸而暫時捲取成捲裝的紗條，進一步接觸經加熱到170～205℃的熱板，熱延伸至1.15倍以上之手段。然而，該手段是分成紡絲步驟與延伸步驟的2步驟之方法，不僅步驟變繁雜，且捲取速度為1000m/min左右而生產速度慢，有成本變高之顧慮。又，於專利文獻6中，以能商業化的步驟所得之製品頂多只能得到強度到7.3cN/dtex為止的聚醯胺複絲，在謀求安全氣囊等產業材料用纖維或衣料用布帛的耐久性提升之前提下強度不足。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2017-222939號公報 專利文獻2：日本特開2003-20566號公報 專利文獻3：日本特開2007-254945號公報 專利文獻4：日本特開2008-133566號公報 專利文獻5：日本特開平11-247022號公報 專利文獻6：日本特開2002-88577號公報
[發明欲解決之課題]
本發明之目的係為了解決上述問題，提供一種細纖度、高強度、韌性亦優異且絨毛品質良好的聚醯胺複絲，且提供一種能謀求如上述安全氣囊等產業用材料之輕量化、衣料用布帛之耐久性提升的聚醯胺複絲。又，根據本發明，可得到生產效率亦良好的聚醯胺複絲。 [用以解決課題之手段]
本發明為了解決上述課題而專心致力地檢討，主要包含下述之構成。 (1)一種聚醯胺複絲，其包含聚醯胺，總纖度為30～150dtex，強度為7.5～10.0cN/dtex，伸度為15.0～35.0%。 (2)一種聚醯胺複絲，其包含聚醯胺，總纖度為50～120dtex，強度為8.0～9.7cN/dtex，伸度為17.0～30.0%，3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數為1.00%以下。 (3)如前述(1)或(2)記載之聚醯胺複絲，其絨毛數為0～3個/萬公尺。 (4)如前述(1)～(3)中任一項記載之聚醯胺複絲，其中構成聚醯胺複絲的聚醯胺長絲內所含有的氣泡之數為50個/cm以下。 (5)一種聚醯胺複絲之製造方法，其係如前述(1)或(2)記載之聚醯胺複絲之製造方法，其具有準備聚醯胺碎片之步驟、使用直接紡絲延伸法進行製絲之步驟，其中，將該聚醯胺碎片的硫酸相對黏度當作ηa，將經製絲之聚醯胺複絲的硫酸相對黏度當作ηb時，|ηa-ηb|＜0.3。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種儘管為細纖度但是高強度且韌性亦優異的絨毛品質良好之聚醯胺複絲，可謀求產業用材料之輕量化、衣料用布帛之耐久性提升。
[用以實施發明的形態]
以下，一邊舉例一邊說明本發明。但是，本發明不限定解釋成如下說明的具體例。
作為本發明之聚醯胺複絲所用的原料，例如可舉出尼龍6、尼龍66、尼龍12、尼龍46、尼龍56、尼龍610、或尼龍6與尼龍66之共聚合聚醯胺、使尼龍6共聚合聚烷二醇、二羧酸、二胺等而成之共聚合聚醯胺等，已知為一種經由醯胺鍵連接重複單元之高分子。只要是聚醯胺，則沒有特別的限制，但其中較佳為使用耐衝擊性與耐熱性優異的聚醯胺66。本發明之聚醯胺複絲視需要亦可包含聚醯胺以外的成分，作為如此的成分，例如可舉出單羧酸等之末端封閉劑、氧化鈦等之消光劑、磷化合物等之聚合觸媒或耐熱劑、銅化合物及鹼金屬或鹼土金屬的鹵化物等之抗氧化劑或耐熱安定劑。聚醯胺複絲中含有的聚醯胺之含有比例較佳為95重量%以上，更佳為97重量%以上。聚醯胺之含有比例小於95重量%時，耐熱性會降低。
本發明之聚醯胺複絲係總纖度為30～150dtex，較佳為50～120dtex之範圍。總纖度小於30dtex時，亦難以確保作為複絲的總強力之充分的值，又，為了得到高強度而以高倍率進行延伸時，容易發生單紗斷裂，且絨毛產生的可能性變高。總纖度大於150dtex時，無法造成產業用材料的輕量化或衣料用布帛的耐久性提升。
本發明之聚醯胺複絲的強度為7.5～10.0cN/dtex，較佳為8.0～9.7cN/dtex。若強度為該範圍，則成為適合安全氣囊等產業材料或耐久性優異的衣料用布帛之聚醯胺纖維。強度小於7.5cN/dtex時，在安全氣囊等產業材料用纖維或衣料用布帛的耐久性提升方面不充分。設為強度大於10.0cN/dtex的聚醯胺纖維時，變成必須進行高倍率的機械延伸，容易發生單紗斷裂，且絨毛品質變差。該聚醯胺複絲不適合於要求品質的安全氣囊等產業材料用纖維。
又，本發明之聚醯胺複絲的伸度為15.0%～35.0%，較佳為17.0%～30.0%。伸度愈高愈佳，為了以聚醯胺得到指定的強度，伸度在現實上為35.0%以下。由於設為該範圍，可增大聚醯胺複絲的韌性、斷裂功量(work of rupture)，維持優異的耐久性。
雖然亦依賴於總纖度、單纖維纖度，但強伸度積較佳為38cN/dtex・(% 1/2)以上，更佳為40cN/dtex・(% 1/2)以上。由於強伸度積高，可抑制絨毛產生、斷線等，得到即使高強度也極高品質的聚醯胺複絲。另外，強度(cN/dtex)及伸度(%)，係指在JIS L1013(1999) 8.5.1之標準時試驗所示的定速伸長條件下測定的值，強伸度積係以[強度×√(伸度)]所算出的值。上限係沒有特別的限制，但實用上為50.0cN/dtex・(% 1/2)以下。
本發明之聚醯胺複絲，其絲條不均(U%)較佳為1.2%以下，更佳為1.0%以下，特佳為0.8%以下。藉由將U%設為1.2%以下，在作為衣料用布帛的染色時不會發生染色不均、條紋，成為外觀良好、製品品質優異者。下限係沒有特別的限制，但實用上為0.3%以上。
又，本發明之聚醯胺複絲，其3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數較佳為1.00%以下，更佳為0.80%，特佳為0.50%以下。由於該變動係數為1.00%以下，在安全氣囊等產業用途布帛施加一定荷重時，複絲的伸度被均勻化，於抑制網眼錯位之點上有利。又，該變動係數，由於係起因於結晶構造的偏差，故於衣料用布帛之情況中會牽連到染色不均之抑制。作為用於將3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數抑制在1.00%以下之手段，較簡便的是控制所用的聚醯胺碎片之硫酸相對黏度與所得的聚醯胺複絲的硫酸相對黏度之差。此黏度之差大時，從原料碎片到變成紗之前，會發生因熱交聯等所造成的局部增黏或水解。增黏時在纖維長度方向會發生局部地結晶配向增大之地方，另一方面，水解時在纖維長度方向會發生局部地結晶配向降低之地方，容易發生伸度的偏差。另外，3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數可藉由實施例之項目中說明的方法而求得。
本發明之聚醯胺複絲，其絨毛數較佳為0～3個/萬公尺以下，尤其0～2個/萬公尺，更佳為0～1個/萬公尺。由於絨毛數少，因此能夠朝向安全氣囊等之要求優異絨毛品質之用途發展。另外，絨毛數，係指一邊以150m/分鐘之速度退繞一邊在長絲長10萬公尺以上測定絨毛總數，經換算成1萬公尺的個數之值。
本發明之聚醯胺複絲，其構成該聚醯胺複絲的聚醯胺長絲內所含有的氣泡之數較佳為50個/cm以下，亦即0～50個/cm，尤其0～30個/cm，更佳為0.2～20個/cm。聚醯胺長絲內所含有的氣泡之數大於50個/cm時，含氣泡的單纖維之強度降低。此意味著單纖維中的氣泡阻礙延伸。此外，熔融中的聚合物會過度地吸進空氣中的水分，故而引起水解之發生、聚醯胺之黏度降低，結晶配向不足，結果強度降低。又，絨毛品質亦變差。惟另一方面，0.2個以上時，藉由熔融聚合物吸入空氣中的水分而可得到絨毛品質良好的原紗。作為減少氣泡之方法，例如可舉出將擠出聚醯胺時的擠壓機之壓力設為20.0～80.0kPa。
圖1係本發明中較宜使用的直接紡絲延伸裝置之概略圖。
以下，以圖1為例，說明本發明之聚醯胺複絲之製造方法。
首先，準備作為本發明之聚醯胺複絲的原料之聚醯胺的原料碎片。聚醯胺之聚合方法可使用眾所周知的聚合方法。
本發明之聚醯胺複絲中所用的聚醯胺原料碎片之硫酸相對黏度(以下亦僅稱「黏度」)較佳為2.8～3.9，更佳為3.3～3.9。若碎片的黏度為4.0以上，則當將總纖度納入本發明的規定範圍內時，因聚合物之長期滯留所造成的增黏、熱劣化、凝膠化而生成微小異物，絨毛品質變差。碎片之黏度小於2.8時，難以得到具有本發明所規定的強度之聚醯胺複絲。另外，硫酸相對黏度，係指使用將碎片1g溶解於100ml的98%硫酸中的溶液與未溶解碎片的98%硫酸，使用奧氏黏度計在25℃下測定的值。測定之詳細係如實施例之項目中說明。
製造本發明之聚醯胺複絲時，使用直接紡絲延伸法，將作為原材料使用的聚醯胺碎片之硫酸相對黏度當作ηa，將經製絲的聚醯胺複絲之硫酸相對黏度當作ηb時，較佳為|ηa-ηb|＜0.3。|ηa-ηb|更佳為小於0.2。例如，以|ηa-ηb|＜0.3所製造的聚醯胺複絲，可獲得絨毛品質極良好，且強伸度高、3%伸張時的伸度之偏差亦少的聚醯胺複絲。詳細雖然未明，但認為藉由滿足|ηa-ηb|＜0.3，而可抑制聚合物之長期滯留所造成的增黏或熱劣化，或者抑制聚醯胺之水解。又，若於生產性之點上容許，則亦可在製造聚醯胺複絲後之檢查步驟中進行篩選。
接著，說明滿足|ηa-ηb|＜0.3之製造方法之例，準備具有前述硫酸相對黏度的聚醯胺碎片，進行乾燥後，供給至擠壓機型紡絲機，利用計量泵分配到紡絲噴絲頭，進行熔融紡絲。此時，為了抑制聚合物之增黏、熱劣化、凝膠化，擠壓機供給部之壓力較佳為不是真空(壓力0.0kPa)，而是20.0～80.0kPa，更佳為40.0～60.0kPa。擠壓機供給部之壓力小於20.0kPa時，因聚合物之增黏、熱劣化、凝膠化而絨毛品質變差，且有時得不到高強度的紗。擠壓機供給部之壓力為80.0kPa以上時，聚醯胺長絲中含有的氣泡之數會增加，甚至因聚合物的水解反應優先進行而得不到高強度的紗。
參照圖1進行說明，從紡絲噴絲頭1所吐出的聚醯胺較佳為從紡絲噴絲頭的正下方通過包圍5～300cm之範圍的加熱筒2。該加熱筒內的溫度，相對於聚合物聚醯胺之熔點而言為-30～+30℃為較佳的形態，更佳為-15～+15℃。藉由使紡出紗條不立刻冷卻，而是通過由上述加熱筒所包圍的高溫環境中進行徐冷，可緩和經熔融紡絲的聚醯胺分子之配向，可提高單纖維間的分子配向均勻性，因此能夠進行聚醯胺複絲的高強度化。另一方面，若不使其通過高溫環境中而是立刻冷卻，則未延伸紗的配向變高，且單纖維間的配向度偏差變大。將該未延伸紗進行熱延伸時，結果有可能會得不到高強度聚醯胺複絲。
於通過高溫環境中的未延伸紗條5中，藉由橫流(cross-flow)冷卻裝置3噴吹10～80℃(較佳為10～50℃)的風而進行冷卻固化。又，冷卻風大於80℃時，由於紡絲時的單纖維晃動變大，因此會發生單纖維彼此的碰撞，成為製絲性變差的原因。
然後，所得之冷卻紗條，可用眾所周知的給油裝置4賦予油劑，以牽引輥6牽引，於延伸後進行捲取。油劑可使用眾所周知的油劑，而為了抑制牽引輥6上的單紗捲附，其附著量較佳為0.3～1.5重量%，更佳為0.5～1.0重量%。
又，以牽引輥6的旋轉速度所定義之紡絲速度較佳為500～1200m/分鐘，更佳為600～800m/分鐘。若紡絲速度為500m/分鐘以上，則最終的生產速度亦充分，生產效率良好，可低價地製造聚醯胺複絲。若為1200m/分鐘以下，則可抑制斷線或絨毛的產生而較宜。又，以延伸輥的最高速度所表示的延伸速度較佳為2800m/分鐘以上，更佳為3000m/分鐘以上。
此等前述方法所得之紡出紗，可使用眾所周知的方法進行延伸或鬆弛熱處理及捲取等。於此具體地例示2段延伸之情況，將經牽引輥6(1FR)所牽引的紡出紗以供紗輥7(2FR)、第1延伸輥8(1DR)、第2延伸輥9(2DR)及鬆弛輥10(RR)之順序，捲繞紗條而進行熱處理及延伸處理，捲取在捲繞機11上。
於1FR與2FR之間進行預拉伸延伸，於2FR與1DR之間進行第1段的延伸，第2段的延伸在1DR與2DR之間進行。2FR之溫度設定在30～50℃，1DR之溫度設定在100～225℃，預拉伸延伸、第1段延伸較佳為在玻璃轉移溫度左右進行熱延伸。剩餘的延伸及熱定型溫度通常較佳在180～240℃之範圍的溫度下進行，更佳為200～220℃。
關於綜合延伸倍率(以下亦僅稱「延伸倍率」)，亦即在牽引輥6至第2延伸輥9間進行延伸時的倍率，為了得到高強度的聚醯胺複絲，較佳為採用高的延伸倍率，若為本發明記載之纖度範圍，則只要以3.8～5.0倍進行延伸即可。另外，捲取速度通常較佳為2000～5000m/分鐘，更佳為2500～4500m/分鐘。又，較佳在捲取張力為20～250gf之條件下以捲取裝置捲成平筒紗狀。
若使用以上說明的方法，則可抑制聚醯胺聚合物之增黏或熱劣化、凝膠化、水解，另外氣泡所致的機械物性之影響亦小，即使總纖度為150dtex以下的細纖度，也可得到高強度且高伸度，亦即高韌性且品質良好的聚醯胺複絲。 [實施例]
以下，藉由實施例詳細地說明本發明。惟，本發明不受實施例中具體表示的態樣所限定地解釋。本發明中的各特性之定義及測定法係如以下。
(1)硫酸相對黏度(ηr)：以聚合物碎片或原紗作為試料，將試料0.25g溶解於98%硫酸25ml，使用奧氏黏度計在25℃下測定，由下式求出。測定值係由5樣品的平均值求出。
ηr=試料溶液的流下秒數/僅硫酸的流下秒數。
(2)總纖度：依照JIS L1090(1999)測定。
(3)單纖維數：以JIS L1013(1999)8.4之方法算出。
(4)單纖維纖度：將總纖度除以單纖維數而算出。
(5)強力・強度・伸度：於JIS L1013(1999) 8.5.1標準時試驗中所示的定速伸長條件下測定。對於複絲試料，使用ORIENTEC公司製「萬能試驗機」(TENSILON)UCT-100，在抓持間隔為25cm、拉伸速度為30cm/分鐘下進行。強力係由S-S曲線中的最大強力求出，伸度係由S-S曲線中表示最大強力的點之伸長率求出，強度係將強力除以總纖度而求出。對於複絲試料，在長度方向中每隔1m進行取樣，測定係在5點進行，從其測定數據求出平均值。
(6)絲條不均(U%)：使用zellweger uster公司製的USTER TESTER IV，以試料長：500m、測定紗速度：25m/min、1/2Inert進行測定。
(7)3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數：於與前述(5)之強力・伸度測定相同條件下求出SS曲線，求出3cN/dtex的荷重施加時之伸度。又，測定係對於所測定的複絲試料，在纖維長度方向中每隔1m進行取樣，測定係在10點進行，從其測定數據算出平均值、標準偏差，藉由下式求出。 變動係數=[標準偏差]/[平均值]×100(%)。
(8)絨毛數：將所得之纖維捲裝以150m/分鐘之速度退繞，從退繞中的紗條，在距離2m的地方設置HEBERLEIN公司製雷射式絨毛檢測機「Flytec V」，評價經檢測的絨毛總數。評價係對於10萬公尺以上的複絲進行，換算成每1萬公尺的個數而表示。
(9)氣泡數：以KEYENCE公司製顯微鏡「VHX-5000」，使用倍率1000倍的透鏡，評價所觀測的氣泡數。纖維中存在氣泡時，由於發生以該氣泡作為起點而阻礙延伸的部分，因此以倍率1000倍的光學透鏡觀測氣泡後，以偏光透鏡確認延伸阻礙部分，而確認氣泡。進行從構成聚醯胺複絲的全部聚醯胺長絲中切出相同長度的纖維之取樣。惟，以經切出的纖維之長度合計成為100cm之方式進行取樣。對於經切出的樣品，進行觀察，將其合計氣泡數換算成每1cm的個數而表示。另外，切出的樣品係只要確保測定的長度之合計為100cm，則不必嚴格為100cm。
(實施例1) 於液相聚合所得之尼龍66碎片，添加作為抗氧化劑的醋酸銅之5重量%水溶液並混合，相對於聚合物重量，添加68ppm的銅而使其吸附。接著，相對於聚合物碎片100重量份，使碘化鉀的50重量%水溶液及溴化鉀的20重量%水溶液分別以鉀成為0.1重量份之方式添加並吸附，使用分批式固相聚合裝置，使其固相聚合而得到硫酸相對黏度為3.75的尼龍66丸粒。將所得之尼龍66丸粒供給至直徑110mm的擠壓機，於熔融溫度300℃、擠壓機供給部之壓力50.0kPa的環境下熔融。熔融聚合物係藉由計量泵調整吐出量而得到總纖度80dtex的複絲，分配至紡絲組件。然後，於紡絲組件內以具有40μm的粗糙度之金屬不織布過濾器進行過濾後，通過圓形孔・孔數24的噴絲頭，使用如圖1所示的構成之裝置，進行紡絲。在噴絲頭面之3cm下設置加熱筒長20cm的加熱筒，加熱至筒內環境溫度成為250℃。此處所謂筒內環境溫度，就是在加熱筒長的中央部，與內壁距離1cm的部分之空氣溫度。在加熱筒之正下方安裝從一方向噴吹風的橫流型煙囪，將18℃的冷風以35m/分鐘之速度噴吹到紗條而進行冷卻固化後，將油劑賦予至紗條。
將賦予有油劑的未延伸紗條，捲繞在以表面速度800m/分鐘的速度旋轉的1FR及牽引後，以綜合延伸倍率4.3倍進行延伸。牽引的紗條係不暫時捲取而連續地在牽引輥與2FR之間施加5%的拉伸後，接著以旋轉速度比2.80倍進行第1段的延伸，其次以旋轉速度比1.46倍進行第2段的延伸，以3400m/分鐘之速度捲取。1FR、2FR之輥表面為鏡面加工，1DR、2DR、RR為粗糙化加工，另外各輥溫度係1FR設為非加熱，2FR設為40℃，1DR設為150℃，2DR設為225℃，RR設為150℃。藉由該熔融紡絲、延伸而得到尼龍66複絲。交纏處理係藉由在交纏賦予裝置內，從直角方向將高壓空氣噴射至行進的紗條而進行。於交纏賦予裝置之前後，設置管制行進的紗條之導件，噴射的空氣之壓力為0.2MPa之固定值。
(實施例2～5) 除了將聚醯胺複絲的總纖度及綜合延伸倍率變更為如表1以外，與實施例1相同地進行。
(實施例6～8) 除了將聚醯胺複絲的單纖維數變更為如表1以外，與實施例1相同地進行。
(實施例9～10) 除了將綜合延伸倍率變更為如表1以外，與實施例1相同地進行。
(實施例11～12) 除了將擠壓機供給部的壓力及綜合延伸倍率變更為如表1以外，與實施例1相同地進行。
表1中顯示評價此等實施例1～12所得之聚醯胺複絲的物性之結果。
[表1]
項目 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10 實施例11 實施例12
總纖度(dtex) 80 50 110 30 135 80 80 80 80 80 80 80
單纖維數 24 24 24 24 24 72 10 136 24 24 24 24
單纖維纖度(dtex) 3.3 2.1 4.6 1.3 5.6 1.1 8.0 0.6 3.3 3.3 3.3 3.3
擠壓機供給部之壓力(kPa) 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 25.0 75.0
綜合延伸倍率 4.3 4.3 4.3 4.1 4.3 4.3 4.3 4.3 3.6 3.9 4.0 4.3
捲取速度(m/min) 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600
強度(cN/dtex) 8.9 9.2 8.6 9.1 8.5 9.1 8.3 9.0 7.5 8.1 8.7 8.2
伸度(%) 22.5 21.3 23.8 22.1 23.9 21.9 22.0 23.5 31.1 26.9 20.3 22.8
強伸度積(cN/dtex・(% 1/2)) 42.2 42.5 42.0 42.8 41.6 42.6 38.9 43.6 41.8 42.0 39.2 39.2
絲條不均(%) 0.76 0.94 0.71 1.15 0.70 0.92 0.78 1.38 0.79 0.77 0.79 0.78
3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數(%) 0.69 0.84 0.60 0.96 0.60 0.70 0.72 0.71 0.83 0.75 1.07 1.05
絨毛數(個/萬公尺) 0.3 0.8 0.1 1.0 0.1 1.3 0.3 3.4 0.0 0.0 2.7 2.5
氣泡數(個/cm) 0.50 0.43 0.67 0.32 0.72 0.46 0.51 0.49 0.48 0.52 0.18 24.30
聚醯胺碎片之黏度 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75
構成複絲的聚醯胺長絲之黏度 3.80 3.87 3.77 3.94 3.75 3.79 3.84 3.80 3.88 3.85 4.00 3.64
碎片-複絲的硫酸相對黏度差(絕對值) 0.05 0.12 0.02 0.19 0.00 0.04 0.09 0.05 0.13 0.10 0.25 0.11
如由表1可明知，本發明之聚醯胺複絲雖然為細纖度且高強度，但絨毛品質良好。
於實施例1～5中以各種的總纖度製造本發明之聚醯胺複絲。與實施例11、12及下述的比較例1～5相比，藉由在擠壓機供給部之壓力50.0kPa的環境下將聚合物熔融而可抑制增黏，得到目的之聚醯胺複絲。又，愈是總纖度減少而且單纖維纖度變細，愈有利於冷卻，而有聚醯胺複絲的強伸度積提高之傾向。另一方面，如實施例8，過度將單纖維纖度細化時，利用煙囪風的均勻冷卻性變不足，表現出對於絲條不均(U%)之影響。實施例11～12係將擠壓機供給部之壓力分別以25.0kPa、75.0kPa進行製絲之例。可看到碎片到複絲的增黏或水解發生之傾向，可確認到對於3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數之影響。
(參考例1) 除了將聚醯胺複絲的總纖度設為175dtex，在擠壓機供給部之壓力0.0kPa環境下熔融以外，與實施例1相同地進行。
(比較例1～2) 除了將聚醯胺複絲的總纖度設為110dtex，將綜合延伸倍率變更為如表2以外，與參考例1相同地進行。
(比較例3～4) 除了將聚醯胺複絲的總纖度設為80dtex，將綜合延伸倍率變更為如表2以外，與參考例1相同地進行。
(比較例5) 除了將擠壓機供給部之壓力及綜合延伸倍率變更為如表2以外，與比較例4相同地進行。
(參考例2) 顯示依照國際公開WO2016/076184之實施例1的記載所製造的一般衣料用聚醯胺複絲之物性，作為參考例2。
[表2]
項目 參考例1 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 參考例2
總纖度(dtex) 175 110 110 80 80 80 5.9
單纖維數 24 24 24 24 24 24 5
單纖維纖度(dtex) 7.3 4.6 4.6 3.3 3.3 3.3 1.2
擠壓機供給部之壓力(kPa) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 101.3 -
綜合延伸倍率 4.3 4.3 3.6 3.6 3.2 4.3 2.1
捲取速度(m/min) 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3500
強度(cN/dtex) 8.5 N.D. 7.4 N.D. 7.2 7.1 5.6
伸度(%) 24.0 N.D. 19.1 N.D. 17.8 23.8 46.0
強伸度積(cN/dtex・(% 1/2)) 41.6 N.D. 32.3 N.D. 30.4 34.6 38.0
絲條不均(%) 1.05 N.D. 1.37 N.D. 1.60 1.40 0.55
3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數(%) 0.96 N.D. 1.30 N.D. 1.73 1.47 1.68
絨毛數(個/萬公尺) 0.1 N.D. 21.3 N.D. 24.8 14.7 -
氣泡數(個/cm) 0.17 N.D. 0.14 N.D. 0.10 52.10 -
聚醯胺碎片之黏度 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 2.20
構成複絲的聚醯胺長絲之黏度 4.00 N.D. 4.08 N.D. 4.11 3.55 2.10
碎片-複絲的硫酸相對黏度差(絕對值) 0.25 N.D. 0.33 N.D. 0.36 0.20 0.10
表2中顯示評價比較例1～5、參考例1、2所得的聚醯胺複絲之物性的結果。
參考例1係製造總纖度175dtex的聚醯胺複絲者，由於其係真空下(擠壓機供給部壓力0.0kPa環境下)的聚合物熔融，因此多少會發生聚合物增黏，但可知若為該總纖度，則可得到具有作為產業用纖維所要求的水準之強度的聚醯胺複絲。然而，由於總纖度大，故而在達成欲謀求生產效率良好、安全氣囊等產業用材料之輕量化、衣料用布帛之耐久性提升的本案發明之目的上並不充分。
於比較例1中，雖然以與參考例1相同之方法的製造總纖度110dtex的聚醯胺複絲，但是此時無法製絲。於比較例2中，以延伸倍率3.6倍製造與比較例1相同的聚醯胺複絲，結果能製絲。但是，所得之聚醯胺複絲因長時間的聚合物滯留而增黏、熱劣化、喪失強度，且產生很多絨毛。
於比較例3中，以與比較例2相同之製絲條件下製造總纖度80dtex的聚醯胺複絲，但是此時無法製絲。於比較例4中，使比較例3中的延伸倍率下降到3.2倍而進行製絲，結果能製絲。但是，所得之聚醯胺複絲係因長時間的聚合物滯留而增黏、劣化、喪失強度，且產生很多絨毛。與比較例1～2相比，可知比較例3～4因細纖度化而聚合物的滯留時間增加，聚合物之增黏變得更顯著而喪失聚合物的延伸性，使得不能進行高延伸倍率的製絲。
於比較例5中，除了在擠壓機供給部壓力101.3kPa之環境下將聚合物熔融以外，以與實施例1相同之方法進行製造，但是此時聚合物的水解反應變顯著，結果複絲的黏度大幅低於碎片黏度。再者，因紗中的氣泡量增大而產生很多絨毛，無法達成本發明所規定的強度。
參考例2係根據WO2016/076184之記載，於製造衣料用纖維的一般設備中製造聚醯胺複絲之例。此時，相較於使用製造產業材料用纖維的一般設備之情況，可知由於聚合物的滯留時間短，幾乎沒有聚合物增黏。另一方面，由於延伸段數為1段且低倍率延伸，強度不充分，另外有在纖維長度方向容易發生結晶構造偏差之傾向，大幅地表現出對於3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數之影響。 [產業上利用之可能性]
本發明之聚醯胺複絲由於細纖度、高強度且絨毛品質良好，故適合於主要謀求安全氣囊等產業材料之輕量化、衣料用布帛之耐久性提升。
1:紡絲噴絲頭 2:加熱筒 3:橫流冷卻裝置 4:給油裝置 5:紗條 6:牽引輥(1FR) 7:供紗輥(2FR) 8:第1延伸輥(1DR) 9:第2延伸輥(2DR) 10:鬆弛輥(RR) 11:捲繞機
圖1係說明製造本發明之聚醯胺複絲的步驟之例的概略圖。
無。

Claims (5)

  1. 一種聚醯胺複絲，其包含聚醯胺，總纖度為30～150dtex，強度為7.5～10.0cN/dtex，伸度為15.0～35.0%。
  2. 一種聚醯胺複絲，其包含聚醯胺，總纖度為50～120dtex，強度為8.0～9.7cN/dtex，伸度為17.0～30.0%，3cN/dtex荷重時的伸度之變動係數為1.00%以下。
  3. 如請求項1或2之聚醯胺複絲，其絨毛(fluff)數為0～3個/萬公尺。
  4. 如請求項1至3中任一項之聚醯胺複絲，其中構成聚醯胺複絲的聚醯胺長絲內所含有的氣泡之數為50個/cm以下。
  5. 一種聚醯胺複絲之製造方法，其係如請求項1或2之聚醯胺複絲之製造方法，其具有準備聚醯胺碎片之步驟、使用直接紡絲延伸法進行製絲之步驟，其中，將該聚醯胺碎片的硫酸相對黏度當作ηa，將經製絲之聚醯胺複絲的硫酸相對黏度當作ηb時，|ηa-ηb|＜0.3。
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