JPH07173712A

JPH07173712A - ポリエステル繊維の製造方法

Info

Publication number: JPH07173712A
Application number: JP31943993A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ogawa; 達也小川; Hiroyuki Makino; 広行牧野
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】従来にない高強度、高弾性率且つ低収縮率な
ポリエステル繊維の製造方法を提供する。【構成】極限粘度０．９以上のポリエステルを溶融紡
糸し、ポリエステル分解性気体を加熱媒体とする加熱筒
あるいは保温筒からなる紡出域を通し、糸条が固化する
前に外側からポリエステルを分解させ、ネッキング変形
を起こす速度以上の速度で引き取ったポリエステル繊維
を加圧流体中を通すことにより、ポリエステル繊維に対
し周囲から実質上均一な圧力を加え、且つかかる圧力下
におけるポリエステル繊維のガラス転移点から軟化点ま
での範囲の温度に加熱しながら、破断延伸倍率の９５％
未満で延伸することを特徴とするポリエステル繊維の製
造方法。【効果】従来達成し得なかった高強度、高弾性率且つ
低収縮率なポリエステル繊維の製造が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業資材分野において
要求の高い、高強度、高弾性率と低熱収縮率を同時に達
成した高強度低収縮率ポリエステル繊維に関するもので
あり、コンベアベルト補強材、熱可塑性コンポジット、
原動機用ベルト補強材、タイヤ補強材等の各種産業資材
用途に有用な高強度、高弾性率且つ低熱収縮率なポリエ
ステル繊維の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は、汎用繊維の中で比
較的安価であり、高強度、高弾性率、高熱安定性という
物性的特徴を有しているため、産業資材用途で幅広く使
用されている。しかし、近年、産業資材用途に用いられ
るポリエステル繊維に要求される物性は、ポリエステル
繊維の特徴をさらに高度に高めたものである。特に、タ
イヤ補強材に用いるポリエステル繊維には、タイヤの軽
量化、タイヤのコストを改善するため高強度且つ高弾性
率の物性が要求され、また、タイヤ成型性、高速走行時
の寸法安定性を改善するため、低熱収縮率の物性が要求
されている。したがって、タイヤ補強材としては、高強
度、高弾性且つ低熱収縮率が高度に同時達成されること
が切望されており、種々の技術が開示されている。

【０００３】ポリエステル繊維の強度及び熱収縮率を同
時に改善させる技術には、ネッキング変形を伴わない速
度で巻取られた未延伸糸（以下ＰＯＹという）を延伸す
る技術がある。ＰＯＹを延伸する技術としては、特開昭
５３−５８０３１号公報がある。この技術による延伸糸
物性は、延伸糸強度は８〜９ｇ／ｄ程度で、熱収縮率も
５％程度であり、現在の産業資材用途では、強度、熱収
縮率共に十分な性能とは言えない。

【０００４】特開昭５７−１６１１２１号公報、特開昭
５８−２０８４１５号公報では、ネック変形が発現する
速度以上で巻取られた、ＰＯＹより高配向の未延伸糸
（以下ＦＯＹという）において熱収縮率は１．１％と改
善されているが、強度は４ｇ／ｄと低く、また染色性を
改善する技術であり高強度且つ低熱収縮率を発現するも
のではない。

【０００５】ＦＯＹを高強度化する技術としては、特開
昭６２−６９８１９号公報がある。この技術は、紡糸条
件を適切化することで紡糸及び延伸を通じ高強度化を図
っているものの延伸糸強度が８．１ｇ／ｄ以下と低く、
高強度化が図れていない。特開平３−１３７２１８号公
報では、ＰＯＹとＦＯＹの中間の未延伸糸をプラズマ雰
囲気中で延伸することにより、結晶化を抑制しつつ延伸
するという方法で高強度且つ低熱収縮率なポリエステル
繊維が得られることを開示している。しかし、配向結晶
化の進んだＦＯＹにおいては、延伸強度を増大させるこ
とが困難であり超高速紡糸化が進み未延伸糸の配向結晶
化が進んでいる現在、有用な技術とは言えない。

【０００６】特開昭６１−９７９２１号公報では、鞘芯
構造を持つＦＯＹにおいて、鞘より芯の相対粘度が高
く、鞘芯の相対粘度差を０．１００より小さく限定する
ことで、高強度且つ低熱収縮率の繊維が得られることを
開示している。つまり、高配向未延伸糸の繊維外側部分
の分子量を下げることで繊維外側部分の低配向度化を図
り、延伸時の繊維外側への応力集中を抑制している。し
かし、繊維内部に分子量及び複屈折率の不連続面が存在
するため、延伸倍率の増大が図れず、伸度８．８％にお
いて強度が８．６ｇ／ｄ程度であり、依然ＰＯＹの延伸
糸のレベルから脱しておらず、熱収縮率は２．７％と低
いが、本発明のいう高強度が達成できない。

【０００７】紡糸時に水蒸気を使用する技術としては、
特開平３−９０６１５号公報、特開平３−１６７３０７
号公報がある。特開平３−９０６１５号公報では、高粘
度のポリエステルを溶融紡糸する際に水蒸気による可塑
化効果により１２ｇ／ｄという高強度糸を得る方法が開
示されているが、紡糸速度が５００ｍ／ｍｉｎと低い紡
糸速度であり、従来の紡糸技術より高強度化は図れるも
のの、低熱収縮率が達成できない。特開平３−１６７３
０７号公報では、高速紡糸時に水蒸気を使用することで
糸切れの減少を果たす方法及び装置が開示されている
が、紡糸に使用されているチップの極限粘度〔η〕が
０．６７と現状の衣料分野の用途と同レベルの低い極限
粘度であり、現状のタイヤコード以上の高強度が達成で
きない。

【０００８】加圧流体中で延伸する技術としては、特開
昭６１−２０２８２０号公報がある。この方法では、ポ
リエステル長尺体を加圧流体中に通し周囲から均一に加
圧し、７０℃から加圧下の熱可塑性樹脂の軟化点の温度
範囲の温度に加熱しながら、引張応力を加え自然延伸領
域以上にフィブリル化することなく高延伸することによ
り、ポリエステルのち密性を上げ５０ＧＰａという高弾
性率を達成している。しかし、この技術では、自然延伸
領域を有する様な比較的分子配向の進んでいないポリエ
ステルを使用しているため低熱収縮化が図れない。

【０００９】

【本発明が解決しようとする課題】本発明が解決しよう
とする課題は、従来より高強度、高弾性率且つ低収縮率
を同時達成しえなかった困難を克服し、高強度、高弾性
率且つ低熱収縮率のポリエステル繊維を工業的に製造で
きる方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高強度、
高弾性率且つ低熱収縮率のポリエステル繊維を得るべ
く、加圧流体中で延伸することによるフィブリル化やボ
イド発生の抑制による高弾性率化の技術を用い、ネッキ
ング変形を起こす速度以上で巻取った低収縮率（１６０
℃の空気中での乾熱収縮率１５％以下）のポリエステル
繊維を延伸することで、高強度、高弾性率且つ低収縮率
のポリエステルを得ることができる製造方法について鋭
意研究した結果、加圧流体中にて通常のＦＯＹを延伸し
ても延伸倍率が常圧の場合より若干増大し、高弾性率に
はなるものの、強度、収縮率の改善は極めて小さいが、
ポリエステル分解性気体の雰囲気下で巻取ったＦＯＹの
延伸では、驚くべきことに常圧の場合より延伸倍率が顕
著に増大し、高弾性率で更に高強度且つ低収縮率に物性
が挙動することを見い出し、本発明に至った。

【００１１】すなわち、本発明は、極限粘度０．９以上
のポリエステルを溶融紡糸し、ポリエステル分解性気体
を加熱媒体とする加熱筒あるいは保温筒からなる紡出域
を通し、糸条が固化する前に外側からポリエステルを分
解させ、ネッキング変形を起こす速度以上の速度で引き
取ったポリエステル繊維を加圧流体中に通すことによ
り、ポリエステル繊維に対し周囲から実質上均一な圧力
を加え、且つかかる圧力下におけるポリエステル繊維の
ガラス転移点から軟化点までの範囲の温度に加熱しなが
ら、破断延伸倍率の９５％未満で延伸することを特徴と
するポリエステル繊維の製造方法を提供するものであ
る。

【００１２】本発明におけるポリエステルとは、ポリマ
ーの主鎖を構成する結合がエステル結合であるものを言
い、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タート等が上げられる。好ましくは、ポリエチレンテレ
フタレートであり、その中に本発明の効果である高強度
且つ低収縮率の物性を損わない程度に他の成分を含んで
も良い。他の成分とは、例えばイソフタル酸、スルホイ
ソフタル酸、アジピン酸、ネオペンチルグリコール、ペ
ンタエリスリトール、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−
フェニル）プロパン、グリセリン、ポリエチレングリコ
ール、パラヒドロキ安息香酸等であり、その他公知の成
分が使用できる。また、本発明の高強度、高弾性率且つ
低収縮率ポリエステル繊維には、本発明の効果を損わな
い程度において各種安定剤等の添加剤が含有されていて
もよい。

【００１３】本発明で用いられるポリエステル繊維は、
ポリエステル分解性気体を加熱媒体とする加熱筒あるい
は保温筒からなる紡出域を通し、糸条が固化する前に外
側からポリエステルを分解させ、ネッキング変形を起こ
す速度以上の速度で引き取ったＦＯＹであることが必要
である。かかる方法で得られたＦＯＹは、単糸横断面に
おいて中心から外側にかけ極限粘度が連続的に低下して
いるという特殊な構造を形成しており、延伸時の応力が
単糸断面に均一加わり延伸倍率が増大し、高強度物性と
なる。また、ＦＯＹは一般的に結晶化度が極めて大き
く、熱収縮に関与する非晶部の量が少ないという微細構
造をもっているが、本発明では、延伸を加えることによ
って、更に結晶化度の増大が図られるため、低熱収縮率
も達成されることになる。これに対し、ネッキング変形
を起こす速度以下で巻取られたＰＯＹの場合、高強度に
なるものの熱収縮率の低下が図れない。

【００１４】また、加熱筒における加熱媒体を不活性ガ
ス等のポリエステルを分解しないものとした場合、ネッ
キング変形を起こす速度以上では、単糸外側の複屈折率
が中心部の複屈折率より大きくなり、延伸時の応力が単
糸外側部分に集中し高強度の物性が得られない。本発明
に使用されるポリエステル繊維の具体的製造方法につい
て述べる。極限粘度０．９以上のポリエステルポリマー
を３２０℃以下の温度でエクストルダーを用い溶融した
後、紡糸温度２９０℃〜３２０℃で口金からから吐出
し、スチームをポリエステル分解性気体として用いた、
長さ２メートルで温度が紡口側から３４０℃、３００
℃、２８０℃とした加熱筒を通し、続いて長さ２メート
ルで温度が加熱筒側から２６０℃、２３０℃、２００℃
とした加保温筒などの紡出域を通し加水分解により単糸
外側から単糸中心方向に徐々に極限粘度を低下させた
後、ネッキング変形を起こす速度以上で巻取る。ここ
で、ネッキング変形は、ポリマーの極限粘度、紡糸温度
及び冷却温度の紡糸条件により発生する速度が変化する
ため紡糸条件により巻取速度は適宜設定される。紡糸温
度は、溶融前のポリマーの状態によって適宜選択される
が、好ましくは２９０℃〜３２０℃である。また、加熱
筒及び保温筒の長さ及び温度条件は、特に限定されるこ
とはなく、紡糸性を損なわない範囲で適宜設定される。
以上の紡糸方法で巻取られたＦＯＹの復屈折率（△ｎ）
は５０×１０^-3以上である。また、巻取られたＦＯＹ
は、極限粘度が０．９以上であり、単糸横段面における
復屈折率及び極限粘度の分布は単糸中心部分から単糸外
側部分まで連続的に減少した特殊な構造となる。ここ
で、巻取られたＦＯＹは、単糸横断面における複屈折率
及び極限粘度の分布は、下記の式（１）及び式（２）を
満足することが好まれる。

【００１５】ＩＶｃ／ＩＶｓ≧１．０５ …（１）単糸中心の極限粘度（ｒ／Ｒ＝０．０の極限粘度）：Ｉ
Ｖｃ単糸外側の極限粘度（ｒ／Ｒ＝０．９の極限粘度）：Ｉ
Ｖｓｒ：単糸横断面での中心からの距離Ｒ：単糸横断面の半径１≦△ｎｃ／△ｎｓ≦１．１５単糸中心の複屈折率（ｒ／Ｒ＝０．０の複屈折率）：△
ｎｃ単糸外側の複屈折率（ｒ／Ｒ＝０．９の複屈折率）：△
ｎｓｒ：単糸横断面での中心からの距離Ｒ：単糸横断面の半径ＩＶｃ／ＩＶｓが１．０５以上でない場合、延伸時に単
糸外側部分への応力が集中しやすく延伸倍率が増大せ
ず、高強度物性が発現しにくい。また、ＩＶｃ／ＩＶｓ
の値に特別上限はないがＩＶｃ／ＩＶｓが１．５０以上
では、延伸倍率が増大せず、高強度物性が発現しにく
い。また、△ｎｃ／△ｎｓが１以上、１．１５以下で高
強度物性を発現するが、好ましくは△ｎｃ／△ｎｓが１
以上１．１０以下、さらに好ましくは△ｎｃ／△ｎｓが
１以上１．０５以下である。

【００１６】本発明におけるポリエステル分解性気体
は、実質上紡糸性を損なわない程度にポリエステルを加
水分解、酸化分解させるものである。このポリエステル
分解性気体の例としては、スチーム、スチーム混合気
体、空気、酸素混合気体等が挙げられるが、これに限定
されるものではない。また、本発明のポリエステル繊維
は産業資材用途を目的としており、高強度化及び耐疲労
性を考慮し、従来より高分子量のものが望ましく極限粘
度は、０．９以上、好ましくは１．２以上、更に好まし
くは１．４以上である。極限粘度が０．９以下では、産
業資材用繊維としての要求物性が十分達成できない。

【００１７】本発明の製造方法では、単糸横断面におい
て中心から外側にかけ極限粘度が連続的に低下している
という特殊な構造を持つＦＯＹを加圧流体中に通すこと
により、ＦＯＹに対し周囲から実質上均一な圧力を加
え、且つかかる圧力下におけるポリエステルのガラス転
移点から軟化点までの範囲の温度に加熱しながら、破断
延伸倍率の９５％未満で延伸する必要がある。かかる方
法により、高延伸配向してもフィブリル化及びボイドの
発生が抑制されて、ち密な構造となり、弾性率や強度物
性が向上する。そして、得られたポリエステル繊維の構
造は、電子顕微鏡観察においてフィブリル化やボイドが
顕在化せず、また小角ｘ線散乱において赤道方向の散乱
が弱くなる。また、結晶化度、結晶サイズ及びまたは複
屈折率の増大が見られる。これに対し、通常のＦＯＹを
加圧流体中で延伸したポリエステル繊維の構造は、電子
顕微鏡観察ではフィブリル化やボイドが、また小角ｘ線
散乱では赤道方向にストリーク状の散乱が認められない
ものの、結晶化度、結晶サイズ及びまたは、複屈折率の
顕著な増大が見られなかった。

【００１８】また、本発明における加圧装置を図１に示
したがこの装置に限定されるものではない。本発明で用
いられる加圧流体としては、延伸温度において流動性を
示すものが用いられる。この加圧流体としては、取扱や
熱伝導性の点から通常液体が好ましいが、所望ならば気
体を用いることもできる。液体の例としては、グリセリ
ン、シリコーンオイル、鉱物油、植物油、グリース、パ
ラフィンオイル、ワックス、水などを、気体の例として
は、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、炭酸ガス、二
酸化炭素、水蒸気などを挙げることができるが、これに
限定されるものではない。

【００１９】本発明では、流体を実質的に密閉された容
器中でコンプレッサー等を用いて加圧したり、あるい
は、他の場所で加圧した流体を繊維の加圧部分に配管し
循環させる等の手段により、繊維を加圧する。この際、
流動状態の加圧流体により繊維を加圧することにより、
圧力が均一に繊維に作用し、同時に均一な温度で繊維を
延伸することができる。

【００２０】本発明における処理圧力は１０ｋｇ／ｃｍ
²から１０００ｋｇ／ｃｍ²までであり、好ましくは、
３０ｋｇ／ｃｍ²から８００ｋｇ／ｃｍ²までである。
処理圧力１０ｋｇ／ｃｍ²以下では圧力の効果が十分物
性に発揮されない。また、一般に圧力を大きくすると物
性の改善効果は上がる傾向にあるが、１０００ｋｇ／ｃ
ｍ²を越えるとその改善効果が横ばいになる。

【００２１】本発明においては、延伸時の温度が加圧圧
力下でのポリエステルのガラス転移点から軟化点までの
範囲で延伸される必要がある。ここで、ポリエステルの
ガラス転移点及び軟化点は、圧力の上昇と共に上昇す
る。加圧下でのポリエステルのガラス転移点未満の温度
では、ボイドが発生し、ポリエステル繊維の物性が改善
されない。また、加圧下のポリエステルの軟化点より高
い温度では、延伸は可能であるが分子の配向が進まずポ
リエステル繊維の物性が改善されない。

【００２２】本発明の延伸倍率は、ポリエステル繊維が
破断する倍率（破断延伸倍率）の９５％未満で延伸する
必要がある。本発明における加熱は、加圧流体を予め所
定の温度に加熱しておき、これをポリエステル繊維に接
触させることが好ましいが、これに限定するものではな
い。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。極限粘度３５℃においてオルトクロロフェノールに対し１ｇ／ｄ
ｌの濃度になるよう試料を溶解し、ウベローデ型粘度計
にて測定した還元粘度を下記式により２５℃における極
限粘度に換算した値により定義する。

【００２４】オルトクロロフェノール溶媒３５℃におけ
る極限粘度（ＩＶ35℃）ＩＶ35℃＝（（１＋ηsp/c）^0.5−１）／０．５オルトクロロフェノール溶媒２５℃における極限粘度
（ＩＶ25℃）ＩＶ25℃＝０．９８×ＩＶ35℃＋０．０４５単糸の中心部と側面部の極限粘度比ＩＶｃ／ＩＶｓ水酸化ナトリウム５ｗｔ％水溶液２５０ｍｌ中に試料５
ｇを入れ、これを沸騰溶解処理し、単糸半径で中心から
１／２、及び３／４まで減量処理する。残った試料の極
限粘度を、の方法で測定する。単糸半径で中心から１
／２（ＩＶｃ）については測定値のまま、単糸半径で中
心から３／４から外側までの極限粘度（ＩＶｓ）は、単
糸全体の極限粘度から単糸半径から３／４までの極限粘
度を差し引いて算出した。このＩＶｃ／ＩＶｓを単糸の
中心部と側面部の極限粘度比とする。単糸横断面の複屈折率及び単糸中心部と側面部の複屈
折率比△ｎｃ／△ｎｓ透過定量干渉顕微鏡（カールツァイスイエナ社製干渉顕
微鏡インターファコ）を使用し、干渉縞法によって、単
糸の側面から観察した平均屈折率の分布を測定した。単
糸の屈折率は繊維軸に対して平行な屈折率（△ｎ//）
と、垂直な屈折率（△ｎ⊥）により測定される。本測定
には、波長５４９ｎｍの緑色光線を使用した。光学的に
均一なスライドガラスおよびカバーガラスの間に、０．
２〜２波長の範囲内の干渉縞のずれを与える屈折率
（Ｎ）を有し、且つ繊維に対し不活性な浸液を注入し、
その浸液に単糸を浸漬する。単糸は、その軸が干渉縞に
対して垂直になるように設置する。この干渉縞のパター
ンを写真撮影し、約１５００倍に拡大して解析する。写
真上、単糸横断面の各位置における△ｎ//と、△ｎ⊥を
測定し、単糸横断面の各位置における厚みをｔ、使用光
線の波長λ、バックグランドの平行干渉縞の間隔（１λ
に相当）をＤ、繊維による干渉縞のずれをｄとすると、
光路差Ｐは、Ｐ＝（ｄ／Ｄ）λ＝（ｎ//（またはｎ⊥）−Ｎ）ｔで表される。従って、ｎ//（またはｎ⊥）＝Ｐ／ｄ＋Ｎ
が成立する。厚みｔは単糸の断面形状が円であれば、座
標ｘと半径Ｒより（Ｒ²−ｘ²）^0.5で与えられる。

【００２５】単糸半径をＲとすると、単糸の中心から単
糸側面までの各位置での光路差から各位置での屈折率ｎ
//及びｎ⊥の分布を求めることができ、次式より複屈折
率△ｎを算出し単糸断面における複屈折率算出した。 △ｎ＝ｎ//−ｎ⊥ 単糸半径をＲ、繊維横断面での中心からの距離をｒとす
ることで、繊維断面の位置を限定した。ｒ／Ｒ＝０．０
の複屈折率を単糸中心の複屈折率△ｎｃとし、ｒ／Ｒ＝
０．９の複屈折率を単糸外側の複屈折率△ｎｓとし、△
ｎｃ／△ｎｓを単糸の中心部と側面部の複屈折率比とし
た。動的弾性損失正接Ｔｍａｘ．東洋ボールドウィン社製ＤＤＶ−ＩＩ−ＥＡ型を使用
し、１１０Ｈｚ、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で各温度
における損失弾性率、貯蔵弾性率を求め（損失弾性率／
保存弾性率）より動的弾性損失正接を算出し、その動的
弾性損失正接温度曲線からそのピークトップの温度をＴ
ｍａｘ．とした。引張弾性率Ｅ東洋ボールドウィン社製ＤＤＶ−ＩＩ−ＥＡ型を使用
し、１１０Ｈｚ、２３℃の条件での貯蔵弾性率を引張弾
性率とした。結晶化度Ｘｃ繊維の密度ｄを、重液として四塩化炭素、軽液としてト
ルエンとした密度勾配管を用い、３０℃で測定し、下式
より結晶化度Ｘｃを算出した。

【００２６】Ｘｃ（％）＝（ｄｋ×（ｄ−ｄａ））／ｄ
×（ｄｋ−ｄａ）×１００ｄ：測定した繊維の密度（ｇ／ｃｍ³）ｄｋ：完全結晶相の密度（１．４５５ｇ／ｃｍ³）ｄａ：完全非晶相の密度（１．３３５ｇ／ｃｍ³）結晶サイズＤ理学電機社製Ｘ線発生装置（ＲＵ−２００ＰＬ）、繊維
試料測定装置（ＦＳ−３）、ゴニオメーター（ＳＧ−
９）、計数管にはシンチレーションカウンター、計数部
には波高分析器を用い、ニッケルフィルターで単色化し
たＣｕ−Ｋα線（波長λ＝１．５４１８Ａ）で測定す
る。

【００２７】結晶サイズＤは、Ｘ線強度３０ｋｖ・１５
０ｍＡの条件広にて広角Ｘ線回折を測定し、ブラッグ角
２θ＝１７．８度付近のピークを（０１０）面、ブラッ
グ角２θ＝２２．５度付近のピークを（１００）面とし
て各ピークの半価幅を求めシェラーの式より各ピークの
結晶サイズＤ（０１０），Ｄ（１００）を算出した。シェラーの式：Ｄ＝ｋλ／βｃｏｓθ ここで β＝（Ｂ²−ｂ²）^0.5 ｋ＝１ λ＝１．５４１８Ａ θ＝ブラッグ角２θの１／２度Ｂ＝ピークの半価幅ラジアンｂ＝装置補正完全結晶の半価幅＝０．２度（シリコン単結晶より求めた）結晶配向度ｆａ非晶配向度は、下式により算出した。

【００２８】ｆａ＝（△ｎ−Ｘｃ×ｆｃ×△ｎｃ）／
（△ｎａ×（１−Ｘｃ）） △ｎ：繊維全体の複屈折率 △ｎｃ：結晶の固有複屈折率（０．２２０） △ｎａ：非晶の固有複屈折率（０．２７５）融点Ｔｍ島津製作所製（ＤＳＣ−５０）を用い、昇温速度２０℃
／分で測定し、吸熱ピークトップの値とし求めた。 (10)強度、伸度島津社製オートグラフＤＳＳ５００型を用いて試長２５
０ｍｍ、伸長速度３００ｍｍ／分でＳ−Ｓ曲線を求め強
伸度を算出した。 (11)１５０℃の空気中での熱収縮率試料を検尺機（１周１．１２５ｍ）で１０回巻きのかせ
状にし、そのかせに０．７グラムの初荷重をかけて原長
Ｌ０を測定する。次に無荷重の状態で１５０℃の乾熱オ
ーブン中に入れ３０分処理する。再び荷重をかけて処理
後の長さＬ１を測定し、次式により１５０℃の空気中で
の熱収縮率を求めた。

【００２９】１５０℃の空気中での熱収縮率（％）＝
（（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０）×１００

【００３０】

【実施例１】極限粘度１．５のポリエチレンテレフタレ
ートを、スクリュー押出機で溶融し、紡糸温度３１０
℃、孔径１ｍｍ、孔数２４ホールの紡糸口金から吐出し
た。吐出口の下には長さ３ｍの加熱筒を設置した。この
加熱筒の上部１ｍを３分割にて加熱し、内部温度を上部
３３０℃、中部３００℃、下部２７０℃と設定し、下部
２ｍを２分割にて加熱し内部温度を上部２５０℃、下部
２００℃に設定した。加熱筒下部から１８０℃の加熱蒸
気（スチーム）を１８Ｎｍ³／時間吹き込んだ。加熱蒸
気は加熱筒上部、すなわち紡口口金直下より一部排出し
た。吐出口から吐出された糸条は、上記加熱筒を通過
し、その後、冷風により冷却した後に油剤を付与し、３
５００ｍ／ｍｉｎで引き取った。この引き取ったＦＯＹ
の全体の極限粘度は１．０３、全体の△ｎは０．０６
４、ＩＶｃ／ＩＶｓは１．１１、△ｎｃ／△ｎｓは１．
３０、切断伸度１４８％、１５０℃の空気中での熱収縮
率１３％であった。この引き取った未延伸糸を９本合糸
し、１段目は加圧流体中にて流体温度８０℃で圧力１５
０ｋｇ／ｃｍ²の条件で延伸し、２段目は加圧流体中に
て流体温度２４０℃で圧力５００ｋｇ／ｃｍ²の条件で
延伸熱処理し、３段目は加圧流体中にて流体温度２４０
℃で圧力５００ｋｇ／ｃｍ²の条件で熱リラックス延伸
糸を得た。延伸倍率は、１段目を２．２３倍、２段目を
１．１１倍、３段目を０．９３３倍とし、全延伸倍率を
２．３１倍とした。また、延伸速度は、最終ロールの速
度を５４ｍ／分とし延伸した。この延伸糸全体の極限粘
度は１．０３で、且つ単糸横断面における極限粘度比は
ＩＶｃ／ＩＶｓ＝１．１３であった。また、延伸糸全体
の複屈折率は０．２１０で、且つ単糸横断面における複
屈折率の比は△ｎｃ／△ｎｓ＝１．０６であった。この
延伸糸は、９０９デニール／２１６フィラメント、強度
１０．５ｇ／ｄ、伸度１１．８％、引張弾性率２５ＧＰ
ａ、１５０℃の空気中での熱収縮率１．５％という従来
にない高強度、高弾性率且つ低熱収縮率の達成されたも
のであった。また、延伸糸の構造パラメーターは、Ｔｍ
ａｘ．は１４５℃、Ｘｃは６０．０％、ｆｃは０．９
８、ｆａは０．７０、（０１０）面の結晶サイズは７
０．２Ａであった。

【００３１】

【実施例２】加熱筒上部１ｍの温度条件を上部３４０
℃、中部３１０℃、下部２８０℃と設定し、加熱筒下部
２ｍの温度を上部２６０℃、下部２１０℃と設定し、引
き取り速度を５３００ｍ／分とした以外は、実施例１と
同じ条件で紡糸した。この引き取ったＦＯＹの全体の極
限粘度は１．０１であり、これを９本合糸し、１段目は
加圧流体中にて流体温度８０℃で圧力２００ｋｇ／ｃｍ
²の条件で延伸し、２段目は加圧流体中にて流体温度２
４０℃で圧力６００ｋｇ／ｃｍ²の条件で延伸熱処理
し、３段目は加圧流体中にて流体温度２４０℃で圧力６
００ｋｇ／ｃｍ²の条件で熱リラックス延伸糸を得た。
延伸倍率は、１段目を１．５７倍、２段目を１．１１
倍、３段目を０．９４５倍とし、全延伸倍率を１．６５
倍とした。また、延伸速度は、最終ロールの速度を５４
ｍ／分とし延伸した。この延伸糸物性は、強度１０．３
ｇ／ｄ、伸度１０．８％、引張弾性率２３ＧＰａ、１５
０℃の空気中での熱収縮率０．３％であり、高強度、高
弾性率且つ低収縮ポリエステル繊維を得ることができ
た。その他の条件、物性及び構造パラメーターは表１及
び表２に示した。

【００３２】

【実施例３】溶融前のポリマーの極限粘度を１．７５、
紡糸温度を３１５℃、引き取り速度を４２００ｍ／分と
する以外は、実施例２と同様の紡糸条件で紡糸した。こ
の引き取ったＦＯＹの全体の極限粘度は１．２８であ
り、この糸を９本合糸し、実施例２と同じ温度及び圧力
の条件で延伸糸を得た。延伸倍率は、１段目を１．６３
倍、２段目を１．１０倍、３段目を０．９４５倍とし、
全延伸倍率を１．７０倍とした。また、延伸速度は、最
終ロールの速度を５４ｍ／分とし延伸した。この延伸糸
物性は、強度１２．３ｇ／ｄ、伸度１０．５％、引張弾
性率３５ＧＰａ、１５０℃の空気中での熱収縮率０．４
％であり、高強度、高弾性率且つ低収縮ポリエステル繊
維を得ることができた。その他の条件、物性及び構造パ
ラメーターは表３及び表４に示した。

【００３３】

【比較例１】実施例１と同様の紡糸条件で紡糸し引き取
ったＦＯＹを９本合糸して、加圧しない状態で延伸温度
だけ実施例１と同じ条件で延伸した。その結果、延伸倍
率は、１段目を２．１７倍、２段目を１．０９倍、３段
目を０．９３３倍とし、全延伸倍率を２．２１倍とし
た。これ以上の延伸倍率では、糸切れのため延伸性が極
めて悪くなり延伸不可能であった。また、延伸速度は、
最終ロールの速度を５４ｍ／分とし延伸した。この延
伸糸全体の極限粘度は１．０３で、且つ単糸横断面にお
ける極限粘度比はＩＶｃ／ＩＶｓ＝１．１３であった。
また、延伸糸全体の複屈折率は０．１９９で、且つ単糸
横断面における複屈折率の比は△ｎｃ／△ｎｓ＝１．０
６であった。この延伸糸は、９０９デニール／２１６フ
ィラメント、強度９．６ｇ／ｄ、伸度１２．３、引張弾
性率１１ＧＰａ、１５０℃の空気中での熱収縮率２．
１％というものであり、本発明の言う高強度、高弾性率
且つ低収縮率が達成されていなかった。その他の条件、
物性及び構造パラメーターは表３及び表４に示した。

【００３４】

【比較例２】溶融前のポリマーの極限粘度を１．２０と
し、加熱筒下部より加熱窒素を１８Ｎｍ³/ 時間入れる
以外は、実施例１と同様の紡糸条件で紡糸した。この引
き取ったＦＯＹの全体の極限粘度は１．０５であり、こ
れを９本合糸し、１段目は加圧流体中にて流体温度８０
℃で圧力１５０ｋｇ／ｃｍ²の条件で延伸し、２段目は
加圧流体中にて流体温度２４０℃で圧力５００ｋｇ／ｃ
ｍ²の条件で延伸熱処理し、３段目は加圧流体中にて流
体温度２４０℃で圧力５００ｋｇ／ｃｍ²の条件で熱リ
ラックス延伸糸を得た。延伸倍率は、１段目を１．９１
倍、２段目を１．０８倍、３段目を０．９３３倍とし、
全延伸倍率を１．９２倍とした。また、延伸速度は、最
終ロールの速度を５４ｍ／分とし延伸した。この延伸糸
全体の極限粘度は０．９１で、且つ単糸横断面における
極限粘度比はＩＶｃ／ＩＶｓ＝１．０９であった。ま
た、延伸糸全体の複屈折率は０．１８５で、且つ単糸横
断面における複屈折率の比は△ｎｃ／△ｎｓ＝０．９
４であった。この延伸糸は、９８０デニール／２１６フ
ィラメント、強度７．５ｇ／ｄ、伸度１１．３％、引張
弾性率１０ＧＰａ、１５０℃の空気中での熱収縮率１．
９％という物性であり、本発明とする高強度、高弾性率
且つ低収縮率が達成されていない。その他の条件、物性
及び構造パラメーターは表５及び表６に示した。

【００３５】

【比較例３】実施例１と同様の紡糸条件で紡糸し引き取
ったＦＯＹを９本合糸して、加圧しない状態で延伸温度
だけ実施例１と同じ条件で延伸した。その結果、延伸倍
率は、１段目を２．９５倍、２段目を１．１１倍、３段
目を０．９３３倍とし、全延伸倍率を３．０５倍とし
た。これ以上の延伸倍率では、糸切れのため延伸性が極
めて悪くなり延伸不可能であった。また、延伸速度は、
最終ロールの速度を５４ｍ／分とし延伸した。この延
伸糸全体の極限粘度は１．００で、且つ単糸横断面にお
ける極限粘度比はＩＶｃ／ＩＶｓ＝１．００であった。
また、延伸糸全体の複屈折率は０．２１２で、且つ単糸
横断面における複屈折率の比は△ｎｃ／△ｎｓ＝０．９
９であった。この延伸糸は、９０９デニール／２１６フ
ィラメント、強度１１．５ｇ／ｄ、伸度１０．５、引張
弾性率２５ＧＰａ、１５０℃の空気中での熱収縮率
４．５％というものであり、本発明の言う高強度、高弾
性率且つ低収縮率が達成されていない。その他の条件、
物性及び構造パラメーターは表５及び表６に示した。

【００３６】

【比較例４】引き取り速度を３０００ｍ／分とする以外
は、比較例２と同様の紡糸条件で紡糸した。この引き取
ったＦＯＹを９本合糸し、延伸機にて熱延伸、熱リラッ
クスを行い繊維を得た。延伸温度及び加圧条件は、実施
例１と同じ温度条件で行った。また、延伸倍率条件は、
１段目を２．２５倍、２段目を１．１１倍、３段目を
０．９３３倍とし、全延伸倍率を２．３３とした。ま
た、延伸速度は、最終ロールの速度を５４ｍ／分として
延伸した。この延伸糸物性は、強度８．３ｇ／ｄ、伸度
１１．０％、引張弾性率１１ＧＰａ、１５０℃の空気中
での熱収縮率４．１％であり、本発明の言う高強度、高
弾性率且つ低収縮率が達成されていない。その他の条
件、物性及び構造パラメーターは表７及び表８に示し
た。

【００３７】

【比較例５】溶融前のポリマーの極限粘度を１．９０と
し、引き取る速度を３５００ｍ／分とする以外は、実施
例２と同一条件で紡糸した。引き取った未延伸糸を９本
合糸し、延伸機にて熱延伸、熱リラックスを行い繊維を
得た。延伸温度及び加圧条件は、実施例１と同じ温度条
件で行った。また、延伸倍率条件は、１段目を２．２５
倍、２段目を１．１１倍、３段目を０．９３３倍とし、
全延伸倍率を２．３３とした。また、延伸速度は、最終
ロールの速度を５４ｍ／分として延伸した。この繊維物
性は、強度９．２ｇ／ｄ、伸度１０．６％、引張弾性率
９ＧＰａ、１５０℃の空気中での熱収縮率１．８％であ
り、本発明の言う高強度、高弾性率且つ低収縮率が達成
されていない。その他の条件、物性及び構造パラメータ
ーは表７及び表８に示した。

【００３８】

【比較例６】溶融前のポリマーの極限粘度を０．６７と
し、紡糸温度２９５℃、孔径０．３ｍｍ、孔数２４ホー
ルの紡糸口金を用い、加熱筒の内部温度を上部２６０
℃、中部２６０℃、下部２３０℃と設定し、下の２ｍの
内部温度を上部２１０℃、下部１６０℃設定し、引き取
る速度を７５００ｍ／分とする以外は、実施例１と同一
条件で紡糸した。引き取った未延伸糸を９本合糸し、延
伸機にて熱延伸、熱リラックスを行い繊維を得た。延伸
温度及び加圧条件は、実施例１と同じ温度条件で行っ
た。また、延伸倍率条件は、１段目を１．３３倍、２段
目を１．１１倍、３段目を０．９３３倍とし、全延伸倍
率を１．３８とした。また、延伸速度は、最終ロールの
速度を５４ｍ／分として延伸した。この繊維物性は、強
度７．２ｇ／ｄ、伸度１０．７％、引張弾性率９ＧＰ
ａ、１５０℃の空気中での熱収縮率０．８％であり、本
発明の言う高強度、高弾性率且つ低収縮率が達成されて
いない。その他の条件、物性及び構造パラメーターは表
９及び表１０に示した。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】

【表５】

【００４４】

【表６】

【００４５】

【表７】

【００４６】

【表８】

【００４７】

【表９】

【００４８】

【表１０】

【００４９】

【発明の効果】本発明のポリエステル繊維の製造方法に
より、産業資材に極めて有用な従来にない高強度、高弾
性率且つ低収縮率という物性を同時達成したポリエステ
ル繊維を工業的に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるポリエステル繊維の加圧流体中
での延伸装置を示す。

【符号の説明】

Ａ高温高圧加熱ボックスＢ気体加熱ヒーターＣ減圧弁ＤタッチロールＥタッチロール供給オイルＦタッチロール供給オイル廃液Ｇ延伸ロールＨ糸条Ｉ気体加圧装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０２Ｊ 1/22 ３０１Ａ // Ｄ０２Ｇ 3/48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】極限粘度０．９以上のポリエステルを溶
融紡糸し、ポリエステル分解性気体を加熱媒体とする加
熱筒あるいは保温筒からなる紡出域を通し、糸条が固化
する前に外側からポリエステルを分解させ、ネッキング
変形を起こす速度以上の速度で引き取ったポリエステル
繊維を加圧流体中に通すことにより、ポリエステル繊維
に対し周囲から実質上均一な圧力を加え、且つかかる圧
力下におけるポリエステル繊維のガラス転移点から軟化
点までの範囲の温度に加熱しながら、破断延伸倍率の９
５％未満で延伸することを特徴とするポリエステル繊維
の製造方法。
【請求項２】加圧流体が液体である請求項１記載の製
造方法。