JPS58104221A - ポリエステル複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリエチレンテレフタレート繊維の物性の改
良を目的としたポリエステル複合繊維に関し、詳しくは
、高モジュラスにして、しかも低収縮率の実現可能なポ
リエチレンテレフタレート複合繊維に関する。

ポリエチレンテレフタレート繊維は、比較的融点が高く
、高い結晶性を示して、耐熱性、耐薬品性、耐光性並び
に強度及びモジュラス等の面でも優れた性質を示すので
、衣料用以外にもタイヤコードはじめ各稙産業資材用途
に広く用いられて込る０ しかし、このように優れた性質を示すポリエチレンテレ
フタレート繊維においても、例えばタイヤコード用途の
ように、高モジュラス、高強度を要求されて、しかも乾
熱収縮率が小さく、寸法安定性に優れることも要求され
ると云う酷しい分野においては、レーヨン繊維と比較し
て性能が劣ると云う評価もなされている。すなわち、ポ
リエチレンテレフタレート繊維においても、乾熱収縮率
を小さくして、寸法安定性を良くすると、モジュラスが
低下して、高強力レーヨンに負けない高モジュラスのも
のを得ることは極めて困難である。

従って、レーヨンのように低収縮率で、しかも高モジュ
ラスのポリエチレンテレフタレート繊維の出現は強く望
まれているが、中々に実現が見られないのが現状である
。

ポリエチレンテレフタレー）１１１ｉＪＩについては、
その基本物性Ｏ向上、あるいは安定製造等を目的Ｋｌｌ
々の検討がされて来ており、一般に、ポリエチレンテレ
フタレート繊維の基本物性は、ポリエチレンテレフタレ
ートの純度、例えばブレンド物の有無あるいはその含有
量、紡糸及び延伸時の条件に大きく左右されるが、さら
に、ポリエチレンテレフタレート自体の極限粘＆（以下
、〔り〕で示す）Ｋも大きく関係することは周知の事実
である。

この〔η〕を大きくすると、強度は大となるが、その反
面乾熱収縮率が大となって寸法安定性が悪くなり、しか
もモジュラスも低下する。を九、逆に〔η〕を下げると
、乾熱収縮率は小さくなって寸法安定性が向上し、モジ
ュラスも高くなるが、強度が低下して実用上問題になる
。すなわち、〔η〕を下げることは低収縮、高モジュラ
スを実現する方向に繋がるが、それには強度が低下する
と云う重大な影響が伴って、結局はポリエチレンテレフ
タレート繊維において、高強力レーヨンに劣らない高強
度、高モジュラス、低乾熱収縮の三拍子揃つ九要求を満
たすことが困難であった。

そこで、本発明者等は、先に、〔η〕の異なるポリエチ
レンテレフタレートな芯鞘型の複合繊維に用いることに
よって、上述の要求を満たし得るような芯鞘型ポリエス
テル複合＃ｌＡｌｌ１を発明したが、さらに研究を重ね
た結果、複合繊維の資金構造を変えることによって、一
層高モジュラスで、低収縮の要求を満たし得ることを見
出して本発明に到達したものである。

本発明は、極限粘度の異なる２種類のポリエチレンテレ
フタレートが共に繊維方向に伸びた構成成分として断面
に多層貼合せ状に現われる複合繊維であって、一方のポ
リエチレンテレフタレートの極限粘度を〔ダ〕Ａ％繊維
重量に対する重鷲比率をｍム、断面に現われる暦数をｎ
ムとし、他方のポリエチレンテレフタｌ／−）のそれら
を〔η〕ｙａ　ｓ　ＩＩＩＢ　％ｎＢとして、 ｏ、ｓｏ≦（Ｗ）Ａ≦／　、２０　　　　　　−・−＝
・（１）０．３１≦〔マ〕遭≦ｏ、ｔｓ　　　　　　　
・・・・・・・・・（２）ｏ、ｉｏ≦（ｉＦ）□−〔萼
〕１≦０．４０　　　・・・・・・・・・（Ｓ）コｏ７
ｔｏ　≦ｍｌ／　１１１１　≦１０／コＱ　　　　　　
　　−・−・・−−−（４）参≦ｎム＋ｎＢ≦３コ　　
　　　　　・−・・・・・・・（５）の条件の総べての
満足していることを特徴とするポリエステル複合繊維、
Ｋｉｂる。

本発明におけるポリエチレンテレフタレートは、反復構
造単位の少くともｉｓ％、好ましくは９０％以上が一般
式 で示される線状ポリエステルであり、このようなポリエ
チレンテレフタレートの重合度の尺度でもある極限粘度
〔η〕は、 の定輪弐に基づいて得られる値である。この定義式中の
′Ｉｌｒは、純度９１％以上のオルソクロルフェノール
を溶剤として、ｊｊ”ｃで上述のポリエチレンテレフタ
レートの希釈溶液の粘度を測定し、その粘度を同一温度
条件等で測定し九溶剤自体の粘度で割つ九値であり、所
謂相対粘度と称せられるものである。また、Ｃは、上記
溶液１００　ｃＣ中に溶解している溶質の重量をダラム
値で示した濃度である。

そして、本発明においては、上述の極限粘度が異なる２
種類のポリエチレンテレフタレートを用いて、それらが
繊維方向に伸びる構成成分とし記断面に多層貼合せ状に
現われる複合構造にしている。このような複合構造とし
ては、繊維形成が容易で、構造が安定し、しかも繊維に
捲縮が生じ■い等の点から、両成分が断面において扇形
放射状に接合しているもの、その放射状の中心部分が中
空になっている中空花弁型のもの、あるいは中空花弁Ｉ
ＩＯ中空部分が一方の成分で埋められている結果、その
成分が歯型状をなし、他方の成分が歯型の谷を埋めるよ
うに接合している中実花弁をのものが好ましく、４１に
中実花弁型のものは、高粘度成分と低粘度成分の〔η〕
差が大きい場合にも繊維形成性が優れており、また、中
空を埋める成分を高粘度成分にするか、あるいは低粘度
成分にするかで、強度を重視するか、あるいは低収縮の
高モジュラスを重視するかの選択もなし得るので、最も
好ましい構造である。このような多層貼合せ状の複合構
造としたことによって、サイド・パイ・サイド型の複合
繊維におけるような捲縮発現によるモジュラス低下、収
縮率増加を起すことがないことは勿論、芯＊ｍの複合繊
維よりも一層捲縮発現が起り離く、そして高粘度成分と
低粘度成分の間の互いの拘束が強くて、その結果、高粘
度成分の高強度を与える特長と、低粘度成分の低収縮、
高モジュラスを与える特長とが共に発揮されるようにな
るのである。

そのためには、高粘度成分の極限粘度〔η〕ＡがＯ，Ｓ
Ｏ〜八２への範囲にあることが必要であり、好ましくは
０．６３−　／、００の範囲にあるのがよい。この〔マ
〕ムがＯ，ＳＯ未満であると、両成分を通じて〔マ〕が
低くなって、十分な強度の繊維が得られなくなる。逆に
、１．コＯを越すと、溶融粘度が高くなって、ギアポン
プでの計量がスムーズに行われなくなり、吐出不良のた
めに紡糸性が低下し、低粘度成分との溶融粘度差も大き
くなって、安定して均斉な多層構造複合繊維の形成がで
きなくなる。

そして強度面でも〔η〕が八〇〇を越えると頭打ち状態
になるので、〔η〕ＡがハコＯを越えることはその点か
らもメリットは見られない。また、低粘度成分の極限粘
度〔η〕Ｂがｏ、ｓｓ　−ｏ、ｔｓの範囲にある仁とが
必要であり、好ましくは０．グｊ−０，７３の範囲にあ
るのがよい。これが０．３５未満であると、曳−糸性が
非常に悪くなって安定して均斉な多層構造複合繊維が得
られなくなる。逆に％　Ｏ，ｔＳを越すと、両、成分を
通じて〔η〕が高くなって、乾熱収縮率を下げればモジ
ュラスが低下し、高モジュラスで低収縮率のものが得ら
れなくなる。

さらに１高糖ｌｌ成分の極限粘度〔η〕ムと低粘度成分
の極限粘度〔１〕Ｂの極限粘度差Δ〔η〕＝〔マ〕ム一
〔ツ〕Ｂが０．１０〜０．６０の範囲にあることが必要
である。Δ〔η〕がｏ、ｉｏ未満では両成分の物性差が
殆んどなくなって、単一成分を用いたものと差がないよ
うにな抄、複合繊維にする意義がなくなって了う。まえ
、Δ〔ダ〕が０．１０を越えると、溶融粘度差が大きく
なシ過ぎて、紡糸における複合繊維Ｏ層形成性が不良と
な抄、紡糸及び延伸における切断の発生も多くなって、
安定して均斉な複合繊維が得られなくなる。

そしてさらに、複合繊維を構成する高粘度成分と低粘度
成分の繊維重量に対する重量構成比率ｍｈ　／　ｍＢ　
が２０７１０−１０／２０の範囲にあることが必要であ
る。この範囲を超えて一方の成分の比率が少なくなり過
ぎ、他方の成分の比率が多くなり過ぎると、安定して均
斉な複合構造が得られ離くなるばかりでなく、多い方の
成分の物性が強調されて、少ない方の成分の物性による
補完がなされなくなる。

以上のようなポリエチレンテレフタレートの二成分多層
複合繊維によって、従来のポリエチレンテレフタレート
繊維では得られなかったような低収縮で高モジュラス、
高強度を保つ繊維が得られるのであるが、それにはまた
先に述べたような多層複合構造の層の数が問題になる。

層の数がダル３２層の範囲、好ましくはＩ　−７４層の
範囲にあれば、先に述べたように、捲縮の発現する惧れ
がなく、高粘度成分による強度と、低粘度成分による低
収縮、高モジュラスの特長を合せ持つ性質のものが得ら
れる。なお、この層の数は、例えば、多層複合構造が二
成分が扇形放射状に接合しているものや、その中心部が
中空部なっているものについては、両成分の暦数の合計
でＩｈり、中実花弁型のものについては中心中空部を埋
めている成分が一層で、他の成分が多層になっているそ
の合計層数である。この層の数が多層未満であると、両
成分の互いの拘束が不十分となって捲縮の発現する慣れ
が生じ、低収縮、高モジュラスが得られ難くなる。

逆に層の数が３２層を超すと、層における繊維形成すな
わち層形成が完全に行われ表いよう罠なって製糸性が悪
くな９、両成分のΔ〔η〕を大専くするとその傾向が益
々強く力るからΔ〔考〕を大きくすることができなくな
る。

以上の条件を満たす本発明の複合繊維は、通常の複合繊
維紡糸装置及び延伸装置を利用して容易に作ることがで
きる。紡糸は、高粘度成分にとって普通の紡糸Ｉ！度で
、紡糸速度ｉｏｏ〜ｔｓｏｏ　ｍ／ｗｉｎの範囲、好ま
しくけコ００　Ｎ１００１ａ／　ｍｉ、ｎの範囲で行う
ことができる。延伸は、７段延伸、好ましくは多段延伸
により、全延伸倍率かび、３〜７．５倍の範囲で行うこ
とができる。多段延伸の場合は、７段目の延伸を４０〜
１１０℃の範囲の延伸速度で参、ｔ−６，０倍の範１の
延伸倍率とし、２段目の延伸を／１０　Ａ−２３０℃の
範囲の延伸温度で０．９６〜１．コＯ惰の範ＳＯ延伸倍
率とし、さらに冷却ローラで／、０−／、０３倍の延伸
を行って巻取るようにするのが好ましい。冷却ローラは
室温で十分である。

延伸における巻取り速度はｔｏｏ　−ｔｏｏ　ｍ　／　
ｍｉｎ　ｓ好ましくはコ００−３００　ｍ／　ｗｉｎの
範囲で行われる。

このような紡糸、延伸によって得られた本発明の複合繊
維は、捲縮が発現せず、強度ａ、ｏ　９／ａｅ以上、ヤ
ング率ｔｚｏｏ　Ｎ２ｑｏｏ　Ｋｊｌ／ｍ２、／１０℃
乾熱収縮率−〜１２％と云った性能を示し、タイヤコー
ド周環、産業資材用途に極めて適合し友性能を与える。

なお、本発明の複合繊維の単繊維デニールは、用途にも
よるが、その特長が生きるタイヤコード等の産業用途に
おいては−〜７　ａｅの範囲にするのが好ましい。細過
ぎれば単繊維切れが生じ易くなるし、太過ぎれば延伸時
の熱処理効果等が低下して、性能の効率的発揮がなされ
なくなる。

上述の繊維性能における強度は、定速伸長型の引張抄試
験機を用いて、初荷重／／３０　ｆ　／　ｄｅ　、試料
長Ｊ（７０ｗｉ、％ｘ”ｃ、ｔｓ％ＲＨの雰囲気で伸長
速度２００■／　ｍｉｎの条件により求めた破断強力を
試料のデニールで割った値であり、ヤング率は、同じ引
張抄試験機を用いて、試料長コｊＯ鶏、伸長速度３０　
ｍ　／　ｍｉｎにした以外は上述と同じ条件で荷重伸長
曲線を求め、その１％伸長時の強力から下記式により求
めた値である。

’ｒ　ｙ　り率（Ｋｊｌ／ｍ２）　＝　−ｘ　９ｏｏ　
ｘ　ｐ但し５ｙｔｉｉ％伸長時の強力（１’Ｆ）、Ｄは
試料デニール、−は試料の密度（ｆ／♂）である０マタ
、ｔｔｏ℃乾熱収縮率は、／　／３０９　／　ｄｅの荷
重下で測定し喪長さノーの試料を無荷重状態で１１０℃
の乾熱雰囲気に３０分間放置し、次いで室温雰囲気にコ
時間放置した後、再び／７３１７９／ｄｅの荷重を掛け
て変化した試料の長さ１２を求め、下記式により計算し
九値である。

１１０℃乾熱収縮率（％）　＝　ｉｏｏ　（ｔ、　−１
，）／ｌ。

次に本発明を実施例により説明する。

実施例を 極限粘度〔ダ〕ム／（Ｗ）ｎの組合せがそれぞれ／、１
０　／　０．３３％／、１０　／　０ＪＯ１／、１０　
／　０．７！及び０．１１０　／　０．Ｊ！！；で、ｍ
ｌ　／　！ＩＩＢが７０７３０　、多層複合構造が層数
ｒｙｇＩｏ中実花弁型であす、中心部を颯めている成分
が高粘度成分であるポリエチレンテレフタレートの参種
類の複合繊維を口金温度２００℃、紡糸速度３３０　ｍ
　／　ｍｉｎで紡糸し、第１表の延伸条件で延伸するこ
とによって作った。単繊維デニールは総べてｓ　ａｅと
した。

なお、第１表のＤＲ／〜ＤＲ４（はそれぞれの延伸ロー
ラの温度を示し、ＰＨ７及びＰＩｉ２はそれぞれ７段目
延伸が行われる延伸ローラＤＲ／とＤＲ−間のプレート
ヒータ及び２段目延伸が行われる延伸ローラＤＬ２と０
１１３間のプレートヒータであり、３段目延伸は延伸ロ
ーラＤＲ３とＤＲＩＩ間で行われる。

これら複合繊維の製糸時の糸切れ状況及び物性を第、２
衷に示す。

なお、第２表の糸切れにおける×は糸切れ頻度が／θ〜
〃分に１回と極めて高い状況、Δは９０〜ｌｊＯ分に１
回と稍高い状況、Ｏは糸切れが殆んど起らず安定してい
る状況を示す。

第２表に見るように１Δ〔マ〕が０．１０を越えると糸
切れが多発し、延伸時の延伸倍率も下げるようになって
、強度、ヤング率共に低いものしか得られなくなる。ま
た、〔η〕Ａ／〔η〕ＢがＯ０参Ｏ１０，３３のΔ〔η
〕がＯ，ＯＳのものではやはり糸切れが多発し、そして
〔マ〕ムも低いので、低収縮、高ヤング率が得られても
強度の低いものしか得られない。

実施例２ 極限粘度〔ダ〕ム／〔ダ〕Ｂの組合せが０．７！１０Ｊ
Ｊのポリエチレンテレフタレートを用いて、実施例１と
同じく層数を層の中実花弁型の複合繊維を、中心部を温
めている一層成分が高粘度成分で、多層成分が低粘度成
分のものと、その逆のものとＫついて、それぞれ実施例
におけると同じ要領で作つ九。単繊維デニールは何れも
ｊ　ａｅとした。

第３表は中心部を埋めている一層成分が高粘度成分であ
るものについての糸切れ及び物性を示し、第参表は一層
成分が低粘度成分であるものについての糸切れ及び物性
を示す。なお、糸切れは、紡糸または延伸時におけるい
ずれか高い方の糸切れ頻度を実施例１の第２表の糸切れ
と同じ基準で示している。

に、中実花弁型の複合構造において、高粘度成分と低粘
度成分のいずれを一層成分とするかによって物性は異り
、高粘度成分を一層成分とすると高強力タイプになり、
低粘度成分を一層成分とすると低収縮、高モジユラスタ
イプになる。またｍ入／　ｍＢ　カー１０／　１０　Ｎ
１０／２０　（Ｄ　範１　ｔ　Ｈ４Ｌ　ｆｃ　１０／　
９０あるいは９０　／　／Ｑとなると、糸切れ頻度が高
くなる。勿論、物性も比率の高い成分の物性に近くなる
。

実施例＆ 極限粘度〔ダ〕ム／〔η〕Ｂが八１０　／　０．７！　
、　Ｅｌ１４／　ｍＢが３０７７ｏの一層成分が高粘度
成分で、暦数が７６層と４＃層の中実花弁型ポリエチレ
ンテレフタレート複合繊維を、口金温度２００″ｃ１紡
糸速度３ｊＯｍ／ｗｉｎの条件で作成した。なお、延伸
は実施例１と同じ要領で行い、単繊維デニールは共にｊ
ｄｅにした。

それぞれの複合繊維についての紡糸、延伸性および物性
を第３表に示す。

第　　ｊ　　表 ｍｓ＊ｏ糸切れは第２表の糸切れと同じ基準で示してお
り、ラップは延伸中の単繊維切断によって生じた延伸ロ
ーラへの巻付きで、×は７０〜ＪＯ分に１回の高いＩＩ
！ｔＬで発生した屯の、△はり０〜１１０分に７回の梢
高い頻度で発生したもの、○は殆んど発性せず安定して
いたものを示し、毛羽は総で採取し九試料の３０層程度
に存在が認められたものを×、１０層程度に存在が認め
られたものを△、殆んど認められなかったものをＯで示
している。

第５表の結果から、暦数が多くなり過ぎると、層形成性
が悪くなって、糸切れ、ラップ、毛羽を生ずるようにな
ることが分る。

実施例表 極限粘度（η）＊／（ｖ）Ｂが／、１０　／　０．７ｊ
　、　ＩＩＡ／ＩＥＩＢが３０７７０の芯鞘型ポリエチ
レンテレフタレート複合繊維と、暦数が１６層の中実花
弁型ポリエチレンテレフタレート複合繊維を、共に口金
１［３００℃、紡糸速度３！Ｏｍ／ｗｉｎで紡糸し、延
伸して作成した。延伸は実施例１と同じ要領で行い、単
繊維デニールは共にｊ　ｄｅとした。

得られた複合繊維の物性を第を表に示す。

第　　６　　表 第６表に見るように、多層構造の中実花弁型複合繊維は
、同じ成分構成の芯鞘型複合繊維よりも一層低収縮、高
モジュラスの物性を与える。これは、通常の芯鞘型複合
繊維は、高〔η〕成分、低〔η〕酸成分茎部分あるいは
鞘部分に局在化しているのに対し、本発明ポリエステル
複合繊維は、高〔り〕成分と低〔η〕酸成分局在化する
ことなく、繊維の断面方向に交互に存在するため、高〔
η〕酸成分低〔で〕成分の長所がよ染一層発揮されるこ
とを示している。

実施例＆ 極限粘度（Ｗ）Ａ　／　（Ｗ）Ｂが０．７Ｊ　／　０．
！！　％ＩＩＡ／　ＩＩＩＢが３０７７０、からなる一
層成分が高粘度成分のｊ層の中実花弁型ポリエチレンテ
レフタレート複合繊維を、口金温１１ｚｏｏ℃、紡糸速
度３！Ｏｍ／　ｍｉｎで紡糸し、引き続き実施例１と同
じ要領で全延伸倍率ぶ、コ倍に延伸して、単繊維デニー
ルがそれぞれ八ｓ　ｄｅ、　　参ｄｅ、　ｊ　ａｅ、　
ｒ　ａｅのものとして作成した。それら複合繊維につい
ての延伸性及び物性を第７表に示す。第７表におけるラ
ップ及び毛羽はそれぞれ第６表におけると同じ基準で示
している。

第　　　７　　　表 第７表に見る通り、単繊維デニール−か細過ぎても、ま
た太過ぎてもラップ、毛羽の発生頻度が高く々る。そし
て、太過ぎる場合は、延伸における予熱効果等が示され
かくなって、強度龜モジュラスも低下し、収縮率が増加
する。

以上の実施例結果から明らかなように、本発明によれば
高強度を維持して、収縮率が低く、シかもヤング率の大
なるポリエチレンテレフタレート繊維を得ることができ
る。

なお、本発明のポリエステル複合繊維は産業用達に限ら
ず、衣料用途叫にも用い得ることは勿論である。

特許出願人　帝人株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａｉｍｓ度の異なる２種類のポリエチレンテレフタレー
   トが共に繊維方向に伸びた構成成分として断面に多層貼
   合せ状に現われる複合繊維であって、一方のポリエチレ
   ンテレフタレートの極限粘度を（１３１ｓ繊維重量に対
   する重量比率をｍＡ１断面に現われる暦数をｎムとし、
   他方のポリエチレンテレフタレートのそれらを〔η）Ｂ
   ｌｍＢｌｎＢとして、下記条件（１）〜（５）の総べて
   を満足していることを特徴とするポリエステル複合繊維
   。 Ｏ，ＳＯ≦〔η〕Ａ≦八コ０へ　　　　　−０，−１−
   （１）０．３５≦〔萼〕Ｂ≦０．１！　　　　　　−１
   −−−−−−（２）０．７０≦（ｖ）Ａ（ｗ）ｎ≦０．
   　ｊＯ、−、−−−−−（５）２０／１０≦ＩＥＩＡ／
   ｍＢ≦１０／２０　　　−、−・−・・−（４）ｔ≦ｎ
   ム十ｎＢ≦３−２　　　　　　　　　・・・・曲・（５
   ）