JPH04222217A

JPH04222217A - ポリフェニレンスルフィド繊維およびその製造方法

Info

Publication number: JPH04222217A
Application number: JP7828991A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Akatsu; 正道赤津; Keisho Nakano; 中野　惠勝; Hiroyuki Endo; 弘之遠藤; Keiji Sonoda; 園田　惠司
Original assignee: Kureha Gohsen Co Ltd; Kureha Corp
Current assignee: Kureha Gohsen Co Ltd; Kureha Corp
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1992-08-12
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JP2878470B2

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、ポリフェニレンスルフ
ィド（以下、ＰＰＳと略すことがある）繊維に関し、さ
らに詳しくは、良好な引張強度、結節強度および引掛強
度を有するとともに、耐屈曲摩耗性および耐屈曲疲労性
に優れたＰＰＳ繊維とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＰＳ繊維は、耐熱性、耐薬品性、難燃
性などに優れているため、各種フィルター、電気絶縁材
、抄紙カンバス用繊維など種々の用途への利用が期待さ
れている。ところが、ＰＰＳ繊維は、引張強度や結節強
度などの強度特性、あるいは耐屈曲性能が未だ不十分で
ある。従来、ＰＰＳ繊維の機械的特性や耐熱性、耐薬品
性などを向上させるために、様々な提案がなされている
。

【０００３】例えば、特公昭６４−３９６１号には、Ｐ
ＰＳ未延伸糸を自然延伸比以上の倍率で一段延伸した後
、１５０〜２６０℃でかつ一段目の延伸温度以上で定長
熱処理するか、または同様の温度域で全延伸倍率が一段
目の延伸倍率の１〜２倍になるように二段延伸すること
により、繊維の機械的特性や耐熱性、耐薬品性を向上さ
せる方法が開示されている。

【０００４】特開昭６２−２９９５１３号には、メルト
フローレートが２００以下の直鎖状ＰＰＳを溶融押出し
、６０℃以上の温水中で冷却することにより得られた未
延伸モノフィラメントを、引続いて一次延伸倍率／全延
伸倍率の比が０．８８より小さい一次延伸倍率で一次延
伸した後、全延伸倍率が４倍以上になるように多段延伸
し、次で２００〜２８０℃の空気浴中で弛緩熱処理する
ことにより、引張強度および結節強度の向上したＰＰＳ
モノフィラメントを製造する方法が開示されている。

【０００５】特開平１−２２９８０９号および特開平１
−２３９１０９号には、ＰＰＳを溶融紡糸した後、加熱
体（ホットローラー）を用いて一段延伸を行ない、次い
で表面温度が１００〜１４０℃の加熱体を用いて熱セッ
トを行ない、さらに表面温度が１５０℃以上融点以下の
加熱体を用いて熱セットを行なうことにより、毛羽立ち
や、単糸切れ、断糸を極減したＰＰＳ繊維を得る方法が
開示されている。

【０００６】しかし、これらの公知技術による方法では
、耐屈曲性の改善が不十分であり、引張強度や結節強度
などに優れているとともに、十分な耐屈曲性を有するＰ
ＰＳ繊維を得ることが出来なかった。したがって、従来
、抄紙カンバス用繊維等の用途で強く要求される耐屈曲
摩耗性および耐屈曲疲労性を十分に満足するＰＰＳ繊維
は得られていないのが実情である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＰＰ
Ｓの耐熱性、耐薬品性、難燃性が生かされ、さらに加工
上および使用上要求される引張強度、結節強度、引掛強
度などの強度特性が十分保持されており、しかも耐屈曲
摩耗性や耐屈曲疲労性などの耐屈曲性に優れたＰＰＳ繊
維を提供することにある。本発明者らは、前記従来技術
の有する問題点を克服するために鋭意研究した結果、Ｐ
ＰＳを溶融紡糸し、延伸した後、樹脂の融点を超えるよ
うな高温の乾熱雰囲気中で、特定の条件下に熱処理を行
なうことにより、驚くべきことに、耐屈曲摩耗性および
耐屈曲疲労性が顕著に改善され、しかも引張強度、結節
強度、引掛強度などの強度特性、あるいは耐熱性や耐薬
品性などの性能も十分高度に保持されたＰＰＳ繊維の得
られることを見出した。

【０００８】ＰＰＳの融点を超えるような高温の乾熱雰
囲気中での熱処理は、延伸後、直ちに行なってもよいし
、あるいは必要に応じて通常の熱処理、例えば、２８０
℃以下での熱処理を行なってから、引き続き行なっても
よい。従来技術における熱処理法は、いずれもＰＰＳの
融点（２８０℃付近）以下の温度範囲での熱処理であっ
て、融点を超えるような温度条件での熱処理は、糸切れ
が頻発するなどの理由で行なわれていなかった。また、
延伸したＰＰＳ繊維の２８０℃以下での通常の熱処理（
第１次熱処理）後に、さらに融点を超えるような高温で
の熱処理（第２次熱処理）を行なうことは、今まで提案
されていない。本発明の方法により耐屈曲性が顕著に改
善される理由は、現段階では定かではないが、ＰＰＳの
融点を超えるような高温の乾熱雰囲気中で、比較的低い
緊張下に、短時間の熱処理を行なうことにより、繊維表
面の分子配向がやや緩和され、繊維表面での結晶化度の
増加が抑制されるためと推定される。本発明は、これら
の知見に基づいて完成するに至ったものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、引張強度３．５ｇ／ｄ以上、結節強度２ｇ／ｄ以上
、引掛強度３．５ｇ／ｄ以上であって、屈曲摩耗試験に
おいて切断するまでの往復摩擦回数が３，０００回以上
、かつ、屈曲疲労試験において切断するまでの往復折り
曲げ回数が１５０回以上であることを特徴とするポリフ
ェニレンスルフィド繊維が提供される。

【００１０】また、本発明によれば、下記の工程１ない
し工程３を含むことを特徴とするポリフェニレンスルフ
ィド繊維の製造方法が提供される。工程１：ポリフェニレンスルフィドを溶融紡糸する工程
、工程２：工程１で得られた未延伸糸を８０〜２６０℃の
温度範囲内で２〜７倍の延伸倍率で延伸する工程、工程
３：工程２で得られた延伸糸を２８５℃を超え３８５℃
以下の乾熱雰囲気中、引取り比０．８〜１．３５倍の条
件下に、０．１〜３０秒間、熱処理を行なう工程。本発明の製造方法は、ポリフェニレンスルフィドを溶融
紡糸し、延伸した後、必要に応じて通常の２８０℃以下
での熱処理（第１次熱処理）を行ない、次いで、２８５
℃を超え３８５℃以下の乾熱雰囲気中での熱処理（第２
次熱処理）を行なう態様を包含する。以下、本発明につ
いて詳述する。

【００１１】ポリフェニレンスルフィド本発明に使用す
るＰＰＳとは、繰り返し単位としてｐ−フェニレンスル
フィド単位やｍ−フェニレンスルフィド単位などのフェ
ニレンスルフィド単位を含有するポリマーを意味する。ＰＰＳは、ホモポリマーまたは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両者を有する
共重合体であってもよく、また、本発明の主旨を逸脱し
ない限り、他の芳香族スルフィドとの共重合体あるいは
混合物であってもかまわない。ＰＰＳの中でも、繰り返
し単位としてｐ−フェニレンスルフィド単位を５０重量
％以上、好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは
９０重量％含む実質的に線状のポリマーが好ましい。ま
た、３１０℃、剪断速度１，２００ｓｅｃ−１において
測定した溶融粘度が５００ポイズ以上、より好ましくは
８００ポイズ以上のものが望ましい。

【００１２】本発明で用いるＰＰＳは、例えば、米国特
許第４，６４５，８２６号明細書に記載された方法、す
なわちアルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とをＮ
−メチルピロリドンなどの有機アミド溶媒中で、水の存
在下に特定の二段階昇温重合方法により重合することに
よって好適に得ることができる。このような重合法によ
れば、実質的に直鎖状、高分子量のＰＰＳが得られるが
、重合時にハロゲン置換基が３個以上あるポリハロ芳香
族化合物を少量添加することにより、若干の分枝あるい
は架橋構造を導入したポリマーであってもかまわない。また、キュアーされたものでもよいが、架橋度のあまり
高いものは、繊維の結晶配向性に劣り、強度が出ないの
で、好ましくない。

【００１３】ＰＰＳ繊維の製造方法（溶融紡糸：工程１）本発明のＰＰＳ繊維の製造方法に
おいては、先ず、ＰＰＳを溶融紡糸するが、そのために
は通常の溶融紡糸方法を採用することができる。すなわ
ち、押出機により溶融温度約３００〜３５０℃で溶融し
たＰＰＳをノズルから押出し、水、グリセリンまたは空
気等の媒体中で、ガラス転移温度以下、好ましくはガラ
ス転移温度から約５〜８０℃、さらに好ましくは５〜４
０℃低温の範囲で冷却して、ロールに巻取る。

【００１４】ロール巻取速度は、通常、０．５〜３００
ｍ／分、好ましくは２〜５０ｍ／分である。ロール巻取
速度があまり速すぎると、繊維表面と内部との分子配向
に差が生じ、後の延伸工程で均一な延伸ができない。逆
に、ノズル吐出速度より遅くなると、太さむらが発生す
る。溶融紡糸により得られる繊維（未延伸糸）は、通常
、約５０μｍから３ｍｍの糸径を有するものであるが、
必ずしも断面形状が円形である場合だけではなく、正方
形、もしくは長方形、あるいは楕円形の偏平な糸であっ
てもよい。

【００１５】（延伸工程：工程２）溶融紡糸によって得
られた未延伸糸は、ついで２〜７倍の延伸倍率で延伸さ
れる。延伸温度は、通常、ＰＰＳのガラス転移温度前後
の温度から２６０℃までの範囲であり、具体的には８０
〜２６０℃、好ましくは８５〜２６０℃の範囲である。延伸および配向により結晶化を行なうと、ＰＰＳ繊維は
、強度、耐熱性、耐薬品性などが付与される。ＰＰＳ未
延伸糸を延伸する方法は、特に限定されないが、通常、
供給ロールと引張ロールとの間において自然延伸比以上
で延伸する。延伸は、１段延伸でもよいが、２段以上の
多段延伸方法を用いてもよい。未延伸糸の延伸工程にお
ける全延伸倍率は、通常、２〜７倍、好ましくは３〜６
倍、さらに好ましくは４〜６倍である。

【００１６】延伸した後、延伸糸は、寸法安定性および
結晶化促進のために、必要に応じて融点以下、通常は２
８０℃以下の温度で、定長熱処理または弛緩熱処理を行
なってもよい。この第１次熱処理は、常法により行なう
ことができ、特にその条件は限定されないが、例えば、
２００〜２８０℃の乾熱雰囲気中で、引取り比０．８〜
１．５倍の条件下に、０．１〜５０秒間、熱処理を行な
う方法が挙げられる。この第１次熱処理は、１回で、あ
るいは所望により２回以上に分けて、温度条件や引取り
比、熱処理時間等を変化させて行なってもよい。

【００１７】（熱処理工程：工程３）本発明の最大の特
徴は、前記の延伸工程を経て得た延伸糸、あるいは延伸
したの後、所望により通常の熱処理を行なって得た延伸
糸を、特定の高温条件下で熱処理を行なう点にある。す
なわち、延伸糸を、２８５℃を超え３８５℃以下の乾熱
雰囲気中で、引取り比０．８〜１．３５倍の条件下に、
０．１〜３０秒間、熱処理を行なう。

【００１８】ＰＰＳの融点は、分子量、結晶化度あるい
は分子配向の程度などにより若干の幅をもって変動する
が、通常、２８０℃前後である。本発明における熱処理
は、ＰＰＳの融点を超えるような高温下で、比較的低い
緊張下に、短時間行なうものである。この熱処理により
、ＰＰＳ繊維（延伸糸）表面の分子配向がやや緩和され
て、結晶化度の増加が抑制され、その結果、耐屈曲疲労
性および耐屈曲摩耗性が著しく向上するものと推定され
る。ただし、このような理論または推定によって、本発
明の範囲が限定されないことはいうまでもない。２８５
℃以下の熱処理温度では、ＰＰＳ繊維表面の分子配向緩
和の効果が少いとみられ、かえって結晶化を促進し、耐
屈曲性の向上が得られない。逆に、３８５℃を越えると
、繊維が溶断し易く、しかも耐屈曲性の改善効果が見ら
れない。延伸工程（工程２）において、例えば、２段以
上の多段延伸を行なったり、あるいはさらに２８０℃以
下での熱処理を行なうことにより、未延伸糸の延伸およ
び配向が十分に行なわれている場合には、この熱処理温
度の好ましい範囲は、２９０〜３８０℃、さらに好まし
くは３００〜３７０℃、最も好ましくは３１０〜３６０
℃である。乾熱雰囲気中での熱処理とは、加熱した空気
浴中あるいは不活性ガス例えば窒素気流中で処理するこ
とである。わずかに水分などを霧状に存在させながら処
理してもよいが、このような高温条件下では、高温液状
熱媒中への浸漬や加熱体との接触による熱処理を行なう
と、繊維が溶断し易く、しかも繊維表面のみの均一な分
子配向緩和の効果を得ることができない。

【００１９】ＰＰＳ繊維の引取り比（あるいは供給率）
は、通常、供給ロールと巻取ロールの速度比（倍率）で
表わされる。本発明の熱処理においては、引取り比を０
．８〜１．３５倍とする。引取り比がほぼ１倍である場
合を定長熱処理、１倍未満の場合を弛緩熱処理、１倍を
超える場合を延伸熱処理という。したがって、引取り比
が１倍を超え、１．３５倍以下の範囲で熱処理を行なう
場合には、熱処理とともに、延伸も行なわれる。この引
取り比が０．８倍未満では、上記温度範囲の熱処理によ
り繊維内部まで分子配向が緩和されてしまい、強度が不
足したり、熱処理中に溶断する。逆に、１．３５倍を超
えると、結節強度や引掛強度の低下を招き、また、耐屈
曲摩耗性や耐屈曲疲労性が低下する。しかも、引取り比
があまり大きすぎると、繊維の破断を起し易い。延伸工
程（工程２）において、例えば、２段以上の多段延伸を
行なったり、あるいはさらに２８０℃以下での熱処理を
行なうことにより、未延伸糸の延伸および配向が十分に
行なわれている場合には、この引取り比は、好ましくは
０．８〜１．２倍、さらに好ましくは０．８５〜１．１
倍とする。熱処理時間（滞浴時間）は、０．１〜３０秒
、好ましくは０．５〜２０秒、さらに好ましくは１〜１
５秒である。０．１秒未満では、本発明の熱処理の効果
はなく、３０秒を越えると強度の低下や溶断を引き起こ
し易い。以上のような工程３における熱処理条件は、熱
処理により溶断せず、また、繊維全体としては配向結晶
化の促進は殆んど無い条件である。

【００２０】ところで、ＰＰＳ未延伸糸を延伸する場合
、強度や耐熱性、耐薬品性などを付与するために、通常
、２段以上の多段延伸を行なったり、あるいはさらに２
８０℃以下での熱処理を行なうが、本発明の製造方法に
よれば、例えば、１段の延伸を行なっただけの延伸配向
が不十分な延伸糸であっても、強度や耐屈曲性などに優
れたＰＰＳ繊維を得ることができる。

【００２１】すなわち、未延伸糸を１段で２〜７倍に延
伸し、２８０℃以下での熱処理を行なうことなく、つい
で２８５℃を超える乾熱雰囲気中での熱処理（工程３）
を行なうことにより、優れた物性を有するＰＰＳ繊維を
得ることができる。この場合は、工程３において延伸熱
処理を行なうことが好ましく、具体的には、延伸糸を２
８５℃を超え３３０℃以下の乾熱雰囲気中で、引取り比
１．１５〜１．３５倍の条件下に、０．１〜２０秒間、
熱処理することが好ましい。この方法によれば、工程２
での１段の延伸と、工程３での延伸熱処理の合計二段の
延伸でも優れた機械的特性と耐屈曲特性を持つ繊維が得
られる。この場合、３３０℃を超える乾熱雰囲気中で熱
処理を行なうこともできるが、安定な物性のＰＰＳ繊維
を得るには、３３０℃以下とすることが好ましい。また
、乾熱雰囲気中での滞浴時間は、０．３〜１０秒間がよ
り好ましい。工程２で作成した延伸糸の径が比較的太い
ものであれば、工程３での滞浴時間は長くても良い効果
が得られるが、比較的細い場合は滞浴時間はあまり長く
無い方が良い効果が得られる。さらに、１段の延伸にお
ける延伸倍率は３〜６倍が好ましい。もちろん、延伸配
向が不十分な延伸糸であれば、延伸工程（工程２）にお
いて、文字通りの１段延伸だけではなく、延伸熱処理（
工程３）の前に、例えば、小さな延伸倍率での２段目の
延伸や、低温または短時間での通常の熱処理がなされた
ものであっても、前記条件での熱処理（工程３）は効果
的である。

【００２２】ＰＰＳ繊維本発明の方法で得られるＰＰＳ繊維は、次のような物性
を有する新規な繊維である。（１）　　引張強度が３．５ｇ／ｄ以上、好ましくは４
．０ｇ／ｄ以上、（２）　　結節強度が２ｇ／ｄ以上、好ましくは２．５
ｇ／ｄ以上、（３）　　引掛強度が３．５ｇ／ｄ以上、好ましくは４
．０ｇ／ｄ以上、（４）　　屈曲摩耗性：屈曲摩耗試験において切断する
までの往復摩擦回数が３，０００回以上、好ましくは３
，５００回以上、（５）　　屈曲疲労性：屈曲疲労試験において切断する
までの往復折り曲げ回数が１５０回以上。また、本発明
のＰＰＳ繊維は、耐熱性および耐薬品性が良好である。

【００２３】

【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明に
ついて具体的に説明する。なお、本発明における各物性
値は、次の方法で測定した値である。

【００２４】＜物性測定条件＞（１）　　引張強度、結
節強度、引掛強度：ＪＩＳＬ−１０１３に準じ、試長２
００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／分で測定した。なお、
結節強度および引掛強度は、測定値を試料の糸のデニー
ル単位に換算して得た値である。

【００２５】（２）　　屈曲摩耗性：ＪＩＳ　　Ｌ−１
０９５に準じ、摩擦子を固定して糸を動かす第１図のよ
うな方式の屈曲摩耗試験機を用いて、荷重０．２ｇ／ｄ
、往復回数１０５回／分の条件で、室温にて、切断する
までの往復摩擦回数を測定した。なお、同一試料の各１
０本の糸について、それぞれ屈曲摩耗試験を行ない、切
断するまでの往復摩擦回数の平均値を算出した。

【００２６】（３）　　屈曲疲労性：ＪＩＳ　　Ｐ−８
１１５に準じ、第２図に示す屈曲疲労試験機（ＭＩＴ耐
揉疲労試験機；東洋精機製）により、荷重０．２５ｇ／
ｄ、振れ回数１７５回／分、振れ角度２７０度の条件で
、室温にて、切断するまでの往復折り曲げ回数を測定し
た。試験片１の両端を屈曲疲労試験機のプランジャー２の先
端にある上部チャック（荷重をかけるつまみ）３と折り
曲げコマ（折り曲げ装置）４にそれぞれ取り付ける。試
験片に必要な張力に相当する荷重をプランジャー２にか
け、その位置に止める。折り曲げコマ４は、回転チャッ
ク（取り付け面）５に取り付けられている。折り曲げコ
マ４は、動力駆動装置（図示せず）により回転運動を受
け、試験片１を左右に１３５±５度の角度（振れ角度２
７０度）に折り曲げるようになっている。折り曲げコマ
４は、２つの折り曲げ面を有しており、各折り曲げ面は
、０．３８±０．０３ｍｍの曲率半径Ｒを有している。同一試料の各１０本の糸について、それぞれ屈曲疲労試
験を行ない、切断するまでの往復折り曲げ回数の平均値
を算出した。

【００２７】（４）　　耐熱性：ＰＰＳ繊維を２５０℃
の空気中に、弛緩して５０時間放置後、引張強度の保持
率（％）を調べた。（５）　　耐薬品性：室温で、ＰＰＳ繊維を９８％硫酸
に１００時間浸漬後の引張強度の保持率（％）を調べた
。

【００２８】［実施例１、比較例１］溶融粘度（温度３
１０℃、剪断速度１，２００ｓｅｃ−１）が５０６０ポ
イズ、３２８０ポイズおよび１０９０ポイズの３種のポ
リフェニレンスルフィド（呉羽化学工業株式会社製）を
用い、それぞれを、シリンダー内径２５ｍｍ押出機（Ｌ
／Ｄ＝２２）にて、押出温度３００℃、ノズル孔径２．
８ｍｍのノズルから繊維状に溶融押出し、８５℃の温水
で冷却した。得られた各未延伸糸を、９０℃湿熱で３．
５倍に１段延伸し、１５０℃乾熱で１．３倍に２段延伸
し、次いで２３０℃乾熱で５．６秒間、０．９８倍に弛
緩熱処理（第１次熱処理）した。次に、表１に示すよう
な各条件で、加熱した空気浴中で、第２次熱処理を行な
い、それぞれ糸径約４５０μｍのＰＰＳ繊維（モノフィ
ラメント）を得た。熱処理条件および得られた糸の物性
について、一括して表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】第１表から明らかなように、本発明の方法
により得られたＰＰＳ繊維（実施例１−１〜５）は、屈
曲摩耗性３，５００回以上、屈曲疲労性１５０回以上の
極めて優れた耐屈曲性を有するとともに、引張強度や結
節強度、引掛強度などの強度特性、耐熱性、耐薬品性な
どの良好なものである。これに対して、２３０℃の乾熱
雰囲気中での熱処理を行なっただけのＰＰＳ繊維（比較
例１−１〜３）は、屈曲摩耗性は１，２００〜１，５０
０回、屈曲疲労性は９０〜１００回と、耐屈曲性が不十
分なものである。上記の物性の比較から、本発明の条件
下での熱処理による顕著な物性改善効果は明白である。

【００３１】また、第２次熱処理時の引取り比の倍率が
高い繊維（比較例１−４）は、結節強度が低下し、屈曲
摩耗性、屈曲疲労性も低下する。逆に、引取り比の倍率
が小さい場合（比較例１−６）には、屈曲摩耗性および
屈曲疲労性の向上効果は少なく、しかも引張強度、結節
強度および引掛強度が低下し、耐熱性や耐薬品性も低下
する。第２次熱処理温度は、高すぎる場合（比較例１−
５）には、熱処理中に繊維が溶断し、低すぎる場合（比
較例１−７）には、屈曲摩耗性および屈曲疲労性の改善
効果がない。なお、試料のＰＰＳ繊維の結晶化度は、い
ずれも３０％±５％であって、第２次熱処理による結晶
化度の特別な増加はみられなかった。

【００３２】［実施例２、比較例２］溶融粘度（温度３
１０℃、剪断速度１，２００ｓｅｃ−１）５０６０ポイ
ズのポリフェニレンスルフィド（呉羽化学工業株式会社
製）を、シリンダー内径２５ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２２
）にて、押出温度３００℃、ノズル孔径２．８ｍｍのノ
ズルから溶融押出し、８５℃の温水で冷却した。この未
延伸糸を９６℃湿熱で３．６倍に１段延伸し、１７０℃
乾熱で１．２５倍に２段延伸し、次いで２５０℃乾熱で
、５．２秒間、定長熱処理（第１次熱処理）した。しか
る後、表２に示すような各条件で、加熱した空気浴中で
、第２次熱処理を行なって、糸径約４５０μｍのＰＰＳ
繊維を得た。結果を表２に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２から明らかなように、本発明の方法に
より得られたＰＰＳ繊維は、屈曲摩耗性３，５００回以
上、屈曲疲労性１５０回以上の極めて優れた耐屈曲性を
有するとともに、引張強度や結節強度、引掛強度などの
強度特性、耐熱性、耐薬品性などの良好な高性能の繊維
である。これに対して、２５０℃の乾熱雰囲気中での熱
処理を行なっただけのＰＰＳ繊維（比較例２−１）は、
屈曲摩耗性が１，８５６回、屈曲疲労性が９２回であり
、耐屈曲性が不十分なものである。

【００３５】また、引取り比の倍率が低すぎると（比較
例２−２）、屈曲摩耗性および屈曲疲労性が向上せず、
しかも強度特性も全体的に低下し、特に引掛強度が大幅
に低下する。熱処理時間（滞浴時間）が長すぎると（比
較例２−３）、糸が融けて溶断してしまう。熱処理温度
が低すぎると（比較例２−４）、強度特性が全体的に低
下し、屈曲摩耗性および屈曲疲労性も低下する。熱処理
温度が高すぎる場合には、滞浴時間を短くしても（比較
例２−５）、物性改善効果は殆どない。高い熱処理温度
で、滞浴時間を長くしていくと溶断してしまう。引取り
比の倍率が高すぎると（比較例２−６）、熱処理中に破
断してしまう。

【００３６】［実施例３、比較例３］溶融粘度（温度３
１０℃、剪断速度１，２００ｓｅｃ−１）５０６０ポイ
ズのポリフェニレンスルフィド（呉羽化学工業株式会社
製）を、シリンダー内径２５ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２２
）にて、押出温度３２０℃、ノズル孔径２．８ｍｍのノ
ズルから溶融押出し、８５℃の温水で冷却した。この未
延伸糸を９６℃湿熱で４．２倍に１段延伸し、１８０℃
乾熱で１．１５倍に２段延伸し、次いで２７０℃乾熱で
、５．５秒間、定長熱処理（第１次熱処理）した。次に
、表３に示す各条件で、加熱した空気浴中で、第２次熱
処理を行ない糸径約４５０μｍのＰＰＳ繊維を得た。結果を表３に示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】表３から明らかなように、２７０℃の乾熱
雰囲気中での熱処理を行なっただけのＰＰＳ繊維（比較
例３−１）は、屈曲摩耗性が１１５６回で、屈曲疲労性
が８２回であるのに対し、この繊維を本発明の条件下で
第２次熱処理した繊維（実施例３−１〜３）は、強度特
性も良好であり、かつ、屈曲摩耗性が３，５００〜４，
１００回で、屈曲疲労性が１６０〜１７０回の高性能の
繊維である。また、引取り比が小さいと（比較例３−２
）、熱処理中に糸が処理槽内で弛んでしまい、処理する
ことが出来なかった。逆に、引取り比の倍率が高いと（
比較例３−４）、引掛強度が低くなりすぎ、しかも屈曲
摩耗性および屈曲疲労性が低下してしまう。熱処理温度
が高すぎると（比較例３−３）、物性改善効果が殆どな
い。

【００３９】［実施例４］溶融粘度（温度３１０℃、剪
断速度１，２００ｓｅｃ−１）５０６０ポイズのポリフ
ェニレンスルフィド（呉羽化学工業株式会社製）を、シ
リンダー内径２５ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２２）にて、押
出温度３２０℃で、縦１．７５ｍｍ横３．５ｍｍの異型
ノズル孔より溶融押出し、８５℃の温水で冷却した。こ
の未延伸糸を９６℃湿熱で４．２倍に１段延伸し、１８
０℃乾熱で１．１５倍に２段延伸し、次いで２７０℃乾
熱で、５．０秒間、定長熱処理（第１次熱処理）した。さらに、この糸を倍率０．９２倍、温度３４０℃の乾熱
雰囲気中で、滞浴時間３．３秒にて第２次熱処理を行な
って、縦約２８０μｍ、横約５６０μｍの扁平なＰＰＳ
繊維を得た。得られたＰＰＳ繊維の物性は、引張強度４
．３ｇ／ｄ、引張伸度２４％、結節強度３．１ｇ／ｄ、
結節伸度１７％、引掛強度４．４ｇ／ｄ、引掛伸度１４
％、屈曲摩耗性４，０１８回、屈曲疲労性１６５回、耐
熱性８８％、耐薬品性７０％の強度特性および耐屈曲性
に優れた繊維であった。

【００４０】［実施例５、比較例５］溶融粘度（温度３
１０℃、剪断速度１，２００ｓｅｃ−１）が５０６０ポ
イズ、３２８０ポイズおよび１０９０ポイズの３種のポ
リフェニレンスルフィド（呉羽化学工業株式会社製）を
用い、それぞれをシリンダー内径２５ｍｍ押出機（Ｌ／
Ｄ＝２２）にて、押出温度３００℃、ノズル孔径２．８
ｍｍのノズルから繊維状に溶融押出し、８５℃の温水で
冷却した。　　得られた各未延伸糸を、９６℃湿熱で３
．６倍に１段延伸し、１８０℃乾熱で１．２８倍に２段
延伸した。次いで、通常の熱処理（第１次熱処理）を行
なうことなく、表４に示すような各条件で、加熱した空
気浴中で、熱処理を行ない、それぞれ糸径約４５０μｍ
のＰＰＳ繊維を得た。熱処理条件および得られた糸の物
性について、一括して表４に示す。

【００４１】

【表４】

【００４２】表４から明らかなように、本発明の熱処理
条件で熱処理を行なったＰＰＳ繊維（実施例５−１〜５
）は、屈曲摩耗性３，５００回以上、屈曲疲労性１５０
回以上の極めて優れた耐屈曲性を有するとともに、引張
強度や結節強度、引掛強度などの強度特性、耐熱性、耐
薬品性などの良好な高性能の繊維である。これに対して
、熱処理を行なわなかったＰＰＳ繊維（比較例５−１〜
３）は、耐屈曲性が極めて不十分である。また、引取り
比が小さいと（比較例５−４）、耐屈曲性は改善される
ものの、結節強度などの強度特性が著しく低下する。さらに、熱処理温度が高すぎたり、滞浴時間が長すぎる
場合（比較例５−５〜７）には、熱処理中に繊維が溶断
する。

【００４３】［実施例６、比較例６］浴融粘度（温度３
１０℃、剪断速度１，２００ｓｅｃ−１）が、４６７０
ポイズのポリフェニレンスルフィド（呉羽化学工業株式
会社製）を用い、内径５０ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２８）
にて押出温度３２０℃で、ノズル孔径３ｍｍのノズルか
ら溶融紡糸し、８０℃温水中で冷却した。得られた未延
伸糸を９３℃湿熱中で３．６倍に延伸した。この延伸糸
を１５０℃、２００℃、２５０℃、２８０℃、２９０℃
、３１０℃、３３０℃、３５０℃の各乾熱中で１．３倍
の引取り比で熱処理（延伸熱処理）し、繊度約１９５０
デニールのＰＰＳ繊維（モノフィラメント）を得た。そ
の物性を表５に示す。

【００４４】

【表５】

【００４５】［実施例７、比較例７］溶融粘度（温度３
１０℃、剪断速度１，２００ｓｅｃ−１）が３５００ポ
イズのポリフェニレンスルフィド（呉羽化学工業株式会
社製）を用い、実施例６および比較例６と同様の処理を
行ない、繊度約１９５０デニールのＰＰＳ繊維を得た。その物性を表６に示す。

【００４６】

【表６】表５および表６から明らかなように、工程２で１段で延
伸しただけの延伸糸を用いても、本願発明の熱処理（工
程３）を行なうことにより、強度および耐屈曲性が共に
優れたＰＰＳ繊維を得ることができる。

【００４７】［実施例８、比較例８］溶融粘度（温度３
１０℃、剪断速度１，２００ｓｅｃ−１）が４６７０ポ
イズのポリフェニレンスルフィド（呉羽化学工業株式会
社製）を用い、内径５０ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２８）に
て押出温度３２０℃で、ノズル孔径３ｍｍのノズルから
溶融紡糸し、８０℃温水中で冷却した。得られた未延伸
糸を９８℃温水中で３．４５倍に延伸した。この延伸糸
を２９０℃で、表７に示す各引取り比で熱処理（延伸熱
処理）し、約１９５０デニールのＰＰＳ繊維を得た。そ
の物性を表７に示す。

【００４８】

【表７】表７から明らかなように、工程２で１段で延伸しただけ
の延伸糸を用いても、本願発明の熱処理（工程３）を行
なうことにより、強度および耐屈曲性が共に優れたＰＰ
Ｓ繊維を得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、耐熱性、耐薬品性が良
好で、引張強度、結節強度、引掛強度などの強度特性に
優れ、しかも耐屈曲摩耗性および耐屈曲疲労性が顕著に
優れたＰＰＳ繊維を提供することができる。本発明のＰ
ＰＳ繊維は、各種フィルター、電気絶縁材など各種用途
に用いることができるが、その中でも特に、抄紙カンバ
ス用繊維として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用した屈曲摩耗試験機とそれを用い
た測定方法を示す図である。

【図２】（１）は本発明で使用した屈曲疲労試験機を示
す図であり、（２）は（１）の屈曲疲労試験機における
折り曲げコマ先端部を示す図である。

【符号の説明】

１　　試験片（ＰＰＳ繊維）２　　プランジャー３　　上部チャック４　　折り曲げコマ５　　回転チャック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　引張強度３．５ｇ／ｄ以上、結節強度
２ｇ／ｄ以上、引掛強度３．５ｇ／ｄ以上であって、屈
曲摩耗試験において切断するまでの往復摩擦回数が３，
０００回以上、かつ、屈曲疲労試験において切断するま
での往復折り曲げ回数が１５０回以上であることを特徴
とするポリフェニレンスルフィド繊維。
【請求項２】　　下記の工程１ないし工程３を含むこと
を特徴とするポリフェニレンスルフィド繊維の製造方法
。工程１：ポリフェニレンスルフィドを溶融紡糸する工程
、工程２：工程１で得られた未延伸糸を８０〜２６０℃の
温度範囲内で２〜７倍の延伸倍率で延伸する工程、工程
３：工程２で得られた延伸糸を２８５℃を超え３８５℃
以下の乾熱雰囲気中、引取り比０．８〜１．３５倍の条
件下に、０．１〜３０秒間、熱処理を行なう工程。
【請求項３】　　工程２において、未延伸糸の延伸を２
段以上の多段で行なう請求項２記載の製造方法。
【請求項４】　　工程２において、未延伸糸を延伸した
後、２８０℃以下での熱処理を行なう請求項２記載の製
造方法。
【請求項５】　　工程２において、未延伸糸の延伸を１
段で行なった後、工程３において、延伸糸を２８５℃を
超え３３０℃以下の乾熱雰囲気中で、引取り比１．１５
〜１．３５倍の条件下に、０．１〜２０秒間、熱処理す
る請求項２記載の製造方法。
【請求項６】　　工程２において、未延伸糸を３〜６倍
の延伸倍率で延伸する請求項２ないし５のいずれか１項
記載の製造方法。