JPH04333616A - 高強力モノフィラメントの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融液晶性ポリマーか
らなる単糸繊度５０〜２０００デニールの繊維を、溶融
紡糸後空冷により製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融液晶性ポリマーを溶融紡糸し、次い
で熱処理して高強力高弾性の繊維を製造することが特公
昭５５−２０００８号公報に記載されている。また、従
来ポリリエステルやナイロン等のポリマーを溶融紡糸し
て太デニールの繊維を製造する場合、空気冷却だけでは
冷却能力の点で限界があるので、冷媒として水を用いる
ことが特開昭４７−１９１１２号公報に記載されている
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は溶融液晶性ポ
リマーからなる単糸繊度５０〜２０００デニールの繊維
を溶融紡糸後、液体冷却することなく空気冷却して得る
ことにより、繊維軸方向のデニール班が小さく、しかも
繊維内の構造が均一な高強度高弾性率の繊維を提供する
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶融液晶性ポ
リマーからなる単糸繊度５０〜２０００デニールの繊維
を、溶融紡糸後空冷して製造する方法において、溶融液
晶性ポリマーとして流れ温度＋１０℃での溶融粘度が５
０〜２０００ポイズのポリマーを用い、口金温度を流れ
温度〜流れ温度＋５０℃とし、該ポリマーを剪断速度１
０３〜１０５ｓｅｃ−１でノズル孔より押し出し、ノズ
ル下１０〜１００ｃｍの間で０〜１００℃の空気層で冷
却した後巻取ることを特徴とする溶融液晶性ポリマーか
らなる単糸繊度５０〜２０００デニールの繊維の製造方
法である。

【０００５】本発明においては流れ温度＋１０℃での溶
融粘度が５０〜２０００ポイズの溶融液晶性ポリマーが
用いられる。溶融粘度がこの範囲外では本発明の空冷条
件で冷却したとしてもデニール班のない均一な太デニー
ルの繊維が得られない。

【０００６】本発明に用いる溶融液晶性ポリマーとして
は、例えば下記に示す反復構成単位の組み合せからなる
ものがある。

【０００７】

【化１】

【０００８】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（Ａ）、（Ｂ）の反復構成単位から成る
部分が８０モル％以上であるポリマー、特に（Ｂ）の成
分が３〜４５モル％である芳香族ポリエステルである。

【０００９】

【化２】

【００１０】本発明に言う溶融液晶性とは、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。上記溶融液晶性ポ
リマーには、本発明の効果を損わない範囲内で各種添加
剤や他の熱可塑性ポリマーを添加することが出来る。

【００１１】このポリマーを用いて口金温度を流れ温度
〜流れ温度＋５０℃とし、剪断速度１０３〜１０５ｓｅ
ｃ−１でノズルより押し出す。口金温度が流れ温度＋５
０℃を越えるとポリマーの分解が生じ好ましくない。ま
た剪断速度が１０３ｓｅｃ未満では繊維の配向が不十分
で強度が出ない。また剪断速度が１０５ｓｅｃ−１を越
えると防止安定性が低下する。本発明にいう剪断速度δ
は、円形ノズルの場合は次式により求めることが出来る
。 δ＝４Ｑ／πｒ３（ｓｅｃ−１） 但し、ｒ：ノズルの孔の半径（ｃｍ） Ｑ：単孔当たりのポリマー吐出量（ｃｍ／ｓｅｃ）

【０
０１２】さらに押し出した糸条は、ノズル下１０〜１０
０ｃｍの間で０〜１００℃の空気層で冷却する。好まし
くは、０〜５０℃である。０℃未満ではノズル表面を降
温させ紡糸性が不安定となり、１００℃を越えると冷却
効果が半減し、糸条の細化が不均一となるため長さ方向
でデニール班が発生する。ノズル下１０ｃｍまでのとこ
ろで冷却すると、ノズル面の温度を降温させるばかりか
、紡糸頭の温度を低下させることになり紡糸安定性が低
下する。ノズル下１０ｃｍより下は出来るだけ長い距離
を冷却することが好ましい。糸の冷却を促進するために
送風機を用いる場合は、風量を１．６〜１０．７ｍ／ｓ
ｅｃとすることが好ましい。１０．７ｍ／ｓｅｃを越え
ると糸がふれるため安定に紡糸が出来なくなることがあ
る。本発明においては、このような溶融紡糸方法を採用
することにより、溶融液晶性ポリマーからなる単糸繊度
５０〜２０００デニールの繊維を、デニール班が小さく
繊維内構造が均一な繊維として得ることができる。 ５０デニール未満の繊維は、本発明の空冷条件を用いず
とも製造出来、２０００デニールを越えると本発明の空
冷条件を用いたとしても均一な構造の繊維が得られなく
なる。

【００１３】さらに、本発明において、溶融液晶性ポリ
マーを溶融紡糸するに際して、例えば、次の２種のタイ
プのマスターチップを混練後紡糸することにより着色し
た高強度・高弾性率のモノフィラメントを得ることがで
きる。マスターチップ（ｘ）：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
。このものを溶融液晶性を有するポリマー（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（ｙ）：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
色剤濃度を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０．１〜３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。

【００１４】本発明の太デニール繊維は紡糸したままの
状態で高強度・高弾性率のモノフィラメントであるが、
該繊維の流れ温度（ＦＴ）℃以下（ＦＴ−８０）℃以上
の温度で熱処理することにより、繊維の強度を５０％以
上増大することが出来る。この流れ温度はＤＳＣ（例え
ば、Ｍｅｔｔｌｅｒ社製、ＴＡ３０００）で温度上昇下
での吸熱ピークを測定することで容易に流れ温度を測る
ことができる。この流れ温度は、熱処理によって漸新的
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。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。但し雰囲気中の水分は加
水分解等をおこし、強度上昇に悪影響を及ぼすので除湿
された雰囲気（露点が−４０℃以下）で行うことが好ま
しい。この時の巻取ボビンは、ステンレス製のツバ付き
ボビンを用いることで耳落ちを防止出来、穴空きボビン
を用いることで巻き密度０．３〜０．９ｇ／ｃｍ３で巻
き取ったボビンを、細デニール繊維では糸条間に空隙を
設けるため巻き取ったボビンを巻返して巻き密度を下げ
て熱処理を行なっていたが、そのような操作を行なうこ
となく直接熱処理が可能である。

【００１５】本発明によって得られた繊維は、例えば、
ホースの被覆材，ネット，各種防護用品，スポーツ用品
，等に広く使用される。

【００１６】

【実施例】本発明において溶融粘度は流れ温度＋１０℃
にて剪断速度１０００ｓｅｃ−１で測定した。本発明に
言うηｉｎｈとは、試料をペンタフルオロフェノールに
０．１重量％溶解し（６０〜８０℃）、６０℃の恒温槽
中で、ウッペローデ型粘度計で測定する。 ηｉｎｈ＝ｌｎ（ηｒｅｌ）／Ｃ ［ηｒｅｌ：相対粘度、Ｃ：溶融濃度］

【００１７】実
施例１ 構成単位（Ａ）と（Ｂ）が７０／３０モル比である全芳
香族ポリエステルポリマー（Ａ１）を用いた。

【００１８】

【化３】

【００１９】このポリマーの物性は ηｉｎｈ＝６．０ｄｌ／ｇ 溶融粘度＝８００ポイズ Ｆ　　　　Ｔ＝２７８℃ であった。全芳香族ポリエステルポリマー（Ａ１）を３
０ｍｍφの２軸押出機を用いて溶融した。紡糸頭ではメ
タルサンド（＃６０〜８０）および２０μのナスロンフ
イルターで濾過し、０．６５ｍｍφ×１ホールの口金よ
り剪断速度１．０×１０４ｓｅｃ−１で吐出した。紡糸
頭の温度は３２０℃，口金温度を３１０℃とし、ノズル
下３０ｃｍ±１０ｃｍのところを送風機にて２５℃で風
量５ｍ／ｓｅｃで冷却し巻取速度４５０ｍ／分で巻き取
り、６１０ｄのモノフィラメントを得た。さらにこのモ
ノフィラメントを１８０〜２８０℃で１８時間熱処理す
ることにより、強度１９．５ｇ／ｄ、弾性率５２５ｇ／
ｄのモノフィラメントが得られた。このモノフィラメン
トは内側と外側の密度が均斉化されているため、表面部
分の割れやはがれがなく、産業用途に用いた場合、摩擦
および摩耗に強く、耐久寿命が向上した。

【００２０】実施例２〜４ ノズル下の冷却する幅および冷却温度を表１に示す如く
種々変更する以外実施例１と同様にモノフィラメントを
製造した。得られたモノフィラメントの物性を表１に示
す。

【００２１】比較例１ ノズル下を冷却しない他は実施例１と同様にして６００
デニールのモノフィラメントを４５０ｍ／分で巻取った
。このモノフィラメントは均斉度が大巾に低下しており
、しかも溶融したポリマーが十分に固化する前に巻取り
が行なわれるため、モノフィラメント間の膠着また膠着
により偏平な断面糸となり、製品形態をなさなかった。 得られたモノフィラメントの物性を表１に示す。

【００２２】比較例２ ノズル下空気層による冷却を行なわず、ノズル下５０ｃ
ｍの所に水浴槽（１５℃）を設け紡出モノフィラメント
を冷却する以外実施例１と同様にモノフィラメントを得
た。この水冷法を用いた場合、ノズル下から水浴槽直前
までは紡出モノフィラメント（２００℃以上）　は半溶
融状態で水浴槽に導入されるため、この間紡出モノフィ
ラメントは内側と外側で冷却速度が異なる。このため外
側は急冷により結晶性が高く、内側部は徐冷により結晶
性が低下することとなり、得られるモノフィラメントは
スキンコア構造となり、デニール均斉度が低く、また強
度も上がらない。よって摩擦時や折曲時に割れや座屈を
生じ易い。得られたモノフィラメントの物性を表１に示
す。

【００２３】比較例３ 構成単位（Ａ）と（Ｂ）が７０／３０モル比である全芳
香族ポリエステルポリマー（Ａ２）を用いた。

【００２４】

【化４】

【００２５】このポリマーの物性は ηｉｎｈ＝７．０ｄｌ／ｇ 溶融粘度＝３０００ポイズ Ｆ　　　　Ｔ＝２７８℃ であった。このポリマーを実施例１と同様に紡糸したと
ころ、溶融粘度が高いため冷却されにくくデニール班が
生じて製品としては用いることが出来なかった。

【００２６】

【表１】

【００２７】実施例５〜７ 実施例１で用いた全芳香族ポリエステルポリマー（Ａ１
）を用い、紡糸時に以下の３種類のマスターチップをＡ
１に対して３％混練する他は実施例３と同様にモノフィ
ラメントを得た。 ■カーボンブラック：ポリエチレン系分散剤を１：１０
で混練したマスターチップ。 ■ペリレンレッド：ポリエチレン系分散剤を１：１０で
混練したマスターチップ。 ■カーボンブラック：ペリレンレッド：ポリエチレン系
分散剤を１：１：２０で混練したマスターチップ。 カーボンブラックおよび顔料であるペリレンレッドを添
加して紡糸を行なったが、性能的に無添加のモノフィラ
メントと同レベルであった。得られたモノフィラメント
の性能を表２に示す。

【００２８】比較例４ 前述の■のマスターチップを用いて比較例２と同様に紡
糸を行なった。得られたモノフィラメントの性能を表２
に示す。強度、弾性率ともに空冷のものに比べて劣って
いる。

【００２９】

【表２】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶融液晶性ポリマーからなる単糸繊度
   ５０〜２０００デニールの繊維を、溶融紡糸後空冷して
   製造する方法において、溶融液晶性ポリマーとして、流
   れ温度＋１０℃での溶融粘度が５０〜２０００ポイズの
   ポリマーを用い、口金温度を流れ温度〜流れ温度＋５０
   ℃とし、該ポリマーを剪断速度１０３〜１０５ｓｅｃ−
   １でノズル孔より押し出し、ノズル下１０〜１００ｃｍ
   の間で０〜１００℃の空気層で冷却した後巻取ることを
   特徴とする溶融液晶性ポリマーからなる単糸繊度５０〜
   ２０００デニールの繊維の製造方法。
2. 【請求項２】　　単糸繊度５０〜２０００デニールの繊
   維を巻き密度０．３〜０．９ｇ／ｃｍ３で巻き取ったボ
   ビンを流れ温度以下流れ温度−８０℃以上で熱処理する
   方法。