JPH07138812A

JPH07138812A - ポリエステル繊維の製造法

Info

Publication number: JPH07138812A
Application number: JP30584793A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Hashimoto; 和典橋本; Shuji Miyazaki; 修二宮崎; Naohiro Matsuo; 直弘松尾; Koji Kakumoto; 幸治角本; Akira Kanatsuki; 亮金築
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】産業資材用途、特に、ゴム補強用に適する、
良好な寸法安定性と耐熱性を兼ね備えたポリエステル繊
維を、工業的に安定して生産性よく製造することのでき
るポリエステル繊維の製造法を提供する。【構成】固有粘度が 0.8〜1.1 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に対し、粒
径が 0.3μｍ以下の四窒化ケイ素粒子又は炭化ケイ素粒
子を 0.3〜2.5 重量％添加し、溶融紡出した糸条を2800
〜4000ｍ／分の引取速度で引き取り、紡糸に連続して、
1.5〜2.4 倍に延伸する。

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、特にゴム
補強用繊維に適した、熱に対する寸法安定性が優れると
同時に、耐熱性に優れたポリエステル繊維の製造法に関
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繊維で代表
されるポリエステル繊維は、産業資材用繊維として広く
使用されており、特に、ゴム補強用繊維として優れた性
能を有しているが、近年、高性能化への要求の高まりと
ともに、高熱環境下での寸法安定性と耐熱性を同時に満
たす繊維が要望されている。

【０００３】寸法安定性を高める方法として、紡糸速度
の高速化により、分子配向度の高い未延伸糸を引き取
り、熱延伸を施す方法が知られている（特公昭63− 528
号、同63− 529号等）。また、近年、より高度な性能の
要求により、紡糸速度はさらに高速化の方向に進み、紡
糸ドラフトゾーンで配向結晶化させる方法が提案されて
いる（特開昭60−259620号、特公平３− 21647号等）。
しかし、これらの方法で製造した繊維は、分子の非晶部
分の配向度が低く、寸法安定性が優れているが、強度
は、従来の産業資材用繊維より劣っており、また、配向
度の低い非晶部がゴム中で劣化しやすいため、耐熱性が
ゴム補強用繊維とし満足されるレベルに達しないという
大きな欠点を持っている。

【０００４】ゴム中での劣化を防ぐ方法として、繊維を
コード化した後のディップ処理時に、コードを劣化成分
から保護する成分を付与する方法が提案されている（特
開平２− 99667号、同２−127562号、同３− 59168号
等）。しかし、これらはいずれも繊維の表面を保護する
のみで、内部構造の改質には至っておらず、配向結晶化
を伴う高速紡糸により得た繊維に対しては、大きな効果
は期待できない。

【０００５】繊維の内部構造を改良する方法としては、
プラズマ延伸法（特開平３−137219号）や、放電部分で
の延伸法（特開平５−148712号）等、新規な延伸法を採
用する方法も提案されているが、これらは、装置が大が
かりであったり、高速延伸に適していない等、工業的規
模の生産には適していない。

【０００６】このように、熱に対する寸法安定性とゴム
中での耐熱性を兼ね備えたポリエステル繊維の工業的規
模での開発は、未だに達成されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、産業資材用
途、特に、ゴム補強用に適する、良好な寸法安定性と耐
熱性を兼ね備えたポリエステル繊維を、工業的に安定し
て生産性よく製造することのできるポリエステル繊維の
製造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】本発明は、上記課題を解
決するもので、その要旨は、固有粘度が 0.8〜1.1 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
ステルに対し、粒径が0.3μｍ以下の四窒化ケイ素粒子
又は炭化ケイ素粒子を 0.3〜2.5 重量％添加し、溶融紡
出した糸条を2800〜4000ｍ／分の引取速度で引き取り、
紡糸に連続して、1.5〜2.4倍に延伸することを特徴とす
るポリエステル繊維の製造法にある。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明におけるポリエステル繊維は、実質的にポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるものであり、ポリ
エステル本来の性質を損なわない程度において、耐熱
剤、難燃剤、艶消剤等の第３成分を含有していてもよ
い。固有粘度は、フェノールとテトラクロロエタンとの
等重量混合溶剤を用いて20℃での測定した値で 0.8〜1.
1 の範囲にある必要がある。固有粘度がこの範囲より低
いと、強度や耐熱性が劣ったものとなり、また、この範
囲より高いと、紡糸応力が高く、配向結晶化をコントロ
ールしにくいため、好ましくない。

【００１０】本発明の特徴は、ＰＥＴの溶融時に四窒化
ケイ素粒子又は炭化ケイ素粒子を添加したＰＥＴを溶融
紡糸することにある。この添加物は、高温環境下で非常
に安定であり、自身の耐熱性に優れていると同時に、Ｐ
ＥＴに添加することにより、ＰＥＴの非晶部に分散し、
繊維全体の耐熱性を向上させることが可能となる。ま
た、この添加物は、耐摩耗材としても効果があり、繊維
表面の摩耗による機械的疲労を抑制することもできる。

【００１１】四窒化ケイ素粒子又は炭化ケイ素粒子の粒
径は、 0.3μｍ以下とする必要があり、特に 0.1±0.05
μｍのものが好ましい。この範囲内であれば、ＰＥＴ中
での分散性に優れ、適度な結晶化を誘発するため、ＰＥ
Ｔの結晶構造を阻害することはなく、少量の添加であれ
ば、強度や重合度の低下を起こすこともない。粒径がこ
の範囲より大きいと、ＰＥＴ中での分散性が悪く、極在
する粒子のために紡糸時に応力が均一に加わらず、分子
配向に斑ができ、寸法安定性が悪くなる。また、極端な
場合には、粒子近傍に応力が集中し、切断に至ることも
ある。

【００１２】四窒化ケイ素粒子又は炭化ケイ素粒子の添
加量は、ポリエステルに対し、 0.3〜2.5 重量％とする
必要があり、この範囲より少ないと効果が少なく、この
範囲より多いとポリエステルの重合度が低下する等、強
度特性に影響するため、好ましくない。

【００１３】本発明においては、まず、四窒化ケイ素粒
子又は炭化ケイ素粒子を添加したＰＥＴを紡糸温度 290
〜310 ℃で溶融紡糸し、紡出糸条を、加熱筒等を配設
し、口金下方10〜15cmの範囲の雰囲気温度を 300〜350
℃とした領域を通した後、冷却することが好ましい。紡
糸温度及び雰囲気温度がこの範囲より低いと初期応力が
高すぎ、高速引取が困難になり、また、紡糸温度及び雰
囲気温度がこの範囲より高いとその後の冷却が不完全に
なる。冷却方法は、10〜30℃の冷却風を60ｍ／分以上の
風速で20cm以上の長さにわたって吹き付けることが望ま
しい。

【００１４】引取速度は、2800〜4000ｍ／分とする必要
がある。引取速度がこの範囲より低いと、紡糸応力が低
く、配向結晶化が起こらず、寸法安定性が悪くなり、こ
の範囲より高いと、最高延伸倍率が低くなり、耐熱性が
悪くなる。

【００１５】引取った糸条は、紡糸に連続して延伸する
スピンドロー法により熱延伸する。本発明の場合、スピ
ンドロー法のような高速延伸にも十分対応でき、生産性
の上でも有利である。熱延伸は二段以上の多段延伸が好
ましく、加熱方法は加熱ローラや加熱蒸気、ヒートプレ
ート、ヒートボックス等による方法があり、特に限定さ
れるものではない。総延伸倍率は 1.5〜2.4 倍とする必
要がある。総延伸倍率がこの範囲より低いと、強度、耐
熱性ともに劣ったものになり、この範囲より高いと、良
好な寸法安定性が保てなくなる。

【００１６】本発明では、上記の製造法により、強度が
6.8ｇ／ｄ以上、 180℃での乾熱収縮率が 3.6％以下の
ポリエステル繊維が製造でき、ディップコードにしたと
きの177℃での乾熱収縮率を 1.5％以下、ゴム中 160℃
での３時間後の強力保持率を70％以上とすることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、本発明における特性値の測定法は次のとおり
である。 (a) 強伸度島津製作所製オートグラフＳ−100 を用い、試料長25c
m、引っ張り速度30cm／分の条件で測定した。 (b) 乾熱収縮率原糸については、 180℃で30分間無張力下で熱処理し、
ディップコードについては、 177℃で 0.015ｇ／ｄの荷
重をかけて熱処理して測定した。 (c) ゴム中耐熱性ディップコードをゴム中に埋め込み、温度 160℃、圧力
25kg／cm²で３時間加硫し、取り出したコードの強力を
測定し、埋め込む前の強力に対する強力保持率を算出し
た。

【００１８】実施例１固有粘度が 0.9のＰＥＴチップに対し、粒径が 0.1±0.
05μｍの範囲にある四窒化ケイ素粒子を表１に示す添加
量で添加し、混合したものをエクストルーダー型溶融紡
糸機に供給し、直径 0.5mmの紡糸孔を 500個有する紡糸
口金から紡糸温度 305℃で紡出し、口金直下に配設した
長さ12.5cm、温度 330℃の加熱筒を通した後、長さ30cm
の円筒型冷却装置より、風速60ｍ／分、温度18℃の冷却
風を糸条に吹付け、70℃の加熱引取ローラで引取り、引
取ローラと 140℃の第１延伸ローラとの間で1.25倍に延
伸し、次いで、第１延伸ローラと 200℃の第２延伸ロー
ラとの間で延伸後、第２延伸ローラと 200℃の熱処理ロ
ーラとの間で0.97倍の弛緩熱処理を行った後、巻取り、
1500ｄ／500 ｆのポリエステル繊維を得た。その際、引
取速度及び引取りローラと第２延伸ローラとの間の総延
伸倍率を表１に示す値に設定し、 No.１〜６の繊維を得
た。得られた繊維の物性を測定した値を表１に示す。な
お、 No.１、２が本発明例で No.３〜６は比較例であ
る。

【００１９】

【表１】

【００２０】さらに、 No.１〜６の原糸をリング撚糸機
によりＺ方向に39回／10cmの下撚をかけ、下撚をかけた
ものを２本合糸してＳ方向に39回／10cmの上撚をかけて
生コードとした。次いで、リッツラー社製ディッピング
マシンを用い、固形分15％のＲＦＬ液を3.5〜4.0 ％付
着させ、乾燥ゾーン 160℃×60秒、熱処理ゾーン 240℃
×50秒×２回の条件で処理し、ディップコードとした。
ディップコードの強度、強力保持率（原糸の強力に対す
る）、乾熱収縮率及びゴム中での耐熱性を測定した結果
を表２に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】本発明例の No.１、２では、いずれもディ
ップコードでの乾熱収縮率が 1.5％以下で、ゴム中での
耐熱性は70％以上であった。一方、 No.３では、四窒化
ケイ素粒子の添加量が多いため、紡糸調子が悪く、延伸
倍率が低くなり、コードの強度、乾熱収縮率、耐熱性と
もに不満足であった。 No.４では、四窒化ケイ素粒子無
添加のため、耐熱性が劣り、 No.５では、引取速度が低
いため、延伸倍率が高くなり、乾熱収縮率が高かった。
No.６では、引取速度が高いため、延伸倍率が低くな
り、強度と耐熱性が低かった。

【００２３】実施例２四窒化ケイ素粒子の代わりに、粒径が 0.1±0.03μｍの
範囲にある炭化ケイ素粒子を用い、実施例１と同様に実
施した。結果を表３及び表４に示す。なお、 No.７、８
が本発明例で No.９〜12は比較例である。

【００２４】

【表３】

【００２５】

【表４】

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、産業資材用途、特に、
ゴム補強用に適する、良好な寸法安定性と耐熱性を兼ね
備えたポリエステル繊維を、工業的に安定して生産性よ
く製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者角本幸治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 (72)発明者金築亮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

【特許請求の範囲】

【請求項１】固有粘度が 0.8〜1.1 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に対
し、粒径が 0.3μｍ以下の四窒化ケイ素粒子又は炭化ケ
イ素粒子を 0.3〜2.5 重量％添加し、溶融紡出した糸条
を2800〜4000ｍ／分の引取速度で引き取り、紡糸に連続
して、 1.5〜2.4 倍に延伸することを特徴とするポリエ
ステル繊維の製造法。