JP2009035837A

JP2009035837A - 複合糸

Info

Publication number: JP2009035837A
Application number: JP2007201465A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yanai; 孝谷内
Original assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】高強力なロープ等の提供が可能な複合糸を提供する。例えば、土木用、リフト用、登山用のロープの他電気機器関係、輸送機関係など広く用いられる。
【解決手段】芯糸を側糸で製紐により被覆した複合糸であって、少なくとも芯糸が、繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維の糸条である複合糸。なお製紐方法としては、一般的にはマルチフィラメント糸や紡績糸の３本以上の複数本を合糸したものを用いて組物機（編物機）にかけて組み上げて得られる。

【選択図】なし

Description

本発明は複合糸に関するものであり、特に高強力であるために、例えば、土木用、落石防止用、リフト用、牽引用、荷役用、登山用、船舶の繋留用や曳航用などのロープに加えて、電気機器関係、例えば、ＯＡ／ＦＡ機器、ＡＶ機器、無線・計測機器用など、スポーツ・レジャー関係、輸送機器関係、水産・農林・建設関係、精密機器関係、例えば、医療機器、光学機器、ロボット用などや、携帯電話・デジカメ・ＩＤカード等のストラップ、釣り糸、伝動ベルト用抗張体、樹脂を含浸・硬化させたロッドなどのＦＲＰ用補強材、新設コンクリート構造物の補強筋用、等に好適な複合糸に関する。

本出願人は、先に特許文献１において、ポリケトンで構成される繊維（以下「ポリケトン繊維」という。）からなる機械的特性や耐水性等に優れたロープを提案しているが、撚り合わせロープの構造上、撚糸数が大きくなるにつれて高強力のロープが得にくい傾向にあり、その改善が要求されていた。

特開２００２−３４８７８９号公報

本発明は、高強力なロープ等を提供することが可能な複合糸を提供するものである。

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、芯糸を側糸で製紐により被覆した複合糸であって、少なくとも芯糸が、繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維の糸条であることを特徴とする複合糸、である。

本発明により、高強力なロープ等の提供が可能な組み紐様の複合糸が提供できた。

本発明について以下に具体的に説明する。
本発明のポリケトン繊維を構成するポリケトンは、繰り返し単位の９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上、特に好ましくは９９．６モル％以上が、上記式（１）で示されるものであり、５モル％未満の範囲で、上記式（１）以外の繰り返し単位、例えば、下記式（２）で示される繰り返し単位を含有していても良い。

但し式中、Ｒは、エチレン以外の炭素数１〜３０の有機基であり、例えば、プロピレン、ブチレン、１−フェニルエチレン等の基であり、Ｒの水素原子の一部または全部が、ハロゲン基、エステル基、アミド基、水酸基、エーテル基で置換されていてもよい。もちろん、Ｒは二種以上であってもよく、例えば、プロピレン基と１−フェニルエチレン基が混在していてもよい。

ポリケトンの固有粘度［η］は、好ましくは１ｄｌ／ｇ以上、より好ましくは２ｄｌ／ｇ以上、特に好ましくは４ｄｌ／ｇ以上であり、好ましく２０ｄｌ／ｇ以下、より好ましく１５ｄｌ／ｇ以下、特に好ましく１０ｄｌ／ｇ以下である。
尚、固有粘度［η］は次の定義式に基づいて求められる値である。

式中のｔ及びＴは、それぞれヘキサフルオロイソプロパノール（セントラル硝子（株）社製）及び該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の２５℃での粘度管の流過時間である。Ｃは、上記希釈溶液の濃度であり、ヘキサフルオロイソプロパノール１００ｍｌ中のポリケトンの質量（ｇ）である。
ポリケトンには、必要に応じて、酸化防止剤、ラジカル抑制剤、他のポリマー、艶消し剤、紫外線吸収剤、難燃剤、金属石鹸等の添加剤を含有させてもよい。

次に、ポリケトン繊維の好ましい特性としては、引張強度は、５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、引張伸度は、３％以上、より好ましくは３．５％以上、特に好ましくは４％以上であり、１５％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは８％以下、特に好ましくは６％以下であり、引張弾性率は、１００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは３００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、１０００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。

ポリケトン繊維の形態は、長繊維でも短繊維でもよく、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよく、繊維の断面形状は、丸型、三角、Ｌ型、Ｔ型、Ｙ型、Ｗ型、八葉型、扁平（扁平度１．３〜４程度のもので、Ｗ型、Ｉ型、ブーメラン型、波型、串団子型、まゆ型、直方体型等がある）、ドッグボーン型等の多角形型、多葉型、中空型や不定形なものでもよい。
好ましい単糸繊度は、トウやマルチフィラメント糸の場合は、０．０１〜１０ｄｔｅｘ、より好ましくは０．１〜１０ｄｔｅｘ、特に好ましくは０．５〜５ｄｔｅｘ、モノフィラメント糸の場合は、１０〜１０００００ｄｔｅｘである。又、好ましい総繊度は、１０〜１０００００ｄｔｅｘ、より好ましくは３０〜５００００ｄｔｅｘである。

ポリケトン繊維の糸条形態としては、マルチフィラメント糸、モノフィラメント糸並びに紡績糸が包含されるが、本発明の目的達成上、マルチフィラメント糸やモノフィラメント糸が好ましい。
具体的には、例えば、リング紡績やオープンエンド紡績等公知の紡績手段によって得られる紡績糸、無撚糸や有撚糸、仮撚加工糸（ピン、フィリクション、ニップベルト等の仮撚加工糸及び先撚仮撚加工糸（先撚同方向仮撚や先撚異方向仮撚）並びにこれらの１ヒーター又は２ヒーター仮撚加工糸を含む）、仮撚方向と同方向又は異方向に追撚した仮撚加工糸、流体噴射加工糸、押し込み加工、ニットデニット加工等の嵩高加工糸、組み紐（後述）が挙げられるが、本発明の目的達成上、無撚又は甘撚（３０Ｔ／ｍ以下、特に０〜２０Ｔ／ｍ）の原糸や嵩高加工糸、組み紐が好適である。

本発明の複合糸は、かかるポリケトン繊維を５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、特に９０質量％以上で芯糸を構成することに特徴を有する。
本発明においては、必要に応じて、５０質量％未満、好ましくは３０質量％以下の範囲で、ポリケトン繊維以外の繊維、例えば、麻、綿、羊毛等の天然繊維、レーヨン繊維、ライオセル繊維等のセルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維（パラ系、メタ系）、ポリビニルアルコール繊維、ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、全芳香族ポリエステル繊維、超高分子量ポリオレフィン繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、金属繊維等公知の各種繊維と混用して用いても良い。混用手段も引き揃え、混紡、精紡交撚（サイロフィル、サイロスパン）、交撚（双糸、三子等）、混繊、カバリング（シングル又はダブル）、等公知の混用手段を採用すればよい。

本発明において、かかる芯糸を被覆するように、側糸を用いて製紐により被覆した複合糸である。尚、側糸による被覆の程度は、完全に芯糸を被覆してもよいし、必要に応じて、適宜、被覆の程度を制御してもよく、本発明では、これら全てを包含する。
側糸としては、その目的に応じて各種繊維を用いることができるものであり、例えば、さらなる高強力を目的とする場合は、ポリケトン繊維が最適であるが、引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは２０ＣＮ／ｄｔｅｘ以上、４０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度以下の高強力繊維、例えば、アラミド繊維（パラ系、メタ系）、全芳香族ポリエステル繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、超高分子量ポリオレフィン繊維、金属繊維等を用いてもよい。
又、耐磨耗性や耐光性を重視する場合は、ポリエステル繊維やポリアミド繊維、アクリル繊維等の汎用合繊を用いればよい。

さらに、釣り糸用途等においては、必要に応じて、側糸に鉄、銅、亜鉛、錫、ニッケル、タングステン等の金属粒子（例えば、粒子径５μｍ程度以下を１〜９０質量％添加）を混合して用いてもよい。又、側糸として原着糸や先染糸を用いてもよいし、公知の各種機能付与剤、例えば、耐磨耗剤、艶消し剤、磁性材料、導電性物質を混用して用いても良い。側糸の糸条形態としては、マルチフィラメント糸、モノフィラメント糸並びに紡績糸が包含されるが、本発明の目的達成上、マルチフィラメント糸が好ましい。
具体的には、例えば、リング紡績やオープンエンド紡績等公知の紡績手段によって得られる紡績糸、無撚糸や有撚糸、仮撚加工糸（ピン、フィリクション、ニップベルト等の仮撚加工糸及び先撚仮撚加工糸（先撚同方向仮撚や先撚異方向仮撚）並びにこれらの１ヒーター又は２ヒーター仮撚加工糸を含む）、仮撚方向と同方向又は異方向に追撚した仮撚加工糸、流体噴射加工糸、押し込み加工、ニットデニット加工等の嵩高加工糸が挙げられるが、本発明の目的達成上、無撚又は甘撚（３０Ｔ／ｍ以下特に０〜２０Ｔ／ｍ）の原糸や嵩高加工糸が好適である。

製紐方法としては、一般的には、マルチフィラメント糸や紡績糸の３本以上の複数本を合糸したものを用いて組物機（編物機）にかけ組み上げて得られる。一例としては、４本組物（編物）、８本組物、１６本組物などであり、例えば、その４本組物は、合糸を４本準備し、右側又は左側の糸を交互に真中に配置させて組み上げていくものであり、この組上方法（編組方法）としては、丸打ち、角打ち、平打ちなどがあり、これらを組み合わせて製紐してもよい。
製紐は、通常用いられる組物機又は編物機にかけて組み上げられるものであり、組物機（編物機）及びその組物法（編物法）は何ら限定されるものではない。
本発明の複合糸の太さ（総繊度）は、用途に応じて適宜設定すれば良いが、例えば、ロープ用途では１００００〜８００００ｄｔｅｘが好ましい。又、伝動ベルト用抗張体では、３００〜１５００ｄｔｅｘが好ましい。

又、必要に応じて、得られた複合糸に樹脂加工（コーティングやディッピング等）してもよく、例えば、ナイロン系、ポリエステル系、ポリオレフィン系等の熱可塑性樹脂やフッ素系樹脂の手段によって複合糸を被覆しても良い。
尚、例えば屋外で強い紫外線を受けることによってポリケトン繊維の引張強度等の低下を抑制する目的で、繊維又は複合糸の形態で紫外線吸収剤（例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系の一種又は二種以上の組み合わせがある。）及び／又は紫外線遮蔽剤（例えば、酸化チタン、酸化鉄、酸化セリウム等の微粒子があり、平均粒径は０．０１〜０．６μｍが好ましい。）を含有させることが好ましい。含有させる方法としては、例えば、繊維又は複合糸に紫外線吸収剤及び／又は紫外線遮蔽剤を含有した樹脂やフィルムを付与又は被覆する方法があり、紫外線吸収剤及び／又は紫外線遮蔽剤の含有量は、樹脂やフィルムの質量に対して０．００１〜１０質量％が好ましい。

本発明を実施例などを用いて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。
本発明における測定方法及び評価方法は以下の通りである。
（１）引張強度、引張伸度、引張弾性率
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定する。
サンプル長：２０ｃｍ、引張速度：２０ｃｍ／分で測定し、２０回測定した時の平均値を求める。
（２）ロープ直径、ロープ断面積
光学顕微鏡により１０本のロープの直径を測定し、その平均をロープ直径Ｄ（ｍｍ）とし、ロープ直径Ｄよりロープ断面積（ｍｍ²）を求める。
（３）ロープ強度
ロープの荷重−伸度曲線を測定し、最大点荷重をロープ断面積で除してロープ強度（ＧＰａ）を求める。

［実施例１］
１６７０ｄｔｅｘ／１２５０ｆのポリケトン繊維マルチフィラメント糸（旭化成せんい（株）社製；商標サイバロン；引張強度１８ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度５％、引張弾性率３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ）３０本を合糸したものを芯糸に用い、側糸として２３０ｄｔｅｘのナイロン６６繊維マルチフィラメント糸を用いた。
芯糸を被覆するように、側糸８本を用いて丸打ちにて製紐し、３．１ｍｍ直径（ポリケトン繊維の総繊度５０１００ｄｔｅｘ）のロープを得た。得られたロープのロープ強度は１．７ＧＰａと優れたものであった。

［比較例１］
実施例１のポリケトン繊維１０本を合糸してストランドとし、Ｚ方向に７７Ｔ／ｍの下撚し、次いで、この撚糸ストランド３本を合糸してＳ方向に４５Ｔ／ｍの上撚して２．９ｍｍ直径のロープ（ポリケトン繊維の総繊度５０１００ｄｔｅｘ）を得た。得られたロープのロープ強度は１．２ＧＰａと実施例１に対比して劣ったものであった。

本発明は、高強力であることにより、例えば、土木用、落石防止用、リフト用、牽引用、荷役用、登山用、船舶の繋留用や曳航用などのロープに加えて、電気機器関係、例えば、ＯＡ／ＦＡ機器、ＡＶ機器、無線・計測機器用、スポーツ・レジャー関係、輸送機器関係、水産・農林・建設関係、精密機器関係、例えば、医療機器、光学機器、ロボット用などや、携帯電話・デジカメ・ＩＤカード等のストラップ、釣り糸、伝動ベルト用抗張体、樹脂を含浸・硬化させたロッドなどのＦＲＰ用補強材、新設コンクリート構造物の補強筋用、パッキン用、例えば、バルブのスタフィングボックスに組み込み、弁棒（ステム）の接触部からの漏れおよび背漏れを密封するために使用されるシール材で、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ディスバージョンや潤滑剤等で処理されたものを含むなどのバブル用パッキンや、各種ポンプ、攪拌機、船舶用スタンチューブ、ダンバー、プランジャー等のパッキンで、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ディスバージョンや潤滑剤等で処理されたものを含むなどの回転機器用パッキン等に好適な複合糸を提供するものである。

Claims

芯糸を側糸で製紐により被覆した複合糸であって、少なくとも芯糸が、繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維の糸条であることを特徴とする複合糸。