JPH0726250B2

JPH0726250B2 - ポリエステル繊維

Info

Publication number: JPH0726250B2
Application number: JP61069406A
Authority: JP
Inventors: 宏明杉本; 一雄早津; 利行小橋; 精二高尾; 潤高木
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPS62231018A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は高強度、高弾性率を有するポリエステル繊維に
関するものである。

＜従来の技術および発明が解決しようとする問題点＞近年、芳香族ポリエステルの中で溶融時に異方性を有す
るものを溶融紡糸することにより、繊維となることが明
らかになってきた。溶剤を使用しない点や、既知の紡糸
装置を使用できるなど、様々な利点を有している。

そして、溶融時に異方性を有する芳香族ポリエステルを
溶融紡糸して得られた繊維の特徴である強度、弾性率を
さらに改善した高強度、高弾性率繊維の開発が求められ
ている。

＜問題を解決するための手段＞本発明は（Ｂ）Ｏ−Ar₁−CO ０〜60モル％、（Ｃ）Ｏ−Ar₂−CO ０〜30モル％および（Ｄ）Ｏ−Ar₃−Ｏ０〜30モル％（但し、Ar₁、Ar₂、Ar₃は２価の芳香族環であり、
（Ｃ）／（Ｄ）の比は実質的に１である。）から成る溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステルを溶
融紡糸して得られる結晶性の繊維であって、その広角Ｘ
線回折点の50％以上が（Ａ）からなるホモポリエステル
の広角Ｘ線回折点に一致する強度が27.2g/d以上、引張
弾性率が1030g/d以上であるポリエステル繊維に関する
ものである。

以下、本発明を詳述する。

本発明における芳香族ポリエステルの構成成分におい
て、なる構成単位は必須であり、その量は40〜80モル％、好
ましくは50〜70モル％である。（Ａ）の量がこの範囲を
満たさない場合には繊維の結晶構造中において、（Ａ）
からなるホモポリエステルと同一である部分が少くな
り、最終的に、高強度、高弾性率を発揮できなくなる。
またなる構成単位が全体の80モル％を超えると成形加工性が
悪くなってくる。

（Ａ）の構成単位の出発原料としてはｐ−ヒドロキシ安
息香酸やｐ−アセトキシ安息香酸、ｐ−ヒドロキシ安息
香酸フェニル等のエステル形成性誘導体をあげることが
できる。

（Ｂ）Ｏ−Ar₁−COなる構成単位は全体の０〜60モ
ル％であり、その出発原料としては、ｍ−ヒドロキシ安
息香酸、ｐ−（４−ヒドロキシフェニル）安息香酸、２
−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸、２−ヒドロキシ−７−
ナフトエ酸、１−ヒドロキシ−４−ナフトエ酸、１−ヒ
ドロキシ−４−ナフトエ酸、１−ヒドロキシ−５−ナフ
トエ酸や、ｍ−アセトキシ安息香酸、ｍ−ヒドロキシ安
息香酸フェニル、２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸メチ
ル等のエステル形成性誘導体をあげることができる。

（Ｃ）Ｏ−Ar₂−CO及び（Ｄ）Ｏ−Ar₃−Ｏなる
構成単位はそれぞれ全体の０〜30モル％必要である。

（Ｃ）の出発原料としては、テレフタル酸、イソフタル
酸、4,4′−ジカルボキシジフェニル、2,6−ジカルボキ
シナフタレン、2,7−ジカルボキシナフタレン、1,5−ジ
カルボキシナフタレン、1,2−ビス（４−カルボキシフ
ェノキシ）エタン、1,4−ジカルボキシナフタレンや、
テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジフェニル、テレ
フタル酸ジクロリド等のエステル形成性誘導体をあげる
ことができる。

（Ｄ）の出発原料としては、ヒドロキノン、クロルヒド
ロキノン、メチルヒドロキノン、フェニルヒドロキノ
ン、レゾルシン、4,4′−ジヒドロキシジフェニル、4,
4′−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4′−ジヒドロキ
シジフェニルメタン、4,4′−ジヒドロキシジフェニル
エーテル、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、
4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、2,2−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、2,6−ジヒドロ
キシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、1,5−
ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレ
ンや、1,4−ジアセトキシベンゼン等のエステル形成性
誘導体をあげることができる。

なお、得られるポリマーの結晶性、耐熱性等の物性を損
わない範囲で、trans−1,4−ジカルボキシシクロヘキサ
ン、エチレングリコール、trans−1,4−ジヒドロキシシ
クロヘキサン、キシリレンジオール等の脂環族や脂肪族
化合物をポリエステル全体の５モル％以内で共重合させ
ることはさしつかえない。

これらの出発原料を用い、本発明に用いる芳香族ポリエ
ステルに至るには、そのままであるいは脂肪族もしくは
芳香族モノカルボン酸又はそれらの誘導体、脂肪族アル
コールもしくはフェノール類又はそれらの誘導体等によ
るエステル化により、重縮合反応を行なう。

重縮合反応として既知の塊状重合、溶液重合、懸濁重合
法等を採用することができ、150〜360℃で常圧又は10〜
0.1torrの減圧下に、Sb,Ti,Ge化合物等の重合触媒、リ
ン系化合物等の安定剤、TiO₂,CaCO₃、タルク等の充てん
剤等を場合により添加して行なうことができる。

得られたポリマーはそのままで、あるいは粉体状で不活
性気体中、又は減圧下に熱処理して紡糸用試料とする。
あるいは、一度押出機により造粒して用いることもでき
る。

溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステルとは90゜直交
した２枚の偏光板の間にある加熱試料台上にポリエステ
ル試料粉末を置いて昇温していった時に、流動可能な温
度域において光を透過しうる性質を有するものを意味し
ている。

かくして得られた溶融時に異方性を示す芳香族ポリエス
テルを繊維にするには、溶融紡糸法を用いる。

溶融紡糸装置としては、加熱制御機構を備えたプランジ
ャー、スクリュー等の溶融部、ギャポンプ等の計量部、
紡糸口金を含む紡糸頭部を備えたものであれば、どのよ
うなものでも使用することができる。

溶融紡糸に適した温度は280〜420℃、好ましくは300〜4
00℃である。

溶融紡糸された繊維はそのままで、又は油剤や処理剤を
付着させた御、巻取るか引落とす。得られた繊維は、延
伸や熱処理、或はこれらの組合せの操作を適宜施してや
る必要がある。

重要な事は、こうして得られた繊維が結晶性であり、そ
の広角Ｘ線回折点の50％以上が、（Ａ）からなるホモポ
リエステルの広角Ｘ線回折点に一致することである。

本発明の芳香族ポリエステルの溶融時における異方性が
如何なる構造に起因するか十分検証できていないが、
（Ａ）の構造又はその連鎖が効いているものと考えられ
る。

連鎖は、（Ａ）の構成単位を与える出発原料として自己
縮合しやすい種類を選び、重合条件も合せ制御してやる
ことにより達成できる。

そして、好適な繊維物性を得るためおよび好適な紡糸性
を得るため、2,3,5,6−テトラフルオロフェノール中、6
0℃で測定したときのポリエステルの固有粘度が1.0以上
であることが好ましい。

紡糸にあっては、異方性を有している溶融状態をとら
せ、そこから押出し、剪断をかけてやる事が好ましく、
延伸や熱処理は、上に述べた条件を満足するよう行なわ
れる。

強度が27.2g/d以上および引張弾性率が1030g/d以上好ま
しくは800g/d以上の繊維は工業上非常に有用なものであ
る。

（Ａ）の構成単位からなるホモポリエステルは極めて高
結晶性で、500℃以下では溶融せず、溶解しうる溶媒も
存在しない（なお、その結晶構造はジャーナル・オブ・
ポリマーサイエンス、ポリマーフィジックスエディショ
ン、21（９）、1599（1988）や同誌、ポリマーレターズ
・エディション、22,433（1984）等で議論されてい
る。）我々はｐ−アセトキシ安息香酸より（Ａ）の構成単位か
らなるホモポリエステルを合成し、その粉末の広角Ｘ線
回折を行なった。（なお該粉末は、200℃から330℃を1.
8時間かけ、330℃で１時間重合し、得られたポリマーを
微粉砕し、330℃で３時間固相重合することにより得た
ものである。）理学電機（株）製Ｘ線回折装置ロータフレックスによ
り、Ｘ線としてはニッケルフィルターを通した銅Ｋ−α
線を用い、平板カメラを使用して広角Ｘ線回折写真を測
定した。試料とフィルム間の距離については、40,50,60
mmの３種類について測定した。結果を表１に示す。

＜発明の効果＞本発明の繊維は計量で結晶性、耐熱性、耐薬品性、非吸
水性、高強度、高弾性率を有しており、ロープ、コー
ド、ケーブル、安全着、防弾衣、繊維強化複合材料フィ
ルターを一例とする各種工業材料として用いることがで
きる。

＜実施例＞以下に本発明の理解を容易にするため、実施例を示す。

なお、図中の芳香族ポリエステルの溶融時における異方
性の測定は加熱ステージ上に試料を置き、偏光下、25℃
／分で昇温し、光学観察により行なった。

実施例１ｐ−アセトキシ安息香酸7.20kg（40モル）、テレフタル
酸2.49kg（15モル）、イソフタル酸0.83kg（５モル）、
1,4−ジアセトキシベンゼン4.26kg（21.8モル）をくし
型撹拌翼をもつ重合槽に仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹
拌しながら昇温し、330℃で３時間重合した。

この間、生成する酢酸を除去し、強力な撹拌で重合を行
ない、その後徐々に冷却し、200℃で重合体を系外へ取
出した。

重合体の収量は9.48kgで理論収量の98.2％であった。

これをハンマーミルで粉砕し、2.5mm以下の粒子とし、
ロータリーキルン中窒素雰囲気下で280℃で５時間処理
した。

得られたポリエステルの2,3,5,6−テトラフルオロフェ
ノール中60℃における固有粘度は2.0であった。

このポリエステルの粉末の広角Ｘ線回折写真は、ｐ−ヒ
ドロキシ安息香酸から得られるホモポリエステルの回折
写真とは異なっていた。又このポリエステルは350℃以
上で光学異方性が観察された。

このポリエステルを30mm径のスクリュー型押出機を用い
溶融紡糸を行なった。用いたノズルは孔径0.07mm、孔長
0.14mm、孔数308である。

380℃のシリンダー先端温度、360℃の紡糸頭温度で紡糸
を行なったところ、紡出は極めて安定に約３時間行なわ
れ、580m/minの巻取り速度で淡黄色の透明繊維が得られ
た。

この繊維を330℃で３時間窒素中で処理して得られた繊
維を一方向に整えて並べ、その広角Ｘ線回折を行なった
ところ、多くの回折点が認められ、その75％がｐ−ヒド
ロキシ安息香酸から得られるホモポリエステルの回折点
と一致していた。

この繊維の強度は2.85デニールで28.8g/d、弾性率は1,0
30g/dであった。

実施例２実施例１と同様の方法により、ｐ−アセトキシ安息香酸
8.10kg（45モル）、２−アセトキシ−６−ナフトエ酸2.
30kg（10モル）、テレフタル酸1.66kg（10モル）および
2,6−ジアセトキシナフタレン2.54kg（10.4モル）から
ポリエステルを合成した。

このポリマーの2,3,5,6−テトラフルオロフェノール中6
0℃における固有粘度は2.3であった。このポリマーは34
0℃以上で光学異方性が観察された。

実施例１と同じ装置、条件で溶融紡糸を行なったとこ
ろ、約３時間安定な紡糸を行なうことができた。緊張を
かけながら、355℃の炉内を約30秒の滞留時間となるよ
う走行させ、この工程を５回くり返した。

この繊維を一方向に整えて並べその広角Ｘ線回折を測定
したところ、回折点の72％がｐ−ヒドロキシ安息香酸か
ら得られるホモポリエステルのそれと一致した。

この繊維の強度は2.57デニールで27.2g/d、弾性率は108
0g/dであった。

比較例１実施例１と同様の方法により、構成成分比をｐ−アセト
キシ安息香酸30モル％、テレフタル酸27モル％、イソフ
タル酸８モル％、1,4−ジアセトキシベンゼン35モル％
としてポリエステルを合成した。

このポリエステルの2,3,5,6−テトラフルオロフェノー
ル中60℃での固有粘度は1.5であり、340℃以上で光学異
方性が観察された。

次に実施例１と同様にして溶融紡糸が行なったところ、
黄金色透明繊維が得られた。

熱処理後の繊維の広角Ｘ線回折を行なったところ、回折
点の約20％が表１に示した回折点と一致したが、他の構
造が多く含まれていた。

この繊維の強度は18g/dで実施例1,2に比べ劣っていた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小橋利行岡山県岡山市金岡東町３丁目３番１号日本エクスラン工業株式会社内 (72)発明者高尾精二岡山県岡山市金岡東町３丁目３番１号日本エクスラン工業株式会社内 (72)発明者高木潤岡山県岡山市金岡東町３丁目３番１号日本エクスラン工業株式会社内 (56)参考文献特開昭54−138621（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−51914（ＪＰ，Ａ) 特公昭55−20008（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭58−40976（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ｂ）Ｏ−Ar₁−CO ０〜60モル％（Ｃ）Ｏ−Ar₂−CO ０〜30モル％および（Ｄ）Ｏ−Ar₃−Ｏ０〜30モル％（但し、Ar₁、Ar₂、Ar₃は２価の芳香族環であり、また
（Ｃ）／（Ｄ）の比は実質的に１である。）から成る溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステルを溶
融紡糸して得られる結晶性の繊維であって、その広角Ｘ
線回折点の50％以上が（Ａ）からなるホモポリエステル
の広角Ｘ線回折点に一致する、強度が27.2g/d以上、引
張弾性率が1030g/d以上であるポリエステル繊維。
【請求項２】芳香族ポリエステルの固有粘度（2,3,5,6
−テトラフルオロフェノール中、60℃で測定）が1.0以
上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
ポリエステル繊維。