JPH06192913A - ポリエステル繊維の製造法 - Google Patents

ポリエステル繊維の製造法

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JPH06192913A
JPH06192913A JP35955992A JP35955992A JPH06192913A JP H06192913 A JPH06192913 A JP H06192913A JP 35955992 A JP35955992 A JP 35955992A JP 35955992 A JP35955992 A JP 35955992A JP H06192913 A JPH06192913 A JP H06192913A
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JP
Japan
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spinning
polyester
speed
yarn
undrawn yarn
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JP35955992A
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English (en)
Inventor
Kazunori Hashimoto
和典 橋本
Koji Kakumoto
幸治 角本
Shuji Miyazaki
修二 宮崎
Masaru Sugawa
勝 栖川
Masatsugu Mochizuki
政嗣 望月
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 固有粘度が 0.8〜1.1 のポリエチレンテレフ
タレート又はこれを主体とするポリエステルを溶融紡糸
し、3000m/分以上の速度で未延伸糸を引き取った後、
熱延伸する方法において、式 (イ) 及び (ロ) を満足さ
せる。 (イ) ρ≧0.57△n+1.32 (ロ) 0.07≦△n≦0.09 〔ρは未延伸糸の密度(g/cm3)、△nは未延伸糸の複
屈折率を示す。〕 【効果】 産業資材用途に適する高強度で熱に対する寸
法安定性の優れたポリエステル繊維を工業的に安定に生
産性よく製造することができる

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、産業資材用に適した高
強度で、熱に対する寸法安定性の優れたポリエステル繊
維を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート繊維に代表
されるポリエステル繊維は、産業資材用として広く使用
されているが、高性能化への要求の高まりとともに、熱
に対する寸法安定性の良好な繊維が要望されている。
【0003】ポリエステル繊維の熱に対する寸法安定性
を高める方法として、紡糸速度の高速化により、分子配
向度の高い未延伸糸を引き取り、熱延伸を施す方法が従
来より知られている(特公昭63−528 号及び同63−529
号等) 。近年、より高度な性能の要求により、紡糸速度
はさらに高速化の方向に進み、紡糸ドラフトゾーンで配
向結晶化させる方法が提案されている。しかし、通常、
配向結晶化した繊維は破断伸度が低く、高強度化に必要
な高倍率の延伸が非常に困難である。
【0004】例えば、特開昭60−259620号公報には、配
向結晶化した未延伸糸を多段延伸する方法が提案されて
いるが、高配向の未延伸糸を2倍以上の倍率で延伸する
ことは、操業的に非常に困難である。
【0005】また、特公平3−21647 号公報には、3000
m/分以上の速度で引き取り、配向結晶化した未延伸糸
を 125℃以上の延伸開始温度で 1.5〜2.0 倍に延伸する
方法が提案されているが、延伸糸の破断伸度が7〜8%
程度で極端に低く、この場合も操業上の問題があり、特
に、紡糸と延伸を連続して行うスピンドロー法のように
高速で延伸を行う場合、操業が極めて困難である。
【0006】この他にも、配向結晶化が予想される速度
で引き取った未延伸糸を、熱延伸する方法は提案されて
いるが、いずれも強度が低いか、延伸を別工程で低速で
行ったものであり、寸法安定性と強度の両方を十分に満
足する繊維を工業的規模で生産性よく製造する方法は未
だ確立されるに至っていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、良好
な寸法安定性と高い強度特性を兼ね備えたポリエステル
繊維を、工業的に安定に生産性よく製造することのでき
るポリエステル繊維の製造法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決する手段】本発明者らは、上記の目的を達
成するために検討を重ねた結果、配向度が低い状態で配
向結晶化した未延伸糸を熱延伸することにより、高強度
で寸法安定性の優れたポリエステル繊維が得られること
を見出した。
【0009】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたもので、その要旨は次の通りである。固有粘度が
0.8〜1.1 のポリエチレンテレフタレート又はこれを主
体とするポリエステルを溶融紡糸し、3000m/分以上の
速度で未延伸糸を引き取った後、熱延伸する方法におい
て、式 (イ) 及び (ロ) を満足させることを特徴とする
ポリエステル繊維の製造法。 (イ) ρ≧0.57△n+1.32 (ロ) 0.07≦△n≦0.09 〔ρは未延伸糸の密度(g/cm3)、△nは未延伸糸の複
屈折率を示す。〕
【0010】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明におけるポリエステルは、実質的にポリエチレンテ
レフタレートからなるものであり、ポリエステル本来の
性質を損なわない程度において、耐熱剤、難燃剤、艶消
剤等の第3成分が混合されていてもよい。そして、ポリ
エステルは、固有粘度(フェノールとテトラクロロエタ
ンとの等重量混合物を溶媒として、温度20℃で測定)が
0.8〜1.1 の範囲のものであることが必要がある。固有
粘度がこの範囲より低いと強度特性が劣ったものとな
り、また、この範囲より高いと紡糸応力が高く、配向結
晶化をコントロールしにくいため、好ましくない。
【0011】本発明の特徴は、ポリエステルを溶融紡糸
する際に、分子の配向が促進されないうちに、結晶化さ
せた未延伸糸を引き取り、熱延伸を施すことにあり、具
体的には、未延伸糸の密度と複屈折率を前記の式(イ)
及び (ロ)の範囲にすることである。
【0012】配向結晶化による結晶化度と配向度とは紡
糸速度3000m/分以上ではほぼ比例関係にあり、ポリエ
ステルの固有粘度が一定であれば、両者はほぼ一義的に
決まる。しかし、厳密には紡糸条件の制御やポリマー中
の成分の調整により、結晶化と配向のバランスをコント
ロ−ルでき、式(イ)及び(ロ)を満足する未延伸糸
が、引き続き行われる熱延伸により、高強度で寸法安定
性の優れた繊維となることが判明した。
【0013】すなわち、式(イ)を満足することによ
り、配向結晶化しつつ、破断伸度の残った未延伸糸とな
るのである。溶融紡糸において起こる配向結晶化は、糸
条の温度と糸条に加わる応力との関係によってその発生
点が決まり、紡糸速度が高速であるか、あるいは溶融粘
度が高い場合、糸条に加わる応力が高くなり、より高温
な領域で配向結晶化が起こり、結晶化終了時の応力によ
り、配向度が決まる。本発明の要点は、配向度が高すぎ
ない状態で、配向結晶化を起こすことであり、言い換え
れば、応力が高すぎない位置で配向結晶化を起こすこと
である。
【0014】配向結晶化を応力の低い時点で起こすに
は、糸条が紡糸口金から紡出された初期の応力は低く保
ち、その後の応力勾配を大きくすることが必要である。
固有粘度が 0.8〜1.1 のポリエステルであれば、紡出温
度を 290〜310 ℃とし、紡糸口金から10cm下方までの雰
囲気温度を 300〜350 ℃とすることが必要であり、加熱
筒等を配設して制御することが望ましい。紡出温度とこ
の雰囲気温度がこの範囲より低いと初期応力が高すぎ、
3000m/分以上の高速引取が困難になり、また、紡出温
度とこの雰囲気温度がこの範囲より高いとその後の冷却
が不完全になり、配向結晶化の発生が遅くなり、高配向
な未延伸糸となってしまう。さらに、配向結晶化の発生
が予想される紡糸口金から30〜70cm下方での雰囲気温度
を60℃以下とする必要がある。冷却方法は10〜25℃の冷
却風を60m/分以上の風速で20cm以上の長さに渡って吹
き付けることが望ましい。繊度の大きい糸条を高速で引
取る場合、糸条が持ち込む熱量が大きいと同時に上部の
高温の気流が多量に糸条に随伴されるため、上記の温度
まで冷却することは困難であるので、加熱筒と冷却装置
との間で、気流を調整する等、外気との熱交換を効率的
に行うことが望ましい。以上のような紡糸線上での極端
な温度勾配を設定することにより、本発明の目的とする
結晶化と配向の制御が可能となるのである。
【0015】また、ポリエステルに芳香族カルボン酸の
アルカリ金属塩を少量含有させることにより、より低配
向で結晶化を促進させることが可能となる。芳香族カル
ボン酸のアルカリ金属塩を含有させると、これが溶融ポ
リエステル中において結晶化を促進する核となり、無添
加の場合より低い紡糸応力で配向結晶化が発生するので
ある。また、この芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩は
分散性に優れており、少量の添加量では繊維の強度特性
を阻害することはほとんどない。
【0016】芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩の具体
例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、安息香酸、
サリチル酸等の芳香族モノ又はジカルボン酸のリチウム
塩、ナトリウム塩及びカリウム塩が挙げられ、これらは
ポリエステルの重合時又は紡糸時に押出機中で混合する
ことができる。
【0017】ポリエステルに対する芳香族カルボン酸の
アルカリ金属塩の添加量は、0.03〜0.50重量%が適当で
あり、この範囲より少ないと結晶化促進の効果が少な
く、この範囲より多いとポリエステルの粘度が低下する
等、強度特性に影響するため、好ましくない。
【0018】未延伸糸の複屈折率は、式(ロ)の範囲に
する必要がある。複屈折率がこの範囲より低いと配向結
晶化が十分促進されず、延伸後の寸法安定性が悪くな
る。また、この範囲より高いと伸度が低くなりすぎ、延
伸倍率が低くなるため、強度の低いものになってしま
う。
【0019】さらに、引取速度は、3000m/分以上にす
る必要があり、好ましくは3500〜4500m/分とするのが
適当である。引取速度が3000m/分より低いと紡糸応力
が低く、配向結晶化が起こらない。
【0020】引き取られた未延伸糸は、一旦巻き取って
から熱延伸されるか、紡糸に連続して延伸するスピンド
ロー法により熱延伸されるが、生産性を高めるにはスピ
ンドロー法が好ましく、本発明の方法はスピンドロー法
のような高速延伸にも十分対応できる。熱延伸は2段以
上の多段延伸が好ましく、加熱方法としては、加熱ロー
ラや加熱蒸気、ヒートプレート、ヒートボックス等によ
る方法があるが、特に限定されるものではない。延伸温
度は 120〜220 ℃程度が適当であり、延伸に引続き 130
〜250 ℃、好ましくは 160〜220 ℃の温度で弛緩熱処理
を施すことが望ましい。特に延伸速度が3000m/分以上
の高速の場合、 250℃以上の高温熱処理を試みても、十
分な熱伝達が達成されず、結晶構造が不均一なものにな
ってしまう。したがって、前記の範囲に温度を設定し、
3〜10%の弛緩熱処理を行うことが望ましい。
【0021】本発明の方法によれば、総延伸倍率を 1.5
〜2.2 倍とすることが可能であり、強度が7g/d以上
で、180 ℃での乾熱収縮率が4%以下のポリエステル繊
維が製造できる。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
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。 (a) 強伸度 島津製作所製オートグラフS−100 を用い、試料長25c
m、引張速度30cm/分の条件で測定した。 (b) 乾熱収縮率 JIS L−1017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。 (c) 密度 JIS L−1013に従って、四塩化炭素とリグロインにより
作成した勾配管を用いて、25℃で測定した。 (d) 複屈折率 POH偏光顕微鏡を使用し、ペレックコンペンセーター
法で測定した。
【0023】実施例1 固有粘度が 0.9のポリエチレンテレフタフレートチップ
をエクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、直径 0.5mm
の紡糸孔を 500個有する紡糸口金から紡出し、紡糸口金
直下に配設した長さ10cmの加熱筒を通した後、長さ30cm
の円筒型冷却装置より風速72m/分の冷却風を糸条に吹
付けて冷却し、70℃の加熱引取ローラで引き取り、引取
ローラと 140℃の第1延伸ローラとの間で1.25倍に延伸
し、次いで、第1延伸ローラと 200℃の第2延伸ローラ
との間で延伸後、第2延伸ローラと 200℃の熱処理ロー
ラとの間で0.97倍の弛緩熱処理を行った後、巻取り、15
00d/500fのポリエステル繊維を得た。その際、紡糸温
度、加熱筒温度、冷却風温度、引取速度及び引取りロー
ラと第2延伸ローラとの間の総延伸倍率を表1に示す値
に設定し、No.1〜6の繊維を得た。なお、No.1及び2
が本発明例で、No.3〜6は比較例である。引取ローラ
で引き取られた時点の未延伸糸を採取し、密度と複屈折
率を測定し、また、巻取られた延伸糸の強度、伸度及び
乾熱収縮率を測定した結果を表1に示す。本発明例のN
o.1及び2ではいずれも7g/d以上の強度と 3.5%以
下の乾熱収縮率を有する繊維が得られた。これに対し
て、No.3では引取速度が遅いため、Δnが低く、乾熱
収縮率が大きかった。また、No.4ではΔnが高すぎる
ため延伸倍率が低く、強度が低かった。さらに、No.5
及び6ではρが低いため、乾熱収縮率が大きかった。
【0024】
【表1】
【0025】実施例2 固有粘度が 0.9のポリエチレンテレフタレートチップに
対し、表2に示すカルボン酸のアルカリ金属塩を0.05重
量%添加して混合したものを、紡出温度 305℃、加熱筒
温度 330℃、冷却風温度18℃とした以外は実施例1と同
様にして紡糸、延伸してポリエステル繊維を得た。結果
を表2に示す。No.7〜10とも同じ引取速度のNo.1及び
2よりも高強度の繊維が得られた。
【0026】
【表2】
【0027】参考例 No.1、7及び9の原糸をリング撚糸機によりZ方向に3
9回/10cmの下撚をかけ、下撚をかけたものを2本合糸
してS方向に39回/10cmの上撚をかけて生コードとし
た。次いで、リッツラー社製ディッピングマシンを用
い、固形分15重量%のRFL液を 3.5〜4.0 %付着さ
せ、乾燥ゾーン 160℃×60秒、熱処理ゾーン 240℃×50
秒×2回の条件で処理し、ディップコードとした。ディ
ップコードの強度、強力保持率(原糸の強力に対する)
及び乾熱収縮率を測定した結果を表3に示す。各コード
とも強度、強力保持率ともに優れ、ディップ処理により
さらに乾熱収縮率の良好なものとなった。
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、産業資材用に適する高
強度で熱に対する寸法安定性の優れたポリエステル繊維
を工業的に安定に生産性よく製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01F 6/92 301 C 7199−3B (72)発明者 栖川 勝 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 望月 政嗣 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固有粘度が 0.8〜1.1 のポリエチレンテ
    レフタレート又はこれを主体とするポリエステルを溶融
    紡糸し、3000m/分以上の速度で未延伸糸を引き取った
    後、熱延伸する方法において、式 (イ) 及び (ロ) を満
    足させることを特徴とするポリエステル繊維の製造法。 (イ) ρ≧0.57△n+1.32 (ロ) 0.07≦△n≦0.09 〔ρは未延伸糸の密度(g/cm3)、△nは未延伸糸の複
    屈折率を示す。〕
  2. 【請求項2】 紡糸するポリエステルに芳香族カルボン
    酸のアルカリ金属塩を0.03〜0.50重量%含有させる請求
    項1記載のポリエステル繊維の製造法。
JP35955992A 1992-12-24 1992-12-24 ポリエステル繊維の製造法 Pending JPH06192913A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102808230A (zh) * 2012-08-22 2012-12-05 亚东工业(苏州)有限公司 一种高强超低伸型安全带用聚酯工业长丝及其制造方法
CN106574402A (zh) * 2014-04-01 2017-04-19 科德沙环球纱线工业和贸易股份公司 用于由复合聚萘二甲酸乙二醇酯材料生产工业纱线的系统

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