JPH05117915A - 耐疲労性に優れたポリエステル繊維 - Google Patents

耐疲労性に優れたポリエステル繊維

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JPH05117915A
JPH05117915A JP30416891A JP30416891A JPH05117915A JP H05117915 A JPH05117915 A JP H05117915A JP 30416891 A JP30416891 A JP 30416891A JP 30416891 A JP30416891 A JP 30416891A JP H05117915 A JPH05117915 A JP H05117915A
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JP
Japan
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melt
fiber
mol
polyester
repeating
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JP30416891A
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English (en)
Inventor
Junyo Nakagawa
潤洋 中川
Toru Saneto
徹 実藤
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 光学的に異方性の溶融相を形成するポリエス
テルから本来の高強力、高弾性率の性能を損なうことな
く、耐疲労性を改良した繊維を提供する。 【構成】 反復部分Iを50〜70モル%、反復部分II
を20〜40モル%、反復部分IIIを5〜15モル%お
よび反復部分IVを5〜15モル%含有する、光学的に異
方性の溶融相を形成するポリエステルを溶融紡糸して得
られるポリエステル繊維。 (Ar、Ar′は少なくとも1つの芳香環からなる二価
の基であり、R1、R2およびR3は水素原子、ハロゲン
原子、低級アルキル基または低級アルコキシ基であ
る。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的に異方性の溶融
相を形成するポリエステルを溶融紡糸して得られる耐疲
労性に優れた繊維に関し、かかる繊維は一般産業資材用
途の他、スポーツ衣料、防護衣料等の分野において広く
有用される。
【0002】
【従来の技術】近年、光学的に異方性の溶融相を形成す
るポリマーの研究開発が盛んに行われており、特に2−
ヒドロキシナフタレン−6−カルボン酸単位(以下、H
NA単位と略称する)を含むポリマーは、成形加工性の
良さと高強度、高弾性率を有するフィルム、繊維等の成
形品が得られることから、種々提案されている(特開昭
54−77691号公報、特開昭55−144024号
公報、特開昭56−10526号公報、特開昭59−6
2630号公報、特開昭59−43021号公報、特開
昭63−22826号公報、特開昭63−275628
号公報、特開平2−16120号公報等)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各公報に記載されているHNA単位を含有するポリマー
を溶融紡糸して得られる繊維は耐疲労性が必ずしも十分
ではなく、改良が求められていた。
【0004】本発明の目的は、HNA単位を含む光学的
に異方性の溶融相を形成するポリエステルを溶融紡糸し
て得られる耐疲労性の優れた高強度、高弾性率を有する
ポリエステル繊維を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、本質的に下記
式I〜IVの反復部分からなり、反復部分Iを50〜70
モル%、反復部分IIを20〜40モル%、反復部分III
を5〜15モル%および反復部分IVを5〜15モル%含
有する光学的に異方性の溶融相を形成するポリエステル
を溶融紡糸して得られる耐疲労性に優れたポリエステル
繊維である。
【0006】
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】 (Ar、Ar′は少なくとも1つの芳香環からなる二価
の基であり、R↓1、R↓2およびR↓3は水素原子、ハ
ロゲン原子、低級アルキル基または低級アルコキシ基で
ある。)
【0007】本発明の光学的に異方性の溶融相を形成す
るポリエステル(以下、単に液晶性ポリエステルと略称
する場合がある。)を構成する反復部分Iは、2−ヒド
ロキシナフタレン−6−カルボン酸またはその誘導体か
ら構成される。2−ヒドロキシナフタレン−6−カルボ
ン酸またはその誘導体として具体的には、2−アセトキ
シナフタレン−6−カルボン酸、2−ヒドロキシナフタ
レン−6−カルボン酸クロライド、2−ヒドロキシナフ
タレン−6−カルボン酸エチル等を挙げることができ
る。反復部分Iのナフタレン環はハロゲン原子、低級ア
ルキル基、低級アルコキシ基等の置換基を有していても
よいが、本発明においては液晶性、繊維物性等の点にお
いて反復部分Iのナフタレン環に置換基を有しないこと
が好ましい。
【0008】反復部分Iは50〜70モル%、好ましく
は55〜65モル%の範囲で用いられる。反復部分Iが
50モル%未満の場合、熱処理による重合度の上昇が困
難となり、高強力な繊維を得ることができない。また、
70モル%を越えるとポリエステルの融点が高くなり、
成形加工、繊維化が困難となる。
【0009】本発明の反復部分IIは、p−ヒドロキシ安
息香酸またはその誘導体から構成される。p−ヒドロキ
シ安息香酸またはその誘導体として具体的には、アセト
キシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸クロライド、p
−ヒドロキシ安息香酸エチル等を挙げることができる。
反復部分IIのベンゼン環はハロゲン原子、低級アルキル
基、低級アルコキシ基等の置換基を有していてもよい
が、本発明においては液晶性、繊維物性等の点で反復部
分IIのベンゼン環には置換基を有しないことが好まし
い。
【0010】反復部分IIは20〜40モル%、好ましく
は25〜35モル%の範囲で用いられる。反復部分IIが
20モル%未満の場合、繊維の耐疲労性が向上せず、一
方40モル%を越えると繊維の耐熱性が劣る。
【0011】本発明において、ポリエステルを構成する
反復部分IIIおよびIVのAr、Ar′は少なくとも1つ
の芳香環からなる二価の基であり、Ar、Ar′の好ま
しい例としては下記表1のものが挙げられる。Ar、A
r′はハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ
基等の置換基を有していてもよいが、本発明においては
液晶性、繊維物性等の点において置換基を有しないこと
が好ましい。
【0012】
【表1】
【0013】特に好ましい組み合わせとして、Arがp
−フェニレン基または4,4′−ビフェニレン基であ
り、Ar′がp−フェニレン基および/またはm−フェ
ニレン基である。
【0014】本発明の繊維原料であるポリエステルは公
知の方法によって製造できる。例えば、反復部分I〜IV
を構成する前記各単量体の水酸基のアシルエステルまた
はカルボン酸基のアリールエステル、あるいは酸ハロゲ
ンを出発原料として溶融重合または熱媒体中でのスラリ
ー懸濁重合によって製造することができる。かかる方法
によって得られたポリエステルは光学的に異方性の溶融
相(液晶)を形成し、その液晶の形成の有無は偏光顕微
鏡にてホットステージ上の試料を窒素雰囲気下で昇温
し、その透過光を確認することにより判断することがで
きる。
【0015】本発明においてポリエステルの溶融粘度は
200〜1000ポイズが好ましく、特に300〜60
0ポイズが好ましい。ここで、溶融粘度とは、示差走査
熱量計(DSC)で観察される主吸熱ピークの温度
(℃)を融点とした場合、キャピログラフにより(融点
(℃)+20℃)の温度でノズルから吐出し、剪断速度
が10↑3sec↑-1のときの値をいう。また剪断速度
(γ)は、ノズル径をr(cm)、単孔当たりのポリエ
ステルの吐出量をQ(cm↑3/sec)とするとき、 γ=4Q/πr↑3 で計算される。
【0016】本発明の繊維は、公知の方法、例えば、前
記ポリエステルを単軸または2軸押出機により溶融押出
し、必要によっては脱気した後計量して紡糸頭に引導
し、次いでここでろ過および整流した後ノズルより吐出
することによって製造される。溶融紡糸はそれ自体公知
の溶融紡糸装置により行うことができる。
【0017】溶融紡糸における溶融温度は、(ポリエス
テルの融点(℃)+10℃)〜(融点(℃)+60℃)
の範囲が好ましく、特に(融点(℃)+15℃)〜(融
点(℃)+40℃)が好ましい。(融点(℃)+10
℃)未満では溶融粘度が高く、所望の繊維径を有する繊
維を製造することが困難となり好ましくない。また、
(融点(℃)+60℃)を越えると、高温であるため熱
分解を生じ製造上困難となり好ましくない。ろ過用フィ
ルターとしては、サンド、金網、金属細線からなる不織
布等が用いられる。紡糸口金は、目的とする単繊維径に
よっても異なるが、20デニール以下の繊維を得るため
には剪断速度が10↑4〜10↑5sec↑-1となるよう
なノズル径が好ましく、紡糸巻取速度は500〜600
0m/分が好適である。
【0018】本発明の繊維は溶融紡糸しただけで分子鎖
が繊維軸方向に配列するため実用的に満足すべき強度、
弾性率を有しているが、弛緩熱処理、緊張熱処理等によ
り性能をさらに向上させることもできる。熱処理は窒素
等の不活性雰囲気下、空気のような酸素含有の活性雰囲
気下、または減圧下で行うことができ、処理時間は目的
の性能により異なるが、数秒から数十時間行うことがで
きる。不活性雰囲気または活性雰囲気は露点が−40℃
以下の除湿状態にあることが好ましい。
【0019】上記熱処理時の熱の供給は加熱板、赤外線
ヒーター等による輻射を利用する方法、熱ローラー、プ
レート等に接触して行う方法、高周波等を利用した内部
加熱方法等があり、加熱は繊維の融点以下の温度、すな
わち繊維が膠着しない温度で行われる。繊維はフィラメ
ント、カットファイバーいずれの形状でもよく、またカ
セ状、チーズ状、トウ状(例えば金網等にのせて行う)
等の形態で熱処理される。また、かかる形態の他に繊維
をローラ間に通し連続的に熱処理することも可能であ
る。
【0020】本発明の繊維にはそれ自体公知の処方に従
い、周知の配合剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外
線吸収剤、着色剤、充填剤、難燃剤等を配合してもよ
い。
【0021】
【作用】本発明の繊維は実用的に満足すべき強度、弾性
率を有しており、また耐疲労性に非常に優れているの
で、多くの工業的用途、例えばタイヤコード、ゴムベル
ト、ホース等のゴム補強材、あるいは各種繊維補強プラ
スチックの繊維補強材料、ロープ、濾布および各種カバ
ー等の工業用繊維としての用途に有用である。
【0022】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれにより何ら限定されるものではな
い。なお、実施例中の物性値は以下の方法により求め
た。
【0023】(1) 強度(g/デニール)、弾性率
(g/デニール)および伸度(%):JIS L 10
13に準拠して求めた。
【0024】(2) 耐疲労性(%):約1500デニ
ール(500デニール×3本)のヤーンを、下撚280
T/m、上撚280T/mの双糸とし、コードをつく
り、ゴム中に包埋して行うベルト屈曲テスト法で25万
回処理した後の強力保持率で評価した。
【0025】実施例1 パラアセトキシ安息香酸(60モル%)、2−アセトキ
シナフタレン−6−カルボン酸(24モル%)、ハイド
ロキノンジアセテート(8モル%)およびテレフタル酸
(8モル%)からなるポリマーを重合した。得られたポ
リマーの融点は274℃であり、溶融粘度は520ポイ
ズであった。またこのポリマーを加熱セルを備えた偏光
顕微鏡の試料台に載せ、290℃における融解状態を観
察したところ、クロスニコル下でも視野は明るく、光学
的に異方性の溶融相を形成することが確認された。
【0026】このポリマーを310℃、剪断速度5.2
×10↑3sec↑-1で溶融紡糸して500デニール/
100フィラメントの繊維を得た。得られた繊維は以下
の性質を示した。 強 度(DT) 9.1g/デニール 弾性率(YM) 483g/デニール 伸 度(DE) 2.5%
【0027】この紡糸原糸を3本引揃えて内孔を有する
アルミボビンに巻回し、内孔から加熱窒素を用いて23
0℃で1時間、250℃で4時間、270℃で12時間
の条件で熱処理を行った。得られた繊維は以下の性質を
示した。 DT 21.3g/デニール YM 513g/デニール DE 3.8%
【0028】熱処理された繊維について耐疲労性の評価
を行ったところ、強力保持率(SR)が95%と非常に
高い値を示した。
【0029】実施例2、3および比較例1〜6 実施例1と同様にして、表2に示す組成のポリマーを重
合し、次いで500デニール/100フィラメントの繊
維を得、熱処理を行った。なお、上記の各ポリマーを加
熱セルを備えた偏光顕微鏡の試料台に載せ、融解状態を
観察したところ、クロスニコル下でも視野は明るく、光
学的に異方性の溶融相を形成することが確認された。
【0030】熱処理された繊維の性質を表2に示す。実
施例2および3で得られた繊維は強度が高く、また強力
保持率が80%以上と優れた効果を有する。一方、比較
例1で得られた繊維は高強力、高弾性率を有するが、強
力保持率が実施例に比較し劣っている。比較例2で得ら
れた繊維は高弾性率を有するが、強力保持率は極端に低
い。比較例3および4で得られた繊維は強度が劣ってお
り、また強力保持率も実施例に比較し劣っている。比較
例5および6で得られた繊維は融点が高く、紡糸性が不
良であった。
【0031】実施例4 ハイドロキノンジアセテートの代わりにジアセトキシビ
フェニルを用いる以外は実施例1と同様にしてポリマー
を重合した。得られたポリマーの融点は310℃であ
り、溶融粘度は450ポイズであった。また、このポリ
マーを加熱セルを備えた偏光顕微鏡の試料台に載せ、3
20℃における融解状態を観察したところ、クロスニコ
ル下でも視野は明るく、光学的に異方性の溶融相を形成
することが確認された。
【0032】このポリマーを340℃、剪断速度5.2
×10↑3sec↑-1で溶融紡糸して500デニール/
300フィラメントの繊維を得た。この紡糸原糸を表2
の条件で熱処理を行った。得られた繊維は以下の性質を
示した。 DT 23.0g/デニール YE 750g/デニール DE 3.5% 強力保持率 85%
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】本発明の繊維は、光学的に異方性の溶融
相を形成する特定組成のポリエステルを溶融紡糸して得
られるために高強力・高弾性率を有し、かつ、熱処理さ
れた繊維は強力保持率が80%以上と耐疲労性に優れて
いる。したがってタイヤコード、ゴムベルト、ホース等
のゴム補強材として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるポリエステルの組成を示した図
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本質的に下記式I〜IVの反復部分からな
    り、反復部分Iを50〜70モル%、反復部分IIを20
    〜40モル%、反復部分IIIを5〜15モル%および反
    復部分IVを5〜15モル%含有する、光学的に異方性の
    溶融相を形成するポリエステルを溶融紡糸して得られる
    耐疲労性に優れたポリエステル繊維。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 (Ar、Ar′は少なくとも1つの芳香環からなる二価
    の基であり、R↓1、R↓2およびR↓3は水素原子、ハ
    ロゲン原子、低級アルキル基または低級アルコキシ基で
    ある。)
JP30416891A 1991-10-22 1991-10-22 耐疲労性に優れたポリエステル繊維 Pending JPH05117915A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002037869A (ja) * 2000-07-28 2002-02-06 Ueno Seiyaku Oyo Kenkyusho:Kk 芳香族ジカルボン酸組成物およびそれを用いた液晶ポリエステル樹脂
US20110233462A1 (en) * 2009-03-13 2011-09-29 Shanghai Pret Composites Co., Ltd. Liquid crystalline polyester compositions

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