JPH0397914A - ポリエステル繊維とその製造法 - Google Patents

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，タイヤ補強用等の産業資材用繊維として適し
た寸法安定性の改良されたポリエステル繊維とその製造
法に関するものである。

（従来の技術） ポリエチレンテレフタレート繊維で代表されるポリエス
テル繊維は，衣料用．産業資材用として広く用いられて
いるが，近年，産業資材用繊維，特にタイヤ補強用繊維
の高性能化への要求が高まっており１熱に対する寸法安
定性が良好なｍ維が要望されている。

寸法安定性の向上したポリエステル繊維を製造しようと
する試みは種々なされており．例えば，特公昭６３−５
２８号公報及び同６３−５２９号公報には，ポリエステ
ル繊維を製造する際に，紡糸速度を高めて高配向の未延
伸系とし，連続して延伸する方法が提案されている。し
かし，この方法で得られる繊維は，収縮率が大きく，寸
法安定性が十分でない。

また．特開昭６０−２５９６２０号公報には．高速で溶
融紡糸して巻き取った後．多段延伸して高初期ヤング率
で，低収縮性のポリエステル繊維を製造する方法が提案
されているが．この方法で得られる繊維は，延伸倍率の
配分が適切でないためか．高複屈折率で，非晶部の配向
がかなり進行しており．収縮率が高く，寸法安定性に劣
るものである。

さらに，特開昭６３−１６５５４７号公報には，高弾性
率ポリエステルタイヤコード及びその製造方法について
記載されており，ポリエステル繊維を製造するに際し．
　５０００ｍ／ｍｉｎ以上の紡糸速度で溶融紡糸した後
．１．２〜１．８倍に熱延伸する方法が開示されている
が，いわゆる２工程法であり，コスト的に問題がある。

さらに．特開昭６３−１５９５１８号公報には，熱的に
安定なポリエステル繊維に関する発明が開示されている
が，強度が低く，産業資材用繊維としては不満足なもの
である。

（発明が解決しようとする課題〉 本発明は，熱に対する寸法安定性が良好で，産業資材用
繊維として適したポリエステル繊維を高生産性のもとに
製造することを可能にしようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は，上記の課題を解決するものでありその要旨は
次のとおりである。

（１）実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポ
リエステル織維であって，強度が７，［）ｇ／ｄ以上９
初期ヤング率が８５ｇ／ｄ以上，伸度が２０％以下．結
晶化度Ｘρが０．４５以上，複屈折率△ｎと結晶化度Ｘ
ρとの比が０．３８〜０．４５であることを特徴とする
ポリエステルｗ！維。

（２）実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポ
リエステルを溶融紡糸し．紡出糸条を紡糸［１金直下に
設けた加熱筒を通した後，冷却固化し，油剤を付与して
２０００ｍ　／分以上の速度で引取り，連続して２段以
上で１．５〜２．３倍に延伸し，熱処理することからな
るポリエステル繊維の製造法において，最終の延伸段の
延伸ローラの表面温度を２２０〜２５０℃とし，最終の
延伸段の延伸ローラに巻回されている糸条から２０〜１
００ｍｍ離れた位置に表面温度が２５０〜５００℃に加
熱された非接触型熱板を配設して延伸糸条を加熱し，再
度加熱ローラで熱処理した後，巻き取ることを特徴とす
るポリエステルＩａ維の製造法。

以下，本発明について詳細に説明する。

本発明のポリエステル繊維は，第一に，強度が５．５ｇ
／ｄ以上，初期ヤング率が８５ｇ／ｄ以上，伸度が２０
％以下であることを特徴としている。これらの特性値を
満足することにより，産業資材用繊維，特にタイヤコー
ドで代表されるゴム補強用繊維として好適なものとなる
のである。

本発明のポリエステル繊維は，第二に，結晶化度Ｘρが
０．４５以上，複屈折率Δｎと結晶化度Ｘρとの比が０
．３８〜０．４５であることを特徴としている。

すなわち，本発明のポリエステル繊維は，高結晶化度で
低配向度のものであり，熱に対する寸法安定性が良く．
この特性が後工程のディップ処理工程等を経ても維持さ
れるのである。

熱に対する寸法安定性を良くするには，高結晶化度で低
配向度の繊維とする必要があるが，配向度が低すぎると
強度あるいは初期ヤング率が低くなり．ゴム補強用繊維
として不適当なものとなる。

配向度の指標である複屈折率Δｎと結晶化度を適切な範
囲に選ぶ必要があり，結晶化度Ｘρが０．４５以上．複
屈折率Δｎと結晶化度Ｘρとの比が０．３８〜０．４５
である場合にゴム補強用繊維として奸適なものとなるこ
とが分かったのである。これらの条件が満たされないと
強度あるいは初期ヤング率が低くなるか，寸法安定性の
劣ったものとなる。

本発明におけるポリエステルとしては，ポリエチレンテ
レフタレート及びこれを主体とするポリエステルが使用
され，相対粘度（フェノールとテトラクロルエタンとの
等重量混合物を溶媒とし，濃度０．５ｇ／ｄ！，温度２
５℃で測定）が１．４５以」二，好ましくはｌ，５０以
上のものが使用される。また耐熱性を向上させるために
，エポキシ化合物専の末端力ルボキシル基封鎖剤を添加
して紡糸することが望ましい。

本発明の繊維は，産業資材用，特にタイヤコードで代表
されるゴム補強用に適したものであり，総繊度２５０〜
２０００ｄ，　　フィラメント数３６〜６００とするの
が適当である。

次に．本発明のポリエステル繊維の製造法を図面に基づ
いて詳細に説明する。

第１図は，本発明の方法の一実施態様を示す説明図であ
る。第１図において，１は紡糸筒，２は紡出糸条，３は
引取リローラ，４はネルソン式の第１延伸ローラ，５は
スチームジェット装置．６はネルソン式の第２延伸ロー
ラ，７は第２延伸口−ラ６に巻回された糸条の近傍に配
設された非接触型熱板，８は第２延伸ローラ６を取り囲
むヒートボックス，９は加熱ローラ，１０は巻取装置で
ある。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）は，第１図の装置における非接
触型熱板の配設例を示す説明図である。

本発明の方法は．第１図に示したような直接紡糸延伸装
置を用い，溶融紡出された糸条を冷却固化後，油剤を付
与して引取ったポリエステル未延伸糸条を一旦巻取るこ
となく連続して２段以上の多段で延伸し，引き続き熱処
理して巻き取るものである。

まず，重縮合装置から高粘度の溶融ポリエステルを直接
紡糸装置（図示せず）に導入するか，あるいは一旦チッ
プにした高粘度のポリエステルをエクストルーダ等によ
り溶融した後．前記紡糸装置に導入し，常法により溶融
紡糸して冷却固化した後．油剤を付与し，表面速度が２
０００ｍ　／分以」二の引取リローラ３により引取る。

紡糸に際しては冷却を均一にして糸条の均斉度を高める
ため，糸条のフィラメント数，単糸織度，紡糸口金の吐
出孔の孔径及び配列，紡糸温度，加熱筒の長さ及び加熱
筒内の雰囲気温度，冷却ゾーンの長さ，冷却風の温度と
速度．冷却風の吹き付け方法（円周方向からの吹き付け
又は吸引が好ましい。）等を．ポリエステルの相対粘度
や紡糸速度との関連において最適な組み合わせにするこ
とが必要である。

次いで，引取られた未延伸糸条２に．引取リローラ３と
ネルソン式の第ｌ延伸ローラ４との間で延伸倍率を１．
０〜２．０として第１段目の延伸を施す。

このとき，引取リローラ３の表面温度は糸条２のガラス
転移点近傍の温度とする。次いで３第１延伸ローラ４と
ネルソン式の第２延伸ローラ６との間に配設された温度
が３５０〜５００℃のスチームを噴射するスチームジェ
ット装置５を用いて糸条２を加熱しながら前記ローラ間
で全延伸倍率が１．５〜２．３となるようにして第２段
目の延伸を施す。このとき，第１延伸ローラ４の表面温
度は，通常．非加熱〜糸条２のガラス転移温度の範囲と
する。

引き続き．延伸糸条を加熱ローラ９で熱処理し，巻取装
置１０で巻き取る。

本発明の方法の第一の特徴は，未延伸糸条の引取り速度
を２０００ｍ　／分以上，好ましくは２３００ｍ　／分
以上とすることである。引取り速度がこれより遅いと伸
度を２０％以下するには延伸倍率を大きくしなければな
らず，配向度が高くなりすぎて寸法安定性の良好なポリ
エステル繊維を得ることができない。

本発明の方法の第二の特徴は，延伸倍率を１．５〜２．
３倍の範囲とする点にある。延伸倍率がこの範囲より小
さいと強度や初期ヤング率の不満足な繊維しか得られず
，逆にこの範囲より大きいと配向度が高くなりすぎて寸
法安定性の良好なポリエステル繊維を得ることができな
いばかりでなく，毛羽立ち等により操業性も悪くなる。

本発明の方法の第三の特徴は，延伸糸条２を熱処理する
に際して，加熱された第２延伸ローラ６と同ローラに巻
回された糸条の近傍に配設された非接触型熱板７により
糸条２を均一に加熱しながら，さらに加熱ローラ９で熱
処理を与える点にある。本発明の方法における前記非接
触型熱板７は第２延伸ローラ６に巻回された糸条の近傍
に配設されるものであり，その有効巾は少なくとも第２
延伸ローラ６に巻回された糸条の第１巻回目から最終巻
回目までを覆うものでなければならず，第２延伸ローラ
６の有効長や第２延伸ローラ６への糸条の巻回数にもよ
るが，通常，１５０〜２５０ｍｍとずるのがよい。有効
長は，第２延伸ローラ６の直径や配設位置（ローラの中
心間距離）にもよるが，通常，３００〜７００ｍｍとす
るのがよい。また，その配設位置は，第２延伸ローラ６
に巻回された糸条から２０〜１００　ｍｍ離れた位置と
し，第２図（Ａ）に示したような巻回された糸条の外側
又は第２図（Ｂ）に示したような巻回された糸条の内側
のいずれであってもよいが，装置の小型化と摸作性の点
で第２図（Ｂ）のような内側に配設したものとするのが
好ましい。

本発明の方法では，延伸糸条２を熱処理するに際し，第
２延伸ローラ６の表面温度を，糸条２の総繊度や延伸速
度にもよるが，２２０〜２５０℃とする。

第２延伸ローラ６の表面温度がこの範囲より低いと，糸
条２に熱処理効果が十分発現しないため結晶化度が高く
ならず，−この範囲より高いと．第２延伸ローラ上の糸
条２が融着するため好ましくない。また，非接触型熱板
７の表面温度は，糸条２の総繊度や延伸速度にもよるが
，通常，２５０〜５００℃とする。非接触型熱板７の表
面温度がこの範囲より低いと，第２延伸ローラ上の糸条
２を十分加熱することができず，この範囲より高いと，
第２延伸ローラ上の糸条２が融着するため好ましくない
。

延伸段数は，２段以上の多段とすることが必要である。

１段延伸では十分延伸することができず高強度の繊維が
得られない。また．最終延伸段における糸条の加熱手段
としては，温度が３５０〜５００℃のスチームを噴射す
るスチームジェット装置や表面温度が１５０〜２４０℃
の熱板等が用いられる。

本発明の方法は，高速直接紡糸延伸法で高強力ポリエス
テル繊維を製造するに際し，最終延伸段の延伸ローラに
巻回された糸条の近傍に非接触型熱板を配設して糸条を
加熱し，かつ引き続いて加熱ローラで熱処理するもので
あり，本発明の方法によれば．最終延伸段の延伸ローラ
の表面温度を糸条が融着するような高温に設定すること
なく高い熱処理効果を得ることができるため，結晶化度
が高く，適度な配向度を有する寸法安定性の良好なポリ
エステル繊維を製造することができる。

（実施例） 次に実施例により本発明を具体的に説明する。

なお，本発明における特性値の測定法は次のとおりであ
る。

強伸度及び初期ヤング率 ＪＩＳ　Ｌ　１０１３に準じて測定した。

結晶化度 ＪＩＳ　Ｌ　１０１３に準じて，四塩化炭素とりグロイ
ンにより作或した密度勾配管により密度ρを測定して下
記の式で算出した。

（ρ轟＝　１，　３３５ｇ　／　ｃｕｔ，　　ρゎ＝　
１．　４５５ｇ　／ｃｎｆ）複屈折率 ベレックコンペンセーターを備えた偏光顕微鏡を用い，
浸液としてトリクレジルホスフェートを使用して測定し
た。

乾熱収縮率 ＪＩＳ　Ｌ　１０１３に準じ，試料を１８０℃で３０分
間無張力下で熱処理して測定した。

結晶サイズ Ｘ線広角散乱で得られる赤道走査の（０１０），　（１
００）．（ＴＯ５）の強度分布曲線の半価巾よりシェラ
ーの式を用いて求めた。

長周期 Ｘ線小角散乱で繊維軸に直角に照射して得られる子午線
方向の測定よりブラッグの式を用いて求めた。

実施例 相対粘度がｌ．５８のポリエチレンテレフタレートチッ
プを通常のエクストルーダ型溶融紡糸機に供給し，紡糸
温度２９５℃で，孔径０，５ｍｍの紡糸孔を１９２孔有
する紡糸口金から吐出し，温度３００℃，長さ９ｃｍの
加熱筒を通過させた後，温度１８℃の冷却風が３６ｍ／
分の速度で供給されている長さ３０ｃｍの円筒型冷却装
置で冷却固化し．紡糸油剤を付与した後．７０℃に加熱
された引取りローラで引取り，連続して延伸し．　１０
００ｄ／１９２ｆの延伸糸を得た。

延伸は２段で実施し，７０℃の引取りローラと非加熱の
第１延伸ローラとの間で延伸倍率１，２０で第１段の延
伸を行い，次いで第１延伸ローラと加熱第２延伸ローラ
　（ネルソン式）との間で，第１延伸ローラの１５ｃｍ
下流位置に配設した温度４５０℃のスチームを噴射する
スチームジェット装置を使用して第２段延伸を行った。

このとき，第２延伸ローラの巻回糸条から外側に５ｃｍ
離れた位置に有効巾２０ｃｍ，有効長６０ｃｍの非接触
型熱板を配設して第２延伸ローラ上の延伸糸条を加熱し
，引き続き２００℃の加熱ローラ　（ネルソン式）で熱
処理した。

この際の各ローラ等の速度，全延伸倍率．温度及び操業
性を第１表に．得られた延伸糸の糸質を第２表に示す。

　（Ｎα８及びＮ（１１０では，第２延伸口−ラ上で糸
条が融着し．糸切れが多発したため糸質の測定を省略し
た。） また，Ｎα２，４．５及び７の延伸糸の微細構造を測定
した結果を第２表に併せて示す。

第 ｌ 表 注二ＮａにＯを付したものが実施例で．他は比較例であ
る。

第 ２ 表 次に．上記Ｎα２，４．５及び７の延伸糸について，次
のようにしてディップコード化し．デイツプコードの強
力及び乾熱収縮率を測定した。

上記の延伸糸にリング撚糸機により２方向に４９回／ｌ
ｏｃ＋ｎの下撚をかけ，２本合糸してＳ方向に４９回／
１０ｃｏ＋の上撚をかけて生コードとした。

次いで，リッツラ−社製デイッピングマシンを用い．次
のディップ液を３．５％付着させ，乾燥ゾーン１６０℃
×６０秒，熱処理ゾーン２４０℃Ｘ６０秒×２回，ディ
ップ張力１．１０ｋｇ／コード（荷重４．５ｋｇ時の中
間伸度が３．６±０．２％となるように設定）の条件で
処理し，ディップコードとした。

ディップ液 レゾルシンとホルムアルデヒドとをモル比１：１．２で
反応させた初期縮合物１重量部に固形分濃度２０重量％
のゼンタックラテックス　（ゼネラルタイヤ社製商品名
）を固形分として４．３重量部混合し，水酸化ナトリウ
ムでｐＨを９．５に調整したものとバルカボンドＥ（バ
ルナックス社製商品名）とを８３　：　１７の重量比で
混合した混合液。

結果を第３表に示す。

第　　３ 表 （発明の効果） 本発明によれば，熱に対する寸法安定性が良好で．ゴム
補強用等の産業資材用繊維として好適なポリエステル繊
維を高生産性のもとに製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施態様を示す説明図，第２
図（Ａ＞及び（Ｂ）は第１図の装置における非接触型熱
板の配設例を示す説明図である。 ２：糸条．３：引取リローラ，４：第１延伸ローラ，５
：スチームジェット装置．６：第２延伸ローラ，９：加
熱ローラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポ
   リエステル繊維であって、強度が７．０ｇ／ｄ以上、初
   期ヤング率が８５ｇ／ｄ以上、伸度が２０％以下、結晶
   化度Ｘρが０．４５以上、複屈折率Δｎと結晶化度Ｘρ
   との比が０．３８〜０．４５であることを特徴とするポ
   リエステル繊維。
2. （２）実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポ
   リエステルを溶融紡糸し、紡出糸条を紡糸口金直下に設
   けた加熱筒を通した後、冷却固化し、油剤を付与して２
   ０００ｍ／分以上の速度で引取り、連続して２段以上で
   １．５〜２．３倍に延伸し、熱処理することからなるポ
   リエステル繊維の製造法において、最終の延伸段の延伸
   ローラの表面温度を２２０〜２５０℃とし、最終の延伸
   段の延伸ローラに巻回されている糸条から２０〜１００
   ｍｍ離れた位置に表面温度が２５０〜５００℃に加熱さ
   れた非接触型熱板を配設して延伸糸条を加熱し、再度加
   熱ローラで熱処理した後、巻き取ることを特徴とするポ
   リエステル繊維の製造法。