JPH08246235A - ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 固有粘度が１．０以上のポリエチレンテレ
フタレートを主成分とする重合体を溶融紡糸し、紡糸さ
れた糸条を加熱筒内を通過させ、その後、第１ローラー
で引取り、引続き延伸し、最終延伸ローラーと弛緩ロー
ラーとの間で交絡処理を施しつつ弛緩処理を行なう方法
により延伸糸を得るポリエステル繊維の製造方法におい
て、第１ローラーの周速度（Ｖ）を５５０〜１１００ｍ
／min とし、最終延伸ローラーと弛緩ローラーの間にお
ける弛緩率（Ｒ％）を、−０．００９・Ｖ＋１５≦Ｒ≦
−０．０１２・Ｖ＋２２ とし、かつ、最終延伸ローラ
ーの温度（Ｔ℃）が、０．０５・Ｖ＋１８５≦Ｔ≦０．
０５・Ｖ＋２０５ とする。 【効果】 高強度及び高伸度と優れた熱安定性とを有
し、樹脂被覆布帛、重布、ベルト材、縫糸などの用途に
好適なポリエステル繊維を、安定にかつ高生産性で効率
的に製造することができ、工業的に有利な生産が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高強度、高伸度を有
し、さらに低い熱収縮率をも有し、樹脂被覆布帛用途、
重布用途、ベルト材などのゴム補強用途、あるいは縫糸
用途などに好適なポリエステル繊維を製造する方法の改
良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を主成分と
してなるポリエステル繊維は、種々の優れた特性を有す
ることから、衣料用途のみならず、産業用途にも広く使
用されている。

【０００３】ポリエステル繊維が産業用途に用いられる
場合、一般に最も重要視される特性は機械的特性、すな
わちその強度及び伸度が大きいことである。このポリエ
ステル繊維は、その具体的用途によっては、製品に加工
される工程あるいは製品に加工されて使用される時にお
いて熱が加わる場合がある。このような場合には、工程
の通過性を高めるためや製品の安定性を確保するため
に、ポリエステル繊維の寸法が熱的に安定であること、
すなわち加熱時の収縮率（乾熱収縮率）が小さいことが
さらに要求される。

【０００４】そこで、このような乾熱収縮率が低いポリ
エステル繊維を得る方法として、特開昭６１−１３２６
１６号公報に記載されているように、１５００ｍ／min
以上の高速で引取った未延伸糸を延伸する方法が知られ
ている。しかし、このような方法では得られる繊維の強
伸度積が低下するので、低い乾熱収縮率とともに高い強
伸度が要求される用途に適した繊維を得ることは困難で
ある。

【０００５】かかる高強度、高伸度とともに低乾熱収縮
率を併せ持つポリエステル繊維を製造する方法は、例え
ば、特公昭５８−５１５２４号公報、特開平２−２５１
６１０号公報、特開平２−２１００３９号公報などで提
案されている。

【０００６】特公昭５８−５１５２４号公報や特開平２
−２５１６１０号公報に記載された方法は、紡糸直接延
伸プロセスにおいて、最終延伸段ローラー周回時の繊維
への熱付与を強化して、熱による繊維の構造固定を進め
ることによって熱収縮率の小さい繊維を得ようとするも
のである。即ち、高温の延伸ローラーによって延伸し、
さらに高温の加熱ローラー上に長時間糸条を接触させる
ことによって低収縮率のポリエステル繊維を得ようとす
るものである。

【０００７】また、特開平２−２１００３９号公報に記
載された方法は、熱固定ローラーに補助的な熱源を設け
ることによって糸条への熱付与を効率的に行なうことに
よって熱収縮率の小さい繊維を得ようとするものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭５８−
５１５２４号公報に記載の方法は、収縮率低減のために
熱付与を強化するものであるので、糸条と加熱ローラー
との接触時間を大きく取ることが必要であり、そのため
には、紡速を低くするか、加熱ローラーへの周回数を増
やすか、もしくは、大径の加熱ローラーを用いるかのい
ずれかの手段をとることが必要である。これら手段をと
ると、それぞれ、生産速度が落ちる、長尺ローラーが必
要となる、また、１つの延伸系で多糸条生産することが
困難になるという生産設備上の制限が加わるので、高生
産性で安定して製造することが困難という問題点があっ
た。

【０００９】また、特開平２−２５１６１０号公報の方
法では、糸条の直近に高温の熱板が設けられているの
で、糸切れ時に熱板に糸条が溶融付着し易く、高生産性
で安定して製造することが困難という問題点があった。
さらに、かかる方法によって得られたポリエステル繊維
は、低い乾熱収縮率を有するものの、過度の熱固定によ
ってタフネス（強伸度積）が小さくなり易いという問題
点もあった。

【００１０】さらにまた、特開平２−２１００３９号公
報の方法は、ポリエステル繊維の生産速度が２０００〜
２５００ｍ／min という低速であるので、生産性が低い
という問題点があった。

【００１１】このように、高強度、高伸度という優れた
機械的特性と、低い乾熱収縮率を併せ持ち、樹脂被覆布
帛、重布、ベルト材、縫糸などの用途に好適なポリエス
テル繊維を製造するための従来の製造方法は、いずれ
も、安定して高生産性で製造するという点でいずれも不
十分なものであった。

【００１２】そこで、本発明は、上記のような従来技術
の問題点を解消し、安定した高い生産性でもって、高強
度、高伸度という優れた機械的特性と低い乾熱収縮率を
併せ持つポリエステル繊維を、製造することができ、工
業生産上に有利な製造方法を提供することを主な目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、固有粘度が１．０以上のポリエチレンテ
レフタレートを主成分とする重合体を溶融紡糸し、紡糸
された糸条を加熱筒内を通過させ、その後、第１ローラ
ーで引取り、引続き延伸し、最終延伸ローラーと弛緩ロ
ーラーとの間で交絡処理を施しつつ弛緩処理を行なう方
法により延伸糸を得るポリエステル繊維の製造方法にお
いて、第１ローラーの周速度（Ｖ）が５５０〜１１００
ｍ／min であり、第１ローラーの周速度（Ｖｍ／min ）
と、最終延伸ローラーと弛緩ローラーの間における弛緩
率（Ｒ％）とが、 −０．００９・Ｖ＋１５≦Ｒ≦−０．０１２・Ｖ＋２２ の関係を満足し、かつ、最終延伸ローラーの温度（Ｔ
℃）と第１ローラーの周速度（Ｖｍ／min ）とが、 ０．０５・Ｖ＋１８５≦Ｔ≦０．０５・Ｖ＋２０５ の関係を満足することを特徴とする。

【００１４】すなわち、本発明法は、特定の紡糸速度
と、紡糸速度に応じた特定の弛緩率及び最終延伸ローラ
ー温度とを組合わせ適用することによって、はじめて、
優れた機械的特性と熱収縮特性とを併せ持つポリエステ
ル繊維が、安定的かつ効率的に得られることを見出すこ
とによってなされたものである。

【００１５】以下、本発明のポリエステル繊維製造方法
について説明する。

【００１６】本発明法で使用する重合体は、ポリエチレ
ンテレフタレートを主成分とするポリエステルである
が、その一部に、酸成分として、イソフタル酸、アジピ
ン酸、セバシン酸、ダイマー酸、２，６−ナフタレンジ
カルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸など
を、また、ジオール成分として、ジエチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサン
ジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリ
アルキレングリコールなどを、少量使用してもよく、さ
らに、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパ
ン、トリメリット酸、トリノシン酸などを使用して少量
の分岐を持たせてもよい。

【００１７】また、その重合体には、酸化チタン、酸化
ケイ素、炭酸カルシウムなどの無機物を含有させてもよ
く、その他に、耐候剤や抗酸化剤等を含有されてもよ
い。

【００１８】本発明で使用する重合体の固有粘度は１．
０以上であることが必須であり、好ましくは１．１以上
である。使用する重合体の固有粘度が１．０よりも小さ
い場合には、得られるポリエステル繊維の強伸度積を十
分に高めることが困難である。

【００１９】本発明法における重合体の固有粘度は、オ
ルソクロルフェノール１００ｍｌに対し試料８ｇを溶解
した溶液の相対粘度ηｒをオストワルド式粘度計を用い
て測定し、次の近似式によって求めた値である。 固有粘度＝０．０２４２・ηｒ＋０．２６３４

【００２０】本発明法では、溶融紡糸機より溶融押出し
された紡出糸条は、加熱筒内を通過した後、冷却装置に
より冷却され、油剤付与された後、引続き第１ローラー
に周回されて引取られる。

【００２１】ここで使用される加熱筒は、口金面の吐出
孔の分布範囲よりも大きな断面積を有し、通常は円形の
内断面を有するヒーターからなる筒状物であり、口金ブ
ロックの下方に直接あるいは適当な断熱材を介して接続
される。使用される加熱筒の長さは３０〜１００ｃｍで
あることが好ましく、加熱筒の内壁面の温度は２００〜
３５０℃であることが好ましい。その加熱筒の下部に
は、冷却風吹出しによる冷却装置が接続されるが、加熱
筒と冷却装置とは必ずしも直接接続される必要はなく、
その間に適当な長さの断熱材を介してもよい。

【００２２】糸条は、冷却装置を通過後、油剤が付与さ
れるが、油剤の付与時には糸条は完全に固化しているこ
とが必要であり、そのためには油剤付与を行なう場所は
口金面から３ｍ以上離れていることが好ましい。

【００２３】油剤を付与された糸条は、第１ローラーに
周回されて引取られ、一旦巻取ることなく引続き多段の
ローラーによって延伸される。安定して強度の高い繊維
を得るためには延伸段数は２段以上が好ましく、特に、
予備延伸、主延伸及び後延伸の３段延伸が好ましい。

【００２４】その３段延伸法における延伸比率は、第１
ローラーと第２ローラーとの間での予備延伸が１．１倍
以下、第２ローラーと第３ローラーとの間での主延伸が
全延伸倍率の５０〜８０％、第３ローラーと第４ローラ
ー（最終延伸ローラー）との間での後延伸が全延伸倍率
の２０〜５０％であることが好ましい。延伸倍率及び延
伸比率が上記の範囲を外れる場合には、糸径むらや毛羽
が増大し易いので好ましくない。

【００２５】本発明において第１ローラーの周速度は重
要であり、その範囲は５５０ｍ／min 以上１１００ｍ／
min 以下であることが必須であり、好ましくは６００ｍ
／min 以上１０００ｍ／min 以下である。第１ローラー
の周速度が５５０ｍ／min 未満である場合には、高い生
産性が得られない。逆に１１００ｍ／min を越える場合
には、高い伸度と低い乾熱収縮率を併せもつ繊維を安定
に得ることができない。

【００２６】このように多段のローラー間で延伸された
糸条は、続いて、最終延伸ローラーと弛緩ローラーとの
間で交絡処理しつつ弛緩処理することが、製糸安定性を
高めるために必要である。この交絡処理の流体の圧空圧
は１．５〜６kg／cm² が好ましい。

【００２７】最終延伸ローラーと弛緩ローラーとの間の
弛緩率Ｒ（％）は、Ｒ＝（最終延伸ローラー速度−弛緩
ローラー速度）×１００ でもって表される値である
が、この弛緩率は、本発明法では、第１ローラーの周速
度（Ｖｍ／min ）に応じた特定の値とすることが必須で
ある。その値は、下式： −０．００９・Ｖ＋１５≦Ｒ≦−０．０１２・Ｖ＋２２ で表される範囲内が必要であり、好ましくは、 −０．００９・Ｖ＋１５．５≦Ｒ≦−０．０１２・Ｖ＋
２１．７ の範囲内であり、さらに好ましくは、 −０．００９・Ｖ＋１６≦Ｒ≦−０．０１２・Ｖ＋２
１．５ の範囲内である。

【００２８】この弛緩率（Ｒ）が［−０．００９・Ｖ＋
１５］よりも小さい場合は、高い伸度と低い乾熱収縮率
とを併せもつことが困難であり、逆に、［−０．０１２
・Ｖ＋２２］よりも大きい場合には安定な製糸が困難で
ある。

【００２９】本発明の目的を達するためには、さらに、
最終延伸ローラーの温度（Ｔ℃）を、第１ローラーの周
速度（Ｖｍ／min ）に応じた特定の値とする必要があ
る。具体的には、次式： ０．０５・Ｖ＋１８５≦Ｔ≦０．０５・Ｖ＋２０５ で表される範囲内が必要であり、好ましくは、 ０．０５・Ｖ＋１８７≦Ｔ≦０．０５・Ｖ＋２０３ の範囲内である。

【００３０】最終延伸ローラーの温度（Ｔ℃）が、
［０．０５・Ｖ＋１８５］よりも小さい場合も、また、
［０．０５・Ｖ＋２０５］よりも大きい場合も、得られ
る繊維の強伸度積は小さくなり、強度あるいは伸度のど
ちらかが不足した繊維しか得られない。さらに、最終延
伸ローラーの温度（Ｔ℃）が［０．０５・Ｖ＋２０５］
よりも大きい場合には糸切れが生じた時に最終延伸ロー
ラーへの糸の融着が生じ易く、ローラーからの融着糸条
の除去に手間がかかり、操業性が低下する。

【００３１】上述した本発明法によれば、高い強度、高
い伸度とともに低い乾熱収縮率をも併せ持つポリエステ
ル繊維を、安定的にかつ高い生産性で製造することが可
能となる。本発明法によって得られるポリエステル繊維
は、８ｇ／ｄ以上の強度、２０％以上の伸度、１５０℃
における乾熱収縮率が３．８％以下という優れた特性を
具備することができる。

【００３２】本発明における繊維の強度および伸度は、
ＪＩＳ−Ｌ−１０１７に記載の方法によって測定した値
である。１５０℃における乾熱収縮率（％）は、１５０
℃で３０分間、無荷重下で熱処理し、その前後における
糸長を０．０５ｇ／ｄの荷重下で測定し、熱処理の前後
の糸長差を、熱処理前の糸長で除した値である。

【００３３】強度が８ｇ／ｄ以上であることは、得られ
た繊維を使用して繊維製品を製造する際に、その製品に
必要な強力を容易に付与することができる点から好適で
ある。また、伸度が２０％以上であることは、加工時や
使用時における破断を抑制するために好適である。さら
にまた、１５０℃における乾熱収縮率が３．８％以下、
特に３．６％以下であることは、製織後の熱セット等の
加熱を伴う工程での工程通過性を良好とし、縫い糸とし
て使用する際のパッカリング発生を抑制するために好適
である。

【００３４】さらに、ポリエステル繊維は、２００℃に
おける乾熱収縮率と１５０℃における乾熱収縮率との差
が３．８％以下であることが、工程通過性を良好とし、
熱処理後の布帛ひずみを抑制するために好適である。

【００３５】

【実施例】固有粘度が１．２１のポリエチレンテレフタ
レートチップを通常の溶融紡糸装置に供給し、孔径０．
６ｍｍ、４８個の吐出孔を有する紡糸口金より、３００
℃で溶融押出し、３４０℃に加熱された長さ５０ｃｍの
加熱筒内を通過させた後、冷却装置により風速４０ｍ／
min の冷却風を長さ１２０ｃｍにわたって吹きつけるこ
とにより冷却し、オイリングローラーで油剤を付与した
後、第１ローラーに周回し、一旦巻き取ることなく引続
き延伸し、弛緩・交絡処理を行なった。

【００３６】その延伸は３段で行ない、１段目は延伸倍
率１．０３倍の予備延伸とした。弛緩時の交絡処理には
圧空ノズルを用い、圧空圧力は３kg／cm² とした。それ
以外の条件は、表１に記載のとおりとした。

【００３７】また、比較として、ポリエステルの固有粘
度、最終延伸ローラー温度、弛緩処理に弛緩率、交絡処
理の圧空圧をそれぞれ表１のように変更した以外は、上
記実施例と同様に製糸した。

【００３８】得られたポリエステル繊維の特性、及び、
製糸状況を評価し、その結果を表１に示した。この際、
製糸状況は、第１ローラーから弛緩ローラーまでの間で
の断糸の発生の多寡、及び、断糸発生時に最終延伸ロー
ラーへの繊維の融着の有無により、次の基準によって判
定した。 ［断糸の発生状況］ ○：断糸は殆ど発生しなかった、
△：若干発生した、×：多く発生した ［繊維融着の発生状況］ ○：繊維の融着なし、 ×：
融着あり

【００３９】表１の結果から明らかなように、第１ロー
ラー速度が５５０ｍ／min 以上という高速で製糸して
も、本発明で特定した範囲内条件をとれば、糸切れの発
生も少なく、糸切れ時の延伸ローラーへの融着も起こら
なく、安定して、高強度、高伸度かつ低収縮のポリエス
テル糸を得ることができた。

【００４０】これに対し、最終延伸ローラー温度が本発
明外の比較例１、３及び４の場合は、断糸やローラーへ
の融着がかなり発生し、安定した製糸が困難であった。
また、弛緩率が低過ぎる比較例２の場合は、所望の高伸
度水準や低収縮水準を得ることができなかった。ポリエ
ステルの固有粘度が低過ぎる比較例５の場合は、所望の
強度水準を得ることができず、さらに、断糸が多く安定
した製糸が困難であった。さらにまた、交絡処理をしな
かった比較例６の場合は、断糸が多く安定した製糸が困
難であった。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明法によると、高強度及び高伸度と
優れた熱安定性とを有し、樹脂被覆布帛、重布、ベルト
材、縫糸などの用途に好適なポリエステル繊維を、安定
にかつ高生産性で効率的に製造することができ、工業的
に有利な生産が可能となる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固有粘度が１．０以上のポリエチレン
   テレフタレートを主成分とする重合体を溶融紡糸し、紡
   糸された糸条を加熱筒内を通過させ、その後、第１ロー
   ラーで引取り、引続き延伸し、最終延伸ローラーと弛緩
   ローラーとの間で交絡処理を施しつつ弛緩処理を行なう
   方法により延伸糸を得るポリエステル繊維の製造方法に
   おいて、第１ローラーの周速度（Ｖ）が５５０〜１１０
   ０ｍ／min であり、第１ローラーの周速度（Ｖｍ／min
   ）と、最終延伸ローラーと弛緩ローラーの間における
   弛緩率（Ｒ％）とが、 −０．００９・Ｖ＋１５≦Ｒ≦−０．０１２・Ｖ＋２２ の関係を満足し、かつ、最終延伸ローラーの温度（Ｔ
   ℃）と第１ローラーの周速度（Ｖｍ／min ）とが、 ０．０５・Ｖ＋１８５≦Ｔ≦０．０５・Ｖ＋２０５ の関係を満足することを特徴とするポリエステル繊維の
   製造方法。
2. 【請求項２】 延伸を、予備延伸、主延伸及び後延伸
   の３回に分けて行なうことを特徴とする請求項１記載の
   ポリエステル繊維の製造方法。
3. 【請求項３】 予備延伸の延伸倍率が１．１倍以下で
   あり、主延伸の延伸比率が全延伸倍率の５０〜８０％で
   あり、かつ、後延伸の延伸比率が全延伸倍率の２０〜５
   ０％であることを特徴とする請求項２記載のポリエステ
   ル繊維の製造方法。
4. 【請求項４】 加熱筒の長さが３０〜１００ｃｍ、内
   壁面の温度が２００〜３５０℃であることを特徴とする
   請求項１記載のポリエステル繊維の製造方法。
5. 【請求項５】 最終延伸ローラーと弛緩ローラーとの
   間で、圧空圧１．５〜６kg／cm² での交絡処理を行なう
   ことを特徴とする請求項１記載のポリエステル繊維の製
   造方法。
6. 【請求項６】 得られるポリエステル繊維の強度が８
   ｇ／ｄ以上、伸度が２０％以上、１５０℃における乾熱
   収縮率が３．８％以下、かつ、２００℃における乾熱収
   縮率と１５０℃における乾熱収縮率との差が３．８％以
   下であることを特徴とする請求項１記載のポリエステル
   繊維の製造方法。
7. 【請求項７】 得られるポリエステル繊維が、樹脂被
   覆布帛用、重布用、ゴム補強用、あるいは縫糸用のポリ
   エステル繊維であることを特徴とする請求項１記載のポ
   リエステル繊維の製造方法。