JPS63256739A - ポリエステルマルチフイラメント糸 - 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〉 本発明はポリエステルマルチフィラメント糸に関する。

〈従来の技術と問題点〉 マノにチフィラメントは撚加工することにより収束性が
向上し、その結果として引張り強度が向上し、取扱が容
易になることが知られている。

そしてローブ、ケーブル、コード等の用途に撚加工が施
されたマルチフィラメント糸が用いられている。このよ
うなマルチフィラメント糸としては、紡糸安定性、経済
性等からポリエステル繊維が広く用いられている。撚加
工された通常のポリエステル繊維からなるマルチフィラ
メント糸は強度が３〜１０　ｇ／ｄ、弾性率が２５〜ｔ
５０ｇ／ｄ程度でしかない。

近年炭素繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維等の高強度
、高弾性率繊維が開発され、撚加工が施されたマルチフ
ィラメント糸が検討されている。

しかし炭素繊維の場合には、伸度が小さいためもろく撚
加工が困難である。ガラス繊維は比重が大へ７ きく、加工機械の摩耗が大きいといった問題がある。ま
たアラミド繊維の場合にはポリマー構造による吸水性の
ため撚加工前後およびそれに続く撚セツト前後での乾燥
が必要である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、従来のポリエステル繊維の場合よりも
高強度、高弾性率を存し、加工上の問題−及び用途面で
の制約を有しないポリエステルマルチフィラメント糸を
提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステルを
溶融紡糸した後、熱処理を施して得られるマルチフィラ
メントからなり、次式で定義される撚係数ｋが３〜７０
であるポリエステルマルチフィラメント糸に関する。

撚係数−Ｔｘ　（Ｄｌ／ｌ　） Ｔ：マルチフィラメント糸１ｃｍ長さあたりの撚数 Ｄ：マルチフィラメントのトータルデ ニール数 本発明における溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステ
ルとは、９０６直交した２枚の偏光板の間にある加熱試
料台上にポリエステル試料粉末を置いて昇温していった
時に、流動可能な温度域において光を透過しうる性賞を
有するものを意味すこの様な芳香族ポリエステルとして
は、特公昭５６−１８０１６号公報や同５５−２０００
８号公報等に示される芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオ
ール及び／又は芳香族ヒドロキシカルボン酸やこれらの
誘導体から成るもので、場合によりこれらと脂環族ジカ
ルボン酸、脂環族ジオール、脂肪族ジオールやこれらの
誘導体との共重合体も含まれる。

ここで芳香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸、イソ
フタル酸、４，４°−ジカルボキシジフェニル、２．６
−ジカルボキシナフタレン、１．２−ビス（４−カルボ
キシフェノキシ）エタン等やこれらのアルキル、アリー
ル、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。

芳香族ジオールとしてはヒドロキノン、レゾルシン、４
．４’　−ジヒドロキシジフェニル、４．４”−ジヒド
ロキシベンゾフェノン、４．４°−ジヒドロキシジフェ
ニルメタン、４．４°−ジヒドロキシジフェニルエタン
、２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、
４．４’　−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４．４
°−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４．４°−ジヒ
ドロキシジフェニルスルフィド、２．６−ジヒドロキシ
ナフタレン、１．５−ジヒドロキシナフタレン等やこれ
らのアルキル、アリール、アルコキシ、ハロゲン基の核
置換体が挙げられる。

芳香族ヒドロキシカルボン酸としてはＰ−ヒドロキシ安
息香酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、２−ヒドロキシナフ
タレン−６−カルボン酸、ｌ−ヒドロキシナフタレン−
５−カルボン酸等やこれらのアルキル、アリール、アル
コキシ、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。

脂環族ジカルボン酸としてはｔｒａｍｓ　−１，４−ジ
カルボキシシクロヘキサン、Ｃ１５−１，４−ジカルボ
キシシクロヘキサン等やこれらのアルキル、アリール、
ハロゲン基の核置換体が挙げられる脂環族及び脂肪族ジ
オールとしては、ｔｒａｎｓ　−１，４−ジヒドロキシ
シクロヘキサン、ｃｌｇ−１，４−ジヒドロキシシクロ
ヘキサン、エチレングリコール、１，４−ブタンジオー
ル、キシリレンジオール等が挙げられる。

これらの組合せの内で本発明に用いる好ましい芳香族ポ
リエステルとしては、例えば （１）ｐ−ヒドロキシ安息香酸残基４０〜７０モル％と
上記芳香族ジカルボン酸残基１５〜３０モル％と芳香族
ジオール残基１５〜３０モル％からなるコポリエステル
、 セ）テレフタル酸及び／又はイソフタル酸とクロルヒド
ロキノン、フェニルヒドロキノン及び／又はヒドロキノ
ンからなるコポリエステル、（３）ｐ−ヒドロキシ安息
香酸残基２０〜８０モル％と２−ヒドロキシナフタレン
−６−カルボン酸残基２０〜８０モル％からなるコポリ
エステル等が挙げられる。

これらの出発原料を用い、本発明に用いる芳香族ポリエ
ステルに至るにはそのままであるいは脂肪族もしくは芳
香族モノカルボン酸またはそれらの誘導体、脂肪族アル
コールもしくはフェノール類又はそれらの誘導体等によ
るエステル化等により重縮合反応を行う。

重縮合反応としては既知の塊状重合、溶液重合、懸濁重
合法等を採用することができ、場合により１５０〜３６
０℃で常圧又はＬＯ〜Ｏ，１ｔｏｒｒの減圧下にＳｂ、
Ｔｔ、Ｇｅ化合物等の重合触媒、リン系化合物等の安定
剤、Ｔｉ０ｚ、ＣａＣ０□、タルク等の充填剤を添加し
て行うことができる。

得られたポリマーはそのままで、あるいは粉体状で不活
性気体中、又は減圧下に熱処理して紡糸用試料とする。

あるいは一度押出機により造粒して用いることもできる
。

本発明に用いる芳香族ポリエステルの溶融紡糸装置は既
知のものを使用できる。紡糸に遺した温度は２８０〜４
２０℃で、好ましくは３００〜４００°Ｃである。この
温度域より低いと装置への負荷が大きくなったり、試料
の溶融均一化が不十分であったり、逆に高温であると分
解反応等を生木発明における溶融時に異方性を示す芳香
族ポリエステルを溶融紡糸して得られるマルチフィラメ
ントとしては、熱処理、延伸前又は後での熱処理を施し
たもの等を用いることが強度及び弾性率の点から好まし
い そして撚加工を施すにあたっては、マルチフィラメント
を構成する各フィラメント間の融着度が小さい方が好ま
しい。

具体的には次式で定義される各フィラメント間の融着度
ｆが０．４未満であるものを用いないと撚加工の効果が
発現しにくく、フィラメントの破損、波打ちといった問
題がおこりやすい。

融着度ｒは撚加工前のマルチフィラメント束を２０■長
さに切断し、水中で超音波洗浄器又は発信器を用いて２
０分間超音波を照射して試料を分散させ、水中に分散し
た単糸及び繊維片（２〜数本の単糸が融″着したもの）
の合計数（ｎ）を測定し、次式より計算する。

ｆ−１−（ｎ／Ｎ） Ｎ：マルチフィラメントを構成する単 糸の数 ｎ：マルチフィラメントを２０■長す に切断し水中で分散させた時、水 中に分散したフィラメント及び繊 雄片の合計数 融着度ｆは０．４未満、中でも０．２以下が好ましい。

融着度ｆは熱処理温度、時間等によりコントロールでき
る０例えば好ましい条件として２００℃〜４２０″Ｃ（
より好ましくは２８０℃〜３６０°Ｃ）、数十秒〜数十
時間をあげることができる。

熱処理後のマルチフィラメントは撚掛けされる、マルチ
フィラメントの２束以上を合糸して加熱することもでき
る。

一啼 フィラメントの合計数は１００００以下であることが好
ましい、これ以上の場合には加熱時に各フィラメントに
等しい張力がかかりにくく、均一な撚が得られにくかっ
たりすることがある。

撚掛けの方法としては既知の方法、例えばリング法、フ
ライヤ法、キャップ法、ミュール法、イタジ一式法、へ
丁式法、二重撚糸代演、ヌアセル（Ｎｕｉｓｅｌ）法、
はせ代演等を採用することができる。

この時次式で定義される撚係数ｋが３〜７０の範囲とな
るようにマルチフィラメント糸ＩＣＩｍ長さあたりの撚
数（Ｔ）及びマルチフィラメントのトータルデニル（Ｄ
）が選択される。

撚係数−’ｌ’　ｘ　（［）　Ｉ／！　）撚係数ｋが３
を下まわる場合には、撚加工の効果が十分得られず、７
０をこえる場合には引張り強度が著しく低下する。撚係
数ｋを１０〜５５となるように条件を設定することがよ
り好ましい。

マルチフィラメント糸ＩＣＩ長さあたりの撚数Ｔは加熱
時の糸の走行速度Ｖ　（ｍ７分）、加熱子回転数Ｍｆ（
回／分）、加熱糸長さｌ（ｍ）、運転開始後の経過時間
も（分）から次式により計算することができる。

Ｔ　−（Ｍｆ／１００・Ｖ）・（１−１！ＸＰ（−Ｖ−
ｔ／１））（運転開始後十分な時間を経過してから加熱
する−　場合には、Ｔ−Ｍｆ／（１００・Ｖ）より求め
ることができる。） 装置との摩擦によるマルチフィラメント束の破断及び毛
羽立ち等の防止の観点から、加熱時の糸の走行速度Ｖを
１０００ｍ／分以下（好ましくは５００ｍ／分以下）、
加熱子回転数Ｍｆを５ｏｏｏｏ回／分以下（好ましくは
１００００回／分以下）に設定することが望ましい。

マルチフィラメントのトータルデニールについてはマル
チフィラメントの単糸デニールと単糸数の組合せによっ
て適宜法めることができるが、工程上４〜１５０００デ
ニールであることが好ましい。

かくして得られた本発明のマルチフィラメント糸はその
まま又はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、フェノー
ル樹脂、ポリウレタン、シリコン樹脂、ゴム、ポリオレ
フィン、ポリエステル等の樹脂又は接着剤を含浸、硬化
させることにより撚セットして用いることができる。

〈発明の効果〉 本発明のマルチフィラメント糸は高強度、高弾性率を有
し、収束性及び耐摩耗性に優れる。

本発明のマルチフィラメント糸はローブ、ケーブル、コ
ード、工業用糸、弓の弦をはじめＦＲＰ、ＦＲＴＰ、Ｆ
ＲＲ，安全着、テンションメンバー等に用いることがで
きる。

〈実施例〉 以下に本発明の理解を容易にするため実施例を示すが、
これらはあくまで例示的なものであり、本発明の要旨は
これらにより限定されるものではない。

なお例中に示される特性値は下記の如（して測定、算出
したものである。

（１）　　光学異方性は加熱ステージ上に試料を置いて
、偏光下２５℃／分で昇温し、肉眼観察により判定した
。

（２）引っ張り試験は東洋ボールドウィン社製オートグ
ラフＵＭ−５００を用い、試料間隔５０ｍ、引っ張り速
度５閤／分で測定した。

（３）耐摩耗性の測定として、松本油脂製薬（株）製の
ラビングテスターを用い、マルチフィラメント糸とマル
チフィラメント糸を摩擦しあい、破断するまでの回数を
求めた。（糸張力＝１００ｇ、ストローク数＝１５０回
／分、交差角：３０度）（４）吸水率の測定は、長さ３
０Ｃ１１の加熱されたマルチフィラメント糸の両端を予
め秤量した圧着端子で固定し、２３℃、８５％ＲＨの恒
温恒温槽に２日間入れ、マルチフィラメント糸の重さを
測定し、これを１２０℃の真空乾燥機で２日間乾燥し、
重量減少を調べることにより測定した。

参考例　１ ｐ−アセトキシ安息香１！１０．８０ｋｇ（６０，０モ
ル）、テレフタル酸２．５７ｋｇ（１５，５モル）、イ
ソフタル酸０．７５ｋｇ（４，５モル）、２．６−ジア
セドキシナフタレン４．９２ｋｇ（２０，２モル）を（
し型撹拌翼をもつ重合槽に仕込み、窒素ガス雰囲気下で
撹拌しながら昇温し、３３０℃で３時間重合した。

この間生成する酢酸を除去し、強力な撹拌で重合を行い
、その後徐々に冷却し、２００℃で重合体を系外へ取り
出した。

重合体の収量は１２．７７ｋｇで理論収量の９８．２％
であった。

これをハンマーミルで粉砕し、２．５閣以下の粒子とし
た。これをロータリーキルン中で窒素雰囲気下２８０℃
で５時間処理したところ、３５０℃以上で光学異方性が
観察された。

実施例１ 参考例１のポリマーをスクリエウー型押出機を用いて溶
融紡糸した。ノズルとして３００孔のものを用い、３６
５℃で紡糸しトータルデニール８９６デニールのマルチ
フィラメントを５ｋｇボビンに巻き取った。

このボビンからマルチフィラメントを連続的に送り出し
、２９０℃、３１０℃、３３０℃の電気炉内を各２時間
滞留させるようにして巻き取った、なお炉内の雰囲気と
しては窒素ガスを用いた。

この熱処理されたマルチフィラメントを用い、石川製作
所製ＤＴＢ合撚糸機を使用し、種々の撚係数になるよう
に条件を変えて加熱した。（糸の走行速度ｖ：２５〜２
００ｍ／分、加熱子の回転数Ｍｆ　：５０００ｒｐｍ） 性能を表１に示す。

比較例１ 加熱時の糸の走行速度Ｖをそれぞれ１２ｍ／分及び１０
００ｍ／分に変更した以外は実施例１と同様にして撚加
工マルチフィラメント糸を得た。

性能を表１に示す。

比較例２ 溶融時に異方性を示さないポリエステル（東洋紡（株）
のポリエチレンテレフタレー１−　ＲＴ　−５８０）を
用い、３００°Ｃで紡糸した以外は実施例１と同様にし
て紡糸した。

但し、ノズル下５Ｃ１１の所で吐出系を水中に導き象、
冷した。

１５０°Ｃで４倍に延伸しさらに緊張させつつ１２０°
Ｃのオーブン中を滞留時間５分で通過させトークルデニ
ール９２０のマルチフィラメントを得た。これを実施例
１と同様の方法で撚係数ｋが３０．０となるように加熱
した。

性能を表１に示す。

実施例２ 孔数１０００のノズルを用いた以外は実施例１と同様に
して紡糸、熱処理を行った。単糸数１０００のマルチフ
ィラメントはそのまま、あるいは加熱時に３本合糸して
単糸数３０００のマルチフィラメントとして用いた。

これらのマルチフィラメントを用いて、撚係数ｋが３０
．０となるよう実施例１と同様の方法により加熱した。

性能を表１に示す。

参考例λ 実施例１で得たマルチフィラメント糸（撚係数に−３０
，０）を住人化学工業■製エポキシ樹脂スミエポキシＥ
ＬＡ１２Ｂとアミン硬化剤との５０℃溶融混合液浴中を
長さ３０ｃ１１走行させ、次に電気炉中で１００℃、１
２０℃で各々４０時間処理して硬化させた。

このエポキシ樹脂被覆量は３．７％であった。

物性を表１に示す。

表１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステルを溶融紡糸し
   た後、熱処理を施して得られるマルチフィラメントから
   なり、次式で定義される撚係数ｋが３〜７０であるポリ
   エステルマルチフィラメント糸。 撚係数＝Ｔ×（Ｄ＾１＾／＾２） Ｔ：マルチフィラメント糸１ｃｍ長さあたりの撚数 Ｄ：マルチフィラメントのトータルデニール数