[发明专利]聚萘二甲酸乙二醇酯纤维及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为产业资材等、特别是轮胎帘线或传送带等的橡胶增强用纤维有用的、高模量并且耐热性优良的聚萘二甲酸乙二醇酯纤维及其制造方法。

背景技术

聚萘二甲酸乙二醇酯纤维，显示出高强度、高模量和优良的尺寸稳定性，开始广泛应用于以轮胎帘线、传送带等的橡胶增强材料为代表的产业资材领域。其中，在高模量方面，一直以来强烈期待代替某种人造丝纤维。原因是人造丝纤维制造时负荷大，干湿物性的差别大，因此存在不容易加工、成形、使用的问题。但是，人造丝纤维的尺寸稳定性高，作为橡胶增强用纤维容易操作，与此相对，聚萘二甲酸乙二醇酯纤维的分子是刚性的，容易在纤维轴向上取向，因此虽然容易得到高强度、高模量的物性，但是存在难以同时满足尺寸稳定性、特别是对热的尺寸稳定性的问题。

因此，例如在专利文献1中，提出了通过进行高速纺丝而使耐热性、尺寸稳定性优良的聚萘二甲酸乙二醇酯纤维。但是，存在熔点高的情况下强度低、强度高的情况下熔点低的问题。即，不能得到满意水平的强度与耐热性。

另外，例如在专利文献2中，公开了紧接在熔融纺丝的喷丝头下面设置加热到390℃的加热纺丝筒，进行约300倍牵伸的高速纺丝和热拉伸，由此得到强度以及干热收缩率和蠕变率优良的聚萘二甲酸乙二醇酯纤维。但是，所得纤维的熔点低至288℃，强度为8.0g/de(约6.8N/dtex)，不充分，依然不能满足耐热性或尺寸稳定性。

与专利文献2不同，在专利文献3中提出了使用长度20～50cm、气氛温度275～350℃的纺丝筒将拉取速度1000m/分钟以下的约60倍的低牵伸未拉伸丝延迟冷却后进行高倍数拉伸，由此得到高强度和热稳定性优良的聚萘二甲酸乙二醇酯纤维。另外，在专利文献4中，提出了得到纺丝牵伸比400～900、且双折射率0.005～0.025的未拉伸丝，将其进行总拉伸比6.5倍以上的多段拉伸，由此得到高强度且尺寸稳定性优良的聚萘二甲酸乙二醇酯纤维。

但是，通过这些方法中的任意一种方法，虽然所得纤维具有强度高的物性，但是其熔点低至284℃以下，因此对于耐热性或尺寸稳定性，难以达到满意的水平。

专利文献1：日本特开昭62-156312号公报

专利文献2：日本特开平06-184815号公报

专利文献3：日本特开平04-352811号公报

专利文献4：日本特开2002-339161号公报

发明内容

本发明鉴于这样的现状，其目的在于提供作为产业资材等、特别是轮胎帘线或传送带等的橡胶增强用纤维有用的、高模量且耐热性优良、结果在高温条件下具有优良的耐疲劳性的聚萘二甲酸乙二醇酯纤维及其制造方法。

本发明的聚萘二甲酸乙二醇酯纤维，主要重复单元为萘二甲酸乙二醇酯，其特征在于，纤维由X射线广角衍射得到的结晶体积为550～1200nm³，结晶度为30～60％。

另外，优选X射线广角衍射的最大峰值衍射角为25.5～27.0度，相对于萘二甲酸乙二醇酯单元含有0.1～300毫摩尔％磷原子。另外，优选聚萘二甲酸乙二醇酯纤维含有金属元素，该金属元素为选自元素周期表的第4～5周期并且3～12族的金属元素和Mg的组中的至少一种以上的金属元素，另外，优选该金属元素为选自Zn、Mn、Co和Mg的组中的至少一种以上的金属元素。

而且，优选在氮气流下10℃/分钟的降温条件下的放热峰的能量ΔHcd为15～50J/g，或强度为4.0～10.0cN/dtex，熔点为285～315℃。优选180℃的干热收缩率为0.5％以上且低于4.0％，或tanδ的峰值温度为150～170℃，或200℃的模量E’(200℃)与20℃的模量E’(20℃)之比E’(200℃)/E’(20℃)为0.25～0.5。

另一项本发明的聚萘二甲酸乙二醇酯纤维的制造方法，将主要重复单元为萘二甲酸乙二醇酯的聚合物熔融并从喷丝头排出来制造聚萘二甲酸乙二醇酯纤维，其特征在于，在熔融时的聚合物中添加下述通式(I)或(II)表示的至少一种磷化合物后，从喷丝头排出，从喷丝头排出后的纺丝牵伸比为100～5000，从喷丝头排出后立即通过熔融聚合物的正负50℃以内的保温纺丝筒，并且进行拉伸。