JPS63243322A - ブレンドポリエステル延伸繊維 - 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】 ［技術分野］ 本発明は耐熱性の改良されたブレンドポリエステル延伸
繊維、更に詳しくは融点近傍に至る迄の寸法安定性の良
好で、しかも力学特性の耐熱劣化性が著しく改善された
ポリエチレンテレフタレート繊維に関する。

［従来技術とその問題点］ 従来、ポリエチレンテレフタレート繊維はそのすぐれた
機１ｍ性を有するなめ、衣料用途のみならず一般産業資
材用途にも広く利用されている。このポリエステル繊維
は２５５〜２６０°Ｃ程度の融点を呈し、この融点は汎
用合成１１１１維の中では高い方である。しかしながら
、従来のポリエチレンテレフタレート繊維は温度ととも
に収縮する性質があり、１００°Ｃでも３〜５％、２５
０℃では２０％を越える収縮率を示ずのが通例である。

このため融点が例え２６０℃であっても利用分野によっ
てはガラス転移温度（通常８０℃付近）以下に使用範囲
が制限されている。

所で、収縮率を小さくする技術手段としては高温での熱
処理を施す事が知られている。この場合、熱処理の温度
は高い方が好ましいし、またより長い時間をかける方が
、収縮率を低くするうえで効果的である。しかし、この
場合の欠点としてポリエステル繊維の脆化が進み、力学
的特性が著しく低下する上、２５０℃で１％を切るよう
な超低収縮糸とする事は困難であった。

また、これら従来のポリエチレンテレフタレート繊維に
おいては耐熱劣化性が不充分であり、例えば２５０°Ｃ
の雰囲気下では３０分以内の間に強度。

伸度ともにほとんど零になってしまう。以上のような理
由のためこれら従来のポリエステル繊維を２５０℃のよ
うな高温で使用する事は不可能に近かった。

これまで、ポリエステル繊維の熱特性を解消するための
提案としては、ポリエステルにポリアミドをブレンドし
た延伸熱処理系が特開昭５９−１７１９号公報で提案さ
れている。しかし、このような糸にあっては、その強度
保持率が１０％以上に改善されるだけで、高温下での熱
収縮率の低下は期待できない。

［本発明の目的］ 本発明はかかる従来の欠点を改良し、融点近傍に至る迄
寸法安定性、力学特性の保持性が改良され、種々の分野
で利用することのできるポリエチレンテレフタレートを
主体とするポリエステル繊維を提供することにある。

［本発明の構成］ 本発明は上記目的を達成するため鋭意検討した結果、ポ
リアミドをブレンド紡糸したポリエステル延伸・熱処理
系に高温非接触下での多枝熱処理を施すことによって、
所望の糸条が得られることを究明した。

かくして、本発明によればエチレンテレフタレートを主
たる繰り返し単位とするポリエステル成分とポリアミド
成分とのブレンドポリマーからなり、下記（ａ）〜（ｅ
）の要件を同時に満足することを特徴とするブレンドポ
リエステル延伸繊維が提供される。

（ａ）ポリアミド成分がブレンドポリマー中に０．５〜
５０重量％存在すること。

（ｂ）溶融切断する直前の熱収縮率が−０，３％〜２％
であること。

（ｃ）　０．０１　ｇ　／　（ｆｅの荷重下で毎分５℃
の速度で昇温したときの溶融切断温度が２６０°Ｃを越
えること。

（ｄ）室温以上２５０℃以下の全温度域における乾熱収
縮率が−０，３％〜１％であること。

（ｅ）強度が１＊／ｄ８以上、伸度が１０〜１００％で
あること。

本発明で言う；Ｊテリエステルとは、ポリエチレンテレ
フタレートを主たる対象とするが、これに５モル％以下
の第３成分、例えば種々のジカルボン酸、ジオキシ化合
物等を添加共重合させても良く、更には斯界でよく知ら
れている種々の目的の添加剤を加えたものであってもよ
い。

一方ポリエステルにブレンドするポリアミドとしては溶
融紡糸可能であればよく、化学Ｓ造を異にする数種類の
ポリアミドから成るブレンド物、或いは第３成分との共
重合体であっても差支えない、但し、その中で最も好ま
しいのはナイロン６およびナイロン６Ｇである。

本発明において、これらのポリアミドはポリマ−中に全
量の０，５〜５０重景％分散して存在する事（ａの要件
）が必要である。ここでポリアミド成分が０．５重量％
に満たない場合、本発明の目的とする耐熱性向上効果は
ほとんど認められない。一方、ポリアミド成分が５０重
量％を越えるような場合、繊維自身の力学特性が極めて
悪化するため実用に耐え誼くなる。

これに対してポリアミド成分がポリマー中に０．５〜５
０重量％の範囲で存在する場合、実用上の繊維の力学特
性を確保できるとともに、本発明の目的とする耐熱寸法
安定性、力学特性の耐熱劣化性の向上を図る事ができる
。但し、この範囲内において、ポリアミド成分の量が多
くなるにつれ、熱的特性が向上し、逆に力学的性質が若
干ながら低下する傾向があるので、使用分野の目的に応
じてポリアミドの量を適宜選択すべきである。

本発明における乾熱収縮率は理学電ａ■製ＰＴＣ−１０
Ｄ　Ｔ　Ｍ　Ａ標準形を使用し、０．０１　ｇ　／ｄｅ
の荷重上毎分５℃の昇温で測定した０本発明の繊維の場
合、第１図の曲線■に示ずように室温から雰囲気温度の
上昇とともに僅かに収縮を続けるが１２０℃以上では逆
に収縮率は小さくなり原長より伸長する事もある。更に
２５０℃付近から極く僅か収縮した後、溶融切断するが
、この時の収縮率は一〇、３％〜２％の範囲（ｂの要件
）にあり極めて小さな値を示ず、また溶融切断する温度
も一般には２６０℃を越え（ｃの要件）従来のポリエス
テル繊維（第１図の曲線Ｉ）より高温側に位置している
。

次に、本発明のブレンドポリエステル繊維は室温以上２
５０℃以下の全温度域における乾熱収縮率が−０，３〜
１％である事（ｄの要件）が必要である。ここで−０，
３％の収縮は０．３％の熱伸長を意味する。

更に、本発明のブレンドポリエステル繊維の場合、少く
とも１．０ｇ／ｄｅの強度、１０％の伸度を有する必要
がある（ｅの要件）０強度、伸度がこれらの値に達しな
い場合、実用に供する事ができない。

尚、本発明のブレンドポリエステル繊維は、２５０℃に
おいて６０分間乾熱定長熱処理した際の繊維のシルクフ
ァクター保持率（Ｋ）が６０％以上、一般的には８０％
以上の高い値を示す、なお、シルクファクターは切断強
度（ぎ／ｄｅ）ｘＦじｒＷＩ（％）で表され、その保持
率は（ＳＦＡ／５ＦＯ）ｘｌｏｏ（％）で定義される。

但しＳＦＯ、ＳＦＡは該熱処理を施す前と後の繊維のシ
ルクファクターである。

本発明のブレンド繊維の場合、特に伸度の保持性がすぐ
れており伸度保持率は１００％を越える事もある。この
ような場合シルクファクター保持率（Ｋ）が９５％以上
になる事もある。

以上述べたような極めて高度の耐熱寸法安定性。

力学性の耐熱劣化性は本発明独自のものであり、ブレン
ドを含む従来のポリエステル繊維には全く見られなかっ
た特徴である。

本発明のブレンド繊維は通常の製糸（溶融紡糸−延伸−
熱処理）を行った後、更に以下に述べる特有の熱処理を
加える事によって得る事ができる。

すなわちこの熱処理の態様として、まず１８０〜２２５
℃の温度域で５分以上保持した後、２３０℃以上より好
ましくは２５０℃以上に昇温し、その温度で２０分以上
より好ましくは６０分以上保持する様なものが挙げられ
る。但し、この２３０℃以上の熱処理は酸素の存在下で
非接触状態で行う事が必要である。また特に２５０℃以
上の温度で熱処理を行う場合には、その前に２３０〜２
４５℃の温度域であらかじめ１０分以上の熱処理を受け
ている事が好ましい、勿論この熱処理は連続的に昇温さ
れる雰囲気下で行うことができる。

上記の１８０〜２３０℃での予備的熱処理、あるいは２
３０〜２５０℃での予備熱処理が無い場合、ポリエステ
ルの熱劣化の方が優先して進行するためブレンド繊維の
力学特性が低くなる恐れがある。

［本発明の作用機能］ 本発明のブレンド繊維が何故かくの如き卓越した耐熱特
性を有するかについては、およそ以下の通りｍ察される
。すなわち、第２図（ａ）は通常のポリエステルの微細
構造を示し、高温雰囲気の中での熱処理によってポリエ
チレンテレフタレートの結晶１は大きく成長しその非晶
部は次第にボーラスなものへ変化していく、この為、ポ
リエステル分子鎖の中に包みこまれていた分子鎖末端２
が束縛から開放され自由に動けるようになる。すなわち
分子鎖末端が構造的に活性化されてくる。このとき、ポ
リアミドが共存するとその分子鎖末端３も同時に活性化
され、第２図（ｂ）に示すようにこのためポリ、エステ
ル−ポリアミドの末端同士での化学結合が生じる。ある
いは別のａｐｒとしてポリアミド分子の一部は熱分解さ
れ、ポリエステル相中に拡散してそこでポリエステル分
子鎖末端と反応する事も考えられる。いずれにせよ第２
図（ｂ）に示すような微細＃ＩＪ造上の３次元架橋が形
成され、その結果寸法安定性、耐熱劣化性において従来
のポリエステル繊維を隔絶する特徴を有するブレンドポ
リエステル繊維が得られるのである。

従来から種々の手段により分子鎖自身を枝分れされ、分
子構造上の架橋、ネットワーク、３次元化を起させる事
によって耐熱性を向上させようとする試みは多く報告さ
れている。しかしこれらはネットワークの単位がミクロ
に過ぎるため、繊維構造が安定に形成されず、繊維とし
ての性能が極端に低下する傾向があった。更に溶融紡糸
が実施し難い等成型加工性にも問題が生じる。このため
架橋、３次元化の程度を抑えざるを得す、目的とする耐
熱性能も達成されなかったのである。

この点、本発明は、分子架橋と全く異った構造架橋によ
ってマクロなネットワーク、３次元化を達成するもので
あり、これにより新しいポリマーアロイ繊維と言うべき
素材を提供するものである。

Ｅ本発明の効果」 本発明のブレンドポリエステル繊維の場合、既に述べた
ように第１に、溶融切断に至る迄の全温度において寸法
変化が極めて小さい事があげられる。第２には力学特性
の耐熱保持性が高く、２５０℃で長時間放置してシルク
ファクターの変化が極めて少ない事が挙げられる。更に
該繊維の特徴として溶融した後も流動変形が進み難い事
も付記できる０通常のポリエステル又はポリアミド繊維
の場合、溶融すると表面張力のため液適状に丸くなる傾
向があるが、本発明繊維の場合、溶融した後もそのまま
の形状を保つ事が多い、このため例えば通常の織編物に
火を近づけると直ちに溶けて穴が開くのであるが、本発
明繊維によるａ編物の場合、繊維の内部構造は融解を起
しても、繊維としての形状はそのままであり六が開くよ
うな事は無い。

一方本発明のブレンドポリエステル繊維は通常のブレン
ド製糸のみでは達成できず、独特の苛酷な熱処理の中で
形成されていく。（通常のポリエステル繊維では該熱処
理に耐えられず切断するか、又は極度に脆化する。）す
なわち重合、紡糸、延伸その他の製造工程の中では本発
明の構造架橋は生じていないので、これらの工程調子も
特に問題なく良好である。

本発明のブレンドポリエステル繊維は繊維、マルチフィ
ラメント、加工糸、撚糸その他糸の形態として、あるい
は織編物、不織布１紙その他の布帛として衣料用の他の
一般産業資材すべての分野で利用できる。

実施例１ 固有粘度０．６４のポリエチレンテレフタレートと固有
粘度１．０のナイロン６を各々１６０℃で４時間。

１２０°Ｃで６時間乾燥した後、チップ状態で種々の割
合に混合し、２５ｍｍ直径のスクリュー型溶融押出機に
より溶融混練し、０．３５ｍｍ直径の吐出孔を有する紡
糸口金より吐出２通常の冷却気流による冷却固化、油剤
処理を行って１０００ｍ／分の速度で巻取った。

次いでこの紡出糸を予熱温度８０℃で３．８倍に延伸し
、１８０℃のスリットヒータで熱処理して１００ｄｅ／
２４ｆｉｌの延伸糸としな。

次にこの延伸糸を定長状態で１９０℃の熱風乾燥機中に
投入し、１０分間熱処理した。しかる後、乾燥機の温度
を２３５’Ｃに昇温した更に２０分間熱処理し、次いで
２５８℃で９０分間熱処理した。

以上のサンプルについて’ｒ”ＭＡ　（Ｔｈｅｒｍａｌ
　−Ｈｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）により
乾熱収縮率を測定した所、第１表の結果を得な。

第１表 サンプルＮＱＩの場合、ナイロン６がブレンドされてい
ないので、室温２５０℃における最大収縮率が１．４２
％と大きく、溶融切断直前の収縮率も大である。またサ
ンプルＮＱ２の場合もブレンドの量が少な過ぎるため、
収縮率は改善されておらず本発明のブレンドポリエステ
ル繊維とはならない°。

これに対しサンプルＮＧ３〜ＮＱ８においては、室温〜
２５０℃の最大収縮率も溶融切断直前の収縮率も極めて
小さな値を示しており、熱に対する寸法安定性が格段に
改良されている事がわかる。

次に以上のサンプルの力学特性、及びこれらのサンプル
を２５０℃の雰囲気下に１時間さらした後の力学特性を
常法により測定した所第２表の結果を得た。

第２表 サンプルＮＱＩおよび騎２の場合、原サンプルについて
も伸度が１０％を切っており実用に供し難い。

またこれらのサンプルにおいては熱処理による脆化が著
しく、強度、伸度がともに大きく低下する。

すなわちシルクファクターの保持率（Ｋ）が極めて低い
レベルにある。

一方すンプル随８の場合、原サンプルの伸度。

シルクファクターが低い、これはナイロンのブレンド量
が多過ぎるためである。またこのサンプルを熱処理する
と伸度の保持性は良好であるものの、強度が更に低下す
るためシルクファクターの保持性は悪化する。

以上に対しサンプルＮＱ３〜随７は本発明のブレンドポ
リエステル繊維であるが、原サンプルの強伸度は実用に
耐えうるレベルにあり、かつ熱処理に対するシルクファ
クターの保持性が極めてずぐれている事がわかる。

実施例２ ナイロン６のブレンド率を０％および４％とする他は実
施例１と同様にして紡糸延伸を行った・次ニこの延伸糸
を１８０℃で５分間定長熱処理した接種々の温度１時間
に設定された熱風循環式オーブン中で定長加熱した。こ
れらのサンプルについて’ｆ’　Ｍ　Ａにより乾熱収縮
率を測定した所、第３表の結果を得た。

第３表 サンプルＮｏ、　１は従来のポリエステル繊維に相当す
るものである。この場合収縮率は極めて大きく、また溶
融切断温度ら低めである。またサンプルＮ。

１を熱処理したＮ（１２〜Ｎ０．４についても収縮率の
大幅な改善は認められない。

他方サンプルＮｏ、　５はナイロン６をブレンドした　
　　−ポリエステル繊維であるが、この場合も収縮特性
の改善はあまり認められない。更にこのＮｏ、５を熱処
理したＮＯ，６およびＮｏ　７についても、加熱温度が
低いか、あるいは加熱時間が短いため収縮率の大幅な改
善は認められない。

以上に対しサンプルＮｏ、　８は本発明によるもので、
この場合には収縮特性の大幅な向上が認められる。

次にサンプルＮＧ５〜８について２５０℃の雰囲気下に
１時間定長でさらした時のシルクファクター保持率（Ｋ
）を評価した所、第４表の結果を得た。

第４表 サンプルＮα５〜Ｎｏ、７の場合、原サンプルの強伸度
、シルクファクターはＮｏ、　８より大であるが、２５
０℃１時間の熱処理後はＮＯ８より逆に低くなる。

すなわちシルクファクター保持率（Ｋ）は４０％程度で
あり、ＮＯ，８に比較してかなり低くなっている。

Ｎｏ、　８の本発明のブレンドポリエステル繊維は、力
学特性の耐熱性向上が認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は夫々従来のポリエステル繊
維および本発明のブレンドポリエステル繊維のＴ　Ｍ　
Ａ一温度曲線、第２図（ａ）および（ｂ）は夫々従来の
ポリエステル繊維および本発明のブレンドポリエステル
繊維を高温長時間熱処理した繊維についての微４１Ｍ造
モデル図である。 １・・・・・・結晶 ２・・・・・・ポリエステル分子末端 ３・・・・・・ポリアミド分子末端 へ ぺ 手続補正型（成） 昭和６２年７月２日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位と
   するポリエステル成分とポリアミド成分とのブレンドポ
   リマーからなり、下記（ａ）〜（ｅ）の要件を同時に満
   足することを特徴とするブレンドポリエステル延伸繊維
   。 （ａ）ポリアミド成分がブレンドポリマー中に０．５〜
   ５０重量％存在すること。 （ｂ）溶融切断する直前の熱収縮率が−０．３％〜２％
   であること。 （ｃ）０．０１ｇ／ｄｅの荷重下で毎分５℃の速度で昇
   温したときの溶融切断温度が２６０℃を越えること。 （ｄ）室温以上２５０℃以下の全温度域における乾熱収
   縮率が−０．３％〜１％であること。 （ｅ）強度が１ｇ／ｄｅ以上、伸度が１０〜１００％で
   あること。
2. （２）溶融切断する直前の収縮率が−０．３％〜１％で
   ある特許請求の範囲第１項記載のブレンドポリエステル
   延伸繊維。
3. （３）２５０℃において６０分間乾熱定長熱処理した時
   の繊維のシルクファクター保持率（Ｋ）が６０％以上で
   ある特許請求の範囲第（１）項記載のブレンドポリエス
   テル延伸繊維。 但し、シルクファクター＝切断強度×√（切断伸度）で
   あり、その保持率（Ｋ）は次の定義による。 Ｋ＝（ＳＦ＿Ａ／ＳＦ＿０）×１００（％） （ＳＦ＿Ａ、ＳＦ＿０は夫々熱処理後、熱処理前のシル
   クファクター）