專利名稱:聚吲哚纖維及由其構成的物品的制作方法
技術領域:
本專利申請分別對日本國專利申請第2003-412681號、同第2003-424648號、同第2003-424649號、同第2003-424650號、同第2003-424651、同第2003-424652號、同第2003-424653、同第2003-424654號、同第2003-424655號主張優先權,通過引用于此,將其整體組合到本說明書中。
本發明涉及在織物、編物、編帶、繩索、軟線等的后加工工序中,即使紗受到破壞而在紗上產生紐結帶(kink band)之后,在高溫高濕度下也具有優異的耐久性的聚吲哚(Poly benzazole)纖維、及含有其而形成的物品,尤其是紡織紗、橡膠加強材、纖維強化復合材料、編織物、防刃材或防彈背心、繩索、帆布等物品。
背景技術:
作為具有高強度、高耐熱性的纖維,已知有聚苯并惡唑(polybenzoxazole)或者聚苯并噻唑(poly benzothiazole)或由這些的共聚物(copolymer)構成的聚吲哚纖維。
通常,聚吲哚纖維通過以下方法獲得從噴絲頭擠出含有上述聚合物(polymer)或共聚物和酸溶媒的紡絲原液(dope)之后,浸漬到凝固性流體(水、或水與無機酸的混合液)中使其凝固,進而在水洗浴中徹底地清洗從而除去大部分的溶媒后,經過無機堿的水溶液槽,與紗中未被萃取而殘留的酸中和后,進行干燥。
聚吲哚纖維,由于強度等力學性能優異且耐熱性也很高,因此被使用于各種用途,不過近年希望能夠進一步提高性能。尤其,加工含有聚吲哚纖維而形成的物品時,強烈希望聚吲哚纖維,在例如織物、編物、編帶、繩索、軟線等的后加工工序中,即使紗受到破壞而在紗上產生紐結帶之后,在高溫高濕度下也具有優異的耐久性,即,即使長時間暴露于高溫且高濕度下時,也能夠充分地維持強度。
例如,已知有使用了聚吲哚纖維的紡織紗。然而,希望進一步提高使用了聚吲哚纖維的紡織紗的性能,強烈希望聚吲哚纖維,尤其在織物、編物、編帶、繩索、軟線等的后加工工序中,即使紗受到破壞而在紗上產生紐結帶之后,在高溫高濕度下也具有優異的耐久性,即,即使長時間暴露于高溫且高濕度下時,也能夠充分地維持強度。
還有,以往,針對于使用作輪胎、軟管及皮帶等橡膠加強材的纖維,以尼龍纖維、聚酯纖維、玻璃纖維及鋼鐵纖維為主。近年,以具有高強度、高彈性率的凱夫拉爾(kevlar)為代表的芳香族聚酰胺纖維,被用作各種橡膠加強材。即使與該芳香族聚酰胺纖維相比,還具有更高的強度·彈性率,且耐熱性、尺寸穩定性也優異的聚吲哚纖維,作為橡膠加強材正引人注目。因此,在橡膠資材領域,以往的有機纖維在性能上已經不夠充分,為此正在研究作為要求更高強度、高耐熱性用途方面的加強用纖維的聚吲哚纖維的使用。
然而,強烈希望橡膠加強用的聚吲哚纖維,尤其對該橡膠加強體施加動疲勞時,橡膠中形成高溫且高濕度的環境時能夠充分地維持強度。
以往,作為纖維強化復合材料,一直使用玻璃纖維,不過以高強度化、輕量化為目的,最近,正在開發、實用化使用碳纖維或芳族聚酰胺(aramid)纖維的材料。但是,盡管碳纖維力學性能方面非常優異,卻存在沖擊性差、脆的問題。另一方面,芳族聚酰胺纖維,盡管在耐沖擊性方面表現出比較良好的性能,卻由于其彈性率比碳纖維低,因此加強效果較小。因此,由聚吲哚纖維構成的纖維強化復合材料,耐沖擊性、彈性率俱優,并表現出超過碳纖維的加強效果,因此正被期待為下一世紀的纖維強化復合材料。
然而,期待進一步提高含有聚吲哚纖維的纖維強化復合材料的性能,并強烈希望由聚吲哚纖維構成的纖維強化復合材料,尤其長時間暴露于高溫且高濕度下時能夠充分地維持強度。
還有,聚吲哚纖維如上述,由于強度、彈性率等力學性能優異,因此也被使用作構成防護材料、防護衣料及工業用資材的纖維結構物。然而,期待進一步提高含有聚吲哚纖維的編織物的性能,并強烈希望由聚吲哚纖維構成的編制物,尤其長時間暴露于高溫高濕度下時能夠充分地維持強度。
以往,作為防刃材或防彈背心,一直使用芳族聚酰胺纖維,不過最近,正在開發、實用化使用了高強度聚乙烯纖維的材料。但是,使用了芳族聚酰胺纖維的防刃材或防彈背心,為了表現出所要求的防護性能需要大量的纖維,由此造成重量變重、厚度變厚,所以穿著不舒服,不能一直穿。另一方面,對于使用了高強度聚乙烯纖維的防刃材或防彈背心,盡管降低了重量,卻由于比重較小而未能降低厚度。因此,由聚吲哚纖維構成的防刃材或防彈背心,表現出超過芳族聚酰胺纖維、高強度聚乙烯纖維的防護性能,因此被期待為輕量且厚度較薄的下一世紀的防刃材或防彈背心。
然而,期待進一步提高含有聚吲哚纖維的防刃材或防彈背心的性能,并強烈希望由聚吲哚纖維構成的防刃材或防彈背心,尤其長時間暴露于高溫且高濕度下時能夠充分地維持強度。
還有,聚吲哚纖維如上述,由于強度等力學性能優異,且耐熱性也很高,因此逐漸被廣泛使用于以游艇繩索(yacht rope)為首的需要必要的強度或耐磨損性的繩索用途中。但是,由于聚吲哚纖維具有非常高取向的分子鏈結構,因此容易受到繩索制造工序中的機械的破壞。因此,強烈希望聚吲哚纖維,在繩索、軟線等的后加工工序中,即使紗受到破壞而在紗上產生紐結帶之后,在高溫高濕度下也具有優異的耐久性,即,即使長時間暴露于高溫且高濕度下時,也能夠充分地維持強度。
還有,還被廣泛使用于含有聚吲哚纖維的帆布中。尤其對于游艇競賽所使用的游艇帆,追求高的抗拉阻力或抗拉強度,以便設計的形狀即使受到風的影響也不會變形。為此,近年來,將由高強度·高彈性率纖維構成的織物或平紋棉麻織物(scrim),夾在2片如以聚酯(Polyester)為代表的薄膜之間層壓成形的帆布正形成為主流。另外,還在開發由三維一體成形制造游艇帆的方法,本說明書中所說的帆布,就是指包含這種三維一體成形品。以往,使用了那些技術的產品中,使用有對位芳族聚酰胺(對位芳族聚酰胺)纖維或碳纖維。碳纖維與對位芳族聚酰胺纖維相比,期待提高拉伸彈性率高的游艇帆的性能,但另一方面,存在不耐折彎疲勞性弱的問題。為此,開發了含有聚吲哚纖維的游艇帆,且已經在世界各國的游艇競賽中取得了好成績。
然而,期待進一步提高含有聚吲哚纖維的游艇帆的性能,并強烈希望由聚吲哚纖維構成的帆布,尤其長時間暴露于高溫且高濕度下時能夠充分地維持強度。
發明內容
本發明著眼于上述事情而實現,其目的在于提供即使紗受到破壞而在紗上產生紐結帶之后,長時間暴露于高溫且高濕度下也只引起較小的強度降低的聚吲哚纖維。
還有,本發明的另一目的在于提供含有該聚吲哚纖維而形成的物品,尤其是紡織紗、編織物、橡膠加強材、纖維強化復合材料、繩索、帆布、防刃材或防彈背心等物品。
即,本發明采用以下的結構。
1、一種聚吲哚纖維,其特征在于,由(a/b)×100定義的強度保持率(%)的值大于等于80%,其中,a由S捻回進行加捻以至達到捻系數30后放置30秒,之后由S捻回解捻到捻系數6的捻數,之后在80℃相對濕度80%的環境下處理240小時后,在室溫下取出并測定的強度[cN/dtex];b由S捻回進行加捻以至達到捻系數30后放置30秒,之后由S捻回解捻到捻系數6的捻數后測定的強度[cN/dtex]。
2、根據上述1所述的聚吲哚纖維,其特征在于,單紗的平均直徑D為5~22μm,測定的纖維長100mm的平均強度大于等于4.5GPa。
3、根據上述1所述的聚吲哚纖維,其特征在于,以10mm間隔遍及纖維長500mm測定單紗的直徑時的變異系數CV(標準偏差/平均值)小于等于0.08。
4、根據上述1所述的聚吲哚纖維,其特征在于,纖維中殘留的無機堿與無機酸的化學計量比為0.8~1.4∶1。
5、根據上述1所述的聚吲哚纖維,其特征在于,纖維中含有熱分解溫度大于等于200℃且溶解于無機酸的有機顏料而形成。
6、根據上述5所述的聚吲哚纖維,其特征在于,有機顏料的含有率為2~8質量%。
7、一種紡織紗,其特征在于,至少一部分使用上述1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
8、一種橡膠加強用軟線,其特征在于,至少一部分使用上述1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
9、一種復合材料,其特征在于,至少一部分使用上述1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
10、一種編織物,其特征在于,至少一部分使用上述1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
11、一種防刃材,其特征在于,至少一部分使用上述1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
12、一種防彈背心,其特征在于,至少一部分使用上述1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
13、一種高強度纖維繩索,其特征在于,至少一部分使用上述1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
14、一種帆布,其特征在于,至少一部分使用上述1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
本發明者們,發現以下的情況,直至完成了發明。
(1)在纖維中含有特定量的具有熱分解溫度大于等于200℃的高耐熱性、且溶解于無機酸中的有機顏料,優選其分子結構中具有-N=基及/或NH-基的物質,尤其是紫環酮及/或二萘嵌苯類、酞菁類、喹吖酮類,則與紗中不含有上述的有機顏料的情況相比,即使紗受到破壞而在紗上產生紐結帶之后,也能夠改善高溫高濕度下的耐久性,具體為可明顯地抑制長時間暴露于高溫且高濕度下所引起的強度降低。
(2)此外,保持聚吲哚纖維的紗內部的pH在7附近非常重要,由此,即使紗受到破壞而在紗上產生紐結帶之后,也能夠改善高溫高濕度下的耐久性,具體為可明顯地抑制長時間暴露于高溫且高濕度下所引起的強度降低。
圖1是用于制造由本發明的聚吲哚纖維構成的復合材料的樹脂含浸裝置及拉模(dies)的一例。
圖中,A-纖維紗線;B-導入角;C-噴嘴直徑;D-平行部長度;E-拉模。
具體實施例方式
以下,對本發明詳細地進行說明。
本發明的聚吲哚纖維是指含有聚吲哚聚合物而形成的纖維。聚吲哚(以下,也稱為PBZ)聚合物是指,從由聚苯并惡唑(以下,也稱為PBO)、聚苯并噻唑(以下,也稱為PBT)、及聚苯并咪唑(以下,也稱為PBI)構成的組中選擇的1種以上的聚合物。
在本發明中,PBO是指含有結合于芳香族基的惡唑(oxazole)環的聚合物,該芳香族基不必必須是苯環。此外,PBO還廣泛含有,由聚(對亞苯基苯并雙惡唑)(poly(p-phenylenebenzobisoxazole))或結合于芳香族基的多個惡唑環的單位構成的聚合物。同樣的觀點也適用于PBT或PBI。
還有,本發明的聚吲哚聚合物,還包含PBO、PBT及PBI的任意的混合物、基于PBO、PBT及PBI的兩種以上的嵌段或無規聚合物等。
PBZ聚合物含有的結構單位,優選從無機酸中、以特定濃度形成液晶的易溶液晶聚合物中選擇。該聚合物含有結構式(a)~(f)記載的單體單位而形成。
化1
聚吲哚纖維,可從含有PBZ聚合物的紡絲原液制造。作為用于調制該紡絲原液的適宜的溶媒,可例舉能夠溶解甲酚(cresol)或其聚合物的非酸化性的酸。作為適宜的非酸化性的酸的例子,可例舉多磷酸、甲磺酸及高濃度的硫酸或這些的混合物。其中,多磷酸及甲磺酸較適宜,尤其多磷酸最適宜。
紡絲原液中的聚合物濃度優選至少約7質量%,更優選至少10質量%,最優選至少14質量%。最大濃度,受到例如所謂的聚合物的溶解性或紡絲原液粘度的實際上的使用性的限定。因這些界線因素,通常,聚合物濃度不超過20質量%。
在本發明中,適宜的聚合物或共聚物和紡絲原液,可由公知的方法合成。例如,可參照Wolfe們的美國專利第4,533,693號說明書(1985.8.6)、Sybert們的美國專利第4,772,678號說明書(1988.9.22)、Harris的美國專利第4,847,350號說明書(1989.7.11)或Gregory們的美國專利第5,089,591號說明書(1992.2.18)的記載。
根據上述文獻,通過在非酸化性且脫水性的酸溶液中,在非酸化性氣氛且高速攪拌及高剪切條件下,從約60℃到230℃,以階段地或一定升溫速度升高溫度而使適宜的單體反應,由此對其進行合成。
從噴絲頭擠出這樣獲得的紡絲原液,在空間內拉長形成長絲。適宜的制造方法,記載于先前所述的參考文獻或美國專利第5,034,250號說明書中。離開噴絲頭的紡絲原液,進入噴絲頭與清洗槽室之間的空間。該空間一般被稱為氣隙,通常收容有空氣、氮、氬、氦、二氧化碳等氣體,也可收容不溶解溶媒、且不與紡絲原液反應的液體。
紡紗后的長絲,為了避免過度的延伸,需要清洗且除去溶媒的一部分。然后,進一步清洗,并由適宜的氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀等無機堿中和,除去大部分的溶媒。這里所說的清洗是指,使纖維或長絲接觸相對于溶解有聚吲哚聚合物的無機酸具有相溶性而相對于聚吲哚聚合物不成為溶媒的液體,由此從紡絲原液中除去酸溶媒。作為適宜的清洗液體,例如可例舉水或水與酸溶媒的混合物。長絲優選在殘留無機酸濃度小于等于8000ppm,進一步優選在小于等于5000ppm下清洗。之后,長絲根據需要進行干燥、熱處理、卷取等。
作為本發明中的具有熱分解溫度大于等于200℃的高耐熱性且溶解于無機酸中的有機顏料,可為聚合時或添加到聚合物紡絲原液中,紡紗后仍殘留于纖維中的物質。作為具體例可例舉,不溶性偶氮顏料、縮合偶氮顏料、色淀、異吲哚滿酮類、同吲哚類、二惡嗪類、紫環酮(perinones)及/或二萘嵌苯類、酞菁類、喹吖酮類等。其中,還優選分子內具有-N=基及/或NH-基的物質,更優選紫環酮及/或二萘嵌苯類、酞菁類、喹吖酮類。
作為紫環酮及/或二萘嵌苯類可例舉,雙苯并咪唑[2,1-b2′,1′,i]苯并[1mn][3,8]鄰二氮雜菲-8,17-二酮,雙苯并咪唑[2,1-b1′,2′-j]苯并[1mn][3,8]鄰二氮雜菲-6,9-二酮,2,9-雙(p-甲氧基苯甲基)蒽[2,1,9-def6,5,10-d′e′f′]二異喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮,2,9-雙(p-乙氧基苯甲基)蒽[2,1,9-def6,5,10-d′e′f′]二異喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮,2,9-雙(3,5-di甲氧基苯甲基)蒽[2,1,9-def6,5,10-d′e′f′]二異喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮,2,9-雙(p-甲氧基苯基)蒽[2,1,9-def6,5,10-d′e′f′]二異喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮,2,9-雙(p-乙氧基苯基)蒽[2,1,9-def6,5,10-d′e′f′]二異喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮,2,9-雙(3,5-dimethyl苯基)蒽[2,1,9-def6,5,10-d′e′f′]二異喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮,2,9-dimethyl蒽[2,1,9-def6,5,10-d′e′f′]二異喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮,2,9-雙(4-苯基azo苯基)蒽[2,1,9-def6,5,10-d′e′f′]二異喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮,8,16-皮蒽二酮等。也可并用這些紫環酮類的1個或2個以上的化合物。
作為酞菁(phthalocyanines)類,只要具有酞菁骨架,則不管有無配位于其中心的金屬及原子種類。作為這些化合物的具體例可例舉,29H,31H-酞菁鹽(2-)-N29,N30,N31,N32銅,29H,31H-酞菁鹽(2-)-N29,N30,N31,N32鐵,29H,31H-酞菁鹽-N29,N30,N31,N32鈷,29H,31H-酞菁鹽(2-)-N29,N30,N31,N32銅,oxo(29H,31H-酞菁鹽(2-)-N29,N30,N31,N32),(SP-5-12)鈦等。還有,這些酞菁骨架也可具有1個以上的鹵素原子、甲基、甲氧基等置換基。也可并用這些酞菁類的1個或2個以上的化合物。
作為喹吖酮類可例舉,5,12-二氫-2,9-二甲基喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14-二酮,5,12-二氫喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14-二酮,5,12-二氫-2,9-二氯喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14-二酮,5,12-二氫-2,9-二溴喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14-二酮等。也可并用這些喹吖酮類的1個或2個以上的化合物。
還有,也可并用二萘嵌苯類、紫環酮類、酞菁類及喹吖酮類的2個或3個以上的化合物。
使紗中含有這些有機化合物的方法并不特別限定,可在聚吲哚聚合的任一階段、或聚合結束時的聚合物紡絲原液的階段使其含有。例如優選,對聚吲哚的原料進行投料時同時對有機顏料進行投料的方法、在以階段的或任意的升溫速度升高溫度并使其反應的任意時點添加有機顏料的方法,還有,聚合反應結束時向反應紗中添加有機顏料,并攪拌混合的方法。
本發明的聚吲哚纖維的最大特征是,以捻系數30加捻后,在80℃相對濕度80%的環境下處理240小時后的強度保持率大于等于80%。即,本發明的聚吲哚纖維,由(a/b)×100定義的強度保持率(%)的值大于等于80%。
其中,a由S捻回進行加捻以至達到捻系數30后放置30秒,之后由S捻回解捻到捻系數6的捻數,之后在80℃相對濕度80%的環境下處理240小時后,在室溫下取出并測定的強度[cN/dtex],b由S捻回進行加捻以至達到捻系數30后放置30秒,之后由S捻回解捻到捻系數6的捻數后測定的強度[cN/dtex]。
本發明的聚吲哚纖維的強度保持率(%),優選80~100%,更優選82~100%,更優選84~100%,更優選85~100%,更優選80~99%,更優選80~98%,更優選84~98%。
由于聚吲哚纖維分子自身的剛性較高,且分子鏈彼此的相互作用較小,因此,若向纖維作用彎曲應力,則相對于纖維軸方向,在垂直方向上產生紐結帶。盡管根據后加工的種類,紐結發生的程度存在差值,但只要一進行后加工處理,通常就會產生紐結帶。還有,即使僅對紗進行加捻,只要捻數變高就會產生紐結帶。若將產生紐結帶的聚吲哚纖維長時間暴露于高溫且高濕度下,則與無紐結的情況相比,暴露引起的強度降低存在顯著增大的傾向。但是,通過使紡紗后的紗中含有所述的有機顏料,即使產生紐結帶時,也可提高高溫高濕度下的耐久性,即,減小在高溫高濕度下長時間暴露時的強度降低。由此,在織物、編物、編帶、繩索、軟線等的后加工工序中,即使紗受到破壞而在紗上產生紐結帶之后,在高溫高濕度下也具有優異的耐久性。這里所說的有機顏料,是如所述的具有熱分解溫度大于等于200℃的耐熱性且溶解于無機酸的物質,優選其分子結構中具有-N=及/或NH-的有機顏料。更優選紫環酮及/或二萘嵌苯類、酞菁類或喹吖酮類的有機顏料。
本發明的上述的聚吲哚纖維,希望纖維中殘留的無機堿與無機酸的化學計量比(stoichiometry)為0.8~1.4∶1。若纖維中殘留的無機堿相對于無機酸的化學計量比太小,則由于紗內部的pH極端地變為酸性,因此PBZ分子的加水分解容易進行,且強度容易降低。與無紐結的情況相比較,發生了紐結的聚吲哚纖維該傾向更加顯著,從而增大長時間暴露于高溫且高濕度下引起的強度降低。另一方面,若纖維中殘留的無機堿相對于無機酸的化學計量比太大,則由于紗內部的pH極端地變為堿性,因此PBZ分子的加水分解容易進行,且強度容易降低。與無紐結的情況相比較,發生了紐結的聚吲哚纖維該傾向更加顯著,從而增大長時間暴露于高溫且高濕度下引起的強度降低。根據以上,希望纖維中殘留的無機堿與無機酸的化學計量比為0.8~1.4∶1,更優選為1.0~1.3∶1,且希望纖維中任意部分均實現上述化學計量比。作為清洗中的無機堿的中和方法可例舉,定向注油(guide oiling)方式、噴油(showering)方式、浸漬(dipping)方式等,但并非特別限定。
本發明的上述聚吲哚纖維,希望纖維中所述的有機顏料的含有率為2~8質量%,更優選3~6質量%。若含有率過低,則降低使紗中含有有機顏料而期待的效果,即,紗上產生紐結帶后的耐久性,具體為長時間暴露于高溫且高濕度下引起的強度降低的抑制效果。另一方面,若含有率過高,則存在引起長絲纖度的增加或纖度不均、初期的紗強度降低的情況。含有率在2~8質量%的范圍內,也不會因有機顏料在纖維中成為缺陷而引起纖維的初期強度降低,而且,紡紗時的可紡性也很好,且可維持無斷經的良好的操作性。推測為這是基于添加的顏料溶解于無機酸中,因此也溶解于聚合物紡絲原液中,但本發明并不局限于該考察。
本發明的上述聚吲哚纖維,優選單紗的平均直徑D為5~22μm,更優選為10~20μm。
還有,優選以纖維長100mm測定的平均強度為大于等于4.5GPa,更優選為5.0~8.0GPa。
進而,本發明的聚吲哚纖維,如上述,希望纖維中含有有機顏料。因此,要求對纖維的纖維徑不均進行充分的管理。本發明的聚吲哚纖維,希望以10mm間隔遍及纖維長500mm測定單紗的直徑時的變異系數CV(標準偏差/平均值)小于等于0.08,更優選小于等于0.06。若變異系數過大,則較細部分容易發生應力集中,從而容易發生斷裂。
本發明的聚吲哚纖維,由于具有在高溫高濕度下的優異的耐久性,因此,如以下,適于各種物品的使用。尤其,本發明的聚吲哚纖維,可適宜地適用于紡織紗、橡膠加強材、纖維強化復合材料、編織物、防刃材或防彈背心、繩索、帆布等物品。
本發明的聚吲哚纖維可適宜地使用作紡織紗,尤其,用于構成使用于需要必要的高強度、高耐熱的消防服、耐熱服、作業服等的防護材料或防護衣料、及使用于需要必要的高強度、高耐熱的搬送材、緩沖材、被覆保護材等的工業用資材的纖維結構物的紡織紗。
本發明的紡織紗還包括與其他的纖維混紡的復合紡織紗。作為其他的纖維可例舉,天然纖維、有機纖維、金屬纖維、無機纖維、礦物纖維等。還有,對于混紡的方法或方式并不特別限定,既可使用一般的開清綿混紡法,也可使其形成芯鞘結構。
本發明的聚吲哚纖維也可適宜地使用作輪胎、皮帶、軟管等橡膠加強材料。
使用于本發明的橡膠加強用軟線的聚吲哚纖維,從改善耐疲勞性的觀點出發,可使用環錠捻線機等賦予單向加捻或雙股線加捻。此時,捻系數(K)可為10~100。
還有,為了改善與橡膠的粘結性,可對上述聚吲哚纖維的表面實施電暈處理或等離子體處理等。此外,也可賦予聚吲哚纖維可與纖維表面或實施了電暈處理等的纖維表面反應的化合物。還有,為了提高與橡膠的粘結性,也可對聚吲哚纖維實施浸漬處理。作為該處理液,可單獨使用以下或組合使用(A)環氧樹脂的水分散液;(B)嵌段異氰酸鹽(blockedisocyanate)的水分散液;(C)膠乳的水分散液;(D)間笨二酚·甲醛樹脂-膠乳(RFL)混合液,一般通過一段或二段以上的多段處理進行處理,但也可使用其他的方法。
本發明的聚吲哚纖維也可適宜地使用作復合材料。由本發明的聚吲哚纖維構成的復合材料,可為單向強化、擬各向同性(pseudoisotropic)疊層、織物疊層的任一個方式。還有,作為基體(matrix)樹脂,可使用環氧樹脂、苯酚樹脂等熱固性樹脂、PPS、PEEK等高級工程塑料、或PE、PP、聚酰胺等通用熱塑性樹脂等的任一個樹脂。
本發明的聚吲哚纖維可適宜地使用作編織物,尤其,用于構成使用于需要必要的高強度、高耐熱的消防服、耐熱服、作業服等的防護材料或防護衣料、及使用于需要必要的高強度、高耐熱的搬送材、緩沖材、被覆保護材等的工業用資材的纖維結構物的編織物。
本發明的編織物還可包括與其他的纖維混合的復合編織物。作為其他的纖維可例舉,天然纖維、有機纖維、金屬纖維、無機纖維、礦物纖維等。此外,對于混合的方法并不特別限定,對于織物可采用交織或雙層織或唇止(lip stop)等,對于編物可采用交編或雙層編、此外還有圓型針織、平針織、經編、拉舍爾經編組織等。另外,對于構成編織物的纖維束,也并不特別限定,可使用單絲、復絲、加捻紗線、并捻紗線、包芯紗、紡織紗、牽切(stretch broken)紡織紗、心鞘結構紗、編帶等。
本發明的聚吲哚纖維也可適宜地使用作背心、手套等防刃材用。本發明的防刃材由聚吲哚纖維構成的織物的疊層物構成。作為織物的組織,可使用平組織、斜紋組織,另外,也可使用通常織物所使用的組織的任一種。若優選使用平組織、斜紋組織等不易引人注目的組織,則可表現出高的防刃性能。
本發明的防刃材所使用的聚吲哚纖維的織度,小于等于600dtex,若優選為小于等于300dtex的低織度,則容易獲得高的防刃性能。還有,本發明的防刃材所使用的織物的紡織密度,優選大于等于30根/25mm,更優選大于等于50根/25mm。密度低時,存在因紗容易移動造成不能獲得充分的防刃性能的情況。此外,織物的目付優選大于等于100g/m2,進而若大于等于150g/m2,則更能夠發揮優異的防刃性能。還有,也可將樹脂涂層或含浸于本發明所使用的織物的一部分或全部。本發明的防刃材是該織物的疊層物,但也可以由高強度的縫紉線將織物彼此縫制為一體的狀態使用。
本發明的聚吲哚纖維也可適宜地使用作防彈背心用。本發明的防彈背心由聚吲哚纖維構成的織物的疊層物構成。作為織物的組織,可使用平組織、斜紋組織,另外,通常織物所使用的組織的任一個。若優選使用平組織、斜紋組織等不易引人注目的組織,則可表現出高的防刃性能。本發明的防彈背心所使用的聚吲哚纖維的織度,優選小于等于1100dtex,若更優選為小于等于600dtex的低織度,則容易獲得高的防彈性能。還有,本發明的防彈背心所使用的織物的紡織密度,優選小于等于40根/25mm。此外,織物的目付優選小于等于200g/m2,進而若為150g/m2,則更能夠發揮優異的防彈性能。本發明的防彈背心是該織物的疊層物,但也可以由高強度的縫紉線將織物彼此縫制為一體的狀態使用。
本發明的聚吲哚纖維也可適宜地使用作帆布。本發明的帆布,可將例如聚乙烯纖維、對位芳族聚酰胺纖維、全芳香族聚酯纖維或碳纖維等、及其他的高強度纖維組合起來使用。對于帆布,由纖維在復雜的方向上加強。在本發明中,重要的是聚吲哚纖維的纖維軸方向的耐久性,即,改善長時間暴露于高溫且高濕度下時的強度保持率。
(實施例)以下,采用實例對本發明具體地進行說明。本發明當然不受到下述的實施例的限制,在可適合于前后述的宗旨的范圍內當然可適當地施加變更,這些均包含于本發明的技術范圍內。
(長絲的加捻方法)以JIS-L1013為標準,使用檢捻器,夾住(grips)間隔設為50cm,基于從下述的計算式獲得的規定載荷,向檢捻器安裝試樣,進行加捻以至達到捻系數30。另外,加捻設為S捻回。放置30秒后,由S捻回解捻到捻系數6的捻數,由此獲得S捻回的捻系數6的樣品。另外,加捻時的規定載荷(a)的計算式、及捻系數(K)與捻數(Tw)的關系式示于下述。
a=(1/10)DK=0.124×Tw×D1/2a規定載荷(g)Tw捻數(回/inch)D長絲織度(Dtex)(高溫且高濕度下的耐久性的評價方法)對于高溫且高濕度下的耐久性的評價,由高溫且高濕度保管處理后的抗拉強度相對于處理前的抗拉強度的保持率進行了評價。
在將由上述加捻方法進行了加捻的樣品(S捻回的捻系數6的狀態)卷纏于直徑10cm的樹脂筒管上的狀態下,在恒溫恒濕器中高溫且高濕度保管處理后,取出了樣品。將室溫下實施拉伸試驗而獲得的抗拉強度測定值設為a(cN/dtex),將室溫下實施由上述加捻方法進行了加捻的樣品(S捻回的捻系數6的狀態)的拉伸試驗而獲得的抗拉強度的測定值設為b(cN/dtex),并由b除a乘以100求得了強度保持率。另外,對于高溫高濕度下的保管處理,使用大和科學社制Humidic Chamber 1G43M,完全遮光以便不讓光線進入恒溫恒濕器中,并在80℃、相對濕度80%的條件下實施了240小時的處理。抗拉強度的測定,以JIS-L1013為標準,通過拉伸試驗機(島津制作所制,型式AG-50KNG)進行了測定。
(長絲中的殘留磷濃度、鈉濃度的評價方法)長絲中的殘留磷濃度,通過濕式分解試樣后,由鉬藍法的比色分析求得。長絲中的殘留鈉濃度,通過碳化、煅燒、酸溶解試樣后,作成1.2N-HCl溶液,由原子吸光法求得。
(纖維徑的測定方法)纖維徑的測定可通過光學的方法、及如千分尺那樣的機械的方法的任一個均可進行。從測定作業的簡便性的方面考慮,優選掃描電子顯微鏡(SEM)或激光式外徑測定器等光學的方法。還有,為了反應纖維總體的整體像,需要測定多個單紗。首先,需要盡可能地測定多個單紗,至少測定全部長絲數目的5%,更優選測定全部長絲數目的7%。對于聚吲哚纖維的過細變動,由于紗長度方向的變動大于長絲間的變動的情況較多,因此對紗長度方向也需要測定足夠的數目。因此,在紗長度方向上,至少測定大于等于500mm,更優選測定大于等于750mm,此時的測定間隔,即使間隔大也應小于等于25mm,更優選小于等于12mm。若測定間隔過長,則有可能使中間變細部分的纖維徑從測定點漏過,但若考慮實際的變動模式,則采用小于5mm的測定間隔時,直徑的變化量非常小。從相關觀點出發,在本發明中,采用了以10mm間隔遍及纖維長500mm實測單紗直徑的方法。使用掃描電子顯微鏡(SEM),在倍率5000倍下測定單紗直徑,算出其平均值與假定為正規分布的標準偏差,并由下述所示的式子算出了變異系數(CV)。另外,使用預先已知直徑的膠乳珠子,進行掃描電子顯微鏡的倍率補正后,實施了測定。
CV=單紗直徑的標準偏差[μm]/單紗直徑的平均值[μm](帆布樣品的高溫且高濕度下的耐久性的評價方法)對于帆布樣品的高溫且高濕度下的耐久性的評價,通過在恒溫恒濕器中對樣品進行高溫且高濕度保管處理后,在標準狀態(溫度20±2℃、相對濕度65±2%)的試驗室內取出,并在30分鐘以內實施了拉伸試驗,然后由高溫且高濕度保管處理后的抗拉強度相對于處理前的抗拉強度的保持率進行了評價。對于高溫高濕度下的保管處理,使用大和科學社制Humidic Chamber 1G43M,完全遮光以便不讓光線進入恒溫恒濕器中,并在80℃、相對濕度80%的條件下實施了240小時的處理。抗拉強度的測定,以JIS-L1096為標準,通過拉伸試驗機(島津制作所制,型式AG-50KNG),對試樣寬度2.5cm的試樣進行了測定。
(橡膠加強用軟線或復合材料樣品的高溫且高濕度下的耐久性的評價方法)對于橡膠加強用軟線或復合材料樣品的高溫且高濕度下的耐久性的評價,通過在恒溫恒濕器中對樣品進行高溫且高濕度保管處理后,在標準狀態(溫度20±2℃、相對濕度65±2%)的試驗室內取出,并在30分鐘以內實施了拉伸試驗,然后由高溫且高濕度保管處理后的抗拉強度相對于處理前的抗拉強度的保持率進行了評價。對于高溫高濕度下的保管處理,使用大和科學社制Humidic Chamber 1G43M,完全遮光以便不讓光線進入恒溫恒濕器中,并在80℃、相對濕度80%的條件下實施了240小時的處理。抗拉強度的測定,以JIS-L1013為標準,通過拉伸試驗機(島津制作所制,型式AG-50KNG)進行了測定。
(高強度纖維繩索的高溫且高濕度下的耐久性的評價方法)在不施加上述的加捻處理的情況下,實施了高強度纖維繩索的耐久性的評價。對于高溫且高濕度下的強度降低的評價,通過在恒溫恒濕器中進行高溫且高濕度保管處理后,在標準狀態(溫度20±2℃、相對濕度65±2%)的試驗室內取出,并在30分鐘以內實施了拉伸試驗,然后由處理后的強度相對于處理前的強度的強度保持率進行了評價。另外,對于高溫高濕度下的保管試驗,使用大和科學社制Humidic Chamber 1G43M,完全遮光以便不讓光線進入恒溫恒濕器中,并在80℃、相對濕度80%的條件下實施了240小時的處理。強度保持率,是通過測定高溫高濕度保管前后的抗拉強度,然后由高溫高濕度保管試驗前的抗拉強度除高溫高濕度保管試驗后的抗拉強度并乘以100而求出的。
(編織物樣品的高溫且高濕度下的耐久性的評價方法)
對于編織物樣品的高溫且高濕度下的耐久性的評價,通過在恒溫恒濕器中對樣品進行高溫且高濕度保管處理后,在標準狀態(溫度20±2℃、相對濕度65±2%)的試驗室內取出,并在30分鐘以內實施了拉伸試驗,然后由高溫且高濕度保管處理后的抗拉強度相對于處理前的抗拉強度的保持率進行了評價。對于高溫高濕度下的保管處理,使用大和科學社制Humidic Chamber 1G43M,完全遮光以便不讓光線進入恒溫恒濕器中,并在80℃、相對濕度80%的條件下實施了240小時的處理。織物的抗拉強度的測定,以JIS-L1096為標準,另外,編物的抗拉強度的測定,以JIS-L1018為標準,通過拉伸試驗機(島津制作所制,型式AG-50KNG)進行了測定。
(復合材料樣品的制作方法)通過水平卷取纖維紗線以不使其捻回,然后使其交互地接觸5根Φ100mm的不銹鋼制圓柱的表面并開纖后,接觸具有半徑50mm的圓的1/4的曲面狀的鋼模,在移動的纖維紗線的前進方向上,在曲面狀的鋼模的入口部設置狹槽,并擠出樹脂在纖維上被覆樹脂,使保持張力的纖維紗線在該曲面上移動并賦予剪斷抵抗,由此含浸了樹脂。之后,使含浸了樹脂的纖維紗線經過具有導入部和噴嘴部的拉模,冷卻后獲得了桿狀的復合材料。圖1表示樹脂含浸裝置及拉模的一例。作為樹脂,使用株式會社クラレ制乙烯-乙烯醇(ethylene vinyl alcohol)共聚物“エバ一ル(注冊商標)”(105B),作為拉模,使用導入角30°、噴嘴直徑Φ0.6mm、平行部長度0.5mm的拉模。
(紡織紗的高溫且高濕度下的耐久性的評價方法)在不施加上述的加捻處理的情況下,實施了紡織紗的耐久性的評價。在將紡織紗卷纏于樹脂筒管的狀態下,在恒溫恒濕器中對樣品進行高溫且高濕度保管處理后取出,然后由室溫下實施拉伸試驗而獲得的未實施高溫高濕度保管處理的紡織紗的抗拉強度測定值除室溫下實施拉伸試驗而獲得的抗拉強度測定值并乘以100求得了強度保持率。另外,對于高溫高濕度下的保管處理,與裁剪前的長絲的情況相同,使用大和科學社制HumidicChamber 1G43M,完全遮光以便不讓光線進入恒溫恒濕器中,并在80℃、相對濕度80%的條件下實施了240小時的處理。抗拉強度的測定,以JIS-L1095為標準,通過拉伸試驗機(島津制作所制,型式AG-50KNG)對紗長200mm的紗進行了測定。
(實施例1)在氮氣流下,在60℃下,將334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、260.8g對苯二酸、2078.2g 122%多磷酸攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在135℃、150℃、170℃下,反應了25小時、5小時、20小時。在獲得的2.0kg由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為29dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)(poly(p-phenylenebenzobisoxazole))紡絲原液中添加14.8g士林(threne)并進行了攪拌混合。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗15秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的聚吲哚纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4600ppm,鈉濃度為3600ppm,Na/P摩爾比為1.05。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為87%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為89%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為87%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4220N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1660N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為135g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5850N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為84%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.29。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為15.3cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為84%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為135g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5600N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
(實施例2)在氮氣流下,在60℃下,將334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、260.8g對苯二酸、2078.2g 122%多磷酸攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在135℃、150℃、170℃下,反應了25小時、5小時、20小時。在獲得的2.0kg由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為30dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液中添加14.8g銅酞菁并進行了攪拌混合。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗120秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的聚吲哚纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4500ppm,鈉濃度為2400ppm,Na/P摩爾比為0.72。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為85%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4250N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1710N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為80%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為134g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5890N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.30。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為80%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為14.8cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為81%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為136g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5580N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為80%。
(實施例3)在氮氣流下,在60℃下,將334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、260.8g對苯二酸、2078.2g 122%多磷酸攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在135℃、150℃、170℃下,反應了25小時、5小時、20小時。在獲得的2.0kg由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為30dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液中添加14.8g銅酞菁并進行了攪拌混合。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗15秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的聚吲哚纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4400ppm,鈉濃度為3600ppm,Na/P摩爾比為1.10。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為88%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為90%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為91%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為90%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4250N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為87%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1670N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為136g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5800N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.30。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為87%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為15.8cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為85%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為135g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5620N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
(實施例4)在氮氣流下,在60℃下,將334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、260.8g對苯二酸、2078.2g 122%多磷酸攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在135℃、150℃、170℃下,反應了25小時、5小時、20小時。在獲得的2.0kg由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為30dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液中添加14.8g銅酞菁并進行了攪拌混合。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦(denier)的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗3秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的聚吲哚纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4700ppm,鈉濃度為5400ppm,Na/P摩爾比為1.55。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為87%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為88%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維(staple fiber),設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4190N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為84%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1660N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為135g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5700N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.30。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為15.1cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為84%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為136g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5550N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
(實施例5)在氮氣流下,在60℃下,將334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、260.8g對苯二酸、2078.2g 122%多磷酸攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在135℃、150℃、170℃下,反應了25小時、5小時、20小時。在獲得的2.0kg由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為30dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液中添加4.4g銅酞菁并進行了攪拌混合。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗15秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的絲的纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4500ppm,鈉濃度為4000ppm,Na/P摩爾比為1.20。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為81%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為83%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為81%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4300N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1740N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為133g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5920N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為80%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.29。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為79%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為14.5cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為80%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為133g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5690N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為79%。
(實施例6)在氮氣流下,在60℃下,將334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、260.8g對苯二酸、2078.2g 122%多磷酸攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在135℃、150℃、170℃下,反應了25小時、5小時、20小時。在獲得的2.0kg由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為30dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液中添加32.5g銅酞菁并進行了攪拌混合。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗15秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的絲的纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4400ppm,鈉濃度為3400ppm,Na/P摩爾比為1.04。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為87%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為89%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為85%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為88%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4010N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為87%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1590N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為138g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5610N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.31。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為15.5cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為85%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為138g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5280N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為84%。
(實施例7)在氮氣流下,在2165.5g 122%多磷酸中添加334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、252.7g對苯二酸,并在60℃下攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在120℃、135℃、150℃下,反應了4小時、20小時、5小時。進而,在該低聚物紡絲原液中加入在74.4g116%多磷酸中添加了5.6g對苯二酸和19.5g銅酞菁的分散液后,分別在170℃、200℃下反應5小時、10小時,獲得了由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為29dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗120秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的絲的纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4600ppm,鈉濃度為2400ppm,Na/P摩爾比為0.70。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為84%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為81%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為86%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4240N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1690N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為136g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5820N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.29。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為81%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為15.0cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為83%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為135g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5500N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為80%。
(實施例8)在氮氣流下,在2165.5g 122%多磷酸中添加334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、252.7g對苯二酸,并在60℃下攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在120℃、135℃、150℃下,反應了4小時、20小時、5小時。進而,在該低聚物紡絲原液中加入在74.4g116%多磷酸中添加了5.6g對苯二酸和19.5g銅酞菁的分散液后,分別在170℃、200℃下反應5小時、10小時,獲得了由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為29dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗15秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的絲的纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4900ppm,鈉濃度為4200ppm,Na/P摩爾比為1.15。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為89%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為88%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為91%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為92%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4210N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為88%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1660N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為135g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5780N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.30。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為89%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為16.0cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為86%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為136g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5480N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為84%。
(實施例9)在氮氣流下,在2165.5g 122%多磷酸中添加334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、252.7g對苯二酸,并在60℃下攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在120℃、135℃、150℃下,反應了4小時、20小時、5小時。進而,在該低聚物紡絲原液中加入在74.4g116%多磷酸中添加了5.6g對苯二酸和19.5g銅酞菁的分散液后,分別在170℃、200℃下反應5小時、10小時,獲得了由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為29dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗3秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的絲的纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4800ppm,鈉濃度為5600ppm,Na/P摩爾比為1.57。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為84%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為86%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為88%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4150N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1670N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為136g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5790N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.30。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為15.0cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為84%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為135g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5560N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
(實施例10)在氮氣流下,在2165.5g 122%多磷酸中添加334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、252.7g對苯二酸,并在60℃下攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在120℃、135℃、150℃下,反應了4小時、20小時、5小時。進而,在該低聚物紡絲原液中加入在74.4g116%多磷酸中添加了5.6g對苯二酸和5.6g銅酞菁的分散液后,分別在170℃、200℃下反應5小時、10小時,獲得了由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為30dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗15秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的絲的纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4500ppm,鈉濃度為3800ppm,Na/P摩爾比為1.14。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為81%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為82%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為84%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4380N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1760N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為135g/m2。縱紗方向的抗拉強度為6040N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為81%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.30。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為78%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為14.6cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為81%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為134g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5770N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為78%。
(實施例11)在氮氣流下,在2165.5g 122%多磷酸中添加334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、252.7g對苯二酸,并在60℃下攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在120℃、135℃、150℃下,反應了4小時、20小時、5小時。進而,在該低聚物紡絲原液中加入在74.4g116%多磷酸中添加了5.6g對苯二酸和41.1g銅酞菁的分散液后,分別在170℃、200℃下反應5小時、10小時,獲得了由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為28dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗15秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的絲的纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4800ppm,鈉濃度為3900ppm,Na/P摩爾比為1.09。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為87%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為87%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為88%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為89%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為3990N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1560N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為138g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5590N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為86%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.29。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為15.3cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為85%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為137g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5310N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為84%。
(實施例12)在氮氣流下,在60℃下,將334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、260.8g對苯二酸、19.2g喹吖酮、2078.2g 122%多磷酸攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在135℃、150℃、170℃下,反應了25小時、5小時、20小時,獲得了由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為24dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗15秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的絲的纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4900ppm,鈉濃度為3900ppm,Na/P摩爾比為1.07。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為85%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為84%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為87%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4120N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為84%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1610N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為83%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為136g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5830N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為81%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.30。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為15.0cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為84%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為135g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5500N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為82%。
(比較例1)在氮氣流下,在60℃下,將334.5g 4,6-二氨基間苯二酚二氫氯化物、260.8g對苯二酸、2078.2g 122%多磷酸攪拌1小時后,緩慢升溫使其分別在135℃、150℃、170℃下,反應25小時、5小時、20小時,獲得了由30℃的甲磺酸溶液測定的固有粘度為30dL/g的聚(對亞苯基苯并雙惡唑)紡絲原液。
之后,在單紗長絲徑變為11.5μm、1.5旦的條件下,進行了紡紗。在紡紗溫度175℃下,從孔徑0.18mm、孔數166的噴嘴擠出紡紗原液制成長絲后,在適當的位置收束,浸漬到以制成復絲的方式配置的第1清洗槽中,并進行了凝固。在紡紗噴嘴與第1清洗槽之間的氣隙處設置了淬火室,以便能夠以更均勻的溫度拉長長絲。淬火溫度設為65℃。之后,水洗至聚吲哚纖維中的殘留磷濃度小于等于5000ppm,不進行干燥而直接將長絲卷取到了樹脂筒管上。另外,卷取速度設為200m/分鐘。
用1%NaOH水溶液中和卷取的紗10秒鐘,之后水洗15秒鐘后,在80℃下干燥了4小時。測定通過上述方法獲得的絲的纖維中的殘留磷濃度、鈉濃度的結果,磷濃度為4400ppm,鈉濃度為4000ppm,Na/P摩爾比為1.22。
由上述方法評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為77%。
將6根獲得的聚吲哚纖維不加捻而并紗,制成總旦1500的紗線,并制造了在縱方向及橫方向上平均1英寸均插入5根該紗線的平紋棉麻織物。將獲得的平紋棉麻織物夾在涂抹了聚胺酯類粘著劑的厚度12微米的2軸延伸聚酯薄膜之間,固化干燥制造了帆布。將獲得的帆布裁為寬度2.5cm、長度50cm的大小,以包含5根加強纖維紗線,由此評價高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為76%。
還有,對6根獲得的聚吲哚纖維,一邊沿Z方向施加32T/10cm的捻回一邊合股加捻后,將其合股2根并沿S方向施加32T/10cm的捻回,由此獲得了天然軟線。然后,對天然軟線實施兩階段的浸漬處理,制成了浸漬軟線(dip cord)。第一階段的浸漬處理液是環氧樹脂的水分散液,處理溫度設為240℃,第二階段的浸漬處理液是RFL液,處理溫度設為235℃。獲得的浸漬軟線的高溫且高濕度下的耐久性為78%。
還有,對12根獲得的聚吲哚纖維,一邊施加平均1m80次的捻回一邊合股加捻,獲得了粗細為3000旦的并捻紗。采用通常的裝置對8根獲得的并捻紗進行編組后,制造了8打結構的繩索。評價獲得的繩索的高溫高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為78%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作20/1Ne的紡織紗,合股加捻2根而獲得了20/2Ne的雙股線。
使用獲得的雙股線,以縱方向上68根/英寸、橫方向上60根/英寸的打緯根數制作了2/1斜紋織物。獲得的織物的縱方向的抗拉強度為4270N/3cm。然后,評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為72%。
進而,使用上述獲得的紡織紗20/1Ne,制造了縱方向上68目/英寸、橫方向上29目/英寸的圓型織物。獲得的圓型織物的縱方向的抗拉強度為1610N/5cm。然后,評價獲得的圓型織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為70%。
還有,使用獲得的聚吲哚纖維紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為60根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為134g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5780N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為73%。
還有,對4根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了總旦1000的紗線。使用獲得的紗線,通過上述記載的復合材料樣品的制作方法獲得了復合材料。獲得的復合材料中的纖維含有率為體積百分率0.30。還有,評價獲得的復合材料的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為73%。
還有,由獲得的聚吲哚纖維,制作匹長51mm的切段纖維,設定為捻系數3.5,由棉支數制作了20Ne的紡織紗。獲得的紡織紗的抗拉強度為9.3cN/dtex。還有,獲得的紡織紗的高溫多濕下的耐久試驗后的強度保持率為75%。
還有,對2根獲得的聚吲哚纖維,不施加捻回而合股獲得了粗細555dtex的紗。使用獲得的紗,并使用劍桿織機以縱、橫各方向均為30根/英寸的打緯根數制造了平織物。獲得的織物的重量為133g/m2。縱紗方向的抗拉強度為5540N/3cm。評價獲得的織物的高溫且高濕度下的耐久性的結果,強度保持率為71%。
將以上的結果歸納于表1~表3。從這些表可知,與比較例相比,各實施例的聚吲哚纖維及由其構成的物品高溫且高濕度下的耐久性良好。
(工業上的可利用性)根據本發明,可提供即使紗上產生紐結帶之后,長時間暴露于高溫且高濕度下時,也能夠充分維持強度的聚吲哚纖維。因此,通過使用該纖維,能夠提高加工為織物、編物、編帶、繩索、軟線等的用途,即,電纜、電線或光纖維等張力元件,繩索等拉伸材,耐彈材等耐沖擊用部件,手套等耐創傷用部件,皮帶、輪胎、鞋底、繩索、軟管等橡膠加強材等的實用性。
權利要求
1.一種聚吲哚纖維,其特征在于,由(a/b)×100定義的強度保持率(%)的值大于等于80%,其中,a由S捻回進行加捻以至達到捻系數30后放置30秒,之后由S捻回解捻到捻系數6的捻數,之后在80℃相對濕度80%的環境下處理240小時后,在室溫下取出并測定的強度[cN/dtex],b由S捻回進行加捻以至達到捻系數30后放置30秒,之后由S捻回解捻到捻系數6的捻數后測定的強度[cN/dtex]。
2.根據權利要求1所述的聚吲哚纖維,其特征在于,單紗的平均直徑D為5~22μm,以纖維長100mm測定時的平均強度大于等于4.5GPa。
3.根據權利要求1所述的聚吲哚纖維,其特征在于,以10mm間隔遍及纖維長500mm測定單紗的直徑時的變異系數CV(標準偏差/平均值)小于等于0.08。
4.根據權利要求1所述的聚吲哚纖維,其特征在于,纖維中殘留的無機堿與無機酸的化學計量比為0.8~1.4∶1。
5.根據權利要求1所述的聚吲哚纖維,其特征在于,纖維中含有熱分解溫度大于等于200℃且溶解于無機酸的有機顏料而形成。
6.根據權利要求5所述的聚吲哚纖維,其特征在于,有機顏料的含有率為2~8質量%。
7.一種紡織紗,其特征在于,至少一部分使用權利要求1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
8.一種橡膠加強用軟線,其特征在于,至少一部分使用權利要求1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
9.一種復合材料,其特征在于,至少一部分使用權利要求1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
10.一種編織物,其特征在于,至少一部分使用權利要求1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
11.一種防刃材,其特征在于,至少一部分使用權利要求1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
12.一種防彈背心,其特征在于,至少一部分使用權利要求1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
13.一種高強度纖維繩索,其特征在于,至少一部分使用權利要求1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
14.一種帆布,其特征在于,至少一部分使用權利要求1~6中任一項所述的聚吲哚纖維而形成。
全文摘要
本發明涉及在織物、編物、編帶、繩索、軟線等的后加工工序中,即使紗受到破壞而在紗上產生紐結帶之后,在高溫高濕度下也具有優異的耐久性的聚吲哚纖維、及含有其而形成的物品,尤其是紡織紗、橡膠加強材、纖維強化復合材料、編織物、防刃材或防彈背心、繩索、帆布等物品。
文檔編號D01F6/96GK1890413SQ20048003679
公開日2007年1月3日 申請日期2004年12月9日 優先權日2003年12月11日
發明者霧山晃平, 村瀨浩貴, 阿部幸浩 申請人:東洋紡織株式會社