JPS63528B2 - - Google Patents
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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Description
本発明は顕著に安定な内部構造を有する改善さ
れた高性能のポリエステルマルチ糸に関する。 高強度のポリエチレンテレフタレートフイラメ
ントは当業者間で周知であり、工業上の適用例で
普通に使用されている。これらのフイラメント
は、その引張強度(tenacity)および弾性
(modulus)特性が一層高く、また往々にしてフ
イラメント当りのデニールが一層高いことにより
通常の織物ポリエステル繊維と区別することがで
きる。例えば、工業用ポリエステル繊維は普通少
くとも7.5(例えば+8)g/デニールの引張強度
および約3〜15デニール/フイラメントを有して
いるが、一方織物ポリエステル繊維は普通約3.5
〜4.5g/デニールの引張強度および約1〜2の
デニール/フイラメントを有している。普通工業
用ポリエステル繊維はタイヤコード、コンベヤベ
ルト、シートベルト、V−ベルト、ホース、縫
糸、カーペツト等の製造に利用されている。 ポリエチレンテレフタレートを出発物質として
使用する場合、約0.6〜0.7dl/gの固有粘度(I.
V.)を有する重合体が織物繊維を製造するに当
つて普通選択され、そして約0.7〜1.0dl/gの固
有粘度を有する重合体が工業用繊維の製造に普通
選択される。ポリエステル繊維の製造過程ではこ
れまでの高応力紡糸法および低応力紡糸法の双方
が用いられていた。紡糸線で通常よりも高い応力
を利用する先行技術で提案されている代表的な紡
糸法には米国特許第2604667号、第2604689号、第
3946100号および英国特許第1375151号の紡糸法が
包含される。しかしながら、これまでポリエステ
ルは比較的低い応力紡糸条件を使用することによ
つてより普通に形成されて、比較的低い複屈折
(すなわち、約+2×10-3以下)のフイラメント
様材料が製造され、このフイラメント様材料は特
に大巾な熱延伸を受けやすく、それによつて所要
の引張強度値が最終的に発現する。例えば紡糸ポ
リエステル繊維は普通次の熱延伸にかけ、この延
伸は所要の引張特性を発現させるべく織物および
工業用繊維を製造する場合併せて行うこともでき
るしまた別に行つてもよい。 従来、高強度ポリエチレンテレフタレート繊維
(例えば少くとも7.5g/デニール)は加熱される
と実質的な縮み(例えば、少くとも10%)を普通
受ける。また、これまで、このようなポリエステ
ル工業用繊維をタイヤのゴム母体に混入した場
合、タイヤが用時回転するにつれて繊維が各タイ
ヤ回転中に引き続いて延伸され、微小な程度弛緩
されることが認められている。更に詳しくは、内
部空気圧がタイヤの繊維状補強に応力をかけ、軸
方向に荷重がかかりながらタイヤの回転により変
化応力がくりかえしてかかる。繊維の延伸過程で
はその弛緩の過程で回収されるよりも多くのエネ
ルギーが消費されるので、エネルギー差が熱とし
て浪費され、ヒステリシスまたは仕事損失となり
得る。従つて、用時タイヤの回転において著しい
温度上昇がみられ、この上昇は少くとも一部はこ
の繊維ヒステリシス効果に寄与するものである。
熱発生率がより低いとタイヤ操作温度が低くな
り、補強繊維でのモジユラス値をより高く維持し
そして補強繊維およびゴム母体での分解が最小限
とされることによりタイヤの寿命を長くさせる。
低ヒステリシスゴムの効果はすでにみとめられて
おり、例えば、P.カインラドル(P.Kainradl)
およびG.カウフマン(G.Kaufman)、ラバー・ケ
ミ・テクノル(Rubber Chem.Technol.)第45
巻、第1頁(1972年)に明らかである。しかし、
補強繊維でのヒステリシスの差異特に種々のポリ
エステル繊維の間のヒステリシスの差異について
はほとんど報告されていない。例えば、F.J.コバ
ツク(F.J.Kovac)およびG.W.ライ(G.W.Rye)
の米国特第3553307号を参照されたい。 本願と同日付出願に係る特願昭52−127675号、
発明の名称「特別安定な内部構造をもつ高強力改
良ポリエステル単繊維の製法」には本発明の糸製
品を製造し得る新規な方法が特許請求されてお
り、この特許願の内容を参考としてここに引照す
る。 本発明の目的は工業的適用例に使用するのに特
に適した高強度の改善された高性能のポリエステ
ルマルチ糸を提供するにある。 本発明の目的は顕著に安定な内部構造を有する
改善されたポリエステル糸を提供するにある。 本発明の目的は上昇した温度で顕著に低い縮み
特性(すなわち改善された寸法安定性)を示す高
強度のポリエステル工業用糸を提供するにある。 本発明の目的はゴムタイヤでの繊維状補強材と
して使用するのに特に適したポリエステル工業用
糸を提供するにある。 本発明の目的は著しく低いヒステリシス特性
(すなわち熱発生特性)、先行技術によるポリエス
テル繊維状材料に比してより低い該特性を示す内
部構造を有する高強度のポリエステル糸を提供す
るにある。 本発明のその他の目的は、本発明の高性能のマ
ルチ糸が繊維状補強剤として働いており、しかも
先行技術のポリエステル繊維状補強剤が該改善補
強剤で置き換えられているゴムタイヤを提供する
にある。 これらの目的およびその他の目的は以下の説明
および特許請求の範囲から当業者に明らかであろ
う。 本発明によれば、ポリエチレンテレフタレート
少なくとも85モル%からなり、1〜20のデニー
ル/フイラメントを有し、上昇した温度での工業
的適用例に使用するのに特に適している熱適用時
に自己けん縮を受ける傾向を実質的に示すことが
なく、かつ以下の新規な特性の組合せにより明示
される通りの顕著に安定な内部構造を有する改善
された高性能のポリエステルマルチ糸、が提供さ
れる。 (a) 結晶度45〜55% (b) 結晶配向函数少くとも0.97 (c) 無定形配向函数0.37〜0.60 (d) 175℃で空気中での縮み8.5%以下 (e) 25℃で測定し、g/デニールで表わされる引
張強度×g/デニールで表わされる初期弾性率
の掛け算で得られる引張係数825以上 (f) 25℃での引張強度少くとも7.5g/デニール (g) 150℃で0.6g/デニールと0.05g/デニール
との間の応力で循環された場合、1000総デニー
ルのマルチ糸に標準化された10インチ長の糸で
のひずみ定率0.5インチ/分で測定して仕事損
失0.004〜0.02インチ−ポンド、および (h) 空気中で%で測定した175℃での縮み×0.6/
デニールと0.05g/デニールとの間の応力で循
環させた場合、1000総デニールのマルチ糸に標
準化された10インチ長の糸でのひずみ定率0.5
インチ/分でインチ−ポンドで測定した150℃
での加工損失の掛け算で得られる積の逆数をと
ることによつて求められる安定度係数値6〜
45。 本発明の高強度ポリエステルマルチ糸は以下に
詳記する通りの顕著に安定な内部構造を有し、そ
してポリエチレンテレフタレートを少くとも85モ
ル℃、好ましくは少くとも90モル%を含有してい
る。特に好ましい態様ではポリエステルは実質的
にすべてポリエチレンテレフタレートである。あ
るいはまた、ポリエステルは共重合体単位とし
て、エチレングリコールおよびテレフタル酸もし
くはその誘導体以外のエステル形成性成分の1種
またはその外上から誘導される単位を微量包含し
ていてもよい。例えば、ポリエステルはポリエチ
レンテレフタレート構造単位85〜100モル%(好
ましくは0〜10モル%)を含有していてもよい。
ポリエチレンテレフタレート単位と共重合し得る
その他のエステル形成性成分の具体例にはグリコ
ール類例えばジエチレングリコール、トリメチレ
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等およびジカルボン酸例え
ばイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ビ
ベンゾイツクアシド(bibenzoic acid)、アジピ
ン酸、セバシン酸、アゼライン酸等が包含され
る。 本発明のマルチ糸は普通約1〜20のデニール/
フイラメント(例えば約3〜15)を有し、また普
通約6〜600の連続フイラメント(例えば約20〜
400の連続フイラメント)からなつている。糸中
でのデニール/フイラメントおよび連続フイラメ
ント数は当業者によつて大巾に変更することがで
きる。 マルチ糸は先行技術分野で高強度ポリエステル
繊維が用いられている。工業的適用例で使用する
のに特に適している。フイラメント様材料の新規
な内部構造(以下に詳述する)は格別な安定であ
ることが見い出され、そして上昇した温度(例え
ば80〜180℃)が存在する状況中での使用に対し
て繊維を特に適合せしめるものである。フイラメ
ント様材料は高強度の繊維状材料に対し比較的低
度の縮みを受けるだけではなく、緊張および弛緩
がくりかえされる状況下での使用の間でのヒステ
リシスもしくは加工損失が格別に低い度合である
ことを示している。 マルチ糸は非自己けん縮性であり、熱をかけて
も実質的に自己けん縮を受ける傾向を示さない。
糸は熱風炉を用いてそのガラス遷移温度以上の温
度例えば100℃に無けん縮条件中で加熱すること
により自己けん縮傾向について容易に試験するこ
とができる。自己けん縮性糸は自然ランダム非線
状配位であるものと思われ、一方非自己けん縮性
糸は若干のけん縮を受ける可能性を伴いつつその
本来の線状配位を保持する傾向があるものと考え
られる。 本発明のポリエステルマルチ糸は前記(a)〜(h)の
新規な特性の組合せをもつことによつて特徴づけ
られる。 本発明のポリエステルマルチ糸は好ましくは
0.160乃至0.189の複屈折値をもつ。 前記(e)の引張係数(引張強度×初期弾性率)は
好ましくは830〜2500、更に好ましくは830〜1500
の値をもつ(初期弾性率は少なくとも110g/デ
ニール、好ましくは110〜150g/デニールであ
る)。 前記(f)の引張強度は好ましくは8g/デニール
である。 添付の第1図を参照されたい。この第1図はポ
リエステルマルチ糸の複屈折値、安定度係数値お
よび引張係数値をプロツトした三次元の説明図で
あり、実線部で示す領域が本発明の好ましい態様
である。 当業者にとつて明白な如く、製品の複屈折はマ
ルチ系の代表的な個々のフイラメントについて測
定され、フイラメント結晶部分およびフイラメン
ト無定形部分の函数である。例えば、J.ポリマ
ー・サイエンス(J.Polymer Science)、A2、
10、第781頁(1972年)のロバート・J・サムエ
ルス(Robert J.Samuels)の論文を参照された
い。複屈折は次の方程式で表わすことができる。 △o=Xfc△oc+(1−X)fa△oa+△of (1) 式中 △o=複屈折 X=分数結晶(fraction crystalline) fc=結晶配向函数 △oc=結晶の固有複屈折(ポリエチレンテレフ
タレートについては0.220) fa=無定形配向函数 △oa=無定形の固有複屈折(ポリエチレンテレ
フタレートについては0.275) △of=形式複屈折(本系では無視し得るに足る
微小数値) 製品の複屈折は偏光光学顕微鏡にとりつけられ
たベルク(Berek)補償器を用いて測定すること
ができ、そして繊維軸に対して平行および垂直な
屈折率の差異を表わす。分別結晶Xは通常の密度
測定によつて求められる。結晶配向函数fcは広角
X線回折で測定される平均配向角θから算出する
ことができる。回折パターンの写真を(010)お
よび(100)回折アークの平均角度巾について解
析して平均配向角θを得ることができる。結晶配
向函数fcは次の方程式で算出することができる。 fc=1/2(3COS2θ−1) (2) △o、Xおよびfcがわかると、faは方程式(1)から
算出することができる。△ocおよび△oaは所定の
化学構造の固有の性質であり、分子の化学構造が
改変、すなわち共重合等により改変されるに伴つ
て若干変化する。 +0.160〜+0.189(例えば+0.160〜+0.185)を
示す複屈折値は、比較的低い応力の紡糸次いで紡
糸カラムの外への実質的な延伸を経て形成される
市販のポリエチレンテレフタレートタイヤコード
糸からのフイラメントが示す複屈折値よりも低い
傾向がある。例えば、市販のポリエチレンテレフ
タレートタイヤコード糸からのフイラメントは約
+0.190〜+0.205の複屈折値を普通示すものであ
る。更に、米国特許第3946100号に述べられてい
るように、応力単離の不存在下に急冷帯域直下の
調整帯域の使用を包含する方法での製品は本発明
の方法によつて形成されたフイラメントよりも実
質的に低い複屈折値を示す。例えば、米国特許第
3946100号の方法によつて形成されたポリエチレ
ンテレフタレートフイラメントは、+0.100〜+
0.140の複屈折値を示す。 結晶度および結晶配向函数(fc)値は市販のポ
リエチレンテレフタレートタイヤコード糸と実質
的に同一である傾向があるので、本発明の糸は実
質的に十分延伸された結晶化繊維状材料であるこ
とが明らかである。しかし、無定形配向函数
(fa)値(すなわち、0.37〜0.60)は均等な引張特
性(すなわち、引張強度および初期弾性率)を有
する市販のポリエチレンテレフタレートタイヤコ
ード糸が示す値よりも低い。例えば、市販のタイ
ヤコード糸では少くとも0.64(約0.8)の無定形配
向値がみられる。 複屈折、結晶度、結晶配向函数および無定形配
向函数以外の本文に記載の特性パラメータは実質
的に平行なフイラメントからなつているもののマ
ルチ糸を試験することによつて好都合に測定する
ことができる。全マルチ糸を試験してもよいし、
あるいはまた多数のフイラメントからなる糸を数
のより少いフイラメントの代表的なマルチフイラ
メント束に分け、これを試験して全体のより大き
い束の相当する特性を示すこともできる。試験を
するマルチフイラメント糸束に存在するフイラメ
ントの数は約20が好都合である。試験中の糸に存
在するフイラメントはよつていないものである。 本発明の糸の非常に好ましい引張強度値(すな
わち、少くとも7.5g/デニール)および初期弾
性率値(すなわち、少くとも110g/デニール)
は市販のポリエチレンテレフタレートタイヤコー
ド糸が示すこれらの特別なパラメータと好ましく
匹敵する。本文に記載の引張特性は
ASTMD2256に従つて3−1/3インチゲージ長お
よび60%/分のひずみ率を用いるインストロン
(instron)引張試験機(モデルTM)を用いるこ
とによつて測定することができる。試験前繊維を
ASTMD1776に従つて70〓および相対湿度65%
で48時間状態調節する。 本発明の高強度マルチ糸は、175℃で空気中で
測定して8.5%以下好適には5%以下の顕著に低
い縮み傾向を示す内部形態を有している。例え
ば、市販のポリエチレンテレフタレートタイヤコ
ード糸のフイラメントは175℃で空気中で試験し
て普通約12〜15%縮む。これらの縮み値は零負荷
重下かつ0.5インチに一定に保持されたゲージ長
さで10℃/分の加熱速度で操作されるデユポン・
サーモメカニカル・アナライジー(Dupont
Thermomechanical Analyzer)(モデル941)を
用いて測定することができる。このような改善さ
れた寸法安定性は製品がラジアルタイヤの繊維状
補強材として働く場合特に重要である。 本発明の糸の格別に安定な内部構造は、高強度
繊維状材料のための比較的低い縮み傾向に加え
て、更にその低仕事損失もしくは低ヒステリシス
に顕著にみられる。本発明の糸は150℃で0.6g/
デニールと0.05g/デニールの応力で循環させた
場合以下に記載の如く1000総デニールのマルチ糸
に標準化された10インチ長の糸について0.5イン
チ/分のひずみ定率で測定して0.004〜0.02イン
チ−ポンドの仕事損失(work loss)を示す。し
かるに、市販のポリエチレンテレフタレートタイ
ヤコード糸の該仕事損失特性(この糸は当初約
0.002g/デニールの比較的低い応力条件下で紡
糸して+1乃至+2×10-3の複屈折を有する紡糸
したままの糸とし、次に延伸して所望の引張特性
を発現された)は同一条件下で約0.045〜0.1イン
チ−ポンドである。以下に記載の仕事損失特性
は、ラバー・ケム・アンド・テクノル(Rubber
Chem.and Technol.)、第47巻、第5号、1974年
12月、第1053〜1065頁にエドワード・J・パラー
ズ(Edward J.Powers)が報告している「ア・
テクニツク・フオア・エバルエイテング・ザ・ヒ
ステリシス・プロパーテイーズ・オブ・タイヤコ
ード」(A Technique for Evaluating the
Hysteresis Properties of Tire Cords)に記載
の低速試験法に従つて測定することができ、更に
以下に詳記する。 バイアスプライタイヤが回転するにつれて、繊
維状補強材として働くコードは輸転した荷重をう
ける〔R.G.パターソン(R.G.Patterson)、ラバ
ー・ケム・テクノル(Rubber Chem.Technol.)
第42巻、1969年、第812頁を参照されたい〕。典型
的には、材料に荷重がかかつている場合(緊張)
には荷重がかかつていない場合(弛緩)に回復さ
れるよりも多くの仕事がなされている。それで、
仕事損失すなわちヒステリシスは輸転して変形さ
れる材料の温度を上昇せしめる熱として放散され
る。〔T.アルフレイ(T.Alfrey)「メカニカル・
ビヘイビア・オブ・ハイポリマーズ」
(Mechanical Behavior of High Polymers)、
インターサイエンス・バプリシヤズ・インコーポ
レーテツド(Interscience Publishers Inc.)ニ
ユーヨーク、1948年、第200頁;J.D.フエリ(J.
D.Ferry)「ヴイスコエラステイツク・プロパテ
イズ・オブ・ポリマーズ」(Viscoelastic
Properties of Polymers)、ジヨン・ウイレイ・
アンド・サンズ・インコーポレーテツド(John
Wiley and Sons、Inc.)ニユーヨーク、1970、
第607頁:E.H.アンドリユース(E.H.Andrews)
「テステイング・オブ・ポリマーズ」(Testing
of Polymers)、第4巻、W.E.ブラウン.リミテ
ツド(W.E.Broun)、インターサイエンス.パブ
リシヤズ・インコーポレーテツド、ニユーヨー
ク、1969、第248〜252頁〕。 エドワード・J・パワーズの上記の論文に記載
の如く、同定された仕事損失値を与える仕事損失
試験は動的に実施され、ポリエステル繊維が繊維
状補強材として働いている用途の過程でゴム車タ
イヤが遭遇する応力サイクルに擬せられている。
サイクルの方法はパターソン(Patterson)が報
告している結果を基にして選択され(ラバー・ケ
ム・テクノル、第42巻、1969年、第812頁)、そこ
では最高荷重がタイヤ空気圧によりコードにかか
る旨報告され、また無荷重はタイヤ跡に沿つて進
むコードに生じる旨報告されていた。糸の低速試
験比較のために、0.6g/デニールの最高応力お
よび0.05g/デニールの最小応力がタイヤの遭遇
する数値の域内にあるものとして選択された。
150℃の試験温度が選択された。これは厳しいタ
イヤ操作温度であるが、タイヤコードの高温加工
損失挙動の代表例である。同一の長さの糸(10イ
ンチ)を一貫して試験し、そして仕事損失データ
を1000総デニール糸のそれに標準化させた。デニ
ールは単位長さ当りの塊の寸法であるので、長さ
とデニールの積は、データを比較するための適当
な標準化因子である材料の特定の大きさに帰する
ものである。 一般的に言うと、使用する低速試験操作では最
大および最小荷重の調節および仕事の測定が可能
である。チヤートレコード荷重(すなわち、糸に
対する力もしくは応力)対時間は試験を行うのに
使用される引張試験機のクロスヘツド速度と同調
されているチヤートスピードに一致する。それ
故、時間は試験をしている糸の置換えに変換し得
る。引張試験機チヤートの力変位曲線下の面積を
測定することにより、糸に対してなされた加工
(変形を生じる)が結果として得られる。仕事損
失を求めるためには、無荷重(弛緩)曲線下の面
積を荷重(緊張)曲線下の面積から差引く。無荷
重曲線が荷重および無荷重曲線の切片から垂直に
引いた線の周りで180゜回転しているときは、典型
的なヒステリシスループが結果として生じる。仕
事損失はヒステリシスループ内部の力変位積分で
ある。これらのループは、もしも引張試験機チヤ
ート方向が引張試験機クロスヘツドの荷重および
無荷重方向と同期して逆転しているときに、直接
生じてくる。しかし、これは実際上好ましくはな
くて、ヒステリシスループ内部の面積は計算で求
めることができる。 前文で指示した通り、低速仕事損失操作の結果
の比較によつて、異つた加工処理型式で形成され
る化学的には同一のポリエチレンテレフタレート
糸は仕事損失挙動が著しく異つていることがわか
る。このような異なる試験結果はそれらの内部形
態における著しい変化に帰せられる。加工損失は
熱に変換されるので、試験により、荷重のかかつ
た回転しているタイヤが遭遇する変形と類似の変
形の過程で匹敵する糸もしくはコードが有する熱
生成特性の尺度が提供される。所定のコード
(cord)もしくは糸の形態がサイクル当り一層少
い熱を生成する(すなわちタイヤ1回転で)もの
であるときは、その熱発生率は高ひん度の変形す
なわち一層高速のタイヤ速度ではより低くなり、
そしてその結果の温度はサイクル当りより熱を生
じる糸またはコードの温度よりも低くなる。 第2図および第3図において、異つた内部構造
を有する製品を生じるような加工処理技術を別異
にすることによつて形成された高強度の1000デニ
ールポリエチレンテレフタレートタイヤコード糸
の10インチ長についての代表的なヒステリシス
(すなわち仕事損失)ループを示す。第2図は通
常のポリエチレンテレフタレートタイヤコード糸
についてのヒステリシス曲線の代表例であり、こ
の糸においてフイラメント様材料は当初約0.002
g/デニールの比較的低い応力条件下で紡糸して
+1〜+2×10-3の複屈折を有する紡糸したまま
の糸とし、そして次に延伸して所望の引張特性を
発現させている。第3図は本発明の方法に従つて
形成された繊維からなるポリエチレンテレフタレ
ートタイヤコード糸についての代表的なヒステリ
シスループである。 次に、炉、荷重セルおよびチヤートを伴うイン
ストロンモデルTTD引張試験機を用いて所定の
マルチ糸について仕事損失値を測定するための低
速試験操作を詳述する。 A 炉を150℃に加熱する。 B 供試糸のデニールを測定する。 C 装置の目盛を調べる。 糸にフルスケールで1g/デニールの応力が
かかるようにフルスケール荷重(FSL)を定め
る。クロスヘツド速度を0.5インチ/分に対し
て定める。 D 試料配置 試験温度の装置で糸を上部ジヨーで締め、そ
して下部ジヨーをしめるにつれて0.01g/デニ
ール応力(g/d)に保持する。糸を迅速に入
れて試料の過度の収縮を避けるべく留意のこ
と。供試糸のゲージ長さは10インチでなければ
ならない。 E 試験実施 1 チヤートをスタートさせる。 2 クロスヘツド−ダウンをスタートさせる。 3 0.6g/d応力を生じる荷重でクロスヘツ
ドを逆転させる。 4 0.5g/d応力を生じる荷重でクロスヘツ
ドを逆転させる。 5 0.6〜0.5g/デニールで4回循環させる。 6 次のクロスヘツド−アツプで0.4g/dで
クロスヘツド運動を逆転させる。 7 0.6g/dと0.4g/dとの間4サイクルの
間循環させる。 8 次のクロスヘツド−アツプで0.3g/dで
クロスヘツド運動を逆転させる。 9 この様式で、0.6g/dと0.3g/dとの間
で4サイクル、次に0.6g/dと0.2g/dと
の間で4サイクル、次に0.6g/dと0.1g/
dとの間で4サイクル、最後に0.6g/dと
0.05g/dとの間で4サイクルの循環を続け
て行う。 F データ採集 1000総デニールの糸に標準化された糸の10イ
ンチ長さ当りサイクル当りの仕事損失を求める
のに、次の式を使用し得る。本文に記載の仕事
損失を測定する場合0.6g/d乃至0.05g/d
荷重サイクルの第4番目のサイクルからのデー
タのみを使用する。 W=Ac×FSL×CHS/At×1000/糸デニール W=加工(インチ−ポンド/サイクル/1000
デニール−10インチ) Ac=曲線下の面積(荷重もしくは無荷重) FSL=フルスケール荷重(ポンド) CHS=クロスヘツド速度(インチ/分) At=1分間フルスケール荷重でペンで生じ
る面積 仕事損失=WI−WO WI=荷重試料に対してなされた仕事 WO=弛緩中に回収される仕事 面積AcおよびAtは任意の方法によつて小正方
形を計算してあるいは極線面積計を用いて求める
ことができる。 また、曲線のコピーをつくり、曲線を切り取
り、紙を秤量することも可能である。しかしなが
ら、紙を再成可能な平衡水分含量に到達せしめる
ように留意しなければならない。この方法による
と、先の仕事を求める式は次のようになる。 W=Wtc×FSL×CHS/WtT×1000/糸デニール W=加工(インチ−ポンド/サイクル/1000
デニール−10インチ) Wtc=切り取つた曲線の重量(例えば、g) FSL=上記の通り CHS=上記の通り WtT=フルスケール荷重により1分間で生じ
る紙の面積の重量(例えば、g) 上記の仕事損失に対する式は同一である。試験
は自動化することができ、データ採集が先にあげ
たエドワード・J・パワーズの論文に記載されて
いる通りデジタル積算計をインストロン引張試験
機と接面させることによつて容易になし得ること
は言うまでもない。 コード、ゴム、道路摩擦等々により生成するタ
イヤにおいて総熱量の相対%に関して文献と一致
しないところがある。F.S.コナント(F.S.
Conant)「ラバー・ケム・テクノル」、第44巻、
1971年、第297頁;P.カインラドル(P.
Kainradl)およびG.カウフマン(G.Kaufmann)
「ラバー・ケム・テクノル」、第45巻、1972年、第
1頁;N.M.トリヴゾ)(N.M.Trivisonno)「サー
マル・アナリシス・オブ・ア・ローリング・タイ
ヤ(Thermal Analysis of a Rolling Tire)」
SAEペーパー70044、1970年;P.R.ウイレツト
(P.R.Willett)「ラバー・ケム・テクノル」、第46
巻、1973年、第425頁、J.M.コリンズ(J.M.
Collins)W.L.ジヤクソン(W.L.Jackson)およ
びP.S.オウブリツジ(P.S.Oubridge)「ラバー・
ケム・テクノル」、第38巻、1965年、第400頁を参
照されたい。しかしながら、コードがタイヤ中の
荷重負担要素であり、そしてそれらの温度が上昇
するにつれていくつかの望ましくない結果が伴
う。温度が上昇するにつれて、コードによりサイ
クル当り発生する熱も一般に増大する。化学的分
野の速度は温度上昇に伴つて増大することは周知
である。それで、コード温度が上昇するにつれて
繊維モジユラスが減少し、これがタイヤのひずみ
が一層大きくなるとゴム中に発生する熱を増大さ
せ得ることが周知である。これらの因子はすべて
コードの温度を更にそれ以上増大させる傾向があ
り、そして増大が十分に大きいときはタイヤ破損
が結果として起り得る。特に限界的な適用例では
最適のコード性能が最小熱発生特性(仕事損失/
サイクル/コードの単位量)を有するコードから
得られることが明白である。 更に、本発明の方法の糸は、タイヤコードを形
成するのに通常使用される高強度ポリエチレンテ
レフタレート繊維と比較した場合、大巾に改善さ
れた疲労抵抗性を有することが見い出された。こ
のような疲労抵抗性により、ゴム中に埋入した際
繊維状補強材は曲げ、より、せん断および圧縮に
対して一層良好な抵抗性を可能とする。本発明の
製品のすぐれた疲労抵抗性は、(1)グツドイヤー・
マロリイ・フアテイグ・テスト(Goodyear
Mallory Fatigue Test)(ASTM−D−885−
59T)、または(2)フアイアストーン−シヤー−コ
ンプレツシヨン−エクステンシヨン・フアテイ
グ・テスト(Firestone−Shear−Compression−
Extension Fatigue Test)(SCEF)の使用によ
つて実証することができる。例えば、圧縮と内部
温度発生とを組合せたグツドイヤー・マロリイ・
フアテイグ試験を使用した場合、本発明の製品は
通常のポリエステルタイヤコード比較対照よりも
約5〜10倍の長さで作動し、そして供試チユーブ
は比較対照よりも約50Fより低く作動することが
見い出された。側壁屈曲に擬したフアイアストー
ン−シヤー−コンプレツシヨン−エクステンシヨ
ン−フアテイグ・テストでは、本発明の製品は通
常のポリエステルタイヤコード比較対照よりも同
等なよりで約400%性能がすぐれていた。 以下に前文中に記載した本発明の改善されたポ
リエステル糸を形成し得ることが本発明者等によ
つて見い出された方法を説明する。しかしなが
ら、以下に記載の糸製品は次の記載のパラメータ
によつて限定されるものでないことは言うまでも
ない。 記載の糸製造方法で出発材料として働くポリエ
ステル(前文に定めた通り)は0.8〜2.0dl/gの
固有粘度(I.V.)好ましくは0.8〜1.0dl/gの比
較的高い固有粘度、最も好ましくは0.85〜1.0
dl/g(例えば、0.9〜0.95dl/g)の固有粘度
を有する。溶媒紡糸可能なポリエステルのI.V.は
方程式lim/c→o lnηr/cで都合よく求めることが
で きる。式中、ηrは重合体の希溶液の粘度を使用溶
媒(例えばオルトクロロフエノール)の粘度(同
一温度で測定)で除すことによつて得られる「相
対粘度」であり、cはg/100mlで表わした溶液
の重合体濃度である。出発重合体は更に普通約
140〜420、好ましくは約140〜180の重合度(D.
P.)を有している。ポリエチレンテレフタレート
出発材料は普通約75〜80℃のガラス転移温度およ
び約250〜265℃例えば約260℃の融点を有してい
る。 成形押出オリフイス(すなわち、紡糸口金)は
多数の開口部を有し、そしてフイラメント様材料
の溶融押出過程で普通に使用されるものから選択
することができる。紡糸口金の開口部の数は大巾
に変えることができる。6〜600孔(例えば、20
〜400孔)を含有する標準円すい紡糸口金例えば
約5〜50ミル(例えば、10〜30ミル)の直径を有
するポリエチレンテレフタレートの溶融紡糸に普
通に使用されている紡糸口金を本発明の方法に使
用し得る。約20〜400連続フイラメントの糸が普
通形成される。溶融紡糸可能なポリエステルはそ
の融点以上の温度でかつ重合体が実質的に分解す
る温度以下で押出オリフイスに供給される。 ポリエチレンテレフタレートから主としてなる
溶融ポリエステルは紡糸口金を経て押出される際
好ましくは約270〜325℃の温度、最も好ましくは
約280〜320℃の温度である。 成形オリフイスを経た押出し後、得られた溶融
ポリエステルフイラメント様材料を出口端および
入口端を有する凝固帯域を経てその長さの方向に
通し、この帯域で溶媒フイラメント様材料を均一
に急冷し、そして固体のフイラメント様材料に変
形させる。使用する急冷は示差もしくは不均斉な
冷却が企図されていない意味で均一である。凝固
帯域の正確な性状は、実質的に均一な急冷が達成
される限り、方法の操作にとつて限定的なもので
はない。方法の好ましい態様では、凝固帯域は必
須の温度で提供されるガス様雰囲気である。この
ような凝固帯域のガス様雰囲気は約80℃以下の温
度で提供することができる。凝固帯域内部では、
溶融された材料は溶融から半固体コンシステンシ
ー、そして半固体コンシステンシーから固体コン
システンシーになる。凝固帯域に存在する間に材
料は実質的な配向を受けて以下に詳述する如く半
固体として存在している。凝固帯域内に存在する
ガス様雰囲気は好ましくは循環して一層有効な伝
熱を生じさせる。本発明の方法の好ましい態様で
は、凝固帯域のガス様雰囲気は約10〜60℃(例え
ば10〜50℃)、最も好ましくは約10〜40℃(例え
ば室温あるいは約25℃)で供給される。ガス様雰
囲気の化学的組成は、該雰囲気が重合体性フイラ
メント様材料と不当に反応性でない限り、方法の
操作にとつて限定的なものではない。方法の特に
好ましい態様では凝固帯域のガス様雰囲気は空気
である。凝固帯域で使用するのに選択し得るその
他の代表的なガス様雰囲気には不活性ガス例えば
ヘリウム、アルゴン、窒素等が包含される。 前文に示した如く、凝固帯域のガス様雰囲気は
押出されたポリエステル材料に当つて均一な急冷
を生じ、そこでは実質的なラジアル、不均一質ま
たは不釣合な配向が製品には存在していない。急
冷の均一さは、熱を適用すると自己けん縮を受け
る傾向を実質的に有していない能力により得られ
たフイラメント様材料の検査によつて実証するこ
とができる。例えば、本願で使用されている用語
の意味での不均一な急冷を受けた糸は自己けん縮
性であり、収縮自由な条件下でガラス転移温度以
上に加熱すると自発的なけん縮を受ける。 凝固帯域は好ましくは成形押出オリフイスの直
下に配置され、押出しされた重合体性材料は約
0.0015〜0.75秒の滞留時間、最も好ましくは約
0.065〜0.25秒の滞留時間の間軸方向に懸垂され
て存在している。普通凝固帯域は約0.25〜20フイ
ート、好ましくは1〜7フイートの長さを有して
いる。ガス様雰囲気はまた好ましくは凝固帯域の
低端で導入し、下方に通過している移動連続長さ
の重合体性材料と共に帯域の側壁に沿つて紡糸口
金からとり出される。あるいはまた、中心流急冷
あるいは任意のその他の所望の急冷を生じ得る技
術を使用してもよい。 固体のフイラメント様材料は次に、0.015〜
0.150g/デニール、好ましくは0.015〜0.1g/デ
ニール(例えば、0.015〜0.06g/デニール)の
実質的な応力下で凝固帯域から取り出される。応
力は凝固帯域の出口端の直下のポイントで測定す
る。例えば、応力は凝固帯域からのフイラメント
様材料そのままに表面張力計を置くことによつて
測定することができる。当業者にとつて明らかな
如く、フイラメント様材料にかかる正確な応力は
ポリエステルの分子量、押出時の溶融ポリエステ
ルの温度、紡糸口金の開口部のサイズ、ポリマー
量率(溶融押出過程)、急冷温度ならびに紡糸し
たままのフイラメント様材料を凝固帯域から取り
出す速度によつて影響を受ける。通常、紡糸した
ままのフイラメント様材料は約50〜3000m/分の
速度(例えば1000〜2000m/分の速度)で示され
る実質的応力下で凝固帯域から取り出される。 本発明の比較的高い応力の溶融紡糸法において、
最大ダイス膨潤領域のポイントと凝固帯域からの
取出ポイントとの中間の押出しされたフイラメン
ト様材料は普通実質的なドローダウン
(draudoun)を示す。例えば、紡糸したままのフ
イラメント様材料は約100:1乃至3000:1のド
ローダウン比、最も普通には約500:1乃至
2000:1のドローダウン比を示す。前文で使用さ
れる「ドローダウン比」とは、最大ダイス膨潤横
断面積対凝固帯域を出るときにフイラメント様材
料の横断面積の比と定義される。このような横断
面積の実質的な変化は完全な急冷の前に凝固帯域
中でほぼ独占的に生じる。 凝固帯域を出るにつれての紡糸したままのフイ
ラメント様材料は普通約4〜80デニール/フイラ
メントを示す。 紡糸したままのフイラメント様材料は凝固帯域
の出口端からその長さの方向で第1応力単離装置
に送られる。成形押出オリフイス(すなわち、紡
糸口金)と第1応力単離装置との中間でフイラメ
ント様材料の長さに沿つての応力の単離はない。
第1応力単離装置は当業者間で明らかな如く種々
の形態をとり得る。例えば、第1応力分離装置は
通例は一対の食違いロールの形態をとり得る。紡
糸したままのフイラメント様材料は食違いロール
のまわりに多くの回転で巻きつけることができ、
これらのロールはフイラメント様材料がロールに
接近するにつれてそれらにかかる応力を該材料が
ロールを離れるにつれてそれらにかかる応力を該
材料がロールを離れるにつれてそれらにかかる応
力から分離するのに働く、同じ機能を果し得るそ
の他の代表的な装置には空気ジエツト、止めピ
ン、セラミツク棒等々が包含される。 フイラメント様材料に対する比較的高いスピン
−ライン応力により比較的高い複屈折のフイラメ
ント様材料が得られる。例えば、第1応力単離装
置に入るフイラメント様材料は+9×10-3乃至+
70×10-3(例えば、+9×10-3乃至+40×10-3)、
好ましくは+9×10-3乃至+30×10-3(例えば、+
9×10-3乃至+25×10-3)の複屈折を示す。方法
のこのポイントでのフイラメント様材料の複屈折
を測定するためには、代表的な試料を第1応力単
離装置で単に採集し、オフ−ライン位置で常法で
分析することができる。例えば、フイラメントの
複屈折は分極偏光顕微鏡にとりつけたベレク
(Berek)補償器を用いて測定することができ、
繊維軸に平行ならびに垂直の屈折率の差を表わす
ものである。得られる複屈折度は前文で詳述した
通りフイラメント様材料に及ぼされる応力に直接
比例している。織物もしくは工業的適用例を最終
的に意図している紡糸したままのポリエステルフ
イラメント様材料を製造するための先行技術によ
る方法は普通には比較的低い応力条件下で行われ
ており、相当に低い目の複屈折(例えば、約+1
×10-3乃至+2×10-3の複屈折)をもつ紡糸した
ままの(as−spun)フイラメント様材料を形成
していた。 紡糸したままのフイラメント様材料は第1応力
単離装置から第1延伸帯域へその長さの方向で連
続して送られ、該延伸帯域で縦の引張下に第1延
伸帯域を通過しながら連続基準で延伸される。第
1延伸帯域に存在している間に紡糸したままのフ
イラメント様材料は好ましくはその最大延伸率の
少くとも50%(例えば、最大延伸率の約50〜80
%)で延伸される。紡糸したままのフイラメント
様材料の「最大延伸率」とは紡糸したままのフイ
ラメント様材料をその破損を伴うことなく実用上
および再現可能な基準で延伸し得る最大延伸率と
定義することができる。例えば、紡糸したままの
フイラメント様材料の最大延伸率は該材料を連続
して上昇する温度で多数の段階で延伸し、そして
全段階についての全延伸率に対する実際上の上部
限界を実測することによつて求められ、第1延伸
段階は紡糸後直ちにイン−ライン方式で行われ
る。 第1延伸帯域で使用される延伸比は1.01:1乃
至3.0:1の範囲にあり、好ましくは1.4:1乃至
3.0:1(例えば、約1.7:1乃至3.0:1)の範囲
にある。このような延伸比は延伸帯域直前・前後
のロール表面速度を基準としている。この範囲内
の低い方の延伸比は特定された高い方の複屈折度
の紡糸したままのフイラメントと共に普通(必須
ではないが)使用され、また高い方の延伸比は特
定された低い方の複屈折度で使用される。第1延
伸帯域で必要な延伸度を行うのに使用される装置
は大巾に変更することができる。例えば、第1延
伸工程はフイラメント様材料をその長さの方向に
縦の引張下でスチーム・ジエツト中を通過させる
ことによつて好都合に実施することができる。先
行技術でポリエステルと共に使用されるその他の
延伸装置をも同じく使用し得る。本発明の方法の
第1延伸工程の完了時ではフイラメント様材料は
普通には25℃で測定して約3〜5g/デニールの
引張強度(tenacity)を示す。 第1延伸工程後フイラメント様材料を第1延伸
帯域の温度以上の温度で縦の引張下で熱処理す
る。熱処理は第1延伸帯域からの通過前後にイン
−ライン連続方式で実施することもできるし、あ
るいはフイラメント様材料を第1延伸帯域通過後
採集し、そして最後に後の時点で熱処理にかけて
もよい。熱処理は好ましくは連続して上昇する温
度で多数の工程で実施することができる。例え
ば、熱処理は2,3,4またはそれ以上の段階で
好都合に実施し得る。熱処理で使用される伝熱媒
質の性状は大巾に変化させることができる。例え
ば、伝熱媒質は加熱ガス、または加熱接触表面例
えば1またはそれ以上の熱すべり板または熱ロー
ラであつてよい。用いられる縦の引張は問題の熱
処理の各段階中での収縮を防止するのに十分であ
るのが好ましい。しかし必ずしも各工程が延伸工
程である必要がなく、工程の1またはそれ以上は
実質的に一定の長さで実施される。熱処理中にフ
イラメント様材料が延伸されて最大延伸率(前文
で詳述)の少くとも85%、好ましくは最大延伸率
の少くとも90%を達成する。 熱処理により25℃で測定して少くとも7.5g/
デニールの粘り強さがフイラメント様材料に付与
される。好ましくは、少くとも8g/デニールの
tenacityが付与される。 熱処理の最終部分は、示差走査カロリメーター
ピーク溶融温度(フイラメント様材料)以下約90
℃から隣接するフイラメントの合一が起る温度以
下までの範囲内の温度で実施される。方法の好ま
しい態様では、熱処理の最終部分は示差走査カロ
リメーターピーク溶融温度以下60℃から隣接する
フイラメントの合一が起る温度以下までの範囲内
の温度で実施される。実質的にすべてがポリエチ
レンテレフタレートであるポリエステルフイラメ
ント様材料については、フイラメント様材料の示
差走査カロリメーターピーク溶融温度は普通約
260℃であることが観察されている。熱処理の最
終部分は普通フイラメント合一の不存在下約220
〜25℃の温度で実施される。 所望により、任意の収縮工程を実施することも
できる。この工程で、前文に記載の熱処理から得
られるフイラメント様材料を僅かに収縮せしめ、
このようにしてその特性を僅かに改変させる。例
えば、得られるフイラメント様材料を、所望の収
縮を可能にするように表面速度比を有する移動ロ
ール間に位置させて熱処理の最終部分の温度以上
の温度で加熱することにより、約1〜10%(好ま
しくは2〜6%)まで収縮させることができる。
この任意の収縮工程は更に残留収縮特性を減退せ
しめかつ最終製品の伸びを増大せしめる傾向を有
する。 以下の実施例は添付図面の第4図および第5図
を引照して本発明の特別の例示として掲げるもの
である。しかしながら、本発明は実施例に記載さ
れた特別な細部に限定されるものではないことが
明らかである。 固有粘度(I.V.)0.9dl/gを有するポリエチレ
ンテレフタレートを出発材料として選んだ。固有
粘度はオルトクロロフエノール100ml中重合体0.1
gの溶液から25℃で測定した。 第4図に示したように、ポリエチレンテレフタ
レート重合体を特別な形態でホツパ1に入れ、ス
クリユーコンベヤ4の助けにより紡糸口金2の方
へ進めた。加熱器6でポリエチレンテレフタレー
ト粒を溶融せしめて均一相となし、更にこれをポ
ンプ8の助けにより紡糸口金2の方へ進めた。紡
糸口金2は標準円すい入口および押出し孔の輪
(各孔は直径10ミルである)を有していた。 得られた押出しポリエチレンテレフタレート1
0は紡糸口金2を経て凝固帯域12に直接送られ
た。凝固帯域12は長さ6フイートで、垂直に配
置されていた。10℃の空気を凝固帯域12に14
で連続して導入し、この空気は導管16およびフ
アン18を経て供給された。空気は、凝固帯域1
2の壁と組合さつて垂直に配置されている延長導
管20を通つて凝固帯域12から連続的に取り出
され、それから導管22を経て連続的に取り出さ
れた。凝固帯域を通過中に押出しされたポリエチ
レンテレフタレートは均一に急冷され、紡糸した
ままのポリエチレンテレフタレート糸の連続長さ
に変換された。重合体性物質はまず溶融物から半
固体コンシステンシーに変換され次に半固体コン
システンシーから凝固帯域12を通過中に固体コ
ンシステンシーに変換された。 凝固帯域12の出口端を出た後、フイラメント
様材料は滑剤アプリケーター24と軽く接触し、
そして食違いロール26および28の対からなる
第1応力単離装置に連続送入され、それからこれ
らのロールのまわりに4回転で巻きつけた。フイ
ラメント様材料は食違いロール26および28か
らスチームジエツト32からなる第1延伸帯域に
通り、このジエツトにより水蒸気が単一オリフイ
スから移動しているフイラメント様材料に噴霧さ
れた。当初25psigの高圧水蒸気を過熱器34に供
給し、ここで250℃に加熱された。次に材料がス
チームジエツト32に送られた。フイラメント様
材料は水蒸気と接触すると約85℃の温度に上昇さ
れ、それから第1延伸帯域で延伸された。第1延
伸帯域での延伸を達成するのに十分な縦の引張
は、フイラメント様材料が約4回転で巻きつけら
れている第2の対の食違いロール36および38
の速度を調整することにより作り出された。フイ
ラメント様材料は次に40で包装された。 第5図は、その次の熱処理を実施する装置の配
置を例示するものである。得られた包装40を次
にほどき、次いで4回転で応力単離装置として働
く食違いロール82および84のまわりに通し
た。食違いロール82および84から、フイラメ
ント様材料は24インチの長さを有する熱すべり板
86と滑り接触して通過し、この板は第2延伸帯
域として働き、そしてフイラメント様材料が4回
転で巻きつけられている食違いロール88および
90によつて及ぼされる縦の引張下に維持されて
いた。熱すべり板86は第1延伸帯域でフイラメ
ント様材料が受ける温度以上の温度に維持されて
いた。食違いロール88および90から運ばれた
後のフイラメント様材料は、熱処理の最終部分を
実施する帯域として働く長さ24インチの熱すべ
り板92と滑り接触して通過させた。食違いロー
ル94および96はフイラメント様材料が熱すべ
り板92上を通過するにつれて該材料に縦の引張
を維持していた。フイラメント様材料は熱すべり
板86および92と滑り接触している間該板と実
質的に同一の温度を帯びていた。フイラメント様
材料の示差走査カロリメーターのピーク温度は各
実施例で260℃であり、そして第5図での熱処理
中にフイラメントの癒着は生じなかつた。 実施例に関するそれ以上の細部は次の通りであ
る。 実施例 紡糸口金2は20孔からなり、そしてポリエチレ
ンテレフタレートは押出時約316℃の温度であつ
た。紡糸口金2を通るポリエステル量は12g/分
であり、そして紡糸パツク圧力は1550psigであつ
た。 ポイント30で測定すると凝固帯域12の出口
端でのフイラメント様材料にかかる比較的高い応
力は0.019g/デニールであつた。紡糸したまま
のフイラメント様材料を500m/分の割合で食違
いロール26および28のまわりに巻きつけた。
工程の該ポイントで材料は+9.32×10-3の比較的
高い複屈折および216の総デニールを示した。第
1延伸帯域に入る前の紡糸したままのフイラメン
ト様材料についての最大延伸比は約4.2:1であ
つた。 次に第表に多数の操業での追加のパラメータ
および得られた結果を要約する。この場合、(1)第
1延伸、(2)第2延伸、および(3)熱処理の最終部分
の条件は食違いロール26および36、82およ
び88、88および94の相対速度および熱すべ
り板(hot shoes)86および92の温度の調節
によつて変更された。 第表ならびに以下のその他の表において、次
の通りの略語および用語を使用する。 DR=ロール表面速度の比を基として:1で表わ
す延伸比 DT=延伸温度、℃ TEN=25℃で測定した糸引張強度、g/デニー
ル E=25℃で測定した糸延伸、% IM=25℃で測定した糸初期弾性率、g/デニー
ル MaxDR=紡糸したままの糸が分断することなく
実用上かつ再現可能な基準で延伸され得
る:1で表わす最大延伸比 DPF=デニール/フイラメント 縮み=空気中175℃で測定した縦縮み、% 仕事損失(Work Loss)=0.6g/デニールと0.05
g/デニールとの間の応力で循環させた
場合、本文に記載の如く1000総デニール
のマルチ糸に標準化された糸10インチ長
さで測定したひずみ定率0.5インチ/分
で測定した150℃での仕事損失、インチ
−ポンド 安定度係数=縮みもしくは収縮×仕事損失の掛け
算から得られる積の逆数 引張係数=引張強度×初期弾性率の掛け算によつ
て得られる積 結晶度=%結晶度 fa=無定形配位函数 fc=結晶配位函数
れた高性能のポリエステルマルチ糸に関する。 高強度のポリエチレンテレフタレートフイラメ
ントは当業者間で周知であり、工業上の適用例で
普通に使用されている。これらのフイラメント
は、その引張強度(tenacity)および弾性
(modulus)特性が一層高く、また往々にしてフ
イラメント当りのデニールが一層高いことにより
通常の織物ポリエステル繊維と区別することがで
きる。例えば、工業用ポリエステル繊維は普通少
くとも7.5(例えば+8)g/デニールの引張強度
および約3〜15デニール/フイラメントを有して
いるが、一方織物ポリエステル繊維は普通約3.5
〜4.5g/デニールの引張強度および約1〜2の
デニール/フイラメントを有している。普通工業
用ポリエステル繊維はタイヤコード、コンベヤベ
ルト、シートベルト、V−ベルト、ホース、縫
糸、カーペツト等の製造に利用されている。 ポリエチレンテレフタレートを出発物質として
使用する場合、約0.6〜0.7dl/gの固有粘度(I.
V.)を有する重合体が織物繊維を製造するに当
つて普通選択され、そして約0.7〜1.0dl/gの固
有粘度を有する重合体が工業用繊維の製造に普通
選択される。ポリエステル繊維の製造過程ではこ
れまでの高応力紡糸法および低応力紡糸法の双方
が用いられていた。紡糸線で通常よりも高い応力
を利用する先行技術で提案されている代表的な紡
糸法には米国特許第2604667号、第2604689号、第
3946100号および英国特許第1375151号の紡糸法が
包含される。しかしながら、これまでポリエステ
ルは比較的低い応力紡糸条件を使用することによ
つてより普通に形成されて、比較的低い複屈折
(すなわち、約+2×10-3以下)のフイラメント
様材料が製造され、このフイラメント様材料は特
に大巾な熱延伸を受けやすく、それによつて所要
の引張強度値が最終的に発現する。例えば紡糸ポ
リエステル繊維は普通次の熱延伸にかけ、この延
伸は所要の引張特性を発現させるべく織物および
工業用繊維を製造する場合併せて行うこともでき
るしまた別に行つてもよい。 従来、高強度ポリエチレンテレフタレート繊維
(例えば少くとも7.5g/デニール)は加熱される
と実質的な縮み(例えば、少くとも10%)を普通
受ける。また、これまで、このようなポリエステ
ル工業用繊維をタイヤのゴム母体に混入した場
合、タイヤが用時回転するにつれて繊維が各タイ
ヤ回転中に引き続いて延伸され、微小な程度弛緩
されることが認められている。更に詳しくは、内
部空気圧がタイヤの繊維状補強に応力をかけ、軸
方向に荷重がかかりながらタイヤの回転により変
化応力がくりかえしてかかる。繊維の延伸過程で
はその弛緩の過程で回収されるよりも多くのエネ
ルギーが消費されるので、エネルギー差が熱とし
て浪費され、ヒステリシスまたは仕事損失となり
得る。従つて、用時タイヤの回転において著しい
温度上昇がみられ、この上昇は少くとも一部はこ
の繊維ヒステリシス効果に寄与するものである。
熱発生率がより低いとタイヤ操作温度が低くな
り、補強繊維でのモジユラス値をより高く維持し
そして補強繊維およびゴム母体での分解が最小限
とされることによりタイヤの寿命を長くさせる。
低ヒステリシスゴムの効果はすでにみとめられて
おり、例えば、P.カインラドル(P.Kainradl)
およびG.カウフマン(G.Kaufman)、ラバー・ケ
ミ・テクノル(Rubber Chem.Technol.)第45
巻、第1頁(1972年)に明らかである。しかし、
補強繊維でのヒステリシスの差異特に種々のポリ
エステル繊維の間のヒステリシスの差異について
はほとんど報告されていない。例えば、F.J.コバ
ツク(F.J.Kovac)およびG.W.ライ(G.W.Rye)
の米国特第3553307号を参照されたい。 本願と同日付出願に係る特願昭52−127675号、
発明の名称「特別安定な内部構造をもつ高強力改
良ポリエステル単繊維の製法」には本発明の糸製
品を製造し得る新規な方法が特許請求されてお
り、この特許願の内容を参考としてここに引照す
る。 本発明の目的は工業的適用例に使用するのに特
に適した高強度の改善された高性能のポリエステ
ルマルチ糸を提供するにある。 本発明の目的は顕著に安定な内部構造を有する
改善されたポリエステル糸を提供するにある。 本発明の目的は上昇した温度で顕著に低い縮み
特性(すなわち改善された寸法安定性)を示す高
強度のポリエステル工業用糸を提供するにある。 本発明の目的はゴムタイヤでの繊維状補強材と
して使用するのに特に適したポリエステル工業用
糸を提供するにある。 本発明の目的は著しく低いヒステリシス特性
(すなわち熱発生特性)、先行技術によるポリエス
テル繊維状材料に比してより低い該特性を示す内
部構造を有する高強度のポリエステル糸を提供す
るにある。 本発明のその他の目的は、本発明の高性能のマ
ルチ糸が繊維状補強剤として働いており、しかも
先行技術のポリエステル繊維状補強剤が該改善補
強剤で置き換えられているゴムタイヤを提供する
にある。 これらの目的およびその他の目的は以下の説明
および特許請求の範囲から当業者に明らかであろ
う。 本発明によれば、ポリエチレンテレフタレート
少なくとも85モル%からなり、1〜20のデニー
ル/フイラメントを有し、上昇した温度での工業
的適用例に使用するのに特に適している熱適用時
に自己けん縮を受ける傾向を実質的に示すことが
なく、かつ以下の新規な特性の組合せにより明示
される通りの顕著に安定な内部構造を有する改善
された高性能のポリエステルマルチ糸、が提供さ
れる。 (a) 結晶度45〜55% (b) 結晶配向函数少くとも0.97 (c) 無定形配向函数0.37〜0.60 (d) 175℃で空気中での縮み8.5%以下 (e) 25℃で測定し、g/デニールで表わされる引
張強度×g/デニールで表わされる初期弾性率
の掛け算で得られる引張係数825以上 (f) 25℃での引張強度少くとも7.5g/デニール (g) 150℃で0.6g/デニールと0.05g/デニール
との間の応力で循環された場合、1000総デニー
ルのマルチ糸に標準化された10インチ長の糸で
のひずみ定率0.5インチ/分で測定して仕事損
失0.004〜0.02インチ−ポンド、および (h) 空気中で%で測定した175℃での縮み×0.6/
デニールと0.05g/デニールとの間の応力で循
環させた場合、1000総デニールのマルチ糸に標
準化された10インチ長の糸でのひずみ定率0.5
インチ/分でインチ−ポンドで測定した150℃
での加工損失の掛け算で得られる積の逆数をと
ることによつて求められる安定度係数値6〜
45。 本発明の高強度ポリエステルマルチ糸は以下に
詳記する通りの顕著に安定な内部構造を有し、そ
してポリエチレンテレフタレートを少くとも85モ
ル℃、好ましくは少くとも90モル%を含有してい
る。特に好ましい態様ではポリエステルは実質的
にすべてポリエチレンテレフタレートである。あ
るいはまた、ポリエステルは共重合体単位とし
て、エチレングリコールおよびテレフタル酸もし
くはその誘導体以外のエステル形成性成分の1種
またはその外上から誘導される単位を微量包含し
ていてもよい。例えば、ポリエステルはポリエチ
レンテレフタレート構造単位85〜100モル%(好
ましくは0〜10モル%)を含有していてもよい。
ポリエチレンテレフタレート単位と共重合し得る
その他のエステル形成性成分の具体例にはグリコ
ール類例えばジエチレングリコール、トリメチレ
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等およびジカルボン酸例え
ばイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ビ
ベンゾイツクアシド(bibenzoic acid)、アジピ
ン酸、セバシン酸、アゼライン酸等が包含され
る。 本発明のマルチ糸は普通約1〜20のデニール/
フイラメント(例えば約3〜15)を有し、また普
通約6〜600の連続フイラメント(例えば約20〜
400の連続フイラメント)からなつている。糸中
でのデニール/フイラメントおよび連続フイラメ
ント数は当業者によつて大巾に変更することがで
きる。 マルチ糸は先行技術分野で高強度ポリエステル
繊維が用いられている。工業的適用例で使用する
のに特に適している。フイラメント様材料の新規
な内部構造(以下に詳述する)は格別な安定であ
ることが見い出され、そして上昇した温度(例え
ば80〜180℃)が存在する状況中での使用に対し
て繊維を特に適合せしめるものである。フイラメ
ント様材料は高強度の繊維状材料に対し比較的低
度の縮みを受けるだけではなく、緊張および弛緩
がくりかえされる状況下での使用の間でのヒステ
リシスもしくは加工損失が格別に低い度合である
ことを示している。 マルチ糸は非自己けん縮性であり、熱をかけて
も実質的に自己けん縮を受ける傾向を示さない。
糸は熱風炉を用いてそのガラス遷移温度以上の温
度例えば100℃に無けん縮条件中で加熱すること
により自己けん縮傾向について容易に試験するこ
とができる。自己けん縮性糸は自然ランダム非線
状配位であるものと思われ、一方非自己けん縮性
糸は若干のけん縮を受ける可能性を伴いつつその
本来の線状配位を保持する傾向があるものと考え
られる。 本発明のポリエステルマルチ糸は前記(a)〜(h)の
新規な特性の組合せをもつことによつて特徴づけ
られる。 本発明のポリエステルマルチ糸は好ましくは
0.160乃至0.189の複屈折値をもつ。 前記(e)の引張係数(引張強度×初期弾性率)は
好ましくは830〜2500、更に好ましくは830〜1500
の値をもつ(初期弾性率は少なくとも110g/デ
ニール、好ましくは110〜150g/デニールであ
る)。 前記(f)の引張強度は好ましくは8g/デニール
である。 添付の第1図を参照されたい。この第1図はポ
リエステルマルチ糸の複屈折値、安定度係数値お
よび引張係数値をプロツトした三次元の説明図で
あり、実線部で示す領域が本発明の好ましい態様
である。 当業者にとつて明白な如く、製品の複屈折はマ
ルチ系の代表的な個々のフイラメントについて測
定され、フイラメント結晶部分およびフイラメン
ト無定形部分の函数である。例えば、J.ポリマ
ー・サイエンス(J.Polymer Science)、A2、
10、第781頁(1972年)のロバート・J・サムエ
ルス(Robert J.Samuels)の論文を参照された
い。複屈折は次の方程式で表わすことができる。 △o=Xfc△oc+(1−X)fa△oa+△of (1) 式中 △o=複屈折 X=分数結晶(fraction crystalline) fc=結晶配向函数 △oc=結晶の固有複屈折(ポリエチレンテレフ
タレートについては0.220) fa=無定形配向函数 △oa=無定形の固有複屈折(ポリエチレンテレ
フタレートについては0.275) △of=形式複屈折(本系では無視し得るに足る
微小数値) 製品の複屈折は偏光光学顕微鏡にとりつけられ
たベルク(Berek)補償器を用いて測定すること
ができ、そして繊維軸に対して平行および垂直な
屈折率の差異を表わす。分別結晶Xは通常の密度
測定によつて求められる。結晶配向函数fcは広角
X線回折で測定される平均配向角θから算出する
ことができる。回折パターンの写真を(010)お
よび(100)回折アークの平均角度巾について解
析して平均配向角θを得ることができる。結晶配
向函数fcは次の方程式で算出することができる。 fc=1/2(3COS2θ−1) (2) △o、Xおよびfcがわかると、faは方程式(1)から
算出することができる。△ocおよび△oaは所定の
化学構造の固有の性質であり、分子の化学構造が
改変、すなわち共重合等により改変されるに伴つ
て若干変化する。 +0.160〜+0.189(例えば+0.160〜+0.185)を
示す複屈折値は、比較的低い応力の紡糸次いで紡
糸カラムの外への実質的な延伸を経て形成される
市販のポリエチレンテレフタレートタイヤコード
糸からのフイラメントが示す複屈折値よりも低い
傾向がある。例えば、市販のポリエチレンテレフ
タレートタイヤコード糸からのフイラメントは約
+0.190〜+0.205の複屈折値を普通示すものであ
る。更に、米国特許第3946100号に述べられてい
るように、応力単離の不存在下に急冷帯域直下の
調整帯域の使用を包含する方法での製品は本発明
の方法によつて形成されたフイラメントよりも実
質的に低い複屈折値を示す。例えば、米国特許第
3946100号の方法によつて形成されたポリエチレ
ンテレフタレートフイラメントは、+0.100〜+
0.140の複屈折値を示す。 結晶度および結晶配向函数(fc)値は市販のポ
リエチレンテレフタレートタイヤコード糸と実質
的に同一である傾向があるので、本発明の糸は実
質的に十分延伸された結晶化繊維状材料であるこ
とが明らかである。しかし、無定形配向函数
(fa)値(すなわち、0.37〜0.60)は均等な引張特
性(すなわち、引張強度および初期弾性率)を有
する市販のポリエチレンテレフタレートタイヤコ
ード糸が示す値よりも低い。例えば、市販のタイ
ヤコード糸では少くとも0.64(約0.8)の無定形配
向値がみられる。 複屈折、結晶度、結晶配向函数および無定形配
向函数以外の本文に記載の特性パラメータは実質
的に平行なフイラメントからなつているもののマ
ルチ糸を試験することによつて好都合に測定する
ことができる。全マルチ糸を試験してもよいし、
あるいはまた多数のフイラメントからなる糸を数
のより少いフイラメントの代表的なマルチフイラ
メント束に分け、これを試験して全体のより大き
い束の相当する特性を示すこともできる。試験を
するマルチフイラメント糸束に存在するフイラメ
ントの数は約20が好都合である。試験中の糸に存
在するフイラメントはよつていないものである。 本発明の糸の非常に好ましい引張強度値(すな
わち、少くとも7.5g/デニール)および初期弾
性率値(すなわち、少くとも110g/デニール)
は市販のポリエチレンテレフタレートタイヤコー
ド糸が示すこれらの特別なパラメータと好ましく
匹敵する。本文に記載の引張特性は
ASTMD2256に従つて3−1/3インチゲージ長お
よび60%/分のひずみ率を用いるインストロン
(instron)引張試験機(モデルTM)を用いるこ
とによつて測定することができる。試験前繊維を
ASTMD1776に従つて70〓および相対湿度65%
で48時間状態調節する。 本発明の高強度マルチ糸は、175℃で空気中で
測定して8.5%以下好適には5%以下の顕著に低
い縮み傾向を示す内部形態を有している。例え
ば、市販のポリエチレンテレフタレートタイヤコ
ード糸のフイラメントは175℃で空気中で試験し
て普通約12〜15%縮む。これらの縮み値は零負荷
重下かつ0.5インチに一定に保持されたゲージ長
さで10℃/分の加熱速度で操作されるデユポン・
サーモメカニカル・アナライジー(Dupont
Thermomechanical Analyzer)(モデル941)を
用いて測定することができる。このような改善さ
れた寸法安定性は製品がラジアルタイヤの繊維状
補強材として働く場合特に重要である。 本発明の糸の格別に安定な内部構造は、高強度
繊維状材料のための比較的低い縮み傾向に加え
て、更にその低仕事損失もしくは低ヒステリシス
に顕著にみられる。本発明の糸は150℃で0.6g/
デニールと0.05g/デニールの応力で循環させた
場合以下に記載の如く1000総デニールのマルチ糸
に標準化された10インチ長の糸について0.5イン
チ/分のひずみ定率で測定して0.004〜0.02イン
チ−ポンドの仕事損失(work loss)を示す。し
かるに、市販のポリエチレンテレフタレートタイ
ヤコード糸の該仕事損失特性(この糸は当初約
0.002g/デニールの比較的低い応力条件下で紡
糸して+1乃至+2×10-3の複屈折を有する紡糸
したままの糸とし、次に延伸して所望の引張特性
を発現された)は同一条件下で約0.045〜0.1イン
チ−ポンドである。以下に記載の仕事損失特性
は、ラバー・ケム・アンド・テクノル(Rubber
Chem.and Technol.)、第47巻、第5号、1974年
12月、第1053〜1065頁にエドワード・J・パラー
ズ(Edward J.Powers)が報告している「ア・
テクニツク・フオア・エバルエイテング・ザ・ヒ
ステリシス・プロパーテイーズ・オブ・タイヤコ
ード」(A Technique for Evaluating the
Hysteresis Properties of Tire Cords)に記載
の低速試験法に従つて測定することができ、更に
以下に詳記する。 バイアスプライタイヤが回転するにつれて、繊
維状補強材として働くコードは輸転した荷重をう
ける〔R.G.パターソン(R.G.Patterson)、ラバ
ー・ケム・テクノル(Rubber Chem.Technol.)
第42巻、1969年、第812頁を参照されたい〕。典型
的には、材料に荷重がかかつている場合(緊張)
には荷重がかかつていない場合(弛緩)に回復さ
れるよりも多くの仕事がなされている。それで、
仕事損失すなわちヒステリシスは輸転して変形さ
れる材料の温度を上昇せしめる熱として放散され
る。〔T.アルフレイ(T.Alfrey)「メカニカル・
ビヘイビア・オブ・ハイポリマーズ」
(Mechanical Behavior of High Polymers)、
インターサイエンス・バプリシヤズ・インコーポ
レーテツド(Interscience Publishers Inc.)ニ
ユーヨーク、1948年、第200頁;J.D.フエリ(J.
D.Ferry)「ヴイスコエラステイツク・プロパテ
イズ・オブ・ポリマーズ」(Viscoelastic
Properties of Polymers)、ジヨン・ウイレイ・
アンド・サンズ・インコーポレーテツド(John
Wiley and Sons、Inc.)ニユーヨーク、1970、
第607頁:E.H.アンドリユース(E.H.Andrews)
「テステイング・オブ・ポリマーズ」(Testing
of Polymers)、第4巻、W.E.ブラウン.リミテ
ツド(W.E.Broun)、インターサイエンス.パブ
リシヤズ・インコーポレーテツド、ニユーヨー
ク、1969、第248〜252頁〕。 エドワード・J・パワーズの上記の論文に記載
の如く、同定された仕事損失値を与える仕事損失
試験は動的に実施され、ポリエステル繊維が繊維
状補強材として働いている用途の過程でゴム車タ
イヤが遭遇する応力サイクルに擬せられている。
サイクルの方法はパターソン(Patterson)が報
告している結果を基にして選択され(ラバー・ケ
ム・テクノル、第42巻、1969年、第812頁)、そこ
では最高荷重がタイヤ空気圧によりコードにかか
る旨報告され、また無荷重はタイヤ跡に沿つて進
むコードに生じる旨報告されていた。糸の低速試
験比較のために、0.6g/デニールの最高応力お
よび0.05g/デニールの最小応力がタイヤの遭遇
する数値の域内にあるものとして選択された。
150℃の試験温度が選択された。これは厳しいタ
イヤ操作温度であるが、タイヤコードの高温加工
損失挙動の代表例である。同一の長さの糸(10イ
ンチ)を一貫して試験し、そして仕事損失データ
を1000総デニール糸のそれに標準化させた。デニ
ールは単位長さ当りの塊の寸法であるので、長さ
とデニールの積は、データを比較するための適当
な標準化因子である材料の特定の大きさに帰する
ものである。 一般的に言うと、使用する低速試験操作では最
大および最小荷重の調節および仕事の測定が可能
である。チヤートレコード荷重(すなわち、糸に
対する力もしくは応力)対時間は試験を行うのに
使用される引張試験機のクロスヘツド速度と同調
されているチヤートスピードに一致する。それ
故、時間は試験をしている糸の置換えに変換し得
る。引張試験機チヤートの力変位曲線下の面積を
測定することにより、糸に対してなされた加工
(変形を生じる)が結果として得られる。仕事損
失を求めるためには、無荷重(弛緩)曲線下の面
積を荷重(緊張)曲線下の面積から差引く。無荷
重曲線が荷重および無荷重曲線の切片から垂直に
引いた線の周りで180゜回転しているときは、典型
的なヒステリシスループが結果として生じる。仕
事損失はヒステリシスループ内部の力変位積分で
ある。これらのループは、もしも引張試験機チヤ
ート方向が引張試験機クロスヘツドの荷重および
無荷重方向と同期して逆転しているときに、直接
生じてくる。しかし、これは実際上好ましくはな
くて、ヒステリシスループ内部の面積は計算で求
めることができる。 前文で指示した通り、低速仕事損失操作の結果
の比較によつて、異つた加工処理型式で形成され
る化学的には同一のポリエチレンテレフタレート
糸は仕事損失挙動が著しく異つていることがわか
る。このような異なる試験結果はそれらの内部形
態における著しい変化に帰せられる。加工損失は
熱に変換されるので、試験により、荷重のかかつ
た回転しているタイヤが遭遇する変形と類似の変
形の過程で匹敵する糸もしくはコードが有する熱
生成特性の尺度が提供される。所定のコード
(cord)もしくは糸の形態がサイクル当り一層少
い熱を生成する(すなわちタイヤ1回転で)もの
であるときは、その熱発生率は高ひん度の変形す
なわち一層高速のタイヤ速度ではより低くなり、
そしてその結果の温度はサイクル当りより熱を生
じる糸またはコードの温度よりも低くなる。 第2図および第3図において、異つた内部構造
を有する製品を生じるような加工処理技術を別異
にすることによつて形成された高強度の1000デニ
ールポリエチレンテレフタレートタイヤコード糸
の10インチ長についての代表的なヒステリシス
(すなわち仕事損失)ループを示す。第2図は通
常のポリエチレンテレフタレートタイヤコード糸
についてのヒステリシス曲線の代表例であり、こ
の糸においてフイラメント様材料は当初約0.002
g/デニールの比較的低い応力条件下で紡糸して
+1〜+2×10-3の複屈折を有する紡糸したまま
の糸とし、そして次に延伸して所望の引張特性を
発現させている。第3図は本発明の方法に従つて
形成された繊維からなるポリエチレンテレフタレ
ートタイヤコード糸についての代表的なヒステリ
シスループである。 次に、炉、荷重セルおよびチヤートを伴うイン
ストロンモデルTTD引張試験機を用いて所定の
マルチ糸について仕事損失値を測定するための低
速試験操作を詳述する。 A 炉を150℃に加熱する。 B 供試糸のデニールを測定する。 C 装置の目盛を調べる。 糸にフルスケールで1g/デニールの応力が
かかるようにフルスケール荷重(FSL)を定め
る。クロスヘツド速度を0.5インチ/分に対し
て定める。 D 試料配置 試験温度の装置で糸を上部ジヨーで締め、そ
して下部ジヨーをしめるにつれて0.01g/デニ
ール応力(g/d)に保持する。糸を迅速に入
れて試料の過度の収縮を避けるべく留意のこ
と。供試糸のゲージ長さは10インチでなければ
ならない。 E 試験実施 1 チヤートをスタートさせる。 2 クロスヘツド−ダウンをスタートさせる。 3 0.6g/d応力を生じる荷重でクロスヘツ
ドを逆転させる。 4 0.5g/d応力を生じる荷重でクロスヘツ
ドを逆転させる。 5 0.6〜0.5g/デニールで4回循環させる。 6 次のクロスヘツド−アツプで0.4g/dで
クロスヘツド運動を逆転させる。 7 0.6g/dと0.4g/dとの間4サイクルの
間循環させる。 8 次のクロスヘツド−アツプで0.3g/dで
クロスヘツド運動を逆転させる。 9 この様式で、0.6g/dと0.3g/dとの間
で4サイクル、次に0.6g/dと0.2g/dと
の間で4サイクル、次に0.6g/dと0.1g/
dとの間で4サイクル、最後に0.6g/dと
0.05g/dとの間で4サイクルの循環を続け
て行う。 F データ採集 1000総デニールの糸に標準化された糸の10イ
ンチ長さ当りサイクル当りの仕事損失を求める
のに、次の式を使用し得る。本文に記載の仕事
損失を測定する場合0.6g/d乃至0.05g/d
荷重サイクルの第4番目のサイクルからのデー
タのみを使用する。 W=Ac×FSL×CHS/At×1000/糸デニール W=加工(インチ−ポンド/サイクル/1000
デニール−10インチ) Ac=曲線下の面積(荷重もしくは無荷重) FSL=フルスケール荷重(ポンド) CHS=クロスヘツド速度(インチ/分) At=1分間フルスケール荷重でペンで生じ
る面積 仕事損失=WI−WO WI=荷重試料に対してなされた仕事 WO=弛緩中に回収される仕事 面積AcおよびAtは任意の方法によつて小正方
形を計算してあるいは極線面積計を用いて求める
ことができる。 また、曲線のコピーをつくり、曲線を切り取
り、紙を秤量することも可能である。しかしなが
ら、紙を再成可能な平衡水分含量に到達せしめる
ように留意しなければならない。この方法による
と、先の仕事を求める式は次のようになる。 W=Wtc×FSL×CHS/WtT×1000/糸デニール W=加工(インチ−ポンド/サイクル/1000
デニール−10インチ) Wtc=切り取つた曲線の重量(例えば、g) FSL=上記の通り CHS=上記の通り WtT=フルスケール荷重により1分間で生じ
る紙の面積の重量(例えば、g) 上記の仕事損失に対する式は同一である。試験
は自動化することができ、データ採集が先にあげ
たエドワード・J・パワーズの論文に記載されて
いる通りデジタル積算計をインストロン引張試験
機と接面させることによつて容易になし得ること
は言うまでもない。 コード、ゴム、道路摩擦等々により生成するタ
イヤにおいて総熱量の相対%に関して文献と一致
しないところがある。F.S.コナント(F.S.
Conant)「ラバー・ケム・テクノル」、第44巻、
1971年、第297頁;P.カインラドル(P.
Kainradl)およびG.カウフマン(G.Kaufmann)
「ラバー・ケム・テクノル」、第45巻、1972年、第
1頁;N.M.トリヴゾ)(N.M.Trivisonno)「サー
マル・アナリシス・オブ・ア・ローリング・タイ
ヤ(Thermal Analysis of a Rolling Tire)」
SAEペーパー70044、1970年;P.R.ウイレツト
(P.R.Willett)「ラバー・ケム・テクノル」、第46
巻、1973年、第425頁、J.M.コリンズ(J.M.
Collins)W.L.ジヤクソン(W.L.Jackson)およ
びP.S.オウブリツジ(P.S.Oubridge)「ラバー・
ケム・テクノル」、第38巻、1965年、第400頁を参
照されたい。しかしながら、コードがタイヤ中の
荷重負担要素であり、そしてそれらの温度が上昇
するにつれていくつかの望ましくない結果が伴
う。温度が上昇するにつれて、コードによりサイ
クル当り発生する熱も一般に増大する。化学的分
野の速度は温度上昇に伴つて増大することは周知
である。それで、コード温度が上昇するにつれて
繊維モジユラスが減少し、これがタイヤのひずみ
が一層大きくなるとゴム中に発生する熱を増大さ
せ得ることが周知である。これらの因子はすべて
コードの温度を更にそれ以上増大させる傾向があ
り、そして増大が十分に大きいときはタイヤ破損
が結果として起り得る。特に限界的な適用例では
最適のコード性能が最小熱発生特性(仕事損失/
サイクル/コードの単位量)を有するコードから
得られることが明白である。 更に、本発明の方法の糸は、タイヤコードを形
成するのに通常使用される高強度ポリエチレンテ
レフタレート繊維と比較した場合、大巾に改善さ
れた疲労抵抗性を有することが見い出された。こ
のような疲労抵抗性により、ゴム中に埋入した際
繊維状補強材は曲げ、より、せん断および圧縮に
対して一層良好な抵抗性を可能とする。本発明の
製品のすぐれた疲労抵抗性は、(1)グツドイヤー・
マロリイ・フアテイグ・テスト(Goodyear
Mallory Fatigue Test)(ASTM−D−885−
59T)、または(2)フアイアストーン−シヤー−コ
ンプレツシヨン−エクステンシヨン・フアテイ
グ・テスト(Firestone−Shear−Compression−
Extension Fatigue Test)(SCEF)の使用によ
つて実証することができる。例えば、圧縮と内部
温度発生とを組合せたグツドイヤー・マロリイ・
フアテイグ試験を使用した場合、本発明の製品は
通常のポリエステルタイヤコード比較対照よりも
約5〜10倍の長さで作動し、そして供試チユーブ
は比較対照よりも約50Fより低く作動することが
見い出された。側壁屈曲に擬したフアイアストー
ン−シヤー−コンプレツシヨン−エクステンシヨ
ン−フアテイグ・テストでは、本発明の製品は通
常のポリエステルタイヤコード比較対照よりも同
等なよりで約400%性能がすぐれていた。 以下に前文中に記載した本発明の改善されたポ
リエステル糸を形成し得ることが本発明者等によ
つて見い出された方法を説明する。しかしなが
ら、以下に記載の糸製品は次の記載のパラメータ
によつて限定されるものでないことは言うまでも
ない。 記載の糸製造方法で出発材料として働くポリエ
ステル(前文に定めた通り)は0.8〜2.0dl/gの
固有粘度(I.V.)好ましくは0.8〜1.0dl/gの比
較的高い固有粘度、最も好ましくは0.85〜1.0
dl/g(例えば、0.9〜0.95dl/g)の固有粘度
を有する。溶媒紡糸可能なポリエステルのI.V.は
方程式lim/c→o lnηr/cで都合よく求めることが
で きる。式中、ηrは重合体の希溶液の粘度を使用溶
媒(例えばオルトクロロフエノール)の粘度(同
一温度で測定)で除すことによつて得られる「相
対粘度」であり、cはg/100mlで表わした溶液
の重合体濃度である。出発重合体は更に普通約
140〜420、好ましくは約140〜180の重合度(D.
P.)を有している。ポリエチレンテレフタレート
出発材料は普通約75〜80℃のガラス転移温度およ
び約250〜265℃例えば約260℃の融点を有してい
る。 成形押出オリフイス(すなわち、紡糸口金)は
多数の開口部を有し、そしてフイラメント様材料
の溶融押出過程で普通に使用されるものから選択
することができる。紡糸口金の開口部の数は大巾
に変えることができる。6〜600孔(例えば、20
〜400孔)を含有する標準円すい紡糸口金例えば
約5〜50ミル(例えば、10〜30ミル)の直径を有
するポリエチレンテレフタレートの溶融紡糸に普
通に使用されている紡糸口金を本発明の方法に使
用し得る。約20〜400連続フイラメントの糸が普
通形成される。溶融紡糸可能なポリエステルはそ
の融点以上の温度でかつ重合体が実質的に分解す
る温度以下で押出オリフイスに供給される。 ポリエチレンテレフタレートから主としてなる
溶融ポリエステルは紡糸口金を経て押出される際
好ましくは約270〜325℃の温度、最も好ましくは
約280〜320℃の温度である。 成形オリフイスを経た押出し後、得られた溶融
ポリエステルフイラメント様材料を出口端および
入口端を有する凝固帯域を経てその長さの方向に
通し、この帯域で溶媒フイラメント様材料を均一
に急冷し、そして固体のフイラメント様材料に変
形させる。使用する急冷は示差もしくは不均斉な
冷却が企図されていない意味で均一である。凝固
帯域の正確な性状は、実質的に均一な急冷が達成
される限り、方法の操作にとつて限定的なもので
はない。方法の好ましい態様では、凝固帯域は必
須の温度で提供されるガス様雰囲気である。この
ような凝固帯域のガス様雰囲気は約80℃以下の温
度で提供することができる。凝固帯域内部では、
溶融された材料は溶融から半固体コンシステンシ
ー、そして半固体コンシステンシーから固体コン
システンシーになる。凝固帯域に存在する間に材
料は実質的な配向を受けて以下に詳述する如く半
固体として存在している。凝固帯域内に存在する
ガス様雰囲気は好ましくは循環して一層有効な伝
熱を生じさせる。本発明の方法の好ましい態様で
は、凝固帯域のガス様雰囲気は約10〜60℃(例え
ば10〜50℃)、最も好ましくは約10〜40℃(例え
ば室温あるいは約25℃)で供給される。ガス様雰
囲気の化学的組成は、該雰囲気が重合体性フイラ
メント様材料と不当に反応性でない限り、方法の
操作にとつて限定的なものではない。方法の特に
好ましい態様では凝固帯域のガス様雰囲気は空気
である。凝固帯域で使用するのに選択し得るその
他の代表的なガス様雰囲気には不活性ガス例えば
ヘリウム、アルゴン、窒素等が包含される。 前文に示した如く、凝固帯域のガス様雰囲気は
押出されたポリエステル材料に当つて均一な急冷
を生じ、そこでは実質的なラジアル、不均一質ま
たは不釣合な配向が製品には存在していない。急
冷の均一さは、熱を適用すると自己けん縮を受け
る傾向を実質的に有していない能力により得られ
たフイラメント様材料の検査によつて実証するこ
とができる。例えば、本願で使用されている用語
の意味での不均一な急冷を受けた糸は自己けん縮
性であり、収縮自由な条件下でガラス転移温度以
上に加熱すると自発的なけん縮を受ける。 凝固帯域は好ましくは成形押出オリフイスの直
下に配置され、押出しされた重合体性材料は約
0.0015〜0.75秒の滞留時間、最も好ましくは約
0.065〜0.25秒の滞留時間の間軸方向に懸垂され
て存在している。普通凝固帯域は約0.25〜20フイ
ート、好ましくは1〜7フイートの長さを有して
いる。ガス様雰囲気はまた好ましくは凝固帯域の
低端で導入し、下方に通過している移動連続長さ
の重合体性材料と共に帯域の側壁に沿つて紡糸口
金からとり出される。あるいはまた、中心流急冷
あるいは任意のその他の所望の急冷を生じ得る技
術を使用してもよい。 固体のフイラメント様材料は次に、0.015〜
0.150g/デニール、好ましくは0.015〜0.1g/デ
ニール(例えば、0.015〜0.06g/デニール)の
実質的な応力下で凝固帯域から取り出される。応
力は凝固帯域の出口端の直下のポイントで測定す
る。例えば、応力は凝固帯域からのフイラメント
様材料そのままに表面張力計を置くことによつて
測定することができる。当業者にとつて明らかな
如く、フイラメント様材料にかかる正確な応力は
ポリエステルの分子量、押出時の溶融ポリエステ
ルの温度、紡糸口金の開口部のサイズ、ポリマー
量率(溶融押出過程)、急冷温度ならびに紡糸し
たままのフイラメント様材料を凝固帯域から取り
出す速度によつて影響を受ける。通常、紡糸した
ままのフイラメント様材料は約50〜3000m/分の
速度(例えば1000〜2000m/分の速度)で示され
る実質的応力下で凝固帯域から取り出される。 本発明の比較的高い応力の溶融紡糸法において、
最大ダイス膨潤領域のポイントと凝固帯域からの
取出ポイントとの中間の押出しされたフイラメン
ト様材料は普通実質的なドローダウン
(draudoun)を示す。例えば、紡糸したままのフ
イラメント様材料は約100:1乃至3000:1のド
ローダウン比、最も普通には約500:1乃至
2000:1のドローダウン比を示す。前文で使用さ
れる「ドローダウン比」とは、最大ダイス膨潤横
断面積対凝固帯域を出るときにフイラメント様材
料の横断面積の比と定義される。このような横断
面積の実質的な変化は完全な急冷の前に凝固帯域
中でほぼ独占的に生じる。 凝固帯域を出るにつれての紡糸したままのフイ
ラメント様材料は普通約4〜80デニール/フイラ
メントを示す。 紡糸したままのフイラメント様材料は凝固帯域
の出口端からその長さの方向で第1応力単離装置
に送られる。成形押出オリフイス(すなわち、紡
糸口金)と第1応力単離装置との中間でフイラメ
ント様材料の長さに沿つての応力の単離はない。
第1応力単離装置は当業者間で明らかな如く種々
の形態をとり得る。例えば、第1応力分離装置は
通例は一対の食違いロールの形態をとり得る。紡
糸したままのフイラメント様材料は食違いロール
のまわりに多くの回転で巻きつけることができ、
これらのロールはフイラメント様材料がロールに
接近するにつれてそれらにかかる応力を該材料が
ロールを離れるにつれてそれらにかかる応力を該
材料がロールを離れるにつれてそれらにかかる応
力から分離するのに働く、同じ機能を果し得るそ
の他の代表的な装置には空気ジエツト、止めピ
ン、セラミツク棒等々が包含される。 フイラメント様材料に対する比較的高いスピン
−ライン応力により比較的高い複屈折のフイラメ
ント様材料が得られる。例えば、第1応力単離装
置に入るフイラメント様材料は+9×10-3乃至+
70×10-3(例えば、+9×10-3乃至+40×10-3)、
好ましくは+9×10-3乃至+30×10-3(例えば、+
9×10-3乃至+25×10-3)の複屈折を示す。方法
のこのポイントでのフイラメント様材料の複屈折
を測定するためには、代表的な試料を第1応力単
離装置で単に採集し、オフ−ライン位置で常法で
分析することができる。例えば、フイラメントの
複屈折は分極偏光顕微鏡にとりつけたベレク
(Berek)補償器を用いて測定することができ、
繊維軸に平行ならびに垂直の屈折率の差を表わす
ものである。得られる複屈折度は前文で詳述した
通りフイラメント様材料に及ぼされる応力に直接
比例している。織物もしくは工業的適用例を最終
的に意図している紡糸したままのポリエステルフ
イラメント様材料を製造するための先行技術によ
る方法は普通には比較的低い応力条件下で行われ
ており、相当に低い目の複屈折(例えば、約+1
×10-3乃至+2×10-3の複屈折)をもつ紡糸した
ままの(as−spun)フイラメント様材料を形成
していた。 紡糸したままのフイラメント様材料は第1応力
単離装置から第1延伸帯域へその長さの方向で連
続して送られ、該延伸帯域で縦の引張下に第1延
伸帯域を通過しながら連続基準で延伸される。第
1延伸帯域に存在している間に紡糸したままのフ
イラメント様材料は好ましくはその最大延伸率の
少くとも50%(例えば、最大延伸率の約50〜80
%)で延伸される。紡糸したままのフイラメント
様材料の「最大延伸率」とは紡糸したままのフイ
ラメント様材料をその破損を伴うことなく実用上
および再現可能な基準で延伸し得る最大延伸率と
定義することができる。例えば、紡糸したままの
フイラメント様材料の最大延伸率は該材料を連続
して上昇する温度で多数の段階で延伸し、そして
全段階についての全延伸率に対する実際上の上部
限界を実測することによつて求められ、第1延伸
段階は紡糸後直ちにイン−ライン方式で行われ
る。 第1延伸帯域で使用される延伸比は1.01:1乃
至3.0:1の範囲にあり、好ましくは1.4:1乃至
3.0:1(例えば、約1.7:1乃至3.0:1)の範囲
にある。このような延伸比は延伸帯域直前・前後
のロール表面速度を基準としている。この範囲内
の低い方の延伸比は特定された高い方の複屈折度
の紡糸したままのフイラメントと共に普通(必須
ではないが)使用され、また高い方の延伸比は特
定された低い方の複屈折度で使用される。第1延
伸帯域で必要な延伸度を行うのに使用される装置
は大巾に変更することができる。例えば、第1延
伸工程はフイラメント様材料をその長さの方向に
縦の引張下でスチーム・ジエツト中を通過させる
ことによつて好都合に実施することができる。先
行技術でポリエステルと共に使用されるその他の
延伸装置をも同じく使用し得る。本発明の方法の
第1延伸工程の完了時ではフイラメント様材料は
普通には25℃で測定して約3〜5g/デニールの
引張強度(tenacity)を示す。 第1延伸工程後フイラメント様材料を第1延伸
帯域の温度以上の温度で縦の引張下で熱処理す
る。熱処理は第1延伸帯域からの通過前後にイン
−ライン連続方式で実施することもできるし、あ
るいはフイラメント様材料を第1延伸帯域通過後
採集し、そして最後に後の時点で熱処理にかけて
もよい。熱処理は好ましくは連続して上昇する温
度で多数の工程で実施することができる。例え
ば、熱処理は2,3,4またはそれ以上の段階で
好都合に実施し得る。熱処理で使用される伝熱媒
質の性状は大巾に変化させることができる。例え
ば、伝熱媒質は加熱ガス、または加熱接触表面例
えば1またはそれ以上の熱すべり板または熱ロー
ラであつてよい。用いられる縦の引張は問題の熱
処理の各段階中での収縮を防止するのに十分であ
るのが好ましい。しかし必ずしも各工程が延伸工
程である必要がなく、工程の1またはそれ以上は
実質的に一定の長さで実施される。熱処理中にフ
イラメント様材料が延伸されて最大延伸率(前文
で詳述)の少くとも85%、好ましくは最大延伸率
の少くとも90%を達成する。 熱処理により25℃で測定して少くとも7.5g/
デニールの粘り強さがフイラメント様材料に付与
される。好ましくは、少くとも8g/デニールの
tenacityが付与される。 熱処理の最終部分は、示差走査カロリメーター
ピーク溶融温度(フイラメント様材料)以下約90
℃から隣接するフイラメントの合一が起る温度以
下までの範囲内の温度で実施される。方法の好ま
しい態様では、熱処理の最終部分は示差走査カロ
リメーターピーク溶融温度以下60℃から隣接する
フイラメントの合一が起る温度以下までの範囲内
の温度で実施される。実質的にすべてがポリエチ
レンテレフタレートであるポリエステルフイラメ
ント様材料については、フイラメント様材料の示
差走査カロリメーターピーク溶融温度は普通約
260℃であることが観察されている。熱処理の最
終部分は普通フイラメント合一の不存在下約220
〜25℃の温度で実施される。 所望により、任意の収縮工程を実施することも
できる。この工程で、前文に記載の熱処理から得
られるフイラメント様材料を僅かに収縮せしめ、
このようにしてその特性を僅かに改変させる。例
えば、得られるフイラメント様材料を、所望の収
縮を可能にするように表面速度比を有する移動ロ
ール間に位置させて熱処理の最終部分の温度以上
の温度で加熱することにより、約1〜10%(好ま
しくは2〜6%)まで収縮させることができる。
この任意の収縮工程は更に残留収縮特性を減退せ
しめかつ最終製品の伸びを増大せしめる傾向を有
する。 以下の実施例は添付図面の第4図および第5図
を引照して本発明の特別の例示として掲げるもの
である。しかしながら、本発明は実施例に記載さ
れた特別な細部に限定されるものではないことが
明らかである。 固有粘度(I.V.)0.9dl/gを有するポリエチレ
ンテレフタレートを出発材料として選んだ。固有
粘度はオルトクロロフエノール100ml中重合体0.1
gの溶液から25℃で測定した。 第4図に示したように、ポリエチレンテレフタ
レート重合体を特別な形態でホツパ1に入れ、ス
クリユーコンベヤ4の助けにより紡糸口金2の方
へ進めた。加熱器6でポリエチレンテレフタレー
ト粒を溶融せしめて均一相となし、更にこれをポ
ンプ8の助けにより紡糸口金2の方へ進めた。紡
糸口金2は標準円すい入口および押出し孔の輪
(各孔は直径10ミルである)を有していた。 得られた押出しポリエチレンテレフタレート1
0は紡糸口金2を経て凝固帯域12に直接送られ
た。凝固帯域12は長さ6フイートで、垂直に配
置されていた。10℃の空気を凝固帯域12に14
で連続して導入し、この空気は導管16およびフ
アン18を経て供給された。空気は、凝固帯域1
2の壁と組合さつて垂直に配置されている延長導
管20を通つて凝固帯域12から連続的に取り出
され、それから導管22を経て連続的に取り出さ
れた。凝固帯域を通過中に押出しされたポリエチ
レンテレフタレートは均一に急冷され、紡糸した
ままのポリエチレンテレフタレート糸の連続長さ
に変換された。重合体性物質はまず溶融物から半
固体コンシステンシーに変換され次に半固体コン
システンシーから凝固帯域12を通過中に固体コ
ンシステンシーに変換された。 凝固帯域12の出口端を出た後、フイラメント
様材料は滑剤アプリケーター24と軽く接触し、
そして食違いロール26および28の対からなる
第1応力単離装置に連続送入され、それからこれ
らのロールのまわりに4回転で巻きつけた。フイ
ラメント様材料は食違いロール26および28か
らスチームジエツト32からなる第1延伸帯域に
通り、このジエツトにより水蒸気が単一オリフイ
スから移動しているフイラメント様材料に噴霧さ
れた。当初25psigの高圧水蒸気を過熱器34に供
給し、ここで250℃に加熱された。次に材料がス
チームジエツト32に送られた。フイラメント様
材料は水蒸気と接触すると約85℃の温度に上昇さ
れ、それから第1延伸帯域で延伸された。第1延
伸帯域での延伸を達成するのに十分な縦の引張
は、フイラメント様材料が約4回転で巻きつけら
れている第2の対の食違いロール36および38
の速度を調整することにより作り出された。フイ
ラメント様材料は次に40で包装された。 第5図は、その次の熱処理を実施する装置の配
置を例示するものである。得られた包装40を次
にほどき、次いで4回転で応力単離装置として働
く食違いロール82および84のまわりに通し
た。食違いロール82および84から、フイラメ
ント様材料は24インチの長さを有する熱すべり板
86と滑り接触して通過し、この板は第2延伸帯
域として働き、そしてフイラメント様材料が4回
転で巻きつけられている食違いロール88および
90によつて及ぼされる縦の引張下に維持されて
いた。熱すべり板86は第1延伸帯域でフイラメ
ント様材料が受ける温度以上の温度に維持されて
いた。食違いロール88および90から運ばれた
後のフイラメント様材料は、熱処理の最終部分を
実施する帯域として働く長さ24インチの熱すべ
り板92と滑り接触して通過させた。食違いロー
ル94および96はフイラメント様材料が熱すべ
り板92上を通過するにつれて該材料に縦の引張
を維持していた。フイラメント様材料は熱すべり
板86および92と滑り接触している間該板と実
質的に同一の温度を帯びていた。フイラメント様
材料の示差走査カロリメーターのピーク温度は各
実施例で260℃であり、そして第5図での熱処理
中にフイラメントの癒着は生じなかつた。 実施例に関するそれ以上の細部は次の通りであ
る。 実施例 紡糸口金2は20孔からなり、そしてポリエチレ
ンテレフタレートは押出時約316℃の温度であつ
た。紡糸口金2を通るポリエステル量は12g/分
であり、そして紡糸パツク圧力は1550psigであつ
た。 ポイント30で測定すると凝固帯域12の出口
端でのフイラメント様材料にかかる比較的高い応
力は0.019g/デニールであつた。紡糸したまま
のフイラメント様材料を500m/分の割合で食違
いロール26および28のまわりに巻きつけた。
工程の該ポイントで材料は+9.32×10-3の比較的
高い複屈折および216の総デニールを示した。第
1延伸帯域に入る前の紡糸したままのフイラメン
ト様材料についての最大延伸比は約4.2:1であ
つた。 次に第表に多数の操業での追加のパラメータ
および得られた結果を要約する。この場合、(1)第
1延伸、(2)第2延伸、および(3)熱処理の最終部分
の条件は食違いロール26および36、82およ
び88、88および94の相対速度および熱すべ
り板(hot shoes)86および92の温度の調節
によつて変更された。 第表ならびに以下のその他の表において、次
の通りの略語および用語を使用する。 DR=ロール表面速度の比を基として:1で表わ
す延伸比 DT=延伸温度、℃ TEN=25℃で測定した糸引張強度、g/デニー
ル E=25℃で測定した糸延伸、% IM=25℃で測定した糸初期弾性率、g/デニー
ル MaxDR=紡糸したままの糸が分断することなく
実用上かつ再現可能な基準で延伸され得
る:1で表わす最大延伸比 DPF=デニール/フイラメント 縮み=空気中175℃で測定した縦縮み、% 仕事損失(Work Loss)=0.6g/デニールと0.05
g/デニールとの間の応力で循環させた
場合、本文に記載の如く1000総デニール
のマルチ糸に標準化された糸10インチ長
さで測定したひずみ定率0.5インチ/分
で測定した150℃での仕事損失、インチ
−ポンド 安定度係数=縮みもしくは収縮×仕事損失の掛け
算から得られる積の逆数 引張係数=引張強度×初期弾性率の掛け算によつ
て得られる積 結晶度=%結晶度 fa=無定形配位函数 fc=結晶配位函数
【表】
実施例
紡糸口金2は20孔からなり、ポリエチレンテレ
フタレートは押出時約312℃の温度であつた。紡
糸口金2を通るポリエステル量は12g/分であ
り、そして紡糸パツク圧力は1900psigであつた。 ポイント30で測定すると凝固帯域12の出口
端でのフイラメント様材料にかかる比較的高い応
力は0.041g/デニールであつた。紡糸したまま
のフイラメント様材料を1000m/分の割合で食違
いロール26および28のまわりに巻きつけた。
該ポイントで材料は+20×10-3の比較的高い複屈
折および108の総デニールを示した。第1延伸帯
域に入る前の紡糸したままのフイラメント様材料
についての最大延伸比は約3.2:1であつた。 次の第表に多数の操業での追加のパラメータ
および得られた結果を要約する。この場合、(1)第
1延伸、(2)第2延伸、および(3)熱処理の最終部分
の条件は食違いロール26および36,82およ
び88,88および94の相対速度および熱すべ
り板(hot shoes)86および92の温度の調節
によつて変更された。
フタレートは押出時約312℃の温度であつた。紡
糸口金2を通るポリエステル量は12g/分であ
り、そして紡糸パツク圧力は1900psigであつた。 ポイント30で測定すると凝固帯域12の出口
端でのフイラメント様材料にかかる比較的高い応
力は0.041g/デニールであつた。紡糸したまま
のフイラメント様材料を1000m/分の割合で食違
いロール26および28のまわりに巻きつけた。
該ポイントで材料は+20×10-3の比較的高い複屈
折および108の総デニールを示した。第1延伸帯
域に入る前の紡糸したままのフイラメント様材料
についての最大延伸比は約3.2:1であつた。 次の第表に多数の操業での追加のパラメータ
および得られた結果を要約する。この場合、(1)第
1延伸、(2)第2延伸、および(3)熱処理の最終部分
の条件は食違いロール26および36,82およ
び88,88および94の相対速度および熱すべ
り板(hot shoes)86および92の温度の調節
によつて変更された。
【表】
実施例
紡糸口金2は20孔からなり、そしてポリエチレ
ンテレフタレートは押出時約316℃の温度であつ
た。紡糸口金2を通るポリエステル量は12g/分
であり、そして紡糸パツク圧力は1500psigであつ
た。 ポイント30で測定すると凝固帯域12の出口
端でのフイラメント様材料にかかる比較的高い応
力は、0.058g/デニールであつた。紡糸したま
まのフイラメント様材料を1150m/分の割合で食
違いロール26および28のまわりに巻きつけ
た。該ポイントで材料は+30×10-3の比較的高い
複屈折および94の総デニールを示した。第1延伸
帯域に入る前の紡糸したままのフイラメント様材
料についての最大延伸比は約2.6:1であつた。 次の第表に多数の操業での追加のパラメータ
および得られた結果を要約する。この場合、(1)第
1延伸、(2)第2延伸、および(3)熱処理の最終部分
の条件は、食違いロール26および36,82お
よび88,88および94の相対速度および熱す
べり板(hot shoes)86および92の温度調節
によつて変更された。
ンテレフタレートは押出時約316℃の温度であつ
た。紡糸口金2を通るポリエステル量は12g/分
であり、そして紡糸パツク圧力は1500psigであつ
た。 ポイント30で測定すると凝固帯域12の出口
端でのフイラメント様材料にかかる比較的高い応
力は、0.058g/デニールであつた。紡糸したま
まのフイラメント様材料を1150m/分の割合で食
違いロール26および28のまわりに巻きつけ
た。該ポイントで材料は+30×10-3の比較的高い
複屈折および94の総デニールを示した。第1延伸
帯域に入る前の紡糸したままのフイラメント様材
料についての最大延伸比は約2.6:1であつた。 次の第表に多数の操業での追加のパラメータ
および得られた結果を要約する。この場合、(1)第
1延伸、(2)第2延伸、および(3)熱処理の最終部分
の条件は、食違いロール26および36,82お
よび88,88および94の相対速度および熱す
べり板(hot shoes)86および92の温度調節
によつて変更された。
【表】
実施例
紡糸口金2は34孔からなり、そしてポリエチレ
ンテレフタレートは押出時約325℃の温度であつ
た。紡糸口金2を通るポリエステル量は13g/分
であり、そして紡糸パツク圧力は750psigであつ
た。 ポイント30で固定すると凝固帯域12の出口
端でのフイラメント様材料にかかる比較的高い応
力は0.076g/デニールであつた。紡糸したまま
のフイラメント様材料を1300m/分の割合で食違
いロール26および28のまわりに巻きつけた。
該ポイントで材料は+38×10-3の比較的高い複屈
折および90の総デニールを示した。第1延伸帯域
に入る前の紡糸したままのフイラメント様材料に
ついての最大延伸比は約2.52:1であつた。 次の第表に追加のパラメータおよび得られた
結果を要約する。
ンテレフタレートは押出時約325℃の温度であつ
た。紡糸口金2を通るポリエステル量は13g/分
であり、そして紡糸パツク圧力は750psigであつ
た。 ポイント30で固定すると凝固帯域12の出口
端でのフイラメント様材料にかかる比較的高い応
力は0.076g/デニールであつた。紡糸したまま
のフイラメント様材料を1300m/分の割合で食違
いロール26および28のまわりに巻きつけた。
該ポイントで材料は+38×10-3の比較的高い複屈
折および90の総デニールを示した。第1延伸帯域
に入る前の紡糸したままのフイラメント様材料に
ついての最大延伸比は約2.52:1であつた。 次の第表に追加のパラメータおよび得られた
結果を要約する。
【表】
製品の追加の特性
DPF 複屈折 収縮 仕事損失 安定度
係数 引張係数 結晶度 fa fc
DPF 複屈折 収縮 仕事損失 安定度
係数 引張係数 結晶度 fa fc
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ポリエチレンテレフタレート少なくとも85モ
ル%からなり、1〜20のデニール/フイラメント
を有し、上昇した温度での工業的適用例に使用す
るのに特に適している熱適用時に自己けん縮を受
ける傾向を実質的に示すことがなく、かつ以下の
新規な特性の組合せにより明示される通りの顕著
に安定な内部構造を有する改善された高性能のポ
リエステルマルチ糸: (a) 結晶度45〜55%、 (b) 結晶配向函数少なくとも0.97、 (c) 無定形配向函数0.37〜0.60、 (d) 175℃で空気中での縮み8.5%以下、 (e) 25℃で測定し、g/デニールで表わされる引
張強度×g/デニールで表わされる初期弾性率
の掛け算で得られる引張係数825以上、 (f) 25℃での引張強度少なくとも7.5g/デニー
ル、 (g) 150℃で0.6g/デニールと0.05g/デニール
との間の応力で循環された場合、1000総デニー
ルのマルチ糸に標準化された10インチ長の糸で
のひずみ定率、0.5インチ/分で測定して仕事
損失0.004〜0.02インチ−ポンド、および (h) 空気中175℃で測定した縮み(%)×0.6g/
デニールと0.05g/デニールとの間の応力で循
環させた場合、1000総デニールのマルチ糸に標
準化された10インチ長の糸についてひずみ定率
0.5インチ/分で測定した150℃での仕事損失
(インチ−ポンド)の掛け算で得られる積の逆
数をとることによつて求められる安定度係数値
6〜45。 2 ポリエステルがポリエチレンテレフタレート
少なくとも90モル%からなる特許請求の範囲第1
項記載の改善された高性能のポリエステルマルチ
糸。 3 ポリエステルが実質的にすべてポリエチレン
テレフタレートからなる特許請求の範囲第1項記
載の改善された高性能のポリエステルマルチ糸。 4 糸のフイラメントが3〜15のデニール/フイ
ラメントを有する特許請求の範囲第1項記載の改
善された高性能のポリエステルマルチ糸。 5 6〜600の連続フイラメントからなる特許請
求の範囲第1項記載の改善された高性能のポリエ
ステルマルチ糸。 6 引張係数830〜1500を示す特許請求の範囲第
1項記載の改善された高性能のポリエステルマル
チ糸。 7 25℃において少なくとも8.0g/デニールの
引張強度を示す特許請求の範囲第1項記載の改善
された高性能のポリエステルマルチ糸。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/735,850 US4101525A (en) | 1976-10-26 | 1976-10-26 | Polyester yarn of high strength possessing an unusually stable internal structure |
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---|---|
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JP12767477A Granted JPS5358031A (en) | 1976-10-26 | 1977-10-26 | High strength polyester yarn having highly stable internal structure |
JP61119401A Granted JPS626907A (ja) | 1976-10-26 | 1986-05-26 | 顕著に安定な内部構造を有する高強度のポリエステル糸 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61119401A Granted JPS626907A (ja) | 1976-10-26 | 1986-05-26 | 顕著に安定な内部構造を有する高強度のポリエステル糸 |
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