JPS5915513A - 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】 本発明は寸法安定性および耐疲労性のすぐれたポリエス
テル繊維の高速直接紡ホ延伸法ｔこ関するものである。

特（こ複屈折２５ｘＩＧ’以上、密度ｔ　５５８以上の
比較的高配向の未延伸糸を１５００ｍ／分以上の紡速で
引取って、これを一旦捲取ることなく連続して延伸し、
少なくとも５５００　ｍ／分以上の速度で捲取ることに
より、削記特徴を有するポリエステル糸条を効率的な方
法で、安定して製造する方法を提案するものである。

従米、ｉ　Ｉ　Ｖポリマを用いてポリエステル糸条７ｉ
′鯛遣する為１こ行われていた直接紡糸延伸法は１００
０ｍ／分未満、通常は６００　ｍ／分程度の比較的低速
で引取ったのち、４．５倍以上の延伸倍率で延伸するが
、たかだか５５００ｍ／分未滴の速度で捲取るものであ
った。そして実質的な２Ｐｉ蝙伸を行ったのち弛緩処理
し捲取る方法が採用されていに０ 本発明は１５００ｍ／分以上の紡速で引取り、残留伸度
１５％以下の繊維を得る為、延伸倍率は１．５〜３．０
倍であるが、捲取速度は少なくとも５５００ｍ／分以上
となる。その為従来の方法を単にスピードアップさせる
だけでは延伸性が著しく劣り、すなわち糸切れや毛羽の
発生が著しく生じ、実質的１こ延伸することは不可能で
ある。そこで寸法安定性、および耐疲労性のすぐれたポ
リエステル糸条を高速紡糸延伸法？こよっても安定？こ
製造する方法について検討した結果、次の方法ｔこよっ
て達成できることを見出したＯ ポリマの固有粘度＜工Ｖ）がα８５以上であり、反倶償
造単位かエチレンテレフタレートを主成分とするポリエ
ステ１ＶｔＲ＜維をｌｆＬ蛍紡希姑伸する方法に於て ｋ）１５００ｍ／分以上の紡速で引取り、韻屈折が２５
Ｘ１０’以上、密度１５５８以上の引取糸を得ること、 （ロ）　引取糸を一旦倦取ることなく連続して１．５〜
３，０倍で６股延伸して残留伸度１５％以下となるよう
延伸する１こ際し、延伸比配分を下＝己条件で行ない、
少なくとも５５００　ｍ７分以上の倦ｅ、速度で捲取る
こと Ｅｌ　　≦２．０　　　　　　　　　（１）Ｅｌ　−Ｅ
２ＸＥ３　　　　　　（２Ｊから７よる方法を採用する
ことである。

以下具体１ｊ″Ｊ１こ図ＩＩＩＩを参照しながら本究明
法を詳述する。

第１図は一実施惑砿が適用される工程図である。

本発明のポリエステル繊維は、分子鎖の繰返し構造単位
の９０モノＶ％以上好ましくは９５モル％以上がエチレ
ンテレフタレート単位であるポリエステルから得られる
。かかるポリエステルとしてはテレフタル酸及びエチレ
ングリスール、エチレンオキサイド成分の他に、イソフ
タル酸、フタノン酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフエ
ニ）Ｖジカルボン酸等の芳喬朕ジカルボン酸、プロ上０
レンゲリコール、フ゛チレ７グＪｌ−）Ｉ”Ｊのジオー
ル成分が共重合された共重合ポリマや後者の成分、また
は前者の成分と後者の成分から得られたポリマをポリエ
チレンテレフタレート１こ溶融混合した混合ポリマ等が
ある。

又、上記ポリマの固有粘度（工■２は０，８５以上好ま
しくは０．９５〜１．４０のものを用い、本究明のボリ
エヌテル繊維の工■が少７よくとも１８０以上好ましく
は［１９０〜１．２５となるようにする。ポリマの１ｖ
がα８５より低いと本発明の意図する７、５ｇ／α以上
の１％強反を保持し、寸法安定性及び耐疲労性の改善さ
れたポリエステル繊維は得られない。

逆ｔこ１．４０より同いと本発明の高速での直皮紡糸延
伸に於て禾切れが頻発する為安定な製糸が困難である。

なお本発明Ｆこおける固有粘度は′次の方法により測定
演算されたものである。

オストワル１・粘度ｒｆ１゛を用いてオルソクロロフェ
ノ−ｗ２Ｓｒｎｌ）こ対し、試料２ｇを浴解した溶液の
相対粘度η１を２５℃で測定し、次の近似式により工Ｖ
を算出した。

１Ｖ−０，０２４２η、＋０．２６５４ｔ−溶液の落下
秒数（秒） ＬＯ−オルソクロロフェノーノＶの落下ｅｌｆ）！＜　
（秒Ｊｄ　−溶液の密度（ｇ／ＣＣ） ｄＯ−オルソクロロフェノールの密ｆｆ（ｇ／Ｃｒ＋λ
次ｔこ本発明ｔこおいてはｆ＋１記ポリエステル繊維の
カルボキシル末端基は２５　ｅｑ／＋　０’　ｇ、好ま
しくは２０　ｅｑ／１０’　ｇ、以下である。そのため
には、溶崗紡禾せんとするポリマをそれ以前の工程、即
ちポリエステル生成工程である重合工程でカルボキシル
末端基の少ないポリマを得るか、溶融紡糸工程でポリマ
の再溶１１こポリマが反応してカルボキシル末端基が少
なくなるような末端封鎖剤を溶融紡糸工程に添加する。

本殆明１こおけるこれら二つの方法は、周知の方法に準
する。

上記ポリマは紡糸頭σＱで（４ｍされて紡糸口金ＵＯを
通して押出され、即ちｍ−紡糸され紡出糸（Ｙ）となる
。

紡糸口金θ〃は好ましくはその中心ＣＧ）より一定の半
径をもつ円周上ｅこ口金孔（１１ＡＪが穿れ、更ｅこそ
の外側ｅこ同様の口金孔が１〜４列配列されている構造
をもった槙状配列口金を用いる。

紡糸口金（１１のぼ下ｔこは加熱筒０２が取りつけられ
ており、その内部の雰囲気（２）は、ポリマの融点、通
常は２６０℃から４００℃、好ましくは２８０〜５６０
℃の温度範囲内で加熱されている。＃１熱筒の長さは５
〜５０Ｇ１好ましくは５〜２５αである。。

上記のガ囲気を紡出糸が通ることｔこよって後述する冷
却筒を連った紡出糸（Ｙ）の延伸工程をこおけるＡ々切
れは減少する。その理由は紡糸口金θυｅこ列送したポ
リエチレンテレフタレート溶融体は厳密１こは若干の熱
履歴上の相違があるが、目１」記与囲気Ｑ４を通った紡
出糸（’Ｙ　）はそこで配向性ン同上させながら糸質を
均斉化するからである。

次Ｐこ雰囲気０４を通過した紡出糸（Ｙ）は、冷却尚四
に吹きこまれた冷却風ＯＱ　ｔこより冷却される。冷却
された紡出糸（Ｙ）はチムニーダクｌ−０７１才通って
更に冷却さイし給油ロールθ１こ接触し油剤が付与され
る。油剤付与された紡出糸（Ｙ）は刀イト（図示なし）
で集束された後、表面速度か＋５００ｍ／ガ以上好まし
くは＋　７５０　ｍ／分以上で凹顆するＴ３１＠ローｌ
し９４で引取られる。引取速成が１５００ｍ／分未凋で
はｍｉＪ記紡出後のカ１４熱、冷却ゾーンヶ通超させて
も、被屈折２５×１０３以上で密度が１．５５−８以上
の比較的高配向の未延伸糸が得６．ＴＬず、その結果、
本９ｔ４明で目的とする寸法安定１生及び耐疲労性の改
善されたポリエステｌし繊維を得ることはできな（−０
引取速度が１５００ｍ／分未詞でも紡糸口化直下で糸条
を直ちｔこ急冷する条件を採用する場合、例えば紡糸口
金直下ｅこ加熱筒をと９つ（すず、且つ糸条の単糸繊度
を則く、延伸後の単糸繊度で２デニール以下とすれは、
満足する特性力；得られる場合もあるが、この時紡糸、
延伸性蚤よ著しく悪く、工業的１こ採用することは不可
能である。

なお、前記被屈折（ハｎ）及び密度は次の方法で測定し
て得た値である。

複屈折（△ｎ）：＝：＋ン（株ＪｌｌＸＴＰ−１１型偏
ブ０顕微睨を用い、ナトリウムラ ンプＤ線を光源とし、皿常のベ レックコンベンセータ沃によっ て測定した。

督度、四福化伏素を皿欧、ｎ−へブタンを＠液として作
製した密度勾配管を用い２５゛Ｃて１地元じた。

欠番・こ引取ロール四で引取られた未延伸糸は一旦倦取
られることな（連続して延伸される。高速直接紡糸延伸
を安定な製糸状態で行７よし１、且つ、目的とする品質
を得る為には紡糸引取ネルソンロールを加熱してフィー
ドロール（ＦＲ）とし、４対の刀ｌ熱ネルソンロール 翰、２　Ｄ　Ｒ　（２旬、５ＤＲ（２２）Ｊによって５
段延伸したのち、無加熱の弛緩ロール（　ＲＲ　（２５
）　）との間で弛緩処理をして播取る。又、上記蝙１申
法ｅこ於て１段目の延伸（Ｆｉ＋３を比較的低温で高倍
率で行７．ｃい、２段目（Ｅ２）、５段目（Ｅ３）は高
温で十分熱を与え乍ら低倍率で行なうことカ；必要であ
る。即ちＥ．は２．０借以下好ましくｔよ１．５〜１．
８借、Ｅ２とＥ３の慎はＢｒより低く１．８倍以下、好
ましくは１．２〜１．６倍となるよう設定し、総合延伸
倍率（Ｅ＋　Ｘ　Ｅ２Ｘ　］！；ａ目よ１．５〜３０好
ましくは１．７〜２．６倍でｍ（中する。

又・各ローノＶの表面温度はＦＲＱｌ：ポリエステルの
ガラス転移温度〜１５０’Ｃ好ましくは８０〜１２０℃
、１ＤＲｇＪ：ポリエ、７．　ｆ　／しのガラス転移湿
度〜１５０℃好ましくは９０〜１５０℃、２ＤＲ（２１
Ｊ　：　２００〜２６０℃、好＊シ（ハ２２０〜２５０
’Ｃ，５ＤＲ（２２Ｊ　：　２００〜２６０℃、好まし
くは２５０〜２６０℃としＲＲＣ２５）　）、１２５０
　℃以下、通常は非加熱ロールを用いる。

捲収運度は５５００　ｍ７分以上、通常は４０００〜６
０００　ｍ／分とする。

前記した如く、従来の高１■ポリマを用いたポリエステ
ル繊維の直接防糸延伸法は総合延伸倍率が４．　ｓ　ｙ
、以上、通常は５．５１行０１１後で延伸が行なわＫｔ
、２段延伸法が採用されることが多い。

−力木発明の高速ＩＩＬ接紡禾蝙伸沃ｔこ於ては残留伸
度１５％以下の高−ノハ貼伸度禾を得るのに１．５〜５
０倍のａｆｆ！年延伸によって面ノ戊されるが、このよ
うな低倍率延伸１こもがかわらず、実質的５段延伸を採
用する埋田は次の通りである。

即ち本発明法の直ｖ、紡糸延伸は従来法より高速で延伸
する為、ポ条番こ十分熱を与え乍ら延伸することは困難
である。例えは従来法であれば延伸ロール間に熱板な入
れる方法も採用し得るが、本発明法では高速延伸の為、
糸条と熱板表面での接触厚襟力が太き（なり、その結果
、品質〃）低下し、又糸切れや毛羽の発生が生じ、延伸
性も低下する。そこで延伸時ｔこ糸条？こ十分熱？（Ｊ
与し、安定な延伸をする目的で２段目の延伸を分割して
、中間Ｅこホットロー／ｌ／　（ＨＲ）を用い、来貢的
な５段延伸を行なうことが効果的であ０ことを見出した
。中間に組込むＨＲ（ＱＤＲ（２＋Ｊ　Ｊは最終延伸ロ
ーｗ　（５ＤＢ（２５）　）　ｆこ近いロー）Ｖ温度が
好ましく、２段目及び５段目延伸倍率（そ４しぞれＥ２
、Ｅ３）は比較的低倍率が採用される。

上記方法の採用により、尚速処伸時の製糸安定性は著し
く向上し、入の特徴を有するポリエステ）Ｖ＃：維が安
定して得られる。

ｑ）乾熱収縮率　　Ｓ≧△Ｓ≧２％ （ロ）　初期引張抵抗度　　１５０≧Ｍｉａ９０ｇ／ｄ
（ハ）強度　　＋　０．０２Ｔ／Ｄ、２ニア、　５ｇ／
ｄに）伸度　　１５１口２れＪ０９６ （ホ）　複屈折　１９０ｘｌＯ”ｌ△ｎａ＋　６０ｘ１
０’２５００で２本合撚糸し、接着剤をＣ４したのち２
４０〜２５０℃、ネットストレッチ−２，０〜５．０９
６で熱処理して処理コードとなした時、下記特性を有し
ている。従来の処理コードｔこ較べ、「中間伸度十乾収
」値が著しく低い。このことはモジュラスを烏（シて低
中間伸度コードを作っても乾熱収縮率が従来の処理コー
ドよりも低くできることを意味する。

（へ）強度　　６．８！Ｔ／Ｄ２５．５（ト）　　中間
伸度　　ＺＯとＭ　Ｅ　２３．０（４，５ｋｇ強力時伸
度） （イ）　乾熱収縮率　　５０≧△Ｓ２と１．０％（す）
　中間伸度＋乾熱収締率 ９％２ＭＥ＋△５２２７９６ 又、上記処理コートヲ用いたタイヤは走行耐久性にもす
ぐれている。モデル的ｅこはグッドイヤーマロローチュ
ーブ（ＧＹ）疲労試験及びグツドリッチディスク疲労試
ｍｔ乙よって非常シこ優れた機械的疲労性を有すること
、及びゴム中をこ処理コードを埋め込んで、尚温で処理
したのちの独力保持率によって示される耐化学劣化性に
優れている４０帖果から理解できる。

本釦明、祇維はタイヤコードとして用いた時、寸法女疋
性及び耐久性のすぐれた特徴を活力・し、特をこヲシア
ルタイヤｔこ過用した時有用な性能を発揮する。これは
処理コードのモジュラスを高く設計しても寸法安定性が
保持されるからである。

一方モジュラスを比威的低く設計して、耐久性ｔｖ　ｔ
　りれた特駕ｙｔ清かし、バイアスタイヤｅこ用いても
好い性能が得られる。

又、タイヤコードのみならず、］゛法安定性、耐久性特
１こ屈曲疲労性、耐熱性が要求される用途、例えは■−
ベルト、搬送用べｌレト等のゴム補強用繊維としても有
用される。

以下、実施例ｔこよって本究明を詳述する。

実施例１ 工Ｖ　１．２５　、カルポキンル末端基績度１５ｅｑ／
１０６ｇのポリエチレンテレフタシー１゛チツプをエク
ス）／レーダ型紡糸機で紡糸温度（ポリマ温度）２９５
℃で紡糸した。紡糸口金は口金の中心より同心円状１こ
５列ｔこ配列された狽状配列口金であり孔径０．６１ｍ
φ、ｒＬ数１９２ホールのものを用いた。吐出量は５８
４ｇ／分である。

口金ｉｆ　下ｔこは５渭スピンブロツクｅこよる加熱領
域があり、その領域の直重、即らスピングロックの下部
１こ長さＺ鋼、ｌ径２２（７）の加熱向化とりつけた。

加熱向は長さ方間の中央部３５αの位置の浮面Ｚ温度を
５５０℃？こコントロールした。紡出糸は上紀加無狽域
を通過させたのち加熱筒ｌは下に長さ１α円径２０傷の
断熱板を介してとりつけた長さ５０個、同径２２備の壌
伏型冷却−１ｗｔｍ伏チムニー〕中を通過させて急冷し
た。チムニ−風温は２５℃を風速４５ｍ／分とした。紡
出糸は引続き給油ローラで油剤を与えたのら、ガイドて
果来され、表面温度２２５０ｍ／分て凹ｊ伝する１００
℃ｅこ加熱されたネルソンローラ（捲数５回）で引取ら
れた。

次いで糸条は一旦倦奴られることなく１２０℃１こ加〜
）ざオ′シたｊＤＲ（倦畝５回Ｊとの間で１．６０倍、
ｊＤＲと２４０℃ＩＣ加熱された２ＤＲ（倍数５回〕と
の間で１．２５倍、２ＤＲと２４５℃に〃目深された５
ＤＲ（捲数７回）との闇で１．１８活に処伸し、５ＤＲ
と非加熱のＲＲ（捲敵４回〕との間で２％の弛緩を与え
たのちワインターで薄板った。上記条件で製糸した試料
を試料扁１とした。又紡糸及び処伸宋件を檎々反凡て製
糸し、第１表（製糸条件）、第２表（特性）に示した。

紡ホ条件を度えること１こよりＩＦＲ引取糸の特性が灰
化するが紡糸吐出量及び延伸倍率は引取＾の特性ンこあ
わせて変更し延伸糸繊度＋０００Ｄ１処伸糸残留伸度１
２〜１５％と７よるようにした。

上記方法で得られた延伸糸を下撚上撚をそれぞれ４９　
Ｔ／１０ｆｆで２本合撚糸して生コードとした。

次にこの生コードをリッラー社（米国）！ｌ！！！コン
ビュートリータｔこよってレゾルシン−ホルマリン−ラ
テックス及び工Ｃ工社（英Ｌ！ｉＩ）製”ＰｅＸｕｉｌ
ｌの混合液からなる接盾剤で処理したのも１６０℃の加
熱炉中を定長で６０秒間乾燥の為、通過させ、引続き０
．５〜４％の緊張を与えつつ２５０℃の加熱ｆて７０秒
曲油過させ、更に１％の弛緩を与えつつ２４０℃、７０
秒間熱処理して処理コードを得た。第２表には処理コー
ド特性も示した。

本究明法ｔこよる黒１．４は製糸性よく得ら２ｔ１処理
コードはハイモジュラスハＩＪ′Ｐ）低中間伸度として
も低収縮率であり、耐疲労性ｅこすぐれていることがわ
かる。

実施例 ＩＶｔ２９、カルレボキシ末端＆礎度２０　ｅｑ／１０
６ｇのポリエチレンテレフタレートチップを実施例１と
同様？こして紡糸した。但し原糸のカルボキシル末端承
一度を低下させる為、ポリマチップの浴融直前１こオル
ソ・フェニル・フェニル　・　　グ　リ　　シ　シル　
エ　−　チル　（Ｏｐｐｏ）　　を　α　４　５１ｊ（
承％雇加しつつ紡糸した。紡糸口金は孔径０．６朋φ、
孔敞２８８ホールを用いた。延伸後の繊度構成が１００
０デニール−２８８フイラメントとなり、且つ、延伸糸
の残留伸度が約１２〜１５％となるような紡糸及び延伸
条件を慣討して鯛ホした。第５辰ｅこ製糸条件及び延伸
性を示した。また１１６れた延伸糸及び処理コード特性
を第４衣１こ示した。なお第６表に符ｅこ明記しない条
件は央力医例１と同様である。

本究明ｅこよって規−」した製糸条件の範囲では延伸性
がよく、特性もすぐＫしていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の工程図を示す。 １０・・・・・　スピンブロック １１　・・・・・　口金 １１Ａ・・・・・口金孔 １２　・・・・・　加熱間 １５・・・・・　加熱雰囲気 １４・・・・・　断熱板 １５　・・・・・　冷却向（環状チムニ−）１６・・・
・・　冷却風 １７・・・・・　チムニ−ダクト Ｙ・・・・・　矛条 １８　・・・・・　給油ロール １９　・１．−　　　Ｆ　Ｒ（引０ロール、フィードロ
ール）２０　・・・・−ＩＤＲ（第１延伸ロール）２１
　・・・・・　２ＤＲ（第２　　〃　　　）２２・・・
・・５ＤＲ（第５〃） ２５　　・　・　・　・　・　　　ＲＲ（弛緩口　−ル
　）２４　・・・・唆　ワインダ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリマの固有粘度（工■］が０．８５以上であり、反復
   構造単位がエチレンテレフタレートを主成分とするポリ
   エヌテｌし糸条を直接紡糸延伸する方法に於て Ｇ（１１５００＋１１／分以上の紡速で引取り、複屈折
   が２５ｘ１０”以上、密度ｔ　５　！＋８以上の引取糸
   を得ること、 （０）　　引取糸を一旦捲取ることな（連続して１．５
   〜３．０倍で５段処伸して残留伸度１５％以下となるよ
   う延伸するｅこ際し、延伸比配分を下記条件で行ない、
   少なくとも ５５００　ｍ／分以上の捲取８ｉ良で憾取ること Ｅｌ　≦２−０　　　　　（１） Ｅ＋　　２Ｅ２　　Ｘ　Ｅｓ　　　　　　（２）を特徴
   とするポリエヌテノ１１の製造方法。