JPS6257914A - 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】 （発明の利用分野） 本発明はポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと略
記）からなるポリエステル繊維及びその製造方法に関す
るものである。

ＰＢＴは従来からポリエステル系のエンジニアリングプ
ヲヌチツクとして成形品分野での使用が一般化している
。最近はそれらに加えて各種繊維分野への利用も積極化
している。すなわちひとつは、ＰＵＴ繊維の伸縮性機能
や柔軟性、易染色性を巧みに利用した衣料用途、とシわ
け水着、トレーニングウェア等スポーツウェアの分野で
アシ、これは着実に伸びている。他には、ＰＢＴ　ｍ維
の耐湿熱安定性と柔軟性とを利用した産業資材用途、と
シわけブラシ、ファスナー、キャンパス、漁具等の剛毛
分野での展開も期待されている。

（従来の技術） しかしながら従来ＰＢＴ　ＮＲ維は、その強伸度曲線（
タテ軸強度、ヨコ軸伸度）からみた特徴として、１次降
伏点を越えたあたシで１度１ねた、形をとシ、再び立上
り、その後再び１ねた、形をとる。

最初の低強度域で１ねた、形をとるため、繊維は柔軟性
に冨むわけであるが、再び１ねた、形をとるため、同じ
ポリエステル繊維であるポリエチレンテレフタレート（
以下ＰＥＴと略記）に比べると低強度高伸度タイプの繊
維になる。従って上記用途分野とυわけ産業資材用途に
おいて、適度の柔軟性と伸度範囲を保った上で、よシ高
強度化しているが、実用におけ、る種々の耐久性改良の
要求に応えきれず、この分野での展開が遅れているよう
に思われる。

一方ＰＢＴ繊維の製造方法については、紡糸−延伸ある
いは、紡糸−延伸仮撚によって、さらには高速紡糸工程
だけで実用物性をもつものを得る提案が各種なされてい
るが、これらで得られる繊維の物性はいずれも低強度、
高伸度タイプで、上記用途には不適当なものである。例
えば紡糸工程のみで実用性能を満足するものを得る提案
が特開昭５３−１４３７２９でなされている。しかしこ
の方法は、紡糸速度の上限が７２００７７１／分程度ま
でであって、これで得られるｍ維も、物性的には低強度
高伸度タイプである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、従来のＰＵＴ繊維の適度の柔軟性と伸度
範囲を保った上で、より高い強度と優れた湿熱形態安定
性を実現するため、繊ａ製造面並びに繊維構造、物性面
の両方から鋭意検討を加えた結果、本発明に到達したも
のである。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、 「（１）　　ブチレンテレフタレートを主たる繰返し単
位とするポリエステルからなり、強度４．５ｙ／ｄ以上
、伸度３０％〜５０％、伸度１０％における強度１．２
ノ／ｄ以下、ヤング率２０〜５０ｙ／ｄ、沸騰水収縮率
３％以下、密度１．３２３（ｆ／１４　）以上、伽点２
３０℃以上でおるポリエステル繊維。

（２）　　４Ｍ限粘度〔η）＝Ｏ，Ｓ〜１．５のブチレ
ンテレフタレートを主たる繰返し単位とするポリエステ
ルを、紡糸温度２５０〜２９０℃、紡糸速度７５００展
／分以上で紡糸するに際し、紡糸ドラフトを９００以下
とし、かつ紡出糸状を紡糸口金から０．５７７Ｌ以上下
方の位置で集束する事を特徴とするポリエステル繊維の
製造方法。」である。

次に本発明について詳細に説明する。

本発明においてブチレンテレフタレートを主たる繰返し
単位とするポリエステル（以下ＰＵＴと略記）とは、１
，４ブタンジオールをグリコールＪｉｌｌとし、テレフ
タル酸を酸成分としてこれらを重縮合して得られる線状
ポリエステルを意味する。しかし、グリコール成分及び
酸成分の一部が各々１５モル％の範囲で他の共重合可能
な成分で置換された共１合ポリエステルや上記ブチレン
テレフタレートを主たる繰返し単位とするポリエステル
に他の熱可塑性ポリマーを】５重量％以下の範囲で混合
したものであってもよい。又これらポリエステルは、適
当な艶消剤、難燃剤、帯電防止剤、顔料など、その他の
添加剤が添加されていてもよい。

次に本発明のＰＢＴ繊維において大事な点として強度が
４．ｓＶｄ以上、伸度が３０％〜５０％、伸度１０％に
おける強度が＋、２ｇ／／ｄ以下、ヤング率が２０　ｙ
／ｄ〜５０　ｆ７’ｔｉ　、沸騰水収縮率３％以下であ
る事がある。すなわち強度が４．５ｐ／ｄ以上でありか
つ、伸度が３０〜５０％である事によって主に産業資材
用途で望まれる適度な伸度を持った上で高い強度を満た
すことになる。すなわち強度４．５　ｆ／ｄ未満のＰＵ
Ｔ繊維では強度不足とな夛、同一強力を得るためには必
要繊維量が多くな）不経済である。伸度が３０％未満で
はヤーン状での強力利用率が低下して、ヤーンとしての
タフネスが産業資材用途用としては不足したものとなシ
好しくない。一方逆に、伸度が５０％を越えると伸度が
過剰となってヤーン状での取扱い性が悪くなると同時に
、得られた布帛の形標安定性も不良となる。したがって
好適な強度は４．５ｙ／ｄ以上好しくけ５ｙ／ｄ以上、
又伸度は３０％〜５０％でなければならない。

次に、ＰＢＴ繊維において、ヤング率が５０　ｆ／ｄを
越えるとＰＢＴ繊維の特徴である柔軟性が失なわれてし
まうし、逆にヤング率が３０　ｆ／ｄ未満では柔軟過ぎ
、これから得た布帛類は形態安定性に乏しいものになっ
てしまう。これからみて本発明ＰＢＴ繊維のヤング率は
２０　ｆ／ｄ〜５０１／ｃｌでなければならない。

さらに伸度１０％における強度が１．２ｆ／ｄを越えた
従来のＰＵＴ繊維の強伸度曲線は極めて特徴的で１次降
伏点を越えたあたυでの１ね、方はあまり大きくないが
、そこから立上った後再び１ねる、形をとるが、この１
ね、方が極端に大きくなる形をとる。その結果として低
強度となってしまう。

それに対して伸度１０％における強度が】、２１を越え
ない本発明のＰＢＴ繊維においては、正確な理由は分ら
ないが、その強伸度曲線は１次降伏点を越えたあたりで
の１ね、方が大きいが、その後立上ると再び１ねる、形
が極めて緩やかな形をとる。そのため充分に高い繊維強
度が得られ本発明の目的が達せられる。したがって本発
明のＰＢＴ繊維は、伸度１０％における強度が１．２９
／ｄ以下でなければならない。

次に本発明のＰＢＴ繊維は沸騰水収縮率か３％以下でな
ければならない。すなわち、沸騰水収縮率が３％を越え
て大きくなると、柔軟性に富んだＰＢＴ繊維は湿熱中で
の形態変化が大きくなる。これを避は湿熱形態安定性を
満足するためには、沸騰水収縮率は３％以下好しくけ、
２．５％以下でおる必要がおる。

さらに、本発明で云うＰＢＴ繊維で重要な点として密度
が１．３２３　＜ｆＡ）以上、融点が２３０℃以上であ
る事がある。ＰＢＴ繊維において密度が１．３２３　（
ｙ／ｃｖ）以上であると、その結晶化度が非常に大きく
なった事を意味し又融点が２３０℃以上であるとその結
晶の完全さが極めてに良好になった事を示唆し適度の伸
度を保った上で高い強度と柔軟性を持ちかつ勝れた温熱
形態安定性を発現させる原因のひとつと考えられる。そ
れに対して、従来のＰＢＴ繊維のように密度が１．３２
３　（ｆ／Ｊ）に満たないとか、融点が２３０℃未満の
場合には、上記の繊維性能はえられず本発明の目的は達
せられない。

次に本発明のポリエステル繊維の製造方法について説明
する。

本発明の製造方法上、先づ重要な点は、極限粘度［７７
］　：　０．８〜１．５のＰＢＴを紡糸温度２５０〜２
９０℃で紡糸する事である。つまシ極限粘度〔η〕が０
．８よシ低いＰＢＴでは、他の条件が本発明を満足して
も得られる繊維の密度は１．３１程度と充分な結晶化度
に達せず本発明の目的とする繊維物性はとても発現しな
い。一方極限粘度〔η〕が１．５を越えると可紡性と９
わけ高速紡糸性が低下してしまい、これからは、本発明
の繊維は得られない。従ってＰＢＴの極限粘度〔η〕は
０．８〜１．５、好しくは１．０〜１．２の範囲にしな
ければならない。

次に紡糸温度が２５０℃に満ない場合にはＰＢＴの紡出
ポリマー流がメルトフヲクチャーを起しやすく、可紡性
が著しく低下してしまう。逆に紡糸温度が２９０℃を越
えるとＰＢＴポリマーの熱分解が激しく、それに伴ない
極限粘度〔η〕の低下による繊維物性低下、溶融粘度の
異常低下による紡糸性不良分生じる。したがって紡糸温
度は２５０〜２９０℃、好しくけ、２６０℃〜２８０℃
にする必要がある。

さらに本発明の方法で重要な点として、紡糸速度を７３
００７７Ｌ／分以上にする事がある。すなわち紡糸速度
が７３００　ｍ１分に満たない場合、得られるＰＢＴＲ
ａは強）ｌ　４．５　ｆ／ｄ　以上、伸度３０〜５０％
、密度１．３２３　（ｇ／ｃｍ３）以上、融点２３０℃
を同時に満足させる事は出来ず、本発明の目的を達せら
れない。

従来の知見として最も代表的なポリエステルであるＰＥ
Ｔでは、紡糸速度７０００？７Ｌ／分以上で得られる繊
維は、強度も伸度も紡糸速度の上昇とともに著しく低下
を示す事が認められている。そのため実用上はとんど価
値のないものとなってしまう。それに対して本発明の方
法で得られるＰＢＴ繊維はＰＥＴ繊維に非常によく類似
したポリマーからなるにもかかわらず紡糸速度７３００
ｍ／分以上の領域でも、強度が低下する事なくむしろ若
干上昇する事を見出した。しかも伸度１０％における強
度はほとんど上昇する事な（１，２ｆ／ｄ以下で本発明
ＰＢＴ繊維の特徴である柔軟性が維持されたままである
。

これについての正確な理由はよく分らないが、比較的結
晶化速度の遅いポリマーであるＰＥＴの場合は、７００
０　ｍ、／分収上の高速で紡糸されるような場合必然的
に急冷条件となるため配向結晶化が充分に進まなかった
υ、繊維内で不均一に起ったシするのに対して、ＰＥＴ
に比べるとはるかに結晶化速度の速いＰＢＴでは、高速
紡糸のような急冷条件下でも充分に均一な配向結晶化か
なされるためと思われる。それに対して紡糸速度７３０
０．７分未満では繊維強度が４．５ｆ／ｄ以上となって
も、伸度５０％を越えてしまうとか、伸度は３０％〜５
０％になっても強度が４．５ｆ／ｄに満ないとか繊維の
密度が１．３２３　ｙ／ｃｄに達しないとか、融点が２
３０°Ｃ未満になる等々の問題によって本発明の目的は
達せられない。

次に本発明の方法で肝要な点は紡糸する際に紡糸ドラフ
トを９００以下にする事である。なぜなら紡糸ドラフト
が９００を越える条件では本発明の様な高速度域での紡
糸性が低下し高速紡糸が不可能になるからである。

さらに、紡出糸状を紡糸口金からｏ、ｓｍ以上下方の位
置で集束する事も本発明の方法で重要な点である。つま
シ高速度域での紡糸では走行糸状へかかる空気の抵抗力
が極めて大きくなり、これが原因で糸切れを生じ安定紡
糸が出来なくなる。これを避けて紡糸を安定化させるに
は、多ホールの口金から紡出する糸状を集束して空気の
抵抗力を下げる事が有効であるからである。集束位置が
口金下０．５ｆｉに満たない範囲では紡出糸状が充分に
高速に達していないので集束の意味がない。又糸状温度
が高く集束糸に融着を起し紡糸が不可能である。従って
紡出糸条の集束位置は口金から０．５ｍ以上下方の位置
、好適にはｏ、５７７Ｌ〜２．０　ｍの位置である。尚
集束位置が口金下２．０７７１を越えてしまうと集束さ
れる以前にかな９扁い空気抵抗を受けてしまうため、糸
切れが生じるなど集束の効果が少なくなる。

（発明の効果・用途） 本発明によれば、優れた柔軟性と適度な伸度を保った上
で、よシ高い強度と優れ赴湿熱安定性をもつ、産業資材
用途に好適なＰＢＴ繊維が、紡糸工程だけで容易かつ安
価に得る事が出来る。これらによって、従来のＰＢＴ繊
維が低強度、高伸度タイプため産業資材用途で強力不足
や形態安定性不良といった問題を生じていたものが、は
ぼ完全に解消される。さらに本発明ＰＢＴ繊維は従来の
ＰＢＴ繊維の特徴である伸縮性機能や、柔軟性、墨染色
性といった性能は、従来ＰＢＴ繊維並み以上に具えてい
る。従って衣料用分野、と９わけ、水着、トレーニング
ウェア等スポーツウェア用にも好適な素材となる。さら
に繊編物用以外にも、不織布用としても利用でき、従来
のＰＥＴ不織布の問題点であった風合の粗硬感がほとん
どなくなり、しかも温熱形、蝮安定が極めて優れている
ので、充分可能となった。

次に本発明において用いる用語及び物性値の定義及び測
定法を以下に記述する。

繊維の強度、伸度およびヤング率はインストロン引張試
験機を用いて、試料長５ｃＭ、引張速度２０　ｃｘ／分
、初荷重１／２０１／ｄの条件下で引張試験を行なって
求める。

沸騰水収縮率は試料長４０ｃｌとし、１００℃の沸騰水
中で５分間フリーで処理し、処理前後に】／２０ｆ／ｄ
の荷重下で試料長を測定して求める。

繊維の密度は密度勾配管を用い、溶媒をｎヘキサン／四
塩化炭素の混合溶媒とし、液温２５℃で測定する。

繊維の融点は示差走査熱麓計（ＤＳＣ）を用い、Ｎ２ガ
ス雰囲気中で、試料′Ｍｋ１０■、昇温速度１０°Ｃ／
分で測定を行なって求める。

ポリエステルの極限粘度〔η〕はウツベローデ溶液粘度
ｔｔでテトラクロルエタン／フェノール＝１／１の混合
溶剤を用い、液温３０℃で測定する。

又紡糸ドラフトとは糸状のノズルからの吐出速度（Ｖ＋
）と紡糸速度（Ｖ２、捲取速度）の比、Ｖ２／Ｖ２の事
である。

（実施例） 次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
はこれら記載例に限定されるものではない。

実施例１ 〔η］　＝　１．１０のＰＢＴを３０問φスクリュー押
出機（ノス゛ル孔径帆４恒φ、孔数８の口金）を用いて
吐出量４０ｙ／分、紡糸温度２７５℃、紡糸速度８５０
０ｍ／分、紡出糸状の集束位置を口金下１．２ｍとして
紡糸を行なった。この時の紡糸ドラフトは２４６である
。紡糸調子は良好であった。

得られたｌｊ＆維は強度５．５　ｆ／ｄ　、伸度４１．
２％、ヤング率３１．４　ｙ／ｄ　、伸度１０％におけ
る強度０．７ｆ／ｄ、沸騰水収縮率２．３％、密度１．
３３３０　（ｙｙｃ４）　、融点２３３．６℃と本発明
の良好な柔軟性と適度の伸度を保った上でよυ高い強度
と優れた湿熱形、態安定性をもったＰＢＴ　繊維となっ
た。もちろんＰＢＴ　ｍ維、特有の伸縮性は全く損なわ
れていない。尚この繊維の強度伸度曲線は第１図中に実
線で示す。

比較例１ 実施例１と同一のポリマー、押出機に同一のノズルを設
置し、やはシ同一の吐出量、紡糸温度で紡糸を行なった
。紡糸速度は２０００　ｍ１分とした。

ついでこの紡糸原糸を７５℃の加熱ローラーと１５０℃
加熱プレートを使い３．３倍の延伸を行ないＰＢＴ延伸
糸を得たつこの繊維の強度伸度曲線は第１図中に破線で
示す。

得られた繊維は強度４．０　ｐ／ｄ　、伸度３４．５％
、ヤング率２５．４　ｆ／ｄ、伸度１０％における強度
２．０９／ｄ、沸騰水収縮率８．２％、密度１．３０９
２　（ｇ／ｃｍ３）、匈点２２】℃となって、紡糸工程
に延伸工程を加えているにもかかわらず実施例１の紡糸
工程だけからなる本発明のＰＢＴ繊維に比べると強度、
沸騰水収縮率等において明らかに劣ったものになってい
る。

実施例２〜１２ 実施例】で用いたと同一のスクリュー押出機に各種仕様
の口金を設置し、種々の条件でＰＵＴの亮速紡糸を行な
った。その結果を第１表に示す。人２、Ａ３、＆９及び
＆　１０は本発明の製造方法に合致した条件で紡糸され
た本発明のＰＢＴ繊維である。これらはいずれも良好な
紡糸性を示し安定な製造が可能である。又これらの繊維
は、ＰＢＴ繊維特有の伸縮性能を失なう事なく、本発明
の良好な柔軟性と適度な伸度を持ちかつより高い強度、
優れた湿熱形態安定性を示すものとなった。

これに対して黒４、志５、黒６、黒７、悪８、Ａ　ｌ　
１及び黒】２はいずれも本発明の製造方法の条件を外れ
たものである。すなわち、厖４は紡糸速度が本発明を満
足していない。この場合、得られる繊維は強度が本発明
繊維に比べ劣っている。

ＦＱ、５、五６はポリマーの極限粘度〔η〕が本発明を
外れているが、この場合には、本発明の紡糸速度の下限
である７　３００　ｍ／分の紡糸も不可能である。

７鰍７は紡糸温度が高過ぎる方向へ本発明の製造条件舎
外れた例であるが、この場合紡糸調子は低下するものの
紡糸が不可能という事はない。しかし得られる繊維は強
度、伸度いずれも本発明繊維に比べ劣ったものとなって
いる。嶌８は紡糸温度が低過ぎる方向へ本発明の製造条
件を外れた例であるが、この場合、吐出ポリマーがメル
トフラクチャー気味で紡糸性が悪く、本発明の７３００
ｆｉ／分以上の紡糸速度では紡糸出来ない。Ａ　１１は
紡糸ドラフトが本発明の範囲を外れている例であるがこ
の場合は糸れが多発して安定な紡糸が出来ない。

五】２は、集束位置が口金側へ接近し過ぎて本発明の範
囲を外れている場合であるが、この時には、集束部でフ
ィラメントの融着や集束ガイドでの糸条の走行不良を生
じ紡糸は不可能であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はＰＢＴ繊維の強度伸度曲線である。図中実線は
本発明実施例１のもので、破線は比較例１のものである
。（イ）は実施例１の、（ロ）は比較例１の、それぞれ
の伸度１０％における強度伸度曲線上の点で、（ハ）、
に）はそれぞれの強度である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とす
   るポリエステルからなり、強度４．５ｇ／ｄ以上、伸度
   ３０％〜５０％、伸度１０％における強度１．２ｇ／ｄ
   以下、ヤング率２０ｇ／ｄ〜５ｇ／ｄ、沸騰水収縮率３
   ％以下、密度１．３２３（ｇ／ｃｍ＾３）以上、融点２
   ３０℃以上である事を特徴とするポリエステル繊維。
2. （２）極限粘度〔η〕＝０．８〜１．５のブチレンテレ
   フタレートを主たる繰返し単位とするポリエステルを、
   紡糸温度２５０〜２９０℃、紡糸速度７３００ｍ／分以
   上で紡糸するに際し、紡糸ドラフトを９００以下とし、
   かつ紡出糸状を紡糸口金から０．５ｍ以上下方の位置で
   集束する事を特徴とするポリエステル繊維の製造方法。