JPS5926518A - 高強力ポリエステル加撚糸条の製造方法 - 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】 本発明は高強力ポリエステル加熱糸条の製造方法に関す
る。更に詳しくは、例えばコ８ム補強用とシテタイヤコ
ード、ベルト等に用いられる、高度に改良された耐疲労
性と寸法安定性、その上高い強力とを兼備したポリエス
テル加熱糸条の１足造方法に関する。

ポリエステル糸条はポリアミド糸条にくらべて・初期モ
ジュラスが高く寸法安定性が良好で乗用車のラジアルタ
イヤのベルト材、カーカス材としての要求性能を満すこ
とから、近年その使用量力；増加している。

しかしながら、ポリエステル糸条はＩリアミド糸条Ｋ〈
らべて、タイヤコードとして使用した場合タイヤ内での
耐疲労性が劣シ、乗用車以外の例えば軽トラック或いは
トラック、ノ々ス用のタイヤコードとしては用いられて
いないのが実情である。

ポリアミド繊維に近い耐疲労性を付与すること力ｌでき
れば、タイヤコードとしての使用量が飛躍的に増加する
ことが予想されるほか、タイヤコードとして加工する際
の加熱数を減少させることが可能となり、ポリエステル
糸条のもつ高モジュラス、高寸法安定性という性能をよ
シ有効に利用することが可能となる。

本発明者らは先に、紡糸速度２，０００　ｍ１分以上の
高速紡糸により製造したポリエステル糸条を延伸速度１
００？ＦＬ／分以下で延伸することによシ、従来の高強
力ポリエステル糸条に比較して、強力。

初期上２３２２１寸法安定性、耐疲労性を顕著に改良し
得ることを発見し、特許を出願した（ｔ￥！ｊ願昭５７
−６４，６５６）。しかしながらその発明方法に従って
高速紡糸・低速延伸して得た延伸糸条は、常法に従って
、巻取った後に２００〜６００回／ｍの加熱を行った場
合に、加熱した糸条の強力と原延伸糸条の強力との比、
すなわち撚糸強力利用率が未だ充分高くなく、延伸糸条
の強力を光分有効に利用するには到らないという欠陥が
未だ存在することが判明した。（延伸と加熱（下撚）と
を別個の工程で行う方法は、第３図および第４図を参照
して後に説明する。） 本発明者らは、特願昭５７−６４，６５６ｉ己載の方法
をさらに改良すべく鋭意研究を重ｔａた結果、紡糸速度
２，０００　ｍ１分以上の高速紡糸によシ製造したポリ
エステル糸条を延伸速度４０惜／分以下で延伸して、し
かも一旦巻き取ることなく直ちに連続して加熱すること
により、撚糸強力オＩＪ用率が向上するという全く予想
し得な力）つた効果力ζ得られることを見い出し７、本
発明に達したＱすなわち、本発明に係る高強カホ１ノエ
ステルｊＪ。

撚糸条の製造方法は、固有粘度が０．６５〜１．２のポ
リエステルを溶融して紡糸口金よシ吐出し、？’ｆｊ却
固化した後、引取速度２，０００ｍ／分以上で一旦巻き
取り、複屈折率２０Ｘ１０　　以上のマルチフィラメン
ト糸条となし、しかるのち延１申速度４０ｍ／分以下の
速度で熱延伸し、直ちに連続して２００〜６００回／惧
に相当する加熱を行い、加熱糸条として巻き取ることを
特（ｈとする。

本発明で用いるポリエステルは、その反復単位の８５モ
ル％以上がエチレンテレフタレートよりなるものであっ
て、特にテレフタル酸またはその機能的誘導体とエチレ
ングリ；−ルと・から製造されるポリエチレンテレフタ
レートを主たる対象とする。しかしながら、ポリエチレ
ンテレフタレートを構成する酸成分であるテレフタル酸
またはその機能的誘導体の一部を１５モル係未満、好ま
しくは１０モルチ未満の例えばイソフタル酸、アジピン
酸、セパシン酸、アゼライン酸１．ナフタール酸、Ｐ−
オキシ安息香酸、２，５−ジメチルテレフタル酸のよう
な２官能性酸、またはそれ等の機能的誘導体のうち少な
くとも一種で置き換えるか、もしくは、グリコール成分
であるエチレングリコールの一部を１５モルチ未満の例
えばジエチレングリコール、１．４−ブタンジオール等
の２価アルコールのうち少なくとも一種で置き換えた共
重合体であってもよい。また、これ等のポリエステルに
酸化防止剤、難燃剤、接着性向上剤、艶消剤・着色剤等
を含有させても差しつかえない。

本発明方法において、高強力ポリエステル加熱糸条の製
造を用いるポリエステルポリマーの固有粘［ｔｉｏ、６
５ないし１．２であることが必要である。

固有粘度が０．６５未満では得られる。Ｊ？　リエステ
ル糸条の強度が低く、本発明の目的が達成されない。

逆に、１．２を超える固有粘度を有するポリエステルポ
リマーを本発明方法における様な高速で紡糸すると、訪
日直下での糸切れが頻発し、安定した紡糸が困難である
のみならず、強度も期待どおりには高くならず、寸法安
定性も悪くなる。ポリエステルポリマーは溶融紡糸時に
粘度低下をきたす（例えば、固有粘度１２のポリマーは
通常約１．１０に低下する。）。強度と寸法安定性、耐
疲労性のバランスから、ポリエステル糸条の固有粘度は
０．６５ないし約１．１とすべきである。

ここで言うポリエステルの固有粘度は、式ｔｉｒｎ　　
Ａｎ　’７ｒ　　（式中ηｒはポリマー稀薄溶液を同温
Ｃ→ＯＣ 度（３５℃）で測定した使用溶媒（オルト−クロロフェ
ノール）粘度で除した相対粘度を表わし、Ｃは溶液１０
０罰中のグラム数で表わしたポリマー濃度である。〕で
計算する。

本発明のポリエステル溶融紡糸においては、紡糸速度２
，０００　ｍ１分以上であることが必要である。紡糸速
度がｚ、０００ｍ／分未満では、高強度のポリエステル
糸条が得られるものの、ディップコードにした際の寸法
安定性、耐疲労性の改善が不充分である。また、紡糸速
度が増大するにつれ、寸法安定性、耐疲労性は向上する
が、充分な強度を得ることが困難になる。より好ましい
紡糸速度の範囲は２，５００？ＦＬ／分ないし５，００
０　ｍ１分である。

ここで言う耐疲労性の測定方法は５００回／ｍのＳ撚り
を有する１、０００デニールのポリエステルマルチフィ
ラメント糸条２本に５００回／ｍの２撚シをかけて、約
２，２００デニールの上撚りコーＰを作る。更に上撚り
コードをリッツラー・コンピユートド−ター（Ｌｌｔｚ
ｌｅｒ　Ｃｏｍｐｕｔｒｅａｔｅｒ　）を用いて常法に
よりディップ処理を行ないディップコードを作る。この
ディッグコードヲ、Ｊ工５Ｌ−１０１７１・３・２・Ｉ
Ａ法に準じチューブ疲労試験を行なう。試験機はグツト
イ”（−（Ｇｏｏｄｙｅａｒ）鯉、ディップコードを同
心円状に埋設したゴムチューブを曲げ角度９５°で３．
５　ｋｇ／　ｃｍ２Ｇの内圧をかけ、チューブの回転数
８５　Ｏｒｐｍで回転させ、ディップコードの疲労によ
シチューブが破裂するまでの時間を測定する＠ 本発明方法における延伸前の高配向ポリエステル糸条の
複屈折率は、２０　Ｘ　１０−’以上であることが必要
である。２０　Ｘ　１０−３未満では、ポリエステルの
重合度を大きく或いは小さくしてみても耐疲労性の改善
が充分とは言えず、また加熱体と糸条とが接触すると、
糸条が融解してしまう。複屈折率が２０　Ｘ　１０−３
よシ増大するにつれ耐疲労性は向上するが、充分な強度
を得ることが段々と困難になる。より好ましい複屈折率
の範囲は２０Ｘ　１０−５ないし１１０　Ｘ　１０−’
である。

複屈折率は偏光顕微鏡にと９つけられたペレクのコンペ
ンセータを用いて測定することがテキ、本発明ではオリ
ン／９スＰＯＭ型を用い、オリーブ油を浸漬液とし、２
５℃で測定した値である。

本発明方法においては、巻取工程と延伸加熱工程とは分
離されることが前提となっているＯ延伸速度の延伸糸物
性に及ぼす影響は極めて大きく、本発明の構成の重要な
要素である。延伸速度は４０ｍ１分以下であることが必
須であり、これを超えるとスピンｒルの回転数が過大と
なり、加熱糸条の強度が低下してしまう。より好適な範
囲は２〜３０ｍ／分である。

本発明における延伸は１段で行なうことが望ましく、従
来高強力糸条の製造では必須と考えられていた多段延伸
を行なう必要は全くない。寸だ、延伸ロールの温度は、
従来高強力糸を製造する場合、室温よ−、り高い温度に
保つことが通常行なわれるが、本発明の高速紡糸と低速
延伸撚糸との巧みな組み合せにおいては、第１．第２延
伸ロールともに室温に保持して延伸が何ら支障なく行な
える。

この現象は１段延伸と相まって従来の當識を大きく超え
るものであシ、本発明の工業的ｌ！ｉ値が著しく高いこ
とを意味する。

延伸糸の寸法安定性を高めるためには、第１延伸ロール
と第２延伸ロールとの間には、加熱体を設け、糸条を該
加熱体と接触加熱せしめつつ延伸することが望ましい。

所定の寸法安定性を得るためには、加熱体の温度を２０
０ないし２５５℃、接触時間は２秒ないし０．２秒とす
る。２００℃未満では２秒以上でも寸法安定性が不充分
であシ、逆に２５５℃を超えると糸切れした際に糸が溶
融したり、糸に付与した仕上剤の熱劣化がひどく、これ
による毛羽発生等の障害が発生する。未延伸糸の複屈折
率が高い程高い温度で延伸すると良い。

寸だ、本発明方法の大きな特徴の一つは、従来は延伸工
程と２００〜６００回／ｍに相当する加熱（下撚シ）工
程とが分離されていたもの（第３図及び第４図参照）を
、連続した一つの工程として行うことである（第２図参
照）。理由は未だ充分に解明されてはいないが、本発明
方法に従い延伸と２００〜６００回／ｍの加熱とを連続
した一つの工程で行うと、撚糸張力利用率を向上させる
ことができる。延伸直後の未だ易動性の残る状態で２０
０〜６００回／ｍに相当する加熱を行うので、加熱によ
シ与見られる局部的応力集中が緩和されるためではない
かと考えられる。

なお、加熱数はタイヤの特性設計によシ通常は決定され
、例えば１，０００ｄの糸条の場合約５００回／ｎｔ　
＋　１，５００ｄの糸条の場合約４００回／ｍが選ばれ
るが、本発明方法で得られる高耐疲労性糸条の場合、加
熱数を２００〜３００回／ｍに減少させ、原糸条の強度
、モジュラス、寸法安定性をより有効に利用することが
できる。

本発明の方法の実施に好適な装置の例を第１図に紡糸工
程、第２図に延伸加熱工程として示すが。

本発明はこの例に限定されない。

第１図において溶融ポリエステルは多数の細孔を持つ紡
糸口金１より吐出され、紡糸口金直下に設けた加熱筒２
によシ糸条近傍の温度を調整された雰囲気を通り、次い
で冷風チャンバー３より定速で吹き出す冷風により冷却
固化され、オイリングロール４で仕上剤を付与せしめた
後、室温の引き取りロール５で引き取υながらワインダ
−６にて未延伸糸パッケージ７として巻き取られる。こ
の様にして巻き取られた未延伸糸パッケージ７は第２図
の延伸加熱工程の原糸として延伸熱処理加熱装置に供給
され、それぞれセパレーターロールを持ったコ゛プツト
ロール８と１０との間で延伸される。ゴデツトロール′
８と１０との間には糸条加熱体９が設置され、熱処理が
行なわれる。かくして延伸熱処理された糸条１１は送り
ロール１２゜１４及びブレスロール１３のまわりに巻回
把持され、一定の速度で加熱部に送シ出され、滑走トラ
ベラを配したリング１５を介してスピンドルに嵌挿され
たボビン１６上に２００〜６００回／？？Ｌ加熱された
下撚糸条１７として巻き取られる。１８は延伸ピン、１
９および２０は糸ガイドであり、必要に応じ適宜用いる
。

第３図および第４図は、それぞれ常法による代表的な延
伸工程および加熱工程を実施するための装置の例の概略
を示す。紡糸して巻取られた未延伸糸パッケージ７′は
第３図の延伸工程の原糸として延伸熱処理装置に供給さ
れ、糸ガイド１９′を通過した後、それぞれセパレータ
ーロールを持ったコ８プツトロール８′と１０′との間
で延伸される・ゴデツトロール８′と１０′との間には
糸条加熱体９′が設置され、熱処理が行なわれる。かく
して延伸熱処理された糸は延伸糸ノｆ−ン２１′として
巻取られる。第４図に示すように延伸糸２１′は送りロ
ール１２′、１４′オヨヒプレスロール１３′のまわり
に巻回把持され、一定の速度で加熱部に送り出され、滑
送トラペラを配したリング１５′を介してスピンドルに
嵌挿されたボビン１６′上に下撚糸条１７′として巻取
られる。１９／／　、　　１９／／／　　および２０′
は糸ガイドである。

以下余白 以上に詳述した如く、構成要件を巧みに組合わせた本願
発明の製造方法によって、高強度でかつ寸法安定性、耐
疲労性を兼備したラジアルタイヤのカーカス材やベルト
用ゴム補強材などに好適々？リエステル加熱糸条を安定
して得ることができると共に、延伸と加熱とを一つの工
程で行うことができ、工業的価値は極めて大である。

以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。実施
例において、各測定値は以下の方法で測定した。

（リ　切断強度、切断伸度 引張り試験機を用い、糸長２５（７）、引張り速度３０
　ｃｍ　７分の条件で、気温２５℃および湿度６゜チの
雰囲気で測定する。

（２）乾熱収縮率 糸を無荷重で１６０℃の空気浴中に３０分間熱処理する
。熱処理前後の糸長をそれぞれＬｌ　＋　Ｌ２として測
定し、次式によって乾熱収縮率を算出す（３）耐疲労性 ＪＩＳ　Ｌ−１０１７，１・３・２・ＩＡ法に準じ、グ
ツドイヤー法のチーーブ疲労試験を行なった。

チューブ形状　内径　１２，７朋 外径　２６．　Ｏｒｎｍ 長さ　２３０ｍｍ 曲げ角度　　９５゜ 内　　　圧　　　３．５　ｋｙ　７ｃｍ２Ｇ回転数　８
５　Ｏｒｐｍ 上記条件下に疲労試験を行ない、ディップコードの疲労
によシチュープが破裂するまでの時間を測定した。

実施例１ 固有粘度０．９５１：３５℃のオルトクロロフェノール
で測定〕のポリエチレンテレフタレートを、第１図に示
す装置で溶融紡糸し一度未延伸糸として巻き取り、次に
第２図の装置にて延伸加熱し、約１，１００デニール、
３８４フィラメントノマルチフィラメント加熱糸条を得
た。すなわち、第１図において、０．３０ｍｍの直径を
有するオリフィス３８４個を穿設せる紡糸口金１を使用
し、紡糸温度３１０℃にて紡出し、長さ５０ｃｍの加熱
筒２の内側の表面温度を３５０℃に保持して糸条を加熱
し、冷却チャンバー３により２０℃の冷風にて冷却固化
せしめ、オイリングロール４で紡糸仕上剤を付与した後
、室温で回転する引き取りロール５とワインダ−６を実
質的に等速となる様に、第１表に示す速度に設定し、一
度巻き取った。次いで第２図に示す延伸装置で未延伸糸
７を７リーロールを伴なったゴデツトロール８と１０と
の間で、直径１５朋のセラミック製延伸ピンを用いて第
１表に示す延伸倍率にて延伸した。その際ゴデツトロー
ル８Ｑ１００℃ニ、ゴデツトロール８と１０との間に設
置した加熱体９を２３０℃となしだ。

ゴデツトロール１０は１６０℃とし、その表面速度は１
３　ｍ／ｆ＋になるように設定した。送シロール１２お
よび１４の表面速度は、ゴデツトロール１０の表面速度
に対し１チ増速し、張力を伺与した。

次いで６．００　Ｏｒｐｍで回転するボビン上に５００
回／ｍの加熱糸として巻き取った。この下撚りコード２
本に５００回／ｍの２撚りをかけて約２．２５０デニー
ルの牛コードを得た。この生コードをリッツラー・コン
ピユートリーターを用いてディップコードを作った。生
コードおよびディップコードの物性を第１表に示す。な
お、別の試験により、生コードの強度に対する影響は、
下撚り工程が支配的であることを確認されている。

なお、比較のために、特願昭５７−６４，６５６に記載
されるように延伸と加熱とを分離された別工程で行う他
は上記と同一条件下に延伸および加熱を行った（試験Ａ
　１０　）。

第１表から明らかなように、紡糸速度が２，０００ｍ／
分以上の範囲において、強度、耐疲労性、寸法安定性全
てが優れたディップコードとなる加熱糸条が得られた。

また、特願昭５７−６４，６５６号記載の方法よりも強
度がより優れていることが特開昭５９−２６５１８（６
） 実施例２ 実施例１において紡糸速度を３０００ｎ１０となし、他
は同じ条件で製造した未延伸糸を、同じ〈実施例１の延
伸加熱方法にて、延伸速度のみ、第２表に示す条件に設
定し、加熱糸条を得た。

この下撚（加□□□糸条の実施例１と同じ方法で生コー
ド及びディップコードを得た。物性を第２表に示す。

第２表 ＊特願昭５７−６４，６５６号記載のように延伸とカル
撚とを分離された別工程として実施した。

特願昭５７−６４，６５６号記載の方法よりも強度が向
上していることが判る。

・実施例３ 実施例２において、加熱数を２００回／ｍとなし、他は
同じ条件にて生コード及びディラグコードを得た。物性
を第３表に示す。

第３表 ＊特願昭５７−６４，６５６号記載のように延伸と加熱
とを分離された別工程として実施した。

実施例４ 実施例１において紡糸速度を３．１００ｍ／分とした以
外は同じ条件で２１８０デニール／３８４フイラメント
の未延伸糸を得た。この未延伸糸を第２図の装置にて延
伸速度を１３即分にて延伸撚糸した。この際、ロールや
加熱体の温度条件、延伸比は第４表の様に設定した。延
伸条件と、得られた生コード及びディップコードの物性
を第４表に示すＯ 第１０−ル及び第２０−ルともに室温に１＋Ａ；持して
も、何ら支障なく延伸加熱を行うことができ、またディ
ップコードも第１、第２０−ルを加熱した場合とほぼ同
一の物性を得ることができることが判る。

以下余白 特開昭５９−２６５１８（７） 実施例５ 実施例１と同様に第１図および第２図に示す装置を用い
、ポリエチレンテレフタレートの重合度を変えて、一定
の紡糸速度３，０００ｍ／分で紡糸を行ない、延伸速度
１３ｍ／分で廷伸し、５００１ｉｊ／’ｙｎの連続的加
熱を行ない下撚りコードを得た。これらの生コードの物
性およびディップコードの物性を第５表に示す。

第５表 ＊特願昭５７−６４，６５６号記載のように延伸と加熱
とを分離された別工程として実施した。

以上詳述したように、本発明方法により、耐疲労性及び
寸法安定性に優れた加熱コード、ディップコードの特に
強度を従来にも増して向上させることができるばかりで
なく、未延伸糸の複屈折率が１１０刈０−３のものまで
使用でき、また、延伸工程と加熱工程とを連続した一つ
の工程として実施するので工程を一つ省くことができ、
工業的価値。

は極めて犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリエステル未延伸糸を製造するだめ
の代表的な溶融紡糸の装置配置図であり、第２図は延伸
熱処理加熱装置の配置図の例である。 また、第３図および第４図は、従来法のそれぞれ延伸装
置および加熱装置の配置６図の例である。 １・・・紡糸口金、２・・・加熱筒、３・・・冷風チャ
ンバー、４・・・オイリングロール、５・・・引取りロ
ール、６・・・ワインダー、７．τ・・・未延伸糸・や
ッケージ、８．８′・・・第１延伸ロール、９．９’・
・・糸条加熱体、１０　、１０’・・・第２延伸ロール
、１１　、１１’・・・延伸糸条、１２．１２’、１４
．１４’・・・送りロール、１３　、１３’・・・ブレ
スロール、１５　、１５’・・・リング、１６　、　ｉ
　６’・・・ボビン、１７　、１７’・・・下撚（加熱
）糸条、１８　、１８’・・・延伸ビン、］、　９　、
１９’、　１９″。 １９”’、２０　、２６・・・糸ガイド、２１′・・・
延伸糸パーン。 特許出願人 旭化成工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士　四　舘　＾１ｊ　　之 弁理士　内　１）挙　男 弁理士　山　口　昭　之 第３図　　　ＩＰ１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高強力ポリエステル加熱糸条の製造方法において、
   固有粘度が０．６５〜１．２のポリエステルを溶融して
   紡糸口金よシ吐出し、冷却固化した後、引取速度２，０
   ００　ｍ１分以上で一旦巻き取シ、複屈折率２０×１０
   　以上のマルチフィラメント糸条となし、しかるのち延
   伸速度４０ｍ／分以下の速度で熱延伸し、直ちに連続し
   て２００〜６００回／ｍに相当する加熱を行い、加熱糸
   条として巻き取ることを特徴とする高強力ポリエステル
   加熱糸条の製造方法。 ２、ポリエステルが実質的にポリエチレンテレフタレー
   トである特許請求の範囲第１項記載の方法０ ３、引取速度を２，５００〜５，０００　ｒｎ４とする
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、複屈折率を２０×１０−３〜ｌｌ０ＸＩＯ−５とす
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、延伸を１段で行なう特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ６、それぞれ室温に保持された第１延伸ロール及び第２
   延伸ロールを用いて延伸を行なう特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ７、　延伸を第１延伸ロールと第２延伸ロールとの間に
   糸条加熱体を設置した延伸装置を用いて、ポリエステル
   糸条を接触加熱せしめつつ行なう特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ８、糸条加熱体の温度を２００〜２５５℃とする特許請
   求の範囲第７項記載の方法０ ９、延伸速度を２〜３０ｍ／分とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 １０、延伸を第１延伸ロールと糸条加熱体との間に設置
   した延伸ビンを用いて行なう特許請求の範囲第７項記載
   の方法。 １１、加熱をリング撚糸装置を用いて行なう特許請求の
   範囲第１項記載の方法。