JPH01229815A - 耐疲労性の改良された高強力高弾性率繊維 - Google Patents

耐疲労性の改良された高強力高弾性率繊維

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JPH01229815A
JPH01229815A JP63052265A JP5226588A JPH01229815A JP H01229815 A JPH01229815 A JP H01229815A JP 63052265 A JP63052265 A JP 63052265A JP 5226588 A JP5226588 A JP 5226588A JP H01229815 A JPH01229815 A JP H01229815A
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潤洋 中川
Yoichi Yamamoto
洋一 山本
Yoshio Kishino
岸野 喜雄
Tamotsu Kameyama
亀山 保
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐疲労性が改良された高強力、高弾性率繊維
に関するものであり、この繊維を用いた産業上の利用例
としては次の様なものがあり、本発明の方法によって得
られる繊維もこの様な用途に適するものである。
1、 パルプ状で使用されるもの 1)摩耗材(他繊維との混合使用、樹脂の補強)ブレー
キライニング、クラッテフエーンング、軸受け 2)その他 パツキン材、ガスケット、ろ過材、研磨材2、 カット
ファイバー、チョツプドヤーン状で使用されるもの 紙(絶縁紙、耐熱紙)、スピーカー用振動材、セメント
補強材、樹脂補強材 3、 フィラメント、紡績糸、ヤーン状で使用されるも
の テンションメンバー<光ファイバー等)、l=−プ、コ
ード、命綱、釣り糸、延縄 4.織物あるいは編物状で使用されるもの自動車、列車
、船、飛行機等の内張、防護具(防弾チョッキ、安全手
袋、安全ネット、ギプス、魚網、耐熱耐炎服、マフラー
、前掛け)、人工鍵 5 ゴム、樹脂補強用に使用されるもの1)ゴム関係 タイヤ、ベルト、各種タイミングベルト、ホースのゴム
補強用資材 2)樹脂関係(カーボン、ガラス繊維との)・イブリッ
ト スキー板、ゴルフクラブやゲートボールのヘッドとシャ
フト、−\ルメット、バット、テニスやバドミントンの
ラケットフレーム、メガネフレーム、プリント基盤、モ
ーター回転子のスロット、絶縁物、パイプ、高圧容器、
自動車、列車、船、飛行機等の一次あるいは二次摺造体 等があげられる。
〔従来の技術〕
異方性溶融物を形成し得る芳香族ポリエステルポリマー
を適当な条件で紡糸しく必要によっては熱処理および/
又は延伸し)で高強力高弾性率繊維を製造する技術は特
公昭55−2008号公報、特開昭60−239600
号公報等で公知である。
〔本発明が解決しようとしている課題〕異方性溶融相を
形成し得る芳香族ポリエステルから得られる繊維は、高
度に分子が配向し、高強力、高弾性率を有する。特に6
−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸とp−ヒドロキシ安息香
酸のポリエステルは、繊維形成能が非常に良好であり、
高強力と高弾性率を有し、耐熱性、耐薬品性等の優れた
性能を持ち、製造面と性能面でバランスのとれた優秀な
高性能繊維である(特開昭54−77691号公報)。
しかし、これらの繊維は、高度に配向したフィブリル構
造をとるため、疲労特に、圧縮疲労を受けると容易に座
屈を生じたシ、キンクバンドが発生する。そのため、タ
イヤ、ベルトなど、ゴム甲に圧縮疲労を受ける用途では
改良が望まれていた。
また、表面がフィブリル化して容易に剥れるため、ガイ
ドで毛羽が出来たり、強度低下の原因になったシ、ゴム
や樹脂の剥離接着力の低下の原因となっていた。
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、表面フィブリル
化の全く生じない、耐疲労性の著しく改善された高強力
、高弾性率繊維を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、芯成分Aが異方性溶融相を形成し得る芳香族
ポリエステルであり、鞘成分Bが、その80重jt%以
上がポリフェニレンサルファイドからなる複合紡糸繊維
であって、該繊維の横断面に占めるB成分の面積比B/
(A十B)が0.05〜0.5であることを特徴とする
耐疲労性の改良された高強力高弾性率繊維である。
本発明に言う異方性溶融相を形成し得る芳香族ポリエス
テルとは、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香
族ヒドロキシカルボン酸等を生成分とするポリマーであ
シ、溶融相において光学的異方性を示すものである。こ
のような特性は、ホットステージにのせた試料を窒素雰
囲気下で昇温加熱し、その透過光を観察することによシ
容易に認定することが出来る。
本発明に使用される異方性溶融物の好ましい例は、下記
に示す反復成分の組合せからなるものである。
本発明の効果が最も顕著に発揮されるのは、本発明に言
う本質的に下記CI”l、[:n)の反復描成単位から
成る部分が80重t%以上であるポリマー、特に〔■〕
の成分が5〜45%である芳香族ポリエステルである。
本発明に言うポリフェニレンプルファイドを主とするB
成分とは、その801ft%以上が−fo−8”nの化
学構造を持つポリマーであり、20重tht%未満の他
のポリマー、共重合物、添加物を含んでいてもよい。好
ましい例はポリエステルを20%以下ブレンドしたもの
である。
本発明に言う複合繊維とは、芯成分が前記A成分からな
り、鞘成分が前記B成分からなるものであり、横断面に
おける鞘成分(B成分)の面積比R=B/(A+Bン(
ただし、A、BはPjl、維横断面の顕微鏡写真から求
めた芯、鞘部の面積である)が0.05〜0.5、好ま
しくは0.1〜0.3の範囲にあるものである。ここで
Rが0.05未涌では、鞘成分の被覆が十分でなく、一
部芯が露出したり、摩耗による容易に剥れたシする。逆
に0.5を越えると芯成分の比率が減少し、結果として
強度、弾性率が低下し本発明の目的に適合しない。
複合繊維を得るには、公知の方法、例えば第1図の装置
で紡糸される。芯成分の好ましい条件は、紡糸温度は、
A、B各成分の融点の高い方より更に10℃以上高い温
度で、また、芯成分は、高配向度を得るため吐出時の剪
断速度(′r)を10sec以上にすることが好ましい
本発明に言う剪断速i(′r)とは、ノズル径をr(創
)、単孔当りのポリマー吐出量をQ(c−m/5ee)
とするとき で計算される。
複合繊維の断面形状は、単純な芯鞘型の他、第2図に示
す如き、各種のものが可能である。
本発明の複合繊維は、紡糸した状態で既に十分な強度、
弾性率を有しているが、熱処理および/又は延伸熱処理
により更に性能アップすることも出来る。熱処理は、窒
素等の不活性雰囲気や空気の如き酸素含有の活性雰囲気
中または真空中で行なえれる。好ましい温度条件は、A
成分の融点をM、PとするときMP−60℃からMP+
20℃の範囲で、MP−40℃以下から順次昇温して行
くパターンがより好ましい。処理時間は、目的の性能に
より数秒から数十時間行うことが出来る。
熱の供給は、気体等の媒体を行う場合、加熱板、赤外ヒ
ーター等による輻射を利用する方法、熱ローラ、プレー
ト等に接触して行う方法、高周波等を利用した内部加熱
方法等がある。
処理は、目的により、緊張下あるいは無緊張下で行なわ
れる。処理の形状は、カセ状、チーズ状、トウ状(例え
ば金網等にのせて行う)、あるいはローラ間の連続処理
によって行なわれる。繊維の形態は、フィラメント、カ
ントファイバーいずれも可能である。
延伸はA成分の融点より60℃以上低い温度で、切断伸
度の10〜60%行うことが好都合である。
この処理により弾性率が向上する。
本発明は、芯成分である溶融液晶ポリマーからなる繊維
の最大の特徴である、高強度、高弾性率、寸法安定性、
#熱性、耐薬品性をそのまま保持し、最大の欠点である
表面フィブリル化、耐圧縮疲労性を著しく改良したもの
である。
本発明に言うフィブリル化とは、ヤーンを1001の張
力下で三点のチタンガイドに通し%100m/iで1時
間走行させた時のガイドに付着するフィブリルの量によ
シ、多いものを×1全く出ないものを○、中間をΔとし
て評価した。
本発明に言う摩耗性とは、試料ヤーンを10本引揃え1
反転回転体と他端の滑車とに1.5回ヨリ合せ、80字
状にセットし滑車に3 kgの荷重をかけ、反転回転体
でヤーンを往復ヨリ合せ摩耗させ切断までの回数を求め
る繊維間摩耗とs 1/ l oり/dの荷重をかけ、
直径10mの丸砥石(回転数:100回/分、接触角=
100度)で接断までの回数で示すグラインダー摩耗テ
ストの両者で評価した。
耐疲労性の評価は、1500dr(500drX3本)
のヤーンを、下撚280 T / +11 s上撚28
0T/mの双糸とし、コードをつくり、ゴム中に包理し
て行うベルト屈曲テスト法で25万回処理した後の強力
保持率で行った。
以下、実施例により本発明をよシ具体的に説明するが、
本発明は、これによシ限定されるものではない。
実施例I A成分として前記構成単位〔I〕と〔■〕が7/3モル
チ比である全芳香族ポリエステルポリマーを使用した。
このポリマーの物性は、 77 inh = 6.0 a/ f MP  =278℃ 試料ヲペンタフルオロフェノールにo、1重i%溶解し
く60〜80℃)、60℃の恒温槽中で、ウツベローデ
型粘度計で測定する。
又融点(MP)は、DSCによ如求めた吸熱ピーク温度
である。
B成分としては、実質的にポリフェニレンサルファイド
からなる300℃、チー1000sec−14の溶融粘
度が400ボイズのポリマーを使用した。
A成分とB成分の複合比率(重量比)は、7.5/2.
5で、第1図に示す100ホールの口金より、紡糸温度
320℃で吐出した。巻取速度は830m/層で、50
0dr/100fのフィラメントを得た。
このものの原糸性能は、 ヤーンデニール(DR)  :  503   dr強
    度   (DT)   :     9.02
f/d伸    度   (DE)   :     
2.80%初期弾性率  (IM)  :  510 
  F、/dB成分の面積比(R):    0.31
であった。
この紡糸原糸を穴あきアルミボビンに巻き密度0.62
 P/CCテ巻き、260℃で1時間、270”C,か
ら280℃まで4時間、280”C:から285℃まで
12時間熱処理をした。得られた熱処理系の性能はDR
:  501   dr DT  :   22.8  r/d DE  :   4.72チ Nvl  :  573  f/d であった。
実施例2〜6、比較例1〜2 実施例】のA、Bポリマーの複合割合を種々変更したこ
と、およびヤーンデニールを変更したこと以外、本質的
に実施例1と同保の方法で各種の熱部Jl13!糸を得
た。結果を第1表にまとめる。
比較例2は5強度、初期弾性率が低い。
実施例5.6は、芯のデニールが比較例1とほぼ同一に
なるようにしたものである。
第2表にそれぞれの評価結果を示す。
第   2   表 本発明の例はいずれもフィブリル化は全く生じず、ヤー
ンデニール同一で比較した実施例1〜4では、繊維間摩
耗、グラインダー摩耗とも、その改良は、わずかである
が芯成分デニールを同一にして比較すると2倍近い値を
示している。
本発明の効果が最も顕著に現われているのは、耐疲労性
であシ、著しい改善が見られる。これは、鞘成分の存在
が、芯成分の圧縮を柔らげているのと、ゴム中でのアミ
ン分解等の化学的ダメージをポリフェニレンサルファイ
ドの耐薬品性の良さがカバーしているためと推定される
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の複合繊維を得るための紡糸口金の一例
を示す要部断面図、第2図は本発明での複合繊維の断面
形状を示す例である。 特許出願人 株式会社 り ラ し

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)芯成分Aが異方性溶融相を形成し得る芳香族ポリエ
    ステル、鞘成分Bが、その80重量%以上がポリフェニ
    レンサルファイドからなる複合紡糸繊維であつて、該繊
    維の横断面に占めるB成分の面積比B/(A+B)が0
    .05〜0.4であることを特徴とする耐疲労性の改良
    された高強力高弾性率繊維 2)芯成分Aが本質的に下記〔 I 〕、〔II〕の反復構
    成単位から成る部分が80重量%以上である溶融異方性
    芳香族ポリエステルであることを特徴とする耐疲労性の
    改良された高強力高弾性率繊維 ▲数式、化学式、表等があります▼………〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼………〔II〕
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