JPH03137217A - High tenacity polyester fiber - Google Patents

High tenacity polyester fiber

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JPH03137217A
JPH03137217A JP1274221A JP27422189A JPH03137217A JP H03137217 A JPH03137217 A JP H03137217A JP 1274221 A JP1274221 A JP 1274221A JP 27422189 A JP27422189 A JP 27422189A JP H03137217 A JPH03137217 A JP H03137217A
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JP
Japan
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polyester fiber
strength
birefringence
fiber
strength polyester
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Pending
Application number
JP1274221A
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Japanese (ja)
Inventor
Isoo Saito
磯雄 斎藤
Masao Seki
昌夫 関
Fuoko Kai
甲斐 二男子
Akira Ogura
小椋 彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPH03137217A publication Critical patent/JPH03137217A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the subject fiber composed of polyethylene terephthalate, having a specific fiber structure parameter, high strength and modulus and excellent thermal dimensional stability and useful as rubber-reinforcing material such as tire cord or transmission belt or fishing net, sewing thread, tent, etc. CONSTITUTION:The objective fiber is composed essentially of a polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity [eta] of >=0.7 (preferably 0.8-1.2). The birefringence n of the fiber is >=190X10<-3> (preferably 190X10<-3> to 220X10<-3>), the crystal orientation degree fc is >=0.94 (preferably >=0.95), the amorphous region orientation degree fa is >=0.55 (preferable >=0.60), the absolute value (¦delta ns-c¦) of the difference between the birefringence ( ns) of the surface layer of each single filament and that of the core part ( nc) is <=3X10<-3> and the absolute value (¦deltaX(H)s-c¦) between the crystallinity parameter (X(H)s) of the surface layer of each single filament measured by laser Raman spectrometry and that of the core part (X(H)c) is <=2.0cm<-1>.

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繊維に関するものであり、詳しく
は特に産業資材用途に適した高強度、高弾性率および熱
寸法安定性に優れたポリエステル繊維に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to polyester fibers, and more particularly, to polyester fibers with high strength, high elastic modulus, and excellent thermal dimensional stability suitable for industrial material applications. It is something.

〈従来の技術〉 ポリエステル繊維は高強度、高弾性率の特徴を有するた
め、各種産業資材用途に広く有用されている。例えばタ
イヤコード、伝動用ベルト、搬送用ベルト等のゴム補強
資材、シートベルト、漁網、安全ネット、縫糸、カバー
シート、カバン地等に用いられている。
<Prior Art> Polyester fibers have the characteristics of high strength and high modulus of elasticity, and are therefore widely useful in various industrial material applications. For example, it is used for rubber reinforcing materials such as tire cords, power transmission belts, and conveyor belts, seat belts, fishing nets, safety nets, sewing threads, cover sheets, and bag fabrics.

しかしながら、最近の産業資材用ポリエステル繊維に求
められる品質レベルは益々高くなっている。特にポリエ
ステル繊維の強度を高めて、補強材料使用量を減少させ
、製品としての軽量化、薄地化等と同時にコストダウン
を図ることが行なわれている。
However, the quality level required of recent polyester fibers for industrial materials is becoming higher and higher. In particular, efforts are being made to increase the strength of polyester fibers, reduce the amount of reinforcing materials used, and reduce costs while making products lighter and thinner.

ポリエステル繊維の高強度化のため改良技術としては特
開昭59−1714号公報、特開昭60−94619号
公報、および特開昭63−196712号公報等が開示
されている。
Improved techniques for increasing the strength of polyester fibers are disclosed in JP-A-59-1714, JP-A-60-94619, and JP-A-63-196712.

また、ポリエステル繊維の表面を改質するものとして、
特開昭61−19880号公報、特開昭61−4254
6号公報、および特開昭62−238871号公報が知
られている。
In addition, as a material for modifying the surface of polyester fibers,
JP-A-61-19880, JP-A-61-4254
No. 6 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-238871 are known.

〈発明が解決しようとする課題〉 前記、特開昭59−1714号公報、特開昭60−94
619号公報、および特開昭63196712号公報等
は、ポリエステル繊維の高強度化を達成するのに優れた
発明である。しかし、該公報技術によって得られるポリ
エステル繊維は、通常のポリエステル繊維に比較して熱
寸法安定性が劣るという課題があった。上記課題は、熱
延伸によって結晶および非晶分子鎖の配向を十分高めた
後、該構造をそのまましっかりと固定できなかったこと
にある。即ち、構造を固定しようとして熱セツト条件(
温度、時間等)を強めると、該処理によって構造が変化
してしまい、結晶配向および非晶分子鎖の配向度を延伸
直後の高配向状態に保持することができなかった。その
結果、いくら高倍率延伸を試みても、一定の強度、弾性
率しか得られず、また延伸時の分子鎖の歪を一時的に固
定するだけであったため、高温下では上記分子鎖歪の緩
和が生じ、熱寸法安定性も劣るものしか得られなかった
<Problem to be solved by the invention> The above-mentioned JP-A-59-1714 and JP-A-60-94
No. 619, JP-A No. 63196712, etc. are excellent inventions for achieving high strength of polyester fibers. However, the polyester fiber obtained by this technique has a problem in that it has poor thermal dimensional stability compared to ordinary polyester fiber. The above problem lies in the fact that even after the orientation of crystalline and amorphous molecular chains has been sufficiently increased by hot stretching, the structure cannot be firmly fixed as it is. That is, in an attempt to fix the structure, the thermal setting conditions (
If the temperature, time, etc.) were increased, the structure would change due to the treatment, and the crystal orientation and the degree of orientation of the amorphous molecular chains could not be maintained in the highly oriented state immediately after stretching. As a result, no matter how high the stretching ratio was attempted, only a certain level of strength and elastic modulus could be obtained, and the strain in the molecular chains during stretching was only temporarily fixed. Relaxation occurred and only a product with poor thermal dimensional stability was obtained.

前記の特開昭61−19880号公報、特開昭61−4
2546号公報、および特開昭62−238871号公
報に記載された発明は、有機繊維の表面改質に低温プラ
ズマ処理が有効であるとするものであり、具体的には特
定のガス雰囲気中で低温プラズマ処理することによって
、繊維の表面を架橋したり、エツチングしたり、活性基
を導入したり、あるいは特定のポリマをグラフト重合し
たりして改質するものである。
JP-A-61-19880, JP-A-61-4 mentioned above
The inventions described in JP-A No. 2546 and JP-A No. 62-238871 claim that low-temperature plasma treatment is effective for surface modification of organic fibers, and specifically, in a specific gas atmosphere. By performing low-temperature plasma treatment, the fiber surface is modified by crosslinking, etching, introducing active groups, or graft polymerization with a specific polymer.

特に、産業資材用ポリエステル繊維に低温プラズマ処理
を利用した例が記載されている。
In particular, an example is described in which low-temperature plasma treatment is applied to polyester fibers for industrial materials.

しかしながら、前記ポリエステル繊維の低温プラズマ処
理は、ポリエステル繊維とゴムとの接着性の改良に関す
るもので、既に延伸され、加熱されたポリエステル繊維
からなるコードを低温プラズマ処理し、引続いて、レゾ
ルシン・ホルムアルデヒド初期縮合物とゴムラテックス
の混合物で処理する方法を開示したものである。
However, the low-temperature plasma treatment of polyester fibers is concerned with improving the adhesion between polyester fibers and rubber, and cords made of already drawn and heated polyester fibers are treated with low-temperature plasma, followed by resorcinol-formaldehyde. The present invention discloses a method of treating with a mixture of an initial condensate and a rubber latex.

従って、該発明技術は低温プラズマ処理の効果として認
められている表面処理作用を利用したものに過ぎないと
言える。そのため、高弾性率化および熱寸法安定性改良
等の力学的、熱的特性の改良効果に関しては同等示唆し
ていない。
Therefore, it can be said that the invention technique merely utilizes the surface treatment effect recognized as an effect of low-temperature plasma treatment. Therefore, no equivalent suggestion is made regarding the effects of improving mechanical and thermal properties such as increasing the modulus of elasticity and improving thermal dimensional stability.

本発明の目的は、上記従来の熱延伸法で得られる高強度
・高弾性率ではあるものの、熱寸法安定性の劣るポリエ
ステル繊維を改良することにより、高強度・高弾性率で
、かつ熱寸法安定性も改良されたポリエステル繊維を提
供するものである。
The purpose of the present invention is to improve the polyester fiber, which has high strength and high elastic modulus obtained by the conventional hot drawing method, but has poor thermal dimensional stability. It also provides a polyester fiber with improved stability.

 5 6− また、本発明の他の目的は、従来の低温プラズマ処理が
繊維の表面にのみ作用するという考え方から、表面処理
技術として展開されてきたのに対し、低温プラズマ処理
の適切な条件を選べば、被処理繊維の内部にまで低温プ
ラズマの作用が及ぶことを見出し、これを新規な延伸法
として利用することによって従来の熱延伸とは違った理
想的な延伸を行なうことができ、この方法によって得ら
れる新規な高強度ポリエステル繊維を提供することにあ
る。
5 6- Furthermore, another object of the present invention is to improve the appropriate conditions for low-temperature plasma treatment, whereas conventional low-temperature plasma treatment has been developed as a surface treatment technology based on the idea that it acts only on the surface of fibers. It was discovered that, if selected, the action of low-temperature plasma can reach the inside of the fiber to be treated, and by using this as a new drawing method, it is possible to perform ideal drawing, which is different from conventional hot drawing. The object of the present invention is to provide a novel high-strength polyester fiber obtained by this method.

〈課題を解決するための手段および作用〉本発明はかか
る目的を達成するため、次のような構成を有する。即ち
、 (1)極限粘度〔η〕が0.7以上の実質的にポリエチ
レンテレフタレートからなるポリエステル繊維であって
、下記繊維構造パラメータを有することを特徴とする高
強度ポリエステル繊維。
<Means and Operations for Solving the Problems> In order to achieve the above objects, the present invention has the following configuration. That is, (1) A high-strength polyester fiber having an intrinsic viscosity [η] of 0.7 or more and consisting essentially of polyethylene terephthalate, and having the following fiber structure parameters.

(イ)複屈折/n≧19’0X10−”(ロ)結晶配向
度fe≧0.94 (ハ)非晶配向度fa≧0.55 (ニ)各単糸の表層部の複屈折(Δn、)と中心部の複
屈折(Δn。)との差の絶対値(δA n 、、 l 
)が3X10−−1以下。
(a) Birefringence/n≧19'0 , ) and the central birefringence (Δn.) (δA n ,, l
) is 3X10--1 or less.

(ホ)レーザーラマン分光法で測定した各単糸の表層部
の結晶化度パラメーター(x(r−■)、)と中心部の
結晶化度パラメーター(X(H) e)との差の絶対値
(|δX(II)。
(e) Absolute difference between the crystallinity parameter (x(r-■),) of the surface layer of each single fiber and the crystallinity parameter (X(H) e) of the central part measured by laser Raman spectroscopy value (|δX(II).

。1)が2 、04’、 :’l”]−を以下。. 1) is 2, 04’, :’l”]- below.

(2)前記(1)および(2)の高強度ポリエステル繊
維において、強度が10 g/d以上、初期弾性率Mi
が130 g/d以上で、かつ乾熱収縮率ΔSI5゜が
10%以下であることを特徴とする高強度ポリエステル
繊維。
(2) In the high-strength polyester fibers of (1) and (2) above, the strength is 10 g/d or more and the initial elastic modulus Mi
130 g/d or more, and a dry heat shrinkage rate ΔSI5° of 10% or less.

(3)前記(1)および(2)の高強度ポリエステル繊
維において、該ポリエステル繊維の表面に接着剤を付与
し、ゴム補強資材として用いられることを特徴とする高
強度ポリエステル繊維。
(3) A high-strength polyester fiber as described in (1) and (2) above, characterized in that an adhesive is applied to the surface of the polyester fiber to be used as a rubber reinforcing material.

(4)前記(1)および(2)の高強度ポリエステル繊
維において、該ポリエステル繊維を編成あるいは織成し
、厚地布あるいは厚地ベルトとして用いられることを特
徴とする高強度ポリエステル繊維。
(4) A high-strength polyester fiber of the above (1) and (2), which is knitted or woven and used as a thick cloth or a thick belt.

(5)前記(1)および(2)の高強度ポリエステル繊
維において、該ポリエステル繊維を強撚加工し縫糸とし
て用いられることを特徴とする高強度ポリエステル繊維
(5) A high-strength polyester fiber of the above (1) and (2), characterized in that the polyester fiber is subjected to a strong twisting process and used as a sewing thread.

(6)前記(1)および(2)の高強度ポリエステル繊
維において、該ポリエステル繊維を編成し、網として用
いられることを特徴とする高強度ポリエステル繊維。
(6) A high-strength polyester fiber of the above (1) and (2), characterized in that the polyester fiber is knitted and used as a net.

である。It is.

本発明に係る高強度ポリエステル繊維は実質的にエチレ
ンテレフタレート単位からなるが、10%未満のエステ
ル形成性成分を含有してもよい。エステル形成性成分と
しては、例えばテレフタル酸およびエチレングリコール
、エチレンオキサイド成分の他に、イソフタル酸、ナフ
タレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸等の芳香
族ジカルボン酸、プロピレングリコール、ブチレングリ
コール等のジオール成分、または前者の成分と後者の成
分から得られたポリマをポリエチレンテレフタレートに
溶融混合した混合ポリマ等である。
The high-strength polyester fibers according to the invention consist essentially of ethylene terephthalate units, but may contain less than 10% of ester-forming components. Examples of ester-forming components include terephthalic acid, ethylene glycol, and ethylene oxide components, as well as aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, and diphenyldicarboxylic acid, diol components such as propylene glycol and butylene glycol, or the former. This is a mixed polymer in which a polymer obtained from the above component and the latter component is melt-mixed with polyethylene terephthalate.

本発明に係る高強度ポリエステル繊維は、主に産業資材
用繊維として実用するには、本発明の目的とする高強度
・高弾性率で、かつ優れた熱寸法安定性を有するだけで
なく、優れた耐疲労性等も合わせて必要とされるため高
重合度ポリマであることが必須であり、該ポリマの極限
粘度〔η〕は0. 7以上、好ましくは0.8〜1.2
である。
In order to be put to practical use mainly as a fiber for industrial materials, the high-strength polyester fiber according to the present invention not only has the high strength and high modulus of elasticity that are the objectives of the present invention, but also has excellent thermal dimensional stability. Since fatigue resistance and other properties are also required, it is essential that the polymer has a high degree of polymerization, and the intrinsic viscosity [η] of the polymer is 0. 7 or more, preferably 0.8 to 1.2
It is.

本発明に係る高強度ポリエステル繊維の複屈折Δnは1
90X10−3以上、好ましくは190XIO−”〜2
20X10−”である。従来の高強度で高弾性率のポリ
エステル繊維に比べて複屈折は極めて高く、高度に配向
している。
The birefringence Δn of the high-strength polyester fiber according to the present invention is 1
90X10-3 or more, preferably 190XIO-"~2
20×10-”. Compared to conventional high-strength, high-modulus polyester fibers, it has extremely high birefringence and is highly oriented.

結晶配向feは0.94以上、好ましくは0゜95以」
二であって、従来の高強度で高弾性率の0− ポリエステル繊維と同程度以上に高配向している。
Crystal orientation fe is 0.94 or more, preferably 0°95 or more.
2, it is highly oriented to the same degree or higher than conventional high strength, high modulus 0-polyester fibers.

非晶分子配向度faは0.55以上、好ましくは0.6
0以上であり高配向であることが特徴である。
The degree of amorphous molecular orientation fa is 0.55 or more, preferably 0.6
It is characterized by having a high orientation of 0 or more.

次に本発明に係る高強度ポリエステル繊維は該繊維を構
成する各単糸の表層部の化学組成が従来のポリエステル
繊維と異なり、X線光電子分光分析(ESCA)法で分
析した表層部の酸素元素と炭素元素の比(0/C)が0
.35以下であり、表層部の酸素濃度が低いことが特徴
である。一方、内層部のO/C比は0,35を越え、純
ポリエチレンテレフタレート成分の値にほぼ近い。
Next, the high-strength polyester fiber according to the present invention differs from conventional polyester fibers in the chemical composition of the surface layer of each single yarn constituting the fiber, and the oxygen element in the surface layer analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA). and the ratio of carbon element (0/C) is 0
.. 35 or less, and is characterized by a low oxygen concentration in the surface layer. On the other hand, the O/C ratio of the inner layer exceeds 0.35 and is almost close to the value of the pure polyethylene terephthalate component.

また本発明に係る高強度ポリエステル繊維の微細構造は
、各単糸の表層および内層共に比較的均一であり、定量
型干渉透過顕微鏡で測定した各単糸の表層部の複屈折(
Δn、)と中心部の複屈折(Δn。)との差の絶対値(
1δΔn。
In addition, the microstructure of the high-strength polyester fiber according to the present invention is relatively uniform in both the surface layer and the inner layer of each single yarn, and the birefringence of the surface layer of each single yarn measured with a quantitative interference transmission microscope (
The absolute value of the difference between Δn, ) and the central birefringence (Δn.)
1δΔn.

わりが3X10−−1以下であり、従来のポリエステル
繊維が2X10−8〜5X10−”程度であるのに比し
て、相対的に小さい。更に、レーザーラマン分光計で測
定した各単糸の表層部の結晶化度パラメーター(X (
H) 、)と中心部の結晶化度パラメーター(X (H
)。)との差の絶対値(|δX (H) 、、cl )
が2.0cm以下、好ましくは0.1以下であることが
特徴である。即ち、本発明に係る高強度ポリエステル繊
維は、単糸の断面内において配向度および結晶化度の分
布が少なく、従来のポリエステル繊維が1.0〜3.0
であるのを比較して、相対的に小さく均質であることを
示している。
It is less than 3X10-1, which is relatively small compared to the 2X10-8 to 5X10" of conventional polyester fibers. Furthermore, the surface layer of each single yarn measured with a laser Raman spectrometer is crystallinity parameter (X (
H) , ) and the central crystallinity parameter (X (H
). ) and the absolute value of the difference (|δX (H) ,,cl )
is 2.0 cm or less, preferably 0.1 or less. That is, the high-strength polyester fiber according to the present invention has a small distribution of orientation degree and crystallinity within the cross section of a single yarn, and conventional polyester fiber has a distribution of 1.0 to 3.0.
This shows that it is relatively small and homogeneous.

以上の繊維構造パラメータによって特徴づけられる本発
明に係る高強度ポリエステル繊維は、強度が10 g/
d以上、初期弾性率が130g/d以上、150℃で測
定した乾熱収縮率が10%以下であり、高強度・高弾性
率で、かつ熱寸法安定性に優れた高強度ポリエステル繊
維である。
The high-strength polyester fiber according to the present invention characterized by the above fiber structure parameters has a strength of 10 g/
d or more, the initial elastic modulus is 130 g/d or more, the dry heat shrinkage rate measured at 150 ° C. is 10% or less, and it is a high-strength polyester fiber with high strength, high elastic modulus, and excellent thermal dimensional stability. .

上記本発明に係る高強度ポリエステル繊維は以下に述べ
る新規な方法によって得られる。即ち、本発明の高強度
ポリエステル繊維は、極限粘度〔η〕が0.7以上の未
延伸糸を、−旦、20X10−”〜100XIO−”の
複屈折となるまで冷延伸または100℃以下の低温熱延
伸を行なって中間配向糸とした後、該中間配向糸を低温
プラズマ雰囲気中で、デニール当り1.0〜5.0gの
張力の下に、1.2〜3.5倍の範囲内で延伸すること
により、複屈折が190XIO−”以上の高配向ポリエ
ステル繊維とすることによって得られる。
The above-mentioned high-strength polyester fiber according to the present invention can be obtained by the novel method described below. That is, the high-strength polyester fiber of the present invention is obtained by cold-stretching an undrawn yarn having an intrinsic viscosity [η] of 0.7 or more until it has a birefringence of 20X10-'' to 100XIO-'' or at 100°C or less. After performing low-temperature thermal stretching to obtain an intermediately oriented yarn, the intermediately oriented yarn is stretched in a low-temperature plasma atmosphere under a tension of 1.0 to 5.0 g per denier within a range of 1.2 to 3.5 times. A highly oriented polyester fiber having a birefringence of 190XIO-'' or more is obtained by stretching the fiber.

本発明のプラズマ延伸に用いるプラズマは、特定のガス
を封入した減圧容器内で、高電圧を印加することにより
発生するもので、かかる放電は、火花放電、コロナ放電
、グロー放電など種々の形態のものがあるが、放電が均
一で活性化作用に優れたグロー放電が特に好ましい。放
電周波数は、低周波、高周波、マイクロ波を用いること
ができ、また直流も用いることができる。
The plasma used in the plasma stretching of the present invention is generated by applying a high voltage in a reduced pressure container filled with a specific gas, and such discharge can take various forms such as spark discharge, corona discharge, and glow discharge. Although there are various types of discharge, glow discharge is particularly preferred because of its uniform discharge and excellent activation effect. As the discharge frequency, low frequency, high frequency, or microwave can be used, and direct current can also be used.

本発明で用いるガスとしては、例えばAr。Examples of the gas used in the present invention include Ar.

N2)Hl、CO2)CO,O2)HiOlCF、、N
H4、H,、空気などおよびこれらの混合された非重合
性のガスが好ましく、特に強いエツチング作用を有しな
いAr、N、、CO2)H,0゜空気などが好ましいが
、特に空気が実用的には好適である。
N2) Hl, CO2) CO, O2) HiOlCF,,N
H4, H,, air, etc., and non-polymerizable gases mixed thereof are preferable, and Ar, N,, CO2) H, 0° air, etc., which do not have a particularly strong etching effect, are preferable, but air is particularly practical. It is suitable for

本発明によって得られるポリエステル繊維の表面は、当
然のことながら表面分子に結合した元素組成が変化する
が、前記したように、特に酸素と炭素の比率がプラズマ
延伸前のポリエステル繊維と著しく異なることが特徴で
ある。
Naturally, the surface of the polyester fiber obtained by the present invention changes in the composition of elements bonded to surface molecules, but as mentioned above, the ratio of oxygen and carbon in particular is significantly different from that of the polyester fiber before plasma stretching. It is a characteristic.

本発明に係る高強度ポリエステル繊維を製造する方法に
おけるプラズマ延伸に用いるプラズマは、0.01〜5
0Torr、好ましくは0゜5〜20To r rの圧
力下で実施することが放電安定性の面から好ましい。ま
た印加電圧は0゜5〜l0KV、好ましくは1〜8KV
である。
The plasma used for plasma stretching in the method for producing high-strength polyester fibers according to the present invention is 0.01 to 5
From the viewpoint of discharge stability, it is preferable to conduct the reaction under a pressure of 0 Torr, preferably 0°5 to 20 Torr. The applied voltage is 0°5 to 10KV, preferably 1 to 8KV.
It is.

前記、プラズマ延伸における延伸倍率は、プラズマ延伸
に供するポリエステル未延伸糸の物3 −  14− 性によって、1.4倍〜3.5倍、好ましくは1.6倍
〜3.0倍の範囲内で選択される。
The stretching ratio in the plasma stretching described above is within the range of 1.4 times to 3.5 times, preferably 1.6 times to 3.0 times, depending on the properties of the undrawn polyester yarn subjected to plasma stretching. is selected.

前記プラズマ延伸を用いることによって、従来の熱延伸
法に比べ、結晶化を抑制しながら延伸が可能となり、従
って高倍率の延伸を可能とし、得られるポリエステル繊
維の高配向化が達成できる。
By using the plasma stretching, stretching can be performed while suppressing crystallization compared to conventional hot stretching methods, and therefore, it is possible to stretch at a high magnification, and the resulting polyester fiber can be highly oriented.

前記プラズマ延伸は、1段階で行なってもよく、2段以
上の多段で行なってもよい。
The plasma stretching may be performed in one stage or in multiple stages of two or more stages.

延伸に供するポリエステル未延伸糸の物性や形態、プラ
ズマ印加電圧、雰囲気ガス、雰囲気の減圧度及び延伸速
度等によってプラズマの条件を変化させるが、プラズマ
延伸によって得られるポリエステル繊維の複屈折が19
0X103以上、好ましくは190X10−8〜220
×10−”の高配向度になるようプラズマ条件を組合せ
て延伸する。
Plasma conditions are changed depending on the physical properties and form of the undrawn polyester yarn to be subjected to drawing, plasma applied voltage, atmospheric gas, degree of atmospheric pressure reduction, drawing speed, etc. However, the birefringence of polyester fiber obtained by plasma drawing is 19
0X103 or more, preferably 190X10-8 to 220
Stretching is performed by combining plasma conditions to obtain a high degree of orientation of x10-''.

前記のプラズマ延伸を施したポリエステル繊維は、更に
通常の熱延伸や熱処理を追加して行なうこともできる。
The plasma-stretched polyester fibers described above may be further subjected to conventional hot stretching or heat treatment.

本発明に係る高強度ポリエステル繊維を製造するのに用
いられる装置は、特に限定されるものではなく、真空容
器内に延伸装置を組入れたバッチ式のもの、またシール
方式を取入れた連続式のものを使用することができ、プ
ラズマ延伸ゾーンの前後に必要に応じて熱板、ホットロ
ールなどを接続してもよい。
The apparatus used to produce the high-strength polyester fiber according to the present invention is not particularly limited, and may be a batch type that incorporates a drawing device in a vacuum container, or a continuous type that incorporates a sealing method. A hot plate, hot roll, etc. may be connected before and after the plasma drawing zone as necessary.

前記のプラズマ延伸によって得られるポリエステル繊維
は、従来の熱延伸法で延伸した場合に比べ、延伸時の分
子量低下が少ない。また密度はやや低く、複屈折が高い
ことから、結晶化が抑制されて高配向が達せられること
がわかる。
The polyester fiber obtained by the above-mentioned plasma stretching has a lower molecular weight drop during stretching than when stretched by the conventional hot stretching method. Furthermore, the density is somewhat low and the birefringence is high, indicating that crystallization is suppressed and high orientation is achieved.

以上の現象はプラズマ延伸を施すことよって円滑な延伸
が行なわれていることを示すものである。
The above phenomena indicate that smooth stretching is achieved by plasma stretching.

かくして本発明に係る高強度ポリエステル繊維が得られ
る。
In this way, a high strength polyester fiber according to the present invention is obtained.

本発明に係る高強度ポリエステル繊維は、特に産業資材
用途に好ましく用いられる。
The high-strength polyester fiber according to the present invention is particularly preferably used for industrial material applications.

本発明に係る高強度ポリエステル繊維を加熱し、レゾル
シン・ホルマリン・ラテックスなどの接着剤を付与する
ことによって、タイヤ、伝動用ベルト、搬送用ベルト等
のゴム補強資材として好ましく用いられる。
By heating the high-strength polyester fiber according to the present invention and applying an adhesive such as resorcinol, formalin, latex, etc., it can be preferably used as a rubber reinforcing material for tires, power transmission belts, conveyor belts, etc.

また、本発明に係る高強度ポリエステル繊維を編成ある
いは織成し、厚地布あるいは厚地ベルトとして好ましく
用いることができる。
Further, the high-strength polyester fiber according to the present invention can be knitted or woven and preferably used as a thick cloth or a thick belt.

さらに、本発明に係る高強度ポリエステル繊維を強撚加
工することによって、縫糸として好ましく用いることが
できる。
Furthermore, by subjecting the high-strength polyester fiber according to the present invention to strong twist processing, it can be preferably used as a sewing thread.

さらにまた、本発明に係る高強度ポリエステル繊維を編
成し、網として好ましく用いることができる。
Furthermore, the high-strength polyester fibers according to the present invention can be knitted and preferably used as a net.

次に本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明に係
る繊維物性の測定法は以下の通りである。
Next, the present invention will be explained based on Examples, and the method for measuring fiber physical properties according to the present invention is as follows.

(1)極限粘度〔η〕 : 試料をオルソクロロフェノール溶液に溶解し、オストワ
ルド粘度計を用いて25℃で測定した。
(1) Intrinsic viscosity [η]: A sample was dissolved in an orthochlorophenol solution and measured at 25°C using an Ostwald viscometer.

(2)複屈折Δn: 日本光学工業(株)製PO)(型偏光顕微鏡を用い、D
線を光源として通常のベレツクコンベンセータ法により
求めた。
(2) Birefringence Δn: Nippon Kogaku Kogyo Co., Ltd. PO) (D
It was determined by the ordinary Bereck convencator method using a line as a light source.

(3)結晶配向度fc: 理学電機製X線発生装置(4036A)を用い、CuK
αを線源として測定した。赤道線干渉の(010)面の
強度分布曲線の半値巾H0から次の式を用いて求めた。
(3) Crystal orientation fc: using Rigaku X-ray generator (4036A), CuK
Measurements were made using α as the radiation source. It was determined from the half-width H0 of the intensity distribution curve of the (010) plane of equatorial interference using the following equation.

f c= (180’−Ho) /1800(4)非晶
分子配向度fa: R,J、Samuels、J、Polymer  Sc
i、、A−2,10,781(1972)記載の次式よ
り求めた。
f c = (180'-Ho) /1800 (4) Degree of amorphous molecular orientation fa: R, J, Samuels, J, Polymer Sc
i, A-2, 10, 781 (1972).

Δn=Xfcane+ (1−X)faan。Δn=Xfcane+(1-X)faan.

+/n。+/n.

Δn =複屈折 X  :結晶化度 fc :結晶配向度 anc:結晶の固有複屈折(0,220)17 8 fa :非晶分子配向度 Δn、:非晶部の固有複屈折(0,275)Δnt:形
態複屈折(0) なお、結晶化度又は次式より求めた。
Δn = Birefringence Δnt: Form birefringence (0) It was determined from the crystallinity or the following formula.

1/d=X/dc+(1−X)/d。1/d=X/dc+(1-X)/d.

d :試料の密度 d、:非晶部の密度(1,335) dc :結晶部の密度(1,455) (5)単糸の表層部と中心部との複屈折の差の絶対値 
δΔnm−tI: 透過干渉型顕微鏡(例えばカールツアイスイエナ社(東
独)製干渉顕微鏡)を用いて得られる干渉縞法によって
、繊維の側面から観察した平均複屈折の分布を測定して
求めた。
d: Density of sample d,: Density of amorphous part (1,335) dc: Density of crystal part (1,455) (5) Absolute value of the difference in birefringence between the surface layer and the center of the single filament
δΔnm-tI: Determined by measuring the average birefringence distribution observed from the side surface of the fiber by the interference fringe method obtained using a transmission interference microscope (for example, an interference microscope manufactured by Carl Zeiss Jena (East Germany)).

繊維の表面から2Mの位置を表層部の複屈折Δns、繊
維の中心部の複屈折を中心部の複屈折Δncとし、両者
の差の絶対値1|δΔn■−0とじた。
The position 2M from the surface of the fiber was defined as surface layer birefringence Δns, and the birefringence at the center of the fiber was defined as center birefringence Δnc, and the absolute value of the difference between the two was defined as 1|δΔn−0.

(6)単糸の表層部と中心部との結晶化度パラメータの
差の絶対値|δX (H) 、el ;ラマン分光解析
法で繊維単糸の断面内の結晶化度パラメータの分布を測
定した。Jobin−Yvon社(フランス)製レーザ
ーラマンマイクロプローブ(MOLE)を用い、ポリエ
チレンテレフタレート繊維の1730cm−’の〉C=
0の伸縮振動によるラマンバンドの半値巾を測定した。
(6) Absolute value of the difference in crystallinity parameters between the surface layer and the center of a single fiber | δX (H), el; Measure the distribution of crystallinity parameters within the cross section of a single fiber using Raman spectroscopy did. Using a laser Raman microprobe (MOLE) manufactured by Jobin-Yvon (France), 〉C = 1730 cm-' of polyethylene terephthalate fiber
The half width of the Raman band due to zero stretching vibration was measured.

該半値巾が密度と逆比例の関係にある(A、J、Me 
1 reger、J、Polym、Sci、、10 3
17 (1972)ことを利用し、表層部と中心部の半
値中をそれぞれ求め、両者の差を単糸の表層部と中心部
の結晶化度パラメータの差とした。
The half width is inversely proportional to the density (A, J, Me
1 reger, J., Polym, Sci., 10 3
17 (1972), the half values of the surface layer and center were determined, and the difference between the two was taken as the difference between the crystallinity parameters of the surface and center of the single yarn.

(7)X線光電子分光分析(ESCA)試料は四塩化炭
素で十分洗浄し、風乾したのち測定に供した。(株)島
津製作所製ESCA750型装置を用い下記条件にて、
試料の表面(数+A)における酸素と炭素原糸数の比0
7Cを測定した。
(7) X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA) The sample was thoroughly washed with carbon tetrachloride, air-dried, and then subjected to measurement. Using an ESCA750 type device manufactured by Shimadzu Corporation, under the following conditions:
The ratio of oxygen to carbon filament number on the surface of the sample (number + A) is 0
7C was measured.

励起条件:Mg、にC1,2線 (1253,6ev) エネルギー補正: C1Bメインピークの結合エネ ルギー値を284.6evに 合せた。Excitation conditions: Mg, C1,2 line (1253,6ev) Energy correction: Binding energy of C1B main peak Lugie value to 284.6ev Combined.

光電子脱出角度(θ)=90度 (8)密度ρ; 四塩化炭素を重液、n−へブタンを軽液として作製した
密度勾配管を用い、25℃で測定した。
Photoelectron escape angle (θ) = 90 degrees (8) Density ρ; Measurement was performed at 25° C. using a density gradient tube prepared with carbon tetrachloride as a heavy liquid and n-hebutane as a light liquid.

(9)強度T/D、伸度E1および初期弾性率MI= JIS−L1017の定義によった。試料を総状にとり
、20℃、65%RHの温湿度調節室で24時間放置後
、(株)オリエンチック社製“テンシロン” UTM−
4−100型引張試験機を用い、試技25cm、引張速
度30cm/分で測定した。
(9) Strength T/D, elongation E1, and initial elastic modulus MI=as defined by JIS-L1017. A sample was taken into a general shape and left in a temperature and humidity controlled room at 20°C and 65% RH for 24 hours.
The measurement was carried out using a 4-100 type tensile testing machine at a trial length of 25 cm and a tensile speed of 30 cm/min.

(10)乾熱収縮率△S+go(原糸)、△5177(
コード): 試料を総状にとり、20℃、65%RHの温調室で24
時間以上放置して測定試料とした。試料の0.Ig/d
に相当する荷重をかけて測定した長さLoの試料を、無
張力状態で150℃(コードの場合は177℃)に加熱
されたオーブン中に30分間放置した後、オーブンから
取り出して、上記温調室で4時間放置し、再び上記荷重
をかけて測定した長さし、とから次式により算出した。
(10) Dry heat shrinkage rate △S+go (raw yarn), △5177 (
Code): Take the sample in a general shape and heat it in a temperature-controlled room at 20°C and 65% RH for 24 hours.
The sample was left for more than an hour and used as a measurement sample. 0 of the sample. Ig/d
A sample of length Lo measured by applying a load corresponding to It was left in the preparation room for 4 hours, the above load was applied again, and the measured length was calculated using the following formula.

△SSS。= ((Lo−L、)/Lo)xlOO(%
) △5177= ((LOLl)/LO)X100(%) 〈実施例〉 実施例1〜4および比較例1〜3 極限粘度〔η〕が1.10のポリエチレンテレフタレー
トポリマを通常の産業資材用ポリエステル繊維の製造で
行なわれている徐冷溶融紡糸法で紡糸した。紡糸口金直
下には長さ50cm1筒内雰囲気温度300℃となるよ
う設定し 21− 22− た加熱筒を設け、紡糸速度500m/分未延伸糸を得た
。未延伸糸は延伸後500デニールで120フイラメン
トとなるよう紡糸吐出量を調整して作製した。
△SSS. = ((Lo-L,)/Lo)xlOO(%
) △5177= ((LOLl)/LO)X100(%) <Example> Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 A polyethylene terephthalate polymer with an intrinsic viscosity [η] of 1.10 was used as a regular polyester for industrial materials. The fibers were spun using the slow-cooling melt spinning method used in fiber manufacturing. Directly below the spinneret, a heating cylinder with a length of 50 cm and an internal atmosphere temperature of 300°C was installed, and an undrawn yarn was obtained at a spinning speed of 500 m/min. The undrawn yarn was produced by adjusting the spinning discharge rate so that it would have 500 denier and 120 filaments after drawing.

上記未延伸糸を30m/分で回転するフィードロールを
通して給糸し、第1延伸ロールとの間で1段延伸した後
、第2延伸ロールとの間に設定した、両端にシール機構
を有する連続加工式低温プラズマ処理機を通過させて第
2段めの延伸をおこなったそれぞれ1段延伸倍率、延伸
ロール温度およびプラズマ延伸条件を変更して延伸した
The above-mentioned undrawn yarn is fed through a feed roll rotating at 30 m/min, and after one stage of drawing with a first drawing roll, a continuous yarn having a sealing mechanism at both ends is set between it and a second drawing roll. The film was passed through a processing-type low-temperature plasma treatment machine to perform second-stage stretching, and the first-stage stretching ratio, stretching roll temperature, and plasma stretching conditions were changed.

プラズマ延伸の有効処理長は100cm、使用ガスは空
気、周波数は110KHzとし、雰囲気ガス圧力および
印加電圧は未延伸糸の物性および延伸速度の変化に応じ
て変化させた。
The effective processing length of plasma drawing was 100 cm, the gas used was air, and the frequency was 110 KHz, and the atmospheric gas pressure and applied voltage were changed according to changes in the physical properties of the undrawn yarn and the drawing speed.

比較として、プラズマ延伸部の替りに長さ100cmの
熱板を用い、温度を変更して熱延伸した。また、市販の
タイヤコード用ポリエステル繊維も比較に用いた。それ
ぞれポリエステル繊維の製造条件および物性を第1表お
よび第2表に示した。
For comparison, a hot plate with a length of 100 cm was used instead of the plasma stretching section, and hot stretching was carried out at different temperatures. A commercially available polyester fiber for tire cords was also used for comparison. The manufacturing conditions and physical properties of the polyester fibers are shown in Tables 1 and 2, respectively.

本発明に係る高強度ポリエステル繊維は高強度・高弾性
率でかつ熱寸法安定性に優れていることがわかる。
It can be seen that the high-strength polyester fiber according to the present invention has high strength, high elastic modulus, and excellent thermal dimensional stability.

(以下余白) 3 −  24− 〈発明の効果〉 本発明に係る高強度ポリエステル繊維は、高強度・高弾
性率で熱寸法安定性に優れたポリエステル繊維であり、
かかる特徴を有する本発明に係る高強度ポリエステル繊
維は、産業用途資材として優れ、特にタイヤコード、伝
動用ベルト、搬送用ベルト等のゴム補強材およびシート
ベルト、漁網、縫糸、テント、ターポリン、スリング、
安全ネット等に有用できる。
(The following is a blank space) 3-24- <Effects of the invention> The high-strength polyester fiber according to the present invention is a polyester fiber with high strength, high modulus of elasticity, and excellent thermal dimensional stability.
The high-strength polyester fiber according to the present invention having such characteristics is excellent as a material for industrial use, and is particularly useful as a rubber reinforcing material for tire cords, power transmission belts, conveyor belts, seat belts, fishing nets, sewing threads, tents, tarpaulins, slings, etc.
It can be useful for safety nets, etc.

また、本発明に係る高強度ポリエステル繊維を製造する
に際して用いられるプラズマ延伸法の作用効果は、延伸
時の結晶化を抑制し、高配向化が達成できること、即ち
円滑な延伸を可能とし、特に高倍率、低張力延伸を可能
とすることができ、本発明に係る高品質の特性を有する
高強度ポリエステル繊維を容易に得ることを特徴とする
In addition, the effects of the plasma stretching method used in producing the high-strength polyester fibers of the present invention are that crystallization during stretching can be suppressed and highly oriented, that is, smooth stretching can be achieved. It is characterized by being able to easily obtain high-strength polyester fibers having high-quality characteristics according to the present invention, which can be stretched at low magnification and tension.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)極限粘度〔η〕が0.7以上の実質的にポリエチ
レンテレフタレートからなるポリエステル繊維であって
、下記繊維構造パラメータを有することを特徴とする高
強度ポリエステル繊維。 (イ)複屈折Δn≧190×10^−^3 (ロ)結晶配向度f_c≧0.94 (ハ)非晶配向度f_a≧0.55 (ニ)各単糸の表層部の複屈折(Δn_■)と中心部の
複屈折(Δn_c)との差の絶対値(|δΔn_■_−
_c|)が3×10^−^3以下。 (ホ)レーザーラマン分光法で測定した各単糸の表層部
の結晶化度パラメーター(X(H)_a)と中心部の結
晶化度パラメーター(X(H)_c)との差の絶対値(
|δX(H)_■_−__c|)が2.0cm^−^1
以下。
(1) A high-strength polyester fiber having an intrinsic viscosity [η] of 0.7 or more and consisting essentially of polyethylene terephthalate, and having the following fiber structure parameters. (a) Birefringence Δn≧190×10^-^3 (b) Degree of crystal orientation f_c≧0.94 (c) Degree of amorphous orientation f_a≧0.55 (d) Birefringence of the surface layer of each single fiber ( The absolute value of the difference between Δn_■) and the central birefringence (Δn_c) (|δΔn_■_−
_c|) is 3×10^-^3 or less. (e) The absolute value of the difference between the crystallinity parameter (X(H)_a) of the surface layer of each single yarn and the crystallinity parameter (X(H)_c) of the center part measured by laser Raman spectroscopy (
|δX(H)_■_−__c|) is 2.0cm^-^1
below.
(2)特許請求の範囲第1項記載の高強度ポリエステル
繊維において、強度が10g/d以上、初期弾性率Mi
が130g/d以上で、かつ乾熱収縮率ΔS_1_5_
0が10%以下であることを特徴とする高強度ポリエス
テル繊維。
(2) The high-strength polyester fiber according to claim 1, which has a strength of 10 g/d or more and an initial elastic modulus Mi
is 130 g/d or more, and the dry heat shrinkage rate ΔS_1_5_
A high-strength polyester fiber characterized by having 0% or less of 10% or less.
(3)特許請求の範囲第1項および第2項記載の高強度
ポリエステル繊維において、該ポリエステル繊維の表面
に接着剤を付与し、ゴム補強資材として用いられること
を特徴とする高強度ポリエステル繊維。
(3) A high-strength polyester fiber according to claims 1 and 2, characterized in that an adhesive is applied to the surface of the polyester fiber to be used as a rubber reinforcing material.
(4)特許請求の範囲第1項および第2項記載の高強度
ポリエステル繊維において、該ポリエステル繊維を編成
あるいは織成し、厚地布あるいは厚地ベルトとして用い
られることを特徴とする高強度ポリエステル繊維。
(4) A high-strength polyester fiber according to claims 1 and 2, characterized in that the polyester fiber is knitted or woven and used as a thick cloth or a thick belt.
(5)特許請求の範囲第1項および第2項記載の高強度
ポリエステル繊維において、該ポリエステル繊維を強撚
加工し縫糸として用いられることを特徴とする高強度ポ
リエステル繊維。
(5) A high-strength polyester fiber according to claims 1 and 2, characterized in that the polyester fiber is highly twisted and used as a sewing thread.
(6)特許請求の範囲第1項および第2項記載の高強度
ポリエステル繊維において、該ポリエステル繊維を編成
し、網として用いられることを特徴とする高強度ポリエ
ステル繊維。
(6) A high-strength polyester fiber according to claims 1 and 2, characterized in that the polyester fiber is knitted and used as a net.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007189660A (en) * 2005-12-13 2007-07-26 Minebea Co Ltd Speaker diaphragm, speaker, and manufacturing method thereof
JP2007217814A (en) * 2006-02-15 2007-08-30 Asahi Kasei Fibers Corp Polyester fiber

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