JPH04119119A - ナフタレートポリエステル繊維の製造方法 - 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、直接紡糸延伸法によりナフタレートポリエス
テル繊維を製造する方法に関するものである。

実質的にナフタレン−２，６−ジカルボン酸とエチレン
グリコールとを反応せしめて得られるポリエステル即ち
ポリエチレン−２，６−ナフタレートからなる繊維は、
従来使用されているポリエチレンナフタレート繊維に比
べて機械的性質並びに熱的性質が優れているため、ゴム
補強材等の産業資材繊維として注目されている。

（従来の技術） かかるナフタレートポリエステル繊維は、ポリエチレン
−２，６−ナフタレートを溶融紡糸した糸条を一旦ボビ
ン等に巻き取った後、ビン、プレート方式あるいは加熱
ロール方式により延伸することによって製造されている
が、従来の紡糸工程と延伸工程を直結して直接紡糸延伸
法によってナフタレートポリエステル繊維を製造しよう
とすると操業性が低下したり製品の品質が低下（強度、
モジュラスの低下）するといった問題があるため、ナフ
タレートポリエステル繊維を工業的に製造する際に直接
紡糸延伸法が採用されたことはなかった。

従来、ポリエチレンナフタレート繊維を直接紡糸延伸す
る方法としては例えば、特公昭５７−２８０８にはポリ
、エチレン−２，６−ナフタレートにクレイ粉末を分散
させる方法が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来技術の方法は特殊な微粉末状の不活
性物質を予め重合体に添加分散させておくといった工程
が必要である。

また、従来より使用されているポリエチレンテレフタレ
ート繊維を直接紡糸延伸する方法としては、例えば特開
昭５２−９９３１４号公報に示されているが、この方法
をポリエチレンナフタレート繊維にそのまま応用しよう
としても、延伸の速度を高速にせざるをえず、一方ポリ
エチレンナフタレートのガラス転移温度がポリエチレン
テレフタレートに比べて高いため、直接紡糸延伸は適用
が困難であった・ この発明は予め、ナフタレートポリエステルに特別な添
加剤を分散させて用いることなく工業的に優れた高生産
性を有する直接紡糸延伸法により高強度・高モジュラス
なナフタレートポリエステル繊維を製造する方法を提供
せんとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための手段、即ち本発明は、エチレ
ン−２，６−ナフタレート単位を９０モル％以上含み且
つ極限粘度が０．４以上であるナフタレートポリエステ
ルを溶融紡糸延伸して力学的及び熱的性質のすぐれたナ
フタレートポリエステル繊維を製造するに際し、紡糸口
金より熔融吐出した紡出糸条を冷却固化して引取り、一
旦巻取ることなく引続き、１００℃以上に加熱した未延
伸糸供給ローラーと第１段延伸ローラーとの間に配した
高温加圧水蒸気噴出ノズルより、２００℃以上に加熱し
た過加熱水蒸気を噴出させることにより全延伸倍率の７
５％以上の第１段延伸を行ない、次いでナフタレートポ
リエステルの融点以下の温度で少なくとも２段目以降の
延伸を行なうことを特徴とするナフタレートポリエステ
ル繊維の製造方法である。

本発明におけるポリエチレン−２，６−ナフタレートと
はポリマー構成単位の９０モル％以上が、エチレン−２
，６−ナフタレート単位であるポリエステルを意味する
。このようなポリエステルとしては、ポリエチレン−２
，６−ナフタレート単独重合体が代表的であるが１０モ
ル％以下の割合で適当な第３成分を含む共重合体であっ
てもよい。

適当な第３成分としては、２個のエステル形成官能基を
有する化合物、たとえば、（ａ）脂肪族ジカルボン酸、
（ｂ）脂環族ジカルボン酸、（Ｃ）芳香族ジカルボン酸
、（ｄ）オキシカルボン酸、（ｅ）脂肪族グリコール（
ｆ）脂環族グリコール（（至）芳香族ジフェノールなど
があげられる。又、該ポリエステルに他のリン酸、亜リ
ン酸及びそれらのエステルなどの安定剤が含まれていて
も良いことは言うまでもない。

本発明では、前記ポリエチレン−２，６−ナフタレート
として、極限粘度ｌη１が好ましくは０．４以上２．０
以下、さらに好ましくは０．５５〜１．００のものを使
用する。極限粘度が０．４未満のものは十分に機械的及
び熱的性質を有する繊維が得難いので好ましくない、ま
た、２．０以上のものは熔融粘度が高すぎるため溶融押
出しが困難になる。

次に、本発明の高強度ナフタレートポリエステル繊維を
製造するための技術的な特徴を説明する。

本発明の高強力ナフタレートポリエステル繊維の製造に
際し、前記ポリエチレン−２，６−ナフタレートを溶融
紡糸し、常法に従い紡出糸条を冷却するが、高倍率延伸
をさらに可能とするため吐出後の糸条を直ちにある区間
高温加熱域に通過させた後冷却することも有用である、
ついで油剤を付与し、一旦巻取ることなく直ちに延伸に
供する。

次に本発明の延伸熱処理方法について説明する。

まず、引き取られた未延伸糸を未延伸糸供給第１０−ラ
ーと未延伸糸供給第２０−ラーとの間で、１０％未満の
プレドラフトをかける。プレドラフトが１０％を越える
と未延伸糸の塑性変形が起こり易くなり、以降の延伸が
非常に不安定化する。従って１０％未満のプレドラフト
をフィラメント数、全繊度に応して最も未延伸糸供給ロ
ーラー上での糸条走行状態を均一に引きそろえられる条
件に設定することが必要である。プレドラフトを全く付
与しない場合は、未延伸糸のフィラメント相互の配列の
均一性を維持することが困難になるため、延伸の安定性
の確保が困難になるので好ましくない。

プレドラフトをかけて引きそろえられた未延伸系を１０
０℃以上に加熱した未延伸糸供給第２０−ラーと第１段
延伸ローラーとの間に高温加圧水蒸気噴出ノズルを設け
、２００℃以上に加熱した過加熱水蒸気を噴出させるこ
とにより全延伸倍率の７５％以上の第１段延伸を行う。

未延伸糸供給第２０−ラーの温度は、ローラー上で未延
伸糸の後のびが発生して未延伸糸の走行状態が不安定化
しない範囲に温度を抑える必要がある。従って、未延伸
糸供給第２０−ラーの温度は１００℃以上１５０℃未満
にする必要がある。又、未延伸糸供給第２０−ラーを一
定温度に加熱しない場合、雰囲気温度等の影響を受けて
以降の延伸が不安定化する。

加熱された未延伸糸供給第２０−ラーと第１段延伸ロー
ラーとの間に過加熱水蒸気噴出ノズルを設置して過加熱
水蒸気を噴出させることにより第１段延伸を行う。

特に、過加熱水蒸気により延伸は、未延伸糸供給第２０
−ラー上での糸条の結晶化を最小限に抑制することがで
きるため、第１段延伸の倍率を高くすることができる。

これらの技術は、従来例を見ないものであり、本発明の
大きな特徴の一つである。

このようにして高度に延伸された第１段延伸糸が得られ
る。第１段延伸倍率は、全延伸倍率（ＴＤＲ）の７５％
を越えるように設定することが必要である。第１段延伸
倍率が全延伸倍率の７５％未満の場合には、第１段延伸
糸に未延伸の部分が残るため全延伸倍率を高くすること
ができなくなる。

第１段延伸された糸条は、さらに１５０℃以上に加熱し
た第１段延伸ローラーと２００℃以上に加熱した第２段
延伸ローラーとの間に好ましくは高温加圧薄気噴出ノズ
ルを設け、２５０℃以上に加熱した過加熱水蒸気を噴出
させることにより第２段延伸を行う。

ナフタレートポリエステルの直接紡糸延伸方法において
全延伸倍率（ＴＤＲ）は下記式で示す範囲内で行うこと
が必要である。

２．２１　＋　３．７９　Ｘ　Ｏ，９２３１Ｉ＜ＴＤＲ
＜４．０４　＋　６．９６　Ｘ　Ｏ，９２３”ここでＸ
は未延伸糸の複屈折（ΔｎＸ１０３）を示す。ＴＤＩ？
が上限値を越える倍率になると単繊維の切断が生じ良好
な操業状況を得に＜＜、又下限値未満である場合は延伸
が不安定になるとともに満足な物性が得られない。

以上のようにして高度に分子鎖を伸長せしめたポリエチ
レン−２，６−ナフタレート繊維は、第２段延伸に引き
続いて、加熱されたリラックスローラーを用いて緩和熱
処理することにより、分子鎖の配向度を均整化して、繊
維の初期モジュラスを高くし寸法安定性を向上させるこ
ともできる。

上記の如き本発明により得られたポリエチレン２．６−
ナフタレートポリエステル繊維は毛羽が少なく引張り強
度５．０〜１２．０ｇ／ｄ、伸度５〜２０％、初期モジ
ュラス２００〜３５０ｇ／ｄ、乾熱収縮率１〜１０％の
性能を有し、紡糸と延伸とを独立して行う通常の方法に
よるものと遜色のないものとなる。

本発明のポリエチレン−２，６−ナフタレートポリエス
テル繊維は、各種工業用資材、例えばタイヤ、ベルト、
ホース等の補強材として有用であり、且つ低価格で製造
することができるので極めて有効である。

（実施例） 以下実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらの具体例により限定されるものではない、尚
、本発明の評価に用いた測定法は以下の通りである。

（極限粘度） ｐ−クロルフェノール／テトラクロルエタン−３／１混
合溶媒を用い、３０℃で測定した。

（繊維の強度、伸度、初期モジュラス）ＪＩＳ−Ｌ−１
０１３（１９８１）の７．５．１に準じ、標準状態の試
験室で、東洋ボールドウィン■製の定速伸長型引張試験
機ＴＥＮＳＩＬＯＮ　［ＩＴＭ−１１１を使用して測定
した。

実施例１〜３ 極限粘度０．７３のポリエチレン−２，６−ナフタレー
トを、３１０℃に保持された孔径０．４ｍ、孔数１９０
個を有する紡糸口金から吐出１１１９０ｇ／分で溶融吐
出した糸条を冷却固化させ、次いでオイリングローラ−
でオイリングした。この糸条を巻とらずに直ちに２００
ｍ／分の速度で回転している未延伸糸供給第１０−ラー
に供した。未延伸糸供給第１０−ラーに供された糸条を
、第１表に示す条件で延伸を行った。

得られた繊維の特性を第１表に示す。

実施例４ 極限粘度０．９５のポリエチレン−２，６−ナフタレー
トを、３２０℃に保持された孔径０．４ｍ、孔数１９０
個を有する紡糸口金から吐出１９５ｇ／分で溶融吐出し
た糸条を冷却固化させ次いでオイリングローラ−でオイ
リングした。この糸条を巻取らずに直ちに１５０ｍ／分
の速度で回転している未延伸供給第１０−ラーに供した
。その後第１表に示す条件で延伸した。得られた繊維特
性を第１表に示す。

比較例１〜４ 実施例１と同様の未延伸糸で延伸条件を変更した場合の
延伸条件と繊維特性を第１表に示す。

比較例５ 実施例１と同様の未延伸糸を一旦捲取り、延伸工程に移
した場合の延伸条件と繊維特性を第１表に示す。

以下余白 第１表に示すように本発明の方法で製造したポリエチレ
ン−２，６−ナフタレート繊維は秀れた力学的特性とと
もに寸法安定性も兼ね備えた良好なものであり、比較例
５に示す断続方法に比べて約１０倍の速度で生産可能と
なる画期的方法である。

一方比較例１〜４に示した本発明以外の条件では延伸性
不良あるいは不可となる領域であり、延伸糸を得たとし
ても力学特性は不十分なものであった。

（発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、予め、ナフタレートポリ
エステルに特別な添加剤を分散させて用いることなく、
高強度・高モジュラスなナフタレートポリエステル繊維
を優れた高生産性を奏する直接紡糸延伸法により製造す
ることができる。

特許出願人　　東洋紡績株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレン−２，６−ナフタレート単位を９０モル
   ％以上含み且つ極限粘度が０．４以上であるナフタレー
   トポリエステルを溶融紡糸延伸して力学的及び熱的性質
   のすぐれたナフタレートポリエステル繊維を製造するに
   際し、紡糸口金より溶融吐出した紡出糸条を冷却固化し
   て引取り、一旦巻取ることなく引続き、１００℃以上に
   加熱した未延伸糸供給ローラーと第１段延伸ローラーと
   の間に配した高温加圧水蒸気噴出ノズルより、２００℃
   以上に加熱した過加熱水蒸気を噴出させることにより全
   延伸倍率の７５％以上の第１段延伸を行ない、次いでナ
   フタレートポリエステルの融点以下の温度で少なくとも
   ２段目以降の延伸を行なうことを特徴とするナフタレー
   トポリエステル繊維の製造方法。