JPH0359135A - 高強度ポリビニルアルコール系縫糸 - 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］ 本発明は高強度のポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡ
と略す）系縫糸に関する。さらに詳しくは、高強度でか
つ耐疲労性や寸法安定性に優れ、皮革製品、重布製品、
ベルト製品などの縫製用の縫糸に好適なＰＶＡ系縫糸に
関するものである。

［従来技術］ 従来より、縫糸としては、利用部位の要求特性に合わせ
て綿、麻などの天然繊維、またナイロン、ポリエステル
、ビニロンといった合成Ｉａ碓が用いられてきた。

しかしながら、これらの縫糸は衣料用途に関しては性能
的に満足するものであるが、近年、幌、シート、テント
などの重布製品、スリング、安全ベルトなどのベルト製
品などの産業資材や、靴、かばん、履物などの皮革製品
といった、より高強度化、軽量化、耐疲労性の向上、寸
法安定性の向上など高性能化が求められる用途について
は性能的に充分ではなかった。

高強度の縫糸として、アラミド繊維や、超高分子量ポリ
エチレン繊維が提案されている。しかしアラミド繊維に
ついては基本的にポリマの特徴として耐候性に劣るとか
、フィブリル化しやすいといった欠点がある。また、超
高分子量ポリエチレン繊維の場合は繊維の融点が約１３
０℃と低く、高温下での使用時や高速縫製時の熱に耐え
られないとか、高温下での寸法安定性に劣るといった欠
点がある。さらに、これらの繊維は原料コストや、特殊
な紡糸法を用いる必要があることから製造コストが高く
、非常に不利である。

一方、ビニロン繊維は、汎用ｍ維の中では強度、初期弾
性率、耐候性の点で比較０優れており、副熱性について
もポリエチレン繊維に比へ優れている。また、約５％の
水分を有し摩擦抵抗も少ないため高速縫製用の縫糸や畳
糸として用いられている。

従って、従来のビニロン繊維に比べて高強度でかつ高弾
性率で、耐疲労性に優れたＰＶＡ繊維が得られたなら、
コスト・パフォーマンスの点で大変有利であり縫糸に好
適な素材を提供できることとなる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、高強度で耐疲労性に優れる従来にない
新規な縫糸、すなわち、引っ張り強度が１２ｇ／ｄ以上
のＰＶＡ系縫糸を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記課題は、重合度が１５００以上のポリビニ
ルアルコール系重合体からなり、引っ張り強度が１５ｇ
／ｄ以上であるポリビニルアルコール系繊維で構成され
、かつ引っ張り強度が１２ｇ／ｄ以上である高強度ポリ
ビニルアルコール系縫糸によって解決することができる
。

すなわち、本発明の縫糸を構成するＰＶＡ系繊維は１５
００以上の重合度を有するＰＶＡ系ポリマからなり、そ
の引っ張り強度が１５ｇ／ｄ以上であって、好ましくは
初期弾性率が２８０ｇ／ｄ以上であることを特徴とする
。

本発明の縫糸を構成する繊維の形態は、特に限定される
ものではなく、公知であるところのモノフィラメント、
マルチフィラメント、ステーブルファイバーなどいずれ
の形態でも差し支えない。

ここに使用するポリマーとしては、一般に繊維の引っ張
り強度がポリマーの重合度が大きくなればなるほど高く
なることから、その重合度を１５００以上、好ましくは
２５００以上、更に好ましくは３５００以上とする必要
がある。ざらにＰＶＡポリマーのケン化度を９９ｍｏ１
％以上とするのが好ましい。このように極めて高い重合
度で、好ましくはケン化度の高いポリマを用いることに
より得られるＩ維の引っ張り強度が１５ｇ／ｄ以上、さ
らに好ましくは１７ｇ／ｄという高強度化が可能となる
のである。

なお、ＰＶＡポリマーのケン化度が９９ｍｏ１％以上に
なると、良好な耐水性が付与されるようになる。

本発明におけるＰＶＡ系繊維は、また、屈曲摩耗疲労性
が好ましくは２５００回以上、より好ましくは３０００
回以上のものがよい。このように屈曲摩耗疲労性に優れ
たＰＶＡ系繊維を縫糸として用いると、縫製時に生じる
糸と布帛との擦過や、繰り返し糸に加えられる折り曲げ
などの屈出１による糸切れや、縫製品を使用中、縫製部
分の疲労劣化などを防止する上で一層効果的である。

次に、上記ＰＶＡ系繊維からなる縫糸は引っ張り強度が
１２ｇ／ｄ以上であることが必要であり、好ましくは１
３ｇ／ｄ以上であることが必要である。このように縫糸
として高強度０特性を有するが故に縫製中糸切れがない
とか、命を守る安全ベルトのような縫製品の性能向上が
図れるといったメリットがある。

すなわち、引っ張り強度が１２ｇ／ｄよりも低くなると
、縫製中に糸切れが発生し、縫製工程での効率が低下し
たり、縫製品である安全ベルトの安全性が低下するなど
、上記のメリットを引き出すことができない。

また、本発明の縫糸は多数本の繊維糸条の合撚によって
得られるものである場合、合撚時（Ｊ）１然り係数〔＝
（撚り数／ｌ０ＣＩＩＩ）Ｘ（原糸繊度×合撚本数）　
１／２　）を、好ましくは２００〜２３　（Ｊ　Ｕ、よ
り好ましくは２５０〜２１００の範囲に設定するのがよ
い。撚り数が２５００より大きくなると、可縫性や縫糸
の耐疲労性は向上するが、縫糸０強度、弾性率など力学
特性が低下する傾向にある。

また、撚り係数が２５０より小さくなると、縫製時に単
糸切れを起こすなどして可縫性が低下したり、縫糸の而
す疲労性が劣るといった欠点が生しることがある。

さらに、本発明の縫糸は削候性強力保持率が好ましくは
７０％以上、より好ましくは７５％以上のものがよい。

このように縫糸が高度の耐候性強力保持率を有すること
により、特に産業資料用途において屋外で長時間使用さ
れても、高強度で、耐疲労性に優れるなど従来にない優
れた性能を失うことないため、縫糸として一層有利であ
る。

本発明における原糸（ＰＶＡ系繊！ｔｌ）の引っ張り強
度、伸度、弾性率および屈曲摩耗疲労性、並びに縫糸の
強度、伸度、耐候性強力保持率は、次のようにして求め
られる値である。

（１）原糸 ａ、引っ張り強度、伸度、弾性率 ＪＩＳ−Ｌ−１０１７に規定されている測定法に準じて
行った。

ｂ、屈曲摩耗疲労性 特公昭４４−２６９７４号公報記載の測定法、つまり単
繊維屈曲摩耗強度試験機を用いて行った。その際、互い
に屈聞摩耗される２本の単ｗ４紺は同一の実施例、比較
例の試料とし、２００ｍｇ／ｄの荷重にて測定した。測
定値は単繊維が摩耗切断されるまでの屈曲回数（Ｆｌｅ
ｘｕｒａｌ　Ａｂｒａｓｉｏｎ　Ｃｙｃｌｅｓ；ＦＡＣ
）で表した。

測定データは３０回の測定の平均をとった。

（２）縫糸 ８０強度、伸度 ＪＩＳ−Ｌ−１０６９に規定されている測定法に準して
行った。

ｂ、耐候性強力保持率 フェードメーターにてカーボン・アークランプ（波長３
１０〜４００　ｎｍ；紫外光）を２００時間！！ｑ射（
約１年間の屋外曝露に相当）した後の残強力を測定し、
昂ｉＪｌ吠性強力１呆持率を算出した。

以上のような特徴を有する本発明の縫糸は、次に述べる
製造例によって得ることができる。

まず、本発明の縫糸を構成するＰＶＡ系繊維σノ製造例
について説明する。

本発明においては、重合度が１５００以上のＰＶＡ（ケ
ン化度は９９ｍｏ１％以上が好ましい）を溶媒に溶解し
、ポリマー濃度が２〜３０重竜％、好ましくは５〜２５
重員％となるよう調整して紡糸環）夜を調整するが、本
発明においてはこの溶）αに顔料や、ホウ酸のような架
橋剤などを適宜混入して用いても良い。

上記紡糸原液の紡糸方法としては、湿式紡糸、乾湿式紡
糸、ゲル紡糸などいずれも適用できる。

その中でも特に乾湿式紡糸またはゲル紡糸が好ましい。

本発明におけるＰＶＡ系繊維は引っ張り強度１５ｇ／ｄ
以上となるよう延伸工程で、高倍率延伸を行う必要があ
るが、このような高倍率延伸に耐えうる構造を持った繊
維を得るためには上記乾湿式紡糸またはゲル紡糸が有利
であるからである。すなわち、かかる高重合度ＰＶＡ系
ポリマをかかる乾湿式紡糸またはゲル紡糸法で紡糸する
ことにより、緻密な構造を持った未延伸糸が得られ、そ
の後の延伸工程で高倍率に延伸することを可能にする。

その結果として分子配向度が非常に高く、かつ結晶性の
高い高強度の繊維を得ることが可能となるのである。

上前記紡糸原液を、凝固浴または冷却塔の液面から２〜
２００　ｍｍ、好ましくは３〜２０ｍ１ＩＩ上に設置さ
れた紡糸口金を通して吐出させる。そして凝固またはゲ
ル化した糸条は、さらにその溶媒を除去するべく抽出剤
で洗浄した後、２〜１０倍、好ましくは３〜６倍室温で
延伸を行ったあと乾燥し、さらに加熱チューブ、加熱ロ
ール、熱板、加熱ピン、加熱液体、流動床などの加熱手
段を適用して２００℃〜２６０℃の空気または窒素雰囲
気中で延伸して巻取る。

さらに、本発明におけるＰＶＡ系繊維として、重合度１
５００以上のＰＶＡにアクリル酸系重合体化合物をブレ
ンドすると、繊維の削氷性や耐摩耗性を向上させる上に
一層効果的である。

この際、ＰＶＡに混合するポリアクリル酸系化合物とし
てはアクリル酸、メタクリル酸（α−メチルアクリル酸
）、エタクリル酸（α−エチルアクリル酸）およびこれ
らのアルカリ金属塩をモノマーとするポリマおよびオリ
ゴマーを挙げることができる。その他、溶媒中への溶解
性を太きく　ｉＲなうものでなければ、主鎖中にエチレ
ン、ブ［コピレン、スチレン、イタコン酸などのオレフ
ィン系モノマーが少量共重合されたもの等も使用するこ
とができる。また、いわゆるイオノマーも使用すること
ができる。

このポリアクリル酸系化合物の重合度としては、特に限
定されるものではないが、好ましくは２゜Ｏ〜１０万、
より好ましくは２００〜５万のもσ〕が適している。あ
まり高重合度になると溶媒への溶解性が大きく低下し取
扱いが困難になる場合がある。

このアクリル酸系重合体化合物のＰＶＡポリマーに対す
る混合比は、全ポリマー中好ましくは４０重量％以下で
あり、より好ましくは２０重量％以下である。混合比が
４０屯量％を超えると強度低下を起こすような場合があ
る。

このようなアクリル酸系重合体化合物はＰＶＡｗＲ維の
主に非晶部分において、熱や酸の働きによりそのカルボ
キシル基とＰＶＡの水酸基との間にエステル化反応によ
る架橋構造を形成し、こ０架橋構造により、親水性基で
ある水酸基を側鎖して耐熱水性を向上するものと思われ
る。こ０ようにして得られる副熱水性は、後述する定義
からなる耐熱水性指数で５０以上にすることができ、さ
らに好ましくは６０以上にすることができる。また、こ
の架橋構造が形成されることによりＰＶＡ分子鎖軸に対
して横方向の結合ができることにより、外力による繊維
のフィブリル化が起こり難くなり耐疲労性が向上するも
のと思われる。

このようにして得られたＰＶＡ系繊維は、上述したよう
に引っ張り強度が１５　ｇ／ｄ以上Ｏ繊紺特性を有する
ばかりでなく、さらに引っ掛は強度が８〜１５　ｇ／ｄ
、結節強度が４〜７ｇ／ｄである。これらの強度が高い
ために、原糸は２５００回以上の屈曲摩耗疲労性を示し
、この原糸を縫糸として使用した際に、糸に加えられる
大きな衝撃力にｍｌえられるようになったり、繰り返し
屈曲人力に対して強くなり、糸切れなど縫製時のトラブ
ルが減少して製造工程の効率化が達成されるなど、縫糸
として望ましい特性を備えることができる。

次に、本発明の縫糸の製造例について説明する。

本発明の縫糸においては、まず上述したＰＶＡ系繊維の
複数本に刻して下撚りを掛け、その複数本を好ましくは
２００〜２５００、より好ましくは２５０〜２１００の
撚り数となるよう合糸力旧然して１本の縫糸とする。

また、加熱したあと、糸の伸度を例えば５％〜１０％の
範囲にコントロールしたり、加熱された糸の撚固定およ
び均整化するために熱処理を施すことが好ましい。例え
ば、２００℃〜２４５℃、好ましくは２２０℃〜２４５
℃の温度範囲の熱処理ゾーンで０〜４％、好ましくは１
〜３％の緊張下で２〜６０秒、好ましくは３〜５０秒間
加熱するのがよい。

かかる温度範囲の緊張熱処理を施すことにより、得られ
る縫糸の乾熱収縮率を２％以下に保つことができる。そ
うすることにより縫製工程での針と布帛との摩擦による
熱や、縫製後アイロンなどの熱による収縮を極力低くす
ることができ、熱寸法安定性の優れた高強度の縫糸とす
ることができる。

［実施例］ 以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。なお
、本例中ＰＶＡ系繊維および縫糸に関する特性値は次の
ようにして測定されたものである。

（１）飼葉品性 縫糸サンプルをゆるくガラス管に巻き、室温で５日間各
々の薬品を２０　ｗ　ｔ％の濃度になるよう調整した水
溶液に浸漬したあと、充分に水洗いをして薬品を除き、
真空乾燥をし、残強力を測定して強力保持率として求め
た。

（２）乾熱収縮率 縫糸サンプルを弛緩状態で１８０℃の雰囲気中３０分間
放置したあと、室温にもどし０．１ｇ／ｄの荷重を掛け
て試長の変化をもとめた。

（３）耐熱水性指数 縫糸サンプルの一端を固定し、Ｉｌ！！端には０．　１
５ｇ／ｄの荷重を掛け、該サンプルに温度１２０℃のス
チームを１０分間噴利して処理サンプルとする。しかる
後に２０℃、６５％ＲＨの条件下に無荷重で４８時間放
置後の引っ張り強力を測定し、該強力のスチーム処理し
ないブランクサンプルの強力に対する保持率を下式で求
めた値を耐熱水性指数とした。

耐熱水性指数 （４）可縫性 得られた縫糸を用いて下記の縫製条件で可縫性の評価を
行った。

使用ミシン；シンガー５９１型 ミシン針　；工業用針１６番 ミシンスピード；　４００Ｏｒ、ｐ、ｍ。

使用生地；ポリエステル編地（目付け８０ｇ／ｍ２）５
枚重ね 縫製個数；　　１．５ｍＸ２５個 評価項目としては、縫製中の目飛びや糸切れの状態を調
べ、目飛びや糸切れの全くなかったものを○、わずかに
みられたものを△、目飛びや糸切れの著しいものを×で
表した。

実施例１ 重合度３５００のＰＶＡ（ケン化度９９．　９ｍｏ１％
）を全ポリマ濃度が１５ｗｔ％となるようジメチルスル
ホキシド（ＤＭＳＯ）に分散溶解して原液を調整した。

次いで該原液を口金から１０間の気相部を通過させ、５
〜ｌＯ重量％のＤＭＳＯを含むメタノール浴へ吐出し、
メタノール液中でＤＭＳＯを抽出・洗浄して、室温で４
倍に延伸を行ない、メタノールを乾燥して除き、２４５
℃の空気雰囲気温度で５．２倍延伸したあと巻き取った
。得られた原糸の機械特性を表−１に示し、表−３に屈
曲摩耗疲労性の結果を示した。

次に、得られたマルチフィラメント（２３５デニール−
１００フイラメント）に撚り係数４６０の下撚りなＳ方
向に施し、これを２本合糸して撚り係数５５０の上撚り
をＺ方向に施した。

ついで、粘度ｉ　ｏｏｏセンチストークスのシリコーン
系油剤を油分子ｔ２．５ｗｔ％となるよう付与して巻き
上げた。得られた縫糸の強度、伸度、耐熱水性指数、可
縫性を表−２に示し、表−３に耐薬品性、乾熱収縮率、
耐候性強力保持率を示した。

実施例２〜３ 重合度３５００のＰＶＡ　（ケン化度９９．９＋１１ｏ
１％）と、重合度４００のポリアクリル酸の２５％水溶
液を、ポリマ重量比で９８／２．９０／１０、となるよ
う混合し、全ポリマ濃度が１５ｗｔ％となるようにして
、ＤＭＳＯに分散溶解して原液を調整した。これを実施
例１と同一条件で製糸した。得られた原糸の機械特性を
表−１に、屈曲摩耗疲労性の結果を表−３に示した。そ
して、得られた縫糸の強度、伸度、耐熱水性指数、可縫
性を表−２に示し、表−３にｌｌ１ｉ４薬品性、乾熱収
縮率、耐候性強力保持率を示した。

実施例４ 重合度１８００のＰＶＡを用いた以外は実施例１と同一
条件で行った。得られた原糸の機械特性を表−１に、屈
曲摩耗疲労性の結果を表−３に示した。そして、得られ
た縫糸の強度、伸度、耐熱水性指数、可縫性を表−２に
示し、表−３に而・［薬品性、乾熱収縮率、剛１１妄性
強力保持率を示した。

比較例１〜２ 本発明繊維の性能を位置１寸けるため、ｉｌＴ　１１ｒ
Ａ（ＪＪ高強力繊維であるビニロン（比較１５１１−１
　）、アラミ１”８組（比較例−２）（Ｊ）性能と比べ
た結果を表−１５表−２、表−３に示した。

本発明のＰＶＡ系繊維からなる縫糸は１，１′来０ビニ
ロン繊維に比べ、強度、弾性率が高く、而・１屈＋ｌｌ
＋摩耗性、寸法安定性、可縫性に優れるなど従来にない
特性を有している。まにアクリル酸系重合体化合物をブ
レンドすることにより、寸法安定１１、耐熱水性、副疲
労性がより侵れたもυノとなる。

一方、アラミド繊維に比へ面１疲労性、耐候性に優れる
といった特徴がある。

表−１ ［発明の効果コ 以上のように、本発明になるＰＶＡ系縫糸は、重合度１
５００以上の重合体からなる、強度が少なくとも１１５
ｇ／ｄ以上、屈曲摩耗疲労性が２５００回以上という高
強度で屈曲摩耗疲労性に優れるＰＶＡ系繊維から構成さ
れ、従来σ）　Ｐ　Ｖ　Ａ系縫糸に比較して、格段に優
れた機械特性を有し、高強力化、軽量化、面４疲労性の
向上、寸法安定性０向上など高性能化が求められる幌、
シート、テントなどの重布製品、スリング、安全ベルト
などＯベルト製品といった産業資本４用途、および、靴
、かばん、履物など０皮蓋製品用途などについで顕著な
効果を発揮できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重合度が１５００以上のポリビニルアルコール系
   重合体からなり、引っ張り強度が１５ｇ／ｄ以上である
   ポリビニルアルコール系繊維で構成され、かつ引っ張り
   強度が１２ｇ／ｄ以上である高強度ポリビニルアルコー
   ル系縫糸。
2. （２）ポリビニルアルコール系繊維の屈曲摩耗疲労性が
   ２５００回以上、乾熱収縮率が２．０％以下である請求
   項（１）記載の高強度ポリビニルアルコール系縫糸。
3. （３）縫糸の耐候性強力保持率が７０％以上である請求
   項（１）および（２）記載の高強度ポリビニルアルコー
   ル系縫糸。
4. （４）ポリビニルアルコール系繊維が重合度１５００以
   上のポリビニルアルコールにアクリル酸系重合体化合物
   がブレンドされてなる繊維である請求項（１）記載の高
   強度ポリビニルアルコール系縫糸。