JP2000303254A

JP2000303254A - 産業資材用高強力中空繊維

Info

Publication number: JP2000303254A
Application number: JP11354610A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hirai; 謙一平井; Yoshinori Tsukada; 吉則塚田; Yukinobu Miyazaki; 幸信宮崎; Masaki Oku; 正樹奥; Takeshi Nishiyama; 武史西山; Hiroshi Imagawa; 今川　　博; Yoshitaka Matsuo; 嘉高枩尾
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2000-10-31
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: JP4336010B2

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な強伸度を有し、ロープとしたときに水
に浮くことができ、アイスプライス加工性にも優れてお
り、船舶繋留や牽引用ロープとして特に好適な産業資材
用高強力中空繊維を提供する。【解決手段】熱可塑性ポリマーからなり、各単糸は繊
維の横断面形状において、架橋部２を介して２つ以上の
中空部１を有し、中空率１０〜３５％、強度６．５ｃＮ
／ｄｔｅｘ以上、伸度１５〜２５％である産業資材用高
強力中空繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、十分な強度と耐久
性、かつ水に浮くのに十分な浮力を有し、特に船舶繋留
用ロープに適した産業資材用高強力中空繊維に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】大型船舶、フェリーボート等の係留に使
用される船舶用ロープ又は各種の建設現場で使用される
ロープは、強力の高さと耐用年数の長さが求められる。
また、これらのロープの長さは様々であるが、一般的に
その先端部分は対象物との接続に便利なようにアイスプ
ライス加工（さつま加工）と呼ばれる加工が施される。

【０００３】アイスプライス加工は、ＪＩＳＬ０２１
９で定義されているように、ロープの端部を輪状にした
後、その先端部をほぐし、ストランドをロープの間に差
し込む端末加工である。しかし、通常、ロープは非常に
硬く仕上げられているため、この加工のための作業は困
難である。

【０００４】また、船舶繋留、牽引ロープは、強度や耐
久性のみならず、水中に沈まずに水面に長時間浮いてい
ることも作業性において重要である。例えば、ナイロン
６を中心するポリアミド繊維は、その強力の高さと耐用
年数の長さから様々な産業資材用の素材に使用されてい
るが、ナイロン６繊維を使用した場合、比重が大きいた
め、通常のポリアミド繊維からなるロープは水中に沈ん
でしまい、ロープ自体が水分を吸収して重くなり、作業
の労力、特に巻き上げ時の負荷が大きくなる。

【０００５】特に、タグボート等での船舶牽引用ロープ
として用いる場合、ロープを外したときにロープが水中
に沈み、船のスクリューに絡まって危険であるという問
題がある。

【０００６】また、特公昭６１−１３０１２号公報に
は、単糸の横断面に４つの中空部を有するナイロン捲縮
糸が記載されている。しかしながら、このナイロン繊維
は、カーペット用に適したものであり、防汚性、嵩高性
には優れているが、強度、中空率ともに低く、産業資材
用には不向きであった。特に、この繊維をロープに用い
たとしても、水に殆ど浮くことができず、強度も低いの
で、船舶を繋留したり、牽引することはできなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決し、十分な強伸度を有し、ロープとしたとき
に水に浮くことができ、かつアイスプライス加工性にも
優れており、船舶繋留や牽引用ロープとして特に好適な
産業資材用高強力中空繊維を提供することを技術的な課
題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するために検討した結果、本発明に到達した。すな
わち、本発明は、熱可塑性ポリマーからなり、各単糸は
繊維の横断面形状において、架橋部を介して２つ以上の
中空部を有し、中空率１０〜３５％、強度６．５ｃＮ／
ｄｔｅｘ以上、伸度１５〜２５％であることを特徴とす
る産業資材用高強力中空繊維を要旨とするものである。

【０００９】なお、本発明における繊維の中空率とは、
単糸の横断面形状における中空部の面積の割合をいい、
ニコン社製マイクロフォトＳ光学顕微鏡に顕微鏡写真撮
影装置を取り付け、単糸断面の横断面形状を撮影し、図
２の本発明の四つ穴断面中空繊維の断面模式図に示すよ
うに、面積Ａ（中空部）と面積Ｂ（非中空部）の値を算
出し、次式により求めたものであり、５本の単糸につい
ての平均値とする。中空率（％）＝〔（面積Ａ）／（面積Ａ＋面積Ｂ）〕×
100

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明について詳細に説明
する。本発明の中空繊維を構成する熱可塑性ポリマーと
しては、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナ
イロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０等及びこれ
らを主成分とするポリアミド、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート等及びこれらを主成
分とするポリエステル等が挙げられ、これらを単独、あ
るいは共重合やブレンドしたものを用いることができ
る。そして、本発明の効果を損なわない範囲であれば、
熱可塑性ポリマーには艶消剤、改質剤、制電剤、顔料等
を含んだものでもよい。

【００１１】中でも安価で優れた強力と耐久性を有する
相対粘度が２．８以上のナイロン６が好ましく、特に、
相対粘度が３．０以上、さらには３．５以上のものが好
ましい。

【００１２】本発明における相対粘度は、96％硫酸を溶
媒とし、濃度１ｇ／dl、温度25℃で測定したものであ
る。相対粘度が２．８未満であると、強度が低下し、産
業資材用として適さないものとなりやすい。なお、相対
粘度の上限は特に限定するものではないが、紡糸、製糸
性が低下しないようにするためには、４．０以下とする
ことが好ましい。

【００１３】そして、本発明の中空繊維は、強度６．５
ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度１５〜２５％であることが必
要であり、中でも、強度７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸
度１８〜２３％であることが特に好ましい。これは、産
業資材用途として用いる素材であるために必要とされる
物性である。

【００１４】強度が６．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満である
と、この繊維を製紐して得られたロープは、船舶を繋
留、牽引するための強度が不十分なものになる。また、
伸度が１５％未満であると、繊維の配向が進行しすぎて
繊維がもろくなって切断しやすくなる。一方、伸度が２
５％を超えると、この繊維を製紐して得られたロープ
は、使用するとさらに伸びてしまい、強度や耐久性が低
下する。

【００１５】次に、本発明の中空繊維を図面を用いて説
明する。図１、図３、図４は本発明の中空繊維の単糸断
面形状の実施態様を示す断面模式図である。図１は、中
心部付近に十字型の架橋部２を形成するように４つの中
空部１を配した四つ穴断面形状を呈するものであり、図
３は中空部１を２つ有するもの、図４は中空部１を３つ
有するものである。

【００１６】本発明の中空繊維は、各単糸が横断面形状
において、架橋部２を介して２つ以上の中空部１を有し
ている。このように中空部と中空部の間に架橋部が存在
することで強度を保持することができるとともに、中空
部の潰れを防ぐことができ、ロープ等の製品にした際に
も中空部を保持し、中空率の低下が生じない。

【００１７】中空部の数や位置は、強度が保持できるよ
うにすることが好ましく、特に、図１に示すように、中
心部付近に十字型の架橋部を形成するように４つの中空
部を配した四つ穴断面形状とすることが好ましい。この
ような四つ穴断面形状であると、架橋部が十字型である
ことによって、多方向からの応力に対する耐性が高くな
り、より高強度で中空率の低下のない繊維となる。

【００１８】そして、本発明の中空繊維は、断面積にお
ける中空部の面積の割合である、中空率が１０〜３５％
であることが必要である。この中空率の範囲とすること
で、繊維の強度を保持し、かつこの繊維で作成したロー
プが水に浮く程度の比重とすることが可能となり、さら
には、アイスプライス加工時において繊維に弾性変形を
生じさせることができ、アイスプライス加工時の作業性
が向上する。

【００１９】ここで、中空率を考慮した比重とは、次式
で算出できるみかけ比重である。ナイロン６を用いた場
合は、原糸の比重が１．１４であり、中空率が１０〜３
５％であると、みかけ比重は０．７４〜１．０３とな
り、中でも０．９５以下となるようにすることが好まし
い。みかけ比重＝〔（１００−中空率）／１００〕×原糸の
比重

【００２０】中空率が１０％未満であると、みかけ比重
が大きくなり、この繊維からなるロープは水に沈むもの
となりやすい。また、繊維の弾性変形が生じにくくな
り、アイスプライス加工時の作業性が向上しない。一
方、中空率が３５％を超えると、繊維の強度を維持する
ことができず、また、中空部の潰れや破れが生じるよう
になる。

【００２１】さらに、本発明の中空繊維においては、熱
可塑性ポリマーにポリアミドを用いて場合、長鎖アルキ
ル基を有するビスアミド化合物が添加されていることが
好ましい。

【００２２】この化合物としては、例えば、メタキシリ
レンビスステアリルアミド、メタキシリレンビスオレイ
ルアミド、エチレンビスステアリルアミド等が挙げら
れ、中でも、エチレンビスステアリルアミド（ＥＢ）が
好ましい。

【００２３】中空繊維の中空率は紡糸温度と密接な関わ
りがあり、中空率を上げるためには紡糸温度を下げてい
く必要がある。しかし、紡糸温度の低下は同時に溶融斑
などの原因になり、繊維の強度低下を引き起こす懸念が
ある。このため、強度を必要する繊維の製造において
は、紡糸温度はある程度の高さを維持することが必要と
なる。

【００２４】ＥＢを添加することで、紡糸温度を下げる
ことなく、繊維単糸の形状が保持できるので、高中空率
とすることが可能となり、高強度、高中空率の繊維を得
ることが容易となる。

【００２５】ＥＢの添加量は、繊維重量の０．０１〜
１．０重量％であることが好ましく、中でも０．０５〜
０．２重量％が好ましい。０．０１重量％未満の場合
は、上記の単糸形状の保持の効果が十分に発揮されず、
一方、１．０重量％を超えると、強度が低下したり、糸
切れなどの紡糸操業性が悪化する懸念がある。

【００２６】さらに、熱可塑性ポリマーにポリアミドを
用いた場合、ポリマーに珪素化合物を添加することが好
ましい。

【００２７】珪素化合物の添加は、繊維単糸の形状を保
持し、中空率を上げる効果に加え、樹脂そのものの比重
を小さくする効果もあるため、繊維全体の比重を下げる
ことが可能になり、より水に浮きやすい繊維とすること
ができる。同時に、繊維の耐摩耗性を向上させる効果も
あり、ロープとしての耐久性を向上させることが可能に
なる。

【００２８】添加する珪素化合物については、繊維単糸
の形状を保持する効果があり、樹脂の比重を小さくでき
ればよく、特に好ましいものとしては、オルガノポリシ
ロキサン（シリコン樹脂）や、層状珪酸塩（ナノコンポ
ジットナイロン）等が挙げられる。

【００２９】珪素化合物の添加量は、繊維重量の0.01〜
1.0重量%であることが好ましく、中でも0.05〜0.2重量%
が好ましい。0.01重量%未満では、上記の単糸形状の保
持の効果が十分に発揮されず、一方、1.0重量%を超える
と、強度が低下したり、糸切れなどの紡糸操業性が悪化
する懸念がある。

【００３０】以上のように、本発明の中空繊維は、防
水、撥水等の加工を施さなくてもこの繊維からなるロー
プは、水に浮かべ続けた場合で、約１カ月以上は水に浮
いていることができる。しかしながら、水に触れている
部分から徐々に吸水され、用いられる環境にもよるが、
撥水されるよりも吸水が進んだり、製紐した繊維や紐間
に水が吸収されると、ロープ全体が水に沈むようにな
る。そこで、本発明の繊維又はロープとしたときのロー
プ表面に防水、撥水等の耐水加工を施すことによって、
より耐水性に優れ、長期間水に浮くロープを提供するこ
とが可能になる。

【００３１】次に、本発明の中空繊維の製造方法の一例
について説明する。通常の中空糸用紡糸口金を装着した
溶融紡糸装置を用いて製造することができ、一旦巻き取
ることなく、紡糸に引き続いて延伸を行い、巻き取る一
工程法でも、一旦未延伸糸を巻き取った後延伸を行う二
工程法のどちらを採用してもよいが、生産性よく製造す
るためには、一工程法を用いることが望ましい。

【００３２】また、本発明の中空繊維は、産業資材用途
に用いられるため、単糸繊度は４．０〜５０ｄｔｅｘ程
度、総繊度６００〜３５００ｄｔｅｘ程度のものとする
ことが好ましい。

【００３３】

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、実施例中の各種の値の測定、評価は次のよう
にして行った。〔強伸度〕島津製作所（株）製オートグラフS-100 を用
い、繊度(d) ×1/20の初荷重(g)をかけ、試料長25ｃ
ｍ、引っ張り速度30ｃｍ／分で測定した。〔中空率〕前記の方法で測定し、算出した。〔みかけ比重〕前記の式で算出した。〔水浮上性〕得られた繊維を製紐機を用いて８本×８本
の製紐品を作成し、この製紐品を２０ｃｍに切り取り、
両端を結わえて水中に放置した。放置から２４時間、放
置から１週間、放置から３週間の状態を観察し、浮いて
いる状態を○、完全に水中に沈んでいる状態を×で示し
た。〔アイスプライス加工性〕得られた繊維を３本引き揃え
てＳ方向に120ＴＰＭの撚数を持つ下撚コードを作成
し、続いてこの下撚コード４本を引き揃え、Ｚ方向に12
0ＴＰＭの撚数を与えた引き揃えコードを作成した。さ
らにこのコードを２２本引き揃え、110ＴＰＭの撚数で
撚糸し、ストランドを形成する。最後にストランド３本
で３つ打ちし、１６ｍｍロープに仕上げた。このロープ
のアイスプライス加工時の作業性を○と×の２段階で評
価した。

【００３４】実施例１相対粘度3.51のナイロン６ペレットにＥＢ0.1重量％を
添加し、エクストルーダーに供給し、中空糸用紡糸口金
を備えた溶融紡糸装置を用いて紡糸温度278℃で溶融紡
糸した。紡糸後の糸条を冷却し、非水系油剤を付与した
後、ローラ温度130〜190℃の熱ローラ間で総延伸倍率4.
70倍で熱延伸を施し、2500ｍ／分の速度で巻き取り、図
１に示すような四つ穴断面形状の中空繊維（９４０ｄｔ
ｅｘ／６８ｆ）を得た。

【００３５】実施例２ＥＢの添加量を０．０５重量％、紡糸温度を２８０℃に
変更した以外は、実施例１と同様に行った。

【００３６】実施例３ナイロン６ペレットに、ＥＢに加えてシリコン樹脂0.1
重量％を添加した以外は、実施例１と同様に行った。

【００３７】実施例４紡糸口金を変更した以外は実施例１と同様に行い、図３
に示すような二つ穴断面形状の中空繊維を得た。

【００３８】実施例５紡糸口金を変更した以外は実施例１と同様に行い、図４
に示すような三つ穴断面形状の中空繊維を得た。

【００３９】比較例１紡糸口金を変更し、各単糸を横断面形状が中空部のない
丸断面のものとした以外は、実施例１と同様に行い、丸
断面形状の繊維（９４０ｄｔｅｘ／６８ｆ）を得た。

【００４０】比較例２ナイロン６ペレットにＥＢの代わりにステアリン酸マグ
ネシウムを０．１重量％添加した以外は実施例１と同様
に行った。

【００４１】比較例３ＥＢの添加量を０．２重量％にし、紡糸温度を268 ℃と
した以外は実施例１と同様に行った。

【００４２】比較例４紡糸口金を変更し、各単糸を横断面形状が１つの中空部
を有する丸断面のものとした以外は、実施例１と同様に
行い、中空繊維を得た。

【００４３】実施例１〜５、比較例１〜４で得られた繊
維の強伸度、中空率、みかけ比重、水浮上性、アイスプ
ライス加工性の評価結果を表１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１より明らかなように、実施例１〜５の
中空繊維は、十分な強伸度を有し、この繊維からなるロ
ープは水浮上性に優れ、撥水加工を施していなくても１
か月以上の間水に浮き続けていた。そして、アイスプラ
イス加工時の作業性にも優れるものであった。一方、比
較例１の繊維は、中空部がないために、比重が大きく、
この繊維からなるロープは最初から水に浮かず、アイス
プライス加工性にも劣るものであった。比較例２の繊維
は、中空率が低すぎたためにみかけ比重が大きくなり、
その製紐品は水に入れると２４時間以内に水に沈んだ。
また、アイスプライス加工性にも劣るものであった。比
較例３の繊維は、中空率が大きすぎたため、強伸度の劣
ったものであり、また、その紡糸状況は糸切れが多く、
操業性が悪かった。比較例４の繊維は、中空部が１つで
あったため、架橋部が存在せず、強度が低く、またロー
プとしたときに中空部の潰れも生じたため、みかけ比重
は１．０未満であったが、水浮上性に劣り、水に浮かべ
てから２日程度で水中に沈んだ。

【００４６】

【発明の効果】本発明の高強力中空繊維は、十分な強伸
度を有し、中空部の潰れが生じにくい高中空率の繊維で
あるため、特に船舶繋留や牽引用ロープとして好適に用
いることができ、この繊維からなるロープは強伸度や耐
久性に優れるのはもちろんのこと、長期間水に浮いてい
ることができるので、ロープを外したときに沈んでスク
リューに絡まる危険性が極めて少なくなり、作業の安全
性が大幅に向上し、同時に作業の労力も軽減することが
可能となる。さらに、アイスプライス加工時に弾性変形
を生じさせることが容易であり、アイスプライス加工の
作業性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中空繊維の単糸断面形状の一実施態様
を示す断面模式図である。

【図２】本発明の中空繊維の中空率の算出方法を示す断
面模式図である。

【図３】本発明の中空繊維の単糸断面形状の他の実施態
様を示す断面模式図である。

【図４】本発明の中空繊維の単糸断面形状の他の実施態
様を示す断面模式図である。

【符号の説明】

１中空部２架橋部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥正樹京都府宇治市宇治戸ノ内５ユニチカ株式会社宇治工場内 (72)発明者西山武史京都府宇治市宇治戸ノ内５ユニチカ株式会社宇治工場内 (72)発明者今川博京都府宇治市宇治戸ノ内５ユニチカ株式会社宇治工場内 (72)発明者枩尾嘉高京都府宇治市宇治戸ノ内５ユニチカ株式会社宇治工場内Ｆターム(参考） 4L035 AA09 BB32 BB91 DD03 EE08 FF01 HH10 4L045 AA05 BA03 BA14 BA24 BA49 BA50 BA60 CA25 DA14 DA42 DA53 DC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性ポリマーからなり、各単糸は繊
維の横断面形状において、架橋部を介して２つ以上の中
空部を有し、中空率１０〜３５％、強度６．５ｃＮ／ｄ
ｔｅｘ以上、伸度１５〜２５％であることを特徴とする
産業資材用高強力中空繊維。
【請求項２】熱可塑性ポリマーが、相対粘度２．８以
上のナイロン６を主成分とするものである請求項１記載
の産業資材用高強力中空繊維。
【請求項３】各単糸の横断面形状において、中心部付
近に十字型の架橋部を形成するように４つの中空部を有
する請求項１又は２記載の産業資材用高強力中空繊維。