JPH07118921A - 高収縮応力ポリエステル繊維及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高収縮率下でも高い収縮応力を発現し、充分
な締付力を賦与することのできるポリエチレンテレフタ
レート繊維を提供すること。 【構成】 固有粘度が０．８以上の高重合度ポリエステ
ルを溶融紡糸し、紡出糸条を３００℃以上の加熱雰囲気
中を通過させた後引取速度２０００〜３０００ｍ／分、
紡糸ドラフト率４０００以上で引取り、得られた未延伸
糸をガラス転移点以上９５℃以下で２段以上に多段に延
伸して、固有粘度が０．７６以上、複屈折率が０．１２
〜０．１８、密度が１．３５〜１．３７ｇ／ｃｍ³ であ
って、沸水収縮率が２５％以上、１５％制限収縮時の収
縮応力が０．０２ｇ／ｄ以上の高収縮応力ポリエステル
繊維を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリエチレンテレフタ
レートからなる高収縮応力ポリエステル繊維及びその製
造法に関する。さらに詳しくは、高収縮率下においても
熱収縮による応力が著しく大きなポリエチレンテレフタ
レート繊維及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高い収縮性能を有するポリエステ
ル繊維が、包装材の分野をはじめとして種々の分野に利
用されている。例えば、特開平３―９０６１６号公報、
特開平２―１３９４０９号公報、特開昭５８―２８３７
４号公報等には、イソフタル酸成分等の第３成分を共重
合したポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステ
ルからなる高収縮性ポリエステル繊維が提案されてい
る。かかる繊維は、高い沸水収縮率を有し、定長下にお
ける熱収縮応力（１００℃）も０．２ｇ／ｄ以上と高い
ので、締付け材として好適に使用されている。また本発
明者らの検討によれば、これらの繊維のなかには高収縮
率下、例えば１５％収縮下において０．０５ｇ／ｄ以上
といった高い収縮応力（沸水中）を発現するものもあ
り、かかる繊維は高収縮加工する分野において極めて有
用である。しかし、これらは第３成分を比較的多量に共
重合した共重合ポリエステル繊維であるため原料コスト
が高いという問題があり、安価なポリエチレンテレフタ
レートからなる、高収縮下においても高い収縮応力を発
現するポリエステル繊維が望まれている。

【０００３】従来第３成分を共重合していないポリエチ
レンテレフタレートからなる高収縮性ポリエステル繊維
は、特開昭６２―１９１５１１号公報、特開昭５９―９
２１２号公報等に提案されている。しかし、これらのポ
リエステル繊維のなかには、沸水収縮率が３０％以上、
定長下における熱応力ピーク値が０．４ｇ／ｄ以上のも
のも開示されているが、１５％収縮下における収縮応力
（沸水中）はいずれも０．０２ｇ／ｄ未満と低く、高収
縮加工する分野では充分な収縮応力が発現しないという
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
術を背景になされたもので、その目的は、ポリエチレン
テレフタレートからなる繊維であって、高い収縮下にお
いても高い収縮応力を発現する、安価な高収縮応力ポリ
エステル繊維及びその製造法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討した結果、固有粘度の大きい高
重合度ポリエチレンテレフタレートを用いるとともに製
糸プロセスにおいて繊維構造を制御することにより、上
記の高収縮下における収縮応力が向上したポリエステル
繊維が得られることを見出し、本発明に到達した。

【０００６】すなわち、本発明によれば、 １．ポリエチレンテレフタレートから構成されるポリエ
ステル繊維であって、該繊維の固有粘度が０．７６以
上、複屈折率が０．１２以上０．１８以下、密度が１．
３５ｇ／ｃｍ³ 以上１．３７ｇ／ｃｍ³ 以下であり、こ
のことによって沸水収縮率が２５％以上、１５％制限収
縮時（沸水中）の収縮応力が０．０２ｇ／ｄ以上の特性
を有する高収縮応力ポリエステル繊維、及び ２．固有粘度が０．８０以上のポリエチレンテレフタレ
ートを紡糸口金から溶融紡出し、該紡出糸条を３００℃
以上の温度に保持されている加熱雰囲気中を通過させた
後冷却固化し、次いで２０００ｍ／分以上３０００ｍ／
分以下の速度であって紡糸ドラフト率が４０００以上の
速度で引取り、得られた未延伸糸をガラス転移温度以上
９５℃以下の温度で第１段延伸を施し、引き続いて該第
１段延伸温度以上９５℃以下の温度で２段目以降の延伸
を行うことを特徴とする高収縮応力ポリエステル繊維の
製造法、が提供される。

【０００７】本発明でいうポリエチレンテレフタレート
からなるポリエステル繊維とは、繊維を構成するポリエ
ステルの繰り返し単位の９６モル％以上、好ましくは９
８モル％以上がエチレンテレフタレート単位であるポリ
エステル繊維を意味するが、本発明の目的を阻害しない
範囲内で艶消剤、着色剤、紫外線吸収剤等の添加剤が配
合されていてもよい。

【０００８】かかるポリエステルの固有粘度は０．７６
以上（３５℃下オルソクロロフェノールを溶媒として測
定）である必要がある。固有粘度が０．７６未満と小さ
くなると、沸水中で収縮処理する際に、繊維構造の歪緩
和が速くなりすぎるためと推定され、１５％の制限収縮
下での収縮応力が不充分となる。一方固有粘度は高いほ
ど制限収縮下での収縮応力は大きくなり、また切断強度
も大きくなるので好ましいが、あまりに高すぎる場合に
は曳糸性が低下して単糸切れが多発するようになる。し
たがって、０．８５以上１．０以下の範囲が特に好まし
い。

【０００９】本発明においては、上記要件に加えて、配
向度と密度の要件、すなわち分子鎖は比較的高度に繊維
軸方向に配向しているとともに、分子鎖間は適度に結晶
で結合されて分子鎖が網目構造を形成している繊維構造
を有していることが大切で、そのためには複屈折率が
０．１２以上０．１８以下、好ましくは０．１５以上
０．１８以下であって、密度が１．３５ｇ／ｃｍ³ 以上
１．３７ｇ／ｃｍ³ 以下、好ましくは１．３５ｇ／ｃｍ
³ 以上１．３６ｇ／ｃｍ³ 以下の範囲内にある必要があ
る。複屈折率が０．１２未満の場合には、分子鎖の配向
歪は不充分なため、沸水収縮率２５％以上を達成し難く
なるとともに、強度は低く１５％制限収縮下における収
縮応力も不充分となる。一方０．１８を超える場合に
は、強度は高く、定長下における収縮応力も大きくなる
が、沸水収縮率は２５％未満となり、それ故に１５％制
限収縮下における収縮応力も低くなるので好ましくな
い。

【００１０】また、密度が１．３５ｇ／ｃｍ³ 未満の場
合には、沸水収縮率は５０％以上と高い収縮性能を有す
るものの、収縮処理時の歪緩和が速いためと推定され
（結晶に基く分子鎖間の結合、固定が緩いため）、１５
％収縮下における収縮応力が低くなるので好ましくな
い。一方１．３７ｇ／ｃｍ³ を超える場合には、結晶に
基く分子鎖の固定が多くなりすぎるためと推定され、沸
水収縮率が２５％未満になるだけでなく、高収縮下にお
ける収縮応力も低くなるので好ましくない。

【００１１】本発明の高収縮応力繊維は、上記の如く、
高重合度のポリエステルを用い且つ高配向でありながら
適度な結晶を有した繊維構造をとることによって、沸水
収縮率が２５％以上で１５％収縮下における収縮応力が
０．０２ｇ／ｄ以上といった高収縮応力特性を発揮する
ものである。

【００１２】前記要件のいずれかを満たさず、沸水収縮
率が２５％未満又は１５％収縮下における収縮応力が
０．０２ｇ／ｄ未満といった特性しか発現しないものに
あっては、高収縮処理させた場合、充分な収縮応力が発
現しないので、例えば締付材として使用する場合には締
付け力が不充分なものとなる。

【００１３】以上に述べた本発明の高収縮応力ポリエス
テル繊維を工業的に製造するためには、例えば固有粘度
が０．８０以上、好ましくは０．９０以上１．０５以下
のポリエチレンテレフタレートを紡糸口金から溶融紡出
し、加熱雰囲気中を通過させた後冷却固化して引取り、
次いで得られた未延伸糸をガラス転移点以上９５℃以下
の温度で２段以上多段に延伸することが大切である。

【００１４】この際、紡出糸条を通過させる加熱雰囲気
温度は３００℃以上、好ましくは３００℃以上４００℃
以下にする必要がある。加熱雰囲気温度が３００℃未満
の場合には、後述する引取速度では紡糸張力が大きくな
りすぎるためと推定され、配向に伴う結晶化（配向結晶
化）を抑制することができなくなり、本発明の高収縮応
力繊維は得られない。

【００１５】加熱雰囲気域は紡糸口金面から糸条走行方
向に少なくとも１０ｃｍ、特に２０ｃｍ以上にわたって
いることが好ましい。

【００１６】加熱雰囲気中を通過した糸条は、冷却風を
吹き付けて固化させ、油剤を付与した後ゴデットローラ
ーによって引取られ、一旦ワインダーに巻取られるか又
は巻取られることなく引続いて延伸される。この際の紡
糸引取速度は２０００ｍ／分以上３０００ｍ／分以下と
する必要がある。２０００ｍ／分未満では、得られる未
延伸糸の配向が低くなりすぎ、また未延伸の結晶化もほ
とんど進行していないため、後述する延伸工程で延伸し
ても分子鎖の配向歪が小さくなるためと推定され、高収
縮下における収縮応力が不充分となる。なお延伸倍率を
大きくすれば配向歪を大きくすることは可能であるが、
この場合には結晶化が進行し易いため沸水収縮率は小さ
くなり、その結果、高収縮下における収縮応力は低いも
のとなる。

【００１７】一方紡糸速度が３０００ｍ／分を超える場
合には、紡糸時に配向結晶化が進行しすぎるため、沸水
収縮率は不充分となり、また１５％収縮下における収縮
応力も低いものとなる。

【００１８】本発明においては、上記要件に加えて紡糸
ドラフト率が４０００以上と極めて大きなドラフト率と
なるよう引取る。かくすることにより、糸条を加熱雰囲
気中を通過させた場合には、一般に分子配向が低下する
傾向があるのに対して、本発明では、低結晶性を維持し
ながら高配向化が達成されているのである。この際紡糸
孔としては、引取速度が前記のように２０００ｍ／分以
上３０００ｍ／分以下といった速度であるため紡糸孔径
は大きくする必要がある。それ故に口金背圧５０ｋｇ／
ｃｍ² 以上を負荷することが困難となって紡糸安定性が
低下し易いので、孔径がテーパー状にしだいに大きくな
っているテーパー型紡糸孔が好ましい。かくして得られ
る未延伸糸の配向度（複屈折率）は０．０１０以上０．
０６０以下、密度は１．３４０ｇ／ｃｍ³ 以上１．３５
５ｇ／ｃｍ³ 以下の範囲にあることが好ましい。

【００１９】上記のようにして得られる未延伸糸は、そ
のままでは高い沸水収縮率と１５％収縮下における収縮
応力とを同時に満足することができないので、一旦巻取
った後又は一旦巻取ることなく連続して延伸処理する。
この際、配向結晶化が進行しない条件で高配向低結晶化
度の延伸糸となすことが大切で、延伸温度が９５℃以下
であってガラス転移点近傍の温度以上で２段以上、好ま
しくは３段以上で多段に延伸する必要がある。延伸温度
が上記範囲の温度以上の場合には１５％制限収縮下の収
縮応力は低下し、逆にガラス転移点よりも大きく低い温
度、例えば室温では延伸斑が発生して収縮斑の要因とな
るため好ましくない。また延伸を多段で行わず一段で行
う場合には、延伸時の変形速度が速くなるため、延伸斑
が発生し易くなり、また毛羽も発生し易くなるので好ま
しくない。

【００２０】なお第１段延伸と第２段延伸の延伸温度は
同一でも異なっていてもよいが、第２段延伸温度は第１
段延伸温度以上であることが延伸斑を少くする上で好ま
しい。

【００２１】また延伸倍率は、上記温度条件で延伸して
も、大きすぎる場合には配向結晶化が進みすぎ、一方小
さすぎる場合には配向が不充分となって本発明の高収縮
応力繊維は得難くなるので、全延伸倍率は、用いる未延
伸糸の固有粘度及び配向度に応じて１．５以上２．０程
度とすればよい。この際第１段延伸の延伸倍率は全延伸
倍率の７０％以上９０％以下が好ましく、この範囲外で
は毛羽が発生し易くなる。

【００２２】かくして得られる延伸糸は自然収縮性が大
きいのでそのままでは巻取りが困難である。そのため、
延伸温度以上９５℃以下の温度で定長熱セットを施すこ
とが好ましく、かくすることにより、沸水中での収縮特
性を実質的に変化させることなく巻取りを可能にするこ
とができる。

【００２３】以上に述べた製糸プロセスによれば、前記
の収縮特性を有するとともに強度が４．０ｇ／ｄ以上と
いった高強力の高収縮応力ポリエステル繊維を得ること
ができる。

【００２４】

【作用】以上の如く本発明の高収縮応力ポリエステル繊
維は、固有粘度が高いポリエチレンテレフタレートを、
高配向でありながら分子鎖の緩和を抑制できる程度の結
晶は有している高配向低結晶性延伸糸とすべく、引取速
度が２０００ｍ／分以上３０００ｍ／分以下であって紡
糸ドラフト率が４０００以上という条件で高ドラフト紡
糸した後にガラス転移点近傍で多段に延伸しているた
め、高度に配向しながら非晶領域の分子鎖が少量の結晶
で繋がれた網目の大きな網目構造の繊維構造を形成して
いる。そしてこの網目構造が、その詳細な理由は不明で
あるが、１５％といった高収縮下でも０．０２ｇ／ｄ以
上といった高収縮応力を発現する源になっているものと
推定される。

【００２５】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。なお、実施例中の各物性値は下記方法により測定
した。 固有粘度 オルソクロロフェノールを溶媒とし、３５℃下で測定し
た。 沸水収縮率 試料を１００℃の沸水中で３０分間無拘束状態で熱処理
したときの収縮量を処理前の試料長に対するパーセント
で表わす。 制限収縮応力 繊維糸条に０．０１０ｇ／ｄｅ、０．０２０ｇ／ｄｅ、
０．０５０ｇ／ｄｅ、０．１００ｇ／ｄｅ、０．１５０
ｇ／ｄｅの荷重を掛けた状態で３分間沸騰水に浸した後
収縮率を測定し、荷重と収縮率の関係グラフより１５％
収縮率時の荷重を読み取り、制限収縮応力値（１５％収
縮時）とする。

【００２６】［実施例１〜８、比較例１〜７］固有粘度
が０．６６から０．９０のポリエチレンテレフタレート
チップを約３００℃で溶融し、孔径１．５ｍｍ（開口
径）、テーパー角度３６°の紡糸孔を１９２ホール有す
る紡糸口金から吐出し、雰囲気温度３００℃または３４
０℃、長さ３０ｃｍの加熱帯域を通過させた後冷却風で
固化させ、オイリングローラーで油剤を付与した後１５
００〜３５００ｍ／分の速度で引取り、次いで表１、２
記載の条件で第１段延伸及び第２段延伸し、さらに７０
℃に加熱されたローラーで定長熱セットした。なお実施
例６は、２５００ｍ／分で溶融紡糸し、一旦巻取った
後、表１記載の条件で延伸熱セットした。結果は表１及
び表２に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【発明の効果】本発明の高収縮応力繊維は、従来の高収
縮性ポリエチレンテレフタレート繊維に比し、高い収縮
率下でも収縮応力が高いので、特に締付け材として有用
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】曲線Ａは本発明の高収縮応力繊維（実施例２）
の沸水中制限収縮率と収縮応力の関係を表わし、曲線Ｂ
は従来の高収縮性ポリエチレンテレフタレート繊維（比
較例４）の沸水中制限収縮率と収縮応力の関係を表わ
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 6/84 ３０５ Ｃ 7199−3Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレンテレフタレートから構成さ
   れるポリエステル繊維であって、該繊維の固有粘度が
   ０．７６以上、複屈折率が０．１２以上０．１８以下、
   密度が１．３５ｇ／ｃｍ³ 以上１．３７ｇ／ｃｍ³ 以下
   であり、このことによって沸水収縮率が２５％以上、１
   ５％制限収縮時（沸水中）の収縮応力が０．０２ｇ／ｄ
   以上の特性を有する高収縮応力ポリエステル繊維。
2. 【請求項２】 固有粘度が０．８０以上のポリエチレン
   テレフタレートを紡糸口金から溶融紡出し、該紡出糸条
   を３００℃以上の温度に保持されている加熱雰囲気中を
   通過させた後冷却固化し、次いで２０００ｍ／分以上３
   ０００ｍ／分以下の速度であって紡糸ドラフト率が４０
   ００以上の速度で引取り、得られた未延伸糸をガラス転
   移温度以上９５℃以下の温度で第１段延伸を施し、引き
   続いて該第１段延伸温度以上９５℃以下の温度で２段目
   以降の延伸を行うことを特徴とする高収縮応力ポリエス
   テル繊維の製造法。