JP2016522331A

JP2016522331A - ポリアリーレンスルフィド及びノルボルネンコポリマーの耐酸性繊維

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Publication number: JP2016522331A
Application number: JP2016507625A
Authority: JP
Inventors: ラケシュナンビアール; ハリーヴォーンサミュエルソン
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2016-07-28
Also published as: EP2984215A1; WO2014169001A1; US20140308868A1; CN105074064A

Abstract

露出外面を有し、ポリアリーレンスルフィドポリマーの少なくとも第１の成分と、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーの少なくとも第２の成分とを有する多成分繊維であって、前記熱可塑性ポリマーは、多成分繊維の全露出面を形成し、且つ、ポリエチレンとのノルボルネンのコポリマーである、多成分繊維。

Description

本発明は、ポリアリーレンスルフィド成分を有する繊維、及びその繊維を含む製品に関する。

濾過プロセスは、流体流を濾過媒体に通過させて、一つの相の化合物を別の相の流体流から分離するために使用され、濾過媒体は、混入物質又は懸濁物質を捕捉する。流体流は、固体粒子を含む液体流、又は液体若しくは固体エアロゾルを含むガス流であることができる。

例えば、フィルターは、焼却炉、石炭焚きボイラー、金属溶解炉等から排出されるダストを捕集する際に使用される。このようなフィルターは、一般的に、「バグフィルター」と称される。排気ガス温度は、高くなり得ることから、前述の装置や同様の装置から排出される高温ダストの捕集に使われるバグフィルターには、耐熱性が必要である。バグフィルターは、化学的腐食環境でも使用され得る。このように、ダストを捕集する環境でも、耐薬品性を呈する材料で作製されたフィルターバッグが必要であり得る。通常の濾過媒体の例としては、アラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、及びガラス繊維から形成された布地が挙げられる。

ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）ポリマーは、耐熱性及び耐薬品性を呈する。このため、ＰＰＳポリマーは、様々な用途において有用であり得る。例えば、ＰＰＳは、自動車、電気及び電子デバイス、工業／機械製品、消費者製品等に用いる成形部品の製造に有用であり得る。

又、ＰＰＳは、濾過媒体、難燃性製品、及び高性能の複合材料用の繊維としての使用が提案されている。しかしながら、ＰＰＳは、極端な酸性環境には抵抗性が制限されることから、前述のポリマーの利点にもかかわらず、ＰＰＳから得られた繊維の使用には困難が伴う。

酸性環境において使用可能であるＰＰＳの高温特性を組み合わせた繊維が必要とされる。

本発明は、露出外面を有し、ポリアリーレンスルフィドポリマーの少なくとも第１の成分と、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーの少なくとも第２の成分とを含む多成分繊維に関し、この場合に、前記熱可塑性ポリマーは、多成分繊維の全露出面を形成し、且つ、ポリエチレンとのノルボルネンのコポリマーから本質的になる。

更に、本発明は、本明細書において記載される任意の実施形態における第２の成分の被覆をポリアリーレン繊維に付与することによってポリアリーレン繊維の耐酸性を増加させる方法に関する。

特に、繊維の耐酸性を向上させる方法は、
ｉ．繊維を提供する工程と、
ｉｉ．ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーで繊維を被覆して被覆された繊維を形成する工程であって、前記熱可塑性ポリマーは、被覆された繊維の全露出面を形成し、且つ、エチレンとのノルボルネンのコポリマーから本質的になる工程と、
を含み、
前記繊維は、ポリアリーレンスルフィドポリマーの少なくとも第１の成分を含む。

本発明において有用である例示的な繊維形状の横断面図である。海島繊維の断面図を示す。多葉構造（ｍｕｌｔｉｌｏｂａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を備えた実施形態を示す。

出願者らは、本開示のすべての引用される参考文献の全内容を明確に援用する。更に、量、濃度、又はその他の値若しくはパラメータが、範囲、好ましい範囲、又は好ましい上限値及び好ましい下限値の列挙のいずれかで示される場合、これは、範囲が別々に開示されているかどうかにかかわらず、任意の上限又は好ましい上限値、及び任意の下限又は好ましい下限値の任意の対で作られる範囲のすべてを具体的に開示すると理解されるべきである。ある範囲の数値が本明細書において列挙される場合、特に明記しない限り、その範囲は、その終点、並びにその範囲内のすべての整数及び分数を包含することを意図している。本発明の適用範囲が、範囲を明確にする時に列挙された具体的な値に限定されることは意図されない。

あくまでも例示の目的で、本発明は、一般的に、２つの成分を含む二成分繊維の観点から説明される。しかしながら、本発明の適用範囲は、２つ以上の構造化された成分を有する繊維を包含することを意味すると理解されるべきである。

一実施形態においては、本発明は、露出外面を有する多成分繊維に関する。繊維は、ポリアリーレンスルフィドポリマーの少なくとも第１の成分と、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーの少なくとも第２の成分とを含み、この場合に、前記熱可塑性ポリマーは、多成分繊維の全露出面を形成する。第２の成分は、ポリエチレンとのノルボルネンのコポリマーから本質的になり、この場合に、「から本質的になる」とは、第２の成分に対する更なる成分の添加が、構造の性能を損なわないことを意味する。

ポリアリーレンスルフィドポリマーは、少なくとも８５モル％のスルフィド結合が２つの芳香環に直接結合するポリマーを、一実施形態において含むことができる。

更なる実施形態においては、ポリアリーレンスルフィドポリマーは、ポリフェニレンスルフィドである。

第２の成分は、全ポリアリーレンスルフィド及び熱可塑性ポリマーの１０〜３０重量％で存在することができる。更なる実施形態においては、第２の成分は、繊維の総重量の約３０重量％未満、又は更には２０重量％未満を含むことができる。

繊維は、連続フィラメント又は短繊維であることができる。又、繊維は、スパンボンド繊維又はメルトブローン繊維であることができる。

繊維は、鞘成分と芯成分を含む二成分繊維であることができ、この場合に、前記鞘成分は、前記繊維の全露出外面を形成し、且つ、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない前記熱可塑性ポリマーを含み、且つ、前記芯成分は、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含む。更なる実施形態においては、二成分繊維は、同心鞘／芯断面を有する。更なる実施形態においては、二成分繊維は、偏心鞘／芯断面を有する。

繊維は、海成分と前記海成分内に分布される複数の島成分を含む海島繊維であることができ、この場合に、前記海成分は、前記繊維の全露出外面を形成し、且つ、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない前記熱可塑性ポリマーを含み、且つ、前記複数の島成分は、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含む。

又、本発明は、前記任意の実施形態の繊維を含むウェブに関する。ウェブは、織り材料又は不織材料を含むことができる。又、ウェブは、スパンボンド又はメルトブローンプロセスによって作製されることができる。

ここで図を参照すると、図１は、本発明において有用である例示的な繊維形状の横断面図である。図１は、内側の芯ポリマー領域１２と周囲の鞘ポリマー領域１４とを有する二成分繊維１０を示す。鞘成分１４は、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーから形成される。芯成分１２は、ポリアリーレンスルフィドポリマーから形成される。本発明において、鞘１４は、連続的であり、例えば、芯１２を完全に取り囲み、繊維１０の全外面を形成する。芯１２は、図１に示す通り、同心であることができる。或いは、以下に更に詳細に説明する通り、芯は、偏心であることができる。又、加工変動性が原因で、鞘の僅かな部分にポリアリーレンスルフィドポリマーが接触する場合があることを認識すべきであるが、紡糸能力に最小限の影響があるだけであろうと考えられている。いずれにせよ、鞘は、ポリアリーレンスルフィドポリマーを実質的に含まないことが望ましい。

又、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーが繊維の全露出外面を形成する限り、当該技術分野で周知であるその他の構造化された繊維形状が使用可能である。一例として、別の適切な多成分繊維構造は、「海島」配列を含む。図２は、この海島繊維２０の断面図を示す。一般的に、海島繊維は、複数の「島」ポリマー成分２４を取り囲む「海」ポリマー成分２２を含む。島成分は、図２に示すように、海成分２２のマトリックス内に実質的に均一に配列可能である。或いは、島成分は、海マトリックス内にランダムに分布可能である。

海成分２２は、繊維の全露出外面を形成し、且つ、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーから形成される。鞘芯二成分繊維１０の芯成分１２と同様に、島成分２４は、ポリアリーレンスルフィドポリマーから形成される。又、海島繊維は、場合により芯２６を含むことができ、芯２６は、図示されるように同心であることができ、又は下記のように偏心であることができる。存在する場合、芯２６は、任意の適切な繊維形成ポリマーから形成される。

又、本発明の繊維は、その中心部分から外側に伸びる３つ以上の腕部（ａｒｍｓ）又は葉部（ｌｏｂｅｓ）を有する多葉繊維を含む。図３は、本発明の例示的な多葉繊維３０の断面図である。繊維３０は、中心の芯３２と、それらから外側に伸びる腕部又は葉部３４とを含む。腕部又は葉部３４は、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーから形成され、且つ、中心の芯３２は、ポリアリーレンスルフィドポリマーから形成される。中心に位置する芯として図３に示されているが、芯は偏心であることができる。

繊維の全露出外面がポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーから形成される限り、前述の又はその他の多成分繊維構造のいずれかを使用することができる。

合成繊維の製造に典型的に使用される装置は、通常、実質的に円形の断面を有する繊維を製造することから、繊維の断面は、円形であることが好ましい。円形の断面を有する二成分繊維において、第１及び第２の成分の形状は、同心又は中心のない形状のいずれかであり得、後者の形状は、場合により、「変形サイドバイサイド」又は「偏心」多成分繊維として知られている。

有利には、本発明の鞘／芯繊維は、同心繊維であり、従って、一般的には、非自己捲縮（ｎｏｎ−ｓｅｌｆｃｒｉｍｐｉｎｇ）繊維又は非潜在捲縮性繊維になる。同心形状は、実質的に均一な厚さを有する鞘成分を特徴とし、図１に示すように、芯成分が、繊維の中心にほぼ位置する。これは、偏心形状とは対照的であり、偏心形状では、鞘成分の厚さが異なり、このため、芯成分が、繊維の中心に位置しない。同心の鞘／芯繊維は、鞘成分の中心から、鞘／芯の二成分繊維の直径に基づいて、芯成分の中心が約０〜約２０パーセント以下、好ましくは約０〜約１０パーセント以下で中心が偏っている繊維として定義されることができる。

又、本発明の海島及び多葉繊維は、図２及び３にそれぞれ示される芯２６と３２のような、繊維構造内に実質的に中心に位置する同心の芯成分を含むことができる。或いは、更なるポリマー成分は、ポリアリーレンスルフィドポリマー成分を含まない周囲の熱可塑性ポリマーの厚さが、繊維の断面を横切って異なるように、偏心に位置されることができる。

任意の更なるポリマー成分は、図１、２、及び３にそれぞれ示される成分１２、２４、及び３２のような、実質的に円形の断面を有することができる。或いは、本発明の繊維の任意の更なるポリマー成分は、非円形断面を有することができる。

ポリアリーレンスルフィドとしては、アリーレンスルフィド単位を含む直鎖型、分岐型、又は架橋型ポリマーが挙げられる。ポリアリーレンスルフィドポリマー及びそれらの合成は、当該技術分野で周知であり、このようなポリマーは市販されている。

本発明において有用な例示的なポリアリーレンスルフィドとしては、式−［（Ａｒ¹）_n−Ｘ］_m−［（Ａｒ²）_i−Ｙ］_j−（Ａｒ³）_k−Ｚ］_l−［（Ａｒ⁴）_o−Ｗ］_p−（式中、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³、及びＡｒ⁴は、同一又は異なり、且つ、６〜１８の炭素原子のアリーレン単位であり、Ｗ、Ｘ、Ｙ、及びＺは、同一又は異なり、且つ、−ＳＯ₂−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、又は１〜６の炭素原子のアルキレン又はアルキリデン基から選択される二価結合基であり、且つ、二価結合基のうちの少なくとも１つは、−Ｓ−であり、且つ、ｎ、ｍ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｏ、及びｐは、それらの合計が２以上であることを条件として、独立して０、又は１、２、３、若しくは４である）の繰り返し単位を含むポリアリーレンチオエーテルが挙げられる。アリーレン単位Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³、及びＡｒ⁴は、選択的に、置換又は非置換であることができる。有利なアリーレン系は、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセン、及びフェナントレンである。ポリアリーレンスルフィドは、典型的に、少なくとも３０モル％、特に少なくとも５０モル％、更に特に少なくとも７０モル％のアリーレンスルフィド（−Ｓ−）単位を含む。好ましくは、ポリアリーレンスルフィドポリマーは、２つの芳香環に直接結合した少なくとも８５モル％のスルフィド結合を含む。有利には、ポリアリーレンスルフィドポリマーは、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）であり、その成分として、フェニレンスルフィド構造−（Ｃ₆Ｈ₄−Ｓ）_n−（式中、ｎは１以上の整数である）を含むと本明細書において定義される。

ポリマー成分の少なくとも１つのもう一方は、エチレンとのノルボルネンのコポリマー、又はそれらのブレンド、混合物、若しくはコポリマーを含む。ポリマーの混合物を使用することができる一方、少なくとも１つのその他のポリマー成分は、前述で定義されたように、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない。

更に、本発明は、本明細書において記載される任意の実施形態における第２の成分の被覆をポリアリーレン繊維に付与することによって、本明細書において記載されるポリアリーレン繊維の任意の実施形態の耐酸性を増加させる方法に関する。

特に、繊維の耐酸性を向上させる方法は、
ｉ．繊維を提供する工程と、
ｉｉ．ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーで繊維を被覆して被覆された繊維を形成する工程であって、前記熱可塑性ポリマーは、被覆された繊維の全露出面を形成し、且つ、ポリエチレンとのノルボルネンのコポリマーから本質的になる工程と、
を含み、
前記繊維は、ポリアリーレンスルフィドポリマーの少なくとも第１の成分を含む。

マスターバッチ
１１．０重量％のオクト酸亜鉛を含むＰＰＳ組成物を、押出プロセスを使用して生成した。Ｆｏｒｔｒｏｎ（登録商標）０３０９ＰＰＳ（８９部）を、液体計量ポンプを備えたＣｏｐｅｒｉｏｎの１８ｍｍかみ合い型同方向回転二輔押出成形機において溶融混合し、後工程でオクト酸亜鉛（１１部）を溶融したポリマーに加えた。押出の条件は、約１分の滞留時間及び単一ストランドダイにおける１４〜１５ｐｓｉのダイ圧力で、３００℃の最大バレル温度、３１０℃の最大溶融温度、３００ｒｐｍのスクリュー速度を含んだ。ペレット化する前に、ストランドを６フィートの水道水トラフにおいて凝固させ、グラム当たり１００〜１２０ペレットのペレット数を得た。

紡糸実験
一般的に、ポリマーを溶融し、集合体としていくつかの小さいオリフィスを通してこの粘性流体を押し出すことによって、ポリマーを繊維に形成して、多繊糸条を生成する。通常、９０００メートルの繊維［又は糸条］の重量であるデニールとして表される、繊維の直径は、ポリマーがいかに迅速にオリフィスを通して供給されるか、且つ、この集合体がいかに迅速にオリフィスから引き離されるかによって設定される。直径が減少する工程を伴うこの引き離しは、この粘性ポリマー流体が、十分に冷却されて再び固体になるときに起こる。数回、固体繊維を回転ロールに巻くことによって、この引き離しは実現され、この場合に、アイドラーロールとしても知られている非駆動ロール、又は、同一速度で駆動される第２のロールを縦に並んで使用し、互いに離間する繊維「糸道」のいくつかの回転又は巻きを可能にするために、２つのロールは、互いに対して傾けられる。更なる加工のための次のセットのロールに対する繊維の連続除去を停止する場合がある糸道のクロスオーバーが、これにより防止される。通常、繊維は、数回、ロールに巻かれて、繊維が、滑ることなくロール速度を維持する十分な引張り、又は、抵抗摩擦を生成する。繊維の直径は、「延伸」工程によって更に減少されることがあり、この場合に、糸条は、ある速度で回転する１つのロール（又は対）からより速い速度で動く別のロール（又は対）へと、延伸、即ち、長さが伸張される。これは、単一段階延伸になる。

延伸プロセスが、更なるロールによって２回以上繰り返される場合、これは多段階延伸である。加熱されたピン若しくはプレート、又は糸条に作用する高温ガス噴射などの延伸補助装置が、対のロールの間で使用されることができる。又、ロールは、繊維をある位置から別の位置へ送るなどのその他の機能に役立つことができる。部分配光糸条（ＰＯＹ）などの未延伸繊維においては、ロールは、繊維がボビンに集められる巻き取り速度に合う速度に繊維をさせる目的に役立つ。繊維は、包装されたボビンにおいて弾性の一部を緩和することのない、且つ、不十分な包装を形成することのない、巻き取り張力を十分に低く維持する供給速度より、巻き取り速度は、わずかに低くなる場合が多い。又、この張力調整は、延伸された繊維に留意する。延伸された繊維については、加熱される場合、又は、「アニーリング」工程として更なるロールにおいて延伸された後の加熱から、延伸プロセスは、繊維特性、又はプロセスに役立つ場合がある。

半結晶性ポリマーは、非晶性とは反対に、延伸及びアニーリング工程における結晶化度を促進する。一般的には、より高い結晶化度は、より低い収縮、多くの場合、繊維の基本的特性を与える。ロールの温度を延伸の補助として使用する場合がある一方、ロール温度は、最終的な結晶化度及び収縮に影響を及ぼすことができる。弾性の回復がボビンの品質に影響を与える十分な力を構築していないという不具合を伴わずに、アニーリングすることなく、少量の繊維は巻き取られることができ、これは、より大きいボビン、即ち、ボビンにおけるより大きい繊維長で起こる場合がある。延伸工程の後、使用される場合、更なるロールは、一般的に、熱の有無にかかわらず、繊維における弾性を低下させるより遅い速度で回転することになる。繊維のアニーリングのために加熱される場合、又、この段階での結晶化度の増加によって、繊維は収縮しなければならなくなり、通常、ロール速度は、繊維収縮から生じる引張りを調節する速度に低下される。より良好な大きなボビンを与えることができるボビンへ移送される場合、アニールされた繊維は、最終的な収縮がより少なく、又、弾性記憶（ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｍｅｍｏｒｙ）がより少ない。歴史的に、これは、連続フィラメントプロセスと称される。

繊維比較例１
この実施例では、繊維は、ポリフェニレンスルフィド成分から作製された。樹脂は、ＦｏｒｔｒａｎＰＰＳ３０９としてＴｉｃｏｎａから入手可能である。繊維を紡糸する前に、樹脂を、乾燥窒素での洗浄を用いて真空オーブンにて１００℃で１６時間、乾燥させた。乾燥したポリマーペレットを、ＷｅｒｎｅｒａｎｄＰｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸押出成形機に計量供給し、０．０１２インチ（０．０３０ｍｍ）の直径及び０．０４８インチ（１．２２ｍｍ）の長さの３４孔紡糸口金オリフィスを通して紡糸した。押出成形機を供給ゾーンにて１９０℃まで加熱し、次いで２７５℃、次いで２８５℃での溶融ゾーンに、次いで２８５℃での移送ゾーン、次いで２８５℃でのＺｅｎｉｔｈポンプ（ＺｅｎｉｔｈＰｕｍｐｓ，Ｍｏｎｒｏｅ，ＮＣより入手可能）に、次いで２９０℃での紡糸口金パックブロックに押圧し移送した。リングヒーターを、紡糸口金を保持するパックナットの周囲にて２９０℃で使用した。単一の直交流の風冷（ｃｒｏｓｓｆｌｏｗａｉｒｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）の後、後述の通り、未延伸の糸条を加工した。巻き上げユニットは、ＢａｒｍａｇＳＷ６であった。

鞘側におけるギヤポンプの速度は、紡糸口金に３２．８ｇ／分のＰＰＳを供給するように予め設定した。パック内の５０メッシュスクリーンに挟まれた３つの２００メッシュスクリーンを通して、ポリマー流を濾過し、濾過後、合計３４の個々の繊維／フィラメントを、鞘−芯断面を有する紡糸口金オリフィス放出口で生成した。これらの３４の得られたフィラメントを、環境風冷ゾーンにおいて冷却し、水性油乳濁液（１０％の油）の仕上げ剤を与え、次いで紡糸パックの下約８フィート（約７メートル）のガイドに組み合わした。３４のフィラメント糸条を、約５２７メートル／分で回転するアイドラーロールを有するロールによって、紡糸口金オリフィスからガイドを通して引き離した。これらのロールから、糸条は、又、５３７メートル／分で対のロールへ、次いで１７０Ｃの蒸気噴射を通り、次いで１２５℃で加熱され１９００メートル／分で対のロールへ、次いで室温で１９００メートル／分で対のロールへ、次いで対の降下ロールへ、その後巻き上げへ運ばれた。この繊維のデニールは、１１０であった。

繊維比較例２
この実施例では、繊維は、安定化剤であるオクト酸亜鉛を有するポリフェニレンスルフィド成分から作製された。樹脂は、ＦｏｒｔｒａｎＰＰＳ３０９としてＴｉｃｏｎａから入手可能である。繊維を紡糸する前に、ＰＰＳ樹脂及びマスターバッチＡを、乾燥窒素での洗浄を用いて真空オーブンにて１００℃で１６時間、乾燥させた。比率（８０部のＰＰＳ３０９、及び、２０部のマスターバッチＡ）の乾燥したポリマーペレットの混ぜ合わせを、ＷｅｒｎｅｒａｎｄＰｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸押出成形機に計量供給し、０．０１２インチ（０．０３０ｍｍ）の直径及び０．０４８インチ（１．２２ｍｍ）の長さの３４孔紡糸口金オリフィスを通して紡糸した。押出成形機を供給ゾーンにて１９０℃まで加熱し、次いで２７５℃、次いで２８５℃での溶融ゾーンに、次いで２８５℃での移送ゾーン、次いで２８５℃でのＺｅｎｉｔｈポンプ（ＺｅｎｉｔｈＰｕｍｐｓ，Ｍｏｎｒｏｅ，ＮＣより入手可能）に、次いで２９０℃での紡糸口金パックブロックに押圧し移送した。リングヒーターを、紡糸口金を保持するパックナットの周囲にて２９０℃で使用した。単一の直交流の風冷の後、後述の通り、未延伸の糸条を加工した。巻き上げユニットは、ＢａｒｍａｇＳＷ６であった。

鞘側におけるギヤポンプの速度は、紡糸口金に３２．８ｇ／分のＰＰＳを供給するように予め設定した。パック内の５０メッシュスクリーンに挟まれた３つの２００メッシュスクリーンを通して、ポリマー流を濾過し、濾過後、合計３４の個々の繊維／フィラメントを、鞘−芯の断面を有する紡糸口金オリフィス放出口で生成した。これらの３４の得られたフィラメントを、環境風冷ゾーンにおいて冷却し、水性油乳濁液（１０％の油）の仕上げ剤を与え、次いで紡糸パックの下約８フィート（約７メートル）のガイドに組み合わした。３４のフィラメント糸条を、約５２７メートル／分で回転するアイドラーロールを有するロールによって、紡糸口金オリフィスからガイドを通して引き離した。これらのロールから、糸条は、又、５３７メートル／分で対のロールへ、次いで１７０Ｃの蒸気噴射を通り、次いで１２５℃で加熱され１９００メートル／分で対のロールへ、次いで室温で１９００メートル／分で対のロールへ、次いで対の降下ロールへ、その後巻き上げへ運ばれた。この繊維のデニールは、１１５であった。

繊維比較例３
この実施例では、繊維は、ノルボルネンコポリマー成分から作製された。ノルボルネンコポリマー樹脂は、Ｔｏｐａｓ６０１８としてＴｏｐａｓＡｄｖａｎｃｅｄＰｏｌｙｍｅｒｓから入手可能である。繊維を紡糸する前に、樹脂を、乾燥窒素での洗浄を用いて真空オーブンにて１００℃で１６時間、乾燥させた。乾燥したポリマーペレットを、ＷｅｒｎｅｒａｎｄＰｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸押出成形機に計量供給し、０．０１２インチ（０．０３０ｍｍ）の直径及び０．０４８インチ（１．２２ｍｍ）の長さの３４孔紡糸口金オリフィスを通して紡糸した。押出成形機を供給ゾーンにて１９０℃まで加熱し、次いで３００℃での溶融ゾーンに、次いで２９０℃での移送ゾーン、次いで２９０℃でのＺｅｎｉｔｈポンプ（ＺｅｎｉｔｈＰｕｍｐｓ，Ｍｏｎｒｏｅ，ＮＣ）に、次いで２９０℃での紡糸口金パックブロックに押圧し移送した。リングヒーターを、紡糸口金を保持するパックナットの周囲にて２９０℃で使用した。単一の直交流の風冷の後、後述の通り、未延伸の糸条を加工した。巻き上げユニットは、ＢａｒｍａｇＳＷ６であった。

鞘側におけるギヤポンプの速度は、紡糸口金に１０．６５ｇ／分のＰＰＳを供給するように予め設定した。パック内の５０メッシュスクリーンに挟まれた３つの２００メッシュスクリーンを通して、ポリマー流を濾過し、濾過後、合計１７の個々の繊維／フィラメントを、鞘−芯の断面を有する紡糸口金オリフィス放出口で生成した。これらの１７の得られたフィラメントを、環境風冷ゾーンにおいて冷却し、水性油乳濁液（１０％の油）の仕上げ剤を与え、次いで紡糸パックの下約８フィート（約７メートル）のガイドに組み合わした。１７のフィラメント糸条を、約１８７５メートル／分で回転するアイドラーロールを有するロールによって、紡糸口金オリフィスからガイドを通して引き離した。これらのロールから、糸条は、又、５３７メートル／分で対のロールへ、次いで１７０Ｃの蒸気噴射を通り、次いで１２５℃で加熱され２８００メートル／分で対のロールへ、次いで室温で２８００メートル／分で対のロールへ、次いで対の降下ロールへ、その後巻き上げへ運ばれた。この繊維のデニールは、３６であった。

繊維において達成された最大延伸は、実質的な破断を伴う１．５Ｘであった。繊維の引張り強さは、繊維の不十分な品質のために測定されなかった。

比較例３は、ノルボルネンポリエチレンポリマー単独では、実質的な破断を伴うことなく、紡糸され延伸されて本発明の繊維を形成することができないことを実証している。従って、二成分繊維はこのように紡糸されることがあるという結果は、予想外であった。

繊維実施例Ａ
この実施例では、二成分繊維は、芯としてのポリフェニレンスルフィド成分、及び、鞘としてのノルボルネンコポリマーから作製された。ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂は、ＦｏｒｔｒａｎＰＰＳ３０９としてＴｉｃｏｎａから入手可能である。ノルボルネンコポリマー樹脂は、Ｔｏｐａｓ６０１８としてＴｏｐａｓＡｄｖａｎｃｅｄＰｏｌｙｍｅｒｓから入手可能である。繊維を紡糸する前に、樹脂を、乾燥窒素での洗浄を用いて真空オーブンにて１００℃で１６時間、乾燥させた。乾燥したポリマーペレットを、２つの別々のＷｅｒｎｅｒａｎｄＰｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸押出成形機（１つは芯用、もう１つは鞘用）に計量供給し、０．０１２インチ（０．０３０ｍｍ）の直径及び０．０４８インチ（１．２２ｍｍ）の長さの３４孔紡糸口金オリフィスを通して紡糸した。ノルボルネンコポリマーを含む鞘側を供給する押出成形機を、供給ゾーンにて１９０℃まで加熱し、次いで２６０℃、次いで３００℃での溶融ゾーンに、次いで２９５℃での移送ゾーン、次いで２９０℃でのＺｅｎｉｔｈポンプ（ＺｅｎｉｔｈＰｕｍｐｓ，Ｍｏｎｒｏｅ，ＮＣより入手可能）に、次いで２９０℃での紡糸口金パックブロックに押圧し移送した。ポリフェニレンスルフィドを含む芯部を供給する押出成形機を、供給ゾーンにて１９０℃まで加熱し、次いで２７５℃、次いで２８５℃での溶融ゾーンに、次いで２８５℃での移送ゾーン、次いで２８５℃でのＺｅｎｉｔｈポンプ（ＺｅｎｉｔｈＰｕｍｐｓ，Ｍｏｎｒｏｅ，ＮＣより入手可能）に、次いで２９０℃での紡糸口金パックブロックに押圧し移送した。リングヒーターを、紡糸口金を保持するパックナットの周囲にて２９０℃で使用した。単一の直交流の風冷の後、後述の通り、未延伸の糸条を加工した。巻き上げユニットは、ＢａｒｍａｇＳＷ６であった。

鞘側におけるギヤポンプの速度は、必要量のＴｏｐａｓを供給するように予め設定し、一方、芯側におけるギヤポンプは、紡糸口金に必要量のＰＰＳを供給するように予め設定した。パック内の５０メッシュスクリーンに挟まれた３つの１００メッシュスクリーンを通して、ポリマー流を濾過し、濾過後、合計３４の個々の繊維／フィラメントを、鞘−芯の断面を有する紡糸口金オリフィス放出口で生成した。これらの３４の得られたフィラメントを、環境風冷ゾーンにおいて冷却し、水性油乳濁液（１０％の油）の仕上げ剤を与え、次いで紡糸パックの下約８フィート（約７メートル）のガイドに組み合わした。３４のフィラメント未延伸糸条は、１００メートル／分で対のロールへ、次いで１１０Ｃの蒸気噴射を通り、次いで４００メートル／分で対のロールへ、次いで４０００メートル／分で対のロールへ、次いで巻き上げへ運ばれた。

繊維の酸試験実験
前述のプロセスによって調製された長さ約２メートルの二成分繊維を、ガラス棒に巻き取った。繊維を有するガラス棒を、酸混合物を含むバイアルに入れた。酸混合物は、１０：４０：５０重量％の硝酸（７０％濃縮）、硫酸（９８％濃縮）、及び蒸留水それぞれからなった。繊維が酸溶液と直接接触することがないように注意した。繊維を有するガラス棒をその中に入れると、バイアルをキャップで封止した。繊維を含む封止したバイアルを、バイアルのためのスロットを備えたマントルに置き、１２０Ｃまで加熱した。繊維試料を有するバイアルを、２、４、及び６時間の間隔で、試験用に取り出した。次いで、繊維を数回水で濯ぎ、終夜空気中で乾燥させ、慎重にほどいた。次いで、ほどいた繊維を引張り強さ及び伸長について試験した。表１に同一のタイプをまとめる。

これらの処理した繊維及び未処理の繊維に対する引張り強さ及び伸長の試験の結果を、以下の表に示す。繊維の引張り強さ及び伸長を、ＡＳＴＭＤ２２５６に従い、１０ｃｍのゲージ長さ、６インチ／分の試験速度で、インストロン型試験機にて測定した。

表２及び３は、試験の温度にて酸性環境に耐性である、本発明の繊維の性能を示している。６時間後のＰＭＰ被覆のない場合の引張り強さ保持は、約６０％であり、一方、被覆した試料では、約９０％まで上昇する。同様な正の傾向が、伸長において見られる。

Claims

露出外面を有する多成分繊維であって、ポリアリーレンスルフィドポリマーの少なくとも第１の成分と、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーの少なくとも第２の成分とを含み、前記第２の成分の熱可塑性ポリマーは、前記多成分繊維の全露出面を形成し、且つ、ポリエチレンとのノルボルネンのコポリマーから本質的になる、多成分繊維。
前記ポリアリーレンスルフィドポリマーは、少なくとも８５モル％のスルフィド結合が２つの芳香環に直接結合するポリマーを含む、請求項１に記載の繊維。
前記ポリアリーレンスルフィドポリマーは、ポリフェニレンスルフィドである、請求項２に記載の繊維。
前記第２の成分は、全ポリアリーレンスルフィド及び熱可塑性ポリマーの１０〜３０重量％で存在する、請求項１に記載の繊維。
前記第２の成分は、前記繊維の総重量の３０重量％未満を含む、請求項１に記載の繊維。
前記第２の成分は、前記繊維の総重量の２０重量％未満を含む、請求項５に記載の繊維。
前記繊維は、円形断面又は多葉断面を有する、請求項１に記載の繊維。
前記繊維は、連続フィラメント又は短繊維である、請求項１に記載の繊維。
前記繊維は、スパンボンド繊維又はメルトブローン繊維である、請求項１に記載の繊維。
前記繊維は、鞘成分と芯成分とを含む二成分繊維であり、前記鞘成分は、前記繊維の全露出外面を形成し、且つ、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない前記熱可塑性ポリマーを含み、且つ、前記芯成分は、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含む、請求項１に記載の繊維。
前記二成分繊維は、同心鞘／芯断面、又は偏心鞘／芯断面を有する、請求項１０に記載の繊維。
前記繊維は、海成分と前記海成分内に分布される複数の島成分とを含む海島繊維であり、前記海成分は、前記繊維の全露出外面を形成し、且つ、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない前記熱可塑性ポリマーを含み、且つ、前記複数の島成分は、ポリアリーレンスルフィドポリマーを含む、請求項１に記載の繊維。
請求項１に記載の繊維を含むウェブであって、織り材料又は不織材料を含むウェブ。
スパンボンド又はメルトブローンプロセスによって作製される、請求項１３に記載のウェブ。
繊維の耐酸性を向上させる方法であって、
繊維を提供する工程と、
ポリアリーレンスルフィドポリマーを含まない熱可塑性ポリマーで繊維を被覆して被覆された繊維を形成する工程であって、前記熱可塑性ポリマーは、前記被覆された繊維の全露出面を形成し、且つ、ポリエチレンとのノルボルネンのコポリマーから本質的になり、且つ、前記繊維は、少なくともポリアリーレンスルフィドポリマーを含む工程と、
を含む方法。