JPH0253909A

JPH0253909A - 立体規則性ポリスチレンの高強度繊維

Info

Publication number: JPH0253909A
Application number: JP1186216A
Authority: JP
Inventors: David R Pederson; デビッド・アール・ペーダーセン; Peter E Pierini; ピーター・イー・ペリーニ; Henry N Beck; ヘンリー・ネルソン・ベック; Mark J Semer; マーク・ジェイ・セマー
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1990-02-22
Also published as: FI893527A; AU3880189A; EP0351707A3; EP0351707A2; FI893527A0; AU620895B2; KR910003172A; CA1335030C

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］本発明は立体規則性ポリスチレン、特にアイソタクチッ
ク及びシンジオタクチックポリスチレンの繊維に関する
。本発明はさらに、該繊維の製造方法に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題］様々な
産業において、構造材料として使用されている金属をプ
ラスチック材料に置換えようという動きがある。ブラス
ヂ、り材料は、それらが多くの場合軽量であり、磁気又
は電気的信号を阻止せず、殆どの場合金属よりも安価で
あるという利点を有している。プラスデック材料の−っ
の大きな欠点は、多くの金属よりもかなり強度が弱いと
いう点である。意図された用途に耐え得るに充分な強度
を有するプラスチック構造製品及び部品を提供するため
に、通常、高分子又はプラスチックマトリンクスと、プ
ラスチック又は重合体マトリックス中に加えた高強度繊
維からなる複合材料を使用することにより、高強度をイ
」与している。そのような高強度繊維を使用した複合材
料の例としては、バーペル等（ｌｌａｒｐｅｌｌ　ｅｔ
　ａｌ、）の米国特許筒４，４５７，９８５号及びバー
ペル等（Ｉｌａｒｐｅｌｌ　ｅｔ　ａｌ、）の米国特許
筒４．４０３，０１２号が挙げられる。

最近発行された一連の特許はポリエチレン、ポリプロピ
レン又はポリエチレンとポリプロピレンの共重合体から
なる高強度繊維に関するものである。かかる繊維は高強
度複合体に有用であると記載されている（バーペル等（
Ｉｌａｒｐｅｌｌ　ｅｔ　ａｌ、）の米国特許筒４，５
６３，３９２号、カベッシュ等（Ｋａｖｅｓｈｅｔ　ａ
ｔ、）の米国特許筒４．５５１．２９６号、バーペル等
（Ｉｌａｒｐｅｌｌ　ｅｔ　ａｔ、）の米国特許筒４，
５４３，２８６号、力ヘラシュ等（Ｋａｖｅｓｈ　ｅｔ
　ａｌ、）の米国特許筒４．５３６，５３６号、力ヘラ
シュ等（Ｋａｖｅｓｈ　ｅＬ　ａｌ、）の米国特許筒４
．４１３，１．１０号、バーペル等（）ｌａｒｐｅｌｌ
ｅｔ　ａｌ、）の米国特許筒４，４５５，２７３号及び
力ヘラシュ等（Ｋａｖｅｓｈ　ｅｔ　ａｌ、）の米国特
許筒４，３５６，１３８号参照〕。複合体用繊維を製造
するために使用される他の高分子としては、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、及び
ポリ（パラフエニレンヘンゾビスヂアゾール）が挙げら
れる。

ポリエチレン及びポリプロピレン繊維は、優れた弾性率
及び引張特性を示すが、熱変形温度が比較的低く、且つ
、耐溶剤性も悪い。ポリフェニレンザルファイド、ポリ
エーテルエーテルケトン及びポリ（バラフェニレンヘン
ゾビスチアゾール）は優れた熱変形温度及び耐溶剤性を
示すが、加工が困難であり、また非常に高価である。

繊維に要求されていることは、良好な耐溶剤性及び熱変
形温度を示し、加工可能であり、かつ妥当な価格の材料
から製造可能な複合材料に有用なことである。そのよう
な繊維に更に要求されていることは高い強度を存するこ
とである。

〔課題を解決するための手段］本発明はシンジオタクチックポリスチレン又はシンジオ
タクチックポリスチレンとアイソタクチックポリスチレ
ンの混合物からなる結晶性繊維である。好ましくは、該
繊維が一軸配向されており、引張強度が１０，０００　
ｐｓｉ以上であり、弾性率が１．０００，０００　ｐｓ
＋であるアイソタクチックポリスチレン及びシンジオタ
クチックポリスチレンの高強度繊維である。

本発明の他の態様は、シンジオタクチックポリスチレン
又はシンジオタクチックポリスチレンとアイソタクチッ
クポリスチレンの混合物からなる繊維の製造方法であっ
て、（八）ジンジオタクチ・ンクボリスチレン又はシンジオ
タクチックポリスチレンとアイソタクチックポリスチレ
ンの混合物を、押出すに充分な粘度の均一溶液を形成す
るような条件下、高温にてポリスチレン用溶媒と接触セ
しめ、（Ｂ）得られた？容ン夜を高温においてオリフィスから
押出して繊維を形成し、（Ｃ）該繊維を、繊維が固化するような条件下の一又は
それ以上の帯域を通過せしめて急冷し、（Ｄ）該繊維か
らポリスチレン用溶媒を除去し、次いで、（Ｅ）常温まで該繊維を冷却することを特徴とするもの
である。

高強度繊維を製造するに望ましい態様としては、上記（
Ａ）〜（Ｅ）の工程を経て得られた繊維をさらに以下の
工程（Ｆ）及び（Ｇ）に導く。

（ｐ）　該繊維をポリスチレンのガラス転移温度以」二
の温度に加熱する工程。

（Ｇ）該繊維を再延伸して伸長させると共に結晶性を最
大にし、かつ繊維におりるポリスチレンに一軸配向を付
与する工程。

本発明の繊維は、耐溶剤性及び耐熱変形温度にずくれ、
比較的安価に処理及び製造することができる。また、こ
の繊維の製造に用いる原料も比較的安価に調製すること
ができる。

本発明の繊維は、シンジオタクチックポリスチレン又は
シンジオタクチックポリスチレンとアイソタクチックポ
リスチレンの混合物から製造される。シンジオタクチッ
クポリスチレンは、フェニル基がイ」加している主鎖に
対してフェニル基が主鎖に交互になるように結合してい
るポリスチレンである。換言すれば、それぞれ隣接する
フェニル基が主鎖に対して反対の側にあるものである。

アイソタクチックポリスチレンは全てのフェニル環が主
鎖の同じ側にあるものである。ここで、通常のポリスチ
レンはアククチツクを指すものであり、その意味は、立
体規則性を有さす、スチレンのフェニル基の位置が、主
鎖のそれぞれの側に対して任意、不規則なものであり、
従って、パターンを有さないものである。

本発明の繊維は、−軸配向を受けて繊維の引張強度及び
弾性率が改良されている。該繊維は好ましくは１０，０
００　ｐｓｉ以」二、更に好ましくは２０，０００ｐｓ
ｉ以上、最も好ましくは３０，０００　ｐｓｉ以」二の
引張強度を有するものである。本発明の繊維は、好まし
くは１，０００，０００　ｐｓｉ以上、更に好ましくは
２．５００，０００　ｐｓｉ以上、最も好ましくは５，
０００，０００ｐｓｉ以上の弾性率を有するものである
。また本発明の繊維は、所望の如何なる大きさ、形状又
は長さに押出すことが出来る。本発明の繊維は、好まし
くは１５０℃以上、より好ましくは１７０℃以上、最も
好ましくは１９０℃以上の熱変形温度を有するものであ
る。本発明の繊維は、好ましくは２００℃以上、より好
ましくは２２０℃以上、最も好ましくは２４０℃以上の
結晶融点を有するものである。

のである。

アイソタクチック及びシジオククチックボリスチレンは
、当業者に公知の様々な方法で製造することができる。

アイソタクチックポリスチレンの製造のための工程とし
ては、ナンタ等（Ｎａｔｔａ　ｅｔａｌ）のマクロモレ
キュラー・ケミストリー、第２８巻、２５３頁（１’１
５８年）（ＭａｋｒｏｍｏｌｙＣｈｅｍ、、　Ｖｏｌ、
　２８ｐ、２５３（１９５８））に記載の方法をあげる
ことができる。

シジオタクチックボリスチレンの製造のための工程とし
ては、特開昭６２−１０４８１８号公報及び石原らのマ
クロモレキュールズ、第１９巻、第９号、第２４６４頁
（１，９８６年）（Ｉｓｈｉｈａｒａ、　Ｍａｃｒｏｍ
ｏｌｅｃｕｌｅｓ＋１９　（９）、　２４６４　（１９
８６））等に記載されている方法によればよい。

本発明の繊維は、溶液紡糸法又は熔融紡糸法によって製
造される。溶液紡糸法においては、ポリスチレンを、高
温下において、ポリスチレン用溶剤と接触させる。溶液
中でのポリスチレンの重量％は、重合体を押出しするの
に充分な粘度とする。

粘度が低過ぎると、押出機から出てくる繊維が物理的結
着性を有しておらず、一方、粘度が高過ぎると押出しす
ることができない。該溶液の粘度の上限は、押出時の純
速度で１，０００．０００ボイズが好ましく、更に好ま
しくば５００，０００ボイズであり、最も好ましくは５
，０００，０００ボイズである。

該溶液の粘度の下限は、押出時の純速度で１００ポイズ
が好ましく、更に好ましくは１　、０００ボイズであり
、最も好ましくば１０，０００ボイズである。

ポリスチレンの分子量は、適度な結着性を有する繊維を
形成するに充分なものとする。分子量（Ｍ　ｎ　）の好
ましい」二限は４，０００，０００　テあり、１．００
０，０００がより好ましい。分子量（Ｍｎ）の好ましい
下限は２００．０００であり、４００．０００がより好
ましい。押出しされる混合物又は溶液は、４０重量％ま
でのポリスチレンを含有することが好ましく、より好ま
しくは３〜３０重世％のポリスチレンを含有し、最も好
ましくは５〜１５重量％のポリスチレンを含有する。種
々の溶剤に溶解されるポリスチレンの量は分子量によっ
て異なるが、ポリスチレンの分子量が上昇するに従い、
溶液中に含有されるポリスチレンの重量％を低下しても
よい。

月料を接触させる温度は、該溶液を押出しするに充分な
粘度を有し、かつポリスチレンが分解しないような温度
である。その上限温度は、ポリスチレンの分解温度か、
溶剤の沸点であり、下限温度は、混合物が単相液体であ
る温度である。２５０℃を超えるとポリスチレンが分解
する。混合工程における一Ｊ−眼温度は２７５℃が好ま
しく、更に好ましくは１６０℃である。混合工程の下限
温度は、好ましくは１００“Ｃであり、更に好ましくは
１４０゛Ｃである。

木質的なことではないが、溶剤中の重合体の熱溶液がゼ
ラチン状になることが好ましく、より好ましくは、それ
を低温に冷却した場合に固いゲルになることである。シ
ンジオタクチックポリスチレンの溶液ば、それらを低温
に冷却した場合に、通常、容易にゲルを形成し、アイソ
タクチックポリスチレンの溶液も又そのような状態にし
た場合に同様にゲルを形成するものである。シンジオタ
クチック及びアイソタクチックの両方の重合体を含有す
る溶液からゲルを形成する能力は、それぞれの重合体の
適当な配合比を選択するごとにより、並びに適当な溶剤
を選択することにより、を利に制御することが可能であ
る。繊維をシンジオタクチックポリスチレン及びアイソ
タクチックポリスチレンの両者から製造する場合には、
混合物中のシンジオタクチックポリスチレンのアイソタ
クチックポリスチレンに対する比は、繊維に構造的な粘
着性を付与する限り如何なるものでもよいが、好ましく
は、０．１〜２０であり、より好ましくは１〜３であり
、最も好ましくは０．７５〜１．２５である。

本発明に有用な溶剤としては、押出し温度において液体
であり、充分な量の重合体を溶解し、押出しをするに充
分な粘度の溶液を与えるものである。好ましい溶剤とし
ては、式〔式中、Ｒ’　はアルキル基、水素、シクロアルキル基
、ハロゲン又はニトロ基を示し、Ｒ２はアルキル基を示
し、Ｒ３ばアリール基９アルキル基、カルボキシアリー
ル基又はアルコキシ基を示す。また、ａは１〜３の整数
であり、ｂはＯ〜３の整数であり、Ｃは１〜２の整数で
ある。〕で表わされる置換ヘンゼンをあげることができ
る。

他の好ましい溶剤としては、アルキル基、シクロアルキ
ル基、アリール基又はアルキル基で置換されたピロリジ
ノン、シクロナフタレン、水素化及び部分水素化ナフタ
レン、アリール置換フェノール、式［式中、Ｒ４はアルキル基２　シクロアルキル基又はア
リール基を示す。］で表わされるエーテル、ジフェニルスルホン、ヘンシル
アルコール、カブロラタクム、総炭素原子７〜１２個を
含むアルキル脂肪族エステル、アルキルアリール置換ホ
ルムアミド、ジシクロヘキシル、ターフェニル、部分水
素化ターフェニル及びターフェニルとクラオーターフェ
ニルとの混合物が挙げられる。

好ましい置換ベンゼン溶剤として、０−ジクロロヘンゼ
ン；　１，２．１−ＭＪクロロヘンゼン；１　２　４−
１−リクロロヘンゼン；キシレン；ニトロベンゼン；ア
セトフェノン；安息香酸メチル；安息香酸エチル；フタ
ル酸ジフェニル；ヘンシル；サリチル酸メチル；ヘンシ
フエノン；シクロへキシルヘンゼン；ｎ−プチルヘンゼ
ン：ｎ−プロビルヘンゼン；フェノール及びフタル酸ジ
メチルが挙げられる。好ましいエーテルとしては、フェ
ネトール（フェニルエチルエーテル）、ジフェニルエー
テル及びアニソールが挙げられる。好ましいピロリジノ
ン溶剤としては、１−ヘンシルピロリジノン；１−シク
ロへキシルピロリジノン；１エチルピロリジノン；１−
メチルピロリジノン及び１〜フエニルピロリジノンが挙
げられる。より好ましいピロリジノン溶剤としては、ア
ルキル及びシクロアルキル置換ピロリジノンが挙げられ
る。

更に好ましいピロリジノン溶剤としては、１−シクロヘ
キシルピロリジノン；１−エチルピロリジノン及び１−
メチルピロリジノンが挙げられる。

好ましいエーテル溶剤としては、アニソール及びジフェ
ニルエーテルが挙げられる。好ましい水素化ナフタレン
溶剤としては、デカヒドロナフタレン（デカリン）及び
テトラヒドロナフタレン（テトラリン）が挙げられる。

ターフェニル及び部分水素化ターフェニルとしては、好
ましくは、モンザント社からザーミノール６６　（（Ｔ
ｈｅｒｍｉｎｏｌ　６６　）の商品名で市販されている
ものが挙げられ、ターフェニルとクォーターフェニルと
の混合物としては、モンサント社からサーミノール７５
　（Ｔｈｅｒｍｉｎｏ１７５）の商品名で市販されてい
るものが挙げられ、ターフェニル混合物としては、モン
サンド社からサントワックスＲ（Ｓａｎｔｏｗａｘ　Ｒ
）の商品名で市販されているものが挙げられる。

より好ましい脂肪族エステルとしては、総炭素原子１０
〜１４を有するメチル脂肪族エステルが挙げられ、ラウ
リン酸メチルが最も好ましい。

より好ましい溶剤としては、１．２３−）リクロロヘン
ゼン；１　２，１−トリクロロベンゼン；１−エチル−
２−ピロリジノン；１−メチルビロリジノン；１−シク
ロへキシル−２−ピロリジノン；アセトフェノン；アニ
ソール；ベンジル；ヘンシフエノン；ヘンシルアルコー
ル；カプロラクタム；デカヒドロナフタレン；テトラヒ
ドロナフタレン；ジフェニルエーテル；安息香酸エチル
；サリチル酸メチル；オルトジクロロヘンゼン；混合ク
ーフェニル及び部分水素化ターフェニルが挙げられる。

更に好ましい溶剤としては、１，２゜３−トリクロロベ
ンゼン；１−エチル−２−ピロリジノン；アニソール；
テトラヒドロナフタレン及びオルトジクロロベンゼンが
挙げられる。最も好ましい溶剤は、オルトジクロロベン
ゼンである。

−変温合物を調製した場合、それは、所望の形状の金型
、通常は円形グイ（サーキュラ−ダイ）を通して押出し
て繊維状とする。押出しは高温において行われ、その温
度の上限は、溶剤の沸点又はポリスチレンの分解温度よ
りも低いものである。

温度の下限は、混合物が単相の均一な溶液であり、且つ
、押出可能な最低の温度である。温度の好ましい上限は
、２５０℃であり、最も好ましくは１６０℃である。温
度の好ましい下限は、１００゛Ｃであり、最も好ましく
は１４０℃である。原料を押出するのに使用される温度
は、重合体濃度及びポリスチレンの分子量に依存するが
、重合体の濃度が高くなると、繊維を押出すのに必要な
温度も高くなる。

押出機からの繊維は、一又はそれ以上の急冷帯域を通過
する。そのような急冷帯域は、気体状の急冷帯域でも液
体状の急冷帯域でも或いはそれらの組合わせでもよい。

急冷帯域において、繊維は冷却され、固化され、そして
延伸される。気体状急冷帯域において、繊維は気体状急
冷帯域を通過するが、その帯域は温度が０〜１００℃の
間であり、好ましい温度は常温である。気体状急冷帯域
の長さはできるだけ短くすべきであり、好ましくは０〜
４５．７２ｃｍ　（１８インチ）の間であり、より好ま
しくは０〜１５．２４ｃｍ（６インチ）の間である。好
ましい気体は空気である。液体急冷帯域において、繊維
は冷却され、固化され、そして、溶剤の一部はこの時に
繊維から除去される。液体急冷に使用される液体として
は、ポリスチレン溶剤用の溶剤として使用されるが、ポ
リスチレンを溶解しない液体である。好ましい急冷帯域
＋Ａ籾としては、水、低級アルコール、ハロゲン化炭化
水素及び過ハロゲン化炭素化合物が挙げられる。過ハロ
ゲン化炭素化合物としては、全ての水素原子がハロゲン
原子で置換された炭素を骨格とする物質が挙げられる。

好ましい急冷媒体としては、水及び低級アルコールが挙
げられ、低級アルコ１−ルが最も好ましい。好ましい低
級アルコールは炭素数１〜４のアルコールである。液体
急冷帯域の温度の下限は、急冷媒体が凍結する温度であ
る。液体急冷帯域の温度の上限は、溶剤の沸点より低い
か、或いは、繊維を急冷媒体と接触させた場合に固化し
なくなる温度を超える温度である。温度の上限は、好ま
しくは８０℃であり、より好ましくは３０℃である。温
度の下限は、好ましくはＯ′Ｃである。

好ましい実施態様において、急冷帯域は空気急冷帯域及
び液体油、冷帯域からなるものである。空気急冷帯域に
おいて、繊維は部分的に固化し、溶剤の一部を失い、液
体急冷帯域において同化が完了し、より多くの）容剤が
除去される。急冷の間に繊維は延伸もされる。延伸の下
限は、好ましくは１０：１であり、より好ましくは５０
：１である。

延伸の一１ｍ限は、好ましくは１．００・１である。延
伸とは、繊維を、その断面積がその工程の最後において
より小さくなるように引き伸ばすことであり、延伸比と
は、最終の断面積に対する最初の断面積の仕である。液
体油、冷浴中での繊維の滞留時間は、好ましくは１秒以
−にであり、より好ましくは１〜１０秒である。

繊維を急冷後、繊維は浸出工程にイ」され、繊維中の残
りの溶剤が除去される。浸出を引き起こす物質は、ポリ
スチレン溶剤用の溶剤であり、かつポリスチレンを熔解
しない物質である。浸出に使用される物質は、液体急冷
に使用される物質と同一のものである。浸出浴の温度は
、繊維中の残留溶剤が実質的に除去されるような温度で
ある。浸出は、好ましくは２０〜４０℃の常温で行われ
、より好ましくは２０〜３０’Ｃの間で行われる。浸出
浴中の滞留時間は、溶剤が実質的に除去されるに充分な
時間である。浸出浴中の滞留時間は、好ましくは３０秒
以上であり、より好ましくは１分〜４８時間の間であり
、最も好ましくは１分〜２時間である。浸出は連続的オ
ンライン工程によってもよく、又、バッチ（槽）型のも
のによってもよい。滞留時間は、溶剤の種類、繊維の大
きさ及び繊維から溶剤を除去する速度に依存する。

繊維を形成し、溶剤を除去した後、繊維は常温まで冷却
される。

繊維の強度を改良したい場合には、繊維はそれが再延伸
（再紡糸、　ｒｅｄｒａｗｎ）できる温度にまで再加熱
される。再延伸工程において、繊維はそれが一軸配向を
有するように配向される。繊維はそのガラス転移温度及
びその融点の間の温度に加熱される。好ましい上限温度
は２８０℃以下であり、より好ましくは２７０℃以下で
ある。好ましい下限温度は１５０℃以上であり、更に好
ましくは２５０　’Ｃ以上である。その後、繊維は張力
をかけて引き伸ばすことにより再延伸される。これは、
通常、後方のゴデッ）　（ｇｏｄｅｔｓ）が先のゴデツ
トよりも非常に早い速度で回転している一対のゴデツト
上に繊維を走行させることにより行われる。繊維は１．
５１〜１０：１の間の比で引き伸ばされる。延伸の速度
は、好ましくは毎分１フイート（３０，４８ｃｍ）以下
である。再延伸は繊維が予備加熱された温度又はその近
傍の温度で行われる。

繊維は−若しくはそれ以上の段階で、それぞれの段階で
の異なる温度１紡糸速度（延伸速度）及び紡糸比（延伸
比）を任意に選択することにより行うことができる。

他の実施態様において、本発明の繊維は、溶融紡糸法に
よって製造してもよい。溶融紡糸法においては、純重合
体をその結晶融点と分解温度の間に加熱する。その温度
は、シンジオタクチックポリスチレンかアイソタクチッ
ク及びシンジオタクチックポリスチレンの混合物のいず
れかを使用したかに依存する。一般には、アイソタクチ
ックポリスチレンの結晶融点は、シンジオタクチンクボ
リスチレンのそれよりも幾分低い。純重合体は、先ず、
材料が押出しに充分な粘度を有するような温度に溶融さ
れる。粘度は、押出された繊維が結着性を有する程度に
高くずべきであり、重合体が押出されるには粘度が高過
ぎる程に高くずべきではない。粘度の好ましい上限は、
Ｉ　Ｘ　１０　’＝ボイズ（３，６Ｘ　１．０６ｋｇ／
ｍ−ｂｒ）　、より好ましくは５×１０５ボイズ（１，
８Ｘ１０’　ｋｇ／ｍ−ｈｒ）、最も好ましくば１×１
０５ボイズ（３，６×１０５ｋｇ／ｍ−ｈｒ）である。

粘度の好ましい下限は、１×１０２ボイズ（７，６Ｘ　
１０２ｋｇ／ｍ・ｈｒ）、より好ましくは１×１０３ボ
イズ（３，６×１０３ｋｇ／ｍ−ｈｒ）　、最も好まし
くはｌＸｌ０’ボイズ（３，６Ｘ　１０　’　ｋｇ／ｍ
−ｈｒ）である。ポリスチレンの分子量は、適度の結着
性をもつ繊維が形成されるようにする。分子量（Ｍｎ）
の好ましい」二限は、４Ｘ１０’″であり、より好まし
くは３Ｘ１０’であり、最も好ましくは２Ｘ１０６であ
る。分子量の好ましい下限は、２Ｘ１０５であり、より
好ましくは５Ｘ１０５であり、最も好ましくは１×１０
６である。重合体は、好ましくは２７０℃〜３００℃の
間の温度で溶融される。次いで、繊維はその温度で押出
される。好ましい押出し温度は、２７０℃〜３０００℃
の間である。次いで、繊維は急冷帯域を通過させる。急
冷帯域は、気体状急冷帯域でも液体油、冷帯域でもいず
れでもよい。溶融押出法には、一般に、空気急冷帯域が
好ましい。

空気急冷帯域は、一般に、繊維を栄、冷し、固化せしめ
るに充分な長さとする。そのような帯域は、好ましくは
、３０．４８〜］、　８２．８８ｃｍ　（１〜６フイー
Ｉ〜）である。急冷帯域の温度は、繊維の冷却及び固化
が妥当な速度で行われるならば、如何なる温度であって
もよい。好ましい下限温度は、約Ｏ′Ｃであり、最も好
ましくは２０℃である。好ましい上限温度は１００℃１
最も好ましくは５０℃である。急冷の間に、繊維は１０
：１〜１００：１の間で延伸される。急冷終了後、繊維
は室温まで冷却される。高強度の繊維を製造するために
は、繊維は次いで、重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）及
び重合体の融点（Ｔｍ）の間の温度に加熱される。

好ましい上限温度は２８０　”Ｃであり、最も好ましく
ば２７０℃である。好ましい下限温度は１５０℃であり
、より好ましくは１６０℃である。繊維はそのＴｇとそ
の融点の間にあるけれども、繊維は前記したように再延
伸される。その速度が遅いほど、よく配向され、強度が
高い繊維となる。延伸は、一般に、４〜１までの比が許
容される。

上記した本発明の繊維は、複合材に導入することができ
る。そのような導入の方法及び繊維が使用できる複合材
は当業者に公知のことである。

以下実施例は例証のみを目的とするものであり、本発明
はこれに限定されない。また特に記載しない限り、部及
び％は全て重量である。

尖旌附上アイソタクチックポリスチレン６％、シンジオタクチッ
クポリスチレン６％及び０−ジクロロヘンゼン８８％を
１２０℃で１０分間混合した。溶解した重合体及び部分
的に溶解した重合体を含有する混合物を、ボット押出機
の溶融ポットに加えた。この混合物を次いで１７０℃に
加熱し、窒素雰囲気下で１時間攪拌した。混合物を次い
で１１０℃において、１．０ｍｍの直径の紡糸口金を通
してメタノール浴中に押出し、ゲル繊維を得た。

繊維を集め、メタノール中で２４時間抽出し、０ジクロ
ロヘンゼンを除去した。抽出した繊維を、１００　’Ｃ
で３５０％延伸した結果、１０，７００　ｐｓｉの引張
強度並びに１，３００．０００　ｐｓｉ　の弾性率およ
び１．９％の伸び率を有する繊維を得た。

尖施冊Ｉアイソタクチックポリスチレン７％　シンジオタクチッ
クポリスチレン３％及び０−ジクロロヘンゼン９０％を
１２０　’Ｃで１０分間混合した。溶解した重合体及び
部分的に溶解した重合体を含有する混合物を、ボット押
出機の溶融ポットに加えた。この混合物を次いで１７０
℃に加熱し、窒素雰囲気下で１時間攪拌した。混合物を
次いで１１０℃において、１．０ｍｍの直径の紡糸口金
を通してメタノール浴中に押出し、ゲル繊維を得た。

繊維を集め、メタノール中で２４時間抽出し、０ジクロ
ロヘンゼンを除去した。抽出した繊維を、１５０　’Ｃ
で３：１〜４：１の比で延伸し、その結果２３，０ＯＯ
ｐｓｉの引張強度及び５００，０００　ｐｓｉの弾性率
を有する繊維を得た。最終的な伸び率は２５％であった
。

尖施拠すアイソタクチックポリスチレン３．５％、シンジオタク
チックポリスチレン１．５％及び０−ジクロロベンゼン
９５％を１２０℃で１０分間混合した。溶解した重合体
及び部分的に溶解した重合体を含有する混合物を、ポッ
ト押出機の溶融ポットに加えた。この混合物を次いで１
７０℃に加熱し、窒素雰囲気下で１時間攪拌した。混合
物を次いで１３０℃において、１．０ｍｍの直径の紡糸
口金を通してメタノール浴中に押出し、ゲル繊維を得た
。繊維を集め、メタノール中で２４時間抽出し、０−ジ
クロロベンゼンを除去した。抽出した繊維を、１５０　
”Ｃで９００％延伸し、その結果１４．０００ｐｓｉの
引張強度及び１，３００．０００　ｐｓｉの弾性率を有
する繊維を得た。

実薯貨左アイソタクチックポリスチレン５％　シンジオタクチッ
クポリスチレン５％及び０−ジクロロベンゼン９０％を
１２０℃で１０分間混合した。熔解した重合体及び部分
的に溶解した重合体を含有する混合物を、ポット押出機
の溶融ポットに加えた。この混合物を次いで１７０℃に
加熱し、窒素雰囲気下で１時間攪拌した。混合物を次い
で１１０℃において、１．０ｍｍの直径の紡糸口金を通
してメタノール浴中に押出し、ゲル繊維を得た。

繊維を集め、メタノール中で２４時間抽出し、０ジクロ
ロヘンゼンを除去した。抽出した繊維を、１３０’Ｃで
３００％延伸し、ソノ結果２９，０００　ｐｓｉの引張
強度並びに２，７００，０００　ｐｓｉの弾性率及び２
．２％の最終伸び率を有する繊維を得た。

ｎイ列エラ− シンジオタクチックポリスチレン７％及び０ジクロロベ
ンゼン９３％を１２０℃で１０分間混合した。溶解した
重合体及び部分的に溶解した重合体を含有する混合物を
、ボット押出機の溶融ポットに加えた。この混合物を次
いで］　７０　’Ｃに加熱し、窒素雰囲気下で１時間撹
拌した。混合物を次いで１１０℃において、１．０＋ｎ
ｍの直径の紡糸口金を通してメタノール浴中に押出し、
ゲル繊維を得た。繊維を集め、メタノール中で２４時間
抽出し、０−ジクロロベンゼンを除去した。抽出した繊
維を、１５０℃で２００％延伸し、その結果１０．００
０　ｐｓｉの引張強度及び１，３００，０００　ｐｓｉ
の弾性率を有する繊維を得た。

皇隻孤■ 重量平均分子量（Ｍｉｖ）３００，０００を有するシン
ジオタクチックポリスチレンを押出機の加熱帯域に載置
し、２５０℃に加熱した。このポリスチレンを２５０℃
において１．０ｍｍの直径の紡糸口金を通して空気急冷
帯域に押出した。急冷後の繊維を取出し、常温まで冷却
した。得られた繊維は１５．０００　ｐｓｉの引張強度
並びに１，２００，０００　ｐｓｉの弾性率及び５．６
％の最終伸び率を示した。

夫差遺工Ｍｗ　７００，０００を有するシンジオタクチックポリ
スチレンを押出機の加熱帯域に載置し、２６０　’Ｃに
加熱した。そのポリスチレンを２６０　’Ｃにおいて１
．０胴の直径の紡糸口金を通して空気急冷帯域に押出し
た。急冷後の繊維を取出し、常温まで冷却した。得られ
た繊維を１８０℃において１００％再延伸した。繊維は
１９．０００　ｐｓｉの引張強度並びに８３０，０００
　ｐｓｉの弾性率及び４．１％の最終伸び率を示した。

裏隻斑１Ｍｗ　７００，０００を有するシンジオタクチックポリ
スチレンを押出機の加熱帯域に載置し、２６０　’Ｃに
加熱した。そのポリスチレンを２６０℃において１．０
＋ｎｍの直径の紡糸口金を通して空気急冷帯域に押出し
た。急冷後の繊維を取出し、常温まで冷却した。繊維を
２８０　’Ｃにおいて１６０％再延伸した。得られた繊
維ば１５，０００　ｐｓｉの引張強度並びに９５０，０
００　ｐｓｉの弾性率及び３．９％の最終伸び率を示し
た。

実１朋１Ｍｗ　８００，０００を有するシンジオタクチックポリ
スチレンを押出機の加熱帯域に載置し、２７５　’Ｃに
加熱した。そのポリスチレンを２７５℃において１．０
ｍｍの直径の紡糸口金を通して空気急冷帯域に押出した
。急冷後の繊維を取出し、常温まで冷却した。得られた
繊維は１０．０００ρｓｉの引張強度並びに４１０，０
００　ｐｓｉの弾性率及び３．７％の最終伸び率を示し
た。

尖詣桝土立Ｍｗ　８００，０００を有するシンジオタクチックポリ
スチレンを押出機の加熱帯域に載置し、２７５℃に加熱
した。ポリスチレンを２７５℃において１．０ｍｍの直
径の紡糸口金を通して空気急冷帯域に押出した。急冷後
の繊維を取出し、常温まで冷却した。

繊維を２８０　’Ｃにおいて５０％再延伸した。

得られた繊維は８，０００　ｐｓｉの引張強度並びに４
７０．０００　ｐｓｉの弾性率及び２．１％の最終伸び
率を示した。

遺」１処１」− Ｍｗ　３，０００，０００を有するシンジオタクチック
ポリスチレンを押出機の加熱帯域に載置し、３００℃に
加熱した。そのポリスチレンを３００　’Ｃにおいて１
．０ｍｍの直径の紡糸口金を通して空気急冷帯域に押出
した。急冷後の繊維を取出し、常温まで冷却した。得ら
れた繊維は１２，０００　ｐｓｉの引張強度並びに４５
０．０００　ｐｓｉの弾性率及び６．３％の最終伸び率
を示した。

実差省↓ＩＭｗ　３，０００，０００を有するシンジオタクチック
ポリスチレンを押出機の加熱帯域に載置し、３００℃に
加熱した。ポリスチレンを３００℃において１．０ｍｍ
の直径の紡糸口金を通して空気急冷帯域に押出した。急
冷後の繊維を取出し、常温まで冷却した。繊維を２８０
℃において５０％再延伸した。

得られた繊維は１４，０００　ｐｓｉの引張強度並びに
７００．０００　ｐｓｉの弾性率及び３，８％の最終伸
び率を示した。

災詣尉土主何れかの有機化合物中の約５重量％の重合体からなる混
合物を、２ドラム（ｄｒａｍ）容のガラスビン中で製造
し、次いで、アルミニウム箔ライナーで密栓した。この
混合物を１ミリグラムまで精確に秤量した。ビンを約１
２５〜１４０℃の空気攪拌オーブン中に載置した。溶解
挙動を、エイオー（ＡＯ）万能顕微鏡照明装置からの近
領域の透過光により、連続的に昇温しながら、完全な溶
解が観察されるまで、溶剤の沸点に非常に近づくまで、
又は３００℃に到達するまで（ポリスチレンの天井温度
に近づくまで）観察した。温度は約２５℃の増加速度で
上昇させた。混合物は、更に温度を上昇する前に所定の
温度で少なくとも約３０分間保持した。熱混合物を室温
まで冷却し、その外観を室温で一夜静置した後に観察し
た。その結果は第１表に示す。ｒＩＰｓ４２」として記
載した重合体は、粘度平均分子量が２．６Ｘ１０６ダル
トンを超え、約９．４％のアタクチックポリスチレン（
即ち、熱メチルエチルケトンで抽出可能な重合体）を含
有するアイソタクチックポリスチレンの試料である。ｒ
ｓＹＮＤＩ０２Ｊとして記載した重合体は、重量平均分
子量が約５．６Ｘ１０’ダルトンのシンジオタクチック
ポリスチレンの試料である。

ｒｓＹＮＤＩＯＪとして記載した重合体は、低分子量の
シンジオタクチックポリスチレンの試料である。

〔発明の効果〕

叙上の如く、本発明によれば弾性率や引張特性にすぐれ
ると共に、耐溶剤性及び耐熱変形性にす（れたポリスチ
レン繊維を得ることができる。

本発明の高強度繊維は、様々なプラスチックに加えて複
合材料として利用するなど、各種用途に幅広くかつ有効
な応用が期待される。

特許出願人　　ザ・ダウ・ケミカル・カンパニ＝６５−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（Ａ）シンジオタクチックポリスチレン又はシン
ジオタクチックポリスチレンとアイソタクチックポリス
チレンの混合物を、押出すに充分な粘度の均一溶液を形
成するような条件下、高温にてポリスチレン用溶媒と接
触せしめ、（Ｂ）得られた溶液を高温においてオリフィスから押出
して繊維を形成し、（Ｃ）該繊維を、繊維が固化するような条件下の一又は
それ以上の帯域を通過せしめて急冷し、（Ｄ）該繊維からポリスチレン用溶媒を除去し、次いで
、（Ｅ）常温まで該繊維を冷却することを特徴とするシン
ジオタクチックポリスチレン又はシンジオタクチックポ
リスチレンとアイソタクチックポリスチレンの混合物か
らなる繊維の製造方法。
（２）請求項１の（Ａ）〜（Ｅ）工程を経た後、（Ｆ）
（Ｅ）工程で得た繊維をポリスチレンのガラス転移温度
以上に加熱し、（Ｇ）該繊維を再延伸して伸長させると共に、該繊維に
おけるポリスチレンに一軸配向を付与することからなる
請求項１項記載の製造方法。
（３）（ｉ）繊維が固化し始め、且つ、繊維が延伸され
る空気帯域を通過せしめ、次いで、（ｉｉ）繊維を固化せしめ、ポリスチレン溶剤の一部を
除去するために、ポリスチレン溶剤用溶剤でありかつポ
リスチレン用溶剤ではない液体からなる液体帯域を通過
せしめることにより該繊維を急冷することからなる請求
項２記載の製造方法。
（４）ポリスチレン及びポリスチレン用溶剤を１００℃
〜２７５℃の温度で接触させる請求項３記載の製造方法
。
（５）均一な溶液を１００℃〜２５０℃の温度で押出す
請求項４記載の製造方法。
（６）空気急冷帯域の温度が０℃〜１００℃の間である
請求項５記載の製造方法。
（７）繊維が空気急冷帯域において１０：１〜１００：
１の比で延伸される請求項６記載の製造方法。
（８）ポリスチレン溶剤用溶剤でありかつポリスチレン
用溶剤ではない液体が、水、低級アルコール、ハロゲン
化炭化水素又は過ハロゲン化炭素化合物である請求項７
記載の製造方法。
（９）シンジオタクチックポリスチレン又はシンジオタ
クチックポリスチレンとアイソタクチックポリスチレン
の混合物からなることを特徴とする繊維。
（１０）繊維が一軸配向されており、引張強度が１０，
０００ｐｓｉ以上であり、弾性率が１，０００，０００
ｐｓｉ以上である請求項１の製造方法によって製造され
たシンジオタクチックポリスチレン又はシンジオタクチ
ックポリスチレンとアイソタクチックポリスチレンの混
合物からなることを特徴とする高強度繊維。