JP3196460B2 - Method for producing polycyano aryl ether monofilament - Google Patents
Method for producing polycyano aryl ether monofilamentInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ポリシアノアリールエ
ーテルモノフィラメントの製造方法に関する。さらに詳
しくは、機械的強度,耐熱性,耐薬品性等に優れると共
に、結節強度に優れ、かつ断面変形やボイド混入のない
品質の優れたポリシアノアリールエーテルモノフィラメ
ントの製造方法に関するものである。The present invention relates to a method for producing a polycyano aryl ether monofilament. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polycyanoaryl ether monofilament having excellent mechanical strength, heat resistance, chemical resistance, and the like, excellent knot strength, and excellent quality without cross-sectional deformation and void inclusion.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリシ
アノアリールエーテル繊維は、熱可塑性,耐熱性,耐薬
品性,機械的強度等に優れ、これらの特徴を生かして繊
維自体として、あるいは複合材料のマトリックスの前駆
体あるいは産業資材等として種々の分野で利用されてい
る。例えば、複合材料としては、繊維強化材料あるいは
複雑形状の成形品などに用いられている。また、産業資
材としては、耐熱フィルター,耐熱衣料,耐熱織物(例
えば、ベルトコンベア),ブラシ,釣糸等の繊維材料と
して用いられている。この繊維材料として用いる場合、
引張り強度等の物性だけでなく、実用上重要なものとし
て、結節強度がある。従来、繊維物性向上の方法として
は、延伸条件や紡糸時の雰囲気加熱条件等の検討がなさ
れてきているが、結節強度については、その検討事例は
見られない。なお、耐熱性樹脂のフィラメントの結節強
度については、特開平2−234913号公報,同4−
343710号公報や「プラスチックエージ」牧原正
幸,39(9),112(1993)に記述されている
ものの、いずれもポリエーテルケトン(PEEK)繊維
についてのものであり、したがって、そこに開示されて
いる延伸条件や紡糸条件もPEEK繊維に適したものが
選定されている。2. Description of the Related Art Polycyanoaryl ether fibers are excellent in thermoplasticity, heat resistance, chemical resistance, mechanical strength, etc., and take advantage of these characteristics as fibers themselves or as composite materials. Is used in various fields as a matrix precursor or industrial material. For example, as a composite material, a fiber reinforced material or a molded article having a complicated shape is used. Industrial materials are used as fiber materials such as heat-resistant filters, heat-resistant clothing, heat-resistant fabrics (eg, belt conveyors), brushes, fishing lines, and the like. When used as this fiber material,
Not only physical properties such as tensile strength, but also practically important are knot strength. Conventionally, as a method for improving the physical properties of fibers, studies have been made on drawing conditions, atmosphere heating conditions during spinning, and the like, but no studies have been made on knot strength. The knot strength of the heat-resistant resin filament is described in JP-A-2-234913 and JP-A-4-234913.
343710 and "Plastic Age", Masayuki Makihara, 39 (9) , 112 (1993), all of which are directed to polyetherketone (PEEK) fibers, and are therefore disclosed therein. Stretching conditions and spinning conditions that are suitable for the PEEK fiber are selected.
【0003】[0003]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリシア
ノアリールエーテル繊維について、上記したような従来
技術の問題点を解消し、引張強度等の機械的強度のみな
らず、実用に耐えると同時に、特に結節強度に優れる繊
維を製造することを目的として、とりわけ紡糸条件につ
いて、鋭意研究を重ねた。その結果、還元粘度〔ηsp/
c〕が0.5〜3.0デシリットル/gであるポリシアノア
リールエーテルを紡糸するときの紡糸温度条件及び紡糸
繊維の表面冷却温度条件を選定することによって、上記
目的を達成できることを見出した。本発明はかかる知見
に基づいて完成したものである。Means for Solving the Problems The present inventors have solved the above-mentioned problems of the prior art for polycyano aryl ether fibers, and have found that not only mechanical strength such as tensile strength but also practical use can be tolerated. At the same time, for the purpose of producing a fiber having particularly excellent knot strength, intensive studies have been made especially on spinning conditions. As a result, the reduced viscosity [η sp /
It has been found that the above object can be achieved by selecting a spinning temperature condition and a surface cooling temperature condition of the spun fiber when spinning a polycyanoaryl ether having c) of 0.5 to 3.0 deciliters / g. The present invention has been completed based on such findings.
【0004】すなわち、本発明は、一般式(I)That is, the present invention provides a compound represented by the general formula (I)
【0005】[0005]
【化3】 Embedded image
【0006】〔式中、Arは、炭素数6〜20で主鎖中
に芳香環を有し、式[Wherein, Ar has 6 to 20 carbon atoms and has an aromatic ring in its main chain;
【0007】[0007]
【化4】 Embedded image
【0008】で表される二価の基を示す。〕で表される
で繰り返し単位を有し、かつ、p−クロロフェノールを
溶媒とする0.2g/デシリットル濃度溶液の60℃にお
ける還元粘度〔ηsp/c〕が0.5〜3.0デシリットル/
gであるポリシアノアリールエーテルを溶融紡糸、延伸
してモノフィラメントを製造するにあたり、延伸処理の
前に冷却媒体による浸漬処理を行い、浸漬処理における
紡糸温度をポリシアノアリールエーテルの融点(Tm)
〜「Tm+50℃」とし、浸漬処理における紡糸後のモ
ノフィラメントを、その表面温度と冷却媒体温度との温
度差が150〜300℃となるように冷却することを特
徴とするポリシアノアリールエーテルモノフィラメント
の製造方法を提供するものである。A divalent group represented by the formula: And the reduced viscosity [η sp / c] at 60 ° C. of a 0.2 g / deciliter solution using p-chlorophenol as a solvent is 0.5 to 3.0 deciliters. /
g of the polycyanoaryl ether is melt-spun and drawn to produce a monofilament .
Before performing the immersion treatment with a cooling medium, the spinning temperature in the immersion treatment is set to the melting point (Tm) of the polycyanoaryl ether.
To "Tm + 50 ° C.", wherein the monofilament after spinning in the immersion treatment is cooled such that the temperature difference between the surface temperature and the cooling medium temperature is 150 to 300 ° C., thereby producing a polycyano aryl ether monofilament. It provides a method.
【0009】先ず、本発明において、ポリシアノアリー
ルエーテルは、一般式(I)First, in the present invention, the polycyano aryl ether has the general formula (I)
【0010】[0010]
【化5】 Embedded image
【0011】〔式中、Arは、炭素数6〜20で主鎖中
に芳香環を有し、式[In the formula, Ar has 6 to 20 carbon atoms and has an aromatic ring in the main chain;
【0012】[0012]
【化6】 で表される二価の基を示す。〕で表される繰り返し単位
を有し、かつ、還元粘度〔ηsp/c〕が0.5〜3.0デシ
リットル/g、好ましくは0.6〜2.0デシリットル/g
である化合物である。ここで、還元粘度〔ηsp/c〕
は、p−クロロフェノールを溶媒とする60℃における
値である。この還元粘度〔ηsp/c〕が0.5デシリット
ル/g未満では、平均分子量が小さく、優れた機械的強
度,耐熱性が得られず、また、3.0デシリットル/gを
超えると、溶融粘度が高くなり、成形加工が困難とな
る。そして、上記一般式(I)で表される繰り返し単位
において、式Embedded image And a divalent group represented by And a reduced viscosity [η sp / c] of 0.5 to 3.0 deciliters / g, preferably 0.6 to 2.0 deciliters / g.
Is a compound. Here, the reduced viscosity [η sp / c]
Is a value at 60 ° C. using p-chlorophenol as a solvent. If the reduced viscosity [η sp / c] is less than 0.5 deciliters / g, the average molecular weight is small, and excellent mechanical strength and heat resistance cannot be obtained. Viscosity increases, making molding difficult. Then, in the repeating unit represented by the general formula (I),
【0013】[0013]
【化7】 Embedded image
【0014】で表されるシアノフェニレン基は、好まし
くは、式The cyanophenylene group represented by the formula is preferably a group represented by the formula:
【0015】[0015]
【化8】 Embedded image
【0016】で表される。## EQU1 ##
【0017】前記一般式(I)の繰返し単位を有するポ
リシアノアリールエーテルのなかでは、Arが式In the polycyano aryl ether having a repeating unit represented by the general formula (I), Ar represents a compound represented by the formula:
【0018】[0018]
【化9】 Embedded image
【0019】で表されるものが好ましく、特に、Arが
式Preferably, Ar is represented by the formula
【0020】[0020]
【化10】 Embedded image
【0021】で、一般式(II)The general formula (II)
【0022】[0022]
【化11】 Embedded image
【0023】で表される繰返し単位を80モル%以上含
有し、かつp−クロロフェノールを溶媒とする0.2g/
dl濃度の溶液の60℃における還元粘度〔ηSP/c〕
が0.5〜3.0dl/gであるものが好適に用いられる。
ここで、一般式(II)で表される繰返し単位の含有量が8
0モル%未満では、非晶性となる場合があり、特に、9
0モル%以上のものが好適に用いられる。この一般式(I
I)で表される繰返し単位を有するポリシアノアリールエ
ーテルは、これ以外の繰返し単位を20モル%未満の範
囲で含有した共重合体であってもよい。Containing at least 80 mol% of a repeating unit represented by the formula: and 0.2 g / p-chlorophenol as a solvent.
Reduced viscosity [η SP / c] of dl concentration solution at 60 ° C
Is preferably 0.5 to 3.0 dl / g.
Here, the content of the repeating unit represented by the general formula (II) is 8
If it is less than 0 mol%, it may be amorphous,
Those having 0 mol% or more are preferably used. This general formula (I
The polycyano aryl ether having a repeating unit represented by I) may be a copolymer containing other repeating units in a range of less than 20 mol%.
【0024】このような特徴を有するポリシアノアリー
ルエーテルは、一般式(I)で表される繰返し単位が直
鎖状に、又は、無秩序にあるいは秩序立って直鎖状に連
続して構成され、その両末端は、水素,ハロゲンあるい
は式The polycyano aryl ether having the above-mentioned characteristics is constituted such that the repeating unit represented by the general formula (I) is linearly, or randomly or regularly, linearly continuous. Both ends are hydrogen, halogen or formula
【0025】[0025]
【化12】 Embedded image
【0026】〔式中、Xはハロゲン原子を示す。〕で表
される末端基でブロックされているものである。[Wherein, X represents a halogen atom. ] Is blocked by the terminal group represented by
【0027】前記したポリシアノアリールエーテルのう
ち、例えば、一般式(II)の繰返し単位を有するポリシ
アノアリールエーテル(ポリエーテルニトリル)は、次
のようにして製造することができる。すなわち、一般式
(III)Among the above polycyanoaryl ethers, for example, a polycyanoarylether (polyether nitrile) having a repeating unit of the general formula (II) can be produced as follows. That is, the general formula (III)
【0028】[0028]
【化13】 Embedded image
【0029】〔式中、Xはハロゲン原子を示す。〕で表
されるジハロゲノベンゾニトリルと、一般式(IV)[In the formula, X represents a halogen atom. A dihalogenobenzonitrile represented by the general formula (IV)
【0030】[0030]
【化14】 Embedded image
【0031】〔式中、Mはアルカリ金属原子を示す。〕
で表されるレゾルシンのアルカリ金属塩及び必要に応じ
て一般式(I)中のArを芳香族骨格とする二価のフェ
ノールのアルカリ金属塩とを中性極性溶媒中で反応させ
ることによって得ることができる。ここで、一般式(II
I)で表されるジハロゲノベンゾニトリルとしては、例え
ば、2,4−ジクロロベンゾニトリル;2,4−ジフル
オロベンゾニトリル;2,6−ジクロロベンゾニトリ
ル;2,6−ジフルオロベンゾニトリルなどが好ましく
用いられる。そして、反応にあたっては、これらの化合
物の一種もしくは二種以上を使用することができる。ま
た、一般式(IV)で表されるレゾルシンのアルカリ金属
塩、及び上記二価のフェノールのアルカリ金属塩として
は、ナトリウム塩又はカリウム塩が好ましく用いられ
る。このようにして得られるポリシアノアリールエーテ
ルは、一般式(II)で表される繰返し単位を有するととも
に、前記還元粘度〔ηsp/c〕の条件を満足するもので
ある。[Wherein, M represents an alkali metal atom. ]
By reacting, in a neutral polar solvent, an alkali metal salt of resorcin represented by the general formula (I) and optionally an alkali metal salt of a divalent phenol having Ar in the general formula (I) as an aromatic skeleton. Can be. Where the general formula (II
As the dihalogenobenzonitrile represented by I), for example, 2,4-dichlorobenzonitrile; 2,4-difluorobenzonitrile; 2,6-dichlorobenzonitrile; 2,6-difluorobenzonitrile and the like are preferably used. Can be In the reaction, one or more of these compounds can be used. As the alkali metal salt of resorcin represented by the general formula (IV) and the alkali metal salt of the divalent phenol, a sodium salt or a potassium salt is preferably used. The polycyanoaryl ether thus obtained has a repeating unit represented by the general formula (II) and satisfies the above condition of the reduced viscosity [η sp / c].
【0032】本発明のポリシアノアリールエーテルモノ
フィラメントは、前記ポリシアノアリールエーテルをノ
ズルより溶融紡糸、延伸することによって得られるが、
上記ポリシアノアリールエーテルを溶融紡糸する際、紡
糸温度や紡糸後のモノフィラメントの冷却温度を特定の
条件に設定することによって、目的のポリシアノアリー
ルエーテルモノフィラメントを得ることができる。先
ず、本発明において、前記ポリシアノアリールエーテル
を溶融紡糸し、モノフィラメントを製造するにあたっ
て、ノズルとしては、例えば、0.1〜2mmφのモノフ
ィラメントを製造するには、ノズル径は、0.5〜5mm
φ、好ましくは、1〜4mmφのものが用いられる。こ
のノズル径が0.5mmφ未満では、装置運転の際、紡糸
機の圧力が高くなり過ぎ、安定した紡糸が出来ない場合
があり、また、ノズルの製作が困難となる。一方、5m
mφを超えると、ドラフト比が大きくなり、曳糸が困難
となる。そして、ノズルの形状については、特に制限は
ないが、上記のように単なる円管でもよいが、急冷時に
は、環状(例えば、2重管)ノズルを用いると、断面変
形やボイド発生防止に効果的である。この2重管ノズル
は、ポリマー(ポリシアノアリールエーテル)流路とガ
ス(気体)流路を有しており、ガス流路は、ポリマー流
路より横断面において、より中心部に設けらている。こ
のように、2重管にすることによって、内管の後流の影
響によりボイドが中心部に集まることによって空洞とな
り、変形の応力も吸収されるため断面変形やボイド発生
防止に効果があるものと考えられる。なお、内管にガス
を吹き込まなくとも、すなわち環状ノズルを用いただけ
でもボイドの混入は防げるが、内管にガスを吹き込め
ば、空洞が大きくなり、チューブ状のモノフィラメント
を得ることができる。この際、吹き込みガスとしては、
不活性ガスや空気を用いることができるが、ポリシアノ
アリールエーテルの劣化防止の観点より窒素等の不活性
ガスが好ましく用いられる。そして、ガスの温度は、用
いるポリシアノアリールエーテルの紡糸温度に近づける
ようにすると効果的である。The polycyanoaryl ether monofilament of the present invention is obtained by melt-spinning and stretching the above-mentioned polycyanoaryl ether from a nozzle.
The target polycyanoaryl ether monofilament can be obtained by setting the spinning temperature and the cooling temperature of the monofilament after spinning to specific conditions when melt-spinning the above polycyanoaryl ether. First, in the present invention, the polycyano aryl ether is melt-spun and a monofilament is manufactured. For example, as a nozzle, to manufacture a monofilament of 0.1 to 2 mmφ, the nozzle diameter is 0.5 to 5 mm.
φ, preferably 1 to 4 mmφ is used. If the nozzle diameter is less than 0.5 mmφ, the pressure of the spinning machine will be too high during operation of the apparatus, and stable spinning may not be performed, and it may be difficult to manufacture the nozzle. On the other hand, 5m
If it exceeds mφ, the draft ratio becomes large, and it becomes difficult to draw. Although there is no particular limitation on the shape of the nozzle, it may be a simple circular tube as described above. However, at the time of quenching, the use of an annular (for example, a double tube) nozzle is effective in preventing cross-sectional deformation and void generation. It is. This double tube nozzle has a polymer (polycyano aryl ether) flow path and a gas (gas) flow path, and the gas flow path is provided at a more central portion in a cross section than the polymer flow path. . In this way, by forming a double pipe, voids gather at the center due to the effect of the wake of the inner pipe, forming a cavity and absorbing the stress of deformation, which is effective in preventing cross-sectional deformation and void generation it is conceivable that. In addition, even if gas is not blown into the inner tube, that is, even if the annular nozzle is used, the incorporation of voids can be prevented, but if gas is blown into the inner tube, the cavity becomes large and a tubular monofilament can be obtained. At this time, as the blowing gas,
An inert gas or air can be used, but an inert gas such as nitrogen is preferably used from the viewpoint of preventing deterioration of the polycyanoaryl ether. And it is effective if the temperature of the gas is set close to the spinning temperature of the polycyano aryl ether to be used.
【0033】次に、本発明においては、前記のノズルを
用いてポリシアノアリールエーテルを溶融紡糸し、モノ
フィラメントを製造するにあたって、溶融紡糸条件のう
ち紡糸温度をポリシアノアリールエーテルの融点(T
m)〜「Tm+50℃」(融点より50℃高い温度)、
好ましくは、Tm〜「Tm+40℃」の範囲とするもの
である。この紡糸温度がTm未満では、紡糸する際のポ
リマーの粘度が高くなり、圧損が大きくなる。また、モ
ノフィラメントが凝集破断し易く、曳糸が困難となる。
一方、紡糸温度が「Tm+50℃」を超えると、ポリシ
アノアリールエーテルの熱分解やゲル化が生じ、糸切れ
の原因となり、長時間安定して紡糸することができなく
なる。また、毛管破断を生じ、曳糸ができない場合があ
り好ましくない。ここで、紡糸温度をポリシアノアリー
ルエーテルのTm〜「Tm+50℃」に調整して紡糸す
るには、ノズルに加熱装置を取付けて温度制御しながら
紡糸すればよい。勿論、ノズルに加熱装置を取付けなく
ても、モノフィラメントは得られるが、この場合、ノズ
ル以外の温度を高温にする必要があり、ポリマーの熱劣
化を惹起する恐れがある。このため、長時間安定して成
形することができなくなる場合がある。さらに、ノズル
の精密温度制御ができず、得られるモノフィラメントの
径の不均一などの原因となる。Next, in the present invention, when the polycyanoaryl ether is melt-spun using the above nozzle to produce a monofilament, the spinning temperature of the melt-spinning conditions is adjusted to the melting point (T.sub.T) of the polycyanoarylether.
m) to “Tm + 50 ° C.” (temperature higher than melting point by 50 ° C.),
Preferably, it is in the range of Tm to “Tm + 40 ° C.”. If the spinning temperature is lower than Tm, the viscosity of the polymer at the time of spinning increases, and the pressure loss increases. In addition, the monofilaments are liable to undergo cohesive breakage, which makes it difficult to spin.
On the other hand, when the spinning temperature exceeds “Tm + 50 ° C.”, thermal decomposition and gelation of the polycyanoaryl ether occur, causing yarn breakage, and making it impossible to stably spin for a long time. In addition, capillary breakage occurs, and it may not be possible to draw the string, which is not preferable. Here, in order to carry out spinning by adjusting the spinning temperature to Tm of the polycyanoaryl ether to “Tm + 50 ° C.”, it is only necessary to attach a heating device to the nozzle and spin while controlling the temperature. Needless to say, a monofilament can be obtained without attaching a heating device to the nozzle, but in this case, it is necessary to raise the temperature of the portion other than the nozzle, which may cause thermal degradation of the polymer. For this reason, it may not be possible to stably mold for a long time. Further, precise temperature control of the nozzle cannot be performed, which causes a non-uniform diameter of the obtained monofilament.
【0034】前記の温度範囲で溶融紡糸された後、延伸
処理の前に冷却媒体による浸漬処理を行う。モノフィラ
メントは、浸漬処理における紡糸温度が、特定の値にな
るように冷却される。また、モノフィラメントの表面温
度,冷却媒体の温度及びそれらの温度差が重要になって
くる。すなわち、浸漬処理における紡糸温度は、「ガラ
ス転移温度(Tg)+20℃」〜Tmが適している。こ
の浸漬処理における紡糸温度が「Tg+20℃」未満で
は、急速冷却の効果が現れず、しかも冷却されるまでに
結晶が生じて、後工程の均一な延伸ができなくなるばか
りでなく、結節強度が低下する。また、Tmを超える
と、フィラメント製造時に糸切れを発生したり、糸断面
の大きな変形やボイドの巻き込みが観察されるようにな
り好ましくない。一方、冷却媒体の温度は、逆にTg以
下で冷却するのが望ましい。Tgを超えると、急速冷却
の効果が現れず、結節強度の向上が見られない。この冷
却温度は低い方が好ましいが、冷却装置を必要とする等
の面から0℃以上が好ましい。そして、浸漬処理におけ
る紡糸後のモノフィラメントの表面温度と冷却媒体の温
度との温度差は、150〜300℃、好ましくは、16
0〜280℃である。この温度差が150℃未満では、
冷却媒体に浸漬する前に空冷する工程が必要になってく
る。あるいは冷却媒体を高温にしなければならず、結晶
化が進行したりして結節強度の向上に悪影響を及ぼし好
ましくない。また、温度差が300℃を超えると、熱歪
みによりモノフィラメントの断面の変形あるいはボイド
混入を引起し好ましくない。 このような温度差を得る
のに用いられる冷却媒体としては、特に限定はないが、
伝熱係数の面から、液体にすることが望ましい。0〜9
0℃の低温領域では、水が最も取扱い易く適している。
一方、90℃〜Tgの高温側では、例えば、エチレング
リコール等が適している。After being melt-spun in the above temperature range, it is drawn.
Before the treatment, a dipping treatment with a cooling medium is performed. The monofilament is cooled so that the spinning temperature in the immersion treatment becomes a specific value . In addition , the surface temperature of the monofilament, the temperature of the cooling medium, and the temperature difference therebetween become important. That is, the spinning temperature in the immersion treatment is suitably from “glass transition temperature (Tg) + 20 ° C.” to Tm. If the spinning temperature in this immersion treatment is lower than “Tg + 20 ° C.”, the effect of rapid cooling does not appear, and crystals are generated before cooling, so that uniform stretching in the subsequent step cannot be performed, and the knot strength decreases. I do. On the other hand, if it exceeds Tm, yarn breakage will occur during the production of the filament, and large deformation of the yarn cross section and entrainment of voids will be observed, which is not preferable. On the other hand, the temperature of the cooling medium is desirably cooled below Tg. If it exceeds Tg, the effect of rapid cooling does not appear, and no improvement in nodule strength is observed. Although the cooling temperature is preferably low, it is preferably 0 ° C. or higher from the viewpoint that a cooling device is required. And in the immersion process
The temperature difference between the surface temperature of the monofilament after spinning and the temperature of the cooling medium is 150 to 300 ° C., preferably 16 to 300 ° C.
0-280 ° C. If this temperature difference is less than 150 ° C,
An air cooling step is required before immersion in the cooling medium. Alternatively, the cooling medium must be heated to a high temperature, and crystallization proceeds, which adversely affects the improvement of the knot strength, which is not preferable. On the other hand, if the temperature difference exceeds 300 ° C., the deformation of the cross section of the monofilament or the inclusion of voids is caused by thermal strain, which is not preferable. The cooling medium used to obtain such a temperature difference is not particularly limited,
It is desirable to use a liquid in terms of the heat transfer coefficient. 0-9
In the low temperature region of 0 ° C., water is most easily handled and suitable.
On the other hand, on the high temperature side of 90 ° C. to Tg, for example, ethylene glycol is suitable.
【0035】前記温度条件及び冷却条件で溶融紡糸して
得られるモノフィラメントは、次いで、延伸処理するこ
とによって目的のモノフィラメントが得られる。ここ
で、延伸処理条件のうち、延伸温度は、通常、Tg〜
「Tm−20℃」の範囲で処理するのが望ましい。この
延伸温度として、Tg以下の冷延伸も可能であるが、延
伸倍率制御や延伸時の白化防止の点から、Tg以上が望
ましい。高温側は、Tm近傍になると延伸中に溶融破断
したり、延伸応力が負荷されなくなり、延伸の効果がな
くなるので、「Tm−20℃」以下にするのが好まし
い。より好ましくは「Tg+10℃」〜「Tm−40
℃」である。そして、延伸倍率は、通常、2〜7倍、好
ましくは3〜6倍で、延伸されたモノフィラメントの引
っ張り試験時の伸度が40〜5%になるようにするのが
望ましい。延伸倍率が小さ過ぎると、結節時の強度は大
きくなるが、引張り強度が低下し実用に供することがで
きなくなる。これに反し、延伸倍率が大きくなり過ぎる
と、延伸時にモノフィラメントの破断が発生するだけで
なく、延伸されたモノフィラメントの伸度が小さくな
り、一旦増大した結節強度が低下することがある。延伸
処理は、上記処理条件で1段階で行ってもよく、2段以
上の複数回にわたって処理してもよい。経済的には、通
常、1あるいは2段階処理が好ましい。さらに、延伸
後、必要であれば180〜300℃で処理(アニール)
してもよい。上記のようにして得られるポリシアノアリ
ールエーテルモノフィラメントは、引張強度が4(g/
d)以上,結節強度が2(g/d)以上と、機械的強度
や結節強度の優れたもので、複合材料あるいは産業資材
に有効に利用することができる。The monofilament obtained by melt-spinning under the above-mentioned temperature and cooling conditions is then subjected to a drawing treatment to obtain a desired monofilament. Here, among the stretching treatment conditions, the stretching temperature is usually from Tg to
It is desirable to process in the range of “Tm−20 ° C.”. As the stretching temperature, cold stretching below Tg is possible, but Tg or more is desirable from the viewpoint of controlling the stretching ratio and preventing whitening during stretching. On the high-temperature side, when the temperature is close to Tm, the material is melt-ruptured during stretching or stretch stress is not applied, and the effect of stretching is lost. Therefore, the temperature is preferably "Tm-20C" or less. More preferably, “Tg + 10 ° C.” to “Tm-40”
° C ”. The stretching ratio is usually 2 to 7 times, preferably 3 to 6 times, and the elongation of the stretched monofilament in a tensile test is desirably 40 to 5%. If the stretching ratio is too small, the strength at the time of knotting is increased, but the tensile strength is reduced, and it cannot be put to practical use. On the other hand, when the stretching ratio is too large, not only breakage of the monofilament occurs at the time of stretching, but also the elongation of the stretched monofilament becomes small, and the once increased knot strength may decrease. The stretching treatment may be performed in one stage under the above treatment conditions, or may be performed in two or more stages a plurality of times. Economically, one- or two-stage treatment is usually preferred. Further, after stretching, if necessary, treatment at 180 to 300 ° C. (annealing)
May be. The polycyano aryl ether monofilament obtained as described above has a tensile strength of 4 (g / g).
d) or more, the knot strength is 2 (g / d) or more, which is excellent in mechanical strength and knot strength, and can be effectively used for composite materials or industrial materials.
【0036】[0036]
【実施例】更に、本発明を実施例及び比較例により、詳
しく説明する。 実施例1 使用したポリシアノアリールエーテルは、式EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. Example 1 The polycyano aryl ether used has the formula
【0037】[0037]
【化15】 Embedded image
【0038】で表される繰返し単位を有する化合物であ
り、還元粘度〔ηsp/c〕=1.0デシリットル/g,T
g=145℃及びTm=340℃のものである。上記ポ
リシアノアリールエーテルを3mmφのノズルを具備し
た押出機を用い、溶融温度360℃で溶融紡糸し、1.2
mmφのモノフィラメントを得た。モノフィラメント
は、ノズルより2m離れた室温25℃のところで巻き取
った。なお、ノズルより75cmのところで65℃の温
水を入れた水槽で冷却した。冷却水槽直前のモノフィラ
メントの表面温度は253℃であった。なお、モノフィ
ラメントの表面温度は、アンリツ(株)製の接触型温度
計を用いて測定した。次いで、上記モノフィラメントを
200℃で、延伸倍率5.1倍で延伸して、530μmの
モノフィラメントを得た。そして、一部のモノフィラメ
ントは、240℃でアニールした。得られたモノフィラ
メントについては、引張り強度(g/d),伸度(%)
及び結節強度(g/d)を測定した。その結果を第1表
に示す。A compound having a repeating unit represented by the formula: reduced viscosity [η sp /c]=1.0 deciliter / g, T
g = 145 ° C. and Tm = 340 ° C. The above polycyano aryl ether was melt-spun at a melting temperature of 360 ° C. using an extruder equipped with a nozzle of 3 mmφ, and 1.2
A monofilament of mmφ was obtained. The monofilament was wound at a room temperature of 25 ° C. 2 m away from the nozzle. It was cooled in a water tank containing hot water at 65 ° C. at a position 75 cm from the nozzle. The surface temperature of the monofilament immediately before the cooling water tank was 253 ° C. In addition, the surface temperature of the monofilament was measured using a contact type thermometer manufactured by Anritsu Corporation. Next, the monofilament was drawn at 200 ° C. at a draw ratio of 5.1 times to obtain a 530 μm monofilament. Some of the monofilaments were annealed at 240 ° C. About the obtained monofilament, tensile strength (g / d), elongation (%)
And knot strength (g / d) were measured. Table 1 shows the results.
【0039】比較例1 実施例1と同じポリシアノアリールエーテルを用い、実
施例1と同様に溶融紡糸し、1.2mmφのモノフィラメ
ントを得た。モノフィラメントは、室温25℃で巻き取
った。巻き取った時点でのモノフィラメントの表面温度
は110℃であった。次いで、上記モノフィラメント
は、200℃で、延伸倍率4.8倍で延伸して、540μ
mのモノフィラメントを得た。そして、一部のモノフィ
ラメントは、240℃でアニールした。得られたモノフ
ィラメントについては、引張り強度,伸度及び結節強度
を測定した。その結果を第1表に示す。Comparative Example 1 The same polycyano aryl ether as in Example 1 was melt-spun in the same manner as in Example 1 to obtain a monofilament of 1.2 mmφ. The monofilament was wound at room temperature 25 ° C. The surface temperature of the monofilament at the time of winding was 110 ° C. Next, the monofilament was stretched at 200 ° C. at a stretching ratio of 4.8 times to
m monofilaments were obtained. Some of the monofilaments were annealed at 240 ° C. About the obtained monofilament, tensile strength, elongation, and knot strength were measured. Table 1 shows the results.
【0040】[0040]
【表1】 [Table 1]
【0041】実施例2−1〜4及び比較例2−1〜2 使用したポリシアノアリールエーテルは、還元粘度〔η
sp/c〕=1.2デシリットル/g,Tg=146℃及び
Tm=340℃のものである。上記ポリシアノアリール
エーテルを図1に示す2重管ノズル(外管内径3mm
φ,内管外径1.2mmφ)を具備した押出機を用い、溶
融温度363℃で溶融紡糸した。フィラメント引取速度
(110m/分)は一定にし、2重管ノズルの内管に窒
素ガスを吹き込みながら、中実モノフィラメントとして
換算糸径が791μmと同じものが得られるようにし
て、第2表に示す条件で溶融紡糸した。なお、冷却に
は、45℃の水を用い、冷却位置はノズルからの距離を
示す。次いで、得られたモノフィラメントは、220℃
で、延伸倍率4.1倍で延伸した。得られたモノフィラメ
ントについては、引張り強度,伸度及び結節強度を測定
した。その結果を第3表に示す。Examples 2-1 to 4 and Comparative Examples 2-1 to 2 The polycyanoaryl ether used had a reduced viscosity [η
sp / c] = 1.2 deciliters / g, Tg = 146 ° C. and Tm = 340 ° C. The above polycyano aryl ether was mixed with a double-tube nozzle shown in FIG.
The melt spinning was performed at a melting temperature of 363 ° C. using an extruder equipped with an inner diameter of 1.2 mmφ. The filament take-off speed (110 m / min) was kept constant, and nitrogen gas was blown into the inner tube of the double tube nozzle so that the same monofilament having a reduced yarn diameter of 791 μm was obtained as shown in Table 2. Melt spinning was performed under the conditions. Note that 45 ° C. water is used for cooling, and the cooling position indicates the distance from the nozzle. Next, the obtained monofilament was heated at 220 ° C.
And stretched at a stretch ratio of 4.1 times. About the obtained monofilament, tensile strength, elongation, and knot strength were measured. Table 3 shows the results.
【0042】[0042]
【表2】 [Table 2]
【0043】[0043]
【表3】 [Table 3]
【0044】実施例3及び比較例3 実施例2と同じポリシアノアリールエーテルを用い、3
mmφのノズルを具備した押出機を用い、冷却法も同様
にして、第4表に示す条件で溶融紡糸し、45℃の水に
紡出モノフィラメントを浸漬後、巻き取った。次いで、
モノフィラメントを220℃で、延伸倍率3.9倍で延伸
した。得られたモノフィラメントについては、引張り強
度,伸度及び結節強度を測定した。その結果を第5表に
示す。Example 3 and Comparative Example 3 Using the same polycyano aryl ether as in Example 2,
Using an extruder equipped with a nozzle having a diameter of mmφ, the melt spinning was performed in the same manner as in the cooling method under the conditions shown in Table 4, and the spun monofilament was immersed in water at 45 ° C. and wound up. Then
The monofilament was drawn at 220 ° C. at a draw ratio of 3.9. About the obtained monofilament, tensile strength, elongation, and knot strength were measured. Table 5 shows the results.
【0045】[0045]
【表4】 [Table 4]
【0046】[0046]
【表5】 [Table 5]
【0047】実施例4及び比較例4 実施例2と同じポリシアノアリールエーテルを用い、2.
0mmφのノズルを具備した押出機を用い、第6表に示
す条件で溶融紡糸し、モノフィラメントを巻き取った。
冷却媒体としてエチレングリコールを用い、また、冷却
位置は、いずれもノズルから75cmである。次いで、
得られたモノフィラメントは、280℃で、延伸倍率4.
1倍で延伸した。得られたモノフィラメントについて
は、引張り強度,伸度及び結節強度を測定した。その結
果を第7表に示す。Example 4 and Comparative Example 4 Using the same polycyano aryl ether as in Example 2,
Using an extruder equipped with a 0 mmφ nozzle, melt spinning was performed under the conditions shown in Table 6 to wind up a monofilament.
Ethylene glycol was used as a cooling medium, and the cooling position was 75 cm from the nozzle. Then
The obtained monofilament was stretched at 280 ° C. at a draw ratio of 4.
The film was stretched by a factor of one. About the obtained monofilament, tensile strength, elongation, and knot strength were measured. Table 7 shows the results.
【0048】[0048]
【表6】 [Table 6]
【0049】[0049]
【表7】 [Table 7]
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、機械的特
性,耐熱性,耐薬品性及び結節強度に優れたモノフィラ
メントを得ることができる。したがって、本発明によっ
て得られるモノフィラメントは、複合材料として、繊維
強化材料,形状が複雑な成形品用に、また、産業資材と
しては、耐熱製フィルター,耐熱製衣料,耐熱製織物
(例えば、ベルトコンベアなど),ブラシあるいは釣糸
等に有効に利用することができる。According to the production method of the present invention, a monofilament excellent in mechanical properties, heat resistance, chemical resistance and knot strength can be obtained. Therefore, the monofilament obtained according to the present invention is used as a composite material for a fiber-reinforced material or a molded article having a complicated shape, and as an industrial material, a heat-resistant filter, a heat-resistant garment, a heat-resistant woven fabric (for example, a belt conveyor). Etc.), a brush or a fishing line can be effectively used.
【図1】 実施例2で用いた2重管ノズルの縦方向切断
端面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional end view of a double tube nozzle used in Example 2.
【図2】 実施例2で用いた2重管ノズルの横断面図で
ある。FIG. 2 is a cross-sectional view of a double tube nozzle used in Example 2.
P:ポリマー G:不活性ガス Di:2重管ノズルの内管外径(1.2mmφ) Do:2重管ノズルの外管内径(3mmφ) 1:ポリマー流路 2:ガス流路 P: Polymer G: Inert gas Di: Inner tube outer diameter of double tube nozzle (1.2 mmφ) Do: Outer tube inner diameter of double tube nozzle (3 mmφ) 1: Polymer channel 2: Gas channel
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−174419(JP,A) 特開 昭61−231219(JP,A) 特開 昭63−28914(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 6/66 D01D 5/088 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-174419 (JP, A) JP-A-61-231219 (JP, A) JP-A-63-28914 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) D01F 6/66 D01D 5/088
Claims (1)
し、式 【化2】 で表される二価の基を示す。〕で表されるで繰り返し単
位を有し、かつ、p−クロロフェノールを溶媒とする0.
2g/デシリットル濃度溶液の60℃における還元粘度
〔ηsp/c〕が0.5〜3.0デシリットル/gであるポリ
シアノアリールエーテルを溶融紡糸、延伸してモノフィ
ラメントを製造するにあたり、延伸処理の前に冷却媒体
による浸漬処理を行い、浸漬処理における紡糸温度をポ
リシアノアリールエーテルの融点(Tm)〜「Tm+5
0℃」とし、浸漬処理における紡糸後のモノフィラメン
トを、その表面温度と冷却媒体温度との温度差が150
〜300℃となるように冷却することを特徴とするポリ
シアノアリールエーテルモノフィラメントの製造方法。1. A compound of the general formula (I) [Wherein, Ar has 6 to 20 carbon atoms, has an aromatic ring in the main chain, and has the formula: And a divalent group represented by And a repeating unit represented by the formula (1), and p-chlorophenol is used as a solvent.
In producing a monofilament by melt-spinning and drawing a polycyanoaryl ether having a reduced viscosity [η sp / c] of 0.5 g / d of 3.0 d / g of a 2 g / dL solution at 60 ° C./g , Before cooling medium
And the spinning temperature in the immersion treatment is set to the melting point (Tm) of the polycyano aryl ether to “Tm + 5”.
And 0 ℃ ", the temperature difference between the monofilament after spinning, and its surface temperature cooling medium temperature in the immersion treatment is 150
A method for producing a polycyano aryl ether monofilament, which is cooled to a temperature of about 300 ° C.
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JP30366593A JP3196460B2 (en) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | Method for producing polycyano aryl ether monofilament |
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JPH07157917A JPH07157917A (en) | 1995-06-20 |
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