JPH02127568A - 耐摩耗性の改良された高強度・高弾性率繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐摩耗性が改良された高強力、高弾性率繊維
に関する。

〔従来の技術〕

最近有機繊維で強度１５ｒ／ｄ以上かつ弾性率４００９
／ｄ以上を有するものが、穐々開発されており、主に前
記の産業資材分野で利用され始めだした。特に芳香族ポ
リエステル繊維やアラミド繊維は、耐熱性も優れている
ため゛注目されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの有機繊維は、高強度、高弾性率の性能を達成す
る丸め、ポリマー組成や繊維成型時の条件に工夫を凝ら
しており、繊維構造として分子鎖が繊維軸方向に高度罠
配向している。このため繊維軸に対して垂直な方向には
弱く、摩擦によって容易にフィブリル化し、それが更に
表面の平滑性を悪くして耐摩耗性を低下させるため、ロ
ープ、コード、魚網等の用途分野で改良が孟まれでいた
。

ロープやコードなどで使用する際、この性能を補うため
、ヤーンに表面平滑性を付与するワックス系の油剤を付
着させるとか、撚糸や金糸で形態を特定のものとすると
か、あるいはまたこれら加工品をさらに熱可塑性樹脂で
被覆する等して耐摩耗性や更に耐屈曲疲労性を向上させ
ている。しかし耐摩耗性向上に適した油剤は見出されて
なく、更に湿潤時にも乾燥時と同じ耐摩耗性を保持する
安価な油剤が望まれていた。

また四沸化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）の水分散剤を上記
繊維に付着させた後、加熱焼成してＰＴＦＥ樹脂で被覆
することで乾燥、湿潤時の耐摩耗性を向上させたものが
あるが、その向上効果はいまだ満足すべきものでなく、
焼成温度が３５０℃以上と高いため繊維の性能低下がお
こり、コスト的にも高いので問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、強度１５ｓ’／ｃ１以上かつ弾性率４００ｙ
／ｄ以上を有する繊維に、下記一般式（Ａ）で示される
オルガノポリシロキサンを含むエマルジョンで処理して
、該繊維に対して該シロキサン成分を０．１重量％以上
付着してなる高強度・高弾性率繊維にある。

〔式中、ｍ、ｎは１以上の整数、ＸはＯＨ，ＮＨ２゜Ｒ
ＯＨ又はＲＮＨ２を示す。但しＲはアルキルェニル基を
示す。〕 本発明の対象とする繊維とは、例えば、高分子量ポリエ
チレン繊維である東洋紡■の「ダイニーマ」、アライド
社の「スペクトラ」、三井石油化学■の「チクミクロン
」、特開昭６２−８５０１３、特開昭６２−１６２０１
０等に記載される高分子量ポリビニルアルコール繊維、
パラ系アラミド１維でおるデュポン社の「ケプラー」、
帝人■の「テクノーラ」、二ンカ社の「ドアロン」、芳
香族ポリエステル繊維である、を慟りラレの「ペクトラ
ン」等がある。中でも特に芳香族ポリエステル繊維は他
の高強度・高弾性率繊維に比べ耐摩耗性が優れているた
め本発明の対象繊維としてより望ましい。

異方性溶融物を形成する芳香族ポリエステル化合物の好
ましい例としては、下記に示す反復成分の組合せから成
るものである。

上記芳香族ポリエステル化合物から溶融紡糸法によって
従来の衣料用ポリエステルＦｆｉ維より高強度低伸度な
芳香族ポリエステル繊維が得られることは、特開昭５４
−７７６９１号、特開昭５０−４３２２３号、特開昭５
８−１９１２１９号等に開示されている。

さらに異方性溶融物を形成し得る芳香族ポリエステルポ
リマーを適当な条件で紡糸しく必要によっては熱処理お
よび／又は延伸し）て高強力高弾性率繊維を製造する技
術は特公昭５５−２０００８号公報、特開昭６０−２３
９６００号公報等で公知で開示されている。

本発明の効果が最も顕著に発揮されるのは、下記〔ｌ〕
、〔■〕の反復構成単位から成る部分が、８０モルチ以
上であるポリマー　特に〔■〕の成分が５〜４５モル係
である芳香族ポリエステル化合物でめる０ また第３成分として、例えば下記に挙げる構造単位の１
個又は複数個を２０モルチ以下含んでいても良い。

−（−ｏ−＠−ｏす、÷Ｏ％０−） この化合物から繊維を紡糸する方法は、特願昭６２−３
１１６６８号に詳しく記載されている。

本発明におけるオルガノポリシロキサンとは、前記一般
式（Ａ）で表わされ、一般に＊ｉや織物に潤滑性、発水
性、発油性などを与える表面処理剤で、かなりの平滑性
を繊維に付与することができる。一般式（Ａ）は、２５
℃における粘度が１０〜１００．０００センチストーク
ス（ｃＳ）である水酸基又はアミノ基による変成ジメチ
ルポリシロキサンであり、繊維へ付着するためエマルジ
ョン化し念ものが使用される。さらに平滑性を繊維に付
与する場合は、アミノポリシロキサン系の化合物（Ｂ）
を前記式（Ａ）の固形分に対して５０重量％以下の添加
と架橋反応を起こさせる触媒を入れて繊維に付着後、通
常１２０〜２５０℃程度の温度で熱処理することで得ら
れる。

化合物（Ｂ）の添加量は、好ましくは５〜２５重量％で
あり、触媒としては、亜鉛、すす、鉛、チタン、カリウ
ム、マグネシウムの有機酸塩などが良い。

本発明に係わる組成物を水中でエマルジョン化するには
、ノニオン系、アニオン系及びカチオン系乳化剤を使用
してエマルジョン化すれば良く、例えばポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル、８ｇ４１ｉ＆アンモニ
ウム塩、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等をあ
げることが出来る。

この乳化剤の使用竜は、ポリシロキサンの固形分合計１
ｉｉ１００重ｔ％に対して概ね１〜５０重量％の範囲が
適当である。

これにより繊維表面は、ポリシロキサンの被膜で覆われ
潤滑性、発水性等の性能を持つに至って耐摩耗性が向上
することにナリ、高強度・高弾性率繊維に被膜化すれば
、乾燥、湿潤時の耐摩耗性を向上させ得ることを見出し
たのである。

繊維への付着法は、−足濃度にしたエマルジョン溶液を
一定速度の走行糸にカラス口等から吐出させる方法、エ
マルジョン溶液に一部没した回転ローラー上を糸を走行
させる方法、エマルジョン溶液中を走行させマングル等
で絞る方法等があり、目的の付着量が得られるならいず
れの方法でも良い。次にエマルジョン溶液を乾燥させて
巻きとることで達成できるが、架橋反応が必要な場合に
は更に熱処理を行うか乾燥と熱処理を同時に高温で行う
かするため、連続処理できる熱風処理機を通過させれば
良い。

ポリシロキサンの繊維への付着量は、繊維表面をむらな
く均一に覆うことが出来れば良く、繊維に対して０．１
重を優以上あれば良く、好ましくは４から２０重１１％
である。

本発明により強度１５　ｒ／ｄ以上かつ弾性率４００ｆ
／ｄ以上を有する高強度・高弾性率繊維に、ポリオルガ
ノシロキサ／を該繊維に対して０．１重ｔチ以上付着す
ることで、これら繊維の耐摩耗性を著しく改良すること
が可能となった。

本発明の耐摩耗性の改良された高強度・高弾性率繊維は
次の様な用途に適するものである。

１、　パルプ状で使用されるもの １）　　＊粍材（他繊維との混合使用、樹脂の補強）フ
レーキライニング、クラッチフェーシング、軸受け ２）その他 パツキン材、ガスケット、ろ過材、研磨材２、　カット
ファイバー　チョツプドヤーン状で使用されるもの 紙（絶縁紙、耐熱紙）、スピーカー用振動材、セメント
補強材、樹脂補強材 ３、　フィラメント、紡績糸、ヤーン状で使用されるも
の テンションメンバー（光ファイバー等）、　ロープ、コ
ード、命綱、釣り糸、縫い糸、延縄４、織物あるいは編
物状で使用されるもの自動車、列車、船、飛行機等の内
張、防護具（防弾チョッキ、安全手袋、安全ネット、ギ
プス、魚網、耐熱耐炎服、マフラー　前掛け）、人工腕 ５、　ゴム、樹脂補強用に使用されるもの１）ゴム関係 タイヤ、ベルト、各種タイミングベルト、ホースのゴム
補強用資材 ２）樹脂関係（カーボン、ガラス線維との）・イブリッ
ト） スキー板、ゴルフクラブやゲートボールのヘッドとシャ
フト、ヘルメット、バット、テニスやバトオントンのラ
ケットフレーム、メガネフレーム、プリント基盤、モー
ター回転子のスロット、絶縁物、パイプ、高圧容器、自
動車、列車、船、飛行機等の一次あるいは二次構°造体 等がめげられる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

尚実施例中に記載した耐摩耗性試験とは、６０回／ｍの
撚りを持つ試験糸１本を反転プーリーと西端のフリーロ
ーラーとの間に５回撚合せることで８の字状として取付
け、フリーローラーに２神の荷重をかけ、７６回／分の
速度の反転プーリーで試験糸を往復撚合せ摩耗させて切
断までの回数を測定する撚合せ摩耗試験と、同じく６０
回／ｍの撚抄を持つ試験糸１本の一端を固定し他端に１
／１０ｆ／ｄの荷重をかけ、直径１０閏の丸砥石を接触
角１００度、接触長９　ｃｍ　、回転数１００回／分で
回転させて切断までの回転数で示すグラインダー摩耗試
験の両者で測定した。

実施例１ 前記構成単位［１〕、（ＩＩ）が７０／３０モルチ比で
める芳香族ポリエステルポリマーを溶融紡糸に使用した
。このポリマーの物性は、 ｒ）　ｉｎｈ　＝　６．０仏Ｒ Ｍ）’　　＝２７８℃ であった。ここでηｉｎｈは、固有粘度であり、試料を
ペンタフルオａベノールに０．１ｆｆｉ：ｌチｇ解Ｌ（
６０〜８０℃）、６０℃の恒温槽中で、ウベローデ型粘
度計によシ測定し、次式で求めた。

ｒ）　１ｎｈ　＝　Ｉｎ　（ηｒｅｌ　）　／Ｃ〔ηｒ
ｅｌ　；相対粘度、Ｃ；測定溶液濃度〕またＭＰは、融
点でありＤＳＣによって測定された吸熱ピーク温度であ
る。

溶融紡糸の条件は、３００ホールの口金を付けた３２０
℃の紡糸ヘッドから吐出し、巻取速度８００ｍで１５１
５ｄｒ／３００ｆのアイ５メフトを得た。

この紡糸原糸を穴あきボビンに巻密度０．５７Ｐ／ｃｃ
で巻き、２６０℃で１時間、２７０℃から２８０℃まで
３時間、２８０℃から２８５℃まで５時間熱処理をした
。得られた熱処理系の力学的性能は、ヤーンデニール（
ＤＲ）：　１５００ｄｒ強　　力　　　　　　　（ＤＳ
）：３８．３呻伸　　度　　　　　　（ＤＥ）：３．６
　％初期弾性率　　（ＩＭ）：　５９０ｆ／ｄであった
。

この熱処理系に下記構造式（Ｃ）のオルガノポリシロキ
サンの１．５．１０．１５．２０１（［％濃度）各エマ
ルジョンをカラス口より１．６７ω／分吐出して速度１
０ｍ／分の走行糸に付着させ、２００℃に保った長さ２
ｍの中空乾燥機へ導いて乾燥熱処理をした。

得られた各加工糸の力学的性質及びオルガノポリシロキ
サンの付着量を表１に示す。またこれら各加工糸の耐摩
耗性試験の結果も表１に示す。

実施例２ 実施例１で得られた熱処理系に実施例１と同様にして下
記構造式（Ｄ）で示されるオルガノポリシロキサンを１
０重量％付着させて行った耐摩耗性試験の結果も表１に
示す。

Ｎ七 比較例１ 実施例１で得た熱処理系に本発明のオルガノポリシロキ
サンを付着せず耐摩耗性試験を行った。

その結果を表１に示す。

参考例 実施例１で得た熱処理系に四沸化エチレン樹脂を含有し
たエマルジョンとこの樹脂の硬化剤からなる日本アチソ
ン社■の「ＪＬＫＯ２３Ｊを固形分混合比９０／１０に
して実施例１と同様の付着法で付着した。付着量は、１
０重量％であり、この加工糸の耐摩耗性試験の結果を表
１に示す。

表１において、実施例１の付Ｊ率１０Ｊｉ素チの繊維で
の撚合せ摩耗試験の結果は２０万回以上でおるが、本例
では約１２．５万回でしかない。

以下金白 表 〔実施例３〕 下記力学的性能を有するデュポン社の「ケプラー■」を
試料とし、表面に付着している油剤や汚れを取るためな
一ヘキサン溶液中で１ｏ分間と次に水中で１０分間洗浄
して乾燥させた。

（洗浄前） ヤーンデニ−／’　（ＤＲ）　：　１５３１　ｄｒ強　
　力　　　　　　　（ＤＳ　）　：　　３４．６ｋｆ伸
　　度　　　　　　　（ＤＥ）：３，７チ初期弾性率　
　（ＩＭ）：　５５８　ｆ／ｄこの糸に下記構造式（Ｃ
）のオルガノポリシロキサンの０．５．１％　４，８．
１６ｆｔ％濃度の各エマルジョンをカラス口より１．６
７ｃｃ／分吐出して速度１０ｍ／分の走行糸に付着させ
、２００℃に保った長さ２ｍの中空乾燥機へ導いて乾燥
熱処理をした。

得られた各加工糸の力学的性質及びオルガノポリシロキ
サンの付着量を表２に示す。またこれら各加工糸の耐摩
耗性試験の結果も表２に示す。

実施例４ 実施例３と同様にして洗浄し乾燥させたケブラー■に実
施例３と同様にして下記構造式（Ｄ）で示されるオルガ
ノポリシロキサンを１０重量係付着させて行った耐摩耗
性試験の結果も表２に示す。

Ｎ山 〔実施例５〕 下記力学的性能を有する帝人■の［テクノーラ■、Ｔ２
２１　Ｊを試料とし実施例３と同様にして洗浄し乾燥さ
せた。

（洗浄前） ＤＲ：　　１５３８ｄｒ ＤＳ　　：　　４０．３階 ＤＥ　　：　　４，５％ ＩＭ　　：　　６２５ｒ／ｄ この糸に実施例３と同様にして構造式（Ｃ）のオルガノ
ポリシロキサンを１７重量％付着させて行った耐摩−耗
性試験の結果を表２に示す。

〔比咬例２〕 実施例３の洗浄していない「ケプラー■」を新たに表面
処理せずに耐摩耗性試験を行った。その結果を表２に示
す。

〔比較例３〕 実施例５の洗浄していない「テクノーラ■、Ｔ２２１」
を新たに表面処理せずに耐摩耗性試験を行った。その結
果を表２に示す。

表　　２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）強度１５ｇ／ｄ以上かつ弾性率４００ｇ／ｄ以上
   を有する繊維を、下記一般式（Ａ）で示されるオルガノ
   ポリシロキサンを含むエマルジョンで処理して、該繊維
   に対して該シロキサン成分を０．１重量％以上付着した
   高強度・高弾性率繊維。 ▲数式、化学式、表等があります▼（Ａ） 〔式中、ｍ、ｎは１以上の整数、ＸはＯＨ、ＭＨ＿２、
   Ｒ−ＯＨ、又はＲ−ＮＨ＿２を示す。但しＲはアルキル
   基又はフェニル基を示す。〕
2. （２）該繊維が、芳香族ポリエステル繊維、パラ系アラ
   ミド繊維、高分子量ポリエチレン繊維または高分子量ポ
   リビニルアルコール繊維であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の高強度・高弾性率繊維。