JPH10266021A - 複合モノフィラメントおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた耐摩耗性と耐疲労性を有し、とくに
水産資材用および産業資材用に適した複合モノフィラメ
ントおよびこの複合モノフィラメントを効率的に製造す
る方法を提供する。 【解決手段】 本発明の複合モノフィラメントは、芯
部と鞘部の少なくとも２層複合構造からなり、いずれの
層も相対粘度が２．５上のポリアミド系樹脂から構成さ
れ、芯部ポリマの融点が１８０℃以上であり、鞘部ポリ
マの融点が芯部ポリマの融点よりも５〜１００℃低いこ
とを特徴とする。また、本発明の複合モノフィラメント
の製造方法は、複合紡糸装置を用いて、少なくとも２種
類のポリアミド系樹脂を溶融紡糸、冷却し、引き続いて
１段乃至多段で全延伸倍率が５．０倍以上となるように
延伸する方法において、最終段階の延伸工程を下記
（１）式を満たす温度で行なう延伸することを特徴とす
る。◎ Ｔｓ−１０℃≦Ｔｅ≦Ｔｃ＋３０℃ … （１） ただし、Ｔｅ＝延伸温度（℃） Ｔｃ＝芯部ポリマの融点（℃） Ｔｓ＝鞘部ポリマの融点（℃）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐摩耗性と
耐疲労性を有し、とくに水産資材用および産業資材用に
適した複合モノフィラメントおよびこの複合モノフィラ
メントを効率的に製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂モノフィラメント、なかでもポ
リアミド系樹脂モノフィラメントは、強靭で、柔軟性お
よび透明性が優れ、適度なこしを持つなどの有用な特性
を備えているため、釣糸や漁網などの水産資材用途や、
種々の産業資材用途などに広く使用されている。

【０００３】しかるに、ポリアミド系樹脂モノフィラメ
ントは、それ自体の線径が大きいために、通常の製造方
法ではモノフィラメントの断面方向に繊維構造差を生じ
易く、またその構造差に起因して十分な物理的性能を発
現し得ないことがネックとなっていた。

【０００４】かかるポリアミド系樹脂モノフィラメント
の構造差を改善するための従来技術としては、（Ａ）芯
部と鞘部の少なくとも２層複合構造からなり、いずれの
層もポリアミド系樹脂から構成され、芯部ポリマの相対
粘度が２．８以上であり、鞘部ポリマの見掛け粘度を芯
部ポリマの見掛け粘度より小さくした複合糸（特開昭５
９−１４４６１５号公報）、（Ｂ）柔軟性が大きい熱可
塑性重合体からなる海成分中に、柔軟性が小さい熱可塑
性重合体からなる島成分を複数点在させたた高結節強度
複合モノフィラメント（特開昭６２−４５７１２号公
報）、および（Ｃ）ポリカプロアミド系ポリアミドから
なるモノフィラメントであって、内柔−中剛−外柔の同
心円状三層構造を有するポリアミドモノフィラメント
（特開平８−２８４０２２号公報）などがすでに提案さ
れている。

【０００５】すなわち、上記（Ａ）の複合糸は、表層部
位を低配向度化することによって、また上記（Ｂ）の高
結節強度モノフィラメントは、複合構造の特異性からそ
れぞれ高結節強度化を図ったものであるが、いずれも断
面方向の繊維構造の均一性の面ではいまだに不十分なも
のであった。

【０００６】また、上記（Ｃ）のポリアミドモノフィラ
メントは、同心円状三層構造にすることより、優れた直
線強力と高結節強度化を図ったものであるが、やはり断
面方向の繊維構造の均一性の面では必ずしも満足してい
るとは言い難いものであった。

【０００７】したがって、従来のポリアミド系樹脂モノ
フィラメントは、いずれも断面方向の繊維構造の均一性
の面では不十分であり、それに伴い十分な耐摩耗性、耐
疲労性等の物理的な性能を備えたものではなく、その改
良が望まれているのが実状であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術における問題点の解決を課題として検討した結
果、達成されたものである。

【０００９】したがって、本発明の目的は、優れた耐摩
耗性と耐疲労性を有し、とくに水産資材用および産業資
材用に適した複合モノフィラメントおよびこの複合モノ
フィラメントを効率的に製造する方法を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の複合モノフィラメントは、芯部と鞘部の
少なくとも２層複合構造からなり、いずれの層も相対粘
度が２．５上のポリアミド系樹脂から構成され、芯部ポ
リマの融点が１８０℃以上であり、鞘部ポリマの融点が
芯部ポリマの融点よりも５〜１００℃低いことを特徴と
する。

【００１１】なお、本発明の複合モノフィラメントにお
いては、鞘部ポリマを構成するポリアミド系樹脂の相対
粘度が、芯部ポリマを構成するポリアミド系樹脂の相対
粘度よりも大きいこと、および芯部と鞘部の重量比が９
５／５〜４０／６０の範囲にあることが望ましく、その
場合には一層すぐれた効果の発現を期待することができ
る。

【００１２】また、本発明の複合モノフィラメントの製
造方法は、複合紡糸装置を用いて、少なくとも２種類の
ポリアミド系樹脂を溶融紡糸、冷却し、引き続いて１段
乃至多段で全延伸倍率が５．０倍以上となるように延伸
する方法において、最終段階の延伸工程を下記（１）式
を満たす温度で行なう延伸することを特徴とする。 Ｔｓ−１０℃≦Ｔｅ≦Ｔｃ＋３０℃ … （１） ただし、Ｔｅ＝延伸温度（℃） Ｔｃ＝芯部ポリマの融点（℃） Ｔｓ＝鞘部ポリマの融点（℃）。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、ポリアミド樹脂系芯鞘
複合モノフィラメントにおける芯部ポリマとして高融点
ポリアミド系樹脂を、また鞘部ポリマとして低融点ポリ
アミド系樹脂を組合せて構成し、適正な温度で延伸する
ことを特徴とし、これによって延伸時における内外層の
ポリマーの熱履歴を適正化することができ、内外層ポリ
マの結晶化度等の繊維構造がより均一化されるため、従
来に比し耐摩耗性と耐疲労性がはるかに向上した複合モ
ノフィラメントの実現を図ることができる。

【００１４】以下に本発明について詳細に説明する。

【００１５】本発明の複合モノフィラメントの芯部ポリ
マと鞘部ポリマを構成するポリアミド系樹脂は、いずれ
も相対粘度が２．５以上のものであり、それらの具体例
としてはポリカプロアミド（以下ナイロン６と呼ぶ）、
カプロアミド／ヘキサメチレンアジパミド共重合ポリア
ミド（以下ナイロン６／６６と呼ぶ）、ポリヘキサメチ
レンアジパミド（以下ナイロン６６と呼ぶ）、ポリヘキ
サメチレンセバカミド（以下ナイロン６１０と呼ぶ）、
ポリヘキサメチレンドデカミド（以下ナイロン６１２と
呼ぶ）、ポリウンデカナミド（以下ナイロン１１と呼
ぶ）、およびポリメタキシレンアジパミド（以下ＭＸナ
イロンと呼ぶ）などが挙げられるが、これに限定される
ものではない。

【００１６】なお、本発明で用いる上記各ポリアミド系
樹脂には、例えば顔料、染料、耐光剤、紫外線吸収剤、
酸化防止剤、結晶化抑制剤、および可塑剤などの各種添
加剤を、目的とする性能を疎外しない範囲で、その重合
工程、重合後あるいは紡糸直前に添加することができ
る。

【００１７】芯部ポリマと鞘部ポリマを構成するポリア
ミド系樹脂の組合せについては、芯部を構成するポリア
ミド系樹脂の融点が１８０℃以上であり、鞘部を構成す
るポリアミド系樹脂の融点が、芯部ポリマの融点よりも
５〜１００℃低いことが満足されればとくに制限はない
が、さらには鞘部を構成するポリアミド系樹脂の相対粘
度が芯部のそれより大きいことが好ましい。

【００１８】ここで、鞘部および芯部を構成するポリア
ミド系樹脂の融点の差が５℃未満になると、複合モノフ
ィラメントの耐摩耗性と耐疲労性の改善効果が小さくな
るため好ましくない。

【００１９】また、芯部および鞘部を構成するポリアミ
ド系樹脂の相対粘度が、それぞれ２．５を下回ると、ま
た芯部を構成するポリアミド系樹脂の融点が１８０℃を
下回ると、引張強度等の物理的特性が不十分となり、鞘
部ポリマの相対粘度が芯部ポリマの相対粘度よりも小さ
くなると、本発明が目的とする改善効果が小さくなるた
め好ましくない。

【００２０】本発明の複合モノフィラメントにおいて、
芯部と鞘部の構成比率は、芯部と鞘部の重量比が９５／
５〜４０／６０、特に９０／１０〜５０／５０の範囲が
好ましく、これらの範囲を外れる場合には本発明が目的
とする改善効果が小さくなるため好ましくない。

【００２１】本発明の複合モノフィラメントにおけるモ
ノフィラメントおよび芯部の形状については、必ずしも
円形断面である必要はないが、口金ノズル製作上の簡便
さから円形断面に設定することが工業上最も有利であ
る。また、複合モノフィラメントの芯鞘構造は製造上の
簡便さから通常は二層芯鞘構造であるが、三層以上の多
層芯鞘構造を除外するものではない。

【００２２】本発明の複合モノフィラメントは、以下に
説明する方法により効率的に製造することができる。

【００２３】まず、上記複合モノフィラメントを溶融紡
糸するに際しては、芯鞘複合用紡糸装置を用いる通常の
条件を採用することができ、ポリマー温度：２００〜３
００℃、押出圧力：１０〜５００Ｋｇ／ｃｍ³ 、口金孔
径：０．１〜５ｍｍ、紡糸速度：０．３〜１００ｍ／分
などの条件を適宜選択することができる。

【００２４】各々の押出機から紡出され、ダイ内で芯鞘
複合されたモノフィラメントは、短い気体ゾーンを通過
した後、冷却浴中で冷却されるが、冷却媒体としてはポ
リマーに不活性な液体、通常は水が用いられる。また、
冷却温度は球晶発生を防ぐため、通常は１０℃前後が好
ましい。

【００２５】冷却固化された複合モノフィラメントは、
引続き１段目の延伸工程に送られるが、延伸および熱固
定の雰囲気（浴）としては、ポリエチレングリコール、
グリセリンおよびシリコーンオイルなどの加熱した熱媒
体浴、乾熱気体浴、および加圧蒸気浴等が用いられる。

【００２６】次いで、全延伸倍率が５．０倍以上となる
ように１段乃至多段延伸を行うが、ここでは最終段階の
延伸工程を、下記（１）式を満たす温度で行なうことが
必須条件である。 Ｔｓ−１０℃≦Ｔｅ≦Ｔｃ＋３０℃ … （１） ただし、Ｔｅ＝延伸温度（℃） Ｔｃ＝芯部ポリマの融点（℃） Ｔｓ＝鞘部ポリマの融点（℃）。

【００２７】ここで、全延伸倍率が５．０倍未満又は少
なくとも最終段階延伸工程の延伸温度が（Ｔｓ−１０
℃）未満の温度では、得られる複合モノフィラメントの
引張強度等の物理的な性能を十分に満足できず、また、
最終段階延伸工程の延伸温度が（Ｔｃ＋３０℃）を越え
る温度では、延伸時にモノフィラメントの融断を引き起
こすことになるため好ましくない。

【００２８】１段乃至多段延伸後には、必要に応じて延
伸歪みを除去することなどを目的として、適度な定長、
弛緩熱処理を行うこともできる。

【００２９】このようにして得られる本発明の複合モノ
フィラメントは、耐摩耗性と耐疲労性に優れた性能を発
揮するすることから、釣糸、漁網等の水産資材および各
種産業資材用途にきわめて有用である。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに説
明するが、実施例におけるモノフィラメントの評価は以
下の方法に準じて行った。

【００３１】（１）耐摩耗性：直径５０ｍｍの回転体表
面に＃３２０のサンドペーパーを巻きつけて、これを毎
分１８０回転で回転させる。一方モノフィラメントに１
／２０デニールの荷重をかけて垂直にたらし、これを前
記回転体に対し、９０゜の角度で接触させ、モノフィラ
メントが切断するまでの回転数（回）を測定した。試験
回数は５回とし、その平均値で示した。回数が多いほど
耐摩耗性が優れている。

【００３２】（２）耐疲労性：屈曲疲労試験機（ＴＯＹ
ＯＳＥＩＫＩ社製）を用いて測定した。すなわち、試長
８ｃｍのモノフィラメントの一端側に５００ｇの荷重を
かけ、他端側にチャックを振角度２２０゜、回転数１８
０回／分の条件で振子運動させた場合に、モノフィラメ
ントが切断するまでの運動回数を測定した。試験回数は
５回とし、その平均値で示した。回数が多いほど耐疲労
性が優れている。

【００３３】（３）融点：ＪＩＳ−Ｋ７１２１記載のＤ
ＳＣ法に準じて測定した。

【００３４】（４）相対粘度：ＪＩＳ−Ｋ６８１０の
４．４．１項記載の方法（硫酸法）に順じて測定した。

【００３５】［実施例１］ナイロン６（融点：２２２
℃、相対粘度３．４…ポリマーＡ１）を芯成分（８０重
量部）とし、カプロアミド／ヘキサメチレンアジパミド
の比率が８５／１５であるナイロン６／６６（融点：１
９４℃、相対粘度：４．２…ポリマーＢ１）を鞘成分
（２０重量部）として、エクストルーダー型複合紡糸機
で２８０℃で溶融し、孔径０．８ｍｍの口金を通して紡
糸し、さらに１０℃の水浴中で冷却した。 次に、この
未延伸糸を２００℃のポリエチレングリコール延伸浴中
で５．６倍に１段延伸し、複合モノフィラメントを得
た。

【００３６】引続いて、９５℃の温水浴中に処理倍率
０．９５倍で通過させ熱処理を施すことにより、直径
０．２０ｍｍで表１に示した複合比率を有する複合モノ
フィラメントを得た。

【００３７】［実施例２］実施例１と同様にポリマーＡ
１を芯成分（８０重量部）とし、ポリマーＢ１を鞘成分
（２０重量部）として、溶融紡糸、冷却して未延伸糸を
得た。

【００３８】次に、この未延伸糸を１００℃の蒸気１段
目延伸浴中で４．５倍（Ｅ１）に延伸し、引続いて２２
０℃の乾熱浴中で１．３倍（Ｅ２）に延伸し、全延伸倍
率（Ｅ１×Ｅ２）が５．８５倍の複合モノフィラメント
を得た。

【００３９】引続いて、１８０℃の乾熱浴中に処理倍率
０．９２倍で通過させ熱処理を施すことにより、直径
０．２０ｍｍで表１に示した複合比率を有する複合モノ
フィラメントを得た。

【００４０】［実施例３］ナイロン６６（融点：２６４
℃、相対粘度：２．９５…ポリマーＡ２）を芯成分（６
０重量部）とし、カプロアミド／ヘキサメチレンアジパ
ミドの比率が９０／１０であるナイロン６／６６（融
点：１９９℃、相対粘度：４．４５…ポリマーＢ２）を
鞘成分（４０重量部）として、エクストルーダー型複合
紡糸機で２９０℃で溶融し、孔径０．８ｍｍの口金を通
して紡糸し、さらに１０℃の水浴中で冷却した。

【００４１】次に、この未延伸糸を１００℃の蒸気１段
目延伸浴中で４．０倍（Ｅ１）に延伸し、引続いて２５
０℃の２段目乾熱浴中で１．５倍（Ｅ２）に延伸し、全
延伸倍率（Ｅ１×Ｅ２）が６．０倍の複合モノフィラメ
ントを得た。

【００４２】引続いて、１８０℃の乾熱浴中に処理倍率
０．９０倍で通過させ熱処理を施すことにより、直径
０．２０ｍｍで表１に示した複合比率を有する複合モノ
フィラメントを得た。

【００４３】［実施例４］実施例３で使用したポリマー
Ａ２を芯成分（８０重量部）とし、実施例１で使用した
ポリマーＡ１を鞘成分（２０重量部）として、実施例３
と同様に紡糸、延伸、熱処理して、直径０．２０ｍｍで
表１に示した複合比率を有する複合モノフィラメントを
得た。

【００４４】［比較例１］実施例１で用いたポリマーＡ
１単独とし、表１に記載された製糸条件を採用して、直
径０．２０ｍｍのモノフィラメントを得た。

【００４５】［比較例２］実施例３で用いたポリマーＡ
２単独とし、表１に記載された製糸条件を採用して、直
径０．２０ｍｍのモノフィラメントを得た。

【００４６】［比較例３］実施例１で用いたポリマーＢ
１単独とし、表１に記載された製糸条件を採用して、直
径０．２０ｍｍのモノフィラメントを得た。

【００４７】［比較例４］実施例３で用いたポリマーＢ
２単独とし、表１に記載された製糸条件を採用して、直
径０．２０ｍｍのモノィラメントを得た。

【００４８】［比較例５］実施例３で用いたポリマーＢ
２を芯成分（８０重量部）とし、カプロアミド／ヘキサ
メチレンアジパミドの比率が８７／１３であるナイロン
６／６６（融点：１９６℃、相対粘度：４．４…ポリマ
ーＢ３）を鞘成分（２０重量部）とし、表１に記載した
製糸条件を採用して、直径０．２０ｍｍのモノフィラメ
ントを得た。

【００４９】［比較例６、７］実施例２において、２段
目の延伸温度を１８０℃および２６０℃とした以外は、
実施例２と同一の製法を採用した。

【００５０】［比較例８］実施例２において、芯成分の
ポリマーＡ１の比率を９７重量部とし、鞘成分のポリマ
ーＢ１の比率を３重量部とした以外は、実施例２と同一
の製法を採用した。 ［比較例９］実施例２において、
芯成分のポリマーＡ１の比率を３０重量部とし、鞘成分
のポリマーＢ１の比率を７０重量部とした以外は、実施
例２と同一の製法で直径０．２０ｍｍのモノフィラメン
トを得た。

【００５１】上記実施例１〜４および比較例１〜９で得
られた各モノフィラメントについて、モノフィラメント
としての特性を評価した結果を表１に併せて示す。

【００５２】

【表１】 表１の結果から明らかなように、芯部と鞘部の少なくと
も２層複合構造からなり、いずれの層も相対粘度が２．
５以上のポリアミド系樹脂から構成され、芯部ポリマの
融点が１８０℃以上であり、鞘部ポリマの融点が芯部の
融点より５〜１００℃低いことを特徴とする本発明のモ
ノフィラメント（実施例１〜４）は、耐摩耗性と耐疲労
性のいずれもが優れた性能を有していた。

【００５３】一方、各種ポリアミド系樹脂単独のモノフ
ィラメント（比較例１〜４）および芯部と鞘部のポリマ
ーの融点差が５℃未満の複合モノフィラメント（比較例
５）は、本発明の複合モノフィラメントに比較して、耐
摩耗性と耐疲労性のいずれもが劣るものであった。

【００５４】また、芯成分／鞘成分の重量比が９５／５
〜４０／６０の範囲から外れた複合モノフィラメント
（比較例８、９）、および少なくとも最終段階延伸温度
が上述の（１）式の範囲を外れた製糸条件を採用した複
合モノフィラメント（比較例６、７）は、延伸中に融断
したり、本発明が目的とする効果を十分に満たすもので
はなかった。

【００５５】

【発明の効果】以上説目したように、本発明の複合モノ
フィラメントは、従来にない優れた耐摩耗性と耐疲労性
を有することから、釣糸、漁網等の水産資材および各種
産業資材用途にきわめて有用である。

【００５６】また、本発明の複合モノフィラメントの製
造方法によれば、上記の特性を有する複合モノフィラメ
ントを効率的に製造することができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯部と鞘部の少なくとも２層複合構造
   からなり、いずれの層も相対粘度が２．５以上であるポ
   リアミド系樹脂から構成され、芯部ポリマの融点が１８
   ０℃以上であり、鞘部ポリマの融点が芯部ポリマの融点
   よりも５〜１００℃低いことを特徴とする複合モノフィ
   ラメント。
2. 【請求項２】 鞘部ポリマを構成するポリアミド系樹
   脂の相対粘度が、芯部ポリマを構成するポリアミド系樹
   脂の相対粘度よりも大きいことを特徴とする請求項１に
   記載の複合モノフィラメント。
3. 【請求項３】 芯部と鞘部の重量比が９５／５〜４０
   ／６０の範囲にあることを特徴とする請求項１または２
   に記載の複合モノフィラメント。
4. 【請求項４】 複合紡糸装置を用いて、少なくとも２
   種類のポリアミド系樹脂を溶融紡糸、冷却し、引き続い
   て１段乃至多段で全延伸倍率が５．０倍以上となるよう
   に延伸する方法において、最終段階の延伸工程を下記
   （１）式を満たす温度で行なうことを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか１項に記載の複合モノフィラメントの
   製造方法。◎ Ｔｓ−１０℃≦Ｔｅ≦Ｔｃ＋３０℃ … （１） ただし、Ｔｅ＝延伸温度（℃） Ｔｃ＝芯部ポリマの融点（℃） Ｔｓ＝鞘部ポリマの融点（℃）。