(57)【要約】【課題】本発明の目的は、高強度であり、かつ白化の少ないポリプロピレン繊維を提供することにある。【解決手段】引張強度が８〜１１ｃＮ／ｄｔｅｘであり、単繊維の繊維軸方向と並行の断面における、白いスジ及びボイドの面積率が１．５％以下であるポリプロピレン繊維。  単一のポリプロピレン樹脂からなること、前記引張強度が８．３〜１１ｃＮ／ｄｔｅｘであること、小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．２７（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値が８００以下であることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強度が８〜１１ｃＮ／ｄｔｅｘであり、単繊維の繊維軸方向と並行の断面における、白いスジ及びボイドの面積率が１．５％以下であるポリプロピレン繊維。
【請求項２】
単一のポリプロピレン樹脂からなる請求項１に記載のポリプロピレン繊維。
【請求項３】
前記引張強度が８．３〜１１ｃＮ／ｄｔｅｘである請求項１または２に記載のポリプロピレン繊維。
【請求項４】
小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．２７（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値が８００以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリプロピレン繊維
【請求項５】
小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．３４（ｎｍ−１）の範囲における子午線方向の規格化散乱強度の最大値が９以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリプロピレン繊維
【請求項６】
小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．０７〜２．０（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値が６０以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリプロピレン繊維
【請求項７】
結節強度が５〜８ｃＮ／ｄｔｅｘである請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリプロピレン繊維。
【請求項８】
単繊維繊度が１〜７ｄｔｅｘである請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリプロピレン繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度であり、白化の少ないポリプロピレン繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリプロピレン繊維は、撥水性、非吸水性に優れ、低比重であるため軽く、耐薬品性に優れるなどの特性を有している。また見た目としては透明性が高く発色性にも優れることから、産業資材用、建造物や自動車の内装用、医療・衛星用、衣料用など様々な用途で使用されている。特に、産業資材用途では軽さと強度を活かしてロープ、養生ネット、水平ネットなど幅広く用いられているが、更なる高強度化が望まれている。
【０００３】
ポリプロピレン繊維の強度は延伸条件に大きく依存することが知られている。特に延伸倍率を高くすると強度は大きく向上するが、通常の延伸速度で高倍率に延伸しようとすると毛羽・糸切れが頻発してしまうため安定的に生産するのが難しくなる。
【０００４】
特許文献１では、通常の延伸速度でも安定的に高強度なポリプロピレン繊維を得るための製造方法が開示されている。この方法では、２００ｍ／分以上の巻取速度でも糸切れすることなく、繊維強度が９ｃＮ／ｄｔｅｘを超えるような高強度のポリプロピレン繊維を得ることができる。
特許文献２では、高倍率延伸しても繊維の白化が生じないないポリプロピレン繊維に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開公報２０１７／０１８１９５号
【特許文献２】特開２０１７−１９３８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１をはじめ高強度にするために延伸倍率を高くするほど、繊維が白化してしまい、ポリプロピレンの特性の一つである透明性が損なわれるという問題があった。白化により透明性が損なわれると顔料を添加した際の発色性が悪くなる。
特許文献２に記載のポリプロピレンは、白化を抑制可能ではあるが、この方法では、繊維強度は高々８．２ｃＮ／ｄｔｅｘが最大であった。
【０００７】
本発明の目的は、高強度であり、かつ白化の少ないポリプロピレン繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１．引張強度が８〜１１ｃＮ／ｄｔｅｘであり、単繊維の繊維軸方向と並行の断面における、白いスジ及びボイドの面積率が１．５％以下であるポリプロピレン繊維
２．単一のポリプロピレン樹脂からなる１に記載のポリプロピレン繊維。
３．前記引張強度が８．３〜１１ｃＮ／ｄｔｅｘである１または２に記載のポリプロピレン繊維。
４．小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．２７（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値が８００以下である１〜３のいずれかに記載のポリプロピレン繊維
５．小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．３４（ｎｍ−１）の範囲における子午線方向の規格化散乱強度の最大値が９以下である１〜４のいずれかに記載のポリプロピレン繊維
６．小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．０７〜２．０（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値が６０以下である１〜５のいずれかに記載のポリプロピレン繊維
７．結節強度が５〜８ｃＮ／ｄｔｅｘである１〜６のいずれかに記載のポリプロピレン繊維。
８．単繊維繊度が１〜７ｄｔｅｘである１〜７のいずれかに記載のポリプロピレン繊維。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のポリプロピレンは、高強度で、白化の少ないポリプロピレンを提供し、安全ネットなどなどの高強度が求められる資材用途などに使用できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】単繊維の繊維軸方向と平行の断面にみられる白いスジの一例である。
【図２】単繊維の繊維軸方向と平行の断面におけるボイドの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のポリプロピレン繊維は、引張強度が８〜１１ｃＮ／ｄｔｅｘであり、単繊維の繊維軸方向と並行の断面における、白いスジ及びボイドの面積率が１．５％以下である。
引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であると、安全ネット等の強度が必要な材料として使用することができ、１１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であると、繊維にある程度の柔軟性があり、折れにくくなる。
これらの観点から、前記引張強度は、８．３〜１０．５ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、８．５〜１０ｃＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。
【００１２】
単繊維の繊維軸方向と並行の断面における、白いスジ及びボイドの面積率が１．５％以下であると、白化が起こり難い。
この観点から、前記白いスジ及びボイドの面積率は１．２％以下が好ましく、０．８％以下がより好ましい。
白化とは、繊維全体が白っぽく見える現象で、繊維内部に存在する白いスジやボイドがその原因である。
【００１３】
本発明のポリプロピレン繊維は、単一のポリプロピレン樹脂からなることが好ましい。
単一のポリプロピレン樹脂からなることで、紡糸の生産安定性が向上しやすい。
【００１４】
本発明のポリプロピレン繊維は、前記引張強度が８．３〜１１ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。
前記引張強度が８．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であれば、落下防止用の水平ネット等の強度が必要な材料として使用することができやすい。
【００１５】
本発明のポリプロピレン繊維は、小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．２７（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値が８００以下であることが好ましい。
小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．２７（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値が８００以下であれば、高い強度が得られ易く、かつ白化しない繊維が得られる。この観点から、前記最大値は、７００以下がより好ましく、６５０以下がさらに好ましい。
小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．２７（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値は、繊維の白化に影響するサイズの白いスジ及びボイドの存在量を反映する数値で、特に繊維断面方向に存在する白いスジ及びボイドの多さを反映する。
【００１６】
本発明のポリプロピレン繊維は、小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．３４（ｎｍ−１）の範囲における子午線方向の規格化散乱強度の最大値が９．０以下であることが好ましい。
小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．３４（ｎｍ−１）の範囲における子午線方向の規格化散乱強度の最大値が９．０以下であれば、高い強度が得られ易く、かつ白化しない繊維が得られる。この観点から、前記最大値は、８．５以下がより好ましく、８．０以下がさらに好ましい。
小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．００８〜０．３４（ｎｍ−１）の範囲における子午線方向の規格化散乱強度の最大値は、繊維の白化に影響するサイズの白いスジ及びボイドの存在量を反映する数値で、特に繊維軸方向に存在する白いスジ及びボイドの多さを反映する。
【００１７】
本発明のポリプロピレン繊維は、小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．０７〜２．０（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値が６０以下であることが好ましい。
小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．０７〜２．０（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値が６０以下であれば、高い強度が得られ易い。この観点から、前記最大値は、５５以下がより好ましく、５０以下がさらに好ましい。
小角Ｘ線散乱測定による散乱ベクトルｑが０．０７〜２．０（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度の最大値は、繊維の白化には影響しないものの、繊維の引張強度や結節強度に影響する微小なサイズの白いスジ及びボイドの存在量を反映する数値で、特に繊維断面方向に存在する白いスジ及びボイドの多さを反映する数値である。
【００１８】
本発明のポリプロピレン繊維は、結節強度が５〜８ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。
前記結節強度が５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であれば、安全ネット等の編物にした時に、結び目の強度が高くなり易い効果を奏しやすく、８ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であれば、編物に柔軟性が得られる効果を奏しやすい。
これらの観点から、前記結節強度は、５．２〜７ｃＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。
【００１９】
本発明のポリプロピレン繊維は、単繊維繊度が１〜７ｄｔｅｘであることが好ましい。
前記単繊維繊度が１ｄｔｅｘ以上であれば、強度の高い繊維が得られ易く、７ｄｅｔｘ以下であれば、製品を軽量化し易い。
これらの観点から、前記単繊維繊度は２〜６ｄｔｅｘがより好ましく、３〜５ｄｔｅｘがさらに好ましい。
【００２０】
本発明のポリプロピレン繊維の製造方法として、１４０〜１８０℃の加圧熱水中で、延伸倍率を８〜１２倍とし、延伸時張力を１．５〜２．８ｃＮ／ｄｔｅｘとして延伸することが好ましい。
加圧熱水中で延伸することで、実際に繊維が延伸されるエリアを長くとることが可能となり、巻取速度を落とすことなく、繊維のひずみ速度を低く抑えることができる。このため、分子鎖の破壊に伴うボイドの発生を抑制できるので白化を少なくすることができる。また、白化しないように延伸倍率を高く設定することができ、強度を高くすることができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。尚、実施例における各項目の測定は次の方法に拠った。
（引張強度）
ＪＩＳ  Ｌ１０１３（２０１３）に準じて測定した。
【００２２】
（白いスジ及びボイドの面積率の測定方法）
ポリプロピレン繊維1本をエポキシ樹脂で包埋し、ウルトラミクロトームで面出し切削した。
それを四酸化ルテニウムで染色し、再度、ウルトラミクロトームで切削して観察面を作製した。この際、繊維軸方向の繊維縦断面が観察できるように切削した。
それを導電処理（Ｏｓプラズマコート）し、観察に供した。
観察には日本電子（株）社製ＦＥ−ＳＥＭ（ＪＳＭ−６３４０Ｆ）を用いた。観察倍率は２５００倍で行った。各サンプルとも長手方向に計４枚の写真を取得した。
白いスジ及びボイド面積率の定量化には、三谷商事（株）社製画像解析ソフトウェアＷｉｎＲＯＯＦ２０１５を用いた。
得られたサンプルのＳＥＭ写真データの明るさ・コントラストを調整し、２つの閾値による２値化を行った。
この際、図１、図２に示すような白いスジやボイドがもれなく選択されるように、それぞれのサンプルに対して閾値は設定した。
このようにして選択した面積（μｍ２）を、測定範囲の面積（μｍ２）で除した値を、白いスジ及びボイド面積率（％）とした。
【００２３】
（小角Ｘ線散乱測定による赤道方向及び子午線方向の規格化散乱強度の最大値の測定方法）
ポリプロピレン繊維束を約１０ｃｍになるように切断して、０．１５ｇになるようフィラメント数を調整した。
更に、繊維を一軸方向になるように引きそろえて、Ｘ線透過部の繊維束の厚みが１．５ｍｍ程度になるよう調整して、サンプルホルダーに固定した。繊維軸の方向は子午線方向と一致するようにセットした。
小角Ｘ線散乱測定によるｑが０．００８〜０．２７（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度、およびｑが０．００８〜０．３４（ｎｍ−１）の範囲における子午線方向の規格化散乱強度は、ＳＰｒｉｎｇ−８のＢＬ０３ＸＵにて測定した。Ｘ線検出器にはＰｉｌａｔｕｓを用いて２次元散乱像を取得した。Ｘ線の波長は２．００Åで行った。アテネータ―にはＭｏ４０μｍを用いた。露光時間は１秒で測定した。サンプルから検出器までの距離は７８６０ｍｍで測定した。
得られた２次元の散乱像に関して、赤道線方向ではβ＝−４５〜４５（°）のｑ＝０．００８〜０．２７（ｎｍ−１）の範囲について１次元プロファイルを得た。
子午線方向ではβ＝４５〜１３５（°）のｑ＝０．００８〜０．３４（ｎｍ−１）の範囲について１次元プロファイルを得た。
【００２４】
小角Ｘ線散乱測定によるｑが０．０７〜０．２（ｎｍ−１）の範囲における赤道方向の規格化散乱強度は、Ｘ線発生装置として（株）リガク社製ＵｉｔｒａＸ−１８を用いて測定した。Ｘ線検出器として富士フィルム（株）社製イメージングプレート（ＩＰ）ＢＡＳ−ＳＲ  １２７、ＩＰ読取装置には（株）リガク社製ＲＡＸＩＡ−Ｄｉを用いた。  Ｘ線の波長は１．５４Åで行った。管電圧は４０ｋＶ、管電流は２００ｍＡ、照射時間は１２０分で測定した。サンプルから検出器までの距離は１０００ｍｍで測定した。
得られた２次元の散乱像に関して、赤道線方向ではβ＝−４５〜４５（°）のｑ＝０．０７〜２．０（ｎｍ−１）の範囲について１次元プロファイルを得た。
同様にして、標準試料にガラス状カーボンプレートＰ−１（販売元：ＢＡＳ株式会社）をサンプルホルダーに固定して、上記と同様の測定を行い、赤道線方向、子午線方向それぞれの１次元プロファイルを得た。
ポリプロピレン繊維束から得られたそれぞれのｑについての赤道線方向、および子午線方向の１次元プロファイルを、標準試料から得られたそれぞれのｑについての赤道線方向、および子午線方向の１次元プロファイルでそれぞれ除した値を、赤道線方向の規格化散乱強度、および子午線方向の規格化散乱強度としたグラフを作成し、最大値を求めた。
【００２５】
（実施例１）
ＭＦＲが１０ｇ／１０分のポリプロピレン樹脂（日本ポリプロ社製：ＳＡ０１Ａ）を溶融混練し紡糸原液とし、２８０℃の紡糸原液を、紡糸ノズルの吐出孔から吐出し、温度が１６０℃の加圧熱水中で、延伸倍率が１０倍、延伸時張力を２．４ｃＮ／ｄｔｅｘとして延伸し、総繊度９６０ｄｔｅｘ、２４０本からなるポリプロピレン繊維を得た。
得られた糸は、白化が見られなかった。
詳細は表１に示す。
【００２６】
（比較例１）
温度を１４５℃、延伸倍率を６．４倍、延伸張力を０．８ｃＮ／ｄｔｅｘとした以外は実施例１と同様にして、総繊度が１５３０ｄｔｅｘ、２４０本のポリプロピレン繊維を得た。白化は見られなかったが、引張強度が５．９ｃＮ／ｄｔｅｘと低いものであった。
【００２７】
（比較例２）
延伸を熱板の２段に変更した以外は実施例１と同様にして総繊度が２８６ｄｔｅｘ、６０本のポリプロピレン繊維を得た。１段目の熱板の温度は１４０℃、延伸張力は２．５４ｃＮ／ｄｔｅｘ、延伸倍率は８倍、２段目の熱板の温度は１７５℃、延伸張力は３．８７ｃＮ／ｄｔｅｘ、延伸倍率は１．３倍で、トータル延伸倍率は１０．４倍であった。
引張強度は８．９ｃＮ／ｄｔｅｘであったが、白化が見られた。
【００２８】
（比較例３）
ＭＦＲが１８ｇ／１０分のポリプロピレン樹脂（プライムポリマー社製：Ｙ２０００ＧＶ）を溶融混練し紡糸原液とし、２８０℃の紡糸原液を、紡糸ノズルの吐出孔から吐出し、２段の熱板で延伸し、総繊度が２４７ｄｔｅｘ、６０本のポリプロピレン繊維を得た。１段目の熱板の温度は１４０℃、延伸張力は２．４４ｃＮ／ｄｔｅｘ、延伸倍率は９倍、２段目の熱板の温度は１６５℃、延伸張力は３．７９ｃＮ／ｄｔｅｘ、延伸倍率は１．３５倍で、トータル延伸倍率は１２．２倍であった。
引張強度は９．０ｃＮ／ｄｔｅｘであったが、白化が見られた。
【００２９】
【表１】
2020084402.tif 000002
【符号の説明】
【００３０】
１  白いスジ
２  ボイド
３  測定範囲で、繊維部分（点線で囲われた範囲）
４  繊維軸方向を示す矢印
【図１】
2020084402.tif 000003
【図２】
2020084402.tif 000004