JPH0830283B2 - ポリフェニレンサルファイドモノフィラメントの製造方法 - Google Patents

ポリフェニレンサルファイドモノフィラメントの製造方法

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JPH0830283B2
JPH0830283B2 JP61138209A JP13820986A JPH0830283B2 JP H0830283 B2 JPH0830283 B2 JP H0830283B2 JP 61138209 A JP61138209 A JP 61138209A JP 13820986 A JP13820986 A JP 13820986A JP H0830283 B2 JPH0830283 B2 JP H0830283B2
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    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、引張強度および結節強度が均衡してすぐ
れ、とくに抄紙カンバス用織物およびフィルター用織物
として適した高結節強度ポリフェニレンサルファイドモ
ノフィラメントの製造方法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どの産
業用途においては、これらの織物が、たとえば130℃以
上の湿熱雰囲気、150℃以上の乾熱雰囲気および高濃度
の酸やアルカリなどの薬品環境にさらされることから、
織物の素材モノフィラメントには、高結節強度および高
引張強度と共に、すぐれた耐熱性および耐薬品性が強く
要求されていた。
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(NOMEXまたはKEVLARなど)お
よびポリ四フッ化エチレン(TEFLON)などが要求に応
じ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ため、太デニール化が困難で、
細デニールのものの提供のみにとどまっており、しかも
高価であるために使用範囲も著しく制限されたものにな
らざるを得なかった。
一方、ポリフェニレンサルファイドはすぐれた耐熱性
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、たとえば米国特許第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4,115,56
2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57−143518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61−75812号公報などに開示されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述した従来のポリフェニレンサルフ
ァイド繊維の製法においては、大半がポリフェニレンサ
ルファイドポリマを部分的に架橋硬化させる予備硬化工
程を必要とし、しかも得られる繊維もたかだか20〜30デ
ニール(直径0.05〜0.06mm相当)程度の細デニールモノ
フィラメントであって、直径0.07mm以上のモノフィラメ
ントの製造技術については未だに確立されていないのが
現状である。
さらにまた上記の方法により得られるポリフェニレン
サルファイド繊維は、引張強度が4〜5g/d程度、伸度が
20〜25%程度のものであって、上述した抄紙カンバス用
織物およびフィルター用織物などの産業用途で要求され
る結節強度については、到底満足し得ないものである。
したがってポリフェニレンサルファイドは、上述した
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
用途に使用するために極めて有望な材料であるにもかか
わらず、従来モノフィラメント形態に製糸することが困
難であり、しかも繊維は靱性が不足するために製織中に
破損することが多く、産業用織物として使用することが
困難であった。
そこで本発明者らは、引張強度および結節強度が均衡
してすぐれ、とくに抄紙カンバス用織物およびフィルタ
ー用織物として適した性能を有する高結節強度ポリフェ
ニレンサルファイドモノフィラメントの製造方法の確立
を目的として鋭意検討した結果、本発明に到達した。
(問題点を解決するための手段) すなわち本発明は、メルトフローレートが200以下で
あり、かつ実質的に直線状のポリフェニレンサルファイ
ドを溶融押出し、60℃以上の温水中で冷却することによ
り得られた未延伸モノフィラメントを、引続いて一次延
伸倍率/全延伸倍率の比が0.88よりも小さい一次延伸倍
率で一次延伸した後、全延伸倍率が4倍以上になるよう
多段延伸し、次いで200〜280℃の空気浴中で弛緩熱処理
することにより直径0.1〜4.00mmのモノフィラメントを
得ることを特徴とするポリフェニレンサルファイドモノ
フィラメントの製造方法を、その要旨とするものであ
る。
上記本発明の方法により得られるポリフェニレンサル
ファイドモノフィラメントは、その直径が0.1〜4.0mmの
太デニールにおいて、引張強度が4.5g/d以上、結節強度
が3.5g/d以上の範囲にあり、引張強度と結節強度の両者
が均衡に高いというすぐれた特性を有している。
なお本発明でいう引張強度とはJIS L 1013−1981の規
定に準じて測定した値であり、また結節強度とはJIS L1
013−1981の規定に準じて測定した結節強さを正量繊度
で除した値である。
本発明の方法で用いるポリフェニレンサルファイド重
合体は、基本的に特公昭52−12240号公報に記載の方法
により製造されたものであって、構成単位の80モル%以
上がp−フェニレンサルファイド単位からなり、20モル
%以下の割合で共重合成分を含有することができる。ま
たポリフェニレンサルファイドには、少割合であれば、
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。
ただし本発明で用いるポリフェニレンサルファイド重
合体は、実質的に架橋成分を含まない直線状高重合体で
あって、かつASTM D1238−82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2
00以下、とくに180以下の範囲にあることが必要であ
る。
ここでポリフェニレンサルファイド重合体が、たとえ
ばトリクロルベンゼンなどの架橋成分によって分岐・架
橋されている場合には、延伸性が悪く良好な延伸が遂行
できないばかりか、得られるモノフィラメントの結節強
度が低く、またMFRが200を越える場合には、重合体の重
合度が低く、引張強度および結節強度をともに十分満足
するモノフィラメントを得ることができないため好まし
くない。
本発明の方法において、ポリフェニレンサルファイド
重合体を紡糸口金から溶融押出し、紡糸する方法にはと
くに制限はないが、溶融押出温度は、通常重合体の融点
よりも10〜60℃高い温度が好適である。
溶融紡糸された糸条は、次いで60℃以上の温水中で冷
却固化される。ここで冷却温度が60℃未満では、冷却速
度が速すぎて糸条の走行が不安定となり、均一な延伸が
不可能で、得られるモノフィラメントの強度レベルも低
下するため好ましくない。
なお紡糸口金から溶融押出されて、60℃以上の温水浴
に達するまでの糸条の保持時間は、通常2秒以内である
が、とくに0.1〜1.0秒に設定することが好適である。
得られた未延伸モノフィラメントは、引続いて、通常
そのガラス転移点温度よりも高い温度で延伸される。
そして高い引張温度と結節強度を有するポリフェニレ
ンサルファイドモノフィラメントを得るためには、二段
以上の多段延伸を行なう必要があり、さらには一次延伸
を、一次延伸倍率/全延伸倍率の比(R1/Rn)が0.88よ
りも小さい、とくに0.85よりも小さい一次延伸倍率とな
る、比較的低い延伸倍率で行なうと共に、全延伸倍率を
4倍以上、とくに4.2倍以上に設定する必要がある。
一次延伸を、一次延伸倍率/全延伸倍率の比が0.88以
上となる高延伸倍率で行なう場合には、得られるモノフ
ィラメントの結節強度が低下するため好ましくない。
また全延伸倍率が4倍未満では、得られるモノフィラ
メントの引張強度が低下するため好ましくない。
全延伸倍率の上限は、モノフィラメントの使用目的に
応じて要求される強度レベルによって、一概には特定で
きないが、通常は7倍程度に制限される。
延伸は二段以上の多段で行なわれるが、通常は二〜三
段で十分である。
延伸雰囲気としては、温水浴、空気浴および水蒸気浴
などが好適に用いられる。
延伸されたモノフィラメントは、強力レベルをさらに
向上させるために熱処理に供する必要があるが、この熱
処理は、200〜280℃、とくに205〜270℃の空気浴中で、
弛緩状態で行なうことが重要である。
熱処理温度が200℃未満では高結節強度を有するモノ
フィラメントを得ることができず、280℃を越えると糸
切れを生じやすくなり、モノフィラメントの強度もかえ
って低下するため好ましくない。
また熱処理は、とくに巻取比0.95倍以下の弛緩状態で
行なう必要があり、緊張下で熱処理を行なう場合には、
得られるモノフィラメントの結節強度が著しく低下する
ため好ましくない。
かくして本発明の方法により得られるポリフェニレン
サルファイドモノフィラメントは、ポリフェニレンサル
ファイド自体のすぐれた耐熱性および耐薬品性を具備
し、しかも直径0.1〜4.0mmの太さにおいて、引張強度が
4.5g/d以上、結節強度が3.5g/d以上と均衡してすぐれて
おり、産業用織物として十分な強靱性を発揮するので、
とくに抄紙カンバス用織物やフィルター用織物などの用
途に好適である。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳述する。
実施例1 MFRおよびトリクロロベンゼン(TCB)の共重合量が第
1表に示したように相違する4種のポリフェニレンサル
ファイドを用い、下記の条件にてモノフィラメントを製
造した。
すなわち各重合体を夫々40mmφの押出機に供して、押
出温度300℃で孔径0.8mmの紡糸口金から溶融紡糸し、口
金直下に設けた85℃の温水浴で急冷した後、90℃の温水
浴中で3.5倍に一次延伸し、さらに150℃の空気浴中で1.
286倍に二次延伸した。この二段延伸において、全延伸
倍率は4.5倍であり、一次延伸倍率/全延伸倍率の比は
0.78であった。
延伸されたモノフィラメントを引続いて250℃の空気
浴中で0.85倍の引取比で熱処理した後巻取った。
得られた各モノフィラメントについて、直径、引張強
度、引張伸度、結節強度、引張伸度および糸切れ回数を
測定した結果を、第1表に併せて示す。
なお引張伸度および結節伸度はいずれもJISL1013−19
81の規定に準じて測定した。
また糸切れ回数は、モノフィラメント1.0kg当りの糸
切れ回数に換算した値を示す。
第1表の結果から明らかなように、本発明の条件を満
足する方法で得られたポリフェニレンサルファイドモノ
フィラメント(No.1および2)は引張強度と結節強度が
均衡してすぐれるという新規特性を有している。
一方、架橋成分(TCB)を含有するポリフェニレンサ
ルファイドを用いる場合(No.3)には結節強度の高いモ
ノフィラメントを得ることができず、またMFRが200を越
えるポリフェニレンサルファイドを用いる場合(No.4)
には、引張強度と結節強度がともに高いモノフィラメン
トを得ることができない。
実施例2 実施例1のNo.1で用いたポリフェニレンサルファイド
を、夫々No.1と同じ条件で溶融紡糸、二段延伸および弛
緩熱処理する場合に、冷却温度、一段延伸倍率および全
延伸倍率を第2表に示したように変更し、7種のポリフ
ェニレンサルファイドモノフィラメントを製造した。得
られた各モノフィラメントの特性評価結果を第2表に併
せて示す。
第2表の結果から明らかなように、本発明の条件を満
足する方法で得られたポリフェニレンサルファイドモノ
フィラメント(No.7,8,10および11)は引張強度と結節
強度が均衡してすぐれるという新規特性を有している。
一方、冷却温度が低すぎる場合(No.5)および全延伸
倍率が4倍未満の場合(No.6)には、モノフィラメント
の引張強度と結節強度が十分向上せず、またR1/Rnが0.
88を越える場合(No.9)には、結節強度が十分に高いモ
ノフィラメントを得ることができない。
実施例3 実施例2のNo.10において、延伸後の熱処理条件を第
3表に示したように変更し、4種のポリフェニレンサル
ファイドモノフィラメントを製造した。
得られた各モノフィラメントの特性評価結果を第3表
に併せて示す。
第3表の結果から明らかなように、本発明の条件を満
足する方法で得られたポリフェニレンサルファイドモノ
フィラメント(No.10および13)は引張強度と結節強度
が均衡してすぐれるという新規特性を有している。
一方、熱処理温度が低すぎる場合(No.12)には、得
られるモノフィラメントの引張強度および結節強度とも
に低く、熱処理を弛緩状態にせず、定長状態で行なう場
合(No.14)には、モノフィラメントの結節強度が十分
向上しない。
また緊張状態でしかも温度が高すぎる熱処理を行なう
場合(No.15)には、モノフィラメントの糸切れが頻発
し、紡糸不可能となる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の方法によれば、引張強
度と結節強度が均衡にすぐれたポリフェニレンサルファ
イドモノフィラメントを得ることができ、得られる新規
モノフィラメントは、そのすぐれた特性を利用して、と
くに抄紙カンバス用織物およびフィルター用織物などの
産業用織物として有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥居 哲夫 愛知県岡崎市昭和町字河原1番地 東レ・ モノフィラメント株式会社内 (72)発明者 小林 勉 愛知県岡崎市昭和町字河原1番地 東レ・ モノフィラメント株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−75812(JP,A) 特開 昭61−6390(JP,A) 特開 昭59−38042(JP,A) 特公 昭53−22574(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メルトフローレートが200以下であり、か
    つ実質的に直線状のポリフェニレンサルファイドを溶融
    押出し、60℃以上の温水中で冷却することにより得られ
    た未延伸モノフィラメントを、引続いて一次延伸倍率/
    全延伸倍率の比が0.88よりも小さい一次延伸倍率で一次
    延伸した後、全延伸倍率が4倍以上になるよう多段延伸
    し、次いで200〜280℃の空気浴中で弛緩熱処理すること
    により直径0.1〜4.0mmのモノフィラメントを得ることを
    特徴とするポリフェニレンサルファイドモノフィラメン
    トの製造方法。
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