JP2007126759A - 極細ポリアミド繊維の溶融紡糸方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は極細ポリアミド繊維の溶融紡糸方法において、掛かる問題を解決し、更に製糸操業安定性に優れ、高い品質の製品を、より低コストで提供する。
【解決手段】
環状に吐出孔を配列した紡糸口金からポリマーを押し出して糸条を形成し、前記口金下流に設けた糸条の内周または外周の全方向から冷風を吹き付ける冷却装置から吹き出される冷風により前記糸条を冷却固化させた後、糸条を挟んで向かい合う一対の給油ガイドにより前記糸条を集束し油剤を付与した後にインターレース処理を施し、巻取装置に３５００ｍ／ｍｉｎ以上の高速で巻き取る単糸繊度１．０デシテックス以下、単糸数５０フィラメント以上の極細ポリアミド繊維の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は製糸操業安定性に優れ、高品質な極細ポリアミド繊維を紡糸するための溶融紡糸方法に関する。

従来、衣料用ポリアミド繊維の分野では、所謂定番品種は単糸繊度が１．０デシテックス超５．０デシテックス以下が中心であったが、近年では更に柔軟性、優れた風合いを有する単糸繊度が１．０デシテックス以下の極細ポリアミド繊維の需要が増加している。これらの極細繊維の製造方法として、
（１）海島型複合糸から海成分を後溶出する方法
（２）通常の溶融紡糸方法において、高倍率延伸により細繊度化する方法
（３）高速紡糸により高配向の細繊度糸を得る方法
等が挙げられる。

これらの製造方法において、（１）の所謂複合紡糸方法は、通常の溶融紡糸方法に比べ特殊な製造装置を用いるため、設備投資が必要となる。また、複数のポリマーを使用し、且つ溶出等の後処理を必要とするためコスト面で不利である。

（２）の製造方法は、コストメリットは得られるが、高倍率延伸のため、ウースター斑が大きくなり品質面で不利である。更に巻取時の糸切れ等、操業面で問題があり、極細繊維を巻き取ることは困難である。

（３）の製造方法は、単孔吐出量の増加、紡糸張力の増大に伴う口金直下の糸揺れ安定、高配向化から比較的ウースター斑の小さい極細繊維を得ることが期待されるが、糸条へかかる空気抵抗が増大するため、紡糸張力が高く、給油ガイドや糸道ガイドとの擦過で糸条のウースター斑や強度斑などの品質低下を引き起こす。また油剤は単糸全体へ均一付着が困難であり、油剤の付着斑で単糸間に擦過斑が発生し、ウースター斑や染め斑といった問題が懸念される。その他、巻取において巻締まりやパッケージフォームの不良が懸念され、対策として巻取時の張力を抑えると、糸条がローラーに巻付く等の操業性悪化が顕著となる。

またその他の方法として、これらの問題を解決し、且つ引取装置に３５００ｍ／ｍｉｎ以上の高速で巻き取る単糸繊度１．０デシテックス以下の極細ポリアミド繊維の製造方法として、紡糸口金における吐出孔の形状や配列の適正化、また特許文献１に記載されているように、６０デニール、１５５フィラメントのポリエステル繊維の溶融紡糸方法において、冷却工程に整流効果を促す仕切板を設ける等、糸条の安定吐出や整流効果でウースター斑の低減が図られてきた。

しかしながら、この方法における冷却装置は、冷却風を糸条に対して一方向から吹き出す、所謂ユニフロー形式であり、冷却装置から糸条までの距離に単糸間で差が生じ、均一冷却は困難である。またポリエステル繊維に比べ、比熱が高いポリアミド繊維では、特に口金当たりのフィラメント数が多いほど単糸間の冷却斑が生じ易く、単糸間の融着が発生するなど、ポリアミド繊維では大きな改善効果は得られない。

また、特許文献２に記載されているように、紡糸口金から紡出された糸条を冷却する装置として、紡糸糸条の周囲から冷風を吹き付ける、所謂環状チムニーを用い、糸条の均一冷却を促し、且つ紡糸筒内部の雰囲気が減圧手段によって減圧し、空気抵抗を減少させることで随伴気流の発生を抑制し巻き取る方法がとられている。しかしながら、この方法は紡出工程で減圧室を要するなどコスト面で不利であるほか、単糸繊度１．０デシテックス以上では問題無いものの、単糸１．０デシテックス以下の極細ポリアミド繊維では随伴気流の影響を受け易く、巻締まりやパッケージフォームの不良といった問題が生じ、巻き取りは困難である。
特開平１１−５０３２８号公報（第２頁） 特公平６−５３９６８号公報（第２頁）

本発明は極細ポリアミド繊維の溶融紡糸方法において、掛かる問題を解決し、更に製糸操業安定性に優れ、高い品質の製品を、大きな設備投資を必要とせず、より低コストで提供することにある。

本発明は前記課題を解決するため、以下の構成からなる。

（１）環状に吐出孔を配列した紡糸口金からポリマーを押し出して糸条を形成し、前記口金下流に設けた糸条の内周または外周の全方向から冷風を吹き付ける冷却装置から吹き出される冷風により前記糸条を冷却固化させた後、糸条を挟んで向かい合う一対の給油ガイドにより前記糸条を集束し油剤を付与した後にインターレース処理を施し、巻取装置に３５００ｍ／ｍｉｎ以上の高速で巻き取る単糸繊度１．０デシテックス以下、単糸数５０フィラメント以上の極細ポリアミド繊維の製造方法。

（２）溶融紡糸装置の前記口金面から前記給油ガイドの鉛直方向の距離ｌが４００〜８００ｍｍ、給油ガイド吐出孔間の鉛直方向の距離ｍが１００ｍｍ以下、糸押さえ量ｎが０〜１０ｍｍであることを特徴とする、上記極細ポリアミド繊維の製造方法。

本発明により、極細ポリアミド繊維の溶融紡糸方法において、製糸操業安定性に優れ、高い品質の製品を、より低コストで提供することができる。

以下、本願発明について更に詳細に説明する。

本発明に使用するポリアミドとしては、種々のポリアミドを使用することができ、特に限定されないが、繊維形成能及び力学的特性の点でナイロン６６（ポリヘキサメチレンジパミド）、ナイロン６（ポリカプロアミド）が好ましい。ポリアミドのコポリマーとしては、２０モル％以下の割合で他のアミノカプロン酸、ラクタム等の共重合されたものが使用できる。また、本発明に使用されるポリアミドは、ラクタム、アミノカルボン酸、或いはジアミノとジカルボンサンとの塩から形成されるアミド結合を混合成分として含むものについても使用可能である。

本発明におけるポリマーには、目的を逸脱しない範囲で各種の添加剤、たとえば、艶消剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤等を必要に応じて共重合、或いは混合しても良い。

本発明の極細ポリアミド繊維を製造する装置の一例を図１〜３により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明を実施するための一例によりなる装置の正面図であり、図２は本発明を実施するための一例よりなる装置の側面図である。図３は本発明を実施するための一例よりなる給油ガイド部の側面図である。図１において、溶融紡糸機におけるスピンブロック１直下は加熱手段（図示せず）により加熱されている。紡糸口金２を前記スピンブロック１に装着し、ポリマーを押し出して糸条を形成し、前記口金２下流側に設けた環状チムニー３を経て給油ガイド４、５により前記糸条を集束させ油剤を付与し、更に交絡ノズル６によりインターレース処理した後に給油ガイド７で油剤を付与して第１ゴデローラー８に引き取られ、次の第２ゴデローラー９との間で延伸された後、トラバース装置１０でトラバースされ、ローラーベール１１によってドラム１２上に巻き取る。

本発明の極細ポリアミド繊維の製造方法において、環状に吐出孔を配列した紡糸口金からポリマーを押し出して糸条を形成し、前記口金下流に設けた糸条の内周または外周の全方向から冷風を吹き付ける冷却装置（環状チムニー）から吹き出される冷風により糸条を冷却固化させることが必要である。冷却風を糸条側面の一方向から吹き出すユニフロー方式の場合、冷却装置から単糸までの距離に単糸間で差があるため、冷却斑が生じやすく、その結果、ウースター斑の悪化に繋がる。これに対し、本発明で使用する環状チムニーは糸条の内周または外周の全方向から冷風を吹き付けるため、紡糸口金の吐出孔配列を環状にすることで、冷却装置から単糸までの距離をほぼ全て等しくすることができ、容易に均一冷却が可能となる。上記糸条の内周または外周の全方向から冷風を吹き付ける際には全方向均一に吹き付けることが好ましい。かかることにより、ユニフロー形式の冷却装置では困難であった糸条の均一冷却が可能であり、ウースター斑や染め斑に対し、優れた製品を得ることができる。なお、ここで述べる環状チムニーは糸条内側から全周囲方向へ均一に冷風を吹き出す所謂トーチ型、また糸条外側から全周囲方向に均一に冷風を吹き出す円筒型のどちらでも良い。また、冷風の吹き出し口は全周囲にわたるように設けても良いし、全周囲に複数のスリット様の吹き出し口を配して全周囲から吹き出すようにしてもよい。

本発明の極細ポリアミド繊維の製造方法において、糸条を挟んで向かい合う一対の給油ガイド４、５により集束すると同時に油剤を付与することが重要であり、一方の給油ガイドの油剤の吐出口流路方向に対し、向かい合う給油ガイドの吐出口流路方向が１５０°≦θ≦２１０°の角度をなすように配置することが好ましく、に、より好ましくは１７０°≦θ≦１９０°、更に好ましくは１７５°≦θ≦１８５°である。これにより、糸条の収束がより一層円滑に行われ、糸条に対する給油ガイドの芯出しを確実に行うことができ、給油ガイドの油剤吐出部以外に糸条が接して擦過の影響を受けるウースター斑や強度斑などの品質低下に繋がる現象を抑えることができるのである。環状チムニーは単糸間の均一冷却を狙い紡糸口金の孔配列は環状としているため、片面給油の場合、給油ガイドから離れた位置にある孔より吐出された単糸は、給油ガイドへの入射角が大きくガイドに殆ど触れないままとなり、単糸全体への油剤均一付着は困難であった。また収束ガイドを用い、糸道の屈曲を大きくすることで糸条全体に油剤を付着し得るが、ガイドとの擦過の影響で繊度斑に繋がる。これに対し、糸条を挟んで向かい合う一対の給油ガイド４、５により集束すると同時に油剤を付与することにより、給油ガイド４側の糸条に油剤を付与した後、給油ガイド５側の糸条に等しく油剤を付与できるため、糸条全体に油剤を均一に付着させることが可能となる。また片面給油で要した集束ガイドが不要となるため、糸条の擦過を大幅に低減させることができる。かかることにより、これまでの片面のみの給油方法では困難であった極細ポリアミド繊維の単糸全体への均一給油が可能となり、ウースター斑や染め斑に優れた製品を得ることが出来る。

また、図１の本発明を実施するための一例によりなる装置において、インターレース処理後の給油ガイド７は、油剤の濃度や糸の特性に合わせ、必要に応じて取り外すこともできる。

本発明の極細ポリアミド繊維の製造方法において、巻取速度が３５００ｍ／ｍｉｎ以上であることが重要である。巻取速度３５００ｍ／ｍｉｎ未満の場合、ポリマー吐出量の低下で糸条の冷却が不安定となり繊度斑が顕著となる。また極細繊維とするために高倍率延伸を要するため延伸斑が発生し、操業性の悪化に繋がる。巻取速度を３５００ｍ／ｍｉｎ以上とすることで、ポリマー吐出量が増え紡糸口金からの糸条の吐出が安定し、均一冷却が可能となる。また配向結晶化が進み、低延伸倍率での巻き取りが可能となる。

本発明の極細ポリアミド繊維の製造方法において、口金面から給油ガイドまでの距離ｌは、長いと糸条へかかる空気抵抗が増大するため、紡糸張力が高く、巻取において巻締まりやパッケージフォーム不良といった問題が発生する。またその対策として巻取時の張力を抑えると、糸条がローラーに巻付く等の操業性悪化が顕著となり、短いと集束性が不安定となり単糸切れといった問題が発生する。このため、距離ｌは４００〜８００ｍｍの位置とすることが好ましい。ここに示す距離ｌは前記口金下面から前記給油ガイドの油剤吐出口の水平線までの鉛直線の距離をいう。

本発明の極細ポリアミド繊維の製造方法において、給油ガイド４と給油ガイド５の距離ｍは、糸条の集束機能及び油剤均一付与効果を得るため、１００ｍｍ以下とすることが好ましい。ここに示す距離ｍは給油ガイド４の接糸部から給油ガイド５の接糸部までの鉛直方向の距離をいう。また給油ガイド５による糸押さえ量ｎは、糸条の集束性、単糸外れ防止効果を得るため０〜１０ｍｍとすることが好ましい。ここに示す糸押さえ量ｎは、給油ガイド４の接糸部から給油ガイド５の接糸部までの水平方向の距離をいう。通常給油ガイド４の接糸部に対する給油ガイド５の接糸部の位置は、給油ガイド４の接糸部の鉛直線上に位置するか、給油ガイド４の接糸部後方側に位置している、すなわち給油ガイド４の摂氏部と給油ガイド５の接糸部で糸条を押さえ合うような形で位置している。

本発明の極細ポリアミド繊維の製造方法において、口金下流に加熱気体流路を設け、前記口金へ加熱気体、好ましくは水蒸気を直接当てるように供給することが好ましい。加熱気体を前記口金へ供給することで、前記口金の吐出孔周辺に付着するナイロン変成物を加水分解する役割を果たし、経日経過による糸切れの増加を防ぐことが出来る。

本発明に使用する極細ポリアミド繊維としては、総繊度は、主に衣料用途として用いられる２００デシテックス以下であることが好ましい。また単糸繊度は、１．０デシテックス以上の場合、環状チムニーで糸条の冷却能力が不足し、冷却斑によるウースター斑悪化が発生することから、効果を最大限に発揮するため１．０デシテックス以下であることが重要である。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
実施例中の各特性値については次の方法に従って求めた。
（１）ウースター斑
５６デシテックス、９６フィラメントのナイロン６６繊維を試料とし、ｚｅｌｌｗｅｇｅｒ ｕｓｔｅｒ社製 ＵＳＴＥＲ ＴＥＳＴＥＲ IIIを用いて試料長：３００ｍ、測定糸速度：１００ｍ／ｍｉｎ、を１２．５％ＨＩで８個測定し、繊維長手方向の太さの変動を求めた。Ｕ％（ＨＩ）レベルが平均値で０．６％未満を◎、０．８％未満を○、１．０％未満を△、１．５％未満を×、１．５％以上を××と５段階評価で示し、△以上を合格と判定した。○は良好、◎は優れると判定した。
（２）染色斑
５６デシテックス、９６フィラメントのナイロン６６繊維を用いて、英光産業社製 筒編機 ＭＯＤＥＬ ＮＥ−４５０Ｗにて原糸を編み密度が５０となるように編み立てた後、含金染料で染色し、長手方向の筋状や斑点斑等、濃淡の染色斑を、目視により観察した。斑の無いものを◎、斑が著しいものを××と、程度によって◎、○、△、×、××の５段階評価で示し、△以上を合格と判定した。
（３）製糸性
ポリアミド組成物を図１の工程に従って溶融紡糸して巻き取るとき、糸条の走行安定性の程度を◎〜××の５段階評価で示し、△以上を合格と判定した。

実施例１〜１０、比較例１〜３
実施例１として、図１〜３に示す装置を用い、硫酸相対粘度２．６２のナイロン６６ポリマーを２９２℃で溶融し、孔径φ０．１５、孔数１９２ホールの吐出孔を円周状に配列した紡糸口金より糸条を吐出し、口金下流側面に設けた加熱手段により加熱された加熱気体流路から口金へ水蒸気を２５０℃、５ｍｍＡｑの量で供給した後、環状チムニーにより糸条を冷却し、９６フィラメントの２糸条に分けて、各糸条を給油ガイド４の給油吐出口方向に対して給油ガイド５の油剤吐出口方向が１８０°の角度に向かい合う一対の給油ガイドで集束すると同時に油剤を付与し、交絡ノズル７でインターレース処理を施し、第１ゴデローラー、第２ゴデローラーを介して巻取装置にて４２５０ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、５６デシテックス、９６フィラメントの極細ポリアミド繊維（単糸繊度０．５８デシテックス）を得た。このとき、環状チムニーの冷却風を１０ｍｍＡｑの量で供給した。

比較例１として、前記実施例１の工程において糸条の冷却装置をユニフロー式とした。

比較例２として、前記工程において油剤の付与を給油ガイド５のみの片面給油とし、その下に糸押さえガイドを設け、糸条を集束させた。

比較例３として、巻き取り速度を３０００ｍ／ｍｉｎで巻き取った。

実施例２〜１０として、前記実施例１の工程において図１に示す距離ｌを３００〜９００ｍｍ、距離ｍを５０〜１５０ｍｍ、距離ｎを８〜１５ｍｍに設定、前記加熱気体の供給を有り、無しとした。

結果をそれぞれ表１、表２に示す。

表１より、環状チムニーを用い、給油ガイドの取り付け形態を対面給油、巻き取り速度を３５００ｍ／ｍｉｎ以上の高速とすることで、ウースター斑、染色性及び製糸性が良好な極細ポリアミド繊維を得ることができる。

表２より、環状チムニーを用い、対面給油して３５００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸において、距離ｌ、ｍ、ｎを本発明の範囲内とし、且つ加熱気体を供給することで、更にウースター斑、染色性及び製糸性が良好な極細ポリアミド繊維を得ることができる。

図１は本発明を実施するための一例によりなる装置の正面概略図である。 図２は本発明を実施するための一例によりなる装置の側面概略図である。 図３は本発明を実施するための一例によりなる給油ガイド部の側面概略図である。

符号の説明

１：スピンブロック
２：紡糸口金
３：環状チムニー
４：給油ガイド
５：給油ガイド
６：交絡ノズル
７：給油ガイド
８：第一ゴデローラー
９：第二ゴデローラー
１０：トラバース装置
１１：ローラーベール
１２：ドラム
ｌ：口金下面から給油ガイドの水平線までの鉛直線の距離
ｍ：給油ガイド４の接糸部から給油ガイド５の接糸部までの鉛直方向の距離
ｎ：給油ガイド４の接糸部から給油ガイド５の接糸部までの水平方向の距離

Claims (2)

1. 環状に吐出孔を配列した紡糸口金からポリマーを押し出して糸条を形成し、前記口金下流に設けた糸条の内周または外周の全方向から冷風を吹き付ける冷却装置から吹き出される冷風により前記糸条を冷却固化させた後、糸条を挟んで向かい合う一対の給油ガイドにより前記糸条を集束し油剤を付与した後にインターレース処理を施し、巻取装置に３５００ｍ／ｍｉｎ以上で巻き取る単糸繊度１．０デシテックス以下、単糸数５０フィラメント以上の極細ポリアミド繊維の製造方法。
2. 溶融紡糸装置の前記口金面から前記給油ガイドの鉛直方向の距離ｌが４００〜８００ｍｍ、給油ガイド吐出孔間の鉛直方向の距離ｍが１００ｍｍ以下、一対の給油ガイドによる糸押さえ量ｎが０〜１０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の単糸繊度１．０デシテックス以下の極細ポリアミド繊維の製造方法。

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