JPS6257993A - 高強度ロ−プ - Google Patents

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〉 本発明は高強度、高弾性率を有し、耐摩耗性にすぐれた
高強度ロープに関する。

〈従来の技術および問題点〉 ロープ用の繊維としては、これまで麻などの天然繊維、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンなどの合成繊
維が用いられてきた。これらの繊維は単糸強度でｌ　Ｏ
ｆ／ｄをとまわるものはなく、高強度ロープを作るには
、ロープの径を太くしたり、鋼線を用いたりする必要が
あった。

ロープ径が太くなると、取扱いに問題−を生じたり、重
くなるという問題があり、鋼線が入ると、重さに加え絶
縁不良が生じ、電気を使用する分野に用いることはでき
ず、又、錆びるという問題があった。

近年、開発された芳香族ポリアミド繊維は軽量で、２０
　ｇ／ｄを超える強度を持つが、吸水性のため乾湿時で
ロープの物性差が生じたり、使用中の耐摩耗性が劣す、
寿命が短く、さらには、硫酸や、高価な溶剤を用いる湿
式紡糸のため、経済的に高価で又１５μｍを超える太い
繊維を得ることができないといった問題点があった。

く本発明の目的〉 本発明の目的は軽量、高強度、高弾性率を有し、乾湿時
の物性差もなく、耐摩耗性にも優れ、目的により単Ｍ４
ｍ径や、断面形状を変更しうる繊維から成る高強度ロー
プを提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 すなわち本発明は、溶融時に異方性を示す芳香族ポリエ
ステルであって、その構成モノマ一単位のうち、２０〜
８０モル％がｐ−ヒドロキシ安息香酸の残基である芳香
族ポリエステルを溶融紡糸することにより得られた繊維
を主成分として形成されることを特徴とする高強度ロー
プに関するものである。

本発明における溶融時に異方性を示すポリエステルとは
９０°直交した２枚の偏光板の間にある加熱試料台上に
ポリエステル試料粉末を置いて昇温していった時に、流
動可能な温度域において光を透過しうる性質を有するも
のを意味している。

このような芳香族ポリエステルとしては芳香族ジカルボ
ン酸、芳香族ジオール及び／又は芳香族ヒドロキシカル
ボン酸やこれらの誘導体から成るものが多く知られてい
るが本発明には、その構成モノマ一単位の内２０〜８０
モル％がｐ−ヒドロキシ安息香酸の残基であるものが用
いられる。

芳香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸、イソフタル
酸、４．４−ジカルボキシジフェニル、２．６−ジカル
ボキシナフタレン、１，２−ビス（４−カルボキシフェ
ノキシ）エタン等や、こしｉｌＥ＋のアルキル、アリー
ル、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体があげられる。

芳香族ジオールとしては、ヒドロキノン、レゾルシン、
４　、４’−ジヒドロキシジフェニル、４．４′−ジヒ
ドロキシベンゾフェノン、４　、４’−ジヒドロキシジ
フェニルメタン、４　、４’−ジヒドロキシジフェニル
エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロ
パン、４　、４’−ジヒドロキシジフエニルエーテル、
４．４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４　、４
’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、２．６−ジヒ
ドロキシナフタレン、ｌ、５−ジヒドロキシナフタレン
等やこれらのアルキル、アリール、アルコキシ、ハロゲ
ン基の核置換体があげられる。

芳香族ヒドロキシカルボン酸としてはｐ−ヒドロキシ安
息香酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、これらのアルキル、
アリール、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体があげら
れる。

これらの構成単位以外に場合により、脂環族ジカルボン
酸、脂環族ジオール、脂肪族ジオールから誘導される単
位が含まれていてもよい。

そして脂環族ジカルボン酸としてはｔｒａｎｓ　−１，
４−ジカルボキシシクロヘキサン、ｃｉｓ−１，４−ジ
カルボキシシクロヘキサン等やこれらのアルキル、アリ
ール、ハロゲン基の置換体があげられる。

脂環族及び脂肪族ジオールとしてはｔｒａｎｓ　−１，
４−ジヒドロキシシクロヘキサン、ｃｉｓ−・　　１．
４−ジヒドロキシシクロヘキサン、エチレングリコール
、１．４−ブタンジオール、キシリレンジオール等があ
げられる。

これらの組合せの内で本発明の対象として好ましい芳香
族ポリエステルとしては、例えば（１）ｐ−ヒドロキシ
安息香酸残基２０〜８０モル％と上記芳香族ジカルボン
酸残基１０〜４０モル％と芳香族ジオール残基１０〜４
０モル％から成るコポリエステル、 （２）ｐ−ヒドロキシ安息香酸残基２０〜８０モル％と
２−ヒドロキシナフタレン−６−カルボン酸残基２０〜
８０モル％から成るコポリエステル などがあげられる。

ｐ−ヒドロキシ安息香酸からの残基が２０モル％を下ま
わると、ロープの耐摩耗性が劣り、逆に８０モル％を超
えると溶融紡糸が安定的に行なえない。これは２０〜８
０モル％のｐ−ヒドロキシ安息香酸の残基があると、高
結晶性繊維となることが一因と考えられる。

これらの出発原料を用い、本発明の目的とするポリエス
テルに至るには、そのままであるいは脂肪族もしくは芳
香族モノカルボン酸又はそれらの誘導体、脂肪族アルコ
ールもしくはフ工ノール類又はそれらの誘導体等による
エステル化により重縮合反応を行なう。

重縮合反応としては既知の塊状重合、溶液重合、懸濁重
合法等を採用することができ、１５０〜８６０−Ｃで、
常圧又は１０〜０．１　ｔｏｒｒの減圧下に８ｂ　、　
Ｔｉ　、　Ｇｅ　化合物等の重合触媒、リン系化合物等
の安定剤、Ｔｉ０ｇ　、　ＣａＣ０ａ　、タルク等の充
てん剤等を場合により添加して行なうことができる。

得られたポリマーはそのままで、あるいは粉体状で不活
性気体中又は減圧下に熱処理して紡糸用試料とする。あ
るいは一度、押出機により造粒して用いることもできる
。

本発明における溶融紡糸を行なうための装置は既知のも
のを使用できる。紡糸温度は２８０〜４２０℃、好まし
くは３００〜４００℃である。この範囲より温度が低い
と装置に負荷がかかったり、溶融体の均一性が十分でな
かったり、逆に温度が高いと分解反応等を生じ、安定な
紡糸ができない。

溶融紡糸された繊維はそのままで、又は油剤や処理剤を
付着させた後、巻取るか引落とす。

得られた繊維はそのままでも使用できるが、延伸や熱処
理、或はこれらの組合せの操作を適宜施してやっても良
い。

本発明で用いる芳香族ポリエステル繊維は溶融紡糸で得
られるため、紡糸口金、吐出条件、巻取条件等を変更す
ることにより、用途、物性に応じた単繊維の径や断面形
状を制御することができる。

例えば、断面形状については「＋」、１人Ｊ　、　ｒ−
Ｊといった口金断面をもつ紡糸口金を使うことにより、
表面積の大きいものとか、側条溝を有するものとか、偏
平形状のものとかを得ることができる。

芳香族ポリエステル繊維の単繊維の強度としては２０ｙ
／ｄ以上のものが好ましく、クリープ変形などを防ぐた
めには、弾性率が８００　ｆ／ｄ以上、好ましくは６０
０　ｆｅｄ以上のものが望まれる。

本発明におけるロープは、ロープを形成する繊維のうち
、少くとも５０　ｖｏ１％以上、好ましくは７０　ｖｏ
１％以上が上記芳香族ポリエステル線維から構成される
ことが望ましい。

用途、目的によっては、他の繊維を５０　ｖｏ１％以下
混入することもできる。

ロープの構造としては、三つ打ち、四つ打ち、六つ打ち
、バラ打ちといった撚合せロープや、細索ロープ、ある
いは合糸、延縄の様な特殊構造のロープなどをあげるこ
とができる。単繊維のもつ高強度、高弾性率をできるだ
け生かすためには、撚り数の少いものを選ぶ方が好まし
い。

撚りをかけたり、繻みあげたりする時には、フィラメン
トに集束剤、油剤、表面処理剤をっけたり、場合によっ
てはポリマー被覆を施すことが効果的である。一度、ロ
ープを作った上で、これらの処理を行なっても良い。

このような表面処理は、ロープを構成する繊維間の摩損
・摩耗による物性低下や、ロープ製造時、使用時のロー
プ、ｍ＃：の金属等、他の材料との接触による摩耗や、
耐候性に効果を有する。

く本発明の作用及び効果〉 本発明に基づいて作られたロープは軽量で、晶強度、高
弾性率を有し、非吸水性、電気絶縁性、耐摩耗性にすぐ
れる。そして従来のロープに比べて、細くて、強く、柔
軟性をもつため取扱いやすい。

かかる高強度ロープは、気球、ブイ、船舶のけい留、曳
航、アンテナ等の支柱線、レンジャー、登山ロープ、荷
役用ロープ、海洋探索、水産、アンカー、漁業用ロープ
、海底ケーブル、リフト用ロープ等の用塗分野に用いる
ことができる。

〈実施例〉 本発明をさらに詳細に説明するため実施例及び比較例を
以下に示すが、これらはあくまで例示的なものであり、
これらに限定するものではない。

なお、例中の繊維の引張り試験はインストロン社万能試
験機Ａ　１１８０を用い、試料間隔２０■、引張り速度
０．５　ｍ　／　ｍｊｌｌで測定した。

ロープの強度はＪＩ８−Ｌ−２７０５により測定した。

ロープの耐摩耗試験はロープに８０に９の張力をかけ、
砥石を長さ２０ｍの範囲を往復運動させることにより破
断回数を測定することにより、破断しない場合にはロー
プ強度を測定することにより行った。そして乾湿差をみ
るため、２５℃の水中にロープを１５時間つけ、測定中
も水をかけることにより湿状態を作りだした。

なお、光学異方性の測定は加熱ステージ上に試料を置い
て、錫光下２６”Ｃ／　ｍｉｎで昇温して肉眼観察を行
なった。

実施例１ ｐ−７セトキシ安息査酸７．２０ｋｇ（４０モル）、テ
レフタル酸２．４９ｋｇ（１５モル）、イソフタル酸０
．８８＆ｇ（５モル）、４　、４’　−ジアセトキシジ
フェニル５．４５ｔ９（２０，２モル）をくし型攪拌翼
をもつ上台槽に仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しなが
ら昇温し、８８０″Ｃで８時間重合した。この間、生成
する酢酸を除去し、強力な攪拌で重合を行ない、その後
、徐々に冷却し、２００°Ｃで重合体を系外へ取出した
。重合体の収量は１０．８８に９で理論収量の９７．８
％であった。

これを線用ミクロン社のハンマーミルで粉砕し、２．５
■以下の粒子とした。これをロータリーキルン中で窒素
雰囲気下に２８０”Ｃで５時間処理した。このポリエス
テルは８５０℃以上で光学異方性が観察された。

このポリエステルを用い２５鱈径のスクリュー型押出機
によって溶融紡糸を行なった。

用いたノズルは孔径０ｏ０８曽、孔数６５０のもので、
８６５°Ｃで紡糸を行なった。

淡黄色透明繊維が得られ、これを窒素中で８２０℃８時
間処理した。得られた繊維はほぼ真円に近い断面を持ち
、２．８ｄ、強度８０．４ｆ／ｄ、伸度２．７％、弾性
率１１５０　ｆ／ｄであった。

得られたロープの物性を表１に示す。

実施例２ 実施例１と同様の方法でｐ−アセトキシ安息香酸６０モ
ル％と２−アセトキシ−６−ナフタレンカルボン酸４０
モル％からポリマーを合成した。

８１０℃以上で光学異方性が観察され、８２５℃で溶融
紡糸し、８００”Ｃで１２時間熱処理したところ、２．
８　ｄ　、強度２８．８ｆ／ｄ。

伸度２．８％、弾性率８４０　ｆ／ｄであった。

この繊維を用いて、実施例１と同様にロープを作製し、
その物性を表１に示した。

比較例１ ポリ−ルーフユニレンテレフタルアミド繊維を用い、実
施例１と同様にロープを作り、評価した。この繊維は１
．５２　ｄ、　１．０００フイラメント、強度２８．２
１／ｄ　、伸度８．６９６、弾性率６８２９／ｄである
。結果を表１に示す。

比較例２ 実施例１と同様の方法で２．５−ジアセトキシビフェニ
ルとテレフタル酸からポリエステルを合成した。（ｐ−
ヒドロキシ安息香酸残基は含まれていない。）このポリ
エステルは３４０℃以上で光学異方性が観察され、８６
０℃で紡糸した。他の条件は実施例１と同じであった。

熱処理も同条件で行なったところ、２．４ｄ、強度２０
．８ｆ／ｄ、伸度８．８％、弾性率６４０　ｆ／ｄとな
った。これからロープを作り、物性評価した結果を表１
に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構成モノマー単位のうち２０〜８０モル％がｐ−ヒドロ
   キシ安息香酸残基である溶融時に異方性を示す芳香族ポ
   リエステルを溶融紡糸することによって得られる繊維を
   用いたことを特徴とする高強度ロープ。