JPH09143816A

JPH09143816A - 衝撃吸収性ポリエステル繊維

Info

Publication number: JPH09143816A
Application number: JP30275795A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Maruo; 潔丸雄; Masayasu Nagao; 正康長尾
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-06-03

Abstract

(57)【要約】【課題】落下時あるいは衝突時の衝撃エネルギーを吸
収する際に発生する衝撃荷重により受けるダメージを低
減することができ、しかも破断強度も良好な衝撃吸収性
ポリエステル繊維を提供すること。【解決手段】エチレンテレフタレートを主たる繰返し
単位とするポリエステルからなり、強度が５．０ｇ／ｄ
以上、伸度が２５〜５０％、初期モジュラスが４０〜９
０ｇ／ｄ、第一次降伏点強度が０．７〜１．２ｇ／ｄ、
及び１０％伸長強度が１．０〜１．７ｇ／ｄの特性を有
する衝撃吸収性ポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度で且つ衝撃
吸収性に優れ、特に建設工事や電気工事など高所作業を
行う場合に使用される安全ベルト、安全ネット、あるい
は自動車用のシートベルト等に適したポリエステル繊維
に関する。

【０００２】

【従来の技術】本来、高所作業用の安全ベルト、安全ネ
ット、あるいは自動車用のシートベルトに要求される最
大の特性は、落下時あるいは衝突時に作業者や乗員が受
ける衝撃力を吸収緩和すること、すなわち衝撃吸収時に
発生する衝撃力を低下させることである。かかる性能を
満足させるために、現在までにいくつかの提案がなされ
ている。

【０００３】例えば、特開平１−２９８２０９号公報に
は、固有粘度の高いポリエステルをランド長／孔径比の
大きい吐出孔から高温雰囲気中に吐出し、冷却固化後に
３０００ｍ／分以上の高速で引取って、得られるポリエ
ステル繊維の荷伸曲線の第１次降伏点と立上がり点との
間を５％以上３０％未満となし、衝撃エネルギーを連続
的に且つ円滑に吸収することができるようにしたポリエ
ステル繊維の製造方法が提案されている。しかし、この
方法により得られる繊維はその破断強度が不充分で、例
えば安全ベルトとして用いる場合には、その要求される
破断強力１８３０Ｋｇ以上を満足させるために繊維の使
用量を多くせざるを得なくなり、取扱い性が低下するだ
けでなく落下防止時の最大衝撃荷重も逆に高くなるとい
った安全上の問題が発生することが判明した。

【０００４】一方、特開平５−３２１０６２号公報に
は、沸水収縮率が２５％以上、熱応力値が０．２ｇ／ｄ
以上の高収縮性ポリエステル繊維を、繊維ロープに加工
した後に熱収縮させて、衝撃エネルギーを有効に吸収さ
せることのできる安全ロープの製造方法が提案されてい
る。しかしこの方法では、熱収縮時に収縮斑が発生しや
すいため得られるロープの破断強力は低下し、また荷伸
曲線の立上がり点伸度も大きくなって衝撃エネルギー吸
収のための伸度が過大になりすぎるといった問題があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みなされたもので、その目的は、落下時あるいは衝
突時の衝撃エネルギーを吸収する際に発生する衝撃荷重
により受けるダメージを低減することができ、しかも破
断強度は良好で安全ベルト、安全ネット、シートベルト
等を得るに適した衝撃吸収性ポリエステル繊維を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下の構成により達成することができる。すなわち、「エ
チレンテレフタレートを主たる繰返し単位とするポリエ
ステルからなる繊維であって、下記（ａ）〜（ｅ）を同
時に満足することを特徴とする衝撃吸収性ポリエステル
繊維。」である。（ａ）強度ＳＴ（ｇ／ｄ）：ＳＴ≧５．０（ｂ）伸度ＥＬ（％）：２５≦ＥＬ≦５０（ｃ）初期モジュラスＭ（ｇ／ｄ）：４０≦Ｍ≦９０（ｄ）第一次降伏点強度Ｓ_A（ｇ／ｄ）：０．７≦Ｓ_A
≦１．２（ｅ）１０％伸長強度Ｓ_B（ｇ／ｄ）：１．０≦Ｓ_B≦
１．７

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明におけるポリエステルは、
エチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とするポリ
エステルを対象とするが、なかでもポリエチレンテレフ
タレートに第３成分を、テレフタル酸成分を基準として
５〜１８モル％、特に１０〜１５モル％共重合したもの
は、容易に１０％伸長強度Ｓ_Bを１．０〜１．７ｇ／ｄ
の範囲にすることができるので好ましい。共重合させる
第３成分としては、イソフタル酸、アジピン酸等の二官
能性カルボン酸、ネオペンチルグリコール、ジエチレン
グリコール等のジオール成分を例示することができ、特
にイソフタル酸又はネオペンチルグリコールが好まし
い。

【０００８】またポリエステルの固有粘度は、低すぎる
と破断強力を達成することが困難となり、一方高すぎる
と溶融紡糸時に断糸が発生しやすくなるので、０．７〜
１．２、特に０．７５〜１．０の範囲が好ましい。

【０００９】上記のポリエステルからなる本発明のポリ
エステル繊維は、その破断強度ＳＴ（ｇ／ｄ）、破断伸
度ＥＬ（％）、初期モジュラスＭ（ｇ／ｄ）、第１次降
伏点強度Ｓ_A（ｇ／ｄ）、及び１０％伸長強度Ｓ_B（ｇ
／ｄ）が下記（ａ）〜（ｅ）を同時に満足することが大
切である。（ａ）ＳＴ≧５．０（ｂ）２５≦ＥＬ≦５０（ｃ）４０≦Ｍ≦９０（ｄ）０．７≦Ｓ_A≦１．２（ｅ）１．０≦Ｓ_B≦１．７

【００１０】ここで破断強度ＳＴが５．０ｇ／ｄ未満の
場合には、安全ベルト、安全ネット、シートベルト等に
した時の破断強力を満足できるレベルにするためにはそ
の繊維の使用量を多くせざるを得なくなり、その結果衝
撃吸収時に発生する衝撃応力（衝撃荷重）は逆に大きく
なるので好ましくない。

【００１１】また破断伸度が２５％未満の場合には、１
０％伸長応力が１．７ｇ／ｄを越えることとなり、衝撃
荷重が大きくなるため好ましくない。一方、５０％を越
える場合には、破断強度のバラツキが大きくなって５．
０ｇ／ｄ以上のものを安定して得ることが困難となるの
で好ましくない。

【００１２】また初期モジュラスが４０ｇ／ｄ未満の場
合には、低応力でも繊維の伸長が起こりやすくなるた
め、安全ベルト等にした時の形態保持性が低下し、衝撃
エネルギー吸収性能も低下する。一方９０ｇ／ｄを越え
る場合には、第１次降伏点以降の荷伸曲線の立上がりを
抑えることが困難となり、１０％伸長応力が大きくなっ
て衝撃エネルギー吸収特性が低下する。

【００１３】また第１次降伏点応力が０．７ｇ／ｄ未満
の場合には、低応力下で繊維の伸長が進行するために衝
撃エネルギー吸収性が低下するだけでなく、寸法安定性
も不充分となるので好ましくない。一方１．２ｇ／ｄを
越える場合には、衝撃エネルギー吸収能は大きくなるも
のの、衝撃荷重の最大値が大きくなって本発明の目的を
達成できなくなる。

【００１４】さらに本発明においては、繊維の１０％伸
長応力が前記の範囲にあることが必要であり、この応力
が１．０ｇ／ｄ未満の場合には、衝撃を受けて伸長変形
する際の伸長応力が低くなって衝撃エネルギー吸収性能
が低下する。一方１．７ｇ／ｄを越える場合には、衝撃
エネルギーの吸収性は良好となるものの、伸長変形する
際の伸長応力が高くなりすぎて衝撃荷重は大きくなる。

【００１５】以上に述べた本発明のポリエステル繊維
は、例えば以下の方法により製造することができる。す
なわち、固有粘度が０．７以上のポリエステル、好まし
くは第３成分をテレフタル酸成分に対して５〜１８モル
％共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合ポリ
エステルを、通常の溶融紡糸装置を用いて温度２６０〜
３１０℃下、延伸後の単糸繊度が１〜２０デニールとな
る割合で溶融吐出し、該吐出糸条をポリエステルの融点
以上の温度に保たれた加熱雰囲気中を通過させた後に冷
却風にて固化せしめ、次いで油剤を付与して未延伸糸を
得る。ここで未延伸糸の引取り速度は１５００ｍ／分以
下の速度が好ましく、これ以上にあっては、５．０ｇ／
ｄ以上の強度特性と他の諸特性を同時に満足する高強力
繊維を得ることは困難となる。

【００１６】得られた未延伸糸は、ポリエステルのガラ
ス転移点以上、好ましくは７５〜９５℃の温度で加熱
後、未延伸糸の引取り速度に応じた延伸倍率（ＤＲ１）
で２．５〜４．０倍に延伸した後、さらに１５０℃以
上、ポリエステルの結晶化温度−２０℃以下の温度、好
ましくは１６０〜１７０℃の非接触型加熱装置で第２段
延伸する。ここで第２段目の延伸倍率（ＤＲ２）は全延
伸倍率の２５〜４５％の範囲内とすることが大切で、２
５％未満の場合には、強度が５．０ｇ／ｄ以上の高強力
繊維を得ることが困難となり、一方４５％を越える場合
には、延伸時に断糸が発生しやすくなる。また第２段延
伸の加熱装置が接触型の場合には、延伸時に結晶化が起
りやすく、次ぎに施される弛緩収縮熱処理（リラックス
処理）が不充分となって伸度が低下しやすい。

【００１７】得られた延伸糸は、引続いて１８０〜２８
０℃の熱セットバス中を通過させながら２０〜３０％の
弛緩収縮熱処理を施す。この際、走行糸条の張力は０．
００５ｇ／ｄ以下となるようにすると共に、該糸条を熱
源体の表面上に接触させながら走行させること、及び糸
条の走行速度は５００ｍ／分以下にすることが、上記の
範囲で弛緩熱収縮させるためには好ましい。さらに熱源
体の糸条接触面を梨地にすると、糸条の走行安定性が向
上するので好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、実施例中の各特性は、下記の方法にした
がって測定した。＜固有粘度＞フェノールとテトラクロルエタンとの等量
混合溶液中に繊維を溶解させ、温度３０℃で測定した粘
度から求めた。＜引張強伸度曲線＞ＪＩＳＬ１０７０に準じ、糸長を
２０ｃｍとし、引張試験機にて３０ｃｍ／分の速度で引
張って求めた。＜衝撃荷重＞ＪＩＳＬ２７０７−１９９２に規定され
た衝撃評価方法に準じ、７５Ｋｇの砂袋を測定製品試料
に固定して１．５ｍの高さから落下させたときにかかる
荷重の最大値を求めた。＜破断強力＞作成したベルト試料を、株式会社東京試験
機製作所製の引張試験機を用いて測定した。

【００１９】［実施例１〜４、比較例１〜２］ポリエチ
レンテレフタレートにイソフタル酸（ＩＡ）又はネオペ
ンチルグリコール（ＮＰＧ）をテレフタル酸成分に対し
て表１記載の量共重合した、表１記載の固有粘度を有す
るポリエステルを２８０℃で溶融させた後、孔径が０．
５０ｍｍ、孔数が２５０ホールの紡糸口金から、得られ
る延伸糸の総デニール数が約１０００デニールとなる割
合で計量吐出した。吐出された糸条は、口金下に設けら
れた長さ３００ｍｍ、温度２７０℃の加熱雰囲気を通過
させた後、長さ３５０ｍｍにわたって冷却風を送風して
冷却固化させた。冷却固化した糸条はオイリングローラ
ーで油剤を付与した後、引取速度１０００ｍ／分にて一
旦未延伸糸パッケージとして巻き取った。

【００２０】得られた未延伸糸を、８５℃に加熱した供
給ローラーで予熱した後に第１段延伸（延伸倍率：ＤＲ
１）を行い、次いで表１記載の温度に加熱した非接触型
ヒーターを通過させながら第２段延伸（延伸倍率：ＤＲ
２）を行った後、表１記載の温度に加熱された熱セット
バス中を表１記載の収縮率で弛緩収縮熱処理し、３００
ｍ／分の速度で巻き取った。引張強伸度曲線（実施例
１）を図１に示す。

【００２１】得られた延伸糸３本を合糸し、Ｓ撚２００
回／ｍで撚糸し、これを経糸として表１記載の本数を使
用して、ベルト破断強力が２１５０Ｋｇ以上となるよう
に調整した。一方緯糸には強度が７．０ｇ／ｄ、伸度が
２０％のポリエステルマルチフィラメント糸（５００デ
ニール／７２フィラメント）を用い、緯糸織密度は１２
本／インチとしてベルト用織物を得た。得られた織物の
評価結果を表１に示す。なお、衝撃荷重は６００Ｋｇ以
下であれば良いと判断した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明の衝撃吸収性ポリエステル繊維
は、第１次降伏点伸度以上の伸度では伸度が増加しても
それ程応力が大きくならないので、衝突エネルギーを吸
収させる際に負荷される衝撃荷重はそれ程大きくならな
い。また破断強度は５．０ｇ／ｄ以上と充分高強度であ
るため、衝撃エネルギー吸収時に繊維の破断が発生する
こともない。したがって、本発明の繊維は、落下を阻止
して作業者の安全を確保するための安全ベルトや安全ネ
ット、また自動車用のシートベルトに特に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られた繊維の引張強伸度曲線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エチレンテレフタレートを主たる繰返し
単位とするポリエステルからなる繊維であって、下記
（ａ）〜（ｅ）を同時に満足することを特徴とする衝撃
吸収性ポリエステル繊維。（ａ）強度ＳＴ（ｇ／ｄ）：ＳＴ≧５．０（ｂ）伸度ＥＬ（％）：２５≦ＥＬ≦５０（ｃ）初期モジュラスＭ（ｇ／ｄ）：４０≦Ｍ≦９０（ｄ）第一次降伏点強度Ｓ_A（ｇ／ｄ）：０．７≦Ｓ_A
≦１．２（ｅ）１０％伸長強度Ｓ_B（ｇ／ｄ）：１．０≦Ｓ_B≦
１．７
【請求項２】ポリエステルが、ポリエチレンテレフタ
レートに第３成分をテレフタル酸成分を基準として５〜
１８モル％共重合したポリエステルであり、その固有粘
度が０．７〜１．２である請求項１記載の衝撃吸収性ポ
リエステル繊維。