(57)【要約】  ４００〜１５００ｐｓｉの圧力下、非晶質ポリマー組成物を含む融液を紡糸口金を通して押し出して紡糸繊維を製造するステップと；該紡糸繊維を延伸ステップにかけずに、供給ロール上に集めるステップと；該紡糸繊維から凝固繊維を製造するステップと、を備える方法が開示される。凝固繊維のｄｐｆは０超〜２．５、収縮率は２％以下であり得る。該方法は、該凝固繊維を延伸ステップにかけずにスプール上に集めるステップをさらに備えていてもよい。非晶質ポリエーテルイミドを含む組成物から、ｄｐｆが最大でも２．５の繊維を製造するための紡糸口金であって、複数の円形融液チャネルを有するダイを備えるが、分配プレートは備えない紡糸口金も開示される。該方法によって、および該紡糸口金から製造される繊維も開示される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４００〜１５００ｐｓｉの圧力下、非晶質ポリマー組成物を含む融液を紡糸口金を通して押し出して紡糸繊維を製造するステップと、
前記紡糸繊維を延伸せずに、供給ロール上に集めて、前記紡糸繊維から、ｄｐｆが０超〜２．５、収縮率が２％以下の凝固繊維を製造するステップと、
前記凝固繊維を延伸ステップにかけずに、スプール上に巻くステップと、を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記非晶質ポリマー組成物のメルトフローレートは４〜１８ｇ／１０分であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧力は４００〜１０００ｐｓｉであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記繊維をアニーリングステップにかけずに、前記スプール上に集めるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記凝固繊維は、強制空冷ステップにかけられずに製造されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
プロセスは、前記紡糸口金を出た後の前記紡糸繊維を加熱するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記融液は、１つまたは複数の結晶性材料を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記非晶質ポリマー組成物はポリエーテルイミドを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
デニールが２．５未満、収縮率が０超〜２％以下の未延伸非晶質ポリマー繊維。
【請求項１０】
前記ポリマー繊維は、多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．５以上のポリエーテルイミド繊維であることを特徴とする請求項９に記載の未延伸非晶質ポリマー繊維。
【請求項１１】
繊維のデニールが２．２未満であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の未延伸非晶質ポリエーテルイミド繊維。
【請求項１２】
繊維の強度が少なくとも２．６ｃＮ／ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の未延伸非晶質ポリエーテルイミド繊維。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の未延伸非晶質ポリエーテルイミド繊維。
【請求項１４】
請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の未延伸非晶質ポリエーテルイミド繊維を含むことを特徴とする物品。
【請求項１５】
非晶質ポリエーテルイミドを含む組成物から、ｄｐｆが最大でも２．５の非晶質未延伸ポリエーテルイミド繊維を製造するための紡糸口金であって、
分配プレートを備えず、
それぞれが長さと直径を有し、その長さと直径の比が２：１〜６：１である複数の円形融液チャネルを有するダイを備えることを特徴とする紡糸口金。
【請求項１６】
分配プレートを備える同一の紡糸口金の作動圧より少なくとも４０％低い圧力で作動することを特徴とする請求項１５に記載の紡糸口金。
【請求項１７】
前記紡糸口金は、前記ダイに接続されて前記組成物を前記ダイに分配する少なくとも１つのスクリーンパックフィルターをさらに備えることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の紡糸口金。
【請求項１８】
前記スクリーンパックフィルターのメッシュサイズは、２００〜４００ＵＳメッシュサイズであることを特徴とする請求項１７に記載の紡糸口金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、繊維、繊維製造システム、繊維製造方法および繊維製造装置に関する。より具体的には、本発明は、微細デニールポリエーテルイミド繊維などの微細デニール非晶質ポリマー繊維と、該ポリマーを溶融紡糸し延伸せずにこうした繊維を製造するシステム、方法および装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維は永年に亘り、半結晶性材料の溶融特性および物性、すなわち低溶融粘度、優れた熱安定性および結晶化に最適化された、非常に確立したプロセスとプロセス装置で製造されてきた。合成繊維は伝統的に、溶解状態で非常に低粘度であり、紡糸口金孔パターン全域で均一な溶融分配ができるプロセスまたはダイデザイン方法を必要とする半結晶性材料を用いて製造されてきた。紡糸口金は、融液のそうした均一な分配を促進するようにデザインされる。しかし、これらのデザインは、ポリエーテルイミドなどの熱可塑性プラスチックを含む非晶質ポリマーでの使用には好ましくない。溶融紡糸プロセスを用いた非晶質熱可塑性プラスチックの繊維への加工は、従来の溶融紡糸ラインでは成功が限られている新規なプロセスである。こうした課題の一部は、非晶質材料に適さない加工装置デザインによるものである。ニーズがあるにも拘らず、非晶質熱可塑性プラスチックを溶融紡糸し、得られた繊維を延伸せずにデニールを低減させる方法による、非晶質熱可塑性プラスチックからの繊維製造用に特定的にデザインされた溶融紡糸ラインまたは紡糸口金はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
合成繊維は伝統的に、紡糸口金からの延伸時に結晶化し、フィラメント当たりのデニール（ｄｐｆ）が２以下の微細デニール繊維に容易に溶融紡糸される半結晶性材料を用いて製造されてきた。非晶質材料は延伸時に結晶を形成せず、従って、従来の溶融紡糸法を用いて２ｄｐｆ以下に引くプロセスにおける延伸プロセスの間、十分な伸びと強度を有さない。従来のプロセスでは、製造される繊維の微細さが限定されているために、そのプロトコルは、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）ペレットなどのある非晶質エンジニアリング熱可塑性プラスチック組成物の微細デニール繊維への変換には適していない。ｄｐｆが２以下のポリエーテルイミド繊維が求められている。ＰＥＩなどの非晶質エンジニアリング熱可塑性プラスチックから２ｄｐｆ以下の繊維製造を可能とする方法および加工技術が開発されなければならない。微細デニール繊維製造への現在の試みは従来法でなされており、変換プロセス後の延伸操作で延伸するか、あるいは２ｄｐｆ以下には延伸しない、のいずれかである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ある実施形態は、４００〜１５００ｐｓｉの圧力下、ポリマー融液を紡糸口金を通して押し出して紡糸繊維を製造するステップと、転送ロール（供給ロールとも呼ばれる）上に前記紡糸繊維を集めて前記紡糸繊維から凝固繊維を製造するステップと、前記凝固繊維を延伸ステップにかけずにスプール上に集めるステップと、を備える方法に関する。該融液は、ポリエーテルイミドなどの非晶質ポリマー組成物を含んでいてもよい。該凝固繊維のｄｐｆは０超〜２．５、収縮率は２％以下であり得る。
【０００５】
別の実施形態は、デニールが２．５ｄｐｆ未満、収縮率が０超〜２％以下の未延伸非晶質ポリマー繊維に関する。
【０００６】
さらに別の実施形態は、ポリエーテルイミドなどの非晶質ポリエーテルイミドを含む組成物から、ｄｐｆが最大でも２．５の非晶質未延伸ポリエーテルイミド繊維を製造するための紡糸口金に関する。該紡糸口金は、分配プレートを使用せずに済み、分配プレートを備える紡糸口金の作動圧より少なくとも４０％低い圧力で作動できる。該紡糸口金は、ダイに接続されて組成物をダイに分配するスクリーンパックフィルターを備えていてもよい。ダイは、それぞれが長さと直径を有しており、それぞれの長さと直径との比が２：１〜６：１の複数の円形融液チャネルを有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
これらおよび他の特長、態様および利点は、以下の記述、請求項および添付図を参照することによってより理解されるであろう。
【図１】本発明の種々の実施形態のデザインでは存在しない分配プレートを２枚備える先行技術による紡糸口金デザインの概略図である。
【図２】本発明の種々の実施形態による、センターコア分配供給用の３つのキャピラリ同心環を有する７２孔紡糸口金デザインの概略図である。
【図３】本発明の種々の実施形態による、分配供給用の６つのキャピラリ同心環を有するスクリーンパックフィルターを有する１４４孔紡糸口金デザインの概略図である。
【図４】本発明の種々の実施形態による紡糸口金を用いて改良し得る、先行技術による繊維製造プロセスの概略図である。
【０００８】
種々の実施形態は、図に示した配置および手段に限定されないことは理解されるべきでる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な記述とそれに続く請求項では、多くの用語に言及するが、それらは以下の意味を有するように定義されるものとする。
【００１０】
「デニール」は、繊維の線形質量密度の測定単位である。本出願と請求項では、デニールは、９，０００ｍ当たりの質量（ｇ）として定義される。
【００１１】
本出願と請求項では、「紡糸口金」は、プラスチックポリマー融液を押し出して繊維を形成する多孔デバイスである。
【００１２】
明示的に示されているか否かに拘わらず、本明細書における数値はすべて、「約」で修飾されているものと見なされる。「約」は一般に、当業者が引用された数値と等価である（すなわち、同じ機能または結果を有する）と考える数値範囲を指す。多くの場合、「約」は、最も近い有効数字に四捨五入される数を含んでよい。
【００１３】
本発明のある実施形態は、ポリエーテルイミドなどのエンジニアリング熱可塑性プラスチックからの微細デニール繊維製造プロセスに関する。
【００１４】
従来の融液押出による繊維形成プロセスでは、紡糸口金孔部全域での融液の均一分配を維持するためには、また、急冷装置を用いて冷却速度を制御し、こうして紡糸口金から引き抜き時の材料の結晶化度を制御する場合には、高圧（１０００〜２０００ｐｓｉ）が重要となる。本発明の種々の実施例では、非晶質エンジニアリング熱可塑性プラスチックの微細デニール繊維への加工には望ましくないこれらの条件は回避される。本発明の実施形態によれば、溶融状態の材料へのせん断を低減するために圧力を低減でき（４００〜２０００ｐｓｉ）、それによって、過剰なせん断による悪影響、すなわち繊維ストランドの落下や切断を低減できる。溶融状態の非晶質熱可塑性プラスチックの粘度が高いと、システムの背圧を十分に高くでき、紡糸口金の全域に亘って融液を均一に分配できることを見出した。紡糸口金から出た時点で、材料は急冷キャビネット内で冷却されず、実際には、非晶質材料の冷却速度を遅くし、紡糸材料に対する急冷効果を低減させるためにこの空間で熱を利用することによって、予想外に利点が得られる。上記の方法を用いた本発明による方法では、ポリエーテルイミド繊維を２ｄｐｆ以下にうまく溶融紡糸できる。
【００１５】
ある実施形態は、一連のステップを備える方法に関する。該ステップは遂次的であっても、あるいは非遂次的であってもよい。該方法は、融液を紡糸口金を通して押し出して紡糸繊維を製造するステップを備えていてもよい。
【００１６】
下限値およびまたは上限値を有するある範囲内の圧力下で、融液を紡糸口金を通して押し出してもよい。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００、１２５０、１３００、１３５０、１４００、１４５０、１５００、１５５０、１６００、１６５０、１７００、１７５０、１８００、１８５０、１９００、１９５０および２０００ｐｓｉから選択できる。ある好適な実施形態によれば、融液は、例えば４００〜１５００ｐｓｉの圧力下、紡糸口金を通して押し出され得る。
【００１７】
融液は、非晶質ポリマー組成物を含んでいてもよい。非晶質ポリマー組成物のメルトフローレートは、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であってもよい。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９および６０ｇ／１０分のいずれかから選択できる。ある好適な実施形態によれば、非晶質ポリマー組成物のメルトフローレートは、例えば４〜１８ｇ／１０分であってもよい。
【００１８】
融液は、１つまたは複数の結晶性材料を含んでいてもよい。非晶質ポリマー組成物はポリイミドを含んでいてもよい。ポリイミドとしては、ポリエーテルイミドとポリエーテルイミドコポリマーが挙げられる。ポリエーテルイミドは、（ｉ）例えばポリエーテルイミドなどのポリエーテルイミドホモポリマー、（ｉｉ）例えばポリエーテルイミドスルホンなどのポリエーテルイミドコポリマー、および（ｉｉｉ）これらの組み合わせから選択されてもよい。ポリエーテルイミドは既知のポリマーであり、ＳＡＢＩＣ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社からＵＬＴＥＭ（登録商標）、ＥＸＴＥＭ（登録商標）およびＳｉｌｔｅｍブランド（ＳＡＢＩＣ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  ＩＰ  Ｂ．Ｖ．社の商標）で販売されている。
【００１９】
ある実施形態では、ポリエーテルイミドは式（１）の構造を有する：
【化１】
2015528532.tif 000003
式中、ａは２以上であり、例えば１０〜１，０００以上であり、より具体的には１０〜５００である。
【００２０】
式（１）の基Ｖは、エーテル基（ここでは「ポリエーテルイミド」）あるいはエーテル基とアリーレンスルホン基との組み合わせ（「ポリエーテルイミドスルホン」）を含む四価リンカーである。こうしたリンカーとしては、これに限定されないが、（ａ）エーテル基、アリーレンスルホン基あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された、Ｃ５−５０の置換または未置換、飽和、不飽和または芳香族の単環式および多環式基；（ｂ）エーテル基で、あるいはエーテル基とアリーレンスルホン基との組み合わせで任意に置換された、Ｃ１−３０の置換または未置換、直鎖または分枝鎖、飽和または不飽和のアルキル基；あるいはこれらのものの少なくとも１つを含む組み合わせが挙げられる。さらに好適な置換基としては、これに限定されないが、エーテル基、アミド基、エステル基およびこれらのものの少なくとも１つを含む組み合わせが挙げられる。
【００２１】
式（１）のＲ基としては、これに限定されないが、（ａ）Ｃ６−２０芳香族炭化水素基およびそのハロゲン化誘導体、（ｂ）Ｃ２ー２０直鎖または分枝鎖アルキレン基、（ｃ）Ｃ３−２０シクロアルキレン基、あるいは（ｄ）式（２）の二価基：
【化２】
2015528532.tif 000004
｛式中、Ｑ１は、これに限定されないが、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）−、−ＳＯ２−、−ＳＯ−、−ＣｙＨ２ｙ−（ｙは１〜５の整数）および、パーフルオロアルキレン基を含むこれらのハロゲン化誘導体などの二価部分を含む｝が挙げられる。
【００２２】
ある実施形態では、リンカーＶは、これに限定されないが、式（３）の四価芳香族基を含む：
【化３】
2015528532.tif 000005
式中、Ｗは、−Ｏ−、−ＳＯ２−または式−Ｏ−Ｚ−Ｏ−［式中、−Ｏ−または−Ｏ−Ｚ−Ｏ−基の二価結合は、３，３'、３，４'、４，３'または４，４'の位置にあり、Ｚは、これに限定されないが、式（４）
【化４】
2015528532.tif 000006
｛式中、Ｑは、これに限定されないが、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）−、−ＳＯ２−、−ＳＯ−、−ＣｙＨ２ｙ−（ｙは１〜５の整数）および、パーフルオロアルキレン基を含むこれらのハロゲン化誘導体を含む｝の二価基を含む］の基の二価部分である。
【００２３】
特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドは、式（５）の構造単位を２個以上、具体的には１０〜１，０００個、より具体的には１０〜５００個含む：
【化５】
2015528532.tif 000007
式中、Ｔは、−Ｏ−または式−Ｏ−Ｚ−Ｏ−基である。ここで、−Ｏ−または−Ｏ−Ｚ−Ｏ−基の二価結合は３，３'、３，４'、４，３'または４，４'の位置にあり；Ｚは、上記で定義したように式（３）の二価基であり；Ｒは、上記で定義したように式（２）の二価基である。
【００２４】
別の特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドスルホンは、式（１）のリンカーＶとＲ基との少なくとも５０モル％が二価のアリーレンスルホン基を含む、エーテル基とスルホン基とを含むポリエーテルイミドである。例えば、いずれのＲ基も除いて、すべてのリンカーＶがアリーレンスルホン基を含んでいてもよく；あるいは、いずれのリンカーＶも除いて、すべてのＲ基がアリーレンスルホン基を含んでいてもよく；あるいは、アリールスルホン基を含むリンカーＶとＲ基の合計モル分率が５０モル％以上であることを条件として、アリーレンスルホンは、リンカーＶとＲ基の一部に存在していてもよい。
【００２５】
さらにより具体的には、ポリエーテルイミドスルホンは、式（６）の構造単位を２個以上、具体的には１０〜１，０００個、より具体的には１０〜５００個含んでいてもよい：
【化６】
2015528532.tif 000008
式中、Ｙは−Ｏ−、−ＳＯ２−あるいは式−Ｏ−Ｚ−Ｏ−の基であり、−Ｏ−、ＳＯ２−または−Ｏ−Ｚ−Ｏ−基の二価結合は３，３'、３，４'、４，３'または４，４'の位置にあり、Ｚは、上記のように式（３）の二価基であり、Ｒは、式（２）のＹモルとＲモルの合計の５０モル％超が−ＳＯ２−基を含むことを条件として、上記のように式（２）の二価基である。
【００２６】
該ポリエーテルイミドとポリエーテルイミドスルホンは、例えば式（７）のリンカーなどの、エーテル基あるいはエーテル基とスルホン基とを含まないリンカーＶを任意に含んでもよいことは理解されるべきである：
【化７】
2015528532.tif 000009
【００２７】
こうしたリンカーを含むイミド単位は一般に、その合計単位数の０〜１０モル％、具体的には０〜５モル％の量で存在する。ある実施形態では、該ポリエーテルイミドとポリエーテルイミドスルホンには、追加のリンカーＶは存在しない。
【００２８】
別の特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドは、式（５）の構造単位を１０〜５００個含み、ポリエーテルイミドスルホンは、式（６）の構造単位を１０〜５００個含む。
【００２９】
ポリエーテルイミドとポリエーテルイミドスルホンは、任意の適切なプロセスで調製できる。ある実施形態では、ポリエーテルイミドとポリエーテルイミドコポリマーは、重縮合重合法とハロ置換重合法を含む。
【００３０】
重縮合法は、構造（１）を有するポリエーテルイミドの調製法を含んでいてもよく、ニトロ置換法（Ｘは式（８）のニトロ）と呼ばれる。ニトロ置換法の一例では、Ｎ−メチルフタルイミドを９９％硝酸でニトロ化して、Ｎ−メチル−４−ニトロフタルイミド（４−ＮＰＩ）とＮ−メチル−３−ニトロフタルイミド（３−ＮＰＩ）の混合物を生成する。精製後、相間移動触媒の存在下で、約９５部の４−ＮＰＩと５部の３−ＮＰＩとを含む混合物をトルエン中でビスフェノールＡ（ＢＰＡ）の二ナトリウム塩と反応させる。ニトロ置換ステップとして知られるこの反応によって、ＢＰＡ−ビスイミドとＮａＮＯ２が生成される。精製後、ＢＰＡ−ビスイミドをイミド交換反応で無水フタル酸と反応させてＢＰＡ−二無水物（ＢＰＡＤＡ）を得、次にこれをイミド化重合ステップでオルトジクロロベンゼン中でメタフェニレンジアミン（ＭＰＤ）などのジアミンと反応させて、ポリエーテルイミド生成物を得る。
【００３１】
他のジアミンも使用できる。適切なジアミンとしては、ｍ−フェニレンジアミン；ｐ−フェニレンジアミン；２，４−ジアミノトルエン；２，６−ジアミノトルエン；ｍ−キシリレンジアミン；ｐ−キシリレンジアミン；ベンジジン、３，３'−ジメチルベンジジン；３，３'−ジメトキシベンジジン；１，５−ジアミノナフタレン；ビス（４−アミノフェニル）メタン；ビス（４−アミノフェニル）プロパン；ビス（４−アミノフェニル）スルフィド；ビス（４−アミノフェニル）スルホン；ビス（４−アミノフェニル）エーテル；４，４'−ジアミノジフェニルプロパン；４，４'−ジアミノジフェニルメタン（４，４'−メチレンジアニリン）；４，４'−ジアミノジフェニルスルフィド；４，４'−ジアミノジフェニルスルホン；４，４'−ジアミノジフェニルエーテル（４，４'−オキシジアニリン）；１，５−ジアミノナフタレン；３，３'ジメチルベンジジン；３−メチルヘプタメチレンジアミン；４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン；２，２'，３，３'−テトラヒドロ−３，３，３'，３'−テトラメチル−１，１'−スピロビ［１Ｈ−インデン］−６，６'−ジアミン；３，３'，４，４'−テトラヒドロ−４，４，４'，４'−テトラメチル−２，２'−スピロビ［２Ｈ−１−ベンゾ−ピラン］−７，７'−ジアミン；１，１'−ビス［１−アミノ−２−メチル−４−フェニル］シクロヘキサン、およびこれらの異性体と、これらの内の少なくとも１つを含むブレンドが挙げられる。ある実施形態では、該ジアミンは具体的には芳香族ジアミンであり、特に、ｍ−およびｐ−フェニレンジアミン、およびこれらの内の少なくとも１つを含む混合物である。
【００３２】
ジアミンと共に使用できる好適な二無水物としては、これに限定されないが、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物；４，４'−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルエーテル二無水物；４，４'−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物；４，４'−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゾフェノン二無水物；４，４'−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物；２，２−ビス［４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物；４，４'−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルエーテル二無水物；４，４'−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物；４，４'−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ベンゾフェノン二無水物；４，４'−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物；４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４'−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニル−２，２−プロパン二無水物；４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４'−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルエーテル二無水物；４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４'−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物；４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４'−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゾフェノン二無水物；４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４'−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物；１，３−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物；１，４−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物；１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物；１，４−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物；３，３'，４，４'−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物；３，３'，４，４'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物；２，３，６，７−ナフタル酸二無水物などのナフタル酸二無水物；３，３'，４，４'−ビフェニルスルホン酸テトラカルボン酸二無水物；３，３'，４，４'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物；３，３'，４，４'−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物；４，４'−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物；４，４'−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物；４，４'−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルプロパン二無水物；３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；ビス（フタル酸）フェニルスルフィンオキシド二無水物；ｐ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物；ｍ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物；ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４'−ジフェニルエーテル二無水物；ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４'−ジフェニルメタン二無水物；２，２'−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物；４，４'−オキシジフタル酸二無水物；ピロメリット酸二無水物；３，３'，４，４'−ジフェニルスルホンテト��カルボン酸二無水物；４'，４'−ビスフェノールＡ二無水物；ヒドロキノンジフタル酸二無水物；６，６'−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）−２，２'，３，３'−テトラヒドロ−３，３，３'，３'−テトラメチル−１，１'−スピロビ［１Ｈ−インデン］二無水物；７，７'−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）−３，３'，４，４'−テトラヒドロ−４，４，４'，４'−テトラメチル−２，２'−スピロビ［２Ｈ−１−ベンゾピラン］二無水物；１，１'−ビス［１−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）−２−メチル−４−フェニル］シクロヘキサン二無水物；３，３'，４，４'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物；３，３'，４，４'−ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物；３，３'，４，４'−ジフェニルスルホキシドテトラカルボン酸二無水物；４，４'−オキシジフタル酸二無水物；３，４'−オキシジフタル酸二無水物；３，３'−オキシジフタル酸二無水物；３，３'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物；４，４'−カルボニルジフタル酸二無水物；３，３'，４，４'−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物；２，２−ビス（４−（３，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物；２，２−ビス（４−（３，３−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物；（３，３'，４，４'−ジフェニル）フェニルホスフィンテトラカルボン酸二無水物；（３，３'，４，４'−ジフェニル）フェニルホスフィンオキシドテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ジクロロ−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ジメチル−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ジシアノ−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ジブロモ−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ジヨード−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ジトリフルオロメチル−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ビス（１−メチル−４−フェニル）−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ビス（１−トリフルオロメチル−２−フェニル）−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ビス（１−トリフルオロメチル−３−フェニル）−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ビス（１−トリフルオロメチル−４−フェニル）−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ビス（１−フェニル−４−フェニル）−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物；４，４'−ビスフェノールＡ二無水物；３，４'−ビスフェノールＡ二無水物；３，３'−ビスフェノールＡ二無水物；３，３'，４，４'−ジフェニルスルホキシドテトラカルボン酸二無水物；４，４'−カルボニルジフタル酸二無水物；３，３'，４，４'−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物；２，２'−ビス（１，３−トリフルオロメチル−４−フェニル）−３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、およびこれらの異性体と、これらのものの組み合わせが挙げられる。
【００３３】
ポリエーテルイミドとポリエーテルイミドスルホンを製造するハロ置換重合法は、これに限定されないが、式（８）のビス（フタルイミド）の反応を含む：
【化８】
2015528532.tif 000010
式中、Ｒは上記のものであり、Ｘは、ニトロ基またはハロゲンである。式（８）のビスフタルイミドは、例えば、式（９）の対応する無水物の縮合で形成できる：
【化９】
2015528532.tif 000011
式中、Ｘは、式（１０）の有機ジアミンを有するニトロ基またはハロゲンである：
【化１０】
2015528532.tif 000012
式中、Ｒは上記のものである。
【００３４】
式（１０）のアミン化合物の具体的な例としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、１，１８−オクタデカンジアミン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、４−メチルノナメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、２，２−ジメチルプロピレンジアミン、Ｎ−メチル−ビス（３−アミノプロピル）アミン、３−メトキシヘキサメチレンジアミン、１，２−ビス（３−アミノプロポキシ）エタン、ビス（３−アミノプロピル）スルフィド、１，４−シクロヘキサンジアミン、ビス−（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、２−メチル−４，６−ジエチル−１，３−フェニレンジアミン、５−メチル−４，６−ジエチル−１，３−フェニレン−ジアミン、ベンジジン、３，３'−ジメチルベンジジン、３，３'−ジメトキシベンジジン、１，５−ジアミノナフタレン、ビス（４−アミノフェニル）メタン、ビス（２−クロロ−４−アミノ−３，５−ジエチルフェニル）メタン、ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，４−ビス（ｂ−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、ビス（ｐ−ｂ−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−ｂ−メチル−ｏ−アミノフェニル）ベンゼン、ビス（ｐ−ｂ−メチル−ｏ−アミノペンチル）ベンゼン、１，３−ジアミノ−４−イソプロピルベンゼン、ビス（４−アミノフェニル）エーテルおよび１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンが挙げられる。これらのアミン類の混合物も使用できる。スルホン基を含む式（１０）のアミン化合物の具体的な例としては、これに限定されないが、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）およびビス（アミノフェノキシフェニル）スルホン（ＢＡＰＳ）が挙げられる。これらのアミン類のいずれかを含む組み合わせも使用できる。
【００３５】
該ポリエーテルイミドは、式（８）のビス（フタルイミド）と、Ｖが上記のものである式ＨＯ−Ｖ−ＯＨのジヒドロキシ置換芳香族炭化水素のアルカリ金属塩との、相間移動触媒の有無に拘わらない反応で合成され得る。好適な相間移動触媒は、米国特許第５，２２９，４８２号に開示されている。具体的には、ビスフェノールＡなどのジヒドロキシ置換芳香族炭化水素、あるいは、ビスフェノールのアルカリ金属塩と別のジヒドロキシ置換芳香族炭化水素のアルカリ金属塩との組み合わせも使用できる。
【００３６】
ある実施形態では、ポリエーテルイミドは、式（５）の構造単位を含む。式中、Ｒはそれぞれ独立に、ｐ−フェニレン、ｍ−フェニレンあるいはこれらのものの少なくとも１つを含む混合物であり；Ｔは、式−Ｏ−Ｚ−Ｏ−｛−Ｏ−Ｚ−Ｏ−基の二価結合は３，３'の位置にあり、Ｚは、２，２−ジフェニレンルエンプロパン基（ビスフェノールＡ基）である｝の基である。さらに、ポリエーテルイミドスルホンは、式（６）の構造単位｛式中、Ｒ基の少なくとも５０モル％は式（４）のもの（Ｑは−ＳＯ２−）であり、残りのＲ基は独立に、ｐ−フェニレン、ｍ−フェニレンまたはこれらのものの少なくとも１つを含む組み合わせである｝を含み；Ｔは、式−Ｏ−Ｚ−Ｏ−の基（式中、−Ｏ−Ｚ−Ｏ−基の二価結合は３，３'の位置にあり、Ｚは２，２−ジフェニレンプロパン基）である。
【００３７】
ポリエーテルイミドとポリエーテルイミドスルホンは、単独で用いてもあるいは互いに組み合わせて用いてもよく、あるいは本明細書に記載のポリマー成分製造において開示された他のポリマー材料と組み合わせて用いてもよい。ある実施形態では、ポリエーテルイミドだけが使用される。別の実施形態では、ポリエーテルイミドとポリエーテルイミドスルホンとの質量比は９９：１〜５０：５０であってもよい。
【００３８】
該ポリエーテルイミドの質量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲル透過クロマトグラフィ（ＧＰＣ）で測定して、５，０００〜１００，０００ｇ／モルであり得る。一部の実施形態では、Ｍｗは１０，０００〜８０，０００であり得る。本明細書での分子量は、絶対質量平均分子量（Ｍｗ）を指す。
【００３９】
該ポリエーテルイミドの固有粘度は、温度２５℃のｍ−クレゾール中で測定して０．２ｄｌ／ｇ以上であり得る。この範囲内で、固有粘度は、温度２５℃のｍ−クレゾール中で測定して０．３５〜１．０ｄｌ／ｇであり得る。
【００４０】
該ポリエーテルイミドのガラス転移温度は、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１８に準拠し示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定して、１８０℃超であり得、具体的には２００℃〜５００℃であり得る。一部の実施形態では、該ポリエーテルイミド、特に一般のポリエーテルイミドのガラス転移温度は２４０℃〜３５０℃である。
【００４１】
該ポリエーテルイミドのメルトインデックスは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠し温度３４０〜３７０℃、荷重６．７ｋｇで測定して、０．１〜１０ｇ／分であり得る。
【００４２】
ポリエーテルイミド（例えば、式（１）の構造を有するポリエーテルイミド）を製造する代替となるハロ置換重合法は、塩素置換法（Ｘは式（８）の塩素）と呼ばれるプロセスである。塩素置換法は以下のように説明される：４−クロロ無水フタル酸およびメタフェニレンジアミンをナトリウムフェニルホスフィネート触媒の存在下で反応させて、メタフェニレンジアミン（ＣＡＳ登録番号第１４８９３５−９４−８号）のビスクロロフタルイミドを生成する。その後、オルトジクロロベンゼンまたはアニソール溶媒中の触媒の存在下、ビスクロロフタルイミドを塩素置換反応でＢＰＡの二ナトリウム塩と重合させる。あるいは、３−クロロ−および４−クロロフタル酸無水物を用いて、ビスクロロフタルイミド異性体の混合物を得、上記のように、これを塩素置換によってＢＰＡ二ナトリウム塩と重合させてもよい。
【００４３】
シロキサンポリエーテルイミドは、シロキサン含有量がブロックコポリマーの合計質量に対して０超〜４０質量％未満のポリシロキサン／ポリエーテルイミドブロックコポリマーを含み得る。該ブロックコポリマーは、式（１１）のシロキサンブロックを含む：
【化１１】
2015528532.tif 000013
式中、Ｒ１−６はそれぞれ独立に、Ｃ５−３０の置換または未置換、飽和、不飽和または芳香族単環式基、Ｃ５−３０の置換または未置換、飽和、不飽和または芳香族多環式基、Ｃ１−３０の置換または未置換アルキル基、およびＣ２−３０の置換または未置換アルケニル基から構成される群から選択され；Ｖは、Ｃ５−５０の置換または未置換、飽和、不飽和または芳香族単環式および多環式基、Ｃ１−３０の置換または未置換アルキル基、Ｃ２−３０の置換または未置換アルケニル基およびこれらのリンカーの少なくとも１つを含む組み合わせから構成される群から選択された四価リンカーであり；ｇは１〜３０であり；ｄは２〜２０である。市販のシロキサンポリエーテルイミドは、ＳＡＢＩＣ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社からブランド名ＳＩＬＴＥＭ＊（＊ＳＡＢＩＣ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  ＩＰ  Ｂ．Ｖ．社の商標）で入手できる。
【００４４】
ポリエーテルイミドの質量平均分子量（Ｍｗ）は、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１００００、１１０００、１２０００、１３０００、１４０００、１５０００、１６０００、１７０００、１８０００、１９０００、２００００、２１０００、２２０００、２３０００、２４０００、２５０００、２６０００、２７０００、２８０００、２９０００、３００００、３１０００、３２０００、３３０００、３４０００、３５０００、３６０００、３７０００、３８０００、３９０００、４００００、４１０００、４２０００、４３０００、４４０００、４５０００、４６０００、４７０００、４８０００、４９０００、５００００、５１０００、５２０００、５３０００、５４０００、５５０００、５６０００、５７０００、５８０００、５９０００、６００００、６１０００、６２０００、６３０００、６４０００、６５０００、６６０００、６７０００、６８０００、６９０００、７００００、７１０００、７２０００、７３０００、７４０００、７５０００、７６０００、７７０００、７８０００、７９０００、８００００、８１０００、８２０００、８３０００、８４０００、８５０００、８６０００、８７０００、８８０００、８９０００、９００００、９１０００、９２０００、９３０００、９４０００、９５０００、９６０００、９７０００、９８０００、９９０００、１０００００、１０１０００、１０２０００、１０３０００、１０４０００、１０５０００、１０６０００、１０７０００、１０８０００、１０９０００および１１００００ダルトンから選択され得る。ポリエーテルイミドの質量平均分子量（Ｍｗ）は、例えば、５，０００〜１００，０００ダルトン、５，０００〜８０，０００ダルトンあるいは５，０００〜７０，０００ダルトンであり得る。第一アルキルアミン改質ポリエーテルイミドは、出発原料の未改質ポリエーテルイミドに比べて分子量は低く、メルトフローは高いであろう。
【００４５】
ポリエーテルイミドは，例えば米国特許第３，８７５，１１６号、同第６，９１９，４２２号および同第６，３５５，７２３号に記載されているポリエーテルイミド、例えば同第４，６９０，９９７号および同第４，８０８，６８６号に記載されているシリコーンポリエーテルイミド、同第７，０４１，７７３号に記載されているポリエーテルイミドスルホン、およびこれらの組み合わせから構成される群から選択されてもよい。これらの各特許はその全体が本明細書に援用される。
【００４６】
ポリエーテルイミドのガラス転移温度は、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００および３１０℃から選択され得る。ポリエーテルイミドのガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば約２００℃より高いものであり得る。
【００４７】
ポリエーテルイミドは、実質的にベンジルプロトンを含まない（１００ｐｐｍ未満）ものであり得る。ポリエーテルイミドは、ベンジルプロトンを含まないものであり得る。ポリエーテルイミドにおけるベンジルプロトン量は１００ｐｐｍ未満であり得る。ある実施形態では、ベンジルプロトン量は０超〜１００ｐｐｍ未満である。別の実施形態では、ベンジルプロトン量は検出不能である。
【００４８】
ポリエーテルイミドは、実質的にハロゲン原子を含まない（１００ｐｐｍ未満）ものであり得る。ポリエーテルイミドは、ハロゲン原子を含まないものであり得る。ポリエーテルイミドにおけるハロゲン原子量は１００ｐｐｍ未満であり得る。ある実施形態では、ハロゲン原子量は０超〜１００ｐｐｍ未満である。別の実施形態では、ハロゲン原子量は検出不能である。
【００４９】
ある実施形態では、該ポリエーテルイミドは、（ａ）ポリエーテルイミドと、（ｂ）前記ポリエーテルイミドの溶融安定性の上昇に効果的な量のリン含有安定剤と、を含むポリエーテルイミド熱可塑性組成物であって、前記リン含有安定剤の低揮発性は、前記リン含有安定剤のサンプルの初期量を熱重量分析で測定して、不活性雰囲気下、前記サンプルを加熱速度２０℃／分で３００℃に加熱時に、前記サンプルの初期量の１０質量％以上が揮発せずに残存するものである。ある実施形態では、該リン含有安定剤は、式Ｐ−Ｒａの構造（式中、Ｒ'は独立に、水素、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシまたはオキシ置換基であり；ａは３または４である）を有する。こうした好適な安定化ポリエーテルイミドの例は、米国特許第６，００１，９５７号に見出され、該特許はその全体が本明細書に援用される。
【００５０】
該方法は、紡糸繊維を延伸せずに、転送ロールすなわち供給ロールに集めるステップを備えていてもよい。図４に示す典型的な先行技術プロセスでは、収束ガイド４０６によって紡糸繊維を集め、繊維に引張を与えながら、通常高速で作動する一連の延伸ゴデット（総括して４０９）によって繊維を延伸してデニールを低減する。最終材料は、キスロール４０８の形態の最終アプリケータで凝固繊維４０７に塗布できる。本発明による装置では、最終およびキスロール４０８の使用は任意であり、一部の実施形態では、一連の延伸ゴデット４０９は完全になくてもよい。従って、本発明による装置は、図２または図３による紡糸口金と、紡糸繊維を集める転送ロールすなわち供給ロールと、今後の使用のために微細デニール未延伸繊維をその上に集める少なくとも１つのスプールまたはボビンと、を備える。該方法は、溶融紡糸ポリマーから凝固繊維を製造するステップを備えていてもよい。該方法の実施形態は、凝固繊維を延伸ステップにかけずにスプール上に集めるステップを備えていてもよい。該方法の実施形態は、強制空冷ステップなしに凝固繊維を製造してもよい。該方法は、繊維をいかなるアニーリングステップにもかけずにスプール上に集めるステップを備えていてもよい。該方法は、紡糸口金から出た後の紡糸繊維を加熱するステップを含むステップを備えていてもよい。
【００５１】
凝固繊維のｄｐｆは、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、４．７、４．８、４．９および５ｄｐｆから選択されてもよい。ある好適な実施形態によれば、凝固繊維のｄｐｆは０超〜２．５であってもよい。
【００５２】
凝固繊維の収縮率は、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、４．７、４．８、４．９および５％から選択され得る。ある好適な実施形態によれば、凝固繊維の収縮率は、例えば２％以下であり得る。
【００５３】
ある実施形態は、高粘度非晶質エンジニアリング熱可塑性プラスチックを用いた低デニールと低収縮率繊維の製造に適した新規の紡糸口金デザインにも関する。紡糸口金孔部全域に亘って融液の均一な分配を維持するために、高圧条件（例えば１５００〜２０００ｐｓｉ）の使用が必要な、ポリエーテルイミド繊維の既知の加工と異なり、種々の実施形態による紡糸口金は、４００ｐｓｉと低い圧力で（例えば、４００〜１５００ｐｓｉの範囲で、好適には４００〜１２００ｐｓｉの範囲で、より好適には４００〜１０００ｐｓｉの範囲で）均一な分配を可能とするようにデザインされる。従って、ダイデザインと紡糸口金によって、ＰＥＩなどの非晶質熱可塑性プラスチックの微細デニール繊維への溶融紡糸が可能となる。これらの実施形態では、ダイ全域に亘って完全に円形の融液チャネルが可能となり、非晶質材料が集まるかあるいは渦巻いて、容易には流動せず停滞して劣化するデッドスペースまたは停滞部を最小化でき、その後、劣化した材料を間欠的に融液流れ内に放出できる。融液チャネルの長さと直径との比は、非晶質材料用に最適化でき、分配チャネルは、材料へのせん断を低減し、また、溶融状態でより高粘度の非晶質材料を用いて紡糸口金全域に亘って融液の均一な分配が得られるようにデザインできる。提案されたデザインと同様なものを用いて、従来はデニールに拘わらず、繊維に全く紡糸できなかった材料を紡糸してスプールに巻くことができるようになり、また、プロセスを最適化して微細デニール繊維が達成できる。
【００５４】
特定の一実施形態は、紡糸口金およびまたは、非晶質ポリエーテルイミドを含む組成物から最大でも２．５ｄｐｆの非晶質未延伸ポリエーテルイミド繊維を製造する紡糸口金を備える紡糸パックに関する。該紡糸口金では分配プレートは必要ない。
【００５５】
紡糸口金は、それぞれが長さと直径を有する複数の円形融液チャネルを有するダイを備えていてもよい。各円形融液チャネルの長さと直径との比は、１：１、２：１、３：１、４：１、５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、１０：１、１１：１または１２：１であってもよい。ある好適な実施形態によれば、各円形融液チャネルの長さと直径との比は、例えば２：１〜６：１であってもよい。
【００５６】
ある実施形態によれば、該紡糸口金は、分配プレートを備える同一の紡糸口金と比較して、低圧で作動できる。種々の実施形態によれば、分配プレートのない紡糸口金の作動圧は、分配プレートを備える同一の紡糸口金に対して、ある割合で低減できる。該割合は、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９および６０％から選択され得る。ある好適な実施形態によれば、種々の実施形態による、分配プレートのない紡糸口金の作動圧は、分配プレートを備える同一の紡糸口金に比べて、少なくとも４０％低減できる。
【００５７】
該紡糸口金は、ダイに接続されて組成物をダイに分配する少なくとも１つのスクリーンパックフィルターをさらに備えていてもよい。該スクリーンパックフィルターのメッシュサイズは、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であってもよい。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０、４９０および５００メッシュから選択されてもよい。ある好適な実施形態によれば、スクリーンパックフィルターのメッシュサイズは、２００〜４００ＵＳメッシュであってもよい。
【００５８】
他の実施形態は非晶質ポリマー繊維に関する。該繊維は延伸できるが、未延伸状態であっても、優れた特性を有し得る。
【００５９】
種々の実施形態による未延伸非晶質ポリマー繊維のデニールは、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９および３から選択され得る。ある好適な実施形態によれば、未延伸非晶質ポリマー繊維のデニールは２．５未満であり得る。
種々の実施形態による未延伸非晶質ポリマー繊維の収縮率は、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９および４％から選択され得る。ある好適な実施形態によれば、未延伸非晶質ポリマー繊維の収縮率は、０超〜２％以下であり得る。
【００６０】
種々の実施形態による未延伸非晶質ポリマー繊維の多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、１、１．２５、１．５、１．７５、２、２．２５、２．５、２．７５、３、３．２５、３．５、３．７５、４、４．２５、４．５、４．７５、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０および１００から選択され得る。ある好適な実施形態によれば、種々の実施形態による未延伸非晶質ポリマー繊維の多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は２．５以上であり得る。
【００６１】
種々の実施形態による未延伸非晶質ポリマー繊維のデニールは、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９および４から選択され得る。ある好適な実施形態によれば、種々の実施形態による未延伸非晶質ポリマー繊維のデニールは２．２未満であり得る。
【００６２】
種々の実施形態による未延伸非晶質ポリマー繊維の強度は、下限値およびまたは上限値を有するある範囲内であり得る。該範囲には、該下限値およびまたは上限値が含まれていても含まれていなくてもよい。下限値およびまたは上限値は、１、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、４．７、４．８、４．９、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５および５０ｃＮ／ｄｔｅｘから選択され得る。ある好適な実施形態によれば、種々の実施形態による未延伸非晶質ポリマー繊維の強度は少なくとも２．６ｃＮ／ｄｔｅｘであり得る。
【００６３】
種々の実施形態による未延伸非晶質ポリマー繊維は、アニーリングなしでも、上記の特性を有し得る。
【００６４】
別の実施形態は、該未延伸非晶質ポリエーテルイミド繊維を含む物品に関する。該物品としては、これに限定されないが、該ポリエーテルイミド繊維（例えば、任意に巻かれ、編まれ、織られ、紡糸され、あるいはそうでなければ、異なるタイプの繊維に関連した１つまたは複数の未延伸非晶質ポリエーテルイミド繊維を含む）から作られたヤーン、未延伸非晶質繊維およびまたはヤーンから作られた織物、および未延伸非晶質繊維から作られた織物を含む、あるいはこれをベースとした複合材が挙げられる。好適な複合材の例としては、これに限定されないが、紙（例えば、電気紙、ハニカム紙、織布特殊紙、不織布特殊紙）；構造用複合材；および半構造用複合材が挙げられる。
【００６５】
要約すると、未延伸非晶質ポリマー繊維の製造方法は、４００〜１５００ｐｓｉ（例えば４００〜１０００ｐｓｉ）の圧力下、メルトフローレートが任意に４〜１８ｇ／１０分であり得る、例えばポリエーテルイミドなどの非晶質ポリマー組成物を含む融液を紡糸口金を通して押し出して紡糸繊維を製造するステップと；該紡糸繊維を延伸せずに供給ロール上に集めて、該紡糸繊維から、ｄｐｆが０超〜２．５、収縮率が２％以下の凝固繊維を製造するステップと；該凝固繊維を延伸ステップにかけずに、スプール上巻き取るステップと、を備える。前述のいずれかの実施形態では、以下の条件の１つまたは複数を適用してもよい：該方法は、アニーリングステップなしに、該繊維をスプール上に集めるステップをさらに任意に備えていてもよい；該方法は、紡糸口金から出た後の紡糸繊維を加熱して、強制空冷ステップなしに凝固繊維を製造するステップをさらに備えていてもよい；該融液は、１つまたは複数の結晶性材料を含む。
【００６６】
非晶質ポリマー繊維（例えば、前述の方法で製造された繊維）のデニールは２．５未満、２．２未満または２．０未満であり、収縮率は０超〜２％以下であり；該繊維はさらに、任意にメルトフローレートが４〜１８ｇ／１０分であり、さらに任意に多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）が０超〜２．５であり、任意に強度が少なくとも２．６ｃＮ／ｄｔｅｘである、例えばポリエーテルイミドなどのポリエーテルイミド繊維であってもよい。該繊維はアニール処理されていなくてもよい。前述の繊維を含む物品としては、ヤーン、織物および複合材が挙げられる。
【００６７】
最大でも２．５ｄｐｆの非晶質未延伸ポリエーテルイミド繊維（例えば、メルトフローレートが４〜１８ｇ／１０分）の上記の製造方法に有用な紡糸口金は、分配プレートを有さず；それぞれが長さと直径を有しており、その比が２：１〜６：１である複数の円形融液チャネルを有するダイを有しており、該紡糸口金は任意に、分配プレートを備える同一の紡糸口金の作動圧より少なくとも４０％低い圧力で作動し、さらに任意に、該ダイに接続されて組成物をダイに分配する少なくとも１つのスクリーンパックフィルター（例えば、２００〜４００ＵＳメッシュサイズを有するフィルター）を備える。
本発明を以下の具体的な実施例でさらに説明する（特に明記されない限り、部および％はすべて質量部、質量％である）。
【００６８】
実施例
実施例で使用した材料を表１に示す。
【表１】
2015528532.tif 000014
【００６９】
実施例では２つの紡糸口金デザインを用いた。１つ目は、α紡糸口金デザイン（図１参照）である。以下、このタイプの紡糸口金デザインについてより詳細に説明する。２つ目は、本発明の種々の実施形態によるβパック紡糸口金デザイン（図２および３参照）である。
【００７０】
１．α紡糸口金デザインの説明
図１に示すように、先行技術による紡糸パック１００は、周囲に約０．２５インチのギャップを設けて押出機のヒータージャケット部に収められる矩形のブロックであるキャピラリ紡糸口金プレート１０２を備える。先行技術による紡糸パック１００では、ベースプレート１０１とキャピラリ紡糸口金プレート１０２間に組み込まれる一連の分配プレート１０３が必要となる。分配プレート１０３は、１４４個のキャピラリの矩形アレーに融液を均一に分配するために、圧力ブロックを設けるようにデザインされている。該プレートは、使用する押出機に応じて、違った大きさと形状を有していてもよい。
【００７１】
分配プレート１０３は、厚みがわずか約０．０２インチと非常に薄く、直径がわずか０．０１インチ、長さが３／１６インチの材料用の融液チャネルを有する。融液チャネルの寸法が制限されていることによって、非晶質材料には厳しい流動条件となり、高い内部パック圧が生じる。該内部パック圧によって、材料にとっては限定された加工窓となる。また、これによって、材料は、製造中にキャピラリ紡糸口金プレート１０２を覆うかあるいは蓄積する。この残留物は時間とともに増えるため、表面から削り落とさなければならない。このために、処理が中断され望ましくない。
【００７２】
紡糸パック１００の温度は、押出機におけるその周囲のエアーギャップの対流加温によって制御される。紡糸パック１００を用いるシステムでは、温度や圧力などの運転条件の変化に対する応答が遅い。また通常、セットポイントから紡糸パックまでには大きな温度ロスが観察されるため、運転者は、セットポイントの温度を所望の温度より約２０℃高くに調節しなければならない。
【００７３】
２．新規の紡糸口金デザイン（「βパックデザイン」）の説明
種々の実施形態によれば、ポリエーテルイミドから溶融紡糸繊維を製造するキャピラリ紡糸口金は、円形のパック面周りに均一に分布するキャピラリアレーを有していてもよい点で、シャワヘッドのデザインと似ていてもよい。
【００７４】
図２は、キャピラリ紡糸口金２０１を有する種々の実施形態による紡糸パック２００を示す概略図である。図２に示す特定のキャピラリ紡糸口金２０１は７２個のキャピラリ２０２を有しているが、キャピラリの数は任意の適切なものであってもよい。キャピラリ紡糸口金２０１は、ベースプレート２０４とエンドキャップ２０５間に、分配ブロック２０３と共に挟持されていてもよい。分配ブロック２０３は、溶融材料をキャピラリ紡糸口金２０１に分配する複数の分配孔２０６を有していてもよい。エンドキャップ２０５は、紡糸パック２００をボルトまたは他の固定手段で固定し圧縮するために、ベースプレート２０４上の対応する孔２０８と位置合わせされた複数の貫通孔２０７を有していてもよい。
【００７５】
図３は、キャピラリ紡糸口金３０１を有する種々の実施形態による紡糸パック３００を示す概略図である。図３に示す特定のキャピラリ紡糸口金３０１は１４４個のキャピラリ３１５を有しているが、キャピラリ３１５の数は任意の適切なものであってもよい。キャピラリ紡糸口金３０１は、エンドキャップ３０５と１つまたは複数のベースプレート間に、スクリーンパックフィルター３０２、第１ガスケット３０３、第２ガスケット３０４と共に挟持されていてもよい。図３に示すように、第１ベースプレート３０６と第２ベ−スプレート３０７を用いてもよい。
【００７６】
エンドキャップ３０５は、紡糸パック２００の複数の部品をボルトまたは他の固定手段で固定し圧縮するために、ベースプレート３０６上の対応する孔３０９と位置合わせされた複数の貫通孔３０８を有していてもよい。第１ベースプレート３０６は、その上の貫通孔３１０を通って第２ベースプレート３０７上の受入孔３１１に挿入されたボルトまたは他の固定手段で、第２ベースプレート３０７に固定されてもよい。
【００７７】
第２ベースプレート３０７は、例えば、その上にある固定孔３１３を通して挿入されたボルトまたは他の固定手段で紡糸パック３００が固定されている押出機から該パック３００内に溶融材料を射出できる射出ポート３１２を備えていてもよい。第１ベースプレート３０６は、紡糸パック３００を通して溶融材料を連続的に流動させる１つまたは複数の分配ポート３１４を備えていてもよい。
【００７８】
１４４個のキャピラリを有するキャピラリ紡糸口金３０１は、従来の「α」パックデザインと同様のスループットであるため、以下に説明する実施例では、図３に示す紡糸パック３００を用いた。
【００７９】
このデザインでは、融液は、パック面に簡単に効率的に送液された。分配プレートは削除されているので、融液は、スクリーンパックフィルター３０２だけで分配される。分配ポート３１４によって完全な円形ランナシステムが得られ、押出機出口からスクリーンパックフィルターの裏面中心まで融液流れが運ばれる。ガスケット３０３と３０４によって、フィルター３０２の後部に（すなわち、第１ベースプレート３０６側に）十分な空洞が得られ、スクリーン後部に材料の均一な流れが形成できる。スクリーンパックフィルター後部に一旦十分な圧力が形成されると、融液はそれを通過して紡糸口金に流入する。図４に示すように、その後、形成された圧力によりキャピラリ３１５を通して融液を押し出して巻取ロール上に延伸し、１つまたは複数のボビン４１０上に巻き取る。
【００８０】
図４は繊維プロセス４００の概略図である。押出機からの融液流れ４０１は、定量ポンプ４０２、フィルター４０３および紡糸口金４０４を通って供給されてもよい。紡糸口金４０４を出た後の溶融流れ４０１を空気冷却４０５内を通過させてもよい。収束ガイド４０６によって、繊維４０７は最終アプリケータ４０８に導かれ、一連の延伸ゴデット４０９を経由して、１つまたは複数のボビン４１０上に巻き取られる。
【００８１】
種々の紡糸口金をデザイン・製作して、キャピラリ孔の長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）を１〜６に、また直径を０．２ｍｍ〜１．０ｍｍに変化させてその影響を調査した。また、スクリーンパックフィルターのメッシュサイズも、材料の粘度に応じて２００〜４００メッシュまで変化させた。
【００８２】
この紡糸パックデザインをＨｉｌｌｓ  ＧＨＰ  Ｂｉ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  溶融紡糸押出ラインに搭載した。該紡糸パックデザインは、αデザイン用のものと同じパックエンベロープに適合するようにデザインされている。この新規デザインは、パックのヘッド周りに十分な空間を提供して、高ワットヒーターバンドの直接接触による温度制御を可能とするように構成されている。この新規なデザインによって、溶融紡糸プロセスでの重要な部品である紡糸パック面は、はるかに厳密に迅速に温度制御される。
【００８３】
新規なβ紡糸口金デザインを用いたＰＥＩ製造の説明
材料を３００°Ｆ×４〜８時間で乾燥させて、溶融状態のポリマーの劣化を引き起こし得る水分をすべて除去した。
【００８４】
紡糸パックを組み立てて予熱オーブンに入れ、押出機への組み込みおよび融液流動前に、その温度を作動温度まで上げる。
【００８５】
押出機のスイッチを入れて数時間予熱後、任意の材料を押出機内に導入する。所定温度に達すると、押出機上部のホッパー上の自動ローダーを用いてペレットを押出機に供給する。融液ポンプのスイッチを入れ、次に押出機のスイッチを入れる。融液流れが押出機から出て来て合理的な融液圧と速度が得られるまで、融液ポンプと押出機を手動で制御する。その後のプロセスの残りの間、融液圧は自動的に制御される。
【００８６】
温度と圧力が所望の平衡に達すると、ポンプと押出機を停止し、紡糸口金をオーブンから取り出して押出機に組み込む。外部ヒーターバンドを、その制御熱電対と共に紡糸パック上に搭載する。その後、このユニットのスイッチを入れて、所望のセットポイントにセットする。
【００８７】
その後、融液ポンプと押出機のスイッチを再度入れる。紡糸口金を作動温度に上げるまでに押し出した繊維を廃棄物バレルに集める。この間、融液の比重決定のために、繊維毎に融液サンプルを採取する。
【００８８】
温度と圧力が安定後、繊維を吸引ガン内に吸引し、任意のスピン最終キスロール下の供給ロールすなわち転送ロール上に集める。ポンプと転送ロールの速度によって、得られる繊維の径、すなわちフィラメント当たりのデニール（ｄｐｆ）が決定される。所望のｄｐｆが得られた後、繊維を巻き取り機に装着する。巻き取り機によって、下流側プロセスでのその後の使用のために、少なくとも１つのスプールまたは複数のボビン上に線維束が巻かれる。
【００８９】
２ｄｐｆ以下のＰＥＩ繊維の場合、ポンプを４〜６ｒｐｍで、転送ロールを１５００ｍ／分〜２５００ｍ／分で運転する。このプロセス構成では、任意の延伸ロール上でさらに延伸する必要はなく、あるいは、任意の弛緩ロール上でのアニーリングも必要ない。
【００９０】
従来のα紡糸口金デザインを用いたＰＥＩ製造の説明
α紡糸口金デザインの場合のステップは、始動および運転の手順ステップに関しては同じである。２ｄｐｆ以下の微細繊維を得る場合、ステップは異なってくる。この場合、延伸ロール上で繊維を延伸する必要があり、また、弛緩ロール上での収縮率を制御しようとする必要がある。
【００９１】
この構成を用いた２ｄｐｆのＰＥＩ繊維の場合、融液ポンプを５〜７ｒｐｍで、供給ロールを１５００ｍ／分〜２５００ｍ／分で運転する。供給ロールは、温度２００℃で速度１５００ｍ／分〜２５００ｍ／分を維持し、延伸ロールは、同温度で速度２２５０ｍ／分〜３０００ｍ／分を維持し、弛緩ロールは、同温度で速度２２５０ｍ／分〜３０００ｍ／分を維持する。繊維のアニーリングと得られる収縮率は、ゴデット上のラップ数とゴデットの温度を増やすことで制御できる。
【００９２】
繊維のデニール測定技術
繊維のデニールすなわち線密度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１９０７−０７試験方法に準拠して測定する。繊維は、円周が１ｍのリール上に規定回転数巻き、それを秤量した。サンプルの質量と長さによって、個々の繊維フィラメントの線密度、すなわちデニールが求められる。
【００９３】
繊維の収縮率測定技術
ＡＳＴＭ  Ｄ２５５９の乾式加熱法に準拠して繊維の収縮率試験を行った。長さ１ｍの繊維のサンプルをオーブンに入れ、所定時間適切な温度に暴露した。その後、このサンプルをオーブンから取り出して、その後の長さを測定する。初期長さ１ｍからの偏差から、変化率すなわち収縮率が求められる。
【００９４】
実施例１
この実施例の目的は、本発明によるＰＥＩ繊維を製造することである。（１＋１／４）インチの押出機とβパックデザインを用いた点を除き、上記の手順に従って繊維を製造した。Ｌ／Ｄが４の０．６ｍｍキャピラリ紡糸口金と３２５メッシュスクリーンパックフィルターを用いた。
【００９５】
ｄｐｆが２、収縮率が２％未満の繊維を製造した。最初に巻き取り後の繊維に延伸やアニーリングの必要なしに、紡糸口金から直接製造すると、繊維は予想外に、低デニールと低収縮率との組み合わせを示した。繊維を破断なしに、１５００ｍ／分〜２２５０ｍ／分の速度で少なくとも２時間製造できた。この実施例は、従って、分子量分布が少なくとも２．５のポリエーテルイミドから低デニール繊維が好都合に製造できることを示している。
【００９６】
実施例２
この実施例の目的は、実施例１のプロセス性能を繰り返して、本発明の種々の実施形態によるポリエーテルイミド繊維を製造することである。上記の手順に従って繊維を製造した。Ｌ／Ｄが４の０．６ｍｍキャピラリ紡糸口金と３２５メッシュスクリーンパックフィルターを用いた。得られた繊維のｄｐｆは１．８、収縮率は２％未満であった。
低せん断条件下、繊維の延伸やアニーリングの必要なしに紡糸口金から直接製造すると、得られた繊維は、低デニールと低収縮率との組み合わせを示した。繊維を破断なしに、１５００ｍ／分〜２２５０ｍ／分の速度で少なくとも２時間製造できた。この実施例は、分子量分布が少なくとも２．５のポリエーテルイミドから低デニール繊維が好都合に製造できることを示している
【００９７】
実施例３
この実施例の目的は、より低メッシュスクリーンパックフィルターを組み込んで、本発明のある実施形態によるポリエーテルイミド繊維を製造することである。２００ＵＳメッシュスクリーンパックフィルターを用いた点を除き、実施例１および２の手順に従って繊維を製造した。
【００９８】
低せん断条件下、繊維の延伸やアニーリングの必要なしに紡糸口金から直接製造すると、得られた繊維は、低デニールと低収縮率との組み合わせを示した。ｄｐｆが２、収縮率が１．９％の繊維を製造できた。これらの繊維を破断なしに、１５００ｍ／分〜２２５０ｍ／分の速度で少なくとも２時間製造した。この実施例は、分子量分布が少なくとも２．５のポリエーテルイミドから低デニール繊維が好都合に製造できることを示している。
【００９９】
実施例４
この実施例の目的は、より低メッシュスクリーンパックフィルターを組み込んで、本発明のある実施形態によるポリエーテルイミド繊維を製造することである。４００メッシュスクリーンパックフィルターを用いた点を除いて、実施例１および２の手順に従って繊維を製造した。
【０１００】
低せん断条件下、繊維の延伸やアニーリングの必要なしに紡糸口金から直接製造すると、得られた繊維は、低デニールと低収縮率との組み合わせを示した。ｄｐｆが２、収縮率が１．８％の繊維を製造できた。これらの繊維を破断なしに、１５００ｍ／分〜２２５０ｍ／分の速度で少なくとも２時間製造した。この実施例は、分子量分布が少なくとも２．５のポリエーテルイミドから低デニール繊維が好都合に製造できることを示している。
【０１０１】
実施例５
この実施例の目的は、本発明のある実施形態によるポリエーテルイミド繊維を製造することである。Ｌ／Ｄが２の紡糸口金を使用した点を除いて、実施例４に記載の手順に従って繊維を製造した。
【０１０２】
繊維の延伸やアニーリングの必要なしに紡糸口金から直接製造すると、得られた繊維は、低デニールと低収縮率の組み合わせを示した。ｄｐｆが２、収縮率が２％未満の繊維を製造できた。これらの繊維を破断なしに、１５００ｍ／分〜２２５０ｍ／分の速度で少なくとも２時間製造した。この実施例は、分子量分布が少なくとも２．５のポリエーテルイミドから低デニール繊維が好都合に製造できることを示している。
【０１０３】
実施例６
この実施例の目的は、実施例５の性能を繰り返して、本発明のある実施形態によるＰＥＩ繊維を製造することである。
【０１０４】
低せん断条件下、繊維の延伸やアニーリングの必要なしに紡糸口金から直接製造すると、得られた繊維は、低デニールと低収縮率との組み合わせを示した。ｄｐｆが２、収縮率が２％未満の繊維を製造できた。これらの繊維を破断なしに、１５００ｍ／分〜２２５０ｍ／分の速度で少なくとも２時間製造した。この実施例は、分子量分布が少なくとも２．５のＰＥＩから低デニール繊維が好都合に製造できることを示している。
【０１０５】
実施例７
この実施例の目的は、本発明のある実施形態によるポリエーテルイミド繊維を製造することである。βパックデザインを有する１インチスクリュー上でこの実施例を行った点を除いて、上記の手順に従って繊維を製造した。この構成では、Ｌ／Ｄが４の０．２ｍｍキャピラリと２００メッシュスクリーンパックフィルターを用いた。
【０１０６】
低せん断条件下、繊維の延伸やアニーリングの必要なしに紡糸口金から直接製造すると、得られた繊維は、低デニールと低収縮率との組み合わせを示した。ｄｐｆが１．７、収縮率が１．１％の繊維を製造できた。これらの繊維を破断なしに、１５００ｍ／分〜２２５０ｍ／分の速度で少なくとも２時間製造した。キャピラリサイズが小さいために、この実施例ではパック圧が１４００ｐｓｉに上昇した。この実施例は、分子量分布が少なくとも２．５のＰＥＩから低デニール繊維が好都合に製造できることを示している。
【０１０７】
実施例８
この実施例の目的は、本発明のある実施形態によるポリエーテルイミド繊維を製造することである。βパックデザインを用いた１インチ押出機でこの実施例を行った点を除いて、上記の手順に従って繊維を製造した。紡糸口金は、Ｌ／Ｄ比が４の０．４ｍｍ径キャピラリであった。このシナリオでも、２００メッシュスクリーンパックフィルターを使用した。
【０１０８】
低せん断条件下、繊維の延伸やアニーリングの必要なしに紡糸口金から直接製造すると、得られた繊維は、低デニールと低収縮率との組み合わせを示した。ｄｐｆが２、収縮率が１．５％の繊維を製造できた。これらの繊維を破断なしに、１５００ｍ／分〜２２５０ｍ／分の速度で少なくとも２時間製造した。この実施例は、分子量分布が少なくとも２．５のＰＥＩから低デニール繊維が好都合に製造できることを示している。
【０１０９】
比較実施例９
本実施例の目的は、図１に示す、先行技術による「α」紡糸パックデザイン（分配プレートを備える）に従ってポリエーテルイミド繊維を製造することである。上記の手順に従って繊維を製造し、以下の結果を得た。ＵＬＴＥＭ（登録商）９０１１ＰＥＩを使用してＰＥＩ繊維を製造した。この実施例は１インチ押出機で行った。Ｌ／Ｄが４の０．６ｍｍキャピラリ紡糸口金と３２５メッシュスクリーンパックフィルターを用いた。
【０１１０】
この結果は、高せん断条件（例えば、圧力が１４００ｐｓｉ以上である条件）でＰＥＩ繊維を製造すると、本発明の種々の実施形態により製造された繊維が示す、未延伸・未アニールの低収縮ＰＥＩ繊維は製造できないことを示している。より具体的には、この実施例では、ｄｐｆが２．２、収縮率が４％の繊維が製造された。さらに、α紡糸パックを用いて２ｄｐｆの繊維を得るためには、繊維を延伸しその後アニールしなければならなかった。このプロセスでのその後の収縮率は、本発明の種々の実施形態によるプロセスより高くなった。また、この実施例でのパック圧は１５００ｐｓｉ以上であり、前述の大部分の実施例における圧力（４００〜６００ｐｓｉ）より高かった。
【０１１１】
実施例１〜９で得られた結果の要約を表２に示す。
【表２】
2015528532.tif 000015
【０１１２】
好適な実施形態を参照して本発明をかなり詳細に説明したが、他の変形も可能である。従って、添付の請求項の趣旨と範囲は、本明細書に含まれる実施形態の記載に限定されるべきではない。
【０１１３】
本明細書と同時に提出され、一般に公開されているすべての論文や文献の内容は、参照により本明細書に援用される。
【０１１４】
特に明記されない限り、この明細書（添付の請求項、要約および図面を含む）に開示された特長はすべて、同じ、均等または同様の目的に資する代替となる特長で置換されてもよい。従って、特に明記されない限り、開示されたそれぞれの特長は、包括的な一連の均等または同様な特長のほんの一例である。
【図１】
2015528532.tif 000016
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年5月8日(2015.5.8)
【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】
４００〜１５００ｐｓｉの圧力下、非晶質ポリマー組成物を含む融液を紡糸口金を通して押し出して紡糸繊維を製造するステップと、
前記紡糸繊維を延伸せずに、供給ロール上に集めて、前記紡糸繊維から、ｄｐｆが０超〜２．５、収縮率が２％以下の凝固繊維を製造するステップと、
前記凝固繊維を延伸ステップにかけずに、スプール上に巻くステップと、を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記非晶質ポリマー組成物のメルトフローレートは４〜１８ｇ／１０分であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記繊維を、アニーリングステップにかけずに、強制空冷ステップにかけずに、又は、アニーリングステップ及び強制空冷ステップにかけずに、前記スプール上に集めるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
プロセスは、前記紡糸口金を出た後の前記紡糸繊維を加熱するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記融液は、１つまたは複数の結晶性材料を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記非晶質ポリマー組成物はポリエーテルイミドを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
デニールが２．５未満、収縮率が０超〜２％以下の未延伸非晶質ポリマー繊維。
【請求項８】
前記ポリマー繊維は、多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．５以上で、強度が少なくとも２．６ｃＮ／ｄｔｅｘのポリエーテルイミド繊維であることを特徴とする請求項７に記載の未延伸非晶質ポリマー繊維。
【請求項９】
非晶質ポリエーテルイミドを含む組成物から、ｄｐｆが最大でも２．５の非晶質未延伸ポリエーテルイミド繊維を製造するための紡糸口金であって、
分配プレートを備えず、
それぞれが長さと直径を有し、その長さと直径の比が２：１〜６：１である複数の円形融液チャネルを有するダイを備えることを特徴とする紡糸口金。
【請求項１０】
前記紡糸口金は、前記ダイに接続されて前記組成物を前記ダイに分配する少なくとも１つのスクリーンパックフィルターをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の紡糸口金。
【請求項１１】
前記スクリーンパックフィルターのメッシュサイズは、２００〜４００ＵＳメッシュサイズであることを特徴とする請求項１０に記載の紡糸口金。
【国際調査報告】
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