JP4020706B2

JP4020706B2 - 耐疲労性に優れた編地

Info

Publication number: JP4020706B2
Application number: JP2002170034A
Authority: JP
Inventors: 博今川; 栄治塚本; 嘉高枩尾
Original assignee: ユニチカファイバー株式会社
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: JP2004011082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、編加工を施し、建設現場で使用される安全ネットや、河川及び港湾等の埋め立て工事の際に中に石等を詰めて使用されるネット状袋材に好適な耐疲労性に優れたポリアミド繊維を用いて編網された編地に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業資材用、特にタイヤコードやロープ等に用いられるポリアミド繊維は、直線強力（強度）が高いことが必要であり、従来、産業資材用繊維としては、直線強力が高いものが求められ、製造方法においても種々の試みがなされ、直線強力を向上させたポリアミド繊維が提案されてきた。
【０００３】
例えば、特開昭６２−１３３１０８号公報には、高強度高タフネスポリアミド繊維として、切断強度が１１ｇ/ｄ以上、切断伸度が２５％以上のものが記載されており、この繊維は、特にタイヤコード、ベルト、ロープ等の産業資材用の補強用繊維に用いられるものである。
【０００４】
近年、産業資材用途として、建設現場で使用される安全ネットや河川、港湾等の埋め立て工事の際に中に石等を詰めて使用されるネット状袋材等、編加工を施して使用する用途が増加している。
【０００５】
このような、編加工が施される用途においては、使用時にかかる負荷はロープやタイヤコードのように、一直線状のものを考慮すればよいのではなく、編組織が複雑であるため、多方向からの負荷を考慮する必要がある。また、河川、港湾等の埋め立て工事に使用されるネット状袋材では、中に詰める石が流動することによる衝撃と外部からの流石や流木等の衝撃を受けるものであり、編物の内部と外部において多方向からの衝撃を受けることを考慮する必要がある。
【０００６】
上記したように、従来提案されていた産業資材用のポリアミド繊維は、直線強度を高めることに着目していたため、分子の配向を高める方向で製造しており、また、高配向とするためには、延伸倍率を高めて製造するため、伸度も低下する傾向にあった。このような高強度、高配向、低伸度の繊維であると、繊維軸に沿った応力（直線強度）は高くても、繊維軸に垂直な応力つまり剪断応力に劣るものであり、他方向からの衝撃に対しても弱いものであり、上記のような編加工を施す用途に用いると、編加工を施した初期には高強力であったとしても、使用するうちに強力の低下が大きくなり、強度耐久性や耐疲労性を十分に満足しないという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決し、編加工を施して産業資材用途に使用する場合に、剪断応力や多方向の衝撃に対して衝撃吸収性に優れ、耐久性や耐疲労性に優れるポリアミド繊維を用いた編地を提供することを技術的な課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、直線強度が５．３〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度が２５〜３５％、タフネスが９０ｃＮ／ｄｔｅｘ・％以上、結節強度が４．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、結晶配向度が８２〜８９％であるポリアミド繊維を用いた編地であって、編地の強力保持率が６５％以上であることを特徴とする耐疲労性に優れた編地を要旨とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明のポリアミド繊維を構成するポリマーとしては、ナイロン６、ナイロン１２、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン６１０等が挙げられ、これらを単独で用いるのみならず、複数種を共重合したもの、又は複数種を混合して用いてもよい。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、耐熱剤、耐候剤等の安定剤や、着色剤や顔料、結節強度を高める脂肪酸アミド類たとえばキシリレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等を含有していてもよい。
【００１０】
特に、本発明のポリアミド繊維は、編地とした後、建設現場や河川及び港湾等の野外で長期間に渡って使用されるものであるため、耐候剤や顔料を含有していることが好ましく、耐候剤としては、銅化合物、中でもヨウ化銅や塩化銅を含有させることが好ましい。顔料としては、カーボンブラックやシアニンブルー等を用いることができ、カーボンブラックとしては、チャンネルタイプのものが好ましい。
なお、カーボンブラックは銅化合物との凝集が生じやすく、凝集を防ぐために、イミダゾール化合物を含有させることが好ましい。
【００１１】
次に、本発明のポリアミド繊維の物性値の最も重要な値は結晶配向度であり、結晶配向度を８２〜８９％とする必要がある。
結晶配向度をこの範囲内とすることによって、衝撃吸収性や弾性に優れ、かつ高強度の繊維となり、編地としたときの編組織の複雑さからくる多方向からの負荷に対しても強いものとなる。また袋材として内部に石等を詰めて用いたときは、内部及び外部からの多方向からの衝撃も吸収しつつ強度を保つことができ、耐久性や耐疲労性に優れるものとなる。
【００１２】
結晶配向度が８９％を超える場合、例えば、単に直線強度を高めるために分子の配向を高める方向で製造した従来糸のような場合、一直線方向の力に対しては強いものであるが、結晶化が進んでいる分、繊維軸に垂直な応力や衝撃吸収力には劣る。したがって、編地として使用すると、使用当初は良好な強度を維持していても、衝撃を受けるにしたがって強力が低下し、耐久性に劣るものとなる。
【００１３】
一方、結晶配向度が８２％未満であると、繊維の強度が不十分となり、本発明で規定する直線強度や結節強度を満足しない繊維となる。
【００１４】
本発明でいう結晶配向度とは、次のようにして測定するものである。
Ｘ線回折装置としては、 MXP−３（マックサイエンス社製）を用い、ブラッグ角（２θ）における試料の半価幅（α）を求め、結晶配向度（Ｂ）を次式により算出する。
結晶配向度Ｂ（％）＝〔（ 180−α）／ 180〕×100
【００１５】
次に、本発明のポリアミド繊維は、直線強度が５．３cN/dtex以上である。直線強度が５．３cN/dtex未満では、編地としたときの強度が不足し、産業資材用途に適さない。
一方、直線強度の上限は、結晶配向度が上記範囲内であれば、特に限定するものではないが、繊維の製造工程上、７．０cN/dtexを超えると結晶配向度が８９％を超える場合が多くなるため、７．０cN/dtex以下とすることが好ましい。
【００１６】
切断伸度は２５〜３５％とすることが必要である。切断伸度が２５％未満では、衝撃に対する耐疲労性が不足し、一方、３５％を超えると、編み立て加工時の加工性が悪いだけでなく、編地としたときに使用中に緩みが生じるという問題があり、本発明で規定する結節強度を満足しないものとなる。
【００１７】
本発明のポリアミド繊維におけるタフネスは、９０cN/dtex・％以上であることが必要である。タフネスは、上記した直線強度と切断伸度により算出される値であり、この値が９０cN/dtex・％未満であると、強度と伸度のバランスが不十分となり、結節強度や結晶配向度も本発明で規定する範囲外となりやすく、産業資材用途としては強度、伸度、耐疲労性等に不十分なものとなる。
【００１８】
なお、本発明における直線強度及び切断伸度は、島津製作所製オートグラフＡＧＳ−５００Ａを用い、ＪＩＳＬ１０１３８．５．１に準じて測定した。そして、タフネス（cN/dtex・％）＝直線強度×切断伸度×１／２により算出したものである。
【００１９】
そして、本発明のポリアミド繊維は、結節強度が４．８cN/dtex以上である必要がある。本発明のポリアミド繊維は編地として使用することを目的とするため、編地として強力が高いものとするには、結節部分での強度が高いことが必要であり、すなわち、繊維として結節強度が４．８cN/dtex以上とすることが必要である。結節強度が４．８cN/dtex未満であると、産業資材用途としては、強度が不十分な編地となる。
【００２０】
なお、結節強度は、島津製作所製オートグラフＡＧＳ−５００Ａを用い、ＪＩＳＬ１０１３８．６．１に準じて測定するものである。
【００２１】
さらに、本発明のポリアミド繊維においては、編地としたときの強力保持率が６５％以上であることが好ましい。本発明でいう強力保持率は、編地の外部と内部から多方向に受ける衝撃に対する耐久性の有無を示すものである。保持率が６５％以上であることによって、産業資材用として特に野外で長期間使用する場合において、良好な耐疲労性や耐久性を示すものとなる。
【００２２】
本発明でいう編地の強力保持率とは、本発明のポリアミド繊維をラッセル編地に製編し、編地の強力（未処理の編地の強力）（N）を測定する。この編地を縦１３目横１５節の大きさで取り出して袋状とし、内部に直径１００mmの玉石１個を詰める。これを５０リットルのコンクリートミキサー内に、水３０リットル、直径１０mmの玉石５kgとともに投入し、コンクリートミキサーを３３回／分の回転数で２４時間処理する。処理後、編地を取り出し、水洗、乾燥して編地の強力（処理後の編地の強力）（N）を測定し、処理前の編地の強力との比を下式のように算出する。
編地の強力保持率（％）＝（処理後の編地の強力／未処理の編地の強力）×１００
なお、処理前、処理後の編地の強力は、（社団法人）仮設工業会から発行されている「安全ネットの構造などに関する安全基準と解説」の６、（強度等）の試験方法に準じて、図１のように作成した図２に示す試料を、定速伸張型引張試験機のフックに取り付けて矢印方向に引っ張る一本二節法で行う。
【００２３】
本発明のポリアミド繊維はマルチフィラメントであってもモノフィラメントであってもよく、マルチフィラメントの場合、単糸繊度が３〜200dtex、総繊度が300〜1000dtexとすることが好ましく、モノフィラメントの場合は、150〜5000dtexとすることが好ましい。また、断面形状は特に限定するものではなく、上記のような物性を満足するものであれば、丸断面形状のみならず、多角形状のものや中空部を有するものでもよい。
【００２４】
さらに、本発明の編地は、前記の本発明のポリアミド繊維を用いたものである。本発明のポリアミド繊維は、強度、伸度が適正値で結節強度に優れるため、編地としたときの複雑な編組織により受ける多方向からの負荷に強く、かつ結晶配向度が適正値であるため、衝撃吸収性や弾性を有しており、産業資材用途として編地を編成し、野外で長期間使用し、外部及び内部からの様々な衝撃に対しても強力の保持率が高く、耐久性や耐疲労性に優れる。
【００２５】
本発明の編地の組織等は特に限定されるものではなく、本発明のポリアミド繊維を用いたものであればよいが、中でもラッセル編とすることが好ましい。そして、編目を固定するため、ラッセル編等で編地とした後、150〜190℃程度で３〜１０分程度の熱処理を施すことが好ましい。
そして、ラッセル編地とした場合には、上記したように産業資材用途に好適なものとするため、編地強力を４００N以上とすることが好ましい。
【００２６】
そして、本発明の編地は本発明のポリアミド繊維のみからなるものとすることが好ましいが、他の繊維を含んだ編地としてもよい。その際、他の繊維としては、例えば、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、麻、綿等が挙げられるが、編地の強力や強力保持率を損なわないものとすることが好ましい。
【００２７】
次に、本発明のポリアミド繊維の製造方法について説明する。
エクストルーダ型溶融紡糸装置を用い、融点以上、融点＋８０℃以下の温度で溶融し、紡糸口金から押し出した後、冷却固化後、油剤を付与し、ローラに引き取る。引き取られた糸条は、そのまま捲き取られるいわゆるＰＯＹ法、加熱したローラ間で延伸されるいわゆるスピンドロー法、一旦低速で捲き取った後、別工程で延伸する二工程法等いずれの方法を採用してもよい。
いずれの方法においても、熱延伸や弛緩熱処理を行い、このときの延伸倍率や弛緩率、熱処理温度を調整することにより、結晶配向度、タフネス、強伸度、結節強度が本発明の範囲内の繊維を収率よく得ることができる。
【００２８】
【実施例】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例における、直線強度、切断伸度、結節強度、タフネス、結晶配向度、編地の強力、編地の強力保持率は前記のようにして測定したものである。また、編加工性の評価は次のようにして求めたものである。
〔編加工性〕
編地を作成する際、編地一反（50ｍ）当りの停台回数が５回未満を○、５回以上を×とした。
〔収率〕
ポリアミド繊維の予定満捲パッケージ数と実満捲パッケージ数との割合であり、以下の式で算出した。
収率（％）＝（実満捲パッケージ数／予定満捲パッケージ数）×１００
【００２９】
実施例１
相対粘度（９６％硫酸を溶媒とし、濃度１ｇ／ｄｌ、温度２５℃で測定した）３．５０のナイロン６と原着顔料としてチャンネルタイプカーボンブラックをナイロン６に対して２０質量添加し、マスターチップを製造した。
このマスターチップと相対粘度３．５０のナイロン６を、質量比１：２４で混合し、２８０℃のエクストルダー型溶融紡糸機を用いて２１０孔の口金を通じて紡糸した。
紡糸したフィラメントを冷却固化させ、非水系の油剤の有効成分の付着量が１質量％となるように付与し、一旦巻き取ることなく、ローラ間で延伸速度２５００ｍ／分で４．５倍に延伸し、１５９０デシテックス２１０フィラメントの延伸糸を得た。
得られた延伸糸をラッセル編機を使用し、フロント糸３１８０デシテックス、バック糸３１８０デシテックスとして編地とした後、１８８℃で４．５分間熱処理固定して網地目合い５８mmの編地を得た。
【００３０】
実施例２、３
延伸倍率を４．１倍、３．７倍とした以外は実施例１と同様にして、１５９０デシテックス２１０フィラメントの延伸糸と編地を得た。
【００３１】
比較例１、２
延伸倍率を４．６倍、３．５倍とした以外は実施例１と同様にして、１５９０デシテックス２１０フィラメントの延伸糸と編地を得た。
【００３２】
比較例３
実施例１と同様に溶融紡糸を行い、冷却固化した糸条にエマルジョン油剤の有効成分の付着量が１質量％となるように付与し、450ｍ／分の速度で未延伸糸を巻き取った。この未延伸糸を3．9倍に熱延伸し、１５９０デシテックス２１０フィラメントの延伸糸を得た。
得られた延伸糸を実施例１と同様にしてラッセル編地を得た。
【００３３】
実施例１〜３、比較例１〜３で得られた原糸の直線強度、切断伸度、結節強度、結晶配向度、編地の強力及び強力保持率の測定結果、編加工性、収率の評価結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１より明らかなように、実施例１〜３で得られた原糸は直線強度、切断伸度、結節強度、結晶配向度を満足しており、編地の強力、強力保持率も満足できるものであり、編加工性評価も高く、耐久性や耐疲労性に優れるものであった。また、収率よく得ることができた。
一方、比較例１、３で得られた原糸は直線強度、切断伸度、結節強度、結晶配向度等を満足せず、編地の強力保持率に劣るものであった。このため、得られた編地は耐久性や耐疲労性に劣るものであった。比較例２で得られた原糸は、直線強度、切断伸度、結節強度を満足していないため、編地強力が低く、産業資材用途に適さないものであった。また、編加工性も悪かった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のポリアミド繊維は、編加工を施して使用する用途に適しており、剪断応力や多方向の衝撃に対する衝撃吸収性に優れる。したがって、編成して得られる編地は、使用初期から長期間経過後も強力が高く、耐久性や耐疲労性に優れており、産業資材用として野外において長期間使用される、安全ネット、河川及び港湾等の埋め立て工事の際に使用されるネット状袋材等々に好適に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における編地の強力保持率の測定方法を示す説明図である。
【図２】本発明における編地の強力保持率の測定方法を示す説明図である。

Claims

直線強度が５．３〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度が２５〜３５％、タフネスが９０ｃＮ／ｄｔｅｘ・％以上、結節強度が４．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、結晶配向度が８２〜８９％であるポリアミド繊維を用いた編地であって、編地の強力保持率が６５％以上であることを特徴とする耐疲労性に優れた編地。