JPS6233821A - 低伸度ポリエステルフイラメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はポリエステルからなる低伸度フィラメントの製
造方法に関する。更に詳しくは、延伸工程を経ることな
く、浴融紡糸工程のみで、低伸度を有するポリエステル
フィラメントを、紡糸速度？、　０００〜ａ、ｏｏｏｍ
／分の高速で、均一に、かつ生産性よく製造する方法に
関するものである。

従来の技術 熱可塑性重合体′ｔ−溶融紡糸し、高速度で巻取ること
によって、延伸工程を省略しても、実用上十分な特性を
有するフィラメントを得ることについては、例えば、特
公昭３５−３１０４号公報、あるいは、繊維学会誌、第
３３巻、随５、Ｔ２Ｏ８ページなどによって既に知られ
ている。上記文献によれば、例えばポリエチレンテレフ
タレートの場合、紡糸速度を約５，０００ｍ／分以上に
すると、得られるフィラメントは完全配向フィラメント
（従来の延伸フィラメント）Ｋ近いものになるとされて
いる〇 一般に、従来の溶融紡糸法においては、例えば第１図に
示す紡糸装置を用い、溶融された重合体を紡糸ヘッドｌ
から紡糸口金２を通して押出し、これによって形成され
たフィラメント４は、保温域ｓを通った後冷却風３によ
って冷却固化され、床面９に設けられたカラム８を通っ
てオイリングロール６に至り、ここで集束されると同時
に給油され、最後に巻取機７１Ｃよって巻取られる。こ
のような従来方法において、巻取速度を５，０００ｍ／
分以上の高速にすると、−力では紡糸時の単糸切れ、拗
七娼七−系切れを増加させ、操業性の低下が甚しい。ま
た、紡糸速度の上昇に伴なって、紡糸工程間にフィラメ
ントにかかる張力が増大し、それに伴なってゴデツトロ
ールを用いないで直接にフィラメント束を巻取る方式で
は、巻取張力が高くなり、正常な巻取り運転が不可能に
なった。

これらの諸問題全解決するために、特開昭５８−２０８
４１６号公報に紡出された複数個のポリエステルモノフ
ィラ、メントラ紡糸口金下に設けた特定温度の加熱域全
通過せしめた後、該加熱域内ないしは、該加熱域の下方
に存在するモノフィラメント群の細化完了点より５ｃ！
ｎ以上下刃位置で、集束用ガイドにて該モノフィラメン
ト群を集束することによって高速域における紡糸安定性
が飛躍的に向上し、適当な巻取張力となることが開示さ
れている。

しかしながら、以上の様な従来の技術に開示された該フ
ィラメントの伸度は、７０００ｆｆｉ／分の紡糸速度で
約４０〜５０％、８０００ｆｆｌ／分の紡糸速度で約３
０〜４０’１程度であった。勿論、かかるフィラメント
は十分な実用特性を有するものの、近年、特殊な用途に
おいて、簡単に切断することの可能な低伸度のフィラメ
ントが要求され、かかるフィラメントの特性においては
、この様な要求に応えるには充分ではない。

例えば、近年、粘着テープが包装材や組立作業における
一時的形態保持のため等に汎用されているが、該テープ
の要求特性の一つとして幅方向に簡単に引き裂けるとい
う事が重要である。

かかる要求特性を満足すべく、特開昭５８−９１８４５
号公報においてポリエステルフィラメントを使った粘着
テープ用基布が提案されており、粘着テープ製造工程に
おける熱処理により繊維の伸度を低下せしめることによ
り、該基布の引き裂き性の改善が試みられているが、チ
ー７゜製造工程における高温熱処理の際のエネルギーコ
ストのアップも無視出来ず、更に高温熱処理に起因する
生産性の低下や基布と樹脂層のラミネート処理の際に品
位の低下を生ずる、といつ次子都合があった。

また、特開昭６０−７１７３５号公報において、特定の
単糸繊度、強度、伸度の交絡処理の施され几ポリエステ
ルマルチフィラメントを用い、低い範囲の経糸織密度で
、かつ実質的に無撚無糊で製織することにより、製織性
を損なうことなく、薄地で、樹脂との接着強力低下のな
い、引き裂き性良好な粘着テープ用基布が提案されてい
る。しかしながら、かかる特定の糸条の物性は糸条に施
される交絡処理と密接に関係しているため、その交絡点
を多数有することが必須条件となり、その為に、かかる
特定の物性は、糸長方向にバラツキが生じ易く、糸製造
工程管理も厳しく、該基布の引き裂き性が容易であって
も七の切口の美麗さは充分ではない。

したがって、フィラメントそのものの特性が、低伸度で
あることが望まれるが、従来より低伸度のフィラメント
を均一にかつ生産性よく製造することは困難でおった。

又、ポリエチレンテレフタレート高速紡糸フィラメント
の構造、物性の分子量依存性について、例えば、繊維学
会誌、第３４巻、随３、’ｌ’９３頁などに論じられて
いるが、該物性は分子量に依存して変化するが、該紡糸
可能な速度に対し最適の分子量があるとの予測が開示さ
れている。かかる従来の技術の高速紡糸においても、低
伸度のフィラメントを均一にかつ生産性よく製造するこ
とは困難であった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記事情を背景としてなされたものであり、簡
単に切断することの可能な低伸度フイ之メ／ト會均−に
かつ生産性よく製造する方法全提供しようとするもので
ある。

問題点を解決するための手段 本発明は、ある特定の紡糸条件の構成の範囲において得
られたフィラメントは、簡単に切断することの可能な低
伸度フィラメントを、均一にかつ極めて生産性よく製造
する方法を見出したものである。更に本発明の方法で得
られたフィラメントより得られた基布け、極めて手切性
製織性に優れ、該基布より得られる粘着テープ等の製品
の表面は極めて平滑性に優れた高品位のものである。

すなわち、本発明は、ポリマーの紡出に当り、ポリエチ
レンテレフタレートの固有粘度が０．７以上のポリマー
を用い、及び／又は紡糸孔形状が真円でない異型断面糸
用紡糸口金を用いて、紡糸口金より浴融紡出したモノフ
ィラメント群を該紡糸口金の下面より５〜２０ｃｍの長
さにわたり、１５０〜１９０℃の温度に維持された加熱
域を通過せしめ、７．ｏｏｏ−ａｏｏｏｍ／分の巻取速
度で紡糸することを特徴とする低伸度ポリエステルフィ
ラメントの製造方法である。

本発明に用いられるポリエステルとは、テレフタル酸を
主たる酸成分とし、炭素数２−６のアルキレングリコー
ル、即チエチレングリコール、トリメチレングリコール
、テトラメチレングリコール、　　　　　　　　　　　
　　　ペンタメチレングリコール、特に好ましくはエチ
レングリコールを主たるグリコール成分とするポリエス
テルを主たる対象とする。また、テレフタル酸成分の一
部を他の二官能性カルボン酸成分で置換したポリエステ
ルであってもよく、及び／又はグリコール成分の一部を
上記グリコール以外のジオール成分で置換えたポリエス
テルであってもよい。

ここで使用されるテレフタル酸以外の二官能性カルボン
酸としては、例えば、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、ジフェノキシエタン
ジカルボン酸、β−オキシエトキシ安息香酸、ｐ−オキ
シ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、ｌ、４−シクロ
ヘキサンジカルボン酸の如き芳香族、脂肪族及び脂環族
の二官能性カルボン酸？あげることができ、更に、かか
る二官能性カルボン酸の構造単位の中に、例えば５−ナ
トリウムスルホイソフタル酸ジメチル等の如くスルホニ
ル基等の官能基が導入されていてもよい。

また、上記グリコール以外のジオール化合物としては、
例えば、シクロヘキサン−１，４−ジメタツール、ネオ
ペンチルグリコール、ビスフェノールＡ１ビスフエノー
ルＳの如き脂肪族、脂環族及び芳香族のジオール化合物
金あげることができる。

また、これらを共重合したものであってもかまわない。

これらの重合体は必要に応じて熱安定剤、艶消剤、帯電
防止剤などの常用される添加剤を含有していてもかまわ
ない。

本発明においては、溶融紡糸口金より紡出されたポリエ
ステルフィラメントを紡糸口金面より少なくとも５〜２
０口の長さにわたり、１５０　＃１９０℃の温度に維持
された加熱域中ｔｌ−通過せしめることが第一の要件で
ある。かかる加熱域は、紡糸口金下に、例えばフィラメ
ント数および紡糸口金吐出孔配置に応じた適当な内径を
有する筒状加熱体を設置したり、紡糸口金下５ｃＭ以上
にわたって、加熱流体全供給したりすることにより形成
できる。

加熱域が５ｃｍニジ短い場合は高巻取送度での安定紡糸
はできない。加熱域が２０ｃｍより長い場合は高巻取速
度での安定紡糸性は良好となるが、得られるフィラメン
トの伸度は高くなる。加熱域中の雰囲気は空気、窒素あ
るいは水蒸気に二って形成され得るが、経済的な理由で
空気が良い。その温度は１５０℃以上であり、１９０℃
以下でなければならない。加熱域温度が！、　５０　℃
未満の場合は加熱効果が不十分で、５ｏｏｏ、７分以上
の高速度での紡糸が不可能である。−万加熱域温度が、
１９Ｑ’Ｃエリ高い場合は得られるフィラメントの伸度
は高くなってしまう。なお、ここで加熱域の温度とは、
加熱域内のフィラメント近傍の雰囲気温度のことをいう
。

上記の加熱域を通過したフィラメントを７０００〜８０
００ｍ／分の巻取速度で巻取る。巻取速度が７０００ｍ
７分未満であると得られるフィラメントの伸度は高くな
り、ｓｏｏｏｍ／分を越えるとフィラメントの紡糸安定
性が低下し、紡糸市の単糸切れが増加したり、パッケー
ジ端面の糸浩ちが生じ易くなり、更に、得られるフィラ
メントが低伸度であっても、タフネスが低くなり、製織
工程で糸切れが生じ易くなる。

本発明において、固有粘度が０．７以上のポリマーを用
いる、及び／又は紡糸孔形状が真円でない異型断面糸用
紡糸口金を用いることである。上記要件圧おいて、本発
明でいう低伸度フィラメントが得られる。その理由は明
らかではないが、高速の巻取速度で溶融紡糸するに際し
、フィラメント中に発現する微細構造が、その断面方向
によシ大きな構造分布の広がりが生じる為と考えられる
。

固有粘度が０．７未満のポリマーを用い、且つ、紡糸孔
形状が真円の丸型断面糸用紡糸孔を持つ紡糸口金を用い
る時、核フィラメントの伸度は高くなる。ポリマーの固
有粘度の上限は特に限定されていないが、紡糸安定性の
面から０．９５以下が好ましい。また、紡糸孔の異屋断
面の形状は適宜選択するととが可能であり、特に三角断
面、Ｖ聖断面、偏平断面等の線対称形状が、紡糸安定性
を向上させる意味で好ましい。

また、次のａ、ｂ両条件を満足する位置に配設した集束
用ガイドにて該モノフィラメント群を集束し、フィラメ
ント束を形成することにより、紡糸安定性を向上せしめ
ることも可能である。

ａ、上記加熱域内ないしは該加熱域の下方に存在するモ
ノフィラメント群の細化完了よ１）Ｓｅｎｔ以上下方に
位置する。

ｂ、集束ガイドより５ｃｍ下方の位置におけるフィラメ
ント束にかかる張力が０．４ｆ／デニール以下。

本発明方法において、紡糸口金から紡出されたモノフィ
ラメント群が巻取られるまでの間に、必要に応じて空気
撹乱法による交絡処理をフィラメント束に施してもよい
。

本発明方法に用いられる給油用ノズルガイド、巻取機、
および、その他の溶融紡糸に必要な装置は、いずれも既
知のものであってもよい。また、本発明方法に用いる仕
上げ用油剤は、エマルジョンタイプ、および、ストレー
トタイプのいずれでも良く、その成分は、既知のもので
あってもよい。

本発明でいう低伸度フィラメントとは、該伸度が１０〜
２３％のフィラメントでおり、粘着テープ等の優れた手
切性を要求される用途に供せられる。

かかる用途に供せられると手切性のみならず、基布の製
織性、テープの製造工程性、テープの平滑性等を満足す
る為には、更に、測定周波数１１０Ｈｚ　における力学
的損失正接（ｔａｎδ）が最大を示す温度Ｔｍａ：ｃが
１２０℃以下であり、タフネスが１３以上２０以下、製
水収縮率が６ｔｓ以下である物性を満足することが更に
好ましく、本発明圧よればかかる物性を満足することが
可能である。

本発明で得られたフィラメントの構造特性および、その
低特性の測定方法を下記に示す。

〔力学的損失液（ｔａｎ　Ｊ　）が最大を示す温度Ｔｍ
ａｘ、１東洋ボールドウィン社製、レオパイブロン（Ｒ
ｈｅｏ　Ｖｉｂｒｏｎ　）　ＤＤＶ−Ｉｆ　ＥＡ　ｆｊ
＆動的粘弾性測定装置を用い、試料的０．１　岬、測定
周波数１１０Ｈｚ。

昇温速度５℃／分において乾燥空気中で各温度に於ける
ｔａｎδお工びＥ’　（動的弾性率）を測定する〇その
結果、ｔａｎδ一温度曲線が得られる。このグラフから
ｔａｎδが最大を示す温度（Ｔｍａｘ　）　（’Ｃ）と
ｔａｎ　ａの最大値（ｔａｎδ）ｍａｘが得られる。

〔強度・伸度・タフネス〕

引張り試験機を用い、糸長２５３、引張シ速度３０ａ１
１／分の条件で常法により測定する。５９！ＪＬ強度・
伸度よりタフネスゆ下式によって算出される。

タフネス−強度（グラム／デニール）×７伸度（チ）〔
製水収縮率〕 ０．１グラム／デニ一ル荷重下での試料長ｔＬ。

とし、無荷重で製水中で３０分間処理した後、再度０．
１グラム／デニールの荷重をかけて長さＬを測定する。

製水収縮率は次の式から求める。

製水収縮率（％）　＝　（（Ｌｏ　−Ｌ）／Ｌ□：ｌ　
Ｘ　Ｚｏ。

〔ポリエステルの固有粘度〔η〕〕 溶剤としてオルト−クロロフェノールを用い、ポリマー
濃度を桟々変えて、３５℃でηｓｐ／ｃを測定し、濃度
０へ外挿した値を固有粘度とする。

実施例 以下、実施例を挙げて本発明を更に説明する。

実施例１ 〔η）　＝　０．６１　のポリエチレンテレフタレート
（融点２５５℃）を第２図の溶融紡糸装置を用い、加熱
箇の長さお工び内温を第１表の如く変化させ、６０００
〜８０００７７１／内の速度で紡糸し、７５　ｄ／２４
　ｆのフィラメントを得た。そのとき用いた紡糸口金は
スリット巾０．０８ｉｕ＋、軸長０．３０　ｔａｘの所
謂三軸等長Ｙ型紡糸孔で、孔数２４であり、得られたフ
ィラメントは三角（トライローバル）断面形状を有する
。紡糸実、験中の紡糸口金温度は、２９５℃であった。

又、紡出されたポリマーは〔η）　＝　Ｏ，ＳＳであっ
た。第１表に示す細化完了点は、***Ｚ　ｉｍｍｅｒ社
ｆｉＤＩＡＭＥＴＥＲ−ＭＯＮＩＴＯＲ４６０Ａ／２を
用いて紡糸中のモノフィラメントの直径を辿ｊ定するこ
とによって確認し、その位置を紡糸口金からの長さとし
て表わした。紡糸されたモノフィラメント群は細化完了
点の位置から２５ｃｒＩｇ下方の位置で給油用ノズルガ
イドにて集束され、かつ、油脂分０．８重量％に給油さ
れた。巻増機は紡糸口金下３ｒｒＬの位置に設置された
。ｔた、紡糸実験中用いられた冷却風は、温度２０℃、
湿度６０％、風速０．１４　ｍ／ｓｅｃ　の条件で供給
された。このときの紡糸の安定性と巻取７オームおよび
得られた繊維の物性全第１表に示す。

次に、得られた繊維に流体交絡処理を施し、４０〜５０
個／ｍの交絡点を付与し、該繊維を、糊をつけずに整経
し、ウォータージェットルームにて製織した。該基布の
織物密度は経糸密度５３本／インチ、緯糸密度６４本／
インチで、緯糸には通常のポリエチレンテレフタレート
繊維１００ｄ／３６ｆを使用した。このときの製織性を
第１表に示す。

更に、該基布を、粘着テープ製造工程にて粘着テープと
した後、経糸方向に引き裂きテストを実施し次。このと
き、得られた粘着テープの引裂強力および手切性を第１
表に示す。引裂強力は一般に粘着テープとして要求され
る強力としてＪＩＳＬ　１０９６法で４００　ｆ以下で
ある。尚、得られた粘着テープは全ての実験随において
該表面は平滑性に非常に優れ、たわみが無く、厚み斑の
無い製品であった。

第１表及び第２表に示す紡糸安定性、巻取りフオーム、
製織性、手切性の評価方法は次のとおシである。

■紡糸安定性　◎：非常に良好（切糸、単糸切れほとん
どなし） ○：良好（切糸、単糸切れやや あり） ×：不良（切糸多発、紡糸困難） ０巻取りフオーム　◎：非常に良好（パッケージ端面の
糸落ち、フオーム崩れ 共に無し） ○：良好（パッケージ端面の糸 落ちやや有り、フオーム崩 れ無し） ×：不良（フオーム崩れ有り） ■製　織　性　◎：非常に良好（織機停台はとんどなし
） ○：良好（織機停台ややあり） Ｘ：不良（織機停台多発） ■手　切　性　◎：極めて簡単に引き裂ける。

Ｏ：比較的簡単に引き裂ける。

×：簡単に引き裂けない。およ び／又は、切口が美麗でな い０ 第１表に示す実験ＮＩＬ　２．３．６．７．１１．１２
が本発明実施例であり、紡糸安定性、巻取フオーム共に
良好であり、得られたフィラメントの伸度も低伸度であ
った。また、それらの製織性は良好であり、手切性は簡
単に引き裂くことが可能であり、その切口も美麗であっ
た。実験１ａｌおよび５は、紡糸安定性が不良であり、
フィラメントのタフネスが低く、手切性は良好であるも
のの、製織性が不良であった。実験醜４．８．９．１０
は、繊維物性の伸度が高く、紡糸安定性、巻取フオーム
、製紙性は良好であるものの、手切性は不良であり、簡
単に引き裂けなかったり、簡単に引き裂けてもその切口
は美麗でなかった。

実施例２ （η）＝０．７４のポリエチレンテレフタレート（融点
２５６℃）を用い、紡糸口金の孔径１＆：０−２３１ｕ
の丸型紡口に変えた以外は実施例１と同一の条件で紡糸
速度６０００〜８５００　ｍ７分の速度で紡糸実験を行
ない、得られた繊維を製織し粘着テープとして加工した
。又、紡出されたポリマーは〔η）＝０．７２でちった
。各実験随の紡糸条件・状況、繊維物性、製織性及び粘
着テープの手切性を第２表に示す。

尚、得られた粘着テープは、第１表の実験ｍｌ〜１２と
同様に、全ての実験比において該表面は平滑性に非常に
優れ、たわみが無く、厚み斑の無い製品であった。

第２表から明らかな如く、全ての実験比の紡糸安定性、
巻取りフオーム共に良好であるが、実験１ｍ　１３．１
４は、フィラメントの伸度が高く、製織性は良好である
ものの、手切性は不良であり、簡単に引き裂けず、その
切口も美麗でなかった。又、実験１１１１８は、フィラ
メントのタフネスが低く、手切性は良好であるものの、
製織性が不良であった０ 実験Ｈａ　１５．１６．１７が本発明実施例であり、製
織性は非常に良好であり、手切性は簡単に引き裂くこと
が可能であり、その切口も美麗であった。

実施例３ 実施例２と同様の〔η］　＝　０．７４　　のポリエチ
レンテレフタレート（融点２５６℃）ｔ−用いる以外は
全て実施例１と同様に、実験Ｎｉｌ〜４と同一条件にて
くり返し１実施した。（各々の実験随を１９〜２２とす
る）。その時紡出されたポリマーは、〔η〕＝０．７２
であった。

得られた繊維物性、製織性、手切性を第３表に示す。

尚、得られた粘着テープは全ての実験随において、該表
面は平滑性に非常に優れ、たわみが無く、厚み斑のない
製品であった。実験？＆Ｌ　２０．２１が本発明実施例
であり、紡糸安定性、巻取りフオーム共に良好であり、
又、該製織性、手切性も良好であつ友。実験Ｎ１１９は
紡糸安定性が不良であり、タフネスも低く、製織性も不
良であった。又、実験随２２は得られた繊維の伸度が高
く、手切性が不良であった。

比較例１ 〔η］＝Ｏ，ＳＸ　　のポリエチレンテレフタレート（
融点２５５℃）を用いた以外は、全て実験随１３〜１８
と同一の条件で紡糸実験を行ない、得られた繊維を製織
し粘着テープとして加工した。又、紡出されたポリマー
は〔η）　＝　０．５８であった。

得られたフィラメントの伸度は全て２５チ以上であり、
紡糸安定性、巻取フオーム、製織性全てに良好であるも
のの、手切性は不良であり、簡単に引き裂けなかったり
、簡単に引き裂けてもその切口は美麗でなかった。

以下余白 発明の効果 本発明の製造方法によれば、下記に示す顕著な効果が得
られる。

（イ）　延伸工程を経ることなく、溶融紡糸工程のみで
、低い伸度を有するフィラメントを、紡糸速度７ｏｏｏ
−ｓｏｏｏｍ／分の高速で、均一にかつ生産性よく製造
することが可能である。

（ロ）得られたフィラメントは、手切性、製紙性に優れ
、該フィラメントを粘着テープに供したとき、該テープ
の製造工程性、平滑性は極めて優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はゴデツトロールを用いない俗融紡糸力法を実施
するための従来の浴融紡糸装置の説明図であり、第２図
は、本発明方法を実施するための溶融紡糸装置の１例を
示す説明図である。 １・・・紡糸ヘッド、２・・・紡糸口金、３・・・冷却
風、４・・・フィラメント、５・・・保温域、６・・・
オイリングロール、７・・・巻取機、８・・・カラム、
９・・・床面、ｌＯ・・・給油用ノズルガイド、ｌｌ・
・・加熱筒第１図　　　第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリマーの紡出に当り、ポリエチレンテレフタレートの
   固有粘度が０．７以上のポリマーを用い及び／又は、紡
   糸孔形状が真円でない異型断面糸用紡糸口金を用いて、
   紡糸口金より溶融紡出したモノフィラメント群を該紡糸
   口金の下面より５〜２０ｃｍの長さにわたり、１５０〜
   １９０℃の温度に維持された加熱域を通過せしめ、７，
   ０００〜８，０００ｍ／分の巻取速度で紡糸することを
   特徴とする低伸度ポリエステルフィラメントの製造方法