JPS59168118A - ポリ−パラフエニレンテレフタルアミド系繊維の製造方法 - 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 不発明は、ポリ−バクフェニレンテレフタルアミド系繊
維の製造方法に関する。更に詳しく述べるならば、本発
明は、紡糸口金オリフィスの上流に多孔板全設置するこ
とによって高強度全方する（３） ポリーバクフェニレンテレフタルアミＦ系合ｂｙ　＋ｈ
ｔ維會製造する方法に関する。

従来技術 アクリロニトリル、アクリル酸メチル共重合体、ポリビ
ニールアルコール、芳香族ポリアミドａｌ−適当な溶剤
ＶＣＣ浴上て浴液紡糸し、更に必要ならば延伸して、繊
維状物質をｊＭ造する方法は公升である。

しかしながら、最終繊維製品分可及的軽量かつ安価にす
るという時代の要請があり、これにこたえる為には繊維
の強度ケ１す丑す大きくしなければならない。例えば、
ポリ−バラフェニレンテレフタルアεドから、このよう
７ｉ：要求ＶＣ応える高強度繊維が得られることが知ら
れている（特開昭４７−３９４５８号公訓φ）が１時代
の要ｉｉｋは更に高強度化することを求めている。

発明の目的 本発明の目的は、特に高強度全方するポリ−バラフェニ
レンテレフタルアεｌ・”系線維の製造方法を提供する
にある。

（４） 発明の構成 本発明に係る高強度ポリーバラフェニレンテレフタルア
ミド系繊維の製造方法は、ポリ−バラフェニレンテレフ
タルアミド系ポリマーを、９５〜１０１Ｎ量％濃度の濃
硫酸に溶解して紡糸ドープ’ｋｌＪｌ製し、この紡糸Ｆ
−ブを紡糸口金オリフィス全通して非凝固性雰囲気中に
押し出して、繊維状ドープ流を形成し、この繊維状ドー
プ流を凝固浴に導入することを含む繊維製造方法におい
て、前記オリフィスの上流１０ｍｍ以下の距離の位置に
多孔板を１層又は２層以上設け、ドープｔ、該多孔板の
孔を紡糸口金オリフィス通過時の線速度の少なくとも３
０％以上の線速度で一旦通過せしめ℃後、紡糸口金オリ
フィスに導くことを特徴とする。

好ましい態様の説明 本発明に中いられるポリ−バラフェニレンテレフタルア
ミド系ポリマーは、ボリーバラフェニレ単位および又は
−ｃＯＱ　００一単位の１（２）ルチ以下がそれぞれ他
の芳香族ジアミノ残基および／又は（５）　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　へへ他の芳香族ジカルボ
キシル残基と置換したコポリの単位よりなるコポリアミ
ドからなる群から選ぶことができる。

これらのボリーバクフェニレンテ１ノフタルアミド系ポ
リマーは、公知の方法のいずれによって合成されたもの
であってもよく、その製造法は格別限定されない。例え
ば、所定のポリ−バクフェニレンテレフタルアミド系ポ
リマーを製造するには、それに対応するジカルボン酸を
酸ハライド、酸イミダゾライド、又はエステル等に誘導
し、これらの誘導体を対応するジアミンと反応させる方
法、相当するジアミンをイソシアナートに誘導し、これ
を前記ジカルボン酸誘導体と反応させる方法等會用いる
ことができる。

本発明方法に中いられるポリ−バラフェニレンテレフタ
ルアミド系ポリマーに、少なくとも２．０以上、より好
適には３０以上、更に好適には３５以上の固有粘度（２
５℃の濃硫酸中で測定）２有（６） することが望せしい。

紡糸に用いるドープ調製用の溶媒としては。

９５〜１０１Ｍ量係、好１しくに、９７５〜１０　（，
１，５重量％の濃度の濃硫酸が中いられる。その濃〃ｙ
は、具体的には、ポリマーの種類や、固有粘度、紡糸に
中いるドープに溶解され℃いるポリマーの濃度により適
宜遠足されるべきである。濃硫酸温間が９５重重量％満
になると、ポリマーの溶解性が悪く、従って適当な紡糸
中ドープが利られず、月つド−プの粘度が上昇する為に
、移送。

テ過が困難であるばかＩＩでなく、得られた給糾、の機
械的性質が不満足なものとなる。反対に、譜硫酸濃度が
１０１重量重量％えるもの２即ち大過剰の８０３？］ｌ
′含有する発煙硫酸では、その取扱いが国都であり、し
かもポリマーが殆ど溶解し、ない。小過剰ＳＯ３を含む
濃度１０１％以下発煙硫酸では、ポリマーの溶解性は良
好であり、好寸しい紡糸用ドープが与えられることが知
られている。しかし、濃仙ｒ酸中に大過剰のＳＯ３が存
在すると得られる繊維の内部構造に犬なる空隙を生じ、
捷だ艷のかい（７） 外観をもたらし、機械的性質が劣り、且つ凝固浴よりの
引出し速度も低下する等の欠点を生ずる。

紡糸に用いるドープは、通常８〜２０ｉ菫悌のホリーハ
クフェニレンテレフタルアミト系ホυマー’に含有する
ように調製きれる。この濃度は具体的には、使用される
ポリマーの固有粘度１種類。

濃硫酸ａ朋により決定されるべきであり、１２〜２０重
針係のポリマー濃度が好ましく、得られるドープは元学
異万性を示す。

紡糸ドープの温度には、格別の駆足はないが取り扱い可
能なように充分な流動性を示す最低温度から、約１００
’Ｃ迄の間の任意の温度が好ましい。

紡糸ドープの温度は、具体的には、ポリマー激変。

種類、溶剤の硫酸濃度、紡糸口金オリフィス口径。

吐出線速度等會勘案し゛Ｃ２適宜に決定されるべきであ
る。

紡糸ドープは、必要に応じ、濾過、脱泡され、紡糸口金
オリフィスより非凝固性雰囲気中に押し出される。本発
明においては、紡糸口金オリフィスの上流１０　ｍｍ以
下の距離の位置に多孔板ｔ１層（８） 又は２層以上設けて、紡糸口金オリフィスにドープが入
る前に、ドープな、該多孔版の孔を紡糸口金オリフィス
通過時の線速度の少なくとも３０％以上の線速度で一旦
通過せしめる。しかる後に、ドープを紡糸口金オリフィ
スに導く。

以下図面にもとづいて、本発明方法に特徴的に使用され
る多孔板゛について説明する０第１図は本発明の方法の
一実施態様を示したものであるＯ紡糸用ドープは、移送
導管４から、ホルダー３内に配置された多孔板２のオリ
フィスを通過したのち、紡糸口金１のオリフィスを通っ
て非凝固性雰囲気５中に繊維状ドープ流７として押し出
され、さらに凝固浴６中へ導かれる０ 第１図には多孔板の例としてオリフィス板を示したが、
微多孔板（例えば不織布でできた板）でもよい。多孔板
２は紡糸口金バ・ツクに一体イヒされ℃いてもよい。こ
れらのオリフィス又は孔はテーパー付きの形状であって
もよく、又個々のオリフィスは孔が同じ大きさであって
も、異なっていてもよい。また、多孔板２は１喘又は２
層以上（向じもの又は／及び異なった種類のもの）設置
されてもよい。

本発明の方法、即ち紡糸口金オリフィスの上流に多孔版
を設置することによる繊維の強朋向上の理由の詳細は不
明であるが、多孔板を通過することによりドープ流に付
加的なせん断がかかり強度発現に有利なドープ構造の変
換がおこるためと考えら１する。そのためか、ドープ流
にかかる張力が、多孔板を設置することにより、低下す
ることが見出された。

繊維の強度向上という所期の目的を達成するためには、
ドープが多孔板の孔を通過する時の線速度を紡糸口金オ
リフィスのそれの３０％より犬きくすることが重要であ
る。好１しくけ８０％以上である。壕だ、多孔板の孔の
大きさが比較的重要な因子であり１通常１個当り断面積
が１０−６〜１−の大きさが用いられる。孔があまり太
きいとドープへの適切なせん断効果が得られない。反対
に。

この径を小さくすればする程せん断効果は向上するが背
圧が犬きくなるので実用的には好ましくない。多孔板の
孔数ば、Ｆ−ブが多孔板の孔を通過する時の線速匠が上
記した条件を満たす様に選ぶことが最も重要で背圧等を
考慮すれば多孔板の総断面積が、紡糸口金オリフィスの
総断面積の少なくとも３０％以上である様に選ばれるの
が好捷しいＯ 多孔板の孔の形状は円形であり又も良いし、多角形状又
はその他の任意の複雑な形状とすることができる。

多孔板會設置する位置は紡糸口金オリフィスの上流１０
ｍｍ以下に丁べきである。１０ｍｍを超える場合は、せ
ん断をうけたドープがかなり緩和した状態になって紡糸
口金オリフィスに至るので本発明の効果がなくなる。好
ましくは５１１Ｉｎ１以下であり、更に好ましくは３　
＋＋＋＋ｎ以下である。尚、ｒ適用フィルターやそれを
支えるための多孔板を紡糸口金の上流に設置することは
一般的に行なわれ℃いるようであるが、この様な一般的
な方法では効果はなく、上記したように、紡糸口金の至
近距離に多孔板を設置するのが肝要である。特別の場合
、多孔’（１１’） 板は紡糸口金オリフィスに密Ｍ１て設Ｗイできる。

紡糸口金オリフィスの形状９寸４）Ｋは格別（１）限定
はない。し力）（２ながら１円形断面形状のものが好甘
しく、又そのｉＫ径ｋｎ　Ｏ，（１３−（１，１５ｍｍ
であることが好捷しく１１．（１５〜０．０９　ｍｍの
ものがより好ましい。

紡糸口金オリフィスよりの紡糸Ｆ−ブの吐出線速度は１
０ｍ／分以上、特に２０ｍ／分以上であることが好甘し
い。紡糸［１金オリフイスの直径が０、１５　＋ｎｍ　
’ｌ＜超えると、得られる繊維の内部構造が多孔質とな
り且つ艶のない外観のものが得ら肚る傾向がある。また
、紡糸口金オリフィスよりの、紡糸ドープの吐出線速度
が］、　Ｏｍ　／分未満になると、紡糸口金オリフィス
出口附近で、繊維状流を形成しない紡糸ドープのかた捷
りが形成さｉｔ、このた控糸切れを多発して、紡糸状況
が不安定となる傾向がある。

非凝固性雰囲気としては、空気、室累、アルゴン、酸素
、不飽和の水蒸気等によって形成され、その湛肢は０〜
１００℃の範囲が好捷しい。この（１２） 温度は紡糸口金オリフィス表面の温度との関係ケ勘案し
て調節される。具体的に非凝固性雰囲気温度は、紡糸ロ
金オリフィス部分例近の雰囲気温度が、略々露点以上の
温度ＶＣなるように調整されることが好ましく、若し、
露点以下の温度であると、紡糸口金オリフィスより吐出
された繊維状ド−プ流が比較的速く凝固されるので好ま
しくない。

紡糸口金のオリフィスの先端と、凝固浴衣面との間隙、
即ち非凝固性雰囲気の層の厚さく繊維状ドープ流の走行
方向長さ）は、約１　ｍｍ以上であることが好塘しく４
〜５０［＋１１１１であることがより好ましい０ 上記の間隙は具体的には、肋状ドープの１１１度。

粘度、温度、磁力の大きさ等を勘案して決定されるべき
であるが、この間隙がめまりに少さすぎる場合には、凝
固液がその表面張力により、紡糸口金オリフィス面に達
してし甘い、このため、紡糸された繊維状ドープ流を非
・杖固性雰囲気に曝露することが不可能となり、また繊
維の凝固浴よりの引出し速度が大幅に低下し、得られる
繊維の強度は勿論、モジ・クスも低下する傾向がある。

また。

この非凝固性雰囲気の厚さは、隣接して吐出された繊維
状ドープ流が凝固浴へ導入さするｉｌｌに互に接触し合
体しない様に、紡糸１０金のオソアイス配列のサークル
ピッチおよびスフ−・ソフピヅチ等ケ適切に設置するこ
とによって大きくすることができるＯ 紡糸口金オリフィスと凝固浴衣面間の非凝固性雰囲気を
通った紡糸ドープは次に凝固浴へ導入されるーこの凝固
浴の組Ｆｉｙ、ｖｃつい℃は、特に限定されないが、一
般に水系のものが好壕しく、例えば硫酸水浴液、カセイ
ソーダ水溶液、硫酸ソーダ水溶液、水等により構成され
ていることが好ましい○凝固浴の温度は、−３０〜＋２
５°Ｃであることが好甘しく、具体的には、紡糸ドープ
のポリマー釦り粘匿及び０Ａ度、ポリマーの種類、凝固
浴の種類等を勘案し℃灰足されるべきであるＣ凝固さｉ
ｔた繊維に対するドラフト倍率（紡糸された凝固糸を凝
固浴中よｊｌ取り出す速度と、紡糸トープのオリフィス
中での平均吐出線速Ｉｌｉ［との比率）は好ましくは１
以」二、より好甘しくは３以上、最も好ましくは４以上
である。

以上の如く凝固された繊維は１次に水洗され乾燥される
。水洗、乾燥の方法及び条件に関しては特に制限はなく
１通常の湿式の合成繊維製造に用いられる方法および条
件が用いられる。また、必要に応じ加熱、緊張熱処理に
より、モジユラスの大きい繊維をつくることもできる。

本発明方法により線維全製造する場合、任意の工程で、
後加工に必要な油剤や糊剤等を繊維に付与することはさ
しつかえなく、また、必要があれば、繊維に捲縮を付与
することもさしつかえない。

発明の効果 本発明の方法によれば、従来公知の方法で得られるポリ
−バラフェニレンテレフタルアミド繊維よりも強靭性、
切断伸度にすぐれ１毛羽や繊度斑の少ない１表面の平滑
な艶に富む光沢のある高強度のポリ−バラフェニレンテ
レフタルアミド系合成繊維が得られる。

本発明により製造されたポリ−バラフェニレン（１５） テレフタルアミＦ糸繊維の用途には格別の駆足はないが
、特にその扁モジ、クス性、優れた光沢。

しなやかさ９毛羽の少なさ、小さな繊度斑などの故に、
ゴム、プラスチック等の補強繊維としては勿論、ローブ
、織布等にも有用である。

実施例 以下の実施例は、本発明方法ケ具体的１７Ｃ説明するも
のである。実施例中組成比率等は特に断わらぬ限り重量
係で表わされている。使用されたポリマーの分子量の尺
度としＣは、そのポリマーを９８．４％濃硫酸を溶媒と
して溶解し、この溶液を用いて２５℃で常法により測定
した当該ポリマーの固有粘度をもって表わす。

紡糸張力は、ぜんまい式テンションメーターで凝固浴と
引きとりロール間の走行糸条張力を測定してこれｔ記載
した。

ギヤポンプ背圧はブルドン管型圧力計をギヤポンプの下
流の移送導管中に設置しその目盛りを読みとった。

繊維の引張り強度、伸度およびモジュラスは、（１６） ６５係ＲＨにおける当該繊維の荷重−伸長曲線から求め
た。

実施例　１ テレフタル酸ジクロライド及びバラフェニレンジアミン
を、塩ｆヒカルシウムを含有するＮ−メチルピロリドン
中で常法により重合して、固有粘度５９のボリーバラフ
ェニレンテレフタルアミトヲ調製した０ このポリマー１９９．７重量％の濃硫酸に溶解してポリ
マーｉ１８．０重量％含む紡糸ドープとした。

この紡糸Ｆ−ブ會減圧下に℃脱泡後、断面形状が円形で
０．０７ｍｍの直径を有する紡糸口金オリフィｘ２００
＠に具備した紡糸口金から、７５℃にて。

吐出線速度２７ｍ／分で吐出して、温度が常温で層の厚
さが３０１１Ｉｍの空気中を通し、絖い℃温度が６℃の
水凝固浴中へ、はぼ垂直に導入した。この時、紡糸口金
オリフィスの上流部１碓の所に断面形状が円形で直径０
．０６＋ｏ［Ｉ＋ｉ有するオリフィス５００個を有する
オリフィス板１個を設置した。

次いで凝固浴より繊維ケ引き出し、水洗、乾燥した。得
られた繊維の諸性能Ｖｊ、表ＩＶＣ示した。

実施例　２ 固有粘度が６．０のポリ−バラフェニレンテレフタルア
ミドを９９．５％の濃硫酸中に溶解し、１９．０係のポ
リマー全台む紡糸ドープを調製した。このドープは８０
℃に加温し、紡糸口金オリフィスの上流部ＩＭの所に設
置された公称５μの濾過可能なＳＵＳ　３１６製不織布
（５μ程度の孔が無数に存在）２枚からなる多孔板を通
過せしめ、直径０、０７　ｍｍの円形オリフィス１００
個を有する紡糸口金より、２８ｍ／分の吐出線速度で、
２０＋ｏｍの空気中に押し出し、続いて温度が４℃の２
０％硫酸水溶液凝固浴へ導入した。

凝固浴より繊維を引き出し、水洗、乾燥した。

得られた繊維は毛羽のない、しなやかなものであった。

その繊維性能を表１に示す。

実施例　３ 空気層の厚さ１０ｍｍ、多孔ｆｆ１ｋ公称３μの渥過可
能な５ＵＳ３１６製不織布１枚とした以外は、全〈実施
例２と同様に紡糸した。

得られた繊維は光沢の優れたしなやかなものであった。

その繊維性能を表１に示す。

比較例１゜ 紡糸口金オリフィス上流部のオリフィス板を取りはずし
た以外は、実施例１と全く同様に紡糸した。次いで水洗
、乾燥後、得られた繊維は実施例１〜３に比較して強度
の小さいものであった。そのｌ＆維性能は表１に示され
ている通りであった。

比較例２゜ 紡糸口金オリフィスの上流部２００　ｍ＋ｎの移送導管
中に公称１０μの濾過可能なＳＵＳ　３１６製の不織布
とした以外は、実施例１と全く同様に紡糸した０ 次いで水洗、乾燥後、得られた繊維の繊維性能は表１に
示した通りで、実施例１〜３に比較し工強度の小さいも
のであった。

以下余白 （］９） （２０）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様を示す模式図である。 １：紡糸１」金２２＝多孔板、３：ホルダー。 ４：移送導管、５：非凝固性雰囲気、６：凝固浴、７：
繊維状ドープ流。 特許出願人 旭化成工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　内　１）幸　男 弁理士　山　口　昭　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ポリーバラフェニレンテレフタルアミド系ポリマ
   ー紫、９５〜１０１重量％ａ度の濃硫酸に溶解して紡糸
   ドープ？Ｉ″調製し、この紡糸ドープを紡糸口金オリフ
   ィスを通し℃非凝固性雰囲気中に押し出して１締紐状ド
   ープ流を形成し、この繊維状ドープ流會凝固浴に導入す
   ることケ含む繊維製造方法におい℃、り前記オリフィス
   の上流１０ｍｍ以下の距離の位置に多孔板を１層又は２
   層以上設け、ドープを、該多孔板の孔を紡糸口金オリフ
   ィス通過時の線速度の少なくとも３０％以」二の線速度
   で一旦通過せしめて後、紡糸口金オリフィスに導くこと
   ｔ％徴とするポリ−バクフェニレンテレフタルアミド系
   繊維の製造方法。 ２、前記ホリーバラフエニレンテレフタルアミＦ系ポリ
   マーが、ポリ−バクフェニレンテレフタ（１）　　　　
   　　　　　　　　。。 又は−ＣＯＱ　Ｃ０一単位の１０モル％以下が、それぞ
   ｒ、他の芳香族ジアミノ残基および／又は他の芳香族ジ
   カルボキシル残基と置換したコポリアミの単位よりなる
   コポリアミド及び−Ｃ００−ＮＵ　−の単位よりなるコ
   ポリアミＦからなる群から選ばれる。特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３、前記ポリ−バラフェニレンテレフタルアミド系ポリ
   マーが少なくとも２，０の固有粘度（２５℃のａ硫酸中
   で測足）を有するものである、特許請求の範囲第１頌記
   載の方法。 ４、前記紡糸ドープ中のポリ−バクフェニレンテレフタ
   ルアミド系ポリマーの濃度が８〜２０重ｉ％である、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ５　前記多孔板が１個当りのＵＴ部面積１０−６〜１ｍ
   ｍ１の孔を有するものであり、かつ紡糸口金オリフィス
   の上流５ｎ＋ｍ以下の距離に位置している特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ６、前記紡糸口金オリフィスが１円形断面？ｒＮ（２） し、その石径が０．０３〜（１，１，５ｍｍである、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ７　　目ＴＪ記紡糸ドープの押出しが−１０ｍ／分以上
   の吐出線速度で行われる、特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ８１１１記非凝固性雰囲気の厚さく繊維状ドープ流の定
   行方向長さ）が１．　ｍｍ以上である、特許請求の範囲
   第１頓記載の方法。 ９　前記凝固浴が、硫酸水溶液、カセイソーダ水溶液、
   硫酸ソーダ水溶液、又は水によって構成されている。特
   許請求の範囲第１頓記載の方法。 １０、前記凝固浴が一３０℃〜＋２５℃の温度に調節さ
   γしている。特許請求の範囲第１頂記載の方法。