JP2002266162A - 産業資材用ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた耐候性と耐摩耗性を有し、かつ加工性
にも優れた産業資材用ポリエステル繊維を、低コストで
提供する。 【解決手段】 繊維を構成する主成分がポリエチレンテ
レフタレートからなり、一旦巻き取ることなく、連続し
て延伸熱処理を行い、速度１５００ｍ／分以上で巻き取
られた耐候性と耐摩耗性に優れた繊維である。この繊維
は、極限粘度〔η〕が０．８５以上、単糸繊度(dtex)が
６０以上、強度(cN/dtex) が３．５以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に耐候性や耐摩
耗性が必要とされる漁網、ロープや安全ネット、さらに
は、生活資材用途に好適な産業資材用ポリエステル繊維
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カーボン等の顔料を耐候剤として
繊維中に練り込んで耐候性を向上させた原着の合成繊維
が漁網やロープ、生活資材等の産業資材分野で広く使用
されている。

【０００３】これに伴い、ポリエステル繊維、中でも安
価で寸法安定のよいポリエチレンテレフタレート（以
下、ＰＥＴと称す。）を主体とした産業資材用ポリエス
テル繊維も、カーボン等の顔料を練り込んで耐候性を向
上させた原着繊維が漁網や安全ネット、あるいはロープ
用途等に幅広く用いられている。しかし、このようなポ
リエステル原着繊維の耐候性は、まだ十分に満足される
ものとは言えず、さらなる向上が望まれている。

【０００４】このため、耐候性を向上させる手段として
顔料濃度を高くすることが試みられた。しかし、この方
法で得られる繊維は、耐候性の向上は見られるものの、
巻き取られた繊維に毛羽が多くなり、毛羽を抑制するた
めに延伸倍率を低く設定すれば強度が低下し、さらには
コストの上昇につながるので、満足できる繊維ではなか
った。

【０００５】また、耐候性を向上させるための他の方法
として、製糸性をあまり損なわない程度の顔料濃度に抑
えて単糸繊度を太くすることで、繊維径あるいは繊維全
体の表面積の変化に起因すると推定される耐候性を向上
させる方法がある。しかし、この方法も耐候性の向上に
は効果があるが、汎用品の単糸繊度である２０〜４０ｄ
ｔｅｘ程度では耐候性の向上も十分とは言えず、その一
方で単糸繊度を太くしたことで繊維の柔軟性が損なわ
れ、このような繊維を用いたロープや漁網等の加工製品
も柔軟性が劣るものとなり、屈曲を繰り返す耐摩耗試験
では耐摩耗性が低下し、満足できるものではなかった。

【０００６】さらに、耐候性を向上させるために、太い
単糸繊度の繊維を紡糸して浴中冷却方式で製造されるモ
ノフィラメントを合糸して用いることも行われている。
しかし、この方法は生産速度が遅いために価格が高いの
でコストが上昇するばかりでなく、合糸しながら用いる
と集束性が悪くて加工性が劣るようになり、この方法も
満足できるものではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、優れた耐候性と耐摩耗性を有し、かつ、加工
性にも優れた産業資材用ポリエステル繊維を、低コスト
で提供することを技術的な課題とするものである。

【０００８】

【問題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、繊維の単糸繊度
を６０ｄｔｅｘ以上とし、好ましくは製糸性や強度低下
をあまり損なわない程度の常用の濃度で顔料を練り込
み、繊維の極限粘度と紡糸ドラフトを最適化することに
より、常用の紡糸装置で高速紡糸を可能とし、コストの
上昇や加工性を損なうことなく、さらには繊維の柔軟性
が低下しても、摩耗による単糸の切断が減少する単糸繊
度まで太くすることにより、耐候性と耐摩耗性を同時に
向上できることを見出して本発明に到達した。

【０００９】すなわち、本発明は、次の構成を要旨とす
るものである。 (1) 繊維を構成する主成分がＰＥＴからなり、一旦巻き
取ることなく、連続して延伸熱処理を行い、速度１５０
０ｍ／分以上で巻き取られた繊維であって、下記〜
の特性を有していることを特徴とする耐候性と耐摩耗性
に優れた産業資材用ポリエステル繊維。 極限粘度〔η〕 ：０．８５以上 単糸繊度(dtex) ：６０以上 強 度 (cN/dtex) ：３．５以上 (2) 耐候剤として顔料を含有し、着色された上記(1) 記
載の産業資材用ポリエステル繊維。 (3) 上記(1) 又は(2) 記載の産業資材用ポリエステル繊
維を用いた加工製品。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の産業資材用ポリエステル繊維は、耐摩耗
性の向上のために繊維の単糸繊度を太くする必要があ
り、したがってポリエステルの中でも紡出後の冷却が比
較的容易であり、かつ、安価で寸法安定性に優れたＰＥ
Ｔを主成分とすることが好ましく、さらに製糸性や強度
を損なわない程度に顔料を練り込んで原着繊維にすると
耐候性がさらに向上するためより好ましい。

【００１１】次に、繊維の極限粘度〔η〕は、産業資材
用途に用いるために高い強度が必要であることと、単糸
の太繊度化による紡出後の引き取り張力の低下や線速度
の増加による冷却不足を抑えるために０．８５以上、好
ましくは０．９〜１．２にする必要がある。極限粘度が
これより小さいと、強度が劣るようになるばかりでな
く、前記要因によるローラ上での糸揺れや単糸同士の融
着が起こりやすくなり、また、大き過ぎるとコスト面で
不利益となるばかりでなく延伸性が劣るようになるの
で、上限は１．２程度が好ましい。

【００１２】また、繊維の単糸繊度は、耐摩耗性と耐候
性の向上には６０ｄｔｅｘ以上が必要であるが、好まし
くは６０〜１１０ｄｔｅｘであり、単糸繊度がこれより
も細くなると摩耗作用を受ける際に単糸の切断が多くな
って耐摩耗性が低下し、同時に耐候性も低下するので、
この繊維を用いた加工製品の品位が劣るようになり、一
方、太すぎると製糸時の冷却が困難となるばかりでな
く、延伸性が劣るようになるので、その上限は１１０ｄ
ｔｅｘ程度が好ましくない。

【００１３】さらに、本発明の繊維は産業資材用である
ため、強度は３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは
４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が必要であり、強度がこれよ
りも小さいと、用途が限定されるので好ましくない。

【００１４】次に、本発明の繊維の特徴である巻き取り
速度は、１５００ｍ／分以上であることがコスト面から
重要であるが、好ましくは１５００〜２０００ｍ／分で
ある。巻き取り速度がこれよりも小さいとコスト面で不
利益となり、一方、大き過ぎると吐出量の増加による製
糸時の冷却が困難になったり、延伸倍率が低下するため
強度が劣るようになるので、その上限は２０００ｍ／分
程度が好ましい。

【００１５】本発明の繊維の巻き取り形態は特に限定さ
れるものではないが、モノフィラメントの巻き取りに通
常用いられる鍔のついたボビンではなく、常用の繊維と
同様に紙管にチーズ状に巻かれていることが好ましく、
チーズ状に巻かれていると、糸条に集束性があり、解除
性や加工性に優れている。

【００１６】また、繊維の断面形状は、必要に応じて丸
断面、異型断面のいずれを採用してもよいが、延伸性が
よく、高強度が得やすい丸断面形状が好ましく、さら
に、必要に応じて艶消し剤、難燃剤、防藻剤等を添加し
てもよい。

【００１７】本発明の繊維は繊度が６０ｄｔｅｘ以上と
大きいため，特に耐候剤を含有しなくても耐候性や耐摩
耗性等の物性が優れているが、さらに耐候性を向上させ
るために顔料等の耐候剤を含有させることが好ましい。
耐候剤として顔料を繊維に練り込む場合、顔料の種類と
濃度は、製糸性や強度低下を損なわなければ何ら制限さ
れるものではないが、汎用品であるカーボンは安価でコ
スト面から好ましく、また濃度は０．５〜１．５質量％
程度が好ましく、この範囲より小さくなると耐候性向上
の効果が小さくなり、大きくなると延伸性が劣るように
なり、高強度の繊維が得られ難くくなるので好ましくな
い。

【００１８】また、その練り込み方法は、常用行われて
いる２０〜４０質量％の顔料濃度でマスターバッチ化し
たポリエステルと、ベースのポリエステルを計量混合機
等で任意の顔料濃度になるようにドライブレンドして紡
糸機に供給すればよい。

【００１９】本発明の繊維は、耐候性や耐摩耗性等の物
性が優れているため、製編織したり、不織布にして漁網
やロープ、生活資材等の産業資材分野の加工製品として
好適に使用することができる。なお、本発明において、
耐候性が優れている繊維とは、後述する耐候性試験５０
０時間後の強力保持率が８０％以上のものであり、ま
た、耐摩耗性が優れている繊維とは、後述する耐摩耗試
験５００００回後の強力保持率が７５％以上のものであ
る。

【００２０】本発明の繊維は、常用の溶融紡糸装置を用
いて紡糸することが可能であるが、単糸繊度が大きいた
め、吐出線速度を遅くする手段として、ポリエステルの
極限粘度を０．８５以上にすると共に、単糸繊度に応じ
て紡糸口金の孔径を変更し、紡糸ドラフトを９０〜１２
０程度にすると効果的であり、また、引き続いて行う延
伸も高温で熱処理を行いながら、延伸が可能であるスチ
ーム延伸法を用いると延伸性が向上するので好ましい。

【００２１】すなわち、紡糸口金の孔直径は１．５〜
３．０ｍｍ程度のものを用いて、温度２８０〜３１０℃
で紡出し、長さ２０〜５０ｃｍ、内壁温度２００〜３５
０℃に加熱された加熱筒内を通過させた後、長さ１５０
〜２００ｃｍの横型冷却装置を用いて、温度１０〜３０
℃、速度０．５〜２．０ｍ／秒の冷却風で冷却し、油剤
を付与して引き取る。

【００２２】図１は、本発明の繊維の製造時に用いる延
伸巻取り装置の一実施態様を示す概略工程図である。図
１において、上記で紡出した未延伸糸は、非加熱の第１
ローラ１に複数回掛けて引き取られ、引き続いて非加熱
の第２ローラ２に複数回掛けて延伸倍率１．００５〜
１．０５の引き揃えを行い、スチーム処理機６の孔直径
１．５〜３．０ｍｍのオリフィスから糸条進行方向に向
かって、温度３００〜５００℃、圧力０．３〜１．０Ｍ
Ｐａの加熱スチームを糸条に吹き付けた後、温度１５０
〜２５０℃に加熱された第３ローラ３に複数回掛けて、
延伸倍率４．０〜６．０で延伸熱処理を行い、引き続き
１００〜２００℃に加熱された第４ローラ４に複数回掛
けて２．０〜１０．０％の弛緩熱処理を施し、速度１５
００ｍ／分以上でワインダー５に巻取られる。

【００２３】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、実施例における各物性値は、次の方法で測
定した。 （ａ）ＰＥＴの極限粘度 フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒と
し、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。 （ｂ）強伸度 ＪＩＳＬ−１０１３に従い、島津製作所製オートグラフ
ＤＳＳー５００を用い、試料長２５ｃｍ、引っ張り速度
３０ｃｍ／分で測定した。 （Ｃ）耐摩耗性の評価 得られた繊度１１００ｄｔｅｘの各フィラメント数から
なる原糸を、３本合糸し、次いで８本製紐品としたサン
プルをＪＩＳＤ４６０４の耐摩耗性試験方法に準じて所
定回数の摩耗試験を行った後の強力を測定し、摩耗試験
前の強力から下記式で算出した。 摩耗棒：クロムメッキ棒 ∠＝６０度 サイクル数：３０サイクル／分 荷 重：１．０ｋｇ 強力保持率（％）＝（摩耗試験後の強力(N)/摩耗試験前
の強力(N))×１００ （Ｄ）耐候性の評価 耐摩耗試験に用いたものと同じサンプルを作製し、各々
サンシャイン・カーボンアーク燈型耐候性試験機を用い
て３００時間と５００時間の照射を行ったサンプルの強
力を測定し、強力保持率を下記式で計算して求めた。 試験機：サンシャイン・カーボンアーク・ウェザメ−タ
− 光源の種類：ＷＳ型 ブラックパネル温度：６３±３℃ スプレーサイクル：１２０分中１８分 試験体の幅：製紐サンプル 試験体の数：暴露時間毎に５個 強力保持率（％）＝（暴露後の強力(N) ／暴露前の強力
(N))×１００

【００２４】実施例１ 常用の溶融紡糸装置に、孔直径が２．３ｍｍ、ホール数
１２個の常用の紡糸口金を装着し、極限粘度〔η〕１．
０５のＰＥＴを用いて温度２９０℃で紡出し、直下に常
設された内壁温度２５０℃、長さ４０ｃｍのヒータを有
した加熱筒内を通過させた後、吹き付け長１８０ｃｍの
横型冷却装置を用いて、温度１５℃、速度１．３ｍ／秒
の冷却風で冷却し、オイリングローラで油剤を付与した
後、速度３９５ｍ／分の非加熱の第１ローラに４回掛け
て引き取り、引き続き速度４０３ｍ／分の非加熱の第２
ローラに５回掛けて１．０２倍の延伸引き揃えを行っ
た。

【００２５】次いで、オリフィス直径２．０ｍｍ、温度
４５０℃、圧力０．６ＭＰａでスチームを吹き付け、速
度１８９４ｍ／分、温度１９５℃の第３ローラに６回掛
けて４．７倍の延伸を行い、速度１８１８ｍ／分、温度
１６０℃の第４ローラに８回掛けて弛緩熱処理を行った
後、速度１８００ｍ／分のワインダーに巻き取り、１１
１０ｄｔｅｘ／１２フィラメントの丸断面形状の産業資
材用ポリエステル繊維を得た。

【００２６】実施例２ 孔直径１．９ｍｍ、ホール数１６個の紡糸口金を装着
し、１１１０ｄｔｅｘ／１６フィラメントの繊維を得た
以外は、実施例１と同様に行った。

【００２７】実施例３ 極限粘度〔η〕０．７０のＰＥＴにカーボンを３０質量
％練り込んだマスターバッチと、極限粘度〔η〕１．０
５のＰＥＴを計量混合機を用いて、カーボン濃度が０．
６質量％になるようにドライブレンドしたものを用いた
以外は、実施例１と同様に行った。

【００２８】実施例４ 孔直径１．９ｍｍ、ホール数１６個の紡糸口金を装着
し、１１１０ｄｔｅｘ／１６フィラメントの繊維を得た
以外は、実施例３と同様に行った。

【００２９】比較例１ 極限粘度〔η〕が０．８６のＰＥＴを用いた以外は実施
例２と同様に行った。

【００３０】比較例２ 孔直径０．６ｍｍ、ホール数４８個の紡糸口金を装着
し、温度３００℃で紡出し、壁面４２０℃の加熱筒内を
通過させ、速度１．０ｍ／秒の冷却風で冷却し、延伸倍
率５．５で延伸を行った以外は実施例３と同様に行い、
１１１０ｄｔｅｘ／４８フィラメントの丸断面形状の繊
維を得た。

【００３１】比較例３ 孔直径０．５５ｍｍ、ホール数９６個の紡糸口金を装着
し、４５０℃の加熱筒内を通過させて延伸倍率５．３で
行った以外は比較例２と同様に行い、１１１０ｄｔｅｅ
ｘ／９６フィラメントの丸断面形状の繊維を得た。実施
例１〜４及び比較例１〜３で得られた繊維の評価結果を
表１〜３に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】表１は原糸性能の評価であるが、実施例１
〜４で得られた繊維は、強度や切断伸度が良好であり、
製糸性もよかったが、比較例１は極限粘度〔η〕が０．
８２と低いため、紡出後の冷却が困難で単糸の融着が発
生し、延伸を行うことができなかった。なお、比較例２
〜３は、耐摩耗性と耐候性試験での比較サンプルとして
採取したが、強度は高く、製糸性も良好であった。

【００３６】次に、表２は耐摩耗評価の結果であるが、
摩耗回数が１００００回において実施例１〜４と比較例
３はほぼ同等であったが、比較例２は単糸繊度の太さが
不十分であるため、柔軟性が悪くなった要因の方が勝っ
て比較例３より劣っていた。また、摩耗回数が５０００
０回では、実施例１〜４は強力保持率も良好で、単糸の
切断も少なかったが、比較例２〜３は単糸の切断が多く
なり、強力保持率や品位も劣る結果となった。

【００３７】さらに、表３の耐候性評価の結果では、単
糸繊度の太さに比例して実施例１〜４は暴露時間で３０
０時間と５００時間で共に強力保持率は優れていたが、
比較例２〜３は、単糸繊度の太さが不十分であるため強
力保持率が劣っていた。

【００３８】

【発明の効果】上記のように、本発明の産業資材用ポリ
エステル繊維は、単糸繊度が６０ｄｔｅｘ以上と太いの
で、繊維の柔軟性が低下しても、摩耗による単糸の切断
が減少して耐摩耗性が向上し、同時に耐候性も優れてお
り、漁網やロープ、生活資材等の産業資材分野で好適に
使用できるものである。また、本発明の繊維は、常用の
紡糸装置で高速紡糸が可能であり、このため、耐候性と
耐摩耗性に優れた繊維を、コストの上昇や加工性を損な
うことなく提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の産業資材用ポリエステル繊維の製造に
用いる延伸巻き取り装置の一実施態様を示す概略工程図
である。

【符号の説明】

１ 第１ローラ ２ 第２ローラ ３ 第３ローラ ４ 第４ローラ ５ ワインダー ６ スチーム処理機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維を構成する主成分がポリエチレンテ
   レフタレートからなり、一旦巻き取ることなく、連続し
   て延伸熱処理を行い、速度１５００ｍ／分以上で巻き取
   られた繊維であって、下記〜の特性を有しているこ
   とを特徴とする耐候性と耐摩耗性に優れた産業資材用ポ
   リエステル繊維。 極限粘度〔η〕 ：０．８５以上 単糸繊度(dtex) ：６０以上 強 度 (cN/dtex) ：３．５以上
2. 【請求項２】 耐候剤として顔料を含有し、着色された
   請求項１記載の産業資材用ポリエステル繊維。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の産業資材用ポリエ
   ステル繊維を用いた加工製品。