JPH062209A - ゴム補強用ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴム補強用に適した高強度低収縮で寸法安定
性に優れ、且つ熱収縮応力が適度に大きいポリエステル
繊維を安定に製糸する方法を提供すること。 【構成】 固有粘度０．９０以上のポリエステルを溶融
吐出し、口金直下５０〜１００mmの断熱板を介して筒内
圧力１０〜３０mmＨ₂ Ｏの密閉縦型紡糸筒で急冷し、２
０００ｍ／分以上の速度で引き取って複屈折率６０００
×１０^-5、密度１．３６０〜１．３６５の未延伸糸とな
し、次いで５０〜７０℃に予熱して第１段延伸した後、
さらに２段以上に延伸熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高強度、低収縮で且つ
寸法安定性に優れ、ゴム補強用として適したポリエステ
ル繊維を、安定した製糸調子で製造することのできる方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は種々の優れた特性を
有するため、衣料用のみならず工業用として広く利用さ
れている。特に高強度でかつ寸法安定性に優れたポリエ
ステル繊維は工業用途において有用であり、タイヤ用途
のみならず産業用途にも益々使用されてきているが、最
近益々高度の性能が要求されている。例えばコンベアベ
ルト、ゴムホース用途においては、成形時の寸法安定性
から益々の低収縮化、過酷な使用条件での耐久性、耐疲
労性が要求されている。またタイヤコード用としては、
タイヤ成形時の歩留向上のため一層の低収縮化、乗心地
の向上のための高モジュラス化、大型タイヤへの適用の
ために耐疲労性の向上、一方Ｖベルト用コードとして
は、メンテナンスフリーのために高モジュラス化及び低
収縮化、ベルト張力を維持するための適度な熱収縮応力
の発現が要求されている。

【０００３】従来、寸法安定性の優れたポリエステル繊
維を製造する試みは種々なされており、例えば特公昭６
３―５２８号公報、特公昭６３―５２９号公報には、紡
糸速度を高めて高配向未延伸糸を得、連続して延伸する
方法が提案されている。しかしこの方法により得られる
繊維は、収縮率が未だ充分には低くなく、さらなる寸法
安定性の改善が望まれている。近年、特にＶベルト用コ
ードとして要求される前記特性を有するポリエステル繊
維を得るために、上記の高配向未延伸よりさらに高配向
で且つ高密度の未延伸糸を直接延伸する方法が提案され
ている。しかしながら、かかる未延伸糸はすでに結晶部
分を有しているため、延伸時に断糸し易く安定した製糸
ができないという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点が解消され、ゴム補強用、特にＶベルトコー
ド用に適した高モジュラス、低収縮で熱収縮効力が適度
に大きいポリエステル繊維を安定に製糸することのでき
る製造方法を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、特定の密閉縦型紡
糸筒を用いて急冷し、得られた高配向高密度の未延伸糸
を特定の条件で多段延伸熱処理することにより、安定し
て前記特性の改善されたポリエステル繊維が得られるこ
とを見い出し本発明に到達した。

【０００６】すなわち、本発明によれば、固有粘度０．
９０以上のポリエステルを溶融吐出し、口金直下５０〜
１００mmの断熱板を介して上部に送風口下部に排風口を
有する密閉縦型紡糸筒で急冷し、次いで２０００ｍ／分
以上の速度で引き取って複屈折率６０００×１０^-5以
上、密度１．３６０〜１．３６５ｇ／cm³ の未延伸糸と
なした後に、一旦捲きとって又は捲き取ることなく延伸
熱処理するポリエステル繊維の製造方法において、前記
密閉縦型紡糸筒の筒内圧力を１０〜３０mmＨ₂ Ｏの陽圧
になすとともに、５０〜７０℃に予熱して第１段延伸し
た後に少なくとも２段以上に延伸熱処理することを特徴
とするゴム補強用ポリエステル繊維の製造方法が提供さ
れる。

【０００７】本発明で用いられるポリエステルは、全繰
り返し単位の９０モル％以上、好ましくは９５モル％以
上がエチレンテレフタレートであり、なかでもポリエチ
レンテレフタレートが特に好ましい。１０モル％以下で
共重合してもよい共重合成分としては、イソフタル酸、
オキシ安息香酸、ジエチレングリコール等の二官能性化
合物があげられ、さらには得られるポリエステルが実質
的に線状である範囲内でトリメリット酸等の多官能性化
合物を共重合していてもよい。また、これらのポリエス
テルには、安定剤、着色剤等の添加剤を配合しても差し
支えない。

【０００８】かかるポリエステルの２５℃オルトクロロ
フェノール溶液を用いて測定した固有粘度は０．９０以
上であることが必要である。固有粘度が０．９０未満の
場合には、後述する紡糸方法を採用しても、目的とする
高配向・高密度の未延伸糸が得難くなるので好ましくな
い。固有粘度は高いほど高配向高密度の未延伸糸を得易
くなるが、あまりに高くなりすぎると曳糸性が低下する
ので１．１０以下が好ましい。

【０００９】なお、ここでいう固有粘度は溶融吐出され
た糸条の固有粘度であって、紡糸に供したポリエステル
の固有粘度とは異なるものであり、得られた未延伸糸の
固有粘度とほぼ同等である。したがって、鎖伸長剤を併
用した場合には、用いるポリエステルの固有粘度よりも
高くなるのである。

【００１０】本発明においては、溶融吐出された糸条
を、口金直下５０〜１００mmの位置に設けた断熱板を介
して、上部に送風口下部に排風口を有する密閉縦型紡糸
筒で急冷することが必要であり、この際紡糸筒の筒内圧
力を１０〜３０mmＨ₂ Ｏの陽圧にすることが大切であ
る。

【００１１】断熱板の位置が口金直下５０mm未満の場合
には、冷却風の吹きあげによる口金面の冷却が起こり、
紡出糸の糸斑を増大させるため好ましくない。一方１０
０mmを越える場合には、所望の高配向高密度未延伸糸と
するために３５００ｍ／分以上の高速紡糸とする必要が
あり、紡糸設備が高価となるのみでなく粒体抵抗増大に
よる糸切れや糸斑が増大して製糸性が低下する。

【００１２】また紡糸筒の内圧が１０mmＨ₂ Ｏ未満の陽
圧の場合には、紡出糸条と共に随伴する空気流の定常的
なフラツキによって紡糸筒内が負圧となり、吐出糸条間
の乱れが生じて単糸間の配向度のバラツキが増大し、延
伸時に配向度の高い単糸が断糸して延伸性を低下させる
といった問題がある。一方３０mmＨ₂ Ｏを越える場合に
は、流体抵抗が増大して配向度のバラツキが増大すると
ともに、口金面への冷却風吹きあげが増大して口金面の
冷却が起こり単糸間の斑が増大して延伸性が低下するた
め好ましくない。

【００１３】冷却風の温度は、あまりに高いと高配向未
延伸糸が得難くなり、一方あまりに低いとコスト的に不
利となるので１０〜４０℃、好ましくは２０〜３０℃と
する。

【００１４】急冷された糸条は、２０００ｍ／分以上、
好ましくは２３００ｍ／分以上の速度で引き取って、複
屈折率が６０００×１０^-5以上、密度が１．３６０〜
１．３６５ｇ／cm³ の未延伸糸となす。引き取り速度が
２０００ｍ／分未満の場合には、高配向化に通常採用さ
れている高ドラフト化あるいは急冷化等の手段を講じて
も、上記複屈折率及び密度の未延伸糸を得ることはでき
ない。また上記複屈折率及び密度の要件を同時に満たし
ていない場合、例えば前記紡糸筒に供給する冷却風の温
度を５０℃以上として得られる密度１．３６０以上複屈
折率６０００×１０^-5未満の未延伸糸からは、本発明の
目的とする寸法安定性の良好なポリエステル繊維は得ら
れない。一方複屈折率の要件を満たしていても密度が
１．３６０未満の場合には、得られるポリエステル繊維
をコードとなした際の熱的寸法安定性が不充分となり、
１．３６５を越える場合には、寸法安定性は良好となる
ものの延伸性が著しく低下して安定に製糸することがで
きなくなる。

【００１５】得られた未延伸糸は、一旦捲き取って、又
は捲き取ることなく引き続いて延伸する。この際、５０
〜７０℃の温度で予熱後第１段目の延伸を行ない、続い
て少なくとも２段以上の延伸熱処理を施す必要がある。
第１段延伸の予熱温度が５０℃未満の場合には予熱不足
となって延伸性が低下するし、７０℃を越える場合には
高配向高密度未延伸糸であるため結晶化が進行して充分
延伸できなくなる。第１段目の延伸倍率は、あまりに大
きくしすぎると延伸性が低下するし、逆に小さすぎると
延伸の段数を多くしないと安定に延伸し難くなるので、
全延伸倍率の６０〜８０％の範囲とするのが望ましい。

【００１６】本発明においては、上記のように延伸され
た糸条は更に２回以上の延伸工程及び／又は熱処理工程
に供される。二段目以降の延伸熱処理は、円滑な延伸を
可能にし、目的とする強度、寸法安定性を有するポリエ
ステル繊維を得るために大切である。延伸する際の糸条
の加熱温度は、その直前の延伸時の加熱温度より高い温
度であればよく、特にポリエステルの融点より高い温度
に加熱された気体浴中で加熱延伸する方法は、繊維表面
の配向アップが抑制されて延伸性が向上するため好まし
い。延伸後には、得られる繊維の寸法安定性を向上させ
るために熱処理することが有効であり、定長、緊張、弛
緩熱処理いずれを採用してもよい。但し、弛緩率が大き
くなると初期モジュラスが低下する傾向があり、緊張率
が大きくなると寸法安定性が低下する傾向があるので、
目的に応じて適宜設定することが大切である。

【００１７】なお、全延伸倍率は、得られる未延伸糸の
複屈折率及び密度によって変わってくるが、最大延伸倍
率の７５〜９５％の範囲とすることが望ましく、この範
囲未満では充分な機械的特性を有するものが得難く、越
える場合には単糸切れが発生して延伸性が低下し易い。

【００１８】

【作用】従来紡糸筒内を加圧して紡糸する方法は多数提
案されているが、その加圧条件は本発明と異なって１kg
／cm² 以上（１００００mmＨ₂ Ｏ以上）と高く、その作
用効果も全く異なるものである。すなわち、例えば特公
昭４７―３２１３０号公報に提案されている方法は加圧
室下部から噴出される高速加圧流体により一挙に延伸し
ようとするものであり、特開昭６２―２６３３１４号公
報に提案されている方法は加圧室から噴出される流体エ
ネルギーにより高速紡糸時の空気抵抗を減ずるものであ
り、特開昭６０―２５２７１４号公報に提案されている
方法は加圧室内の空気抵抗をあげて配向を向上させるも
のであり、さらに特開昭６１―２８０１２号公報に提案
されている方法は冷却効率をあげて異形断面繊維の異形
度をあげようというものである。

【００１９】これに対して、本発明で用いられる紡糸筒
は特に流体的なシール構造を有しないものであって、冷
却風の送風量と排気量を同一とした場合には高速紡糸に
ともなう随伴流により紡糸筒内が負圧となって糸条を構
成する単糸間の乱れが生じて延伸性が低下するが、排気
量を送風量に比べて減少させ紡糸筒内をわずかな加圧状
態とすることによって、その詳細な理由は不明であるが
単糸間の乱れが抑制されて不均一さが減少し、安定して
延伸できるようになるのである。

【００２０】

【発明の効果】以上に説明したことから明らかなよう
に、本発明の製造方法によれば、高強度、低収縮で寸法
安定性に優れ、特にＶベルト用途に要求される低熱収縮
率でありながら熱応力の大きいメンテナンスフリー性に
優れたゴム補強用ポリエステル繊維を安定して製糸する
ことが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。なお、各物性値は下記方法により測定したも
のである。 紡糸筒内圧力 冷却部吹出口風下端より５０cm下流でＵ字型マノメータ
ーにより大気圧との水柱差を測定した。 複屈折率 浸漬液としてブロムナフタリンを使用し、ベレックコン
ペンセーターを用いてリターデーション法により求め
た。（共立出版社発行：高分子実験化学講座 高分子物
性II参照） 密度 四塩化炭素／ｎ―ヘプタン密度勾配管を用い、２５℃で
測定した。 強伸度、１５kg荷伸 島津（製）引張試験機を用い、ＪＩＳ Ｌ１０１７―１
９６３（５．４）に準拠した。 乾熱収縮率 ＪＩＳ Ｌ１０１７―１９６３（５．１２）に準拠し
た。 熱応力 熱応力試験装置により、初荷重デニール／２０（ｇ）と
して１５０℃雰囲気中８分経過した後の値を読みとる。

【００２２】

【実施例１〜８、比較例１〜１２】ジメチルテレフタレ
ート９７部、エチレングリコール６９部、酢酸カルシウ
ム１水塩０．０３４部、及び三酸化アンチモン０．０２
５部をオートクレーブに仕込み、窒素をゆるやかに通じ
ながら１８０〜２３０℃でエステル交換反応させて生成
するメタノールを留去した後、リン酸の５０％水溶液を
０．０７部加え、加熱温度を２８０℃まで上昇させると
共に徐々に減圧して１時間５０分重合反応させ、固有粘
度０．７５末端カルボキシル基量２７当量／１０⁶ ｇポ
リマーのポリエステルを得た。

【００２３】得られたポリエステルをチップとなした
後、２３０℃１mmHgの真空下で、少量の窒素を通じなが
ら固相重合して表１記載の固有粘度のポリエステルを得
た。

【００２４】次いで重合体１００部に対して２，２′―
ビス（２―オキサゾリン）（以下ＣＥと略記する）を表
１に記載の割合でドライブレンドした後、約３００℃で
溶融し、孔径１．２mm、孔数２５０個を有する紡糸口金
より吐出後、吐出糸条を表１記載の条件下冷却風を３０
０mmに亘って５．０Ｎｍ³ ／分の割合で吹き付け、下部
の吸引排出量を調整して表１記載の紡糸筒内圧力に保持
して冷却固化せしめ、オイリングローラーで油剤を付与
後表１記載の引取速度で捲きとった。得られた未延伸糸
の特性は表１に示す。

【００２５】得られた未延伸糸を表２に記載の温度に加
熱されたロールに供給し、引取りロールとの間で表２記
載の倍率（ＤＲ₁ ）で第１段延伸後、３２０℃に加熱さ
れた気体浴を介して表２記載の倍率（ＤＲ₂ ）で第２段
延伸した。次いで１３０℃加熱ローラー、３３０℃気体
浴を介して表２記載の倍率（ＤＲ₃ ）で緊張熱処理し
た。得られた延伸糸の特性を表２に示す。なお、延伸性
は、第２段目の延伸ラップを１５分間目視判定した。

【００２６】得られた延伸糸３本を合糸して１６３Ｔ／
ｍのＺ撚を施し、次いでこれを３本合わせて９７Ｔ／ｍ
のＳ撚を施して１１００ｄｅ×３本×３本の生コードを
得た。この生コードをレゾルシン・ホルマリン・ラテッ
クス系接着剤に浸漬し、１７５℃下、１％ストレッチを
付与しながら２分間乾燥し、続いて２４５℃下定長で２
分間熱処理した。この処理コードの特性を表３に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固有粘度０．９０以上のポリエステルを
   溶融吐出し、口金直下５０〜１００mmの断熱板を介して
   上部に送風口下部に排風口を有する密閉縦型紡糸筒で急
   冷し、次いで２０００ｍ／分以上の速度で引き取って複
   屈折率６０００×１０^-5以上、密度１．３６０〜１．３
   ６５ｇ／cm³ の未延伸糸となした後に、一旦捲きとって
   又は捲き取ることなく延伸熱処理するポリエステル繊維
   の製造方法において、前記密閉縦型紡糸筒の筒内圧力を
   １０〜３０mmＨ₂ Ｏの陽圧になすとともに、５０〜７０
   ℃に予熱して第１段延伸した後に少なくとも２段以上に
   延伸熱処理することを特徴とするゴム補強用ポリエステ
   ル繊維の製造方法。