JPWO2019124189A1 - ポリフェニレンサルファイド短繊維、繊維構造体、フィルター用フェルトおよびバグフィルター - Google Patents
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Abstract
Description
1.単繊維繊度が0.70〜0.95dtexであり、強度が4.5〜5.5cN/dtexであり、繊維長が20〜100mmであり、メルトフローレート(MFR)値が200〜295g/10分であるポリフェニレンサルファイド短繊維。
さらに、本発明の好ましい様態としては、以下のとおりである。
2.結晶化度が30〜40%であり、剛直非晶量が40〜60%である。
3.複屈折(Δn)が0.25〜0.30である。
4.捲縮数が10〜16山/25mm、捲縮度が12〜20%である。
5.本発明のポリフェニレンサルファイド短繊維を10質量%以上含む繊維構造体。
6.前記の繊維構造体で構成される層を少なくとも1層以上含むフィルター用フェルト。
7.前記のフィルター用フェルトが袋状に縫製されてなるバグフィルター。
8.MFR200〜295g/10分のポリフェニレンサルファイド樹脂を用い、溶融紡糸法により、未延伸糸を作製し、80〜170℃の温度、2〜5倍の倍率で延伸し、190℃〜270℃の温度、1.05〜1.15倍の倍率で定長熱処理を行い、スタッフィング型クリンパーで捲縮を付与し、乾燥を行い、油剤を付与後、所定の長さに切断してポリフェニレンサルファイド短繊維を得る製造方法。
9.繊維構造体の態様が不織布であり、前記1〜4のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド短繊維をカードマシンに通して不織布とする方法を用いるポリフェニレンサルファイド短繊維を含む繊維構造体の製造方法。
10.フィルター用フェルトの製造方法であって、エアー流入面の濾過層を形成する繊維ウェブ31、織物(骨材)32、エアー排出面の非濾過層を形成する繊維ウェブ33の3層構造から成り、ウェブ31を前記9の方法で作製し、織物(骨材)32と積層した後、ウェブ33を作製し、前記ウェブ31と織物(骨材)を積層したものに更に積層した後、これらを絡合して一体化する方法を用い、ウェブを絡合して一体化する方法として、ニードルパンチやウォータージェットパンチを用いるフィルター用フェルトの製造方法。
11.前記6に記載のフィルター用フェルトを袋状に縫製し、バグフィルターとする製造方法であって、前記縫製に使用される縫糸として、ポリアリーレンサルファイド、フッ素化樹脂およびフッ素化樹脂共重合体などの素材で構成された糸を使用するバグフィルターの製造方法。
本発明のPPS短繊維を製造する際に原料として用いるPPS樹脂のメルトフローレート(MFR)値は200〜295g/10分であり、好ましくは210〜270g/10分、更に好ましくは220〜250g/10分である。MFR値を200g/10分以上とすることで溶融時の流動性を確保でき、細繊度PPS短繊維を得ることを可能とする。また、MFR値を295g/10分以下とすることで十分なポリマーの分子量が得られ、高強度PPS短繊維を得ることを可能とする。
紡糸時の1錘当たりの糸切れ回数を、紡糸開始後、0〜36時間の間カウントした。1錘当たりの糸切れ回数が3回未満の場合をS、3回以上6回未満の場合A、6回以上9回未満の場合をB、9回以上の場合をCとした。
25℃、65%RHの条件下でローラーカードにて、20g/m2、幅50cmのウェブを速度30m/分で1時間カーディングし、カード出ウェブでのネップ発生状態について、10分おきに長手方向に1mのサンプルを採取した際のネップ個数を目視で確認した。ネップが無く非常に良好な状態をS、8個以下の場合をA、9個〜11個の場合をB、12個以上の場合をCとした。
25℃、65%RHの条件下でローラーカードにて、20g/m2、幅50cmのウェブを速度30m/分で1時間カーディングし、カードでのフライ(風綿)発生量が10g以下の場合をS、10gを超え25g以下の場合をA、25gを超え35g以下の場合をB、35gを超える場合をCとした。
VDI−3926 Part Iに規定される装置を用い、JIS Z 8909−1(2005年)に規定される測定条件に従ってフィルターの集じん性能試験を行った。
ダスト:JIS Z 8901(2006年)に規定される試験用粉体第10種
入口ダスト濃度:5g/m3
ろ過速度:2m/分
パルス用圧縮エアータンク圧力:500kPa
払い落とし圧力損失:1000Pa
パルス噴射時間:50ms
JIS Z 8909−1の7.2eに規定される「エージング・安定化処理をしたろ布の集じん性能測定」に従ってエージング・安定化処理されたろ過布に、払い落としを30回行った期間中の通気量とフィルター通過ダスト量から、出口ダスト濃度を算出した。
JIS L1085(1998年)の方法により、定速伸張型引張試験機にて、フェルトの試験片5サンプルの平均値として、タテ方向、ヨコ方向それぞれ算出した。
繊度はJIS L1015(2010年)に準じて測定した。
引張り試験機(オリエンテック社製“テンシロン”)を用いて、JIS L1015(2010年)記載の方法により、試料長2cm、引張り速度2cm/分の条件で応力−歪み曲線を求め、これらから切断時の引張強度を求めた。
示差走査熱量計(TA Instruments社製DSCQ1000)で窒素下、昇温速度10℃/分の条件で示差走査熱量測定を行い、観測される発熱ピークの温度(結晶化温度)での結晶化熱量をΔHc(J/g)とした。また、200℃以上の温度にて観測される吸熱ピークの温度(融点)での融解熱量をΔHm(J/g)とした。ΔHmとΔHcの差を完全結晶PPSの融解熱量(146.2J/g)で割り、結晶化度Xc(%)を求めた(次式1)。
<DSC>
・雰囲気:窒素流(50mL/分)
・温度・熱量校正:高純度インジウム
・比熱校正:サファイア
・温度範囲:0〜350℃
・昇温速度:10℃/分
・試料量:5mg
・試料容器:アルミニウム製標準容器。
上記(8)と同一機器の温度変調DSCを窒素下、昇温速度2℃/分の条件、温度振幅1℃、温度変調周期60秒の条件で示差走査熱量測定を行い、得られたチャートのガラス転移温度(Tg)前後のベースラインに補助線を引き、その差を比熱差(ΔCp)とし、完全非晶PPSのTg前後での比熱差(ΔCp0:0.2699J/g℃)で割り、次式(2)より可動非晶量(Xma)を求めた。さらに、次式(3)により、全体からの結晶化度(Xc)と可動非晶量(Xma)の差から剛直非晶量(Xra)を算出した。
Xma(%)=ΔCp/ΔCp0×100 (2)
Xra(%)=100−(Xc+Xma) (3)
<温度変調DSC>
・雰囲気:窒素流(50mL/分)
・温度・熱量校正:高純度インジウム
・比熱校正:サファイア
・温度範囲:0〜250℃
・昇温速度:2℃/分
・試料量:5mg
・試料容器:アルミニウム製標準容器。
オリンパス(株)製BH−2偏光顕微鏡により、Na光源で波長589nmにてコンペンセーター法により単繊維のレターデーションと糸径を測定することにより求めた。
捲縮数はJIS L1015(2010年)に準じて測定した。
けん縮度はJIS L1015(2010年)に準じて測定した。
JIS K7210(1999年)に準じて、温度315.5℃、荷重5000gの条件でメルトフローレート値を測定した。
まず、細繊度繊維を次に記す方法で作製した。
実施例1において、細繊度繊維を作製する際に、MFR値が215g/10分である東レ(株)製PPSペレットを用い、一段目延伸倍率を3.2倍、総延伸倍率を3.4倍とした以外は、実施例1と同様にして、細繊度・高強度PPS短繊維を得た。繊度は0.88dtex、強度は4.8cN/dtexと、細繊度・高強度であった。
実施例1において、細繊度繊維を作製する際に、MFR値が260g/10分である東レ(株)製PPSペレットを用い、一段目延伸倍率を3.5倍、総延伸倍率を3.7倍とした以外は、実施例1と同様にして、細繊度・高強度PPS短繊維を得た。繊度は0.77dtex、強度は4.7cN/dtexと、細繊度・高強度であった。
実施例2において、細繊度繊維を作製する際に、一段目延伸倍率を3.0倍、総延伸倍率を3.2倍とした以外は、実施例1と同様にして、細繊度・高強度PPS短繊維を得た。繊度は0.92dtex、強度は4.5cN/dtexと、細繊度・高強度であった。
実施例1において、細繊度繊維を作製する際に、一段目延伸倍率を3.4倍、総延伸倍率を3.6倍とした以外は、実施例1と同様にして、細繊度・高強度PPS短繊維を得た。繊度は0.79dtex、強度は5.2cN/dtexと、細繊度・高強度であった。
実施例1において、細繊度繊維を作製する際に、定長熱処理時の倍率を1.15倍とした以外は、実施例1と同様にして、細繊度・高強度PPS短繊維を得た。繊度は0.80dtex、強度は5.2cN/dtexと、細繊度・高強度であった。
実施例1において、細繊度繊維を作製する際に、一段目延伸倍率を3.5倍、総延伸倍率を3.7倍、定長熱処理時の倍率を1.05倍とした以外は、実施例1と同様にして、細繊度・高強度PPS短繊維を得た。繊度は0.79dtex、強度は4.8cN/dtexと、細繊度・高強度であった。
実施例1において、細繊度繊維を作製する際に、MFR値が205g/10分である東レ(株)製PPSペレットを用いた以外は、実施例1と同様にして、細繊度・高強度PPS短繊維を得た。繊度は0.89dtex、強度は5.2cN/dtexと、細繊度・高強度であった。
実施例1において、細繊度繊維を作製する際に、MFR値が185g/10分である東レ(株)製PPSペレットを用い、一段目延伸倍率を2.9倍、総延伸倍率を3.1倍とした以外は、実施例1と同様にして、PPS短繊維を得た。
実施例1において、細繊度繊維を作製する際に、MFR値が205g/10分である東レ(株)製PPSペレットを用い、一段目延伸倍率を3.0倍、総延伸倍率を3.1倍、定長熱処理時の倍率を1.0倍とした以外は、実施例1と同様にして、PPS短繊維を得た。
比較例2において、細繊度繊維を作製する際に、MFR値が185g/10分である東レ(株)製PPSペレットを用い、一段目延伸倍率を2.9倍、総延伸倍率を3.1倍とした以外は、比較例2と同様にして、PPS短繊維を得た。
比較例2において、細繊度繊維を作製する際に、MFR値が310g/10分である東レ(株)製PPSペレットを用い、一段目延伸倍率を3.8倍、総延伸倍率を4.0倍とした以外は、比較例2と同様にして、PPS短繊維を得た。
比較例2において、細繊度繊維を作製する際に、MFR値が350g/10分である東レ(株)製PPSペレットを用い、一段目延伸倍率を4.0倍、総延伸倍率を4.3倍とした以外は、比較例2と同様にして、PPS短繊維を得た。
比較例3において、細繊度繊維を作製する際に、MFR値が105g/10分である東レ(株)製PPSペレットを用いた以外は、比較例3と同様にして、PPS短繊維を得た。
32:織物(骨材)
33:繊維ウェブ(エアー排出面の非濾過層)
Claims (11)
- 単繊維繊度が0.70〜0.95dtexであり、強度が4.5〜5.5cN/dtexであり、繊維長が20〜100mmであり、繊維のメルトフローレート(MFR)値が200〜295g/10分であるポリフェニレンサルファイド短繊維。
- 結晶化度が30〜40%であり、剛直非晶量が40〜60%である、請求項1に記載のポリフェニレンサルファイド短繊維。
- 複屈折(Δn)が0.25〜0.30である、請求項1又は2に記載のポリフェニレンサルファイド短繊維。
- 捲縮数が10〜16山/25mm、捲縮度が12〜20%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリフェニレンサルファイド短繊維。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリフェニレンサルファイド短繊維を10質量%以上含む繊維構造体。
- 請求項5に記載の繊維構造体で構成される層を少なくとも1層以上含むフィルター用フェルト。
- 請求項6に記載のフィルター用フェルトが袋状に縫製されてなるバグフィルター。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリフェニレンサルファイド短繊維の製造方法であって、MFR200〜295g/10分のポリフェニレンサルファイド樹脂を用い、溶融紡糸法により、未延伸糸を作製し、80〜170℃の温度、2〜5倍の倍率で延伸し、190℃〜270℃の温度、1.05〜1.15倍の倍率で定長熱処理を行い、スタッフィング型クリンパーで捲縮を付与し、乾燥を行い、油剤を付与後、所定の長さに切断してポリフェニレンサルファイド短繊維を得る製造方法。
- ポリフェニレンサルファイド短繊維を含む繊維構造体の製造方法であって、繊維構造体の態様が不織布であり、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリフェニレンサルファイド短繊維をカードマシンに通して不織布とする方法を用いるポリフェニレンサルファイド短繊維を含む繊維構造体の製造方法。
- フィルター用フェルトの製造方法であって、エアー流入面の濾過層を形成する繊維ウェブ31、織物(骨材)32、エアー排出面の非濾過層を形成する繊維ウェブ33の3層構造から成り、ウェブ31を請求項9の方法で作製し、織物(骨材)32と積層した後、ウェブ33を作製し、前記ウェブ31と織物(骨材)を積層したものに更に積層した後、これらを絡合して一体化する方法を用い、ウェブを絡合して一体化する方法として、ニードルパンチやウォータージェットパンチを用いるフィルター用フェルトの製造方法。
- 請求項6に記載のフィルター用フェルトを袋状に縫製し、バグフィルターとする製造方法であって、前記縫製に使用される縫糸として、ポリアリーレンサルファイド、フッ素化樹脂およびフッ素化樹脂共重合体などの素材で構成された糸を使用するバグフィルターの製造方法。
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