JPH06240531A - ポリアルキレンナフタレート撚糸コードの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、高強力または高弾性率のポ
リアルキレンナフタレート繊維を用いて撚糸コードを作
成する場合、従来にない高い強力または弾性率を有する
撚糸コードを得ることができる製造方法を提供すること
にある。 【構成】 強度５ｇ／ｄ以上のポリアルキレンナフタレ
ート繊維からなる撚糸コードの製造方法において、撚係
数が２以上で撚糸し、撚糸した後に１００〜３５０℃の
温度下で伸長率４〜３０％で緊張熱処理することを特徴
とするポリアルキレンナフタレート撚糸コードの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高強力、高弾性率を有す
るポリアルキレンナフタレート撚糸コードの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリアルキレンナフタレート繊維は本
来、分子骨格が剛直であるため強力、弾性率が高く、ま
た優れた耐熱性と寸法安定性とを有する。これらの繊維
は産業用途や一般用途に広く応用されロープ、漁網ある
いは防護衣料などに使用されている。しかしポリアルキ
レンナフタレート繊維は強力、弾性率が高い反面、切断
伸度はかなり低く取扱は必ずしも容易ではない。特にタ
イヤコードやベルトなどのゴム補強材として使用する場
合は伸度が低いと疲労性が悪化するので通常は撚糸コー
ドとして疲労性の改善を図るが、この撚糸の役割は熱可
塑性高分子からなる繊維と比べはるかに重要である。な
ぜならばポリアルキレンナフタレート繊維は剛性が高い
ため撚糸が技術的に困難であるというだけでなく撚糸後
のコード強力やコード弾性率が著しく低下するという問
題がある。特に撚数が高くなるほど撚糸コードの強力や
弾性率の低下の割合が大きい。

【０００３】ポリアルキレンテレフタレートからなる撚
糸コードを緊張熱処理する従来技術としては特公昭５６
−１５３２１号公報或いは特開昭５０−５５００４号公
報等が知られている。特公昭５６−１５３２１号公報に
はポリエチレン−２，６−ナフタレート撚糸コードから
なる簾織物をマイナス６％からプラス１０％までのスト
レッチ下で１５０〜２４０℃で接着熱処理することが記
載されている。ただし好ましい態様として実施例に示さ
れた伸長率は１％である。また特開昭５０−５５００４
号公報にもポリエチレン−２，６−ナフタレート撚糸コ
ードからなる簾織物の接着熱処理時に伸長処理を施すこ
とが記載されている。ただし実施例に示された伸長率は
１％である。これは簾織物に織成された経糸撚糸コード
は緯糸によって拘束されており、高い伸長率で緊張熱処
理を施してもそれが必ずしもそのまま撚糸コード物性向
上に結び付かないことを示している。例えば上記のポリ
エチレン−２，６−ナフタレート撚糸コードからなる簾
織物に対し伸長率１０％で緊張熱処理を施すと緯糸によ
る拘束のため経糸撚糸コードの伸長は不均一となり、緯
糸が経糸に対して直角とならず斜めに傾き、いわゆる斜
行という実用上甚はだ好ましくない現象を生じる。また
伸長時の状態或いは応力を受けるときの状態が不均一で
あるため得られた経糸撚糸コードの平均強力も充分満足
できる程度まで到達することができない。現にポリエチ
レン−２，６−ナフタレート撚糸コードからなる簾織物
の接着熱処理時に伸長処理を施すときの伸長率は通常１
％前後が用いられるが、これはポリエチレン−２，６−
ナフタレート撚糸コードからなる簾織物に伸長熱処理を
施すときの伸長率の実用上の限界を示している。本発明
はかかる従来技術における問題を解決するためになされ
たものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は高強
力、高弾性率のポリアルキレンナフタレート繊維を用い
て撚糸コードを作成する場合、従来にない高い強力また
は弾性率を有する撚糸コードを得ることができる製造方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ポリアルキレンナフタレ
ート繊維の撚糸コードの強力が低下し易いのは繊維自身
の剛性が高いために捩りに対してヤーンあるいは単繊維
が均一に引き揃えられ難いためである。しかもポリアル
キレンナフタレート繊維の伸度は３〜５％と著しく低い
ためにますます引き揃えが困難となる。従来はこの撚糸
強力を改善する手段として原糸の単繊維の引き揃えを良
くしたり原糸にポリエチレンワックス系油剤を付与して
繊維同士の摩擦を少なくしたり撚糸操作を２回に分けて
できるだけ均斉な撚糸が行われるように工夫したりして
いたが撚糸コードの強力やモジュラスは満足できる程度
には至らなかった。

【０００６】我々はポリアルキレンナフタレート繊維の
撚糸強力改善を鋭意検討した結果、撚糸後のコードに高
緊張下で熱処理を施すことによって撚糸コード内の残存
歪を除去しヤーンおよび単繊維を再配列させることによ
って著しく高い撚糸強力あるいは高弾性率が得られるこ
とを見出し本発明に到達した。

【０００７】即ち本発明は「（請求項１）強度５ｇ／ｄ
ｅ以上のポリアルキレンナフタレート繊維からなる撚糸
コードの製造方法において、撚係数が２以上で撚糸し、
撚糸した後に１００〜３５０℃の温度下で伸長率４〜３
０％で緊張熱処理することを特徴とするポリアルキレン
ナフタレート撚糸コードの製造方法」である。

【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のポリアルキレンナフタレート繊維は下記繰返し単
位（化２）からなる。特に好ましくはポリエチレン−
２、６−ナフタレート繊維である。これに１５モル％未
満の第３成分が含まれた共重合体であっても差し支えな
い。また該ポリアルキレンナフタレートに不活性な艶消
剤が３％未満含まれていてもよい。

【０００９】

【化２】

【００１０】アルキル基は脂肪族でも脂環族でもよいが
炭素数２〜４の直鎖状アルキル基が好ましい。特にポリ
エチレン−２，６−ナフタレートが好ましい。

【００１１】原糸の強度は５ｇ／ｄｅ以上が必要であ
る。５ｇ／ｄｅ未満の場合は高強度繊維としての価値が
低下し通常の熱溶融合成繊維とあまり変らなくなる。好
ましくは７ｇ／ｄｅ以上である。撚係数（ＴＭ）は２以
上である。撚係数（ＴＭ）は次式（１）にて定義され
る。

【００１２】ＴＭ＝０．００３２３×（ヤーンのデニー
ル）^1/2 ×（撚数／１０ｃｍ）……………（１） 撚係数ＴＭが２以上の高撚数でないと本発明の効果が十
分発揮できない。特にＴＭが３以上で本発明の効果が著
しい（一般的に撚糸強力は撚数が高くなるほど低下の度
合いが著しくなる）。使用されるヤーンの全繊度は凡そ
５００〜１００００デニールが好ましい。撚糸コードと
して使用されるのは５００〜３０００デニールのマルチ
フィラメントヤーンが一般的である。作成されるコード
は１０００〜１８０００デニールの範囲が通常である。
撚糸コードの作成方法は１本のヤーンを１方向のみに撚
糸する片撚の場合と２本以上のヤーンを縄のように撚合
わせる場合があり、いずれの方法でもよい。２本以上の
ヤーンを撚り合わせる場合は予め各々のヤーンに同じ撚
数の下撚を施した後、これらのヤーンを揃えて逆方向に
ほぼ下撚と同じ撚数の上撚をかける。この場合撚係数の
計算には全繊度として合糸されたヤーンの全繊度を用い
撚数としては下撚または上撚の多い方の値を用いて算出
する。

【００１３】本発明の特徴は撚糸コードを作成した後に
１００〜３５０℃の温度下で伸長率４〜３０％で緊張熱
処理を行って剛直なポリアルキレンナフタレートの分子
を緩和させると同時に撚糸の際に生じたヤーン間および
単糸間の歪を除去することにある。これは剛直なポリア
ルキレンナフタレート繊維にのみ有効であって、従来の
熱溶融性高分子、例えばポリエチレンテレフタレートや
ナイロン６或いはナイロン６６には殆んど効果がない。
何故ならポリエチレンテレフタレートやナイロン６或い
はナイロン６６は分子骨格が十分柔軟であるので撚係数
の高い撚糸を行っても単糸もヤーンも柔軟に追従でき、
またヤーンの伸度も１０〜２０％と高いので撚糸時の歪
を吸収できるからである。高弾性率のポリアルキレンナ
フタレート繊維のヤーン伸度は５〜１２％であるから上
記緊張熱処理は極めて高い張力下での加工処理となる。
撚糸コードを緊張するときの熱処理温度は１００〜３５
０℃である。好ましくは１５０〜３００℃である。温度
が１００℃未満では撚糸コードの強力の増分が少ない。
また温度が３５０℃を超えると繊維が劣化する。加熱ヒ
ーターは接触式の熱板でも非接触式の円筒型またはスリ
ット型のヒーターでも使用可能である。

【００１４】伸長率は４〜３０％である。本発明の伸長
率は以下のように定義する。撚糸されたコードがボビン
から解舒される引き出し速度をＶ0 とし該撚糸コードが
緊張熱処理を終了して引き出されるロールの速度をＶh
とするとき伸長率を次式（２）で求める。

【００１５】 伸長率＝（Ｖh −Ｖ0 ）／Ｖ0 ×１００………（２） 伸長は１段で行っても良いし２段以上に分けて行っても
かまわない。また緊張熱処理する方法は撚糸コードを伸
長した後に熱処理する方法と実質的に伸長を掛けつつ同
時に熱処理を行う方法とがあるが両者いずれでも差し支
えない。但し後者の方法が伸長率を大きくとることがで
きて好ましい。緊張熱処理が終了した撚糸コードはその
まま自然冷却しながら巻き取っても良いし一旦冷却ロー
ルで冷却をした後に巻き取っても良い。

【００１６】伸長率が４％未満では緊張不十分で撚糸コ
ードの強力があまり改善されない。また伸長率が３０％
を超えるとポリアルキレンナフタレート繊維としては緊
張過多となり断糸などのトラブルが発生する。伸長率の
最適化は撚係数や処理温度によっても影響を受けるが撚
係数が高い場合あるいは処理温度が高い場合は、伸長率
を高くすると撚糸コードの強力およびモジュラスが増加
しやすい。なお本発明の緊張熱処理は独立した工程とし
て実施しても良いし他の加工工程で薬液処理を行いつつ
連続的に緊張熱処理を実施してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によればポリアルキ
レンナフタレート繊維を撚糸した後に緊張熱処理を施す
ことにより強力および弾性率が著しく改善された撚糸コ
ードを得ることができる。本発明の撚糸コードはタイ
ヤ、ベルトなどのゴム補強材およびロープ、紐などの産
業資材等に使用できる。

【００１８】以下に本発明を実施例をもって説明する。
なお実施例における各特性値は以下の方法で測定した。 （１）強度、伸度 繊維の強度、伸度はＪＩＳ−Ｌ−１０１７に準拠した。
サンプル長２５ｃｍ、伸長速度３０ｃｍ／ｍｉｎ．撚糸
コードの強度、伸度もＪＩＳ−Ｌ−１０１７に準拠し
た。 （２）初期弾性率 繊維の初期弾性率はＪＩＳ−Ｌ−１０１７の初期引張抵
抗度に準拠して測定した。 （３）極限粘度 チップ又は繊維をフエノールと２、４、６−トリクロロ
フエノールとの混合溶媒（重量比６：４）に溶解し３５
℃での流下時間から求めた。 （４）乾熱収縮率 ＪＩＳ−Ｌ−１０１７Ｂ法（乾熱収縮率）に準拠し１８
０℃で３０分間熱処理後の乾熱収縮率を求めた。ただし
コードには５０ｇの初期荷重をかけた。

【００１９】

【実施例１】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縮重合反応させてポリエチレンナフ
タレートを得た。該ポリエチレンナフタレートの極限粘
度［η］は０．６であった。該ポリエチレンナフタレー
トをカットしたチップを２３０℃の窒素雰囲気中で３０
時間固相重合して極限粘度［η］０．９のポリエチレン
ナフタレートとした。該固相重合チップを３００℃で溶
融し３２０孔の紡糸口金から３１５℃で紡糸した。紡糸
口金の下５０ｃｍに雰囲気温度３５０℃の加熱領域を設
けその後２５℃の冷却風で冷却固化させて５００ｍ／分
で巻き取った。

【００２０】捲き取った未延伸糸を１５５℃で６．５倍
に延伸し更に２２０℃の熱板上で１．１５倍に延伸し２
００℃の加熱ロール上で定長熱処理して１５００デニー
ル／２５０フィラメント（以下１５００ｄｅ／２５０ｆ
と略す）のマルチフィラメントヤーンを得た。

【００２１】ヤーンの強度は１０．８ｇ／ｄｅ、切断伸
度は６．３％、初期弾性率は２９０ｇ／ｄｅであった。
該ヤーンを２本準備し各々のヤーンに１０cmあたり４０
回の下撚を入れた後に、この２本のヤーンを揃えて逆方
向に１０cmあたり４０回の上撚を付与して撚糸コードを
作成した。この撚糸操作は一般に双撚と呼ばれ常用の撚
糸機にて実施できる。得られた撚糸コードを長さ３ｍの
筒型ヒーター中に毎分２０ｍ／分の速度で通過させなが
ら緊張熱処理を行った。筒型ヒーターの内温を８５℃か
ら３８０℃まで変化させ伸長率は一定値１０％で熱処理
を行った結果を表１に記す。なお該撚糸コードの撚係数
は式（１）によりＴＭ＝０．００３２３×（３０００）
0.5 ×４０＝７．１である。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から明らかなように撚糸直後のコード
強力は２１．６kgにすぎなかったが温度１２０〜３３０
℃の範囲で緊張熱処理を施すとコード強力が２３．１〜
２４．１kgに改善される。処理温度が８０℃ではコード
強力の改善が少なく、また原コードの保有する解撚トル
クが残存して取扱性がよくなかった。本発明の撚糸コー
ド（実験ＮＯ３〜６）はいずれも十分熱セットされ解撚
トルクは殆んど発生しなかった。また温度が３８０℃に
なると撚糸コードの強力が低下してしまった。

【００２４】

【実施例２】実施例１で作成した原撚糸コード（実験Ｎ
Ｏ１；ブランク）を用い長さ３ｍの筒型ヒータ中を毎分
２０ｍ／分で通過させた。ヒーター温度は２５０℃に固
定し伸長率を種々変更した結果を表２に示す。伸長率が
４０％未満の場合（実験ＮＯ８）、撚糸コードの強力は
ブランク（実験ＮＯ１）に比べて若干改善されるものの
効果が少ない。伸長率が６〜２５％の範囲では撚糸コー
ド強力が２３kg以上に改善され処理時の断糸も殆んど発
生しない。しかし伸長率が３０％を超えると断糸が頻発
し満足なサンプルが得られなかった。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【実施例３】実施例１で作成したポリエチレンナフタレ
ート原糸１５００ｄｅ／２５０ｆのヤーンを２本準備し
下撚１０cmあたり３０回および上撚１０cmあたり３０回
の撚糸コードを作成した。該コードの撚係数は５．３で
あった。これを長さ１ｍの熱板に接触させつつ緊張熱処
理した。伸長率は一定値６％とし熱板温度を８０℃から
３８０℃まで変化させた。この緊張熱処理で得られた撚
糸コード強力の結果を表３に示す。本実施例では撚係数
が若干低いので原コード自身の強力（ブランク）もかな
り高いが、それでも本発明の緊張熱処理により撚糸コー
ドの強力が約３kg向上している。本実施例の場合も熱板
温度が１００℃未満ではコード強力があまり改善され
ず、３５０℃を超えるとコード強力がブランクと大差な
くなった。

【００２７】

【表３】

【００２８】

【実施例４】実施例１で作成したポリエチレンナフタレ
ートヤーン１５００ｄｅ／２５０ｆのヤーン１本に一方
向の片撚を付与した。撚係数を種々変化させて撚糸コー
ドを作成し、それぞれのコードを実施例３の熱板を用い
て緊張熱処理した。伸長率は６％で熱板温度は２５０℃
であった。緊張熱処理後のコード強力を処理前のコード
強力と比較して表４に示す。撚係数が２未満では緊張熱
処理の効果が発現しない。撚係数が２以上で本発明の効
果が得られる。

【００２９】

【表４】

【００３０】

【実施例５】実施例１で重合した［η］０．６のポリエ
チレンナフタレートを（そのまま固相重合せずに）３０
５℃で溶融紡糸した。紡糸口金は３２０孔で紡糸口金下
２０cmを３５０℃に加熱し、ついで２０℃の冷却風で紡
出糸を冷却固化し紡速４５００ｍ／分、表面温度１５０
℃の第１ロールに１５ターン捲回し続いて延伸速度５４
００ｍ／分、温度２００℃の延伸ロールに導き該ロール
に１５回捲回して熱処理し１５００ｄｅ／３２０ｆのマ
ルチフィラメントヤーンとし、これを高速ワインダーで
巻取った。得られたヤーンの強度は６．８ｇ／ｄｅ、伸
度は９％で初期弾性率は２２０ｇ／ｄｅであった。該ヤ
ーンを２本用意し各々のヤーンに１０cmあたり４０回の
下撚を入れた後に２本揃えて逆方向に１０cmあたり４０
回の上撚を付与して撚糸コードを作成した。該撚糸コー
ドをゴム接着性向上のために濃度１３％のエポキシ水溶
液に浸漬し続いて濃度２５％のレゾルシン・ホルマリン
・ラテックス（ＲＦＬ）の混合溶液に浸漬した後、２７
０℃の非接触式ヒーターで乾燥した。レゾルシン：ホル
マリン：ラテックスの配合重量比は５：５：９０とし
た。この乾燥中に撚糸コードを種々の伸長率で緊張し得
られたディップコードの強力を測定した。その結果を表
５に示す。

【００３１】

【表５】

【００３２】高速紡糸と直接延伸とで得られた上記ヤー
ンは実施例に比べ強力の絶対値が低いが、それでも本発
明の熱処理によって効果的に強力が上昇する。また高速
製糸で得られた本発明のディップコード（実験ＮＯ．２
６〜２８）は伸長率が高いにもかかわらず１８０℃に於
ける乾熱収縮率は２％以下であり熱安定性に優れた性能
を示した。伸長率が３０％を越えると処理中にコードが
破断しサンプルが採取できなかった。

【００３３】

【実施例６】本実施例では簾織物の熱接着処理と撚糸コ
ードの熱接着処理とを比較した。実施例１で作成した撚
糸コード（実験ＮＯ１；ブランクテスト）を１００本用
意し、これを経糸として簾織物を作成した。緯糸には１
００デニール２４フイラメントのポリエチレンテレフタ
レート延伸繊維を用い１インチあたり２本の密度で打ち
込んだ。得られた簾織物に実施例５に記載した方法に従
って熱接着処理を施した。すなわち濃度１３％のエポキ
シ水溶液に浸漬し、ついで濃度２５％のレゾルシン・ホ
ルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）の混合液に浸漬したの
ち２７０℃の非接触ヒーターで乾燥しながら伸長率１０
％で緊張熱処理を施した。処理後の簾織物から緯糸を取
り除き１００本の経糸撚糸コードの強力を測定し、その
平均値を求めた。一方、実施例１で作成した撚糸コード
（実験ＮＯ１；ブランクテスト）を１００本そのまま引
き揃えて同様に熱接着処理を施し、得られた熱接着処理
後の撚糸コード１００本の強力を測定し、その平均値を
求めた。結果を表６に示した。また熱接着処理後の簾織
物から取り出した緯糸には斜行が生じており、正常な緯
方向に対し約１０度の傾斜が随所に観察された。

【００３４】

【表６】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強度５ｇ／ｄｅ以上のポリアルキレンナ
   フタレート繊維からなる撚糸コードの製造方法におい
   て、撚係数が２以上で撚糸し、撚糸した後に１００〜３
   ５０℃の温度下で伸長率４〜３０％で緊張熱処理するこ
   とを特徴とするポリアルキレンナフタレート撚糸コード
   の製造方法。
2. 【請求項２】 ポリアルキレンナフタレートの繰返し単
   位の８５モル％以上が下記の繰返し単位（化１）からな
   る請求項１に記載のポリアルキレンナフタレート撚糸コ
   ードの製造方法。 【化１】