JPH08144132A - 短繊維の製造方法 - Google Patents

短繊維の製造方法

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JPH08144132A
JPH08144132A JP28173894A JP28173894A JPH08144132A JP H08144132 A JPH08144132 A JP H08144132A JP 28173894 A JP28173894 A JP 28173894A JP 28173894 A JP28173894 A JP 28173894A JP H08144132 A JPH08144132 A JP H08144132A
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JP
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cutter
short fibers
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fibers
blade
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JP28173894A
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English (en)
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Tadao Kuroki
忠雄 黒木
Takaharu Ichiyanagi
隆治 一柳
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高強度繊維の連続繊維束をロータリ
ーカッターを用いてカットし、短繊維お製造する際に、
長時間の使用に耐えうるカッター刃を提供することを目
的とする。 【構成】 単糸繊維強度が20g/d以上の高強度繊維
の連続繊維束(トウ)を、多数の切断刃がドラム型ロー
ターの外周部に刃を外周方向に向けて軸方向に沿うよう
に放射状にほぼ等ピッチで配置されたロータリーカッタ
ーで切断し短繊維を製造する方法において、そのカッタ
ー刃の先端角度が46゜以上90゜以下であることを特
徴とする短繊維の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度繊維から短繊維
を製造する方法に関し、さらに詳しくは短繊維を製造す
るロータリーカッターのカッター刃に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】最近、各種の高強度繊維が開発され、そ
の用途展開が進んでいる。具体的には商品名で、ケブラ
ー、テクノーラ、ダイニーマなどと呼ばれる繊維が挙げ
られる。これらの高強度繊維は従来のポリエステル、ナ
イロンあるいはアクリル繊維などと比較して強度及び弾
性率が非常に高いために、従来繊維と同様の加工工程で
は問題を生じることがある。長繊維から短繊維を製造す
る方法として、連続繊維束を押し込み方式クリンパーに
供給し捲縮を付与した後に、多数の切断刃がドラム型ロ
ーターの外周部に刃を外周方向に向けて軸方向に沿うよ
うに放射状にほぼ等ピッチで配置されたロータリーカッ
ターで切断する方法がポリエステル、アクリルなどの合
成繊維において行われている(例えば特公昭61−58
568など)。この場合、ロータリーカッターのカッタ
ー刃としては一般的にはポリエステルの場合は刃先角度
が30゜のもの、アクリルでは45゜のものが用いられ
ている。
【0003】しかし、同様のロータリーカッター刃で単
糸繊維強度20g/d以上の繊維を切断しようとした場
合、短時間の使用において、カッター刃の“刃こぼれ”
(刃先の欠け)が生じ長時間の使用に耐えない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は高強度繊維の
連続繊維束をロータリーカッターを用いてカットし、短
繊維を製造する際に、長時間の使用に耐えうるカッター
刃を提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、単糸
繊維強度が20g/d以上の高強度繊維の連続繊維束を
カッター刃にて切断するに際し、先端角度が46゜以上
90゜以下であるカッター刃を用いることを特徴とする
短繊維の製造方法、さらにはカッター刃の先端角度が5
5゜以上90゜以下である短繊維の製造方法を提供せん
とするものである。また連続繊維束として単糸繊維強度
30g/d以上の高強度繊維あるいは単糸繊維強度20
g/d以上のポリベンザゾール繊維を用いる短繊維の製
造方法においてさらに好適な短繊維の製造方法を提供す
るものである。
【0006】本発明におけるカッター刃の先端角度と
は、図1に示すようなカッター刃先端を形成する角度の
ことであり、例えば図1(b)のように刃先が2段階の
角度で形成されている場合は、最も先端に近い角度のこ
とをいう。その角度は46゜以上90゜以下であり、好
ましくは55゜以上90゜以下である。45゜以下では
先に述べたように刃こぼれによる耐久性の低下の観点か
ら好ましくなく、90゜以上では切断抵抗が大きく、切
断速度、切断精度などの面から好ましくない。刃の材質
としては、炭化タングステン、コバルト、炭化チタンあ
るいは炭化タンタルなどの組み合わせからなる超硬合金
と呼ばれるもの、ジルコニアなどのセラミックスが好ま
しいが、刃が折れた場合に金属探知器に応答する点を考
慮すると超硬合金が最も好ましい。
【0007】本発明におけるカッター刃は種々の切断装
置に使用できる。が、その代表例として図2にその装置
の概略を示す。図2に示す装置は、カッター刃1を多数
植えたドラム型ローター4の外周側に連続繊維6が巻込
まれ押えローラー5とカッター刃先端の間に連続繊維束
が導入されて切断3されるものである。
【0008】単糸繊維強度20g/d以上の高強度繊維
とは、後に述べる単糸繊維強度の測定法で求めた単糸繊
維強度が20g/d以上の繊維であり、具体的にはアラ
ミド繊維(例えば商品名でケブラー、テクノーラな
ど)、超高分子量ポリエチレン繊維(例えば商品名でダ
イニーマ、テクミロンなど)、ポリアリレート繊維(例
えば商品名でベクトランなど)が挙げられるが、特に本
発明は単繊維強度が20g/d以上のポリベンザゾール
(PBZ)繊維から短繊維を製造する際により効果的で
ある。
【0009】ポリベンザゾール(PBZ)とは、ポリベ
ンゾオキサゾール(PBO)ホモポリマー、ポリベンゾ
チアゾール(PBT)ホモポリマー及びそれらPBO、
PBTのランダム、シーケンシャルあるいはブロック共
重合ポリマーをいう。ここでポリベンゾオキサゾール、
ポリベンゾチアゾール及びそれらのランダム、シーケン
シャルあるいはブロック共重合ポリマーは、例えばWolf
e らの「Liquid Crystalline Polymer Compositions, P
rocess and Products 」U.S.Patent 4,703,103(Octobe
r 27, 1987)、「Liquid Crystalline Polymer Composi
tions, Processand Products 」U.S.Patent 4,533,692
(August 6, 1985)、「Liquid Crystalline Poly(2,6-
Benzothiazole) Compositions, Process and Products
」U.S.Patent 4,533,724(August 6, 1985)、「Liqui
d Crystalline Polymer Compositions, Process and Pr
oducts 」U.S.Patent 4,533,693(August 6, 1985)、E
vers の「Thermooxidatively Stable Articulated p-Be
nzobisoxazole and p-Benzobisthiazole Polymers」U.
S.Patent 4,359,567(November 16, 1982)、Tsaiらの
「Method for making Heterocyclic Block Copolymer」
U.S.Patent 4,578,432(March 25, 1986)などに記載さ
れている。
【0010】PBZポリマーに含まれる構造単位として
は、好ましくはライオトロピック液晶ポリマーから選択
される。モノマー単位は構造式(a)−(h)に記載さ
れている。そのポリマーは好ましくは、本質的に構造式
(a)−(h)から選択されるモノマー単位からなり、
さらに好ましくは、本質的に構造式(a)−(c)から
選択されたモノマー単位からなる。
【0011】
【化1】
【0012】
【化2】
【0013】PBZポリマーのドープを形成するための
好適な溶媒としては、クレゾールやそのポリマーを溶解
し得る非酸化性の酸が含まれる。好適な酸溶媒の例とし
ては、ポリリン酸、メタンスルホン酸及び高濃度の硫酸
あるいはそれらの混合物が挙げられる。さらに適する溶
媒はポリリン酸及びメタンスルホン酸である。また最も
適する溶媒は、ポリリン酸である。
【0014】溶液のポリマー濃度は好ましくは少なくと
も約7重量%であり、さらに好ましくは、少なくとも1
0重量%、最も好ましくは少なくとも14重量%であ
る。最大濃度は、例えばポリマーの溶解性やドープ粘度
といった実際上の取扱い性により限定される。それらの
限界要因のために、ポリマー濃度は通常では20重量%
を越えることはない。
【0015】好適なポリマーやコポリマーあるいはドー
プは公知の手法により合成される。例えば、Wolfe らの
U.S.Patent 4,533,693(August 6,1985) 、SybertらのU.
S.Patent 4,772,678(September 20,1988) 、HarrisのU.
S.Patent 4,847,350(July 11,1989)に見られる。PBZ
ポリマーは、Gregory らのU.S.Patent 5,089,591(Febru
ary 18, 1992) によると、脱水性の酸溶媒中での比較的
高温、高せん断条件下において高反応速度での高分子量
化が可能である。
【0016】本発明の連続繊維束(トウ)は押し込み式
のクリンパーにより捲縮が与えられている方が好まし
い。捲縮は以下の条件を満たすように与えられることが
好ましい。 (1) 2≦捲縮数(個/インチ)≦40 (2) 2≦捲縮度(%)≦30 (3) 0.3≦捲縮度/捲縮数≦3.0 上記の好ましい条件はクリンパーに入る前のトウの温度
や湿潤の有無、処理速度、クリンパー内での処理圧力な
どを調整することにより得られる。
【0017】本発明で使用する特性値の測定法を以下に
説明する。 「単糸繊維強度」オリエンテック社製の引っ張り試験機
テンシロンを用いて、試料長20cm、引っ張り速度2
0cm/分で破断点付近の最大応力(g)を測定した。
引っ張り試験に供する試料はあらかじめバイブロスコー
プを用いて繊度(d)を求めておき、最大応力(g)を
繊度(d)で除した値を単糸の強度とした。同様の測定
を50本の試料について繰り返し行い、その平均値を単
糸繊維強度とした。
【0018】「捲縮数(CN)」単繊維の一端を固定し
他端にデニール当り2mgの荷重を掛け、捲縮の山数と
繊維長を測定し1インチ当りの山数に換算して求めた。 「捲縮度(CI)」単繊維の一端を固定し他端にデニー
ル当り2mgの荷重を掛けて繊維長(L1)を測定す
る。次にデニール当り50mgの荷重を掛けて繊維長
(L2)を測定し、次式により捲縮度を算出した。 捲縮度= 100(L2−L1)/L2
【0019】
【実施例】以下に実施例と比較例を示すが、本特許の主
旨を越えない限り、これに拘束されるものではない。 「実施例1」極限粘度数30dl/gのシス−ポリベン
ゾオキサゾールをポリ燐酸に14重量%溶かした紡糸ド
ープを、0.22mmのオリフィス径を有する334孔
数のノズルから、温度160℃単孔吐出量0.122c
cで押し出した。ノズルから押し出された繊維状のドー
プは22cmのエアーギャップを通過し、その中で引っ
張られて約22℃に調整された凝固浴を通り、更に走行
速度約200m/minで連続的に5対以上のローラー
で水洗され、続いて一旦巻取られることなく乾燥し、紡
績用の油剤を付与した後、巻取られた。得られた繊維の
単糸繊維強度は42g/dであった。得られた繊維は3
0000デニールのトウに合糸され、20mmのロール
幅を有する押し込み方式のクリンパーにより捲縮を付与
した。CNは12、CIは13であった。続いて捲縮を
付与したトウをロータリー式のカッターで44mmの定
長に切断して短繊維(ステープル)を得た。この際、使
用するカッター刃としては、図1(2)に示したような
先端角度65゜のものを使用した。20時間使用後のカ
ッター刃の刃先のダメージを光学顕微鏡により観察し
た。 「実施例2」実施例1と同様に短繊維を製造したが、そ
の際先端角度50゜のカッター刃を使用した。 「比較例1」実施例1と同様に短繊維を製造したが、そ
の際先端角度が30゜のカッター刃を使用した。 「比較例2」実施例1と同様に短繊維を製造したが、そ
の際先端角度が45゜のカッター刃を使用した。 「比較例3」単糸繊維強度4.5g/dで30000d
のポリエステルトウを実施例1と同様にクリンパーによ
る捲縮を付与した後にロータリーカッターでカットし短
繊維を得た。その際カッター刃としては刃先角度30゜
のものを使用した。 「比較例4」実施例1と同様に短繊維を製造したが、そ
の際先端角度が95゜のカッター刃を使用した。切断抵
抗が大きく、切れ味不足のため試験を中止した。
【0020】
【表1】
【0021】以上の実施例及び比較例で使用したカッタ
ー刃のダメージを表1にまとめ、同時に図3に実施例1
と比較例1のカッター刃の使用後の顕微鏡写真を示し
た。表1及び図3より明らかなように、本発明のカッタ
ー刃を用いた場合は、刃先のダメージがなく非常に耐久
性に優れることが明らかである。
【0022】
【発明の効果】本発明によって、高強度繊維から短繊維
を製造する際に長時間の使用に耐えうるカッター刃が提
供された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるカッター刃の正面図(a:刃先
が1段階、b:刃先が2段階)。
【図2】本発明において使用される切断装置。
【図3】本発明及び従来品におけるカッター刃先端部の
使用前後の拡大図(実施例1で使用するカッターの使用
前(a)、使用後(b)、比較例1で使用するカッター
の使用前(c)、使用後(d))
【符号の説明】
1:カッター刃、 2:先端角度、 3:切断
された連続繊維束 4:ローター、 5:押えローラー 6:連
続繊維束

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単糸繊維強度が20g/d以上の高強度
    繊維の連続繊維束をカッター刃にて切断するに際し、先
    端角度が46゜以上90゜以下であるカッター刃を用い
    ることを特徴とする短繊維の製造方法。
  2. 【請求項2】 カッター刃の先端角度が55゜以上90
    ゜以下である請求項1に記載の短繊維の製造方法。
  3. 【請求項3】 連続繊維束が単糸繊維強度30g/d以
    上の高強度繊維であることを特徴とする請求項1記載の
    短繊維の製造方法。
  4. 【請求項4】 連続繊維束が単糸繊維強度20g/d以
    上のポリベンザゾール繊維であることを特徴とする請求
    項1記載の短繊維の製造方法。
  5. 【請求項5】 多数のカッター刃がドラム型ローターの
    外周側にその刃先端をローターの回転軸方向と反対方向
    に指向させて且つカッター刃を回転軸方向に沿わせてほ
    ぼ等ピッチで配設された切断装置を用いることを特徴と
    する請求項1記載の短繊維の製造方法。
  6. 【請求項6】 多数のカッター刃が回転されるローター
    の外周側に、その刃先端をローターの回転軸方向に指向
    させて且つカッター刃をローターの回転軸方向に沿わせ
    てほぼ等ピッチで配設された切断装置を用いることを特
    徴とする請求項1記載の短繊維の製造方法。
JP28173894A 1994-04-20 1994-11-16 短繊維の製造方法 Pending JPH08144132A (ja)

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US08/425,493 US5527609A (en) 1994-04-20 1995-04-20 Crimped polybenzazole staple fiber and manufacture thereof
US08/555,128 US5851466A (en) 1994-04-20 1995-11-08 Process of making polybenzazole staple fibers

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