(57)【要約】      （修正有）【課題】高強度で耐候性や柔軟性に優れ、積み重ねて使用しても滑り落ちにくい土嚢を得ることができる土嚢用ポリエステル繊維を提供することを技術的な課題とする。【解決手段】カーボンブラックを含有するポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメントであって、繊維中のカーボンブラックの含有量が０．２〜１．２質量％であり、切断強度が５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、繊維の糸／糸静摩擦係数（Ｆ／Ｆμｓ）が１．７以上であることを特徴とする土嚢用ポリエステル繊維。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラックを含有するポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメントであって、繊維中のカーボンブラックの含有量が０．２〜１．２質量％であり、切断強度が５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、繊維の糸／糸静摩擦係数（Ｆ／Ｆμｓ）が１．７以上であることを特徴とする土嚢用ポリエステル繊維。
【請求項２】
繊維表面にエポキシ化合物が付与されている請求項１記載の土嚢用ポリエステル繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木資材用途として、土や砂を入れた袋である土嚢に用いると好適な土嚢用ポリエステル繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、土木用途に用いられる小型土嚢（２０ｋｇ程度）や大型土嚢（１Ｔｏｎ程度）等の土嚢は、主にポリプロピレン（ＰＰ）を原料としたフィルム状の物を切断したスリットヤーンを、袋状に製織したものが一般的である。
【０００３】
このようなＰＰ製の土嚢は、柔軟性に優れているため、土砂等を入れて土嚢にして施工する場合、土嚢の形状が変形しやすく、土嚢と土嚢の間に隙間が出来にくいことと、積み重ねたときに土嚢同士が密着しているため倒れ難くく、施工作業性も優れている。
【０００４】
また、経緯スリットヤーンの平面平織が主流であるため、積み重ねた場合にヤーン同士が面接触になることで土嚢同士の摩擦力が大きく、積み重ねた土嚢が滑り落ち難くいといった利点も有している。
【０００５】
しかしながら、ＰＰ製の土嚢はポリエステル等と比較して耐候性が劣るため、使用中に耐候劣化により土嚢が破れやすく、数ヶ月程度の短期間の使用ならばさほど問題視する必要はないが、使用期間が１年以上になる場合や再使用する場合に問題があった。
【０００６】
また、本発明者らは、特許文献１及び２に生分解性を有する脂肪族ポリエステル繊維を用いた土木用袋体や断面形状が扁平形状の繊維を提案しているが、一般に脂肪族ポリエステル繊維は強度が劣るため大型土嚢には適さないものであった。
【０００７】
このようなことから、耐候性に優れ、比較的安価なポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称す。）を用いるのが好ましいが、ＰＥＴは柔軟性が劣るために土嚢の形状が変形し難くく、施工時に土嚢と土嚢の間に隙間ができやすく、施工時の作業性が劣るという問題点があった。
【０００８】
したがって、ＰＥＴを用いる場合は、柔軟性を向上させるためマルチフィラメントの繊維を用いた土嚢袋にするのが好ましい。
【０００９】
しかしながら、ＰＥＴのマルチフィラメントを用いた土嚢は積み重ねると、スリットヤーンを用いた場合と異なり、繊維同士が面接触にならないために土嚢同士の摩擦力が小さく、施工後に傾きが生じたり、台風等で土嚢が滑り落ちやすい。特に、重機等の搬入が困難な山中や河川の修復時に人力で運搬する小型土嚢は、積み重ねると不安定であるため問題となっている。
【００１０】
そこで、耐候性と柔軟性に優れたＰＥＴのマルチフィラメントを用いた土嚢でありながら、積み重ねて使用しても容易に滑り落ちにくい土嚢が要望視されている。
【特許文献１】特開２００１−１２３４５０号公報
【特許文献２】特開２００５−４２２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決し、高強度で耐候性や柔軟性に優れ、積み重ねて使用しても滑り落ちにくい土嚢を得ることができる土嚢用ポリエステル繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、カーボンブラックを含有するポリエチレンテレフタレートからなるマルチフィラメントであって、繊維中のカーボンブラックの含有量が０．２〜１．２質量％であり、切断強度が５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、繊維の糸／糸静摩擦係数（Ｆ／Ｆμｓ）が１．７以上であることを特徴とする土嚢用ポリエステル繊維を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の土嚢用ポリエステル繊維は、ＰＥＴのマルチフィラメントであるため、高強度で耐候性や柔軟性に優れ、かつ、静摩擦係数（Ｆ／Ｆμｓ）が高いため、土嚢にした際に土嚢同士の摩擦力が大きくなり、柔軟性に優れるとともに容易に滑り落ちにくい土嚢を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の土嚢用ポリエステル繊維は、安価で耐候性に優れるＰＥＴを主成分とするものである。本発明の効果を損なわない範囲であれば、イソフタル酸、５−スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、およびエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオールや、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸などのヒドロキシカルボン酸、ε−カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン等を共重合していてもよい。
【００１５】
ＰＥＴの極限粘度は０．８〜１．１程度が好ましく、極限粘度がこの範囲より低くなると強度が劣り、高くなると延伸性が劣るようになったり、コスト面で不利益となる。
【００１６】
そして、ＰＥＴには、着色顔料として比較的安価で耐候性の向上にも優れるカーボンブラックが含有されている。カーボンブラックの繊維中の含有量は０．２〜１．２質量％であり、中でも０．４〜１．０質量％であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が０．２質量％未満であると、十分に着色されず、一方、１．２質量％を超えると延伸性が劣るようになったり、強度が劣るようになる。
【００１７】
また、カーボンブラックを繊維に含有させる方法としては、ＰＥＴにカーボンブラックを２０〜４０質量％程度に練り込んだチップ（マスターチップ）を作製し、紡糸時にマスターチップとＰＥＴのチップとを計量混合機等を用いて任意の含有量になるようにドライブレンドして紡糸する方法が挙げられる。
【００１８】
本発明のポリエステル繊維の切断強度は５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、好ましくは６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。切断強度が５．５ｃＮ／ｄｔｅｘより低いと、土や砂を多量に入れる大型土嚢には適さないものとなる。なお、切断強度の上限は特に限定するものではないが、カーボンブラックを含有しているため、延伸性を考慮すると８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下とすることが好ましい。
【００１９】
次に、本発明の土嚢用ポリエステル繊維は、土嚢同士の摩擦力を大きくし、土嚢が滑り落ち難くするため、糸／糸静摩擦係数（Ｆ／Ｆμｓ）を１．７以上にすることが必要であり、好ましくは１．８以上である。糸／糸静摩擦係数（Ｆ／Ｆμｓ）が１．７より小さくなると土嚢を積み重ねた場合、滑り落ちやすくなり好ましくない。なお、糸／糸静摩擦係数（Ｆ／Ｆμｓ）の上限は特に限定するものではないが、後加工での撚糸や製織性等の加工性を考慮すると２．０以下とすることが好ましい。
【００２０】
また、本発明における糸／糸静摩擦係数（Ｆ／Ｆ μｓ）とは、図１に示すような測定装置〔糸送りローラ１、動滑車２、荷重（初荷重Ｔ１）３、糸撚り合わせガイド４、テンションメータ（Ｔ２応力検出部）５、糸送りローラ６〕を用いて測定し、算出するものである。まず、糸条を糸撚り合わせガイド４で２回撚り合わせ、初荷重Ｔ１＝１０００ｇ（荷重Ｗ＝２０００ｇ）をかけて速度０．１ｍ／分、温度２０℃の雰囲気内で糸条を走行させ、糸条の撚り合わせ後の応力Ｔ２（ｇ）をテンションメータ５にて測定し、初荷重Ｔ１に対する応力Ｔ２の比として、以下に示す式で算出する。
Ｆ／Ｆ μｓ＝Ｔ２／Ｔ１
【００２１】
このような糸／糸静摩擦係数（Ｆ／Ｆμｓ）とする手段としては、繊維表面にエポキシ化合物を付与することが好ましい。エポキシ化合物を付与するには、溶融紡糸から巻き取りまでの間に繊維に付与する油剤中にエポキシ化合物を含有させて、油剤とともに付与することが好ましい。
【００２２】
エポキシ化合物を繊維表面に付着させると糸／糸の動摩擦係数や静摩擦係数が大きくなる要因は特定できないが、エポキシ化合物の摩擦係数が大きいことによるものと推察される。そして繊維に付着したエポキシ化合物は強固に付着するため、水洗だけでは容易に脱落し難くく、土嚢が雨水等で濡れてもその効果は持続する。
【００２３】
エポキシ化合物の具体例としては、次のような化合物が挙げられる。なお、かっこ内はナガセケムテックス株式会社から販売されている製品の商品名を示す。グリセロールポリグリシジルエーテル（「デナコールＥＸ−３１３」、「デナコールＥＸ−３１４」）、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル（「デナコールＥＸ−５１２」、「デナコールＥＸ−５２１」）、ジグリセロールポリグリシジルエーテル（「デナコールＥＸ−４２１」）、レゾルシンジグリシジルエーテル（「デナコールＥＸ−２０１」）、ソルビトールポリグリシジルエーテル（「デナコールＥＸ−６１１」、「デナコールＥＸ−６１４」）、エチレングリコールジグリジルエーテル（「デナコールＥＸ−８１１」）。
【００２４】
エポキシ化合物の付与方法は、前記したように、延伸前に付与する紡糸油剤、あるいは延伸終了後、巻き取る前に付与する仕上油剤に、エポキシ化合物を添加して繊維に付与することが好ましい。紡糸油剤と仕上油剤のいずれか一方、もしくは両方ともにエポキシ化合物を添加してもよい。
【００２５】
なお、エポキシ化合物は熱硬化しやすいため、紡糸油剤に添加すると延伸時の加熱ローラ表面に付着したエポキシ化合物が熱硬化を起こし、延伸操業性が劣るようになるため、主に仕上油剤に添加して繊維に付与することが好ましい。
【００２６】
仕上油剤中の油剤成分は、エポキシ化合物の他にヤシ油、ナタネ油、マッコウ油等の天然油、高級アルコールもしくは多価アルコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルポリエーテル等の合成油、このような合成油の硫黄付加物等の平滑剤、さらにその平滑剤を乳化、分散することができる界面活性剤等が挙げられ、さらに必要に応じて帯電防止剤、耐熱剤等を配合して用いることができる。
【００２７】
また、油剤中の各成分の割合は、エポキシ化合物２０〜５０質量％、平滑剤２０〜５０質量％、乳化剤２〜２０質量％、その他の添加剤で全体で１００質量％になるように組合せた油剤成分を純水で２０〜３０質量％程度に希釈して用いるのが好ましい。
【００２８】
次に、紡糸油剤中の油剤成分は、ヤシ油、ナタネ油、マッコウ油等の天然油、高級アルコールもしくは多価アルコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルポリエーテル等の合成油、このような合成油の硫黄付加物等の平滑剤、さらにその平滑剤を乳化、分散することができる界面活性剤と、さらに必要に応じて帯電防止剤、耐熱剤等を挙げることができる。
【００２９】
紡糸油剤の各成分の割合は、平滑剤３０〜８０質量％、乳化剤２０〜７０質量％、その他の添加剤で全体で１００質量％になるように低粘度鉱物油で希釈した非水系、純水で希釈した水性エマルジョンの何れでも用いることができる。
【００３０】
紡糸油剤の繊維表面への油剤成分付着量は０．０５〜０．３質量％程度が好ましく、油剤成分付着量がこれより少ないと延伸性が劣るようになり、多すぎると仕上油剤の繊維表面への付着を阻害するようになり好ましくない。
【００３１】
そして、紡糸油剤と仕上油剤の合計の油剤成分付着量は０．５〜１．０質量％が好ましく、これよりも少なくなると静摩擦係数が低くなり、多すぎると油剤付着効率が悪くなりコスト面で不利益になる。
【００３２】
本発明のポリエステル繊維はマルチフィラメントであり、総繊度は５００〜３０００ｄｔｅｘ、単糸繊度５〜３０ｄｔｅｘとすることが好ましい。また、繊維の断面形状は異形でもよいが、高強度が得られやすく、延伸性に優れているため丸断面形状が好ましい。
【００３３】
次に、本発明の土嚢用ポリエステル繊維の製造方法について、一例を用いて説明する。
常用の溶融紡糸装置に溶融紡糸口金を装着し、温度２８０〜３１０℃で紡出し、温度２００〜５００℃の加熱筒を通過させた後、冷却装置で冷却風を吹き付けて冷却する。続いて、紡糸油剤を付与して非加熱のローラ１に引き取り、連続して非加熱のローラ２で１．００１〜１．０５倍の引き揃えを行い、温度３００〜５００℃の加熱スチームを吹き付けながら、温度１００〜２５０℃のローラ３で５〜７倍の延伸を行う。その後、温度１００〜２００℃のローラ４で３〜１０％の弛緩熱処理を行う。そして交絡付与装置を通過させた後、スリット給油装置でエポキシ化合物を含有する仕上油剤を付与して１〜５％のリラックス率で速度２０００〜４０００ｍ／分のワインダーに巻き取る。
【００３４】
そして、本発明の土嚢用ポリエステル繊維を土嚢とするには、上記のようにして得られた繊維をそのまま使用してもよいが、撚糸等の後加工を施した後、製編織することが好ましい。そして、本発明のポリエステル繊維のみを用いて土嚢（紐も含む）としてもよいし、他の繊維とともに用いて土嚢の一部のみに使用してもよい。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例中の各種の特性値の測定は次の方法により行い、また、用いた仕上油剤の種類と成分を以下に示す。
（ａ）ポリエステルの極限粘度
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。（ｂ）切断強度、切断伸度
ＪＩＳ  Ｌ−１０１３に従い、島津製作所製オートグラフＤＳＳ−５００を用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引っ張り速度３０ｃｍ／分で測定した。
（ｃ）繊維の糸／糸静摩擦係数（Ｆ／Ｆμｓ）
前記した方法で測定、算出した。
（ｄ）油剤成分付着量
得られた繊維を６ｇ採取して、サンプルとし（２個準備）、サンプルの１個を界面活性剤（商品名：サンモール）０．２質量％水溶液（１００ｍｌ）で６０℃×３０分攪拌し、その後、１２５℃×６０分の乾燥を行ってサンプルの質量（Ｗ0）を測定し、６ｇ−Ｗ0＝Ｗ1（水分＋油剤成分）質量を得た。
次に、もう１個のサンプルを１２５℃×６０分の乾燥を行い、サンプルの質量（Ｗ2）を測定し、６ｇ−Ｗ2＝Ｗ3（水分）質量を得た。
そして、次の計算式を用いて算出した。  
油剤成分付着量（％）＝〔（Ｗ1−Ｗ3）／Ｗ0〕×１００
なお、油剤成分付着量は、紡糸油剤と仕上油剤の合計である。
（ｅ）仕上油剤
表１に示す成分を含有する油剤組成物イ〜ハ（２０質量部）を、４０℃に加温した調製水（８０質量部）にゆっくり添加しながら攪拌した後、室温に冷却して用いた。
（ｆ）延伸性
２４時間連続して操業を行い、延伸工程において生じた糸切れ回数をカウントし、０〜３回未満を○、３回以上を×とした。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
実施例１
極限粘度〔η〕が０．７２のＰＥＴにカーボンブラックを３０質量％練り込んだマスターチップと、極限粘度〔η〕が０．９９のＰＥＴのチップを、計量混合機を用いてカーボンブラックの含有量が０．６質量％になるようにドライブレンドした。そして、常用の溶融紡糸装置に孔直径が０．６ｍｍの溶融紡糸口金を装着し、３００℃で紡出した。そして、長さ３０ｃｍ、温度４００℃に加熱された加熱筒内を通過させた後、長さ１５０ｃｍの横型冷却装置で、温度１５℃、速度０．７ｍ／秒で冷却風を吹き付けて冷却した。
次に、紡糸油剤（油剤成分がオレイルオレエート：７５質量部、ＰＯＥ硬化ヒマシ油エーテル：１１質量部、ＰＯＥラウリルアミノエーテル：１３質量部、ＰＯＥオレイルホスフェートＮａ：１質量部の組成で１００質量部の油剤を、低粘度鉱物油で油剤成分が５０質量％になるように希釈）をオイリングローラ方式で油剤成分付着量が０．２質量％となるように付与した。続いて非加熱のローラ１に引き取り、連続して非加熱のローラ２で１．０１倍の引き揃えを行い、その後、スチーム処理機を用いて温度４００℃、圧力０．５Ｍｐａの加熱スチームを糸条に吹き付けながら、温度２２０℃のローラ３で５．６倍の延伸を行った。続いて、温度１４０℃のローラ４で４％の弛緩熱処理を行って、交絡付与装置で交絡付与後、表１に示す仕上油剤（イ）をスリット給油方式で紡糸油剤と仕上油剤の合計した油剤成分付着量が０．７質量％になるよう仕上油剤を付与しながら２％のリラックスを掛けて速度２５００ｍ／分のワインダーに巻き取った。そして、１６７０ｄｔｅｘ／１９２フィラメントの丸断面形状の土嚢用ポリエステル繊維を得た。
【００３８】
実施例２
仕上油剤を、表１に示す仕上油剤（ロ）に変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００３９】
比較例１
仕上油剤を、表１に示す仕上油剤（ハ）に変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００４０】
比較例２
カーボンブラックの含有量が０．１質量％となるように変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００４１】
比較例３
カーボンブラックの含有量が１．５質量％となるように変更した以外は実施例１と同様に行った。
【００４２】
実施例１〜２、比較例１〜３で得られたポリエステル繊維の特性値及び評価を表２に示す。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
表２から明らかなように、実施例１〜２で得られたポリエステル繊維は、切断強度、切断伸度とも優れ、糸／糸静摩擦係数が１．７以上であり、延伸性にも優れていた。
一方、比較例１のポリエステル繊維は、エポキシ化合物が付与されていなかったため、糸／糸静摩擦係数が１．７未満であった。比較例２のポリエステル繊維は、カーボンブラックの含有量が少なかったため、十分に着色されていなかった。比較例３のポリエステル繊維は、カーボンブラックの含有量が多すぎたため、切断強度や切断伸度に劣るものとなり、毛羽の発生によって延伸性も劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明における糸／糸静摩擦係数の測定を行う測定装置を示す説明図である。
【図１】
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