[發(fā)明專利]聚萘二甲酸乙二醇酯纖維及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980108927.4
• 申請(qǐng)日: 2009-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN101970733A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 島田慎太郎;寺阪冬樹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 帝人纖維株式會(huì)社
• 主分類號(hào): D01F6/62
• 分類號(hào): D01F6/62
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 王海川;穆德駿

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(lái)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(wèn)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(duì)，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(duì)熱的尺寸穩(wěn)定性的問(wèn)題。

因此，例如在專利文獻(xiàn)1中，提出了通過(guò)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(wèn)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℃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℃，強(qiáng)度為8.0g/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(zhǎng)度20～50cm、氣氛溫度275～350℃的紡絲筒將拉取速度1000m/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(guò)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℃以下，因此對(duì)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(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平06-184815號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開平04-352811號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2002-339161號(hào)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(duì)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，另外，優(yōu)選該金屬元素為選自Zn、Mn、Co和Mg的組中的至少一種以上的金屬元素。

而且，優(yōu)選在氮?dú)饬飨?0℃/分鐘的降溫條件下的放熱峰的能量ΔHcd為15～50J/g，或強(qiáng)度為4.0～10.0cN/dtex，熔點(diǎn)為285～315℃。優(yōu)選180℃的干熱收縮率為0.5％以上且低于4.0％，或tanδ的峰值溫度為150～170℃，或200℃的模量E’(200℃)與20℃的模量E’(20℃)之比E’(200℃)/E’(20℃)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(lái)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(guò)熔融聚合物的正負(fù)50℃以內(nèi)的保溫紡絲筒，并且進(jìn)行拉伸。