(57)【要約】  【課題】引張強度および引掛強度などの機械的特性に優れると共に、屈曲摩耗性および屈曲耐久性が従来よりも一層優れたＰＰＳ繊維およびこのＰＰＳ繊維を使用した各種工業用織物を提供すること。【解決手段】ポリフェニレンサルファイド９０〜６０重量％に対し、熱可塑性ポリエステル樹脂１０〜４０重量％を配合した樹脂組成物からなる繊維であり、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂの規定に準じて測定した屈曲摩耗試験における切断までの往復摩耗回数が９０００〜２００００回、ＪＩＳ Ｐ−８１１５の規定に準じて測定した屈曲疲労試験における切断するまでの往復折り曲げ回数が１５０〜５００回であるＰＰＳ繊維。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリフェニレンサルファイド９０〜６０重量％に対し、熱可塑性ポリエステル樹脂１０〜４０重量％を配合した樹脂組成物（Ａ）からなる繊維であり、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに規定される屈曲摩耗試験に準じ、固定されたφ３．０ｍｍの摩擦子（硬質鋼線（ＳＷＰ−ＳＦ）の上に接触させた繊維試料を、前記摩擦子の左右各５５度角度で斜め下に設けたフリーローラー２個（ローラー間距離：７０ｍｍ）の下に掛け、別の１個のフリーローラーの上を介して繊維の一端に０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけてセットし、繊維試料を往復回数：１０５回／分、往復ストローク：２５ｍｍの条件で摩擦子に接触往復させて、同一試料につき各１０本の繊維試料について、それぞれ切断するまでの往復折り曲げ回数を室温にて測定して平均値を求めた屈曲摩耗切断回数が９０００〜２００００回、ＪＩＳ Ｐ−８１１５に規定される屈曲疲労試験に準じ、屈曲疲労試験機（東洋精機製；ＭＩＴ屈曲疲労試験機）により、荷重：０．２２１ｃＮ／ｄｔｅｘ、振れ回数：１７５回／分、振れ角度：２７０度（左右に各１３５度）、繊維試料を挟む折り曲げコマにおける左右の折り曲げ面の曲率半径：各々０．３８±０．０３ｍｍの条件で、同一繊維試料につき各々１０本の繊維についてそれぞれ切断するまでの往復折り曲げ回数を測定して平均値を求めた屈曲疲労切断回数が１５０〜５００回であることを特徴とするポリフェニレンサルファイド繊維。
【請求項２】
前記樹脂組成物（Ａ）の、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−８６に準拠して、３１６℃、オリフィス径２．０９５ｍｍ、オリフィス長さ８．００ｍｍ、荷重５ｋｇの条件で測定したメルトフローレートが１００〜２５０ｇ／１０分であり、かつポリフェニレンサルファイドの分子構造が実質的に直鎖である請求項１に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
【請求項３】
前記熱可塑性ポリエステルがポリエチレンテレフタレートである請求項１または２に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
【請求項４】
前記熱可塑性ポリエステルが個々の紡錘体状で繊維中に均一分散し、その長軸が繊維軸に対して平行であり、かつその短軸長、すなわち紡錘体の繊維軸に対する垂直方向断面における直径が０．２〜１．５μｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
【請求項５】
ＪＩＳ−Ｌ１０１３の規定に準じて測定した引張強度が２．０〜５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、同じく結節強度が１．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、同じく引掛強度が２．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘである請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
【請求項６】
直径が０．０５〜４．００ｍｍのモノフィラメントである請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のポリフェニレンサルファイド繊維を構成素材の少なくとも一部とする工業用織物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリフェニレンサルファイド繊維に関するものであり、さらに詳しくは、屈曲摩耗性ならびに屈曲疲労性に優れたポリフェニレンサルファイド繊維およびそれを用いた工業用織物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと呼ぶ）は、耐熱性と耐薬品性に優れた樹脂であることから、これらの優れた特性を生かした工業用部品、繊維、工業用織物、フィルム、シートおよびプレートなどの各種成形品として広く用いられてきた。
【０００３】
しかし、ＰＰＳからなる繊維、特にモノフィラメントは、繰り返し屈曲と擦過を受けたときの耐摩耗性（以下、屈曲摩耗性という）に劣るばかりか、工業用織物に製織するときに経糸が繊維軸方向に割れやすいなど屈曲耐久性にも劣るという問題があり、従来よりこれらの問題点の改善が求められていた。
【０００４】
ＰＰＳ繊維、特にＰＰＳモノフィラメントの各種特性の改善技術については、従来から種々の検討が行われている。
【０００５】
例えば、ＰＰＳ樹脂（Ａ）５〜９９重量％と（Ｂ）ポリオレフィン系重合体、共役ジエン系重合体、ポリスチレン系重合体、ポリアミド系重合体、ポリカーボネート系重合体、ポリフェニレンエーテル系重合体、熱可塑性ポリエステルのうちから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂（Ｂ）１．０〜９５重量％とからなる樹脂組成物に対して、Ｆｅ2 Ｏ3 系触媒のごとき脱水素系触媒、Ｐｄ系触媒のごとき脱酸素系触媒、Ｃｒ2 Ｏ3 系触媒のごとき脱アルキル系触媒の内から選ばれる少なくとも１種の触媒（Ｃ）を０．０１〜２０重量％含んでなる熱可塑性樹脂組成物(例えば、特許文献１参照)が知られているが、この組成物のメルトフローレート（以下、ＭＦＲという）およびＰＰＳ繊維中におけるポリエステルの分散状態ならびに分散直径については全く言及されてはおらず、本発明者らの検討によれば、この組成物より得られるＰＰＳ繊維は、屈曲摩耗性および屈曲疲労性ともにいまだに不十分であった。
【０００６】
さらに、特許文献２には、押出温度においてＰＰＳよりも高溶融粘度を有し、耐熱劣化性およびＰＰＳとの化学的融和性を有する添加物として熱安定化ナイロン６６を１〜２０重量％添加し、その添加剤が個々の小さく細長い小球体として繊維軸と平行に存在している繊維(例えば、特許文献３参照)についても知られているが、本発明者らの検討によれば、この繊維もまた、屈曲摩耗性および屈曲疲労性がいまだに十分とはいえないものであった。
【特許文献１】特開平７−３１６４２８号公報（第４−５頁）
【特許文献２】特公平５−８３６７８号公報（第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した従来技術における問題点を解決するために検討した結果なされたものであり、引張強度および引掛強度などの機械的特性に優れると共に、屈曲摩耗性および屈曲耐久性が従来よりも一層優れたＰＰＳ繊維およびこのＰＰＳ繊維を使用した各種工業用織物の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を達成すべく鋭意研究した結果、ＰＰＳに熱可塑性ポリエステルを含有させた樹脂組成物を溶融紡糸して得られる繊維が、驚くべきことに屈曲摩耗性および屈曲耐久性が顕著に改善され、かつ機械的特性も十分に高度に維持されたＰＰＳ繊維であることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、上記の目的を達成するために本発明によれば、ＰＰＳ９０〜６０重量％に対し、熱可塑性ポリエステル樹脂１０〜４０重量％を配合した樹脂組成物（Ａ）からなる繊維であり、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに規定される屈曲摩耗試験に準じ、固定されたφ３．０ｍｍの摩擦子（硬質鋼線（ＳＷＰ−ＳＦ）の上に接触させた繊維試料を、前記摩擦子の左右各５５度角度で斜め下に設けたフリーローラー２個（ローラー間距離：７０ｍｍ）の下に掛け、別の１個のフリーローラーの上を介して繊維の一端に０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけてセットし、繊維試料を往復回数：１０５回／分、往復ストローク：２５ｍｍの条件で摩擦子に接触往復させて、同一試料につき各１０本の繊維試料について、それぞれ切断するまでの往復折り曲げ回数を室温にて測定して平均値を求めた屈曲摩耗切断回数が９０００〜２００００回、ＪＩＳ Ｐ−８１１５に規定される屈曲疲労試験に準じ、屈曲疲労試験機（東洋精機製；ＭＩＴ屈曲疲労試験機）により、荷重：０．２２１ｃＮ／ｄｔｅｘ、振れ回数：１７５回／分、振れ角度：２７０度（左右に各１３５度）、繊維試料を挟む折り曲げコマにおける左右の折り曲げ面の曲率半径：各々０．３８±０．０３ｍｍの条件で、同一繊維試料につき各々１０本の繊維についてそれぞれ切断するまでの往復折り曲げ回数を測定して平均値を求めた屈曲疲労切断回数が１５０〜５００回であることを特徴とするＰＰＳ繊維が提供される。
【００１０】
なお、本発明のＰＰＳ繊維においては、
前記樹脂組成物（Ａ）の、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−８６に準拠して、３１６℃、オリフィス径２．０９５ｍｍ、オリフィス長さ８．００ｍｍ、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲが１００〜２５０ｇ／１０分であり、かつＰＰＳの分子構造が実質的に直鎖であること、
前記熱可塑性ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであること、
前記熱可塑性ポリエステルが個々の紡錘体状で繊維中に均一分散し、その長軸が繊維軸に対して平行であり、かつその短軸長、すなわち紡錘体の繊維軸に対する垂直方向断面における直径が０．２〜１．５μｍであること、
ＪＩＳ−Ｌ１０１３の規定に準じて測定した引張強度が２．０〜５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、同じく結節強度が１．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、同じく引掛強度が２．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘであること、および
直径が０．０５〜４．００ｍｍのモノフィラメントであること、
が、いずれも好ましい条件として挙げられる。
【００１１】
また、本発明の工業用織物は、上記のＰＰＳ繊維を構成素材の少なくとも一部とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のモノフィラメントに代表されるＰＰＳ繊維は、ＰＰＳの特徴である耐熱性、耐湿熱性を維持しながら、繰り返し屈曲を受けたときに割れ難く、摩耗し難い優れた屈曲耐久性を有するとともに、引張強度、引張伸度および引掛強度などの機械的特性に優れるものであるため、抄紙ドライヤーキャンバスなどの工業用織物として産業上の利用価値が高いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
本発明のＰＰＳ繊維は、ＰＰＳ９０〜６０重量％に対し、熱可塑性ポリエステル樹脂１０〜４０重量％を配合した樹脂組成物からなる繊維であって、上記の方法にて測定した屈曲摩耗試験における切断までの往復摩耗回数が９０００〜２００００回、上記の方法にて測定した屈曲疲労試験における切断するまでの往復折り曲げ回数が１５０〜５００回という従来にない優れた特性を有する繊維である。
【００１５】
本発明でいうＰＰＳとは、ポリマの繰り返し単位の９０％以上がｐ−フェニレンサルファイドからなるポリマであり、工業的には、ｐ−ジクロルベンゼンに硫化ナトリウムを重縮合反応させて得ることができる。また、ｐ−ジクロルベンゼンの１０モル％未満のトリクロルベンゼンを分岐成分として共重縮合させたポリマであってもよい。
【００１６】
なお、原料ＰＰＳとしては、ＭＦＲが５０〜１８０ｇ／１０分、特に５０〜１５０ｇ／１０分で、実質的に直鎖分子構造のものが好ましく使用される。
【００１７】
ＰＰＳは、重縮合後のＰＰＳを水洗しただけのものの場合は、末端に主としてカルボン酸ナトリウム末端基を有している。また、重縮合後のＰＰＳを酢酸水溶液で洗浄した後に水洗したものは、末端にカルボン酸末端基を有している。さらに、重縮合後のＰＰＳを酢酸カルシウム水溶液で洗浄した後に水洗したものは、末端にカルボン酸カルシウム末端基を有している。ただし、カルボン酸末端基を有するＰＰＳが少量の−ＣＯＯＮａ末端基を有していてもよく、カルボン酸金属末端基を有するＰＰＳが少量のカルボン酸末端基を有していてもよい。
【００１８】
なお、ＰＰＳが、分岐・架橋されている場合には、紡糸性、延伸性が悪くなったり、得られる繊維の結節強度が低くなったりするなどの不都合が生じるので、本発明で用いるＰＰＳは実質的に直鎖状高重合体であることが好ましい。
【００１９】
本発明においては、市販品のＰＰＳを入手してこれを使用することができる。ＰＰＳの市販品としては、例えばカルボン酸金属末端基を有するＰＰＳである東レ社製品のＥ１８８０（ＭＦＲ：７０ｇ／１０分）、Ｅ２０８０（ＭＦＲ：１００ｇ／１０分）、Ｅ２２８０（ＭＦＲ：１７０ｇ／１０分）などを挙げることができる。
【００２０】
本発明のＰＰＳ繊維は、ＰＰＳ９０〜６０重量％に対し、熱可塑性ポリエステル樹脂１０〜４０重量％を配合した樹脂組成物（以下、ＰＰＳ樹脂組成物と略記）からなる繊維である。熱可塑性ポリエステルが１０重量％未満では屈曲耐久性の改善効果が現れず、４０重量％よりも多くなるとＰＰＳ中で熱可塑性ポリエステルが凝集しやすくなり、得られる繊維の強度斑、繊度斑が大きくなるため好ましくない。ゆえに高強度、高屈曲耐久性を得るためには、ＰＰＳに配合する熱可塑性ポリエステルが１０〜４０重量％であることが重要であり、特に、１５〜３０重量％の範囲であることが好ましい。
【００２１】
また、本発明でいうＰＰＳ樹脂組成物は、ＭＦＲが１００〜２５０ｇ／１０分であることが好ましく、より好ましくは１３０〜２００ｇ／１０分の範囲であることである。
【００２２】
ＰＰＳ樹脂組成物のＭＦＲが２５０ｇ／１０分より大きいと繊維の耐久性、特に屈曲耐久性において、抄紙用ドライヤーカンバス、サーマルボンド法不織布熱接着工程用ネットコンベア、乾燥機および熱処理機内搬送用ベルトもしくはフィルターなどの工業用途に使用するには不十分で不向きとなることがあり、一方、ＭＦＲが１００ｇ／１０分未満では溶融紡糸することが困難な傾向となることがある。
【００２３】
本発明のＰＰＳ繊維においては、繊維中に含まれる熱可塑性ポリエステルが個々の紡錘体状で繊維中に均一分散し、その長軸が繊維軸に対して平行であり、かつその短軸長、すなわち紡錘体の繊維軸に対する垂直方向断面における直径が０．２〜１．５μｍであることが望ましい。
【００２４】
ＰＰＳ繊維中に分散している熱可塑性ポリエステルの分散直径が０．２μｍ未満では屈曲耐久性の改善効果が十分に現れず、１．５μｍより大きくなると強度、屈曲耐久性共に低下する傾向を生じることがある。ゆえにＰＰＳ繊維中に分散している熱可塑性ポリエステルの分散直径は、０．２〜１．５μｍであることが好ましく、特に、０．７〜１．４μｍの範囲であることがより好ましい。
【００２５】
本発明でいう熱可塑性ポリエステルとは、芳香族または脂肪族ジカルボン酸およびその誘導体と脂肪族または芳香族ジオールとから得られるエステル結合を有する重合体すべてを意味する。熱可塑性ポリエステルの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、液晶ポリエステルなどが挙げられる。耐熱性ならびに溶融時の流動性の点からはポリエチレンテレフタレートが特に好ましく使用できる。
【００２６】
また、本発明のＰＰＳ繊維は、ＪＩＳ−Ｌ１０１３の規定に準じて測定した引張強度が２．０〜５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、同じく結節強度が１．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、同じく引掛強度が２．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘの各特性を有していることが望ましい。引張、結節、引掛強度が上記強度範囲の下限未満では、工業用途に使用するには不十分な傾向となり、強度範囲上限を越えると、屈曲耐久性が著しく低下する傾向となる。
【００２７】
本発明に用いられるＰＰＳ樹脂組成物の製造方法としては、一般的な方法が用いられる。最も一般的な方法は、配合物を適当な混合機、例えばタンブラー、ヘンシェルミキサーなどでＰＰＳと熱可塑性ポリエステルを均一に混合し、２軸の押出機に供給してＰＰＳを融点以上の温度に加熱して溶融・混練した後に、必要に応じてフィルター類でろ過して異物を取り除き、ガット状に押し出して冷却後カッティングする方法であり、この方法によれば組成物をペレット状に加工して用いることができる。
【００２８】
次に、上記の優れた特性を有するＰＰＳ繊維の製造方法について、モノフィラメントの場合を例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
本発明のＰＰＳ繊維の製造方法においては、ＰＰＳ樹脂組成物を溶融紡糸するが、使用するＰＰＳ樹脂組成物のＭＦＲは、上記したように２５０ｇ／１０分以下、特に２００ｇ／１０分以下のものが好ましい。
【００３０】
まず、例えば、押出機により溶融温度約３００〜３５０℃で溶融したＰＰＳ樹脂組成物をノズルから押出し、空気層もしくは不活性気体層を介し７０℃以上の温水中で冷却する。次に、得られた未延伸糸を、引き続いてゲージ圧０．９８〜４９ｋＰａ、好ましくはゲージ圧０．９８〜２０ｋＰａの加圧飽和水蒸気雰囲気下、かつ０．１〜１０．０秒間、好ましくは０．５〜８．０秒間の間で、３．３〜４．１倍に１次延伸する。次いで、１３０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１７０℃の雰囲気下で、１．０５〜１．８倍の範囲でその全延伸倍率が４．０倍〜７．０倍になるよう多段延伸し、引き続いて１１０〜１７５℃、好ましくは１１０〜１６０℃の雰囲気下で０〜２０％の弛緩熱処理することにより、前述したとおりの屈曲摩耗切断回数が９０００〜２００００回、屈曲疲労切断回数が１５０〜５００回という優れた屈曲耐久性と強靱な機械的特性とを兼備した本発明にかかるＰＰＳモノフィラメントを得ることができる。
【００３１】
一次延伸における加圧飽和水蒸気圧のゲージ圧が上記の範囲未満の場合には、屈曲耐久性の低下を招き、また上記の範囲を越える場合には、スーパードローが発生して安定した延伸の遂行が実施し得なくなる。
【００３２】
一次延伸における延伸時間上記の範囲未満では、屈曲耐久性の低下を招き、上記の範囲を越えると、スーパードローが発生し、上記と同様に安定した延伸の遂行が実施し得なくなる。
【００３３】
ところで、一次延伸に加圧飽和水蒸気以外、例えば温水や乾熱空気などを熱媒として用いると、モノフィラメントとして必要な強度が得られない場合がある。この原因については、加圧飽和水蒸気よりも温度の低い温水や、熱伝導率の低い乾熱空気では、一次延伸においてＰＰＳをＴｇ以上に加熱することができず、十分な分子を配向させられないためと考えられる。
【００３４】
したがって、一次延伸における上記加圧飽和水蒸気圧のゲージ圧および延伸時間の各条件は、安定した延伸を実施可能で、かつ優れた屈曲耐久性と強靱な機械的特性を兼備したＰＰＳモノフィラメントを得る上での重要な条件である。
【００３５】
さらに、多段延伸するにあたっては、二次延伸以降を１３０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１７０℃の雰囲気下で行うことが望ましい。延伸温度が上記の範囲未満では、糸切れが発生し安定した製糸性を得ることができず、また上記の範囲を越えると、屈曲耐久性の低下を招くことになる。この原因については現時点では定かではないが、高い熱履歴により非晶部の結晶化が促進され、柔軟性が損なわれるために起こる現象であると推察される。この温度雰囲気下において、１．０５〜１．８倍の範囲で、その全延伸倍率が４．０倍〜７．０倍になるよう多段延伸することにより、屈曲耐久性と強靱な機械的特性とを兼備したＰＰＳモノフィラメントが得られる。
【００３６】
次いで、弛緩熱処理をするにあたっては、１１０〜１７５℃、好ましくは１１０〜１６０℃の雰囲気下で行うことが望ましい。熱処理温度が上記の範囲未満では、十分な熱処理が行われず、上記の範囲を越えると、屈曲耐久性の低下を招くため好ましくない。この原因については現時点では定かではないが、高い熱歴により非晶部の結晶化が促進され、柔軟性が損なわれるために起こる現象であると推察される。この雰囲気下において、０〜２０％の条件下で弛緩熱処理することにより、屈曲耐久性と強靱な機械的特性とを兼備したＰＰＳモノフィラメントが得られる。
【００３７】
上記ＰＰＳモノフィラメントの製造方法によれば、延伸や熱セット工程においてＰＰＳの融点以上を含む高温を必要としないことから、適性な条件が取りやすく、優れた生産性のもとに、屈曲耐久性の優れたＰＰＳモノフィラメントを効率的に製造することができる。
【００３８】
本発明のＰＰＳ繊維は、直径が０．０５０ｍｍから４．００ｍｍのモノフィラメントである場合に特に優れた効果を発現するが、モノフィラメント以外のマルチフィラメントなどの形態のものをも包含する。また、繊維の形態としては、単一構造の他に、芯鞘複合糸、海島型複合糸、バイメタル複合糸および多層複合糸などの種々の形態を含むものである。
【００３９】
本発明でいうＰＰＳモノフィラメントは、１本の単糸からなる連続糸である。一方、本発明でいうＰＰＳマルチフィラメントは、複数本の単糸が集合してなる連続糸である。
【００４０】
モノフィラメントに代表される本発明のＰＰＳ繊維の繊維軸方向に垂直な断面の形状（以下、断面形状もしくは断面という）は、円、扁平、正方形、半月状、三角形、５角以上の多角形、多葉状、ドッグボーン状、繭型などいかなる断面形状を有するものでもよい。
【００４１】
本発明のモノフィラメントに代表されるＰＰＳ繊維を工業用織物の構成素材として用いる場合には、繊維の断面形状が円もしくは扁平の形状であることが好ましい。特に、ＰＰＳモノフィラメントを抄紙用ドライヤーキャンバスの経糸として用いる場合には、防汚性を有効に発現させることとキャンバスの平坦性という観点から、モノフィラメントの断面形状が扁平なものが好ましく用いられる。本発明における扁平とは、楕円、正方形もしくは長方形のことであるが、数学的に定義される正確な楕円、正方形もしくは長方形以外に、概ね楕円、正方形もしくは長方形に類似した形状、例えば正方形および長方形の４角を丸くした形状を含むものである。また、楕円の場合は、この楕円の中心で直角に交わる長軸の長さ（ＬＤ）と短軸の長さ（ＳＤ）とが次式を満足する関係にあり、正方形もしくは長方形の場合は、長方形の長辺の長さ（ＬＤ）と短辺の長さ（ＳＤ）とが、それぞれ式１．０≦ＬＤ／ＳＤ≦１０の関係を満足することが好ましい。
【００４２】
なお、上記ＰＰＳモノフィラメント断面の重心を通る線分の長さは、用途によって適宜選択することができるが、０．０５〜４．０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００４３】
本発明の工業用織物とは、本発明のモノフィラメントに代表されるＰＰＳ繊維を、織物の緯糸および／または経糸の少なくとも一部に使用した抄紙ドライヤーキャンバス、サーマルボンド法不織布熱接着工程用ネットコンベア、乾燥機および熱処理機内搬送用ベルトもしくは各種フィルターのことであり、これらの工業用織物は、屈曲耐久性、耐熱性および耐薬品性が優れるという有用な特性を発揮するものである。
【００４４】
ここで、抄紙ドライヤーキャンバスとは、平織り、二重織および三重織など様々な織物（相前後するスパイラル状の糸モノフィラメントをかみ合わせ、かみ合わせ部分をほぼ直線上のモノフィラメントによって織継がれた繰り返し構造のスパイラル状織物を含む）として、抄紙機のドライヤー内で紙を乾燥させるために使用される織物のことである。また、不織布の熱接着工程用ベルト布とは、不織布を構成する低融点のポリエチレンのような熱接着性繊維を融着させるために不織布を炉中に通過させるための織物であり、平織り、二重織、などの織物である。さらに、乾燥機および熱処理機内搬送用ベルトとは、各種半製品の乾燥、熱硬化、殺菌、加熱調理のなどのために高温ゾーン内において半製品を搬送する織物のことである。さらにまた、各種フィルターとは、高温の液体、気体、粉体などをろ過するために使用する織物のことである。
【実施例】
【００４５】
以下に実施例を挙げて、本発明の繊維の好ましい形態の一つであるモノフィラメントに代表されるＰＰＳ繊維、このＰＰＳ繊維を使用した工業用織物およびＰＰＳ繊維の製造方法について、更に詳細に説明する。
【００４６】
まず、本実施例および比較例で行った各物性評価方法について説明する。
【００４７】
屈曲摩耗切断回数：
ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに規定される屈曲摩耗試験に準じて測定した。すなわち、固定された直径φ３．０ｍｍの摩擦子（硬質鋼線（ＳＷＰ−ＳＦ））の上に接触させた繊維を、前記摩擦子の左右各５５度角度で斜め下に設けたフリーローラー２個（ローラー間距離：７０ｍｍ）の下に掛け、別の１個のフリーローラーの上を介して繊維の一端に０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけてセットする。繊維試料を往復回数：１０５回／分、往復ストローク：２５ｍｍの条件で摩擦子に接触往復させて、同一繊維試料につき各１０本のモノフィラメントについてそれぞれ切断するまでの往復折り曲げ回数を室温にて測定して平均値を求めた。この平均値が大きいほど耐屈曲摩耗性が良好なことを表す。
【００４８】
屈曲疲労切断回数：
ＪＩＳ Ｐ−８１１５に規定される屈曲疲労試験に準じて測定した。すなわち、屈曲疲労試験機（東洋精機製；ＭＩＴ屈曲疲労試験機）により、荷重：０．２２１ｃＮ／ｄｔｅｘ、振れ回数：１７５回／分、振れ角度：２７０度（左右に各１３５度）、繊維を挟む折り曲げコマにおける左右の折り曲げ面の曲率半径：各々０．３８±０．０３ｍｍの条件で、同一繊維試料につき各１０本の繊維についてそれぞれ切断するまでの往復折り曲げ回数を測定して平均値を求めた。この平均値が大きいほど屈曲疲労性が良好なことを表す。
【００４９】
引張強度、引張伸度、引掛強度の測定：
ＪＩＳ Ｌ１０１３に準じて、試長：２５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／分の条件で測定した。引掛強度は、測定試料のデシテックス単位に当たりに換算して得た値である。
【００５０】
メルトフローレート（ＭＦＲ）：
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−８６に準拠して、３１６℃、オリフィス径２．０９５ｍｍ、オリフィス長さ８．００ｍｍ、荷重５ｋｇの条件で測定した値であり、１０分あたりの流出ポリマ量（ｇ）で表される。
【００５１】
熱可塑性ポリエステルの固有粘度：
オストワルド粘度計を用いてオルソクロロフェノール１００ｍｌに対し試料８ｇを溶解した溶液の相対粘度ηｒを２５℃で測定し、近似式ＩＶ＝０．０２４２ηｒ＋０．２６３４により固有粘度（ＩＶ）を算出した。
但し、ηｒ＝（ｔ×ｄ）／（ｔ0 ×ｄ0 ）
ｔ  ：溶液の落下時間（秒）
ｔ0  ：オルソクロロフェノールの落下時間（秒）
ｄ  ：溶液の密度（ｇ／ｃｃ）
ｄ0  ：オルソクロロフェノールの密度（ｇ／ｃｃ）
【００５２】
ＰＰＳ繊維中の熱可塑性ポリエステルの分散直径：
ＰＰＳ繊維の繊維軸に４５°方向の傾斜断面を切り出し、断面を８０℃の２０重量％ＮａＯＨ水溶液中で３０分間、アルカリ減量処理し、ＰＰＳ繊維中の熱可塑性ポリエステルを溶出させた。
アルカリ減量処理後の断面を走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと略記する）により６０００倍で観察し、１００μｍ2 （１０μｍ×１０μｍ）中に存在する孔の直径を全て測定し、その平均値を分散直径とした。
【００５３】
耐蒸熱性：
（株）平山製作所製 飽和型超加速寿命試験装置 ＰＣ−３０５ＳIIIを使用して、１３８℃、０．２９４ＭＰａの条件下で４０日間蒸熱処理し、熱処理前後の引張強力から強力保持率を算出した。
【００５４】
実施例１
ＭＦＲが１００ｇ／１０分のＰＰＳ（東レ（株）社製、Ｅ２０８０）８０重量％に、固有粘度１．１５のポリエチレンテレフタレート（東レ（株）社製、以下ＰＥＴと略記）２０重量％を混合した樹脂ブレンド物を、押出温度３２０℃、ニーディングゾーン２箇、スクリュー回転数３００ｒｐｍの高速で回転させた２軸スクリュー押出機（池貝工業社製ＰＣＭ−３０）に供給し、ダイから吐出後のガットをすぐに氷水中に急冷し、構造を固定した。
【００５５】
さらに、上記ダイから吐出後、氷水中に急冷し構造を固定し相溶化した状態のガットを、ストランドカッターに供給し、ＰＰＳペレット（Ａ１）を作製した。
なお、ＰＰＳペレット（Ａ１）のＭＦＲは１８０ｇ／１０分であった。
ＰＰＳペレット（Ａ１）を、１３５℃、８時間減圧下で乾燥して用意した。
【００５６】
このＰＰＳペレット（Ａ１）を、直径φ４０ｍｍ（Ｌ／Ｄ＝２５）の１軸エクストルダーに連続供給し、３２０℃で溶融した溶融ポリマをギアポンプを経て紡糸パック内の濾過層を通した後、円形断面糸用紡糸口金から繊維状に押出し、８０℃の温水で冷却した。
【００５７】
次いで、冷却糸条をゲージ圧１．９６ｋＰａの加圧飽和水蒸気雰囲気下、かつ４．１秒間で３．８倍に一次延伸を行ない、１５０℃の熱風中で１．２倍に二次延伸し、次いで、１４０℃、０．９８倍の条件で弛緩熱処理することにより、直径０．４５ｍｍの円形断面を有するモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの強伸度、屈曲耐久性の試験結果、ならびにＰＰＳ繊維中のＰＥＴの分散直径測定結果を表１に示す。
【００５８】
比較例１
ＭＦＲが１００ｇ／１０分のＰＰＳ（東レ（株）社製、Ｅ２０８０）ペレット（Ｂ１）を、１３５℃、８時間減圧下で乾燥して用意した。
【００５９】
原料をＰＰＳペレット（Ｂ１）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で紡糸し、直径０．４５ｍｍの円形断面を有するモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの強伸度、屈曲耐久性の試験結果、ならびにＰＰＳ繊維中のＰＥＴの分散直径測定結果を表１に示す。
【００６０】
比較例２
実施例１におけるＰＰＳとＰＥＴの重量比率を９８：２にした以外は、実施例１と同様の方法によりＰＰＳペレット（Ｂ２）を作製した。
なお、ＰＰＳペレット（Ｂ２）のＭＦＲは１３０ｇ／１０分であった。
【００６１】
原料をＰＰＳペレット（Ｂ２）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で紡糸し、直径０．４５ｍｍの円形断面を有するモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの強伸度、屈曲耐久性の試験結果、ならびにＰＰＳ繊維中のＰＥＴの分散直径測定結果を表１に示す。
【００６２】
実施例２
ＭＦＲが１００ｇ／１０分のＰＰＳ（東レ（株）製、Ｅ２０８０）８０重量％に、固有粘度０．７５のＰＥＴ（東レ（株）製）２０重量％を混合した樹脂ブレンド物を用いた以外は、実施例１と同様の方法によりＰＰＳペレット（Ａ２）を作製した。
なお、ＰＰＳペレット（Ａ２）のＭＦＲは２３０ｇ／１０分であった。
【００６３】
原料をＰＰＳペレット（Ａ２）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で紡糸し、直径０．４５ｍｍの円形断面を有するモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの強伸度、屈曲耐久性の試験結果、ならびにＰＰＳ繊維中のＰＥＴの分散直径測定結果を表１に示す。
【００６４】
実施例３
実施例１におけるＰＰＳとＰＥＴの重量比率を６５：３５にした以外は、実施例１と同様の方法によりＰＰＳペレット（Ａ３）を作製した。
なお、ＰＰＳペレット（Ａ３）のＭＦＲは２４０ｇ／１０分であった。
【００６５】
原料をＰＰＳペレット（Ａ３）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で紡糸し、直径０．４５ｍｍの円形断面を有するモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの強伸度、屈曲耐久性の試験結果、ならびにＰＰＳ繊維中のＰＥＴの分散直径測定結果を表１に示す。
【００６６】
比較例３
実施例１におけるＰＰＳとＰＥＴの重量比率を５０：５０にした以外は、実施例１と同様の方法によりＰＰＳペレット（Ｂ３）を作製した。
なお、ＰＰＳペレット（Ｂ２）のＭＦＲは５４０ｇ／１０分であった。
【００６７】
原料をＰＰＳペレット（Ｂ２）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で紡糸し、直径０．４５ｍｍの円形断面を有するモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの強伸度、屈曲耐久性の試験結果、ならびにＰＰＳ繊維中のＰＥＴの分散直径測定結果を表１に示す。
【００６８】
実施例４
実施例１で使用したＰＰＳペレット（Ａ１）を、１０トール真空下の状態で１軸エクストルダーによりポリマ温度が３１５℃になるように溶融し、紡糸パック中で溶融ポリマを５μの細孔を有する金属フィルターで濾過した後、孔径０．３０ｍｍ、孔深度／孔径の比が４の吐出孔を５０ホール有する紡糸口金を通して紡出し、吐出量は巻取り糸条が２２０ｄｔｅｘとなるように製糸条件に合わせた。口金の直下に断熱筒を設置し、口金面下１０ｃｍの雰囲気温度が２２０℃である雰囲気を通過させ、この糸条をただちに２５℃の冷風で冷却し、冷却固化した未延伸糸条に、未延伸糸に対する油剤固形分付着量が１．５重量％になるよう水系エマルジョン油剤を付与した。次いで、６００ｍ／分の速度で回転する５０℃に加熱した引取りロールで引取り、この未延伸糸条を一旦巻き取ることなく連続して９０℃に加熱したフィードロールとの間で１．３０倍の１次延伸を行った。引き続いてフィードロールと１０５℃の第１延伸ロールとの間で３．０倍の２次延伸を行った。さらに、糸条に第２延伸ロールとリラックスロールとの間で０．９８倍の弛緩処理を施し、ワインダーで巻き取ることにより、２２５ｄｔｅｘ（フィラメント数５０，単繊維繊度４．５ｄｔｅｘのＰＰＳマルチフィラメントを得た。得られたマルチフィラメントの強伸度、屈曲耐久性の試験結果、ならびにＰＰＳ繊維中のＰＥＴの分散直径測定結果を表１に示す。
【００６９】
比較例４
原料を比較例１で使用したＰＰＳペレット（Ｂ１）に変更した以外は、実施例４と同様の方法で２２５ｄｔｅｘ（フィラメント数５０，単繊維繊度４．５ｄｔｅｘのＰＰＳマルチフィラメントを得た。得られたマルチフィラメントの強伸度、屈曲耐久性の試験結果、ならびにＰＰＳ繊維中のＰＥＴの分散直径測定結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
表１の結果から明らかなように、ＭＦＲ３００ｇ／１０分以下のＰＰＳペレットから得られ、かつＳＥＭ観察による繊維中のＰＥＴ分散直径が０．２〜１．５μｍのモノフィラメント（実施例１〜３）ならびにマルチフィラメント（実施例４）は、屈曲摩耗回数が９５００回以上、屈曲疲労回数が２４０回以上の極めて優れた耐屈曲性を有すると共に、引張強伸度および引掛強度が良好なものであった。また、蒸熱処理後の強力もＰＰＳ単独モノフィラメントと比較して遜色なく、耐熱性に優れたものであった。
【００７２】
これに対して、ＰＥＴを含まないモノフィラメント（比較例１）ならびにマルチフィラメント（比較例４）、およびＰＥＴの配合量が規定よりも少なく、ＳＥＭ観察による繊維中のＰＥＴの分散直径が０．２μｍ未満のモノフィラメント（比較例２）は、いずれも耐屈曲性が不十分なものであった。また、ＰＥＴの配合量が規定よりも多くて、ＳＥＭ観察による繊維中のＰＥＴの分散直径が１．５μｍより大きく、ＭＦＲが３００ｇ／１０分よりも大きいＰＰＳペレットから得たれたモノフィラメント（比較例３）は、耐屈曲性が不十分であり、さらにＰＥＴ比率が高いため蒸熱処理による強力低下を起こすものであった。
【００７３】
実施例５
実施例１で得たＰＰＳモノフィラメントを緯糸および経糸に使用して２重織りの抄紙用ドライヤーキャンバスを作成した。このドライヤーキャンバス構成糸の糸割れをチェックしたところ、糸割れは認められなかった。
【００７４】
また、得られたドライヤーキャンバスを実際に使用しても糸割れが発生せず、さらに高温多湿環境下でも加水分解による強力低下が発生しないため、ドライヤーキャンバスとして優れたものであった。
【００７５】
比較例５
比較のために、比較例１で得たＰＰＳモノフィラメントを緯糸および経糸に使用して２重織りの抄紙用ドライヤーキャンバスを作成した。このドライヤーキャンバス構成糸の糸割れをチェックしたところ、糸割れがキャンバス１００ｍ2 あたり８ケ所存在した。
【００７６】
実施例５と比較例５の結果から、本発明のＰＰＳモノフィラメントを使用したドライヤーキャンバスは屈曲耐久性に優れたものであることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上説明したように、本発明のモノフィラメントに代表されるＰＰＳ繊維は、繰り返し屈曲を受けたときに割れ難く摩耗し難い優れた屈曲耐久性を有すると共に、引張強度、引張伸度および引掛強度などの機械的特性に優れるものであるため、抄紙ドライヤーキャンバスなどの工業用織物として産業上の利用価値が高いものである。