JP3882012B2 - ポリアミドモノフィラメントおよびその製造方法並びに用途 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアミドモノフィラメントおよびその製造方法並びに用途に関するものであり、さらに詳しくは、特に釣糸として求められる強度、しなやかさおよび適度な伸びを有すると共に、すぐれた耐候性を兼ね備えたポリアミドモノフィラメント、その効率的な製造方法、並びにその特性を生かした水産資材、なかでも釣糸としての用途に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアミドモノフィラメントは、柔軟性に富み、強度も大きく、さらに適度な伸びを有するなどの水産資材用モノフィラメントとしての基本的な性能をバランス良く具備していることから、従来から釣糸、魚網および延縄などの用途に広く使用されている。
【０００３】
しかるに、ポリアミドモノフィラメントは、一般にポリマーの酸化や紫外線などの影響により耐候劣化しやすいため、店頭のショウウィンドウなどで長期保管すると、製造時に比べて大きな強度低下を起こすという欠点があった。
【０００４】
このようなポリアミドモノフィラメントの強度低下を防止するための従来技術としては、モノフィラメントそのものに酸化防止剤や紫外線吸収剤などの添加剤を添加する方法や、モノフィラメント製品のパッケージフィルムなどに同様の添加剤を添加する方法などが用いられている。
【０００５】
しかし、従来の添加剤による耐候性改善方法では、目的とする改善効果が小さく、特にモノフィラメント自体にこれら添加剤を添加する場合には、モノフィラメント自体の強度低下が避けられないのが実状であった。
【０００６】
すなわち、ポリアミド繊維の耐候劣化防止剤（以降、老防剤と呼ぶ）としては、なかでも銅化合物の添加による効果が大きいことが知られているが、これら銅化合物の添加によりポリアミドモノフィラメントに十分な老防効果を得るためには、銅化合物の添加量を多くする必要があり、この結果ポリアミドモノフィラメントの強度低下が促進される傾向となることが問題となっていたのである。
【０００７】
したがって、特に水産資材分野においては、十分な耐候性を備えると共に、ポリアミド本来の優れた機械的特性を兼備したポリアミドモノフィラメントの実現が従来から強く望まれていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果、達成されたものである。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、特に釣糸として求められる強度、しなやかさおよび適度な伸びを有すると共に、すぐれた耐候性を兼ね備えたポリアミドモノフィラメント、その効率的な製造方法、並びにその特性を生かした水産資材を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のポリアミドモノフィラメントは、ポリアミドを紡糸延伸した後、１０℃〜１００℃の温度で５〜６０分間、水または水蒸気中で収縮処理を施すことにより得られたポリアミドモノフィラメントであって、ヨウ化第一銅、塩化銅、酢酸銅および硫酸銅から選ばれた少なくとも１種の銅化合物を０．００５〜２．０重量％含有し、直径が０．１ｍｍ〜４．０ｍｍ、サンシャインウエザーメーター５０時間照射後の引張り破断点エネルギーが３０００ｋｇｆ／ｍｍ以上、同じく結節破断点エネルギーが２０００ｋｇｆ／ｍｍ以上の特性を有することを特徴とする。
【００１２】
さらに、上記本発明の方法により得られた上記の特性を有するポリアミドモノフィラメントは、水産資材、なかでも釣糸に適用した場合に最良の効果を発揮する。
【００１３】
本発明のポリアミドモノフィラメントは、サンシャインウエザーメーター５０時間照射後の引張り破断点エネルギーおよび結節破断点エネルギーが上記特定の範囲にあって、いずれも照射前の値に対する保持率が高いことを特徴としており、これにより本来のすぐれた強度、しなやかさおよび適度な伸びを保持すると共に、従来に比し改善された耐候性を具備したポリアミドモノフィラメントの実現を可能とする。
【００１４】
また、上記の特性を備えたポリアミドモノフィラメントは、紡糸延伸後のポリアミドモノフィラメントを、特定の収縮処理に供するという簡単な方法で効率的に製造することができる。
【００１５】
さらに、本発明のポリアミドモノフィラメントは、種々の用途に適用することができるが、水産資材、なかでも釣糸に適用することが、上記の優れた特性を最も活用できることから好ましい。
【００１６】
なお、本発明のポリアミドモノフィラメントは、老防剤として銅化合物を含有する場合に、上記の作用・効果をさらに有効に発現することができ、この場合には銅化合物の添加量が従来に比し少量であっても、十分な耐侯性改良効果の取得を期待することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳述する。
【００１８】
本発明において主たる構成成分として用いるポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、およびこれら各種ナイロンの相互共重合体などが挙げられる。
【００１９】
本発明において、老防剤として必要に応じ使用する銅化合物の具体例としては、ヨウ化第一銅、塩化銅、酢酸銅および硫酸銅などが挙げられるが、なかでもヨウ化第一銅がとくに好ましく使用される。
【００２０】
ただし、これらの銅化合物を使用する場合のポリアミドに対する添加量は、０．００５〜２．０重量％好ましくは、０．０１〜１．０重量％の範囲に制限される。すなわち、銅化合物のポリアミドに対する添加量が２．０重量％を越える場合は、耐候性改善には好ましいが、得られる釣糸の強度が低下してしまうため好ましくない。
【００２１】
なお、銅化合物の添加方法にはとくに制限はないが、銅化合物のマスターバッチを調製しておきこれをポリアミドチップにブレンドする方法、および銅化合物を原料チップに直接ブレンドする方法などが、添加量の変更がしやすい点で好ましい。
【００２２】
また、本発明のポリアミドモノフィラメントは、銅化合物以外にも、その所望特性を疎外しない範囲であれば、例えば顔料、染料、結晶化抑制剤、低比重添加剤および可塑剤などの添加剤を含有することができる。
【００２３】
本発明のポリアミドモノフィラメントは、基本的に従来公知の紡糸・延伸方法により製造することができる。具体的には、ポリアミドチップまたは老防剤として必要量の銅化合物などを添加したポリアミドチップを、通常のエクストルーダー型紡糸機を使用して溶融押出しした後、所定の延伸条件に供し、さらに必要に応じて熱固定することにより製造される。
【００２４】
ただし、本発明においては、上記の特性を有するポリアミドモノフィラメントを得るために、紡糸延伸後のポリアミドモノフィラメントを綛状にとり、特定の収縮処理に供することが重要である。
【００２５】
すなわち、紡糸延伸した後のポリアミドモノフィラメントを、水または水蒸気中で、好ましくは１０℃〜１００℃の温度で、５〜６０分間放置し、収縮処理することによって、サンシャインウエザーメーター５０時間照射後の引張り破断点エネルギーが３０００ｋｇｆ／ｍｍ以上、同じく結節破断点エネルギーが２０００ｋｇｆ／ｍｍ以上の特性を有するポリアミドモノフィラメントを製造することができる。
【００２６】
ここで、収縮処理を行なわない場合には、例え老防剤が添加されていたとしても、その耐候性改善効果は不十分であり、放縮処理を施すことにより耐候性改善効果をより顕著に発現させることが可能となる。
【００２７】
本発明における収縮処理温度条件としては、４０℃〜７０℃の範囲が、また処理時間条件としては、１０分〜３０分の範囲が、それぞれより好適であり、これらの温度と時間の組合わせで適宜処理することがより好ましい。
【００２８】
収縮処理温度が１００℃を越える場合は、銅化合物が変質し原糸が茶色く着色するばかりか、極端な強度低下を引き起こすなどの問題が発生し、逆に１０℃未満の場合は、十分な処理効果が得られなくなり、得られるモノフィラメントが硬すぎてしなやかさに欠けるばかりか、耐候性改善効果が薄れてしまう傾向になるため好ましくない。
【００２９】
また、収縮処理時間が６０分を越える場合は、処理能力が極端に悪くなるばかりか、とくに高温領域では強度低下が大きくなり、逆に５分未満では十分な処理効果が得られないため好ましくない。
【００３０】
本発明におけるポリアミドモノフィラメントの直径は、０．１〜４．０ｍｍが好ましく、０．１ｍｍ未満と細すぎる場合は、添加した銅化合物が糸中の異物となって得られたモノフィラメントの強度低下が著しくなり、また４．０ｍｍを越えるほどに太すぎる場合は、本発明の方法をもってしても耐候性改良効果が十分なポリアミドモノフィラメントが得られないため好ましくない。
【００３１】
ここで、本発明の釣糸は、上記の原料組成物を溶融紡糸することで得られたモノフィラメントを、綛状に取り、収縮処理温度１０℃〜１００℃、収縮処理時間５分〜６０分の温水処理条件下で収縮処理することにより製造することができる。 かくして得られる本発明のポリアミドモノフィラメントは、すぐれた強度、しなやかさ、および適度な伸びを損なうことなく、極めてすぐれた耐候性をも兼ね備えたものであり、水産資材用途、とくに釣糸として適用した場合にその優れた効果を最も活用することができる。
【００３２】
【実施例】
以下に、本発明の構成および効果を実施例に基づいてさらに説明するが、上記の説明および下記実施例における各種特性の評価は以下の方法に準じて行った。
【００３３】
［引張および結節破断点エネルギー］
綛状にとった試料を２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室で２４時間放置した後、島津製作所社製“オートグラフ”ＡＧＳ−５ＫＮＧ型引張試験機を用い、糸長：２５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／分の条件で切断点エネルギー（ｋｇｆ／ｍｍ）を測定した。なお、結節破断点エネルギーは、中央に１個の結び目を作った糸の試料を用いて上記と同様に測定した。
［直径］
デジタルマイクロメーター（ＭＩＴＵＴＯＭＯ製）で釣糸の長径と短径を測定しその平均値で表示した。
【００３４】
［耐候性］
スガ試験機（株）製ＷＥＬ−ＳＵＮ−ＨＣＨ型“サンシャインスーパーロングライフウェザーメーター”を用い、試料を室内温度４３℃、照射時間５０時間の条件で処理した後の引張および結節破断点エネルギーを上記と同様の測定方法で測定し、下記式により強力保持率を算出した。なお、この強力保持率が高いほど耐候性に優れていることを示す。
破断点エネルギー保持率＝５０時間照射後の破断点エネルギー／未照射サンプ
ルの破断点エネルギー×１００
［破断強度］
ＪＩＳＬ１０１３の定義によった。すなわち、綛状にとった試料を２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室で２４時間放置した後、（株）オリエンテック社製“テンシロン”ＵＴＭ−４−１００型引張り試験機を用い、糸長：２５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／分の条件で測定した切断強力（ｋｇｆ）を繊度で割り返して強度を求めた。
【００３５】
［破断伸度］
ＪＩＳＬ１０１３の定義によった。すなわち、綛状にとった試料を２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室で２４時間放置した後、（株）オリエンテック社製“テンシロン”ＵＴＭ−４−１００型引張り試験機を用い、糸長：２５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／分の条件で測定し、試料が切断した時の伸びを測定した。
【００３６】
［曲げ硬さ］
５０ｍｍ長に切り揃えたポリアミドモノフィラメントを、間隔１０ｍｍを隔てて水平方向に平行に設置された直径２ｍｍの２本のステンレス棒にセットし、その中央部に直径２ｍｍのステンレス製フックを掛け、（株）ミネベア製“ＴＣＭ−２００型万能引張り・圧縮試験機”を用いて、引取速度５０ｍｍ／分で引き抜いた時の最大曲げ応力（ｇ）を測定した。
【００３７】
［実施例１］
ナイロン６／６６（重量比：８５／１５）共重合体チップに対し、老防剤としてヨウ化第一銅を０．０２重量％添加し、さらに着色剤としてカラーパウダーを０．０１重量％添加して攪拌ブレンドした原料組成物を、エクストルーダー型紡糸機に供給し、２９０℃の温度で溶融し、孔径１．０ｍｍの口金を通して押し出した後、ただちに１０℃の冷水浴中で冷却固化させ未延伸糸を得た。
【００３８】
上記未延伸糸を引き続き、１００℃の水蒸気中で３．８倍に一段延伸し、ついで、２２６℃の不活性気体中で１．５５倍（トータル延伸倍率５．９倍）に二段延伸し、その後同じく１８５℃の不活性気体中にてリラックス率０．９倍の熱セット処理を行った後、仕上げ油剤をタッチローラーにて付与させ、ポリアミドモノフィラメントの原糸を得た。
【００３９】
上記原糸を３０００ｍ検尺して綛状にとり、５５℃に温度調節を行った温水槽に１５分間浸漬し収縮処理を行い、直径０．３７ｍｍのポリアミドモノフィラメントを得た。
【００４０】
得られたポリアミドモノフィラメントの収縮処理条件および物性評価結果を表１に示す。
【００４１】
［実施例２〜４および比較例１〜１０］
実施例１と同一の製糸プロセスを使い、収縮処理条件、モノフィラメントの直径、老防剤の添加率などを表１および表２に示したように変更してポリアミドモノフィラメントを得た。得られたポリアミドモノフィラメントの物性結果を表１および表２に併せて示す。
【００４２】
【表１】

【表２】

表１の結果から明らかなよう、本発明によるポリアミドモノフィラメントは、強度、しなやかさ、さらに適度な伸びを損なうことなく、極めてすぐれた耐候性をも兼ね備えたものであった。
【００４３】
一方、表２の結果から明らかなように、本発明の規定する条件を外れる比較例１〜９の場合は、水産資材用モノフィラメントとして利用する場合の物理特性が不十分であったり、破断点エネルギー保持率で示される耐候性が不十分なものばかりであった。
【００４４】
すなわち、老防剤を添加していない比較例１の場合は、破断点エネルギー保持率で示される耐候性が不十分である。
【００４５】
また、老防剤は添加したものの、収縮処理を施していない比較例２の場合は、耐候性の改善効果はある程度認められるものの、水産資材用モノフィラメントとして不十分な値であった。
【００４６】
収縮処理温度が高すぎる比較例３の場合は、銅化合物が変質して原糸が茶色く着色し、極端な強度低下を引き起こしてしまい水産資材用モノフィラメントとして十分な断点エネルギーが得られなかった（測定を中止した）。
【００４７】
老防剤の種類を変更した比較例４の場合は、耐候性の改善効果はある程度認められるが、水産資材用モノフィラメントとして不十分な値であり、老防剤の添加量を高くした比較例５の場合は、強度低下が大きくなって水産資材用モノフィラメントとしての十分な破断点エネルギーが得られず、老防剤の添加量を低くした比較例６の場合は、耐候性が不十分であった。
【００４８】
さらに、モノフィラメントの直径がより細い比較例７の場合は、十分な強さが得られないばかりか、耐候性においても不十分であった。
【００４９】
また、収縮処理条件を高温で短時間にした比較例８の場合も、比較例３と同様に銅化合物が変質し原糸が茶色く着色するばかりか、極端な強度低下を引き起こし、逆に収縮処理条件が低温で長時間の比較例９の場合は、十分な収縮処理効果が得られず、耐候性の改善効果はある程度認められるものの、水産資材用モノフィラメントとして不十分な値であった。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のポリアミドモノフィラメントは、水産資材用モノフィラメントとして求められるすぐれた強度、しなやかさ、さらに適度な伸びを兼ね備えつつ、極めてすぐれた耐候性を発揮するものである。
【００５１】
また、上記の特性を備えたポリアミドモノフィラメントは、紡糸延伸後のポリアミドモノフィラメントを、特定の収縮処理に供するという簡単な方法で効率的に製造することができる。
【００５２】
さらに、本発明のポリアミドモノフィラメントは、水産資材、なかでも釣糸に適用した場合に、上記の優れた特性を最も有効に活用することができる。

Claims (3)

1. ポリアミドを紡糸延伸した後、１０℃〜１００℃の温度で５〜６０分間、水または水蒸気中で収縮処理を施すことにより得られたポリアミドモノフィラメントであって、ヨウ化第一銅、塩化銅、酢酸銅および硫酸銅から選ばれた少なくとも１種の銅化合物を０．００５〜２．０重量％含有し、直径が０．１ｍｍ〜４．０ｍｍ、サンシャインウエザーメーター５０時間照射後の引張り破断点エネルギーが３０００ｋｇｆ／ｍｍ以上、同じく結節破断点エネルギーが２０００ｋｇｆ／ｍｍ以上の特性を有することを特徴とするポリアミドモノフィラメント。
2. 請求項１に記載のポリアミドモノフィラメントからなることを特徴とする水産資材。
3. 請求項１に記載のポリアミドモノフィラメントからなることを特徴とする釣糸。