JPS62263317A - 高強力高弾性ポリエステル繊維 - 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、実質的にポリエチレンテレフタレート（以降
ＰＥＴと略記する）からなる高強力高弾性繊維に関する
。

本発明の繊維は、非衣料用用途例えばタイギコード、ロ
ープ、ベルト類等の産業資材用として有用である。

（従来技術） ＰＥＴ繊維は、三大合成繊維の１つとして、広く衣料用
及び産業資材用として用いられている。

維よりも太きいものが要求され、現在のところ引張り強
度６．３〜９．０ｇ／ｄ、見掛はヤング率９０〜１６０
ｇ／ｄの範囲にある。このような高強力繊維は、一般に
固相重合法により得た重合度の大きいＰＥＴ　（固有粘
度１．０〜１．２）を溶融紡糸したのち延伸することに
より得られる。

また？Ｅ”’９．維の溶液紡糸も古くから検討されてい
るが（例えば特公昭３２−１０３６１号公報）、引張り
強度１０９　／　ｄ以上の繊維は得られていない。

ＰＥＴを水の存在下に加熱すると、加水分解を起こし、
分子量が低下することはよ（知られている。一方、重合
度の高いポリマーは溶融粘度が高く、安定に紡糸するた
めには紡糸温度を高くする必要がある。これらの現象か
ら高重合度ＰＥＴの溶融紡糸には限度があり、使用でき
るＰＥＴは固有粘度１．２までのものであり、また、こ
のような高重合度ＰＥＴを用いて溶融紡糸を行っても、
得られた繊維の重合度は低下し、固有粘度が０．９〜１
．０に低下する。

一方、高重合度のＰＥＴ繊維をポリマーの分解が起こら
ないように紡糸するには、ＰＥＴを溶剤に溶解し、その
ポリマー溶液を紡糸する方法が考えられるが、この場合
もチップ状のＰＥＴを用いるとポリマーを均一に溶解す
るのに時間を要し、高温での長時間の溶解は重合度を低
下させる。

本発明者らはポリマーの分解を最小限にする溶解法を検
討した結果、ポリマーを微粒子状に粉砕して短詩で溶解
すればよいことを見い出し、さらに従来技術では得られ
なかった超寓重合度ＰＥＴの微粒子を用いることにより
、引張λ強度１０１ｉｄ以上、見掛はヤング率１２０　
ｇ／ａ以上の高強度高弾性繊維を得ることて成功した。

（発明の構成） 本発明は、固有粘度が１．２以上の実質的にポリエチレ
ンテレフタレートからなる平均粒子径が５００μｍ以下
の微粒子状重合体を、浴剤に溶解して紡糸したのち、延
伸して得られる繊維であって、引張り強度が１０９／ｄ
以上、見掛はヤング率が１２０＃／ｄ以上である高強力
高弾性ポリエステル繊維である。

本発明のＰＥＴ　繊維を製造するために用いられる実質
的にＰＥＴからなる１合体としては、くり返し単位がテ
レフタル酸とエチレングリコールの縮合反応によって得
られる重合体の他、テレフタル酸以外の成分としてイソ
フタル酸、染色性向上のために用いられるスルホン化テ
レフタル酸等の第６成分を少量含むものであってもよい
。

また、エチレングリコール以外の成分としてブタンジオ
ール等の第３成分を少量含むものであってもよい。しか
し第６成分は重合体分子の配列を乱すため、できるだけ
少ない方が好ましい。

固有粘度１．２以上の微粒子状重合体は、普通の固相重
合法で得られるＰＥＴをフリーザーミル等の粉砕機で粉
砕し、さらにこの微粉末を、通常の固相重合法と同様に
、２１０〜２４０　’Ｃで高真空下に加熱することによ
って得られる。また特願昭５８−２４８０５５号及び特
願昭６０−１７９２１２号明細書に記載されているよう
な特殊な重合体よりなる分散剤を用い、シリコンオイル
中で重縮合反応を行うことにより、球状の微粒子状ＰＥ
Ｔを得ることができる。特にこの方法では、従来の固相
重合法では得ることのできなかった固有粘度が１．４以
上の超高分子ｆｉｒ　ＰＥＴを容易に合成できるので、
高強力；鵞維を得るのに適している。

微粒子は平均粒子径が５００μｍ以下、好ましくは２０
０μｍ以下のものが用いられる。

本発明のＰＥＴ愼維を製造するに際しては、まず実質的
にＰＥＴがらなり、固有粘度が１．２以上の微粒子状重
合体を溶剤に溶解する。

ポリマーの溶解に用いられる溶剤は、ＰＥＴを溶解する
ものであればよいが、５〜４０重量％の高濃度まで均一
に溶解するものでなければならな見・。このような溶剤
としては、例えばトリフルオル酢酸、クレゾール、０−
クロルフェノール、ヘキサフルオルイソプロノ（ノール
（ＨＦＩＰＡ＞、ＨＦＩＰＡとクロロホルムの混合溶剤
、フェノールとテトラクロルエタンの混合溶剤等が用い
られる。ポリマーの溶解は高温で短時間に行うことが好
ましく、長時間の溶解はポリマーが分解するおそれがあ
る。

こうして調製した溶液をノズルより押出して紡糸を行う
。紡糸法としては乾式紡糸法、湿式紡糸法、乾湿式紡糸
法等を用いることができる。

ノズルからのポリマーの押出し温度は、溶液の粘度に応
じて設定されるが、低温で紡糸すると紡糸原液がゲル化
を起こす場合があり、少なくともノズルから吐出される
まではゲル化が起こらないような温度を選ぶことが好ま
し℃・。

次（・でノズルから吐出された糸条を、加熱雰囲気中で
溶媒を蒸発させるか、適切な凝固浴中で１疑固させてボ
ビンに巻取る。疑固剤、としては紡糸原液の調製に用い
た溶剤とよく混合するものを用いることが好ましい。こ
うして脱溶剤の完了した未延伸糸を洗浄乾燥したのち延
伸工程で延伸すると、目的のＰＥＴ繊維が得られる。延
伸温度は８０〜２４０℃の範囲が好ましい。延伸温度が
１５０°Ｃ以上の高温で、しかも加熱領域が短い領域で
延伸したのち冷却する、いわゆるゾーン延伸法を用いる
ことが好ましい。延伸倍率は、通常は２〜１０倍の範囲
である。延伸後に熱処理を行ってもよい。熱処理温度は
８０〜２００°Ｃの範囲が好ましく、ゾーン熱処理法が
特に好ましい。

こうして得られた繊維は、重合度の低下がほとんどなく
、かつ複屈折△ｎが１８０以上の高配向度繊維であるた
め強度及び弾性率が非常に太きい。

上、見掛はヤング率が１２０　Ｅ／／ｄ以上の高強力−
高弾性ポリエステル繊維であり、従来技術で得られる高
強力ＰＥＴ繊維の強度よりも大きく、産業資材用繊維と
して高性能が要求される分野に幅厘く用いられる。

（実施例） 本発明で用いられる物性値は以下の方法で測定されたも
のである。

引張り強度（ＤＳ）：　　引張り試、倹機を用いて２０
°Ｃ１６５％相対湿度（標準状、幀）で測定したときの
切断点の強度。

見掛はヤング率（Ｅ）　二同上測定において、荷■／歪
曲線における初セノ］勾配より求めたヤング率。

固有粘度：フェノール／テトラクロルエタンの５０７５
０１ｉ量比混合浴削を用いて２５°Ｃで測定した１）σ
（単位：　ｄｌ／ｊ；ｉ　）。

微粒子状重合体の平均粒子径：光学非倣鏡で粒子の写真
を撮影し、５０個の粒子の直 径を測定し、算術平均したもの。なお、粒子が涼秋でな
い場合は、長軸と短軸 の幾何平均値乞直径とした。

実施例１ （高重合度ＰＥＴの合成） 固相重合法によって得られた固有粘度１．２０のＰＥｍ
チップをフリーザーミルで凍結粉砕した。

この微粒子状ポリマーを真空乾燥機内で１１０００で１
０時間減圧乾燥した。次いでこのポリマーをフラスコ内
で高真空（ｌｍｍＨｇ以下）状態にし、このフラスコを
高真空に保持した状態で、２４０　’Ｃに加熱したシリ
コンオイル中に浸漬し、善度固相重合を２０時間行った
。こうして得られた微粒子状重合体の平均粒子径は１２
０μｍ、固有粘度は１．４５であった。

（紡糸） 前記の微゛位子状ポリマーを、フェノール／テトラクロ
ルエタンの５０１５０重量比の混合溶剤に溶解した。ポ
リマー濃度は２０、ゾ／ｄｌであり、溶解条件は１４０
°Ｃ１６０分であった。この溶液を８５°Ｃに保温した
シリンダー内に注入し、温度を８５°Ｃまで冷却した。

このシリンダーの下部には直径１　ｍｍの吐出口を有す
るノズルが装着されており、シリンダー上部よりピスト
ンをＷＣ・て溶液を押出した。ノズルから出た糸条を、
口金先端より５朋の距離に設置したエタノール凝固浴に
導き１、凝固させてボビンに巻取った。ボビンに巻取っ
た糸を再びエタノール中に浸漬して凝固を完結させたの
ち風乾した。この未延伸糸の直径は約８０μｍであった
。この未延伸糸を用いて２０５°Ｃに加熱し１こスリッ
トヒーター間（加熱ゾーンは３　ｍｍ　）を通過させて
５倍まで延伸した。得られた憤維の引張り強度は１２．
６ｇ／ｄ、伸度は７６％、見掛はヤング率は１３２　’
Ｊ／ｄであった。また繊維の固有粘度は１．４０であり
、溶Ｗ４　’Ｆ＋℃のポリマーとほぼ同じであった。

実施例２ （高重合度ｐＥＴの合成） 以下に記述する「部」は１車量部」を示す。

（１）グラフトポリマー分散剤の合成 片末端メタクローｆルオモシプ！ビルのポリジメチル・
／ロヤサン（分子：ＨＩ：１０ｏＯ）　　ｉｏｏ部メデ
メチルメタクリレート　　　　　　　　　９０部グリシ
ジルメタクリレート　　　　　　　　　１０部過酸化ベ
ンゾイル　　　　　　　　　　　　　３部トルエン　　
　　　　　　　　　　　５００部前記の組成のものを攪
拌機付きの容積３１のフラスコに仕込み、窒素置換した
のち９０℃で８時間重合した。この重合溶液を大量のメ
タノール中に加え、ポリマーを沈殿回収した。得られた
グラフトポリマーはポリジメチルシロキサンが枝となり
、グリシジル基を有するアクリル系共重合体が幹となる
ものである。

（２）ポリエステルの縮合 ビスヒドロキシエチルテレフタ レート（ＢＨＥＴ）　　　　　　　　　　　　　　１０
０部シリコンオイル（ポリジメチルシロ キサン）　　　　　　　　　　　　　　　１２０部三は
化アンチモン　　　　　　　　　　　０．０５部（１）
で得られたグラフトポリマーからなる分散剤　　　　　
　　　　　　　　　１．３部前記の組成のものを攪拌機
付きの容積５００ｍｅのフラスコに仕込み、窒素雰囲気
下で１４０な乳化微粒子状態となった。１４０°Ｃｌ７
）温度に３０分間保持したのち、２７０°Ｇに昇温し、
真空下で３時間攪拌しながら重合を行った。重合中及び
重合後も系は隋めて安定で乳化状態は破壊されなかった
。反応液を冷却したのち、ヘキサンで洗浄してポリマー
を回収し、赤外吸収スペクトル及びＤＳ（：’　（示差
走査熱量計）よりＰＥＴが生成していることを確認した
。このＰＥＴは真球に近い微粒子状物で平均粒子径は５
２μｍであった。また固有粘度は１．６０と非常に太き
いものであった。

（紡糸） 前記の微粒子状ポリマーを真空乾燥機中で十分乾燥した
のち、実施例１と同様にしてポリマー原液を調製し、紡
糸、延伸した。ただしポリマー原液中のポリマー濃度は
１５ｇ／ｄｌｌであった。得られた積維の引張り強度は
１４．０　ｇ／ａ、伸度は５．５％、見掛はヤング率は
１５６９／ｄであった。また誠維の固有粘度は１，５５
で賦形に伴なう分解はほとんどなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固有粘度が１．２以上の実質的にポリエチレンテレ
   フタレートからなる平均粒子径が５００μｍ以下の微粒
   子状重合体を、溶剤に溶解して紡糸したのち、延伸して
   得られる繊維であつて、引張り強度が１０ｇ／ｄ以上、
   見掛けヤング率が１２０ｇ／ｄ以上である高強力高弾性
   ポリエステル繊維。 ２、微粒子状重合体の平均粒子径が２００μｍ以下であ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のポ
   リエステル繊維。 ３、微粒子状重合体の固有粘度が１．４以上であること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のポリエス
   テル繊維。