(57)【要約】【課題】安価であり取り扱い性に優れ、ケーブルの製造工程中に於いても製品に於いても、押さえ巻糸として安定してコア部分を保護することが可能である光ケーブルの押さえ巻糸に適した低収縮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り返し単位とするポリエステル繊維であって、下記（１）〜（４）を満足することを特徴とする低収縮性ポリエステル繊維。  （１）極限粘度  ０．５５〜０．７０  （２）破断伸度  ２８〜３８％  （３）１３０℃での乾熱収縮率  ０〜０．５％  （４）熱応力曲線における収縮開始温度  １８０℃以上【選択図】図１
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【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り返し単位とするポリエステル繊維であって、下記（１）〜（４）を満足することを特徴とする低収縮性ポリエステル繊維。
（１）極限粘度  ０．５５〜０．７０
（２）破断伸度  ２８〜３８％
（３）１３０℃での乾熱収縮率  ０〜０．５％
（４）熱応力曲線における収縮開始温度  １８０℃以上
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業資材用途、特に光ケーブルなどのケーブルの主要なコア部分を保護するために捲き付けて固定するに適した低収縮性ポリエステル繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、産業資材用途、特に光ファイバーをコア部分に採用した光ケーブルでは光ファイバーからなるコア部分と、これを被覆保護する保護層（クラッド）を数本束ねる押さえ巻糸として、アラミド繊維やガラス繊維が用いられている。
【０００３】
しかし、これらはいずれも高価であり、近年の光ケーブル市場の急激な拡大に伴う低価格には対応できなくなっている。
【０００４】
これを解消して、低価格の押さえ巻糸として安価なポリエステル繊維が採用されている。この押さえ巻に要求される特性は、低熱収縮性である。
【０００５】
一方、ポリエステルの低熱収縮糸はたとえば特許文献１に記載されるように、ポリエステル部分配向糸（ＰＯＹ糸）をある延伸倍率で延伸し、１９０〜２４０℃の高温で熱処理して制限収縮させることによって得られることが公知である。しかし、この場合はミシン糸の様な低伸度の糸に関するものであり、光ケーブルの押さえ巻糸に加工する合撚や合糸する工程で糸切れが多発したり、毛羽が発生するなどの問題があった。また、１５０℃での乾熱収縮率が記載されているが、いずれも収縮率が大きく光ケーブルには採用できるものではない。
【０００６】
そして、乾熱収縮率が更に低いものとして、特許文献２では強度が７．９〜１０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度が１８〜３０％で、１７７℃で１分間処理時の乾熱収縮率が−１〜３％である低収縮性ポリエステル繊維が提案されている。
【０００７】
しかしながら、これは極限粘度が０．９２と非常に粘度が高いポリエステルを用いており、紡糸時には特別な装置を必要とするので高価となる。また、タイヤコードなどの産業資材に適した繊維であり、強度は高いが伸度が低く、取り扱い性が悪いものであった。更に、収縮率が０％未満のマイナス領域の場合、熱処理時に繊維が伸長するので光ケーブルの押さえ巻のごとく、内層部を捲回して固定するには不安定であった。
【０００８】
また、特許文献３では高タフネスのターポリンなどに有用なポリエステル繊維が提案されているが、これも固相重合した極限粘度の高いポリエステルを用いており高価となる。また、乾熱収縮率も高いものであった。
【０００９】
一方、安価な低収縮性ポリエステル繊維としては、特許文献４記載の様に、未延伸ＰＯＹ糸を低延伸倍率で延伸し、熱処理させて低収縮化或いは自己伸長糸を製造する衣料用異収縮混繊糸が知られている。
【００１０】
しかしながら、この場合、強度が低く伸度が高いために衣料資材には採用されても、産業資材には不安定で採用することが不可能であった。
【００１１】
以上のように、低収縮性ポリエステル繊維は大きく２極分化されており、一つはタイヤコードなどの高粘度樹脂を用いた高強度低伸度繊維と、安価な衣料用の低強度高伸度繊維であり、この間に位置する衣料用にも産業資材用にも採用可能な低収縮性ポリエステル繊維はなかった。
【００１２】
【特許文献１】特公昭５８−４０８９号公報
【特許文献２】特開昭５２−９９３１７号公報
【特許文献３】特開２０００−２７０２９号公報
【特許文献４】特開２０００−３２８３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者等は、かかる従来技術の問題点を解消し、安価であり取り扱い性に優れ、ケーブルの製造工程中に於いても製品に於いても、押さえ巻糸として安定してコア部分を保護することが可能である光ケーブルの押さえ巻糸に適した低収縮性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】
本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本願発明に到達した。
すなわち本発明は、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエステル繊維であって、下記（１）〜（４）を満足することを特徴とする低収縮性ポリエステル繊維を要旨とする。
（１）極限粘度  ０．５５〜０．７０
（２）破断伸度  ２８〜３８％
（３）１３０℃での乾熱収縮率  ０〜０．５％
（４）熱応力曲線における収縮開始温度  １８０℃以上
【発明の効果】
【００１５】
本発明の低収縮性ポリエステル繊維は、本発明の範囲の物性を持つことにより、合糸や合撚を施しても糸切れなく安定した操業性を保持でき、熱処理を施しても物性の低下がなく、熱収縮しない。また、粘度が高くないために衣料用の紡糸機にて安価に生産することが可能である。このために、光ケーブルなどの押さえ巻糸に用いても、熱収縮によって主要なコア部分の性能を損なうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明を詳細に説明する。本発明は、安価に本発明の低収縮性ポリエステル繊維を得るため、エチレンテレフタレートを主体とするポリエステルを用いる。
【００１７】
必要に応じて、５−スルフォイソフタル酸ソーダ、アジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸などの酸成分や、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノールなどのジオール成分を共重合したものを採用することで、繊維の機能性を追加することができる。
【００１８】
また、該ポリエステルの極限粘度は０．５５〜０．７０であることが必要であり、好ましくは０．６０〜０．６５である。この範囲内であれば光ケーブル押さえ巻としても十分な破断強度が得られて、また汎用樹脂であるために安価に提供することができる。しかし、０．５５未満の場合、繊維の破断強度が高いものは得られず産業資材には不向きとなり、０．７０を超える場合、産業資材用の特別な紡糸装置を必要とするので設備が高価となる。
【００１９】
本発明のポリエステル繊維の破断伸度は２８〜３８％であることが重要であり、好ましくは３０〜３５％である。この範囲であれば、該ポリエステル繊維を必要な繊度に合撚、合糸する際に安定した操業性を得ることができ、また適度な柔らかさを持つので光ケーブルのコア部分を捲回するに適している。２８％未満の場合、合撚、合糸時に糸切れが多発するという問題が生じ、３８％を超える場合は形態安定性に欠けるものとなる。
【００２０】
光ケーブルを製造する場合、コア部分とその保護部分の周囲にポリエチレンやポリプロピレンなどのフィルムをラミネートさせ、さらにそれを固定するために本発明のポリエステル繊維を用いた押さえ巻糸を捲回する。このラミネートを行う際に、１２０〜１３０℃の乾熱処理を施すため、押さえ巻がこの温度で収縮するとコア部分の光ファイバーを痛めることになる。よって、本発明のポリエステル繊維の１３０℃での乾熱収縮率は０〜０．５％であることが重要であり、好ましくは０〜０．３％である。この範囲であれば、安定して光ファイバー群を固定することができ、また光ファイバーの性能を損なうことがない。０％未満、つまり熱収縮率がマイナスである熱伸長する場合、光ファイバー群を固定することができない。また、０．５％を超える場合は収縮によって、光ファイバー群を圧迫して性能を損なうことになる。
【００２１】
また、本発明のポリエステル繊維の熱応力曲線における収縮開始温度は１８０℃以上であることが重要であり、好ましくは２００℃以上である。収縮開始温度とは、図１にて説明するように、収縮応力曲線の２つの接線の交点における温度をいう。この収縮開始温度までは、熱による収縮力が発生しないことを意味しており、この範囲であればこの収縮力によって光ファイバーの性能を損なうことがない。
【００２２】
本発明の低収縮性ポリエステル繊維を得るための具体的な方法を以下に示す。本発明のポリエステル繊維は、極限粘度が０．５５〜０．７０のポリエステルを溶融紡糸し、公知の方法で冷却して巻き取る方法が採用されるが、本発明の特性値を得るためにはまず直接紡糸延伸法（ＳＰＤ法）にて延伸糸を巻き取り、多段延伸機にて該延伸糸を弛緩熱処理する方法が好ましい。また、ＳＰＤ法で延伸糸を巻き取る際に、各単糸は個別に分割されて油剤を付与し、数本の単糸を交絡を掛けずに収束させて巻き取れば、単糸間の繊度斑や物性斑を低減させるためにはさらに好ましい。従来技術では、ＳＰＤ法にて一度に延伸、熱処理を施して巻き取る方法が提案されているが、この場合、巻き取り工程中の張力による歪が繊維中に残留するので、本発明の物性を得ることはできない。
【００２３】
次いで、該延伸糸を３〜４段の多段延伸機に投入するが、この際には張力を付与するための延伸を与えた後に、ポリエステルの結晶融点以下の温度で熱処理をし、非加熱ローラーとの間で弛緩させてから巻き取り機にて巻き取る方法が好ましい。弛緩熱処理の際の弛緩率は本発明の物性値になるような条件を適宜選択すればよいが、熱処理ローラーに取られない条件とする。
【００２４】
本発明のポリエステル繊維の繊度は特に限定するものではないが、光ファイバー用に好適であり、また上記記載のＳＰＤ法と延伸法を用いて安価生産するためには、１６７〜４００ｄｔｅｘとするのが望ましい。
【００２５】
本発明の低収縮性ポリエステル繊維を用いて、光ケーブルの押さえ巻糸を製造する工程の一例を以下に示す。
まず、本発明の低収縮性ポリエステル繊維を数本合わせて、合撚機にて合撚する。この際に、収束性を上げるために空気などの流体にて流体交絡を施す。その後、染色加工を施して光ケーブルの押さえ巻糸とする。
【００２６】
このようにして得られた押さえ巻糸は、数本束ねた光ファイバーをコアとしてその外側に保護するクラッド層の外側に捲回させて束ねることに用いられる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。尚、以下の実施例における特性値は、次に示す方法によって測定したものである。
【００２８】
（１）極限粘度
極限粘度[η]は、フェノール／テトラクロロエタン＝６／４（重量比）の混合溶剤中２０℃にて自動粘度計を用いて常法により測定した。
【００２９】
（２）破断強度・破断伸度
オートグラフ引張り試験機（島津製作所製）を用い、初期長２００ｍｍ、歪速度１００％／分、初荷重１／３０ｃＮ／ｄｔｅｘとして破断するまで引張り試験を実施し、破断強度及び破断伸度を求めた。
【００３０】
（３）１３０℃乾熱収縮率
本発明のポリエステル繊維に１／３０ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を掛けてこの時の長さをＬ０とした。次いで、無荷重下で１３０℃のオーブンにて１時間の熱処理を行い、常温で１時間冷却後、１／３０ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重下で熱処理後の繊維長Ｌを測定し、下記式にて算出した。
１３０℃乾熱収縮率（％）＝（Ｌ０−Ｌ）／Ｌ０×１００
【００３１】
（４）熱応力曲線の収縮開始温度（Ｔｓ）
本発明のポリエステル繊維１００ｍｍに、１／６００ｃＮ／ｄｔｅｘの初荷重を与えて、熱応力試験機ＫＥ−２Ｓ（カネボウエンジニアリング製）にて１２０℃／分の昇温速度で室温から２５０℃まで昇温した際の温度に対する収縮応力の曲線を描き、図１に示した２つの接線の交点における温度をＴｓ（℃）として評価した。
【００３２】
（５）沸騰水収縮率
本発明のポリエステル繊維５００ｍｍに２００ｍｇの荷重を吊り下げ初期長Ｌ１を求め、荷重を吊り下げた状態で沸騰水中に１５分間浸漬し、風乾後の長さＬ２を測定して下記式にて収縮率を算出した。
沸騰水収縮率（％）＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１×１００
【００３３】
（６）合撚時の糸切れ性
本発明のポリエステル繊維を９本合わせて合撚し、空気交絡処理を施し、この際に満管率が９０％以上で毛羽が無いものを○、満管率が７０〜９０％のものを△、７０％未満のものを×として評価した。
【００３４】
（７）押さえ巻糸性能
本発明のポリエステル繊維を用いた押さえ巻糸を光ケーブルに使用可能なものを○、使用不可のものを×として専門家が評価した。
【００３５】
（実施例１）
極限粘度が０．６３０で、二酸化チタン（ＴｉＯ2）を０．４重量％含有するポリエチレンテレフタレートポリマーを２９６℃で溶融し、１２ホールの口金から押し出して冷却後、それぞれの単糸を個別に油剤付与させ、加熱ゴデッドローラーと熱セットゴデッドローラーとの間で延伸し、１２本を収束させてＳＰＤ法にて２６７ｄｔｅｘ／１２フィラメントの延伸糸を得た。その後、該延伸糸を第１ローラー（非加熱）、第２ローラー（８０℃）、第３ローラー（１００℃）、第４ローラー（２２０℃）、第５ローラー（非加熱）、巻き取機の順に導き、第１ローラーと第２ローラーの延伸比を１．００５倍、第２ローラーと第３ローラーの間の延伸比を１．０００倍、第３ローラーと第４ローラーの延伸比を１．０００倍、第４ローラーと第５ローラーの間を０．９３６倍として全延伸比０．９４１倍にて弛緩熱処理を行い、２８０ｄｔｅｘ／１２フィラメントの表１記載の物性値を持つ低収縮性ポリエステル繊維を得た。この後、該ポリエステル繊維を合撚機にて９本収束させて押さえ巻糸を製造した。この押さえ巻き糸は表１に示すように乾熱収縮率が低く熱的に形態が安定しており、光ケーブルとして使用可能であった。
【００３６】
（実施例２、３）
第４ローラーの温度を実施例２は２１０℃、実施例３は２２５℃とする以外は実施例１と同様に２８０ｄｔｅｘ／１２フィラメントの低収縮性ポリエステル繊維を得た。この押さえ巻き糸は表１に示すように光ケーブルとして使用可能であった。
【００３７】
（比較例１、２）
比較例１は第３ローラーと第４ローラーの延伸比を１．１０倍とし、比較例２は第４ローラーと第５ローラーの延伸比を０．９２５倍とする以外は実施例１と同様に延伸した。比較例１は破断伸度が本発明を下回っており、合撚時に毛羽発生が多く糸切れが多発した。また、比較例２は破断伸度が本発明範囲を上回っており、強度が低く押さえ巻糸としての形態安定性にかけるものであった。
【００３８】
（比較例３，４）
表１記載の極限粘度のポリエステルチップを比較例３は２８５℃、比較例４は３１０℃で溶融紡糸し、実施例１と同様の方法でＳＰＤ延伸糸を巻き取り延伸した。比較例３は極限粘度が低く、強度が低い為に押さえ巻糸の形態安定性に掛け、比較例４は固相重合チップであるために高価であり、使用した紡糸機も産業資材用途の特別な装置であり高価であった。また、強度が高過ぎて合撚時に毛羽発生が多く、押さえ巻糸も硬すぎて捲回するのが困難であった。
【００３９】
（比較例５）
第４ローラーの温度を１９５℃とする以外は、実施例１と同様に紡糸延伸した。１３０℃の乾熱収縮率が本発明範囲を超えており、押さえ巻糸には不適であった。
【００４０】
（比較例６）
表１記載の極限粘度のポリエステルチップを用いて、３２００ｍ／分にて未延伸糸（ＰＯＹ糸）を巻き取った。これを、実施例１と同様の延伸機にて第３ローラーと第４ローラーの延伸比を１．３倍として、第４ローラーの温度を１５０℃とし、第４ローラーと第５ローラーの延伸比を０．９５０として自己伸長糸を巻き取った。沸騰水収縮率も１３０℃乾熱収縮率もマイナスであり、つまり熱処理によって伸長するものであった。該繊維は、強度が低く形態安定性に欠けるものであった。
【００４１】
（比較例７）
第４ローラーの温度を１８５℃として、第４ローラーと第５ローラーの延伸比を０．９４５とする以外は、実施例１と同様に紡糸延伸した。収縮開始温度が本発明範囲外であり、押さえ巻糸の収縮力が低温で発現するので光ケーブルの製造時の熱処理によりコア部分を圧迫した。
【００４２】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の低収縮性ポリエステル繊維の熱応力曲線の一例である。曲線中の２接線の交点における温度を収縮開始温度（Ｔｓ）とした。
【図１】
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