JPH04228612A - 高張力、高初期モジュラス、低収縮性延伸ポリエステル糸 - 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】

【０００１】（発明の分野）本発明は高強力、高初期モ
ジュラスおよび低収縮性の延伸ポリエステル糸に関する
。

【０００２】（発明の背景）溶融紡糸可能な繊維形成性
合成ポリマーが導入されてから、繊維製造業者は該ポリ
マーから製造される繊維の強度および安定性を高める方
法を求めている。該繊維は、その製品に繊維用以外の用
途が開かれることがありうるのでさらに大きい強度およ
び安定性が必要である。該繊維外の用途（「工業用途」
とも云う）にはタイヤコード、縫糸、帆布、路床建設や
他の鉱物布用（ｇｅｏ−ｔｅｘｔｉｌｅ　　ａｐｐｌｉ
ｃａｔｉｏｎｓ）に用いられるクロス、ウェブまたはマ
ット、工業用ベルト、複合材料、建築用織物、ホースの
補強剤、積層布、ロープ等がある。

【０００３】元来、これらの中のある工業用途にはレー
ヨンが使用された。その後ナイロンが好ましい材料とし
てレーヨンに取って代った。１９７０年代には、ポリエ
チレンテレフタレートのような従来のポリエステルがナ
イロンとの競争に登場した。ほぼ１９８５年には、高性
能、すなわち高強度で安定性のすぐれたポリエステルが
導入された。

【０００４】下記に要約した若干の特許の先行技術を簡
単に回顧すると、これら合成繊維の強度および安定性を
高めると考えられる方策として三大分野が検討されたこ
とがわかる。これら大別分野には、延伸に関する方法、
ポリマーに関する方法、および紡糸に関する方法がある
。以後、「延伸」という用語は紡糸したままの糸（ａｓ
−ｓｐｕｎ　　ｙａｒｎ）に行う加熱および緊張を指す
ものとする。「ポリマーの処理」という用語は、ポリマ
ーに対して紡糸前に行うことを指すものとする。「紡糸
」という用語はポリマーからフィラメントを生成させる
けれども、延伸は含まない方法を指すものとする。

【０００５】延伸に関する方法は次の通りである。

【０００６】米国特許第３，０９０，９９７号には、タ
イヤコードとして用いられるポリアミドの多段延伸法が
開示されている。繊維（ナイロン）を通常の方法で溶融
紡糸する。その後、紡糸繊維を三段階法（延伸、次いで
加熱、次いで再延伸）で延伸させて、次の性状を有する
延伸ナイロンを得る：１０．４から１１．１グラム／デ
ニール（ｇｐｄ）にわたる強力；１２．９から１７．１
％に及ぶ伸び；および４８ないし７１ｇｐｄ／１００％
の初期モジュラス。

【０００７】米国特許第３，３０３，１６９号は高モジ
ュラス、高強力、および低収縮性ポリアミド糸をを生成
するポリアミドの一段階延伸法を開示している。紡糸ポ
リアミドを延伸し、少なくとも１１５℃に加熱して、５
ないし８．７ｇｐｄの範囲の強力；１６．２から３０．
３％に及ぶ伸び；２８ないし５９ｇｐｄ／１００％の初
期モジュラス；および３．５から１５％に及ぶ収縮を有
する糸を得る。

【０００８】米国特許第３，９６６，８６７号には、相
対粘度が１．５ないし１．７のポリエチレンテレフタレ
ートの二段階延伸法が開示されている。第一段階で、繊
維は７０ないし１００℃の温度および３．８ないし４．
２の延伸比を受ける。第二段階で、繊維は２１０ないし
２５０℃の温度ならびに第一延伸比および第二延伸比の
合計で５．６ないし６．１の範囲内の延伸比を受ける。 得られた延伸糸は次の性状を有する：強力、７．５ない
し９．５ｇｐｄ；伸び、５ｇｐｄの負荷でほぼ２ないし
５％；破断点伸び、９ないし１５％；収縮、１ないし４
％。

【０００９】米国特許第４，００３，９７４号では、Ｈ
ＲＶが２４ないし２８のポリエチレンテレフタレート紡
績糸を７５ないし２５０℃に加熱しながら延伸させ、次
いで加熱延伸ロールを通過させ、最後に緩和させる。延
伸糸は次の性状を有する：強力、７．５ないし９ｇｐｄ
；収縮、約４％；破断点伸び、１２ないし２０％；７％
の伸びにおける耐力３ないし５ｇｐｄ。

【００１０】ポリマーの処理による糸の性状向上に関す
る方法は次の通りである。

【００１１】米国特許第４，６９０，８６６号および同
第４，８６７，９６３号においては、ポリエチレンテレ
フタレートの固有粘度（Ｉ．Ｖ．）が０．９よりも大き
い。米国特許第４，６９０，８６８号では、紡糸したま
まの（未延伸）繊維の性状は次の通りである：破断点伸
び、５２ないし１９３％；複屈折、０．０６２６ないし
０．１３６；結晶化度、１９．３ないし３６．８％。延
伸繊維の性状は次の通りである：強力、５．９ないし８
．３ｇｐｄ；伸び、１０．１ないし２４．４％；乾燥収
縮（２１０℃）、０．５ないし１０．３％。米国特許第
４，８６７，９３６号では、延伸繊維の性状は次の通り
である：強力、約８．５ｇｐｄ；破断点伸び、約９．９
％；収縮（１７７℃）、約５．７％。

【００１２】紡糸に関する方法は次の通りである。

【００１３】米国特許第３，０５３，６１１号では、ポ
リエチレンテレフタレートを、紡糸口金を出た後、長さ
２メートルの紡糸シャフト中で２２０℃に加熱する。次
に、別のシャフト中の繊維に冷水を吹きかける。繊維を
１，６００メートル／分（ｍｐｍ）の速度で巻取り、次
いで延伸させて３．５ｇｐｄの強力を保持させる。

【００１４】米国特許第３，２９１，８８０号では、ポ
リアミドを紡糸口金から紡糸させ、次いで約１５℃に冷
却し、さらに繊維に生蒸気を吹きかける。紡糸したまま
の繊維は配向が少なく、複屈折が小さい。

【００１５】米国特許第３，３６１，８５９号では、合
成有機ポリマーを紡糸して繊維にする。繊維は、紡糸口
金を出ると、「強制抑制冷却（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　
　ｒｅｔａｒｄｅｄ　　ｃｏｏｌｉｎｇ）」される。こ
の冷却は紡糸口金から最初の７インチにわたり行われる
。頂部（すなわち紡糸口金の近く）では、温度が３００
℃で底部（すなわち、紡糸口金からほぼ７インチのとこ
ろ）では、最低温度が１３２℃である。紡糸したままの
糸の複屈折は小さく（１１ないし３５×１０−３）、延
伸糸の性状は次の通りである：強力、６．９ないし９．
４ｇｐｄ；初期モジュラス、１０７ないし１４０ｇｐｄ
／１００％；破断点伸び、７．７ないし９．９％。

【００１６】米国特許第３，９３６，２５３号および同
第３，９６９，４６２号には、温度が約１１５℃から４
６０℃にわたる加熱シュラウド（長さ１．５フィートか
ら２フィートに及ぶ）の使用が開示されている。前者で
は、シュラウド下部よりも上部の方が温度が高い。前者
の延伸糸の性状は次の通りである：強力、９．２５ｇｐ
ｄ；伸び、約１３．５％；収縮、約９．５％。後者では
、シュラウド内の温度は一定で、延伸糸の性状は次の通
りである：強力、８ないし１１ｇｐｄ；破断点伸び、１
２．５ないし１３．２％。

【００１７】米国特許第３，９４６，１００号では、繊
維を紡糸口金から紡糸して、８０℃未満の温度で凝固さ
せる。次に凝固した繊維を、ポリマーのガラス転移点（
Ｔｇ）と融点との間の温度に再加熱する。この再加熱し
た繊維を１，０００ないし６，０００メートル／分の速
度で加熱区域から引き出す。紡績糸の性状は次の通りで
ある：強力、３．７ないし４．０ｇｐｄ；初期モジュラ
ス、７０ないし７６ｇｐｄ／１００％；複屈折、０．１
１８８ないし０．１２４０。

【００１８】米国特許第４，４９１，６５７号では、ポ
リエステルのマルチフィラメント糸を高速で溶融紡糸し
て、凝固させる。凝固は直列の加熱帯域および冷却帯域
を含む帯域で行われる。加熱帯域は長さが０．２から１
．０メートルに及ぶバレル状ヒーター（温度はポリマー
の融点から４００℃にわたる）である。冷却帯域は１０
°ないし４０℃の空気で冷却する。この方法によって製
造した延伸糸は次の性状を有する：初期モジュラス、９
０ないし１３０ｇｐｄ；収縮（１５０℃）８．７％未満
。

【００１９】米国特許第４，７０２，８７１号では、繊
維を減圧の室内で紡糸する。紡績糸の性状は次の通りで
ある：強度、３．７ないし４．４ｇｐｄ；複屈折、１０
４．４ないし１２５．８（×１０−３）；乾熱収縮（１
６０℃，１５分）、４．２ないし５．９％。

【００２０】米国特許第４，８６９，９５８号では、繊
維を熱をかけずに紡糸して巻き取る。この時点では、繊
維の結晶化度は小さいが、配向性は大きい。その後、繊
維を熱処理する。延伸繊維の性状は次の通りである；強
力、４．９ないし５．２ｇｐｄ；初期モジュラス、９２
．５ないし９６．６ｇｐｄ／１００％；伸び、２８．５
ないし３２．５％。

【００２１】前記の特許の検討から、これら種々の方法
によって製造された繊維の中には高強度または低収縮性
を有するものがあるけれども、高強力、高初期モジュラ
ス、低収縮性を兼備するような延伸糸を生成する糸また
は方法については前記特許のいずれも教示していないこ
とが指摘される。

【００２２】該延伸糸の教示にもっとも近い特許は米国
特許第４，１０１，５２５号および同第４，１９５，０
５２号の本発明の出願人に譲渡される関連特許である。 これらの特許では、ポリエステルフィラメント（ポリマ
ーの固有粘度が０．５ないし２．０デシリットル／グラ
ム）を紡糸口金から溶融紡糸する。溶融フィラメントを
凝固帯域を通過させ、そこで該フィラメントを均質に冷
却して、固体繊維に変える。固体繊維を凝固帯域から相
当な応力（０．０１５ないし０．１５ｇｐｄ）をかけて
延伸する。該紡糸したままの固体繊維は複屈折が比較的
大きい（約９ないし７０×１０−３）。紡糸したままの
繊維は次に延伸し、さらに熱処理する。延伸フィラメン
トの性状は次の通りである：強力、７．５ないし１０ｇ
ｐｄ；初期モジュラス、１１０ないし１５０ｇｐｄ／１
００％；収縮（１７５℃の空気中）、８．５％未満。

【００２３】（発明の要約）本発明は延伸ポリエステル
糸に関する。この糸は１５０グラム／デニール／１００
％よりも大きい初期割線モジュラスを特徴とする。この
糸は、さらに、８％未満の収縮かまたは７．５グラム／
デニールよりも大きい強力を特徴とすることができる。 もしくは、該糸は少なくとも１０グラム／デニールの強
力、少なくとも１２０グラム／デニール／１００％の初
期モジュラス、および８％未満の収縮を特徴とする。

【００２４】（図面の説明）本発明を説明するために、
現在好適である方法の略図を示すが、本発明は図示と寸
分違わない装置および手段に限定されないことを留意す
べきである。

【００２５】（発明の詳細な説明）高強力、高初期モジ
ュラス、および低収縮性延伸糸および該糸を紡糸する方
法は後述する。「糸」または「フィラメント」または「
繊維」という用語は溶融紡糸可能な合成有機ポリマーか
ら製造される任意の繊維を指すものとする。該ポリマー
は、これに限定されるものではないが、ポリエステルお
よびポリアミドを含むことができる。しかし、本発明は
、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、
ＰＥＴとポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との混
合物、および多官能モノマー（たとえばペンタエリトリ
トール）で橋かけさせたＰＢＴのようなポリエステル類
に特に関係がある。どのような前記ポリマーも通常の添
加剤を含むことができる。糸のＩ．Ｖ．（ＰＥＴ系ポリ
マーの場合）は０．６０ないし０．８７であることがで
きる。しかし、本発明はポリマーの固有粘度（Ｉ．Ｖ．
）に依存するものではない。

【００２６】図１について説明すると、紡糸装置１０が
図示してある。ポリマーチップを溶融させる通常の押出
機１２は通常の紡糸ビーム１４と流体の導通がある。紡
糸ビーム１４の中に、通常の紡糸パック１６がある。パ
ック１６は環状デザインを有することができ、技術上周
知のように、ポリマーを微細粒子層を通過させることに
よってポリマーを濾過する。通常の紡糸口金（図示せず
）がパック１６の一部として包含される。パックを通過
するポリマーの流量は毎時約１０から５５ポンドに及ぶ
ことができる。上限の５５ポンドはただパック１６の物
理的寸法によって制限されるだけであって、さらに大き
いパックを使用すればそれ以上の流量を得ることができ
る。フィラメント当りの紡糸デニール（ｄｐｆ）は３か
ら２０に及ぶ、糸の最適な性状および機械的品質は５な
いし１３ｄｐｆに現われることが見出されている。

【００２７】場合により、繊維は、紡糸口金を離れる際
に、熱い不活性ガス（たとえば空気）で冷却することが
できる。参考資料として本明細書に収録してある米国特
許第４，３７８，３２５号を参照されたい。典型的には
、ガスは約２３０℃で、毎分約６標準立方フィート（ｓ
ｃｆｍ）の速度で供給する。空気が熱過ぎる、すなわち
２６０℃を超える場合には、紡績糸の性状が著しく悪く
なる。

【００２８】紡糸ビーム１４の直下にぴったりと（すな
わち、気密に）細長いカラム１８が取り付けられている
。カラムは長さが約５メートル以上の断熱管より成る。 カラムの長さについてはあとでさらに詳しく述べる。管
の内径は、すべてのフィラメントが紡糸口金から支障無
しに管の全長を通過することができるほど大きい（たと
えば、１２インチ）。カラムは管内の温度を長さ方向に
制御することができるように複数の通常のバンドヒータ
ーを備えている。カラムの温度はあとでさらに詳しく述
べる。カラムは、温度制御をさらに良くするために、多
数の個別の温度帯域に分けるのが好ましい。合計４ない
し７帯域が用いられている。場合によっては、カラム１
８はカラム内の温度を制御するのに用いられるエアスパ
ージャー１７を含むことができる。スパージャー１７は
カラムの周囲に不活性ガスをむらなく吹き付けるように
設計されている。

【００２９】カラム１８の最下端の内側には、有孔円錐
台１９（すなわち、空気の乱流を減少させる手段）があ
る。該円錐台１９は、長さが３フィート、直径が最上端
では管の直径と同じ大きさで、かつ直径が下端では管直
径の約半分であるのが好ましいが、空気の乱流による糸
の列の動きを実質的に減少させるかまたは完全に無くす
ように、管の最下端から弁付排出ポート２１を経て空気
を排出させるのに使用する。

【００３０】カラム最下端の下方で糸の列を集合させる
。この集合は仕上剤アプリケーター２０で行わせること
ができる。これは糸が紡糸口金を出た後に出会う最初の
接触である。

【００３１】カラムの長さ、個々のフィラメントの非収
束、およびカラム内の空気の温度分布は本発明にとって
特に重要である。温度分布については、カラムの可成り
の長さにわたり（たとえば、少なくとも３メートル）繊
維をそのＴｇを上回る温度に保つように選択される。こ
の温度はカラムの全長にわたって維持できるかもしれな
いが、巻付けたフィラメントが不安定であろう。従って
、現実的理由からは、巻取られる前にフィラメントが結
晶構造の変化をそれ以上受けないように、カラム内の温
度をＴｇ未満に下げる。好ましくは、外熱を全く与えな
かった場合に、管内で到達すると思われる温度分布をも
たらすように温度分布を選ぶ。しかし、カラムの温度に
影響する変数が数多くあるために「外部熱の無い」状態
は非現実的である。そこで、プロセス中の変数としての
温度を除外するように、好ましくは直線状に温度分布を
制御する。

【００３２】カラム内の空気温度はバンドヒーターを用
いて制御する。好ましくは、カラムを複数の区画に分け
、各区画の空気温度を所定の値に制御する。このように
、カラム内の温度をカラムの全長にわたって変えること
ができる。カラム内の温度はポリマーの紡糸温度はどの
高い温度からポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）（ポリエ
ステルのＴｇは約８０℃）以下にわたることができる。 ポリマーの紡糸温度は紡糸口金の近傍で（すなわち、溶
融ポリマーが紡糸口金を出るときに）生じる。しかし、
カラム内の空気温度は約１５５℃ないし約５０℃に制御
するのが好ましい。１４，０００フィート／分未満の巻
取速度の場合には、紡糸口金に近い第一区画は約１５５
℃の温度に調節し、紡糸口金から一番遠い区画は約５０
℃に調節するのが望ましい。

【００３３】しかし、直線的温度分布が本明細書に開示
された有利な結果をもたらす唯一の温度パターンではな
い。１４，０００ｆｐｍ（４，３００ｍｐｍ）を超える
引取（または巻取）速度の場合には、温度分布（カラム
を４つの個別帯域に分ける場合）は次の通りであること
ができる：（紡糸口金から出発して下流方向に）第１帯
域−約１０５℃ないし約１１０℃；第２帯域−約１１０
℃ないし約１１５℃；第３帯域−約１２５℃ないし約１
３０℃；第４帯域−１１５℃ないし約１２０℃。

【００３４】カラムの長さについては、最低５メートル
というカラムの長さ（少なくとも３メートルの間はカラ
ム温度がポリマーのＴｇを上回る）でその後フィラメン
トを集合させるのが本発明にとって必要であるように思
われる。５ないし９メートルのカラムの長さが本発明に
とって適切である。９メートルという上限は実際的な限
度で、余裕があれば延ばすことができる。強力性を最適
化するには、約７メートルのカラムの長さが望ましい。

【００３５】繊維はカラム１８を出た後に集合する。こ
の集合は仕上剤アプリケーターを用いて行わせることが
できる。

【００３６】仕上剤の第１回適用（すなわち、仕上剤ア
プリケーター２０で）に続いて、一対のゴデットロール
２２の周りに糸を巻付ける。その後、仕上剤の第２回適
用（すなわち、仕上剤アプリケーター２３で）を行うこ
とができる。仕上剤の第１回適用は繊維に蓄積した静電
気を減少させることができる。しかし、繊維がゴデット
ロールを通過する際に、この仕上剤が取り除かれること
がある。従って、仕上剤はゴデットロール後に再適用さ
せることができる。

【００３７】次に繊維は通常の張力制御巻取機２４に送
られる。巻取速度は典型的に３，０００ｍｐｍ（９，８
００ｆｐｍ）よりも大きく、最高速度は５，８００ｍｐ
ｍ（１９，０００ｆｐｍ）である。最適範囲は約１０，
５００ないし１３，５００ｆｐｍ（約３，２００−４，
１００ｍｐｍ）の範囲にある。もっとも好ましい範囲は
約３２００から３８００ｍｐｍ（１０，５００から１２
，５００ｆｐｍ）の間にある。９，８００ｆｐｍ（３，
０００ｍｐｍ）を下回る速度の場合には、糸の均一性が
悪くなる。

【００３８】前記の方法により製造した紡糸したままの
ポリエステル糸は、一般に、結晶が比較的小さく、配向
が比較的大きいということができる。紡糸したままの糸
のこれらの性状が後述の特異な延伸糸の性状を達成させ
ることができると考えられる。

【００３９】紡糸したままのポリエステル糸の一般的な
特性を定量化するために、小結晶を結晶の大きさ（Å単
位で測定）によって明示し、配向を以下の述語の一つで
明示する：光学複屈折；非晶質複屈折；または結晶複屈
折。さらに、紡績ポリエステル糸は結晶の大きさおよび
長周期面間隔（ｌｏｎｇ　　ｐｅｒｉｏｄ　　ｓｐａｃ
ｉｎｇ）（結晶間の距離）によって特性が表わされる。 おおまかないい方をすれば、紡糸したままのポリエステ
ル糸は結晶の大きさが５５Å未満で、光学複屈折が０．
０９０を上回るかまたは非晶質複屈折が０．０６０を上
回るかまたは長周期面間隔が３００Å未満であるという
ことができる。より好ましくは、紡糸したままのポリエ
ステル糸は、結晶の大きさが約２０ないし約５５Åで、
光学複屈折が約０．０９０ないし約０．１４０かまたは
非晶質複屈折が約０．０６０ないし約０．１００かまた
は長周期面間隔が約１００ないし約２５０Åであるとい
うことができる。もっとも好ましくは、紡糸したままの
ポリエステル糸は、結晶の大きさが約４３ないし約５４
Åで、光学複屈折が約０．１００ないし約０．１３０か
、または非晶質複屈折が約０．０６０ないし約０．０８
５か、または長周期面間隔が約１４０ないし約２００Å
であるということができる。

【００４０】通常の当業者には明らかなように、紡績糸
の結晶の大きさは最適巻取速度範囲においては通常の糸
の結晶の大きさの約１／３である。結晶の大きさは速度
とともに大きくなるけれども、依然として小さいままで
ある。紡糸無定形配向は極めて大きく、通常の約２倍で
ある。この紡績糸は、少しも延伸を行うことなく使用し
ようと思えばできるほど配向が大きく、収縮が少ない。

【００４１】さらに、紡糸ポリエステル糸は次の性状を
有している：結晶含量（すなわち、密度から求めた結晶
化度のレベル）、１０ないし４３％；紡糸強力、約１．
７ないし５．０ｇｐｄ；紡糸モジュラスの範囲、１０な
いし１４０ｇｐｄ／１００％；熱気収縮、約５ないし４
５％；伸び、５０−１６０％。

【００４２】その後、紡績糸を延伸する。図２参照。一
段階かまたは二段階の延伸操作を用いることができる。 しかし、第二工程はほとんど全く余分の利点を与えない
ことが確められている。紡糸操作を延伸操作と直結させ
ることも可能である（すなわち、紡糸／延伸法）。

【００４３】紡糸したままの糸はクリール３０から、室
温ないし最高約１５０℃に加熱することができる供給ロ
ール３４に送ることができる。その後、繊維は、室温な
いし約２５５℃に加熱することができる延伸ロール３８
に送る。加熱ロールが利用できない場合には、１８０°
ないし２４５°に加熱することができる熱板３６を使用
することができる。熱板３６（６インチの曲り接触面を
有する）を延伸帯域（すなわち供給ロール３４と延伸ロ
ール３８との間）に置く。延伸速度は毎分７５から３０
０メートルに及ぶ。典型的な延伸比は約１．６５である
（毎分約３，８００メートルで製造した紡績糸の場合）
。最大の引張強さを与える最適供給ロール温度は約９０
℃であることが判明した。最適延伸ロール温度は約２４
５℃である。熱板を使用する場合には、最適温度は約２
４０ないし２４５℃である。延伸ロールの温度は熱気収
縮に対して若干の抑制力を与える。概して、低収縮は、
処理コードの安定性が最高の等級（ｂｅｓｔ　　ｔｒｅ
ａｔｅｄ　　ｃｏｒｄ　　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　　ｒａ
ｔｉｎｇｓ）を示すので望ましい。しかし、少なくとも
１つの最終目的の帆布は延伸糸の高収縮を必要とし、該
収縮性は低い延伸ロール温度を用いて制御することがで
きる。

【００４４】前記に基づき、延伸繊維の性状を次のよう
に調節することができる：強力は４．０から１０．８グ
ラム／デニールにわたることができる。伸びは７％から
約８０％に及ぶことができる。初期割線モジュラスは６
０から１７０ｇｐｄ／１００％に及ぶことができる。熱
気収縮（１７７℃）は６％ないし１５％である。繊維束
のデニールは１２５から１１００（後者の数字はトウを
撚り合わせることによって得ることができる）にわたる
ことができ、フィラメント当りのデニールは１．５から
６ｄｐｆに及ぶ。このような糸はゴムタイヤの繊維補強
材として使用することができるかもしれない。

【００４５】前記の方法によって製造したポリエステル
（すなわち、ＰＥＴ）延伸糸は１５０グラム／デニール
１００％よりも大きい初期割線モジュラスを得ることが
できる。さらに、該糸は、また、８％未満の収縮を有す
ることができるか、または７．５グラム／デニールより
も大きい強力を有することができる。

【００４６】延伸ポリエステル糸の他の好適な態様は次
のようにいうことができる：少なくとも８．５グラム／
デニールの強力；少なくとも１５０グラム／デニール／
１００％の初期モジュラス；および６％未満の収縮。延
伸ポリエステル糸の別の好適な態様は次のようにいうこ
とができる：少なくとも１０グラム／デニールの強力；
少なくとも１２０グラム／デニール／１００％の初期モ
ジュラス；および６％未満の収縮。延伸ポリエステル糸
のさらに別の好適な態様は次のようにいうことができる
：約９ないし約９．５グラム／デニールの強力；約１５
０ないし約１５８グラム／デニール／１００％の初期モ
ジュラス；および７．５％未満の収縮。前記の方法によ
って製造したいずれの延伸糸も次の最終用途に用いるこ
とができる：タイヤコード、縫糸、帆布、路床建設や他
の鉱物布用に用いられるクロス、ウェブまたはマット；
工業用ベルト；複合材料；建築用織物；ホースの補強材
；積層布；ロープ等。

【００４７】本発明の前記説明および次の実施例中に用
いられる下記の重要な試験は以下のように行った。

【００４８】強力はＡＳＴＭ　　Ｄ−２２５６−８０に
定められる「破壊強力（ｂｒｅａｋｉｎｇ　　ｔｅｎａ
ｃｉｔｙ）」を指す。

【００４９】初期モジュラス（あるいは「初期割線モジ
ュラス」）はＡＳＴＭ　　Ｄ−２２５６−８０、セクシ
ョン１０．３によって定義する。ただし応力−ひずみ曲
線の初めの直線部分を示す線は応力−ひずみ曲線上の０
．５％および１．０％伸びの点を通る割線とする。

【００５０】すべての他の張力的性質はＡＳＴＭ　　Ｄ
−２２５６−８０に定められた通りである。

【００５１】収縮（ＨＡＳ）はＡＳＴＭ　　Ｄ−８８５
−８５により１７７±１℃に保った熱気雰囲気中での線
状収縮として定義する。

【００５２】密度、結晶の大きさ、長周期面間隔、結晶
複屈折、および非晶質複屈折は、本明細書に参考資料と
して収録してある米国特許第４，１３４，８８２号に示
してあることと同じである。具体的には、前記のそれぞ
れは米国特許第４，１３４，８８２号中の次の個所に見
出すことができる：密度−第８欄第６０行；結晶の大き
さ−第９欄第６行；長周期面間隔−第７欄第６２行；結
晶複屈折−第１１欄第１２行；非晶質複屈折−第１１欄
第２７行。

【００５３】複屈折（光学複屈折またはΔｎ）は米国特
許第４，１０１，５２５号、第５欄第４−４６行に示さ
れる通りである。米国特許第４，１０１，５２５号は本
明細書に参考資料として収録してある。「Ｂｉ　　ＣＶ
」は１０個の測定フィラメント（１０ｍｅａｓｕｒｅｄ
　　ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）から計算したフィラメント間
の光学複屈折の変動係数である。

【００５４】本明細書に示す他の試験は通常の方法によ
って行うものである。

【００５５】さて、本発明をさらによく説明する実施例
に言及したい。

【００５６】実施例Ｉ 以下の一連の実験において、通常のポリエステルポリマ
ー（ＰＥＴ、ＩＶ　　０．６３）を紡糸した。紡糸速度
は１２，５００ｆｐｍから１９，０００ｆｐｍまで増大
させた。カラムの長さは６．４メートルで、４つの温度
制御帯域に区分した。温度は各帯域中央部の壁近傍の空
気温度を測定することによって制御した。ポリマーは２
８５℃の紡糸ビームおよび４０孔の紡糸口金（孔の大き
さは０．００９インチ×０．０１３インチ）を経て２２
．９ポンド／時の流量で押出した。繊維は冷却しなかっ
た。紡績糸は延伸しなかったけれども、ヒートセットし
た。試験結果を表１に示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【００５９】実施例ＩＩ 以下の一連の実験では、通常のポリエステル（ＰＥＴ、
ＩＶ　　０．６３）を紡糸した。カラムの温度は表示の
ように変動させた（各帯域中央部の空気温度）。カラム
の長さは６．４メートルであった。ポリマーは、３００
℃の紡糸ビームおよび７２孔の紡糸口金（孔の大きさは
０．００９インチ×０．０１２インチ）を経て、２３．
１ポンド／時の流量で押出した。繊維は冷却しなかった
。紡糸繊維はさらに延伸した（表示の通り）。試験結果
を表２に示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】

【００６２】上記一連の実験（すなわち、表２に示す実
験）において、Ｎｏ．４，Ｎｏ．５，Ｎｏ．６およびＮ
ｏ．７は本発明を表わす。

【００６３】実施例ＩＩＩ 以下の一連の実験においては、通常のポリエステル（Ｐ
ＥＴ、ＩＶ　　０．６３）を紡糸した。繊維は１０，５
００ｆｐｍの速度で巻き取った。ポリマーは、７２孔の
紡糸口金（孔の大きさは０．００９インチ×０．０１２
インチ）および３００℃の紡糸ビームを経て１９．５ポ
ンド／時の流量で押出した。繊維は６．５ｓｃｆｍの２
３２℃の空気で冷却した。カラムは長さ６．４メートル
で、次の空気温度分布（降順）を有する４区画に区分し
た：１３５℃，１１１℃，９２℃；および８３℃（各帯
域の中央部の温度）。紡績糸は次の性状を有した：デニ
ール−３３４；強力−４．０９ｇｐｄ；伸び−７１．７
％；初期モジュラス−５５．０ｇｐｄ／１００％；熱気
収縮−１１．８％（３５０°Ｆにおいて）；Ｕｓｔｅｒ
１．１０；Ｉ．Ｖ．−０．６４７；ＦＯＹ−０．３５％
；複屈折−１１０×１０−３；結晶化度−２１．６％。

【００６４】表３に、延伸糸の性状に及ぼす延伸比の影
響を示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】表４に、緊張の間の加熱方法の影響を示す
（延伸比は１．６５で、糸は緩和させなかった）。

【００６７】

【表４】

【００６８】表５に、延伸温度を高くし、延伸比を大き
くした場合の影響を示す（供給ロールは室温で延伸ロー
ルは２４０℃である）。

【００６９】

【表５】

【００７０】実施例ＩＶ 以下の一連の実験においては、通常のポリエステル（Ｐ
ＥＴ、ＩＶ　　０．９２）を紡糸した。実験Ｎｏ．１か
ら実験Ｎｏ．５では、米国特許第４，１０１，５２５号
および同第４，１９５，０５２号に示す方法に従って、
繊維を紡糸し、延伸した。実験Ｎｏ．６から実験Ｎｏ．
９は次のように行った。

【００７１】特性が、Ｉ．Ｖ．０．９２である分子量を
有するＰＥＴを０．００１％以下の水分量まで乾燥した
。このポリマーを押出機内で溶融し、２９５℃という温
度まで加熱した後、計量ポンプによって紡糸パックまで
送った。このパックは環状デザインを有し、微細金属粒
子層を通過させることによってポリマーを濾過するもの
であった。濾過後、ポリマーを８０孔の紡糸口金から押
出した。紡糸口金の各孔は断面が直径０．４５７ｍｍの
円形で毛管の長さが０．６１０ｍｍであった。長さ９メ
ートルの断熱加熱管がパック下部にぴったりと取り付け
られ、マルチフィラメントの紡績糸の列が、集合させら
れるか、またはどのような案内面とも接触する前に、こ
の管の全長を通過した。管は温度制御のために全長を７
つの帯域に分割された。これら帯域のそれぞれの中央部
の空気温度を調整するために個別的制御装置を使用した
。個々の制御装置の設定は、処理熱および管を取り巻く
外部ヒーターの組合せを用いて、この管の垂直距離の下
流で均一な空気温度分布に達するように選択した。典型
的な場合には、空気温度は管の頂部帯域で１５５℃であ
って、底部の５０℃まで温度はほぼ一様の傾斜で低下し
た。

【００７２】糸の列は、管のほぼ１０ｃｍ下方で、集合
の案内としても、かつ糸が遭遇する最初の接触としても
役立つ仕上剤アプリケーターに接触した。未集合糸の断
面は、管出口では、仕上剤案内の近くにあるために極め
て小さかった。これにより、使用する開口部を非常に小
さくすることができる、その結果管から失われる熱気の
量が少なくなる。

【００７３】糸は、紡糸仕上剤の適用に続いて、一対の
ゴデットロールに誘導され、さらに張力制御巻取機に送
られる。巻取速度は典型的には３２００ないし４１００
ｍｐｍの範囲内にある。

【００７４】この糸の延伸は第２工程で行ったが、該工
程では紡糸したままの糸を、一組の予備張力ロールから
、８０ないし１５０℃の温度設定値に保った加熱供給ロ
ールに移行させた。糸は、さらにこれらのロールと１８
０ないし２５５℃の範囲内で選択する設定温度に保った
一組の延伸ロールとの間で延伸させた。３８００ｍｐｍ
で製造した紡績糸の典型的な延伸比は１．６５と思われ
、それよりも早いかまたは遅い速度で紡糸した試料の場
合にはそれぞれさらに小さいかまたは大きい延伸比を必
要とする。

【００７５】試験結果を表６に示す。

【００７６】

【表６】

【００７７】実施例Ｖ 特性がＩ．Ｖ．０．９２である分子量を有するポリエス
テルを含水量０．００１％まで乾燥した。このポリマー
を押出機内で溶融して、２９５℃の温度に加熱し、計量
ポンプによって溶融物をさらに紡糸パックまで送った。 ポリマーは、微細金属粒子層中で濾過後、８０孔の紡糸
口金から押出した。各紡糸口金は直径が０．４５７ｍｍ
で毛管の長さが０．６１０ｍｍであった。押出時の本ポ
リマーの測定Ｉ．Ｖ．は０．８４であった。

【００７８】押出したポリマーを長さ９メートルの加熱
した円筒形キャビティ中で紡糸した。この管の全長にわ
たってほぼ直線的温度分布（勾配）を保った。最高温帯
域の中央部では、空気温度は１５５℃であり、管中の最
低温部では空気温度が５０℃であった。マルチフィラメ
ントの糸の束は、加熱管出口直下の仕上剤案内と接触す
るまでは集合しなかった。この点から、糸は一対のゴデ
ットロールによって張力制御巻取機に送られた。こうし
た状況の下で、異なる紡糸（巻取）速度で一連の４つの
紡績糸をつくった。これらの糸を表７で例Ａないし例Ｄ
と呼ぶ。

【００７９】別の系列の実験では、除去可能な区画の若
干を取り除いて加熱管の長さを短かくした。表７中の例
Ｅおよび例Ｆは７および５メートルのカラム中で紡糸し
た。分子量（Ｉ．Ｖ．）の異なる他のポリマーも本シス
テムで紡糸して、例Ｇおよび例Ｈとした。表７中の例Ｉ
は低いカラム温度を用いた事例を示す。この場合にはカ
ラムの下流に向って１２５℃から５０℃の直線的勾配が
設定された。

【００８０】本系列ＡからＩのすべての紡績糸は室温の
供給ロールおよび２４５℃の延伸ロールを用いて一段階
法で延伸した。

【００８１】別の系列の試験では、例Ａに述べたと同じ
紡績糸を異なる供給ロール温度を用いて延伸した。これ
らの糸を試験した結果は表８の例Ａ，例Ｊおよび例Ｋに
示す。

【００８２】

【表７】

【００８３】

【表８】

【００８４】実施例ＶＩ 以下の実験では、通常のポリマー（ナイロン）を本発明
の方法により紡糸し、通常の方法で製造したナイロンと
比較した。

【００８５】本発明の方法により製造したナイロンは下
記の条件で紡糸した：処理量−３７ポンド／時；紡糸速
度−２，３６２ｆｐｍ；デニール−３５００；フィラメ
ント数−６８；紡績糸相対粘度−３．２１（Ｈ２ＳＯ４
）または６８．１（ＨＣＯＯＨ相当値）；冷却気−７２
ｓｃｆｍ；巻取張力−８０ｇ；カラムの長さ−２４ｆｔ
；カラム温度最高２４０℃、最低４８℃。この糸の紡糸
したままの性状は次の通りであった：強力−０．９５ｇ
ｐｄ；伸び２３５％；ＴＥ１／２−１４．６。その後、
この糸を以下の条件で延伸した：延伸比３．０３；延伸
温度９０℃。延伸糸の性状は次の通りである：強力−６
．２ｇｐｄ；伸び−７０％；１０％モジュラス−０．８
７ｇｐｄ；熱気収縮（ＨＡＳ）（４００°Ｆ）−１．４
％。

【００８６】１つの比較ナイロンは次のような普通の方
法で紡糸した：処理量−２３．４ポンド／時；紡糸速度
−８４３ｆｐｍ；デニール−５５５６；フィラメント数
−１８０；紡績糸相対粘度−３．３（Ｈ２ＳＯ４）また
は７２．１（ＨＣＯＯＨ相当値）；冷却−１５０ｓｃｆ
ｍ。その後、糸を次の条件で延伸した：延伸比−２．０
１；延伸温度−９０℃。延伸糸の性状は次の通りである
：強力−３．８ｇｐｄ；伸び−８９％；ＴＥ１／２−３
３；１０％モジュラス−０．５５ｇｐｄ。

【００８７】別の比較糸は次のような普通の方法で紡糸
した：処理量−５７．５ポンド／時；紡糸速度−１０４
８ｆｐｍ；デニール−１２４００；フィラメント糸−２
４０；紡績糸相対粘度−４２（ＨＣＯＯＨ相当値）；冷
却空気−１５０ｓｃｆｍ。その後、糸を次の条件で延伸
した：延伸比−３．６０；延伸温度−１１０℃。延伸糸
の性状は次の通りである：強力−３．６ｇｐｄ；伸び−
７０％；ＴＥ１／２−３０．１；１０％伸び率における
モジュラス−０．８ｇｐｄ；ＨＡＳ（４００°Ｆ）−２
．０％。

【００８８】実施例ＶＩＩ 下記の実験では、低いＩ．Ｖ．（たとえば０．６３）と
高いＩ．Ｖ．（たとえば０．９２）を有する通常のポリ
エステル（すなわちＰＥＴ）の紡糸したままの糸を、米
国特許第４，１３４，８８２号に示す紡糸したままの糸
と比較した。例１ないし例８は低いＩ．Ｖ．のポリエス
テル（ＰＥＴ）で実施例Ｉに示す方法で製造する。例９
ないし例１１は高いＩ．Ｖ．のポリエステル（ＰＥＴ）
で実施例Ｖに示す方法で製造する。例１２ないし例１７
は米国特許第４，１３４，８８２号の例１，例５，例１
２，例１７，例３６および例２０に相当する。

【００８９】各例ごとの紡糸速度（ｆｐｍ）、密度（ｇ
ｍｓ／ｃｃ）、結晶の大きさ（Å，０１０）、長周期面
間隔（ＬＰＳ）、複屈折（ｂｉｒｅｆ）、結晶複屈折お
よび非晶質複屈折を記述する。試験結果を表９に示す。

【００９０】

【表９】

【００９１】本発明はその精神または重要な特質を逸脱
せずに他の特定の形式で具体化することができるので、
前記明細書よりはむしろ、本発明の範囲を示す添付クレ
ームを参照すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】紡糸工程の略正面図である。

【図２】延伸工程の略正面図である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　１５０グラム／デニール／１００％よ
   りも大きい初期割線モジュラスを特徴とするポリエステ
   ル延伸糸。
2. 【請求項２】　　さらに、８％よりも小さい収縮を特徴
   とする請求項１のポリエステル延伸糸。
3. 【請求項３】　　さらに、７．５グラム／デニールより
   も大きい強力を特徴とする請求項１のポリエステル延伸
   糸。
4. 【請求項４】　　少なくとも７．５グラム／デニールの
   強力、少なくとも１５０グラム／デニール／１００％の
   初期割線モジュラス、および８％未満の収縮を特徴とす
   るポリエステル延伸糸。
5. 【請求項５】　　少なくとも８．５グラム／デニールの
   強力、少なくとも１５０グラム／デニール／１００％の
   初期割線モジュラス、および８％未満の収縮を特徴とす
   るポリエステル延伸糸。
6. 【請求項６】　　少なくとも１０グラム／デニールの強
   力、少なくとも１２０グラム／デニール／１００％の初
   期割線モジュラス、および８％未満の収縮を特徴とする
   ポリエステル延伸糸。
7. 【請求項７】　　９．０グラム／デニールよりも大きい
   強力、１５０グラム／デニール／１００％よりも大きい
   初期割線モジュラス、および７．５％未満の収縮を特徴
   とするポリエステル延伸糸。
8. 【請求項８】　　前記ポリエステルがポリエチレンテレ
   フタレートである請求項１または請求項４または請求項
   ５または請求項６または請求項７の糸。
9. 【請求項９】　　前記糸が、約１．５から約６に及ぶフ
   ィラメント当りのデニールを有する複数の繊維を含む請
   求項１または請求項４または請求項５または請求項６ま
   たは請求項７の糸。