JP2011202305A - Treating agent for polyphenylene sulfide fiber and polyphenylene sulfide fiber imparted therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤および該処理剤を付与したポリフェニレンサルファイド繊維に関するものであり、更に詳しくは、十分な電気絶縁性を有し、製糸・高次加工で工程通過性が良好なポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤および該処理剤を付与したポリフェニレンサルファイド繊維に関するものである。 The present invention relates to a treatment agent for polyphenylene sulfide fibers and a polyphenylene sulfide fiber provided with the treatment agent. More specifically, the treatment agent has sufficient electrical insulation properties and good processability in yarn production and high-order processing. The present invention relates to a treatment agent for polyphenylene sulfide fiber and polyphenylene sulfide fiber provided with the treatment agent.
従来、ポリフェニレンサルファイド繊維を製造する方法としては、2段延伸にて製造する方法(例えば、特許文献1参照)、水系エマルジョンを付与する方法(例えば、特許文献2参照)、特殊添加剤にて改質したポリマーを使用し、処理剤として耐熱性に優れた二塩基酸エステルや芳香族エステルを付与する方法(例えば、特許文献3参照)が知られているが、これらの従来技術においては処理剤の詳細なことには触れられておらず、ましてや繊維の電気絶縁性の改良に関しては何一つ触れられていない。 Conventionally, methods for producing polyphenylene sulfide fibers include a method of producing by two-stage drawing (for example, see Patent Document 1), a method of applying an aqueous emulsion (for example, see Patent Document 2), and a special additive. There is known a method for imparting a dibasic acid ester or an aromatic ester excellent in heat resistance as a treating agent (for example, see Patent Document 3). The details are not mentioned, and nothing is said about the improvement of the electrical insulation of the fibers.
一方、繊維用の電気絶縁油剤としては、新規の電気絶縁油剤に関するもの(例えば、特許文献4参照)、公知の電気絶縁油を特殊繊維に付与する方法(例えば、特許文献5参照)、公知の電気絶縁油を潤滑油として繊維用処理剤に使用する際に特定の非イオン性界面活性剤を併用する方法(例えば、特許文献6参照)等が知られているが、これらはいずれもポリフェニレンサルファイド繊維を製造する工程で電気絶縁油剤を使用することについては何ら言及をするものではなく、ポリフェニレンサルファイド繊維を電気絶縁を有する用途向けへ提供することに関しては、公知の文献が認められないのが現状である。 On the other hand, as the electrical insulating oil agent for fibers, those relating to a novel electrical insulating oil agent (for example, see Patent Document 4), a method for applying known electrical insulating oil to special fibers (for example, see Patent Document 5), A method of using a specific nonionic surfactant in combination when using an electrical insulating oil as a lubricating oil in a treating agent for fibers (for example, see Patent Document 6) is known, and these are all polyphenylene sulfide. There is no mention of the use of electrical insulating oils in the fiber manufacturing process, and there is no known literature regarding the provision of polyphenylene sulfide fibers for applications with electrical insulation. It is.
本発明は、十分な電気絶縁性を有し、ポリフェニレンサルファイド繊維の製糸・高次加工での工程通過性が良好なポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤および該処理剤を付与したポリフェニレンサルファイド繊維の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a treatment agent for polyphenylene sulfide fiber having sufficient electrical insulation and good process passability in the production and processing of polyphenylene sulfide fibers, and a polyphenylene sulfide fiber provided with the treatment agent. It is what.
上記課題を解決するため本発明によれば、脂肪酸と脂肪族アルコールのエステル化物であって、分子量が600〜1000である脂肪族多価エステル(A)85〜95重量%、および全ての末端水酸基を1価の脂肪酸でエステル化した油性タイプの非イオン性活性剤であって、HLBが5〜9、分子量が2000〜3000の非イオン性活性剤(B)5〜15重量%からなる混合物を主成分として含有することを特徴とするポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to the present invention, an aliphatic polyhydric ester (A) having a molecular weight of 600 to 1000, which is an esterified product of a fatty acid and an aliphatic alcohol, and 85 to 95% by weight, and all terminal hydroxyl groups. A nonionic active agent of an oily type esterified with a monovalent fatty acid, the mixture comprising 5 to 15% by weight of a nonionic active agent (B) having an HLB of 5 to 9 and a molecular weight of 2000 to 3000 A treating agent for polyphenylene sulfide fibers is provided which is contained as a main component.
また、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維は、上記本発明の繊維用処理剤を付与したポリフェニレンサルファイド繊維であって、絶縁抵抗値が5×1012Ω以上であることを特徴とし、前記繊維用処理剤の主成分付着量が繊維重量に対し0.5〜2.0重量%であることが好ましい条件である。 The polyphenylene sulfide fiber of the present invention is a polyphenylene sulfide fiber to which the fiber treatment agent of the present invention is applied, and has an insulation resistance value of 5 × 10 12 Ω or more. It is a preferable condition that the main component adhesion amount is 0.5 to 2.0% by weight based on the fiber weight.
本発明によれば、十分な電気絶縁性を有し、製糸・高次加工で工程通過性が良好なポリフェニレンサルファイド繊維が得られ、このポリフェニレンサルファイド繊維は、その特性である耐熱性、耐薬品性を生かした各種産業資材用途、中でも電気絶縁性を重要な要求特性とする自動車のモーター結束紐やモータースリーブ用途に好適に使用することができる。 According to the present invention, a polyphenylene sulfide fiber having sufficient electrical insulation and good processability in yarn production and high-order processing is obtained, and the polyphenylene sulfide fiber has the characteristics of heat resistance and chemical resistance. It can be suitably used for various industrial material applications that make the most of the above, especially for motor bundling cords and motor sleeves of automobiles in which electrical insulation is an important required characteristic.
本発明について、以下に詳述する。 The present invention is described in detail below.
本発明のポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤は、主成分中に脂肪族多価エステル(A)を85〜95重量%、好ましくは87〜93重量%含有することが必要である。脂肪族多価エステル(A)が85重量%未満では、本発明の目的である電気絶縁性が得られなくなり、95重量%を超えると有機溶剤による希釈が必要となるためコスト的に好ましくない。 The treatment agent for polyphenylene sulfide fibers of the present invention needs to contain 85 to 95% by weight, preferably 87 to 93% by weight of the aliphatic polyvalent ester (A) in the main component. If the aliphatic polyvalent ester (A) is less than 85% by weight, the electric insulation which is the object of the present invention cannot be obtained, and if it exceeds 95% by weight, dilution with an organic solvent is required, which is not preferable in terms of cost.
本発明のポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤に使用する脂肪族多価エステル(A)は、脂肪酸と脂肪族アルコールのエステル化物であって、分子量が600〜1000の脂肪族多価エステルであることが必要である。脂肪族多価エステル(A)の分子量が600未満では、処理剤の油膜や耐熱性が不十分で、糸切れや発煙が多発する傾向となり、分子量が1000を超えると、処理剤の平滑性が不十分となり糸切れや毛羽が多発するため好ましくない。また、モノエステルの場合も油膜や耐熱性が不十分であり同様に好ましくない。 The aliphatic polyvalent ester (A) used in the treatment agent for polyphenylene sulfide fiber of the present invention is an esterified product of a fatty acid and an aliphatic alcohol and needs to be an aliphatic polyvalent ester having a molecular weight of 600 to 1,000. It is. If the molecular weight of the aliphatic polyvalent ester (A) is less than 600, the oil film and heat resistance of the treatment agent are insufficient, and yarn breakage and smoke generation tend to occur frequently. If the molecular weight exceeds 1,000, the smoothness of the treatment agent is increased. Unsatisfactory and frequent thread breakage and fluff are undesirable. In the case of monoesters, the oil film and heat resistance are also insufficient, which is also not preferable.
本発明で使用する脂肪族多価エステル(A)の具体例としては、1,6−ヘキサンジオールジラウレート、ジオレイルアジペート、ジイソステアリルアジペート、ジオレイルチオジプロピオネート、トリメチロールプロパントリラウレート、ヤシ油、ナタネ油などが挙げられる。中でもジイソステアリルアジペートやトリメチロールプロパントリラウレートが好ましい。 Specific examples of the aliphatic polyvalent ester (A) used in the present invention include 1,6-hexanediol dilaurate, dioleyl adipate, diisostearyl adipate, dioleylthiodipropionate, trimethylolpropane trilaurate, Examples include coconut oil and rapeseed oil. Of these, diisostearyl adipate and trimethylolpropane trilaurate are preferable.
本発明のポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤は、主成分中に非イオン性活性剤(B)を5〜15重量%、好ましくは7〜13重量%含有することが必要である。非イオン性活性剤(B)が5重量%未満では、水エマルジョン化が不可能となるためコスト的に好ましくなく、15重量%を超えると、本発明の目的である電気絶縁性が得られなくなるため好ましくない。 The treatment agent for polyphenylene sulfide fiber of the present invention needs to contain 5 to 15% by weight, preferably 7 to 13% by weight of the nonionic active agent (B) in the main component. If the nonionic active agent (B) is less than 5% by weight, it is not preferable in terms of cost since water emulsification becomes impossible, and if it exceeds 15% by weight, the electrical insulation that is the object of the present invention cannot be obtained. Therefore, it is not preferable.
本発明のポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤に使用する非イオン性活性剤(B)としては、全ての末端水酸基を1価の脂肪酸でエステル化した油性タイプの非イオン性活性剤であって、HLBが5〜9、分子量が2000〜3000の非イオン性活性剤であることが必要である。HLBとは、Hydrophile Lipophile Balanceの略であり、非イオン性活性剤の水と油への親和性を表す値である。非イオン性活性剤(B)のHLBが5未満では、油剤の均一付着性が不十分で、糸切れや毛羽が多発する傾向となり、HLBが9を超えると、処理剤の平滑性が不十分となり、さらに電気絶縁性が低下するため好ましくない。非イオン性活性剤(B)の分子量が2000未満では、処理剤の油膜が不十分となり、分子量が3000を超えると、摩擦が高くなることから、いずれの場合も糸切れや毛羽が多発する傾向となるため好ましくない。 The nonionic active agent (B) used in the polyphenylene sulfide fiber treatment agent of the present invention is an oily type nonionic active agent in which all terminal hydroxyl groups are esterified with monovalent fatty acids, and HLB is It is necessary to be a nonionic active agent having a molecular weight of 5 to 9 and a molecular weight of 2000 to 3000. HLB is an abbreviation for Hydrophile Lipophile Balance and is a value representing the affinity of a nonionic active agent for water and oil. When the HLB of the nonionic active agent (B) is less than 5, the uniform adhesion of the oil agent is insufficient, and yarn breakage and fluff tend to occur frequently. When the HLB exceeds 9, the smoothness of the treatment agent is insufficient. Further, it is not preferable because the electrical insulation is further lowered. When the molecular weight of the nonionic active agent (B) is less than 2000, the oil film of the treatment agent is insufficient, and when the molecular weight exceeds 3000, the friction increases, and in either case, yarn breakage and fluff tend to occur frequently. This is not preferable.
本発明で使用する非イオン性活性剤(B)の具体例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテルモノメチルエーテル、ポリオキシエチレンジオレート、ポリオキシプロピレンジオレート、ポリオキシエチレンソルビタンテトラオレート、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレート、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサラウレート、ポリオキシエチレングリセリントリオレート、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油トリラウレート、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油トリオレートなどが挙げられる。なかでもポリオキシエチレンソルビトールヘキサラウレートやポリオキシエチレン硬化ヒマシ油トリラウレートが好ましい。 Specific examples of the nonionic active agent (B) used in the present invention include polyoxyethylene lauryl ether monomethyl ether, polyoxyethylene diolate, polyoxypropylene diolate, polyoxyethylene sorbitan tetraoleate, and polyoxyethylene sorbitol. Examples include hexaoleate, polyoxyethylene sorbitol hexalaurate, polyoxyethylene glycerol trioleate, polyoxyethylene hydrogenated castor oil trilaurate, and polyoxyethylene hydrogenated castor oil trioleate. Of these, polyoxyethylene sorbitol hexalaurate and polyoxyethylene hydrogenated castor oil trilaurate are preferable.
本発明のポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤には、主成分である脂肪族多価エステル(A)と非イオン性活性剤(B)の他に、例えば酸化防止剤、消泡剤、防腐剤、防錆剤等を必要に応じて混合して使用することができるが、これらの添加量は油剤全体に対して2重量%未満が好ましい。 The treatment agent for polyphenylene sulfide fiber of the present invention includes, for example, an antioxidant, an antifoaming agent, an antiseptic, an anti-bacterial agent, in addition to the aliphatic polyvalent ester (A) and the nonionic active agent (B) as main components. Although a rusting agent etc. can be mixed and used as needed, the addition amount of these is preferably less than 2 weight% with respect to the whole oil agent.
本発明のポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤を付与したポリフェニレンサルファイド繊維は、超絶縁計にて測定した絶縁抵抗値が5×1012Ω以上であることが好ましく、より好ましくは10×1012Ω以上である。 The polyphenylene sulfide fiber to which the treatment agent for polyphenylene sulfide fiber of the present invention is applied preferably has an insulation resistance value of 5 × 10 12 Ω or more, more preferably 10 × 10 12 Ω or more, as measured by a superinsulator. is there.
本発明のポリフェニレンサルファイド繊維は、前記脂肪族多価エステル(A)と非イオン性活性剤(B)との混合物を主成分として構成された処理剤が付着していることが好ましく、処理剤の主成分付着量は、繊維重量に対して0.5〜2.0重量%が好ましく、より好ましくは0.8〜1.5重量%である。 The polyphenylene sulfide fiber of the present invention is preferably attached with a treatment agent composed mainly of a mixture of the aliphatic polyvalent ester (A) and the nonionic active agent (B). The main component adhesion amount is preferably 0.5 to 2.0% by weight, more preferably 0.8 to 1.5% by weight, based on the fiber weight.
本発明のポリフェニレンサルファイド繊維用処理剤は、低粘度鉱物油で希釈した非水系油剤、水で乳化したエマルジョン油剤、ニートオイルのいずれの状態で使用しても良いが、コスト的な観点からは、水で乳化したエマルジョン油剤での使用が好ましい。原糸に付与する方法としてはローラー給油やガイド給油装置などの公知の方法を用いて紡糸工程で付与すればよい。 The polyphenylene sulfide fiber treatment agent of the present invention may be used in any state of a non-aqueous oil agent diluted with a low-viscosity mineral oil, an emulsion oil agent emulsified with water, or a neat oil. Use in emulsion oils emulsified with water is preferred. What is necessary is just to give in a spinning process using well-known methods, such as roller oil supply and a guide oil supply apparatus, as a method provided to a raw yarn.
次に、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維の典型的な製造方法について概述する。 Next, a typical method for producing the polyphenylene sulfide fiber of the present invention will be outlined.
まず、メルトフローレート(MFR)が50〜600の公知のポリフェニレンサルファイドペレットを、低沸点異物の除去のため140〜180℃で2〜24時間程度乾燥し、溶融紡糸する。なお、ここでいうメルトフローレート(MFR)とは、設定温度316℃、荷重5kgfとしたときにASTM D1238−82法によって測定されたポリマーの溶融流れ性を示すパラメーターである。また、本発明で用いるポリフェニレンサルファイドは実質的に線状であることが好ましく、トリクロロベンゼン(TCB)を0.1重量%以下含有していてもよく、その他添加剤を少量含有していてもよい。 First, a known polyphenylene sulfide pellet having a melt flow rate (MFR) of 50 to 600 is dried at 140 to 180 ° C. for about 2 to 24 hours and melt-spun for removing low-boiling foreign substances. The melt flow rate (MFR) here is a parameter indicating the melt flowability of the polymer measured by the ASTM D1238-82 method when the set temperature is 316 ° C. and the load is 5 kgf. The polyphenylene sulfide used in the present invention is preferably substantially linear, may contain 0.1% by weight or less of trichlorobenzene (TCB), and may contain a small amount of other additives. .
本発明において、ポリフェニレンサルファイドのポリマペレットの溶融には、エクストルーダー型紡糸機を用いることが好ましい。紡糸温度は300〜320℃とし、紡糸パック中で5〜20μmのフィルターを通過させて濾過する。濾過したポリマーは口金を用い、口金細孔から紡出し、口金直下の徐冷ゾーンを通過させた後、冷風を吹き付けて冷却固化する。該口金においては、通常の千鳥配列や環状配列で口金細孔を配列させ、その孔径や孔長は口金背面圧力が70〜150kg/cm2で、口金孔からの吐出線速度と引取速度の比で定義される紡糸ドラフトが20〜50なるように適宜設計すればよい。紡糸ドラフトが50を越えると繊度斑が悪化する。より好ましい口金背面圧力の範囲は90〜110kg/cm2である。徐冷ゾ−ンは、長さ5〜10cmの断熱筒を取り付け、口金直下10cm下における雰囲気温度が150〜250℃となるよう温度制御する。冷却は、10〜30℃の冷風を30〜40m/分の速度で吹き付けて行うが、35m/分以上の速度で吹き付けることが好ましい。単糸太繊度糸は冷却を強化させる必要があるため、吹き付ける冷風の速度は高い方がよいが、従来の単糸細繊度糸と比較すると紡糸張力が大きく低下するため、40m/分以上の速度で冷風を吹き付けると、糸条が紡糸ダクトから飛び出しやすくなったり、紡糸ダクトと接触して繊維物性の低下や毛羽が多発したりするため好ましくない。紡出糸条に対し直角に冷風を吹き付ける横吹きだし冷却チムニーを用いてもよく、環状冷却チムニーを用いて紡出糸条束の外周から中心に、あるいは中心から外周に向けて吹き付けても良いが、横吹き出し冷却チムニーを使用することが好ましい。
次に、冷却固化した糸条に本発明の繊維用処理剤を付与し、該糸条は所定の速度で回転する引取ロールに捲回されて引き取られる。処理剤付与はローラー給油やガイド給油等、公知の方法を用いて実施することができる。引取ロールは、片掛け型、ネルソン型またはSロール型が用いられ、それらいずれを使用してもよく、その温度は通常常温であるが、該ロール内部に水を循環させて20〜40℃に温度制御する。引取速度は400〜1000m/分、好ましくは500〜800m/分である。該引き取り速度、即ち紡糸速度が400m/分未満であると、単位時間あたりの生産量が少なくなり、ポリフェニレンサルファイド繊維を生産性よく得ることができなくなり、目的とする強度範囲を満たすポリフェニレンサルファイド繊維を安定して製造するための適正な延伸倍率を設定し難くなる。一方、1000m/分を越える場合は、口金から吐出されるポリマー量が多くなりすぎ、現状の紡糸技術では充分な冷却を施し難くなるため、製糸性の悪化等を招き好ましくない。ポリフェニレンサルファイド糸条をガラス転移点以下まで一旦冷却させることが必要である。
In the present invention, an extruder type spinning machine is preferably used for melting the polymer pellets of polyphenylene sulfide. The spinning temperature is 300 to 320 ° C., and the mixture is filtered through a 5 to 20 μm filter in a spinning pack. The filtered polymer is spouted from the die pores using a die, passed through a slow cooling zone directly under the die, and then cooled and solidified by blowing cold air. In the die, the die pores are arranged in a normal zigzag arrangement or an annular arrangement, and the hole diameter and the hole length are 70 to 150 kg / cm 2 at the die back pressure, and the ratio of the discharge linear velocity from the die hole to the take-off speed. What is necessary is just to design suitably so that the spinning draft defined by may be 20-50. When the spinning draft exceeds 50, fineness spots are deteriorated. A more preferable range of the pressure on the back surface of the die is 90 to 110 kg / cm 2 . The slow cooling zone is attached with a heat-insulating cylinder having a length of 5 to 10 cm, and the temperature is controlled so that the ambient temperature at 10 cm directly below the base is 150 to 250 ° C. Cooling is performed by spraying cold air of 10 to 30 ° C. at a speed of 30 to 40 m / min, but it is preferable to spray at a speed of 35 m / min or more. Since it is necessary to enhance the cooling of single yarn thick fine yarn, it is better that the speed of the cold air to be blown is higher, but since the spinning tension is greatly reduced compared to the conventional single yarn fine yarn, the speed is 40 m / min or more. If cold air is blown on the yarn, it is not preferable because the yarn is likely to jump out of the spinning duct, or the fiber properties are lowered and fluff frequently occurs due to contact with the spinning duct. A horizontal chimney that blows cold air at right angles to the spun yarn may be used, or an annular cooling chimney may be used to spray from the outer periphery of the spun yarn bundle to the center or from the center to the outer periphery. It is preferable to use a side blowing cooling chimney.
Next, the fiber treating agent of the present invention is applied to the cooled and solidified yarn, and the yarn is wound around a take-up roll that rotates at a predetermined speed. The treatment agent can be applied using a known method such as roller lubrication or guide lubrication. As the take-up roll, a single-hanging type, a Nelson type or an S-roll type may be used, and any of them may be used. The temperature is usually normal temperature, but water is circulated inside the roll to 20 to 40 ° C. Control the temperature. The take-up speed is 400 to 1000 m / min, preferably 500 to 800 m / min. When the take-up speed, that is, the spinning speed is less than 400 m / min, the production amount per unit time is reduced, and it becomes impossible to obtain polyphenylene sulfide fibers with good productivity, and polyphenylene sulfide fibers satisfying the intended strength range are obtained. It becomes difficult to set an appropriate draw ratio for stable production. On the other hand, if it exceeds 1000 m / min, the amount of polymer discharged from the die becomes too large, and it becomes difficult to perform sufficient cooling with the current spinning technique, which is not preferable because it leads to deterioration of the spinning performance. It is necessary to once cool the polyphenylene sulfide yarn to below the glass transition point.
次いで、引取糸条は、品質・製糸性を安定化させるため一旦巻き取ることなく、フィードロールに捲回して、引取ロールとフィードロール間で糸条にプレストレッチをかけた後、ポリアミドやポリエステルと同様の多段延伸法を用いて巻取ることもできるし、特開2001−262436号公報で提案されているポリフェニレンサルファイド繊維の製造に適した独自の多段延伸法を用いて巻取ることもできるが、紡糸速度が低い場合は後者を用いることが好ましい。 Next, the take-up yarn is wound around a feed roll without winding once in order to stabilize the quality and yarn-making property, and after prestretching the yarn between the take-up roll and the feed roll, It can be wound using the same multi-stage stretching method, or can be wound using a unique multi-stage stretching method suitable for the production of polyphenylene sulfide fibers proposed in JP-A-2001-262436, The latter is preferably used when the spinning speed is low.
ポリアミド等と同様の多段延伸法では、引き続き以下の方法でポリフェニレンサルファイド繊維を延伸熱処理する。プレストレッチは、2〜10%、好ましくは4〜8%である。フィードロールの温度は70〜110℃に制御することが好ましい。次に、該フィードロールと第1延伸ロ−ル間で1段目の延伸を行う。第1延伸ロールは80〜120℃に加熱して行う。高強度のポリフェニレンサルファイド繊維を得るには、第1段目延伸倍率を3.3〜3.8倍と単糸切れが発生しない程度で可能な限り高くすることが好ましい。1段延伸した糸条は、第2延伸ロールとの間で2段目の延伸を行う。第2延伸ロールは180〜250℃の範囲に設定する。第2段目延伸倍率は、1.05〜1.3倍に設定することが好ましい。また、必要に応じて、更に第3延伸ロールとの間で3段目の延伸を行っても良い。この場合、第3延伸ロールの温度は前記第2延伸ロールと同じ温度範囲とし、通常は第2延伸ロールより高い温度に設定する。また、第3段目延伸倍率は、通常は前記第2段目延伸倍率を分割し、2段延伸倍率を3段延伸倍率より高く設定する。総合延伸倍率は、3.8〜4.5倍とすることが好ましく、より好ましくは3.9〜4.4倍、さらに好ましくは4.0〜4.3倍である。このような狭い範囲の総合延伸倍率を適用しなければ、毛羽や糸切れの少ないポリフェニレンサルファイドからなる単糸太繊度糸を得ることはできず、この範囲外の倍率を選択しただけで製糸不能状態へと陥る。特に第2延伸ロールの温度が200℃以上の高温である場合は、該高温ロールと接触するまでに可能な限り配向を高め、高強度化しておく必要がある。2段延伸または3段延伸された糸条は、次に張力調整ロールとの間で弛緩熱処理される。張力調整ロールは非加熱または150℃以下に設定する。弛緩率は2〜10%、好ましくは4〜8%である。上記第1延伸ロールから張力調整ロールまでの各ロールはネルソンタイプのロールを用いることが好ましい。 In the same multistage drawing method as that for polyamide or the like, the polyphenylene sulfide fiber is drawn and heat treated by the following method. The pre-stretch is 2 to 10%, preferably 4 to 8%. It is preferable to control the temperature of a feed roll at 70-110 degreeC. Next, the first stage of stretching is performed between the feed roll and the first stretching roll. The first stretching roll is heated to 80 to 120 ° C. In order to obtain a high-strength polyphenylene sulfide fiber, it is preferable that the first stage draw ratio is 3.3 to 3.8 times as high as possible without causing single yarn breakage. The first-stage-stretched yarn is subjected to the second-stage stretching with the second stretching roll. A 2nd extending | stretching roll is set to the range of 180-250 degreeC. The second stage draw ratio is preferably set to 1.05 to 1.3 times. Further, if necessary, the third stage of stretching may be performed with the third stretching roll. In this case, the temperature of the third stretching roll is set to the same temperature range as that of the second stretching roll, and is usually set to a temperature higher than that of the second stretching roll. The third stage draw ratio is usually set by dividing the second stage draw ratio and setting the second stage draw ratio higher than the third stage draw ratio. The overall draw ratio is preferably 3.8 to 4.5 times, more preferably 3.9 to 4.4 times, and still more preferably 4.0 to 4.3 times. Without applying such a narrow range of overall draw ratios, it is impossible to obtain single-filament thick yarns made of polyphenylene sulfide with little fluff and yarn breakage. Fall into. In particular, when the temperature of the second stretching roll is a high temperature of 200 ° C. or higher, it is necessary to increase the orientation as much as possible and increase the strength before coming into contact with the high-temperature roll. The yarn stretched in two or three stages is then subjected to a relaxation heat treatment with a tension adjusting roll. The tension adjusting roll is not heated or set to 150 ° C. or lower. The relaxation rate is 2 to 10%, preferably 4 to 8%. Each roll from the first stretching roll to the tension adjusting roll is preferably a Nelson type roll.
かくして得られる本発明のポリフェニレンサルファイドは、十分な電気絶縁性を有し、製糸・高次加工で工程通過性が良好であることに加えて、その特性である耐熱性、耐薬品性を備えることから、それらの特性を生かした各種産業資材用途、中でも電気絶縁性を重要な要求特性とする自動車のモーター結束紐やモータースリーブ用途に好適に使用することができる。 The polyphenylene sulfide of the present invention thus obtained has sufficient electrical insulation, and has good processability in yarn production and high-order processing, as well as its characteristics of heat resistance and chemical resistance. Therefore, it can be suitably used for various industrial material applications that make use of these characteristics, in particular, motor bundling cords and motor sleeve applications for automobiles in which electrical insulation is an important required characteristic.
次に、実施例により本発明を詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail by way of examples.
なお、本文および実施例に用いた物性等の測定方法は以下の通りである。 In addition, the measuring methods, such as a physical property used for the main text and the Example, are as follows.
(1)総繊度:JIS L1013(1999) 8.3.1 A法により、所定荷重0.045cN/dtexで正量繊度を測定して総繊度とした。 (1) Total fineness: JIS L1013 (1999) 8.3.1 The positive fineness was measured at a predetermined load of 0.045 cN / dtex by the A method to obtain the total fineness.
(2)付着油分量:JIS L1013(1999) 8.27 b)の方法で、ジエチルエ−テル抽出分を測定し、付着油分量とした。 (2) Amount of attached oil: The diethyl ether extract was measured by the method of JIS L1013 (1999) 8.27 b) to obtain the amount of attached oil.
(3)強度・伸度:JIS L1013(1999) 8.5.1標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。試料をオリエンテック社製“テンシロン”(TENSILON)UCT−100を用い、掴み間隔は25cm、引張り速度は30cm/分で行った。なお、伸度はS−S曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。 (3) Strength / Elongation: Measured under constant speed elongation conditions shown in JIS L1013 (1999) 8.5.1 Standard Time Test. The sample was “TENSILON” UCT-100 manufactured by Orientec Co., Ltd., and the gripping interval was 25 cm and the pulling speed was 30 cm / min. In addition, elongation was calculated | required from elongation of the point which showed the maximum strength in a SS curve.
(4)製糸糸切れ:製糸スタートから、繊維パッケージ重量で合計1000kg製糸した時の糸切れ回数を評価した。 (4) Yarn breakage: From the start of yarn making, the number of yarn breakage when a total of 1000 kg of yarn was made with the fiber package weight was evaluated.
(5)絶縁抵抗値:JIS C2140(2009)に示される手法に準じて、東亜電子工業(株)社製Super Megoh Meter SM−5Eにて、気温25℃、湿度40%に24時間以上保管した糸試料30gを使用し、1000kVの電圧をかけたときの絶縁抵抗値を測定した。 (5) Insulation resistance value: According to the method shown in JIS C2140 (2009), it was stored for 24 hours or more at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 40% in a Super Megah Meter SM-5E manufactured by Toa Electronics Industry Co., Ltd. Using 30 g of the yarn sample, the insulation resistance value was measured when a voltage of 1000 kV was applied.
[実施例1〜3、比較例1〜5]
MFRが200の東レ製ポリフェニレンサルファイドポリマーを、1.33kPa真空下の状態でエクストルーダー型紡糸機によりポリマー温度が315℃になるように溶融し、紡糸パック中で溶融ポリマーを5μmの細孔を有する金属フィルターで濾過した後、直径0.50mmの吐出孔を19個有した千鳥1列配列の紡糸口金を用いて紡出した。吐出量は得られた繊維が440dtexとなるように巻取り速度から算出し、計量ポンプを調整した。口金直下には長さ100mmの加熱筒を設け、糸条を徐冷却した後、横吹き出し冷却チムニーを使用して25℃で38m/分の冷風により冷却固化せしめ、表1記載の脂肪族多価エステル(A)および非イオン性活性剤(B)を主成分として含有する処理剤を水エマルジョン液とし25rpmで回転する給油ロールにて付与した。なお、表1に記載の油剤成分は全て竹本油脂(株)製の単成分を混合使用し、各数値は脂肪族多価エステル(A)および非イオン性活性剤(B)の部数を示す。
[Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 5]
Toray polyphenylene sulfide polymer with MFR of 200 was melted with an extruder-type spinning machine under a vacuum of 1.33 kPa so that the polymer temperature was 315 ° C., and the melted polymer had 5 μm pores in the spinning pack. After filtering with a metal filter, spinning was performed using a spinneret with a staggered single row array having 19 discharge holes with a diameter of 0.50 mm. The discharge amount was calculated from the winding speed so that the obtained fiber was 440 dtex, and the metering pump was adjusted. A heating cylinder having a length of 100 mm is provided immediately below the base, and after slowly cooling the yarn, it is cooled and solidified with cold air at 25 ° C. at 25 ° C. using a side blowing cooling chimney. The treatment agent containing the ester (A) and the nonionic active agent (B) as main components was applied as a water emulsion liquid by an oiling roll rotating at 25 rpm. In addition, all the oil agent components shown in Table 1 are used by mixing single components made by Takemoto Yushi Co., Ltd., and each numerical value indicates the number of parts of the aliphatic polyvalent ester (A) and the nonionic active agent (B).
給油された糸条は、引取ロールに速度500m/分で引き取り、引取ロールとフィードロールの間で6%のストレッチをかけ、次いでフィードロールと第1延伸ロールの間で第1段目の延伸、第1延伸ロールと第2延伸ロールの間で第2段目の延伸を行った。引き続き、第2延伸ロールと弛緩ロールとの間で5%の弛緩熱処理を施し、交絡付与装置にて糸条を交絡処理した後、巻取機にて巻き取った。各ロールの表面温度は、引取ロールが常温、フィードロールが80℃、第1延伸ロールが110℃、第2延伸ロールは235℃、弛緩ロールが150℃となるように設定した。第1延伸ロールと第2延伸ロールの回転速度は、第1段目延伸倍率が3.70倍、総合延伸倍率が4.30倍となるように設定した。 The fed yarn is drawn to the take-up roll at a speed of 500 m / min, stretched by 6% between the take-up roll and the feed roll, and then stretched in the first stage between the feed roll and the first draw roll, The second stage stretching was performed between the first stretching roll and the second stretching roll. Subsequently, a relaxation heat treatment of 5% was performed between the second drawing roll and the relaxation roll, the yarn was entangled with an entanglement imparting device, and then wound with a winder. The surface temperature of each roll was set so that the take-up roll was at room temperature, the feed roll was 80 ° C., the first stretching roll was 110 ° C., the second stretching roll was 235 ° C., and the relaxation roll was 150 ° C. The rotation speeds of the first stretching roll and the second stretching roll were set so that the first stage stretching ratio was 3.70 times and the overall stretching ratio was 4.30 times.
このようにして得られたポリフェニレンサルファイド繊維の特性評価結果を表2に示す。 Table 2 shows the characteristic evaluation results of the polyphenylene sulfide fibers thus obtained.
表2の結果から明らかなように、実施例1〜3はいずれの例も電気絶縁性が優れている結果を示したが、比較例1、5は電気絶縁性が劣るという結果であった。さらに、実施例1〜3はいずれの例も糸切れがなく良好な製糸性を示したが、比較例2〜5は糸切れ回数が多く製糸性が不十分であるという結果であった。 As is clear from the results in Table 2, Examples 1 to 3 showed results that all examples were excellent in electrical insulation, but Comparative Examples 1 and 5 were results that were poor in electrical insulation. Further, Examples 1 to 3 all showed no yarn breakage and good yarn-making properties, but Comparative Examples 2 to 5 had a result that the number of yarn breaks was large and the yarn-making properties were insufficient.
本発明のポリフェニレンサルファイドは、十分な電気絶縁性を有し、製糸・高次加工で工程通過性が良好であることに加えて、その特性である耐熱性、耐薬品性を備えることから、それらの特性を生かした各種産業資材用途、中でも電気絶縁性を重要な要求特性とする自動車のモーター結束紐やモータースリーブ用途に好適に使用することができる。 The polyphenylene sulfide of the present invention has sufficient electrical insulation, and has good process passability in yarn production and high-order processing, as well as its characteristics of heat resistance and chemical resistance. It can be suitably used for various industrial material applications that make use of the above characteristics, and in particular, motor bundling cords and motor sleeves for automobiles that require electrical insulation as an important required characteristic.
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