JP2004176186A - 長繊維紡績糸及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高強度繊維から構成され、毛羽の極めて少ない紡績糸を提供する。
【解決手段】紡績糸を構成する繊維の平均繊維長が３００ｍｍより長く、かつ紡績糸を構成する繊維中における繊維長１００ｍｍ以下の繊維の含有率が４％以下であり、かつ４ｍｍ以上の毛羽が１００本以下／１０ｍであることを特徴とする長繊維紡績糸。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高強度繊維で構成される毛羽の極めて少ない紡績糸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高強度の紡績糸としては、パラ系アラミド繊維の紡績糸が知られている。しかしパラ系アラミド繊維の紡績糸は平均繊維長が短く、かつ機械捲縮を付与しているため、得られる紡績糸の強度は十分なものではなかった。これは原糸のトウに機械捲縮を付与する際に繊維損傷が発生し、それが紡績糸の強度を低下させる一因となっていると考えられる。
通常のパーロック方式により得られるトウ紡績糸は繊維の損傷が少なく、しかも平均繊維長を長くすることが可能であり、例えば平均繊維長７０〜３００ｍｍの紡績糸が得られている。
しかし、例えばパラ系アラミド繊維のごとき高強力繊維を使用した場合、パーロック方式では牽切ローラー間に異常な張力がかかり、操業規模での生産は非常に困難であった。
【０００３】
ポリアリレート繊維においても、トウ紡績した紡績糸が提案されており、強度１４ｇ／ｄの高強度紡績糸が得られている（例えば、特許文献１あるいは特許文献２参照。）。これは、同繊維の紡績糸は繊維強度の低い原糸を用いて行い、その後、紡績糸に対して熱処理することで紡績糸の強度を向上させて、アラミド繊維の場合において問題となっていた牽切時にかかる異常な張力を回避させている。
【０００４】
またパーロック方式で用いるトウの繊度は、少なくとも十万ｄｔｅｘ以上必要であるが、パラ系アラミド繊維やポリアリレート繊維等の高強度高弾性率繊維は、通常は２０００ｄｔｅｘ程度までのヤーンで製造され、さらに十万ｄｔｅｘ以上のトウ状にするには上記ヤーンを集束することによりトウ状にしている（例えば、特許文献３参照。）。しかしヤーン集束したトウでは各ヤーンの引き揃え性が悪く、安定な状態で牽切工程へ供給するのは難しく、このため牽切されたスライバー品位が悪化し、上記したような平均繊維長７０〜３００ｍｍの紡績糸とした場合、良好な紡績糸品位を確保することが難しいという問題があった。
【０００５】
パーロック方式によるトウ紡績法は、トウ状の繊維束を破断伸度まで延伸して切断する、すなわち牽切することによって所定の繊維長の繊維を得る紡績法であるが、繊維束を切断するローラーゲージ（Ｇ）に把持された繊維束にかかる張力（Ｔ）との間には次式Ｉが成り立っているといわれている。
【０００６】
【数１】

【０００７】
従来のパーロック方式のトウ紡績設備において、通常はトウ繊維繊度（Ｒ）、繊維強度（ｔ）、延伸倍率（Ｄ）を調整する事によって操業生産を行っている。しかしながら、ポリアリレート繊維やアラミド繊維等の高強度繊維から紡績糸を製造する場合、通常のパーロック方式によるトウ紡績法では牽切が困難であり生産が困難であった。何故ならば高強度の繊維を使用する場合、上式Ｉにおいて繊維強度（ｔ）が極めて大きいために張力（Ｔ）が大きくなり、繊維が目的の繊維長に切断され難くなるためである。
【０００８】
パーロック方式によるトウ紡績法において、高強度繊維で構成される紡績糸を品位良く製造するためには、上式Ｉにおける張力（Ｔ）を小さくさせ、平均繊維カット長を長くする方法が最適であると考えられるが、張力（Ｔ）を小さくためには牽切ゾーンのローラーゲージ（Ｇ）を著しく長くしなければならず、通常のパーロック方式の紡績機では紡績できない。これは牽切以降の精紡等の後工程において生産性が不安定となり、条件設定を変更しなければならなくなったり、精紡等の後工程における対応が不可能となったりするためである。
高強度繊維で構成される紡績糸を品位良く製造すべく、上記課題点を解決するためには既存の設備を改造する方法も考えられるが、既存の設備を改造する場合、かえってコスト高になっていた。
【０００９】
また、通常のパーロック方式により得られる紡績糸は４ｍｍ以上の毛羽数が４００〜１０００本／１０ｍ程度と多く、これらを使用して製織する場合は毛羽飛散や毛羽が絡んで糸が切れる問題があり、これらを防止する目的から通常整経時に糊付作業を行わなければならず、作業に手間がかかっているのが現状であった。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６４−４５８３１号公報
【特許文献２】
特開平６−２９９４２７号公報
【特許文献３】
特開２０００−１５４４２３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を鑑み、パーロック方式において、これまで紡績糸としての品位が低下してしまう平均繊維長３００ｍｍ以下の短い繊維長でしか紡績糸を得ることができなかったアラミド繊維や高分子量ポリエチレン繊維のようなヤーン形態の高強度高弾性率繊維の紡績糸を製造するにあたり、上記式Ｉにおけるローラーゲージ（Ｇ）を大きくして張力（Ｔ）の低下を図ることにより牽切時に発生する毛羽を最小限にすることが可能な繊維長さに切断でき、しかも牽切工程から精紡等の後工程を１つの工程で製造することを可能とすることにより、コストパフォーマンスに優れた紡績糸を生産する方法を提供することにある。
さらに本発明は整経後の糊付け作業を不用にするといった工程合理化・安定化に寄与するばかりでなく、布帛の外観も良好で産業資材，インテリア用途に利用可能な、毛羽の極めて少ない紡績糸を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、紡績糸を構成する繊維の平均繊維長が３００ｍｍより長く、かつ紡績糸を構成する繊維中における繊維長１００ｍｍ以下の繊維の含有率が４％以下であり、かつ４ｍｍ以上の毛羽が１００本以下／１０ｍであることを特徴とする長繊維紡績糸であり、好ましくは紡績糸を構成する繊維が高強度高弾性率繊維である上記の長繊維紡績糸であり、より好ましくは紡績糸を構成する繊維がポリアリレート繊維、アラミド繊維、高分子量ポリエチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維のいずれかである上記の長繊維紡績糸である。
そして本発明は、牽切ゾーンのローラーゲージが７００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、牽切ゾーンにおけるドラフトが３倍以上３０倍以下の条件で繊維束を牽切し、さらにエアー交絡紡績法により無撚状態にて交絡することを特徴とする長繊維紡績糸の製造方法であり、好ましくは２種類以上の繊維を同時に供給して得られる混紡糸とする上記の長繊維紡績糸の製造方法であり、より好ましくは上記の紡績糸を追撚または撚糸した長繊維紡績糸の製造方法に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による紡績方法および紡績糸は、平均繊維長を長くすることにより次のようなメリットが考えられる。第１にはスピンドル回転による加撚がなく、紡出速度を早めることにより生産効率が向上することである。また第２には上記したように繊維長が長くなることにより、毛羽が減少し製織時の糊付け加工が殆ど不用になることである。さらに第３には、本発明の紡績糸は従来の紡績糸に比べ数倍の繊維長があるため、毛羽立ちも少なく、かつ殆ど解撚せず、容易には断糸には至らない特徴を有するため、産業資材等には最適な素材と考えることが出来る。
【００１４】
図１は本発明のパーロック方式による紡績糸の製造工程の一例である。図１において、牽切ゾーンＡのローラーゲージを通常のパーロック方式のトウ紡績工程における牽切ゾーンのローラーゲージの数倍とすることにより、通常の紡績糸よりも平均繊維長が数倍長い紡績糸が得られる。牽切する繊維において、切断する部分はその繊維の一番弱い部分に応力が集中し切断された所であるため、弱い部分が均一に分散していると仮定すれば牽切ゾーンのローラーゲージが大きいほど、弱い部分が多くなり、切断しやすくなると考えられる。
【００１５】
本発明において、図１における牽切ゾーンＡを７００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下とすることにより平均繊維長が３００ｍｍより長く、かつ平均繊維長１００ｍｍ以下の繊維の占める割合が４％以下となる紡績糸が得られる。そしてこのようにして得られる紡績糸は４ｍｍ以上の毛羽が１００本以下／１０ｍとなる。牽切ゾーンＡの長さが７００ｍｍより短くなると、得られる紡績糸の平均繊維長は３００ｍｍより短くなり、それに伴って平均繊維長１００ｍｍ以下の比率が多くなるため、４ｍｍ以上の毛羽が１００本／１０ｍよりも増加する。一方、牽切ゾーンＡの長さが２０００ｍｍよりも長くなると、ドラフト中に繊維の張力が不安定となる恐れがあり、安定して牽切することができない。牽切ゾーンＡの長さは好ましくは１０００〜１５００ｍｍである。また、繊維の強力をより高いレベルで維持するためには平均繊維長さを５００ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００１６】
また本発明の図１のパーロック方式による紡績糸の製造工程において、牽切ゾーンＡにおけるドラフトを３倍以上３０倍以下の条件で繊維束を牽切することが必要である。ドラフトが３倍よりも低い場合には牽切不良が生じやすく、一方３０倍よりも高い場合にはドラフトが高すぎるため安定して繊維を牽切することができない。好ましくは５倍以上２０倍以下であり、より好ましくは７倍以上１５倍以下である。このようにして牽切された繊維束をフロントローラー３とカレンダーローラー５間にエアーノズル４を配してジェット気流によりエアー交絡紡績法により無撚状態にて発生する毛羽を糸表面に絡めて紡績糸とし、捲取ローラー６によりチーズ７に捲き取る。なお、ここでいうエアー交絡紡績法とは牽切された繊維束をカレンダーローラーとフロントローラーの間にエアーノズルを配してジェット気流により交絡する空気過流紡績方法をいう。
【００１７】
また本発明の紡績糸は図２に示すように２種類以上の繊維を同時に供給して混紡してもよい。混紡糸を製造する場合、引っ張り切断伸度が同程度の繊維を使用した方が安定に牽切し易いが、特に限定されない。
さらには図１あるいは図２に示す工程で得られた紡績糸を追撚または撚糸することが好ましい。追撚あるいは撚糸とすることにより、繊維強力が向上し、また均整度が良くなって取扱い性が向上する。
【００１８】
本発明に使用できる繊維としては、連続繊維であれば基本的に処理可能であるが、好適に処理可能な原糸の連続繊維の繊度は、２００ｄｔｅｘ以上、１０万ｄｔｅｘ以下であるが、好適には１０００ｄｔｅｘ〜５万ｄｔｅｘの範囲である。供給される原糸の繊度によって、製造可能な紡績糸の太さ（番手）はほぼ決定されるので、製造したい紡績糸の番手に対応させて供給原糸のヤーン繊度が決定される。本発明のパーロック方式では、牽切可能な延伸倍率は好ましくは５〜３０倍であり、より好ましくは７〜２０倍、特に好ましくは７〜１５倍である。また原糸の単繊維の繊度も特に限定されずに対応可能であり、０．０５〜１５ｄｔｅｘの範囲が好ましく、さらには０．５〜７ｄｔｅｘの範囲が好ましい。
【００１９】
一方、供給原糸の物性としては、良好な牽切性が確保出来るためには、原糸の引っ張り切断伸度が、１％以上４０％以下であることが好ましく、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下である。
【００２０】
以上の条件を有する繊維であれば、素材の種類を問わずに紡績糸の製造が可能であり、例えば、ポリアリレート繊維（ベクトラン、エコノールなど）、アラミド繊維（例えばケブラー、トワロン、テクノーラなど）、高分子量ポリエチレン繊維（例えばダイニーマ、スペクトラなど）、ＰＢＯ繊維、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、などが挙げられるが、高強度高弾性率繊維であることが好ましく、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、高分子量ポリエチレン繊維、ＰＶＡ繊維などが好適である。
【００２１】
本発明により得られる紡績糸は、従来の紡績糸に比べて繊維長が長いため毛羽が極めて少なく、かつ殆ど解撚せず、容易には断糸には至らないという特性を有しているので、ロープ、漁網、縫い糸、防護衣、ゴムやプラスチックなどの補強や防護材などに使用される。また本発明の製造方法によれば、連続した原料繊維から直接紡績糸を製造することができ、工程の簡略化が可能となり、製造設備がコンパクト化できる。
【００２２】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は本実施例により何等限定されるものではない。なお本発明において、紡績糸の紡績番手、単糸強度および単糸伸度、毛羽数、繊維長分布、そして繊維長１００ｍｍ以下の繊維の含有率は以下の方法により求められたものを示す。
【００２３】
［紡績番手 Ｎｅ．］
ＪＩＳ Ｌ−１０９５に準拠して測定する。
［単糸強度 ｃＮ／ｄｔｅｘ、単糸伸度 ％］
ＪＩＳ Ｌ−１０９５に準拠して測定する。
［毛羽数 本／１０ｍ］
東レ（株）製「ＨＡＩＲＮＥＳＳ ＣＯＵＮＴＥＲ」を用いて、以下の測定条件にて測定する。
紡績糸の供給速度； １０ｍ／ｍｉｎ
毛羽測定範囲 ； ４ｍｍ以上
［繊維長分布］
ＪＩＳ Ｌ１０１５に準拠し、得られた紡績糸から５０１本の単糸を採取し、繊維長分布をダイヤグラムとして表す。
［繊維長１００ｍｍ以下の繊維の含有率 ％］
ＪＩＳ Ｌ１０１５の方法により得られた繊維長分布において繊維長１００ｍｍ以下の繊維が占める面積を全体の面積で除して百分率として求める。
【００２４】
［実施例１〜２、比較例１］
１６５０ｄｔｅｘ／６００フィラメントのポリアリレート繊維〔（株）クラレ製「ベクトラン」（登録商標）；繊維強度２３ｃＮ／ｄｔｅｘ〕を、図１に示す設備を用いて下記の条件で紡出し、紡績糸を得た。
得られた紡績糸の性能を表１に示す。
牽切ゾーンＡのローラーゲージ ：３００ｍｍ、８００ｍｍ、１５００ｍｍ
牽切ゾーンＡのドラフト ：６倍
捲取速度 ：１００ｍ／ｍｉｎ
【００２５】
［実施例３］
５５０００ｄｔｅｘ／２５０００フィラメントのＰＶＡ繊維〔（株）クラレ製「ＥＱ５」；繊維強度１５ｃＮ／ｄｔｅｘ〕を、図１に示す設備を用いて、牽切ゾーンＡのローラーゲージ１６００ｍｍ、牽切ゾーンＡのドラフト１２．５倍、捲取速度１００ｍ／ｍｉｎの条件にて紡出し、紡績糸を得た。得られた紡績糸の性能を表１に示す。
【００２６】
［実施例４］
１７６０ｄｔｅｘ／１５６０フィラメントの高分子量ポリエチレン繊維〔東洋紡（株）製「ダイニーマ」；繊維強度３０ｃＮ／ｄｔｅｘ〕を、図１に示す設備を用いて、牽切ゾーンＡのローラーゲージ１６００ｍｍ、牽切ゾーンＡのドラフト７．９倍、捲取速度１００ｍ／ｍｉｎの条件で紡出し、紡績糸を得た。
得られた紡績糸の性能を表１に示す。
【００２７】
［実施例５］
１７６０ｄｔｅｘ／１５６０フィラメントの高分子量ポリエチレン繊維〔東洋紡（株）製「ダイニーマ」； 繊維強度３０ｃＮ／ｄｔｅｘ〕と１６５０ｄｔｅｘ／６００フィラメントのポリアリレート繊維〔（株）クラレ製「ベクトラン」（登録商標）；繊維強度２３ｃＮ／ｄｔｅｘ〕を、図２に示す設備を用いて牽切ゾーンＡ’のローラーゲージ１６００ｍｍ、牽切ゾーンＡ’のドラフト７．９倍、捲取速度１００ｍ／ｍｉｎの条件で紡出し、混紡糸を得た。
得られた紡績糸の性能を表１に示す。
【００２８】
［実施例６］
１７６０ｄｔｅｘ／１５６０フィラメントの高分子量ポリエチレン繊維〔東洋紡（株）製「ダイニーマ」； 繊維強度３０ｃＮ／ｄｔｅｘ〕と１８００ｄｔｅｘ／８１８フィラメントのＰＶＡ繊維〔（株）クラレ製「Ｔ−１６」； 強度１１ｃＮ／ｄｔｅｘ〕を、図２に示す設備を用いて、牽切ゾーンＡ’のローラーゲージ６００ｍｍ、牽切ゾーンＡ’のドラフト７．９倍、捲取速度１００ｍ／ｍｉｎの条件で紡出し、混紡糸を得た。得られた紡績糸の性能を表１に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
表１より、実施例１〜６の牽切ゾーンのローラーゲージが７００〜２０００ｍｍの範囲内の設定条件で得られた紡績糸は比較例１の牽切ゾーンのローラーゲージが７００ｍｍより短い３００ｍｍの設定条件で得られた紡績糸に比べて毛羽数、繊維長１００ｍｍ以下の含有率とも少なく、品質の良好な紡績糸が得られた。さらに図２は実施例１および比較例１で得られた紡績糸の繊維長分布を測定して得られたダイヤグラムであるが、図２からも本発明の紡績糸は従来の紡績糸に比べて極めて長い繊維長の糸で構成されていることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の紡績糸は毛羽が極めて少ないので整経後の糊付け作業を不用にするといった工程合理化・安定化に寄与するばかりでなく、布帛の外観も良好で産業資材，インテリア用途に利用可能な紡績糸を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紡績糸の製造工程を示す図
【図２】本発明の混紡紡績糸の製造工程を示す図
【図３】実施例１および比較例１で得られる紡績糸の繊維長分布を示すダイヤグラム
【符号の説明】
１、１’、１”；供給繊維
２、２’；バックローラー
３、３’；フロントローラー
４、４’；交絡装置
５、５’；カレンダーローラー
６、６’；捲取ローラー
７、７’；チーズ
Ａ、Ａ’；牽切ゾーン
Ｉ；実施例１（牽切ゾーンのローラーゲージ８００ｍｍ）の紡績糸のダイヤグラム
ＩＩ；比較例１（牽切ゾーンのローラーゲージ３００ｍｍ）の紡績糸のダイヤグラム

Claims (6)

1. 紡績糸を構成する繊維の平均繊維長が３００ｍｍより長く、かつ紡績糸を構成する繊維中における繊維長１００ｍｍ以下の繊維の含有率が４％以下であり、かつ４ｍｍ以上の毛羽が１００本以下／１０ｍである長繊維紡績糸。
2. 紡績糸を構成する繊維が高強度高弾性率繊維である請求項１記載の長繊維紡績糸。
3. 紡績糸を構成する繊維がポリアリレート繊維、アラミド繊維、高分子量ポリエチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維のいずれかである請求項１または２に記載の長繊維紡績糸。
4. 牽切ゾーンのローラーゲージが７００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、牽切ゾーンにおけるドラフトが３倍以上３０倍以下の条件で繊維束を牽切し、さらにエアー交絡紡績法により無撚状態にて交絡することを特徴とする長繊維紡績糸の製造方法。
5. ２種類以上の繊維を同時に供給して得られる混紡糸とする請求項４に記載の長繊維紡績糸の製造方法。
6. 請求項４または５に記載の紡績糸を追撚または、撚糸する長繊維紡績糸の製造方法。

Images