JPS62299513A - ポリフエニレンサルフアイドモノフイラメントの製造方法 - 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】 ３、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）およびポリ四フフ化エチレン（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
ざ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
よび後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．’８９５，０
９１号明細出、同３，８９８，２０４号明細書、同３，
９１．２゜６９５号明細書、同４，０２９，６３９号明
細書、ＩＥ］　４　、０９８　、７７６　月明？’ｌｌ
　ｍ、同４，１１５゜５６２号明細書、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０．０５〜０．６６＃相当）程度の細デ
ニールモノフィラメントであって、直径０．０７ｍ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、側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、しかも繊維は靭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’Ｃ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
するものでおる。

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、０７ｒｔｗ
ｎ以上、とくに０．１〜４．０ｒｒｖｎの太デニールに
おいて、引張強度が４．５Ｑ／ｄ以上、結節強度が３．
５ｑ／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　　Ｌ１０１３−
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　　Ｌ１０１３−１９８１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Ｍ
ＦＲと呼ぶ）が２００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’Ｃ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
却同化される。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°Ｃ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。

そして高い引張強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、ざらには−次延伸を
、−次延伸倍率／全延伸倍率の比（Ｒ１／Ｒ７Ｅ）が０
．８８よりも小さい、とくに０．８５よりも小ざい一次
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、−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、−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、強力レベルをざらに向
上させるために熱処理に供する必要がおるが、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’Ｃ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、ポリフエニレンサルフ
フ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０．０７ｍ以上の太さにおいて、引張強度が
／１．５Ｃ］／ｄ以上、結節強度が３．５Ｃ］／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靭
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ざらに詳述する。

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４０ｓψの押出機に供して、押
出温度３００℃で孔径０．８ｓ＋＋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、ざらに１
５０℃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、−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°Ｃの空
気浴中で０．８５倍の引取比で熱処理した、後巻取った
。

（７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ＪＩＳＬ１０１
３−１９８１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１．０Ｋｒｊ当り
の糸切れ回数に換算した値を示す。

（以下本頁余白） 第１表 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（Ｎ０１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θ有するポリフェニレンサ
ルファイドを用いる場合（Ｎα３）には結節強度の高い
モノフィラメントを１ｑることかできず、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（Ｎα４）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ＮＱＩで用いたポリフェニレンサルファイド
を、夫々Ｎα１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（Ｎα７．８，１０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（Ｎα５）および全延伸
倍率が４倍未満の場合（Ｎα６）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／Ｒ
πが０．８８を越える場合（Ｎα９）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Ｎα１０において、延伸後の熱処理条件を第
３表に示したにうに変更し、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 注）＊１・・・・・・溶融糸切れ 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（Ｎα１０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（Ｎα１２）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ぜず、定長状態で行なう場
合（Ｎα１４）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（Ｎα１５）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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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。