扁平断面ポリフェニレンサルファイドモノフィラメントおよび工業用織物
【課題】工業用織物の製造に際し、製品中の糸割れ欠点の発生を改善するとともに、緯糸打ち込み時の糸切れを抑制し優れた工程通過性を発揮し、工業用織物の表面平滑性を極めて良好な状態となし得る扁平断面ＰＰＳモノフィラメントおよび工業用織物を提供する。
【解決手段】扁平断面は対向するそれぞれ一対の長辺と短辺を有する概略長方形の形状からなり、この短辺はその幅方向両端部に位置する厚みがＤｍｉｎの最薄部と、この最薄部の両端から前記長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増してこの長辺の幅方向中央部にて厚みがＤｍａｘとなる最厚部とを有すると共に最薄部の厚みと、最厚部の厚みの比率Ｄｍｉｎ：Ｄｍａｘが１：１．０１〜４．００の範囲にあり、且つ引張伸度が４２％以上７０％以下、また、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上である扁平断面ＰＰＳモノフィラメント。
【解決手段】扁平断面は対向するそれぞれ一対の長辺と短辺を有する概略長方形の形状からなり、この短辺はその幅方向両端部に位置する厚みがＤｍｉｎの最薄部と、この最薄部の両端から前記長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増してこの長辺の幅方向中央部にて厚みがＤｍａｘとなる最厚部とを有すると共に最薄部の厚みと、最厚部の厚みの比率Ｄｍｉｎ：Ｄｍａｘが１：１．０１〜４．００の範囲にあり、且つ引張伸度が４２％以上７０％以下、また、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上である扁平断面ＰＰＳモノフィラメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平断面ポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳという）モノフィラメントおよびこれを経糸または緯糸に用いた工業用織物に関するものである。さらに詳しくは、ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を概略長方形とし、その断面幅方向中央部に適度なふくらみを持たせた形状とし、且つ引張伸度を最適化することによって引掛強力の向上および安定化を図ると共に、工業用織物の加工工程においての糸切れや糸割れなどの不具合を生じることが少なく、抄紙ドライヤーカンバスを代表とする工業用織物用原糸として極めて好適に利用し得る扁平断面ＰＰＳモノフィラメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＰＳは、耐熱性、耐薬品性および難燃性などに優れている上に、溶融成型が可能であることから、これら特性を必要とする成型品用途以外にも、フィルムや繊維として広く用いられている。中でもＰＰＳ繊維については、その優れた耐熱性、耐薬品性および難燃性を生かして、抄紙ドライヤーカンバスなどの工業用織物、フィルターおよびブラシ用毛材などのさまざまな用途で用いられている。
【０００３】
しかしながら、ＰＰＳからなる繊維は、ポリエステル繊維やポリアミド繊維に比較して、引張強度、結節強度および引掛強度、さらには屈曲特性などの物理的特性が不十分であるという問題を抱えている上、近年では、製紙用具メーカーの最新鋭大型高速織機の導入により、従来にも増して、製織時の工程通過性を改善したＰＰＳモノフィラメントの実現を望む声が強くなってきており、これら物理的特性の向上のみならず、製織時の工程通過性向上を目的とした種々の提案がなされてきている。
【０００４】
例えば、メルトフローレート（以下、ＭＦＲという）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、引き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、さらに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（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
【０００５】
また、ＰＰＳ未延伸糸を自然延伸比以上の倍率で１段延伸し、その後１５０〜２６０℃以上で、かつ１段目の延伸温度以上で定長熱処理するか、同様の温度域で全延伸倍率が１段目の延伸倍率の１〜２倍になるように２段延伸することにより、機械的特性や耐熱性、耐薬品性を向上させたＰＰＳ繊維（例えば、特許文献２参照）や、ＰＰＳを溶融紡糸して得た未延伸糸を８０〜２６０℃で２〜７倍に延伸した後、２８５〜３８５℃の乾熱雰囲気中で引き取り比０．８〜１．３５倍で０．１〜３０秒間熱処理することにより、引張強度が３．５ｇ／ｄ以上、結節強度が２．５ｇ／ｄ以上であり、屈曲摩耗や屈曲疲労特性を改善したＰＰＳ繊維（例えば、特許文献３参照）なども提案されている。
【０００６】
さらに、本発明者らも、ＪＩＳ Ｌ１０１３の規定に準じて測定した引張強度が２．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、同じく引張伸度が３０％以上、同じく引掛強度が３．５３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、かつ、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７０００回以上、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回以上であるＰＰＳ繊維（例えば、特許文献４参照）を先に提案している。
【０００７】
しかしながら、これら技術で得られるＰＰＳ繊維やモＰＰＳノフィラメントは、比較的十分な強度特性や耐屈曲特性を有しているものの、実際に工業用織物用原糸、特に扁平度の高いＰＰＳモノフィラメント（短辺に対し長辺が極めて長い断面形状を有するＰＰＳモノフィラメント）として使用した場合には、近年増加傾向である最新鋭高速大型織機において、経糸では筬打ち時の衝撃による糸割れ、また緯糸では高速打ち込み時の衝撃による緯糸切れが発生するなど、極めて生産性を低下させるという問題が顕在化してきた。
【特許文献１】特開平６２−２９９５１３号公報
【特許文献２】特開昭６４−３９６１号公報
【特許文献３】特開平４−２２２２１７号公報
【特許文献４】特開２００２−３８３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した従来技術における問題を解決すべく鋭意検討を行なった結果達成されたものである。
【０００９】
すなわち、本発明の目的は、最新鋭高速大型織機で使用した場合においても、糸割れや糸切れが無い極めて安定した工程通過性を示し、また、工業用織物の優れた表面平滑性をも同時に具現することを可能とする扁平断面ＰＰＳモノフィラメントおよびそれを用いた工業用織物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため本発明によれば、実質的にポリフェニレンサルファイドからなる扁平断面モノフィラメントであって、その扁平断面は対向するそれぞれ一対の長辺と短辺を有する概略長方形の形状からなり、前記短辺の厚みをＤとしたときに、この短辺はその幅方向両端部に位置する厚みがＤｍｉｎの最薄部と、この最薄部の両端から前記長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増してこの長辺の幅方向中央部にて厚みがＤｍａｘとなる最厚部とを有すると共に、前記最薄部の厚みと、最厚部の厚みの比率Ｄｍｉｎ：Ｄｍａｘが１：１．０１〜４．００の範囲にあり、且つＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張伸度が４２％以上７０％以下、また、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．７に準じて測定した引掛強力と、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張強力とから、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上であることを特徴とする扁平断面ポリフェニレンサルファイドモノフィラメントが提供される。
【００１１】
なお、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントにおいては、前記長辺の幅Ｌと、前記Ｄｍａｘとから、Ｌ／Ｄｍａｘで表される扁平率が１．１５〜１０．０であることが、好ましい条件として挙げられる。
【００１２】
また、本発明の織物は、上記の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に使用したことを特徴とし、工業用織物、特に抄紙用織物において優れた表面平滑性を具現するばかりか、工程通過性が極めて顕著に改善されるなどの効果を奏する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、最新鋭高速大型織機で使用した場合においても、扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの糸割れや糸切れが無く、極めて安定した工程通過性を示し、また、本発明の扁平断面形状となすことによって、工業用織物の優れた表面平滑性をも同時に具現することを可能とする扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの取得が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明をさらに詳細に説明する。
【００１５】
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の規定を満たす扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を示す繊維軸方向に垂直な断面図、また、図３（ｅ）および（ｆ）は、本発明の規定を満たさない扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を示す繊維軸方向に垂直な断面図、図２は、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントにおける長辺Ｌおよび短辺の厚みＤｍｉｎおよびＤｍａｘなどの各部位の測定箇所を示した概略図である。
【００１６】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、その断面形状が扁平形状であることを特徴とする。
【００１７】
本発明でいう扁平形状とは、ＰＰＳモノフィラメントの繊維軸方向に垂直な断面の形状を示し、例えば図１に示した、向かい合う短辺を直線とした扁平形状（ａ、ｂ）、向かい合う短辺が弧をなした扁平形状（ｃ）、弧をなす長辺と直線をなす短辺の繋がる部位が概台形形状となったような扁平形状（ｄ）などを含むものである。
【００１８】
これらの中でも、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状は、向かい合う短辺を直線とした扁平（図１ａ、ｂ）や向かい合う短辺が弧をなした扁平形状（図１ｃ）であることがより好ましい。
【００１９】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、図２に示したように、短辺の幅方向両端部に位置する最薄部の厚みＤｍｉｎと、この最薄部の両端から長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増してこの長辺の幅方向中央部にて厚みが最大となる最厚部の厚みＤｍａｘとの比が、Ｄｍｉｎ：Ｄｍａｘ＝１：１．０１〜４．００であることを特徴とし、好ましくはＤｍｉｎ：Ｄｍａｘ＝１：１．０３〜２．５、さらにＤｍｉｎ：Ｄｍａｘ＝１：１．０６〜１．２の範囲とした場合は、工業用織物の表面平滑性をより一層顕著に改善せしめる好ましい結果に繋がる。
【００２０】
ここで、Ｄｍａｘの値がＤｍｉｎに対し４．００以上では、その扁平断面形状を見た場合に、幅方向中央部の厚みＤｍａｘが極度に大きく、織物の表面平滑性の実現が困難になるばかりか、Ｄｍｉｎ部が薄くなってしまうことに起因して、結節強力や引掛強力が極端に低下するという好ましくない結果を招くことになる。一方、Ｄｍａｘの値が１．０１未満では、糸割れや糸切れの改善効果が認められず、工業用織物用途に使用する際の工程通過性が極めて悪化するという好ましくない結果を招くこととなる。
【００２１】
なお、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントで肝要な点は、その断面形状において、幅方向Ｌの形状が直線となった長方形形状や凹型に弧をなした所謂凹レンズ形状ではなく、幅方向端部より中央部に向かうに従い漸次その厚みを増大させた凸レンズのような形状とすることにある。
【００２２】
すなわち、扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面において、幅方向Ｌの形状が直線的な長方形形状（図３ｅ）や凹レンズ形状（図３ｆ）の場合には、これら扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを用いて製織を行う際に、筬打ち時の衝撃や緯糸打ち込み時の衝撃によって、ＰＰＳモノフィラメントに糸割れや糸切れが生じやすく、工程通過性が極めて悪化するという好ましくない結果を招くことに繋がる。
【００２３】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、上述した断面形状であることと合わせて、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張伸度が４２％以上７０％以下、また、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．７に準じて測定した引掛強力と、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張強力とから、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの引張伸度は４２％以上７０％以下であることを特徴とするが、好ましくは４５％〜６５％、さらに４８％〜６２％の範囲とした場合に、工業用織物の寸法安定性の向上ならびに製織時の工程通過性が極めて良好になる効果の発現が期待できる。
【００２５】
ここで、引張伸度が４２％未満の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、伸度が低いことに起因し、緯糸打ち込み時の衝撃により糸切れの発生が多くなり、筬打ち時の糸割れが増加するばかりか、引掛強力を測定した場合に、その引掛強力バラツキが大きくなる傾向となり、品質安定性に欠ける扁平断面ＰＰＳモノフィラメントとなってしまう。
【００２６】
一方、伸度が７０％を超えるような高伸度の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、経糸使用時の糸割れや、緯糸打ち込み時の糸切れなどの不具合は少ないものの、工業用織物とした場合において、その高すぎる伸度がそのまま工業用織物の特性として現れてしまい、網が非常に伸びやすく、織物の寸法安定性が不十分となるため好ましくない。
【００２７】
また、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上であることが必要である。
【００２８】
すなわち、引掛強力保持率が１３０％未満の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、製織後の工業用織物製品に強い張力が掛かった場合に、その経糸と緯糸が交差するナックル部において糸切れが生じたり、工業用織物の織り継ぎを行った部位での糸切れが生じたりするなど極めて好ましくない結果を招くこととなる。
【００２９】
また、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントにおいては、長辺の幅Ｌと、前記Ｄｍａｘとから、Ｌ／Ｄｍａｘで表される扁平率を１．１５〜１０．０の範囲とすることが望ましく、さらには１．５〜８．０、より好ましくは、１．８〜５．０とした場合に一層優れた効果の発現が期待できる。
【００３０】
ここで、扁平率を上記の範囲にする理由は、１．１５未満では、前記Ｄｍｉｎ部より、前記長辺の幅方向中央部付近のＤｍａｘ部へ向け漸次厚みを増すことによって、整経／製織時の糸切れおよび糸割れに対する改善効果が十分に得られない傾向となるからである。
【００３１】
一方、扁平率が１０．０以上と極端に大きい場合は、経糸とする場合では、工業用織物の一定幅内に経糸として整経可能な原糸本数が大幅に減少することになり、その結果、工業用織物の縦方向の網強度が低下してしまうという好ましくない結果を招くことがある。
【００３２】
また、緯糸に使用する場合においても、そのＰＰＳモノフィラメントの扁平率が極端に大きくなるため、製織打ち込み時に、緯糸打ち込み糸に捩れが入りやすくなり、その結果、織物に求められる表面平滑性が大幅に低下するばかりか、これら捩れの修正作業に多くの時間を費やすなど、生産性の低下にも繋がってしまう。また、捩れが生じた状態で緯糸打ち込みを行うと、扁平ＰＰＳモノフィラメントに捩れが生じている箇所での糸割れが生じる頻度が増えるなど、極めて好ましくない結果を招くこととなる。
【００３３】
さらに、扁平率が上記の範囲外の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、工業用織物の経糸もしくは緯糸として用いるいずれの場合でも、経糸と緯糸が交差するナックル部分での糸割れが生じやすくなる傾向を示すなど、工業用織物の欠点を増加させてしまうことに繋がってしまう。
【００３４】
なお、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、実質的にＰＰＳからなるものであるが、ここでいうＰＰＳとは、ポリマの繰り返し単位がｐ−フェニレンサルファイド単位やｍ−フェニレンサルファイド単位からなるフェニレンサルファイド単位を含有するポリマを意味する。これらのポリマ中でも、繰り返し単位の９０％以上がｐ−フェニレンサルファイド単位からなるポリマが好ましく用いられる。
【００３５】
本発明において特に好ましく用いることのできるＰＰＳポリマは、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ることにより製造できるが、ｐ−ジクロルベンゼンに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ることによって製造したものであってもよい。
【００３６】
本発明においては、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−８６に準拠し、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１０分あたりの流出ポリマ量（ｇ）で示されるメルトフローレート（以下、ＭＦＲという）が２０〜３００ｇ／１０分程度のＰＰＳを用いることができるが、強伸度バランス、直径斑、摩耗特性、製糸性の点から、特にＭＦＲが７０〜２００ｇ／１０分程度のＰＰＳを、好ましく用いることができる。
【００３７】
ここで、市販品として使用できるＰＰＳとしては、例えば東レ（株）製ＰＰＳのＥ１８８０、Ｅ２０８０、Ｅ２２８０、Ｅ２４８１、Ｍ２４８８およびＭ２５８８などを挙げることができる。
【００３８】
なお、本発明で使用するＰＰＳは、上述の市販品として入手可能なＰＰＳチップでなくとも、ＰＰＳフィルム屑やＰＰＳ繊維屑などをリサイクルすることによって得られる再生ＰＰＳ樹脂を用いても何ら問題はない。
【００３９】
また、ＰＰＳは通常粉末で得られるものであるが、溶融紡糸に供する前にエクストルダーなどで粉末ＰＰＳを融点以上の温度に加熱し、溶融・混練した後、必要に応じフィルター類で異物を濾過除去し、ガット状に押出して冷却し、その後カッティングするなどの方法によりペレット状に加工して用いることができる。そして、ＰＰＳ粉体あるいはＰＰＳペレットは、概ね１００〜１８０℃で５〜２４時間程度、減圧真空下で乾燥してから紡糸に供することが好ましい。
【００４０】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの製法には特に制限はないが、通常は以下に述べる方法が好ましく適用される。
【００４１】
すなわち、エクストルダー型などの紡糸機を用い、ＰＰＳの融点よりも２０〜８０℃高い温度で溶融押出を行い、所望の異形断面口金から押出された溶融ポリマを６０〜９５℃の温水中で冷却固化させる。引き続き、得られた未延伸糸を、ＰＰＳのガラス転移温度以上の温度に調節された延伸浴または延伸雰囲気に導き、１段延伸または２段以上の多段延伸に供する。なお、トータル延伸倍率としては、２．８〜５．５倍程度の範囲が好ましく、さらには、乾熱収縮率や繊維破断時の破断伸度などを調整するために、延伸工程通過後の延伸糸に対し、９０〜２８０℃程度の温度雰囲気下で、０．８〜１．０倍程度の熱セットを行うことが望ましい。
【００４２】
このようにして得られる本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、目的とする特性を疎外しない範囲であれば、酸化チタン、酸化ケイ素、チッ化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、ジルコニウム酸などの各種無機粒子や架橋高分子粒子、従来公知の抗酸化剤、金属イオン封鎖剤、イオン交換剤、着色防止剤、耐光剤、包接化合物、各種着色剤、ワックス類、シリコーンオイル、各種界面活性剤、各種強化繊維類、フッ素樹脂類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリオレフィン類およびポリスチレン類などを含有することができる。
【００４３】
かくしてなる本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、抄紙用織物や抄紙ドライヤーカンバスなどの工業用織物に好適に使用が可能である。
【００４４】
すなわち、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に使用した工業用織物、特に抄紙用織物は、最新鋭高速大型織機で製織した場合においても、糸割れや糸切れが無い極めて安定した工程通過性を示し、工業用織物の優れた表面平滑性をも同時に具現することが可能である。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの実施例に関しさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４６】
なお、上記および下記に記載の本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの物性などは以下の方法により測定した値である。
【００４７】
（１）モノフィラメントの引張強力（Ｎ）および引張伸度（％）
ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５に準じて、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室内で、（株）オリエンテック社製”テンシロン”ＵＴＭ−４−１００型引張試験機を用い、試長：２５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／分の条件で測定し、１０回測定の平均値で示した。
【００４８】
（２）モノフィラメントの引掛強力
ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．７に準じて、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室内で、（株）オリエンテック社製”テンシロン”ＵＴＭ−４−１００型引張試験機を用い、試長：２５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／分の条件で測定し、１０回測定の平均値で示した。
【００４９】
（３）引掛強力保持率
上記に記載した方法で測定した引張強力および引掛強力の測定値を用い、以下の算式で算出した。
引掛強力保持率（％）＝引掛強力÷引張強力×１００
【００５０】
（４）厚み最薄部Ｄｍｉｎ、厚み最厚部Ｄｍａｘおよび長辺Ｌ
扁平断面ＰＰＳモノフィラメント３ｍ中から、任意の５箇所につきモノフィラメントの繊維軸方向に対し垂直方向に切り出した、扁平断面ＰＰＳモノフィラメント断面観察用サンプルを作成した。
【００５１】
この断面観察サンプルをＫＥＹＥＮＣＥ製デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１００Ｆにて観察し、本デジタルマイクロスコープの計測ツールを用い、ＰＰＳモノフィラメントの扁平断面幅方向両端部に位置する最も厚みの薄い箇所Ｄｍｉｎ部の平均値をＤｍｉｎ、扁平断面最薄部のＤｍｉｎ部から長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増し、この長辺の幅方向中央部にて厚みが最大となる箇所をＤｍａｘとし、小数点以下３桁まで計測した。
【００５２】
上記と同様の断面観察用サンプルを用い、扁平断面幅方向の最大長を長辺Ｌとし、小数点以下３桁まで計測した。
【００５３】
（５）糸割れ耐久性試験
長さ７０ｍｍに切り出したＰＰＳモノフィラメントサンプル１０本を束ね、モーター駆動のシャフトに固定、駆動シャフトより５０ｍｍ離れた箇所に直径１５ｍｍφのステンレス製丸棒を設置し、サンプル固定端と反対側のモノフィラメントサンプル先端部の約２０ｍｍが、前記ステンレス製丸棒に接触するように固定する。
【００５４】
ＰＰＳモノフィラメントサンプルを固定したモーターシャフトを１２００ｒｐｍで１５分間回転させ、ＰＰＳモノフィラメントの束サンプル先端部をステンレス製丸棒に回転衝突させ、ＰＰＳモノフィラメントの糸割れ状態を観察、本糸割れ耐久性評価を３回実施し、以下の基準で糸割れ耐久性を判断した。
◎…３回の試験を実施し、扁平断面ＰＰＳモノフィラメントに糸割れは全く発生せず、極めて優れた糸割れ耐久性を有する。
○…３回の試験を実施し、平均本数で１０本中１本未満の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントに糸割れが発生しただけで、工業用織物への使用に際し十分な耐久性を有する。
×…３回の試験を実施し、平均本数で１０本中１本以上の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントに糸割れが発生し、糸割れ耐久性に劣る。
【００５５】
（６）経糸製織評価
扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを経糸に使用し、２重織の抄紙用ドライヤーカンバスを作製した。このドライヤーカンバス１００ｍ２あたりの経糸の糸割れ状況を確認し、以下の基準で判断した。
○…経糸と緯糸が交差したナックル部分において、経糸の糸割れは皆無であった。
×…経糸と緯糸が交差したナックル部分において、経糸の糸割れが１箇所以上あった。
【００５６】
（７）緯糸打ち込み評価
扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを緯糸に使用し、２重織の抄紙用ドライヤーカンバスを作製した。このドライヤーカンバスを長さ方向に５ｍ製織するに際し、緯糸打ち込み時の糸切れ状況を確認し、以下の基準で判断した。
○…緯糸打ち込み時の糸切れが１回以下であった。
×…緯糸打ち込み時の糸切れが２回以上発生した。
【００５７】
［実施例１］
ＰＰＳ原料として、１５０℃で１５時間、真空条件下で乾燥を行なった東レ（株）製ＰＰＳペレットＥ２０８０（ＭＦＲ＝９０）を準備した。このＰＰＳ原料をエクストルダー型紡糸機へ供給し、紡糸機温度３３０℃にて溶融混練し、概長方形断面紡糸口金から溶融ポリマを押出した後、ただちに８０℃の温水中で冷却固化させたＰＰＳ未延伸糸を得た。
【００５８】
引き続き、上記のＰＰＳ未延伸糸を９５℃の温水中で３．５倍に一次延伸し、さらに１３０℃の乾熱雰囲気下で１．２倍に二次延伸を行ってトータル延伸倍率を４．２倍とし、次いで１９０℃の乾熱雰囲気下で定張力条件にて熱セットを行ない、Ｄｍｉｎ：０．３８３ｍｍ、Ｄｍａｘ：０．４０４ｍｍ、長辺Ｌ：０．８０３ｍｍの図１（ａ）に示した扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを得た。
【００５９】
得られた扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの引張伸度、引掛強力保持率、糸割れ耐久性試験および経糸製織評価などの結果を表１に示す。
【００６０】
［実施例２および比較例１〜２］
実施例１と同じ製糸プロセスを用い、引張伸度を調整するためにトータル延伸倍率を変更して、表１に示したようなＤｍｉｎ、Ｄｍａｘ、Ｌ、引張伸度および引掛強力保持率を有する扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを得た。それぞれの扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの糸割れ耐久性試験および経糸製織評価などの結果を表１および表２に示す。
【００６１】
［実施例３〜５および比較例３〜５］
実施例１と同じ製糸プロセスおよび製糸条件で、概長方形断面紡糸口金を変更して、表１に示したような断面形状およびＤｍｉｎ、Ｄｍａｘ、Ｌを有する扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを得た。それぞれの扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの糸割れ耐久性試験、経糸製織評価および緯糸打ち込み評価などの結果を表１および表２に示す。
【００６２】
[実施例６]
実施例１と同じ製糸プロセスを用い、引張伸度およびＤｍｉｎ、Ｄｍａｘ、Ｌを調整するためにトータル延伸倍率と概長方形断面紡糸口金孔径を変更して、表１に示したようなＤｍｉｎ、Ｄｍａｘ、Ｌ、引張伸度および引掛強力保持率を有する扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを得た。この扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの糸割れ耐久性試験および経糸製織評価などの結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
表１の結果から明らかなように、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、優れた引掛強力保持率および糸割れ耐久性および断面形状を有することから、抄紙用ドライヤーカンバスなどの工業用織物用途へ用いる扁平断面ＰＰＳモノフィラメントとして、極めて好適に利用できるものであることがわかる。
【００６６】
一方、表２の結果から明らかなように、本発明の規定を満たさない扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、工業用織物の製織工程での糸切れ発生や製織後の工業用織物製品中への糸割れによる欠点が生じるなど、工業用織物用途の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントとしては好ましくないものとなった。また、引張伸度が本発明の規定を満たさない比較例２では、糸割れ耐久性試験結果や経糸製織評価結果は概ね良好であったものの、実際に織りあがった抄紙用ドライヤーカンバス製品において、扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの引張伸度が高すぎることに起因し、織物の経糸方向の伸びが大きくなりすぎ、実用に耐えない製品となってしまった。
【００６７】
さらに、断面形状のみが本発明の規定を満たさない比較例３においては、断面形状を除く特性は本発明の規定を満たしているのにも拘らず、経糸製織製評価にて糸割れ欠点が発生するなど、断面形状が工業用織物製織時の工程通過性に大きな影響を与えていることを裏付ける結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、適正な引張伸度および優れた引掛強力保持率を兼ね備え、概略長方形形状をなし、幅方向両端部から長辺幅方向中央部付近へ向かい漸次厚みを増し、幅方向中央部にて厚みが最大となるような凸レンズ状形状とすることで、優れた糸割れ耐久性が実現され、抄紙用ドライヤーカンバスなどに代表される工業用織物の構成素材とした場合、極めて好適に利用し得るものであり、産業状の利用価値が極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の規定を満たす扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を示す繊維軸方向に垂直な断面図。
【図２】図２は本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントにおける長辺Ｌおよび短辺の厚みＤｍｉｎおよびＤｍａｘなどの各部位の測定箇所を示した概略図。
【図３】図３（ｅ）および（ｆ）は本発明の規定を満たさない扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を示す繊維軸方向に垂直な断面図。
【符号の説明】
【００７０】
Ｄｍｉｎ 短辺最薄部の厚み
Ｄｍａｘ 短辺最厚部の厚み
Ｌ 長辺の幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平断面ポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳという）モノフィラメントおよびこれを経糸または緯糸に用いた工業用織物に関するものである。さらに詳しくは、ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を概略長方形とし、その断面幅方向中央部に適度なふくらみを持たせた形状とし、且つ引張伸度を最適化することによって引掛強力の向上および安定化を図ると共に、工業用織物の加工工程においての糸切れや糸割れなどの不具合を生じることが少なく、抄紙ドライヤーカンバスを代表とする工業用織物用原糸として極めて好適に利用し得る扁平断面ＰＰＳモノフィラメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＰＳは、耐熱性、耐薬品性および難燃性などに優れている上に、溶融成型が可能であることから、これら特性を必要とする成型品用途以外にも、フィルムや繊維として広く用いられている。中でもＰＰＳ繊維については、その優れた耐熱性、耐薬品性および難燃性を生かして、抄紙ドライヤーカンバスなどの工業用織物、フィルターおよびブラシ用毛材などのさまざまな用途で用いられている。
【０００３】
しかしながら、ＰＰＳからなる繊維は、ポリエステル繊維やポリアミド繊維に比較して、引張強度、結節強度および引掛強度、さらには屈曲特性などの物理的特性が不十分であるという問題を抱えている上、近年では、製紙用具メーカーの最新鋭大型高速織機の導入により、従来にも増して、製織時の工程通過性を改善したＰＰＳモノフィラメントの実現を望む声が強くなってきており、これら物理的特性の向上のみならず、製織時の工程通過性向上を目的とした種々の提案がなされてきている。
【０００４】
例えば、メルトフローレート（以下、ＭＦＲという）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、引き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、さらに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（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
【０００５】
また、ＰＰＳ未延伸糸を自然延伸比以上の倍率で１段延伸し、その後１５０〜２６０℃以上で、かつ１段目の延伸温度以上で定長熱処理するか、同様の温度域で全延伸倍率が１段目の延伸倍率の１〜２倍になるように２段延伸することにより、機械的特性や耐熱性、耐薬品性を向上させたＰＰＳ繊維（例えば、特許文献２参照）や、ＰＰＳを溶融紡糸して得た未延伸糸を８０〜２６０℃で２〜７倍に延伸した後、２８５〜３８５℃の乾熱雰囲気中で引き取り比０．８〜１．３５倍で０．１〜３０秒間熱処理することにより、引張強度が３．５ｇ／ｄ以上、結節強度が２．５ｇ／ｄ以上であり、屈曲摩耗や屈曲疲労特性を改善したＰＰＳ繊維（例えば、特許文献３参照）なども提案されている。
【０００６】
さらに、本発明者らも、ＪＩＳ Ｌ１０１３の規定に準じて測定した引張強度が２．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、同じく引張伸度が３０％以上、同じく引掛強度が３．５３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、かつ、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７０００回以上、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回以上であるＰＰＳ繊維（例えば、特許文献４参照）を先に提案している。
【０００７】
しかしながら、これら技術で得られるＰＰＳ繊維やモＰＰＳノフィラメントは、比較的十分な強度特性や耐屈曲特性を有しているものの、実際に工業用織物用原糸、特に扁平度の高いＰＰＳモノフィラメント（短辺に対し長辺が極めて長い断面形状を有するＰＰＳモノフィラメント）として使用した場合には、近年増加傾向である最新鋭高速大型織機において、経糸では筬打ち時の衝撃による糸割れ、また緯糸では高速打ち込み時の衝撃による緯糸切れが発生するなど、極めて生産性を低下させるという問題が顕在化してきた。
【特許文献１】特開平６２−２９９５１３号公報
【特許文献２】特開昭６４−３９６１号公報
【特許文献３】特開平４−２２２２１７号公報
【特許文献４】特開２００２−３８３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した従来技術における問題を解決すべく鋭意検討を行なった結果達成されたものである。
【０００９】
すなわち、本発明の目的は、最新鋭高速大型織機で使用した場合においても、糸割れや糸切れが無い極めて安定した工程通過性を示し、また、工業用織物の優れた表面平滑性をも同時に具現することを可能とする扁平断面ＰＰＳモノフィラメントおよびそれを用いた工業用織物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため本発明によれば、実質的にポリフェニレンサルファイドからなる扁平断面モノフィラメントであって、その扁平断面は対向するそれぞれ一対の長辺と短辺を有する概略長方形の形状からなり、前記短辺の厚みをＤとしたときに、この短辺はその幅方向両端部に位置する厚みがＤｍｉｎの最薄部と、この最薄部の両端から前記長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増してこの長辺の幅方向中央部にて厚みがＤｍａｘとなる最厚部とを有すると共に、前記最薄部の厚みと、最厚部の厚みの比率Ｄｍｉｎ：Ｄｍａｘが１：１．０１〜４．００の範囲にあり、且つＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張伸度が４２％以上７０％以下、また、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．７に準じて測定した引掛強力と、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張強力とから、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上であることを特徴とする扁平断面ポリフェニレンサルファイドモノフィラメントが提供される。
【００１１】
なお、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントにおいては、前記長辺の幅Ｌと、前記Ｄｍａｘとから、Ｌ／Ｄｍａｘで表される扁平率が１．１５〜１０．０であることが、好ましい条件として挙げられる。
【００１２】
また、本発明の織物は、上記の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に使用したことを特徴とし、工業用織物、特に抄紙用織物において優れた表面平滑性を具現するばかりか、工程通過性が極めて顕著に改善されるなどの効果を奏する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、最新鋭高速大型織機で使用した場合においても、扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの糸割れや糸切れが無く、極めて安定した工程通過性を示し、また、本発明の扁平断面形状となすことによって、工業用織物の優れた表面平滑性をも同時に具現することを可能とする扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの取得が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明をさらに詳細に説明する。
【００１５】
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の規定を満たす扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を示す繊維軸方向に垂直な断面図、また、図３（ｅ）および（ｆ）は、本発明の規定を満たさない扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を示す繊維軸方向に垂直な断面図、図２は、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントにおける長辺Ｌおよび短辺の厚みＤｍｉｎおよびＤｍａｘなどの各部位の測定箇所を示した概略図である。
【００１６】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、その断面形状が扁平形状であることを特徴とする。
【００１７】
本発明でいう扁平形状とは、ＰＰＳモノフィラメントの繊維軸方向に垂直な断面の形状を示し、例えば図１に示した、向かい合う短辺を直線とした扁平形状（ａ、ｂ）、向かい合う短辺が弧をなした扁平形状（ｃ）、弧をなす長辺と直線をなす短辺の繋がる部位が概台形形状となったような扁平形状（ｄ）などを含むものである。
【００１８】
これらの中でも、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状は、向かい合う短辺を直線とした扁平（図１ａ、ｂ）や向かい合う短辺が弧をなした扁平形状（図１ｃ）であることがより好ましい。
【００１９】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、図２に示したように、短辺の幅方向両端部に位置する最薄部の厚みＤｍｉｎと、この最薄部の両端から長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増してこの長辺の幅方向中央部にて厚みが最大となる最厚部の厚みＤｍａｘとの比が、Ｄｍｉｎ：Ｄｍａｘ＝１：１．０１〜４．００であることを特徴とし、好ましくはＤｍｉｎ：Ｄｍａｘ＝１：１．０３〜２．５、さらにＤｍｉｎ：Ｄｍａｘ＝１：１．０６〜１．２の範囲とした場合は、工業用織物の表面平滑性をより一層顕著に改善せしめる好ましい結果に繋がる。
【００２０】
ここで、Ｄｍａｘの値がＤｍｉｎに対し４．００以上では、その扁平断面形状を見た場合に、幅方向中央部の厚みＤｍａｘが極度に大きく、織物の表面平滑性の実現が困難になるばかりか、Ｄｍｉｎ部が薄くなってしまうことに起因して、結節強力や引掛強力が極端に低下するという好ましくない結果を招くことになる。一方、Ｄｍａｘの値が１．０１未満では、糸割れや糸切れの改善効果が認められず、工業用織物用途に使用する際の工程通過性が極めて悪化するという好ましくない結果を招くこととなる。
【００２１】
なお、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントで肝要な点は、その断面形状において、幅方向Ｌの形状が直線となった長方形形状や凹型に弧をなした所謂凹レンズ形状ではなく、幅方向端部より中央部に向かうに従い漸次その厚みを増大させた凸レンズのような形状とすることにある。
【００２２】
すなわち、扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面において、幅方向Ｌの形状が直線的な長方形形状（図３ｅ）や凹レンズ形状（図３ｆ）の場合には、これら扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを用いて製織を行う際に、筬打ち時の衝撃や緯糸打ち込み時の衝撃によって、ＰＰＳモノフィラメントに糸割れや糸切れが生じやすく、工程通過性が極めて悪化するという好ましくない結果を招くことに繋がる。
【００２３】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、上述した断面形状であることと合わせて、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張伸度が４２％以上７０％以下、また、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．７に準じて測定した引掛強力と、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張強力とから、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの引張伸度は４２％以上７０％以下であることを特徴とするが、好ましくは４５％〜６５％、さらに４８％〜６２％の範囲とした場合に、工業用織物の寸法安定性の向上ならびに製織時の工程通過性が極めて良好になる効果の発現が期待できる。
【００２５】
ここで、引張伸度が４２％未満の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、伸度が低いことに起因し、緯糸打ち込み時の衝撃により糸切れの発生が多くなり、筬打ち時の糸割れが増加するばかりか、引掛強力を測定した場合に、その引掛強力バラツキが大きくなる傾向となり、品質安定性に欠ける扁平断面ＰＰＳモノフィラメントとなってしまう。
【００２６】
一方、伸度が７０％を超えるような高伸度の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、経糸使用時の糸割れや、緯糸打ち込み時の糸切れなどの不具合は少ないものの、工業用織物とした場合において、その高すぎる伸度がそのまま工業用織物の特性として現れてしまい、網が非常に伸びやすく、織物の寸法安定性が不十分となるため好ましくない。
【００２７】
また、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上であることが必要である。
【００２８】
すなわち、引掛強力保持率が１３０％未満の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、製織後の工業用織物製品に強い張力が掛かった場合に、その経糸と緯糸が交差するナックル部において糸切れが生じたり、工業用織物の織り継ぎを行った部位での糸切れが生じたりするなど極めて好ましくない結果を招くこととなる。
【００２９】
また、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントにおいては、長辺の幅Ｌと、前記Ｄｍａｘとから、Ｌ／Ｄｍａｘで表される扁平率を１．１５〜１０．０の範囲とすることが望ましく、さらには１．５〜８．０、より好ましくは、１．８〜５．０とした場合に一層優れた効果の発現が期待できる。
【００３０】
ここで、扁平率を上記の範囲にする理由は、１．１５未満では、前記Ｄｍｉｎ部より、前記長辺の幅方向中央部付近のＤｍａｘ部へ向け漸次厚みを増すことによって、整経／製織時の糸切れおよび糸割れに対する改善効果が十分に得られない傾向となるからである。
【００３１】
一方、扁平率が１０．０以上と極端に大きい場合は、経糸とする場合では、工業用織物の一定幅内に経糸として整経可能な原糸本数が大幅に減少することになり、その結果、工業用織物の縦方向の網強度が低下してしまうという好ましくない結果を招くことがある。
【００３２】
また、緯糸に使用する場合においても、そのＰＰＳモノフィラメントの扁平率が極端に大きくなるため、製織打ち込み時に、緯糸打ち込み糸に捩れが入りやすくなり、その結果、織物に求められる表面平滑性が大幅に低下するばかりか、これら捩れの修正作業に多くの時間を費やすなど、生産性の低下にも繋がってしまう。また、捩れが生じた状態で緯糸打ち込みを行うと、扁平ＰＰＳモノフィラメントに捩れが生じている箇所での糸割れが生じる頻度が増えるなど、極めて好ましくない結果を招くこととなる。
【００３３】
さらに、扁平率が上記の範囲外の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、工業用織物の経糸もしくは緯糸として用いるいずれの場合でも、経糸と緯糸が交差するナックル部分での糸割れが生じやすくなる傾向を示すなど、工業用織物の欠点を増加させてしまうことに繋がってしまう。
【００３４】
なお、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、実質的にＰＰＳからなるものであるが、ここでいうＰＰＳとは、ポリマの繰り返し単位がｐ−フェニレンサルファイド単位やｍ−フェニレンサルファイド単位からなるフェニレンサルファイド単位を含有するポリマを意味する。これらのポリマ中でも、繰り返し単位の９０％以上がｐ−フェニレンサルファイド単位からなるポリマが好ましく用いられる。
【００３５】
本発明において特に好ましく用いることのできるＰＰＳポリマは、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ることにより製造できるが、ｐ−ジクロルベンゼンに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ることによって製造したものであってもよい。
【００３６】
本発明においては、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−８６に準拠し、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１０分あたりの流出ポリマ量（ｇ）で示されるメルトフローレート（以下、ＭＦＲという）が２０〜３００ｇ／１０分程度のＰＰＳを用いることができるが、強伸度バランス、直径斑、摩耗特性、製糸性の点から、特にＭＦＲが７０〜２００ｇ／１０分程度のＰＰＳを、好ましく用いることができる。
【００３７】
ここで、市販品として使用できるＰＰＳとしては、例えば東レ（株）製ＰＰＳのＥ１８８０、Ｅ２０８０、Ｅ２２８０、Ｅ２４８１、Ｍ２４８８およびＭ２５８８などを挙げることができる。
【００３８】
なお、本発明で使用するＰＰＳは、上述の市販品として入手可能なＰＰＳチップでなくとも、ＰＰＳフィルム屑やＰＰＳ繊維屑などをリサイクルすることによって得られる再生ＰＰＳ樹脂を用いても何ら問題はない。
【００３９】
また、ＰＰＳは通常粉末で得られるものであるが、溶融紡糸に供する前にエクストルダーなどで粉末ＰＰＳを融点以上の温度に加熱し、溶融・混練した後、必要に応じフィルター類で異物を濾過除去し、ガット状に押出して冷却し、その後カッティングするなどの方法によりペレット状に加工して用いることができる。そして、ＰＰＳ粉体あるいはＰＰＳペレットは、概ね１００〜１８０℃で５〜２４時間程度、減圧真空下で乾燥してから紡糸に供することが好ましい。
【００４０】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの製法には特に制限はないが、通常は以下に述べる方法が好ましく適用される。
【００４１】
すなわち、エクストルダー型などの紡糸機を用い、ＰＰＳの融点よりも２０〜８０℃高い温度で溶融押出を行い、所望の異形断面口金から押出された溶融ポリマを６０〜９５℃の温水中で冷却固化させる。引き続き、得られた未延伸糸を、ＰＰＳのガラス転移温度以上の温度に調節された延伸浴または延伸雰囲気に導き、１段延伸または２段以上の多段延伸に供する。なお、トータル延伸倍率としては、２．８〜５．５倍程度の範囲が好ましく、さらには、乾熱収縮率や繊維破断時の破断伸度などを調整するために、延伸工程通過後の延伸糸に対し、９０〜２８０℃程度の温度雰囲気下で、０．８〜１．０倍程度の熱セットを行うことが望ましい。
【００４２】
このようにして得られる本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、目的とする特性を疎外しない範囲であれば、酸化チタン、酸化ケイ素、チッ化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、ジルコニウム酸などの各種無機粒子や架橋高分子粒子、従来公知の抗酸化剤、金属イオン封鎖剤、イオン交換剤、着色防止剤、耐光剤、包接化合物、各種着色剤、ワックス類、シリコーンオイル、各種界面活性剤、各種強化繊維類、フッ素樹脂類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリオレフィン類およびポリスチレン類などを含有することができる。
【００４３】
かくしてなる本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、抄紙用織物や抄紙ドライヤーカンバスなどの工業用織物に好適に使用が可能である。
【００４４】
すなわち、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に使用した工業用織物、特に抄紙用織物は、最新鋭高速大型織機で製織した場合においても、糸割れや糸切れが無い極めて安定した工程通過性を示し、工業用織物の優れた表面平滑性をも同時に具現することが可能である。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの実施例に関しさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４６】
なお、上記および下記に記載の本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの物性などは以下の方法により測定した値である。
【００４７】
（１）モノフィラメントの引張強力（Ｎ）および引張伸度（％）
ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５に準じて、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室内で、（株）オリエンテック社製”テンシロン”ＵＴＭ−４−１００型引張試験機を用い、試長：２５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／分の条件で測定し、１０回測定の平均値で示した。
【００４８】
（２）モノフィラメントの引掛強力
ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．７に準じて、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室内で、（株）オリエンテック社製”テンシロン”ＵＴＭ−４−１００型引張試験機を用い、試長：２５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／分の条件で測定し、１０回測定の平均値で示した。
【００４９】
（３）引掛強力保持率
上記に記載した方法で測定した引張強力および引掛強力の測定値を用い、以下の算式で算出した。
引掛強力保持率（％）＝引掛強力÷引張強力×１００
【００５０】
（４）厚み最薄部Ｄｍｉｎ、厚み最厚部Ｄｍａｘおよび長辺Ｌ
扁平断面ＰＰＳモノフィラメント３ｍ中から、任意の５箇所につきモノフィラメントの繊維軸方向に対し垂直方向に切り出した、扁平断面ＰＰＳモノフィラメント断面観察用サンプルを作成した。
【００５１】
この断面観察サンプルをＫＥＹＥＮＣＥ製デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１００Ｆにて観察し、本デジタルマイクロスコープの計測ツールを用い、ＰＰＳモノフィラメントの扁平断面幅方向両端部に位置する最も厚みの薄い箇所Ｄｍｉｎ部の平均値をＤｍｉｎ、扁平断面最薄部のＤｍｉｎ部から長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増し、この長辺の幅方向中央部にて厚みが最大となる箇所をＤｍａｘとし、小数点以下３桁まで計測した。
【００５２】
上記と同様の断面観察用サンプルを用い、扁平断面幅方向の最大長を長辺Ｌとし、小数点以下３桁まで計測した。
【００５３】
（５）糸割れ耐久性試験
長さ７０ｍｍに切り出したＰＰＳモノフィラメントサンプル１０本を束ね、モーター駆動のシャフトに固定、駆動シャフトより５０ｍｍ離れた箇所に直径１５ｍｍφのステンレス製丸棒を設置し、サンプル固定端と反対側のモノフィラメントサンプル先端部の約２０ｍｍが、前記ステンレス製丸棒に接触するように固定する。
【００５４】
ＰＰＳモノフィラメントサンプルを固定したモーターシャフトを１２００ｒｐｍで１５分間回転させ、ＰＰＳモノフィラメントの束サンプル先端部をステンレス製丸棒に回転衝突させ、ＰＰＳモノフィラメントの糸割れ状態を観察、本糸割れ耐久性評価を３回実施し、以下の基準で糸割れ耐久性を判断した。
◎…３回の試験を実施し、扁平断面ＰＰＳモノフィラメントに糸割れは全く発生せず、極めて優れた糸割れ耐久性を有する。
○…３回の試験を実施し、平均本数で１０本中１本未満の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントに糸割れが発生しただけで、工業用織物への使用に際し十分な耐久性を有する。
×…３回の試験を実施し、平均本数で１０本中１本以上の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントに糸割れが発生し、糸割れ耐久性に劣る。
【００５５】
（６）経糸製織評価
扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを経糸に使用し、２重織の抄紙用ドライヤーカンバスを作製した。このドライヤーカンバス１００ｍ２あたりの経糸の糸割れ状況を確認し、以下の基準で判断した。
○…経糸と緯糸が交差したナックル部分において、経糸の糸割れは皆無であった。
×…経糸と緯糸が交差したナックル部分において、経糸の糸割れが１箇所以上あった。
【００５６】
（７）緯糸打ち込み評価
扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを緯糸に使用し、２重織の抄紙用ドライヤーカンバスを作製した。このドライヤーカンバスを長さ方向に５ｍ製織するに際し、緯糸打ち込み時の糸切れ状況を確認し、以下の基準で判断した。
○…緯糸打ち込み時の糸切れが１回以下であった。
×…緯糸打ち込み時の糸切れが２回以上発生した。
【００５７】
［実施例１］
ＰＰＳ原料として、１５０℃で１５時間、真空条件下で乾燥を行なった東レ（株）製ＰＰＳペレットＥ２０８０（ＭＦＲ＝９０）を準備した。このＰＰＳ原料をエクストルダー型紡糸機へ供給し、紡糸機温度３３０℃にて溶融混練し、概長方形断面紡糸口金から溶融ポリマを押出した後、ただちに８０℃の温水中で冷却固化させたＰＰＳ未延伸糸を得た。
【００５８】
引き続き、上記のＰＰＳ未延伸糸を９５℃の温水中で３．５倍に一次延伸し、さらに１３０℃の乾熱雰囲気下で１．２倍に二次延伸を行ってトータル延伸倍率を４．２倍とし、次いで１９０℃の乾熱雰囲気下で定張力条件にて熱セットを行ない、Ｄｍｉｎ：０．３８３ｍｍ、Ｄｍａｘ：０．４０４ｍｍ、長辺Ｌ：０．８０３ｍｍの図１（ａ）に示した扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを得た。
【００５９】
得られた扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの引張伸度、引掛強力保持率、糸割れ耐久性試験および経糸製織評価などの結果を表１に示す。
【００６０】
［実施例２および比較例１〜２］
実施例１と同じ製糸プロセスを用い、引張伸度を調整するためにトータル延伸倍率を変更して、表１に示したようなＤｍｉｎ、Ｄｍａｘ、Ｌ、引張伸度および引掛強力保持率を有する扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを得た。それぞれの扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの糸割れ耐久性試験および経糸製織評価などの結果を表１および表２に示す。
【００６１】
［実施例３〜５および比較例３〜５］
実施例１と同じ製糸プロセスおよび製糸条件で、概長方形断面紡糸口金を変更して、表１に示したような断面形状およびＤｍｉｎ、Ｄｍａｘ、Ｌを有する扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを得た。それぞれの扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの糸割れ耐久性試験、経糸製織評価および緯糸打ち込み評価などの結果を表１および表２に示す。
【００６２】
[実施例６]
実施例１と同じ製糸プロセスを用い、引張伸度およびＤｍｉｎ、Ｄｍａｘ、Ｌを調整するためにトータル延伸倍率と概長方形断面紡糸口金孔径を変更して、表１に示したようなＤｍｉｎ、Ｄｍａｘ、Ｌ、引張伸度および引掛強力保持率を有する扁平断面ＰＰＳモノフィラメントを得た。この扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの糸割れ耐久性試験および経糸製織評価などの結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
表１の結果から明らかなように、本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、優れた引掛強力保持率および糸割れ耐久性および断面形状を有することから、抄紙用ドライヤーカンバスなどの工業用織物用途へ用いる扁平断面ＰＰＳモノフィラメントとして、極めて好適に利用できるものであることがわかる。
【００６６】
一方、表２の結果から明らかなように、本発明の規定を満たさない扁平断面ＰＰＳモノフィラメントでは、工業用織物の製織工程での糸切れ発生や製織後の工業用織物製品中への糸割れによる欠点が生じるなど、工業用織物用途の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントとしては好ましくないものとなった。また、引張伸度が本発明の規定を満たさない比較例２では、糸割れ耐久性試験結果や経糸製織評価結果は概ね良好であったものの、実際に織りあがった抄紙用ドライヤーカンバス製品において、扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの引張伸度が高すぎることに起因し、織物の経糸方向の伸びが大きくなりすぎ、実用に耐えない製品となってしまった。
【００６７】
さらに、断面形状のみが本発明の規定を満たさない比較例３においては、断面形状を除く特性は本発明の規定を満たしているのにも拘らず、経糸製織製評価にて糸割れ欠点が発生するなど、断面形状が工業用織物製織時の工程通過性に大きな影響を与えていることを裏付ける結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントは、適正な引張伸度および優れた引掛強力保持率を兼ね備え、概略長方形形状をなし、幅方向両端部から長辺幅方向中央部付近へ向かい漸次厚みを増し、幅方向中央部にて厚みが最大となるような凸レンズ状形状とすることで、優れた糸割れ耐久性が実現され、抄紙用ドライヤーカンバスなどに代表される工業用織物の構成素材とした場合、極めて好適に利用し得るものであり、産業状の利用価値が極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の規定を満たす扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を示す繊維軸方向に垂直な断面図。
【図２】図２は本発明の扁平断面ＰＰＳモノフィラメントにおける長辺Ｌおよび短辺の厚みＤｍｉｎおよびＤｍａｘなどの各部位の測定箇所を示した概略図。
【図３】図３（ｅ）および（ｆ）は本発明の規定を満たさない扁平断面ＰＰＳモノフィラメントの断面形状を示す繊維軸方向に垂直な断面図。
【符号の説明】
【００７０】
Ｄｍｉｎ 短辺最薄部の厚み
Ｄｍａｘ 短辺最厚部の厚み
Ｌ 長辺の幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的にポリフェニレンサルファイドからなる扁平断面モノフィラメントであって、その扁平断面は対向するそれぞれ一対の長辺と短辺を有する概略長方形の形状からなり、前記短辺の厚みをＤとしたときに、この短辺はその幅方向両端部に位置する厚みがＤｍｉｎの最薄部と、この最薄部の両端から前記長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増してこの長辺の幅方向中央部にて厚みがＤｍａｘとなる最厚部とを有すると共に、前記最薄部の厚みと、最厚部の厚みの比率Ｄｍｉｎ：Ｄｍａｘが１：１．０１〜４．００の範囲にあり、且つＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張伸度が４２％以上７０％以下、また、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．７に準じて測定した引掛強力と、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張強力とから、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上であることを特徴とする扁平断面ポリフェニレンサルファイドモノフィラメント。
【請求項２】
前記長辺の幅Ｌと、前記Ｄｍａｘとから、Ｌ／Ｄｍａｘで表される扁平率が１．１５〜１０．０であることを特徴とする請求項１に記載の扁平断面ポリフェニレンサルファイドモノフィラメント。
【請求項３】
請求項１または２に記載の扁平断面ポリフェニレンサルファイドモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に用いたことを特徴とする工業用織物。
【請求項４】
抄紙用織物であることを特徴とする請求項３に記載の工業用織物。
【請求項５】
抄紙ドライヤーカンバス用織物であることを特徴とする請求項３または４に記載の工業用織物。
【請求項１】
実質的にポリフェニレンサルファイドからなる扁平断面モノフィラメントであって、その扁平断面は対向するそれぞれ一対の長辺と短辺を有する概略長方形の形状からなり、前記短辺の厚みをＤとしたときに、この短辺はその幅方向両端部に位置する厚みがＤｍｉｎの最薄部と、この最薄部の両端から前記長辺の幅方向中央部付近へ漸次厚みを増してこの長辺の幅方向中央部にて厚みがＤｍａｘとなる最厚部とを有すると共に、前記最薄部の厚みと、最厚部の厚みの比率Ｄｍｉｎ：Ｄｍａｘが１：１．０１〜４．００の範囲にあり、且つＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張伸度が４２％以上７０％以下、また、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．７に準じて測定した引掛強力と、ＪＩＳ２００３ Ｌ１０１３ ８．５項に準じて測定した引張強力とから、引掛強力／引張強力×１００で表される引掛強力保持率が１３０％以上であることを特徴とする扁平断面ポリフェニレンサルファイドモノフィラメント。
【請求項２】
前記長辺の幅Ｌと、前記Ｄｍａｘとから、Ｌ／Ｄｍａｘで表される扁平率が１．１５〜１０．０であることを特徴とする請求項１に記載の扁平断面ポリフェニレンサルファイドモノフィラメント。
【請求項３】
請求項１または２に記載の扁平断面ポリフェニレンサルファイドモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に用いたことを特徴とする工業用織物。
【請求項４】
抄紙用織物であることを特徴とする請求項３に記載の工業用織物。
【請求項５】
抄紙ドライヤーカンバス用織物であることを特徴とする請求項３または４に記載の工業用織物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−７１９３（Ｐ２０１０−７１９３Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６６００２（Ｐ２００８−１６６００２）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
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