JPH06207312A - 高強度ポリエステル繊維の製造法 - Google Patents

高強度ポリエステル繊維の製造法

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JPH06207312A
JPH06207312A JP1817293A JP1817293A JPH06207312A JP H06207312 A JPH06207312 A JP H06207312A JP 1817293 A JP1817293 A JP 1817293A JP 1817293 A JP1817293 A JP 1817293A JP H06207312 A JPH06207312 A JP H06207312A
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Japan
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yarn
polyester
strength
birefringence
spinning
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JP1817293A
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English (en)
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Hisashirou Eguchi
寿史朗 江口
Hitoshi Uchida
等 内田
Akira Kanatsuki
亮 金築
Masatsugu Mochizuki
政嗣 望月
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度ポリエステル繊維を生産性良く製造す
る。 【構成】 芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩を含有し
た固有粘度 0.8以上のポリエチレンテレフタレート又は
これを主体とするポリエステルを溶融紡糸し、紡出糸条
を紡糸口金直下に設けた加熱筒を通過させ、次いで、冷
却風を吹付けて固化させ、油剤を付与した後、 700m/
分以上の速度で、複屈折率が1×10-3〜5×10-3の未延
伸糸を引き取り、引き取った未延伸糸を熱延伸する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、産業資材用に適した高
強度のポリエチレンテレフタレート系ポリエステル繊維
を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート系ポリエス
テル繊維は、高融点、高弾性率で、優れた耐熱性、耐薬
品性を有し、衣料用及び産業資材用繊維として広く使用
されている。近年、溶融紡糸技術の進歩により、衣料用
素材に供されるポリエステル繊維の製糸速度は著しく向
上し、6000〜7000m/分の巻取速度で生産されるに至っ
ている。
【0003】産業資材用素材であるタイヤコード等のゴ
ム補強用繊維に関しても、寸法安定性を重視し、乾熱収
縮率の低い繊維が望まれていることから、紡糸速度は高
速化されてきている。しかし、高速紡糸により得られる
未延伸糸は、高倍率延伸が困難で、一段延伸で高強度の
繊維を得ることが難しく、二段以上の多段延伸法を採用
する必要があった。例えば、特公平3−23644 号公報に
は、高粘度のポリエステルを溶融紡糸し、冷却固化後、
1500〜3000m/分の速度で、複屈折率が30×10-3〜70×
10-3の未延伸糸を引き取り、引き取った未延伸糸を多段
熱延伸し、次いで緊張熱処理することにより高強度のポ
リエステル繊維を得る方法が開示されている。しかし、
この方法は、一段延伸法に比べてコスト的に不利である
ばかりでなく、緊張状態で巻き取られるため、巻量が多
くなるとワインダーから紙管が抜けなくなるといったト
ラブルが発生するという問題があった。
【0004】また、ポリエステル繊維の高速紡糸方法と
して、特公平3−51805 号公報には、ジオキシ安息香酸
を添加したポリエステルを2000m/分以上の紡糸速度で
溶融紡糸する方法が提案されている。しかし、この方法
で得られる繊維は、衣料用素材に使用しうる程度の強度
のものであり、この方法では産業資材用に使用しうる高
強度繊維を得ることは難しい。
【0005】産業資材用の高強度ポリエステル繊維にお
いては、強度発現のため高分子量のポリマーを用い、 3
00〜500 m/分の速度で低複屈折率の未延伸糸を引き取
り、高倍率に熱延伸する方法が一般に採用されている
が、紡糸速度が低く、生産性が悪いという問題があっ
た。
【0006】紡糸速度を速くして、低複屈折率の未延伸
糸を得ることができれば、高強度ポリエステル繊維を生
産性良く製造することができるが、従来の溶融紡糸条件
の最適化のみでは困難である。未延伸糸の複屈折率の上
昇を抑える目的で、例えば、ポリマーの溶融温度を高く
する、紡糸口金直下の加熱筒の温度を上げる、加熱筒の
長さを長くする等の方法が考えられるが、ポリマーの熱
分解をひき起こしたり、引き続き冷却風を吹付けて糸条
を固化させる際にトラブルを発生したりするという問題
がある。吹付風速を上げ過ぎると糸揺れが大きくなって
繊度斑の原因にとなり、冷却風温度を下げても糸条の冷
却効率はさほど向上しない。このように、製糸条件の最
適な組み合わせのみでは、 700m/分以上に紡糸速度に
上げた場合、5×10-3以下の低複屈折率の均質な未延伸
糸を得ることは容易でない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高紡糸速度
で低複屈折率の均質な未延伸糸を得ることを可能にし、
効率良く高強度ポリエステル繊維を製造することのでき
る方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討の結果、ポリエステルに芳
香族カルボン酸のアルカリ金属塩を少量含有させておく
と、紡糸速度を上げても配向を抑えた低複屈折率の均質
な未延伸糸を採取することができ、後の熱延伸工程で強
度発現に必要な高倍率延伸を施すことが可能となり、高
強度繊維が得られることを見出し、本発明に到達した。
【0009】すなわち、本発明は、芳香族カルボン酸の
アルカリ金属塩を含有した固有粘度0.8以上のポリエチ
レンテレフタレート又はこれを主体とするポリエステル
を溶融紡糸し、紡出糸条を紡糸口金直下に設けた加熱筒
を通過させ、次いで、冷却風を吹付けて固化させ、油剤
を付与した後、 700m/分以上の速度で、複屈折率が1
×10-3〜5×10-3の未延伸糸を引き取り、引き取った未
延伸糸を熱延伸することを特徴とする高強度ポリエステ
ル繊維の製造法を要旨とするものである。
【0010】以下、本発明の方法について詳細に説明す
る。ポリエステルに含有させる芳香族カルボン酸のアル
カリ金属塩としては、テレフタル酸、イソフタル酸、安
息香酸、サリチル酸等の芳香族モノ又はジカルボン酸の
リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が挙げられる。
芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩の添加時期は、ポリ
エステルの製造から紡糸までの任意の時期でよいが、通
常、マスターバッチ法又はドライブレンド法でポリエス
テルチップに混合後、エクストルーダー型溶融紡糸機に
供給して紡糸する方法が採用される。
【0011】芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩の添加
量は、0.01〜1.0 重量%、好ましくは0.05〜0.5 重量%
の範囲が適当である。この添加量があまり多いと製糸性
が阻害されて好ましくなく、あまり少ないと複屈折率を
低くする効果が十分発揮されない。
【0012】また、本発明において紡糸に供するポリエ
ステルは、ポリエチレンテレフタレート又はこれを主体
とするポリエステルであり、共重合成分として、例え
ば、イソフタル酸、アジピン酸等を少量含んでいてもよ
く、改質剤として、顔料、艶消剤、耐熱剤、耐候剤、難
燃剤、カルボキシル末端基封鎖剤等を含有していてもよ
い。そして、ポリエステルは、固有粘度が 0.8以上のも
のであることが必要であり、特に 1.0以上のものが好ま
しい。固有粘度が 0.8未満のものでは、高強度の繊維を
得ることが困難である。
【0013】本発明の方法を実施するに際しては、ま
ず、前記の添加剤を所定量含有した高分子量のポリエス
テルチップをエクストルーダ型紡糸装置に供給し、 270
〜310℃の温度で溶融し、計量ポンプを経て紡糸口金か
ら紡出する。紡出糸条を紡糸口金直下に設けた長さ 100
〜800mm 、温度 200〜500 ℃の加熱筒を通過させた後、
温度5〜30℃の冷却風を50〜200 m/分の速度で吹き付
けて固化させ、通常のオイリング装置により油剤を付与
して 700m/分以上、好ましくは 800〜1500m/分の速
度で未延伸糸を引き取る。この際、延伸糸の総繊度が 3
00〜2000d、単糸繊度が2〜10dとなるように吐出量を
コントロールことが好ましい。また、糸条の均整度を高
めるため、溶融ポリマーの温度、加熱筒の長さと温度、
冷却風の温度と風速、吹き付け方法等を、ポリマーの固
有粘度や添加剤の含有量、糸条の総繊度と単糸繊度に応
じて最適化することが必要である。重要なことは、延伸
工程で4倍以上、好ましくは5倍以上の高倍率延伸が可
能な配向を抑えた未延伸糸を得ることにあり、複屈折率
が1×10-3〜5×10-3の範囲となるようにすることが必
要である。前述の添加剤を加えると、高速度で引き取っ
ても複屈折率の上昇を著しく抑制できる。
【0014】このようにして得られた低複屈折率の未延
伸糸は、熱延伸に供されるが、延伸は、未延伸糸を一旦
巻取ってから延伸する二工程法及び巻取ることなく連続
して延伸する直接紡糸延伸法のいずれの方法を採用して
もよいが、生産性を高めるには、直接紡糸延伸法が好ま
しい。本発明における未延伸糸は容易に高倍率延伸が可
能なことから、熱延伸は一段で行っても容易に高強度繊
維を得ることができるが、二段以上の多段延伸法を採用
することも可能である。熱延伸における加熱装置として
は、熱ロール、ヒートプレート、スチームジェット装置
等が挙げられ、これらは適宜併用してもよい。特に、直
接紡糸延伸法を採用する場合は、スチームジェット装置
と加熱ロール等の他の加熱手段を併用することが好まし
く、加熱蒸気としては、温度 350〜550 ℃、圧力2〜10
kg/cm2Gのものが好適である。
【0015】延伸された繊維は、引き続き 150〜250 ℃
の加熱ロール等の熱処理装置で弛緩率5〜12%で弛緩し
つつ熱セットした後、ワインダーで巻取る。
【0016】繊維の強度を高め、かつ、製糸操業性を高
めるには、延伸時の加熱温度、延伸倍率、熱セット温
度、熱セット時の弛緩率を最適化し、延伸糸の物性値と
して、複屈折率が 190×10-3以上、密度が1.39g/cm3
以上となるような条件を採用する。
【0017】このようにして得られるポリエステル繊維
は、9〜9.5 g/d以上の強度を有し、従来の低紡糸速
度で得られる繊維と何等遜色のないものである。
【0018】
【作用】芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩が配向抑制
剤として作用する機構は、完全には解明できていない
が、この添加剤を含有するポリエステルは、凝固温度が
無添加のポリエステルに比して、添加量に応じて、5〜
30℃も高くなることに起因するものと認められる。すな
わち、紡糸口金から押し出された溶融糸条は、引き取ら
れ細化固化していく過程で、糸条にかかる応力の上昇に
伴って配向していくが、糸条の温度が高く、配向の低い
段階で分子が固定されるため、複屈折率が低く抑えられ
るものと認められる。
【0019】
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例における各測定値は、次の方法に従って測定
したものである。 固有粘度 フェノールとテトラクロルエタンとの等重量混合溶剤を
用い、温度20℃で測定した。 複屈折率(Δn) POH偏光顕微鏡を使用し、ベレックコンペンセーター
法で測定した。 密度 JIS L 1013に従って、四塩化炭素とリグロインにより作
製した勾配管を用いて、温度25℃で測定した。
【0020】実施例1 固有粘度 1.1のポリエチレンテレフタレートチップに、
イソフタル酸ナトリウムを0〜0.5 重量%添加して、ロ
ータリー式のブレンダーで混合したものをエクストルー
ダ型溶融紡糸装置に供給し、 275℃で溶融後、直径 0.5
mmの円形断面の吐出孔を 192個有する紡糸口金を用い
て、紡糸温度 285〜300 ℃で紡出した。紡出糸条は温度
350℃、長さ 500mmの加熱筒を通した後、温度15℃の冷
却風を96m/分の速度で糸条に円周方向から吹き付けて
冷却し、オイリングロールで油剤を付与した後、非加熱
の引き取りロールで1200m/分の速度で未延伸糸を引き
取った。未延伸糸を巻取ることなく、引き取りロールと
非加熱の第一延伸ロールとの間で、1.005 倍の引き揃え
延伸を施し、続いて、第一延伸ロールと 240℃の第二延
伸ロール(兼熱処理ロール)との間でスチームジェット
噴射装置により、 450℃のスチームを噴射しながら全延
伸倍率が3.5 〜5.5 倍になるように熱延伸を施した。次
いで、延伸糸を第二延伸ロール(兼熱処理ロール)に巻
回し、熱処理を施した後、第二延伸ロールと非加熱の弛
緩ロールとの間で、弛緩率 1.1%の制限弛緩処理を施し
てワインダーで巻取り、約1000d/192 fの原糸を得
た。得られた原糸の糸質性能を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】実施例2 実施例1におけるイソフタル酸ナトリウムに代えて他の
カルボン酸の金属塩を用いて、実施例1と同様にして原
糸を得た。得られた原糸の糸質性能を表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】実験 No.1、7、8は比較例であり、未延
伸糸の複屈折率が高く、延伸倍率を上げると断糸のトラ
ブルが発生したため、低倍率で延伸を行った。その結
果、強度9g/d以上の原糸を得ることができなかっ
た。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、一般産業資材用として
好適な高強度のポリエステル繊維を、高生産性のもとに
生産することができ、生産コストの低減化が可能とな
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D02J 1/22 K (72)発明者 望月 政嗣 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩を含
    有した固有粘度 0.8以上のポリエチレンテレフタレート
    又はこれを主体とするポリエステルを溶融紡糸し、紡出
    糸条を紡糸口金直下に設けた加熱筒を通過させ、次い
    で、冷却風を吹付けて固化させ、油剤を付与した後、 7
    00m/分以上の速度で、複屈折率が1×10-3〜5×10-3
    の未延伸糸を引き取り、引き取った未延伸糸を熱延伸す
    ることを特徴とする高強度ポリエステル繊維の製造法。
JP1817293A 1993-01-08 1993-01-08 高強度ポリエステル繊維の製造法 Pending JPH06207312A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4596636B2 (ja) * 2000-12-18 2010-12-08 ユニチカ株式会社 熱接着性繊維の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4596636B2 (ja) * 2000-12-18 2010-12-08 ユニチカ株式会社 熱接着性繊維の製造方法

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