JPH0465517A - ポリフェニレンスルフィドモノフィラメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリフェニレンスルフィド系モノフィラメント
に関するものであり、さらに詳しくは耐屈曲摩耗性およ
び耐屈曲疲労性に優れ、特に抄紙カンバス用織物および
フィルター用織物などの産業用途に適したポリフェニレ
ンスルフィド系モノフィラメントに関するものである。

［従来の技術］ 抄紙カンバス用織物およびフィルター用織物なとの産業
用途の織物においては、該織物か例えば１３０℃以上の
高温雰囲気や、高濃度の酸、高濃度のアルカリなとの薬
品環境にさらされることから、織物素材であるモノフィ
ラメントには、高結節強度および高引張り強度なとの機
械特性とともに、耐熱性および耐薬品性か強く要求され
ている。

従来、このような要求特性を満たす産業用繊維としては
、アラミド系繊維およびポリ四フッ化エチレンなどが要
求に応して使・用されてきたが、これらの重合体はいず
れも溶融押出成形が不可能であることおよび高価である
ことから、その使用範囲が著しく制限されていた。

一方、ポリフェニレンスルフィドは優れた耐熱性および
抜群の耐薬品性を有する上に、溶融成形が可能であるこ
とから、いわゆる成形品用途以外にも、繊維やフィルム
に応用する技術が従来から検討されており、繊維の製造
については、例えば米国特許第３，８９５，０９１号明
細書、同３，８９８，２０４号明細書、同３゜９１２．
６９５号明細書、同４，０２９，６３９号明細書、同４
，０９８，７７６号明細書、同４，１１５，５６２号明
細書、特開昭４９−５４６１７号公報、特公昭５２−１
２２４０号公報、特公昭５２−３０６０９号公報、特開
昭５７−１４３５１８号公報、特開昭５８−１８４０９
号公報、特開昭５８−３１１１２号公報および特開昭６
１−７５８１２号公報などにより提案されている。

そして、ポリフェニレンスルフィドモノフィラメントの
上述した優れた特性を利用して、これらを抄紙用カンバ
ス用織物に利用することが特開昭６１−６３９０号公報
により提案されている。

一方ボリフエニレンスルフィドモノフィラメントの耐久
性を改良する方法として、アイオノマー樹脂を配合する
方法が特開平２−５３９１３号公報に記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の米国特許第３，８９５，０９１号明細書、同３，
８９８，２０４号明細書、同３，９１２．６９５号明細
書、同４，０２９，６３９号明細書、同４，０９８，７
７６号明細書、同４．１１５，５６２号明細書、特開昭
４９−５４６１７号公報、特公昭５２−１２２４０号公
報、特公昭５２−３０６０９号公報、特開昭５７−１４
３５１８号公報、特開昭５８−１８４０９号公報、特開
昭５８−３１１１２号公報、特開昭６１−７５８１２ｇ
公報および特開昭６１−６３９０号公報などに記載され
た従来技術によって製造されるポリフェニレンスルフィ
ド繊維は、耐熱性および耐薬品性に優れる反面、糸目体
が硬いために脆さがあり、靭性が不足していることから
、屈曲摩耗性および屈曲疲労性等の耐久性か劣るという
課題を有している。

コノタメ、例えばポリフェニレンスルフィドモノフィラ
メントを抄紙カンバス用織物に適用しようとする場合に
は、製織中に糸の破損や破断を起こしやすいという課題
があり、さらには製織後の屈曲摩耗性が著しく劣ること
から、例えばカンバスとしての使用中に織物の屈曲部位
などか破損しやすく、この面での耐久性が低いという課
題を有していた。

また、前記の特開平２〜５３９１３号公報に記載の方法
で得られたポリフェニレンスルフィドモノフィラメント
の場合、該モノフィラメントの屈曲疲労性は優れるもの
の、屈曲摩耗性の改良か十分ではない。抄紙カンバス用
織物などの産業用途では、特に屈曲摩耗性が使用中の耐
久性を支配し、産業用途に使用するには十分とはいえな
い。

本発明者らが種々検討した結果、前記の従来方法で用い
るポリフェニレンスルフィドは灰分が多く０．１５％を
越えること、および結晶化温度が２００℃以下と低いこ
とが屈曲摩耗性の低い原因であることがわかった。

前記の理由から、ポリフェニレンスルフィドモノフィラ
メントは、抄紙カンバス用織物などの産業用途に使用す
るために極めて有望な材料であるにもかかわらす、これ
ら産業用織物として使用するには前記のような多くの課
題かあった。

本発明の目的は、前記の従来技術で得られたポリフェニ
レンスルフィドモノフィラメントに比べ更に優れた耐久
性、特に屈曲摩耗性に優れたポリフェニレンスルフィド
モノフィラメントを提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用コ本発明の構成
は、 （１）灰分が０．１５％以下であり、結晶化温度が２０
０℃以上であり、メルトフローレートが１０〜２００で
あることを特徴とするポリフェニレンスルフィドモノフ
ィラメント。

（２）ポリフェニレンスルフィドモノフィラメントの屈
曲摩耗回数が４５００回以上であることを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項に記載のポリフェニレンスルフ
ィドモノフィラメント。

からなる。

本発明でいうポリフェニレンスルフィドとは、構成単位
の８０モル％以上がｐ−フェニレンスルフィド単位から
なり、２０モル％以下の割合で共重合成分を含有するこ
とかできる。

また、ポリフェニレンスルフィドには、本発明の効果を
妨げない範囲で他の熱可塑性重合体をブレンドして用い
ることができ、さらには耐熱剤、耐光剤、耐候剤、帯電
防止剤、染料および顔料などの通常の添加剤を含有する
ことができる。

本発明でいうポリフェニレンスルフィドは天分が０．１
５％以下であり、結晶化温度か２００℃以上である。

ポリフェニレンスルフィドの灰分が０．１５％を越える
場合、得られるポリフェニレンスルフィドモノフィラメ
ントが脆くなるため、屈曲摩耗性が劣る。また、結晶化
温度が２００℃未満の場合、得られるポリフェニレンス
ルフィドモノフィラメントの結晶化度が低くなるため、
摩擦に対して削れやすく、やはり屈曲摩耗性か劣る。

したがって、ポリフェニレンスルフィドの灰分０．１５
％以下、結晶化温度が２００　’Ｃ以上の範囲を満足し
て初めて、ポリフェニレンスルフィドモノフィラメント
の屈曲摩耗性が抄紙カンバス用織物などの産業用途に使
用するに十分となるのである。

また、本発明でいうポリフェニレンスルフィドは、測定
温度を３１６℃、荷重を５　ｋｇｆとしたＡＳＴＭ　　
Ｄ１２３８−８２法によって測定されたポリマの溶融流
れ：メルトフローレート（以下ＭＦＲと呼ぶ）が１０〜
２００、好ましくは１０〜１５０のポリマである。

ＭＦＲが２００より大きいと、モノフィラメントの耐久
性、特に耐屈曲摩耗性が、抄紙カンバス用織物およびフ
ィルター用織物などの産業用途に使用するには不十分で
ある。また、ＭＦＲが１０未満であると溶融紡糸するこ
とが困難となる。

なお、ポリフェニレンスルフィドが、分岐・架橋されて
いる場合には、紡糸、延伸性が悪くなったり、得られる
モノフィラメントの結節強度が低くなるなどの不都合が
生じるので、本発明で用いるポリフェニレンスルフィド
は実質的に直鎖状高重合体であることが好ましい。

本発明のポリフェニレンスルフィドモノフィラメントの
屈曲摩耗回数は４５００回以上であることが好ましい。

屈曲摩耗回数の測定方法については後述するか、この値
が上記範囲を満足すると、ポリフェニレンスルフィドモ
ノフィラメントの耐久性は抄紙カンバス用織物などの産
業用途に使用するには十分である。

次に本発明のポリフェニレンスルフィドモノフィラメン
トを得るための製造方法の１態様について説明するが本
発明はこれに限定されるものではない。

灰分が０．１５％以下、結晶化温度が２００℃以上であ
り、メルトフローレートか１０〜２００のポリフェニレ
ンスルフィドを溶融し、通常ポリフェニレンスルフィド
の融点よりも１０〜６０℃高い温度で紡糸口金から押出
しモノフィラメントとなす。

次いで、上記の紡糸口金から押し出されたモノフィラメ
ントを冷却浴中で冷却固化して引取り、未延伸ポリフェ
ニレンスルフィドモノフィラメントとなす。

上記の未延伸モノフィラメントを通常、引続き連続して
、そのガラス転移点温度よりも高い温度で熱延伸する。

熱延伸においては、２段以上の多段延伸を行い、全延伸
倍率を３．５倍以上、特に４倍以上に設定することが力
学的特性、および耐久性の優れたモノフィラメントを得
るために望ましい。

熱延伸におけるモノフィラメントの加熱手段としては特
に限定はないが、加熱液体、加熱気体および水蒸気など
が好適に用いられる。

熱延伸されたポリフェニレンスルフイドモノフィラメン
トは寸法安定性を向上させるために、引続き熱処理を施
すことか好ましく、この熱処理は１６０〜２５０℃の気
体浴中で、定長あるいは弛緩状態で行うのが好ましい。

次に本発明を実施例に基ついて説明するが、ポリフェニ
レンスルフィドの結晶化温度、モノフィラメントの屈曲
摩耗回数、屈曲疲労回数、引張り強伸度、結節強伸度お
よび灰分の測定法は以下の通りである。

（Ａ）結晶化温度 下記の条件でＤＳＣ測定を行ない、降温結晶化ピーク温
度を結晶化温度とした。

（ＤＳＣ測定条件） サンプル量ニアｍｇ 昇温速度　：２０℃／ｍｉｎ　（３４０’Ｃまで）降温
　　　ニー２０℃／ｍ１ｎ （Ｂ、）屈曲摩耗回数 ＪＩＳのＬ１０９５　７．１０．２　　Ｂ法で用いられ
る糸摩耗試験機によりモノフィラメントに０．１９８ｇ
／ｄの荷重をかけて、さらに次の条件で試験を行い、モ
ノフィラメントが切断するまでの回数を測定した。

摩擦速度＝６０回／分 摩擦角度：１１０度 往復距離：２．５ｃｍ 試　　　長：２０ｃｍ 摩擦子：１．Ｏｍｍφ硬質鋼 試験回数は５回とし、その平均値で示した。

回数が大きいほど屈曲摩耗性が優れている。

（Ｃ）屈曲疲労回数 屈曲疲労試験機（ＴＯＹＯ８ＥＩＫＩ製）によりモノフ
ィラメントに０．３２５ｇ／ｄの荷重をかけて、さらに
次の条件で試験を行い、モノフィラメントが切断するま
での回数を測定した。

試　　　長：８ｃｍ 振角度：２２０度 回転数：１８０回／分 試験回数は５回とし、その平均値で示した。

回数が大きいほど屈曲疲労性が優れている。

（Ｄ）強伸度 引張り強伸度および結節強伸度はいずれもＪ　ｌ５Ｌ１
０１３−１９８１の規定に準じて測定した。

（Ｅ）灰分 ポリマ５ｇを白金ルツボに入れ、電気炉でポリマを完全
に燃焼させる。ルツボ中の残分の重量を測定し、元の重
量（５ｇ）に対する百分率をとって灰分とする。

［実施例］ 実施例Ｉ ＭＦＲｌｏｏ、灰分０．０３％、結晶化温度２３０℃の
ポリフェニレンスルフィドをエクストルーダー型押出機
に供給し、３２０℃で孔径１．５ｍｍの口金から押出し
、口金直下に設けた８０℃の温水浴で急冷して未延伸ポ
リフェニレンスルフィドモノフィラメントを得た。

引続き、連続して上記の未延伸ポリフェニレンスルフィ
ドモノフィラメントを１００℃の蒸気浴中で３．５倍に
延伸し、さらに１６０℃の空気中で１，３５倍に、２段
目の延伸を施した後、１８０℃の空気中で０．９７倍の
弛緩熱処理して巻取った。

得られた延伸ポリレニレンスルフイドモノフィラメント
は直径０．４ｍｍであり、力学特性および耐久性は次の
とおりであった。

引張り強度　；４，２ｇ／ｄ 引張り伸度　：２９％ 結節強度　　；３，２ｇ／ｄ 結節伸度　　：２５％ 屈曲摩耗回数：　７０６０ 屈曲疲労回数：２７０ 実施例２ ＭＦＲ１７０，灰分０．０３％、結晶化温度２３５℃の
ポリフェニレンスルフィドを用いた以外は実施例１と同
様に紡糸、延伸を行った。

得られた延伸ポリレニレンスルフイドモノフィラメント
は直径０．４ｍｍであり、力学特性および耐久性は次の
とおりであった。

引張り強度　：３．９ｇ／ｄ 引張り伸度　：２７％ 結節強度　　：３．０ｇ／ｄ 結節伸度　　：２１％ 屈曲摩耗回数：　４８００ 屈曲疲労回数：２３０ 比較例Ｉ ＭＦＲ７０、灰分０．３％、結晶化温度１７５℃のポリ
フェニレンスルフィド（東しフィリップスベトローリア
ム（１り製：Ｅ１８８０）をエクストルーダー型押出機
に供給し、３２０℃で孔径１．ｅ″ｍｍの口金から押出
し、口金直下に設けた８０℃の温水浴で急冷して未延伸
ポリフェニレンスルフィドモノフィラメントを得た。

引続き、連続して上記の未延伸ポリフェニレンスルフィ
ドモノフィラメントを１００℃の蒸気浴中で４．０倍に
延伸し、さらに１６０℃の空気中で１．３倍に２段目の
延伸を施した後、１８０℃の空気中で、０．９７倍の弛
緩熱処理して巻取った。

得られた延伸ポリレニレンスルフィドモノフィラメント
は直径０．４１であり、力学特性および耐久性は次のと
おりであった。

引張り強度　：４．４ｇ／ｄ 引張り伸度　：２４％ 結節強度　　：３．Ｏｇ／ｄ 結節伸度　　コ１４％ 屈曲摩耗回数：　３７００ 屈曲疲労回数：８８ ポリフェニレンスルフィドの灰分および結晶化温度が本
発明の範囲を外れるため、屈曲摩耗回数が４５００回未
満となった。

［本発明の効果］ 本発明に係るポリフェニレンスルフィドモノフィラメン
トは、ポリフェニレンスルフィド自体の優れた耐熱性お
よび耐薬品性を具備し、しかも引張り強度、結節強度が
高いばかりか、耐久性、特に屈曲摩耗性が優れているた
め、抄紙カンバス用織物などの産業用途に好適である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）灰分が０．１５％以下であり、結晶化温度が２０
   ０℃以上であり、メルトフローレートが１０〜２００で
   あることを特徴とするポリフェニレンスルフィドモノフ
   ィラメント。
2. （２）ポリフェニレンスルフィドモノフィラメントの屈
   曲摩耗回数が４５００回以上であることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項に記載のポリフェニレンスルフ
   ィドモノフィラメント。