JPH04327214A - 複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、耐薬品性、耐久
性および力学特性に優れた複合繊維に関するものであり
、更に詳しくは芯成分と鞘成分との剥離耐久性が、従来
の複合繊維に比べ大幅に改善された複合繊維に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ポリフェニレンサルファイドは、近年そ
の優れた耐熱性および耐薬品性の特徴を生かして高性能
エンジニアリングプラスチックとして注目されている。

【０００３】また、ポリフェニレンサルファイド繊維は
、耐熱性および耐薬品性に優れることから各種産業用繊
維、例えば、バグフィルタースクリム基布、モーター結
紐、モーターバインダーテープおよびゴム補強用繊維な
どとしての利用が考えられている。

【０００４】しかしながら、ポリフェニレンサルファイ
ド繊維は産業用繊維としてはその力学的特性が低いこと
も特徴としてあげられる。したがって、ポリフェニレン
サルファイド繊維の力学的特性を向上すれば、前記のよ
うな各種産業用途への応用が広がることが期待される。

【０００５】また、ポリフェニレンサルファイド繊維は
、耐熱性および耐薬品性に優れるものの、その価格が汎
用のナイロン繊維やポリエチレンテレフタレート繊維な
どに比較して数倍高いことから、低価格化が望まれてい
る。その要求を達成するために、ポリフェニレンサルフ
ァイドポリマと安価なポリエチレンテレフタレートポリ
マとの複合繊維が特開昭５９−２０４９２０号公報およ
び特開平２−９９６１４号公報により提案されている。

【０００６】しかるに、従来の複合繊維の製造技術では
、芯成分および鞘成分のポリマ同志の相溶性が無い組合
わせ、もしくはポリマ同志の相溶性が悪い組合わせの場
合、複合繊維となしても芯鞘界面の剥離耐久性が悪く、
強度や疲労性が保持できないため、産業用繊維として用
いられることは少なかった。

【０００７】そこで、前記特開昭５９−２０４９２０号
公報および特開平２−９９６１４号公報では、ポリマ同
志の相溶性が悪いポリフェニレンサルファイドポリマと
ポリエチレンテレフタレートポリマとを、芯もしくは鞘
においてブレンドすることによって、芯鞘界面の剥離耐
久性を向上することを提案しているが、この方法では剥
離耐久性は向上するがポリマブレンドによって後述する
ような障害が発生し、本来の目的である産業用繊維とし
ての耐熱性、耐薬品性、耐久性および力学特性が十分に
改善されないという問題を有している。

【０００８】すなわち、前記特開昭５９−２０４９２０
号公報では、芯成分にポリエチレンテレフタレートポリ
マ、鞘成分にポリフェニレンサルファイドポリマとポリ
エチレンテレフタレートポリマとのブレンドポリマを用
いた複合繊維が記載されている。しかし、この方法では
耐熱性および耐薬品性に劣るポリエチレンテレフタレー
トポリマの一部が、繊維の表層に暴露されるため、耐熱
性および耐薬品性が期待される程には向上しないという
問題を有していた。

【０００９】また、特開平２−９９６１４号公報では、
芯成分にポリフェニレンサルファイドポリマとポリエチ
レンテレフタレートポリマのブレンドポリマ、鞘成分に
ポリフェニレンサルファイドポリマを用いた複合繊維が
記載されているが、芯成分ポリマがポリフェニレンサル
ファイドポリマとポリエチレンテレフタレートポリマの
ブレンドポリマからなるため、その繊維の力学的特性が
劣り、特に引張り強度は５ｇ／ｄ未満であり、強度を必
要とする産業用繊維として提供できないという問題を有
していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の複合繊維が有する問題点の解決を課題として検討し
た結果、達成されたものである。

【００１１】したがって、本発明の目的は、前記特開昭
５９−２０４９２０号公報および特開平２−９９６１４
号公報に記載された複合繊維に比べて、芯成分と鞘成分
との剥離耐久性が大幅に改善され、しかも優れた耐熱性
、耐薬品性、および高い力学特性すなわち、高強度・高
伸度、耐屈曲疲労性を有する産業用繊維として好適な複
合繊維を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、最内層
が極限粘度［η］が０．５以上のポリエチレンテレフタ
レート成分、最外層がポリフェニレンサルファイド成分
からなり、前記最内層と最外層との間に前記ポリエチレ
ンテレフタレート成分と前記ポリフェニレンサルファイ
ド成分とが相互に分散混合された中間層を形成した少な
くとも３層からなる複合繊維であって、Ａ．ポリフェニ
レンサルファイドのポリエチレンテレフタレートを実質
的に分散混合されていない前記最外層の複合繊維全体に
占める割合が１０重量％以上であり、Ｂ．ポリエチレン
テレフタレートのポリフェニレンサルファイドを実質的
に分散混合されていない前記最内層の複合繊維全体に占
める割合が２０重量％以上であり、Ｃ．ポリフェニレン
サルファイドとポリエチレンテレフタレートとの相互に
分散混合された前記中間層が複合繊維全体に占める割合
が７０重量％以下であると共に、この中間層におけるポ
リフェニレンサルファイドとポリエチレンテレフタレー
トとが３０：７０〜７０：３０重量比の割合で相互に分
散混合された部分の複合繊維全体に占める割合が５〜５
０重量％であり、 Ｄ．複合繊維の強度が５．５ｇ／デニール以上であるこ
とを特徴とする複合繊維にある。

【００１３】

【実施態様】本発明に係る複合繊維は上記構成からなる
が、特に本発明の目的とする、従来技術では達せられな
かった芯鞘複合界面のポリマ剥離耐久性については、最
内層成分と最外層成分との間に、前記最内層成分および
最外層成分が相互に分散混合した中間層を適正に設ける
ことにより達成することができる。

【００１４】本発明に係る複合繊維の最内層成分は、実
質的にエチレンテレフタレート単位からなるポリエチレ
ンテレフタレート（以下ＰＥＴという）であるが、ＰＥ
Ｔポリマの物理的、化学的特性を実質的に低下させない
程度、例えば１０％未満の共重合成分を含んでも良い。 共重合成分としてはイソフタル酸、ジフェニルジカルボ
ン酸等のジカルボン酸、およびプロピレングリコ−ル、
ブチレングリコ−ル等のジオ−ル成分が挙げられるが、
前記以外の共重合成分が用いられる場合もある。

【００１５】本発明に係る複合繊維において、その強度
を５．５ｇ／デニ−ル以上とするためには、前記最内層
成分のＰＥＴポリマの極限粘度〔η〕を０．５以上、好
ましくは０．６以上と高粘度に規制する必要がある。

【００１６】本発明に係る複合繊維の最外層成分は、ポ
リフェニレンサルファイド（以下ＰＰＳという）である
。ＰＰＳポリマとしては、メルトフローレート（ＭＦＲ
）が１０〜６００の実質的に線状のポリマを用いるが、
トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）を０．１重量％以下含有
した架橋ポリマであってもよい。

【００１７】ここでいうメルトフローレート（ＭＦＲ）
とは、測定温度を３１６℃、荷重を５ＫｇｆとしたＡＳ
ＴＭ　　Ｄ１２３８−８２法によって測定されたポリマ
の溶融流れを意味する。

【００１８】本発明に係る複合繊維の、最外層成分であ
るＰＰＳ成分の複合繊維全体に占める割合、すなわち複
合繊維の全断面積に占める割合は１０重量％以上であり
、この最外層成分には実質的にＰＥＴ成分が分散混合さ
れていない。

【００１９】本発明に係る複合繊維の、最内層成分であ
るＰＥＴ成分の複合繊維全体に占める割合は２０重量％
以上であり、この最内層成分には実質的にＰＰＳ成分が
分散混合されていない。

【００２０】本発明に係る複合繊維の、前記最外層成分
であるＰＰＳ成分が複合繊維全体に占める割合が１０重
量％未満では、耐熱性および耐薬品性がバグフィルター
スクリム基布、モーター結紐、モーターバインダーテー
プおよびゴム補強用繊維などの産業用繊維として用いら
れるところまで改善されない。

【００２１】本発明に係る複合繊維の、前記最内層成分
であるＰＥＴ成分が複合繊維全体に占める割合が２０重
量％未満では、複合繊維の強度を本発明の目標とする値
である５．５ｇ／デニール以上の高強度にすることがで
きない。

【００２２】本発明に係る複合繊維の、最内層成分と最
外層成分との間に設けるＰＰＳ成分とＰＥＴ成分とが相
互に分散混合された中間層の、複合繊維全体に占める割
合は７０重量％以下である。この中間層は、ＰＥＴポリ
マおよびＰＰＳポリマが重量比で３０：７０〜７０：３
０の割合で相互に分散混合された層を主体とする。そし
て、前記の混合割合からなる中間層の複合繊維全体に占
める割合は、５〜５０％の範囲とするのが好ましい。Ｐ
ＥＴおよびＰＰＳが前記の割合で相互に分散混合された
中間層の複合繊維全体に占める割合が５０％を越えると
、本発明の複合繊維としての特徴、すなわち耐熱性、耐
薬品性および力学特性の改良が十分に達せられないこと
があり、一方５％未満では、本発明の特徴である最内層
と最外層との剥離耐久性の改良効果は認められるものの
、前記各種産業用繊維に使用できるまでには至らないこ
とがあるため好ましくない。

【００２３】以上の特徴を有する本発明に係る複合繊維
は、以下に示す新規な方法によって製造される。

【００２４】本発明に係る複合繊維の最内層成分は、実
質的にエチレンテレフタレート単位からなる、極限粘度
［η］が０．５以上、通常は０．６以上のＰＥＴポリマ
を用いる。

【００２５】本発明に係る複合繊維の最外層成分のＰＰ
Ｓポリマは、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１０〜６
００の実質的に線状のポリマを用いるが、トリクロロベ
ンゼン（ＴＣＢ）を０．１重量％以下含有した架橋ポリ
マであってもよい。

【００２６】前記最内層成分と最外層成分との間に形成
された中間層を、前記最内層成分ポリマおよび最外層成
分ポリマが重量比３０：７０〜７０：３０の割合で相互
に分散混合され、かつこの中間層が繊維全体に占める割
合を安定的に１０〜５０％となすためには、■中間層を
形成するＰＰＳポリマとＰＥＴポリマの双方をチップ状
となし、これらのチップを紡糸工程前に予めブレンドし
、それぞれ溶融し口金内で複合する方法、■最内層成分
、最外層成分ポリマをそれぞれ溶融後、パック導入部以
前に設置した混練装置に最内層成分ポリマおよび最外層
成分ポリマの一部を導いて混練し、口金内で複合する方
法、および■最内層成分、最外層成分ポリマをそれぞれ
溶融後、口金パック内に導き、口金内で最内層ポリマの
一部と最外層ポリマの一部とを混練する方法などが挙げ
られる。

【００２７】具体的には、例えば前記■の方法の場合、
最内層成分となるＰＥＴポリマ、最外層成分となるＰＰ
Ｓポリマ、およびＰＥＴポリマとＰＰＳポリマが相互に
分散混合した中間層を形成させるための、ブレンドポリ
マの溶融紡糸には、３基のエクストルダー型紡糸機を用
いる。

【００２８】３基のエクストルダー型紡糸機でそれぞれ
独立して溶融された最内層成分ＰＥＴポリマ、最外層成
分ＰＰＳポリマ、およびＰＥＴポリマとＰＰＳポリマと
が相互に分散混合した中間層を形成させるためのブレン
ドポリマの３ポリマを、それぞれ複合紡糸パックに導き
、複合紡糸用口金を通して、最内層にＰＥＴ、最内層成
分と最外層成分との中間にＰＥＴとＰＰＳとが相互に分
散混合した中間層、最外層にＰＰＳを配した３層複合繊
維として紡糸する。

【００２９】紡糸速度は５００ｍ／分以上とする。紡糸
口金直下には保温筒あるいは加熱筒を設け、５ｃｍ以上
、５０ｃｍ以内にわたって１８０℃以上、３５０℃以下
の加熱雰囲気となし、紡糸直後の紡出糸条を加熱処理す
る。

【００３０】口金直下に前記加熱雰囲気を設けることな
く紡糸した場合は、産業用用途の特に太い繊度の糸条を
安定的に紡糸延伸し、高強力繊維を得ることが困難であ
る。

【００３１】紡出糸条は前記加熱雰囲気中を通過した後
冷風で急冷固化され、次いで油剤を付与された後、紡糸
速度を制御する引取ロ−ルで引取られ未延引糸となる。

【００３２】未延伸糸は、通常一旦巻取ることなく連続
して延伸されるか、あるいは未延伸糸を一旦巻取った後
、別工程で延伸される。

【００３３】未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して
延伸を施す場合は、通常２段以上の多段延伸が用いられ
る。延伸倍率は紡糸条件に応じて２．０〜６．３倍であ
る。２段延伸を用いる場合、１段目の延伸は総合延伸倍
率の７０％以上、通常は７８〜８８％とし、残りを２段
目の延伸で行う。延伸温度は最高温度を１６０〜２５０
℃とする。延伸最高温度が１６０℃未満では高倍率延伸
ができなくて高強力糸とならず、また２５０℃を越える
と延伸性が低下して単糸切れなどを生じ、高品質の複合
繊維を得ることができない。

【００３４】以下に実施例を挙げて本発明の複合繊維の
構成および効果についてさらに詳述するが、以下の実施
例における複合繊維の繊維特性および測定方法は次の通
りである。

【００３５】複合繊維の特性 （イ）強度（ｇ／ｄ）、伸度（％）：強度、伸度はＪＩ
Ｓ−Ｌ１０１７の定義および測定方法によった。

【００３６】なお、ＳＳ曲線を得るための引張り試験の
具体的な条件は次の通りである。

【００３７】試料を綛状にとり、２０℃、６５％ＲＨの
温室度調整された部屋に２４時間以上放置後、“テンシ
ロンＵＴＬ−４Ｌ”型引張試験機（オリエンテック（株
）製）を用い、試長２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分で
測定した。

【００３８】（ロ）耐アルカリ性強度保持率（％）：濃
度４０重量％のＮａＯＨ水溶液中で複合繊維のマルチフ
ィラメントを９５℃で１００時間処理し、強度保持率で
耐アルカリ性を評価した。 耐アルカリ性強度保持率＝処理後の強度／処理前の強度
×１００ （ハ）耐酸性強度保持率（％）：濃度４０重量％のＨ２
ＳＯ４水溶液中で、複合繊維のマルチフィラメントを９
５℃で１００時間処理し、強度保持率で耐酸性を評価し
た。 耐酸性強度保持率＝処理後の強度／処理前の強度×１０
０ （ニ）耐熱性強度保持率（％）：１５０℃、２．０Ｋｇ
／ｃｍ２の湿熱中で複合繊維のマルチフィラメントを１
００時間処理し、強度保持率で耐熱性を評価した。 耐熱性強度保持率＝処理後の強度／処理前の強度×１０
０ （ホ）耐剥離性：複合繊維のマルチフィラメントに、６
０Ｔ／ｄｍの撚りを付与し、次いでその撚りを解除した
マルチフィラメントの電顕写真を撮影し、最内層成分と
最外層成分の剥離状態を写真で評価した。

【００３９】

【実施例】

実施例１〜３、比較例１、２ 極限粘度［η］０．９のＰＥＴポリマ、およびメルトフ
ローレートが３００のＰＰＳポリマをそれぞれ４０Φエ
クストルダー型紡糸機で溶融し、前記ＰＥＴポリマと前
記ＰＰＳポリマとのブレンドしたポリマを３０Φエクス
トルダー型紡糸機で溶融し、これら３種のポリマを複合
パックに導き、３層芯鞘複合紡糸口金より最内層部にＰ
ＥＴ、最内層成分と最外層成分の境界層に最内層成分Ｐ
ＥＴと最外層成分ＰＰＳが相互に分散混合した中間層、
最外層成分にＰＰＳを配置した３層構造の複合繊維とし
て紡出した。最内層成分、最内層成分と最外層成分が相
互に分散混合した中間層、および最外層成分の割合は表
１に示した。紡糸口金は孔径０．６ｍｍΦ、孔数１２０
ホ−ルのものを用い、ＰＥＴを２９５℃、ＰＥＴとＰＰ
Ｓのブレンドポリマを３１５℃、ＰＰＳを３３０℃でそ
れぞれ溶融し、紡糸パック温度を３１０℃として紡糸し
た。口金直下には２０ｃｍの加熱筒を取り付け、筒内雰
囲気温度を３２０℃となるように加熱した。筒内雰囲気
温度とは口金面より１０ｃｍ下の位置で、かつ最外周糸
条より１ｃｍ離れた位置で測定した雰囲気温度である。 加熱筒の下には長さ４０ｃｍの環状型チムニ−を取り付
け、糸条の周囲より２５℃で４０ｍ／分の冷風を糸条に
直角に吹き付け、冷却した。次いで油剤を付与し、表１
に示した速度で回転する引取ロ−ルで糸条速度を制御し
た後、一旦巻取ることなく連続して延伸した。延伸は３
対のネルソン型ロ−ルによって２段延伸した後、次のネ
ルソンロ−ル間で３％のリラックスを与えて巻取った。 引取ロ−ル温度を６０℃とし、引取ロ−ルと１００℃に
加熱した第１延伸ロ−ル間で１段目の延伸を行い、第１
延伸ロ−ルと所定の温度に加熱された第２延伸ロ−ル間
で２段目の延伸を行った。次のネルソンロールは非加熱
の延伸後の張力調整として使用した。１段延伸倍率は全
延伸倍率の７８％、残りを２段目で延伸した。紡糸速度
、全延伸倍率等を変化させて製糸したが、延伸糸の繊度
が約５００デニ−ルとなるよう紡糸速度、延伸倍率に対
応させて吐出量を変化させた。製糸条件、得られた延伸
糸特性、およびその他の物性は表１に示す通りであった
。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明に係る複合繊維は、耐熱性および
耐薬品性に優れ、ＰＰＳ繊維に比較して高強度・高伸度
であり、これらの力学特性に優れるばかりでなく、最内
層成分ポリマおよび最外層成分ポリマの相互に分散混合
した中間層の形成によって、最内層と最外層との界面の
剥離耐久性が著しく向上し、特に耐疲労性に優れるもの
である。。

【００４２】よって、本発明に係る複合繊維は、前記特
徴を生かした各種産業用資材用途、例えばバグフィルタ
ースクリム基布、モーター結紐、モーターバインダーテ
ープおよびゴム補強用繊維に好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　最内層が極限粘度［η］が０．５以上
   のポリエチレンテレフタレート成分、最外層がポリフェ
   ニレンサルファイド成分からなり、前記最内層と最外層
   との間に前記ポリエチレンテレフタレート成分と前記ポ
   リフェニレンサルファイド成分とが相互に分散混合され
   た中間層を形成した少なくとも３層からなる複合繊維で
   あって、 Ａ．ポリフェニレンサルファイドのポリエチレンテレフ
   タレートを実質的に分散混合されていない前記最外層の
   複合繊維全体に占める割合が１０重量％以上であり、Ｂ
   ．ポリエチレンテレフタレートのポリフェニレンサルフ
   ァイドを実質的に分散混合されていない前記最内層の複
   合繊維全体に占める割合が２０重量％以上であり、Ｃ．
   ポリフェニレンサルファイドとポリエチレンテレフタレ
   ートとの相互に分散混合された前記中間層が複合繊維全
   体に占める割合が７０重量％以下であると共に、この中
   間層におけるポリフェニレンサルファイドとポリエチレ
   ンテレフタレートとが３０：７０〜７０：３０重量比の
   割合で相互に分散混合された部分の複合繊維全体に占め
   る割合が５〜５０重量％であり、 Ｄ．複合繊維の強度が５．５ｇ／デニール以上であるこ
   とを特徴とする複合繊維。