Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа


 


Владельцы патента RU 2550178:

ТЕЙДЗИН ЛИМИТЕД (JP)

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа. Волокно содержит поглотитель УФ с растворимостью в воде менее 0,04 мг/л и характеризуется степенью выбирания красителя 90% или более в форме окрашенного волокна и сохранением светостойкости 80% или более после окрашивания с помощью переносчика. Изобретение обеспечивает создание волокна ароматического полиамида мета-типа, которое можно окрашивать в различные цвета окрашиванием с помощью переносчика, и в котором сгон светостабилизатора во время окрашивания может быть подавлен. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к волокну из полностью ароматического полиамида мета-типа. Более конкретно, изобретение относится к светостойкому волокну из полностью ароматического полиамида мета-типа, в котором может быть подавлен сгон светостабилизатора во время окрашивания с переносчиками.

Уровень техники

Волокна из полностью ароматического полиамида (далее в настоящем документе иногда называемые просто арамидом) включают волокна мета-арамида, такие как Сопех® и Nomex®, и волокна пара-арамида, такие как Technora®, Kevlar® и Twaron®.

Такие арамидные волокна имеют жесткую молекулярную структуру и высокую степень кристалличности. Соответственно, по сравнению с широко используемыми обычными волокнами из алифатического полиамида, такими как нейлон 6 и нейлон 66, волокна из арамида имеют превосходную надежность в плане термических свойств, таких как термостойкость и огнестойкость (замедленное воспламенение), химической стойкости, высокой радиационной стойкости, электрических характеристик и т.д. Поэтому они широко используются в одежде, такой как защитные костюмы, для которых требуется огнестойкость (замедленное воспламенение) и термостойкость, в промышленных материалах, таких как рукавные фильтры, и в оформлении интерьеров, например в шторах.

Получение окрашенного волокна для применения в одежде и т.п. обычно включает способы, в которых используется окраска, и способы, в которых используется окрашивание волокна в массе с помощью красителей и пигментов. Кроме того, для волокна из полностью ароматического полиамида хорошо известен, например, способ, в котором волокно окрашивают с использованием основного красителя и вспомогательного средства (переносчика), такого как бензиловый спирт или ацетофенон.

Однако существует такая проблема, что когда волокна из полностью ароматического полиамида окрашивают основными красителями, такими как красители, используемые для окрашивания волокон из алифатического полиамида, полученные окрашенные волокна имеют исключительно низкую светостойкость и, таким образом, под действием света в значительной степени выцветают.

В соответствии с этим, с целью улучшения светостойкости окрашенного волокна из полностью ароматического полиамида в JP-A-49-075824 предлагается способ, в котором раствор ароматического полиамида прядут сухим или мокрым способом, затем полученное волокно промывают, и перед окрашиванием волокно пропитывают водной дисперсией вещества, защищающего от УФ-излучения. Однако такой способ обладает тем недостатком, что во время окрашивания с помощью переносчика переносчик может вызывать сгон вещества, защищающего от УФ-излучения.

Далее, в JP-A-2003-239136 в качестве светостойкого волокна из полностью ароматического полиамида, которое может быть окрашено без использования переносчика, раскрывается волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа, содержащее в качестве вспомогательного средства ониевую соль алкилбензолсульфоновой кислоты, а в качестве светостабилизатора - стерически затрудненный амин. Такое волокно можно окрашивать без переносчика, и таким образом можно избежать сгона светостабилизатора во время окрашивания. Однако добавление ониевой соли повышает стоимость производства волокна. Кроме того, снижается огнестойкость полученного волокна, что приводит к необходимости добавлять еще и антипирен или подобные вещества.

Далее, известно светостойкое окрашенное волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа, содержащее специфический пигмент, который не выцветает под действием света (JP-A-50-59522). Однако в таком способе пигмент добавляют в процессе получения волокна. Соответственно, недостатками такого процесса оказываются: высокая потеря продукции, сложности в работе с малым объемом, сложность получения волокна различных цветов, какие могут требоваться и т.д.

Раскрытие изобретения

Задачи, решаемые настоящим изобретением

Изобретение направлено на преодоление вышеуказанных недостатков. Целью изобретения является светостойкое волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа, которое можно окрашивать в различные цвета путем окрашивания с переносчиком, и в котором сгон светостабилизатора во время такого окрашивания может быть подавлен.

Решение поставленных задач

Авторы настоящего изобретения провели широкие исследования для решения вышеуказанных задач. В результате авторы обнаружили, что вышеуказанные задачи могут быть решены путем формования волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа, в котором используется высокогидрофобный поглотитель УФ, имеющий определенные физические свойства. Таким образом было осуществлено настоящее изобретение.

Иными словами, изобретение относится к волокну из полностью ароматического полиамида, содержащему поглотитель УФ с растворимостью в воде менее 0,04 мг/л и имеющему степень выбирания красителя 90% или более в форме окрашенного волокна и имеющему сохранение светостойкости 80% или более после окрашивания с помощью переносчика.

Преимущество изобретения

Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению служит в качестве светостойкого волокна, которое можно окрашивать в различные цвета путем окрашивания с помощью переносчика, и в котором сгон светостабилизатора во время процесса окрашивания можно подавить.

Кроме того, даже в случае, когда волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению подвергается длительному воздействию светового излучения, такому как длительное воздействие солнечного света, процессы разрушения можно подавить, в результате чего прочность волокна может быть сохранена.

Соответственно, промышленная ценность настоящего изобретения исключительно высока в тех областях, в которых требуются сродство к красителю и светостойкость. Изобретение можно соответственно использовать в областях, например, постельных принадлежностей, швейных изделий, оформления интерьера и т.п., где важны эстетические свойства и внешний вид.

Способ осуществления изобретения

Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа

Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению имеет указанные далее специфические физические свойства. Физические свойства, конфигурация, способ получения и т.п.волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению будут описаны далее в настоящем документе.

Физические свойства волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа

Остаточное содержание растворителя

Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа обычно получают из прядильного раствора, полученного путем растворения полимера в амидном растворителе. Таким образом, какое-то количество растворителя неизбежно остается в волокне. Однако предпочтительно в волокне из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению количество остаточного растворителя составляет 0,1 мас.% или менее относительно массы волокна. Предпочтительно это количество составляет 0,1 мас.% или менее и еще более предпочтительно - 0,08 мас.% или менее.

В случае, когда количество остаточного растворителя в волокне превышает 0,1 мас.% относительно массы волокна, летучие компоненты остаточного растворителя во время переработки или использования в атмосфере с высокой температурой свыше 200°С могут привести к ухудшению характеристик безопасности для окружающей среды. Кроме того, разрушается молекулярная структура, что приводит к существенному снижению прочности. Следовательно, такое содержание растворителя нежелательно.

В рамках изобретения для того, чтобы получить волокно до окрашивания (необработанное волокно) с содержанием остаточного растворителя 0,1 мас.% или менее, в процессе производства волокна компоненты коагуляционной ванны или условия процесса подбирают таким образом, чтобы получить коагулированную форму, не имеющую структуру оболочка-сердцевина (skin core), а также до определенной степени выполняют пластическое вытягивание.

В связи с этим «содержание остаточного растворителя волокна до окрашивания (необработанное волокно)» в изобретении представляет собой величину, полученную описанным далее способом.

Способ измерения содержания остаточного растворителя

Примерно 8,0 г волокна до окрашивания (необработанное волокно) собирают, сушат при 105°С в течение 120 минут и затем охлаждают в эксикаторе, и измеряют массу волокна (Ml). Затем волокно подвергают экстракции метанолом при кипячении с обратным холодильником в течение 1,5 часов с использованием экстрактора Сокслета для экстрагирования амидного растворителя, содержащегося в волокне. После экстракции волокно извлекают, сушат в вакууме при 150°С в течение 60 минут, затем охлаждают в эксикаторе, и измеряют массу волокна (М2). С использованием полученных величин Ml и М2 вычисляют количество остаточного растворителя в волокне (массу амидного растворителя) N (%) по следующему уравнению:

N(%)=[(M1-М2)/М1]×100.

Предел прочности волокна до окрашивания (необработанного волокна) при разрыве

Предпочтительно волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению до окрашивания (необработанное волокно) имеет предел прочности при разрыве 2,5 сН/дтекс или больше. Еще более предпочтительно предел прочности при разрыве составляет 2,7 сН/дтекс или больше, и особенно предпочтительно - 3,0 сН/дтекс или больше. В случае, когда предел прочности при разрыве составляет менее 2,5 сН/дтекс, волокно разрушается на стадии последующей обработки, такой как прядение, что приводит к снижению производительности процесса; следовательно, такие значения прочности при разрыве нежелательны.

В изобретении предел прочности при разрыве волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа до окрашивания (необработанного волокна) можно регулировать степенью вытяжки на стадии пластического вытягивания в ванне и температурой термообработки на стадии сухой термообработки в способе получения, описанном ниже. Для того, чтобы достичь предела прочности при разрыве 2,5 сН/дтекс или больше, необходимо, чтобы степень вытяжки составляла 3,5-5,0, а также, чтобы температура при сухой термообработке составляла 260-330°С.

В связи с этим, «предел прочности при разрыве» в изобретении представляет собой величину, полученную путем измерения согласно JIS L1015 с использованием динамометра (изготовитель Instron, модель 5565) в условиях, указанных далее.

Условия измерения

Расстояние между зажимами 20 мм

Начальная нагрузка 0,044 сН (1/20 г)/дтекс

Скорость растяжения 20 мм/мин

Относительное удлинение при разрыве волокна перед окрашиванием (необработанного волокна)

Предпочтительно волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению до окрашивания (необработанное волокно) имеет относительное удлинение при разрыве 30% или более. Еще более предпочтительно относительное удлинение при разрыве составляет 35% или более, и особенно предпочтительно - 40% или более. Относительное удлинение при разрыве менее 30% ведет к снижению возможности прохождения стадий последующей переработки, таких как прядение, и таким образом, является нежелательным.

В изобретении относительное удлинение при разрыве волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению до окрашивания (необработанного волокна) можно регулировать условиями в коагуляционной ванне на стадии коагуляции в способе получения, описанном ниже, Для того, чтобы достичь относительного удлинения при разрыве 30% или более, необходимо, чтобы жидкость для коагуляции представляла собой водный раствор амидного растворителя, такого как К-метил-2-пирролидон (NMP), с концентрацией 45-60 мас.%, и чтобы температура жидкости в ванне составляла 10-35°С.

В связи с этим «относительное удлинение при разрыве» в изобретении представляет собой величину, полученную измерением согласно JIS L1015 с использованием динамометра (изготовитель Instron, модель 5565) в тех же условиях, как в случае указанного выше измерения «предела прочности при разрыве».

Рамановский коэффициент ориентации волокна перед окрашиванием (необработанного волокна)

Предпочтительно волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению до окрашивания (необработанное волокно) имеет рамановский коэффициент ориентации в интервале 1,3-2,2. Еще более предпочтительно рамановский коэффициент ориентации находится в интервале 1,5-2,0, и особенно предпочтительно - в интервале 1,7-2,0. В случае, когда рамановской коэффициент ориентации оказывается менее 1,3, прочность окрашенного волокна, которое подвергается обработке окрашиванием проявляется недостаточно; такой коэффициент ориентации является нежелательным. Между тем, в случае, когда ориентация превышает 2,2, сродство к красителю существенно снижается; такой коэффициент ориентации также является нежелательным. Кроме того, в случае, когда рамановский коэффициент ориентации волокна до окрашивания (необработанного волокна) выходит за указанный выше интервал, может быть затруднительно получить волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению до окрашивания (необработанное волокно) со степенью выбирания красителя 90% или больше.

В изобретении рамановский коэффициент ориентации волокна до окрашивания (необработанного волокна) можно регулировать степенью вытяжки на стадии пластического вытягивания в ванне в способе получения, описанном ниже. Более конкретно, нужно, чтобы степень вытяжки составляла 3,5-5,0.

Здесь следует упомянуть, что «рамановский коэффициент ориентации» в изобретении представляет собой величину, полученную описанным далее способом.

Способ вычисления индекса рамановской ориентации

Волокно перед окрашиванием (необработанное волокно) фиксируют в держателе образца, и выполняют измерение с использованием однолучевого лазерного микроспектрометра комбинационного рассеяния (изготовитель Jobin-Yvon, модель Т6400) в следующих условиях: твердотельный лазер (λ=785 нм), выходная мощность 76 мВт. «Рамановский коэффициент ориентации» вычисляют с использованием пиковой анизотропии поляризации вблизи волнового числа рамановского сдвига 1000 см-1, что является собственным числом полностью ароматического полиамида мета-типа, по следующему уравнению:

Рамановский коэффициент ориентации = [интенсивность спектра комбинационного рассеяния ХХ/интенсивность спектра комбинационного рассеяния YY].

(В уравнении XX показывает, что характерная плоскость поляризации и детектируемая плоскость поляризации параллельны оси волокна, и YY показывает, что характерная плоскость поляризации и детектируемая плоскость поляризации перпендикулярны оси волокна.)

Степень кристалличности волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Предпочтительно волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению до окрашивания (необработанное волокно) имеет степень кристалличности 5-20%. Еще более предпочтительно степень кристалличности составляет 5-15%, и особенно предпочтительно - 5-10%. В случае, когда степень кристалличности превышает 20%, сродство к красителю существенно снижается; таким образом, столь высокая степень кристалличности нежелательна. Между тем в случае, когда степень кристалличности меньше 5%, волокно сильно склонно к усадке, и, таким образом, с ним затруднительно работать на стадии окрашивания; столь низкая степень кристалличности также является нежелательной. Кроме того, в случае, когда степень кристалличности волокна до окрашивания (необработанного волокна) находится вне указанного выше интервала, может быть затруднительно получение волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению (необработанного волокна) со степенью выбирания красителя 90% или больше.

В изобретении степень кристалличности волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа до окрашивания (необработанного волокна) можно регулировать степенью вытяжки на стадии пластического вытягивания в ванне и температурой термообработки на стадии сухой термообработки в описанном ниже способе получения. Более конкретно, нужно, чтобы степень вытяжки составляла 3,5-5,0, и чтобы температура сухой термообработки находилась в интервале 260-330°С.

«Степень кристалличности» в изобретении получают из профиля волокна до окрашивания (необработанного волокна) в форме пучка примерно 1 мм в диаметре, который измеряют с использованием дифракционной рентгеновской установки (торговое наименование RIGAKU RINT TTRIII) в условиях, описанных далее.

Условия измерения

Источник рентгеновского излучения: линия Ka Cu

Столик для образца волокна - вращение 50 об/мин

Развертка 2θ 5-50°

Непрерывное измерение 0,1°

Измерение ширины - развертка в 1°/мин

Более конкретно, воздушное рассеяние и некогерентное рассеяние в измеренном дифракционном профиле корректируют методом линейного приближения, и получают профиль интенсивности общего рассеяния. Подбирают профиль невысушенной нити аморфного волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа к полученной интенсивности общего рассеяния путем визуальной оценки, и различие принимают за интенсивность кристаллического рассеяния. Степень кристалличности вычисляют с использованием площадей интенсивности кристаллического рассеяния и интенсивности общего рассеяния (интегрированная величина) по следующему уравнению:

Степень кристалличности (%) = [площадь интенсивности кристаллического рассеяния /площадь интенсивности общего рассеяния] ×100.

Степень выбирания красителя окрашенного волокна

Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению имеет степень выбирания красителя 90% или более, предпочтительно 92% или более, в форме волокна после окрашивания (окрашенное волокно). Степень выбирания красителя окрашенного волокна менее 90% не является желательной с точки зрения эстетических требований, выдвигаемых в области швейных изделий, и такое волокно не может быть окрашено в желательный цвет.

В изобретении нужная степень выбирания красителя волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа после окрашивания (окрашенного волокна) может быть достигнута, когда в описанном ниже способе получения условия в коагуляционной ванне на стадии коагуляции подбирают таким образом, чтобы получить коагулированную форму с пленочной сердцевиной, не имеющую структуру оболочка-сердцевина, а также когда сухую термообработку на стадии сухой термообработки выполняют при определенной температуре, что приводит к получению волокна специфической ориентации и кристалличности. Для того, чтобы получить окрашенное волокно со степенью выбирания красителя 90% или более, необходимо, чтобы жидкость для коагуляции представляла собой водный раствор амидного растворителя, такого как N-метил-2-пирролидон (NMP) с концентрацией 45-60 мас.%, температура жидкости в ванне составляла 10-35°С и температура сухой термообработки находилась в интервале 260-330°С, что равно температуре стеклования (Tg) волокна или превышает ее. Кроме того, волокно перед окрашиванием (необработанное волокно) предпочтительно имеет рамановский коэффициент ориентации в интервале 1,3-2,2 и степень кристалличности в интервале 5-20%.

«Окрашивание» для вычисления «степени выбирания красителя» осуществляют способом, описанным далее.

Способ окрашивания

Получают жидкость для окрашивания, содержащую 6% от массы волокна (owf) катионного красителя (изготовитель Nippon Kayaku, торговое наименование Kayacryl Blue GSL-ED (В-54)), 0,3 мл/л уксусной кислоты, 20 г/л нитрата натрия, 70 г/л бензилового спирта в качестве переносчика и 0,5 г/л вспомогательного вещества для окрашивания (изготовитель Meisei Chemical Works, торговое наименование DISPER TL) в качестве диспергатора.

Затем выполняют процедуру окрашивания при 120°С в течение 60 минут при отношении в ванне между волокном и жидкостью для окрашивания 1:40. После обработки окрашиванием выполняют восстановительное осветление при 80°С в течение 20 минут при отношении в ванне 1:20 с использованием жидкости для обработки, содержащей 2,0 г/л гидросульфита, 2,0 г/л AMILADIN D (изготовитель Dai-ichi Kogyo Seiyaku, торговое наименование AMILADIN D) и 1,0 г/л гидроксида натрия. Затем волокно промывают водой и сушат, и получают окрашенное волокно.

«Степень выбирания красителя» в изобретении представляет собой величину, полученную способом, описанным далее.

Способ измерения степени выбирания красителя

К оставшейся жидкости для окрашивания, которой окрашивали необработанное волокно, добавляют для экстракции оставшегося красителя дихлорметан в таком же объеме, как объем оставшейся жидкости для окрашивания. Затем измеряют поглощение экстаркта при длинах волн 670 нм, 540 нм и 530 нм, и вычисляют концентрацию красителя в экстракте при каждой длине волны из калибровочных кривых для трех вышеуказанных длин волн, предварительно полученных с использованием дихлорметанового раствора красителя известной концентрации. Среднее из концентраций при указанных выше длинах волн принимают за концентрацию красителя в экстракте (С). Величину, полученную по приведенному далее уравнению с использованием концентрации красителя до окрашивания (Со), определяют как степень выбирания красителя (U).

Степень выбирания красителя (U)=[(Со-С)/Со]×100

Сохранение прочности окрашенного волокна после погружения в водный раствор серной кислоты (кислотостойкость)

Предпочтительно волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению сохраняет 65% или более прочности в форме окрашенного волокна после погружения в 20 мас.% водный раствор серной кислоты при 50°С на 150 часов. Сохранение прочности после погружения в водный раствор серной кислоты предпочтительно составляет 65% или более, еще более предпочтительно -70% или более, и наиболее предпочтительно - 75% или более.

Сохранение прочности окрашенного волокна после погружения в водный раствор серной кислоты служит показателем кислотостойкости. Сохранение прочности менее 65% ведет к недостаточной кислотостойкости и пониженной надежности, и, следовательно, является нежелательным.

В изобретении для того, чтобы получить окрашенное волокно с сохранением прочности 65% или более, в процессе производства волокна подбирают компоненты или режим коагуляционной ванны таким образом, чтобы получить коагулированную форму, не имеющую структуру оболочка-сердцевина.

Окрашенное волокно, используемое для оценки «сохранения прочности», представляет собой волокно, окрашенное таким же способом, как в описанном выше способе окрашивания для вычисления «степени выбирания красителя». Кроме того, «сохранение прочности окрашенного волокна после погружения в водный раствор серной кислоты» в изобретении представляет собой величину, полученную способом, описанным далее.

Способ вычисления сохранения прочности после погружения в водный раствор серной кислоты (испытание на кислотостойкость)

В делительную склянку помещают 20 мас.% водный раствор серной кислоты, и в него погружают окрашенное волокно длиной 51 мм. Затем делительную склянку погружают в водяную баню с постоянной температурой, и поддерживают температуру 50°С. Погружение продолжается в течение 150 часов. Измеряют предел прочности окрашенного волокна при разрыве до и после погружения, и определяют сохранение прочности окрашенного волокна после погружения.

«Предел прочности при разрыве» для вычисления «сохранения прочности окрашенного волокна после погружения в водный раствор серной кислоты (кислотостойкость)» представляет собой величину, полученную таким же способом, как при описанном выше измерении предела прочности при разрыве волокна до окрашивания (необработанного волокна).

Сохранение светостойкости после окрашивания с помощью переносчика

Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению сохраняет 80% или более светостойкости после окрашивания с помощью переносчика. Предпочтительно сохранение светостойкости составляет 85% или более и особенно предпочтительно - 90% или более. Когда сохранение светостойкости после окрашивания с помощью переносчика низкое, это указывает на сгон большого количества светостабилизатора во время окрашивания с помощью переносчика. В случае, когда сохранение светостойкости после окрашивания составляет менее 80%, эффект светостойкости продукта после окрашивания проявляется недостаточно; это является нежелательным.

«Сохранение светостойкости» в изобретении представляет собой величину, полученную способом, описанным далее.

Способ вычисления сохранения светостойкости

Для оценки светостойкости определяют сопротивление вызываемому светом обесцвечиванию и выцветанию (АЕ*) с использованием облученного светом штапельного волокна, которое облучают в измерителе обесцвечивания с дугой между угольными электродами при 63°С в течение 24 часов, и необлученного штапельного волокна. Сопротивление вызываемому светом обесцвечиванию и выцветанию (АЕ*) вычисляют следующим образом: сначала измеряют коэффициент диффузного отражения с использованием источника света D65, измерение - 10°, и затем вычисляют величину индекса освещенности L* и величины показателей цветности а* и b* обычными способами. С использованием полученных величин выполняют вычисление согласно JIS Z-8730 по следующему уравнению:

ΔЕ*=((ΔL*)2+(Δа*)2+(Δb*)2)1/2.

«Сохранение светостойкости» представляет собой величину, вычисленную с использованием сопротивления обесцвечиванию, вызываемому светом, и выцветания (ДЕ*) штапельного волокна до и после окрашивания по следующему уравнению:

Сохранение светостойкости (%)=100 - [(ДЕ* после окрашивания - ДЕ* до окрашивания) /ДЕ* до окрашивания] ×100.

«Окрашивание» при оценке «сохранения светостойкости» представляет собой окрашивание по описанному далее способу без использования красителя.

Способ окрашивания волокна для измерения сохранения светостойкости

Получают жидкость для окрашивания без использования красителя, содержащую 0,3 мл/л уксусной кислоты, 20 г/л нитрата натрия, 70 г/л бензилового спирта в качестве переносчика и 0,5 г/л вспомогательного вещества для окрашивания (изготовитель Meisei Chemical Works, торговое наименование DISPER TL) в качестве диспергатора.

Затем выполняют обработку окрашиванием при 120°С в течение 60 минут при отношении в ванне между волокном и жидкостью для окрашивания 1:40. После обработки окрашиванием выполняют восстановительное осветление при 80°С в течение 20 минут при отношении в ванне 1:20 с использованием жидкости для обработки, содержащей 2,0 г/л гидросульфита, 2,0 г/л AMILADIN D (изготовитель Dai-ichi Kogyo Seiyaku, торговое наименование AMILADIN D) и 1,0 г/л гидроксида натрия. Затем волокно промывают водой и сушат, и получают окрашенное волокно.

Сохранение прочности окрашенного волокна после испытания на светостойкость (светостойкость)

Предпочтительно волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению после облучения в измерителе обесцвечивания с ксеноновой дугой при 63°С в течение 40 часов сохраняет 80% или более прочности (светостойкости). Еще более предпочтительно оно сохраняет 85% или более прочности, и особенно предпочтительно -90% или более прочности. В случае, когда после облучения светом сохраняется менее 80%» прочности, прочность такого волокна не будет сохраняться при продолжительном воздействии солнечного света; такое сохранение прочности является нежелательным.

В изобретении для того, чтобы получить окрашенное волокно с сохранением прочности (светостойкостью) после испытания на светостойкость 80% или более, в описанном ниже процессе получения волокна таким образом подбирают компоненты или режим коагуляционной ванны, чтобы получить коагулированную форму, не имеющую структуру оболочка-сердцевина.

Окрашенное волокно, используемое для оценки «сохранения прочности окрашенного волокна после испытания на светостойкость (светостойкости)», представляет собой окрашенное волокно, окрашенное тем же способом, что и описанный выше способ окрашивания в случае вычисления «степени выбирания красителя». Кроме того, «сохранение прочности окрашенного волокна после испытания на светостойкость (светостойкость)» представляет собой величину, полученную способом, описанным далее.

Способ вычисления сохранения прочности окрашенного волокна после испытания на светостойкость (светостойкости)

Окрашенное волокно наматывают на держатель и облучают в измерителе обесцвечивания с ксеноновой дугой при 63°С в течение 40 часов. Измеряют предел прочности при разрыве волокна, облученного светом, и предел прочности при разрыве необлученного волокна, и определяют сохранение прочности окрашенного волокна после облучения светом.

«Предел прочности при разрыве» для вычисления «сохранения прочности окрашенного волокна после испытания на светостойкость (светостойкости)» представляет собой величину, полученную тем же способом, что и при измерении предела прочности при разрыве волокна до окрашивания (необработанного волокна), описанном выше.

Полностью ароматический полиамид мета-типа

Конфигурация полностью ароматического полиамида мета-типа

Полностью ароматический полиамид мета-типа, образующий волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению, включает компонент ароматический диамин мета-типа и компонент ароматической дикарбоновой кислоты мета-типа. До тех пор, пока выполняются цели настоящего изобретения, также можно подвергать сополимеризации и компоненты пара-типа и другие компоненты сополимеров.

В изобретении особенно предпочтительно в плане динамических свойств, термостойкости и огнестойкости использовать полностью ароматический полиамид мета-типа с метафениленизофталамидным звеном в качестве основного компонента.

В полностью ароматическом полиамиде мета-типа с метафениленизофталамидным звеном оно предпочтительно составляет 90 мол.% или более от общего числа звеньев, еще более предпочтительно - 95 мол.% или более, и особенно предпочтительно - 100%.

Исходные материалы для полностью ароматического полиамида мета-типа

Компонент ароматического диамина мета-типа

Примеры компонентов ароматических диаминов мета-типа, используемых в качестве исходных материалов для полностью ароматического полиамида мета-типа, включают метафенилендиамин, 3,4'-диаминодифениловый эфир и 3,4'-диаминодифенилсульфон, а также их производные, имеющие на ароматических циклах такие заместители, как атомы галогена и C1-3-алкильные группы, в том числе 2,4-толуилендиамин, 2,6-толуилендиамин, 2,4-диаминохлорбензол, 2,6-диаминохлорбензол и т.д. Из них предпочтительно использовать чистый метафенилендиамин или смесь диаминов, содержащую метафенилендиамин в количестве 90 мол.% или более, предпочтительно - 95 мол.% или более.

Компонент ароматической дикарбоновой кислоты мета-типа

Компонент ароматической дикарбоновой кислоты мета-типа в качестве исходного материала для образования полностью ароматического полиамида мета-типа может представлять собой, например, галогенангидрид ароматической дикарбоновой кислоты мета-типа. Примеры галогенангидридов ароматических дикарбоновых кислот мета-типа включают изофталоилгалогениды, такие как изофталоилхлорид и изофталоилбромид, а также их производные, имеющие на ароматических циклах такие заместители, как атомы галогена и C1-3-алкоксигруппы, в том числе 3-хлоризофталоилхлорид и т.д. Из них предпочтительно использовать изофталоилхлорид или смесь галогенангидридов карбоновых кислот, содержащую изофталоилхлорид в количестве 90 мол.% или более, предпочтительно - 95 мол.% или более.

Компоненты сополимеров

Примеры компонентов сополимеров, которые могут использоваться в дополнение к компоненту ароматического диамина мета-типа и компоненту ароматической дикарбоновой кислоты мета-типа, указанным выше, являются перечисленные далее материалы. Примеры ароматических диаминов включают производные бензола, такие как парафенилендиамин, 2,5-диаминохлорбензол, 2,5-диаминобромбензол и аминоанизидин, 1,5-нафтилендиамин, 4,4'-диаминодифениловый эфир, 4,4'-диаминодифенилкетон, 4,4'-диаминодифениламин и 4,4'-диаминодифенилметан. Между тем, примеры компонентов ароматических дикарбоновых кислот мета-типа включают терефталоилхлорид, хлорангидрид 1,4-нафталиндикарбоновй кислоты, хлорангидрид 2,6-нафталиндикарбоновй кислоты, хлорангидрид 4,4'-бифенилдикарбоновой кислоты и хлорангидрид (4,4'-дифениловый эфир)дикарбоновой кислоты.

Если при сополимеризации доли указанных компонентов сополимеров будут слишком велики, это вероятно может вызвать ухудшение свойств полностью ароматического полиамида мета-типа. Поэтому доли каждого из них предпочтительно составляют 10 мол.% или менее относительно всех диаминовых и кислотных компонентов полиамида. В частности, как указано выше, предпочтительными полностью ароматическими полиамидами мета-типа являются полиамиды, в которых метафениленизофталамидное звено составляет 90 мол.% или больше от общего число звеньев. Из них особенно предпочтителен полиметафениленизофталамид.

Способ получения полностью ароматического полиамида

Способ получения полностью ароматического полиамида никак, в сущности, не ограничивается. Например, его можно получить полимеризацией в растворе, межфазной полимеризацией или подобными способами с использованием в качестве исходных материалов компонента ароматического диамина и компонента хлорангидрида ароматической дикарбоновой кислоты мета-типа.

Молекулярная масса полностью ароматического полиамида мета-типа для использования в изобретении никак не ограничивается до тех пор, пока из него можно сформировать волокна. Как правило, для того, чтобы получить волокна, имеющие необходимые физические свойства, подходящим является полимер, имеющий характеристическую вязкость (I.V.) в интервале 1,0-3,0 при измерении в концентрированной серной кислоте при концентрации полимера 100 мг/100 мл серной кислоты при 30°С, а полимер, имеющий характеристическую вязкость в интервале 1,2-2,0, является особенно предпочтительным.

Способ получения волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа

С использованием полностью ароматического полиамида мета-типа, полученного вышеуказанным способом, получают волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению через стадию, например, получения прядильного раствора, стадию прядения/коагуляции, стадию пластического вытягивания в ванне, стадию промывки, стадию обработки для релаксации и стадию термообработки, которые будут описаны ниже.

Стадия получения прядильного раствора

На стадии получения прядильного раствора полностью ароматический полиамид мета-типа растворяют в амидном растворителе, к раствору добавляют поглотитель УФ, и получают прядильный раствор (раствор полимера полностью ароматического полиамида мета-типа). В рамках настоящего изобретения важно на стадии получения прядильного раствора к прядильному раствору добавить специфический поглотитель УФ. Если волокно формуют из прядильного раствора, содержащего специфический поглотитель УФ, то сгон поглотителя УФ во время окрашивания с помощью переносчика может быть подавлен.

При получении прядильного раствора обычно используют амидный растворитель. Примеры используемых амидных растворителей включают N-метил-2-пирролидон (NMP), диметилформамид (ДМФА) и диметилацетамид (DMAc). Из них в плане растворимости и безопасности в обращении предпочтителен для применения NMP или DMAc.

Подходящая концентрация раствора может быть выбрана с учетом скорости коагуляции на последующей стадии прядения/коагуляции и растворимости полимера. Например, в случае, когда полимер представляет собой полиметафениленизофталамид и растворителем является NMP, обычно оказывается предпочтительным, чтобы концентрация находилась в интервале 10-30 мас.%.

Поглотитель УФ

Необходимо, чтобы поглотитель УФ для применения в изобретении являлся высокогидрофобным с растворимостью в воде менее 0,04 мг/мл. Когда растворимость в воде составляет 0,04 мг/мл или больше, такой поглотитель УФ вымывается во время окрашивания с помощью переносчика, что приводит к пониженной светостойкости после окрашивания; таким образом, высокая растворимость поглотителя УФ нежелательна.

Кроме того, поглотитель УФ для применения в изобретении предпочтительно представляет собой соединение, которое эффективно защищает от света вблизи длины волны 360 нм, которая является характеристической длиной волны фотохимического разложения полностью ароматических мета-полиамидов, и которое почти не поглощает свет в видимой области спектра.

Поэтому в качестве поглотителя УФ для применения в изобретении предпочтителен специфический замещенный бензотриазол. Его конкретные примеры включают

2-(2Н-бензотриазол-2-ил)-4,6-ди-трет-пентилфенол,

2-[5-хлор-(2Н)-бензотриазол-2-ил]-4-метил-6-(трет-бутил)фенол,

2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1-метил-1-фенилэтил)фенол и

2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенол.

Из них особенно предпочтителен 2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1-метил-1-фенилэтил)фенол из-за высокой гидрофобное™ и низкого поглощения в видимой области.

Количество поглотителя УФ, содержащееся в волокне из полностью ароматического полиамида мета-типа, предпочтительно находится в интервале от 3,0 мас.% или более до 6,5 мас.% или менее, еще предпочтительнее - в интервале от 4,5 мас.% или более до 6,5 мас.% или менее относительно общей массы волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа. В случае когда количество составляет менее 3,0 мас.%, эффект светостойкости проявляется недостаточно, т.е. такое количество поглотителя УФ нежелательно. В случае, когда количество составляет более 6,5 мас.%, физические свойства полученного необработанного штапельного волокна ухудшаются; и такое количество поглотителя УФ также нежелательно.

Способ смешивания полностью ароматического полиамида мета-типа и поглотителя УФ никак не ограничивается и может представлять собой способ, при котором поглотитель УФ смешивают с (или растворяют в) растворителем с последующим добавлением раствора полностью ароматического полиамида мета-типа, причем в этом способе поглотитель УФ растворяют в полиамидном растворе полностью ароматического полиамида мета-типа, или способ, подобный указанному. Прядильный раствор, полученный таким образом, формуют в волокно на следующей стадии.

Стадия прядения/коагуляции

На стадии прядения/коагуляции прядильный раствор, полученный выше (раствор полимера полностью ароматического полиамида мета-типа), экструдируют в жидкость для коагуляции и коагулируют.

Прядильная машина никак особенно не ограничивается и может представлять собой хорошо известную машину для мокрого прядения. Кроме того, до тех пор, пока можно выполнить стабильное мокрое формование волокна, нет необходимости ограничивать число или расположение прядильных отверстий фильеры, форму отверстий и т.п. Например, можно использовать многоканальную фильеру для штапельных волокон, в которой число отверстий составляет 500-30000, и диаметр прядильного отверстия составляет 0,05-0,2 мм, и т.д.

Кроме того, что касается температуры прядильного раствора (раствора полимера полностью ароматического полиамида мета-типа) при экструзии из фильеры, то подходящим является интервал 10-90°С.

Для коагуляционной ванны, используемой для получения волокна по изобретению, используют свободный от неорганических солей водный раствор амидного растворителя, такого как Н-метил-2-пирролидон (NMP), с концентрацией 45-60 мас.% при температуре жидкости в ванне в интервале 10-35°С. Концентрация амидного растворителя ниже 45 мас.% ведет к структуре с толстой пленкой на поверхности. В результате эффективность промывки на стадии промывки снижается, затрудняя получение необработанного волокна с содержанием остаточного растворителя 0,1 мас.% или менее. В случае же, когда концентрация амидного растворителя превышает 60 мас.%, невозможно достичь равномерной коагуляции даже внутри волокна. Это делает затруднительным получение необработанного волокна с содержанием остаточного растворителя 0,1 мас.% или менее и также ведет к недостаточной кислотостойкости. Что касается времени погружения в коагуляционной ванне, то подходящим является интервал 0,1-30 секунд.

В изобретении, когда компоненты или режим коагуляционной ванны подбирают так, как указано выше, образующаяся на поверхности волокна пленка является тонкой, а кроме того, структура однородна даже внутри волокна. В результате сродство к красителю может быть улучшено. Кроме того, полученное волокно может обладать улучшенным относительным удлинением при разрыве, а также лучшим сохранением прочности в форме окрашенного волокна после испытания на светостойкость (светостойкостью).

Стадия пластического вытягивания в ванне

На стадии пластического вытягивания в ванне, в то время, пока волокно, полученное коагуляцией в коагуляционной ванне, все еще пластичное, его подвергают обработке вытягиванием в ванне для пластического вытягивания.

Жидкость в ванне для пластического вытягивания никак особенно не ограничивается и может представлять собой хорошо известную жидкость для ванны.

Для того чтобы получить волокно по изобретению, необходимо, чтобы степень вытяжки в ванне для пластического вытягивания находилась в интервале 3,5-5,0, еще более предпочтительно - в интервале 3,7-4,5. В случае, когда степень вытяжки в ванне для пластического вытягивания меньше 3,5, коагулированная нить будет недостаточно десольватированной, что делает затруднительным получение необработанного волокна с содержанием остаточного растворителя 0,1 мас.% или менее. Кроме того, волокно до окрашивания (необработанное волокно) будет недостаточно ориентировано, что приводит к недостаточному пределу прочности при разрыве, и с таким волокном затруднительно обращаться на стадии переработки, такой как стадия прядения. Между тем, в случае, когда степень вытяжки превышает 5,0, происходит обрыв нити, что приводит к пониженной стабильности производства. Кроме того, возрастает рамановский коэффициент ориентации волокна до окрашивания (необработанного волокна), что приводит к пониженному сродству к красителю.

Предпочтительно температура ванны для пластического вытягивания находится в интервале 10-90°С. Предпочтительно температура в интервале 20-90°С ведет к хорошим условиям обработки.

Стадия промывки

На стадии промывки волокно, вытянутое в ванне для пластического вытягивания, тщательно промывают. Промывка влияет на качество полученного волокна, и поэтому она предпочтительно выполняется в несколько этапов. В частности, на стадии промывки температура промывочной ванны и концентрация амидного растворителя в жидкости для промывочной ванны влияет на режим экстрагирования амидного растворителя из волокна, а также на проникновение в волокно воды из промывочной ванны. Поэтому для оптимизации указанных условий предпочтительно, чтобы стадия промывки осуществлялась в несколько этапов для регулирования температурных условий и условий концентрации амидного растворителя.

Температурные условия и условия концентрации амидного растворителя никак не ограничиваются при том лишь условии, что окончательно полученное волокно должно быть удовлетворительного качества. Однако когда температура в первой промывочной ванне равна 60°С или выше, вода быстро проникает в волокно, в результате чего в нем образуются крупные пустоты, что вызывает ухудшение качества волокна. Таким образом, температура в первой промывочной ванне предпочтительно должна быть 30°С или ниже.

Присутствие остаточного растворителя в волокне является нежелательным в плане безопасности для окружающей среды при получении продукта с использованием волокна или же при использовании продукта, полученного с использованием волокна. Поэтому количество растворителя, содержащегося в волокне по изобретению, составляет 0,1 мас.% или менее, более предпочтительно 0,08 мас.% или менее.

Стадия сухой термообработки

На стадии сухой термообработки волокно, которое подверглось стадии промывки, сушат и термообрабатывают. Способ сухой термообработки никак особенно не ограничивается и может представлять собой способ с использованием, например, горячего валика, горячей плиты или подобного устройства. С помощью стадии сухой термообработки может быть окончательно получено волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению.

Для того чтобы получить волокно по изобретению, необходимо, чтобы температура термообработки на стадии сухой термообработки находилась в интервале 260-330°С, более предпочтительно - 270-310°С. В случае, когда температура термообработки ниже 260°С, степень кристалличности волокна оказывается недостаточной. Такое волокно имеет тенденцию к сильной усадке и, таким образом, с ним затруднительно обращаться на стадии окрашивания. Между тем, в случае, когда температура выше 330°С, степень кристалличности волокна оказывается столь высокой, что снижается сродство к красителю, что делает затруднительным получение окрашенного волокна со степенью выбирания растворителя 90% или более. Кроме того, температура сухой термообработки в интервале 260-330°С вносит вклад в улучшение предела прочности при разрыве полученного волокна.

Окрашивание

Для окрашивания волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа можно использовать существующее оборудование для окрашивания синтетического волокна. Краситель, используемый для окрашивания, никак особенно не ограничивается, но предпочтительно используют катионный краситель, который легко проникает в плотную структуру и дает возможность получить высокую степень выбирания красителя.

Кроме того, для того, чтобы окрасить волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению, необходимо использовать переносчик, который является вспомогательным средством для окрашивания. В случае, когда переносчик не используют, краситель не может глубоко проникнуть в плотную структуру волокна, что приводит к пониженной степени выбирания красителя; это не является желательным.

Примеры

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на конкретные примеры и т.п. Однако изобретение не ограничивается приведенными примерами и т.п. Способ измерения

Физические свойства в примерах изобретения и в сравнительных примерах измеряют описанными далее способами.

(1) Характеристическая вязкость (IV)

Ароматический полиамид выделяют из раствора полимера, сушат и затем проводят измерения в концентрированной серной кислоте при 30°С при концентрации полимера 100 мг/100 мл серной кислоты.

(2) Тонина волокна

В соответствии с JIS L1015 тонину волокна измеряют методом А для тонины волокна, основанным на корректированной массе, и выражают как кажущуюся тонину.

(3) Предел прочности при разрыве и относительное удлинение при разрыве волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Измерения выполняют согласно JIS L1015 с использованием модели 5565, изготовленной Instron, в указанных далее условиях.

Условия измерения

Расстояние между зажимами 20 мм

Начальная нагрузка 0,044 сН (1/20 г)/дтекс

Скорость растяжения 20 мм/мин

(4) Содержание остаточного растворителя в волокне до окрашивания (необработанном волокне)

Примерно 8,0 г волокна до окрашивания (необработанного волокна) собирают, сушат при 105°С в течение 120 минут и затем охлаждают в эксикаторе, и измеряют массу волокна (M1). Затем волокно до окрашивания (необработанное волокно) подвергают экстракции метанолом при кипячении с обратным холодильником в течение 1,5 часов с использованием экстрактора Сокслета для экстрагирования амидного растворителя, содержащегося в волокне. После экстракции волокно извлекают, сушат в вакууме при 150°С в течение 60 минут, затем охлаждают в эксикаторе, и измеряют массу волокна (М2). С использованием полученных величин Ml и М2 вычисляют количество остаточного растворителя в волокне (массу амидного растворителя) N (%) по следующему уравнению:

N(%)=[(M1-М2)/М1]×100.

(5) Рамановский коэффициент ориентации

Волокно до окрашивания (необработанное волокно) фиксируют в держателе образца, и выполняют измерение с использованием однолучевого лазерного микроспектрометра комбинационного рассеяния (изготовитель Jobin-Yvon, модель Т6400) в следующих условиях: твердотельный лазер (λ=785 нм), выходная мощность 76 мВт. «Рамановский коэффициент ориентации» вычисляют с использованием пиковой анизотропии поляризации вблизи волнового числа рамановского сдвига 1000 см-1, что является собственным числом полностью ароматического полиамида мета-типа, по следующему уравнению:

Рамановский коэффициент ориентации = [интенсивность спектра комбинационного рассеяния ХХ/интенсивность спектра комбинационного рассеяния YY].

(В уравнении XX показывает, что характерная плоскость поляризации и детектируемая плоскость поляризации параллельны оси волокна, и YY показывает, что характерная плоскость поляризации и детектируемая плоскость поляризации перпендикулярны оси волокна.)

(6) Степень кристалличности

Степень кристалличности получают из профиля волокна до окрашивания (необработанного волокна) в форме пучка с диаметром примерно 1 мм, который определяют с использованием дифракционной рентгеновской установки (торговое наименование RIGAKU RINT TTRIII) в описанных далее условиях.

Условия измерения

Источник рентгеновского излучения линия Kα Cu

Столик для образца волокна - вращение 50 об/мин

Развертка 2θ 5-50° Непрерывное измерение 0,1°

Измерение ширины - развертка в 1°/мин

Более конкретно, воздушное рассеяние и некогерентное рассеяние в измеренном дифракционном профиле корректируют методом линейного приближения, и получают профиль интенсивности общего рассеяния. Подбирают профиль невысушенной нити аморфного волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа к полученной интенсивности общего рассеяния путем визуальной оценки, и различие принимают за интенсивность кристаллического рассеяния. Степень кристалличности вычисляют с использованием площадей интенсивности кристаллического рассеяния и интенсивности общего рассеяния (интегрированная величина) по следующему уравнению:

Степень кристалличности (%) = [площадь интенсивности кристаллического рассеяния / площадь интенсивности общего рассеяния] ×100.

(7) Степень выбирания красителя окрашенного волокна

К оставшейся жидкости для окрашивания, которой красили штапельное волокно, добавляют для экстракции оставшегося красителя дихлорметан в том же объеме, что и объем оставшейся жидкости для окрашивания. Затем измеряют поглощение экстракта при длинах волн 670 нм, 540 нм и 530 нм, и вычисляют концентрацию красителя в экстракте при каждой длине волны из калибровочных кривых для вышеуказанных трех длин волн, предварительно полученных с использованием дихлорметанового раствора красителя известной концентрации. Среднее из концентраций при указанных выше трех длинах волн принимают за концентрацию красителя в экстракте (С). Величину, полученную по приведенному далее уравнению с использованием концентрации красителя до окрашивания (Со), определяют как степень выбирания красителя (U). Степень выбирания красителя (U)=[(Со-С)/Со]×100

Процедуру «окрашивания» для вычисления «степени выбирания красителя» выполняют описанным далее способом окрашивания.

Способ окрашивания

Получают жидкость для окрашивания, содержащую 6% от массы волокна (owf) катионного красителя (изготовитель Nippon Kayaku, торговое наименование Kayacryl Blue GSL-ED (В-54)), 0,3 мл/л уксусной кислоты, 20 г/л нитрата натрия, 70 г/л бензилового спирта в качестве переносчика и 0,5 г/л вспомогательного вещества для окрашивания (изготовитель Meisei Chemical Works, торговое наименование DISPER TL) в качестве диспергатора.

Затем выполняют окрашивание при 120°С в течение 60 минут при отношении в ванне между необработанным штапельным волокном и жидкостью для окрашивания 1:40. После окрашивания выполняют восстановительное осветление при 80°С в течение 20 минут при отношении в ванне 1:20 с использованием жидкости для обработки, содержащей 2,0 г/л гидросульфита, 2,0 г/л AMILADIN D (изготовитель Dai-ichi Kogyo Seiyaku, торговое наименование AMILADIN D) и 1,0 г/л гидроксида натрия. Затем штапельное волокно промывают водой и сушат, и получают окрашенное волокно.

(8) Сохранение прочности окрашенного волокна после погружения в водный раствор серной кислоты (кислотостойкость)

В делительную склянку помещают 20 мас.% водный раствор серной кислоты, и в него погружают окрашенное волокно, окрашенное тем же способом, что и способ окрашивания для вычисления «степени выбирания красителя», описанный выше. Затем делительную склянку погружают в водяную баню с постоянной температурой, и поддерживают температуру 50°С. Погружение продолжается в течение 150 часов. Тем же способом, что и описанный выше способ измерения предела прочности при разрыве волокна до окрашивания (необработанного волокна), измеряют предел прочности окрашенного волокна при разрыве до и после погружения, и определяют сохранение прочности окрашенного волокна после погружения.

(9) Сохранение светостойкости после окрашивания с помощью переносчика

Для оценки светостойкости определяют сопротивление вызываемым светом обесцвечиванию и выцветанию (АЕ*) с использованием облученного светом штапельного волокна, которое облучают в измерителе обесцвечивания с дугой между угольными электродами при 63°С в течение 24 часов, и необлученного штапельного волокна. Сопротивление вызываемым светом обесцвечиванию и выцветанию (ДЕ*) вычисляют следующим образом. Сначала измеряют коэффициент диффузного отражения с использованием источника света D65, измерение -10°, и затем вычисляют величину индекса освещенности L* и величины показателей цветности а* и b* обычным способом. С использованием полученных величин выполняют вычисление согласно JIS Z-8730 по следующему уравнению:

ΔЕ*=((ΔL*)2+(Δа*)2+(Δb*)2)1/2.

«Сохранение светостойкости» представляет собой величину, вычисленную через сопротивление вызываемым светом обесцвечиванию и выцветанию (ДЕ*) штапельного волокна до и после окрашивания по следующему уравнению:

Сохранение светостойкости (%)=100 - [(ДЕ* после окрашивания - ДЕ* до окрашивания)/ДЕ* до окрашивания] ×100.

«Окрашивание» при оценке сохранения светостойкости выполняют без использования красителя, как описано далее.

Способ окрашивания волокна для измерения сохранения светостойкости

Получают жидкость для окрашивания без красителя, содержащую 0,3 мл/л уксусной кислоты, 20 г/л нитрата натрия, 70 г/л бензилового спирта в качестве переносчика и 0,5 г/л вспомогательного вещества для окрашивания (изготовитель Meisei Chemical Works, торговое наименование DISPER TL) в качестве диспергатора.

Затем выполняют окрашивание при 120°С в течение 60 минут при отношении в ванне между штапельным волокном и жидкостью для окрашивания 1:40. После окрашивания выполняют восстановительное осветление при 80°С в течение 20 минут при отношении в ванне 1:20 с использованием жидкости для обработки, содержащей 2,0 г/л гидросульфита, 2,0 г/л AMILADIN D (изготовитель Dai-ichi Kogyo Seiyaku, торговое наименование AMILADIN D) и 1,0 г/л гидроксида натрия. Затем штапельное волокно промывают водой и сушат, и получают окрашенное штапельное волокно.

(10) Сохранение прочности окрашенного волокна после испытания на светостойкость (светостойкость)

Окрашенное волокно, окрашенное тем же способом, что и описанный выше способ окрашивания для вычисления «степени выбирания красителя», наматывают на держатель и облучают в измерителе обесцвечивания с ксеноновой дугой при 63°С в течение 40 часов. Тем же способом, что и описанный выше способ измерения предела прочности при разрыве волокна до окрашивания (необработанное волокно), измеряют предел прочности при разрыве облученного светом волокна и предел прочности при разрыве необлученного волокна, и определяют сохранение прочности окрашенного волокна после облучения светом.

Пример 1

Стадия получения прядильного раствора

Суспендируют 20,0 массовых частей порошка полиметафениленизофталамида с характеристической вязкостью (I.V.) 1,9, полученного межфазной полимеризацией согласно способу, описанному в JP-B-47-10863, в 80,0 массовых частях N-метил-2-пирролидона (NMP), охлажденного до -10°С, причем посредством этого образуется взвесь. Затем суспензию греют при 60°С для растворения, и получают прозрачный раствор полимера.

Порошок 2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1 -метил-1 -фенилэтил)фенола

(растворимость в воде 0,01 мг/л) в количестве 1,0 мас.% относительно полимера смешивают с раствором полимера и растворяют в нем и обезгаживают при пониженном давлении, получая прядильный раствор (прядильный «сироп»).

Стадия прядения/коагуляции

Прядильный раствор выпускают и прядут из фильеры (диаметр отверстия 0,07 мм, число отверстий 500) в коагуляционную ванну с температурой ванны 30°С. Состав жидкости для коагуляции следующий: вода/NMP=45/55 (массовые части). Выпуск и прядение в коагуляционную ванну выполняют при скорости нити 7 м/мин.

Стадия пластического вытягивания в ванне

Затем выполняют вытягивание при степени вытяжки 3,7 в ванне для пластического вытягивания при температуре ванны 40°С, имеющей следующий состав: вода/NMP=45/55.

Стадия промывки

После вытягивания выполняют промывку в ванне при 20°С и отношении вода/NMP=70:30 (длина погружения 1,8 м) и затем в ванне с водой при 20°С (длина погружения 3,6 м) с последующей тщательной промывкой в ванне с горячей водой при 60°С (длина погружения 5,4 м).

Стадия сухой термообработки

Волокно после промывки подвергают сухой термообработке с использованием горячего валика с температурой поверхности 280°С, и получают волокно из ароматического полиамида мета-типа.

Физические свойства волокна до окрашивания (необработанного волокна) Физические свойства полученного волокна до окрашивания (необработанного волокна) следующие: тонина 1,7 дтекс, предел прочности при разрыве 2,9 сН/дтекс, относительное удлинение при разрыве 52,0%, содержание остаточного растворителя 0,08 мас.%. Таким образом, демонстрируются превосходные динамические характеристики. Таблица 1 показывает физические свойства полученного волокна до окрашивания (необработанного волокна) вместе с результатами структурного анализа.

Стадия придания извитости и штапелирования

Полученному волокну придают извитость в аппарате для придания извитости и затем штапелируют штапелирующим устройством на 51-мм штапельные волокна, и получают необработанное штапельное волокно.

Стадия окрашивания 1

Получают жидкость для окрашивания, содержащую 6% от массы волокна катионного красителя (изготовитель Nippon Kayaku, торговое наименование Kayacryl Blue GSL-ED (В-54)), 0,3 мл/л уксусной кислоты, 20 г/л нитрата натрия, 70 г/л бензилового спирта в качестве переносчика и 0,5 г/л вспомогательного вещества для окрашивания (изготовитель Meisei Chemical Works, торговое наименование DISPER TL) в качестве диспергатора.

Полученное штапельное волокно подвергают обработке окрашиванием при 120°С в течение 60 минут при отношении в ванне между необработанным штапельным волокном и жидкостью для окрашивания 1:40. После обработки окрашиванием выполняют восстановительное осветление при 80°С в течение 20 минут при отношении в ванне 1:20 с использованием жидкости для обработки, содержащей 2,0 г/л гидросульфита, 2,0 г/л AMILADIN D (изготовитель Dai-ichi Kogyo Seiyaku, торговое наименование AMILADIN D) и 1,0 г/л гидроксида натрия. Затем штапельное волокно промывают водой и сушат, и получают окрашенное штапельное волокно.

Физические свойства окрашенного штапельного волокна и т.д.

Степень выбирания красителя окрашенного штапельного волокна составляет 91,2%, что указывает на превосходное сродство к красителю. Кроме того, предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна составляет 2,9 сН/дтекс, и предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна после испытания на кислотостойкость составляет 1,8 сН/дтекс. Сохранение прочности после погружения в водный раствор серной кислоты (после испытания на кислотостойкость) составляет, таким образом, 62%, указывая на превосходную кислотостойкость. Кроме того, сохранение прочности после испытания на светостойкость составляет 80%. Результаты приводятся в таблице 1.

Стадия окрашивания 2

Получают жидкость для окрашивания без использования красителя, содержащую 0,3 мл/л уксусной кислоты, 20 г/л нитрата натрия, 70 г/л бензилового спирта в качестве переносчика и 0,5 г/л вспомогательного вещества для окрашивания (изготовитель Meisei Chemical Works, торговое наименование DISPER TL) в качестве диспергатора.

Полученное штапельное волокно подвергают обработке окрашиванием при 120°С в течение 60 минут при отношении в ванне между необработанным штапельным волокном и жидкостью для окрашивания 1:40. После обработки окрашиванием выполняют восстановительное осветление при 80°С в течение 20 минут при отношении в ванне 1:20 с использованием жидкости для обработки, содержащей 2,0 г/л гидросульфита, 2,0 г/л AMILADIN D (изготовитель Dai-ichi Kogyo Seiyaku, торговое наименование AMILADIN D) и 1,0 г/л гидроксида натрия. Затем штапельное волокно промывают водой и сушат и получают окрашенное штапельное волокно.

Сохранение светостойкости

Сохранение светостойкости полученного необработанного штапельного волокна после окрашивания с помощью переносчика составляет 95%. Результаты приводятся в таблице 1.

Пример 2

Стадия получения прядильного раствора

В реактор, снабженный мешалкой и впуском для исходного материала, загружают 854,8 частей метил-2-пирролидона (далее сокращенно NMP), и в этом NMP растворяют 83,4 части метафенилендиамина. Затем к раствору при перемешивании для вызывания реакции постепенно добавляют 156,9 частей изофталоилхлорида (далее сокращенно IPC). После перемешивания в течение 40 минут от начала реакции добавляют 57,1 частей порошка гидроксида кальция, продолжают перемешивание в течение 40 минут, и затем реакцию завершают. Раствор после полимеризации извлекают из реактора. В результате раствор после полимеризации является прозрачным и имеет концентрацию полимера 16%.

Порошок 2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1-метил-1-фенилэтил)фенола (растворимость в воде 0,01 мг/л) в количестве 3,0 мас.% относительно полимера смешивают с раствором полимера и растворяют в нем и обезгаживают при пониженном давлении, получая прядильный раствор (прядильный «сироп»).

Стадия прядения/коагуляции, стадия пластического вытягивания в ванне, стадия промывки и стадия сухой термообработки

Полиметафениленизофталамидное волокно получают таким же способом, как в примере 1, за исключением того, что в качестве исходного прядильного раствора используют раствор после полимеризации, степень вытяжки при пластическом вытягивании составляет 3,7, и температура поверхности на стадии сухой термообработки составляет 310°С.

Физические свойства волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Физические свойства полученного волокна до окрашивания (необработанного волокна) следующие: тонина 1,7 дтекс, предел прочности при разрыве 2,7 сН/дтекс, относительное удлинение при разрыве 50,0%, содержание остаточного растворителя 0,08 мас.%. Таблица 1 показывает физические свойства полученного волокна вместе с результатами структурного анализа.

Стадия придания извитости и штапелирования

Полученному волокну придают извитость и штапелируют таким же способом, как в примере 1.

Стадия окрашивания 1

Полученное штапельное волокно подвергают окрашиванию на стадии окрашивания

1 таким же способом, как в примере 1.

Физические свойства окрашенного штапельного волокна и т.д.

Степень выбирания красителя составляет 92,4%, что указывает на превосходное сродство к красителю. Кроме того, предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна составляет 2,7 сН/дтекс, и предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна после испытания на кислотостойкость составляет 2,3 сН/дтекс. Сохранение прочности после погружения в водный раствор серной кислоты (после испытания на кислотостойкость) составляет, таким образом, 67%, указывая на превосходную кислотостойкость. Кроме того, сохранение прочности после испытания на светостойкость составляет 95%. Результаты приводятся в таблице 1.

Стадия окрашивания 2

Полученное штапельное волокно подвергают окрашиванию на стадии окрашивания

2 таким же способом, как в примере 1.

Сохранение светостойкости

Сохранение светостойкости полученного штапельного волокна после окрашивания с помощью переносчика составляет 89%. Результаты приводятся в таблице 1.

Пример 3

Получение волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Полиметафениленизофталамидное волокно получают тем же способом, что и в примере 2, за исключением того, что количество добавленного 2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1-метил-1-фенилэтил)фенола (растворимость в воде 0,01 мг/л) составляет 5 мас.% относительно полимера.

Физические свойства волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Физические свойства полученного волокна следующие: тонина 1,7 дтекс, предел прочности при разрыве 2,6 сН/дтекс, относительное удлинение при разрыве 47,8%, содержание остаточного растворителя 0,07 мас.%. Таблица 1 показывает физические свойства полученного волокна вместе с результатами структурного анализа. Стадия придания извитости и штапелирования

Полученному волокну придают извитость и штапелируют таким же способом, как в примере 1.

Стадия окрашивания 1

Полученное штапельное волокно подвергают окрашиванию на стадии окрашивания

1 таким же способом, как в примере 1.

Физические свойства окрашенного штапельного волокна и т.д.

Степень выбирания красителя составляет 91,0%, что указывает на превосходное сродство к красителю. Кроме того, предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна составляет 2,6 сН/дтекс, и предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна после испытания на кислотостойкость составляет 1,9 сН/дтекс. Сохранение прочности после погружения в водный раствор серной кислоты (после испытания на кислотостойкость) составляет, таким образом, 73%, указывая на превосходную кислотостойкость. Кроме того, сохранение прочности после испытания на светостойкость составляет 89%. Результаты приводятся в таблице 1.

Стадия окрашивания 2

Полученное штапельное волокно подвергают окрашиванию на стадии окрашивания

2 таким же способом, как в примере 1.

Сохранение светостойкости

Сохранение светостойкости полученного штапельного волокна после окрашивания с помощью переносчика составляет 91%. Результаты приводятся в таблице 1.

Пример 4

Получение волокна до окрашивания (необработанного волокна) Полиметафениленизофталамидное волокно получают таким же способом, как в примере 2, за исключением того, что количество добавленного 2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1-метил-1-фенилэтил)фенола (растворимость в воде 0,01 мг/л) составляет 6,5 мас.% относительно полимера.

Физические свойства волокна до окрашивания (необработанного волокна) Физические свойства полученного волокна следующие: тонина 1,7 дтекс, предел прочности при разрыве 2,5 сН/дтекс, относительное удлинение при разрыве 44,3%, содержание остаточного растворителя 0,08 мас.%. Таблица 1 показывает физические свойства полученного волокна вместе с результатами структурного анализа.

Стадия придания извитости и штапелирования Полученному волокну придают извитость и штапелируют таким же способом, как в примере 1.

Стадия окрашивания 1

Полученное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 1 таким же способом, как в примере 1.

Физические свойства окрашенного штапельного волокна и т.д.

Степень выбирания красителя составляет 91,5%, что указывает на превосходное сродство к красителю. Кроме того, предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна составляет 2,5 сН/дтекс, и предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна после испытания на кислотостойкость составляет 1,8 сН/дтекс. Сохранение прочности после погружения в водный раствор серной кислоты (после испытания на кислотостойкость) составляет, таким образом, 72%, указывая на превосходную кислотостойкость. Кроме того, сохранение прочности после испытания на светостойкость составляет 90%. Результаты приводятся в таблице 1.

Стадия окрашивания 2

Полученное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 2 таким же способом, как в примере 1.

Сохранение светостойкости

Сохранение светостойкости полученного штапельного волокна после окрашивания с помощью переносчика составляет 93%. Результаты приводятся в таблице 1.

Пример 5

Получение волокна до окрашивания (необработанного волокна) Полиметафениленизофталамидное волокно получают тем же способом, что и в примере 2, за исключением того, что количество добавленного 2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1 -метил- 1-фенилэтил)фенола (растворимость в воде 0,01 мг/л) составляет 8,0 мас.% относительно полимера.

Физические свойства волокна до окрашивания (необработанного волокна) Физические свойства полученного волокна следующие: тонина 1,7 дтекс, предел прочности при разрыве 2,3 сН/дтекс, относительное удлинение при разрыве 33,1%, содержание остаточного растворителя 0,08 мас.%. Таблица 1 показывает физические свойства полученного волокна вместе с результатами структурного анализа.

Стадия придания извитости и штапелирования

Полученному волокну придают извитость и штапелируют таким же способом, как в примере 1.

Стадия окрашивания 1

Полученное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 1 таким же способом, как в примере 1.

Физические свойства окрашенного штапельного волокна и т.д.

Степень выбирания красителя составляет 93,4%, что указывает на превосходное сродство к красителю. Кроме того, предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна составляет 2,3 сН/дтекс, и предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна после испытания на кислотостойкость составляет 1,5 сН/дтекс. Сохранение прочности после погружения в водный раствор серной кислоты (после испытания на кислотостойкость) составляет, таким образом, 65%, указывая на превосходную кислотостойкость. Кроме того, сохранение прочности после испытания на светостойкость составляет 91%. Результаты приводятся в таблице 1.

Стадия окрашивания 2

Полученное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 2 таким же способом, как в примере 1.

Сохранение светостойкости

Сохранение светостойкости полученного штапельного волокна после окрашивания с помощью переносчика составляет 95%. Результаты приводятся в таблице 1. Сравнительный пример 1

Полиметафениленизофталамидное волокно получают таким же способом, как в примере 2, за исключением того, что в качестве поглотителя УФ используют метил-3-(3-(2Н-бензотриазол-2-ил)-5-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат (растворимость в воде 0,05 мг/л) с высокой гидрофобностью.

Физические свойства волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Физические свойства полученного волокна следующие: тонина 1,7 дтекс, предел прочности при разрыве 2,9 сН/дтекс, относительное удлинение при разрыве 49,8%, содержание остаточного растворителя 0,10 мас.%. Таблица 1 показывает физические свойства полученного волокна вместе с результатами структурного анализа.

Стадия придания извитости и штапелирования

Полученному волокну придают извитость и штапелируют таким же способом, как в примере 1.

Стадия окрашивания 1

Полученное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 1 таким же способом, как в примере 1.

Физические свойства окрашенного штапельного волокна и т.д.

Степень выбирания красителя составляет 91,2%, что указывает на превосходное сродство к красителю. Кроме того, предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна составляет 2,9 сН/дтекс, и предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна после испытания на кислотостойкость составляет 2,2 сН/дтекс. Сохранение прочности после погружения в водный раствор серной кислоты (после испытания на кислотостойкость) составляет, таким образом, 76%, указывая на превосходную кислотостойкость. Однако сохранение прочности после испытания на светостойкость составляет 66%. Результаты приводятся в таблице 1,

Стадия окрашивания 2

Полученное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 2 таким же способом, как в примере 1.

Сохранение светостойкости

Сохранение светостойкости полученного штапельного волокна после окрашивания с помощью переносчика составляет 52%. Из-за своей высокой гидрофобности поглотитель УФ вымывается во время окрашивания. Результаты приводятся в таблице 1.

Сравнительный пример 2

Получение волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа, окрашиваемое без помощи переносчика, получают согласно способу, описанному в JP-A-8-81827. Волокно содержит следующие компоненты: трибутилбензиламмониевую соль додецилбензолсульфоновой кислоты - 13 мас.% относительно полимера; 2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1-метил-1-фенилэтил)фенол (растворимость в воде 0,01 мг/л)-5,0 мас.% относительно полимера; и негалогенированный ароматический эфир фосфорной кислоты (CR741), производимый Daihachi Chemical Industry - 7,5 мас.% относительно полимера.

Физические свойства волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Физические свойства полученного волокна до окрашивания (необработанного волокна) следующие: тонина 1,9 дтекс, предел прочности при разрыве 3,4 сН/дтекс, относительное удлинение при разрыве 51,1%, содержание остаточного растворителя 1,70 мас.%. Таблица 1 показывает физические свойства полученного волокна до окрашивания (необработанного волокна) вместе с результатами структурного анализа.

Стадия придания извитости и штапелирования

Полученному волокну придают извитость и штапелируют таким же способом, как в примере 1.

Стадия окрашивания 1

Полученное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 1 таким же способом, как в примере 1.

Физические свойства окрашенного штапельного волокна, и т.д.

Степень выбирания красителя составляет 71,3%, что указывает на недостаточное сродство к красителю. Предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна составляет 3,4 сН/дтекс, и предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна после испытания на кислотостойкость составляет 2,0 сН/дтекс. Сохранение прочности после погружения в водный раствор серной кислоты (после испытания на кислотостойкость) составляет, таким образом, 59%; следовательно, кислотостойкость также является недостаточной. Кроме того, сохранение прочности после испытания на светостойкость составляет 74%. Результаты приводятся в таблице 1.

Стадия окрашивания 2

Полученное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 2 таким же способом, как в примере 1.

Сохранение светостойкости

Сохранение светостойкости полученного штапельного волокна после окрашивания с помощью переносчика составляет 65%. Результаты приводятся в таблице 1.

Сравнительный пример 3

Стадия получения прядильного раствора

Прядильный раствор получают таким же способом, как в примере 2, за исключением того, что 2-[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1-метил-1-фенилэтил)фенол не добавляют.

Стадия получения волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Прядение/коагуляцию, пластическое вытягивание в ванне и промывку выполняют такими же способами, как в примере 2, и получают волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа сразу же после стадии промывки.

Стадия пропитки защитным средством от УФ

К 10 мл метиленхлорида добавляют 7 мас.% метил-3-(3-(2Н-бензотриазол-2-ил)-5-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (растворимость в воде 0,05 мг/л). Раствор при перемешивании выливают в 100 мл водного раствора 0,3 г эмульгатора «EMCOL Р10-59». Перемешивание продолжают до тех пор, пока метиленхлорид не испарится полностью, и получают водную дисперсию метил-3-(3-(2Н-бензотриазол-2-ил)-5-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (растворимость в воде 0,05 мг/л).

Затем собирают 20 г невысушенного волокна из полностью ароматического полиамида мета-типа и помещают в водную дисперсию и выдерживают при перемешивании при комнатной температуре в течение 1 часа. Затем смесь разбавляют 100 мл воды, нагревают до температуры кипения и затем выдерживают при такой температуре в течение 1 часа. Волокно извлекают, промывают водой и подвергают сухой термообработке при 310°С с использованием горячего валика.

Физические свойства волокна до окрашивания (необработанного волокна)

Физические свойства полученного волокна до окрашивания (необработанного волокна) следующие: тонина 1,7 дтекс, предел прочности при разрыве 2,6 сН/дтекс, относительное удлинение при разрыве 47,8%, содержание остаточного растворителя 0,03 мас.%. Таблица 1 показывает физические свойства полученного волокна до окрашивания (необработанного волокна) вместе с результатами структурного анализа. Стадия придания извитости и штапелирования

Полученному волокну придают извитость и штапелируют таким же способом, как в примере 1.

Стадия окрашивания 1

Полученное необработанное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 1 таким же способом, как в примере 1.

Физические свойства окрашенного штапельного волокна, и т.д.

Степень выбирания красителя составляет 91,5%. Предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна составляет 2,6 сН/дтекс, и предел прочности при разрыве окрашенного штапельного волокна после испытания на кислотостойкость составляет 1,9 сН/дтекс. Сохранение прочности после погружения в водный раствор серной кислоты (после испытания на кислотостойкость) составляет, таким образом, 73%. Однако сохранение прочности после испытания на светостойкость составляет 69%.

Результаты приводятся в таблице 1.

Стадия окрашивания 2

Полученное штапельное волокно подвергают крашению на стадии окрашивания 2 таким же способом, как в примере 1.

Сохранение светостойкости

Сохранение светостойкости полученного необработанного штапельного волокна после окрашивания с помощью переносчика составляет 64%. Большое количество поглотителя УФ вымывается. Результаты приводятся в таблице 1.

Таблица 1
Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 Сравн. пример 1 Сравн. пример 2 Сравн. пример 3
Раствор NMP в коагуляционной ванне (вода/NMP) 45/55 45/55 45/55 45/55 45/55 45/55 - 45/55
Степень вытяжки в ванне для пластического вытягивания 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 - 3,7
Температура сухой термообработки (°С) 280 280 280 280 280 280 - 280
Водорастворимость поглотителя УФ (мг/л) 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,05 0,01 0,05
Концентрация добавленного поглотителя УФ (мас.%) 1,0 3,0 5,0 6,5 8,0 5,0 5,0 (Пропитка)
Физические свойства волокна необработанного волокна Тонина (дтекс) 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,9 1,7
Предел прочности при разрыве (сН/дтекс) 2,9 2,7 2,6 2,5 2,3 2,9 3,4 2,6
Относительное удлинение при разрыве (%) 52,0 50,0 47,8 44,3 33,1 49,8 51,1 47,8
Количество остаточного растворителя (%) 0,08 0,08 0,07 0,08 0,08 0,10 1,70 0,03
Структурный анализ волокна необработанного волокна Рамановский коэффициент ориентации 1,89 1,83 1,75 1,77 1,79 1,92 2,23 1,85
Степень кристалличности (%) 10 9 10 10 8 11 26 11
Физические свойства окрашенного волокна Степень выбирания красителя (%) 91,2 92,4 91,0 91,5 93,4 91,2 71,3 91,5
Предел прочности при разрыве до испытания на кислотостойкость (сН/дтекс) 2,9 2,7 2,6 2,5 2,3 2,9 3,4 2,6
Предел прочности при разрыве после испытания на кислотостойкость (сН/дтекс) 1,8 2,3 1,9 1,8 1,5 2,2 2,0 1,9
Сохранение прочности после погружения в водн. раствор серной кислоты (%) 62 67 73 72 65 76 59 73
Оценкасветостойкости ΔЕ* до крашения 22,0 14,0 13,5 13,0 11,2 16,5 13,9 17,0
Сохранение светостойкости после окрашивания с переносчиком (%) 95 89 91 93 95 52 65 64
Сохранение прочности отдельной нити после испытания на светостойкость (%) 80 85 89 90 91 66 74 69

Промышленная применимость

Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по изобретению служит в качестве светостойкого волокна, которое можно окрашивать в различные цвета окрашиванием с помощью переносчика, и в котором можно подавить сгон светостабилизатора во время процесса окрашивания. Далее, даже в случае, когда волокно подвергают длительному облучению светом, такому как длительная выдержка на солнечном свету, деградацию можно подавить, посредством чего можно сохранить прочность волокна. Соответственно, промышленная ценность волокна исключительно высока в областях, где требуются высокое сродство к красителю и светостойкость. Изобретение в высшей степени применимо, например, в областях постельных принадлежностей, швейных изделий, оформления интерьера и т.п., где важными являются эстетические свойства и внешний вид.

1. Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа, включающее поглотитель УФ с растворимостью в воде менее 0,04 мг/л и характеризующееся:
степенью выбирания красителя 90% или более в форме окрашенного волокна; и
сохранением светостойкости 80% или более после окрашивания с помощью переносчика.

2. Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по п.1, имеющее рамановский коэффициент ориентации 1,3-2,2 и степень кристалличности - 5-20%.

3. Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по п.1 или 2, способное сохранять прочность на 80% или более после облучения в измерителе обесцвечивания с ксеноновой дугой при 63°С в течение 40 часов.

4. Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по п.1 или 2, характеризующееся
содержанием остаточного растворителя 0,1 мас.% или менее в форме волокна до окрашивания; и
сохранением прочности на 65% или более в форме окрашенного волокна после погружения в 20 мас.% водный раствор серной кислоты при 50°С на 150 часов.

5. Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по п.1 или 2, в котором поглотитель УФ содержится в количестве 3,0 массовых частей или больше и 6,5 массовых частей или меньше относительно общей массы волокна.

6. Волокно из полностью ароматического полиамида мета-типа по п.1 или 2, в котором поглотитель УФ представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей поглотители УФ на основе салициловой кислоты, поглотители УФ на основе бензофенона и поглотители УФ на основе бензотриазола.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к средствам защиты, а именно к композиционным слоистым резинотканевым защитным материалам на основе бутадиен-нитрильного каучука с барьерным слоем, и может быть использовано для защиты от отравляющих и химических веществ.
Изобретение относится к производству композиционных слоистых резинотканевых защитных материалов на основе хлоропренового каучука с барьерным слоем и может быть использовано для защиты от отравляющих и химических веществ.
Изобретение относится к технологии производства композиционных слоистых резинотканевых защитных материалов на основе бутилкаучука и может быть использовано для защиты от отравляющих и химических веществ.

Изобретение относится к технологии получения формованных изделий в виде волокон, нитей, пленок из гетероциклических ароматических полиамидоимидов, содержащих бензимидазольные фрагменты, и может быть использовано для производства тканей специального назначения или композиционных материалов.

Изобретение относится к технологии получения полностью ароматических полиамидных волокон, содержащих наполнитель, в частности глиноземный минерал. .

Изобретение относится к технологии получения термоогнестойких текстильных материалов, в частности, полученных из смеси термостойкого синтетического волокна и окисленного полиакрилонитрильного волокна, которые могут быть использованы для изготовления защитной одежды спасателей, военнослужащих, пожарных, нефтяников и газовиков, фильтровальных тканей для очистки горячих газов от токсичной пыли в металлургической, цементной и др.
Изобретение относится к технологии получения термопластичных моноволокон и может быть использовано при производстве для щетины, которая при использовании подвергается воздействию повышенной влажности.
Изобретение относится к получению электропроизводящей пульпы для изготовления бумаги, армирования полимерных материалов, упаковочной пленки. .
Наверх