(57)【要約】【課題】延伸性に優れ、力学特性に優れたポリエステル繊維の製造方法を提供すること。【解決手段】ポリエステルを紡糸口金より吐出し紡糸するに際して、1ホールあたりの口金吐出量M(g/min)、口金−加熱ロール間距離L(cm)、紡糸速度V(km/min)、口金温度T（℃）によって決まる値Pが１００以上２２０以下の条件で加熱ロールにて引取り、一旦巻き取ることなく引き続き延伸ロールにて延伸を施す。  ここで、P＝(a×M+b×V+c)×L＋T、a=0.923、b=−0.803、c=−3.44である。【選択図】図１
2005105440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルを紡糸口金より吐出し紡糸するに際して、1ホールあたりの口金吐出量M(g/min)、口金−加熱ロール間距離L(cm)、紡糸速度V(km/min)、口金温度T（℃）によって決まる値Pが１００以上２２０以下の条件で加熱ロールにて引取り、一旦巻き取ることなく引き続き延伸ロールにて延伸を施すことを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。
ここで、P＝(a×M+b×V+c)×L＋T、a=0.923、b=−0.803、c=−3.44である。
【請求項２】
ポリエステルを紡糸口金より吐出し紡糸するに際して、一旦巻き取ることなく引き続き延伸ロールにて延伸を施し、その後一旦引き取り、または引き取らずに再度延伸を施す請求項１記載のポリエステル繊維の製造方法。
【請求項３】
延伸倍率が４倍以上である請求項１または２記載のポリエステル繊維の製造方法。
【請求項４】
ポリエステルの固有粘度（IV）が0.70ｄｌ／ｇ以上である請求項１〜３いずれかに記載のポリエステル繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル繊維の製造方法に関するものであり、詳しくは、延伸性に優れ、力学特性に優れたポリエステル繊維を経済的に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレート繊維に代表されるポリエステル繊維は、バランスのとれた機械的特性、化学的性質、成形性の良さを持ち、かつ溶融紡糸・延伸さらには高速紡糸法などにより安価に製造できるため、衣料用途のみならず、産業用途にも広く使用されている。ポリエステル繊維を産業用に用いる場合に重要視される点に、力学特性、例えば強度が高いことがあり、ポリエステルの産業用途の拡大のためにさらなる力学特性の向上が望まれている。
このため、これまでに様々な高強度化技術が提案されているが、高価な試薬の使用や繁雑な前処理、複雑な装置の必要性などコスト高を招く要因が多く工業的に実用化されている技術は少ないのが現状である。
【０００３】
また、ポリエステル延伸糸を経済的に製造する方法として、紡糸工程と延伸工程を直結した直接紡糸延伸法がある。特許文献１には、ポリエステル繊維の直接紡糸延伸法において、紡出糸を冷却固化した後、延伸工程でプラズマ処理を行うことが記載されている。しかし、プラズマ処理のための特別な装置が必要である。
特許文献２には、繊維形成性ポリマーを溶融紡糸する際に、紡出糸を一旦冷却することなく加熱帯域に導き、延伸を行い実用的な力学特性を持つ繊維を製造する技術が提案されている。しかし、ポリマーとしては、ナイロン系ポリマーの記述にとどまるのみであり、ポリエステルなどでの紡糸条件については何ら記載がなされていない。また、力学特性もナイロン６，６で引張強度３．１g/dにとどまり、十分な値ではない。
【特許文献１】特開平３−１９９４２３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２０００−３４５４２６号公報（特許請求の範囲、図１〜２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、延伸性に優れ、力学特性に優れたポリエステル繊維の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、ポリエステル溶融紡糸における直接紡糸延伸法について鋭意検討を重ねてきた。その中で、特定の条件で紡出糸を一旦冷却することなく引取り、延伸を行う際にある一定条件を満たすことによって従来技術の欠点を解消できることを見いだし本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、ポリエステルを紡糸口金より吐出し、紡糸するに際して、1ホールあたりの口金吐出量M(g/min)、口金−加熱ロール間距離L(cm)、紡糸速度V(km/min)、口金温度T（℃）によって決まる値Pが１００以上２２０以下の条件で加熱ロールにて引取り、一旦巻き取ることなく引き続き延伸ロールにて延伸を施すことを特徴とするポリエステル繊維の製造方法を提供するものである。
ここで、P＝(a×M+b×V+c)×L＋T、a=0.923、b=−0.803、c=−3.44である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、延伸性に優れ、力学特性に優れたポリエステル繊維を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明でいうポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートを主な成分とするポリエステルである。
なお、上記ポリエステルには、１０モル％未満のエステル形成性成分を含有していてもよい。エステル形成性成分としては、例えばテレフタル酸およびエチレングリコール、エチレンオキサイド成分のほかに、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、プロピレングリコール、ブチレングリコールなどのジオール成分、または前者と後者の成分から得られるポリマーをポリエチレンテレフタレートに溶融混合した混合ポリマーなどが挙げられる。
また、本発明で用いるポリエステルには、安定剤、酸化防止剤、可塑剤、艶消剤、難燃剤、滑剤などの添加剤を配合することができる。
【０００８】
本発明で使用するポリエステルの固有粘度［フェノール／テトラクロロエタン混合溶媒（混合重量比＝６／４）にて、３５℃において測定］は、優れた力学特性を発現させるために、好ましくは０．７ｄｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．８〜２．０ｄｌ／ｇである。
【０００９】
本発明における紡糸工程は、常法によって溶融、計量された前記のポリエステルを紡糸口金より吐出する。引き続き、紡出糸を一旦冷却することなく加熱ロールで引取り、延伸ロールで延伸を行う。
図1に本発明の製造方法を実施するための紡糸延伸装置の1例を示す。
すなわち、押出機１より溶融ポリエステルを供給し、紡糸口金２より紡出する。紡出糸を加熱ロール３で引取り、延伸ロール４へ導いて延伸を施す。この際の紡糸口金２下面から加熱ロール３と紡出糸との接触点までの距離をLとする。延伸糸は、巻取り機５で巻き取られる。
【００１０】
本発明の要件は、ポリエステルを紡糸口金２より吐出し、紡糸するに際して、1ホールあたりの口金吐出量Mg/min)、口金−加熱ロール間距離L(cm)、紡糸速度V(km/min)、口金温度T（℃）によって決まる値Pが１００以上２２０以下の条件で加熱ロールにて引取り、一旦巻き取ることなく引き続き延伸ロールにて延伸を施すことにある。
ここで、P＝(a×M+b×V+c)×L＋T、a=0.923、b=-0.803、c=-3.44である。
このような条件で紡糸延伸を行うことで繊維の力学特性が向上する理由は明らかではないが、紡出糸の冷却固化が進む前に延伸を施すことにより繊維の延伸性が向上するためではないかと推論する。Pが２２０を超える条件では、紡出糸の冷却が不十分であり、紡糸不安定となる。一方、Pが１００未満の条件では、紡出糸の冷却が進みすぎて、繊維の延伸性の向上がみられない。値Ｐは、好ましくは１４０〜２００である。
【００１１】
なお、値Ｐを決定する口金吐出量Ｍ、口金−加熱ロール間距離Ｌ、紡糸速度Ｖ、口金温度Ｔの数値範囲は、通常、次の範囲である。
すなわち、口金吐出量Ｍは好ましくは０．０１〜３ｇ／ｍｉｎ、さらに好ましくは０．１〜２.５ｇ／ｍｉｎ、紡糸速度Ｖは好ましくは０．０５〜３ｋｍ／ｍｉｎ、さらに好ましく０．０７〜２ｋｍ／ｍｉｎ、口金温度Ｔは好ましくは２８０〜３３０℃、さらに好ましくは２９０〜３２０℃、口金−加熱ロール間距離Ｌは好ましくは１０〜３２３ｃｍ、さらに好ましくは２２〜１５１ｃｍである。
【００１２】
また、加熱ロール３と延伸ロール４による延伸倍率は4倍以上であることが望ましい。
この倍率未満では、繊維の太さ斑が大きく、力学特性も不十分である。延伸倍率は、さらに好ましくは４．５〜６倍である。
【００１３】
なお、紡糸口金２から引取り加熱ロール３までの間（口金−加熱ロール間距離Ｌ）における雰囲気温度は、好ましくは２５〜６０℃である。２５℃未満では、室温よりも低温であるため雰囲気温度制御のための特別な装置が必要であり製造コストが上昇してしまう。一方、６０℃を超えても、雰囲気温度制御のための特別な装置が必要であり製造コストが上昇してしまう。
【００１４】
また、本発明においては、ポリエステルを紡糸口金２から吐出し、Pが１２０〜２２０、好ましくは１４０〜２００の条件を満たすLの範囲内で、温度が好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは７０〜９０℃の引取り加熱ロール３で引き取ることが望ましい。ここで、引取り加熱ロール３の温度が１００℃を超えると、延伸工程においてネック延伸とならず、得られるポリエステル繊維の力学特性の向上が見られない。
【００１５】
なお、本発明においては、巻取り機５で延伸糸条を巻き取ったのち、または巻き取ることなく、さらに、延伸温度７０〜２８０℃、好ましくは８０〜１７０℃、特に８０〜１３０℃で、延伸倍率１．１〜２、好ましくは１．５〜１．７で、再延伸してもよい。この場合、再延伸温度が７０℃未満では、延伸が糸条の温度が低いため実質的に延伸できない。一方、２８０℃を超えると、結晶の成長、糸条の融解などの理由により断糸、毛羽立ちなどが発生する。また、再延伸倍率が１．１倍未満では、強度の向上が期待できず、一方、２を超えると、断糸が発生する場合があり、好ましくない。
【００１６】
延伸後、または再延伸後の延伸糸は、必要に応じてさらに熱セットを施すことが好ましい。該熱セット温度は、１６０〜２３０℃の範囲が適当である。
【００１７】
このようにして得られるポリエステル繊維の強伸度は、強度が、通常、８〜１２ｃＮ／ｄｔｅｘ、好ましくは８．５〜１０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が、通常、１５〜８％、好ましくは１３〜９％程度である。
なお、本発明のポリエステル繊維の製造方法によって得られる糸条は、総繊度が０．１〜６，０００ｄｔｅｘ、好ましくは２〜２，０００ｄｔｅｘ程度、フィラメント数が１〜５００フィラメント、好ましくは１〜３００フィラメント程度が対象となる。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例により、本発明を具体的かつより詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
なお、実施例中の物性値は、以下の方法によって測定した。
固有粘度(IV)
フェノール／テトラクロロエタン混合溶媒（混合重量比＝６／４）にて、３５℃において測定した。
強度、伸度
ＪＩＳ  Ｌ  １０１３（１９９９）に準じ、島津製作所社製オートグラフを用い、初期試料長１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分にて測定した。
【００１９】
実施例１、比較例１〜２
ポリエチレンテレフタレートチップ（ＩＶ＝0.98）を、2軸押出機を用いて口金温度３００℃、でホール径０．６ｍｍφ、ホール数１の紡糸口金より吐出量２．０ｇ／ｍｉｎで吐出した。紡出糸を口金−加熱ロール距離７５ｃｍ、ロール速度１００ｍ／ｍｉｎ、ロール温度８０℃の加熱ロールで引取り、引き続き、ロール速度５００ｍ／ｍｉｎの延伸ロールへ導いて延伸を施し、巻き取ってポリエステル繊維を得た。この繊維を再度、温度８０℃、１３０℃、１８０℃の３つの加熱ロールを用いて、延伸倍率１．３倍で延伸した（実施例１）。
また、口金−加熱ロール距離を１５０ｃｍ、４０ｃｍとしたこと以外は、実施例１と同様の方法で溶融紡糸を行い、ポリエステル繊維を得た（比較例１、２）。
表１に得られた繊維の物性を示す。繊維の伸度がほぼ同程度にもかかわらず、実施例１の方が高い強度を有していることが分かる。
【００２０】
実施例２、比較例３
口金温度を３１０℃、吐出量を１．５g／ｍｉｎ、口金−加熱ロール距離６０ｃｍ、ロール温度９０℃とする以外は、実施例１と同様にしてポリエステル繊維を得た（実施例２）。
また、口金−加熱ロール距離を１２０ｃｍとしたこと以外は、実施例２と同様の方法で溶融紡糸を行い、ポリエステル繊維を得た（比較例３）。やはり繊維の伸度がほぼ同程度にもかかわらず実施例２の方が高い強度を有していることが分かる。
【００２１】
【表１】
2005105440.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、延伸性に優れ、力学特性に優れたポリエステル繊維を安定して製造することができ、得られるポリエステル繊維は、特にタイヤコード、シートベルトなどの産業資材用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の製造方法を実施するための紡糸延伸装置の1例である。
【符号の説明】
【００２４】
１：押出機
２：紡糸口金
３：加熱ロール
４：延伸ロール
５：巻取り機
Ｌ：口金−加熱ロール距離
【図１】
2005105440.tif 000004