專利名稱：全芳族聚酰胺纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有層狀粘土礦物的全芳族聚酰胺纖維及其制造方法。更具體地說，本發(fā)明涉及含有層狀粘土礦物，具有得到改善的機械特性、特別是得到改善的韌性的全芳族聚酰胺纖維及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，人們對于使聚合物具有高附加值以及提高其性能寄予了很大的關(guān)心。為了使聚合物具有高附加值、具有高性能，人們正積極開發(fā)使聚合物中含有填料(填充劑)而得到的復(fù)合材料。目前，已知為了提高聚合物的機械特性和耐熱性，以纖維狀、針狀的填料作為強化用填充劑使用，由此可使聚合物材料的拉伸強度、彈性模量、彎曲強度、熱尺寸穩(wěn)定性、蠕變特性提高，改善翹曲，使耐磨性、表面硬度、耐熱性、耐沖擊性等各種物性得到提高。
但是，已知復(fù)合材料的強度除受作為復(fù)合材料基質(zhì)的聚合物以及作為填充劑使用的填料本身的強度影響之外，還受填料和聚合物的界面粘合性的很大影響，聚合物與填料的浸潤性好與不好不僅對制造的難易程度有影響，而且對產(chǎn)品的強度也有影響。基于上述理由，作為材料，即使使用顯示高強度、高彈性的填料或聚合物，也未必會得到強度優(yōu)異的復(fù)合材料。
并且，通常已知含有填料的復(fù)合材料具有伸長率低的缺點。
另一方面，人們迫切希望進(jìn)一步提高全芳族聚酰胺纖維(以下可稱為“芳族聚酰胺纖維”)制絲步驟中的工藝穩(wěn)定性和品質(zhì)(防單絲斷裂性)。通常已知工業(yè)上芳族聚酰胺纖維的評價參數(shù)是韌性因數(shù)(TF)。韌性因數(shù)(TF)由以克/旦尼爾單位測定的拉伸強度(T’)與伸長率(E％)的平方根的積(TF＝T’×E1/2)表示。可知當(dāng)為該韌性因數(shù)高的纖維時，拉伸步驟中纖維對拉伸輥的卷纏減少，結(jié)果，所得絲中的單絲斷裂減少，拉伸步驟的穩(wěn)定性提高，所得纖維絲條的品質(zhì)提高。
已知使纖維的機械強度提高的方法例如有通過拉伸使纖維的取向度提高的方法，但已知采用這樣的方法時，在拉伸強度提高的同時伸長率下降，因此難以制造韌性因數(shù)高的長絲。
以往，為改善聚酰胺纖維的機械物性和尺寸穩(wěn)定性，有人提出含有層狀粘土礦物作為填料(參照日本特開平3-81364號公報、日本特開平4-209822號公報、日本特開平8-3818號公報)。但是，它們都是以熱塑性聚酰胺為對象的，這些文獻(xiàn)中并沒有公開過對作為非熱塑性聚酰胺的全芳族聚酰胺纖維使用層狀粘土礦物的內(nèi)容。
為了提高全芳族聚酰胺的機械特性和耐熱性，有人研究了使用層狀粘土礦物作為填料的方法。例如，日本特開平11-236501號公報中公開了以下的方法將含有二胺單體的水溶液與?；人釂误w的可溶于水的有機溶劑溶液混合，進(jìn)行上述單體的縮聚，此時使粘土礦物在水溶液或有機溶劑溶液中共存，由此得到可用作高耐熱材料的全芳族聚酰胺復(fù)合材料；日本特開平11-255893號公報中公開了以下的方法在由可將層狀粘土礦物完全溶解的溶劑制成的層狀粘土礦物溶液中，使全芳族聚酰胺進(jìn)行溶液聚合，高效得到復(fù)合物；日本特開平11-256034號公報中提出了以下的方法通過從含有全芳族聚酰胺、層狀粘土礦物和有機溶劑的溶液中除去上述有機溶劑，使層狀粘土礦物高度微分散于全芳族聚酰胺中，得到機械物性提高的全芳族聚酰胺復(fù)合物。
但是，從現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中并不能獲知以下內(nèi)容通過含有層狀粘土礦物作為填料，使全芳族聚酰胺纖維的機械物性提高，以及含有層狀粘土礦物作為填料，由此可得到具有高韌性因數(shù)的全芳族聚酰胺纖維。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供具有高的機械物性、特別是高的韌性因數(shù)，在制絲步驟中具有良好的工藝穩(wěn)定性、可制絲的全芳族聚酰胺纖維以及工業(yè)化制造該全芳族聚酰胺纖維的方法。
通過本發(fā)明人的研究，發(fā)現(xiàn)對含有全芳族聚酰胺和層狀粘土礦物的紡絲溶液進(jìn)行濕式紡絲并拉伸而得到的拉伸取向的全芳族聚酰胺纖維具有優(yōu)異的機械特性、特別是具有優(yōu)異的韌性因數(shù)。更令人驚異的是本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述層狀粘土礦物的各層在纖維中不是完全均勻地分散，而是通過使層狀粘土礦物分布密度較大的多個區(qū)域散在地分布于構(gòu)成纖維的芳族聚酰胺聚合物基質(zhì)中，由此可進(jìn)一步增大層狀粘土礦物顆粒帶來的提高纖維機械特性、特別是韌性因數(shù)的效果。
本發(fā)明的拉伸取向的全芳族聚酰胺纖維的特征在于含有特定的樹脂組合物，該樹脂組合物含有由全芳族聚酰胺聚合物形成的基質(zhì)和層狀粘土礦物顆粒，其中所述層狀粘土礦物顆粒以相對于100質(zhì)量份基質(zhì)為0.05-20質(zhì)量份的比例分散分布于上述基質(zhì)中。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選在上述全芳族聚酰胺基質(zhì)中散在分布著上述層狀粘土礦物顆粒分布密度比較大的多個區(qū)域。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，將上述全芳族聚酰胺纖維沿其纖維軸切斷，將該縱切面在電子顯微鏡下以10萬倍放大倍率觀察，對于25μm2的觀察截面積S2，測定由于上述層狀粘土礦物顆粒的影響而可見纖維截面的狀態(tài)發(fā)生變化的多個區(qū)域的總面積S1，優(yōu)選由下式(1)所規(guī)定的上述層狀粘土礦物顆粒在上述纖維內(nèi)的分散度YY(％)＝(S1/S2)×100 (1)在0.1-40的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選上述層狀粘土礦物含有至少一種選自鋰蒙脫石、皂石、富鎂蒙脫石、貝得石、蒙脫石和膨潤性云母的礦物。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選上述層狀粘土礦物顆粒用插入劑實施處理。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選上述層狀粘土礦物顆粒的平均層厚為10-500nm。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選上述層狀粘土礦物顆粒的由下式(2)規(guī)定的取向度A為50％以上A(％)＝[(180-w)/180]×100(2)(式(2)中，w表示上述層狀粘土礦物顆粒的X射線分析中，沿上述層狀粘土礦物顆粒的(001)面的反射峰的德拜環(huán)測定的強度分布的半峰寬)。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選上述全芳族聚酰胺纖維的拉伸強度(T)與除了不含上述層狀粘土礦物顆粒、其它與上述全芳族聚酰胺纖維完全相同的對比全芳族聚酰胺纖維的拉伸強度(T0)之比(T/T0)為1.1以上。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選上述全芳族聚酰胺纖維的伸長率(E)與除了不含上述層狀粘土礦物顆粒、其它與上述全芳族聚酰胺纖維完全相同的對比全芳族聚酰胺纖維的伸長率(E0)之比(E/E0)為1.1以上。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選上述全芳族聚酰胺纖維的由下式(3)規(guī)定的韌性因數(shù)(TF)為30以上TF＝T’×E’1/2(3)(上式(3)中，T’表示上述全芳族聚酰胺纖維以g/1.1dtex為單位時的拉伸強度數(shù)值，E’表示上述全芳族聚酰胺纖維以％為單位時的伸長率數(shù)值)。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選上述全芳族聚酰胺纖維的韌性因數(shù)(TF)與除了不含上述層狀粘土礦物顆粒、其它與上述全芳族聚酰胺纖維完全相同的對比全芳族聚酰胺纖維的韌性因數(shù)(TF0)之比TF/TF0為1.1以上。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選上述層狀粘土礦物顆粒在其層間具有有機離子。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，優(yōu)選全芳族聚酰胺選自間-全芳族聚酰胺。
本發(fā)明的拉伸取向的全芳族聚酰胺纖維的制造方法的特征在于將含有溶劑、全芳族聚酰胺、相對于100質(zhì)量份上述全芳族聚酰胺為0.05-20質(zhì)量份的層狀粘土礦物顆粒的紡絲原液通過噴絲板，紡制成纖維狀擠出到水性凝固浴中，使上述擠出的纖維狀原液流凝固，將形成的未拉伸纖維在濕式氣氛中拉伸，將所得拉伸纖維進(jìn)行干燥熱處理。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維的制造方法中，優(yōu)選上述紡絲原液是將溶液A與溶液B混合來制造，其中溶液A含有上述溶劑的一部分、上述全芳族聚酰胺的一部分、以及相對于100質(zhì)量份上述全芳族聚酰胺部分為30-300質(zhì)量份的層狀粘土礦物顆粒，溶液B含有上述溶劑的剩余部分和全芳族聚酰胺的剩余部分；且滿足下述要件(1)和(2)(1)溶液A在剪切速度0.1秒-1時的粘度為剪切速度10秒-1時的粘度的15-80倍，以及(2)在剪切速度0.1秒-1下，溶液A的粘度為溶液B的粘度的4-20倍。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維的制造方法中，優(yōu)選上述紡絲原液中全芳族聚酰胺的濃度為0.1-30％質(zhì)量。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維的制造方法中，優(yōu)選上述濕式氣氛中對上述未拉伸纖維的拉伸倍率在其最大拉伸倍率的0.3-0.6倍的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維的制造方法中，優(yōu)選上述溶劑選自酰胺系極性溶劑。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維的制造方法中，優(yōu)選上述全芳族聚酰胺選自間-全芳族聚酰胺。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維的一個例子的截面電子顯微鏡照片。
實施發(fā)明的最佳方式本發(fā)明所用全芳族聚酰胺的構(gòu)成其重復(fù)單元主要骨架的芳環(huán)互相通過酰胺鍵連接而成，特別優(yōu)選選自間-全芳族聚酰胺。所述全芳族聚酰胺通?？赏ㄟ^將芳族二甲酰二鹵和芳族二胺在它們的溶液中進(jìn)行低溫溶液聚合或界面聚合來制造。
本發(fā)明中使用的二胺成分優(yōu)選含有例如對苯二胺、2-氯對苯二胺、2，5-二氯對苯二胺、2，6-二氯對苯二胺、間苯二胺、3，4’-二氨基二苯醚、4，4’-二氨基二苯醚、4，4’-二氨基二苯甲烷、4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜等的一種以上，但并不限于此。這些二胺化合物中，優(yōu)選使用對苯二胺、間苯二胺和3，4’-二氨基二苯醚。
本發(fā)明中使用的芳族二甲酰二鹵成分優(yōu)選含有例如間苯二甲酰二氯、對苯二甲酰二氯、2-氯對苯二甲酰二氯、2，5-二氯對苯二甲酰二氯、2，6-二氯對苯二甲酰二氯、2，6-萘二甲酰二氯等的一種以上，但不限于此。這些芳族二甲酰二鹵中，優(yōu)選使用對苯二甲酰二氯和/或間苯二甲酰二氯。
上述全芳族聚酰胺中，優(yōu)選使用聚間苯二甲酰間苯二胺、共聚對亞苯基/3，4’-二羥基二亞苯基對苯二甲酰胺，特別優(yōu)選使用聚間苯二甲酰間苯二胺。
使全芳族聚酰胺聚合并制造紡絲原液時所使用的溶劑可以使用例如N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮和N-甲基己內(nèi)酰胺等有機極性酰胺系溶劑，四氫呋喃和二烷等水溶性醚化合物，甲醇、乙醇和乙二醇等水溶性醇化合物，丙酮和甲基乙基酮等水溶性酮化合物，以及乙腈和丙腈等水溶性腈化合物等的至少一種，但并不限于此。上述溶劑可以是2種以上上述化合物的混合液。本發(fā)明方法所使用的上述溶劑優(yōu)選是脫水的溶劑。
這種情況下，為了提高溶解性，可以在聚合前、聚合中間、或聚合終止時將適量的以往公知的無機鹽添加到聚合混合液中。所述無機鹽例如有氯化鋰、氯化鈣等。
由上述二胺成分和上述酰鹵成分制造全芳族聚酰胺時，優(yōu)選將這些二胺成分與酰鹵成分的摩爾比控制在0.90-1.10，更優(yōu)選0.95-1.05。
本發(fā)明中使用的全芳族聚酰胺的分子末端可以封端。使用封端劑進(jìn)行封端時，該封端劑例如有鄰苯二甲酰氯及其取代物、胺成分采用苯胺及其取代物。
通常，酰鹵與二胺的反應(yīng)中，為了捕獲生成的鹵化氫等酸，可以結(jié)合使用脂族胺、芳族胺和季銨鹽。
上述聚合反應(yīng)終止后，可根據(jù)需要向反應(yīng)混合物中添加堿性無機化合物例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或氧化鈣等，使其進(jìn)行中和反應(yīng)。
對本發(fā)明的全芳族聚酰胺的制造反應(yīng)條件沒有特別限定。酰鹵與二胺的反應(yīng)通常迅速進(jìn)行，反應(yīng)溫度為-25℃至100℃，優(yōu)選-10℃至80℃。
將上述得到的全芳族聚酰胺聚合物加入到醇或水等非溶劑中，使其沉淀，可以以漿狀絮片的形式取出?？蓪⒃摼酆衔镄跗俅稳芙庥谌軇┲?，將該溶液供給濕式紡絲，也可以將聚合反應(yīng)得到的溶液直接用作紡絲用溶液。再次溶解時所使用的溶劑只要是溶解該全芳族聚酰胺的溶劑即可，沒有特別限定，優(yōu)選使用上述全芳族聚酰胺聚合時所使用的溶劑。
接著，本發(fā)明中使用的層狀粘土礦物具有陽離子交換能力，并且，層間攝入水時顯示膨潤的性質(zhì)，優(yōu)選使用蒙脫石型粘土礦物和膨潤性云母。層狀粘土礦物的具體例子有作為蒙脫石型粘土礦物的鋰蒙脫石、皂石、富鎂蒙脫石、貝得石、蒙脫石(它們可以是天然的也可以是化學(xué)合成的)、以及它們的取代物、衍生物或混合物。另外，膨潤性云母有經(jīng)化學(xué)合成、層間具有Li、Na離子的合成膨潤性云母或它們的取代物、衍生物或混合物。
本發(fā)明中，優(yōu)選使用用含有有機離子的表面處理劑(插入劑)處理上述層狀粘土礦物顆粒而得到的物質(zhì)。通過用該有機離子進(jìn)行處理，所得層狀粘土礦物顆粒在全芳族聚酰胺、基質(zhì)中的分散性提高，可以提高長絲形成性和所得纖維的韌性因數(shù)。
上述表面處理中所使用的有機離子優(yōu)選選自具有下式(1) (R1、R2、R3和R4各自獨立，為碳原子數(shù)為1-30的烷基或由-(CH2CH2O)nH表示的羥基聚氧乙烯基。)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)的季銨離子。這里，R1、R2、R3和R4表示的碳原子數(shù)為1-30的烷基中，優(yōu)選碳原子數(shù)為1-18的烷基。
優(yōu)選使用的季銨化合物例如有十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、油基三甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基氯化銨、雙十四烷基二甲基氯化銨、雙十六烷基二甲基氯化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、二油基二甲基氯化銨、十二烷基二乙基芐基氯化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨、油基二甲基芐基氯、三辛基甲基氯化銨、羥基聚氧丙烯基甲基二乙基氯化銨、羥基聚氧乙烯基十二烷基二甲基氯化銨、羥基聚氧乙烯基十四烷基二甲基氯化銨、羥基聚氧乙烯基十六烷基二甲基氯化銨、羥基聚氧乙烯基十八烷基二甲基氯化銨、羥基聚氧乙烯基油基二甲基氯化銨、二羥基聚氧乙烯基十二烷基甲基氯化銨、雙(羥基聚氧乙烯基)十四烷基甲基氯化銨、雙(羥基聚氧乙烯基)十六烷基甲基氯化銨、雙(羥基聚氧乙烯基)十八烷基甲基氯化銨以及雙(羥基聚氧乙烯基)油基甲基氯化銨等，但不限于這些。
用有機離子對層狀粘土礦物顆粒進(jìn)行處理的方法通常有將1重量份層狀粘土礦物顆粒、1-10重量份有機離子在水中混合，然后將該混合物干燥。水的用量優(yōu)選為層狀粘土礦物的1-100倍?；旌蠒r的溫度優(yōu)選為30-70℃，混合時間優(yōu)選為0.5-2小時。干燥條件優(yōu)選在70-100℃常壓干燥3天，真空干燥2天。
優(yōu)選本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中的層狀粘土礦物顆粒的平均層厚為500nm以下，特別優(yōu)選為200mn以下。這里所述層狀粘土礦物的平均層厚是在對纖維的縱切面進(jìn)行電子顯微鏡測定(倍率10萬倍)中，對在25μm2截面積中觀察到的全部層狀粘土礦物顆粒測定的層厚的平均值。層狀粘土礦物的平均層厚比500nm大，則難以確保所得樹脂組合物在制絲時的成型穩(wěn)定性。另一方面，如果要將層狀粘土礦物顆粒分散到分子水平，則為了確保層狀粘土礦物顆粒的增稠效果和分散性，必須使紡絲原液的溶液濃度降低，不僅紡絲步驟的生產(chǎn)效率降低，所得纖維的韌性提高效果也有變小的傾向。因此，層狀粘土礦物顆粒的平均層厚優(yōu)選為10nm以上，特別優(yōu)選12nm以上。本發(fā)明中使用的層狀粘土礦物顆粒的縱·橫尺寸優(yōu)選為(50-1000nm)×(50-1000nm)，更優(yōu)選(100-500nm)×(100-500nm)。
再將上述全芳族聚酰胺纖維沿其纖維軸切斷，將該縱切面用電子顯微鏡以10萬倍的放大倍率觀察，對于25μm2的觀察截面積S2，測定由于上述層狀粘土礦物顆粒的影響而可見纖維截面的狀態(tài)發(fā)生變化的多個區(qū)域的總面積S1，優(yōu)選由下式(1)所規(guī)定的上述層狀粘土礦物顆粒在上述纖維內(nèi)的分散度YY(％)＝(S1/S2)×100(1)在0.1-40的范圍內(nèi)，更優(yōu)選0.5-30。分散度Y低于0.1，則韌性因數(shù)的提高減小，分散度Y超過40，則由全芳族聚酰胺、層狀粘土礦物顆粒和溶劑制造的紡絲原液的透明性降低，且成型性也降低。
通過上述的顯微鏡觀察可知在纖維截面中可見的纖維狀態(tài)的變化起因于分布于該截面區(qū)域中的層狀粘土礦物顆粒以高于其它區(qū)域的分布密度進(jìn)行分布。如上所述，本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)通過在纖維的全芳族聚酰胺聚合物基質(zhì)中散在地分布著層狀粘土礦物顆粒分布密度比較高的區(qū)域，可以提高所得纖維的韌性因數(shù)。為了使層狀粘土礦物顆粒分布密度比較高的區(qū)域適度地散在分布，可通過將上述層狀粘土礦物顆粒的分散度Y控制在0.1-40的范圍內(nèi)來實現(xiàn)。
圖1表示本發(fā)明的全芳族聚酰胺拉伸纖維的一個例子的截面。圖1中，纖維截面中可見層狀粘土礦物分布密度高的多個區(qū)域呈短纖維狀地散在分布。上述短纖維狀區(qū)域沿著纖維軸向延伸。
如上所述，通過使具有較高層狀粘土礦物顆粒分布密度的區(qū)域散在分布于纖維中，可以提高所得纖維的韌性因數(shù)，其理由尚不完全清楚，推測可能是以這樣的高分布密度含有層狀礦物顆粒的區(qū)域在延伸時，層狀粘土礦物顆粒和全芳族聚酰胺聚合物分子形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，并且該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)通過拉伸而沿纖維軸方向取向。即使層狀粘土礦物顆粒的含量比較少量，所述層狀粘土礦物顆粒與聚合物形成的取向的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也會對韌性因數(shù)的提高起很大作用。
本發(fā)明中，在無損物性或制絲時的工藝穩(wěn)定性的前提下，可以在全芳族聚酰胺聚合物中結(jié)合使用層狀粘土礦物以外的填料。所使用的填料有纖維狀或板狀、鱗片狀、粒狀、無定形狀、破碎品等非纖維狀的填充劑，特別優(yōu)選非纖維狀的填料。具體來講，有鈦酸鉀晶須、鈦酸鋇晶須、硼酸鋁晶須、氮化硅晶須、云母、滑石粉、高嶺土、二氧化硅、碳酸鈣、玻璃珠、玻璃片、玻璃微球、粘土、二硫化鉬、硅灰石、氧化鈦、氧化鋅、多磷酸鈣、石墨、金屬粉末、金屬片、金屬帶、金屬氧化物、碳粉末、石墨、碳片、鱗片狀碳等。全芳族聚酰胺纖維的單絲纖度大時，還可以使用玻璃纖維、PAN系或瀝青系碳纖維、不銹鋼纖維、鋁纖維或黃銅纖維等金屬纖維，全芳族聚酰胺纖維等有機纖維，石膏纖維、陶瓷纖維、石棉纖維、二氧化鋯纖維、氧化鋁纖維、二氧化硅纖維、氧化鈦纖維、碳化硅纖維、褐塊石棉纖維、金屬帶等。這些填料可以將2種以上結(jié)合使用。
可以用公知的偶聯(lián)劑(例如硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑等)、其它的表面處理劑對上述填料的表面進(jìn)行處理。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維中，相對于100重量份全芳族聚酰胺，層狀粘土礦物的含量必須在0.05-20重量份、優(yōu)選0.1-10重量份、進(jìn)一步優(yōu)選0.5-5重量份的范圍內(nèi)。相對于100重量份該全芳族聚酰胺，層狀粘土礦物的含量低于0.05重量份時，則見不到韌性因數(shù)的提高，而超過20重量份時，含有層狀粘土礦物、全芳族聚酰胺和溶劑的紡絲溶液的透明性低，缺乏成型性，因而不優(yōu)選。
纖維中的層狀粘土礦物的取向度A為50％以上、優(yōu)選70％以上、進(jìn)一步優(yōu)選80％以上時，可以提高機械物性(韌性因數(shù))和熱尺寸穩(wěn)定性等各物性，因而優(yōu)選。層狀粘土礦物顆粒的取向度A由下式，根據(jù)通過X射線分析測定的沿層狀粘土礦物顆粒001面反射峰的德拜環(huán)測定的強度分布求出。
A＝(180-w)/180×100式中w表示沿反射峰的德拜環(huán)測定的強度分布的半峰寬(度)。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維與除了不含層狀粘土礦物顆粒、其它與上述全芳族聚酰胺纖維完全相同的對比全芳族聚酰胺纖維相比，優(yōu)選拉伸強度(T)提高10％以上，還優(yōu)選伸長率(E)提高10％以上。進(jìn)一步優(yōu)選韌性因數(shù)(TF)提高10％以上、特別優(yōu)選提高20％以上，優(yōu)選具有30以上的韌性因數(shù)。這里所述韌性因數(shù)(TF)定義為以克/旦尼爾單位測定的拉伸強度(T’)與以％單位表示的伸長率(E)的平方根的積，即T’×E1/2。
如上所述，韌性因數(shù)提高到30以上，則纖維的強度提高，即使提高拉伸倍率，纖維中的單絲斷裂也減少(品質(zhì)提高)，另外拉伸時單絲對拉伸輥等的纏繞減少(工藝穩(wěn)定性提高)。特別是韌性因數(shù)提高10％以上，則拉伸步驟的穩(wěn)定效果增加，因而優(yōu)選。
在無損本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維可以含有其它成分，例如抗氧化劑、耐熱穩(wěn)定劑、耐候劑、染料、抗靜電劑、阻燃劑、導(dǎo)電劑、其它添加劑。
本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維例如可按照下述方法制造，即，可通過(1)調(diào)節(jié)含有全芳族聚酰胺、層狀粘土礦物和溶劑的紡絲原液(dope)的步驟、(2)將上述紡絲原液紡出到水性凝固浴中中使其凝固的步驟、(3)將上述凝固絲在濕式氣氛中拉伸的步驟、以及(4)對上述拉伸絲進(jìn)行干燥熱處理的步驟。
關(guān)于紡絲原液中層狀粘土礦物與全芳族聚酰胺的混合比例，相對于100重量份前者，后者控制在0.5-20質(zhì)量份，優(yōu)選0.1-10重量份，特別優(yōu)選0.5-5質(zhì)量份的范圍內(nèi)。紡絲原液中的聚合物濃度優(yōu)選為0.1-30％質(zhì)量，更優(yōu)選1-25％質(zhì)量，進(jìn)一步優(yōu)選15-25％質(zhì)量。并且紡絲原液的濁度優(yōu)選調(diào)制為10以下，更優(yōu)選5以下。
對制造紡絲原液的方法沒有特別限定，例如有(A)在全芳族聚酰胺的溶液中加入層狀粘土礦物的方法、(B)將全芳族聚酰胺的溶液與層狀粘土礦物的分散液混合的方法、以及(C)向?qū)訝钫惩恋V物的溶液中添加全芳族聚酰胺并分散的方法等。
由全芳族聚酰胺聚合物、層狀粘土礦物顆粒和溶劑制造本發(fā)明所使用的紡絲原液時，優(yōu)選如下制造在一部分上述溶劑中制備含有一部分上述全芳族聚酰胺聚合物、相對于100質(zhì)量份該全芳族聚酰胺聚合物部分為30-300質(zhì)量份的層狀粘土礦物顆粒的溶液(A)，另行由上述溶劑的余量、上述全芳族聚酰胺聚合物的余量制備溶液B，將上述溶液A和上述溶液B混合，此時，上述溶液A和上述溶液B滿足下述要件(1)溶液A在剪切速度0.1秒-1時的粘度為剪切速度10秒-1時的粘度的15-80倍，以及(2)在剪切速度0.1秒-1下，溶液A的粘度為溶液B的粘度的4-20倍。
這樣，層狀粘土礦物顆粒分布密度較高的區(qū)域可以均勻地分散分布于紡絲原液中，紡絲步驟穩(wěn)定，同時所得纖維中的層狀粘土礦物顆粒的分散度Y可控制在所需要的值，可以使所得纖維的韌性因數(shù)提高的效果增大。
這里，溶液A中層狀粘土礦物相對于的全芳族聚酰胺的比例低于30重量份，則與溶液B的粘度差減小，層狀粘土礦物容易均勻地分散于所得紡絲原液中，韌性因數(shù)提高的效果減小。另一方面，其超過300重量份，則層狀粘土礦物的分布密度顯著不均勻，因此紡絲步驟的穩(wěn)定性降低。
在剪切速度0.1秒-1下，溶液A的粘度低于溶液B的粘度的4倍時，層狀粘土礦物容易均勻分散，因此，具有較大層狀粘土礦物顆粒分布密度的區(qū)域的形成減少，韌性因數(shù)提高的效果減小，而超過20倍，則紡絲步驟中，紡絲原液中層狀粘土礦物顆粒分布密度較高的區(qū)域的形成過多，因此，產(chǎn)生噴絲組件壓上升等，工藝穩(wěn)定性可能降低。并且，溶液A在剪切速度為0.1秒-1下的粘度低于剪切速度為10秒-1下的粘度的15倍時，層狀粘土礦物容易均勻地分散于纖維中，因此，具有較大層狀粘土礦物顆粒分布密度的區(qū)域的形成減少，韌性因數(shù)提高的效果減小，而超過20倍，則紡絲步驟中，紡絲原液中層狀粘土礦物顆粒分布密度較高的區(qū)域的形成過多，因此工藝穩(wěn)定性可能降低。
用于調(diào)節(jié)紡絲原液的溶劑只要是溶解全芳族聚酰胺的溶劑即可，可以是任意的，優(yōu)選使用以酰胺系極性溶劑作為主要成分的溶劑。其具體例子有例如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N-乙基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、四甲基脲、六甲基磷酰胺、N-甲基丁內(nèi)酰胺等非質(zhì)子性酰胺系有機溶劑。紡絲原液的溫度可根據(jù)全芳族聚酰胺的溶解性適當(dāng)設(shè)定，當(dāng)采用聚間苯二甲酰間苯二胺時，從紡絲性考慮，優(yōu)選設(shè)定在50-90℃的范圍。
本發(fā)明的方法中，紡絲原液從通常具有10-30000個噴絲孔的噴絲板中呈長絲狀紡出，例如直接紡出到水性凝固浴中，使其凝固，形成未拉伸纖維。這里所使用的水性凝固浴的組成沒有特別限定，可根據(jù)所使用的全芳族聚酰胺和溶劑的種類適當(dāng)選擇，可以使用以往公知的含有無機鹽和/或溶劑的水性凝固浴。具體來說，當(dāng)全芳族聚酰胺為聚間苯二甲酰間苯二胺、溶劑為N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)時，可以優(yōu)選例舉氯化鈣的濃度為34-42％重量、NMP濃度為3-10％重量的水溶液。這種情況下，水性凝固浴的溫度在80-95℃是適當(dāng)?shù)?，纖維在凝固浴中的浸漬時間為1-11秒是適當(dāng)?shù)摹?br> 從凝固浴中引出的未拉伸纖維中殘留有很多溶劑，因此，優(yōu)選對該未拉伸纖維進(jìn)行水洗，萃取除去殘留溶劑。例如可采用將從凝固浴中引出的未拉伸纖維過水浴的方法、或向該未拉伸纖維上噴水的方法等。這里，優(yōu)選將洗凈后的纖維中的溶劑含有率控制在30％重量以下，超過該范圍時，在隨后的拉伸步驟中，水容易浸入到纖維中，形成空隙，纖維強度容易降低。
將水洗后的未拉伸纖維在濕式氣氛中、優(yōu)選在溫水浴中進(jìn)行拉伸，與此同時洗滌除去殘留的溶劑、以及根據(jù)需要結(jié)合使用的氯化鈣等無機鹽。上述拉伸中的拉伸溫度根據(jù)殘留在未拉伸纖維中的溶劑的量適當(dāng)設(shè)定。例如溶劑殘留量為聚合物質(zhì)量的50％以上時，優(yōu)選將拉伸溫度控制在0-50℃，溶劑殘留量相對于聚合物質(zhì)量低于50％時，優(yōu)選將拉伸溫度控制在50-100℃。拉伸倍率優(yōu)選為1.05倍以上，更優(yōu)選1.10倍以上，進(jìn)一步優(yōu)選控制在未拉伸纖維的最大拉伸倍率(在相同拉伸條件下拉伸時開始發(fā)生斷絲的拉伸倍率)的0.3倍-0.6倍的范圍。
所得拉伸纖維通常以100℃以上的溫度干燥，接著，根據(jù)需要進(jìn)一步熱拉伸，然后通過加熱輥、熱板等進(jìn)行熱處理。
這樣得到的全芳族聚酰胺纖維可以根據(jù)需要以絲束的形式裝桶或卷曲，或者直接送至后面的步驟，還可以根據(jù)需要，在卷曲后切斷，制成短纖維，然后供給所需步驟。
實施例以下給出實施例，進(jìn)一步具體說明本發(fā)明。實施例中的各特性值按照下述方法測定。
<特性粘度IV>
將供試聚合物以0.5g/100ml的濃度溶解于NMP中，用奧氏粘度計在30℃測定該溶液的粘度，由該測定值計算特性粘度。
<粘度>
使用Rheometric Scientific公司制造的粘度計(商標(biāo)Rheomet115)，在70℃測定紡絲原液的粘度。
<纖度>
按照J(rèn)IS-L-1015測定。
<拉伸強度、伸長率>
按照J(rèn)IS-L-1015，以試樣長20mm、初始載荷0.05g/dtex、拉伸速度20mm/分鐘測定。
<層狀粘土礦物的取向度A>
使用X射線發(fā)生裝置(理學(xué)電機公司制造RU-200B)，以靶CuKα射線、電壓45kV、電流70mA的條件測定。入射X射線通過Osmic公司制造的多層膜反射鏡進(jìn)行聚光和單色化，通過垂直透射法測定纖維試樣。衍射X射線的檢測使用大小為200mm×250mm的成像板(富士寫真膠片制造)，在拍攝長度(camera length)250mm的條件下測定。粘土層面的取向度A通過下式，由沿001面反射峰的德拜環(huán)測定的強度分布求出。
A＝(180-w)/180×100式中w表示沿反射峰的德拜環(huán)測定的強度分布的半峰寬(度)。
<紡絲原液的濁度>
使用日本電色工業(yè)(株)制造的濁度計NDH2000，測定光路長1cm的填充于測試池中的紡絲原液的濁度。
(層狀粘土礦物顆粒的平均層厚)在使用日立制作所制造的電子顯微鏡H-800測定的纖維縱切面的透射電子顯微鏡照片(TEM照片、倍率10萬倍)中，計測在截面積25μm2中觀察到的全部層狀粘土礦物顆粒的層厚，計算其平均值。
(層狀粘土礦物的分散度(Y))將上述全芳族聚酰胺纖維沿其纖維軸切斷，將該縱切面用日立制作所制造的透射電子顯微鏡(型號H-800)以10萬倍放大倍率觀察，對于25μm2的觀察截面積S2，測定由于上述層狀粘土礦物顆粒的影響而可見纖維截面的狀態(tài)發(fā)生變化的多個區(qū)域的總面積S1，由下式(1)計算規(guī)定的上述層狀粘土礦物顆粒在上述纖維內(nèi)的分散度YY(％)＝(S1/S2)×100測定三次，求其平均值。
<溶液的剪切粘度>
使用Rheometric Scientific公司制造的Rheomet 115，在溫度70℃測定在調(diào)節(jié)紡絲原液時的溶液的剪切粘度。
<纖維中的含有溶劑量N>
將拉伸前的纖維在離心機(轉(zhuǎn)數(shù)5000rpm)離心10分鐘，然后將該纖維在甲醇中煮沸4小時，萃取纖維中的溶劑和水。測定萃取后的甲醇溶液重量M2和纖維的干燥重量M1，通過氣相色譜求出萃取液中的溶劑重量濃度C(％)，由下式計算含有溶劑量N。
N＝(C/100×M2)/M1×100<單纖維斷裂數(shù)>
將多根所得拉伸纖維匯集成纖維束，將該纖維束的一端固定，使固定部到另一端長度為20cm，切斷。此時的纖維束的單纖維總數(shù)為H。接著使該纖維束在裝滿水的浴(縱寬0.5m)中沿縱向來回往復(fù)10次，然后提起該纖維束，計數(shù)留在浴中的單絲。將該操作重復(fù)5次，其殘留總數(shù)為M。由下式計算15000m中的單纖維斷裂數(shù)(X)，將其重復(fù)3次，求平均值。
X＝M×15000/(H×T×0.2)實施例1將215g特性粘度為1.35dl/g的聚間苯二甲酰間苯二胺溶解于785g NMP中，攪拌至形成均勻透明的紡絲原液。另外，作為層狀粘土礦物，將經(jīng)聚氧丙烯基甲基二乙基氯化銨處理的蒙脫石型粘土礦物(商標(biāo)Lucentite SPN、Co-op Chemical制造)混合分散到NMP中，使其濃度達(dá)到1％重量。將所得層狀粘土礦物分散液添加到上述全芳族聚酰胺溶液中，使其達(dá)到如表1記載的組成，攪拌，制造紡絲原液(dope)。所得紡絲原液的濁度為2.41。對所得紡絲原液進(jìn)行脫泡，然后通過孔(cap)徑0.07mm、孔數(shù)100孔的噴絲板擠出成長絲狀，導(dǎo)入85℃的由43％氯化鈣水溶液(含有1％質(zhì)量的NMP)形成的凝固浴中，以紡絲速度7米/分鐘使其凝固，水洗后，將所得未拉伸纖維在沸水中拉伸2.4倍，再在120℃干燥，然后在350℃進(jìn)行1.75倍的拉伸熱定型。得到含有層狀粘土礦物的全芳族聚酰胺纖維。對單纖維的縱切面進(jìn)行TEM測定，層狀粘土礦物顆粒的平均層厚為90nm。由X射線衍射結(jié)果得到的層狀粘土礦物顆粒的取向度A為91％。所得纖維的拉伸強度、伸長率以及韌性因數(shù)(TF)如表1所示。
實施例2與實施例1同樣地制造具有表1的組成的全芳族聚酰胺纖維。使經(jīng)三辛基甲基氯化銨處理的蒙脫石型粘土礦物(商標(biāo)LucentiteSTN、Co-op Chemical制造)作為層狀粘土礦物。此時紡絲原液的濁度為1.92。層狀粘土礦物顆粒的平均層厚為86nm，取向度A為91％。所得纖維的拉伸強度、伸長率以及韌性因數(shù)(TF)如表1所示。
比較例1與實施例1同樣地制造全芳族聚酰胺纖維。但其中不含層狀粘土礦物。所得纖維的拉伸強度、伸長率以及韌性因數(shù)(TF)如表1所示。
表1

實施例3將0.16質(zhì)量份特性粘度為1.9dl/g的聚間苯二甲酰間苯二胺溶解于1.46質(zhì)量份NMP中，攪拌至形成均勻透明的紡絲原液。向該紡絲原液中添加0.18質(zhì)量份經(jīng)聚氧丙烯基甲基二乙基氯化銨處理的蒙脫石型粘土礦物(商標(biāo)Lucentite SPN、Co-op Chemical制造)作為層狀粘土礦物，攪拌，制成聚合物溶液A。另外，將17.44質(zhì)量份聚間苯二甲酰間苯二胺溶解于63.68重量份NMP中，制成透明的聚合物溶液B。
將上述聚合物溶液A和聚合物B混合攪拌，然后再向該混合物中加入17.08質(zhì)量份NMP，由此制備含有17.60質(zhì)量份聚間苯二甲酰間苯二胺、0.18質(zhì)量份Lucentite SPN(商標(biāo))、以及82.22質(zhì)量份NMP的紡絲原液。
將該紡絲原液升溫到85℃，通過孔徑0.07mm、孔數(shù)1500的噴絲板擠出成長絲狀，導(dǎo)入85℃的凝固浴中，制成未拉伸纖維。上述凝固浴的組成是氯化鈣40％質(zhì)量，NMP5％質(zhì)量，水55％質(zhì)量，浸泡長度(有效凝固浴長)為100cm，使未拉伸纖維以7.0米/分鐘的速度通過，然后，拉出到空氣中。將該凝固的未拉伸絲依次在第1-第3水性漂洗浴中進(jìn)行水洗。該水洗中的總浸漬時間為50秒。第1-第3水性漂洗浴中使用溫度為30℃的水。接著，將該洗凈未拉伸絲在95℃的溫水中拉伸至2.4倍，接著在95℃的溫水中浸泡48秒，漂洗后，卷繞在表面溫度為130℃的輥上，進(jìn)行干熱處理，然后，使其接觸表面溫度330℃的熱板，拉伸至1.75倍，制造聚間苯二甲酰間苯二胺纖維。其纖度為2.26dtex，拉伸強度為5.16cN/dtex，伸長率為43.2％。
上述溫水拉伸步驟中的最大拉伸倍率為4.7(拉伸倍率/最大拉伸倍率＝0.51)，拉伸前的溶劑含有量相對于100重量份全芳族聚酰胺為5.0質(zhì)量份。
上述紡絲拉伸步驟中的單纖維斷裂數(shù)是每15000米長度有6根，層狀粘土分散物的分散度Y為3％。測試結(jié)果如表2所示。
實施例4將0.32質(zhì)量份與實施例3相同的聚間苯二甲酰間苯二胺粉末溶解于冷卻至-10℃的6.46質(zhì)量份NMP中，制成透明的聚合物溶液。向其中添加0.72質(zhì)量份蒙脫石型粘土礦物(商標(biāo)Lucentite SPN、Co-opChemical制造)作為層狀粘土礦物，攪拌，制成聚合物溶液A。另外，將13.28質(zhì)量份聚間苯二甲酰間苯二胺粉末溶解于冷卻至-10℃的48.49重量份NMP中，制成透明的聚合物溶液B。
將上述聚合物溶液A和聚合物B混合攪拌，然后再向該混合液中加入30.73質(zhì)量份NMP，由此得到含有17.60質(zhì)量份聚間苯二甲酰間苯二胺、6.80質(zhì)量份Lucentite SPN(商標(biāo))、以及75.6質(zhì)量份NMP的紡絲原液。
將上述紡絲原液進(jìn)行與實施例3同樣的條件、操作的紡絲和拉伸，制造單纖維纖度為2.18dtex，拉伸強度為6.03cN/dtex，伸長率為45.3％的聚間苯二甲酰間苯二胺纖維。
上述紡絲拉伸步驟中的單纖維斷裂數(shù)是每15000米有10根，層狀粘土礦物的分散度Y為25％。測試結(jié)果如表2所示。
表2

*以全芳族聚酰胺的質(zhì)量為基準(zhǔn)。
實施例5按照與實施例3同樣的條件、操作進(jìn)行紡絲和拉伸。使用與實施例3相同的紡絲原液，但溫水拉伸倍率為2.8倍，330℃熱板拉伸倍率為1.50倍。得到單纖維纖度為2.22dtex，拉伸強度為5.49cN/dtex，伸長率為40.7％的聚間苯二甲酰間苯二胺纖維。
上述溫水拉伸步驟中的最大拉伸倍率為4.7(拉伸倍率/最大拉伸倍率＝0.60)，相對于100重量份全芳族聚酰胺，纖維中拉伸前的溶劑含有量為5.0質(zhì)量份。
另外，該單纖維斷裂數(shù)是每15000m有8根。測試結(jié)果如表3所示。
實施例6按照與實施例3同樣的條件、操作進(jìn)行紡絲和拉伸。使用實施例3的紡絲原液，但溫水拉伸前的水洗時間為34秒。得到單纖維纖度為2.21dtex，拉伸強度為6.12cN/dtex，伸長率為48.3％的纖維。
上述溫水拉伸步驟中的最大拉伸倍率為4.9(拉伸倍率/最大拉伸倍率＝0.49)，相對于100重量份全芳族聚酰胺，拉伸前的纖維的溶劑含有量為14.0質(zhì)量份。
另外，上述紡絲、拉伸步驟中纖維的單纖維斷裂數(shù)是每15000m有2根。測試結(jié)果如表3所示。
表3

*以全芳族聚酰胺重量為基準(zhǔn)。
**每100質(zhì)量份全芳族聚酰胺的含有量。
產(chǎn)業(yè)實用性本發(fā)明的全芳族聚酰胺纖維與以往的不含層狀粘土礦物的相比，機械強度、伸長度和韌性因數(shù)都提高，因此，適合用于發(fā)揮上述特性的各種用途。另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，可以穩(wěn)定地工業(yè)化制造紡絲拉伸時單纖維斷裂發(fā)生少、品質(zhì)穩(wěn)定的纖維。
權(quán)利要求
1.拉伸取向的全芳族聚酰胺纖維，其特征在于含有下述樹脂組合物，該樹脂組合物含有由全芳族聚酰胺聚合物形成的基質(zhì)和層狀粘土礦物顆粒，其中所述層狀粘土礦物顆粒以相對于100質(zhì)量份基質(zhì)為0.05-20質(zhì)量份的比例分散分布于所述基質(zhì)中。
2.權(quán)利要求1的全芳族聚酰胺纖維，其中在所述全芳族聚酰胺基質(zhì)中散在分布著所述層狀粘土礦物顆粒分布密度比較大的多個區(qū)域。
3.權(quán)利要求1或2中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中，將所述全芳族聚酰胺纖維沿其纖維軸切斷，將該縱切面在電子顯微鏡下以10萬倍放大倍率觀察，對于25μm2的觀察截面積S2，測定由于所述層狀粘土礦物顆粒的影響而可見纖維截面狀態(tài)發(fā)生變化的多個區(qū)域的總面積S1，由下式(1)所規(guī)定的所述層狀粘土礦物顆粒在所述纖維內(nèi)的分散度YY(％)＝(S1/S2)×100 (1)在0.1-40的范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求1-3中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中所述層狀粘土礦物含有至少一種選自鋰蒙脫石、皂石、富鎂蒙脫石、貝得石、蒙脫石和膨潤性云母的物質(zhì)。
5.權(quán)利要求1-3中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中所述層狀粘土礦物顆粒是經(jīng)過插入劑處理的顆粒。
6.權(quán)利要求1-3中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中所述層狀粘土礦物顆粒的平均層厚為10-500nm。
7.權(quán)利要求1-3中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中所述層狀粘土礦物顆粒的由下式(2)規(guī)定的取向度A為50％以上A(％)＝[(180-w)/180]×100 (2)式(2)中，w表示所述層狀粘土礦物顆粒的X射線分析中，沿著所述層狀粘土礦物顆粒(001)面反射峰的德拜環(huán)測定的強度分布的半峰寬。
8.權(quán)利要求1-3中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中所述全芳族聚酰胺纖維的拉伸強度T與除了不含所述層狀粘土礦物顆粒、其它與所述全芳族聚酰胺纖維完全相同的對比全芳族聚酰胺纖維的拉伸強度T0之比T/T0為1.1以上。
9.權(quán)利要求1-3中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中所述全芳族聚酰胺纖維的伸長率E與除了不含所述層狀粘土礦物顆粒、其它與所述全芳族聚酰胺纖維完全相同的對比全芳族聚酰胺纖維的伸長率E0之比E/E0為1.1以上。
10.權(quán)利要求1-3中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中所述全芳族聚酰胺的由下式(3)規(guī)定的韌性因數(shù)TF為30以上TF＝T’×E’1/2(3)上式(3)中，T’表示所述全芳族聚酰胺纖維以g/l.1dtex為單位時的拉伸強度數(shù)值，E’表示所述全芳族聚酰胺纖維以％為單位時的伸長率數(shù)值。
11.權(quán)利要求10的全芳族聚酰胺纖維，其中所述全芳族聚酰胺纖維的韌性因數(shù)TF與除了不含所述層狀粘土礦物顆粒、其它與所述全芳族聚酰胺纖維完全相同的對比全芳族聚酰胺纖維的韌性因數(shù)TF0之比TF/TF0為1.1以上。
12.權(quán)利要求1-3中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中所述層狀粘土礦物顆粒在其層間具有有機離子。
13.權(quán)利要求1-3中任一項的全芳族聚酰胺纖維，其中所述全芳族聚酰胺選自間-全芳族聚酰胺。
14.拉伸取向的全芳族聚酰胺纖維的制造方法，其特征在于將含有溶劑、全芳族聚酰胺、相對于100質(zhì)量份所述全芳族聚酰胺為0.05-20質(zhì)量份的層狀粘土礦物顆粒的紡絲原液通過噴絲板，紡制成纖維狀擠出到水性凝固浴中，使所述擠出的纖維狀原液流凝固，將得到的未拉伸纖維在濕式氣氛中拉伸，并對所得拉伸纖維進(jìn)行干燥熱處理。
15.權(quán)利要求14或15的全芳族聚酰胺纖維的制造方法，其中所述紡絲原液是將溶液A與溶液B混合來制造，其中溶液A含有一部分所述溶劑、一部分所述全芳族聚酰胺、以及相對于100質(zhì)量份該全芳族聚酰胺部分為30-300質(zhì)量份的層狀粘土礦物顆粒，溶液B含有所述溶劑的剩余部分和全芳族聚酰胺的剩余部分；且滿足下述要件(1)和(2)(1)溶液A在剪切速度0.1秒-1時的粘度為剪切速度10秒-1時的粘度的15-80倍，以及(2)在剪切速度0.1秒-1時，溶液A的粘度為溶液B的粘度的4-20倍。
16.權(quán)利要求14或15的全芳族聚酰胺纖維的制造方法，其中所述紡絲原液中全芳族聚酰胺的濃度為0.1-30％質(zhì)量。
17.權(quán)利要求14或15的全芳族聚酰胺纖維的制造方法，其中，在所述濕式氣氛中對所述未拉伸纖維的拉伸倍率在其最大拉伸倍率的0.3-0.6倍的范圍內(nèi)。
18.權(quán)利要求14或15的全芳族聚酰胺纖維的制造方法，其中所述溶劑選自酰胺系極性溶劑。
19.權(quán)利要求14或15的全芳族聚酰胺纖維的制造方法，其中所述全芳族聚酰胺選自間-全芳族聚酰胺。
全文摘要
本發(fā)明提供具有優(yōu)異的機械物性(韌性因數(shù))、在制絲步驟中可以以良好的工藝穩(wěn)定性進(jìn)行制造的全芳族聚酰胺纖維，該纖維含有全芳族聚酰胺、相對于100質(zhì)量份該全芳族聚酰胺為0.05－20質(zhì)量份的層狀粘土礦物顆粒例如鋰蒙脫石、皂石、富鎂蒙脫石、貝得石、蒙脫石和膨潤性云母等顆粒。
文檔編號D01F6/88GK1878894SQ20048003286
公開日2006年12月13日 申請日期2004年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月16日
發(fā)明者本多勸, 新田英昭, 松村俊一, 矢倉靖重, 藤田寬, 橋立貞人 申請人:帝人株式會社, 帝人高科技產(chǎn)品株式會社