JP3376744B2 - 製糸性の改善されたポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents
製糸性の改善されたポリエステル繊維の製造方法Info
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Description
エステル繊維を溶融紡糸するに際して、芯部に芯成分ポ
リマとしてポリスチレン系ポリマ、ポリアクリレート系
ポリマ(酸無水物を含有せず)、アクリレート−スチレ
ン共重合ポリマ(酸無水物を含有せず)、またはメチル
ペンテン系ポリマから選ばれるポリマをポリエステル繊
維全体に対し15重量%以下配合することを特徴とする
製糸性の改善されたポリエステル繊維の製造方法に関す
るものである。
めとして様々の優れた特性を有しているため、衣料用途
をはじめとして産業資材用途にも広く利用されている。
従来、ポリエステル繊維を得るためには重合体を溶融紡
糸し、次いで引伸ばす、いわゆる2工程法が一般的であ
った。このような、溶融紡糸しただけの繊維はその繊維
の内部構造が発達しておらず、力学特性や寸法安定性に
劣るため、別工程での引伸ばしによる構造の形成と固定
を行なうものである。その延伸倍率は溶融紡糸条件、特
に引取速度に依存しており、過大な倍率設定は糸切れや
風合いの低下につながるので、延伸倍率には限度があ
る。一般に、紡糸工程における生産性は単位時間当りの
吐出量に大きく依存する。所望のデニールの繊維を得る
に際し、前記した如く延伸倍率に限界があると、未延伸
繊維のデニール、すなわち紡糸の吐出量は自ずと制限さ
れ、2工程法における生産性向上には限界がある。
レート(以下PETと略す)の引取速度を5000m/
分以上と高速にして、引伸ばすことなく、1工程で実用
的な繊維を得る高速紡糸法が工業的に採用されつつあ
る。しかも、紡糸工程における生産性は単位時間当りの
吐出量に大きく依存するため、高速にすればするほど1
工程法の生産性は向上する。
例えばPET繊維などは、6000〜7000m/分付
近の紡糸速度で実用上好ましい機械特性を示すが、さら
に高速化していくと強伸度が低下し、実用上問題を生ず
る。そのため生産性向上の効果を十分に発揮するには限
界がある。
速紡糸法(1工程法)においても吐出量には制約があっ
た。そこで、同一紡速でも、分子配向を抑制し残留伸度
のより大きな繊維を得ることができれば、さらに紡糸速
度を高くする、すなわち吐出量を増大させ、生産効率を
高めることが可能となる。
し、少量のマトリックスポリマに非相溶のポリマをブレ
ンドする紡糸方法が提案されていた。例えば、特開昭5
8−98414号公報や特開昭60−209015号公
報にはマトリックスポリマに対し非相溶のポリマを0.
1〜10重量%添加することにより分子配向が抑制され
る紡糸方法が開示されている。また、特開昭57−11
211号公報には液晶ポリマを添加する方法が示されて
いる。さらに、特開昭56−91013号公報、特開昭
57−47912号公報、特開昭62−21817号公
報にもポリエステルに対しポリオレフィン系ポリマを少
量添加することにより、分子配向が抑制されることが開
示されている。
向が抑制されるとしても、添加されたポリマによる悪影
響があった。例えば、ポリスチレンのように低軟化点温
度を有するポリマを添加した場合、表層に存在する低軟
化点ポリマのために、高温の熱処理を必要とする仮撚加
工等の処理を行うと融着を起こす場合がある。また、非
相溶であるため白濁したり、染色品の発色性が不良とな
る場合もある。さらに、ポリエステルに対し異種ポリマ
を少量均一にブレンドするのは非常に難しいため、ブレ
ンド斑が生じ易く糸切れが多発したり、染斑の原因とな
る等の問題点があった。
よる生産性の向上をはかるとともに、前記問題点を解決
するため検討を重ねた結果、確立できたものである。す
なわち、ポリエステル繊維を溶融紡糸するに際して、芯
部に芯成分ポリマとしてポリスチレン系ポリマ、ポリア
クリレート系ポリマ(酸無水物を含有せず)、アクリレ
ート−スチレン共重合ポリマ(酸無水物を含有せず)、
またはメチルペンテン系ポリマから選ばれる特定のポリ
マをポリエステル繊維全体に対し0.01〜15重量%
配合することを特徴とする製糸性の改善されたポリエス
テル繊維の製造方法により、これら様々の問題を解決す
ることを目的するものである。
は、ポリエステル繊維を溶融紡糸するに際して、芯部に
芯成分ポリマとしてポリスチレン系ポリマ、ポリアクリ
レート系ポリマ(酸無水物を含有せず)、アクリレート
−スチレン共重合ポリマ(酸無水物を含有せず)、また
はメチルペンテン系ポリマから選ばれるポリマをポリエ
ステル繊維全体に対し0.01〜15重量%配合するこ
とを特徴とする製糸性の改善されたポリエステル繊維の
製造方法により達成される。
ず、本発明はポリエステル繊維を溶融紡糸するに際し
て、芯部に芯成分ポリマとしてポリスチレン系ポリマ、
ポリアクリレート系ポリマ(酸無水物を含有せず)、ア
クリレート−スチレン共重合ポリマ(酸無水物を含有せ
ず)、またはメチルペンテン系ポリマから選ばれる特定
のポリマをポリエステル繊維全体に対し0.01〜15
重量%配合することを特徴とする製糸性の改善されたポ
リエステル繊維の製造方法である。
ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げ
られるが、PETが最も汎用的に用いられている。なお
ポリエステルは、ジオール成分および酸成分の一部が各
々15mol%以下の範囲で他の共重合可能な成分で置
換されたものであってもよい。また、これらは艶消剤、
難燃剤、帯電防止剤、顔料などの添加物を含有していて
もよい。
ポリアクリレート系ポリマ(酸無水物を含有せず)、メ
チルペンテン系ポリマ、アクリレート−スチレン共重合
ポリマ(酸無水物を含有せず)が挙げられる。またコス
トや入手し易さおよび紡糸性等の点から、ポリスチレ
ン、ポリメチルメタクリレート、ポリ(4−メチル−1
ペンテン)が特に好ましい。
独でもよいし、本発明の効果を発現する範囲であれば前
記特定のポリマとポリエステル等他のポリマとブレンド
したものでもよい。この場合、芯成分ポリマに対する前
記特定のポリマの比率は、従来のポリマ全体に対してブ
レンドする方法に比べかなり大きくなるのでブレンドが
容易になり、従来の方法に比べブレンド斑に起因する欠
点が著しく減少できる。また、芯鞘形状に特に制限は無
く、同心円芯鞘でも偏芯芯鞘でもよいし、芯が複数ある
ものや海島構造のものでもよい。すなわち、該芯成分ポ
リマが繊維軸方向に一定の量で連続的に存在し、さらに
繊維表面に露出していないことが必要である。
有率は、得られた繊維がポリエステル繊維としての特徴
を発現するためには、ポリエステル繊維全体に対して1
5重量%以下、好ましくは10重量%以下、さらに好ま
しくは7重量%以下である。なお特公昭43−2387
9号公報に、芯部に熱可塑性非結晶性重合体(実施例で
はPMMA)、鞘部に熱可塑性結晶性重合体(実施例で
はナイロン6)を配する芯鞘複合繊維が開示されてい
る。しかし、これは単に芯/鞘=非晶性重合体/結晶性
重合体を示しているだけであり、前記本発明の特定のポ
リマの組合わせについては何等示唆がなされていない。
しかも、これは低速で巻取った繊維を冷延伸し芯部ポリ
マを部分的に切断することに意味があるわけであり、高
速紡糸による分子配向の抑制効果および微量でこの効果
が発現することについて、何等示唆がなされていない。
さらに、この場合芯部ポリマの複合比率がポリエステル
繊維全体の20重量%以上であり、これでは芯部ポリマ
の特性が強く発現し、鞘部ポリマの特性を生かすことが
できない。このように本発明と、該特公昭43−238
79号公報に開示された発明とは似て非なるものであ
る。
時の加工性、工程安定性を考慮すると得られる繊維はあ
る程度配向していた方がよいと考えられる。そのため紡
糸速度は4000m/分以上であることが好ましい。さ
らに好ましくは6000m/分以上である。また、紡糸
のみで通常高速紡糸繊維並みの強伸度特性を有する繊維
を得るためには、紡糸速度8000m/分以上が好まし
く、さらに好ましくは、10000m/分以上である。
ただし、紡糸速度が12000m/分を超えると残留伸
度が低下し、巻取る際、ボビンの自動切替え成功率が低
下する。
独紡糸に比べ、捲取糸の分子配向が抑制されることに意
味があるが、そのメカニズムは紡糸線上(冷却過程)で
ポリマ間の紡糸応力負担比率が変化することにある。す
なわち鞘成分ポリエステルに対して前記特定のポリマの
伸長粘度の温度依存性が高いため、冷却されるにしたが
って(紡糸線下流に行くにしたがって)、ポリエステル
の紡糸応力負担比率が下がるため、ポリエステルの配向
が抑制されることになる。
屈折率や残留伸度で評価できる。製糸性の改善されたポ
リエステル糸の場合、鞘部のみの複屈折率を測定するの
はかなり手間がかかるので、残留伸度を評価基準にする
方が簡単である。
糸のままで、あるいは撚糸、仮撚加工糸として、パンス
ト、タイツ、水着、靴下などのストレッチ素材やインナ
ーウェア、スポーツウェア、ブラシ、キャンパスなどの
従来の用途、および裏地、スラックス、ブルゾン、ブラ
ウスなどの衣料用途や、リボン、テープ、ベルトなどの
資材用途に好適に用いることができる。
る。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。
張速度200mm/分の条件で荷重−伸長曲線を求め
た。次に荷重値を初期の繊度で割り、それを引張り応力
とし、伸びを初期試料長で割り伸度とした。
後、処理前後の寸法変化を測定し次の式から計算した。 沸騰水収縮率=[(処理前長−処理後長)/処理前長]
×100 D.繊維長手方向の周期斑 東レエンジニアリング社製連続熱収縮斑測定システムF
TA−500により、測定温度100℃で連続湿熱応力
を測定した。糸速度は10m/分、チャート速度は6c
m/分とした。
スタイロン685)を別々に溶融し、絶対濾過径10μ
のステンレス製不織布フィルタにより濾過した後、ポリ
スチレンを芯、PETを鞘の同心円上の芯鞘複合にし
て、孔数24の口金1から吐出した。この時の複合比率
はポリスチレンが5重量%であった。紡糸温度は295
℃、吐出量は単糸繊度2dになるように調整した。吐出
した糸条は、図3に示すように、吐出後、室温の空気を
チムニー2から吹き出して冷却後、給油ガイド3により
給油、集束した。さらに交絡付与装置4により交絡を付
与して、第1引取ローラ5により表1に示す速度で引取
った。さらに第2引取ローラ6を経て、張力計7により
測定する巻取張力が一定となるように巻取機8の回転数
を制御して、繊維を巻取った。第1引取ローラ5と第2
引取ローラ6の速度は同一とし、紡糸速度として表1に
示す(実験No.1〜5)。紡糸速度6000m/分お
よび10000m/分で得られた繊維の応力−伸長曲線
を図1の曲線Aおよび図2の曲線A’にそれぞれ示し
た。また強度、伸度および沸騰水収縮率を表1に示す。
また、8錘で24時間紡糸した時の糸切れ回数と、繊維
長手方向の周期斑も表3に併記した。
Tに複合させた場合、全紡糸速度領域にわたって残留伸
度向上の効果が得られる。また、応力−伸長曲線(図1
A)から明らかなように紡糸速度6000m/分糸でも
未延伸糸である。また、図2A’から紡糸速度1000
0m/分糸であっても、PET100%の場合とは異な
り良好な強伸度特性を有していることが分かる。さらに
この紡糸速度領域では結晶化も進んでおり、延伸や熱処
理無しでそのままで実用に耐え得る繊維となっている。
業社製スミペックスLG)とした以外は実施例1と同様
の条件で溶融紡糸を行った(実験No.6〜10)。強
度、伸度および沸騰水収縮率を表1に示す。ポリスチレ
ンの場合と同様に、全紡糸速度領域で残留伸度の増加す
る効果が現れた。
1と同様の条件で溶融紡糸を行った(実験No11〜1
5)。紡糸速度6000m/分および10000m/分
で得られた繊維の応力−伸長曲線を図1の曲線Bおよび
図2の曲線B’にそれぞれ示した。強度、伸度および沸
騰水収縮率を表1に示す。いずれも典型的なPET繊維
の特性を示しており、紡糸速度6000m/分から結晶
化が起こっている。そして、紡糸速度10000m/分
糸ではポリスチレンおよびポリメチルメタクリレート複
合の場合とは異なり、実用に耐えない強伸度特性となっ
ている。
セン−L)とした以外は実施例1と同様の条件で溶融紡
糸を行った(実験No.16〜20)。紡糸速度600
0m/分で得られた繊維の応力−伸長曲線を図1の曲線
Cに示す。強度、伸度および沸騰水収縮率を表1に示
す。この場合は伸長粘度の温度依存性から予想されたよ
うに、全紡糸速度領域でPETに比べ残留伸度が低下し
ており、かえって生産効率を低下させることになる。
6000m/分とした以外は実施例1と同様の条件で溶
融紡糸を行った(実験No.21〜23)。強度、伸度
および沸騰水収縮率を表1に示す。ポリスチレンの含有
量が多くなるほど、残留伸度増加および結晶化抑制効果
が大きいことが分かる。
レフタレート、紡糸温度を260℃とした以外は実施例
1と同様の条件で溶融紡糸を行った(実験No.24〜
28)。強度、伸度および沸騰水収縮率を表2に示す。
鞘ポリマがPETの場合と同様に、全紡糸速度領域で残
留伸度の増加する効果が現れた。
糸とした以外は実施例4と同様の条件で紡糸を行った
(実験No.29〜33)。強度、伸度および沸騰水収
縮率を表2に示す。
軸エクストルーダーで混練し、実施例1と同様の条件で
溶融紡糸を行った。8錘で24時間紡糸した時の糸切れ
回数と、繊維長手方向の周期班を表3に示す(実験N
o.34〜38)。複合に比べ、ブレンドの場合ポリマ
の混合ムラが大きくそれに起因する粘度ムラのため紡糸
が不調となり、糸切れが多発した。また、繊維長手方向
の周期斑も悪化した。
ル繊維の製造方法を採用することにより、単位時間当た
りの吐出量を大幅に増加させることができるため生産性
が向上するとともに、従来技術の欠点である添加ポリマ
のブレンド斑に起因する糸斑や糸切れを克服できる。
力−伸長曲線を示す図である。
の応力−伸長曲線を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】ポリエステル繊維を溶融紡糸するに際し
て、芯部に芯成分ポリマとしてポリスチレン系ポリマ、
ポリアクリレート系ポリマ(酸無水物を含有せず)、ア
クリレート−スチレン共重合ポリマ(酸無水物を含有せ
ず)、またはメチルペンテン系ポリマから選ばれるポリ
マをポリエステル繊維全体に対し0.01〜15重量%
配合することを特徴とする製糸性の改善されたポリエス
テル繊維の製造方法。 - 【請求項2】ポリエステルがポリエチレンテレフタレー
トである請求項1記載の製糸性の改善されたポリエステ
ル繊維の製造方法。 - 【請求項3】紡糸速度が4000〜12000m/分で
ある請求項1または2のうち、いずれか1項記載の製糸
性の改善されたポリエステル繊維の製造方法。
Priority Applications (8)
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Applications Claiming Priority (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI222475B (en) | 2001-07-30 | 2004-10-21 | Toray Industries | Polylactic acid fiber |
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1995
- 1995-03-02 JP JP04265095A patent/JP3376744B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH08246247A (ja) | 1996-09-24 |
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