JP3318307B2 - ポリプロピレンマルチフィラメントの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直接紡糸・延伸法
によるポリプロピレンマルチフィラメントの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリプロピレン繊維は、優れた強度、弾
性を有することから、カーペットのパイルヤーン等の敷
物材、養生ネット等の建築土木資材、シートベルト、椅
子張り材等の自動車内装材等織物、編物或いは不織布と
して広く用いられており、通常、ポリプロピレンを溶融
紡出し、冷却し、一旦未延伸糸として引き取った後、未
延伸糸を延伸することにより製造される。しかしなが
ら、ポリプロピレン繊維においても、他の合成繊維と同
様に、生産コストの面から製造時の生産性の向上が要求
されており、特に生産性を向上させる上で、繊維物性を
損なわないで高速で安定に得る方法が求められている。
更に製造時のエネルギーコストや適用できる添加剤の種
類を広げる意味から紡糸温度をできるだけ下げることも
求められている。

【０００３】近年、合成繊維の生産性を上げる方法とし
て、ポリマーの紡糸から延伸までを連続的に行う方法、
いわゆる直接紡糸・延伸法が提案されている。この直接
紡糸・延伸法は、ポリアミド、ポリエステル等において
は、溶融紡糸の際、耐熱性、耐酸化性、粘弾性、結晶化
速度等の特性が曳糸性に適しているため、延伸ローラー
の周速が２０００ｍ／分以上の高速での直接紡糸・延伸
を可能にしている。

【０００４】しかしながら、ポリプロピレンの場合、ポ
リアミド、ポリエステル等に比べ結晶性が高く、曳糸性
が劣るため高速での延伸が困難であり、例えば特開平５
−１８６９０８号公報、特開平５−２１４６０９号公
報、特開平６−２００４４２号公報、特開平８−９２８
１３号公報等での直接紡糸・延伸法によるポリプロピレ
ン繊維の製造に関する提案においても、いずれも延伸ロ
ーラーの周速としては２０００ｍ／分が限界である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
プロピレンマルチフィラメントを、その繊維物性を損な
うことなく高速での直接紡糸・延伸法により生産性高く
得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、メルト
フローレート値が３０〜１３０ｇ／１０分、ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィーにより測定される分子量
分布Ｑ値（Ｑ値＝重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍ
ｎ）が３．５以下のポリプロピレンを溶融紡出し、紡出
糸を冷却後引き取り、引き続き表面温度が７０〜１５０
℃の三つのゴデットローラーを用い、第１ゴデットロー
ラーと第２ゴデットローラー間及び第２ゴデットローラ
ーと第３ゴデットローラー間でそれぞれ延伸する２段延
伸を行うに当たり、第２ゴデットローラーに対する第３
ゴデットローラーの周速比を１．１〜１．４倍とし、第
３ゴデットローラーが周速２０００〜４５００ｍ／分で
あることを特徴とするポリプロピレンマルチフィラメン
トの製造方法、にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明方法におけるポリプロピレ
ンとしては、プロピレンのホモポリマーであってもよい
し、プロピレンと他のα−オレフィンモノマー、例えば
エチレン、ブテン−１、４−メチル−１−ペンテン等の
モノマーとのコポリマーであってもよく、メルトフロー
レート（以下ＭＦＲと略す）値が３０〜１３０ｇ／１０
分、好ましくは３０〜９０ｇ／１０分、ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィーにより測定される分子量分布
Ｑ値（Ｑ値＝重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）
が３．５以下のポリプロピレンを用いることを必須と
し、かかる特定のポリプロピレンであることにより、高
速での直接紡糸・延伸法において良好な曳糸性を確保す
ることができる。

【０００８】ポリプロピレンのＭＦＲ値が３０ｇ／１０
分未満では、溶融張力が適正値より大きくなるため、曳
糸性の面で不安定となり、１３０ｇ／１０分を超える
と、溶融ポリマーの流動性が高くなりすぎるため、繊維
化が困難となり、また紡出糸の最大延伸倍率が逆に減少
し延伸工程での延伸倍率も減少することにより破断強度
の向上が望めなくなる。

【０００９】また、分子量分布Ｑ値は、一般にその数値
が大きくなるにつれて曳糸性が低下する傾向にあり、分
子量分布Ｑ値が３．５を超えると、８００ｍ／分以上の
紡糸速度では曳糸性が不良となる。これは、ポリマーの
分子量分布が広いものは狭いものに比べ、繊維の断面方
向、繊維軸方向に外部からの力に対しての耐性の良好な
部位と不良な部位の差が大きくなり、糸切れに寄与する
耐性の不良な部位が必然的に多くなるためであり、紡糸
速度が大きくなるにつれこの傾向は増大するため、少な
くとも直接紡糸・延伸法においては分子量分布Ｑ値が
３．５以下であることが必要な条件である。

【００１０】本発明方法を、以下図１に基づいて説明す
る。本発明方法においては、ＭＦＲ値が３０〜１３０ｇ
／１０分、分子量分布Ｑ値が３．５以下のポリプロピレ
ンを、溶融紡糸法により紡糸口金（６）より溶融紡出
し、紡出糸を、冷却部（７）にて冷風を当てて冷却後、
適宜オイリング装置（８）で油剤を付与し、未延伸糸
（９）として引取りローラー（４）により引き取る。引
取りローラー（４）による引取速度は、紡糸速度に相当
するものであり、４００〜１５００ｍ／分とすることが
好ましく、引取速度が４００ｍ／分未満では、引き続く
延伸工程での高速化が不可能となる傾向にあり、１５０
０ｍ／分を超えると、未延伸糸の最大延伸倍率が減少
し、実用上十分な破断強度を有するマルチフィラメント
が得られ難くなる傾向にある。

【００１１】更に、本発明方法においては、引取りロー
ラー（４）により引き取られた未延伸状態の紡出糸、い
わゆる未延伸糸（９）を、引き続き、表面温度が７０〜
１５０℃、好ましくは８５〜１４０℃の、さらに好まし
くは順次表面温度が高くなる複数のゴデットローラー、
図１においては（１）、（２）、（３）、にて、好まし
くは延伸倍率３〜６倍に延伸し、延伸糸（１０）として
ワインダー（５）に巻き取る。ゴデットローラーの表面
温度が７０℃未満では、得られる延伸糸の熱収縮率が著
しく大きくなり、１５０℃を超えると、フィラメント切
れ、フィラメント間の融着が生じ製糸性が低下する。本
発明方法において、ゴデットローラーは、加熱ローラー
からなり、引き取った未延伸糸を連続して延伸するため
のものであり、特定条件下で用いるものである。

【００１２】本発明方法の延伸工程においては、三つの
ゴデットローラーを用い、それぞれ周速の異なるゴデッ
トローラー間で延伸が行われるが、引き取られた未延伸
糸（９）を、順次周速が高くなる三つのゴデットローラ
ーであって、最終ゴデットローラーの周速が２０００〜
４５００ｍ／分である三つのゴデットローラー、図１に
おいて（１）、（２）、（３）はゴデットローラーであ
って、（３）は最終ゴデットローラー、を用いて延伸す
ることが好ましい。最終ゴデットローラーの周速が２０
００ｍ／分未満では、延伸での高速化が達成されず、ま
た４５００ｍ／分を超えると、製糸性が不安定となる。

【００１３】

【００１４】本発明方法においては、好ましくは、図１
に示したように、三つのゴデットローラーを用い、引取
りローラー（４）と実質的に同周速の第１ゴデットロー
ラー（１）と、第１ゴデットローラー（１）より高周速
の第２ゴデットローラー（２）との間で１段目の延伸を
し、第２ゴデットローラー（２）と、第２ゴデットロー
ラー（２）より高周速の第３ゴデットローラー（３）と
の間で２段目の延伸をする２段延伸とし、第２ゴデット
ローラー（２）の周速に対する第３ゴデットローラー
（３）の周速の比を１．１〜１．４倍とし、第３ゴデッ
トローラー（３）の周速を好ましくは周速３０００〜４
０００ｍ／分とする２段延伸によって、実用上より十分
な破断強度の延伸糸を高速で得ることができる。

【００１５】２段延伸を行うに当たっては、第２ゴデッ
トローラー（２）に対する第３ゴデットローラー（３）
の周速比が１．１倍未満では、２段延伸の効果が十分発
揮されず、１．４倍を超えると、未延伸糸が延伸張力に
耐えられずフィラメント切れが生ずる。

【００１６】本発明方法においては、ポリプロピレンマ
ルチフィラメントの製造に際し、必要に応じ、ポリプロ
ピレンに対し、着色顔料、酸化防止剤、熱安定剤、光安
定剤、紫外線吸収剤、中和剤、分散剤、蛍光増白剤、艶
消剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤、導電防止剤、抗菌剤
等を、ポリプロピレンを溶融する前及び／又は溶融した
後に、添加することもできる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、実施例における各項目の測定は、下記の方法
に拠った。

【００１８】（メルトフローレート（ＭＦＲ）値）ＪＩ
Ｓ Ｋ７２１０に準じ、２３０℃で２．１６ｋｇｆ荷重
下における１０分間あたりの溶融ポリマーの吐出量を重
量（ｇ）で求めた。 （分子量分布Ｑ値）ゲルパーミエーションクロマトグラ
フィー法によって求めた重量平均分子量Ｍｗ及び数平均
分子量Ｍｎから次式により求めた。 Ｑ値＝ Ｍｗ／Ｍｎ

【００１９】（強度、伸度）ＪＩＳ Ｌ１０７０に準じ
て繊維物性を測定し、フィラメントの破断強度（ｃＮ／
ｄｔｅｘ）と破断伸度（％）で示した。 （最大延伸倍率（ＭＤＲ））未延伸糸を延伸速度４００
ｍ／分で延伸倍率を上げて延伸していき、破断した倍率
を最大延伸倍率（ＭＤＲ）とした。

【００２０】（製糸安定性） 紡糸・延伸工程における製糸安定性を次の４段階で評価
した。 ◎：フィラメント切れが全く見られず、長期間の生産で
も極めて安定に製糸が可能 ○：フィラメント切れもなく、長時間安定に製糸が可能 △：糸を巻き取ることは可能だが、フィラメント切れが
散発し生産には不向き ×：フィラメント切れが多発し、糸を巻き取ることが不
可能

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】（実施例１） ＭＦＲ値５０ｇ／１０分、Ｑ値２．７のポリプロピレン
を用い、溶融温度２４０℃で孔径０．８ｍｍ、６０ホー
ルの紡糸口金より紡出し、冷却した後、紡出糸に油剤を
付与し、引取速度８００ｍ／分で引き取った。引き続
き、未延伸糸を、三つのゴデットローラーを用い、第１
ゴデットローラーを表面温度９０℃、周速を引取りロー
ラーと実質的に同じ８２０ｍ／分とし、第２ゴデットロ
ーラーを表面温度１２５℃、周速２４００ｍ／分とし、
第３ゴデットローラーを表面温度１３５℃、周速３００
０ｍ／分として、第１ゴデットローラーと第２ゴデット
ローラーとの間及び第２ゴデットローラーと第３ゴデッ
トローラーとの間でそれぞれ延伸する２段延伸を行い、
ワインダーに巻き取って２００ｄｔｅｘ／６０フィラメ
ントの延伸糸を得た。得られた延伸糸の繊維物性を表１
に示した。このときの製糸安定性は極めて良好であっ
た。

【００２８】（実施例２〜３）実施例１ において、引取速度、第１、第２、第３ゴデッ
トローラーの表面温度及び周速を表１に示すように変更
した以外は、実施例１と同様の方法で２００ｄｔｅｘ／
６０フィラメントの延伸糸を得た。得られた延伸糸の繊
維物性を表１に示した。このときの製糸安定性は良好で
あった。

【００２９】（比較例１）実施例１ において、第１、第２、第３ゴデットローラー
の表面温度を６５℃、１５０℃及び１５０℃にそれぞれ
変更した以外は、実施例１と同様の方法で２００ｄｔｅ
ｘ／６０フィラメントの延伸糸を得たが、延伸時にフィ
ラメント切れが散発し、製糸安定性は不良であった。得
られた延伸糸の繊維物性を表１に示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明方法によれば、特定のポリプロピ
レンを用いたことにより、ポリプロピレンマルチフィラ
メントを高速で直接紡糸・延伸法により得ることがで
き、従来の方法に比べポリプロピレンマルチフィラメン
トの生産性を飛躍的に向上させることができる。しか
も、本発明方法により、製糸安定性が極めて良好な状態
で、繊維物性を損なうことなくポリプロピレンマルチフ
ィラメントを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を示す工程の概略図である。

【符号の説明】

１ 第１ゴデットローラー ２ 第２ゴデットローラー ３ 第３ゴデットローラー ４ 引取りローラー ５ ワインダー ６ 紡糸口金 ７ 冷却部 ８ オイリング装置 ９ 未延伸糸 １０ 延伸糸

フロントページの続き (72)発明者 坂倉 秀夫 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (56)参考文献 特開 平10−183421（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−9805（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01F 6/04 - 6/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メルトフローレート値が３０〜１３０ｇ
   ／１０分、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーに
   より測定される分子量分布Ｑ値（Ｑ値＝重量平均分子量
   Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）が３．５以下のポリプロピレ
   ンを溶融紡出し、紡出糸を冷却後引き取り、引き続き表
   面温度が７０〜１５０℃の三つのゴデットローラーを用
   い、第１ゴデットローラーと第２ゴデットローラー間及
   び第２ゴデットローラーと第３ゴデットローラー間でそ
   れぞれ延伸する２段延伸を行うに当たり、第２ゴデット
   ローラーに対する第３ゴデットローラーの周速比を１．
   １〜１．４倍とし、第３ゴデットローラーが周速２００
   ０〜４５００ｍ／分であることを特徴とするポリプロピ
   レンマルチフィラメントの製造方法。
2. 【請求項２】 紡出糸を、冷却後引取速度４００〜１５
   ００ｍ／分で引き取る請求項１記載のポリプロピレンマ
   ルチフィラメントの製造方法。