JPH06207316A - 充填剤入り繊維 - Google Patents

充填剤入り繊維

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JPH06207316A
JPH06207316A JP28501393A JP28501393A JPH06207316A JP H06207316 A JPH06207316 A JP H06207316A JP 28501393 A JP28501393 A JP 28501393A JP 28501393 A JP28501393 A JP 28501393A JP H06207316 A JPH06207316 A JP H06207316A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 日常的に洗濯した場合にその性質を保持し、
屈曲疲労抵抗性である、柔軟で、高引っ張り強度の、切
断抵抗性繊維を提供することである。 【構成】 繊維に切断抵抗性を付与する物質を充填した
ポリマーを含む繊維を提供する。このポリマーは、液晶
ポリマーである。上記繊維を含有する保護服飾品、例え
ば、切断抵抗性の安全な手袋も提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、充填剤入りの繊維に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ポリエステル繊維につや消し剤として少
量の粒状二酸化チタンを使用することは、公知である。
また、ポリエステル繊維に、少量のコロイド状二酸化ケ
イ素も使用される。二酸化ケイ素は、光沢を向上させる
ために使用される。
【０００３】米国特許Nos. 4,533,685, 4,557,857, 4,7
78,820, 4,871,890, 4,921,755および5,069,803に例示
されているように、金属化されたポリマー類も公知であ
る。金属は、フレーク、繊維または粉末の形態であって
もよく、また、遷移金属または重金属であってもよい。
金属化されたポリマーは、粒状の金属とポリマーとを混
合するか、あるいは、金属とポリマーとの溶融物から形
成することができる。米国特許No. 4,960,818に例示さ
れているように、ＰＥＥＫ粉末と硬い金属充填剤粒子と
の緻密なブレンドは公知である。米国特許No. 4,592,96
1に例示されているように、高引っ張り強度芳香族ポリ
エステル樹脂と塩化ビニリデンポリマーとから形成され
る金属フレーク充填剤入りの柔軟な塗料組成物も公知で
ある。
【０００４】液晶または結晶性ポリマー類（ＬＣＰｓ）
は、典型的には、高強度によって特徴づけられる。ガラ
ス繊維、炭素繊維、鉱物およびグラファイトで強化され
たＬＣＰｓは、Somerville，New Jersey, 所在のHoechs
t Celanese Corporationから登録商標VECTRA名で市販さ
れている。
【０００５】米国特許Nos.2,328,105および3,185,751に
例示されているように、Ｘ線遮蔽手袋は、適当な多孔質
の物質シートを、鉛、バリウム、ビスマスおよびタング
ステン等の微細重金属で処理することにより製造するこ
とができ、あるいは、重金属粒子含有ラテックスまたは
分散液から製造することもできる。さらに最近では、米
国特許Nos. 4,004,295，4,384,449および4,470,251，な
らびにEP 458,343に示されているように、切断抵抗性を
有する手袋は、柔軟な金属ワイヤーを含むか、または、
高引っ張り強度繊維からなる糸から製造されるか、ある
いは、米国特許No. 5,020,161によって例示されている
ように、対腐蝕液保護手袋は、金属フィルム層で形成さ
れている。切断抵抗性手袋は、食肉包装業で便利に使用
されている。
【０００６】柔軟な金属ワイヤーを含む糸製の手袋の欠
点は、手が疲労し、その結果、生産性が低下し、障害が
起こりやすい点である。さらに、長期にわたり摩耗およ
び屈曲した場合、ワイヤーが疲労および破断し、手を切
ったり、手を擦りむいたりし、また、食品を汚染したり
する。また、洗濯した手袋を高温で乾燥する場合、ワイ
ヤーは、放熱子として機能し、他のより糸繊維の引っ張
り強度を低下させたり、手袋の保護性および手袋の寿命
を低減したりする。切断抵抗性の保護服飾品において
は、柔軟性が向上し、洗濯が容易であることが望まし
い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、日常的に
洗濯した場合にその性質を保持し、屈曲疲労抵抗性であ
る、柔軟で、高引っ張り強度の、切断抵抗性繊維に対す
る需要がある。このような繊維は、保護服飾品を製造す
るのに好適であり、特に、高柔軟性で、切断抵抗性の手
袋を製造するのに好適である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、硬い物
質を充填したポリマーを含む繊維が提供される。好まし
くは、ポリマーは、溶融加工可能な液晶ポリマーであ
り、繊維に切断抵抗性を付与する充填剤が使用される。
このような態様において、本発明は、充填剤入り液晶ポ
リマーを基体とし、充填剤は、金属であってもよい。そ
の他の高引っ張り強度の繊維も、金属を充填するのが好
ましい。
【０００９】本発明に従う充填剤入り繊維は、柔軟であ
る。充填剤は、一般に、繊維全体に均質に分布するのが
好ましい。好ましくは、充填剤入り繊維は、編むことが
できる。保護服飾品は、この繊維から製造することがで
きる。
【００１０】上記したように、本発明は、好ましくは、
充填剤入り液晶ポリマーを基体とする。本発明に従え
ば、保護服飾品製造に有用な、柔軟で、切断抵抗性の繊
維は、切断抵抗性を付与する充填剤を使用する場合に、
製造することができる。
【００１１】サーモトロピックなＬＣＰｓは、充填剤入
りポリマー類として、本発明における使用に特に有用で
ある。サーモトロピックなＬＣＰｓは、それらの融点以
上では、液晶状態で存在し、溶融相において、異方性で
あり、溶融加工可能である。サーモトロピックなＬＣＰ
ｓは、高強度繊維の製造用に有用である。
【００１２】サーモトロピックなＬＣＰｓとしては、完
全および不完全芳香族ポリエステル類、芳香族−脂肪族
ポリエステル類、芳香族ポリアゾメテン類、芳香族ポリ
エステル−カーボネート類、ならびに、完全芳香族およ
び不完全芳香族ポリエステル−アミド類があげられる
が、これらに限定されるものではない。種々のサーモト
ロピックなＬＣＰｓは、米国特許Nos. 4,450,737および
4,799,985に記載されており、本明細書では、参考のた
めに、これを引用する。
【００１３】本発明における使用について最も好ましい
ポリマー類は、ポリエステル類であり、特に好ましいサ
ーモトロピックなＬＣＰｓは、完全芳香族ポリエステル
類である。本発明で使用される“完全芳香族ポリエステ
ル(wholly aromatic polyester)という用語は、ポリエ
ステル骨格が芳香族モノマー製であることを意味する。
充填剤入りポリマーとして本発明で特に有用なものは、
ｐ−ヒドロキシ安息香酸および６−ヒドロキシ−２−ナ
フトエ酸モノマーから製造されるサーモトロピックな完
全芳香族ポリエステルであり、これらは、登録商標VECT
RAの下に市販されており、その繊維形態は、Charlott
e，North Carolina所在のHoechst Celanese Corporatio
nにより登録商標名VECTRANの下に市販されている。
【００１４】充填剤の適性は、充填剤入り樹脂の目的と
する最終用途に一部依存する。本発明は、特に、高柔軟
性で、切断抵抗性の服飾品に関する。この点に関して、
本発明は、柔軟で、屈曲疲労抵抗性で、かつ、切断抵抗
性の繊維が切断抵抗性を付与する物質を充填した適当な
ポリマーから製造することができるという発見に基づく
ものである。物質は、元素状の金属もしくは合金のよう
な金属であってもよく、あるいは、非金属であってもよ
い。特に適当な充填剤は、モースの硬度値約４もしくは
５〜６以上の範囲のものである。鉄、スチールおよびタ
ングステンは、モースの硬度値約６．５〜７．５を有
し、その例である。金属カーバイド、例えば、タングス
テンカーバイド等の物質も等しく有用である。一般的に
言えば、モースの硬度値約３以上を有する充填剤であれ
ば、いずれの充填剤も使用することができる。
【００１５】粒状形態の充填剤が使用するのに便利であ
り、粉末形態が、一般に適当である。本発明の目的のた
めには、“粉末（(powder)"とは、平均粒子寸法約２０
ミクロン以下、好ましくは、約０．２〜３ミクロンの範
囲、例えば、平均粒子寸法約０．４〜１．０ミクロンを
有する。適当な粒子寸法の選択は、充填剤入りポリマー
の意図する加工による。例えば、粉末充填剤入りポリマ
ー溶融物を繊維に紡糸する場合には、充填剤は、紡糸口
金の開口部を容易に通過できる程度の小さな粒子寸法で
なければならない。
【００１６】少量パーセントの充填剤、典型的には、約
０．０２〜５重量％、好ましくは、約２重量％以下、さ
らに好ましくは、約０．０５〜１重量％の充填剤が使用
される。切断抵抗性の服飾品については、実用目的に
は、最少量の充填剤を使用するのが、所望の切断抵抗性
と屈曲疲労抵抗性とを得るのと合致する。さらに、充填
剤対ポリマーの適当な比は、後続域の加工に依存する。
したがって、粉末形態で充填剤２重量％以上を含有する
ＬＣＰを溶融紡糸することは困難である。また、充填剤
が多すぎると、繊維の靭性を弱くする。切断保護服飾品
については、充填剤の量は、繊維の切断抵抗性を増強す
る量繊維に添加するだけで十分である。
【００１７】本発明に従えば、充填剤入り樹脂が製造さ
れる。このためには、適当な量比の溶融加工可能な液晶
ポリマーと充填剤とは、溶融混合物を与えるに十分な高
温で従来の押出機中で配合される。配合は、不活性雰囲
気、例えば、窒素雰囲気中で行われる。不活性雰囲気
は、不活性ガス流で連続的にパージされる。一般的に言
えば、樹脂中で充填剤の均質な分布を生じるものでれ
ば、いかなる技術を用いてもよい。
【００１８】本発明に従えば、充填剤入り繊維は、充填
剤入り樹脂から製造される。本明細書中で使用される
“繊維(fiber)"という用語は、織物およびその他の繊維
構造の基本要素を形成する物質の単位をいう。前述の定
義の非限定的な例としては、モノフィラメント類、マル
チフィラメント類、糸等が挙げられる。
【００１９】充填剤入り繊維は、以下記載するように、
充填剤入り、溶融加工可能なＬＣＰから紡糸される。充
填剤入りＬＣＰは、従来の押出機に供給され、高温にお
ける溶融物質は、押出機から流出し、計量ポンプ、つい
で、スクリーンパックを通り、紡糸口金を通る。溶融物
は、紡糸口金開口の断面径よりも大きい寸法の粒状フレ
ークを含んではならない。生成した繊維は、潤滑剤ガイ
ド、引取ロールに導かれ、ワインダーユニットに進む。
充填剤は、一般に、繊維全体に均質に分布するのが好ま
しい。
【００２０】保護服飾品は、従来の方法および機械によ
り製造される、本発明の充填剤入り編み織物等である。
食品加工業で使用するようにデザインされた切断抵抗性
で、安全な手袋は、好ましくは、この繊維から製造され
る。このような手袋は、非常に柔軟性で、かつ、容易に
洗浄できる。充填剤入り繊維は、屈曲疲労に耐える。そ
の他の保護服飾品、例えば、食肉加工およびチャプ(cha
ps)において使用される切断抵抗性のエプロンは、同様
に、この繊維から製造することができる。
【００２１】
【実施例】充填剤入りＬＣＰの調製 タングステン粉末充填、溶融加工可能なＬＣＰは、以下
に記載するように、調製される。登録商標名VECTRA A91
0の下に市販されているＬＣＰ（ペレット形態）（９５
重量％）と、タングステン粉末（平均粒子寸法０．５ミ
クロン；５重量％）とを合わせて、容器内でともに混合
する。しかる後、容器内容物は、ベルナー・プフレイデ
ラー（Werner and Pfleiderer)・２８mmＺＳＫ押出機
（二軸スクリュー）用振動形フィーダーのホッパーに加
えられ、振動トラフを通して、押出機に供給される。押
出機のフィーダー、トラフおよびスロートは、窒素流下
にある。３０５〜３１０℃の温度で粒状のタングステン
を含有する溶融ポリマーは、押出機から２つのストラン
ドで流出し、長い水浴を通過する。しかる後、冷却した
ストランドは、ペレタイザーに供給され、ペレットは、
“尾(tail)”を引いたペレットを取り除くために、＃４
篩を通す。粒状充填剤の均質な分布をさらに確実にする
ためには、充填剤入りのペレットを押出機に供給し、本
工程を繰り返す。
【００２２】充填剤入り繊維の調製および評価 充填剤入り繊維を、以下に記載するように、タングステ
ン金属粉末１重量％を配合したVECTRAポリマーから溶融
紡糸する。チップを従来の押出機用のホッパーに供給
し、約３２０℃の温度で、粒状のタングステンを含有す
る溶融ポリマーを押出機から流出させる。この混合物を
計量ポンプに通し（ポンプ速度， ３８rpm; ０．５８
４cc/回転）、ついで、紡糸口金スクリーン（１５〜２
５ミクロン）を有する従来のスクリーンパックを通し、
紡糸口金（穴数，４０； 穴径，０．００５”； 穴長
さ， ０．００７”）を通す。生成したフィラメント
は、潤滑剤ガイド、引取ロール（２０００ft/分）に導
かれ、続いて、フィラメントをワインダーユニットに進
める。約４００デニール（４０フィラメント）のタング
ステン粉末充填ＬＣＰ繊維が得られる。充填剤は、一般
に、繊維全体に均質に分布する。
【００２３】溶融紡糸法を、変更（０．１〜２．０重量
％タングステン； 押出温度３１０〜３２５℃； ポン
プ速度， １２〜３８rpm； 引取速度， ５００〜２
０００ft/分； 紡糸口金穴径， ０．００５〜０．０
１３”）して繰り返し、表１に示したように、種々のデ
ニール（４０フィラメント）のタングステン粉末充填Ｌ
ＣＰ繊維を得る。
【００２４】表をさらに参照し、金属充填繊維を示され
た性質について評価し、その結果について記載する。評
価は、以下の試験原案を用いて行われる。靭性につい
て、１インチ当たり２．５のよりを有し、１０％の歪み
速度(strain rate)を有する繊維の１０インチゲージ長
さ； およびモジュラスについては、ASTM D885。
【００２５】
【表１】
【表２】 また、表２に示したように、VECTRAポリマーからのタン
グステン粉末充填繊維は、折り重ね耐久度（folding en
durance)(ASTM D-2176)について、評価する。張力につ
いては、１ポンド重量が使用される。径０．００３”の
ステンレススチールワイヤーも試験する。試料は、同等
の重量である。表２に記載する各結果は、１０回のトラ
イアルの平均値を表す。ステンレススチールのワイヤー
に比較して、タングステン充填繊維は、優れた屈曲／折
り畳み抵抗性が認められた。
【００２６】さらに、それぞれ、ｄｐｆ １６．０，
１９．５および１１．０を有する０．５， １．０，
２．０重量％Wのタングステン粉末を充填したVECTRAポ
リマー製の糸について、洗濯により、靭性が失われる
か、試験した。保護服飾品は、繰り返し洗濯しても強度
が損なわれないことが重要である。以下の洗浄操作を使
用する。０．１％濃度の洗剤（登録商標名ＡＲＭ ＆
ＨＡＭＭＥＲの下に市販されている）を含有する蒸留水
中、６０℃で１０分間洗浄。蒸留水を用い、４０℃で、
１０分間すすぎ。洗浄のために、新たな洗剤／水を使用
し、蒸留したての水をすすぎに使用する。試料は、１，
３， ５， １０および１５回洗浄し、最終回後、風
乾する。１５回洗浄しても靭性は、失われない。
【００２７】また、それぞれ、６２４， ４０６および
７７３デニールを有する０．５，１．０， ２．０重量
％Wのタングステン粉末を充填したVECTRAポリマー製の
糸について、漂白剤（２．６２％Chlorox， ５．２４
％Chlorox)暴露により、靭性が失われるか、否か、試験
する。穴のあいたステンレススチールチューブの周りを
糸で十分にラップし、適当な溶液に、表示された時間
（２， １２および２４時間）浸漬する。しかる後、糸
を水道水ですすぎ、風乾する。乾燥糸は、小さなスプー
ルに巻取り、１インチ当たり２．５のよりを有し、１０
％の歪み速度(strain speed)を有する長さ１０インチの
ゲージ長さを用いて試験する。８５％以上の強度保持が
観測される。
【００２８】切断抵抗性の評価 表３に示したような構成の複合糸製の手袋を作成する。
高引っ張り強度のポリエチレン繊維は、New Jersey所在
のAllied Corporationにより、商標名SPECTRAの下に市
販されている。高引っ張り強度のアラミド繊維は、Wilm
inton, Delaware所在のDu Pont社により、商標名KEVLAR
の下に市販されている。
【００２９】手袋は、１層のみを測定するために、その
側を引き裂き、インストロン(Instron)切断抵抗試験器
の試料ホルダー（丸形，径４”）に締結する。試料ホル
ダーは、床に対して４５°の角度とする。手袋は、２ポ
ンドの力で予備伸長され、刃が、ニットに対して垂直に
切断するように、配向される。
【００３０】試料ホルダーは、クロスヘッド速度１分間
当たり５”で静止した２”の円形カーバイド刃に接触す
るように、上昇させ、試料を切断するのに必要とされる
力（ポンド）は、インストロンによって、記録される。
結果を表３に示す。
【００３１】充填剤を入れないＬＣＰ繊維と比較した、
充填剤入りＬＣＰ繊維の長所は、表３に明瞭に示されて
いる。４３９および４４４デニールの充填剤入りのVECT
RANM繊維を４００デニールの充填剤を入れないVECTRAN
M繊維と比較した場合、切断抵抗性の増大は、特に顕著
である。また、充填剤入りのＬＣＰ繊維が、充填剤を入
れない高引っ張り強度のポリエチレン繊維と比較して、
優れていることも示されている。
【００３２】VECTRAN M繊維は、ポリエチレン繊維より
も耐熱性である。また、アラミド繊維は、漂白剤への暴
露に耐えきれない。
【００３３】有用な複合糸は、従来からの合成繊維でラ
ップされた充填剤入りの繊維のコアストランドまたはス
トランドを有するか、あるいは、従来の合成繊維のコア
を覆う充填剤入りの繊維の単一もしくは多重ラップを有
する。糸は、高引っ張り強度繊維製であることが好まし
い。
【００３４】
【表３】 典型的には、巻数は、１インチ当たり、４〜２０回であ
り、一般には、１インチ当たり、約８〜１２回が好まし
い。
【００３５】本発明は、その精神および本質から逸脱す
ることなく、種々の変更が可能であり、したがって、本
発明の範囲は、特許請求の範囲に記載するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミッチェル・コリンズ・カーター アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28210，シャーロット，クウェイル・ホロ ー・ロード 6564−２エフ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モースの硬度値少なくとも約３を有する
    物質を充填した液晶ポリマーを含む繊維。
  2. 【請求項２】 前記液晶ポリマーが、溶融加工可能であ
    る請求項１に記載の繊維。
  3. 【請求項３】 前記液晶ポリマーが、ポリエステルであ
    る請求項１に記載の繊維。
  4. 【請求項４】 前記液晶ポリマーが、完全芳香族ポリエ
    ステルである請求項１に記載の繊維。
  5. 【請求項５】 前記液晶ポリマーが、ｐ−ヒドロキシ安
    息香酸および６−ヒドロキシナフトエ酸モノマー類から
    製造される完全芳香族ポリエステルである請求項１に記
    載の繊維。
  6. 【請求項６】 前記物質が、元素状の金属である請求項
    １に記載の繊維。
  7. 【請求項７】 前記物質が、粉末の形態である請求項１
    に記載の繊維。
  8. 【請求項８】 前記物質が、約２重量％以下の量存在す
    る請求項１に記載の繊維。
  9. 【請求項９】 前記物質が、約０．１〜１重量％の範囲
    の量存在する請求項１に記載の繊維。
  10. 【請求項１０】 モースの硬度値少なくとも約３を有す
    る金属を充填した高分子繊維。
  11. 【請求項１１】 前記金属が、元素状の金属である請求
    項１０に記載の繊維。
  12. 【請求項１２】 前記金属が、粉末の形態である請求項
    １０に記載の繊維。
  13. 【請求項１３】 前記金属が、約２重量％以下の量存在
    する請求項１０に記載の繊維。
  14. 【請求項１４】 前記金属が、約０．１〜１重量％の範
    囲の量存在する請求項１０に記載の繊維。
  15. 【請求項１５】 請求項１の繊維を含む織物。
  16. 【請求項１６】 請求項１の繊維を含む切断抵抗性の手
    袋。
  17. 【請求項１７】 金属を充填した液晶ポリマーを含む樹
    脂。
  18. 【請求項１８】 前記金属が、タングステンである請求
    項１７に記載の樹脂。
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