(57)【要約】  高温ガス濾過用の不織フェルト。その繊維は、亜鉛化合物を含有するポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）成分を有する。一実施形態において、ＰＡＳは、少なくとも１種の、有機カルボン酸の亜鉛（ＩＩ）塩を含んでなる。また、亜鉛または亜鉛ベースの添加剤を含有するＰＡＳ成分から作製されるバグを使用して高温ガスを濾過する方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を含有するフィルター用フェルトであって、前記繊維は、ポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）を含有する組成物を含んでなり、前記ポリアリーレンスルフィドは、亜鉛添加剤を含んでなり、前記亜鉛添加剤は、Ｚｎ（Ｏ2ＣＲ）2もしくはＺｎ（Ｏ2ＣＲ）（Ｏ2ＣＲ’）またはそれらの混合物からなる群から選択される直鎖状または分岐の亜鉛（ＩＩ）カルボキシラートを含んでなり、前記遊離基ＲとＲ’は、独立して炭化水素鎖または置換された炭化水素鎖であり、前記炭化水素鎖がアルキル鎖である場合、前記カルボキシラート部分Ｏ2ＣＲおよびＯ2ＣＲ’は、ＲとＲ’が両方とも直鎖状であり、かつそれらのどちらか一方またはそれらの両方が、独立して９個以下の炭素原子を含有するという条件で、独立して直鎖状か分岐のいずれかのカルボキシラートアニオンを表すフェルト。
【請求項２】
前記亜鉛添加剤が、前記ポリアリーレンスルフィドがその溶融温度を超える場合、前記亜鉛添加剤が前記ポリアリーレンスルフィドに完全に混和できる量で存在し、混和性が、添加剤とポリマーを混合し、前記の混合した添加剤とポリマーを熱量計内で窒素下で溶融し、純粋な前記添加剤の融点未満の温度まで冷却し、再加熱して、前記ポリマーの融点と前記添加剤の融点の両方を観察することにより測定され、および混和性が、前記熱量計の精度限界内で、添加剤の溶融転移が全く見られないことを意味する請求項１に記載のフェルト。
【請求項３】
前記亜鉛添加剤が、亜鉛オクトエートを含んでなる請求項１に記載のフェルト。
【請求項４】
前記ポリアリーレンスルフィドが、さらにカルシウム塩を含んでなる請求項１に記載のフェルト。
【請求項５】
前記カルシウム塩が、カルシウムステアレートである請求項４に記載のフェルト。
【請求項６】
前記亜鉛添加剤が、さらに直鎖状亜鉛（ＩＩ）カルボキシラートＺｎ（Ｏ2ＣＲ”）2を含んでなり、前記アルキル基Ｒ”が、直鎖状であり、独立して９個以上の炭素原子を含有する請求項１に記載のフェルト。
【請求項７】
前記炭化水素鎖が、アルキル鎖であり、前記分岐のカルボキシラート部分Ｏ2ＣＲとＯ2ＣＲ’の総計が、前記亜鉛添加剤に含有される全てのカルボキシラート部分のモル基準で２５％〜１００％である請求項１に記載のフェルト。
【請求項８】
遊離基ＲもしくはＲ’は、独立してまたは両方とも、式（Ｉ）
【化１】
2014523800.tif 000015
［式中、Ｒ1、Ｒ2、およびＲ3は、
Ｈ；
フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、６〜１８個の炭素原子を有する第１級、第２級、または第３級アルキル基；
アルキル基、フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、６〜１８個の炭素原子を有する芳香族基；および
フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、６〜１８個の炭素原子を有する脂環式基；からなる群から選択され、
但し、Ｒ2およびＲ3がＨである場合、Ｒ1は、：
フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい６〜１８個の炭素原子を有する第２級、または第３級アルキル基；
６〜１８個の炭素原子を有し、６〜１８個の炭素原子を有する第２級または第３級アルキル基で置換された芳香族基であって、芳香族基および／または第２級または第３級アルキル基はフッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、芳香族基；および
フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい６〜１８個の炭素原子を有する脂環式基から選択される］によって表される構造を有する請求項１に記載のフェルト。
【請求項９】
前記遊離基ＲもしくはＲ’または両方が、式（Ｉ）によって表される構造を有し、かつＲ3がＨである請求項１に記載のフェルト。
【請求項１０】
遊離基ＲもしくはＲ’が独立してまたは両方が、式（ＩＩ）
【化２】
2014523800.tif 000016
［式中、
Ｒ4は、４〜６個の炭素原子を有する第１級、第２級、または第３級アルキル基であり、フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、およびヒドロキシル基で置換されてもよく；および
Ｒ5は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｓｅｃ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、またはｔｅｒｔ−ブチル基であり、フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、およびヒドロキシル基で置換されてもよい］
によって表される構造を有する請求項１に記載のフェルト。
【請求項１１】
前記遊離基ＲとＲ’が同一であり、両方とも式（ＩＩ）によって表される構造を有し、Ｒ4がｎ−ブチルであり、Ｒ5がエチルである、請求項１に記載のフェルト。
【請求項１２】
前記ポリアリーレンスルフィドがポリフェニレンスルフィドである、請求項１に記載のフェルト。
【請求項１３】
請求項１に記載のフィルター用フェルトを含んでなるバグフィルターであり、前記バグフィルターが、管状断面、１つの閉鎖端と１つの開口端を有し、前記フィルター用フェルトは不織フェルトであり、少なくとも前記バグフィルターの前記管状断面を形成するバグフィルター。
【請求項１４】
（ｉ）含塵ガス流を供給する工程と、
（ｉｉ）全ての前記ガス流をフィルター用フェルトに衝突させ、同時に前記フィルター用フェルト全体にわたって前記ガスの圧力降下をモニタリングする工程と、
（ｉｉｉ）前記圧力降下が予め設定した基準値に到達する際に、前記フィルター用フェルトと反対方向にバックパルスを前記フィルター用フェルトに加える工程と
からなる産業廃棄ガスを濾過する方法であって、
前記フィルター用フェルトが、透過性を有し、繊維を含んでなる不織ウェブを含んでなり、前記繊維が、ポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）を含有する組成物を含んでなり、前記ポリアリーレンスルフィドが、亜鉛添加剤を含んでなり、前記亜鉛添加剤が、Ｚｎ（Ｏ2ＣＲ）2もしくはＺｎ（Ｏ2ＣＲ）（Ｏ2ＣＲ’）またはそれらの混合物からなる群から選択される直鎖状または分岐の亜鉛（ＩＩ）カルボキシラートであり、前記遊離基ＲとＲ’は、独立して炭化水素鎖または置換された炭化水素鎖であり、前記炭化水素鎖がアルキル鎖である場合、前記カルボキシラート部分Ｏ2ＣＲおよびＯ2ＣＲ’は、ＲとＲ’が両方とも直鎖状であり、かつそれらのどちらか一方またはそれらの両方が、独立して９個以下の炭素原子を含有するという条件で、独立して直鎖状か分岐のいずれかのカルボキシラートアニオンを表す方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温ガス濾過用の濾過媒体の分野に関し、特に不織ウェブまたは織布で構成される媒体、そして詳細にはポリアリーレンスルフィドから形成されるウェブに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第４，１００，３２３号明細書および米国特許第４，１１７，５７８号明細書（Ｆｏｒｓｔｅｎに付与）に記載されるような、アラミドステープル繊維を含有する、高温ガス濾過用のフィルター用フェルトおよびバグフィルターは、公知であり、アスファルトプラント、石炭プラント、および他の産業分野からの粒子状物質から環境を保護するために使用される。このようなプラントおよび極度の化学的環境からの、フィルターが耐えなければならない潜在的な環境影響が高いために、耐久性、濾過効率、および／または耐化学性を向上させる可能性を有するいずれかの改善が望まれる。高温の稼働温度での安定性もまた、フィルターにとって望ましい特徴である。
【０００３】
結晶性ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維の布帛およびフェルトの調製は、公知である。これらの布帛およびフェルトは、他の繊維（例、ポリエステル、アクリル、ウールおよびナイロン等）が有用でない高温（例えば２００℃）ガスの濾過に特に有用である。結晶性ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維のフェルトは、相対的に寸法安定性に乏しくそして強度が低いという難点がある。これらのフェルトの安定性の欠如を考えると、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維自体が卓越した寸法安定性を有するとしても、結晶性ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維バットは、必要とされる安定性を提供するように織スクリムによって支持されることが必要となる。スクリムで支持される場合でさえ、結晶性ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維のフェルトは、十分に低い透気度を実現するために、カレンダー加工を必要とする。残念なことに、このようなカレンダー加工されたフェルトは、使用時に完全に安定しているわけではなく、その透気度は、長期間の使用と共に、望ましくない段階的な増大を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来よりも高い温度で優れた耐酸性を有する高強度の製品を提供することにより、従来のフェルトの欠陥を克服する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、繊維を含んでなる不織ウェブまたは織布（本明細書においてフィルター用フェルトとも呼ばれる）を含んでなる濾過媒体に関し、前記繊維は、ポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）を含んでなり、ポリアリーレンスルフィドは、添加剤として亜鉛化合物を含んでなる。フィルター用フェルトの繊維は、ステープル繊維であってよく、カルシウム塩（カルシウムステアレートであってよい）をさらに含んでなる場合もある。
【０００６】
フィルター媒体の繊維は、水流交絡法により結合されてもニードルパンチ法により結合されてもよい。媒体は、スクリムなしでも、スクリムで支持されてもよい。スクリムは、ポリアリーレンスルフィドから作製されてよく、添加剤として亜鉛化合物を含んでなる場合もある。
【０００７】
亜鉛（ＩＩ）添加剤は、Ｚｎ（Ｏ2ＣＲ）2もしくはＺｎ（Ｏ2ＣＲ）（Ｏ2ＣＲ’）またはそれらの混合物からなる群から選択される亜鉛（ＩＩ）カルボキシラートを含んでなり、式中、遊離基ＲとＲ’は、独立して炭化水素部分または置換された炭化水素部分である。カルボキシラート部分Ｏ2ＣＲとＯ2ＣＲ’は、ＲとＲ’が両方とも直鎖状であり、かつそれらのどちらか一方またはそれらの両方が独立して９個以下の炭素原子を含有することを条件として、独立して直鎖状または分枝のアルキルカルボキシラートアニオンを表してもよい。好適な実施形態において、分岐の亜鉛（ＩＩ）カルボキシラートは、亜鉛オクトエート（亜鉛ジ−（２−エチルヘキサノエート）である）を含んでなり、ＲとＲ’は等しく、−ＣＨ2（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ2）3ＣＨ3である。
【０００８】
なおさらなる実施形態において、亜鉛添加剤は、ＰＡＳの溶融温度より高い温度でＰＡＳと併用される場合、単相系を形成する。
【０００９】
亜鉛添加剤は、ポリアリーレンスルフィドの重量に基づいて、０．１〜約１０重量パーセントの濃度で存在してもよい。一実施形態において、ポリアリーレンスルフィドは、ポリフェニレンスルフィドである。さらなる一実施形態において、繊維は、ニードルパンチ法によって結合されてバットを形成する。なおさらなる実施形態において、バットは、４６０〜７７５ニードル貫通／ｃｍ2の程度までニードルパンチされる。
【００１０】
さらなる一実施形態において、フィルター用フェルトは、スパンレースフェルトの形態である。繊維のフィラメント当りのデニールは、１．５〜３．５（１．７〜３．９ｄｔｅｘ／フィラメント）であってよく、或いはさらに繊維のフィラメント当りのデニールは、１．５〜２．５（１．７〜２．８ｄｔｅｘ／フィラメント）である場合もある。
【００１１】
フィルター用フェルトは、８〜１６オンス／平方ヤード（２７０〜５４０グラム／平方メートル）或いは１２〜１４オンス／平方ヤード（４００〜４８０グラム／平方メートル）の坪量を有してもよい。
【００１２】
フェルト密度は、０．２〜０．３ｇ／ｃｍ3であってよい。フェルトの透過度は、６〜１２ｍ3／分／ｍ2であってよい。
【００１３】
本発明は、以下の
（ｉ）含塵ガス流を供給する工程と、
（ｉｉ）全てのガス流をフィルター用フェルトに衝突させ、同時にフィルター用フェルト全体にわたってガスの圧力降下をモニタリングする工程と、
（ｉｉｉ）圧力降下が予め設定した基準値に到達する際に、フィルター用フェルトと反対方向にバックパルスをフィルター用フェルトに加える工程と
からなる、産業廃棄ガスを濾過する方法にさらに関し、ここで、
フィルター用フェルトは、繊維を含んでなる不織ウェブを含んでなり、前記繊維は、ポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）を含んでなり、ポリアリーレンスルフィドは、上に記載される亜鉛添加剤を含んでなる。
【００１４】
本発明の方法は、前パラグラフに記載するようなフィルター用フェルトに全てのガス流を衝突させる工程を備えてもよく、フィルター用フェルトは、上に記載されるいずれの実施形態であってもよい。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
不定冠詞「ａ」または「ａｎ」が、本発明のプロセスにおける工程の存在の記述または記載に関する場合、記述または記載で別に明確に定める場合を除き、このような不定冠詞の使用は、プロセスにおける工程の存在を数で１つに限定しないと理解される。
【００１６】
数値の範囲が、本明細書で列挙される場合、特に明記されない限り、その範囲には、それらの端点および範囲内の全ての整数および分数が含まれることを意味する。本発明の範囲が、範囲を定義する場合に列挙される特定の値に限定されることは、意図されない。
【００１７】
定義
本明細書で使用される用語「ステープル繊維」は、極めて長い長さから作製される合成繊維を切断することにより形成される不連続な長さの繊維を意味する。
【００１８】
本明細書で使用される用語「水流交絡」は、「スパンレース」と同義であり、ウェブが含んでなる繊維集合体をウォータージェットにさらすことにより形成される不織ウェブを意味する。このプロセスの例は、米国特許第５，０２３，１３０号明細書（その全体が参照により本明細書に援用される）に記載されている。
【００１９】
本明細書で使用される用語「ニードルパンチ」は、スパンボンドウェブまたはカーデッドウェブの繊維を機械的に配向させ連結することにより形成される繊維を意味する。この機械的な連結は、ウェブの内外を繰り返し通過するフェルト針によって実現されてよい。ニードルパンチウェブの他の定義は、当業者には明らかで、本明細書に記載されるウェブに適用されるだろう。
【００２０】
本明細書で使用される用語「不織ウェブ」または「不織材料」は、編布または織布におけるような識別可能な様式ではなく間に差し込まれた（ｉｎｔｅｒｌａｉｄ）個々の繊維またはフィラメントの構造を有するウェブを意味する。不織ウェブは、例えば、メルトブロー法、スパンボンド法、エアーレイイング法およびカーデッドウェブ法等の多くの方法から形成されてきた。繊維またはフィラメントは、結合されても、未結合でもよい。繊維またはフィラメントが、結合される場合、それらは、熱結合、接着結合、水流交絡、およびニードルパンチをはじめとする当業者に公知の任意の方法で結合されてよい。不織布の坪量は、通常、材料のグラム／平方メートル（ｇｓｍ）またはオンス／平方ヤード（ｏｓｙ）で表され、繊維の有用な直径は、通常、ミクロンで表す。（但し、ｏｓｙからｇｓｍへ変換するには、ｏｓｙに３３．９１を乗ずる）。
【００２１】
ポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）には、アリーレンスルフィド単位を含む直鎖状、分枝または架橋ポリマーが含まれれる。ポリアリーレンスルフィドポリマーおよびそれらの合成物は、当業界では公知であり、このようなポリマーは、市販されている。
【００２２】
本発明に有用な代表的なポリアリーレンスルフィドとして、式−［（Ａｒ1）n-Ｘ］m−［（Ａｒ2）iＹ］j−（Ａｒ3）k−Ｚ］l−［（Ａｒ4）o−Ｗ］p−［式中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3およびＡｒ4は、同一または異なり、６〜１８個の炭素原子を有するアリーレン単位であり；Ｗ、Ｘ、Ｙ、およびＺは、同一または異なり、−ＳＯ2−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または１〜６個の炭素原子を有するアルキレンまたはアルキリデン基から選択される二価結合基であり、結合基の少なくとも１つは、−Ｓ−であり；およびｎ、ｍ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｏ、およびｐは、独立して０または１、２、３、または４である（但し、それらの合計は２未満でない）］の繰り返し単位を含有するポリアリーレンチオエーテルが挙げられる。アリーレン単位Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3およびＡｒ4は、選択的に置換されても未置換でもよい。有利なアリーレン系は、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセンおよびフェナントレンである。ポリアリーレンスルフィドは、典型的に少なくとも３０モル％、特に少なくとも５０モル％、さらに特に少なくとも７０モル％のアリーレンスルフィド（−Ｓ−）単位を含む。ポリアリーレンスルフィドポリマーが、２個の芳香環に直接結合した少なくとも８５モル％のスルフィド結合を含むのが好ましい。ポリアリーレンスルフィドポリマーは、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）であると有利であり、本明細書において、それらの構成成分としてフェニレンスルフィド構造−（Ｃ6Ｈ4−Ｓ）n-［式中、ｎは、１またはそれ以上の整数である］を含有すると定義される。
【００２３】
主成分として１種類のアリーレン基を有するポリアリーレンスルフィドポリマーを使用できると好ましい。しかしながら、加工性および耐熱性を考慮すると、２種類以上のアリーレン基を含有するコポリマーも使用することができる。主な構成要素としてｐ−フェニレンスルフィド反復単位を含んでなるＰＰＳ樹脂は、優れた加工性を有し、産業上容易に入手されるので、特に好ましい。さらに、ポリアリーレンケトンスルフィド、ポリアリーレンケトンケトンスルフィド、ポリアリーレンスルフィドスルホン等も使用することができる。
【００２４】
可能なコポリマーの具体的な例として、ｐ−フェニレンスルフィド反復単位とｍ−フェニレンスルフィド反復単位を有するランダムまたはブロックコポリマー、フェニレンスルフィド反復単位とアリーレンケトンスルフィド反復単位を有するランダムまたはブロックコポリマー、フェニレンスルフィド反復単位とアリーレンケトンケトンスルフィド反復単位を有するランダムまたはブロックコポリマー、およびフェニレンスルフィド反復単位とアリーレンスルホンスルフィド反復単位を有するランダムまたはブロックコポリマーが挙げられる。
【００２５】
ポリアリーレンスルフィドは、それらの所望の特性に悪影響を与えない他の成分を場合により含んでもよい。追加の成分として使用されうる代表的な材料として、抗菌剤、顔料、酸化防止剤、界面活性剤、ワックス、流れ促進剤、微粒子、およびポリマーの加工性を促進するのに添加される他の物質（これらに限定されない）が挙げられる。これらおよび他の添加剤は、従来の量で使用されることが可能である。
【００２６】
説明
本発明は、順に、繊維を含んでなり前記繊維がポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）成分を含んでなりポリアリーレンスルフィド成分が亜鉛化合物を含んでなる不織ウェブを含んでなるフェルトに関する。
【００２７】
本発明はさらに、順に、繊維を含んでなり前記繊維がポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）成分を含んでなりポリアリーレンスルフィド成分が亜鉛化合物を含んでなる不織ウェブを含んでなるフェルトを用いて、高温ガスを濾過する方法にも関する。
【００２８】
一実施形態において、ＰＡＳは、少なくとも１種の、有機カルボン酸の亜鉛（ＩＩ）塩を含んでなる。ポリアリーレンスルフィド組成物は、Ｚｎ（Ｏ2ＣＲ）2、Ｚｎ（Ｏ2ＣＲ）（Ｏ2ＣＲ’）、およびそれらの混合物からなる群から選択される亜鉛（ＩＩ）カルボキシラートを含んでなる少なくとも１種の亜鉛添加剤を含んでなってもよく、式中、遊離基ＲとＲ’は、独立して炭化水素部分または置換された炭化水素部分である。カルボキシラート部分Ｏ2ＣＲとＯ2ＣＲ’は、ＲとＲ’が両方とも直鎖であり、かつそれらのどちらか一方またはそれらの両方が独立して９個以下の炭素原子を含有することを条件として、独立して直鎖状または分枝のアルキルカルボキシラートアニオンを表してよい。好適な実施形態において、分岐の亜鉛（ＩＩ）カルボキシラートは、亜鉛オクトエート（亜鉛ジ−（２−エチルヘキサノエート）である）を含んでなり、ＲとＲ’は等しく、−ＣＨ2（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ2）3ＣＨ3である。
【００２９】
「直鎖状」とは、アルキル炭化水素鎖に関する場合、アルキル鎖中に第２級炭素原子も第３級炭素原子も存在しないことを意味する。分岐鎖は、少なくとも１個の第２級炭素原子か第３級炭素原子のいずれか、または第２級炭素原子と第３級炭素原子の両方を有するだろう。
【００３０】
なおさらなる実施形態において、亜鉛添加剤は、ＰＡＳの溶融温度より高い温度でＰＡＳと併用される場合、単相系を形成する。
【００３１】
亜鉛添加剤は、ポリアリーレンスルフィドの重量に基づいて、０．１〜約１０重量パーセントの濃度で存在してもよい。
【００３２】
一般的に、分枝のカルボキシラート部分の合計［Ｏ2ＣＲ＋Ｏ2ＣＲ’］が、添加剤に含有される全てのカルボキシラート部分［Ｏ2ＣＲ＋Ｏ2ＣＲ］のモル基準で、少なくとも約２５％、および好ましくは２５％〜１００％であるように、分枝および直鎖状の亜鉛（ＩＩ）カルボキシラートの相対量が、選択される。例えば、分枝カルボキシラート部分の合計は、亜鉛添加剤に含まれる全てのカルボキシラート部分の少なくとも約３３％、または少なくとも約４０％、または少なくとも約５０％、または少なくとも約６６％、または少なくとも約７５％、または少なくとも約９０％であってよい。
【００３３】
一実施形態において、遊離基ＲとＲ’は両方とも少なくとも１個の第２級または第３級炭素を含有する。第２級または第３級炭素は、カルボキシラート部分Ｏ2ＣＲおよびＯ2ＣＲ’の任意の位置（例えばカルボキシラート炭素に対してα位、カルボキシラート炭素に対してω位、および任意の中間位）に位置してもよい。遊離基ＲおよびＲ’は、未置換でもよく、不活性基（例えばフッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシラート基）で場合により置換されてもよい。適切な有機ＲおよびＲ’基の例として、脂肪族、芳香族、脂環式、酸素含有の複素環式、窒素含有の複素環式、および硫黄含有の複素環式遊離基が挙げられる。複素環式遊離基は、環構造に炭素と、酸素、窒素、または硫黄とを含有してもよい。
【００３４】
一実施形態において、遊離基Ｒ”は、不活性基（例えば、フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシラート基）で場合により置換されてもよい。一実施形態において、遊離基Ｒ”は第１級アルキル基である。
【００３５】
一実施形態において、遊離基ＲまたはＲ’は、独立してまたは両方とも、式（Ｉ）
【化１】
2014523800.tif 000002
［式中、Ｒ1、Ｒ2、およびＲ3は、独立して：
Ｈ；
場合によりフッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、６〜１８個の炭素原子を有する第１級、第２級、または第３級アルキル基；
場合によりアルキル基、フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、６〜１８個の炭素原子を有する芳香族基；および
場合によりフッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、６〜１８個の炭素原子を有する脂環式基；であり
但し、Ｒ2およびＲ3がＨである場合、Ｒ1は、：
場合によりフッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、６〜１８個の炭素原子を有する第２級、または第３級アルキル基；
６〜１８個の炭素原子を有し、６〜１８個の炭素原子を有する第２級または第３級アルキル基で置換された芳香族基であって、芳香族基および／または第２級または第３級アルキル基は場合によりフッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、芳香族基；および
場合によりフッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、ヒドロキシル基、およびカルボキシル基で置換されてもよい、６〜１８個の炭素原子を有する脂環式基である］
によって表される構造を有する。
【００３６】
一実施形態において、遊離基ＲもしくはＲ’ または両方は、式（Ｉ）によって表される構造を有し、Ｒ3は、Ｈである。
【００３７】
別の一実施形態において、遊離基ＲもしくはＲ’または両方は、式（ＩＩ）
【化２】
2014523800.tif 000003
［式中、
Ｒ4は、４〜６個の炭素原子を有する第１級、第２級、または第３級アルキル基であり、フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、およびヒドロキシル基で場合により置換されてもよく；および
Ｒ5は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｓｅｃ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、またはｔｅｒｔ−ブチル基であり、フッ化物基、塩化物基、臭化物基、ヨウ化物基、ニトロ基、およびヒドロキシル基で場合により置換されてもよい］
によって表される構造を有する。
【００３８】
一実施形態において、遊離基ＲおよびＲ’は、同一であり、両方とも、式（ＩＩ）によって表される構造を有し、式（ＩＩ）において、Ｒ4は、ｎ−ブチルであり、Ｒ5は、エチルである。この実施形態は、分枝の亜鉛（ＩＩ）カルボキシラート亜鉛（ＩＩ）２−エチルヘキサノアート（また亜鉛（ＩＩ）エチルヘキサノアートと本明細書において称される）を説明する。
【００３９】
亜鉛（ＩＩ）カルボキシラートは、商業的に入手されてもよく、或いは所望のカルボキシラートに応じる亜鉛（ＩＩ）カチオンおよびカルボン酸の適切なソースからｉｎ  ｓｉｔｕで生成されてもよい。亜鉛（ＩＩ）添加剤は、改善された熱酸化安定性および／または熱安定性を提供するのに十分な濃度で、ポリアリーレンスルフィド中に存在してもよい。一実施形態において、亜鉛（ＩＩ）添加剤は、ポリアリーレンスルフィドの重量を基準として約１０重量パーセント以下、またはさらには０．１〜１０重量％の濃度で存在してもよい。亜鉛（ＩＩ）添加剤はさらに、約０．０１重量パーセント〜約５重量パーセント、または例えば約０．２５重量パーセント〜約２重量パーセントの濃度で、存在してもよい。典型的には、亜鉛（ＩＩ）添加剤の濃度は、マスターバッチ組成物中よりも高くてよく、例えば約５重量パーセント〜約１０重量パーセント以上である。亜鉛（ＩＩ）添加剤は、溶融または固体のポリアリーレンスルフィドに、固体として、スラリーとして、或いは溶液として添加されてもよい。
【００４０】
さらなる一実施形態において、本発明の繊維の鞘のポリアリーレンスルフィド組成物は、繊維の芯層と異なってもよく、鞘は、さらに、上に記載のような少なくとも１種の亜鉛（ＩＩ）添加剤および／または亜鉛金属［Ｚｎ（０）］を含んでなる。亜鉛（ＩＩ）添加剤は、有機または無機の対イオンがポリアリーレンスルフィド組成物の所望の特性に悪影響を与えない限り、有機添加剤（例えば亜鉛オクトエート）でも、無機化合物（例えば、硫酸亜鉛または酸化亜鉛等）でもよい。亜鉛（ＩＩ）添加剤は、商業的に入手されてもよく、或いはｉｎ  ｓｉｔｕで生成されてもよい。亜鉛金属は、亜鉛（ＩＩ）イオンの源として、単独でまたは少なくとも１種の亜鉛（ＩＩ）添加剤と組み合わせて、組成物に使用されてもよい。一実施形態において、亜鉛（ＩＩ）添加剤は、酸化亜鉛、亜鉛オクトエート、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００４１】
亜鉛（ＩＩ）添加剤および／または亜鉛金属は、ポリアリーレンスルフィドの重量を基準として約１０重量パーセント以下の濃度で、ポリアリーレンスルフィド中に存在してもよい。例えば、亜鉛（ＩＩ）添加剤および／または亜鉛金属は、約０．０１重量パーセント〜約５重量パーセント、或いは例えば約０．２５重量パーセント〜約３重量パーセントの濃度で存在してもよい。典型的に、亜鉛（ＩＩ）添加剤および／または亜鉛金属の濃度は、マスターバッチ組成物中よりも高く、例えば約５重量パーセント〜約１０重量パーセント以上でもよい。少なくとも１種の亜鉛（ＩＩ）添加剤および／または亜鉛金属は、溶融または固体のポリアリーレンスルフィドに、固体として、スラリーとして、または溶液として添加されてもよい。
【００４２】
フェルトは、ステープル繊維を含んでなってもよい。フェルトは、水流交絡処理を施されてもニードルパンチ処理を施されてもよい。繊維が、ニードルパンチ処理により結合されてバットを形成する場合、一実施形態において、バットは、４６０〜７７５ニードル貫通／ｃｍ2の程度までニードルパンチ処理される。
【００４３】
一実施形態において、繊維のフィラメント当りのデニールは、１．５〜３．５（１．７〜３．９ｄｔｅｘ／フィラメント）であってよい。さらなる一実施形態において、繊維のフィラメント当りのデニールは、１．５〜２．５（１．７〜２．８ｄｔｅｘ／フィラメント）である。
【００４４】
一実施形態において、フェルトは、８〜１６オンス／平方ヤード（２７０〜５４０グラム／平方メートル）の坪量を有してもよく、或いはさらに１２〜１４オンス／平方ヤード（４００〜４８０グラム／平方メートル）の坪量を有する場合もある。
【００４５】
一実施形態において、フェルトは、順に、繊維を含んでなり前記繊維がポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）成分を含んでなりポリアリーレンスルフィド成分が亜鉛化合物を含んでなるスクリムを含んでなってもよい。
【００４６】
本発明のフェルトは、０．２〜０．３ｇ／ｃｍ3であるフェルト密度を有してもよい。本発明のフェルトは、６〜１２ｍ3／分／ｍ2である透過度をさらに有してもよい。
【００４７】
本発明は、さらに、本発明のフィルター用フェルトを含んでなるバグフィルターに関し、バグフィルターは、管状断面、１つの閉鎖端と１つの開口端を有し、フィルター用フェルトは、不織フェルトであり、少なくともバグフィルターの管状断面を形成する。
【００４８】
本発明は、以下の
（ｉ）含塵ガス流を供給する工程と、
（ｉｉ）全てのガス流をフィルター用フェルトに衝突させ、同時にフィルター用フェルト全体にわたってガスの圧力降下をモニタリングする工程と、
（ｉｉｉ）圧力降下が予め設定した基準値に到達する際に、フィルター用フェルトと反対方向にバックパルスをフィルター用フェルトに加える工程と
からなる、産業廃棄ガスを濾過する方法にさらに関し、ここで、
フィルター用フェルトは、繊維を含んでなる不織ウェブを含んでなり、前記繊維は、ポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）を含んでなり、ポリアリーレンスルフィドは、上に記載されるような亜鉛添加剤を含んでなる。
【００４９】
本発明の方法は、前パラグラフに記載するようなフィルター用フェルトに全てのガス流を衝突させる工程を備えてもよく、フィルター用フェルトは、上に記載のいずれかの実施形態であってよい。
【実施例】
【００５０】
本発明は、以下の例において、さらに明示される。これらの例は、本発明の好適な実施形態を示すが、一例示として与えられることを理解されたい。上に記載の考察およびこれらの例から、当業者は、本発明の本質的な特徴を確認することができ、本発明の趣旨および範囲を逸脱せずに、本発明の様々な変更および修正を行い、それを様々な用途および条件に適応させることが可能である。
【００５１】
材料
例において以下の材料を使用した。特に明記しない限り、全ての市販の材料を受け取ったままの状態で使用した。Ｆｏｒｔｒｏｎ（登録商標）３０９ポリフェニレンスルフィドおよびＦｏｒｔｒｏｎ（登録商標）３１７ポリフェニレンスルフィドは、Ｔｉｃｏｎａ  Ｃｏｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｆｌｏｒｅｎｃｅ，ＫＹ）から入手した。Ｋａｄｏｘ  ９３０  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅは、Ｈｏｒｓｅｈｅａｄ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から入手した。亜鉛ステアレート（純度９９％）は、Ｔｈｅ  Ｓｔｒｕｋｔｏｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔｏｗ，ＯＨ）から入手した。Ｚｉｎｃ  Ｏｃｔｏａｔｅ（ＣＡＳ＃  １３６−５３−８）およびＺｉｎｃ  Ｃａｐｒｙｌａｔｅ（ＣＡＳ＃  ５５７−０９−５）は、Ｔｈｅ  Ｓｈｅｐｈｅｒｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＯＨ）から入手した。以下の例に関しておよび亜鉛添加剤の比較に関して、全ての組成物中の化合物の重量毎に当モル量の亜鉛となる量で、亜鉛化合物をポリフェニレンスルフィドに配合した。
【００５２】
分析方法
空気中での曝露時間の関数として融点（Ｔｍ）の変化を測定することにより、ＰＰＳ組成物の熱酸化安定性を評価した。一分析方法において、固体のＰＰＳ組成物を２５０℃で１０日間空気中に曝した。別の分析方法において、溶融ＰＰＳ組成物を３２０℃で３時間空気中に曝した。各分析方法において、融点の保持率を定量化し、以下の式で、ΔＴｍ（℃）およびＲｅｌ．ΔＴｍ（％）として報告した。
ΔＴｍ（℃）＝Ｔｍ（初期）−Ｔｍ（最終）
および
Ｒｅｌ．ΔＴｍ（％）＝［１−（ΔＴｍ（試料）／ΔＴｍ（対照））］×１００
【００５３】
２５０℃の方法において、実施例および比較例の組成物の試料（１〜５ｇ）を計量し、能動的循環（ａｃｔｉｖｅ  ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を有する２５０℃に予熱した熱対流炉の中段の棚上の２インチの円形アルミニウム皿に入れた。１０日間の空気老化後に試料を取り出し、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による評価のために保管した。機械的冷却機を備えるＴＡ測定器Ｑ１００を用いて、ＤＳＣを実施した。８〜１２ｍｇの空気老化したポリマーを標準のアルミニウムＤＳＣ皿に載せ、蓋をかしめて、試料を調製した。最初に試料の融点を超えて３５℃から３２０℃まで１０℃／分で試料を加熱し、その後３２０℃から３５℃まで１０℃／分で冷却する間に試料を再結晶させることにより、試料の熱履歴を消去するように温度プログラムを設計した。３５℃から３２０℃まで、１０℃／分で試料を再加熱して、空気老化した試料の融点を得て、それを記録し、同一組成物の未老化の試料の融点と直接比較した。窒素パージ下で５０ｍＬ／分の流量で、温度プログラム全体を実行した。ＴＡ’ｓ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓソフトウェアを用いて、ソフトウェアの線形ピーク積分関数により、全ての融点を定量化した。
【００５４】
３２０℃の方法において、実施例および比較例の組成物の試料（８〜１２ｍｇ）を蓋のない標準アルミニウムＤＳＣ皿内に入れた。機械的冷却機を備えるＴＡ測定器Ｑ１００を用いて、ＤＳＣを実施した。窒素下でポリマーを溶融し、３２０℃で２０分間、試料を空気に曝し、空気に曝した試料を窒素下で結晶化した後、試料を再加熱して融点の変化を同定するように、温度プログラムを設計した。このように、窒素（流量：５０ｍＬ／分）下２０℃／分で３５℃から３２０℃まで各試料を加熱し、３２０℃で５分間、等温に保ち、その地点で温度を３２０℃に１８０分維持しながら、パージガスを窒素から空気（流れ５０ｍＬ／分）に切り替えた。続いて、パージガスを空気から窒素（流量：５０ｍＬ／分）に切り替えて戻し、１０℃／分で３２０℃から３５℃まで試料を冷却し、次に、１０℃／分で３５℃から３２０℃まで再加熱して、空気に曝した材料の融点を測定した。全ての溶融曲線は、２項曲線であった。ＴＡ’ｓ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓソフトウェアを用いて、ソフトウェアの開始関数の変曲点により、低い方の溶融物の融点を定量化した。
【００５５】
表において、「Ｅｘ」は、「実施例」を意味し、「ｃｏｍｐ  Ｅｘ」は、「比較例」を意味し、「Δ」は、「差」を意味する。
【００５６】
フィルター用フェルトの劣化
ＤＳＣ融点は、上に記載のように説明される。Ｔｍの許容誤差は、＋−１℃である。
【００５７】
劣化したフィルター用フェルトの融点とフェルト自体の劣化の程度の相関を確立するために、使用したフィルターバック試料を分析して、未使用の試料と比較した。
【００５８】
１４×２０ｃｍのシートに切断することにより、未使用のＰＰＳフィルター用フェルトからフィルターバック試料を切断した。シートの短い側に貼付した２．７５ｇの張力重りで、そのシートを熱対流炉（Ｌｉｎｄｂｅｒｇ型「Ｂｌｕｅ  Ｍ」）内に吊るし、２５０℃で規定の時間、老化させた。ＤＳＣ分析用の小さい試料と引張り強さおよび引裂き強さ測定用の５×６ｃｍの試料を規定の時間に切断し、さらなる老化をさせるためにシートを炉に戻した。
【００５９】
試料のサイズをＩＳＯ９０７３標準の５０ｍｍ×２００ｍｍの代わりに２５ｍｍ×５０ｍｍに変更したことを除いて、ＩＳＯ９０７３標準に準拠して、引張り測定を実施した。
【００６０】
定速度の伸長試験装置を用いて、引張破断強度および破断点伸度を測定した。試料のサイズをＩＳＯ９０７３標準の５０ｍｍ×２００ｍｍの代わりに５０ｍｍ×５０ｍｍに変更したことを除いて、ＩＳＯ１３９３７−２標準に準拠して、引裂き強さ測定を実施した。
【００６１】
「未使用のフィルターまたはフィルターバック材料」とは、製造プロセス後に熱に曝されなかったフィルターバックまたはフィルターバック材料を表す。「老化したフィルターまたはフィルターバック材料」とは、上に記載したように規定時間、炉内で２５０℃の空気に曝された「未使用のフィルターまたはフィルターバック材料」を表す。
【００６２】
「未使用のフィルターまたはフィルターバック材料」は、石炭火力発電所のフィルターユニットのバグハウス内で使用されてきた材料である。
【００６３】
本比較例は、未使用および使用したフィルターバックの融点Ｔｍを示す。
【００６４】
【表１】
2014523800.tif 000004
【００６５】
表２は、空気中で２５０℃で老化した後、約３０日で不合格の特性値に到達した未使用のフィルターバックのＴｍの変化、引張り強さ（Ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）の相対変化、破断点伸度（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ  ａｔ  ｂｒｅａｋ）の相対変化、および引裂き強さ（Ｔｅａｒ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）の相対変化を示す。
【００６６】
【表２】
2014523800.tif 000005
【００６７】
以下の表３は、２５０℃で空気に曝された後、約３０日で不合格の特性Ｔｍに到達する未使用のフィルターバックの融点の変化を示す。
【００６８】
【表３】
2014523800.tif 000006
【００６９】
上の結果を考慮して、以下の例のいくつかにおいて、老化後の樹脂の融点、つまり熱酸化劣化は、樹脂または繊維が受けた劣化の程度を確認するために使用されるだろう。
【００７０】
マスターバッチ手順
マスターバッチ例Ａ（亜鉛ステアレート）
押出法を用いて、１０重量パーセントの亜鉛ステアレートを含有するＰＰＳ組成物を生成した。サイドラム押出機を伴うＣｏｐｅｒｉｏｎ１８ｍｍ噛合共回転型の二軸スクリュ押出機内で、亜鉛ステアレート（６．６部）を溶融ポリマーの下流に添加しながら、Ｆｏｒｔｒｏｎ（登録商標）０３０９  ＰＰＳ（９３．４部）を溶融配合した。押出の条件には、最大バレル温度３００℃、最大溶融温度３１０℃、スクリュ回転数３００ｒｐｍ、滞留時間およそ１分およびダイ圧力１４〜１５ｐｓｉ（単一ストランドダイで）が含まれた。ペレット成形する前に、６ｆｔの生水槽中でストランドを凝固させて、ペレット数１００〜１２０ペレット／グラムを得た。
【００７１】
マスターバッチ例Ｂ（亜鉛オクトエート）
押出法を用いて、５．５重量パーセントの亜鉛オクトエートを含有するＰＰＳ組成物を生成した。液体定量ポンプを伴うＣｏｐｅｒｉｏｎ１８ｍｍ噛合共回転型の二軸スクリュ押出機内で、亜鉛オクトエート（５．５部）を溶融ポリマーの下流に添加しながら、Ｆｏｒｔｒｏｎ（登録商標）０３０９  ＰＰＳ（９４．５部）を溶融配合した。押出の条件には、最大バレル温度３００℃、最大溶融温度３１０℃、スクリュ回転数３００ｒｐｍ、滞留時間およそ１分およびダイ圧力１４〜１５ｐｓｉ（単一ストランドダイで）が含まれた。ペレット成形する前に、６ｆｔの生水槽中でストランドを凝固させて、ペレット数１００〜１２０ペレット／グラムを得た。
【００７２】
マスターバッチ例Ｃ（酸化亜鉛）
押出法を用いて、１．４重量パーセントの酸化亜鉛を含有するＰＰＳ組成物を生成した。重量式二軸スクリュフィーダーを伴うＣｏｐｅｒｉｏｎ１８ｍｍ噛合共回転型の二軸スクリュ押出機内で、ポリマー溶融に先だって、供給口で酸化亜鉛（１．４部）を添加しながら、Ｆｏｒｔｒｏｎ（登録商標）０３０９  ＰＰＳ（９８．６部）を溶融配合した。押出の条件には、最大バレル温度３００℃、最大溶融温度３１０℃、スクリュ回転数３００ｒｐｍ、滞留時間およそ１分およびダイ圧力１４〜１５ｐｓｉ（単一ストランドダイで）が含まれた。ペレット成形する前に、６ｆｔの生水槽中でストランドを凝固させて、ペレット数１００〜１２０ペレット／グラムを得た。
【００７３】
紡糸手順
以下の例における繊維は、３４本のフィラメントを有し、繊維当りのデニールは、３．２であった。
【００７４】
繊維例Ａ（ＰＰＳ  ３０９）
Ｆｏｒｔｒｏｎ（登録商標）３０９  ＰＰＳペレットを真空炉内で乾燥窒素掃引を用いて、１２０℃で１６時間、乾燥させた。Ｗｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸スクリュ押出機内で、乾燥したポリマーペレットを計量し、直径０．０１２インチ（０．０３０ｍｍ）、長さ０．０４８インチ（１．２２ｍｍ）の３４孔の紡糸口金オリフィスを介して紡糸した。押出機を以下のように：供給域において１９０℃まで、溶融域において２８０℃、その後２８５℃で、移送域において２８５℃で、Ｚｅｎｉｔｈポンプ（Ｚｅｎｉｔｈ  Ｐｕｍｐｓ，Ｍｏｎｒｏｅ，ＮＣ）において２８５℃で加熱した。２９０℃で、溶融ポリマーを紡糸口金パックブロックに移送した。紡糸口金を固定するパックナットの周囲でリングヒーターを２９５℃で使用した。簡単なクロスフローエアクエンチング後、十分に延伸した糸条を以下に記載するように処理した。巻取ユニットは、Ｂａｒｍａｇ  ＳＷ  ６であった。
【００７５】
紡糸口金に２３．８ｇ／分のＰＰＳ組成物を供給するように、歯車ポンプの速度を事前設定した。パック内の５０メッシュスクリーン間に挟まれた３つの２００メッシュスクリーンを介して、ポリマー流を濾過し、濾過後、紡糸口金オリフィス出口で、総計３４本の個々のフィラメントが生成された。これらの得られた３４本のフィラメントを周囲空気急冷域で、簡単なクロスフローエアクエンチングを用いて冷却して、水−油系エマルジョン（油１０％）仕上げを得て、次に紡糸パックの約８フィート（約７メートル）下のガイドで合わせ、糸条を生成した。約５２０メートル／分で回転するアイドラーロールを有するロールによって、ガイドを通して、紡糸口金オリフィスから３４本のフィラメント糸を押出した。これらのロールから、５３０メートル／分でも一対のロールに糸条を取り入れ、次に１７５℃でストリームジェットを通して取り入れ、次に１９００メートル／分で１２５℃に加熱された一対のロールに取り入れ、次に１８７５メートル／分で一対のロールに取り入れ、次に１８７５メートル／分で一対のレットダウンロールに取り入れ、そして１８７５メートル／分で巻取りロール（Ｂａｒｍａｇ  ＳＷ６）に取り入れ、延伸比３．６倍を得た。
【００７６】
繊維例Ｂ（ＰＰＳ  ３０９／３１７）
乾燥窒素掃引を用いて真空炉内で１２０℃で１６時間、Ｆｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂とＦｏｒｔｒｏｎ３１７樹脂を乾燥させた。乾燥したＦｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂（７０部）と乾燥したＦｏｒｔｒｏｎ３１７樹脂（３０部）をプラスティック容器内でよく混合し、そのペレット混合物をＷｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸スクリュ押出機内で計量供給し、紡糸し、繊維Ａと同じ方法で繊維Ｂを得た。
【００７７】
繊維例Ｃ
乾燥窒素掃引を用いて真空炉内で１２０℃で１６時間、Ｆｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂およびマスターバッチＡを乾燥させた。乾燥したＦｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂（６０部）とマスターバッチＡ（４０部）をプラスティック容器内でよく混合し、そのペレット混合物をＷｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸スクリュ押出機内で計量供給し、紡糸し、繊維Ａと同じ方法で繊維Ｃを得た。その繊維は、３．２倍まで延伸されるのにすぎず、破断を多く有した。
【００７８】
繊維例Ｄ
乾燥窒素掃引を用いて真空炉内で１２０℃で１６時間、Ｆｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂およびマスターバッチＢを乾燥させた。乾燥したＦｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂（６０部）とマスターバッチＢ（４０部）をプラスティック容器内でよく混合し、そのペレット混合物をＷｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸スクリュ押出機内で計量供給し、紡糸し、繊維Ａと同じ方法で繊維Ｄを得た。
【００７９】
繊維例Ｅ
乾燥窒素掃引を用いて真空炉内で１２０℃で１６時間、Ｆｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂およびマスターバッチＣを乾燥させた。乾燥したＦｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂（６０部）とマスターバッチＣ（４０部）をプラスティック容器内でよく混合し、そのペレット混合物をＷｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸スクリュ押出機内で計量供給し、紡糸し、繊維Ａと同じ方法で繊維Ｅを得た。
【００８０】
繊維例Ｆ
乾燥窒素掃引を用いて真空炉内で１２０℃で１６時間、Ｆｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂、Ｆｏｒｔｒｏｎ３１７樹脂およびマスターバッチＢを乾燥させた。乾燥したＦｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂（３０部）とＦｏｒｔｒｏｎ３１７樹脂（３０部）とマスターバッチＢ（４０部）をプラスティック容器内でよく混合し、そのペレット混合物をＷｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸スクリュ押出機内で計量供給し、紡糸し、繊維Ａと同じ方法で繊維Ｆを得た。
【００８１】
繊維例Ｇ
乾燥窒素掃引を用いて真空炉内で１２０℃で１６時間、Ｆｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂、Ｆｏｒｔｒｏｎ３１７樹脂およびマスターバッチＣを乾燥させた。乾燥したＦｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂（３０部）とＦｏｒｔｒｏｎ３１７樹脂（３０部）とマスターバッチＣ（４０部）をプラスティック容器内でよく混合し、そのペレット混合物をＷｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸スクリュ押出機内で計量供給し、紡糸し、繊維Ａと同じ方法で繊維Ｇを得た。
【００８２】
繊維例Ｈ
乾燥窒素掃引を用いて真空炉内で１２０℃で１６時間、Ｆｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂、マスターバッチＢおよびマスターバッチＣを乾燥させた。乾燥したＦｏｒｔｒｏｎ３０９樹脂（２０部）とマスターバッチＢ（４０部）とマスターバッチＣ（４０部）をプラスティック容器内でよく混合し、そのペレット混合物をＷｅｒｎｅｒ  ａｎｄ  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの２８ｍｍ二軸スクリュ押出機内で計量供給し、紡糸し、繊維Ａと同じ方法で繊維Ｈを得た。
【００８３】
これらの試料の引張り試験の結果を以下の表４に示す。表中、ＺｎＳｔは、亜鉛ステアレートであり、ＺｎＯｃｔは、亜鉛オクトエートであり、およびＺｎＯは、酸化亜鉛である。Ｉｎｓｔｒｏｎ  ５５００  Ｒｅｔｒｏｆｉｔ  １１２２試験機上で、１インチ当り撚数３、ゲージ長さ１０インチ、およびクロスヘッド速度６インチ／分を有する繊維を用いて、引張り強さおよび伸び率を測定した。公表する引張り強さおよび伸び率は、最大負荷においてである。
【００８４】
表４  添加剤を有するＰＰＳ繊維の引張り強さおよび伸び率のデータ
【表４】
2014523800.tif 000007
【００８５】
亜鉛ステアレートと亜鉛オクトエートは、その処理温度では両方とも液体であるが、紡糸連続性や得られる繊維の引張り強さに違いがある。亜鉛ステアレート含有の繊維は、紡糸の際に、引張り強さが低く、相当な繊維破断を伴う。これは、２種の成分が混和性に欠けるためであると仮定される。亜鉛ステアレートは、ＰＰＳに混和性がないが、一方亜鉛オクトエートは、ＰＰＳに混和性がある。
【００８６】
ポリマー溶融物における添加剤の混和性
以下の手順によって、添加剤とポリマー溶融物の混和性を判定した。Ｗａｒｉｎｇ式ブレンダーを用いて、様々な濃度でＰＰＳ粉末と亜鉛ステアレートを混合し、室温から３２０℃まで、Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｅｄ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ示差走査熱量計を備えるＴＡ装置Ｑ１００内で窒素下で溶融し、次に３２０℃に温度を一定に保ち完全な溶融および混合を確実にした。次に、試料を冷却して室温に戻した後、再加熱して、亜鉛ステアレートとＰＰＳの両方の溶融点を観察した。ＴＡ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ’ｓ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎを用いて、溶融点が、１００℃〜１３０℃であることが確認され、表５に示した。
【００８７】
【表５】
2014523800.tif 000008
【００８８】
二軸スクリュの噛合共回転型の押出機を用いて、様々な濃度で、亜鉛オクトエートをＰＰＳに溶融押出した。−９０〜３２０℃、Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｅｄ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ示差走査熱量計を備えるＴＡ装置Ｑ１００内で窒素下で試料を溶融し、次に３２０℃に温度を一定に保ち完全な溶融および混合を確実にした。次に、試料を冷却して−９０℃まで戻した後、再加熱して、亜鉛オクトエートとＰＰＳの両方の溶融点を観察した。ＴＡ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ’ｓ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎを用いて、溶融点が、−７０℃〜０℃であることが確認された。表６を参照のこと。
【００８９】
【表６】
2014523800.tif 000009
【００９０】
亜鉛ステアレートにおいて確認された個々の溶融ピークの存在は、ＰＰＳポリマーマトリックスにおける添加剤の混和性または不溶性を示す。低濃度（４％未満）では、高分子材料を加熱するのに必要なエネルギーと比較すると、このような少量の添加剤を溶融するのに必要なエネルギーは低いので、個々の溶融ピークは観察されない。亜鉛オクトエートは、純材料に関して公表される溶融範囲、約−４５Ｃでは、この現象を示さない。これは、ＰＰＳポリマーマトリックスにおける添加剤の混和性を示すだろう。
【００９１】
熱風炉における繊維の老化
繊維の熱酸化による劣化挙動を評価するために、空気循環を伴う熱対流炉（ＴＰＳ  Ｂｌｕｅ  Ｍ  ｏｖｅｎｓ）内で繊維試料を老化した。使用する老化温度は、２５０℃か２２０℃のいずれかであった。老化プロセスの間中、０．１グラム／デニールの一定の張力を繊維に印加した。繊維を熱硬化する手段として、０．１グラム／デニールの張力下で、いくつかの試料を１０分間老化させた。繊維は、約１１０デニールであった。特性比較のための基準として、熱硬化した繊維を使用した。別のいくつかの試料を５〜１００日間老化させ、以下に記載の引張り特性を測定するために、炉から取り出した。
【００９２】
繊維の直線引張りおよび引掛引張り特性の測定
試料のゲージ長さおよび伸び率を除いて、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２２５６−０２試験法に準拠して、定速度の伸長試験装置を用いて、繊維の引張破断強度および破断点伸度を測定した。試料のゲージ長さは、８インチ（２０．３２ｃｍ）であり、伸び率は、１０インチ／分（２５．４ｃｍ／分）であった。標準の織物試験におけるように、手動撚糸機を用いて、３回／インチＺ撚りを試料に加えた。直線引張り試験と引掛引張り試験の両方を実施した。ＡＳＴＭ試験法に記載されるように、引掛引張り試験は、繊維の脆さのいくつかの検出を提供する。
【００９３】
本発明に開示する添加剤は、繊維の架橋および脆化を遅らせることができ、後者は、直線引張りおよび／または引掛引張り試験において、破断点伸度（Ｅｂ）の減少に反映されうる。各々２２０℃、２５０℃での結果を示す表７および８にこれを例示する。亜鉛オクトエートの含有により、両温度での両試料に対する熱風中での老化によるＥｂの低下を遅らせる。
【００９４】
表７  ２２０℃で４５日後のＥｂの保持率
【表７】
2014523800.tif 000010
【００９５】
表８  ２５０℃で１５日後のＥｂの保持率
【表８】
2014523800.tif 000011
【００９６】
示差走査熱量測定
空気中で高温での曝露時間の関数としての融点（Ｔｍ）の変化により、ＰＰＳ組成物の熱酸化安定性を評価した。総組成物重量に対して亜鉛の当モル量を用いて、例を調製した。ＰＰＳ組成物（物理的形態において、ペレット、粉末、または繊維を含む）を５〜１００日間続く期間を超えて、通常、破壊点に達するまで、２５０℃で曝した。溶融点保持率に対するＰＰＳフィルターバック引張り特性を用いる過去のデータに基づいて、２６５℃を物理的破壊に相当するＴｍの破壊であると判定した。この方法の分析を定量化して、比較例または対照のＰＰＳ組成物（通常、同一物理形態、同一熱履歴でかつ安定剤も添加剤も使用しないで）と比較して、Ｔｍの破壊に達する期間（日）として報告した。
【００９７】
２５０℃のＡｉｒ  Ａｇｉｎｇ（２５０Ｃ  Ａ−Ａ）Ｍｅｔｈｏｄでは、実施例、対照および比較例の組成物の試料（２０ｇ超）を、計量し、２インチの円形アルミニウム皿に分けて、能動的循環を有する２５０℃に予熱した機械的熱対流炉に入れた。暫して、通常７日毎に、各試料の一部を取り出し、室温で保管し、老化プロセスを止めたが、残りの試料は、炉内で老化を継続した。示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により、各試料の老化時を解析した。ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｅｄ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍを備えたＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｑ１００を用いて、ＤＳＣを実施した。標準のアルミニウムＤＳＣ皿に入れて、２〜２５ｍｇのＰＰＳ組成物を正確に計量して、試料を調製した。最初にその融点を超えてそれを２０Ｋ／分で３５℃から３２０℃に加熱した後、１０Ｋ／分で３２０℃から３５℃へと冷却する間、試料を再結晶化させることによって、試料の熱履歴を消去するように温度プログラムを設計した。１０Ｋ／分で３５℃から３２０℃に試料を再加熱することによって、試料の融点が得られ、それを記録し、実施例、比較例および対照ＰＰＳ組成物に対応する融点と直接比較した。窒素パージ下で、流量５０ｍＬ／分で全温度プログラムを実行した。ＴＡ’ｓ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｓｏｆｔｗａｒｅを用いて、ソフトウェアの線形ピーク積分関数によって、全ての融点を定量化し、表９に示す。
【００９８】
【表９】
2014523800.tif 000012
【００９９】
分子量測定
窒素または空気下、２５０℃での老化における重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）の変化を時間の関数として測定することにより、ＰＰＳ組成物の熱安定性も評価した。
【０１００】
一体型多列検出器ＳＥＣシステムＰＬ−２２０ＴＭ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｌｔｄ．、現在、Ｖａｒｉａｎ  Ｉｎｃ．の一部、（Ｃｈｕｒｃｈ  Ｓｔｒｅｔｔｏｎ，ＵＫ）製）を用いて、ＰＰＳ繊維の分子量を測定した。インジェクターから、４つのオンライン検出器：１）２角度光散乱光度計、２）示差屈折計、３）示差毛管粘度計、および４）蒸発光散乱光度計（ＥＬＳＤ）を通して、ポリマー溶液の経路全体にわたって一定温度を維持した。ＥＬＳＤ検出器のバルブを閉じてシステムを動作させて、その結果、屈折計、粘度計および光散乱光度計からのトレースのみを収集した。３つのクロマトグラフカラム：２つのＭｉｘ−Ｂ  ＰＬ−Ｇｅｌカラムと、１つの５００Ａ  ＰＬ  Ｇｅｌカラム（粒径１０μｍ）（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｓ製）を使用した。移動相は、１−クロロナフタレン（１−ＣＮＰ）（Ａｃｒｏｓ  Ｏｒｇａｎｉｃｓ）からなり、移動相を、使用前に、０．２ミクロンのＰＴＦＥ膜フィルターを通して濾過した。炉の温度を２１０℃に設定した。
【０１０１】
一般的に、濾過をしないで連続的に穏やかに攪拌しながら、２５０℃で、ＰＰＳ試料を１−ＣＮＰ中に２時間溶解した（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ製の自動試料調製システムＰＬ２６０ＴＭ）。続いて、高温試料溶液を、高温（２２０℃）の４ｍＬ注入バルブに移し、その時点でそれを直ちにシステムに注入し、溶出した。以下の一式のクロマトグラフ条件を採用した：１−ＣＮＰ温度：インジェクターで２２０℃、カラムおよび検出器で２１０℃；流量：１ｍＬ／分、試料濃度：３ｍｇ／ｍＬ、注入容積：０．２ｍＬ、実行時間：４０分。次に、Ｅｍｐｏｗｅｒ（商標）２．０  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｄａｔａ  Ｍａｎａｇｅｒ（Ｗａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐ．（Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ）から）において実行される多列検出器ＳＥＣ法を用いて、ＰＰＳの分子量分布（ＭＷＤ）および平均分子量を計算した。
【０１０２】
表１０  空気下、２５０℃で老化した試料の分子量データ
【表１０】
2014523800.tif 000013
【０１０３】
表１０における分子量データは、ＰＰＳ３０９／３１７繊維（繊維Ｇ）が、空気下、２５０Ｃで１０日間老化させた際に、Ｍｗが６４．３ｋＤａから１０２．３ｋＤａに増加（架橋による）したことを示す。しかしながらＺｎＯｃｔを添加することにより、同様な条件下でＭｗの増加が抑制される。空気中でのＭｗのより小さい増加（６４．３から６１．０ｋＤａ）は、亜鉛オクトエート添加剤を有するＰＰＳ繊維の熱酸化安定性がより高いことを示す。０．５２％の酸化亜鉛を有する繊維Ｇの場合、６４．３ｋＤａから９０．３ｋＤａのＭｗの増加は、酸化亜鉛がＰＰＳの架橋を遅らせるのにあまり有効でないことを示す。
【０１０４】
表１１  窒素下、２５０℃で老化した試料の分子量データ
【表１１】
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【０１０５】
表１１における分子量データは、ＰＰＳ３０９／３１７繊維（繊維Ｂ）が、窒素下、２５０Ｃで１０日間老化させた際に、Ｍｎが１９．７ｋＤａから１３．９ｋＤａに減少（鎖切断による）したことを示す。しかしながらＺｎＯｃｔの添加（繊維Ｆ）のみならずＺｎＯの添加（繊維Ｇ）により、同様な条件下でＭｎの減少が抑制される（各々１９．７ｋＤａから１７．０ｋＤａ、１９．７ｋＤａから１７．５ｋＤａ）。窒素条件下でのＭｎのより小さい減少は、より少ない鎖切断のため、ＰＰＳ繊維の熱酸化安定性がより高いことを示す。
【０１０６】
表１０および１１の分子量データに基づいて、亜鉛オクトエート添加剤は、ＰＰＳでの架橋と鎖切断反応の両方を遅らせ、酸化亜鉛添加剤は、ＰＰＳでの鎖切断反応を遅らせるのに有効である。
【０１０７】
本発明の特定の実施形態は、前述の明細書に記載されているが、本発明が、本発明の本質的な特質の精神から逸脱することなく、多くの修正、置換、および再配列をなされることが可能であることを、当業者は、理解するだろう。
【国際調査報告】
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