JPH0437163B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

ａ 産業上の利用分野 本発明は、ポリメタフエニレンイソフタルアミ
ド系全芳香族ポリアミドからなる剛毛の新規な製
造方法に関するものである。 ｂ 従来技術 ポリメタフエニレンイソフタルアミド系全芳香
族ポリアミド（以下これを“PMIA”と略称する
ことがある）は、ガラス転移点が約280℃、融点
と熱分解点がほとんど同じで約420℃、限界酸素
指数が約30であるため、耐熱性や難燃性に優れて
おり、また分子の剛直性も適当なこともあつて、
Nomex （デユポン社），コーネツクス （帝
人）等の名称で繊維として大量に製造し、市販さ
れている。 これら市販繊維は、例えば特公昭38−870号，
特公昭47−50219号，米国特許第3360598号及び特
公昭46−38612号等の明細書に記載されているよ
うに湿式や乾式、あるいは特公昭42−815号記載
のような乾式ジエツト−湿式紡糸法も知られてい
るが、いずれにしてもいわゆる溶液紡糸法によつ
て製造されている。 このようにPMIAの繊維化を、溶液紡糸法にた
よらざるを得ない最大の理由は、融点が高くしか
も熱分解点と近接しているために溶融紡糸がきわ
めて困難なことである。 溶液紡糸法の問題点としては、溶剤の回収ある
いは中和設備の投資、生産性の低さ等によるコス
ト高があげられるが、この他に見のがすことの出
来ない点をいくつかあげることができる。すなわ
ち、その第１は20de以上、殊に50de以上の太デ
ニール繊維（剛毛）の製造がきわめて困難なこと
である。溶液紡糸後の脱溶媒過程では、一般に繊
維の外皮部の溶媒が優先的に逃散するから、外皮
がまず最初に凝固し始めるため、繊維が太くなれ
ばなるほど芯部の脱溶媒が次第に遅れる結果とな
り、脱溶媒工程を異常に長くとらざるを得なくな
り、実際問題として生産困難となるばかりか、物
性的には表面と内部の脱溶媒差によつて微細構造
に大きな差が生じて極端なスキンコア構造とな
り、使用に耐えない程度になつてしまうからであ
る。 その第２は、溶媒紡糸に使用した有機溶剤や易
溶化助剤としての無機塩類が最終製品に残つてし
まうことである。PMIAの溶液紡糸に使用される
溶剤としては前記引用文献に記載されている如
く、ジメチルホルムアミド，ジメチルアセトアミ
ド，Ｎ−メチルピロリドン等の非プロトン極性溶
剤が使用され、また前記無機塩類としては、塩化
リチウム，塩化カルシウム等の周期律表第族又
は族の金属のハロゲン化塩が使用されている。
これらの溶剤や無機塩類が最終製品に残留してい
ることは、分析結果から明らかであり、特に溶剤
が１％近く残留している事実は耐熱性等への悪影
響のみならず、医療，食品関係の使用への制限が
懸念される。 本発明者の知るところによれば、湿式や乾式等
の溶液紡糸法によつて、完全に前記溶剤の残留し
ないPMIA繊維を得ることは、実際問題としてき
わめて困難である。溶媒の除去に関しては上記の
市販繊維の場合はたかだか10de程度であるが、
本発明の対象とする繊維は20de以上の剛毛であ
るからその困難法は一層増大される。 溶媒紡糸法の問題点の第３は、太デニール化す
るほど繊維断面が歪んでくることである。本発明
で対象とする剛毛の用途は種々あるが特に先端産
業用資材では断面の真円度が重要視されることが
多いから、断面の歪はきわめて問題といわざるを
得ない。また円形断面に限らず三角断面など所望
の断面を形成できないことも問題である。 一方、本発明者は、かつて他の共同研究者とと
もに、全芳香族ポリアミド重合体を溶融紡糸して
剛毛を製造すべく種々研究し、これに成功し特開
昭57−192436号，特開昭58−109618号，特開昭58
−109619号及び特開昭59−144607号の各公報にお
いて提案した。 上記提案における製造方法の要点は、「実質的
に固体状の全芳香族ポリアミドを、通電加熱され
た薄いメツシユ状の紡糸口金で瞬間的に溶融し、
該全芳香族ポリアミドが実質的に繊維形成能を失
わない時間内に該メツシユ状紡糸口金の多数の細
隙から吐出させ、強制引取りしつつただちに冷却
固化する方法である。 上記のようにして得られた剛毛は上記公開公報
に記載の如く、その長さ方向に沿つて不規則な周
期的に断面積の大きさの変化を有しており、繊維
内断面変動係数CV(F)が0.05〜1.0の範囲にあり、
形成された繊維の断面はおおむね非円形である。 このような提案によるPMIA系剛毛は、従来の
溶液法による細デニール繊維では考えられなかつ
た用途分野に種々適用され得ることがわかつた
が、高度の力学的耐久性に関してはより一層改良
されることが望まれる。たとえば、特開昭58−
136311号で提案した如く耐熱性ブラシとしては、
きわめて有用であることがわかつたが、大きな曲
げ変化をともなう苛酷な条件下での長時間使用に
は剛毛がブラシの根元で折れる現象が度々みられ
た。 また、この剛毛を織物にして耐熱ベルト等に使
用する場合、さらに高度の力学的耐久性と同時に
剛毛の均一性が要求された。 そこで本発明者は、このような問題点を解決す
べく下記の如く種々解析を進めた。その結果、上
記本発明者の提案にとらわれることなく大きく発
想を転換し、本発明に到達したものである。 すなわち、前記本発明者の提案では、金網等の
多数の細隙を有する薄いメツシユ状紡糸口金を使
用するため、口金におけるPMIAの温度を瞬間的
にPMIAの融点（Tm）の近傍まで上げて粘度を
下げて紡糸する。その結果、剛毛の太さや断面形
状が変動し、結果として剛毛の断面変動係数
（CV）が0.05以上になる。さらに本発明者の詳細
な検討結果によれば、一種の三次元架橋構造が形
成され、紡糸よつて固有粘度が増大していること
が明らかとなつた。 ところで、本発明者はPMIAの剛毛に関し、タ
フネス，耐曲げ疲労性，弾性回復性等のいわゆる
力学的耐久性を増大させる基本的な手段を更に
種々検討した。その結果、 PMIAの分子を結晶化させずに配向させること
がきわめて有効であることが判明した。このこと
は、PMIAが元来硬い部子骨格からなつており、
ガラス転移点（Tg）が約280℃のときわめて高い
為と推定される。 一般に、繊維の配向を上げる有効な手段として
延伸手段が知られており、PMIA繊維の延伸に関
しては、特公昭38−870号，特公昭42−815号，特
開昭52−18920号等の公報に記載されているよう
に温水延伸や熱板延伸等が公知である。しかしな
がら、これらはいずれも溶液紡糸法で紡糸された
残留溶剤を含む未延伸糸の延伸に関するものであ
つて、残留溶剤を全く含まないPMIA繊維の延伸
挙動は、驚くべきことに事情が一変することが本
発明者の研究により明らかとなつた。すなわち、
溶液紡糸されたPMIA未延伸糸に残留する高々数
％の非プロトン系極性剤はPMIAのガラス転移点
をあいまいにし、温水の如き低温でも可能なほど
延伸を容易にし、さらに結晶化温度を実質的に低
温側に移動させて結晶化を容易にしている。 ところが本発明者の研究では非プロトン系極性
溶剤を実質的に含まないPMIA繊維は、280℃近
傍に明確なガラス転移点（Tg）を有し、360℃近
傍に結晶化ピーク温度を有しており、従つて、繊
維をTg近傍の温度まで昇温しなければ延伸は困
難であり、360℃近傍まで昇温するか、あるいは
より低温で長時間熱処理するかしなければ結晶化
もあまりしないことが判明した。すなわち、非晶
配向構造のPMIA繊維を得るには非プロトン系極
性溶剤を実質的に含まない、PMIAの未延伸糸
を、Tg近傍の結晶化しない温度で高倍率に延伸
すればよいと推定される。 以上の知見によれば、前記提案のPMIA剛毛
は、非プロトン系極性溶剤を実質的に含まない点
で好都合であるが、下記の点不都合であり、工業
的に２倍以上延伸することが困難でいま一歩満足
すべきレベルに達しなかつたといえる。 (イ) 未延伸糸が架橋しており、架橋をほどいて配
向させることが困難 (ロ) 断面変動係数が大きいため、Tg近傍の温度
で延伸すると張力が増大し、細い部分での切断
が多発し、高倍率で工業的に延伸することが困
難。 (ハ) メツシユ状紡糸口金で紡糸するため、織維本
数が多く、繊維が重なりあつて集束されている
ため集束体内部の繊維まで短時間で一様な乾熱
温度にする適当な工業的手段がない（延伸ゾー
ンを長くすると細い部分の入る確立が増大し、
一層切れやすくなる）。 ｃ 発明の目的 本発明の目的は、各種産業技術分野，医療分
野，食品分野のニーズに答えるべく、有機溶剤殊
に非プロトン系極性溶剤等の有害物質を実質的に
含有せずかつ耐熱性，難燃性に優れ且つ太さの均
一性に加え、力学的に耐久性の優れたポリメタフ
エニレンイソフタルアミド系全芳香族ポリアミド
（PMIA）の剛毛を提供することである。 本発明の目的は、上記特性を有するPMIA剛毛
の新規な製造方法を提供することである。 ｄ 発明の構成 本発明者の研究によれば、上記本発明の目的
は、全繰返し単位の85モル％以上がメタフエニレ
ンイソフタルアミド単位である全芳香族ポリアミ
ドを主成分とする剛毛であり、 下記(i)〜(iv) (i) 平均繊度が20〜20000deであり、 (ii) 断面変動係数（CV）が0.05以下であり、 (iii) 該全芳香族ポリアミド中には非プロトン系極
性溶剤を実質的に含有せず、 (iv) 定荷重下の最大熱収縮率(S)が少くとも20％で
ある、 の条件を満足することを特徴とする全芳香族ポリ
アミド剛毛により達成されることがわかつた。 また本発明者の研究によれば、前記特徴を有す
る全芳香族ポリアミド剛毛は、全繰返し単位の85
モル％以上がメタフエニレンイソフタルアミド単
位である全芳香族ポリアミドを主成分とする成形
物を、予熱ゾーン，軟化ゾーン，保温ゾーンおよ
び延伸ゾーンよりなる紡糸工程に連続的に供給し
且つ下記(a)〜(g)の条件を満足するように行うこと
によつて製造されることがわかつた。 (a) 該成形物は、空隙率（〓％）が５％以下であ
り且つ少くとも一方向が一様な断面を有する形
状を有したものであり、 (b) 該成形物を、該成形物の定められた一様な断
面の垂直方向に実質的に形態を保持したまま移
動し得る通路を有する予熱ゾーンに強制的に押
込み、 (c) 該予熱ゾーンにおいては、該成形物を、全芳
香族ポリアミドのガラス転移点（Tg℃）より
20℃高い温度（Tg＋20℃）を越えなない予熱
温度（Tp℃）まで漸次予熱しつつ予熱ゾーン
の末端部まで移動させ、 (d) 次いで、予熱された該成形物を、少くとも末
端部がオリフイスで構成された細化通路を有す
る少くとも３mmの長さの軟化ゾーンに圧入さ
せ、 (e) 該軟化ゾーンにおいては、予熱温度（Tp℃）
の成形物を、下記式を満足する軟化温度（Ts
℃）に至るまで該細化通路内で急速加熱して、
該オリフイスから保温ゾーンへ吐出させ、 （Tg＋40℃）Ts（Tm−20℃） （ただし、Tmは全芳香族ポリアミド成形物
の融点である。） (f) 該保温ゾーンにおいては、該オリフイスの吐
出口近傍温度（Tk℃）を TgTk（Tm−20℃） を満足する範囲に維持しつつ、吐出させた全芳
香族ポリアミドを、少くとも２のドラフト比で
引取り、且つ (g) 該延伸ゾーンにおいては、下記式を満足する
延伸温度（Td℃）で少くとも1.5倍乾式延伸す
る。 Tg−20）℃Td（Tg＋40）℃ 本発明におけるポリメタフエニレンイソフタル
アミド系全芳香族ポリアミド（PMIAと略称）
は、全繰返し単位の85モル％以上がメタフエニレ
ンイソフタルアミド単位であるホモポリアミド又
はコポリアミドである。このPMIAは、アミン成
分としてメタフエニレンジアミンを用いるか又は
それと他の芳香族ジアミンを用い、酸成分として
はイソフタル酸又はそれと他の芳香族二塩基酸又
はその誘導体を用いて重縮合したものである。 本発明のPMIAの具体的製造法は、特公昭47−
10863号公報記載の界面重合法が好ましい。なぜ
ならば、この方法によれば、本発明の剛毛を製造
する際の原料となる成形物を成形する為にきわめ
て好適な多孔質凝集粒子状を呈し、しかも非プロ
トン系極性溶剤を実質的に含有しないPMIAが得
られるからである。多孔質集粒子状のPMIAがテ
トラヒドロフラン，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド，Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド，テトラメチ
ル尿素，Ｎ−メチルピロリドン，ジメチルスルホ
キシド，ヘキサメチルホスホルアミド等の非プロ
トン系極性溶剤を含むか否かは、重縮合法及び精
製法によつて推定できるが、ガスクロマトグラフ
イー等の分析手段によつて知ることができる。た
とえば本発明の剛毛の素原料として好適な多孔質
凝集粒子のPMIAを製造する界面重合法では、メ
タフエニレンジアミン及びイソフタル酸クロライ
ドの溶剤としてテトラヒドロフランを用いるのが
好しいが、界面重合によつて得られた粒子の水
洗・乾燥物には沸点の低いテトラヒドロフラン
（bp66℃）の残留は認められない（ガスクロマト
グラフイの分析では1ppm以下）。本発明における
剛毛はその製造工程に溶剤を使用することが全く
ないから、素原料に溶剤が含まれない限り、剛毛
自身に溶剤が含まれる可能性は全くないが、テト
ラヒドロフランのように沸点の低い溶剤であれば
素原料であるPMIAの粒子に若干含まれていても
本発明の方法によれば、実質的に溶剤を含まない
剛毛が得られる。 本発明のPMIA剛毛は上記の如く、実質的に非
プロトン系極性溶剤を含まないことを特徴とする
が、ここで実質的に溶剤を含まない剛毛とは、ガ
スクロマトグラフイ等の分析手段で検出される溶
剤量が0.01重量％以下、好ましくは0.001重量％
以下であるものをいう。 本発明者の研究結果によれば、用途的には医療
分野，食品分野に関しては0.001重量％以下が望
まれるが、剛毛自身の延伸による非晶配向化の観
点からは残留溶剤量を0.01重量％以下にすべきで
ある。溶液法で製造されているPMIA繊維に残留
する溶剤は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドやＮ
−メチルピロリドン等の高沸点の溶剤が多いが、
正確に分析してみると染色仕上加工した織物から
でさえ、0.3％程度、普通の糸綿で１〜５％の含
有が認められる。 本発明の剛毛は平均繊度が20de〜20000deであ
る。20de未満の繊維は、単にデニールを目的と
するのであれば従来の溶液法でも製造不可能では
ないが、溶液法で得たものは本発明の目的とする
他の優れた特徴の有用性も半減してしまう。一方
20000deより太い剛毛は、太すぎて本発明の特徴
を有効に発揮し得る剛毛とはいい難くむしろ成形
ロツドの範ちゆうに入つてしまい有用性が失われ
る。 本発明のPMIA剛毛の他の重要な特徴は、剛毛
の長さ方向に垂直な断面の変動係数（以下単に断
面変動係数（CV）と称す）が0.05以下、好まし
くは0.02以下であることである。この断面変動係
数（CV）は剛毛の長さ方向の繊度の変動すなわ
ち繊維むらを示す尺度である。 本発明のPMIA剛毛は、きわめて長いモノフイ
ラメント状あるいはフイラメントの集束体、ある
いは定長にカツトされた集束体等種々の集合様式
をとることができる。 そこで、本発明における断面変動係数は、まず
上記のような集合様式をとるPMIA剛毛の集合の
中から、任意の３cm長の剛毛(i)を選び出し、それ
を１mm間隔毎に切断して各断面積を測定し、その
30個の断面積の平均値（）と標準偏差（〓ｉ）
を求めて下記式から任意の剛毛(i)の変動係数CVi
を算出する。 CVi＝〓ｉ／ 同様にして合計10本の任意の剛毛を選び出し、
本発明の断面変動係数CVを下記式で求める。 かくして求められる本発明のPMIA剛毛の断面
変動係数（CV）は0.05以下であり、好ましくは
0.02以下である。このような低い断面変動係数の
PMIA剛毛は、本発明者及びその他の共同研究者
が共に提案した特開昭57−192436号，特開昭58−
109618号，特開昭58−109619号及び特開昭59−
144607号公報記載による方法では製造できなかつ
たが、本発明の製造方法によつて容易に製造でき
ることがわかつた。その大きな理由は、本発明の
方法によつて口金内での熱分解が全く必配する必
要がなくなつたために、口金を厚くすることが可
能になり、従つてインレツト角やランド長を最適
に設計して精密加工したオリフイスプレートやノ
ズルを用いることが可能になつたこと及びオリフ
イスから吐出されたPMIA保温ゾーンでゆつくり
且つなめらかにドラフトすることができるように
なつたためである。 本発明の全芳香族がポリアミド剛毛は、定荷重
下の最大熱収縮率（Ｓ％）が少くとも20％であ
る。本発明で定義される定荷重下の最大熱収縮率
（Ｓ％）とは、一定長の剛毛にデニールあたり５
ミリグラムの定荷重を加えつつ、加熱炉に入れ常
温から毎分２℃の昇温速度で昇温させた時の最大
収縮率である。この定荷重下の最大熱収縮率を測
定するための具体的な装置としては、熱機械分析
装置（TMA）が好適であり、本発明者は、理学
電機KKのサーモフレツクスTMA装置を使用し、
第１図のようなグラフの収縮ピーク（Ｐ点）から
最大熱収縮率（Ｓ％）を下記式で求めた。 Ｓ＝Lo−Lp／Lo×100（％） （ただし、ここでLoは常温時の試料長 Lpは収縮ピークの試料長 を表わす。） 本発明者の研究結果によれば、この定荷重下の
最大熱収縮率（Ｓ％）は、分子構造的には非晶配
向の簡便な尺度であり、種々の力学的耐久性を向
上させる目安でもある。ただし、使用用途によつ
ては、このＳの値の一定の範囲内におさえておい
た方がよい場合もあるので注意を要する。たとえ
ば、本発明の剛毛をブラシ素材として使用する場
合は、使用中に曲げ変形を受けやすいので、極厚
に配向化してＳの値を高めると、伸度が低下して
折れやすくなることもあるのでもう１つの尺度を
用意する必要がある。本発明の剛毛をブラシ素材
として種々ブラシを作成し約200℃の高温下で実
用テストを行つた結果によれば、下記式で定義さ
れるシルクフアクター（SF）が、PMIA剛毛の
ブラシ素材の耐久性を示す有力な尺度であり、
SFが10以上のものが優秀な耐久性を示した。 SF＝St×√ （ただし、ここではStは剛毛の強度（gt／de） Elは剛毛の伸度（％）を表わす。） ただし、この尺度は定荷重下の最大収縮率Ｓが
20％以上のものについてあてはまるのであり、結
晶化させてＳの値を20％より小さい値にしたもの
や未延伸糸あるいは延伸倍率の少いものは、たと
え上記SFが10以上であつても、使用中にブラシ
素材の折れ等のトラブルが多く発生する傾向を示
した。定荷重下の最大収縮率(S)とシルクフアクタ
ー（SF）の関係は、結晶化度やデニール等の要
因がからみ１対１の対応ではないが、Ｓを規準に
考えるならば、SFを20以上とするには30％Ｓ
70％の範囲が好ましい。 定荷重下の最大収縮率(S)が少くとも20％、好ま
しくは30〜70％の範囲であつて、シルクフアクタ
ー（SF）が20以上のPMIA剛毛をブラシ素材と
して使用したブラシは、200℃程度の高温下で大
きな曲げ変形をともなう苛酷な条件下では、本発
明者等がかつて特開昭58−136311号公報で提案し
たブラシにくらべ驚くべきことに約５倍の耐久性
を示した。従つて本発明のブラシは、チヤンネル
ブラシ，ロールブラシ，ポリツシヤーブラシ，チ
ユーブブラシ，ハンドブラシ等の形で、工業分
野，食品分野，医療分野等広い分野に応用でき
る。 以上述べた本発明のPMIA剛毛が、本発明の新
規な製造方法によつてはじめて得られることは下
記の詳細な説明及び実施例から明らかとなろう。 本発明の方法に用いられるPMIAの成形物は第
２図及び第３図に示すように、少くとも一方向
（図面ではＺ方向）が一様な断面を有する形状を
有し、かつ空隙率（〓％）が５％以下のものであ
る。ここでいう空隙率（〓％）とは、成形物の見
掛けの体積をVa、成形物を構成するPMIA成分
及びその他の第２成分の真の体積をVrとしたと
き下記式で定義される。 〓＝Va−Vr／Va×100（％） 本発明の剛毛を製造するためには、空隙率
（〓）が５％以下、好ましくは１％以下の成形物
を原料とすべきである。〓が５％以上を越えた成
形物を用いた場合は、製造過程で剛毛内に多数ガ
スが混入し、剛毛の力学的性質が低下して目的と
する剛毛の製造が困難になる。 上記PMIA成形物の製造方法は特定されるもの
ではないが、非プロトン系極性溶剤を含有させる
べきではないので、前記界面重合法による多孔質
の凝集粒子状粉体を圧縮成形する方法が好まし
い。圧縮成形の条件は、成形物の形状によつて
種々異るが、PMIAのガラス転移点（Tg℃）以
上融点以下の温度及び20〜100Kg／cm²の圧力で実
施すべきである。 成形物の一様な断面は第２図の如き長方形や第
３図の如き円形のほかに、三角形や六角形、ある
いは楕円形等如何なる形状でもよいが、長さ方向
に実質的に一様であることが必要である。またこ
の成形物は特別の場合を除いて有限の長さを有す
るから、原料としての複数の成形物の一様な断面
の形状及び面積は実質的に同一でなければならな
い。 第２図の如き板状の成形物は、第４図の如き圧
縮成形機によつて下記の如く製造することができ
る。 まず、原料としてPMIA粉体を用意し、好まし
くはその粉体を200℃程度に予熱した上、上加熱
盤２が図面裏方向にスライドして上部がひらいて
いる圧縮成形機内に供給する。次に、上加熱盤２
を図面表方向にスライドさせて蓋をし、油圧シリ
ンダー８のピストンを上方に作動させて漸次昇圧
してゆく。 この圧縮成形器の外蓋すなわち、上加熱盤２，
加熱枠３，下加熱盤４内には全てヒーターが内臓
されており、300〜350℃にコントロールされてい
る。漸次昇圧つづけてゆき、やがて圧力が１〜20
Kg／cm²、好ましくは３〜10Kg／cm²に達したら、ピ
ストンの作動を１時停止させる。ピストンの停止
と同時に圧縮圧は減少しはじめるが、その圧力が
１／１０以下、好ましくは実質的に０に降圧したら再
びピストンを作動させて昇圧を開始する。 圧縮圧が１〜20Kg／cm²に達した段階でのこの１
時停止過程は、PMIA粉末集合体の内部への熱伝
達，PMIA重合体内部への均一な水分の封じ込
め、空気，余分な水分の除去等の役割をはたす上
できわめて重要である。 この１時停止過程は少くとも１回は必要であ
り、好ましくは２回、さらに好ましくは３〜７回
もうけるべきである。すなわち、第１回の１時停
止過程で圧力が実質的に０になつたら再び昇圧を
開始し、圧力が１〜20Kg／cm²に達したら２回目の
１時停止過程をもうけ、圧力が実質的に０に達し
たらまた昇圧を開始する。上記の昇降圧操作を終
了したら最終的な昇圧を少くとも30Kg／cm²にし
て、必要ならば一定時間その状態を保持して密度
の均一化をはかり圧縮成形を終了させる。成形物
の取り出しは、第４図の成形器の場合、上加熱盤
２を図面裏方向にスライドさせて上部を解放して
から、ピストン７を上方に作動させ、PMIA成形
物を外部に押し出して行う。PMIA成形物が成形
器の内壁に粘着すると取り出しが困難となる場合
があるので成形器の内壁をフツ素樹脂加工してお
く等の離型対策をほどこすことが望ましい。 空隙率（〓）が15％以下の成形物を得るには少
くとも30Kg／cm²必要である、実際の圧縮成形では
成形器の内壁との摩擦抵抗があるから50〜100
Kg／cm²にすることが望ましい。 第５図は、第２図の板状成形物を中間原料と
し、本発明の剛毛を製造する装置の概略図であ
る。 第５図において、PMIAの板状成形物１０は、
定められた一様な断面の垂直方向（Ｚ方向）を上
に向けて、すべり台２０上に図の如く多数並べら
れる。このように並べられた成形物１０の第１番
目の成形物は、エアシリンダー３０にとりつけら
れた押上板３１によつて上方に押上げられ、送り
ローラー３２に把持されてさらに上方に押上げら
れ、押込ローラー３４に供給される。ところで、
成形物１０を順次上方に押し上げるためのエアシ
リンダーの作動は、光電管３３によつてコントー
ルされている。すなわち、成形物１０が送りロー
ラー３２で送られ光電管の光量を遮つたら、エア
シリンダーのピストンを下方に作動させ、押上げ
板３１を下方に下げる。これにつれてすべり台上
の成形物１０は並んだまま成形物１枚分だけ下方
向に移動し、押上板３１の上に１枚の成形物が配
置されることになる。一方、送りローラー３２で
送られた成形物が、押込ローラー４０に把持され
上方に移動し、やがて光電管の光を遮らなくなつ
たら、 エアシリンダーを作動させピストンを上方に移
動させて、再び一枚の成形物を送りローラーに供
給する。以上の動作を繰返し実行することによつ
て成形物をたえず押込ローラー４０に供給するこ
とができる。ここで押込ローラー４０に供給する
成形物を常に密着させるには、送りローラー３２
をトルク回転にし、供給する成形物が押込ローラ
ー４０に把持されている前に成形物に密着するま
では、高速回転し、密着したら押込ローラー４０
の速度に対応してトルク回転させることが肝要で
ある。 次に押込ローラー４０（図面では５組の対ロー
ラー）で強固に把持されつつ一定速度で移動する
成形物１０は予熱ゾーン（Zp）に供給される。 この際、予熱ゾーンは該成形物１の定められた
一様な断面の垂直方向（Ｚ方向）に実質的に形態
を保持したまま移動し得る通路を有することが必
要であり、第５図の装置は、その通路を成形物の
定められた一様な断面（ａ×ｂ）より若干大きい
程度の相似形断面空間を有する２つの予熱ボツク
ス５０，５１で形成している。 第１の予熱ボツクスの壁にはヒーターＨがうめ
込まれており、通路の温度は正確にコントロール
される。 第２の予熱ボツクスの外壁は冷却フインがとり
つけられており放熱容易な構造になつている。 このような予熱ボツクスによつて形成された予
熱ゾーンにおいて、PMIA成形物は、PMIAのガ
ラス転移点（Tg℃）より20℃高い温度を越えな
い予熱温度（Tp℃）まで漸次予熱されつつ予熱
ゾーン（Zp）の末端部まで移動される。 この予熱温度（Tp℃）は、PMIAの成形物の
内部温度を測定して制御すべきであるが、予熱ゾ
ーンの長さ（Zp）すなわち予熱ボツクスの長さ
を十分長くとり、通路の温度をTpに制御するこ
とにより間接的に制御可能である。 好ましい予熱温度（Tp）は、予熱ゾーン内の
成形物が高い押込み圧によつても、実質的に断面
が変らない最大の温度にすべきである。 もしTpが高すぎると、予熱ゾーン内の成形物
が熱により軟化してその断面形態を大きく変えて
しまい、予熱ボツクスの内壁と粘着しあるいは座
屈して通路内でつまつてしまうし、逆にTpが低
すぎると次の軟化ゾーンであまりにも急速に温度
を上げざるを得なくなり、昇温むらが発生する。 予熱温度Tp及び次の工程の軟化温度Tsの適当
な範囲は、非プロトン系極性溶剤を実質的に含ま
ないPMIA剛毛の熱的変化にともなう種々の挙動
を詳細に検討することによつて見出された。 たとえば、示差熱分析（DTA）や示差走査熱
量測定（DSC）によれば、ガラス転移点（Tg）
や融点（Tm）を知ることができる。 DTAやDSCで得られるTgやTmは測定条件に
よつて若干異ることがあるので本発明では、理学
電機(株)製THERMOFLEX DSC−8230を用い、
チツソ中で２ミリグラムのサンプルを℃／分の速
度で昇温させ測定したDSC曲線において、ガラ
ス転移温度領域（280℃附近）の変化曲線から
Tg⁺とTg^-を読みとりその中点をもつてTgと定
め、融解温度領域（420℃附近）の吸熱ピークを
もつてTmと定めた。 また、このDSC曲線からPMIAの結晶化ピーク
（Tc）が360℃附近にあることも明らかとなつた。 尚、従来の溶液法で得られた繊維には、未延伸
糸延伸糸いずれにも非プロトン系極性溶剤が含ま
れており、これらを熱分析してもDSC曲線の形
状は全く異りTg，Tm，Tc等は不明瞭であり、
検知し難いので、これらの特性値に関する知欠は
きわめてあいまいである点注意を要する。 一方、熱重量分析（TGA）から熱分解点が求
められ、PMIAに関してはTmとほヾ同じである
ことがわかる。昇温速度10℃／mmによる空気中の
TGA曲線を詳細に調べてみると、このようなお
そい昇温速度では380℃附近からゆるやかな重量
減少傾向がみられる。従つてこの程度の温度状態
を長く保持することは好ましいことではないこと
がわかる。 さらに動的粘弾性測定装置や熱機械分析装置に
よればPMIAの熱的変化にともなう力学的性質の
応答を知ることができる。これらの測定結果によ
れば約（Tg−10℃）から弾性率の低下が大きく
なり始めるが約（Tg＋20℃）までは粘性的な抵
抗が強く外力に対してあまり大きくは変形しな
い。しかしながら約（Tg＋40℃）からきわめて
急速に軟化しはじめ流動性が発生する。本発明者
はこの温度をPMIAの軟化点と呼んでいる。 以上のような基礎的検討結果をふまえ、PMIA
成形物の予熱温度Tpを種々変えて押込み実験を
した結果によれば、予熱温度がTg＋20℃を越え
るとPMIAを押出すに必要な最低の圧力（約20
Kg／cm²）でも成形物は予熱ゾーン内で圧縮変形
し、成形物の断面が拡大したり座屈したりして、
予熱ゾーンの通路の内壁に粘着し、通路での移動
がなめらかに行われなくなる。 予熱温度の具体的な設定にあたつては、軟化し
たPMIAをオリフイスから押出すのに必要な圧力
を考慮する必要がある。この圧力は軟化ゾーンの
構造や軟化温度等種々の要因によつて変るが、本
発明者の実験結果によれば20Kg／cm²〜1000Kg／cm²
の範囲であり、必要な圧力は押込ローラー群４の
数の増大によつて得られる。予熱ゾーンの成形物
の基本的役割は、軟化したPMIAをオリフイスか
ら押出す為のいわばプランジヤーの如きものであ
るから実質的にその形態を保持していることが重
要である。従つて高圧押出しの際は、弾性率の低
下が大きくなりはじめる温度（Tg−10℃）以下
にすべきである。しかしながら予熱温度をあまり
低くしすぎると軟化ゾーンでの昇温が困難とな
り、押出し速度があげにくくなる。予熱温度の好
ましい範囲は（Tg−30℃）乃至（Tg−10℃）で
ある。 本発明における予熱ゾーンの長さはZpは、成
形物の内部の温度を上記の予熱温度まで昇温させ
るに十分な長さを有している。Zpの＋分な長さ
は、成形物の内部に測温体を導入して実測するか
もしくは熱伝導の理論計算をしてから安全係数を
掛けて設定する。従つて予熱ゾーン内を定速で移
動する成形物の温度は、予熱ボツクスの温度を
Tpに設定しておけば、予熱ゾーンの途中でTpに
達し、この温度を保持したまま予熱ゾーンの末端
部まで移動する。ここでいう予熱ゾーンの末端部
とは、次の工程の軟化ゾーンの入口へ至る約10mm
以内の箇所をいう。理想的には予熱温度Tpは予
熱ゾーンの完全な末端までTg＋20℃を越えない
温度に保持されるのが望ましいが、軟化ゾーンの
入口へ至る約10mm以内の部分なら、熱伝導の関係
で若干越えてもさしつかえない。しかしながら予
熱温度Tpは軟化ゾーンのできるだけ直前までTg
＋20℃を越えないように工夫すべきである。 第５図の例では、予熱ゾーンが第１，第２の予
熱ボツクスにわけられており、第１の予熱ボツク
スはヒーターＨによつてTg−（20〜40℃）程度に
コントロールされ、第２の予熱ボツクス６０は軟
化ゾーン（口金）６０からの熱伝導とフインによ
る放熱及び第１の予熱ボツクス５０への熱伝導の
熱バランスで平均温度をTg程度におさえている。
PMIAの場合、本発明の方法に従えば軟化ゾーン
（口金）と予熱ゾーンの温度差は約100℃あるから
軟化ゾーンの装置から予熱ゾーンの装置への熱移
動を出来るだけ少くすべきである。その対策の１
つが対流による熱伝達を少くするために軟化ゾー
ンの装置を予熱ゾーンの装置の上に配置したこと
であり、他の１つは第２の予熱ボツクス５１と軟
化ゾーンを形成する口金６０の接触面積を最小に
したことである。 さて、以上の如き予熱温度Tpに予熱された成
形物は、第５図の長さZsで示される軟化ゾーン
は、少くとも末端部がオリフイスで構成された細
化通路を有する少くとも長さ３mmの軟化押出し部
である。 この軟化ゾーンの役割は、第一に予熱された
PMIA成形物を均一な軟化温度Tsまで急速加熱
して軟化することであり、第二に軟化された
PMIA成形物の内部に細かいずり変形や伸び変形
を与えて成形物の形をくずし分子相互を密着する
ことによつて、不連続な多数のPMIA成形物を連
続軟化物に変換することであり、第三に該連続軟
化物をオリフイスから均一に吐出させることであ
る。 以上の役割を有利にはたさせるために種々工夫
を要するが、１例を第５図の軟化ゾーン近傍の拡
大図である第６図で示す。すなわち、予熱ゾーン
においてTpに予熱された成形物は、第６図の如
き口金６０として構成された逆Ｖ字型インレツト
部と図面垂直方向に近接して多数配置されたオ
リフイス部Ｏからなる細化通路を有する軟化ゾー
ンに圧入される。 この口金６０には図の如き円形断面のカートリ
ツジヒーターが封入されており、圧入されてくる
成形物を軟化温度（Tg＋40℃TsTm−20℃）
まで急速加熱する為に必要な熱量を供給する。こ
のような単純な軟化ゾーンでは、インレツト角〓
と軟化ゾーンの長さZsが、第２，第３の役割を
はたす上できわめて重要である。本発明者の検討
結果によれば、20゜＜〓＜60゜がインレツト角とし
て好適であり軟化ゾーンの長さZsは少くとも３
mm以上、好ましくは５〜20mm必要である。Zsが
３mmより短かい場合特に注意すべきは成形物の隣
接部がオリフイスから吐出されたとき、ドラフト
により切断してしまうことである。 軟化ゾーンの形状として、下記式で定義される
細化通路の細化度（〓）が重要である。 〓＝オリフイス出口断面積×オリフイス数／成形物の
進行方向垂直断面積（ａ×ｂ） この細化度（〓）があまりも大きすぎると、
PMIAの温度が内部まで均一なTsにならなかつ
たり、成形物相互の隣接部での密直が弱くなり糸
切れの原因となる。また、〓が小さすぎると通路
での背圧が大きくなりすぎ、オリフイスからの押
出しが不安定になり、剛毛の断面変動係数CVが
増大する。〓の好ましい範囲は0.01〓0.3で
あり、さらに好ましい範囲は0.02〓0.1であ
る。 尚、オリフイスの直径は製造する剛毛の太さに
応じて設定すればよいが、20〜20000deの剛毛に
適用される直径は約0.2〜6.0ミリの範囲である。 PMIAの軟化温度Tsは、前記PMIAの熱的変
化にともなう種々挙動から明らかなように、Tg
＋40℃TsTm−20℃の範囲に設定すべきであ
るが、Tg＋50℃TsTm−50℃の範囲が均一
で物性の優れたPMIA剛毛を製造する上で好まし
い。なお、PMIAの軟化温度TsはPMIAが軟化
ゾーンでほヾ一様な温度に達した部分、たとえ
ば、第６図の例ではインレツト部の端部に測温体
を導入して測温し口金のヒーターＨをコントロー
ルするのが望ましい。 測温体の導入が困難な場合は、口金温度を測温
してPMIAのTsを間接的にコントロールするこ
ともできる。ただし、PMIA成形部の予熱温度
Tp、成形物の大きさ，押込速度，細化通路の形
状等によつて口金の温度とPMIAの温度の対応関
係は変つてくるから、あらかじめ対応関係を調べ
ておく必要がある。 軟化ゾーンで軟化されたPMIAはオリフイスか
ら保温壁７０で囲まれた長さZkの保温ゾーンに
剛毛状１１として押出され、引取りローラー８０
によつて少くとも２のドラフト比で強制引取りさ
れる。この際、保温ゾーンにおいては、該オリフ
イスの吐出口近傍温度（Tk℃）を、TgTk
（Tm−20℃）の範囲に維持すべきである。ここ
でオリフイスの吐出口近傍温度とは、オリフイス
吐出口から３mm乃至10mmはなれた箇所の空間温度
をいう。TkがPMIAのガラス転移点Tg以下の場
合は、オリフイスプレート表面の冷却による吐出
むらが発生したり、急冷のためドラフトがあがら
ないばかりかむらが発生しやすくなり断面変動係
数（CV）が0.05以下のPMIA剛毛が得られなく
なることがある。TkがTm−20℃を越えると保
温ゾーンにおいて熱分解しやすくなり、本発明の
目的とする物性を有する剛毛は得られない。Tk
の好ましい範囲は、Tg＋50℃TkTm−50℃
であつて、軟化ゾーンにおける軟化温度Tsと
ほヾ等しく設定するのがよい。 このような温度に設定された保温ゾーンの加熱
効果は、Tsなる軟化温度で吐出されたPMIAの
ドラフト性を大巾に向上せしめる効果を有する。 オリフイスプレートのオリフイスから吐出され
るPMIAは、少くとも２以上のドラフト比（DR）
で強制引取りされるべきであるが、好ましくは３
〜30の範囲である。ここで、ドラフト比（DR）
は下記式で定義される。 DR＝引取り速度／吐出速度 保温ゾーンの長さ（Zk）は少くとも10mm以上、
好ましくは30mm〜100mmであるが、温度の管理を
厳格にすれば100mmを越えても特に問題はない。
すなわちZkが長いものはオリフイスプレートの
表面近傍（Tk）から出口に向つて漸次温度を下
げる等の工夫を要する。 保温ゾーンにおけるドラフトの効果は、剛毛の
細化，均一化及び分子配向化である。本発明の方
法では、PMIAの押出温度を融点よりかなり低い
軟化温度で行うから、押出時の粘度が高いため、
比較的低いドラフト率でも若干の分子配向がおこ
る。 本発明に用いられているPMIAには実質的に非
プロトン系極性溶剤が含まれていないため、延伸
が容易でないことは前記の通りであり、未延伸剛
毛に若干の分子配向があることが、延伸を成功さ
せる重要なポイントである。 なお、保温ゾーンを通過して引取られる剛毛１
１は引取りローラー８０に達する前に十分冷却し
ておくべきであり、必要に応じて空冷，水冷等の
積極的な冷却手段をもうけてもよい。もし未冷却
のまま引取りローラーで把持されると断面形状が
変化することがあるので注意を要する。 引取りローラーを経た剛毛はそのまま延伸ゾー
ンZdに導入される。延伸ゾーンZdは第５図の例
では上記１対の引取りローラー８０と一対の延伸
ローラー９０及びローラー間に設置された加熱延
伸プレート１００及びカバー１０１によつて構成
されている。 本発明のPMIA剛毛を製造するためには、延伸
ゾーンにおける延伸温度TdをTg−20℃Td
Tg＋40℃の範囲に設定し少くとも1.5倍の延伸倍
率で乾式延伸することが必要である。第５図の例
では、カートリツジヒーターＨによつて加熱され
る延伸プレートの温度を（Tg−20℃）〜（Tg＋
40℃）に設定して剛毛の温度を実質的にプレート
温度と同程度にして延伸温度とする。延伸にあた
つては、剛毛が所望の延伸温度にできるだけ早く
一様に達することが重要であり、第５図の口金か
ら紡糸される複数の剛毛は１線に配列されている
から延伸プレートに一様に接触するので好都合で
ある。延伸ゾーンの加熱方式はこのような加熱プ
レートのほかに非接触のボツクス型でもよい。い
ずれにしても剛毛の温度を所定の延伸温度まで均
一に加熱する必要があるため加熱ゾーンの長さを
十分長くしておく必要がある。装置と剛毛の間に
温度差をあまりもうけるのは好ましくない。 延伸温度がTg−20℃以下では、非プロトン系
極性溶媒を含まないPMIA剛毛の場合、大変形が
困難であり、２倍以上延伸することが困難とな
る。逆にTg＋40℃以上ではPMIAが流動しやす
くなり、延伸プレートに粘着したり、自重で切断
するトラブルが多発するばかりでなく、あまり配
向せずむしろ結晶化方向へ進むので好ましくはな
い。本発明の剛毛を製造するためのより好ましい
延伸条件は、延伸温度Tdが（Tg−10℃）Td
（Tg＋20℃）の範囲で、延伸倍率２倍以上、
特に2.5倍〜3.5倍範囲である。 非プロトン系極性溶剤を含まないPMIA剛毛の
場合紡糸から延伸まで連続して実施することがき
わめて重要な意味をもつ。たとえばPMIA剛毛の
未延伸糸を空気中に放置すると吸湿して７％程度
の水分率となるが、この水分を含んだまま急激に
延伸温度まで加熱すると発泡して延伸が困難とな
るが、紡糸延伸を連続化する本発明では、そのよ
うな心配は全くない。 本発明の方法によればシルクフアクター（SF）
が10以上のものを製造することが容易であるが、
これは1.5倍以上、好適には2.0倍以上延伸しても
比較的伸度がさがらない為である。 前記本発明者等の提案による剛毛では、延伸す
ると伸度がさがるためあまりシルクフアクター
が、あがらなかつたが、本発明の剛毛では驚くべ
きことに延伸糸がむしろ未延伸糸よりも大きい伸
度を有することがしばしばある。 本発明のPMIA繊維が実質的に非品質であるこ
とは、広角Ｘ線回折法によつて確めることが出来
る。 本発明で定義される実質的な非晶質とはＸ線回
折法によるＸ線的結晶化度が10％以下であること
を意味する。本発明のPMIA繊維のＸ線回折図形
には、多くの場合合解析ピークはほとんどあらわ
れず、結晶化度を計算することすら困難であつ
て、明らかに10％以下の結晶化度である。 以上第５図にもとづく本発明の製造方法例は、
多数の剛毛の集束体を製造するものであるが本発
明の方法によれば、モノフイラメント状の剛毛も
製造できる。 第７図は第３図の如きロツド状成形物を原料と
してモノフイラメント状の剛毛を製造する装置の
１例を示す略図である。 第７図において、ロツド状成形物１１０は、ホ
ツパー１２０内に直列に並べられて入れられ、供
給ローラー１３０によつて把持されて次々と前部
固定シリンダー１４０に供給される。この供給ロ
ーラー１３０はロツド状成形物１１０を、後述す
る強制回転シリンダー１５０のめねじ構造部にか
み込ませる為のもので、ロツド状成形物が連続体
の場合は必ずしも必要としない。 前部固定シリンダー１４０の内径はロツド状成
形物１１０の外径より大きくなければならない。
前部固定シリンダーの内部にはロツド状成形物の
回転を防止する為の突起２００が３個具備されて
いる。この突起２００がロード状成形物１１０の
ミゾ１１１に入り込むため、ロツド状成形物１１
１の回転は防止される。 次に、前部固定シリンダー１４０を通過したロ
ツド状成形物１１０は、該前部固定シリンダーの
直後で同軸に設置された回転シリンダー１５０に
達する。この回転シリンダー１５０は上下のベア
リング１６０，１７０で支えられており、該シリ
ンダーに固定されたスプロケツト１８０に連続し
たモーター（図面では省略）で強制的に回転され
る。この回転シリンダー１５０の内部は、前部固
定シリンダーの内径より小さな径のめねじ構造を
呈するが、本実施態様ではこのめねじ構造部が２
つにわけられている。すなわち、第１のめねじ構
造部（回転シリンダーの先端部側の内部）１５１
はねじ切りダイス型構造を呈している。このねじ
切りダイス型構造とは普通の金属丸棒にめねじを
切る工具と基本的に同一のものである。 第１のめねじ構造部１５１の次には、第２のめ
ねじ構造部１５２が形成されている。この第２め
ねじ構造部はねじ切りダイス型構造である必要は
なく、普通のめねじ構造であつて、めねじとして
の寸法（規格）が第１のめねじ構造部と同一であ
ればよい。 以上のようなめねじ構造を有する回転シリンダ
ー１５０にロツド状成形物が進入すると、前記固
定リンダー１４０によつて回転が防止されている
該成形物は、第１のめねじ構造部１５１、すなわ
ちねじ切りダイス型構造部の切刃によつて強制的
におねじ構造が形成されつつ、第７図の下方向に
進行し、やがて第２のめねじ構造部に達しここの
めねじ構造とロツド状成形物のおねじ構造がしつ
かりとかみあつて確実に進行する。 第７図において、回転シリンダー１５０から、
上記の如く定量的に供給されるロツド状成形物
は、該回転シリンダーの直後で同軸に設置された
後部固定シリンダー１９０に達する。この後部固
定シリンダー１９０の構造は実質的に前部固定シ
リンダーと同じでよい。 すなわち、後部固定シリンダー１９０の内部に
は前部固定シリンダー１９０の内部には前部固定
シリンダーと同様な突起２０１が具備されてお
り、回転シリンダー１５０から供給されてくるロ
ツド状成形物の回転を防止する役割を演ずる。こ
の突起２０１の形状及び位置は、実質的に同じに
すべきである。 この後部固定シリンダー１９０に具備されてい
る突起２０１はロツド状成形物が不連続体である
場合には不可欠である。何故ならば、１本のロツ
ド成形物の末端が前部固定シリンダー１４０に具
備されている突起２００を通過したとき、この成
形物の先端が後部固定シリンダーの突起２０１で
しつかりと固定されていなければ、回転シリンダ
ー１５０の回転につれて回転してしまいロツド状
成形物は全く進行しなくなつてしまうからであ
る。このことから理解されるように、ロツド状成
形物の長さは、少くとも前部シリンダーの突起２
００の後端から前部シリンダーの突起２０１の先
端までの長さより長くしておく必要がある。 後部固定シリンダー１９０を通過したロツド状
成形物は、断熱リング２２０を経て予熱ゾーンを
形成する予熱シリンダー２３０（ヒーターＨ内
臓）に導入され、第２図の板状成形物の場合と同
様に、Tp（Tg＋20℃）を満足する温度、好ま
しくは（Tg−30℃）乃至（Tg−10℃）の範囲の
予熱温度Tpに予熱される。 Tpに予熱されたロツド状成形物は次に第５図
の長さZsで示される軟化ゾーンに圧入される。 この軟化ゾーンは、図面でZsの範囲で示され
るインレツト部とオリフイス部Ｏからなり、次
の保温ゾーンZkも連結された通電加熱ノズル２
４０によつて形成されている。この通電加熱ノズ
ル２４０は、ステンレス，ニツケルクロム等から
なり図面は省略されているが、固定変圧器，可変
変圧器，電流制御装置等によつて構成された通電
装置からの端子２５０，２５１が図の如くノズル
の入口，すなわち軟化ゾーンZsの入口とノズル
の出口、すなわち保温ゾーンZkの出口に接続さ
れているため、通電によつて自由にジユール熱が
発生するようになつている。このノズルの各部に
発生する熱量はノズル壁の電気抵抗すなわちノズ
ル壁の形状によつて異るから、軟化ゾーンに圧入
されてくるPMIAをTpから所望の軟化温度Tsま
で昇温させるに必要かつ十分な熱量が発生するよ
う的確に設計すべきである。尚、軟化ゾーン内の
PMIA温度は測温体２６０によつて検出され、通
電装置にフイードバツクされる。 この通電ノズル方式の利点は、ノズル壁をうす
くし全体を保温（図面では省略）することによつ
て、PMIAの温度をTpからTsへ上げるに必要な
エネルギーのみをジユール熱でまかなえばよいこ
とである。その結果余分な熱が外部へ流れること
が少くなり予熱ゾーンと軟化ゾーンの温度をそれ
ぞれ独立にコントロールしやすくなるわけであ
る。 このような通電ノズルで形成された軟化ゾーン
でずり変動をうけつつオリフイス口から吐出され
たPMIAは、同じノズルの先端部の保温ゾーンＫ
を経て引取りローラー２６０にドラフト比２以上
で引取られ、引きつづき引取りローラー２６０，
延伸プレート２８０，保温板２８１，延伸ローラ
ー２９０で構成された延伸ゾーンに矢印方向に導
入され、Tg−20℃TdTg＋40℃の範囲の延
伸温度（Td℃）で少くとも1.5倍乾式延伸されて
１本のPMIA剛毛が成形される。 以下実施例を掲げ本発明を詳述する。 実施例 １ メタフエニレンジアミンとイソフタル酸クロリ
ドをテトラヒドロフラン／水の界面で重合して得
たポリメタフエニレンイソフタルアミドの平均粒
子径が50〓ｍの多孔質凝集粒子を素原料として採
用した。このPMIA粒子（Ｎ−メチルピロリドン
中で測定した固有粘度が1.35）を第４図の圧縮成
形装置を用いて320℃，100Kg／mm²圧で圧縮成形
し、第２図の如き板状成形物（ａ＝８mm，ｂ＝
100mm，ｃ＝100mm，空隙率（〓）＝0.1％）を多数
製造した。このPMIA粒子のガラス転位点Tgを
DSC（Differential Scannning Calorimeter）で
測定したところ、Tg＝277℃であつた。尚、この
PMIAの融点Tmは下記の方法で得られた繊維を
DSCで測定することによつてTm＝423℃である
ことを確認した。 次にこのような成形物を原料として第５図の装
置を用い、第１表の条件でPMIAの剛毛集束体を
製造した。得られたPMIA繊維の物性を測定した
結果は、第２表に示されるようにきわめて満足す
べきものであつた。

【表】

【表】 実施例 ２ 実施例１と同様な界面重合法で得られた固有粘
度1.37のポリメタフエニレンイソフタルアミド
（）とテレフタルアミド(T)の共重合体（Ｉ／Ｔ
共重合モル比＝97／６）の平均粒子径が70〓の多
孔質凝集粒子を素原料に用い、実施例１と同様の
板状成形物（ａ＝８mm，ｂ＝100mm，ｃ＝100mm，
空隙率（〓）＝0.3％）を多数製造した。 このPMIA粒子のガラス転移点をDSCで測定し
たところTg＝273℃であつた。尚、このPMIAの
融点Tmは下記の方法で得られた延伸前の繊維を
DSCで測定することによつてTm＝420℃である
ことを確認した。 次にこのような成形物を原料として第５図の装
置を用い、第３表の条件でPMIA繊維の延伸糸を
製造した。 得られた繊維の物性を測定した結果は、第４表
の通りであり、本発明の目的を充分満足するもの
であつた。

【表】

【表】 この繊維の集束体を40mmの長さに切つてブラシ
素材にして第８図の如きチヤンネルブラシを作成
し、ポリエステルステープルフアイバー製造工程
における延伸熱セツトローラー（表面温度240℃）
にセツトして毛羽取りブラシとして使用した。そ
の結果、本ブラシは全く折れることなく６ケ月間
の連続使用に耐え、十分な毛羽取り効果を保持し
た。 実施例 ３ 実施例２と同一の板状成形物を用い、第５図の
装置によつて第５表の条件でPMIA繊維の延伸糸
を製造した。 得られた繊維の物性を測定した結果は、第６表
の通りであつた。

【表】

【表】 得られた剛毛の集束体を４分繊して、撚りをか
けて1250de−25filのフイラメント糸を製造した。
このフイラメントはキヤンバス等の耐熱織物素材
や防災カーペツト等のパイル基材等に応用され
た。 実施例 ４ 実施例１と同じPMIAを用い、第３図の如きロ
ツド状成形物（直径Ｄ＝10mm，長さ100mm，空隙
率（〓）＝0.05％）を多数圧縮成形した。 次にこの成形物を原料として第７図の装置を用
い、第７表の条件でPMIAのモノフイラメントを
製造した。 得られたモノフイラメントの物性は第８表に示
されるようにきわめて満足すべきものであつた。

【表】

【表】 実施例 ５ 実施例４と同じロツド状成形物を用い、同じ装
置を用いてPMIAのモノフイラメントを製造し
た。 製造条件及び得られたモノフイラメントの物性
を第９表及び第10表に示す。

【表】

【表】 このモノフイラメントの円係数（モノフイラメ
ントの断面積をその断面の外接円で割つた値）は
0.98以上でありり、きわめて真円度が高い上に
PMIAの自己潤骨性もあつて、各種小型機械部品
に応用された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全芳香族ポリアミド剛毛
（PMIA剛毛）の定荷重下における最大如熱収縮
率(S)を求める為に熱機械分析装置TMAで測定し
た長さ一温度曲線である。第２図は、本発明の
PMIA剛毛を製造する時に中間原料として使用す
るPMIA成形物の１例である板状成形物である。
第３図は、同じくPMIA成形物の１例でロツド状
成形物である。第４図は、第２図の板状成形物を
製造するための圧縮成形機の１例を示す略図であ
る。第５図は、第２図のPMIA板状成形物を用い
て、本発明のPMIA剛毛を製造する為の装置の略
図である。第６図は、第５図の装置の軟化ゾーン
近傍の拡大図である。第７図は、第３図のロツド
状成形物を用いて本発明のPMIA剛毛を製造する
為の装置の略図である。第８図は、実施例２で製
造したPMIA剛毛をブラシ基材に作したチヤンネ
ルブラシの略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 全繰返し単位の85モル％以上がメタフエニレ
   ンイソフタルアミド単位である全芳香族ポリアミ
   ドを主成分とする成形物を、予熱ゾーン、軟化ゾ
   ーン、保温ゾーンおよび延伸ゾーンよりなる紡糸
   工程に連続的に供給して、平均繊度が20〜
   20000deであり、断面変動係数（CV）が0.05以下
   であり、該全芳香族ポリアミドは非プロトン系極
   性溶剤を実質的に含有せず、且つ定荷重下の最大
   熱収縮率(S)が少くとも20％である全芳香族ポリア
   ミド剛毛を得るために、下記(a)〜(g)の条件を満足
   することを特徴とする全芳香族ポリアミド剛毛の
   製造方法。 (a) 該成形物は、空隙率（〓％）が５％以下であ
   り且つ少くとも一方向が一様な断面を有する形
   状を有したものであり、 (b) 該成形物を、該成形物の定められた一様な断
   面の垂直方向に実質的に形態を保持したまま移
   動し得る通路を有する予熱ゾーンに強制的に押
   込み、 (c) 該予熱ゾーンにおいては、該成形物を、全芳
   香族ポリアミドのガラス転移点（Tg℃）より
   20℃高い温度（Tg＋20℃）を越えない予熱温
   度（Tp℃）まで漸次予熱しつつ予熱ゾーンの
   末端部まで移動させ、 (d) 次いで、予熱された該成形物を、少くとも末
   端部がオリフイスで構成された細化通路を有す
   る少くとも３mmの長さの軟化ゾーンに圧入さ
   せ、 (e) 該軟化ゾーンにおいては、予熱温度（Tp℃）
   の成形物を、下記式を満足する軟化温度（Ts
   ℃）に至るまで該細化通路内で急速加熱して、
   該オリフイスから保温ゾーンへ吐出させ、 （Tg＋40℃）≦Ts≦（Tm−20℃） ただし、Tm全芳香族ポリアミド成形物の融
   点である。 (f) 該保温ゾーンにおいては、該オリフイスの吐
   出口近傍温度（Tk℃）を Tg≦Tk≦（Tm−20℃） を満足する範囲に維持しつつ、吐出させた全芳
   香族ポリアミドを、少くとも２のドラフト比で
   引取り、且つ (g) 該延伸ゾーンにおいては、下記式を満足する
   延伸温度（Td℃）で少なくとも1.5倍乾式延伸
   する。 （Tg−20℃）≦Td≦（Tg＋40℃）