(57)【要約】【課題】高い強度と衝撃吸収性能を両立させることができるポリエステル混繊糸を提供する。【解決手段】少なくとも２種類のポリエステル系フィラメントからなり、下記（ａ）〜（ｄ）を同時に満足するポリエステル混繊糸が提供される。この混繊糸は建設工事や電気工事等高所作業を行う場合に使用される安全ベルト、安全ネット、あるいは自動車用のシートベルト等の素材に適する。（ａ）強度  ４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上（ｂ）伸度  ３０％以上（ｃ）第２次降伏点伸度  ５〜１０％（ｄ）第１次降伏点〜第２次降伏点の強度  ０．５〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種類のポリエステル系フィラメントからなる混繊糸であって、かつ該混繊糸の物性が下記（ａ）〜（ｄ）を同時に満足することを特徴とするポリエステル混繊糸。
（ａ）強度  ４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上
（ｂ）伸度  ３０％以上
（ｃ）第２次降伏点伸度  ５〜１０％
（ｄ）第１次降伏点〜第２次降伏点の強度  ０．５〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
【請求項２】
固有粘度が０．７５〜１．００、強度５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリエステルフィラメント（Ａ）４０〜７０重量％と、イソフタル酸及び／又はビスフェノールＡ化合物を８〜１５モル％共重合した固有粘度が０．５以上のコポリエステルからなる高収縮性ポリエステルフィラメント（Ｂ）６０〜３０重量％とからなることを特徴とする請求項１記載のポリエステル混繊糸。  
【請求項３】
ポリエステルフィラメント（Ａ）及びポリエステルフィラメント（Ｂ）の平均単糸繊度が、それぞれ３ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のポリエステル混繊糸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度でかつ衝撃吸収性に優れ、特に建設工事や電気工事等高所作業を行う場合に使用される安全ベルト、安全ネットあるいは自動車用のシートベルト等に適した新規なポリエステル混繊糸に関する。
【背景技術】
【０００２】
本来、高所作業用の安全ベルト、安全ネットあるいは自動車用のシートベルトに要求される最大の特性は、落下時あるいは衝突時に作業者や乗員が受ける衝撃力を吸収緩和すること、すなわち衝撃を吸収して衝突による衝撃力を低下させることである。かかる性能を満足させるために、現在までにこの分野に使用する繊維について、いくつかの提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開平１−２９８２０９号公報（特許文献１）には、固有粘度の高いポリエステルを、ランド長／孔径比の大きい吐出孔から高温雰囲気中に吐出し、冷却固化後の繊維を３０００ｍ／分以上の高速で引取って、得られるポリエステル繊維の荷重伸長曲線の第１次降伏点の伸度を５％未満、立上がり点の伸度を５％以上３０％未満となし、衝撃エネルギーを連続的にかつ円滑に吸収することができるようにしたポリエステル繊維の製造方法が提案されている。しかし、この方法により得られる繊維はその破断強度が不充分で、例えば安全ベルトとして用いる場合には、その要求される破断強力１８３０Ｋｇ以上を満足させるために繊維の使用量を多くせざるを得なくなり、取扱い性が低下するだけでなく落下防止時の最大衝撃荷重も逆に高くなるといった安全上の問題が発生することが判明した。
【０００４】
一方、特開平５−３２１０６２号公報（特許文献２）には、沸水収縮率が２５％以上、熱応力値が０．２ｇ／ｄ以上の高収縮性ポリエステル繊維を、繊維ロープに加工した後に熱収縮させて、衝撃エネルギーを有効に吸収させることのできる安全ロープの製造方法が提案されている。しかし、この方法では、熱収縮時に収縮斑が発生しやすいため得られるロープの破断強力は低下し、また荷重伸長曲線の立上がり点伸度も大きくなって衝撃エネルギー吸収のための伸度が過大になりすぎるといった問題がある。
【０００５】
また、特開平９−１４３８１６号公報（特許文献３）には、第３成分を共重合したポリマーを用いて高倍率延伸した後に高弛緩熱処理によって得られるポリエステル繊維が提案されている。しかしながらこの方法では十分な破断特性を得るためには共重合ポリマーを非常に高い固有粘度とする必要があり、こうしたポリマーは一般的に融点も低い事から高温での固相重合等の方法がとり難く、一般的な生産プロセスが採用しにくいという問題を有している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２９８２０９号公報
【特許文献２】特開平５−３２１０６２号公報
【特許文献３】特開平９−１４３８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のごとき従来技術に鑑みてなされたもので、その目的は、高い強度を有しながら優れた衝撃吸収性能を有するポリエステル混繊糸、特に建設工事や電気工事等高所作業を行う場合に使用される安全ベルト、安全ネット、あるいは自動車用のシートベルト等に適した新規なポリエステル混繊糸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のごとき本発明の目的は、以下の構成を有するポリエステル混繊糸によって達成される。
すなわち、本発明のポリエステル混繊糸は、少なくとも２種類のポリエステル系フィラメントからなり、かつ下記（ａ）〜（ｄ）を同時に満足することを特徴とするポリエステル混繊糸である。
（ａ）強度  ４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上
（ｂ）伸度  ３０％以上
（ｃ）第２次降伏点伸度  ５〜１０％
（ｄ）第１次降伏点〜第２次降伏点の強度  ０．５〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
【０００９】
上記のごとき本発明のポリエステル混繊糸における好ましい実施形態は、固有粘度が０．７５〜１．００、強度５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリエステルフィラメント（Ａ）４０〜７０重量％と、イソフタル酸及び／又はビスフェノールＡ化合物を８〜１５モル％共重合した固有粘度が０．５以上のコポリエステルからなる高収縮性ポリエステルフィラメント（Ｂ）６０〜３０重量％とからなるポリエステル混繊糸である。
該ポリエステル混繊糸は、平均単糸繊度が３ｄｔｅｘ以下の繊維からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポリエステル混繊糸は、高い強度と衝撃吸収性能とを両立させることができる。すなわち、該ポリエステル混繊糸は、高強度でかつ衝撃吸収性に優れるため、特に建設工事や電気工事等高所作業を行う場合に使用される安全ベルト、安全ネットあるいは自動車用のシートベルト等の素材として適したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のポリエステル混繊糸は、少なくとも２種類のポリエステル系フィラメントからなる混繊糸であって、その強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上（好ましくは５．０〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ）、伸度３０％以上（好ましくは３０〜５０％）の範囲にあることが必要がある。強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満あるいは伸度が３０％未満の場合には、破断耐性（シルクファクター）が小さく、上記用途に要求される耐久性が不十分であり、本発明の目的を達成することができない。
ここで強度及び伸度は、混繊糸の状態でＪＩＳ Ｌ−１０１３に準拠して引っ張り試験を行って測定した、糸条の破断時の強度及び伸度をいう。
【００１２】
また、本発明のポリエステル混繊糸は、図１に示す荷重−伸長曲線（応力−歪曲線）において第２次降伏点伸度が５％以上１０％以下である必要がある。第２次降伏点伸度が５％未満であると、本発明の目的とする衝撃力を十分に吸収することが難しく、通常の高強力ポリエステル繊維と同様、衝撃力をこの繊維を用いたネットやロープあるいはベルト等から使用者に直接転嫁してしまうものとなる。一方で、第２次降伏点伸度が１０％を越える場合は、衝撃を吸収する際の寸法変化が大きすぎることから、使用状態によっては近隣の別の障害物への衝突等の二次災害の原因を引き起こし易く危険である。ここで「第２次降伏点」とは、ＪＩＳ Ｌ−１０１３に準拠して引っ張り試験を行って求めた図１の荷重−伸張曲線（応力−歪曲線）における第２番目の変曲点（図１中の２）を指し、「第２次降伏点伸度」とは、そのときの測定前の原長に対する糸の伸び率（％）をいう。
【００１３】
さらに、本発明のポリエステル繊維は、図１に示す第１次降伏点〜第２次降伏点の強度が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である必要がある。該強度が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、このポリエステル混繊糸を用いた加工品はわずかな外力により変形しやすく非常に寸法安定性の良くないものとなる。該強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超える場合には衝撃を受けた際の発生応力が高くなりすぎ、本発明の目的である衝撃吸収性による使用者の保護が不十分なものとなる。ここで「第１次降伏点〜第２次降伏点の強度」とは、混繊糸の荷重−伸長曲線における第１番目の変曲点（第１次降伏点：図１中の１）から第２番目の変曲点（第２次降伏点：図１中の２）に至るまで（その間の勾配も含む）の間における強度（応力）最大値と最小値で定義される強度範囲をいう。すなわち「第１次降伏点〜第２次降伏点の強度が０．５〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ」ということは、荷重−伸長曲線における第１次降伏点から第２次降伏点に至るまでの糸強度が、常に０．５〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内にあり、この範囲から外れることはないことを意味している。
【００１４】
本発明のポリエステル混繊糸を構成する一方成分のフィラメント（Ａ）は、主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートであるポリエステルを主たる対象とし、全酸成分を基準として５モル％以下の割合で他の成分を共重合したものであってもよい。かかる共重合成分としては、例えば、イソフタル酸、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、テトラメチレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、２，２−ビス（４−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン等があげられるが、フィラメント（Ａ）の構成ポリマーとしては、共重合成分を含まないポリエチレンテレフタレートホモポリマーが特に好ましい。
【００１５】
本発明では、該フィラメント（Ａ）は、その固有粘度（ｏ−クロロフェノールを溶媒として温度３５℃で測定。以下同じ）が０．７５〜１．００であり、かつ、強度が５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。すなわち、該フィラメント（Ａ）の固有粘度は、混繊糸に十分な強力と破断耐性（シルクファクター）を実現するために上記範囲とすることが望まれる。固有粘度が０．７５未満の場合には、破断耐性（シルクファクター）が発現し難くなるので好ましくない。一方、固有粘度が１．００を越える場合には、そのようなフィラメントを製糸すること自体が極めて難しくなり、商業的に生産することが困難になる。なかでも、より好ましい固有粘度の範囲は０．９０〜１．００である。また、混繊糸の他方成分となるフィラメント（Ｂ）との混繊後における糸強度を十分なものとするため、フィラメント（Ａ）の強度は５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とするのが好ましい。
【００１６】
本発明のポリエステル混繊糸を構成する他方成分のフィラメント（Ｂ）は、主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートであるポリエステルであって、該ポリエステルの全酸成分を基準として８〜１５モル％の割合で他の成分（第３成分）を共重合したものである。好ましく用いられる共重合成分（第３成分）としては、イソフタル酸、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、テトラメチレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、２，２−ビス（４−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン等があげられる。これらの中でも、イソフタル酸及び／又はビスフェノールＡ化合物を８〜１５モル％共重合したものが好ましい。
【００１７】
このフィラメント（Ｂ）は、その固有粘度が０．５０以上である必要があり、固有粘度が０．５０〜０．７５であることが好ましい。該フィラメント（Ｂ）の固有粘度が０．５未満の場合には、紡糸時の融液の粘度が低下しすぎるため、安定に紡糸することが困難になる。このフィラメント（Ｂ）は上述したフィラメント（Ａ）に比べて高収縮である。
【００１８】
上記のフィラメント（Ａ）とフィラメント（Ｂ）の断面形状は通常の円形に限定されず、少なくとも一方のフィラメント断面が扁平、トライローバル等の非円形であってもよく、中空であってもよい。また、フィラメント（Ａ）とフィラメント（Ｂ）それぞれの単糸繊度が異なっていてもよい。これらのフィラメントには、必要に応じて、安定剤、制電剤、艶消剤、着色剤等の添加剤が含まれていてもよい。
【００１９】
上記のフィラメント（Ａ）とフィラメント（Ｂ）とからなる本発明の混繊糸は、その平均単糸繊度が３ｄｔｅｘ以下、かつ、フィラメント（Ｂ）の混繊糸全重量を基準とする割合が３０重量％以上６０重量％以下に範囲にある必要があり、４０重量％以上５０重量％以下の範囲が好ましい。つまり、本発明の混繊糸におけるフィラメント（Ａ）／フィラメント（Ｂ）の混繊比率（重量比）は、７０／４０〜４０／６０、好ましくは６０／４０〜５０／５０、である。フィラメント（Ｂ）の割合が全体の６０重量％を超える場合はフィラメント（Ａ）の割合が低下するため混繊糸としての強度が低下し、逆に３０重量％未満の場合は第１次降伏点〜第２次降伏点の強度が低いものとなり本発明の目的を達成できなくなる。
【００２０】
また、フィラメント（Ａ）及びフィラメント（Ｂ）の単糸繊度は、ともに３ｄｔｅｘ以下、特に１．０〜２．８ｄｔｅｘが好ましい。単糸繊度が３ｄｔｅｘを超える場合には、剛直な糸となり、撚糸、織等での加工が難しくなるだけでなく、出来上がった最終加工品も硬く扱い低いものとなるためである。ただし、フィラメント（Ａ）及びフィラメント（Ｂ）の単糸繊度は互いに同一である必要はなく、上記の範囲内で任意に選定することができる。
【００２１】
本発明の混繊糸においては、上記のフィラメント（Ａ）とフィラメント（Ｂ）とが互いに均一に混合し絡み合って１本の糸条を形成している。該混繊糸の総繊度は５０〜１００ｄｔｅｘが適当である。該糸条には必要に応じて捲縮加工が施されていてもよい。
【００２２】
以上に説明した本発明の混繊糸は、例えば、以下の方法により容易に製造することができる。すなわち、フィラメント（Ａ）を形成するポリエステルポリマーとフィラメント（Ｂ）を形成するコポリエステルポリマーとを、それぞれ加熱溶融し、それぞれのポリマー流を計量して紡糸パックに送液し、次いで、図２に例示するような同一の紡糸パック６内に設けた互いに異なる紡糸口金７から、好ましくは高固有粘度ポリエステルの温度と同じ温度で溶融吐出する。
【００２３】
図２における装置では、フィラメント（Ａ）とフィラメント（Ｂ）を形成するポリエステルポリマーの溶融物を、それぞれ芯側ポリマー計量ギアポンプ３と鞘側ポリマー計量ギアポンプ４で計量して１個のポリマー供給ブロック内５にある紡糸パック６に供給し、並設したそれぞれの紡糸口金７から吐出する。
【００２４】
この際、高固有粘度成分からなるフィラメント（Ａ）を形成するポリマーの溶融・送液温度は２９０℃以上３００℃未満とするのが好ましい。このときの温度が２９０℃未満であると高溶融粘度を有する該ポリマーを安定して溶融・送液することは困難であり、３００℃以上ではポリマーの劣化が促進され、劣化物による糸切れ多発の原因となる。一方、高収縮フィラメント（Ｂ）を形成するポリマーは、上記フィラメント（Ａ）のポリマーよりも融点・粘度が低いことから溶融・送液温度は同様の理由により２８０℃〜２９０℃とする。
【００２５】
溶融吐出された糸条は、冷却風を吹付けて冷却固化後に集束し、次いで、例えばインターレースノズル等の流体処理装置を通過させてフィラメント同士の交絡を付与した後、５００〜２５００ｍ／分、好ましくは８００〜１５００ｍ／分の速度で引取る。この際、使用するポリエステルの固有粘度は、最終的に得られるフィラメント（Ａ）及びフィラメント（Ｂ）の固有粘度がそれぞれ前記範囲となるものを用いる。また、流体処理装置（例えばノズル構造）又は流体処理条件（例えば空気圧）等を適宜選択設定して、糸条の繊維間の交絡数が３〜１０個／ｍとなるようにする。
【００２６】
以上の例では、フィラメント（Ａ）とフィラメント（Ｂ）とを同じ紡糸装置で同時に紡糸し混繊する紡糸混繊法により効率的に製造する場合を説明したが、別々に紡糸した未延伸糸を引き揃えて交絡処理して混繊糸を製造して差し支えない。
【００２７】
交絡処理された未延伸糸は、従来公知の方法により、前記特性を満足する混繊糸となるよう、温度７０〜１００℃、好ましくは８０〜９５℃で、２．５〜４．５倍、好ましくは３．０〜４．０倍に延伸後、３〜８％の弛緩を与えながら温度１８０〜２２０℃で熱セットする。こうして得られた混繊糸は高収縮性フィラメント（Ｂ）の周りにフィラメント（Ａ）がループ状に絡まった糸となり、応力−歪曲線（荷重−伸長曲線）を測定した際に、ループが伸びきるまでのあいだフィラメント（Ｂ）の物性が発現して衝撃吸収性能が発現し、第２次降伏点伸度にてループが消失したあとフィラメント（Ａ）の物性が発現して高い破断耐久特性を示すものとなる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００２９】
［実施例１］
固有粘度が０．９５のポリエチレンテレフタレートＡを２９５℃、固有粘度が０．６４のイソフタル酸を１５モル％共重合したポリエチレンテレフタレートＢを２８５℃でそれぞれ溶融し、図２に示す２成分ポリマーの同時紡糸が可能な設備を用い、それぞれを表１記載の温度で押出機にて溶融後、紡糸パックに融液を供給した。その際、高固有粘度側：低固有粘度側の吐出重量比が５：５となるようにし、かつ延伸後の総繊度が７８ｄｔｅｘとなるように計量後、図２に示す紡糸装置により温度２９５℃の紡糸口金より吐出した。吐出された糸条は、冷却後インターレースノズルにて交絡数１０ケ／ｍとなるように交絡処理を施し、１０００ｍ／分の速度にて巻き取った。
【００３０】
得られた未延伸糸を温度９５℃で３．５倍に延伸し、次いで、温度１８０℃で５％の弛緩しながら熱セットを施し、表１に記載の混繊糸を得た。得られた混繊糸の評価結果を表１に示す。なお、該混繊糸を構成するフィラメント（Ａ）及びフィラメント（Ｂ）の単糸物性は、それぞれ２０本のフィラメントを分離して測定を行った。また、固有粘度は、ｏ−クロロフェノールを溶媒として温度３５℃で測定した。
【００３１】
得られた混繊糸をＪＩＳ  Ｌ−１０１３に準拠して引っ張り試験を行って荷重―伸張曲線を求めたところ、図１に示すとおりであった。
そして、得られた混繊糸を用いて自動車用シートベルトを作製し、その性能の評価を行った。それらの結果を表１に示す。なお、シートベルトは総合的に見て、良好を○、やや良好を△、不良を×とした。
【００３２】
【表１】
2007321273.tif 000002
【００３３】
［比較例１］
実施例１において、延伸後の熱セット時の弛緩率を２％として紡糸延伸する以外は実施例１と同様にしたところ、第２次降伏点伸度が２％となり通常の高強力糸と殆ど差異のないものとなった。なお、得られた混繊糸の評価結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
2007321273.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のポリエステル混繊糸は、高強度でかつ衝撃吸収性に優れ、特に、建設工事や電気工事等高所作業を行う場合に使用される安全ベルト、安全ネット、あるいは自動車用のシートベルト等の素材として好適であるため、これらの分野で有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施態様を示す実施例１による混繊糸の応力−歪曲線である。
【図２】本発明の一実施態様を示す溶融紡糸設備の概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  第１次降伏点
２  第２次降伏点
３  芯側ポリマー計量ギアポンプ
４  鞘側ポリマー計量ギアポンプ
５  ポリマー供給ブロック
６  紡糸パック
７  紡糸口金
【図１】
2007321273.tif 000004
【図２】
2007321273.tif 000005