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公開番号2025178031
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024103996
出願日2024-06-27
発明の名称耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維及びその製造方法と応用
出願人江蘇塩城蘭邦特種紡織集団有限責任公司
代理人園田・小林弁理士法人
主分類D01F 6/92 20060101AFI20251128BHJP(天然または人造の糸または繊維;紡績)
要約【課題】耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維及びその製造方法と応用を提供する。
【解決手段】多孔質沸石、カーボンナノチューブ、超高分子量ポリエチレン微小繊維を複合機能基材とし、多孔質沸石は、繊維における特別な結晶構造により、大きな応力場を有するようになり、環境中の水蒸気分子に対する吸着性能がより高くなる。カーボンナノチューブは、導電性に優れるため、繊維に帯電防止効果をもたらすことができるとともに、管状構造により材料の密度を効果的に低減することで、繊維の軽量化が実現される。最後に、本発明で選択した超高分子量ポリエチレン微小繊維は、繊維の強度と性能安定性を向上させるとともに、多孔質沸石、カーボンナノチューブと相乗効果を生じさせることができ、これにより、得られた繊維製品の機能が多様化された。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
フレキシブル網状構造を有し、
（i）多孔質沸石、カーボンナノチューブ、超高分子量ポリエチレン微小繊維を複合機能基材とし、通常の融解紡糸繊維を本体繊維基材とすることと、
（ii）融解紡糸された多機能複合繊維に対する複合機能基材の総含有量が０．５％～１０％であることと、を含むことを特徴とする、耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記複合機能基材における超高分子量ポリエチレン微小繊維の使用量と、多孔質沸石およびカーボンナノチューブの総使用量との比は２～５：１であることを特徴とする、請求項１に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維。
【請求項３】
前記複合機能基材における多孔質沸石とカーボンナノチューブとの使用量比は１～３：１であることを特徴とする、請求項１に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維。
【請求項４】
前記超高分子量ポリエチレン微小繊維は、直径が２～４ｕｍ、長さが２０～４０ｕｍ、分子重合度が１５０万～３００万、融点が１３０～１３６℃であることを特徴とする、請求項２に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維。
【請求項５】
前記多孔質沸石の粒子径は２０００～２５００メッシュであることを特徴とする、請求項３に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブは、直径が２～４ｎｍ、長さが２０～４０ｕｍ、体積抵抗率≦１００Ωであることを特徴とする、請求項３に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維。
【請求項７】
前記通常の融解紡糸繊維は、ポリエステル、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン、ナイロンのいずれか一方を含むことを特徴とする、請求項１に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維。
【請求項８】
前記融解紡糸された多機能複合繊維は、多孔質沸石とカーボンナノチューブとを含む母粒子Ａ、および、超高分子量ポリエチレン微小繊維を含む母粒子Ｂをブレンドして溶融紡糸することにより得られ、
母粒子Ａ、母粒子Ｂおよび担体粒子を５０～７０℃で撹拌して均一に混合し、ブレンド粒子を得るステップであって、前記担体粒子はＰＥＴ粒子、ポリプロピレン粒子の一方を含み、融解紡糸された多機能複合繊維の総含有量に対する母粒子Ａ、母粒子Ｂに含まれる複合機能基材の総量を０．５％～１０％、複合機能基材の総量に対する母粒子Ｂにおける超高分子量ポリエチレン微小繊維の含有量を５０～８５％に制御する、当該ステップと、
ブレンド粒子をポリマーホッパーに加え、２５０～３００℃で二軸スクリュー押出機により押出し、冷却延伸して巻き取って完成品のフィラメントを得るステップであって、冷却ブロー温度が１７～２１℃、冷却ブロー風速が０．４～０．５ｍ／ｓ、延伸倍率が４～５倍、巻取張力が２０～３０ｃＮである、当該ステップとを含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維の製造方法。
【請求項９】
前記母粒子Ａの製造方法は、
担体粒子、多孔質沸石粉末およびカーボンナノチューブ粉末を５０～７０℃で混合するように撹拌して加熱し、得られた混合材料を二軸スクリュー押出機に投入して２５０～３００℃で押出し、冷却、乾燥、造粒、篩分けを経て、母粒子Ａを得るステップであって、多孔質沸石とカーボンナノチューブとの総含有量は母粒子Ａの１０～２０％であり、多孔質沸石とカーボンナノチューブとの使用量比は２：１～３である、当該ステップを含み、
前記母粒子Ｂの製造方法は、
担体粒子と超高分子量ポリエチレン微小繊維粉末を３０～５０℃で混合するように撹拌して加熱し、得られた混合材料を二軸スクリュー押出機に投入して８０～１００℃で押出し、冷却、乾燥、造粒、篩分けを経て、母粒子Ｂを得るステップであって、超高分子量ポリエチレン微小繊維の総含有量は母粒子Ｂの５～１５％である、当該ステップを含み、
前記担体粒子は、ＰＥＴ粒子、ポリプロピレン粒子の一方を含むことを特徴とする、請求項８に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の融解紡糸された多機能複合繊維の耐切断性織物の製造への応用。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は耐切断性繊維の技術分野に属し、具体的には、耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維及びその製造方法と応用に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
現代工学と技術の分野において、耐切断性繊維の応用は日々に広範囲になっており、特に、安全防護、航空宇宙、自動車製造、船舶工業及びスポーツ用品等の様々な分野に非常に重要な役割を果たしている。これらの分野では、材料の強度、耐久性、軽量性等が高く要求され、耐切断性繊維は優れた物理性能により好まれている。しかし、現在、耐切断性繊維の基材としては、主に超高分子量繊維（ＵＨＭＷＦ）を選択するが、こうして、コストが高くなるだけでなく、生産プロセスも複雑で制御されにくくなる。
【０００３】
超高分子量繊維は、力学的性質と耐切断性に優れるため、耐切断性繊維市場で主導的な地位を占めている。しかし、このような繊維の生産コストが非常に高くなるのは、複雑な製造プロセスと厳しい生産条件という要因がある。また、超高分子量繊維の生産プロセスには高精度の装置と技術的サポートも必要とし、そして、超高分子量繊維の特殊性により、その生産プロセスが制御しにくく、往々して所定の温度と圧力下で行う必要があり、その結果、生産コストと生産の難易度もさらに向上した。
【０００４】
超高分子量繊維に依存する耐切断性繊維製品は、コストと生産の難易度上の問題に加え、機能の面で単一性の問題もある。製造された耐切断性繊維は、超高分子量繊維自体の性質により制限され、往々して単一の耐切断性のみを備え、他の多機能性、例えば、帯電防止、防火、耐熱等の性質に乏しい。耐切断性繊維は、このような単一性により、さらに多くの分野への応用、特に材料の性能要求がさらに厳しい場合、例えば高温環境下での工業生産や軍事装備等への応用が制限されている。
【発明の概要】
【０００５】
この部分の目的は、本発明の実施例のいくつかの態様を概略的に説明し、いくつかの好ましい実施例を簡潔に紹介することである。この部分及び本出願の要約書と発明名称において、この部分、要約書及び発明名称の目的を曖昧にしないように、簡略化又は省略を行う場合があり、このような簡略化又は省略は、本発明の範囲を制限するためのものではない。
【０００６】
上記及び／又は従来技術に存在する問題に鑑み、本発明を提案した。
【０００７】
このため、本発明の目的は、従来技術中の不足を解消し、耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維を提供することである。
【０００８】
上記技術的課題を解決するために、本発明は下記技術的解決手段を提供する。前記融解紡糸された多機能複合繊維は、フレキシブル網状構造を有し、
（i）多孔質沸石、カーボンナノチューブ、超高分子量ポリエチレン微小繊維を複合機能基材とし、通常の融解紡糸繊維を本体繊維基材とすることと、
（ii）融解紡糸された多機能複合繊維に対する複合機能基材の総含有量が０．５％～１０％であることと、を含む。
【０００９】
本発明に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維の好ましい形態として、前記複合機能基材における、超高分子量ポリエチレン微小繊維の使用量と、多孔質沸石およびカーボンナノチューブの総使用量との比は２～５：１である。
【００１０】
本発明に記載の耐切断性の融解紡糸された多機能複合繊維の好ましい形態として、前記複合機能基材における多孔質沸石とカーボンナノチューブとの使用量比は１～３：１である。
（【００１１】以降は省略されています）

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