JP2004100138A - 製織時に白粉が発生せず、成形性と糸送りに優れたポリエステル繊維及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】単繊維高デニールのポリエステル繊維の直接紡糸延伸の際、高デニール糸の生産段階における冷却不足、ローラ走行中の糸の左右への過剰揺れ、ケーキの成形不良、製品製織時の白粉発生等の欠点を解決すること。
【解決手段】固有粘度(IV)0.5〜0.7、融点245〜265℃のポリエステルポリマーを加熱して溶融濾過させた後、一定の量に従いポリエステル繊維を押出し、口金1の下方に設けられた冷却風設備により10〜15℃に保持された冷却風で冷却固体され、単糸の形で巻き取って成型し、または数本の糸を引き揃えてから成型する溶融紡糸法であって、製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法。
【選択図】図1
【解決手段】固有粘度(IV)0.5〜0.7、融点245〜265℃のポリエステルポリマーを加熱して溶融濾過させた後、一定の量に従いポリエステル繊維を押出し、口金1の下方に設けられた冷却風設備により10〜15℃に保持された冷却風で冷却固体され、単糸の形で巻き取って成型し、または数本の糸を引き揃えてから成型する溶融紡糸法であって、製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法。
【選択図】図1
Description
本発明は単繊維高デニールのポリエステル繊維の製造方法に関し、特にこの製造方法から得られた製織時に白粉が発生せず、成形性と糸送りに優れたポリエステル繊維に関する。
ポリエステル繊維は良好な加工性及び染色性を有し、且つコストが低いことから、三大合成繊維の中で最もよく使用されている。近年、コスト削減及び剛性のより高い素材を求める傾向が強まり、靴素材加工業者等の前記素材に対するニーズの高まりから、従来のナイロン繊維に替えてポリエステル繊維を使用する業者が徐々に増加している。より高い剛性という素材の機能的ニーズを満たすためには、ポリエステル繊維の単繊維デニール(d.p.f, denier per filament)を上げねばならず、即ち、直径を太くしなければならない。通常、ポリエステル繊維はポリエステルチップを溶融紡糸して取得するが、単繊維高デニールのポリエステル繊維は冷却段階における制御が一般規格より難しく、また設備上の要求及び条件のセットも一般規格とは異なるので、いかにして単繊維高デニールのポリエステルの安定した製造方法を提供するかが解決が急がれる課題であった。
直接紡糸延伸(Spin Drawing Yarn、以下SDY)法は合成繊維の製造によく使用されている周知の方法であり、単繊維高デニール糸の製法は直接紡糸延伸法においては、単本の糸条を直接製造する方法と数本の糸条を引き揃えた後分繊加工を行なう、いわゆる無撚分繊糸を製造する方法に分けられる。
特開昭59-116405号では、前記無撚分繊製造法を開示しており、数本の糸を紡出してから、単糸にそれぞれ油剤を付与させ、糸条を第1加熱ローラで延伸させ、更に第2加熱ローラで延伸させてから巻き取っている。しかし、単繊維デニール10d以上の分繊糸を生産する場合、第1加熱ローラ上を走行する糸の左右の揺れが大きいという現象が発生し、生産性はよくない。(特許文献1参照)
特開平3-16154号では、第1ローラ前に冷却ローラを設け、プリテンションを増やすことで第1ローラにおける糸条の過剰揺れを緩和させる方法が提案されたが、前記冷却ローラ前における油剤付着張力が依然低いので、生産性の改善にはつながらず、しかも設備コストが増加した。(特許文献2参照)
特開平3-16154号では、類似の発明は特開2000-64118号において、第1ローラ前に駆動冷ローラを設け、また単糸に油剤を付与する加工を通じ、それを金属梨地動摩擦係数0.10から0.35μmのローラに接触させることにより、分繊用合成繊維を取得する製造方法が提案されたが、ローラの表面粗さが糸の左右揺れをどのように抑制するかについて、詳しい説明はなされていない。(特許文献3参照)
単繊維高デニールポリエステル繊維糸の製造において単本の糸条を直接製造する方法にしても、或いは数本の糸条を引き揃えてから無撚分繊を行う製造法であっても、前記文献で検討されたような糸揺れを抑制することにより生産性を向上させる点を除き、単繊維高デニールポリエステル糸の成形不良及び後加工における白粉の過剰発生問題をどのように改善するかについては前記文献では具体的な改善案が出されていない。
特開昭59-116405号
特開平3-16154号
特開平3-16154号
単繊維高デニールのポリエステル繊維の直接紡糸延伸の際、高デニール糸の生産段階における冷却不足、ローラ走行中の糸の左右への過剰揺れ、ケーキの成形不良、製品製織時の白粉発生等の欠点を解決することを課題とする。
直接紡糸延伸の際、高デニール糸の生産段階における冷却不足、ローラ走行中の糸の左右への過剰揺れ、ケーキの成形不良、製品製織時の白粉発生等の欠点につき鋭意検討した結果、本発明者は、冷却時間を延長せずに冷却風の温度を下げることによって糸条の冷却効果を効果的に促し、冷却不足が原因で糸条が軟化されすぎるという現象を改善し、またローラの表面粗さを下げ、糸条とローラ表面との摩擦力を増やすことで、走行中の左右への過剰揺れを緩和させることができ、さらにローラ表面粗さの耐摩耗性を上げるためにローラ表面にクロムメッキ処理を施し、製造過程において適量の油剤及び加熱条件を加えることにより、品質が高く且つ成形性に優れた単繊維高デニールポリエステル繊維製品を取得できるという事実を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法は、以下に述べる特徴を有する。
1.製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法であり、固有粘度(IV)0.5〜0.7、融点245〜265℃のポリエステルポリマーを加熱して溶融濾過させた後、一定の量に従いポリエステル繊維を押出し、単糸の形で巻き取って成型し、または数本の糸を引き揃えてから成型する溶融紡糸法であって、
(a)前記一定の量に従い押出されたポリエステル溶融物は口金の吐出孔から糸条の形に均一に吐出され、前記吐出された糸条は口金の下方に設けられた冷却風設備により冷却固体され、前記冷却設備には冷却コイルが設けられていて冷却風を10〜15℃に保持でき、
(b)前記冷却後の糸条に油剤を付与したあと、直接紡糸延伸(SDY)設備によりローラ加工を行い、前記ローラは表面にクロムメッキ処理が施され、第1加熱ローラの表面粗さRa0.025〜0.1μm、第2加熱ローラの表面粗さRa0.1〜0.5μmとし、
(c)前記糸条は第1加熱ローラと第2加熱ローラとの間で3.5〜5倍の延伸倍率で延伸され、第1加熱ローラの温度85〜105℃、第2加熱ローラの温度130〜160℃とし、
(d)前記条件に従って取得された単繊維デニール5〜55dの直接紡糸延伸(SDY)において、油剤付着加工に使用される油剤のEO/PO(エチレンオキサイド/プロピレンエキサイド)成分の含有量が50〜90%である、ことを特徴とする。
1.製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法であり、固有粘度(IV)0.5〜0.7、融点245〜265℃のポリエステルポリマーを加熱して溶融濾過させた後、一定の量に従いポリエステル繊維を押出し、単糸の形で巻き取って成型し、または数本の糸を引き揃えてから成型する溶融紡糸法であって、
(a)前記一定の量に従い押出されたポリエステル溶融物は口金の吐出孔から糸条の形に均一に吐出され、前記吐出された糸条は口金の下方に設けられた冷却風設備により冷却固体され、前記冷却設備には冷却コイルが設けられていて冷却風を10〜15℃に保持でき、
(b)前記冷却後の糸条に油剤を付与したあと、直接紡糸延伸(SDY)設備によりローラ加工を行い、前記ローラは表面にクロムメッキ処理が施され、第1加熱ローラの表面粗さRa0.025〜0.1μm、第2加熱ローラの表面粗さRa0.1〜0.5μmとし、
(c)前記糸条は第1加熱ローラと第2加熱ローラとの間で3.5〜5倍の延伸倍率で延伸され、第1加熱ローラの温度85〜105℃、第2加熱ローラの温度130〜160℃とし、
(d)前記条件に従って取得された単繊維デニール5〜55dの直接紡糸延伸(SDY)において、油剤付着加工に使用される油剤のEO/PO(エチレンオキサイド/プロピレンエキサイド)成分の含有量が50〜90%である、ことを特徴とする。
また、前記口金の吐出孔の断面は円形、中空、Y形、一字形、四角形、三角形、六角形、十字形及びC形からなる群より選ばれた一種以上である。
また、前記冷却設備に設けられた冷却コイルに使用される冷却媒体は冷凍水、EG(エチレングリコール)等である。
さらに、本発明のポリエステル繊維は、請求項1に記載の製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法により取得されるポリエステル繊維である。
さらにまた本発明のポリエステル繊維は、請求項1に記載の製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法により取得される繊維を加工して取得される製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維糸であって、強度は4.8g/d以上、伸度20〜30%、沸水収縮率8%以下であることを特徴とする。
本発明は、固有粘度(IV)0.5〜0.7、融点245〜265℃のポリエステルポリマーに対し、加熱加工を行ない、前記ポリエステルポリマーを溶融濾過させてから一定の量に従いポリエステル繊維を押出し、単本の糸条の状態で巻き取って成形する方法、または数本の糸条を引き揃えてから溶融紡糸する方法に基づく単繊維高デニールポリエステル繊維の製造方法を提供することを目的とする。前記方法の特徴は下記の通りである。
(a)前記一定の量に従い押出されたポリエステル溶融物は口金の吐出孔から糸条の形で均一に吐出され、前記吐出された糸条は口金の下方に設けられた冷却風設備により冷却固化され、前記冷却設備にはコイル冷却器が設けられており、冷却風の温度を10〜15℃に保つことができる。
(b)前記冷却後の糸条に油剤を付与したあと、直接紡糸延伸(SDY)設備によりローラ加工を行い、前記設備のローラ表面にクロムメッキ加工を施し、第1加熱ローラの表面粗さをRa0.025〜0.1μm、第2加熱ローラの表面粗さをRa0.1〜0.5μmとする。
(c)前記糸条は第1加熱ローラ及び第2加熱ローラの間で3.5〜5の延伸倍率で延伸され、第1加熱ローラの温度は85〜105℃、第2加熱ローラの温度は130〜160℃とする。
(d)前記条件で取得された単繊維デニール5〜55dの直接紡糸延伸(SDY)において、油剤付与加工に使用される油剤のEO/PO(エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド)成分の含有量は50〜90%とする。
人造繊維を製造する際に、単繊維デニール値が高ければ、必要な冷却時間が長くなるということは合繊製造業者の常識であるが、冷却を十分にさせるという単純な目的から冷却設備の長さを増やそうとするやり方は、スペースの有効利用の点から実行するのは難しく、しかも大掛かりな設備更新費用が必要なので、適切ではない。
本発明に関する方法において、風温を10〜15℃に下げるため冷却風源に冷凍水コイルを取り付けることで、単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸に十分な冷却効果を効果的に与えることができ、またオイル・ローラにより油剤付着加工を施す際に、糸条が軟化しすぎることが原因で正常な生産を行なえないという現象を避けることもできる。冷却風温を10〜15℃にセットすることにより単繊維デニール値が高いポリエステル繊維糸の冷却不足の課題を克服できるので、単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸の製造に適用できる。尚、冷却風温が10℃以下では、設備の設計上困難があり、且つ投資コストが高くなる。冷却風温度が15℃以上になると、糸条を十分に冷却させることができず、また油剤付与の際に糸条張力が低すぎるため、安定して油剤を付与することができないので、紡糸時の糸切れの増加及び染色性異常を招く。一方、十分な冷却効果を求めるため冷却時間を増やし、設備の長さを伸ばすような方法を取れば、スペースの利用上投資コストが増えてしまう。
本発明に関する方法において、前記冷却風の出所である冷凍水コイルに添加される冷却媒体は冷却水、EG(エチレングリコール)等でよい。
本発明に関する方法において、前記口金の吐出孔の断面は円形、中空、Y形、一字形、四角形、三角形、六角形、十字形及びC形からなる群より選ばれる一種以上とする。
本発明に関する方法において、取得されるポリエステル糸の物性強度は4.8g/d以上、伸度は20〜30%、沸水収縮率は8%以下である。
本発明に関する方法において、直接紡糸延伸(SDY)の第1加熱ローラ表面のクロムメッキ処理では表面粗さをRa0.025〜0.1μm、第2加熱ローラ表面クロムメッキ処理では表面粗さをRa0.1〜0.5μmにセットすることにより単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸条の揺れを緩和させることができるので(<1.5mm)、糸揺れが小さくなり、無撚分繊糸の製造に使用される場合、糸の撚度が下がり、分繊の糸切れが発生しにくい。本発明に関する方法において、直接紡糸延伸(SDY)の第1加熱ローラ表面の表面粗さはRa0.025〜0.1μmであり、前記表面粗さRa0.025〜0.1μmの鏡面要求を満たすことができる。第1加熱ローラの表面にクロムメッキ処理を施すが、クロムメッキ処理はセラミックメッキ処理より表面粗さの耐摩耗性がよく、使用寿命が伸び、生産コストが削減できる。尚、表面粗さRa0.025μm以下のものについては加工の際、この水準を達成することが難しい。また、第1加熱ローラの表面粗さがRa0.1μm以上では、糸条とローラ表面との摩擦力が足らず、その上高温で軟化してしまうため、糸揺れが急激に増え、紡糸の生産性を悪化させてしまう。通常は、第2加熱ローラの表面にセラミックメッキ処理を施し、表面粗さを約Ra0.6〜0.9μmにするが、本発明に関する方法においてはクロムメッキを施すことにより、経時変化が早すぎるというセラミックメッキの欠点を回避し、セラミックメッキ処理された表面よりも耐摩耗性を向上させ、使用寿命を延ばし、生産コストを削減させる。表面粗さに対する要求は第1加熱ローラの表面のように粗さを小さくする必要はない。糸条は延伸された後細くなり、ローラ表面との摩擦力が増えるので延伸ローラ上を走行する糸揺れが緩和され、且つ糸巻き取り機のケーキ巻き上がり時の切替えにとっても有利となるからである。従って、表面粗さはRa0.1μm〜0.5μmにセットする。表面粗さはRa0.1μm以下では、糸揺れを緩和させることができるが、糸巻き取り機のケーキ切り替えには不利である。なぜなら単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸の糸巻き張力は低くなければならず、且つ延伸ローラ表面粗さがRa0.1μm以下となると、糸条は摩擦力が比較的高いため、ケーキ巻き上がり時の切り替えの際に張力低下により糸条がローラ表面にこびり付き、糸切れが発生しやすくなるからである。第2加熱ローラの表面粗さがRa0.5μm以上となると、糸条の摩擦力が足らず、また高温で糸条が軟化されるため、糸揺れが急激に増加し、紡糸の生産性を悪化させてしまう。単繊維高デニールのポリエステル繊維糸自身のローラ表面との接触面が小さいため、糸条とローラとの相互摩擦力が小さく、ローラ上の糸揺れが発生しやすくなるが、本発明において、第1加熱ローラ表面に対し、粗さRa0.025〜0.1μmとなるようにクロムメッキ鏡面処理を、また第2加熱ローラ表面に対し、粗さRa0.1〜0.5μmとなるようにクロムメッキ処理を施すことにより、糸条とローラ表面との接触面積を効果的に増やし、摩擦力を高め、糸揺れを緩和させるという目的を達成することができるので、単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸の製造に有利である。本発明は単本糸条の直接生産に使用される際に生産性が向上するだけでなく、数本の糸条を引き揃え、無撚分繊を製造する際にも、糸条の左右揺れを緩和させることにより、糸撚り現象の発生を減らし、分繊加工における糸撚りによる糸切れの回数を大幅に減らすことができる。
本発明に関する方法において、直接紡糸延伸(SDY)の第1加熱ローラ表面のクロムメッキ処理では表面粗さをRa0.025〜0.1μm、第2加熱ローラ表面クロムメッキ処理では表面粗さをRa0.1〜0.5μmにセットすることにより単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸条の揺れを緩和させることができるので(<1.5mm)、糸揺れが小さくなり、無撚分繊糸の製造に使用される場合、糸の撚度が下がり、分繊の糸切れが発生しにくい。本発明に関する方法において、直接紡糸延伸(SDY)の第1加熱ローラ表面の表面粗さはRa0.025〜0.1μmであり、前記表面粗さRa0.025〜0.1μmの鏡面要求を満たすことができる。第1加熱ローラの表面にクロムメッキ処理を施すが、クロムメッキ処理はセラミックメッキ処理より表面粗さの耐摩耗性がよく、使用寿命が伸び、生産コストが削減できる。尚、表面粗さRa0.025μm以下のものについては加工の際、この水準を達成することが難しい。また、第1加熱ローラの表面粗さがRa0.1μm以上では、糸条とローラ表面との摩擦力が足らず、その上高温で軟化してしまうため、糸揺れが急激に増え、紡糸の生産性を悪化させてしまう。通常は、第2加熱ローラの表面にセラミックメッキ処理を施し、表面粗さを約Ra0.6〜0.9μmにするが、本発明に関する方法においてはクロムメッキを施すことにより、経時変化が早すぎるというセラミックメッキの欠点を回避し、セラミックメッキ処理された表面よりも耐摩耗性を向上させ、使用寿命を延ばし、生産コストを削減させる。表面粗さに対する要求は第1加熱ローラの表面のように粗さを小さくする必要はない。糸条は延伸された後細くなり、ローラ表面との摩擦力が増えるので延伸ローラ上を走行する糸揺れが緩和され、且つ糸巻き取り機のケーキ巻き上がり時の切替えにとっても有利となるからである。従って、表面粗さはRa0.1μm〜0.5μmにセットする。表面粗さはRa0.1μm以下では、糸揺れを緩和させることができるが、糸巻き取り機のケーキ切り替えには不利である。なぜなら単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸の糸巻き張力は低くなければならず、且つ延伸ローラ表面粗さがRa0.1μm以下となると、糸条は摩擦力が比較的高いため、ケーキ巻き上がり時の切り替えの際に張力低下により糸条がローラ表面にこびり付き、糸切れが発生しやすくなるからである。第2加熱ローラの表面粗さがRa0.5μm以上となると、糸条の摩擦力が足らず、また高温で糸条が軟化されるため、糸揺れが急激に増加し、紡糸の生産性を悪化させてしまう。単繊維高デニールのポリエステル繊維糸自身のローラ表面との接触面が小さいため、糸条とローラとの相互摩擦力が小さく、ローラ上の糸揺れが発生しやすくなるが、本発明において、第1加熱ローラ表面に対し、粗さRa0.025〜0.1μmとなるようにクロムメッキ鏡面処理を、また第2加熱ローラ表面に対し、粗さRa0.1〜0.5μmとなるようにクロムメッキ処理を施すことにより、糸条とローラ表面との接触面積を効果的に増やし、摩擦力を高め、糸揺れを緩和させるという目的を達成することができるので、単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸の製造に有利である。本発明は単本糸条の直接生産に使用される際に生産性が向上するだけでなく、数本の糸条を引き揃え、無撚分繊を製造する際にも、糸条の左右揺れを緩和させることにより、糸撚り現象の発生を減らし、分繊加工における糸撚りによる糸切れの回数を大幅に減らすことができる。
単繊維高デニール5〜55dのポリエステル繊維糸を製造する際には前記問題のほか、ケーキ巻取り成形が行なわれやすく、そして糸の引っかかりの発生を低減させるために、いかにして糸の剛性及び残留応力を克服するかという課題が重要である。本発明者は長年の研究を通じ次のような事実を見出した。即ち、レギュラー糸(単繊維デニール<5d)は直接延伸(SDY)法に従い生産される場合、第1加熱ローラの温度はTg(ガラス転移点)の温度よりプラス10℃以内であればよい。ポリエステル繊維のTgは約74℃で、且つ第1加熱ローラの温度セットは低ければ低いほどワーパー整経を行なうとき毛羽発生の防止に有利であり、しかもいわゆる剛性の高低の問題も存在せず、単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸は単位張力(g/d)が同様の糸巻き取り機で巻き取られる場合、ケーキの成形側が膨らんでおり、糸の引っかかりが多発し、生産性が悪くなる。もし、単純に糸巻き取り機のトラバース角度及び巻き取り張力を下げることにより、単繊維デニール5〜55dポリエステル糸ケーク成形側の膨らみ及び糸の引っかかりの多発現象の問題を克服しようとすると、糸切れが起こり易く、正常に紡糸ができない。分析を行なったところ、直径が比較的に太い単繊維高デニール糸の剛性及び応力残留により引き起こされたと認識されたため、本発明者はローラ加熱に着手し、単純に第2加熱ローラの温度を上げるだけでは応力残留量及び剛性を消極的に下げることしかできず、逆に前記現象発生の原因に積極的に目を向け、改善する必要があると気づいた。従って、第1加熱ローラの温度をTgよりかなり高い温度にセットすることが生産に最も効果的な方法であり、単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸は通常3.5〜5倍の高い倍率で延伸されるため、もし、第1加熱ローラの加熱不足に加え、直接紡糸延伸(SDY)法で高速紡糸すると、単繊維内部分子にとってこのような条件下の延伸は冷延伸に相当するので、応力残留及び剛性が大きいという現象を引き起こしてしまい、当然、ケーキ巻き取り成形には不利となる。本発明では糸巻き取り機の巻き取り張力を0.1g/dまで下げることができるので、生産がスムーズとなり、ケーキ成形も良好で、糸は十分に加熱されるので染色性がよい。強調しておくが、第1加熱ローラの加熱温度を上げ、糸揺れを相対的に増大させると同時に前記のように冷却風温及びローラ表面粗さを変えなければ、糸揺れを効果的に克服し、紡糸の生産性を向上させることはできない。
本発明で使用される直接紡糸延伸(SDY)法において、第1加熱ローラの加熱温度を85〜105℃、第2加熱ローラの加熱温度を130〜160℃にセットすることにより、単繊維デニール5〜55dポリエステル繊維糸を3.5〜5倍で延伸するときに生じる残留応力を効果的に下げ、更に巻き取り張力を下げ、生産性を安定させ、形状の優れたケーキを得ることができる。第1加熱ローラの加熱温度が85℃以下の場合、糸条が延伸される際に巻き取り張力を下げることができないため、ケーキ成形側の膨らみが大きく、また糸の引っかかりが多発する。これは単繊維デニール5〜55dポリエステル繊維糸のデニール値が高すぎるため、十分に軟化されず、残留応力の増加が引き起こされるためである。第1加熱ローラの加熱温度が105℃以上の場合、糸条は軟化され過ぎ、左右揺れが増大し、ローラにこびり付く現象が起こるので、正常な紡糸に不利である。第2加熱ローラの加熱温度が130℃以下の場合、糸の残留応力が効果的に下がらず、また巻き取り張力を下げることができないので、ケーキ成形側の膨らみが大きく、さらに糸の引っかかりが多発する。無理に巻き取り張力を下げようとすると、生産性が悪くなる。第2加熱ローラの加熱温度が160以上の場合、糸揺れが大きくなり、生産性が悪化する。
単繊維デニール5〜55dのポリエステル繊維糸の製造において、上記問題以外にも、製織時に白粉が発生しやすいため、生地表面に白い斑が残り、或いは分繊ワーパー整経時に糸切れが発生しやすいという問題がある。白粉析出の原因を探求したところ、繊維分子が高い倍率で延伸されたことにより高配向化、高結晶化され、製織の際に、糸条が糸道の数ヶ所に設けられたガイドを通過する際に摩擦が起こり、白粉が擦り上げられ、さらに製織の段階で糸を通して生地の表面に白い斑と縞の形で脱落するという不良現象が引き起こされたためと考えられる。延伸倍率を下げることで配向化及び結晶化を下げ、前記の不良を若干改善することができるが、実際の運用上、延伸倍率或いは繊維分子の配向及び結晶の程度を下げることは繊維の伸度及び繊維の不安定性を上げることに相当し、後の製織加工の際に延伸異常等のダメージをもたらし、単繊維直径が太いという高剛性特性を失ってしまう。
本発明では剛性効果を低減しないと同時に白粉の発生を防止するため、油膜の強度向上に着手し、改善を図っている。ポリエステル繊維の油剤成分は通常数種類の添加剤から合成され、そのうちEO/PO(エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド)の含有量はニーズによって異なるが、本発明では実験を通じ、EO/PO成分の含有量を50〜90%にセットするとき、白粉の発生が大幅に減少することが確認された。EO/POが50%以下だと、油膜は強度が足りないため、製織ワーパー整経を行なうときに白粉が増えてしまう。EO/POが90%以上だと、その他の副添加剤の計量が難しくなるので、作業に不都合がある。
前記本発明の方法で取得された単繊維高デニール5〜55dのポリエステル繊維は高いモード数を有するので、製靴の弾力サポート材、印刷網目スクリーン、ウエディングドレス等用途に適用され、後加工の製織ワーパー整経を行なうときに発生しやすい白粉による生地不良の問題を解決することができる。
(分析方法)
(1)表面粗さ:HOMMELWERKE製T1000C粗さ測定計を用いて分析し、分析長さ15mmとしてデータを取得する。
(2)白粉残留テスト:ZINSER DT517延伸仮撚機を用い、EO/PO含有量の異なる油剤を糸に付与し、890m/minの速度で巻き上げ、同時間走行させた後、制御リングに残留した白粉の量を測り、比較する。
(3)強伸度はTEXTXHNO STATIMATM分析器を用いて、元の長さ500mm、速度600mm/min、初荷重0.5cN/texで分析する。
(4)沸水収縮率は糸を20回り巻き取り、荷重100gを付けて計った元の長さをLとし、糸を沸水の中に入れ30分煮たあと、荷重100gで収縮後の長さL1を計り、収縮率100%(L−L1)/Lを出す。
(1)表面粗さ:HOMMELWERKE製T1000C粗さ測定計を用いて分析し、分析長さ15mmとしてデータを取得する。
(2)白粉残留テスト:ZINSER DT517延伸仮撚機を用い、EO/PO含有量の異なる油剤を糸に付与し、890m/minの速度で巻き上げ、同時間走行させた後、制御リングに残留した白粉の量を測り、比較する。
(3)強伸度はTEXTXHNO STATIMATM分析器を用いて、元の長さ500mm、速度600mm/min、初荷重0.5cN/texで分析する。
(4)沸水収縮率は糸を20回り巻き取り、荷重100gを付けて計った元の長さをLとし、糸を沸水の中に入れ30分煮たあと、荷重100gで収縮後の長さL1を計り、収縮率100%(L−L1)/Lを出す。
実施例1〜5及び比較例1〜4において、基本条件は、ポリエステルチップを285℃で溶融させてから、孔径0.6mmの口金を用いて吐出し、表1に示すような数段温度の冷却風により冷却させてから、オイル・ローラでEO/PO含有量の異なる油剤を付与し、油剤の量は0.8%とし、第1加熱ローラにより、900m/minの速度で延伸し、更に第2加熱ローラにより4倍の延伸倍率で延伸させ、最後に糸巻き取り機で巻き取って、製品を取得する。比較例は比較説明のために用いる。
(実施例1)
実施例1では、規格100d/10f、冷却風温15℃とした。糸の固化は良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ3mm以下で、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度85℃、表面粗さRa0.1μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度130℃、表面粗さRa0.5μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、糸巻き取り機の張力0.1g/d、生産性がよい(<5回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量50%、製織時に白粉が発生せず、分繊性が良好で(糸切れ<0.03回/kg)、成形性、糸送りがよい(<0.3本/kg)。
実施例1では、規格100d/10f、冷却風温15℃とした。糸の固化は良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ3mm以下で、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度85℃、表面粗さRa0.1μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度130℃、表面粗さRa0.5μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、糸巻き取り機の張力0.1g/d、生産性がよい(<5回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量50%、製織時に白粉が発生せず、分繊性が良好で(糸切れ<0.03回/kg)、成形性、糸送りがよい(<0.3本/kg)。
(実施例2)
実施例2では、規格200d/10f、冷却風温14℃とした。糸の固化は良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ<3mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度93℃、表面粗さRa0.1μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度135℃、表面粗さRa0.5μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性はよい(5〜8回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量73%、製織時に白粉が発生せず、分繊性が良好で(糸切れ<0.03回/kg)、成形性、糸送りがよい(<0.3本/kg)。
実施例2では、規格200d/10f、冷却風温14℃とした。糸の固化は良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ<3mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度93℃、表面粗さRa0.1μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度135℃、表面粗さRa0.5μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性はよい(5〜8回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量73%、製織時に白粉が発生せず、分繊性が良好で(糸切れ<0.03回/kg)、成形性、糸送りがよい(<0.3本/kg)。
(実施例3)
実施例3では、規格50d/1f、冷却風温10℃とした。糸の固化は良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ3mm〜5mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の糸条自身の湾曲度θが最大で約165°、油剤付与中非直線で走行する、図2参照)、第1加熱ローラの温度105℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(1.5〜2mm)、第2加熱ローラの温度160℃、表面粗さRa0.1μm、糸揺れは小さい(1.5〜2mm)、糸巻き取り機の張力0.1g/d、生産性は良好(5〜8回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量90%、製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りがよい(<0.3〜0.6本/kg)。
実施例3では、規格50d/1f、冷却風温10℃とした。糸の固化は良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ3mm〜5mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の糸条自身の湾曲度θが最大で約165°、油剤付与中非直線で走行する、図2参照)、第1加熱ローラの温度105℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(1.5〜2mm)、第2加熱ローラの温度160℃、表面粗さRa0.1μm、糸揺れは小さい(1.5〜2mm)、糸巻き取り機の張力0.1g/d、生産性は良好(5〜8回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量90%、製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りがよい(<0.3〜0.6本/kg)。
(比較例2)
比較例2では、規格50d/1f、冷却風温22℃とした。糸の固化が悪く、油剤付与は不安定(糸揺れ5mm〜8mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の糸条自身の湾曲度θが最大で約150°、油剤付与中非直線で走行)、第1加熱ローラの温度82℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(<1.5〜2mm)、第2加熱ローラの温度160℃、表面粗さRa0.1μm、糸揺れは小さい(1.5〜2mm)、糸巻き取り機の張力0.15g/d、生産性は悪い(8〜12回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量90%、製織時の白粉が発生せず、成形性、糸送りが悪い(>2本/kg)。
比較例2では、規格50d/1f、冷却風温22℃とした。糸の固化が悪く、油剤付与は不安定(糸揺れ5mm〜8mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の糸条自身の湾曲度θが最大で約150°、油剤付与中非直線で走行)、第1加熱ローラの温度82℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(<1.5〜2mm)、第2加熱ローラの温度160℃、表面粗さRa0.1μm、糸揺れは小さい(1.5〜2mm)、糸巻き取り機の張力0.15g/d、生産性は悪い(8〜12回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量90%、製織時の白粉が発生せず、成形性、糸送りが悪い(>2本/kg)。
(比較例4)
比較例4では、規格50d/1f、冷却風温10℃とした。糸の固化がよく、油剤付与は安定的(糸揺れ3〜5mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の糸条自身の湾曲度θが最大で約165°、油剤付与中非直線で走行)、第1加熱ローラの温度96℃、表面粗さRa0.2μm、糸揺れは大きい(>3mm)、第2加熱ローラの温度160℃、表面粗さRa0.9μm、糸揺れは大きい(>3mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性は悪い(>12回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量15%、製織時に白粉が多発、成形性、糸送りはよい(<0.3本/kg)。
比較例4では、規格50d/1f、冷却風温10℃とした。糸の固化がよく、油剤付与は安定的(糸揺れ3〜5mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の糸条自身の湾曲度θが最大で約165°、油剤付与中非直線で走行)、第1加熱ローラの温度96℃、表面粗さRa0.2μm、糸揺れは大きい(>3mm)、第2加熱ローラの温度160℃、表面粗さRa0.9μm、糸揺れは大きい(>3mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性は悪い(>12回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量15%、製織時に白粉が多発、成形性、糸送りはよい(<0.3本/kg)。
(実施例4)
実施例4では規格30d/1f、冷却風温13℃とした。糸の固化が良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ<3mm、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度96℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度140℃、表面粗さRa0.3μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性は良好(<5回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量80%、製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りがよい(<0.3本/kg)。
実施例4では規格30d/1f、冷却風温13℃とした。糸の固化が良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ<3mm、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後の直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度96℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度140℃、表面粗さRa0.3μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性は良好(<5回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量80%、製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りがよい(<0.3本/kg)。
(比較例3)
比較例3では、規格30d/10f、冷却風温22℃とした。糸の固化が悪く、油剤付与は不安定(糸揺れ5〜8mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後糸条自身の湾曲度θが最大で約155°、油剤付与中非直線で走行)、第1加熱ローラの温度80℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度140℃、表面粗さRa0.5μm、糸揺れは小さい(1.5〜2mm)、糸巻き機の張力0.3g/d、生産性は悪い(8〜12回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量10%、製織時に白粉が多発し、成形性、糸送りが悪い(0.6〜2本/kg)。
比較例3では、規格30d/10f、冷却風温22℃とした。糸の固化が悪く、油剤付与は不安定(糸揺れ5〜8mmで、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後糸条自身の湾曲度θが最大で約155°、油剤付与中非直線で走行)、第1加熱ローラの温度80℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度140℃、表面粗さRa0.5μm、糸揺れは小さい(1.5〜2mm)、糸巻き機の張力0.3g/d、生産性は悪い(8〜12回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量10%、製織時に白粉が多発し、成形性、糸送りが悪い(0.6〜2本/kg)。
(実施例5)
実施例5では、規格300d/10f、冷却風温12℃とした。糸の固化が良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ<3mm、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度96℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度140℃、表面粗さRa0.3μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性は良好(<5回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量83%、製織時に白粉が発生せず、分繊性が良好で(糸切れ<0.03回/kg)、成形性、糸送りがよい(<0.3本/kg)。
実施例5では、規格300d/10f、冷却風温12℃とした。糸の固化が良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ<3mm、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度96℃、表面粗さRa0.025μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、第2加熱ローラの温度140℃、表面粗さRa0.3μm、糸揺れは小さい(<1.5mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性は良好(<5回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量83%、製織時に白粉が発生せず、分繊性が良好で(糸切れ<0.03回/kg)、成形性、糸送りがよい(<0.3本/kg)。
(比較例1)
比較例1では規格300d/10f、冷却風温12℃とした。糸の固化が良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ<3mm、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度96℃、表面粗さRa0.2μm、糸揺れは大きい(2〜3mm)、第2加熱ローラの温度140℃、表面粗さRa0.7μm、糸揺れは大きい(2〜3mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性は悪い(>12回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量83%、製織時に白粉が発生せず、分繊性が極めて悪い(糸切れ>1.5回/kg)、成形性、糸送りはよい(<0.3本/kg)。
上記実施例1〜5及び比較例1〜4を表1にまとめた。
比較例1では規格300d/10f、冷却風温12℃とした。糸の固化が良好で、油剤付与は安定的(糸揺れ<3mm、且つ糸条がオイル・ローラに接触した後直線走行性がよい)、第1加熱ローラの温度96℃、表面粗さRa0.2μm、糸揺れは大きい(2〜3mm)、第2加熱ローラの温度140℃、表面粗さRa0.7μm、糸揺れは大きい(2〜3mm)、糸巻き機の張力0.1g/d、生産性は悪い(>12回/日ライン)、油剤のEO/POの含有量83%、製織時に白粉が発生せず、分繊性が極めて悪い(糸切れ>1.5回/kg)、成形性、糸送りはよい(<0.3本/kg)。
上記実施例1〜5及び比較例1〜4を表1にまとめた。
1 口金
2 油剤滑車
3 魚眼状糸ガイド
4 棒状糸ガイド
5 ホイール状糸ガイド
6 第1加熱ローラ
7 第2加熱ローラ
8 犬尾状糸ガイド
9 犬尾状糸ガイド
10 ケーキ
2 油剤滑車
3 魚眼状糸ガイド
4 棒状糸ガイド
5 ホイール状糸ガイド
6 第1加熱ローラ
7 第2加熱ローラ
8 犬尾状糸ガイド
9 犬尾状糸ガイド
10 ケーキ
Claims (5)
- 製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法であり、固有粘度(IV)0.5〜0.7、融点245〜265℃のポリエステルポリマーを加熱して溶融濾過させた後、一定の量に従いポリエステル繊維を押出し、単糸の形で巻き取って成型し、または数本の糸を引き揃えてから成型する溶融紡糸法であって、
(a)前記一定の量に従い押出されたポリエステル溶融物は口金の吐出孔から糸条の形に均一に吐出され、前記吐出された糸条は口金の下方に設けられた冷却風設備により冷却固体され、前記冷却設備には冷却コイルが設けられていて冷却風を10〜15℃に保持でき、
(b)前記冷却後の糸条に油剤を付与したあと、直接紡糸延伸(SDY)設備によりローラ加工を行い、前記ローラは表面にクロムメッキ処理が施され、第1加熱ローラの表面粗さRa0.025〜0.1μm、第2加熱ローラの表面粗さRa0.1〜0.5μmとし、
(c)前記糸条は第1加熱ローラと第2加熱ローラとの間で3.5〜5倍の延伸倍率で延伸され、第1加熱ローラの温度85〜105℃、第2加熱ローラの温度130〜160℃とし、
(d)前記条件に従って取得された単繊維デニール5〜55dの直接紡糸延伸(SDY)において、油剤付着加工に使用される油剤のEO/PO(エチレンオキサイド/プロピレンエキサイド)成分の含有量が50〜90%である、ことを特徴とする製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法。 - 前記口金の吐出孔の断面は円形、中空、Y形、一字形、四角形、三角形、六角形、十字形及びC形からなる群より選ばれた一種以上である請求項1に記載の製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法。
- 前記冷却設備に設けられた冷却コイルに使用される冷却媒体は冷凍水、EG(エチレングリコール)等である請求項1に記載の製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法。
- 請求項1に記載の製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法により取得される製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維。
- 請求項1に記載の製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維の製造方法により取得される繊維を加工して取得される製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維糸であって、
強度は4.8g/d以上、伸度20〜30%、沸水収縮率8%以下であることを特徴とする製織時に白粉が発生せず、成形性、糸送りに優れたポリエステル繊維糸。
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