JPS6042287B2 - スプリツトフアイバ−の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスプリットファイバーの製造法に関する。

更に詳しくは高ヤング率のポリエステル系スプリットフ
ァイバーを経済的に製造する方法に関する。〔従来技術
〕 従来より、合成重合体、たとえばポリエチレンテレフタ
レートャナイロンー６、ナイロンー６、６などのフィル
ムからスプリットファイバーを製造する方法はよく知ら
れている（例えば特公昭４９−６７７１号公報参照）。

しかし、これらの合成重合体のフィルムは割繊すること
が困難であり、そのため、たとえばａ）高延伸フィルム
を形成してから割繊する、ｂ）室温以下たとえば−２０
℃といつた低温で割繊する、ｃ）他の合成重合体とのブ
レンド物を用いてフィラメント又はフィルムを形成し次
いで割繊するなど、特別の操作を行う必要があるばかり
でなく、得られたスプリットファイバーのヤング率が低
く、したがつてその用途が制限されるという欠点があつ
た。〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者らは高ヤング率を有するスプリットファイバー
を効率的に製造する方法について研究を重ねた結果、本
発明に到達したものである。

即ち、本発明の目的は成形及び割繊工程のみで従来のも
のに比べ格段に高ヤング率のスプリットファイバーを製
造する方法を提供することにある。〔発明の構成〕本発
明は、異方性溶融物を形成する性質をもつポリエステル
を主成分とする溶融物をドラフト率１以上でフィラメン
ト又はフィルム状に成形して得られた未延伸のポリエス
テル成形物を割繊することを特徴とする、ヤング率２０
００に９／一以上のスプリットファイバー製造法である
。

本発明において官う異方性溶融物を形成する性質をもつ
ポリエステルとは、溶融状態にあるポリマーが９００に
交差した偏光子を備える光学系にお’いて偏光を通過さ
せる性質をもつポリエステルを云う。

かかるポリエステルとしては、次のようなものがあげら
れる。

〔Ａ〕 テレフタル酸９ジフェニルエーテル−４、４’
−ジカルボン酸、ジフエニルー４、４’−ジカルボン酸
、ジフエノオキシエタンー４、４″ジカルボン酸，ナフ
タレンー２，６−ジカルボン酸，シクロヘキサンー１，
４−ジカルボン酸等の如き対称芳香族ジカルボン酸又は
対称脂環族ジカルボン酸：メチルテレフタル酸，メトオ
キシテレフタル酸，クロルテレフタル酸，ブロムテレフ
タル酸，ジフェニルエ−テルー２，２−ジメチルー４，
４″−ジカルボン酸，ジフエノオキシエタンー２，２″
ージクロルー４，４″ージカルボン酸，シクロヘキサン
ー１−メチルー１，４−ジカルボン酸等の如き前記対称
芳香族ジカルボン酸又は脂環族ジカルボン酸の低級アル
キル，低級アルコキシもしくはハロゲン置換体などを主
たる酸成分とし、ハイドロキシン，４，４″−ジオキシ
ジフェニル，４，４″−ジオキシジフェニルエーテル，
２，６−ジオキシナフタレン，２，７−ジオキシナフタ
レン，４，４″ージオキシジフェノキシエタン等の如き
対称ジオキシ芳香族化合物；クロルハイドロキノン，ブ
ロムハイドロキノン，メチルハイドロキノン，エチルハ
イドロキノ２ン，２，２″−ジメチルー４，４″−ジオ
キシジフェニル，３，３″−ジメトオキシー４，４゛−
ジオキシジフェニルエーテル，２，２″ジクロルー４，
４″ージオキシジフェノキシエタン等の如き前記対称ジ
オキシ芳香族化合物の低級アルキ２ル，低級アルコキシ
もしくはハロゲン置換体などを主たるジオール成分とす
るホモポリエステル又はコポリエステル（以下ポリエス
テルＡとする）。

〔Ｂ〕ｐ−オキシ安息香酸，４−オキシジフエ３二ルー
４″一カルボン酸，３−クロルー４−オキシ安息香酸，
３−メトオキシー４−オキシ安息香酸，２−メチルー４
−オキシ安息香酸，２ークロルー４−オキシジフェニル
ー４″一カルボン酸等の如き芳香族オキシカルボン酸及
び／又は３これらの低級アルキル，低級アルコキシもし
くはハロゲン置換体を共重合成分としては含むコポリエ
ステル（以下ポリエステルＢとする）。ここでポリエス
テルＡ及びＢの製造に用いることのできる酸成分として
は、前記芳香族ジカ４′ルボン酸及び脂環族ジカルボン
酸のほかにイソフタル酸，ジフェニルエ−テルー３，３
″−ジカルボン酸，ジフェニルー３，４′−ジカルボン
酸，ジフエノキシエタンー３，３″−ジカルボン酸，ナ
フタレンー１，６−ジカルボン酸，ｍ−オキシ安息香酸
，，シクロヘキサンー１，３−ジカルボン酸，５−メチ
ルイソフタル酸，５−クロルイソフタル酸，４−メチル
イソフタル酸，５一第３級ブチルイソフタル酸，ジフェ
ニルエ−テルー４，４ージクロルー３，３″−ジカルボ
ン酸，ジフェニルー３，４′−ジメチルー４，３″−ジ
カルボン酸，ジフエノオキシエタンー２，２″ージブロ
ムー３，３″−ジカルボン酸，ナフタレンー２，７ージ
クロルー１，６−ジカルボン酸，４−エトオキシー３−
オキシ安息香酸，４−メチルシクロヘキサンー１，３−
ジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸，芳香族オキシ
カルボン酸もしくは脂環族ジカルボン酸又はこれらの低
級アルキルもしくはハロゲン置換体，及び炭酸をあげる
ことができる。また、ポリエステルＡ及びＢの製造に用
いることのできるジオール成分としては、前記ジオキシ
芳香族化合物のほかに、レゾルシン，３，３″−ジオキ
シジフェニル，３，３″−ジオキシジフェニルエーテル
，１，６−ジオキシナフタレン，３，３″ージオキシジ
フェノオキシエタン，４−クロルレゾルシン，４−エト
オキシレゾルシン，４−ブロムレゾルシン，４，４″−
ジメトオキシー３，３″−ジオキシジフェニル，４，４
″−ジメチルー３，３″−ジオキシジフェニル，４，４
″−ジメトオキシー３，３″ジオキシジフェニルエーテ
ル，２，４″ージクロルー３，３″−ジオキシジフェニ
ルエーテル，２，５ージクロルー１，６ジオキシナフタ
レン，２，２″ージブロムー３，３″ージオキシジ，フ
ェノキシエタンなどの芳香族ジオキシ化合物又はこれら
の低級アルキル，低級アルコキシもしくはハロゲン置換
体をあげることができる。

本発明方法で使用するに好適なポリエステルと７ては、
たとえば、ｐ−オキシ安息香酸と、テレフタル酸，イソ
フタル酸，ジフエノオキシエタンー４，４″−ジカルボ
ン酸，ジフェニルエ−テルー４，４″−ジカルボン酸，
ナフタレン２，６−ジカルボン酸，ナフタレンー２，７
−ジカルボン酸，シクロヘキサンー１，４−ジカルボン
酸及び炭酸よりなる群から選ばれたジカルボン酸の１種
は２種以上と、ハイドロキノン，クロルハイドロキノン
，メチルハイドロキノン，４，４″−ジオキシジフェニ
ル及び４，４″−ジオキシジフェニルエーテルよりなる
群から選ばれたジオキシ芳香族化合物の１種又は２種以
上とよりなるコポリエステル；ｂ テレフタル酸，ジフ
ェニルエ−テルー４，４″−ジカルボン酸，ジフェニル
ー４，４″−ジカルボン酸，ジフエノオキシエタンー４
，４″−ジカルボン酸，ナフタレンー２，６−ジカルボ
ン酸，ナフタレンー２，７−ジカルボン酸及びシｌクロ
ヘキサンー１，４−ジカルボン酸よりなる群から選ばれ
たジカルボン酸の１種又は２種以上と、ハイドロキノン
，クロルハイドロキノン，メチルハイドロキノン，４，
４″−ジオキシジフェニル及び４，４″−ジオキシジフ
エニルエノーテルよりなる群から選ばれたジオキシ芳香
族化合物の１種又は２種以上よりなるホモポリエステル
又はコポリエステル；ｃ テレフタル酸，ジフェニルー
４，４″−ジカルボン酸，ジフエノオキシエタンー４，
４″−ジカルボン酸，ナフタレンー２，６−ジカルボン
酸及びナフタレンー２，７−ジカルボン酸よりなる群か
ら選ばれた芳香族ジカルボン酸の１種又は２種以上と、
炭酸と、ハイドロキノン，クロルハイドロキノン，メチ
ルハイドロキノン，４，４″−ジオキシジフェニル及び
４，４″−ジオキシジフェニルエーテルよりなる群から
選ばれたジオキシ芳香族化合物の１種又は２種以上とよ
りなるコポリエステルなどを挙げることができる。

これらのうちでも、次のようなポリエステルが特に好ま
しい。

１ｐ−オキシ安息香酸とイソフタル酸及び／又はテレフ
タル酸とハイドロキノン及び／又は４，４″−ジオキシ
ジフェニルとよりなるコポリエステル，２ｐ−オキシ安
息香酸とジフエノオキシエタンー４，４−ジカルボン酸
とハイドロキノン及び／又はクロルハイドロキノンとよ
りなるコポリエステル，３ｐ−オキシ安息香酸とシクロ
ヘキサンー１，４−ジカルボン酸とハイドロキノン及び
／又はクロルハイドロキノンとよりなるコポリエステル
，４ｐ−オキシ安息香酸，イソフタル酸及び炭酸とハイ
ドロキノンとよりなるコポリエステル，５ テレフタル
酸とジフエノオキシエタンー４，４″−ジカルボン酸と
クロルハイドロキノンとよりなるコポリエステル，６
テレフタル酸及びナフタレンー２，６−ジカルボン酸と
メチルハイドロキノンとよりなるコポリエステル，７
テレフタル酸と炭酸とハイドロキノンとよりなるコポリ
エステル，８ シクロヘキサンー１，４−ジカルボン酸
とクロルハイドロキノンのホモポリエステル。

上述のポリエステルは、それ自体公知の方法で製造する
ことができる。

たとえば、１芳香族ジカルボン酸及び／又は脂環族ジカ
ルボン酸とジオキシ芳香族化合物の低級脂肪酸エステル
（たとえば酢酸エステル等）とを必要に応じて芳香族オ
キシカルボン酸の低級脂肪酸エステル（たとえば酢酸エ
ステル等）と共に加熱重合させる、２芳香族ジカルボン
酸及び／又は脂肪族ジカルボン酸のアリールエステル（
たとえばフェニルエステル等）とジオキシ芳香族化合物
とを、必要に応じて芳香族オキシカルボン酸のアリール
エステル（たとえばフェニルエステル等）と共に加熱重
合させる、３芳香族ジカルボン酸及び／又は脂環族ジカ
ルボン酸とジオキシ芳香族化合物とを、必要に応じて芳
香族オキシカルボン酸と共にたとえばジフェニルカーボ
ネートの如きジアリールカーボネートと反応させ、次い
でこの反応混合物を加熱重合させる、４脂肪族ジカルボ
ン酸クロライド及び／又は脂環族ジカルボン酸クロライ
ドとジオキシ芳香族化合物とを、必要に応じて芳香族オ
キシカルボン酸クロライドと共に脱塩酸剤の共存下又は
非存在下に重合させる、などの方法が採用される。

これらの製造方法において必要に応じてジフェニル，ジ
フェニルエ−テルー，ジフエノオキシベンゼン，ターフ
エニル，メチルナフタレン，エチルナフタレン等の如き
アルキルナフタレン，ターフエニルの部水水添物などの
如き高沸点で不活性化合物を反応系に共存させてもよい
。

本発明方法において使用される、上述のポリエステルは
、フィルム形成能又は繊維形成能を有するポリマーであ
る。

本発明方法によれば、上述のポリエステルを一たんフィ
ラメント又はフィルム状に溶融成形し、得られた未延伸
フィラメント又は未延伸フィルムを割繊工程に賦して割
繊することによつてスプリットファイバーが製造される
。

ポリエステルの溶融成形は、たとえば２４０〜４５００
Ｃ好ましくは２６０〜４００℃の温度において、ポリエ
ステルを溶融押し出しするとによつて行うことができる
。

溶融成形において成形のために公知の種々の成形装置を
用いることができる。押し出し成形時のドラフト率は、
１以上とすることが必要であり、好ましくは１〜２０で
ある。ドラフト率１未満で押し出された成形物は、得ら
れるスプリットファイバーが充分な強度、ヤング率を有
し得ないのみならず、該成形物を後述する各種方法で割
繊しスプリットファイバーを製造した場合、割繊が困難
となるばかりでなく、スプリットファイバーの形状や寸
法のバラツキが大きくなる傾向があり、好ましくない。
こうして得られた上述のポリエステル成形物は、従来の
ポリエステル成形物たとえばポリエチレンテレフタレー
トの成形物とは異なり、延伸処理を施さなくても容易に
割繊する−ことができる。割繊方法としては、具体的に
は１） 成形物にある程度の張力をかけておきこれに衝
撃的なりを加える叩打法、２） 成形物の配向方向と直
角に力を加えるもみほぐ化法、３） 櫛梳ローラで成．
形物を櫛梳るブラッシング法、４） 高速の空気流にさ
らし、成形物をスプリットさせる方法、５） 鋭利なり
ツターを用いて、成形物を繊維状とする切削法、などを
採用することができる。

本発明方法においては、ポリエステル成形物又！は該成
形物より開繊して製造されたスプリットファイバーに対
して、必要に応じて流れ開始温度以下の適当な温度域（
たとえば２５０〜３５０゜Ｃ）で、従来この種のポリエ
ステルの熱処理方法として知られている方法に従つて熱
処理を行うことにより、スプリットファイバーの強度を
高めることができる。〔発明の効果〕 叙上の如き本発明方法によれは、従来のポリエステルよ
り高ヤング率（すなわち２０００ｋ９／Ｔｎ！ｔ以上）
のスプリットファイバーが容易に得られる利点があり、
このスプリットファイバーは高ヤング率が要求される用
途、例えばタイヤ，ホース，ベルトなどのゴム補強用、
或いはプラスチック補強用の繊維として有用てある。

しかも、本発明方法では延伸工程を必要としないため、
その分だけ生産コストが安くなる。

〔実施例〕ノ 以下に実施例によつて本発明を説明する
が勿論これらによつて本発明が限定されるものではない
。

実施例１ ｐ−オキシ安息香酸成分：６０モル％ イソフタル酸成分：４０モル％ ハイドキノン成分：３０モル％ ビスフェノールＡ成分：１０モル％ からなり固有粘度０．８７（ただしポリマー０．０５ｇ
を１０ｃｃ（７）ｐ−クロルフェノールに溶解し、５０
℃で測定して求めた値）のコポリエステルを、加熱セル
を備えた偏光顕微鏡の試料台に載せ、３５０℃における
融解状態を観察したところ、クロスニコル下でも視野は
明るく、光学異方性を有することが認められた。

次にこれと同じポリエステルを３５０′Ｃに加熱溶融し
、幅５−、厚み０．１５朗のスリットダイを通して、押
し出し線速度２０７Ｔ１．／Ｍｉｎで室温の空気中に押
し出し、冷却ドラムを介して線速度３５ｒｎ．／Ｍｉｎ
でボビンに捲取つた（ドラフト１．７５）。

次いで、このフィルム状成形物を一定張力で引取りつ）
、針を多数植えたブラッシングローラーによつて割繊し
、平均の単糸繊度１８ｄｅのスプリットファイバー束を
得た。このスプリットファイバーの平均強度は７．０ｙ
／Ｄｅｌ平均のヤング率は２１００ｋｇ／Ｔ！Ｕｉであ
つた。比較例１ ｐ−オキシ安息香酸成分：６０モル％ イソフタル酸成分：４０モル％ ハイドロキノン成分：８モル％ ビスフェノールＡ成分：３２モル％ からなり固有粘度０．８５（ただしポリマー０．０５ｙ
を１０ｃｃ（７）ｐ−クロルフェノールに溶解し５０℃
で測定して求めた値）のコポリエステルは、３４０℃以
上に加熱すると均一な等方性融液となり、クロスニコル
下では暗黒視野しか示さなかつた。

このコポリエステルを３４５℃で実施例１と同様の条件
下に押し出して、固化せしめ、割繊操作を試みたが容易
にスプリット化せず、平均の強度も約１．５ｙ／Ｄｅ、
平均のヤング率は３２０ｋ９／Ｔｎｌｔと極めて低い値
に留まつた。実施例２ ｐ−オキシ安息香酸成分：７５モル％，イソフタル酸成
分：２５モル％，及び４，４″−ジオキシジフェニル成
分：２５モル％から成り、固有粘度０．９５（但しポリ
マー０．０５ｙを１０ｃｃ（７）ｐ−クロルフェノール
に溶解し、５０℃で測定して求めた値）を有する溶融時
に光学異方性のポリエステルを、２９０℃に加熱溶融し
、幅２『，厚み０．１？のスリットダイを通して押し出
し線速度２０ｍ．／Ｍｌｎて垂直下方に押し出し、約６
αの空気層を通過せしめてから室温の水より成る急冷浴
中に導入し、連続的に乾燥リールを通して線速度４５７
Ｔ１．／Ｍｉｎでドラムに捲取つた（ドラフト２．２５
）。

次に、このフィルム状成形物を、送り速度２０Ｔｒ１．
／Ｍｉｎで互いに相異なる方向へ回転する、同一径を有
する２枚の回転体を相対向させて形成した係合面に通過
させてスプリット化した。

得られたフイブリル化したスプリットファイバーの単糸
繊度は１０〜２０ｃ１ｅであり、平均の強度は８ｇ／Ｄ
ｅ、平均のヤング率は２３３０ｋ９／ｄてあつた。なお
、該コポリエステルの少量を、加熱セルを備えた偏光顕
微鏡の試料台に載せ、２９０゜Ｃにおける融解状態を観
察したところ、クロスニコル下でも視野は明るく、光学
異方性を有することが確認された。実施例３ ｐ−オキシ安息香酸成分：６０モル％，ジフエノキシエ
タンー４，４″−ジカルボン酸成分：４０モル％，ハイ
ドロキノン成分：４０モル％から成り、固有粘度１．８
５（但しポリマー０．０５ｑを１０ｃｃ（７）ｐ−クロ
ルフェノールに溶解し、５０℃で測定して求めた値）を
有する光学異方性のコポリエステルを３１０゜Ｃに加熱
溶融し、実施例１と同じスリットダイを通して押し出し
、ドラフト約３．０で引き取つて、膜状の成形物を得た
。

次いで、この膜状物を１対のローラー間で連続的に移動
せしめながらヒーターで割繊し、平均の単糸繊度約９ｃ
１ｅのスプリットファイバー束を得た。

このスプリットファイバーの平均強度は１０ｙ／Ｄｅｌ
平均のヤング率は２７４０ｋｇ／Ｔｎｉｔと極めて高い
値を示した。比較例２ 実施例３におけると同じコポリエステルを同じく３１０
℃にて実施例３と同様に押し出し、ドラフトを約０．７
として冷却ロールにより引取つた。

引続きこれより表面速度の大きいロールに通すことによ
つて約１．５倍の延伸を行なつてからボビンに捲取つた
。次いで、この膜状物をヒーターで叩解したところ充分
な長さのファイバーとはならず、むしろ短かいバルブ状
粒子を得たに留まつた。

実施例４ テレフタル酸成分：７０モル％，ナフタレンー２，６−
ジカルボン酸成分：３０モル％，及びメチルハイドロキ
ノン成分：１００モル％から成り、固有粘度３．０１（
ポリマー０．０５ｙを１０ｃｃのｐ−クロルフェノール
に溶解し、５０℃で測定）を有するコポリエステルを２
９５℃で溶融し、この近傍の高温で実施例１と同様に光
学異方性を観測したところ、光学異方性が認められた。

このコポリエステルを３０００Ｃに加熱、溶融し幅２０
ＴＷＬ，厚み０．１？のスリットダイを通して押出線速
度１０ＴＩ．／Ｍｊｎｌで室温の空気中に押し出し、冷
却ドラムを介して２８７Ｔ！．／Ｍｉｎでボビンに捲取
つた（ドラフト２．８）。次いでこのフィルム状成形物
に張力を加えつつ、針を多数植えたブラッシングローラ
ーによつて割繊し、平均の単糸繊度２２ｄｅのスプリッ
トファイバー束を得た。

このスプリットファイバーの平均強度は７．５ｙ／Ｄｅ
ｌ平均のヤング率は２５１０ｋ９／ｄであつた。実施例
５ ｐ−オキシ安息香酸成分：６７モル％，イソフタル酸成
分：２８モル％，炭酸成分：５モル％，及びハイドロキ
ノン成分：３３モル％から成り、固有粘度１．５０（ポ
リマー０．０５ｙを１０ｃｃの２，４，６−トリクロル
フェノール／２，４，５−トリクロルフ・エノール混合
溶媒（重量比５０：５０）に溶解し、３５℃で測定）を
有するコポリエステルを３４００Ｃに加熱溶融し、直径
０．５ＷＬ，孔数１の口金を通して押出線速度５ｍ／Ｍ
ｉｎで押し出し、線速度８５ｍ／Ｍｉｎで捲き取つた（
ドラフト１７）。

次に、このストランドに張力を加えつ）、実施例２の装
置と同様の１対の回転体から成る係合面を通過させ、接
触圧によつて割繊し、引続き仮撚装置に導いた後、捲取
つた。

得られたヤーンの平均強度は７ｑ／Ｄｅ、平均のヤング
率は２５５０ｋｇ／ｄであり、ゴムベルト，ホース等の
補強材として好適なものであつた。なお該コポリエステ
ルは３４０゜Ｃで明らかな光学異方性を示した。実施例
６ｐ−オキシ安息香酸成分：５０モル％，トランスシク
ロヘキサンー１，４−ジカルボン酸成分：５０モル％、
及びクロルハイドロキノン成分：５０モル％から成り、
固有粘度３．０２（ポリマー０．０５ｑを１０ｃｃ（７
）ｐ−クロルフェノールに溶解し、５０５Ｃで測定）を
有するコポリエステルは３４０℃に加熱溶融すると光学
異方性を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 異方性溶融物を形成する性質をもつポリエステルを
   主成分とする溶融物をドラフト率１以上でフィラメント
   又はフィルム状に形成して得られた未延伸のポリエステ
   ル成形物を割繊することを特徴とする、ヤング率２００
   ０ｋｇ／ｍｍ＾２以上のスプリットファイバーの製造法
   。