JPWO2018221376A1 - 半芳香族ポリアミド繊維 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)半芳香族ポリアミドのジカルボン酸成分が芳香族ジカルボン酸であって、ジアミン成分の40〜80モル%が2−メチル−1,8−オクタンジアミンである。
(2)半芳香族ポリアミドに対して、銅換算で50〜500ppmの銅化合物を含有する。
(3)ガラス転移点のピーク温度が120〜140℃である。
半芳香族ポリアミドは融点及びガラス転移点が高いため、耐熱性に優れる一方で、成形温度が高くなるため、樹脂中に含有する無機粒子の触媒作用によりポリマー主鎖の分解反応や架橋反応が起こりやすく、無機粒子が含有した半芳香族ポリアミドを溶融紡糸にて繊維化することが困難であった。そこで、耐熱性および耐酸性に兼ね備えつつ、紡糸性に優れた半芳香族ポリアミドを得るために、半芳香族ポリアミドのジカルボン酸成分を芳香族ジカルボン酸とし、ジアミン成分の40〜80モル%を2−メチル−1,8−オクタンジアミンとすることで、半芳香族ポリアミドの融点を下げて、低温での溶融紡糸を可能とするともに、半芳香族ポリアミドのガラス転移点は変化させずに、かつ耐熱性を付与する添加剤の機能を十分に発揮させることで、耐酸性及び長期の耐熱性を維持する半芳香族ポリアミド繊維を得ることができる。
繊維のガラス転移点および融点は、メトラー社製「TA3000−DSC」を用いて、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で400℃まで昇温することにより測定した。ガラス転移温度はDSCチャートで観察される変曲点より求め、融点は発熱ピーク温度とした。
半芳香族ポリアミド繊維を150℃の熱風炉の中に、500時間放置し、高温に曝した後の繊維の強度と処理前の繊維の強度から、強度保持率(処理後/処理前×100%)を評価した。なお、繊維の強度(cN/dtex)はJIS L 1013に準拠して測定した。
濃度1.5×10−4mol/Lの硝酸、濃度3.0×10−5mol/Lの硫酸、2.1×10−4mol/Lのギ酸からなる酸性水溶液200cc中に繊維を5g入れ、120℃で500時間処理した後の繊維の強度と処理前の繊維の強度から、強度保持率(処理後/処理前×100%)を評価した。なお、繊維の強度(cN/dtex)はJIS L 1013に準拠して測定した。
以下の基準に従って紡糸性評価を行った。
○:24時間の連続紡糸を行い、紡糸時の断糸が何ら発生しなかった。
×:24時間の連続紡糸を行い、紡糸時の断糸が1回以上発生した。
テレフタル酸19.5モル、1,9−ノナンジアミン10モル、2−メチル−1,8−オクタンジアミン10モル、安息香酸1モル、次亜リン酸ナトリウム一水和物(原料に対して0.1重量%)および蒸留水2.2リットルを、内容積20リットルのオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。ついで100℃で30分間撹拌し、2時間かけて内温を210℃に昇温した。この時、オートクレーブは22kgf/cm2まで昇圧した。そのまま1時間反応を続けた後、230℃に昇温し、その後2時間、230℃に保ち、水蒸気を徐々に抜いて圧力を22kgf/cm2に保持しながら反応を続けた。次に、30分かけて圧力を10kgf/cm2まで下げ、さらに1時間反応を続けてプレポリマーを得た。このプレポリマーを100℃、減圧下で12時間乾燥し、2mm以下の大きさまで粉砕した。粉砕物を230℃、0.1mmHg下にて10時間固相重合することにより半芳香族ポリアミドを得た。得られたポリマーは、ジカルボン酸成分が芳香族ジカルボン酸100モル%であって、ジアミン成分が2−メチル1,8−オクタンジアミンが50モル%で、1,9−ノナンジアミンが50モル%であった。
得られたポリマーに銅化合物及びハロゲン化金属化合物として、PolyAd Services社製「KG HS 01p」(ヨウ化銅及びヨウ化カリウムの混合物(銅換算で銅化合物3.5重量%、カリウム換算でカリウム化合物20.0重量%))をポリマー重量に対して1重量%添加し、二軸押出機を用いて溶融押出し、銅化合物が350ppm、カリウム化合物が2000ppm添加されたポリマーを調整した。0.35mmΦ×100ホールの丸孔ノズルより紡糸温度285℃で吐出し、吐出速度と巻取速度との比(ドラフト)が10〜50の範囲になるようにそれぞれの速度を調節し、巻取速度500〜2000m/分の範囲で巻き取った。ついで、1浴が85℃、2浴が95℃の水浴を用いて延伸・収縮処理を行い、約1000デニール/100フィラメントのトウを得た。延伸倍率は最大延伸倍率の0.8倍で行った。得られた延伸糸中の銅化合物及びカリウム化合物の含有量と、得られた延伸糸の各種評価結果を表1に示す。
ヨウ化銅及びヨウ化カリウムの混合物を0.5重量%添加した以外は実施例1と同様に繊維化を行った。得られた延伸糸の評価を行い、結果を表1に示す。
1,9−ノナンジアミンを6モル、2−メチル−1,8−オクタンジアミンを14モルに変え、得られた半芳香族ポリアミドのジアミン成分が2−メチル1,8−オクタンジアミンが70モル%で、1,9−ノナンジアミンが30モル%であった以外は実施例1と同様に繊維化を行った。得られた延伸糸の評価を行い、結果を表1に示す。
1,9−ノナンジアミン16モル、2−メチル−1,8−オクタンジアミン4モルに変え、得られた半芳香族ポリアミドのジアミン成分が2−メチル1,8−オクタンジアミンが20モル%で、1,9−ノナンジアミンが80モル%であった以外は実施例1と同様にしてポリマーを作製し、紡糸温度335℃で繊維化を行った。得られた延伸糸の評価を行い、結果を表1に示す。
1,9−ノナンジアミンを加えずに、2−メチル−1,8−オクタンジアミンを20モルに変え、得られた半芳香族ポリアミドのジアミン成分が2−メチル1,8−オクタンジアミンが100モル%であった以外は実施例1と同様にしてポリマーを作製し、紡糸温度305℃で繊維化を行った。得られた延伸糸の評価を行い、結果を表1に示す。
ヨウ化銅及びヨウ化カリウムの混合物を0.1重量%添加した以外は実施例1と同様に繊維化を行った。得られた延伸糸の評価を行い、結果を表1に示す。
ナイロン66ポリマーを用いて溶融押出しした。0.35mmΦ×100ホールの丸孔ノズルより紡糸温度285℃で吐出し、吐出速度と巻取速度との比(ドラフト)が10〜50の範囲になるようにそれぞれの速度を調節し、巻取速度500〜2000m/分の範囲で巻き取った。ついで、1浴が85℃、2浴が95℃の水浴を用いて延伸・収縮処理を行い、約1000デニール/100フィラメントのトウを得た。延伸倍率は最大延伸倍率の0.8倍で行った。得られた延伸糸の評価を行い、結果を表1に示す。
Claims (3)
- 融点が280℃以下である半芳香族ポリアミドからなる繊維であって、下記(1)〜(3)の条件をすべて満足することを特徴とする、半芳香族ポリアミド繊維。
(1)半芳香族ポリアミドのジカルボン酸成分が芳香族ジカルボン酸であって、ジアミン成分の40〜80モル%が2−メチル−1,8−オクタンジアミンである。
(2)半芳香族ポリアミドに対して、銅換算で50〜500ppmの銅化合物を含有する。
(3)ガラス転移点のピーク温度が120〜140℃である。 - 前記半芳香族ポリアミド繊維において、半芳香族ポリアミドに対して、アルカリ金属換算で300〜3000ppmのハロゲン化アルカリ金属化合物を含有する、請求項1に記載の半芳香族ポリアミド繊維。
- 150℃で500時間熱処理した後の強度保持率が80%以上である、請求項1または請求項2に記載の半芳香族ポリアミド繊維。
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