聚苯硫醚复合纤维及无纺布的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及由以聚苯硫醚（以下，有时简称为"PPS"）作为主要成分的树脂形成 的、耐热性和耐化学药品性优异的PPS复合纤维及由该纤维构成的无纺布。
【背景技术】
[0002] PPS树脂具有耐热性、阻燃性及耐化学药品性优异的特性，适合用作工程塑料、膜、 纤维及无纺布等。特别是对于无纺布而言，期待发挥上述特性，用于耐热性过滤器、电绝缘 材料及电池隔膜等产业用途。
[0003] 到目前为止，作为使用了 PPS树脂的无纺布，提出了如下得到的长纤维无纺布：通 过纺粘法对PPS树脂进行纺丝拉伸，对得到的布帛在其第1结晶温度以下实施临时粘合，然 后，在拉紧状态下、第1结晶温度以上进行热处理，然后实施热粘合（参见专利文献1)。但 是，实施热处理的方法中存在下述问题：由于纤维的结晶性过度进行，所以热粘合性不足， 无法获得机械强度高的无纺布。
[0004] 此外，提出了如下形成的耐热性无纺布：在纺丝速度6000m/min以上进行纺丝，包 含30wt %以上的结晶度为25~50%的PPS纤维，通过热粘合进行一体化（参见专利文献 2)。但是，存在下述问题：采用纺丝速度6000m/min以上的高速纺丝得到的纤维的结晶性 高，热粘合性不足，无法得到机械强度高的无纺布。
[0005] 合成纤维中，一般情况下，若提高结晶性，则热尺寸稳定性提高，但热粘合性下降， 两特性存在所谓的相互制约的关系。特别地，PPS纤维如上所述难以同时实现两特性。
[0006] 对于这一问题，作为具有热尺寸稳定性的同时热粘合性也优异的PPS长纤维无纺 布的提案，申请人提出了在经过加热的压缩空气中牵引、拉伸，将得到的网进行热粘合的长 纤维无纺布（参见专利文献3)。
[0007] 所述的技术中，虽然确实能够确认到在具有热尺寸稳定性的同时使热粘合性提高 的一定效果，但是若单位面积重量变高，则无法获得充分的热粘合性。
[0008] 如上所述，尚没有得到具有热尺寸稳定性且热粘合性优异的PPS纤维、及机械强 度高的PPS无纺布。
[0009] 专利文献1 :日本特开2008 - 223209号公报
[0010] 专利文献2 :国际公开第2008/035775号
[0011] 专利文献3 :国际公开第2011/070999号
【发明内容】
[0012] 本发明的目的在于提供具有热尺寸稳定性且热粘合性优异的聚苯硫醚复合纤维 及由该纤维构成的机械强度高的无纺布。
[0013] 即，本发明为一种聚苯硫醚复合纤维，其特征在于，所述复合纤维主要由成分A及 成分B形成，所述成分A是以聚苯硫醚作为主要成分的树脂，所述成分B是以聚苯硫醚作为 主要成分、熔体流动速率（以下，将熔体流动速率也称作MFR)比成分A大的树脂，在所述聚 苯硫醚复合纤维中，成分B形成该纤维表面的至少一部分。
[0014] 此外，本发明为一种无纺布，其特征在于，所述无纺布由上述聚苯硫醚复合纤维构 成。
[0015] 本发明的PPS复合纤维具有热尺寸稳定性，并且热粘合性优异。因此，本发明的无 纺布具有热尺寸稳定性，并且机械强度优异，能够用于各种产业用途。
【具体实施方式】
[0016] 对于本发明的复合纤维而言，重要的是，主要由成分A及成分B形成，且所述成分 A及成分B均含有PPS作为主要成分。由此，能够获得优异的耐热性、阻燃性及耐化学药品 性。所谓主要由某物质形成，是指该物质占整体的90质量％以上。此外，所谓含有某物质 作为主要成分，是指该物质占整体的85质量％以上。
[0017] 此外，对于本发明的PPS复合纤维而言，重要的是，主要由成分A及成分B形成，所 述成分A是以聚苯硫醚作为主要成分的树脂，所述成分B是以聚苯硫醚作为主要成分、熔体 流动速率比成分A大的树脂，且在所述PPS复合纤维中，成分B形成纤维表面的至少一部 分。
[0018] 由一般的纺丝得到的纤维形成下述纤维结构：从纤维截面的中央越靠近表面，取 向和结晶性变得越高。其理由是因为：对于从纺丝喷嘴纺出的纤维而言，冷却从纤维表面向 内部进行，因此，纺丝应力集中于由于冷却导致流动性下降的纤维表面，取向结晶化进行。
[0019] 因此，对于纤维整体而言，即使为结晶性低的纤维，有助于热粘合性的关键的纤维 表面的结晶性高，不能得到充分的热粘合性。
[0020] 本发明中，通过为由成分A及成分B构成的复合纤维（所述成分A是以聚苯硫醚 作为主要成分的树脂，所述成分B是以聚苯硫醚作为主要成分、熔体流动速率比成分A大的 树脂），由此使纺丝应力集中于成分A，能够抑制成分B的取向和结晶性。进而，通过使成分 B(抑制了取向和结晶性）形成纤维表面的至少一部分，能够得到具有热尺寸稳定性、并且 热粘合性非常优异的纤维。
[0021] 如上所述，在以聚苯硫醚作为主要成分的纤维中，通过将从纤维表面朝向纤维直 径方向I yrn以下的区域的纤维表面部的结晶性和纤维截面中央部的结晶性进行比较，使 纤维表面部的至少一部分的结晶性低于纤维截面中央部，形成与采用一般的纺丝得到的纤 维结构相反的纤维结构，由此，能够得到具有热尺寸稳定性、并且热粘合性非常优异的纤 维。
[0022] 作为成分A、成分B的PPS中的对苯硫醚单元的含量，优选93摩尔％以上。通过含 有对苯硫醚单元93摩尔％以上、更优选95摩尔％以上，能够制成拉丝性、机械强度优异的 纤维。
[0023] 作为成分A、成分B中的PPS树脂的含量，从耐热性、耐化学药品性等方面考虑，优 选为85质量％以上，更优选为90质量％以上，进一步优选为95质量％以上。
[0024] 此外，在成分A、成分B中，在不损害本发明的效果的范围内，可以混合除PPS树脂 以外的热塑性树脂。作为除PPS树脂以外的热塑性树脂，例如可以举出聚醚酰亚胺、聚醚 砜、聚砜、聚苯醚、聚酯、聚芳酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚烯烃、聚醚醚酮等。
[0025] 此外，在成分A、成分B中，在不损害本发明效果的范围内，可以添加晶核剂、消光 剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、阻燃剂或亲水剂等。
[0026] 对于本发明的成分A而言，优选的是，基于ASTM D1238 - 70 (测定温度315. 5°C、 测定负荷5kg负荷）测定的MFR为50~300g/10分钟。通过使MFR为50g/10分钟以上、更 优选为l〇〇g/l〇分钟以上，能够获得适当的流动性，抑制熔融纺丝中喷嘴的背面压力上升， 也能抑制牵引拉伸时的断丝。另一方面，通过使MFR为300g/10分钟以下、较优选为225g/10 分钟以下，可以适度地提高聚合度或分子量，得到能适于实用的机械强度和耐热性。
[0027] 另一方面，重要的是，本发明的成分B的MFR(基于上述ASTM D1238 - 70测定） 比成分A高（粘度低）。从成分B的MFR减去成分A的MFR所得的差优选为10g/10分钟以 上、更优选为50g/10分钟以上、进一步优选为100g/10分钟以上，由此，能够减轻成分B的 纺丝应力负担，抑制取向结晶性。
[0028] 另一方面，从成分B的MFR减去成分A的MFR所得的差优选为1000g/10分钟以下、 更优选为500g/10分钟以下、进一步优选为200g/10分钟以下，由此，具有适当的流动性，稳 定的纺丝成为可能。
[0029] 作为本发明的PPS复合纤维中成分B所占的比例，优选为5~70质量％。通过使 成分B所占的比例为5质量％以上、更优选为10质量％以上、进一步优选为15质量％以 上，能够效率良好地获得牢固的热粘合。另一方面，通过使成分B所占的比例