JPS63256738A - 芳香族ポリエステルマルチフイラメント糸 - 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〉 本発明は芳香族ポリエステルマルチフィラメント糸に関
する。

〈従来の技術と問題点〉 マルチフィラメントは撚加工することにより収束性が向
上し、その結果として引張り強度が向上し、取扱が容易
になることが知られている。

そしてローブ、ケーブル、コード等の用途に撚加工が施
されたマルチフィラメント糸が用いられている。このよ
うなマルチフィラメント糸としては、紡糸安定性、経済
性等からポリエステル繊維が広く用いられている。

撚加工の方法としてはマルチフィラメントを加熱した後
または加熱しながら、繊維のガラス転移点以上の温度で
加熱して各フィラメントを塑性変形させて撚セットする
方法がある。撚加工された通常のポリエステル繊維から
なるマルチフィラメント糸は強度が３〜Ｌｏｇ／ｄ、弾
性率が２５〜１５０　ｇ／ｄ程度である。撚セットを施
さない製品もあるが収束性が良くなく、糸を切断した場
合に切断端から撚が消失していったり耐摩耗性が良くな
い場合が多い。

近年炭素繊維、アラミド繊維等の高強度、高弾性率繊維
が開発され、撚加工が施されたマルチフイラメント糸が
検討されている。しかし炭素繊維、アラミド繊維共にマ
ルチフィラメントを加熱した後加熱して撚セットするこ
とが困難なため、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、
フェノール樹脂、ポリウレタン、シリコン樹脂、ゴム等
の樹脂又は接着剤を含浸硬化させることによる撚セット
されてきた。このような方法は経済的観点から好ましい
とは言えず、軽さ、しなやかさ等の繊維特性も損なわれ
る傾向にある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、樹脂や接着剤の含浸がなくとも撚セッ
ト性が高く、耐摩耗性に優れた、高強度高弾性率を有す
る撚加工マルチフィラメント糸を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステルを
溶融紡糸することにより得られるマルチフィラメントか
らなり、次式で定義される撚係数ｋが３〜１００であり
、マルチフィラメントを構成する各フィラメント間が融
着している芳香族ポリエステルマルチフィラメント糸に
関するものである。

撚係数−Ｔｘ　（ＤＩ／！　） Ｔ：マルチフィラメント糸１ｃｍ長さあたりの撚数 Ｄ：マルチフィラメントのトータルデ ニール数 本発明における溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステ
ルとは、９０′直交した２枚の偏光板の間にある加熱試
料台上にポリエステル試料粉末を置いて昇温しでいった
時に、流動可能な温度域において光を透過しうる性質を
有するものを意味する。

この様な芳香族ポリエステルとしては、特公昭５６−１
８０１６号公報や同５５−２０００８号公報等に示され
る芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール及び／又は芳香
族ヒドロキシカルボン酸やこれらの誘導体から成るもの
で、場合によりこれらと脂環族ジカルボン酸、脂環族ジ
オール、脂肪族ジオールやこれらの誘導体との共重合体
も含まれる。

ここで芳香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸、イソ
フタル酸、４．４°−ジカルボキシジフェニル、２．６
−ジカルボキシナフタレン、１．２−ビス（４−カルホ
キシフ子ノキシ）エタン等やこれらのアルキル、アリー
ル、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。

芳香族ジオールとしてはヒドロキノン、レゾルシン、４
，４°−ジヒドロキシジフェニル、４．４°−ジヒドロ
キシベンゾフェノン、４．４”−ジヒドロキシジフェニ
ルメタン、４．４１−ジヒドロキシジフェニルエタン、
２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、４
．４”−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４．４°−
ジヒドロキシジフェニルスルホン、４．４゛−ジヒρロ
キシジフェ二ルスルフィド、２．６−ジヒドロキシナフ
タレン、１．５−ジヒドロキシナフタレン等やこれらの
アルキル、アリール、アルコキシ、ハロゲン基の核置換
体が挙げられる。

芳香族ヒドロキシカルボン酸としてはＰ−ヒドロキシ安
息香酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、２−ヒドロキシナフ
タレン−６−カルボン酸、ｌ−ヒドロキシナフタレン−
５−カルボン酸等やこれらのアルキル、アリール、アル
コキシ、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。

脂環族ジカルボン酸としてはｔｒａｎｓ　−１、４＝ジ
カルボキシシクロヘキサン、ｃｉｓ　　　Ｌ　　４−ジ
カルボキシシクロヘキサン等やこれらのアルキル、アリ
ール、ハロゲン基の核置換体が挙げられる脂環族及び脂
肪族ジオールとしては、ｔｒａｎｓ　−１，４−ジヒド
ロキシシクロヘキサン、ｃｌｇ　−１＋　　４−ジヒド
ロキシシクロヘキサン、エチレングリコール、１．４−
ブタンジオール、キシリレンジオール等が挙げられる。

これらの組合せの内で本発明に用いる好ましい芳香族ポ
リエステルとしては、例えば （１）　ｐ−ヒドロキシ安息香酸残ａ！４０〜７０モル
％と上記芳香族ジカルボン酸残基１５〜３０モル％と芳
香族ジオール残基１５〜３０モル％からなるコポリエス
テル、 （２）テレフタル酸及び／又はイソフタル酸とクロルヒ
ドロキノン、フェニルヒドロキノン及び／又はヒドロキ
ノンからなるコポリエステル、（３）ｐ−ヒドロキシ安
息香酸残基２０〜８０モル％と２−ヒドロキシナフタレ
ン−６−カルボン酸残基２０〜８０モル％からなるコポ
リエステル等が挙げられる。

これらの出発原料を用い、本発明に用いる芳香族ポリエ
ステルに至るにはそのままであるいは脂肪族もしくは芳
香族モノカルボン酸またはそれらの誘導体、脂肪族アル
コールもしくはフェノール類又はそれらの誘導体等によ
るエステル化等により重縮合反応を行う。

重縮合反応としては既知の塊状重合、溶液重合、懸濁重
合法等を採用することができ、場合により１５０〜３６
０’Ｃで常圧又は１０〜０．　１ｔｏｒｒの減圧下にＳ
ｂ、Ｔｉ、Ｇｅ化合物等の重合触媒、リン系化合物等の
安定剤、ＴｌＯｘ、ＣａＣＯ５、タルク等の充填剤を添
加して行うことができる。

得られたポリマーはそのままで、あるいはわ）棒状で不
活性気体中、又は減圧下に熱処理して紡糸用試料とする
。あるいは一度押出機により造粒して用いることもでき
る。

本発明に用いる芳香族ポリエステルの溶融紡糸装置は既
知のものを使用できる。紡糸に適した温度は２８０〜４
２０℃で、好ましくは３００〜４００℃である。この温
度域より低いと装置への負荷が大きくなったり、試料の
溶融均一化が不十分であったり、逆に高温であると分解
反応等を生じ安定な紡糸を行いにくい。

溶融紡糸して得られたマルチフィラメントは一旦巻き取
られるか引落とされた後、あるいは直接に撚掛けされる
。またマルチフィラメントの２束以上を合糸して加熱す
ることもできる。この際装置との摩擦によるフィラメン
トの損傷を防ぐために油剤や処理剤を適宜付着させても
よい。

フィラメントの合計数は１ｏｏｏｏ以下であることが好
ましい、これ以上の場合には加熱時に各フィラメントに
等しい張力がかかりにくく、均一な撚が得られにくかっ
たり、撚セットが困難になることがある。

撚掛けの方法としては既知の方法、例えばリング法、フ
ライヤ法、キャップ法、ミュール法、イタツ一式法、へ
丁式法、二重撚糸弐法、ヌアセル（Ｎｕｉｓｅｌ）法、
はせ弐法等を採用することができる。

この時次式で定義される撚係数ｋが３〜１００の範囲と
なるようにマルチフィラメント糸ＩＣｌ１長さあたりの
撚数（Ｔ）及びマルチフィラメントのトータルデニル（
Ｄ）が選択される。

撚係数−Ｔｘ　（Ｄ””　） 撚係数ｋが３を下まわる場合には、撚加工の効果が十分
得られず、１００をこえる場合には引張り強度が著しく
低下する。撚係数ｋを１０〜５０となるように条件を設
定することがより好ましいマルチフィラメント糸ＩＣｌ
１長さあたりの撚数Ｔは加熱時の糸の走行速度Ｖ（ｍ７
分）、加熱子回転数Ｍｆ（回／分）、加熱７長さＩ（ｍ
）、運転開始後の経過時間ｔ（分）から次式により計算
することができる。

Ｔ＝＝（肘／１００−　Ｖ）・（１−ｅｘｐ（−Ｖ−ｔ
／Ｉ））（運転開始後十分な時間を経過してから加熱す
る場合には、Ｔ＝Ｍｆ／（１００・Ｖ）より求めること
かできる。） 装置との摩擦によるマルチフィラメント束の破断及び毛
羽立ち等の防止の観点から、加熱時の糸の走行速度■を
１０００ｍ／分以下（好ましくは５００ｍ／分以下）、
加熱子回転数Ｍｆを５００００回／分以下（好ましくは
ｚｏ　ｏ　ｏ　ｏ回／分以下）に設定することが望まし
い。

マルチフィラメントのトータルデニールについではマル
チフィラメントの単糸デニールと単糸数の組合せによっ
て適宜決めることができるが、工程上４〜１５’０００
デニールであることが好ましい。

かくして得られた加熱マルチフィラメントを熱処理する
ことにより撚セットすることが重要である、熱処理は単
に各フィラメントを塑性変形させるのみでなく、各フィ
ラメント表面が融着する事により、一層の撚セント性と
収束性を付与する。

さらに溶融時に異方性を示すポリエステルでは、熱処理
によって撚セット性等の向上と同時に強度及び弾性率等
の物性が向上する。

融着の程度の目安としては融着度ｆを用いることができ
る。融着度ｆは熱処理後の繊維束を２０朧長さに切断し
、水中で超音波洗浄器又は発信器を用いて２０分間超音
波を照射して試料を分散させ、水中に分散した単糸及び
繊維片（２％数本の単糸が融着したもの）の合計数（ｎ
）を測定し、次式より計算できる。

ｒ−１−（ｎ／Ｎ） Ｎ：熱処理前のマルチフィラメントにおける単糸数 融着度ｆは０．４〜１．　０が好ましく、０．７〜１．
０がさらに好ましい、０．４を下まわる場合には十分な
撚セット性が得られにくい。

融着度ｆは熱処理温度、時間等によりコントロールでき
る０例えば好ましい条件として２００°Ｃ〜４２０°Ｃ
（より好ましくは２８０“Ｃ〜３６０　”Ｃ）、数十秒
〜数十時間をあげることができる。

熱処理は撚のゆるみや消失がおこらないように緊張状態
で行うことが望ましい、形態としてボビンに巻いた状態
で行うのが工程上、取扱上から好ましい、糸の緊張状態
を多段ローラー等で保つことができれば、連続的処理も
可能である。

〈発明の効果〉 本発明のマルチフィラメント糸は高強度、高弾性率を有
し、樹脂や接着剤を含浸させなくとも撚セット性、収束
性及び耐摩耗性に優れる。

本発明のマルチフィラメント糸はローブ、ケーブル、コ
ード、工業用糸、弓の弦をはじめＦＲＰ、ＦＲＴＰ、Ｆ
ＲＲ，安全着、テンシランメンバー等に用いることがで
きる。

〈実施例〉 以下に本発明の理解を容易にするため実施例を示すが、
これらはあくまで例示的なものであり、本発明の要旨は
これらにより限定されるものではない。

なお例中に示される特性値は下記の如くして測定、算出
したものである。

（１）　　光学異方性は加熱ステージ上に試料を置いて
、偏光下２５°Ｃ／分で昇温し、肉眼観察により判定し
た。

（２）引っ張り試験は東洋ボールドウィン社製オートグ
ラフＵＭ−５００を用い、試料間隔５０閣、引っ張り速
度５■／分で測定した。

（３）撚セット性は、撚加工したマルチフィラメント糸
を撚のもどりが無いように５００ＩＩ切取り、その一端
を固定した後、他の一端を空中仲無緊張状態で静置し、
３０秒間にマルチフィラメント糸の加熱方向と逆の方向
に何回回転するかを測定しくｒ回）、撚セット性の程度
Ｓ！を次式より求め目安とした。

Ｓ？”ｌ　　　（ｒ／Ｒ） Ｒ：５０Ｃ１長さのマルチフィラメン ト糸にかかうていた撚数 （４）耐摩耗性の測定として、松本油脂製薬（株）製の
ラビングテスターを用い、マルチフィラメント糸とマル
チフィラメント糸を摩擦しあい、破断するまでの回数を
求めた。（糸張力＝　１００ｇ、ストローク数：１５０
回／分、交差角＝３０度）参考例 ｐ−アセトキシ安息香酸ｉｏ、ｓｏｋｇ（６０，０モル
）、テレフタル酸２．５７ｋｇ（１５，５モル）、イソ
フタル酸０．７５ｋｇ（４，５モル）、２．６−ジアセ
ドキシナフタレン４．９２ｋｇ（２０，２モル）を（し
型撹拌翼をもつ重合槽に仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹
拌しながら昇温し、３３０℃で３時間重合した。

この間生成する酢酸を除去し、強力な撹拌で重合を行い
、その後徐々に冷却し、２００℃で重合体を系外へ取り
出した。

重合体の収量は１２．７７ｋｇで理論収量の９８．２％
であった。

これをハンマーミルで粉砕し、２．５１１１１以下の粒
子とした。これをロータリーキルン中で窒素雰囲気下２
８０℃で５時間処理したところ、３５０°Ｃ以上で光学
異方性が観察された。

実施例１ 参考例のポリマーをスクリュウ−型押出機を用いて溶融
紡糸した。ノズルとして３００孔のものを用い、３６５
　’Ｃで紡糸し斗−タルデニール８９６デニールのマル
チフィラメントを５ｋｇボビンに巻き取った。

このマルチフィラメントを用い、石川製作所型ＤＴＢ合
撚糸機を使用し、種々の撚係数になるように条件を変え
て加熱した。（糸の走行速度■：＋ １６．５〜２２５．０ｍ／分、加熱糸の回転数Ｍｆ：５
０００ｒｐｍ） 得られた加熱糸をボビンごとオーブン中に入れ３２０°
Ｃで３時間熱処理を施して撚加工マルチフィラメント糸
を得た。

性能を表１に示す。

比較例１ 加熱時の糸の走行速度■をそれぞれ１０ｍ／分及び９９
０ｍ／分に変更した以外は実施例１と同様にして撚加工
マルチフィラメント糸を得た。

性能を表１に示す。

比較例２ 溶融時に異方性を示さないポリエステル（東洋紡（株）
のポリエチレンテレフタレートＲＴ”　−５８０）を用
い、３００℃で紡糸した以外は実施例１と同様にして紡
糸した。

但し、ノズル下５Ｃ１の所で吐出糸を水中に導き急冷し
た。

１５０°Ｃで４倍に延伸しトータルデニール９２０とし
、次いで実施例１と同様にして撚係数ｋが３０，０とな
るように加熱した。

これを２００℃で３時間熱処理して撚セットした撚加工
マルチフィラメント糸を得た。

性能を表１に示す。

実施例２ 孔数１０００のノズルを用いた以外は実施例１と同様に
して紡糸をｆテった。＊糸数ｒｏｏｏのマルチフィラメ
ントはそのまま、あるいは加熱時に３本合糸して単糸数
３０００のマルチフィラメントとして用いた。

これらのマルチフィラメントを用いて、撚係数ｋが３０
．０となるよう実施例１と同様の方法により加熱し、熱
処理を施した。

性能を表１に示す。

比較例３ 熱処理温度を１９０℃とした以外は実施例１と同様にし
て、撚係数ｋが３０．０の撚加工マルチフィラメント糸
を得た。

性能を表１に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステルを溶融紡糸す
   ることにより得られるマルチフィラメントからなり、次
   式で定義される撚係数ｋが３〜１００であり、マルチフ
   ィラメントを構成する各フィラメント間が融着している
   芳香族ポリエステルマルチフィラメント糸。 撚係数＝Ｔ×（Ｄ＾１＾／＾２） Ｔ：マルチフィラメント糸１ｃｍ長さあたりの撚数 Ｄ：マルチフィラメントのトータルデニール数