(57)【要約】  本発明は、アラミドポリマーから複合繊維を作製するための連続方法に関する。その方法は、アラミドポリマーの異方性ポリマー溶液と第二ポリマーの等方性溶液とを連続的に組合わせて組合せポリマー溶液を形成する工程と、少なくとも１台のスタティックミキサーに該組合せポリマー溶液を通過させて紡糸ドープを形成する工程と、紡糸口金を介して該紡糸ドープを押出して複合繊維を形成する工程とを含む。上記方法は、強化弾性材料をはじめとする様々な用途に有用な繊維を製造する。
2008522055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合繊維を作製する方法であって、アラミドポリマーの異方性ポリマー溶液と可撓性鎖ポリマーの等方性溶液とを連続的に組合わせて組合せポリマー溶液を形成する工程と、前記組合せポリマー溶液を少なくとも１台のスタティックミキサーに通過させることにより前記組合せポリマー溶液を混合して混合された組合せポリマー溶液を形成する工程と、前記混合された組合せポリマー溶液から複合繊維を形成する工程とを含んでなる方法。
【請求項２】
アラミドポリマーの前記異方性溶液がパラ−アラミドを含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
アラミドポリマーの前記異方性溶液が、前記異方性溶液の総重量を基準として、１８重量％を超えるパラ−アラミドを含んでなる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
アラミドポリマーの前記異方性溶液が溶媒として硫酸を含んでなる請求項３に記載の方法。
【請求項５】
アラミドポリマーの前記異方性溶液が溶媒として硫酸を含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液がＰＶＰ、ＰＶＰ／ＶＡ、ＰＥＫＫ、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１２、ＭＰＤ−Ｉ、ＭＰＤ−Ｉ／Ｔ、およびポリアニリンから選択されるポリマーを含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液がＰＶＰを含んでなる請求項６に記載の方法。
【請求項８】
可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液が、前記等方性ポリマー溶液の総重量を基準として、５〜２５重量％のポリマーを含んでなる請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記溶液が、溶媒として、Ｈ２ＳＯ４、ＣｌＳＯ３Ｈ、およびＦＳＯ３Ｈから選択される酸を含んでなる請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶液が溶媒として硫酸を含んでなる請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶液が、前記複合繊維の直径の１．５〜１２％の平均液滴サイズを生じるのに十分な程度まで混合される請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記複合繊維が、前記複合繊維の総重量を基準として、アラミド８０〜９９重量％と、可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液からのポリマー１〜２０重量％とを含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１もしくは１２の方法により製造される複合繊維を含んでなる製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合繊維を作製するための連続方法に関する。具体的には、本発明は、アラミドポリマーから複合繊維を作製するための連続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（特許文献１）は、ポリ（ビニルピロールジオン）［ＰＶＰ］／ｐ−フェニレンテレフタルアミド［ＰＰＤ−Ｔ］複合繊維を作製するためのバッチ法を記載する。該方法は、酸溶媒と、アラミドと、ＰＶＰとの異方性混合物を攪拌する工程と、攪拌された混合物をその融点まで加熱する工程と、非凝固層内に紡糸口金を介して上記混合物を押出す工程と、押出された混合物を水性凝固浴に通過させる工程とを含む。例証される一実施形態において、該混合物は、８５℃で２時間攪拌されながら加熱される。
【０００３】
従来型の方法でアラミドを用いて作製された複合繊維は、靭性、染着性、熱抵抗および弾性マトリックスに対する粘着性をはじめとする望ましい特性を有する。しかしながら、複合繊維、特にアラミドポリマーから作製される複合繊維を作製するための新規のおよび／または改善された連続方法が、望ましい。
【０００４】
本発明は、上記および他の重要な目的を指示する。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，１３５，６８７号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、複合繊維を作製する方法である。該方法は、アラミドポリマーの異方性ポリマー溶液と第二ポリマーの等方性溶液とを連続的に組合わせて組合せポリマー溶液を形成する工程と、該組合せポリマー溶液を少なくとも１台のスタティックミキサーに通過させて紡糸ドープを形成する工程と、紡糸口金を介して該紡糸ドープを押出して複合繊維を形成する工程とを含む。
【０００７】
いくつかの実施形態において、該方法は、さらに、エアーギャップに複合繊維を通過させる工程と、凝固した複合繊維を形成するために、複合ドープファイバーを冷却液と接触させる工程と、凝固した複合繊維を洗浄溶液と接触させる工程と、中和および洗浄した複合繊維を形成するために、洗浄した複合繊維を中和液と接触させる工程と、中和および洗浄した複合繊維を乾燥させる工程と、乾燥した複合繊維を巻き取る工程とを含む。上記の乾燥した複合繊維は、巻き取り装置のボビン上に巻かれうる。
【０００８】
本発明は、以下に記載される添付の図面と関連して以下のそれらの詳細な説明からさらに十分に理解されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、アラミドの複合繊維と、このような繊維を調製する方法とを提供する。本発明は、さらに、上記繊維を組み込んだ糸、紐、布、および製品と、このような糸、紐、布、および製品を作製する方法とに関する。
【００１０】
本明細書において、用語「繊維」は、「フィラメント」と互いに交換して本明細書で使用されることが可能であり、その長さに垂直な断面積と交わる幅に対する長さの比が大きく、比較的可撓性のある、包括的に均質のボディを意味する。繊維断面は、いかなる形状であっても可能であるが、幾分円形であることが多い。パッケージ内のボビン上に紡糸された繊維は、連続繊維と呼ばれる。繊維は、ステープルファイバーと呼ばれる短い長さに切断されうる。繊維は、フロックと呼ばれるさらに短い長さにさえにも切断されうる。マルチフィラメント糸を組合わせて、紐を形成することが可能である。糸を撚り合わせるおよび／または撚ることが可能である。
【００１１】
本明細書において使用される用語「紡糸」は、紡糸口金を介してのポリマー溶液の押出を意味する。
【００１２】
本明細書において開示される方法は、ポリマーの異方性溶液を利用する。本明細書において使用される「異方性」は、複屈折である微視領域を有することを意味する。つまり、溶液（またはポリマーの紡糸ドープ）の微視領域の光透過特性は方向によって変わるので、異方性溶液のバルク試料は、平面偏光を解消する。本明細書において開示される方法で使用されるポリマー溶液およびドープの異方性は、液晶状態で少なくとも一部の溶液またはドープが存在することによるものである。
【００１３】
「アラミド」は、少なくとも８５％のアミド（−ＣＯ−ＮＨ−）結合が、２個の芳香族環に直接結合したポリアミドを意味する。適切なアラミド繊維は、「化学繊維−科学技術（Ｍａｎ−Ｍａｄｅ  Ｆｉｂｅｒｓ−Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（２巻、章の題名  繊維−芳香族ポリアミドを生成（Ｆｉｂｅｒ−Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ａｒｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ）、２９７頁、ブラック（Ｗ．Ｂｌａｃｋ）ら、インターサイエンス出版（Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）、１９６８年）」に記載されている。アラミド繊維は、米国特許第４，１７２，９３８号明細書、同第３，８６９，４２９号明細書、同第３，８１９，５８７号明細書、同第３，６７３，１４３号明細書、同第３，３５４，１２７号明細書、および同第３，０９４，５１１号明細書に、同様に開示されている。
【００１４】
パラ−アラミドは、本発明のアラミド糸繊維中の第一ポリマーであり、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）が、好適なパラ−アラミドである。ＰＰＤ−Ｔは、ｐ−フェニレンジアミンとテレフタロイルクロリドとのモル対モル重合（ｍｏｌｅ−ｆｏｒ−ｍｏｌｅ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）から生成するホモポリマーを意味し、ｐ−フェニレンジアミンと共に少量の他のジアミンの組み込みと、テレフタロイルクロリドと共に少量の他の二酸クロリドの組み込みとから生成する共重合体も意味する。一般的な規則として、他のジアミンと他の二酸クロリドは、ｐ−フェニレンジアミンまたはテレフタロイルクロリドの約１０モル％だけまでの量で、或いは、他のジアミンと二酸クロリドが重合反応を干渉する反応性基を１つも伴わないとすることのみを条件として、僅かに高い濃度で使用されうる。ＰＰＤ−Ｔは、同様に、他の芳香族ジアミンと他の芳香族二酸クロリド（例えば、２，６−またはクロロ−もしくはジクロロテレフタロイルクロリド或いは３，４’−ジアミノジフェニルエーテル等）の組み込みから生成する共重合体を意味する。ＰＰＤ−Ｔの調製は、米国特許第３，８６９，４２９号明細書、同第４，３０８，３７４号明細書、および同第４，６９８，４１４号明細書に記載されている。
【００１５】
ポリマーの等方性溶液は、公知の可撓性鎖ポリマーから選択される任意のポリマーを用いて作られうるが、好適なポリマーは、クロロスルホン酸およびフルオロスルホン酸をはじめとする鉱酸（特に、硫酸）中で等方性溶液を形成するポリマーである。等方性溶液の使用にさらに好適なポリマーは、ＰＶＰである。適切なポリマーの例として、脂肪族ポリアミド（例えば、６−ナイロン、６，６−ナイロン、および６，１２−ナイロン）、ポリアニリン、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、芳香族ポリアミド（ＭＰＤ−Ｉ、ＭＰＤ−Ｉ／Ｔ）、およびＰＶＰの共重合体（例、ＰＶＰ／ＶＡ（酢酸ビニル）等）が挙げられる。
【００１６】
本発明がいかなる特別の理論にも束縛されることを意図しないが、混合中の十分に小さいサイズの液滴の形成（例えば、組合せポリマーから形成されるフィラメントにおいて所望の直径の約１０％以下の長さの平均直径を有する）は、異方性アラミド溶液と等方性ポリマー溶液を混合するのを助力すると確信されている。混合中に形成される液滴サイズは、所望のフィラメント直径の約５％未満が好ましく、所望のフィラメント直径の２％未満がさらに好ましい。
【００１７】
ＰＰＤ−ＴとＰＶＰのような２種のポリマーは、連続方法において酸と組合わせて紡糸ドープを形成する場合、紡糸ドープが、十分に連続した状態で紡糸されることができない場合もあり、また糸の品質が、十分でない場合もあると判明されている。これは、組合せポリマーの溶液を輸送する方法で使用される輸送ラインにおける長い滞留時間中に生じうる等方性相と異方性相との相分離が原因であると確信されている。対照的に、本明細書に開示されている方法を用いると、ＰＰＤ−Ｔと可撓性鎖ポリマーとから、複合繊維を調製することが可能である。
【００１８】
十分に小さいサイズの液滴を形成するために、スタティックミキサーを使用するのが好ましい。スタティックミキサーは、管の壁に対して角度を変える点に、エレメント（プレート）の配置を有する管を含んでなる。プレートは、材料が管を通って流れる際に、せん断および混合を提供する。プレートの数を変えることは可能である。適切なスタティックミキサーの例は、オクラホマ州タルサのスルザーケムテック社（Ｓｕｌｚｅｒ  Ｃｈｅｍｔｅｃｈ  Ｔｕｌｓａ，ＯＫ）製のスルザー（Ｓｕｌｚｅｒ）型  ＳＭＸである。混合の条件およびパラメータは、当業者により、決定されうる。例証することのみを目的として、以下が提供される。
【００１９】
混和系に関して、半径方向に、ある程度均質なるまで混合するのが通常望ましい。均質性は、５％〜０．１％の値を有する組成均一の変動係数（ＣｏＶ）により、測定されうる。単一配合に関して、５％は十分である場合もあるが、染料のような臨界添加に関して、０．１％が、通常、より良好な規準である。ミキサーの長さを長くすることにより、さらに低いＣｏＶが、得られる。
【００２０】
アラミドポリマーの異方性溶液と可撓性鎖ポリマーの等方性溶液とは、十分に混和できず、通常裸眼で見えない小さい液滴を含んでなる微視的に不均一な系を形成する。上記の系に関して、測定可能なパラメータは、滴径（粒子サイズとも呼ばれる）である。滴径は、２種のポリマー溶液の応力規準および強度パラメータ特質（例、界面張力等）により、設定されうる。約１０ダイン／ｃｍの界面張力は、水中の有機化合物の典型であり、指針または起点として使用されうる。例えば、スタティックミキサーは、複合繊維の直径の約１／６０以下ほどに小さくなりうる平均直径を有する異方性溶液内に、等方性溶液の分散液滴を生じるように設計されることが可能である。滴径を最小限に抑えることは、一般的に望ましい。平衡滴径は、組合せポリマーがミキサー直径約１０未満のミキサーの長さを通過する時間によって、得られるのが好ましい。
【００２１】
当業者は分かるだろうが、スタティックミキサーの最適寸法は、混合されるポリマー溶液、具体的には溶液の粘性および界面張力によって、変わりうる。例えば、１８個のミキサーエレメントを含有する０．８１５インチ（２．０７ｃｍ）内径（ＩＤ）の管サイズに対して、約０．４５〜１．３ミクロンの液滴サイズは、４０７〜１４１ｐｓｉ（２８．６〜９．９ｋｇ／ｃｍ２）の圧力降下で見積もられる。１０個のミキサーエレメントを含有する０．６１２インチ（１．５５ｃｍ）の管ＩＤを有する第二の密着型（ｃｌｏｓｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ）ミキサーを用いて、液滴サイズは、５９４〜２０５ｐｓｉ（４１．８〜１４．４ｋｇ／ｃｍ２）の圧力降下で０．１８〜０．５５ミクロンの見積もり直径をさらに減少させる。一般的な指針の通り、圧力降下は、ミキサーのプレートの数が増加するに従い、かつ管の直径が小さくなるに従って、増す。当業者は、直径および／またはプレートの数を調整して、所与の圧力降下での所望の液滴サイズを得ることができる。
【００２２】
詳細な説明を通して、同種の参照文字は、図面の全数字において同種のエレメントを指す。好適な実施形態が、図１を参照して以下に記載されるが、本発明が数字で示される実施形態に範囲を制限されることは、意図していない。本開示および本明細書に開示される例示的な実施形態を備えている当業者は、本発明を実施するために、適切な装置を選択して修正することができる。
【００２３】
図１を参照すると、アラミドポリマー２を硫酸などの酸溶媒４に溶かして、アラミドポリマーの異方性溶液を形成する。酸溶媒は、濃縮されるのが好ましい（例えば、約９８〜１０１％、通常９８〜１００．２％の硫酸）。使用されうる他の酸として、クロロスルホン酸およびフルオロスルホン酸が挙げられる。アラミドポリマーの異方性溶液は、押出および凝固後に、許容できるフィラメントを形成するように、十分濃度の高いアラミドポリマーを含有するのが好ましい。アラミドポリマーの実際の最小濃度は、該溶液中で異方性を提供する濃度である。例えば、少なくとも約１８重量％の濃度を用いることが可能である。靭性および弾性率などの糸特性は、アラミドポリマーの異方性溶液のポリマー濃度により、一部影響され、該濃度は、所望の特性を高めるように調整されることが可能である。一般的に、約１８重量％未満に濃度を下げると、上記の特性において低下が生じうる。
【００２４】
異方性溶液用のポリマーと酸を、高温（例えば、ｐ−フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＤ−Ｔ）に関しては８０〜１００℃）で加熱しながら、ツインスクリューミキサーなどのミキサー６内で混合して、酸に溶かしたポリマー溶液５８を提供する。系を通してジャケット付き輸送ラインを使用して、ポリマーの結晶溶媒和化合物の融解温度を超える温度に溶液５８を維持した後、輸送ポンプ８を介してポリマー溶液を槽１０に輸送し、該槽において、減圧下でポリマーを脱気する。例えば、攪拌によって、脱気を促進することができる。その後、フィルター１４を通ってポンプ１２を介して、溶液５８を輸送する。
【００２５】
別々に、酸（好ましくは異方性溶液を作った際に使用したのと同じ酸）に可撓性鎖ポリマーを溶かして等方性溶液６０を調製する。いくつかの実施形態において、例えば、ＰＶＰ溶液に関して、等方性溶液は、好ましくは異方性溶液の粘性よりも小さい粘性を有する。粉末形態に可撓性鎖ポリマーを加える前に、最初に凍結状スラリーにまで酸を冷却するのが好ましい。異方性溶液と等方性溶液が作られた後、それらが組合わされる前に、異方性溶液と等方性溶液をほぼ同じ温度に維持するのが同様に好ましい。例えば、ＰＶＰの等方性溶液と組合されるポリｐ−フェニレンテレフタルアミドの異方性溶液に関して、混合する前に、該溶液を約８０℃に維持するのが好ましい。
【００２６】
等方性溶液６０を、ミキサー１８内で調製した後、ジャケット付き輸送ラインを用いて、輸送ポンプ２０を介しフィルター２２を通って任意の保留タンク２４に輸送し、スタッフィングポンプ（ｓｔｕｆｆｉｎｇ  ｐｕｍｐ）２６を通って注入ポンプ２８に、そして注入弁１６に輸送する。注入弁１６で、組合せポリマー溶液６２を形成するために、等方性溶液６０を異方性溶液５８中に注入する。組合せポリマー溶液６２は、アラミドポリマーの異方性溶液と可撓性鎖ポリマーの等方性溶液とが混和しないため、二相性である。混合された組合せポリマー溶液６４を形成するために、組合せポリマー溶液６２を、少なくとも１台のスタティックミキサー３０と任意の追加のスタティックミキサー３２を通過させる。好適な実施形態において、２台のミキサーを使用する。組合わされた溶液の滞留時間（溶液の最初の組合せから紡糸口金から押出される間の時間）を最小限に抑えるようにミキサーを配置するのが同様に好ましい。通常、混合後の滞留時間は、２０分未満であり、好ましくは１５分未満、さらに好ましくは１０分未満である。さらに小さいサイズの液滴を形成するためおよび／または任意の凝集した液滴を再分散させるため、３台以上のスタティックミキサーを使用することも可能である。次に、組合せポリマー溶液の温度制御を促進するために、混合された組合せポリマー溶液を、定量ポンプ３４を介して任意の熱交換器３６に送り込む。
【００２７】
混合された組合せポリマー溶液６４中のアラミドポリマーの濃度は、液晶ドープを提供するのに十分なほど高いのが好ましく、好ましいは少なくとも約１５重量％、さらに好ましいは少なくとも約１６重量％である。ドープ中のポリマーの最大総濃度は、主に、ポリマーの溶解度およびドープの粘性などの実際の要素によって、制限される。ドープ中の全固体の濃度は、約２２重量％にすぎないのが好ましく、約２０重量％にすぎないのがさらに好ましい。
【００２８】
各ポリマー溶液および／または組合せ流は、一般的に組み込まれる添加剤（例、酸化防止剤、潤滑剤、紫外線遮断剤、染料等）を含有しうる。
【００２９】
混合された組合せポリマー溶液６４を、紡糸口金３８を通過させて押出し、フィラメント４２を形成する。紡糸口金３８は、複数の孔を含有するのが好ましい。紡糸口金内の孔の数およびそれらの配置は、本発明には重要ではないが、経済的理由で、孔の数を最大にするのは望ましい。紡糸口金３８は、１００もしくは１０００以上もの多くの孔を含有することが可能であり、孔は、円状、格子状に、または任意の他の所望の配置に、配置されてもよい。紡糸口金３８は、該方法に使用される酸に強い任意の材料から作製されうる。本方法の紡糸口金の使用に適切な材料は、例えば、米国特許第４，１３７，０３２号明細書および同第４，０５４，４６８号明細書に開示されている。
【００３０】
紡糸口金３８を出るフィラメント４２は、紡糸口金３８と水含有の凝固浴（急冷浴）４４との間の隙間４０に入り、そこで酸溶媒が除去される。隙間４０は、空気を含有する必要はないが、通常、「エアーギャップ」と呼ばれる。隙間４０は、凝固を引き起こさず、かつ流（例、空気、窒素、アルゴン、ヘリウムまたは二酸化炭素等）と逆反応しない任意の流体を含有することが可能である。
【００３１】
各フィラメント４２は、伸びながら、エアーギャップ４０を越えて、延伸する。生成したフィラメントのデニールは、「紡糸伸縮性要素（ｓｐｉｎ  ｓｔｒｅｔｃｈ  ｆａｃｔｏｒ）」により、一部分制御される。本明細書で使用される紡糸伸縮性要素は、噴射速度に対する凝固浴を出る繊維の速度の比である。噴射速度は、紡糸口金を出る紡糸ドープの平均速度であり、単位時間当たりのオリフィスを通過する材料の容量とオリフィスの断面積から算出される。特定の組成物およびオリフィスで使用するための最低限の紡糸伸縮性要素は、比較的均一のデニールでかつ所望の物理的特性を有するフィラメントを形成させる要素である。紡糸伸縮性要素の実際の上限は、破損を排除する要素であるのが好ましい。一般的な指針の通り、所与の噴射速度で、紡糸伸縮性要素を増やすことにより、より優れた靭性および弾性率、より低下した伸び率、より小さいデニールを有する繊維を提供する。当業者は、所望のデニールおよび物理的特性の繊維を得るために、特定の紡糸ドープのための適切なオリフィス直径、噴射速度および紡糸伸縮性要素、装置ならびにアプリケーションを容易に決定できる。
【００３２】
次に、フィラメントを、供給ロール４６を介して洗浄ステーション４８および中和ステーション５０に送る。その後、乾燥機５２内でフィラメントを乾燥して水を除去する。フィラメントが乾燥機を出る際のフィラメントの温度は、通常、１２０℃〜２２０℃である。フィラメントの乾燥機滞留時間は、通常数秒である。仕上げ剤を仕上げ剤塗布器５４で塗布する。巻き取り装置５６でボビン上にフィラメントを巻き取る。
【００３３】
１回もしくはそれ以上の洗浄工程で、凝固したフィラメントを洗浄して、フィラメントから酸溶媒を除去する。フィラメントの洗浄および中和は、一連の浴を通っておよび／または１つもしくはそれ以上の洗浄室を通って、フィラメントを注ぎ出すことにより、連続方法で実施されるのが好ましい。洗浄室は、通常、１つもしくはそれ以上のロールを含有する密閉室を含んでなる。フィラメントは、洗浄室を出る前に、ロールの周りを何回も移動し、そして交差する。フィラメントがロールの周りを移動する際に、フィラメントに洗浄流体をスプレーする。洗浄流体は、洗浄室の底に連続して集められて、そこから排出される。
【００３４】
洗浄流体の温度は、好ましくは少なくとも約５℃であり、約６５℃以下であるのが好ましく、約５０℃以下であるのがさらに好ましい。連続方法において、凝固浴ならびに洗浄浴および／または洗浄室での時間を含む全洗浄方法の所要時間は、紡糸フィラメントから酸溶媒を除去するのに十分である。
【００３５】
上記の実施形態は、本発明による一方法の好適な一実施形態である。当業者は、上記方法における他の変形形態を決定することが可能であり、１つもしくはそれ以上の工程が適合されて、方法条件および／または使用されるポリマーの特性を調整できる。本発明の範囲内の複合繊維を作製するのに適切な押出方法は、米国特許第４，３４０，５５９号明細書、同第４２９８５６５号明細書および同第４，９６５，０３３号明細書に記載されている。
【００３６】
産業上の利用可能性
本明細書に開示される方法に従って作製される繊維は、繊維が使用されるいかなる用途にも使用できる。例えば、本明細書に開示される方法に従って作製されるアラミド含有の複合繊維は、糸、紐（撚り糸）または布形態に使用され、エラストマーをはじめとする種々のマトリックスのための強化を提供することが可能である。複合繊維、およびそれらから作製される糸、紐ならびに布は、タイヤ、ベルトならびにホースなどの成形品の製造に使用されうる。
【００３７】
試験方法
以下の実施例において、下記の試験方法を用いた。
【００３８】
温度：全ての温度を摂氏温度（℃）で測定した。
【００３９】
デニール
ＡＳＴＭ  Ｄ  １５７７に従ってデニールを測定した。デニールは、９０００メートルの糸の重量（グラム）として表される糸の線密度である。デニールに（１０／９）を乗じると、デシテックス（ｄｔｅｘ）に等しい。
【００４０】
引張特性
試験される繊維にコンディショニングを施した後、ＡＳＴＭ  Ｄ８８５−９８に記載される手順に基づいて試験した。インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）試験機上で試験糸を破断して、靭性（破断靭性）、破断伸び率、および弾性率を測定した。靭性は、破断応力を線密度で除するとして記載されている。弾性率は、靭性と同じ単位に換算された初期の応力／ひずみ曲線の傾きとして記載されている。伸び率は、破断時の長さにおける増加百分率である。靭性と弾性率を最初にｇ／デニール単位で算出する。ｇ／デニール単位に０．８８３８を乗じるとｄＮ／ｔｅｘ単位になる。各記載した測定は、６回の破断の平均である。
【００４１】
最低１４時間の試験条件下でコンディショニングを行った後、２４℃、５５％相対湿度で、糸の引張特性を測定する。試験前に、各糸を撚り乗数（ｔｗｉｓｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）１．１まで撚る。各撚り試験片は、５０ｃｍの試験長を有し、その試験片をインストロン試験機で、５０％／分の速さで伸ばす。撚り乗数［ＴＭ］は、以下の式から算出される。
ＴＭ＝［デニール］１／２＊［ｔｐｃ］／３０．３  式中ｔｐｃ＝回転／ｃｍ
【００４２】
熱老化後の強度保持性（Ｈｅａｔ  Ａｇｅｄ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）（ＨＡＳＲ）
ＨＡＳＲは、糸が熱老化後にその初期の強度のどのくらいを保持しているか測定する試験である。ＨＡＳＲを、制御熱に暴露した後に保持される破断強度の百分率で記載する。
【００４３】
試験を実施するために、新規の糸試料に２４℃、５５％相対湿度で１４時間コンディショニングを施す。試料の一部を２４０℃の温度で３時間、乾熱を行った後、引張強さ（熱老化後の靭性）に関する試験をする。未加熱の試料の一部を、引張強さ（そのままの状態の靭性）に関して同様に試験する。
ＨＡＳＲ＝１００×［熱老化靭性］／［そのままの状態の靭性］
【実施例】
【００４４】
以下の実施例は、本発明を例証するために記載され、本発明を限定すると決して解釈されるべきではない。全ての部および百分率は、特に明記しない限り、重量部および重量％である。本発明の方法によって調製される実施例を数値で示す。対照例もしくは比較例を文字で示す。
【００４５】
１００．１％硫酸中に溶かしたポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）の等方性固容体（２０ｗｔ％）を、１００．１％硫酸に溶かしたポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）の異方性固容体（１９．５ｗｔ％）に、ダイアフラムポンプを用いて、表１に列挙する‘ｘ’の容量液比（等方性／異方性）で、注入した。結果としての混合物を、２つの溶液を密接に混合するように一連の静止型スルザー（Ｓｕｌｚｅｒ）ＳＭＸミキサーに通した。第一ミキサーは、０．８１５インチ（２．０７ｃｍ）の管ＩＤを有し、１８個の取り外し可能な混合エレメントを取り付けた。第二ミキサーは、０．６１２インチ（１．５５ｃｍ）の管ＩＤを有し、１０個の混合エレメントを取り付けた。第二ミキサーを通過した後約７分以内に、オリフィス直径０．０６３ｍｍを有する６６７−孔の紡糸口金を介して、生成した溶液を押し出し、従来型のエアーギャップ湿式紡糸法を用いて紡糸した。０．８ｃｍ長のエアーギャップを介して、押出された溶液を、約５％硫酸を含有する５℃の水性凝固浴内に延伸した。生成した繊維を洗浄し、中和させて、乾燥させた。
【００４６】
２種のポリマー溶液の容量比（等方性／異方性）‘ｘ’に応じて、種々のＰＶＰ含有量の繊維を製造した。糸引張特性を、各々固体濃度２０％と１９．５％を有する等方性と異方性ポリマー溶液から誘導された、いくつかの組成に関して、表１に示す。
【００４７】
【表１】
2008522055.tif 000003
【００４８】
当業者は、上記の本発明の技術の利益を有し、それらの多くの修正形態を生み出すことができる。これらの修正形態は、添付の特許請求の範囲に記載の通り、本発明の範囲内であると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に従って複合糸を作製する方法の一実施形態の概略図である。
【図１】
2008522055.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月27日(2006.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合繊維を作製する方法であって、アラミドポリマーの異方性ポリマー溶液と可撓性鎖ポリマーの等方性溶液とを連続的に組合わせて組合せポリマー溶液を形成する工程と、前記組合せポリマー溶液を少なくとも１台のスタティックミキサーに通過させることにより前記組合せポリマー溶液を混合して混合された組合せポリマー溶液を形成する工程と、前記混合された組合せポリマー溶液から複合繊維を形成する工程とを含んでなる方法。
【請求項２】
アラミドポリマーの前記異方性溶液がパラ−アラミドを含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
アラミドポリマーの前記異方性溶液が、前記異方性溶液の総重量を基準として、１８重量％を超えるパラ−アラミドを含んでなる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
アラミドポリマーの前記異方性溶液が溶媒として硫酸を含んでなる請求項３に記載の方法。
【請求項５】
アラミドポリマーの前記異方性溶液が溶媒として硫酸を含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液がＰＶＰ、ＰＶＰ／ＶＡ、ＰＥＫＫ、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１２、ＭＰＤ−Ｉ、ＭＰＤ−Ｉ／Ｔ、およびポリアニリンから選択されるポリマーを含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液がＰＶＰを含んでなる請求項６に記載の方法。
【請求項８】
可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液が、前記等方性ポリマー溶液の総重量を基準として、５〜２５重量％のポリマーを含んでなる請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記溶液が、溶媒として、Ｈ２ＳＯ４、ＣｌＳＯ３Ｈ、およびＦＳＯ３Ｈから選択される酸を含んでなる請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶液が溶媒として硫酸を含んでなる請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶液が、前記複合繊維の直径の１．５〜１２％の平均液滴サイズを生じるのに十分な程度まで混合される請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記複合繊維が、前記複合繊維の総重量を基準として、アラミド８０〜９９重量％と、可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液からのポリマー１〜２０重量％とを含んでなる請求項１に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月26日(2007.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合繊維を作製する方法であって、アラミドポリマーの異方性ポリマー溶液と可撓性鎖ポリマーの等方性溶液とを連続的に組合わせて組合せポリマー溶液を形成する工程と、前記組合せポリマー溶液を少なくとも１台のスタティックミキサーに通過させることにより前記組合せポリマー溶液を混合して混合された組合せポリマー溶液を形成する工程と、前記混合された組合せポリマー溶液から複合繊維を形成する工程とを含んでなる方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
当業者は、上記の本発明の技術の利益を有し、それらの多くの修正形態を生み出すことができる。これらの修正形態は、添付の特許請求の範囲に記載の通り、本発明の範囲内であると解釈される。
本発明の好適な実施態様は次のとおりである。
１．  複合繊維を作製する方法であって、アラミドポリマーの異方性ポリマー溶液と可撓性鎖ポリマーの等方性溶液とを連続的に組合わせて組合せポリマー溶液を形成する工程と、前記組合せポリマー溶液を少なくとも１台のスタティックミキサーに通過させることにより前記組合せポリマー溶液を混合して混合された組合せポリマー溶液を形成する工程と、前記混合された組合せポリマー溶液から複合繊維を形成する工程とを含んでなる方法。
２．  アラミドポリマーの前記異方性溶液がパラ−アラミドを含んでなる上記１に記載の方法。
３．  アラミドポリマーの前記異方性溶液が、前記異方性溶液の総重量を基準として、１８重量％を超えるパラ−アラミドを含んでなる上記２に記載の方法。
４．  アラミドポリマーの前記異方性溶液が溶媒として硫酸を含んでなる上記３に記載の方法。
５．  アラミドポリマーの前記異方性溶液が溶媒として硫酸を含んでなる上記１に記載の方法。
６．  可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液がＰＶＰ、ＰＶＰ／ＶＡ、ＰＥＫＫ、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１２、ＭＰＤ−Ｉ、ＭＰＤ−Ｉ／Ｔ、およびポリアニリンから選択されるポリマーを含んでなる上記１に記載の方法。
７．  可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液がＰＶＰを含んでなる上記６に記載の方法。
８．  可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液が、前記等方性ポリマー溶液の総重量を基準として、５〜２５重量％のポリマーを含んでなる上記６に記載の方法。
９．  前記溶液が、溶媒として、Ｈ2ＳＯ4、ＣｌＳＯ3Ｈ、およびＦＳＯ3Ｈから選択される酸を含んでなる上記６に記載の方法。
１０．  前記溶液が溶媒として硫酸を含んでなる上記７に記載の方法。
１１．  前記溶液が、前記複合繊維の直径の１．５〜１２％の平均液滴サイズを生じるのに十分な程度まで混合される上記１０に記載の方法。
１２．  前記複合繊維が、前記複合繊維の総重量を基準として、アラミド８０〜９９重量％と、可撓性鎖ポリマーの前記等方性溶液からのポリマー１〜２０重量％とを含んでなる上記１に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【国際調査報告】
2008522055.tif 000005
2008522055.tif 000006