JP3145782B2 - 強▲じん▼な、高い強度の繊維 - Google Patents
強▲じん▼な、高い強度の繊維Info
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/92—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyesters
-
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
- D01F6/84—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from copolyesters
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
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- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Description
【0001】高強度、高モジュラスの繊維、例えば、ケ
ブラー(KevlarR)アラミド繊維は、種々の複合
体において使用するために工業的によく受け入れられて
いる。液晶ポリエステル繊維は多年の間知られてきてい
る(米国特許第4,118,372号参照)。熱処理さ
れると、それらはまた一般に比較的高いテナシテイ(ten
acity)およびモジュラスを示す。いくつかの最終用途の
応用のために、高モジュラスは1つの要件ではなくそし
て、ある場合、例えば、釣糸において、低モジュラスの
繊維は明確に好ましい。これらの応用のあるものにおい
て、より大きい靭性(toughness)は探求する品質であ
る。本発明はこの要求に向けられる。
ブラー(KevlarR)アラミド繊維は、種々の複合
体において使用するために工業的によく受け入れられて
いる。液晶ポリエステル繊維は多年の間知られてきてい
る(米国特許第4,118,372号参照)。熱処理さ
れると、それらはまた一般に比較的高いテナシテイ(ten
acity)およびモジュラスを示す。いくつかの最終用途の
応用のために、高モジュラスは1つの要件ではなくそし
て、ある場合、例えば、釣糸において、低モジュラスの
繊維は明確に好ましい。これらの応用のあるものにおい
て、より大きい靭性(toughness)は探求する品質であ
る。本発明はこの要求に向けられる。
【0002】本発明は、次の反復単位:
【0003】
【化2】
【0004】式中、単位Iは約60〜80モル%の範囲
内で存在し、そして単位IIは約20〜40モル%の範
囲内で存在する、からなるコポリエステルの高テナシテ
イ、高靭性の繊維を提供する。
内で存在し、そして単位IIは約20〜40モル%の範
囲内で存在する、からなるコポリエステルの高テナシテ
イ、高靭性の繊維を提供する。
【0005】液晶のポリエステル繊維における高テナシ
テイおよび高靭性の組み合わせは異常である。本発明
は、制限された比率の範囲におけるハイドロキノン、イ
ソフタル酸および4,4’−オキシジ安息香酸に基づく
コポリエステルに集約される。この範囲の外側では、融
点は過度に高くなり、そして異方性は損失されるか、あ
るいは所望のテナシテイおよび靭性の性質は達成されな
い。この範囲内では、コポリエステルは溶融紡糸可能で
ありそして、紡糸された後、液晶ポリエステル繊維につ
いてよく知られている方法で加熱強化することができ
る。
テイおよび高靭性の組み合わせは異常である。本発明
は、制限された比率の範囲におけるハイドロキノン、イ
ソフタル酸および4,4’−オキシジ安息香酸に基づく
コポリエステルに集約される。この範囲の外側では、融
点は過度に高くなり、そして異方性は損失されるか、あ
るいは所望のテナシテイおよび靭性の性質は達成されな
い。この範囲内では、コポリエステルは溶融紡糸可能で
ありそして、紡糸された後、液晶ポリエステル繊維につ
いてよく知られている方法で加熱強化することができ
る。
【0006】本発明の繊維のコポリエステルは、次の反
復単位:
復単位:
【0007】
【化3】
【0008】ここで単位Iは約60〜80モル%の比率
であり、そして単位IIは約20〜40モル%の比率で
ある、からなる。
であり、そして単位IIは約20〜40モル%の比率で
ある、からなる。
【0009】それらのポリマーは普通の技術によりポリ
エステルされる[スケフゲン(Schaefgen)、
米国特許第4,118,372号参照]。さらに詳しく
は、ハイドロキノンジアセテートをイソフタル酸および
4,4’−オキシジ安息香酸の混合物と所望の比率で反
応させ、そして重合は繊維形成分子量のポリマーが得ら
れるまで続ける。後述するように測定して少なくとも
0.45の固有粘度(inherent viscosity)は満足すべき
ものである。生ずるポリマーを溶融紡糸し、次いでこの
分野においてよく知られている手順により強化する。
[ルイズ(Luise)、米国特許第4,183,89
5号参照]。
エステルされる[スケフゲン(Schaefgen)、
米国特許第4,118,372号参照]。さらに詳しく
は、ハイドロキノンジアセテートをイソフタル酸および
4,4’−オキシジ安息香酸の混合物と所望の比率で反
応させ、そして重合は繊維形成分子量のポリマーが得ら
れるまで続ける。後述するように測定して少なくとも
0.45の固有粘度(inherent viscosity)は満足すべき
ものである。生ずるポリマーを溶融紡糸し、次いでこの
分野においてよく知られている手順により強化する。
[ルイズ(Luise)、米国特許第4,183,89
5号参照]。
【0010】測定および試験の手順 テナシテイ(T)グラム/デニール(gpd);伸び、
(E)%;モジュラス(M)グラム/デニール(gp
d)および靭性(To)グラム/デニール(gpd)を
次のようにして測定する。
(E)%;モジュラス(M)グラム/デニール(gp
d)および靭性(To)グラム/デニール(gpd)を
次のようにして測定する。
【0011】繊維を21℃(70°F)および65%の
相対湿度においてコンディショニングする。単一のフィ
ラメントを、2.5cm(1.0インチ)のゲージ長さ
を使用して10%/分の応力速度で普通の引張り強さの
テスターにより試験する。TおよびEは破断点において
測定する;Mは初期モジュラスである;そしてToは応
力−歪曲線の下の面積である。
相対湿度においてコンディショニングする。単一のフィ
ラメントを、2.5cm(1.0インチ)のゲージ長さ
を使用して10%/分の応力速度で普通の引張り強さの
テスターにより試験する。TおよびEは破断点において
測定する;Mは初期モジュラスである;そしてToは応
力−歪曲線の下の面積である。
【0012】
【数1】固有粘度、ηinh=ln(ηrel)/C ここでηrelは相対粘度であり、そしてCは溶媒の1デ
シリットル当たりのポリマーのg数の濃度、典型的には
100ml中の0.5gである。(固有粘度の単位はd
l/gである。) 相対粘度、ηrel、は、毛管粘度計
中の希溶液の流れ時間を純粋な溶媒についての流れ時間
で割ることによって決定される。流れ時間は30℃にお
いて決定する。使用する溶媒は、7.5%のトリフルオ
ロ酢酸、17.5%の塩化メチレン、12.5%のジク
ロロテトラフルオロアセトン水和物、12%のパークロ
ロエチレンおよび50%の4−クロロフェノールから成
る混合した溶媒である。
シリットル当たりのポリマーのg数の濃度、典型的には
100ml中の0.5gである。(固有粘度の単位はd
l/gである。) 相対粘度、ηrel、は、毛管粘度計
中の希溶液の流れ時間を純粋な溶媒についての流れ時間
で割ることによって決定される。流れ時間は30℃にお
いて決定する。使用する溶媒は、7.5%のトリフルオ
ロ酢酸、17.5%の塩化メチレン、12.5%のジク
ロロテトラフルオロアセトン水和物、12%のパークロ
ロエチレンおよび50%の4−クロロフェノールから成
る混合した溶媒である。
【0013】溶融曲線はデュポン社の1090差動走査
熱量計(DCS)で20℃/分の加熱速度において得
た。溶融吸熱のピーク温度を決定した。ピークの幅は溶
融範囲を示す。
熱量計(DCS)で20℃/分の加熱速度において得
た。溶融吸熱のピーク温度を決定した。ピークの幅は溶
融範囲を示す。
【0014】次の実施例は、実施例4を除いて、本発明
を例示するものであるが、本発明の範囲を限定すること
を意図したものではない。実施例1〜4は
を例示するものであるが、本発明の範囲を限定すること
を意図したものではない。実施例1〜4は
【0015】
【化4】
【0016】の単位(PG−Iと呼ぶ)および
【0017】
【化5】
【0018】の単位(PG−BOBと呼ぶ)からなるポリ
マーの調製および紡糸を示す。実施例において、比率は
50〜80モル%のPG−Iで変化し、残部はPG−B
OBである。次いで、繊維を加熱強化する。
マーの調製および紡糸を示す。実施例において、比率は
50〜80モル%のPG−Iで変化し、残部はPG−B
OBである。次いで、繊維を加熱強化する。
【0019】
【実施例】実施例1 撹拌機、乾燥窒素のパージ、ウッド(Wood)金属浴
による加熱の設備、および揮発物質を凍結するためのコ
ールドフィンガー(cold finger)をもつ高
い真空のポンプへの取り付けの設備を装備した、100
mlの3つ首の丸底フラスコの中で、20.37gのハ
イドロキノンジアセテート(0.105モル)、9.9
6gのイソフタル酸(0.060モル)および4,4’
−オキシジ安息香酸(10.48g、0.040モル)
の混合物を70分の間に230℃から340℃に漸進的
に加熱し、次いで0.5mmHgの圧力において10分
の間340℃に加熱した。固有粘度は0.62であった
(7.5%のトリフルオロ酢酸、17.5%の塩化メチ
レン、12.5%のジクロロテトラフルオロアセトン水
和物、12%のパークロロエチレンおよび50%の4−
クロロフェノールから成る混合物の中で測定した)。D
SCは307℃(290〜325℃の範囲)において溶
融吸熱のピーク)を示した;繊維の粘着温度は315℃
であった。交差した偏光子の間で、顕微鏡下に、それは
柔らくなり、そして300℃において複屈折となった。
異方性は320〜330℃の範囲において消失した。3
30℃を越えると、少なくとも350℃まで、溶融物は
強く剪断異方性であった。
による加熱の設備、および揮発物質を凍結するためのコ
ールドフィンガー(cold finger)をもつ高
い真空のポンプへの取り付けの設備を装備した、100
mlの3つ首の丸底フラスコの中で、20.37gのハ
イドロキノンジアセテート(0.105モル)、9.9
6gのイソフタル酸(0.060モル)および4,4’
−オキシジ安息香酸(10.48g、0.040モル)
の混合物を70分の間に230℃から340℃に漸進的
に加熱し、次いで0.5mmHgの圧力において10分
の間340℃に加熱した。固有粘度は0.62であった
(7.5%のトリフルオロ酢酸、17.5%の塩化メチ
レン、12.5%のジクロロテトラフルオロアセトン水
和物、12%のパークロロエチレンおよび50%の4−
クロロフェノールから成る混合物の中で測定した)。D
SCは307℃(290〜325℃の範囲)において溶
融吸熱のピーク)を示した;繊維の粘着温度は315℃
であった。交差した偏光子の間で、顕微鏡下に、それは
柔らくなり、そして300℃において複屈折となった。
異方性は320〜330℃の範囲において消失した。3
30℃を越えると、少なくとも350℃まで、溶融物は
強く剪断異方性であった。
【0020】ポリマーの成形した円筒形のプラグを、3
22℃に加熱し、1組のスクリーン(2×50メッシ
ュ、2×100メッシュ、2×200メッシュ、2×3
25メッシュ、2×50メッシュ)を通して、単一の紡
糸口金の孔、0.23mm(0.009インチ)の直径
×0.69mm(0.027インチ)の長さ、324℃
に加熱した、を通して押出した。光沢のある繊維を60
0rpmで巻き取った。この繊維を炉内で窒素の遅いパ
ージを使用して200℃から305℃に3時間の間に漸
進的に加熱することによって加熱強化し、そして305
℃に7時間保持した。平均のT/E/Mi/To/デニ
ールは15.1gpd/8.3%/90gpd/0.4
8gpd/0.8デニールであった。最高の値は18.
7/8.2/104/0.58/1.0であった。
22℃に加熱し、1組のスクリーン(2×50メッシ
ュ、2×100メッシュ、2×200メッシュ、2×3
25メッシュ、2×50メッシュ)を通して、単一の紡
糸口金の孔、0.23mm(0.009インチ)の直径
×0.69mm(0.027インチ)の長さ、324℃
に加熱した、を通して押出した。光沢のある繊維を60
0rpmで巻き取った。この繊維を炉内で窒素の遅いパ
ージを使用して200℃から305℃に3時間の間に漸
進的に加熱することによって加熱強化し、そして305
℃に7時間保持した。平均のT/E/Mi/To/デニ
ールは15.1gpd/8.3%/90gpd/0.4
8gpd/0.8デニールであった。最高の値は18.
7/8.2/104/0.58/1.0であった。
【0021】実施例2 実施例1の手順によるが、約0.070モルのイソフタ
ル酸および0.030モルの4,4’−オキシジ安息香
酸/0.105モルのハイドロキノンジアセテートを使
用して、ηinh=0.62のポリマーが得られた。それ
は300℃で軟化し、そして325℃で溶融し、ここで
異方性相は330〜350℃の温度間隔で漸進的に消失
した。350℃以上において、溶融物は高度に剪断異方
性であった。繊維は溶融物から345℃において引くこ
とができた。
ル酸および0.030モルの4,4’−オキシジ安息香
酸/0.105モルのハイドロキノンジアセテートを使
用して、ηinh=0.62のポリマーが得られた。それ
は300℃で軟化し、そして325℃で溶融し、ここで
異方性相は330〜350℃の温度間隔で漸進的に消失
した。350℃以上において、溶融物は高度に剪断異方
性であった。繊維は溶融物から345℃において引くこ
とができた。
【0022】実施例1に記載するように、ポリマーを3
50℃において繊維に押出し、この繊維は、実施例1に
おけるように熱処理後、平均のT/E/Mi/To/デ
ニール=15/8/135/0.51/3.8を与え
た。最良のピークは17.8/8.0/143/0.6
1/4.4であった。応力−歪曲線は、熱処理前に凸形
であり、熱処理後おだやかに凹形であった。
50℃において繊維に押出し、この繊維は、実施例1に
おけるように熱処理後、平均のT/E/Mi/To/デ
ニール=15/8/135/0.51/3.8を与え
た。最良のピークは17.8/8.0/143/0.6
1/4.4であった。応力−歪曲線は、熱処理前に凸形
であり、熱処理後おだやかに凹形であった。
【0023】実施例3 実施例1におけるように、約0.08モルのイソフタル
酸および0.020モルの4,4’−オキシジ安息香酸
/0.105モルのハイドロキノンジアセテートを使用
して、ηinh=0.53のポリマーが得られた。それは
340℃の熱棒上で溶融するように見え、そして370
℃において繊維を生じた。DSCは350℃において明
確な溶融吸熱を示した。交差した偏光子の間で350℃
において、それは異方性相および等方性相の混合物であ
るように見えた;前者は約365℃において消失した。
冷却すると、異方性相は消失しなかった。365℃以上
において、剪断異方性は適度であった。
酸および0.020モルの4,4’−オキシジ安息香酸
/0.105モルのハイドロキノンジアセテートを使用
して、ηinh=0.53のポリマーが得られた。それは
340℃の熱棒上で溶融するように見え、そして370
℃において繊維を生じた。DSCは350℃において明
確な溶融吸熱を示した。交差した偏光子の間で350℃
において、それは異方性相および等方性相の混合物であ
るように見えた;前者は約365℃において消失した。
冷却すると、異方性相は消失しなかった。365℃以上
において、剪断異方性は適度であった。
【0024】350〜360℃において押出し、600
ypmで巻き取った繊維は、平均のT/E/Mi/To
/デニール=1.0/39/30/0.32/4.4を
有した;応力/応力曲線は明確な凸形の「急激な変化
(knee)」を有した。実施例1におけるようである
が310℃までの熱処理後、応力/応力曲線はおだやか
に凹形となった;T/E/Mi/To/デニール=1
1.6/11.8/58/0.52/5.0。
ypmで巻き取った繊維は、平均のT/E/Mi/To
/デニール=1.0/39/30/0.32/4.4を
有した;応力/応力曲線は明確な凸形の「急激な変化
(knee)」を有した。実施例1におけるようである
が310℃までの熱処理後、応力/応力曲線はおだやか
に凹形となった;T/E/Mi/To/デニール=1
1.6/11.8/58/0.52/5.0。
【0025】実施例4(比較例) 実施例1におけるように、約0.050モルのイソフタ
ル酸および0.050モルの4,4’−オキシジ安息香
酸/0.105モルのハイドロキノンジアセテートを使
用して、ηinh=0.74のポリマーを調製した。それ
は335℃において溶融し(DSC)そして370℃ま
で溶融物の異方性を示した。370℃以上において、そ
れは高度に剪断異方性であった。繊維を約350℃にお
いて押出し、そして600ypmで巻き取った。305
℃の最大への実施例1におけるような熱処理は、平均の
T/E/Mi/To/デニール=5.3/7.0/78
/0.17/3.8を与えた。
ル酸および0.050モルの4,4’−オキシジ安息香
酸/0.105モルのハイドロキノンジアセテートを使
用して、ηinh=0.74のポリマーを調製した。それ
は335℃において溶融し(DSC)そして370℃ま
で溶融物の異方性を示した。370℃以上において、そ
れは高度に剪断異方性であった。繊維を約350℃にお
いて押出し、そして600ypmで巻き取った。305
℃の最大への実施例1におけるような熱処理は、平均の
T/E/Mi/To/デニール=5.3/7.0/78
/0.17/3.8を与えた。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 6/84 302 C08G 63/16 - 63/197
Claims (1)
- 【請求項1】 次の反復単位: 【化1】 式中、単位Iは約60〜80モル%の範囲内で存在し、
そして単位IIは約20〜40モル%の範囲内で存在す
る、からなることを特徴とするコポリエステルの高テナ
シテイ、高靭性の繊維。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/683,052 US5175236A (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Tough, high strength fibers of copolyesters prepared from isophthalic acid; 4,4'-oxydibenzoic acid; and hydroquinone diacetate |
US683052 | 1991-04-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05148717A JPH05148717A (ja) | 1993-06-15 |
JP3145782B2 true JP3145782B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=24742361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11517992A Expired - Fee Related JP3145782B2 (ja) | 1991-04-10 | 1992-04-09 | 強▲じん▼な、高い強度の繊維 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5175236A (ja) |
EP (1) | EP0508786B1 (ja) |
JP (1) | JP3145782B2 (ja) |
KR (1) | KR100219108B1 (ja) |
AT (1) | ATE145438T1 (ja) |
CA (1) | CA2065116C (ja) |
DE (1) | DE69215260T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6723890B6 (ja) * | 2016-09-29 | 2020-08-19 | Eneos株式会社 | ポリエステル樹脂組成物 |
CN111511803A (zh) * | 2018-01-22 | 2020-08-07 | Dic株式会社 | 聚亚芳基醚酮树脂及其制造方法、以及成形品 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PH15509A (en) * | 1974-05-10 | 1983-02-03 | Du Pont | Improvements in an relating to synthetic polyesters |
US4183895A (en) * | 1975-04-29 | 1980-01-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for treating anisotropic melt-forming polymeric products |
US4247514A (en) * | 1975-05-05 | 1981-01-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for strengthening a shaped article of a polyester |
US4436894A (en) * | 1980-07-31 | 1984-03-13 | Teijin Limited | Novel wholly aromatic copolyester, process for production thereof, and film melt-shaped therefrom |
US4499259A (en) * | 1983-12-16 | 1985-02-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Optically anisotropic melt forming copolyesters |
US4487916A (en) * | 1983-12-16 | 1984-12-11 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Melt-spinnable copolyesters |
FR2617851B1 (fr) * | 1987-07-10 | 1989-11-24 | Rhone Poulenc Chimie | Copolyesters et copolyesteramides aromatiques thermotropes |
JPH0681783B2 (ja) * | 1987-10-28 | 1994-10-19 | 東レ株式会社 | 流動性の改善された芳香族ポリエステル |
-
1991
- 1991-04-10 US US07/683,052 patent/US5175236A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-04-03 CA CA002065116A patent/CA2065116C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-09 EP EP92303179A patent/EP0508786B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-09 JP JP11517992A patent/JP3145782B2/ja not_active Expired - Fee Related
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