JPS62231016A - ポリ(アリ−ルエ−テルケトン)繊維の製造法 - Google Patents
ポリ(アリ−ルエ−テルケトン)繊維の製造法Info
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- Artificial Filaments (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明はポリ(アリールエーテルケトン)繊維の製造法
に関するものである。さらに詳しくは耐熱性、耐薬品性
等に優れた高性能のポリ(アリールエーテルケトンンか
うなる繊維を延伸、熱処理し゛〔、産業用線維として充
分な力学的ポテンシャル(#!に高いシルクファクター
)をもつ繊維な安定した延伸性にて製造する方法に関す
るものである。
に関するものである。さらに詳しくは耐熱性、耐薬品性
等に優れた高性能のポリ(アリールエーテルケトンンか
うなる繊維を延伸、熱処理し゛〔、産業用線維として充
分な力学的ポテンシャル(#!に高いシルクファクター
)をもつ繊維な安定した延伸性にて製造する方法に関す
るものである。
(ロ) 従来技術
ポリ(7リールエーテルクトン)は結晶性の超耐熱性熱
可塑性樹脂であり、優れた耐熱性、耐加水分解性、耐(
化学)薬品性、電気特性、耐放射線性等を有することが
知られており、これらの有用な特性が活かされる分野に
おいて、エンジニアリング・プラスチック!フィルム等
として開発されつつある。
可塑性樹脂であり、優れた耐熱性、耐加水分解性、耐(
化学)薬品性、電気特性、耐放射線性等を有することが
知られており、これらの有用な特性が活かされる分野に
おいて、エンジニアリング・プラスチック!フィルム等
として開発されつつある。
ルエーテルグトン(以下PEEKと略称)の名称で市販
を開始し、その製法や特性もよく知られている。(例え
ば特公昭60−32642号公報、米国特許第4,32
0,224号)このPEEKポリマーはガラス転移点(
Tg)143℃、融点(Tmン334℃を有する。
を開始し、その製法や特性もよく知られている。(例え
ば特公昭60−32642号公報、米国特許第4,32
0,224号)このPEEKポリマーはガラス転移点(
Tg)143℃、融点(Tmン334℃を有する。
また、下記(2)式のポリ(アリールエーテルケトン)
は、文献例えば特開昭52−38,000号公報、米国
特許第3,953,400号等により公知であり、Tg
154℃、Tm365℃を有するポリマーである。(以
下、PEKと略称)更に、下記(3)式のポリ(アリー
ルエーテルケトン)は1文献例えば特開昭60−240
726号公報、米国特許第4,398,020号等によ
り公知のポリマーである。(以下、PIKKと称す) 更K、下記(41式のポリ(アリールエーテルケトン)
も、文献例えば米国特許第3 、956 。
は、文献例えば特開昭52−38,000号公報、米国
特許第3,953,400号等により公知であり、Tg
154℃、Tm365℃を有するポリマーである。(以
下、PEKと略称)更に、下記(3)式のポリ(アリー
ルエーテルケトン)は1文献例えば特開昭60−240
726号公報、米国特許第4,398,020号等によ
り公知のポリマーである。(以下、PIKKと称す) 更K、下記(41式のポリ(アリールエーテルケトン)
も、文献例えば米国特許第3 、956 。
240号によ゛り公知のポリマーである。(以下、PE
EKKと略称) これらのポリ(アリールエーテルケトン)は、前述のよ
うに熱可塑性樹脂としては最高レベルにある各種特性を
バランス良く兼ね備えており、繊維化することは産業上
極めて大きな意義をもつものである。
EKKと略称) これらのポリ(アリールエーテルケトン)は、前述のよ
うに熱可塑性樹脂としては最高レベルにある各種特性を
バランス良く兼ね備えており、繊維化することは産業上
極めて大きな意義をもつものである。
これらのポリ(アリールエーテルケトン)の繊維化につ
いては各所で検討されているが、歴史的に日も浅く文献
もなく、製造技術が充分確立しているとは云い難い。
いては各所で検討されているが、歴史的に日も浅く文献
もなく、製造技術が充分確立しているとは云い難い。
その中でも、PEEKの繊維化研究はかなり進んでいて
、文献も多いが(例えば(1)特開昭57−191,3
22号公報; (fil Re+s 、Disclos
ure +April、PP 104 (1982);
(Ill)ffi維学会誌。
、文献も多いが(例えば(1)特開昭57−191,3
22号公報; (fil Re+s 、Disclos
ure +April、PP 104 (1982);
(Ill)ffi維学会誌。
Vol、41 、AI +59(1985)等参照)%
実際に現在市販されて(・るPEEK繊維はモノフィラ
メントだけで、そのモノフィラメントの力学的特性も未
だ充分とは云い難い。
実際に現在市販されて(・るPEEK繊維はモノフィラ
メントだけで、そのモノフィラメントの力学的特性も未
だ充分とは云い難い。
PEK(前述の式(2)で表われろポリマー)の繊維化
は若干の文献(例えば特公昭56−33.419号公報
)k見られるだけである。
は若干の文献(例えば特公昭56−33.419号公報
)k見られるだけである。
上述の公知文献において開示されているポリ(アリール
エーテル)ケトンの繊維化方法。
エーテル)ケトンの繊維化方法。
特に溶融紡出糸の延伸方法の基本はポリマーあるいは紡
出糸のTgより高い延伸温度で延伸することにあり、こ
のこと自体、従来公知の熱可塑性繊維形成性ポリマーの
逼伸方法の一般的原理と解されるものである。即ち、こ
れら文献によれば延伸はTgより高くTmより低い温度
の加熱媒体中で行うか又は上記温度の加熱体と接触して
行う方法がとられ℃いる。
出糸のTgより高い延伸温度で延伸することにあり、こ
のこと自体、従来公知の熱可塑性繊維形成性ポリマーの
逼伸方法の一般的原理と解されるものである。即ち、こ
れら文献によれば延伸はTgより高くTmより低い温度
の加熱媒体中で行うか又は上記温度の加熱体と接触して
行う方法がとられ℃いる。
しり発明の目的
本発明者らはPEEKを始めとする各種ポリ(アリール
エーテルケトンラの極立った特性に着目し、その繊維化
を試み種々検討した結果、溶融紡出糸を従来公知の如<
Tgより高い延伸温度で延伸した場合、確かに延伸糸の
引張強度は延伸温度を上げるに伴なって向上するが、そ
の反面、引張伸度は延伸温度が上がるに伴ない急激に低
下してシルクファクターが低下し、同時に延伸中に毛羽
、ラップが多発し安定した延伸性が得難(、工業的製法
としては問題があることがわかった。
エーテルケトンラの極立った特性に着目し、その繊維化
を試み種々検討した結果、溶融紡出糸を従来公知の如<
Tgより高い延伸温度で延伸した場合、確かに延伸糸の
引張強度は延伸温度を上げるに伴なって向上するが、そ
の反面、引張伸度は延伸温度が上がるに伴ない急激に低
下してシルクファクターが低下し、同時に延伸中に毛羽
、ラップが多発し安定した延伸性が得難(、工業的製法
としては問題があることがわかった。
従って、本発明の目的は、従来公知の延伸方法の欠点を
なくし、産業用#J!維としてバランスのとれた溝足し
5る品質な有するポリ(アリールエーテルケトン)繊維
を工業的に安定して製造しうる方法を提供することにあ
る。
なくし、産業用#J!維としてバランスのとれた溝足し
5る品質な有するポリ(アリールエーテルケトン)繊維
を工業的に安定して製造しうる方法を提供することにあ
る。
(ロ) 本発明の構成
即ち、本発明は、
下記(11〜fV1式の少なくとも1 fjlの繰り返
し単位から実質的になるポリ(アリールエーテルケトン
)を溶融紡糸して得られた紡出糸を、該紡出糸のTg以
下の温度で延伸し、必要に応じて該延伸に引続き該紡出
糸のTc より高くTmより低い温度で熱処理すること
を特徴とする、ポリ(アリールエーテルケトン)繊維の
製造法である。
し単位から実質的になるポリ(アリールエーテルケトン
)を溶融紡糸して得られた紡出糸を、該紡出糸のTg以
下の温度で延伸し、必要に応じて該延伸に引続き該紡出
糸のTc より高くTmより低い温度で熱処理すること
を特徴とする、ポリ(アリールエーテルケトン)繊維の
製造法である。
上記式中、Ar は独立的とフェニレン、ビフェニレ
ンまたはす7タレンから選択された2価の芳香族基であ
り、Xは独立的に0.C2または直接結合であり、nは
0〜3の整数。
ンまたはす7タレンから選択された2価の芳香族基であ
り、Xは独立的に0.C2または直接結合であり、nは
0〜3の整数。
b、c、dおよびeはOまたは1.aは1〜4の整数で
あり、そして好ましくはdはbが1のときには0である
。
あり、そして好ましくはdはbが1のときには0である
。
好ましいポリ(7リールエーテルゲトン)としては下記
式のくり返し単位を有するものが挙げられる。
式のくり返し単位を有するものが挙げられる。
+Q+CO−
+O+0+CO+0+CO−
+0m 0nCo0−0 O0+CO−イ澱イX)O+
CO豊o ()co− (X)O+00COWCO− (X)0+0+CO+0舎Co − +C0()Cら0()CO−G−− ()ぐトoやco3死 +00COWCO− ような方法は少なくとも1種のビスフェノールと少なく
とも1種のジハロベンゾイド化合物またはカナダ特許第
847,963号に記載の如き少なくとも18Nのハー
フエノール化合物との実質的に等モルの混合物を加熱す
ることよりなる。このような方法における好ましいビス
フェノールとしては、 ヒト−キノン 4.4−ジヒドロキシベンゾフェノン 4.4−ジヒドロキシフェニル、および4.4−ジヒド
ロキシジフェニルエーテルが挙げられる。
CO豊o ()co− (X)O+00COWCO− (X)0+0+CO+0舎Co − +C0()Cら0()CO−G−− ()ぐトoやco3死 +00COWCO− ような方法は少なくとも1種のビスフェノールと少なく
とも1種のジハロベンゾイド化合物またはカナダ特許第
847,963号に記載の如き少なくとも18Nのハー
フエノール化合物との実質的に等モルの混合物を加熱す
ることよりなる。このような方法における好ましいビス
フェノールとしては、 ヒト−キノン 4.4−ジヒドロキシベンゾフェノン 4.4−ジヒドロキシフェニル、および4.4−ジヒド
ロキシジフェニルエーテルが挙げられる。
好ましいシバpおよびジハロベンゾイド化合物としては
、 4−(4−90ロベンゾイル)フェノール。
、 4−(4−90ロベンゾイル)フェノール。
4.4−ジフルオpベンゾフェノン。
4.4−)310ロペンゾフエノン。
4−クーp−4′−フルオロベンゾフエノン。
が挙げられる。
これらのポリ(7リールケトン)は例えば米国特許第4
,176.222号に記載の如き方法によって製造し得
る。この方法は、100℃〜400℃の温度範囲で、<
1)少なくとも1種のビスフェノールと、少なくとも1
mのジハロベンゾイド化合物との実質的に等モルの混合
物、あるいは(2)少なくとも1種のへロフェノール(
ジハロベンゾイド化合物またはハロフェノールにおいて
、/)ロゲン原子はこれらの原子に対してオルトまたは
パラ位にある一〇〇−基によって活性化されている)I
k、炭酸または重炭酸ナトリウムと炭酸または重炭酸第
2アルカリ金属塩との混合物(上記炭酸または重炭酸第
2アルカリ金属塩のアルカリ金属はナトリウムよりも高
い原子番号を有し、上記炭酸または重炭酸第2アルカリ
金属塩の量はナトリウムのダラム原子あたり0.001
〜0.2グラム原子のより高い原子番号のアルカリ金属
が存在する程度であり、炭酸または重炭酸アルカリ金属
の全量は存述する各フェノール基ごとに少なくとも1個
のアルカリ金属が存在する程度である)とともに加熱し
、その後、アルカリ金属・・ライドからポリマーを分離
することよりなる。
,176.222号に記載の如き方法によって製造し得
る。この方法は、100℃〜400℃の温度範囲で、<
1)少なくとも1種のビスフェノールと、少なくとも1
mのジハロベンゾイド化合物との実質的に等モルの混合
物、あるいは(2)少なくとも1種のへロフェノール(
ジハロベンゾイド化合物またはハロフェノールにおいて
、/)ロゲン原子はこれらの原子に対してオルトまたは
パラ位にある一〇〇−基によって活性化されている)I
k、炭酸または重炭酸ナトリウムと炭酸または重炭酸第
2アルカリ金属塩との混合物(上記炭酸または重炭酸第
2アルカリ金属塩のアルカリ金属はナトリウムよりも高
い原子番号を有し、上記炭酸または重炭酸第2アルカリ
金属塩の量はナトリウムのダラム原子あたり0.001
〜0.2グラム原子のより高い原子番号のアルカリ金属
が存在する程度であり、炭酸または重炭酸アルカリ金属
の全量は存述する各フェノール基ごとに少なくとも1個
のアルカリ金属が存在する程度である)とともに加熱し
、その後、アルカリ金属・・ライドからポリマーを分離
することよりなる。
また、式:
の繰り返し単位を有するものなどのポリ(アリールケト
ン)は例えば米国特許第3,953゜400号に記載の
ようにフッ化水素−三フツ化ホウ素触媒を利用してフリ
ーデル・クラフト反応によって製造し得る。
ン)は例えば米国特許第3,953゜400号に記載の
ようにフッ化水素−三フツ化ホウ素触媒を利用してフリ
ーデル・クラフト反応によって製造し得る。
さらに、下記式:
のポリ(アリールケトン)は例えば米国特許第3,44
1,538号;第3,442,857号及び第3.51
6,966号に記載のようにフッ化ホウ素−フッ化水素
触媒な使用してフリーデル・クラフト反応によって製造
し得る。
1,538号;第3,442,857号及び第3.51
6,966号に記載のようにフッ化ホウ素−フッ化水素
触媒な使用してフリーデル・クラフト反応によって製造
し得る。
これらのボリゲトンは米国防衛公報第T103.703
号および米国特許第4,396,755号に記載の方法
によっても製造し得る。この方法では、(&)芳香族モ
ノカルボン酸、(b)少なくとも1種の芳香族ジカルボ
ン酸混合物、および(a)と(blとの組合せなどの反
応物をフルオロアルカンスルホン酸、l¥fにトリフル
オロメタンスルホン酸の存在下で反応させる。
号および米国特許第4,396,755号に記載の方法
によっても製造し得る。この方法では、(&)芳香族モ
ノカルボン酸、(b)少なくとも1種の芳香族ジカルボ
ン酸混合物、および(a)と(blとの組合せなどの反
応物をフルオロアルカンスルホン酸、l¥fにトリフル
オロメタンスルホン酸の存在下で反応させる。
さらに、下記式:
のポリ(アリールケトン)は例えば米国特許第4 、3
98 、020号に記載の如き方法によっても製造し得
る。このような方法では。
98 、020号に記載の如き方法によっても製造し得
る。このような方法では。
(at tl1式 YOC−Ar −C0Y(上記式
中、−Ar−は二価の芳香族基であり、Yはハロゲンで
あり、モしてCOYは芳香族核と結合したアシル・・ラ
イド基である。
中、−Ar−は二価の芳香族基であり、Yはハロゲンで
あり、モしてCOYは芳香族核と結合したアシル・・ラ
イド基である。
の少なくとも1種の芳香族ジアシルハライド(これは下
記+II)の少なくとも1種の芳香族化合物と重合可能
である)と、 (If)弐 H−Ar’ −H (上記式中、 −Ar’−は二価の芳香族基であり、セ
してHは芳香核と結合した水素原子である。) の少なくとも1種の芳香族化合物と、の実質的に等モル
量の混合物。
記+II)の少なくとも1種の芳香族化合物と重合可能
である)と、 (If)弐 H−Ar’ −H (上記式中、 −Ar’−は二価の芳香族基であり、セ
してHは芳香核と結合した水素原子である。) の少なくとも1種の芳香族化合物と、の実質的に等モル
量の混合物。
(b) 式 H−Ar’−COW(上記式中、−
Ar’−は二価の芳香族基であり、モしてHは芳香核と
結合した水素原子であり、Wはハロゲンであり、セして
COWは芳香核と結合したアシルハライド基である。) の少なくとも1種のモノアシルハライド(これは自己重
合可能である)、および(e) (alと(b)の組合
せ などの反応物をフルオロアルカンスルホン酸の存在下で
反応させる。
Ar’−は二価の芳香族基であり、モしてHは芳香核と
結合した水素原子であり、Wはハロゲンであり、セして
COWは芳香核と結合したアシルハライド基である。) の少なくとも1種のモノアシルハライド(これは自己重
合可能である)、および(e) (alと(b)の組合
せ などの反応物をフルオロアルカンスルホン酸の存在下で
反応させる。
ここで使用する「ポリ(アリールエーテルケトン)」な
る語は、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマーフグ
ラフトポリマー等な総称する。例えばコポリマー等を形
成するために繰り返し単位(I)〜ff+のいずれか2
種またはそれ以上な組み合せることもできる。
る語は、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマーフグ
ラフトポリマー等な総称する。例えばコポリマー等を形
成するために繰り返し単位(I)〜ff+のいずれか2
種またはそれ以上な組み合せることもできる。
線維用途に適したポリマーはある程度の重合度が必要と
され固有粘度(1,V、)が0.7以上のポリマーが好
ましい。ここでIJ。
され固有粘度(1,V、)が0.7以上のポリマーが好
ましい。ここでIJ。
はtk@酸tooce当たり、ポリマーを0.II溶か
し、25℃で測定し、演算された固有粘度である。
し、25℃で測定し、演算された固有粘度である。
尚、上記ポリマーにはその安定性1色調。
物性、接着性等を改善するために各種の添加剤な含んで
もよいことは勿論である。
もよいことは勿論である。
次に、ポリ(アリールエーテルケトン)繊維の製造法に
ついて詳述する。ポリ(アy −ルエーテルクトン)ポ
リマーを溶融紡糸する罠際しては、約500℃迄昇温可
能な溶融押出装置にポリマーな供給し、最終的にはその
融点(Tm)より30〜70℃高い温度、即ち(Tm+
30℃) 〜(Tm+70℃)で完全に溶融させたのち
、溶融紡糸口金と゛して通常用いられる口金か、又は本
発明者らが先に提案した%開昭60−259619号会
報記載の吐出孔内に針状物を有する特殊な紡糸口金等を
装置した紡糸パックを介して紡出する。
ついて詳述する。ポリ(アy −ルエーテルクトン)ポ
リマーを溶融紡糸する罠際しては、約500℃迄昇温可
能な溶融押出装置にポリマーな供給し、最終的にはその
融点(Tm)より30〜70℃高い温度、即ち(Tm+
30℃) 〜(Tm+70℃)で完全に溶融させたのち
、溶融紡糸口金と゛して通常用いられる口金か、又は本
発明者らが先に提案した%開昭60−259619号会
報記載の吐出孔内に針状物を有する特殊な紡糸口金等を
装置した紡糸パックを介して紡出する。
紡出糸は従来公知の冷却・引取方法で巻取られる。即ち
、紡出糸(未延伸糸)の単糸デニールが約1000 d
o 以上の太デニールの糸を紡糸する場合、口金直下
に設けられた液温40〜95℃の温水浴、あるいはエチ
レングリフール浴、シリコーン油浴等で紡出糸を冷却固
化した後、ドルクワインダー等で巻取る。
、紡出糸(未延伸糸)の単糸デニールが約1000 d
o 以上の太デニールの糸を紡糸する場合、口金直下
に設けられた液温40〜95℃の温水浴、あるいはエチ
レングリフール浴、シリコーン油浴等で紡出糸を冷却固
化した後、ドルクワインダー等で巻取る。
一方、紡出糸(未延伸糸)の単糸デニールが約1000
de 以下の細デニールの糸な紡糸する場合、紡出
後空気中にて冷却固化した後給油し巻取る。
de 以下の細デニールの糸な紡糸する場合、紡出
後空気中にて冷却固化した後給油し巻取る。
本発明におけるポリ(アリールエーテルケトン)は、高
融点、高粘性ポリマーであり、特に細デニールでは紡出
後、冷却固化が迅やかに進行するので、通常高粘度ポリ
マーの溶融紡糸で使用されている如き、口金直下に紡出
糸を徐冷する加熱筒(フード)を設けることKよってよ
り高速での曳糸性を付与することが可能である。更に紡
糸引取直前で空気交絡処理を施せば後の延伸性等の取扱
い性がよくなる。
融点、高粘性ポリマーであり、特に細デニールでは紡出
後、冷却固化が迅やかに進行するので、通常高粘度ポリ
マーの溶融紡糸で使用されている如き、口金直下に紡出
糸を徐冷する加熱筒(フード)を設けることKよってよ
り高速での曳糸性を付与することが可能である。更に紡
糸引取直前で空気交絡処理を施せば後の延伸性等の取扱
い性がよくなる。
ポリ(アリールエーテルケトン)は高融点、高粘性ポリ
マーであるが、ポリマーの重合過程、紡糸時の高温融解
過程で発生、混入するゲル状物質の量が、通常の低融点
ポリマーに比較して多く、特に細デニールのフイラメン
ドリ紡糸におい工はゲル状物質の影響が無視できないレ
ベルにあるが、これはポリマー溶融直後のフィルターや
、紡糸バック内のフィルターの強化でゲル状物質を細分
化するかもしくは、フィルター強化と前述の特開昭60
−259619号公報記載の口金との組合せによってゲ
ル状物質の悪影響を改善しうる。
マーであるが、ポリマーの重合過程、紡糸時の高温融解
過程で発生、混入するゲル状物質の量が、通常の低融点
ポリマーに比較して多く、特に細デニールのフイラメン
ドリ紡糸におい工はゲル状物質の影響が無視できないレ
ベルにあるが、これはポリマー溶融直後のフィルターや
、紡糸バック内のフィルターの強化でゲル状物質を細分
化するかもしくは、フィルター強化と前述の特開昭60
−259619号公報記載の口金との組合せによってゲ
ル状物質の悪影響を改善しうる。
かくして得られた紡出糸(未延伸糸)は、次いで延伸に
供せられるが、延伸装置は従来公知の装置で可能である
。即ち、加熱水蒸気、熱媒電熱ヒーター等による非接触
式ないしは接触式ヒーターで1段以上の加熱多段延伸な
行ない、必要に応じて緊張下又は無緊張下で熱処理を施
す。
供せられるが、延伸装置は従来公知の装置で可能である
。即ち、加熱水蒸気、熱媒電熱ヒーター等による非接触
式ないしは接触式ヒーターで1段以上の加熱多段延伸な
行ない、必要に応じて緊張下又は無緊張下で熱処理を施
す。
さて、ポリ(アリールエーテルケトン)繊維1例えばP
EEK未延伸糸の延伸については、前述した如く、一般
の熱可塑性繊維形成性ポリマーから成る繊維と同様KT
gより高い延伸温度での延伸が従来採用されている。
EEK未延伸糸の延伸については、前述した如く、一般
の熱可塑性繊維形成性ポリマーから成る繊維と同様KT
gより高い延伸温度での延伸が従来採用されている。
本発明者らも当初、この従来の基本常識に従いポリ(ア
リールエーテルケトン)繊維の延伸を検討したが、前述
したよ5に、次のような問題点があることを知見した。
リールエーテルケトン)繊維の延伸を検討したが、前述
したよ5に、次のような問題点があることを知見した。
即ち、a、延伸温度がTg以上で高!になるに伴ない、
延伸糸の引張伸度が低下し、シルクファクターが低下す
る。
延伸糸の引張伸度が低下し、シルクファクターが低下す
る。
b、その結果、延伸中1毛羽・ランプが多発し、安定し
た延伸ができな−・。
た延伸ができな−・。
本発明者らは上記問題点を解決すべ(、延伸温度の最適
条件の探索を実施した結果、従来の常識や理論とは逆に
rTg以下の温度での延伸」が有効であることを見い出
したのであり、この結果は従来の合成繊維の延伸理論、
即ち「Tgより高い温度での延伸」という考え方が必ず
しも普遍的でないということを意味している。
条件の探索を実施した結果、従来の常識や理論とは逆に
rTg以下の温度での延伸」が有効であることを見い出
したのであり、この結果は従来の合成繊維の延伸理論、
即ち「Tgより高い温度での延伸」という考え方が必ず
しも普遍的でないということを意味している。
なぜ、ポリ(アリールエーテルケトン)繊維の場合、T
gより高い温度での延伸が好ましくないか、定かな理由
は充分解明しえてないが、ポリ(アリールエーテルケト
ン)の熱特性にその答えが潜んでいると思われる。
gより高い温度での延伸が好ましくないか、定かな理由
は充分解明しえてないが、ポリ(アリールエーテルケト
ン)の熱特性にその答えが潜んでいると思われる。
ポリ(アリールエーテルケトン)急冷ポリマーやポリ(
アリールエーテルケトン)未延伸糸のように非晶部分が
そのほとんどを占めるサンプルの示差熱分析(DTA
;昇温速度10℃/分)の結果を第1図に示す。第1図
にはPIIEEKのDTA曲線を示すが、該曲線には低
温側から145〜150℃付近くガラス転移を示す小さ
い吸熱ピーク(Tg)+これにきわめて隣接して160
〜170℃付近に結晶化を示す大きな発熱ピーク(Tc
)、そして340〜345℃付近に融解を示す吸熱ピー
ク(Tm)がある。他の一般的ポリマーと異なり、PE
EKの場合、’rgとTcが極めて近接しているのが第
1図かられかる。従ってPEEK未延伸糸をTg以上の
温度で延伸する場合、特にTgより相当高い温度で延伸
する場合、結晶化を並行しながら配向篤伸することにな
り、その結果、低伸度化1毛羽・ラップの発生に結びつ
いたものと推察される。
アリールエーテルケトン)未延伸糸のように非晶部分が
そのほとんどを占めるサンプルの示差熱分析(DTA
;昇温速度10℃/分)の結果を第1図に示す。第1図
にはPIIEEKのDTA曲線を示すが、該曲線には低
温側から145〜150℃付近くガラス転移を示す小さ
い吸熱ピーク(Tg)+これにきわめて隣接して160
〜170℃付近に結晶化を示す大きな発熱ピーク(Tc
)、そして340〜345℃付近に融解を示す吸熱ピー
ク(Tm)がある。他の一般的ポリマーと異なり、PE
EKの場合、’rgとTcが極めて近接しているのが第
1図かられかる。従ってPEEK未延伸糸をTg以上の
温度で延伸する場合、特にTgより相当高い温度で延伸
する場合、結晶化を並行しながら配向篤伸することにな
り、その結果、低伸度化1毛羽・ラップの発生に結びつ
いたものと推察される。
PEEKをはじめとするポリ(アリールエテルケトン)
の熱特性は程度の差こそあれ、PEEKと同様の傾向、
即ち、TgとTeが近接する傾向を有しており、(例え
ばPEKはTg約154℃、Tc約169℃である)。
の熱特性は程度の差こそあれ、PEEKと同様の傾向、
即ち、TgとTeが近接する傾向を有しており、(例え
ばPEKはTg約154℃、Tc約169℃である)。
高シルクファクターで延伸性の良い繊維の製造法として
は、本発明に従ってTg以下、好ましくは(Tg−10
℃)〜(Tg−50℃)の低い温度で結晶化を抑制して
、例えば1.5〜2.5倍程度の延伸比にて、充分配向
延伸し、その後必要に応じて(例えば高強度、低熱収縮
率糸を得る場合など)Tc=Tm、好ましくはTc−(
Tm−30℃)の温度で張力下又は弛緩状態で熱処理し
て結晶化を図るのが適 (当である。
は、本発明に従ってTg以下、好ましくは(Tg−10
℃)〜(Tg−50℃)の低い温度で結晶化を抑制して
、例えば1.5〜2.5倍程度の延伸比にて、充分配向
延伸し、その後必要に応じて(例えば高強度、低熱収縮
率糸を得る場合など)Tc=Tm、好ましくはTc−(
Tm−30℃)の温度で張力下又は弛緩状態で熱処理し
て結晶化を図るのが適 (当である。
なお、本発明で云う延伸温度及び熱処理温度とは、とも
に延伸あるいは熱処理における糸条の温度を指し、延伸
及び熱処理ヒーター直後の糸条温度な米国トランスメッ
ト社製の糸量温度計で測定したものであって、加熱媒体
の温度を指すものではない。
に延伸あるいは熱処理における糸条の温度を指し、延伸
及び熱処理ヒーター直後の糸条温度な米国トランスメッ
ト社製の糸量温度計で測定したものであって、加熱媒体
の温度を指すものではない。
本発明の方法はマルチフィラメント及びモノフィラメン
トに好ましく適用できる。なお、マルチフィラメント、
モノフィラメントともl錘以上多錘採りが可能であり、
又、紡糸に直結して延伸するスピンドロ一方式を採用し
てもよい。
トに好ましく適用できる。なお、マルチフィラメント、
モノフィラメントともl錘以上多錘採りが可能であり、
又、紡糸に直結して延伸するスピンドロ一方式を採用し
てもよい。
本発明の方法により得られた延伸糸あるいは延伸・熱処
理系は、織編等の後加工における取扱い性をよくする為
、あるいは用途に忠じて仕上げオイル等の処理剤を付与
することができ、又必要に応じて空気交絡処理を施こす
こともできる。
理系は、織編等の後加工における取扱い性をよくする為
、あるいは用途に忠じて仕上げオイル等の処理剤を付与
することができ、又必要に応じて空気交絡処理を施こす
こともできる。
→ 発明の効果
本発明の方法によれば、単糸デニールが数デニールのマ
ルチフィラメントから直径約1諺程度のモノフィラメン
ト迄の広い範囲に亘って、産業用繊維として十分満足し
うる高タフネス繊維を安定して製造することが可能であ
り、ポリ(アリールエーテルケトン)本来の優れた特性
(耐熱性、耐薬品性、耐放射線性、耐加水分解性等)を
最大限に発揮しうる産業用繊維を提供できる、工業的に
極めて有用な方法である。
ルチフィラメントから直径約1諺程度のモノフィラメン
ト迄の広い範囲に亘って、産業用繊維として十分満足し
うる高タフネス繊維を安定して製造することが可能であ
り、ポリ(アリールエーテルケトン)本来の優れた特性
(耐熱性、耐薬品性、耐放射線性、耐加水分解性等)を
最大限に発揮しうる産業用繊維を提供できる、工業的に
極めて有用な方法である。
本発明の方法により得られるPEEKを始めとするポリ
(アリールエーテルケトン)ML維は、産業用繊維とし
て広く用いることができ、例えばモノフィラメントとし
ては、耐熱。
(アリールエーテルケトン)ML維は、産業用繊維とし
て広く用いることができ、例えばモノフィラメントとし
ては、耐熱。
耐摩耗性ブラシ、ドライヤーキャンパス等の耐熱・耐熱
水重布の継手石材、耐摩耗・高弾性ガツト等に、マルチ
フィラメントとしては耐熱・耐薬フィルター及びパツキ
ン、耐放射線フィルター及びパツキン、更にはガラス繊
維、炭素繊維、セラミック繊維、金属繊維等の無機繊維
や芳香族ポリアミド繊維、複素環ポリマー繊維等の高強
度、高弾性有機繊維との複合材料用の樹脂マトリックス
等に有用である。
水重布の継手石材、耐摩耗・高弾性ガツト等に、マルチ
フィラメントとしては耐熱・耐薬フィルター及びパツキ
ン、耐放射線フィルター及びパツキン、更にはガラス繊
維、炭素繊維、セラミック繊維、金属繊維等の無機繊維
や芳香族ポリアミド繊維、複素環ポリマー繊維等の高強
度、高弾性有機繊維との複合材料用の樹脂マトリックス
等に有用である。
(へ) 実施例
本発明な実施例をもって更に詳述するが。
下記の諸実施例は本発明の具体的な例示をするものであ
って、本発明の範囲を何ら限定しようとするものではな
い。
って、本発明の範囲を何ら限定しようとするものではな
い。
実施例−1
固有粘度(1,V、)が0.96のPEEK樹脂(IC
I 社製VICTREX@) ヲ400 ℃テ8融後、
直径0.45 M+長さ1.35 ws を孔数60ケ
の通常の紡糸口金を用いて、紡糸口金温度38(Icで
紡出し、口金直下に設けた表面温度280℃で長さ30
tW1の加熱筒を経て、空冷した後、給油して速度t5
om/分で巻き取り、800 de/60 fila
のP E E K I/i出糸(未延伸糸)な得た。
I 社製VICTREX@) ヲ400 ℃テ8融後、
直径0.45 M+長さ1.35 ws を孔数60ケ
の通常の紡糸口金を用いて、紡糸口金温度38(Icで
紡出し、口金直下に設けた表面温度280℃で長さ30
tW1の加熱筒を経て、空冷した後、給油して速度t5
om/分で巻き取り、800 de/60 fila
のP E E K I/i出糸(未延伸糸)な得た。
この紡出糸(未延伸糸)の示差熱分析(DTA:昇温速
度10℃/分)の結果は、Tg = 149℃、Tc=
159℃、Tm=340であった。
度10℃/分)の結果は、Tg = 149℃、Tc=
159℃、Tm=340であった。
この紡出糸な用いて延伸及び熱処理条件の検討を行った
。
。
即ち、該紡出糸(未延伸糸)を加熱供給ローラーに供給
し、次の室温延伸ローラー間で延伸倍率2.0ないし2
.25 、延伸速度200m/分で延伸し、次いで熱板
ヒーターで熱処理して引取ローラーを介して巻き取った
。
し、次の室温延伸ローラー間で延伸倍率2.0ないし2
.25 、延伸速度200m/分で延伸し、次いで熱板
ヒーターで熱処理して引取ローラーを介して巻き取った
。
上述の延伸設備な用いて延伸温度と熱処理温度を種々変
更して延伸糸または延伸熱処理系の特性と延伸性をみた
結果を表−1に記す。
更して延伸糸または延伸熱処理系の特性と延伸性をみた
結果を表−1に記す。
ここで表−1で用いる語句・記号について簡単に述べる
。
。
a)シルクファクター:(引張強度(1/d@))X、
l「j「iコe1m万一 で表わす。
l「j「iコe1m万一 で表わす。
この値はtI!tmの力学特性の目安となる。
b) 乾熱収縮率=180℃で30分間、無荷重下で測
定した収縮率チ) C)示差熱特性: DTAの結果、TgあるいはTeの
ピークが相当残っているものをX、微少残っているもの
をΔ、完全にピークのないものをOとし、延伸糸の熱セ
ット性の目安としたもの。
定した収縮率チ) C)示差熱特性: DTAの結果、TgあるいはTeの
ピークが相当残っているものをX、微少残っているもの
をΔ、完全にピークのないものをOとし、延伸糸の熱セ
ット性の目安としたもの。
d)延伸性=30分間の延伸時間中、毛羽・ラップの出
ないもの○、若干発生するものΔ。
ないもの○、若干発生するものΔ。
多発して延伸が困難なものな×とする。
表−1において、実験ム1〜21は延伸倍率2.0、ノ
ff122〜26は延伸倍率2,25で延伸性法び熱セ
ット性をみたものである。
ff122〜26は延伸倍率2,25で延伸性法び熱セ
ット性をみたものである。
表−1かられかるように、Tgより高い温度(本実施例
においては160℃以上)で延伸すると、低伸温度が上
がるに伴ない、一般に引張強度は少しずつ向上するが、
反面、引張伸度が減少し、シルクファクターは低下する
傾向にあり、低伸度化の為、毛羽・ラップが発生して延
伸性は悪化する。特に延伸温度が100℃にもなると加
熱供給μmテラー上の糸のたるみ(自己伸長てよる)も
加わり、極めて延伸性の悪いものとなった(5A験、五
5.10,15.21゜26)。
においては160℃以上)で延伸すると、低伸温度が上
がるに伴ない、一般に引張強度は少しずつ向上するが、
反面、引張伸度が減少し、シルクファクターは低下する
傾向にあり、低伸度化の為、毛羽・ラップが発生して延
伸性は悪化する。特に延伸温度が100℃にもなると加
熱供給μmテラー上の糸のたるみ(自己伸長てよる)も
加わり、極めて延伸性の悪いものとなった(5A験、五
5.10,15.21゜26)。
延伸温度がTg以下の場合はいづねも延伸性は良好でシ
ルクファクターは好ましいレベル以上にある。但し、熱
処理温度がTc以下(本実施例では15(J℃以下)の
もの(実験41〜3、ムロ〜8)は熱セットが不充分で
乾熱収縮率も高いレベルにあるので、一般的産業用ff
l維とじては、やはり、Tc以上の温度で熱処理を充分
施こし、引張強度シルクファクターが高く、かつ乾熱収
縮率が低くなるようにすることが好ましく1゜ 実施例−2 実施例−1と同じPBFtK樹脂を400℃で溶融後、
I[径4關、長さ8 m 、孔数1ケの通常のモノフィ
ラメント用紡糸口金を用いて、紡糸口金温度375℃で
紡出し□、次いで5u℃の温水浴で冷却して速度20m
/分で巻取り、15.3u。
ルクファクターは好ましいレベル以上にある。但し、熱
処理温度がTc以下(本実施例では15(J℃以下)の
もの(実験41〜3、ムロ〜8)は熱セットが不充分で
乾熱収縮率も高いレベルにあるので、一般的産業用ff
l維とじては、やはり、Tc以上の温度で熱処理を充分
施こし、引張強度シルクファクターが高く、かつ乾熱収
縮率が低くなるようにすることが好ましく1゜ 実施例−2 実施例−1と同じPBFtK樹脂を400℃で溶融後、
I[径4關、長さ8 m 、孔数1ケの通常のモノフィ
ラメント用紡糸口金を用いて、紡糸口金温度375℃で
紡出し□、次いで5u℃の温水浴で冷却して速度20m
/分で巻取り、15.3u。
da の未延伸モノフィラメントを得た。
この未延伸モノフィラメントの示差熱分析の結果はTg
−146℃、T c ;157℃、T m −342℃
であった。
−146℃、T c ;157℃、T m −342℃
であった。
この未延伸モノフィラメントを供給ローラー(室温)と
延伸ローラー(室温)間に設けた非接触式加熱ヒーター
(延伸用)及び延伸ローラーと引取ローラー(室温)間
に設けた別の非接触式加熱ヒーター(熱処理用)を用い
て延伸倍率3.4、延伸速度2θ飢/分で延伸反び熱処
理を実施した。この装置では延伸温度が140℃熱処理
温度が250℃になるように各ヒーターの雰囲気温度を
コントロールした。
延伸ローラー(室温)間に設けた非接触式加熱ヒーター
(延伸用)及び延伸ローラーと引取ローラー(室温)間
に設けた別の非接触式加熱ヒーター(熱処理用)を用い
て延伸倍率3.4、延伸速度2θ飢/分で延伸反び熱処
理を実施した。この装置では延伸温度が140℃熱処理
温度が250℃になるように各ヒーターの雰囲気温度を
コントロールした。
i4られたPEEKモノフィラメントは糸直径0.7f
l、引張強度5.8g/do 、引張1甲j411t
l 8 %、乾熱収縮率6.1%の良好な繊維特注を仔
していた。
l、引張強度5.8g/do 、引張1甲j411t
l 8 %、乾熱収縮率6.1%の良好な繊維特注を仔
していた。
比較クリとして、延伸@度を18(7℃とする以外は上
述と同様にして14)られたモノフィラメントは引張強
度は5.7g/deであるが、引*i中度が8チと低く
、シルク7アクリーの低いものであった。
述と同様にして14)られたモノフィラメントは引張強
度は5.7g/deであるが、引*i中度が8チと低く
、シルク7アクリーの低いものであった。
実施列−3
特公昭56−33419号公報に従って重合して得ろ固
有粘度(1,V、 ) lJ、86のPMK(dり返直
径υ、6騙、長さ1.8罪、孔数36ケの通常の紡糸口
金を用いて紡糸口金@度410℃で紡出し、ロア+2直
下に設けた表面温度305℃で長さ301の加熱間を経
て空冷した後、給油して速度15om/分で巻き取り、
76 U de/ 36ftlsのPEK未延伸糸(t
i出糸)を得た。この未延伸糸4tT’g−161℃、
Tc=m178℃、Tm=37U℃の熱特性を有してい
た。
有粘度(1,V、 ) lJ、86のPMK(dり返直
径υ、6騙、長さ1.8罪、孔数36ケの通常の紡糸口
金を用いて紡糸口金@度410℃で紡出し、ロア+2直
下に設けた表面温度305℃で長さ301の加熱間を経
て空冷した後、給油して速度15om/分で巻き取り、
76 U de/ 36ftlsのPEK未延伸糸(t
i出糸)を得た。この未延伸糸4tT’g−161℃、
Tc=m178℃、Tm=37U℃の熱特性を有してい
た。
この未延伸糸を実施例−1と同じ延伸設備で延伸倍率1
.9、延伸速度100 m7分、延伸温度150℃、熱
処理温度250℃で低伸熱処理して得られた繊維は40
2 de/36目Im、引張強度5.5g/de、引張
伸度22チ、乾熱収縮率、5.6と良好な物性を有して
おり、かつ、延伸性は特に問題はなかった。
.9、延伸速度100 m7分、延伸温度150℃、熱
処理温度250℃で低伸熱処理して得られた繊維は40
2 de/36目Im、引張強度5.5g/de、引張
伸度22チ、乾熱収縮率、5.6と良好な物性を有して
おり、かつ、延伸性は特に問題はなかった。
第1図はP 1iFiK未延伸糸の示差熱分析(DTA
)の結果を示す一模式図である。 1gニガラス転移ピーク Tc:結晶化ピーク Tm:融解ピーク
)の結果を示す一模式図である。 1gニガラス転移ピーク Tc:結晶化ピーク Tm:融解ピーク
Claims (6)
- (1)下記( I )〜(V)式の少なくとも1種の繰り
返し単位から実質的になるポリ(アリールエーテルケト
ン)を溶融紡糸して得られた紡出糸を、該紡出糸のガラ
ス転移点(Tg)以下の温度で延伸し、必要に応じて該
延伸に引続き該紡出糸の結晶化温度(Tc)より高く融
点(Tm)より低い温度で熱処理すること、を特徴とす
るポリ(アリールエーテルケトン)繊維の製造法。 (但し、ガラス転移点(Tg)、結晶化温度(Tc)、
融点(Tm)は各々、示差分析におけるガラス転移、結
晶化、融解のピーク温度を示す。) ( I )▲数式、化学式、表等があります▼ (II)▲数式、化学式、表等があります▼ (III)▲数式、化学式、表等があります▼ (IV)▲数式、化学式、表等があります▼ (V)▲数式、化学式、表等があります▼ (上記式中、Arは独立的にフェニレン、 ビフェニレンまたはナフタレンから選択 された二個の方向族基であり、Xは独立 的にO、▲数式、化学式、表等があります▼;または直
接結合であり、nは0〜3の整数であり、b、c、dお
よ びaは0または1であり、aは1〜4の 整数である。) - (2)ポリ(アリールエーテルケトン)が次式:▲数式
、化学式、表等があります▼ の繰り返し単位を有するものである特許請求の範囲第(
1)項記載の製造法。 - (3)ポリ(アリールエーテルケトン)が次式:▲数式
、化学式、表等があります▼ の繰り返し単位を有するものである特許請求の範囲第(
1)項記載の製造法。 - (4)ポリ(アリールエーテルケトン)が次式:▲数式
、化学式、表等があります▼ の繰り返し単位を有するものである特許請求の範囲第(
1)項記載の製造法。 - (5)ポリ(アリールエーテルケトン)が次式:▲数式
、化学式、表等があります▼ の繰り返し単位を有するものである特許請求の範囲第(
1)項記載の製造法。 - (6)延伸温度が(Tg−10℃)〜(Tg−50℃)
の範囲内の温度である特許請求の範囲第(1)項又は第
(2)項記載の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6875186A JPS62231016A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | ポリ(アリ−ルエ−テルケトン)繊維の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6875186A JPS62231016A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | ポリ(アリ−ルエ−テルケトン)繊維の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62231016A true JPS62231016A (ja) | 1987-10-09 |
JPH0373652B2 JPH0373652B2 (ja) | 1991-11-22 |
Family
ID=13382783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6875186A Granted JPS62231016A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | ポリ(アリ−ルエ−テルケトン)繊維の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62231016A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01292133A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-24 | Teijin Ltd | ミシン糸及びその製造法 |
WO1990014379A1 (en) * | 1989-05-23 | 1990-11-29 | Teijin Limited | Poly(arylene ether ketone), method of its production, and its use |
JPH0673684A (ja) * | 1990-08-31 | 1994-03-15 | Albany Internatl Corp | Peekホットプレスフェルトおよび布帛 |
JP2008240225A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-10-09 | Toray Ind Inc | ポリエーテルエーテルケトンモノフィラメントおよびその製造法、およびポリエーテルエーテルケトンモノフィラメントからなるフィルター |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57191322A (en) * | 1981-05-11 | 1982-11-25 | Toray Ind Inc | Aromatic polyether ketone fiber and its preparation |
JPS60210273A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-10-22 | インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・ピーエルシー | 合成熱可塑性高分子材料のスポーツラケット用ガット及びスポーツラケット |
JPS61258017A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-15 | ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション | 芳香族ポリエ−テルケトン繊維材料とその製法 |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP6875186A patent/JPS62231016A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Cited By (5)
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US5290906A (en) * | 1989-05-23 | 1994-03-01 | Teijin Limited | Poly(arylene ether ketone), process for producing same and its use |
JPH0673684A (ja) * | 1990-08-31 | 1994-03-15 | Albany Internatl Corp | Peekホットプレスフェルトおよび布帛 |
JP2008240225A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-10-09 | Toray Ind Inc | ポリエーテルエーテルケトンモノフィラメントおよびその製造法、およびポリエーテルエーテルケトンモノフィラメントからなるフィルター |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0373652B2 (ja) | 1991-11-22 |
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