JPS6269821A - 芳香族ポリエステル繊維の製造法 - Google Patents

芳香族ポリエステル繊維の製造法

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JPS6269821A
JPS6269821A JP60209314A JP20931485A JPS6269821A JP S6269821 A JPS6269821 A JP S6269821A JP 60209314 A JP60209314 A JP 60209314A JP 20931485 A JP20931485 A JP 20931485A JP S6269821 A JPS6269821 A JP S6269821A
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Seiji Takao
高尾 精二
Jun Takagi
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    • DTEXTILES; PAPER
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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) 本発明は高強度、高弾性率を有する芳香族ポリエステル
uA維の製造法に関する。
(従来の技術と問題点) 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、高強度、高弾性率繊
維を製造し得ることが明らかになってきた。この方法は
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。
かかる繊維は、溶融紡糸するのみで高配向、高結晶性の
繊維を形成するが、これを熱処理することにより、強度
、弾性率がさらに向上することが知られている。
例えば、特公昭55−2,0008号公報には窒素ガス
等の不活性気体雰囲気下で熱処理する方法が記載されて
いる。しかしながら、処理時間が長くかかる場合もあり
、これら不活性気体を用いることは、経済的にも好まし
いとはいえなかった。
(発明の目的) 本発明の目的は経済的に安価に行える熱処理を特徴とす
る溶融異方性を示す芳香族ポリエステル繊維の製造法を
提供することにある。
(問題点を解決するための手段) すなわち本発明は、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繊維を気体中にて加熱し
熱処理するにあたり、該気体として除湿された酸素含有
気体を用いることを特徴とする芳香族ポリエステル繊維
の製造方法に関するものである。
本発明における溶融時に異方性を示すポリエステルとは
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でいった時に流動
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。
このような芳香族ポリエステルとしては特公昭56−1
8016号公報や同55−20008号公報等に示され
る芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール及び/又は芳香
族ヒドロキシカルボン酸やこれらの誘導体から成るもの
で、場合によりこれらと指環族ジカルボン酸、指環族ジ
オール、脂肪族ジオールやこれらの誘導体との共重合体
も含まれる。
ここで芳香族ジカルボン酸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
−ジヒドロキシナフタレンン、1.2−ビス(4−カル
ボキシフェノキシ)エタン等やこれらのアルキル、アリ
ール、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体があげられろ
、。
芳香族ジオールとしてはヒドロキノン、レゾルシン、4
 、4’−ジヒドロキシナフタレン、4゜41−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
エタン、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン、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、2,6−ジ
ヒドロキシナフタレン、1.5−ジヒドロキシナフタレ
ン等やこれらのアルキル、アリール、アルコキシ、ハロ
ゲン基の核置換体があげられる。
芳香族ヒドロキシカルボン酸としてはp−ヒドロキシ安
息香酸、m−ヒドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシナフ
タレン−6−カルボンづ、1−ヒドロキシナフタレン−
5−カルボン酸等やこれらのアルキル、アリール、アル
コキシ、ハロゲン基の核置換体があげられる。指環族ジ
カルボン酸としてはtrans −1、4−ジカルボキ
シシクロヘキサン、cis−1,4−ジカルボキシシク
ロヘキサン等やこれらのアルキル、アリール、ハロゲン
基の置換体があげられる。
指環族及び脂肪族ジオールとしてはtrans −1,
4−ジヒドロキシシクロヘキサン、cis−1,4−ジ
ヒドロキシシクロヘキサン、エチレングリコール、1.
4−ブタンジオール、キシリレンジオール等があげられ
る。
これらの組合せの内で本発明の対象として好ましい芳香
族ポリエステルとしては例えば、(1)p−とドロキシ
安息香酸残基4o〜70モル%と上記芳香族ジカルボン
酸残基15〜80モル%と芳香族ジオール残基15〜8
0モル%から成るコポリエステル、 (2)  テレフタル酸及び/又はイソフタル酸とクロ
ルヒドロキノン、フェニルヒドロキノン及び/又はヒド
ロキノンから成るコポリエステル、(3)p−ヒドロキ
シ安息香酸残基20〜8oモル%と2−ヒドロキシナフ
タレン−6−カルボン酸残基20〜80モル%から成る
コポリエステルなどがあげられる。
これらの出発原料を用い、本発明に用いるポリエステル
に至るにはそのままであるいは脂肪族モしくは芳香族モ
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。
重縮合反応としては既知の塊状重合、溶液重合、懸濁重
合法等を採用することができ、場合により150〜86
0℃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゜Caω8.タルク等
の充てん剤等を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、5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、ギヤポンプ等の計量部、
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。
紡糸に適した温度は280〜420℃で、より好ましく
は800〜400℃である。280℃より低いと装置へ
の負荷が大きくなったり、試料の溶融均一化が不十分で
あったし、逆に420℃より高温であると分解発泡によ
る糸切れがおこったりする。
紡糸口金としては、一般に用いられているものをそのま
ま使うことができるが、好ましい紡糸口金としては孔径
(d)が0.8−以下で且つ孔長(t)と孔径との比(
t/d )が0.8以上のものを挙げることができる。
またノズル部における吐出圧力を8〜/c、 G以上に
制御することは、単糸切れや螺旋状吐出がなく、配向促
進や繊維中の気泡発生の抑制等の点から好ましい。
上記のようにして溶融紡糸して得られた繊維はそのまま
で、あるいは油剤を付着させて巻取るなり、引落す。巻
取り、又は引落しの速度は通常10〜lO,000m/
分であるが、生産性や安定紡糸の1点から100〜2 
、000m1分が好ましい。
得られる繊維の太さや断面形状は用途に応じ°C適宜選
ばれるが、太さとして0.5〜10デニールのものが物
性上好ましい。
このようにして得られた膿維は気体中にて加熱し、熱処
理される。
気体としては、酸素含有気体で水分が除湿されているも
のが用いられる。
酸素含有気体は酸化反応等によりポリマー主鎖間に軽度
な架橋を与え高分子風化させたり、熱処理後の繊維の物
性を発揮させるにあたり障害となる残存モノマーやオリ
ゴマー等を分解除人する作用を有する。水分が多く含ま
れると、加水分解により分子鎖の切断がおこるためか、
強度、弾性率が十分向上しない。
酸素含有気体に含まれる水分量は通常008vo1%以
下、好ましくはQ、l vo1%以下、よ外好ましくは
0.05 vo1%μ下であるっ除湿する酸素含有気体
中の水分の除湿方法としては、分子ふるい(モレキュラ
ーシーブ)、塩化カルシウム、シリカゲル、五酸化リン
、硫酸等の吸着材や乾燥材と接触させる方法や、液体窒
素、液体アンモニア、LPG等の冷媒で冷却除湿する方
法や、断熱圧縮により除湿する方法や、これらを組合せ
る方法等が挙げられる。
これらの気体により加熱し、熱処理する温度は200〜
440℃、好ましくは280〜360℃の温度であり、
熱処理時間は数分〜数十時間である。
酸素含有気体中の酸素以外の気体としては、窒素、アル
ゴン、ヘリウム、等を用いることができる。酸素含有気
体中における酸素濃度は1〜100 vo1%が好まし
い。
この酸素含有気体と溶融時に褐方性を示す芳嘗族ポリエ
ステルを溶融紡糸して得られた繊維の接輪方法の例とし
ては、!維をボビン状に巻きあげたものを該気体と接触
させたり、1増惟を該気体気流中を連続的に移動させた
りする方法があげられる。張力を1紬が破断しない程度
まで加えることはさしつかえないが、延伸が生ずる程度
にまで加丸る必要はない。
(発明の作用と効果) 上述した本発明の技術手段を採用することにより、溶[
相]時に異方性を示す芳香族ポリエステルを溶機紡糸し
て得られる繊維をより高強度、法と比較し繊維の明度が
増すといった効果も得られる。
このようにして得られる繊維はタイヤコード、ロープ、
ケーブル、FRP、FRTP、FRC。
FRM、テンシ■ンメンバー、スピーカーコーン、防弾
チョッキ、宇宙服、海底作業服等の幅広い用途分野に用
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が、
これらはあくまで例示的なものであり、本発明の要旨は
、これらにより限定されるものではない。なお、例中に
示される特性値は、下記の如くして測定、算出したもの
であり、また光学異方性は、加熱ステージ上に試料を置
き、偏光下、25℃/分で昇温して肉眼観察により行な
った、 (1)  引張り試験 東洋ボールドウィン社製テンシロン■型を用い、試料間
隔20m、引張り速度2■/分で測定した。試料数は2
4本で、最高と最低を除いた平均値で示す。
(2)繊維の色調 日本イ色工業(株)製の測色色差計ND−に5により、
明度り値、彩度at、 (数字が正で大きい程赤色が濃
い)およびbt (数字が正で大きい程黄色が濃い)を
測定しrこ。
測定試料は40 an X 40 w X 2■のアク
リル板にυ維をすき間無く巻きつけたものを用いた。
(参考例) p−アセトキシ安息香酸7.20 Kg (40モル)
、テレフタルiJ 2.49 Kl (15モル)、イ
ソフタル酸0.83階(5モル)、4.4′−ジアセト
キシジフェニル5.45Kf(20,2モル)をくし型
攪拌翼をもつ重合槽に仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌
しながら昇温し、830℃で8時間重合した。この間、
生成する酢酸を除去し、強力な攪拌で重合を行ない、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10.88〜で理論収鼠の97.8%
でめった。これを細用ミクロン社のハンマーミルで粉砕
し2.5誌以下の粒子とした。これをロータリーキルン
中で窒素写囲気下に280℃で5時間処理したところ「
流動湿度」が326℃となった。850℃以上で光学異
方性が観察された。
上記ポリマーを、シンコープラ工業社製80■エクスト
ルーダーを用いて溶融紡糸した。紡糸口金は2孔径0.
07m+、孔長0.14M1孔数800のものを用い、
紡糸頭部での紡糸温度は355℃であった。
巻取速度348m/分で巻きとり8.Odの単糸を得た
う (実桶例1) 参考例で得た話稚を外径15crnのアルミニウム製の
円筒型で、かつ、径5 m+11の孔を多数もつボビン
に200g巻きあげた。これを加熱炉真に置いて、28
0℃から4時間かけて320℃迄昇温し、320℃で3
時1!z処垣した後、取出した。この時の加熱気体は、
空気と窒素とを混合した後この8合体をモレキュラーシ
ーブ4Aを充てんした長さ21n1内径30の金具管円
を通過させたものを用いた。27℃でこの混合気体中の
水分を露点計(水分分析計)により求めると450pp
mであった。混合気体中の酸素濃度を変更して、熱処理
したυ維の強度、弾性率及び色を表1に示す。
(比較例1) 実施例1における混合気体の代りに・99.9vo1%
の窒素ガスを用いた。27℃での水分はsppmであっ
た。結果を表1に示す。実施例1に比べて、m維弾性率
が低く、明度も低くなっている。
(比較例2) 実施例1における混合気体の代り毫こ、空気(酸素濃度
21.1 vo1%)を用いた。空気そのまま(27℃
での水分子fi2.3 vo1%)と、シリ処理を行な
った。本発明の実施例1に比べて、強度、色とも劣って
いることがわかる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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
    て得られる繊維を気体中にて加熱し熱処理するにあたり
    、該気体として除湿された酸素含有気体を用いることを
    特徴とする芳香族ポリエステル繊維の製造法
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