技術資料 (2023.4 改訂)ザイロン®

ザイロン®(PBO 繊維)技術資料 (2023)
目次
1. 繊維物性2. 他素材との力学物性比較
3. 強度・弾性率の撚数による変化
4. クリープ特性
5. 熱的性質
5.1 分解温度（TGA）
5.2 一定温度下における重量減少挙動
5.3 乾熱処理後の強度保持率
5.4 湿熱処理後の強度保持率
5.5 強度・弾性率の温度依存性
5.6 熱収縮率
5.7 燃焼試験（JIS L1091 A-4 垂直法）
5.8 分解ガス成分
6. 耐光性7. 化学安定性
7.1 耐有機溶剤性
7.2 耐酸性・耐アルカリ性
7.3 耐塩水性
8. 平衡水分率
9. その他特性
9.1 圧縮強度
9.2 結節強度・ループ強度
9.3 熱膨張係数
9.4 比熱9.5 耐摩耗性

2

1. 繊維物性
ザイロン®(PBO 繊維)はパラアラミド繊維の約 2 倍の強度と弾性率を有するとともに、パラアラミド
繊維より約 100℃高い分解温度と有機繊維中最高の 68 という限界酸素指数（LOI）を有するスーパー繊維です。
ザイロン®には AS タイプ（レギュラー糸）と HM タイプ（高弾性率糸）があり、弾性率、平衡水分率などが異なります。

ZYLON®ASZYLON®HM

1.7

1.7(g/cm3)

1.54

1.56(cN/dtex)

3737(GPa)

5.8

5.8(kg/mm2)

590

590

(cN/dtex)

1150

1720(GPa)

180

27018000

27000

Elongation at break(%)

3.5

2.5

Moisture regain(%)

2.0

0.6

Decomposition Temp.(C)

650

650

LOI

6868

Thermal expansion coefficient--6ｘ10-6

Filament decitex
DensityTensile Strength

Tensile Modulus

2(kg/mm )2. 他素材との力学特性比較
ザイロン® は、有機繊維中では最も高い強度と弾性率を示します。
Tenacity

ModuluscN/dtex GPa cN/dtex GPa

Elongation

Density

Moisture
Regain%g/cm3%

LOIHeatResistance*℃

Zylon® AS

37

5.8

1150

180

3.5

1.54

2.0

68650

Zylon® HM

37

5.8

1720

270

2.5

1.56

0.6

68650

p-Aramid(HM)

192.8

850

109

2.4

1.45

4.5

29550

m-Aramid

4.50.65

140

1722

1.38

4.5

29400

Steel Fiber

3.5

2.8

290

200

1.47.80HS-PE

35

3.5

1300

110

3.5

0.97

016.5

150

PBI

2.70.445

5.6301.41541550Polyester

81.112515251.380.417260*Melting or Decomposition Temperature3ザイロン®の S-S 曲線を他素材と比較しました。

6Stress(GPa)543Zylon AS

2Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM

1copoly-Aramid
Carbon001234Strain (%)

563. 強度・弾性率の撚数による変化
ザイロン®は、撚り無しで出荷されています。正しい強度を測定するためには、適切な撚りを加える必要が有ります。
図には、555dtex のザイロン®の撚り係数と強度・弾性率の関係を示しています。繊度(dtex)が異なる繊維も、撚り係数を用いて計算することにより最適な撚り係数を推定することが出来ます。撚り係数は次式で計算しています。

40120035100030800

dtex

452000401800351600301400
Zylon HM 545dtex

Zylon AS 555dtex
25600051015252012000

Twist Factor

510Twist Factor

41520Modulus(cN/dtex)

1400

Tenacity(cN/dtex)

45Modulus(cN/dtex)

Tenacity(cN/dtex)

撚り係数 (Twist Factor) = 0.124 × (撚り数／インチ) x

4. クリープ特性
ザイロン®は非常に優れた耐クリープ特性を示します（ここで言うクリープとは長時間一定の荷重を加えると永久変形する性質のことです）。繊維に荷重をかけると、回復可能な初期伸びと、回復しない永久伸びが生じます。ザイロン® HM では、破断強度の 2 分の 1 の荷重（Safety Factor;SF=2）を100 時間加え続けた場合の永久伸びは、0.03％以下です。
クリープパラメータ

2.00

100Stress(% of breaking load)1.75Strain(%)

1.50
1.251.00
Zylon AS
Zylon HM
AramidAramid HM

0.75
SF=20.50
0.109080706050

1101001000

Zylon HM

111010Time(hr)21010019 years
3101000

10000
104 100000
105 100000
106 100000
107000Time to Failure(min)クリープパラメータ（上左図の直線の傾き）をパラアラミド繊維と比較しました。ザイロン®はパラアラミド繊維の半分以下のクリープ伸びしか生じないことがわかります。
この測定は、各繊維の破断強度の 50％荷重下で行われています。ザイロン®の破断強度はパラアラミド繊維の約 2 倍であるため、実際に加えられている荷重は約 2 倍であることに注目して下さい。
Creep parameter under 50% of breaking strength
Zylon AS

Zylon HMp-Aramidp-Aramid HM

3.2×10-4

1.1×10-4

5.0×10-4

2.5×10-4

クリープ破断寿命加えられた荷重とクリープ破断が生じる時間の関係を示します（ザイロン® HM；上右図）。長時間側へ外挿することにより、破断寿命の目安が立ちます。例えば破断荷重 60％の荷重下では 107 分(19 年)の破断寿命が推定されます。

51001008080
Residual Weight(%)

Residual Weight(%)

5. 熱的性質
5.1 分解温度
ザイロン®はパラアラミド繊維よりも約 100C 高い分解温度を示します。空気中およびアルゴンガス中で評価した重量減少曲線（20C/分）を以下に示します。

60in air40

Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid

20

60in Ar40

Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid200001002003004005006000700

100200300400500600700

Temperature(℃)

Temperature(℃)

5.2 一定温度下における重量減少挙動
一定温度の条件下で、重量減少を測定しました。400℃ではザイロン ®とパラアラミド繊維の間に大きな差は見られませんが、500℃では顕著な差が見られます。
10010080

Residual Weight(%)

Residual Weight(%)

500℃

6040
Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid

20806040
Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid

20
400℃

00050100Time(min)1502006050100Time(min)1502005.3 乾熱処理後の強度保持率
乾熱処理時間と処理後の繊維の強度保持率との関係を図に示します。ザイロン®
ＨＭはザイロン®ＡＳよりもやや優れた耐熱性を示します。
100100Zylon HM

200℃

8060250℃

40300℃

20

Strength Retention(%)

Strength Retention(%)

Zylon AS

200℃

80250℃
6040300℃
20350℃

400℃

400℃

0350℃

01101001000

110Time(hr)1001000

Time(hr)

各温度における乾熱処理時間と強度保持率との関係を、パラアラミド繊維と比較しました。

100

100250℃
Strength Retention(%)

Strength Retention(%)

806040Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid

20806040
ZYLON ASZYLON HM

20p-Aramidp-Aramid HM

200℃

copoly-Aramid

000250500

750

10000Time(hr)200400Time(hr)

7600

100

Strength Retention(%)

806040100Zylon AS
Zylon HM

Strength Retention(%)

Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid80

p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid

60402020350℃

300℃
00050

1000150

10Time (hr)10080
Strength Retention(%)

Strength Retention(%)

30100

Zylon AS
Zylon HM
p-Aramid HM
copoly-Aramid

8020Time(hr)

400℃
6040206040500℃
Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM

20000510152003060Time(sec)Time (hr)8901205.4 湿熱処理後の強度保持率
ザイロン®は高い耐熱性を示しますが、高温スチーム雰囲気下では強度が低下するので注意が必要です。180℃、50 時間処理で強度保持率が 40～50％となります。

1001006040Zylon ASZylon HM
p-Aramid
copoly-Aramid

2080

Strength Retention(%)

Strength Retention(%)

80

10250℃

604020180℃

00Zylon ASZylon HM
p-Aramid
copoly-Aramid

2030400500Time(hr)1020304050Time(hr)

高湿度雰囲気下では、100℃以下の温度でも強度低下が起こります。高温多湿の場所は避けて保管して下さい。

80

80

Strength Retention (%)

100

Strength Retention(%)

100604080℃

206040
Room temperature andhumidity at warehouse

2060℃

40ºC 80%RH80% RH40℃

Zylon AS 555dtex

000204060Time(day)801000200400600Time (day)

9800

1000

5.5 強度・弾性率の温度依存性
室温における強度を 100％とした時の、500℃までの高温における強度保持率を示しました(左下図)。ザイロン®の強度もパラアラミド繊維と同様に温度と共に低下しますが、500℃においても 40％の強度保持率を示します。
動的粘弾性測定装置を用いて弾性率の温度依存性を測定し、強度と同様に室温での値を 100％とした相対値で示しました。右下図のようにザイロン®は 400℃においても 75％の弾性率を保持しています。

80

80
Relative Modulus(%)

100

Relative Strength(%)

1006040Zylon ASZylon HM
p-Aramidp-Aramid HM

206040Zylon ASZylon HM
p-Aramid HM200001002003004005000Temperature(℃)

100200300Temperature(℃)

5.6 熱収縮率
無荷重状態で 30 分間、乾熱処理した後の収縮率を示します。ザイロン®は、他の高強度繊維に比べ、小さい収縮率を示します。

2.5Zylon AS
Zylon HM
p-Aramid
copoly-Aramid

Shrinkage(%)

21.5

10.5

00100200Temperature(℃)

10300

4004005.7 燃焼試験(ＪＩＳ Ｌ1091 Ａ-4 垂直法)
ザイロン®は非常に高い難燃性を示します。ＪＩＳの燃焼試験においても、非常に小さい炭化長と残じん時間を示します。
Zylon®

p-Aramidm-Aramid

たて よこ たて よこ たて よこ
炭化長(cm)<0.5 <0.53266残炎時間(sec)

000000残じん時間(sec)1116162268LOI2929

20番手紡績糸を使用した平織物による評価

5.8 分解ガス成分
ザイロン®には、燃焼時に発生する分解ガスに含まれる有毒成分（HCN、Nox、SOx）が、パラアラミド繊維に比べて非常に少ないという特長が有ります。
10112266025.12010

Zylon
p-Aramid

Product Amount(mg/g)

8750℃
6420CO

CO2 NH3 HCN HCl NOx SOx

500℃における分解ガス成分を表に示します（JIS K7217 準拠）。金属やガラスの製造工程において、フェルトなどのクッション材が 500℃以上に加熱されることがあります。ザイロン®は、そのような条件下でも有毒ガスの発生が少ないことがわかります。

Zylon

p-Aramid

Temp.

COCO2NH3HCNHClNOxSOx

5006.935.80.351.48<0.010.15<0.017501>

26600.05>0.57<0.010.16

0.1

500

1071230

3.95

14.8

<0.01

1.00

1.40

750

112

20100.05>

25.1

<0.01

0.47

1.04mg/g

116. 耐光性
ザイロン®は光に曝されると強度が低下します。キセノン耐候試験機での評価（左下図）では、ザイロン®は初期の強度低下が非常に大きく、屋外使用では遮光が必要です。右下図に示すように、
屋外暴露試験では、6 ヶ月後の強度保持率は約 35％です。

120

10083℃

Strength Retention (%)

80
Strength Retention(%)

Zylon AS

1006040Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM

20Zylon HM
80604045°south
Ohtsu, Japan
97/6 - 97/11

20000100

20030040050001Time (hr)2345Time (month)

ザイロン®は、紫外線のみならず可視光線に対する保護も必要です。下図は蛍光燈下での強度低下を示しています。

100

Strength Retention(%)

80604020ZYLON ASZYLON HM

Fluorescent lamp (35W x 2)
150 cm from lamp
00200400Time(hr)12600

80067. 化学安定性
7.1 耐有機溶剤性
ザイロン®はほとんどの有機溶剤に対して強度の低下はありません。
Strength retention(%) after immersion
for 500 hrs at room temperature
Chemicals

Zylon ASZylon HM

Methylethylketone

10099

Dimethylformamide

10097Methanol

10099Gasoline

10095

Brake Fluid

10096

1008080
Strength Retention(%)

1006040Zylon ASZylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid

206040Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid

20

H2SO4 60%
25℃

0HCl 20%25℃

00100200300Time(hr)100400500

0100200300Time(hr)80Strength Retention(%)

Strength Retention(%)

7.2 耐酸性・アルカリ性
ザイロン®は濃硫酸に対して強度低下が起こります。しかし、パラアラミド繊維以上の耐酸性があります。

604020Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid

HNO3 20%25℃

10040000200300Time(hr)13500400500

1001008080
Strength Retention(%)

Strength Retention(%)

ザイロン®は室温でのアルカリに対して安定です。また次亜塩素酸ナトリウム水溶液（漂白剤）に対しても安定です。

6040Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-ramid HM
copoly-Aramid

2060100200300Time(hr)400Zylon AS
Zylon HM
p-Aramidp-Aramid HM
copoly-Aramid

20NaOH 20%25℃

00NaClO 5%25℃

4005000100200Time(hr)300400

ただし、高温での酸・アルカリに対しては、強度低下を起こします。

10080

Strength Retention(%)

Strength Retention(%)

100604020Staple Fiber
5% H2SO4, 75℃

Zylon
m-Aramid
PBI

p-Aramid
PPS80

Zylon

p-Aramidm-Aramid

PPSPBI

604020Staple Fiber
10%NaOH 75℃

00050100150Time(hr)20025014050100150Time(hr)2002507.3 耐塩水性
ザイロン ® は、塩水(疑似海水)に対する連続浸漬テストでは、下図の様な強度低下が見られます。

Strength Retention (%)

10080604020Zylon AS
p-Aramid

30°C
3.5%NaCl

00100200300
Time (day)

400

500

8. 平衡水分率
20℃、相対湿度 65％におけるザイロン®の平衡水分率は、AS で 2.0％、HM で 0.6％です。特にザイロン®HM の水分率は小さく、パラアラミド繊維と異なり脱吸湿による寸法変化がほとんど認められません。
5Zylon AS
Zylon HM

Moisture Regain(%)

420℃
32100204060

Relative Humidity(%)

15801009. その他特性9.1 圧縮強度
パラアラミド繊維と同様に、ザイロン®の圧縮強度は引張強度と比較して非常に小さい値を示します。
SampleCritical Strain

Tensile Modulus Compressive Strength

(%)

(GPa)

(GPa)

ZYLON AS

0.217

2160.469

ZYLON HM

0.227

2470.561

Aramid HM

0.633

1180.749(Bending Beam Method)

9.2 結節強度・ループ強度
ザイロン®の結節強度およびループ強度は引張強度の 30～40%で、パラアラミド繊維とほぼ同等です。

Yarn dtex

Knot strength

Loop strength

percentage(%) of tensile strength
ZYLON AS

1110

3245

ZYLON HM

1090

26349.3 線膨張係数
ザイロン®は負膨張を示します。温度の上昇とともに繊維軸方向に収縮します。ザイロン ®HM の
線膨張係数は約–6 ppm/C です。

Dimension(ｘ１０４)

8
ZYLON ASZYLON HM

6420-2-4-120-80-40
Temperature(℃)

160409.4 比熱
2.5Zylon ASZylon HM

Cp (kJ/kgK）

2.0

1.5

Data from Toyobo

1.0

Data from OSAKA Univ.

0.5
Dr. Kazuya Saito, et.al., Osaka University
Journal of Polym. Sci., Polym. Phys., Vol.38,
p.1584

0.0
0200

400

600

800

Temperature (K)9.5 耐摩耗性
ザイロン®の繊維‐金属間の耐摩耗性は同等荷重下でパラアラミド繊維よりも良好です。ナイロンやポリエチレン繊維との比較では劣ります。
150000120000
90000
60000
30000

17U
HMw
PE

Po
lyesterN
ylon6PolyarylatepAramidHMZYLONAS0ZY
LON

Cycle to Breakage

Load : 0.9g/dtex

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ザイロンは東洋紡エムシー株式会社の登録商標です。

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高機能ファイバー営業セクション
ザイロン営業グループ〒530-0001 大阪市北区梅田一丁目 13 番 1 号
大阪梅田ツインタワーズ・サウス
TEL.06-6348-3130
FAX.06-6348-3413
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