JP3359730B2 - 湿熱耐久性の改良された産業資材用ポリエステルモノフィラメントおよびその製造方法 - Google Patents

湿熱耐久性の改良された産業資材用ポリエステルモノフィラメントおよびその製造方法

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JP3359730B2 JP06844094A JP6844094A JP3359730B2 JP 3359730 B2 JP3359730 B2 JP 3359730B2 JP 06844094 A JP06844094 A JP 06844094A JP 6844094 A JP6844094 A JP 6844094A JP 3359730 B2 JP3359730 B2 JP 3359730B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高温多湿下で長時間の
使用に耐え得る、湿熱耐久性の改良されたポリエステル
モノフィラメントに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ポリエステル繊維は、その優
れた特性から種々の用途に使用されているが、特に産業
資材用途において用いられているポリエステル繊維はそ
の用途の性質上、高温多湿下の過酷な条件下で使用され
るものも少なくない。
【0003】中でも、抄紙過程の乾燥工程で使用される
ドライヤーキャンバスや、鉄鋼洗浄ブラシ等に用いられ
るモノフィラメントは、高温多湿下で長時間の使用に耐
えなければならない。
【0004】ところがポリエステル、特にポリエチレン
テレフタレートは、水が存在する高温雰囲気中では分解
を起こし易く、重合度が低下して繊維の切断強度・伸度
が低くなるため、高温多湿下で長時間の使用に耐えない
という問題があった。
【0005】この問題を解決するため、これまで種々の
方法が検討されたきた。例えば、特公昭47−1510
4号公報には、カルボン酸銅塩と還元性陰イオンを組合
わせることにより、ポリエチレンテレフタレートのカル
ボキシル末端濃度を低減させる方法が開示されている。
【0006】しかし、上記のような安定剤を添加すると
重合物が好ましくない色調に着色される上、高温多湿の
過酷な条件下では、必ずしも十分な耐久性が得られない
という欠点があった。
【0007】一方、ポリエチレンテレフタレートに代え
て、分子骨格中にナフタレン環を有するポリエチレンナ
フタレートを用いることにより、耐熱性が改良できるこ
とは良く知られている。
【0008】例えば、特開昭62−156312号公報
には、ポリエチレンナフタレートポリマーの溶融紡糸条
件を特定することにより、熱安定性に優れたポリエチレ
ンナフタレートを製造することが記載されている。
【0009】しかしながら、上記繊維は分子鎖が剛直で
あるため、特にモノフィラメントの場合には、結節強度
や引掛強度が低下するという問題があり、湿熱時の耐久
性と結節強度や引掛強度などの機械的特性の両者を満足
するモノフィラメントが切望されていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記従
来技術の問題点を解消し、高強度でかつドライヤーキャ
ンバスや鉄鋼洗浄ブラシ等に好適な、湿熱耐久性の改良
された産業資材用ポリエステルモノフィラメントおよび
その製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するために鋭意検討した結果、これまで産業資材用と
しては注目されていない、ブチレン−2,6−ナフタレ
ートを主たる繰り返し単位とするポリエステルポリマー
を用い、特定の条件で製糸することにより、湿熱耐久性
が改良され、しかも高い結節強度と引掛強度を有するポ
リエステルモノフィラメントが得られることを究明し
た。
【0012】かくして本発明によれば、ブチレン−2,
6−ナフタレート単位を90モル%以上含むポリエステ
ルからなり、繊度が1850デニール以上のモノフィラ
メントであって、下記(a)〜(d)を同時に満足する
ことを特徴とする湿熱耐久性の改良された産業資材用ポ
リエステルモノフィラメントが提供される。
【0013】 (a)引張強度が3.0g/de以上、3.9g/de
以下 (b)引掛強度が0.7g/de以上、2.5g/de
以下 (c)結節強度が1.5g/de以上、3.2g/de
以下 (d)140℃、50時間湿熱処理後の強度保持率が7
0%以上 また、本発明によれば、繊度が1850デニール以上の
ポリエステルモノフィラメントを製造するに際し、下記
(ア)〜(エ)の工程を逐次的に含むことを特徴とする
湿熱耐久性の改良された産業資材用ポリエステルモノフ
ィラメントの製造方法が提供される。
【0014】 (ア)ブチレン−2,6−ナフタレート単位を90モル
%以上含むポリエステルポリマーを250〜310℃で
溶融した後、単孔ノズルから紡出し、 (イ)該紡出糸を60℃以上の加熱浴で冷却し、20〜
100m/分の速度で引取った後、一旦巻き取るか、あ
るいは巻取ることなしに連続して延伸工程に供給し、 (ウ)130℃〜230℃の温度で3.5倍以上4倍未
満の倍率で第一延伸した後、引続き第一延伸温度以上の
温度で0.90〜1.15倍の倍率で熱処理を行う。
【0015】本発明で使用されるポリエステルポリマー
は、一般にはナフタレン−2,6−ジカルボン酸とブチ
レングリコールとを触媒の存在下で適当な反応条件の下
に共重合せしめることによって形成されるポリエステル
であって、本発明の目的を損なわない範囲で、少量の安
定剤、改質剤、艶消剤、着色剤などを含んでいても良
い。
【0016】上記ポリエステルポリマーは、分子骨格中
にナフタレン環が含まれるため、ポリエチレンテレフタ
レートに比べて湿熱耐久性に優れている。
【0017】また、ナフタレン環を結合する主鎖中には
ブチレン基が含まれているため、同じく分子骨格中にナ
フタレン環を含むポリエチレンナフタレートに比べて可
撓性があり、該ポリマーをモノフィラメントにした場
合、結節強度や引掛強度を高くすることができる。
【0018】本発明のポリエステルモノフィラメント
は、上記ポリエステルポリマーを下記〜の工程を逐
次的に用いることによって得られる。
【0019】ブチレン−2,6−ナフタレート単位を
90モル%以上含むポリエステルポリマーを250〜3
10℃で溶融した後、単孔ノズルから紡出し、該紡出
糸を60℃以上の加熱浴で冷却し、20〜100m/分
の速度で引取った後、一旦巻き取るか、あるいは巻取る
ことなしに連続して延伸工程に供給し、130℃〜2
30℃の温度で3.5倍以上4倍未満の倍率で第一延伸
した後、引続き第一延伸温度以上の温度で0.90〜
1.15倍の倍率で熱処理を行う。
【0020】まず、上記ポリマーを溶融紡糸する際の溶
融温度は250℃〜310℃であることが必要である。
溶融温度が250℃に満たないような場合、ポリマーは
十分に溶融されず、また、溶融温度が310℃を越える
と溶融粘度が低くなりすぎ、紡糸調子が低下してしま
う。
【0021】また、紡糸口金下には必要に応じて保温筒
を設け、遅延冷却を行なっても良い。
【0022】単孔ノズルより吐出された紡出糸は、次い
で60℃以上、好ましくは80℃以上の加熱浴で冷却さ
れ、20〜100m/分の速度で引き取られる。加熱浴
の熱媒としては、温水の他、シリコンオイル等任意の媒
体が使用できるが、該加熱浴の温度が60℃未満の場合
は冷却が速すぎてモノフィラメントの断面形状が不均一
となる。
【0023】また、紡糸巻取り速度が20m/分未満の
場合は得られるモノフィラメントの構造がルーズになる
ため、湿熱耐久性が低下し、一方100m/分を越える
場合には伸度が下がりすぎて引掛強度や結節強度が低下
する。
【0024】上記紡出糸は紡糸後いったん巻き取るか、
あるいは巻取らずに連続的に延伸工程に供給され、温度
130℃〜230℃で3.5倍以上で第一延伸された
後、第一延伸温度以上の雰囲気温度で0.90〜1.1
5倍の倍率で熱処理される。
【0025】第一延伸時の温度が130℃未満の場合、
フィラメントに十分熱がかからないので所望の強度が得
られず、延伸倍率が3.5倍未満の場合は延伸斑が発生
する。ただ、あまり延伸倍率が高すぎると断糸が発生す
るので、4倍未満程度に止める。
【0026】一方、第一延伸時の温度が230℃を越え
る場合、繊維の熱劣化が起こり、本発明の所定の引掛強
度、結節強度、湿熱処理時の強度保持が得られない。
【0027】また、熱処理時の倍率は0.90〜1.1
5倍とすることが必要である。延伸倍率が0.90倍未
満ではフィラメントが脆くなり、引掛強度、結節強度、
引張強度が低下する。一方、倍率が1.15倍以上で
は、伸度が下がり、引張強度は向上するが、引掛強度、
結節強度が低下する。
【0028】熱処理の温度は第一延伸以上の温度が必要
である。低いと引張強度他、力学的特性向上の効果が少
ない。
【0029】かくして得られたポリエステルモノフィラ
メントは引張強度が3.0g/de以上、引掛強度が
0.7g/de以上、結節強度が1.5g/de以上で
あることが必要である。
【0030】引張強度が3.0g/de未満、あるいは
引掛強度が0.7g/de、結節強度が1.5g/de
未満の場合にはドライヤーキャンバスや鉄鋼洗浄用ブラ
シ等の用途に使用することが出来ない。
【0031】すなわち、ドライキャンバスにおいてはポ
リエステルモノフィラメントは織編物や結節網の状態で
シート化され、使用時には引張りや曲げ変形を受けるの
で、引張強度が3.0g/de未満、あるいは引掛強度
が0.7g/de、結節強度が3.0g/de未満の場
合にはモノフィラメントの破断が起こる。
【0032】また、鉄鋼洗浄用ブラシの場合には、加熱
された洗浄液にさらされながら屈曲変形を受けるので、
やはり上記の強度が必要となる。
【0033】さらに、上記ポリエステルモノフィラメン
トは140℃、50時間湿熱処理後の強度保持率が70
%以上であることが必要である。
【0034】ここで、強度保持率とはポリエステルモノ
フィラメントを140℃のオートクレーブ中で50時間
湿熱処理した前後の引張強度より算出した値である。
【0035】該強度保持率が70%未満の場合にはドラ
イキャンバスや鉄鋼洗浄用ブラシ等の用途に使用した
時、耐久性が大きく低下し、本発明の目的が達成されな
い。
【0036】
【作用】本発明においては、ポリエステルモノフィラメ
ントを製造するに際し、従来汎用的に用いられてきたポ
リエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート
に代えてブチレン−2,6−ナフタレートを主成分とす
るポリエステルを使用しているので、湿熱耐久性、可撓
性を向上させることができる。
【0037】さらに、本発明においては、上記ポリマー
を溶融紡糸するに際し、特定の条件で紡糸することによ
りポリマーの熱分解を最小限に止め、かつポリマーを吐
出した後の冷却条件や延伸条件を適性化して断面形状の
均一性や繊維表面の緻密性を向上させているので、ドラ
イヤーキャンバスや鉄鋼洗浄ブラシ等に好適な、高い引
掛強度、結節強度と湿熱耐久性を有する産業資材用ポリ
エステルモノフィラメントが得られる。
【0038】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、実施例、比較例における各特性値は以下
の方法で測定した。
【0039】(1)引張強度、引掛強度、結節強度 JIS L1013に準拠し、サンプル長20cm、伸
長速度100%/分で測定した。
【0040】(2)湿熱強度保持率 ポリエステルモノフィラメントを140℃のオートクレ
ーブ中で50時間湿熱処理し、その引張強度を処理前の
ポリエステルモノフィラメントの引張強度で割り、10
0倍して算出した。
【0041】[実施例1]ナフタレン−2,6−ジカル
ボン酸とブチレングリコールからなり、243℃の融点
を有するポリエステルポリマーを、孔径2.5mmの単
孔ノズルを備えた口金より温度265℃、パック圧力7
0kg/cm2 にて吐出した後、92℃の温水浴で冷却
し、紡糸速度50m/分で巻取った。
【0042】得られた未延伸糸を延伸熱処理装置に供給
し、第一延伸ローラーと第二延伸ローラーの間で140
℃、3.8倍に延伸した後、180℃で1.0倍で熱処
理を行った。得られたポリエステルモノフィラメントの
物性を表1に示す。
【0043】[比較例1〜3]実施例1において、紡糸
条件を表2に示す如く変更した以外は実施例1と同様に
実施した。得られたポリエステルモノフィラメントの物
性を表1に示す。
【0044】[実施例2、比較例4〜5]実施例1にお
いて、延伸熱処理条件を表2に示す如く変更した以外は
実施例1と同様に実施した。得られたポリエステルモノ
フィラメントの物性を表1に示す。また、市販のポリエ
チレンテレフタレートのモノフィラメント(ヘキスト製
TREVIRA 9000C V−448)の物性を併
せて表1に示す。
【0045】
【表1】
【0046】
【表2】
【0047】
【発明の効果】本発明で製造された産業資材用モノフィ
ラメントは、改良された湿熱耐久性と高い引張強度、引
掛強度および結節強度を有しており、高温多湿の条件下
で使用されるドライヤーキャンバスや鉄鋼洗浄用ブラシ
等に用いられるモノフィラメントとして特に有用であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−18715(JP,A) 特開 昭62−250221(JP,A) 特開 昭50−130543(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 6/62 D02J 1/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブチレン−2,6−ナフタレート単位を
    90モル%以上含むポリエステルからなり、繊度が18
    50デニール以上のモノフィラメントであって、下記
    (a)〜(d)を同時に満足することを特徴とする湿熱
    耐久性の改良された産業資材用ポリエステルモノフィラ
    メント。 (a)引張強度が3.0g/de以上、3.9g/de
    以下 (b)引掛強度が0.7g/de以上、2.5g/de
    以下 (c)結節強度が1.5g/de以上、3.2g/de
    以下 (d)140℃、50時間湿熱処理後の強度保持率が7
    0%以上
  2. 【請求項2】 繊度が1850デニール以上のポリエス
    テルモノフィラメントを製造するに際し、下記(ア)〜
    (エ)の工程を逐次的に含むことを特徴とする湿熱耐久
    性の改良された産業資材用ポリエステルモノフィラメン
    トの製造方法。 (ア)ブチレン−2,6−ナフタレート単位を90モル
    %以上含むポリエステルポリマーを250〜310℃で
    溶融した後、単孔ノズルから紡出し、 (イ)該紡出糸を60℃以上の加熱浴で冷却し、20〜
    100m/分の速度で引取った後、一旦巻き取るか、あ
    るいは巻取ることなしに連続して延伸工程に供給し、 (ウ)130℃〜230℃の温度で3.5倍以上4倍未
    満の倍率で第一延伸した後、引続き第一延伸温度以上の
    温度で0.90〜1.15倍の倍率で熱処理を行う。
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DE19828517C2 (de) * 1998-06-26 2000-12-28 Johns Manville Int Inc Monofile auf der Basis von Polyethylen-2,6-naphthalat

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