JPH03811A

JPH03811A - ポリエステル系繊維

Info

Publication number: JPH03811A
Application number: JP13683889A
Authority: JP
Inventors: Tsugihiko Kai; 甲斐　二男子; Masao Seki; 昌夫関; Kazuyoshi Koide; 小出　和佳
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1991-01-07
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JP2555730B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、高強力、高弾性、高結晶性、低収縮性にすぐ
れたポリエステル系繊維に関する。

［従来の技術］ポリエステル系繊維は、広く衣料用及び産業資材用とし
て用いられている。特に産業用に用いられる繊維は、引
張り強度、初期弾性率の大きいもの、また熱による収縮
率の小さいものが要求される。

従来、高強度ポリエステル繊維は、固相重合により、重
合度の大きいポリマーを使用し溶融紡糸した後、延伸す
ることが一般的である。

しかし、重合度の大きいポリエステルからは、高強力の
繊維が得られるが、その反面、固相重合という生産性の
劣る方法を必要とし、紡糸においても、高温、高圧に耐
える設備を必要とするという問題がある。

また、延伸方法としては、ゾーン熱処理延伸法、誘電加
熱延伸法など数多くの例示がある。例えば、ゾーン熱処
理延伸法は、高温加熱、急冷、高温熱固定など、複雑な
工程であるため、加熱、冷却、バランスの少しの変動が
、糸特性に影響を与え、強力、弾性率、収縮率のバラン
スをとることが難かしいという問題があった。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、通常の縮合重合反応で得られる重合度のポリ
エステル繊維を、低温プラズマ雰囲気中で延伸すること
により、高強力、高弾性率、高結晶性、低収縮性を同時
に満足させた繊維を提供することを目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記目的を達成するために次の構成を有する
。

（１）次の（イ）〜（ト）の特性を同時に満足すること
を特徴とするポリエステル系繊維。

（イ）固有粘度二〇、８以下（ロ）引張強度ニア、Ｏｇ／ｄ以上（ハ）初期弾性率：１４０ｇ／ｄ以上（ニ）Ｘ線回折から求めた長周期値が次の関係にある。

Ｄｅ＞Ｄｍ但しＤｅは赤道線方向の長周期値Ｄｍは子午線方向の長周期値（ホ）密度（ｇ／ｃｏり　　：　１．　３８００以上（
へ）沸騰水収縮率＝５％以下０）１５０℃での乾熱収縮率−５％以下（２）ポリエス
テル系繊維が、ポリエチレンテレフタレートを主体とす
る繊維である（１）に記載のポリエステル系繊維。

本発明のポリエステル系繊維とは、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、あるいは、こ
れらに第３成分、たとえば、イソフタル酸スルホネート
、アジピン酸、イソフタル酸、ポリエチレングリコール
などを共重合またはブレンドして得られるものであり、
通常の方法によりチップ化された固有粘度０．８以下、
一般に衣料用として用いられる固有粘度０．７前後の繊
維化したものをいう。

本発明のポリエステル系繊維を得るには、固有粘度が０
．８以下であるポリエステルの未延伸糸、あるいは、半
延伸糸、延伸糸を、低温プラズマ雰囲気中で延伸を行な
うのである。低温プラズマにより、ポリエステル繊維内
のポリマー分子が著しく活性化し、極めて安定した延伸
が行なわれ、前述の特性を同時に満足した、優れた延伸
糸を得ることができる。かかるポリエステル系繊維は、
本発明者らによって初めて提供されるものである。

本発明のポリエステル系繊維の特徴の一つは、固有粘度
が０．８以下であることである。

固有粘度とはポリエステル繊維ポリマーの重合の程度を
便宜的に表わすものであり、一般に高い重合度のものほ
ど高い固有粘度を示す。固有粘度を高（するには重合時
間を長くしたり、または固相重合などを行なうのが一般
的である。それに比例して製造コストも高くなるのが普
通である。特に固有粘度が０．８を越えると急激に製造
コストが高くなる。

本発明の目的は、高強力、高弾性、低収縮性のポリエス
テル繊維を安価に提供することにあることから、本発明
で得られるポリエステル繊維の固有粘度は０．　８以下
、好ましくは０．　７以下とする必要がある。

さらに、本発明のポリエステル系維の特徴は、固有粘度
０．　８以下であるにもかかわらず引張強度７．０ｇ／
ｄ以上、初期弾性率１４０ｇ／ｄと極めて高い引張り特
性を示すと同時に、沸騰水収縮率５％以下、１５０℃で
の乾熱収縮率５％以下と、極めて高い寸法安定性を示す
ことにある。この、引張り特性と寸法安定性とは反比例
的な関係にあるのが普通である。すなわち、高強力、高
弾性を得るためには、高倍率の延伸が一般に行なわれる
が、このようにして得られたポリエステル系繊維は高い
沸とう水収縮率あるいは乾熱収縮率を示すのが普通であ
る。また逆に、収縮率を低く押さえるためには、一般に
弛緩熱処理が行なわれるが、この場合は低い強度、低い
初期弾性を示すポリエステル繊維しか得られないのが普
通である。

本発明はこのように、従来技術では排他的であった高い
引張り特性と高い寸法安定性を同時に満足するポリエス
テル系繊維を安価に提供できるのである。

さらに本発明のポリエステル系繊維は密度が１゜３８０
０ｇ／ｃｎ１以上を示すのが特徴である。この密度以下
では、固有粘度０．８以下のポリエステル繊維では前述
の高い引張り特性は得られない。

加えて、本発明のポリエステル系繊維は、Ｘ線回折から
求めた結晶の赤道方向の長周期値Ｄｅが子午線方向の長
周期値Ｄｍより大きいことにある。

固有粘度が０．８以下のポリエステル系繊維は、Ｄｅが
Ｄｍより小さいのが普通であり、本発明のポリエステル
系繊維が優れた引張り特性を示す一つの理由は、この結
晶構造の特異性にあるものと思われる。

本発明の低温プラズマとは、特定のガスを封入した減圧
容器内で、高電圧を印加することにより発生するもので
、かかる放電は、火花放電、コロナ放電、グロー放電な
ど種々の形態のものがあるが、放電が均一で活性化作用
に優れたグロー放電が特に好ましい。放電周波数は、低
周波、高周波、マイクロ波を用いることができ、また直
流も用いることができる。

活性化を与えるガスとしては、例えば、Ａｒ。

Ｎ２、Ｈｅ５ＣＯ２、Ｃ０１０２、Ｎ２ｏＸＣＦ４、Ｎ
Ｈ４、Ｎ２、空気などおよび、これらの混合された非重
合性のガスが好ましく、特に強いエツチング作用を有し
ないＡｒ、Ｉ−（ｅ、Ｎ２、空気、Ｃ０１Ｈ２０などが
好ましい。

本発明のポリエステル繊維表面は、当然のことながら表
面分子に種々の基が結合する。例えばカルボニル基、カ
ルボキシル基、ヒドロオキシ基、ヒドロオキシパーオキ
サイド基等の酸素含有基が付与される。

また使用するガスの種類によっては、窒素含有基などが
生成し、ＳＲ性能、吸水性能が同時に付与される。

０２Ｆ４、トリメトキシシランのような重合性のガスは
、プラスチックの表面に重合膜を形成するため、延伸性
を疎外する場合があり、撥水性などの機能を付与する場
合以外の使用は好まＬ　＜ない。

本発明のポリエステル系繊維を得るための低温プラズマ
処理は、０．０１〜５　Ｑ　Ｔｏｒｒ、好ましくは０．
５〜２ＱＴｏｒｒの圧力下で実施することが、放電安定
性の面から好ましい。

プラズマ処理を実施する装置は、特に限定されるもので
はなく、真空容器内に、延伸装置を組み入れたバッチ式
型のもの、またはシール方式を取り入れた連続式型のも
のを使用することができ、プラズマ延伸ゾーンの前後に
、必要に応じて熱板、ホットローラーなどを接続しても
よい。

以下実施例により、本発明を説明するが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。

なお、実施例、比較例に示す物性値は次の方法で測定し
た。

［実施例］次に実施例に基づいて説明するが、本発明に係る繊維特
性及び繊維構造パラメータの測定法は次の通りである。

（イ）強度Ｔ／Ｄ、伸度Ｅ１及び初期引張抵抗度（弾性
率）ＭｉＪＩＳ−Ｌ１０１７によった。試料をかせ状にとり、２
０℃、６５％ＲＨの温湿度調節された部屋に２４時間以
上放置後、“テンシロン　ＵＴＬ−４Ｌ”型引張試験機
（東洋ボールドウィン■製）を用い、試長２５ｃｍ、引
張速度３０ｃｍ／ｍｉｎで測定した。

（ロ）沸騰水収縮率ΔＳ試料をかせ状にとり、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調節
室で２４時間以上放置した後、試料の０゜１ｇ／ｄに相
当する荷重を掛けて測定した長さＬＯの試料を布袋に入
れ、無緊張状態で沸騰水中３０分間処理する。処理後の
サンプルを風乾し、上記温湿度調節室で２４時間以上放
置し、再び上記荷重をかけて測定した長さしから次式に
よって算出した。

ΔＳ（％）−（Ｌｏ−Ｌ）／ＬｏＸ１００（ハ）乾熱収
縮率試料をかぜ状にとり、２０℃、６５％ＲＨり温湿度調節
室で２４時間以上放置した後、試料の０゜１ｇ／ｄに相
当する荷重を掛けて測定した長さＬＯの試料を無緊張状
態で１５０℃のオーブン中で３０分間処理する。処理後
のサンプルを風乾し、上記温湿度調節室で２４時間以上
放置し、再び上記荷重をかけて測定した長さしから次式
によって算出した。

ΔＳ（％）＝　（Ｌｏ−Ｌ）／Ｌｏｘ１００（ニ）固有
粘度（ＩＶ）試料をオルソクロロフェノール溶液に溶解し、オストワ
ルド粘度計を用いて２５℃で測定した。

（ホ）複屈折日本光学工業■製ＰＯＨ型偏光顕微鏡を用い、Ｄ線を光
源として通常のベレックコンペンセーター法により求め
た。

（へ）密度四塩化炭素を重液、ｎ−ヘプタンを軽液として作成した
密度勾配管を用い、２５℃で測定した。

（ト）長周期（）小角Ｘ線散乱写真から、赤道線方向（Ｄｅ）及び子午線
方向（Ｄｍ）の大きさを求めた。

小角Ｘ線散乱写真撮影Ｘ線発生装置　理学電機社製　Ｒυ−２００型Ｘ　線源
：ＣｕＫα線（Ｎｉフィルター使用）出　　　　　カニ　５０ｋＶ　　１５０ｍＡスリット系
：０．３ｍｍφ 撮影条件　カメラ半径　４００ｍｍ露出時間　１２０分フィルム　Ｋｏｄａｋ　ＤＥＦ−５［実施例コ実施例１〜６．比較例１〜４ポリエステルチップを公知の溶融紡糸法により紡糸速度
３０００ｍ／分で１４０デニール、２４フイラメントの
半延伸糸を得た。該糸の固有粘度は０．６３５であった
。この糸を両端にシール機構を施した連続加工式プラズ
マ処理機で、次の雰囲気で延伸を実施した。

（低温プラズマ条件）使用ガス：空　　気周波数：１１０ＫＨｚ処理圧カニ　８．　１０Ｔｏｒｒ印加電圧：３，４ＫＶ次にプラズマ雰囲気中で延伸した延伸糸の物性を第１表
に示す。

比較例として、プラズマ雰囲気中で延伸することなく９
０℃及び１５０℃の熱板を用いて延伸したもの（比較例
１．２）、熱板を用いないで冷延伸したもの（比較例３
）、また１０Ｔｏｒｒの減圧下で延伸したもの（比較例
４）（いずれも各々限界延伸倍率で延伸）各糸の物性を
第１表に示す。

プラズマ雰囲気中で延伸した糸は、高重合度原料使いの
糸なみに高強力、高弾性率を示し、高結晶性、低収縮性
の特性を兼ね備えた高品質の糸が達成されている。また
プラズマ雰囲気中で行なう延伸は、延伸性が飛躍的に向
上する。

［発明の効果］本発明のポリエステル系繊維は、衣料用グレードの固有
粘度の原料で高強力、高弾性率、高結晶性、低収縮性を
有し、従来のポリエステル系繊維では存在しない極めて
優れた上記物性を同時に満足する繊維である。したがっ
て、衣料用、産業用など汎用性に著しく優れる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）次の（イ）〜（ト）の特性を同時に満足すること
を特徴とするポリエステル系繊維。（イ）固有粘度：０．８以下（ロ）引張強度：７．０ｇ／ｄ以上（ハ）初期弾性率：１４０ｇ／ｄ以上（ニ）Ｘ線回折から求めた長周期値が次の関係にある。Ｄｅ＞Ｄｍ但しＤｅは赤道線方向の長周期値Ｄｍは子午線方向の長周期値（ホ）密度（ｇ／ｃｍ＾３）：１．３８００以上（ヘ）
沸騰水収縮率：５％以下（ト）１５０℃での乾熱収縮率：５％以下
（２）ポリエステル系繊維が、ポリエチレンテレフタレ
ートを主体とする繊維である請求項（１）に記載のポリ
エステル系繊維。