JPH04343710A - 芳香族ポリエーテルケトンモノフィラメントの製造法 - 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、耐熱性、耐薬品性に優
れ、かつ産業用に適した高タフネス、高結節強度および
高引掛強度を有する芳香族ポリエーテルケトンモノフィ
ラメントの製造法に関する。 【０００２】 【従来の技術】芳香族ポリエーテルケトンは、結晶性の
熱可塑性樹脂であり、優れた耐熱性、耐薬品性、耐電気
特性、耐放射線性を有することが知られている。このた
め、これらのポリマーからモノフィラメントを製造する
ことが試みられており、溶融紡出した糸条を口金直下に
設けられた雰囲気温度が３００〜７００℃の加熱筒を通
過させた後、冷却固化し、次いでこれを１５０℃〜融点
温度で延伸する方法（特公平１−５２４８９号公報）、
紡出糸条の表面温度が（Ｔｇ　−３０℃）以上（Ｔｇ　
＋３０℃）以下である時点でこれを（Ｔｇ　−５０℃）
以上Ｔｇ　以下の液体浴で冷却した後延伸する方法（特
開平２−２３４９１３号公報）、さらには紡出糸をＴｇ
　以下の温度で延伸した後、必要に応じてＴｃ　（結晶
化温度）より高く、Ｔｍ　より低い温度で熱処理する方
法（特開昭６２−２３１０１６号公報）が提案されてい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】芳香族ポリエーテルケ
トンから繊度の大きいモノフィラメントを製造する場合
、特公平１−５２４８９号公報で開示された方法では、
口金直下に設けられた加熱筒の雰囲気温度が３００〜７
００℃と高いため、紡出糸が高温状態で凝固浴で急冷さ
れることとなり、断面形状は真円性を欠き、いびつな形
となりやすい。一方、紡出糸が適度に冷却された状態で
凝固浴で冷却しようとすると、口金から凝固浴までの距
離をさらに長くするか、吐出量をかなり下げる必要があ
るが、凝固浴までの距離を長くした場合、紡出糸の自重
で糸ゆれが大きくなり、糸斑が発生しやすくなる。 また、吐出量を下げた場合は、ポリエーテルケトンポリ
マーのルーダー、パック内での溶融滞留時間が長くなり
ゲルが発生するという問題があり、同じ繊度のモノフィ
ラメントを得ようとすれば吐出量を下げると同時に引取
り速度を下げる必要があり、生産性が低下するという欠
点も生じる。 【０００４】また、特開平２−２３４９１３号公報に開
示された方法では、凝固浴温度を（Ｔｇ　−５０℃）以
上、例えばＴｇ　が１４５℃のＰＥＥＫでは９５℃以上
とする必要があり、凝固浴に温水を用いた場合、温水が
沸騰し、水面がゆれるため糸条ゆれが発生し、糸斑がで
きる。そのため凝固浴としてグリセリン、エチレングリ
コール、ポリエチレングリコール浴を用いることも提案
されているが、取扱いが温水に比べ煩雑となり、この方
法で製造された芳香族ポリエーテルケトンモノフィラメ
ントはシルクファクター、結節強度ともに低く、産業用
モノフィラメントとしての特性を充分満足するものでは
なかった。 【０００５】さらに、特開昭６２−２３１０１６号公報
に開示された方法では、紡出糸をＴｇ　以下の温度で延
伸することが提案されているが、繊度の大きいモノフィ
ラメントでは延伸温度をＴｇ　以下とした場合、延伸倍
率を高倍率まで上げることができず、高タフネスで高結
節強度および高引掛強度を有するモノフィラメントを製
造することが困難であった。 【０００６】本発明は、繊度の大きいモノフィラメント
であってもシルクファクターが高く、結節強度および引
掛強度にもバランスよく優れており、同時に断面の真円
性も良好で繊維軸方向の糸斑も少ない、産業資材用途に
適した芳香族ポリエーテルケトンモノフィラメントを製
造する方法を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、実質的に下記
式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表される少なくとも１種類の繰
り返し単位からなり、かつ固有粘度が０．８以上の芳香
族ポリエーテルケトンを（Ｔｍ　＋２０℃）〜（Ｔｍ　
＋４５℃）の口金温度で溶融紡糸し、紡出された糸条を
口金直下に設けられた気体雰囲気温度が１００〜２５０
℃に加熱された加熱筒内を通過させた後、前記加熱筒内
を通過した糸条が白化した点から５〜３０ｃｍ下で９４
℃以下の温水浴に導いて冷却固化し、次いで冷却固化さ
れた糸条をＴｇ　を超え（Ｔｍ　＋４０℃）以下の気体
雰囲気中で延伸することを特徴とする芳香族ポリエーテ
ルケトンモノフィラメントの製造法（ただし、Ｔｇ　、
Ｔｍ　は各々、示差熱分析におけるガラス転移点、融点
のピークを示す）である。 【化４】 【化５】 【化６】 【０００８】本発明で使用する芳香族ポリエーテルケト
ンは、実質的に上記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表される少
なくとも１種類の繰り返し単位からなるポリマーであり
、ホモポリマーのみならずコポリマーを含む。コポリマ
ーは、上記繰り返し単位（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のいずれか
２種類またはそれ以上を組合せたものであってもよい。 これらの芳香族ポリエーテルケトンは、周知の方法によ
って製造される。これらのポリマーのうち典型的なポリ
マーのＴｍ　およびＴｇ　を示すと表１のとおりである
。 【０００９】 【表１】 【００１０】繊維に適したポリマーはある程度の重合度
が必要とされ、本発明のモノフィラメントには固有粘度
（Ｉ．Ｖ．）が０．８以上、好ましくは１．０以上のポ
リエーテルケトンを原料として用いる。特に、直径０．
２ｍｍ以上のモノフィラメントを製造する場合、固有粘
度（Ｉ．Ｖ．）が０．８未満では溶融粘度が低すぎるた
め、紡出糸の自重で糸ゆれを生じ、糸斑が発生し、さら
に低粘度のものでは引取りも困難となる。ここで、固有
粘度（Ｉ．Ｖ．）は、濃硫酸１００ｃｃ当たりポリマー
を０．１ｇ溶かし、２５℃で測定した溶液粘度から求め
たものである。 【００１１】なお、上記ポリマーには、その安定性、色
調、物性、接着性などを改善するために各種の添加剤を
含んでいてももちろんよい。 【００１２】次に、芳香族ポリエーテルケトンモノフィ
ラメントの製造法について詳述する。芳香族ポリエーテ
ルケトンを溶融紡糸するに際しては、ポリマーを融点（
Ｔｍ　）より４５〜６０℃高い温度、すなわち（Ｔｍ　
＋４５℃）〜（Ｔｍ　＋６０℃）で完全溶融させた後、
融点（Ｔｍ）より２０〜４５℃高い温度、すなわち（Ｔ
ｍ　＋２０℃）〜（Ｔｍ　＋４５℃）に保たれた紡糸口
金より紡出する。口金温度が（Ｔｍ　＋４５℃）を超え
ると、口金直下での紡出糸の糸ゆれが大きくなり糸斑が
生じやすくなる。一方、口金温度が（Ｔｍ　＋２０℃）
未満ではシルクファクターの低いモノフィラメントしか
得られない。 【００１３】前記口金直下には加熱筒を設け、該加熱筒
内の１００〜２５０℃に加熱された気体雰囲気に前記口
金より紡出された紡出糸条を通過させ、紡出糸条を徐冷
させることにより、高速での曳糸性を付与するとともに
冷却固化を遅延させ、しかるのち加熱筒内を通過した紡
出糸を水浴で冷却固化させる。 【００１４】加熱筒内の雰囲気温度を１００℃未満とし
た場合、延伸倍率を高倍率とすることができなくなり、
高強度の芳香族ポリエーテルケトンモノフィラメントを
製造することができない。一方、加熱筒内の雰囲気温度
が２５０℃を超えると紡出糸の粘度が低下し、糸ゆれが
大きくなり繊維軸方向の糸斑が発生しやすくなる。 【００１５】前記の紡出糸は、引き続いて９４℃以下の
水浴に導入されて冷却される。この時、該紡出糸が加熱
筒を通過した後、透明性を失い白化する点が存在するが
、前記水浴の水面をこの白化点から５〜３０ｃｍ、好ま
しくは１０〜２５ｃｍ下となるように設定する。この白
化点が水浴の水面上に存在しない場合、糸条は高温の状
態で急冷されるため、断面形状は真円性を欠きいびつな
形となり、水浴より引き取られた未延伸モノフィラメン
トは透明感がある。これに対し、白化点が水浴水面より
上に存在する場合、紡出糸が適度に冷却された状態で水
浴で冷却されるため、断面は真円性良好であり、水浴よ
り引き取られた未延伸モノフィラメントは不透明なもの
となる。 【００１６】白化点から水浴までの距離が５ｃｍ未満の
場合、白化点の位置が不安定となりやすくややもすると
水浴水面下まで変動するため、水浴より引き取られた未
延伸モノフィラメントは一部に透明部分を有するものと
なる。一方、白化点から水浴までの距離が３０ｃｍを超
える場合、水浴より引き取られた未延伸モノフィラメン
トを延伸すると部分的にボイド発生による白化を生じ、
特に繊径が大きいとき延伸でのこの白化現象を発生しや
すく好ましくない。 【００１７】前記水浴の温度は、９４℃以下であり、水
浴の温度が９４℃を超えると、温水が沸騰し水面がゆれ
るため、糸条ゆれが起き、糸斑が発生する。凝固浴には
グリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコ
ールなどが提案されているが、糸条の白化点を水面上５
〜３０ｃｍとすることにより、凝固浴温度は９４℃以下
とすることができ、通常の水浴でも充分であり、その後
の取扱い性も良好であると同時に９４℃を超える高温に
する必要がないため、無駄なエネルギーを消費しなくて
よい。水浴の温度は好ましくは室温以上である。 【００１８】水浴で冷却固化された糸条は、引き続きＴ
ｇ　を超え（Ｔｍ　＋４０℃）以下の気体雰囲気中で延
伸される。この際の加熱装置としては、例えば空気炉、
不活性ガス炉、赤外線炉、金属炉などが挙げられる。延
伸温度がＴｇ　以下の場合、延伸倍率を高倍率とするこ
とができず、高タフネス、高結節強度を有するモノフィ
ラメントを製造することができない。一方、延伸温度が
（Ｔｍ　＋４０℃）を超える場合は加熱装置内でモノフ
ィラメントが融解するという欠点が生じる。 【００１９】なお、上記の如く延伸されたモノフィラメ
ントは、その用途に応じて、寸法安定性を向上すべく熱
処理することも可能である。この熱処理に際して、０．
８倍以上の熱処理倍率を取りうるが、１．０倍を超える
倍率では結節強度が低下し好ましくない。また、熱処理
温度は結晶化温度（Ｔｃ　）〜（Ｔｍ　＋５０℃）の気
体雰囲気中で行うのが好ましい。 【００２０】このようにして得られる芳香族ポリエーテ
ルケトンモノフィラメントは、例えばシルクファクター
が２４以上、結節強度が３ｇ／ｄｅ以上、引掛強度が２
ｇ／ｄｅ以上と高タフネスでかつ高結節強度、高引掛強
度を有し、同時に芳香族ポリエーテルケトン本来の耐熱
性、耐薬品性なども有することから、これらの特性が要
求されるドライヤーカンバス、フィルター、ガット、ブ
ラシなどの用途に適している。 【００２１】 【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はその主旨を超えないかぎり、以下の実
施例に限定されるものではない。実施例中、各物性の測
定、評価は次の基準に従った。 引張強度、引張伸度：ＪＩＳ　　Ｌ１０１３結節強度：
ＪＩＳ　　Ｌ１０１３ 引掛強度：ＪＩＳ　　Ｌ１０１３ シルクファクター：下記式にて算出した。 シルクファクター＝引張強度（ｇ／ｄｅ）×〔引張伸度
（％）〕１／２　 【００２２】実施例１〜１２、比較例１〜８固有粘度（
Ｉ．Ｖ．）が１．４のＰＥＥＫ樹脂（ＩＣＩ社製、ＶＩ
ＣＴＲＥＸ）を４００℃で溶融し、表２に示す条件で口
金より紡出し、口金直下に設けた長さ４０ｃｍの加熱筒
を経て透明感を失い白化した紡出糸を温水浴に導いて冷
却し未延伸モノフィラメントを巻き取った後、延伸、熱
処理を行い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引張強度、結節強度、引掛
強度、シルクファクターを測定した。結果を表２に併せ
て示す。なお、延伸温度を３９０℃とした場合はモノフ
ィラメントが融解ぎみとなるため実施不可能であった。 【００２３】 【表２】 【００２４】表２から明らかなように、本発明の方法で
得られたモノフィラメントは、シルクファクター、結節
強度、引掛強度が均衡して優れており、モノフィラメン
ト断面の真円性も、繊維軸方向の均一性もいずれも良好
である。一方、本発明の条件を満足しない方法で得られ
たモノフィラメントは、シルクファクターがいずれも低
く、唯一シルクファクターが２４以上となる比較例５で
も部分的に延伸で生じた白化部分が認められた。さらに
、比較例２および４〜６は繊維軸方向の糸斑が大きく、
特に比較例６は断面の真円性にも欠け、断面の変形した
ものしか得られない。 【００２５】 【発明の効果】本発明によれば、産業資材用として充分
に満足できる高タフネスでかつ結節強度および引掛強度
にもバランスよく優れており、同時に真円性も良好で、
繊維軸方向の糸斑の少なく、色調斑のないモノフィラメ
ントを製造することが可能であり、耐熱性、耐薬品性、
耐放射線性等の芳香族ポリエーテルケトン本来の優れた
特性を最大限発揮しうる産業用モノフィラメントを提供
することができる。本発明により得られた芳香族ポリエ
ーテルケトンモノフィラメントは、耐熱、耐薬品ブラシ
、ドライヤーカンバス、フィルター、ガットなどの産業
資材用途に広く応用することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　実質的に下記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で
   表される少なくとも１種類の繰り返し単位からなり、か
   つ固有粘度が０．８以上の芳香族ポリエーテルケトンを
   （Ｔｍ　＋２０℃）〜（Ｔｍ　＋４５℃）の口金温度で
   溶融紡糸し、紡出された糸条を口金直下に設けられた気
   体雰囲気温度が１００〜２５０℃に加熱された加熱筒内
   を通過させた後、前記加熱筒内を通過した糸条が白化し
   た点から５〜３０ｃｍ下で９４℃以下の水浴に導いて冷
   却固化し、次いで冷却固化された糸条をＴｇ　を超え（
   Ｔｍ　＋４０℃）以下の気体雰囲気中で延伸することを
   特徴とする芳香族ポリエーテルケトンモノフィラメント
   の製造法（ただし、Ｔｇ　、Ｔｍ　は、おのおの示差熱
   分析におけるガラス転移点、融点のピークを示す）。 【化１】 【化２】 【化３】