JP2016176153A - 高沈降性繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】初期の沈降性を向上させることにより、より一層沈降性に優れる合成繊維を提供することを課題とする。【解決手段】比重１．５０以上の熱可塑性合成樹脂により構成される繊維または、高比重粒子を含有する熱可塑性合成樹脂組成物から構成され、比重が１．５０以上である繊維であり、該繊維には、吸水加工が施されている高沈降性繊維。繊維は、吸水加工が施されることによって、繊維表面の少なくとも一部に吸水性物質が付着している。また、繊維の横断面形状が異形であることが好ましい。【選択図】 なし

Description

本発明は、特に、水産資材用途に好適な沈降性を有する繊維に関するものである。

従来から、合成繊維は天然繊維に比べ耐水性、耐腐食性、強力、耐摩耗性、耐久性の点で優れた性質を有するため、水産資材用途に利用されてきた。一方、天然繊維に比べ比重が比較的小さく、かつ、含水率が低いため海水中での沈降性に劣る難点があった。

このような難点を克服するため、比重が１．７５〜１．７９と比較的大きいポリフッ化ビニリデンを繊維化すること（特許文献１）や、タングステン、硫酸バリウム、酸化チタンなどの無機粉末をポリエステルやナイロンの合成繊維に高濃度で含有せしめた繊維を用いること（例えば、特許文献２、３）が提案されている。

上記した技術は、繊維形成性重合体として、比重の大きい重合体を用いることや、重合体の比重を大きくすることにより、繊維の比重を大きくして、水中に投入したときの沈降性を向上させたものである。しかしながら、例えば、後者の技術において、高濃度の無機粉末を重合体により多く含有させることにより、比重もより大きくなるが、大きくすることにも限界があり、含有量が多くなるにつれて繊維製造工程で問題が発生し所望に繊維が得られなくなる。

特開２０１３−５５９１０ 特開平８−１４４１２５ 特開２００７−５６３８２

比重を大きくすることによって沈降性を向上させることには限界があるという現状ではあるが、本発明者は、沈降性により優れた繊維を提供できないかと検討した。そして、鋭意検討するなかで、繊維製品が水中に投入される初期状態および現象について考察した。比重の大きいポリフッ化ビニリデン繊維や無機粉末を含有させた高比重の合成繊維は、比重は高いものの、水中に投入されても直ぐに水中内に入らずに水面に浮いた状態を保ち、暫く時間が経過した後に徐々に比重の関係で水中に沈む。このような現象を考察した本発明者は、初期の沈降性を向上させることができれば、より優れた沈降性を繊維に付与できるのではないかと考えた。したがって、本発明は、初期の沈降性を向上させることにより、より一層沈降性に優れる合成繊維を提供することを課題とする。

上記課題を達成するために検討するなか、本発明者は、水性サインペンやフェルトペンのペン先（合成繊維束）にインクが毛細管現象により充填される現象に着目し、沈降性を向上させるためには、比重だけでなく、含水率や吸水速度を高めることによって達成できることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、比重１．５０以上の熱可塑性合成樹脂により構成される繊維または、高比重粒子を含有する熱可塑性合成樹脂組成物から構成され、比重が１．５０以上である繊維であり、該繊維には、吸水加工が施されていることを特徴とする高沈降性繊維を要旨とするものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の繊維は、比重１．５０以上の熱可塑性合成樹脂または高比重粒子を含有する熱可塑性合成樹脂組成物により構成される繊維であり、繊維の比重は１．５０以上である。繊維の比重を１．５０以上とすることにより、水産資材として使用した際の沈降性を確保できる。例えば、木綿の比重は１．５４であり、少なくとも天然繊維が有する比重と同等程度とする。なお、さらに本発明においては、後述する吸水加工により初期沈降性を飛躍的に向上させる。

比重１．５０以上の熱可塑性合成樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を好ましく用いる。これは、フッ化ビニリデンを主たる成分とする重合体であり、例えば、フッ化ビニリデンのみからなる重合体、フッ化ビニリデンを主成分とする共重合体またはこれらのブレンド体である。共重合する場合の共重合成分としては、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン、フッ化ビニル等が挙げられる。

高比重粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物とは、高比重粒子を含有する熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体が挙げられるが、機械的強度に優れることから、ポリエステル系重合体を用いることが好ましい。ポリエステル系重合体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸やアジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸またはこれらの誘導体と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオールなどのジオール化合物とから重縮合されるポリエステルおよびその共重合体や混合物が挙げられる。中でも、高比重粒子の分散性、繊維化する時の延伸性や繊維化した時の強力に優れるポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびこれらを主成分とした共重合ポリエステルが好ましい。

熱可塑性樹脂に含有せしめる高比重粒子としては、バリウム、チタン、アルミニウム、タングステンなどの金属粒子や二酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウムなどの金属化合物が挙げられる。中でも硫酸バリウムは比重が４．３〜４．５と高く、熱可塑性樹脂への分散性に優れ、繊維化する時の延伸性にも優れるため好ましい。

本発明の繊維中に占める高比重粒子の含有量は、１０〜６０質量％とすることが好ましい。高比重粒子の含有量が１０質量％未満になると、目的とする高比重が得られなくなる。一方、６０質量％より大きくなると高比重粒子の凝集や不均一分散が発生し、製糸性が著しく悪くなる。

本発明の高比重粒子を含む熱可塑性合成樹脂組成物から構成される繊維は、比重が１．５０以上となるように高比重粒子を含むものであればよく、高比重粒子を含む熱可塑性樹脂組成物のみからなる単成分によって構成される繊維であっても、高比重粒子を含む樹脂組成物と高比重粒子を含まない樹脂との複合繊維であってもよい。複合繊維としては、例えば、芯部に高比重粒子を含む熱可塑性樹脂組成物を配し、鞘部に高比重粒子を含有しない熱可塑性樹脂に配する芯鞘構造がよい。特に、高比重粒子を高濃度で含有させる場合、実用上十分な繊維の強度を得るためには、高比重粒子含有樹脂組成物を芯部に、高比重粒子を含まない樹脂を鞘部に配した芯鞘構造にすることが好ましい。

本発明の繊維には、吸水加工が施されている。繊維に吸水加工が施されることにより、繊維自体が高比重であることと相まって、水中に投入した際の初期の沈降速度を飛躍的に向上させることができるのである。本発明の繊維が、吸水加工が施されたものであることにより、初期の沈降速度が飛躍的に向上する理由は以下にあると考える。一般に、熱可塑性樹脂からなる合成繊維は、疎水性であることから水に馴染み難いため、水中に投入しても直ぐに沈まない。そして、繊維製品は、複数の繊維により構成したものであり、繊維間の空隙（空気）が存在するため浮いてしまい沈みにくい。そこで、本発明は、繊維表面に吸水加工を施して水との馴染みを良好とすることにより、水中に投入した際に、繊維間の空隙内により早く水を取り込ませ、かつ、繊維間空隙にて取り込んだ水分を保持することよって含水して自重が増し沈みやすくなることから、初期の沈降速度が飛躍的に向上するのである。したがって、本発明の繊維は、水中投入後において水面に浮く時間が短時間になるため、沈降が速く、沈降性に優れる。

吸水加工を施すことによって、繊維表面の少なくとも一部に吸水性物質を付着させる。吸水性物質としては、公知の親水性ポリマーなどの吸水剤を用いるとよい。親水性ポリマーとしては、例えば、水溶性シリコン系樹脂、水溶性ポリエステル系樹脂などが挙げられる。このような吸水剤として、商業的に入手できるものとしては、例えば、ＳＲ−１０００（高松油脂社製）やＳＲ−６２００（高松油脂社製）が挙げられる。繊維に吸水性物質を付与する方法としては、吸尽法やパディング法などの方法が挙げられる。また、吸水剤の付着量は、吸水剤の種類にもよるが、繊維中に固形分として０．１〜３質量％程度付着させるとよい。

本発明の繊維の横断面形状は、円形であっても異形であってもよい。異形にすることにより、繊維同士の間に異形断面に起因する多数の空隙を形成させることができ、吸水加工された繊維は、この空隙内に水を保持しやすくなる。異形断面としては、三角断面、六葉断面、Ｗ断面や十字断面等が挙げられ、特に、十字断面のような１つ以上の凸部を有することによって、繊維同士の間に微細空隙を設けることができるようになり、繊維間空隙による毛細管路が形成され、吸水、導水の効果を発現し、繊維間の空隙に水が保持され、高い含水率となり好ましい。

本発明の繊維は公知の溶融紡糸法により得られるものを用いるとよい。また、高比重粒子を含む繊維において、高比重粒子は、溶融押出する際に添加してもよいが、あらかじめ高比重粒子を高濃度にポリエステルに練り込んだマスターバッチを作成し、このマスターバッチとバージンのポリエステルを所定の比率で混ぜ合わせ溶融押出することにより、硫酸バリウムをポリエステルにより均一に分散することができる。溶融押出する際の溶融押出機における溶融温度は、ポリマーの融点・溶融粘度を考慮し決定するとよい。ポリエステルの場合は、一般的には、２８０〜３００℃の高温度で溶融・混練後、液状化したポリマーを口金から押出し、連続線状のフィラメント糸状物を冷却・固化する。冷却・固化温度はポリエステルの場合、ガラス転移温度（一般的にはポリエステルのガラス転移温度は約７０℃）よりも−５０〜＋２０℃の設定温度の範囲内で冷却・固化するとよい。冷却・固化により得られた繊維は一段または二段以上の多段方式で延伸し、紙管などに捲き取るとよい。

本発明の高沈降性繊維は、マルチフィラメント糸やモノフィラメント糸等の形態で用いられ、またこれらのフィラメント糸を用いて、合撚糸、ロープ、網、織物、編物等の繊維製品とする。これらの繊維製品は、漁網、養殖ネット、水産ロープ等の水産資材として使用することにより、本発明の作用効果を良好に発揮する。また、本発明の繊維は、水産資材用途以外においても、沈降性を要する用途に好適に用いることができる。

本発明の繊維によれば、特定の高い比重の繊維であって、かつ吸水加工が施されていることから、水中に投入した際の初期の沈降性が向上し、より一層沈降性に優れる。

次に、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例において、精練加工、吸水加工、比重の測定と沈降性評価は、以下の方法により行った。
（精練加工）
濃度１ｇ／Ｌ、浴比１：１００の界面活性剤中で８０℃×５分間、ゆっくり攪拌しながら、溶融紡糸油剤を除去後、十分に水洗した。
（吸水加工）
精練加工後の布をポリエステル系吸水加工剤（高松油脂社製「ＳＲ−１０００」） ５％ｏ．ｗ．ｆ．の浴中で温度１１０℃×３０分間、吸尽加工後、十分に水洗・脱水・乾燥した。
（比重測定）
ＪＩＳ Ｌ １０１３に従って、四塩化炭素とリグロインにより作成した勾配管を用いて、温度２５℃で測定する。
（沈降試験）
以下の（１）〜（４）の手順により、沈降性を確認した。
（１）実施例及び比較例で得たポリエステル繊維からなる筒編み地より、巾３ｃｍ×長さ１０ｃｍの試験片を作成した。
（２）温度２０℃の純水３Ｌが入ったメスシリンダーを５本準備し、水平に置かれた台に置く。
（３）５人の測定者は、それぞれの試験布の端を持ち、試験布を長手方向にメスシリンダーに挿入し、試験片の端から１ｃｍの箇所まで水中に浸した状態で保持する。
（４）測定者全員が一斉に試験布を離し、試験布の端がメスシリンダーの底に到達する順番を目視にて判定し、沈降性を確認する。

実施例１
芯部に配するポリマーとして、極限粘度０．８のポリエチレンテレフタレートに比重４．３の硫酸バリウムを５５質量％となるように事前溶融混合したマスターバッチを用いた。また、鞘部に配するポリマーとして、極限粘度１．１のポリエチレンテレフタレートを用いた。

それぞれのポリマーを複合型溶融押出機に供給し（温度：２９０℃）、芯鞘質量比（芯：鞘＝３５：６５）の割合で十字型の異形断面となる芯鞘複合紡糸口金より押出し、冷却・繊維化し、１．０１倍と４．２倍の２段延伸後、速度２０００ｍ／分で捲き取り、繊度１１１０ｄｔｅｘ、フィラメント数６０本のポリエステル繊維からなるマルチフィラメント糸を得た。なお、この得られた繊維の比重は１．５２であった。この高比重のポリエステル繊維からなるマルチフィラメント糸を用いて筒編み試験機を用いて筒編地を作成し、上記した精練、吸水加工を施した。得られた編地は実施例１の編地とする。

実施例２
実施例１において、溶融紡糸の際に、断面形状が六葉型となる芯鞘複合紡糸口金と用いたこと以外は、実施例１と同様にした。得られた繊維の比重は１．５０であった。また、得られた編地は実施例２の編地とする。

実施例３
実施例１において、溶融紡糸の際に、断面形状が円形となる芯鞘複合紡糸口金と用いたこと以外は、実施例１と同様にした。得られた繊維の比重は１．５２であった。得られた編地は実施例３の編地とする。

比較例１
実施例１において、吸水加工の際に、吸水加工剤を投入せずに処理をしたこと以外は、実施例１と同様にした。得られた編地は比較例１の編地とする。

比較例２
極限粘度１．１のポリエチレンテレフタレートを溶融押出機に供給し（温度：２９０℃）、断面形状が円形となる紡糸口金より押出し、冷却・繊維化し、１．０１倍と４．２倍の２段延伸後、速度２０００ｍ／分で捲き取り、繊度１１１０ｄｔｅｘ、フィラメント数６０本のポリエステル繊維からなるマルチフィラメント糸を得た。得られた繊維の比重は１．３８であった。このポリエステル繊維からなるマルチフィラメントを用いて筒編み試験機により筒編地を作成し、上記した、精練、吸水加工を施した。得られた編地は、比較例２の編地とする。

得られた実施例１〜３、比較例１、２の編地を用いて、上記沈降試験を行い、その結果を表１に示す。

Claims (7)

1. 比重１．５０以上の熱可塑性合成樹脂により構成される繊維または、
   高比重粒子を含有する熱可塑性合成樹脂組成物から構成され、比重が１．５０以上である繊維であり、
   該繊維には、吸水加工が施されていることを特徴とする高沈降性繊維。
2. 繊維は、吸水加工が施されることによって、繊維表面の少なくとも一部に吸水性物質が付着していることを特徴とする請求項１記載の高沈降性繊維。
3. 繊維の横断面形状が異形であることを特徴とする請求項１または２記載の高沈降性繊維。
4. 異形断面形状が１つ以上の凸部を有する断面であることを特徴とする請求項３記載の高沈
   降性繊維。
5. 高比重粒子が硫酸バリウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の高沈降性繊維。
6. 比重１．５０以上の熱可塑性合成樹脂が、ポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の高沈降性繊維。
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の高沈降性繊維によって構成されることを特徴とするロープや網などの水産資材。