JP2021155887A - 液晶ポリエステル繊維およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔態様1〕
重量が10kg以上の連続繊維であり、当該連続繊維の全長を長手方向に50等分し、それら50点の強度測定データから得られる平均値(A1)が18cN/dtex以上(好ましくは20cN/dtex以上、より好ましくは23cN/dtex以上)であり、当該強度測定データから得られる平均値(A1)および標準偏差(σ1)により下記式に従って算出される強度バラつきが8.0%以下(好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下)である、液晶ポリエステル繊維。
強度バラつき=(σ1/A1)×100
〔態様2〕
態様1に記載の液晶ポリエステル繊維であって、総繊度が220dtex以上(好ましくは500〜50000dtex、より好ましくは1000〜30000dtex)である、液晶ポリエステル繊維。
〔態様3〕
態様1または2に記載の液晶ポリエステル繊維を少なくとも一部に用いた高次加工製品。
〔態様4〕
態様1または2に記載の液晶ポリエステル繊維を製造する方法であって、
液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸を熱処理する工程を少なくとも含み、前記熱処理工程において、前記紡糸原糸を伸長倍率1.000〜1.200倍(好ましくは1.001〜1.150倍であってもよく、より好ましくは1.002〜1.100倍、さらに好ましくは1.003〜1.050倍)で搬送して熱処理を行う、液晶ポリエステル繊維の製造方法。
〔態様5〕
態様4に記載の製造方法であって、熱処理前後の強度比が1.5倍以上(好ましくは1.8倍以上、より好ましくは2.0倍以上)である、液晶ポリエステル繊維の製造方法。
〔態様6〕
態様4または5に記載の製造方法であって、前記熱処理工程において、前記紡糸原糸をロール・トゥ・ロール方式で搬送しながら熱処理を行う、液晶ポリエステル繊維の製造方法。
本発明の液晶ポリエステル繊維は、液晶ポリエステルで構成される。液晶ポリエステルとしては、例えば芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸等に由来する反復構成単位からなり、本発明の効果を損なわない限り、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構成単位は、その化学的構成については特に限定されるものではない。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、液晶ポリエステルは、芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸に由来する構成単位を含んでいてもよい。例えば、好ましい構成単位としては、表1に示す例が挙げられる。
強度バラつき=(σ1/A1)×100
総繊度が500dtex以上1000dtex未満の場合、100000〜1000000mであってもよく、好ましくは120000〜1000000mであってもよい。
総繊度が1000dtex以上3000dtex未満の場合、33000〜500000mであってもよく、好ましくは40000〜500000mであってもよい。
総繊度が3000dtex以上10000dtex未満の場合、10000〜170000mであってもよく、好ましくは12000〜170000mであってもよい。
総繊度が10000dtex以上50000dtex未満の場合、2000〜50000mであってもよく、好ましくは2400〜50000mであってもよい。
本発明の液晶ポリエステル繊維の製造方法は、液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸を熱処理する工程を少なくとも含み、前記熱処理工程において、前記紡糸原糸を伸長倍率1.000〜1.200倍で搬送して熱処理を行ってもよい。
JIS L 1013:2010 8.3.1 A法に基づき、株式会社大栄科学精器製作所製検尺器「Wrap Reel by Motor Driven」を用いて液晶ポリエステル繊維を100mカセ取りし、その重量(g)を100倍して1水準当たり2回の測定を行い、その平均値を、得られた液晶ポリエステル繊維の総繊度(dtex)とした。また、この値をフィラメント本数で除した商を単繊維繊度(dtex)とした。
JIS K 7121に準拠し、示差走差熱量計(DSC;メトラー社製、「TA3000」)を用いて測定し、観察される主吸収ピーク温度を融点とした。具体的には、前記DSC装置に、試料を10〜20mgをとりアルミ製パンへ封入した後、キャリヤーガスとして窒素を100mL/分の流量で流し、20℃/分で昇温したときの吸熱ピークを測定した。
切れ目なく連続した液晶ポリエステル繊維から、1mの測定用試料を50本採取した。これらの測定用試料は繊維全長を長手方向に50等分した点から各々±0.5%幅を持った範囲でそれぞれ採取した。なお、繊維全長は、繊維重量と上述で測定した総繊度により算出した長さを用いた。
次に、JIS L 1013:2010 8.5.1を参考に、株式会社島津製作所製オートグラフ「AGS−100B」を用いて、試験長10cm、初荷重2.94mN/dtex、引張速度10cm/分の条件で引張試験を行い、50本の測定用試料それぞれにつき1回ずつ破断時の強度を測定し、計50回の測定の平均値(A1)を強度(cN/dtex)とした。
また、50回の測定結果における標準偏差(σ1)を、平均値(A1)で除した商に、100を掛けたものを強度バラつき(%)とした。
強度バラつき(%)=(σ1/A1)×100
下記式で示した構成単位(A)と(B)が(A)/(B)=73/27(モル比)である液晶ポリエステル(α)(Mp0:281℃)を使用した。これを押出機にて溶融押し出しし、ギアポンプで計量しつつ紡糸頭にポリマーを供給した。紡糸頭には孔径0.125mmφ、ランド長0.175mm、孔数300個の紡糸口金を備え、吐出量167g/分でポリマーを吐出し、巻き取り速度1000m/分でボビンに巻き取り紡糸原糸を得た。この際、紡糸口金直下に配置したオイリングガイドから、2重量%のドデシルリン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製、和光一級)水溶液を紡糸原糸に付与した。この水溶液の付与量は8.4g/分であり、紡糸原糸に対するドデシルリン酸ナトリウムの付着比率は計算上0.1重量%であった。また紡糸原糸の融点(Mp)は281℃であった。
孔径0.100mmφ、ランド長0.140mm、孔数600個の紡糸口金を用いて紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
孔径0.150mmφ、ランド長0.210mm、孔数50個の紡糸口金を用いて紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
孔径0.125mmφ、ランド長0.175mm、孔数20個の紡糸口金を用いたこと、吐出量11.2g/分でポリマーを吐出したこと、およびオイリングガイドからのドデシルリン酸ナトリウム水溶液の付与量を0.56g/分にして紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例1で用いた紡糸頭および紡糸口金を2個同時に使用し、各々から吐出量167g/分で吐出したポリマーを、1糸条として重ねて巻き取り速度1000m/分でボビンに巻き取り紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。オイリングガイドからドデシルリン酸ナトリウム水溶液を付与する工程については、1糸条として重ねるより前段階でそれぞれ行い、各紡糸口金直下で実施例1と同様にして付与した。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例1で用いた紡糸頭および紡糸口金を4個同時に使用し、各々から吐出量167g/分で吐出したポリマーを、1糸条として重ねて巻き取り速度1000m/分でボビンに巻き取り紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。オイリングガイドからドデシルリン酸ナトリウム水溶液を付与する工程については、1糸条として重ねるより前段階でそれぞれ行い、各紡糸口金直下で実施例1と同様にして付与した。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
連続熱処理を長く行い、連続した熱処理糸を50kg得たこと以外は実施例6と同様にして熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
連続熱処理において、実施例1と同じ紡糸原糸、装置を用い、熱処理時間が16時間、伸長倍率が1.005倍になるように第一ローラー2と第二ローラー4の回転速度を設定した以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
連続熱処理において、実施例1と同じ紡糸原糸、装置を用い、伸長倍率が1.100倍になるように第二ローラー4の回転速度を設定したこと以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
連続熱処理において、実施例1と同じ紡糸原糸、装置を用い、伸長倍率が1.000倍になるように第二ローラー4の回転速度を設定したこと以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例1に記載の液晶ポリエステル(α)ではなく、下記式で示した各構成単位のモル比が(A)/(C)/(D)/(E)=65/10/5/20である液晶ポリエステル(β)(Mp0:348℃)を使用した以外は、実施例1と同様にして紡糸原糸を得た。その後、連続熱処理において、3つの加熱ゾーン6〜8の温度は通過する順に280℃、280℃、310℃とした以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例1に記載の液晶ポリエステル(α)ではなく、下記式で示した各構成単位のモル比が(A)/(C)/(D)/(E)/(F)=54/15/8/16/7である液晶ポリエステル(γ)(Mp0:315℃)を使用した以外は、実施例1と同様にして紡糸原糸を得た。その後、連続熱処理において、3つの加熱ゾーン6〜8の温度は通過する順に280℃、280℃、310℃とした以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例1記載の液晶ポリエステル(α)ではなく、下記式で示した各構成単位のモル比が(B)/(C)/(G)/(F)=58/5/16/21である液晶ポリエステル(δ)(Mp0:363℃)を使用した以外は、実施例1と同様にして紡糸原糸を得た。その後、連続熱処理において、3つの加熱ゾーン6〜8の温度は通過する順に300℃、300℃、330℃とした以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例1と同様にして得た紡糸原糸15kgを、アルミニウム製の穴あきボビンにケブラーフェルト(目付280g/m2、厚み1.5mm)を巻いたものに対して400m/分で巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。このときトラバース幅は200mm、糸層の最内径は100mmであり、平均巻密度0.60g/cm3、糸層の厚みは160mmだった。これを加熱窒素流通と壁面電気ヒーターの二種の熱源を併用するバッチ形式の箱型炉により窒素雰囲気下で熱処理した。この際、20℃から230℃まで60分間(平均3.5℃/分)で昇温し、230℃で60分間保持し、230℃から260℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、260℃で60分間保持し、260℃から290℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、290℃で720分間保持し、その後熱源の使用を停止し炉内を外気に開放して3時間放置することで冷却し、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例6と同様にして得た紡糸原糸15kgを、比較例1と同様にして巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。これを比較例1と同様にバッチ形式で熱処理を行い、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例11と同様にして得た液晶ポリエステル(β)からなる紡糸原糸15kgを、比較例1と同様にして巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。これを加熱窒素流通と壁面電気ヒーターの二種の熱源を併用するバッチ形式の箱型炉により窒素雰囲気下で熱処理した。この際、20℃から280℃まで60分間(平均4.3℃/分)で昇温し、280℃で60分間保持し、280℃から310℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、310℃で810分間保持し、その後熱源の使用を停止し炉内を外気に開放して3時間放置することで冷却し、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例12と同様にして得た液晶ポリエステル(γ)からなる紡糸原糸15kgを、比較例1と同様にして巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。これを加熱窒素流通と壁面電気ヒーターの二種の熱源を併用するバッチ形式の箱型炉により窒素雰囲気下で熱処理した。この際、20℃から280℃まで60分間(平均4.3℃/分)で昇温し、280℃で60分間保持し、280℃から310℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、310℃で810分間保持し、その後熱源の使用を停止し炉内を外気に開放して3時間放置することで冷却し、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例13と同様にして得た液晶ポリエステル(δ)からなる紡糸原糸15kgを、比較例1と同様にして巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。これを加熱窒素流通と壁面電気ヒーターの二種の熱源を併用するバッチ形式の箱型炉により窒素雰囲気下で熱処理した。この際、20℃から300℃まで60分間(平均4.7℃/分)で昇温し、300℃で60分間保持し、300℃から330℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、330℃で810分間保持し、その後熱源の使用を停止し炉内を外気に開放して3時間放置することで冷却し、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
実施例1と同様にして得た紡糸原糸5kgを、比較例1と同様にして巻き返し、平均巻密度0.60g/cm3、糸層の厚み75mmの熱処理用ボビンパッケージを得た。これを比較例1と同様にしてバッチ形式で熱処理を行い、5kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
2・・・第一ローラー
3・・・熱処理炉
4・・・第二ローラー
5・・・巻取機
6,7,8・・・加熱ゾーン
9・・・紡糸原糸
10・・・炉管
11・・・制御部
12・・・熱処理糸
Claims (6)
- 重量が10kg以上の連続繊維であり、当該連続繊維の全長を長手方向に50等分し、それら50点の強度測定データから得られる平均値(A1)が18cN/dtex以上であり、当該強度測定データから得られる平均値(A1)および標準偏差(σ1)により下記式に従って算出される強度バラつきが8.0%以下である、液晶ポリエステル繊維。
強度バラつき=(σ1/A1)×100 - 請求項1に記載の液晶ポリエステル繊維であって、総繊度が220dtex以上である、液晶ポリエステル繊維。
- 請求項1または2に記載の液晶ポリエステル繊維を少なくとも一部に用いた高次加工製品。
- 請求項1または2に記載の液晶ポリエステル繊維を製造する方法であって、
液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸を熱処理する工程を少なくとも含み、前記熱処理工程において、前記紡糸原糸を伸長倍率1.000〜1.200倍で搬送して熱処理を行う、液晶ポリエステル繊維の製造方法。 - 請求項4に記載の製造方法であって、熱処理前後の強度比が1.5倍以上である、液晶ポリエステル繊維の製造方法。
- 請求項4または5に記載の製造方法であって、前記熱処理工程において、前記紡糸原糸をロール・トゥ・ロール方式で搬送しながら熱処理を行う、液晶ポリエステル繊維の製造方法。
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- 2020-03-27 JP JP2020057470A patent/JP2021155887A/ja active Pending
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