JP2006097177A

JP2006097177A - ポリエステル系複合繊維の製造方法

Info

Publication number: JP2006097177A
Application number: JP2004283765A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kasashima; 昌俊笠島; Masanobu Hashimoto; 昌宣橋本
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-04-13

Abstract

【課題】優れたストレッチ性を有するとともに、適切な交絡処理方法により製糸性良好でかつ糸加工、製編織工程などの高次加工工程での工程通過性が良好な、毛羽の非常に少ないポリエステル系複合繊維を製造する方法を提供する。
【解決手段】粘度の異なる成分がサイドバイサイド型に接合されたポリエステル系複合繊維において、少なくとも高粘度成分が繰り返し単位の８０モル％以上がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステル系複合繊維を紡糸して引き取るに際し、加熱引取ローラーと加熱延伸ローラーとの間で延伸し、更に加熱延伸ローラーと非加熱の冷ローラーとの間で下記条件（ａ）〜（ｃ）を満足するように交絡処理を施すことを特徴とするポリエステル系複合繊維の製造方法。
（ａ）加熱延伸ローラーと冷ローラーとの間のリラックス率：０．５〜７％
（ｂ）交絡処理部の糸条屈曲角θ：１〜３°
（ｃ）交絡度（ＣＦ値）：５個／ｍ以上
【選択図】図１

Description

本発明は、ストレッチ性を有するサイドバイサイド型のポリエステル系複合繊維の製造方法に関する。さらに詳しくは、優れたストレッチ性を有するとともに適切な交絡処理方法により糸加工工程、製編織工程などの高次加工工程での工程通過性の良好な毛羽の少ないポリエステル系複合繊維の製造方法に関する。

ストレッチバック性を有した織編物を得るためには、極限粘度の異なる２種類のポリエステルをサイドバイサイド型に接合した潜在捲縮性の複合繊維を使用することは良く知られている。例えば、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略す）とポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと略す）をサイドバイサイド型に接合したポリエステル系複合繊維が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、粘度の異なるＰＴＴとＰＥＴからなるサイドバイサイド型複合繊維が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

一方、このような高いストレッチバック性を有したポリエステル繊維の製造方法として、ポリエステル系重合体を溶融紡糸、冷却、固化して一旦巻き取ることなく連続して巻き取る直接紡糸延伸方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

しかしながら、これら従来の直接紡糸延伸方法は、延伸ローラーと巻取機の間に設置された中間ローラーを経てから交絡処理が施されるため、原糸の特徴上、高い潜在捲縮を有するため中間ローラー上にて糸条のバラケが発生し、交絡処理の際に毛羽が発生するという問題があった。
特開平６−１０１１１６号公報（第２頁）特開２００３−２４７１２５号公報（第２頁）特開２００２−１５５３３７号公報（第２頁）

本発明の課題は、上述の問題を解決し、優れたストレッチ性を有するとともに、適切な交絡処理方法により製糸性良好でかつ糸加工工程、製編織工程などの高次加工工程での工程通過性が良好な、毛羽の非常に少ないポリエステル系複合繊維を製造する方法を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明は下記の構成を採用するものである。すなわち、
粘度の異なる成分がサイドバイサイド型に接合されたポリエステル系複合繊維において、少なくとも高粘度成分が繰り返し単位の８０モル％以上がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステル系複合繊維を紡糸して引き取るに際し、加熱引取ローラーと加熱延伸ローラーとの間で延伸し、更に加熱延伸ローラーと非加熱の冷ローラーとの間で下記条件（ａ）〜（ｃ）を満足するように交絡処理を施すことを特徴とするポリエステル系複合繊維の製造方法である。

（ａ）加熱延伸ローラーと冷ローラーとの間のリラックス率：０．５〜７％
（ｂ）交絡処理部の糸条屈曲角θ：１〜３°
（ｃ）交絡度（ＣＦ値）：５個／ｍ以上

本発明によれば、交絡処理の場所および交絡処理部の屈曲角を適正な範囲とすることで、優れたストレッチ性を有するとともに、製糸性良好かつ糸加工工程、製編織工程などの高次加工工程での工程通過性および織編物にした際の品位が良好で、毛羽の少ないポリエステル系複合繊維を製造する方法を提供することができる。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明のポリエステル系複合繊維は、複合繊維を構成する２成分の重合体のうち、少なくとも高粘度成分は繰り返し単位の８０モル％以上がトリメチレンテレフタレートからなるポリトリメチレンテレフタレート（以下ＰＴＴと略す）である。ＰＴＴは、結晶構造においてアルキレングリコール部のメチレン鎖がゴーシューゴーシュの構造（分子鎖が９０°に屈曲）であること、さらにはベンゼン環同士の相互作用（スタッキング、並列）による拘束点密度が低く、フレキシビリティーが高いことから、メチレン基の回転により分子鎖が容易に伸長・回復するという特有のストレッチバック性を有している。このＰＴＴ固有のストレッチバック性を複合繊維においても十分発揮するためである。なお、本発明において、複合繊維を構成する２成分の複合比率はサイドバイサイド型複合により十分なストレッチバック性を発現するものであり、重量％で６５：３５〜３５：６５の範囲が好ましく、より好ましくは６０：４０〜４０：６０である。

また、本発明において、複合繊維を構成する２成分の重合体のうち、低粘度成分はポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略す）やポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと略す）などを用いれば良く、また低粘度のＰＴＴを用いても良く、低粘度ＰＴＴの固有粘度［ＩＶ］は高粘度のＰＴＴよりも０．３〜１．０低めであることが好ましい。

本発明におけるポリエステル系複合繊維の伸縮伸長率は３０％以上であることが織編物にした際のストレッチ性が十分となり好ましい。さらに好ましくは、５０％以上である。また、伸縮伸長率のより好ましい上限は、１５０％を超えると、織編物にした際に、シボ、耳シワ、ヨコ段などの品位面での問題が発生しやすくなるため、１５０％以下がより好ましい。

本発明のポリエステル系複合繊維に用いるＰＥＴやＰＢＴ、あるいはＰＴＴからなるポリエステル成分には本発明の目的を損なわない範囲において、必要に応じてイソフタル酸、２−２ビス｛４−（β−ヒドロキシ）フェニル｝プロパン等の共重合成分や、酸化チタン等の艶消し剤、ヒンダートフェノール系化合物等の酸化防止剤、顔料、難燃剤、抗菌剤、消臭剤、導電性付与剤等が配合されていても良い。

次に、本発明のポリエステル系複合繊維の製造方法について記述する。

本発明のポリエステル系複合繊維は複合繊維を構成する２成分の重合体のうち、少なくとも高粘度成分は繰り返し単位の８０モル％以上がトリメチレンテレフタレートからなるＰＴＴを用い、低粘度のＰＥＴやＰＢＴなどの低粘度成分ポリエステルを繊維軸方向に貼り合わせた状態で口金より吐出、冷却、固化して引き取り、加熱引取ローラーと加熱延伸ローラーとの間で延伸し、さらに熱処理された糸条を、延伸することのない範囲で、延伸ローラーと巻取機の間に設置された非加熱の冷ローラーを経てから巻き取り、かつ加熱延伸ローラーと冷ローラーとの間で交絡処理を施すものである。本発明においては、加熱延伸ローラーで熱セットし捲縮の発現した糸条をローラーを介さずに交絡処理を施すために、糸に余計なダメージを付与することなく交絡処理を施すことができる。

加熱引取ローラーの表面温度は４０〜１００℃とすることが好ましく、加熱延伸ローラーの表面温度は１３０〜１８０℃とすることが好ましい。

また、非加熱の冷ローラーとは、強制的に加熱されておらず、ローラーの表面温度が２０〜５０℃の範囲内のものを意味する。

交絡処理装置は、交絡処理の設置場所の制約上、糸条間ピッチが狭くなるため、流体噴射孔を有するノズル板を複数連結して平行に並べた多連式の交絡ノズルを用いることが好ましい。さらには、交絡処理による油剤などの飛散を抑制するため、ボックスなどで交絡処理装置を囲い排煙ダクトを設置してもよい。

また、本発明においては、上の工程において、以下のような要件を満足することが重要である。
（ａ）加熱延伸ローラーと冷ローラーとの間のリラックス率：０．５〜７％
（ｂ）交絡処理部の糸条屈曲角θ：１〜３°
加熱延伸ローラーと冷ローラーとの間のリラックス率が０．５％未満では糸条の張力が大きくなり交絡が入りにくくなるばかりか、交絡処理の際に高擦過を受け毛羽などを発生させることとなる。また、リラックス率が７％を超えるとリラックス率が大きくなりすぎるため、糸条の揺れが大きくなり、安定に製糸ができなくなる。より好ましくは、リラックス率は１．０〜５．０％である。

交絡処理部には前後に糸道ガイドを設置して糸条の走行を規制するが、図２に示す糸条の屈曲角θを１〜３°とするものである。屈曲角θが１°未満では走行糸条の規制ができず、交絡部での糸条の揺れなどにより交絡が不均一になるばかりか、毛羽の発生を助長することとなる。また、屈曲角θが３°を超えると、糸道ガイドと糸条の擦過が過多となり、毛羽の発生を助長することとなる。より好ましくは、交絡処理部での糸条の屈曲角θは１〜２°である。

本発明のポリエステル系複合繊維の交絡度（ＣＦ値）は５個／ｍ以上とするものである。ＣＦ値が５個／ｍ未満の場合は、得られるポリエステル系複合繊維の収束性が悪く、製織・製編での毛羽、糸切れが多発することとなる。より好ましくは、ＣＦ値は１０個／ｍ以上である。また、交絡度のより好ましい上限は、交絡度が２０個／ｍを超えると、毛羽、ループが発生するため、２０個／ｍ以下がより好ましい。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、これら実施例のみに本発明の範囲が限定されるものではない。なお、実施例中の各特性値は次の方法により求めた。
Ａ．固有粘度［ＩＶ］
オルソクロロフェノール（以下ＯＣＰと略す）１０ｍｌ中に試料ポリマーを０．８ｇ溶かし、２５℃にてオストワルド粘度計を用いて相対粘度［ηｒ］を次式により算出した値（ＩＶ）である。

相対粘度［ηｒ］＝η／η_０＝（ｔ×ｑ）／（ｔ_０×ｑ_０）
固有粘度［ＩＶ］＝０．０２４２ηｒ＋０．２６３４
但し、η：ポリマー溶液の粘度、η_０：ＯＣＰの粘度、ｔ：溶液の落下時間（秒）、ｑ：溶液の密度（ｇ／ｃｍ^３）、ｔ_０：ＯＣＰの落下時間（秒）、ｑ_０：ＯＣＰの密度（ｇ／ｃｍ^３）。
Ｂ．伸縮伸長率
得られた糸を１回転１ｍの検尺機で１０回転させてカセとした試料を０．１８×１０^−３ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下で９０℃、２０分間の熱水処理を施し、加熱処理後のカセ長を測定し、下記式より算出した。

伸縮伸長率＝（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０
但し、Ｌ０：加熱処理後のカセに０．１８×１０^−３ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけたときのカセ長、
Ｌ１：加熱処理後のカセに８．８×１０^−２ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけたときのカセ長。
Ｃ．交絡度（ＣＦ値）
ロッシールド社（Ｒｏｔｈｓｃｈｉｌｄ社、スイス）製のエンタングルメントテスター（ＥｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔＴｅｓｔｅｒＴｙｐｅＲ２０６０）を用い以下のように行った。糸条に針を刺したままで初張力９．８ｃＮを掛けて一定速度５ｍ／ｍｉｎで走行させ、交絡点で張力が規定値（トリップレベル）の１５ｃＮまで達する長さを３０回測定し、３０回分を平均した長さに基づいて糸条１ｍ当たりの交絡数を求めたものをＣＦ値（個／ｍ）とした。
Ｄ．製糸性
合計５００ｋｇのポリマーを実施例記載の方法で得た際の糸切れ回数で示した。◎、○が本発明の目標レベルである。

◎ ：糸切れ１回以下
○ ：糸切れ２〜５回
× ：糸切れ５回以上
Ｅ．毛羽
得られた糸を東レ株式会社製フライカウンター（商品名）を用い、一定速度５００ｍ／ｍｉｎで糸条を走行させながら毛羽の検知を行って、試長１万ｍ当たりの毛羽の数を測定し判定した。◎、○が本発明の目標レベルである。

◎ ：なし
○ ：２個以下
× ：３個以上
Ｆ．高次通過性
得られたストレッチ繊維の丸編み製編時の、下記式で示される糸切れ率から判定した。◎、○が本発明の目標レベルである。

糸切れ率＝糸切れ本数／丸編み仕掛け本数×１００（％））
◎ ：糸切れ率５％未満
○ ：糸切れ率５％以上１０％未満
× ：糸切れ率１０％以上
実施例１〜３、比較例１、２
図１に示すような装置を用い、固有粘度[ＩＶ]が１．４０のポリトリメチレンテレフタレートと固有粘度[ＩＶ]が０．５１のポリエチレンテレフタレートを５０：５０の重量比率、２７５℃の紡糸温度で溶融し、紡糸パック（１）に導入し溶融吐出した。吐出糸条を冷却後、１２００ｍ／ｍｉｎで５５℃に加熱した引取ローラー（６）で引き取り、４２００ｍ／ｍｉｎで１５５℃に加熱した延伸ローラー（７）に引き回し、延伸、熱処理を実施し、引き続き、糸条の屈曲角θが１°となるように設置した交絡付与装置（８）にて交絡処理を施した後、リラックス率を表１に示すように種々変更し、非加熱の第３冷ローラー（９）にて引き取り、非加熱の第４冷ローラー（１０）にて引き取った後に、巻取機（１１）で巻き取り、５６ｄｔｅｘ−２４フィラメント（ｆｉｌ）の糸条からなるドラム巻パッケージを得た。得られた糸条の物性および製糸性、毛羽、高次通過性評価結果を表１に示す。

実施例４〜６、比較例３、４
固有粘度[ＩＶ]が１．４０のポリトリメチレンテレフタレートと固有粘度[ＩＶ]が０．５１のポリエチレンテレフタレートを５０：５０の重量比率、２７５℃の紡糸温度で溶融し、紡糸パックに導入し溶融吐出した。吐出糸条を冷却後、１２００ｍ／ｍｉｎで５５℃に加熱した引取ローラーで引き取り、４２００ｍ／ｍｉｎで１５５℃に加熱した延伸ローラーに引き回し、延伸、熱処理を実施し、引き続き、糸条の屈曲角θを表２に示すように０〜４°の間で種々変更し、設置した交絡付与装置にて交絡処理を施した後、４．５％のリラックス率（速度４０１１ｍ／ｍｉｎ）で非加熱の第３冷ローラーにて引き取り、４０１１ｍ／ｍｉｎで非加熱の第４冷ローラーにて引き取った後に、巻取機で巻き取り、５６ｄｔｅｘ−２４フィラメント（ｆｉｌ）の糸条からなるドラム巻パッケージを得た。得られた糸条の物性および製糸性、毛羽、高次通過性評価結果を表２に示す。

比較例５
固有粘度[ＩＶ]が１．４０のポリトリメチレンテレフタレートと固有粘度[ＩＶ]が０．５１のポリエチレンテレフタレートを５０：５０の重量比率、２７５℃の紡糸温度で溶融し、紡糸パックに導入し溶融吐出した。吐出糸条を冷却後、１２００ｍ／ｍｉｎで５５℃に加熱した引取ローラーで引き取り、４２００ｍ／ｍｉｎで１５５℃に加熱した延伸ローラーに引き回し、延伸、熱処理を実施し、引き続き、４．５％のリラックス率（速度４０１１ｍ／ｍｉｎ）で非加熱の第３冷ローラーにて引き取り、糸条の屈曲角θが１°となるように設置した交絡付与装置にて交絡処理を施した後、４０１１ｍ／ｍｉｎで非加熱の第４冷ローラーにて引き取った後に、巻取機で巻き取り、５６ｄｔｅｘ−２４フィラメント（ｆｉｌ）の糸条からなるドラム巻パッケージを得た。得られた糸条の物性および製糸性、毛羽、高次通過性評価結果を表３に示す。

表１に示すように、実施例１〜３は、製糸性、毛羽、高次通過性ともに良好であった。

これに対し、比較例１は延伸ローラーと第３冷ローラーとの間のリラックス率が小さく、毛羽、高次通過性が悪い結果となった。比較例２は延伸ローラーと第３冷ローラーとの間のリラックス率が大きく、製糸性、毛羽、高次通過性ともに悪い結果となった。比較例３は交絡処理部の糸条屈曲角θが小さく、毛羽、高次通過性が悪い結果となった。比較例４は交絡処理部の糸条屈曲角θが大きく、毛羽、高次通過性が悪い結果となった。比較例５は交絡付与装置の位置が第３冷ローラーと第４冷ローラーとの間にあるため、毛羽、高次通過性が悪い結果となった。

本発明の製造方法の実施例を示す工程概略図である。交絡処理部の糸条屈曲角θを説明する図である。

符号の説明

１：紡糸パック
２：糸条
３：チムニー糸条冷却装置
４：油剤付与装置
５，８：交絡付与装置
６：引取ローラー
７：延伸ローラー
９：第３ローラー
１０：第４ローラー
１１：巻取機
１２：交絡処理部
１３：糸道ガイド

Claims

粘度の異なる成分がサイドバイサイド型に接合されたポリエステル系複合繊維において、少なくとも高粘度成分が繰り返し単位の８０モル％以上がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステル系複合繊維を紡糸して引き取るに際し、加熱引取ローラーと加熱延伸ローラーとの間で延伸し、更に加熱延伸ローラーと非加熱の冷ローラーとの間で下記条件（ａ）〜（ｃ）を満足するように交絡処理を施すことを特徴とするポリエステル系複合繊維の製造方法。
（ａ）加熱延伸ローラーと冷ローラーとの間のリラックス率：０．５〜７％
（ｂ）交絡処理部の糸条屈曲角θ：１〜３°
（ｃ）交絡度（ＣＦ値）：５個／ｍ以上