JPH03241008A - ポリヘキサメチレンアジパミド繊維の直接紡糸延伸方法 - 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］ 本発明はポリヘキサメチレンアジパミド繊維の直接紡糸
延伸方法に関するものであり、詳しくは、特に産業資材
用途に適した高強度、高タフネスおよび熱寸法安定性に
優れたポリヘキサメチレンアジパミド繊維を直接紡糸延
伸法によって効率よく製造する方法に関するものである
。

［従来の技術］ ポリヘキサメチレンアジパミド繊維は高強度、高タフネ
スで接着性、耐疲労性などに優れているため、各種産業
資材用途に広く有用されている。例えばタイヤコード、
伝動用ベルト、搬送用ベルト等のゴム補強資材、シート
ベルト、漁網、安全ネット、縫糸、カバーシート、カバ
ン地等に用いられている。

中でもポリヘキサメチレンアジパミド繊維は、ポリカブ
ラミド繊維に比べ熱寸法安定性が良く、かつ、弾性率も
高く、耐熱性及び耐疲労性に優れており、特に高性能品
質が求められる用途に使用されている。

しかしながら、最近の産業資材用ポリヘキサメチレンア
ジパミド繊維に求められる品質レベルは益々高くなって
おり、例えば、タイヤコードの分野では、高強度化、熱
寸法安定性の改良が求められるとともに、タイヤコード
として使用するコードの量を減少し、コストダウンを計
る要求が強い。

これまで高強度のポリヘキサメチレンアジパミド繊維を
得るために数々の提案がなされている。例えば特開昭５
８−２０８４１３号公報および特開昭５９−２６５１７
号公報によれば、紡糸速度４０００　ｍ　７分以上の高
速紡糸糸条を低速でかつ特定の張力下で加熱、急冷を行
なうゾーン延伸・ゾーン熱処理法を適用することにより
、高強度・高弾性率のポリヘキサメチレンアジパミド繊
維が得られることが開示されている。

また、ポリヘキサメチレンアジパミド繊維およびそれを
用いたタイヤコードの熱寸法安定性を向上させる方法と
しては、例えば特開昭５８−６００１２号公報には、紡
速２０００ｍ／分以上の高速紡糸糸条を熱延伸する方法
が開示されている。

更に、特開平１−１６８９３号公報には特定の高速紡糸
条件で得たポリヘキサメチレンアジパミド糸条を多段熱
延伸する方法によって、高強度で熱寸法安定性の改良さ
れた繊維およびコードが得られることが記載されている
。

また、有機繊維、特にポリエステル繊維の１面をプラズ
マ処理して改質するものとして、特開昭６１−１９８８
０号公報、特開昭６１−４２５４６号公報、および特開
昭６２−２３８８７１号公報が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記、特開昭５８−２０８４１３号公報および特開昭５
９−２６５１７号公報の示す方法に７よって確かに高強
度化は達せられるものの、４ｍｍ／分というような製造
速度では生産効率が悪く、工業的に採用する事は困難で
ある。

また特開昭５８−６００１２号公報のような高速紡糸糸
条を熱延伸する方法では確かに寸法安定性の優れた繊維
は得られるものの、強度は低いものしか得られなかった
。

特開平１−１６８９１３号公報によって開示された方法
は繊維およびコード強度が高く、熱寸法安定性も改良さ
れているが、該明細書の実施例によると、繊維強度は１
２．５ｇ／ｄであるが切断伸度は１２．０であり、十分
な強伸度、即ちタフネスを合せ持っているとは言い難い
。

一方、前記の特開昭６１−１９８８．０号公報、特開昭
６１−４２５４６号公報、および特開昭６２−２３８８
７１号公報に記載された方法は、有機繊維の表面改質に
低温プラズマ処理が有効であるとするものであり、具体
的には、特定のガス雰囲気中で低温プラズマ処理するこ
とによって、繊維の表面を架橋したり、エツチングした
り、活性基を導入したり、あるいは特定のポリマをグラ
フト重合したりして改質するものである。特に、産業資
材用ポリエステル繊維に低温プラズマ処理を利用した例
が記載されている。

しかしながら、前記ポリエステル繊維の低温プラズマ処
理は、ポリエステル繊維とゴムとの接着性の改良に関す
るもので、既に延伸され、加熱されたポリエステル繊維
からなるコードを低温プラズマ処理し、引続いて、レゾ
ルシン・ホルムアルデヒド初期縮合物とゴムラテックス
の混合物で処理する方法を開示したものである。

従って、前記のプラズマ処理技術は、低温プラズマ処理
の効果として認められている表面処連作用を接着性の向
上に利用したものに過ぎないと言える。

また、下記の本発明の目的であるポリヘキサメチレンア
ジパミド繊維の高強度、高タフネスおよび熱寸法安定性
改良等の力学的、熱的特性の改良効果にまで及ぶもので
はない。

本発明の目的は、高強度で、熱寸法安定性に優れたポリ
ヘキサメチレンアジパミド繊維を効率よく製造する方法
を提供するものである。

また、本発明の他の目的は、従来の低温プラズマ処理が
繊維の表面にのみ作用するという考え方から、表面処理
技術として展開されてきたのに対し、ポリヘキサメチレ
ンアジパミド繊維製造条件と低温プラズマ処理の適切な
条件とを選択して組合せることによって、被処理繊維の
内部にまで、プラズマ処理の作用が及ぶことを見出し、
これを新規な延伸法として利用することによって、産業
用繊維として理想的なポリヘキサメチレンアジパミド繊
維を効率よく製造する方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明の構成
は、 （１）ポリヘキサメチレンアジパミド繊維の直接紡糸延
伸方法において、相対粘度ηｒが３゜０以上のポリヘキ
サメチレンアジパミドチップを溶融紡糸し、冷却固化し
たのち、引取ローラに巻回するポリヘキサメチレンアジ
パミド繊維を複屈折が、２０Ｘ１０〜３以下であり、密
度が１．１３０ｇ／ｃｍ３以下の低配向糸となし、該低
配向糸を引続き延伸域に導き、該延伸域における少なく
とも第１段目を減圧されたプラズマ雰囲気中で張力を１
．０〜５゜０ｇ／ｄ付与して、３．Ｏ〜７．０倍延伸し
、該延伸域で延伸され得られた延伸糸を引続き弛緩熱処
理域に導き、Ｏ〜１０％弛緩熱舛理を施し、複屈折を５
０Ｘ１０−”以上の高配向度ポリヘキサメチレンアジパ
ミド繊維となすことを特徴とするポリヘキサメチレンア
ジパミド繊維の直接紡糸延伸方法。

（２）前記（１）記載のポリへキサメチレンアジパミド
繊維の直接紡糸延伸方法において、延伸域で用いられる
プラズマが非重合性であり、プラズマ雰囲気の圧力が０
．５〜２０Ｔｏ　ｒｒであり、印加電圧が０．５〜１０
に■となしたことを特徴とするポリヘキサメチレンアジ
パミド繊維の直接紡糸延伸方法。

にある。

次に本発明の構成について以下に詳述する。

本発明に係るポリヘキサメチレンアジパミド繊維（以下
本発明繊維という）の直接紡糸延伸方法において用いら
れるポリマーは、分子鎖の繰り返し構造単位の９５モル
％以上がヘキサメチレンアジパミドからなり、共重合成
分を５モル％未満の範囲で含有していてもよい。共重合
成分としては、例えばε−カブラミド、テトラメチレン
アジパミド、ヘキサメチレンアジパミド、ヘキサメチレ
ンテレフタルアミド、ヘキサメチレンイソフタルアミド
、キシリレンフタルアミド等がある。共重合成分を５モ
ル％以上含有した場合は、結晶性が低下し、融点降下お
よび熱寸法安定性が低下するため好ましくない。

前記ポリヘキサメチレンアジパミドは、前記相対粘度η
ｒが３．０以上のポリヘキサメチレンアジパミドチップ
となし、溶融紡糸装置を用いて紡糸される。相対粘度η
ｒを３．　０以上とする方法としては、重縮合して得ら
れたポリヘキサメチレンアジパミドチップをさらに、固
相重合を施すことによって得られる。

前記溶融紡糸装置で溶融されたポリマは口金孔から紡出
され紡出糸となる。該紡出糸は、直ちに急冷することな
く、紡糸口金の直下に設けられた高温雰囲気域を通して
遅延冷却し、次いで冷却域に導入し冷風を吹きつけ、紡
糸筒を通過させて糸条となす。

前記の高温雰囲気域は、１９０〜３５０℃の高温で、そ
の長さは５０〜５００ｍの範囲内であり、この高温雰囲
気域の条件は、紡出される糸条の粘度、単糸の太さ、ド
ラフト率、単糸数などの品質設定条件によって、選択さ
れ設定される。

前記の冷却域は、１２０℃以下の気体を１５〜５０ｍ／
分の速度の範囲内で吹付ける。この冷却域の条件も紡出
される糸条の粘度、単糸の太さ、ドラフト率、単糸数な
ど品質設定条件によって選択され設定される。

高温雰囲気域および冷却域における各条件を前記の範囲
内とすることによって、紡出糸の冷却勾配パターンを適
切なものとする。

上記高温雰囲気域および冷却域を適用して、紡出糸の構
造形成過程を制御することによって、各単糸の品質を安
定させるとともに、特に強度および切断伸度が高く、耐
疲労性に優れた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。

前記の高温雰囲気域および冷却域を通過した紡出糸は、
必要に応じて排気筒および下方に排気装置が設けられた
紡糸筒を通過し、該紡出紡糸に随伴する気体を徐々に剥
ぎ取る。排気筒で随伴する気体の一部を他の気体と置換
し、徐々に冷却させ、さらに紡糸筒の前半では安定した
状態で通過し、後半で随伴する気体の７部を他の気体と
徐々に置換させるという多段階で気体を置換することに
よって、紡出糸の各単糸の乱れ、即ち各単糸の揺れを少
なくした状態で略均−に冷却および配向を進行させる。

前記の冷却固化された紡出糸は、紡糸油剤を付与され、
２０００ｍ／分以下、好ましくは３００ｍ／分〜１５０
０ｍ／分で回転するローラに巻回されたのち、引続いて
延伸される。ローラに巻回され、引続いて延伸が施され
るポリヘキサメチレンアジパミド繊維は、密度が１．１
３０　ｇ　／　ｃ　ｍ　”以下、複屈折が２０Ｘ１０−
”以下の低配向糸である。

該複屈折はｌ０ＸＩＯ−”以下の低配向糸であることが
望ましい。

前記の条件で紡出されて得られたポリヘキサメチレンア
ジパミド低配向糸の複屈折が２０Ｘ１０−３を越えると
配向結晶化が進むため、前記のプラズマ雰囲気中での延
伸、すなわちプラズマ延伸によって、繊維構造を理想的
に形成することが難しく、十分な効果が得られない。

プラズマ延伸に供するポリヘキサメチレンアジパミド繊
維は、低配向糸はど高強度、高タフネス糸を得易いが、
その場合紡糸速度を下げる等生産効率の上では、不利と
なるので複屈折が２０Ｘ１０−”以下の適度な低配向糸
が選択される。

前記の低配向糸の複屈折を２０Ｘ１０−”以下とするに
は、紡糸速度を２０００ｍ／分以下とする必要があり、
該紡糸速度は実質的には、１００ｍ／分〜２０００ｍ／
分、好ましくは３００ｍ／分〜１５００ｍ／分の範囲で
ある。

前記のように相対粘度ηｒが３．０以上で、複屈折が２
０Ｘ１０−’以下の低配向ポリヘキサメチレンアジパミ
ド繊維を引続いて、延伸工程で延伸する。該延伸は、プ
ラズマ雰囲気中でデニール当り１．０〜５．０ｇの張力
の下に、３゜０〜７．０倍の範囲内で行ない、引続いて
弛緩熱処理域に導き、０〜１０％、好ましくは４〜１０
％の範囲の弛緩熱処理を施すことによって、複屈折が５
０Ｘ１０−”以上の高配向ポリヘキサメチレンアジパミ
ド繊維となすことができる。

プラズマ延伸の前に、複屈折２０Ｘ１０−″以下の範囲
内において、延伸倍率３．０倍以下の予備延伸あるいは
１段目の延伸を行なっても良い。また、プラズマ延伸を
施した後に追加の熱延伸を施しても良い。

本発明に係る方法によって得られたポリヘキサメチレン
アジパミド繊維は、主に産業資材用繊維として実用する
には、本発明の目的とする高強度、高タフネスで優れた
熱寸法安定性を有する必要があり、高重合度ポリマを用
いることが必須であり、該ポリマの相対粘度ηｒが３゜
０以上である。

ポリマの相対粘度ηｒ３．０未満の場合、得られるポリ
ヘキサメチレンアジパミド繊維の強度が満足しうる値と
ならないことがあり、該相対粘度ηｒが３．０以上、好
ましくは３．０〜５．０の範囲内とすることによって、
製糸性を良好となしプラズマ延伸条件との組合せが容易
になる。

前記のプラズマ延伸に用いるプラズマは、特定のガスを
封入した減圧容器内で、高電圧を印加することにより発
生するもので、かかる放電は、火花放電、コロナ放電、
グロー放電など種々の形態のものがあるが、放電が均一
で活性化作用に優れたグロー放電が特に好ましい。放電
周波数は、低周波、高周波、マイクロ波を用し）ること
かでき、また直流も用いることができる。

本発明で用いるガスとしては、例えばＡｒ。

Ｎ２）Ｈｌ、ＣＯ２）Ｃｏ、Ｏｘ、Ｈ，Ｏ，ＣＦ、、Ｎ
Ｈ，、Ｎ２）空気などおよびこれらの混合された非重合
性のガスが好ましく、特に強い工・ソチング作用を有し
ないＡｒ、Ｎ２）ＣＯ，、Ｈ，０゜空気などが好ましい
か、特に空気が実用的には好適である。

本発明繊維を製造する方法におけるプラズマ延伸に用い
るプラズマは、０．０１〜５０Ｔ。

ｒｒ、好ましくは０．　５〜２０Ｔｏ　ｒ　ｒの圧力下
で実施することが放電安定性の面から好ましい。また印
加電圧は０．５〜ｌ０ＫＶ、好ましくは１〜８ＫＶであ
る。

前記、プラズマ延伸における延伸倍率は、紡糸され直接
延伸される未延伸糸あるいは、一部延伸された低配向糸
の物性によって、３．０倍〜７．０倍、好ましくは３．
５倍〜６．Ｏ倍の範囲内で選択される。

前記プラズマ延伸を用いることによって、従来の熱延伸
法に比べ、結晶化を抑制しながら延伸することが可能と
なり、したがって、高倍率の延伸を可能とし、得られる
ポリヘキサメチレンアジパミド繊維の高配向化が達成で
きる。

前記プラズマ延伸は、１段階で行なってもよく、２段以
上の多段で行なってもよい。

延伸に供するポリヘキサメチレンアジパミド未延伸糸の
物性や形態、プラズマ印加電圧、雰囲気ガス、雰囲気の
減圧度及び延伸速度等によって、プラズマの条件を変化
させるが、プラズマ延伸によって得られるポリヘキサメ
チレンアジパミド繊維の複屈折が５０Ｘ１０−”以上、
好ましくは５５Ｘ１０−”の高配向度になるようプラズ
マ条件を組合せて延伸する。

前記のプラズマ延伸を施したポリヘキサメチレンアジパ
ミド繊維は、更に通常の熱延伸や熱処理を追加して行な
うこともできる。

本発明繊維を製造するのに用いられる装置は、特に限定
されるものではないが、真空容器の前後にシール部を有
する連続式のものを使用し、プラズマ延伸ゾーンの前後
に必要に応じて熱板、ホットロールなどを接続してもよ
い。

前記のプラズマ延伸によって得られる本発明繊維は、従
来の熱延伸法で延伸した場合に比べ、延伸時の分子量低
下が少ない。また密度（ρ）はやや低く、複屈折（Ａｎ
）が高いことから、結晶化が抑制されて高配向が達せら
れることがわかる。

以上の現象は、プラズマ延伸を施すことによって、円滑
な延伸が行なわれていることを示すものである。

前記の本発明に係る方法によって得られた高強度ポリヘ
キサメチレンアジパミド繊維は、特に産業資材用途に好
ましく用いられ、具体的には該繊維を加熱し、レゾルシ
ン・ホルマリン・ラテックスなどの接着剤を付与するこ
とによって、タイヤ、伝動用ベルト、搬送用ベルト等の
ゴム補強資材として、好ましく用いられる。

また、該繊維を編成あるいは織成し、厚地布あるいは厚
地ベルトとして、好ましく用いることができる。

さらに該繊維を強撚加工することによって、縫糸として
、好ましく用いることができる。

さらにまた、該繊維を編成し、網として、好ましく用い
ることができる。

［実施例］ 実施例１〜３および比較例１〜４ 硫酸相対粘度ηｒが３．６０のポリヘキサメチレンアジ
パミドチップを、４０ｍｍφエクストルーダ型紡糸機で
溶融紡糸した。紡糸バック内の溶融ポリマ温度を２９５
℃とし、紡糸口金は孔径０．３０ｍｍφ、孔数１３６を
用いた。

口金直下３０ｃｍ間を３１０℃の高温雰囲気域ゾーンと
するよう口金パック下に加熱筒を設置した。口金から紡
出された糸条は、上記高温雰囲気域ゾーンを通過した後
、直ちに環状冷却装置から吹出される２０℃の冷風によ
って、冷却された。該環状冷却装置の冷風吹出し長３５
ｃｍ、吹出し面の冷風速度は３０ｍ／分とした。

冷却固化した糸条は給油された後、特定の速度で回転す
る引取ロールに巻回し、次いで連続して熱延伸ロールと
の間に設置した有効処理長１．５ｍのプラズマ延伸装置
に導き、上記引取ロールと熱延伸ロール間で種々の延伸
倍率でプラズマ延伸し、次いで該熱延伸ロールと張力調
整ロール間で弛緩熱処理したのち巻取った。尚、未延伸
糸物性は、引取ロールに巻回したものを採取して測定し
た。また、製糸条件に応じて、紡糸吐出量を変更するこ
とにより、巻取糸は８４０デニール、１３６フイラメン
トとした。

比較のためプラズマ延伸装置を除去して１段延伸した場
合、および引取ロールと熱延伸ロールとの間に中間延伸
ロールを配して、２段延伸を行なった。

製糸条件を第１表に、得られた繊維物性を第２表に示し
た。（実施例１〜３、比較例１〜３）また、従来実用化
されている高強度ポリヘキサメチレンアジパミド繊維（
ナイロン６６繊維）の特性について第２表に示した。（
比較例４）本発明法によって得られたポリヘキサメチレ
ンアジハミド繊維は、高強度、高タフネスでかつ熱寸法
安定性に優れていることが示されている。

（以下余白） ［発明の効果コ 本発明に係るポリヘキサメチレンアジパミド繊維の直接
紡糸延伸方法によると、比較的低速紡糸によって得られ
る低配向糸をプラズマ中で直接高倍率で延伸し、引続い
て弛緩熱処理を施すものであり、極めて効率よ〈産業用
途に適した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。

また、本発明に係るポリヘキサメチレンアジパミド繊維
の直接紡糸延伸方法によると、紡糸・延伸・弛緩熱処理
を連続して１工程で行なうことができ、しかもこれらの
製糸段階における製糸状態を安定して行なうことができ
製糸性および得られるポリヘキサメチレンアジパミド繊
維の品質を均一なものとすることができる。

さらに、本発明に係るポリヘキサメチレンアジパミド繊
維は、高強度、高タフネスおよび熱寸法安定性に優れ、
タイヤ、ベルト等のゴム補強材として極めて好適であり
、シートベルト、漁網、縫糸、テント、ターポリン、ス
リング、安全ネット等の各種の産業用途に好ましく用い
られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリヘキサメチレンアジパミド繊維の直接紡糸延
   伸方法において、相対粘度ηｒが３．０以上のポリヘキ
   サメチレンアジパミドチップを溶融紡糸し、冷却固化し
   たのち、引取ローラに巻回するポリヘキサメチレンアジ
   パミド繊維の複屈折が、２０×１０＾−＾３以下であり
   、密度が１．１３０ｇ／ｃｍ＾３以下の低配向糸となし
   、該低配向糸を引続き延伸域に導き、該延伸域における
   少なくとも第１段目を減圧されたプラズマ雰囲気中で張
   力を１．０〜５．０ｇ／ｄ付与して、３．０〜７．０倍
   延伸し、該延伸域で延伸され得られた延伸糸を引続き弛
   緩熱処理域に導き、０〜１０％弛緩熱処理を施し、複屈
   折を５０×１０＾−＾３以上の高配向度ポリヘキサメチ
   レンアジパミド繊維となすことを特徴とするポリヘキサ
   メチレンアジパミド繊維の直接紡糸延伸方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のポリヘキサメチレン
   アジパミド繊維の直接紡糸延伸方法において、延伸域で
   用いられるプラズマが非重合性であり、プラズマ雰囲気
   の圧力が０．５〜２０Ｔｏｒｒであり、印加電圧が０．
   ５〜１０ＫＶとなしたことを特徴とするポリヘキサメチ
   レンアジパミド繊維の直接紡糸延伸方法。