JP2021155887A - Liquid crystal polyester fiber and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】長尺でかつその全長にわたって強度バラつきの小さい液晶ポリエステル繊維を提供する。【解決手段】前記液晶ポリエステル繊維は、重量が10kg以上の連続繊維であり、当該連続繊維の全長を長手方向に50等分し、それら50点の強度測定データから得られる平均値(A1)が18cN/dtex以上であり、当該強度測定データから得られる平均値(A1)および標準偏差(σ1)により下記式に従って算出される強度バラつきが8.0%以下である。強度バラつき=(σ1/A1)×100【選択図】なし[Problem] To provide a long liquid crystal polyester fiber with small variation in strength over its entire length. [Solution] The liquid crystal polyester fiber is a continuous fiber weighing 10 kg or more, the entire length of the continuous fiber is divided into 50 equal parts in the longitudinal direction, and the average value (A1) obtained from the strength measurement data of the 50 points is 18 cN/dtex or more, and the strength variation calculated from the average value (A1) and standard deviation (σ1) obtained from the strength measurement data according to the following formula is 8.0% or less. Strength variation = (σ1/A1) x 100 [Selected figure] None
Description
本発明は、連続した液晶ポリエステル繊維およびその製造方法に関する。 The present invention relates to continuous liquid crystal polyester fibers and a method for producing the same.
従来、液晶ポリエステル樹脂を溶融紡糸し、得られた紡糸原糸を熱処理することにより、18cN/dtex以上の高強度を有する優れた繊維が得られることが知られている。例えば、特許文献1(特公昭55−20008号公報)には、異方性溶融物を形成しうる合成線状重合体から形成した溶融成形物品を熱処理してその強力を少なくとも50%改良することを特徴とする該成形物品の強力の改良法が開示されている。 Conventionally, it is known that excellent fibers having a high strength of 18 cN / dtex or more can be obtained by melt-spinning a liquid crystal polyester resin and heat-treating the obtained spun yarn. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 55-20008), a melt-molded article formed from a synthetic linear polymer capable of forming an anisotropic melt is heat-treated to improve its strength by at least 50%. A powerful improvement method for the molded article is disclosed.
特許文献2(特開平1−92408号公報)には、異方性溶融物を形成し得る芳香族ポリエステルを、該ポリマーの流れ温度より10℃以上高い温度で、かつ剪断速度が103sec−1以上となるようにノズルから紡糸し、該紡糸した繊維を、該繊維の流れ温度以下の温度で、該繊維の強力が50%以上増大しない時間不活性雰囲気下で熱処理し、その後活性雰囲気下で更にその強力を50%以上増大させる時間熱処理することを特徴とする芳香族ポリエステル繊維の製造方法が開示されている。 In Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-92408), an aromatic polyester capable of forming an anisotropic melt is prepared at a temperature higher than the flow temperature of the polymer by 10 ° C. or more and a shear rate of 10 3 sec −. The fibers are spun from a nozzle so as to be 1 or more, and the spun fibers are heat-treated in an inert atmosphere at a temperature equal to or lower than the flow temperature of the fibers for a time in which the strength of the fibers does not increase by 50% or more, and then under an active atmosphere. Discloses a method for producing an aromatic polyester fiber, which comprises heat-treating for a time to further increase its strength by 50% or more.
特許文献3(特開2013−133575号公報)には、単繊維間融着度(F)が1≦F≦5であることを特徴とする分繊用液晶ポリエステルマルチフィラメントが開示されている。この発明では、生産性を向上できる点から、溶融紡糸で得られた繊維を、パッケージ状で熱処理(固相重合)を行うことが好ましいと記載されている。 Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-133575) discloses a liquid crystal polyester multifilament for splitting, characterized in that the degree of fusion between single fibers (F) is 1 ≦ F ≦ 5. In the present invention, it is described that it is preferable to heat-treat (solid-phase polymerization) the fibers obtained by melt spinning in a package form from the viewpoint of improving productivity.
このような高強度の液晶ポリエステル繊維は、その高い強度や、アラミド繊維等の他種の高強度繊維と比べて低い吸水性を生かして、ロープやコード、スリングなどの一般産業資材や、海底電信ケーブル、光ケーブルのテンションメンバー等に幅広く用いられている。 Such high-strength liquid crystal polyester fibers take advantage of their high strength and low water absorption compared to other types of high-strength fibers such as aramid fibers, and are used for general industrial materials such as ropes, cords, slings, and submarine telegraphs. Widely used for tension members of cables and optical cables.
こういった用途の中には、総距離の長いものが多く存在する。例えば、海洋ロープや海底ケーブル等に用いる場合、深海の世界最深地点は水深約11000mであるし、情報通信用海底ケーブルの敷設距離はドーバー海峡が30km以上、大西洋や太平洋では数千kmにも及び、ケーブル内に使用されるテンションメンバーがらせん状に加工されていることがあることや、使用時のたわみ、海底の起伏などを考慮すると、これらの直線距離よりさらに長い総延長を有する原料繊維資材が必要となる。これらの海洋ロープや海底ケーブルは、短い繊維資材の継ぎ足しや中継点を設けることで運用しているのが現状である。 Many of these applications have a long total distance. For example, when used for marine ropes and submarine cables, the deepest point in the deep sea is about 11,000 m, and the laying distance of submarine cables for information and communication is more than 30 km in the Dover Strait and several thousand km in the Atlantic Ocean and the Pacific Ocean. , The raw material fiber material with a total length longer than these straight distances, considering that the tension members used in the cable may be processed into a spiral shape, the deflection during use, the undulations of the seabed, etc. Is required. At present, these marine ropes and submarine cables are operated by adding short textile materials and providing relay points.
しかしながら、このような長尺用途において、目的の長さになるまで繊維資材同士を繋ぎ合わせる場合、結び目や接着点、ジョイント部品などの端点同士を繋ぐ構造が必要になり、当該箇所だけ重量やサイズが大きくなったり、引張破断しやすくなったりして好ましくない。また、原料繊維資材よりも短い製品用途であっても、連続的に製品を製造する工程においては長尺が有利であり、短尺繊維では、繊維端が現れる度に製造装置を止めたり減速したりして原料繊維資材を次ロットに切り替える作業が高頻度で生じることになり、製造コストが高くなったり、生産効率が低下したりする。 However, in such a long application, when connecting fiber materials to the desired length, a structure for connecting end points such as knots, adhesive points, and joint parts is required, and the weight and size of only the relevant parts are required. It is not preferable because it becomes large and it becomes easy to break in tension. Further, even if the product is used for a product shorter than the raw material fiber material, the long length is advantageous in the process of continuously manufacturing the product, and in the case of the short fiber, the manufacturing apparatus is stopped or decelerated each time the fiber end appears. As a result, the work of switching the raw material fiber material to the next lot occurs frequently, resulting in high manufacturing cost and low production efficiency.
そこで、長尺の用途では、総延長に相当する距離の原料繊維資材を連続して供給できれば、そういった非連続構造を中継することが不要になり、目的物の製造や原料繊維資材の運用が飛躍的に効率化すると考えられる。また、原料繊維資材よりも短い製品用途であったとしても、より長尺の繊維資材を用いることができれば、連続的に製品を製造する工程において、繊維資材のロットを切り替える作業回数を低減させることができるため、製造コストの低減や生産効率の向上につながる。 Therefore, in long-term applications, if the raw material fiber material with a distance equivalent to the total length can be continuously supplied, it becomes unnecessary to relay such a discontinuous structure, and the production of the target object and the operation of the raw material fiber material make a leap. It is thought that the efficiency will be improved. Further, even if the product is used for a shorter period of time than the raw material fiber material, if a longer fiber material can be used, the number of operations for switching lots of the fiber material can be reduced in the process of continuously manufacturing the product. Therefore, it leads to reduction of manufacturing cost and improvement of production efficiency.
しかしながら、従来の液晶ポリエステル繊維の製造方法では、繊維量が多い場合に、繊維長手方向全長にわたってより均一な物性を有する連続した長繊維を製造するのは困難であった。すなわち、液晶ポリエステル繊維は、液晶ポリエステル樹脂を原料として、まず低強度(例えば、10cN/dtex以下)の原糸として溶融紡糸され、次いで熱処理される(これを固相重合と呼ぶ)ことで高強度(例えば、18cN/dtex以上)を発揮するようになるが、固相重合では、穴空きボビン上に所定の巻密度で紡糸原糸を巻き付けた繊維パッケージを熱処理炉で熱処理するバッチ方式が一般に用いられている。長尺物は一般的に重量が大きくなるため、固相重合をバッチ方式で行う場合、ボビンに巻き付ける繊維の重量が大きくなると、ボビンの厚み方向あるいは高さ方向のパッケージのサイズが大きくなってしまい、熱や気流の内外層ムラや高さ方向ムラが生じてしまう。その結果、力学物性の向上度合いにもバラつきが生じてしまい、力学物性のバラつきの無い熱処理糸を得ることが困難になってしまう。 However, with the conventional method for producing liquid crystal polyester fibers, it has been difficult to produce continuous long fibers having more uniform physical properties over the entire length in the longitudinal direction of the fibers when the amount of fibers is large. That is, the liquid crystal polyester fiber is first melt-spun as a low-strength (for example, 10 cN / dtex or less) raw yarn using the liquid crystal polyester resin as a raw material, and then heat-treated (this is called solid phase polymerization) to have high strength. (For example, 18 cN / dtex or more) is exhibited, but in solid phase polymerization, a batch method is generally used in which a fiber package in which a spinning yarn is wound on a perforated bobbin at a predetermined winding density is heat-treated in a heat treatment furnace. Has been done. Since long products generally have a large weight, when solid-phase polymerization is performed by a batch method, if the weight of the fibers wound around the bobbin increases, the size of the package in the thickness direction or height direction of the bobbin increases. , The inner and outer layers of heat and airflow become uneven and the height becomes uneven. As a result, the degree of improvement in the mechanical properties also varies, and it becomes difficult to obtain a heat-treated yarn having no variation in the mechanical properties.
特許文献1〜3では、ボビンに巻き付けた状態でバッチ方式により固相重合を行っており、固相重合に供している繊維パッケージの繊維重量は、特許文献2では6kgであり、特許文献3では1.0kgから6.0kgの範囲であり、いずれの文献でも10kg以上の高重量の繊維に固相重合が行われていない。そのため、長尺でかつその全長にわたって強度バラつきの小さい液晶ポリエステル繊維は未だに得られていないのが現状である。 In Patent Documents 1 to 3, solid-phase polymerization is performed by a batch method in a state of being wound around a bobbin, and the fiber weight of the fiber package used for solid-phase polymerization is 6 kg in Patent Document 2, and in Patent Document 3, It is in the range of 1.0 kg to 6.0 kg, and in none of the documents, solid-phase polymerization is performed on fibers having a high weight of 10 kg or more. Therefore, the current situation is that liquid crystal polyester fibers having a long length and a small variation in strength over the entire length have not yet been obtained.
したがって、本発明の目的は、長尺でかつその全長にわたって強度バラつきの小さい液晶ポリエステル繊維およびその製造方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal polyester fiber which is long and has a small strength variation over its entire length, and a method for producing the same.
本発明の発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸を、特定の伸長倍率で搬送して連続熱処理を行い、固相重合させることによって、繊維長手方向により均一な環境で熱処理をすることができるため、高重量の繊維であっても繊維全長にわたって強度バラつきを抑制することができることを見出し、本発明の完成に至った。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the inventors of the present invention carry the spun yarn of the liquid crystal polyester fiber at a specific elongation ratio, perform continuous heat treatment, and solid-phase polymerize the fiber. Since the heat treatment can be performed in a more uniform environment in the longitudinal direction, it has been found that the strength variation can be suppressed over the entire length of the fiber even if the fiber is heavy, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、以下の態様で構成されうる。
〔態様1〕
重量が10kg以上の連続繊維であり、当該連続繊維の全長を長手方向に50等分し、それら50点の強度測定データから得られる平均値(A1)が18cN/dtex以上(好ましくは20cN/dtex以上、より好ましくは23cN/dtex以上)であり、当該強度測定データから得られる平均値(A1)および標準偏差(σ1)により下記式に従って算出される強度バラつきが8.0%以下(好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下)である、液晶ポリエステル繊維。
強度バラつき=(σ1/A1)×100
〔態様2〕
態様1に記載の液晶ポリエステル繊維であって、総繊度が220dtex以上(好ましくは500〜50000dtex、より好ましくは1000〜30000dtex)である、液晶ポリエステル繊維。
〔態様3〕
態様1または2に記載の液晶ポリエステル繊維を少なくとも一部に用いた高次加工製品。
〔態様4〕
態様1または2に記載の液晶ポリエステル繊維を製造する方法であって、
液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸を熱処理する工程を少なくとも含み、前記熱処理工程において、前記紡糸原糸を伸長倍率1.000〜1.200倍(好ましくは1.001〜1.150倍であってもよく、より好ましくは1.002〜1.100倍、さらに好ましくは1.003〜1.050倍)で搬送して熱処理を行う、液晶ポリエステル繊維の製造方法。
〔態様5〕
態様4に記載の製造方法であって、熱処理前後の強度比が1.5倍以上(好ましくは1.8倍以上、より好ましくは2.0倍以上)である、液晶ポリエステル繊維の製造方法。
〔態様6〕
態様4または5に記載の製造方法であって、前記熱処理工程において、前記紡糸原糸をロール・トゥ・ロール方式で搬送しながら熱処理を行う、液晶ポリエステル繊維の製造方法。
That is, the present invention can be configured in the following aspects.
[Aspect 1]
It is a continuous fiber having a weight of 10 kg or more, the total length of the continuous fiber is divided into 50 equal parts in the longitudinal direction, and the average value (A 1 ) obtained from the strength measurement data of these 50 points is 18 cN / dtex or more (preferably 20 cN /). It is dtex or more, more preferably 23 cN / dtex or more), and the intensity variation calculated according to the following formula based on the average value (A 1 ) and standard deviation (σ 1 ) obtained from the intensity measurement data is 8.0% or less (). A liquid crystal polyester fiber, preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less).
Strength variation = (σ 1 / A 1 ) x 100
[Aspect 2]
The liquid crystal polyester fiber according to the first aspect, wherein the total fineness is 220 dtex or more (preferably 500 to 50,000 dtex, more preferably 1000 to 30,000 dtex).
[Aspect 3]
A higher-order processed product using at least a part of the liquid crystal polyester fiber according to the first or second aspect.
[Aspect 4]
The method for producing a liquid crystal polyester fiber according to the first or second aspect.
At least a step of heat-treating the spun yarn of the liquid crystal polyester fiber is included, and in the heat treatment step, the spun yarn may have an elongation ratio of 1.00 to 1.200 times (preferably 1.001 to 1.150 times). A method for producing a liquid crystal polyester fiber, which carries out heat treatment by transporting the fiber at a speed of 1.002 to 1.100 times, more preferably 1.003 to 1.050 times).
[Aspect 5]
A method for producing a liquid crystal polyester fiber according to the fourth aspect, wherein the strength ratio before and after the heat treatment is 1.5 times or more (preferably 1.8 times or more, more preferably 2.0 times or more).
[Aspect 6]
A method for producing a liquid crystal polyester fiber according to the production method according to the fourth or fifth aspect, wherein in the heat treatment step, the heat treatment is performed while transporting the spun yarn in a roll-to-roll manner.
本発明の液晶ポリエステル繊維によれば、高重量の長尺物であるにもかかわらず、その全長にわたってバラつきが小さいため、長尺用途に好適に用いることができ、当該液晶ポリエステル繊維を用いた加工製品の生産効率を向上させることができる。 According to the liquid crystal polyester fiber of the present invention, although it is a heavy long product, the variation is small over the entire length, so that it can be suitably used for long applications, and processing using the liquid crystal polyester fiber. The production efficiency of the product can be improved.
また、本発明の製造方法によれば、高重量の長尺物であり、全長にわたる強度バラつきの小さい液晶ポリエステル繊維を効率よく製造することができる。 Further, according to the production method of the present invention, it is possible to efficiently produce a liquid crystal polyester fiber which is a long product having a high weight and has a small variation in strength over the entire length.
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。
[液晶ポリエステル繊維]
本発明の液晶ポリエステル繊維は、液晶ポリエステルで構成される。液晶ポリエステルとしては、例えば芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸等に由来する反復構成単位からなり、本発明の効果を損なわない限り、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構成単位は、その化学的構成については特に限定されるものではない。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、液晶ポリエステルは、芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸に由来する構成単位を含んでいてもよい。例えば、好ましい構成単位としては、表1に示す例が挙げられる。
[Liquid crystal polyester fiber]
The liquid crystal polyester fiber of the present invention is composed of liquid crystal polyester. The liquid crystal polyester is composed of a repeating structural unit derived from, for example, an aromatic diol, an aromatic dicarboxylic acid, an aromatic hydroxycarboxylic acid, etc., and as long as the effects of the present invention are not impaired, the aromatic diol, the aromatic dicarboxylic acid, the aromatic The structural unit derived from the hydroxycarboxylic acid is not particularly limited in terms of its chemical composition. Further, the liquid crystal polyester may contain a structural unit derived from an aromatic diamine, an aromatic hydroxyamine or an aromatic aminocarboxylic acid as long as the effect of the present invention is not impaired. For example, as a preferable structural unit, examples shown in Table 1 can be mentioned.
表1の構成単位において、mは0〜2の整数であり、式中のYは、1〜置換可能な最大数の範囲において、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基などの炭素数1から4のアルキル基など)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基など)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)、アラルキル基(例えば、ベンジル基(フェニルメチル基)、フェネチル基(フェニルエチル基)など)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基など)、アラルキルオキシ基(例えば、ベンジルオキシ基など)などが挙げられる。 In the structural unit of Table 1, m is an integer of 0 to 2, and Y in the formula is independently a hydrogen atom and a halogen atom (for example, a fluorine atom, in the range of 1 to the maximum number of substitutables, respectively. Chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), alkyl group (for example, alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, isopropyl group, t-butyl group, etc.), alkoxy group (for example, methoxy group, Ethoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, etc.), aryl group (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), aralkyl group (eg, benzyl group (phenylmethyl group), phenethyl group (phenylethyl group), etc.), Examples thereof include an aryloxy group (for example, a phenoxy group) and an aralkyloxy group (for example, a benzyloxy group).
より好ましい構成単位としては、下記表2、表3および表4に示す例(1)〜(18)に記載される構成単位が挙げられる。なお、式中の構成単位が、複数の構造を示しうる構成単位である場合、そのような構成単位を二種以上組み合わせて、ポリマーを構成する構成単位として使用してもよい。 More preferable structural units include the structural units described in Examples (1) to (18) shown in Tables 2, 3 and 4 below. When the structural unit in the formula is a structural unit capable of exhibiting a plurality of structures, two or more such structural units may be combined and used as the structural unit constituting the polymer.
表2、表3および表4の構成単位において、nは1または2の整数で、それぞれの構成単位n=1、n=2は、単独でまたは組み合わせて存在してもよく、Y1およびY2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基などの炭素数1から4のアルキル基など)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基など)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)、アラルキル基(例えば、ベンジル基(フェニルメチル基)、フェネチル基(フェニルエチル基)など)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基など)、アラルキルオキシ基(例えば、ベンジルオキシ基など)などであってもよい。これらのうち、水素原子、塩素原子、臭素原子、またはメチル基が好ましい。 In the structural units of Tables 2, 3 and 4, n is an integer of 1 or 2, and the respective structural units n = 1 and n = 2 may exist alone or in combination, and Y 1 and Y may exist. 2 are independently hydrogen atom, halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, isopropyl group, t-butyl group, etc.). Alkyl groups with 1 to 4 carbon atoms, alkoxy groups (eg, methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, etc.), aryl groups (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), aralkyl groups (eg, aralkyl groups). , A benzyl group (phenylmethyl group), a phenethyl group (phenylethyl group, etc.), an aryloxy group (for example, a phenoxy group, etc.), an aralkyloxy group (for example, a benzyloxy group, etc.) and the like. Of these, a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom, or a methyl group is preferable.
また、Zとしては、下記式で表される置換基が挙げられる。 Further, as Z, a substituent represented by the following formula can be mentioned.
液晶ポリエステルは、好ましくは、ナフタレン骨格を構成単位として有する組み合わせであってもよい。ヒドロキシ安息香酸由来の構成単位(A)と、ヒドロキシナフトエ酸由来の構成単位(B)の両方を含むことが、特に好ましい。例えば、構成単位(A)としては下記式(A)が挙げられ、構成単位(B)としては下記式(B)が挙げられ、溶融成形性を向上する観点から、構成単位(A)と構成単位(B)の比率は、好ましくは9/1〜1/1、より好ましくは7/1〜1/1、さらに好ましくは5/1〜1/1の範囲であってもよい。 The liquid crystal polyester may preferably be a combination having a naphthalene skeleton as a constituent unit. It is particularly preferable to include both the structural unit (A) derived from hydroxybenzoic acid and the structural unit (B) derived from hydroxynaphthoic acid. For example, the constituent unit (A) includes the following formula (A), and the constituent unit (B) includes the following formula (B). From the viewpoint of improving melt moldability, the constituent unit (A) and the constituent unit (A) are configured. The ratio of the unit (B) may be preferably in the range of 9/1 to 1/1, more preferably 7/1 to 1/1, and even more preferably 5/1 to 1/1.
また、(A)の構成単位と(B)の構成単位の合計は、例えば、全構成単位に対して65モル%以上であってもよく、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上であってもよい。ポリマー中、特に(B)の構成単位が4〜45モル%である液晶ポリエステルが好ましい。 Further, the total of the constituent units of (A) and (B) may be, for example, 65 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and further preferably 80 mol% with respect to all the constituent units. It may be% or more. Among the polymers, liquid crystal polyester in which the constituent unit of (B) is 4 to 45 mol% is particularly preferable.
また、(A)の構成単位、すなわち、4−ヒドロキシ安息香酸に由来する構成単位を50モル%以上含んでいてもよく、好ましくは53モル%以上、より好ましくは60モル%以上含んでいてもよい。液晶ポリエステル中の4−ヒドロキシ安息香酸に由来する構成単位の含有量の上限は特に限定されないが、例えば、90モル%以下であってもよく、好ましくは88モル%以下、より好ましくは85モル%以下であってもよい。 Further, the constituent unit of (A), that is, the constituent unit derived from 4-hydroxybenzoic acid may be contained in an amount of 50 mol% or more, preferably 53 mol% or more, and more preferably 60 mol% or more. good. The upper limit of the content of the constituent unit derived from 4-hydroxybenzoic acid in the liquid crystal polyester is not particularly limited, but may be, for example, 90 mol% or less, preferably 88 mol% or less, and more preferably 85 mol% or less. It may be as follows.
また、液晶ポリエステルは、芳香族ヒドロキシカルボン酸として4−ヒドロキシ安息香酸に由来する構成単位を含み、芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位および芳香族ジオールに由来する構成単位を含んでいてもよい。例えば、芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位として下記式(C)および下記式(D)からなる群から選択される少なくとも1種を用いてもよく、芳香族ジオールに由来する構成単位として下記式(E)および下記式(F)からなる群から選択される少なくとも1種を用いてもよい。好ましくは、4−ヒドロキシ安息香酸に由来する構成単位(A)(上記式(A))と、芳香族ジカルボン酸としてテレフタル酸に由来する構成単位(C)(下記式(C))と、イソフタル酸に由来する構成単位(D)(下記式(D))と、芳香族ジオールとして4,4’−ジヒドロキシビフェニルに由来する構成単位(E)(下記式(E))とを含む液晶ポリエステル、4−ヒドロキシ安息香酸に由来する構成単位(A)(上記式(A))と、芳香族ジカルボン酸としてテレフタル酸に由来する構成単位(C)(下記式(C))と、イソフタル酸に由来する構成単位(D)(下記式(D))と、芳香族ジオールとして4,4’−ジヒドロキシビフェニルに由来する構成単位(E)(下記式(E))と、ヒドロキノンに由来する構成単位(F)(下記式(F))とを含む液晶ポリエステル等であってもよい。 Further, the liquid crystal polyester may contain a structural unit derived from 4-hydroxybenzoic acid as an aromatic hydroxycarboxylic acid, and may contain a structural unit derived from an aromatic dicarboxylic acid and a structural unit derived from an aromatic diol. For example, at least one selected from the group consisting of the following formula (C) and the following formula (D) may be used as the structural unit derived from the aromatic dicarboxylic acid, and the following formula may be used as the structural unit derived from the aromatic diol. At least one selected from the group consisting of (E) and the following formula (F) may be used. Preferably, the structural unit (A) derived from 4-hydroxybenzoic acid (the above formula (A)), the structural unit (C) derived from terephthalic acid as an aromatic dicarboxylic acid (the following formula (C)), and isophthalic acid A liquid crystal polyester containing a structural unit (D) derived from an acid (formula (D) below) and a structural unit (E) derived from 4,4'-dihydroxybiphenyl as an aromatic diol (formula (E) below). Constituent unit (A) derived from 4-hydroxybenzoic acid (formula (A) above), constituent unit (C) derived from terephthalic acid as an aromatic dicarboxylic acid (formula (C) below), and derived from isophthalic acid. The structural unit (D) (the following formula (D)), the structural unit (E) derived from 4,4'-dihydroxybiphenyl as an aromatic diol (the following formula (E)), and the structural unit derived from hydroquinone (the following formula (E)). It may be a liquid crystal polyester or the like containing F) (the following formula (F)).
また、液晶ポリエステルは、芳香族ヒドロキシカルボン酸としてナフタレン骨格を含むヒドロキシナフトエ酸に由来する構成単位を含み、芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位および芳香族ジオールに由来する構成単位を含んでいてもよい。好ましくは、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸に由来する構成単位(B)(上記式(B))と、芳香族ジカルボン酸としてテレフタル酸に由来する構成単位(C)(下記式(C))と、2,6−ナフタレンジカルボン酸に由来する構成単位(G)(下記式(G))と、芳香族ジオールとしてヒドロキノンに由来する構成単位(F)(下記式(F))とを含む液晶ポリエステル等であってもよい。 Further, the liquid crystal polyester contains a structural unit derived from hydroxynaphthoic acid containing a naphthalene skeleton as an aromatic hydroxycarboxylic acid, and may contain a structural unit derived from an aromatic dicarboxylic acid and a structural unit derived from an aromatic diol. good. Preferably, the structural unit (B) derived from 6-hydroxy-2-naphthoic acid (the above formula (B)) and the structural unit (C) derived from terephthalic acid as an aromatic dicarboxylic acid (the following formula (C)). A liquid crystal containing a structural unit (G) derived from 2,6-naphthalenedicarboxylic acid (the following formula (G)) and a structural unit (F) derived from hydroquinone as an aromatic diol (the following formula (F)). It may be polyester or the like.
本発明で好適に用いられる液晶ポリエステルの融点(以下、Mp0と称することがある)は250〜380℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは255〜370℃、さらに好ましくは260〜360℃、さらにより好ましくは260〜330℃である。なお、ここでいう融点とは、JIS K 7121試験法に準拠し、示差走差熱量計(DSC;メトラー社製「TA3000」)で測定し、観察される主吸収ピーク温度である。具体的には、前記DSC装置に、サンプルを10〜20mgをとりアルミ製パンへ封入した後、キャリヤーガスとして窒素を100mL/分流し、20℃/分で昇温したときの吸熱ピークを測定する。ポリマーの種類によってDSC測定において1st runで明確なピークが現れない場合は、予想される流動温度よりも50℃高い温度まで50℃/分で昇温し、その温度で3分間完全に溶融した後、80℃/分の降温速度で50℃まで降温し、しかる後に20℃/分の昇温速度で吸熱ピークを測定するとよい。 The melting point of the liquid crystal polyester preferably used in the present invention (hereinafter, may be referred to as Mp 0 ) is preferably in the range of 250 to 380 ° C., more preferably 255 to 370 ° C., still more preferably 260 to 360 ° C. , Even more preferably 260-330 ° C. The melting point referred to here is the main absorption peak temperature measured and observed by a differential scanning calorimeter (DSC; "TA3000" manufactured by METTLER TEPCO) in accordance with the JIS K 7121 test method. Specifically, after taking 10 to 20 mg of a sample in the DSC apparatus and encapsulating it in an aluminum pan, 100 mL / min of nitrogen is flowed as a carrier gas, and the endothermic peak when the temperature is raised at 20 ° C./min is measured. .. If a clear peak does not appear at 1st run in the DSC measurement depending on the type of polymer, the temperature is raised to a temperature 50 ° C. higher than the expected flow temperature at 50 ° C./min, and after complete melting at that temperature for 3 minutes. It is advisable to lower the temperature to 50 ° C. at a temperature lowering rate of 80 ° C./min, and then measure the endothermic peak at a heating rate of 20 ° C./min.
なお、上記液晶ポリエステルには、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂等の熱可塑性ポリマーを添加してもよい。また酸化チタン、カオリン、シリカ、酸化バリウム等の無機物、カーボンブラック、染料や顔料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。 A thermoplastic polymer such as polyethylene terephthalate, modified polyethylene terephthalate, polyolefin, polycarbonate, polyamide, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, or fluororesin is added to the liquid crystal polyester as long as the effects of the present invention are not impaired. May be good. It may also contain various additives such as titanium oxide, kaolin, silica, barium oxide and other inorganic substances, carbon black, colorants such as dyes and pigments, antioxidants, ultraviolet absorbers and light stabilizers.
本発明の液晶ポリエステル繊維は、繊維重量が10kg以上の連続繊維である。連続繊維とは、この繊維重量分の長さが切れ目なく連続しているモノフィラメントまたはマルチフィラメントを示す。マルチフィラメントの場合、繊維束として切れ目なく連続していればよい。なお、本発明において、結節処理・スプライス処理・末端ループ処理・交絡処理・熱融着処理・接着剤・粘着テープ・接合部品の使用といった接合処理により連続している繊維については、その処理部分の前後は連続繊維ではない。総繊度によって繊維の長さは異なるが、ボビンに巻き付けた際のボビンの厚み方向あるいは高さ方向のパッケージのサイズは、繊維の長さというより重量によって変動する。そのため、高重量の繊維をバッチ方式で固相重合を行うと、ボビンの厚み方向あるいは高さ方向のパッケージのサイズが大きくなってしまうため、熱や気流の内外層ムラや高さ方向ムラが生じ、力学物性の向上度合いにバラつきが生じる。そこで、後述の製造方法により、高重量であっても、連続繊維全長にわたって強度バラつきを低減させることを可能としている。本発明の液晶ポリエステル繊維は、その後の製品加工での生産性向上の観点から、繊維重量が、好ましくは12kg以上、より好ましくは15kg以上、さらに好ましくは25kg以上であってもよい。繊維重量の上限は特に限定されないが、例えば、100kg以下、好ましくは50kg以下であってもよい。 The liquid crystal polyester fiber of the present invention is a continuous fiber having a fiber weight of 10 kg or more. The continuous fiber refers to a monofilament or a multifilament in which the length corresponding to the weight of the fiber is continuously continuous. In the case of a multifilament, it is sufficient that the fiber bundle is continuous without a break. In the present invention, for fibers that are continuous by joining treatment such as knot treatment, splice treatment, end loop treatment, entanglement treatment, heat fusion treatment, adhesive, adhesive tape, and joining parts, the treated portion of the treated portion. The front and back are not continuous fibers. The length of the fiber varies depending on the total fineness, but the size of the package in the thickness direction or the height direction of the bobbin when wound around the bobbin varies depending on the weight rather than the length of the fiber. Therefore, when solid-phase polymerization of high-weight fibers is performed by a batch method, the size of the package in the thickness direction or height direction of the bobbin becomes large, which causes unevenness in the inner and outer layers of heat and airflow and unevenness in the height direction. , There are variations in the degree of improvement in mechanical properties. Therefore, by the manufacturing method described later, it is possible to reduce the strength variation over the entire length of the continuous fiber even if the weight is high. The liquid crystal polyester fiber of the present invention may have a fiber weight of preferably 12 kg or more, more preferably 15 kg or more, still more preferably 25 kg or more, from the viewpoint of improving productivity in subsequent product processing. The upper limit of the fiber weight is not particularly limited, but may be, for example, 100 kg or less, preferably 50 kg or less.
本発明の液晶ポリエステル繊維は、強度が18cN/dtex以上である。また、一般産業資材や、海底電信ケーブル、光ケーブルのテンションメンバー等の高次加工製品の機械的強度を向上させる観点から、強度は、好ましくは20cN/dtex以上、より好ましくは23cN/dtex以上であってもよい。また、強度の上限値は特に限定されないが、例えば、本発明により達し得る値としては30cN/dtex程度である。本発明において、液晶ポリエステル繊維の強度とは、引張強度をいい、連続繊維の全長を長手方向に50等分し、それら50点の強度測定データから得られる平均値(A1)であり、後述の実施例に記載した方法により測定される値である。 The liquid crystal polyester fiber of the present invention has a strength of 18 cN / dtex or more. Further, from the viewpoint of improving the mechanical strength of general industrial materials and high-order processed products such as tension members of submarine telegraph cables and optical cables, the strength is preferably 20 cN / dtex or more, more preferably 23 cN / dtex or more. You may. The upper limit of the strength is not particularly limited, but for example, the value that can be reached by the present invention is about 30 cN / dtex. In the present invention, the strength of the liquid crystal polyester fiber means the tensile strength, which is an average value (A 1 ) obtained from the strength measurement data of 50 points obtained by dividing the total length of the continuous fiber into 50 equal parts in the longitudinal direction, which will be described later. It is a value measured by the method described in the Example of.
本発明の液晶ポリエステル繊維は、繊維全長の強度バラつきが8.0%以下である。本発明の液晶ポリエステル繊維は、長尺であるにもかかわらず、その繊維全長にわたって強度バラつきが低減されており、高次加工製品全体としての力学物性を向上させる観点から、強度バラつきは、好ましくは5.0%以下であってもよく、より好ましくは3.0%以下であってもよい。また、強度バラつきの下限値は特に限定されないが、例えば、0.1%程度であってもよい。本発明において、強度バラつきは、連続繊維の全長を長手方向に50等分し、それら50点の強度測定データから得られる平均値(A1)および標準偏差(σ1)により下記式に従って算出される強度バラつきであり、後述の実施例に記載した方法により測定される値である。
強度バラつき=(σ1/A1)×100
The liquid crystal polyester fiber of the present invention has a strength variation of the total length of the fiber of 8.0% or less. Although the liquid crystal polyester fiber of the present invention is long, the strength variation is reduced over the entire length of the fiber, and the strength variation is preferable from the viewpoint of improving the mechanical characteristics of the high-order processed product as a whole. It may be 5.0% or less, more preferably 3.0% or less. The lower limit of the strength variation is not particularly limited, but may be, for example, about 0.1%. In the present invention, the strength variation is calculated according to the following formula by dividing the total length of continuous fibers into 50 equal parts in the longitudinal direction and using the average value (A 1 ) and standard deviation (σ 1) obtained from the strength measurement data of these 50 points. It is a value measured by the method described in Examples described later.
Strength variation = (σ 1 / A 1 ) x 100
本発明の液晶ポリエステル繊維は、総繊度を用途等により適宜調整することができ、例えば、総繊度が220dtex以上であってもよい。また、好ましくは500〜50000dtexであってもよく、より好ましくは1000〜30000dtexであってもよい。 The total fineness of the liquid crystal polyester fiber of the present invention can be appropriately adjusted depending on the intended use, and for example, the total fineness may be 220 dtex or more. Further, it may be preferably 500 to 50,000 dtex, and more preferably 1000 to 30,000 dtex.
本発明の液晶ポリエステル繊維は、重量が10kg以上であれば繊維の全長は特に限定されず、用途等により適宜調整することができ、例えば、総繊度が220dtex以上500dtex未満の場合、繊維の全長は200000〜2300000mであってもよく、好ましくは240000〜2300000mであってもよい。
総繊度が500dtex以上1000dtex未満の場合、100000〜1000000mであってもよく、好ましくは120000〜1000000mであってもよい。
総繊度が1000dtex以上3000dtex未満の場合、33000〜500000mであってもよく、好ましくは40000〜500000mであってもよい。
総繊度が3000dtex以上10000dtex未満の場合、10000〜170000mであってもよく、好ましくは12000〜170000mであってもよい。
総繊度が10000dtex以上50000dtex未満の場合、2000〜50000mであってもよく、好ましくは2400〜50000mであってもよい。
The total length of the liquid crystal polyester fiber of the present invention is not particularly limited as long as the weight is 10 kg or more, and can be appropriately adjusted depending on the intended use. For example, when the total fineness is 220 dtex or more and less than 500 dtex, the total length of the fiber is It may be 200,000 to 2300000 m, preferably 2400,000 to 2300000 m.
When the total fineness is 500 dtex or more and less than 1000 dtex, it may be 100,000 to 1,000,000 m, preferably 12,000 to 1,000,000 m.
When the total fineness is 1000 dtex or more and less than 3000 dtex, it may be 33,000 to 500,000 m, preferably 40,000 to 500,000 m.
When the total fineness is 3000 dtex or more and less than 10000 dtex, it may be 1000 to 170000 m, preferably 12000 to 170000 m.
When the total fineness is 10000 dtex or more and less than 50,000 dtex, it may be 2000 to 50000 m, preferably 2400 to 50000 m.
本発明の液晶ポリエステル繊維は、単繊維繊度を用途等により適宜調整することができ、例えば、単繊維繊度が0.5〜50dtexであってもよく、好ましくは1.0〜15dtex、より好ましくは1.5〜10dtexであってもよい。 In the liquid crystal polyester fiber of the present invention, the single fiber fineness can be appropriately adjusted depending on the application and the like. For example, the single fiber fineness may be 0.5 to 50 dtex, preferably 1.0 to 15 dtex, more preferably 1.0 to 15 dtex. It may be 1.5 to 10 dtex.
本発明の液晶ポリエステル繊維がマルチフィラメントの場合、そのフィラメント本数は用途等により適宜調整することができ、例えば、フィラメント本数は5〜20000本であってもよく、好ましくは10〜4000本、より好ましくは30〜3000本であってもよい。 When the liquid crystal polyester fiber of the present invention is a multifilament, the number of filaments can be appropriately adjusted depending on the application and the like. For example, the number of filaments may be 5 to 20000, preferably 10 to 4000, more preferably. May be 30 to 3000 pieces.
本発明の液晶ポリエステル繊維は、ボビンに巻き付けられた繊維パッケージの形態であってもよい。繊維パッケージを形成するために用いられるボビンとしては、筒形状のものであれば特に限定されず、パーン、チーズ、コーン等の公知の巻き形態の繊維パッケージとすることができる。繊維パッケージは、本発明の液晶ポリエステル繊維が高重量であるため、巻崩れのないようにボビンに巻き付けられていてもよく、例えば、巻密度が0.7〜1.4g/cm3であってもよい。 The liquid crystal polyester fiber of the present invention may be in the form of a fiber package wrapped around a bobbin. The bobbin used for forming the fiber package is not particularly limited as long as it has a tubular shape, and a known rolled fiber package such as pan, cheese, or corn can be used. Since the liquid crystal polyester fiber of the present invention has a high weight, the fiber package may be wound around the bobbin so as not to collapse. For example, the winding density is 0.7 to 1.4 g / cm 3. May be good.
[液晶ポリエステル繊維の製造方法]
本発明の液晶ポリエステル繊維の製造方法は、液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸を熱処理する工程を少なくとも含み、前記熱処理工程において、前記紡糸原糸を伸長倍率1.000〜1.200倍で搬送して熱処理を行ってもよい。
[Manufacturing method of liquid crystal polyester fiber]
The method for producing a liquid crystal polyester fiber of the present invention includes at least a step of heat-treating the spun yarn of the liquid crystal polyester fiber, and in the heat treatment step, the spun yarn is conveyed at an elongation ratio of 1.00 to 1.200 times. Heat treatment may be performed.
本発明の発明者らは、液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸の固相重合において、単に搬送による連続熱処理を行うことにより、繊維長手方向においてより均一な加熱環境を作出するだけでは強度バラつきを十分に抑制することはできず、特定の伸長倍率で搬送して連続熱処理を行うことによって、高重量の繊維であっても繊維全長にわたって強度バラつきを抑制することができることを見出した。 In the solid-phase polymerization of the spun yarn of the liquid crystal polyester fiber, the inventors of the present invention sufficiently create a more uniform heating environment in the longitudinal direction of the fiber by simply performing continuous heat treatment by transporting, and the strength variation is sufficient. It has been found that it cannot be suppressed, and that the strength variation can be suppressed over the entire length of the fiber even if the fiber is heavy in weight, by transporting the fiber at a specific elongation ratio and performing continuous heat treatment.
液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸は、その繊維化の方法は限定されないが、通常、溶融紡糸により得られる繊維を用いることができる。溶融紡糸は公知または慣用の方法により行うことができ、例えば、押出機において液晶ポリエステルで構成される紡糸原糸を得るための繊維形成樹脂を溶融させた後、所定の紡糸温度でノズルから吐出して得ることができる。 As the spinning yarn of the liquid crystal polyester fiber, the method of fiberization is not limited, but a fiber obtained by melt spinning can be usually used. Melt spinning can be performed by a known or conventional method. For example, a fiber-forming resin for obtaining a spinning yarn composed of liquid crystal polyester is melted in an extruder and then discharged from a nozzle at a predetermined spinning temperature. Can be obtained.
熱処理工程では、紡糸原糸を熱処理することにより固相重合を行い、紡糸原糸の強度を向上させることができる。熱処理温度は、強度向上の観点から、230℃以上であってもよく、好ましくは240℃以上、より好ましくは250℃以上であってもよい。また、熱処理温度は、融解を防ぐために熱処理に供する液晶ポリエステル繊維(紡糸原糸)の融点(Mp)未満であってもよく、例えば、230℃以上の範囲において、(Mp−80)℃以上(Mp)℃未満であってもよく、好ましくは(Mp−50)℃以上(Mp)℃未満、より好ましくは(Mp−30)℃以上(Mp)℃未満であってもよい。ただし、固相重合の進行と共に液晶ポリエステル繊維の融点は上昇するため、熱処理工程における最初の温度を液晶ポリエステル繊維(紡糸原糸)の融点(Mp)未満にすればよく、熱処理温度を固相重合の進行状態に応じて段階的に高めることで、一定の温度で熱処理を行う場合に比し、高温で行うことができる。なお、熱処理温度を時間に対し段階的にあるいは連続的に高めることは、融着を防ぐと共に固相重合の時間効率を高めることができる点で好ましい。 In the heat treatment step, the strength of the spun yarn can be improved by performing solid phase polymerization by heat-treating the spun yarn. From the viewpoint of improving the strength, the heat treatment temperature may be 230 ° C. or higher, preferably 240 ° C. or higher, and more preferably 250 ° C. or higher. Further, the heat treatment temperature may be lower than the melting point (Mp) of the liquid crystal polyester fiber (spun yarn) subjected to the heat treatment to prevent melting, and for example, in the range of 230 ° C. or higher, (Mp-80) ° C. or higher (Mp-80) ° C. or higher ( It may be less than Mp) ° C., preferably (Mp-50) ° C. or higher and lower than (Mp) ° C., and more preferably (Mp-30) ° C. or higher and lower than (Mp) ° C. However, since the melting point of the liquid crystal polyester fiber rises as the solid phase polymerization progresses, the initial temperature in the heat treatment step may be set to be lower than the melting point (Mp) of the liquid crystal polyester fiber (spun yarn), and the heat treatment temperature may be set to the solid phase polymerization. By increasing the temperature stepwise according to the progress of the above, the heat treatment can be performed at a higher temperature than when the heat treatment is performed at a constant temperature. It is preferable to raise the heat treatment temperature stepwise or continuously with respect to time in that fusion can be prevented and the time efficiency of solid phase polymerization can be improved.
熱処理の時間は、強度向上および製造効率向上の観点から、5〜1000分間であってもよく、好ましくは8〜500分間、より好ましくは10〜100分間、さらに好ましくは15〜60分間であってもよい。ここで、熱処理の時間とは、紡糸原糸の同一部分に熱処理する時間をいう。 The heat treatment time may be 5 to 1000 minutes, preferably 8 to 500 minutes, more preferably 10 to 100 minutes, still more preferably 15 to 60 minutes, from the viewpoint of improving the strength and the production efficiency. May be good. Here, the heat treatment time means the time for heat-treating the same portion of the spinning yarn.
熱処理は、公知の方法を用いることができ、例えば、雰囲気加熱、接触加熱等の手段が挙げられる。雰囲気としては空気、不活性ガス(例えば、窒素、アルゴン)あるいはそれらを組み合わせた雰囲気等が好適に用いられる。また、熱処理を減圧下で行ってもよい。 As the heat treatment, a known method can be used, and examples thereof include means such as atmospheric heating and contact heating. As the atmosphere, air, an inert gas (for example, nitrogen, argon) or an atmosphere in which they are combined is preferably used. Further, the heat treatment may be performed under reduced pressure.
熱処理工程における搬送方法は、接触搬送(例えば、コンベア方式、サポートロール方式、加熱されたローラー上での熱処理方式)、非接触搬送(ロール・トゥ・ロール方式)のいずれで行ってもよいが、接触による熱のムラを避け、より均一な環境での処理を行い、繊維長手方向の力学特性のバラつきを抑制する観点から、紡糸原糸をロール・トゥ・ロール方式で搬送しながら熱処理炉を用いて熱処理を行うことが好ましい。また、処理経路は一直線でなくてもよく、装置内に折り返しローラーやガイドを配置して、処理経路の長さ、角度、曲率等を適宜変更して熱処理を行ってもよい。 The transfer method in the heat treatment step may be either contact transfer (for example, conveyor method, support roll method, heat treatment method on a heated roller) or non-contact transfer (roll-to-roll method). A heat treatment furnace is used while transporting the spun yarn in a roll-to-roll manner from the viewpoint of avoiding heat unevenness due to contact, performing treatment in a more uniform environment, and suppressing variations in mechanical properties in the fiber longitudinal direction. It is preferable to perform heat treatment. Further, the processing path does not have to be a straight line, and the heat treatment may be performed by arranging a folding roller or a guide in the apparatus and appropriately changing the length, angle, curvature, etc. of the processing path.
例えば、非接触連続熱処理が可能な熱処理炉を用いる場合、その構造については特に制限されるものではない。熱処理炉入口から出口まで接触体の無い、繊維搬送経路が一直線になる構造のものであってもよいし、炉内あるいは炉の側面にローラーを配した、二段以上の折り返しの繊維搬送経路を有するものであってもよい。折り返し用ローラーは自ら回転駆動するものであっても構わないし、搬送される繊維に従属して回転するものであっても構わない。この場合、フィブリルの発生を防ぎ、かつ均一な処理を行うため、繊維搬送経路の折り返しのために配するローラーの繊維と接触する部分の温度は、(Mp−50)℃以下であることが好ましく、室温(40℃以下)であることがより好ましい。 For example, when a heat treatment furnace capable of non-contact continuous heat treatment is used, its structure is not particularly limited. The heat treatment furnace may have a structure in which there is no contact from the inlet to the outlet and the fiber transfer path is in a straight line, or a two-stage or more folded fiber transfer path in which rollers are arranged in the furnace or on the side surface of the furnace. It may have. The folding roller may be one that is rotationally driven by itself, or may be one that rotates depending on the fibers to be conveyed. In this case, in order to prevent the generation of fibrils and perform uniform treatment, the temperature of the portion of the roller arranged for folding back the fiber transport path in contact with the fibers is preferably (Mp-50) ° C. or lower. , Room temperature (40 ° C. or lower) is more preferable.
熱処理工程における搬送は、紡糸原糸を伸長倍率1.000〜1.200倍で搬送してもよい。特定の伸長倍率で伸長して搬送することにより、マルチフィラメントの場合に単繊維同士が、繊維長手方向の全ての箇所において、弛みなく平行に引き揃えることができるため、繊維長手方向の力学特性のバラつきを抑制することができるとともに、伸長による強度の低下を抑制することができる。 For the transfer in the heat treatment step, the spun yarn may be conveyed at an elongation ratio of 1.00 to 1.200 times. By stretching and transporting at a specific elongation ratio, single fibers can be aligned in parallel without slack at all points in the fiber longitudinal direction in the case of multifilament, so that the mechanical properties in the fiber longitudinal direction can be improved. It is possible to suppress the variation and also to suppress the decrease in strength due to elongation.
伸長倍率とは、伸長前後で液晶ポリエステル繊維が何倍に伸びたかを表す数値である。伸長を速度差のついた2個のローラーで行う場合は、その速度比から算出する。ダンサーローラーの荷重による延伸等、速度比で表せない装置で伸長を行う場合は、伸長前後(熱処理前後)の繊維の総繊度比から算出する。伸長倍率は、伸長によって強度が大きく低下しない限りは範囲を限定されるものではないが、単繊維同士の引き揃えの観点から、好ましくは1.001〜1.150倍であってもよく、より好ましくは1.002〜1.100倍、さらに好ましくは1.003〜1.050倍であってもよい。 The elongation ratio is a numerical value indicating how many times the liquid crystal polyester fiber is stretched before and after stretching. When stretching is performed by two rollers with different speeds, it is calculated from the speed ratio. When stretching is performed by a device that cannot be expressed by the speed ratio, such as stretching by the load of a dancer roller, it is calculated from the total fineness ratio of the fibers before and after stretching (before and after heat treatment). The elongation ratio is not limited in the range as long as the strength is not significantly reduced by the elongation, but from the viewpoint of aligning the single fibers, it may be preferably 1.001 to 1.150 times, and more. It may be 1.002 to 1.100 times, more preferably 1.003 to 1.050 times.
この伸長の方法としては、特定の伸長倍率を特に制限されるものではないが、例えば、ロール・トゥ・ロール方式で熱処理を行う際に、下流側の駆動ローラーの回転速度を上流側の搬送ローラーの回転速度より大きくする方法や、搬送途中にダンサーローラーを使用して一定の荷重を掛けながら熱処理を行う方法、加熱されたネルソンローラーを通過させる方法、糸をピン等で固定して搬送熱処理することにより、液晶ポリエステル繊維が繊維軸方向に対して負の熱膨張係数を有することを利用して伸長を行う方法等が挙げられる。 The extension method is not particularly limited to a specific extension ratio, but for example, when heat treatment is performed by a roll-to-roll method, the rotation speed of the drive roller on the downstream side is changed to the transfer roller on the upstream side. A method of increasing the rotation speed of the fiber, a method of performing heat treatment while applying a constant load using a dancer roller during transportation, a method of passing a heated Nelson roller, and a method of fixing the thread with a pin or the like to perform heat treatment. As a result, a method of stretching by utilizing the fact that the liquid crystal polyester fiber has a negative thermal expansion coefficient with respect to the fiber axis direction can be mentioned.
なお、繊維を伸長させながら熱処理を行う技術として広く延伸技術が知られているが、この延伸技術は、分子配向性の低い繊維に適用して、糸の強度や弾性率を向上させるための技術であり、本発明の液晶ポリエステル繊維のように、既に高度に配向した高次構造を持つ繊維に適用することを想定した技術ではない。また、好適な処理条件も異なり、延伸技術ではできるだけ配向性を高めるために延伸倍率を1.5倍以上に設定することが多いが、本発明では単繊維同士が引き揃えられるだけの伸長がなされればよいため、伸長倍率は1.000〜1.200倍の範囲が好適であり、これを超える倍率で処理を行うと、分子鎖の滑り等を経て高次構造に欠陥が発生し、強度の低下を招きやすい。以上のように、本発明の伸長技術は延伸技術とは異なる技術であるため、本発明では延伸倍率ではなく伸長倍率という用語を用いている。 A drawing technique is widely known as a technique for performing heat treatment while stretching a fiber, and this drawing technique is applied to a fiber having a low molecular orientation to improve the strength and elasticity of the thread. Therefore, it is not a technique that is supposed to be applied to a fiber having a highly oriented higher-order structure such as the liquid crystal polyester fiber of the present invention. Further, suitable treatment conditions are also different, and in the drawing technique, the drawing ratio is often set to 1.5 times or more in order to increase the orientation as much as possible, but in the present invention, the single fibers are stretched to be aligned with each other. Therefore, the elongation ratio is preferably in the range of 1.00 to 1.200 times, and if the treatment is performed at a magnification exceeding this, defects occur in the higher-order structure through slippage of the molecular chain and the like, and the strength is increased. Is likely to cause a decrease in. As described above, since the stretching technique of the present invention is different from the stretching technique, the term stretching ratio is used in the present invention instead of the stretching ratio.
また、熱処理時にかける張力は、熱処理に供する液晶ポリエステル繊維の総繊度等に応じて調整することができるが、糸道を安定させ、断糸を抑制する観点から、例えば、0.001〜0.06cN/dtexであってもよく、好ましくは0.003〜0.05cN/dtex、より好ましくは0.005〜0.04cN/dtexであってもよい。 Further, the tension applied during the heat treatment can be adjusted according to the total fineness of the liquid crystal polyester fiber to be subjected to the heat treatment, but from the viewpoint of stabilizing the yarn path and suppressing the yarn breakage, for example, 0.001 to 0. It may be 06 cN / dtex, preferably 0.003 to 0.05 cN / dtex, and more preferably 0.005 to 0.04 cN / dtex.
本発明の液晶ポリエステル繊維の製造方法では、液晶ポリエステル繊維の熱処理前後の強度比が1.5倍以上であってもよく、好ましくは1.8倍以上、より好ましくは2.0倍以上であってもよい。ここで、熱処理前後の強度比とは、熱処理後の液晶ポリエステル繊維の引張強度を熱処理前の液晶ポリエステル繊維(紡糸原糸)の引張強度で除した値のことをいう。液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸の強度は一般的に12cN/dtex以下であるため、熱処理前後の強度比が上記範囲となるよう適当な条件で固相重合を行うことで、液晶ポリエステル繊維の強度を向上させることができる。 In the method for producing a liquid crystal polyester fiber of the present invention, the strength ratio of the liquid crystal polyester fiber before and after the heat treatment may be 1.5 times or more, preferably 1.8 times or more, and more preferably 2.0 times or more. You may. Here, the strength ratio before and after the heat treatment refers to a value obtained by dividing the tensile strength of the liquid crystal polyester fiber after the heat treatment by the tensile strength of the liquid crystal polyester fiber (spun yarn) before the heat treatment. Since the strength of the spun yarn of the liquid crystal polyester fiber is generally 12 cN / dtex or less, the strength of the liquid crystal polyester fiber can be increased by performing solid phase polymerization under appropriate conditions so that the strength ratio before and after the heat treatment is within the above range. Can be improved.
本発明の液晶ポリエステル繊維は、長尺でかつその全長にわたって強度バラつきが低減されているため、長尺用途に好適に用いることができ、高次加工製品を製造する際の生産効率を向上させることができる。そのため、本発明の液晶ポリエステル繊維は、ロープやコード、スリングなどの一般産業資材や、海底電信ケーブル、光ケーブルのテンションメンバー等の高次加工製品として好適に使用できる。 Since the liquid crystal polyester fiber of the present invention is long and has reduced strength variation over its entire length, it can be suitably used for long applications and improves production efficiency when manufacturing high-order processed products. Can be done. Therefore, the liquid crystal polyester fiber of the present invention can be suitably used as general industrial materials such as ropes, cords and slings, and higher-order processed products such as tension members of submarine telegraph cables and optical cables.
以下に、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限を受けるものではない。なお、以下の実施例及び比較例においては、下記の方法により各種物性を測定した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited by these. In the following Examples and Comparative Examples, various physical properties were measured by the following methods.
(総繊度、単繊維繊度)
JIS L 1013:2010 8.3.1 A法に基づき、株式会社大栄科学精器製作所製検尺器「Wrap Reel by Motor Driven」を用いて液晶ポリエステル繊維を100mカセ取りし、その重量(g)を100倍して1水準当たり2回の測定を行い、その平均値を、得られた液晶ポリエステル繊維の総繊度(dtex)とした。また、この値をフィラメント本数で除した商を単繊維繊度(dtex)とした。
(Total fineness, single fiber fineness)
Based on JIS L 1013: 2010 8.3.1 A method, 100 m of liquid crystal polyester fiber was removed using a measuring instrument "Wrap Reel by Motor Driven" manufactured by Daiei Kagaku Seiki Seisakusho Co., Ltd., and its weight (g). Was multiplied by 100 and measured twice per level, and the average value was taken as the total fineness (dtex) of the obtained liquid crystal polyester fiber. The quotient obtained by dividing this value by the number of filaments was defined as the single fiber fineness (dtex).
(融点)
JIS K 7121に準拠し、示差走差熱量計(DSC;メトラー社製、「TA3000」)を用いて測定し、観察される主吸収ピーク温度を融点とした。具体的には、前記DSC装置に、試料を10〜20mgをとりアルミ製パンへ封入した後、キャリヤーガスとして窒素を100mL/分の流量で流し、20℃/分で昇温したときの吸熱ピークを測定した。
(Melting point)
According to JIS K 7121, the measurement was performed using a differential scanning calorimeter (DSC; manufactured by METTLER, "TA3000"), and the observed main absorption peak temperature was taken as the melting point. Specifically, after 10 to 20 mg of a sample was taken in the DSC apparatus and sealed in an aluminum pan, nitrogen was flowed as a carrier gas at a flow rate of 100 mL / min, and the endothermic peak when the temperature was raised at 20 ° C./min. Was measured.
(強度、強度バラつき)
切れ目なく連続した液晶ポリエステル繊維から、1mの測定用試料を50本採取した。これらの測定用試料は繊維全長を長手方向に50等分した点から各々±0.5%幅を持った範囲でそれぞれ採取した。なお、繊維全長は、繊維重量と上述で測定した総繊度により算出した長さを用いた。
次に、JIS L 1013:2010 8.5.1を参考に、株式会社島津製作所製オートグラフ「AGS−100B」を用いて、試験長10cm、初荷重2.94mN/dtex、引張速度10cm/分の条件で引張試験を行い、50本の測定用試料それぞれにつき1回ずつ破断時の強度を測定し、計50回の測定の平均値(A1)を強度(cN/dtex)とした。
また、50回の測定結果における標準偏差(σ1)を、平均値(A1)で除した商に、100を掛けたものを強度バラつき(%)とした。
強度バラつき(%)=(σ1/A1)×100
(Strength, strength variation)
Fifty 1 m measurement samples were collected from the continuous liquid crystal polyester fibers without breaks. These measurement samples were taken in a range having a width of ± 0.5% from the point where the total length of the fiber was divided into 50 equal parts in the longitudinal direction. For the total length of the fiber, the length calculated from the fiber weight and the total fineness measured above was used.
Next, referring to JIS L 1013: 2010 8.5.1, using the autograph "AGS-100B" manufactured by Shimadzu Corporation, the test length was 10 cm, the initial load was 2.94 mN / dtex, and the tensile speed was 10 cm / min. The tensile test was carried out under the conditions of (1 ), and the strength at break was measured once for each of the 50 measurement samples, and the average value (A 1) of a total of 50 measurements was taken as the strength (cN / dtex).
Further, the quotient obtained by dividing the standard deviation (σ 1 ) in the results of 50 measurements by the average value (A 1 ) was multiplied by 100 to obtain the intensity variation (%).
Strength variation (%) = (σ 1 / A 1 ) x 100
[実施例1]
下記式で示した構成単位(A)と(B)が(A)/(B)=73/27(モル比)である液晶ポリエステル(α)(Mp0:281℃)を使用した。これを押出機にて溶融押し出しし、ギアポンプで計量しつつ紡糸頭にポリマーを供給した。紡糸頭には孔径0.125mmφ、ランド長0.175mm、孔数300個の紡糸口金を備え、吐出量167g/分でポリマーを吐出し、巻き取り速度1000m/分でボビンに巻き取り紡糸原糸を得た。この際、紡糸口金直下に配置したオイリングガイドから、2重量%のドデシルリン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製、和光一級)水溶液を紡糸原糸に付与した。この水溶液の付与量は8.4g/分であり、紡糸原糸に対するドデシルリン酸ナトリウムの付着比率は計算上0.1重量%であった。また紡糸原糸の融点(Mp)は281℃であった。
[Example 1]
A liquid crystal polyester (α) (Mp 0 : 281 ° C.) in which the structural units (A) and (B) represented by the following formulas are (A) / (B) = 73/27 (molar ratio) was used. This was melt-extruded by an extruder, and the polymer was supplied to the spinning head while being weighed by a gear pump. The spinning head is equipped with a spinneret having a hole diameter of 0.125 mmφ, a land length of 0.175 mm, and a number of holes of 300. Got At this time, a 2% by weight aqueous solution of sodium dodecyl phosphate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako First Class) was applied to the spinning yarn from an oiling guide arranged directly under the spinning cap. The amount of this aqueous solution applied was 8.4 g / min, and the adhesion ratio of sodium dodecyl phosphate to the spinning yarn was calculated to be 0.1% by weight. The melting point (Mp) of the spun yarn was 281 ° C.
次に、図1の工程概略図に示すように、この紡糸原糸9を巻出機1から巻き出し、第一ローラー2、熱処理炉3、第二ローラー4、巻取機5の順に装置を通して巻き取ることで、ロール・トゥ・ロール方式で搬送による連続熱処理を行い、本実施例の熱処理糸12を連続で15kg得た。ここで、熱処理炉3は、1本のセラミック管からなる炉管10と、その炉管10の内部を雰囲気加熱するためのヒーター部を有する制御部11とを有している。炉管10は、3つの加熱ゾーン6〜8を有しており、各加熱ゾーン6〜8は、制御部11により、別々の温度制御が可能である。連続熱処理の条件を以下のように設定した。熱処理炉3の炉管10を通過する時間(熱処理炉3の炉管10を糸試料が通過する距離/第一ローラー2の搬送速度)が60分間になるように第一ローラー2の回転速度を設定した。また、伸長倍率(第二ローラー4の回転速度/第一ローラー2の回転速度)が1.005倍になるように第二ローラー4の回転速度を設定した。また、熱処理炉3内は、窒素雰囲気で、3つの加熱ゾーン6〜8の温度は通過する順に230℃、260℃、290℃とした。なお、糸道の高さ等の調整のため、適宜、表面梨地処理のセラミックローラーやセラミックガイド(いずれも不図示)も用いた。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
Next, as shown in the process schematic diagram of FIG. 1, the spinning yarn 9 is unwound from the unwinding machine 1, and is passed through the apparatus in the order of the first roller 2, the heat treatment furnace 3, the second roller 4, and the winding machine 5. By winding, continuous heat treatment by transport was performed by a roll-to-roll method, and 15 kg of the heat-treated yarn 12 of this example was continuously obtained. Here, the heat treatment furnace 3 has a
[実施例2]
孔径0.100mmφ、ランド長0.140mm、孔数600個の紡糸口金を用いて紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 2]
A continuous heat-treated yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that a spinning yarn having a hole diameter of 0.100 mmφ, a land length of 0.140 mm, and a number of holes of 600 was obtained. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[実施例3]
孔径0.150mmφ、ランド長0.210mm、孔数50個の紡糸口金を用いて紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 3]
A continuous heat-treated yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that a spinning yarn having a hole diameter of 0.150 mmφ, a land length of 0.210 mm, and a number of holes of 50 was obtained. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[実施例4]
孔径0.125mmφ、ランド長0.175mm、孔数20個の紡糸口金を用いたこと、吐出量11.2g/分でポリマーを吐出したこと、およびオイリングガイドからのドデシルリン酸ナトリウム水溶液の付与量を0.56g/分にして紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 4]
The pore diameter of 0.125 mmφ, the land length of 0.175 mm, the number of holes of 20 spinners were used, the polymer was discharged at a discharge rate of 11.2 g / min, and the amount of sodium dodecyl phosphate aqueous solution applied from the oiling guide. 15 kg of continuous heat-treated yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that the spinning yarn was obtained at 0.56 g / min. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[実施例5]
実施例1で用いた紡糸頭および紡糸口金を2個同時に使用し、各々から吐出量167g/分で吐出したポリマーを、1糸条として重ねて巻き取り速度1000m/分でボビンに巻き取り紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。オイリングガイドからドデシルリン酸ナトリウム水溶液を付与する工程については、1糸条として重ねるより前段階でそれぞれ行い、各紡糸口金直下で実施例1と同様にして付与した。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 5]
Two spinning heads and spinning caps used in Example 1 were used at the same time, and the polymers discharged from each at a discharge rate of 167 g / min were stacked as one yarn and wound on a bobbin at a winding speed of 1000 m / min. 15 kg of continuous heat-treated yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that the yarn was obtained. The step of applying the sodium dodecyl phosphate aqueous solution from the oiling guide was carried out at a stage prior to stacking as one yarn, and was applied directly under each spinneret in the same manner as in Example 1. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[実施例6]
実施例1で用いた紡糸頭および紡糸口金を4個同時に使用し、各々から吐出量167g/分で吐出したポリマーを、1糸条として重ねて巻き取り速度1000m/分でボビンに巻き取り紡糸原糸を得たこと以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。オイリングガイドからドデシルリン酸ナトリウム水溶液を付与する工程については、1糸条として重ねるより前段階でそれぞれ行い、各紡糸口金直下で実施例1と同様にして付与した。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 6]
Four spinning heads and spinning caps used in Example 1 were used at the same time, and the polymers discharged from each at a discharge rate of 167 g / min were stacked as one yarn and wound on a bobbin at a winding speed of 1000 m / min. 15 kg of continuous heat-treated yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that the yarn was obtained. The step of applying the sodium dodecyl phosphate aqueous solution from the oiling guide was carried out at a stage prior to stacking as one yarn, and was applied directly under each spinneret in the same manner as in Example 1. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[実施例7]
連続熱処理を長く行い、連続した熱処理糸を50kg得たこと以外は実施例6と同様にして熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 7]
A heat-treated yarn was obtained in the same manner as in Example 6 except that the continuous heat treatment was carried out for a long time and 50 kg of the continuous heat-treated yarn was obtained. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[実施例8]
連続熱処理において、実施例1と同じ紡糸原糸、装置を用い、熱処理時間が16時間、伸長倍率が1.005倍になるように第一ローラー2と第二ローラー4の回転速度を設定した以外は実施例1と同様にして、連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 8]
In the continuous heat treatment, the same spinning yarn and equipment as in Example 1 were used, and the rotation speeds of the first roller 2 and the second roller 4 were set so that the heat treatment time was 16 hours and the elongation ratio was 1.005 times. Obtained 15 kg of continuous heat-treated yarn in the same manner as in Example 1. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[実施例9]
連続熱処理において、実施例1と同じ紡糸原糸、装置を用い、伸長倍率が1.100倍になるように第二ローラー4の回転速度を設定したこと以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 9]
In the continuous heat treatment, the same spinning yarn and equipment as in Example 1 were used, and the rotation speed of the second roller 4 was set so that the elongation ratio was 1.100 times. 15 kg of the heat-treated yarn was obtained. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[実施例10]
連続熱処理において、実施例1と同じ紡糸原糸、装置を用い、伸長倍率が1.000倍になるように第二ローラー4の回転速度を設定したこと以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 10]
In the continuous heat treatment, the same spinning yarn and equipment as in Example 1 were used, and the rotation speed of the second roller 4 was set so that the elongation ratio was 1.000 times. 15 kg of the heat-treated yarn was obtained. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[実施例11]
実施例1に記載の液晶ポリエステル(α)ではなく、下記式で示した各構成単位のモル比が(A)/(C)/(D)/(E)=65/10/5/20である液晶ポリエステル(β)(Mp0:348℃)を使用した以外は、実施例1と同様にして紡糸原糸を得た。その後、連続熱処理において、3つの加熱ゾーン6〜8の温度は通過する順に280℃、280℃、310℃とした以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 11]
Instead of the liquid crystal polyester (α) described in Example 1, the molar ratio of each structural unit represented by the following formula is (A) / (C) / (D) / (E) = 65/10/5/20. A spinning yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that a certain liquid crystal polyester (β) (Mp 0: 348 ° C.) was used. Then, in the continuous heat treatment, 15 kg of continuous heat-treated yarns were obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperatures of the three
[実施例12]
実施例1に記載の液晶ポリエステル(α)ではなく、下記式で示した各構成単位のモル比が(A)/(C)/(D)/(E)/(F)=54/15/8/16/7である液晶ポリエステル(γ)(Mp0:315℃)を使用した以外は、実施例1と同様にして紡糸原糸を得た。その後、連続熱処理において、3つの加熱ゾーン6〜8の温度は通過する順に280℃、280℃、310℃とした以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 12]
Instead of the liquid crystal polyester (α) described in Example 1, the molar ratio of each structural unit represented by the following formula is (A) / (C) / (D) / (E) / (F) = 54/15 /. A spinning yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that a liquid crystal polyester (γ) (Mp 0: 315 ° C.) of 8/16/7 was used. Then, in the continuous heat treatment, 15 kg of continuous heat-treated yarns were obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperatures of the three
[実施例13]
実施例1記載の液晶ポリエステル(α)ではなく、下記式で示した各構成単位のモル比が(B)/(C)/(G)/(F)=58/5/16/21である液晶ポリエステル(δ)(Mp0:363℃)を使用した以外は、実施例1と同様にして紡糸原糸を得た。その後、連続熱処理において、3つの加熱ゾーン6〜8の温度は通過する順に300℃、300℃、330℃とした以外は、実施例1と同様にして連続した熱処理糸を15kg得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Example 13]
Instead of the liquid crystal polyester (α) described in Example 1, the molar ratio of each structural unit represented by the following formula is (B) / (C) / (G) / (F) = 58/5/16/21. A spinning yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that a liquid crystal polyester (δ) (Mp 0: 363 ° C.) was used. Then, in the continuous heat treatment, 15 kg of continuous heat-treated yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperatures of the three
[比較例1]
実施例1と同様にして得た紡糸原糸15kgを、アルミニウム製の穴あきボビンにケブラーフェルト(目付280g/m2、厚み1.5mm)を巻いたものに対して400m/分で巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。このときトラバース幅は200mm、糸層の最内径は100mmであり、平均巻密度0.60g/cm3、糸層の厚みは160mmだった。これを加熱窒素流通と壁面電気ヒーターの二種の熱源を併用するバッチ形式の箱型炉により窒素雰囲気下で熱処理した。この際、20℃から230℃まで60分間(平均3.5℃/分)で昇温し、230℃で60分間保持し、230℃から260℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、260℃で60分間保持し、260℃から290℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、290℃で720分間保持し、その後熱源の使用を停止し炉内を外気に開放して3時間放置することで冷却し、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Comparative Example 1]
15 kg of the spun yarn obtained in the same manner as in Example 1 was wound around a bobbin made of aluminum with Kevlar felt (with a basis weight of 280 g / m 2 , thickness 1.5 mm) and rewound at 400 m / min, and heat-treated. I got a bobbin package for. At this time, the traverse width was 200 mm, the innermost diameter of the yarn layer was 100 mm, the average winding density was 0.60 g / cm 3 , and the thickness of the yarn layer was 160 mm. This was heat-treated in a nitrogen atmosphere in a batch-type box-type furnace using two types of heat sources, a heated nitrogen flow and a wall electric heater. At this time, the temperature is raised from 20 ° C. to 230 ° C. in 60 minutes (average 3.5 ° C./min), held at 230 ° C. for 60 minutes, and raised from 230 ° C. to 260 ° C. in 30 minutes (average 1 ° C./min). Warm and hold at 260 ° C. for 60 minutes, raise the temperature from 260 ° C. to 290 ° C. for 30 minutes (1 ° C./min on average), hold at 290 ° C. for 720 minutes, then stop using the heat source and keep the inside of the furnace in the outside air. It was cooled by leaving it open for 3 hours to obtain 15 kg of heat-treated yarn. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[比較例2]
実施例6と同様にして得た紡糸原糸15kgを、比較例1と同様にして巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。これを比較例1と同様にバッチ形式で熱処理を行い、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Comparative Example 2]
15 kg of the spun yarn obtained in the same manner as in Example 6 was rewound in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain a bobbin package for heat treatment. This was heat-treated in a batch format in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain 15 kg of heat-treated yarn. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[比較例3]
実施例11と同様にして得た液晶ポリエステル(β)からなる紡糸原糸15kgを、比較例1と同様にして巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。これを加熱窒素流通と壁面電気ヒーターの二種の熱源を併用するバッチ形式の箱型炉により窒素雰囲気下で熱処理した。この際、20℃から280℃まで60分間(平均4.3℃/分)で昇温し、280℃で60分間保持し、280℃から310℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、310℃で810分間保持し、その後熱源の使用を停止し炉内を外気に開放して3時間放置することで冷却し、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Comparative Example 3]
15 kg of spun yarn made of liquid crystal polyester (β) obtained in the same manner as in Example 11 was rewound in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain a bobbin package for heat treatment. This was heat-treated in a nitrogen atmosphere in a batch-type box-type furnace using two types of heat sources, a heated nitrogen flow and a wall electric heater. At this time, the temperature is raised from 20 ° C. to 280 ° C. in 60 minutes (average 4.3 ° C./min), held at 280 ° C. for 60 minutes, and rises from 280 ° C. to 310 ° C. in 30 minutes (average 1 ° C./min). The mixture was warmed and held at 310 ° C. for 810 minutes, after which the use of the heat source was stopped, the inside of the furnace was opened to the outside air, and the mixture was left to stand for 3 hours to cool the mixture to obtain 15 kg of heat-treated yarn. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[比較例4]
実施例12と同様にして得た液晶ポリエステル(γ)からなる紡糸原糸15kgを、比較例1と同様にして巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。これを加熱窒素流通と壁面電気ヒーターの二種の熱源を併用するバッチ形式の箱型炉により窒素雰囲気下で熱処理した。この際、20℃から280℃まで60分間(平均4.3℃/分)で昇温し、280℃で60分間保持し、280℃から310℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、310℃で810分間保持し、その後熱源の使用を停止し炉内を外気に開放して3時間放置することで冷却し、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Comparative Example 4]
15 kg of a spinning yarn made of liquid crystal polyester (γ) obtained in the same manner as in Example 12 was rewound in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain a bobbin package for heat treatment. This was heat-treated in a nitrogen atmosphere in a batch-type box-type furnace using two types of heat sources, a heated nitrogen flow and a wall electric heater. At this time, the temperature is raised from 20 ° C. to 280 ° C. in 60 minutes (average 4.3 ° C./min), held at 280 ° C. for 60 minutes, and rises from 280 ° C. to 310 ° C. in 30 minutes (average 1 ° C./min). The mixture was warmed and held at 310 ° C. for 810 minutes, after which the use of the heat source was stopped, the inside of the furnace was opened to the outside air, and the mixture was left to stand for 3 hours to cool the mixture to obtain 15 kg of heat-treated yarn. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[比較例5]
実施例13と同様にして得た液晶ポリエステル(δ)からなる紡糸原糸15kgを、比較例1と同様にして巻き返し、熱処理用ボビンパッケージを得た。これを加熱窒素流通と壁面電気ヒーターの二種の熱源を併用するバッチ形式の箱型炉により窒素雰囲気下で熱処理した。この際、20℃から300℃まで60分間(平均4.7℃/分)で昇温し、300℃で60分間保持し、300℃から330℃まで30分間(平均1℃/分)で昇温し、330℃で810分間保持し、その後熱源の使用を停止し炉内を外気に開放して3時間放置することで冷却し、15kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Comparative Example 5]
15 kg of spun yarn made of liquid crystal polyester (δ) obtained in the same manner as in Example 13 was rewound in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain a bobbin package for heat treatment. This was heat-treated in a nitrogen atmosphere in a batch-type box-type furnace using two types of heat sources, a heated nitrogen flow and a wall electric heater. At this time, the temperature is raised from 20 ° C. to 300 ° C. for 60 minutes (average 4.7 ° C./min), held at 300 ° C. for 60 minutes, and raised from 300 ° C. to 330 ° C. in 30 minutes (average 1 ° C./min). The mixture was warmed and held at 330 ° C. for 810 minutes, after which the use of the heat source was stopped, the inside of the furnace was opened to the outside air, and the mixture was left to stand for 3 hours to cool the mixture to obtain 15 kg of heat-treated yarn. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
[参考例1]
実施例1と同様にして得た紡糸原糸5kgを、比較例1と同様にして巻き返し、平均巻密度0.60g/cm3、糸層の厚み75mmの熱処理用ボビンパッケージを得た。これを比較例1と同様にしてバッチ形式で熱処理を行い、5kgの熱処理糸を得た。得られた液晶ポリエステル繊維(熱処理糸)の分析結果を表5に示す。
[Reference example 1]
5 kg of the spun yarn obtained in the same manner as in Example 1 was rewound in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain a bobbin package for heat treatment having an average winding density of 0.60 g / cm 3 and a yarn layer thickness of 75 mm. This was heat-treated in a batch format in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain 5 kg of heat-treated yarn. The analysis results of the obtained liquid crystal polyester fiber (heat-treated yarn) are shown in Table 5.
表5に示すように、実施例1〜10では、特定の伸長倍率に制御して搬送による連続熱処理を行うことにより液晶ポリエステル繊維を製造したため、長尺であるにもかかわらず、その繊維全長にわたって強度バラつきを抑制することができている。特に、伸長倍率1.001倍以上に設定した実施例1〜9では、強度バラつきが3.0%以下であり、より高度に強度バラつきを抑制することができている。 As shown in Table 5, in Examples 1 to 10, since the liquid crystal polyester fiber was produced by performing continuous heat treatment by transporting under a control to a specific elongation ratio, the liquid crystal polyester fiber was produced over the entire length of the fiber even though it was long. It is possible to suppress the variation in strength. In particular, in Examples 1 to 9 in which the elongation ratio is set to 1.001 times or more, the strength variation is 3.0% or less, and the strength variation can be suppressed to a higher degree.
実施例11〜13では、実施例1とは異なる液晶ポリエステルを用いているが、特定の伸長倍率に制御して搬送による連続熱処理を行うことにより液晶ポリエステル繊維を製造したため、液晶ポリエステルの種類に関係なく、繊維全長にわたって強度バラつきを抑制することができている。 In Examples 11 to 13, a liquid crystal polyester different from that in Example 1 is used, but since the liquid crystal polyester fiber is produced by performing continuous heat treatment by transporting under a control to a specific elongation ratio, it is related to the type of liquid crystal polyester. It is possible to suppress the variation in strength over the entire length of the fiber.
一方、比較例1〜5では、高重量の紡糸原糸をバッチ方式により熱処理を行ったため、熱処理に供するパッケージ内で熱や気流にムラが生じることにより、熱処理糸は繊維全長にわたる強度バラつきが非常に大きく生じている。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5, since the heavy-duty spun yarn was heat-treated by the batch method, the heat and airflow became uneven in the package to be heat-treated, and the heat-treated yarn had a great variation in strength over the entire length of the fiber. It is occurring greatly in.
参考例1では、紡糸原糸をバッチ方式により熱処理を行って強度バラつきを抑制することができているが、これは、紡糸原糸が低重量であったため、熱処理に供するパッケージ内での熱や気流にムラが小さいためであると考えられる。 In Reference Example 1, the spinning yarn is heat-treated by a batch method to suppress the strength variation, but this is because the spinning yarn has a low weight, so that heat in the package to be subjected to the heat treatment is generated. This is probably because the airflow has little unevenness.
本発明の液晶ポリエステル繊維は、ロープやコード、スリングなどの一般産業資材や、海底電信ケーブル、光ケーブルのテンションメンバー等の高次加工製品として好適に使用できる。 The liquid crystal polyester fiber of the present invention can be suitably used as general industrial materials such as ropes, cords and slings, and higher-order processed products such as tension members of submarine telegraph cables and optical cables.
以上のとおり、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。 As described above, a preferred embodiment of the present invention has been described, but various additions, changes or deletions can be made without departing from the spirit of the present invention, and such additions, changes or deletions are also included in the scope of the present invention. Is done.
1・・・巻出機
2・・・第一ローラー
3・・・熱処理炉
4・・・第二ローラー
5・・・巻取機
6,7,8・・・加熱ゾーン
9・・・紡糸原糸
10・・・炉管
11・・・制御部
12・・・熱処理糸
1 ... Unwinder 2 ... First roller 3 ... Heat treatment furnace 4 ... Second roller 5 ...
Claims (6)
強度バラつき=(σ1/A1)×100 It is a continuous fiber having a weight of 10 kg or more, the total length of the continuous fiber is divided into 50 equal parts in the longitudinal direction, and the average value (A 1 ) obtained from the strength measurement data of these 50 points is 18 cN / dtex or more, and the strength is concerned. A liquid crystal polyester fiber having a strength variation of 8.0% or less calculated according to the following formula based on the average value (A 1 ) and standard deviation (σ 1) obtained from the measurement data.
Strength variation = (σ 1 / A 1 ) x 100
液晶ポリエステル繊維の紡糸原糸を熱処理する工程を少なくとも含み、前記熱処理工程において、前記紡糸原糸を伸長倍率1.000〜1.200倍で搬送して熱処理を行う、液晶ポリエステル繊維の製造方法。 The method for producing a liquid crystal polyester fiber according to claim 1 or 2.
A method for producing a liquid crystal polyester fiber, which comprises at least a step of heat-treating the spun yarn of the liquid crystal polyester fiber, and in the heat treatment step, the spun yarn is conveyed at an elongation ratio of 1.00 to 1.200 and the heat treatment is performed.
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