JPH0571683B2 - - Google Patents
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- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、高強度高耐疲労性ナイロン66繊維の
製造法に関する。 従来の技術 ナイロン66繊維はその耐疲労性、強力、弾性、
回復力やゴム、樹脂やプラスチツクとの接着性が
他の繊維に比べて優れているので、タイヤコード
やカーペツトなどの産業資材分野に広く応用され
ている。しかるに、従来使用されてきたナイロン
66繊維は、強度の高いものは耐疲労性が劣り、耐
疲労性があるものは強度が劣るという欠点を有し
ていた。すなわち、従来公知の方法では、耐疲労
性および強度の両者共に優れているナイロン66繊
維を得ることはできなかつた。従来のナイロン66
繊維は、冷延伸もしくは融解温度以下での熱延伸
（例えば、ゾーン延伸ゾーン熱処理（T.Kunugiet
al；Polymer Preprints，Japan31（No.４），761
（1982））により強度、弾性率を向上させている。
しかし、この方法では結晶領域を連結するところ
のいわゆるタイ（tie）分子鎖の比率が高まり、
非晶領域の緊張度が増すため、耐疲労性が劣るこ
とが、ナイロン66繊維の微細構造と繊維の力学物
性との間の相関性を研究した結果、明らかとなつ
た。 発明が解決しようとする問題点 本発明者らはナイロン66繊維の微細構造と耐疲
労性、高強度、高弾性率との間の相関性を研究
し、Tnaxおよび（tan〓）naxと繊維の力学物性（強
度、弾性率、耐疲労性など）との間に密接な関係
があることを見い出し、高強力でかつ高耐疲労性
繊維の微細構造として伸び切り鎖の比率が高くか
つ非晶領域内部の分子鎖の緊張度が少ない構造が
必要であるとの知見を得、これに基づいて本発明
を完成するに至つた。 本発明の目的は、高強度でしかも耐疲労性に優
れたナイロン66繊維の製造法を提供するにある。 問題点を解決するための手段 本発明に係る高強度高耐疲労性ナイロン66繊維
の製造法は、紡速4000m／min以上で紡糸された
ナイロン66繊維を熱処理するに際し、 (1) 該繊維の繊維軸方向にかかる張力の大きさ
が、0.5（ｇ／ｄ）以上で且つ0.99T（ｇ／ｄ）
（但し、Ｔは該繊維の引張り破断時の強度であ
る）以下、 (2) 実質的に酸素が存在しない雰囲気中におい
て、 (3) 熱処理温度が240℃を超えて、Tm3＋
５／９×102υ〔但し、Tm3は昇温速度10℃／min で測定されるDSC融解曲線の基線にもどる温
度（図３を参照）、υは処理速度（mm／min）
である。〕未満で、 (4) 繊維軸方向の長さｌ（mm）が１≦ｌ≦１＋
4υ＋5d／1.5θ（ここで、υは処理速度（mm／min）、 ｄは該繊維のデニール、θは熱処理温度（℃）
である）である熱処理ゾーンで熱処理し、次い
で (5) 温度勾配の絶対値が｜300｜（℃／cm）以上
で、−60℃以下の冷却温度に冷却する、 ことを特徴とする。 なお、本発明において、「ナイロン66繊維」と
は、実質的にヘキサメチレンジアミンとアジピン
酸より重合されるポリヘキサメチレンアジパミド
で構成される繊維を意味し、ポリヘキサメチレン
アジパミドの特性が損なわれない限り、少量の他
の共重合成分を含むコポリアミドの繊維であつて
もよいし、他の高分子との混合物で構成される繊
維であつてもよい。ナイロン66繊維の重合度は高
ければ高いほど力学的破壊強度が増大するので望
ましく、特に粘度平均分子量M〓（95％濃硫酸中に
て測定、粘度式〔η〕＝2.5＋0.0209M0.832による）
が42000以上であるものが望ましい。 本発明による製造法で得られるナイロン繊維の
第１の特徴は、測定周波数110Hzにおける力学的
損失正接のピーク値〔（tan〓）nax〕に対する温度
（Tnax）が100℃未満で、かつピーク値〔（tan〓）na
ｘ〕が0.06を超えて0.10未満である点にある。な
お、従来の衣料用繊維の（tan〓）naxは0.09〜0.13
に分布し、Tnaxは120℃以上である。また、冷延
伸あるいはゾーン延伸ゾーン熱処理法で得られる
繊維の（tan〓）naxは0.04以下で、Tnaxは110℃以上
である。 Tnaxが100℃未満であると、tie分子鎖の比率が
少なくかつ非晶領域内部の分子鎖の緊張度が低
い。この緊張度の低下に原因して、Tnax＜100℃
の繊維は耐疲労性に優れた特性を有する繊維とな
る。Tnaxが100℃以上であると、tie分子鎖比率が
増すために、非晶領域内部の分子鎖の緊張度が増
し、おそらくこれが原因して耐疲労性は低下す
る。耐疲労性はTnaxが低ければ低いほど上昇す
るが、Tnaxが低くなるに従つて30℃における弾
性率が低下する傾向がある。したがつて紡糸、後
処理技術のうえでTnaxの下限値が決定される。 また、無定形領域内部の分子鎖の中で主鎖のミ
クロブラウン運動が可能な成分の量を反映する
（tan〓）naxの値については、0.060を超えて、0.10
未満の範囲である必要がある。（tan〓）naxの値が
この範囲に入つていると、耐疲労性が高くかつ30
℃における弾性率もすぐれ、強度も高い。（tan〓）
naxが0.060以下であると、耐疲労性が劣る。ま
た、（tan〓）naxが0.10以上であると強度の低下が著
しい。 本発明による製造法で得られるナイロン繊維の
第２の特徴は、該繊維の中心部分に於ける平均複
屈折率（Δn(0)）の値が5.8×10-2以上である点に
ある。平均複屈折率は繊維の結晶部分および非晶
部分の分子鎖の配向に強く依存する。Δn(0)が5.8
×10-2以上であれば、伸び切り鎖比率が高く、分
子鎖の繊維軸方向への配向度も高い為に、繊維の
強度、弾性率、耐疲労性が高い。Δn(0)が5.8×
10-2未満であると、伸び切り鎖比率が減少し、強
度、弾性率の低下が著しい。 こうして本発明の製造法で得られた高強度でか
つ耐疲労性の優れたナイロン66繊維は従来公知の
繊維とは異なつた特異な微細構造を持つといえ
る。 本発明の製造法の第１の特徴は、紡速4000m／
min以上で紡糸された高速紡糸繊維を使用する点
にある。ここで「紡速」とは、第２図に示すよう
に常用される紡糸装置において、紡糸ヘツド２か
ら吐出され、管状加熱域３、流体吸収装置４、油
剤付与装置５および集束装置６を順次経由した糸
条１が引取りロール７にて引取られる速度を意味
する。本発明を貫ぬく基本的な原理は、繊維に含
まれる高融点の伸び切り分子鎖に着目し、それ以
外の低融点の結晶部分を高張力下で局所加熱して
融解させ分子鎖を引き延ばし、続く急冷処理で伸
び切り分子鎖を基に再結晶化させ、この時同時に
非晶領域分子鎖も固定化するものである。従つ
て、用いる繊維は伸び切り分子鎖をより多く含む
必要がある。紡速4000m／min未満の繊維では、
伸び切り分子鎖をほとんど含まないが、4000m／
min以上で紡糸された繊維は伸び切り分子鎖を多
く含む。紡糸速度が高いほど伸び切り分子鎖を多
く含む。本発明において、紡速4000m／minで紡
糸された繊維を使用するのはそのためである。な
お、紡速5500m／min以上で紡糸された高速紡糸
繊維であるとより好ましい。 本発明の製造法の第２の特徴は、熱処理時に糸
にかかる張力の大きさが0.5（ｇ／ｄ）以上で糸の
引張破断時に於ける強度Ｔに0.99をかけた値
0.99T（ｇ／ｄ）以下に保持する点にある。強度
が0.5ｇ／ｄ未満であると、局所加熱により融解
した領域内の分子鎖は十分に引き延ばされずに続
く急冷ゾーンで固定化されてしまうので強度、弾
性率の顕著な増大は起らない。また、0.99T
（ｇ／ｄ）を超えると局所加熱中に糸切れが発生
する頻度が高く、処理が不可能となる場合が多
く、また、もう不可能ではないとしても、巨視的
な欠陥部が発生しやすく、強度・弾性率が逆に低
下し耐疲労性も劣る。 本発明による製造法の第３の特徴は、実質的に
酸素が存在しない雰囲気中で処理を行なう点にあ
る。本発明による処理は、上述のようにかなり高
温で行なうために、雰囲気中に酸素が存在すると
繊維の酸化分解が起こり強度、弾性率の低下を招
く。従つて、熱処理は窒素ガスなどの不活性気体
雰囲気下で行なう。なお処理を真空中で行なうと
糸の酸化分解を防ぐと共に糸の重合度が増大し、
糸の力学的性質が向上するのでより望ましい。 本発明による製造法の第４の特徴は、240℃を
超えてTm3＋５／９×102υ（但し、Tm3は、昇温速 度10℃／minで測定される第３図に示すような
DSC融解曲線の基線Ｇにもどる温度、υは処理
速度（mm／min）である。）未満の温度で、局所
加熱する点にある。ここで「局所加熱」とは、繊
維をできるだけ狭い領域で加熱し、伸び切り分子
鎖以外の結晶領域を融解させる操作である。糸を
なるべくむらなく加熱するためおよび応力を最も
効率的に加熱部に集中させるためには、糸を加熱
する加熱ゾーンの繊維軸方向の長さｌ（mm）は、
処理速度υ（mm／min）、処理温度θ（℃）、糸の繊
度ｄ（デニール）からなる関係式：１≦ｌ≦１＋
4υ＋5d／1.5θを満足することが必要である。糸が240 ℃以下で局所加熱されると、実質的に折りたたみ
鎖結晶や他の微結晶などの低融解温度成分が融解
されず、従つて伸び切り分子鎖の比率は高まら
ず、非晶領域内の分子鎖の緊張、結晶間を結ぶ
tie分子鎖の緊張度の増大、巨視的な構造欠陥な
どを引き起こすので、糸の耐疲労性の低下、強度
の低下を引き起こす。熱処理温度が240℃を超え
て、Tm3＋５／９×102υ未満であると、結晶成分の 組みかえ（水素結合方向の結晶の成長）が起こ
り、非晶領域を含めた、伸び切り鎖への再結晶化
が促進され、伸び切り鎖比率の増大が起こり、強
度、弾性率の増大が著しい。特に従来不可能とさ
れていたTm3以上でTm3＋５／９×102υ未満の温 度での熱処理は第５の特徴で述べる｜300｜℃／
cm以上の急激な温度勾配による冷却で初めて実現
され、この温度での熱処理による伸び切り鎖比率
の増大は著しい。熱処理温度がTm3＋５／９×102υ 以上であると糸の融け切れが多く、実質的に処理
が不可能となる。 本発明による製造法の第５の特徴は、局所加熱
の後、温度勾配の絶対値が｜300｜（℃／cm）以上
で、−60℃以下の冷却温度に冷却する点にある。 ｜300｜（℃／cm）以上の温度勾配があると、局
所加熱で融解した分子鎖の繊維軸方向への配向が
即座に固定化される（Tm3＋５／９×102υ未満の温 度で熱処理できるのはこの為と考えられる）の
で、配向度が著しく増大し、伸び切り鎖の比率が
高まるので、強度・弾性率の増大が起こる。また
−60℃以下への冷却によつて、非晶領域の分子鎖
はtie分子鎖の比率が低く、緊張度が小さいけれ
ども比較的繊維軸方向への配向度が高い状態で瞬
間的に固定化されるので、強度、弾性率とともに
耐疲労性が高い繊維となる。｜300｜（℃／cm）未
満の温度勾配であると、局所加熱で融解した分子
鎖への応力集中が小さく伸び切り鎖の比率は高ま
らない。また、−60℃より高い冷却温度では、瞬
間的な非晶領域内の分子鎖の固定化が不充分で、
得られる糸は強度、弾性率および耐疲労性の面で
劣る。 本発明に係る繊維を特徴づける構造および物性
値は次のように測定される。 〔力学的損失正接（tan〓）および動的弾性率
（E′）〕 力学的損失正接（tan〓）および動的弾性率
（E′）の測定には、東洋ポールドウイン社製レ
オ・バイブロン（Rheo−Vibron）DDV−ｃ型
を用いる。測定周波数110Hz、昇温速度10℃／
min、乾燥空気中でtan〓−温度（Ｔ）特性、E′−
温度（Ｔ）特性を測定する。tan〓−Ｔ曲線から
tan〓ピーク高さ（tan〓）naxとtan〓ピーク温度
（Tnax）とを読みとる。なお、測定前には試料は
48時間以上相対湿度０％の雰囲気下で調整され
る。 〔平均複屈折率Δn(0)〕 Ernst Leitz Wetzlar製偏光顕微鏡SM−LUX
−POLを用いて、波長546nmの光で、Berek
Compensator法により繊維の中心部分の複屈折
率Δn(0)を測定した。 〔強伸度〕 東洋ボールドウイン社製、Tensilon−UM−
−20型引張試験機により、20℃60％R.H.（相対湿
度）の条件下で、初長10cm、引張速度10cm／min
で測定した。 〔耐疲労性試験〕 ナイロン66フイラメント（840d／260f）に48
回／10cmずつ上撚および下撚加工し、以下の組成
をもつレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテツク
ス系接着剤に浸せきし、次いで、230℃において
３分間熱処理した。 成 分 重量部 レゾルシン 11.0 水 238.4 ホルムアルデヒド 16.2 水酸化ナトリウム 0.3 スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン共重合
体ラテツクス（固形分41重量％） 244.0 509.9 このようにして得た処理コードについて、グツ
ドイヤー式チユーブ疲労試験機を用いてJISL−
1017（チユーブ疲労強さＡ法）に従い、チユーブ
疲労試験を行なつた。 実施例 以下、実施例について本発明を具体的に説明す
る。 相対粘度（UR）82（25℃、濃硫酸）のナイロ
ン66を孔径0.23mm、孔数12の紡糸口金より295℃
で熔融紡糸し、冷却し、油剤付与によつて集束性
を与え、引取り速度5500m／minで引き取つた。
この試料を、窒素雰囲気下、張力の大きさ0.9T
（ｇ／ｄ）の状態下、熱処理温度260，265，270
（±１℃）で0.7sec局所加熱後、450℃／cm以上の
温度勾配で−196℃まで急速冷却し、実施例No.２，
No.３，No.４の本発明による製造法で得られた繊維
を得た。これらの試料について、（tan〓）nax,Tnax,
Δn(0),30℃および150℃における貯蔵弾性率E′30,
E′150（GPa）、耐疲労性、強度（ｇ／ｄ）、伸度
（％）、の各数値を測定した。結果は表１に示す通
りである。 なお、比較例として、未処理糸（No.１）、0.9T
（ｇ／ｄ）の張力で熱処理温度260℃、温度勾配
250℃／cmで冷却温度10℃に冷却して得た糸（No.
５）、熱処理温度230℃、温度勾配290℃／cmで、
冷却温度−60℃に冷却して得た糸（No.６）、市販
旭化成ナイロン66タイヤコード（1260d／210f）
（No.７）の構造・物性の各数値を実施例と比較し
て表１に示した。
製造法に関する。 従来の技術 ナイロン66繊維はその耐疲労性、強力、弾性、
回復力やゴム、樹脂やプラスチツクとの接着性が
他の繊維に比べて優れているので、タイヤコード
やカーペツトなどの産業資材分野に広く応用され
ている。しかるに、従来使用されてきたナイロン
66繊維は、強度の高いものは耐疲労性が劣り、耐
疲労性があるものは強度が劣るという欠点を有し
ていた。すなわち、従来公知の方法では、耐疲労
性および強度の両者共に優れているナイロン66繊
維を得ることはできなかつた。従来のナイロン66
繊維は、冷延伸もしくは融解温度以下での熱延伸
（例えば、ゾーン延伸ゾーン熱処理（T.Kunugiet
al；Polymer Preprints，Japan31（No.４），761
（1982））により強度、弾性率を向上させている。
しかし、この方法では結晶領域を連結するところ
のいわゆるタイ（tie）分子鎖の比率が高まり、
非晶領域の緊張度が増すため、耐疲労性が劣るこ
とが、ナイロン66繊維の微細構造と繊維の力学物
性との間の相関性を研究した結果、明らかとなつ
た。 発明が解決しようとする問題点 本発明者らはナイロン66繊維の微細構造と耐疲
労性、高強度、高弾性率との間の相関性を研究
し、Tnaxおよび（tan〓）naxと繊維の力学物性（強
度、弾性率、耐疲労性など）との間に密接な関係
があることを見い出し、高強力でかつ高耐疲労性
繊維の微細構造として伸び切り鎖の比率が高くか
つ非晶領域内部の分子鎖の緊張度が少ない構造が
必要であるとの知見を得、これに基づいて本発明
を完成するに至つた。 本発明の目的は、高強度でしかも耐疲労性に優
れたナイロン66繊維の製造法を提供するにある。 問題点を解決するための手段 本発明に係る高強度高耐疲労性ナイロン66繊維
の製造法は、紡速4000m／min以上で紡糸された
ナイロン66繊維を熱処理するに際し、 (1) 該繊維の繊維軸方向にかかる張力の大きさ
が、0.5（ｇ／ｄ）以上で且つ0.99T（ｇ／ｄ）
（但し、Ｔは該繊維の引張り破断時の強度であ
る）以下、 (2) 実質的に酸素が存在しない雰囲気中におい
て、 (3) 熱処理温度が240℃を超えて、Tm3＋
５／９×102υ〔但し、Tm3は昇温速度10℃／min で測定されるDSC融解曲線の基線にもどる温
度（図３を参照）、υは処理速度（mm／min）
である。〕未満で、 (4) 繊維軸方向の長さｌ（mm）が１≦ｌ≦１＋
4υ＋5d／1.5θ（ここで、υは処理速度（mm／min）、 ｄは該繊維のデニール、θは熱処理温度（℃）
である）である熱処理ゾーンで熱処理し、次い
で (5) 温度勾配の絶対値が｜300｜（℃／cm）以上
で、−60℃以下の冷却温度に冷却する、 ことを特徴とする。 なお、本発明において、「ナイロン66繊維」と
は、実質的にヘキサメチレンジアミンとアジピン
酸より重合されるポリヘキサメチレンアジパミド
で構成される繊維を意味し、ポリヘキサメチレン
アジパミドの特性が損なわれない限り、少量の他
の共重合成分を含むコポリアミドの繊維であつて
もよいし、他の高分子との混合物で構成される繊
維であつてもよい。ナイロン66繊維の重合度は高
ければ高いほど力学的破壊強度が増大するので望
ましく、特に粘度平均分子量M〓（95％濃硫酸中に
て測定、粘度式〔η〕＝2.5＋0.0209M0.832による）
が42000以上であるものが望ましい。 本発明による製造法で得られるナイロン繊維の
第１の特徴は、測定周波数110Hzにおける力学的
損失正接のピーク値〔（tan〓）nax〕に対する温度
（Tnax）が100℃未満で、かつピーク値〔（tan〓）na
ｘ〕が0.06を超えて0.10未満である点にある。な
お、従来の衣料用繊維の（tan〓）naxは0.09〜0.13
に分布し、Tnaxは120℃以上である。また、冷延
伸あるいはゾーン延伸ゾーン熱処理法で得られる
繊維の（tan〓）naxは0.04以下で、Tnaxは110℃以上
である。 Tnaxが100℃未満であると、tie分子鎖の比率が
少なくかつ非晶領域内部の分子鎖の緊張度が低
い。この緊張度の低下に原因して、Tnax＜100℃
の繊維は耐疲労性に優れた特性を有する繊維とな
る。Tnaxが100℃以上であると、tie分子鎖比率が
増すために、非晶領域内部の分子鎖の緊張度が増
し、おそらくこれが原因して耐疲労性は低下す
る。耐疲労性はTnaxが低ければ低いほど上昇す
るが、Tnaxが低くなるに従つて30℃における弾
性率が低下する傾向がある。したがつて紡糸、後
処理技術のうえでTnaxの下限値が決定される。 また、無定形領域内部の分子鎖の中で主鎖のミ
クロブラウン運動が可能な成分の量を反映する
（tan〓）naxの値については、0.060を超えて、0.10
未満の範囲である必要がある。（tan〓）naxの値が
この範囲に入つていると、耐疲労性が高くかつ30
℃における弾性率もすぐれ、強度も高い。（tan〓）
naxが0.060以下であると、耐疲労性が劣る。ま
た、（tan〓）naxが0.10以上であると強度の低下が著
しい。 本発明による製造法で得られるナイロン繊維の
第２の特徴は、該繊維の中心部分に於ける平均複
屈折率（Δn(0)）の値が5.8×10-2以上である点に
ある。平均複屈折率は繊維の結晶部分および非晶
部分の分子鎖の配向に強く依存する。Δn(0)が5.8
×10-2以上であれば、伸び切り鎖比率が高く、分
子鎖の繊維軸方向への配向度も高い為に、繊維の
強度、弾性率、耐疲労性が高い。Δn(0)が5.8×
10-2未満であると、伸び切り鎖比率が減少し、強
度、弾性率の低下が著しい。 こうして本発明の製造法で得られた高強度でか
つ耐疲労性の優れたナイロン66繊維は従来公知の
繊維とは異なつた特異な微細構造を持つといえ
る。 本発明の製造法の第１の特徴は、紡速4000m／
min以上で紡糸された高速紡糸繊維を使用する点
にある。ここで「紡速」とは、第２図に示すよう
に常用される紡糸装置において、紡糸ヘツド２か
ら吐出され、管状加熱域３、流体吸収装置４、油
剤付与装置５および集束装置６を順次経由した糸
条１が引取りロール７にて引取られる速度を意味
する。本発明を貫ぬく基本的な原理は、繊維に含
まれる高融点の伸び切り分子鎖に着目し、それ以
外の低融点の結晶部分を高張力下で局所加熱して
融解させ分子鎖を引き延ばし、続く急冷処理で伸
び切り分子鎖を基に再結晶化させ、この時同時に
非晶領域分子鎖も固定化するものである。従つ
て、用いる繊維は伸び切り分子鎖をより多く含む
必要がある。紡速4000m／min未満の繊維では、
伸び切り分子鎖をほとんど含まないが、4000m／
min以上で紡糸された繊維は伸び切り分子鎖を多
く含む。紡糸速度が高いほど伸び切り分子鎖を多
く含む。本発明において、紡速4000m／minで紡
糸された繊維を使用するのはそのためである。な
お、紡速5500m／min以上で紡糸された高速紡糸
繊維であるとより好ましい。 本発明の製造法の第２の特徴は、熱処理時に糸
にかかる張力の大きさが0.5（ｇ／ｄ）以上で糸の
引張破断時に於ける強度Ｔに0.99をかけた値
0.99T（ｇ／ｄ）以下に保持する点にある。強度
が0.5ｇ／ｄ未満であると、局所加熱により融解
した領域内の分子鎖は十分に引き延ばされずに続
く急冷ゾーンで固定化されてしまうので強度、弾
性率の顕著な増大は起らない。また、0.99T
（ｇ／ｄ）を超えると局所加熱中に糸切れが発生
する頻度が高く、処理が不可能となる場合が多
く、また、もう不可能ではないとしても、巨視的
な欠陥部が発生しやすく、強度・弾性率が逆に低
下し耐疲労性も劣る。 本発明による製造法の第３の特徴は、実質的に
酸素が存在しない雰囲気中で処理を行なう点にあ
る。本発明による処理は、上述のようにかなり高
温で行なうために、雰囲気中に酸素が存在すると
繊維の酸化分解が起こり強度、弾性率の低下を招
く。従つて、熱処理は窒素ガスなどの不活性気体
雰囲気下で行なう。なお処理を真空中で行なうと
糸の酸化分解を防ぐと共に糸の重合度が増大し、
糸の力学的性質が向上するのでより望ましい。 本発明による製造法の第４の特徴は、240℃を
超えてTm3＋５／９×102υ（但し、Tm3は、昇温速 度10℃／minで測定される第３図に示すような
DSC融解曲線の基線Ｇにもどる温度、υは処理
速度（mm／min）である。）未満の温度で、局所
加熱する点にある。ここで「局所加熱」とは、繊
維をできるだけ狭い領域で加熱し、伸び切り分子
鎖以外の結晶領域を融解させる操作である。糸を
なるべくむらなく加熱するためおよび応力を最も
効率的に加熱部に集中させるためには、糸を加熱
する加熱ゾーンの繊維軸方向の長さｌ（mm）は、
処理速度υ（mm／min）、処理温度θ（℃）、糸の繊
度ｄ（デニール）からなる関係式：１≦ｌ≦１＋
4υ＋5d／1.5θを満足することが必要である。糸が240 ℃以下で局所加熱されると、実質的に折りたたみ
鎖結晶や他の微結晶などの低融解温度成分が融解
されず、従つて伸び切り分子鎖の比率は高まら
ず、非晶領域内の分子鎖の緊張、結晶間を結ぶ
tie分子鎖の緊張度の増大、巨視的な構造欠陥な
どを引き起こすので、糸の耐疲労性の低下、強度
の低下を引き起こす。熱処理温度が240℃を超え
て、Tm3＋５／９×102υ未満であると、結晶成分の 組みかえ（水素結合方向の結晶の成長）が起こ
り、非晶領域を含めた、伸び切り鎖への再結晶化
が促進され、伸び切り鎖比率の増大が起こり、強
度、弾性率の増大が著しい。特に従来不可能とさ
れていたTm3以上でTm3＋５／９×102υ未満の温 度での熱処理は第５の特徴で述べる｜300｜℃／
cm以上の急激な温度勾配による冷却で初めて実現
され、この温度での熱処理による伸び切り鎖比率
の増大は著しい。熱処理温度がTm3＋５／９×102υ 以上であると糸の融け切れが多く、実質的に処理
が不可能となる。 本発明による製造法の第５の特徴は、局所加熱
の後、温度勾配の絶対値が｜300｜（℃／cm）以上
で、−60℃以下の冷却温度に冷却する点にある。 ｜300｜（℃／cm）以上の温度勾配があると、局
所加熱で融解した分子鎖の繊維軸方向への配向が
即座に固定化される（Tm3＋５／９×102υ未満の温 度で熱処理できるのはこの為と考えられる）の
で、配向度が著しく増大し、伸び切り鎖の比率が
高まるので、強度・弾性率の増大が起こる。また
−60℃以下への冷却によつて、非晶領域の分子鎖
はtie分子鎖の比率が低く、緊張度が小さいけれ
ども比較的繊維軸方向への配向度が高い状態で瞬
間的に固定化されるので、強度、弾性率とともに
耐疲労性が高い繊維となる。｜300｜（℃／cm）未
満の温度勾配であると、局所加熱で融解した分子
鎖への応力集中が小さく伸び切り鎖の比率は高ま
らない。また、−60℃より高い冷却温度では、瞬
間的な非晶領域内の分子鎖の固定化が不充分で、
得られる糸は強度、弾性率および耐疲労性の面で
劣る。 本発明に係る繊維を特徴づける構造および物性
値は次のように測定される。 〔力学的損失正接（tan〓）および動的弾性率
（E′）〕 力学的損失正接（tan〓）および動的弾性率
（E′）の測定には、東洋ポールドウイン社製レ
オ・バイブロン（Rheo−Vibron）DDV−ｃ型
を用いる。測定周波数110Hz、昇温速度10℃／
min、乾燥空気中でtan〓−温度（Ｔ）特性、E′−
温度（Ｔ）特性を測定する。tan〓−Ｔ曲線から
tan〓ピーク高さ（tan〓）naxとtan〓ピーク温度
（Tnax）とを読みとる。なお、測定前には試料は
48時間以上相対湿度０％の雰囲気下で調整され
る。 〔平均複屈折率Δn(0)〕 Ernst Leitz Wetzlar製偏光顕微鏡SM−LUX
−POLを用いて、波長546nmの光で、Berek
Compensator法により繊維の中心部分の複屈折
率Δn(0)を測定した。 〔強伸度〕 東洋ボールドウイン社製、Tensilon−UM−
−20型引張試験機により、20℃60％R.H.（相対湿
度）の条件下で、初長10cm、引張速度10cm／min
で測定した。 〔耐疲労性試験〕 ナイロン66フイラメント（840d／260f）に48
回／10cmずつ上撚および下撚加工し、以下の組成
をもつレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテツク
ス系接着剤に浸せきし、次いで、230℃において
３分間熱処理した。 成 分 重量部 レゾルシン 11.0 水 238.4 ホルムアルデヒド 16.2 水酸化ナトリウム 0.3 スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン共重合
体ラテツクス（固形分41重量％） 244.0 509.9 このようにして得た処理コードについて、グツ
ドイヤー式チユーブ疲労試験機を用いてJISL−
1017（チユーブ疲労強さＡ法）に従い、チユーブ
疲労試験を行なつた。 実施例 以下、実施例について本発明を具体的に説明す
る。 相対粘度（UR）82（25℃、濃硫酸）のナイロ
ン66を孔径0.23mm、孔数12の紡糸口金より295℃
で熔融紡糸し、冷却し、油剤付与によつて集束性
を与え、引取り速度5500m／minで引き取つた。
この試料を、窒素雰囲気下、張力の大きさ0.9T
（ｇ／ｄ）の状態下、熱処理温度260，265，270
（±１℃）で0.7sec局所加熱後、450℃／cm以上の
温度勾配で−196℃まで急速冷却し、実施例No.２，
No.３，No.４の本発明による製造法で得られた繊維
を得た。これらの試料について、（tan〓）nax,Tnax,
Δn(0),30℃および150℃における貯蔵弾性率E′30,
E′150（GPa）、耐疲労性、強度（ｇ／ｄ）、伸度
（％）、の各数値を測定した。結果は表１に示す通
りである。 なお、比較例として、未処理糸（No.１）、0.9T
（ｇ／ｄ）の張力で熱処理温度260℃、温度勾配
250℃／cmで冷却温度10℃に冷却して得た糸（No.
５）、熱処理温度230℃、温度勾配290℃／cmで、
冷却温度−60℃に冷却して得た糸（No.６）、市販
旭化成ナイロン66タイヤコード（1260d／210f）
（No.７）の構造・物性の各数値を実施例と比較し
て表１に示した。
【表】
＊は比較例
表１からわかるように、本発明による製造法で
得られた繊維に相当する実施例No.２，３，４は高
強力でかつ高耐疲労性ナイロン66繊維であること
がわかる。なお、本発明による製造法で得られた
繊維（No.４）と比較例品（No.５）及び（No.６）の
強伸度曲線を第１図に示す。
表１からわかるように、本発明による製造法で
得られた繊維に相当する実施例No.２，３，４は高
強力でかつ高耐疲労性ナイロン66繊維であること
がわかる。なお、本発明による製造法で得られた
繊維（No.４）と比較例品（No.５）及び（No.６）の
強伸度曲線を第１図に示す。
第１図は、本発明による製造法で得られた繊維
（実施例試料No.３）、比較例（試料No.５，No.６）の
強伸度曲線の比較を示した図である。第２図は、
本発明方法に用いるナイロン66高速紡糸繊維を紡
糸する装置の一例の概略図である。図において、
１は糸条、２は紡糸ヘツド、３は管状加熱域、４
は流体吸引装置、５は油剤付与装置、６は集束装
置、７は引取りローラーである。第３図はナイロ
ン66繊維の典型的なDSC融解曲線であり、Tm1，
Tm2，Tm3の説明図である。図において、Ｇは
基線である。
（実施例試料No.３）、比較例（試料No.５，No.６）の
強伸度曲線の比較を示した図である。第２図は、
本発明方法に用いるナイロン66高速紡糸繊維を紡
糸する装置の一例の概略図である。図において、
１は糸条、２は紡糸ヘツド、３は管状加熱域、４
は流体吸引装置、５は油剤付与装置、６は集束装
置、７は引取りローラーである。第３図はナイロ
ン66繊維の典型的なDSC融解曲線であり、Tm1，
Tm2，Tm3の説明図である。図において、Ｇは
基線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 紡速4000m／min以上で紡糸されたナイロン
66繊維を熱処理するに際し、 (1) 該繊維の繊維軸方向にかかる張力の大きさ
が、0.5（ｇ／ｄ）以上で且つ0.99T（ｇ／ｄ）
（但し、Ｔは該繊維の引張り破断時の強度であ
る）以下、 (2) 実質的に酸素が存在しない雰囲気中におい
て、 (3) 熱処理温度が240℃を超えて、Tm3＋
５／９×102υ〔但し、Tm3は昇温速度10℃／min で測定されるDSC融解曲線の基線にもどる温
度（図３を参照）、υは処理速度（mm／min）
である。〕未満で、 (4) 繊維軸方向の長さｌ（mm）が１≦ｌ≦１＋
4υ＋5d／1.5θ（ここでυは処理速度（mm／min）、ｄ は該繊維のデニール、θは熱処理温度（℃）で
ある）である熱処理ゾーンで熱処理し、次い
で、 (5) 温度勾配の絶対値が｜300｜（℃／cm）以上
で、−60℃以下の冷却温度に冷却する、 ことを特徴とする高強度高耐疲労性ナイロン66繊
維の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15393784A JPS6134216A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 高強度高耐疲労性ナイロン６６繊維の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15393784A JPS6134216A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 高強度高耐疲労性ナイロン６６繊維の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134216A JPS6134216A (ja) | 1986-02-18 |
| JPH0571683B2 true JPH0571683B2 (ja) | 1993-10-07 |
Family
ID=15573339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15393784A Granted JPS6134216A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 高強度高耐疲労性ナイロン６６繊維の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6134216A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4054072B2 (ja) * | 1994-12-09 | 2008-02-27 | 株式会社ブリヂストン | 空気入りラジアルタイヤ |
| JP3792764B2 (ja) * | 1995-12-08 | 2006-07-05 | 株式会社ブリヂストン | 空気入りラジアルタイヤ |
| US8864057B2 (en) | 2011-11-04 | 2014-10-21 | Shaw Industries Group, Inc. | Processes for recycling carpet and products of such processes |
| CN115702264A (zh) * | 2020-06-23 | 2023-02-14 | 科德沙技术纺织品股份公司 | 高抗拉尼龙6.6纱线 |
-
1984
- 1984-07-26 JP JP15393784A patent/JPS6134216A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6134216A (ja) | 1986-02-18 |
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