JPS62162016A - ポリエステル繊維の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、産業資材用として有用な、高強度、低収縮で
、耐疲労性が良好なポリエステル繊維を良好な製糸性の
もとで製造する方法に関する。

（従来の技術） ポリエステル繊維は種々の優れた特性を有するため、衣
料用のみならず工業用として広（利用されている。特に
高強度で且つ寸法安定性に優れたポリエステル繊維は、
工業用途において有用であり、タイヤ用途のみならず産
資用途にも益々使用されてきているが、最近型々高度の
性能が要求されている。例えばコンベアベルト、ゴムホ
ース用途においては成型時の寸法安定性から益々の低収
縮性化、苛酷な使用条件での耐久性、耐疲労性が要求さ
れている。また、タイヤコード用としては、タイヤ成型
時の歩留向上のため、更に低収縮化、乗心地の向上のた
めの高モデュラス化、また大型　　　゛タイヤへの適用
には耐疲労性の向上、一方■−ベルト用コードとしては
メンテナンスフリーのために高モデュラス化、更に大型
の高負荷ラソプドベルト用コードとしては伸度の大きな
高タフネス、耐疲労性が要求されている。かかる観点か
ら高強度で低収縮、高モデュラス、耐疲労性を兼ね備え
たポリエステルコードが得られるなら、ポリエステル繊
維の他案材とのコスト競争力の優位性から益々使用され
る分野が増大する。

特にポリエステル繊維は、歴史の古いレーヨン繊維、ビ
ニロン繊維に比べてモデュラス、収縮性が劣り、更に、
歴史の古い汎用性のポリアミド繊維に比べて耐疲労性が
著しく劣っており、これらの点の改良が重要である。こ
れらの点が改良されれば、ポリエステル繊維はレーヨン
繊維、ビニロン繊維、ポリアミド繊維よりコスト／パフ
ォーマンスの優れた繊維として産資用素材としての位置
付けが益々高くなる。

産資用繊維に要求される高強度を発現させるためには、
例えば特公昭４１−７８９２号公報、特公昭５３−１３
６７号公報に開示されているような高重合度ポリエステ
ルを使用し紡糸段階で分子配向を抑制し、延伸段階で出
来るだけ延伸倍率を増大させる方法が知られている。し
かしながら、この方法では強度は高いもののタフネスの
高いものが得難い。更に、収縮率を低下させるためには
、特公昭５Ｂ−５１５２４号公報に開示されているよう
に、多段延伸後、高温で低張力熱処理する方法が知られ
ている。しかしながら、この方法も上記の方法と同様に
耐疲労性の低いものしか得られない。

低収縮性で且つ耐疲労性を向上せしめるには、例えば特
開昭５３−５８０３１号公報、同５３−５８０３２号公
報には、延伸糸の分子配向度を低下させ且つ仕事損失を
小さくして耐疲労性を改善することを目的としたポリエ
ステル繊維及びその製造方法が提案されている。この方
法では、紡糸口金下で１０〜６０℃のガス雰囲気で急冷
することを特徴とするが、高強度にするのに糸の切断寸
前まで延伸を行うため伸度が極めて小さく、また延伸時
の糸切れが多発して安定した製造が困難であるという欠
点を有している。

（発明が解決すべき問題点） 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、産資用ポリエ
ステル繊維として、高強度で、レーヨンやビニロン並の
低収縮、レーヨンやビニロンより優れた耐疲労性を同時
に兼ね備えたポリエステル繊維を、良好な製糸性のもと
で製造する方法を提供せんとするものある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、エチレンテレフタレートを主たる繰返単位と
するポリエステルを紡糸口金から溶融吐出し、紡糸ドラ
フト率２，５００以上で引取り、固化点以降油剤付与点
までの間で集束し、次いで、吐出繊維の少なくとも画面
から油剤を付与し、極限粘度０．９０以上、複屈折率０
．０７以上の未延伸繊維とし、その後、該未延伸繊維を
２．０倍以下に延伸することを特徴とするポリエステル
繊維の製造方法である。

本発明方法において対象とするポリエステル繊維は、分
子鎖中にエチレンテレフタレート繰返単位を９０モル％
以上好ましくは９５モル％以上含むポリエステルから構
成されている。かかるポリエステルとしてはポリエチレ
ンテレフタートが好適であるが、１０モル％未満、好ま
しくは５モル％未満の割合で他の共重合成分を含んでも
差しつかえない。このような共重合成分としては例えば
イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、
オキシ安息香酸、ジエチレングリコール、プロピレング
リコール、トリメリット酸、ペンタエリスリトール等が
あげられる、又これらのポリエステルには安定剤、着色
剤等の添加剤を含んでも差しつかえない。

本発明においては、溶融吐出し、引取られた未延伸繊維
の極限粘度（２５℃０−クロロフェノール溶液から測定
）が０．９０以上であることが必要である。極限粘度が
０．９０未満では低収縮、耐疲労性を維持しながら高強
度なポリエステル繊維が得られない。極限粘度としては
０．９〜１．３が好ましい。

更に、本発明では、未延伸糸の複屈折率を０．０７以上
にすることが必要である。複屈折率が０．０７未満では
、低収縮のポリエステル繊維が得られない。

このような極限粘度が０．９０以上、複屈折率が０゜０
７以上のポリエステル未延伸繊維は、エチレンテレフタ
レートを主たる繰返単位とする極限粘度が０．９５〜１
．５のポリエステル又は極限粘度が０．７〜０．９のポ
リエステルに重合促進剤を反応させて常法により溶融輸
送し、紡糸口金より、延伸後の繊度が１〜２０ｄｅ、全
デニール５００〜２０００ｄｅになる如く糸条に吐出し
、２，０００〜６，０００　ｍ７分の引取速度で引取る
ことによって得ることができる。この場合、ポリエステ
ル未延伸繊維の複屈折率を０゜０７以上とするためには
、紡糸口金から吐出後、引取までの吐出繊維のドラフト
率を２．５００以上、好ましくは７，０００以下にしな
くてはならない。ここで、ドラフト率はポリマーの吐出
線速度（オリフィス出口速度）に対する繊維の引取速度
の比である。

更に、紡糸口金から吐出された繊維は、その固化点以降
、油剤付与点までの間で集束し、次いで吐出繊維の少な
くとも画面から油剤を付与することが必要である。

吐出繊維を集束するには、集束ガイド、計量オイリング
装置、仮撚ノズルなどを用いることができる。特に、計
量オイリング装置を使用すると、吐出繊維の集束と同時
に、油剤付与を行うことができるので便利である。この
集束位置は、固化点から１ｍ以内で、できるだけ固化点
に近いのが望ましい。固化点と油剤付与点との間で集束
を行なわない場合は、紡糸中に糸切れが発生し、繊度斑
が大きくなり、所望の強度を得るに十分なだけの延伸倍
率で延伸すると、延伸ローラへのラップが増大し、満足
な延伸が行なえなくなる。また、油剤付与は、例えばオ
イリングローラ方式、計量オイリング方式、スプレ一方
式など任意の方式を採用することができる。油剤付与を
、従来、通常に行なわれているように吐出糸条の片側だ
けから行った場合は、油剤付着斑が大きくなって、延伸
時に延伸ローラへのラップが多くなり、延伸性が低下す
る。また、油剤は、必要に応じて任意の繊維用油剤を適
用することが可能である。この際、繊維の用途としてゴ
ムとの接着性が重視される分野では、接着性を付与する
ために、表面処理剤を付与することが有用である。

本発明においては、上記の如き速度で引き取った上記特
性を有する未延伸繊維を、紡糸に続いて連続して延伸し
ても、一旦捲き取った餞別工程で延伸してもよい。紡糸
に続いて連続して延伸する場合には、先に提案した特願
昭５７−８８９２７号の方法に準拠して行うこと出来る
。また、紡糸後一旦捲取ってから延伸する場合には、先
に提案した特願昭５７−１８９０９４号の方法に準拠し
て行うことが出来る。延伸時の延伸歪みや熱処理歪みを
少くする点では後者の延伸方法が好ましい。

即ち、未延伸繊維をＴｇ＋１５〜Ｔｇ＋５０℃（ここで
Ｔｇは該繊維のガラス転移温度）で少くとも０゜５秒予
熱後全延伸倍率の７５％以下の倍率で第１段延伸して未
延伸繊維の複屈折率の１．２〜３．３倍の複屈折率とす
る。次いで１段延伸糸条を更に多段熱処理する。この際
、延伸繊維をコード化せず、そのままで使用する産資用
途においては、多段延伸後繊維の融解温度−５０℃から
融解温度−１１０℃の範囲で０．４〜１．５秒間保持し
ながら１０〜２０％の弛緩熱処理を行なうのが好ましい
。

ただ、いずれの場合も延伸倍率を２．０倍以下にするこ
とが必要である。前述のような極限粘度０゜９０以上、
複屈折率０．０７以上の未延伸繊維を、２．０倍を越え
る延伸倍率で延伸すると、延伸ローラへのラップ、断糸
が多発し、満足な延伸が行えない。

このようにして得たポリエステル繊維は、そのままで製
編織した後そのまま又は熱処理されて産資用に使用され
る。また、常法に従ってコードとなし、接着剤を付与し
、熱処理してゴム構造物に適用することもできる。なお
、ゴム構造物とは、例えばホース、■−ベルト、コンベ
アベルトの如き天然ゴム、合成ゴムよりなる構造物全て
を指す。

特に、本発明の方法によって得た繊維は、ゴム補強用織
物の緯糸、樹脂ホース又はゴムホースの補強材、電気絶
縁材、重量物量土用ベルト補強材、樹脂補強材、及び光
フアイバー補強剤として有用である。

（実施例） 以下、実施例により本発明方法を説明する。

なお、実施例中の部は全て重量部を示す。処理コードの
チューブ寿命はＪＩＳ　Ｌ　１０１７−１９６３．１．
３．２゜ＩＡ法に準拠して測定した。但し曲げ角度を９
０℃とした。

実施例１〜４、比較例１〜３ ジメチルテレフタレート９７部、エチレングリコ−ル６
９部、酢酸カルシウム１水塩０．０３４部及び二酸化ア
ンチモン０．０２５部をオートクレーブに仕込み、窒素
をゆるやかに通じながら１８０〜２３０℃でエステル交
換の結果生成するメタノールを除去したのち、ＨｓＰＯ
４の５０％水溶液を０．０５部加えて加熱温度を２８０
°Ｃまで上昇させると共に徐々に減圧に移行し、約１時
間５０分重合反応を続けて固有粘度０．８０の重合体を
得た。

この重合体チップ１００部に２１２′−ビス（２−オキ
サゾリン）（ＣＦ、）を第１表に示す量トライブレンド
した後、約３００℃で溶融輸送し、孔径１．５顛、孔数
２５０個を有する紡糸口金より吐出後、吐出糸条を第１
表記載の冷却条件に保持し、その後２５℃の冷却風を３
００ｆｉに亘ってて４．ＯＮｍ”　／分で吹きつけなが
ら冷却固化せしめた後、該冷却固化点から約３０（至）
下流の位置に、２個の計量オイリング装置を吐出糸条の
両側から該糸条に接触するように配設して、該糸条を集
束すると共に該糸条の画面から油剤を付与し、次いで第
１表記載の紡糸ドラフト率、引取速度で巻取った。得ら
れた未延伸繊維の特性を第１表に示した。

この未延伸繊維を８５℃に加熱されたロールに供給し、
引取ロールとの間で第１表記載の倍率（ＤＲｌ）で第１
段延伸後３２５℃に加熱された気体浴を介して表記載の
倍率（ＤＲｚ）で第２段延伸した。その後、１３０℃の
加熱ローラ、３３０℃の気体浴を使用して表記載の倍率
ＤＲ３で弛緩熱処理した。得られた延伸糸の性能を第１
表に併記した。

次にこれらの延伸糸の一部について４９０回／ｍのＺ撚
を与えた後これを２本合わせて４９０回／ｍのＳ撚を与
えて１０００ｄｅｘ　２本の生コードとした。

この生コードを接着剤（ＲＦＬ液）に浸漬し、２４５℃
で２分間緊張熱処理した。この処理コードの特性及びゴ
ム中に埋込み加硫してチューブ疲労性を測定した。その
結果を駕１表に併記した。

（本頁、以下余白） 第１表からも明らかなように、未延伸糸の極限粘度が０
．９０未満の場合（比較例１）は、耐疲労性の良好な高
強度ポリエステルが得られない。また、紡糸ドラフト率
が２，５００未満の場合（比較例２）は、未延伸糸の複
屈折率が０．０７未満となり、低収縮で耐疲労性の良好
なポリエステル繊維が得られない。更に延伸倍率が全体
で２倍を越えると（比較例３）延伸ローラへのラップが
多くなり、安定した延伸が行なえない。これに対して、
本発明方法（実施例１〜４）によれば、低収縮で耐疲労
性に優れたポリエステル繊維を良好な製糸性のもとで製
造することができる。

比較例４ 実施例４において、計量オイリング装置を１個のみ使用
し、吐出糸条の片側からだけ油剤を付与したところ、糸
条への油剤付着斑が大きくなって、延伸時に延伸ローラ
へのラップ及び断糸が多くなり安定した延伸を行うこと
ができなかった。

実施例５〜８、比較例５〜７ ジメチルテレフタレート９７部、エチレングリコ−ル６
９部、酢酸カルシウム１水塩０．０３４部及び二酸化ア
ンチモン０．０２５部をオートクレーブに仕込み、窒素
をゆるやかに通じながら１８０〜２３０　’ｃでエステ
ル交換の結果生成するメタノールを除去したのちＨ３Ｐ
Ｏ，の５０％水溶液を０．０５部加えて加熱温度を２８
０℃まで上昇させると共に徐々に減圧に移行し、約１時
間を要して反応系の圧力を０．２ｍｍＨｇにして約１時
間５０分重合反応を続けて固有粘度０．８０の重合体を
得た。

この重合体チップ１００部に２，２′−ビス（２−オキ
サゾリン）（ＣＥ）を第２表に示す量トライブレンドし
た後、約３００℃で溶融輸送し、孔径１．５１１孔数２
５０個を有する紡糸口金より吐出後、吐出糸条を第２表
記載の冷却条件に保持し、その後２５℃の冷却風を３０
０１１１に亘って、４．ＯＮｍ３／分で吹きつけながら
冷却固化せしめた後、流体仮撚ノズルに通して、吐出糸
条に仮撚を付与することによって該冷却固化点から約５
０ｃｍ下流の位置で該糸条を集束し、次いで２個のオイ
リングローラを吐出糸条の両側から該糸条に接触するよ
うに配置５ 設して、該糸条の画面から油剤を付与し、その後、第２
表記載の紡糸ドラフト率、引取速度で引取った。得られ
た未延伸繊維の特性を第２表に示した。

この未延伸繊維を８５℃に加熱されたロールに供給し、
引取ロールとの間で第２表記載の倍率（ＤＲ，）で第１
段延伸後、３２５℃に加熱された気体浴を介して表記載
の倍率（ＤＲｚ）で第２段延伸した。

その後、１３０℃の加熱ローラ、３３０℃の気体浴を使
用して表記載の倍率ＤＲｆｆで弛緩熱処理した。

得られた延伸糸の性能を第２表に併記した。

（本頁、以下余白） 第２表からも明らかなように、先の実施例１〜４、比較
例１〜３の場合と同様、本発明方法によれば、低収縮で
耐疲労性に優れたポリエステル繊維を良好な製糸性のも
とで製造することができる。

比較例８ 実施例８において、流体仮撚ノズルを使用せず、吐出糸
条の集束を行なわなかったところ、紡糸中に糸切れが発
生し、繊度斑が大きくなり、更に延伸工程では延伸ロー
ラへのラップ及び断糸が多くなり、安定した製糸が行な
えなかった。

比較例９ 実施例８において、オイリングローラを１個のみ使用し
、吐出糸条の片側からだけ油剤を付与したところ、糸条
への油剤付着斑が生じ、延伸時に延伸ローラへのランプ
及び断糸が多くなり、安定した延伸を行うことができな
かった。

（発明の効果） 本発明方法によれば、高強度で、レーヨンやビニロン並
みの低収縮、レーヨンやビニロンよす優れた耐疲労性を
同時に兼ね備えたポリエステル繊維を、良好な製糸性の
もとで製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エチレンテレフタレートを主たる繰返単位とするポリエ
   ステルを紡糸口金から溶融吐出し、紡糸ドラフト率２，
   ５００以上で引取り、固化点以降油剤付与点までの間で
   集束し、次いで、吐出繊維の少なくとも画面から油剤を
   付与し、極限粘度０．９０以上、複屈折率０．０７以上
   の未延伸繊維とし、その後、該未延伸繊維を２．０倍以
   下に延伸することを特徴とするポリエステル繊維の製造
   方法。