JP2862745B2 - ポリアルキレンナフタレート撚糸コードの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高強力、高弾性率を有す
るポリアルキレンナフタレート撚糸コードの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリアルキレンナフタレート繊維は本
来、分子骨格が剛直であるため強力、弾性率が高く、ま
た優れた耐熱性と寸法安定性とを兼備している。そし
て、この繊維は産業用途や一般用途に広く応用されロー
プ、漁網あるいは防護衣料などに使用されている。

【０００３】しかし、この繊維にも、切断伸度がかなり
低く取扱が必ずしも容易ではないと いう欠点がある。

【０００４】特にこの繊維をタイヤコードやベルトなど
のゴム補強材として使用する場合は伸度が低いと疲労性
が悪化するので通常は撚糸コードとして耐疲労性の改善
が図られる。したがって、撚糸の役割は他の熱可塑性高
分子からなる繊維と比べはるかに重要である。なぜなら
ばこの繊維は剛性が高いため、撚糸後のコード強力やコ
ード弾性率が著しく低下する問題もかかえているからで
ある。特に撚数が高くなるほど、撚糸コードの強力や弾
性率の低下の割合が大きくなる。

【０００５】この撚糸コードの強力や弾性率の低下の原
因は、ポリアルキレンナフタレート繊維自身の剛性が高
いために、捩りに対してヤーンあるいは単繊維（構成フ
ィラメント）が均一に引き揃えられ難いことにある。し
かもポリアルキレンナフタレート繊維の伸度が、５〜１
２％と著しく低いことが、ますます均一な引き揃えを困
難としている。

【０００６】従来はこの撚糸強力を改善する手段として
原糸の単繊維の引き揃えを良くしたり、原糸にポリエチ
レンワックス系油剤を付与して繊維同士の摩擦を少なく
したり、あるいは撚糸操作を２回に分けてできるだけ均
斉な撚糸が行われるように工夫したりしていたが撚糸コ
ードの強力やモジュラスは満足できる程度には至らなか
った。

【０００７】また、特公昭５６−１５３２１号公報には
ポリエチレン−２，６−ナフタレートからなる撚糸コー
ドを経糸とした簾織物を、マイナス６％からプラス８％
までのストレッチ下で１５０〜２４０℃で接着熱処理す
ることが記載されている。

【０００８】しかしながら、本発明者らの検討によれ
ば、簾織物に対し上記の伸長率を上げ、特に伸長率１０
％以上で緊張熱処理を施すと緯糸による拘束のため経糸
撚糸コードの伸長が不均一となり、その結果緯糸が経糸
に対して直角とならず斜めに傾く、いわゆる斜行という
実用上甚はだ好ましくない現象を生じることが判明し
た 。そのため、緊張下での熱処理による撚糸コードの強
力やモジュラスのさらなる向上は実現されていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は高強
力、高弾性率のポリアルキレンナフタレート繊維を用い
て撚糸コードを作成する場合、従来にない高い強力また
は弾性率を有する撚糸コードを得ることができる製造方
法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリアル
キレンナフタレート繊維の撚糸コードの強力改善につい
て鋭意検討した結果、簾織物にする前の撚糸コードを、
コード状態のままで１０％以上の伸長率で緊張熱処理す
るとき、著しく高い撚糸強力あるいは高弾性率が実現さ
れることを見出した。このことは、後掲の表４の比較例
にも示すように、従来の簾織物の状態で緊張熱処理した
ものは、コード状態のままで緊張熱処理したものに比
べ、同一の伸長率でも、緯糸による拘束のため経糸撚糸
コードの伸長が不均一となって、十分な撚糸強力の改善
効果が得られないという事実に照らすとき、“コード状
態”の要件と“１０％以上の緊張熱処理”の要件とは、
有機的に結合されているものと言える。

【００１１】かくして本発明によれば、強度５ｇ／ｄｅ
以上のポリアルキレンナフタレート繊維からなる撚糸コ
ードの製造方法において、該繊維を２以上の撚係数で撚
糸して得た撚糸コードを、コード状態のままで１００〜
３５０℃の温度下に１０〜３０％の伸長率で緊張熱処理
することを特徴とするポリアルキレンナフタレート撚糸
コードの製造方法が提供される。

【００１２】このような撚糸強力の改善は、剛直なポリ
アルキレンナフタレート繊維にのみ効果があるのであっ
て、従来の熱溶融性高分子、例えばポリエチレンテレフ
タレートやナイロン６或いはナイロン６６には見られな
い。何故ならポリエチレンテレフタレートやナイロン６
或いはナイロン６６は分子骨格が十分柔軟であるので 撚
係数の高い撚糸を行っても単糸もヤーンも柔軟に追従で
き、またヤーンの伸度も１０〜２０％と高いので撚糸時
の歪を吸収できるので、撚糸後の撚糸強力の改善が必要
ないからである。

【００１３】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のポリアルキレンナフタレート繊維は下記繰返し単
位（化２）からなる。特に好ましくはポリエチレン−
２、６−ナフタレート繊維である。これに１５モル％未
満の第３成分が含まれた共重合体であっても差し支えな
い。また該ポリアルキレンナフタレートに不活性な艶消
剤が３％未満含まれていてもよい。

【００１４】

【化２】

【００１５】アルキル基は脂肪族でも脂環族でもよいが
炭素数２〜４の直鎖状アルキル基が好ましい。特にポリ
エチレン−２，６−ナフタレートが好ましい。

【００１６】原糸の強度は５ｇ／ｄｅ以上が必要であ
る。５ｇ／ｄｅ未満の場合は高強度繊維としての価値が
低下し通常の熱溶融合成繊維とあまり変らなくなる。好
ましくは７ｇ／ｄｅ以上である。撚係数（ＴＭ）は２以
上である。撚係数（ＴＭ）は次式（１）にて定義され
る。

【００１７】 ＴＭ＝０．００３２３×（ヤーンのデニール）１／２ ×（撚数／１０ｃｍ） ……………（１） 撚係数ＴＭが２以上の高撚数でないと本発明の効果が十
分発揮できない。特にＴＭが３以上になると、１０％以
上の緊張熱処理との組合せにより、本発明の効果が著し
く発現する。このことは、一般的に撚糸強力は撚数が高
くなるほど低下の度合いが著しくなるという従来の知見
に対して対照的な事象と言える。

【００１８】使用されるヤーンの全繊度は凡そ５００〜
１００００デニールが好ましい。撚糸コードとして使用
されるのは５００〜３０００デニールのマルチフィラメ
ントヤーンが一般的である。作成されるコードは１００
０〜１８０００デニールの範囲が通常である。撚糸コー
ドの作成方法は１本のヤーンを１方向のみに撚糸する片
撚の場合と２本以上のヤーンを縄のように撚合わせる場
合があり、いずれの方法でもよい。２本以上のヤーンを
撚り合わせる場合は予め各々のヤーンに同じ撚数の下撚
を施した後、これらのヤーンを揃えて逆方向にほぼ下撚
と同じ撚数の上撚をかける。この場合撚係数の計算には
全繊度として合糸されたヤーンの全繊度を用い撚数とし
ては下撚または上撚の多い方の値を用いて算出する。

【００１９】撚糸コードを緊張するときの熱処理温度は
１００〜３５０℃、好ましくは１５０〜３００℃であ
る。この温度が１００℃未満では撚糸コードの強力の増
分が少なく、またこの温度が３５０℃を超えると繊維が
劣化する。加熱ヒーターは接触式の熱板でも非接触式の
円筒型またはスリット型のヒーターでも使用できる。

【００２０】熱処理時の伸長率は１０〜３０％である。
この伸長率は以下のように定義する。撚糸されたコード
がボビンから解舒される引き出し速度をＶ０とし該撚糸
コードが緊張熱処理を終了して引き出されるロールの速
度をＶｈとするとき伸長率を次式（２）で求める。 伸長率＝（Ｖｈ−Ｖ０）／Ｖ０×１００………（２）

【００２１】伸長は１段で行っても良いし２段以上に分
けて行ってもよい。また緊張熱処理する態様は、撚糸コ
ードを伸長した後に熱処理する方法と実質的に伸長を掛
けつつ同時に熱処理を行う方法とがあるが両者いずれで
も差し支えない。但し後者の方法が伸長率を大きくとる
ことができる意味では好ましい。緊張熱処理が終了した
撚糸コードはそのまま自然冷却しながら巻き取っても良
いし一旦冷却ロールで冷却をした後に巻き取っても良
い。

【００２２】ここで、伸長率が１０％未満では、撚糸コ
ード状態のまま緊張熱処理する効果が不十分で撚糸コー
ドの強力があまり改善されない。また伸長率が３０％を
超えるとポリアルキレンナフタレート繊維としては緊張
過多となり断糸などのトラブルが発生する。伸長率の最
適化は撚係数や処理温度によっても影響を受けるが撚係
数が高い場合あるいは処理温度が高い場合は、伸長率を
高くすると撚糸コードの強力およびモジュラスが増加し
やすい。なお本発明の緊張熱処理は独立した工程として
実施しても良いし他の加工工程で薬液処理を行いつつ連
続的に緊張熱処理を実施してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によればポリアルキ
レンナフタレート繊維を撚糸して得た撚糸コードを、コ
ード状態のままで（したがって、簾織物は含まない）、
１０％以上の緊張熱処理を加成的に施すことにより、従
来の簾織物では斜行の発生により為し得なかった伸長率
１０％以上の高緊張熱処理が可能となり、且つこの高緊
張熱処理により、撚糸コードの伸長時の状態或いは応力
を受けるときの状態も均一になり、従来にない強力およ
び弾性率が著しく改善された撚糸コードを得ることがで
きる。

【００２４】以下に本発明を実施例をもって説明する。
なお実施例における各特性値は以下の方法で測定した。

【００２５】（１）強度、伸度 繊維の強度、伸度はＪＩＳ−Ｌ−１０１７に準拠した。
サンプル長２５ｃｍ、伸長速度３０ｃｍ／ｍｉｎ．撚糸
コードの強度、伸度もＪＩＳ−Ｌ−１０１７に準拠し
た。

【００２６】（２）初期弾性率 繊維の初期弾性率はＪＩＳ−Ｌ−１０１７の初期引張抵
抗度に準拠して測定した。

【００２７】（３）極限粘度 チップ又は繊維をフエノールと２、４、６−トリクロロ
フエノールとの混合溶媒（重量比６：４）に溶解し３５
℃での流下時間から求めた。

【００２８】（４）乾熱収縮率 ＪＩＳ−Ｌ−１０１７Ｂ法（乾熱収縮率）に準拠し１８
０℃で３０分間熱処理後の乾熱収縮率を求めた。ただし
コードには５０ｇの初期荷重をかけた。

【００２９】

【実施例１】ナフタレン−２、６−ジカルボン酸とエチ
レングリコールとを縮重合反応させてポリエチレンナフ
タレートを得た。該ポリエチレンナフタレートの極限粘
度［η］は０．６であった。該ポリエチレンナフタレー
トをカットしたチップを２３０℃の窒素雰囲気中で３０
時間固相重合して極限粘度［η］０．９のポリエチレン
ナフタレートとした。該固相重合チップを３００℃で溶
融し３２０孔の紡糸口金から３１５℃で紡糸した。紡糸
口金の下５０ｃｍに雰囲気温度３５０℃の加熱領域を設
けその後２５℃の冷却風で冷却固化させて５００ｍ／分
で巻き取った。

【００３０】捲き取った未延伸糸を１５５℃で６．５倍
に延伸し更に２２０℃の熱板上で１．１５倍に延伸し２
００℃の加熱ロール上で定長熱処理して１５００デニー
ル／２５０フィラメント（以下１５００ｄｅ／２５０ｆ
と略す）のマルチフィラメントヤーンを得た。

【００３１】ヤーンの強度は１０．８ｇ／ｄｅ、切断伸
度は６．３％、初期弾性率は２９０ｇ／ｄｅであった。
該ヤーンを２本準備し各々のヤーンに１０ｃｍあたり４
０回の下撚を入れた後に、この２本のヤーンを揃えて逆
方向に１０ｃｍあたり４０回の上撚を付与して撚糸コー
ドを作成した。この撚糸操作は一般に双撚と呼ばれ常用
の撚糸機にて実施できる。得られた撚糸コードを長さ３
ｍの筒型ヒーター中に毎分２０ｍ／分の速度で通過させ
ながら緊張熱処理を行った。筒型ヒーターの内温を８５
℃から３８０℃まで変化させ伸長率は一定値１０％で熱
処理を行った結果を表１に記す。なお該撚糸コードの撚
係数は式（１）によりＴＭ＝０．００３２３×（３００
０）０．５ ×４０＝７．１である。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から明らかなように撚糸直後のコード
強力は２１．６ｋｇにすぎなかったが温度１２０〜３３
０℃の範囲で緊張熱処理を施すとコード強力が２３．１
〜２４．１ｋｇにまで大巾に改善される。一方熱処理温
度が８０℃ではコード強力の改善が少なくなる。また温
度が３８０℃になると撚糸コードの強力が逆に低下して
しまった。

【００３４】

【実施例２】実施例１で作成した原撚糸コード（実験Ｎ
Ｏ１；ブランク）を用い、長さ３ｍの筒型ヒータ中を毎
分２０ｍ／分で通過させた。ヒーター温度は２５０℃に
固定し伸長率を種々変更した結果を表２に示す。伸長率
が１０％未満の場合（実験ＮＯ８）、撚糸コードの強力
はブランク（実験ＮＯ１）に比べて若干改善されるもの
の効果が少ない。伸長率が１０〜２５％の範囲では撚糸
コード強力が２４ｋｇ以上に改善され処理時の断糸も殆
んど発生しない。しかし伸長率が３０％を超えると断糸
が頻発した。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【実施例３】実施例１で重合した［η］０．６のポリエ
チレンナフタレートを（そのまま固相重合せずに）３０
５℃で溶融紡糸した。紡糸口金は３２０孔で紡糸口金下
２０ｃｍを３５０℃に加熱し、ついで２０℃の冷却風で
紡出糸を冷却固化し紡速４５００ｍ／分、表面温度１５
０℃の第１ロールに１５ターン捲回し続いて延伸速度５
４００ｍ／分、温度２００℃の延伸ロールに導き該ロー
ルに１５回捲回して熱処理し１５００ｄｅ／３２０ｆの
マルチフィラメントヤーンとし、これを高速ワインダー
で巻取った。得られたヤーンの強度は６．８ｇ／ｄｅ、
伸度は９％で初期弾性率は２２０ｇ／ｄｅであった。該
ヤーンを２本用意し各々のヤーンに１０ｃｍあたり４０
回の下撚を入れた後に２本揃えて逆方向に１０ｃｍあた
り４０回の上撚を付与して撚糸コードを作成した。該撚
糸コードをゴム接着性向上のために濃度１３％のエポキ
シ水溶液に浸漬し続いて濃度２５％のレゾルシン・ホル
マリン・ラテックス（ＲＦＬ）の混合溶液に浸漬した
後、２７０℃の非接触式ヒーターで乾燥した。レゾルシ
ン：ホルマリン：ラテックスの配合重量比は５：５：９
０とした。この乾燥中に撚糸コードを種々の伸長率で緊
張し得られたディップコードの強力を測定した。その結
果を表３に示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】高速紡糸と直接延伸とで得られた上記ヤー
ンは実施例に比べ強力の絶対値が低いが、それでも本発
明の熱処理によって強力が効果的に上昇する。また高速
製糸で得られた本発明のディップコード（実験ＮＯ．１
５および１６）は伸長率が高いにもかかわらず１８０℃
に於ける乾熱収縮率は２％以下であり熱安定性に優れた
性能を示した。伸長率が３０％を越えると処理中にコー
ドが破断しサンプルが採取できなかった。

【００３９】

【実施例４】本実施例では簾織物の熱接着処理と撚糸コ
ードの熱接着処理とを比較した。実施例１で作成した撚
糸コード（実験ＮＯ１；ブランクテスト）を１００本用
意し、これを経糸として簾織物を作成した。緯糸には１
００デニール２４フイラメントのポリエチレンテレフタ
レート延伸繊維を用い１インチあたり２本の密度で打ち
込んだ。得られた簾織物に実施例３に記載した方法に従
って熱接着処理を施した。すなわち濃度１３％のエポキ
シ水溶液に浸漬し、ついで濃度２５％のレゾルシン・ホ
ルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）の混合液に浸漬したの
ち２７０℃の非接触ヒーターで乾燥しながら伸長率１０
％で緊張熱処理を施した。処理後の簾織物から緯糸を取
り除き１００本の経糸撚糸コードの強力を測定し、その
平均値を求めた。一方、実施例１で作成した撚糸コード
（実験ＮＯ１；ブランクテスト）を１００本そのまま引
き揃えて同様に熱接着処理を施し、得られた熱接着処理
後の撚糸コード１００本の強力を測定し、その平均値を
求めた。結果を表４に示した。

【００４０】熱接着処理後の簾織物から取り出した緯糸
には、緯糸が経糸に対して直角とならず斜めに傾いた斜
行という実用上甚はだ好ましくない現象が生じており、
正常な緯方向に対し約１０度の傾斜が随所に観察され
た。また、撚糸コード状態のまま、緊張熱処理したもの
に比べ、簾織物の状態で緊張熱処理したものの撚糸後の
強力改善効果は非常に小さい。これらは簾織物に織成さ
れた経糸撚糸コードは緯糸によって拘束されており、経
糸撚糸コードの伸長が不均一となって、高い伸長率で緊
張熱処理を施してもそれが必ずしもそのまま撚糸コード
物性向上に結び付かないことを示している。

【００４１】

【表４】

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−352811（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−292203（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−55004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−77116（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D02G 3/00 - 3/48 D01F 6/62

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強度５ｇ／ｄｅ以上のポリアルキレンナ
   フタレート繊維からなる撚糸コードの製造方法におい
   て、該繊維を２以上の撚係数で撚糸して得た撚糸コード
   を、コード状態のままで１００〜３５０℃の温度下に１
   ０〜３０％の伸長率で緊張熱処理することを特徴とする
   ポリアルキレンナフタレート撚糸コードの製造方法。
2. 【請求項２】 ポリアルキレンナフタレートの繰返し単
   位の８５モル％以上が下記の繰返し単位（化１）からな
   る請求項１に記載のポリアルキレンナフタレート撚糸コ
   ードの製造方法。 【化１】