JPH03185025A - 芳香族ポリエーテルスルホン繊維及びその製法 - Google Patents

芳香族ポリエーテルスルホン繊維及びその製法

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JPH03185025A
JPH03185025A JP32384989A JP32384989A JPH03185025A JP H03185025 A JPH03185025 A JP H03185025A JP 32384989 A JP32384989 A JP 32384989A JP 32384989 A JP32384989 A JP 32384989A JP H03185025 A JPH03185025 A JP H03185025A
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JP
Japan
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fiber
fibers
polyether sulfone
polymer
spinning
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JP32384989A
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Seiji Ishikawa
誠治 石川
Hiroshi Jibiki
地曳 広志
Kimitoshi Kadoma
門間 公俊
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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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、耐熱性、耐薬品性および機械的強度に優れた
芳香族ポリエーテルスルホン繊維及びその製造方法に関
するものである。
〔従来の技術及びその問題点〕
耐熱性、耐薬品性および機械的強度に優れた繊維として
は、全芳香族ポリアミド繊維(アラミド繊維)がこれま
で良く知られており、産業用資材として幅広く用いられ
ている。しかし、アラミド繊維は全芳香族ポリアミドが
加熱溶融しないために、溶媒に溶かした紡糸原液を湿式
紡糸または乾湿式紡糸によって製造されている。従って
、アラミド繊維を製造するためには、特殊な溶媒及び装
置を必要としている。
〔問題点解決のための技術的手段〕
本発明の目的は、耐熱性、耐薬品性および機械的強度に
優れた芳香族ポリエーテルスルホン繊維、および特殊な
溶媒及び装置を必要としない繊維の製造方法を提供する
ことである。
本発明は、 (1)実質的に下記式I及びIIの反復単位からなり、
+SOt+I 反復単位l及び■は約等モルであり、NMP溶媒中、3
0゛C10,5g/d 1の濃度で測定して、0.3以
上の還元粘度を有するポリマーから得られる繊維径4〜
30μの繊維であって、50000kg/c−以上の初
期弾性率、4000kg/cj以上の引張強度を有する
ことを特徴とする芳香族ポリエーテルスルホン繊維、 (2)芳香族ポリエーテルスルホンを140″C以上で
溶融し、複数個の孔径0.1〜2.0mmの紡糸孔を有
する紡糸口金より50m/分以上の引取り速度で繊維状
に溶融紡糸することを特徴とする芳香族ポリエーテルス
ルホン繊維の製造方法、および(3)溶融紡糸の後、1
40〜200″Cで熱処理する方法に関する。
以下、本発明の芳香族ポリエーテルスルホン繊維および
その製造方法について詳しく説明する。
本発明の芳香族ポリエーテルスルホン繊維は、スルホン
基、モノフェニレン基又は/及びビフェニレン基、及び
酸素で結合されたポリマーである。
本発明の繊維を形成している反復単位■は、4.4′−
ジクロロジフェニルスルホンなどから誘導されたもので
あり、反復単位■は、ハイドロキノン又は/及び4.4
′−ジヒドロキシビフェニルなどから誘導されたもので
ある。反復単位■及び■は約等モルであり、反復単位■
において、モノフェニレン基/(モノフェニレン基+ビ
フェニレン基)は0〜1である。
本発明の繊維原料である芳香族ポリエーテルスルホンの
製造方法は公知である(特公昭42−7799号、特公
昭45−21318号、特開昭48−19700号、J
ournal of Polymer 5cience
、第23巻、287ページ、1986年)。
本発明の芳香族ポリエーテルスルホンの製造方法の具体
例としては、N−メチルピロリドンのような環状置換ア
ミド系、スルホキシド系、スルホラン系、あるいはスル
ホン系の有機極性溶媒および水共沸溶媒としての芳香族
炭化水素中、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化
物などの無水アルカリ金属化合物の存在下、4.4”−
ジクロロジフェニルスルホンと、ハイドロキノン又は4
.4°−ジヒドロキシビフェニル、あるいは所望割合の
ハイドロキノン及び4.4°−ジヒドロキシビフェニル
の混合物とを170〜250″Cで反応させ、貧溶媒中
にパウダーとしてポリマーを析出する。
前記ポリマーを本発明の繊維として用いるには、ポリマ
ーの還元粘度は、NMP溶媒中、30℃10,5g/d
iの濃度で測定して、少なくとも0.3、好適には0.
4以上の範囲にあることが望ましい、0.3未満では、
機械的強度が充分な繊維を形成することができない。
本発明の繊維は、前記ポリマーを300″C以上で溶融
し、複数個の孔径0.1〜2.0mmの紡糸孔を有する
紡糸口金より50m/分以上の引取り速度で繊維状に溶
融紡糸することにより製造される。溶融紡糸はそれ自体
公知の溶融紡糸装置により行うことができる。
溶融紡糸における溶融温度は300℃以上が好ましく、
300℃未満では溶融粘度が高く、所望の繊維径を有す
る繊維を製造することが困難である。
溶融ポリマーは、孔径0.1〜2.0mmの紡糸孔を有
する紡糸口金より50m/分以上の引取り速度で繊維状
に溶融紡糸することによって、繊維径4〜30μであっ
て、50000kg/cJ以上の初期弾性率、4000
kg/c+f1以上の引張強度を有する繊維を製造する
ことができる。引取り速度が50m/分未満であると、
紡糸口金から引取られる溶融繊維の温度が急速に下がり
、ポリマーが硬化して、延伸紡糸をすることができない
本発明の芳香族ポリエーテルスルホン繊維は、一般に紡
糸されたままの状態で50000kg/C−以上の初期
弾性率、4000kg/d以上の引張強度を有している
。しかしながら、所望によっては、紡糸後の繊維をそれ
自体公知の加熱延伸装置により、140〜200℃で熱
処理することができる。
本発明の繊維には、それ自体公知の処方に従い周知の配
合剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、着
色剤、充填剤、難燃剤、艶消剤などを配合してもよい。
本発明による繊維は、優れた耐熱性、耐薬品性、初期弾
性率、引張強度を有しており、多くの工業的用途、例え
ばタイヤコード、ゴムベルト、ホース等のゴム補強剤、
あるいは各種繊維補強プラスチックの繊維補強材料、あ
るいはロープ、濾布及び各種カバー等の工業用繊維とし
ての用途に有用である。
本発明を次の参考例及び実施例で詳細に説明する。
参考例におけるポリマーの還元粘度ηsp/cは次式に
よって表される。
η@p/c ” (t−to)/lo/ct:重合体溶
液の粘度計における標線間の通過時間(秒) to:純溶媒の粘度計における標線間の通過時間(秒) C:重合体溶液の濃度(g/100IR1溶媒)粘度の
測定は、30℃,N−メチル−2−ピロリドン溶媒を用
いて、重合体溶液の濃度0.5/100rIlで行った
実施例における繊維物性の測定は下記の方法によった。
即ち、初期弾性率(kg/c+11)、引張強度(kg
/C1a)オヨヒ伸び率(%)ハ、JISL1069の
方法により、長さ25mの単一フィラメントを、オリエ
ンチック−製の引張り試験機を用いて引張り速度10m
m/分で測定した。測定値は10本の異なる単一フィラ
メントに対する結果の平均値で示した。
〔参考例〕
芳香族ポリエーテルスルホンの合成法について以下参考
例で説明する。
参考例1 溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン84.3d、ト
ルエン5.51!、、無水炭酸カリウム10.64kg
 、4.4゜−ジクロルジフェニルスルホン20.10
1kg、ハイドロキノン7.80kgを、攪拌機、窒素
導入管、温度計、水冷コンデンサー付カラムを設けた1
10 j!ガラスライニングリアクターに仕込み、窒素
気流下、反応溶液を攪拌しながら加熱昇温を開始した。
反応溶液の温度が180℃になった時、重合開始時間と
し、この温度を保った。重合反応を5.5時間行った0
反応溶液を濾過し、KCIを除去した後、メタノール、
水の混合溶液に注入し、ポリエーテルスルホンを固体と
して析出、分離した。析出固体を2回水洗し、120〜
130℃で乾燥してポリエーテルスルホンの粉末を得た
。得られたポリエーテルスルホンの還元粘度は、0.5
3であった。
参考例2 ハイドロキノンの代わりに4,4゛−ビフェノール13
.412kgを用い、重合時間を8時間とした以外は、
前記■と同様に行った。得られたポリエーテルスルホン
の還元粘度は0.54であった。
参考例3 ハイドロキノン3.923kg 、さらに4,4”−ビ
フエノール6.634kgを用いた以外は、前記■と同
様に行った。得られたポリエーテルスルホンの還元粘度
は0.53であった。
〔実施例〕
以下に本発明の詳細な説明する。
実施例1 参考例1で得た芳香族ポリエーテルスルホンを320℃
に溶融し、これを孔口径0.5 ymの紡糸口金より、
88III/分の引取り速度で繊維状に空気中に紡糸し
、ボビンに巻き取った。得られた繊維は、以下の性質を
示した。
繊維径27μ、初期弾性率306100 k g / 
c++1、引張強度7300 k g / cd、伸び
率43%前記繊維を長さ30C1mの管状電気炉中にお
いた窒素ガス雰囲気下の石英管内を160 ’Cで熱処
理した。
熱処理した繊維は以下の性質を示した。
繊維径16μ、初期弾性率490300 k g /c
(、引張強度15200 kg /cd、伸び率5%実
施例2 参考例2で得た芳香族ポリエーテルスルホンを360℃
に溶融し、これを孔口径0.5 mm紡糸口金より、1
20m/分の引取り速度で繊維状に空気中に紡糸し、ボ
ビンに巻き取った。得られた繊維は、以下の性質を示し
た。
繊維径15μ、初期弾性率207900k g /cれ
引張強度22500 k g/cd、伸び率22%前記
繊維を長さ30cmの管状電気炉中においた窒素ガス雰
囲気下の石英管内を160℃で熱処理した。
熱処理した繊維は以下の性質を示した。
繊維径11μ、初期弾性率217300k g/ctl
引張強度23900 k g/cd、伸び率19%実施
例3 参考例3で得た芳香族ポリエーテルスルホンを360 
’Cに溶融し、これを孔口径0.5 mmの紡糸口金よ
り、155m/分の引取り速度で繊維状に空気中に紡糸
し、ボビンに巻き取った。得られた繊維は、以下の性質
を示した。
繊維径17μ、初期弾性率143900 k g / 
C4、引張強度4900 k g / c4、伸び率1
3%前記繊維を長さ30CT11の管状電気炉中におい
た窒素ガス雰囲気下の石英管内を160℃で熱処理した
熱処理した繊維は以下の性質を示した。
繊維径17μ、初期弾性率208300 k g / 
cd!、引張強度5400 k g / cffl、伸
び率5%実施例4 紡糸口金を0.3 mm、繊維をボビンに巻き取る速度
を以下のようにした以外は、実施例3と同様に行った。
得られた繊維の性質を第1表に示す。
第1表

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)実質的に下記式 I 及びIIの反復単位からなり、 ▲数式、化学式、表等があります▼ I (nは1又は/及び2) 反復単位 I 及びIIは約等モルであり、NMP溶媒中、
    30℃、0.5g/dlの濃度で測定して、0.3以上
    の還元粘度を有するポリマーから得られる繊維径4〜3
    0μの繊維であって、50000kg/cm^2以上の
    初期弾性率、4000kg/cm^2以上の引張強度を
    有することを特徴とする芳香族ポリエーテルスルホン繊
    維。
  2. (2)実質的に下記式 I 及びIIの反復単位からなり、 ▲数式、化学式、表等があります▼ I (nは1又は/及び2) 反復単位 I 及びIIは約等モルであり、NMP溶媒中、
    30℃、0.5g/dlの濃度で測定して、0.3以上
    の還元粘度を有するポリマーを、300℃以上で溶融し
    、複数個の孔径0.1〜2.0mmの紡糸孔を有する紡
    糸口金より50m/分以上の引取り速度で繊維状に溶融
    紡糸することを特徴とする芳香族ポリエーテルスルホン
    繊維の製造方法。
  3. (3)溶融紡糸の後、140〜200℃で熱処理するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載に従う芳香族
    ポリエーテルスルホン繊維の製造方法。
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