JPH03269113A - 高強度ポリアミドモノフィラメントおよびその製造法 - 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］ 本発明は釣糸および漁網等の水産用途、樹木保護等の農
林用途に適した高強度のポリアミドモノフィラメントお
よびその製造法に関するものである。

［従来の技術］ ポリアミドモノフィラメントは、強靭性、耐衝撃性、透
明性、引張り弾性率及び曲げに対する柔軟性を有し、特
に釣糸や漁網用として優れた性質を有する。ポリアミド
モノフィラメントは、常に前記の各特性の改良が要求さ
れるが、特により細く、より強くということが要求され
ている。

従来、高強度ポリアミドモノフィラメントの製造法とし
て、例えば特開昭５８−１４４１１１号公報に記載され
た方法が知られている。該公報に記載された方法は、ポ
リアミドを溶融紡糸後、冷却して得た未延伸モノフィラ
メントを液体熱媒体中で、多段で延伸する際に、延伸浴
の温度とポリアミドモノフィラメントの延伸浴通過時間
とを特定の範囲となしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ 前記、特開昭５８−１４４１１１号公報に記載された方
法で製造された高強度ポリアミドモノフィラメントは、
その特性が優れていることから市場において高い評価を
得ている。しかし、特に釣糸においては、更にＯ，Ｉｇ
／ｄでも高強度のモノフィラメントが要求され、この要
求に応える為に、Ｏ，１ｇ／ｄ強度の向上に多大の研究
を重ねている。ここで注意しなくてはならないのは、単
に強度のみを向上するのではなく他の特性をも一定水準
以上保持する必要がある。

本発明の目的は、従来の技術において得られた高強度ポ
リアミドモノフィラメントよりも、更に優れた特性を有
する高強度ポリアミドモノフィラメントおよびその製造
法を提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明の構成
は、 （１）高強度ポリアミドモノフィラメントにおいて、硫
酸相対粘度が３．０以上、直径が０゜０７ｍｍ以上、引
張強度が１２．０ｇ／ｄ以上、切断伸度が２０％以上、
初期弾性率が２５ｇ／ｄ以上、乾熱収縮率が１０％以下
、沸騰水収縮率が２０％以下、および複屈折が５５×１
０−ｓ以上からなることを特徴とする高強度ポリアミド
モノフィラメント。

（２）結節強度が９．８ｇ／ｄ以上、結節伸度が１５％
以上であることを特徴とする前記（１）記載の高強度ポ
リアミドモノフィラメント。

（３）複屈折が５５Ｘ１０−”以上、表層部の複屈折（
Δｎｓ）と中心部の複屈折（Δｎｃ）との差（δａｎｓ
−ｃ）が１５Ｘ１０−”以下であることを特徴とする前
記（１）記載の高強度ポリアミドモノフィラメント。

（４）高強度ポリアミドモノフィラメントの製造法にお
いて、溶融紡糸され液体冷媒浴中で、冷却されたポリア
ミドモノフィラメントを延伸して、硫酸相対粘度が３．
０以上、複屈折が２０Ｘ１０−３〜４０Ｘ１０−”の範
囲からなる配向ポリアミドモノフィラメントとなし、該
配向ポリアミドモノフィラメントを延伸域に導入し、該
延伸域における低温プラズマ雰囲気中で、デニール当り
２．Ｏ〜５．０ｇの張力を付与し、１．５〜４．０倍の
範囲内で延伸することを特徴とする高強度ポリアミドモ
ノフィラメントの製造法。

（５）延伸域におけるプラズマは非重合性であり、圧力
がＱ、Ｑｌ　〜５０Ｔｏｒｒ、印加電圧が０．５〜１０
ＫＶであることを特徴とする前記（４）記載の高強度ポ
リアミドモノフィラメントの製造法。

からなる。

本発明に係るポリアミドモノフィラメントは、例えばポ
リカブラミドモノフィラメントの場合、分子鎖の繰り返
し構造単位の８０モル％以上がε−カプラミドからなり
、共重合成分を２０モル％未満の範囲で含有してもよい
。共重合成分としては、例えばヘキサメチレンアジパミ
ド、テトラメチレンアジパミド、ヘキサメチレンアジパ
ミド、ヘキサメチレンテレフタルアミド、ヘキサメチレ
ンイソフタルアミド、キシリレンフタルアミド等がある
。特にポリカブラミドに対する好ましい共重合成分は、
ヘキサメチレンアジパミドである。

共重合成分を２０モル％以上含有した場合は、結晶性が
著しく低下し好ましくない。

本発明に係るポリアミドモノフィラメントは、硫酸相対
粘度が３．０以上であり、特に３．２以上の高粘度が好
ましい。３．０未満では目的とする高強度の達成が困難
となる。

本発明に係るポリアミドモノフィラメントは、直径が０
．０７１１１１１１以上である。直径が細いと溶融紡糸
した後の冷却時に流動する液体を用いた際に、未だ冷却
固化していないモノフィラメントが揺動し、長さ方向の
品質が不均一となったり、極端な場合切断することがあ
り、高強度のモノフィラメントを得ることができないこ
とがある。

本発明に係るポリアミドモノフィラメントは、直径が０
．０７ｍｍ以上であり、引張強度が１２゜０ｇ／ｄ以上
、引張伸度が２０％以上の高強度、高伸度であり、１５
０℃で測定した乾熱収縮率が１０％以下、沸騰水収縮率
が２０以下で、耐熱性に優れ、初期弾性率が２５／ｄ以
上と高い。

また複屈折が５５Ｘ１０−”以上の高配向であり、高強
度特性と密接に関連している。

前記の強度および伸度特性において、特に釣糸および漁
網においては、結節強度および結節伸度が重視され、望
ましくは結節強度が９．８ｇ／ｄ、結節伸度が１５％以
上有するものが好ましい。

また前記の複屈折は、表層部の複屈折と中心部の複屈折
との差が１０ＸＩＯ−”以下であることが望ましく、冷
却条件及び延伸条件を特定の範囲で均一となすことによ
ってなされる。

前記本発明に係る高強度ポリアミドモノフィラメントは
、以下の方法によって製造される。

硫酸相対粘度が３．０以上のポリアミドチップを溶融紡
糸して、紡出モノフィラメントとなし、冷却域に導入し
て、液体冷却媒体を用いて冷却固化されたポリアミドモ
ノフィラメントとなし、該ポリアミドモノフィラメント
を引取ローラに巻回して引取る。引取られたポリアミド
モノフィラメントは、そのままあるいは、低倍率で延伸
され、複屈折が１０ＸＩＯ−”以下、好ましくは５Ｘ１
０−”以下の低配向ポリアミドモノフィラメントである
。

前記低配向ポリアミドモノフィラメントは、連続して１
段目の延伸によって、複屈折が２゜Ｘ１０−”〜４０Ｘ
１０−”の中間配向ポリアミドモノフィラメントとなし
、該中間配向ポリアミドモノフィラメントをプラズマ延
伸域に導入し、該延伸域における低温プラズマ雰囲気中
で、デニール当り２．０〜５．０ｇの張力を付与して、
１．５〜７．０倍の範囲内で延伸（２、高配向ポリアミ
ドモノフィラメントとなす。該高配向ポリアミドモノフ
ィラメントは、そのままあるいは、必要により再度高張
力で延伸または／および弛緩熱処理されて巻取られる。

前記紡出モノフィラメントを冷却固化する場合に用いら
れる冷却媒体として用いる液体は、１０℃以下、好まし
くは５℃以下の温度であり、水あるいは水素置換、また
は非置換脂肪炭化水素、トリクレン、塩化メチレンなど
が用いられる。この冷却条件は、紡出されるモノフィラ
メントの粘度、太さ、ドラフト率など品質設定条件によ
って選択され設定される。

前記紡出モノフィラメントを冷却域に導入する前に高温
雰囲気域を通す場合、該高温雰囲気は１９５℃〜３５０
℃の高温で、その長さは５００　ａｍ以下であり、この
高温雰囲気域の条件は、紡出モノフィラメントの粘度、
太さ、ドラフト率、冷却域における冷却条件によって選
択され設定される。

冷却固化されたモノフィラメントは、引続き１段目の延
伸を行ない複屈折が２０Ｘ１０−”〜４０Ｘ１０−”の
中間配向モノフィラメントとする。該１段目の延伸は延
伸倍率を３．０〜５゜０倍、好ましくは３．５〜４．５
倍とし、延伸浴は温水浴、乾熱炉あるいはエチレングリ
コール浴、菜種油などの熱媒浴を用いる。延伸浴の温度
は、温水浴の場合５０〜９０℃、乾熱炉の場合１００〜
４００℃、熱媒浴の場合６０〜１５０℃が好ましく用い
られ、モノフィラメントの浴中滞留時間は、モノフィラ
メントのポリマ組成、粘度、太さ、延伸速度、延伸倍率
などによって選択され設定される。

前記１段目の延伸によって得られた中間配向モノフィラ
メントは、延伸域に送られプラズマ延伸が施される。

前記延伸域におけるプラズマは、特定のガスを封入した
減圧容器内で、高電圧を印加することにより発生するも
ので、かかる放電は、火花放電、コロナ放電、グロー放
電など種々の形態のものがあるが、放電が均一で活性化
作用に優れたグロー放電が特に好ましい。放電周波数は
、低周波、高周波、マイクロ波を用いることができ、ま
た直流も用いることができる。

本発明で用いるガスとしては、例えばＡｒ。

Ｎ２、Ｈｏ、ＣＯ３、Ｃ０１０３、Ｈ，０、ＣＦ、、Ｎ
Ｈ，、Ｈｌ、空気などおよびこれらの混合された非重合
性のガスが好ましく、特に強いエツチング作用を有しな
いＡｒ５Ｎ＊、ＣＯ３、Ｎ２０、空気などが好ましいが
、特に空気が実用的には好適である。

本発明に係るポリアミドモノフィラメントを製造する方
法における延伸域のプラズマは、０゜０１〜５０Ｔｏｒ
ｒ、好ましくは０．５〜２０Ｔｏｒｒの圧力下で実施す
ることが放電安定性の面から好ましい。また印加電圧は
０．５〜１０ＫＶ、好ましくは１〜８ＫＶである。

前記、プラズマを用いた延伸域における延伸倍率は、−
段部延伸された中間配向ポリアミドモノフィラメントの
物性によって、１．２倍〜４．９倍、好ましくは１．５
倍〜４．０倍の範囲内で選択される。

前記のように延伸域でプラズマを用いることによって、
従来の熱延伸法に比べ、結晶化を抑制しながら延伸する
ことが可能となり、したがって高倍率の延伸を可能とし
、得られるポリアミドモノフィラメントの高配向化が達
成できる。

前記プラズマを用いての延伸は１段階で行なってもよく
、２段以上の多段で行なってもよい。

前記プラズマを用いる延伸域における延伸条件は、延伸
に供するポリアミドモノフィラメントの配向度、結晶化
度等の物性や形態によって、またプラズマ印加電圧、雰
囲気ガス、雰囲気の減圧度及び延伸速度等によって変化
させるが、プラズマを用いた延伸によって得られるポリ
アミドモノフィラメントの複屈折が５５　Ｘ　１０−”
以上、好ましくは６０Ｘ１０−”以上の高配向度になる
よう各条件を組合せる。

前記のプラズマを用いた延伸を施したポリアミドモノフ
ィラメントは、更に通常の熱延伸や熱処理を追加して行
なってもよい。

本発明に係るポリアミドモノフィラメントを製造するの
に用いられる装置は、特に限定されるものではいが、シ
ール方式を取入れた連続式のものを使用することができ
、プラズマを用いた延伸域の前後に必要に応じて乾熱浴
、熱媒浴等の加熱浴などを接続してもよい。

前記のプラズマを用いた延伸によって得られる本発明に
係るポリアミドモノフィラメントは、従来の熱延伸法で
延伸した場合に比べ、延伸時の分子量低下がなく、結晶
化が抑制されて高配向となる。

以上の現象は、プラズマを用いた延伸を施すことによっ
て、均一な延伸が行なわれていることを示すものである
。

かくして、本発明に係るポリアミドモノフィラメントが
得られ、該ポリアミドモノフィラメントは、特に釣糸、
漁網等の水産資材用途、樹木保護などの農林資材、ゴム
、樹脂などの補強材、重量物運搬資材など多方向の用途
に好ましく用いられる。

次に本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明に係
るポリアミドモノフィラメントの物性の測定法は以下の
通りである。

（Ａ）硫酸相対粘度ηｒ： 試料を９８％硫酸に１重量％の濃度で溶解し、オストワ
ルド粘度計を用いて２５℃で測定した。

（Ｂ）複屈折Δｎ： 日本光学工業（株）製ＰＯＨ型偏光顕微鏡を用い、白色
光を光源として通常のベレックコンベンセータ法により
求めた。

（Ｃ）引張強度、引張伸度、結節強度、結節伸度および
初期弾性率： ＪＩＳ−Ｌ１０１７の定義によった。試料を総状にとり
、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調節室で２４時間放置後
、（株）オリエンチック社製“テンシロン”ＵＴＭ−４
−１００型引張試験機を用い、試技２５　ｃ　ｍ　ｓ引
張速度３０ｃｍ／分で測定した。

（Ｄ）沸騰水収縮率： 試料を総状にとり、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室
で２４時間以上放置して測定試料とした。試料の０．　
１ｇ／ｄに相当する荷重をかけて測定した長さＬｏの試
料を、無張力状態で沸騰水中で３０分間処理した後、処
理浴から取り出して、４時間放置し、再び上記荷重をか
けて測定した長さＬｌとから次式により算出した。

沸騰水収縮率 ＝（（Ｌｏ　　Ｌ＋）　／　Ｌｏ）　Ｘ　１００（％） （Ｅ）乾熱収縮率（１５０℃）： 前記沸騰水収縮率の測定法における加熱処理を１５０℃
のオーブン中で行なった以外、同様の条件で測定した。

（Ｆ）密度ρ： 四塩化炭素を重液、ｎ−１ルエンを軽液として作製した
密度匂配管を用い、２５℃で測定した。

［実施例］ 実施例１ 硫酸相対粘度が、３．５のポリヘキサメチレンアジパミ
ドを５モル％共重合したポリカブラミドチップに、エチ
レンビスステアリルアミドを０．　１重量％を混合して
、溶融紡糸機中で２８０℃で溶融し、孔径１０ｍｍの口
金を通して紡出し、紡出モノフィラメントを得た。口金
直下には長さ５ｃｍの加熱筒を設け、該加熱筒内の雰囲
気を窒素ガス１５ＮＬ／分で充満させ温度が３００℃と
なるよう設定し、該加熱筒の下方には５℃の冷水浴を設
け、前記紡出モノフィラメントを加熱筒を通し、次いで
冷水浴を通して急冷したのち、１０ｍ／分の速度で引取
り、引続いて６０℃に加熱されたポリエチレングリコー
ルを除去した。

得られたモノフィラメントは複屈折が３０×１０−１の
中間配向モノフィラメントであり、硫酸相対粘度は３．
４であった。前記の中間配向モノフィラメントは、次工
程のプラズマ延伸後４４０Ｄ、直径０．２３９ｍｍとな
るように紡糸吐出量を調整した。

前記の中間配向モノフィラメントを１５ｍ／分で回転す
るフィードロールを通して給糸し、該フィードロールと
延伸ロールとの間に設定した両端にシール機構を有する
低温プラズマ処理装置を通過させながらプラズマ延伸を
施した。

プラズマ延伸の有効処理長は５０ｃｍ、使用ガスは空気
、周波数はｌ１０ＫＨ２とし、雰囲気ガス圧力は８Ｔｏ
　ｒ　ｒ、印加電圧は５．０ＫＶとした。

前記低温プラズマ延伸域での延伸倍率は２゜２倍で、総
合延伸倍率を６．６倍とした。

得られたポリアミドモノフィラメントは、直径０．２３
９ｍｍであり、密度が１．１３９ｇ／Ｃｍ”、引張強度
１５．２ｇ／ｄ、引張伸度２１゜２％、初期弾性率３５
　ｇ／ｄ、乾熱収縮率１０゜９％、沸騰水収縮率２１．
０％、結節強度１２．２ｇ／ｄ、結節伸度１８，９％、
複屈折６０．６Ｘ１０−”、モノフィラメントの表層部
と中心部との複屈折の差が−５，０ＸＩＯ−”であった
。

実施例２ 硫酸相対粘度が、３．５のポリカブラミドチツブに、エ
チレンビスステアリルアミドを０゜１重量％を混合して
、溶融紡糸機中で２９０℃で溶融し、孔径１．Ｏｗの口
金を通して紡出し、紡出モノフィラメントを得た。口金
直下には長さ７．５ｃｍの加熱筒を設け、該加熱筒内の
雰囲気を窒素ガス１５ＮＬ／分で充満させ温度が３００
℃となるよう設定し、該加熱筒の下方には一２℃の冷水
浴を設け、前記紡出モノフィラメントを加熱筒を通し、
次いで冷水浴を通して急冷し、１０ｍ／分の速度で引取
り、引続いて８０℃に加熱されたポリエチレングリコー
ル浴を通過させながら、３．５倍に延伸し、液切装置に
より表面に付着したポリエチレングリコールを除去した
。

得られたモノフィラメントは複屈折が３６×１０−３の
中間配向モノフィラメントであり、硫酸相対粘度は３．
５であった。前記の中間配向モノフィラメントは、次工
程のプラズマ延伸後１３２０Ｄ、直径０．４１４２ｎと
なるように紡糸吐出量を調整した。

前記の中間配向モノフィラメントを２０ｍ／分で回転す
るフィードロールを通して給糸し、該フィードロールと
延伸ロールとの間に設定した両端にシール機構を有する
低温プラズマ処理装置を通過させながらプラズマ延伸を
施した。

プラズマ延伸の有効処理長は７５ｃｍ、使用ガスは空気
、周波数は１１０ＫＨｚとし、雰囲気ガス圧力は１０Ｔ
ｏ　ｒ　ｒ、印加電圧は５．５ＫＶとした。

前記低温プラズマ延伸域での延伸倍率は２゜０倍で、総
合延伸倍率を７．０倍とした。

得られたポリアミドモノフィラメントは、直径０．４１
４２ｍｍであり、密度が１，１４０ｇ／印３、引張強度
１４．２ｇ／ｄ、引張伸度２０．１％、初期弾性率３７
ｇ／ｄ、乾熱収縮率４．０％、沸騰水収縮率１２．０％
、結節強度１１．０ｇ／ｄ、結節伸度１８．２％、複屈
折６０．５Ｘ１０−”、モノフィラメントの表層部と中
心部との複屈折の差が−６，２Ｘ１０−”であった。

実施例３ 硫酸相対粘度が、３．５のヘキサメチレンアジパミドを
１５モル％共重合したポリカブラミドチップに、エチレ
ンビスステアリルアミドを０．１重量％を混合して、溶
融紡糸機中で２８０℃で溶融し、孔径１．２ｍｍの口金
を通して紡出し、紡出モノフィラメントを得た。口金直
下には長さ５ｃｍの加熱筒を設け、該加熱筒内の雰囲気
を窒素ガス１５ＮＬ／分で充満させ温度が３００℃とな
るよう設定し、該加熱筒の下方には５℃の冷水浴を設け
、前記紡出モノフィラメントを加熱筒を通し、次いで冷
水浴を通して急冷したのち、５ｍ／分の速度で引取り、
引続いて９０℃に加熱されたポリエチレングリコール浴
を通過させながら、３．２倍に延伸し、液切装置により
表面に付着したポリエチレングリコールを除去した後巻
取った。

得られたモノフィラメントは複屈折が３５Ｘ１０１の中
間配向モノフィラメントであり、硫酸相対粘度は３．３
であった。前記の中間配向モノフィラメントは、次工程
のプラズマ延伸後４４０Ｄ、直径０．２３９ｍｍとなる
ように紡糸吐出量を調整した。

前記の中間配向モノフィラメントを３０ｍ／分で回転す
るフィードロールを通して給糸し、延伸ロールとの間に
設定した両端にシール機構を有する低温プラズマ処理装
置を通過させながらプラズマ延伸を施した。

プラズマ延伸の有効処理長は５０ｃｍ、使用ガスは空気
、周波数は１１０ＫＨｚとし、雰囲気ガス圧力は６Ｔｏ
　ｒ　ｒ、印加電圧は４．５に■とした。

前記低温プラズマ延伸域での延伸倍率は２゜５倍で、総
合延伸倍率を７．６倍とした。なお、プラズマ延伸時の
張力は４．Ｉｇ／ｄであった。

得られたポリアミドモノフィラメントは、直径０．２３
９ｍｍであり、密度が１．１３７ｇ／（２）１、引張強
度１５．５ｇ／ｄ、引張伸度２１゜２％、初期弾性率２
８．２ｇ／ｄ、乾熱収縮率１２．２％、沸騰水収縮率１
８．９％、結節強度１２．５ｇ／ｄ、結節伸度１７゜２
％、複屈折６２．５Ｘ１０−”、モノフィラメントの表
層部と中心部との複屈折の差が−４，２Ｘ１０−″であ
った。

［発明の効果］ 本発明に係る高強度ポリアミドモノフィラメントは、高
強度・高伸度・高弾性率で熱寸法安定性に優れ、釣糸、
漁網、のり網などの水産用資材、ゴムベルトの補強・ス
リング、ローブなどの運搬用資材、フェンス・落石防止
などの土木資材などの用途に有効に使用できる。

本発明に係る高強度ポリアミドモノフィラメントを製造
するに際して用いられるプラズマ延伸法の作用効果は、
延伸時の結晶化を抑制し、高配向化が達成できること、
即ちスムーズな延伸を可能とし、特に高倍率、低張力延
伸を可能とすることができ、本発明に係る高品質の特性
を有する高強度ポリアミドモノフィラメントを容易に得
ることを特徴とする

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）高強度ポリアミドモノフィラメントにおいて、硫
   酸相対粘度が３．０以上、直径が０．０７ｍｍ以上、引
   張強度が１２．０ｇ／ｄ以上、切断伸度が２０％以上、
   初期弾性率が２５ｇ／ｄ以上、乾熱収縮率が１０％以下
   、沸騰水収縮率が２０％以下、および複屈折が５５×１
   ０＾−＾３以上からなることを特徴とする高強度ポリア
   ミドモノフィラメント。 （２）結節強度が９．８ｇ／ｄ以上、結節伸度が１５％
   以上であることを特徴とする請求項 （１）記載の高強度ポリアミドモノフィラメント。 （３）複屈折が５５×１０＾−＾３以上、表層部の複屈
   折（Δｎｓ）と中心部の複屈折（Δｎｃ）との差（δΔ
   ｎ＿ｓ＿−＿ｃ）が１５×１０＾−＾３以下であること
   を特徴とする請求項（１）記載の高強度ポリアミドモノ
   フィラメント。 （４）高強度ポリアミドモノフィラメントの製造法にお
   いて、溶融紡糸され液体冷媒浴中で、冷却されたポリア
   ミドモノフィラメントを延伸して、硫酸相対粘度が３．
   ０以上、複屈折が２０×１０＾−＾３〜４０×１０＾−
   ＾３の範囲からなる配向ポリアミドモノフィラメントと
   なし、該配向ポリアミドモノフィラメントを延伸域に導
   入し、該延伸域における低温プラズマ雰囲気中で、デニ
   ール当り２．０〜５．０ｇの張力を付与し、１．５〜４
   ．０倍の範囲内で延伸することを特徴とする高強度ポリ
   アミドモノフィラメントの製造法。 （５）延伸域におけるプラズマは非重合性であり、圧力
   が０．０１〜５０Ｔｏｒｒ、印加電圧が０．５〜１０Ｋ
   Ｖであることを特徴とする請求項（４）記載の高強度ポ
   リアミドモノフィラメントの製造法。