JP2682131B2 - 高タフネスポリエステル繊維およびその製造方法 - Google Patents
高タフネスポリエステル繊維およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はベルト用補強材，タイヤコード，ロープ等の
産業資材用途に適するポリエステル繊維およびその製造
方法に関し、特に強度および切断伸度がいずれも高い値
を示す高タフネスポリエステル繊維およびその様な繊維
を製造する為の方法に関するものである。
産業資材用途に適するポリエステル繊維およびその製造
方法に関し、特に強度および切断伸度がいずれも高い値
を示す高タフネスポリエステル繊維およびその様な繊維
を製造する為の方法に関するものである。
［従来の技術］ ポリエステル繊維は、ナイロンと同程度の強度および
レーヨンと同程度の初期弾性率を併有し、他の繊維素材
に比べて物性のバランスが優れていることから、産業資
材用として広く利用されている。特に産業資材用として
は、高強度のポリエステル繊維が好ましいとされてお
り、近年ベルト用補強材，タイヤコード，ロープ等の用
途で広く使用される様になっている。
レーヨンと同程度の初期弾性率を併有し、他の繊維素材
に比べて物性のバランスが優れていることから、産業資
材用として広く利用されている。特に産業資材用として
は、高強度のポリエステル繊維が好ましいとされてお
り、近年ベルト用補強材，タイヤコード，ロープ等の用
途で広く使用される様になっている。
［発明が解決しようとする課題］ 高強度ポリエステル繊維の製造方法としては、例えば
特公昭41−7891号には高分子量のポリエチレンテレフタ
レートを用いる技術が提案されている。しかしながらこ
の技術は、高分子量のポリエチレンテレフタレートを単
に高倍率で延伸するだけのものであることから、延伸倍
率を高くして強度を高くすればするほど、産業用資材と
して要求されるもう１つの要件である切断伸度が低くな
るという欠点を有している。
特公昭41−7891号には高分子量のポリエチレンテレフタ
レートを用いる技術が提案されている。しかしながらこ
の技術は、高分子量のポリエチレンテレフタレートを単
に高倍率で延伸するだけのものであることから、延伸倍
率を高くして強度を高くすればするほど、産業用資材と
して要求されるもう１つの要件である切断伸度が低くな
るという欠点を有している。
一方切断伸度の高い（即ち高タフネスな）ポリエステ
ル繊維を製造する技術としては例えば特公昭58−51524
号や特開昭62−69842号等の技術が提案されている。し
かしながら特公昭58−51524に開示された技術では、切
断伸度において24.6％という高い値を示すポリエステル
繊維が得られているものの、強度の点では7.8g/d以下の
ものしか得られておらず、この程度の強度では産業資材
用として必要とされる特性を満足しているとは言えな
い。また特開昭62−69842号に開示された技術は、弛緩
熱処理によって高伸度を得ようとするものであり、２次
降伏点を適切にコントロールする技術であるが、この技
術においても２次降伏点における伸度から切断伸度に至
るまでの応力増大が見込めず、実質的に高強度のものが
得られていない。
ル繊維を製造する技術としては例えば特公昭58−51524
号や特開昭62−69842号等の技術が提案されている。し
かしながら特公昭58−51524に開示された技術では、切
断伸度において24.6％という高い値を示すポリエステル
繊維が得られているものの、強度の点では7.8g/d以下の
ものしか得られておらず、この程度の強度では産業資材
用として必要とされる特性を満足しているとは言えな
い。また特開昭62−69842号に開示された技術は、弛緩
熱処理によって高伸度を得ようとするものであり、２次
降伏点を適切にコントロールする技術であるが、この技
術においても２次降伏点における伸度から切断伸度に至
るまでの応力増大が見込めず、実質的に高強度のものが
得られていない。
この様にポリエステル繊維の強度と切断伸度は相反す
る特性であり、その両者の特性を同時に満足するポリエ
ステル繊維の開発が望まれている。
る特性であり、その両者の特性を同時に満足するポリエ
ステル繊維の開発が望まれている。
本発明はこうした技術的課題を解決する為になされた
ものであって、その目的は、高い強度を有し且つ高タフ
ネスな、産業資材用として最適なポリエステル繊維およ
びその製造方法を提供する点にある。
ものであって、その目的は、高い強度を有し且つ高タフ
ネスな、産業資材用として最適なポリエステル繊維およ
びその製造方法を提供する点にある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成し得た本願発明の高タフネスポリエス
テル繊維とは、エチレンテレフタレートを主成分とし、
下記（ａ）〜（ｅ）の要件を満足するものである。
テル繊維とは、エチレンテレフタレートを主成分とし、
下記（ａ）〜（ｅ）の要件を満足するものである。
（ａ）強度≧10.0g/d （ｂ）切断伸度≧15％ （ｃ）初期モジュラス（M0）≦140g/d （ｄ）8g/d応力点でのモジュラス（M8）と初期モジュラ
ス（M0）の比（M8/M0）≧0.4 （ｅ）（繊維表面の複屈折率）−（繊維中心の複屈折
率）≦０ また、上記の様な高タフネスポリエステル繊維は、ポ
リエチレンテレフタレートを溶融紡糸して極限粘度数:
0.9以上，複屈折率:0.001〜0.006の低配向未延伸フィラ
メントを得、該フィラメントを加熱下に3.8倍以上に延
伸した後、280〜450℃の温度で1.07〜1.35倍に延伸し、
引続き215〜280℃の加熱ロールを通して１〜15％の弛緩
率で捲取ることによって製造することができる。
ス（M0）の比（M8/M0）≧0.4 （ｅ）（繊維表面の複屈折率）−（繊維中心の複屈折
率）≦０ また、上記の様な高タフネスポリエステル繊維は、ポ
リエチレンテレフタレートを溶融紡糸して極限粘度数:
0.9以上，複屈折率:0.001〜0.006の低配向未延伸フィラ
メントを得、該フィラメントを加熱下に3.8倍以上に延
伸した後、280〜450℃の温度で1.07〜1.35倍に延伸し、
引続き215〜280℃の加熱ロールを通して１〜15％の弛緩
率で捲取ることによって製造することができる。
［作用］ 本発明は上述の如く構成されるが、要するにポリエチ
レンテレフタレートを溶融紡糸して所定の極限粘度指数
および複屈折率を示す低配向未延伸フィラメントを得、
このフィラメントに対して２回の延伸処理を施した後第
１回の弛緩処理を施せば希望する特性を有する高タフネ
スポリエステル繊維が製造できることを見出し、本発明
を完成した。
レンテレフタレートを溶融紡糸して所定の極限粘度指数
および複屈折率を示す低配向未延伸フィラメントを得、
このフィラメントに対して２回の延伸処理を施した後第
１回の弛緩処理を施せば希望する特性を有する高タフネ
スポリエステル繊維が製造できることを見出し、本発明
を完成した。
本発明で用いる重合体は、エチレンテレフタレートを
主成分とするものであるが、これはポリエチレンテレフ
タレートが少なくとも90％以上、好ましくは95％を含ん
だ重合体の意味である。即ち本発明に係る高タフネスポ
リエステル繊維は、タイヤコード用としての特性を具備
することを想定してものであるが、その特性を満足する
為には後述する様な高温での熱処理工程を必要とするも
のであり、この工程における共重合による融点降下を防
ぐ為には共重合単位は少なくとも10％未満、好ましくは
５％未満に抑える必要がある。尚ポリエステルの共重合
単位は、酸成分として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，オキシ安息香酸等が挙げら
れ、グリコール成分として例えば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
リスリトール等が挙げられるが、これらの例に限定され
るものではない。また本発明に係るポリエステル繊維に
は、安定剤や着色剤等の添加剤を含み得ることは勿論で
ある。
主成分とするものであるが、これはポリエチレンテレフ
タレートが少なくとも90％以上、好ましくは95％を含ん
だ重合体の意味である。即ち本発明に係る高タフネスポ
リエステル繊維は、タイヤコード用としての特性を具備
することを想定してものであるが、その特性を満足する
為には後述する様な高温での熱処理工程を必要とするも
のであり、この工程における共重合による融点降下を防
ぐ為には共重合単位は少なくとも10％未満、好ましくは
５％未満に抑える必要がある。尚ポリエステルの共重合
単位は、酸成分として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，オキシ安息香酸等が挙げら
れ、グリコール成分として例えば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
リスリトール等が挙げられるが、これらの例に限定され
るものではない。また本発明に係るポリエステル繊維に
は、安定剤や着色剤等の添加剤を含み得ることは勿論で
ある。
本発明に係るポリエステル繊維の前記各要件（ａ）〜
（ｄ）を満足するものであるが、その設定値の限定理由
は次の通りである。
（ｄ）を満足するものであるが、その設定値の限定理由
は次の通りである。
（ａ）強度≧10.0g/d 近年ハイテクノロジー化の流れの中にあって、構造材
として要求される品質水準を考慮すれば、強度は少なく
とも10.0g/dは必要である。
として要求される品質水準を考慮すれば、強度は少なく
とも10.0g/dは必要である。
（ｂ）切断伸度≧15％ ポリエステル繊維を構造材として利用するには、その
切断伸度は15％以上である必要がある。即ちポリエステ
ル繊維の強度が10.0g/d以上であっても切断伸度が15％
未満の場合には、負荷のエネルギー吸収量が充分とは言
えない。
切断伸度は15％以上である必要がある。即ちポリエステ
ル繊維の強度が10.0g/d以上であっても切断伸度が15％
未満の場合には、負荷のエネルギー吸収量が充分とは言
えない。
（ｃ）初期モジュラス（M0）≦140g/d 構造材の変形が小さいときに大きな変形抵抗を生じる
繊維では、繊維に対して大きな仕事負荷を与えてしまう
ことになるので、微小変形であっても繊維が受けるダメ
ージが大きくなり、容易に疲労してしまう。従ってこの
様な繊維では、本来その効果を発揮すべき高変形領域に
おいて、十分なエネルギー吸収量を確保できない。こう
したことから、かかる用途に適した繊維には、応力−歪
特性における初期モジュラス（M0:第１図中のラインＡ
の勾配で示される）が140g/d以下である必要がある。尚
初期モジュラスM0の好ましい範囲は、130g/d以下であ
る。
繊維では、繊維に対して大きな仕事負荷を与えてしまう
ことになるので、微小変形であっても繊維が受けるダメ
ージが大きくなり、容易に疲労してしまう。従ってこの
様な繊維では、本来その効果を発揮すべき高変形領域に
おいて、十分なエネルギー吸収量を確保できない。こう
したことから、かかる用途に適した繊維には、応力−歪
特性における初期モジュラス（M0:第１図中のラインＡ
の勾配で示される）が140g/d以下である必要がある。尚
初期モジュラスM0の好ましい範囲は、130g/d以下であ
る。
（ｄ）8g/d応力点でのモジュラス（M0）と初期モジュラ
ス（M0）の比（M8/M0）≧0.4 高荷重下で利用する繊維としては、高い応力下におい
ても引張抵抗が大きいものが優れている。本発明のポリ
エステル繊維は、引張試験（変形速度:100％min-1）の
応力が歪曲線において、8g/d応力点でのモジュラス
（M8:第１図中のラインＢの勾配）が十分に高いという
特徴を有する。即ち、本発明のポリエステル繊維では、
8g/d応力点でのモジュラスM8と初期モジュラスM0の比
（M8/M0）が0.4以上のものが得られる。尚上記の比（M8
/M0）について、より好ましい値は0.6以上であり、更に
好ましくは0.7以上である。
ス（M0）の比（M8/M0）≧0.4 高荷重下で利用する繊維としては、高い応力下におい
ても引張抵抗が大きいものが優れている。本発明のポリ
エステル繊維は、引張試験（変形速度:100％min-1）の
応力が歪曲線において、8g/d応力点でのモジュラス
（M8:第１図中のラインＢの勾配）が十分に高いという
特徴を有する。即ち、本発明のポリエステル繊維では、
8g/d応力点でのモジュラスM8と初期モジュラスM0の比
（M8/M0）が0.4以上のものが得られる。尚上記の比（M8
/M0）について、より好ましい値は0.6以上であり、更に
好ましくは0.7以上である。
また8g/d応力点でのモジュラスM8の絶対値としては、
40g/d以上であれば実質的に強度を十分高く設定するこ
とができるが、より好ましくは50g/d以上、特に好まし
いのは60g/d以上である。
40g/d以上であれば実質的に強度を十分高く設定するこ
とができるが、より好ましくは50g/d以上、特に好まし
いのは60g/d以上である。
一方高応力下で大変形を受け際のエネルギー吸収を確
実に達成するという観点からしても、上記モジュラスM8
は50g/d以上であることが好ましい。モジュラスM8が50g
/d未満では、中間的な伸度例えば破断伸度の1/2におけ
るモジュラス（第１図のラインＣの勾配）と差がなくな
ってしまい、変形をくい止める作用が十分発揮されな
い。
実に達成するという観点からしても、上記モジュラスM8
は50g/d以上であることが好ましい。モジュラスM8が50g
/d未満では、中間的な伸度例えば破断伸度の1/2におけ
るモジュラス（第１図のラインＣの勾配）と差がなくな
ってしまい、変形をくい止める作用が十分発揮されな
い。
ところで高応力下でのモジュラスが高い繊維では、歪
が小さい低伸度域で応力を受持つ分子鎖の割合と、歪が
大きい高進度域で応力を受持つ分子鎖の割合等を考慮す
ると、低進度域で応力を受持つ分子鎖が少ない構造のも
のが適している。こうした観点からすれば（M8/M0）比
が高い繊維を得る為には、繊維表面の配向度を繊維中心
の配向度に比べて低くすればよいと思われる。また配向
度は複屈折率を基準として表わされることから上記考案
は繊維表面の複屈折率よりも繊維中心の複屈折率が大き
いことが好ましいことを示している。即ち（繊維表面の
複屈折率）−（繊維中心の複屈折率）で示される複屈折
率の差Δn0が０以下であることが必要である。尚好まし
い値は、差Δn0≦−１×10-3である。
が小さい低伸度域で応力を受持つ分子鎖の割合と、歪が
大きい高進度域で応力を受持つ分子鎖の割合等を考慮す
ると、低進度域で応力を受持つ分子鎖が少ない構造のも
のが適している。こうした観点からすれば（M8/M0）比
が高い繊維を得る為には、繊維表面の配向度を繊維中心
の配向度に比べて低くすればよいと思われる。また配向
度は複屈折率を基準として表わされることから上記考案
は繊維表面の複屈折率よりも繊維中心の複屈折率が大き
いことが好ましいことを示している。即ち（繊維表面の
複屈折率）−（繊維中心の複屈折率）で示される複屈折
率の差Δn0が０以下であることが必要である。尚好まし
い値は、差Δn0≦−１×10-3である。
この様に繊維断面における外層部の分子鎖配向を、中
心部の分子鎖配向に対して低く抑えてやることによっ
て、体積分率の大きい外層部の分子鎖が高伸度域で応力
を受持つことができるのである。
心部の分子鎖配向に対して低く抑えてやることによっ
て、体積分率の大きい外層部の分子鎖が高伸度域で応力
を受持つことができるのである。
この様に高い切断伸度を有し且つ高応力下における高
い弾性率を示す繊維は、構造材として利用した場合にエ
ネルギー吸収の増加率が緩やかであり、また全エネルギ
ー吸収量が大きい特徴を有し、高い安全性が得られる。
この様な繊維は、例えばシートベルト等に用いた場合、
人体への安全性の確保に極めて有効である。
い弾性率を示す繊維は、構造材として利用した場合にエ
ネルギー吸収の増加率が緩やかであり、また全エネルギ
ー吸収量が大きい特徴を有し、高い安全性が得られる。
この様な繊維は、例えばシートベルト等に用いた場合、
人体への安全性の確保に極めて有効である。
次に上記の様な特性を有するポリエステル繊維の製造
方法について説明する。
方法について説明する。
本発明では、まずポリエチレンテレフタレートを溶融
紡糸して極限粘度数:0.9以上，複屈折率:0.001〜0.006
の低配向未延伸フィラメントとする必要がある。
紡糸して極限粘度数:0.9以上，複屈折率:0.001〜0.006
の低配向未延伸フィラメントとする必要がある。
ここで上記極限粘度数を0.9以上としたのは、産業用
資材として最少低限要求される強度を考慮した為であ
る。尚極限粘度指数の好ましい値は0.95以上である。ま
た本発明における極限粘度数は、ｐ−クロロフェノール
／テトラクロロエチン（3:1）の混合溶媒を用いて30℃
で測定したときの値である。
資材として最少低限要求される強度を考慮した為であ
る。尚極限粘度指数の好ましい値は0.95以上である。ま
た本発明における極限粘度数は、ｐ−クロロフェノール
／テトラクロロエチン（3:1）の混合溶媒を用いて30℃
で測定したときの値である。
本発明では後述する様に、高強度を得る為には第１回
目の延伸は高温下で高倍率で行なう必要がある。この様
に第１回目の延伸における延伸倍率を上げる為には紡糸
工程での分子鎖配向をできるだけ抑える必要がある。こ
うした観点からして未延伸フィラメントの複屈折率は0.
006以下とする必要がある。但し、未延伸フィラメント
の複屈折率が0.001未満では、安定した紡糸が難しく、
長手方向に班の少ない未延伸糸を得ることができず、延
伸工程での単糸切れ等のトラブルにつながる。
目の延伸は高温下で高倍率で行なう必要がある。この様
に第１回目の延伸における延伸倍率を上げる為には紡糸
工程での分子鎖配向をできるだけ抑える必要がある。こ
うした観点からして未延伸フィラメントの複屈折率は0.
006以下とする必要がある。但し、未延伸フィラメント
の複屈折率が0.001未満では、安定した紡糸が難しく、
長手方向に班の少ない未延伸糸を得ることができず、延
伸工程での単糸切れ等のトラブルにつながる。
本発明の繊維を得るには、まず第１回目の延伸を高温
下に高倍率で行なう必要がある。このときの温度は例え
ば250〜370℃程度である。この様な温度範囲での延伸に
おいて延伸倍率を低く押えると10.0g/d以上の高強度糸
を得ることができないから、例えば加熱蒸気雰囲気中で
3.8倍以上に延伸する必要がある。尚このときの延伸倍
率の好ましい範囲は、5.0倍以上である。
下に高倍率で行なう必要がある。このときの温度は例え
ば250〜370℃程度である。この様な温度範囲での延伸に
おいて延伸倍率を低く押えると10.0g/d以上の高強度糸
を得ることができないから、例えば加熱蒸気雰囲気中で
3.8倍以上に延伸する必要がある。尚このときの延伸倍
率の好ましい範囲は、5.0倍以上である。
一方２回目の延伸は高タフネスの繊維を得る為に必須
の工程である。この延伸では、糸断面の外層部の温度が
ポリマー融点近傍の温度に達してから（中心部の温度が
十分に上った状態で）変形を生じる様に延伸を行なう必
要がある。即ち、糸断面内の温度分布において、糸外層
部の温度が融点近傍に達する時点で延伸を行なう様に、
ヒーターの加熱能力および延伸倍率を制御する必要があ
る。高すぎる延伸倍率では、糸中心部の温度が十分に上
がる前に延伸されてしまい強度は高くできるものの、初
期弾性率が上がりすぎ、高タフネスのポリエステル繊維
を得ることができない。また延伸倍率が低すぎると、糸
内部の配向が進まず、高強度糸を得ることができない。
この様な観点から本発明では、２回目の延伸倍率を1.07
〜1.35倍に設定した。またこの様なところから、延伸温
度は比較的高く設定する必要があり、その範囲は280〜4
50℃である。
の工程である。この延伸では、糸断面の外層部の温度が
ポリマー融点近傍の温度に達してから（中心部の温度が
十分に上った状態で）変形を生じる様に延伸を行なう必
要がある。即ち、糸断面内の温度分布において、糸外層
部の温度が融点近傍に達する時点で延伸を行なう様に、
ヒーターの加熱能力および延伸倍率を制御する必要があ
る。高すぎる延伸倍率では、糸中心部の温度が十分に上
がる前に延伸されてしまい強度は高くできるものの、初
期弾性率が上がりすぎ、高タフネスのポリエステル繊維
を得ることができない。また延伸倍率が低すぎると、糸
内部の配向が進まず、高強度糸を得ることができない。
この様な観点から本発明では、２回目の延伸倍率を1.07
〜1.35倍に設定した。またこの様なところから、延伸温
度は比較的高く設定する必要があり、その範囲は280〜4
50℃である。
上述の様な２回目の延伸工程を行なうのは、高タフネ
スの繊維を得る為にフィラメントの表層部の分子鎖の配
向を低下させても本来の強度を確保できることを見出し
たことによるものである。尚延伸を２段階に分けて行な
くこと自体は、これまでも行なわれてきたが、従来の２
回目の延伸では延伸張力をできるだけ高くして高温下で
最大限に延伸するものであり、加熱条件は糸全体の温時
上昇をできるだけ早くすることができるものが望ましい
とされていた。従って、従来法で延伸倍率を低下させる
だけでは、糸全体の配向を低下させることになり、その
分強度が低下するだけである。
スの繊維を得る為にフィラメントの表層部の分子鎖の配
向を低下させても本来の強度を確保できることを見出し
たことによるものである。尚延伸を２段階に分けて行な
くこと自体は、これまでも行なわれてきたが、従来の２
回目の延伸では延伸張力をできるだけ高くして高温下で
最大限に延伸するものであり、加熱条件は糸全体の温時
上昇をできるだけ早くすることができるものが望ましい
とされていた。従って、従来法で延伸倍率を低下させる
だけでは、糸全体の配向を低下させることになり、その
分強度が低下するだけである。
本発明に係る製造方法では、最終的に弛緩熱処理を施
すものであるが、これは具体的には前記特開昭62−6984
2号と同様の趣旨で高伸度を得る為に行なうものであ
る。但し、本発明では上述の２回の延伸処理によって希
望する強度を確保しているのである。
すものであるが、これは具体的には前記特開昭62−6984
2号と同様の趣旨で高伸度を得る為に行なうものであ
る。但し、本発明では上述の２回の延伸処理によって希
望する強度を確保しているのである。
この弛緩熱処理では、ヤーンの寸法安定性という点を
考慮すれば、215〜280℃の加熱ロールを通す必要があ
る。また弛緩率は１〜15％の範囲とする必要がある。弛
緩率が１％未満であると、ボビンの捲締め等のトラブル
が発生し易く、15％を超えると弛緩が進み強度の低下が
生じるからである。
考慮すれば、215〜280℃の加熱ロールを通す必要があ
る。また弛緩率は１〜15％の範囲とする必要がある。弛
緩率が１％未満であると、ボビンの捲締め等のトラブル
が発生し易く、15％を超えると弛緩が進み強度の低下が
生じるからである。
次に、本発明に係るポリエステル繊維の繊維断面内に
おける複屈折率Δｎの分布の測定法について説明する。
おける複屈折率Δｎの分布の測定法について説明する。
＜繊維断面内における複屈折率Δｎの分布の測定法＞ 透過定量型干渉顕微鏡を使用して得られる中心屈折率
（ｎ⊥,0,n,0）及び外周屈折率（ｎ⊥,0.9,n,0.9）
の値によって、本発明の繊維の特異な分子配向が明らか
となり、本発明の繊維の優れた強度との関連を示すこと
ができる。透過定量型干渉顕微鏡（例えば東独カールツ
ァイスイエナ社製干渉顕微鏡インターフアコ）を使用し
て得られる干渉縞法によって、繊維の側面から観察した
平均屈折率の分布を測定することができる。この方法は
円形断面を有する繊維に適用することができる。繊維の
屈折率は、繊維の平行方向に振動している偏光に対する
屈折率（ｎ）と繊維軸の垂直軸の垂直方向に振動して
いる偏向に対する屈折率（ｎ⊥）によって特徴づけられ
る。
（ｎ⊥,0,n,0）及び外周屈折率（ｎ⊥,0.9,n,0.9）
の値によって、本発明の繊維の特異な分子配向が明らか
となり、本発明の繊維の優れた強度との関連を示すこと
ができる。透過定量型干渉顕微鏡（例えば東独カールツ
ァイスイエナ社製干渉顕微鏡インターフアコ）を使用し
て得られる干渉縞法によって、繊維の側面から観察した
平均屈折率の分布を測定することができる。この方法は
円形断面を有する繊維に適用することができる。繊維の
屈折率は、繊維の平行方向に振動している偏光に対する
屈折率（ｎ）と繊維軸の垂直軸の垂直方向に振動して
いる偏向に対する屈折率（ｎ⊥）によって特徴づけられ
る。
ここに説明する測定は全て光源としてキセノンランプ
を用い、偏向下、干渉フイルター波長544nmの緑色光線
を使用して得られる屈折率（ｎ及びｎ⊥）を用いて実
施される。以下ｎの測定及びｎ⊥より求められるｎ
,0とｎ,0.9について詳細に説明するが、ｎ⊥（ｎ
⊥,0、ｎ⊥,0,0.9）に試験される繊維は光学的にフラッ
トなスライドグラス及びカバーグラスを使用し、0.2〜
１波長の範囲内の干渉縞のいずれを与える屈折率（nE）
をもつ繊維に対して不活性の封入剤中に浸漬する。封入
剤の屈折率（nE）は緑色光線（波長λ＝544nm）を光源
としてアツベの屈折計を用いて測定した20℃における値
である。この封入剤はたとえば流動パラフインとα−ブ
ロムナフタリンの混合液より1.48〜1.65の屈折率を有す
るものが調製できる。この封入剤中に１本の繊維を浸漬
する。この干渉縞のパターンを写真撮影し、1000倍〜20
00倍に拡大して解析する。
を用い、偏向下、干渉フイルター波長544nmの緑色光線
を使用して得られる屈折率（ｎ及びｎ⊥）を用いて実
施される。以下ｎの測定及びｎ⊥より求められるｎ
,0とｎ,0.9について詳細に説明するが、ｎ⊥（ｎ
⊥,0、ｎ⊥,0,0.9）に試験される繊維は光学的にフラッ
トなスライドグラス及びカバーグラスを使用し、0.2〜
１波長の範囲内の干渉縞のいずれを与える屈折率（nE）
をもつ繊維に対して不活性の封入剤中に浸漬する。封入
剤の屈折率（nE）は緑色光線（波長λ＝544nm）を光源
としてアツベの屈折計を用いて測定した20℃における値
である。この封入剤はたとえば流動パラフインとα−ブ
ロムナフタリンの混合液より1.48〜1.65の屈折率を有す
るものが調製できる。この封入剤中に１本の繊維を浸漬
する。この干渉縞のパターンを写真撮影し、1000倍〜20
00倍に拡大して解析する。
繊維の封入剤の屈折率をnE,繊維のＳ′−Ｓ″間の平
均屈折率をｎ,S′−Ｓ″間の厚みをt,使用光線の波長
λを、バックグランドの平行干渉縞の間隔（１λに相
当）をDn、繊維による干渉縞のずれをdnとすると、光路
差Ｌは で表わされる。
均屈折率をｎ,S′−Ｓ″間の厚みをt,使用光線の波長
λを、バックグランドの平行干渉縞の間隔（１λに相
当）をDn、繊維による干渉縞のずれをdnとすると、光路
差Ｌは で表わされる。
試料の屈折率をnsとすると、封入液の屈折率は、nS＜
nE＝n1,nS＞nE＝n2の２種のものを用いて干渉縞のパタ
ーンを評価する。
nE＝n1,nS＞nE＝n2の２種のものを用いて干渉縞のパタ
ーンを評価する。
従って［Ｉ］式にもとづいて繊維の中心から外周まで
の各位置での光路差から、各位置の繊維の平均屈折率
（ｎ）の分布を求めることができる。
の各位置での光路差から、各位置の繊維の平均屈折率
（ｎ）の分布を求めることができる。
厚みｔは得られる繊維が円型断面と仮定して計算によ
って求めることができる。しかしながら製造条件の変動
や製造後のアクシデントによって、円形断面になってい
ない場合も考えられる。このような不都合を除くため、
測定する個所は繊維軸を対称軸として干渉縞のずれが左
右対称になっている部分を使用することが適当である。
測定は繊維の半径をＲとすると０〜0.9Rの間を0.1Rの間
隔で行ない、各位置の平均の屈折率を求めることができ
る。同様にしてｎ⊥の分布も求められるので複屈折率分
布は Δｎ（r/R）＝ｎ（r/R）−ｎ⊥（r/R） …［II］ より求められる。尚Δｎ（r/R）は少なくとも３本のフ
ィラメント、好適には５〜10本のフィラメントについて
測定したものを平均して用いるのが良い。
って求めることができる。しかしながら製造条件の変動
や製造後のアクシデントによって、円形断面になってい
ない場合も考えられる。このような不都合を除くため、
測定する個所は繊維軸を対称軸として干渉縞のずれが左
右対称になっている部分を使用することが適当である。
測定は繊維の半径をＲとすると０〜0.9Rの間を0.1Rの間
隔で行ない、各位置の平均の屈折率を求めることができ
る。同様にしてｎ⊥の分布も求められるので複屈折率分
布は Δｎ（r/R）＝ｎ（r/R）−ｎ⊥（r/R） …［II］ より求められる。尚Δｎ（r/R）は少なくとも３本のフ
ィラメント、好適には５〜10本のフィラメントについて
測定したものを平均して用いるのが良い。
以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、
下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前
・後記の趣旨に微して設計変更することはいずれも本発
明の技術的範囲に含まれるものである。
下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前
・後記の趣旨に微して設計変更することはいずれも本発
明の技術的範囲に含まれるものである。
［実施例］ 分子量の異なるポリエチレンテレフタレートを溶融紡
糸し、過熱蒸気ヒーターで２回の延伸処理を引続いて行
なった後、８％の弛緩を与えて巻取った。このときの製
造条件および得られた繊維の物性は第１表に示す。
糸し、過熱蒸気ヒーターで２回の延伸処理を引続いて行
なった後、８％の弛緩を与えて巻取った。このときの製
造条件および得られた繊維の物性は第１表に示す。
第１表から次の様に考察できる。
まず重合度の影響につき検討すると、極限粘度数0.88
の条件（No.1〜３）では延伸倍率がかえても、強度10.0
g/d以上で且つ破断伸度15％である繊維が得られなかっ
た。これに対し、極限粘度数0.94,1.01,1.17の繊維（N
o.4,5,8,9）では、強度10.0g/d以上でかつ伸度15％以上
のものが得られた（第１図参照）。
の条件（No.1〜３）では延伸倍率がかえても、強度10.0
g/d以上で且つ破断伸度15％である繊維が得られなかっ
た。これに対し、極限粘度数0.94,1.01,1.17の繊維（N
o.4,5,8,9）では、強度10.0g/d以上でかつ伸度15％以上
のものが得られた（第１図参照）。
次に未延伸の複屈折値の影響につき検討すると、未延
伸糸の配向が高い条件（No.6,7）では、10.0g/d以上の
強度を得ることができなかった（第１図参照）。
伸糸の配向が高い条件（No.6,7）では、10.0g/d以上の
強度を得ることができなかった（第１図参照）。
更に、延伸倍率の効果について検討すると、１回目の
延伸倍率が低い条件（No.10,11）では、強度10.0g/d以
上で且つ伸度15％以上である繊維は得られなかった。ま
た、１回目の延伸倍率をやや抑えて２回目の延伸倍率を
高く設定した条件（No.12）では、（M8/M0）が0.40以上
である繊維は得られなかった。
延伸倍率が低い条件（No.10,11）では、強度10.0g/d以
上で且つ伸度15％以上である繊維は得られなかった。ま
た、１回目の延伸倍率をやや抑えて２回目の延伸倍率を
高く設定した条件（No.12）では、（M8/M0）が0.40以上
である繊維は得られなかった。
尚No.8（実施例３）およびNo.12（比較例）の繊維断
面内複屈折分布は、第２図の様になり、第１表と対比す
ると、（繊維表面の複屈折率）−（繊維中心の複屈折
率）≦０の繊維は、比（M8/M0）が高くなっているのが
分かる。
面内複屈折分布は、第２図の様になり、第１表と対比す
ると、（繊維表面の複屈折率）−（繊維中心の複屈折
率）≦０の繊維は、比（M8/M0）が高くなっているのが
分かる。
次に、極限粘度数1.3のポリエチレンテレフタレート
を、No.8（実施例３）と同じ紡糸条件で溶融紡糸し直ち
に、過熱蒸気ヒーターを用い１回目の温度150℃、２回
目の温度270℃で２回の延伸を行った。このときの延伸
倍率および得られた繊維の物性は第２表に示す。
を、No.8（実施例３）と同じ紡糸条件で溶融紡糸し直ち
に、過熱蒸気ヒーターを用い１回目の温度150℃、２回
目の温度270℃で２回の延伸を行った。このときの延伸
倍率および得られた繊維の物性は第２表に示す。
上記各繊維における応力・歪曲線を第１図上に併記す
る。
る。
この結果から明らかな様に、本発明の代表的な応力−
歪曲線（ラインＤ）は、（No.13〜17）に比べて高伸度
域でのモジュラスが高い。またNo.13〜17の繊維の破断
点は第１図中の一点鎖線上にあり、強度10.0g/d以上で
あり且つ伸度15％を表す領域（第１図中斜線部で示す）
には、到達していない。
歪曲線（ラインＤ）は、（No.13〜17）に比べて高伸度
域でのモジュラスが高い。またNo.13〜17の繊維の破断
点は第１図中の一点鎖線上にあり、強度10.0g/d以上で
あり且つ伸度15％を表す領域（第１図中斜線部で示す）
には、到達していない。
［発明の効果］ 本発明は以上様に構成されており、本発明に係るポリ
エステル繊維は高タフネスでありながら従来にない高強
度のものが得られており、且つエネルギー吸収が高応力
下で急増するという特徴を有していることから、耐衝撃
に極めて優れた繊維である。この様な繊維は、大変形が
起こりやすい構造材の補強材として特に有用である。
エステル繊維は高タフネスでありながら従来にない高強
度のものが得られており、且つエネルギー吸収が高応力
下で急増するという特徴を有していることから、耐衝撃
に極めて優れた繊維である。この様な繊維は、大変形が
起こりやすい構造材の補強材として特に有用である。
第１図は伸度と強度の関係（応力・歪の関係）を示すグ
ラフ、第２図は実施例３および比較例（No.12）の糸断
面内配向度分布を示すグラフである。
ラフ、第２図は実施例３および比較例（No.12）の糸断
面内配向度分布を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】エチレンテレフタレートを主成分とし、下
記（ａ）〜（ｅ）の要件を満足することを特徴とする高
タフネスポリエステル繊維。 （ａ）強度≧10.0g/d （ｂ）切断伸度≧15％ （ｃ）初期モジュラス（M0）≦140g/d （ｄ）8g/d応力点でのモジュラス（M8）と初期モジュラ
ス（M0）の比（M8/M0）≧0.4 （ｅ）（繊維表面の複屈折率）−（繊維中心の複屈折
率）≦０ - 【請求項２】ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し
て極限粘度数:0.9以上，複屈折率:0.001〜0.006の低配
向未延伸フィラメントを得、該フィラメントを加熱下に
3.8倍以上に延伸した後、280〜450℃の温度で1.07〜1.3
5倍に延伸し、引続き215〜280℃の加熱ロールを通して
１〜15％の弛緩率で捲取ることによって請求項（１）に
記載のポリエステル繊維を得ることを特徴とする高タフ
ネスポリエステル繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106476A JP2682131B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 高タフネスポリエステル繊維およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106476A JP2682131B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 高タフネスポリエステル繊維およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02289115A JPH02289115A (ja) | 1990-11-29 |
| JP2682131B2 true JP2682131B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=14434559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1106476A Expired - Fee Related JP2682131B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 高タフネスポリエステル繊維およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2682131B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100390742B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2003-10-10 | 주식회사 효성 | 폴리에스터 산업용 원사의 제조방법 |
| JP4871461B2 (ja) * | 2001-09-14 | 2012-02-08 | ユニチカ株式会社 | 安全ネット用ポリエステル糸および該糸を用いた安全ネット |
| JP5173271B2 (ja) * | 2007-06-14 | 2013-04-03 | 帝人ファイバー株式会社 | 高タフネス繊維の製造方法 |
| JP5265953B2 (ja) * | 2008-04-09 | 2013-08-14 | 帝人株式会社 | 衝撃吸収ロープ、衝撃吸収ロープの製造方法及び防護体 |
| KR101414224B1 (ko) * | 2010-09-30 | 2014-07-02 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 폴리에스테르 섬유 및 그의 제조방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0663128B2 (ja) * | 1983-10-20 | 1994-08-17 | 旭化成工業株式会社 | ゴム構造物補強用ポリエステル繊維及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-04-25 JP JP1106476A patent/JP2682131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02289115A (ja) | 1990-11-29 |
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