WO2020066815A1 - 共重合ポリフェニレンスルフィド繊維 - Google Patents

共重合ポリフェニレンスルフィド繊維 Download PDF

Info

Publication number
WO2020066815A1
WO2020066815A1 PCT/JP2019/036674 JP2019036674W WO2020066815A1 WO 2020066815 A1 WO2020066815 A1 WO 2020066815A1 JP 2019036674 W JP2019036674 W JP 2019036674W WO 2020066815 A1 WO2020066815 A1 WO 2020066815A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fiber
polyphenylene sulfide
copolymerized polyphenylene
copolymerized
nonwoven fabric
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/036674
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
土屋匠平
勝田大士
船津義嗣
Original Assignee
東レ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東レ株式会社 filed Critical 東レ株式会社
Priority to KR1020217006937A priority Critical patent/KR20210060458A/ko
Priority to EP19867250.3A priority patent/EP3859058A4/en
Priority to CN201980060707.2A priority patent/CN112714808B/zh
Priority to US17/274,473 priority patent/US20220049380A1/en
Priority to JP2019555509A priority patent/JP7334623B2/ja
Publication of WO2020066815A1 publication Critical patent/WO2020066815A1/ja

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • 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
    • D01F6/76Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from other polycondensation products
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • 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
    • D01F6/76Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from other polycondensation products
    • D01F6/765Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from other polycondensation products from polyarylene sulfides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/0204Polyarylenethioethers
    • C08G75/0209Polyarylenethioethers derived from monomers containing one aromatic ring
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/542Adhesive fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/542Adhesive fibres
    • D04H1/551Resins thereof not provided for in groups D04H1/544 - D04H1/55
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/558Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving in combination with mechanical or physical treatments other than embossing
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/732Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by fluid current, e.g. air-lay
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H13/00Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/10Organic non-cellulose fibres
    • D21H13/20Organic non-cellulose fibres from macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/30Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polycondensation products not covered by indexing codes D10B2331/02 - D10B2331/14
    • D10B2331/301Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polycondensation products not covered by indexing codes D10B2331/02 - D10B2331/14 polyarylene sulfides, e.g. polyphenylenesulfide

Definitions

  • the present invention relates to a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having a fineness and a small heat shrinkage rate, and having excellent fusibility and suitable for use as a binder.
  • polyphenylene sulfide Since polyphenylene sulfide has high heat resistance, chemical resistance, electrical insulation, and flame retardancy, it is used in various applications that make use of these characteristics, such as bag filters, papermaking canvas, electrical insulation paper, battery separators, etc. Used in
  • wet nonwoven fabrics that can be made denser and thinner are used for electric insulating paper and battery separators.
  • demand for electric insulating paper and battery separators that can be used in a high-temperature environment has been increasing, and polyphenylene sulfide wet nonwoven fabrics having excellent heat resistance and chemical resistance have attracted attention.
  • the stretched polyphenylene sulfide fiber alone has a problem that the fiber is hard to soften and has poor adhesiveness (fusion) between fibers when formed into a wet nonwoven fabric, so that the mechanical properties of the wet nonwoven fabric sheet deteriorate. . Therefore, various proposals have been made to solve the above-mentioned problems.
  • a polyphenylene sulfide wet nonwoven fabric composed of drawn polyphenylene sulfide fibers and undrawn polyphenylene sulfide fibers as binder fibers for thermocompression bonding has been proposed (see Patent Document 1). This makes it possible to obtain a polyphenylene sulfide wet nonwoven fabric having a small basis weight even with a low basis weight and high mechanical properties.
  • a low-shrink binder fiber has been proposed in which unstretched polyphenylene sulfide fiber is previously heat-treated at a temperature lower than the crystallization temperature to suppress heat shrinkage in the papermaking drying step (see Patent Document 2). This makes it possible to obtain a polyphenylene sulfide wet nonwoven fabric having excellent thermal dimensional stability in addition to improving wrinkles and blisters in the papermaking drying step.
  • Patent Document 1 there is a problem that the shrinkage of the undrawn polyphenylene sulfide fiber used as the binder fiber is extremely high, and dry wrinkles and blisters are generated due to the heat shrinkage of the fiber in the papermaking drying step. . Furthermore, the undrawn polyphenylene sulfide fiber has a large fiber diameter, which makes it difficult to reduce the thickness of the wet-laid nonwoven fabric sheet. There is also a problem that the CV value is not sufficient.
  • Patent Document 2 heat treatment of undrawn polyphenylene sulfide fiber reduces the heat shrinkage of the fiber in the papermaking drying step, but the heat treatment promotes crystallization and reduces the adhesiveness as a binder fiber. is there. In addition, since it is in an unstretched state and has a large fineness, the dispersibility of cut fibers at the time of paper making is reduced, and the wet film nonwoven sheet is inferior in film thickness uniformity and basis weight CV value.
  • Patent Document 3 by stretching undrawn polyphenylene sulfide fiber in an ethylene glycol bath at 110 ° C., a fiber having a low orientation and a small fiber diameter can be obtained. Since the stretching is not accompanied by crystallization, the heat shrinkage is large and the thermal dimensional stability is inferior. Therefore, the film shrinks in the papermaking drying step, causing dry wrinkles and blisters.
  • polyphenylene sulfide fibers having both fineness and low heat shrinkage and having excellent adhesiveness and suitable for binder applications have not been reported so far.
  • the present inventors have conducted intensive studies and found that after spinning a copolymerized polyphenylene sulfide resin having low crystallinity, drawing and heat setting were performed in a specific temperature range, thereby maintaining the fusibility as a binder fiber while maintaining fineness. It has been found that a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having a fineness and a low shrinkage can be obtained.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention has a p-phenylene sulfide unit as a main component, and a repeating unit having a molar ratio of from 3 mol% to 40 mol%.
  • a copolymerized polyphenylene sulfide fiber characterized by the following.
  • the birefringence is 0.18 or more and 0.40 or less.
  • the melting point is from 200 ° C to 260 ° C.
  • the CV value of the fiber diameter is 10.0% or less.
  • the strength is 2.0 cN / dtex or more and the elongation is 50% or less.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is composed of a copolymerized polyphenylene sulfide having a p-phenylene sulfide unit as a main component and a repeating unit containing 3 mol% or more and 40 mol% or less of an m-phenylene sulfide unit.
  • a copolymerized polyphenylene sulfide fiber characterized by having an average fiber diameter of 10.0% or more and 30.0% or less, an average fiber diameter of 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less, and a hot water shrinkage at 98 ° C. of 25.0% or less.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention will be described in detail.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention contains a p-phenylene sulfide unit represented by the structural formula (1) as a main repeating unit and an m-phenylene sulfide unit represented by the structural formula (2) as a copolymer component. is important.
  • m-phenylene sulfide as a copolymerization component, the crystallinity is reduced while maintaining the chemical resistance of polyphenylene sulfide, and a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having both excellent chemical resistance and fusibility is obtained.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention has a p-phenylene sulfide unit as a main repeating unit.
  • the main repeating unit refers to a repeating unit having the largest content in the copolymerized polyphenylene sulfide. Therefore, when the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention is composed of two components, a p-phenylene sulfide unit and an m-phenylene sulfide unit, 60 mol% or more and 97 mol% or less of the repeating unit is p-phenylene sulfide unit. Become.
  • a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having good spinnability and excellent heat resistance and mechanical properties can be obtained.
  • the content of the p-phenylene sulfide unit is 97 mol% or less, preferably 95 mol% or less, the crystallinity of the copolymerized polyphenylene sulfide is reduced, so that a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having excellent fusion-bonding properties is obtained.
  • copolymerized polyphenylene sulfide is composed of three or more components including components other than the p-phenylene sulfide unit and the m-phenylene sulfide unit, since the p-phenylene sulfide unit is a main repeating unit, The copolymerized polyphenylene sulfide fiber has good heat resistance and mechanical properties.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention it is important that 3 mol% or more and 40 mol% or less of the repeating units are composed of m-phenylene sulfide units.
  • the content of the m-phenylene sulfide unit is at least 3 mol%, preferably at least 5 mol%, the crystallinity of the copolymerized polyphenylene sulfide will be reduced, resulting in a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having excellent fusion bonding properties.
  • the content of the m-phenylene sulfide unit is 40 mol% or less, preferably 30 mol% or less, a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having good mechanical properties can be obtained.
  • the molar fraction of p-phenylene sulfide units and m-phenylene sulfide units of the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention can be measured by infrared spectroscopy.
  • examples of the mode of copolymerization in the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention include random copolymerization and block copolymerization, but random copolymerization is preferably used because the melting point is easily controlled.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention may contain other copolymer components as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the other copolymer component include aromatic sulfides such as triphenylene sulfide and biphenylene sulfide, and alkyl-substituted and halogen-substituted products thereof.
  • the mass ratio of the other copolymer component is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 1% or less, in order to sufficiently exhibit the characteristics of the copolymerized polyphenylene sulfide of the present invention. % By mass or less.
  • thermoplastic resin can be blended with the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • thermoplastic resin include, for example, poly p-phenylene sulfide in which the repeating unit is composed only of p-phenylene sulfide unit, polyether imide, polyether sulfone, polysulfone, polyphenylene ether, polyester, polyarylate, polyamide, polyamide imide, polycarbonate And various thermoplastic resins such as polyolefin and polyetheretherketone.
  • the mass ratio of the thermoplastic resin that can be blended is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass, based on the blended composition, in order to sufficiently exhibit the characteristics of the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention. %, More preferably 1% by mass or less.
  • blend used herein refers to melt-mixing and kneading of two or more components, which is different from the compounding technique of disposing two or more components at an arbitrary position in a fiber cross section during spinning. .
  • the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention includes various metal oxides, inorganic substances such as kaolin and silica, pigments for coloring, matting agents, flame retardants, and antioxidants as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Various additives such as an ultraviolet absorber, an infrared absorber, a crystal nucleating agent, a fluorescent whitening agent, a terminal group sealing agent, and a compatibilizer can be added.
  • the melt mass flow rate of the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention is preferably 50 g / 10 min or more and 300 g / 10 min or less.
  • the melt mass flow rate is preferably 50 g / 10 min or more, more preferably 80 g / 10 min or more, and still more preferably 100 g / 10 min or more. It becomes a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having excellent diameter uniformity.
  • melt mass flow rate preferably 300 g / 10 min or less, more preferably 250 g / 10 min or less, and still more preferably 230 g / 10 min or less, a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having good mechanical properties can be obtained.
  • the melt mass flow rate of the copolymerized polyphenylene sulfide in the present invention is a value measured under the conditions of a load of 5.0 kg and a temperature of 315 ° C. according to JIS ⁇ K7210-1: 2014 ⁇ Chapter 8 A method: Mass method. I will point it out.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is composed of the above-mentioned copolymerized polyphenylene sulfide.
  • the present inventors have conducted a heat setting in a specific temperature range on a fiber obtained by spinning and drawing the above-mentioned copolymerized polyphenylene sulfide, whereby the copolymerized polyphenylene having a fineness and a low heat shrinkage and excellent in fusion-bonding property is obtained. They have been found to be sulfide fibers.
  • the crystallinity of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is 10.0% or more and 30.0% or less.
  • the degree of crystallinity is 10.0% or less, preferably 28.0% or less, excellent fusibility is exhibited, and the adhesion in papermaking binder applications is improved.
  • the crystallinity is 10.0% or more, preferably 15.0% or more, it becomes a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having excellent thermal dimensional stability and mechanical properties.
  • the average fiber diameter of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • the dispersibility in the fiber to be bound for example, drawn poly p-phenylene sulfide fiber
  • a wet nonwoven fabric excellent in the basis weight CV value and the film thickness uniformity is obtained.
  • the average fiber diameter is set to 5 ⁇ m or more, the adhesiveness as a binder is improved, and a wet nonwoven fabric having excellent mechanical properties is obtained.
  • the average fiber diameter of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber in the present invention is defined as the average fiber diameter of 100 fibers extracted at random from cut fibers obtained by cutting the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber using an optical microscope.
  • the fiber diameter ( ⁇ m) is measured from the cross section of the fiber under the conditions of ⁇ 10 and the eyepiece ⁇ 10, and the arithmetic mean value is indicated.
  • the diameter when the cross sectional area was converted into a perfect circle was defined as the average fiber diameter ( ⁇ m).
  • the hot water shrinkage (%) at 98 ° C. of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is 25.0% or less.
  • the shrinkage By setting the shrinkage to 25.0% or less, preferably 20.0% or less, more preferably 10.0% or less, a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having excellent thermal dimensional stability can be obtained. Drying wrinkles and blisters of the wet nonwoven sheet, which are generated by the thermal shrinkage of the fibers.
  • the lower limit of the hot water shrinkage at 98 ° C. is not particularly limited, but the lower limit that can be achieved industrially is about 1%.
  • the birefringence of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is preferably 0.18 or more and 0.40 or less.
  • the fiber becomes a fiber having a highly oriented molecular chain, and is a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having excellent mechanical properties.
  • the birefringence to preferably 0.40 or less, more preferably 0.35 or less, and still more preferably 0.30 or less, it is possible to prevent excessive molecular chain orientation and crystallization of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber.
  • high adhesiveness is exhibited and the adhesiveness as a papermaking binder is improved.
  • the birefringence of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is obtained by randomly extracting ten copolymerized polyphenylene sulfide fibers and measuring the retardation and optical path length of the single fiber using an optical microscope. Birefringence is calculated, and the arithmetic mean value is indicated.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention preferably has a melting point of 200 ° C to 260 ° C.
  • a melting point of 200 ° C to 260 ° C.
  • the melting point (° C.) of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is defined as the temperature of the obtained fiber raised from 30 ° C. to 320 ° C. at a rate of 16 ° C./minute by DSC, and 200 ° C. in the obtained DSC curve.
  • the peak temperature of the endothermic peak (melting peak) observed at the above temperature is determined, the measurement is performed three times for each level, and the arithmetic average value is indicated.
  • the fiber diameter CV value of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is preferably 10.0% or less.
  • the fiber diameter CV value is not particularly limited, but the lower limit that can be achieved industrially is about 0.5%.
  • the fiber diameter CV value (%) of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber in the present invention is obtained by using an optical microscope with respect to 100 fibers randomly extracted from cut fibers obtained by cutting the copolymerized polyphenylene sulfide fiber.
  • the strength of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is preferably 2.0 cN / dtex or more.
  • the strength is not particularly limited, but the upper limit that can be achieved industrially is about 7.0 cN / dtex.
  • the elongation of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is preferably 50% or less.
  • the elongation is preferably 50% or less, more preferably 40% or less, it becomes a fiber having a sufficiently high molecular orientation, and does not undergo plastic deformation (drawing) in the papermaking process, and becomes a uniform and high-quality wet nonwoven fabric.
  • the elongation is preferably 10% or more, the degree of orientation is reduced, so that a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having sufficient adhesiveness is obtained, and a wet nonwoven fabric having excellent mechanical properties is obtained.
  • the strength and elongation of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber were measured five times per level based on JIS ⁇ L1013: 2010 ⁇ 8.5 ⁇ tensile strength and elongation under the conditions of a sample length of 200 mm and a tensile speed of 200 mm / min. And the arithmetic mean value.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention has good heat resistance, chemical resistance, mechanical properties, flame retardancy, fineness, and good thermal dimensional stability and excellent fusion. Since it has the property, it can be suitably used as a binder fiber constituting the polyphenylene sulfide wet nonwoven fabric by utilizing these characteristics.
  • the wet nonwoven fabric using the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention as a binder fiber has less drying unevenness and wrinkles, is excellent in film thickness uniformity, and can be made into a thin film, so that it is suitable for applications such as battery separators. Can be used.
  • the cross-sectional shape of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention is not limited at all, and may be any shape such as a multi-lobed cross section such as a round cross section, a triangular cross section, a flat cross section, an S-shaped cross section, a cross cross section, and a hollow cross section.
  • a round cross section is preferable from the viewpoint of fiber dispersibility during papermaking.
  • an alkali metal sulfide such as sodium sulfide and p-dichlorobenzene and m-dichlorobenzene are dissolved in an organic amide solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone.
  • an organic amide solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide used in the present invention is preferably dried before being subjected to melt spinning for the purpose of preventing water contamination and removing oligomers, from the viewpoint of enhancing the spinnability.
  • drying conditions vacuum drying at 100 to 200 ° C. for 1 to 24 hours is usually used.
  • melt spinning a melt spinning method using an extruder such as a pressure melter type, a single screw or a twin screw extruder type can be applied.
  • the extruded copolymerized polyphenylene sulfide is measured by a measuring device such as a gear pump via a pipe, passed through a filter for removing foreign substances, and guided to a spinneret.
  • the temperature (spinning temperature) from the polymer pipe to the spinneret is preferably 280 ° C. or higher to enhance fluidity, and is preferably 380 ° C. or lower to suppress thermal decomposition of the polymer.
  • the spinneret used for discharging preferably has a hole diameter D of the die hole of 0.1 mm or more and 0.6 mm or less, and a land length L of the die hole (the length of the straight pipe portion having the same diameter as the diameter of the die hole).
  • L / D defined by the quotient obtained by dividing (a) by the pore diameter is 1 or more and 10 or less.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide fiber discharged from the die hole is cooled and solidified by blowing cooling air (air).
  • the temperature of the cooling air can be determined in balance with the cooling air velocity from the viewpoint of cooling efficiency, but is preferably 30 ° C. or less. By setting the temperature of the cooling air to preferably 30 ° C. or lower, solidification behavior by cooling is stabilized, and a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having high fiber diameter uniformity is obtained.
  • the cooling air flow in a direction substantially perpendicular to the undrawn fibers discharged from the die.
  • the speed of the cooling air is preferably 10 m / min or more from the viewpoint of cooling efficiency and uniformity of fineness, and is preferably 100 m / min or less from the viewpoint of yarn production stability.
  • the undrawn fiber solidified by cooling is taken up by a roller (godet roller) rotating at a constant speed.
  • the take-up speed is preferably 300 m / min or more for improving linear uniformity and productivity, and is preferably 2000 m / min or less for preventing yarn breakage.
  • the undrawn fiber thus obtained is subjected to a drawing step after being once wound up or continuously after being taken up.
  • Stretching is carried out by running a heated first roller or a heating device provided between the first roller and the second roller, for example, a heating bath or a hot plate.
  • the stretching conditions are determined by the mechanical properties of the obtained undrawn fiber, and the stretching temperature is determined by the temperature of the heated first roller or a heating device provided between the first and second rollers, and the stretching is performed.
  • the magnification is determined by the ratio of the peripheral speed of the first roller and the peripheral speed of the second roller.
  • the stretching ratio in the stretching step is preferably 2.5 times or more and 7.0 times or less.
  • the stretching ratio is preferably 2.5 times or more, more preferably 3.0 times or more.
  • the fineness CV value can be reduced, and the birefringence can be increased because the molecular chains are highly oriented. It becomes a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having excellent mechanical properties.
  • the stretching ratio is set to preferably 7.0 times or less, more preferably 6.5 times or less, in addition to suppressing the yarn breakage in the stretching step, an excessive increase in birefringence can be suppressed, so that high adhesion can be achieved.
  • the adhesiveness as a papermaking binder is improved by exhibiting the properties.
  • the temperature of the heated first roller or the heating device in the stretching step is preferably from 80 ° C to 130 ° C.
  • the temperature is 80 ° C. or higher, the stretching point is fixed and stable stretching can be performed.
  • the temperature is 130 ° C. or lower, yarn breakage can be suppressed, and the process passability is improved.
  • the temperature of the second roller is preferably equal to or lower than the temperature of the heated first roller or the heating device + 20 ° C. from the viewpoint of fixing the stretching point.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention had the same heat setting temperature (for example, 230 ° C.) as that of a conventional poly p-phenylene sulfide fiber composed of only p-phenylene sulfide units.
  • heat setting in (1) it was confirmed that excessive crystallization impairs the fusibility as a binder fiber, and that the copolymerized polyphenylene sulfide fiber has low strength.
  • the present inventors have conducted intensive studies and found that by setting the heat setting temperature within a certain range, the copolymerized polyphenylene sulfide having a small heat shrinkage rate, excellent fusion properties, and excellent mechanical properties. It has been found that fibers are obtained.
  • the heat setting temperature in the above heat setting is preferably from 110 ° C to 210 ° C.
  • the heat setting temperature is preferably from 110 ° C to 210 ° C.
  • the heat setting temperature is preferably 110 ° C. or higher, more preferably 140 ° C. or higher, and still more preferably 150 ° C. or higher.
  • a copolymerized polyphenylene sulfide fiber having good heat shrinkage properties can be obtained.
  • the heat setting temperature to preferably 210 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, and still more preferably 190 ° C. or lower, thermal crystallization is suppressed, and copolymerization suitable for use as a paper binder excellent in adhesiveness is achieved. It becomes polyphenylene sulfide fiber.
  • the application of the papermaking dispersant to the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber is usually performed in a tow state using a kiss roller.
  • the above-mentioned papermaking dispersant adhesion rate is preferably from 0.2% by mass to 0.6% by mass with respect to the fiber weight.
  • the dispersant adhesion rate preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, the dispersibility of the fiber is improved, and the wet-type nonwoven fabric having excellent film thickness uniformity and basis weight CV value is obtained.
  • the dispersant adhesion rate is preferably 0.6% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, the process passability is improved.
  • crimping may be applied by a crimper.
  • the fibers are entangled with each other, resulting in a wet nonwoven fabric having excellent mechanical properties.
  • the number of crimps is preferably 2 peaks / 25 mm or more and 15 peaks / 25 mm or less.
  • the number of crimps is preferably 2 peaks / 25 mm or more and 15 peaks / 25 mm or less.
  • the thus obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber is dried by a setter and then cut by a cutter to obtain a cut fiber.
  • the cut length of the cut fiber is preferably 1 mm or more and 20 mm or less.
  • a wet nonwoven fabric having excellent mechanical properties can be obtained by entanglement of the fibers.
  • the cut length is set to preferably 20 mm or less, more preferably 10 mm or less, the dispersibility of the fibers during papermaking is improved, and a wet nonwoven fabric having good film thickness uniformity and basis weight CV value is obtained.
  • a papermaking liquid can be prepared by dispersing the cut fiber obtained as described above as binder fiber together with the fiber to be bound in water.
  • binder fiber usually, poly-p-phenylene sulfide fiber consisting only of p-phenylene sulfide unit is used as the fiber to be bound.
  • the ratio of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention to the binder fiber in the papermaking liquid is preferably from 5% by mass to 60% by mass.
  • the cut fibers may be dispersed in the papermaking dispersion at this stage to apply the dispersant to the fibers.
  • a wet nonwoven fabric By supplying the above papermaking liquid to a simple papermaking machine, a wet nonwoven fabric can be obtained.
  • the basis weight and thickness of the obtained wet nonwoven fabric can be changed by adjusting the fiber concentration of the supplied papermaking liquid.
  • the wet nonwoven fabric obtained as described above is preferably dried in order to remove moisture.
  • the drying temperature is preferably 90 ° C. or more and 150 ° C. or less so that the fusion property due to crystallization of the amorphous portion does not occur.
  • thermocompression bonding of the wet nonwoven fabric using a flat plate heating press or a calender roll fusion occurs with the copolymerized polyphenylene sulfide fiber of the present invention, and a wet nonwoven fabric having excellent mechanical properties is obtained.
  • the thermocompression bonding temperature is preferably 170 ° C. or more and 250 ° C. or less, and the compression time is preferably 1 minute or more and 10 minutes or less.
  • the thermal shrinkage of the wet nonwoven fabric during thermocompression bonding can be suppressed.
  • the pressing time By setting the pressing time to 1 minute or more, the entire wet-type nonwoven fabric can be uniformly heated, and a uniform wet-type nonwoven fabric can be obtained.
  • the pressing time By setting the pressing time to 10 minutes or less, it is possible to suppress a decrease in the mechanical properties of the wet nonwoven fabric due to excessive crystallization.
  • melt mass flow rate The melt mass flow rate of the copolymerized polyphenylene sulfide can be determined by a melt indexer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) according to the method described above (JIS K7210-1: 2014, Chapter 8, Method A: Mass measurement, load 5.0 kg, temperature 315 ° C.). F-F01).
  • B. Average fiber diameter Using an optical microscope (BH2, manufactured by Olympus Corporation), 100 fibers randomly extracted from cut fibers obtained by cutting the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber were used under the conditions of an objective lens of 40 times and an eyepiece of 10 times. The fiber diameter ( ⁇ m) was measured from the cross section of the fiber, and the arithmetic average value was determined to be the average fiber diameter ( ⁇ m). In the case of an irregular cross-section, the diameter when the cross-sectional area was converted into a perfect circle was defined as the average fiber diameter ( ⁇ m).
  • D. Melting point As for the melting point of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber, the temperature of the obtained fiber was increased from 30 ° C. to 320 ° C. at a rate of 16 ° C./min by DSC (Q1000 manufactured by TA Instruments) at a temperature of 200 ° C. or more in the obtained DSC curve. The temperature at the apex of the melting peak (endothermic peak) observed in the above was measured, and the measurement was performed three times for each level, and the arithmetic average value was obtained.
  • Crystallinity (%) ⁇ ( ⁇ Hm ⁇ Hc) /146.2 ⁇ ⁇ 100
  • the crystallinity of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber was calculated from the area of the melting peak in the DSC curve obtained under the same conditions as the melting point measurement described above, and the heat of crystal fusion ⁇ Hm was calculated. If an exothermic peak was observed, the crystallinity was calculated from the area.
  • the amount of heat of formation ⁇ Hc was calculated, the quotient obtained by dividing the difference between ⁇ Hm and ⁇ Hc by the heat of fusion (146.2 J / g) of the completely crystalline poly p-phenylene sulfide was obtained, and the measurement was carried out three times per level. The value was determined.
  • Hot water shrinkage (L1-L2) / L1 ⁇ 100 From the cut fiber obtained by cutting the obtained fiber, one fiber is randomly extracted, the initial length L1 is measured, and the fiber is immersed in hot water of 98 ° C. for 20 minutes and then taken out of the hot water. After natural drying, the length L2 after the treatment was measured, the quotient obtained by dividing the difference between L1 and L2 by the initial length L1 was obtained, and the measurement was carried out three times per standard, and the arithmetic average value was obtained.
  • FIG. Birefringence The birefringence of the copolymerized polyphenylene sulfide fiber was measured from the side of a single fiber using an optical microscope (BX53M manufactured by Olympus Corporation) for 10 fibers randomly extracted from the cut fiber, and the retardation and the optical path length were measured. was measured to calculate the birefringence, and then the arithmetic average value was obtained and defined as the birefringence.
  • the twisted yarn was subjected to thermocompression bonding for 3 minutes by a flat plate heating press set at 230 ° C. to fuse the fibers. Thereafter, a peel test was performed using Tensilon (UTM-III-100 manufactured by Orientec Co., Ltd.) under the conditions of a sample length of 30 mm and a tensile speed of 50 mm / min, and the average value of the maximum values of the peel stress of the fused fibers at six points was measured. Was determined as the fusion force.
  • Example 1 A random copolymerized polyphenylene sulfide having a melt mass flow rate of 175 g / 10 minutes, 90 mol% of p-phenylene sulfide units and 10 mol% of m-phenylene sulfide units is vacuum-dried at 150 ° C. for 12 hours, and then a spinning temperature of 330. It was melt spun at °C. In the melt spinning, the copolymerized polyphenylene sulfide was melt-extruded by a twin-screw extruder, and the copolymerized polyphenylene sulfide was supplied to a spinning pack while being measured by a gear pump.
  • copolymerized polyphenylene sulfide was discharged from a die having 36 holes having a hole diameter D of 0.23 mm and a land length L of 0.3 mm at a single hole discharge rate of 0.5 g / min.
  • the introduction hole located directly above the spinneret hole was a straight hole, and the connecting portion between the inlet hole and the spinneret hole was a tapered spinneret.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide discharged from the die was passed through a 50 mm heat retaining region, and then air-cooled using a uniflow-type cooling device at a temperature of 25 ° C. and a wind speed of 18 m / min over 1.0 m. Thereafter, an oil agent was applied, and the 36 filaments were wound up with a winder via a first godet roller and a second godet roller at 1000 m / min for all 36 filaments to obtain undrawn fibers.
  • the unstretched fiber is taken up by a feed roller provided with a nip roller, and tension is applied to the unstretched fiber between the first roller and the second roller heated to 90 ° C. and 100 ° C., respectively.
  • Heat stretching was performed by rotating the roller six times.
  • the sheet was further rotated around the third roller heated to 170 ° C. six times to perform heat setting.
  • the draw ratio was 3.5 times, and after the third roller, it was taken up by a non-heated roller at a peripheral speed of 400 m / min and then wound up by a winder to obtain a copolymerized polyphenylene sulfide fiber.
  • the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber was cut with a cutter to obtain a copolymerized polyphenylene sulfide cut fiber having a cut length of 6 mm.
  • the cut fiber and the poly-p-phenylene sulfide cut fiber having a fiber diameter of 11 ⁇ m and a cut length of 6 mm composed of only the p-phenylene sulfide unit were mixed in the papermaking dispersion at a ratio of 20: 80% by mass, respectively. It was prepared to be 0.4% by mass.
  • This papermaking liquid was supplied to a simple papermaking machine to obtain a wet nonwoven fabric having a basis weight of 50 g / m 2 .
  • wet nonwoven fabric was put into a hot air dryer at 120 ° C., air-cooled after treating for 3 minutes, and then subjected to thermocompression bonding at a pressing pressure of 1.5 MPa for 3 minutes using a 230 ° C. flat plate heating press.
  • Table 1 shows the evaluation results of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fibers. From Table 1, the average fiber diameter of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber is 11 ⁇ m, the crystallinity is 26.4%, the hot water shrinkage is 3.4%, the strength is 4.0 cN / dtex, and the elongation is 28. %, The fusion force was 0.021 N, the birefringence was 0.25, the fiber diameter CV was 5.2%, and the water dispersibility at the time of preparing the papermaking liquid was good. Further, the obtained wet nonwoven fabric had a dry wrinkle of 0.8 pieces / 100 cm 2 and a tensile strength of 24 N / 15 mm when dried, and became a wet nonwoven fabric having excellent thermal dimensional stability and mechanical properties. .
  • Example 2 A copolymerized polyphenylene sulfide fiber and a wet nonwoven fabric were obtained in the same manner as in Example 1, except that a random copolymerized polyphenylene sulfide having 75 mol% of p-phenylene sulfide units and 25 mol% of m-phenylene sulfide units was used.
  • Table 1 shows the evaluation results of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fibers. From Table 1, the average fiber diameter of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber was 11 ⁇ m, the crystallinity was 25.8%, the hot water shrinkage was 4.0%, the strength was 3.5 cN / dtex, and the elongation was 26. %, The fusion force was 0.044 N, the birefringence was 0.24, the fiber diameter CV value was 5.5%, and the water dispersibility during preparation of the papermaking liquid was also good.
  • the obtained wet nonwoven fabric had a dry wrinkle of 0.9 pieces / 100 cm 2 and a tensile strength of 28 N / 15 mm at the time of drying, and was a wet nonwoven fabric excellent in thermal dimensional stability and mechanical properties. .
  • Example 3 A copolymerized polyphenylene sulfide fiber and a wet nonwoven fabric were obtained in the same manner as in Example 1, except that a random copolymerized polyphenylene sulfide having 65 mol% of p-phenylene sulfide units and 35 mol% of m-phenylene sulfide units was used.
  • Table 1 shows the evaluation results of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fibers. From Table 1, the average fiber diameter of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber is 11 ⁇ m, the crystallinity is 25.2%, the hot water shrinkage is 4.4%, the strength is 3.0 cN / dtex, and the elongation is 22. %, The fusion force was 0.055 N, the birefringence was 0.24, the fiber diameter CV value was 6.0%, and the water dispersibility at the time of preparing the papermaking liquid was also good.
  • the wet nonwoven fabric obtained as described above had a dry wrinkle of 1.5 pieces / 100 cm 2 at the time of drying and a tensile strength of 32 N / 15 mm, and was a wet nonwoven fabric excellent in thermal dimensional stability and mechanical properties. .
  • Example 4 A copolymerized polyphenylene sulfide fiber and a wet nonwoven fabric were obtained in the same manner as in Example 1, except that a random copolymerized polyphenylene sulfide having 95 mol% of p-phenylene sulfide units and 5 mol% of m-phenylene sulfide units was used.
  • Table 1 shows the evaluation results of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fibers. From Table 1, the average fiber diameter of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber is 11 ⁇ m, the crystallinity is 28.5%, the hot water shrinkage is 3.0%, the strength is 4.3 cN / dtex, and the elongation is 29. %, The fusion force was 0.011 N, the birefringence was 0.25, the fiber diameter CV value was 5.0%, and the water dispersibility at the time of preparing the papermaking liquid was also good.
  • the dry wrinkles when drying the wet nonwoven fabric obtained as described above were 0.7 pieces / 100 cm 2 , the tensile strength was 20 N / 15 mm, and the wet nonwoven fabric was excellent in thermal dimensional stability and mechanical properties. .
  • Example 1 A poly-p-phenylene sulfide fiber and a wet nonwoven fabric were obtained in the same manner as in Example 1, except that poly-p-phenylene sulfide consisting only of p-phenylene sulfide units was used.
  • Table 1 shows the evaluation results of the obtained poly p-phenylene sulfide fibers. From Table 1, the average fiber diameter of the obtained poly p-phenylene sulfide fiber is 11 ⁇ m, the crystallinity is 35.6%, the hot water shrinkage is 1.6%, the strength is 4.6 cN / dtex, and the elongation is The fusion force was 28%, the birefringence was 0.001N, the birefringence was 0.25, the fiber diameter CV was 4.8%, and the water dispersibility at the time of preparing the papermaking liquid was good.
  • the wet-type nonwoven fabric obtained as described above has a dry wrinkle of 0/100 cm 2 and a tensile strength of 3 N / 15 mm at the time of drying, and has excellent thermal dimensional stability, but is a wet-type nonwoven fabric with low mechanical properties.
  • Example 5 A copolymerized polyphenylene sulfide fiber and a wet nonwoven fabric were obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat setting temperature was set to 25 ° C. using the copolymerized polyphenylene sulfide described in Example 2.
  • Table 2 shows the evaluation results of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fibers. From Table 2, the average fiber diameter of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber was 11 ⁇ m, the crystallinity was 21.7%, the hot water shrinkage was 24.0%, the strength was 3.3 cN / dtex, and the elongation was 30. %, The fusion force was 0.094 N, the birefringence was 0.21, the fiber diameter CV value was 5.7%, and the water dispersibility at the time of preparing the papermaking liquid was good.
  • the wet nonwoven fabric obtained as described above had a dry wrinkle of 8.1 pieces / 100 cm 2 and a tensile strength of 34 N / 15 mm when dried, and was a wet nonwoven fabric excellent in thermal dimensional stability and mechanical properties. .
  • Example 6 A copolymerized polyphenylene sulfide fiber and a wet nonwoven fabric were obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat setting temperature was 110 ° C. using the copolymerized polyphenylene sulfide described in Example 2.
  • Table 2 shows the evaluation results of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fibers. From Table 2, the average fiber diameter of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber is 11 ⁇ m, the crystallinity is 20.1%, the hot water shrinkage is 17.2%, the strength is 3.3 cN / dtex, and the elongation is 29. %, The fusion force was 0.098 N, the birefringence was 0.23, the fiber diameter CV value was 5.4%, and the water dispersibility during the preparation of the papermaking liquid was good.
  • the wet-type nonwoven fabric obtained as described above had a dry wrinkle of 6.7 pieces / 100 cm 2 at the time of drying and a tensile strength of 35 N / 15 mm, and became a wet-type nonwoven fabric excellent in thermal dimensional stability and mechanical properties. .
  • Example 7 A copolymerized polyphenylene sulfide fiber and a wet nonwoven fabric were obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat setting temperature was set to 130 ° C. using the copolymerized polyphenylene sulfide described in Example 2.
  • Table 2 shows the evaluation results of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fibers. From Table 2, the average fiber diameter of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber is 11 ⁇ m, the crystallinity is 24.0%, the hot water shrinkage is 7.7%, the strength is 3.5 cN / dtex, and the elongation is 28. %, The fusion force was 0.077 N, the birefringence was 0.24, the fiber diameter CV value was 5.6%, and the water dispersibility at the time of preparing the papermaking liquid was also good.
  • the wet nonwoven fabric obtained as above had a dry wrinkle of 3.5 pieces / 100 cm 2 at the time of drying and a tensile strength of 33 N / 15 mm, and became a wet nonwoven fabric excellent in thermal dimensional stability and mechanical properties. .
  • Comparative Example 3 After obtaining an undrawn fiber in the same manner as in Comparative Example 1, a poly p-phenylene sulfide fiber was obtained without performing heat drawing and heat setting. Using this poly p-phenylene sulfide fiber, a wet nonwoven fabric was obtained in the same manner as in Comparative Example 1.
  • Table 3 shows the evaluation results of the obtained poly p-phenylene sulfide fibers. From Table 3, the average fiber diameter of the obtained poly p-phenylene sulfide fiber is 20 ⁇ m, the crystallinity is 6.9%, the hot water shrinkage is 35.6%, the strength is 1.2 cN / dtex, and the elongation is 344%, the fusion force was 0.181N, the birefringence was 0.09, and the fiber diameter CV value was 10.1%. A residual fiber bundle was observed, and the water dispersibility was poor.
  • the wet nonwoven fabric obtained as described above had a dry wrinkle of 9.8 pieces / 100 cm 2 when dried and a tensile strength of 49 N / 15 mm, and had good mechanical properties. And a wet nonwoven fabric having low thermal dimensional stability.
  • Comparative Example 4 The undrawn fiber obtained in Comparative Example 3 was run on a heating roller at 90 ° C. and subjected to a constant-length heat treatment to obtain a poly p-phenylene sulfide fiber. Using this poly-p-phenylene sulfide fiber, a wet nonwoven fabric was obtained in the same manner as in Comparative Example 3.
  • Table 3 shows the evaluation results of the obtained poly p-phenylene sulfide fibers. From Table 3, the average fiber diameter of the obtained poly p-phenylene sulfide fiber was 20 ⁇ m, the crystallinity was 18.3%, the hot water shrinkage was 4.8%, the strength was 2.2 cN / dtex, and the elongation was 300. %, The fusion force was 0.161 N, the birefringence was 0.11, the fiber diameter CV value was 12.0%, the fiber bundle remained, and the water dispersibility was poor.
  • the wet nonwoven fabric obtained as described above has a dry wrinkle of 2.4 pieces / 100 cm 2 at the time of drying, a tensile strength of 40 N / 15 mm, and is a wet nonwoven fabric excellent in thermal dimensional stability and mechanical properties.
  • Example 5 After obtaining an undrawn fiber in the same manner as in Example 1, a copolymerized polyphenylene sulfide fiber was obtained without performing heat drawing and heat setting. Using this copolymerized polyphenylene sulfide fiber, a wet nonwoven fabric was obtained in the same manner as in Example 1.
  • Table 3 shows the evaluation results of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fibers. From Table 3, the average fiber diameter of the obtained copolymerized polyphenylene sulfide fiber was 20 ⁇ m, the crystallinity was 2.3%, the hot water shrinkage was 45.9%, the strength was 1.1 cN / dtex, and the elongation was 310. %, The fusion force was 0.211 N, the birefringence was 0.09, the fiber diameter CV value was 9.4%, the fiber bundle remained, and the water dispersibility was poor.
  • the wet nonwoven fabric obtained as described above had a dry wrinkle of 12.5 pieces / 100 cm 2 at the time of drying and a tensile strength of 57 N / 15 mm, and had good mechanical properties. And a wet nonwoven fabric having low thermal dimensional stability.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide fibers obtained in Examples 1 to 7 are fibers made of copolymerized polyphenylene sulfide in which m-phenylene sulfide is copolymerized, and have a fineness, a small heat shrinkage, and excellent fusibility. Therefore, a wet nonwoven fabric having less drying wrinkles during drying and having excellent thermal dimensional stability and mechanical properties was able to be obtained.
  • the poly-p-phenylene sulfide fiber obtained in Comparative Example 1 is a poly-p-phenylene sulfide fiber composed of only p-phenylene sulfide units, and has a high fineness and a low heat shrinkage, but has a high crystallinity and a high melting point. Because of poor adhesion, a wet nonwoven fabric having excellent mechanical properties could not be obtained.
  • the copolymerized polyphenylene sulfide fibers (or poly-p-phenylene sulfide fibers) (hereinafter collectively referred to as polyphenylene sulfide fibers and the like) obtained in Comparative Examples 3 and 5 are undrawn polyphenylene sulfide fibers and the like. Although it has excellent mechanical properties, it has a high hot water shrinkage ratio and is inferior in thermal dimensional stability. Therefore, many dry wrinkles are generated in the paper making process, so that a wet nonwoven fabric that can withstand practical use could not be obtained.
  • the poly p-phenylene sulfide fiber obtained in Comparative Example 4 is a fiber obtained by subjecting an undrawn poly p-phenylene sulfide fiber composed of only p-phenylene sulfide units to a fixed-length heat treatment, and has a low heat shrinkage.
  • the water dispersibility was inferior due to the high fiber diameter CV value, and it was visually confirmed that the fiber bundle remained in the obtained wet nonwoven fabric.

Abstract

細繊度かつ熱収縮率が小さく、融着性に優れた抄紙バインダー用途に適した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を提供するために、p-フェニレンスルフィド単位を主成分とし、繰り返し単位に3モル%以上40モル%以下のm-フェニレンスルフィド単位を含む共重合ポリフェニレンスルフィドからなり、結晶化度が10.0%以上30.0%以下、平均繊維径が5μm以上25μm以下、さらに98℃における熱水収縮率が25.0%以下であることを特徴とする共重合ポリフェニレンスルフィド繊維とする。

Description

共重合ポリフェニレンスルフィド繊維
 本発明は、細繊度かつ熱収縮率が小さく、融着性に優れたバインダー用途に適した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維に関するものである。
 ポリフェニレンスルフィドは高い耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性、難燃性を有することから、これらの特性を生かした種々の用途、例えば、バグフィルター、抄紙カンバス、電気絶縁紙、電池セパレーターなどの用途に使用されている。
 その中で、電気絶縁紙や電池セパレーター用途では、緻密化や薄膜化が可能である湿式不織布が用いられている。近年、高温環境下で使用できる電気絶縁紙や電池セパレーターの需要が高まっており、耐熱性および耐薬品性に優れたポリフェニレンスルフィド湿式不織布が注目されている。
 しかしながら、延伸されたポリフェニレンスルフィド繊維単体では、繊維が軟化し難く、湿式不織布とした時の繊維同士の接着(融着)性に劣るため、湿式不織布シートの力学特性が低下するという課題があった。そこで、上記課題を解決するために、様々な提案がされている。
 例えば、延伸されたポリフェニレンスルフィド繊維と、熱圧着のためのバインダー繊維としての未延伸ポリフェニレンスルフィド繊維とから構成されるポリフェニレンスルフィド湿式不織布が提案されている(特許文献1参照。)。これにより、低目付であっても目付斑が小さく、高い力学特性を有するポリフェニレンスルフィド湿式不織布を得ることができる。
 また、未延伸ポリフェニレンスルフィド繊維を結晶化温度未満の温度であらかじめ熱処理することで、抄紙乾燥工程での熱収縮を抑制した、低収縮のバインダー繊維が提案されている(特許文献2参照。)。これにより、抄紙乾燥工程でのシワやふくれが改善することに加えて、熱寸法安定性に優れたポリフェニレンスルフィド湿式不織布を得ることができる。
 さらに、未延伸ポリフェニレンスルフィド繊維を110℃のエチレングリコール浴中で延伸した、接着性に優れた細繊度のバインダー繊維も提案されている(特許文献3参照。)。このバインダー繊維と特定のポリフェニレンスルフィド繊維により、力学特性と膜厚均一性に優れたポリフェニレンスルフィド湿式不織布を得ることができる。
特開平7-189169号公報 特開2010-77544号公報 特開2007-39840号公報
 しかし、特許文献1では、バインダー繊維として用いられている未延伸ポリフェニレンスルフィド繊維の収縮率が極めて高く、抄紙乾燥工程での繊維の熱収縮に由来する、乾燥シワやふくれが発生するという課題がある。さらには、未延伸ポリフェニレンスルフィド繊維は繊維径が太いことから、湿式不織布シートの薄膜化が困難になることに加え、抄紙時のカットファイバーの分散性が低下することから、膜厚均一性や目付CV値が十分でないといった課題もある。
 また、特許文献2では未延伸ポリフェニレンスルフィド繊維を熱処理することにより、抄紙乾燥工程での繊維の熱収縮は小さくなるものの、熱処理により結晶化が進行し、バインダー繊維としての接着性が低下する課題がある。また、未延伸状態であり、太繊度であることから、抄紙時のカットファイバーの分散性が低下し、湿式不織布シートの膜厚均一性や目付CV値に劣る。
 さらに、特許文献3では、未延伸ポリフェニレンスルフィド繊維を110℃のエチレングリコール浴中で延伸することにより、低配向かつ繊維径の細い繊維が得られるが、前記の方法で得られた繊維は、配向結晶化を伴わない延伸のため、熱収縮率が大きく、熱寸法安定性に劣るため、抄紙乾燥工程で収縮し、乾燥シワやふくれが発生する。
 このように、細繊度と低熱収縮率を両立し、接着性に優れたバインダー用途に適したポリフェニレンスルフィド繊維はこれまでに報告されていない。
 本発明者らは鋭意検討の結果、結晶性の低い共重合ポリフェニレンスルフィド樹脂を紡糸後、特定の温度領域で延伸・熱セットを行うことにより、バインダー繊維としての融着性を維持したまま、細繊度かつ低収縮率の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維が得られることを見出した。
 すなわち、本発明は前記の課題を解決せんとするものであり、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維は、p-フェニレンスルフィド単位を主成分とし、繰り返し単位に3モル%以上40モル%以下のm-フェニレンスルフィド単位を含む共重合ポリフェニレンスルフィドからなり、結晶化度が10.0%以上30.0%以下、平均繊維径が5μm以上25μm以下、さらに98℃における熱水収縮率が25.0%以下であることを特徴とする共重合ポリフェニレンスルフィド繊維である。
 また、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の好ましい態様によれば、複屈折が0.18以上0.40以下である。
 また、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の好ましい態様によれば、融点が200℃以上260℃以下である。
 また、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の好ましい態様によれば、繊維径のCV値が10.0%以下である。
 また、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の好ましい態様によれば、強度が2.0cN/dtex以上かつ伸度が50%以下である。
        
 本発明により、細繊度かつ熱収縮率が小さく、融着性に優れたバインダー用途に適した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維が提供できる。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維は、p-フェニレンスルフィド単位を主成分とし、繰り返し単位に3モル%以上40モル%以下のm-フェニレンスルフィド単位を含む共重合ポリフェニレンスルフィドからなり、結晶化度が10.0%以上30.0%以下、平均繊維径が5μm以上25μm以下、さらに98℃における熱水収縮率が25.0%以下であることを特徴とする共重合ポリフェニレンスルフィド繊維である。以下に、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維について詳細を説明する。
 [共重合ポリフェニレンスルフィド]
 本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドは、構造式(1)で示されるp-フェニレンスルフィド単位を主たる繰り返し単位とし、構造式(2)で示されるm-フェニレンスルフィド単位を共重合成分として含むことが重要である。m-フェニレンスルフィドを共重合成分として含むことで、ポリフェニレンスルフィドの耐薬品性を維持したまま結晶性が低下し、優れた耐薬品性と融着性を両立した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドは、p-フェニレンスルフィド単位を主たる繰り返し単位とすることが重要である。ここで、主たる繰り返し単位とは、該共重合ポリフェニレンスルフィドにおいて最も含有量の多い繰り返し単位を指す。したがって、本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドがp-フェニレンスルフィド単位とm-フェニレンスルフィド単位の2成分から構成される場合、繰り返し単位の60モル%以上97モル%以下がp-フェニレンスルフィド単位となる。p-フェニレンスルフィド単位を繰り返し単位の60モル%以上、好ましくは70モル%以上とすることにより、紡糸性が良好であり、かつ優れた耐熱性および力学特性を有した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。また、p-フェニレンスルフィド単位を97モル%以下、好ましくは95モル%以下とすることにより、共重合ポリフェニレンスルフィドの結晶性が低下するため、融着性に優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。なお、共重合ポリフェニレンスルフィドがp-フェニレンスルフィド単位とm-フェニレンスルフィド単位以外の成分を含む3成分以上から構成される場合であっても、p-フェニレンスルフィド単位が主たる繰り返し単位であることにより、良好な耐熱性および力学特性を有した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。
 本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドは、繰り返し単位の3モル%以上40モル%以下がm-フェニレンスルフィド単位からなることが重要である。m-フェニレンスルフィド単位を3モル%以上、好ましくは5モル%以上とすることにより、共重合ポリフェニレンスルフィドの結晶性が低下するため、融着性に優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。また、m-フェニレンスルフィド単位を40モル%以下、好ましくは30モル%以下とすることにより、良好な力学特性を有した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。
 なお、本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドのp-フェニレンスルフィド単位およびm-フェニレンスルフィド単位のモル分率は、赤外分光分析により測定可能である。
 また、本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドにおける共重合の態様としては、ランダム共重合やブロック共重合等を挙げることができるが、融点を制御しやすい点から、ランダム共重合が好ましく用いられる。
 本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドには、本発明の効果を損なわない範囲で、他の共重合成分を含有させることができる。他の共重合成分としては、トリフェニレンスルフィドやビフェニレンスルフィドなどの芳香族スルフィド、またはこれらのアルキル置換体、ハロゲン置換体などが挙げられる。他の共重合成分の質量比率は、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィドの特性を十分に発現させるため、5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは3質量%以下であり、さらに好ましくは1質量%以下である。上記他の共重合成分を含有させるとき、当該他の共重合成分およびm-フェニレンスルフィド単位の残部がp-フェニレンスルフィド単位の含有量となることが好ましい。
 本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドには、本発明の効果を損なわない範囲で熱可塑性樹脂をブレンドすることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、繰り返し単位が、p-フェニレンスルフィド単位のみからなるポリp-フェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリオレフィンおよびポリエーテルエーテルケトンなどの各種熱可塑性樹脂を挙げることができる。ブレンド可能な熱可塑性樹脂の質量比率は、本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドの特性を十分に発現させるため、ブレンドした組成物基準で5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは3質量%以下であり、さらに好ましくは1質量%以下である。なお、ここでいうブレンドとは、2成分以上の樹脂の溶融混合・混練のことであり、紡糸時に2成分以上の樹脂を繊維断面における任意の位置に配置する複合化技術とは異なるものである。
 本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドには、本発明の効果を損なわない範囲で、各種金属酸化物、カオリン、シリカなどの無機物、着色のための顔料、艶消剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、蛍光増白剤、末端基封止剤、相溶化剤などの各種添加剤を添加することができる。
 本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドのメルトマスフローレートは、50g/10分以上、300g/10分以下が好ましい。メルトマスフローレートを好ましくは50g/10分以上、より好ましくは80g/10分以上、さらに好ましくは100g/10分以上とすることにより、溶融時の流動性が高くなるため紡糸性が向上し、繊維径均一性に優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。また、メルトマスフローレートを好ましくは300g/10分以下、より好ましくは250g/10分以下、さらに好ましくは230g/10分以下とすることにより、良好な力学特性を有した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。
 なお、本発明における共重合ポリフェニレンスルフィドのメルトマスフローレートは、JIS K7210-1:2014 8章 A法:質量測定法により、荷重が5.0kgで、温度が315℃の条件で測定された値を指すこととする。
 [共重合ポリフェニレンスルフィド繊維]
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維は、前記の共重合ポリフェニレンスルフィドで構成されていることが重要である。本発明者らは、前記の共重合ポリフェニレンスルフィドを紡糸、延伸して得られる繊維を特定の温度領域で熱セットを行うことにより、細繊度かつ低熱収縮率の融着性に優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となることを見出した。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の結晶化度は10.0%以上30.0%以下であることが重要である。結晶化度を30.0%以下、好ましくは28.0%以下とすることにより、優れた融着性を発現し、抄紙バインダー用途における接着性が良好となる。結晶化度を10.0%以上、好ましくは15.0%以上とすることにより、熱寸法安定性と力学特性に優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。
 なお、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の結晶化度(%)とは、前述の融点測定と同じ条件で得られたDSC曲線における融解ピークの面積より結晶融解熱量ΔHmを算出し、次いで発熱ピークが観測された場合はその面積より結晶化熱量ΔHcを算出し、ΔHmとΔHcの差を完全結晶ポリp-フェニレンスルフィドの融解熱量(146.2J/g)で除した商を求め、1水準につき3回測定を実施し、その算術平均値を指すこととする。すなわち、
結晶化度(%)={(ΔHm-ΔHc)/146.2}×100
である。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は5μm以上25μm以下であることが重要である。平均繊維径を25μm以下とすることにより、被バインダー繊維(例えば延伸されたポリp-フェニレンスルフィド繊維)中での分散性が向上し、目付CV値および膜厚均一性に優れた湿式不織布となる。平均繊維径を5μm以上とすることにより、バインダーとしての接着性が向上し、力学特性に優れた湿式不織布となる。
 なお、本発明における共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径とは、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維をカットしたカットファイバーの中から無作為に抽出した100本について、光学顕微鏡を用い、対物レンズ40倍、接眼レンズ10倍の条件にて繊維の断面より繊維径(μm)を測定し、その算術平均値を指すこととする。異形断面の場合は、断面積を真円換算したときの直径を平均繊維径(μm)とした。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の98℃における熱水収縮率(%)は、25.0%以下であることが重要である。収縮率を25.0%以下、好ましくは20.0%以下、より好ましくは10.0%以下とすることにより、熱寸法安定性に優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維が得られ、抄紙乾燥工程時の繊維の熱収縮により発生する、湿式不織布シートの乾燥シワやふくれを抑制できる。また、98℃における熱水収縮率の下限は特に制限されないが、工業的に達し得る下限は1%程度である。
 なお、熱水収縮率(%)とは、得られた繊維をカットしたカットファイバーの中から、無作為に1本の繊維を抽出し、初期長L1を測定し、98℃の熱水中に20分間浸漬させた後、熱水中から取り出し、自然乾燥させ、処理後長L2を測定し、L1とL2の差を初期長L1で除した商を求め、1水準につき3回測定を行い、その算術平均値を指すこととする。すなわち、
熱水収縮率(%)=(L1-L2)/L1×100
である。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の複屈折は、0.18以上0.40以下であることが好ましい。複屈折を好ましくは0.18以上、より好ましくは0.20以上、さらに好ましくは0.22以上とすることにより、分子鎖が高配向化した繊維となり、力学特性に優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。また、複屈折を好ましくは0.40以下、より好ましくは0.35以下、さらに好ましくは0.30以下とすることにより、共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の過度な分子鎖配向や結晶化を防止することができるため高い接着性を発現し、抄紙バインダーとしての接着性が良好となる。
 なお、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の複屈折とは、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を無作為に10本抽出し、光学顕微鏡を用いて単繊維のレターデーションと光路長を測定して複屈折を算出し、その算術平均値を指すこととする。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の融点は、200℃以上260℃以下であることが好ましい。融点を好ましくは260℃以下、より好ましくは255℃以下とすることにより、優れた融着性を発現し、抄紙バインダーとしての接着性が良好となる。融点を好ましくは200℃以上、より好ましくは230℃以上とすることにより、耐熱性に優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。
 なお、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の融点(℃)とは、得られた繊維をDSCで30℃から320℃の温度まで16℃/分で昇温させ、得られたDSC曲線において200℃以上の温度で観測される吸熱ピーク(融解ピーク)のピーク温度を求め、1水準につき3回測定を行い、その算術平均値を指すこととする。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の繊維径CV値は10.0%以下であることが好ましい。繊維径CV値を好ましくは10.0%以下、より好ましくは8.0%以下とすることにより、抄紙時の繊維の分散性が向上し、得られる湿式不織布シートの目付CV値や膜厚均一性が向上する。また、繊維径CV値の下限は特に制限されないが、工業的に達し得る下限は0.5%程度である。
 なお、本発明における共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の繊維径CV値(%)とは、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維をカットしたカットファイバーの中から無作為に抽出した100本について、光学顕微鏡を用いて繊維の側面より繊維径を測定し、これを母集団とした標準偏差および算術平均値を算出し、標準偏差を算術平均値で除した商を百分率表示した値を指すこととする。すなわち、
繊維径CV値(%)=(繊維径の標準偏差)/(繊維径の算術平均値)×100
である。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の強度は、2.0cN/dtex以上であることが好ましい。強度を好ましくは2.0cN/dtex以上、より好ましくは3.0cN/dtex以上とすることにより、得られる湿式不織布の力学特性が向上する。また、強度の上限は特に制限されないが、工業的に達しえる上限は7.0cN/dtex程度である。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の伸度は、50%以下であることが好ましい。伸度を好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下とすることにより、十分に高い分子配向を有する繊維となり、製紙工程で塑性変形(延伸)せず、均質で高品位な湿式不織布となる。伸度を好ましくは10%以上とすることにより、配向度が低下するため、十分な接着性を有する共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となり、力学特性に優れた湿式不織布となる。
 なお、共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の強度および伸度は、JIS L1013:2010 8.5 引張強さ及び伸び率に基づき、試料長200mm、引張速度200mm/分の条件で1水準につき5回測定を行い、その算術平均値より求めた。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維は、良好な耐熱性、耐薬品性、力学特性、難燃性を有しており、さらには細繊度であり、かつ良好な熱寸法安定性と優れた融着性を有していることから、これらの特徴を活かして、ポリフェニレンスルフィド湿式不織布を構成するバインダー繊維に好適に用いることができる。本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維をバインダー繊維として使用した湿式不織布は乾燥ムラやシワが少なく、膜厚均一性に優れ、さらに薄膜化が可能であることから、電池用セパレーターなどの用途に好適に用いることができる。
 本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の断面形状は、何ら制限されるものではなく、丸断面、三角断面等の多葉断面、扁平断面やS字断面、十字断面、中空断面などの任意の形状とすることができるが、抄紙時の繊維分散性の観点からから丸断面が好ましい。
 [共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の製造方法]
 次に、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の製造方法について、具体的に説明する。
 本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドの製造方法としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドンなどの有機アミド溶媒中で、硫化ナトリウムなどのアルカリ金属硫化物とp-ジクロロベンゼンおよびm-ジクロロベンゼンを反応させ、共重合ポリフェニレンスルフィドを得る方法が挙げられる。
 本発明に用いられる共重合ポリフェニレンスルフィドは、水分混入防止やオリゴマー除去を目的に、溶融紡糸に供する前に乾燥することが製糸性を高める上で好ましい。乾燥条件としては、100~200℃にて、1~24時間の真空乾燥が通常用いられる。
 溶融紡糸では、プレッシャーメルタ型、単軸や2軸エクストルーダー型などの押出機を用いた溶融紡糸手法を適用することができる。押し出された共重合ポリフェニレンスルフィドは、配管を経由し、ギアーポンプなどの計量装置により計量され、異物除去のフィルターを通過した後、紡糸口金へと導かれる。このとき、ポリマー配管から紡糸口金までの温度(紡糸温度)は、流動性を高めるために280℃以上が好ましく、ポリマーの熱分解を抑制するために380℃以下とすることが好ましい。
 吐出に使用される紡糸口金は、口金孔の孔径Dを0.1mm以上0.6mm以下とすることが好ましく、また、口金孔のランド長L(口金孔の孔径と同一の直管部の長さ)を孔径で除した商で定義されるL/Dは、1以上10以下であることが好ましい態様である。
 口金孔から吐出された共重合ポリフェニレンスルフィド繊維は、冷却風(空気)を吹き付けることにより冷却固化される。冷却風の温度は、冷却効率の観点から冷却風速とのバランスで決定することができるが、30℃以下であることが好ましい態様である。冷却風の温度を好ましくは30℃以下とすることにより、冷却による固化挙動が安定し、繊維径均一性の高い共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。
 また、冷却風は、口金から吐出された未延伸繊維にほぼ垂直方向に流すことが好ましい。その際、冷却風の速度は、冷却効率および繊度の均一性の観点から、10m/分以上であることが好ましく、製糸安定性の点から100m/分以下であることが好ましい。
 冷却固化された未延伸繊維は、一定速度で回転するローラー(ゴデットローラー)により引き取られる。引き取り速度は線形均一性、生産性向上のため、300m/分以上が好ましく、糸切れを起こさないため2000m/分以下が好ましい。
 このようにして得られた未延伸繊維は、一旦巻き取った後、または引き取った後連続して、延伸工程に供される。延伸は加熱された第1ローラー、もしくは第1ローラーと第2ローラーの間に設けられた加熱装置、例えば、加熱浴中や熱板上を走行させることにより行われる。延伸条件は得られた未延伸繊維の力学物性により決定されるが、延伸温度は加熱された第1ローラーもしくは第1ローラーと第2ローラーの間に設けられた加熱装置の温度により決定され、延伸倍率は第1ローラーと第2ローラーの周速度の比により決定される。
 延伸工程における延伸倍率は、2.5倍以上7.0倍以下であることが好ましい。延伸倍率を好ましくは2.5倍以上、より好ましくは3.0倍以上とすることにより、繊度CV値を低減させることができるとともに、分子鎖が高配向化するため複屈折を高くすることができ、力学特性に優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。また、延伸倍率を好ましくは7.0倍以下、より好ましくは6.5倍以下とすることにより、延伸工程における糸切れを抑制できることに加え、過度な複屈折の上昇を抑制ができるため高い接着性を発現し、抄紙バインダーとしての接着性が良好となる。
 延伸工程における加熱された第1ローラーもしくは加熱装置の温度は、80℃以上130℃以下とすることが好ましい。80℃以上とすることにより延伸点が固定され安定した延伸が可能となり、130℃以下とすることにより糸切れを抑制でき、工程通過性が向上する。また、第2ローラーの温度は、延伸点固定の観点から、加熱された第1ローラーもしくは加熱装置の温度+20℃以下とすることが好ましい。
 さらに、第2ローラーを通過した後、加熱された第3ローラー、もしくは第2ローラーと第3ローラー間に設けられた加熱装置にて延伸繊維を加熱し、熱セットを施す必要がある。本発明者らが上記の熱セット条件について検討した結果、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を従来のp-フェニレンスルフィド単位のみからなるポリp-フェニレンスルフィド繊維と同等の熱セット温度(例えば230℃)にて熱セットした場合、過度な結晶化により、バインダー繊維としての融着性が損なわれることに加えて、強度の低い共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となることを確認した。
 そこで、本発明者らは鋭意検討の結果、熱セット温度を一定の範囲内とすることで、熱収縮率が小さく、かつ融着性に優れ、さらに、力学特性にも優れた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維が得られることを見出した。
 上記の熱セットにおける熱セット温度は、110℃以上210℃以下が好ましい。熱セット温度を好ましくは110℃以上、より好ましくは140℃以上、さらに好ましくは150℃以上とすることにより、良好な熱収縮特性を有した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。また、熱セット温度を好ましくは210℃以下、より好ましくは200℃以下、さらに好ましくは190℃以下とすることにより、熱結晶化を抑制し、接着性に優れた抄紙バインダー用途に適した共重合ポリフェニレンスルフィド繊維となる。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を湿式不織布とする場合、抄紙分散剤を付与することが好ましい。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維への抄紙分散剤の付与は、通常、トウ状態にて、キスローラーを用いて行われる。上記の抄紙分散剤付着率は、繊維重量に対して0.2質量%以上0.6質量%以下が好ましい。分散剤付着率を好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3%質量以上とすることにより、繊維の分散性が向上し、膜厚均一性および目付CV値に優れた湿式不織布となる。また、分散剤付着率を好ましくは0.6質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下とすることにより、工程通過性が向上する。
 このように分散剤付与を行った後、クリンパーによる捲縮の付与を行っても良い。捲縮を付与することにより、繊維同士の絡合が起こり、力学特性に優れた湿式不織布となる。
 上記の捲縮数としては、2山/25mm以上15山/25mm以下が好ましい。捲縮数を2山/25mm以上とすることにより、繊維同士の絡合により、力学特性に優れた湿式不織布となる。また、捲縮数を15山/25mm以下とすることにより、抄紙時の繊維の分散性が向上し、膜厚均一性と目付CV値が良好な湿式不織布となる。
 上記のように得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を、セッターによる乾燥後、カッターで切断することにより、カットファイバーを得ることができる。上記のカットファイバーのカット長は、1mm以上20mm以下であることが好ましい。カット長を好ましくは1mm以上より好ましくは3mm以上とすることにより、繊維同士の絡合により、力学特性に優れた湿式不織布となる。また、カット長を好ましくは20mm以下、より好ましくは10mm以下とすることにより、抄紙時の繊維の分散性が向上し、膜厚均一性と目付CV値が良好な湿式不織布となる。
 [湿式不織布]
 上記のように得られたカットファイバーをバインダー繊維として被バインダー繊維とともに、水中に分散させることにより、抄紙液を調合することができる。なお、通常は被バインダー繊維として、p-フェニレンスルフィド単位のみからなるポリp-フェニレンスルフィド繊維が用いられる。
 抄紙液中の被バインダー繊維に対する、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の割合としては、5質量%以上60質量%以下とすることが好ましい。共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の割合を5質量%以上、より好ましくは10質量%以上とすることにより、繊維同士の接着点が多くなり、力学特性に優れた湿式不織布となる。また、共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の割合を60質量%以下、より好ましくは50質量%とすることにより、熱寸法安定性に優れた湿式不織布となる。
 なお、トウ状態での抄紙分散剤付与を行わなかった場合には、この段階で、抄紙分散液中にカットファイバーを分散させることにより、繊維への分散剤の付与を行っても良い。
 上記の抄紙液を簡易抄紙機に供給することにより、湿式不織布を得ることができる。なお、供給する抄紙液の繊維濃度を調整することにより、得られる湿式不織布の目付および厚みを変更することができる。
 上記のように得られた湿式不織布は、水分を除去するために、乾燥することが好ましい。乾燥温度としては、非晶部の結晶化による融着性の低下が起こらないように、90℃以上150℃以下であることが好ましい。
 上記湿式不織布を平板加熱プレス機もしくはカレンダーロールにて、熱圧着することにより、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維による融着が生じ、力学特性に優れた湿式不織布となる。熱圧着温度としては170℃以上250℃以下が好ましく、圧着時間は1分以上10分以内とすることが好ましい。熱圧着温度を好ましくは170℃以上とすることにより、本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の融着により、力学特性に優れた湿式不織布となる。熱圧着温度を250℃以下とすることにより、熱圧着時の湿式不織布の熱収縮を抑制することができる。また圧着時間を1分以上とすることにより、湿式不織布全体に均一に加熱することができ、均質な湿式不織布となる。圧着時間を10分以内とすることにより、過度な結晶化による湿式不織布の力学特性の低下を抑制することができる。
 以下、実施例により本発明の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維をより具体的に説明する。なお実施例中の各特性値は次の方法で求めた。
 A.メルトマスフローレート:
 共重合ポリフェニレンスルフィドのメルトマスフローレートは、前記の方法(JIS K7210-1:2014 8章 A法:質量測定法、荷重5.0kg、温度315℃)に従って、メルトインデックサ(株式会社東洋精機製作所製F-F01)を使用して測定した。
 B.平均繊維径:
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維をカットしたカットファイバーの中から無作為に抽出した100本について、光学顕微鏡(オリンパス株式会社製BH2)を用い、対物レンズ40倍、接眼レンズ10倍の条件にて繊維の断面より、繊維径(μm)を測定し、その算術平均値を求め平均繊維径(μm)とした。なお、異形断面の場合は、断面積を真円換算したときの直径を平均繊維径(μm)とした。
 C.強度、伸度:
 共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の強度および伸度は、前記の方法(JIS L1013:2010 8.5 引張強さ及び伸び率、試料長200mm、引張速度200mm/分。1水準につき5回測定を行い、その算術平均値。)に従って、テンシロン(株式会社オリエンテック製UTM-III-100)を使用して測定した。
 D.融点:
 共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の融点は得られた繊維をDSC(TA Instruments社製Q1000)で30℃から320℃の温度まで16℃/分で昇温させ、得られたDSC曲線において200℃以上の温度で観測される融解ピーク(吸熱ピーク)の頂点の温度を測定し、1水準につき3回測定を行い、その算術平均値を求めた。
 E.結晶化度:
・結晶化度(%)={(ΔHm-ΔHc)/146.2}×100
 共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の結晶化度は前述の融点測定と同じ条件で得られたDSC曲線における融解ピークの面積より結晶融解熱量ΔHmを算出し、次いで発熱ピークが観測された場合はその面積より結晶化熱量ΔHcを算出し、ΔHmとΔHcの差を完全結晶ポリp-フェニレンスルフィドの融解熱量(146.2J/g)で除した商を求め、1水準につき3回測定を実施し、その算術平均値を求めた。
 F.熱水収縮率(98℃):
・熱水収縮率=(L1-L2)/L1×100
 得られた繊維をカットしたカットファイバーの中から、無作為に1本の繊維を抽出し、初期長L1を測定し、98℃の熱水中に20分間浸漬させた後、熱水中から取り出し、自然乾燥させ、処理後長L2を測定し、L1とL2の差を初期長L1で除した商を求め、1水準につき3回測定を行い、その算術平均値を求めた。
 G.複屈折
 共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の複屈折は、カットファイバーの中から無作為に抽出した10本について、光学顕微鏡(オリンパス株式会社製BX53M)を用いて単繊維側面より観察し、レターデーションと光路長を測定して複屈折を算出した後、その算術平均値を求め複屈折とした。
 H.繊維融着性試験:
 各実施・比較例記載の方法で得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維と、熱セット温度を230℃に設定したこと以外は実施例1と同様の方法で得られたp-フェニレンスルフィド単位のみで構成されるポリp-フェニレンスルフィド繊維とで、それぞれ巻き数20回のカセを作り、2種類の繊維を合わせた合糸を作製し、更にこの合糸に検撚機(前田式手動検撚機)を用いて30T/30cmの撚りをかけ、撚糸を作製した。この撚糸を230℃に設定した平板加熱プレス機で、3分間の熱圧着を行い、繊維同士を融着させた。その後、試料長30mm、引張速度50mm/分条件で、テンシロン(株式会社オリエンテック製UTM-III-100)を用いて剥離試験を行い、融着した繊維の剥離応力の最大値6点の平均値を融着力として求めた。
 I.繊維径CV値:
・繊維径CV値(%)=(繊維径の標準偏差)/(繊維径の算術平均値)×100
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維をカットしたカットファイバーの中から無作為に抽出した100本について、光学顕微鏡(オリンパス株式会社製BH2)を用い、対物レンズ40倍、接眼レンズ10倍の条件にて繊維の断面より繊維径(μm)を測定し、上記式より、繊維径CV値を求めた。なお、異形断面の場合は、断面積を真円換算したときの直径を繊維径(μm)とした。
 J.水分散性:
 各実施・比較例記載の方法で得られた共重合ポリフェニレンスルフィドカットファイバー(バインダー繊維)と繊維径11μm、カット長6mmのp-フェニレンスルフィド単位のみで構成されるポリp-フェニレンスルフィドカットファイバー(被バインダー繊維)を、それぞれ20:80質量%の割合で分散液中に混合し、繊維濃度が0.4質量%となるように調合した。ミキサーを用いて13600rpm にて、10秒間攪拌後、1分間放置した溶液を目視で確認し、ほぼ繊維束がなくなっていたものは○、繊維束が残った状態のものを×とした。
 K.乾燥シワ数評価
 各実施・比較例で作製した湿式不織布を100cm×100cmの大きさに裁断した後、未乾燥の状態で熱風乾燥機に投入し、温度230℃、処理時間2.5分で乾燥処理を行った。乾燥処理後の湿式不織布内で無作為に10cm×10cmの領域を1水準につき5箇所抽出し、光学顕微鏡(オリンパス株式会社製BH-2)を用いて、対物レンズ40倍、接眼レンズ10倍の条件にて、乾燥シワ数を数え、5箇所の算術平均値を乾燥シワ数(個/100cm)とした。
 L.湿式不織布の引張強度
 各実施・比較例で作製した湿式不織布を、テンシロン(オリエンテック社製UTM-III-100)を用いて、試料幅15mm、初期長20mm、引張速度20mm/分で最大点荷重の値を測定し、5回の測定の算術平均値を引張強度(N/15mm)とした。
 [実施例1]
 メルトマスフローレートが175g/10分であり、p-フェニレンスルフィド単位が90mol%、m-フェニレンスルフィド単位が10mol%からなるランダム共重合ポリフェニレンスルフィドを、150℃で12時間真空乾燥した後、紡糸温度330℃で溶融紡糸した。溶融紡糸において、共重合ポリフェニレンスルフィドを二軸エクストルーダーによって溶融押出しし、ギアーポンプで計量しつつ紡糸パックに共重合ポリフェニレンスルフィドを供給した。その後、孔径Dが0.23mm、ランド長Lが0.3mmの孔を36孔有する口金より、単孔吐出量0.5g/分の条件で共重合ポリフェニレンスルフィドを吐出させた。口金孔の直上に位置する導入孔はストレート孔とし、導入孔と口金孔の接続部分はテーパーとした紡糸口金を用いた。
 口金より吐出された共重合ポリフェニレンスルフィドは50mmの保温領域を通過させた後、ユニフロー型冷却装置を用いて温度25℃、風速18m/分の条件で1.0mに渡って空冷した。その後、油剤を付与し、36フィラメントともに1000m/分の第1ゴデットローラーおよび第2ゴデットローラーを介して、36フィラメントをワインダーにて巻き取り、未延伸繊維を得た。
 上記の未延伸繊維を、ニップローラーを付属するフィードローラーにて引き取り、第1ローラーとの間で未延伸繊維に緊張を与えた後、それぞれ90℃、100℃に加熱した第1ローラーおよび第2ローラーに6周回させて加熱延伸を実施した。さらに170℃に加熱した第3ローラーに6周回させ、熱セットを施した。延伸倍率は3.5倍であり、第3ローラー後に周速400m/分の非加熱ローラーで引き取った後、ワインダーにて巻き取り、共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を得た。
 また、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を、カッターにて切断することにより、6mmカット長の共重合ポリフェニレンスルフィドカットファイバーを得た。上記カットファイバーとp-フェニレンスルフィド単位のみで構成される繊維径11μm、カット長6mmのポリp-フェニレンスルフィドカットファイバーをそれぞれ20:80質量%の割合で抄紙分散液中に混合し、繊維濃度が0.4質量%となるように調合した。この抄紙液を簡易抄紙機に供給し、目付50g/mの湿式不織布を得た。さらに、上記湿式不織布を120℃の熱風乾燥機内に投入し、3分間処理後に空冷した後に230℃の平板加熱プレス機を用いて、プレス圧1.5MPaで3分間熱圧着を行った。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の評価結果を表1に示す。表1から、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は11μm、結晶化度は26.4%、熱水収縮率は3.4%、強度は4.0cN/dtex、伸度は28%、融着力は0.021N、複屈折は0.25、繊維径CV値は5.2%であり、抄紙液作製時の水分散性も良好であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布の乾燥時の乾燥シワは0.8個/100cm、引張強度は24N/15mmであり、熱寸法安定性および力学特性に優れた湿式不織布となった。
 [実施例2]
 p-フェニレンスルフィド単位が75mol%、m-フェニレンスルフィド単位が25mol%からなるランダム共重合ポリフェニレンスルフィドを用いたこと以外は、実施例1と同じ方法で共重合ポリフェニレンスルフィド繊維及び湿式不織布を得た。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の評価結果を表1に示す。表1から、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は11μm、結晶化度は25.8%、熱水収縮率は4.0%、強度は3.5cN/dtex、伸度は26%、融着力は0.044N、複屈折は0.24、繊維径CV値は5.5%であり、抄紙液作製時の水分散性も良好であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布の乾燥時の乾燥シワは0.9個/100cm、引張強度は28N/15mmであり、熱寸法安定性および力学特性に優れた湿式不織布となった。
 [実施例3]
 p-フェニレンスルフィド単位が65mol%、m-フェニレンスルフィド単位が35mol%からなるランダム共重合ポリフェニレンスルフィドを用いたこと以外は、実施例1と同じ方法で共重合ポリフェニレンスルフィド繊維及び湿式不織布を得た。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の評価結果を表1に示す。表1から、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は11μm、結晶化度は25.2%、熱水収縮率は4.4%、強度は3.0cN/dtex、伸度は22%、融着力は0.055N、複屈折は0.24、繊維径CV値は6.0%であり、抄紙液作製時の水分散性も良好であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布の乾燥時の乾燥シワは1.5個/100cm、引張強度は32N/15mmであり、熱寸法安定性および力学特性に優れた湿式不織布となった。
 [実施例4]
 p-フェニレンスルフィド単位が95mol%、m-フェニレンスルフィド単位が5mol%からなるランダム共重合ポリフェニレンスルフィドを用いたこと以外は、実施例1と同じ方法で共重合ポリフェニレンスルフィド繊維及び湿式不織布を得た。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の評価結果を表1に示す。表1から、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は11μm、結晶化度は28.5%、熱水収縮率は3.0%、強度は4.3cN/dtex、伸度は29%、融着力は0.011N、複屈折は0.25、繊維径CV値は5.0%であり、抄紙液作製時の水分散性も良好であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布の乾燥時の乾燥シワは0.7個/100cm、引張強度は20N/15mmであり、熱寸法安定性および力学特性に優れた湿式不織布となった。
 [比較例1]
 p-フェニレンスルフィド単位のみからなるポリp-フェニレンスルフィドを用いたこと以外は、実施例1と同じ方法でポリp-フェニレンスルフィド繊維及び湿式不織布を得た。
 得られたポリp-フェニレンスルフィド繊維の評価結果を表1に示す。表1から、得られたポリp-フェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は11μm、結晶化度は35.6%、熱水収縮率は1.6%、強度は4.6cN/dtex、伸度は28%、融着力は0.001N、複屈折は0.25、繊維径CV値は4.8%であり、抄紙液作製時の水分散性も良好であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布の乾燥時の乾燥シワは0個/100cm、引張強度は3N/15mmであり、熱寸法安定性には優れるものの、力学特性の低い湿式不織布となった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 [実施例5]
 実施例2に記載の共重合ポリフェニレンスルフィドを用いて、熱セット温度を25℃にしたこと以外は、実施例1と同じ方法で共重合ポリフェニレンスルフィド繊維及び湿式不織布を得た。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の評価結果を表2に示す。表2から、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は11μm、結晶化度は21.7%、熱水収縮率は24.0%、強度は3.3cN/dtex、伸度は30%、融着力は0.094N、複屈折は0.21、繊維径CV値は5.7%であり、抄紙液作製時の水分散性も良好であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布の乾燥時の乾燥シワは8.1個/100cm、引張強度は34N/15mmであり、熱寸法安定性および力学特性に優れた湿式不織布となった。
 [実施例6]
 実施例2に記載の共重合ポリフェニレンスルフィドを用いて、熱セット温度を110℃にしたこと以外は、実施例1と同じ方法で共重合ポリフェニレンスルフィド繊維及び湿式不織布を得た。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の評価結果を表2に示す。表2から、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は11μm、結晶化度は20.1%、熱水収縮率は17.2%、強度は3.3cN/dtex、伸度は29%、融着力は0.098N、複屈折は0.23、繊維径CV値は5.4%であり、抄紙液作製時の水分散性も良好であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布の乾燥時の乾燥シワは6.7個/100cm、引張強度は35N/15mmであり、熱寸法安定性および力学特性に優れた湿式不織布となった。
 [実施例7]
 実施例2に記載の共重合ポリフェニレンスルフィドを用いて、熱セット温度を130℃にしたこと以外は、実施例1と同じ方法で共重合ポリフェニレンスルフィド繊維及び湿式不織布を得た。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の評価結果を表2に示す。表2から、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は11μm、結晶化度は24.0%、熱水収縮率は7.7%、強度は3.5cN/dtex、伸度は28%、融着力は0.077N、複屈折は0.24、繊維径CV値は5.6%であり、抄紙液作製時の水分散性も良好であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布の乾燥時の乾燥シワは3.5個/100cm、引張強度は33N/15mmであり、熱寸法安定性および力学特性に優れた湿式不織布となった。
 [比較例2]
 実施例2に記載の共重合ポリフェニレンスルフィドを用いて、熱セット温度を230℃とし、実施例1と同じ方法で共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を得ようとしたところ、熱セット時に加熱ローラーへの糸条の融着が生じ、共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を得ることができなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 [比較例3]
 比較例1と同じ方法で未延伸繊維を得た後、加熱延伸および熱セットを実施せずにポリp-フェニレンスルフィド繊維を得た。このポリp-フェニレンスルフィド繊維を用いて、比較例1と同じ方法で湿式不織布を得た。
 得られたポリp-フェニレンスルフィド繊維の評価結果を表3に示す。表3から、得られたポリp-フェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は20μm、結晶化度は6.9%、熱水収縮率は35.6%、強度は1.2cN/dtex、伸度は344%、融着力は0.181N、複屈折は0.09、繊維径CV値は10.1%であり、繊維束の残留が見られ、水分散性は不良であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布は、乾燥時の乾燥シワは9.8個/100cm、引張強度は49N/15mmであり、力学特性は良好であったものの、乾燥時の乾燥シワが多く、熱寸法安定性の低い湿式不織布となった。
 [比較例4]
 比較例3で得られた未延伸繊維を90℃の加熱ローラー上を走行させて定長熱処理を施し、ポリp-フェニレンスルフィド繊維を得た。このポリp-フェニレンスルフィド繊維を用いて、比較例3と同じ方法で湿式不織布を得た。
 得られたポリp-フェニレンスルフィド繊維の評価結果を表3に示す。表3から、得られたポリp-フェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は20μm、結晶化度18.3%、熱水収縮率は4.8%、強度は2.2cN/dtex、伸度は300%、融着力は0.161N、複屈折は0.11、繊維径CV値は12.0%であり、繊維束の残留が見られ、水分散性は不良であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布は、乾燥時の乾燥シワは2.4個/100cm、引張強度は40N/15mmであり、熱寸法安定性および力学特性に優れた湿式不織布となった。
 [比較例5]
 実施例1と同じ方法で未延伸繊維を得た後、加熱延伸および熱セットを実施せずに共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を得た。この共重合ポリフェニレンスルフィド繊維を用いて、実施例1と同じ方法で湿式不織布を得た。
 得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の評価結果を表3に示す。表3から、得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維の平均繊維径は20μm、結晶化度は2.3%、熱水収縮率は45.9%、強度は1.1cN/dtex、伸度は310%、融着力は0.211N、複屈折は0.09、繊維径CV値は9.4%であり、繊維束の残留が見られ、水分散性は不良であった。さらに、上記のように得られた湿式不織布は、乾燥時の乾燥シワは12.5個/100cm、引張強度は57N/15mmであり、力学特性は良好であったものの、乾燥時の乾燥シワが多く、熱寸法安定性の低い湿式不織布となった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 実施例1~7で得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維は、m-フェニレンスルフィドが共重合された共重合ポリフェニレンスルフィドからなる繊維であり、細繊度で熱収縮率が小さく、かつ融着性に優れていることから、乾燥時の乾燥シワが少なく、優れた熱寸法安定性と力学特性を有する湿式不織布を得ることができた。
 一方、比較例1で得られたポリp-フェニレンスルフィド繊維は、p-フェニレンスルフィド単位のみからなるポリp-フェニレンスルフィド繊維であり、細繊度で熱収縮率は低いものの、結晶化度が高く融着性に劣ることから、力学特性に優れた湿式不織布を得ることができなかった。
 また、比較例3および5で得られた共重合ポリフェニレンスルフィド繊維(あるいはポリp-フェニレンスルフィド繊維)(以下総称してポリフェニレンスルフィド繊維等と称する)は、未延伸状態のポリフェニレンスルフィド繊維等であり、力学特性には優れているものの、熱水収縮率が高く熱寸法安定性に劣ることから、抄紙工程において乾燥シワが多く発生したため、実用に耐え得る湿式不織布を得ることができなかった。
 さらに、比較例4で得られたポリp-フェニレンスルフィド繊維は、p-フェニレンスルフィド単位のみからなる未延伸状態のポリp-フェニレンスルフィド繊維を定長熱処理した繊維であり、熱収縮率は低いものの、繊維径CV値が高いために水分散性が劣位であり、得られた湿式不織布に繊維束が残ることが目視確認された。
 なお、比較例2では、延伸時の熱セット温度を230℃に変更し、m-フェニレンスルフィドが共重合されたポリフェニレンスルフィドからなる繊維を得ようとしたが、加熱ローラーへの糸条の融着が生じ、ポリフェニレンスルフィド繊維を得ることができなかった。

Claims (5)

  1.  p-フェニレンスルフィド単位を主成分とし、繰り返し単位に3モル%以上40モル%以下のm-フェニレンスルフィド単位を含む共重合ポリフェニレンスルフィドからなり、結晶化度が10.0%以上30.0%以下、平均繊維径が5μm以上25μm以下、さらに98℃における熱水収縮率が25.0%以下であることを特徴とする共重合ポリフェニレンスルフィド繊維。
  2.  複屈折が0.18以上0.40以下である、請求項1に記載の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維。
  3. 融点が200℃以上260℃以下である、請求項1または2に記載の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維。
  4.  繊維径のCV値が10.0%以下である、請求項1~3のいずれかに記載の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維。
  5.  強度が2.0cN/dtex以上かつ伸度が50%以下である、請求項1~4のいずれかに記載の共重合ポリフェニレンスルフィド繊維。
     
PCT/JP2019/036674 2018-09-27 2019-09-19 共重合ポリフェニレンスルフィド繊維 WO2020066815A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020217006937A KR20210060458A (ko) 2018-09-27 2019-09-19 공중합 폴리페닐렌술피드 섬유
EP19867250.3A EP3859058A4 (en) 2018-09-27 2019-09-19 Copolymerized polyphenylene sulfide fibers
CN201980060707.2A CN112714808B (zh) 2018-09-27 2019-09-19 共聚聚苯硫醚纤维
US17/274,473 US20220049380A1 (en) 2018-09-27 2019-09-19 Copolymerized polyphenylene sulfide fibers
JP2019555509A JP7334623B2 (ja) 2018-09-27 2019-09-19 共重合ポリフェニレンスルフィド繊維

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-182527 2018-09-27
JP2018182527 2018-09-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020066815A1 true WO2020066815A1 (ja) 2020-04-02

Family

ID=69949363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/036674 WO2020066815A1 (ja) 2018-09-27 2019-09-19 共重合ポリフェニレンスルフィド繊維

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220049380A1 (ja)
EP (1) EP3859058A4 (ja)
JP (1) JP7334623B2 (ja)
KR (1) KR20210060458A (ja)
CN (1) CN112714808B (ja)
TW (1) TWI780360B (ja)
WO (1) WO2020066815A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022190797A1 (ja) 2021-03-10 2022-09-15 東レ株式会社 ポリフェニレンスルフィド繊維不織布およびこれを含む隔膜

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5083500A (ja) * 1973-11-19 1975-07-05
JPS6114228A (ja) * 1984-06-29 1986-01-22 Kureha Chem Ind Co Ltd パラフエニレンスルフイドブロツクコポリマ−、その製造法およびその用途
JPS61152828A (ja) * 1984-12-26 1986-07-11 Kureha Chem Ind Co Ltd ポリアリ−レンスルフイド延伸マルチフイラメントの製造法
JPH01126334A (ja) * 1987-11-12 1989-05-18 Toopuren:Kk ポリフェニレンサルファイド共重合体の製造方法
JPH02269126A (ja) * 1988-12-29 1990-11-02 Phillips Petroleum Co フィルムまたは繊維に有用なアリーレンスルフィド樹脂
JPH07189169A (ja) 1993-12-27 1995-07-25 Toyobo Co Ltd 耐熱性機能紙の製造方法
JPH07196799A (ja) * 1993-12-28 1995-08-01 Tonen Chem Corp ポリアリーレンスルフィド重合体の製造法
JP2007039840A (ja) 2005-08-03 2007-02-15 Toray Ind Inc 耐熱性湿式不織布
JP2010077544A (ja) 2008-09-24 2010-04-08 Toray Ind Inc 抄紙用ポリフェニレンサルファイド繊維およびその製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4852104B2 (ja) * 2006-09-21 2012-01-11 旭化成せんい株式会社 耐熱性不織布
JP2008266868A (ja) * 2007-03-29 2008-11-06 Toray Ind Inc ポリフェニレンサルファイド短繊維およびその製造方法
JP4844515B2 (ja) * 2007-09-14 2011-12-28 東レ株式会社 細繊度ポリフェニレンスルフィドモノフィラメントおよびその製造方法
WO2011070999A1 (ja) * 2009-12-09 2011-06-16 東レ株式会社 長繊維不織布の製造方法
US20140187115A1 (en) 2011-06-02 2014-07-03 Toray Industries, Inc. Polyphenylene sulfide fiber and nonwoven fabric
CN102560717B (zh) * 2011-12-19 2013-10-30 东华大学 一种高强低缩聚苯硫醚长丝及其制备方法
CN102560734B (zh) * 2011-12-29 2013-05-01 深圳市中晟创新科技股份有限公司 一种抗氧化增韧改性聚苯硫醚单丝及其制备方法
JP6357747B2 (ja) 2013-09-26 2018-07-18 東レ株式会社 ポリフェニレンスルフィド繊維からなるメルトブロー不織布
US10138577B2 (en) * 2014-05-30 2018-11-27 Toray Industries, Inc. Polyphenylene sulfide fibers, and manufacturing method therefor
JP6642004B2 (ja) * 2014-09-30 2020-02-05 東レ株式会社 ポリフェニレンスルフィド繊維
JP2017214681A (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 東レ株式会社 ポリフェニレンスルフィド繊維の製造方法
KR102402635B1 (ko) * 2016-06-30 2022-05-25 코오롱인더스트리 주식회사 이온교환막용 부직포 지지체 및 그 제조방법
JP7196799B2 (ja) 2019-08-21 2022-12-27 三菱マテリアル株式会社 銅/セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅/セラミックス接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5083500A (ja) * 1973-11-19 1975-07-05
JPS6114228A (ja) * 1984-06-29 1986-01-22 Kureha Chem Ind Co Ltd パラフエニレンスルフイドブロツクコポリマ−、その製造法およびその用途
JPS61152828A (ja) * 1984-12-26 1986-07-11 Kureha Chem Ind Co Ltd ポリアリ−レンスルフイド延伸マルチフイラメントの製造法
JPH01126334A (ja) * 1987-11-12 1989-05-18 Toopuren:Kk ポリフェニレンサルファイド共重合体の製造方法
JPH02269126A (ja) * 1988-12-29 1990-11-02 Phillips Petroleum Co フィルムまたは繊維に有用なアリーレンスルフィド樹脂
JPH07189169A (ja) 1993-12-27 1995-07-25 Toyobo Co Ltd 耐熱性機能紙の製造方法
JPH07196799A (ja) * 1993-12-28 1995-08-01 Tonen Chem Corp ポリアリーレンスルフィド重合体の製造法
JP2007039840A (ja) 2005-08-03 2007-02-15 Toray Ind Inc 耐熱性湿式不織布
JP2010077544A (ja) 2008-09-24 2010-04-08 Toray Ind Inc 抄紙用ポリフェニレンサルファイド繊維およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022190797A1 (ja) 2021-03-10 2022-09-15 東レ株式会社 ポリフェニレンスルフィド繊維不織布およびこれを含む隔膜

Also Published As

Publication number Publication date
TWI780360B (zh) 2022-10-11
TW202024411A (zh) 2020-07-01
US20220049380A1 (en) 2022-02-17
CN112714808B (zh) 2023-05-12
EP3859058A4 (en) 2022-06-29
EP3859058A1 (en) 2021-08-04
KR20210060458A (ko) 2021-05-26
JP7334623B2 (ja) 2023-08-29
CN112714808A (zh) 2021-04-27
JPWO2020066815A1 (ja) 2021-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5265868B2 (ja) 極細メタ型全芳香族ポリアミド繊維及びその製造万法
US10106655B2 (en) Polyphenylene sulfide fiber
US10138577B2 (en) Polyphenylene sulfide fibers, and manufacturing method therefor
JP7334623B2 (ja) 共重合ポリフェニレンスルフィド繊維
EP3006610B1 (en) Organic resin non-crimped staple fiber
JP6283352B2 (ja) ポリフェニレンスルフィドモノフィラメントおよびその製造方法
JP2021050459A (ja) ポリフェニレンスルフィド複合繊維およびその製造方法、ならびに不織布
JP2012069339A (ja) 電池用セパレーター
JP2004285536A (ja) 耐熱性湿式不織布
JP2010174400A (ja) 抄紙用ポリフェニレンサルファイド繊維の製造方法
WO2024018828A1 (ja) 極細ポリフェニレンスルフィド繊維及び不織布、並びにそれらの製造方法
JP6068868B2 (ja) 湿式不織布用ショートカット繊維
JP2020143387A (ja) ポリフェニレンサルファイド繊維
JP2022117559A (ja) ポリフェニレンサルファイド繊維
JP2024051375A (ja) ポリアリーレンスルフィド繊維およびそれからなる不織布
WO2022190797A1 (ja) ポリフェニレンスルフィド繊維不織布およびこれを含む隔膜
JP2022130318A (ja) ポリフェニレンサルファイド繊維
JP2010043372A (ja) 平滑性を有するポリフェニレンサルファイド不織布と製造方法およびそれを用いた繊維資材
JP2010102893A (ja) メタ型全芳香族ポリアミド電気絶縁紙
JP2010230987A (ja) 複写機用クリーニングウェブ
JP2005146427A (ja) ポリフェニレンサルファイド繊維
JP2010116636A (ja) 低収縮ナイロン6短繊維の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019555509

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19867250

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019867250

Country of ref document: EP

Effective date: 20210428