專利名稱：聚萘二甲酸乙二醇酯纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為產(chǎn)業(yè)資材等、特別是輪胎簾線或傳送帶等的橡膠增強(qiáng)用纖維有用 的、高模量并且耐熱性優(yōu)良的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維及其制造方法。
背景技術(shù)：
聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，顯示出高強(qiáng)度、高模量和優(yōu)良的尺寸穩(wěn) 定性，開始廣泛 應(yīng)用于以輪胎簾線、傳送帶等的橡膠增強(qiáng)材料為代表的產(chǎn)業(yè)資材領(lǐng)域。其中，在高模量方 面，一直以來強(qiáng)烈期待代替某種人造絲纖維。原因是人造絲纖維制造時(shí)負(fù)荷大，干濕物性的 差別大，因此存在不容易加工、成形、使用的問題。但是，人造絲纖維的尺寸穩(wěn)定性高，作為 橡膠增強(qiáng)用纖維容易操作，與此相對，聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的分子是剛性的，容易在纖 維軸向上取向，因此雖然容易得到高強(qiáng)度、高模量的物性，但是存在難以同時(shí)滿足尺寸穩(wěn)定 性、特別是對熱的尺寸穩(wěn)定性的問題。因此，例如在專利文獻(xiàn)1中，提出了通過進(jìn)行高速紡絲而使耐熱性、尺寸穩(wěn)定性優(yōu) 良的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維。但是，存在熔點(diǎn)高的情況下強(qiáng)度低、強(qiáng)度高的情況下熔點(diǎn)低 的問題。即，不能得到滿意水平的強(qiáng)度與耐熱性。另外，例如在專利文獻(xiàn)2中，公開了緊接在熔融紡絲的噴絲頭下面設(shè)置加熱到 390°C的加熱紡絲筒，進(jìn)行約300倍牽伸的高速紡絲和熱拉伸，由此得到強(qiáng)度以及干熱收縮 率和蠕變率優(yōu)良的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維。但是，所得纖維的熔點(diǎn)低至288°C，強(qiáng)度為 8. Og/de (約6. 8N/dtex)，不充分，依然不能滿足耐熱性或尺寸穩(wěn)定性。與專利文獻(xiàn)2不同，在專利文獻(xiàn)3中提出了使用長度20 50cm、氣氛溫度275 350°C的紡絲筒將拉取速度IOOOm/分鐘以下的約60倍的低牽伸未拉伸絲延遲冷卻后進(jìn)行 高倍數(shù)拉伸，由此得到高強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性優(yōu)良的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維。另外，在專利文 獻(xiàn)4中，提出了得到紡絲牽伸比400 900、且雙折射率0. 005 0. 025的未拉伸絲，將其進(jìn) 行總拉伸比6. 5倍以上的多段拉伸，由此得到高強(qiáng)度且尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良的聚萘二甲酸乙二 醇酯纖維。但是，通過這些方法中的任意一種方法，雖然所得纖維具有強(qiáng)度高的物性，但是其 熔點(diǎn)低至284°C以下，因此對于耐熱性或尺寸穩(wěn)定性，難以達(dá)到滿意的水平。專利文獻(xiàn)1 日本特開昭62-156312號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平06-184815號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開平04-352811號公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2002-339161號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的現(xiàn)狀，其目的在于提供作為產(chǎn)業(yè)資材等、特別是輪胎簾線或傳 送帶等的橡膠增強(qiáng)用纖維有用的、高模量且耐熱性優(yōu)良、結(jié)果在高溫條件下具有優(yōu)良的耐 疲勞性的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維及其制造方法。
本發(fā)明的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，主要重復(fù)單元為萘二甲酸乙二醇酯，其特征在于，纖維由X射線廣角衍射得到的結(jié)晶體積為550 1200nm3，結(jié)晶度為30 60%。另外，優(yōu)選X射線廣角衍射的最大峰值衍射角為25. 5 27. 0度，相對于萘二甲酸 乙二醇酯單元含有0. 1 300毫摩爾％磷原子。另外，優(yōu)選聚萘二甲酸乙二醇酯纖維含有 金屬元素，該金屬元素為選自元素周期表的第4 5周期并且3 12族的金屬元素和Mg 的組中的至少一種以上的金屬元素，另夕卜，優(yōu)選該金屬元素為選自ZruMruC0和Mg的組中的 至少一種以上的金屬元素。而且，優(yōu)選在氮?dú)饬飨?0°C /分鐘的降溫條件下的放熱峰的能量AHcd為15 50J/g,或強(qiáng)度為4. 0 10. OcN/dtex，熔點(diǎn)為285 315°C。優(yōu)選180°C的干熱收縮率為 0.5%以上且低于4.0%，或tan δ的峰值溫度為150 170°C，或200°C的模量E，(200°C ) 與 20°C的模量 Ε，(20°C)之比 Ε，(200°C )/E' (20°C )為 0· 25 0· 5。另一項(xiàng)本發(fā)明的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的制造方法，將主要重復(fù)單元為萘二甲 酸乙二醇酯的聚合物熔融并從噴絲頭排出來制造聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其特征在于， 在熔融時(shí)的聚合物中添加下述通式(I)或(II)表示的至少一種磷化合物后，從噴絲頭排 出，從噴絲頭排出后的紡絲牽伸比為100 5000，從噴絲頭排出后立即通過熔融聚合物的 正負(fù)50°C以內(nèi)的保溫紡絲筒，并且進(jìn)行拉伸。
權(quán)利要求
一種聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，主要重復(fù)單元為萘二甲酸乙二醇酯，其特征在于，纖維由X射線廣角衍射得到的結(jié)晶體積為550～1200nm3，結(jié)晶度為30～60％。
2.如權(quán)利要求1所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，X射線廣角衍射的最大峰值衍 射角為25. 5 27.0度。
3.如權(quán)利要求1所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，在氮?dú)饬飨?0°C/分鐘的降 溫條件下的放熱峰的能量AHcd為15 50J/g。
4.如權(quán)利要求1所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，相對于萘二甲酸乙二醇酯單 元含有0. 1 300毫摩爾％的磷原子。
5.如權(quán)利要求1所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，聚萘二甲酸乙二醇酯纖維含 有金屬元素，該金屬元素為選自元素周期表的第4 5周期并且3 12族的金屬元素和Mg 的組中的至少一種以上的金屬元素。
6.如權(quán)利要求5所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，所述金屬元素為選自Zn、Mn、 Co和Mg的組中的至少一種以上的金屬元素。
7.如權(quán)利要求1所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，強(qiáng)度為4.0 10. OcN/dtex。
8.如權(quán)利要求1所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，熔點(diǎn)為285 315°C。
9.如權(quán)利要求1所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，180°C干熱收縮率為0.5以上 且低于4.0%。
10.如權(quán)利要求1所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，tanδ的峰值溫度為150 170°C。
11.如權(quán)利要求1所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其中，200°C的模量Ε’(200°C )與 20°C 的模量 E，(20°C)之比 E，(2000C )/E' (20°C )為 0. 25 0. 5。
12.—種聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的制造方法，將主要重復(fù)單元為萘二甲酸乙二醇酯 的聚合物熔融并從噴絲頭排出來制造聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，其特征在于，在熔融時(shí)的 聚合物中添加下述通式(I)或(II)表示的至少一種磷化合物后，從噴絲頭排出，從噴絲頭 排出后的紡絲牽伸比為100 5000，從噴絲頭排出后立即通過熔融聚合物溫度的正負(fù)50°C 以內(nèi)的保溫紡絲筒，并且進(jìn)行拉伸，
13.如權(quán)利要求12所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的制造方法，其中，紡絲速度為 1500 6000m/ 分鐘。
14.如權(quán)利要求12所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的制造方法，其中，保溫紡絲筒的 長度為10 250mm。
15.如權(quán)利要求12所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的制造方法，其中，磷化合物為下 述通式(I’ )表示的磷化合物，上式(I’)中，Ar為作為碳原子數(shù)6 20的烴基的芳基，R2為氫原子或作為碳原子數(shù) 1 20的烴基的烷基、芳基或芐基，Y為氫原子或-OH基。
16.如權(quán)利要求15所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的制造方法，其中，磷化合物為苯 基次膦酸或苯基膦酸。
17.如權(quán)利要求12所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的制造方法，其中，熔融時(shí)的聚合 物含有金屬元素，該金屬元素為選自元素周期表的第4 5周期并且3 12族的金屬元素 和Mg的組中的至少一種以上的金屬元素。
18.如權(quán)利要求17所述的聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的制造方法，其中，所述金屬元素 為選自Zn、Mn、Co和Mg的組中的至少一種以上的金屬元素。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，主要重復(fù)單元為萘二甲酸乙二醇酯，其特征在于，纖維由X射線廣角衍射得到的結(jié)晶體積為550～1200nm3，結(jié)晶度為30～60％。另外，優(yōu)選X射線廣角衍射的最大峰值衍射角為25.5～27.0度，或者熔點(diǎn)為285～315℃。另外，本發(fā)明涉及該聚萘二甲酸乙二醇酯纖維的制造方法，其特征在于，在熔融時(shí)的聚合物中添加特定的磷化合物，從噴絲頭排出后的紡絲牽伸比為100～5000，從噴絲頭排出后立即通過熔融聚合物溫度的正負(fù)50℃以內(nèi)的保溫紡絲筒，并且進(jìn)行拉伸。
文檔編號D01F6/62GK101970733SQ20098010892
公開日2011年2月9日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者寺阪冬樹, 島田慎太郎 申請人:帝人纖維株式會社