JPH11200145A - ポリエステル繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度と高伸度とをあわせ持つポリエステル
繊維を安定かつ効率的にを提供する。 【解決手段】 分子量が４００以下の芳香族ケトンを含
有するポリエステル繊維であって、強度Ｔ［ｇ／ｄ］が
５ｇ／ｄ以上、伸度Ｅ［％］が２０％以上であり、かつ
下記式（１）で示されるタフネスＴＯ［ｇ／ｄ・％］が
２２０以上であるポリエステル繊維およびその製造方
法。 ＴＯ＝Ｔ×Ｅ （１）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高い強度と高い伸
度とをあわせ持つポリエステル繊維およびその製造方法
に関し、特に、産業資材用途、たとえばシートベルト、
エアバッグ、安全ベルト、コンベアベルト、安全ネッ
ト、養生メッシュ、土木工事用シート、ロープ、重布類
などの用途に適するポリエステル繊維およびその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートで代表され
るポリエステル繊維は、強度、弾性率、熱や水分に対す
る寸法安定性においてバランスよく優れた特性をもち、
かつ比較的安価に製造できるため、衣料用途のみなら
ず、産業用途にも広く使用されている。ポリエステル繊
維が産業用途に用いられる場合、一般に最も重要視され
る特性は機械的特性、すなわちその強度および伸度が大
きいことであり、ポリエステル繊維の産業用としての用
途が広がるにつれ、さらなる高強度・高伸度化への要望
が高まってきている。特に、シートベルト、土木工事用
シート等の分野では、その破断に至るまでに吸収し得る
エネルギーを高めるために、実用上十分な強度を有し、
さらに従来よりも破断伸度の高い糸が望まれている。

【０００３】従来から、合成繊維の高強度・高伸度化の
ためには、ポリマーの重合度を上げればよいことが知ら
れているが、ポリマーの重合度を上げれば溶融粘度が上
がるため加工性が悪化してしまうという問題がある。こ
の加工性悪化の問題を解決し、ポリエステル系ポリマー
の高重合度化による高強度・高伸度化を図った方法とし
て特公平３−１３２５４号公報に記載の方法がある。該
公報では、ポリエチレンテレフタレートに相溶する化合
物を添加し溶融粘度を低下させ高重合度化したポリエチ
レンテレフタレートの溶融紡糸を可能にしている。しか
しながら、この方法では溶融紡出した糸を液体浴に導入
する必要があるので、装置設備が大型化するばかりでな
く、紡糸速度を上げることができないため、高い生産性
が得られない。特開平３−７６８１０号公報では高重合
度ポリマーの加工性改善、特に紡糸性向上とそれに付随
する未延伸糸の低配向化を目的として、吐出圧力を４０
０〜１２００ｋｇ／ｃｍ２とする方法が開示されてい
る。しかしながら、吐出圧力をこのような高圧とするた
めには溶融部の耐圧性向上の必要があり、装置設備の大
型化は免れない。また、高圧で吐出するため、剪断発熱
により高重合度ポリマーが熱分解されて溶融時粘度低下
が大きくなり、ポリエステル繊維の十分な高強度・高伸
度化はなされていなかった。

【０００４】また、ポリエステル繊維の延伸方法の変更
により、その強度・伸度を高める方法として特開平２−
２５１６１０号公報に記載の方法がある。該公報は、最
終延伸ローラーに巻回されている糸条を非接触型熱板を
用いて加熱しながら弛緩ローラーとの間で弛緩処理を行
い、長時間の均一な熱処理により十分な弛緩を行うこと
により低乾収・高伸度の糸を得んとするものである。し
かしながら、該公報に記載の方法では、糸切れ時に非接
触型熱板への糸条の融着が生じやすく、そのために生産
性・作業性が低下するという問題があった。

【０００５】上記以外の高強度・高伸度化を特徴とする
ポリエステル繊維の製造方法として、添加剤によりポリ
エステルを改質する方法が特開平７−１１５１２号公報
に記載されている。該公報では、固体微粒子およびガラ
ス転移点降下剤をポリエステルに添加し、微粒子練り込
みにより伸度を向上させるとともに、助剤として加える
ガラス転移点降下剤と微粒子との相乗効果により良好な
曳糸性を得んとするものである。しかしながら、この方
法では固体微粒子の添加による高伸度化の達成は可能で
あるものの固体微粒子の添加により強度が低下してしま
い、十分な強度を保持したまま高伸度化を達成すること
はできなかった。

【０００６】以上のように、高強度・高伸度化を達成す
るための新規なポリエステル繊維の製造方法を提供しよ
うとする様々な試みはなされているが、高強度と高伸度
とをあわせ持つポリエステル繊維を安定かつ効率的に製
造する方法については未だ達成されていないのが実状で
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような問題を解決し、高強度・高伸度を特徴とするポリ
エステル繊維を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のポリエステル繊
維は、上記課題を解決するために主として次の構成を有
する。すなわち、分子量が４００以下の芳香族ケトンを
含有するポリエステル繊維であって、強度Ｔ［ｇ／ｄ］
が５ｇ／ｄ以上、伸度Ｅ［％］が２０％以上であり、か
つ下記式（１）で示されるタフネスＴＯ［ｇ／ｄ・％］
が２２０以上であるポリエステル繊維である。

【０００９】 ＴＯ＝Ｔ×Ｅ （１） また、本発明のポリエステル繊維の製造方法は、上記課
題を解決するために主として次の構成を有する。すなわ
ち、分子量が４００以下の芳香族ケトンを含有するポリ
エステル組成物を溶融紡糸し、紡糸速度３０００ｍ／分
以下で引き取った後、限界延伸倍率の８５％以上の倍率
で延伸し、１３％以上の弛緩処理を行うことを特徴とす
るポリエステル繊維の製造方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の高強度・高伸度ポ
リエステル繊維およびその製造方法の詳細について説明
する。

【００１１】本発明のポリエステル繊維は、ポリエステ
ル組成物からなるものであって、該ポリエステル組成物
は、分子量が４００以下の芳香族ケトンを含有する。

【００１２】本発明のポリエステル繊維は、ポリエステ
ルを主成分とする。本発明に使用するポリエステルと
は、ジカルボン酸成分とジオール成分からなるポリエス
テルをいい、ジカルボン酸成分は少なくともその８５モ
ル％が芳香族ジカルボン酸であり、ジオール成分は少な
くともその８５モル％が脂肪族ジオールであることが好
ましい。

【００１３】芳香族ジカルボン酸としては、たとえばテ
レフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、
ジフェニルカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン
酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルエー
テルジカルボン酸、メチルテレフタル酸、メチルイソフ
タル酸などの芳香族ジカルボン酸が挙げられる。芳香族
ジカルボン酸以外のジカルボン酸成分としては、たとえ
ばアジピン酸、セバシン酸などの炭素数４〜８の脂肪族
ジカルボン酸、またはシクロヘキサンジカルボン酸など
の炭素数８〜１２の脂環族ジカルボン酸などが挙げら
れ、これらの１種以上を芳香族ジカルボン酸と併用する
ことができる。なかでも好ましいジカルボン酸成分はテ
レフタル酸である。

【００１４】また、脂肪族ジオールとしては、たとえば
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレン
グリコールなどの炭素数２〜１０の脂肪族ジオールが挙
げられる。脂肪族ジオール以外のジオール成分として
は、たとえば、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール
などの炭素数６〜１５の脂環族ジオール、またはビスフ
ェノールＡ、ビスフェノールＳなどの炭素数６〜１５の
芳香族ジオール、またはこれらジオールのアルキレンオ
キシド付加物、またはジエチレングリコールやトリエチ
レングリコールなどのポリオキシエチレングリコール、
ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシトリメチ
レングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール
およびこれらのオキシアルキレン単位の２種以上を繰り
返し単位とする共重合ポリオキシアルキレングリコール
などが挙げられ、これらの１種以上を脂肪族ジオールと
併用することができる。なかでも好ましいジオール成分
は炭素数２〜６の脂肪族ジオールである。

【００１５】本発明に使用するポリエステルは、上記ジ
カルボン酸成分およびジオール成分がそれぞれ１種から
なるホモポリマーであってもよく、また上記ジカルボン
酸成分および／またはジオール成分が２種以上からなる
共重合体であってもよい。また、本発明の効果を損なわ
ない範囲で、ジカルボン酸成分およびジオール成分以外
の成分が共重合されていてもよい。好ましいポリエステ
ルとしては、たとえばポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナ
フタレンジカルボキシレート、ポリ（エチレンテレフタ
レート・エチレンイソフタレート）共重合体などを挙げ
ることができるが、これらのうち特にポリエチレンテレ
フタレートが高強度・高伸度が達成されやすく好まし
い。

【００１６】また、本発明のポリエステル繊維を構成す
るポリエステル組成物の固有粘度は０．８以上であるこ
とが高強度繊維となる点で好ましい。なお、本発明にお
いて、「固有粘度」とは、全て、実施例に記載の方法に
より求められる値のことをいう。

【００１７】本発明のポリエステル繊維は、ポリエステ
ルを主成分とするが、そのポリエステルの重量比率は、
通常、ポリエステル繊維の８５重量％以上であり、好ま
しくは９０重量％以上であり、より好ましくは９５重量
％以上である。ポリエステル繊維中のポリエステルの重
量比率が高いほど繊維中の構造欠陥生成が抑制され、高
強度・高伸度が達成されやすい。なお、本発明のポリエ
ステル繊維は、ポリエステル以外の成分として、本発明
の効果を損なわない範囲で、ポリエステル以外のポリマ
ーや、公知の耐候剤、安定剤、顔料、難燃剤、制電剤、
無機物粒子などを含有してもよい。

【００１８】本発明のポリエステル繊維は、芳香族ケト
ンを含有するが、ここで芳香族ケトンとはカルボニル基
がベンゼン環に直接結合している形のケトンを指し、ア
ルキルアリールケトン、ジアリールケトン、不飽和ケト
ン、芳香族ジケトン、芳香族トリケトンなどのことをい
う。

【００１９】また、本発明で使用する芳香族ケトンは、
その分子量が４００以下である必要がある。芳香族ケト
ンの分子量が４００を越えると、ポリエステル系ポリマ
ーとの相溶性が低下し、その効果を十分得ることができ
ず、高強度・高伸度が達成されなくなってしまう。

【００２０】本発明のポリエステル繊維は、上記の芳香
族ケトンがポリエステル繊維中に相溶していることで、
ポリエステル繊維中の分子間相互作用の低減および延伸
時の分子鎖の引きちぎれ抑制により高倍率延伸化をはか
り、さらにそのようにして得られた高配向性の繊維を高
い割合で十分に弛緩処理することによって得られるもの
である。

【００２１】前記した芳香族ケトンの具体例としては、
たとえば、アセトフェノン、（２−、３−、４−）メチ
ルアセトフェノン、（２，４−、２，５−、２，６−、
３，４−、３，５−）ジメチルアセトフェノン、（２
−、４−）エチルアセトフェノン、（２，４，５−、
２，４，６−、３，４，５−、、）トリメチルアセトフ
ェノン、プロピオフェノン、ブチロフェノン、イソブチ
ロフェノン、バレロフェノン、イソバレロフェノン、ピ
バロフェノン、カプロフェノン、イソカプロフェノン、
エナントフェノン、ω−フルオロアセトフェノン、ω，
ω−ジフルオロアセトフェノン、ω，ω，ω−トリフル
オロアセトフェノン、ω−クロロアセトフェノン、ω，
ω−ジクロロアセトフェノン、ω，ω，ω−トリクロロ
アセトフェノン、ω−ブロモアセトフェノン、ω−ヨー
ドアセトフェノンなどのアルキルアリールケトンや、ベ
ンゾフェノン、（２−、３−、４−）メチルベンゾフェ
ノン、（２，４−、２，５−、３，４−、２，２’−、
２，４’−、３，４’−、４，４’−）ジメチルベンゾ
フェノン、４−エチルベンゾフェノン、（２，４，５
−、２，４，６−、２，４，２’−、２，４，３’−、
２，４，４’−、２，５，４’−）トリメチルベンゾフ
ェノン、４−プロピルベンゾフェノン、４−イソプロピ
ルベンゾフェノン、（２，３，４，６−、２，３，５，
６，−、２，４，５，４’−、２，４，２’，４’−、
２，５，２’，５’−、３，４，３’，４’−）テトラ
メチルベンゾフェノン、２−メチル−５−イソプロピル
ベンゾフェノン、２，４，６，３’，５’−ペンタメチ
ルベンゾフェノン、２，４−ジメチル−６−イソブチル
ベンゾフェノン、２，４，６−トリエチルベンゾフェノ
ン、ベンゾフェノンジメチルアセタール、ベンゾフェノ
ンジエチルアセタールなどのジアリールケトン、デソキ
シベンゾイン、（α−，β−）フェニルプロピオフェノ
ン、（４−、４’−）メチルデソキシベンゾイン、（α
−，β−）フェニルブチロフェノン、α−ベンジルプロ
ピオフェノン、４−エチルデソキシベンゾイン、（２，
４−、２，５−、３，４−）ジメチルデソキシベンゾイ
ン、デソキシ−ｐ−トルオイン、β−フェニルイソバレ
ロフェノン、α−ベンジルイソブチロフェノン、α−フ
ェニルバレロフェノン、α−フェニルイソバレロフェノ
ン、２，４，６−トリメチルデソキシベンゾイン、β−
メチル−β−フェニルバレロフェノン、α−フェニルイ
ソカプロフェノン、２，５−ジメチル−β−［２，５−
ジメチルフェニル］プロピオフェノン、ω−ヘキシル−
ω−フェニルアセトフェノン、デソキシクミノイン、ω
−オクチル−ω−フェニルアセトフェノン、γ−フェニ
ルブチロフェノン、４’−メチルヒドロカルコン、ω，
ω−ジメチル−ω−フェニル−アセトフェノン、（δ
−，β−）フェニルバレロフェノン、ω−エチル−ω−
ベンジルアセトフェノン、ω−ブチル−ω−フェニルア
セトフェノンなどのアリールアラルキルケトン、フェニ
ルビニルケトン、フェニルプロペニルケトン、ベンザル
アセトフェノン、β−メチルカルコン、フェニルベンゾ
イルアセチレンなどの不飽和ケトン、ベンジル、（３，
３’−、２，３’−、２，２’−）ジニトロベンジル、
ジベンゾイルメタン、１，２−ジベンゾイルエタン、
１，３−ジベンゾイルプロパン、１，４−ジベンゾイル
ペンタン、１，６−ジベンゾイルヘキサン、クミニル、
１，７−ジベンゾイルヘプタン、１，５−ジベンゾイル
オクタン、１，２−ジベンゾイルエチレン、１，２−ジ
ベンゾイルベンゼン、１，４−ジベンゾイルベンゼン、
１，４−ジアセチルベンゼンなどの芳香族ジケトン、メ
チルフェニルトリケトン、ジアセチルベンゾイルメタ
ン、ジフェニルトリケトン、トリベンゾイルメタンなど
の芳香族トリケトンなどが挙げられる。

【００２２】また、本発明のポリエステル繊維に含有さ
れる好ましい芳香族ケトンとしては、エステル結合やア
ミド結合あるいはカルボキシル基やアミノ基などのポリ
エステル系ポリマー中で比較的不安定な結合や基を有さ
ない化合物および／または分子量が比較的小さくポリエ
ステル系ポリマーとの相溶性がよい化合物が挙げられ、
具体的には、ベンゾフェノン、（２−、３−、４−）メ
チルベンゾフェノン、（２，４−、２，５−、３，４
−、２，２’−、２，４’−、３，４’−、４，４’
−）ジメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。

【００２３】本発明のポリエステル繊維に含有される芳
香族ケトンの含有量は、好ましくは０．２重量％以上、
１０．０重量％以下であり、より好ましくは１．０重量
％以上、５．０重量％以下である。この含有量が０．２
重量％以上であると、ポリエステル繊維中の分子鎖間相
互作用低減の効果が十分得られ高倍率延伸時の分子鎖切
断が抑制され、その結果、高強度・高伸度化を同時に達
成することが容易となる。芳香族ケトンの含有量が１．
０重量％以上であるとより顕著な効果が得られる。ま
た、この含有量が１０．０重量％以下であると、溶融粘
度の過度の低下や芳香族ケトンの昇華による糸切れなど
が著しく減少し、良好な製糸性が得られる。芳香族ケト
ンの含有量が５．０重量％以下であると製糸性はより良
好なものとなる。

【００２４】本発明のポリエステル繊維は、現在一般に
供されている高強度・高伸度ポリエステル繊維と同様に
広く産業用途として有用なものであり、強度Ｔ［ｇ／
ｄ］が５ｇ／ｄ以上、好ましくは６ｇ／ｄ以上であり、
伸度Ｅ［％］が２０％以上であり、かつ下記式（１）で
示されるタフネスＴＯ［ｇ／ｄ・％］が２２０ｇ／ｄ・
％以上である。

【００２５】 ＴＯ＝Ｔ×Ｅ （１） 強度Ｔが５ｇ／ｄ未満または伸度Ｅが２０％未満または
タフネスＴＯが２２０ｇ／ｄ・％未満では産業用繊維と
しての実用性の点で不十分である。

【００２６】本発明のポリエステル繊維は、マルチフィ
ラメント、モノフィラメント、ステープルファイバー、
トウ、スパンボンドなどとして用いられる。この中で
も、高強度、高伸度の要求の高いマルチフィラメント、
モノフィラメントに有効である。 また、本発明のポリ
エステル繊維の単繊維繊度は使用目的に応じて選択すれ
ばよいが、通常０．５デニール以上、１００００デニー
ル以下である。また、マルチフィラメントデニールとし
ては１０デニール以上、１００００デニール以下が好ま
しい。

【００２７】本発明のポリエステル繊維の断面形状は、
丸、扁平、中空、Ｙ型、Ｔ型、多角形など任意である
が、高強度の観点から、丸断面が好ましい。

【００２８】次に、本発明のポリエステル繊維の製造方
法を以下に示す。

【００２９】本発明のポリエステル繊維の製造方法では
通常の溶融紡糸法によればよく、その原料はポリエステ
ルを主体とする組成物であればよいが、ポリエチレンテ
レフタレートを主体とするものが好ましく、この組成物
の固有粘度は０．９以上であることが好ましい。固有粘
度が０．９以上であると、より高配向でかつ欠陥の少な
い繊維を得やすく、本発明の目的とする高強度でかつ高
伸度のポリエステル繊維の原料ポリマーとして好適であ
る。

【００３０】本発明に使用するポリエステル組成物と
は、前述のポリエステルを主成分とする組成物をいい、
組成物中のポリエステルの重量比率は、通常、ポリエス
テル繊維の８５重量％以上であり、さらには９０重量％
以上、特に９５重量％以上とするのが好ましい。ポリエ
ステル以外の成分として、本発明の効果を損なわない範
囲で、ポリエステル以外のポリマーや、公知の耐候剤、
安定剤、無機物粒子などを含有してもよい。

【００３１】本発明に使用するポリエステル組成物は、
必須成分として、前述の芳香族ケトンを含有する。この
芳香族ケトン化合物は、ポリエステルの重合前に添加さ
れてもよいし、重合後に添加されてもよい。重合前に添
加する一例を挙げれば、テレフタル酸とエチレングリコ
ールの混合スラリーをエステル化した後に該化合物を添
加し、重縮合を施し、さらに必要に応じて常法の固相重
合を施すことにより芳香族ケトンを含有した重合体を得
る方法が挙げられる。

【００３２】また、重合後に添加する一例を挙げれば、
ブレンダーに蓄えられた重合後のポリエステルチップに
粉末状の該化合物を所定量添加した後、ブレンダーを回
転させるなどして、均一に混合された芳香族ケトン添加
済み重合体チップを得る方法が挙げられる。または、芳
香族ケトンを加熱・溶融してギアポンプ等にて計量後、
溶融紡糸機のチップ供給部や溶融ポリマー中へ直接送り
込んでもよい。これら重合後に添加する場合において、
溶融紡糸の原料となるポリエステル組成物は、固有粘度
が０．９以上のポリエステル重合体チップあるいはこの
溶融物と芳香族ケトンの混合物であることが好ましい。
さらに高濃度の芳香族ケトンとマスターバッチのベース
ポリマーをあらかじめ２軸エクストルーダーなどの混練
機で均一に溶融混練した後、チップ状にカットしてマス
ターバッチを作製し、このマスターバッチとベースとな
るポリエステル系ポリマーを所望の希釈率となるようそ
れぞれ計量しつつチップ混合したり、溶融混合して、ポ
リエステル系ポリマーに含有させる、いわゆるマスター
バッチ法も好ましく用いられる。

【００３３】いずれの方法においても、芳香族ケトンが
均一に繊維中に含有されることが重要であり、チップ計
量器やギアポンプを用いて添加混合時の計量性を上げる
ことや、溶融紡糸時に静止混合器を通過させたり、金属
焼結体や金属不織布を通過させることが好ましい。ま
た、この観点から、芳香族ケトンを含有したポリエステ
ル系ポリマーを溶融する際には、エクストルーダー型の
溶融紡糸機を用いることが好ましい。

【００３４】前述のように生産プロセスに適した溶融紡
糸機を用いればどのような方法で溶融紡糸してもよい
が、本発明の製造方法においては、溶融紡糸したのちの
糸条を紡糸速度３０００ｍ／分以下で引き取る必要があ
り、また紡糸速度１０００ｍ／分以下で引き取ることが
好ましい。３０００ｍ／分より速い紡糸速度で引き取っ
た場合、未延伸糸の配向が高くなり過ぎてしまい、引き
続き高倍率延伸および高い割合の弛緩処理を行うことが
できなくなるため、本発明の目的とする高強度・高伸度
を特徴とするポリエステル繊維を得ることができなくな
る。また、本発明の工業的生産への適用を考えると生産
効率の点から紡糸速度は３００ｍ／分以上とすることが
好ましい。引き取った未延伸糸は一旦巻き取られてから
改めて延伸されてもよく、あるいは一旦巻き取られるこ
となく引き続き延伸ローラーで延伸されてもよい。ま
た、延伸工程は１段で行われてもよいし、２段以上の多
段で行われてもよい。

【００３５】前述のどの紡糸延伸方法の場合において
も、引き取った未延伸糸は限界延伸倍率の８５％以上の
倍率で延伸することが必要であり、限界延伸倍率の９０
％以上の倍率で延伸することが好ましく、限界延伸倍率
の９５％以上の倍率で延伸することがさらに好ましい。

【００３６】本発明において、「限界延伸倍率」とは、
次に定義される値をいう。すなわち、溶融紡糸によって
得た未延伸糸を一旦巻き取った後または巻き取ることな
く引き続いて、１段または２段以上の多段で延伸を行う
延伸方法において、最終段の延伸供給ローラーの温度を
１１０℃、最終段の延伸引取ローラーの温度をポリエス
テルの融点よりも３０℃低い温度とし、これらのローラ
ー間に、ポリエステルの融点よりも２５℃低い温度で、
長さが５０ｃｍの糸条加熱用接触式熱板を設け、最終段
の延伸引取ローラーの回転速度を上昇させていくことで
延伸倍率を徐々に変化させた場合に、それ以上上昇させ
ていくと糸条が破断してしまう速度のうち最も低い速度
の、第１段延伸供給ローラーの回転速度に対する倍率を
いう。

【００３７】延伸倍率を限界延伸倍率の８５％未満とす
ると、ポリエステル繊維中に緊張した状態で存在してい
るポリエステル分子鎖が少ないために、化合物の添加に
よる延伸時のポリエステル分子鎖の切断を低減するとい
う本発明の効果が得られにくく、高強度・高伸度が得ら
れにくい。

【００３８】また、芳香族ケトンを添加し限界延伸倍率
の８５％以上の倍率で延伸されたポリエステル繊維中に
は、より多くのポリエステル分子鎖が緊張した状態で存
在しているため、安定に大きな弛緩処理を行うことが可
能となる。本発明では、芳香族ケトンの添加と高倍率延
伸の効果を生かし高伸度のポリエステル繊維を得るため
に、延伸後の弛緩処理時において、１３％以上、好まし
くは１５％以上の弛緩処理を行う。弛緩処理率が１３％
未満である場合には、十分な伸度、タフネスが得られに
くい。

【００３９】高強度・高伸度を特徴とするポリエステル
繊維を得る製造方法として、高倍率延伸後に高い割合の
弛緩処理を施すという製造方法は公知であるが、我々は
さらなる高強度・高伸度化を達成するため鋭意研究した
結果、以下のことを新たに見い出した。すなわち、上述
したように芳香族ケトンをポリエステル系ポリマーに添
加することで延伸時のポリエステル分子鎖の切断を低減
させることができること、この作用によりさらなる高倍
率での延伸が可能となること、および該化合物によるこ
のような作用下において限界延伸倍率の８５％以上の倍
率で延伸することで初めて高い強度を有するポリエステ
ル繊維を得ることができるということ、さらにこのよう
な高倍率で延伸した後のポリエステル繊維中にはより多
くのポリエステル分子鎖が切断されることなく緊張した
状態で存在しており、これらの分子鎖を十分に弛緩させ
ることにより、さらに伸度の大きなポリエステル繊維を
得ることができるということである。つまり、本発明で
は芳香族ケトンをポリエステルに添加することと高倍率
延伸後に高い割合の弛緩処理を施すことの相乗効果によ
って初めてさらなる高強度・高伸度化を同時に達成する
ことができることを見い出したものである。

【００４０】本発明のポリエステル繊維の製造方法で
は、従来の設備を用いて、低コストで高強度・高伸度を
特徴とするポリエステル繊維を得ることができる。ま
た、延伸以降の工程では従来の製糸工程作業に比べて、
弛緩処理率などの条件が異なるだけであるので、装置設
備の大型化や作業の複雑化を強いられることなく、従来
の生産性、作業性をそのまま維持することができる。

【００４１】本発明のポリエステル繊維の製造方法によ
り得られる高強度・高伸度を特徴とするポリエステル繊
維は、たとえば、シートベルトなどのエネルギー吸収ベ
ルトに用いると、同じ量の基布で従来に比べてより大き
い衝撃を吸収することができたり、従来よりもより薄く
収納性の良い基布で同等の衝撃吸収性能を得ることがで
きる。また、工事用の養生メッシュシートに用いると、
用いる基布の量は従来に比べて少ない量で済むため、シ
ートの軽量化および作業性の向上を図ることができる。
さらに、ベルト補強用資材として使用すれば、衝撃力や
異物の噛み混みなどに対して破断や損傷の起きにくい耐
久性の優れたベルトが得られる。その他、コンベアベル
ト、安全ベルト、安全ネット、土木工事用シート、遮水
シート、ロープ、漁網、テント基布、重布類、フレキシ
ブルコンテナ、帆布、エアバッグ基布、ホース補強用資
材、ゴム補強用資材等、高い強度と高い伸度とをあわせ
持つポリエステル繊維が求められる分野においてきわめ
て有用である。

【００４２】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、実施例中の物性は次の方法で測定した値であ
る。

【００４３】強度Ｔ［ｇ／ｄ］および伸度Ｅ［％］：
（株）オリエンテック社製“テンシロン”引張試験機を
用い、試料長２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分の条件で
測定した。

【００４４】固有粘度（ＩＶ）：重合体の固有粘度は、
オルソクロルフェノール１００ｍｌに対し試料８ｇを溶
解した溶液の相対粘度ηをオストワルド式粘度計を用い
て測定し、次の近似式によって求めた。

【００４５】ＩＶ＝０．０２４２η＋０．２６３４ 実施例および比較例に挙げたポリエステル繊維は以下の
製造方法により得た。

【００４６】（実施例１，３〜７、比較例１〜３，６）
それぞれの実施例および比較例では、ベンゾフェノン
（分子量：１８２．２２）を加熱・溶融して添加用ギア
ポンプにて計量後、溶融紡糸機のチップ供給部へ直接送
り込みむことで、表１に示したチップ固有粘度（前記測
定法による）を持つ芳香族ケトン無添加のポリエチレン
テレフタレートチップにベンゾフェノンを添加した。ベ
ンゾフェノンの添加は窒素雰囲気中で行い、このように
して得られるベンゾフェノンとポリエチレンテレフタレ
ートチップの混合物をそのまま溶融紡糸した。また、実
施例および比較例における溶融紡糸に際しては、吐出量
一定とし、０．９φの吐出孔を９６個持つ口金を用い、
押し出しにはエクストルダー型の溶融紡糸機を用いた。
以上の条件のもとで前述の混合物を用いて紡糸温度２９
５℃で溶融紡糸し、口金から紡出直後長さ３００ｍｍ、
温度３２０℃の加熱筒内の雰囲気を通過させた後、風速
４０ｍ／分のチムニー風により冷却し油剤を付与した
後、表１に示す紡糸速度で引取ることにより未延伸糸を
一旦巻き取った。この未延伸糸を表２に示す延伸方法お
よび総延伸倍率で延伸し、温度２３５℃において熱固定
した後、表２に示す割合で弛緩処理を施して巻き取るこ
とにより約５００ｄ／９６ｆｉｌのポリエステル繊維を
得た。これら繊維の物性評価結果を表３に示した。

【００４７】

【表１】

【表２】

【表３】 （実施例２，９、比較例４）それぞれの実施例および比
較例では、エチレンテレフタレートの重合前に４−メチ
ルベンゾフェノン（分子量：１９６．２５）を１０重量
％添加・重縮合することによりマスターチップを得、こ
のマスターチップと芳香族ケトン無添加のポリエチレン
テレフタレートチップとを４−メチルベンゾフェノンの
含有量が所望の重量％になるようにブレンドした。ブレ
ンドされたチップは、ブレンドチップの固有粘度が表１
に示した値（前記測定法による）となるまで固相重合し
た。また、実施例および比較例における溶融紡糸に際し
ては、吐出量一定とし、０．９φの吐出孔を９６個持つ
口金を用い、押し出しにはエクストルーダー型の溶融紡
糸機を用いた。以上の条件のもとで前述のブレンドチッ
プを用いて紡糸温度２９５℃で溶融紡糸し、口金から紡
出直後長さ３００ｍｍ、温度３２０℃の加熱筒内の雰囲
気を通過させた後、風速４０ｍ／分のチムニー風により
冷却し油剤を付与した後、表１に示す紡糸速度で引取る
ことにより未延伸糸を一旦巻き取った。この未延伸糸を
表２に示す延伸方法および総延伸倍率で延伸し、温度２
３５℃において熱固定した後、表２に示す割合で弛緩処
理を施して巻き取ることにより約５００ｄ／９６ｆｉｌ
のポリエステル繊維を得た。これら繊維の物性評価結果
を表３に併せて示した。

【００４８】（実施例８、比較例５）実施例１と同じ方
法により得たベンゾフェノンとポリエチレンテレフタレ
ートチップの混合物を用い、さらに実施例１と同じ口
金、溶融紡糸機を用い、同じ紡糸温度、加熱筒条件、冷
却条件にて紡糸を行った。表１に示す紡糸速度で引き取
った未延伸糸は一旦巻き取ることなく引き続き表２に示
す延伸方法および総延伸倍率で延伸し、温度２３５℃に
おいて熱固定した後、表２に示す割合で弛緩処理を施し
て巻き取ることにより約５００ｄ／９６ｆｉｌのポリエ
ステル繊維を得た。これら繊維の物性評価結果を表３に
併せて示した。

【００４９】（比較例７）エチレンテレフタレートの重
合前にω−セチル−ω−フェニルアセトフェノン（分子
量：４２０．６８）を１０重量％添加・重縮合すること
によりマスターチップを得た以外は実施例２と同じ製糸
条件により、約５００ｄ／９６ｆｉｌのポリエステル繊
維を得た。これら繊維の物性評価結果を表３に併せて示
した。

【００５０】

【発明の効果】本発明により得られるポリエステル繊維
は、高強度・高伸度、また高タフネスであり、産業資材
用途、特にエネルギー吸収ベルト、ゴム補強資材、重布
類など高い強度と高い伸度とをあわせ持つポリエステル
繊維が求められる分野においてきわめて有用である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分子量が４００以下の芳香族ケトンを含
   有するポリエステル繊維であって、強度Ｔ［ｇ／ｄ］が
   ５ｇ／ｄ以上、伸度Ｅ［％］が２０％以上であり、かつ
   下記式（１）で示されるタフネスＴＯ［ｇ／ｄ・％］が
   ２２０以上であるポリエステル繊維。 ＴＯ＝Ｔ×Ｅ （１）
2. 【請求項２】 分子量が４００以下の芳香族ケトンの含
   有量が０．２重量％以上、１０．０重量％以下であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のポリエステル繊維。
3. 【請求項３】 分子量が４００以下の芳香族ケトンの含
   有量がベンゾフェノン、（２−、３−、４−）メチルベ
   ンゾフェノン、（２，４−、２，５−、３，４−、２，
   ２’−、２，４’−、３，４’−、４，４’−）ジメチ
   ルベンゾフェノンからなる群から選択された１種以上の
   化合物であることを特徴とする請求項１記載のポリエス
   テル繊維。
4. 【請求項４】 ポリエステル繊維の固有粘度が０．８以
   上であることを特徴とする請求項１記載のポリエステル
   繊維。
5. 【請求項５】 分子量が４００以下の芳香族ケトンを含
   有するポリエステル組成物を溶融紡糸し、紡糸速度３０
   ００ｍ／分以下で引き取った後、限界延伸倍率の８５％
   以上の倍率で延伸し、１３％以上の弛緩処理を行うこと
   を特徴とするポリエステル繊維の製造方法。
6. 【請求項６】 ポリエステルを主体とし、分子量が４０
   ０以下の芳香族ケトンを０．２重量％以上、１０．０重
   量％以下含有する、固有粘度が０．９以上のポリエステ
   ル組成物を溶融紡糸することを特徴とする請求項５記載
   のポリエステル繊維の製造方法。