JPH06248513A - 低クリープ繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、優れたクリープ特性を有し、かつ
吸水による強度低下の小さいポリアミド系繊維およびそ
の製造方法の提供を目的とする。 【構成】 ポリプロピレン樹脂／ポリアミド樹脂の重量
比が０．０５以上１．８６未満、かつポリプロピレン樹
脂とポリアミド樹脂の合計量１００重量部に対して変性
ポリオレフィンが１〜３５重量部からなる樹脂組成物か
らなり、クリープ特性が３５％以内であるポリアミド系
繊維。 【効果】 本発明によれば、吸水による強度低下が少な
く、クリープ特性に優れたポリアミド系繊維を得ること
ができ、上記性能を要求される用途に適した軽量でか
つ、低吸水の繊維を容易に得ることができる。したがっ
て本発明のポリアミド系繊維は産業用資材、生活用資材
に好適に利用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クリープ特性がポリア
ミド繊維と同等で、低吸水、軽量で成形時においても乾
燥工程を必要としないポリアミド系繊維およびその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミド繊維は、物理的、化学的性質
に優れており、良好なクリープ特性を有しており、ロー
プ、ネット、カーペット衣料等に用いられている。しか
し、その反面、アミド基（−ＣＯＮＨ−）に起因して吸
水による寸法変化や機械的強度の低下が生ずるなど好ま
しからざる性能を有しており、市場性が限定されてい
る。また、紡糸時においても乾燥工程が必要であるなど
プロセスも複雑でコストアップにつながる。また、重量
もポリオレフィン繊維に比べて大きく湿潤時には吸水に
より更に重くなる欠点を有している。

【０００３】一方、ポリプロピレン繊維は無吸水性であ
るため湿潤時の物性低下がほとんどなく、紡糸成形時に
おいても乾燥工程が不要であることなど長所が多い。し
かしポリアミド繊維に比べて強度が低く、強度の必要と
される分野ではあまり使用されていない。特にクリープ
特性が重要とされる分野においてはあまり使用されてい
ない。

【０００４】そのため、従来からポリアミド樹脂とポリ
プロピレン樹脂のそれぞれの優れた特性を併せ有する樹
脂組成物、すなわちポリアミド樹脂が有する優れた耐摩
耗性、電気特性、耐熱性、機械的強度、耐油性、さらに
ポリプロピレン樹脂が有する低吸水性、耐熱水性、耐ハ
ロゲン化金属性、低温耐衝撃性を併せ有する樹脂組成物
を得ることを目的として、ポリアミド樹脂とポリピロピ
レンに不飽和カルボン酸またはその誘導体をグラフトし
た変性ポリプロピレンを溶融混合して、強度、耐熱変形
性、外観、成形加工性のバランスが優れた組成物を得る
ことについては、すでに特公昭４２−１２５４６号公
報、特公昭４５−３０９４５号公報、特公報５０−７６
３６公報などに示されている。

【０００５】また、このような優れた性質を利用して、
自動車部品、電機器具、機械部品、工業部品など強度や
耐熱変形性の要求される用途で実用化が検討されたり、
一部では実用化がなされている。

【０００６】しかし、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン
樹脂の欠点を改善するために両方の樹脂を通常の方法で
混合して得た樹脂組成物、あるいはポリアミド樹脂と変
性ポリプロピレンを溶融混合して得た樹脂組成物は相溶
性が劣り、特に繊維分野においては相溶性が悪いと紡糸
切れ、延伸切れ、メルトフラクチャーも多く発生し、ノ
ズルに劣化物が付着しやすく長時間の連続運転は困難で
ある。また、得られた繊維も強度が低い、吸水による強
度低下が大きい、クリープ特性が悪い等の欠点を有して
いた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れたクリ
ープ特性を有し、かつ吸水による強度低下の小さいポリ
アミド系繊維およびその製造方法の提供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はクリープ特性が
良好なポリアミド樹脂にクリープ特性の悪いポリプロピ
レン樹脂および変性ポリオレフィンを混合した繊維は、
一定の条件を満足した場合は予想に反してポリアミド樹
脂のもつ良好なクリープ特性が維持されることを見いだ
したことにより完成されたものである。

【０００９】すなわち、上記課題は、ポリプロピレン樹
脂／ポリアミド樹脂の重量比が０．０５以上１．８６未
満、かつポリプロピレン樹脂とポリアミド樹脂の合計量
１００重量部に対して変性ポリオレフィンが１〜３５重
量部からなる樹脂組成物からなり、クリープ特性が３５
％以内であるポリアミド系繊維およびその製造方法によ
り解決することができる。

【００１０】本発明に用いられるポリプロピレン樹脂
は、プロピレン単独重合体、プロピレン共重合体が用い
られる。ここでプロピレン共重合体とはプロピレンと他
のα−オレフィンとのブロック共重合体やランダム共重
合体であり、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレ
ン−ブテン−１共重合体などがあげられる。これらのポ
リプロピレン樹脂は一種類で使用してもよく、二種類以
上併用することもできる。

【００１１】本発明に用いられるポリアミド樹脂は特に
限定されないが、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリ
アミド１２などのポリラクタム類、ポリアミド６６、ポ
リアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド４６等
のジカルボン酸とジアミンとから得られるポリアミド
類、ポリアミド６／６６、ポリアミド６／１２、ポリア
ミド６／６６／６１０等の共重合体ポリアミド類、ポリ
アミド６／６Ｔ（Ｔ：テレフタル酸成分）、イソフタル
酸のような芳香族ジカルボン酸とメタキシレンジアミン
あるいは脂環族ジアミンから得られる半芳香族ポリアミ
ド類、ポリエステルアミド、ポリエーテルアミド及びポ
リエステルエーテルアミドを挙げることができる。なか
でもポリアミド６樹脂が紡糸成形性が良く好適である。

【００１２】変性ポリオレフィンとしては、各種のもの
があるが、通常はカルボン酸基（酢酸基、アクリル酸
基、メタクリル酸基、フマル酸基、イタコン酸基な
ど）、カルボン酸金属塩基（ナトリウム塩、カルシウム
塩、マグネシウム塩、亜鉛塩など）、カルボン酸エステ
ル基（メチルエステル基、エチルエステル基、プロピル
エステル基、ブチルエステル基、ビニルエステル基な
ど）、酸無水物基（無水マレイン酸基など）およびエポ
キシ基から選ばれたすくなくとも一種の官能基を有する
ポリオレフィンである。

【００１３】ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン／プロピレン共
重合体、エチレン／ブテン共重合体、エチレン／ヘキセ
ン共重合体さらにはこれらに少量のジエンを含む共重合
体などをあげることができる。

【００１４】変性ポリオレフィンのメルトフローレート
（ＭＦＲ）に制限はないが、通常０．０１〜１００ｇ／
１０分、好ましくは０．１〜１０ｇ／１０分である。こ
れらの変性ポリオレフィンは単独で使用してもよく、ま
た二種以上を併用することも可能である。

【００１５】本発明において、ポリプロピレン樹脂／ポ
リアミド樹脂の重量比は０．０５以上１．８６未満であ
ることが必要であり０．１１以上１．５０未満が好まし
い。ポリプロピレン樹脂／ポリアミド樹脂の重量比が
０．０５未満では、繊維の吸水性が高いため吸水による
物性低下や、成形時において発泡による糸切れの問題が
あり乾燥工程が必要となる。またＰＰ樹脂本来の軽量性
が失われる。逆に１．８６以上では得られる繊維のクリ
ープ特性は著しく低下する。

【００１６】また、変性ポリオレフィンはポリプロピレ
ン樹脂とポリアミド樹脂の合計量１００重量部に対して
１〜３５重量部であり、４〜３０重量部が好ましく、特
に５〜２０重量部が好ましい。変性ポリオレフィンが１
重量部未満では、ポリアミド樹脂とポリプロピレン樹脂
との相溶性を改善することが難しく、得られる繊維に所
望のクリープ特性を付与することができない。また、紡
糸時においてノズル部分に目ヤニが多発し、長時間運転
においては紡糸切れが発生しやすい。一方、変性ポリオ
レフィンが３５重量部を超えると得られる繊維の強度が
低下し、クリープ特性も悪い。

【００１７】本発明の樹脂組成物は、必要により他の添
加剤を上記成分の特性を阻害しない範囲で添加してもよ
い。ここで配合できる添加剤としては、染料、顔料、充
填剤、核剤、繊維状物、可塑剤、滑剤、離型剤、カップ
リング剤、発泡剤、耐熱剤、耐候剤、難燃剤、帯電防止
剤等が挙げられる。

【００１８】本発明の樹脂組成物は、各成分を前述の配
合割合で混合乃至混練することによって調製するが、そ
の方法としては、溶融混練法が好ましい。混合はバンバ
リーミキサー、ヘンシェルミキサー等を用いて行われ、
混練機としては一般に単軸または二軸の押出機が用いら
れる。溶融混練する際の温度は、成分、配合量等によ
り、各成分の溶融が充分進行しかつ分解しない温度を適
宜選定すればよい。通常は１８０〜３５０℃、好ましく
は２００〜３００℃の範囲で選定される。

【００１９】本発明の繊維の製造方法としては、上記の
樹脂組成物を剪断速度２５０〜２５００ｓｅｃ^-1好まし
くは３５０〜１５００ｓｅｃ^-1、ダイス温度２２０〜３
３０℃、好ましくは２４０〜２８０℃の条件下で溶融紡
糸する。溶融紡糸用ノズルとしては、任意のもので良い
が、ノズル断面積が０．５０３〜３．１４ｍｍ、ノズル
形状が円形または偏平比１．０〜１．６の楕円形が好ま
しい。

【００２０】ノズルから出た後のストランドは水槽にお
いて冷却され、冷却温度は２０℃以下に保持する事が好
ましい。

【００２１】延伸は、加圧蒸気槽、熱風槽、触媒浴、熱
板、熱ロール、湿式槽等を単独または組み合わせて用い
られるが、好ましくは組み合わせによる多段延伸がよ
い。特に、第１段を湿式延伸、第２段以降の延伸を熱ロ
ールで行う組み合わせが好ましい。延伸温度は８０〜１
５０℃、好ましくは９０〜１４０℃が適当である。延伸
倍率は３〜１６であることが必要であり、好ましくは３
〜１１、特に好ましくは３〜８である。延伸倍率が３未
満の場合、上記組成物を繊維化してもクリープ特性は改
善されず、１６を超える場合は白化が生じやすい。

【００２２】本発明におけるポリアミド系繊維のクリー
プ特性は３５％以内、好ましくは２５％以内である。３
５％を超えるとロープ等にして荷重をかけたとき寸法が
時間とともに変化してしまい好ましくない。本発明にお
けるクリープ特性とは長さ３０ｃｍの試料の先端に２ｇ
／ｄの荷重をかけたときの２４時間後の伸びの変化率
（ｂ）と１０分後の伸びの変化率（ａ）の差Ｓ（％）＝
（ｂ）−（ａ）で計算される。ここで、伸びの変化率は
次式で表される。

【数１】

【００２３】

【実施例】以下、実施例、比較例により本発明をより詳
細に説明する。なお、吸水による温度低下、紡糸時にお
ける乾燥工程の必要性はそれぞれ次のようにして測定し
た。

【００２４】（１）吸水による強度低下 ２３℃の水中に７日間放置後、水分を乾いた布で取り、
引張り試験を行い破断強度（ｄ）を求めた。また、絶乾
時における破断強度（ｃ）も求め、｛（ｃ）−（ｄ）｝
／ｃを吸水による強度低下とした。

【００２５】（２）乾燥工程の必要性 ２軸押出機によりペレタイズを行った後、紡糸のため押
出機にかけるとき、特に乾燥を行わず、そのままホッパ
ーに供給しても紡糸できるものは“無”とした。また、
ノズル出口で発泡するため紡糸できないときは真空乾燥
機（８０℃）に３〜４時間放置し、その後、ホッパーに
供給して紡糸を試みた。そして、それにより紡糸可能と
なったものを“有”とした。

【００２６】［実施例１］相対粘度２．５２アミノ末端
濃度４．９×１０^-5当量／ｇのポリアミド６を１８．０
Ｋｇ、ＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ ６７５８）が３．２ｇ／１
０分のプロピレン単独重合体を２．０Ｋｇ（ＰＰ／ＰＡ
重量比＝０．１１）、ＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ６７５８）が
１．０ｇ／１０分のアイソタティックポリプロピレンに
無水マレイン酸を０．３５重量％付加したグラフト変性
ポリプロピレンを１．０Ｋｇ（５重量部）をタンブラー
に入れ、１０分間混合後４０ｍｍφ２軸押出機により２
５０℃で溶融ペレタイズして、ポリアミド６系樹脂組成
物を得た。

【００２７】このポリアミド６系樹脂組成物を１ｍｍφ
のノズル２０個有するダイスを備えた４０ｍｍφモノフ
ィラメント製造装置により２６０℃にて押出し、ノズル
から吐出されたストランドを３０℃の水により急冷後、
第１ロールにより未延伸糸を巻き取り、インラインで湿
式延伸槽（１００℃）に導き、第２ロールにより巻き取
った。

【００２８】延伸倍率は第２ロールと第１ロールの連続
比により表され、４倍で成形した。得られたポリアミド
６系繊維の太さは４００デニールであり、ノズルでの剪
断速度は１０００ｓｅｃ^-1であった。得られたポリアミ
ド６系繊維は表１に示すようにクリープ特性に優れ、低
吸水性で吸水による物性低下も小さいことが確認され
た。

【００２９】［実施例２〜５］プロピレン単独重合体／
ポリアミド６の重量比とグラフト変性ポリプロピレンの
量を変えて実施例１と同様にポリアミド６系繊維を成形
した。結果は表１に示すように、いずれもクリープ特性
に優れ、吸水による強度低下も小さく乾燥工程も必要な
かった。

【００３０】［実施例６］第２ロールに巻き取った後、
ひきつづき１３０℃の熱ロール間で延伸を行い、インラ
インで２段延伸した以外は実施例３と同様にポリアミド
６系繊維を成形した。延伸倍率は第１ロールと巻き取り
ロールの速度比により表され、２段延伸により８倍であ
った。結果は表１に示す。

【００３１】［比較例１］プロピレン単独重合体／ポリ
アミド６の重量比を０．０４にした以外は実施例１と同
様ポリアミド６系繊維を成形した。しかし、得られたポ
リアミド６系繊維は表１に示すようにクリープ特性に優
れるものの、高吸水であるため乾燥工程を設けなければ
糸切れのため紡糸不可能であった。また得られたサンプ
ルも吸水による強度低下が大きかった。

【００３２】［比較例２］グラフト変性ポリプロピレン
の量を４０重量部にした以外は実施例３と同様にポリア
ミド６系繊維を成形した。しかし、得られたポリアミド
６系繊維は表１に示すようにクリープ特性が劣ってい
た。

【００３３】［比較例３］プロピレン単独重合体／ポリ
アミド６の重量比を２．３３とした実施例１と同様にポ
リアミド６系繊維を成形した。結果は、表１に示すよう
にクリープ特性が劣っていた。

【００３４】［比較例４］ポリアミド６を１２．０Ｋｇ
プロピレン単独重合体を８．０Ｋｇ（プロピレン単独重
合体／ポリアミド６の重量比＝０．６７）、グラフト変
性ポリプロピレンを０．１Ｋｇ（０．５重量部）を２軸
押出機により押出したところ、目ヤニが生じ、約３時間
後にはノズル部分でストランドが切れてしまった。ま
た、カッターでカッティングする際、きれいにカッティ
ングできず“数珠状”に連なってしまいペレタイズでき
なかった。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸水による強度低下が少なく、クリープ特性に優れたポ
リアミド系繊維を得ることができ、上記性能を要求され
る用途に適した軽量でかつ、低吸水の繊維を容易に得る
ことができる。したがって本発明のポリアミド系繊維は
産業用資材、生活用資材に好適に利用される。

フロントページの続き (72)発明者 亀井 良祐 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番２号 昭 和電工株式会社川崎樹脂研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレン樹脂／ポリアミド樹脂の
   重量比が０．０５以上１．８６未満、かつポリプロピレ
   ン樹脂とポリアミド樹脂の合計量１００重量部に対して
   変性ポリオレフィンが１〜３５重量部からなる樹脂組成
   物からなり、クリープ特性が３５％以内であるポリアミ
   ド系繊維。
2. 【請求項２】 ポリプロピレン樹脂／ポリアミド樹脂の
   重量比が０．０５以上１．８６未満、かつポリプロピレ
   ン樹脂とポリアミド樹脂の合計量１００重量部に対して
   変性ポリオレフィンが１〜３５重量部からなる樹脂組成
   物を溶融紡糸し、延伸倍率が３．０〜１６．０で延伸す
   ることによりクリープ特性が３５％以内であるポリアミ
   ド系繊維を製造する方法。