JP5899053B2 - 無機繊維縫糸及び無機繊維縫糸の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、無機繊維縫糸及び無機繊維縫糸の製造方法に関する。

金属繊維やガラス繊維等の無機繊維は高い機械的強度を有するため、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）や繊維強化セラミックス等の複合材料用の強化繊維等として広く用いられている。
例えば、特許文献１には、ガラス繊維コードや、炭素繊維糸、合成繊維糸、または金属コード等を多数撚り合わせた無機繊維縫糸が記載されている。

しかしながら、特許文献１にはシリコーン系エラストマーを複合材料に含む例示はされているが、その他の素材をマトリクスとする複合材料や、あるいはシリコーンオイルのような潤滑性の成分をマトリクス素材に含まない繊維構造物シート等を縫合する縫糸として上記のごとき無機繊維縫糸を用いる場合には、フィラメント切れを起こしやすい問題があった。複数のガラス繊維フィラメントまたは金属繊維からなる束を縫糸として用いた場合に、糸道や針穴で擦られるとガラス繊維または金属繊維のフィラメントが切れてしまい縫製が不可能となるのである。

そこで、無機繊維糸に柔軟性や滑り性を付与するために、複数の無機繊維フィラメントの束を芯糸とし、これにカバリング糸を巻き付けた芯鞘構造を有する縫糸とすることが考えられる。

しかし、この芯鞘構造を有する縫糸では、縫製時に針穴との摩擦により鞘糸が移動してしまい無機繊維糸の芯糸が剥きだしとなるため、結局は糸切れが発生してしまう。そのため、無機繊維糸を用いた縫糸は、縫製対象物が潤滑性成分を有する特殊な場合を除いて、全くみられなかった。

特開昭５９−１２４８４５号公報

本発明は、金属繊維やガラス繊維等の無機繊維が持つ高い機械的強度を保持し、かつ縫製時における針穴との摩擦に対し優れた耐久性を有する無機繊維縫糸を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、無機繊維を平行に引き揃えた無機繊維糸に低融点繊維糸を当該無機繊維方向に引き揃えてなる芯糸に、下巻糸及び上巻糸をカバリングしてダブルカバードヤーンを製造し、これを加熱処理して得られる縫糸が、上記の課題を解決できることを見出した。かかる知見に基づきさらに研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
本発明は、下記の縫糸及びその製造方法を提供する。
項１．無機繊維糸の表面に溶融糸を前記無機繊維糸の方向に直線状に引き揃えてなる芯糸が合成繊維の巻糸でカバリングされてなり、前記無機繊維糸が、金属繊維、ガラス繊維のうち、少なくとも一種である無機繊維縫糸。
項２．前記芯糸が、合成繊維の下巻糸及び上巻糸でダブルカバリングされてなる項１に記載の無機繊維縫糸。
項３．前記芯糸が、無機繊維糸が露出しない程度に、合成繊維の下巻糸及び上巻糸でダブルカバリングされてなる項１又は２に記載の無機繊維縫糸。
項４．前記溶融糸が無機繊維糸及び合成繊維の下巻糸に接している項３に記載の無機繊維縫糸。
項５．前記合成繊維がポリアミドである項１〜４のいずれかに記載の無機繊維縫糸。
項６．無機繊維縫糸の製造方法であって、無機繊維糸に溶融糸を前記無機繊維糸の方向に直線状に引き揃えて芯糸とし、この芯糸を合成繊維の巻糸でカバリングした後、加熱処理するものであり、前記無機繊維糸が、金属繊維、ガラス繊維のうち、少なくとも一種であることを特徴とする無機繊維縫糸の製造方法。

本発明の無機繊維縫糸は、無機繊維糸の表面に溶融糸を引き揃えた芯糸を合成繊維の巻糸でカバリングした後、加熱処理することにより製造される。これにより、無機繊維縫糸に縫製に適した柔軟性が付与されるとともに、無機繊維糸と合成繊維の巻糸とが溶融糸で固定されるため縫製時の摩耗により巻糸がずれることが防止される。
また、無機繊維糸が露出しない程度の撚り数で、合成繊維糸で芯糸をカバリングすることにより、無機繊維糸の破損を防止することができる。

（１）実施例１、２（２）比較例１、４（３）比較例２、５及び（４）比較例３、６で製造された無機繊維縫糸の模式図である。 実施例１、２で得られた無機繊維縫糸の断面の模式図である。

本発明は、無機繊維糸の表面に溶融糸を引き揃えてなる芯糸を、合成繊維の巻糸でカバリングしてなる無機繊維縫糸、及びその製法を提供する。

無機繊維糸を構成する無機繊維としては、例えばガラス繊維、金属繊維が挙げられる。市販される前記ガラス繊維としては、ユニチカファイバー株式会社製、株式会社日東紡製等が例示できる。市販される前記金属繊維の金属種としてはステンレス、黄銅、銅、アルミニウム、鉄、金、銀、ニッケル、チタン、マグネシウム、モリブデン、タングステン等の材質の物を用いることができ、これらの２種以上の合金繊維や混用、他の金属種の少量の添加、混用も可能である。

無機繊維糸のフィラメント数は、通常1〜12000フィラメント、好ましくは2〜3000フィラメントの範囲である。無機繊維糸の単繊維１本当たりの太さは、通常、3〜100μｍ、好ましくは3〜20μｍの範囲である。無機繊維糸全体の繊度は、通常、45〜1700テックス、好ましくは45〜400テックスの範囲である。

無機繊維糸の表面に引き揃えられる溶融糸としては、低融点の樹脂からなる糸であり、本発明の縫糸の製造工程において加熱処理により溶融して芯糸と巻糸を融着できるものであれば特に限定はない。例えば、カバリングに使用する合成繊維の融点よりも２０℃以下、さらには３０℃以下の融点を有する合成繊維を溶融糸として使用することができ、好ましくは低融点ポリアミド繊維糸、低融点ポリエステル系繊維糸（低融点ポリエステル共重合体繊維糸、低融点脂肪族ポリエステル繊維糸）、ポリウレタン系合成繊維糸等が挙げられる。

低融点とは、通常、５０〜１５０℃程度、好ましくは６０〜１２０℃程度である。前記低融点ポリアミド糸を構成するポリアミドとしては、例えば、ナイロン６、６６、６１０、１１、１２等が挙げられ、これらより選ばれた１種又は２種以上を選択することができる。また、上記のポリアミドを２種類以上含む共重合体を用いてもよい。

前記低融点ポリエステル共重合体繊維糸を構成する低融点ポリエステル共重合体の好ましい共重合成分としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシカルボン酸類の他、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の分子内に複数の水酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸、５−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸等の分子内に複数のカルボン酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体が挙げられる。

上記低融点脂肪族ポリエステル繊維糸を構成する低融点脂肪族ポリエステルとしては、例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシブチレートバリレート、ポリカプロラクトン等が挙げられる。

上記溶融糸の市販品として、例えば、ロイカＳＦ（旭化成せんい社製、「ロイカ」は旭化成せんい社の登録商標）、モビロンＲＬ（日清紡績社製、「モビロン」は日清紡績社の登録商標）等が挙げられる。

上記溶融糸の市販品としては、他に、８０〜１５０℃の乾熱や、５０〜１２０℃の湿熱で溶融する低融点ポリアミド繊維糸、例えば、フロール（ユニチカ社製）、エルダー（東レ社製）、ジョイナー（フジボウ社製）等を用いてもよい。

また、８０〜１５０℃の乾熱や、５０〜１２０℃の湿熱で溶融する低融点ポリエステル繊維糸、例えば、ソフィット（クラレ社製）、メルティ（ユニチカ社製）、ソルスター（三菱レイヨン社製）、ベルコンビ（鐘紡社製）、エステナール（東洋紡績社製）等を用いてもよい。

溶融糸のフィラメント数は、通常１〜１５、好ましくは１〜５の範囲である。溶融糸の単繊維１本当たりの太さは、通常、２〜３５デニール（２．２２〜３８．８５デシテックス）、好ましくは３〜３０デニール（３．３〜３３．３デシテックス）の範囲である。溶融糸全体の太さは、通常、１０〜６０デニール（１１．１〜６６．６デシテックス）、好ましくは１５〜４０デニール（１６．６５〜４４．４デシテックス）の範囲である。

無機繊維糸の表面への溶融糸の引き揃えは、無機繊維糸の表面全体ではなく、表面の一部に行うことが好ましい。溶融糸は、後述する加熱処理により、無機繊維糸及び合成繊維の巻糸を接着する働きを有するが、必ずしも無機繊維糸の表面全体で合成繊維糸と接着させる必要はなく、むしろ表面全体を接着すると得られる縫糸の柔軟性（フレキシブル性）が損なわれる傾向がある。そのため、無機繊維糸の表面の一部に溶融糸の引き揃えを行うことが好ましい（例えば、実施例１、２、図１（１））。このような形態であれば、溶融糸を無機繊維糸の方向に直線状に引き揃える（例えば、実施例１、２、図１（１））、溶融糸を無機繊維糸の表面にスパイラル状に巻き付ける等任意の方法が採用される。

ついで、無機繊維糸の表面に溶融糸を引き揃えてなる芯糸を、合成繊維の巻糸でカバリングする。合成繊維糸としては、ポリアミド繊維糸やポリエステル系繊維糸などが挙げられ、好ましくはナイロン６６、６等のナイロン糸が挙げられる。合成繊維糸の具体例としては、プロミラン３５０Ｔ−７２ｆ−１７８１（東レ株式会社製）等が挙げられる。

合成繊維糸のフィラメント数は、通常３０〜１５０、好ましくは３０〜１００の範囲である。合成繊維糸の単繊維１本当たりの太さは、通常、０．５〜３０デニール（０．５５５〜３３．３デシテックス）、好ましくは１〜１０デニール（１．１１〜１１．１デシテックス）の範囲である。合成繊維糸全体の太さは、通常、７０〜７００デニール（７７．７〜７７７デシテックス）、好ましくは１５０〜５００デニール（１６６．５〜５５５デシテックス）の範囲である。

合成繊維の巻糸によるカバリングは、シングルカバリング、ダブルカバリングのいずれでもよく、無機繊維糸が露出しない程度に合成繊維の巻糸で芯糸をカバリングすることが好ましい。特に、ダブルカバリングが好ましく、この場合芯糸に対して合成繊維の下巻糸及び上巻糸の順でカバリングされる。この場合も、無機繊維糸が露出しない程度に、合成繊維の下巻糸及び上巻糸でカバリングされていることが好ましい。例えば、芯糸を、下巻糸を用いてＳ方向に２００〜１０００回／ｍ、好ましくは５００〜７００回／ｍの巻き数でカバリングし、さらに上巻糸を用いてＺ方向に２００〜１０００回／ｍ、好ましくは５００〜７００回／ｍの巻き数でカバリングすることが好ましい。

得られたカバリングヤーンを加熱処理する。加熱処理は、通常、乾熱８０〜１５０℃程度で、１０〜４０分程度で実施することができる。この加熱処理により溶融糸が溶融して無機繊維糸及び合成繊維の巻糸を強固に接着することができ、得られた無機繊維縫糸の鞘糸に相当する合成繊維糸のずれを効果的に防止することができる。なお、上述したように、溶融糸は無機繊維糸の表面の一部に引き揃えられていることが好ましく、これにより無機繊維縫糸の柔軟性を保持したまま鞘糸のずれを防止することができる。

最後に、必須ではないが、無機繊維縫糸を油剤処理することにより縫糸を得ることができる。油剤処理は常法により行うことができる。得られた無機繊維縫糸の断面は、例えば、図２のような形態を有している。

本発明の無機繊維縫糸は、無機繊維糸が合成繊維の巻糸でカバリングされているため柔軟性、滑り性に優れており、縫糸として適している。また、無機繊維糸の表面（好ましくは表面の一部）に引き揃えられた溶融糸を有しているため、無機繊維糸及び合成繊維の巻糸の密着性に優れ縫製時の鞘糸のズレを効果的に抑制できる。

次に、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１
市販の銅（Ｃｕ）繊維（２１１テックス／３フィラメント、単糸繊維系約１００μｍ）を無機繊維糸とし、低融点ナイロン糸（ジョイナーＬタイプ、30デニール（約33デシテックス）、５フィラメント、フジボウ小坂井株式会社製）を引き揃え糸にして芯糸１とした。

次に、芯糸１に、下巻き糸としてナイロン66繊維糸（プロミラン３５０Ｔ−７２ｆ−１７８１、350デシテックス、72フィラメント、東レ株式会社製）を用いて、Ｓ方向に７００回／ｍの巻き数でカバリングし、さらに上巻き糸としてナイロン66繊維糸（プロミラン３５０Ｔ−７２ｆ−１７８１、350デシテックス、72フィラメント、東レ株式会社製）を用いて、Ｚ方向に７００回／ｍの巻き数でカバリングし、ダブルカバードヤーン１を得た。
ダブルカバードヤーン１を１１０℃の恒温槽内で３０分の加熱処理を行った後、常法により油剤処理を行い、無機繊維縫糸１を得た。
比較例１

市販の銅（Ｃｕ）繊維（２１１テックス／３フィラメント、単糸繊維系約１００μｍ）を無機繊維糸とし、引き揃え糸なしで芯糸２とした。
芯糸２を用いることと、ダブルカバードヤーンの熱処理を行わない以外は、実施例１と同様にして無機繊維縫糸２を得た。
比較例２

比較例１の芯糸２を用いることと、下巻き糸としてナイロン66繊維糸に代えて低融点ナイロン糸（ジョイナーＬタイプ、３０デニール（約３３デシテックス）、５フィラメント、フジボウ小坂井株式会社製）を用いる以外は、実施例１と同様にして無機繊維縫糸３を得た
比較例３

市販の銅（Ｃｕ）繊維（２１１テックス／３フィラメント、単糸繊維系約１００μｍ）に実施例１と同様の油剤処理を行い、無機繊維縫糸４を得た。
実施例２

市販のガラス繊維（２００テックス／２４００フィラメント、単糸繊維径約６．５μｍ）を無機繊維糸とし、低融点ナイロン糸（ジョイナーＬタイプ、30デニール（約33デシテックス）、５フィラメント、フジボウ小坂井株式会社製）を引き揃え糸にして芯糸３とした。

次に、芯糸３に、下巻き糸としてナイロン66繊維糸（プロミラン３５０Ｔ−７２ｆ−１７８１、350デシテックス、72フィラメント、東レ株式会社製）を用いて、Ｓ方向に７００回／ｍの巻き数でカバリングし、さらに上巻き糸としてナイロン66繊維糸（プロミラン３５０Ｔ−７２ｆ−１７８１、350デシテックス、72フィラメント、東レ株式会社製）を用いて、Ｚ方向に７００回／ｍの巻き数でカバリングし、ダブルカバードヤーン５を得た。
ダブルカバードヤーン５を１１０℃の恒温槽内で３０分の加熱処理を行った後、実施例１と同様の油剤処理を行い、無機繊維縫糸５を得た。
比較例４

ガラス繊維（２００テックス／２４００フィラメント、単糸繊維径約６．５μｍ）を無機繊維糸とし、引き揃え糸なしで芯糸４とした。
芯糸４を用いることと、ダブルカバードヤーンの熱処理を行わない以外は、実施例２と同様にして無機繊維縫糸６を得た。
比較例５

比較例４の芯糸４を用いることと、下巻き糸としてナイロン66繊維糸に代えて低融点ナイロン糸（ジョイナーＬタイプ、３０デニール（約３３デシテックス）、５フィラメント、フジボウ小坂井株式会社製）を用いる以外は、実施例２と同様にして無機繊維縫糸７を得た
比較例６

ガラス繊維（２００テックス／２４００フィラメント、単糸繊維径約６．５μｍ）に実施例１と同様の油剤処理を行い、無機繊維縫糸８を得た。

試験例１
実施例１、２及び比較例１〜６で得られた無機繊維縫糸について、柔軟性、芯糸露出防止性及び縫製試験を評価した。
＜可縫性＞

可縫性の評価は、得られた無機繊維縫糸を１本針本縫い直線縫製150mm×5回を行ったときの不具合の個数として評価した。不具合とは、縫製中における、縫目の糸切れ・目飛び・目調子不良・スナールの発生を意味し、不具合の個数とは、これらの不具合の総計を個数で表したものを意味する。評価基準を以下に示す。
○：不具合の個数 ０個
△：不具合の個数 １〜３個
×：不具合の個数 ４個以上
＜芯糸露出の防止性＞

芯糸露出の防止性の評価は、縫製中においてミシン針穴との摩擦により鞘糸が移動して、芯糸のフィラメント切れの発生により縫糸が切断した個数で評価した。評価基準を以下に示す。
○：縫目の糸切れ個数 ０個
△：縫目の糸切れ個数 １〜３個
×：縫目の糸切れ個数 ４個以上
＜縫製試験＞
使用ミシン：三菱電機株式会社製1本針総合送りミシンＤＹ−２５３
使用針：オルガン針株式会社製ＤＤ×２ ＃２８
使用下糸：グンゼ株式会社製コア―ミシン糸＃４
により、各試験糸を上糸に使用し、５ｍｍピッチで炭素繊維織物（シリコーン系潤滑材を有していない）を本縫いした時の状況を観察・評価した。

Claims (6)

1. 無機繊維糸の表面に溶融糸を前記無機繊維糸の方向に直線状に引き揃えてなる芯糸が合成繊維の巻糸でカバリングされてなり、
   前記無機繊維糸が、金属繊維、ガラス繊維のうち、少なくとも一種である無機繊維縫糸。
2. 前記芯糸が、合成繊維の下巻糸及び上巻糸でダブルカバリングされてなる請求項１に記載の無機繊維縫糸。
3. 前記芯糸が、無機繊維糸が露出しない程度に、合成繊維の下巻糸及び上巻糸でダブルカバリングされてなる請求項１又は請求項２に記載の無機繊維縫糸。
4. 前記溶融糸が無機繊維糸及び合成繊維の下巻糸に接している請求項３に記載の無機繊維縫糸。
5. 前記合成繊維がポリアミドである請求項１〜４のいずれか一項に記載の無機繊維縫糸。
6. 無機繊維縫糸の製造方法であって、無機繊維糸に溶融糸を前記無機繊維糸の方向に直線状に引き揃えて芯糸とし、この芯糸を合成繊維の巻糸でカバリングした後、加熱処理するものであり、前記無機繊維糸が、金属繊維、ガラス繊維のうち、少なくとも一種であることを特徴とする無機繊維縫糸の製造方法。

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