JPH0827622A - ポリベンザゾールモノフィラメントおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量な高弾性率線材及びその製造方法を提供
すること。 【構成】 断面積が０．０２５ｍｍ² 相当以上で、弾性
率が１００ＧＰａ相当以上のポリベンザゾール線材。お
よびこれらを成形する方法として、溶融したポリマー溶
液から得られたフィラメントを十分に冷却した後、適量
な歪み条件下で脱溶媒をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高い熱安定性を有する
軽量な高弾性率線材に有用なポリベンザゾールモノフィ
ラメントに関するものである。ポリベンザゾール線材
は、ネット、スクリーン、ブラシ、ガット、テンション
メンバー、ゴム補強材、その他一般の産業資材として用
いることができる。

【０００２】

【従来の技術】ライオトロピック液晶性のポリベンズオ
キサゾールとポリベンズチアゾールポリマーは熱可塑性
を示めさない。これらは、特表63-500529 号公報に示さ
れたようなドライ・ジェット・ウェット・スピニング法
により繊維化される。すなわち、ポリベンザゾールポリ
マーと酸溶媒を含むドープを紡糸口金より押し出し、エ
アギャップで引き伸ばし、溶媒を希釈し、ポリマーを溶
解させない非溶媒と接触させることによって凝固する方
法による。

【０００３】しかしながら、これまではポリベンザゾー
ル繊維の高強力・高弾性率化を念頭に研究が進められて
きた為に、ポリベンザゾール線材の性能や製造方法につ
いては試みられることがなかった。そのため、単糸繊度
で高々１０ｄｐｆ以下の繊維製造に関する技術はあった
が、線材として十分な曲げ硬さや、耐磨耗性を発揮でき
る１５ｄｐｆ以上で良好な繊維形態と力学特性を有する
ポリベンザゾール繊維については知られていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた機械
特性を有するポリベンザゾールモノフィラメント及びこ
れらを製造する方法を提供せんとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、単糸繊
度が１５ｄｐｆ以上、初期弾性率が７００ｇ／ｄ以上で
あることを特徴とするポリベンザゾールモノフィラメン
ト。及びそれらを、酸溶媒とポリベンザゾールポリマー
からなるドープから単糸デニールが１５ｄｐｆ以上のポ
リベンザゾールモノフィラメントの製造方法において、
次の工程から成ることを特徴とするポリベンザゾールモ
ノフィラメントの製造方法。 （１）ポリマー濃度７ｗｔ％以上のドープを口金より押
し出しドープフィラメントを形成し、 （２）このドープフィラメントを非凝固性流体中もしく
は冷却固体に接触させてドープの固化温度以下に冷却
し、次いで （３）該フィラメントをおよそ０．１５％以上の引き伸
ばしを与えつつ大部分の酸溶媒を除去し、その後乾燥す
る。 （４）洗浄したフィメントを乾燥させる。 である。

【０００６】本発明のポリベンザゾールポリマーとはラ
イオトロピック液晶性ポリベンザゾールポリマー、すな
わちポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾールも
しくはこれらの共重合ポリマーを含む紡糸原液を使用す
る。ここで使用するポリベンザゾールポリマーとは、Wo
lfe らの「Liquid Crystalline Polymer Compositions,
Process and Products」U.S.Patent 4,703,103(October
27,1987) ；Wolfe らの「Liquid Crystalline Polymer
Compositions,Process and Products」U.S.Patent 4,5
33,692(August 6,1985) ；Wolfe らの「Liquid Crystal
line Poly(2,6-Benzothiazole) Compositions,Process
and Products」U.S.Patent 4,533,724(August 6,1985)
；Wolfe らの「Liquid Crystalline Polymer Composit
ions,Process and Products」U.S.Patent 4,533,693(Au
gust 6,1985) ；Evers 「Thermoxdatively Stable Arti
culated p-Benzobisoxazole p-Benzobisthiazole Polym
ers」U.S.Patent 4,359,567(November 16,1982)；Tsai
らの「Method for Making Heterocyclic Block Copolym
er Compositions,Process and Products」U.S.Patent4,
578,432(March 25,1986) ；11 Ency.Poly.Sci.& Eng.,
「Polybenzothiazolesand Polybenzoxazoles 」,601(J.
Wiley & Sons 1988) and W.W.Adams ら「TheMaterials
Science and Engineering of Rigid-Rod Polymers」(Ma
terials Research Society 1989) に記載されているよ
うなＰＢＯ、ＰＢＴおよびＰＢＯ、ＰＢＴのランダム、
シーケンシャル、ブロック共重合ポリマー。

【０００７】ポリマーは化学構造式1(a)に代表されるよ
うなＡＢ型 かつ／または 化学構造式1(b)に代表され
るようなＡＡ／ＢＢ型単位であってもよい。

【０００８】

【化１】

【０００９】ここに、各々のＡｒはライオトロピック液
晶ポリマー（すなわち”臨界濃度点以上で液晶ドメイン
を形成する）ポリベンザゾールポリマーから選ばれた芳
香属基を表わす。芳香属基はピリジニレン基のようなヘ
テロ環であってもよい、但し炭素で環を形成している事
が好ましい。芳香属基は縮合した多環基環若しくは縮合
していない多環基であってもよい、但し１つの６員環が
好ましい。大きさは制約はないが、芳香属基は１８個以
下の炭素原子を含む事が好ましく、より好ましくは１２
個以下の炭素原子を含む事が好ましく、さらに好ましく
は６個以下の炭素原子を含む事が好ましい。ＡＡ／ＢＢ
型単位のＡr1は1,2,4,5-フェニレン構造もしくはその類
似体である事が好ましい。ＡＢ型単位のＡr は1,3,4-フ
ェニレン構造もしくはその類似体である事が好ましい。
各々のＺは互いが無関係に酸素原子もしくは硫黄原子で
ある。各々のＤＭは互いが無関係に直接結合もしくはラ
イオトロピック液晶ポリマーとなるポリベンザゾールの
中から選ばれた２価の有機構造である。２価の構造単位
としては、前述の芳香属基（Ａr ）が好ましい。特に、
1,4-フェニレン構造もしくはその類似体が好適である。
各々のアゾール環の窒素原子とＺ構造は隣接する芳香属
基の炭素原子と結合して、５員アゾール環と芳香属基が
縮合した形になっている。ＡＡ／ＢＢ型単位のアゾール
環は、引用文献中の11 Ency.Poly.Sci.& Eng.,「Polybe
nzothiazoles and Polybenzoxazoles 」,601(J.Wiley &
Sons 1988) に図示されているシス型もしくはトランス
型の何れであってもよい。

【００１０】ポリマーはＡＢ−ＰＢＺ繰り返し単位もし
くはＡＡ／ＢＢ−ＰＢＺ繰り返し単位で構成される事が
好ましく更に好ましくは本質的にＡＡ／ＢＢ−ＰＢＺ繰
り返し単位で構成される事が好ましい。ポリマー中のア
ゾール環はＺが酸素原子であるオキサゾール環である事
が好ましい。

【００１１】本発明で用いる繰り返し単位は構造式２
(a)-(h) に示したものが好ましい。より好ましくは構造
式２(a)-(f) に示したものが良く、更に好ましくは構造
式２(a)-(d) に示したものが好適である。

【００１２】

【化２】

【００１３】

【化３】

【００１４】各々のポリマーは少なくとも平均でおよそ
２５以上の繰り返し単位を有する事が好ましい、より好
ましくは少なくともおよそ５０以上の繰り返し単位を有
する事が好ましく、更に好ましくは少なくともおよそ１
００以上の繰り返し単位を有する事が好ましい。ＡＡ／
ＢＢ−ＰＢＺ剛直鎖の極限粘度数は、２５℃メタンスル
フォン酸の測定で、少なくともおよそ１０dl/g以上であ
る事が好ましい、より好ましくは少なくともおよそ１５
dl/g以上である事が好ましく、更に好ましくは少なくと
もおよそ２０dl/g以上である事が好ましい。ある用途に
対しては極限粘度数は、少なくともおよそ２５もしくは
３０dl/gであることが最適である。極限粘度数は、６０
dl/gであってもよいが、４０dl/gである事が好ましい。
半剛直なＡＢ−ＰＢＺポリマーの極限粘度数は、少なく
ともおよそ５dl/g以上である事が好ましい、より好まし
くは少なくともおよそ１０dl/g以上である事が好まし
く、更に好ましくは少なくともおよそ１５dl/g以上であ
る事が好ましい。

【００１５】このポリマーあるいはコポリマーは溶媒に
溶解し溶液若しくはドープとする。ポリベンツオキサゾ
ールとポリベンゾチアゾールはクレゾールに解けるが、
溶解可能な酸を溶媒として用いることが好ましい。酸は
非酸化性がよい。好ましい溶媒の例として、ポリ燐酸、
メタンスルフォン酸、硫酸およびこれらの混合物が挙げ
られる。酸は、ポリ燐酸およびまたはメタンスルフォン
酸がより好ましく。更に好ましくはポリ燐酸がよい。

【００１６】ドープはドープの液晶ドメインを形成する
のに十分な濃度のポリマーを含む必要がある。ポリマー
濃度は少なくともおよそ７重量パーセント以上である事
が好ましい、より好ましくは少なくともおよそ１０重量
パーセント以上である事が好ましく、更により好ましく
は少なくともおよそ１４重量パーセント以上が好適であ
る。最大ポリマー濃度は主として、ポリマーの溶解性や
ドープ粘度といった実施可能性の制約を受ける。ポリマ
ー濃度３０重量パーセントのドープを用いることはほと
んどなく、通常は２０重量パーセント以下のドープを使
用する。

【００１７】本発明に適したポリマーもしくはコポリマ
ーおよびドープは次のような公知の手法で合成される。
合成手法としては、Wolfe らのU.S.Patent 4,533,693(A
ugust 6,1985) ；SybertらのU.S.Patent 4,772,678(Sep
tember 20,1988) ；HarrisのU.S.Patent 4,847,350(Jul
y 11,1989)；Gregory のU.S.Patent 5,089,591(Februar
y 18,1992)；Ledbetter らの”An Integrated Laborato
ry Process for Preparing Rigid Rod Fibers from Mon
omaers" 「The Materials Science and Engineering o
f Rigid-Rod Polymers」の253-64頁(Materials Researc
h Society 1989) に記載されている。要するに、適正な
ＡＡ型とＢＢ型あるいはＡＢ型のモノマーを酸化性がな
く脱水性の酸溶媒中で非酸素雰囲気下で、勢い良く高せ
ん断速度で撹はんさせながら、温度は１２０℃以下から
少なくともおよそ１９０℃迄ステップワイズもしくはラ
ンプ制御で昇温させながら反応させる。ＡＡ型モノマー
の例としてテレフタル酸およびこれらの類似体が挙げら
れる。ＢＢ型モノマーの例として、主に酸の塩として保
管される4,6-ジアミノレゾルシノール、2,5-ジアミノヒ
ドロキノン、2,5-ジアミノ-1,4- ジチオベンゼンおよび
これらの類似体が挙げられる。ＡＢ型モノマーの例とし
て主に酸の塩として保管される3-アミノ-4-ヒドロキシ
ベンゾイックアシド、3-ヒドロキシ-4- アミノベンゾイ
ックアシド、3-アミノ-4- トリベンゾイックアシド、3-
チオ-4- アミノベンゾイックアシドおよびこれらの類似
体が挙げられる。

【００１８】本発明はライオトロピック液晶性ポリベン
ザゾールポリマー溶液を用いるが溶液調整の段階あるい
は凝固段階で第３成分を加えることができる、第３成分
として金属・セラミックス等の無機粒子及びフィラーあ
るいはポリアミド、エポキシその他の樹脂、染料等を用
いることができる。ポリベンザゾール線材は、優れた機
械特性を発揮するためにその重量の９０％以上がポリベ
ンザゾールであることが望ましい。ポリベンザゾールポ
リマー中に残留溶媒やこれらの塩が少量含まれることが
ある。これらの量は重量比で５％以下が好ましい、製造
工程で十分な抽出を行うことで１％以下にする事ができ
るが、生産性の観点から３％程度以下にすることで十分
である。残留溶媒は主に酸が用いられるが、乾燥工程に
導く前に中和処理を施すことが好ましい。中和処理は、
カリゥム、ナトリュウム等のアルカリ金属やアルカリ土
類金属のイオンを含むアルカリ性溶液或はアンモニア水
溶液等と接触させた後過剰なアルカリを水洗する事で実
施することができる。

【００１９】線材の断面積は０．００２５ｍｍ² 以上で
あることが十分な単繊維強力・引張抵抗を発揮する上で
好ましい。とりわけ、曲げ硬さを向上させるうえで重用
である。単繊維の曲げ硬さを向上させることで多数の繊
維を撚り合わせることなくプラスチックやゴムの補強材
として好適な形状を保つことができるようになる。本発
明の線材の断面形状は真円であっても楕円や多角形であ
ってもよい。ポリベンザゾール線材は容易に切断出来な
い為に断面積を正確に求めることが難しいので、線密度
（デニール）で断面積を代表させることにする。ポリベ
ンザゾール線材の密度は、１．５５ｇ／ｃｍ² であり、
これから計算される断面積０．００２５ｍｍ² の線密度
は１５デニールである。線材の線密度を大きくすればす
るほど用途が広がるが、極めて太いポリベンザゾール線
材では、凝固工程での分子配向の乱れが大きくなり弾性
率が低下する傾向を示す。十分な弾性率を発揮するには
２０００デニール以下が好ましく、より好ましくは５０
０デニール以下、さらに好ましくは１５０デニール以下
が良い。

【００２０】ポリベンザゾール線材の弾性率はより高い
ものが望まれるが高強度スチールで得られる２００ＧＰ
ａを越えるものは単繊維が１５デニール以上では困難で
ある。しかしながらポリベンザゾール線材の比重はスチ
ールの比重に対して５分の１以下であるので１００ＧＰ
ａ（およそ７００ｇ／ｄ）であっても、重量当たり２倍
以上の補強効果がえられる。従って、７００ｇ／ｄ以
上、より好ましくは１０００ｇ／ｄ以上、最も好ましく
は１４００ｇ／ｄ以上の線材を提供することは、線材お
よびこれを用いた複合材料の軽量化を実施するうえで極
めて重用である。

【００２１】ポリベンザゾール線材の代表的な製造工程
は以下の通りである。

【００２２】ドープを口金より押し出しドープ・フィラ
メントを形成する。この際、口金の開口面積は、線材の
引取速度とドープの吐出線速度との比がおよそ８対１か
らおよそ７０対１になるように選定する。このドープを
形成する際の延伸比がおよそ８より小さいとドープフィ
ラメントの分子配向が不十分になり、線材の弾性率が低
下してしまう。またおよそ７０より大きくなると伸長流
動不安定現象が起こり易くなり完成した線材の直径変動
が顕著になることがある。ドープ・フィラメントを形成
する際の好ましい延伸比はおよそ１２から４０である。
口金からドープを吐出する温度は、口金内の流動安定性
および伸長流動において発生する張力に影響が現れる。
最適な温度はドープのポリマー濃度、ポリベンザゾール
の重合度により大きく左右される。好ましいドープの吐
出温度は、例えば１３０℃から１８０℃である。

【００２３】ドープ・フィラメントを非凝固性流体中も
しくは冷却固体に接触させてドープの固化温度以下に冷
却した後に溶媒を抽出する凝固工程に導く。ドープの固
化温度とは溶媒の種類に依存するが、ポリ燐酸溶媒の場
合およそ８５℃である。ドープが十分に冷却される前に
凝固を開始すると凝固が急激に進むために延伸で進んだ
分子配向が大きく乱れてしまう。これは、ドープの大部
分を占める溶媒分子の緩和に起因してポリベンザゾール
ポリマーの著しい緩和が起きてしまうためであると考え
られる。ドープフィラメントの冷却には常温の空気・液
体或は気体の窒素もしくは冷却固体（ロール、ピン等）
が用いられる。冷却固体の温度は結露しない範囲ででき
るだけ低温にする事が好ましく、ドープとの摩擦を減ら
す目的でテフロン等の非粘着性の材料でコートする事が
好ましい。特に１００デニール以上の太い線材を造る場
合には気流冷却と固体による熱伝導冷却を併用すること
が好ましい。

【００２４】凝固液はドープ中の溶媒を洗い出すことが
できる有機溶媒もしくは水が好ましいが分子量の大きな
ものは、繊維中に入ってドープ溶媒を運び出さないので
洗浄の効率が悪い。凝固液の濃度及び温度は線材の機械
特性に影響を与えるが、常温の水も用いることができ
る。しかしながらドープ中の大部分を占める溶媒がフィ
ラメントから抜け出す際にポリベンザゾール分子鎖の配
向に乱れが生じる。これを回復させる手段として凝固段
階でおよそ０．１５％以上およそ３％以下の引き伸ばし
を与える方法を発明した。ここにある凝固段階とは、フ
ィラメント中の残留溶媒量がポリベンザゾールポリマー
に対して、およそ３．０％からおよそ３０％であり、フ
ィラメント内に５％以上の凝固液が浸透した段階をあら
わす。即ち、フィラメントの表面だけが凝固した段階で
ストレッチを開始した場合には凝固が進行した表層だけ
に応力集中が起き内外層差ができて好ましくない。また
溶媒が殆ど存在しなくなるまで凝固を進めた後でストレ
ッチを与えると、凝固時の配向緩和が一部不可逆的であ
るためにストレッチの効果が低減すると考えられる。凝
固段階での引き伸ばしがおよそ０．１５％に満たない場
合には凝固時の配向乱れからの回復が不十分である。お
よそ３％以上引き伸ばした場合にはフィラメント内部の
欠陥を大きく成長させてしまい、製造工程での破断に到
らない場合でも線材の強度が低下する。また、ストレッ
チは１度に与えてもよいが複数回に分けて行ってもよ
い。この場合のストレッチ量は乾燥前と凝固開始時との
速度比で定義する。

【００２５】洗浄工程で溶媒および残留塩を十分に取り
除くには長い時間を要する。そこで製造設備の負担を低
減するために、残留溶媒量がおよそ５％以下の線材をバ
ッチ式で後水洗することも可能である。ただし線材の工
程張力をコントロールした状態で出来る限りフィラメン
ト中の残留物を減らすことが好ましい。

【００２６】洗浄された繊維は公知の方法により乾燥さ
せる。乾燥の方法としては加熱炉を通すあるいは過熱蒸
気を用いるあるいは減圧下にさらす方法高周波を用いる
方法等が利用できる。乾燥は繊維へのダメージを避ける
ために３００℃以下の温度で行う事が望ましい。本発明
ではこれらの方法を合わせて用いることができる。乾燥
工程は無張力下で行ってもよいが、より高い弾性率を得
る為には張力を与えて緊張下で乾燥させる事が好まし
い。およそ３００℃以下の乾燥条件では５ｇ／ｄ程度の
張力を与えることができる。また、同じ張力を与えても
高い温度で乾燥させるほど線材の弾性率は高くなる。乾
燥工程で張力を与える方法としてはスプリングで広がる
様に造られたスプールに巻き付けてオーブンで処理する
方法、オンライン工程の歪み率を設定する方法等が利用
できる。

【００２７】本発明では必要に応じて熱処理を行うこと
ができる。例えば、良く知られた加熱炉の中を張力下で
通過させるポリベンザゾールの熱処理手法がある。Chen
evy,のU.S.Patent4,554,119(November 19,1985) の例に
見られる手法を合わせて用いることができる。熱処理に
より線材の弾性率は飛躍的に向上させることができる。
熱処理の効果はこればかりでなく、繊維構造がより緻密
になり線材の平衡水分率が低くなる等の利点がある。熱
処理に必要な張力は２ｇ／ｄから１０ｇ／ｄが適当であ
るが、これらは熱処理炉の温度および変形速度に依存す
る。弾性率を飛躍的に向上させるのに必要な熱処理にお
ける好適な引き伸ばし率は０．６％から８％であり、よ
り好ましくは１．２％から５％の引き伸ばしを実施す
る。

【００２８】本発明で得られる線材の平均の引っ張り強
度は少なくともおよそ１０ｇ／ｄ以上が好ましく、より
好ましくはおよそ１５ｇ／ｄ以上、最も好ましくはおよ
そ２５ｇ／ｄ以上が良い。強力を高めるには、凝固条
件、乾燥条件、熱処理条件を最適化する必要がある。最
も強力に寄与するのはポリマーの分子量である。高い強
力を必要とする場合極限粘度数で２５ｄｌ／ｇ以上、さ
らに高い強力を必要とする場合３０ｄｌ／ｇ以上、より
高い強力が望まれる場合には３５ｄｌ／ｇ以上のポリマ
ーを利用することができる。

【００２９】ポリベンザゾール線材は、用途に応じてそ
の表面特性を改善する事が望まれる。ポリベンザゾール
線材は用途に応じて、耐候性を上げるための紫外線吸収
剤の付与、電子線照射その他の物理改質により、接着
性、表面張力、色調を改善する。或は、セラミックス塗
布による硬度・耐磨耗性の向上、エラストマー塗布によ
る表層の弾性化等の表面改質を実施することができる。

【００３０】ポリベンザゾール線材の断面形状は、真
円、アスペクト比が１０以下の楕円或は矩形が好まし
い。さらに、多条溝、５角から８角の多角形のような任
意の形態をとってもよいが、容易に裂けてしまわない形
状が好ましい。また、製造された線材は実質的に曲率が
小さくなっていることが好ましい。

【００３１】

【実施例】以下の実施例は説明だけの目的であり、これ
らにより本発明の明細書および特許請求の範囲の何れに
対しても制約を与えるものではない。特に断りがない場
合には分量およびパーセンテージはすべて重量で示す。
ポリベンザゾールの極限粘度数は３０℃のメタンスルフ
ォン酸溶液に対して求めた。

【００３２】実施例１−５及び比較例１ 極限粘度数２８ｄｌ／ｇのシス−ポリベンツオキサゾー
ルの１４．７重量％を溶かしたポリ燐酸（五酸化二燐重
量％８４．３）溶液を、２軸押し出し機中で１７０℃で
混合・脱気する。ドープは１孔から１０孔の表−１の孔
径の紡糸口金より、１６０℃で押し出され、長さ５０ｃ
ｍ２０℃のクエンチゾーンに続き、冷水により３０℃に
保たれた直径２１ｃｍの２本の冷却ロールに通した後、
１ｍの凝固槽を通し、直径５０ｃｍの７連ロールに導い
た。７連ロールは表面速度が順に速くなるように駆動さ
れ、フィラメントが通る部分には水洗液をスプレーノズ
ルより吹き付けて水洗を行った。入口より第１番目のロ
ーラー速度は冷却ロール速度（紡速）に対して０．２％
速く、第７番目のロールは冷却ロール速度に対して１．
４％速くなるように設定した。線材は流水中に振り落と
され２日から７日間洗浄された後、１２０℃のオーブン
で乾燥させてから巻き取る。さらに、５９０℃の電気炉
で緊張熱処理を実施した。

【００３３】

【表１】

【００３４】表−１に示すように、熱処理後の弾性率を
見ると、極めて太い線材においては本発明の要件である
７００ｇ／ｄに到達できない。

【００３５】実施例６，７及び比較例２ 極限粘度数２６ｄｌ／ｇのシス−ポリベンツオキサゾー
ルの１４．７重量％を溶かしたポリ燐酸（五酸化二燐重
量％８４．３）溶液を、２軸押し出し機中で１７０℃で
混合・脱気する。ドープは１０孔の孔径０．６ｍｍの紡
糸口金より、１５５℃で押し出される。長さ５０ｃｍ２
０℃のクエンチゾーンに続き、冷水により３０℃に保た
れた速度１５０ｍ／分で回転する１対の冷却ロールに通
した後、１ｍの凝固槽を通し、直径５０ｃｍの７連ロー
ルに導いた。７連ロールは表面速度が順に速くなるよう
に駆動され、フィラメントが通る部分には水洗液をスプ
レーノズルより吹き付けて水洗を行った。入口より第１
番目のローラー速度は冷却ロール速度に対して０．２％
速く、第７番目のロールは冷却ロール速度に対して１．
４％速くなるように設定した。線材は流水中に振り落と
され２日間洗浄された後、１２０℃のオーブンで乾燥さ
せてから巻き取った（実施例６）。クエンチを通した後
冷却ロールを介さず凝固槽に直接ドープフィラメントを
通した（実施例７）実験及び、クエンチを用いずに凝固
槽に直接ドープフィラメントを通した（比較例２）以外
は全く同じ凝固・水洗・乾燥工程を経た実験を行った。
上記の３つの実験で凝固槽に入る直前のフィラメント温
度をインフラメトリックス社製のIR THERMAL IMAGING R
ADIOMETER Model 760 を用いて計測した。ドープフィラ
メントの放射率は０．７８を用いた。

【００３６】

【表２】

【００３７】表−２に示すように、凝固槽に入るドープ
フィラメント温度がドープの固化温度よりも高い場合に
は弾性率ばかりでなく強度も著しく低下する。尚、ドー
プの固化温度はおよそ８５℃である。

【００３８】実施例８−１０及び比較例３ 極限粘度数３０ｄｌ／ｇのシス−ポリベンツオキサゾー
ルの１４．７重量％を溶かしたポリ燐酸（五酸化二燐重
量％８４．３）溶液を、２軸押し出し機中で１７０℃で
混合・脱気する。ドープは１０孔の孔径０．６ｍｍの紡
糸口金より、１７５℃で押し出される。長さ５０ｃｍ２
０℃のクエンチゾーンに続き、冷水により３０℃に保た
れた直径２１ｃｍの２本の冷却ロール（速度１５０ｍ／
分）に通した後、１ｍの凝固槽を通し、直径５０ｃｍの
７連ロールに導いた。７連ロールは表面速度が順に速く
なるように駆動され、フィラメントが通る部分には水洗
液をスプレーノズルより吹き付けて水洗を行った。入口
より第１番目のローラー速度は冷却ロール速度に対して
０．１％速く設定した。第７番目のロールが冷却ロール
速度に対して表−３に示した引き伸ばし率に相当するよ
うに速くなるように、個々のロールの速度を設定した。
線材は流水中に振り落とされ２日間洗浄された後、１２
０℃のオーブンで乾燥させてから巻き取った。

【００３９】

【表３】

【００４０】引き伸ばし率が０．１％（７連ロール間の
速度が一定）では線材の弾性率が低下してしまう。

【００４１】

【発明の効果】本発明により従来高強度スチール等しか
用いることができなかった高度な寸法安定性が要求され
る用途での軽量化が可能となる。また、タイヤその他の
複合材料においても軽量で形態安定性に優れた補強材を
提供する事ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における製造工程の概略図。

【符号の説明】

１：紡糸口金、２：ドープフィラメント、３：クエンチ
装置、４：冷却ロール、５：凝固槽、６：水洗ロール、
７：水洗用スプレーノズル、８：振り落とし装置、９：
水洗槽である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単糸繊度が１５ｄｐｆ以上、初期弾性率
   が７００ｇ／ｄ以上であることを特徴とするポリベンザ
   ゾールモノフィラメント。
2. 【請求項２】 酸溶媒とポリベンザゾールポリマーから
   なるドープから単糸デニールが１５ｄｐｆ以上のポリベ
   ンザゾールモノフィラメントを製造する方法において、
   次の工程から成ることを特徴とするポリベンザゾールモ
   ノフィラメントの製造方法。 （１）ポリマー濃度７ｗｔ％以上のドープを口金より押
   し出しドープフィラメンを形成し、 （２）このドープフィラメントを非凝固性流体中もしく
   は冷却固体に接触させてドープの固化温度以下に冷却
   し、次いで （３）該フィラメントをおよそ０．１５％以上の引き伸
   ばしを与えつつ大部分の酸溶媒を除去し、その後乾燥す
   る。 （４）洗浄したフィメントを乾燥させる。