JPH0141722B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリエステル繊維、更に詳しくは、特
に低収縮性、耐疲労性に優れたゴム構造物補強コ
ードの製造に供するポリエステル繊維に関する。 ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレー
トよりなる繊維は、多くの優れた特性を有するが
ゆえに、衣料用のみならず、ゴム構造物、例えば
タイヤ、Ｖ−ベルト、コンベアベルト、タイミン
グベルト等の補強用にも使用されている。 かかるゴム構造物の補強用のポリエステル繊維
には、高強度で且つ低収縮性であることが要求さ
れる。従来、高強度のポリエステル繊維を得るた
めには、高重合度の未延伸糸を高倍率で多段延伸
した後高温で充分に熱処理する方法が知られてい
る。そして、このような高倍率で多段延伸し易い
未延伸糸を得るために、紡糸口金直下の雰囲気を
高温に保持して、紡出糸条を徐冷して得られる未
延伸糸の配向度を低くする方法が採用されてい
る。しかしながら、高重合度のポリエステル繊維
を高倍率で多段延伸すると、得られる延伸糸の収
縮率が増大し、上記方法では充分に低収縮性の繊
維は得られない。 また、低収縮性の繊維を製造する方法として、
低重合度の未延伸糸を多段延伸するか、高重合度
の未延伸糸を使用し、延伸後制限収縮可能な状態
で熱処理する方法が知られている。しかしなが
ら、これらの方法では得られる繊維の強度が低下
する。 このように、高強度及び低収縮性共に満足する
ポリエステル繊維は、従来製造し難かつた。しか
も、上述のように高重合度のポリエステル未延伸
糸を高倍率で多段延伸し、高温で充分に熱処理し
ても得られる高強力ポリエステル繊維は、収縮率
を充分に低くすることができないばかりか、強力
保持率が耐疲労性が充分でなく、特に耐疲労性の
改善が強く要求されている。 本発明者は高強度、低収縮性、強力保持率及び
耐疲労性のいずれかにも優れた、ゴム構造物の補
強用に適したポリエステル繊維を提供せんとして
鋭意検討したが、従来の高強度ポリエステル繊維
の製造法の範疇においては全く成功しなかつた。
従来の技術を抜本的に見直した結果、ポリエステ
ル繊維をゴム構造物の補強用に使用する場合、通
常高重合度ポリエステルを、高温雰囲気中に溶融
紡出して可及的に低配向糸を得、高倍率に多段延
伸し、高温下充分に熱処理して高強力繊維とな
し、これに下撚り及び／又は上撚りを施してコー
ドとなし、接着剤を付与した後再び高温下充分に
熱処理し、最後にゴム構造物中に配設し、加硫さ
れることから明らかなように、度々苛酷な熱処理
を受けることに着目した。即ち、紡糸後延伸・熱
処理によつて充分に結晶化され、最適状態に調整
されたポリエステル繊維は、再度苛酷な熱処理を
受けることによつて、最終的に得られるゴム構造
物中においては、既に変質劣化していることに着
目し、本発明者は、最終製品にした際に最高の性
能を発揮するポリエステル繊維を提供せんとして
更に検討を重ねた結果、新規な特性を備えたポリ
エステル繊維を見出し、本発明を完成するに到つ
た。 即ち、本発明はエチレンテレフタレートを主た
る構成単位とするポリエステルよりなり、荷重−
荷伸曲線において少なくとも4.5ｇ／deの２次降
伏点を示し、該降伏点より高伸度領域に−0.84
ｇ／de／％までの負の勾配部分を有し、175℃に
おける乾熱収縮率が少なくとも９％であり且つ切
断強度が少なくとも5.0ｇ／deであるゴム構造物
補強コードの製造に供するポリエステル繊維に係
るものである。 本発明で使用するポリエステル繊維の特徴を添
付図面によつて説明する。第１図は荷重−荷伸曲
線を示し、図中の曲線１は本発明の繊維の荷重−
荷伸曲線であつて、イの点が２次降伏点である。
この曲線１より明らかなように、本発明のポリエ
ステル繊維は２次降伏点イより高伸度領域に負の
勾配部分が存在する極めて特異な挙動を示す。こ
れに対し、従来の通常のゴム構造物補強用ポリエ
ステル繊維の荷重−荷伸曲線が曲線２であり、そ
の２次降伏点ロより高伸度領域には負の勾配部分
は全く存在しない。 このように、２次降伏点より高伸度領域に負の
勾配部分を有し、且つ２次降伏点が4.5ｇ／de以
上である荷重−荷伸曲線を示すポリエステル繊維
は、これに上撚り及び／又は下撚りを施してコー
ドとなし、接着剤付与後熱処理し、ゴム中に配設
加硫して得られるゴム構造物中において、最高の
性能を発揮するようになる。 上記２次降伏点が4.5ｇ／deより低いポリエス
テル繊維では、その２次降伏点より高伸度領域の
負の勾配を有していても、最終的に得られるゴム
構造物中における強度が充分でなく、補強用には
適さない。特に5.0ｇ／de以上の２次降伏点を有
するものが好ましい。また、この２次降伏点より
高伸度領域における勾配は負であればよいが、こ
の勾配が−0.84ｇ／de／％までのものが特に好ま
しい。なお、この勾配が正の荷重−荷伸曲線を示
すポリエステル繊維では、接着剤付与後の熱処理
や加硫等において所望の低収縮性を得るに到ら
ず、本発明の目的を達成し得ない。更に、本発明
のポリエステル繊維は、175℃における乾熱収縮
率が少なくとも９％であることが必要であり、特
に10％以上であることが好ましい。この収縮率が
９％未満では、最終ゴム構造物中における収縮率
が悪化（即ち増大）するので不適当である。 また、上記ポリエステル繊維は、その切断強度
が少なくとも5.0ｇ／deであることが必要であり、
特に5.5ｇ／de以上であることが好ましい。この
切断強度が5.0ｇ／de未満では、最終ゴム構造物
中における強度が不足するようになる。 また、本発明のポリエステル繊維の重合度、複
屈析率等については特に制限する必要はないが、
最終ゴム構造物中において充分な強度が要求され
る場合には、極限粘度で表わして0.64以上が望ま
しく、特に0.7以上が好ましい。複屈折率は少な
くとも０，11が望ましく、特に0.15以上が好まし
い。なお、本明細書で言う極限粘度は35℃のオル
ソクロロフエノール溶媒溶液により求めた。 本発明のポリエステル繊維は、極限粘度0.64以
上、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.85以
上のポリエステルを溶融状態で冷却域内に紡出し
て直ちに急冷固化せしめ、引取速度1000〜5000
ｍ／分で引取ることによつて複屈折率1200〜7000
×10^-5の未延伸糸を得、その切断伸度の80％以
上、好ましくは82％以上延伸する。この延伸は、
紡糸に続いて連続して行なつても、紡糸後一旦捲
取つてから延伸してもよく、一段で一挙に切断伸
度の80％以上延伸しても、二段以上の多段延伸に
よつてもよい。この延伸に当つて、（多段延伸す
るときはその第１段延伸の）その加熱手段として
250〜650℃、好ましくは280〜600℃の加熱水蒸気
を噴出させるスチーム・ジエト方式や80〜120℃
の加熱ローラ方式を採用することができる。次い
で延伸後行う熱処理は、低温で行う必要がある。
この熱処理温度があまりに高いときは、得られる
繊維の荷重−荷伸曲線の２次降伏点より高伸度領
域における負の勾配が消滅し、本発明の目的が達
成し得なくなるので、その融点より60℃以上低い
温度、好ましくは融点より90℃以上低い温度で行
なうべきである。 このようにして得られるポリエステル繊維をゴ
ム構造物の補強用に使用するには、常法に従つて
コードとなし、接着剤を付与し、熱処理し、しか
る後ゴム構造物に適用され、特殊な手段を要しな
いが、特にコード化後の熱処理を定長又は20％ま
での伸長下200〜260℃の温度を充分に、通常30〜
240秒間熱処理することが好ましい。このような
熱処理を施すことによつて、以下の実施例により
明らかなように、最高の性能を発揮するようにな
る。なお、本発明で言うゴム構造物とは、例えば
タイヤ、Ｖ−ベルト、コンベアベルトの如き天然
ゴム、合成ゴム等よりなる構造物全てを指す。 本発明で言うポリエステルとは、テレフタル酸
成分とエチレングリコール成分とからなるポリエ
チレンテレフタレートを主たる対象とするが、テ
レフタル酸成分の一部、通常10モル％以下を他の
ジカルボン酸成分で置換えたポリエステルであつ
ても、及び／又はエチレングリコール成分の一
部、通常10モル％以下を他のジオール成分で置換
えたポリエステルであつてもよい。また、かかる
ポリエステルには必要に応じて改質剤、安定剤、
添加剤等任意に使用してもよい。 以下に実施例をあげて本発明を更に説明する。
なお実施例中の各種の設定値は以下の方法によ
る。 (1) △ｎはフイラメント中の分子の配向度を示す
パラメーターであつて、浸漬液にブロムナフタ
リンを用い、ベレツクコンペンセーターを用い
てリターデーシヨン法により求めた。詳細な説
明は共立出版「高分子実験学講座・高分子の物
性」を参照されたい。 (2) 荷重−荷伸曲線はJISL1017−1963（5.4）に準
拠した。 (3) 乾熱175℃収縮率はJISL1017−1963（5.12）に
準拠した。 (4) タフネス及び強力利用率は次式で算出した。 タフネス＝１／２強力×√伸度 強力保持率＝処理コードの強力／延伸糸の強力×２×10
0 (5) チユーブ発熱温度及びチユーブ寿命は
JISL1017−1963、1.3.2.1A法に準拠した。但し
曲げ角度を80゜とした。発熱温度は運転開始90
分後チユーブ表面の温度を赤外非接触温度計
（SAN−EI社製）で測定し、チユーブ寿命はチ
ユーブ破断までの時間で示した。 実施例 極限粘度が1.05のポリエチレンテレフタレート
（酸化チタン含量なし）を約290℃で溶融し、孔径
0.55mm、孔数250個を有する紡糸口金より吐出後、
吐出糸条に直ちに25℃の冷却風を2.0Nm³／min吹
きつけながら冷却固化させ、その後オイリングロ
ーラで油剤を付与後引取ローラーに導き、捲き取
らずに直ちに延伸ロールとの間に介在する2.2
Kg／cm³Ｇのスチームジエツトを糸条に45゜の角度
で噴射させて延伸するか又は加熱ロールに捲回後
延伸して各種の延伸糸を得た。この際引取ローラ
ーの速度、スチームジエツトの温度、延伸倍率、
延伸ロール温度の変化に伴う延伸糸の物性は第１
表の通りである。なお、実験No.５で得た延伸糸の
荷重−荷伸曲線を第１図に曲線１で示した。

【表】 合を示す。
第１表の内未延伸糸の極限粘度〔η〕及び複屈
折率△ｎは、室温の引取りローラ後延伸せずその
まゝ捲取つた未延伸糸条について測定したもので
ある。 又、延伸倍率は、引取ローラーと延伸ローラー
との間に介在するスチームジエツトを噴射させる
か又は加熱ロールで予熱後延伸ロールに導き、延
伸ローラーの速度を徐々に上昇させ切断する時の
最大延伸倍率に対する延伸倍率の割合（％）で示
した。 更に延伸ローラーの温度RTは、ローラーを積
極的に加熱せず空気中の温度と等しい温度を示
す。 上記実施例の各延伸糸を使用して、下撚、次い
で上撚各49T／10cmを加えてコードを作成し、次
いで乾燥240℃で１分間、緊張下に熱処理した。
得られた処理コードの性能は第２表の通りであ
る。尚緊張率は延伸糸の伸度に応じて、処理コー
ドの4.5Kg荷重時の伸度が3.5％になるように設定
した。

【表】

【表】 比較例 １ 極限粘度が1.01のポリエチレンテレフタレート
（酸化チタン含量0.07％）を約300℃で溶融し、孔
径0.4mm、孔数250個を有する紡糸口金より吐出
後、直ちに温度335℃の雰囲気中を200mm走行させ
た後、25℃の冷却風を5.0Nm³／min吹きつけなが
ら冷却固化させ、その後オイリングローラーで油
剤を付与後589ｍ／minの速度で回転する引取ロ
ーラーに導き、捲き取らずに直ちに、100℃に予
熱されている加熱ローラーと120℃に加熱されて
いる第１延伸ローラーとの間で3.4倍に第１段延
伸し、引き続き180℃に加熱されている段付き第
２延伸ローラーとの間で1.554倍に延伸後３％の
弛緩熱処理して3000ｍ／minで捲取つた。 得られた繊維の荷重−荷伸曲線を第１図に曲線
２で示した。この際、未延伸糸の〔η〕は0.88、
△ｎは350×10^-5であつた。 得られた性能は下記の通りである。

【表】 次にこの延伸糸に下撚次いで上撚各49T／10cm
を加えてコードを作成し、次で乾熱240℃で１分
間緊張下に熱処理した。 得られた処理コードの性能は下記の通りであ
る。

【表】 比較例 ２ 更に、実施例、実験No.５において、延伸ロール
温度を202℃とし、その他の条件は実験No.５と同
じにして、延伸糸を得た。 得られた繊維の性能は下記の通りであつた。

【表】 次にこの延伸糸に下撚、次いで上撚各49T／10
cmを加えてコードを作成し、その後乾熱240℃で
１分間緊張下に熱処理した。 得られた処理コードの性能は下記の通りであ
る。

【表】 発明のポリエステル繊維（実験No.１〜11）によ
れば、高強度、低収縮性で、強力保持率耐疲労性
に優れた処理コードを得ることができるが、２次
降伏点がなく、２次降伏後の勾配が正で、175℃
における乾熱収縮率が９％を越える場合（実験No.
11）及び、２次降伏点が存在しても、２次降伏後
の勾配が正で、175℃における乾熱収縮率が９％
を越える場合（実験No.12）は、良好な性能の処理
コードが得られない。

【図面の簡単な説明】

第１図は荷重−荷伸曲線であり、曲線１は本発
明のポリエステル繊維の荷重−荷伸曲線、曲線２
は従来のゴム構造物補強用ポリエステル繊維の荷
重−荷伸曲線である。 図中イ及びロは夫々の２次降伏点である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エチレンテレフタレートを主たる構成単位と
   するポリエステルよりなり、荷重−荷伸曲線にお
   いて少なくとも4.5ｇ／deの２次降伏点を示し、
   該降伏点より高伸度領域に−0.84ｇ／de／％まで
   の負の勾配部分を有し、175℃における乾熱収縮
   率が少なくとも９％であり且つ切断強度が少なく
   とも5.0ｇ／deであるゴム構造物補強コードの製
   造に供するポリエステル繊維。