JPH04327213A

JPH04327213A - 芯鞘型複合繊維

Info

Publication number: JPH04327213A
Application number: JP9906991A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nishikawa; 西河　裕; Takuji Sato; 卓治佐藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1992-11-16

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】

【０００１】

【産業用の利用分野】本発明は耐熱性、耐薬品性に優れ
た複合繊維に関するものであり、更に詳しくは、芯成分
がポリアミドからなり、鞘成分が変性ポリフェニレンサ
ルファイドからなる耐熱性、耐薬品性に優れ、しかも高
強度・高伸度特性を有する芯鞘型複合繊維に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ポリフェニレンサルファイドは優れた耐
熱性および高耐薬品性を有しており、高性能エンジニア
リングプラスチックとして注目されている。また、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、例えば特開昭４９−５
４６１７号公報、特公昭５２−１２２４０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、特開昭６１−２１５７１５号公報お
よび特開平１−２３９１０９号公報などにより提案され
ている。

【０００３】そして、ポリフェニレンサルファイド繊維
は耐熱性、耐薬品性に優れているという特徴を有してい
るため、例えばバグフィルタースクリム基布、モーター
結節紐、モーターバインダーテープおよびゴム補強用繊
維などの耐熱、耐薬品性を必要とする産業用繊維として
の用途が期待されている。

【０００４】しかし、ポリフェニレンサルファイド繊維
は、汎用のポリエステル繊維やポリアミド繊維などに比
べ価格が高いため、低価格化が望まれている。この要求
を満足させるため、ポリエステルとポリフェニレンサル
ファイドとの複合繊維が、特開昭５９−２０４９２０号
公報および特開平２−９９６１４号公報に記載されてい
る。

【０００５】しかるに、前記の特開昭４９−５４６１７
号公報、特公昭５２−１２２４０号公報、特公昭５２−
３０６０９号公報、特開昭５７−１４３５１８号公報、
特開昭５８−１８４０９号公報、特開昭５８−３１１１
２号公報、特開昭６１−２１５７１５号公報および特開
平１−２３９１０９号公報などに記載された技術によっ
て製造されるポリフェニレンサルファイド繊維は、耐熱
性および耐薬品性に優れ産業用繊維としての用途が期待
されるにもかかわらず、強度および伸度などの力学的特
性が低く、しかも剛直であるため屈曲に対する耐久性、
すなわち耐屈曲疲労性が低く、かつ価格が高いために、
実質的に産業用繊維として広く用いられていないのが実
状である。

【０００６】また、前記特開昭５９−２０４９２０号公
報には、芯成分としてポリエステルポリマ、鞘成分とし
てポリフェニレンサルファイドポリマとポリエステルポ
リマとのブレンドポリマを用いた複合繊維が記載されて
いる。しかし、この複合繊維は耐熱性、耐薬品性に劣る
ポリエステルポリマの一部が繊維の表層に露出している
ので、耐熱性、耐薬品性が期待される程には向上しない
という問題を有していた。加えて、ポリフェニレンサル
ファイドポリマはポリエステルポリマとの接着性が悪く
、上記の芯鞘型複合繊維では、芯成分と鞘成分との界面
に容易に剥離を生じるため、実用上大きな問題があった
。

【０００７】さらに、特開平２−９９６１４号公報には
、芯成分としてポリフェニレンサルファイドポリマとポ
リエステルポリマとのブレンドポリマ、鞘成分としてポ
リフェニレンサルファイドポリマを用いた複合繊維が記
載されている。しかし、この複合繊維は芯成分ポリマが
ポリフェニレンサルファイドポリマとポリエステルポリ
マとのブレンドポリマからなるため、その繊維の力学的
特性、特に引張り強度が５ｇ／ｄ程度と劣り、強度を必
要とする産業用繊維としては使用できないという問題を
有していた。

【０００８】しかも、上記の複合繊維はいずれもポリエ
ステルポリマとの複合繊維であるため、ポリフェニレン
サルファイドの剛直性を改善することができず、耐屈曲
疲労性が劣るという欠点も改良されていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術における問題点の解決を課題として検討した結果
、達成されたものである。

【００１０】したがって、本発明の目的は、耐熱性、耐
薬品性に優れ、しかも高強度、高伸度、耐屈曲疲労性な
どの物理的特性に優れた産業用繊維を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、芯鞘型
複合繊維において、芯成分がポリアミド、鞘成分がポリ
フェニレンサルファイドに対しカルボン酸無水物０．０
５〜１０重量％を反応せしめて得られた変性ポリフェニ
レンサルファイドからなり、芯成分のポリアミドが複合
繊維全体における８０〜２５重量％の割合を占め、繊維
の表面は全て前記変性ポリフェニレンサルファイドによ
って形成されてなることを特徴とする芯鞘型複合繊維に
ある。

【００１２】

【実施態様】本発明に係る芯鞘型複合繊維における芯成
分のポリアミドは、ポリカプラミド、ポリヘキサメチレ
ンアジパミド、ポリテトラメチレンアジパミド、ポリヘ
キサメチレンセバカミドおよびポリヘキサメチレンドデ
カミド等の通常のポリアミドであるが、上記ポリマをブ
レンドまたは一部共重合したポリマを用いてもよい。特
にポリカプラミドおよびポリヘキサメチンアジパミドが
好ましく使用できる。

【００１３】上記ポリアミドは、複合繊維の強度を産業
用繊維として十分使用できるものとするために、高重合
度であることが好ましく、硫酸相対粘度（ηｒ）が２．
８以上、好ましくは３．０以上であることが適切である
。また、ポリアミド成分には熱酸化防止剤として銅塩お
よびその他の有機、無機化合物が含有されていてもよい
。

【００１４】本発明に係る芯鞘型複合繊維の鞘成分は、
実質的にポリフェニレンサルファイド（以下ＰＰＳと記
す）に対し、カルボン酸無水物０．０５〜１０重量％を
反応せしめて得られた変性ＰＰＳである。鞘成分に他の
ポリマが存在する場合には耐熱性、耐薬品性が大幅に低
下することになる。

【００１５】前記変性ＰＰＳポリマは繊維形成性、耐熱
性、耐薬品性の面から、メルトフローレート（ＭＦＲ）
が１０〜６００の実質的に線状のポリマが好ましいが、
トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）を０．１重量％以下含有
した架橋ポリマであってもよい。

【００１６】ここで言うメルトフローレート（ＭＦＲ）
とは、測定温度を３１６℃、荷重を５ＫｇｆとしたＡＳ
ＴＭ　　Ｄ１２３８−８２法によって測定されたポリマ
の溶融流れを意味する。

【００１７】本発明においてＰＰＳに対し反応せしめる
カルボン酸無水物としては、例えばギ酸、酢酸、プロピ
オン酸、ｎ−酪酸、ｉｓｏ−酪酸、吉草酸、ｉｓｏ−吉
草酸、カプロン酸、ｉｓｏ−カプロン酸、ペプタン酸、
オクタン酸、ラウリン酸、パルミチン酸およびステアリ
ン酸などの脂肪族モノカルボン酸の酸無水物、モノクロ
ロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ブロモ酢酸
、トリブロモ酢酸、シアン酢酸およびシクロヘキサンカ
ルボン酸などの置換脂肪族モノカルボン酸の酸無水物、
安息香酸、ｏ−クロロ安息香酸、ｍ−シアノ安息香酸、
サリチル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、
馬尿酸、ナフトエ酸、フェニル酢酸およびフェノキシ酸
などの芳香族カルボン酸および、マレイン酸、イタコン
酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、アシピン酸、
ピメリン酸、スベリン酸、酒石酸、リンゴ酸およびクエ
ン酸などの脂肪族多塩基酸の酸無水物などが挙げられ、
なかでも無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水フタル
酸、無水コハク酸および無水安息香酸が好ましく使用さ
れる。なお、これらのカルボン酸無水物類は、１種また
は２種以上の混合物で用いてもよい。

【００１８】ＰＰＳに反応せしめるカルボン酸無水物の
割合は０．０５〜１０重量％、好ましくは０．１〜５重
量％である。カルボン酸無水物の反応割合が、０．０５
重量％未満では、ＰＰＳと芯成分とのポリアミドとの耐
剥離性が改良できず、また１０重量％を越えると、得ら
れる変性ＰＰＳの耐熱性が低下し、芯鞘型複合繊維の耐
熱性が損なわれるため好ましくない。

【００１９】本発明に係る芯鞘型複合繊維の芯成分であ
るポリアミドが複合繊維全体に占める割合は８０〜２５
重量％、好ましくは７５〜３０重量％である。

【００２０】上記ポリアミドが複合繊維全体に占める割
合が８０％を越えると、鞘成分のＰＰＳの厚みが薄くな
り、耐熱性、耐薬品性が悪くなるため好ましくない。ま
た、上記ポリアミドが複合繊維全体に占める割合が２５
％未満であると、産業用繊維に要求される高強度、高伸
度特性を満足することが困難となり、また屈曲に対する
耐久性、すなわち耐屈曲疲労性も産業用繊維としての適
性を満足しない程度に低くなるため好ましくない。

【００２１】なお、前記ポリアミドからなる芯成分の断
面形状は円形であることが好ましいが、本発明の効果を
妨げない範囲で円形以外の異形断面であっても良い。

【００２２】また、本発明に係る芯鞘型複合繊維は、産
業用繊維として十分使用できるものとするため、その強
度が６．０ｇ／ｄ以上であり、６．５ｇ／ｄ以上である
ことがより好ましい。

【００２３】本発明に係る芯鞘型複合繊維は、例えば以
下に示す方法によって製造される。

【００２４】芯成分のポリアミドポリマには硫酸相対粘
度（ηｒ）が２．８以上、好ましくは３．０以上のポリ
マを用いる。

【００２５】また、鞘成分のカルボン酸無水物で変性さ
れた変性ＰＰＳポリマを得るには、ＰＰＳポリマおよび
カルボン酸無水物をＰＰＳポリマの融点以上の温度で、
押出機を用いて溶融混練後ペレタイズかすれば良い。こ
の場合、用いる変性ＰＰＳは繊維形成性、耐熱性、耐薬
品性を有するメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０〜６
００の実質的に線状のポリマを用いる。

【００２６】ポリマの溶融紡糸には２基のエクストルー
ダー型紡糸機を用いる。それぞれのポリマは各々独立し
たエクストルーダーで溶融され、これらの変性ＰＰＳポ
リマおよびポリアミドポリマを複合紡糸パックに導き、
芯鞘複合紡糸口金を通して、芯部にポリアミド、鞘部に
変性ＰＰＳを配した芯鞘型複合繊維として紡出する。

【００２７】紡糸速度は５００ｍ／分以上、好ましくは
８００ｍ／分以上とする。紡糸口金直下には加熱筒ある
いは保温筒を設け、１０ｃｍ以上、１ｍ以内の範囲にわ
たって２００℃以上、好ましくは２６０℃以上の加熱雰
囲気とする。前記の紡出直後の糸条は、前記の加熱雰囲
気中を通過した後、冷風で急冷固化され、次いで油剤を
付与された後、紡糸速度を制御する引取りロールで引取
られる。前記口金直下の加熱雰囲気の制御は、曳糸性を
保持するために重要である。引取られた未延伸糸は、通
常一旦巻取ることなく、連続して延伸工程に供される。

【００２８】延伸は通常は２段以上の多段が用いられ、
延伸倍率は１．４〜４．５倍の範囲とする。２段延伸を
用いる場合、１段目の延伸は総延伸倍率の７０％以上、
通常は７５〜８５％とし、残りを２段目の延伸で行う。

【００２９】延伸を終了した繊維は、弛緩熱処理をした
後巻取られる。この場合の弛緩率は０〜１０％の範囲で
行うことが好ましい。

【００３０】本発明に係る芯鞘型複合繊維は、鞘成分と
しての変性ＰＰＳが繊維表面を完全に覆っているため、
ＰＰＳの特徴である耐熱性、耐薬品性を十分に活かすこ
とができる。

【００３１】また、本発明に係る芯鞘型複合繊維は、鞘
成分のＰＰＳをカルボン酸無水物で変性しているため、
芯成分のポリアミドに対する接着性が改良され、芯鞘界
面での剥離耐久性が良好となる。

【００３２】さらに、本発明に係る芯鞘型複合繊維は、
芯成分がポリアミドであるため、繊維にかかる荷重を強
度の高い芯成分が受け持って、複合繊維全体の強度が高
いものとなる。加えて、芯成分がポリアミドであること
から、複合繊維全体がＰＰＳ繊維と比較して柔軟となり
、このため、屈曲に対す耐久性、すなわち耐屈曲疲労性
の高い繊維となる。

【００３３】以上の理由から、本発明に係る芯鞘型複合
繊維は耐熱性、耐薬品性に優れ、しかも強度、伸度およ
び耐屈曲疲労性などの物理的特性に優れており、バグフ
ィルタースクリム基布、モーター結節紐、モーターバイ
ンダーテープおよびゴム補強用繊維などの産業用繊維と
しての用途に広く用いられる。

【００３４】以下に、実施例を挙げて本発明の構成およ
び効果についてさらに説明する。

【００３５】

【実施例】本発明に係る芯鞘型複合繊維の繊維特性およ
び測定方法は次の通りである。

【００３６】（イ）強度、伸度：強度、伸度はＪＩＳ−
Ｌ１０１７の定義および測定方法によった。なお、ＳＳ
曲線を得るための引張り試験の具体的な条件は次の通り
である。試料を綛状にとり、２０℃、６５％ＲＨの温室
度調整された部屋に２４時間以上放置後、“テンシロン
ＵＴＬ−４Ｌ”型引張試験機（オリエンテック（株）製
）を用い、試長２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分で測定
した。

【００３７】（ロ）耐アルカリ性：濃度４０重量％の水
酸化ナトリウム水溶液中で、複合糸のマルチフィラメン
トを９５℃で１００時間処理し、強度保持率で耐アルカ
リ性を評価した。耐アルカリ性強度保持率＝処理後の強度／処理前の強度
×１００（ハ）耐酸性：濃度４０重量％の硫酸水溶液中で、複合
糸のマルチフィラメントを９５℃で１００時間処理し、
強度保持率で耐酸性を評価した。耐酸性強度保持率＝処理後の強度／処理前の強度×１０
０（ニ）耐熱性：１５０℃の湿熱中で、２ｇ／ｄの荷重を
かけた複合糸のマルチフィラメントを１００時間処理し
、強度保持率で耐熱性を評価した。耐熱性強度保持率＝処理後の強度／処理前の強度×１０
０実施例１，２および比較例１，２メルトフローレートが３００のＰＰＳポリマに対し、無
水マレイン酸を１．０重量％の割合となるように混合し
た後、３００℃に設定した押出機にて溶融混練し、ペレ
タイズして、変性ＰＰＳポリマを得た。上記の変性ＰＰ
Ｓポリマおよび硫酸相対粘度（ηｒ）が３．５のポリヘ
キサメチレンアジパミド（以下ナイロン６６と記す）ポ
リマをそれぞれエクストルダー型紡糸機で溶融し、複合
紡糸パックに導き、芯鞘複合紡糸口金を通して芯成分が
ナイロン６６、鞘成分が変性ＰＰＳの芯鞘型複合繊維と
して紡出した。芯成分および鞘成分の割合は表１のよう
に変化させた。口金は孔径０．６ｍｍφ、孔数１２０ホ
ールを用いた。なお、ナイロン６６は２９５℃、変性Ｐ
ＰＳは３３０℃でそれぞれ溶融し、複合紡糸パックの温
度を３１０℃として紡糸した。口金直下には２０ｃｍの
加熱筒を取り付け、筒内雰囲気温度を３２０℃となるよ
うに加熱した。前記筒内雰囲気温度は、口金面より１０
ｃｍ下の位置で、かつ最外周糸条より１ｃｍ離れた位置
で測定した温度である。加熱筒の下には長さ４０ｃｍの
環状型チムニーを取り付け、糸条の周囲より２５℃で４
０ｍ／分の冷風を糸条の走行方向に対して略直角に吹き
付けて冷却した。次いで油剤を付与した後、６０℃に制
御された引取ロールで糸条速度を１０００ｍ／分に制御
して引取り、一旦巻取ることなく連続して延伸した。延
伸は引取ロールと１００℃に加熱した第１延伸ロールと
の間で１段目の延伸を行い、第１延伸ロールと所定の温
度に加熱された第２延伸ロールとの間で２段目の延伸を
行った。１段目の延伸倍率は全延伸倍率の７８％、残り
を２段目で延伸した。なお、吐出量などの条件は延伸糸
の繊度が約５００デニールとなるよう変化させた。延伸
糸の特性は表１に示す通りであった。

【００３８】

【表１】

【００３９】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　比較例１　　実施例１　　実施例２　　比較例２
　　芯成分の割合（重量％）　　　　　　９５　　　　
　　７５　　　　　　５０　　　　　　１０　　延伸倍
率　　　　　　　　　　　　　　　　　　４．５　　　
　３．９　　　　３．６　　　　３．６　　複合糸の特
性　　　　繊度（デニール）　　　　　　　　５０１　　
　　５０６　　　　５０１　　　　５０２　　　　強度
（ｇ／ｄ）　　　　　　　　　　８．０　　　　７．６
　　　　７．０　　　　５．２　　　　伸度（％）　　
　　　　　　　　　　　　２６．０　　２５．５　　２
５．９　　２１．０　　　　耐アルカリ性保持率（％）
　　１９　　　　　　８７　　　　　　９２　　　　　
　９２　　　　耐酸性保持率（％）　　　　　　　　３
０　　　　　　８６　　　　　　９４　　　　　　９６
　　　　耐熱性保持率（％）　　　　　　　　３９　　
　　　　８０　　　　　　８３　　　　　　９１表１か
らわかるように、ナイロン６６の割合が８０％を越える
と（比較例１）、鞘成分の変性ＰＰＳが薄くなるため耐
熱性が悪くなる。また、ナイロン６６の割合が２５％未
満になると（比較例２）、高強度の芯成分がわずかであ
るため、複合糸全体の強度が低下する。

【００４０】また、実施例１と実施例２で得られた本発
明に係る芯鞘型複合繊維に２００ｇの荷重をかけながら
、繊維上の１点で、片側１３０度づつ左右に１００回折
曲げを繰返した。その結果、複合繊維には曲げに対する
フィブリル化も、芯鞘界面での剥離も観察されなかった
。

【００４１】比較例３実施例１と同じＰＰＳポリマおよびナイロン６６ポリマ
を用い、ＰＰＳポリマをカルボン酸無水物で変性するこ
となく、芯成分のナイロン６６の割合を１０重量％とし
て実施例１と同じ方法で製糸した。得られた複合繊維の
繊度は５０５デニール、強度５．２ｇ／ｄ、耐アルカリ
保持率９５％、耐酸性保持率９４％、耐熱性保持率９０
％であった。また、この複合繊維に２００ｇの荷重をか
けながら、繊維上の１点で、片側１３０度づつ左右に１
００回折曲げを繰返した。その結果、この複合繊維には
フィブリル化と芯鞘界面での剥離が観察された。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る芯鞘型複合繊維は鞘成分が
ＰＰＳであり、このＰＰＳが繊維の外側を完全に覆って
いるため、ＰＰＳの特徴である優れた耐熱性、耐薬品性
が複合糸であっても活かされている。

【００４３】本発明に係る芯鞘型複合繊維は芯成分がポ
リアミドであるため、繊維にかかる張力のほとんどを芯
成分が受け持ち、高強度・高伸度であり力学的特性も優
れたものである。さらに、芯成分がポリアミドであるた
めに、複合繊維全体がＰＰＳ単独の繊維に比較して柔軟
であり、屈曲に対する耐久性、すなわち耐屈曲疲労性に
優れている。

【００４４】さらに、本発明に係る芯鞘型複合繊維は鞘
成分のＰＰＳがカルボン酸無水物で変性されているため
、芯成分のポリアミドとの接着性が良好で、芯鞘成分界
面での剥離耐久性に優れている。

【００４５】以上のように、本発明に係る芯鞘型複合繊
維は、耐熱性、耐薬品性に優れ、しかも力学的特性にも
優れるため、産業用繊維特にバグフィルタースクリム基
布、モーター結節紐、モーターバインダーテープおよび
ゴム補強用繊維などとして広く用いられることができる
。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯鞘型複合繊維において、芯成分がポリア
ミド、鞘成分がポリフェニレンサルファイドに対しカル
ボン酸無水物０．０５〜１０重量％を反応せしめて得ら
れた変性ポリフェニレンサルファイドからなり、芯成分
のポリアミドが複合繊維全体における８０〜２５重量％
の割合を占め、繊維の表面は全て前記変性ポリフェニレ
ンサルファイドによって形成されてなることを特徴とす
る芯鞘型複合繊維。