JP6964403B2 - 切断作業性に優れた高強力繊維 - Google Patents

Description

本発明は、切断作業性に優れたテンションメンバ用高強力繊維に関するものである。

従来、イヤホンコード、光ファイバーケーブル、音響ケーブル等の電線、ケーブルには導線の断線を防止する為、テンションメンバとしてアラミド繊維、液晶ポリマー繊維、ポリエステル繊維等の繊維材料が使われている。

一方、釣糸、ロープ、コード等の用途として、高強力繊維に樹脂をコーティングすることで耐候性や耐摩耗性を向上させることが提案されている（特許文献１、２等参照）。

特許第５３５１７９５号公報 特開平９−３１７８６号公報

テンションメンバは、製品の特性上、所定の長さに切断する必要あるが、切断作業時、作業性が悪い（切れにくい）という課題があり、特殊な道具で切断する等がなされている。
また、高強力繊維に樹脂をコーティングすると、フィラメント間の自由度がなくなり、ループ強力が低下する。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、すなわち、本発明の目的は、切断作業性が向上し、また、ループ強力が保持されるテンションメンバ用高強力繊維を提供することにある。

本発明の目的は、全芳香族ポリエステル繊維である高強力繊維表面に、高強力繊維に対して０．５〜２．５質量％の樹脂層が形成されてなり、上記樹脂層がウレタン系樹脂、アクリル系樹脂から選択される少なくとも１種の樹脂から形成され、ループ強力の保持率が４０％以上である切断作業性に優れたテンションメンバ用高強力繊維によって達成される。

また、本発明において、上記樹脂層が顔料を含有することが好ましい。

本発明により、切断作業性が向上し、また、ループ強力が保持されている高強力繊維を提供することができる。

本発明の切断作業性に優れた高強力繊維は、高強力繊維表面に、高強力繊維に対して０．５〜５質量％の樹脂層が形成されてなる。

高強力繊維としては、全芳香族ポリエステル繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維等が挙げられる。中でも、全芳香族ポリエステル繊維が、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維に比べ加工中のスカム発生が少ない点で好ましい。

本発明で用いる全芳香族ポリエステル繊維は、全芳香族ポリエステル系ポリマーから形成される。

全芳香族ポリエステル系ポリマーは、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なるもので、場合により、これらと、脂環式ジカルボン酸、脂環式ジオール、脂肪族ジオールやこれらの誘導体との共重合体も含まれる。ここで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挙げられる。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’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、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、１，５−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挙げられる。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、２−ヒドロキシナフタレン−６−カルボン酸、１−ヒドロキシナフタレン−５−カルボン酸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挙げられる。脂環式ジカルボン酸としては、トランス−１，４−ジカルボキシシクロヘキサン、シス−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、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。脂環式及び脂肪族ジオールとしては、トランス−１，４−ジヒドロキシシクロヘキサン、シス−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挙げられる。

これらの組み合わせの中で、本発明において好ましい全芳香族ポリエステル系ポリマーとしては、例えば、（ａ）ｐ−ヒドロキシ安息香酸残基４０〜７０モル％と上記芳香族ジカルボン酸残基１５〜３０モル％と芳香族ジオール残基１５〜３０モル％からなるコポリエステル、（ｂ）テレフタル酸及び／又はイソフタル酸とクロルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、及び／又はハイドロキノンからなるコポリエステル、（ｃ）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％からなるコポリエステル等が挙げられる。

上記出発原料を用い、本発明で用いる全芳香族ポリエステル系ポリマーを得るには、そのままで、あるいは脂肪族又は芳香族モノカルボン酸又はそれらの誘導体、脂肪族アルコール又はフェ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、懸濁重合等を採用することができ、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てもよい。

全芳香族ポリエステル系ポリマーには、本発明の目的を阻害しない範囲で、他のポリマーあるいは添加剤を含有させてもよい。

本発明で用いる全芳香族ポリエステル系ポリマーには、紡糸に適した分子量範囲が存在する。この溶融紡糸条件に適する分子量に対応する物性値として「流動開始温度」を用いる。「流動開始温度」は、島津製作所製のフローテスターＣＦＴ−５００を用い、径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルで、圧力１００ｋｇ／ｃｍ^２の状態で、芳香族ポリエステル試料を４℃／分で昇温し、試料がノズルを通って流動し、かつ４，８００パスカル秒の見かけ粘度を与える温度で定義される。
本発明において、溶融紡糸に適した芳香族ポリエステルの「流動開始温度」は、３０５〜３２５℃が好適である。

本発明における芳香族ポリエステル繊維の総繊度は１０〜１０００ｄｔｅｘが好ましく、５０〜５００ｄｔｅｘがより好ましい。

また、本発明における芳香族ポリエステル繊維の単糸繊度は１０ｄｔｅｘ以下が好ましく、５ｄｔｅｘ以下がより好ましい。また、フィラメント数の範囲は３〜１０００が好ましく、１０〜８００がより好ましい。

本発明における全芳香族ポリエステル繊維の強度は、１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましく、１２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上がより好ましく、２０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が更に好ましい。

また、伸度は、５．０％以下が好ましく、３．５％以下がより好ましい。
更に、弾性率は、４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましく、５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上がより好ましい。

本発明に用いる全芳香族ポリエステル繊維の製造は、公知の溶融押出方法により行えばよい。

高強力繊維の表面に付与する樹脂としては、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
中でも、ウレタン系樹脂が、樹脂付与後の風合いの点で好ましい。

また、高強力繊維の表面に、高強力繊維に対して０．５〜５質量％、好ましくは０．５〜２．５質量％の樹脂層が形成されている。
樹脂層が０．５質量％未満では樹脂付着量少なく切断性向上の効果が少ない。
一方、樹脂層が５質量％を超えると、風合いが硬くなり、ループ強力も低下する。

本発明の樹脂層を有する高強力繊維は、上記評価方法による評価の結果、切断された試料の本数が１０本中５本以上となるものである。
試料１０本中５本以上が切断されるものであれば、支障なく切断作業が行える。

また、本発明の樹脂コーティングされた高強力繊維は、ループ強力の保持率が４０％以上であることが望ましく、より望ましくは４５％以上である。
ループ強力の保持力が４０％以上であれば、樹脂を付与していない通常のものと同等に扱える。

また、樹脂中に、顔料を含有させても良い。
顔料としては、二酸化チタン、酸化鉄赤、カーボンブラック等の無機顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料等の有機顔料が挙げられる。
顔料を含有する樹脂層であることにより、テンションメンバとして使用する際、導線との識別が可能になることや釣糸にした際は意匠性が出せる。

本発明の切断作業性に優れた高強力繊維は、例えば、以下の方法により製造すればよい。すなわち、高強力繊維を樹脂が乳化分散された水系液の入った浴槽に浸してコーティングし、ニップローラーで余分な樹脂を絞り落とした後に、ヒーター等を用いて乾燥することにより、樹脂コーティングされた高強力繊維が得られる。

このとき、樹脂が乳化分散された水系液において、樹脂の平均粒子径が２０〜２０００ｎｍであることが好ましい。この範囲内であれば、樹脂粒子がフィラメント間に入り込み、風合いを損ねることなくループ強力が保たれ切断性向上ができる。

本発明にて用いる高強力繊維は、紡糸した状態のものの他、撚り工程、組紐工程等により加工した高強力加工糸でもよい。
また、樹脂コーティングした、切断作業性に優れた高強力繊維を、撚り工程、組紐工程等により加工した高強力加工糸としてもよい。

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
なお、実施例及び比較例において、各物性は、以下の方法により測定した。

１）高強力繊維の強度、伸度
ＪＩＳ Ｌ１０１３（２０１０）の標準時試験に準じ、引張り試験機（島津製作所製、ＡＧＳ−５００ＮＸ）を用い、試料長２００ｍｍ、引張り速度２００ｍｍ／分にて破断強伸度を求めた。
２）樹脂層を有する高強力繊維の引張強力、ループ強力
ＪＩＳ Ｌ１０１３ ８．５及び８．７により測定した。
３）ループ強力保持率
下記式により算出した。
ループ強力保持率（％）＝（ループ強力／引張強力）×１００

（実施例１）
高強力繊維として、全芳香族ポリエステル繊維（ＫＢセーレン社製、商品名：Ｚｘｉｏｎ、１１００ｄｔｅｘ／９６ｆ、強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３．５％）を用い、この全芳香族ポリエステル繊維を、ウレタン樹脂４質量％乳化分散液（第一工業製薬社製、平均粒子径３０ｎｍ）に、樹脂含浸装置により浸漬し、その後、１８０℃で、３分間乾燥させ、樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を得た。樹脂の付着量は、１．８質量％であった。
得られた樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を評価した。

（実施例２）
ウレタン樹脂の平均粒子径が７０ｎｍの乳化分散液を用いた以外は、実施例１と同様にして、樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を得た。樹脂の付着量は、１．５質量％であった。
得られた樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を評価した。

（実施例３）
アクリル樹脂の平均粒子径が１５０ｎｍの乳化分散液を用いた以外は、実施例１と同様にして、樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を得た。樹脂の付着量は、１．２質量％であった。
得られた樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を評価した。

（参考例４）
ウレタン樹脂１０質量％乳化分散液を用いた以外は、実施例１と同様にして、樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を得た。樹脂の付着量は、５．０質量％であった。
得られた樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を評価した。

（実施例５）
着色顔料としてＬＩＯＮＯＬ ＢＬＵＥ ７３１０-ＬＷ（トーヨーカラー社製）を０．５質量％含有するウレタン樹脂乳化分散液を用いた以外は、実施例１と同様にして、樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を得た。樹脂の付着量は、１．８質量％であった。
得られた樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を評価した。

（比較例１）
ウレタン樹脂の平均粒子径が３０００ｎｍの乳化分散液を用いた以外は、実施例１と同様にして、樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を得た。樹脂の付着量は、１．５質量％であった。
得られた樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を評価した。

（比較例２）
ウレタン樹脂４０質量％乳化分散液を用いた以外は、実施例１と同様にして、樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を得た。樹脂の付着量は、２０．０質量％であった。
得られた樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を評価した。

（比較例３）
ポリアミド樹脂４質量％乳化分散液（エムスケミージャパン社製、平均粒子径１５０ｎｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を得た。樹脂の付着量は、１．５質量％であった。
得られた樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維を評価した。

これらの樹脂コーティング全芳香族ポリエステル繊維（作業性に優れた高強力繊維）について、物性及び評価結果を表１及び表２に併せて示す。

本発明の作業性に優れた高強力繊維は、テンションメンバとして好適に使用される。

Claims (2)

1. 全芳香族ポリエステル繊維である高強力繊維表面に、高強力繊維に対して０．５〜２．５質量％の樹脂層が形成されてなり、上記樹脂層がウレタン系樹脂、アクリル系樹脂から選択される少なくとも１種の樹脂から形成され、ループ強力の保持率が４０％以上である切断作業性に優れたテンションメンバ用高強力繊維。
2. 上記樹脂層が顔料を含有する請求項１に記載の切断作業性に優れたテンションメンバ用高強力繊維。