JPS62149928A - 複合繊維材料 - Google Patents

複合繊維材料

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JPS62149928A
JPS62149928A JP60286750A JP28675085A JPS62149928A JP S62149928 A JPS62149928 A JP S62149928A JP 60286750 A JP60286750 A JP 60286750A JP 28675085 A JP28675085 A JP 28675085A JP S62149928 A JPS62149928 A JP S62149928A
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JP
Japan
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fibers
strength
resistance
fiber material
denier
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JP60286750A
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English (en)
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白崎　義一
田所　義夫
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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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） 本発明は複合繊維材ｒ１に関し、更に詳しくは高強力、
高弾性にして軽量且つ耐光性、耐摩耗性、耐クリープ性
に優れた複合繊維材料に閏する。
（従来の技術） 従来、ローブ分野においては、ポリプロピレン、ポリア
ミド、ポリエステル繊維が広（使用されているが最近、
高強力化、細径化を目的として高強力、高弾性ａ維であ
る芳香族系ポリアミド繊維、（例えば、商品名ケブラー
：米国デュポン社製）の使用が検討されつつある。
又、ケーブル分野においては、軽量化、不錆化を目的と
したもの、また光ファイバーテンシタンメンバー分野に
おいては軽量化、電磁誘導障害防止を目的としてスチー
ルに代って全芳香族系ポリアミドｖＡｍが使用されつつ
ある。
これらいずれの分野においても全芳香族系ポリアミド繊
維は従来素材にない優れた特性を発揮して可成り進出し
つつある。ところが全芳香族系ボリアミド繊柑は高価で
、１つ特性的にも万能ではなく、耐光性、耐摩耗性が著
しく低い欠点をイ１゛シている。
従って「１−ブにおいてはポリエステル０維やポリアミ
ド繊１１のブレードで全芳香族系ポリアミド繊紐「ノー
ズを被覆して耐光性、耐摩耗性の欠点をカバーしている
が、使用時、ローブ内部の損傷が観察出来ない欠点を有
している。又ケーブルにおいては不飽和ポリエステル樹
脂組成物でＩｉ！　ｕ　Ｆ　ＲＩ）化しポリエチレン樹
脂で被覆してケーブル化することにより耐光性、耐摩耗
性の欠点をカバーしているのが現１犬である。
一方、富強ツバ高弾性率ポリエチレン繊維をローブおよ
び光ファイバーチ／ジョンメンバーに使用する提案が例
えば特開昭５８−１８６０８８号公報、特開昭ＧＯ１３
０８８４号公報、特開昭６０−１３８５０７号公報など
で知られている。
富強ツバ高弾性率ポリエチレン機維は全芳香族系ポリア
ミド繊維或いは全芳香族ポリエステル繊維に比べて安価
であり、又特性的にも、富強ツバ軽ｆＩｆで耐光性、耐
摩耗性、耐薬品Ｖ１に優れ、全芳香族系ポリアミド繊維
の欠点をすべて解決した素材として提案されている。し
かしながら、抗張力材と１７で重要な要求時Ｐ１である
耐クリープ性において全芳香族系ポリアミドＩｌｌ維が
きわめて優れた特性をイ「しているのに対して富強ツバ
高弾性ポリエヂレンυ維は従来のポリエチレン、ポリプ
ロピレン繊維に比べては、相当耐クリープ性が改善され
ているものの抗張力材としての要求特性から見れば必ず
しも充分とは言えないのが現杖である。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は富強ツバ高弾性率ポリエチレン機維の優れた特
性、即ち、富強ツバ高弾性率、軒耳で耐光性、耐摩耗性
、耐薬品性等を損うことなく、一番の欠点である耐クリ
ープ性を改善した複合繊維材料を提供せんとするところ
にある。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するための手段、即ち本発明は、高強
力、高弾性率ポリエチレン繊維（Ａ）と全芳香族系ポリ
アミド繊維（ｎ）および／または全芳香族系ポリエステ
ル繊維（Ｃ）を主成分としてなる複合繊維材料である。
本発明に用いる高強力、高弾性ポリエチレン繊１１ｉ　
（Ａ）は引張繊維が少くとも２０ｇ／デニール、好まし
くは３０ｇ／デニール以上、更に好ましくは４０ｇ／デ
ニール以上であり、引張弾性率が少くとも５００　ｇ／
デニール、好ましくは８゜Ｏｇ／デニール、更に好まし
くは１０００ｇ／デニール以−トである。
ことで引張強度が２０ｇ／デニール、引張弾性率が５０
０　ｇ／デニールを１廻ると例えばローブ分野において
は細径化が充分でな〈従来素材に比べてコストパー７オ
マンスが劣るものとなる。
又、ケーブル、光ファイバーテンシリンメンバー分野に
おいてはコスト・バーフォマンスの低下は勿論のこと、
スヂールに代るべき要求特性を満ずことが出来なくなる
。
本発明の複合ｍ紙材料の形諮は、複合１ｍ維材料を構成
する繊維が、長繊維の状態で複合されている場合、短繊
帷の状態で複合されている場合、いずれの場合も含まれ
る。
本発明の複合繊維材料の形態は特に限定されるものでは
なく、糸、合糸、ストランド、布帛、積層構造物等いず
れであってもよい。
本発明の複合繊維材料は、該複合繊維材料を構成する主
成分となる繊維が、構成された複合１！維材料中に少な
くとも５０重量％、特に７５重量％以上含有しているこ
とが好ましく、ここで主成分となる繊維の複合繊維材料
中の含有量が５０重量％未満の場合にあっては、本発明
で目的とする高強力、高弾性率、軽量で耐薬品性、耐摩
耗性を併せもった。特に耐クリープ性の改善された複合
繊維材料が得難くなるので好ましくない。
本発明の複合繊維材料の構成において、本発明で目的と
する複合繊維材料の特性を損なわない範囲で、主成分と
なる繊維以外のものを混入して複合繊維材料を構成する
ことを妨げるものではない。
本発明に用いる全芳香族系ポリアミド繊維（Ｂ）の例と
しては、たとえばポリ（Ｐ−フェニｌ／／テレフタルア
ミド）あるいはこれのコポリマーなどが代表的なもので
ある。
本発明に用いる全芳香族系ポリエステル（Ｃ）の例とし
ては、たとえばポリ（Ｐ−フェニレンテレフタレート）
あるいはこれのコポリマーが代表的なものである。
本発明において富強ツバ高弾性ポリエチレン繊維の優れ
た特性、即ち、軽量で耐光性耐摩耗性、耐薬品性を損う
ことなく、一番の欠点である耐クリープ性を充分改善し
た複合繊維材料、好ましくは抗張力材を提供するために
は高強力、高弾性：１？リエチレン繊維を好ましくは３
０〜９５重量／（−セント、更に好ましくは５０〜８５
重量）（−セント、全芳香族系ポリアミド繊維および／
また（ま全芳香族系ポリエステル繊維を好ましくは５〜
７０重量パーセント、更に好ましくは１５〜５０重量パ
ーセントの割合で複合化することにより始めて本発明の
初期の目的が達成される。
富強ツバ高弾性ポリエチレン繊維が３０市１辻／イーセ
ントを下廻る場合には耐クリープ性に関して；まより敬
答される方向にあるが、全芳香族系ポリアミドｍ　８ｆ
ｆｉおよび／または全芳香族系ポリエステル繊維の重量
パーセントが増えるととにより、マイナス要因、即ち価
格的には高価となり軽量化の効果が薄れ、耐光性、耐摩
耗性が著しく低下する。
特に後者２特性に関しては３０市量パーセントを下廻る
と極端に悪くなる傾向にあるので、本発明の目的とする
効果が得られな（なるので好ましくない。
一方、高強力、高弾性ポリエチレン繊維が９５市量パー
セントを−１−廻る場合には高強度、高弾性ポリエチレ
ン繊維の優れた特性は損われることはないが本発明で解
決しようとする耐クリープ性改善に関しては、本発明で
意図する充分な改善効果が得られないので好ましくない
。
本発明の複合繊維材料を抗張力材料として用いる場合の
特に好ましい形態としては例えば、芳香族系ポリアミド
繊維を芯部に、高強力、高弾性ボリエヂＩ／／Ｉ！ａ維
を鞘部に構成することが好ましい。
このような形態とすることは、全芳香族系ポリアミド繊
維の耐光性および耐摩宅外の低下を最小限にとどめるの
で特に好ましい。
富強ツバ高弾性ポリエチレン繊維（Ａ）と全芳香族系ポ
リアミド系繊維（Ｂ）および／または全芳香族系ポリエ
ステル繊維（Ｃ）を複合化することによる各種効果のう
ち価格、軽量化に関しては、複合する重量パーセントに
比例して変化する。
即ち、加成性が成立する。
トコ口が驚くべきことに耐クリープ性、耐光性、耐摩耗
性に関しては加成性値以」二の効果の得られることが本
発明により判明した。以下実施例によって本発明を詳述
する。
（実施例） 本発明の評価に用いた物性の測定法は以下による。
く強伸度特性の測定法〉 Ｊ　ｌ５−Ｌ−１０１３（１０８１）に準じた。
東ｌヤボールドウイ７社製テンシロンを用い試ｔｘｔ長
（ゲージ長）２００ｍ■／分、伸度１００ｍｍ／分の条
件でＳ−８曲線を測定し、引張破断強度、引張弾性率、
破断伸度を算出した。
引張弾性率はＳ　−Ｓ　ｄｌｌ　ｉｌの原点付近の最大
勾配より算出した。
〈耐クリープ性の測定〉 室諷、所定荷重の条件下で経時的にクリープ歪み（％）
を測定し所定日数経過後のクリープ歪みεＴ（％）で耐
クリープ性を評価した。
く耐光性の測定〉 Ｊ　ｌ５−１０３１　（１９８１）７．１８に準じてフ
ェード・メータで５００時間照射処理し、引張強度の保
持率により評価した。
く耐摩耗性の測定〉 ＪＩＳＬ−１０９５７，１０，２に準じて紡績糸抱合力
試験機を用いて荷重０．１５ｇ／ｄ下で摩耗作用を与え
、繊維が破断した時のサイクル数で評価した。
実施例　１ 粘度平均分子量がＩ　Ｘ　１０’の可撓性高分子鎖を有
する超高分子量ポリエチレンをデカリンに溶解して紡糸
原液となした後、該紡糸原液を紡糸装置内でポリエチレ
ン溶液が固化しない温度で紡糸ＩＩ金から室温の大気中
に押し出して冷却しゲル状繊維を形成した。
とのデカリンを含有するゲル−１＆　Ｅｔ　ｍを、含有
したデカリンを抽出して乾燥することなく、該ゲル状繊
維が溶断しない温度で加熱し、全延伸倍率が３０倍にな
るよう延伸した。かくして得られた高強力、高弾性ポリ
エチレンｍ　ｌｌｊの物性は下記の通りであった。
トータルデニール　　１５０デニ一ル フイラメントＭ　　　　１５フイラメント引　　張　　
強　　度　　　　　３３．８ｇ／デニール破　　断　　
伸　　度　　　　　　２．９　％初期弾性率　　１５ｒ
）Ｏｇ／デニール一方、複合に使用した市販の芳香族系
ポリアミド組紐、（商品名　ケブラー２９、デュポン社
製）の物性は下記の通りであった。
トータルデニール　　２００デニ一ル フイラメントＭ　　　　１３４フイラメント引　　張　
　強　　度　　　　　２　１　．２　　ｇ７デニール破
　　断　　伸　　度　　　　　　２．９　％初期弾性率
　　７４０　ｉＥ／デニール前記高強力、高弾性ポリエ
チレン繊維とケブラー２１）とを各々所定本数引揃えて
第１表に示した複合割合でそれぞれ複合して複合繊維群
とな【７酎クリープ性テストに供した。テスト条件は下
記の通りである。
条　　件　　　　蟲　　度　；　室　　ｌ！荷　重；破
断強度の４０％ ［１数；２０日間 それぞれの複合割合に対するクリープ歪みおよび密度の
変化について第１表および第１図に示す。
実施例　２ 実施例１．で得られた高強度、高弾性ポリエチレン繊維
とケブラー２９とを各々所定本数引揃えて第２表に示し
た複合割合でそれぞれ複合してストランドとなし、次い
でエポキシ樹脂組成物をマトリックスとした１１９ＦＲ
Ｐロツドを作製し、耐クリープ性テストに供した。
腺４＆　Ｆ　Ｒｐ　ｒｒフット作製条件は下記の通りで
ある。
樹脂処方； 繊維含有率；約２５容積％に調整 直　　　　　　径　　１．６　飄謹φ 耐りリープ性テスト条件は下記の通りである。
条　　件　　　　温　　度　；　室　　温荷　重；破断
強度の３０％ 日　数；８５日間 それぞれの複合割合に対するクリープ歪みおよび密度の
変化について第２表および第２図に示す。
実施例　３゜ 実施例１．で得られた高強度、高弾性ポリエチレン繊維
とケブラー２９とを各々、所定本数合せて第３表に示し
た複合割合でそれぞれ複合して約１５００デニールの複
合繊維群となし、耐摩耗性と耐光性テストに供した。テ
スト条件は下記の通りである。
摩耗条件；荷　重・・・・・・０．１５ｇ／デニールそ
れぞれの複合割合に対する耐摩耗性および耐光性につい
ての結果を第３表に示す。
第　　　　１　　　　表 以　　下　　余　　白 第　　　　２　　　　表 以　　下　　余　　白 第　　　　３　　　　表 実施例１．の結果（第１表および第１図）から明らかな
ように高強力、高弾性ポリエチレン繊維と全芳香族系ポ
リアミド繊維（実施例ではケブラー２９）との複合割合
が本発明で好ましいとする範囲内にある複合繊維群（実
験Ｎα２〜４）のクリープ歪み（％）はいずれも加成性
から推測される値よりも粁しく低く、耐クリープ性が良
好なことがわかる。
一方、ポリエチレン繊維を含まない場合（実験限１）は
、耐クリープ性に関しては良好で問題はないがケブラー
２９の重量パーセントが増えることにより価格的には高
価となり軽量化の効果が薄れる。
又、実験Ｎα１は実施例３．の結果として後述するが、
耐光性、耐摩耗性が著しく低下する。
実施例λの結果（第２表および第２図）も複合割合とク
リープ歪みおよび密度については実施例１、の結果と同
様な傾向を示すことがわかる。
実施例３．の結果（第３表）から明らかなように高強力
、高弾性ポリエチレン繊維と全芳香族系ポリアミド繊維
（実施例ではケブラー２９）との複合割合が本発明で好
ましい範囲にある複合繊維材料験Ｎａ１４〜１６の耐摩
耗性、耐光性はいずれも加成性から推測される値よりも
著しく高くなることがわかる。
高強力、高弾性ポリエチレン繊維の割合か本発明で好ま
しいとする下限値より低い場合（実験１２〜１３）は耐
摩耗性、耐光性が著しく悪くなることがわかる。
一方、ポリエチレン繊維のみの場合（実ａＮｌｉｆ７）
は、耐摩耗性、耐光性および価格、軽量化に関しては好
ましいが実施例１６、ｚから明らかな如く全芳香族系ポ
リアミド繊維を複合するこきによる耐クリープ性の改善
効果が急’１ｆｋｌご低下する。
（発明の効果） 本発明によれば、高強力、高弾性率ポリエチレン繊維の
優れた特性、即ち、軽量で耐光性、耐摩耗性、耐薬品性
等の特性を損うことなく、一番の欠点である耐クリープ
性を改善した複合繊維材料を提供することができる。
殊に、耐クリープ性改善は、高強力、高弾性ポリエチレ
ン繊維と全芳香族系ポリアミドａ維および／または全芳
香族系ポリエステル繊維とを複合化することにより、加
成性から推測される以」ユの改善効果が得られる。
本発明の複合線維材料は、高強力、高弾性率で耐クリー
プ性および軽量化の要求されるあらゆる分野への材料と
して提供することができ、殊に抗張力材としての適用は
好ましく、複合抗張力材は、１−ｆｆ−ブ、ゲーブル、
光フアイバーテンションメンバーに限定されるものでは
なくその他産業用途に使用される抗張力材やラケットガ
ツト、ｌＹ弓、弦などにも適用される。
高強力、高弾性ポリエチレン繊維に全芳香族系ポリアミ
ド線維および／または全芳香族系ポリエステル線維を複
合化する場合、芯部に芳香族系ポリアミド繊維等鞘部に
高強力、高弾性ポリエチレン繊維を構成することにより
、耐摩耗性、耐光性の低下は最小限にとどめることが可
能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、実施例１．で得られた複合繊維材料特性を示
すもので、ポリエチレン繊維とケプラー２９との複合割
合とクリープ歪みの関係を示す図である。第２図は実施
例２で得られた複合繊維材料特性を示ずもので、ポリエ
チレンｔａｎとケブラー２９との複合割合とクリープ歪
みの関係を示す図である。 （第１図、第２図中の数字は実施例における実験番号を
示す。）

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）高強力、高弾性率ポリエチレン繊維（Ａ）と全芳
    香族系ポリアミド繊維（Ｂ）および／または全芳香族系
    ポリエステル繊維（Ｃ）を主成分としてなる複合繊維材
    料。
  2. （２）（Ａ）の含有量が３０〜９５重量％、（Ｂ）およ
    び／または（Ｃ）の含有量が５〜７０重量％である特許
    請求の範囲第１項記載の複合繊維材料。
  3. （３）（Ａ）の引張強度が２０ｇ／デニール以上、引張
    弾性率が５００ｇ／デニール以上である特許請求の範囲
    第１項又は第２項記載の複合繊維材料。
  4. （４）（Ｂ）および（Ｃ）いずれも引張強度が２０ｇ／
    デニール以上、引張弾性率が５００ｇ／デニール以上で
    ある特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
    の複合繊維材料。
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