WO2004020707A1 - ポリケトン繊維およびその製造方法 - Google Patents

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Toru Morita
Hitoshi Yamazaki
Jinichiro Kato
Teruhiko Matsuo
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Definitions

  • R 1 R 2 is selected from a hydrogen atom and an organic group having 1 to 50 carbon atoms, and n and m are 1 to 500.
  • Ethylene oxide unit and propylene oxide unit May be block copolymerization or random copolymerization.
  • R 3 , R 4 , R 6 , and R 7 are each independently an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and R 5 is an organic group having 2 to 5 carbon atoms.
  • Examples of the group 10 or 10 transition metal compound include palladium and nickel, and from the viewpoint of polymerization activity, palladium is particularly preferable.
  • carboxylate, especially acetate is preferred.
  • a case where the strain rate (minimum strain rate in the case of multi-stage drawing) is 0.06 sec- 1 or more is defined as “high strain rate drawing”.
  • the case where it is less than 0.06 sec- 1 is defined as “stretching at a low strain rate”.
  • FIG. 1 is an ultraviolet absorption spectrum of a polycarbonate fiber stretched in four steps at a low strain rate in Example 1.
  • resorcinol-formalin-latex solution (resorcin 22 wt part, 30 wt% formalin aqueous solution 30 wt part, 10 wt% sodium hydroxide solution)
  • An aqueous solution (14 wt part), water (570 wt part), and vinyl pyridine latex (4 lwt part) are treated as RFL treatment code.
  • An aqueous solution having a mass ratio of zinc chloride / lithium chloride / calcium chloride water of 22/10/30/38 was heated to 50 ° C in a dissolving machine, and the polykete obtained in Reference Example 1 was heated. Tons were mixed to a polymer concentration of 7.5 wt% and stirred for 6 hours while degassing under reduced pressure to 6.7 kPa to obtain a uniform and transparent polyketone solution. Process).
  • the drying is performed under the same conditions as described above, the dried yarn is wound up once, then the first and second stages are stretched and then wound once, and the third and fourth stages are stretched at a low strain. Made at speed. Total draw ratio is 1
  • Example 2 Stretching at a high strain rate was performed in the same manner as in Example 1. No yarn breakage was observed, and the number of fluffs due to single yarn breakage was 0 / 100,000 m, which was even smaller than in Example 1. Result of ultraviolet absorption spectrum of the fibers thus obtained were measured, A ni n (F) was 0.1 7.
  • the fiber has a 309 dtex Z 250 f, a tensile strength of 18.9 c NZ dtex, a tensile elongation of 5.6%, and a tensile modulus of 466 c N dte X
  • the variation in tensile strength was 0.15.
  • the tensile strength retention in the heat resistance evaluation was 90%, which was higher than that in Example 1.
  • Stretching at a low strain rate was performed in the same manner as in Example 1 except that the stretching was performed following the above-mentioned stretching at a high strain rate.
  • a rain (F) was 0.19.
  • This fiber has a density of 303 dtex / 250 f, a tensile strength of 19.3 cN dtex, a tensile elongation of 4.8%, and a tensile modulus of 477 cN / dtex.
  • the variation in tensile strength was 0.08, and no fluff was observed.
  • the tensile strength retention in the heat resistance evaluation was 87%.
  • Example 1 In the high strain rate drawing, no yarn breakage problem was observed, and the number of fluffs due to single yarn breakage was 0/1, 0000 m, which was better than Example 1.
  • a min (F) was 0.18.
  • This fiber has a density of 30 dtex / 250 f, a tensile strength of 16.4 cN dtex, a tensile elongation of 5.2%, a tensile modulus of 415 c NZ dtex and a tensile The variation in strength was 0.10.
  • the tensile strength retention in the heat resistance evaluation was 85%, which was favorable.
  • a min (F) was 0.46.
  • the fiber had a density of 303 dtex / 250 f, a tensile strength of 12.8 cN / dteX, a tensile elongation of 4.8%, and a tensile modulus of 350 cNZ. dtex, low tensile strength and tensile modulus Met. The variation in tensile strength was 0.23, which was small. The tensile strength retention in the heat resistance evaluation was 78%, which was excellent.
  • Tables 2 and 3 summarize the results of Examples 1 to 6 and Examples 7 to 10 described above, respectively.
  • Table 4 summarizes the results of Comparative Examples 1 to 5.
  • the arrow (-) indicates the same as the left column.

Description

明 細 書 ポリケ トン繊維およびその製造方法 技術分野
本発明は、 ポリケ ト ン繊維およびその製造方法に関する。 背景技術
一酸化炭素と、 エチレン、 プロ ピレンのよ うなォレフィ ンとを、 触媒としてパラジウムや二ッケル等の遷移金属錯体を用いて重合さ せることによ り、 一酸化炭素とォレフインが実質的に完全に交互共 重合したポリケ トンが得られることが知られている (工業材料 : 第
5ページ、 1 9 9 7年 1 2月号) 。
ポリケ トン繊維は、 高強度、 高弾性率であり、 高温での寸法安定 性、 接着性に優れるため、 タイヤ、 ベルト等の補強用繊維、 プラス チックの補強用繊維等、 産業資材用の繊維への応用が期待されてい る。 例えば、 自動車タイヤの研究が近年盛んに行われ、 タイヤの補 強材料と して、 スチールに比較して比重が小さく、 かつ高強度、 高 弾性率を有する有機繊維を用いることが、 省エネルギーに効果があ ると考えられている。
ポリケ ト ン繊維は、 高引張強度、 高引張弾性率を有する繊維であ ると ともに、 ゴムとの接着性にきわめて優れた有機繊維であり、 今 後、 タイヤコ一ド等のゴム補強用材科として適合性の高い新素材で ある。
特に、 エチレンと一酸化炭素の繰り返し単位からなるポリケト ン は、 ポリエチレンやポリ ビュルアルコールと同様に、 分子鎖が平面 ジグザグのコンフオメーシヨ ンを取り得る。 そのため、 延伸によ り 高度に分子鎖を配向させることができ、 スーパー繊維といわれる領 域の高引張強度、 高引張弾性率を有する繊維が得られる。 また、 こ のよ う にして得られたポリケ トン繊維は、 高温での引張強度、 引張 弾性率の保持性や寸法安定性にも優れている。
しかしながら、 ポリケ トンは、 溶融状態でのポリマー変成が激し いために、 溶融紡糸が困難である。 そのため、 ポリケ トンの繊維化 の方法として、 溶剤にポリケ トンを溶解して成形を行う乾式紡糸法 または湿式紡糸法が検討された。
例えば、 特開平 2— 1 1 2 4 1 3号公報には、 へキサフルォロイ ソプロパノール、 m—ク レゾール等の有機溶剤を用いて湿式紡糸を 行い、 高倍率で熱延伸することによ り、 引張強度が 1 3. 0 c N/ d t e X、 引張弾性率が 2 0 6 c NZ d t e xのポリケトン繊維が 得られることが開示されている。
また、 国際公開 9 9 Z 1 8 1 4 3号パンフレッ ト、 国際公開 0 0 / 0 9 6 1 1号パンフレッ トには、 金属塩水溶液を用いてポリケ ト ンを紡糸する方法が開示されている。 例えば、 塩化亜鉛/塩化ナト リ ゥムの水溶液を溶剤に用いて湿式紡糸を行い、 高倍率で熱延伸す ることによ り、 引張強度が 1 1 . 6 c N/ d e X、 引張弾性率が 2 7 5 c N/ d t e xのポリケ トン繊維が得られることが開示されて いる。
溶剤として、 金属塩水溶液を用いる方法が、 安価で、 不燃性、 低 毒性であり、 製造工程の安全性、 紡糸安定性、 溶剤回収性に優れる という点で好ましいと考えられる。
さ らに、 ポリケトン繊維の引張強度、 引張弾性率を高めるための 紡糸方法が検討されている。 例えば、 有機溶剤を用いた湿式紡糸法 と して、 特表平 4— 5 0 5 3 4 4号公報には、 延伸前のポリ ケ トン 繊維中に有機溶剤が残留した状態で熱延伸を行う ことによ り、 引張 強度が 1 2 c NZ d t e x以上、 かつ引張弾性率が 2 5 0 c NZ d t e x以上のポリケ トン繊維が得られることが開示されている。 ま た、 金属塩水溶液を溶剤と して用いた湿式紡糸法としては、 国際公 開 0 2 Z 0 6 8 7 3 8号パンフレツ トにおいて、 相分離温度をもつ ポリケ トン溶液を紡糸原液と してゲル紡糸を行い、 洗浄および乾燥 後に熱延伸することにより、 引張強度が 1 2 c N// d t e x以上、 かつ引張弾性率が 2 5 0 c N/ d t e x以上のポリケ トン繊維が得 られることが開示されている。
しかしながら、 ポリ ケトンは、 高温雰囲気下で、 P a a l — K n o r r反応によるフラン環の生成や、 アルドール縮合による分子内 、 分子間架橋の生成等の化学反応によって、 ポリ マー変性が進行す ることが判明した。 ポリケ トン繊維の製造過程でわずかでも発生す るポリマー変性物が、 熱延伸時の糸切れや毛羽の発生をもたらす原 因となり、 ポリマー変性が大きい場合には、 引張強度および引張弾 性率の低下をもたらす場合があった。 特に、 酸化、 酸性、 塩基性雰 囲気下である場合、 例えば、 ポリケ ト ンが溶剤と接触している場合 等では、 比較的低温でもポリケ トンが変性しやすいという問題があ ることが判明した。
有機溶剤を用いた湿式紡糸法においては、 へキサフルォロイ ソプ 口パノールのように比較的低温でポリケ トンを溶解することが可能 な場合であっても、 さ らに高引張強度、 高引張弾性率のポリケ トン 繊維を得るためには、 延伸前のポリ ケ トン繊維中にへキサフルォロ イ ソプロパノールが残留した状態で 1 5 0 °Cを超えるような高温下 で延伸を行うことが必要であつた (特表平 4— 5 0 5 3 4 4号公報 ) 。 しかし、 このような方法では、 ポリケ ト ンの変性が促進される ため、 得られる繊維は毛羽や糸切れの発生が多いという問題があつ た。 また、 m—ク レゾール、 レゾルシン/水の溶剤を用いる場合に は、 8 0 °Cを越える高温で溶解するため、 ポリマー変性が生じると いう問題があった。
金属塩水溶液を溶剤に用いた湿式紡糸においても、 ポリマー変性 の問題があり、 それを抑制するための検討が行われた。 例えば、 国 際公開 0 0 / 0 9 6 1 1号パンフ レツ トには、 金属塩水溶液を溶剤 に用いた湿式紡糸法において、 延伸前のポリケトン繊維中に含有さ れる、 重合触媒残渣であるパラジウム等や溶剤の成分である亜鉛等 の量を小さくすることによ り、 熱延伸時に発生するポリマー変性が 低減され、 引張強度および引張弾性率の向上や、 糸切れの抑制に効 果があることが開示されている。 パラジウムおよび亜鉛は、 ポリケ トンの熱による変性を促進する物質であるためと考えられる。 また 、 特開 2 0 0 1 — 1 2 3 3 2 6号公報には、 熱延伸時におけるポリ マー変性ゃポリマーの分子量低下を抑制するために、 繊維中に特定 の添加剤を含有させるこ とによ り、 引張強度が向上するという効果 が得られることが開示されている。
しかしながら、 金属塩水溶液を溶剤とするポリケ トン繊維の製造 法の場合、 ポリケ トンが溶剤と ともに加熱等によって生じるポリマ 一変成が特に問題であり、 上述のような既存の技術のみでは、 引張 強度のパラツキが大きくなる場合があり、 また、 耐熱性が悪く なる 場合があった。
さらに、 例えば、 主要な用途であるタイヤコードと して用いるた めに、 ポリケ トン繊維を撚糸する工程においては、 繊維に毛羽が多 く発生する等、 後加工時の安定性が問題となる場合があった。 燃糸 時に毛羽が発生すると、 コード強力の低下や、 タイヤ等のゴム製品 中で繰り返しの伸縮を受けたときの引張強度低下が大きくなる とい う問題があった。
また、 設備コス トを考慮して、 よ り生産性を高めるためには、 な るべく加熱ゾーンの短い延伸装置を用いて高速で延伸すること、 す なわち、 高ひずみ速度での熱延伸が可能である方が有利である。 し かし、 従来の製造法では、 高引張強度、 高引張弾性率の物性が発現 する高倍率において、 高ひずみ速度で熱延伸した場合には、 延伸の 際に毛羽が発生したり、 低ひずみ速度で同じ倍率の延伸を行ったポ リケ トン繊維と比較すると、 引張強度や引張弾性率が大きく低下し たりするという問題があった。
また、 溶剤中でのポリマー変性を抑制するためには、 ポリケトン を溶解する工程ばかりでなく、 その溶液を凝固浴へ吐出するまでに ポリケトンが溶剤と接触している工程における温度およびその時間 を調整することが極めて重要であることが、 本発明者らによ り見出 された。 しかし、 国際公開 9 9 Z 1 8 1 4 3号パンフ レッ ト、 国際 公開 0 0 Z 0 9 6 1 1号パンフ レッ ト、 国際公開 0 2 / 0 6 8 7 3 8号パンフ レッ ト、 特開 2 0 0 1 — 1 2 3 3 2 6号公報等、 先行文 献においては、 溶解工程における温度や時間は記載されているが、 溶解後の工程である濾過工程や配管中での送液工程等の条件は全く 記載されていない。 このことは、 ポリケ ト ン繊維を工業的に安定に 生産するために、 溶剤中におけるポリマー変性を抑制することが極 めて重要であるとの認識が、 従来全く無かったことを示している。 また、 溶剤とポリケ トンが接触して加熱されることによる微量な ポリ マー変性の指標として、 紫外線吸光度の測定が有効である。 し かし、 紫外線吸光度により示されるポリマー変性の程度と、 ポリ ケ トン繊維の性能との関係について.記載されている先行文献は存在し ない。 発明の開示
本発明が解決しょう とする課題は、 1 ) 引張強度のパラツキが小 さく、 耐熱性に優れ、 撚糸工程において毛羽の発生が少なく、 耐疲 労性に優れたポリケ ト ン繊維を提供するこ と、 及び、 2 ) 高倍率の 熱延伸を高ひずみ速度で行った場合に、 単糸切れによる毛羽が少な く、 同倍率の熱延伸を低ひずみ速度で行った場合と比較して、 引張 強度および引張弾性率の低下が少ないポリケ トン繊維の製造方法を 提供することである。
本発明者らは、 上記課題を解決するため、 ポリケ トンが溶剤と接 触している製造工程、 すなわち、 ポリケ ト ンの溶解、 およびそのポ リケ トン溶液の濾過、 送液、 紡糸口金からの吐出における加熱温度 や処理時間等の製造条件に対して、 熱延伸時の毛羽の発生頻度およ び引張強度、 引張弾性率の変化、 および撚糸工程の安定性を詳細に 検討した。 その結果、 ポリケ ト ンを溶剤に溶解して紡糸口金から吐 出されるまでのポリケ トンの変性を抑制して、 ポリケ トンの変性を 適正な範囲とすることによ り優れたポリケトン繊維が得られ、 上記 の課題が解決されることを見出し、 本発明をなすに至った。
すなわち、 本発明は下記の通りである。
1. 繰り返し単位の 9 5モル%以上が下記式 ( 1 ) で示されるポ リケ トンからなり、 2 1 0〜 2 4 0 n m波長に見られる紫外線吸光 度の極小値 (Α^η (F) ) が 0. 5以下であることを特徴とする ポリケ トン繊維。
O
II
- C H2 C H2 - C - ( 1 )
2. 引張強度が 1 0 c N/ d t e x以上、 引張弾性率が 2 0 0 c N/ d t e x以上であることを特徴とする上記 1記載のポリケ トン 繊維。
3. Ami n (F) が 0. 3以下であることを特徴とする上記 1 ま たは 2記载のポリケ トン繊維。 4. 引張強度が 1 2 c NZ d t e x以上、 引張弾性率が 2 5 0 c N/ d t e x以上であることを特徴とする上記 1〜 3のいずれかに 記載のポリケ トン繊維。
5 - 引張強度が 1 5 c N/ d t e x以上、 かつ引張弾性率が 3 0 0 c N/ d t e x以上であることを特徴とする上記 1〜 4のいずれ かに記載のポリケ トン繊維。
6. フィ ラメ ン ト数が 1 0 0〜 5, 0 0 0本であり、 1 0, 0 0 O m当たりの毛羽数が 1 0個以下であることを特徴とする上記 1〜 5のいずれかに記載のポリケ トン繊維。
7. 耐熱引張強度保持率が 7 5 %以上であることを特徴とする上 記 1〜 6のいずれかに記載のポリケ トン繊維。
8. 繰り返し単位の 9 5モル%以上が下記式 ( 1 ) で示されるポ リケ ト ンを、 亜鉛塩、 カルシウム塩、 チォシアン酸塩の中から選ば れた少なく とも 1種の金属塩水溶液に溶解したポリケ トン溶液を用 い、 かつ、 紡糸口金から吐出されたポリケ トン溶液中のポリ ケ ト ン の 2 1 0〜 2 4 0 n m波長に見られる紫外線吸光度の極小値 ( Am i n ( S ) ) が 0. 5以下であることを特徴とするポリケ トン繊維の 製造方法。
O
II
一 C H2 C H2— C— ( 1 )
9. 繰り返し単位の 9 5モル%以上が下記式 ( 1 ) で示されるポ リケ ト ンを、 亜鉛塩、 カルシウム塩、 チォシアン酸塩の中から選ば れた少なく とも 1種の金属塩水溶液に溶解したポリケ ト ン溶液を用 い、 かつ、 ポリケ トンが該金属塩水溶液に溶解され紡糸口金から吐 出されるまでの時間 (P分間とする) を 1分間ごとに区切り、 t 一 1分間目の加熱温度と t分間目の加熱温度の相加平均を Tt (K) としたときに、 下記式 ( 2 ) を満足することを特徴とするポリケ ト ン繊維の製造方法。
O
II
— CH2 CH2 - C— ( 1 )
Figure imgf000010_0001
( oヽ 但し、 式 ( 2 ) において、 t は 1〜 P分間までの自然数であり、 ポリケ トンが該金属塩水溶液に溶解され紡糸口金から吐出されるま での時間に 1分未満の端数がある場合は、 その端数は削除して P分 間とする。
1 0. 下記式 ( 3 ) を満足することを特徴とする上記 9記载のポ リケ トン繊維の製造方法。
Figure imgf000010_0002
1 1 . 金属塩水溶液が、 亜鉛塩と亜鉛塩以外の金属塩が混合され た水溶液であり、 ポリケ トン溶液を紡糸口金から吐出後、 凝固、 洗 浄、 乾燥工程を経て、 熱延伸することを特徴とする上記 9または 1 0記載のポリケ トン繊維の製造方法。
1 2. 熱延伸の温度が 1 0 0〜 3 0 0 °Cで、 全熱延伸倍率が 7倍 以上であることを特徴とする上記 1 1記載のポリケ トン繊維の製造 方法。
1 3. 紡糸口金から吐出されるポリケ トン溶液の温度が 6 0〜 1 0 0 °Cであることを特徴とする上記 9〜 1 2のいずれかに記載のポ リケ トン繊維の製造方法。
1 4. 溶解工程における温度が 1 0〜 6 0 °Cで、 溶解時間が 1 0 時間以内であることを特徴とする上記 9〜 1 3のいずれかに記載の ポリケ ト ン繊維の製造方法。
1 5. ポリケ トン溶液が 0〜 2 5 0 °Cの温度範囲に相分離温度を 有することを特徴とする上記 9〜 1 4のいずれかに記載のポリケ ト ン繊維の製造方法。
1 6. 相分離温度が 1 0〜 1 5 0 °Cの温度範囲であることを特徴 とする上記 1 5記載のポリ ケトン繊維の製造方法。
1 7. 溶解されたポリケ ト ン中に、 パラジウム元素が、 ポリマー の質量に対して 5 0 p p m以下含有されていることを特徴とする上 記 9〜 1 6のいずれかに記載のポリケトン繊維の製造方法。
1 8. 金属塩水溶液中に含まれる亜鉛塩の濃度が 1 0〜 6 0 w t %であることを特徴とする上記 9〜 1 7のいずれかに記載のポリケ トン繊維の製造方法。
1 9. 熱延伸前のポリケ トン繊維中に残留する溶剤由来の金属元 素の総和が、 ポリマーの質量に対して 5 0 0 p p m以下であること を特徴とする上記 1 1記載のポリケ トン繊維の製造方法。
2 0. 上記 1〜 7のいずれか 1項に記載のポリケ ト ン繊維からな る撚糸コードであって、 下記式で表される撚り係数 Kが 1, 0 0 0 〜 3 0, 0 0 0の範囲であることを特徴とする撚糸コ一 ド。
K = Y X D0- 5
伹し、 Yは撚糸コー ド 1 m当たりの撚数 (T/m) であり、 Dは 撚糸前の糸の総繊度 ( d t e x ) である。
2 1. 引張強度が 5 c NZ d t e x以上であることを特徴とする 上記 2 0記載の撚糸コー ド。
2 2. 上記 2 0又は 2 1記載の撚糸コードに、 レゾルシン一ホル マリ ン一ラテックス樹脂が付与されてなる処理コー ド。
2 3. 上記 1〜 7のいずれか 1項に記載のポリケ トン繊維を含有 する繊維強化複合材料。
2 4. 繊維強化複合材料が、 タイャまたはベルトである上記 2 3 記載の繊維強化複合材料。
以下、 本発明につき詳細に説明する。
本発明のポリケトン繊維を構成するポリケ トンは、 繰り返し単位 の 9 5モル0 /0以上が上記式 ( 1 ) で示されるものである。 5モル% 未満の範囲で上記式 ( 1 ) 以外の繰り返し単位、 例えば、 下記式 ( 4 ) に示すもの等を含有していても良い。
O
II
一 R— C一 ( 4 )
但し、 Rは、 エチレン以外の炭素数 1〜 3 0の有機基であり、 例 えば、 プロ ピレン、 ブチレン、 1 _フエニノレエチレン等である。 も ちろん、 Rは 2種以上であってもよく、 例えば、 プロ ピレンと 1 一 フエニルェチレンが混在していても よい。
より高引張強度、 高引張弾性率が達成可能で、 高温での引張強度 、 引張弾性率の保持性が優れるという観点から、 繰り返し単位の 9 8モル%以上が上記式 ( 1 ) で示されるポリケ トンであることが好 ましく、 さ らに好ましくは 9 9. 6モル%以上である。
ポリケ トン繊維の固有粘度 [ η ] は、 特に制限はないが、 値が大 きいほどポリケ トン繊維の引張強度が高く、 熱に対する耐性も高い 傾向がある。 固有粘度 [ 77 ] は、 2 d l Zg以上が好ましく、 3 d
1 / g以上がさ らに好ましい。
本発明のポリ ケ トン繊維は、 2 1 0〜 2 4 0 n m波長に見られる 紫外線吸光度の極小値 (以下、 Am i n (F) と記載する) が 0. 5 以下である。 なお、 Arai n ( F ) の測定方法は、 後記の通りである 。 また、 参考と して、 実施例において測定した紫外線吸収スぺク ト ルを、 図 1及び図 2に示した。 Affl i n (F) が大きいほど、 アルドール縮合等により、 ポリケ ト ンが分子間もしく は分子内で化学架橋反応等を起こしたポリマー変 性物が多く存在していることを示す。 (F) が 0. 5を越え ると、 ポリケ トン繊維の引張強度のパラツキが大きくなり、 撚糸ェ 程における毛羽の発生が多くなり、 耐疲労性が低下する。 これは、 ポリマー変性物が存在する部分が、 脆く、 弱くなつているためと考 えられる。 さ らに一層、 引張強度のパラツキを小さく し、 撚糸工程 での毛羽発生を抑制し、 耐疲労性を向上させるためには、 (
F ) は 0 . 3以下であることが好ましく、 0 . 2以下であることが さらに好ましい。
前述したように、 タイヤ、 ベルト等の産業用資材の軽量化や、 荷 重が加わったときの寸法変化を小さ くするためには、 補強用繊維が 、 よ り高い引張強度および引張弾性率を有することが好ましい。 本発明のポリケ トン繊維は、 引張強度が 1 0 c N/ d t e x以上 、 かつ引張弾性率が 2 0 0 c N/ d t e x以上であることが好まし い。 引張強度と しては、 より好ましく は 1 2 c N/ d t e x以上、 さらに好ましく は 1 5 c N/ d t e x以上、 最も好ましくは 1 7 c NZ d t e x以上である。 引張弾性率としては、 より好ましくは 2 5 0 c NZ d t e x以上、 さらに好ましく は 3 0 0 c N/ d t e x 以上、 最も好ましくは 3 5 0 c NZ d t e x以上である。
引張強度および引張弾性率は、 繊維サンプル長を 2 0 c m、 引張 り速度を 2 0 c m/分と して、 2 0回測定したときの平均値である 。 一般に、 引張弾性率が高いポリケ トン繊維ほど引張強度のパラッ キが大きくなりやすいが、 本発明のポリケ ト ン繊維は、 引張弾性率 が高く且つ引張強度のパラツキが小さいという優れた特長を有する 本発明のポリケ トン繊維の単糸繊度は 0 . 0 1 〜 1 0 d t e xが 好ましく、 0. 5〜 3 d t e xがさ らに好ましい。 また、 ポリケ ト ン繊維の総繊度は 3 0〜 1 0 0, O O O d t e xが好ましく、 1 0 0〜 5, 0 0 0 d t e xがさらに好ましい。 単糸繊度、 総繊度がこ の範囲であれば、 安定して紡糸が可能であり、 また、 高引張強度、 高引張弾性率を示すポリケ トン繊維が得られる。
本発明のポリケ トン繊維は、 1 0, 0 0 0 m当たりの毛羽数が 1 0個以下であることが好ましく、 5個以下であることがより好まし く、 1個以下がさ らに好ましい。 タイヤコー ド等の産業用資材と し てポリケ トン繊維を用いる場合、 毛羽が多すぎると、 撚糸工程等、 後加工における トラブルが発生し、 収率が低下するという問題が起 こる。
本発明のポリケ トン繊維は、 耐熱引張強度保持率が 7 5 %以上で あることが好ましく、 より好ましくは 8 0 %以上であり、 さらに好 ましくは 8 5 %以上である。 タイヤコー ド等の産業用資材は、 1 0 0 °Cを越える状態で長期間使用される可能性があり、 ポリケ トン繊 維の耐熱引張強度保持率は高いことが好ましい。 なお、 耐熱引張強 度保持率の測定方法は、 後記の通りである。
本発明のポリケトン繊維においては、 ポリケ トンの重合触媒に由 来するパラジウムの繊維中に含まれる量が少ない方が、 ポリケ トン 繊維の耐熱性が高くなるという点で好ましい。 ポリケ トン繊維中に 含まれるパラジウム元素量は、 繊維の質量に対して 5 0 p p m以下 であることが好ましく、 3 0 p p m以下がよ り好ましく、 Ι Ο ρ ρ m以下がさ らに好ましい。
本発明のポリケトン繊維は、 最大熱収縮応力が 0. 0 1〜0. 7 c NZ d t e xであることが好ましい。 最大熱収縮応力が高すぎる と、 卷き取り時に卷き締まりが起こ り、 卷き取り機からパッケージ を抜き取ることが困難となったり、 加工時や使用時に熱を受けた際 に収縮して製品形態に歪みが生じたり、 場合によっては変形によつ て製品性能が著しく低下する問題が起こる。 一方、 最大熱収縮応力 が低すぎると、 加工時に熱セッ トによる形態固定を充分に行う こと ができず、 製品に成形した際に緩みが発生しやすくなる傾向がある
。 このため、 最大熱収縮応力は、 好ましくは 0. 0 1〜 0. 6 c N / d t e x、 よ り好ましく は 0. 0 2〜 0. 5 c NZ d t e x、 さ らに好ましく は 0. 0 3〜 0. 3 c N/ d t e xである。
本発明のポリケ トン繊維は、 該繊維表面に繊維の質量に対して 0 . 2〜 7 w t %の仕上げ剤を付与することが好ましく、 より好まし くは 0. 5〜 3. 5 w t %、 更に好ましくは 0. 7〜 1 . 5 w t % である。 仕上げ剤の付着量が上記の範囲であると、 繊維の耐摩耗性 が向上し、 また、 繊維の走行時の抵抗が適度で、 ロール、 熱板、 ガ イ ド等への仕上げ剤の付着による汚染が少ない。 もちろん、 仕上げ 剤の一部が繊維内部へ浸透していてもよい。
仕上げ剤を付与することによって、 繊維一繊維間の動摩擦係数 ( 以下、 μ と略記する) が適切な値となる。 μは、 好ましくは 0. 0
1〜 3. 0、 よ り好ましく は 0. 1〜 2. 7、 更に好ましく は 0. 1〜 2. 5である。 μが小さすぎると、 撚り工程で滑りが起こ り、 十分な撚り数を繊維に付与することができない。 また、 が大きす ぎると、 繊維—繊維間の動摩擦が大きすぎて、 撚り工程において繊 維がダメージを受けやすく、 その結果、 耐疲労性が低下しやすく な る。
本発明において、 仕上げ剤とは、 液状又は固体状の物質で、 繊維 表面及び/又は繊維の表層部に付着して繊維の表面状態を改質する 加工剤である。 使用する仕上げ剤の種類については、 特に制限はな いが、 下記の化合物 (Α) 〜 (C) から選ばれた少なく とも 1種を 必須成分とし、 その合計量が仕上げ剤中に 3 0〜 1 0 0 w t %含有 されている仕上げ剤が好ましい。
(A) 分子量 3 0 0〜 2, 0 0 0のエステル化合物
(B) 鉱物油
( C) R1 - O - (CH2 CH2O) n_ ( C H (C H3) CH2O)
(ここで、 R1 R2は、 水素原子、 炭素数 1〜 5 0までの有機基 から選ばれるものであり、 n、 mは 1〜 5 0 0である。 エチレンォ キシド単位とプロピレンォキシド単位はプロ ック共重合であっても ランダム共重合であってもよい。 )
さらに、 制電性を付与するために、 公知のリ ン酸塩、 亜リ ン酸塩 、 スルホン酸塩、 カルボン酸塩を、 仕上げ剤中に 0. 5〜 2 0 w t %の範囲で混合してもよい。
このよ うな仕上げ剤を付与することによ り、 ポリ ケ トン繊維の表 面に強固な油膜が形成され、 この油膜によつて繊維表面が適度に滑 らかとなるので、 撚りを掛けても繊維が短期間に摩耗することがな い。
次に、 本発明のポリケ トン繊維の製造方法について説明する。 本発明のポリケ トン繊維の製造に用いるポリケ トン (以下、 原料 ポリケ トンと称する場合がある) の化学構造 (モノマー組成) は、 本発明のポリケ トン繊維を構成するポリケ トンと同一である。
原料ポリケ ト ンの固有粘度 [ 7? ] は、 値が大きいほどポリケ トン 繊維の引張強度および引張弾性率が高いものが得られる傾向がある
。 原料ポリ ケ トンの固有粘度 [ 77 ] は、 好ましく は 1〜 2 0 d 1 / g、 より好ましくは 2〜 1 5 d l / g、 さ らに好ましくは 4〜 1 0 d l / gである。 [ η ] が上記の範囲であると、 溶解性や紡糸性が 良好であり、 高い引張強度が得られる。
原料ポリケ ト ンの製造方法については、 公知の方法をそのまま、 あるいは修正して用いることができる。 例えば、 一酸化炭素とェチ レンを、 第 9、 1 0族遷移金属化合物、 下記式 ( 5 ) で示されるリ ン系ニ座配位子、 及び、 p K aが 4以下の酸を含む触媒の存在下で 重合させて、 合成することができる。
3R4 P -R5 - P 6R7 ( 5 )
(ここで、 R3、 R4、 R6、 R7は、 それぞれ独立して炭素数 1〜 3 0の有機基であり、 R5は炭素数 2〜 5の有機基である。 ) 第 9、 1 0族遷移金属化合物と しては、 パラジウム、 二ッケル等 が挙げられるが、 重合活性の観点から、 パラジウムが特に好ましい 。 触媒として用いるためには、 カルボン酸塩、 特に酢酸塩であるこ とが好ましい。
また、 リ ン系 2座配位子については、 上記式 ( 5 ) において、 R 3、 R4、 R6、 R7の少なく とも 1つが置換フエニル基であり、 この フエ-ル基が、 結合している リ ン元素に対してオルトの位置にアル コキシ基を 1つ以上含んでいることが好ましい。 具体的には、 o— メ トキシフエニル基、 o—エ トキシフヱニル基が好ましい。 無置換 のフエ二ル基を用いると、 分子量分布が大きくなりすぎる場合があ る。
2つのリ ン原子を結ぶ R5は、 ト リ メチレン基であることが好ま しい。
p K aが 4以下の酸としては、 ト リ フルォロ酢酸、 硫酸、 ジフル ォロ酢酸、 ト リ クロ 口酢酸、 p— トルエンスルホン酸等が挙げられ る。
重合は、 メタノール、 エタノールのような低級アルコール中に、 第 9、 1 0族遷移金属化合物、 リ ン系二座配位子、 及び、 p K aが 4以下の酸からなる触媒を添加し、 この溶液に一酸化炭素とェチレ ンを導入させて重合を行う。 一酸化炭素とエチレンのモル比は、 5 : ;!〜 1 : 5が好ましい。
触媒と して用いる第 9、 1 0族遷移金属化合物は、 重合に用いる エチレン 1モル当たり、 1 0— 8〜 0. 1モル量相当の金属元素量 にすることが好ましい。 と りわけ、 得られるポリケ トンの総質量に 対するパラジウム質量が 5 0 p p m以下となるように、 第 9、 1 0 族遷移金属化合物の仕込量を設定することが、 本発明の目的を達成 するためには好ましい。 また、 重合活性の観点から、 リ ン系二座配 位子は、 第 9、 1 0族遷移金属化合物 1モル当たり 0. 1〜 2 0モ ルとするこ とが好ましく、 より好ましく は 1〜 3モルである。 また 、 p K aが 4以下の酸は、 第 9、 1 0遷移族金属化合物 1モル当た り 0. 1〜 : I, 0 0 0モルが好ましく、 さらに好ましく は ;! 〜 5 0 0モノレである。
重合温度は 6 0〜 1 5 0 °Cが好ましく、 圧力は 4〜 2 0 M P aで 行う ことが好ましい。 重合温度が上記の範囲であると、 適度に狭い 分子量分布が得られる。
重合中の触媒活性を維持するために、 1 , 4一べンゾキノ ン、 1 , 4一ナフ トキノ ン等のキノンを触媒金属元素のモル数に対して、 0. 1〜 5 0 0モルを添加してもよい。
得られたポリケ トンは、 濾過および洗浄を行い、 残存する触媒や 存在する微量のォリ ゴマーを洗浄して除去し、 ポリマー中に存在す るパラジゥム量や分子量分布を好ましい範囲に調整した後、 乾燥す ることが好ましい。 このとき、 洗浄に用いる洗浄液と しては、 例え ば、 メ タノーノレ、 エタノーノレ、 プロ ノ ノール等のァノレ コール、 ジォ キサン、 テ ト ラヒ ドロフラン、 ジェチルェ一テル等のエーテノレ、 ァ セ ト ン、 メチノレエチノレケ ト ン等のケ トン、 ペンタン、 へキサン等の 炭化水素等が挙げられる。 洗浄温度は、 特に制限されないが、 例え ば 0〜 8 0 °Cが好ましく、 また、 洗浄時間は、 特に制限されないが 、 例えば一回当たり 1 0秒〜 1時間が好ましい。
こ う して得られた原料ポリケ トンを、 亜鉛塩、 カルシウム塩、 チ オシアン酸塩の中から選ばれた少なく とも 1種の金属塩水溶液に溶 解してポリ ケ トン溶液を得る。 具体例を示すと、 亜鉛塩としては、 塩化亜鉛、 臭化亜鉛、 ヨウ化亜鉛等があり、 カルシウム塩と しては 、 臭化カルシウム、 ヨウ化カルシウム、 塩化カルシウム等があり、 チォシアン酸塩としては、 チォシアン酸ナト リ ウム、 チォシアン酸 カルシウム、 チォシアン酸カリ ウム、 チォシアン酸リチウム等があ る。 これらの金属塩の内、 ポリケ トンの溶解性、 溶剤のコス ト、 水 溶液の安定性の点で、 塩化亜鉛、 臭化亜鉛、 ヨウ化亜鉛等の亜鉛塩 、 臭化カルシウムが好ましく、 特に好ましく は塩化亜鉛である。
また、 金属塩水溶液は、 亜鉛塩と亜鉛塩以外の金属塩が少なく と も 1種類ずつ混合されていることが好ましい。 塩化亜鉛等の亜鉛塩 単独でも、 臭化カルシウムゃチオシアン酸カルシウム等の亜鉛塩以 外の金属塩単独でも、 ポリケ トンを溶解して紡糸することは可能で ある。 しかし、 ポリケ ト ン溶液は曳糸性が低いために、 安定した紡 糸を高速で長期間行う ことが困難である。 これに対し、 亜鉛塩と亜 鉛塩以外の金属塩を混合した場合には、 ポリケ トン溶液の曳糸性が 高まるために、 高速で安定した紡糸が可能となると ともに、 より高 い引張強度および引張弾性率のポリケ トン繊維を安定して得ること が可能となる。
亜鉛塩以外の金属塩とは、 リチウム、 ナト リ ウム、 カリ ウム等の アルカリ金属、 マグネシウム、 カルシウム等のアルカ リ土類金属、 および鉄、 コバルト、 ニッケル、 銅等の遷移金属からなる塩である 。 具体的には、 塩化リチウム、 臭化リチウム、 ヨウ化リチウム、 チ オシアン酸リチウム、 塩化ナト リ ウム、 臭化ナト リ ウム、 塩化マグ ネシゥム、 塩化カルシウム、 臭化カルシウム、 チォシアン酸カルシ ゥム、 塩化鉄、 臭化鉄等である。
亜鉛塩と亜鉛塩以外の金属塩の好ましい組み合わせと しては、 金 属塩の安定性やコス ト、 得られる繊維の引張強度等の観点から、 2 成分系では、 塩化亜鉛と塩化ナト リ ウム、 塩化亜鉛と塩化カルシゥ ム、 塩化亜鉛とチォシアン酸カルシウム、 塩化亜鉛と塩化リチウム 、 塩化亜鉛とチォシアン酸リチウムが好ましい。 また、 3成分系で は、 塩化亜鉛と塩化カルシウムと塩化リチウム、 塩化亜鉛と塩化力 ルシゥムとチオシァン酸カルシゥム、 塩化亜鉛と塩化カルシゥムと チォシアン酸リチウムが好ましい。
金属塩水溶液の金属塩濃度は、 1 5〜 8 0 w t %であることが好 ましく、 より好ましく は 3 0〜 7 7 w t %であり、 さ らに好ましく は 4 0〜 7 5 w t %である。 金属塩濃度が低すぎると、 紡糸工程に おいて、 浴中から引き上げたときの繊維状物が脆く切断しやすく な る傾向がある。 また、 金属塩濃度が高すぎる と、 凝固浴中で凝固す る速度が遅くなり、 紡糸可能な速度が遅くなる傾向がある。 なお、 ここでいう金属塩水溶液の金属塩濃度は、 金属塩水溶液における金 属塩と水の総質量に対する金属塩の質量の比率であり、 以下の式で 定義される値である。
金属塩濃度 (w t % ) = [金属塩の質量 Z (金属塩の質量 +水 の質量) ] X 1 0 0
本発明において、 ポリケ トン溶液中のポリマー濃度は◦ . 1 〜 4 0 w t %であることが好ましい。 ポリマー濃度がこの範囲である と 、 ポリマーが溶剤に溶解し易く、 また、 紡糸工程において、 繊維状 に形成することが容易であり、 低い製造コス トで繊維を製造するこ とができる。 溶解性、 紡糸のしゃすさ、 繊維の製造コス トの観点か ら、 ポリマー濃度は、 よ り好ましく は 1〜 3 0 w t %、 更に好まし く は 3〜 2 0 w t %である。 なお、 ここでいうポリマー濃度は、 以 下の式で定義される値である。
ポリマー濃度 (質量0/。) = [ポリマーの質量/ (ポリマーの質 量 +溶剤の質量) ] X 1 0 0
ポリケトンの溶解法は、 一般的な方法を採用することができる。 例えば、 溶解機にポリケ トンおよび溶剤を入れ、 攪拌することによ り均一なポリケ トン溶液を得ることが可能である。 溶解機と しては
、 1軸又は 2軸の攪拌翼を有し、 攪拌効率に優れた公知のものが適 用できる。 1軸攪拌の溶解機と しては、 スパイ ラルや二重スパイラ ル翼を有したものが適している。 2軸攪拌のパッチ式溶解機として は、 例えば、 自転と公転を有するフックを攪拌翼とするプラネタリ 一ミキサー、 双腕型ニーダー、 パンパリーミキサー等が適用され、 連続溶解機としては、 例えば、 スク リ ュー押出機ゃコニーダ一が適 用される。
以上の方法で得られたポリケ トン溶液は、 よ り高引張強度、 高引 張弾性率のポリ ケトン繊維が得られやすいという観点から、 相分離 温度が 0〜 2 5 0 °Cの温度範囲であることが好ましく、 より好まし く は 1 0〜 1 5 0 °C、 さ らに好ましく は 1 0〜 8 0 °Cである。 相分 離温度が上記の範囲であると、 ポリケ トン溶液を長期に安定して紡 糸口金から吐出することができ、 また、 凝固速度が早いので、 紡糸 速度を高めることができる。
相分離温度とは、 実質的に均一に溶解したポリケ トン溶液を徐々 に冷却したとき、 溶剤にポリケ トンが溶けなくなり溶液が不均一な 状態になり始める温度のことである。 この不均一な状態は光の透過 性で判定することが可能であり、 溶液が不均一になると、 光の散乱 が増加するため白濁し、 不透明になる。
本発明においては、 実質的に均一に溶解されたポリケ ト ン溶液 ( このときの溶液における光の透過度を、 初期透過度とする) を 1時 間に 1 0 °cのスピー ドで徐々に冷却したとき (このときの溶液にお ける光の透過度を、 透過度とする) に、 光の透過度の減少率が 1 0
%となった時の温度を相分離温度と定義する。 なお、 光の透過度の 測定方法は、 後記の通りである。 また、 光の透過度の減少率は、 下 記の式で定義される値である。
光の透過度の減少率 (%) = [ (初期透過度一透過度) /初期 透過度] X 1 0 0
また、 相分離温度の別の測定方法と しては、 実質的に均一に溶解 されたポリケ トン溶液をガラスのセルに入れ、 1時間に 1 0 °cのス ピー ドで徐々に冷却し、 ガラスセルを通して反対側で文字を観察し たときに、 文字がぼやけ始めたときの温度を相分離温度と してもよ く、 上述の方法とほぼ同じ結果が得られる。
相分離温度は、 溶剤の金属塩組成、 ポリマー濃度およびポリマー 分子量によ り異なる。 したがって、 金属塩の種類、 金属塩の組成、 金属塩濃度、 ポリケ トン濃度、 ポリ ケ トンの [ η ] を調整すること により、 0〜 2 5 0 °Cの温度範囲に相分離温度を持つようなポリケ ト ン溶液を得ることが可能である。
好ましいポリケ ト ン溶液の組成と しては、 例えば、 金属塩が塩化 カルシウムと塩化亜鉛、 その質量比 (塩化カルシウム/塩化亜鉛) が 6 8. 0 / 3 2. 0〜 6 1 . 0 / 3 9. 0、 金属塩の水溶液の塩 濃度が 6 0. 0〜 6 3. 0 w t % , ポリケ ト ンの [ ] 力 5〜 1 0 d 1 g、 ポリマー濃度が 5〜: L 0 w t %である。 別の例としては 、 金属塩が塩化亜鉛と塩化カルシウムと塩化リチウムで、 塩化カル シゥムと塩化リチウムに対する塩化亜鉛質量比 ( [塩化カルシウム +塩化リチウム] Z塩化亜鉛) が 6 8. 0 / 3 2. 0〜 6 1. 0 / 3 9. 0、 塩化カルシウムと塩化リチウムの質量比 (塩化カルシゥ ム Z塩化リチウム) が 90Z10〜 6 5Z3 5、 金属塩の水溶液の 塩濃度が 5 9. 0〜 6 4. O w t %、 ポリケ ト ンの [ ] 力 5〜 1 0 d l Z g、 ポリマー濃度が 5〜 1 O w t %である。
以上のようなポリケ トン溶液は、 溶解機からギアポンプ等により 定量的に送液され、 配管を通して、 必要に応じて濾過工程を経た後 、 紡糸口金よ り吐出される。
本発明においては、 紡糸口金から吐出されたポリケ ト ン溶液中の ポリケ トンの 2 1 0〜 2 4 0 n m波長に見られる紫外線吸光度の極 小値 (以後、 Ami n ( S) とする) が 0. 5以下である。 ポリケ ト ン溶液の採取は、 紡糸口金より吐出された直後の溶液を採取するこ とが、 精度を高める点で好ましい。 採取したポリケ ト ン溶液のポリ ケ ト ンの紫外線スぺク トルを測定するためには、 ポリケト ン中に残 存する溶剤由来の金属塩の量が少ないことが好ましい。 その残存量 は、 ポリケ トンに対して 1 w t %以下が好ましく、 0. 1 w t %以 下がさらに好ましい。 残存量は、 高周波プラズマ発光分光分析等の 金属分析によ り測定が可能である。
採取したポリケ トン溶液から、 紫外線スぺク トルを測定するため のポリケ トンを得る方法は、 例えば、 以下の方法で行うことが好ま しい。
紡糸口金よ り吐出された直後のポリケ トン溶液を採取し、 次に、 採取したポリケ ト ン溶液を、 水、 または、 塩酸、 硫酸、 リ ン酸等を 含み p Hが 1〜 4の水溶液に入れてポリケ ト ンを析出させ、 析出し たポリケ ト ンをさらに水で洗浄する。 必要に応じて塩酸、 硫酸、 リ ン酸等を含んだ p Hが 1〜 4の水溶液を用いて洗浄することができ る。 次いで、 ポリケ ト ン中の水分率が 1 w t %以下となるまで乾燥 する。 このよ うにして得られたポリケ トンを、 後記する繊維の Ami n (F) 測定法と同様の方法で、 紫外線吸収スぺク トルを測定する Am in ( S ) の増加は、 ポリケ トンが溶剤と接触して溶解されて から紡糸口金から吐出されるまでに、 アルドール縮合等による分子 間もしくは分子内の架橋反応等のポリマー変性が起こっていること を意味する。 An i n ( S ) が 0. 5よ り も大きいと、 ポリマーの変 性物によ り、 後工程の熱延伸において単糸切れが多くなる問題や、 高ひずみ速度で熱延伸した場合に引張強度および引張弾性率の低下 が大きくなるという問題が生じる。 また、 An i n ( S) 'が 0. 5よ り も大きくなると、 An i n (F) も 0. 5 より大きくなることにな る。 Ami n (F) の値をより小さく して、 延伸時の単糸切れを抑制 し、 かつ、 高ひずみ速度で延伸した場合に、 引張強度および引張弾 性率が低下することを抑制して、 よ り高い引張強度および引張弾性 率を得るためには、 A m i n ( S ) は 0. 4以下が好ましく、 0. 3 以下がさ らに好ましい。
Am in ( S ) は、 溶解され紡糸口金から吐出されるまでの温度お よびその時間の組み合わせによ り変化するため、 その温度と時間の 組み合わせを変えて ABi n ( S ) の測定を繰り返し、 適切な温度と 時間の組み合わせを決定することにより、 An i n ( S ) を 0. 5以 下とすることが可能である。
以下に、 本発明の製造方法の好ましい具体例について説明する。 本発明は、 ポリ ケ トンを亜鉛塩、 カルシウム塩、 チォシアン酸塩 の中から選ばれた少なく とも 1種の金属塩水溶液に溶解して得られ たポリケ トン溶液を、 紡糸口金から吐出してポリケ トン繊維を製造 する方法において、 ポリケ トンが該金属塩水溶液に溶解され紡糸口 金から吐出されるまでの時間 (P分間とする) を 1分間ごとに区切 り、 ( t 一 1 ) 分間目の加熱温度と t分間目の加熱温度の相加平均 を Tt (K) と したときに、 前記式 ( 2 ) を満足することを特徴と するポリケ トン繊維の製造方法である。 ポリケトンが該金属塩水溶液に溶解され紡糸口金から吐出される までの時間とは、 溶解工程において、 ポリケ トンが溶剤である該金 属塩水溶液に接触したときからであり、 溶解、 脱泡、 濾過および配 管中の移動等の工程を経て紡糸口金からポリ ケ トン溶液が吐出され るときまでの時間をいう。 本発明者らは、 前述の Ami n ( S ) の変 化と、 ポリケ トンが該金属塩水溶液と接触し加熱されるときの温度 および時間の関係を詳細に検討した結果、 Affli n ( S ) の上昇速度 と温度との間には、 化学反応に見られるァレニウス型の関係式が成 り立つことを見出した。 そして、 Ami n ( S ) が 0. 5 となるとき の温度と時間の組み合わせの実験結果から、 前記式 ( 2 ) を見出し た。
ポリ ケト ンが該金属塩水溶液に接触したとき ( 0分間) から、 溶 解され紡糸口金から吐出されるまでの工程に対して、 1分間ごとに 時間を区切っていき、 1分間未満の端数を削除したときの紡糸口金 から吐出されるまでの時間を P分間とする。 したがって、 t は 1〜 Pの自然数である。 そして、 ( t 一 1 ) 分目 と t分目の間の温度 T tは、 ( t 一 1 ) 分後の温度と t分後の温度の和を 2で割ったとき の値、 すなわち相加平均の値とする。
実施例 1 に Sの算出方法の具体例を記載した。 この Sが大きいほ ど前述の Ami n ( S ) が大きくなり、 ポリケ ト ン溶液中で、 ポリケ トンが分子間もしくは分子内で化学架橋反応等を起こすことによつ て生じたポリケ トンの変性物が、 よ り多く発生するようになる。 そ の結果、 熱延伸工程において、 ポリケ トンの変性物の存在が熱延伸 を阻害し、 延伸後のポリ ケ トン繊維の引張強度、 引張弾性率や耐熱 性、 耐疲労性を悪化させる原因となる。
S力 S 1. 0よ り大きい場合、 Am i n ( S ) が 0. 5 よ り大きく な り、 後述する熱延伸工程において、 ポリケ トンの変性物の存在が熱 延伸を阻害し、 単糸切れの発生やポリケ ト ン繊維の引張強度、 引張 弾性率や耐熱性、 耐疲労性を低下させる原因となる。 Ami n ( S ) の値をよ り小さく し、 上述の問題の発生を解決するためには、 Sは 0. 6以下がより好ましく、 0. 3以下がさらに好ましい。
また、 本発明の製造法に使用するポリケ ト ンは、 パラジウム元素 量がポリマーの質量に対して 5 0 p p m以下であることが好ましい 。 前述したよ うに、 原料ポリケトン中に含まれるパラジウム元素量 は、 ポリケ ト ン溶液においてポリケ トンの変性を加速する原因とな るため、 パラジウム元素の含有量が 5 O p p mよ り大きい場合、 A ni n ( S) が大きくなりやすく、 得られるポリケ ト ン繊維の引張強 度、 引張弾性率が低くなる傾向が見られる。 パラジウム元素の含有 量は、 3 0 p p m以下がさ らに好ましく、 l O p p m以下が特に好 ましい。
本発明において、 ポリケ トンを溶解するために亜鉛塩の水溶液を 用いる場合、 亜鉛塩の濃度は 6 0 w t %以下であることが好ましく 、 よ り好ましくは 4 0 w t %以下、 さらに好ましくは 3 0 w t %以 下である。 亜鉛塩は、 ポリ ケ トン溶液においてポリケ トンの変性を 加速する要因となるため、 亜鉛塩の濃度が 6 0 w t %より大きいと 、 Ami n ( S ) が大きくなりやすく、 得られるポリ ケト ン繊維の引 張強度、 引張弾性率が低く なる傾向が見られる。 また、 亜鉛塩の濃 度が低すぎる とポリマーの溶解に時間がかかるため、 亜鉛塩の濃度 は 1 0 w t %以上が好ましく、 1 5 w t %以上がさらに好ましい。 なお、 ここでいう亜鉛塩の濃度とは、 金属塩水溶液における金属塩 と水との総質量に対する亜鉛塩の質量の比率であり、 以下の式で定 義される値である。
亜鉛塩の濃度 (w t %) = [亜鉛塩の質量/ (金属塩の質量 + 水) ] X 1 0 0 ポリケトンの溶解方法は、 前述した溶解機にポリケ トンおよび溶 剤を入れ、 攪拌することによ り均一なポリケ トン溶液を得ることが 可能である。 溶解温度に制限はなく、 溶解温度が高い場合には、 二 ーダ一等、 強い剪断力で効率的に攪拌可能な装置を用いて短時間で 溶解すれば良い。 しかしながら、 長期間連続運転を行う場合には、 デッ ドスペースに滞留したポリケ トン溶液が、 繊維物性のパラツキ や糸切れ等の トラブルを起こす場合がある。
したがって、 溶解温度は低い方が好ましく、 好ましく は 1 0 0 °C 以下、 より好ましく は 8 0 °C以下、 さ らに好ましく は 6 0°C以下で ある。 溶解温度が一 2 0 °Cよ り低いと、 冷却コス トのアップおよび 溶解時間が長くなることによる設備コス トアップの問題があるため 、 一 2 0 °C以上が好ましく、 より好ましくは 0 °C以上、 さらに好ま しく は 1 0 °c以上である。 また、 溶解時間が長いと、 .よ り大きな溶 解設備が必要となり、 精度の高い温度制御が困難になり、 設備費や 蓮転コス トが高くなる欠点がある。 したがって、 溶解時間は 1 0時 間以内であることが好ましく、 よ り好ましく は 8時間以内、 さらに 好ましく は 6時間以内である。
ポリケ トン溶液の脱泡は、 減圧下または大気圧下で放置すれば可 能であるが、 ポリケ ト ン溶液の粘度が高い場合には、 長時間を要す る。 その場合は、 好ましく は 1 3. 3 k P a以下、 よ り好ましく は 1. 3 3 k P a以下、 さ らに好ましく は 0. 1 3 3 k P a以下に減 圧した状態で溶解機にポリケ トンおよび脱泡した溶剤を注入し、 空 気の混入を抑制して攪拌することによ り、 気泡が無く実質的に均一 なポリケ ト ン溶液が得られる。 この方法を用いると、 Sをよ り小さ くすることが可能となる。
次いで、 配管を通してギアポンプ等によ り紡糸口金まで送液する 。 その間に、 必要に応じて、 ポリケ ト ン溶液を濾過する濾過や配管 中での加熱温度はなるべく低くすることが、 Sを小さくする点で好 ましく、 溶解温度と同じにすることが設備やエネルギーコス トを考 慮すると好ましい。 この加熱温度は、 濾過器や配管中をポリケ トン 溶液が移動する際の圧力、 あるいは、 ポリケ トン溶液が相分離温度 を有する場合は相分離温度を考慮して適宜調整される。 また、 この 工程におけるポリケ トン溶液の滞留時間は短い方が好ましく、 例え ば、 加熱温度が 1 0〜 6 0 °Cの場合は、 3時間以内が好ましく、 よ り好ましく は 2時間以内、 さらに好ましく は 1時間以内である。 紡糸口金から吐出されるポリケ ト ン溶液の温度は 6 0〜 1 0 0 °C であることが好ましく、 よ り好ましくは 7 0〜 9 0 °C、 さらに好ま しくは 7 5〜 8 0 °Cである。 ポリケ トン溶液の温度がこの範囲であ ると、 延伸後、 高い引張強度のポリケ ト ン繊維が得られる。
また、 ポリケ トン溶液を濾過し、 配管を通してギアポンプ等によ り送液する際の温度から、 さ らに昇温する場合には、 昇温時間は短 い方が好ましい。 例えば、 5 0 - 6 0 °Cから 7 5〜 8 0 °Cに昇温す る際には、 1時間以内であることが好ましく、 さ らに好ましく は 3 0分間以内である。
以上のよ うにして、 紡糸口金よ り吐出されたポリケ トン溶液は、 従来公知の方法を用いて、 凝固浴中で繊維状に固化し、 必要に応じ て洗浄や乾燥を行い、 熱延伸するこ とによ りポリケ トン繊維が得ら れる。
凝固浴と しては、 水や金属塩水溶液等が用いられる。 延伸後のポ リケ トン繊維の引張強度を高めるためには、 凝固浴の温度は 3 0 °C 以下が好ましい。 ポリケ トン溶液に相分離温度が存在する場合には 、 凝固浴の温度は相分離温度以下であることが好ましく、 相分離温 度よ り も少なく とも 3 0 °C低いことがさらに好ましい。 ただし、 凝 固浴の温度が一 5 0でよ り も低温であると、 凝固速度が小さくなり 、 紡糸速度を高めることができず、 また冷却コス トがアップするの で、 一 5 0 °C以上が好ましい。
熱延伸前のポリケ トン繊維中に残留する溶剤由来の金属塩は、 熱 延伸の際、 障害物となる場合があるため、 金属塩の残留量は、 金属 元素の総和と して、 ポリマーの質量に対し 5 0 0 p p m以下である ことが好ましく、 よ り好ましく は 2 0 0 p p m以下、 さらに好まし く は l O O p p m以下である。 繊維中に残留する金属塩が 5 0 0 p p m以下であると、 熱延伸時に毛羽の発生が少なく、 高い引張強度 のポリケ トン繊維が得られる。
熱延伸前のポリケ トン繊維中に残留する溶剤由来の金属塩を除去 するためには、 洗浄液で洗浄することが好ましい。 洗浄液と しては 、 繊維から金属塩塩を洗浄して除去可能であれば、 特に制限はない 。 例えば、 酸、 硫酸、 リ ン酸等を含んだ P Hが 4以下の水溶液と水 の組み合わせで洗浄する方が、 水のみを用いて洗浄するよ り も、 繊 維中に残留する金属塩を少なくすることが可能である点で好ましい 。 洗浄方法と しては、 洗浄液の入った浴中に糸をく ぐらせる方法や 、 糸の上また.は Z及び下から洗浄液を吹きかける方法等があり、 も ちろんこれらの方法を組み合わせてもよい。
よ り高い引張強度、 引張弾性率を有するポリケ トン繊維が得られ やすいという点で、 熱延伸の前に乾燥して水分を除去することが好 ましい。 乾燥するための装置と しては、 ト ンネル型乾燥機、 ロール 加熱機、 ネッ トプロセス型乾燥機等、 公知の設備を用いることがで きる。 乾燥温度は、 よ り高い引張強度のポリケトン繊維が得られる とレヽぅ点から、 1 5 0〜 2 5 0 °Cが好ましい。
以上のよ うにして得られた繊維を熱延伸することにより、 引張強 度および引張弾性率が高いポリケトン繊維が得られる。
熱延伸は、 温度 1 0 0〜 3 0 0 °Cが好ましく、 延伸段数は 1段で 行っても、 延伸温度を徐々に高く して多段で行ってもよいが、 全延 伸倍率を高くできること、 および延伸速度を早くできる点で多段延 伸が好ましい。 全延伸倍率は、 高引張強度、 高引張弾性率の繊維を 得られやすいという観点から、 7倍以上であることが好ましく、 1 2倍以上であることがよ り好ましく、 1 5倍以上であることがさ ら に好ましい。
ひずみ速度は、 大きいほど、 短い加熱長で延伸速度を高めること が可能であり、 設備費を小さくできるという点、 および生産速度を 高めることができるという点で好ましい。 ひずみ速度 (多段延伸の 場合は最小のひずみ速度) は、 0. 0 6秒—1以上であることが好ま しく、 0. 1 0秒—1以上がさ らに好ましい。 高倍率の延伸ほどひず み速度を大きくすることが困難であり、 ひずみ速度が大きすぎる場 合には、 得られるポリケ トン繊維の引張強度および引張弾性率が低 下する傾向があるため、 1. 0 0秒-1以下が好ましく、 0. 5 0 秒-1以下がさらに好ましい。 なお、 ひずみ速度は下記式で定義され る値である。
ひずみ速度 (秒-1) = (V2- Vx) /L
式中、 V は延伸のフィード速度 (m/秒) 、 V2は延伸の引取り 速度 (mZ秒) 、 Lは加熱長 (m) である。
熱延伸は、 例えば、 フィー ドロールと引取り ロールの速度を規制 して、 このロール間において、 繊維を加熱しながら行うことができ る。 このよ うに速度が規制されたロール間で加熱されている繊維の 長さを、 加熱長とする。 また、 このよ うな延伸の組み合わせの数を 、 熱延伸の段数とする。 繊維を加熱する方法と しては、 ホッ トロー ルまたはホッ トプレー ト上を走行させる方法、 あるいは加熱炉を用 いて加熱気体中を走行させる方法、 繊維を走行させつつレーザーや マイク口波または赤外線を照射して加熱する方法等、 公知の方法を そのまま、 または改良して採用することができる。
本発明のポリケトン繊維の製造方法においては、 ひずみ速度 (多 段延伸の場合は、 最小のひずみ速度) が 0. 0 6秒—1以上である場 合を 「高ひずみ速度の延伸」 と定義し、 また、 0. 0 6秒—1未満で ある場合を 「低ひずみ速度の延伸」 と定義する。
以上のようにして得られたポリケ トン繊維は、 そのまま、 あるい は必要に応じて、 短繊維化して紡績糸と して、 撚糸、 仮撚り、 嵩高 加工、 捲縮加工、 捲回加工等の加工を施した加工糸と して、 さらに は織物や編み物、 あるいは不織布に加工した繊維製品として用いる ことができる。 特に、 本発明のポリケ トン繊維を撚糸した場合、 加 ェ時における毛羽の発生が少なく、 安定した生産が可能であるとい う優れた効果を発揮する。 撚糸の種類、 方法、 合撚本数については 特に制限はない。
撚り糸の種類としては、 例えば、 片撚り糸、 もろ撚り糸、 ピッコ もろ撚り糸、 強撚糸等が挙げられる。 合糸する本数も特に制限はな く 、 1本撚り、 2本撚り、 3本撚り、 4本撚り、 5本撚りのいずれ でもよく、 6本以上の合撚であってもよい。 このとき、 ポリケ トン 繊維以外の繊維、 例えば、 ナイ ロ ン繊維、 ポリエステル繊維、 ァラ ミ ド繊維、 レーヨン繊維等と合撚してもよい。
撚糸数は、 特に制限はなく、 単糸繊度や総繊度、 あるいは加工条 件や用途に応じて適宜選定することができる。 例えば、 単糸繊度が 0. 0 1〜 1 0 (1 6 、 総繊度が 3 0〜 1 0 0, O O O d t e x であるポリケ トン繊維からなる燃糸コー ドの場合には、 下記式で表 される撚り係数 Kの値が 1 , 0 0 0〜 3 0, 0 0 0の範囲で撚糸さ れたものが、 繊維の引張強度および耐疲労性の点から好ましい。
K (T/m · d t e x0 5) 二 Y X D0.5
式中、 Yは撚糸コード 1 m当たりの撚糸数 (TZm) であり、 D は撚糸前の糸の総繊度 ( d t e x ) である。 ·
例えば、 1, 6 6 0 d t e Xのポリケ トン繊維を 2本撚り合わせ た場合、 Dは約 3, 3 2 0 d t e x となる。 複数のポリケ トン繊維 を撚り合わせ、 下撚り、 上撚り等の多段の撚り を加えた場合は、 最 後に加えた撚りの回数を Yと して Kを算出する。
このよ うなポリケ トン繊維の撚糸コードを、 1 0〜 3 0 w t %の レゾルシン一ホルマリ ン—ラテックス (以下、 R F Lと略記する) 液で処理し、 少なく とも 1 0 0 °Cの熱をかけて乾燥、 熱処理を行い 、 撚糸コードに: F L樹脂を付着させ、 ポリケ トン繊維の R F L処 理コー ドを得ることができる。
R F L樹脂の撚糸コ一ドへの付着量は、 繊維に対して 2〜 7 w t %が好ましい。 R F L液の組成については、 特に限定されず、 従来 公知のものをそのまま、 あるいは改良して使用することができる。 R F L液の好ましい組成と しては、 レゾルシン 0. 1〜 1 0 w t % 、 ホルマリ ン 0. 1〜: L 0 w t %、 ラテックス l〜 2 8 w t %であ り、 よ り好ましく は、 レゾルシン 0. 5〜 3 w t %、 ホルマリ ン 0 . 5〜 3 w t %、 ラテックス 1 0〜 2 5 w t %である。 R F L液で 処理した撚糸コ一 ドの乾燥温度は、 好ましく は 1 2 0〜 2 5 0 ¾、 よ り好ましく は 1 3 0〜 2 0 0 °Cであり、 乾燥時間は、 少なく とも 1 0秒、 好ましくは 2 0 ~ 1 2 0秒である。
また、 乾燥後の R F L樹脂付着コードは、 引き続きコー ドを定長 に維持したまま一定時間熱処理を行う ことが望ましい。 かかる熱処 理の条件と しては、 処理温度は、 好ましく はポリケ トン繊維の撚糸 コー ドの最大熱収縮温度 ± 5 0 °C、 よ り好ましく は最大熱収縮温度 ± 1 0 °C、 最も好ましくは最大熱収縮温度土 5 °Cであり、 処理時間 は、 好ましく は 1 0〜 3 0 0秒、 よ り好ましく は 3 0〜: L 2 0秒で ある。 また、 熱処理時においては、 コードを定長に維持することが 好ましく、 具体的には、 熱処理前後のコー ドの寸法変化が 3 %以下 であることが好ましく、 よ り好ましく は 1 %以下、 さ らに好ましく は 0 %である。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施例 1において、 低ひずみ速度で四段延伸したポリ ケ ト ン繊維の紫外線吸収スぺク トルである。
図 2は、 比較例 1 において、 低ひずみ速度で四段延伸したポリケ ト ン繊維の紫外線吸収スぺク トルである。
図 3は、 耐疲労性評価における試験用ゴムチューブの概略図であ る。 左は断面図、 右は側面図である。
図 4は、 耐疲労性評価に用いる試験装置の概略図である。 なお、 図 4における符号は下記のものを表す。
1 : 試験用ゴムチューブ、 2 : 掴み部、 3 : 回転部、 4 : 圧縮空 気の供給管、 5 : 駆動プーリー、 6 : 回転計、 0 : 試験用ゴムチュ ープの曲げ角度。 発明を実施するための最良の形態
以下、 実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、 これらによ り 本発明は何ら限定されるものではない。
なお、 測定方法、 評価方法等は次の通りである。
( 1 ) 固有粘度
固有粘度 [ 7? ] は、 次の定義式に基づいて求めた。
[ η ] = 1 i m ( T一 t ) / ( t · C )
C→ 0 式中、 t および Tは、 それぞれ、 へキサフルォロイ ソプロパノー ル (セン トラル硝子 (株) 社製) および該へキサフルォロイ ソプロ パノールに溶解したポリケ トンの希釈溶液の 2 5 °Cでの粘度管の流 過時間である。 Cは上記希釈溶液の濃度であり、 へキサフルォロイ ソプロパノール 1 0 0 m l 中のポリケ トンの質量 ( g ) である。
( 2 ) Affl i n ( F)
ポリケ トン繊維 1 0 0 m gを、 へキサフルォロイソプロパノール (セントラル硝子 (株) 社製) 1 0 0 g ( 2 5 °C ) に 3時間で溶解 し、 これを石英ガラス製のセル中に入れ、 紫外可視分光光度計 V— 5 3 0 (日本分光 (株) 社製) を用いて紫外線吸収スぺク トルを測 定する。 2 1 0〜 2 4 0 n m波長に見られる紫外線吸光度の極小値 を Affl i n (F ) とする。
(測定条件)
走査速度 : 2 0 0 n mZ分
データ取り込み間隔 : 0. 5 n m
パン ド幅 : 2 . 0 n m
レスポンス : Q u i c k
測定範囲 : 2 0 0〜 6 0 0 n m
ベースライン : 補正有り
( 3 ) 繊維の引張強度、 引張伸度、 引張弾性率
J I S— L— 1 0 1 3に準じて測定する。
サンプル長 : 2 0 c m、 引張り速度 : 2 0 c m 分で測定し、 2 0回測^したときの平均値を求める。
( 4) Am i n ( S )
紡糸口金よ り吐出された直後のポリケ トン溶液を 1 0 g採取し、 これを 3 0 °C、 0 . 1 w t %の塩酸 5 0 0 m L中に入れ、 長さが 5 mm以下となるよ うに細かく粉砕しながら凝固させ、 流水で 1 0時 間洗浄した後、 1 0 5 °Cで 5時間乾燥して水分を除去する。 このよ うにして得られたポリケトン粉末を用い、 上記 ( 2 ) と同様の方法 で紫外線スぺク トルを測定し、 2 1 0〜 2 4 0 n m波長に見られる 紫外線吸光度の極小値を Ara i n ( S ) とする。
( 5 ) パラジウム、 亜鉛、 カルシウム、 リチウムの元素量 高周波プラズマ発光分光分析によ り測定する。
( 6 ) 相分離温度
溶解されたポリケ トン溶液 (このときの溶液における光の透過度 を、 初期透過度とする) を、 1 0 °CZ h rで徐々に冷却したとき ( このときの溶液における光の透過度を、 透過度とする) 、 光の透過 度の減少率が 1 0 %となつた時の温度を相分離温度とする。
なお、 測定温度範囲は 0 °C〜溶解温度であり、 0 °C未満である場 合は、 相分離温度無しとする。 また、 光の透過度の減少率は下記の 式で定義される値である。
光の透過度の減少率 (%) = 〔 (初期透過度 D 透過度) Z初期 透過度〕 X 1 0 0
光の透過度の測定は、 加温および冷却の制御が可能なサンプルセ ルュニッ トが付属したレーザー式光散乱光度計 L S D— 1 0 1 (日 本科学エンジニアリ ング (株) 社製) を用いて測定した。 光源は、 波長が 6 3 2. 8 n mの H e — N e レーザーであり、 出力は 1 5 m W、 ビーム径は 1 . 5 0 mm ( 1 Z e 2にて) である。
( 7 ) 引張強度のパラツキ
上記 ( 3 ) で得られた引張強度の平均値、 最大値および最小値か ら、 以下の式を用いて計算された値を引張強度のパラツキとする。
引張強度のパラツキ = (引張強度の最大値一引張強度の最小値 ) / (引張強度の平均値)
( 8 ) 耐熱性
長さ 5 0 c mの金属製の枠にポリケ トン繊維を巻き、 電気乾燥機 (ファインオーブン DH 6 2 : ャマ ト科学株式会社製) 中に入れ 、 空気雰囲気下、 1 5 0 °Cで 3 日間の条件で熱処理する。 この繊維 の引張強度を測定し、 熱処理前の引張強度に対する保持率 (%) で 耐熱性を評価する。
( 9 ) 毛羽の測定
巻き取ったポリケ トン繊維を、 糸速 5 0 m/分で引き出しながら 、 1 0, 0 0 0 m当たりの単糸切れによる毛羽の個数を目視で測定 する。
( 1 0 ) 撚糸評価
得られたポリ ケ ト ン繊維を 5本合糸し、 撚糸機 (カジ鉄工 (株) 社製) を用いて、. 下撚り (Z方向) および上撚り ( S方向) の撚糸 を行い、 その撚糸後のコード 1 0 O m当たりの毛羽数を目視で数え る。 なお、 糸の送り速度は 1 2 mZ分、 撚り数は、 下撚り上撚り共 に 3 9 0回/ mで行う。
( 1 1 ) 耐疲労性
ポリケトン繊維を上述の方法で撚糸した後、 レゾルシン一ホルマ リ ン一ラテックス液 (レゾルシン 2 2 w t部、 3 0 w t %ホルマリ ン水溶液 3 0 w t部、 1 0 w t %濃度の水酸化ナト リ ゥム水溶液 1 4 w t部、 水 5 7 0 w t部、 ビニルピリ ジンラテ ックス 4 l w t部 ) で処理し、 R F L処理コー ドとする。
得られた R F L処理コードと、 天然ゴム 7 0 w t %、 S B R 1 5 w t %、 カーボンブラック 1 5 w t %配合の未加硫ゴムを用いて、 図 3に示すようなゴムチューブ (外径 2 5 mm 、 内径 1 3 ΗΙ ΠΙ Φ 、 長さ 2 3 0 . 5 mm) を作製する。 ゴムチューブの径 2 0 mmの 位置に、 7 0本の R F L処理コー ドが埋め込まれている。 このゴム チューブを加硫して (加硫条件 : 1 4 0 °C、 6 0 k g / c m2 , 4 0分) 、 試験用ゴムチューブとする。
この試験用ゴムチューブを、 図 4に示した試験装置にセッ ト し、 J I S— L I 0 1 7— 2. 2. 1 (ダッ トィャ法) に従い、 伸張一 圧縮疲労試験を行う。 なお、 試験条件は、 チューブ内圧 3. 3 k g / c m2, 角度 (図 4における 0 ) 1 3 0 ° 、 回転数 8 5 0回 ( 3 0分ごとに回転方向を変える) 、 処理時間 2 4時間で行う。 試験終 了後、 チューブからコードを取り出し、 疲労試験前のコードに対す る引張強度保持率 (%) を求め、 耐疲労性を評価する。
〔参考例 1〕 (ポリケト ンの合成)
酢酸パラジウム 1. 8 ミ リ モル、 1, 3— ビス (ジ ( 2—メ トキ シフエニル) ホスフイ ノ) プロパン 2. 2 ミ リ モノレ、 ト リ フノレオ口 酢酸 3 6 ミ リ モルを、 予め、 アセ ト ン 1 リ ッ トル中で攪拌して調整 したものを、 触媒液と した。
5 5 リ ッ トルのオー ト ク レーブにメ タ ノ ール 2 7 リ ッ トルを加え 、 更に、 上記の触媒液を加えた。 次いで、 モル比 1 : 1の一酸化炭 素およびエチレンを含む混合ガスを充填し、 5 MP aの圧力を維持 するように、 この混合ガスを連続的に追加しながら、 7 9 °Cで 6時 間反応を行った。
反応後、 圧力を解放し、 得られた白色ポリマーを、 加熱したメタ ノール、 1 , 3—ペンタジオンで繰り返し洗浄後、 単離した。 収量 は 5. 9 k gであった。
得られたポリケ ト ンは、 核磁気共鳴スぺク トル、 赤外吸収スぺク トル等の分析によ り、 実質的に繰り返し単位の 1 0 0モル%が前記 式 ( 1 ) で示されるポリケ トンであることがわかった。 また、 この ポリ ケ トンの固有粘度は 5. 5 d 1 Z g、 パラジゥム元素量は 2 5 p p mであつに。
〔参考例 2〕 (ポリケトンの合成)
酢酸パラジウム 2. 0 ミ リモル、 1 , 3— ビス (ジ ( 2—メ トキ シフエニル) ホスフイ ノ) プロパン 2. 4 ミ リモル、 ト リ フルォロ 酢酸 4 0 ミ リモルを、 予めアセ ト ン 1 リ ッ トル中で攪拌して調整し たものを、 触媒液と した。
5 5 リ ッ トルのオー トク レープにメタノール 2 7 リ ッ トルを加え 、 更に、 上記の触媒液を加えた。 次いで、 モル比 1 : 1の一酸化炭 素およびエチレンを含む混合ガスを充填し、 5 M P a の圧力を維持 するように、 この混合ガスを連続的に追加しながら、 5 5 °Cで 1 5 時間反応を行った。
反応後、 圧力を解放し、 得られた白色ポリマーを、 冷メタノール で繰り返し洗浄後、 単離した。 収量は 3 . 9 k gであった。
得られたポリ ケ ト ンは、 核磁気共鳴スぺク トル、 赤外吸収スぺク トル等の分析によ り 、 実質的に繰り返し単位の 1 0 0モル%が前記 式 ( 1 ) で示されるポリケ ト ンであることがわかった。 また、 この ポリマーの固有粘度は 5 . 0 d 1 / g、 パラジゥム元素量は 5 2 p p mでめった。
〔実施例 1〕
塩化亜鉛/塩化リチウム Z塩化カルシゥム 水の質量比が 2 2 / 1 0 / 3 0 / 3 8である水溶液を、 溶解機中で 5 0 °Cに加温し、 参 考例 1で得たポリケ トンを、 ポリマー濃度が 7 . 5 w t %となるよ うに混合し、 6 . 7 k P aまで減圧脱泡しながら 6時間攪拌するこ とにより均一で透明なポリ ケ トン溶液を得た (溶解工程) 。
このポリケ トン溶液の一部をサンプルセルに移し、 溶液の温度を 1時間に 1 0 °Cの速度で 8 5 °Cから冷却しながら、 光の透過度を測 定した。 このポリケ トン溶液の相分離温度は 4 2 °Cであった。
得られたポリケ トン溶液を、 溶解機中で 5 0 °Cに保持したまま、 溶解機からギアポンプを用いて定量的に次工程にフィードし、 5 0 °Cで 2 0 μ mのフィルターで濾過した (濾過工程) 。 この間の滞留 時間は 3 0分間であった。 次いで、 配管中で 5 0 °Cから 8 0 °Cに比例的に昇温し (昇温工程 ) 、 直径 0. 1 8 mmの孔が 2 5 0個ある紡糸口金から 8 0 ° ( 、 1 3. 9 m/分で吐出した (吐出工程) 。 なお、 5 0でから 8 0 °〇へ の昇温は 3 0分間であり、 8 0 °Cに昇温後、 紡糸口金から吐出され るまでの時間は 1 5分間であった。
次いで、 長さ 1 0 mmのエアギャップを通過させ、 続いて、 温度 2 °Cの水からなる凝固浴中を通過させた後、 2 0 m /分の速度でネ ルソンロールを用いて引き上げ、 ネルソンロール上で 0. 5 w t % の塩酸を吹きかけ、 次に水を吹きかけて洗浄し、 2 0 m/分の速度 で、 2 2 0 °Cのロール乾燥機を通して乾燥した。
次いで、 高ひずみ速度の延伸を以下のようにして行った。
乾燥後の糸を、 一且卷き取ることなく、 4段で全延伸倍率が 1 6 . 4倍の熱延伸を行った。
1段目の延伸条件は、 2 4 0 °Cで 5 mの加熱炉を通して、 2 0 m Z分のロールと 1 4 0 m Z分のロール間で延伸した ( 7. 0倍) 。 このときのひずみ速度は 0. 4 0秒-1であった。
2段目の延伸条件は、 2 5 5 °Cで 5 mの加熱炉を通して、 1 4 0 m/分のロールと 2 1 0 m/分のロール間で延伸した ( 1. 5倍) 。 ひずみ速度は 0. 2 3秒-1であった。
3段目の延伸条件は、 2 6 5 °Cで 1 ◦ mの加熱炉を通して、 2 1 O mZ分のロールと 2 7 3 m/分のロール間で延伸した ( 1 . 3倍 ) 。 ひずみ速度は 0. 1 1秒-1であった。
4段目の延伸条件は、 2 7 0 °Cで 1 0 mの加熱炉を通して、 2 7 3 mZ分のロールと 3 2 δ πιΖ分のロール間で延伸した ( 1 . 2倍 ) 。 ひずみ速度は 0. 0 9秒-1であった。
この紡糸を 1時間行ったが、 糸切れの トラブルはみられず、 単糸 切れによる毛羽数は 2個/ ^ 1 0, 0 0 ◦ mで少なく、 良好であった 。 得られた繊維の紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 An i n ( F ) は 0. 2 4であった。 また、 この繊維は、 3 0 5 d t e x / 2
5 0 f であり、 引張強度は 1 8. 2 c N,/ d t e X , 引張伸度は 5 . 2 %、 引張弾性率は 4 3 3 c N/ d t e X、 引張強度のパラッキ は 0. 2 0であった。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 8 3 %であり、 高いものであった。
以上の紡糸評価は、 溶解後 1時間から 2時間の間で行ったため、 このときの Sは 0. 3 5〜 0. 3 8 となる。 紡糸評価が終了した後 (溶解から 2時間後) 、 紡糸口金から吐出されたポリケ ト ン溶液を 採取し、 ポリケ ト ンの紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Am i n ( S ) は 0. 2 0であった。
他方、 低ひずみ速度の延伸を以下のよ うにして行った。
乾燥までは上記と同じ条件で行い、 乾燥後の糸を一且卷き取り、 次いで、 1段および 2段の延伸を行った後に一旦巻き取り、 さらに 、 3段および 4段の延伸を低ひずみ速度で行った。 全延伸倍率は 1
6 . 4で、 高ひずみ速度の延伸倍率と同じと した。
1段目の延伸条件は、 2 4 0 °Cで 5 mの加熱炉を通して、 1 0 m /分のロールと 7 0 m/分のロール間で延伸した ( 7. 0倍) 。 ひ ずみ速度は 0. 2 0秒-1であった。
2段目の延伸条件は、 2 5 5 °Cで 5 mの加熱炉を通して、 7 0 m /分のロールと 1 0 5 m/分のロール間で延伸した ( 1 . 5倍) 。 ひずみ速度は 0. 1 2秒-1であった。
3段目の延伸条件は、 2 6 5 °Cで 1 0 mの加熱炉を通して、 4 0 m Z分のロールと 5 2 m Z分のロール間で延伸した ( 1 . 3倍) 。 ひずみ速度は 0. 0 2秒—1であった。
4段目の延伸条件は、 2 7 0 °Cで 1 0 mの加熱炉を通して、 5 2 分のロールと 6 2. 4 m/分のロール間で延伸した ( 1 . 2倍 ) 。 ひずみ速度は 0. 0 2秒—1であった。
得られた繊維の紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Ami n ( F ) は 0. 2 7であった。 図 1 に、 この繊維の紫外線吸収スぺタ ト ルを示した。
また、 この繊維は、 2 9 9 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度 は 1 8. 9 c N/ d t e x、 引張伸度は 4. 9 %、 引張弾性率は 4 7 1 c N/ d t e x、 引張強度のパラツキは 0. 1 2であり、 毛羽 は観察されなかった。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 8 1 %であった。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なく、 高い引張 強度及び引張弾性率を有するポリケ トン繊維が得られた。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 0個/ 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 6 0 % であり、 高い耐疲労性が得られた。
なお、 Sの計算は、 具体的には以下のように行った。
5 0 °C、 6時間 ( 3 6 0分) で溶解を行っているため、 1\〜1:3 60はすべて 3 2 3 Kであり、 T の Sは ( 1. 5 3 X l 0 8 X e x P (- 8 5 4 7 / 3 2 3 ) = 0. 0 0 0 4 9 3であり、 これが 3 6 0個あることになるので、 この工程での Sは 0. 1 7 7 5である。 さらに、 5 0 °Cのままで溶解機からギアポンプを用いて定量的にフ 'ィー ドし、 フィルターで濾過するまでの時間が 3 0分間であるため 、 T361〜T39。はすべて 3 2 3 Kであり、 Ί と同じ Sが 3 0個あ るためこの工程での Sは 0. 0 1 4 8である。
その後、 配管中において 3 0分間で 5 0 °Cから 8 0 °Cに比例的に 昇温した。 この工程での 1分後の温度は 5 1 °Cであるため、 Τ391 = 3 2 3. 5 Kであり、 Sは 0. 0 0 0 5 1 3 となる。 同様に T39 から Τ42。までをそれぞれ計算し、 この工程での Sは 0. 0 5 7 4 である。
8 0 °Cに昇温後、 紡ロロ金から吐出されるまでの時間は 1 5分間 であったため、 T421~T 435はすべて 3 5 3 Kであり、 丁421の 3 は 0. 0 0 4 6 7であり、 これが 1 5個あることになるので、 この 工程での Sは 0 . 0 7 0 0 5である。
以上の全行程における Sの合計は 0. 3 2であり、 計算結果を表 1にまとめて示す。
紡糸評価は、 溶解後 1時間から 2時間の間で行ったため、 溶解機 中の 5 0 °Cでの保温時間 1〜 2時間が加算される (Ί の Sが 6 0 〜 1 2 0個あることになり、 そのときの Sは 0. 0 2 9 5 8〜 0. 0 5 9 1 6 ) ため、 合計の Sは 0. 3 5〜 0. 3 8 となる。
〔実施例 2〕
塩化亜鉛/塩化リチゥム /塩化カルシゥムノ水の質量比が 2 2 / 1 0 / 3 0 / 3 8である水溶液を、 溶解機中で実施例 1 よ り 1 0 °C 高い温度の 6 0 °Cに加温し、 この水溶液に、 参考例 1で得たポリケ トンをポリマー濃度が 7 . 5 w t %となるように混合し、 6. 7 k P aまで減圧脱泡しながら 6時間攪拌することにより、 均一で透明 なポリケ ト ン溶液を得た (溶解工程) 。
このポリ ケトン溶液の一部をサンプルセルに移し、 溶液の温度を 1時間に 1 0 °Cの速度で 8 5 °Cから冷却しながら、 光の透過度を測 定した。 このポリケ トン溶液の相分離温度は 4 2 °Cであった。
得られたポリケ トン溶液を、 溶解機中で 6 0 °Cに保持したまま、 溶解機からギアポンプを用いて定量的に次工程にフィー ドし、 6 0 °Cで 2 0 mのフィルターで濾過した (濾過工程) 。 この間の滞留 時間は 3 0分間であった。 次いで、 配管中で 6 0 °Cから 8 0 °Cに比例的に昇温し (昇温工程 ) 、 直径 0. 1 8 mmの孔が 2 5 0個ある紡糸口金から 8 0 °C、 1 3. 9 m/分で吐出した (吐出工程) 。 なお、 6 0 °Cから 8 0 °Cへ の昇温過程は 2 0分間であり、 8 0 °Cに昇温後、 紡糸口金から吐出 されるまでの時間は 1 5分間であった。
以降の工程は、 実施例 1 と同様に行った。
高ひずみ速度の延伸では、 糸切れの トラブルは見られなかったが 、 単糸切れによる毛羽数は 7個/ 1 0, 0 0 0 mであり、 実施例 1 と比較してやや多かったが、 良好であった。 得られた繊維の紫外線 吸収スペク トルを測定した結果、 An in ( F ) は 0. 3 7であった 。 また、 この繊維は、 3 1 0 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度 は 1 7. 3 c Nノ d t e X、 引張伸度は 5. 4 %、 引張弾性率は 4 2 0 c NZ d t e x、 引張強度のパラツキは 0. 2 9であった。 ま た、 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 9 %であり、 実施例 1 と比較してやや低いが、 良好であった。 繊維中に残留する亜鉛、 力 ルシゥム、 リチウムの金属元素量を測定したところ、 合計で 6 O p p mであった。
以上の紡糸評価は、 溶解後 1時間から 2時間の間で行ったため、 このときの Sは 0. 6 1〜0. 6 8 となる。 紡糸評価が終了した後 (溶解から 2時間後) 、 紡糸口金から吐出されたポリケトン溶液を 採取し、 ポリケ トンの紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Am i n ( S ) は 0. 3 6であった。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Am i n ( F ) は 0. 3 7であった。 また、 この繊 維は、 3 0 7 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 8. 8 c N / d t e X、 引張伸度は 4. 7 %、 引張弾性率は 4 6 8 c N / d t e x、 引張強度のパラツキは 0. 2 2であり、 毛羽は観察されなか つた。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 8 %であった 低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なく 、 高い引張 強度及び引張弾性率を有するポリケ トン繊維が得られた。 しかし、 実施例 1 と比較すると、 引張強度及び引張弾性率がやや低めであつ た。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 0個/ 1 0 0 mであった。 また、 燃糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 5 5 % であり、 高い耐疲労性が得られたが、 実施例 1 よ り低い値であった
〔実施例 3〕
5 0 °Cに加温され脱泡した塩化亜鉛/塩化リチウム Z塩化カルシ ゥム 水の質量比が 2 2 / 1 0 / 3 0 / 3 8である水溶液と、 参考 例 1 で得たポリケ ト ンを、 ポリマー濃度が 7 . 5 w t %となるよう に、 2軸のニーダー溶解機に、 6 . 7 k P aまで減圧した状態で連 続的に定量供給し溶解した。 ニーダ一中の滞留時間は 3 0分間であ つたが、 均一で透明なポリケ ト ン溶液が得られた (溶解工程) 。
このポリケ トン溶液の一部をサンプルセルに移し、 溶液の温度を 1時間に 1 0 °Cの速度で 8 5でから冷却しながら、 光の透過度を測 定した。 このポリケ ト ン溶液の相分離温度は 4 2 °Cであった。
得られたポリケ トン溶液を 5 0 °Cで保持したまま、 ニーダー溶解 機からギアポンプを用いて定量的に次工程にフィードし、 5 0でで 2 0 μ mのフィルターで濾過した (濾過工程) 。 この間の滞留時間 は 3 0分間であった。
次いで、 配管中で 5 0 °Cから 8 ◦ °Cに昇温し .(昇温工程) 、 直径 0. 1 8 mmの孔が 2 5 0個ある紡糸口金から 8 0 °C、 1 3. 9 m /分の速度で吐出した (吐出工程) 。 なお、 5 0 °Cから 8 0 °Cへの 昇温過程は 3 0分間であり、 8 0 °Cに昇温後、 紡糸口金から吐出さ れるまでの時間は 1 5分間であった。 したがって、 Sは 0. 1 6で あった。
紡糸口金から吐出されたポリケト ン溶液を採取し、 ポリケ ト ンの 紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Ami n ( S ) は 0. 1 5で あった。
高ひずみ速度の延伸は、 実施例 1 と同様に行った。 糸切れの トラ ブルはみられず、 単糸切れによる毛羽数は 0個/ 1 0, 0 0 0 mで あり、 実施例 1 よ り さらに少なかった。 得られた繊維の紫外線吸収 スペク トルを測定した結果、 Ani n ( F ) は 0. 1 7であった。 ま た、 この繊維は、 3 0 9 d t e x Z 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 8. 9 c NZ d t e x、 引張伸度は 5. 6 %、 引張弾性率は 4 6 6 c N d t e X、 引張強度のパラツキは 0. 1 5であった。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 9 0 %であり、 実施例 1 よ り 高い値となった。
低ひずみ速度の延伸については、 上記の高ひずみ速度の延伸のサ ンプリ ングに続けて行った以外は、 実施例.1 と同様に行った。 得ら れた繊維の紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Ara i n (F ) は 0. 1 9であった。 また、 この繊維は、 3 0 3 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 9. 3 c Nノ d t e x、 引張伸度は 4. 8 % 、 引張弾性率は 4 7 7 c N/ d t e x、 引張強度のパラツキは 0. 0 8であり、 毛羽は観察されなかった。 また、 耐熱性評価における 引張強度保持率は 8 7 %であった。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なく、 高い引張 強度及び引張弾性率を有するポリケ トン繊維が得られた。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 0個/ 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 6 5 % であり、 高い耐疲労性が得られ、 実施例 1 よ りも高い値であった。
〔実施例 4〕
固有粘度が 8. 6 d 1 Z g、 パラジゥム元素量が 1 8 p p mのポ リマーを用い、 ポリマー濃度を 6. 5 w t %とした以外は、 実施例 1 と同様の条件で行った。
このポリケ トン溶液の相分離温度は 3 7 °Cであり、 Ani n ( S ) は 0 . 1 9であった。
高ひずみ速度の延伸では、 糸切れの トラブルは見られず、 単糸切 れによる毛羽数は 2個/ 1 0 , 0 0 0 mであり、 良好であった。 得 られた繊維の紫外線吸収スぺク トルを測定した結果、 Ami n (F) は 0. 2 2であった。 また、 この繊維は、 2 6 7 d t e x Z 2 5 0 f であり、 引張強度は 2 0 . 8 c N/ d t e x、 引張伸度は 5. 2 %、 引張弾性率は 5 1 8 c N d t e X、 引張強度のバラツキは 0 . 2 2であった。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 8 3 %であり、 良好であった。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Am i n ( F ) は 0. 2 5であった。 また、 この繊 維は、 2 6 3 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 2 2. 4 c N d t e X、 引張伸度は 4. 8 %、 引張弾性率は 5 3 2 c N/ d t e x、 引張強度のパラツキは 0. 1 8であり、 毛羽は観察されなか つた。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 8 2 %であり、 良好であった。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なく、 高い引張 強度及び引張弾性率を有するポリケ トン繊維が得られた。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 0個/ 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 5 8 % であり、 高い耐疲労性が得られた。
〔実施例 5〕
ポリケ トン溶液を、 配管中での昇温を行わずに、 紡糸口金から 5 0 °Cで押し出した以外は、 実施例 1 と同様にして行った。 溶解工程 が 5 0 °C、 6時間であり、 溶解機からギアポンプを用いて定量的に フィー ドし、 5 0 °Cで 2 0 μ πιのフィルターで濾過する濾過工程が 5 0 °C、 3 0分間、 濾過後、 紡糸口金から吐出する工程 (昇温工程 と吐出工程) が 5 0 °C、 4 5分間であった。 したがって、 Sは 0. 2 4〜 0. 2 7であった。 相分離温度は 4 2 °Cであり、 Am i n ( S ) は 0. 1 7であった。
高ひずみ速度の延伸では、 糸切れのトラブルは見られず、 単糸切 れによる毛羽数は 0個 / 1, 0 0 0 0 mであり、 実施例 1 よ り良好 であった。 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トルを測定した結果、 Am i n ( F ) は 0. 1 8であった。 また、 この繊維は、 3 0 6 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 6. 4 c N d t e x、 引張 伸度は 5. 2 %、 引張弾性率は 4 1 5 c NZ d t e x、 引張強度の パラツキは 0. 1 0であった。 また、 耐熱性評価における引張強度 保持率は 8 5 %であり、 良好であった。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Am i n ( F ) は 0. 1 8であった。 また、 この繊 維は、 3 0 5 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 6. 6 c N Z d t e X、 引張伸度は 4. 8 %、 引張弾性率は 4 2 0 c N/ d t e x、 引張強度のパラツキは 0. 0 6であり、 毛羽は観察されなか つた。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 8 3 %であった 低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なく 、 高い引張 強度及び引張弾性率を有するポリケ トン繊維が得られた。 しかし、 実施例 1 と比較すると、 引張強度及び引張弾性率がやや低めであつ た。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケトン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 0個/ 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 5 8 % であり、 高い耐疲労性が得られた。
〔実施例 6〕
塩化亜鉛/塩化カルシウム Z水の質量比が 5 7. 5 / 1 7. 5 / 2 5である水溶液を溶剤と して用いた以外は、 実施例 1 と同様にし て行った。 なお、 このポリケ トン溶液の相分離温度は、 0〜 2 5 0 °Cの間で観察されなかった。 また、 An i n ( S ) は 0. 1 9であっ- た。
高ひずみ速度の延伸では、 糸切れの トラブルは見られず、 単糸切 れによる毛羽数は 2個 Z 1 0, 0 0 0 mであった。 得られた繊維の 紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Am i n ( F ) は 0. 2 1で あった。 また、 この繊維は、 3 0 6 d t e X / 2 5 0 f であり、 引 張強度は 1 5. 6 c NZ d t e X、 引張伸度は 5. 6 %、 引張弾性 率は 3 8 0 。:^/ (1 1 6 、 引張強度のパラツキは 0. 1 5であつ た。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 8 4 %であり、 良 好であった。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Am i n ( F ) は 0. 2 6であった。 また、 この繊 維は、 3 0 5 d t e x Z 2 5 0 iであり、 引張強度は 1 6. 2 c N / d t e X、 引張伸度は 4. 8 %、 引張弾性率は 4 0 0 c N / d t e xであり、 引張強度のパラツキは 0. 1 0であり、 毛羽は観察さ れなかった。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 8 3 %で あった。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なく、 高い引張 強度及び引張弾性率を有するポリケ トン繊維が得られた。 しかし、 実施例 1 と比較すると、 引張強度及び引張弾性率がやや低めであつ た。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケトン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 0個/ / 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 5 2 % であり、 高い耐疲労性が得られたが、 実施例 1 と比較して低い値で あつに。
〔実施例 7〕
塩化亜鉛/塩化ナト リ ゥム /水の質量比が 6 5 / 1 0 / 2 5であ る水溶液を溶剤と して用いた以外は、 実施例 2 と同様にして行った 。 なお、 このポリ ケ ト ン溶液の相分離温度は、 0〜 2 5 0 °Cの間で 観察されなかった。 また、 A n i n ( S ) は 0. 4 5であった。
高ひずみ速度の延伸では、 糸切れの トラブルは見られず、 単糸切 れによる毛羽数は 9個 Z 1 0, 0 0 0 mであった。 得られた繊維の 紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Ami n (F ) は 0. 4 6で あった。 また、 この繊維は、 3 0 3 d t e x / 2 5 0 f であり、 引 張強度は 1 2. 8 c N/ d t e X , 引張伸度は 4. 8 %、 引張弾性 率は 3 5 0 c NZ d t e xであり、 引張強度及び引張弾性率は低め であった。 引張強度のパラツキは 0. 2 3であり、 小さかった。 ま た、 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 8 %であり、 優れてい た。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Am i n ( F ) は 0. 4 9であった。 この繊維は、 3 0 5 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 4. 5 c N/ d t e X、 引張伸度は 4. 9 %、 引張弾性率は 3 8 0 c N / d t e Xで あった。 引張強度のパラツキは 0. 2 0で小さかった。 また、 耐熱 性評価における引張強度保持率は 7 7 %であり、 優れていた。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なく、 高い引張 強度及び引張弾性率を有するポリケ ト ン繊維が得られた。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 0個/ 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 5 0 % であった。
〔実施例 8〕
参考例 2で得られたポリマーを用いた以外は、 実施例 2 と同様に して行った。 なお、 このポリケ トン溶液の相分離温度は 4 1 °Cであ つた。 また、 A m i n ( S ) は 0. 4 6であった。 . 高ひずみ速度の延伸では、 糸切れのトラブルは見られず、 単糸切 れによる毛羽数は 1 0個 Z 1 0, 0 0 0 mであった。 得られた繊維 の紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Ara i n (F) は 0. 4 8 であった。 また、 この繊維は、 3 1 0 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 6. 2 c N d t e X、 引張伸度は 4. 9 %、 引張弹 性率は 4 1 5 c N/ d t e Xであった。 引張強度のパラツキは 0. 3 3であった。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 6 % であり、 優れていた。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Arai n ( F ) は 0. 5 0であった。 また、 この繊 維は、 3 0 8 d t e x Z 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 6. 3 c N ノ d t e X、 引張伸度は 4. 7 %、 引張弾性率は 4 4 5 c Nノ d t e xであった。 引張強度のパラツキは 0. 2 8で小さかった。 また 、 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 5 %であり、 優れていた 低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なく、 高い引張 強度及び引張弾性率を有するポリケ トン繊維が得られた。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 1個/ 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 5 1 % であった。
〔実施例 9〕
熱延伸を 6. 3倍、 及び 1. 4倍の 2段延伸で、 全延伸倍率を 8 . 8倍とした以外は、 実施例 2 と同様に行った。 なお、 このポリケ ト ン溶液の相分離温度は 4 2 °Cであった。 また、 Ami n ( S ) は 0 . 3 5であった。
高ひずみ速度の延伸において、 1段目の延伸条件は、 2 4 0 °Cで 5 mの加熱炉を通して、 2 0 m/分のロールと 1 2 6 m/分のロー ル間で延伸し ( 6. 3倍) 、 ひずみ速度は 0. 3 5秒—1であった。 2段目の延伸条件は、 2 5 5 °Cで 5 mの加熱炉を通して、 1 2 6 m Z分のロールと 1 7 6 m /分のロール間で延伸し ( 1 . 4倍) 、 ひ ずみ速度は 0. 1 7秒—1であった。
また、 低ひずみ速度の延伸においては、 乾燥後の糸を一且卷き取 り、 次いで、 1段および 2段の熱延伸を低ひずみ速度で行い、 全延 伸倍率は 8. 8で、 高ひずみ速度での延伸倍率と同じと した。 1段 目の延伸条件は、 2 4 0 °Cで 5 mの加熱炉を通して、 Ι Ο πιΖ分の ロールと 6 3 mZ分のロール間で延伸し ( 6. 3倍) 、 ひずみ速度 は 0. 1 8秒-1であった。 2段目の延伸条件は、 2 5 5 °Cで 5 mの 加熱炉を通して、 6 3mZ分のロールと 8 8 mZ分のロール間で延 伸し ( 1 . 4倍) 、 ひずみ速度は 0. 0 8秒-1であった。
高ひずみ速度の延伸では、 糸切れの トラブルは無く、 単糸切れに よる毛羽数は 0個/ / 1 0, 0 0 0 mであり、 良好であった。 得られ た繊維の紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Am i n (F ) は 0 . 3 6であった。 また、 この繊維は、 5 7 8 d t e x Z 2 5 0 f で あり、 引張強度は 1 2. 5 c N/ d t e X , 引張伸度は 6. 7 %、 引張弾性率は 2 0 0 c NZ d t e x、 引張強度のパラツキは 0. 0 4であった。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 8 0 %で あり、 良好であった。 ·
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Am i n ( F ) は 0. 3 6であった。 また、 この繊 維は、 5 7 5 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 2. 6 c N / d t e X、 引張伸度は 6 . 5 %、 引張弾性率は 2 1 0 c N / d t e x、 引張強度のパラツキは Ό . 0 4であり、 毛羽は観察されなか つた。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 6 %であり、 良好であった。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なかった。
〔実施例 1 0〕
ネルソンロール上での洗浄を水のみで行った以外は、 実施例 2 と 同様に行った。 繊維中に残留する亜鉛、 カルシウム、 リチウムの金 属元素量を測定したところ、 合計で 6 0 0 p p mであった。 なお、 このポリケ トン溶液の相分離温度は 4 2 °Cであった。 また、 Ami n ( S ) は 0. 3 6であった。
高ひずみ速度の延伸では、 糸切れのトラブルは見られなかったが 、 単糸切れによる毛羽数は 9個/ 1 0, 0 0 0 mであった。 得られ た繊維の紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Am i n (F) は 0 . 3 8であった。 また、 この繊維は、 3 0 9 d t e x/ 2 5 0 f で あり、 引張強度は 1 1 . S c NZ d t e x 引張伸度は 4 · 7 %、 引張弾性率は 3 3 0 c N/ d t e xであり、 実施例 2 と比較して、 引張強度、 引張弾性率が低かった。 また、 引張強度のパラツキは 0 . 3 5であった。 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 5 %であ り、 良好であった。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Affl i n ( F ) は 0. 3 9であった。 また、 この繊 維は、 3 0 7 d t e x Z 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 2. 3 c N Z d t e X、 引張伸度は 4. 5 %、 引張弾性率は 3 5 4 c N / d t e x、 引張強度のパラツキは 0. 2 0であり、 毛羽は観察されなか つた。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 6 %であった 低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行つた場合でも引張強度及び引張弾性率の低下が少なかった。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 1個/ 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 5 2 % であり、 良好な耐疲労性が得られたが、 実施例 2よ り低い値であつ た。
〔比較例 1〕 塩化亜鉛 Z塩化リチゥム /塩化カルシゥム 水の質量比が 2 / 1 0 / 3 0 / 3 8である水溶液を、 溶解機中で、 実施例 1 より も 3 0 °C高い 8 0 °Cに加温し、 この水溶液に参考例 1で得たポリケ トン を、 ポリマー濃度が 7. 5 w t %となるように混合して、 6. 7 k P aまで減圧脱泡しながら 2時間攪拌することにより、 均一で透明 なポリケ トン溶液を得た (溶解工程) 。
このポリケトン溶液の一部をサンプルセルに移し、 溶液の温度を 1時間に 1 0 °Cの速度で 8 5 °Cから冷却しながら、 光の透過度を測 定した。 このポリケ トン溶液の相分離温度は 4 2 °Cであつた。
得られたポリケ トン溶液を、 溶解機中で 8 0 °Cに保持したまま、 溶解機からギアポンプを用いて定量的に次工程にフィードし、 8 0 °Cで 2 0 μ mのフィルターで濾過した (濾過工程) 。 この間の滞留 時間は 3 0分間であった。
次いで、 ポリケ トン溶液を 8 0 °Cに維持したまま配管中を通して 、 直径 0. 1 8 mmの孔が 2 5 0個ある紡糸口金から 8 0 °C、 1 3 . 9 m/分の速度で吐出した (昇温工程と吐出工程) 。 この間の滞 留時間は 4 5分間であった。
以降の凝固、 洗浄、 乾燥、 延伸は、 実施例 1 と同様にして行った 高ひずみ速度の延伸では、 糸切れのトラプルは見られなかったが 、 単糸切れによる毛羽数は 7 8個 Z 1 0, 0 0 0 mであり、 実施例
1 と比較してかなり多かった。 得られた繊維の紫外線吸収スぺク ト ルを測定した結果、 Ami n ( F ) は 0. 6 3であった。 また、 この 繊維は、 3 0 6 d t e x Z 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 4. 2 c N/ d t e X , 引張伸度は 5. 0 %、 引張弾性率は 3 1 7 c N / d t e xであった。 引張強度のパラツキは 0. 4 4 と大きかった。 ま た、 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 2 %であり、 実施例 1 と比較して低いものであった。
以上の紡糸評価は、 溶解後 1時間から 2時間の間で行ったため、 このときの Sは 1 . 1 9〜 1. 4 7 となる。
紡糸評価が終了した後 (溶解から 2時間後) 、 紡糸口金から吐出 されたポリケ トン溶液を採取し、 ポリケ トンの紫外線吸収スぺク ト ルを測定した結果、 Am i n ( S ) は 0. 5 9であった。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Am i n ( F ) は 0. 6 1であった。 図 2に、 この 繊維の紫外線吸収スぺク トルを示した。
また、 この繊維は、 3 0 1 d t e x Z 2 5 0 f であり、 引張強度 は 1 7. 6 c N / d t e X、 引張伸度は 4. 7 %、 引張弾性率は 4 O O c N/ d t e xであった。 引張強度のパラツキは 0. 3 7 と大 きかった。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 7 1 %と低 かった。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合は引張強度及び引張弾性率の低下が大きかった。 また、 実施例 1 と比較して、 引張強度及び引張弾性率がやや低めであった 高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 3個 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 4 5 % であり、 低い値であった。
〔比較例 2〕
塩化亜鉛/塩化リチウム /塩化カルシウムノ水の質量比が 2 2 / 1 0 / 3 0 / 3 8である水溶液を溶解機中で 8 5 °Cに加温し、 この 水溶液に参考例 1で得たポリケ トンをポリマー濃度が 7. 5 w t % となるように混合して、 6. 7 k P aまで減圧脱泡しながら 2時間 攪拌することにより、 均一で透明なポリケトン溶液を得た (溶解ェ 程) 。
このポリケ トン溶液の一部をサンプルセルに移し、 溶液の温度を
1時間に 1 0 °Cの速度で 8 5 °Cから冷却しながら、 光の透過度を測 定した。 このポリケ トン溶液の相分離温度は 4 2 °Cであった。
得られたポリケ トン溶液を、 溶解機中で 8 5 °Cに保持したまま、 溶解機からギアポンプを用いて定量的に次工程にフィー ドし、 8 5 °Cで 2 0 μ mのフィルターで濾過した (濾過工程) 。 この間の滞留 時間は 3 0分間であった。
次いで、 ポリケ トン溶液を 8 5 °Cに維持したまま配管中を通して 、 直径 0. 1 8 mmの孔が 2 5 0個ある紡糸口金から 8 5 °C、 1 3 . 9 mZ分の速度で吐出した (昇温工程と吐出工程) 。 この間の滞 留時間は 4 5分間であった。
以降の凝固、 洗浄、 乾燥、 延伸は、 実施例 1 と同様にして行った 高ひずみ速度の延伸では、 4段目の延伸で糸切れが 1 回発生し、 単糸切れによる毛羽数も 1 5 0個 Z 1 0, 0 0 0 mであり、 比較例 1 と比較してもさらに多かった。 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トルを測定した結果、 Ara i n ( F ) は 0. 7 8であった。 また、 こ の繊維は、 3 0 6 d t e x // 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 3. 3 c N / d t e X、 引張伸度は 4. 6 %、 引張弾性率は 2 9 3 c N / d t e Xであった。 引張強度のパラツキは 0. 5 0であり、 大きか つた。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 6 6 %であり、 実施例 1 と比較して低いものであった。
以上の紡糸評価は、 溶解後 1時間から 2時間の間で行つたため、 このときの Sは 1. 6 7〜 2. 0 6 となる。 紡糸評価が終了した後 (溶解から 2時間後) 、 紡糸口金から吐出されたポリ ケ トン溶液を 採取し、 ポリケトンの紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Ami n ( S ) は 0. 7 1であった。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Ami n ( F ) は 0. 7 9であった。 また、 この繊 維は、 3 0 3 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 6. 1 c N / d t e X、 引張伸度は 4. 1 %、 引張弾性率は 4 1 1 c N Z d t e xであり、 引張強度のパラツキは 0. 5 5であり、 大きかった。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 6 5 %であった。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行つた場合は引張強度及び引張弾性率の低下が大きかった。 また、 実施例 1 と比較して、 引張強度及び引張弾性率が低めであった。 高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 6個/ 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 4 1 % であり、 低い値であった。
〔比較例 3〕
塩化亜鉛/塩化ナト リ ウム Z水の質量比が 6 5 / 1 0 / 2 5であ る水溶液を溶剤として用いた以外は、 比較例 1 と同様にして行った 。 なお、 このポリケ トン溶液の相分離温度は 0〜 2 5 0 °Cの間で観 察されなかった。 また、 A m i π ( S ) は 0. 7 0であった。
高ひずみ速度の延伸では、 4段目の延伸で糸切れが 2回発生し、 単糸切れによる毛羽数も 3 0 0個/ 1 0, 0 0 0 mであり、 多かつ た。 得られた繊維の紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 Ami n ( F ) は 0. 7 8であった。 また、 この繊維は、 3 0 5 d t e X Z 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 0. 2 c N/ d t e X、 引張伸度は 4. 5 %、 引張弾性率は 3 1 5 c N/ d t e xであった。 引張強度 のパラツキは 0. 6 3であり、 大きかった。 また、 耐熱性評価にお ける引張強度保持率は 6 5 %であり、 低いものであった。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 Am i n (F ) は 0. 7 5であった。 また、 この繊 維は、 3 0 5 d t e x / 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 5. 6 c N / d t e X、 引張伸度は 4. 8 %、 引張弾性率は 3 8 0 c Nノ d t e xであった。 引張強度のパラツキは 0. 6 0であり大きく、 また 、 毛羽が観察された。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率は 6 4 %であり、 低いものであった。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合は引張強度及び引張弾性率の低下が大きかった。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 9個 1 0 0 mであった。 また、 撚糸 後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率は 3 5 % であり、 低い値であった。
〔比較例 4〕
参考例 2で得られたポリマーを用いた以外は、 比較例 1 と同様に して行った。 なお、 このポリケ ト ン溶液の相分離温度は 4 0 °Cであ つた。 また、 A m i n ( S ) は 0. 6 5であった。
高ひずみ速度の延伸では、 4段目の延伸で糸切れが 1回発生し、 単糸切れによる毛羽数も 2 0 0個 / 1 0, 0 0 0 mであり、 非常に 多かった。 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トルを測定した結果、 Am i n ( F ) は 0 . 6 9であった。 また、 この繊維は、 3 0 8 d t e x Z 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 2. 8 c N/ d t e x , 引張 伸度は 4. 8 %、 引張弾性率は 3 0 0 c Ν / d t e Xであった。 引 張強度のパラツキは 0. 6 5であり大きかった。 また、 耐熱性評価 における引張強度保持率は 6 2 %であり、 低いものであった。
低ひずみ速度の延伸では、 得られた繊維の紫外線吸収スぺク トル を測定した結果、 An i n ( F ) は 0. 7 1であった。 また、 この繊 維は、 3 0 6 d t e x Z 2 5 0 f であり、 引張強度は 1 5. 3 c N ノ d t e X、 引張伸度は 4. 7 %、 引張弾性率は 3 8 0 c N Z d t e xであった。 引張強度のパラツキは 0. 6 2であり大きかった。 毛羽がやや観察された。 また、 耐熱性評価における引張強度保持率 は 5 9 %であり、 低いものであった。
低ひずみ速度で延伸した場合と比較して、 高ひずみ速度で延伸を 行った場合は引張強度及び引張弾性率の低下が大きかった。
高ひずみ速度の延伸で得られたポリケ トン繊維の撚糸を、 3時間 行ったところ、 毛羽の発生は 1 3個/ 1 0 0 mであり多かった。 ま た、 撚糸後の糸を耐疲労性の評価に用いたところ、 引張強度保持率 は 3 5 %であり、 低い値であった。
〔比較例 5〕
へキサフルォロイソプロパノールを溶剤として溶解機中で 4 0 °C に加温し、 参考例 1 で得たポリケ トンを、 ポリマー濃度が 7. 5 w t %となるように混合し、 6時間攪拌することによ り, 均一で透明 なポリケ ト ン溶液を得た。 なお、 このポリケ ト ン溶液の相分離温度 は、 0〜 2 5 0 °Cの間で観察されなかった。
得られたポリケ トン溶液を、 溶解機中で 4 0 °Cに保持したまま、 溶解機からギアポンプを用いて定量的に次工程にフィードし、 4 0 °Cで 2 0 μ πιのフィルターで濾過した後、 直径 0. 1 5 mmの孔が 5 0個ある紡糸口金から 4 0 °C、 5 m /分でァセ トン中に吐出した 。 溶解機から紡口出までの滞留時間は 9 0分間であり、 溶解後 1時 間から 2時間の間で行ったため、 このときの Sは 0. 1 1〜 0. 1 2 となる。
次いで、 アセ ト ン浴中を 5 mノ分の速度で通して洗浄し、 卷き取 つた。 続いて、 乾燥したところ、 繊維中に 3. 3 w t %のへキサフ ルォロイソプロパノールを含んでいた。 この繊維を窒素雰囲気下の 加熱管を用いて、 2 2 0 °Cで 9倍、 2 4 0 °Cで 2倍、 2 6 7 °Cで 1 . 2 3倍、 トータル延伸倍率が 2 2倍の熱延伸を行った。 このとき のひずみ速度は、 すべて 0 . 0 2秒—1で行った。
得られた繊維は、 4 7 d t e x / 5 0 f であり、 引張強度は 1 5 . 7 c N / d t e X、 引張伸度は 4 . 1 %、 引張弾性率は 3 5 0 c N d t e Xであった。 引張強度のパラツキは 0 . 6 4であり大き く、 さ らに、 毛羽が多く観察された。 また、 耐熱性評価における引 張強度保持率は 4 3 %であり、 かなり低い数値となった。
また、 紡糸口金から吐出されたポリケ トジ溶液を採取し、 これを 室温で減圧乾燥してへキサフルォロイソプロパノールを除去した後 、 ポリケ ト ンの紫外線吸収スペク トルを測定した結果、 A m i n ( S ) は 0 . 1 6であった。 しかしながら、 熱延伸後の繊維の紫外線吸 収スぺク トルを測定した結果、 A n i n ( F ) は 0 . 6 7であり、 高 い数値であった。
〔実施例 1 1〕
実施例 1における高ひずみ速度の延伸方法と同様の方法で、 ポリ ケ トン繊維を得た。 得られた繊維を 5本合糸し、 下撚、 上撚共に 3 9 0回/ mで撚糸を行い、 撚糸コー ドを得た。 この撚糸コー ドを、 レゾノレシン一ホルマ リ ンーラテッ クス液 (レゾノレシン 2 2 w t部、 3 0 w t %濃度のホルマ リ ン水溶液 3 0 w t部、 1 0 w t %濃度の 水酸化ナト リ ウム水溶液 1 4 w t部、 水 5 7 0 w t部、 ビニルピリ ジンラテックス 4 1 w t部) で処理し、 R F L処理コー ドを得た。
こ う して得られた; F L処理コー ドをタイヤコ一 ドとして用い、 ラジアルタイヤを作製した。 得られたラジアルタイヤを、 1 t の乗 用車が 2 0 0 k g /時間でァスフアルト面を走行する場合と同じ接 圧をかけながら、 3 5 °Cのアス ファル ト面に接触させて、 2 0 0 k m /時間で走行する場合と同じ回転数で回転させながら、 9 6時間 の回転試験を行った。
9 6時間の試験後、 タイヤからタイヤコードを取り出し、 引張強 度を測定した。 R F L処理後のタイヤコード (タイヤ回転試験前) の引張強度に対する引張強度保持率は、 ほぼ 1 0 0 %であった。 比較と して、 比較例 1の高ひずみ速度での延伸方法と同様の方法 で得た繊維を、 5本合糸して、 同様な試験を行ったところ、 引張強 度保持率は 8 5 %であり、 タイヤ回転試験後の引張強度が大きく低 下していた。
〔実施例 1 2〕
実施例 1 1 と同様にして得られた撚糸コ ー ドを、 エポキシ榭脂で 樹脂付着率が 5 w t %となるように処理し、 2 3 0 °Cで乾燥、 熱処 理を行った。 こう して得られた処理コー ドを用い、 定法に従って、 上帆布、 ク口 口プレンゴムからなる圧縮ゴム層および下帆布によ り 構成された、 長さ 1 , 0 1 6 m mの B型コグ付き Vベルトを作製し た。
この Vベル トを 2つのプーリー間に通し、 2 , O O O r p mで 2 4時間回転させた。 試験後、 コードを Vベルトから取り出し、 引張 強度を測定した。 エポキシ処理後 (試験前) の引張強度に対する引 張強度保持率は、 ほぼ 1 0 0 %だった。
比較と して、 比較例 1の高ひずみ速度での延伸方法と同様の方法 で得た繊維を 5本合糸して、 同様な試験を行った結果、 引張強度保 持率は 8 9 %であり、 大幅に低下していた。
以上の実施例 1 〜 6、 実施例 7 〜 1 0の結果をまとめて、 それぞ れ表 2、 表 3に示す。 また、 比較例 1 〜 5の結果をまとめて表 4に 示す。 なお、 表 2 〜 4において、 矢印 (―) は、 左欄と同一である ことを示す。
Figure imgf000062_0001
09
Figure imgf000062_0002
80lO/£OOZd£/13d ム0ム0請 OOZ OAV 表 2
実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5 実施例 6 塩化亜鉛/塩化リ
塩化亜鉛/塩化力 チウム /塩化カル
溶媒組成 (wt比) ルシゥム/水- シゥム /水 = 一
57.5/17.5/25 22/10,30,38
ポリマー濃度 wt% 7.5 - < - 6.5 7.5 - 固有粘度 ivl dl/g 5:5 5.5 5.5 8.6 5.5 5.5 ポリマー中のパラジウム元素量 ppm 25 25 25 18 25 25 溶解工程条件 (温度/時間) 50¾/ 6時間 60°C/ 6時間 5CTC/30分間 50°C/6時間 ― < - 濾過工程条件 (温度/時間) 50°C/30分間 60°C/30分間 50°C/30分間 ― 昇温工程条件 (温度/時間) 50→80°CZ30分間 60→80°C/20分間 50→80°C/30分間 昇温無し/ 30分間 50→80°C/30分間 吐出工程条件 (温度 Ζ時間) 80°C 15分間 — ― 50°C/15分間 80°Cノ 30分間 相分離温度 °C 42 42 42 37 42 無し
Ani„(S) 0.20 0.36 0.15 0.19 0.17 0.19
S 0.35〜0.38 0.61〜0.68 0.16 0.35~0.38 0.24〜0.27 0.35〜0.38 高ひずみ速度での延伸
全延伸倍率 16.4 ― *- 一 ― ―
"(F) 0.24 0.37 0.17 0.22 0.18 0.21 糸切れ発生状況 回 0 0 0 0 0 0 毛羽発生状況 個/ 10, 000m 2 7 0 2 0 2
引張強度 cN/dtex 18.2 17.3 18.9 20.8 16.4 15.6 引張弾性率 cN/dtex 433 420 466 518 415 380 引張強度のパラツキ 0.20 0.29 0.15 0.22 0.10 0.15 耐熱性 (引張強度保持率) % 83 79 90 83 85 84 撚糸での毛羽発生状況 個/ 100m 0 0 0 0 0 0 耐疲労性 (引張強度保持率) % 60 55 65 58 58 52 繊維中に残留する溶媒由来の
ppm ― 60 ― ― 一 ― 金属元素量
低ひずみ速度での延伸
全延伸倍率 16.4 ― <- ― ト -
A„i„(F) 0.27 0.37 0.19 0.25 0.18 0.26 引張強度 cN/dtex 18.9 18.8 19.3 22.4 16.6 16.2 引張弾性率 cN/dtex 471 468 477 532 420 400 引張強度のパラツキ 0.12 0.22 0.08 0.18 0.06 0.10 耐熱性 (引張強度保持率) % 81 78 87 82 83 83
1$.
実施例 7 実施例 8 実施例 9 実施例 10 塩化亜鉛ノ塩化リチウ
溶媒組成 (wt比) 塩化亜鉛/塩化ナトリ
ム 塩化カルシウム/
ゥム /水 =65/10/25
水 -22Z10//30//38
ポリマー濃度 wt% 7.5 <- ― <- 固有粘度 [7)] dl/g 5.5 5.0 5.5 5.5 ポリマ一中のパラジウム元素量 ppm 25 52 25 25 溶解工程条件 (温度/時間) 60°C/6時間 - < - <- 濾過工程条件 (温度/時間) eo-c ^o分間 «- ― 昇温工程条件 (温度/時間) 60→80°C/20分間
吐出工程条件 (温度/時間) 80°C/15分間 ― ト 相分離温度 °C 無し 41 42 42
A„in(S) 0.45 0.46 0.35 0.36
S 0.61〜0.68 ― ― <- 高ひずみ速度での延伸
全延伸倍率 16.4 <- 8.8 16.4
A„ (F) 0.46 0.48 0.36 0.38 糸切れ発生状況 回 0 0 0 0 毛羽発生状況 個 ZlO,OOOm 9 10 0 9 引張強度 cN/ dtex 12.8 16.2 12.5 11.8 引張弾性率 cN/ dtex 350 415 200 330 引張強度のパラツキ 0.23 0.33 0.04 0.35 耐熱性 (引張強度保持率) % 78 76 80 75 撚糸での毛羽発生状況 個/ 100m 0 1 一 1 耐疲労性 (引張強度保持率) % 50 51 一 52 繊維中に残留する溶媒由来の
ppm - ― 一 600 金属元素量
低ひずみ速度での延伸
全延伸倍率 16.4 一 8.8 16.4
A„in(F) 0.49 0.50 0.36 0.39 引張強度 cN/dtex 14.5 16.3 12.6 12.3 引張弾性率 cN/ dtex 380 445 210 354 引張強度のパラツキ 0.20 0.28 0.04 0.20 耐熱性 (引張強度保持率) % 77 75 76 76
表 4
Figure imgf000065_0001
産業上の利用の可能性
本発明のポリケト ン繊維は、 高引張強度、 高引張弾性率であり、 引張強度のパラツキが小さく、 耐熱性に優れ、 撚糸工程において毛 羽の発生が少なく、 耐疲労性に優れている。 また、 従来のものに比 ベて、 よ り安定した品質を有し、 よ り安価であるため、 ゴム補強材 、 プラスチッ ク補強材、 コ ンク リート補強材、 ロープ等の産業用資 材と して有用である。 例えば、 タイヤ、 Vベル ト、 無段階変速機用 ベル ト、 蒸気用ホース、 燃料用ホース、 ラジェータホース、 ジォテ キスタイル、 テンショ ンメ ンバ等の用途に用いることができる。 特 に、 燃費の向上を目的とした次世代のタイヤ用途への展開が期待さ れる。
また、 本発明の製造方法によ り、 高倍率の熱延伸を高ひずみ速度 で行った場合に、 単糸切れによる毛羽が少なく、 従来、 同様の倍率 の熱延伸を低ひずみ速度で行った場合と比較して、 引張強度および 引張弾性率の低下が少ないポリケ トン繊維を製造することができる

Claims

1 . 繰り返し単位の 9 5モル%以上が下記式 ( 1 ) で示されるポ リケ トンからなり、 2 1 0〜 2 4 0 n m波長に見られる紫外線吸光 度の極小値 (Am i n (F ) ) が 0. 5以下であることを特徴とする ポリケ トン繊維。
盲 O
II
- C H2 C H2 - C - ( 1 )
2. 引張強度が 1 0 c NZ d t e x以上、 引張弾性率が 2 0 0 c NZ d t e x以上であることを特徴とする請求項 1記載のポリケ ト ン繊維。 囲
3. Affl i n (F ) が 0. 3以下であることを特徴とする請求項 1 または 2記載のポリケ トン繊維。
4. 引張強度が 1 2 c N/ d t e x以上、 引張弾性率が 2 5 0 c N/ d t e x以上であることを特徴とする請求項 1〜 3のいずれか に記載のポリケ トン繊維。
5. 引張強度が 1 5 c N/ d t e x以上、 かつ引張弾性率が 3 0 0 c NZ d t e x以上であることを特徴とする請求項 1〜4のいず れかに記載のポリケ ト ン繊維。
6. フィラメント数が 1 0 0〜 5, 0 0 0本であり、 1 0, 0 0 O m当たりの毛羽数が 1 0個以下であることを特徴とする請求項 1 〜 5のいずれかに記載のポリケ ト ン繊維。
7. 耐熱引張強度保持率が 7 5 %以上であることを特徴とする請 求項 1〜 6のいずれかに記载のポリ ケ トン繊維。
8. 繰り返し単位の 9 5モル%以上が下記式 ( 1 ) で示されるポ リケ トンを、 亜鉛塩、 カルシウム塩、 チォシアン酸塩の中から選ば れた少なく とも 1種の金属塩水溶液に溶解したポリケ トン溶液を用 い、 かつ、 紡糸口金から吐出されたポリケトン溶液中のポリケトン の 2 1 0〜 2 4 0 n m波長に見られる紫外線吸光度の極小値 (AB i n ( S ) ) が 0. 5以下であることを特徴とするポリケ ト ン繊維の 製造方法。
O
II
— CH2 CH2 - C一 ( 1 )
9. 繰り返し単位の 9 5モル%以上が下記式 ( 1 ) で示されるポ リケ ト ンを、 亜鉛塩、 カルシウム塩、 チォシアン酸塩の中から選ば れた少なく とも 1種の金属塩水溶液に溶解したポリケ ト ン溶液を用 い、 かつ、 ポリケ ト ンが該金属塩水溶液に溶解され紡糸口金から吐 出されるまでの時間 (P分間とする) を 1分間ごとに区切り、 t 一 1分間目の加熱温度と t分間目の加熱温度の相加平均を Tt (K) としたときに、 下記式 ( 2 ) を満足することを特徴とするポリケ ト ン繊維の製造方法。
o
II
一 CH2 CH2— C一 ( 1 )
Figure imgf000068_0001
( oヽ 但し、 式 ( 2 ) において、 t は 1〜 Ρ分間までの自然数であり、 ポリケトンが該金属塩水溶液に溶解され紡糸口金から吐出されるま での時間に 1分未満の端数がある場合は、 その端数は削除して Ρ分 間とする。
1 0. 下記式 ( 3 ) を満足することを特徴とする請求項 9記載の ポリケ トン繊維の製造方法。
Figure imgf000069_0001
( Q、
1 1 . 金属塩水溶液が、 亜鉛塩と亜鉛塩以外の金属塩が混合され た水溶液であり、 ポリケ トン溶液を紡糸口金から吐出後、 凝固、 洗 浄、 乾燥工程を経て、 熱延伸することを特徴とする請求項 9または
1 0記载のポリ ケ トン繊維の製造方法。
1 2 . 熱延伸の温度が 1 0 0〜 3 0 0 °Cで、 全熱延伸倍率が 7倍 以上であることを特徴とする請求項 1 1記載のポリケ トン繊維の製 造方法。
1 3 . 紡糸口金から吐出されるポリケ トン溶液の温度が 6 0〜 1 0 0 °Cであることを特徴とする請求項 9〜 1 2のいずれかに記載の ポリケ トン繊維の製造方法。
1 4 . 溶解工程における温度が 1 0〜 6 0 °Cで、 溶解時間が 1 0 時間以内であることを特徴とする請求項 9〜 1 3のいずれかに記載 のポリケ トン繊維の製造方法。
1 5 . ポリケ トン溶液が 0〜 2 5 0 °Cの温度範囲に相分離温度を 有することを特徴とする請求項 9〜 1 4のいずれかに記載のポリケ トン繊維の製造方法。
1 6 . 相分離温度が 1 0〜 1 5 0 °Cの温度範囲であることを特徴 とする請求項 1 5記載のポリケトン繊維の製造方法。
1 7 . 溶解されたポリケ トン中に、 パラジウム元素が、 ポリマー の質量に対して 5 0 p p m以下含有されていることを特徴とする請 求項 9〜 1 6のいずれかに記載のポリ ケトン繊維の製造方法。
1 8 . 金属塩水溶液中に含まれる亜鉛塩の濃度が 1 0〜 6 0 w t %であることを特徴とする請求項 9〜 1 7のいずれかに記载のポリ ケ トン繊維の製造方法。
1 9. 熱延伸前のポリ ケトン繊維中に残留する溶剤由来の金属元 素の総和が、 ポリマーの質量に対して 5 0 0 p p m以下であること を特徴とする請求項 1 1記載のポリケ トン繊維の製造方法。
2 0. 請求項 1〜 7のいずれか 1項に記載のポリケ トン繊維から なる撚糸コー ドであって、 下記式で表される撚り係数 Kが 1 , 0 0 0〜3 0, 0 0 0の範囲であることを特徴とする撚糸コー ド。
K = Y X D0- 5
但し、 Yは撚糸コード 1 m当たりの撚数 (T/m) であり、 Dは 撚糸前の糸の総繊度 ( d t e X ) である。
2 1. 引張強度が 5 c N/ d t e x以上であることを特徴とする 請求項 2 0記載の撚糸コード。
2 2. 請求項 2 0又は 2 1記載の撚糸コー ドに、 レゾルシンーホ ルマリ ンーラテックス樹脂が付与されてなる処理コ一ド。
2 3. 請求項 1〜 7のいずれか' 1項に記載のポリケ トン繊維を含 有する繊維強化複合材料。
2 4. 繊維強化複合材料が、 タイヤまたはベル トである請求項 2 3記載の繊維強化複合材料。
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