ケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントおよびケーブル架設用部材
【課題】高い難燃性と優れた低ドリップ性を有し、且つ十分な物理特性を持つケーブル架設用モノフィラメントおよびケーブル架設用部材を提供する。
【解決手段】ポリエステル系樹脂組成物からなるモノフィラメントであって、前記ポリエステル系樹脂組成物中に特定のシリコーン系化合物を含有してなり、前記ポリエステル系樹脂組成物におけるポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上１００：１０未満であるケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【解決手段】ポリエステル系樹脂組成物からなるモノフィラメントであって、前記ポリエステル系樹脂組成物中に特定のシリコーン系化合物を含有してなり、前記ポリエステル系樹脂組成物におけるポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上１００：１０未満であるケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はケーブル架設用モノフィラメントおよびこのケーブル架設用モノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなるケーブル架設用部材に関するものである。さらに詳しくは、高い難燃性と優れた低ドリップ性を有し、且つ十分な物理特性を持つケーブル架設用モノフィラメントおよびこのケーブル架設用モノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなるケーブル架設用部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートを紡糸して得られるポリエステルモノフィラメントは、力学特性、加工性、価格等が汎用的であることから、工業用織物や電材用途などに多く使用されており、その有用性が益々高まっている
最近では、ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形して伸縮自在のコイルとなし、このコイルを電柱間に架設したケーブルの架設用および固定用に使用する動きが盛んであるが、かかる電材用途に使用するコイルには、火災予防の点で難燃特性が重要視され、その改善が強く望まれている。
【０００３】
例えば、複数の合成樹脂製素線の中心に金属線を配置して撚込んだ撚り線をコイル素材としたチェーンコイル（例えば、特許文献１参照）が知られており、このチェーンコイルは、このチェーンコイルは、火災時にコイルの樹脂部分が焼け落ちたとしても、金属線は焼け落ちることなくケーブルの保持固定を一定期間維持することができるため、ケーブルが地上に落下することによる人身事故を未然に防止することができるものの、合成樹脂製素線の中心に金属線を配置して撚込む場合の作業性が悪く、また撚り線のコイル加工時に金属線が撚り線から飛び出し易く、表面状態が不均一なコイルしか得られないばかりか、樹脂部分と金属線とが強固に結合していることから、架設作業時に発生する切れ端や、回収・架け替え時に発生する屑などを樹脂部分と金属部分に分割することが困難であり、それぞれの樹脂材料および金属材料を分別回収してリサイクルに供することができないため、焼却や埋め立てなどの面倒な処理を必要とするという問題を残すものであった。
【０００４】
また、金属線を合成樹脂で被覆した線状体またはこの線状体を複数本撚り合わせた撚り線をコイル素材としたチェーンコイル（例えば、特許文献２参照）も知られているが、このチェーンコイルは、コイル加工が容易である反面、樹脂部分が被覆により形成されるため、その強度が低く耐久性に劣るばかりか、上記と同様に樹脂部分と金属線とが強固に結合しているため、樹脂部分と金属部分に分割することが困難であり、切れ端や屑などからそれぞれの樹脂材料および金属材料を分別回収してリサイクルに供することができないという問題を包含していた。
【０００５】
そして、これら従来のチェーンコイルには、火災時などに人体に対し有害なガスを発生することがなく、しかも燃焼ドリップによる人体への危害を与えることのない優れた難燃特性および低ドリップ性が強く要求されているが、これらの特性を満たすと共に、難燃特性を付与しない場合のモノフィラメントと比較して物理特性の低下が少ないものであるとは未だにいえないものであった。
【特許文献１】特開平１０−２８５７７１号公報
【特許文献２】特開平１１−１７８１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、これまでにない高い難燃性と優れた低ドリップ性を有し、且つ十分な物理特性を持つケーブル架設用モノフィラメントおよびこのケーブル架設用モノフィラメントからなるケーブル架設用部材、たとえばチェーンコイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明によれば、ポリエステル系樹脂組成物からなるモノフィラメントであって、前記ポリエステル系樹脂組成物中にＲ３ＳｉＯ０．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、ＲＳｉＯ１．５、ＳｉＯ２．０、（Ｒは有機基）で示される単位の少なくともいずれかから構成されるシリコーン系化合物を含有してなり、Ｒで示される有機基が芳香環を含み、且つ該芳香環の含有量がシリコーン系化合物を構成する全有機基に対してモル比で８０％以上、シリコーン系化合物に含まれるシラノール基が重量比で２重量％以上１０重量％以下であり、前記ポリエステル系樹脂組成物におけるポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上１００：１０未満であることを特徴とするケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントが提供される。
【０００８】
なお、本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントにおいては、
前記ポリエステル系樹脂が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートから選ばれた少なくとも１種を主成分とすること、
前記シリコーン系化合物の重量平均分子量が５００以上３０００００以下であること、および
前記シリコーン系化合物が、ＲＳｉＯ１．５の単位を含み、且つＲＳｉＯ１．５の含有量がモル比で８７．５％以上であること
が、いずれも好ましい条件として挙げられる。
【０００９】
また、本発明のケーブル架設用部材は、上記のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、力学的な低下を抑えて高い難燃特性、ドリップ抑制効果に優れたケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを得ることができる。さらに、本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを使用したケーブル架設用部材によれば、従来品にない、高い難燃特性と耐久性の両立が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００１２】
本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント（以下、単にポリエステルモノフィラメントと呼ぶこともある。）は、ポリエステル系樹脂組成物からなるモノフィラメントであって、このポリエステル系樹脂組成物中にＲ３ＳｉＯ０．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、ＲＳｉＯ１．５、ＳｉＯ２．０、（Ｒは有機基）で示される単位の少なくともいずれかから構成されるシリコーン系化合物を含有してなり、Ｒで示される有機基が芳香環を含み、且つ該芳香環の含有量がシリコーン系化合物を構成する全有機基に対してモル比で８０％以上、シリコーン系化合物に含まれるシラノール基がモル比で２％以上１０％以下であり、前記ポリエステル系樹脂組成物におけるポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上１００：１０未満であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のポリエステルモノフィラメント構成するポリエステル系樹脂とは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体およびジオールまたはそのエステル形成誘導体から合成されるポリマーである。
【００１４】
本発明で使用するシリコーン系化合物は、Ｒ３ＳｉＯ０．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、ＲＳｉＯ１．５、ＳｉＯ２．０、（Ｒは有機基）で示される単位の少なくともいずれかから構成されるシリコーン系化合物を含有してなり、Ｒで示される有機基が芳香環を含み、且つ該芳香環の含有量がシリコーン系化合物を構成する全有機基に対してモル比で８０％以上であり、難燃特性、ドリップ抑制の観点から芳香環の含有量は好ましくは８５％以上、更に好ましくは９０％以上のものである。
【００１５】
ここでいう芳香環とは、ベンゼン環、縮合ベンゼン環、非ベンゼン系芳香環、複素芳香環などの芳香族に属する環の総称を示す。
【００１６】
この芳香環の含有量は、難燃特性、ドリップ抑制の観点から重要であり、シリコーン系化合物の全有機基に対して芳香環の含有量を高くすることで、シロキサン鎖と有機基の脱離温度が高くなり、燃焼時にシリコーン系化合物の有機基が高温で脱離することにより、ポリエステル系樹脂とポリシロキサン鎖が効率よく架橋構造を形成し、難揮発性成分の炭化成分になるため、難燃特性、ドリップ抑制の効果が高くなるものと推定している。つまり、芳香環の含有量が上記の範囲を下回ると、難燃特性、ドリップ抑制の効果が低くなり、難燃ポリエステルモノフィラメントとして有用に使用することができないため好ましくない。
【００１７】
芳香環としては、耐熱性、汎用性の点から、好ましくはベンゼン環であり、ベンゼン環を含む有機基としてはフェニル基であることが望ましい。
【００１８】
また、本発明のシリコーン系化合物は、シラノール基を重量比で２重量％以上、１０重量％以下含有していることが好ましく、更に好ましくは３重量％以上、８重量％以下である。
【００１９】
シリコーン系化合物がシラノール基を含有することにより、燃焼時に効率よくポリエステル系樹脂と架橋構造を形成することができる。
【００２０】
シラノール基が上記の範囲を上回ると、成型時にポリエステル系樹脂と反応し、ゲル化引き起こすため好ましくなく、逆に上記の範囲を下回ると、燃焼時の汎用性が低下し、難燃特性、ドリップ抑制の効果が低くなるため好ましくない。
【００２１】
シリコーン系化合物の添加量が上記の範囲を上回ると、ポリエステルモノフィラメントの力学特性が低下し、逆に上記の範囲を下回ると、難燃特性、ドリップ抑制の効果が低くなるため好ましくない。
【００２２】
シラノール基量は、２９Ｓｉ−ＮＭＲにおいてシラノール基を含有しない構造由来のＳｉＯ２．０、ＲＳｉＯ１．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、Ｒ３ＳｉＯ０．５のピークの面積（積分値）とシラノール基を含有する構造由来のＳｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ０．５（ＯＨ）３、ＳｉＯ１．０（ＯＨ）２、ＳｉＯ１．５（ＯＨ）、ＲＳｉ（ＯＨ）３、ＲＳｉＯ０．５（ＯＨ）２、ＲＳｉＯ１．０（ＯＨ）、Ｒ２Ｓｉ（ＯＨ）２、Ｒ２ＳｉＯ０．５（ＯＨ）、Ｒ３Ｓｉ（ＯＨ）のピークの面積（積分値）の比から算出することが可能である。
【００２３】
例えば、シリコーン系化合物がＲＳｉＯ１．５とＲＳｉＯ１．０（ＯＨ）のみからなる場合は、ＲＳｉＯ１．５とＲＳｉＯ１．０（ＯＨ）の積分値の比が１．５（ＲＳｉＯ１．５）：１．０（ＲＳｉＯ１．０（ＯＨ））であれば、下記式１の通り求めることができる。
【００２４】
【数１】
【００２５】
また、本発明におけるシリコーン系化合物の添加量は、ポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上、１００：１０未満であり、好ましくは１００：０．５以上、１００：８．５未満であり、更に好ましくは１００：１以上、１００：７未満の範囲である。
【００２６】
シリコーン系化合物の添加量が上記の範囲を上回ると、ポリエステルモノフィラメントの力学特性が低下し、逆に上記の範囲を下回ると、難燃特性、ドリップ抑制の効果が低くなるため好ましくない。
【００２７】
なお、本発明で使用するシリコーン系化合物は、重量平均分子量が５００以上、３０００００以下であることが望ましく、好ましくは１０００以上、１０００００以下であり、更に好ましくは６０００以上、５００００以下である。
【００２８】
シリコーン系化合物の分子量が上記の範囲より低いと溶融粘度が低く、ポリエステル系樹脂への分散性が悪くなり、シリコーン系化合物の分子量が上記の範囲より高くなると溶融粘度が高くなりすぎるため、分散性、操作性の点から好ましくない傾向となる。
【００２９】
また、本発明で使用するシリコーン系化合物は、ＲＳｉＯ１．５で示される単位を含み、且つＲＳｉＯ１．５の含有量がモル比で８７．５％以上であることが好ましく、更に好ましくは９０％以上であり、更に好ましくは１００％である。
【００３０】
ＲＳｉＯ１．５を高含有率で含むことにより、シリコーン系化合物の耐蒸熱性が向上することから、難燃特性、ドリップ抑制の観点から好ましい結果となる。
【００３１】
次に、本発明のポリエステルモノフィラメントの製造方法について説明する。
【００３２】
ポリエステル系樹脂の製造方法としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートでは一般的な重合方法で製造することができ、例えばアンチモン化合物、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、アルミニウム化合物を主たる触媒として、ジカルボン酸及び／またはそのエステル形成誘導体とジオール及び／またはそのエステル形成誘導体からエステル化反応により合成することで製造することができる。
【００３３】
また、シリコーン系化合物の製造方法としては、一般的な重縮合によって製造することができる。例えばＲ３ＳiＯＣl（トリオルガノクロロシラン）、Ｒ２ＳiＯＣｌ２（ジオルガノジクロロシラン）、ＲＳiＯＣｌ３（モノオルガノトリクロロシラン）、ＳiＯＣｌ４（テトラクロロシラン）、をモノマーとして用い、目的とするＭ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位のいずれかから構成されるシリコーン系化合物をＲ３ＳiＯＣl（Ｍ単位に相当）、Ｒ２ＳiＯＣｌ２（Ｄ単位に相当）、ＲＳiＯＣｌ３（Ｔ単位に相当）、ＳiＯＣｌ４（Ｑ単位に相当）、から所望のモル比で酸もしくはアルカリの触媒下で縮合せしめ、シリコーン系化合物を合成する方法で製造することができる。
【００３４】
また、シリコーン系化合物に含有される芳香環の含有量は、前記したモノマーのＲを芳香環で置換し、全体のＲに対するモル比からの所望の量だけ芳香環を含有したシリコーン系化合物を製造することができる。
【００３５】
さらに、シリコーン系化合物に含有されるシラノール基の含有量は、反応時間によって制御可能であるが、シラノール基を制御するために封鎖剤としてＲ３ＳiＯＣlやＲ３ＳiＯＨをシラノール基と反応させることでシラノール基の含有量を制御することも可能である。
【００３６】
シラノール基の含有量の測定は２９Ｓｉ−ＮＭＲなどにより測定可能である。
【００３７】
また、シリコーン系化合物の重量平均分子量は、製造時の反応時間によって制御可能であり、分子量の測定はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定することができる。
【００３８】
シリコーン系化合物をポリエステルモノフィラメントに付与する方法としては、例えばシリコーン系化合物をポリエステル系樹脂の重合時に添加する方法、ポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物を２軸押し出し機やバンバリーミキサーなどの溶融混練機で付与する方法が挙げられるが、ポリエステルモノフィラメント中にシリコーン系化合物を付与することができればこれに限るものではない。
【００３９】
また、上記特性を有する本発明のポリエステルモノフィラメントの製造方法は、一般のモノフィラメントの製造方法を使用することができ、溶融紡糸、冷却固化、ついで得られた未延伸糸を２段階以上に延伸することを骨子とするがこれらについて以下に説明する。
【００４０】
まず、ジカルボン酸成分とグリコール成分とからなる、極限粘度が０．５以上のポリエステル樹脂ペレットを乾燥後、紡糸機に供給し、ギヤポンプで計量して口金ノズルから溶融押出する。次に、溶融押出された未延伸糸を、４０℃以上９０℃以下、好ましくは５０℃以上８０℃以下の冷却浴に導き急冷する。
【００４１】
冷却浴の温度が上記の範囲未満では、未延伸糸が蛇行し、線径バラツキを悪化させる傾向にあるため好ましくない。一方、冷却浴の温度が上記範囲を越えると、未延伸糸の真円性が損なわれ、均一な線径を有するモノフィラメントが得られにくい傾向となるため好ましくない。
【００４２】
ここで使用する冷却浴の冷媒としては、未延伸糸の表面から容易に除去できるものであって、物理的、化学的に本質な変化をポリマーに与えない物質で、上記の冷却液温度範囲において、液状を保持し得るものであれば特に制限はなく、水、パラフィン、エチレングリコール、グリセリン、アルミアルコールおよびキシレンなどが挙げられる。
【００４３】
このようにして得られた未延伸糸は、引き続いてモノフィラメントとして極めて高い引掛強度を得るために２段階以上に延伸される。
【００４４】
ここで、上記の２段階以上の延伸および熱処理に適する熱媒体としては、モノフィラメントの表面から容易に除去できるものであって、物理的、化学的に本質な変化をモノフィラメントに与えない物質であれば如何なるものでもよい。また、加熱装置としては、例えば高沸点の不活性液体を有する液体浴、空気炉、不活性ガス炉、赤外線炉、高周波炉および金属炉などを使用することができる。
【００４５】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、１本の単糸からなる連続糸であり、丸、三角、四角、多角形および中空形などの如何なる断面形状のものであってもよい。また、他のポリエステルおよび／またはコポリエステルとの複合モノフィラメントであってもよい。断面の直径は用途によって適宜選択できるが、通常１．００〜６．００ｍｍの範囲が最もよく使用される。
【００４６】
なお、本発明のポリエステルモノフィラメントが、ケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント用途で、高温多湿な雰囲気中で使用される可能性のある構成素材として用いられる場合には、ポリエステルの加水分解を抑制する目的で、各種カルボジイミド化合物、エポキシ化合物およびオキサゾリン化合物などをポリエステルモノフィラメントの構成成分として添加することもでき、特に未反応のカルボジイミド化合物を含有したものは高い耐加水分解性が得られる。
【００４７】
このようにして得られたポリエステルモノフィラメントは、高い難燃性と優れた低ドリップ性を有し、燃焼時の有毒ガスの発生や力学特性の低下の問題を解決したものであって、従来のポリエステルモノフィラメントには見られない安定的な品質を備えている。
【００４８】
したがって、本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなるケーブル架設用部材（チェーンコイル）は、これまでにない高い難燃性能と十分な物理特性を持ち、安全性と耐久性を兼備したものであり、ケーブルの架設作業性を著しく改善し、架設後のケーブルを安定に保持固定することができると共に、リサイクル性に優れ、しかも火災時等におけるケーブルの落下を防止するという優れた性能を発揮する。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
【００５０】
まず、実施例及び比較例におけるシリコーン系化合物の調製を下記の通り行い、得られたシリコーン系化合物の内容を表１、２に示す。また、表１に示すシリコーン系化合物は実施例で使用するシリコーン系化合物を示しており、表２は比較例で使用するシリコーン系化合物を示している。
【００５１】
＜Ｍ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位の割合の調製＞
Ｒ３ＳｉＯＣｌ（Ｍ単位に相当）、Ｒ２ＳｉＯＣｌ２（Ｄ単位に相当）、ＲＳｉＯＣｌ３（Ｔ単位に相当）、ＳｉＯＣｌ４（Ｑ単位に相当）を所望のモル比にて縮合し、Ｍ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位の割合が異なるシリコーン系化合物を製造した。
【００５２】
＜フェニル基、メチル基の割合＞
前記したＲ部分をそれぞれフェニル基、メチル基で置換し、モル比でフェニル基、メチル基の割合の異なるシリコーン系化合物を調製した。
【００５３】
＜シラノール基の含有量＞
シリコーン系化合物を縮合する際の反応時間を各々調整し、得られたシリコーン系化合物を２９Ｓｉ−ＮＭＲにより溶媒としてＣＤＣｌ３、標準物質としてＴＭＳ（テトラメチルシラン）用いて、積算回数２５６回で測定した。シラノール基を含有しない構造由来のＳｉＯ２．０、ＲＳｉＯ１．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、Ｒ３ＳｉＯ０．５のピークの面積（積分値）とシラノール基を含有する構造由来のＳｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ０．５（ＯＨ）３、ＳｉＯ１．０（ＯＨ）２、ＳｉＯ１．５（ＯＨ）、ＲＳｉ（ＯＨ）３、ＲＳｉＯ０．５（ＯＨ）２、ＲＳｉＯ１．０（ＯＨ）、Ｒ２Ｓｉ（ＯＨ）２、Ｒ２ＳｉＯ０．５（ＯＨ）、Ｒ３Ｓｉ（ＯＨ）のピークの面積（積分値）の比からシラノール基量（ｗｔ％）を算出した。また、シラノール基の含有量が０％の場合はシラノール基の封鎖剤としてＲ３ＳｉＯＣｌを過剰に添加し、シラノール基の含有量を０％とした。
【００５４】
＜分子量＞
シリコーン系化合物を縮合する際の反応時間を各々調整し、得られたシリコーン系化合物をゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて、離溶液としてクロロホルム、サンプル濃度１重量％、検出器ＲＩで測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を測定した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
また、各実施例における燃焼評価、物理特性評価については下記の通り行った。
【００５８】
＜難燃性＞
ポリエステルモノフィラメント１本を試験片として作製し、ＪＩＳ Ｌ１０９１ Ｄ法−１９９２に準じて接炎回数をカウントした。
【００５９】
＜ドリップ性の評価＞
上記難燃性評価における、接炎後のドリップの有無を評価した。
【００６０】
＜直径（ｍｍ）＞
ポリエステルモノフィラメントの任意の場所から試料長５０ｃｍに１０本採取する。ここら１０本のサンプルを、ＭＩＴＵＴＯＹＯ製デジタルマイクロメーターでそれぞれのサンプルの長径と短径を１点ずつ測定し、その平均値で示した。
【００６１】
＜引張強度（ＣＮ／ｄｔｅｘ）＞
ＪＩＳ Ｌ１０１３−１９９９の８．５および８．７に準じて引張強さを測定し、繊度で割返した値を引張強度（単位：ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。
【００６２】
［実施例１〜３５、比較例１］
ポリエステル系ポリマーとして固有粘度（ＩＶ）が０．７０のポリエチレンテレフタレートを用い、シリコーン系化合物として前記した製法によって得られる表１のシリコーン１〜３５を用い、ポリエチレンテレフタレート：シリコーン系化合物＝９５重量％：５重量％の配合比で混練温度：２７５℃、Ｌ／Ｄ：３０、スクリュー回転数：３００ｒｐｍの条件で２軸押し出し機を用いて混練を行い、ポリエチレンテレフタレート中にシリコーン系化合物を混合した。
【００６３】
上記樹脂組成物をエクストルーダー型の紡糸機を用いて、紡糸温度２８０℃で溶融混練し、紡糸口金から溶融ポリマーを押し出した後、直ちに７０℃の温水浴中で冷却固化させた未延伸糸を得た。
【００６４】
引き続き未延伸糸を９３℃の温水中で３．０倍に一次延伸し、さらに２００℃の熱風雰囲気下で二次延伸を行ってトータル延伸倍率を４．０倍とし、次いで２３０℃の熱風雰囲気下で０．９０倍にて熱セットを行い、平均直径４．２ｍｍのポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６５】
得られたポリエステルモノフィラメントの引張強度を測定し、さらにこのポリエステルモノフィラメント１本を用いてＪＩＳ Ｌ１０９１ Ｄ法により接炎回数、ドリップ回数から難燃性、ドリップ性の評価を行った。なお、比較例１はシリコーン系化合物を含まないので、混練は行わずに直接紡糸して、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００６６】
その結果、表３に示すとおり、比較例１、つまりポリエチレンテレフタレート単独の繊維では接炎回数１回、ドリップ回数１０回であり、難燃性が低く、ドリップも多いのに対し、実施例３６では接炎回数６回、ドリップ回数０回であり、優れた難燃性、ドリップ抑制の効果を有していた。また、物理特性においても本発明のポリエステルモノフィラメントはポリエチレンテレフタレート単独組成のモノフィラメントと比べて物理特性の低下は認められず、力学的にも安定していた。
【００６７】
【表３】
【００６８】
［比較例２〜７］
比較例２〜７により、シリコーン系化合物中のフェニル基含有量の影響を本実施例と比較する。シリコーン系化合物として表２のシリコーン３６〜４１を用いた以外は、上記した実施例と同様にしてポリエステルモノフィラメントを得て、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００６９】
その結果を表４に示す。表４に示すとおり、比較例１と比較すると、ドリップ抑制の効果は多少改善されているが、実施例１〜２４と比較すると本実施例とＭ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位の組成比率、シラノール基量、分子量が同じでもフェニル基含有量が本発明で規定した範囲外では難燃性、ドリップ抑制の効果が低い結果となった。
【００７０】
【表４】
【００７１】
［比較例８〜１３］
比較例８〜１３により、シリコーン系化合物中のシラノール基量の影響を本実施例と比較する。シリコーン系化合物として表２のシリコーン４２〜４７を用いた以外は、上記した実施例と同様にして樹脂組成物を得て、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００７２】
その結果を表５に示す。表５に示すとおり、比較例１と比較すると、ドリップ抑制の効果は多少改善されているが、実施例１〜２４と比較すると本実施例とＭ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位の組成比率、フェニル基含有量、分子量が同じでもシラノール基含有量が本発明で規定した範囲外では難燃性、ドリップ抑制の効果が低い結果となった。
【００７３】
【表５】
【００７４】
［実施例３６、比較例１４］
ポリエステル系ポリマーとしてＩＶ：０．６５であるポリプロピレンテレフタレートを用いた以外は、実施例１〜３５と同様の方法で得たポリエステルモノフィラメントの評価結果を表５に示す。なお、比較例１４はシリコーン系化合物を含まないので、混練は行わずに直接紡糸して、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００７５】
その結果、表６に示すとおり、比較例１４、つまりポリプロピレンテレフタレート単独では接炎回数：１回、ドリップ：１１回であり難燃性が低く、ドリップが多いのに対し、本発明で規定した範囲であるシリコーン１を用いた場合では接炎回数：６回でドリップ回数０回と大幅に改善され、難燃性、ドリップ抑制の効果に優れている結果が得られた。
【００７６】
【表６】
【００７７】
［実施例３７、比較例１５］
ポリエステル系ポリマーとしてＩＶ：２．００であるポリブチレンテレフタレートを用いた以外は、実施例１〜３５と同様の方法で得たポリエステルモノフィラメントの評価結果を表５に示す。なお、比較例１５はシリコーン系化合物を含まないので、混練は行わずに直接紡糸して、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００７８】
その結果、表７に示すとおり、比較例１５、つまりポリプロピレンテレフタレート単独では接炎回数：１回、ドリップ：１１回であり難燃性が低く、ドリップが多いのに対し、本発明で規定した範囲であるシリコーン１を用いた場合では接炎回数：６回でドリップ回数０回と大幅に改善され、難燃性、ドリップ抑制の効果に優れている結果が得られた。
【００７９】
【表７】
【００８０】
［実施例３８］
実施例１のポリエステルモノフィラメントを用いて連続螺旋状のコイルを成形した。成形方法としては、一般には単線または撚線を素材の融点付近の温度に予熱し、これを所望のコイル直径と等しい外径を有するマンドレルに螺旋状に巻き付けて熱固定した。次いで、マンドレルから離型した長尺のコイルを所定の長さに切断し、必要によりその両端部にスリーブを連結固定することにより、本発明のケーブル架設用部材（チェーンコイル）を得て、その実用評価を行った。
【００８１】
このコイル一部を試験片として作製し、ＪＩＳ Ｌ１０９１ Ｄ法により、燃焼までの接炎回数をカウントした。接炎回数６回でドリップは０回で良好な結果を得た。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントは、高い難燃性と優れた低ドリップ性を有し、燃焼時の有毒ガスの発生や力学特性の低下の問題を解決しており、従来のポリエステルモノフィラメントには見られない安定的な品質を備えている。
【００８３】
したがって、本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなるケーブル架設用部材（チェーンコイル）は、これまでにない高い難燃性能と十分な物理特性を持ち、安全性と耐久性を兼備したものであり、ケーブルの架設作業性を著しく改善し、架設後のケーブルを安定に保持固定することができると共に、リサイクル性に優れ、しかも火災時等におけるケーブルの落下を防止するという優れた性能を発揮することから、電材用途に極めて有利に使用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明はケーブル架設用モノフィラメントおよびこのケーブル架設用モノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなるケーブル架設用部材に関するものである。さらに詳しくは、高い難燃性と優れた低ドリップ性を有し、且つ十分な物理特性を持つケーブル架設用モノフィラメントおよびこのケーブル架設用モノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなるケーブル架設用部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートを紡糸して得られるポリエステルモノフィラメントは、力学特性、加工性、価格等が汎用的であることから、工業用織物や電材用途などに多く使用されており、その有用性が益々高まっている
最近では、ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形して伸縮自在のコイルとなし、このコイルを電柱間に架設したケーブルの架設用および固定用に使用する動きが盛んであるが、かかる電材用途に使用するコイルには、火災予防の点で難燃特性が重要視され、その改善が強く望まれている。
【０００３】
例えば、複数の合成樹脂製素線の中心に金属線を配置して撚込んだ撚り線をコイル素材としたチェーンコイル（例えば、特許文献１参照）が知られており、このチェーンコイルは、このチェーンコイルは、火災時にコイルの樹脂部分が焼け落ちたとしても、金属線は焼け落ちることなくケーブルの保持固定を一定期間維持することができるため、ケーブルが地上に落下することによる人身事故を未然に防止することができるものの、合成樹脂製素線の中心に金属線を配置して撚込む場合の作業性が悪く、また撚り線のコイル加工時に金属線が撚り線から飛び出し易く、表面状態が不均一なコイルしか得られないばかりか、樹脂部分と金属線とが強固に結合していることから、架設作業時に発生する切れ端や、回収・架け替え時に発生する屑などを樹脂部分と金属部分に分割することが困難であり、それぞれの樹脂材料および金属材料を分別回収してリサイクルに供することができないため、焼却や埋め立てなどの面倒な処理を必要とするという問題を残すものであった。
【０００４】
また、金属線を合成樹脂で被覆した線状体またはこの線状体を複数本撚り合わせた撚り線をコイル素材としたチェーンコイル（例えば、特許文献２参照）も知られているが、このチェーンコイルは、コイル加工が容易である反面、樹脂部分が被覆により形成されるため、その強度が低く耐久性に劣るばかりか、上記と同様に樹脂部分と金属線とが強固に結合しているため、樹脂部分と金属部分に分割することが困難であり、切れ端や屑などからそれぞれの樹脂材料および金属材料を分別回収してリサイクルに供することができないという問題を包含していた。
【０００５】
そして、これら従来のチェーンコイルには、火災時などに人体に対し有害なガスを発生することがなく、しかも燃焼ドリップによる人体への危害を与えることのない優れた難燃特性および低ドリップ性が強く要求されているが、これらの特性を満たすと共に、難燃特性を付与しない場合のモノフィラメントと比較して物理特性の低下が少ないものであるとは未だにいえないものであった。
【特許文献１】特開平１０−２８５７７１号公報
【特許文献２】特開平１１−１７８１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、これまでにない高い難燃性と優れた低ドリップ性を有し、且つ十分な物理特性を持つケーブル架設用モノフィラメントおよびこのケーブル架設用モノフィラメントからなるケーブル架設用部材、たとえばチェーンコイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明によれば、ポリエステル系樹脂組成物からなるモノフィラメントであって、前記ポリエステル系樹脂組成物中にＲ３ＳｉＯ０．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、ＲＳｉＯ１．５、ＳｉＯ２．０、（Ｒは有機基）で示される単位の少なくともいずれかから構成されるシリコーン系化合物を含有してなり、Ｒで示される有機基が芳香環を含み、且つ該芳香環の含有量がシリコーン系化合物を構成する全有機基に対してモル比で８０％以上、シリコーン系化合物に含まれるシラノール基が重量比で２重量％以上１０重量％以下であり、前記ポリエステル系樹脂組成物におけるポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上１００：１０未満であることを特徴とするケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントが提供される。
【０００８】
なお、本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントにおいては、
前記ポリエステル系樹脂が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートから選ばれた少なくとも１種を主成分とすること、
前記シリコーン系化合物の重量平均分子量が５００以上３０００００以下であること、および
前記シリコーン系化合物が、ＲＳｉＯ１．５の単位を含み、且つＲＳｉＯ１．５の含有量がモル比で８７．５％以上であること
が、いずれも好ましい条件として挙げられる。
【０００９】
また、本発明のケーブル架設用部材は、上記のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、力学的な低下を抑えて高い難燃特性、ドリップ抑制効果に優れたケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを得ることができる。さらに、本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを使用したケーブル架設用部材によれば、従来品にない、高い難燃特性と耐久性の両立が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００１２】
本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント（以下、単にポリエステルモノフィラメントと呼ぶこともある。）は、ポリエステル系樹脂組成物からなるモノフィラメントであって、このポリエステル系樹脂組成物中にＲ３ＳｉＯ０．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、ＲＳｉＯ１．５、ＳｉＯ２．０、（Ｒは有機基）で示される単位の少なくともいずれかから構成されるシリコーン系化合物を含有してなり、Ｒで示される有機基が芳香環を含み、且つ該芳香環の含有量がシリコーン系化合物を構成する全有機基に対してモル比で８０％以上、シリコーン系化合物に含まれるシラノール基がモル比で２％以上１０％以下であり、前記ポリエステル系樹脂組成物におけるポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上１００：１０未満であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のポリエステルモノフィラメント構成するポリエステル系樹脂とは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体およびジオールまたはそのエステル形成誘導体から合成されるポリマーである。
【００１４】
本発明で使用するシリコーン系化合物は、Ｒ３ＳｉＯ０．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、ＲＳｉＯ１．５、ＳｉＯ２．０、（Ｒは有機基）で示される単位の少なくともいずれかから構成されるシリコーン系化合物を含有してなり、Ｒで示される有機基が芳香環を含み、且つ該芳香環の含有量がシリコーン系化合物を構成する全有機基に対してモル比で８０％以上であり、難燃特性、ドリップ抑制の観点から芳香環の含有量は好ましくは８５％以上、更に好ましくは９０％以上のものである。
【００１５】
ここでいう芳香環とは、ベンゼン環、縮合ベンゼン環、非ベンゼン系芳香環、複素芳香環などの芳香族に属する環の総称を示す。
【００１６】
この芳香環の含有量は、難燃特性、ドリップ抑制の観点から重要であり、シリコーン系化合物の全有機基に対して芳香環の含有量を高くすることで、シロキサン鎖と有機基の脱離温度が高くなり、燃焼時にシリコーン系化合物の有機基が高温で脱離することにより、ポリエステル系樹脂とポリシロキサン鎖が効率よく架橋構造を形成し、難揮発性成分の炭化成分になるため、難燃特性、ドリップ抑制の効果が高くなるものと推定している。つまり、芳香環の含有量が上記の範囲を下回ると、難燃特性、ドリップ抑制の効果が低くなり、難燃ポリエステルモノフィラメントとして有用に使用することができないため好ましくない。
【００１７】
芳香環としては、耐熱性、汎用性の点から、好ましくはベンゼン環であり、ベンゼン環を含む有機基としてはフェニル基であることが望ましい。
【００１８】
また、本発明のシリコーン系化合物は、シラノール基を重量比で２重量％以上、１０重量％以下含有していることが好ましく、更に好ましくは３重量％以上、８重量％以下である。
【００１９】
シリコーン系化合物がシラノール基を含有することにより、燃焼時に効率よくポリエステル系樹脂と架橋構造を形成することができる。
【００２０】
シラノール基が上記の範囲を上回ると、成型時にポリエステル系樹脂と反応し、ゲル化引き起こすため好ましくなく、逆に上記の範囲を下回ると、燃焼時の汎用性が低下し、難燃特性、ドリップ抑制の効果が低くなるため好ましくない。
【００２１】
シリコーン系化合物の添加量が上記の範囲を上回ると、ポリエステルモノフィラメントの力学特性が低下し、逆に上記の範囲を下回ると、難燃特性、ドリップ抑制の効果が低くなるため好ましくない。
【００２２】
シラノール基量は、２９Ｓｉ−ＮＭＲにおいてシラノール基を含有しない構造由来のＳｉＯ２．０、ＲＳｉＯ１．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、Ｒ３ＳｉＯ０．５のピークの面積（積分値）とシラノール基を含有する構造由来のＳｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ０．５（ＯＨ）３、ＳｉＯ１．０（ＯＨ）２、ＳｉＯ１．５（ＯＨ）、ＲＳｉ（ＯＨ）３、ＲＳｉＯ０．５（ＯＨ）２、ＲＳｉＯ１．０（ＯＨ）、Ｒ２Ｓｉ（ＯＨ）２、Ｒ２ＳｉＯ０．５（ＯＨ）、Ｒ３Ｓｉ（ＯＨ）のピークの面積（積分値）の比から算出することが可能である。
【００２３】
例えば、シリコーン系化合物がＲＳｉＯ１．５とＲＳｉＯ１．０（ＯＨ）のみからなる場合は、ＲＳｉＯ１．５とＲＳｉＯ１．０（ＯＨ）の積分値の比が１．５（ＲＳｉＯ１．５）：１．０（ＲＳｉＯ１．０（ＯＨ））であれば、下記式１の通り求めることができる。
【００２４】
【数１】
【００２５】
また、本発明におけるシリコーン系化合物の添加量は、ポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上、１００：１０未満であり、好ましくは１００：０．５以上、１００：８．５未満であり、更に好ましくは１００：１以上、１００：７未満の範囲である。
【００２６】
シリコーン系化合物の添加量が上記の範囲を上回ると、ポリエステルモノフィラメントの力学特性が低下し、逆に上記の範囲を下回ると、難燃特性、ドリップ抑制の効果が低くなるため好ましくない。
【００２７】
なお、本発明で使用するシリコーン系化合物は、重量平均分子量が５００以上、３０００００以下であることが望ましく、好ましくは１０００以上、１０００００以下であり、更に好ましくは６０００以上、５００００以下である。
【００２８】
シリコーン系化合物の分子量が上記の範囲より低いと溶融粘度が低く、ポリエステル系樹脂への分散性が悪くなり、シリコーン系化合物の分子量が上記の範囲より高くなると溶融粘度が高くなりすぎるため、分散性、操作性の点から好ましくない傾向となる。
【００２９】
また、本発明で使用するシリコーン系化合物は、ＲＳｉＯ１．５で示される単位を含み、且つＲＳｉＯ１．５の含有量がモル比で８７．５％以上であることが好ましく、更に好ましくは９０％以上であり、更に好ましくは１００％である。
【００３０】
ＲＳｉＯ１．５を高含有率で含むことにより、シリコーン系化合物の耐蒸熱性が向上することから、難燃特性、ドリップ抑制の観点から好ましい結果となる。
【００３１】
次に、本発明のポリエステルモノフィラメントの製造方法について説明する。
【００３２】
ポリエステル系樹脂の製造方法としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートでは一般的な重合方法で製造することができ、例えばアンチモン化合物、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、アルミニウム化合物を主たる触媒として、ジカルボン酸及び／またはそのエステル形成誘導体とジオール及び／またはそのエステル形成誘導体からエステル化反応により合成することで製造することができる。
【００３３】
また、シリコーン系化合物の製造方法としては、一般的な重縮合によって製造することができる。例えばＲ３ＳiＯＣl（トリオルガノクロロシラン）、Ｒ２ＳiＯＣｌ２（ジオルガノジクロロシラン）、ＲＳiＯＣｌ３（モノオルガノトリクロロシラン）、ＳiＯＣｌ４（テトラクロロシラン）、をモノマーとして用い、目的とするＭ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位のいずれかから構成されるシリコーン系化合物をＲ３ＳiＯＣl（Ｍ単位に相当）、Ｒ２ＳiＯＣｌ２（Ｄ単位に相当）、ＲＳiＯＣｌ３（Ｔ単位に相当）、ＳiＯＣｌ４（Ｑ単位に相当）、から所望のモル比で酸もしくはアルカリの触媒下で縮合せしめ、シリコーン系化合物を合成する方法で製造することができる。
【００３４】
また、シリコーン系化合物に含有される芳香環の含有量は、前記したモノマーのＲを芳香環で置換し、全体のＲに対するモル比からの所望の量だけ芳香環を含有したシリコーン系化合物を製造することができる。
【００３５】
さらに、シリコーン系化合物に含有されるシラノール基の含有量は、反応時間によって制御可能であるが、シラノール基を制御するために封鎖剤としてＲ３ＳiＯＣlやＲ３ＳiＯＨをシラノール基と反応させることでシラノール基の含有量を制御することも可能である。
【００３６】
シラノール基の含有量の測定は２９Ｓｉ−ＮＭＲなどにより測定可能である。
【００３７】
また、シリコーン系化合物の重量平均分子量は、製造時の反応時間によって制御可能であり、分子量の測定はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定することができる。
【００３８】
シリコーン系化合物をポリエステルモノフィラメントに付与する方法としては、例えばシリコーン系化合物をポリエステル系樹脂の重合時に添加する方法、ポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物を２軸押し出し機やバンバリーミキサーなどの溶融混練機で付与する方法が挙げられるが、ポリエステルモノフィラメント中にシリコーン系化合物を付与することができればこれに限るものではない。
【００３９】
また、上記特性を有する本発明のポリエステルモノフィラメントの製造方法は、一般のモノフィラメントの製造方法を使用することができ、溶融紡糸、冷却固化、ついで得られた未延伸糸を２段階以上に延伸することを骨子とするがこれらについて以下に説明する。
【００４０】
まず、ジカルボン酸成分とグリコール成分とからなる、極限粘度が０．５以上のポリエステル樹脂ペレットを乾燥後、紡糸機に供給し、ギヤポンプで計量して口金ノズルから溶融押出する。次に、溶融押出された未延伸糸を、４０℃以上９０℃以下、好ましくは５０℃以上８０℃以下の冷却浴に導き急冷する。
【００４１】
冷却浴の温度が上記の範囲未満では、未延伸糸が蛇行し、線径バラツキを悪化させる傾向にあるため好ましくない。一方、冷却浴の温度が上記範囲を越えると、未延伸糸の真円性が損なわれ、均一な線径を有するモノフィラメントが得られにくい傾向となるため好ましくない。
【００４２】
ここで使用する冷却浴の冷媒としては、未延伸糸の表面から容易に除去できるものであって、物理的、化学的に本質な変化をポリマーに与えない物質で、上記の冷却液温度範囲において、液状を保持し得るものであれば特に制限はなく、水、パラフィン、エチレングリコール、グリセリン、アルミアルコールおよびキシレンなどが挙げられる。
【００４３】
このようにして得られた未延伸糸は、引き続いてモノフィラメントとして極めて高い引掛強度を得るために２段階以上に延伸される。
【００４４】
ここで、上記の２段階以上の延伸および熱処理に適する熱媒体としては、モノフィラメントの表面から容易に除去できるものであって、物理的、化学的に本質な変化をモノフィラメントに与えない物質であれば如何なるものでもよい。また、加熱装置としては、例えば高沸点の不活性液体を有する液体浴、空気炉、不活性ガス炉、赤外線炉、高周波炉および金属炉などを使用することができる。
【００４５】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、１本の単糸からなる連続糸であり、丸、三角、四角、多角形および中空形などの如何なる断面形状のものであってもよい。また、他のポリエステルおよび／またはコポリエステルとの複合モノフィラメントであってもよい。断面の直径は用途によって適宜選択できるが、通常１．００〜６．００ｍｍの範囲が最もよく使用される。
【００４６】
なお、本発明のポリエステルモノフィラメントが、ケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント用途で、高温多湿な雰囲気中で使用される可能性のある構成素材として用いられる場合には、ポリエステルの加水分解を抑制する目的で、各種カルボジイミド化合物、エポキシ化合物およびオキサゾリン化合物などをポリエステルモノフィラメントの構成成分として添加することもでき、特に未反応のカルボジイミド化合物を含有したものは高い耐加水分解性が得られる。
【００４７】
このようにして得られたポリエステルモノフィラメントは、高い難燃性と優れた低ドリップ性を有し、燃焼時の有毒ガスの発生や力学特性の低下の問題を解決したものであって、従来のポリエステルモノフィラメントには見られない安定的な品質を備えている。
【００４８】
したがって、本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなるケーブル架設用部材（チェーンコイル）は、これまでにない高い難燃性能と十分な物理特性を持ち、安全性と耐久性を兼備したものであり、ケーブルの架設作業性を著しく改善し、架設後のケーブルを安定に保持固定することができると共に、リサイクル性に優れ、しかも火災時等におけるケーブルの落下を防止するという優れた性能を発揮する。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
【００５０】
まず、実施例及び比較例におけるシリコーン系化合物の調製を下記の通り行い、得られたシリコーン系化合物の内容を表１、２に示す。また、表１に示すシリコーン系化合物は実施例で使用するシリコーン系化合物を示しており、表２は比較例で使用するシリコーン系化合物を示している。
【００５１】
＜Ｍ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位の割合の調製＞
Ｒ３ＳｉＯＣｌ（Ｍ単位に相当）、Ｒ２ＳｉＯＣｌ２（Ｄ単位に相当）、ＲＳｉＯＣｌ３（Ｔ単位に相当）、ＳｉＯＣｌ４（Ｑ単位に相当）を所望のモル比にて縮合し、Ｍ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位の割合が異なるシリコーン系化合物を製造した。
【００５２】
＜フェニル基、メチル基の割合＞
前記したＲ部分をそれぞれフェニル基、メチル基で置換し、モル比でフェニル基、メチル基の割合の異なるシリコーン系化合物を調製した。
【００５３】
＜シラノール基の含有量＞
シリコーン系化合物を縮合する際の反応時間を各々調整し、得られたシリコーン系化合物を２９Ｓｉ−ＮＭＲにより溶媒としてＣＤＣｌ３、標準物質としてＴＭＳ（テトラメチルシラン）用いて、積算回数２５６回で測定した。シラノール基を含有しない構造由来のＳｉＯ２．０、ＲＳｉＯ１．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、Ｒ３ＳｉＯ０．５のピークの面積（積分値）とシラノール基を含有する構造由来のＳｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ０．５（ＯＨ）３、ＳｉＯ１．０（ＯＨ）２、ＳｉＯ１．５（ＯＨ）、ＲＳｉ（ＯＨ）３、ＲＳｉＯ０．５（ＯＨ）２、ＲＳｉＯ１．０（ＯＨ）、Ｒ２Ｓｉ（ＯＨ）２、Ｒ２ＳｉＯ０．５（ＯＨ）、Ｒ３Ｓｉ（ＯＨ）のピークの面積（積分値）の比からシラノール基量（ｗｔ％）を算出した。また、シラノール基の含有量が０％の場合はシラノール基の封鎖剤としてＲ３ＳｉＯＣｌを過剰に添加し、シラノール基の含有量を０％とした。
【００５４】
＜分子量＞
シリコーン系化合物を縮合する際の反応時間を各々調整し、得られたシリコーン系化合物をゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて、離溶液としてクロロホルム、サンプル濃度１重量％、検出器ＲＩで測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を測定した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
また、各実施例における燃焼評価、物理特性評価については下記の通り行った。
【００５８】
＜難燃性＞
ポリエステルモノフィラメント１本を試験片として作製し、ＪＩＳ Ｌ１０９１ Ｄ法−１９９２に準じて接炎回数をカウントした。
【００５９】
＜ドリップ性の評価＞
上記難燃性評価における、接炎後のドリップの有無を評価した。
【００６０】
＜直径（ｍｍ）＞
ポリエステルモノフィラメントの任意の場所から試料長５０ｃｍに１０本採取する。ここら１０本のサンプルを、ＭＩＴＵＴＯＹＯ製デジタルマイクロメーターでそれぞれのサンプルの長径と短径を１点ずつ測定し、その平均値で示した。
【００６１】
＜引張強度（ＣＮ／ｄｔｅｘ）＞
ＪＩＳ Ｌ１０１３−１９９９の８．５および８．７に準じて引張強さを測定し、繊度で割返した値を引張強度（単位：ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。
【００６２】
［実施例１〜３５、比較例１］
ポリエステル系ポリマーとして固有粘度（ＩＶ）が０．７０のポリエチレンテレフタレートを用い、シリコーン系化合物として前記した製法によって得られる表１のシリコーン１〜３５を用い、ポリエチレンテレフタレート：シリコーン系化合物＝９５重量％：５重量％の配合比で混練温度：２７５℃、Ｌ／Ｄ：３０、スクリュー回転数：３００ｒｐｍの条件で２軸押し出し機を用いて混練を行い、ポリエチレンテレフタレート中にシリコーン系化合物を混合した。
【００６３】
上記樹脂組成物をエクストルーダー型の紡糸機を用いて、紡糸温度２８０℃で溶融混練し、紡糸口金から溶融ポリマーを押し出した後、直ちに７０℃の温水浴中で冷却固化させた未延伸糸を得た。
【００６４】
引き続き未延伸糸を９３℃の温水中で３．０倍に一次延伸し、さらに２００℃の熱風雰囲気下で二次延伸を行ってトータル延伸倍率を４．０倍とし、次いで２３０℃の熱風雰囲気下で０．９０倍にて熱セットを行い、平均直径４．２ｍｍのポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６５】
得られたポリエステルモノフィラメントの引張強度を測定し、さらにこのポリエステルモノフィラメント１本を用いてＪＩＳ Ｌ１０９１ Ｄ法により接炎回数、ドリップ回数から難燃性、ドリップ性の評価を行った。なお、比較例１はシリコーン系化合物を含まないので、混練は行わずに直接紡糸して、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００６６】
その結果、表３に示すとおり、比較例１、つまりポリエチレンテレフタレート単独の繊維では接炎回数１回、ドリップ回数１０回であり、難燃性が低く、ドリップも多いのに対し、実施例３６では接炎回数６回、ドリップ回数０回であり、優れた難燃性、ドリップ抑制の効果を有していた。また、物理特性においても本発明のポリエステルモノフィラメントはポリエチレンテレフタレート単独組成のモノフィラメントと比べて物理特性の低下は認められず、力学的にも安定していた。
【００６７】
【表３】
【００６８】
［比較例２〜７］
比較例２〜７により、シリコーン系化合物中のフェニル基含有量の影響を本実施例と比較する。シリコーン系化合物として表２のシリコーン３６〜４１を用いた以外は、上記した実施例と同様にしてポリエステルモノフィラメントを得て、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００６９】
その結果を表４に示す。表４に示すとおり、比較例１と比較すると、ドリップ抑制の効果は多少改善されているが、実施例１〜２４と比較すると本実施例とＭ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位の組成比率、シラノール基量、分子量が同じでもフェニル基含有量が本発明で規定した範囲外では難燃性、ドリップ抑制の効果が低い結果となった。
【００７０】
【表４】
【００７１】
［比較例８〜１３］
比較例８〜１３により、シリコーン系化合物中のシラノール基量の影響を本実施例と比較する。シリコーン系化合物として表２のシリコーン４２〜４７を用いた以外は、上記した実施例と同様にして樹脂組成物を得て、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００７２】
その結果を表５に示す。表５に示すとおり、比較例１と比較すると、ドリップ抑制の効果は多少改善されているが、実施例１〜２４と比較すると本実施例とＭ、Ｄ、Ｔ、Ｑ単位の組成比率、フェニル基含有量、分子量が同じでもシラノール基含有量が本発明で規定した範囲外では難燃性、ドリップ抑制の効果が低い結果となった。
【００７３】
【表５】
【００７４】
［実施例３６、比較例１４］
ポリエステル系ポリマーとしてＩＶ：０．６５であるポリプロピレンテレフタレートを用いた以外は、実施例１〜３５と同様の方法で得たポリエステルモノフィラメントの評価結果を表５に示す。なお、比較例１４はシリコーン系化合物を含まないので、混練は行わずに直接紡糸して、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００７５】
その結果、表６に示すとおり、比較例１４、つまりポリプロピレンテレフタレート単独では接炎回数：１回、ドリップ：１１回であり難燃性が低く、ドリップが多いのに対し、本発明で規定した範囲であるシリコーン１を用いた場合では接炎回数：６回でドリップ回数０回と大幅に改善され、難燃性、ドリップ抑制の効果に優れている結果が得られた。
【００７６】
【表６】
【００７７】
［実施例３７、比較例１５］
ポリエステル系ポリマーとしてＩＶ：２．００であるポリブチレンテレフタレートを用いた以外は、実施例１〜３５と同様の方法で得たポリエステルモノフィラメントの評価結果を表５に示す。なお、比較例１５はシリコーン系化合物を含まないので、混練は行わずに直接紡糸して、接炎回数、ドリップ性の評価を行った。
【００７８】
その結果、表７に示すとおり、比較例１５、つまりポリプロピレンテレフタレート単独では接炎回数：１回、ドリップ：１１回であり難燃性が低く、ドリップが多いのに対し、本発明で規定した範囲であるシリコーン１を用いた場合では接炎回数：６回でドリップ回数０回と大幅に改善され、難燃性、ドリップ抑制の効果に優れている結果が得られた。
【００７９】
【表７】
【００８０】
［実施例３８］
実施例１のポリエステルモノフィラメントを用いて連続螺旋状のコイルを成形した。成形方法としては、一般には単線または撚線を素材の融点付近の温度に予熱し、これを所望のコイル直径と等しい外径を有するマンドレルに螺旋状に巻き付けて熱固定した。次いで、マンドレルから離型した長尺のコイルを所定の長さに切断し、必要によりその両端部にスリーブを連結固定することにより、本発明のケーブル架設用部材（チェーンコイル）を得て、その実用評価を行った。
【００８１】
このコイル一部を試験片として作製し、ＪＩＳ Ｌ１０９１ Ｄ法により、燃焼までの接炎回数をカウントした。接炎回数６回でドリップは０回で良好な結果を得た。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントは、高い難燃性と優れた低ドリップ性を有し、燃焼時の有毒ガスの発生や力学特性の低下の問題を解決しており、従来のポリエステルモノフィラメントには見られない安定的な品質を備えている。
【００８３】
したがって、本発明のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなるケーブル架設用部材（チェーンコイル）は、これまでにない高い難燃性能と十分な物理特性を持ち、安全性と耐久性を兼備したものであり、ケーブルの架設作業性を著しく改善し、架設後のケーブルを安定に保持固定することができると共に、リサイクル性に優れ、しかも火災時等におけるケーブルの落下を防止するという優れた性能を発揮することから、電材用途に極めて有利に使用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系樹脂組成物からなるモノフィラメントであって、前記ポリエステル系樹脂組成物中にＲ３ＳｉＯ０．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、ＲＳｉＯ１．５、ＳｉＯ２．０、（Ｒは有機基）で示される単位の少なくともいずれかから構成されるシリコーン系化合物を含有してなり、Ｒで示される有機基が芳香環を含み、且つ該芳香環の含有量がシリコーン系化合物を構成する全有機基に対してモル比で８０％以上、シリコーン系化合物に含まれるシラノール基が重量比で２重量％以上１０重量％以下であり、前記ポリエステル系樹脂組成物におけるポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上１００：１０未満であることを特徴とするケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記ポリエステル系樹脂が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートから選ばれた少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
前記シリコーン系化合物の重量平均分子量が５００以上３０００００以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項４】
前記シリコーン系化合物が、ＲＳｉＯ１．５の単位を含み、且つＲＳｉＯ１．５の含有量がモル比で８７．５％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項５】
請求項１〜４項いずれか１項に記載のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなることを特徴とするケーブル架設用部材。
【請求項１】
ポリエステル系樹脂組成物からなるモノフィラメントであって、前記ポリエステル系樹脂組成物中にＲ３ＳｉＯ０．５、Ｒ２ＳｉＯ１．０、ＲＳｉＯ１．５、ＳｉＯ２．０、（Ｒは有機基）で示される単位の少なくともいずれかから構成されるシリコーン系化合物を含有してなり、Ｒで示される有機基が芳香環を含み、且つ該芳香環の含有量がシリコーン系化合物を構成する全有機基に対してモル比で８０％以上、シリコーン系化合物に含まれるシラノール基が重量比で２重量％以上１０重量％以下であり、前記ポリエステル系樹脂組成物におけるポリエステル系樹脂とシリコーン系化合物の配合比が重量比で１００：０．１以上１００：１０未満であることを特徴とするケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記ポリエステル系樹脂が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートから選ばれた少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
前記シリコーン系化合物の重量平均分子量が５００以上３０００００以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項４】
前記シリコーン系化合物が、ＲＳｉＯ１．５の単位を含み、且つＲＳｉＯ１．５の含有量がモル比で８７．５％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項５】
請求項１〜４項いずれか１項に記載のケーブル架設用ポリエステルモノフィラメントを連続螺旋状に成形した伸縮自在のコイルからなることを特徴とするケーブル架設用部材。
【公開番号】特開２００７−２９１５７９（Ｐ２００７−２９１５７９Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２３６２０（Ｐ２００６−１２３６２０）
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
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