JP6836765B2 - 延伸マルチフィラメント糸の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、延伸マルチフィラメント糸の製造方法に関し、特に樹脂製容器の壁に接着させて容器を補強するための補強用布帛を得るのに用いる延伸マルチフィラメント糸の製造方法に関するものである。

従来より、樹脂製容器の壁の外側又は内側に布帛を接着させたり、壁中に布帛を挿入したりして、容器を補強することが行われている。そして、補強用布帛としては、織物、編物又は多軸シート等が用いられている。かかる補強用布帛を構成する糸として、芯鞘型複合繊維よりなる糸が用いられることがある。芯鞘型複合繊維とは、芯成分が高融点重合体よりなり、鞘成分が低融点重合体よりなるものである。そして、鞘成分のみを軟化又は溶融させて、樹脂製容器の壁に融着することができるので、補強用布帛の構成繊維として用いられている。

芯鞘型複合繊維の芯成分としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリカーボネート、アクリル、ポリフェニレンエーテル及びポリビニルアルコール等の高融点重合体が用いられており、鞘成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン及びエチレン−プロピレン系共重合体等の低融点重合体が用いられている（特許文献１、請求項１〜３）。すなわち、芯成分として高融点重合体であれば種々の重合体を用いることができ、鞘成分として樹脂となじみが良く接着性にすぐれたオレフィン系重合体を用いることが知られている。

かかる芯鞘型複合繊維は、その強度が高いことが求められる。特に、樹脂製容器の壁に接着させた後に繊維形態を維持して残存している芯成分には、高い強度が求められる。本発明者は、芯成分として高強度及び高剛性を持つポリアミドＭＸＤ６を採用することを試みた。しかしながら、ポリアミドＭＸＤ６は曳糸性に劣るため、繊度の均一な芯鞘型複合繊維を得ることが困難であった。また、芯鞘型複合繊維の強度を向上させるため、延伸処理を施すと、芯成分と鞘成分とが剥離するということがあり、芯鞘型複合繊維よりなる糸を用いて製織又は製編等をする際に、鞘成分が脱離したり切断されたりして、布帛中に鞘成分を均一に存在させにくくなるという欠点があった。また、芯成分と鞘成分が剥離した芯鞘型複合繊維を容器等の壁に接着しても、強固な接着を実現できないという欠点もあった。

特開２００３−１９３３３２号公報

本発明の課題は、芯鞘型複合繊維の芯成分としてポリアミドＭＸＤ６を採用しながら、繊度が均一で、かつ、芯成分と鞘成分とが剥離しにくい延伸マルチフィラメント糸を製造する方法を提供することにある。

本発明は、鞘成分として、ポリアミドＭＸＤ６に曳糸性を与える特定の重合体を使用することにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、芯成分がポリアミドＭＸＤ６よりなり、鞘成分がマレイン酸変性ポリオレフィンよりなる芯鞘型複合長繊維よりなるマルチフィラメント糸を複合溶融紡糸法によって得た後に、該マルチフィラメント糸を冷却した後に、加熱下で延伸処理を施すことを特徴とする延伸マルチフィラメント糸の製造方法に関するものである。

まず、芯成分となるポリアミドＭＸＤ６を準備する。ポリアミドＭＸＤ６とは、メタキシレンジアミンとアジピン酸とを重縮合反応して得られるポリアミドのことである。ポリアミドＭＸＤ６の融点は、約２４０℃である。芯成分をポリアミドＭＸＤ６とすることにより、高強度及び高剛性の芯成分となる。なお、ポリアミドＭＸＤ６のみを芯成分として用いてもよいし、他の重合体と混合して芯成分としてもよい。一方、鞘成分となるマレイン酸変性ポリオレフィンを準備する。マレイン酸変性ポリオレフィンとは、ポリオレフィンの側鎖にマレイン酸（無水マレイン酸を含む）を付加させたものである。マレイン酸変性ポリオレフィンとしては、マレイン酸変性ポリエチレンやマレイン酸変性ポリプロピレンを用いることができる。マレイン酸変性ポリオレフィンの融点は、種類によって異なるが、概ね１１０〜１６０℃であり、ポリアミドＭＸＤ６の融点よりも低融点となっている。鞘成分をマレイン酸変性ポリオレフィンとすることにより、芯成分であるポリアミドＭＸＤ６の曳糸性を良好にすることができる。この理由は定かではないが、ポリアミドＭＸＤ６がマレイン酸変性ポリオレフィンと強固に密着し、マレイン酸変性ポリオレフィンの良好な曳糸性に助けられて、ポリアミドＭＸＤ６の曳糸性も良好になると考えられる。

鞘成分であるマレイン酸変性ポリオレフィンに、変性されていないポリオレフィンを添加してもよい。かかるポリオレフィンとしては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン又はポリプロピレンを用いることができる。変性されていないポリオレフィンの添加量は、マレイン酸変性ポリオレフィン１００重量部に対して５０〜１５０質量部程度である。変性されていないポリオレフィンを添加する理由は、鞘成分のメルトフローレートを調整して、その曳糸性と流動性とを向上させ、複合溶融紡糸しやすくするためである。

芯成分と鞘成分とを、複合溶融紡糸孔を複数備えた紡糸装置に、溶融状態で導入し、加熱された複合溶融紡糸孔より芯成分と鞘成分を吐出する方法（すなわち、複合溶融紡糸法）によって、芯鞘型複合長繊維を得る。各複合溶融紡糸孔より得られた各芯鞘型複合長繊維を引き揃えることにより、マルチフィラメント糸を得る。芯成分と鞘成分とを複合溶融紡糸孔より連続して吐出し、芯成分を鞘成分によって良好に被覆するには、芯成分と鞘成分のメルトフローレートを一定の範囲に調整するのが好ましい。具体的には、芯成分のメルトフローレートを５〜４０ｇ／１０分の範囲内にし、鞘成分のメルトフローレートを１５〜６５ｇ／１０分の範囲内にするのがよい。特に、この範囲内で、鞘成分のメルトフローレートを芯成分のメルトフローレートよりも高くし、鞘成分の流動性を高めておくのが好ましい。なお、このメルトフローレートは、複合溶融紡糸する際の温度に近似する温度である２７０℃で、荷重２．１６ｋｇで測定したものである。

得られたマルチフィラメント糸は冷却され、巻き取られる。また、冷却した後に、マルチフィラメント糸に油剤を付与してもよい。油剤を付与することにより、巻き取り性、巻き戻し性及び製織性又は製編製等を向上させることができる。冷却後に、マルチフィラメント糸を加熱下で延伸して、延伸マルチフィラメント糸を得る。加熱方法としては、マルチフィラメント糸に過熱水蒸気を吹き付ける方法や熱風を吹き付ける方法等が挙げられる。加熱温度は、芯成分の結晶化を促進させる温度が好ましく、１５０〜２５０℃程度である。もちろん、過熱水蒸気や熱風をマルチフィラメント糸に吹き付けても、ただちにマルチフィラメント糸の温度が過熱水蒸気や熱風の温度にはならないので、過熱水蒸気や熱風は３００℃以上の温度のものを吹き付けるのが好ましい。延伸は、二つの一対のローラー間で行われる。たとえば、１００℃程度に加熱された一対の第一ローラー間にマルチフィラメント糸を導入した後、このマルチフィラメント糸を第一ローラーよりも回転速度の速い加熱された一対の第二ローラー間に導入することにより行われる。第一ローラーと第二ローラーに回転速度差を設けることにより、任意の倍率で延伸することができる。たとえば、第一ローラーの回転速度をＸｒｐｍの場合、第二ローラーの回転速度を２Ｘｒｐｍにすると、２倍の延伸倍率で延伸されることになる。本発明では、延伸倍率は、３〜７倍であるのが好ましく、特に４〜６倍であるのが最も好ましい。

本発明によると、上記した延伸工程を経ても、芯成分と鞘成分とがよく密着しており、芯成分と鞘成分の剥離の少ない延伸マルチフィラメント糸が得られる。延伸マルチフィラメント糸は、芯鞘型複合長繊維の繊度が３〜１０デシテックス程度で、芯鞘型複合長繊維の本数は１００〜３００本程度である。したがって、延伸マルチフィラメント糸の総繊度は、５００〜３０００デシテックス程度である。この延伸マルチフィラメント糸を用いて布帛を得る。具体的には、延伸マルチフィラメント糸を経糸及び緯糸に用い、製織して織物を得る。織物の組織は、平織組織、綾織組織又は朱子織組織等の従来公知の組織を採用すればよい。また、延伸マルチフィラメント糸を用いて緯編又は経編で製編して、編物を得る。編物の組織も、平編組織、パール編組織又はトリコット編組織等の従来公知の組織を採用すればよい。さらに、延伸マルチフィラメント糸を経方向、斜め方向又は緯方向に並べた層を積層し、各層間を接着してなる多軸シートを得る。これらの布帛を構成する糸が芯鞘型複合長繊維よりなっているので、鞘成分のみを軟化又は溶融させて、各糸間を融着させて、目づれが生じにくいようにしておいてもよい。もちろん、各糸を構成している芯鞘型複合長繊維同士も融着させて、布帛に剛性を付与しておいてもよい。

以上の方法で得られた布帛は、各種材料の補強用布帛として用いられる。たとえば、樹脂製容器の壁の表面に張設して、加熱加圧し、芯鞘型複合長繊維の鞘成分のみを軟化又は溶融させて接着して、樹脂製容器の壁を補強することができる。

本発明に係る方法を採用すると、ポリアミドＭＸＤ６に良好な曳糸性が与えられるため、繊度の均一な芯鞘型複合長繊維を得ることができるという効果を奏する。また、芯成分からの鞘成分の剥離の少ない芯鞘型複合長繊維を得ることができるという効果を奏する。したがって、繊度が均一で、かつ、芯成分と鞘成分との剥離が少ない構成繊維よりなる延伸マルチフィラメント糸が得られるという効果を奏する。また、芯成分と鞘成分との剥離が少ない芯鞘型複合長繊維を用いて布帛を得ると、この布帛中には鞘成分が均一に存在する。そして、この布帛中の鞘成分のみを軟化又は溶融させて、樹脂製容器の壁等に接着させた場合、均一で強固な接着が実現でき、樹脂製容器の壁当の補強効果に優れるという効果を奏する。

実施例１
芯成分として、融点が２４０℃でメルトフローレートが１６．１ｇ／１０分のポリアミドＭＸＤ６を準備した。鞘成分として、以下の混合樹脂を準備した。すなわち、融点が１２７℃でメルトフローレートが１２．０ｇ／１０分の低密度ポリエチレン４０重量部と、融点が１２２℃でメルトフローレートが２５．９ｇ／１０分のマレイン酸変性ポリエチレン６０重量部を均一に混合した混合樹脂を準備した。そして、複合溶融紡糸装置に、孔径０．５ｍｍで孔数１９２個の芯鞘型複合紡糸口金を装着し、口金温度２８０℃で芯成分：鞘成分＝２：１（重量比）となるように両者を供給し、１９２本の芯鞘型複合長繊維を紡出した。その後、紡糸口金直下に設けた温度３００℃で長さ２０ｃｍの加熱筒内を通過させ、続いて、横型冷却装置を用いて、温度１６℃で速度が０．８ｍ／秒の冷風を吹き付けて、芯鞘型複合長繊維を冷却した。冷却後、油剤を芯鞘型複合長繊維表面に付与し、１９２本の芯鞘型複合長繊維が引き揃えられたマルチフィラメント糸を巻取ローラーで巻き取った。

巻取ローラーからマルチフィラメント糸を巻き戻して、一対の１０５℃に加熱された第一ローラーに導入した後、さらに一対の１００℃に加熱された第二ローラーに導入した。第一ローラーと第二ローラーの間で、スチーム処理機を用いて、温度３５０℃で圧力０．２ＭＰａの過熱水蒸気をマルチフィラメント糸に吹き付けながら、延伸倍率４．４倍で延伸した。延伸後に、常法で弛緩処理及びリラックス処理を行い、８３０デシテックス／１９２フィラメントの延伸マルチフィラメント糸を得た。

実施例２
鞘成分として使用する混合樹脂を、融点が１３１℃でメルトフローレートが５６．５ｇ／１０分の高密度ポリエチレン４０重量部と、融点が１２２℃でメルトフローレートが２５．９ｇ／１０分のマレイン酸変性ポリエチレン６０重量部を均一に混合した混合樹脂に変更する他は、実施例１と同一の条件で延伸マルチフィラメント糸を得た。

比較例１
鞘成分として使用する混合樹脂に代えて、融点が１２７℃でメルトフローレートが１２．０ｇ／１０分の低密度ポリエチレン１００重量部を用いる他は、実施例１と同一の方法で延伸マルチフィラメント糸を得た。

実施例１及び比較例１で得られた延伸マルチフィラメント糸の鞘成分を軟化させて芯鞘型複合長繊維相互間を軽く融着させた後、延伸マルチフィラメントを切断して、延伸マルチフィラメントの横断面を光学顕微鏡で観察した。実施例１の延伸マルチフィラメントを図１に示し、比較例１のものを図２に示した。図１と図２を対比すれば明らかなように、実施例１で得られた延伸マルチフィラメント糸を構成する芯鞘型複合長繊維は、その繊度が均一であると共に芯成分と鞘成分が殆ど剥離していないのに対して、比較例１で得られた芯鞘型複合長繊維は、その繊度が不均一で芯成分と鞘成分との剥離が顕著である。

実施例で得られた延伸マルチフィラメント糸を経糸及び緯糸に用いて平織織物を製織し、これを樹脂製容器の壁に加熱加圧して接着させたところ、織物は強固に樹脂製容器の壁に接着し、補強用布帛として好適に使用しうるものであった。

実施例１で得られた延伸マルチフィラメント糸の横断面を光学顕微鏡で観察したときの写真である。 比較例１で得られた延伸マルチフィラメント糸の横断面を光学顕微鏡で観察したときの写真である。

Claims (5)

1. 芯成分がポリアミドＭＸＤ６よりなり、鞘成分がマレイン酸変性ポリオレフィンよりなる芯鞘型複合長繊維よりなるマルチフィラメント糸を複合溶融紡糸法によって得た後、該マルチフィラメント糸を冷却した後に、加熱下で延伸処理を施すことを特徴とする延伸マルチフィラメント糸の製造方法。
2. 鞘成分に高密度ポリエチレンが添加されている請求項１記載の延伸マルチフィラメント糸の製造方法。
3. 請求項１記載の方法で得られた延伸マルチフィラメント糸を用いて布帛を得る布帛の製造方法。
4. 請求項１記載の方法で得られた延伸マルチフィラメント糸を経糸及び緯糸に用いて製織する織物の製造方法。
5. 請求項３記載の方法で得られた布帛に熱処理を施し、鞘成分のみを軟化又は溶融させて、該布帛を構成している延伸マルチフィラメント糸相互間を融着させる補強用布帛の製造方法。