JP2007009366A - ポリエステル極細繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】延伸加工、混繊加工、延伸仮撚加工が可能な紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸のラージパッケージを安定して製造する方法を提供すること。
【解決手段】ポリエステルを溶融紡糸し、紡出した糸条を一対のゴデットローラーを用いて２５００〜３５００ｍ／分の速度で引取ることにより、単糸繊度が０.２〜０.５ｄｔｅｘ、単糸総数が１００本以上、及び総繊度が７５ｄｔｅｘ以下で、且つ複屈折率が０．０３〜０．０６のマルチフィラメント糸を製造するに際し、第１ゴデットローラーの表面速度（Ｖ１）と第２ゴデットローラーの表面速度（Ｖ２）、及びワインダーの巻取速度（Ｖｗ）と巻取チューブへの初期巻取速度（Ｖｗｆ）をそれぞれ下記式（１）、（２）を同時に満足するように設定する。
（１）１．００≦Ｖ２／Ｖ１＜１．１０
（２）１．００≦Ｖｗ／Ｖｗｆ＜１．０３
【選択図】なし

Description

本発明は、延伸加工、混繊加工、延伸仮撚加工が可能な紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸のラージパッケージを安定して製造する方法に関するものである。

近年、高速紡糸を応用して、単糸繊度が１ｄｔｅｘ以下の極細フィラメントからなるポリエステルマルチフィラメント糸を製造する方法が提案されている。例えば特開平８−２８４０１５号公報には、単糸繊度が１．０デニール未満ポリエステル極細繊維を製造するに際し、第１ゴテットローラーの速度（Ｖ１）と第２ゴテットローラーの速度（Ｖ２）、及び巻取速度（Ｖｗ）をそれぞれ所定の比率に設定する方法が開示されている。

確かに、このような極めて限定された条件の範囲でポリエステルの溶融紡糸を行えば、単糸繊度が１．０デニール未満のポリエステル極細繊維を得ることができる。しかしながら、上記のような極めて限定された紡糸条件下においては、得られる糸条の単糸総数が多い場合、或いは得られる糸条の総繊度が小さい場合、走行糸条とゴテットローラーおよび糸導規制ガイドなどとの摩擦抵抗が大きくなるので、ポリエステル極細繊維のラージパッケージを安定して製造することが困難となるという問題があった。
特開平８−２８４０１５号公報

本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、延伸加工、混繊加工、延伸仮撚加工が可能な紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸のラージパッケージを安定して製造する方法を提供することにある。

上記目的は、ポリエステルを溶融紡糸し、紡出した糸条を一対のゴデットローラーを用いて２５００〜３５００ｍ／分の速度で引取ることにより、単糸繊度が０.２〜０.５ｄｔｅｘ、単糸総数が１００本以上、及び総繊度が７５ｄｔｅｘ以下で、且つ複屈折率が０．０３〜０．０６のマルチフィラメント糸を製造するに際し、第１ゴデットローラーの表面速度（Ｖ１）と第２ゴデットローラーの表面速度（Ｖ２）、及びワインダーの巻取速度（Ｖｗ）と巻取チューブへの初期巻取速度（Ｖｗｆ）をそれぞれ下記式（１）、（２）を同時に満足するように設定することを特徴とするポリエステル極細マルチフィラメント糸の製造方法により達成できる。
（１）１．００≦Ｖ２／Ｖ１＜１．１０
（２）１．００≦Ｖｗ／Ｖｗｆ＜１．０３

本発明によれば、延伸加工、混繊加工、延伸仮撚加工が可能な紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸のラージパッケージを安定して製造する方法が提供されるので、各種衣料用途等に極めて有用である。

以下本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明でいうポリエステルとは、繰り返し単位としてエチレンテレフタレートが８５モル％以上、好ましくは９５モル％以上を占めるポリエステルである。テレフタル酸成分および／またはエチレングリコール成分以外の成分を少量（通常は、テレフタル酸成分に対して１５モル％以下）共重合したものであってもよい。これらのポリエステルには、公知の添加剤、例えば、顔料、染料、艶消し剤、防汚剤、蛍光増白剤、難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤等を含んでもよい。

本発明に用いるポリエステルの固有粘度（３５℃のオルソ−クロロフェノール溶液を溶媒として使用し測定）は、通常衣料用布帛素材として使用されるポリエステルと同じ程度の固有粘度０．４５〜０．７０のもので良いが、単糸繊度が０.２〜０.５ｄｔｅｘである極細マルチフィラメント糸の溶融紡糸には、固有粘度０．５０〜０．６７の範囲のものを用いるのが望ましい。

ペレット状となした前記のポリエステルを常法で乾燥し、スクリュウ押出機を備えた通常の溶融紡糸設備で溶融し、該ポリエステルの融点（Ｔｍ）よりも４０〜７０℃高い温度に加熱し、紡糸パック内にて濾過して、１００個以上の吐出孔を穿設した紡糸口金から吐出する。濾過する際の濾過層内の滞留時間は、該ポリエステル溶融物が冷却固化された後の固有粘度（ηｆ）が０．５５〜０．６５、より好ましくは０．５８〜０．６３となるようにするのが望ましい。また、吐出孔１孔当りの断面積は７×１０^−５〜２×１０^−４ｃｍ^２、該吐出孔の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（以下Ｌ／Ｄと称する）は４〜１０の範囲および吐出孔１孔当りの吐出量は０．０６〜０．２０ｇ／ｍｉｎの範囲が、吐出ポリマー流を安定にする上で望ましい。

次いで、吐出されたポリマー流は、冷却されないように保温された雰囲気中を通過後、クロスフロー式紡糸筒からの冷却風（温度は約２５℃が好ましい）で冷却され、メタリングノズル式の給油集束装置などのガイドで油剤が付与されつつ、フィラメント束として集束され、インターレースノズルを通して交絡が付与され、第１ゴテットローラー、第２ゴテットローラーに引取られ、巻取機でパッケージとして連続的に巻き取られる。

この際、本発明においては、巻取後の単糸繊度が０.２〜０.５ｄｔｅｘ、単糸総数が１００本以上、及び総繊度が７５ｄｔｅｘ以下で、且つ複屈折率が０．０３〜０．０６のマルチフィラメント糸を、巻き取り速度を２５００〜３５００ｍ／分として、第１ゴテットローラーと第２ゴテットローラー間で糸条を加熱することなく巻き取る場合において、第１ゴテットローラーの速度（Ｖ１）と第２ゴテットローラーの速度（Ｖ２）が（１）式を、巻取速度（Ｖｗ）と巻取チューブへの初期巻取速度（Ｖｗｆ）が（２）式を満足するものとすることが必要である。
（１）１．００≦Ｖ２／Ｖ１＜１．１０
（２）１．００≦Ｖｗ／Ｖｗｆ＜１．０３

以下に、本発明における上記必須条件の作用効果を（１）、（２）の順に説明する。先ず上記条件が（１）式を満足しない場合、即ち第２ゴテットローラーの速度（Ｖ２）が第１ゴテットローラーの速度（Ｖ１）に対して、１．０倍未満の場合は、走行糸条とゴテットローラーおよび糸導規制ガイドなどとの摩擦抵抗が大きくなり、ゴテットローラー上での糸揺れにより単糸フィラメント切れによる毛羽が発生するうえ、糸条がローラー間で緩み過ぎ、第１ゴテットローラーや第２ゴテットローラーに糸条が巻き付き、断糸が多発する。一方、該比率が１．１倍以上の場合、繊維内の歪を緩和させることが出来なくなり、得られるポリエステル極細繊維パッケージの巻き姿が著しく悪くなるうえ、得られるポリエステル極細繊維を延伸加工、混繊加工、延伸仮撚加工して得られた加工糸の均染性は劣悪なものとなり、使用に耐えないものとなる。

次に、上記条件が（２）式を満足しない場合、即ち巻取速度（Ｖｗ）が巻取チューブへの初期巻取速度（Ｖｗｆ）に対して、１．０倍未満の場合は、糸条が第２ゴテットローラーと巻取機間で緩み、第２ゴテットローラーや巻取機に糸条が巻き付き、断糸が多発したり、切替時にミスが多発し、操業性が著しく悪化する。一方、該比率が１．０３倍以上の場合、繊維内の歪が顕著となり、得られるポリエステル極細繊維パッケージの巻き姿が著しく悪くなるうえ、得られるポリエステル極細繊維を延伸加工、混繊加工、延伸仮撚加工して得られた加工糸の均染性は劣悪なものとなり、使用に耐えないものとなる。

かくして得られるポリエステル極細マルチフィラメント糸は、以下に示す物性を有している。
複屈折率（Δｎ）：０．０３〜０．０６
イブネスＵ％：０．８％以下
密度：１．３４５〜１．３６０ｇ／ｃｍ^３
温水（６５℃）：収縮率：２５〜５５％
最大点強度：２．０〜３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度：９０〜１５０％
一次降伏応力：０．３５〜０．７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
熱応力ピーク値：０．１〜０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ
熱応力ピーク温度：使用したポリエステル重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）より０〜１０℃高い。

このような物性を有するポリエステル極細マルチフィラメント糸は、延伸加工、混繊加工、延伸仮撚加工が可能であり、得られた延伸糸、混繊糸、仮撚加工糸は優れた均染性と糸物性を有している。

以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各物性は次の方法で測定した。

（１）固有粘度
オルソクロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定した。

（２）複屈折率（Δｎ）
オリンパスＢＨ−２偏光顕微鏡を使用し、コンペンセーター法により単糸のレターデーションと糸径を測定し、複屈折率を求めた。

（３）イブネス（Ｕ％）
イブネスＵ％測定器を用いて、糸速：１００ｍ／分、チャートスピード：１００ｍｍ／２．５分、フルスケール：±１２．５％に設定し、連続３分間（糸長３００ｍ）糸長方向の繊度斑を測定し、平均値を測定試料のイブネスＵ％とした。

（４）密度
密度が１．２７６〜１．４１６の範囲内になるように調整したｎ−ヘプタン／四塩化炭素混合液を使用し、密度勾配管法により測定した。

（５）温水（６５℃）収縮率
試料を拘束状態で、６５℃温水中で、３０分間熱処理した時の収縮量を測定し、試料長に対するパーセントで温水（６５℃）収縮率とした。

（６）最大点強度、破断点伸度、一次降伏応力
（株）島津製作所製引張試験機テンシロンを用いて、試料長２０ｃｍ、伸長率２０％／ｍｉｎにて伸長試験を行い、得られた荷伸曲線から最大点強度、破断伸度および一次降伏応力を求めた。

（７）熱応力ピーク値、熱応力ピーク温度
カネボウエンジニアリング（株）製熱応力測定器（タイプＫＥ−１１）を用い、綛状にした試料に０．０２９ｃＮ／ｄｔｅｘの初荷重をかけた後、２．３℃／ｍｉｎの速度で昇温し、発生する応力をチャート上に記録し、熱応力ピーク温度及び熱応力ピーク値を求めた。なお、熱応力値はチャートから読み取った応力（ｃＮ）を繊度（ｄｔｅｘ）で除して（ｃＮ／ｄｔｅｘ）で表した。

（８）紡糸断糸
実施例の条件で、８錘建ての溶融紡糸機を１週間連続運転し、人為的あるいは機械的要因に起因する断糸を除き、その間に発生した断糸回数を記録し、１日当たりの断糸回数を計算し、紡糸断糸とした。

（９）捲き姿
得られたパッケージ（１０ｋｇ捲）の捲き姿を目視で次の基準で判定した。
レベル１：端面の膨らみがなく良好。
レベル２：端面の膨らみが少し認められる。
レベル３：端面の膨らみが大きく、実用として使用出来ない。

（１０）自動切り替え断糸
パッケージ重量を１０ｋｇ捲とし、６糸条巻の巻取機にて、各条件につき１０回ずつ自動切り替えを実施し、その糸切れ回数で自動切り替え断糸とした。

（１１）加工糸均染性
加工糸試料を１２ゲージ丸編機で３０ｃｍ長の筒編みとし、染料（テラシールブルーＧＦＬ）を用い、１００℃、４０ｍｉｎ染色し、均染性を検査員が目視にて下記基準で格付けした。
レベル１：均一に染色されており、染斑がほとんど認められない。
レベル２：縞状の染斑が少し認められる。
レベル３：縞状の斑が一面に認められる。

［実施例１〜３、比較例１〜２］
固有粘度が０．６４で酸化チタンを０．３重量％含有したポリエチレンテレフタレートを１４０℃で５時間乾燥した後、スクリュー式押出機を装備した溶融紡糸設備にて溶融し、３１５℃に保たれたスピンブロックに導入し、冷却固化されたポリエチレンテレフタレートの固有粘度（ηｆ）が０．６１となるような滞留時間とし、紡糸パックで濾過し、断面積が１．８×１０^−４ｃｍ^２、Ｌ／Ｄが６．０の吐出孔が１４４個穿設された紡糸口金から、吐出孔１孔当りの吐出量０．１４ｇ／ｍｉｎ量で吐出した。次いで、吐出されたポリマー流を、紡糸口金面から３０ｍｍの間の雰囲気が３００℃に保たれたホットゾーンを通過せしめ、クロスフロー式紡糸筒からの２５℃の冷却風で冷却し、紡糸口金面から４２０ｍｍの位置（集束長）に設置されたメタリングノズル式給油ガイドで油剤を付与しつつ、フィラメント束として集束した。

引き続きインターレースノズルを通して交絡を付与し、表面速度が３０００ｍ／ｍｉｎで回転している第１ゴデットローラーで引き取り、次いで第２ゴデットローラーで引き取り、ワインダーにて巻取ってポリエステル極細マルチフィラメントパッケージ（単糸繊度０．４８ｄｔｅｘ）を得た。この時の第１ゴデットローラーの表面速度（Ｖ１）と、第２ゴデットローラーの表面速度（Ｖ２）の速度比、紡糸断糸、捲き姿を表１に示す。尚、この際のワインダーの巻取速度（Ｖｗ）と巻取チューブへの初期巻取速度（Ｖｗｆ）との速度比は１．０１とした。

該ポリエステル極細マルチフィラメントパッケージを、帝人製機（株）製ＨＴＳ−１５Ｖ延伸仮撚加工機に掛け、厚み９ｍｍ、直径５８ｍｍのウレタンディスクを仮撚具として、延伸倍率１．６０、Ｄ（ディスク回転速度）／Ｙ（糸速度）＝１．７０、ヒーター温度前半部３５０℃、後半部２３０℃、加工速度６５０ｍ／ｍｉｎの条件にて、延伸同時仮撚加工を実施した。
得られた加工糸の均染性を各々表１に示す。なお、比較例１においては、延伸仮撚加工に供する量のポリエステル極細マルチフィラメントパッケージが得られなかった。

表１から明らかなように、実施例１〜３においては、安定してポリエステル極細マルチフィラメント糸を紡糸することが出来た。第１ゴデットローラーの表面速度（Ｖ１）と、第２ゴデットローラーの表面速度（Ｖ２）の速度比Ｖ２／Ｖ１が本発明の範囲外の比較例１では、糸条がローラー間で緩み過ぎ、第１ゴテットローラーや第２ゴテットローラーに糸条が巻き付き、断糸が多発し、連続して紡糸運転を行うことができなかった。また、第１ゴデットローラーの表面速度（Ｖ１）と、第２ゴデットローラーの表面速度（Ｖ２）の速度比Ｖ２／Ｖ１が本発明の範囲外の比較例２では、得られるポリエステル極細繊維を延伸仮撚加工して得られた加工糸の均染性は劣悪なものとなり、使用に耐えないものとなった。

［実施例４〜６、比較例３〜４］
実施例２において、ワインダーへの巻取速度（Ｖｗ）と巻取チューブへの初期巻取速度（Ｖｗｆ）の速度比Ｖｗ／Ｖｗｆを各々表２に示すように変更する以外は実施例２と同じ方法、条件でポリエステル極細マルチフィラメントパッケージを得た。この時の紡糸断糸、捲き姿、自動切り替え断糸、得られたポリエステル極細マルチフィラメント糸を延伸仮撚加工して得られた加工糸の加工糸均染性を表２に示す。

表２から明らかなように、実施例４〜６においては、安定してポリエステル極細マルチフィラメント糸を紡糸することが出来た。ワインダーへの巻取速度（Ｖｗ）と巻取チューブへの初期巻取速度（Ｖｗｆ）の速度比Ｖｗ／Ｖｗｆが本発明の範囲外の比較例３では、糸条が第２ゴテットローラーと巻取機間で緩み、第２ゴテットローラーや巻取機に糸条が巻き付き、断糸が多発し、連続して紡糸運転を行うことができなかった。また、ワインダーへの巻取速度（Ｖｗ）と巻取チューブへの初期巻取速度（Ｖｗｆ）の速度比Ｖｗ／Ｖｗｆが本発明の範囲外の比較例４では、得られるポリエステル極細繊維を延伸仮撚加工して得られた加工糸の均染性は劣悪なものとなり、使用に耐えないものとなった。

本発明によれば、延伸加工、混繊加工、延伸仮撚加工が可能な紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸のラージパッケージを安定して製造する方法が提供されるので、各種衣料用途等に極めて有用である。

Claims (1)

1. ポリエステルを溶融紡糸し、紡出した糸条を一対のゴデットローラーを用いて２５００〜３５００ｍ／分の速度で引取ることにより、単糸繊度が０.２〜０.５ｄｔｅｘ、単糸総数が１００本以上、及び総繊度が７５ｄｔｅｘ以下で、且つ複屈折率が０．０３〜０．０６のマルチフィラメント糸を製造するに際し、第１ゴデットローラーの表面速度（Ｖ１）と第２ゴデットローラーの表面速度（Ｖ２）、及びワインダーの巻取速度（Ｖｗ）と巻取チューブへの初期巻取速度（Ｖｗｆ）をそれぞれ下記式（１）、（２）を同時に満足するように設定することを特徴とするポリエステル極細マルチフィラメント糸の製造方法。
   （１）１．００≦Ｖ２／Ｖ１＜１．１０
   （２）１．００≦Ｖｗ／Ｖｗｆ＜１．０３