JP2003239137A - 複合繊維 - Google Patents
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Abstract
摩擦によりフィブリル化しやすい、耐疲労性が低い等の
欠点を有しているが、これらの欠点を著しく改善し、操
業的にも優れた繊維を供給する。 【解決手段】島成分が溶融液晶形成性ポリエステル、海
成分が屈曲性熱可塑性ポリマーから構成される複合繊維
であり、繊維横断面において繊維径を(R)、島成分径を
(r)として、全ての島成分がr/R≦0.3を満足し、
繊維横断面全体に分散していることを特徴とするブレン
ド複合繊維。
Description
を有し、かつ耐摩耗性・耐疲労性に優れた複合繊維に関
するものであり、その利用分野は、一般産業用資材、特
にロープ、ゴム補強、ジオテキスタイル、FRP用途、
コンピューターリボン、プリント基盤用基布、エアーバ
ッグ、バグフィルター、スクリーン紗等に幅広く活用さ
れるものである。
子鎖が繊維軸方向に高度に配向しているために、高強度
・高弾性率を有することが知られている。しかしなが
ら、繊維軸に直角な方向では弱い分子間力が働くのみで
あるため、摩擦によって容易にフィブリルが発生し、繊
維強度の低下を引き起こして破損に至るなどトラブルの
原因となっていた。また、座屈によるキンクバンドが発
生し易く、かつそれが局在化する傾向があることから耐
疲労性に劣るものであった。
芯成分が溶融液晶形成性ポリエステル、鞘成分がポリフ
ェニレンスルフィドからなる芯鞘型の複合繊維が提案さ
れている(特許文献1参照)。また、ポリフェニレンス
ルフィドを重合後に酸洗浄を行い、溶融液晶形成性ポリ
エステルと複合紡糸することにより芯鞘成分界面での剥
離が生じ難い芯鞘型の複合繊維を得る製造方法が提案さ
れている(特許文献2参照)。さらに、芯鞘成分界面で
の剥離を抑制し、耐フィブリル化、耐摩耗性を改良した
複合繊維として、芯成分が溶融液晶形成性ポリエステ
ル、鞘成分が溶融液晶形成性ポリエステルとポリフェニ
レンスルフィドとのブレンドポリマーからなる芯鞘型の
複合繊維(特許文献3参照)や、芯成分が溶融液晶形成
性ポリエステル、鞘成分が溶融液晶形成性ポリエステル
とポリエチレンテレフタレートとのブレンドポリマーか
らなる芯鞘型の複合繊維もある(特許文献4参照)。
図)
2 左下欄)
図)
図)
晶形成性ポリエステルの周囲をフィブリル化し難いポリ
マーで被覆する芯鞘構造にすることで、耐フィブリル化
性、耐摩耗性が改良されるのは事実である。しかし、鞘
成分の屈曲性熱可塑性ポリマーであるポリフェニレンス
ルフィドは、各種の改質を施したとしてもなお溶融液晶
形成性ポリエステルとの親和性に乏しく、かつ溶融液晶
形成性ポリエステルにあわせた紡糸速度で引き取るこ
と、さらに溶融液晶形成性ポリエステルは延伸を必要と
しないことから、ポリフェニレンスルフィドは未延伸状
態のままである。このことから、溶融液晶形成性ポリエ
ステルを固相重合して、さらに高強度化するために熱処
理を施すとポリフェニレンスルフィドが熱結晶化して脆
くなり、芯鞘成分界面で剥離するなどの問題がしばしば
生じていた。そこで、成分界面での剥離、耐フィブリル
化性、耐疲労性などの改善について鋭意検討を行った結
果、本発明を見いだしたものである。
液晶形成性ポリエステル、海成分が屈曲性熱可塑性ポリ
マーから構成される海島型複合繊維であり、繊維横断面
において繊維径を(R)、島成分径を(r)として、全ての
島成分がr/R≦0.3を満足し、繊維横断面全体に分
散していることを特徴とする複合繊維である。
性ポリエステルとは、加熱して溶融した際に光学的異方
性を呈するポリエステルを指す。この特性は、例えば溶
融液晶形成性ポリエステルからなる試料をホットステー
ジにのせ、窒素雰囲気下で昇温加熱し、試料の透過光を
観察することにより認定できる。
従来公知の方法を用いることができる。
えばA.芳香族オキシカルボン酸の重合物、B.芳香族
ジカルボン酸と芳香族ジオール、脂肪族ジオールの重合
物、C.AとBとの共重合物などが挙げられる。
ては、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフトエ酸な
ど、または上記芳香族オキシカルボン酸のアルキル、ア
ルコキシ、ハロゲン置換体などが挙げられる。
ル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタ
レンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、
ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルエタンジ
カルボン酸など、または上記芳香族ジカルボン酸のアル
キル、アルコキシ、ハロゲン置換体などが挙げられる。
ノン、レゾルシン、ジオキシジフェニール、ナフタレン
ジオールなど、または上記芳香族アルキル、アルコキ
シ、ハロゲン置換体などが挙げられる。また、脂肪族ジ
オールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどが
挙げられる。
重合したポリエステルを用いることができる。その好ま
しい例として、p−ヒドロキシ安息香酸成分とエチレン
テレフタレート成分とが共重合されたもの、p−ヒドロ
キシ安息香酸成分と4,4−ジヒドロキシビフェニルと
テレフタル酸またはイソフタル酸とが共重合されたも
の、p−ヒドロキシ安息香酸成分と6−ヒドロキシ2−
ナフトエ酸成分とが共重合されたもの、p−ヒドロキシ
安息香酸成分と6−ヒドロキシ2−ナフトエ酸成分とハ
イドロキノンとテレフタル酸とが共重合されたものなど
を用いることができる。
下MP)が220〜360℃の範囲のものが好ましく、
さらに好ましくはMPが250〜350℃のものであ
る。MPの測定は、示差走査熱量計(パーキンエルマー
社製DSC)で観察される主吸熱ピークのピーク温度を
測定することにより行った(JIS K7121)。
ーとしては、例えばポリエステル、ポリオレフィンやポ
リスチレンなどのビニル系重合体、ポリアリレート、ポ
リカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニ
レンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホ
ン、芳香族ポリケトン、脂肪族ポリケトン、半芳香族ポ
リエステルアミド、ポリエステルエーテルケトン、フッ
素樹脂などが挙げられる。これらの屈曲性熱可塑性ポリ
マーの中でも、溶融液晶形成性ポリエステルと融点が近
く、耐溶剤性などの特性が付与できる点から、ポリフェ
ニレンスルフィドが好ましい。また、接着性の点から、
好ましくはナイロン6、ナイロン66、ナイロン46、
ナイロン6T、ナイロン9Tなどに代表されるポリアミ
ドが挙げられる。さらに、耐摩耗性の点から、好ましく
はポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン
ナフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフ
タレート、ポリエステル99Mなどに代表されるポリエ
ステルが挙げられる。
は20モル%、より好ましくは10モル%以下の割合で
他の共重合成分を含むものであっても良い。例えば、ポ
リアミドに共重合可能な化合物には、ポリアクリル酸ソ
ーダ、ポリNビニルピロリドン、ポリアクリル酸および
その共重合体、ポリメタアクリル酸およびその共重合
体、ポリビニルアルコールおよびその共重合体、架橋ポ
リエチレンオキシド系ポリマーなどを挙げることができ
るがこれらに限られるものではない。また、ポリエステ
ルに共重合可能な化合物には、酸性分としてイソフタル
酸、コハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン
酸、ダイマ酸、セバシン酸などのジカルボン酸類、グリ
コール成分としてエチレングリコール、ジエチレングリ
コール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シ
クロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコールなどを挙げることができるが
これらに限られるものではない。
に、本発明の効果を損なわない範囲内で、各種金属酸化
物、カオリン、シリカなどの無機物や、着色剤、艶消
剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収
剤、結晶核剤、蛍光増白剤、末端基封止剤等の添加剤を
少量含有しても良い。
横断面において、該繊維の外接円より求めた繊維径を
(R)とし、同様に該繊維中の1つの島成分において、
その島成分の外接円より求めた径を(r)とした場合
に、全ての島成分は、繊維径に対する島成分径の比率r
/R≦0.3を満足し、該繊維横断面全体に分散してい
ることが必要である。ここで、海成分と島成分の界面剥
離を抑制するために、最大の島成分はr/R≦0.2を
満たすものであることが好ましい。また、高強度・高弾
性率とするために、最小の島成分はr/R≧0.001
を満たすものであることが好ましく、より好ましくはr
/R≧0.005を満たすものである。
ィブリル化を防止するため、繊維表面に露出した海成分
の繊維横断面における弧長の総和が繊維外周長の60%
以上であることが好ましく、より好ましくは70%以
上、さらに好ましくは80%以上である。
分の複合重量比(島/海)が55/45〜90/10の
範囲にあることが好ましい。海成分の複合重量割合は、
繊維表面を十分被覆するために10重量%以上が好まし
い。また、島成分の複合重量割合は、高強度・高弾性率
とするために55重量%以上が好ましい。海成分に対す
る島成分の複合重量比については、60/40〜75/
25の範囲にあることがより好ましい。
径(R)および島成分径(r)は、透過型電子顕微鏡
(日立製作所製TEM(H−800型))により、5千
倍の倍率で繊維横断面を撮影した写真から求められる。
また、繊維表面に露出している海成分の割合について
は、TEMで撮影した繊維横断面写真から、繊維外周長
と繊維表面に露出した海成分の弧長の総和をそれぞれ測
定して求められる。
十分な強度と弾性率を有しているが、弛緩熱処理あるい
は定張熱処理により性能をさらに向上させることができ
る。
や、空気の如き酸素含有の活性ガス雰囲気中または減圧
下で行うことが可能である。熱処理雰囲気は露点が−4
0℃以下の低湿気体が好ましい。熱処理条件としては、
島成分の融点以下40℃から海成分の融点以下まで順次
昇温して行く温度パターンで行うことが好ましい。さら
に処理時間は、目的性能により数分から数十時間行われ
る。
体を用いる方法、加熱板、赤外線ヒーター等による輻射
を利用する方法、熱ローラー、熱プレート等に接触させ
て行う方法、高周波等を利用した内部加熱方法等が使用
できる。また、熱処理は目的により緊張下あるいは無緊
張下で行ない、形状はカセ状、トウ状(例えば、金属網
等にのせて行う)、あるいはローラー間で連続的に処理
することも可能である。さらに、繊維の形態はフィラメ
ント状あるいはカットファイバー状いずれも可能であ
る。
度・高弾性率、耐溶剤性、難燃性の特徴を保持し、耐フ
ィブリル化性、耐摩耗性、耐疲労性が著しく改善された
ものであり、一般産業用資材、土木・建築資材、スポー
ツ用途、防護衣、ゴム補強資材、電気材料(特に、テン
ションメンバーとして)、音響材料、一般衣料等の分野
で広く用いられる。特に有効な用途としては、スクリー
ン紗、コンピュターリボン、プリント基盤用基布、紗紙
用のカンバス、エアーバッグ、飛行船、ドーム用等の基
布、ライダースーツ、釣糸、各種ライン(ヨット、パラ
グライダー、気球、凧糸)、ブラインドコード、網戸用
支持コード、自動車や航空機内各種コード、電気製品や
ロボットの力伝達コード等がある。
が、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。 ・実施例中の強伸度、弾性率はJIS L1013に準
じオリエンテック社製テンシロンUCT−100を用い
て測定した。 ・固有粘度[η]については、試料をオルソクロロフェ
ノール中で溶解し、25℃で定法に従い測定した。 ・溶融粘度については、東洋精機社製キャピログラフ1
Bを用いて測定した。 ・耐摩耗性の評価については、φ3mmの梨地の金属棒
に接触角35°で糸(熱処理糸)をかけ、1.1cN/
dtexの荷重をつるし、ストローク長30mm、速度
100回/minで往復運動を与え、毛羽(剥離、フィ
ブリル化)が発生した時点の往復回数を測定して、10
00回以上を◎、500回以上を○、500回未満を×
で評価した。 ・海成分と島成分の分散状態の確認、繊維径に対する島
成分径の比率r/Rの確認、繊維表面に露出している海
成分の割合の確認、耐摩耗性評価後の繊維表面の確認に
は、透過型電子顕微鏡(日立製作所製TEM(H−80
0型))を用いた。繊維径に対する島成分径の比率r/
Rについては、繊維中最大の島成分で比率r/Rを求
め、0.15未満を◎、0.15〜0.3を○、0.3
より大きい場合を×で評価した。また、繊維表面に露出
している海成分の割合については、70%以上を◎、6
0%以上を○、60%未満を×で評価した。 ・総合評価については、繊維径に対する島成分径の比率
r/R、繊維表面に露出している海成分の割合および耐
摩耗性の3項目において、◎が2つ以上ある場合は◎、
◎が1つある場合は○、1つでも×がある場合は×で評
価した。
息香酸から生成した構造単位(1)と6−ヒドロキシ2−
ナフトエ酸から生成した構造単位(2)からなり、構造単
位(1)が全体の72モル%、構造単位(2)が28モル%を
占める溶融液晶形成性ポリエステルを用いた。この溶融
液晶形成性ポリエステルの溶融粘度は、測定温度300
℃、剪断速度100sec-1において110Pa・sで
あった。
を行ったポリフェニレンスルフィドを用いた。このポリ
フェニレンスルフィドの溶融粘度は、測定温度300
℃、剪断速度100sec-1において42.5Pa・s
であった。
ステルとポリフェニレンスルフィドを複合重量比70/
30で混合し、2軸エクストルーダー(スクリュー径φ
30mm)により、スクリュー回転数25rpmで溶融
・混練して、ノズル径φ0.13mm、ノズル長0.2
6mm、48ホールの口金より紡糸温度310℃で吐出
して紡糸速度600m/minで巻き取り、265dt
exのフィラメントを得た。このとき、吐出孔詰まり、
吐出曲がりなど無く製糸性は良好であり、得られた紡糸
原糸は以下の性能を有していた。
成性ポリエステル、海成分がポリフェニレンスルフィド
で構成されていた。また、繊維径に対する島成分径の比
率r/Rは0.18、繊維表面に露出している海成分の
割合は72%であった。
℃で3時間、280℃で10時間窒素ガス雰囲気中で熱
処理した。得られた熱処理糸は繊維間膠着が殆ど無く、
解舒性は良好であり、以下の性能を有していた。
評価後の糸表面を観察したところ、繊維横断面における
表層の島成分が数本剥離している程度であった。
ドの複合重量比を表1に示すごとく変更したこと以外、
実施例1と同様の方法により紡糸した。このとき、吐出
孔詰まり、吐出曲がりなど無く製糸性は良好であり、海
島成分のポリマー構成は実施例1と同様であった。
た。得られた熱処理糸は繊維間膠着が殆ど無く、解舒性
は良好であった。各種評価結果を表1に示す。
断速度100sec-1における溶融粘度が51.0Pa
・sのナイロン66を用い、溶融液晶形成性ポリエステ
ルとナイロン66との複合重量比を表1に示すごとく変
更し、紡糸温度300℃で吐出したこと以外、実施例1
と同様の方法により紡糸した。このとき、吐出孔詰ま
り、吐出曲がりなど無く製糸性は良好であり、島成分が
溶融液晶形成性ポリエステル、海成分がナイロン66で
構成されたフィラメントを得た。
℃で10時間窒素ガス雰囲気中で熱処理した。得られた
熱処理糸は繊維間膠着が殆ど無く、解舒性は良好であっ
た。各種評価結果を表1に示す。
3、測定温度300℃、剪断速度100sec-1におけ
る溶融粘度が605Pa・sのポリエチレンテレフタレ
ートを用い、溶融液晶形成性ポリエステルとポリエチレ
ンテレフタレートとの複合重量比を表1に示すごとく変
更し、紡糸温度300℃で吐出したこと以外、実施例1
と同様の方法により紡糸した。このとき、吐出孔詰ま
り、吐出曲がりなど無く製糸性は良好であり、島成分が
溶融液晶形成性ポリエステル、海成分がポリエチレンテ
レフタレートで構成されたフィラメントを得た。
℃で10時間窒素ガス雰囲気中で熱処理した。得られた
熱処理糸は繊維間膠着が殆ど無く、解舒性は良好であっ
た。各種評価結果を表1に示す。
外、実施例1と同様の方法により紡糸した。
た。得られた熱処理糸は繊維間膠着は見られなかった
が、解舒の際にガイド等との摩耗で毛羽が発生した。各
種評価結果を表2に示す。
したところ、繊維断面における表層の部分はフィブリル
化して剥離しており、さらに繊維は大きく割れていた。
フィドを鞘として、芯鞘の複合重量比65/35、紡糸
温度320℃、ノズル径φ0.13mm、ノズル長0.
26mm、10ホールの芯鞘複合口金より吐出し、紡糸
速度600m/minで巻き取り、110dtexのフ
ィラメントを得た。このとき、吐出孔詰まり、吐出曲が
りなどなく製糸性は良好であった。
た。得られた熱処理糸は繊維間膠着が多く見られ、解舒
が困難であった。各種評価結果を表2に示す。
したところ、鞘は大きく割れて剥離しており芯が露出し
ていた。
の高強度・高弾性率を有し、かつ耐摩耗性、耐疲労性に
優れている繊維を提供することに成功したものである。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】島成分が溶融液晶形成性ポリエステル、海
成分が屈曲性熱可塑性ポリマーから構成される海島型複
合繊維であり、繊維横断面において繊維径を(R)、島成
分径を(r)として、全ての島成分がr/R≦0.3を満
足し、繊維横断面全体に分散していることを特徴とする
複合繊維。 - 【請求項2】繊維表面に海成分が存在する割合が、60
%以上であることを特徴とする請求項1記載の複合繊
維。 - 【請求項3】島成分が55〜90重量%、海成分が45
〜10重量%で複合されることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の複合繊維。 - 【請求項4】海成分である屈曲性熱可塑性ポリマーとし
て、ポリフェニレンスルフィドを用いてなることを特徴
とする請求項1〜3のいずれか1項記載の複合繊維。 - 【請求項5】海成分である屈曲性熱可塑性ポリマーとし
て、ポリアミドを用いてなることを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項記載の複合繊維。 - 【請求項6】海成分である屈曲性熱可塑性ポリマーとし
て、ポリエステルを用いてなることを特徴とする請求項
1〜3のいずれか1項記載の複合繊維。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002356554A JP2003239137A (ja) | 2001-12-14 | 2002-12-09 | 複合繊維 |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
JP2001-381828 | 2001-12-14 | ||
JP2001381828 | 2001-12-14 | ||
JP2002356554A JP2003239137A (ja) | 2001-12-14 | 2002-12-09 | 複合繊維 |
Publications (2)
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---|---|
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JP2003239137A5 JP2003239137A5 (ja) | 2005-12-08 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002356554A Pending JP2003239137A (ja) | 2001-12-14 | 2002-12-09 | 複合繊維 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003239137A (ja) |
Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
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JP2020521893A (ja) * | 2017-05-30 | 2020-07-27 | ペルロン・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | ポリケトン繊維、それの製造及び使用 |
-
2002
- 2002-12-09 JP JP2002356554A patent/JP2003239137A/ja active Pending
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