专利名称：：聚酯高强度纤维的制作方法
技术领域：
：本发明涉及适于产业材料用途的高强度聚酯纤维。
背景技术：
：聚酯材料广泛应用于纤维和成形品等，另外比较便宜，因此在产业上占有重要地位。聚酯纤维作为轮胎帘线等橡胶的增强材料使用从很久以前就实际应用了，但是，近年来，希望通过作为通用纤维的聚酯纤维的高强度化，实现轮胎的轻重量化(轮胎帘线的使用量减小)、操作稳定性提高以及作业性提高。以往，为了增加聚酯纤维的强度，据说只要增大聚酯纤维的聚合度就可以(例如，参照非专利文献l)。但是，聚合度增大时，熔融粘度就会上升，纺丝性变差，生产率下降。为了使熔融粘度降低，有提高熔融温度的方法，但是，由于促进聚合物的分解，因此聚合度下降，不能实现高强度化的目的。为了解决该问题，迄今进行了各种润滑剂或降粘剂的添加。作为前者的具体例子，可以列举亚乙基双硬脂酰胺、硬脂酸和硬脂醇等。将这些物质添加于树脂中时，对熔融粘度下降有效果，但是，已知会同时引起分子量下降。作为后者的例子，提出了使聚酯树脂的熔融粘度下降并且本质上不使树脂的聚合度下降的各种降粘剂(例如，参照专利文献1至7)。但是，为了使这些降粘剂的效果充分显现，得到高强度的纤维，各种情况下均需要大量添加(数％以上)。这样做不仅经济上不利，而且可能会产生加速挤出机内的污染、或者产生降粘剂的部分凝聚及分散不良的工艺问题，推测很难以工业上稳定的品质进行稳定的生产。另外，添加上述降粘剂后，进行熔融纺丝得到的高强度聚酯纤维的强度，在一定的分子量(特性粘度)下比较时，还不能充分地显现其分子量所具有的效果，存在为了高强度化必须进一步使用高分子量聚合物的问题。专利文献1曰本特开平8-157642号公报专利文献2日本特开平2-189348号公报专利文献3日本特开平3-223382号公报专利文献4日本特开平3-223383号公报p>专利文献5曰本特开平5-247436号公报专利文献6日本特开平5-255533号公报专利文献7日本特开平5-262962号公报非专利文献1:A.Ziabicki,Textile.Res.J.,66(11)，70
发明内容发明耍解决的问题本发叨的H的是提供一种在将聚酯树脂进行熔融纺丝时，具有通过比过去更少的添加量可以在不损害聚酯树脂的聚合物的同时使熔融粘度下降的功能，并且提供可以得到拉伸性优良的均质未拉伸丝的添加剂，以及通过将其添加到聚酯树脂中而提供作为材料用途特别是作为轮胎帘线用途具有充分强度的高强度聚酯纤维。解决问题的手段本发明人对于以上述问题进行了深入研究，结果完成了本发明。艮P，本发明如下所述。1.一种聚酯高强度纤维，包含聚酯树脂和多元羧酸酰胺化合物，其强度为8.8cN/dtex以上。2.上述第1项所述的聚酯高强度纤维，其中，所述酰胺化合物为由下式(1)表示的多元羧酸酰胺化合物，R'-(CONH-R2)k(1)(式中，R"表示碳数1至25的饱和或不饱和脂肪族或脂环族、或者碳数1至25的芳香族多元羧酸残基；f表示碳数1至18的烷基或者环烯基、苯基、萘基、蒽基、或者下述式(2)至(5)任一个表示的基团；R3、R5、W和RS分别独立地表示碳数1至18的烷基、烯基或垸氧基、碳数3至12的环烷基、苯基或卤原子；W和R7分别独立地表不碳数1至4的直链或支链亚烷基；k表示3至6的整数；1和n分别独立地表示1至5的整数；m和o分别独立地表示0至5的整数)。3.根据上述第1或2项所述的聚酯高强度纤维，其中，聚酯纤维的特性粘度为0.7至1.2。4.根据上述第1至3项任一项所述的聚酯高强度纤维，其中，所述酰胺化合物含量为0.01至2质量％。发明效果本发明的多元羧酸酰胺化合物，在将聚酯树脂熔融纺丝时通过仅仅少量添加在聚酯树脂中，就具有使熔融粘度下降的效果，可以维持纺丝工序中的生产稳定。另外，所得到的未拉伸丝的拉伸性极高，并且可以高倍率拉伸，因此可以容易地得到强度为8.8cN/dtex以上的高强度聚酯纤维。具体实施例方式以下对本发明进行具体说明。本发明中的聚酯树脂，是指构成聚合物主链的键为酯键的树脂，可以列举例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯等。优选聚对苯二甲酸乙二醇酯，其在不影响本发明效果的范围内可以共聚有其它成分。另外，本发明的树脂中，在不影响本发明的效果的范围内可以含有各种稳定剂等的添加剂。聚酯树脂中添加的多元羧酸酰胺化合物优选上述式(1)表示的多元羧酸酰胺化合物。上述式(1)表示的多元羧酸酰胺化合物，可以通过使脂肪族、脂环族或者芳香族的多元羧酸或其酸酐与一种或两种以.J:脂肪族、脂环族或者芳香族的单胺根据公知的方法进行酰胺形成反应而容易地制各。作为上述式(1)表示的多元羧酸酰胺化合物的例子，推荐BTC四环己酰胺("BTC"表示丁烷四羧酸，特别是1，2，3,4-丁烷四羧酸)、BTC四(2-甲基环己酰胺)、TDA四环己酰胺("TDA"表示3,4-二羧基-1，2，3,4-四氢-l-萘丁二酸)、TDA四(2-甲基酰替苯胺)、SMSD四环己酰胺("SMSD"表示5-(丁二酸)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸)、苯均三酸三酰替苯胺、苯均三酸三(2-甲基酰替苯胺)等。本发明中，多元羧酸酰胺化合物相对于聚酯树脂的添加量根据目标纤维的性能来确定，优选多元羧酸酰胺化合物为0.01至2质量％，更优选为0.05至1质量％。本发明中，多元羧酸酰胺化合物的添加量在如此较少量的范围，具有粘度降低效果，纺丝喷嘴的压力也不上升，在纺丝工序中可以稳定生产。另外，得到的未拉伸丝的拉伸特性优良，可以增大总拉伸倍数，通过如此少量的添加可以得到高强度聚酯纤维。作为该现象的作用，推测为通过极少量的多元羧酸酰胺化合物的添加，取得未拉伸丝的拉伸特性优良的效果，具有提高未拉伸丝的伸长度的作用或者抑制取向的作用。多元羧酸酰胺化合物的比例小于0.01质量％时，与仅由聚酯构成的纤维相比，熔融粘度下降的效果小，拉伸倍率的提高也小，强度提高的效果也小。另一方面，多元羧酸酰胺化合物的比例超过2质量％时，可以提高熔融粘度下降效果，但是，不能期待与配合量相应的效果。另外，多元羧酸酰胺化合物的未溶解物成为丝中的缺陷，显著污染挤出机内部。结果，强度下降且品质方面的问题变得明显，而且变得容易引起断丝，难以确保工序稳定性。另外，其大量使用在经济上也不利，因此不优选。对于木发明的高强度聚酯纤维而言，为了得到高强度，优选聚酯纤维的特性粘度(IV)在0.7至1.2的范围内，更优选0.75至1.0。为了得到上述范围的IV，原料聚酯树脂的IV优选为0.8至1.5的范围。为了得到IV大于1.2的聚酯纤维，需要使用该值以上的高IV的聚酯树脂作为原料。高IV的聚酯树脂粘度非常高，难以将添加剂均匀地分散，同时加工性显著变差不能充分拉伸。其结果是难以得到目标高强度纤维。因此，IV在上述范围内时，可以有效地显现本发明的上述效果，得到8.8cN/dtex以上的极高强度的聚酯纤维。作为本发明的高强度聚酯纤维，没有特别的限制，但是主要应用单丝和复丝等，作为产业材料用特别是轮胎帘线等的橡胶增强材料使用时，单丝细度优选在1至10dtex的范围，总细度优选在250至5000dtex的范围。本发明中，作为将聚酯树脂与多元羧酸酰胺化合物的熔融捏合和熔融挤出时的挤出机，如果实现所希望的功能并且满足必要的要件，则可以是单螺杆、双螺杆、多螺杆、或者将其组合而成的多段挤出机的任一种。特别地，使用设置有捏合区的挤出机时，可以使多元羧酸酰胺化合物微细且均匀地分散和相容在聚酯树脂中，因此优选。另外，提高螺杆旋转数更容易发挥效果。作为在聚酯树脂中定量掺混多元羧酸酰胺化合物的方法，有干燥碎片掺混法(1、"，<^:y7。7"i/乂卜")、将多元羧酸酰胺化合物侧进料的方法、将在另外的挤出机中熔融捏合的含多元羧酸酰胺化合物的聚酯树脂侧进料的方法等，没有特别的限制。纺丝可以通过将聚酯树脂与多元羧酸酰胺化合物均匀混合，以熔融状态纺出，冷却后进行拉伸和热处理来进行。纺出的丝在冷却后暂吋作为未拉伸丝巻绕后，可以在加热辊上进行拉伸和热处理。拉伸和热处理i'J以与逝常的聚酯同样进行。实施例以下，通过实施例更详细地说明本发明，但是本发明不限于这些实施例。实施例中的特性值的测定法如下所示。A.特性粘度(IV)使用昭和电工株式会社制造的ShodexGP-lOl，在洗脱液六氟异丙醇(HFIP)、柱HFIP-806MX2、检测器UV、流速1.0ml/分条件下进行GPC测定，使用分子量已知的聚对苯二甲酸乙二醇酯(该IV通过溶解于对氯苯酚/四氯乙烷混合溶剂(体积比=3/1)中并在30。C测定)进行换算。B.强度根据JISL1013(1999)，使用株式会社岛津制作所制造的才一卜夕、'于7，在初始试样长度100mm、拉伸速度100mm/分钟条件下测定。(实施例1至3及比较例1)使用IV=1.0的聚对苯二甲酸乙二醇酯作为聚酯树脂原料，在其中以表1所述的添加量充分混合新日本理化株式会社制造的苯均三酸三酰替苯胺作为多元羧酸酰胺化合物后，在15(TC真空干燥8小时，然后供给到料斗内。进行聚合物的熔融和捏合的双螺杆挤出机使用具有捏合盘的15mm(|)、L/D=30的同向旋转啮合型双螺杆挤出机。调节齿轮泵的转数使得排出量为2.5g/分钟，通过单孔、直径0.6mm的纺丝喷嘴排出。纺丝温度设定为310°C，以500m/分钟暂时巻绕，连续地用辊温度93°C、158。C和214"C的加热辊依次进行拉伸和热处理。多元羧酸酰胺化合物的添加量、聚酯树脂和纤维的特性粘度(IV值)、纺丝时的排出压差(AP:未添加多元羧酸酰胺化合物时-添加多元羧酸酰胺化合物时)、总拉仲倍数和拉仲丝的断裂强度的结果如表1所示。表1<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>作为添加剂添加了0.05至2.0质量％的多元羧酸酰胺化合物的实施例1至3中，观察到熔融粘度下降，与未添加的比较例1相比，可以实现高拉伸倍数，确认了拉伸丝的断裂强度为9.3至11.2cN/dtex的高强度。(实施例4)除使用新日本理化株式会社制造的BTC四环己酰胺作为多元羧酸酰胺化合物以外，在与实施例2同样的条件下进行纺丝和拉伸。所得的结果-并示于表1中。与实施例2同样地观察到熔融粘度下降，可以实现高拉伸倍数，确认了拉伸丝的断裂强度也提高。(比较例2)除了使用新日本理化株式会社制造的降粘剂y力7口一BI-200(1，2，3,4-丁烷四羧酸双对十二烷基苯基酰亚胺)作为多元羧酸酰胺化合物、添加3质量％以外，在与实施例1同样的条件下进行纺丝和拉伸。所得的结果一并示于表1中。尽管熔融粘度下降并且未拉伸丝的拉仲性提高，但是拉伸丝的强度下降。除了使用IV4.7的聚对苯二甲酸乙二醇酯作为聚酯原料以外，在与实施例2同样的条件下进行纺丝和拉伸。所得的结果一并示于表1中。未拉伸丝的拉伸倍数下降，拉伸丝的强度也下降。产业实用性本发明的聚酯高强度纤维，强度为8.8cN/dtex以上的极高强度，因此可以用于产业材料用途、特别是作为轮胎帘线有用。权利要求1.一种聚酯高强度纤维，包含聚酯树脂和多元羧酸酰胺化合物，其强度为8.8cN/dtex以上。2.根据权利要求1所述的聚酯高强度纤维，其中，所述酰胺化合物为由下式(1)表示的多元羧酸酰胺化合物，R'-(CONH-R2)k(1)式中，R'表示碳数1至25的饱和或不饱和脂肪族或脂环族、或者碳数1至25的芳香族多元羧酸残基；W表示碳数1至18的烷基或者环烯基、苯基、萘基、蒽基、或者下述式(2)至(5)任一个表示的基团；<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage2</formula>(2)R3、R5、W和RS分别独立地表示碳数1至18的烷基、烯基或垸氧基、碳数3至12的环垸基、苯基或卤原子；114和W分别独立地表示碳数1至4的直链或支链亚烷基；k表示3至6的整数；l和n分别独立地表示1至5的整数；m和o分别独立地表示0至5的整数。3.根据权利要求1或2所述的聚酯高强度纤维，其中，聚酯纤维的特性粘度为0.7至1.2。4.根据权利要求1至3任一项所述的聚酯高强度纤维，其中，所述酰胺化合物含量为0.01至2质量％。全文摘要本发明的目的是提供适于产业材料用途、特别是轮胎帘线用途的高强度聚酯纤维。本发明的高强度聚酯纤维，为包含聚酯树脂和多元羧酸酰胺化合物的聚酯纤维，其强度为8.8cN/dtex以上。文档编号D01F6/92GK101198730SQ20068001926公开日2008年6月11日申请日期2006年5月30日优先权日2005年5月31日发明者山崎齐,鞠谷雄士申请人:帝人高科技产品株式会社;东洋纺织株式会社