JPH06136630A - アラミド撚糸コードの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、高強力、高弾性率のパラ配
向アラミド繊維を用いて撚糸コードを作成する場合、従
来にない高い強力または弾性率を有する撚糸コードを得
ることができる製造方法を提供することにある。 【構成】 強度１５ｇ／ｄ以上のパラ配向アラミド繊維
からなる撚糸コードの製造方法において、撚係数が２以
上で撚糸し、撚糸した後に１００〜６００℃の温度下で
伸長率１．０５〜１．３０で緊張熱処理することを特徴
とするアラミド撚糸コードの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高強力・高弾性率を有す
るアラミド撚糸コードの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パラ配向アラミド繊維は、本来、分子骨
格が剛直であるため強力・弾性率が高く、また優れた耐
熱性と寸法安定性とを有する。これらの繊維は、産業用
途や一般用途に広く応用され、ロープ、漁網あるいは防
護衣料などに使用されている。しかし、パラ配向アラミ
ド繊維は強力・弾性率が高い反面、切断伸度はかなり低
く、取扱は必ずしも容易ではない。特に、タイヤコード
やベルトなどのゴム補強材として使用する場合は、伸度
が低いと疲労性が悪化するので、通常は撚糸コードとし
て疲労性の改善を図るが、この撚糸の役割は熱可塑性高
分子からなる繊維と比べはるかに重要である。

【０００３】なぜならば、パラ配向アラミド繊維は剛性
が高いため、撚糸が技術的に困難というだけでなく撚糸
後のコード強力やコード弾性率が著しく低下するという
問題がある。特に、撚数が高くなるほど撚糸コードの強
力や弾性率の低下の割合が大きい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高強
力・高弾性率のパラ配向アラミド繊維を用いて撚糸コー
ドを作成する場合、従来にない高い強力または弾性率を
有する撚糸コードを得ることができる製造方法を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】パラ配向アラミド繊維の
撚糸コードの強力が低下し易いのは、繊維自身の剛性が
高いために、捩りに対してヤーンあるいは単繊維が均一
に引き揃えられ難いためである。しかも、パラ配向アラ
ミド繊維の伸度は３〜５％と著しく低いために、ますま
す引き揃えが困難となる。従来は、この撚糸強力を改善
する手段として、原糸の単繊維の引き揃えを良くした
り、原糸にポリエチレンワックス系油剤を付与して繊維
同士の摩擦を少なくしたり、撚糸操作を２回に分けてで
きるだけ均斉な撚糸が行われるように工夫したりしてい
たが、撚糸コードの強力やモジュラスは満足できる程度
には至らなかった。

【０００６】我々は、パラ配向アラミド繊維の撚糸強力
改善を鋭意検討した結果、撚糸後のコードに高緊張下で
熱処理を施すことによって撚糸コード内の残存歪を除去
し、ヤーンおよび単繊維を再配列させることによって著
しく高い撚糸強力あるいは高弾性率が得られることを見
出し本発明に到達した。

【０００７】即ち、本発明は、「（請求項１）強度１５
ｇ／ｄｅ以上のパラ配向アラミド繊維からなる撚糸コー
ドの製造方法において、撚係数が２以上で撚糸し、撚糸
した後に１００〜６００℃の温度下で伸長率１．０５〜
１．３０で緊張熱処理することを特徴とする撚糸コード
の製造方法」である。

【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のパラ配向アラミド繊維は、好ましくは、下記繰返
し単位（化３）からなるパラ配向アラミド繊維、

【０００９】

【化３】

【００１０】あるいは、下記繰返し単位（化４）からな
る共重合パラ配向アラミド繊維である。

【００１１】

【化４】

【００１２】原糸の強度は１５ｇ／ｄｅが必要である。
１５ｇ／ｄｅ未満の場合は高強度繊維としての価値が低
下し、通常の熱溶融合成繊維とあまり変らなくなる。好
ましくは２０ｇ／ｄｅ以上である。撚係数（ＴＭ）は次
式（３）にて定義される。

【００１３】

【数１】

【００１４】撚係数ＴＭが２以上の高撚数でないと本発
明の効果が十分発揮できない。特にＴＭが３以上になる
と本発明の効果が著しい（撚糸強力は撚数が高くなる
程、低下の度合いが著しくなる）。使用されるヤーンの
全繊度は凡そ２００〜１００００デニールが好ましい。
撚糸コードとして使用されるのは１０００〜３０００デ
ニールのマルチフィラメントヤーンが一般的である。作
成されるコードは１０００〜１８０００デニールの範囲
が通常である。撚糸コードの作成方法は、１本のヤーン
を１方向のみに撚糸する片撚の場合と２本以上のヤーン
を縄のように撚合わせる場合があり、いずれの方法でも
よい。２本以上のヤーンを撚り合わせる場合は、予め各
々のヤーンに同じ撚数の下撚を施した後、これらのヤー
ンを揃えて逆方向にほぼ下撚と同じ上撚をかける。この
場合撚係数の計算には、全繊度として合糸されたヤーン
の全繊度を用い、撚数としては下撚または上撚の多い方
の値を用いて算出する。

【００１５】本発明の特徴は、撚糸コードを作成した後
に１００〜６００℃の温度下で伸長率１．０５〜１．３
０で緊張熱処理を行って、剛直なパラ配向アラミドの分
子を緩和させると同時に、撚糸の際に生じたヤーン間お
よび単糸間の歪を除去することにある。これは、剛直な
パラ配向アラミド繊維にのみ有効であって、従来の熱溶
融性高分子、例えばポリエステルやナイロンには効果が
ない。何故なら、ポリエステルやナイロンは分子骨格が
十分柔軟であるので、撚係数の高い撚糸を行っても単糸
もヤーンも柔軟に追従でき、またヤーンの伸度も１０〜
２０％と高いので撚糸時の歪を吸収できるからである。
パラ配向アラミド繊維のヤーン伸度は３〜５％であるか
ら、上記緊張熱処理は極めて高い張力下での加工処理と
なる。撚糸コードを緊張する温度は１００〜６００℃で
あり、好ましくは２００〜４００℃である。温度が１０
０℃未満では撚糸コードの強力の増分が少ない。また温
度が６００℃を超えると繊維が劣化する。加熱ヒーター
は、接触式の熱板でも、非接触式の円筒型またはスリッ
ト型のヒーターでも使用可能である。

【００１６】伸長率は１．０５〜１．３０である。伸長
率が１．０５未満では緊張不十分で撚糸コードの強力が
あまり改善されない。また伸長率が１．３０を超える
と、パラ配向アラミド繊維としては緊張過多となり、断
糸などのトラブルが発生する。伸長率の最適化は、撚係
数や処理温度によっても影響を受けるが、撚係数が高い
場合あるいは処理温度が高い場合は、伸長率を高くする
と撚糸コードの強力およびモジュラスが増加しやすい。
なお、本発明の緊張熱処理は、独立した工程として実施
しても良いし、他の加工工程で薬液処理を行いつつ連続
的に緊張熱処理を実施してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パラ配向
アラミド繊維を撚糸した後に緊張熱処理を施すことによ
り、強力およびモジュラスが著しく改善された撚糸コー
ドを得ることができる。本発明の撚糸コードはタイヤ、
ベルトなどのゴム補強材およびロープ、紐などの産業資
材等に使用できる。

【００１８】以下に本発明を実施例をもって説明する。

【００１９】

【実施例１】（化５）に示される共重合ポリマーからな
る繊維を製糸した。繰返し単位（化６）および（化７）
の共重合比率は１：１とした。

【００２０】

【化５】

【００２１】

【化６】

【００２２】

【化７】

【００２３】（該繊維の製造方法は、特公昭５２―３９
７１９号公報、特公昭５４―４３６１２号公報および特
公昭５５―１１１４３号公報等に記載されており、テク
ノーラ（登録商標）繊維として市販されている。） 得られた繊維は単糸１０００本からなる全繊度１５００
デニールのマルチフィラメントヤーンである（以下、１
５００ｄｅ／１０００ｆと略記する）。

【００２４】ヤーンの強度は２８．５ｇ／ｄｅで切断伸
度は４．９％であった。該テクノーラヤーンを２本準備
し、各々のヤーンに１０cmあたり４５回の下撚を入れた
後に、この２本のヤーンを揃えて逆方向に１０cmあたり
４５回の上撚を付与して撚糸コードを作成した。この撚
糸操作は、一般に双撚と呼ばれ常用の撚糸機にて実施で
きる。得られた撚糸コードを長さ３ｍの筒型ヒーター中
に毎分２０ｍ／分の速度で通過させながら緊張熱処理を
行った。筒型ヒーターの内温を８０℃から６２０℃まで
変化させ、伸長率は一定値１．０８倍で熱処理を行った
結果を表１に記す。

【００２５】

【表１】

【００２６】なお、該撚糸コードの撚係数は式（３）に
より

【００２７】

【数２】

【００２８】と計算される。

【００２９】表１から明らかなように撚糸直後のコード
強力は３９．６kgにすぎなかったが、温度１２０〜５５
０℃の範囲で緊張熱処理を施すとコード強力が４４kg以
上に改善される。処理温度が８０℃ではコード強力の改
善が少なく、また原コードの保有する解撚トルクが残存
して取扱性がよくなかった。本発明の撚糸コード（実験
ＮＯ３〜６）はいずれも十分熱セットされ解撚トルクは
殆んど発生しなかった。また、温度が６２０℃になると
撚糸コードが茶褐色に変色しコード強力が低下してしま
った。

【００３０】

【実施例２】実施例１で作成した原撚糸コード（実験Ｎ
Ｏ１，ブランク）を用い長さ３ｍの筒型ヒータ中を毎分
２０ｍ／分で通過させた。ヒーター温度は３５０℃に固
定し、伸長率を種々変更した結果を表２に示す。

【００３１】伸長率が１．０５未満の場合（実験ＮＯ
８）、撚糸コードの強力はブランク（実験ＮＯ１）に比
べて若干改善されるものの効果が少ない。伸長率が１．
０６〜１．２５倍の範囲では撚糸コード強力が４６kg以
上に改善され処理時の断糸も殆んど発生しない。しか
し、伸長率が１．３０倍を超えると断糸が頻発し満足な
サンプルが得られなかった。

【００３２】

【表２】

【００３３】

【実施例３】実施例１で作成したテクノーラ原糸１５０
０ｄｅ／１０００ｆのヤーンを２本準備し、今回は、下
撚１０cmあたり３０回および上撚１０cmあたり３０回の
撚糸コードを作成した。該コードの撚係数は５．３であ
った。これを、長さ１ｍの熱板に接触させつつ緊張熱処
理した。伸長率は一定値１．０６倍とし熱板温度を８０
℃から６２０℃まで変化させた。この緊張熱処理で得ら
れた撚糸コード強力の結果を表３に示す。本実施例では
撚係数が若干低いので原コード自身の強力（ブランク）
もかなり高いが、それでも本発明の緊張熱処理により撚
糸コードの強力が約３kg向上している。本実施例の場合
も熱板温度が１００℃未満ではコード強力があまり改善
されず、６００℃を超えるとかえってコード強力が低下
した。

【００３４】

【表３】

【００３５】

【実施例４】実施例１で作成したテクノーラ原糸１５０
０ｄｅ／１０００ｆのヤーン１本に一方向の片撚を付与
した。撚係数を種々変化させて撚糸コードを作成し、そ
れぞれのコードを実施例３の熱板を用いて緊張熱処理し
た。伸長率は１．０６で熱板温度は４００℃であった。
緊張熱処理後のコード強力を処理前のコード強力と比較
して表４に示す。撚係数が２未満では緊張熱処理の効果
が発現しない。撚係数が２以上で本発明の効果が得られ
る。

【００３６】

【表４】

【００３７】

【実施例５】（化８）に示されるポリマーからなる繊維
を製糸した。

【００３８】

【化８】

【００３９】該繊維はポリパラフェニレンテレフタルア
ミド（ＰＰＴＡ）繊維と呼ばれその製造方法は特開昭４
７―４３４１９号公報に記載されている。本実施例５で
用いた原糸は単糸１０００本からなる全繊度１５００デ
ニールのマルチフィラメントヤーンであった。本ＰＰＴ
Ａヤーンの強度は２３ｇ／ｄｅで切断伸度は３．７％で
あった。該ＰＰＴＡヤーンを２本用意し、各々のヤーン
に１０cmあたり４５回の下撚を入れた後に、２本揃えて
逆方向に１０cmあたり４５回の上撚を付与して撚糸コー
ドを作成した。得られた撚糸コードを実施例１と同じ筒
型ヒーターにて緊張熱処理を行った。ヒーターの内温は
３５０℃に固定し、伸長率を変化させて熱処理を行っ
た。結果を表５に示す。

【００４０】

【表５】

【００４１】ＰＰＴＡ繊維の場合、強力に関しては本発
明の効果が現れなかったが、撚糸コードの１％伸長時の
モジュラスは本発明により約２倍高く改善された。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強度１５ｇ／ｄｅ以上のパラ配向アラミ
   ド繊維からなる撚糸コードの製造方法において、撚係数
   が２以上で撚糸し、撚糸した後に１００〜６００℃の温
   度下で伸長率１．０５〜１．３０で緊張熱処理すること
   を特徴とするアラミド撚糸コードの製造方法。
2. 【請求項２】 パラ配向アラミドの繰返し単位の８５モ
   ル％以上が下記の繰返し単位（化１）からなる請求項１
   に記載のアラミド撚糸コードの製造方法。 【化１】
3. 【請求項３】 パラ配向アラミドの繰返し単位の８５モ
   ル％以上が下記の繰返し単位（化２）からなる請求項１
   に記載のアラミド撚糸コードの製造方法。 【化２】