JP5875233B2 - 結び目構造およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、繊維構造体に形成された結び目が緩み難い結び目構造に関するものである。

従来、線状体１本に結び目を形成することや、あるいは複数本を結び合わせることで、種々の目的に応じた、結び目を有する繊維構造体が製造されている。このような結び目を有する繊維構造体としては、例えば紐、ロープ、有結節ネットなどが挙げられる。

繊維構造体を構成する糸条としてフィラメント糸を用いた場合、繊維間の摩擦が小さいため、形成された結び目は緩みやすい。このため避難ロープなどでは、従来、短繊維からなる紡績糸が用いられている。しかし、短繊維紡績糸は、フィラメント糸に比べて強度に劣っているという問題がある。

特許文献１では、単繊維径が１０〜１５００ｎｍのポリエステル繊維を含み、このポリエステル繊維が表面に露出している紐が提案されている。単繊維径が小さいことにより繊維間の摩擦が大きくなるので、この紐は、結び目が緩み難くなる。しかしながら、この紐は、海島型複合繊維を製紐後にアルカリ水溶液処理して海成分を除去することで単繊維径を低下させたものであるため、工程が多くなることで生産コストが上がり、また強度が不十分であった。
特許文献２、３では、合成繊維からなる合撚糸であり、該合成繊維の融点より少なくとも１０℃以上低い融点を有する重合体を含む合撚糸が提案されている。この合撚糸では、低融点成分がバインダーとして機能するので、繊維間の解れや結び目の緩みを抑えることができる。しかし、合撚糸全体を熱処理しているため、本来の風合いが損なわれやすく、また熱処理後に結節させるため結び目の緩みにくさも不十分であった。

特開２０１０−１５９５０２号公報 特開２００７−１６３５５号公報 特開２００７−５６３９９号公報

本発明の課題は、上記のような問題に鑑み、結び目が緩み難く、強度にも優れた結び目構造を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決できるものであり、その要旨は次の通りである。
（１）内外二層構造を有し、内層に高融点重合体を含む繊維を含み、外層に繊維表面の少なくとも一部が低融点重合体で形成された繊維を含む繊維構造体にて結び目が形成されており、前記結び目は、溶融固化した低融点重合体で表面を覆われていることによって形態を保持していることを特徴とする結び目構造。
（２）繊維表面の少なくとも一部が低融点重合体で形成された繊維が、芯部に高融点重合体が配され、鞘部に低融点重合体が配された芯鞘複合繊維であることを特徴とする（１）記載の結び目構造。
（３）上記（１）または（２）記載の結び目構造を製造するための方法であって、内外二層構造を有し、内層に高融点重合体を含む繊維を含み、外層に繊維表面の少なくとも一部が低融点重合体で形成された繊維を含む繊維構造体に結び目を形成し、低融点重合体の融点以上の温度であり、かつ高融点重合体が溶融しない温度で、結び目を熱処理することを特徴とする結び目構造の製造方法。

本発明の結び目構造は、繊維構造体中に高融点重合体と低融点重合体とが含まれ、低融点重合体が繊維構造体の表面に露出しており、結び目を形成した後の低融点重合体が溶融固化によって形態が保持されているので、緩み難い結び目を有する。また溶融固化されるのは結び目の低融点重合体であるので、それ以外の部分は繊維本来の風合いを保つことができる。本発明の結び目構造は、結節を要する各種の用途、例えば荷造り用の縛り紐、ロープ、ネット等に好適に用いることができる。

結び目の緩み難さを測定するための、結び目が形成された繊維構造体の図。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において、繊維構造体は、高融点重合体と、高融点重合体の融点より低い融点を有する低融点重合体とを含む。
高融点重合体としては、特に限定されるものではなく、ポリエステル、ポリアミドをはじめ、繊維形成性の熱可塑性重合体として知られている各種の重合体を使用することができ、価格、強度面で、ポリエステルを使用することが好ましい。

ポリエステルとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、あるいはアジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸又はこれらのエステル類を酸成分とし、かつエチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール等をジオール成分とするホモポリエステル重合体あるいは共重合体が挙げられる。
なお、これらのポリエステルには、パラオキシ安息香酸、５−ソジウムスルホイソフタル酸、ポリアルキレングリコール、ペンタエリスリトール等が添加あるいは共重合されていてもよい。
さらには、ポリエステルは、生分解性を有するポリエステルでもよく、具体的には、ポリ−Ｄ−乳酸、ポリ−Ｌ−乳酸、ポリ−Ｄ／Ｌ−乳酸共重合体やポリ乳酸ステレオコンプレックス等のポリ乳酸系重合体、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリ（ε−カプロラクトン）や他の生分解性ポリエステル系重合体を共重合させたものであってもよい。

また、ポリアミドとしては、ポリイミノ−１−オキソテトラメチレン（ナイロン４）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリカプラミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリウンデカナミド（ナイロン１１）、ポリラウロラクタミド（ナイロン１２）、ポリメタキシレンアジパミド、又はこれらのモノマーを構成単位とするポリアミド系共重合体が挙げられる。
なお、繊維構造体を構成する高融点重合体として複数のものを併用してもよい。

上記高融点重合体を含み、繊維構造体を構成する繊維としては、長繊維が好ましいが、繊維構造体の一部に短繊維紡績糸が含まれていてもよい。長繊維としてはマルチフィラメントを用いることが好ましく、その単糸繊度は３〜４０デシテックスであることが好ましい。
繊維の断面形状としては、特に限定されるものではなく、最も一般的な丸形のほか、例えば十字形、−形、菱形、Ｔ字形、Ｙ字形、三角形、四型形等いずれの形状であってもよい。
繊維には、必要に応じて各種の添加剤、例えば艶消し剤、顔料、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤等が本発明の効果を損なわない範囲内で含まれていてもよい。

高融点重合体の融点より低い融点を有する低融点重合体としては、高融点重合体との接着性が良好であるものが好ましく、リサイクルの観点からも高融点重合体と同系であることが特に好ましい。例えば高融点重合体がポリエステルならば、低融点重合体はポリエステル系の重合体を、また、高融点重合体がポリアミドならば、低融点重合体はポリアミド系の重合体を用いることが好ましい。

低融点重合体の融点は、高融点重合体の融点よりも低いことが必要であり、その差は３０℃以上が好ましく、５０℃以上がより好ましい。低融点重合体は溶融することによりバインダーとして機能して、繊維構造体の結び目表面をその溶融したバインダーが覆うこととなり、緩みにくくなる。低融点重合体の融点は、高融点重合体の融点よりも低ければ特に限定されるものではないが、使用状況に応じて、その使用環境にて融解しない値に適宜選択できる。低融点重合体と高融点重合体の組合せとしては、例えば、繊維構造体を構成する繊維がポリエチレンテレフタレートを主体とするポリエステル繊維である場合、低融点重合体としては、融点が水の沸点より高く、かつポリエチレンテレフタレートの融点（２６０℃）より低い、１２０〜２２０℃程度の共重合ポリエステルであることが好ましい。なお、本発明において、重合体が融点を示さない場合は、軟化点を融点とみなす。

繊維構造体における低融点重合体の含有率としては、特に限定されるものではないが、少なすぎると結び目を緩みにくくする効果に乏しく、逆に多すぎると、繊維構造体が硬くなり、機械的強度も低下する。したがって、低融点重合体の含有率としては、繊維構造体全体に対して１〜３０質量％であることが好ましく、３〜１５質量％であることがより好ましい。

本発明において、低融点重合体を繊維構造体に含ませる態様としては、低融点重合体のみからなる繊維や、繊維表面の少なくとも一部が低融点重合体で形成され、これより高い融点を有する高融点重合体などの重合体とを含む複合繊維を用いる態様が挙げられる。低融点重合体のみからなる繊維に比べて、低融点重合体と高融点重合体とからなる複合繊維は、高融点重合体が繊維形態を維持するので強力に優れる。したがって、低融点重合体は複合繊維として用いることが好ましい。そのような複合繊維としては、低融点重合体が鞘部に配され、高融点重合体が芯部に配された芯鞘複合繊維が特に好ましい。
上記低融点重合体を含む繊維としては、短繊維でも長繊維でもよく、これらを単独もしくは混合して用いることができるが、長繊維を用いることが好ましい。

本発明において、繊維構造体は、高融点重合体と低融点重合体とを含み、表面に低融点重合体が露出していることが必要である。表面に低融点重合体が露出した繊維構造体にて結び目が形成され、低融点重合体が溶融固化されると、結び目は形態が保持され、緩みがたくなる。
繊維構造体が高融点重合体と低融点重合体とを含む形態としては、上述の高融点重合体を含む繊維と低融点重合体を含む繊維とを組み合わせた形態や、高融点重合体と低融点重合体とを含む繊維を用いる形態や、これらを合わせた形態が挙げられる。繊維構造体の表面に低融点重合体が露出しやすく、また強力に優れることから、繊維として、芯部に高融点重合体が配され、鞘部に低融点重合体が配された芯鞘複合繊維を用いることが好ましい。
また、繊維構造体として、多層構造の組紐、カバリングヤーン、合撚糸などのように、内外二層構造からなるものを用いてもよい。この場合も外層の表面に低融点重合体が露出していることが必要であり、外層には、繊維表面の少なくとも一部が低融点重合体で形成された繊維が含まれる。繊維表面の少なくとも一部が低融点重合体で形成された繊維として、上記のように、芯部に高融点重合体が配され、鞘部に低融点重合体が配された芯鞘複合繊維を用いることが好ましい。一方、内層には、高融点重合体を含む繊維、低融点重合体を含む繊維、高融点重合体と低融点重合体とを含む繊維が用いられるが、繊維構造体の強度の点から、高融点重合体を含む繊維を用いることが好ましい。
このような繊維構造体は、上記形態となるように繊維を、引き揃え、エアー交絡、合撚、製紐などの方法によって製造することができる。その際、用いる交絡付与装置や撚糸機、製紐機、カバリング撚糸機は特に限定されず、従来公知のものでよい。

本発明の結び目構造は、繊維構造体に結び目を形成し、結び目における繊維構造体の表面に露出している低融点重合体が溶融固化されて形態が保持されたものである。
結び目の低融点重合体を溶融する方法としては、特に限定されるものではなく、アイロン、熱風溶接機、熱風乾燥機、テンターマシンなど従来公知のものを用い、少なくとも繊維構造体の結び目部分を、低融点重合体が溶融し、かつ高融点重合体が溶融しない温度で熱処理する方法が挙げられる。具体的には、低融点重合体の融点以上の温度で熱処理するが、熱処理温度が低融点重合体の融点未満であると、低融点重合体が十分溶融せず、緩み難い結び目を得ることができないことがある。一方、熱処理温度として高融点重合体までも熱の影響を受ける温度に設定すると、結び目の強度が低下する傾向となる。熱処理時間は、繊維構造体の径等に応じて適宜選択すればよいが、例えば熱風溶接機を用いる場合は、３０秒〜１０分程度である。熱処理により溶融した低融点重合体を固化する方法としては、特に限定されるものではなく、放冷、空冷、風冷、炉冷、水冷などを用いて冷却する方法が挙げられる。

次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例における各種の特性は、次のようにして測定又は評価した。
（ａ）強伸度
ＪＩＳ Ｌ−１０１３に準じ、試料長２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分で測定した。引張試験機としては、島津製作所製オートグラフＡＧ−Ｉ ５ｋＮを用いた。
（ｂ）結び目の緩み難さ
繊維構造体に図１のように結び目を形成し、２７．４Ｎで二つのループ部１を引っ張り締め付けた後、両端２を引っ張り、結び目が緩む時の初期ピーク強力を、引張試験機を用いて、引張速度１０ｃｍ／分で測定した。引張試験機としては、島津製作所製オートグラフＡＧ−Ｉ ５ｋＮを用いた。
（ｃ）熱処理後の結び目の緩み難さ
上記（ｂ）と同様にして繊維構造体に結び目を形成し、２７．４Ｎで二つのループ部１を引っ張り締め付けた状態で、結び目部分のみに対して熱風溶接機ライスターで１８０℃×２分間の熱処理を行った後、両端２を引っ張り、結び目が緩む時の初期ピーク強力を、引張試験機を用いて、引張速度１０ｃｍ／分で測定した。引張試験機としては、島津製作所製オートグラフＡＧ−Ｉ ５ｋＮを用いた。

実施例１
高融点重合体として、ポリエチレンテレフタレート（融点２６０℃）を用い、低融点重合体として、エチレンテレフタレートとブチレンテレフタレート（モル比１／１）のアルキレンテレフタレート単位全体とε−カプロラクトンの総モル数に対し、ε−カプロラクトンを１２モル％共重合した共重合ポリエステル（融点１６１℃）を用いて、下記のように結び目が形成された繊維構造体を得た。
（マルチフィラメント糸ＡＢの製造）
芯部に高融点重合体を配し、鞘部に低融点重合体を配し、芯部と鞘部の質量比を７３／２７として複合紡糸して、同芯型の芯鞘複合繊維からなる５６０ｄｔｅｘ／４８ｆのマルチフィラメント糸（強度４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、以下マルチフィラメント糸ＡＢ）を得た。
（マルチフィラメント糸Ａの製造）
高融点重合体を溶融紡糸して、ポリエステル繊維からなる５６０ｄｔｅｘ／４８ｆのマルチフィラメント糸（強度９．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、以下マルチフィラメント糸Ａ）を得た。
（組紐の作製）
マルチフィラメント糸Ａを角８本打ちとして組紐を作製し、これを芯材（内層）に用い、その外層にマルチフィラメント糸ＡＢを角８本打ちとして組紐を作製し、低融点重合体が表面に露出した、内外二層構造の組紐からなる繊維構造体を得た。
（結び目形成）
得られた組紐に図１のように結び目を形成し、２７．４Ｎで二つのループ部１を引っ張り締め付けた。
（熱処理）
ループ部１を引っ張り締め付けた状態で、結び目部分のみに対して熱風溶接機ライスターで１８０℃×２分間の熱処理を行なって、結び目の表面が低融点重合体で溶融固化された繊維構造体を得た。

実施例２
実施例１で製造したマルチフィラメント糸Ａを角８本打ちとして組紐を作製し、これを芯材（内層）に用い、その外層に実施例１で製造したマルチフィラメント糸ＡＢおよびマルチフィラメント糸Ａを各４本ずつ交互に用い、角８本打ちとして組紐を作製し、高融点重合体と低融点重合体とが表面に露出した、内外二層構造の組紐からなる繊維構造体を得た。実施例１と同様にして、得られた組紐に結び目を形成し、熱処理して、結び目の表面が低融点重合体で溶融固化された繊維構造体を得た。

実施例３
実施例１で製造したマルチフィラメント糸ＡＢを角８本打ちとして組紐を作製し、これを芯材（内層）に用い、その外層に実施例１で製造したマルチフィラメント糸ＡＢを角８本打ちとして組紐を作製し、低融点重合体が表面に露出した、内外二層構造の組紐からなる繊維構造体を得た。実施例１と同様にして、得られた組紐に結び目を形成し、熱処理して、結び目の表面が低融点重合体で溶融固化された繊維構造体を得た。

比較例１
実施例１で製造したマルチフィラメント糸Ａを角８本打ちとして組紐を作製し、これを芯材（内層）に用い、その外層に実施例１で製造したマルチフィラメント糸Ａを角８本打ちとして組紐を作製し、内外二層構造の組紐からなる繊維構造体を得た。実施例１と同様にして、得られた組紐に結び目を形成し、熱処理した。

上記実施例１〜３及び比較例１で得られた繊維構造体の評価結果を表１に示す。

表１より明らかなように、本発明の実施例１〜３の結び目構造は、熱処理後の結び目は緩み難いものであった。実施例２は、外層における低融点重合体の含有率が１３．５質量％であり、実施例１と比較すると繊維構造体表面での融着が少なく、繊維本来の風合いが比較的保たれていた。実施例３は、繊維構造体における低融点重合体の含有率が高いため、引張強力がやや低下した。
これに対し、繊維構造体の表面に低融点重合体が露出しない比較例１では、結び目の緩み難さは、不十分なものであった。

１ ループ部
２ 端部

Claims (3)

1. 内外二層構造を有し、内層に高融点重合体を含む繊維を含み、外層に繊維表面の少なくとも一部が低融点重合体で形成された繊維を含む繊維構造体にて結び目が形成されており、前記結び目は、溶融固化した低融点重合体で表面を覆われていることによって形態を保持していることを特徴とする結び目構造。
2. 繊維表面の少なくとも一部が低融点重合体で形成された繊維が、芯部に高融点重合体が配され、鞘部に低融点重合体が配された芯鞘複合繊維であることを特徴とする請求項１記載の結び目構造。
3. 請求項１または２記載の結び目構造を製造するための方法であって、内外二層構造を有し、内層に高融点重合体を含む繊維を含み、外層に繊維表面の少なくとも一部が低融点重合体で形成された繊維を含む繊維構造体に結び目を形成し、低融点重合体の融点以上の温度であり、かつ高融点重合体が溶融しない温度で、結び目を熱処理することを特徴とする結び目構造の製造方法。

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