(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融吐出した樹脂にレーザを照射して得られた未延伸糸を延伸することにより得られた下記（１）〜（４）の要件を同時に満たすことを特徴とするポリエステル繊維。
（１）強度≧１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（２）弾性率≧１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（３）タフネス≧３０
タフネス＝強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）×（伸度（％））1/2
（４）弾性率変化率ＭＣ≦１０％
ＭＣ（％）＝｛（Ｍｂ−Ｍａ）／Ｍｂ｝×１００
ＭＣ：弾性率変化率
Ｍｂ：処理前の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
Ｍａ：１５０℃×１０分間定長熱処理後の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
【請求項２】
強度が、１２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする請求項１記載のポリエステル繊維。
【請求項３】
タフネスが、３５以上であることを特徴とする請求項１または２記載のポリエステル繊維。
【請求項４】
小角Ｘ線解析において、その散乱像が２点干渉であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリエステル繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤコードなどのゴム補強用途、ベルト用途、スリング用途、漁網などのネット用途あるいはロープ等の産業資材用途などに特に適した高いタフネスを有しつつも、強度、弾性率および熱安定性のいずれにも優れたポリエステル繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のハイテクノロジー化の中、タイヤコードやゴムホース、ゴムベルトなどのゴム補強用途、シートベルトなどのベルト、スリング用途、魚網、陸上ネットなどのネット用途、ロープ用途などの産業資材用途において、構造材（製品）の性能向上のためには、該構造材に用いる繊維の力学的特性の向上が必須のことである。
これに加え、産業資材用途に用いられる繊維は、高荷重下で繰り返し伸長圧縮を受けるなどの過酷な条件下で使用される場合が多く、擦過や変形などによる力学的特性の経時的低下（劣化）が少ないことも重要である。
【０００３】
一般に、このような経時的劣化を抑制するためには、エネルギー吸収率の向上、つまり、高い強度および弾性率を有しつつも適度な伸度を有すること必要である。この特性をタフネスと称し、タフネス＝強度×（伸度）１／２で表わされる値である。
また、繊維を構造材とするためには、熱セットや他素材との接着工程などの加熱処理が行われるため、繊維の力学的特性を構造材の性能に結びつけるためには、熱安定性も極めて重要な特性である。
【０００４】
現在、製造工程における環境負荷も注目される中、リサイクルが比較的容易に行え、かつ溶融紡糸・延伸、更には高速紡糸より低エネルギーかつ安価に製造できるポリエステル繊維を衣料用途だけでなく、産業資材用途においても広く適応させることが要望されており、ポリエステル繊維のタフネス、強度、弾性率および熱安定性の向上が強く望まれている。
【０００５】
従来技術においても、高タフネスポリエステル繊維としては強度１０．０ｇ／ｄ（８．８２ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、切断伸度１５％以上のポリエステル繊維に関する開示がある（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、該ポリエステル繊維は、確かに高度なタフネスを有する繊維ではあるが、初期モジュラスが１４０ｇ／ｄ（１２３ｃＮ／ｄｔｅｘ）以下と低いという問題がある。これは、該繊維の弾性変形領域が低いことを示し、高荷重下で圧縮伸長が繰り返しかかるような用途、例えばロープ等の用途では、経時的に繊維が変形しやすく、構造材の間延びや強力低下などの問題が起こる。
【０００７】
また、１０．０ｇ／ｄ（８．８２ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上の強度および１０％以上の伸度を有したタフネスの高いポリエステル繊維に関する開示がある（特許文献２参照）。
しかし、該繊維の製造方法は、従来の低配向繊維を高倍率延伸することを逸脱しておらず、高タフネスと高弾性率とを両立することは難しく、単繊維の変形による劣化に加え、エネルギー吸収率が低いために、擦過などによる劣化も進行しやすいなどの問題がある。
【０００８】
一方、高強度高弾性率繊維として切断強度１１ｇ／ｄ（９．７ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、初期引張弾性率１６０ｇ／ｄ（１４１ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上のポリエステル繊維に関する開示がある（特許文献３参照）。
【０００９】
しかし、該ポリエステル繊維は、確かに優れた強度と弾性率を有したものであるが、製造工程において高分子量ポリマーを得るために水素化トリフェニルにて熱媒膨潤し、固相重合を行なっている。熱媒内固相重合したポリマーは、溶融紡糸時にも熱媒がポリマー中に存在しており、ポリマーに残存する熱媒が溶融紡糸および延伸過程において繊維構造から発散するため、繊維構造内に自由体積（ミクロボイドなど）が多く存在することとなる。従って、加熱処理などにより、自由エネルギーが増加した場合には、繊維構造が大きく変形し、処理後の力学的特性は大きく低下するという問題がある。
【００１０】
同様に有機溶媒を利用し、製糸性向上や高倍率延伸を可能とすることで、優れた強度と弾性率を有するポリエステル繊維を得ることに関する開示がある（特許文献４−６参照）。
【００１１】
しかし、製造工程において有機溶媒処理したポリエステル繊維については、前述した技術と同様に有機溶媒が抜ける際に繊維構造内の自由体積が多くなることから、熱安定性は低いという問題があるほか、膨潤効果を利用し、高倍率延伸を行っているため、伸度が著しく低くなり、低タフネスとなる。更に、製造工程後も繊維内に残存する有機溶媒は時間とともに繊維表面に染み出てくるため、例えば、タイヤコード等の他の素材に埋没させる用途では表面を覆う素材との接着面が変質し、剥離もしくは素材の部分的な変質等という大きな問題が起こる可能性があり好ましくない。また、これらのポリエステル繊維では製造工程中に使用した有機溶媒は、実質的に回収不可能であるため、製造作業員や環境に対する負荷も非常に大きく、またコストアップの要因ともなる。
【００１２】
【特許文献１】特開平２−２８９１１５号公報（第１頁参照）
【特許文献２】特公昭４１−７８９２号公報（第４頁第３６〜３７行目、実施例参照）
【特許文献３】特開昭６３−１９６７１２号公報（請求項１参照）
【特許文献４】特開平４−７３２１２号公報（第１頁参照）
【特許文献５】特開昭６３−１９６７１３号公報（第１頁参照）
【特許文献６】特開平３−２９４５３９号公報（第１頁参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、上記した従来技術の問題点を解消し、タイヤコードなどのゴム補強用途、ベルト用途、スリング用途、漁網などのネット用途およびロープ等の産業資材用途に適するポリエステル繊維に関し、高いタフネスを有しつつも、強度、弾性率および熱安定性がいずれにも優れた新規なポリエステル繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を達成する本発明のポリエステル繊維は、以下の構成を有するものである。
すなわち、溶融吐出した樹脂にレーザを照射して得られた未延伸糸を延伸することにより得られた下記（１）〜（４）の要件を同時に満たすことを特徴とするポリエステル繊維である。
（１）強度≧１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（２）弾性率≧１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（３）タフネス≧３０
タフネス＝強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）×（伸度（％））1/2
（４）弾性率変化率ＭＣ≦１０％
ＭＣ（％）＝｛（Ｍｂ−Ｍａ）／Ｍｂ｝×１００
ＭＣ：弾性率変化率
Ｍｂ：処理前の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
Ｍａ：１５０℃×１０分間定長熱処理後の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
【００１５】
かかる本発明のポリエステル繊維において、より具体的態様として、好ましくは、強度が１２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるポリエステル繊維であり、また、さらに好ましくは、それら本発明のポリエステル繊維において、タフネスが３５以上であるポリエステル繊維である。さらにまた、好ましくは、小角Ｘ線解析において、その散乱像が２点干渉であるポリエステル繊維である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、タイヤコードなどのゴム補強用途、ベルト用途、スリング用途、漁網などのネット用途およびロープ等の産業資材用途に好適な、高いタフネスを有しつつも、強度、弾性率および熱安定性がいずれにも優れた新規なポリエステル繊維が提供される。
本発明によれば、熱安定性が優れていることから構造材への加工性にも優れたポリエステル繊維が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、さらに詳しく本発明のポリエステル繊維について、以下に説明する。
【００１８】
本発明においてポリエステルとは、エステル結合を繰り返し構造にもつ直鎖状高分子のことをいうものであり、特に限定されるものではないが、特に好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、あるいはポリブチレンテレフタレートなどであり、特にポリエチレンテレフタレートがより好ましい。
また、本発明のポリエステル繊維は、本発明の効果が損なわれない範囲で他の成分が共重合されていてもよい。さらに、本発明の繊維は、艶消剤、難燃剤、あるいは滑剤等の各種の添加剤を少量含有していてもよいものである。
【００１９】
本発明のポリエステル繊維は、溶融紡糸で得られた下記の各要件（１）〜（４）を同時に満たすものであるが、各要件に関して次の通りである。
なお、本発明において、「溶融紡糸により得られた繊維」とは、溶融紡糸条件を後述するような特異なものとして得られた繊維であり、溶液紡糸などで得たものではないことを意味する。一般に、溶融紡糸とは、高分子材料の重合工程を経て製造されたペレット状の原料を押出機に投入し、熱を加えて溶融して押出した後、空気中で固化させる手法のことを意味し、延伸とは表面速度の異なるローラ間で、変形性を高めるために加熱しつつ連続的に引き伸ばすことを意味する。したがって、本発明の繊維は、品質面、性能面などで安定した工業生産によって得ることができるものなのである。
【００２０】
（１）強度について
近年のハイテクノロジー化の流れの中にあって、産業資材用途の構造材として要求される品質水準を考慮すれば、強度は少なくとも１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。更に高度な要求を満たし、産業資材における用途拡大を可能とするためには１２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。
上限は、本発明者等の知見によれば、製造が難しくなってくる２０ｃＮ／ｄｔｅｘ付近までである。
【００２１】
（２）弾性率について
産業資材用途では、伸長圧縮が繰り返しかかることが多く、弾性率が低い、つまり弾性変形領域が狭い繊維は、経時的に繊維の塑性変形が進み、力学的特性の低下や破断が起こり、構造材としての劣化が進行する。優れた弾性率を有する繊維であれば伸長圧縮の応力を弾性変形で担うことができるため、塑性変形が少なく、繊維および構造材の劣化を最少限にすることができる。本発明のポリエステル繊維では、弾性率が１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要であり、１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることが好ましい。
上限は、本発明らの知見によれば、製造が難しくなってくる２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ付近までである。
【００２２】
（３）タフネスについて
産業資材用途に用いられる繊維としては、高応力下においてもエネルギー吸収率が大きいものことが必要とされる。これは一般的にタフネスとされる特性であり、該タフネス値は、強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）×（伸度（％））１／２で表されるものであり単位はないものである。ベルト用補強材、タイヤコード、あるいはロープ等の産業資材用途では、単繊維が負担する応力が瞬間的に増大する場合があり、これに起因する構造材内の単繊維の破断が構造材の品質の低下を招く。更にロープなどの高応力下で伸長圧縮が繰り返しかかるような条件下では、単繊維のタフネスが低いと擦過や変形などにより容易に構造材の劣化が進行する。このような劣化を抑制するためには、タフネスが３０以上である必要があり、更にこの特性を顕著なものとするためにはタフネスが３５以上であることが好ましい。
上限は、本発明らの知見によれば、製造が難しくなってくる６０付近までである。
【００２３】
（４）弾性率変化率について
ポリエステル繊維を構造材として使用する際には、力学的特性の熱安定性が重要になる。例えば、タイヤコードなどのゴム補強材として用いる場合、製織後ゴムへの埋没をさせる工程において１５０℃以上の加熱が行われる。熱安定性が不十分の場合には繊維の力学的特性から推測された構造材の性能を大きく下回ることになるほか、構造材の任意の部分での物性ムラが発生することとなり、構造材としての均質性が損なわれる等の問題が発生する。
【００２４】
本発明における弾性率変化率（ＭＣ（％））とは、乾熱１５０℃×１０分間定長熱処理後のポリエステル繊維の弾性率の低下率のことを言い、下記式によって求められる値である。
ＭＣ（％）＝｛（Ｍｂ−Ｍａ）／Ｍｂ｝×１００
ＭＣ：弾性率変化率
Ｍｂ：処理前の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
Ｍａ：１５０℃×１０分間定長熱処理後の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
【００２５】
本発明におけるＭｂ（処理前の弾性率）とは、応力−歪曲線のプロフィールにおける初期勾配から求めた値のことを言う。本発明におけるＭａとは、ポリエステル繊維を１５０℃雰囲気下で１０分間定長熱処理し、該処理後のポリエステル繊維を室温で十分に冷却した後、前述したＭｂを求める方法と同様に、応力−歪曲線を測定し、その初期勾配を求めた値のことを言う。弾性率は、その繊維の弾性変形領域を示す指標であり、結晶と非晶の繰り返し構造の配向と深い相関関係がある。したがって、該変化率を測定することにより、熱処理前後の構造配向変化を簡易に見積もることができる。つまり、この弾性変化率が大きい場合には熱処理による繊維構造変化が大きいことを意味し、繊維構造内にミクロボイドや結晶に拘束されないルーズな非晶部分などといった自由体積が多く存在することとなる。該自由体積が多く存在する繊維においては、構造材や構造体とする際に行われる加熱処理によって力学的特性の劣化が顕著である他に、繊維表面を覆うゴムなどの化学物質への化学的影響が大きい。
【００２６】
本発明のポリエステル繊維のような従来にはない優れた繊維構造の目安としては、熱処理前後の弾性率変化率を１０％以下とする必要があり、下限は好ましくは０％である。
【００２７】
以上のように本発明のポリエステル繊維は、高いタフネスを有しつつも、強度、弾性率および熱安定性がいずれも優れた従来にはない特性およびそれらのバランスを有しており、構造材とするための加工性にも優れたポリエステル繊維である。
【００２８】
したがって、本発明のポリエステル繊維は、タイヤコードなどのゴム補強用途、ベルト用途、スリング用途、漁網などのネット用途あるいはロープ等の産業資材用途に適するものである。
【００２９】
本発明のポリエステル繊維が優れた特性を有することの要因としては、従来技術では形成されなかった優れた繊維構造に起因するものである。
【００３０】
特に、高いタフネスを有するとともに、強度および弾性率ともに優れ、かつ熱安定性も向上されたものとするためにはフィブリル状構造（ミクロフィブリル構造）が緻密化されていることが重要である。つまり、該フィブリル状構造が緻密化することにより、ミクロボイドもしくは結晶に拘束されないルーズな非晶領域などの自由体積が少なく、そこへの応力集中が抑制されるために強度や弾性率が優れることに加え、高いタフネスを有することとなる。
【００３１】
更に、該フィブリル状構造においては、加熱処理された場合でも繊維構造変化が起こりにくいため、熱安定性が非常に優れたものとなるのである。
なお、「ポリエステル繊維構造内のフィブリル状構造（ミクロフィブリル構造）が緻密化する」とは、結晶を貫通するタイ分子鎖を軸としたフィブリル状構造が断面方向に均一に配列した構造をいい、あるいは結晶に拘束されない分子鎖（ルーズな非晶領域）などの自由体積が少ない構造のことをいう。本発明では、後述することにより、有機溶媒などによる膨潤効果を利用することなく、初めて実現したものであり、従来の溶融紡糸、延伸技術では到底到達することができなかったものである。
【００３２】
該フィブリル状構造は、小角Ｘ線解析により確認することができる。すなわち、本発明のポリエステル繊維および従来技術により得られたポリエステル繊維の小角Ｘ線散乱像を比較すると、従来技術によるポリエステル繊維の散乱像は４点干渉であるのに対し、本発明のポリエステル繊維の代表的な散乱像では２点干渉となる。
【００３３】
本発明のポリエステル繊維における小角Ｘ線散乱像の２点干渉とは、一般に、赤道ストリーク（繊維軸に対し垂直方向のストリーク状散乱）の強度分布を赤道方向に測定した場合に該ピークが実質的に１箇所にのみ確認される散乱像であることを意味する。なお、従来技術のポリエステル繊維などで得られる４点干渉では２箇所のピークが確認される。そのような４点干渉を示すポリエステル繊維は、繊維軸方向に対して結晶面が傾斜した構造であり、いわゆるジグザク型構造を有していると評価できる。
【００３４】
これに対して、本発明のポリエステル繊維に見られる２点干渉からはフィブリル状構造に対して結晶面がほぼ９０°に存在していることがわかり、フィブリル状構造が傾斜することなく繊維軸方向に配列されやすいため、均質かつ高配向化していることに加え、緻密であると評価できるものである。小角Ｘ線散乱像において２点干渉が得られるポリエステル繊維は、前述した理由から優れた力学的特性を有することとなるものの、製造工程において有機溶媒による膨潤効果などを利用し、得られた構造においては、有機溶媒が存在した箇所が自由体積となるために加熱処理による構造変化が大きく、熱安定性が低い。これは前述した弾性率変化率により見積もることができる。以上のことから、本発明のポリエステル繊維は、小角Ｘ線散乱像で２点干渉を示すことが好ましい。
【００３５】
本発明のポリエステル繊維が有する優れた繊維構造を形成させるためには、分子鎖の絡み合い構造を制御することが重要である。本発明者らはポリエステルを溶融紡糸する際における分子鎖の絡み合い構造の制御について鋭意検討を重ね、高温時の溶融樹脂の細化を促進させることにより、該構造が制御されることを見出した。分子鎖の絡み合い構造が制御された未延伸糸は、その後加熱下で延伸および熱セットすることにより、自由体積の少ない優れた繊維構造が形成され、優れた特性を有するポリエステル繊維となる。
【００３６】
なお、本発明における分子鎖の絡み合い構造とは、分子鎖の絡み合いによりできるネットワーク構造のことを意味し、一般に、（融点−２０）℃において固定（凍結）するとされている。また、いったん固定された絡み合い構造は変化することなく、延伸工程においてはこの構造がネットワークを保持したまま伸長するために最終的な繊維構造に大きな影響を与える。つまり、前述したようなフィブリル状構造が緻密化し、かつ自由体積の少ない構造を得るためには分子鎖の絡み合い構造を均質化し、実質的な分子鎖配向を向上させる必要があり、本発明者らはこれを高温時の溶融樹脂の細化を促進させることにより、有機溶媒を使用することなく達成したのである。
【００３７】
本発明のポリエステル繊維の具体的な製造方法を、以下に述べる。
【００３８】
本発明のポリエステル繊維は、高い強度および弾性率を有することが必要であるため、使用するポリエステル樹脂の固有粘度は高いものほど好ましく、少なくとも０．８ｄｌ／ｇ以上、好ましくは１．０ｄｌ／ｇ以上のものが使用される。更に強度を増加させるためには樹脂の固有粘度は１．２ｄｌ／ｇとすることがより好ましい。
【００３９】
溶融紡糸工程は、常法によって溶融、計量された溶融樹脂を紡糸口金より溶融吐出する。この際、口金孔径はφ０．５ｍｍ未満とすることが好ましい。更に好ましくはφ０．３ｍｍ以下とすることである。なお、本発明における口金孔径とは口金に穿設された吐出孔の出口径のことであり、異形孔の場合には吐出孔断面積を丸孔と換算した値を用いる。なお、吐出孔数は目的とする用途に応じて適宜決定することができる。樹脂の吐出量は要求される用途に応じ、延伸糸段階での単糸繊度を考慮し、適宜決定することができる。但し、本発明のポリエステル繊維は産業用繊維を目的としているため、製糸性等を考慮し、単孔吐出量は１．０ｇ／ｍｉｎ以上が好ましく、２．０ｇ／ｍｉｎ以上とすることがより好ましい。
【００４０】
紡糸口金から溶融吐出された樹脂は紡糸口金面から５０ｍｍの間で適度な強度でレーザを照射する。樹脂にレーザを照射することにより、溶融粘度が低下し、高温時の細化が促進される。本発明におけるレーザとは単色光であり、平行光線であり、コヒーレントである光線を示す。レーザの種類は特に限定されないが、大出力が得られること、安価なことから炭酸ガスレーザが好ましい。レーザ強度とは溶融樹脂が照射される位置において測定されるレーザ出力をスポット面積によって徐することによって算出されるものである。
なお、本発明における紡糸口金面とは吐出された樹脂が自由表面を持って伸長変形可能となる位置を意味する。
【００４１】
レーザ照射された樹脂は、冷却固化された後、引き取られ未延伸糸となる。引取方法に関しては特に限定されるものではなく、いわゆる２工程法および直接延伸法などの任意の方法を採用することができる。ただし、本発明の技術により均質性が向上した絡み合い構造においても、紡糸線上で配向結晶化が起こると、結晶が配向の阻害点となるために、分子鎖を効率良く配向させる効果が減少してしまう可能性がある。したがって、紡糸工程において配向結晶化が起こらない引取速度とすることが好ましい。具体的には、引取速度は１０００ｍ／ｍｉｎ未満であることが好ましい。１０００ｍ／ｍｉｎ未満とすることにより、未延伸繊維の配向度を低くすることができ、高強度化が達成しやすくなる。更に、この傾向を顕著なものとするためには引取速度を７００ｍ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。なお、工業的観点から好ましくは引取速度の下限は３００ｍ／ｍｉｎである。ここで、本発明において、引取速度とは溶融樹脂が冷却固化後接触する第一ローラの回転速度のことを言う。
【００４２】
本発明のポリエステル繊維とするためには加熱下で延伸熱セットすることが必要である。延伸方法としては、例えば、回転速度を変更した一対以上のローラ間で延伸する手法がある。この際、２段以上で延伸することが好ましい。加熱手法としては、加熱ローラ、熱板、熱ピンなどの加熱手法のいずれを使用すればよい。本発明のポリエステル繊維は、構造材として用いられるものであるため、製織等の工程を行う必要がある。ポリエステル繊維の特性が極めて優れたものであっても伸度が極めて低い場合には、製織スピードに制限が必要になる場合があり、この生産性を考えれば９．０％以上の伸度を有することが好ましいのである。
【実施例】
【００４３】
以下に実施例および比較例を示して、本発明のポリエステル繊維を具体的かつより詳細に説明する。
【００４４】
ただし、本発明は、以下の実施例により制限されるものではない。なお、実施例および比較例中の物性値は以下の方法によって測定した。いずれの測定においても、数値を求めるものの場合は、ｎ数は２０とし、それを平均したものである。該ｎ数は、データの出方によっては、更に増加する方法を採用してもよい。
【００４５】
Ａ．固有粘度（ｄｌ／ｇ）
オルソクロロフェノール２５℃で測定した。なお、本実施例では、昭和電工社製Ｓｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ−１０１を用い、溶離液ＨＦＩＰ、カラムＨＦＩＰ−８０６Ｍ×２、検出器ＲＩ、流速１．０ｍＬ／ｍｉｎにて測定し、固有粘度既知のポリエチレンテレフタレートを用いて換算した。
【００４６】
Ｂ．繊度（ｄｔｅｘ）
株式会社大栄科学精機製検尺機（ＨＤ−３）によって試験総糸長１００ｍの小綛とし、その重量から繊度を算出した。
【００４７】
Ｃ．強度、伸度および弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
島津製作所社製オートグラフを用い、初期試料５０ｍｍ（未延伸繊維）、１００ｍｍ（延伸繊維）、引張速度１００％／ｍｉｎにて応力−歪曲線を測定して求めた。
【００４８】
Ｄ．弾性率変化率（％）
サンプルを一辺が２００ｍｍとした枠に加熱処理時に収縮が起こらないように巻き付け、枠ごと１５０℃にした恒温槽内に投入し、１０分間加熱処理を施す。加熱処理後、恒温槽から取り出し、室温雰囲気で十分冷却後、Ｂの繊度を求めるのと同様の方法にて、初期試料繊維長１００ｍｍ、引張速度１００％／ｍｉｎで応力−歪曲線を測定し、熱処理後の弾性率を求めた。弾性率変化率ＭＣの算出方法は下記式に従って行った。
弾性率変化率ＭＣ（％）＝｛（Ｍｂ−Ｍａ）／Ｍｂ｝×１００
Ｍｂ：処理前の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
Ｍａ：１５０℃×１０分間定長熱処理後の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
【００４９】
Ｅ．小角Ｘ線散乱
株式会社理学製ローターフレックスＲＵ−３００により発生させたＸ線をニッケルフィルタによって単色化し、サンプルへ照射する。ターゲットを銅対陰極、出力３０ｋＶ×３０ｍＡのファインフォーカスで運転した。検出器は、富士写真フィルム株式会社製イメージングプレート（ＦＤＬ  ＵＲ−Ｖ）を用いた。サンプルと検出器間は２００ｍｍから３５０ｍｍまでの間の適当な距離とし、空気などの散乱の影響を除去するため、試料と検出器の間はヘリウムガスで充填した。露光時間は２時間から２４時間の散乱像を得ることができる適当な時間とした。イメージングプレートに記録された散乱強度信号の読み取りは、富士写真フィルム株式会社製デジタルミクログラフィ（ＦＤＬ５０００）により行い、得られたデータから赤道ストリークの強度分布を測定し、散乱像を評価した。
【００５０】
Ｆ．レーザ強度
樹脂が走行していない状態で、樹脂の走行位置にレーザパワーメータを設置してレーザの照射エネルギーを測定し、これを照射時の繊維直径から求めた断面積で除した。
【００５１】
実施例１
ポリエチレンテレフタレート（固有粘度：１．０ｄｌ／ｇ）を２軸エクストルーダによって溶融し、紡糸温度３００℃、紡糸口金（孔径φ０．３ｍｍ、孔数１）より単孔吐出量３．０ｇ／ｍｉｎで吐出した。この紡糸口金面より下流１０ｍｍのところでレーザ強度２１０Ｗ／ｃｍ２の炭酸ガスレーザを照射し、冷却固化後５００ｍ／ｍｉｎの紡糸速度で引き取り、未延伸糸を得た。該未延伸糸を供給ローラに導き、第１延伸ローラ、第２延伸ローラおよび第３延伸ローラ間で２段延伸を行った後、最終ローラを経て、張力制御方式の巻取機によって巻取り、延伸糸を得た。各延伸ローラの温度は９０℃、１４０℃、２３０℃とし、２段目の延伸倍率は１．６倍、延伸速度は１００ｍ／ｍｉｎに設定した。
得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００５２】
実施例２
用いた樹脂の固有粘度を１．２ｄｌ／ｇとし、紡糸温度を３２０℃としたこと以外は全て実施例１と同様の方法で製糸を行い、延伸糸を得た。得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００５３】
比較例１
口金孔径をφ０．６ｍｍ、紡糸速度を２００ｍ／ｍｉｎとし、レーザ照射を行わなかったこと以外は全て実施例１と同様の方法で製糸を行い、延伸糸を得た。得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００５４】
比較例２
固有粘度０．６ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートチップを水素化トリフェニルの熱媒中、窒素ガスを吹き込みながら、２３０℃とし、２０時間加熱撹拌することで熱媒重合を行い、極限粘度２．０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートチップを得た。
【００５５】
該チップを使用し、口金孔径φ０．５ｍｍ、紡糸温度３１０℃、単孔吐出量０．１ｇ／ｍｉｎ、紡糸速度２０ｍ／ｍｉｎとしたこと以外は全て実施例１と同様の方法で製糸を行い、延伸糸を得た。得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００５６】
比較例３
固有粘度０．６ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートチップを水素化トリフェニルの熱媒中、窒素ガスを吹き込みながら、２３０℃とし、２０時間加熱撹拌することで熱媒重合を行い、極限粘度２．０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートチップを得た。該チップを１２０℃で１６時間減圧乾燥した後、該チップに対して４：１となるように１−メチルナフタレンを加え、減圧下で２時間撹拌を行うことで、１−メチルナフタレンを含有したポリエチレンテレフタレートチップを得た。
【００５７】
該チップを使用し、紡糸温度３１０℃、単孔吐出量０．３ｇ／ｍｉｎ、紡糸速度１００ｍ／ｍｉｎとしたこと以外は全て実施例１と同様の方法で製糸を行い、延伸糸を得た。得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００５８】
比較例４
固有粘度１．０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートチップを液体窒素中で凍結粉砕し、得られた微粒子状樹脂を真空乾燥機内で減圧下１２０℃１０時間予備結晶化させた後、２３０℃に昇温し、３０時間固相重合することで固有粘度１．５ｄｌ／ｇの微粒子状樹脂を得た。
【００５９】
該樹脂を樹脂濃度１５重量％となるようにヘキサフルオロイソプロパノールに室温（２３℃）で溶解し、孔径φ０．３ｍｍの口金から単孔吐出量１．０ｇ／ｍｉｎとなるように吐出した。吐出された樹脂を１００℃の乾燥空気が３０ｍ／ｓｅｃで流れる乾燥筒の中に導き、１５ｍ／ｍｉｎでゲル状繊維を巻き取った。該ゲル状繊維を速度比のついた３つの非加熱ローラ間で９倍延伸し、その後乾燥機でゲル状繊維からヘキサフルオロイソプロパノールを完全に除去し、延伸糸を得た。得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００６０】
実施例３
ポリエチレンテレフタレート（固有粘度：１．０ｄｌ／ｇ）を２軸エクストルーダによって溶融し、紡糸温度３００℃、紡糸口金（孔径φ０．３ｍｍ  孔数２４）より単孔吐出量２．０ｇ／ｍｉｎで吐出した。この紡糸口金面より下流１０ｍｍのところで一方向当たりのレーザ強度６０Ｗ／ｃｍ２とした炭酸ガスレーザ４方向から照射し、冷却固化後５００ｍ／ｍｉｎの紡糸速度で引き取り、未延伸糸を得た。延伸方法に関しては実施例１と同様の方法で行った。得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００６１】
実施例４
固有粘度を１．２ｄｌ／ｇとし、紡糸温度を３２０℃としたこと以外は全て実施例３と同様の方法で製糸を行い、延伸糸を得た。得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００６２】
比較例５
単孔吐出量を２．０ｇ／ｍｉｎとし、紡糸口金の孔数を２４としたこと以外は全て比較例１と同様の方法で製糸を行い、延伸糸を得た。得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００６３】
比較例６
紡糸口金の孔数を２４としたこと以外はすべて比較例３と同様の方法で製糸を行い、延伸糸を得た。得られたポリエステル繊維の物性を表１に示す。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
表１からわかるように、本発明にかかるポリエステル繊維は、高いタフネスを有するとともに、強度および弾性率がいずれも高い値を示し、かつ、弾性率変化率がいずれも低い値を示すものである。
【００６６】
かかる本発明のポリエステル繊維は、熱安定性が優れていることから構造材への加工性にも優れている。これは本発明のポリエステル繊維の繊維構造が本質的に優れていることに起因しており、小角Ｘ線散乱像の違いからも明らかなものである。