JP2006169655A

JP2006169655A - 複合紡糸方法および複合紡糸口金装置

Info

Publication number: JP2006169655A
Application number: JP2004361606A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Sasaki; 達彦佐々木; Takeshi Shirai; 剛白井; Hiromi Seiko; 弘美西古; Hiroshi Katayama; 浩志片山
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】固有粘度の差が大きいポリマーを安定して複合紡糸が可能な紡糸ノズル、および紡糸方法を提供することにあり、従来にない高捲縮型のストレッチ繊維紡糸が可能となる。
【解決手段】固有粘度の異なる２種類のポリマーを独立して紡糸口金に供給し、紡糸口金の吐出孔上流部で複合流とした後、ノズル面に垂直な方向に対して固有粘度の小さいポリマー側に１０〜４５°に傾けた吐出孔から該複合流を吐出する複合紡糸方法および複合紡糸口金にある。
【選択図】なし

Description

本発明は、固有粘度差の大きいポリマーをサイドバイサイドに複合紡糸する際の複合紡糸方法および複合紡糸口金装置に関するものである。

従来、固有粘度の異なる２種類の熱可塑性ポリマーを同一の吐出孔から溶融紡出してサイドバイサイドの接合型の複合繊維を紡糸し、熱処理によりスパイラル型捲縮を発現させて得られる捲縮型ストレッチ繊維はよく知られている。また、高捲縮型のストレッチ繊維を得るためには、使用する２種類のポリマーの固有粘度差を大きくすることが望ましい。

しかし、固有粘度が異なる２種類のポリマーを張り合わせて溶融紡出する際に、両ポリマーのバラス効果が異なるため、吐出したポリマーが高粘度成分側に大きく屈曲するニーリング現象（ベンディング現象）が発生するといった問題が生じる。このニーリング現象は、接合型複合流を紡出する際に両成分の固有粘度の差が大きいほど顕著となり、このニーリング現象により製糸性が悪化することとなる。

このため、特許文献１には吐出孔の終端同士を合流させることなく傾斜対向して穿設された一対の吐出孔から、２種類の熱可塑性ポリマーをそれぞれ吐出させ、吐出後に互いに両者を合流させて貼り合わせ、これによってサイドバイサイド型の複合繊維を溶融紡糸するための口金が提案されている。

しかし、このような口金は製作、加工が非常に煩雑であり、口金が高価となる。また、その吐出孔の寸法が複合流の形成に大きく影響するため、前記吐出孔を極めて高精度に製作しなければならない。さらに長時間の紡糸を行う場合、前記吐出孔の開口端にポリマー等が付着してその寸法に若干の狂いが生じ安く安定な紡糸状態を確保することが困難となり、頻繁に洗浄しなければならないという問題を有している。
また特許文献２には吐出孔断面積が連続的に拡大する吐出孔を有する紡糸口金が記載されているが、このような紡糸口金では、固有粘度差の大きなポリマーの組み合わせでは、紡糸安定性が不十分であるという問題を有している。
特開平８−３０２５１８号公報特開平１１−５０３２９号公報

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであって、固有粘度の差が大きいポリマーを安定してサイドバイサイドに複合紡糸が可能な紡糸ノズル、および紡糸方法を提供することにある。

本発明の第１の要旨は、固有粘度の異なる２種類のポリマーを独立して紡糸口金に供給し、紡糸口金の吐出孔上流部で複合流とした後、ノズル面に垂直な方向に対して固有粘度の小さいポリマー側に１０〜４５°に傾けた吐出孔から該複合流を吐出する複合紡糸方法にある。

本発明の第２の要旨は、固有粘度の異なる２種類のポリマーを独立して紡糸口金に供給する前板と、ノズル面に垂直な方向に対して固有粘度の小さいポリマー側に１０〜４５°に傾けた吐出孔を有する紡糸口金からなる複合紡糸口金装置にある。

本発明は、固有粘度の差が大きいポリマーを安定してサイドバイサイドに複合紡糸が可能となり、従来にない高捲縮型のストレッチ繊維紡糸が可能となる。

本発明では、固有粘度の異なる２種類のポリマーを独立して紡糸口金に供給し、紡糸口金の吐出孔上流部で複合流とした後、ノズル面に垂直な方向に対して固有粘度の小さいポリマー側に１０〜４５°に傾けた吐出孔から該複合流を吐出することが必要である。

固有粘度が異なる２種類のポリマーを張り合わせて複合流とした場合、両ポリマーのバラス効果が異なるため、吐出孔から吐出されたポリマーの複合流は高粘度成分側に大きく屈曲するニーリング現象が発生する。

しかし本発明では、図１に示すように吐出孔がノズル面に垂直な方向に対して、固有粘度の小さいポリマー側にθ１＝１０〜４５°に傾いているために、複合流が高粘度成分側に屈曲した状態でノズル面に対しては垂直方向に吐出することになり、長時間安定した紡糸が可能となる。

該吐出孔の傾きが１０°未満の場合は、傾きが不十分で吐出孔から吐出したポリマーの複合流はノズル面に対し高粘度成分側に屈曲した状態で吐出される。
また傾きが４５°を越える吐出孔は、口金の加工が困難で高価なものとなる。

さらに本発明では、図２に示すように、吐出孔先端部が末広に開口した形状であることが、吐出孔先端部でのポリマーの付着を削減することができる点でより好ましい。この場合、図２に示すノズル孔中心と開口部のなす角度θ２が１０°〜４５°の範囲が好ましい。θ２が１０°未満では、吐出孔先端部が末広に開口することによる紡糸安定性向上の効果は得られにくく、４５°を超えると吐出孔内の圧力変化が大きくなり糸切れや太さ斑が生じ易くなる。

また、本発明の固有粘度の異なる２種類のポリマーとしては、高捲縮型のストレッチ繊維を得るために、固有粘度の差△〔η〕が０．２０〜０．６５であることが好ましい。固有粘度の差△〔η〕が０．２未満では、得られる糸のストレッチ性が不足しやすく、０．６５を越えるとニーリングが大きくなり、紡糸安定性が低下しやすい。

このようなポリマーの組み合わせとしては、例えばポリテトラメチレンテレフタレート成分とポリオキシテトラメチレングリコール成分からなる、高固有粘度のブロック共重合ポリマーと、該ブロック共重合ポリマーより固有粘度で、０．５以上低いポリエチレンテレフタレートの組み合わせが挙げられる。

次に、本発明の複合紡糸口金装置の一例について具体的に説明する。

本発明の複合紡糸口金装置は、通常の複合紡糸用溶融紡糸装置の口金装置として用いるものであり、固有粘度の異なる２種類のポリマー（高粘度ポリマーＡ、低粘度ポリマーＢ）を独立して紡糸口金１に供給する前板２と、ノズル面に垂直な方向に対して固有粘度の小さいポリマー側にθ１＝１０〜４５°に傾けた吐出孔３を有する紡糸口金１からなる。

固有粘度の異なる２種類のポリマーは前板２により独立して紡糸口金１へ供給され、紡糸口金の吐出孔上流部において複合され吐出孔３より吐出される。

固有粘度が異なる２種類のポリマーを張り合わせて溶融紡出する場合、吐出したポリマーは高粘度成分側に大きく屈曲する。このとき、本発明では吐出孔がノズル面に垂直な方向に対して、固有粘度の小さいポリマー側に１０〜４５°傾いているために、複合流が高粘度成分側に屈曲した状態でノズル面に対しては垂直方向に吐出することになり、長時間安定した紡糸が可能となる。

さらに、図２に示すように吐出孔先端部が末広に開口した形状であることが、
吐出孔先端部でのポリマーの付着を削減することができる点でより好ましい。以下、実施例をあげて本発明をより具体的に説明する。また、評価方法は以下の方法で行った。各評価結果は表１に示した。

（ポリマーの固有粘度）
ポリマーをフェノール／テトラクロロエタン（５０／５０）混合溶媒に溶解し、ウベローデ粘度計により２５℃において測定した。

（紡糸安定性）
各実施例において、以下の基準により判定した。

○：ニーリング現象は発生せず、紡糸口金を洗浄することなく７２時間以上の安定製糸が可能である。

△：ニーリング現象は発生するが、２４時間毎に紡糸口金を洗浄することにより、安定製糸が可能である。

×：ニーリング現象がひどく、紡出糸がノズル面に付着し、製糸が不可能である。

（染色安定性の程度）
（染色性）
１２時間毎にサンプリングした原糸サンプルと比較対照サンプル（１１０デシテックス２４フィラメントの第3成分を共重合していないポリマーからなるポリエステル繊維の編地を同浴で下記条件で染色し、比較対照サンプルと染色性を比較した。

＊染色温度：１３０℃×３０分
＊染料：ＴｅｒａｓｉｌＮｅｖｙＧＲＬ−Ｃ５％
＊染料濃度：１％ｏｗｆ
＊助剤：ディスパーＴＬ０．７ｃｃ／リットル
＊浴比：１：８０
以下の基準により判定した。

◎：染色斑は発生せず、紡糸口金を洗浄することなく７２時間以上の染色の安定性が確保可能である。

○：染色斑は発生せず、紡糸口金を洗浄することなく４８時間以上の染色の安定性が確保可能である。

△：染色性が不安定であり、２４時間毎に紡糸口金を洗浄することが必要である。

×：染色性が不安定であり、紡糸口金を洗浄しても、効果は殆どない。

固有粘度の異なる２種類のポリマーとして、固有粘度が１．００のポリテトラメチレンテレフタレート成分を９０重量％とポリオキシテトラメチレングリコール成分を１０重量％含むポリエステル系ブロック共重合ポリマーからなる高固有粘度のポリエステル系ブロック共重合ポリマーをＡ成分とし、第3成分を共重合していない固有粘度が０．４７０のポリエチレンテレフタレートをＢ成分として使用した。

紡糸温度を２８０℃とし、吐出孔３を２４個有する図１に示す複合紡糸口金装置を用い、Ａ，Ｂ成分が５：５の吐出量比率で複合流を形成し吐出孔３より吐出し、冷却・給油後、２１００ｍ／分の引き取り速度で巻取り２２０デシテックス２４フィラメントの未延伸糸を得た。

紡糸口金１の吐出孔３はノズル面に垂直な方向に対して、θ１＝３０°であり、ニーリング現象は発生せず、紡糸口金を洗浄することなく７２時間以上の安定製糸が可能であった。

得られた未延伸糸を２倍に延伸・熱処理して、１１０デシテックス２４フィラメントの延伸糸を得て染色性の評価を行った。染色斑は発生せず、紡糸口金を洗浄することなく４８時間以上の染色の安定性が確保可能であった。

紡糸口金の吐出孔の先端部が、図２に示すθ２＝３０°で末広に開口しているものを用いた以外は実施例１と同様の条件で２２０デシテックス２４フィラメントの未延伸糸を得た。

ニーリング現象は発生せず、紡糸口金を洗浄することなく７２時間以上の安定製糸が可能であった。

得られた未延伸糸を２倍に延伸・熱処理して、１１０デシテックス２４フィラメントの延伸糸を得て染色性の評価を行った。染色斑は発生せず、紡糸口金を洗浄することなく７２時間以上の染色の安定性が確保可能であった。

（比較例１）
紡糸口金として、ノズル面に垂直な方向に対してθ１＝５°傾いたものを用いた以外は実施例１と同様の条件で２２０デシテックス２４フィラメントの未延伸糸を得た。

ニーリング現象が発生し、２４時間毎に紡糸口金を洗浄が必要となり、紡糸安定性に欠けるものであった。

得られた未延伸糸を２倍に延伸・熱処理して、１１０デシテックス２４フィラメントの延伸糸を得て染色性の評価を行った。染色性が不安定であり、２４時間毎に紡糸口金を洗浄することが必要であった。

（比較例２）
紡糸口金として、ノズル面に垂直な方向に対して傾いておらず（θ１＝０°）、吐出孔の先端部が、図２に示すθ２＝３０°で末広に開口しているものを用いた以外は実施例１と同様の条件で２２０デシテックス２４フィラメントの未延伸糸を得た。

ニーリング現象がひどく、紡出糸がノズル面に付着し、製糸が不可能であった。

本発明の複合紡糸口金装置の一例を示す概略図である。本発明の紡糸口金の一例を示す概略図である。

符号の説明

Ａ：高粘度ポリマー
Ｂ：低粘度ポリマー
１：紡糸口金
２：前板
３：吐出孔

Claims

固有粘度の異なる２種類のポリマーを独立して紡糸口金に供給し、紡糸口金の吐出孔上流部で複合流とした後、ノズル面に垂直な方向に対して固有粘度の小さいポリマー側に１０〜４５°に傾けた吐出孔から該複合流を吐出する複合紡糸方法。
吐出孔先端部が末広に開口した形状である請求項１記載の複合紡糸方法。
固有粘度の異なる２種類のポリマーを独立して紡糸口金に供給する前板と、ノズル面に垂直な方向に対して固有粘度の小さいポリマー側に１０〜４５°に傾けた吐出孔を有する紡糸口金からなる複合紡糸口金装置。