JP2018145580A - Polyester fiber having excellent abrasion resistance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐摩耗性を向上させたポリエステル繊維およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a polyester fiber with improved wear resistance and a method for producing the same.
ポリエステル繊維は、一般衣料用途や、カーテン、カーペット等のインテリア用途、車両内装用途等の様々な用途へ展開されている。中でもポリエチレンテレフタレート繊維は、その価格と強伸度等の物理的特性とのバランスの良さから様々な用途への展開の拡大が期待されている。 Polyester fibers are used in various applications such as general clothing, interiors such as curtains and carpets, and vehicle interiors. Among them, polyethylene terephthalate fiber is expected to expand to various uses because of its good balance between its price and physical properties such as high elongation.
しかしながら、ポリエステル繊維は、他の熱可塑性繊維であるポリアミド繊維に比べて耐摩耗性に劣るという欠点があり、産業資材用途の中でも耐摩耗性や耐屈曲摩耗性を要求される用途への展開は、十分には進んでいない。高強度ポリエチレンテレフタレート繊維を例にとれば、高強度化するほど分子鎖が繊維軸方向に高度に配向しているために、繊維軸に対して垂直方向の力に対しては非常に弱く、摩擦などにより繊維が容易にフィブリル化するという欠点がある。そのため、例えば、建設現場で使用される安全ネットや河川、港湾等の埋め立て護岸工事の際に中に石等を詰めて使用されるボトムフィルターのようなネット状袋材といった製網加工を施す用途においては、網組織が複雑であるため、製網加工工程で網地にかかる負荷や摩擦は、一直線方向のものだけでなく多方向からも複雑にかかるものとなり、加工工程において毛羽立ちや断糸、白化等が生じるという欠点があった。この問題を解消するためには、加工速度を低下させることが必要となるが、そうすると操業性が悪くなるという問題が新たに発生する。 However, polyester fibers have the disadvantage of being inferior in wear resistance compared to other thermoplastic fibers such as polyamide fibers, and are not being developed into applications that require wear resistance or bending wear resistance among industrial materials. , Not enough progress. Taking high-strength polyethylene terephthalate fiber as an example, the higher the strength, the higher the molecular chain is oriented in the direction of the fiber axis. There is a disadvantage that the fibers easily fibrillate due to the above. Therefore, for example, netting processing such as safety nets used at construction sites and net-like bag materials such as bottom filters that are used by filling stones etc. in landfill protection works such as rivers and harbors Since the net structure is complicated, the load and friction applied to the net in the net making process are complicated not only in a straight line direction but also from multiple directions. There was a drawback that whitening or the like occurred. In order to solve this problem, it is necessary to reduce the processing speed, but this causes a new problem that the operability deteriorates.
また、繊維製品使用における問題として、ネット状袋材を例に挙げると、袋材の内側では中に詰めた石が移動する際に生じる摩擦や衝撃を受け、一方、袋材外側では流石や流木等による摩擦や衝撃を受けることとなる。このため、袋材の内側と外側に繰り返しかかる多方向からの負荷によって、毛羽が発生したり、繊維が擦り切れたりするなど、耐久性にも問題があった。 In addition, as an example of the problem in the use of textile products, the net-shaped bag material is subjected to friction and impact generated when the stone packed inside moves inside the bag material, while on the outside of the bag material, drift stone and driftwood. It will be subject to friction and impacts. For this reason, there was a problem in durability, such as fluffing and fiber scuffing due to multi-directional loads repeatedly applied to the inside and outside of the bag material.
耐久性を解消する技術として、例えば、特許文献１には、合成繊維からなるモノフィラメントの表面に特定のシラン系コート剤で被覆する方法が提案されている。この方法により得られる繊維は、耐摩耗性はある程度改善されるものの、未だ不十分であり、さらに製造工程が複雑になると共に、コストアップにつながる問題があった。 As a technique for eliminating the durability, for example, Patent Document 1 proposes a method of coating the surface of a monofilament made of synthetic fibers with a specific silane-based coating agent. Although the fiber obtained by this method is improved in abrasion resistance to some extent, it is still insufficient, and there are problems that the manufacturing process becomes complicated and the cost is increased.
また、特許文献２には、無水マレイン酸改質ポリエチレン/ポリプロピレンゴムを、特許文献３には、脂肪酸ビスアミド及び／またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを、それぞれポリエステル繊維の製造工程時に溶融混練することにより、耐摩耗性を有するポリエステル繊維が得られる方法が提案されている。しかしながら、これらの方法により得られる繊維も、耐摩耗性はある程度改善されるものの、異ポリマーを混練しているため強度向上にならず、耐摩耗性と強度とのバランスが悪いという問題点があり、加えて十分な耐屈曲摩耗性を有するものには至っていない。 Patent Document 2 discloses a maleic anhydride-modified polyethylene / polypropylene rubber, and Patent Document 3 includes a fatty acid bisamide and / or an alkyl-substituted fatty acid monoamide that are melt-kneaded in the polyester fiber production process. A method for obtaining a polyester fiber having abrasion resistance has been proposed. However, the fibers obtained by these methods also have a problem that although the abrasion resistance is improved to some extent, the strength is not improved because a different polymer is kneaded, and the balance between the abrasion resistance and the strength is poor. In addition, it has not reached a sufficient bending wear resistance.
本発明は上記のような問題を解決し、長期に亘り優れた耐摩耗性を維持でき、実用的な強度を有するとともに、耐摩耗性と強度とのバランスの優れた繊維を提供することを技術的な課題とするものである。 The present invention solves the above problems and provides a fiber that can maintain excellent wear resistance over a long period of time, has practical strength, and has a good balance between wear resistance and strength. This is a typical issue.
本発明者等は、上記課題を達成するために鋭意検討した結果、熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂をポリエステルに混合させた混合樹脂を溶融紡糸したものを用いることにより、繰り返し屈曲や摩耗が生じる使用環境にあっても、長期に亘って耐摩耗性に優れるポリエステル繊維が得られることを見出し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies to achieve the above-described problems, the present inventors have repeatedly bent and worn by using a melt-spun mixed resin obtained by mixing a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin with polyester. It has been found that a polyester fiber having excellent wear resistance can be obtained over a long period of time even in the use environment, and the present invention has been achieved.
すなわち、本発明は、ポリエステル系樹脂により構成されるポリエステル繊維であって、ポリエステル系樹脂中に熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂が分散して存在してなることを特徴とする耐摩耗性に優れるポリエステル繊維を要旨とするものである。 That is, the present invention is a polyester fiber composed of a polyester-based resin, and is excellent in abrasion resistance, characterized in that a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide-based resin is dispersed in the polyester-based resin. The polyester fiber is the gist.
以下、本発明について、詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のポリエステル繊維を構成するポリエステルとしては、分子内にエステル結合を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば芳香族ポリエステルでは、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、ポリプロピレンテレフタレート等が挙げられ、また、脂肪族ポリエステルでは、例えばポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン等が挙げられる。また、本発明における目的を阻害しない範囲であれば、上記したポリエステルに他のジカルボン酸成分、ジオール成分あるいはオキシカルボン酸成分等を共重合してもよく、あるいは上記したポリエステル同士のブレンドや、上記したポリエステルと共重合したポリエステルとをブレンドしたものであってもよい。共重合できる他の成分としては、ジカルボン酸では、例えば、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、無水フタル酸、セバシン酸、アジピン酸、コハク酸等が挙げられ、ジオール成分では、エタンジオール、プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。 The polyester constituting the polyester fiber of the present invention is not particularly limited as long as it has an ester bond in the molecule. Examples of aromatic polyester include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polypropylene terephthalate. Examples of the aliphatic polyester include polylactic acid, polybutylene succinate, polycaprolactone, and the like. Further, as long as the purpose of the present invention is not impaired, the above-described polyester may be copolymerized with other dicarboxylic acid components, diol components, oxycarboxylic acid components, or the like, or blends of the above-described polyesters, The blended polyester and copolymerized polyester may be used. Examples of other components that can be copolymerized include dicarboxylic acids such as isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, phthalic anhydride, sebacic acid, adipic acid, and succinic acid. Examples include ethanediol, propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and cyclohexanedimethanol.
本発明におけるポリエステルの相対粘度としては、特に限定はされないが、用途に応じて適宜選択することが好ましい。例えば、強伸度等の実用的な観点から、衣料用繊維については、相対粘度が１．２以上、より好ましくは１．３以上、さらに好ましくは１．３５以上であり、産業資材用繊維については、相対粘度が１．４以上、より好ましくは１．５以上である。 Although it does not specifically limit as a relative viscosity of polyester in this invention, It is preferable to select suitably according to a use. For example, from a practical point of view, such as strength and elongation, the garment fiber has a relative viscosity of 1.2 or more, more preferably 1.3 or more, and even more preferably 1.35 or more. Has a relative viscosity of 1.4 or more, more preferably 1.5 or more.
本発明の繊維は、ポリエステル系樹脂中に熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドが分散して存在する混合樹脂により形成される。繊維を構成するポリエステル系樹脂中に含まれる熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドの含有量は１〜１５質量％がよく、好ましくは１〜１２質量％である。後述するが、溶融紡糸前の混合樹脂中に存在する熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドは、良好にポリエステル樹脂中に分散し、溶融紡糸後の工程で、水に触れることにより、繊維表面に存在する熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドを溶出することもあるため、溶融紡糸前に１〜２０質量％の熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドを混合させるが、溶出によって、繊維表面の熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドが脱落することにより、繊維中に含まれる熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドの含有率が、溶融紡糸前の混合量よりも低下する。繊維中に存在する熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドの含有量が１５質量％を超えると、相対的に量が多いために、繊維の強伸度等の機械的特性の低下を招きやすい。また、繊維の製造工程において、紡糸、延伸、巻き取り時に糸切れ等が発生し操業性が悪化しやすく、これが起因して得られる繊維において強伸度等の機械的特性も劣るものとなりやすい。 The fiber of the present invention is formed of a mixed resin in which thermoplastic water-soluble polyethylene oxide is dispersed in a polyester resin. The content of the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide contained in the polyester resin constituting the fiber is preferably 1 to 15% by mass, and preferably 1 to 12% by mass. As will be described later, the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide present in the mixed resin before melt spinning is well dispersed in the polyester resin and exposed to water in the post-melt spinning process, so that the heat present on the fiber surface. Since plastic water-soluble polyethylene oxide may be eluted, 1 to 20% by mass of thermoplastic water-soluble polyethylene oxide is mixed before melt spinning, but the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide on the fiber surface may fall off due to elution. Thereby, the content rate of the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide contained in the fiber is lower than the mixing amount before melt spinning. When the content of the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide present in the fiber exceeds 15% by mass, the amount thereof is relatively large, and therefore mechanical properties such as fiber strength and elongation are likely to be deteriorated. Further, in the fiber manufacturing process, yarn breakage or the like occurs during spinning, drawing or winding, and the operability is likely to deteriorate, and the resulting mechanical properties such as high elongation tend to be inferior.
繊維を構成する樹脂として母体となるポリエステル系樹脂への分散性を考慮し、ポリエステル系樹脂に分散させる熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂の重量平均分子量として５万〜９００万のものを用いるとよい。重量平均分子量が５万〜９００万のポリエチレンオキシド系樹脂は、溶融紡糸前の溶融押出機内で、ポリエステル系樹脂と良好に混合し、ポリエステル系樹脂中に良好に分散する。なお、溶融紡糸するにあたって、重量平均分子量５０万を超える熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂を混合する場合は、紡糸温度は２９０℃以上に設定すると、母体となるポリエステル系樹脂中に良好に分散する。また、重量平均分子量５０万以下の熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂を混合する場合は、２９０℃以下であってポリエステル系樹脂が溶融する温度に設定すればよく、２９０℃以下の温度において、母体となるポリエステル系樹脂中に良好に分散する。 Considering the dispersibility in the base polyester resin as the resin constituting the fiber, it is preferable to use a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin dispersed in the polyester resin having a weight average molecular weight of 50,000 to 9 million. . The polyethylene oxide resin having a weight average molecular weight of 50,000 to 9000 million is well mixed with the polyester resin in the melt extruder before melt spinning and is well dispersed in the polyester resin. In the case of melt spinning, when a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin having a weight average molecular weight exceeding 500,000 is mixed, if the spinning temperature is set to 290 ° C. or higher, it is well dispersed in the base polyester resin. . In addition, when a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin having a weight average molecular weight of 500,000 or less is mixed, the temperature may be set to 290 ° C. or less and the polyester resin is melted. Disperse well in the polyester resin.
本発明における熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂としては、エチレンオキシドのみによって構成される樹脂であっても、また、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとがランダム共重合してなるエチレンオキシド・プロピレンオキシドランダム共重合体であってもよい。 The thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin in the present invention is an ethylene oxide / propylene oxide random copolymer formed by random copolymerization of ethylene oxide and propylene oxide, even if it is a resin composed only of ethylene oxide. May be.
本発明におけるポリエステル繊維においては、ポリエステル系樹脂中に混合してなる熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂が、共存物の影響を受けにくい非イオン性ポリマーであるため、ポリエステルとの相溶性に優れ良好に分散するため、ポリエステル中に１５質量％程度の高濃度に含有させても、ポリエステル繊維の強度低下の割合が少なく、また、母体であるポリエステル中に熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹が均一に分散しているため、繊維表面においてスリップ剤としても機能すると考えられ、耐屈曲摩耗性と強度とのバランスの優れた繊維となると推測する。 In the polyester fiber according to the present invention, the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin mixed in the polyester resin is a nonionic polymer that is not easily affected by coexisting substances, and therefore has excellent compatibility with the polyester. Therefore, even if it is contained at a high concentration of about 15% by mass in the polyester, the rate of decrease in strength of the polyester fiber is small, and the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide tree is uniformly in the base polyester. Since it is dispersed, it is considered to function as a slip agent on the fiber surface, and it is assumed that the fiber has an excellent balance between bending wear resistance and strength.
ポリエステル繊維の繊維構造としては、熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドを含有したポリエステルのみから構成される単相繊維や前記単相繊維に中空部を有する中空繊維が挙げられる。また、熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドを含有するポリエステルと、熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドを含有しないポリマーとの複合繊維であってもよい。複合繊維とした場合、熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドを含有したポリエステルは繊維表面に配置させる。例えば、前記ポリエチレンオキシド系樹脂を含有するポリエステルを鞘成分とした芯鞘型複合繊維、前記ポリエチレンオキシド系樹脂を含有するポリエステルと前記ポリエチレンオキシド系樹脂を含有しないポリマーとを貼り合せたサイドバイサイド型複合繊維、前記ポリエチレンオキシド系樹脂を含有するポリエステルを海部に配して前記ポリエチレンオキシド系樹脂を含有しないポリマーを島部に配した海島型複合繊維、また、前記ポリエチレンオキシド系樹脂を含有するポリエステルと前記ポリエチレンオキシド系樹脂を含有しないポリマーとを並列状や放射状等に配した多層型複合繊維、放射型複合繊維、分割型複合繊維、多葉型複合繊維等の複合型断面や他の異形断面複合繊維など、適宜選択することができる。なお、このような複合型の繊維を紡糸するにあたっては、通常の手法にて行えばよい。 Examples of the fiber structure of the polyester fiber include a single-phase fiber composed only of polyester containing a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide and a hollow fiber having a hollow portion in the single-phase fiber. Moreover, the composite fiber of the polyester containing a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide and the polymer which does not contain a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide may be sufficient. When the composite fiber is used, the polyester containing the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide is arranged on the fiber surface. For example, a core-sheath type composite fiber using a polyester containing the polyethylene oxide resin as a sheath component, and a side-by-side type composite fiber obtained by bonding a polyester containing the polyethylene oxide resin and a polymer not containing the polyethylene oxide resin. A sea-island type composite fiber in which a polyester containing the polyethylene oxide resin is arranged in the sea and a polymer not containing the polyethylene oxide resin is arranged in the island, and the polyester containing the polyethylene oxide resin and the poly Multi-layer type composite fiber, radial type composite fiber, split type composite fiber, multi-leaf type composite fiber, etc., and other irregular cross-section composite fibers, which are arranged in parallel or radially with polymers not containing ethylene oxide resin, etc. Can be appropriately selected. It should be noted that such a composite type fiber may be spun by a normal method.
複合繊維とする場合、熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシドを含有したポリエステルに複合する他のポリマー成分としては、熱可塑性樹脂であれば特に限定するものではないが、熱可塑水溶性ポリエチレンオキシドを含有しないポリエステル系樹脂やポリアミド系樹脂等が挙げられる。ポリエステル系樹脂としては上述したものを用いればよく、また、ポリアミド系樹脂としては、ナイロン６，ナイロン６６，ナイロン６９、ナイロン４６，ナイロン６１０，ナイロン１０１０，ナイロン１１，ナイロン１２，ナイロン６Ｔ，ナイロン９Ｔ，ポリメタキシレンアジパミドやこれら各成分を共重合したものやブレンドしたもの等が挙げられる。 When the composite fiber is used, the other polymer component to be combined with the polyester containing the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide is not particularly limited as long as it is a thermoplastic resin, but the polyester does not contain the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide. Resin or polyamide resin. The above-described polyester resins may be used, and the polyamide resins may be nylon 6, nylon 66, nylon 69, nylon 46, nylon 610, nylon 1010, nylon 11, nylon 12, nylon 6T, nylon 9T. , Polymetaxylene adipamide, and those obtained by copolymerizing or blending these components.
本発明におけるポリエステル繊維の形態は、連続繊維であっても、特定の繊維長を有する短繊維として用いてもよく、繊維形態としては特に限定されない。連続繊維の場合であって、マルチフィラメント糸の形態とする場合、マルチフィラメント糸を構成するポリエステル繊維の単繊維繊度は１〜２００ｄｔｅｘ、総繊度は２０〜５０００ｄｔｅｘが好ましく、中でも総繊度は４０〜３０００ｄｔｅｘがより好ましい。モノフィラメント糸の形態とする場合、モノフィラメント糸の繊度は１５０〜５０００ｄｔｅｘが好ましい。 The form of the polyester fiber in the present invention may be a continuous fiber or may be used as a short fiber having a specific fiber length, and the fiber form is not particularly limited. In the case of continuous fibers, in the case of a multifilament yarn, the single fiber fineness of the polyester fiber constituting the multifilament yarn is preferably 1 to 200 dtex, and the total fineness is preferably 20 to 5000 dtex, and the total fineness is preferably 40 to 3000 dtex. Is more preferable. When the monofilament yarn is used, the fineness of the monofilament yarn is preferably 150 to 5000 dtex.
本発明のポリエステル繊維は、以下の方法により得ることができる。 The polyester fiber of the present invention can be obtained by the following method.
単相繊維の場合、熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂の含有量が所定の範囲（ポリエステル系樹脂中に１〜１５質量％）となるように、ポリエステル系樹脂チップと適正にブレンドし、溶融混合した後、溶融紡糸する。一方、他の樹脂と複合化する複合繊維の場合、熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂の含有量が所定の範囲（ポリエステル系樹脂中に１〜１５質量％）となるように、ポリエステル系樹脂チップと適正にブレンドして溶融混合し、一方、複合する他の樹脂も準備のうえ別途溶融させて、通常の複合紡糸装置を用いて、溶融紡糸する。 In the case of single-phase fiber, it is properly blended and melt-mixed with a polyester resin chip so that the content of the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin is within a predetermined range (1 to 15% by mass in the polyester resin). And then melt spinning. On the other hand, in the case of a composite fiber to be combined with another resin, a polyester resin chip so that the content of the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin is within a predetermined range (1 to 15% by mass in the polyester resin). The other resin to be combined is prepared and melted separately and melt-spun using a normal composite spinning apparatus.
ここで、本発明のポリエステル繊維を構成する樹脂において、本発明の効果を損なわない範囲であれば、必要に応じて例えば熱安定剤、結晶核剤、艶消し剤、顔料、耐光剤、耐候剤、酸化防止剤、抗菌剤、香料、可塑剤、染料、界面活性剤、表面改質剤、各種無機及び有機電解質、微粉体、難燃剤等の各種添加剤を添加することができる。また、得られる繊維の結節強度を高めるために、脂肪酸アミド類、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、キシレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリルアミド、エチレンビスステアリン酸アミド等を添加することができる。 Here, in the resin constituting the polyester fiber of the present invention, as long as it does not impair the effects of the present invention, for example, a heat stabilizer, a crystal nucleating agent, a matting agent, a pigment, a light-proofing agent, a weathering agent. Various additives such as antioxidants, antibacterial agents, fragrances, plasticizers, dyes, surfactants, surface modifiers, various inorganic and organic electrolytes, fine powders, flame retardants, and the like can be added. In order to increase the knot strength of the resulting fiber, fatty acid amides such as metaxylylene bisstearyl amide, metaxylylene bis oleyl amide, xylene bis stearamide, ethylene bis stearyl amide, ethylene bis stearamide, etc. Can be added.
次いで、溶融紡糸により得られた糸条を冷却し、油剤を付与し、あるいは付与せず、一旦未延伸糸として巻き取った後あるいは一旦巻き取ることなく引き続いて延伸を施す。溶融紡糸後の糸条の冷却は、室温での冷却、冷却風を吹付けによる冷却、水浴中に通すことにより冷却が挙げられる。延伸にあたっての延伸倍率は２〜８倍とし、熱延伸を施す。熱延伸の加熱手段としては、温水バス中で熱延伸するか、加熱ローラを用いて熱延伸する。熱延伸後は、巻取り操作を連続して行い、目的とする繊維を得る。 Next, the yarn obtained by melt spinning is cooled, and an oil agent is applied or not applied, and after being wound up as an undrawn yarn once or without being wound up, it is subsequently drawn. Cooling of the yarn after melt spinning includes cooling at room temperature, cooling by blowing cooling air, and cooling by passing it through a water bath. The stretching ratio in stretching is 2 to 8 times, and heat stretching is performed. As a heating means for heat drawing, heat drawing is performed in a hot water bath or using a heating roller. After the hot drawing, the winding operation is continuously performed to obtain the target fiber.
本発明のポリエステル繊維において、溶融紡糸後の工程もしくは繊維を得た後工程にて、繊維を水もしくは水蒸気に接触させることにより、繊維表面に分散して存在する熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂が溶出することもある。 In the polyester fiber of the present invention, a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin dispersed and present on the fiber surface is obtained by bringing the fiber into contact with water or water vapor in the step after melt spinning or after obtaining the fiber. May elute.
本発明のポリエステル繊維は、耐摩耗性における摩耗の回数比で、基準ポリエステル繊維（熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂を混合しないポリエステル樹脂を用いたこと以外は、凡そ同様の製造条件で得られた繊維）との対比で、２倍以上の摩耗性を発揮する。また、本発明のポリエステル繊維は、水に浸漬させた後の湿潤状態での耐摩耗性については、基準ポリエステル繊維の摩耗回数と対比で２倍以上の摩耗性を発揮する。なお、本発明のポリエステル繊維の形態に起因して摩耗性効果を奏することを確認するために、耐摩耗性評価にあたっては、繊維表面に油剤を付与していないものを評価する。 The polyester fiber of the present invention was obtained under the same production conditions except that a reference polyester fiber (a polyester resin not mixed with a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin) was used in terms of the wear frequency ratio in wear resistance. In comparison with (fiber), it exhibits double wear or more. In addition, the polyester fiber of the present invention exhibits an abrasion resistance that is twice or more as compared with the number of abrasions of the reference polyester fiber in terms of abrasion resistance in a wet state after being immersed in water. In addition, in order to confirm that there is an abrasion effect due to the form of the polyester fiber of the present invention, in the abrasion resistance evaluation, the fiber surface that has not been provided with an oil agent is evaluated.
＜耐摩耗性評価 金属丸棒＞
試料となるポリエステル繊維に、デシテックス当たり０．６ｇの荷重をかけ、直径６ｍｍのステンレス丸棒に対し、９０度の角度で接触させ、ストローク幅１２０ｍｍ、ストローク速度３５±１回／分で往復摩擦させ、ポリエステル繊維が破断に至るまでの回数を計測する。試料３点を測定し、いずれも最も低い摩耗回数のものを対比した。すなわち、本発明のポリエステル繊維の評価した試料のうち最低摩耗回数を、基準ポリエステル繊維において評価した試料のうち最低摩耗回数で除した値を求めた。この対比値が２以上であれば合格とし、好ましくは５以上、より好ましくは８以上とする。
<Abrasion resistance evaluation metal round bar>
A load of 0.6 g per decitex is applied to the sample polyester fiber, and a stainless steel round bar with a diameter of 6 mm is brought into contact at an angle of 90 degrees, and reciprocatingly rubbed at a stroke width of 120 mm and a stroke speed of 35 ± 1 times / min. The number of times until the polyester fiber breaks is measured. Three samples were measured and all were compared with the one with the lowest wear frequency. That is, a value obtained by dividing the minimum number of abrasions among the samples evaluated for the polyester fiber of the present invention by the minimum number of abrasions among the samples evaluated for the reference polyester fiber was obtained. If this contrast value is 2 or more, it is determined to be acceptable, preferably 5 or more, and more preferably 8 or more.
なお、上記したように繊維表面に油剤は付与しないものを評価するため、製造工程において、繊維表面に油剤が付着している場合は、洗浄により油剤を落としてから評価する。 In addition, in order to evaluate what does not give an oil agent to the fiber surface as mentioned above, when an oil agent has adhered to the fiber surface in a manufacturing process, it evaluates after dropping an oil agent by washing | cleaning.
本発明のポリエステル繊維は、上記したように優れた耐摩耗性を有するものであり、従来からポリエステル繊維が用いられている分野である産業資材分野、土木資材分野、建築資材分野、農業資材分野、生活資材分野やそれ以外の種々の分野や用途において、ロープ状や、各種織編物、網物、ネット、ベルト等の形態にして良好に使用しうるものである。 The polyester fiber of the present invention has excellent wear resistance as described above, the industrial material field, the civil engineering material field, the building material field, the agricultural material field, which are the fields in which the polyester fiber is conventionally used, In the field of daily life and various other fields and applications, it can be used favorably in the form of ropes, various knitted fabrics, nets, nets, belts and the like.
本発明のポリエステル繊維は、耐摩耗性に優れ、かつ実用的な強度を有するため、耐摩耗性と強度バランスに優れたものとなる。このため、繰り返しの屈曲が課せられる様々な分野において好適に使用することができる。 Since the polyester fiber of the present invention has excellent wear resistance and practical strength, it has excellent wear resistance and strength balance. For this reason, it can be suitably used in various fields where repeated bending is imposed.
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Next, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to the examples.
実施例１
重量平均分子量１００万のエチレンオキサイド・プロピレンオキサイドランダム共重合体（明成化学工業株式会社製、商品名 アルコックス 品番ＥＰ−１０）５質量％とポリエチレンテレフタレート樹脂（ユニチカ株式会社製、商品名 ＮＥＨ２０７０）９５質量％を混合し、ポリマー温度を２９５℃で１．０ｍｍφ×４Ｈの紡糸口金から溶融紡糸した。紡糸した繊維を５０℃の水浴中で冷却した後、捲き取ることなく、速度２０ｍ／分で９０℃の温浴中で延伸し、さらに巻き取ることなく１２０℃の乾熱雰囲気中で総延伸倍率が５．３倍となるように延伸し、油剤を付けずに巻き取った。繊度５６０ｄｔｅｘ、強度４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２８．５％のモノフィラメント（ポリエステル繊維）を得た。
Example 1
Ethylene oxide / propylene oxide random copolymer having a weight average molecular weight of 1,000,000 (made by Meisei Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Alcox product number EP-10) and 5% by mass and polyethylene terephthalate resin (trade name: NEH2070, made by Unitika Ltd.) 95 The polymer was melt-spun from a spinneret of 1.0 mmφ × 4H at a polymer temperature of 295 ° C. After spinning the spun fiber in a 50 ° C. water bath, it is stretched in a 90 ° C. warm bath at a speed of 20 m / min without winding, and the total draw ratio is 120 ° C. in a dry heat atmosphere without further winding. It extended | stretched so that it might become 5.3 times, and wound up without attaching an oil agent. A monofilament (polyester fiber) having a fineness of 560 dtex, a strength of 4.0 cN / dtex, and an elongation of 28.5% was obtained.
繊維の強度と伸度は、ＪＩＳ Ｌ １０１３ に準じて、定速伸長形引張試験機（島津製作所製オートグラフＤＳＳ−５００）を用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分で測定した。 The strength and elongation of the fiber were measured according to JIS L 1013 using a constant speed extension type tensile tester (Autograph DSS-500, manufactured by Shimadzu Corporation) at a grip interval of 25 cm and a tensile speed of 30 cm / min.
実施例２
重量平均分子量２０万のポリエチレンオキサイド（明成化学工業株式会社製、商品名 アルコックス 品番Ｒ−４００）２．５重量％とポリエチレングリコール１２ｍｏｌ％共重合した共重合ポリエステル樹脂（日本エステル株式会社製、商品名 ＡＳＵ−ＢＲ 融点２４７℃）９７．５質量％を混合し、ポリマー温度を２７５℃で１．０ｍｍφ×４Ｈの紡糸口金から溶融紡糸した。紡糸した繊維を５０℃の水浴中で冷却した後、巻き取ることなく、速度１７ｍ／分で９０℃の温浴中で延伸し、さらに巻き取ることなく１２０℃の乾熱雰囲気中で、総延伸倍率が５．９倍となるように延伸し、油剤を付けずに巻き取った。繊度７６４ｄｔｅｘ、強度２．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２７．７％のモノフィラメント（ポリエステル繊維）を得た。
Example 2
Polyethylene oxide having a weight average molecular weight of 200,000 (made by Meisei Chemical Industry Co., Ltd., trade name Alcox product number R-400) 2.5% by weight and copolymerized with 12 mol% polyethylene glycol (manufactured by Nippon Ester Co., Ltd., product) (Name ASU-BR melting point 247 ° C.) 97.5% by mass was mixed, and the polymer temperature was 275 ° C. and melt-spun from a spinneret of 1.0 mmφ × 4H. After spinning the spun fiber in a 50 ° C water bath, it is stretched in a warm bath at 90 ° C at a speed of 17 m / min without winding, and further stretched in a dry heat atmosphere at 120 ° C without further winding. Was stretched so as to be 5.9 times, and wound up without attaching an oil agent. A monofilament (polyester fiber) having a fineness of 764 dtex, a strength of 2.7 cN / dtex, and an elongation of 27.7% was obtained.
実施例３
重量平均分子量７００万のポリエチレンオキサイド（明成化学工業株式会社製、商品名 アルコックス 品番Ｅ−３００）２．５質量％とポリエチレンテレフタレート樹脂（ユニチカ株式会社製、商品名 ＮＥＨ２０７０）９７．５質量％を混合し、ポリマー温度を２９５℃で１．０ｍｍφ×４Ｈの紡糸口金から溶融紡糸した。紡糸した繊維を５０℃の水浴中で冷却した後、捲き取ることなく、速度２０ｍ／分で９０℃の温浴中で延伸し、さらに巻き取ることなく１２０℃の乾熱雰囲気中で総延伸倍率が５．３倍となるように延伸し、油剤を付けずに巻き取った。繊度８５６ｄｔｅｘ、強度４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２３．７％のモノフィラメント（ポリエステル繊維）を得た。
Example 3
Polyethylene oxide (trade name Alcox product number E-300, manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd.) having a weight average molecular weight of 7 million 2.5% by mass and polyethylene terephthalate resin (product name: NEH2070, 97.5% by mass) The mixture was mixed and melt-spun from a spinneret of 1.0 mmφ × 4H at a polymer temperature of 295 ° C. After spinning the spun fiber in a 50 ° C. water bath, it is stretched in a 90 ° C. warm bath at a speed of 20 m / min without winding, and the total draw ratio is 120 ° C. in a dry heat atmosphere without further winding. It extended | stretched so that it might become 5.3 times, and wound up without attaching an oil agent. A monofilament (polyester fiber) having a fineness of 856 dtex, a strength of 4.0 cN / dtex, and an elongation of 23.7% was obtained.
比較例１
構成樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ユニチカ株式会社製、商品名 ＮＥＨ２０７０）のみを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、繊度５６０ｄｔｅｘ、強度４．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２６．７％のモノフィラメント糸（実施例１に対する基準ポリエステル繊維）を得た。
Comparative Example 1
As a constituent resin, a fineness of 560 dtex, a strength of 4.2 cN / dtex, and an elongation of 26.7% were the same as in Example 1 except that only polyethylene terephthalate resin (trade name NEH2070, manufactured by Unitika Ltd.) was used. Of monofilament yarn (reference polyester fiber for Example 1).
比較例２
構成樹脂としては、共重合ポリエステル樹脂（日本エステル株式会社製、商品名 ＡＳＵ−ＢＲ 融点２４７℃）のみを使用したこと以外は、実施例２と同様にして、繊度７７２ｄｔｅｘ、強度３．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３０．２％のモノフィラメント糸（実施例２に対する基準ポリエステル繊維）を得た。
Comparative Example 2
As a constituent resin, a fineness of 772 dtex and a strength of 3.1 cN / dtex were obtained in the same manner as in Example 2 except that only a copolyester resin (trade name: ASU-BR, melting point: 247 ° C., manufactured by Nihon Ester Co., Ltd.) was used. A monofilament yarn (reference polyester fiber with respect to Example 2) having an elongation of 30.2% was obtained.
比較例３
構成樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ユニチカ株式会社製、商品名 ＮＥＨ２０７０）のみを使用したこと以外は、実施例３と同様にして、繊度８４３ｄｔｅｘ、強度３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２０．５％のモノフィラメント糸（実施例３に対する基準ポリエステル繊維）を得た。
Comparative Example 3
As a constituent resin, a fineness of 843 dtex, a strength of 3.7 cN / dtex, and an elongation of 20.5% were obtained in the same manner as in Example 3 except that only polyethylene terephthalate resin (trade name NEH2070, manufactured by Unitika Ltd.) was used. Monofilament yarn (reference polyester fiber for Example 3).
得られた実施例１、２、３のポリエステル繊維と、比較例１、２、３の基準ポリエステル繊維について、下記方法により耐摩耗性について測定評価し、その結果を表１に示した。 The obtained polyester fibers of Examples 1, 2, and 3 and the reference polyester fibers of Comparative Examples 1, 2, and 3 were measured and evaluated for wear resistance by the following method. The results are shown in Table 1.
＜耐摩耗性（回）＞
前記した＜耐摩耗性評価 金属丸棒＞の方法により測定した。なお、実施例１、比較例１については試料数を５点とし、実施例２、３、比較例２、３については試料数を３点として測定評価した。
<Abrasion resistance (times)>
It was measured by the method described above <Abrasion Resistance Evaluation Metal Round Bar>. In addition, about Example 1 and the comparative example 1, the number of samples was made into 5 points | pieces, and about Example 2, 3 and the comparative examples 2 and 3, the sample number was made into 3 points | pieces, and evaluation was carried out.
実施例１、２、３の本発明のポリエステル繊維は、実用十分な機械的物性を有しており、また、耐摩耗性については、基準ポリアミド繊維を比較し、飛躍的に向上したものであった。 The polyester fibers of the present invention of Examples 1, 2, and 3 have mechanical properties sufficient for practical use, and the abrasion resistance is dramatically improved compared to the reference polyamide fiber. It was.
得られた実施例２のポリエステル繊維、比較例２の基準ポリエステル繊維を用いて、織物を作成し、得られた織物について、下記方法にて耐摩耗性を評価した結果を表２に示す。実施例２の本発明のポリエステル繊維からなる織物は、比較例２の基準ポリエステル繊維からなる織物と比較し、耐摩耗性が飛躍的に向上したものであった。 Table 2 shows the results of evaluating the abrasion resistance of the obtained woven fabric using the polyester fiber of Example 2 and the reference polyester fiber of Comparative Example 2 obtained by the following method. The woven fabric made of the polyester fiber of Example 2 of the present invention was dramatically improved in wear resistance as compared with the woven fabric made of the reference polyester fiber of Comparative Example 2.
＜織物の耐摩耗性（回）＞
モノフィラメントを用いて、経糸密度６５本／２．５４ｃｍ、緯糸密度３０本／２．５４ｃｍの平組織の織物を製織し、経糸方向６０ｃｍ×緯糸方向３ｃｍの試料を準備した。試料の長手方向（経糸方向）に１０００ｇの荷重をかけ、ステンレス六角棒（横断面が正六角形であり１辺の長さが７ｍｍ）に対し、六角の２辺が接触するようにして、ストローク幅３００ｍｍ、ストローク速度３０±１回／分で往復摩擦させ、織物が破断に至るまでの回数を計測する。その後、実施例１のポリエステル繊維からなる織物を評価した試料の摩耗回数を、比較例１の基準ポリエステル繊維からなる織物を評価した試料の摩耗回数で除した値を求めた。
<Abrasion resistance of fabric (times)>
Using a monofilament, a plain fabric with a warp density of 65 / 2.54 cm and a weft density of 30 / 2.54 cm was woven to prepare a sample having a warp direction of 60 cm and a weft direction of 3 cm. Apply a load of 1000 g in the longitudinal direction (warp direction) of the sample, and make the stroke width so that the two sides of the hexagon are in contact with the stainless steel hexagonal bar (the cross section is a regular hexagon and the length of one side is 7 mm). Reciprocating friction is performed at 300 mm and a stroke speed of 30 ± 1 times / minute, and the number of times until the fabric breaks is measured. Thereafter, a value obtained by dividing the number of wear of the sample evaluated for the fabric made of the polyester fiber of Example 1 by the number of wear of the sample evaluated for the fabric made of the reference polyester fiber of Comparative Example 1 was obtained.
Claims (4)
ポリエステル系樹脂中に熱可塑性水溶性ポリエチレンオキシド系樹脂が分散して存在してなることを特徴とする耐摩耗性に優れるポリエステル繊維。 A polyester fiber composed of a polyester resin,
A polyester fiber excellent in abrasion resistance, wherein a thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin is dispersed in a polyester resin.
The polyester fiber excellent in abrasion resistance according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermoplastic water-soluble polyethylene oxide resin has a weight average molecular weight of 50,000 to 9000 million.
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