JPS63196726A - Composite fiber material - Google Patents
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は複合繊維材料に関し、更に詳しくは高強力、高
弾性にして軽量且つ耐光性、耐摩耗性、耐クリープ性に
優れた複合繊維材料に関する。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a composite fiber material, and more specifically, a composite fiber material that is highly strong, highly elastic, lightweight, and has excellent light resistance, abrasion resistance, and creep resistance. Regarding.
（従来の技術）
従来、ロープ分野においては、ポリプロピレン、ポリア
ミド、ポリエステル繊維が広く使用されているが最近、
高強力化、細径化を目的として高強力、高弾性繊維であ
る芳香族系ポリアミド繊維、（例えば、商品名ケブラー
：米国デュポン社製）の使用が検討されつつある。(Prior Art) Conventionally, polypropylene, polyamide, and polyester fibers have been widely used in the rope field, but recently,
For the purpose of increasing strength and reducing diameter, the use of aromatic polyamide fibers that are high strength and high elasticity fibers (for example, Kevlar (trade name: manufactured by DuPont, USA) is being considered.
又、ケーブル分野においては、軽量化、不錆化を目的と
したもの、また光ファイバーテンシーンメンバー分野に
おいては軽ｎ化、電磁５導障害防止を目的としてスチー
ルに代わって全芳香族系ポリアミド繊維が使用されつつ
ある。In addition, in the field of cables, fully aromatic polyamide fibers are being used to replace steel for the purpose of reducing weight and making them rust-resistant, and in the field of optical fiber tensine members, they are being used to reduce weight and prevent electromagnetic interference. It is being used.
これらいずれの分野においても全芳香族系ポリアミド繊
維は従来素材にない優れた特性を発揮して可成り進出し
つつある。ところが全芳香族系ポリアミド繊維は高価で
、且つ特性的にも万能ではな（、耐光性、耐摩耗性が著
しく低い欠点ををしている。In all of these fields, wholly aromatic polyamide fibers are gaining ground as they exhibit superior properties not found in conventional materials. However, wholly aromatic polyamide fibers are expensive and have poor properties (they have extremely low light resistance and abrasion resistance).
従ってロープにおいてはポリエステル繊維やポリアミド
繊維のブレードで全芳香族系ポリアミド繊維ロープを被
覆して耐光性、耐摩耗性の欠点をカバーしているが、使
用時、ロープ内部の損傷が観察出来ない欠点を有してい
る。Therefore, when it comes to ropes, fully aromatic polyamide fiber ropes are covered with polyester fiber or polyamide fiber braids to overcome the drawbacks of light resistance and abrasion resistance, but the drawback is that damage inside the rope cannot be observed during use. have.
一方、高強力、高弾性率ポリエチレン繊維をロープおよ
び光フアイバーテンションメンバーに使用する提案が例
えば特開昭５８−１８６８８８号公報、特開昭６０−１
３９８８４号公報、特開昭８０−１３８５０７号公報な
どで知られている。On the other hand, proposals for using high-strength, high-modulus polyethylene fibers in ropes and optical fiber tension members have been proposed, for example, in JP-A-58-186888 and JP-A-60-1.
This method is known from Japanese Patent Application Laid-open No. 39884, Japanese Patent Application Laid-Open No. 80-138507, etc.
高強力、高弾性率ポリエチレン繊維は全芳香族系ポリア
ミド繊維或いは全芳香族ポリエステル繊維に比べて安価
であり、又特性的にも、高強力、軽量で耐光性、耐摩耗
性、耐薬品性に優れ、全芳香族系ポリアミド繊維の欠点
をすべて解決した素材として提案されている。しかしな
がら、抗張力材として重要な要求特性である耐クリープ
性および低収縮性において全芳香族系ポリアミド繊維が
きわめて優れた特性ををしているのに対して高強力、高
弾性ポリエチレン繊維は従来のポリエチレン、ポリプロ
ピレン繊維に比べては、相当耐クリープ性が改善されて
いるものの抗張力剤としては要求特性から見れば必ずし
も耐クリープ性および低収縮性は充分とは言えないのが
現状である。High-strength, high-modulus polyethylene fibers are cheaper than fully aromatic polyamide fibers or fully aromatic polyester fibers, and have high strength, light weight, light resistance, abrasion resistance, and chemical resistance. It has been proposed as a superior material that solves all the drawbacks of fully aromatic polyamide fibers. However, while fully aromatic polyamide fibers have extremely superior properties in terms of creep resistance and low shrinkage, which are important properties required for tensile strength materials, high-strength, high-modulus polyethylene fibers are Although the creep resistance has been considerably improved compared to polypropylene fibers, the current situation is that the creep resistance and low shrinkage properties are not necessarily sufficient from the viewpoint of the required properties as a tensile strength agent.
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は従来の高強力、高弾性率ポリエチレン繊維単独
繊維使いの繊維材料では側底達成することが出来ない特
性、即ち、高強力、高弾性率、軽量、耐光性、耐摩耗性
、耐薬品性を損うことなく一段と耐クリープ性および好
ましくは低収縮性の改善された特性をすべて兼備した複
合材料を提供せんとするものである。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention provides properties that cannot be achieved with conventional fiber materials using only high strength, high modulus polyethylene fibers, that is, high strength, high modulus, and light weight. It is an object of the present invention to provide a composite material having improved properties of further creep resistance and preferably low shrinkage without compromising light resistance, abrasion resistance and chemical resistance.
１１、′
本発明は、高強力、高弾性率ポリエチレン繊維に、高強
力、高弾性率ポリエチレン繊維以外の高強力繊維、即ち
、全芳香族系ポリアミ１１および／または全芳香族系ポ
リエステル繊維を、複合することにより、高強力、高弾
性率ポリエチレン繊維の優れた特性、即ち、高強力、高
弾性率、軽量、耐光性、耐摩耗性、耐薬品性を損うこと
なく一段と優れた耐クリープ性および好ましくは低収縮
性を改善したものであり、驚りべきことに、特に、高強
力、高弾性率ポリエチレン繊維に複合される他の繊維の
混率が５０％以下、好ましくは４０％以下の少量範囲に
おいて耐クリープ性および好ましくは低収縮性が可成性
値以上に顕著に改善されることを知見し、本発明を達成
するに至ったものである。11,' The present invention combines high-strength, high-modulus polyethylene fibers with high-strength fibers other than high-strength, high-modulus polyethylene fibers, that is, wholly aromatic polyamide 11 and/or wholly aromatic polyester fibers. By combining the fibers, the excellent properties of high-strength, high-modulus polyethylene fibers, such as high strength, high modulus, light weight, light resistance, abrasion resistance, and chemical resistance, can be achieved without sacrificing their properties. and preferably with improved low shrinkage, and surprisingly, in particular, a small amount of other fibers composited with the high tenacity, high modulus polyethylene fibers of less than 50%, preferably less than 40%. It has been found that within this range, creep resistance and preferably low shrinkage properties are significantly improved over the formability value, and the present invention has been achieved.
尚、高強力、高弾性率ポリエチレン繊維（Ａ）に、他の
繊維（Ｂ又はＣ以外の）、例えば、従来公知の引張弾性
率が（Ａ）に比較して１桁以上低いナイロン繊維やポリ
エステル繊維を複合化しても、ナイロン繊維やポリエス
テル繊維がクリープ荷重を負担し得ないので、クリープ
改良効果は全く期待出来ないのが現状であった。ところ
が本発明では（Ｂ）又は（Ｃ）との複合化により、驚く
べき効果が得られたのである。In addition, in addition to the high-strength, high-modulus polyethylene fiber (A), other fibers (other than B or C), such as conventionally known nylon fibers or polyesters whose tensile modulus is one order of magnitude lower than that of (A), may be used. Even if the fibers are composited, no creep improvement effect can be expected at all because the nylon fibers and polyester fibers cannot bear the creep load. However, in the present invention, a surprising effect was obtained by combining it with (B) or (C).
（問題点を解決するための手段）
上記問題点を解決するための手段、即ち本発明は、高強
力、高弾性率ポリエチレン繊維（Ａ）と全芳香族系ポリ
アミド繊維（Ｂ）および／または全芳香族系ポリエステ
ル繊維（Ｃ）を主成分としてなる複合繊維材料である。(Means for Solving the Problems) Means for solving the above problems, that is, the present invention provides high-strength, high-modulus polyethylene fibers (A) and wholly aromatic polyamide fibers (B) It is a composite fiber material mainly composed of aromatic polyester fiber (C).
本発明に用いる高強力、高弾性率ポリエチレン繊維（Ａ
）は引張強度が少くとも２０ｇ／デニール、好ましくは
３０ｇ／デニール以上、更に好ましくは４０ｇ／デニー
ル以上であり、引張弾性率が少くとも５００ｇ／デニー
ル、好ましくは１０００ｇ／デニール、更に好ましくは
１５００ｇ／デニール以上である。High-strength, high-modulus polyethylene fiber (A
) has a tensile strength of at least 20 g/denier, preferably at least 30 g/denier, more preferably at least 40 g/denier, and a tensile modulus of at least 500 g/denier, preferably 1000 g/denier, more preferably 1500 g/denier. That's all.
かかる高強力、高弾性率ポリエチレン繊維（Ａ）の引張
強度、引張弾性率は高ければ高い程、望ましいが、生産
性との兼ね合いで引張強度は５０ ｇ／ｄｓ引張弾性率
は２０００ ｇ／ｄが限度である。The higher the tensile strength and tensile modulus of such high-strength, high-modulus polyethylene fiber (A), the more desirable it is, but in consideration of productivity, the tensile strength is 50 g/d and the tensile modulus is 2000 g/d. This is the limit.
又、全芳香族ポリアミド（Ｂ）および全芳香族ポリエス
テル（Ｃ）の引張強度は、少なくとも１５ｇ／ｄ以上、
好ましくは２０ ｇ／ｄ以上、特に２５ｇ／ｄ以上であ
り、引張弾性率は、少なくとも５００ｇ／ｄ、好ましく
は１０００ ｇ／ｄ以上である。Further, the tensile strength of the wholly aromatic polyamide (B) and the wholly aromatic polyester (C) is at least 15 g/d or more,
Preferably it is at least 20 g/d, especially at least 25 g/d, and the tensile modulus is at least 500 g/d, preferably at least 1000 g/d.
かかる全芳香族ポリアミド（Ｂ）および全芳香族ポリエ
ステル（Ｃ）の引張強度、引張弾性率は高ければ高い程
、望ましいが生産性との兼ね合いで引張強度は３５ ｇ
／ｄ、引張弾性率は１５００ ｇ／ｄが限度である。The higher the tensile strength and tensile modulus of the wholly aromatic polyamide (B) and the wholly aromatic polyester (C), the better, but in view of productivity, the tensile strength is 35 g.
/d, and the tensile modulus is limited to 1500 g/d.
ここで高強力、高弾性率ポリエチレン繊維の引張強度が
２０ ｇ／ｄ未満、引張弾性率が５００ ｇ／ｄ未溝、
或いは、全芳香族系ポリアミド繊維（Ｂ）および全芳香
族系ポリエステル繊維（Ｃ）の引張強度が１５ｇ／ｄ未
澗、引張弾性率が５００ ｇ／ｄ未溝の場合にあっては
、例えばロープ分野においては細径化が充分でな〈従来
素材に比べてコストパーフォマンスが劣るものとなる。Here, the tensile strength of the high-strength, high-modulus polyethylene fiber is less than 20 g/d, the tensile modulus is 500 g/d, ungrooved,
Alternatively, when the wholly aromatic polyamide fiber (B) and the wholly aromatic polyester fiber (C) have a tensile strength of less than 15 g/d and a tensile modulus of 500 g/d, it is possible to use, for example, a rope. In this field, diameter reduction is not sufficient (cost performance is inferior to conventional materials).
又、ケーブル、光ファイバーテンシーンメンバー分野に
おいてはコストΦバーフｔマンスの低下は勿論のこと、
スチールに代るべき要求特性を清すことが出来なくなる
。In addition, in the field of cables and optical fiber tensine members, it goes without saying that the cost of
It becomes impossible to satisfy the required characteristics to replace steel.
本発明に用いるポリエチレン繊維（Ａ）の単繊維デニー
ルは、特に限定はないが実用上０．５〜１０００ｄの範
囲であり、特に０．５〜２０ｄ１好ましくは０．５〜１
０ｄにおいて耐クリープ性の向上が顕著となるので好ま
しい。The single fiber denier of the polyethylene fiber (A) used in the present invention is not particularly limited, but is practically in the range of 0.5 to 1000 d, particularly 0.5 to 20 d, preferably 0.5 to 1
It is preferable that the creep resistance is significantly improved at 0d.
本発明に用いる全芳香族系ポリアミド繊維（Ｂ）および
全芳香族系ポリエステル繊維（Ｃ）の単繊維デニールは
いずれも特に限定はないが、複合材料の耐摩耗性向上、
耐屈曲性向上の観点より、０．５〜１０ｄ１好ましくは
１〜５ｄとするのが良い。The single fiber denier of the wholly aromatic polyamide fiber (B) and the wholly aromatic polyester fiber (C) used in the present invention is not particularly limited;
From the viewpoint of improving bending resistance, it is preferably 0.5 to 10 d1, preferably 1 to 5 d.
本発明の複合繊維材料は、複合繊維材料を構成する主成
分となる繊維が長繊維の状態で複合化されており、複合
の形態は、サイド・バイ・サイド、シース・コアおよび
混繊のいずれの形態も含まれる。更に前記複合形態をを
する複合繊維が樹脂等を含浸せしめた形態をも含むもの
である。In the composite fiber material of the present invention, the main component fibers constituting the composite fiber material are composited in the state of long fibers, and the composite form can be any of side-by-side, sheath core, and mixed fibers. It also includes the form of Furthermore, it also includes a form in which the composite fiber having the above-mentioned composite form is impregnated with a resin or the like.
ここに言う樹脂とは、例えば、不飽和ポリエステル樹脂
、ビニールエステル樹脂、エボキン樹脂、ウレタンアク
リレート樹脂、フェノール樹脂等を言う。The resin referred to here refers to, for example, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, Evokin resin, urethane acrylate resin, phenol resin, and the like.
本発明の複合材料とは、例えば糸、合糸、ストランド、
ブレード、布帛、プルトルージヨン（Ｐｕ１ｔｒｕｓｌ
ｏｎ）法による樹脂で硬化されたもの等いずれであって
も良くその用途により選択される。The composite material of the present invention includes, for example, yarn, doubling yarn, strand,
Braid, fabric, pultrusion
The material may be one cured with a resin by the on) method, etc., and is selected depending on the intended use.
本発明の複合繊維材料は、該複合繊維材料を構成する主
成分となる繊維が、構成された複合繊維材料中に少なく
とも５０重量％、好ましくは６０重量％以上、特に７５
重量％以上含有していることが好ましく、ここで主成分
となる繊維の複合繊維材料中の含有量が５０重１ｉ％未
清の場合にあっては、本発明で目的とする高強力、高弾
性率、軽量で耐薬品性、耐摩耗性を併せもった、特に耐
クリープ性の改善された複合繊維材料が得難くなるので
好ましくない。The composite fiber material of the present invention is characterized in that the main component fibers constituting the composite fiber material are at least 50% by weight, preferably 60% by weight or more, particularly 75% by weight or more.
It is preferable that the content is 50% by weight or more, and if the content of the main component fiber in the composite fiber material is 50% by weight or less, it is preferable that the content is 50% by weight or more. This is not preferable because it becomes difficult to obtain a composite fiber material having improved modulus of elasticity, light weight, chemical resistance, abrasion resistance, and especially improved creep resistance.
本発明の複合繊維材料の構成において、本発明で目的と
する複合繊維材料の特性を損なわない範囲で、主成分と
なる繊維以外のものを混入して複合繊維材料を構成する
ことを妨げるものではない。In the composition of the composite fiber material of the present invention, nothing prevents the composition of the composite fiber material by mixing fibers other than the main component to the extent that the properties of the composite fiber material targeted by the present invention are not impaired. do not have.
本発明に用いる全芳香族系ポリアミド繊維（Ｂ）の例と
しては、たとえばポリ（Ｐ−フェニレンテレフタルアミ
ド）あるいはこれのコポリマーなどが代表的なものであ
る。Typical examples of the wholly aromatic polyamide fiber (B) used in the present invention include poly(P-phenylene terephthalamide) or a copolymer thereof.
本発明に用いる全芳香族系ポリエステル（Ｃ）の例とし
ては、たとえばポリ（Ｐ−）ユニしンテレフタレート）
あるいはこれのコポリマーが代表的なものである。Examples of the wholly aromatic polyester (C) used in the present invention include poly(P-)unicine terephthalate)
Alternatively, copolymers thereof are representative.
本発明において高強力、高弾性ポリエチレン繊維の優れ
た特性、即ち、軽量で耐光性、摩耗性、耐薬品性を損う
ことなく、一段と耐クリープ性および低収縮性を改善し
た複合繊維材料を提供するためには、高強力、高弾性率
ポリエチレン繊維を好ましくは５０〜９５１ｉｆｆｉパ
ーセント、更に好ましくは６０〜８５重量パーセント、
全芳香族系ポリアミド繊維および／または全芳香族系ポ
リエステル繊維を好ましくは５〜５０重量パーセント、
更に好ましくは１５〜４０重量パーセントの割合で複合
化することにより始めて本発明の初期の目的が達成され
る。The present invention provides a composite fiber material that has the excellent properties of high-strength, high-modulus polyethylene fibers, that is, has further improved creep resistance and low shrinkage without impairing its light weight, light resistance, abrasion resistance, and chemical resistance. The high tenacity, high modulus polyethylene fibers are preferably 50 to 951 percent by weight, more preferably 60 to 85 percent by weight,
Preferably 5 to 50% by weight of wholly aromatic polyamide fibers and/or wholly aromatic polyester fibers,
More preferably, the initial object of the invention is achieved only by compounding in a proportion of 15 to 40 weight percent.
高強力、高弾性ポリエチレン繊維が５０重ｎパーセント
を下廻る場合には耐クリープ性および低収縮性に関して
は改善される方向にあるが、全芳香族系ポリアミド繊維
および／または全芳香族系ポリエステル繊維の重量パー
セントが増えることにより、マイナス要因、即ち価格的
には高価となり軽量化の効果が薄れ、耐光性、耐摩耗性
が著しく低下する。特に耐光性、耐摩耗性に関しては５
０重量パーセントを下廻ると極端に悪くなる傾向にある
ので、本発明の目的とする効果が得られなくなるので好
ましくない。When the content of high-strength, high-modulus polyethylene fibers is less than 50% by weight, creep resistance and low shrinkage tend to be improved, but wholly aromatic polyamide fibers and/or wholly aromatic polyester fibers As the weight percentage increases, negative factors arise, namely, the price becomes high, the weight reduction effect is weakened, and the light resistance and abrasion resistance are significantly reduced. Especially in terms of light resistance and abrasion resistance.
If it is less than 0% by weight, it tends to be extremely poor and the desired effect of the present invention cannot be obtained, which is not preferable.
一方、高強力、高弾性ポリエチレン繊維が９５重ｎパー
セントを下廻る場合には高強度、高弾性ポリエチレン繊
維の優れた特性は損われることはないが本発明で解決し
ようとする耐クリープ性および低収縮性の改善に関して
は、本発明で意図する充分な改善効果が得られないので
好ましくない。On the other hand, when the content of the high-strength, high-modulus polyethylene fiber is less than 95% by weight, the excellent properties of the high-strength, high-modulus polyethylene fiber are not impaired, but the creep resistance and low Regarding the improvement of shrinkability, it is not preferable because the sufficient improvement effect intended by the present invention cannot be obtained.
本発明の複合繊維材料を抗張力材料として用いる場合の
特に好ましい形態としては例えば、芳香族系ポリアミド
繊維を芯部に、高強力、高弾性ポリエチレン繊維を鞘部
に構成することが好ましい。When the composite fiber material of the present invention is used as a tensile strength material, it is particularly preferable that the core is made of aromatic polyamide fiber and the sheath is made of high-strength, high-modulus polyethylene fiber.
このような形態とすることは、全芳香族系ポリアミド繊
維の耐光性および耐摩宅外の低下を最小限にとどめるの
で特に好ましい。Such a configuration is particularly preferable because it minimizes deterioration in the light resistance and wear resistance of the wholly aromatic polyamide fiber.
高強力、高弾性ポリエチレン繊維（Ａ）と全芳香族系ポ
リアミド系繊維（Ｂ）および／または全芳香族系ポリエ
ステル繊維（Ｃ）を複合化することによる各種効果のう
ち価格、軽量化に関しては、複合する重量パーセントに
比例して変化し、可成性値の成立範囲のものとなる。Among the various effects of compositing high-strength, high-modulus polyethylene fiber (A) with wholly aromatic polyamide fiber (B) and/or wholly aromatic polyester fiber (C), regarding price and weight reduction, It changes in proportion to the weight percentage of the composite, and falls within the range of feasibility values.
ところが驚くべきことに耐クリープ性、好ましくは低収
縮性に関しては、加成性値以上の効果が、殊に高強力、
高弾性率ポリエチレン繊維に複合される（Ｂ）、（Ｃ）
の繊維の混率が５０％以下の少量範囲において、顕著と
なることが本発明によりはじめて判明したのである。However, surprisingly, with regard to creep resistance, preferably low shrinkage, the effect beyond the additivity value is particularly high,
(B), (C) composited with high modulus polyethylene fibers
It was discovered for the first time by the present invention that this becomes noticeable in a small amount range of 50% or less of fibers.
（実施例）
以下実施例によって本発明を具体的に詳述する。尚、本
発明の評価に用いた物性の測定方法は以下による。(Example) The present invention will be specifically explained in detail below using Examples. The method for measuring physical properties used in the evaluation of the present invention is as follows.
く強伸度特性の測定法〉 Ｊ ｌ５−Ｌ−１０１３（１９８１）に準じた。Measuring method of strength and elongation properties According to J 15-L-1013 (1981).
東洋ボールドウィン社製テンシロンを用い試料長（ゲー
ジ長）２００＠■、偏速伸度１００１■／分の条件でＳ
−８曲線を測定し、引張破断強度、引張弾性率、破断伸
度を算出した。Using Tensilon manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd., sample length (gauge length) is 200@■, and uneven velocity elongation is S under the conditions of 1001■/min.
-8 curve was measured, and the tensile strength at break, tensile modulus, and elongation at break were calculated.
引張弾性率はＳ−８曲線の原点付近の最大勾配より算出
した。The tensile modulus was calculated from the maximum slope near the origin of the S-8 curve.
く耐クリープ性の測定〉
試験片に０．１ｇ／ｄの初荷重を掛けた杖態で所定長（
Ｌｅ）のマークを打ち、ついで所定荷重（破断強度の２
０％）を掛けて室温杖態で静置した。所定日数（１２０
日間）経過後のマーク間長（Ｌ）を測定して次式にてク
リープ歪（％）を算出し、耐クリープ性を評価した。Measurement of creep resistance〉 The test piece was placed in a cane state with an initial load of 0.1 g/d, and was rolled to a specified length (
Mark Le), then apply the specified load (2 of the breaking strength).
0%) and allowed to stand still at room temperature. Predetermined number of days (120
The length (L) between the marks was measured after 3 days), and the creep strain (%) was calculated using the following formula to evaluate the creep resistance.
Ｏ
く乾熱収縮率の測定〉
試験片に、０．１ｇ／デニールの初荷重を掛けた吠態で
１００ｃ■のマークを打ち、ついで無荷重で１００℃、
１５０時間オーブン中で乾熱処理し、乾熱処理後０．１
ｇ／デニール荷重下でマーク間長（Ｌ）をｎ１定し次式
にて乾熱収縮収縮率（Ｓ ＨＤ ）を算出した。その他
はＪ ｌＳ−１０３１（１９８１）に準じた。Measurement of dry heat shrinkage rate〉 A mark of 100cm was placed on the test piece under an initial load of 0.1g/denier, and then the test piece was heated at 100°C without any load.
Dry heat treated in oven for 150 hours, after dry heat treatment 0.1
The length between marks (L) was determined as n1 under a g/denier load, and the dry heat shrinkage rate (S HD ) was calculated using the following formula. Other details were in accordance with JIS-1031 (1981).
〈耐摩耗性の測定〉
■ 糸の耐摩耗性は、Ｊ ｌＳ−Ｌｉ２Ｏ２，７，１０
，２，に準じ、紡積糸抱合力試験機を用いて荷重０．１
５ｇ／ｄ下で摩耗作用を与え繊維が破断した時のサイク
ル数で評価した。<Measurement of abrasion resistance> ■ The abrasion resistance of the yarn is J lS-Li2O2,7,10
, 2, using a spun yarn binding force tester at a load of 0.1.
Evaluation was made by applying an abrasive action under 5 g/d and determining the number of cycles at which the fibers broke.
■ 布帛の耐摩耗性は、Ｊ Ｉ Ｓ−Ｌ １０９６゜６
．１７．Ａ−２法（屈曲法）に牟じて評価した。■ The abrasion resistance of the fabric is JIS-L 1096°6
．． 17. Evaluation was made using the A-2 method (bending method).
実施例 １
粘度平均分子ｍがＩ Ｘ １０＠の可撓性高分子鎖を有
する超高分子量ポリエチレンをデカリンに溶解して紡糸
原液となした後、該紡糸原液を紡糸装置内でポリエチレ
ン溶液が固化しない温度で紡糸口金から室温の大気中に
押し出して冷却しゲル状繊維を形成した。Example 1 Ultra-high molecular weight polyethylene having a flexible polymer chain with a viscosity average molecule m of I x 10@ is dissolved in decalin to make a spinning stock solution, and then the polyethylene solution is solidified in a spinning device. The fibers were extruded from a spinneret into the ambient air at room temperature at a temperature of 30°C and cooled to form gel-like fibers.
このデカリンを含をするゲル状繊維を、含有したデカリ
ンを抽出して乾燥することなく、該ゲル状繊維が溶断し
ない温度で加熱し、全延伸倍率が３０倍になるよう延伸
した。か（して得られた高強力、高弾性ポリエチレン繊
維の物性は下記の通りであった。This gel-like fiber containing decalin was heated at a temperature at which the gel-like fiber would not melt, without extracting the decalin contained therein and drying, and was stretched to a total stretching ratio of 30 times. The physical properties of the high-strength, high-modulus polyethylene fibers obtained were as follows.
トータルデニール １５０デニールフイラメン）ｆ
ｉ １２０フィラメント引張強度
３３．８ｇ／デニール破断伸度 ２．９
％
初期弾性率 １５９０ｇ／デニール一方、複
合に使用した市販の芳香族系ポリアミド繊維（商品名
ケブラー２９、デュポン社製）の物性は下記の通りであ
った。Total denier 150 denier filament) f
i 120 filament tensile strength
33.8g/denier elongation at break 2.9
% Initial elastic modulus 1590g/denier On the other hand, the commercially available aromatic polyamide fiber (product name
The physical properties of Kevlar 29 (manufactured by DuPont) were as follows.
トータルデニール ２００デニールフイラメン）ｆ
ｉ １３４フィラメント引張強度
２１．２ｇ／デニール破断伸度 ２．８
％
初期弾性率 ７４０ｇ／デニール前記高強力
、高弾性ポリエチレン繊維とケブラー２９とを各々所定
本数引揃えて第１表に示した複合割合で複合繊維束とな
し耐クリープ性テストに供した。テスト条件は下記の通
りである。Total denier 200 denier filament) f
i 134 filament tensile strength
21.2g/denier elongation at break 2.8
% Initial modulus of elasticity 740 g/denier A predetermined number of each of the above-mentioned high-strength, high-elasticity polyethylene fibers and Kevlar 29 were arranged to form composite fiber bundles at the composite ratios shown in Table 1, and subjected to a creep resistance test. The test conditions are as follows.
条 件 温 度 ； 室 温荷 重；破
断強度の２０％
日 数；１２０口間
それぞれの複合割合に対するクリープ歪みおよび密度を
第１表および第１図に示す。Table 1 and Figure 1 show the creep strain and density for each composite ratio: temperature; room temperature; load; 20% of breaking strength; number of days; 120 mouths.
実施例 ２
実施例１で得られた高強力、高弾性率ポリエチレン繊維
とケブラー２９とを用いて第２表に示した複合割合で、
芯部がケブラー２９、鞘部が高強力、高弾性率ポリエチ
レン繊維となる様に樹脂を用いて、プルトルーリジン法
により、プルトルージｇ ７ ＣＩ 、ｙド（Ｐｕ１ｔ
ｒｕｓｌｏｎ ｒｏｄ）を作製し、耐クリープ性と乾熱
収縮率特性について評価した。Example 2 The high-strength, high-modulus polyethylene fiber obtained in Example 1 and Kevlar 29 were used at the composite ratio shown in Table 2,
Using a resin such that the core part is Kevlar 29 and the sheath part is a high-strength, high-modulus polyethylene fiber, Pultruge G 7 CI, Y do (Pu1t
ruslon rod) was prepared and evaluated for creep resistance and dry heat shrinkage rate characteristics.
尚、Ｐｕ１ｔｒｕｓｌｏｎ ｒｏｄの作製条件は次のと
おりである。The conditions for manufacturing the Pu1truslon rod are as follows.
樹脂処方：ウレタンアクリレート樹脂 １００ｐａｒｔ
ｓＢｅｎｚｏｙｌ ｐｅｒｏｘｉｄｅ （５０％ｐａｓ
ｔｅ） ２ｐａｒｔｓＰｕｌｔｒｕｓｌｏｎ ｃｏｎｄ
ｉｔｉｏｎ ：ｃｕｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
１２５℃ｃｕｒｉｎｇ ｔｉｍｅ
２ｍ１ｎｕｔｅｓ繊維含有率： ５０重量パ
ーセント
ロッド直径： １．６−−φ
それぞれの複合割合に対するクリープ歪み及び乾熱収縮
率を第２表および第２〜３図に示す。Resin formulation: urethane acrylate resin 100 parts
sBenzoyl peroxide (50% pas
te) 2partsPultruslon condo
tion :curing temperature
125℃ curing time
2mlnutes Fiber content: 50% by weight Rod diameter: 1.6-φ The creep strain and dry heat shrinkage rate for each composite ratio are shown in Table 2 and Figures 2-3.
実施例 ３
実施例１の複合材料に用いた市販の芳香族系ポリアミド
繊維（ケブラー２９）の代わりに全芳香族系ポリエステ
ル繊維を用いた以外は実施例１と同様にして、第３表に
示した複合割合で複合繊維束とし、耐クリープ性の評価
をした。結果を第３表に示す。Example 3 The same procedure as in Example 1 was carried out except that a wholly aromatic polyester fiber was used instead of the commercially available aromatic polyamide fiber (Kevlar 29) used in the composite material of Example 1, and the results are shown in Table 3. A composite fiber bundle was prepared using the same composite ratio and the creep resistance was evaluated. The results are shown in Table 3.
尚、使用した全芳香族系ポリエステル繊維は住友化学社
製： Ｅｋｏｎｏｌであり物性は次のとおりである。The wholly aromatic polyester fiber used was Ekonol manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., and its physical properties were as follows.
トータルデニール ８８０デニール単糸デニール
４．６ｄ
引張強度 １９．５ｇ／ｄ破断伸度
２．３％
引張弾性率 ７９０ ｇ／ｄ実施例 ４
経糸として高強力、高弾性率ポリエチレン繊維（７５０
デニール）２本とケブラー２９（１０００デニール）１
本を交互に整経し、緯糸にポリエステル（１０００デニ
ール）を用いて、幅５ｃｍの細幅織物（綾織）を作製し
た。Total denier: 880 denier Single yarn denier
4.6d Tensile strength 19.5g/d Elongation at break
2.3% Tensile modulus 790 g/d Example 4 High strength, high elastic modulus polyethylene fiber (750
denier) 2 and Kevlar 29 (1000 denier) 1
The book was warped alternately, and a narrow fabric (twill weave) with a width of 5 cm was produced using polyester (1000 denier) for the weft.
この比較品として経糸として高強力、高弾性率ポリエチ
レン繊維１００％使いのもの、およびケブラー２９を１
００％使いのものについて、幅５Ｃ論の細幅織物（綾織
）を作成した。This comparison product uses 100% high-strength, high-modulus polyethylene fiber as the warp thread, and one using 100% Kevlar 29.
For the 00% use, a narrow woven fabric (twill weave) with a width of 5C was created.
それぞれの織物について物性を評価した。織物の構成と
評価の結果を第４表に示す。The physical properties of each fabric were evaluated. Table 4 shows the composition of the fabric and the results of the evaluation.
以下余白
第３表
実施例１の結果（第１表および第１図）から明らかなよ
うに高強力、高弾性ポリエチレン繊維と全芳香族系ポリ
アミド繊維（実施例ではケブラー２９）との複合材料は
、高強力、高弾性率ポリエチレン繊維の優れた特性を損
うことなく、耐クリープ性が改良され、殊に複合繊維の
複合割合が本発明で好ましいとする範囲のもの（実験Ｎ
ａ２〜４）のクリープ歪み（％）は、いずれも加成性か
ら推測される値よりも著しく改良されて低い値となり、
耐クリープ性が良好なことがわかる。As is clear from the results of Example 1 (Table 1 and Figure 1), the composite material of high strength, high elasticity polyethylene fiber and wholly aromatic polyamide fiber (Kevlar 29 in the example) , the creep resistance is improved without impairing the excellent properties of high-strength, high-modulus polyethylene fibers, and in particular, the conjugate ratio of the conjugate fibers is within the preferred range of the present invention (Experiment N
The creep strains (%) of a2 to 4) are all significantly improved and lower than the values estimated from additivity,
It can be seen that the creep resistance is good.
尚、実装置２およＮ１３において、複合材料に用いるケ
ブラー２９繊維のみに、複合材料相当の全荷重を掛けた
結果、第１表に見られるとおり、負荷直後に破断した。In the actual devices 2 and N13, when a full load equivalent to the composite material was applied only to the Kevlar 29 fibers used in the composite material, as shown in Table 1, the fibers broke immediately after the load was applied.
又、実験車４においてケブラー２９のみに複合材料相当
の全荷重を掛けて実験をした結果、クリープ歪は２．２
％であったが、高強力、高弾性率ポリエチレン繊維との
複合化により、クリープ歪は、１．２％と低下した。In addition, as a result of an experiment in which a full load equivalent to the composite material was applied only to Kevlar 29 in experimental vehicle 4, the creep strain was 2.2.
%, but by combining with high strength, high modulus polyethylene fiber, the creep strain was reduced to 1.2%.
実施例２の結果（第２表および第２図）から明らかなよ
うに高強力、高弾性率ポリエチレン繊維と全芳香族系ポ
リアミド繊維（実施例ではケブラー２９）を用いて樹脂
を加えてプルトルージョンロッドとすることにより、実
施例１で見られる耐クリープ性改良の効果と同時に乾熱
収縮率が低収縮化改善されることがわかる。As is clear from the results of Example 2 (Table 2 and Figure 2), pultrusion was carried out using high-strength, high-modulus polyethylene fibers and fully aromatic polyamide fibers (Kevlar 29 in the example) with the addition of resin. It can be seen that by forming a rod, the effect of improving the creep resistance seen in Example 1 and at the same time the dry heat shrinkage rate is improved by lowering the shrinkage.
即ち、ケブラー２９を３０重量％複合化した場合（実験
Ｎα１０）のクリープ歪み（％）は、高強力、高弾性率
ポリエチレン繊維のみのプルトルーシロンロッド（実験
ＮＩＬ７）に比べて、約３分の１に低下する。In other words, the creep strain (%) when 30% by weight of Kevlar 29 was composited (experiment Nα10) was approximately 3 times lower than that of the pultrusilon rod made only of high-strength, high-modulus polyethylene fibers (experiment NIL7). It drops to 1.
更に、第２表および第３図からも明らかなように、高強
力、高弾性率ポリエチレン繊維にケブラー２９をわずか
に複合したプルトルーシロンロッドの乾熱収縮率は著し
く低収縮化改善されることがわかる。Furthermore, as is clear from Table 2 and Figure 3, the dry heat shrinkage rate of the Pultrusilon rod, which is a composite of high-strength, high-modulus polyethylene fibers with a slight amount of Kevlar 29, is significantly improved. I understand.
実施例３は、高強力、高弾性率ポリエチレン繊維に複合
する繊維として、全芳香族ポリエステル繊維（Ｅｋｏｎ
ｏｌ）を用いた例であるが実施例１に相当する。耐クリ
ープ性の改良の効果が得られている。In Example 3, fully aromatic polyester fiber (Ekon
Although this is an example using ol), it corresponds to Example 1. The effect of improving creep resistance has been obtained.
実施例４は、複合材料の形態が布帛の例であるが、第４
表から明らかなように、ポリエチレン繊維にケブラー２
９を経糸交織した網中織物（実験Ｎｌ１１５）の耐クリ
ープ性は、経糸がポリエチレン１００％の場合（実験車
１４）に比べて著しく改善され、且つ、耐摩耗性（ユニ
バーサル型屈曲摩耗）が、他の例、である経糸にケブラ
ー２９を１００％用いた場合（実験Ｎａ１Ｂ）に比べて
著しく良好であることが判る。Example 4 is an example in which the form of the composite material is cloth;
As is clear from the table, Kevlar 2 is added to polyethylene fibers.
The creep resistance of the mesh fabric (Experiment No. 1115) in which the warp was interwoven with 9 was significantly improved compared to the case where the warp was 100% polyethylene (Experimental Car 14), and the abrasion resistance (universal type bending abrasion) was It can be seen that this is significantly better than another example, in which 100% Kevlar 29 was used for the warp (Experiment Na1B).
（発明の効果）
本発明によれば、高強力、高弾性率ポリエチレン繊維の
優れた特性、即ち、軽量で耐光性、耐摩耗性、耐薬品性
等の特性を損うことなく、一段と耐クリープ性及び好ま
しくは低収縮率を改善した複合繊維材料を提供すること
ができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, the excellent properties of high-strength, high-modulus polyethylene fibers, such as light weight, light resistance, abrasion resistance, and chemical resistance, are not impaired, and creep resistance is further improved. Composite fiber materials with improved properties and preferably low shrinkage can be provided.
殊に、耐クリープ性改善は、高強力、高弾性ポリエチレ
ン繊維と全芳香族系ポリアミド繊維および／または全芳
香族系ポリエステル繊維とを複合化することにより、加
成性から推測される以上の改善効果が得られる。In particular, the creep resistance can be improved beyond that estimated from the additivity by combining high-strength, high-modulus polyethylene fibers with wholly aromatic polyamide fibers and/or wholly aromatic polyester fibers. Effects can be obtained.
本発明の複合繊維材料は、高強力、高弾性率で耐クリー
プ性および軽量化の要求されるあらゆる分野への材料と
して提供することができ、殊に抗張力材としての適用は
好ましく、複合抗張力材は、ロープ、ケーブル、光フア
イバーテンシーンメンバーに限定されるものではなくそ
の他産業用途に使用される抗張力材やラケットガツト、
洋弓、弦などにも適用される。The composite fiber material of the present invention can be provided as a material for all fields requiring high strength, high modulus, creep resistance, and weight reduction, and is particularly preferably applied as a tensile strength material. is not limited to ropes, cables, optical fiber tension members, but also tensile strength materials and racket guts used in other industrial applications.
It is also applied to Western bows, strings, etc.
高強力、高弾性ポリエチレン繊維に全芳香族系ポリアミ
ド繊維および／また全芳香族系ポリエステル繊維を複合
化する場合、芯部に芳香族系ポリアミド繊維等鞘部に高
強力、高弾性ポリエチレン繊維を構成することにより、
耐摩耗性、耐光性の低下は最小限にとどめることが可能
である。When combining high-strength, high-modulus polyethylene fibers with fully aromatic polyamide fibers and/or fully aromatic polyester fibers, the core is made of aromatic polyamide fibers, while the sheath is composed of high-strength, high-modulus polyethylene fibers. By doing so,
Decrease in abrasion resistance and light resistance can be kept to a minimum.
第１図は、実施例１．で得られた複合繊維材料特性を示
すもので、ポリエチレン繊維とケブラー２９との複合割
合とクリープ歪みの関係を示す図である。第２図は実施
例２で得られた複合繊維材料特性を示すもので、ポリエ
チレン繊維とケブラー２９との複合割合とクリープ歪み
の関係を示す図である。第３図は実施例２で得られた複
合繊維材料の複合割合と乾熱収縮率の関係を示す図であ
る。
（第１図、第２図中の数字は実施例における実験番号を
示す。）FIG. 1 shows Example 1. It is a diagram showing the characteristics of the composite fiber material obtained in the above, and showing the relationship between the composite ratio of polyethylene fiber and Kevlar 29 and creep strain. FIG. 2 shows the characteristics of the composite fiber material obtained in Example 2, and is a diagram showing the relationship between the composite ratio of polyethylene fiber and Kevlar 29 and creep strain. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the composite ratio and the dry heat shrinkage rate of the composite fiber material obtained in Example 2. (The numbers in Figures 1 and 2 indicate the experiment numbers in Examples.)
Claims (9)
香族系ポリアミド繊維（Ｂ）および／または全芳香族系
ポリエステル繊維（Ｃ）を主成分としてなる複合繊維材
料であって、（Ａ）の含有量が５０〜９５重量％、（Ｂ
）および／または（Ｃ）の含有量が５〜５０重量％であ
ることを特徴とする複合繊維材料。(1) A composite fiber material consisting mainly of high-strength, high-modulus polyethylene fibers (A), wholly aromatic polyamide fibers (B), and/or wholly aromatic polyester fibers (C), ) content of 50 to 95% by weight, (B
) and/or (C) in a content of 5 to 50% by weight.
弾性率が５００ｇ／デニール以上である特許請求の範囲
第１項記載の複合繊維材料。(2) The composite fiber material according to claim 1, wherein (A) has a tensile strength of 20 g/denier or more and a tensile modulus of 500 g/denier or more.
び／または（Ｃ）の含有量が１５〜４０重量％である特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の複合繊維材料。(3) The composite according to claim 1 or 2, wherein the content of (A) is 60 to 85% by weight, and the content of (B) and/or (C) is 15 to 40% by weight. fiber material.
デニール以上、引張弾性率が５００ｇ／デニール以上で
ある特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
の複合繊維材料。(4) Both (B) and (C) have a tensile strength of 15 g/
The composite fiber material according to any one of claims 1 to 3, which has a tensile modulus of denier or more and a tensile modulus of 500 g/denier or more.
である特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
載の複合繊維材料。(5) The composite fiber material according to any one of claims 1 to 4, wherein the single fiber denier of (A) is 0.5 to 20 denier.
１０デニールである特許請求の範囲第１項乃至第５項の
いずれかに記載の複合繊維材料。(6) Single fiber denier of (B) and (C) is 0.5~
The composite fiber material according to any one of claims 1 to 5, which has a denier of 10.
第１項乃至第６項のいずれかに記載の複合繊維材料。(7) The composite fiber material according to any one of claims 1 to 6, wherein the composite fiber material is a strand.
囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の複合繊維材料。(8) The composite fiber material according to any one of claims 1 to 6, wherein the composite material is a linear FRP rod.
第６項のいずれかに記載の複合繊維材料。(9) The composite fiber material according to any one of claims 1 to 6, wherein the composite material is a fabric.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62024336A JPS63196726A (en) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | Composite fiber material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62024336A JPS63196726A (en) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | Composite fiber material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63196726A true JPS63196726A (en) | 1988-08-15 |
Family
ID=12135338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62024336A Pending JPS63196726A (en) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | Composite fiber material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63196726A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10102346A (en) * | 1996-09-25 | 1998-04-21 | Akizo Katsukura | Woven fabric |
| JP2010537069A (en) * | 2007-08-21 | 2010-12-02 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | Hybrid fiber structures for mitigating creep in composites |
| JP2011505506A (en) * | 2007-12-04 | 2011-02-24 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | Hybrid cord for tire reinforcement |
| JP2019183361A (en) * | 2018-04-09 | 2019-10-24 | 帝人株式会社 | rope |
-
1987
- 1987-02-03 JP JP62024336A patent/JPS63196726A/en active Pending
Cited By (4)
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| JPH10102346A (en) * | 1996-09-25 | 1998-04-21 | Akizo Katsukura | Woven fabric |
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| JP2011505506A (en) * | 2007-12-04 | 2011-02-24 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | Hybrid cord for tire reinforcement |
| JP2019183361A (en) * | 2018-04-09 | 2019-10-24 | 帝人株式会社 | rope |
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