JPH04194021A

JPH04194021A - タイヤコードまたはベルト材補強用ナフタレートポリエステル繊維およびその製造法

Info

Publication number: JPH04194021A
Application number: JP32307790A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nagai; 明彦永井; Toshimasa Kuroda; 黒田　俊正
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-14
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JP2945130B2

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、高強度、高弾性率でかつ高タフネスなナフタ
レートポリエステル繊維およびその製造法に関し、特に
タイヤコードやベルト材などの産業資材用途での補強用
繊維に好適な繊維およびその製造法に関する。

〔従来の技術〕

従来、高強度ナフタレートポリエステル繊維に関しては
、特公昭５５−１３７１号公報に記載されているように
、特定の延伸条件で延伸、熱処理を行った場合には、最
高１０．３ｇ／ｄｅまで高強度化できることが知られて
いる。これらの場合、糸の伸度は５．１〜５．５％と極
めて低伸度であり、強度（ｇ／ｄ　ｅ）　×’伸１［て
Ｘ］にて定義されるシルクファクターは２０〜２３．５
にすぎない。このような低伸度の糸をタイヤコードやベ
ルト材用に撚糸して使用すると、いわゆる強力利用率が
低いため、低強力のコードしか得られず、ナフタレート
ポリエステル繊維の性能を充分発揮することができない
。

また、特開昭５０−１６７３９号公報には、紡速７，５
００ｍ／分にて高速紡糸を行って別種の結晶形を有する
繊維を得ているが、その伸度は９．５％であり、シルク
ファクターも２５．０と比較的良好ではあるが、強度は
８．１ｇ／ｄｅの低強度レベルに留まっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、高強度でかつ高タフネスなナフタレートポリ
エステル繊維およびその製造法を提供すること、特にタ
イヤコードやベルト材の補強用に好適な原繊維およびそ
の製造法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、エチレン−２，６−ナフタレート単位を９０
モル％以上含み、極限粘度が０．６５以上のナフタレー
トポリエステル繊維であって、強度が９．０ｇ／ｄｅ以
上、弾性率がｚｔＯｇ／ｄｅ以上、かつシルクファクタ
ーが２６．０以上であるナフタレートポリエステル繊維
である。

本発明のナフタレートポリエステル繊維を構成するナフ
タレートポリエステルは、ポリマー繰り返し単位の９０
モル％以上がエチレン−２，６−ナフタレート単位であ
るポリエステルである。

このようなポリエステルとしては、ポリエチレン−２，
６−ナフタレートが代表的であるが、１０モル％以下の
割合で適当な第３成分を含む共重合体であってもよい。

一般に、ポリエチレン＝２．６−ナフタレートは、ナフ
タレン−２，６−ジカルボン酸またはその機能的誘導体
を触媒の存在下で適当な反応条件の下に重合せしめるこ
とによって合成される。この場合、ポリエチレン−２゜
６−ナフタレートの重合完結前に適当な１種または２種
以上の第３成分を添加すれば、共重合ポリエステルが合
成される。適当な第３成分としては、（ａ）２個のエス
テル形成官能基を有する化合物：例えばシュウ酸、コハ
ク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸などの脂肪
族ジカルボン酸；シクロプロパンジカルボン酸、シクロ
ブタンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸なとの
脂環族ジカルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、ナフタ
レン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸
などの芳香族ジカルボン酸；ジフェニルエーテルジカル
ボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキ
シエタンジカルボン酸、３．５−ジカルボキシベンゼン
スルホン酸ナトリウムなどのカルボン酸；グリコール酸
、ｐ−オキシ安息香酸、Ｐ−オキシエトキシ安息香酸な
どのオキシカルボン酸；プロピレングリコール、トリメ
チレングリコール、ジエチレングリコール、テトラメチ
レングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオベン
チレンゲリコール、ｐ−キシリレングリコール、１．４
−シクロヘキサンジメタツール、ビスフェノールＡ、Ｐ
、Ｐ’　−ジフェノキシスルホン−１，４−ビス（β−
ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、２．２−ビス（ｐ−β
−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン、ポリアルキ
レングリコール、Ｐ−フェニレンビス（ジメチルシクロ
ヘキサン）などのオキシ化合物、あるいはその機能的誘
導体；前記カルボン酸類、オキシカルボン酸類、オキシ
化合物類またはその機能的誘導体から誘導される高重合
度化合物などや、（ｂ）１個のエステル形成官能基を有
する化合物、例えば安息香酸、ベンゾイル安息香酸、ベ
ンジルオキシ安息香酸、メトキシポリアルキレングリコ
ールなどが挙げられる。さらに、（Ｃ）３個以上のエス
テル形成官能基を有する化合物、例えばグリセリン、ペ
ンタエリスリトール、トリメチロールプロパンなども重
合体が実質的に線状である範囲内で使用可能である。

また、前記ポリエステル中に二酸化チタンなどの艶消剤
やリン酸、亜リン酸およびそれらのエステルなどの安定
剤が含まれていてもよいことはいうまでもない。

本発明のナフタレートポリエステル繊維は、その延伸糸
の極限粘度が０．６５以上、好ましくは０．７〜１．０
である。本発明でいう極限粘度は、ポリマーをフェノー
ルとオルトジクロロベンゼンとの混合溶媒（容量比６：
４）に溶解し、３５℃で測定した粘度から求めた値であ
る。極限粘度が０．６５未満では、高強度・高タフネス
な糸質の繊維は得られない。なお、極限粘度が１．０を
超えるような繊維は、紡糸工程性が不良となり易く、実
用上望ましくない。

本発明のナフタレンポリエステル繊維は、高強度で高タ
フネスであり、特にタイヤコードやベルト材の補強用に
好適な繊維であり、その強度が９．０ｇ／ｄｅ以上、好
ましくは９．５ｇ／ｄｅ以上、弾性率が２１０ｇ／ｄｅ
以上、好ましくは２３０〜２６０　ｇ　／　ｄ　ｅであ
って、かつシルクファクター〔強度（ｇ／ｄｅ）ｘ、ｒ
伸１「て鷲］］が２６．０以上、好ましくは２６．５〜
３２．０である。

強度が９．０ｇ／ｄｅ未満では、タイヤコードなどの産
業用資材として用いた場合強力が低いため耐久性が劣っ
てくる。

また、弾性率が２１０ｇ／ｄｅ未満では、例えばラジア
ルタイヤのベルト材として用いた場合の性能が劣ってく
るほか、高弾性率が得られるというナフタレートポリエ
ステル繊維の特性を充分に発揮することができない。

さらに、シルクファクターが２６．０未満では、撚糸工
程をへてコード化する際の強力低下が大きく、耐久性が
劣ったタイヤコードしか得られない。

このようなナフタレートポリエステル繊維は、エチレン
−２，６−ナフタレート単位を９０モル％以上含みかつ
極限粘度が０．６以上のナフタレートポリエステルを、
紡糸速度１２０〜１．２００ｍ／分、紡糸ドラフト２０
〜２５０で溶融紡糸するとともに、未延伸糸の複屈折率
を０．０５０以下として巻取り、巻き取った未延伸糸を
熱延伸工程に供給し、１５０〜１７０℃の加熱供給ロー
ラと１７０〜２００℃の第１段延伸ローラ間で全延伸倍
率の８Ｑ％以上の倍率で第１段延伸を行い、引き続き第
１段延伸ローラの直後に設けた加熱プレートを２１０〜
２４０℃とし、第１段延伸ローラと２２０〜２４５℃の
第２段延伸ローラ間で第２段延伸を行ったのち、第２段
延伸ローラと非加熱の巻取りローラとの間で２〜５％の
制限収縮を行うことによって得ることができる。

本発明の製造法に用いられるナフタレートポリエステル
は、極限粘度が０．７０以上のものである。極限粘度が
０．７０未満では、高強度で高タフネスな糸質の良好な
繊維が得られない。

本発明のナフタレートポリエステル繊維は、前記ナフタ
レートポリエステルを溶融紡糸するに際し、紡糸口金か
ら吐出後、融点以上の温度の加熱帯域を通過せしめて遅
延冷却したのち、冷却風にて冷却固化せしめる。次いで
、油剤を付与したのち、紡糸速度を１２０〜１，２００
ｍ／分、紡糸ドラフトを２０〜２５０、かつ複屈折率（
Δｎ）を０．０５０以下として巻き取る。

紡糸速度が１，２００ｍ／分を超えると、得られる未延
伸糸のΔｎが大となり延伸性が低下する。

一方、紡糸速度が１２０ｍ／分未満では紡糸糸条の安定
性が低下し、糸切れの発生につながる。

紡糸ドラフトは、紡糸巻取り速度と紡糸吐出線速度の比
として定義されるが、具体的には下式（１）から求めた
。

（式中、Ｄは口金の孔径、■は紡糸巻取り速度、Ｗは単
孔当たり体積吐出量を示す。）紡糸ドラフトが２５０を超えると、Δｎがアップするほ
か、紡糸調子が低下する。一方、紡糸ドラフトが２０未
満では、紡糸糸条の揺れが大きく、紡糸安定性に欠ける
。

Δｎが０．０５０を超えると、延伸性が低下し高強度、
高タフネス繊維が得られない。

このようにして得られた未延伸糸の熱延伸方法について
、次に説明スる。

すなわち、本発明の延伸は、少なくとも２段の延伸工程
と最終段での制限熱収縮工程とからなる。

まず、第１段延伸は、１５０〜１７０℃の加熱供給ロー
うで熱収縮工程に入る直前までの、すなわち最終延伸工
程までの延伸倍率の８０％以上の延伸を行う。延伸温度
が１５０℃未満では予熱が不充分であり、無理に引っ張
る結果となり、全延伸倍率も低い値に留まる。一方、該
ローラ温度が１７０℃を超えると、延伸時に結晶化が起
こり、全延伸倍率が低い値に留まる。

また、第１段延伸の延伸倍率が最終延伸工程までの延伸
倍率の８０％未満では、到達強度や到達弾性率が低く、
しかもシルクファクターで表されるタフネスが低い繊維
しか得られず、本発明で特定する糸質の繊維は得られな
い。

次いで、第２段延伸は１７０〜２２０″Ｃの第１段延伸
ローラと２１０〜２４０℃の加熱プレートを組合せて行
う。加熱プレートの温度は、第１段延伸ローラ温度より
も高温とするのが好ましい。

第１段延伸ローラの温度が１７０℃未満では、第２段延
伸温度が低温すぎ、高倍率延伸ができず、一方２２０℃
を超えるとまだ配向性が充分でない第１段延伸を結晶化
で構造を固定化してしまい全延伸倍率が低い値にとどま
る結果となる。

加熱プレートの温度が２１０℃未満では、ローラ温度同
様、第２段延伸温度が低すぎ、高倍率延伸ができない。

一方、２４０℃を超えると延伸温度が高温すぎ繊維が融
着し、断糸する場合もあるほか、断糸に到らすとも繊維
が損傷を受は糸質が低下する。

加熱プレートの温度は一定温度でもよいが、入り側から
出側になるにつれて高温となるような昇温タイプの温度
勾配つきの加熱プレートが特に好ましい。

なお、加熱プレートの代わりに、糸温度が実質２１０〜
２４０″Ｃとなるように、２１０〜２４５℃に設定され
た加熱オーブンなどの使用も可能である。

この第２段延伸で、通常、第１段延伸の残りの延伸を実
施する。第２段延伸をさらに多段に分けて行うのは、適
性な条件を取れば好ましいことではあるが、工業的には
設備費の面などからの制約が伴うので、実質上、延伸は
２段で行う。

３段以上の多段延伸を行う際には、延伸条件としては、
後段になるにつれて温度を上昇させることがポイントで
ある。

加熱ローラに続いて加熱ブ、レートを設置するのが延伸
性の点から好ましい。発明者らの基礎検討の結果では、
ナフタレートポリエステル繊維の延伸張力は比較的低い
値とすることが肝要である。

通常、ポリエチレンテレフタレート繊維は、多段延伸時
の後段での延伸張力は２．５〜３．０ｇ／ｄｅに耐える
が、ナフタレートポリエステル繊維の場合は２．　０〜
２．５ｇ／ｄｅ程度が好ましい。このような観点から、
第１段延伸ローラ、すなわち第２段延伸の加熱ローラよ
り高温の加熱プレートを設置し、延伸張力を低下させる
のは、延伸性の向上に寄与する。

引き続き、第２段の延伸ローラと非加熱の巻き取りロー
ラ間で最終段の制限熱収縮を行う。

第２段延伸が行われた繊維の結晶化を促進させるため、
第２段延伸ローラの温度は加熱プレート温度より高温で
あることが好ましく、その温度は２２０〜２４５℃であ
る。第２段延伸ローラの温度が２２０℃未満では、熱セ
ットの効果が充分でなくシルクファクターが低下し、一
方２４５℃を超えると糸条に熱劣化の傾向が認められ、
強度が低下してくる。

この時の制限収縮の度合いは、２〜５％とする必要があ
る。ナフタレートポリエステル繊維の場合は、発明者ら
の検討によると２〜５％の制限収縮下では強度は殆ど低
下せず、弾性率の低下も小であり、伸度がアップしてく
るのでシルクファクター向上の効果が大きい。制限収縮
が２％未満ではシルクファクター向上の効果が小であり
、一方制限収縮が５％を超えると強度が低下するほか、
弾性率の低下が大きく好ましくない。

［実施例〕以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。

なお、強度および伸度はＪＩＳ　　Ｌ−１０７０により
測定した。また、弾性率は若木製作所製粘弾性測定器“
スペクトロメーター”を用いて室温１０Ｈｚで測定した
動的弾性率（Ｅ′）を用いた。

実施例１〜６、比較例１〜８極限粘度０．８３のポリエチレン−２，６−ナフタレー
トを孔数４８ホール、孔径０．４０ｍｍの円形紡糸孔を
有する紡糸口金からポリマー温度３１２℃で溶融紡糸す
る際、紡糸口金の下部に設けられた長さ３０ｃｍ、３３
０℃の加熱筒を通過せしめたのち、長さ３００ｍｍにわ
たって相対湿度６５％、温度２５℃の冷却風にて冷却固
化させた。

冷却固化した糸条は、オイリングローラで油剤を付与し
たのち、５００ｍ／分にて巻き取った。

この時ドラフトは５２であり、未延伸糸の繊度は１２６
０ｄｅ、複屈折率は０．０１１であった。

この未延伸糸を１％のブリテンションをかけたのち、加
熱供給ローラ（ＦＲ）と第１段延伸ローラ（ＩＲ）間に
て第１段延伸（倍率ＤＲＩ）を行い、次いで第１段延伸
ローラ（加熱）とその直後に設置した加熱プレート（Ｈ
Ｐ、７０ＣＩ）を併用して第１段延伸ローラと第２段延
伸ローラ（２Ｒ）間にて第２段延伸（倍率ＤＲ２）を実
施した。

さらに、制限熱収縮工程として第２段延伸ローラ（加熱
）と非加熱の巻取りローラ（ＷＲ）間で収縮処理（収縮
倍率ＤＲ３）を行って１５０ｍ／分にて巻き取った。こ
の時、ローラおよび加熱プレートの表面温度、各段の延
伸倍率、全延伸倍率（ＴＤＲ）、延伸調子、および得ら
れた延伸糸の糸物性を第１表に示す。

（以下余白）実施例７〜９、比較例９〜１２極限粘度０．８３のポリエチレン−２，６−ナフタレー
トを孔数４８ホールの円形紡糸孔を有する紡糸口金から
ポリマー温度３１２℃で溶融紡糸する際、紡糸口金の下
部に設けられた長さ３０ｃｍ、３３０℃の加熱筒を通過
せしめたのち、長さ３００ｍｍにわたって相対湿度６５
％、温度２５℃の冷却風にて冷却固化させた。

冷却固化した糸条は、オイリングローラで油剤を付与し
たのち、−旦ボビンに巻取り、延伸に供した。この時、
吐出量、口金口径および紡糸（巻取り）速度を変化させ
て紡糸した結果を第２表に示す。

延伸温度条件は、実施例１の条件を用いた。

なお、第２表には実施例１も併せて示す。

（以下余白）〔発明の効果〕本発明は、特にタイヤコードやベルト材の補強用に好適
な、高強度で高タフネスなナフタレートポリエステル繊
維を提供することができる。

特許出願人　　帝　人　株式会社代理人　弁理士　白　井　重　隆

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エチレン−２，６−ナフタレート単位を９０モル
％以上含み、極限粘度が０．６５以上のナフタレートポ
リエステル繊維であって、強度が９．０ｇ／ｄｅ以上、
弾性率が２１０ｇ／ｄｅ以上、かつシルクファクターが
２６．０以上であるナフタレートポリエステル繊維。
（２）強度が９．５ｇ／ｄｅ以上、弾性率が２３０ｇ／
ｄｅ以上であって、かつシルクファクターが２６．０以
上である請求項１記載のナフタレートポリエステル繊維
。
（３）エチレン−２，６−ナフタレート単位を９０モル
％以上含みかつ極限粘度が０．７０以上のナフタレート
ポリエステルを、紡糸速度１２０〜１，２００ｍ／分、
紡糸ドラフト２０〜２５０で溶融紡糸するとともに、未
延伸糸の複屈折率を０．０５０以下として巻取り、巻き
取った未延伸糸を熱延伸工程に供給し、１５０〜１７０
℃の加熱供給ローラと１７０〜２００℃の第１段延伸ロ
ーラ間で全延伸倍率の８０％以上の倍率で第１段延伸を
行い、引き続き第１段延伸ローラの直後に設けた加熱プ
レートを２１０〜２４０℃とし、第１段延伸ローラと２
２０〜２４５℃の第２段延伸ローラ間で第２段延伸を行
ったのち、第２段延伸ローラと非加熱の巻取りローラと
の間で２〜５％の制限収縮を行うことを特徴とするナフ
タレートポリエステル繊維の製造法。
（４）加熱プレートの温度が入り側から出側になるにつ
れて高温となる請求項３記載のナフタレートポリエステ
ル繊維の製造法。