JP2538845B2

JP2538845B2 - 繊維

Info

Publication number: JP2538845B2
Application number: JP7078470A
Authority: JP
Inventors: 昭和中野; 雅和鈴木; 伸英石原; 正彦蔵本
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JPH0860433A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主としてシンジオタクチ
ック構造を有するスチレン系重合体を延伸してなる、機
械的強度や耐熱性に優れた繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】スチレ
ン系重合体、特にポリスチレンは、その立体規則性がア
タクチック構造を有するものが一般に用いられている
が、このようなアタクチックポリスチレンは結晶化しな
いため、機械的強度や耐熱性に劣り、また延伸してもそ
の物性の改善は期待できない。さらに、立体規則性がア
イソタクチック構造のポリスチレンも知られており、ま
たこれを延伸した成形品も提案〔高分子化学２１，２０
６（１９６４）〕されているが、このアイソタクチック
ポリスチレンは結晶化速度が遅く、しかも結晶構造が螺
旋状であるため、延伸してもその効果の発現が充分なも
のではない。

【０００３】本発明者らは、先般、シンジオタクティシ
ティーの高いスチレン系重合体を開発することに成功し
た（特願昭６１−１０１９２６号明細書）。本発明者ら
は、この新たなシンジオタクチック構造のスチレン系重
合体の物性等についてさらに研究を進めたところ、この
スチレン系重合体を延伸処理すると、得られる繊維の機
械的強度、特に弾性率が飛躍的に向上することを見出し
た。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、主と
してシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体
を延伸してなる繊維を提供するものである。

【０００５】本発明の繊維の材料は、主としてシンジオ
タクチック構造を有するスチレン系重合体である。この
スチレン系重合体は、主としてシンジオタクチック構
造、すなわち炭素−炭素結合から形成される主鎖に対し
て側鎖であるフェニル基や置換フェニル基が交互に反対
方向に位置する立体構造を有するものであり、そのタク
ティシティーは同位体元素による核磁気共鳴法（¹³Ｃ−
ＮＭＲ法）により定量される。

【０００６】¹³Ｃ−ＮＭＲ法により測定されるタクティ
シティーは、連続する複数個の構成単位の存在割合、例
えば２個の場合はダイアッド、３個の場合はトリアッ
ド、５個の場合はペンタッドによって示すことができる
が、本発明に言う主としてシンジオタクチック構造を有
するスチレン系重合体とは、通常はペンタッド（ラセミ
ペンタッド）で８５％以上、好ましくは９５％以上のシ
ンジオタクティシティーを有するポリスチレン，ポリ
（アルキルスチレン），ポリ（ハロゲン化スチレン），
ポリ（アルコキシスチレン），ポリ（安息香酸エステル
スチレン）及びこれらの混合物、或いはこれらを主成分
とする共重合体を指称する。

【０００７】なお、ここでポリ（アルキルスチレン）と
しては、ポリ（メチル）スチレン，ポリ（エチルスチレ
ン），ポリ（イソプロピルスチレン），ポリ（ターシャ
リーブチルスチレン）などがある。また、ポリ（ハロゲ
ン化スチレン）としては、ポリ（クロロスチレン），ポ
リ（ブロモスチレン）などがある。さらに、ポリ（アル
コキシスチレン）としては、ポリ（メトキシスチレ
ン），ポリ（エトキシスチレン）などがある。

【０００８】上述の如く、本発明に用いるスチレン系重
合体のラセミペンタッドでのシンジオタクティシティー
は、通常８５％以上であるが、多少低い値であっても、
延伸処理の条件を選定すれば、充分な引張弾性率を発現
することができる。しかし、シンジオタクティシティー
があまり低いスチレン系重合体では、延伸処理しても充
分な引張弾性率の向上は期待できない。

【０００９】また、本発明に用いるスチレン系重合体と
しては、繊維として用い得るものであれば重量平均分子
量に特に制限はない。また、分子量分布については、広
くても狭くても制約を受けることなく用いることができ
る。

【００１０】本発明によれば、上述のスチレン系重合体
を延伸することにより、優れた物性の繊維が得られる。
ここで延伸倍率は特に制約はないが、３倍以上が好まし
い。さらに、紡糸方法としても、溶融紡糸，湿式紡糸，
ゲル紡糸などを挙げることができる。ここで湿式紡糸又
はゲル紡糸を行なう場合には、溶媒としてベンゼン，ト
ルエン，キシレン，エチルベンゼン，シクロヘキサン，
デカリン，Ｎ−メチルピロリドン，テトラヒドロフラ
ン，四塩化炭素，クロロホルム，ジクロロメタン，モノ
クロロベンゼン，ジクロロベンゼン，トリクロロベンゼ
ン，トリクレンなどを用いればよい。

【００１１】また、このシンジオタクチック構造のスチ
レン系重合体に、アタクチック構造のスチレン系重合
体、アイソタクチック構造のスチレン系重合体、或いは
低分子量のシンジオタクチック構造のスチレン系重合体
を配合したものを用いて延伸処理を行なうこともでき
る。

【００１２】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によりさら
に詳しく説明する。

【００１３】実施例１（１）スチレン系重合体の製造反応容器に、溶媒としてトルエン２０ｍｌと、触媒成分
としてテトラエトキシチタニウム０．０５ミリモル及び
メチルアルミノキサンをアルミニウム原子として５ミリ
モル加え、４０℃においてこれにスチレン１５０ｍｌを
加え、４時間重合反応を行なった。反応終了後、生成物
を塩酸−メタノール混合液で洗浄し、触媒成分を分解除
去した。次いで乾燥し、スチレン系重合体（ポリスチレ
ン）２５ｇを得た。次に、この重合体を、メチルエチル
ケトンを溶媒としてソックスレー抽出し、抽出残分（以
下、ＭＩＰという。）９５ｗｔ％を得た。このものの重
量平均分子量は 1,350,000であり、数平均分子量は 48
0,000 であって、融点は２７０℃であった。また、¹³
Ｃ−ＮＭＲによる分析から、シンジオタクチック構造に
基因する 145.35 ppm に吸収が認められ、そのピーク面
積から算出したラセミペンタッドでのシンジオタクティ
シティーは９６％であった。

【００１４】（２）繊維の製造上記（１）で得られたシンジオタクチック構造のスチレ
ン系重合体を、押出機により押出してストランドを得
た。このストランドを１３０℃に保持されたオイルバス
中において、延伸倍率を３倍として延伸し、緊張下に室
温まで冷却した。このようにして得られた直径１０００
μｍの繊維の引張弾性率を測定したところ、１５ＧＰａ
であった。さらに、この繊維を２３０℃において２０分
間アニーリング処理した後、寸法安定性を評価したとこ
ろ、常温から２４０℃までの温度域においては、寸法変
化は１％以内であった。

【００１５】比較例１実施例１と同様の操作において、口金を細くし、直径１
０００μｍの未延伸繊維を得た。引張弾性率は３．６Ｇ
Ｐａであった。

【００１６】比較例２触媒として、マグネシウムジエトキシド１０．０ｇに四
塩化チタン５０ｍｌを反応させ、チタン化合物を担持し
たチタン触媒成分１．０ミリモルと、トリエチルアルミ
ニウム１０ミリモルを組み合わせたものを用い、ヘプタ
ン溶媒中、７０℃において、スチレン１００ｍｌの重合
反応を２時間行ない、重量平均分子量 1,000,000であ
り、数平均分子量 260,000のアイソタクチック構造のス
チレン系重合体（ポリスチレン）４８．７ｇを得た。こ
のスチレン系重合体は、実施例１と同様にメチルエチル
ケトンで抽出した残分は９６ｗｔ％であった。このアイ
ソタクチック構造のスチレン系重合体について、実施例
１の（２）と同様に延伸した（但し、延伸倍率６倍）。
得られた直径１０００μｍの繊維について引張弾性率を
測定したところ、４．０ＧＰａであった。

【００１７】比較例３比較例２と同様の操作で口金を細くし、直径１０００μ
ｍの未延伸繊維を得た。この繊維について引張弾性率を
測定したところ、３．２ＧＰａであった。

【００１８】実施例２（１）スチレン系重合体の製造重合温度を５０℃としたほかは、実施例１の（１）と同
様の操作を行ない、スチレン系重合体（ポリスチレン）
２８ｇを得た。このもののＭＩＰは９４ｗｔ％であっ
た。また、得られたスチレン系重合体（ＭＩＰ）は、重
量平均分子量 500,000であり、数平均分子量 180,000で
あって、シンジオタクティシティー９５％であった。（２）繊維の製造上記（１）で得たスチレン系重合体を用いたほかは、実
施例１の（２）と同様の操作を行なった。なお、延伸前
のシートを、その厚みと同じ幅に切断した後、延伸操作
を施し、直径２００μｍの繊維状の成形品を得た。引張
弾性率は２０ＧＰａであった。

【００１９】実施例３（１）スチレン系重合体の製造反応容器に、溶媒としてトルエン２リットルと、触媒成
分としてシクロペンタジエニルチタントリクロリド１ミ
リモル及びメチルアルミノキサンをアルミニウム原子と
して０．６ミリモル加え、２０℃において、これにスチ
レン３．６リットルを加え、１時間重合反応を行なっ
た。反応終了後、生成物を塩酸−メタノール混合液で洗
浄し、触媒成分を分解除去した。次いで乾燥し、スチレ
ン系重合体（ポリスチレン）３３０ｇを得た。次に、こ
の重合体を、メチルエチルケトンを溶媒としてソックス
レー抽出し、抽出残分９５ｗｔ％を得た。このものの重
量平均分子量は 290,000であり、数平均分子量は 158,0
00 であって、融点は２７０℃であった。また、この重
合体は¹³Ｃ−ＮＭＲによる分析から、シンジオタクチッ
ク構造に基因する 145.35 ppmに吸収が認められ、その
ピーク面積から算出したラセミペンタッドでのシンジオ
タクティシティーは９６％であった。

【００２０】（２）繊維の製造上記（１）で得られたシンジオタクチック構造のスチレ
ン系重合体を用いて、実施例１の（２）と同様にストラ
ンドを得た。このストランドを延伸倍率５倍に延伸した
こと以外は、実施例１の（２）と同様に行なった。直径
８００μｍの繊維が得られ、引張弾性率は１０ＧＰａで
あった。

【００２１】実施例４実施例３の（１）で得られたシンジオタクチック構造の
スチレン系重合体を用いて、実施例１の（２）と同様に
ストランドを得た。このストランドを１００℃に保持さ
れたオイルバス中において延伸倍率を３倍として延伸
し、続いて２００℃に保持されたオイルバス中において
延伸倍率１．４倍として延伸した。直径９００μｍの繊
維が得られ、引張弾性率は９ＧＰａであった。

【００２２】実施例５実施例３の（１）で得られたシンジオタクチック構造の
スチレン系重合体を押出機より押出し、ドラフト比（押
出時の口金の断面積／成形品である繊維の断面積）が２
５０となるように巻取りを行ない、直径１００μｍの繊
維を得た。引張弾性率は１０ＧＰａであった。

【００２３】

【発明の効果】本発明の繊維は、シンジオタクチック構
造のスチレン系重合体の属性である耐熱性を維持しつ
つ、延伸処理によって機械的強度、特に弾性率が著しく
改善されたものである。従って、本発明の繊維は、ロー
プ，ケーブル，複合強化材をはじめとして、各種用途に
幅広く、かつ有効に利用される。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主としてシンジオタクチック構造を有す
るスチレン系重合体を延伸してなる繊維。
【請求項２】主としてシンジオタクチック構造を有す
るスチレン系重合体が、同位体元素による核磁気共鳴ス
ペクトル分析のラセミペンタッドでのシンジオタクティ
シティー８５％以上の立体規則性を有するスチレン系重
合体である請求項１記載の繊維。
【請求項３】延伸倍率３倍以上に延伸してなる請求項
１記載の繊維。
【請求項４】主としてシンジオタクチック構造を有す
るスチレン系重合体が、同位体元素による核磁気共鳴ス
ペクトル分析のラセミペンタッドでのシンジオタクティ
シティー８５％以上の立体規則性を有するスチレン系重
合体であり、かつ、該スチレン系重合体を３倍以上に延
伸してなる請求項１記載の繊維。