JPH0362806B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、芳香族ポリエーテルケトン繊維に関
するものであり、詳しくは引張強度および結節強
度に優れ、産業用途に好ましく用いられる芳香族
ポリエーテルケトン繊維に関するものである。

［従来の技術］ 耐熱性及び耐薬品性のすぐれた繊維の一つに全
芳香族ポリアミド繊維がある。この繊維は通常湿
式紡糸法ないしは乾式紡糸法によつて得られる。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の耐熱性及び耐薬品性のすぐれた芳香族ポ
リアミド繊維を得ようとすると溶融紡糸法に比し
て特別の設備を要し、最終的に繊維とするまでに
は、その取扱いが相当厄介である。

そこで本発明の目的は、溶融加工ができ、しか
も耐熱性の優れたポリマーから成る繊維を得ると
ともに溶融温度の高いポリマーを熱分解させるこ
となく、しかも産業用繊維としての力学特性をポ
テンシヤルを有する芳香族ポリエーテルケトンか
らなる繊維を提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］ 本発明の構成は、 (1) 芳香族ポリエーテルケトン繊維において、反
復構成単位の80モル％以上が、 式 で表わされる単位からなる固有粘度0.7以上の
芳香族ポリエーテルケトンからなるポリマーを
溶融紡糸して得られた繊維であつて、該繊維の
引張強度が4.0ｇ／ｄ以上である芳香族ポリエ
ーテルケトン繊維であつて、該繊維の引張強度
が4.0ｇ／ｄ以上、結節強度が3.0ｇ／ｄ以上の
特性を有することを特徴とする芳香族ポリエー
テルケトン繊維にあり、 (2) 前記(1)に記載の芳香族ポリエーテルケトン繊
維において、該繊維の直径が0.1〜0.8mmのモノ
フイラメントであることを特徴とする芳香族ポ
リエーテルケトン繊維にある。

前記本発明に係る芳香族ポリエーテルケトン繊
維は芳香族ポリエーテルケトンポリマーを溶融
し、口金を通して溶融紡出して紡出糸を得、該紡
出糸を前記口金の直下に設けられた加熱筒内の
300〜700℃の温度に加熱された気体雰囲気中を通
過させたのち、前記加熱筒内を通過した紡出糸を
冷却固化し、次いで冷却固化された紡出糸を150
℃乃至前記ポリマーの融点温度に加熱された加熱
媒体中または加熱媒体に接触いた状態で3.0倍以
上に延伸することによつて得られる。

本発明は特に、直径0.1〜0.8mmのモノフイラメ
ントを得たとき顕著な効果を発揮し、モノフイラ
メントは結節強度3.0ｇ／ｄ以上の特性を有する。

以下、本発明について具体的に詳述する。

まず、芳香族ポリエーテルケトンポリマーを準
備する。該芳香族ポリエーテルケトンポリマーは
反復構成単位の80モル％以上が前記式（）で表
わされるポリマーで、これはJournal of
Polymer Science Part Ａ−１，Vol.5，P.2394
（1967）にも記載されているように公知のポリマ
ーである。それはまた、ガラス転移点160℃、融
点350℃の特性を持つ高融点ポリマーである。し
かしながら繊維用途に向けるためには、ある程度
の重合度が必要とされ、固有粘度（IV）0.7以上、
好ましくは固有粘度（IV）1.0以上のポリマーを
原料とする。この時、前記固有粘度（IV）は濃
硫酸100c.c.当たりポリマーを0.1ｇ溶かし、25℃で
測定演算された固有粘度である。

次に上記ポリマーを溶融紡糸する。

前記のように本発明に用いるポリマーは高融点
でしかも溶融粘性が高いことから、通常の融点
120〜270℃のポリマーを溶融紡糸する装置では紡
糸できない。例えば、熱変形の少ないヒーターあ
るいはシールパツキン材料など材質を考慮した紡
糸機で、紡糸温度を400℃前後まで上げて紡糸を
試みても口金から紡出された紡出糸は高粘性でし
かも紡糸温度と口金温度との差が大きいので急に
冷却されてしまい紡出糸を早い速度で引取ること
ができない。

そこで種々の検討を行つた結果、前記ポリマー
を好ましくは380〜430℃の温度で溶融紡糸する。
380℃よりも低温であると、溶融粘性が著しく高
くなり曳糸性が低下し、一方430℃よりも高温で
あると紡糸口金の直下での紡出糸に斑が生じるこ
とがある。

前記口金の直下に加熱筒を設け、該加熱筒内の
温度を通常では考えられない高温の気体雰囲気中
に、すなわち、300〜700℃の高温雰囲気、好まし
くは350〜550℃に加熱された高温雰囲気中、さら
に好ましくは高温雰囲気が窒素からなる高温雰囲
気中に前記口金から紡出された紡出糸を通過させ
て紡出糸の粘性を低下させるとともに冷却固化を
遅延させ、しかるのち、前記加熱筒内を通過した
溶融紡出糸を冷却固化し、次いで冷却固化された
紡出糸を150℃乃至前記ポリマーの融点温度に加
熱された加熱媒体中または加熱媒体に接触した状
態で3.0倍以上に延伸することによつて高強力の
芳香族ポリエーテルケトン繊維が得られた。

前記の加熱筒は、中空部分を周囲から加熱する
形状を有するもので、前記紡出糸は加熱された中
空部分を通過する。

前記の紡糸筒を設けない場合、紡糸速度を極め
て低速とせざるを得なく、紡糸速度が５〜60ｍ／
minの低速であつても延伸時に糸切れが生じ、良
好な品質の繊維が得られなく、また生産性も悪
い。また、紡糸筒の中空部分の温度を300℃より
も低温とした場合、延伸倍率を高倍率とすること
ができなく高強力の芳香族ポリエーテルケトンか
らなる繊維を製造することができない。

一方、前記の紡糸筒の中空部分の温度を700
℃よりも高温とした場合、紡出糸の粘性が低下し
たり、ポリマーが分解して紡出時の製糸性・曳糸
性が低下するという欠点が生じる。

前記の紡出時の製糸性および延伸時の製糸性な
らびに高倍率延伸を施し高強力の芳香族ポリエー
テルケトンからなる繊維となす条件として、前記
の紡糸筒の中空部分の温度を350〜550℃に制御す
るのが好ましい。

紡糸口金から紡出され、紡糸筒の中空部分を通
過した紡出糸は冷却固化され引続いて延伸され
る。冷却固化は通常の溶融紡糸における冷却固化
装置および条件を適宜選択して用いることができ
る。

前記芳香族ポリエーテルケトンからなる繊維は
150℃〜ポリマー融点の間に制御された温度で熱
延伸されるが、該芳香族ポリエーテルケトンから
なる繊維が直径0.1〜0.8mmのモノフイラメントで
ある場合、延伸に際しては液体からなる熱媒体の
浴槽中、熱媒に接触させた状態で3.0倍以上に延
伸される。前記熱媒としては、例えば、ポリエチ
レングリコールが好ましく用いられる。

前記の熱媒の温度は150℃〜ポリマーの融点の
間に制御される。150℃よりも低温の場合は、延
伸倍率を3.0倍以上とすることが困難になること
があり、150℃よりも高温とすることによつて高
強力の芳香族ポリエーテルケトンモノフイラメン
トが得られる。熱媒の温度がポリマーの融点より
も高温であると、熱媒体中でモノフイラメントが
融解してしまうという欠点が生じる。

すなわち、本発明に係る芳香族ポリエーテルケ
トン繊維の新規な製造法は、固有粘度0.7以上
の芳香族ポリエーテルケトン（ポリマー）を用い
ること、溶融紡出して得た紡出糸を口金の直下
に設けられた加熱筒を用いて300〜700℃の温度に
加熱された気体雰囲気中を通過させること、前
記加熱筒内を通過した溶融紡出糸を冷却固化する
こと、冷却固化された紡出糸を150℃乃至前記
ポリマーの融点温度に加熱された加熱媒体中また
は加熱媒体に接触した状態で3.0倍以上に延伸す
るという〜の各条件を満足することによる相
乗効果によつて高強力の芳香族ポリエーテルケト
ンモノフイラメントが得られる。

本発明に係る芳香族ポリエーテルケトン繊維は
抄紙用カンバス、耐熱性作業服、手袋、バツグフ
イルター、耐熱耐薬品性ブラシなど特に耐熱性、
耐薬品性を要求される用途に適する。抄紙用のカ
ンバスのように芳香族ポリエーテルケトンモノフ
イラメントを編織加工する場合には、引掛けなど
の糸の曲げ強度特性が要求されるが、この糸の曲
げ強度特性を示す指標としての結節強度特性が
3.0ｇ／ｄ以上を有する芳香族ポリエーテルケト
ンモノフイラメントを3.0倍以上に延伸すること
によつて得られ、3.0倍以上の延伸は溶融紡出し
て得た紡出糸を口金の直下に設けられた加熱筒を
用いて300〜700℃の温度に加熱された気体雰囲気
中を通過させることによつて可能となる。

本発明に係る芳香族ポリエーテルケトン繊維の
うち、芳香族ポリエーテルケトンモノフイラメン
トの直径が0.1〜0.8mmのモノフイラメントは特に
有効であり、0.8mmを越すモノフイラメントの場
合、前記の結節強度特性が3.0ｇ／ｄに達しない
ことがある。

［実施例］ 実施例 １ 固有粘度（IV）1.4の繰返し単位［］のポリ
マーを400℃で溶融し、孔径1.0mm、孔数１、外径
40mmの口金から吐出量1.9ｇ／minで押出した。
口金の直下には内径６cm、長さ20cmの加熱筒を設
け、該加熱筒の400℃の温度に加熱された気体雰
囲気中を通過させ、次いで、75℃の水で冷却して
末延伸糸を得、15ｍ／minの速度で巻き取つた。

この末延伸糸を200℃のポリエチレングリコー
ル浴中で3.8倍に１段延伸し芳香族ポリエーテル
ケトンモノフイラメントを得た。該モノフイラメ
ントの特性は次のとおりであつた。

直径（mm）；0.20 繊度(D)；304 引張り強度（ｇ／ｄ）；7.12 引張り伸度（％）；13.9 比較例 １ 実施例１において加熱筒を設けないで他の条件
の全てを同じくして製糸した結果、200℃に加熱
されたポリエチレングリコール浴中では2.8倍ま
でしか延伸できなかつた。延伸倍率2.8倍で得ら
れた芳香族ポリエーテルケトンモノフイラメント
の特性は次のとおりであつた。

直径（mm）；0.24 繊度(D)；415 引張り強度（ｇ／ｄ）；3.4 引張り伸度（％）；24.0 実施例 ２ 実施例１と同じポリマー、溶融温度、加熱筒、
冷却欲、巻取速度で吐出量だけを1.23ｇ／minに
変えて紡出して得られた末延伸モノフイラメント
を200℃のポリエチレングリコール浴中で3.8倍に
延伸して芳香族ポリエーテルケトンモノフイラメ
ントを得た。得られたモノフイラメントの特性は
次のとおりであつた。

直径（mm）；0.14 繊度(D)；195 引張り強度（ｇ／ｄ）；7.74 引張り伸度（％）；12.8 結節強度（ｇ／ｄ）；5.57 結節伸度（％）；10.0 比較例 ２ 比較例１と同じく加熱筒を設けないで、他の条
件の全てを実施例２と同じくして製糸した結果、
200℃に加熱されたポリエチレングリコール浴中
では2.8倍までしか延伸できなかつた。延伸倍率
2.8倍で得られた芳香族ポリエーテルケトンモノ
フイラメントの特性は次のとおりであつた。

直径（mm）；0.19 繊度(D)；270 引張り強度（ｇ／ｄ）；3.6 引張り伸度（％）；26.0 結節強度（ｇ／ｄ）；1.5 結節伸度（％）；13.0 実施例 ３ 実施例２で得られた延伸糸をさらに300℃のシ
リコーン浴で定長下1min熱処理した結果、次の
特性を有する芳香族ポリエーテルケトンモノフイ
ラメントを得ることができた。

直径（mm）；0.16 繊度(D)；198 引張り強度（ｇ／ｄ）；7.76 引張り伸度（％）；18.6 実施例 ４ 実施例１と同じポリマーを用いて、溶融温度
400℃、口金孔径0.5mm、孔数３、加熱筒内雰囲気
温度400℃、空気冷却、巻取速度25ｍ／minとし、
他の条件を実施例１と同じ条件として製糸し、末
延伸芳香族ポリエーテルケトンモノフイラメント
を得た。

得られた末延伸モノフイラメントの複屈折率は
1.60×10^-3であつた（Na−Ｄ線使用）。この末延
伸芳香族ポリエーテルケトンモノフイラメントを
200℃の熱板に接触させ4.0倍に熱延伸を行つた。
得られた延伸糸の特性は次のとおりであつた。

繊度(D)；99 単糸繊度(D)；33 引張り強度（ｇ／ｄ）；7.85 引張り伸度（％）；11.5 実施例 ５ 実施例１と同じポリマーを用いて、溶融温度
415℃、口金孔径0.6mm、孔数２、外径40mmの口金
から吐出量2.0ｇ／minで紡出し、温度430℃に加
熱された内径60mmの加熱筒を通し、次いで冷却し
て得た末延伸糸を300ｍ／minで巻取り末延伸芳
香族ポリエーテルケトンモノフイラメントを得
た。この末延伸芳香族ポリエーテルケトンモノフ
イラメントを200℃の熱板に接触させ3.2倍に熱延
伸を行つた。得られた延伸糸の特性は次のとおり
であつた。

引張り強度（ｇ／ｄ）；5.4 引張り伸度（％）；22.0 比較例 ３ 比較例１と同じく加熱筒を設けないで、他の条
件の全てを実施例５と同じくして製糸した結果、
紡糸糸切れが多く発生し、得られた芳香族ポリエ
ーテルケトンモノフイラメント（末延伸糸）は巻
取不可能であつた。

［発明の効果］ 本発明によると、耐熱性の優れた芳香族ポリエ
ーテールケトンポリマーを熱分解させることなく
溶融紡糸法によつて効率良く得ることができ、得
られた芳香族ポリエーテールケトン繊維は耐熱性
および耐薬品性に優れるとともに、引張強度およ
び結節強度に優れ、産業用繊維としての力学特性
ポテンシヤルを有するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芳香族ポリエーテルケトン繊維において、反
   復構成単位の80モル％以上が、 式 で表わされる単位からなる固有粘度0.7以上の芳
   香族ポリエーテルケトンからなるポリマーを溶融
   紡糸して得られた繊維であつて、該繊維の引張強
   度が4.0ｇ／ｄ以上である芳香族ポリエーテルケ
   トン繊維であつて、該繊維の引張強度が4.0ｇ／
   ｄ以上、結節強度が3.0ｇ／ｄ以上の特性を有す
   ることを特徴とする芳香族ポリエーテルケトン繊
   維。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の芳香族ポリエー
   テルケトン繊維において、該繊維の直径が0.1〜
   0.8mmのモノフイラメントであることを特徴とす
   る芳香族ポリエーテルケトン繊維。