JP3518658B2 - 屈曲回復性に優れた弾性フィラメント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種工業用途、例
えば種々のロープ用途、漁網・ネットなどの水産用途
や、各種膜材用補強材や工事用ネット類、事務用もしく
は車両用椅子や、あるいはテキスタイル分野などにおい
て使用可能な十分な力学強さと高度の弾性特性、および
その回復特性、特に曲げ変形時にも極めて優れた回復特
性を有する弾性フィラメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、弾性糸フィラメントが有するその
高弾性特性を利用して弾性回復に優れるロープ類や、あ
るいは漁網・ネットなどの水産用途や、各種膜材用補強
材や工事用ネット類、事務用もしくは車両用椅子、ある
いはテキスタイル分野で応用されつつある。かかるモノ
フィラメントの一例としてその主成分をポリエステルあ
るいはポリエーテル等の熱可塑性高分子を主体とするエ
ラストマーから構成される事が従来技術として知られる
が、例えばロープ等の構成要素として使用されると、繰
り返し変形時、特に曲げ変形に対する弾性回復性の低下
が欠点として挙げられる。そもそも弾性フィラメントは
紡糸あるいは／または延伸という製造工程を経て繊維軸
方向に配向されてなる材料であり、繊維軸方向の伸長回
復性には優れる特徴があるが、それに相反して曲げ方向
の回復性は、例えば樹脂などの未配向物から延伸すれば
するほど低下するのが実状であり、このようないわゆる
相反する特性における曲げ回復性の欠乏は、各種工業用
用途、中でもロープ類やネット、各種シート材料への本
素材の本格的な展開を困難としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に着目し、静的な荷重を支持するための布帛
を構成するのに十分の力学的特性を保持して伸長および
曲げ変形に対する回復性、およびその繰り返し変形によ
る特性低下が極めて少ない優れた弾性回復特性を有する
弾性フィラメントを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明はポリマー
主成分が高融点ポリエステルセグメントと分子量４００
〜６０００の低融点重合体セグメントからなる共重合体
であり、該高融点ポリエステルセグメント成分が９５〜
４０重量％、該低融点重合体セグメントが５〜６０重量
％であり、かつ該高融点ポリエステルセグメントの３０
重量％以上がテレフタル酸又はそのエステルと１，３−
プロパンジオール成分からなるポリエステル系エラスト
マーを主原料とすることを特徴とする屈曲耐久性に優れ
た弾性フィラメントである。

【０００５】また本発明は該フィラメントの繊度が２０
０デニール以上のモノフィラメントであることを特徴と
する請求項１記載の屈曲耐久性に優れた弾性フィラメン
ト。

【０００６】さらには破断伸度が８０％以上、破断強度
が０．５ｇ／ｄ以上で、且つ８０℃における３０％伸長
での後の伸長回復率が８０％以上であり、かつ１８０度
の曲げ変形からの回復率が７５％以上であることを特徴
とする請求項１記載の屈曲耐久性に優れた弾性フィラメ
ントである。

【０００７】本発明の目的は、その提供するフィラメン
ト、好ましくはモノフィラメントをロープ等の線状材料
として用いたり、あるいはそれを主要構成材料として得
られる編織物等の物品が、それに付加される荷重を支持
するために十分の力学的強さを持ちつつ、従来のポリエ
ステルやポリアミド繊維にない弾性特性、特に曲げ変形
時の回復特性がその伸長方向の変形に対する回復特性と
バランス良く良好であり、かつその特性の繰り返し変形
時の耐久性に優れる弾性フィラメントを与える事にあ
る。以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明にかかるフィラメントはポリマー主
成分が高融点ポリエステルセグメントと分子量４００〜
６０００の低融点重合体セグメントからなる共重合体で
あり、該高融点ポリエステルセグメントの３０重量％以
上がテレフタル酸又はそのエステルと１，３−プロパン
ジオール成分とで合成されてなるポリエステル系エラス
トマーを主原料とすることを特徴とする。

【０００９】ここで、上記フィラメントの物性を得るた
めに最も重要な因子は使用されるポリマーの構成成分で
あり、それを詳しく述べると、高融点硬ポリエステルセ
グメント構成成分としてテレフタル酸と１，３−プロピ
レングリコールからなるポリエステル成分が実質含有さ
れていることが重要である。ここで言う実質含有されて
なるとは該ポリエステル成分が全高融点硬ポリエステル
成分の３０重量％以上含まれていなければならない。

【００１０】それ以外は、例えば、イソフタル酸、１，
５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカ
ルボン酸、４，４'−ジフェニルジカルボン酸、ビス
（４−カルボキシフェニル）メタン、ビス（４−カルボ
キシフェニル）スルホン等の芳香族ジカルボン酸又はそ
のエステル、

【００１１】ジオール成分としてエチレングリコール、
プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペ
ンタメチレングリコール、２，２−ジメチルトリメチレ
ングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレ
ングリコール、ｐ−キシリレングリコール、シクロヘキ
サンジメタノール等のジオールから製造されるポリエス
テルあるいはこれらの２種類以上のジカルボン酸あるい
は２種類以上のジオールを用いたコポリエステルであっ
ても良いし、

【００１２】ｐ−（β−ヒドロキシエトキシ）安息香酸
などのオキシ酸およびそれらのエステルから誘導される
ポリエステル、ポリピバロラクトンなどのポリラクト
ン、１，２−ビス（４，４’−ジカルボキシフェノキ
シ）エタン等の芳香族エーテルジカルボン酸と前述のジ
オールとから製造されるポリエーテルエステル、さらに
以上のジカルボン酸類、オキシ酸類、ジオール類を組み
合わせたコポリエステル類などを示すことができる。た
だし、該テレフタル酸と１，３−プロパンジオールから
なるポリエステル成分が全体の高融点硬ポリエステル成
分全体の３０重量％未満であると、本発明の特性、特に
曲げ変形時の回復特性が低下する。

【００１３】ここで、低融点成分について特に制限は無
いが、例えば、分子量４００〜６０００の低融点重合体
セグメント構成成分としては、例えばポリ（エチレンオ
キサイド）グリコール、ポリ（プロピレンオキサイド）
グリコール、ポリ（テトラメチレンオキサイド）グリコ
ール等のポリアルキレンエーテルグリコール及びこれら
の混合物さらにこれらのポリエーテルグリコール構成成
分を共重合した共重合ポリエーテルグリコール等を示す
ことができる。また炭素数２〜１２の脂肪族ジカルボン
酸と炭素数２〜１０の脂肪族グリコールから製造される
ポリエステル、例えばポリエチレンアジペート、ポリテ
トラメチレンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポ
リネオペンチルセバケート、ポリテトラメチレンドデカ
ネート、ポリテトラメチレンアゼレート、ポリヘキサメ
チレンアゼレート、ポリ−ε−カプロラクトンなどを示
すことができる。さらに上記ポリエステルとポリエーテ
ルを組み合わせたポリエステルポリエーテル共重合体な
ども示すことができる。上記ポリエステルブロック共重
合体での低融点重合体グメント構成成分の割合は５〜６
０重量％であり、２０〜５５重量％が好ましい。

【００１４】

【実施例】以下実施例により本発明を説明する。 （実施例１〜３）ジメチルテレフタレート、１，３−プ
ロパンジオール、および低融点成分として分子量約１０
００のポリ（テトラメチレンオキサイド）の組成比を調
整してそれぞれ低融点成分が全体組成の２４，３５，５
０重量％部となるよう重合したブロック共重合エラスト
マーレジンを用いた。それぞれのポリマーを０．１ｍｍ
ＨＧの真空度、８０℃の雰囲気温度下で４時間予備乾燥
したのち、同真空条件で１２０℃で１２時間乾燥処理を
ほどこした。乾燥したレジンを、通常にスクリュー型融
解押出し装置を有する紡糸機を用いてノズル１ホールあ
たり、２２．２ｇ／ｍｉｎとなるように調整した。押出
しの溶解温度およびノズルの温度はそれぞれの共重合の
融解温度より、それぞれ３０℃および２０℃高い温度を
基準として採用した。紡出される糸の状態はいずれの組
み合わせも安定であった。吐出されたポリマーは５０ｍ
ｍのエアーギャップを有して設置された約３０℃の水槽
をくぐる事で冷却されて、続いて９０℃に表面温度をコ
ントロールされた２０ｍ／ｍｉｎの速度を有するネルソ
ン型ローラーと引き取りローラーの間で５倍に延伸され
て、引き続いて１５０℃の長さに設定されたスリット型
ヒーター間で1%リラックスさせてネルソンローラーに引
き取られて、直ちに巻き取られた。糸の伸長および曲げ
変形時の回復特性と引っ張り特性を評価したいずれも、
引っ張り特性および伸長・曲げ変形に対して両方とも優
れた結果が得られた。 （実施例４）実施例１〜３においてジオール成分として
１，３−プロパンジオールと１，４−ブタンジオールを
５０：５０の割合で使用し、低融点成分を３５％とした
他は同様の方法で繊維を得た。さらに伸長特性、曲げ特
性にバランスの優れた繊維を得ることができた。

【００１５】（比較例１〜３）実施例１〜３の主成分の
１，３−プロパンジオールの替わりに１，４−ブタンジ
オールを用いた他は同様の方法で繊維を得た。いずれも
伸長回復性には優れるものの曲げ回復性能に劣る結果が
得られた。

【００１６】

【表１】

【００１７】［評価方法］本特許明細および実施例に記
載の評価方法を示す。 （強伸度特性）オリエンテック社製テンシロンＴＭ測定
装置を用いて、試料長100mm を100%／分の歪み率で温度
２５％、相対湿度６５％雰囲気下で測定し、求めた歪み
・応力曲線より破断強度と伸度を評価した。各測定は各
々５回の平均値をその値とした。

【００１８】（伸長回復率）８０℃の温度に調整した加
熱槽を上記の測定装置に設置し、同じく100mm の試料長
にセット後、２分間の加熱後、100%/ 分の歪み速度で30
%まで伸長して直ちに同じ速度で0%まで変形を戻した。
変形が戻ってから10秒後に再び同じ歪み速度で30％まで
の伸長変形を与えた。この変形を１０回繰り返して後、
一連の歪み・応力曲線の記録から、１０回目の伸長によ
り応力が発生開始する歪み量（ｘ％）を求めて、以下の
式で繰り返し変形時の伸長回復性を評価した。 伸長回復率（％）＝１００−ｘ

【００１９】（曲げ回復率）モノフィラメントを２０ｍ
ｍに切断し、室温にて平坦なガラス面上に置いた後、予
め接着剤（コニシ（株）販売「アロンアルファー」）を
片面に塗ったカバーグラスをモノフィラメント２０ｍｍ
が埋まるようにはさみガラス面と接着した。自由になっ
ている片方の端を丁度二つ折りになるように曲げてか
ら、接着剤の付着していないカバーグラスをその上に乗
せカバーグラスの上に底辺がカバーグラスの大きさに合
わせた１００ｇの重しを約３０分間乗せた。３０分経過
後荷重をはずし、１０分後に折り曲げた位置から戻った
角度ａ（度）で下記の式を用いて回復率を計算した。す
なわち１８０度戻れば回復率は１００％である。実験は
１０回繰り返しその平均値を採用した。 （曲げ回復率）＝１００×ａ／１８０ （％）

【００２０】

【発明の効果】本発明によると、静的な荷重を支持する
ため十分の力学的特性を保持し、かつ伸長および曲げ変
形のどちらにも、その回復性がバランス良く高い弾性フ
ィラメントを提供することを可能とした。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01F 6/86 301 D01F 6/84 301

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリマー主成分が高融点ポリエステル
   セグメントと分子量４００〜６０００の低融点重合体セ
   グメントからなる共重合体であり、該高融点ポリエステ
   ルセグメント成分が９５〜４０重量％、該低融点重合体
   セグメントが５〜６０重量％であり、かつ該高融点ポリ
   エステルセグメントの３０重量％以上がテレフタル酸又
   はそのエステルと１，３−プロパンジオール成分からな
   るポリエステル系エラストマーを主原料とすることを特
   徴とする屈曲耐久性に優れた弾性フィラメント。
2. 【請求項２】 繊度が２００デニール以上のモノフィ
   ラメントであることを特徴とする請求項１記載の屈曲耐
   久性に優れた弾性フィラメント。
3. 【請求項３】 破断伸度が８０％以上、破断強度が
   ０．５ｇ／ｄ以上で、且つ８０℃における３０％伸長で
   の後の伸長回復率が８０％以上であり、且つ１８０度の
   曲げ変形からの回復率が７５％以上であることを特徴と
   する請求項１記載の屈曲耐久性に優れた弾性フィラメン
   ト。