JPH04333618A - ポリフェニレンサルファイド複合繊維 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、耐薬品性、耐久
性および力学特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と鞘成分との剥離耐久性が、従来
の複合繊維に比べ大幅に改善されたポリフェニレンサル
ファイド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、近年そ
の優れた耐熱性および耐薬品性の特徴を生かして高性能
エンジニアリングプラスチックとして注目されている。

【０００３】また、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ることから各種産業用繊
維、例えば、バグフィルタースクリム基布、モーター結
紐、モーターバインダーテープおよびゴム補強用繊維な
どとしての利用が考えられている。

【０００４】しかしながら、ポリフェニレンサルファイ
ド繊維は産業用繊維としてはその力学的特性が低いこと
も特徴として挙げられる。したがって、ポリフェニレン
サルファイド繊維の力学的特性を向上すれば、前記のよ
うな各種産業用途への応用が広がることが期待される。

【０００５】また、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るものの、その価格が汎
用のナイロン繊維やポリエチレンテレフタレート繊維な
どに比較して数倍高いことから、低価格化が望まれてい
る。その要求を達成するために、ポリフェニレンサルフ
ァイドポリマと安価なポリエチレンテレフタレートポリ
マとの複合繊維が特開昭５９−２０４９２０号公報およ
び特開平２−９９６１４号公報により提案されている。

【０００６】しかるに、従来の複合繊維の製造技術では
、芯成分および鞘成分のポリマ同志の相溶性が無い組合
わせ、もしくはポリマ同志の相溶性が悪い組合わせの場
合、複合繊維となしても芯鞘界面の剥離耐久性が悪く、
強度や疲労性が保持できないため、産業用繊維として用
いられることは少なかった。

【０００７】そこで、前記特開昭５９−２０４９２０号
公報および特開平２−９９６１４号公報では、ポリマ同
志の相溶性が悪いポリフェニレンサルファイドポリマと
ポリエチレンテレフタレートポリマとを、芯もしくは鞘
においてブレンドすることによって、芯鞘界面の剥離耐
久性を向上することを提案しているが、この方法では剥
離耐久性は向上するがポリマブレンドによって後述する
ような障害が発生し、本来の目的である産業用繊維とし
ての耐熱性、耐薬品性、耐久性および力学特性が十分に
改善されないという問題を有している。

【０００８】すなわち、前記特開昭５９−２０４９２０
号公報では、芯成分にポリエチレンテレフタレートポリ
マ、鞘成分にポリフェニレンサルファイドポリマとポリ
エチレンテレフタレート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、この方法では
耐熱性および耐薬品性に劣るポリエチレンテレフタレー
トポリマの一部が、繊維の表層に暴露されるため、耐熱
性および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。

【０００９】また、特開平２−９９６１４号公報では、
前記の剥離耐久性を向上させるために、芯成分にポリフ
ェニレンサルファイドポリマとポリエチレンテレフタレ
ートポリマのブレンドポリマ、鞘成分にポリフェニレン
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
が、芯成分ポリマがポリフェニレンサルファイドポリマ
とポリエチレンテレフタレートポリマのブレンドポリマ
からなるため、その繊維の力学的特性が劣り、特に引張
り強度は５ｇ／ｄ未満であり、強度を必要とする産業用
繊維として提供できないという問題を有していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の複合繊維が有す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。

【００１１】したがって、本発明の目的は、前記特開昭
５９−２０４９２０号公報および特開平２−９９６１４
号公報に記載された複合繊維に比べて、芯成分と鞘成分
との剥離耐久性が大幅に改善され、しかも優れた耐熱性
、耐薬品性、および高い力学特性すなわち、高強度・高
伸度、耐屈曲疲労性を有する産業用繊維として好適な複
合繊維を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、最内層
が硫酸相対粘度［ηｒ］が２．８以上のポリアミド成分
、最外層がポリフェニレンサルファイド成分からなり、
前記最内層と最外層との間に前記ポリアミド成分と前記
ポリフェニレンサルファイド成分とが相互に分散混合さ
れた中間層を形成した少なくとも３層からなる複合繊維
であって、 Ａ．ポリフェニレンサルファイドのポリアミドを実質的
に分散混合されていない前記最外層の複合繊維全体に占
める割合が１０重量％以上であり、 Ｂ．ポリアミドのポリフェニレンサルファイドを実質的
に分散混合されていない前記最内層の複合繊維全体に占
める割合が２０重量％以上であり、 Ｃ．ポリフェニレンサルファイドとポリアミドとの相互
に分散混合された前記中間層が複合繊維全体に占める割
合が７０重量％以下であると共に、この中間層における
ポリフェニレンサルファイドとポリアミドとが３０：７
０〜７０：３０重量比の割合で相互に分散混合された部
分の複合繊維全体に占める割合が５〜５０重量％であり
、 Ｄ．複合繊維の強度が６．０ｇ／デニール以上であるこ
とを特徴とするポリフェニレンサルファイド複合繊維に
ある。

【００１３】

【実施態様】本発明に係るポリフェニレンサルファイド
（以下ＰＰＳという）複合繊維は、上記構成からなるが
、特に本発明の目的とする、従来技術では達せられなか
った芯鞘複合界面のポリマ剥離耐久性が、最内層成分と
最外層成分との間に、前記最内層成分および最外層成分
が相互に分散混合した中間層を適正に設けることにより
達成することができる。

【００１４】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の最内層成分
は、ポリカプラミド、ポリヘキサ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
ンドデカミドなどの通常のポリアミドからなり、前記ポ
リマをブレンドまたは一部共重合したポリアミドポリマ
も用いることができるが、特にポリヘキサメチレンアジ
パミドの使用が好ましい。

【００１５】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の最内層成分
を形成するポリアミドには、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ることが
好ましい。

【００１６】本発明に係るＰＰＳ複合繊維において、そ
の強度を６．０ｇ／デニ−ル以上とするためには、前記
最内層成分のポリアミドポリマの硫酸相対粘度［ηｒ］
を２．８以上の高重合度に規制する必要がある。

【００１７】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の最外層成分
は、ポリフェニレンサルファイドである。ＰＰＳポリマ
としては、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１０〜６０
０の実質的に線状のポリマを用いるが、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。

【００１８】ここでい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。

【００１９】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の、最外層成
分であるＰＰＳ成分の複合繊維全体に占める割合、すな
わち複合繊維の全断面積に占める割合は１０重量％以上
であり、この最外層成分には実質的にポリアミド成分が
分散混合されていない。

【００２０】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の、最内層成
分であるポリアミド成分の複合繊維全体に占める割合は
２０重量％以上であり、この最内層成分には実質的にＰ
ＰＳ成分が分散混合されていない。

【００２１】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の、前記最外
層成分であるＰＰＳ成分が複合繊維全体に占める割合が
１０重量％未満では、耐熱性および耐薬品性がバグフィ
ルタースクリム基布、モーター結紐、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
用いられるところまで改善されない。

【００２２】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の、前記最内
層成分であるポリアミド成分が複合繊維全体に占める割
合が２０重量％未満では、複合繊維の強度を本発明の目
標とする値である６．０ｇ／デニール以上の高強度にす
ることができない。

【００２３】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の、最内層成
分と最外層成分との間に設けるＰＰＳ成分とポリアミド
成分とが相互に分散混合された中間層の、複合繊維全体
に占める割合は７０重量％以下である。

【００２４】この中間層は、ポリアミドポリマおよびＰ
ＰＳポリマが重量比で３０：７０〜７０：３０の割合で
相互に分散混合された層を主体とする。そして、前記の
混合割合からなる中間層の複合繊維全体に占める割合は
、５〜５０％の範囲とするのが好ましい。ポリアミドお
よびＰＰＳが前記の割合で相互に分散混合された中間層
の複合繊維全体に占める割合が５０％を越えると、本発
明の複合繊維としての特徴、すなわち耐熱性、耐薬品性
および力学特性の改良が十分に達せられないことがあり
、一方５％未満では、本発明の特徴である最内層と最外
層との剥離耐久性の改良効果は認められるものの、前記
各種産業用繊維に使用できるまでには至らないことがあ
るため好ましくない。

【００２５】以上の特徴を有する本発明に係るＰＰＳ複
合繊維は、以下に示す新規な方法によって製造される。

【００２６】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の最内層成分
としては、硫酸相対粘度［ηｒ］が２．８以上の高重合
度ポリアミドポリマを用いる。このポリアミドポリマは
、通常その重合工程もしくは紡糸工程で上記した酸化防
止剤が添加されたものであることが好ましい。

【００２７】本発明に係るＰＰＳ複合繊維の最外層成分
としてはＰＰＳポリマを用いる。このＰＰＳポリマは、
通常メルトフローレート（ＭＦＲ）が１０〜６００の実
質的に線状のポリマであるが、トリクロロベンゼン（Ｔ
ＣＢ）を０．１重量％以下含有した架橋ポリマであって
もよい。

【００２８】前記最内層成分と最外層成分との間に形成
された中間層を、前記最内層成分ポリマおよび最外層成
分ポリマが重量比３０：７０〜７０：３０の割合で相互
に分散混合され、かつこの中間層が繊維全体に占める割
合を安定的に１０〜５０％となすためには、■中間層を
形成するＰＰＳポリマとポリアミドポリマの双方をチッ
プ状となし、これらのチップを紡糸工程前に予めブレン
ドし、それぞれ溶融し口金内で複合する方法、■最内層
成分、最外層成分ポリマをそれぞれ溶融後、パック導入
部以前に設置した混練装置に最内層成分ポリマおよび最
外層成分ポリマの一部を導いて混練し、口金内で複合す
る方法、および■最内層成分、最外層成分ポリマをそれ
ぞれ溶融後、口金パック内に導き、口金内で最内層ポリ
マの一部と最外層ポリマの一部とを混練する方法などが
挙げられる。

【００２９】具体的には、例えば前記■の方法の場合、
最内層成分となるポリアミドポリマ、最外層成分となる
ＰＰＳポリマ、およびポリアミドポリマとＰＰＳポリマ
が相互に分散混合した中間層を形成させるための、ブレ
ンドポリマの溶融紡糸には、３基のエクストルダー型紡
糸機を用いる。３基のエクストルダー型紡糸機でそれぞ
れ独立して溶融された最内層成分ポリアミドポリマ、最
外層成分ＰＰＳポリマ、およびポリアミドポリマとＰＰ
Ｓポリマとが相互に分散混合した中間層を形成させるた
めのブレンドポリマの３ポリマを、それぞれ複合紡糸パ
ックに導き、複合紡糸用口金を通して、最内層にポリア
ミド、最内層成分と最外層成分との中間にポリアミドと
ＰＰＳとが相互に分散混合した中間層、最外層にＰＰＳ
を配した３層複合繊維として紡糸する。

【００３０】紡糸速度は５００ｍ／分以上とする。紡糸
口金直下には保温筒あるいは加熱筒を設け、５ｃｍ以上
、５０ｃｍ以内にわたって１８０℃以上、３５０℃以下
の加熱雰囲気となし、紡糸直後の紡出糸条を加熱処理す
る。

【００３１】口金直下に前記加熱雰囲気を設けることな
く紡糸した場合は、産業用用途の特に太い繊度の糸条を
安定的に紡糸延伸し、高強力繊維を得ることが困難であ
る。

【００３２】紡出糸条は前記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ロ−ルで引取られ未延引糸となる。

【００３３】未延伸糸は、通常一旦巻取ることなく連続
して延伸されるか、あるいは未延伸糸を一旦巻取った後
、別工程で延伸される。

【００３４】未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して
延伸を施す場合は、通常２段以上の多段延伸が用いられ
る。延伸倍率は紡糸条件に応じて２．５〜６．５倍であ
る。２段延伸を用いる場合、１段目の延伸は総合延伸倍
率の７０％以上、通常は７５〜８５％とし、残りを２段
目の延伸で行う。延伸温度は最高温度を１５０〜２５０
℃とする。延伸最高温度が１５０℃未満では高倍率延伸
ができなくて高強力糸とならず、また２５０℃を越える
と延伸性が低下して単糸切れなどを生じ、高品質の複合
繊維を得ることができない。

【００３５】以下に実施例を挙げて本発明のＰＰＳ複合
繊維の構成および効果についてさらに詳述するが、以下
の実施例における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】ＰＰＳ複合繊維の特性 （イ）強度（ｇ／ｄ）、伸度（％）：強度、伸度はＪＩ
Ｓ−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）耐アルカリ性強度保持率（％）：濃
度４０重量％のＮａＯＨ水溶液中で複合繊維を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）耐酸性強度保持率（％）：濃度４０重量％のＨ２
ＳＯ４水溶液中で、複合繊維を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）耐熱性強度保持率（％）：１５０℃、２．０Ｋｇ
／ｃｍ２の湿熱中で複合繊維を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 （ホ）耐剥離性：複合繊維に、６０Ｔ／ｄｍの撚りを付
与し、次いでその撚りを解除した複合繊維の電顕写真を
撮影し、最内層成分と最外層成分の剥離状態を写真で評
価した。

【００３８】

【実施例】

実施例１〜３、比較例１、２ 硫酸相対粘度［ηｒ］が３．４のポリヘキサメチレンア
ジパミド（以下ナイロン６６という）ポリマ、およびメ
ルトフローレートが３００のＰＰＳポリマをそれぞれ４
０Φエクストルダー型紡糸機で溶融し、前記ナイロン６
６ポリマと前記ＰＰＳポリマとのブレンドしたポリマを
３０Φエクストルダー型紡糸機で溶融し、これら３種の
ポリマを複合パックに導き、３層芯鞘複合紡糸口金より
最内層部にナイロン６６、最内層成分と最外層成分の境
界層に最内層成分ナイロン６６と最外層成分ＰＰＳが相
互に分散混合した中間層、最外層成分にＰＰＳを配置し
た３層構造の複合繊維として紡出した。最内層成分、最
内層成分と最外層成分が相互に分散混合した中間層、お
よび最外層成分の割合は表１に示した。紡糸口金は孔径
０．６ｍｍΦ、孔数１２０ホ−ルのものを用い、ナイロ
ン６６を２９０℃、ナイロン６６とＰＰＳのブレンドポ
リマを３０５℃、ＰＰＳを３３０℃でそれぞれ溶融し、
紡糸パック温度を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３２
０℃となるように加熱した。筒内雰囲気温度とは口金面
より１０ｃｍ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雰囲気温度である。加熱筒の下には
長さ４０ｃｍの環状型チムニ−を取り付け、糸条の周囲
より２５℃で４０ｍ／分の冷風を糸条に直角に吹き付け
、冷却した。次いで油剤を付与し、表１に示した速度で
回転する引取ロ−ルで糸条速度を制御した後、一旦巻取
ることなく連続して延伸した。延伸は３対のネルソン型
ロ−ルによって２段延伸した後、次のネルソンロ−ル間
で３％のリラックスを与えて巻取った。引取ロ−ル温度
を６０℃とし、引取ロ−ルと１００℃に加熱した第１延
伸ロ−ル間で１段目の延伸を行い、第１延伸ロ−ルと所
定の温度に加熱された第２延伸ロ−ル間で２段目の延伸
を行った。次のネルソンロールは非加熱の延伸後の張力
調整として使用した。１段延伸倍率は全延伸倍率の７８
％、残りを２段目で延伸した。紡糸速度、全延伸倍率な
どを変化させて製糸したが、延伸糸の繊度が約５００デ
ニ−ルとなるよう紡糸速度、延伸倍率に対応させて吐出
量を変化させた。製糸条件、得られた延伸糸特性、およ
びその他の物性は表１に示す通りであった。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明に係るＰＰＳ複合繊維は、耐熱性
および耐薬品性に優れ、従来のＰＰＳ繊維に比較して高
強度・高伸度であり、これらの力学特性に優れるばかり
でなく、最内層成分ポリマおよび最外層成分ポリマの相
互に分散混合した中間層の形成によって、最内層と最外
層との界面の剥離耐久性が著しく向上し、特に耐疲労性
に優れるものである。

【００４１】よって、本発明に係るＰＰＳ複合繊維は、
前記特徴を生かした各種産業用資材用途、例えばバグフ
ィルタースクリム基布、モーター結紐、モーターバイン
ダーテープおよびゴム補強用繊維に好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　最内層が硫酸相対粘度［ηｒ］が２．
   ８以上のポリアミド成分、最外層がポリフェニレンサル
   ファイド成分からなり、前記最内層と最外層との間に前
   記ポリアミド成分と前記ポリフェニレンサルファイド成
   分とが相互に分散混合された中間層を形成した少なくと
   も３層からなる複合繊維であって、 Ａ．ポリフェニレンサルファイドのポリアミドを実質的
   に分散混合されていない前記最外層の複合繊維全体に占
   める割合が１０重量％以上であり、 Ｂ．ポリアミドのポリフェニレンサルファイドを実質的
   に分散混合されていない前記最内層の複合繊維全体に占
   める割合が２０重量％以上であり、 Ｃ．ポリフェニレンサルファイドとポリアミドとの相互
   に分散混合された前記中間層が複合繊維全体に占める割
   合が７０重量％以下であると共に、この中間層における
   ポリフェニレンサルファイドとポリアミドとが３０：７
   ０〜７０：３０重量比の割合で相互に分散混合された部
   分の複合繊維全体に占める割合が５〜５０重量％であり
   、 Ｄ．複合繊維の強度が６．０ｇ／デニール以上であるこ
   とを特徴とするポリフェニレンサルファイド複合繊維。