JPH05287680A - 耐候性と耐摩耗性の改良された高強力高弾性率繊維の製造方法 - Google Patents

耐候性と耐摩耗性の改良された高強力高弾性率繊維の製造方法

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JPH05287680A
JPH05287680A JP10876592A JP10876592A JPH05287680A JP H05287680 A JPH05287680 A JP H05287680A JP 10876592 A JP10876592 A JP 10876592A JP 10876592 A JP10876592 A JP 10876592A JP H05287680 A JPH05287680 A JP H05287680A
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JP
Japan
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weight
fiber
parts
resin
strength
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JP10876592A
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English (en)
Inventor
Yoshio Kishino
喜雄 岸野
Junyo Nakagawa
潤洋 中川
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融異方性ポリマーからなる耐候性と耐摩耗
性の改良された高強力高弾性率繊維を得る。 【構成】 溶融異方性の高強力、高弾性率ポリマー10
0重量部に対して、樹脂(a:ウレタン、アクリル酸エ
ステル等)、カーボンブラック(b)、紫外線吸収剤
(c)からなり、aが2〜20重量部、b+cが0.5
〜4重量部の樹脂組成物を付着させたのち、クリアコー
ト用樹脂(d)を1〜20重量部付着させるることによ
り、耐候性、耐摩耗性の著しく改良された高強力、高弾
性率繊維となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は溶融異方性ポリマーから
なる高強力高弾性率繊維に、カーボンブラックおよび/
または紫外線吸収剤を含有する樹脂をコートし、かつそ
の上にクリア樹脂をコートして耐候性と耐摩耗性の改善
された糸条を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融異方性ポリマーを紡糸して、高強
度、高弾性率繊維が得られることは、特開昭54−77
691号公報および特開平1−92408号公報等に記
載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】溶融異方性ポリマーか
ら得られる繊維は、高強力高弾性率を示し、かつ耐摩耗
性やクリープ特性、寸法安定性等にも優れた性能を示す
ため、近年工業的に大いに注目を浴びている。しかしな
がら、この種の繊維の問題点として、耐候性が不十分な
ことがある。このため、この種繊維は外側を他の繊維で
カバリングしたりして用いられているが、その用途には
制限を受けていた。本発明者らは特願平1−92408
号でカーボンブラックおよび/または紫外線吸収剤を含
有する樹脂を繊維にコートすることにより耐候性を著し
く改良された糸条を発明した。しかしこの糸条はコート
樹脂が高濃度のカーボンを含有するため膜強度が弱く、
用途においては製造時の工程や使用時の摩耗により、目
的の効果が低減することがあった。本発明は、耐候性の
良好でかつ耐摩耗性についても剥離や、脱落しない繊維
あるいは該繊維を用いたコードやロープ、ネットを提供
することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融異方性ポ
リマーからなる強度8g/d以上、弾性率400g/d
以上の繊維またはそれからなる糸条(A)100重量部
に、樹脂(a)を2〜20重量部並びにカーボンブラッ
ク(b)および/または紫外線吸収剤(c)を0.5〜
4重量部付与した繊維またはそれからなる糸条に、更に
樹脂(d)を1〜20%コートした繊維、またはそれか
らなる糸条の製造方法である。
【0005】本発明に用いられる溶融異方性ポリマーと
しては、例えば、下記に示す反復構成単位の組み合わせ
からなるポリマーが挙げられる。
【0006】
【化1】
【0007】本発明に用いられる溶融異方性ポリマーと
して好ましいのは、下記化2の反復構成単位からなるポ
リマーである。
【0008】
【化2】
【0009】本質的に上記〔E〕、〔F〕の反復構成単
位の合計量が80モル%以上である全芳香族ポリエステ
ルが好ましい。中でも特に、〔F〕の反復構成単位が3
〜45モル%で残りが実質的に〔E〕の反復構成単位で
ある全芳香族ポリエステルが好ましい。
【0010】本発明にいう溶融異方性とは、溶融相にお
いて光学的異方性を示すことである。この特性は、例え
ば、試料をホットステージにのせ窒素雰囲気下で昇温加
熱し、資料の透過光を観察することにより認定出来る。
【0011】本発明に用いられる溶融異方性ポリマーに
は、本発明の効果を損なわない範囲内で、ポリエチレン
テレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、
ポリアリレート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリエーテルエステルケトン、フッ素樹脂等の熱
可塑性ポリマーを添加しても良い。また、酸化チタンや
カオリン、シリカ、酸化バリウム等の無機物、カーボン
ブラック、染料や顔料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線
吸収剤、光安定剤等の各種添加剤を10重量%以内であ
れば含有していても良い。
【0012】次に、溶融異方性ポリマーの紡糸方法につ
いて述べる。溶融異方性ポリマーは、ノズルを通過する
ときの剪断速度を103〜105sec-1とすると、紡糸
時に著しい分子配向が生じるため、通常のポリエチレン
テレフタレート紡糸原糸などに行なわれている紡糸後の
延伸を行なわなくとも、紡糸原糸(紡糸しただけの繊
維)のままで強度8g/d以上、弾性率400g/d以
上の繊維となる。本発明にいう剪断速度γは、ほぼ円形
ノズルの場合は次式により求めることができる。 γ=4Q/πr3(sec-1) 但し γ:ノズル孔の半径(cm) Q:単位当りのポリマー吐出量(cm3/sec)
【0013】紡糸原糸は、熱処理することにより、強度
・弾性率を更に向上させることが可能である。熱処理
は、該溶融異方性ポリマーからなる繊維の融点をTmと
するとき、Tm−80℃〜Tmの温度で行なわれる。該
処理の融点は熱処理につれ上昇するので、熱処理温度は
順次上昇していく温度パターンが好ましい。該熱処理雰
囲気としては、窒素、アルゴン等の不活性ガスや空気等
の活性ガス、減圧下あるいはそれらを組み合わせた雰囲
気がある。
【0014】本発明の効果が顕著に発揮されるのは溶融
異方性ポリマーからなる繊維またはコードの径が5mm
以下の場合である。比較的径の太い例えば10mm以上
のロープやコードでは、外側の繊維が紫外線のバリヤー
材となり、内側の繊維の劣化を防ぐので実質的に物性の
低下が少ない場合があるためである。
【0015】次に溶融異方性ポリマーからなる繊維に付
与するカーボンブラックおよび/または紫外線吸収剤を
含む樹脂組成物(B)について述べる。本発明に用いら
れる樹脂としてはポリウレタン、ポリビニルアルコー
ル、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ
アクリル酸エステル、エチレン酢酸ビニル共重合体等が
挙げられる。中でも好ましくは柔軟性と加工性の点でポ
リウレタンやポリアクリル酸エステルである。これら樹
脂はエマルジョンまたはジメチルホルムアルデヒド等の
溶剤に溶解した溶液として用いられる。好ましい例とし
ては、強度10〜200kg/cm2、伸度300%〜
1200%の比較的高伸度タイプのポリウレタン、アク
リル酸エステル共重合体である。これらの樹脂の働き
は、カーボンブラックおよび/または紫外線吸収剤の繊
維表面への均一な付着を助けることにある。更に、コー
ドやロープ、ネット等に加工した後において、ヒートセ
ットを行なうと、樹脂が再溶融して、各フィラメントを
一体化してセットするため、光が繊維内部まで入射する
ことを構造的に防ぐ働きをさせることも出来る。
【0016】本発明者らの研究によると、溶融異方性ポ
リマーから得られる繊維は、特に波長340〜380m
μの紫外線を吸収し劣化することが判明した。そこで、
本発明は繊維表面にカーボンブラックおよび/または紫
外線吸収剤を付与させこの波長領域の光をカット又は吸
収する点に特徴を有するものである。
【0017】本発明に用いるカーボンブラックとして
は、樹脂に均一に分散する点で平均径1〜500mμの
ものが好ましい。上述した樹脂のエマルジョンや溶液に
カーボンブラックを均一に分散させるために、カーボン
ブラックまたは二酸化チタンは界面活性剤等との混合物
の状態で用いることが好ましい。
【0018】本発明に用いる紫外線吸収剤としては、ベ
ンゾフェノン系やベンドトリアゾール系化合物あるいは
酸化チタンや酸化セリウム系紫外線吸収剤が用いられ
る。最も好ましいのは、効果が失活しにくい点でセリウ
ム系紫外線吸収剤である。紫外線吸収剤は、上述した樹
脂のエマルジョンや溶液に均一に分散させた状態で用い
るために、水や有機溶剤に溶解あるいは分散させた状態
で樹脂と混合することが好ましい。上記紫外線吸収剤に
は酸化防止剤や光安定剤等を併用して用いても良い。カ
ーボンブラックおよび紫外線吸収剤のなかで、特にカー
ボンブラックが紫外線吸収性の点で好ましい。
【0019】溶融異方性ポリマーからなる繊維またはそ
れからなる糸条(A)100重量部に対する樹脂(a)
の付与量は、2〜20重量部である。2重量部未満では
樹脂の脱落を生じ好ましくない。また20重量部を越え
ると、実質的に機能を有さない樹脂が繊維表面に多く付
着することとなり、見掛けの強度が低下すると共に、耐
熱性等に問題を生じる場合がある。好ましい付着量は3
〜8重量部である。カーボンブラック(b)の付与量
は、繊維またはそれからなる糸条(A)100重量部に
対して0.5〜4重量部必要である。添加量の増加と共
に耐候性は向上するが、4重量を越えると効果が飽和と
なり、経済上好ましくない。紫外線吸収剤の場合も同様
である。カーボンブラックおよび/または紫外線吸収剤
は合計で繊維またはそれからなる糸条(A)100重量
部に対して0.5〜4重量部付与することが必要であ
る。0.5重量部未満では耐候性向上が十分でなく、4
重量部を越えると効果が飽和となり経済上好ましくな
い。好ましくは、1〜3重量部である。
【0020】カーボンブラックおよび/または紫外線吸
収剤は樹脂と混合され、樹脂組成物としてエマルジュン
あるいは溶液の状態で公知のデップ方式やローラータッ
チ方式あるいは一定量の液をノズルより繊維(A)に導
き、付着させる方法等で、繊維(A)に付与することが
出来る。樹脂組成物(B)は、繊維表面を均一に被覆し
ていることが好ましい。樹脂組成物(B)は、熱硬化タ
イプや反応タイプ、架橋タイプであってもよい。樹脂組
成物(B)のエマルジョンあるいは溶液を繊維表面に付
与した繊維(A)は、乾燥・熱処理工程を経て、繊維表
面に樹脂組成物(B)の被膜が形成される。紫外線遮蔽
効果を達成するため被膜の厚さは平均で1〜50μmが
好ましい。樹脂組成物(B)の被膜を形成させた後、添
加物を実質的に含まない樹脂(d)により、該糸条をコ
ート(以下クリアコート)することが重要である。本発
明に言う添加物を実質的に含まない樹脂(d)は樹脂
(a)と同一である方が好ましいが別の組成でもかまわ
ない。また0.5%未満の添加物、例えばカーボンブラ
ックや無機系の紫外線吸収剤等を含んでいてもよいし、
またクリアコート層の剥離性を高めない範囲内で他の添
加剤、たとえば繊維油剤や他のポリマー等を含んでいて
もよい。クリアコートする樹脂量は糸条(A)100重
量部に対して樹脂純分で1〜20重量部である。好まし
くは4〜10重量部である。クリアコートの方法は、前
述の樹脂組成物(B)のコートと同様で行なうことが可
能である。クリアコートにより表面に強い膜が形成さ
れ、製造工程でのガイド等への剥離や脱落がなく、かつ
使用時の摩耗や、色の付着等のトラブルが解消される。
本発明の繊維は、前述した如く撚糸工程を経て、ロープ
やコード、ネット等にした後セット工程を行った時、本
発明の効果が特に有効に発揮される。これまで繊維また
はそれからなる糸条(A)に樹脂組成物(B)、および
添加物を実質的に含まない樹脂(d)を付与することを
述べて来たが繊維またそれからなる糸条(A)を織物、
編物、不織布等の布帛やコード、ロープ、ネットの状態
とした後、樹脂組成物(B)、その後樹脂(d)を付与
してもよい。
【0021】本発明の耐候性の改良された高強力・高弾
性率繊維は、一般産業資材、スポーツ、防護衣等の分野
に広く用いられるが、特に有効な用途としては、比較的
径の小さいロープ、コード、漁網、陸上ネット(安全ネ
ット、ゴルフ練習場のネット他)、釣糸、パラグライダ
ー、気球、カイト等のライン、アンテナ支持、ペット用
鎖代替品、ブラインド用コード、テント用ロープ、登山
用ロープ、自動車内各種コード、電気製品内の動力伝達
コード、ロボットの力伝達コード等がある。
【0022】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により限定されるもので
はない。 実施例1、比較例1 前記反復構成単位〔E〕、〔F〕がモル比で7:3であ
る全芳香族ポリエステルポリマーを作成した。このポリ
マーの性質は ηinh=5.8dl/g 融点(MP)=280℃ であった。ηinhの測定は、試料をペンタフルオロフ
ェノールに0.1重量%溶解し(60〜80℃)、60
℃の恒温槽中で、ウッペローデ型粘度計で測定する。 ηinh=1n(ηrel)/C 但しηrel=相対粘度、C:溶液濃度 MPの測定は、示差走査熱量計(メトラー社製DSC)
で観察される主吸熱ピークのピーク温度で行った。この
全芳香族ポリエステルを紡糸温度315℃で0.15m
m径で300ホールの口金より、巻取速度2000m/
分で紡糸し、1500d/300fのマルチフィラメン
トを得た。得られた紡糸原糸の強度は9.0g/dで弾
性率は500g/dであった。このマルチフィラメント
を、除湿空気(水分率30ppm)にて260℃で2時
間、280℃で12時間熱処理した。得られた熱処理糸
の強度は25.5g/d、弾性率は601g/dであっ
た。この繊維に、粒径18〜33mμのカーボンブラッ
ク1.5重量部、水溶性酸化セシウム系紫外線吸収剤
0.75重量部、ポリエステル系ウレタンエマルジョン
13重量部からなる樹脂組成液を、デップニップ方式に
て付着させ、145℃で1分間乾燥した。付着率は繊維
100重量部に対して樹脂9.4重量部、カーボンブラ
ック1.1重量部、紫外線吸収剤0.5重量部であっ
た。次に第2デップでの樹脂付着率は5.1重量部、油
剤付着率は1.2重量部であった。
【0023】未処理糸の繊維と樹脂組成物だけ付与した
繊維と樹脂組成物付与後クリアコートした繊維につい
て、サンシャインウェザーメーターで1000時間照射
した後、この3種の繊維の強力保持率を測定した結果、
未処理糸が32%であったのに対して樹脂組成物のみ付
与した繊維は65%であり、樹脂組成物付与後クリアコ
ートした繊維は71%の好結果が示された。次いでクリ
アコートの結果をみるために、学振型摩擦堅牢度を測定
したところ、未処理は5級に対して樹脂組成物のみを付
与したものは1級で悪いが樹脂組成物付与後クリアコー
トしたものは4〜5級と好結果が示された。
【0024】実施例2〜5 実施例1で得られた、熱処理糸を用い、表1に示すポリ
ウレタン系樹脂組成物を、該熱処理糸に付与し、実施例
1と同様に、下撚300回/m、上撚180回/mのコ
ードを作り、熱セット処理を行った。得られたコードに
ついて、サンシャインウェザーメーターで1000時間
照射し、強力保持率を求めた。次いでクリアコートの効
果を見るため、学振型摩擦堅牢度を測定し、汚染の程度
を判定した。
【0025】
【表1】
【0026】実施例1において、クリアコート樹脂
(d)付着量を8.5重量部及び11.3重量部とした
ものについて、実施例1と同様に、試験した。これら
は、(d)付着が多すぎず、見掛けの強度低下もなかっ
た。そして摩擦堅牢度は最上級の5となり好結果が示さ
れた。結果を表2に示す。
【0027】
【表2】
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01F 6/62 308 7199−3B 6/84 303 B 7199−3B D02G 3/44 D06M 11/74 13/00 D06M 13/00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融異方性ポリマーからなる強度8g
    /d以上、弾性率400g/d以上の繊維またはそれか
    らなる糸条100重量部に、樹脂を2〜20重量部並び
    にカーボンブラックおよび/または紫外線吸収剤を0.
    5〜4重量部付与した後、添加物を実質的に含まない樹
    脂を1〜20重量部コートしてなる高強力高弾性率繊維
    の製造法。
JP10876592A 1992-03-31 1992-03-31 耐候性と耐摩耗性の改良された高強力高弾性率繊維の製造方法 Pending JPH05287680A (ja)

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Cited By (5)

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