JP2002054023A - ポリエステル異収縮混繊糸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単独のポリエステルから、複雑な紡糸延伸設
備を使用することなく容易にポリエステル異収縮混繊糸
が得られる製造法を提供する。 【解決手段】 固有粘度が０．６以上のポリエステル溶
融物を、吐出孔に至るまでの滞留時間に差のある少なく
とも２群の吐出孔から吐出させるポリエステル異収縮混
繊糸の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弛緩熱処理するこ
とにより糸条表面にループ等を形成することができ、各
種ミシン糸や樹脂含浸布帛用等として好適に使用するこ
とができるポリエステル異収縮混繊糸の製造方法に関す
る。さらに詳しくは、１種のポリエステルを使用するだ
けで容易にポリエステル異収縮混繊糸が得られる新規な
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紡績糸が有する嵩高性、毛羽、風
合をフィラメントで表現するため、種々の方法が提案さ
れている。最も代表的な方法としては、収縮率の異なる
２種類以上のフィラメントを混繊せしめ、次いでインタ
ーレースノズル等で交絡処理するか撚糸を施した後、弛
緩熱処理を行って各フィラメントを収縮させ、その収縮
率差によりループを発現させる方法がある。

【０００３】また別の方法として、芯糸を構成するフィ
ラメントに、鞘糸を構成するフィラメントをオーバーフ
ィードを与えつつ供給し、所定の交絡処理を施してルー
プを発現させる方法、フィラメントを摩擦体に擦過させ
たり、走行するフィラメントを交差させつつ摩擦させた
りして、マルチフィラメントを構成する単糸を切断し毛
羽糸とする方法、フィラメントを破断伸度近傍の倍率で
引き千切りながら交絡ノズルで交絡集束させる方法等が
提案されている。

【０００４】さらに別法として、毛羽による風合、解撚
防止、樹脂含浸時の接着性・耐剥離性等の紡績糸の特徴
を有しながら、強力、剛性、均一性等のフィラメントの
特性を融合させるため、フィラメント糸を短繊維でカバ
ーリング又は交絡を行ったコアヤーン糸にする方法も提
案されている。

【０００５】しかしながら、これらの方法は生産性に劣
るため、いかにしてコストを下げるかが重要な課題とな
っている。

【０００６】例えば、２種類の収縮率の異なるマルチフ
ィラメントからなる混繊糸は、紡糸・延伸条件の異なる
２種類の原糸を混繊するか、紡糸速度（原糸配向）や共
重合成分に差のある２種類の未延伸糸を合糸して同一延
伸条件下で延伸するか、延伸糸を２群に分けて片方のみ
を熱セットするなどの方法により製造されるが、これら
の方法は煩雑である。このため、近年、紡糸・延伸を連
続して行う直接紡糸延伸方式のうち、紡出走行糸条を一
旦冷却した後に加熱筒を通過させて延伸する方式（ＳＬ
Ｈ方式）において、紡出糸を２群に分けて夫々の加熱筒
温度に差をつける方法も提案されているが、やはり煩雑
であるという問題がある。

【０００７】一方、毛羽加工方法は、一旦延伸糸を製造
した後に毛羽加工が施されるため工程が増加し、さらに
は、毛羽加工の安定性が低い（断糸が発生しやすい）た
めに加工速度を早くすることができないという問題があ
る。

【０００８】また、フィラメントに短繊維をカバーリン
グ又は交絡した、いわゆるコアヤーンも、フィラメント
延伸糸を紡績工程の精紡段階で流し込むことにより製造
されるため工程が増えることは避けられない。

【０００９】以上より、紡績糸様糸条としては、これら
の方法では、同一の紡糸延伸条件では収縮率の異なるマ
ルチフィラメントが得られる複数のポリエステルを同時
に紡糸し、次いで合糸してから延伸熱処理する混繊糸の
製造方法がより低コストであると容易に推定できる。

【００１０】しかしながら、この方法では、通常高収縮
成分用のポリエステルとして、イソフタル酸成分等が共
重合された共重合ポリエステルが使用されるため、収縮
処理後の混繊糸のモジュラスが低いものとなりやすく、
例えば産業資材用途には不適当となる。また、同一の紡
糸口金を用いて複数のポリマーを溶融吐出する場合に
は、紡糸設備及びポリマー流路が複雑になるという問題
がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】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、１種のポリエ
ステルから、複雑な紡糸延伸設備を使用することなく容
易にポリエステル異収縮混繊糸が得られる方法を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意検討した結果、マルチフィラメント
の溶融紡糸に際して、これまで当業界では極力回避する
べきとされていた、吐出前の溶融ポリエステルの滞留時
間差、換言するならば、該滞留時間差に基づく固有粘度
差を積極的に利用すれば、所望の異収縮混繊糸が得られ
ることを見出し、本発明に到達した。

【００１３】すなわち、本発明の上記目的は、「固有粘
度が０．６以上の単独ポリエステル溶融物を複数の吐出
孔から紡出してポリエステルマルチフィラメント糸を製
造するに際し、該複数の吐出孔を少なくとも２群に分
け、これらの群の間に、ポリエステル溶融物が吐出孔に
至るまでの滞留時間に差を設けることを特徴とするポリ
エステル異収縮混繊糸の製造方法。」により達成され
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明者の研究によれば、固有粘
度が０．６５〜０．９０の範囲にあるポリエチレンテレ
フタレートから伸度が２０〜４０％、強度が５．３０〜
７．９５ｃＮ／ｄｔｅｘ（６．０〜９．０ｇ／ｄ）の範
囲に有るマルチフィラメントを製造する場合、その物性
は、生産条件によって少々変化するものの、同一の製糸
条件では、固有粘度が０．０１低下すると、強度は約
０．１８ｃＮ／ｄｔｅｘ（０．２ｇ／ｄ）低下し、伸度
は約１．５％増加し、かつ１５０℃乾燥熱収縮率は約
０．２〜０．３％減少することが判明した。なかでも熱
収縮率は、マルチフィラメントの収縮率が大きい場合に
は、固有粘度差による熱収縮率変動の絶対値はさらに大
きくなることが判明した（前記の熱収縮率変動値は、マ
ルチフィラメントの１５０℃乾燥熱収縮率が４〜８％
（沸騰水収縮でいうと約２〜５％に相当）の比較的低収
縮率のフィラメントに対するものである）。

【００１５】したがって、収縮率が互いに異なるポリエ
ステルフィラメントを同一の製糸条件で製造する場合に
は、低伸度高収縮率のフィラメントには固有粘度がより
高いポリエステルを使用し、高伸度低収縮率のフィラメ
ントには固有粘度がより低いポリエステルを使用すれば
よいことが分かる。すなわち、同一の紡糸口金からポリ
エステルを溶融紡出し、同時に同じ条件で製糸しても、
ポリエステルに固有粘度差があればポリエステル異収縮
混繊糸を得ることが可能である。

【００１６】しかし、前述のように、固有粘度の異なる
ポリエステルを併用する方法では、種類の異なるポリエ
ステルを併用する場合と同じく紡糸設備が複雑になり、
また、一方成分のフィラメント単糸を極細化する際には
単糸切れが発生しやすいという問題がある。

【００１７】また、本発明者の別の研究によれば、ポリ
エステルは、窒素雰囲気下で溶融保持しても固有粘度を
低下させ得ることが判明した。例えば、固有粘度が０．
９０のポリエチレンテレフタレートを３００〜３２０℃
で１００〜３００秒溶融保持すると、表１に示すよう
に、固有粘度を０．０２６〜０．１４７低下させられる
ことが判明した。

【００１８】

【表１】

【００１９】この表から、例えばポリマー温度（溶融紡
糸温度）を３１０℃にし、短い方の滞留時間が１００
秒、長い方に滞留時間が３００秒となるように紡糸口金
設計すれば、紡出ポリエステルの固有粘度差を約０．０
７とすることができ、１５０℃乾熱収縮率差は約２％生
じることが分かる。

【００２０】すなわち、本発明では、単独のポリエステ
ル溶融物を複数の紡出孔から紡出してマルチフィラメン
ト糸を製造するに際し、ポリエステル溶融物が吐出孔に
至るまでの時間、すなわち、滞留時間に差を設けること
を必須の要件とする。

【００２１】なお、上記表から、滞留時間ではなく、各
吐出孔に至るポリマー流路の温度を異ならしても、例え
ば高い方を３２０℃とし、低い方を３００℃とすると、
滞留時間が２００秒のときには固有粘度差を約０．０６
にできることがわかる。しかし、一般に、ポリマー流路
の温度設定を細かく制御することは困難なので、滞留時
間差を制御するほうが好ましい。

【００２２】複数の吐出孔の間に、ポリエステル溶融物
が各吐出孔に至るまでの滞留時間（計量ポンプから各吐
出孔に至るまでの時間）に差をつける手法は、例えば、
ポリマー計量後、複数の圧力損失・濾過内容積の異なる
濾過層を通過させることにより滞留時間を変化させ方
法、ポリマー計量後、下にポリマー分配版を配置した濾
過層を通過させ、その際ポリマー分配版の中央部分は低
圧力損失、外周部分は高圧力損失とし、濾過層の中央部
分を流れるポリマー流速を早くして滞留時間を短くし、
一方濾過層の外周部分を流れるポリマー流速は遅くして
滞留時間を長くする方法等があげられるが、これらに限
定されるものではない。

【００２３】なお、後者の方法では、濾過層の中心部か
ら外周部に向けて連続的にポリマー流速を変化させるこ
とができるので、濾過層を通過したポリマーは中心部か
ら外周部に連続的に固有粘度を低下させることができ、
その結果、濾過層下に設置される紡糸口金として例えば
複数の同心円周上に吐出孔を配置されたものを用いれ
ば、複数の固有粘度を有する紡出糸が得られることにな
る。もちろん、濾過層の中央部と外周部にポリマー流路
を分配するだけでなく、その中間部分にポリマー流路を
設けて固有粘度の変化をコントロールしてもよい。さら
には、吐出孔の導入部分に体積差を設けることにより滞
留時間差を拡大してもよい。

【００２４】本発明で用いられるポリエステルは、無酸
素状態でも溶融保持していると熱分解等により重合度が
容易に低下するものであれば特に限定されるものではな
いが、得られる混繊糸の機械的特性等の観点からポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レート、並びに、これらに少量、例えば全酸成分を基準
として１０モル％以下、好ましくは５モル％以下の第３
成分が共重合された共重合ポリエステルを例示すること
ができる。なかでも、ポリエチレンテレフタレート、及
び、これに第３成分が共重合されたポリエステルが好ま
しい。

【００２５】ポリエステルの固有粘度は、小さすぎると
滞留時間差による固有粘度差が小さくなると共に、得ら
れる混繊糸のフィラメント間熱収縮差が小さくなるの
で、０．６以上、好ましくは０．７以上、特に好ましく
は、０．８以上とする。一方、高くなりすぎると溶融紡
糸時の紡糸安定性が低下する傾向にあるので、好ましく
は１．３以下、特に好ましくは１．２以下とする。

【００２６】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明する。

【００２７】［参考例１］固有粘度が０．９５のポリエ
チレンテレフタレートを、溶融押出機を用い、溶融ポリ
マー温度が３００℃となるように調整して溶融した。溶
融したポリマーを温度３００℃の熱媒で加熱した保温ボ
ックスを通した後、１．０ｃｃ／ｒｅｖのギアポンプを
用い、表２記載のとおり吐出量を変化させて計量吐出し
た。次いで、濾過フィルターを有する内容積４０ｃｃの
濾過パックを通過させ、吐出ポリマーの固有粘度を測定
した。その結果を表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２の結果から、ポリマーの吐出量を少な
くするとポリマーの滞留時間が長くなるため、固有粘度
の低下巾が大きくなることがわかる。

【００３０】［参考例２］参考例１において、ギアポン
プからの吐出量を２０ｇ／分に固定し、濾過パック体積
を変更する以外は参考例１と同一にした。その結果を表
３に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】表３の結果からも、ポリマー計量後の滞留
時間差により、吐出されるポリマーの固有粘度が変化す
ることがわかる。

【００３３】［参考例３］固有粘度が０．９５のポリエ
チレンテレフタレートを、参考例１と同様にポリマー温
度を３００℃に調整して２０ｇ／分で計量吐出した。こ
の際、濾過パックとして図１に示す、濾過層の下に分散
板を有し、該分散板の中央部には径５ｍｍのポリマー流
路が設けられ、分散板の外周部には表４記載の径のポリ
マー流路が２４個設けられているものを使用した。分散
板の中央部と外周部のそれぞれから吐出されたポリマー
の固有粘度を測定した結果を表４に示す。

【００３４】

【表４】

【００３５】表４の結果から、濾過パックの外周部分を
流れるポリマーの流量を制限するこにより、外周部分の
固有粘度を低下させることが可能であることがわかる。
すなわち、１つの濾過層中でも滞留時間差を設けて吐出
ポリマーに固有粘度差を付けられることが示唆される。

【００３６】［実施例１］溶融ポリマーを計量後、内容
積が３０ｃｃの濾過層２つにポリマーを分配し、それぞ
れに直径０．３ｍｍ、長さ１．０ｍｍの吐出孔を６孔と
１２孔有する口金を取付けたパックを準備した。それぞ
れの６孔と１２孔の吐出孔を有する各口金の１孔当りの
吐出量が同じになるよう濾過層に用いるフィルターの圧
損、枚数を調整した。なお、比較として、通常紡糸に用
いる内容積６０ｃｃの濾過パックに直径０．３ｍｍ、長
さ１．０ｍｍの吐出孔を２４孔有する口金を取付けたパ
ックを準備した。

【００３７】固有粘度が０．９５のポリエチレンテレフ
タレートを用い、参考例１と同様の溶融条件下、吐出量
３０ｇ／分で溶融吐出し、紡糸速度１０００ｍ／分で紡
糸し、これを延伸倍率４．４倍、熱セット温度２００
℃、リラックス率３％で延伸した。なお、６孔と１２孔
から紡糸されたフィラメントを夫々単独で延伸と、６孔
と１２孔とを合糸して延伸とを行った。合糸した場合で
総繊度７０ｄｔｅｘの異収縮混繊糸を得た。

【００３８】得られた異収縮混繊糸は、そのままの状態
でも繊維表面にループを１１個／１０ｃｍの割合で有し
ており、フリー状態で１５０℃３０分間の熱処理後では
２４個／１０ｃｍの割合で有していた。結果を表５に示
す。

【００３９】

【表５】

【００４０】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、単一のポリ
エステルからでも、複数の吐出孔から溶融吐出されるポ
リマー間に容易に固有粘度差をつけることが可能となる
ため、これらを同時に製糸してもフィラメント間に熱収
縮差を付与することができる。したがって、極めて安価
にポリエステル異収縮混繊糸を提供することができ、そ
の工業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例３で用いられた濾過パックの概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 重合体の溶融物を移動する為の計量ポンプ ２ 導管 ３ ろ過層 ４ 分配板 ５ 中央部流路 ６ 外周部流路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固有粘度が０．６以上の単独ポリエステ
   ル溶融物を複数の吐出孔から紡出してポリエステルマル
   チフィラメント糸を製造するに際し、該複数の吐出孔を
   少なくとも２群に分け、これらの群の間に、ポリエステ
   ル溶融物が吐出孔に至るまでの滞留時間に差を設けるこ
   とを特徴とするポリエステル異収縮混繊糸の製造方法。