JPH03137225A - 高強力高弾性率を有する原着繊維 - Google Patents

高強力高弾性率を有する原着繊維

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JPH03137225A
JPH03137225A JP27314789A JP27314789A JPH03137225A JP H03137225 A JPH03137225 A JP H03137225A JP 27314789 A JP27314789 A JP 27314789A JP 27314789 A JP27314789 A JP 27314789A JP H03137225 A JPH03137225 A JP H03137225A
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潤洋 中川
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洋一 山本
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岸野 喜雄
Toru Saneto
徹 実藤
Yukio Sugita
杉田 幸男
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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〕 本発明は着色されておシ、かつ高強力・高弾性率の性能
を有する芳香族ポリエステル繊維に関する。
〔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、1− 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、線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(%開昭54−77691号公報)。
しかし、これらの異方性芳香族ポリエステル繊維は、高
度に配向した結晶構造を有しているため染色性が著しく
劣り、着色を必要する用途には使用出来ていなかった。
一方染色性を改良するため、結晶構造を乱す、第3成分
等の共重合は、強度と弾性率を著しく低下させることと
なり、実用上の使用に耐えられなくなる。
また、顔料等を練込んだ、いわゆる原着糸の場=2− 合は原着していない糸に比べて熱処理による強度の増加
が小さく目的とする高強力高弾性率繊維が得られない。
〔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、鞘成分Bが着色剤を0.1〜3.0重量%
含有した芳香族ポリエステルよシなる複合繊維であシ、
該繊維の横断面に占める鞘成分Bの面積比B/(A+8
)が0.1〜0.5であることを特徴とする原着繊維で
ある。
すなわち、芯成分が着色された鞘成分に覆われていても
芯成分については熱処理によシ原着しない繊維と同様に
強度の増加が起こる。そのため本発明の複合繊維は高強
度高弾性率繊細となると考えられる。
本発明において芯成分人を構成する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よシ得
られるポリマーであり、溶融相において光学的異方性を
示すものである。こ3− 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。もちろん
、異方性溶融物を形成するように組合せ量として決める
必要がある。
4− 本発明の効果が最も顕著に発揮されるのは、下記(1〕
、(…〕の反復構成単位から成る部分が90重量−以上
であるポリマー、特K (n)の成分が5〜45チであ
る芳香族ポリエステルである。
芯成分を構成するポリマーには熱処理による強度の増加
を実質的に妨げない範囲で着色剤等を含んでいても良い
鞘成分Bを構成する芳香族ポリエステル、にはA成分と
して例示されたポリマーの他に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および下記繰シ返し
単位Cu1l)よシなるU−ポリマー等の芳香族ポリエ
ステルを用いることが出来る。
高強力・高弾性率繊維を得るためにはB成分として異方
性溶融相を形成し得る芳香族ポリエステルが好ましい。
鞘成分と芯成分の接着性の点でA成分とB成分は同一の
ものを用いることが良い。
芯鞘形状の良好なものを得るためにはA成分の溶融粘度
をηaとするとき、B成分の溶融粘度ηb〉 が   ηa =ηb)ηa−200(ボイズ)の′範
囲にあるものが好ましい。より好ましくはA成分、B成
分の融点をMPa、 MPbとするときMPb = M
Pa±20”C の範囲にあるものである。
B成分に添加する、カーボンブラック、顔料、染料等の
着色剤は、通常市販されているものの使用が可能である
。好まL <は、粒径が10〜1000mμの物である
6一 B成分の着色剤含有量は、0,1〜3.0重量%であり
、あまシ少なくなると着色の効果がなく、あまり多くな
ると増粘効果のなめ、良好な芯鞘繊維が得られない。
なお、B成分は高濃度のマスターバッチを作り。
繊維製造時に、薄めて所定の濃度にしても良い。
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、鞘成分が芯成分と剥れにくい前記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)(ただし、A、Bは繊維横断面の顕微
鐘写真から求めた芯、鞘部の面積である)が0.1〜0
,5.好まL〈は0.1〜0.3の範囲にあるものであ
る。ここでRが0.1未満では、鞘成分の被覆が十分で
彦<、−邪恋が露出したり、摩耗により容易に剥れたり
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1−本発明の目的に適合l
−ない。
複合繊維を得るには、公知の方法1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7− 紡糸温度は、A、B各成分の融点の高い方よシ更に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(テ)を103sec ’以とにする
ことが好ましい。
本発明に言う剪断速度(テ)とは、ノズル径をr(m)
、単孔当りのポリマー吐出量をQ (crA / ae
c)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
によシ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
中または減圧中で行なえ・る。好ましい温度条件は、A
成分の融点をMPaとするときMPa −60℃からM
Pa+20”C(7)範囲で、MPa−40℃以下から
順次昇温して行くバター8− ンがよ)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、目的によシ緊張下あるいは無緊張下で行々われ
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、カッ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!1l16o℃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同上する。
本発明は、芯成分である溶融液晶ポリマーからなるnl
、mの最大の特徴である高強度、高弾性率を保持した原
着糸を供給するものである。
また、本発明の繊維は着色した鞘成分が実質上の繊維強
度に影響1−でいると思われる芯成分を覆9一 つているため鞘成分が光を吸収し、芯成分に光があまり
入らないため芯成分の光劣化が起こυにく〈、また、水
、空気等と芯成分が接触しないためか耐候性がきわめて
良好である。
本発明の繊維を用いた産業上の利用例としては次の様な
ものがある。
1、バルブ状で使用されるもの 1)  Jl/!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、クラッチフェーシング、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)、ロープ、コー
ド、命綱、釣p糸、縫い糸、延縄10− 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)、人工肺 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)  1m脂関係cカーボン、ガラス繊維とのハイグ
リッド 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、ヘルメット、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構造体本
発明に言うポリマーの対数粘度(η1nh)は次の方法
で求めた。
試料ヲペンタフルオロフェノールにo、i重量sペロー
デ型粘度針で測定する。
融点(MP )は、DSCによシ求めた吸熱ピーク温度
である。
また溶融粘度(MV )とは、キャビグラフにょシMP
+20℃の温度で、0.5■φのノズルから出した時の
?、=10sec  のときの粘度(ボイズ)である。
着色剤による色の濃さは、ヤーンなパネル巻きし、それ
を日立カラーアナライザーシステム307型によシ濃色
性L として求めた。
以下、実施例によシ本発明をよ)具体的に説明するが1
本発明は、これK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(1)と(II)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。
W inh = 6.1 di/ f MP=278℃ MV =600.N(、((300℃)である。
B成分として、A成分と同一であるが η1nh= 5.7J/S’ MP=278℃ MV=450ボイズ の性能のポリマーを使用し、2軸混練機で平均粒径10
mμのカーボンブラック(CB)を10重量%添加した
マスターチップとし、鞘成分として、マスターチップと
B成分チップを1:9で混合し念ものを鞘成分Bとした
芯成分Aと鞘成分Bの複合比率(重量比)を8:2とし
、第1図に示す50ホールの口金よシ紡糸温度320℃
で吐出した。巻取速度を800m/minとし、250
d150f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(DB):  503dr強     
  度(DT)  :  10.7f/d13− 伸       度(DE)  7 2.0%初期弾性
率(IM) : 554f/d鞘成分B(D面積比(R
)  :  0.21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0.57
t/CLで巻き、260℃で1時間、270℃から28
0℃まで4時間、280℃から285℃まで15時間窒
素雰囲気中で熱処理をした。得られた熟熟理系の性能は DR:  5oxdr DT :  2s、1t7a DE : 4.Qチ 1M : 621f/d L”:26 であり、はぼ真黒で、かつ高強度高弾性率の禮績が得ら
れ念。この物は、織物にされ、その後樹脂含浸し、スピ
ーカーコーン用として使用された。
参考例1および比較例1〜2 実施例1のA成分のみからなるもの(参考例1)、実施
例1のA成分にカーボンブラック10重量%14− を含むマスターチップと実施例1のA成分のチップを混
合し、全体のカーボン量が0.5重量%のもの(比較例
1)および1重量%のもの(比較例2)の3種類のポリ
マーを実施例1と同様の紡糸条件で単一成分からなる紡
糸原糸を得た。
比較例2は紡糸性が悪くしばしば単糸切れが生じた。
このものの性能は カーボンブラックを添加することによシ強伸度の低下が
大きい。
更に、このものを実施例1と同様の方法で熱処理した。
得られ念熱処理系の性能は、下表となった。
比較例1は、L7も60であシ灰色であったが、強度は
17.’l/dでfiりD、参考例1に比べ熱処理によ
る強度アップ率が悪い。比較例2は、L”は24と黒さ
は良好であるが1強度アップ率は更に悪<15.、M/
dでおった。
実施例2.3および比較例3.4 芯成分と鞘成分のポリマーは実施例1と同一とし、芯鞘
比率のみを変更し、実施例1と同じ方法で紡糸し、その
後熱処理を行った。
熱処理系の性能を下表に示す。
実施例2,3は強度が25 f/d以上であり、濃色度
も十分であった。
比較例3は、完全な芯鞘構造とはならず、芯の一部が表
面に露出しており、L”も大きく、やや灰色であった。
比較例4は5強度が20 f/dを割っており、熱処理
による強度アップが悪いことを示している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いる紡糸口金の一例の断面図である
。 第2図は本発明の繊維の断面形状の例である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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が着色剤を0.1〜3.0重量%含有
    した芳香族ポリエステルよりなる複合繊維であり、該繊
    維の横断面に占める鞘成分Bの面積比B/(A+B)が
    0.1〜0.5であることを特徴とする原着繊維。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07243128A (ja) * 1994-03-04 1995-09-19 Kuraray Co Ltd 芯鞘型複合繊維及びそれからなる釣糸
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JP2021102821A (ja) * 2019-12-25 2021-07-15 宇部エクシモ株式会社 黒色合成繊維糸

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