JP2006219774A - ポリベンザゾール繊維 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来のポリベンザゾール繊維に比べて、耐クリープ性が飛躍的に向上したポリベンザゾール繊維を提供する。
【解決手段】 ポリベンザゾールのベンザゾール骨格にメチル基、エチル基などの炭素原子数1〜6のアルキル基やハロゲン基などの側鎖を導入したポリベンザゾールポリマーからなるポリベンザゾール繊維に、分子鎖間架橋処理が施されてなる耐クリープ性に優れることを特徴とするポリベンザゾール繊維であり、分子鎖間架橋処理として、300〜600℃の不活性ガス下の加熱処理や不活性ガス下の活性エネルギー線照射処理を採用する。
【解決手段】 ポリベンザゾールのベンザゾール骨格にメチル基、エチル基などの炭素原子数1〜6のアルキル基やハロゲン基などの側鎖を導入したポリベンザゾールポリマーからなるポリベンザゾール繊維に、分子鎖間架橋処理が施されてなる耐クリープ性に優れることを特徴とするポリベンザゾール繊維であり、分子鎖間架橋処理として、300〜600℃の不活性ガス下の加熱処理や不活性ガス下の活性エネルギー線照射処理を採用する。
Description
本発明は、耐クリープ性に優れたポリベンザゾール繊維に関する。
剛直高分子の溶液いわゆる液晶性高分子は、流動方向に分子鎖が配向しやすく、一旦配向すると分子鎖がランダムな向きに変わるまでの時間が長くかかる性質があるため、高度に配向した高強度・高弾性率成形体を製造することができる。さらに、剛直性ポリマーはガラス転移温度が高いために耐熱性成形体を得ることができる。
特開平6−341015号公報
このように、剛直性高分子であるポリベンザゾールポリマーから製造された繊維は、優れた強度・弾性率・耐熱性を示すので利用分野は幅広い。しかしながら、ロープやコード等の用途では、さらに高い耐クリープ特性が要求されることがあり、改善の余地がある。
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的は、より優れた耐クリープ性を有するポリベンザゾール繊維を提供せんとすることである。
本発明は、ポリベンザゾールのベンザゾール骨格に側鎖を有するポリベンザゾールからなるポリベンザゾール繊維が分子鎖間架橋処理を施されてなり、耐クリープ性に優れることを特徴とするポリベンザゾール繊維である。
また、ポリベンザゾール繊維は、好ましい態様としては、下記一般式(1)の分子構造を有することを特徴とするポリベンザゾール繊維である。
但し、nは0以上1未満の実数である。XはS、O原子またはNH基を示す。アゾール環においてN原子とX原子/基はトランス位であってもシス位であっても良い。Yは
で表され、これらが単独、または1〜nの範囲内でこれら3つの繰り返し単位が任意の割合で共重合していてもよい。また、Rはハロゲン原子または炭素原子数1〜6のアルキル基を示す。
さらに、分子鎖間架橋処理は、300〜600℃の不活性ガス下の加熱処理や活性エネルギー線照射が好ましい態様である。
また、ポリベンザゾール繊維は、好ましい態様としては、下記一般式(1)の分子構造を有することを特徴とするポリベンザゾール繊維である。
さらに、分子鎖間架橋処理は、300〜600℃の不活性ガス下の加熱処理や活性エネルギー線照射が好ましい態様である。
本発明によると、熱または活性エネルギー線照射などの簡単な処理によってポリベンザゾール分子鎖間の架橋が容易であり、繊維化後に架橋させることによって、従来のポリベンザゾール繊維と比較して、より耐クリープ性に優れたポリベンザゾール繊維を提供することが可能となった。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るポリベンザゾール(以下、PBZともいう)とは、ポリベンゾオキサゾール(以下、PBOともいう)、ポリベンゾチアゾール(以下、PBTともいう)、ポリベンズイミダゾール(以下、PBIともいう)から選ばれるポリマーを言う。
本発明に係るポリベンザゾール繊維を形成するポリベンザゾールポリマーは、ベンザゾール骨格(アゾール環)にメチル基、エチル基、プロピル基、tert-ブチル基などの炭素原子数1〜6のアルキル基、ハロゲン基などの側鎖を有するポリベンザゾールポリマーであり、繊維を形成した後に、加熱処理や活性エネルギー線処理などが施されると、ラジカルが発生して、側鎖の作用によって、分子鎖間架橋が形成されるものである。
好ましくは、分子鎖中に上記一般式(1)で表される繰り返し単位がランダムまたはブロック共重合したポリベンザゾールである。
本発明における好ましいホモポリマーおよび共重合ポリマーとしては下記のものが挙げられる。
本発明に係るポリベンザゾール(以下、PBZともいう)とは、ポリベンゾオキサゾール(以下、PBOともいう)、ポリベンゾチアゾール(以下、PBTともいう)、ポリベンズイミダゾール(以下、PBIともいう)から選ばれるポリマーを言う。
本発明に係るポリベンザゾール繊維を形成するポリベンザゾールポリマーは、ベンザゾール骨格(アゾール環)にメチル基、エチル基、プロピル基、tert-ブチル基などの炭素原子数1〜6のアルキル基、ハロゲン基などの側鎖を有するポリベンザゾールポリマーであり、繊維を形成した後に、加熱処理や活性エネルギー線処理などが施されると、ラジカルが発生して、側鎖の作用によって、分子鎖間架橋が形成されるものである。
好ましくは、分子鎖中に上記一般式(1)で表される繰り返し単位がランダムまたはブロック共重合したポリベンザゾールである。
本発明における好ましいホモポリマーおよび共重合ポリマーとしては下記のものが挙げられる。
重合度が上がりやすく、高物性繊維が得られることから、ポリマー共重合比は好ましくは20〜70%であり、より好ましくは30〜50%である。この範囲を外れると、重合度は上がるが望むような物性が得られない、高物性は期待できるが重合度が上がりにくいという結果となる。
ポリベンザゾール繊維は、ポリベンザゾールポリマーを含有するドープより製造されるが、当該ドープを調製するための好適な溶媒としては、クレゾールやそのポリマーを溶解しうる非酸化性の酸が挙げられる。好適な非酸化性の酸の例としては、ポリリン酸、メタンスルホン酸および高濃度の硫酸あるいはそれらの混合物が挙げられる。中でもポリリン酸及びメタンスルホン酸、特にポリリン酸が好適である。
ドープ中のポリマー濃度は好ましくは少なくとも約7質量%であり、より好ましくは少なくとも10質量%である。最大濃度は、例えばポリマーの溶解性やドープ粘度といった実際上の取り扱い性により限定される。それらの限界要因のために、ポリマー濃度は通常では20質量%を越えることはない。
本発明において、好適なポリマーまたはコポリマーとドープは公知の方法で合成される。例えばWolfeらの米国特許第4,533,693号明細書、Sybertらの米国特許第4,772,678号明細書、Harrisの米国特許第4,847,350号明細書またはGregoryらの米国特許第5,089,591号明細書に記載されている。要約すると、好適なモノマーは非酸化性で脱水性の酸溶液中、非酸化性雰囲気で高速撹拌及び高剪断条件のもと約60℃から230℃までの段階的または一定昇温速度で温度を上げることで反応させられる。
このようにして得られるドープを紡糸口金から押し出し、空間で引き伸ばしてフィラメントに形成される。好適な製造法は米国特許第5,034,250号明細書に記載されている。紡糸口金を出たドープは紡糸口金と洗浄バス間の空間に入る。この空間は一般にエアギャップと呼ばれているが、空気である必要はない。この空間は、溶媒を除去すること無く、かつ、ドープと反応しない溶媒で満たされている必要があり、例えば空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素等が挙げられる。
紡糸後のフィラメントは、過度の延伸を避けるために洗浄され溶媒の一部が除去される。そして、更に洗浄され、適宜水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化カリウム等の無機塩基で中和され、ほとんどの溶媒は除去される。ここでいう洗浄とは、ポリベンザゾールポリマーを溶解している鉱酸に対し相溶性であり、ポリベンザゾールポリマーに対して溶媒とならない液体に繊維またはフィラメントを接触させ、ドープから酸溶媒を除去することである。好適な洗浄液体としては、水や水と酸溶媒との混合物がある。フィラメントは、好ましくは残留鉱酸金属原子濃度が重量で8000ppm以下、更に好ましくは5000ppm以下に洗浄される。その後、フィラメントは、乾燥、熱処理、巻き取り等が必要に応じて行われる。
このようにして得られるフィラメントを不活性ガス下で処理することにより、架橋させる。ここでいう処理とは、300〜600℃における加熱や活性エネルギー照射である。活性エネルギー線とは、波長210〜330nmの紫外線、重水素ランプや水銀ランプ、キセノンランプによる光照射、放射線、電子線などである。不活性ガスとしては一般的には窒素、アルゴン等が用いられる。
本発明における分子間架橋とは、前記一般式(1)におけるR、すなわち、ベンザゾール骨格におけるメチル基、エチル基などのアルキル基やハロゲン基などの側鎖が関与するものであり、熱や活性エネルギー線の照射によって、ラジカルが発生し、分子鎖間で架橋する。
例えば、Rがメチル基の場合、以下のような架橋構造となる。
例えば、Rがメチル基の場合、以下のような架橋構造となる。
このような架橋は、処理前のフィラメントと処理後のフィラメントの13C固体NMRを測定することによって確認することができる。メチル基を有する場合は、メチル基に基づくシグナルが減少し、新たにメチレン基に基づくシグナルが観測できる。また、エチル基を有する場合は、エチル基に基づくシグナルが減少し、エチル基のメチレン基とは異なるメチレン基のシグナルが観測できる。さらに、ハロゲン基を有する場合は、ハロゲン基が結合している炭素シグナルの高磁場シフトが観測される。
以下に実例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の主旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術範囲に含まれる。
(極限粘度)
メタンスルホン酸を溶媒として、0.5g/lの濃度に調製したポリマー溶液の粘度をオストワルド粘度計を用いて25℃恒温槽中で測定し、算出した。
(極限粘度)
メタンスルホン酸を溶媒として、0.5g/lの濃度に調製したポリマー溶液の粘度をオストワルド粘度計を用いて25℃恒温槽中で測定し、算出した。
(架橋の確認方法)
処理前のフィラメントと処理後のフィラメントについて、試料約300mgを7mmφCP/MASプローブに入れ、室温、積算回数1024回、パルス間隔時間20秒の条件で13C固体NMRを測定した。
処理前のフィラメントと処理後のフィラメントについて、試料約300mgを7mmφCP/MASプローブに入れ、室温、積算回数1024回、パルス間隔時間20秒の条件で13C固体NMRを測定した。
(クリープパラメーターの評価方法)
フィラメントに引っ張り破断強度の1/2の荷重を付与し、常温で100時間静置した。クリープパラメーターは、経過時間(時)の対数と対応するフィラメントの歪み率(%)の対数とで表される直線の傾きとして求めた。
フィラメントに引っ張り破断強度の1/2の荷重を付与し、常温で100時間静置した。クリープパラメーターは、経過時間(時)の対数と対応するフィラメントの歪み率(%)の対数とで表される直線の傾きとして求めた。
(実施例1)
116%のポリリン酸28.9gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩5.3g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩0.6g、テレフタル酸4.7gおよび五酸化リン8.6gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は27dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸28.9gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩5.3g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩0.6g、テレフタル酸4.7gおよび五酸化リン8.6gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は27dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(実施例2)
116%のポリリン酸28.1gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩3.9g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.8g、テレフタル酸4.3gおよび五酸化リン8.3gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は25dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸28.1gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩3.9g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.8g、テレフタル酸4.3gおよび五酸化リン8.3gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は25dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(実施例3)
116%のポリリン酸27.5gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩2.8g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩2.9g、テレフタル酸4.2gおよび五酸化リン8.0gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は24dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸27.5gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩2.8g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩2.9g、テレフタル酸4.2gおよび五酸化リン8.0gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は24dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(実施例4)
116%のポリリン酸28.2gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.7g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩4.0g、テレフタル酸4.3gおよび五酸化リン8.1gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は25dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸28.2gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.7g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩4.0g、テレフタル酸4.3gおよび五酸化リン8.1gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は25dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(実施例5)
116%のポリリン酸27.1gに窒素気流下、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩5.5g、テレフタル酸3.9gおよび五酸化リン7.5gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は25dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸27.1gに窒素気流下、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩5.5g、テレフタル酸3.9gおよび五酸化リン7.5gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は25dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(実施例6)
116%のポリリン酸28.0gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩3.8g、2−クロロ−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.8g、テレフタル酸4.2gおよび五酸化リン7.9gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は26dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸28.0gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩3.8g、2−クロロ−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.8g、テレフタル酸4.2gおよび五酸化リン7.9gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は26dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(実施例7)
116%のポリリン酸28.7gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩3.9g、2−エチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.8g、テレフタル酸4.3gおよび五酸化リン8.2gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は24dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸28.7gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩3.9g、2−エチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.8g、テレフタル酸4.3gおよび五酸化リン8.2gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は24dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(実施例8)
116%のポリリン酸29.2gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩2.8g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.3g、4,4’−ビフェニルジカルボン酸4.5gおよび五酸化リン5.5gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は26dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸29.2gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩2.8g、2−メチル−4,6−ジアミノレゾルシン二塩酸塩1.3g、4,4’−ビフェニルジカルボン酸4.5gおよび五酸化リン5.5gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は26dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(実施例9)
116%のポリリン酸28.4gに窒素気流下、1,3−ジメルカプト−4,6−ジアミノベンゼン二塩酸塩3.7g、1,3−ジメルカプト−2−メチル−4,6−ジアミノベンゼン二塩酸塩1.7g、テレフタル酸3.7gおよび五酸化リン6.7gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は25dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸28.4gに窒素気流下、1,3−ジメルカプト−4,6−ジアミノベンゼン二塩酸塩3.7g、1,3−ジメルカプト−2−メチル−4,6−ジアミノベンゼン二塩酸塩1.7g、テレフタル酸3.7gおよび五酸化リン6.7gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は25dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(比較例1)
116%のポリリン酸27.0gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン5.5g、テレフタル酸4.2gおよび五酸化リン8.2gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は26dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸27.0gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン5.5g、テレフタル酸4.2gおよび五酸化リン8.2gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は26dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。クリープ歪の評価結果を表1に示す。
(比較例2)
116%のポリリン酸28.9 28.2gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン5.8g、テレフタル酸4.5gおよび五酸化リン8.8gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は27dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。圧縮強度の評価結果を表1に示す。
116%のポリリン酸28.9 28.2gに窒素気流下、4,6−ジアミノレゾルシン5.8g、テレフタル酸4.5gおよび五酸化リン8.8gを加え、反応器内、70℃で15分撹拌混合した。さらに120℃まで昇温させ、3.5時間撹拌混合し脱塩酸を行い、135℃まで昇温させ19時間撹拌しオリゴマー化した。その後、200℃に昇温して重合し、PBOポリマードープを得た。ポリマードープの色は黄色であり、固有粘度は27dl/gであった。
こうして重合したドープを、紡糸温度175℃で孔径200μmの単孔ノズルから押し出し、フィラメントを水浴中で凝固した後、糸管に巻き取った。なお、巻取速度は100m/分とした。巻き取った糸を18時間水洗した後、1%NaOH水溶液で30分間中和し、さらに1〜24時間水洗を行った。乾燥は80℃で4時間行った。
得られたフィラメントを窒素気流下、500℃で1時間加熱処理を行った。圧縮強度の評価結果を表1に示す。
以上より、ベンザゾール骨格(複素環を構成するベンゼン環)上に、メチル基、エチル基などのアルキル基やハロゲン基などを導入した構造単位を有するポリベンザゾール繊維を架橋処理することにより、耐クリープ性に優れた繊維が得られることがわかる。
本発明によると、高強度、高弾性率、高耐熱性だけでなく、耐クリープ性に優れたポリベンザゾール繊維を提供できるため、産業用材料として実用性をさらに高め、利用分野を拡大する効果が絶大である。
即ち、ケーブル、電線や光ファイバー等のテンションメンバー、ロープ等の緊張材、ロケットインシュレーション、ロケットケイシング、圧力容器、宇宙服の紐、惑星探査気球、等の航空、宇宙資材、耐弾材等の耐衝撃用部材、手袋等の耐切創用部材、消防服、耐熱フェルト、プラント用ガスケット、耐熱織物、各種シーリング、耐熱クッション、フィルター等の耐熱耐炎部材、ベルト、タイヤ、靴底、ロープ、ホース等のゴム補強剤、シリコンチップを実装するための高密度高性能回路基板等の電子材料用部材、釣り糸、釣竿、テニスラケット、卓球ラケット、バトミントンラケット、ゴルフシャフト、クラブヘッド、ガット、弦、セイルクロス、ランニングシューズ、マラソンシューズ、スパイクシューズ、スケートシューズ、バスケットボールシューズ、バレーボールシューズ等の運動靴、競技(走)用自転車及びその車輪、ロードレーサー、ピストレーサー、マウンテンバイク、コンポジットホイール、ディスクホイール、テンションディスク、スポーク、ブレーキワイヤー、変速機ワイヤー、競技(走)用車椅子及びその車輪、プロテクター、レーシングスーツ、スキー、ストック、ヘルメット、落下傘等のスポーツ関係資材、アバンスベルト、クラッチファーシング等の耐摩擦材、各種建築材料用補強剤及びその他ライダースーツ、スピーカーコーン、軽量乳母車、軽量車椅子、軽量介護用ベッド、救命ボート、ライフジャケット等、広範にわたる用途に使用できる。
即ち、ケーブル、電線や光ファイバー等のテンションメンバー、ロープ等の緊張材、ロケットインシュレーション、ロケットケイシング、圧力容器、宇宙服の紐、惑星探査気球、等の航空、宇宙資材、耐弾材等の耐衝撃用部材、手袋等の耐切創用部材、消防服、耐熱フェルト、プラント用ガスケット、耐熱織物、各種シーリング、耐熱クッション、フィルター等の耐熱耐炎部材、ベルト、タイヤ、靴底、ロープ、ホース等のゴム補強剤、シリコンチップを実装するための高密度高性能回路基板等の電子材料用部材、釣り糸、釣竿、テニスラケット、卓球ラケット、バトミントンラケット、ゴルフシャフト、クラブヘッド、ガット、弦、セイルクロス、ランニングシューズ、マラソンシューズ、スパイクシューズ、スケートシューズ、バスケットボールシューズ、バレーボールシューズ等の運動靴、競技(走)用自転車及びその車輪、ロードレーサー、ピストレーサー、マウンテンバイク、コンポジットホイール、ディスクホイール、テンションディスク、スポーク、ブレーキワイヤー、変速機ワイヤー、競技(走)用車椅子及びその車輪、プロテクター、レーシングスーツ、スキー、ストック、ヘルメット、落下傘等のスポーツ関係資材、アバンスベルト、クラッチファーシング等の耐摩擦材、各種建築材料用補強剤及びその他ライダースーツ、スピーカーコーン、軽量乳母車、軽量車椅子、軽量介護用ベッド、救命ボート、ライフジャケット等、広範にわたる用途に使用できる。
Claims (4)
- ポリベンザゾールのベンザゾール骨格に側鎖を有するポリベンザゾールからなるポリベンザゾール繊維が分子鎖間架橋処理を施されてなり、耐クリープ性に優れることを特徴とするポリベンザゾール繊維。
- 分子鎖間架橋処理が300〜600℃の不活性ガス下の加熱処理であることを特徴とする請求項1記載のポリベンザゾール繊維。
- 分子鎖間架橋処理が不活性ガス下の活性エネルギー線照射であることを特徴とする請求項1記載のポリベンザゾール繊維。
Priority Applications (1)
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JP2005033221A JP2006219774A (ja) | 2005-02-09 | 2005-02-09 | ポリベンザゾール繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005033221A JP2006219774A (ja) | 2005-02-09 | 2005-02-09 | ポリベンザゾール繊維 |
Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103214673A (zh) * | 2013-01-23 | 2013-07-24 | 中国科学技术大学 | 一种侧链含季铵基团的聚苯并咪唑及其制备方法 |
CN105504270A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-04-20 | 郑州大学 | 交联聚亚苯基苯并二噁唑薄膜的制备方法 |
-
2005
- 2005-02-09 JP JP2005033221A patent/JP2006219774A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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