JPS63275712A - ポリエ−テルイミド繊維の製造法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はポリエーテルイミド繊維の製造法（＝関するも
のであり、さらに詳しくは、適当な強度と伸度な有した
ポリエーテルイミド繊維の製造法に関する。

〈従来の技術〉 ポリエーテルイミドは溶融成形が可能であり、耐熱性、
耐薬品性、難燃性、耐紫外線性、誘電特性などに優れて
いる。そのため、これらの特性を生かして、一般（二成
形用閘脂、フィルムなどとして用いられ、例えば、特開
昭６７−／３３／４ｔθ号報Ｃ；より知られている。

これは延伸されたポリエーテルイミドの成形品に関する
ものであり、フィルム或いはスプリットフィルムを中心
６：延伸方法Ｃ二ついての記述がなされている。そのな
かで繊維（二関して一般的記述がなされているが、繊維
化が溶融又は乾式法で可能である点と延伸については温
度の記載はあるもののロール延伸できるという程度であ
り、実施例の記載はない。しかしながら、本発明者らの
知見（−よれば、フィルムと繊維とでは形態が異なるた
めに、一般にはフィルムの延伸方法をそのまま繊維（＝
適用することは難しく、従って、繊維の製造を実施する
にあたり、充分な記載がなされているとはいい難い。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明者らはポリエーテルイミド繊維を得るべく、ポリ
エーテルイミドを溶融紡糸して未延伸糸を作成し、その
糸物性を測定したところ、引張強度が低く、引張伸度が
大きく、産業用資材として実用（二耐え得るものではな
かった。従って、繊維産業では公知の方法である延伸に
よって引張強度の向上を試みた。延伸する際には毛羽、
単糸切れなく、シかも均一；；延伸するため１：、集束
性、解じょ性の向上、摩擦抵抗の低下などを目的として
、油剤を付与した状態で行なうのが常識的である。

そこで、延伸するに際し、油剤の種類、温度、巻取速度
、デニールなと（＝ついて検討したが、通常の方法では
最大延伸倍率（二は限界があり、強度を満足なまで向上
させるところまで（二は至らなかった。

そこで、本発明者らは繊維の強度を満足な程度に向上さ
せて伸度な抑えるためζ二、すなわち強度としてλ、θ
ｔ／ｄ以上、伸度として／θθ係以下、好ましくは、そ
れぞれλ、ｓ　９７４以上、２０幅以下にするため（＝
、ポリエーテルイミド繊維の製造法：二ついて鋭意検討
を重ねた結果、驚くべきことに油剤のない状態で延伸す
ると高い強度が得られることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、ポリエーテルイミド繊維の製造において、溶
融紡糸した後に、未延伸糸を単独又は水を付与して、加
熱延伸することを特徴とするポリエーテルイミド繊維の
製造法である。

本発明で用いるポリエーテルイミドとは、次式ｌ： 〔式中、麿は／よりも大きい整数、例えば１０ないし１
０θθ０又はそれ以上を表わし、−〇−３−〇−は３−
又はグー位及び３′−又はグー位（二あたり、２は（１
）次式： で表わされる基及び（２）次式： （式中、Ｘは式：　−Ｃ，Ｈ！、−、−ＣＯ−１−ＳＯ
！−、−〇−１及び−Ｓ−からなる群から選んだ二価の
基。

又は原子であり、ｑはＯ又は／であり、ｙは／〜！の整
数である）で表わされる二価の有機基からなる群から選
んだ基を表わし、しかも−〇−２−０−基の二価の結合
手は無水フタル酸末端基上、例えば３１．３’−１ｊ、
４ｔ’−１ん３′−又はｇ、４ｔ’−位に存在するもの
であり、Ｒは（ａ）炭素数６〜２０個の芳香族炭化水素
基及びそのハロゲン化誘導体、（ｂ）炭素数−〜２０個
のアルキレン基及びシクロアルキレン基、炭素数２〜２
個のアルキレン基で末端停止されたポリジオルガノシミ
キチン及び（Ｃ）式：（式中、Ｑは一〇−１−〇〇−５
−ＳＯ，−５−８−及び−ＣｘＨ２ｚ−から選んだ原子
又は基であり、Ｘは／〜！の整数である）で表される二
価の基からなる群から選んだ二価の有機基である〕で表
わされ、かつ溶融紡糸可能なポリエーテルイミドである
。

式ｉのポリエーテルイミドは、式鳳： （式中、２は前記の意義を有する）の芳香族ビス（エー
テル酸無水物）と式■： Ｈ，Ｎ　−Ｒ−ＮＨ，値） （式中、Ｒは前記の意味を有する）のジアミノ化合物と
の反応を包含する周知の方法（二よって得ることができ
る。一般：：、式ｌの有用なポリエーテルイミドはｍ−
クレゾール中で２５℃で測定して０．２　Ｗ９より大き
い固有粘度〔η〕、好ましくは０．３！〜０．７４ｔ７
９又はそれより大きい固有粘度を有する。これらのポリ
エーテルイミドの多くはガラス転移点が７９０℃以上で
耐熱性に優れ、単独重合体、共重合体及び溶融紡糸可能
な範囲で他のポリマーとのポリマーアロイとして用いる
ことができる。ポリマーアロイとしては、例えば、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
などのポリエステル、ナイロン６、ナイロンざ６、ナイ
ロン７．２などのポリアミド、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどのポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、
テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共
重合体などのフッ素系樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリフ
ェニレンエーテル、ポリフエニレンサルファイド、ポリ
エステルイミド、ポリエーテルケトンオン、ポリアリル
スルホン、ボリアリレート、ポリフェニレンオキサイド
、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンな
どの樹脂とポリエーテルイミドから成るものが挙げられ
る。しかしながら、耐熱性、耐薬品性、耐紫外線などの
性能面から、ポリエーテルイミドは単独重合体或いは共
重合体が好ましく用いられる。さらには、次式■：〔式
中、ａは／よりも大きい整数、例えば／θないし１０．
θ００又はそれ以上を表わし、２は一〇−２−０−は３
−又は弘−位及び３′−又はグー位である〕で表される
ポリエーテルイミドは単独重合体或いは共重合体が好ま
しく用いられる。

本発明（二おける溶融紡糸は、通常の方法、即ち溶融押
出機を用いて紡口から押し出す方法で行なうことができ
る。紡糸温度はポリマーの融点と分解温度との間で押出
可能であれば良いが、温度が低いと溶融粘度が著しく高
く、又、押出してもメルトフラクチャーを起こしやすい
ので紡糸可能な範囲内でできるだけ高温で紡糸すること
が好ましい。紡糸温度の上限がポリマーの分解によって
制限されるような場合喀；は、押出機中に酸素が入らな
いよう（：窒素、アルゴンなどの不活性ガスでシールす
ることが好ましい。ポリマーとして■式（二示される単
独重合体、共重合体、又はそれらの混合物を紡糸する際
には、３４ｔθ〜４ｔｏｏ℃の温度範囲で紡糸すること
が好ましい。その繊維の形態はモノフィラメントであっ
てもマルチフィラメントでも良く、単糸径は！〜／θ０
０μ程度である。

マルチフィラメントの場合、上記単糸径の単糸が５〜／
θ、０００本程度集合したようなものが好ましく用いら
れる。又、ポリエーテルイミドを紡糸する際に、帯電防
止剤、耐候剤、安定剤、難燃剤、着色剤などをポリマー
に少量添加しても何らかまわない。

本発明においては、上記の方法で紡糸された未延伸糸を
単独又は水を付与して、加熱延伸することが必要である
。本発明における加熱延伸は、！θ℃−ポリマーのガラ
ス転移点付近までの温度でロール間延伸で行なうことが
できる。しかしながら、延伸倍率を上げる（＝は延伸温
度はできるだけ高温の方が良い。その加熱の方法として
は、例えば、ホットプレートを用いる方法、空気、窒素
などの気体中、水蒸気中で行なう方法、熱媒体中で行な
う方法などが挙げられる。しかしながら、高速化が容易
でしかもゴス６斗的にも安く行なうことができるという
点で、ホットプレートを用いる方法又は加熱気体中で行
なう方法が好ましい。

未延伸糸を単独又は水を付与して、延伸する方法として
は、例えば、紡糸と延伸を連続して行なうスピンドロー
法で延伸工程まで油剤を付与しない方法、紡糸時に油剤
を付けずに巻き取った紡出糸を延伸する方法、紡糸時ζ
；油剤を付けて巻き収った紡出糸を延伸する前ζ；界面
活性剤水溶液又は水を用いて油剤を除去して延伸する方
法などが挙げられる。しかしながら、解じょ性の問題か
ら、スピンドロー法で行なうことが好ましい。又、紡出
糸を一端バーン、ボビンなどシー巻いたものを延伸Ｃ；
用いる際ζ二は、解じょ性の問題があるので水を付与し
て巻き取る方法をとることが好ましいが、油剤な°付与
しなければならない場合には、油剤を容易に除去できる
という点で、水溶性成分の多い油剤を用いることが好ま
しい。尚、油剤を付与した未延伸糸は、油剤の含有率を
繊維の重量（一対しθ、３チ以下まで、好ましくはθ、
／慢以下まで、さらに好ましくは油剤中の平滑剤成分と
乳化剤成分との合計な０．７％以下まで除去することが
必要である。

ここでいう油剤とは、通常、合成繊維用紡糸油剤と称さ
れるものであり、紡糸、延伸工程（製糸工程）及び嵩高
加工、織布、編立工程を円滑にするため（：使用される
油剤である。油剤は一般（二手滑剤成分、乳化剤成分、
静電気防止剤成分を主成分に目的（＝応じて少量の添加
剤（金属摩耗防止剤、白粉脱落防止剤、防錆剤、酸化防
止剤など）から構成されている。平滑剤成分としては、
例えば、オキサイド、プロピレンオキナイド、コポリエ
ーテル、エーテル変性シリコン、流動パラフィン、鉱物
油などが挙げられ、乳化剤成分としては、例えは、アル
キルエーテル、アルキルエステル、多価アルコールエス
テル、アルキルアミンエーテル、アルキルフェニルエー
テルなどのポリオキシアルキレン型非イオン界面活性剤
などが挙げられ、静電気防止剤成分としては、例えば、
アルキルナルフェート、アルキルスルホネート、アルキ
ルホスフェート、弘級アンモニクム塩型カチオン、ペダ
イン型両性活性剤などが挙げられ、金属摩耗防止剤とし
ては、例えば、脂肪酸（又はその塩）、イミダシリン及
びアミノ酸型活性剤などが挙げられ、防錆剤としては、
例えば、脂肪酸、アルキロールアミドなどが挙げられる
。

本発明は繊維を単独又は水を付与して、延伸するもので
あり、延伸後必要（二応じて、油剤、難燃剤、帯電防止
剤などを付与しても何らかまわない。

本発明の方法は、延伸糸の強度を更（二上げるために延
伸糸を更に延伸するといういわゆる多段延伸においても
紡出糸の場合と同様に行なわなければならない。

〈実施例〉 以下、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明
は実施例によって限定されるものでないことは勿論であ
る。

なお、糸物性の測定法は次のとおりである。

島津製作所製オートグラフ（形式８１）−１００−Ｃ）
を用いて、温度、２０℃、湿度０］の雰囲気で、糸長！
０■、引張速度５０１７分で応カー歪み曲線を測定した
。強度、伸度、初期弾性率はそれぞれ、破断荷重、破断
伸び、初期の傾きから求めた。

実施例／ ポリエーテルイミド樹脂（米国、ジェネラルエレクトリ
ック社、商標ＬＩＬＴｇＭ　１０００番）をθ、ｊ■）
Ｉｇ、７５０℃で５時間乾燥して、スクリュー直径−ｊ
−の押出機を用いて、３りＯＣの紡糸温度で孔径０．．
２　ｊ　＠ＩＩ、孔数３の紡口から吐出量７．４ｔｔＺ
分で押出した。尚、この時のパック圧は／！。

Ｖ−であった。紡口直下：：は内径Ｊ’５１、長さ２０
．３の中空部気体の雰囲気温度な／１．Ｏ′ｃｉ：保っ
た加熱フードをつけ、油剤を付与せずに／　ｏ　ｏ　ｍ
７分の速度で巻き取った。

この未延伸糸を加熱部の有効長さ２θ倒のホットプレー
トを用いて！θ℃から２２０℃までの温度条件で巻取速
度を１０ｔｎＺ分に固定して、送出速度をコントロール
することによって延伸糸を得た。

その際、未延伸糸は注意深く手で解じょしながら延伸し
た。又、延伸糸を巻き取る際にはオイリングロールな用
いてポリエーテル系油剤を付与した。

得られた延伸糸及び未延伸糸の糸物性を表７に示す。尚
、表中の最大延伸倍率は単糸切れなく、３分間安定して
巻き取ることができた最大の延伸倍率であり、延伸倍率
とは、実質的に、単糸切れすることなく、安定して巻き
とることができた倍率であり、本実施例で用いた条件で
ある。

（以下余白） 実施例コ 実施例／（二おいて未延伸糸を巻き取る際に、ポリエー
テル系の油剤をオイリングロールな用い付与して、ステ
ンレス製の穴あきボビン（外径と、／備、長さ／７倒、
穴径コ■２、穴数７０００個）（二巻き取った。この未
延伸糸の巻かれたボビンを界面活性剤（花王■社製、商
標スコアロールＦＣ−ａｚＯ）を！重量係合む水溶液（
：室温で７０時間浸漬して、その後流水洗して、７２０
℃で７０時間真空乾燥した。

得られた未延伸糸は油剤含有率ｏ、ｉ重量％以下であり
、１６０℃における最大延伸倍率は、２．４ｔｊであり
、／、／倍延伸した糸の引張強度、引張伸度、初期弾性
率はそれぞれコ、４１ｔ／ｄ、９６％、３４ｔｆ／ｄで
あった。

実施例３ 実施例１（：おいてボビンＣ：水をかけながら糸を解じ
ょして、７５０℃の温度で延伸した。

この時の最大延伸倍率はコ、！乙であり、八り倍延伸し
た糸の引張強度、引張伸度、初期弾性率はそれぞれ一、
ｔｔ／ｄ、♂♂俤、３ｊ　ｒ／ｄであった。

尚、水を付与すること１；よって糸の解じょ、性の改善
が認められた。

実施例グ ポリエーテルイミド樹脂（商標ＯＬＴＥＭ　／θθθ番
）をθ、ｊ＋ｗ＊Ｈｇ、７３０℃で？時間乾燥した。ス
クリュー径、２！■の押出機で孔径θ、コ！−１孔数６
の紡口から吐出＠　／、ａ　ｔ／分、３り０℃の温度で
押し出した。紡口直下には内径／側、長さ一〇側、雰囲
気温度７６０℃の加熱フードをつけた。

紡出糸は紡口下部のロールで変向して６０ｍ／分ノｆｆ
ｉ伸Ｕロール（二導き、７２０℃のホラ）プｖ−トな通
して／　００　ｍ７分の延伸前ロールを経て、その後ポ
リエーテル系の油剤をオイリングロールで付与してワイ
ングーで巻き取った。

得られた糸、の引張強度、引張伸度、初期弾性率はそれ
ぞれ、２．．２　ｆ／ｄ　、ワ♂慢、３．２　ｆ／ｄで
あった。

実施例！ 実施例／（：おいて／♂Ｏ℃で２倍に延伸した糸を水を
かけながら解じょして／♂θ℃のホットプレートで１．
１倍（二なるよう６２７０ｍ１５＋の速度で延伸した。

得られた未延伸糸の引張強度、引張伸度、初期弾性率は
それぞれ３．♂ｔ／ｄ　、　３．！を優、ｊ　／　ｆ／
ｄであった。

比較例 実施例／において未延伸糸を巻き取る際にオイリングロ
ールな用いて表λに示す油剤を付与した。

得られた未延伸糸の最大延伸倍率及び延伸糸の物性を表
−に示す。

（以下余白） 〈発明の効果〉 本発明は、溶融紡糸されたポリエーテルイミド繊維を単
独又は水を付与して加熱延伸すること（二より、油剤を
付けた場合に比べ、延伸倍率を著しく上げることができ
、その結果、強度を向上して伸度な抑えることができる
。その際、繊維（＝付着した油剤の量が少なければ少な
い程その効果が大きく、延伸温度が高温（：なる程その
効果は大きい。

又、多段延伸（二おいても紡出糸の場合と同様の効果が
ある。さら（：具体的に述べるならば、ゼネラルエレク
トリック社のポリエーテルイミド（商標ＵＬＴｇＭ１０
００番）からなる繊維の場合、油剤を付与すると最大延
伸倍率は高温（：なるにつれて低下し、７５０℃以上で
は実質的（＝延伸不能となるの：二対し、本発明の方法
では最大延伸倍率は温度と共に上がり、７５０℃ではコ
、！倍程度延伸できる。又、７００℃で最大延伸倍率で
延伸された繊維の引張強度を比較すると、油剤を付与し
た場合／、／、　ｆ／ｄであるのＣ；対し、本発明の方
法では３．３ｆ／ｄであり、著しい効果がある。

本発明；二よって得られるポリエーテルイミド紅維は高
弾性率、高強度、耐薬品性、耐紫外線性、難燃性、耐熱
性などの優れた性能を有している。

そのため、得られる繊維の用途は広範囲にわたり例えば
、一般衣料、防炎服、漁網、結束紐、タイヤコード、ロ
ープ、防炎カーテン、金銀糸、光り繊維、ザイルなどの
繊維用途、構造材、繊維強イ１プラスチックなどの複合
材料用途、電線被覆材、プリント回路板などの電気絶縁
性、低誘電率のΣ求される電気分野など極めて有効Ｃ：
利用される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエーテルイミド繊維の製造において、溶融紡糸した
   後に、未延伸糸を単独又は水を付与して、加熱延伸する
   ことを特徴とするポリエーテルイミド繊維の製造法