JPS62156313A - 芳香族ポリエステル繊維の製造法 - Google Patents

芳香族ポリエステル繊維の製造法

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JPS62156313A
JPS62156313A JP60294927A JP29492785A JPS62156313A JP S62156313 A JPS62156313 A JP S62156313A JP 60294927 A JP60294927 A JP 60294927A JP 29492785 A JP29492785 A JP 29492785A JP S62156313 A JPS62156313 A JP S62156313A
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JP
Japan
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temperature
spinning
aromatic
melt
aromatic polyester
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JP60294927A
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Toshiyuki Kobashi
小橋 利行
Hiroaki Sugimoto
杉本 宏明
Kazuo Hayatsu
早津 一雄
Seiji Takao
高尾 精二
Jun Takagi
潤 高木
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Japan Exlan Co Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Japan Exlan Co Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D10/00Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
    • D01D10/02Heat treatment
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は高強度、高弾性率を有する芳香族ポリエステル
繊維の製造法に関するものである。
〈従来の技術〉 近年、芳香族ポリエステルの中で溶融時に異方性を有す
るものを溶融紡糸することにより、高強度、高弾性率繊
維を製造しえることが明らかになってきた。溶剤を使用
しない点や既知の紡糸装置を使用できるなど様々な利点
を有している。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら通常のポリマーに比べて高い紡糸温度を必
要とし、溶融時に「液晶」といえる凝集状態を形成する
ため、溶融粘度が低く、溶融粘度の温度依存性も大きい
ため、通常のポリマーの溶 −融紡糸条件では安定な紡
糸は行えない。
このため溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステルを長
時間安定に紡糸し、最終的に高強度、高弾性率の繊維を
製造しうる方法の開発が望まれていた。
く問題点を解決するための手段〉 本発明の目的は、溶融時に異方性を示す芳香族ポリエス
テルを紡糸して繊維を製造するに際し、紡糸温度より1
0〜40℃高い温度で溶融させた後、紡糸温度まで冷却
して紡糸することにより達成できる 本発明における溶融時に異方性を示すポリエステルとは
906直交した2枚の偏光板の間における加熱試料台上
にポリエステル試料粉末を置いて昇温していった時に、
流動可能な温度域において、光を透過しうる性質を有す
るものを意味していこの様な芳香族ポリエステルとして
は、特公昭56−18016号公報や同55−2000
8号公叩に示される芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオー
ル及び/又は芳香族ヒドロキンカルボン酸やこれらの誘
導体から成るもので、場合によりこれらと脂環族ジカル
ボン酸、脂環族ジオール、脂肪族ジオールやこれらのq
、k ji体との共重合体も含まれる。
ここで芳香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸、イソ
フタル酸、4,4° −ジカルボキシジフェニル、2,
6−ジカルポキンナフタレン、1.2−ビス(4−カル
ボキシフェノキシ)エタン等やこれらのアルキル、アリ
ール、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体が挙げられる
芳香族ジオールとしてはヒドロキノン、レゾルシン、4
.4° −ジヒドロキシジフェニル、4.4” −ジヒ
ドロキシベンゾフェノン、4.4゛ −ジヒドロキシジ
フェニルメタン、4.4° −ジヒドロキシジフェニル
エタン、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン、4,4゛ −ジヒドロキシジフェニルエーテル、
4.4° −ジヒドロキシジフェニルスルボン、4.4
° −ジヒドロキシジフェニルスルフィド、2.6−ジ
ヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレ
ン等やこれらのアルキル、アリール、アルコキシ、ハロ
ゲン基の核置換体が挙げられる。
芳香族ヒドロキシカルボオン酸としてはp−ヒドロキン
安息香酸、m−ヒドロキン安、r3、青酸、2−ヒドロ
キシナフタレン−6−カルボン酸、l−ヒドロキシナフ
タレン−5−カルボン酸等やこれらのアルキル、了り−
ル、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。
脂環族ジカルボン酸としてはtrans −1,4−ジ
カルボキシシクロヘキサン、cis−1,4−ジカルボ
キシシクロヘキサン等やこれらのアルキル、アリール、
アルコキシ、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。
脂環族及び脂肪族ジオールとしては、trans −1
,4−ジヒドロキシシクロヘキサン、cis−1,4−
ジヒドロキシシクロヘキサン、エチレングリコール、1
.4−ブタンジオール、キシリレンジオール等が挙げら
れる。
これらの組合せの内で本発明の対象として好ましい芳香
族ポリエステルとしては、例えば(1)p−ヒドロキシ
安息香酸残基40〜70モル%と上記芳香族ジカルボン
酸残基15〜30モル%と芳香族ジオール残基15〜3
0モル%からなるコポリエステル、 (2)テレフタル酸及び/又はイソフタル酸とクロルヒ
ドロキノン、フェニルヒドロキノン及び/又はヒドロキ
ノンからなるコポリエステル、(3)p−ヒドロキシ安
息香酸残基20〜80モル%と2−ヒドロキシナフタレ
ン−6−カルボン酸残基20〜80モル%からなるコポ
リエステル等が挙げられる。
これらの出発原料を用い、本発明に用いる芳香族ポリエ
ステルに至るにはそのままであるいは脂肪族もしくは芳
香族モノカルボン酸またはそれらの誘導体、脂肪族アル
コールもしくはフェノール類又はそれらの誘導体等によ
るエステル化により重縮合反応を行う。
重縮合反応としては既知の塊状重合、溶?f1重合、懸
濁重合法等を採用することができ、場合により150〜
360℃で常圧又は10〜0.  I Lorrの減圧
下にSb、Ti、Ge化合物等の重合触媒、リン系化合
物等の安定剤、TiO□、Ca CO3、タルク等の充
填剤を添加して行うことができる。
得られたポリマーはそのままで、あるいは粉体上で不活
性気体中、又は減圧下に熱処理して紡糸試料とする。あ
るいは一度押出機により造粒して用いることもできる。
本発明における芳香族ポリエステルには紡糸に適した分
子量範囲が存在すると考えられるが、組成や構造によっ
ては均一に溶解しうる溶剤がなかったり、分子量測定法
の精度がないという問題があり、本発明に適した芳香族
ポリエステルの規格としては使えない。
そこで本発明者らは溶融紡糸条件に適する分子量に対応
する物性値として「流動温度」というものを算入した。
即ち島津製作所製のフローテスターCFT−500を用
い、径1龍、長さ101mのノズルで、圧力100kg
/c+dの状態で芳香族ポリエステル試料を4℃/ m
 i nで昇温し、試料がノズルを通って流動し、かつ
48000poiseの見掛は粘度を与える温度として
「流動温度」を定義した。
本発明行らは各種の組成の芳香族ポリエステルを合成し
、その流動温度を変化させてみたところ、本発明の目的
とする高強度の高弾性率繊維の紡糸に適した芳香族ポリ
エステルの流動温度は280〜380℃であることがわ
かった。
この温度域より低い流動温度の場合には溶融時の反応が
おこりやすかったり、繊維伸度が出にくいといった問題
があり、高いと加工(紡糸)l温度が高くなるため、発
泡、分解、架橋反応をおこしやすく、十分な物性がでな
いとか装置への負荷が太き(なるという問題を生しる。
本発明にお+jる溶融紡糸に用いる装置としては、加仏
制御機構および脱気機能を有するシリンダー、またはプ
ランジャーやスクリュー等を有するシリンダーからなる
溶融部、ギヤポンプ等の計量部および紡糸口金を含む紡
糸頭部を備えたものであればどのようなものでも使用す
ることができる。
なお溶融したポリマーを紡糸口金に至るまでの間に、金
網や充填材により濾過させたり、均一混合することは、
紡糸時の安定性を一層向上させることができ好ましい。
溶融紡糸温度は、通常280〜・120°C1好ましく
は300〜400℃である。
この範囲を下まわる温度ではスクリューの回転負荷が大
きくなりすぎたり、試料溶融体の混合が不十分になった
りする。この範囲を越える温度では、紡糸中の単糸切れ
や発泡等安定紡糸を妨げる場合もある。
本発明の特徴は、溶融時に異方性を示す芳香族ポリエス
テルの溶融部における温度を紡糸温度、すなわち紡糸頭
部の温度よりも10〜40℃高くすることである。
かかる温度が上記範囲をしたまわることは、装置への負
荷が大きくなったり、溶融体が不均一であったりし、濾
過材を用いる場合には濾過材への負荷も大きくなるため
、安定紡糸及び得られる繊維の物性から好ましくない。
一方上記範囲を上まわることは、ポリマーの分解、発泡
が生したり、「液晶j性が破壊されたりするため、紡糸
操業性、物性から好ましくない。
なお溶融体温度が上記範囲にある状態で、)容融体を均
一化することは効果が大きく、この後計量して紡糸頭部
にン容融体を送ることが特に好ましい。
本発明に従って紡糸した繊維はそのままで、または油剤
を付着させ巻き取るなり、引落す。
巻き取りまたは引落の速度は10〜10000m / 
m i nであるが、生産性や安定紡糸からみて100
〜2000m/m i nが好まシイ。
得られる繊維の太さや断面形状は用途により選ばれるが
、強度や弾性率からすると、1〜10デニールの太さの
糸径が好ましい。
得られる繊維はそのままでも使用できるが、熱処理や延
伸やこれらの組合せの処理を施してやることにより、さ
らに高強度、高弾性率化することができる。
〈発明の効果〉 本発明方法を用いる事により、熔融時に異方性を示す芳
香族ポリエステルの持つ特有の問題点を解決し、安定し
た溶融紡糸を工業的に達成することができる。
本発明により得られる繊維はタイヤコード、ロープ、ケ
ーブル、FRP、FRTP、スピーカーコーン、安全性
、テンションメンバー等に用いることができる。
〈実施例〉 紡糸装置としては、301■径のスクリュー型押出機を
溶融部とし、ギヤポンプを計量部とし、紡糸口金は0.
11径、孔数300のものを用いた。
溶融部と計量部との間に濾過器を設け、ステンレス線焼
結フィルター(日本精線株式会社製NF−08,20μ
m以上の粒子を90%以上除去できる。)を装着し、こ
の濾過器の前後に圧力計を設けて1時間あたりの圧力上
界(Δp)を求めた。圧力上昇の小さい程、ろ材への負
荷が小さく好ましい。
押出機の加熱部は3つの部分(紡糸用原料であるポリマ
ーを押出機に供給する部分から、押出機出口に向かって
C1,Cz 、Caと呼ぶ)からなり、各部分を温度制
御した。そしてギヤポンプ部(G)、紡糸頭部(H)も
温度制御した。
紡糸はギヤポンプ吐出1t 30 g / m i n
 、巻き取り300m/minで行い、5分間内におこ
る琳糸切れの回数を観察した。
なお、光学異方性の測定は加熱ステージ上に試料を置い
て、偏光下25℃/minで昇1里して肉眼観察した。
繊維の引張試験はインストロン社万能試験機No、11
30を用い、試料間隔20諺1、引張速度0.5嘗戯/
minで測定した。
参考例1 p−アセトキシ安息香酸7.20kg(40モル)、2
.6−ジカルポキシナフタレン4.32kg(20モル
) 、4. 4° −ジアセトキシジフェニル5. 4
5’kg (20,2モル)をくし型撹拌翼をもつ重合
槽に仕込み、窒素ガス雲囲気下で攪拌しなからテ温し、
330℃で3時間重合した。
この間生成する酢酸を除去し、強力な攪拌で重合を行い
、その後徐々に冷却し200 ’cで重合体を系外へ取
り出した。
重合体の収量は11.97kgで理論収量の98.8%
であった。
これをハンマーミルで粉砕し、2.5ms以下の粒子と
した。これをロータリーキルン中で窒素雰囲気下に28
0℃で5時間処理したところ「流動温度」が328℃で
あった。350℃で光学異方性が観察された。
実施例1〜3、比較例1〜4 参考例1のポリエステルを用い、熔融紡糸を行った。 
結果を第1表に示す。
比較例1、実施例2及び比較例4の試料につき、330
℃で6時間熱処理し、第2表の結果を得た。
第1表 第2表 参考例2 参考例1の装置を用い、同様の方法で2,5−ジアセト
キシジフェニルとテレフタル酸とからポリエステルを製
造した。このポリエステルの流動温度は321℃であり
、340 ”c以上で光学異方性が観察された。
実施例4、比較例5.6 参考例2のポリエステルを用い、実施例1と同様にして
溶融紡糸を行った。結果を第3表に示す。 実施例4で
得られた繊維を330′cで6時間熱処理したところ、
強度25.8g/d、弾性率996 g/dであった。
ゝ〜、 \1゜ 第3表

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステルを溶融紡糸し
    て繊維を製造するに際し、該芳香族ポリエステルを紡糸
    温度より10〜40℃高い温度で溶融させた後、紡糸温
    度まで冷却して紡糸することを特徴とする芳香族ポリエ
    ステル繊維の製造法。
JP60294927A 1985-09-21 1985-12-25 芳香族ポリエステル繊維の製造法 Pending JPS62156313A (ja)

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