JPH04126816A - 高強力原着繊維の製造方法 - Google Patents

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、溶融異方性ポリマーからなる、着色された高
強力繊維の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 異方性溶融物を形成し得る芳香族ポリエステルポリマー
を適当な条件で紡糸しく必要によっては熱処理および／
又は延伸し）で高強力高弾性率繊維を製造する技術は特
公昭５５−２０００８号公報、特開昭６０−２３９６Ｈ
号公報等で公知である。

また、異方性溶融相を形成する芳香族ポリエステル成形
物の面衝撃性を改良するため、該芳香族ポリエステルに
変性エチレン系重合体を混合することが特開平１−１２
１３５７号公報に記載されている。

［本発明が解決しようとしている課題］異方性溶融相を
形成し得る芳香族ポリエステルから得られる繊維は高度
に分子が配向し、高強力、高弾性率を有する。特に６−
ヒドロキシ−２−ナフトエ酸とｐ−ヒドロキシ安息香酸
のポリエステルは、繊維形成能が非常に良好であり、高
強力と高弾性率を有し、耐熱性、耐薬品性等の優れた性
能を持ち、製造面と性能面でバランスのとれた優秀な高
性能繊維である（特開昭５４−７７６９１号公報）。

しかし、これらの異方性芳香族ポリエステルからなる成
形物（特に繊維）は、高度に配向した結晶構造を有して
いるため染色性が著しく劣り、着色を必要する用途には
使用出来ていなかった。

一方染色性を改良するため、結晶構造を乱す、第３成分
等の共重合は、強度と弾性率を著しく低下させることと
なり、実用上の使用に耐えられなくなる。

染色性の悪いポリマーに対する一般的な着色の手段は、
染料、顔料、カーボン等の着色剤を練込むことであり、
溶融紡糸の場合は、マスターチップ法が多く採用されて
いる。

この方法は、あらかじめ着色剤を高濃度に含有するマス
ターチップを作っておき、実際の紡糸時に所定の着色剤
濃度となるよう紡糸するポリマーにブレンドして繊維化
する方法である。

しかし、異方性溶融物を形成し得る芳香族ポリエステル
ポリマーの場合は、着色剤が、分子の配向を防げるため
か、紡糸パック圧が非常に高くなり、かつ圧上昇が大き
いという問題と、繊維化した後に熱処理（固相重合処理
）した時の強度アップが小さいという問題があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、溶融異方性を有するポリマーからなる原
着繊維の製造法を鋭意検討した結果、驚くべきことに、
該溶融異方性ポリマーと相溶性の全くない、ポリオレフ
ィン系ポリマーに着色剤を分散した組成物を混合して用
いることにより、紡糸時のフィルター（パック）詰りか
少なく、熱処理による強度アップの大きい原着糸の製造
に・つたものである。

本発明は、着色剤とポリオレフィン系分散斉１を混練し
た組成物を、溶融異方性を有するポリマーに混合し、該
混合物を紡糸する方法である。

本発明・の紡糸方法は、具体的には次に述べる２つのタ
イプのマスターチップを溶融異方性を有するポリマー（
Ａ）に混合し紡糸する方法である。

マスターチップ（Ｂ）：顔料、染料あるいはカーボンブ
ラック等の着色剤をポリオレフィン系分散剤に１次混練
する。１次混練に使用するポリオレフィン系分散剤の量
は、着色剤に対し、０．５〜１．５倍が好ましい。この
ものを溶融異方性を有するポリマー（Ａ）（紡糸ポリマ
ーと同一でなくても良い）と２次混練して着色剤濃度が
５〜６０重量％となるように調整したマスターチップ。

より好ましい着色剤濃度は、５〜２０重量％である。

マスターチップ（Ｃ）：顔料、染料あるいは、カーボン
ブラック等の着色剤をポリオレフィン系分散剤に１次混
練し、このものをポリオレフィン系分散剤に２次混練し
て、着色剤濃度５〜６０重量％のマスターチップとする
。あるいは着色剤をポリオレフィン系分散剤に混練し、
着色剤濃度５〜６０重量％のマスターチップとする。よ
り好ましい着色剤濃度は２０〜４０重量％である。

得られる原着繊維に対して、着色剤は０，２〜３重量％
、好ましくは０．３〜１．５重量％含まれていることが
実用的である。

本発明に言う溶融異方性を有するポリマー（Ａ）とは、
例えば、好ましい例として下記■〜［相］に示す反復成
分の組合せからなるものである。

０（）郵Ｘ叶； ＝４− ［：：テＸ、Ｘ’およびＹ、　Ｙ’ハＨ，Ｃρ、　Ｂｒ
又はべΣＨ冗トである。］ ＠）　ｏ（トｃヂ、０十〇ヂ。

■ 本発明の効果が最も顕著に発揮されるのは、本質的に下
記［＋］、［１１］の反復構成単位から成る部分が８０
重量％以上であるポリマー、特に［■］の成木発明に言
う溶融異方性とは、溶融相において光学的異方性を示す
ものである。このような特性は、公知の方法、例えば、
ホットステージにのせた試料を窒素雰囲気下で昇温加熱
し、その透過光を観察することにより容易に認定するこ
とが出来る。

上記ポリマー（Ａ）には、本発明の目的を損なわない範
囲で添加剤や他の熱可塑性樹脂を添加することが出来る
。

本発明に言うポリオレフィン系分散剤としては３０重量
％以上がポリオレフィン系重合体である分散剤を言い、
必要に応じてポリエステル、ポリエチレングリコール等
が混合されたものである。ポリオレフィンとしてはポリ
エチレン（高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等
）、ポリプロピレンが好ましい。

従来、溶融紡糸法で原着繊維を製造する場合は、主ポリ
マーと相溶性の良好な分散剤を使用するのが通常であり
、それにより、着色剤を均一に主ポリマー中に分散させ
、着色剤の凝集や物性低下を出来るだけ少なくする方法
が採用されていた。本発明者らも種々検討を行ったが、
主ポリマーが溶融異方性ポリマーの場合は着色剤をポリ
マー中に均一に分散しても、紡糸時のポリマー滞留中に
凝集物が生成し、それが、紡糸フィルター詰りを誘発し
、操業レベルでの生産性を困難にしていた。

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、従来とは全く逆
の方法で、主ポリマーと相溶性のないポリオレフィン系
分散剤を使用すると凝固物が少なく、紡糸フィルター詰
りを著しく減少することを見い出した。マスターチップ
と主ポリマー（Ａ）との混練は、通常の単軸あるいは２
軸押用機等いずれを用いても混練可能であるが、着色剤
濃度の高いマスターチップを使用する場合は、２軸押用
機の方が好ましく、また、スタテックミキサーや、メタ
ルサンド−等も有効に使用される。

本発明によれば、紡糸したままでも高強度で高弾性率の
原着繊維が得られるが、更に該繊維の流れ温度（Ｆ　Ｔ
　）　℃以下（ＦＴ−８０）’Ｃ以上の温度で熱処理す
ることで、その強度を５０％以上増大させることが出来
る。

本発明に言う流れ温度測定に用いた方法を以下に述べる
。

ＤＳＣ（例えば、Ｍｅｔｔｌｅｒ社製、Ｔ　Ａ　３００
０）装置に、サンプルを１０〜２０ｍｇとり、アルミ製
パンへ封入した後、キャリアーガスとしてＮ２を１００
ｃｃ／分流し、昇温速度２０℃／分で測定し、吸熱ピー
クの位置の示す温度で示される。ポリマーの種類によっ
ては、上記１　ｓｔ　Ｒｕｎで明確な吸熱ピークが現わ
れない場合もある。しかる場合は、５０°Ｃ／分の昇温
速度で、予想される融点より５０℃高い温度で３分程度
完全に溶融した後８０℃／分で、５０℃まで冷却し、し
かる後２０°Ｃ／分の昇温速度で測定するとよい。

但し、ポリオレフィン系分散剤、その他の添加物による
ピークは無視し、主ポリマー（Ａ）に基づくピーク位置
の温度を言う。

この流れ温度は、熱処理により漸進的に上昇するもので
ある。従って、初めの流れ温度より高い熱処理温度にす
ることも可能である。

本発明の方法Ｉこよれば、驚くべきことに、従来の主ポ
リマーと相溶性のあるポリエステル系分散剤を用いたも
のに比べ熱処理による強度アップ率が２０％以上高くな
ることがわかった。その理由は明確ではないが、着色剤
がポリオレフィン系分散剤の中にあり、それが、主ポリ
マー中に海島状となっていると予想され、これにより主
ポリマーの同相重合性をあまり妨害していないためと推
定される。

本発明に言う強度アップ率とは、紡糸後の繊維の強度を
Ｔａ、熱処理後の強度をＴｈとするときａ で表わされる。

熱処理は、窒素ガス等の不活性雰囲気中、減圧下、ある
いは空気等の酸素含有雰囲気中で行なわれる。但し、水
分は、加水分解等をおこし、強度」二昇に悪影響を及ぼ
すので、除湿された雰囲気（露点が一４０℃以下）で行
うことが好ましい。

本発明によって得られる繊維は、例えば、釣糸、漁網、
ロープ、縫糸、スピーカーコーン、各種防護用品、スポ
ーツ用品およびスポーツ衣料等幅広く使用される。

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが
、本発明は、これらの実施例により限定されるものでは
ない。

実施例Ｉ 構成単位［＋］と［１１］が７３／２７モル比である全
芳香族ポリエステルポリマー（ＡＩ）を合成した。

このポリマーの物性は ｒ）　１ｎｈ＝　６．０ｄ（２／　ｇ ＦＴ＝２７８°Ｃ であった。

本発明に言うηｉｎｈとは、次の方法によって求められ
る。

試料をペンタフルオロフェノールに０．１重量％溶解し
く６０〜８０°Ｃ）、６０℃の恒温槽中で、ウツペロー
デ型粘度計で測定する。

し ［ηｒｅρ：相対粘度、Ｃ・溶融濃度］一方、ファーネ
スカーボンブラックを等量のポリエヂレン系分散剤に一
次混練した。このものをポリマー（ＡＩ）に２次混練し
、カーボン濃度１０重量％のマスターチップを作った。

このマスターチップとポリマー（Ａ１）をカーボン濃度
が１重量％となるようにブレンドし、３０ｍｍφの２軸
押用機にて溶融した。紡糸頭では、メタルサンド（＃６
０〜８０）および２０μのナスロンフィルターでか過し
、０．１５ｍｍφ×３００ホールの口金より吐出した。

紡糸頭の温度は、３１８°Ｃ１巻取速度は８００ｍ／分
で、１５００ｄ／　３００ｆのヤーンを得た。

紡糸時のパック圧（フィルター圧）は、スタート時カ月
０５ｋｇ／ｃｍ２てあり、ポリマーを１００ｋｇ紡糸し
た時の圧は１２５ｋｇ’／　Ｃｍ’であった（ポリマー
１００ｋｇ紡糸後の圧上昇Ｐｕ＝　２０ｋｇ／　ｃｍ’
）　ｏ更に３００ｋｇまで紡糸したが、パック圧は２４
０ｋｇ／ｃｍ’であり、紡糸調子は良好であった（図１
参照）。

この紡糸原糸の物性は、下記の如くであった。

デニール（Ｄ　Ｒ）　：　１５０９ｄｒ強　　　　度　
（Ｄ　Ｔ　）　：　　１０．７ｇ／Ｆ伸　　　　度　（
ＤＥ）　　・　１．９％弾性率（Ｙ　Ｍ　）　：　５５
９８／　ｄこの原糸を穴あきボビンに巻返し、（巻密度
０．６１ｇ／　ｃｃ）　２４０℃から２７０℃まで３時
間で昇温、２７０℃から２８０℃までを５時間、２８０
℃から２８５℃までも１０時間で昇温する熱処理パター
ンで、処理気体として、窒素と、露点が一７０℃の乾燥
空気を用いて各々熱処理した。結果を表１に示すが、い
ずれも２０　ｇ　／　’ｄ以上の高強度を有する原着糸
となった。

比較例１ マスターチップとして、ファネスカーボンブラックを等
量のポリブヂレンテレフタレート系分散剤に一次混練し
、このものをポリマー（ＡＩ）に２次混練し、カーボン
濃度１０重量％にしたものを使用した以外実施例１と同
様の方法で１５００Ｊ／　３００ｆのヤーンを紡糸した
。紡糸始めのパック圧は、１１０ｋｇ／ｃｍ’であり、
ポリマーを１００ｋｇ紡糸した時点で２７０ｋｇ／　ｃ
ｍ’　（Ｐｕ＝　１６０ｋｇ／　ｃｍ２）となり、紡糸
調子が不調となったため中止した。パック圧の上昇曲線
を図１に示すが、実施例１はパック圧の上昇が著しく改
良されていることがわかる。

紡糸原糸の物性を下に示す。

Ｄ　　Ｒ：　　１５１０ｄｒ ＤＴ：９．１ｇ／ｄ ＤＥ：１．８％ Ｙ　Ｍ　　：　　５３９ｇ／　ｄ 実施例１に比べ、原糸強度が１．６ｇ／ｄ低くなってい
る。このものを実施例１と同様の２つの方法で熱処理し
た結果を表１に示す。

比較例に対し、本発明の実施例は、約５ｇ／　ｄの高強
度原着糸となっている。

実施例２ 下記構成単位が［■コ／［ｎコ／　［１］’Ｉ　］／　
［■］＝　６０／８／　１６／　１６モル％比である全
芳香族ポリエステルポリマー（Ａ２）を作成した。

÷−Ｇト）仔　　　・・・・・［■］ このポリマーの性質は、 ｒ）　１ｎｈ＝　５．２ｄ（！／　ｇ ＦＴ＝３３１°Ｃ であった。

着色剤としてペリレンレッド、アントラキノンイエロー
、カーボンブラックを等重量のポリエチレン系分散剤に
１次混練したものを更に、低密度ポリエチレンに２次混
練して着色剤濃度３０重量％のマスターチップを得た。

こ゛のマスターチップをポリマー（Ａ２）に着色剤濃度
０５重里、％になるようにブレンドして、実施例Ｊと同
一の装置で紡糸温度３４５℃で紡糸した。

紡糸始めのパック圧９８ｋｇ／ｃｍ’であり、ポリマー
ＩＨｋ’ｇ紡糸後の圧は、１３７ｋｇ／ｃｍ’であった
。紡糸原糸の物性を下に示す。

Ｄ　Ｒ：　１４９Ｌｄｒ ＤＴ＋７．７ｇ／ｄ ＤＥ：１．．７％ Ｙ　Ｍ　：　６２０８／ｄ このものを穴あきボビンに巻返しく巻密度０．５７ｇ／
ｃｃ）２６０℃から２７０℃まで３時間、２７０℃から
２９０℃まで３時間、２９０℃で６時間、窒素雰囲気中
で熱処理を行った。

熱処理後の物性は Ｄ　Ｔ　：　１５．３８／ｄ Ｄ　Ｅ　：　２．１％ Ｙ　Ｍ　：　１１２０ｇ／ｄ であった。

比較例２ マスターチップとして、着色剤をポリエステル系分散剤
で１次混練し、続いてボ１１マー（Ａ２）に２次混練し
着色剤濃度１５重Ｆ（％の−゛スターチツブ使用したこ
と以外実施例　　　　　　　″防糸および熱処理を行っ
た。

紡糸初めのパック圧は９５ｋｇ／ｃｍ’であったか、ポ
リマーを約５０ｋｇ紡糸した時点で、２５０ｋｇ／ｃｍ
’を越え、ポリマー漏れが発生したため中止した。

紡糸原糸の物性は Ｄ　Ｒ：　１５１３ｄｒ Ｄ　Ｔ　：　５．１ｇ／ｄ ＤＥ：１．５％ Ｙ　Ｍ　：　５９３ｇ／　ｄ であった。

熱処理系の物性は、 ＤＴ＋９．７ｇ／ｄ ＤＥ：１．８％ Ｙ　Ｍ　：　７３２ｇ／ｄ であった。

比較例に比べ本発明の実施例は、パック圧の上昇が少な
く、原糸強度も高い。更に熱処理した時の強度アップ単
が著しく改良されていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１と比較例１の紡糸ポリマー量とパック
圧の関係を示した図である。 特許出願人　株式会社　り　ラ　し

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）着色剤とポリオレフィン系分散剤を混練した組成
   物を、溶融異方性を有するポリマーに混合し、該混合物
   を紡糸する方法。