JPS63295735A - 複合糸及びその製造法 - 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ｔｌｉｍ的特性等に優れ且つ工程通過性等取扱
性が良好な複合糸及びその製造法に関するものである。

［従来の技術］ 強力や弾性等の機械的特性が高く、耐クリープ性、耐熱
性、耐薬品性等の優れた、所謂高機能性繊維については
研究開発が盛んに行なわれており、ホース、ローブ、テ
ンションメンバー、防弾チョッキ等の各種用途への使用
が拡大しつつある。しかるに高機能性繊維のうち、例え
ばカーボン繊維やセラミック繊維は剛直で曲げに対して
弱いという欠点があり、全芳香族ポリアミド繊維は耐摩
耗性や耐光性が悪く、超高分子ポリエチレン繊維は耐ク
リープ性や樹脂との接着性が悪い等夫々欠点がある。

そこでこれらの高機能性繊維を複合化して各々の欠点を
補ない合い、複合則を超える特性を引出すと共に材料コ
ストを引下げる研究が行なわれており、例えば複数本の
糸を引揃えて使用したり、あるいは合糸した後撚糸した
り、さらには織りや編み、フィラメントワインディング
等の段階で複数種の糸を配列するといった手段が採用さ
れてきた。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら上記複合技術にも種々の問題があり、例え
ば複数本の糸を引揃えて合わせるだけでは糸同士のまと
まりがなく、捲返し、整経、製編、製織等の後工程で合
糸がガイドやバーにしごかれると１本の糸だけがたるん
でスラブやネップ等が発生し、ガイド等にひっかかると
これらを破損するという工程上の問題が発生すると共に
、１木の糸がたるむことにより強力や弾性率等の物性が
低下するという問題も発生する。これに対し合糸した後
撚糸すると糸のまとまりが向上し上記問題は防止できる
。しかし撚り歪の為に強力が大きく低下する。又編織物
やフィラメントワインディング等で複数種類の高機能性
糸を配列しても糸としてのまとまりがない為に、金糸段
階で複合化したものに比べると機能向上効果は低かった
。

本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、各種高機能性繊維の欠点を複合化によって解消し、且
つその長所を十分に発揮させ、機械的特性等に優れ且つ
工程通過性等も良好な複合糸並びにその製造法を提供し
ようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ しかして本発明の複合糸は、破断伸度が１０％以下で且
つ相互間の破断伸度差（引き算値）が５％以下である複
数本の糸を合糸して芯糸とし、該芯糸のまわりに該芯糸
と同じか又は異なる糸からなるさや糸を捲回し、前記芯
糸が略軸心部にほぼ平行に引揃えられた構造を有する点
に要旨を有するものである。

又本発明方法は、破断伸度が１０％以下で且つ相互間の
破断伸度差（引き算値）が５％以下である複数本の芯糸
を同じ張力で引揃え状態で供給し、該芯糸のまわりに該
芯糸と同じか又は異なる糸からなるさや糸を芯糸の張力
より低い張力で捲回する点に要旨が存在する。

［作用］ 複数種の糸を複合した複合糸の荷重−伸び特性は、構成
糸の夫々の荷重−伸び特性を合成したものになる。例え
ば超高分子ポリエチレン繊維Ａとガラス繊維Ｂを複合し
た場合には、第１図（ａ）に示す様に複合糸の荷重−伸
び特性はＣで示され、ポリエステル繊維の延伸糸りと高
速紡糸未延伸糸Ｅを複合した場合には、第１図（ｂ）　
に示す様に複合糸の荷重−伸び特性はＦで示される。即
ち構成糸同士の伸度差が比較的小さい場合には第１図（
ａ）に示す様に複合化による特性の向上は大ぎいが、構
成糸同士の伸度差が大きい場合には第１図（ｂ）に示す
様に伸度の小さい糸と伸度の大きい糸の破断強さが分離
して現われ、複合化による特性向上効果が十分に発揮さ
れない。

上記理由から本発明においては破断伸度差（最大伸度糸
の伸度と最小伸度糸の伸度の差：引き算値）が５％以下
である複数本の糸を合糸して芯糸としている。又破断伸
度差が５％以下である為には芯糸構成糸の破断伸度自体
が小さい方が好適であることから、本発明では各構成糸
の破断伸度を１０％以下に限定する。

そして本発明複合糸は上記芯糸のまわりにさや糸を捲回
して構成する訳であるが、複合糸の系中で前記芯糸が蛇
行したり、軸心をはずれて位置したりさらには芯糸構成
糸同士が非平行すなわち撚糸されたり、ねじれていると
、糸に糸軸方向の張力が加わったとき蛇行、偏位、ねじ
れ等を小さくする方向に構成糸が移動し、その結果構成
糸同士がこすれ合って特に剛直な糸の場合損傷が生じる
。又ねじれ等があると糸軸方向の強力利用率が低下する
０例えば超高分子ポリエチレン繊維とガラス繊維を引揃
えて、１０，５０，１５０゜２５０　（７７ｍ）　　と
撚数を変えて撚りを加えたときの、撚数０の時の強力に
対する比率を調べてみると第２図に示す結果が得られた
。即ち撚数が多くなるほど強力が低下しており、撚数は
できる限り少ない方が好ましく、殊に１０　（７７ｍ）
以下であることが望まれる。上記理由から前述の如く複
数本の糸を合糸して芯糸としてそのまわりにさや糸を捲
回してなる本発明複合糸における芯糸は、略軸心部に実
質的にほぼ平行に引揃えた構造を採ることとした。

次に芯糸のまわりをさや糸で捲回する理由は、前にも述
べた様に芯糸を単に引揃えただけの複合糸は、糸同士の
まとまりがなくスラブやネップの発生並びに物性の低下
等の欠点を有することからこれら欠点を解消すると共に
芯糸の特性を十分に発揮させるところに存在する。即ち
芯糸のまわりを芯糸と同じか又は異なるさや系で捲回す
ることにより芯系を固定・保護し、これによってガイド
等でこすられても一方の芯糸構成糸がたるむことがなく
工程通過性を著しく向上させると共に一体化によって強
力を大きく向上されることができるのである。ちなみに
ガラス繊維と超高分子ポリエチレンｉａ維を単に引揃え
た糸（Ｍ）の荷重−伸び特性と該引揃糸に、ナイロン−
６繊維（１５デニール／３フイラメント）をさや糸とし
て５００（回／ｍ）捲回した複合糸（Ｇ）の荷重−伸び
特性を比較すると、第３図に示す様に複合糸ＣＧ）の強
力は引揃糸（Ｍ）に比べて高いものであった。

尚本発明における芯系構成糸としては、特に制限はない
が、例えばカーボン繊維、ガラス繊維。

全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、
超高分子ポリエチレン繊維、金属繊維、セラミック繊維
等を挙げることができ、前記要件を満足する範囲内で、
これら芯糸構成糸の少なくとも１種を使用して芯糸を構
成することが望まれる。カーボン繊維としてはＰＡＮ系
、ピッチ系。

レーヨン系等が例示され、ガラス繊維としては含アルカ
リガラス繊維、無アルカリガラス繊維等がある。又全芳
香族ポリアミドとしては例えばポリ（ｐ−フェニレンテ
レフタルアミド）あるいはそのコポリマーが代表的であ
り、全芳香族ポリエステルとしてはポリ（ｐ−フェニレ
ンテレフタレート）あるいはそのコポリマーが代表的な
ものである。超高分子ポリエチレン繊維としては、例え
ば平均分子１がおよそＩ　Ｘ　１０’の可撓性高分子鎖
を有するポリエチレンを紡糸したものが例示され、金属
繊維としては代表的にはスチール、ステンレス鋼、Ｃｕ
、ＡＩ、Ｔｉ、Ｗ及びこれらの合金からなるものが挙げ
られ、セラミック繊維としては代表的にはチタン酸カリ
ウム系、アルミナ系、ジルコニア系、炭化珪素系の繊維
等が挙げられる。更にこれらの繊維はマルチフィラメン
トであってもよいし、紡績糸あるいはストランドであっ
てもよい。

一方さや糸は芯糸と同じか又は異なる糸であり、上記繊
維が例示される他、好ましい例として樹脂やゴム等に対
し化学的・物理的に活性を示すナイロン−６やナイロン
−６，６等の脂肪族ポリアミド繊維を挙げることができ
、又毛羽やループを有する糸が推奨される。そしてこれ
らのさや糸の使用により複合糸の物性も向上する。尚さ
や糸は用途に応じて樹脂との接着性の良好なもの、強力
の向上をはかる場合には高強力のもの、衣料や手袋等の
直接風にふれる用途に使用する場合には捲縮加工糸、嵩
高加工糸、紡績糸等を選べばよい。

又本発明複合糸は複数本の糸を合糸して芯糸とするもの
であるが、芯糸構成糸はできる限り同じ供給張力で引揃
えられたものであることが望ましい。何故ならば芯糸構
成糸間の張力に差があると糸長差を生じたるみ等の原因
となるからである。

そして芯糸の供給張力は０．０５〜０．２ｇ／デニール
程度が好適であり、供給張力が低すぎると解舒張力変動
をそのままもちこみ、張力の低い部分がたるみとなり易
く、逆に供給張力が高まるとガイド等の接触部で糸がこ
すられ損傷を生じ易くなる。

一方さや糸の張力は少なくとも芯糸供給張力より低いこ
とが望ましく、芯糸張力の局以下好ましくは１１５以下
が推奨され、例えばさや糸が１５デニールのとき張力は
０．２〜５ｇ程度が好ましい範囲である。これは芯糸供
給張力よりさや糸張力の方が高いと芯糸とさや糸の糸層
が逆転し、芯糸が撚糸状又は蛇行状となるからであり、
又さや糸張力が高すぎると単糸切れの恐れがあるからで
ある。他方さや糸張力が低すぎると芯糸の押えが不十分
になると共にさや糸がループ状に突出してガイド等に引
っかかり易くなり、又しどかれてネップ状になる。尚上
記趣旨からさや糸のデニールは芯糸のデニールよつ細い
ことが好ましい。

その他さや糸の捲回数は、芯糸がずれることなく且つ後
工程の通過性に問題のないようにする為に芯糸とさや糸
のデニール比率にもよるが１００〜１００ＯＴ／ｍ程度
が好ましい範囲である。

［実施例］ 本発明複合糸の実施例製造法を第４図に沿って説明する
と、芯糸構成糸Ｈ，Ｉは破断伸度１０％以下で且つＨ，
Ｉの破断伸度差は５％以下である。尚芯糸構成糸は３本
以上から構成していてもよいが、その場合にも最も大き
い破断伸度の糸の破断伸度が１０％以下であり、最も大
きい破断伸度の糸と最も小さい破断伸度の糸との伸度差
が５％以下でなければならない。この条件は高強力・高
弾性等の機能を発揮させる上で不可欠のことである。上
記芯糸構成糸Ｈ，Ｉをガイド１゜１′を経てテンサー２
．２′へ送り、ここでほぼ同じ張力に調整した後、ガイ
ド３．３′で引揃え状態とし、フィードローラ４へ供給
する。そして該芯糸に、ベルト６によって回転するボビ
ン５から供給されるさや糸Ｊを芯糸より低い張力で捲き
付ける。この様にさや糸Ｊを捲き付けて得られる複合糸
には、デリベリ−ローラ１０を経てドラム９により駆動
するパッケージＬに捲取られる。

実施例 第４図の装置及び石川製作新製ＤＴＢ合撚機を使用して
、第１表の原糸を第１表の条件で加工した。尚測定条件
は以下による。

強伸度はＪ　Ｉ　５−Ｌ−１０１３（１９８１）に準じ
た。東洋ボールドウィン社製テンシロンを用い試料長２
００　ｍｍ、引張速度１００　ｒａｍ／分の条件で荷重
−伸び曲線を測定し、引張破断強度（ＤＳ）引張破断伸
度（ＤＥ）を求めた。抱合性はＪＩＳ−Ｌ−１０９５に
準じた。紡績糸抱合力試験機を用い荷ｆｉ０．１５ｇ／
ｄで摩耗作用を与え１００回経過後の糸の状態で判定し
た。

Ｏ：良好、×：毛羽、ネップ多数 （以下余巾［１゛） ζ・）・−゛ 実施例１．２はいずれも本発明の範囲で引張破断強度・
抱合性とも良好であった。これに対して比較例１は芯糸
が加熱されているため、実施例１と同じ系構成であって
も破断強度が大きく低下した。比較例２は芯糸であるガ
ラス繊維と超高分子ポリエチレン繊維の供給張力を変え
たため糸長差が生じ比較例１と同じように破断強度の低
下が大きかった。比較例３はさや糸の供給張力が芯糸の
張力より高いためさや糸に芯糸が捲き付いたような形態
となり破断強度の低下が大きかった。比較例４は芯糸と
して、通常の芳香族ポリエステル（破断伸度゛１８％）
と超高分子ポリエチレン繊維（破断伸度４．１％）を複
合したもので、破断伸度差が大きいために複合糸の強度
は逆に低下し通常の芳香族ポリエステルの寄与はなかっ
た。比較例５は実施例１と同じ芯糸で地糸を捲回しなか
った場合で複合糸の破断強度も低くしかも抱合性に問題
があった。比較例６は比較例５と同じく、さや糸なしで
あるが、撚糸した場合の例を示す。比較例１と同じく繊
維がねじれているために破断強度が低く又ガラス繊維が
外層に出ているため比較例５より良好であるが、抱合性
の面で劣った。

［発明の効果コ 本発明は以上の様に構成されており、強力９弾性等の諸
機能に優れ、工程道通性も良好な複合糸を提供すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は芯糸構成糸と複合糸の荷重−伸度特性を示すグ
ラフ、第２図は撚数と強力比の関係を示すグラフ、第３
図は本発明効果を示すグラフ、第４図は本発明複合糸の
製造装置を示す概略説明図である。 Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｈ，Ｉ、Ｌ・・・芯糸構成糸Ｃ，Ｆ、
Ｇ・・・複合糸　　　Ｊ・・・さや糸に　Ｘ　ＣＸ＞− 賊　−（劇　− 第２図 −撚数（Ｔ／ｍ） 第３図 −伸び（％）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）破断伸度が１０％以下で且つ相互間の破断伸度差
   （引き算値）が５％以下である複数本の糸を合糸して芯
   糸とし、該芯糸のまわりに該芯糸と同じか又は異なる糸
   からなるさや糸を捲回し、前記芯糸が略軸心部にほぼ平
   行に引揃えられた構造を有することを特徴とする複合糸
   。
2. （２）芯糸を構成する糸が、カーボン繊維、ガラス繊維
   、全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維
   、超高分子ポリエチレン繊維、金属繊維、セラミック繊
   維からなる群から選択される１種又は２種以上である特
   許請求の範囲第１項に記載の複合糸。
3. （３）破断伸度が１０％以下で且つ相互間の破断伸度差
   （引き算値）が５％以下である複数本の芯糸を同じ張力
   で引揃え状態で供給し、該芯糸のまわりに該芯糸と同じ
   か又は異なる糸からなるさや糸を芯糸の張力より低い張
   力で捲回することを特徴とする複合糸の製造法。
4. （４）芯糸を構成する糸が、カーボン繊維、ガラス繊維
   、全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維
   、超高分子ポリエチレン繊維、金属繊維、セラミック繊
   維からなる群から選択される１種又は２種以上である特
   許請求の範囲第３項に記載の複合糸の製造法。