JP2006144144A - ポリアミド樹脂フィラメント及びそれを用いた工業用織物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メタキシレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応から得られた結晶性のポリアミド(A)5〜50重量%と、その他のポリアミド(B)95〜50重量%を配合してなるポリアミド樹脂組成物からなるフィラメントであって、且つ定長状態(初期荷重20mg/d)で加熱(160〜200℃)後、80℃以下での降温領域で熱収縮応力が低下しないことを特徴とするポリアミド樹脂フィラメントと、これを用いた工業用織物。
【選択図】図1
Description
抄紙用織物として要求される物性には、剛性、寸法安定性、耐摩耗性、表面性、繊維支持性、製紙原料の歩留まりの向上、良好なろ水性、走行安定性等があり、これらの要求を満たすための方法として織物組織や糸材質、製織条件等様々な研究と試作が行われてきた。その中でも織物の物性を決定づける要因として特に織物構成糸に起因する部分が大きく主成分の検討、添加物、配合比、糸特性等鋭意研究がなされてきた。
特開2000−144531号公報には耐摩耗性、熱セット性に優れたポリアミドモノフィラメント、およびこれを用いたナックル部が強固で安定した織面保持可能な産業用布帛に関する発明が開示されている。この発明は2つのポリアミドを共重合させたモノフィラメントに関するものであり、その成分と配合比、そしてアミド基濃度と溶融粘度に特徴を有する。
該ポリアミドモノフィラメントは湿/乾引っ張り強さ比が85%以上、湿/乾曲げ硬さ比が55%以上、吸脱湿による長手方向の最大寸法変化が4%以下、且つ100℃〜融点の温度、緊張状態で熱セットした後、そのままの状態で冷却し、常温到達時の糸張力と熱処理前の糸張力の比で示される熱セット張力比が2倍以上であることから、ポリアミドの持つ耐摩耗性等の優れた特徴を損なうことなく、乾燥時と湿潤時の特性差が小さく、且つ熱セット性に優れており、織物状にしても熱修正を容易に行うことができ、ナックル部が強固で使用時に目ズレを起こすことがなく、安定した織面の保持ができる、と示されている。しかし、このポリアミドモノフィラメントの湿/乾引っ張り強さ比、湿/乾曲げ硬さ比、吸脱湿による長手方向の最大寸法変化、熱セット張力比等の物性値は特別なものではなく、一般的なポリアミドモノフィラメント、共重合ポリアミドモノフィラメントの物性値に該当するものである。特に熱セット張力比においては、通常の6ナイロンであっても熱セット後の張力は2倍以上になること、最大寸法変化が4%以下となることは周知のことであり、一般的な事実である。また、単に湿/乾剛性が高く熱セット張力比が向上したとしても、それだけでは工業用織物としたときにナックル部が強固で使用時に目ズレが起きにくい安定した織物になるとはいえない。
「1. メタキシレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応から得られた結晶性のポリアミド(A)5〜50重量%と、その他のポリアミド(B)95〜50重量%を配合してなるポリアミド樹脂組成物からなるフィラメントであって、且つ定長状態(初期荷重20mg/d)で加熱(160〜200℃)後、80℃以下での降温領域で熱収縮応力が低下しないことを特徴とする工業用織物に用いるポリアミド樹脂フィラメント。
2. ポリアミド樹脂フィラメントがモノフィラメントまたはマルチフィラメントである、1項に記載された工業用織物に用いるポリアミド樹脂フィラメント。
3. ポリアミド(B)が、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミドの共重合体のいずれか1つまたは2以上のブレンドによって得られたポリアミドである、1または2項に記載された工業用織物に用いるポリアミド樹脂フィラメント。
4. 結晶性ポリアミド(A)を20〜40重量%、その他のポリアミド(B)を80〜60重量%配合した、1項ないし3項のいずれか1項に記載された工業用織物に用いるポリアミド樹脂フィラメント。
5. 1項ないし4項のいずれか1項に記載されたポリアミド樹脂フィラメントを経糸、緯糸の少なくとも1部に使用した工業用織物。」
に関する。
結晶性のポリアミド(A)を5重量%より少なくすると、耐熱性、耐乾熱性、耐薬品性、耐摩耗性が低下し、工業用織物に適したフィラメントではなくなる。発明者の鋭意研究の結果、メタキシレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応から得られた結晶性のポリアミド(A)を5〜50重量%、そしてその他のポリアミド(B)を95〜50重量%配合したポリアミドフィラメントとするとよく、より好ましくは結晶性ポリアミド(A)を20〜40重量%、その他のポリアミド(B)を80〜60重量%配合したフィラメントとするとよい。
さらに、ポリアミド樹脂フィラメント(M)は特別の物性すなわち、定長状態(初期荷重20mg/d)で加熱(160〜200℃)後、そこから降温していき、80℃以下の降温領域間で熱収縮応力が低下しない、つまり80℃以下で熱収縮応力が上昇するか一定であるという物性を具備するフィラメントである。一般的に工業用織物は製織後、糸同士の交点に互いにナックル形状をつけ織物の姿勢を安定させる目的で160〜200℃程度の温度で熱セットが行われている。もし加熱を行わないと、織物を形成する糸が単に重なって交差しているだけの織物となってしまうため、目ズレが生じ、グズの大きい織物となってしまう。合成樹脂フィラメントは加熱されることで経糸と緯糸の交点で交差する糸同士が絡むように互いの糸形状に沿ったナックルが形成され、さらに加熱により熱収縮応力が上昇するため糸に張力がかかり交差している互いの糸が強力に絡み合い織物全体として姿勢の安定した織物となる。工業用織物として剛性、寸法安定性に優れるポリエステルモノフィラメントでは降温時における熱収縮応力の低下はほとんど見られなく、常温でも一度熱セットしたものはしっかりとナックル形状が形成され、目ズレや織物のガタ等の問題はなく、そのためポリエステルモノフィラメントのみで構成された工業用織物も使用されているが、耐摩耗性、耐衝撃性向上の目的からポリエステルモノフィラメントとポリアミドモノフィラメントを交織している織物が多い。
本発明では、製織した織物の構成糸であるポリアミド樹脂フィラメント(M)が、加熱後、80℃以下での降温領域で熱収縮応力が低下しないため、織物として特に斜め剛性、曲げ剛性に優れ、糸の目ズレのない安定した工業用織物にできる。
本発明の織物では、該ポリアミド樹脂フィラメントを織物構成糸の少なくとも一部に使用した織物とすればよく、経糸の一部、緯糸の一部、あるいは経糸、緯糸の全部に使用でき、一般的に耐摩耗性、耐シャワー性等が要求されるポリアミドに代わって緯糸として配置すると好ましい。もちろん、降温過程で熱収縮応力がほとんど低下しないポリエステル樹脂フィラメントと交織してもよく、そのような織物とすることで目ズレや織物のガタが生じにくく、さらに斜め剛性、曲げ剛性、寸法安定性、走行安定性、耐摩耗性、耐湿熱性、耐乾熱性、耐フィブリル化性、耐薬品性等に優れた織物となる。
さらに、該工業用織物に防汚樹脂加工等を施してももちろん構わない。特にポリアミド樹脂フィラメントに吸着しやすい樹脂等を用いると、使用初期から使用末期まで防汚効果を長期間維持することができる。
本発明の構成のモノフィラメントとその他のモノフィラメント、そしてそれらのモノフィラメントを用いて製織した織物の工業用途で必要とされる諸物性について測定した。まず初めに、数種類の材質の異なるモノフィラメントの熱収縮応力測定を行った。
1−1.モノフィラメントの熱収縮応力測定試験
各サンプルを熱収縮応力試験機(カネボウ製)を用いて、定長状態(初期荷重20mg/d)で加熱(180℃)し、その後室温まで降下させ、80℃以下の降温領域での熱収縮応力を比較した(図1参照)。
「サンプル」
・ サンプル1・・・本発明のポリアミドモノフィラメント(M1)であり、メタキシレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応から得られた結晶性のポリアミド(A)25重量%と、6ナイロン(B)75重量%を配合してなる。
・ サンプル2・・・本発明のポリアミドモノフィラメント(M2)であり、メタキシレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応から得られた結晶性のポリアミド(A)5重量%と、6ナイロン(B)95重量%を配合してなる。
・ サンプル3・・・6ナイロン
・ サンプル4・・・6・66共重合ナイロン
・ サンプル5・・・610ナイロン
この試験は織物構成糸の熱収縮応力を測定した試験であり、この試験結果より各糸サンプルを用いて織物としたときの、熱セット後の織物の姿勢安定性の指標とした。通常工業用織物は姿勢安定性を目的として製織後160〜200℃程度の温度で熱セットしてから使用されるため、その熱セットを想定し、熱セット後の織物の姿勢安定性を評価した。図1の右側の軸は温度(℃)を示し、左側の軸は熱収縮応力(g)を示す。点線は温度のグラフであり、室温から180℃まで加熱し、その後室温まで降温させている。また太線は本発明のポリアミドモノフィラメント(M1)と、本発明のポリアミドモノフィラメント(M2)の熱収縮応力を示す。
全てのポリアミドモノフィラメントを同じ条件下で180℃まで加熱し、その後室温まで降温し80℃以下の降温領域での熱収縮応力を比較した。
図1にある全ての糸において昇温過程では徐々に熱収縮応力が上昇している。そして、その後降温過程では徐々に熱収縮応力が降下していく傾向に見られる。サンプル3〜5では熱セット後、熱収縮応力の低下に伴い張力は徐々に低下し、ナックル間に隙間ができて織物の目ズレやガタが発生してしまう。しかし、80℃以下の降温領域において、本発明のポリアミドモノフィラメント(M1)の熱収縮応力は徐々に上昇している。また、本発明のポリアミドモノフィラメント(M2)も、80℃以下の降温領域で熱収縮応力が低下することなく、ほぼ一定値を保っている。熱収縮応力が上昇するということは、加熱された構成糸は織物状態で、経糸と緯糸の交点で交差する糸同士が絡み互いの糸形状に沿ったナックルが形成され、熱収縮応力の上昇によって糸に張力がかかり交差している糸が強力に絡み合い織物全体として姿勢の安定した織物となる。
サンプル2(M2)では(A)が5重量%、(B)が95重量%のポリアミドモノフィラメントであり、80℃以下での降温領域で熱収縮応力がほぼ一定である。(A)の配合割合を5重量%よりも少なくすると熱収縮応力が低下の一途を辿ってしまうため好ましくない。(A)を最低でも5重量%以上配合する必要がある。また、サンプル1、2では(B)に6ナイロンを用いたが、その他にも、66N、610N、612N等を使用してもよい。ただし、6Nを配合したモノフィラメントが熱収縮応力の低下が最も小さく好ましい。
また、配合比は(A):(B)=5以上:95以下とすれば降温域で熱収縮応力が低下しないモノフィラメントとなるが、工業用織物として必要とされる物性の織物とするためには、(A):(B)=50:50を上限とするとよい。
その他のポリアミドモノフィラメントであるサンプル3、4、5は、室温に近くなるに連れて徐々に熱収縮応力が低下していき、特に610ナイロンは熱セット後急速に熱収縮応力が低下していき定長状体を保つこともできない程である。これらのポリアミドモノフィラメントによって製織された工業用織物は、熱セットによりいったん形成されたナックル形状がだれてしまい、熱収縮応力の低下により交差する糸同士に隙間が生じ、目ズレやガタのある織物となってしまい、織物の姿勢安定性、斜め剛性、曲げ剛性等が悪く織物に張力をかけると次第に長さが伸びてしまい、安定した走行を行うことができないのである。
モノフィラメントとしての耐衝突割れ試験を行い、ポリエステルモノフィラメントよりも耐衝突割れ性が優れているモノフィラメントのみを、工業用織物として実施可能レベルと判断した。
モノフィラメントの耐衝突割れ試験結果
線径0.22のモノフィラメントを用い、それぞれを120mmの長さに切りそろえ、それらの両端を引き揃えてループを形成した試験サンプルを作成する。そして全てのサンプルが1本のステンレスパイプに同等条件であたるように回転子にサンプルの端部を固定した。そしてループの先端がステンレスパイプにあたるように回転子を1500rpmの速度で回転させ、モノフィラメントが割れるまで(割れるまでとは、裂けが生じてきたり、切断するまでとする)の回数を測定し、各種モノフィラメントの耐衝突割れ性について比較した。
以上から、(A)の含有割合は50重量%が上限であり、それ以上であると剛直で耐フィブリル化特性の弱いポリアミドの物性が大きく影響し、耐衝突割れ性が劣り工業用織物構成糸として使用することが困難である。
試験1−1のモノフィラメントの熱収縮応力試験結果より、熱セット後であっても織物の目ズレ、ガタのない姿勢安定性、走行安定性、斜め剛性、曲げ剛性の優れた織物とするためには、メタキシレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応から得られた結晶性のポリアミド(A)5重量%以上、その他のポリアミド(B)95重量%以下配合してなるポリアミドモノフィラメントを織物構成糸の一部に使用する必要があり、また、試験1−2モノフィラメントの耐衝突割れ試験結果より、耐シャワー性、耐フィブリル化性等の耐衝突割れ性の優れた織物とするためには、メタキシレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応から得られた結晶性のポリアミド(A)50重量%以下、その他のポリアミド(B)50重量%以上配合してなるポリアミドモノフィラメントを織物構成糸の一部に使用する必要がある。つまり、(A):(B)を5〜50:95〜50配合したモノフィラメントとすることで工業用途に適したものとなる。
(A):(B)=25:75のモノフィラメントを上緯糸の一部に使用した2層織物を本発明の実施例1とし、6ナイロンモノフィラメントを上緯糸の一部に使用した2層織物を従来例1とした。上緯糸には同径のポリエステルモノフィラメントと1:1で配置した。比較試験2−1、2−2で使用した織物は、上層織物と下層織物を接結糸で織り合わせた二層織物であり、織物の構成糸の線径、線材、打ち込み本数等は同じとし、上緯糸のポリアミドモノフィラメントの材質のみを変えた。
2−2.曲げモーメント(こわさ)測定試験・・・織物を30mm×70mmと、70mm×30mmに切断した2枚の試験片を用意し、テーバー式スティフネステスター(熊谷理機工業株式会社製)を用いて、織物の縦方向と横方向の曲げモーメントを測定することにより織物剛性の指標とした(表2参照)。
この試験は織物の斜め方向の剛性の指標としたものであり、数値が高い程斜め方向の伸び率が大きく、使用時に織物が菱形に変形したり、緯糸が弓状に変形する筋曲がりといわれる現象が発生したり、巾が縮んだりして走行性が悪くなったりすることがある。また、搬送物の重量が重くなると織物の変形等により安定した走行ができなくなることもある。実施例1の織物は0.7%と非常に伸びにくく、それに比べて従来例1の織物は2.1%であり、実施例1よりも伸びやすい織物であることがわかる。
この試験は織物の縦方向と横方向の曲げモーメントを測定するものであり、それを織物剛性の指標とした。曲げモーメントとは試験片に曲げ荷重を加えて一定の撓み変形を与え、その時の荷重量から試料のこわさを求めたものであり、曲げモーメントが高い程織物剛性が高く、織物の変形や筋曲がり、巾縮み等が起こりにくく、安定した織物といえる。実施例1の織物は従来例1、2の織物に比べて縦・横とも曲げモーメントが高く、曲げ剛性に優れた織物であることがわかる。
以上から、従来の織物に比べ本発明の織物は目ズレや織物のガタが生じにくく、斜め剛性、曲げ剛性、寸法安定性に優れ、変形や筋曲がりの起こりにくい安定した織物であることがわかる。
Claims (5)
- メタキシレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応から得られた結晶性のポリアミド(A)5〜50重量%と、その他のポリアミド(B)95〜50重量%を配合してなるポリアミド樹脂組成物からなるフィラメントであって、且つ定長状態(初期荷重20mg/d)で加熱(160〜200℃)後、80℃以下での降温領域で熱収縮応力が低下しないことを特徴とする工業用織物に用いるポリアミド樹脂フィラメント。
- ポリアミド樹脂フィラメントがモノフィラメントまたはマルチフィラメントである、請求項1に記載された工業用織物に用いるポリアミド樹脂フィラメント。
- ポリアミド(B)が、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミドの共重合体のいずれか1つまたは2以上のブレンドによって得られたポリアミドである、請求項1または2に記載された工業用織物に用いるポリアミド樹脂フィラメント。
- 結晶性ポリアミド(A)を20〜40重量%、その他のポリアミド(B)を80〜60重量%配合した、請求項1ないし3のいずれか1項に記載された工業用織物に用いるポリアミド樹脂フィラメント。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載されたポリアミド樹脂フィラメントを経糸、緯糸の少なくとも1部に使用した工業用織物。
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