JP2004315977A - ポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法 - Google Patents

ポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】PTT系複合繊維の加熱ロールでの糸切れを解消する製造方法を提供し、長期間にわたって高温に暴露されても高速仮撚加工が可能で、しかも加工糸の染着性が安定な、衣料用に適したPTT系複合繊維の製造方法を提供する。
【解決手段】2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に貼り合わされた単糸群からなり、単糸を構成する少なくとも一方の成分がポリトリメチレンテレフタレートである複合繊維を第1ロールで引取り、第2ロール以降のロールを通過させて巻き取るにあたり、以下の(A)〜(D)の要件を満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(A)第1ロール入口の製糸張力が0.03〜0.30cN/dtexである
(B)第1ロールの表面粗さが1S未満の鏡面である
(C)第1ロールが糸導入部の直径よりも糸出口部の直径が2〜7%漸次大きくなるテーパーロールである
(D)第1ロール前或いは第1ロール後に交絡付与装置を設ける
【選択図】 なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法に関する。更に詳しくは、長期間にわたって高温に暴露されても高速仮撚加工が可能で、しかも加工糸の染着性が安定な、衣料用に適したPTT系複合繊維の溶融紡糸時における加熱ロール上での糸切れを解消する製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、編織物、なかでもストレッチ性能を付与したストレッチ編織物が、その快適な着用感から強く要望されている。かかる要望を満足するために、例えば、ポリウレタン系の弾性繊維を混繊、或いは交織、交編することにより、ストレッチ性を付与した編織物が多数知られている。しかし、ポリウレタン系弾性繊維は、ポリエステル系染料に染まり難いために染色工程が煩雑になることや、長期間の使用時においては脆化し、伸縮性能が低下するなどの問題がある。
こうした欠点を回避する目的で、ポリウレタン系弾性繊維の代わりに、伸縮性に富んだポリエステル系繊維の捲縮糸の応用が検討されている。
近年、ポリトリメチレンテレフタレート(以下、PTTと称する)の伸長回復性に着目して、PTT系捲縮糸が開発されている。
特に、2種類のポリマーをサイド−バイ−サイド型または、偏芯的に貼合わせて、熱処理後に捲縮を発現させる潜在捲縮繊維がその伸長性能、伸縮回復性能に優れることが知られている。
【0003】
特許文献1には、少なくとも一方の成分にPTTを用いるか、両方の成分に固有粘度の異なるPTTを用いたサイド−バイ−サイド型2成分系複合繊維、および偏芯鞘芯型複合繊維(以下、両者を含めて、PTT系複合繊維と称する)が提案されている。このPTT系複合繊維はソフトな風合いと、良好な捲縮発現特性を有することが開示されている。またこの特性を活かして種々のストレッチ編織物、或いは嵩高性編織物への応用が可能であることが開示されている。
特許文献2には、三次元架橋可能な3官能性成分を共重合したPTTを一方の成分とした偏芯鞘芯型複合繊維を、高速で巻取った未延伸糸に、仮撚加工を施して捲縮を顕在化させる提案が開示されている。しかし、該文献には、潜在捲縮糸の捲縮を単に顕在化させる手段の一つとして仮撚加工技術が開示されているにすぎず、捲縮発現力を向上させることに関しては開示がない。
【0004】
一方、仮撚加工に供するPTT系複合繊維のパッケージは、夏場に約35〜40℃の高温下に長時間晒されると、糸質の変化が生じる問題があることが明らかになった。すなわち、PTT系複合繊維のパッケージを高温に曝露すると、複合繊維を仮撚加工する際に仮撚ヒーター上を走行する糸の張力(以下、仮撚張力と称す)が、曝露されていない複合繊維の仮撚張力よりも低くなり、仮撚加工に際し糸切れが増加するとともに、得られた仮撚加工糸を布帛にして染色すると、曝露条件の相違によって染着率に差が生じる問題点が明らかになった。
曝露条件の相違による染着率の差を軽減する方法として、特許文献3,特許文献4等の先行技術がある。
【0005】
特許文献3には、巻取り時のパッケージ抜き取りトラブルを解消する目的で、前配向糸の放縮率を0.2〜1.5%となるように、巻取り過程で前配向糸を加熱処理する方法が開示されている。特許文献4には、パッケージの経時的な変形を解消する目的で、前配向糸の沸水収縮率を3〜15%となるように前配向糸を巻き取る過程で熱処理を施すことが開示されている。
これらの特許文献に開示された方法で熱処理を行うことにより、高温暴露による染着率差を解決することはある程度可能であるが、一方、PTT系複合繊維の加熱ロール上での糸切れが頻発する現象が生じるために、PTT系複合繊維を工業的に生産することが困難となる。
また、これら先行技術に開示されている加熱ロール上での熱処理を更に強化して解決しようとすると、加熱ロール上での複合繊維の走行が不安定となり糸切れを起こすために、連続した巻取りが困難になる。
従って、加熱ロールでの糸切れがなく、高温暴露による染着率差がなく、しかも高速仮撚加工に適したPTT系複合繊維の創出が強く期待されていた。
【0006】
【特許文献1】
特公昭43−019108号公報
【特許文献2】
特開2000−256918号公報
【特許文献3】
特開2000−239921号公報
【特許文献4】
特開2001−20136号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、PTT系複合繊維の加熱ロールでの糸切れを解消し、良好な収率で、且つ、仮撚加工しても均一な物性、均染性を有する複合繊維の製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、PTT系複合繊維を冷却固化後巻取るに際し、PTT系複合繊維の巻取条件を特定の条件で行うことにより、上記課題が解決されることを見出した。
すなわち、本発明は以下の通りである。
(1)2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に貼り合わされた単糸群からなり、単糸を構成する少なくとも一方の成分がポリトリメチレンテレフタレートである複合繊維を溶融押出し、第1ロールで引取り、第2ロール以降のロールを通過させて巻き取るにあたり、次記(A)〜(D)の要件を満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(A)第1ロール入口の製糸張力が0.03〜0.30cN/dtexである
(B)第1ロールの表面粗さが1S未満の鏡面である
(C)第1ロールが糸導入部の直径よりも糸出口部の直径が2〜7%漸次大きくなるテーパーロールである
(D)第1ロール前或いは第1ロール後に交絡付与装置を設ける
【0009】
(2)交絡度が1〜50である交絡を付与することを特徴とする(1)に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(3)第1ロールの温度、及び/又は、第2ロールの温度が50〜180℃であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(4)溶融押出後、冷却固化した複合繊維を、一旦巻き取ることなく少なくとも第1ロールと第2ロールとの間で連続して延伸する直接紡糸延伸法により製造することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(5)第1ロールの周速度が1500〜4000m/分であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
【0010】
(6)紡糸口金と第1ロールとの間に集束ガイドを設け、且つ、油剤を付与することを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(7)紡糸口金と第1ロールとの間の集束ガイド間の距離L0と冷風速度RV(m/秒)、第1ロールの周速度V0、複合繊維との単糸繊度D0とが下記式(1)を満足することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
24≦(L0×RV×V0/D0)≦1800 ・・・(1)
(8)(1)〜(7)で得られたポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維を仮撚加工して、下記(E)〜(F)の物性の仮撚加工糸とすることを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維仮撚糸の製造方法。
(E) 仮撚加工糸の破断伸度=25〜45%
(F) 伸縮伸張率=100〜300%
(9)(1)〜(7)で得られたポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維、又は(8)で得られた仮撚糸からなる布帛。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、ポリトリメチレンテレフタレート(以下、PTTということもある。)系複合繊維の製造方法に関する。
本発明におけるPTT系複合繊維とは、2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に貼り合された単糸群からなる複合繊維で、単糸を構成する少なくとも一方の成分がPTTであり、他方の成分が他のポリエステルからなるPTT系複合繊維を対象とする。すなわち、PTTと他のポリエステルの組み合わせや、PTT同士の組み合わせを対象とする。
本発明におけるPTT系複合繊維を構成する成分の少なくとも一方のPTTホモポリマーは、10モル%以下のその他のエステル繰り返し単位を含む共重合ポリトリメチレンテレフタレートである。共重合成分の代表例は、次の如きものがあげられる。
【0012】
酸性分としては、イソフタル酸や5−ナトリウムスルホイソフタル酸に代表される芳香族ジカルボン酸、アジピン酸やイタコン酸に代表される脂肪族ジカルボン酸等々が挙げられる。グリコール成分としては、エチレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール等々が挙げられる。また、ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸もその例である。これらの複数が共重合されていても良い。
PTT系複合繊維を構成する単糸の他のポリエステル成分としては、PTTの他、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと称す)、ポリブチレンテレフタレート(以下、PBTと称す)、またはこれらに第3成分を共重合させたものを用いられる。
【0013】
第3成分としては、酸性分としてイソフタル酸や5−ナトリウムスルホイソフタル酸に代表される芳香族ジカルボン酸、アジピン酸やイタコン酸に代表される脂肪族ジカルボン酸等々である。グリコール成分としてエチレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール等々である。また、ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸もその例である。これらの複数が共重合されていても良い。
本発明に使用するPTTポリマーの製造方法は、公知のもので良い。例えば、溶融重合のみで所定の固有粘度に相当する重合度とする1段階法や、一定の固有粘度までは溶融重合で重合度を上げ、続いて固相重合で所定の固有粘度に相当する重合度まで上げる2段階法がある。環状ダイマーの含有率を減少させる目的から、本発明に使用するPTTポリマーの製造方法としては、後者の固相重合を組み合わせる2段階法であることが好ましい。本発明に使用するPTTポリマーは、トリメチレンテレフタレート環状ダイマーの含有率が2.5wt%以下であることが好ましい。
【0014】
PTT系複合繊維においては、単糸を構成する成分が2成分ともにPTTであって、固有粘度の異なることがより好ましい。成分の両方がこのようなPTTであると、優れたストレッチバック性が発現できる。
PTT系複合繊維においては、2つのポリエステル成分の固有粘度差が0.05dl/g以上0.9dl/g以下であることが、捲縮性能の観点から好ましい。
PTT系複合繊維においては、2つのポリエステル成分の単糸断面における配合比率は、高粘度成分と低粘度成分の比率が40/60〜70/30であることが好ましい。
また、他の好ましい組み合わせとして、他成分が低粘度のポリエチレンテレフタレート(以下、PETという)がある。この場合、PETの固有粘度はPTTよりも低いことが好ましい。
本発明において用いる複合紡糸設備の模式図を図1に示す。ただし、本発明の製造方法は図1により特に限定されるものではなく、公知の2軸押出機を有する複合紡糸用設備を使用することができる。
【0015】
まず、一方の成分を乾燥機1で20ppm以下の水分率までに乾燥し、250〜280℃の温度に設定された押出機2に供給し溶融する。他方の成分を同様にして、乾燥機3および押出機4により溶融する。溶融ポリマーは、その後ベンド5または6を経て250〜285℃に設定されたスピンヘッド7に送液され、ギヤポンプで別々に計量される。その後、スピンパック8に装着された複数の孔を有する紡糸口金9で2種類の成分が合流し、サイド−バイ−サイド型に貼り合わせた後、複合繊維10として紡糸チャンバー内に押し出される。押出機及びスピンヘッドの温度は、使用されるポリマーの固有粘度や形状によって上記範囲から最適なものを選ぶ。紡糸チャンバー内に押し出された複合繊維10は、長さ50〜300mmの非送風領域11を経た後、冷却風12によって室温まで冷却固化され、仕上げ剤を付与した後、所定の速度で回転する第1ロール15によって引き取られ、一旦巻取ることなく、次いで第2ロール16を経由した後に、巻取機によって所定の繊度の複合繊維パッケージ17として巻き取られる。
【0016】
固化した複合繊維10には、第1ロール15に接する前に、仕上げ剤付与装置13によって仕上げ剤が付与される。付与する仕上げ剤は、水系エマルジョンタイプが通常使用される。仕上げ剤の水系エマルジョンの濃度は、10wt%以上、好ましくは15%以上30wt%以下である。
固化した複合繊維10には、第1ロール15に接する前に、或いは第1ロール15の後で、交絡ノズル14によって交絡が付与される。図1は交絡ノズル14が第1ロール15の前に設置した場合の図である。交絡度の制御は、交絡ノズル14に供給される空気圧力を調整することにより、行うことができる。
ロールの数は、2対以上が用いられる。例えば図1において、第1ロール15の前に1つ(又は複数)のプレテンションロール(図示せず)を設けても良いし、または、第2ロール16の後に巻取張力を制御するために1対のロール(図示せず)を設けても良い。この場合、プレテンションロールは第1ロールではないのでテーパーロールである必要はない。
【0017】
本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、第1ロール入口の製糸張力、第1ロールの表面粗さ、第1ロールの糸導入部と糸出口部の直径比(以下、テーパー率と称す)、及び交絡付与装置が重要である。
本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、第1ロール入口の製糸張力が0.03〜0.30cN/dtexである必要がある。ここで、第1ロール入口の製糸張力とは、紡糸口金9から押し出されたPTT系複合繊維10が、仕上げ剤付与後、第1ロール15に接触する前の糸条としての張力を意味する。
第1ロール入口の製糸張力が0.03cN/dtex未満であると、第1ロール上でPTT系複合繊維の糸揺れが生じやすくなり、結果として繊度斑を生じて好ましくない。
一方、第1ロール入口の製糸張力が0.30cN/dtexを越えると、PTT系複合繊維が接触しているガイド等に擦過され、毛羽や糸切れを生じるやすくなる。好ましい第1ロール入口の製糸張力は、0.10〜0.20cN/dtexである。
【0018】
本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、第1ロールの表面粗さが1S以下の鏡面であることが必要である。ここで、表面粗さとは、JIS−B−0601に記載される最大高さ(Rmax)の区分値であり、1S未満とは実際には0.8、0.4、0.2、0.1、0.05Sの区分値に相当する。
第1ロールの表面粗さが1Sを越えると、第1ロール上でPTT系複合繊維の滑りが生じ、複合繊維が第1ロールに供給される速度、すなわち引取速度が一定とならなくなるために、U%の悪化(糸繊度斑)や糸切れを生じてしまい、好ましくない。
好ましい第1ロールの表面粗さは、0.4S以下であり、最も好ましくは0.2S以下である。
【0019】
本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、第1ロールとして、糸導入部の直径よりも糸出口部の直径が2〜7%漸次大きくなるテーパーロールを用いることが必要である。
PTT系複合繊維が、PTTのガラス転移温度以上に加熱された第1ロールに接触すると、PTTの結晶化、およびそれに伴う複合繊維の伸張が起こる。複合繊維の伸張は第1ロール上での複合繊維の製糸張力の低下をもたらし、その結果、第1ロール上での複合繊維の走行が不安定となり糸揺れを生じるために、均一なPTT系複合繊維の連続した巻取りが困難になる。
特に、2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に貼り合わされたPTT系複合繊維においては、一方の成分が他方の成分に対し配向度が低い状態で第1ロールに供給されるので、第1ロール上での製糸張力の低下、それに伴う糸揺れが起こりやすい。
【0020】
第1ロールとして、糸導入部の直径よりも糸出口部の直径が2〜7%漸次大きくなる、すなわち、周速度が2〜7%漸次速くなることにより第1ロール上のPTT系複合繊維の製糸張力を維持し、その複合繊維の糸揺れを抑制する手段として効果が大きい。従って第1ロールとしてはテーパーロールを用いることが必要である。
ここで、テーパー率(第1ロールの糸出口部の直径と糸導入部の直径の比率)は、以下の式で定義される値である。
Figure 2004315977
テーパー率が2%未満であると、糸導入部から糸出口部にかけての周速度勾配が小さいために、テーパーロールを使用する最大の目的であるロール上でのPTT系複合繊維の糸揺れを抑制する効果が不十分である。
【0021】
第1ロールのテーパー率が7%を越えると、第1ロール上におけるPTT系複合繊維の過度の伸張をもたらし、その結果、第1ロール上での糸切れが増加し、毛羽が発生しやすくなる。更に、テーパー率が7%を越えることは、糸導入部から糸出口部にかけての周速度勾配が大きいことを意味し、1つのロールに複合繊維を複数本、同時に平行に並べて熱処理する場合には、それぞれの複合繊維の糸走違いによる物性差が顕著となり、均一な複合繊維を工業的生産レベルで得る目的からは好ましくない。テーパー率の好ましい範囲は2〜5%である。
テーパーロールが第1ロール上での糸揺れを抑制する効果は、第1ロールの温度が高いほど、またロール表面の粗さが小さいほど大きい傾向がある。
【0022】
本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、第1ロール前或いは第1ロール後に交絡付与装置を設けることが必要である。
第1ロール前或いは第1ロール後に交絡付与装置を設ける目的は、複合繊維の単糸バラケを抑制することであり、その結果、応力や第1ロール表面からの熱の特定単糸への集中を抑制する効果がもたらされる。
本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、交絡度が1〜50である交絡を付与することが好ましい。
付与する交絡の交絡度が1未満であると、上記、特定単糸への集中を抑制する効果が不足する。付与する交絡の交絡度が50を越えると、交絡を入れる際に、PTT系複合繊維の交絡付与装置での擦過が顕著となり、複合繊維の糸切れや毛羽を生ずる。好ましい交絡度の範囲は、2〜10である。
【0023】
本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、第1ロールの温度、及び/または、第2ロールの温度が50〜180℃であることが好ましい。
PTTのガラス転移温度は、約50℃である。そのため、第1ロールの温度が50℃未満であると、PTTのガラス転移温度以上までPTT系複合繊維を加熱することが出来ないため、第1ロールと第2ロールとの間における延伸または巻き取りが不安定となる。
第1ロールの温度、及び/または、第2ロールの温度が180℃を越えると、第1ロール、及び/または、第2ロール上でPTT系複合繊維の表面が一部融解することによる糸切れを生ずる。
より好ましい第1ロール、及び/または、第2ロールの温度範囲は、55〜150℃である。
【0024】
長期間にわたって高温に暴露されても高速仮撚加工が可能で、しかも加工糸の染着性が安定な、衣料用に適したPTT系複合繊維を製造するには、一定以上のPTTの配向度と結晶化度が必要である。その製造方法としては、PTT系複合繊維の未延伸糸を巻き取り、その後延伸工程へ供給し、延伸機で延伸することにより複合繊維を得る方法(以下、2段階法という)、PTT系複合繊維が配向するよう、第1ロールで高速で引き取り、直後に熱セットを行い結晶化度を上げる方法(以下、加熱POY法という)と、冷却固化した複合繊維を、一旦巻き取ることなく連続して延伸する方法(以下、直接紡糸延伸法という)等があげられる。
【0025】
生産コスト面や工業生産時の安定性の観点から、本発明のPTT系複合繊維の製造方法は、冷却固化した繊維を、一旦巻き取ることなく少なくとも第1ロール〜第2ロール間で連続して延伸する直接紡糸延伸法であることが好ましい。ここで、延伸倍率は、下記式で定義される。
延伸倍率 = 第2ロールの周速度/第1ロールの周速度
尚、第1ロールの周速度は第1ロールの糸導入部の周速度を意味する。
延伸倍率は、複合繊維の目標とする破断伸度より適宜決定される。より好ましい延伸倍率としては、1.03〜2.00倍である。
本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、第1ロールの周速度が1500〜4000m/分であることが好ましい。
【0026】
2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に貼り合わされた単糸群からなり、単糸を構成する少なくとも一方の成分がポリトリメチレンテレフタレートである複合繊維の場合、第1ロールの周速度、すなわち引取速度が速ければ速いほど、2つのポリエステル成分の配向度差が拡大し、得られる延伸糸もしくは延伸仮撚糸の捲縮性能が向上する。
そのため、第1ロールの周速度が1500m/分未満では、2つのポリエステル成分間の配向度差が小さすぎるために得られる延伸糸もしくは延伸仮撚糸の捲縮性能が不足する。
一方、第1ロールの周速度が4000m/分を超えると、冷却固化過程での糸切れや複合繊維と接糸ガイドとの摩擦による毛羽の増加を伴うために、工業生産が困難である。より好ましい第1ロールの周速度範囲は、2000〜3500m/分である。
【0027】
PTT系複合繊維は、金属やセラミックとの摩擦係数がPETよりも高いという特性がある。さらに、オイリングノズルに接触する直前のPTT系複合繊維は、金属やセラミックとの摩擦係数を下げる効果を有する仕上げ剤が付着していないために、仕上げ剤付着後の複合繊維と比較して摩擦係数がより一層高い。
そのため、本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、紡糸口金と第1ロールとの間に集束ガイドを設け、且つ、油剤を付与することが好ましい。
これらの事情から、PTT系複合繊維を製造する際には、PET繊維を製造する際よりも、接糸ガイド、特にオイリングノズルによる給油には、配慮が望まれる。さらに、第1ロールの周速度、すなわち紡糸速度が高速であればあるほど摩擦係数は増加する傾向がある。
また、最終捲取速度は1500〜6000m/分であることが好ましい。第1ロールと第2ロールの大きな速度差を設けた場合は直接紡糸延伸法となり、設けない、あるいは速度差が小さい場合は未延伸糸あるいは半配向糸(POY糸)が得られる。
【0028】
本発明のPTT系複合繊維の製造方法においては、紡糸口金と第1ロールとの間の集束ガイド間の距離L0と冷風速度RV(m/秒)、第1ロールの周速度V0、複合繊維との単糸繊度D0とが下記式(1)を満足することが好ましい。
24≦(L0×RV×V0/D0)≦1800 ・・・(1)
1500m/分以上の第1ロールの周速度で、且つ、オイリングノズルを用いて給油を行う際には、複合繊維とオイリングノズルとの摩擦による毛羽を防ぐ目的で、オイリングノズルの接糸部から鉛直方向に引いた垂線に対して、糸走が成す角θが、5〜30度であることが好ましい。
θが5度未満であると、PTT系複合繊維とオイリングノズルとの接触が不安定となり、複合繊維の糸長方向に仕上げ剤付着斑を生じやすくなるため、複合繊維の品質上好ましくない製造方法である。
【0029】
一方、θが30度を超えると、接糸ガイドとの摩擦力が増大することによる毛羽が増加するために工業生産上好ましくない。より好ましいθの範囲は10度〜20度である。
θを制御する方法としては、例えば、オイリングノズルの下方にセラミック製ガイドを設け、オイリングノズルに対するセラミック製ガイドの相対位置で調整する方法が挙げられる。
さらに、オイリングノズルの位置は、PTT系複合繊維の固化点から下方15〜100cmであることが好ましい。ここで、固化点とは、紡糸口金から押出されたPTT系複合繊維が結晶化温度付近まで十分に冷却された位置であり、糸長方向における複合繊維の単糸の糸径変化の完了点や速度変化(dv/dx)の極大点として確認することが出来る。
【0030】
オイリングノズルの位置がPTT系複合繊維の固化点から15cm未満では、複合繊維が十分に冷却されていないためにオイリングノズルによる擦過の影響が大きいために、毛羽の発生や物性異常をもたらし好ましくない。オイリングノズルの位置がPTT系複合繊維の未延伸糸の固化点から下方100cmを超えると、第1ロール入口の製糸張力が0.30cN/dtexを超えるため、好ましくない。
本発明において製造されるPTT系複合繊維の繊度や単糸繊度は、特に限定されないが、繊度は20〜300dtex、単糸繊度は0.5〜20dtexが使用される。また、単糸断面形状は特に限定されるものではなく、丸、Y、W字状の異型断面や、中空断面形状などであってもよい。
本発明において製造されるPTT系複合繊維には、本発明の効果を妨げない範囲で酸化チタン等のつや消し剤や、熱安定剤、酸化防止剤、制電剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、種々の顔料等の添加剤を含有または共重合として含んでいても良い。
【0031】
本発明において製造されるPTT系複合繊維は、原糸を延伸することなくそのまま編織物に用いてもよいし、撚糸や仮撚加工およびタスラン加工を施して使用してもよい。編織物には、全て本発明の前配向糸パッケージからの糸を使用してもよく、他の繊維と混合して使用してもよい。混繊複合する他の繊維としては、ポリエステル系繊維、ポリオレフィン系繊維、セルロース系繊維、ナイロン6繊維、ナイロン66繊維、アセテート繊維、アクリル系繊維、ポリウレタン弾性繊維、ウール、絹等の、長繊維及び短繊維、あるいは短繊維の混紡糸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明において製造されるPTT系複合繊維と他の繊維との混繊複合糸は、他の繊維をインターレース混繊、インターレース混繊後延伸仮撚、どちらか一方のみ仮撚し、その後インターレース混繊、両方別々に仮撚後インターレース混繊、どちらか一方をタスラン加工後インターレース混繊、インターレース混繊後タスラン加工、タスラン混繊、等の種々の混繊方法によって製造することができる。かかる方法によって得た混繊複合糸には、交絡が10個/m以上付与することが好ましい。
【0032】
本発明において製造されるPTT系複合繊維の仮撚加工としては、一般に用いられているピンタイプ、フリクションタイプ、ニップベルトタイプ、エアー仮撚タイプ等の加工方法が採用される。仮撚ヒーターは、1ヒーター仮撚、2ヒーター仮撚のいずれであってもよいが、高いストレッチ性を得るためには1ヒーター仮撚の方が好ましい。仮撚加工は、延伸仮撚および非延伸仮撚のいずれであってもよい。仮撚ヒーター温度は、1次ヒーターの出口直後の糸温度が、好ましくは130〜200℃、より好ましくは150〜180℃、最も好ましくは160〜180℃になるように1次ヒーター温度を設定する。
1ヒーター仮撚によって得られる仮撚加工糸の破断伸度は25〜45%、伸縮伸長率は100〜300%、伸縮弾性率は80%以上であることが好ましい。
必要に応じて2次ヒーターで熱セットして、2ヒーター仮撚加工糸としてもよい。2次ヒーターの温度は、100〜210℃、好ましくは第1ヒーター出口直後の糸温度に対して−30℃〜+50℃の範囲とするのが好ましい。2次ヒーター内のオーバーフィード率(第3オーバーフィード率)は+3%〜+30%とするのが好ましい。
【0033】
本発明を実施例に基づいて説明する。
本発明で用いられる物性の測定方法及び測定条件は以下の通りである。
(1)第1ロール入口の製糸張力
製糸張力測定には、張力計として、Mini Tens R−046(ROTHSCHILD社製)を用い、巻取時に交絡ノズルと第1ロールの間を走行する複合繊維にかかる製糸張力T(g)を測定し、巻取後の複合繊維の繊度D(デシテックス)で除して求めた。
第1ロール入口の製糸張力=T/D×1.02(cN/dtex)
(2)交絡度、加工糸の破断伸度
交絡度、破断伸度は、JIS−L−1013に基づいて測定した。
【0034】
(3)仮撚加工糸の伸縮伸長率
糸を周長1.125mの検尺機で10回かせ取りし、4×10−3cN/dtexの荷重を掛けた状態で、沸騰水中で30分間熱処理する。ついで、同荷重を掛けたまま乾熱180℃で15分間乾熱処理する。処理後、JIS−L−1013に定められた恒温恒湿室に一昼夜静置した。次いで、かせに以下に示す荷重を掛けてかせ長を測定し、以下の式から伸縮伸長率を測定する。
Figure 2004315977
【0035】
(4)繊度変動(U%値)
以下の方法で、繊度変動値チャート(Diagram Mass)を求めると同時に、U%値を測定した。
測定器;イブネステスター ウースターテスター UT−3
(ツエルベガーウースター社製)
測定条件;
糸速度;100m/分
ディスクテンション強さ(Tension force) 12.5%
テンション設定(Tension) 1.0
入力圧力(Entry Pressure) 2.5hp
撚(Twist) Z1.5
測定糸長 250m
スケール 糸の繊度変動に応じて、設定
繊度変動(U%値);変動チャート、及び表示される変動値を直読した。
【0036】
(5)紡糸安定性
1錘当たり8エンドの紡口を装着した溶融紡糸−連続延伸機を用いて、7日間の溶融紡糸を行った。この期間中の糸切れの発生回数と、得られたPTT系複合繊維パッケージに存在する毛羽の発生頻度(毛羽発生パッケージの数の比率)から、以下のように判定した。
◎; 糸切れ3回以内、 毛羽発生パッケージ比率 2%以下
○; 糸切れ3回〜6回、 毛羽発生パッケージ比率 5%未満
×; 糸切れ7回以上、 毛羽発生パッケージ比率 5%以上
【0037】
(6)仮撚加工性
下記条件で、PTT系複合繊維を12パッケージ、各実施例毎、及び保管日数毎に1日間、仮撚加工を行った。
Figure 2004315977
この期間中の糸切れの発生回数から、以下のように判定した。
◎ ; 糸切れ0回
○ ; 糸切れ2回以内
× ; 糸切れ3回以上
【0038】
(7)仮撚加工糸染着差
紡糸直後のPTT系複合繊維から得られる仮撚加工糸と、紡糸終了後35℃で30日間保管したPTT系複合繊維から得られる仮撚加工糸との染着差で評価した。
仮撚加工糸を一口編みした後、精練・染色して品位を判定する。加工糸の染着率差の判定は、熟練したモニターが行った。
◎ ; 染着差なし
○ ; 染着差微少、許容範囲内
× ; 染着差有り
【0039】
【実施例1】
一方の成分として、酸化チタンを0.4wt%含む高固有粘度(固有粘度=1.3)のPTTと、他方の成分として酸化チタンを0.4wt%含む低固有粘度(固有粘度=0.9)のPTTペレットを、図1のような紡糸機及び2対のゴデットロールを有する巻取機を用いて、98dtex/36フィラメントPTT系複合繊維を製造した。
本実施例における紡糸条件は、以下のごとくである。
Figure 2004315977
【0040】
Figure 2004315977
【0041】
(PTT系複合繊維)
繊度 98デシテックス
破断強度 1.9cN/dtex
破断伸度 60%
水分含有率 0.6質量%
巻径 34cm
巻幅 9cm
巻質量 6.0kg/1ボビン
(仮撚加工糸物性)
繊度 84.5デシテックス
破断強度 2.2cN/dtex
破断伸度 35%
【0042】
【実施例2〜8】
実施例1に対し、表1に記載の条件以外は上記実施例1の条件と同様の紡糸条件でPTT系複合繊維を製造し、さらに仮撚加工糸を得た。
それらの結果を表1に示す。表1から明らかなように、製造条件が本発明の範囲であれば、紡糸性が良好で、且つ、仮撚に使用しても工業的に問題のない工程性と染着率の安定である複合繊維を得ることができた。
【比較例1】
比較例1は、実施例1に対し、第1ロールの周速度を1100m/minに変更した以外は実施例1の条件と同様の紡糸条件でPTT系複合繊維を製造し、さらに仮撚加工糸を得た。
第1ロール入口の製糸張力が0.01cN/dtexと低いために、複合繊維の糸走が安定せずに糸切れが多発し、工業的に安定して複合繊維を得ることが出来なかった。
【0043】
【比較例2】
比較例2は、実施例1に対し、第1ロールの周速度を4500m/minに変更した以外は実施例1の条件と同様の紡糸条件でPTT系複合繊維を製造し、さらに仮撚加工糸を得た。
比較例1のPTT系複合繊維は、仮撚加工における工程性や染着率には問題がなかったものの、糸の第1ロール入口の製糸張力が0.01cN/dtexと低いために、複合繊維の糸走が安定せずに糸切れが多発し、工業的に安定して複合繊維を得ることが出来なかった。
【比較例3】
比較例3は、実施例1に対し、第1ロールの表面粗さを、1.6Sの梨地ロールに変更した以外は実施例1の条件と同様の紡糸条件でPTT系複合繊維を製造しようとした。
しかしながら、比較例3の製造条件では、第1ロールの表面粗さが1.6Sの梨地であることに基づいて、ロール表面での複合繊維の糸揺れが激しく、複合繊維の糸走が安定せずに糸切れが多発し、工業的に安定して複合繊維を得ることが出来なかった。
【0044】
【比較例4】
比較例4は、実施例1に対し、第1ロールのテーパー率を9%に変更した以外は実施例1の条件と同様の紡糸条件でPTT系複合繊維を製造しようとした。
しかしながら、比較例4の製造条件では、第1ロールのテーパー率が9%であることに基づいて、ロール表面での複合繊維の過度な伸張の為糸切れが多発し、工業的に安定して複合繊維を得ることが出来なかった。
【比較例5】
比較例5は、実施例1に対し、第1ロール前或いは第1ロール後に交絡付与装置を設けないこと以外は実施例1の条件と同様の紡糸条件でPTT系複合繊維を製造しようとした。
しかしながら、比較例5の製造条件では、交絡付与装置がない事に基づいて、ロール表面での単糸バラケによる糸切れが多発し、工業的に安定して複合繊維を得ることが出来なかった。
【0045】
【表1】
Figure 2004315977
【0046】
【発明の効果】
本発明のPTT系複合繊維の製造方法により、長期間にわたって高温で暴露されても仮撚加工が可能で、しかも加工糸の染着性が安定な衣料用に適したPTT系複合繊維を安定して生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の前配向糸製造プロセスの概略図。
【符号の説明】
1、3:ポリマーチップ乾燥機
2、4:押出機
5、6:ベンド
7:スピンヘッド
8:スピンパック
9:紡糸口金
10:複合繊維
11:非送風領域
12:冷却風
13:仕上げ剤付与装置
14:交絡ノズル
15:第1ロール
16:第2ロール
17:複合繊維パッケージ

Claims (9)

  1. 2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に貼り合わされた単糸群からなり、単糸を構成する少なくとも一方の成分がポリトリメチレンテレフタレートである複合繊維を溶融押出し、第1ロールで引取り、第2ロール以降のロールを通過させて巻き取るにあたり、次記(A)〜(D)の要件を満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
    (A)第1ロール入口の製糸張力が0.03〜0.30cN/dtexである
    (B)第1ロールの表面粗さが1S未満の鏡面である
    (C)第1ロールが糸導入部の直径よりも糸出口部の直径が2〜7%漸次大きくなるテーパーロールである
    (D)第1ロール前或いは第1ロール後に交絡付与装置を設ける
  2. 交絡度が1〜50である交絡を付与することを特徴とする請求項1に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
  3. 第1ロールの温度、及び/又は、第2ロールの温度が50〜180℃であることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
  4. 溶融押出後、冷却固化した複合繊維を、一旦巻き取ることなく少なくとも第1ロールと第2ロールとの間で連続して延伸する直接紡糸延伸法により製造することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
  5. 第1ロールの周速度が1500〜4000m/分であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
  6. 紡糸口金と第1ロールとの間に集束ガイドを設け、且つ、油剤を付与することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
  7. 紡糸口金と第1ロールとの間の集束ガイド間の距離L0と冷風速度RV(m/秒)、第1ロールの周速度V0、複合繊維との単糸繊度D0とが下記式(1)を満足することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
    24≦(L0×RV×V0/D0)≦1800 ・・・(1)
  8. 請求項1〜7のいずれかの項で得られたポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維を仮撚加工して、下記(E)〜(F)の物性の仮撚加工糸とすることを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維仮撚糸の製造方法。
    (E) 仮撚加工糸の破断伸度=25〜45%
    (F) 伸縮伸張率=100〜300%
  9. 請求項1〜7で得られたポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維、又は請求項8で得られた仮撚糸からなる布帛。
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