JP3611499B2

JP3611499B2 - Undrawn fiber, drawn fiber and method for producing the same

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Publication number: JP3611499B2
Application number: JP2000069935A
Authority: JP
Inventors: 孝雄阿部; 正小柳; 輝彦松尾
Original assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Current assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2020-03-14
Also published as: JP2001262435A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリトリメチレンテレフタレート繊維からなる未延伸繊維、延伸繊維及びその製造方法に関する。詳しくは、ポリトリメチレンテレフタレートを溶融紡糸し、一旦未延伸繊維として巻き取った後に、これを延伸することによって繊維を製造する、いわゆる２段階製造方法に於ける中間製品である未延伸繊維とそれを延伸して得られる延伸繊維及びその製造方法に関する。更に詳しくは、均一性の高い衣料用ポリメチレンテレフタレート延伸繊維とそれを得ることが可能な未延伸繊維、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレート繊維（以下「ＰＥＴ繊維」と称す）は衣料用途に最も適した合成繊維として世界中で大量に生産されて、一大産業となっている。
一方、ポリトリメチレンテレフタレート繊維（以下「ＰＴＴ繊維」と称す）は古くから研究歴はあるが、従来は原料の一つであるトリメチレングリコールの価格が高く、未だ本格的工業生産に至っていない。ところが、近年このトリメチレングリコールの安価な製法が開発され、工業化の可能性が出てきた。
ＰＴＴ繊維はポリエステル繊維の良い点と、ナイロン繊維の良い点を併せ持つ画期的繊維という期待が寄せられており、その特徴を生かして、衣料及びカーペットなどへの応用が検討されている。
【０００３】
ＰＴＴ繊維については、（Ａ）Ｊ．ＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ：ＰｏｌｙｍｅｒＰｈｉｓｉｃｓＥｄｉｔｉｏｎＶｏｌ．１４Ｐ２６３ー２７４（１９７６）、及び、（Ｂ）ＣｈｅｍｉｃａｌＦｉｂｅｒｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＶｏｌ．４５，Ａｐｒｉｌ（１９９５）１１０ー１１１、（Ｃ）特開昭５２−５３２０号公報、（Ｄ）同５８−１０４２１６号公報、（Ｅ）同５２−８１２３号公報、（Ｆ）同５２−８１２４号公報、（Ｇ）ＷＯ９９／２７１６８号公開パンフレット、等の先行技術が存在し、既に知られている。
【０００４】
先行技術（Ａ）及び（Ｂ）には、ＰＴＴ繊維の応力−伸長特性についての基本特性が記載され、ＰＴＴ繊維が初期モジュラスが小さく且つ弾性回復性に優れており衣料用途やカーペット用途などに適していることが示唆されている。
また、先行技術（Ｃ）〜（Ｇ）にはＰＴＴ繊維のかかる特徴を更に改良すべく、熱に対する寸法安定性を良好にし弾性回復性をいつそう向上させる方法が提案されている。
これらの先行技術においては、そのほとんどがＰＴＴ繊維を得る製造方法として２段階法で製造されている。その中でも、技術的には本発明に近似している先行技術（Ｄ）には以下の技術が開示されている。
【０００５】
通常の製造方法によるＰＴＴ未延伸繊維、即ち紡糸速度２０００ｍ／分未満の紡糸速度で紡糸された未延伸繊維は、配向度及び結晶化度が極めて低く、且つガラス転移温度が３５℃と低いので、経時変化が極めて速く、延伸時に毛羽やネップが多発し良好な性質を有するＰＴＴ繊維を得ることが困難である。
そして先行技術（Ｄ）には、この問題を回避する技術として、紡糸速度を２０００ｍ／分以上、好ましくは２５００ｍ／分以上にし、繊維の配向度及び結晶化度を高め、延伸温度を３５〜８０℃に保つ方法が提案されている。また、先行技術（Ｄ）には３５００ｍ／分以上の紡糸速度で未延伸繊維を得て、温度２０℃、湿度６０％の条件下に２４時間放置した後に延伸した例が開示されている。
【０００６】
しかし、先行技術（Ｄ）には２０００ｍ／分未満の紡糸速度で紡糸さた未延伸繊維の構造や物性が、室温付近で時間と共に変化するいわゆる経時変化が顕著で、そのことが直接延伸調子に悪影響を与えることは記載されているが、その回避策については記載も示唆もない。ましてや、その経時変化を最小限に抑え、良好な延伸調子と良好な繊維の品質を与える具体的手段についての示唆などはない。また先行技術（Ｄ）の実施例の記載から、（Ｄ）の方法で得られるＰＴＴ延伸繊維は、タフネスが１８（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２以下の力学的性質が劣るＰＴＴ繊維となっていることが読みとれる。
先行技術（Ｄ）の比較例には、紡糸速度１２００ｍ／分で紡糸し、未延伸繊維を２０℃、相対湿度６０％の雰囲気内に放置した後延伸したことが記載されいるが、タフネスが１７．６（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２と低い値の繊維しか得られておらず、繊度変動値Ｕ％や周期的変動についての記載はない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＴＴ繊維の２段階法による製造に於いては、未延伸繊維パッケージの形状が収縮または乾燥のために経時的に変化し、このように経時変化したパッケージに巻かれた未延伸繊維から得られる延伸繊維は、全般に繊度変動値、即ちＵ％が大きく、且つ未延伸繊維巻取機のトラバース幅またはその倍数と実延伸倍率の積に相当する周期的な繊度の変動が生じる。
この周期的繊度変動は、低繊度側と高繊度側に鋸歯状に検出される。
図１にイブネステスターによる連続繊度変動測定チャートの例を示す。周期的繊度変動とは、図１のチャート上に等間隔に存在するひげ状シグナルに対応する変動のことである。シグナルが等間隔に観察されるということは、シグナル発生の原因となる繊度変動が周期的に起こっていることを意味し、下向きに強いシグナルが存在することは、繊維長方向のその点の繊度（繊維の太さ）が低い側に変動していることを意味している。また、上向きに強いシグナルが存在することは、繊維長方向のその点の繊度が高い側に変動していることを意味している。
【０００８】
この周期的繊度変動の発生間隔は、実質的に未延伸繊維パッケージの両端部間の１ストローク分の未延伸繊維長×実延伸比、または２ストローク分の未延伸繊維長×実延伸比に相当している。
２段階法において、周期的繊度変動の発生は未延伸繊維パッケージの巻取機のストローク長、綾角、延伸比で決まるが、通常は１０ｍ以下である。
このように繊度変動値Ｕ％が大きく、且つ周期的繊度変動を有する延伸繊維は、編織物にした後染色すると全般的に染色の均一性が悪く、且つ周期的な染斑や光沢斑を呈し、均一性を尊ぶ衣料用途には適さない。
【０００９】
図２には、この周期的変動が存在しないイブネステスターの測定チャートの例である。
本発明者らは、かかる問題を解決する一つの方法として未延伸繊維を巻取る際の巻取張力と、未延伸繊維の保管及び延伸工程の温度と湿度の管理を特定する提案を特願平１１−０６８６７２号として出願した。
この提案によれば、未延伸繊維パッケージ形状の経時的変形が解消され、その結果延伸繊維の低繊度側に現れる周期的繊度変動及びタフネスが改善されるとしている。
【００１０】
通常、２段階法での合成繊維の工業的製造では、５〜１０ｋｇの重量の未延伸繊維を巻取後、ラグ時間を経て２〜３ｋｇ巻量の延伸繊維パーンに２〜５回分取している。この未延伸繊維の延伸繊維への分取作業は、１回目のみ全錘に糸掛け操作を行いその後の分取では「中間切替」と称し、糸かけ操作を省略しパーンの差し替えのみを行う。そして、この「中間切替」の際には、延伸開始時の糸切れ抑制から延伸ピンを採用する。
また、工業的製造では未延伸の巻取から延伸終了まで４〜５日かかることもあり得る。
【００１１】
このように未延伸繊維の延伸に際して延伸ピンを採用して延伸を行う場合や、延伸までのラグ時間が約１００時間を越える場合には、先の提案の採用のみではまま周期的繊度変動が現れ、その目的を完全に達成することが困難であることが明らかになった。更に、周期的繊度変動は低繊度側のみでなく高繊度側にも現れることが明らかとなった。また、このような条件下の延伸では、先行技術（Ｄ）に開示されているように単に複屈折率を高めるだけでは、もはや解消不可能であることも明らかになった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ＰＴＴ繊維の２段階法による製造に於いて、均一性に優れた延伸繊維を製造することが可能な未延伸繊維と、それを延伸して得られる延伸繊維、及びその製造方法の提供である。即ち、延伸に際して延伸ピンの使用や、未延伸繊維を約１００時間を越える長時間の放置にも係わらず、安定した延伸調子（延伸収率）が得られ、且つ繊度変動、特に周期的変動が解消し得るＰＴＴ未延伸繊維とそれを延伸して得られる延伸繊維、及びその工業的製造方法の提供である。
そして、本発明の解決しようとする課題は、ＰＴＴ未延伸繊維の経時的変化を最小限に抑え、長時間の放置に於いて延伸調子及び延伸繊維の品質に与える悪影響を解消することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ＰＴＴ未延伸繊維の複屈折率と水分率を特定することにより、延伸調子や延伸繊維の品質が極めて向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明の第１の発明は、９５モル％以上のトリメチレンテレフタレート繰り返し単位と５モル％以下のその他のエステル繰り返し単位から構成され、極限粘度が０．７〜１．３のポリトリメチレンテレフタレートからなり、以下に示す（１）、（２）を満足することを特徴とする未延伸繊維である。
（１）未延伸繊維の複屈折率≦０．０６
（２）未延伸繊維の水分含有率≦２重量％
【００１４】
本発明の第２の発明は、第１の発明の未延伸繊維を延伸して得られる延伸繊維であって、タフネスが２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２以上で、イヴネステスターによる連続的繊度変動測定においてＵ％が１．５％以下で、且つ以下の（１）、（２）、（３）のいずれかの特性を示すことを特徴とする延伸繊維である。
（１）イヴネステスターチャート上に発生間隔１０ｍ以下の周期的変動が存在し、該変動の大きさが平均繊度対比２％以下である。
（２）イヴネステスターチャート上では発生間隔が１０ｍ以下の周期的変動は判別できないが、繊度変動の周期解析図上に間隔１０ｍ以下の周期的変動が存在する。
（３）イヴネステスターチャート上では発生間隔が１０ｍ以下の周期的変動が判別できず、且つ繊度変動の周期解析図上に間隔１０ｍ以下の周期的変動が存在しない。
ただし、タフネス＝破断強度×破断伸度^１／２（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２
イブネステスターの測定繊維長＝２５０ｍ
【００１５】
本発明の第３の発明は、９５モル％以上のトリメチレンテレフタレート繰り返し単位と５モル％以下のその他のエステル繰り返し単位から構成され、極限粘度が０．７〜１．３のポリトリメチレンテレフタレートからなる未延伸繊維を製造するにあたり、以下の（１）〜（３）の要件を満足することを特徴とする未延伸繊維の製造方法である。
（１）未延伸繊維に付与する仕上げ剤の水系エマルジョン濃度を１５重量％以上とし、
（２）該仕上げ剤を、未延伸繊維の水分含有率が２重量％以下とする付与量で付与した後、
（３）巻取速度を３０００ｍ／分以下で巻取る。
【００１６】
本発明は、９５モル％以上がトリメチレンテレフタレート繰り返し単位からなり、５モル％以下がその他のエステル繰り返し単位からなり、固有粘度が０．７〜１．３のＰＴＴからなる繊維を、紡糸工程において一旦未延伸パッケージに巻取り、次いで該未延伸繊維を延伸工程で延伸する２段階法で延伸繊維を製造する方法を対象とする。
一般に２段階法における延伸は、延撚機（ドローツイスター）または延伸巻取機（ドローワインダー）と呼ばれる設備を利用して行われ、延伸繊維は前者ではパーン、後者ではチーズと呼ばれる形状に巻かれる。延伸繊維は、一般に、パーンにおいては有撚で、チーズにおいては無撚である。
【００１７】
本発明の第１の発明は、該２段階法で延伸繊維を製造する際の中間製品である未延伸繊維に関するものである。
本発明の未延伸繊維では、パッケージに巻かれる未延伸繊維の複屈折率が０．０６以下であることが必要である。
未延伸繊維の複屈折率が０．０６を越えると、延伸繊維の繊度変動が大きくなり本発明の目的の達成が困難となる。
すなわち、紡糸段階で空気抵抗などにより繊維が受けた応力（紡糸張力として測定される）の回復が未延伸繊維がパッケージに巻き取られた後に生じる。ところが両端部は収縮が規制されているために、結果的には耳高のフォームとなり、この耳部とそれ以外の部分とで繊度が異なって周期的繊度変動を生じるものと推定される。
長時間の静置によっても延伸調子や延伸繊維の品質を維持するために、未延伸繊維の複屈折率は０．０５以下であることが好ましい。延伸繊維のタフネスを高めるのに更に好ましい複屈折率は０．０３以下である。
【００１８】
本発明の未延伸繊維では、パッケージに巻かれる未延伸繊維の水分含有率を２重量％以下とすることが重要である。
未延伸繊維の水分含有率が２重量％を越えると、延伸繊維に周期的繊度変動が発生し品位の低下を来すばかりか、延伸調子も損なわれる。
未延伸繊維の水分含有率が、延伸繊維の延伸調子や品質に顕著に影響する理由は、長時間の放置により未延伸繊維の表面や両端部の未延伸繊維の水分含有率が減少し、それ以外の部分の未延伸繊維の水分含有率との差が拡大する。
この水分含有率差が、延伸時の平滑斑や温度斑となり周期的繊度変動を発生させるものと推定される。
【００１９】
未延伸繊維パッケージに巻かれる未延伸繊維の水分含有率は、低いほど好ましいが、１重量％以下であれば約１００時間以上の長時間静置によっても、延伸調子や延伸繊維の周期的繊度変動の発生をほとんど完全に回避できる。更に好ましい水分含有率は、０．８重量％以下である。
本発明の未延伸繊維は、硬質樹脂や紙管などに巻かれていることが好ましい。
本発明の未延伸繊維から延伸して得られる延伸繊維は、延伸調子が良好であるばかりでなく、延伸繊維の品質も優れたものとなる。
延伸繊維の繊度変動値Ｕ％は１．５％以下であり、且つ低繊度に由来する周期的繊度変動も実質的に存在しない。
【００２０】
本発明の第２の発明は、第１の発明の未延伸繊維を延伸して得られる延伸繊維である。
第２の発明においてはタフネスは２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２以上でなければならない。タフネスが２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２未満では、ＰＴＴ繊維を加工して得られる編織物の、引き裂き強度などの力学的性質が劣るものになり、衣料用繊維としては十分ではない。タフネスの好ましい範囲は２２（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２以上である。ちなみに一般の衣料用ポリエチレンテレフタレート繊維のタフネスは約２４（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２である。
第２の発明においては、イブネステスターによる連続的繊度変動測定においてＵ％は１．５％以下でなければならない。Ｕ％が１．５％を越えると物性の均一性や染色の均一性が悪く、その結果編織物に加工したときに、編織物全般に染め斑や染め筋が目立ち良好なものは得られない。Ｕ％の好ましい範囲は１．２％以下であり、更に好ましい範囲は１．０％以下である。
２重量％以上の高い水分率を有している未延伸繊維パッケージでは、パッケージの側面が経時的乾燥のために未延伸繊維の繊度変動が増大し、Ｕ％の悪化につながっていると思われる。
【００２１】
第２の発明においては少なくとも、まずイブネスターによる連続的繊度測定のそのチャート上に発生間隔が１０ｍ以下の周期的繊度変動が存在し、該変動の大きさが平均繊度変動対比２％以下でなければならない。これは上記の（１）に相当する。周期的変動とは、図１のようなイブネステスターによる連続繊度変動測定チャート上に、等間隔に存在する上下向きのひげ状シグナルに対応する変動のことである。シグナルが等間隔に観察されるということは、シグナル発生の原因となる繊度変動が周期的に起こっていることを意味する。下向きのシグナルが存在することは、繊維長方向のその点の繊度（繊維の太さ）が低い側に変動していることを意味し、上向きのシグナルが存在することは、繊維長方向のその点の繊度が高い側に変動していることを意味する。このように繊度変動の対平均繊度比率はチャート上から直読できる。これが２％を越えると編織物に加工したときに、Ｕ％が１．５％以下であっても、この周期的変動が原因で部分的に強い染斑や光沢斑が顕著であり、良好な衣料用編織物は得られない。
【００２２】
周期的繊度変動の発生間隔は実質的に未延伸繊維パッケージの両端部間の１ストローク分の未延伸繊維長×実延伸比、または２ストローク分の未延伸繊維長×実延伸比に相当している。両端部または片端部に存在する未延伸繊維の水分率が乾燥により減少し、これが延伸時に加熱斑や平滑斑となって延伸斑となり繊度変動となっているものと思われる。２段階法において周期的変動の発生間隔は未延伸繊維の巻取機のストローク長、綾角、延伸比で決まるが、通常１０ｍ以下である。
周期的変動が小さくなると連続変動測定チャート上では図２のように上下等間隔のシグナルが判別できなくなる。
しかし周期解析図図３のように周期変動があることを示すシグナルが現れる。
【００２３】
このように連続変動測定チャート上には周期変動シグナルが顕著でないが、周期解析図にはシグナルが現れるのが、上記の（２）の特性である。ちなみに周期解析においては、シグナルが低繊度側か高繊度側かは方法上わからない。この（２）の範囲が本発明の好ましい範囲である。
周期的変動が更に小さくなると、連続変動測定チャートにも周期解析図においてもシグナルが観察されない。この例が図２と周期解析図４である。この状態が上記（３）の特性を示す状態である。
これが本発明の最も好ましい範囲である。
【００２４】
以下に本発明の第３の発明である未延伸繊維の製造方法について詳述する。
本発明におけるＰＴＴポリマーは、９５モル％以上がトリメチレンテレフタレート繰り返し単位からなり、５モル％以下がその他のエステル繰り返し単位からなる。
即ち、本発明におけるＰＴＴは、ＰＴＴホモポリマー、及び５モル％以下のその他のエステル繰り返し単位を含む共重合ポリトリメチレンテレフタレートである。共重合成分の代表例には、以下のごときものがあげられる。
酸性分としては、イソフタール酸や５−ナトリウムスルホイソフタル酸に代表される芳香族ジカルボン酸、アジピン酸やイタコン酸に代表される脂肪族ジカルボン酸等々である。グリコール成分としては、エチレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール等々である。また、ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸もその例に含まれる。これらの複数が共重合されていても良い。
【００２５】
また、本発明のＰＴＴには本発明の効果を妨げない範囲で、酸化チタン等の艶消し剤、熱安定剤、酸化防止剤、制電剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、種々の顔料等々の添加剤を含有又は共重合として含んでいてもよい。
本発明におけるＰＴＴの固有粘度は、０．７〜１．３の範囲が好ましい。特に好ましくは０．８〜１．１である。
本発明におけるＰＴＴの製造方法は、公知のもので良く、その代表例は一定の固有粘度までは溶融重合で重合度を上げ、続いて固相重合で所定の固有粘度に相当する重合度まで上げる２段階法である。
【００２６】
以下に本発明におけるＰＴＴ未延伸繊維の製造方法及び、これを用いた延伸繊維の製造方法を図５及び図６、図７を用いて詳述する。
図５においてまず、乾燥機３で３０ｐｐｍ以下の水分率までに乾燥されたＰＴＴペレットを２５５〜２６５℃の温度に設定された押出機４に供給し溶融する。溶融ＰＴＴは、その後ベンド５を経て２５０〜２６５℃に設定されたスピンヘッド６に送液され、ギヤポンプで計量される。その後、スピンパック７に装着された複数の孔を有する紡糸口金８を経て、マルチフィラメント９として紡糸チャンバー内に押し出される。
押出機及びスピンヘッドの温度は、ＰＴＴペレットの固有粘度や形状によって上記範囲から最適なものを選ぶ。
【００２７】
紡糸チャンバー内に押し出されたＰＴＴマルチフィラメントは、冷却風１０によって室温まで冷却されつつ所定の速度で回転する引取ゴデットロール１２、１３によって細化されて、固化し、所定の繊度の未延伸繊維パッケージ１５として巻き取られる。
未延伸繊維は、引取ゴデットロール１２に接する前に、仕上げ剤付与装置１１によって仕上げ剤が付与される。未延伸繊維は引取ゴデットロール１３を出た後巻取機１４によって、未延伸繊維パッケージとして巻き取られる。
未延伸繊維パッケージの概略図を図８に示す。
【００２８】
本発明の未延伸繊維の製造方法において、未延伸繊維に付与する仕上げ剤は、水系エマルジョンタイプが使用される。
仕上げ剤の水系エマルジョンの濃度は、１５重量％以上であることが必要である。エマルジョン濃度が１５重量％未満では、延伸後の延伸繊維の仕上げ剤付与量を通常の０．５〜１．０重量％付与するためには、未延伸繊維に過剰の水分量が付与されることとなり、本発明の目的が達成されない。
即ち、エマルジョン濃度が１５重量％未満の仕上げ剤を使用して未延伸繊維の水分含有率を本発明の範囲である２重量％以下にするには、仕上げ剤付与量を少量にすることが考えられるが、この場合には延伸繊維に付与される仕上げ剤の付与量が例えば０．３重量％以下となり、延伸繊維の平滑性が損なわれる。好ましいエマルジョン濃度は、２０〜３５重量％である。
【００２９】
本発明の未延伸繊維の製造方法においては、仕上げ剤量を未延伸繊維の水分含有率が２重量％以下となるように付与することが必要である。
未延伸繊維の水分含有率が２重量％を越えると、長時間の静置により紡糸調子や延伸繊維の品質が不良となり、本発明の目的が達成されない。
未延伸繊維の水分含有率の調整は、仕上げ剤エマルジョン濃度と付与量を調整することにより決定することができる。
【００３０】
本発明の未延伸繊維の製造方法においては、巻取速度を３０００ｍ／分以下で巻き取ることが必要である。
巻取速度が３０００ｍ／分を越えると、未延伸繊維の複屈折率率が０．０６を越え、本発明の目的が達成されない。
好ましい巻取速度は、１０００〜２０００ｍ／分であり、更に好ましくは１２００〜１８００ｍ／分である。
【００３１】
未延伸繊維は、次に延伸工程に供給され、図６または図７に示すのような延伸機で延伸される。延伸工程に供給するまでの未延伸繊維の保存環境は、雰囲気温度を１０〜２５℃、相対湿度７５〜１００％に保っておくことが好ましい。
また、延伸機上の未延伸繊維は、延伸中を通してこの温度、湿度に保持することが好ましい。
延伸機上では、まず未延伸繊維パッケージ１５は４５〜６５℃に設定された供給ロール１６上で加熱され、供給ロール１６と延伸ロール１８との周速度比を利用して所定の繊度まで延伸される。繊維は延伸後あるいは延伸中に、１００〜１５０℃に設定されたホットプレート１７に接触しながら走行し、緊張熱処理を受ける。延伸ロールを出た繊維はスピンドルによって撚りをかけられながら、延伸繊維パーン１９として巻取る。
【００３２】
より好ましくは、供給ロール温度は５０〜６０℃、更に好ましくは５２〜５８℃である。
供給ロール１６と延伸ロール１８との比即ち、延伸比及びホットプレート温度は延伸張力が０．３５ｃＮ／ｄｔｅｘ前後となるように設定するのが良い。
また、必要に応じて図７に示すような延撚機を用いて、供給ロール１６とホットプレート１７の間に延伸ピンを設け、延伸を行っても良い。
この場合には、供給ロール温度を５０〜６０℃、より好ましくは５２〜５８
℃になるように厳密に管理することが良い。
本発明の製造方法は、この供給ロール温度と延伸ピンを組み合わせた延伸の場合に、本発明の効果が一層顕著に効奏する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に実施例などをもって本発明を更に詳細に説明するが、言うまでもなく本発明は実施例などにより限定されるものではない。
なお、実施例において行った物性の測定方法及び測定条件を説明する。
（１）．固有粘度
固有粘度［η］は、次式の定義に基づいて求められる値である。

定義式中のηｒは純度９８％以上の０−クロロフェノールで溶解したＰＴＴポリマーの稀釈溶液の３５℃での粘度を、同一温度で測定した上記溶液の粘度で除した値であり、相対粘度と定義されているものである。Ｃはｇ／１００ｍｌで現されるポリマー濃度である。
【００３４】
（２）．繊維の水分率
ＪＩＳーＬ−１０１３に準じて次式により求めた。
水分率（重量％）＝〔（Ｗ１ーＷ２）／Ｗ２〕×１００
ここで、Ｗ１：試料の採取時の重量（ｇ）
Ｗ２：試料の絶乾時の重量（ｇ）
【００３５】
（３）．連続繊度変動測定（チャート）及び繊度変動値Ｕ％
以下の方法で連続繊度変動チャート（ＤｉａｇｒａｍＭａｓｓ）を求めると同時にＵ％を測定する。
測定機イブネステスター（ツェルベガーウースター社製；ウスターテスター４）
測定条件
・糸速１００ｍ／分
・撚数１００００回／分
・測定繊維長２５０ｍ
・スケール繊維の繊度変動に応じて設定
【００３６】
（４）．染め級
以下の基準で熟練者が判定する。
５級：最も優れる（合格）
４級：優れる（合格）
３級：良好（ぎりぎり合格）
２級：劣る（不合格）
１級：非常に劣る（不合格）
【００３７】
【実施例１〜５、比較例１〜３】
酸化チタンを０．４重量％含む固有粘度０．９１のＰＴＴペレットを図５及び図６のような紡糸機及び延伸機を用いて、５６デシテックス／２４フィラメントＰＴＴ繊維の製造実験を行った。この実験では、未延伸繊維に付与する仕上げ剤の濃度と付与量を異ならせることにより、未延伸繊維の水分率含有量を異ならせて、これらの未延伸繊維のラグ時間による延伸繊維の繊度変動値Ｕ％へ与える影響を調べた。
この紡糸機においては、紡糸口金が同時に１６個装着可能で、従って本実施例では未延伸繊維を同時に１６個採取した。これに続く延伸においては、この同時に採取した１６本の未延伸繊維を同時に延伸を開始した。
未延伸繊維の巻取は、６ｋｇ巻きとし、延伸に際しては、この未延伸繊維から１．５ｋｇ巻き延伸繊維をラグ時間ごとに４本採取するやり方をとった。
未延伸繊維の巻取中、保管中及び延伸中を通して、未延伸繊維は一定条件の雰囲気に保持した。雰囲気条件としては、温度を２２℃、相対湿度を９０％に保った。
【００３８】
本実施例及び比較実施例における紡糸条件及び延伸条件は、以下のごとくである。

【００３９】

【００４０】
（延伸繊維物性）
繊度５４．２デシテックス
破断強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ
破断伸度４５％
タフネス２３（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２
沸水収縮率１３．１％
未延伸繊維の水分含有率と、これをラグ時間１２０時間まで静置して延伸した延伸繊維の繊度変動値Ｕ％と染め品位を、第１表に示す。
第１表から明らかなように、未延伸繊維の水分含有率が本発明の範囲であれば長時間のラグにも係わらず、延伸繊維の染めが良好な品位を示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
【実施例６〜１０、比較例４】
本実施例では、未延伸繊維の複屈折率が延伸繊維の染め品位に及ぼす影響について調べた。
本実施例及び比較実施例における紡糸条件及び延伸条件は、以下のごとくである。
未延伸繊維の水分含有率は０．８重量％であった。また、パッケージの巻取中、保管中及び延伸中を通して未延伸繊維は一定条件の雰囲気に保持した。雰囲気条件としては、温度を２２℃、相対湿度を９０％に保った。
【００４３】

【００４４】

【００４５】
（延伸繊維物性）
繊度５４．２デシテックス
破断強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ
破断伸度４５％
タフネス２３（ｃＮ／ｄｔｅｘ）％^１／２
沸水収縮率１３．１％
仕上げ剤付着率０．８重量％
第２表に未延伸繊維の複屈折率と、これをラグ時間１２０時間まで静置して延伸した延伸繊維の繊度変動値Ｕ％と染め品位を示す。
第２表から明らかなように、未延伸繊維の複屈折率が本発明の範囲であれば長時間のラグにも係わらず、延伸繊維の染めが良好な品位を示す。
【００４６】
【表２】

【００４７】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、ＰＴＴ繊維の２段階法、即ち紡糸−未延伸繊維巻取、それに続く延伸からなる延伸繊維の製造方法において、未延伸繊維の経時的変化が原因で起こる延伸調子の不調と延伸繊維の繊度変動を最小限に抑えることが出来、均一性の高いＰＴＴ繊維を高収縮率で得ることができる。
本発明のＰＴＴ未延伸繊維は、長時間のラグによっても延伸して得られる延伸繊維の繊度変動を小さく維持することが出来、均一性の高いＰＴＴ繊維を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】周期的変動の顕著なイブネステスターＵ％チャート（ＤｉａｇｒａｍＭａｓｓ）図である。
【図２】周期的変動が顕著でないイブネステスターＵ％チャート図である。
【図３】周期的変動が存在する周期解析図（ＳｐｅｃｔｒｏｇｒａｍＭａｓｓ）である。
【図４】周期的変動が存在しない周期解析図である。
【図５】紡糸機の概略図である。
【図６】延撚機の概略図である。
【図７】延伸ピンを有する延撚機の概略図である。
【図８】未延伸繊維パッケージの概略図である。
【符号の説明】
１未延伸繊維
２未延伸繊維巻き取りボビン
３ポリマーチップ乾燥機
４押出機
５ベンド
６スピンヘッド
７スピンパック
８紡糸口金
９フィラメント
１０冷却風
１１仕上げ剤付与装置
１２、１３ゴデットロール
１４巻き取り機
１５未延伸繊維パッケージ
１６供給ロール
１７ホットプレート
１８延伸ロール
１９パーン
２０延伸ピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an undrawn fiber made of polytrimethylene terephthalate fiber, a drawn fiber, and a method for producing the same. Specifically, polytrimethylene terephthalate is melt-spun, wound once as unstretched fiber, and then stretched to produce a fiber, which is an intermediate product in a so-called two-stage production method and unstretched fiber. It is related with the drawn fiber obtained by extending | stretching, and its manufacturing method. More particularly, the present invention relates to a highly uniform stretched polymethylene terephthalate fiber for clothing, an unstretched fiber from which it can be obtained, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Polyethylene terephthalate fibers (hereinafter referred to as “PET fibers”) are produced in large quantities around the world as synthetic fibers that are most suitable for apparel applications and have become a major industry.
On the other hand, although polytrimethylene terephthalate fiber (hereinafter referred to as “PTT fiber”) has a long history of research, the price of trimethylene glycol, which is one of the raw materials, is high and has not yet reached full-scale industrial production. However, in recent years, an inexpensive process for producing trimethylene glycol has been developed, and the possibility of industrialization has emerged.
PTT fiber is expected to be a breakthrough fiber that has both the good point of polyester fiber and the good point of nylon fiber, and its application to clothing and carpets has been studied taking advantage of its characteristics.
[0003]
Regarding PTT fiber, (A) J. et al. Polymer Science: Polymer Phisics Edition Vol. 14 P263-274 (1976), and (B) Chemical Fibers International Vol. 45, April (1995) 110-111, (C) JP-A-52-5320, (D) 58-104216, (E) 52-8123, (F) 52-8124. Prior arts such as a publication, (G) WO99 / 27168 publication pamphlet exist and are already known.
[0004]
Prior art (A) and (B) describe the basic characteristics of the stress-elongation characteristics of PTT fibers, and PTT fibers have a low initial modulus and excellent elastic recovery, making them suitable for clothing and carpet applications. It is suggested that
Further, in the prior arts (C) to (G), in order to further improve such characteristics of the PTT fiber, a method for improving the elastic recovery property by improving the dimensional stability against heat is proposed.
In these prior arts, most of them are produced by a two-stage method as a production method for obtaining PTT fibers. Among them, the following technique is disclosed in the prior art (D) technically similar to the present invention.
[0005]
A PTT unstretched fiber according to a normal production method, that is, an unstretched fiber spun at a spinning speed of less than 2000 m / min has an extremely low degree of orientation and crystallinity and a low glass transition temperature of 35 ° C. It is very difficult to obtain PTT fibers having very good properties due to frequent changes over time, frequent occurrence of fluff and neps during stretching.
In the prior art (D), as a technique for avoiding this problem, the spinning speed is set to 2000 m / min or more, preferably 2500 m / min or more, the degree of orientation and crystallinity of the fibers is increased, and the drawing temperature is set to 35 to 80. A method of keeping at ° C has been proposed. In addition, the prior art (D) discloses an example in which an unstretched fiber is obtained at a spinning speed of 3500 m / min or more, and is allowed to stand for 24 hours under conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60%.
[0006]
However, in the prior art (D), the structure and physical properties of unstretched fibers spun at a spinning speed of less than 2000 m / min are prominent in so-called time-dependent changes that change with time near room temperature. Although it has been described as having an adverse effect, there is no description or suggestion of a workaround. Moreover, there is no suggestion of a specific means for minimizing the change over time and providing good draw tone and good fiber quality. Further, from the description of the examples of the prior art (D), the PTT drawn fiber obtained by the method (D) has a toughness of 18 (cN / dtex)%.^1/2It can be read that the following mechanical properties are inferior PTT fibers.
The comparative example of the prior art (D) describes that spinning was performed at a spinning speed of 1200 m / min, and the unstretched fiber was stretched after being left in an atmosphere of 20 ° C. and a relative humidity of 60%. .6 (cN / dtex)%^1/2Only a low value of fiber is obtained, and there is no description about the fineness variation value U% or the periodic variation.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the production of PTT fibers by a two-stage process, the shape of the unstretched fiber package changes over time due to shrinkage or drying, and thus the stretch obtained from unstretched fibers wound in the time-varying package The fibers generally have a fineness fluctuation value, that is, U% is large, and a periodic fineness fluctuation corresponding to the product of the traverse width of an undrawn fiber winder or its multiple and the actual draw ratio occurs.
This periodic fineness variation is detected in a sawtooth shape on the low fineness side and the high fineness side.
FIG. 1 shows an example of a continuous fineness variation measurement chart using an evenness tester. The periodic fineness variation is a variation corresponding to a whisker-like signal existing at equal intervals on the chart of FIG. The fact that the signals are observed at equal intervals means that the fineness fluctuation that causes the signal generation occurs periodically, and the presence of a strong downward signal means that the fineness at that point in the fiber length direction. It means that (fiber thickness) is fluctuating to the lower side. In addition, the presence of a strong upward signal means that the fineness at that point in the fiber length direction varies to the higher side.
[0008]
The occurrence interval of the periodic fineness variation substantially corresponds to the unstretched fiber length for one stroke between the both ends of the unstretched fiber package × actual stretch ratio, or the unstretched fiber length for two strokes × actual stretch ratio. doing.
In the two-stage method, the occurrence of periodic fineness variation is determined by the stroke length, twill angle, and draw ratio of the winder of the undrawn fiber package, but is usually 10 m or less.
As described above, a drawn fiber having a large fineness variation value U% and having a periodic fineness variation is generally poor in uniformity of dyeing when it is dyed after being formed into a knitted fabric, and exhibits periodic dyeing and glossy spots. It is not suitable for clothing that respects uniformity.
[0009]
FIG. 2 is an example of an evenness tester measurement chart in which this periodic variation does not exist.
As a method for solving such a problem, the present inventors have proposed a proposal for specifying a winding tension when winding an unstretched fiber, and management of temperature and humidity in the storage and stretching process of the unstretched fiber. No. 11-068672 filed.
According to this proposal, the temporal deformation of the undrawn fiber package shape is eliminated, and as a result, the periodic fineness variation and toughness appearing on the low fineness side of the drawn fiber are improved.
[0010]
Usually, in the industrial production of synthetic fibers by the two-stage method, after unwound fibers having a weight of 5 to 10 kg are wound, they are taken 2 to 5 times into stretched fiber pans of 2 to 3 kg through a lag time. Yes. This sorting operation of the unstretched fibers into the stretched fibers is performed by threading the whole spindle only for the first time, and is referred to as “intermediate switching” in the subsequent sorting, omitting the threading operation and performing only the replacement of the pan. At the time of this “intermediate switching”, a drawing pin is employed to suppress yarn breakage at the start of drawing.
In industrial production, it may take 4 to 5 days from unstretched winding to the end of stretching.
[0011]
In this way, when stretching is performed by using a stretching pin when stretching unstretched fibers, or when the lag time until stretching exceeds about 100 hours, periodic fineness fluctuations appear only by adopting the previous proposal. It became clear that it was difficult to achieve its purpose completely. Furthermore, it became clear that the periodic fineness variation appears not only on the low fineness side but also on the high fineness side. It has also been found that stretching under such conditions is no longer possible by simply increasing the birefringence as disclosed in the prior art (D).
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to produce an unstretched fiber capable of producing a stretched fiber excellent in uniformity in the production of a PTT fiber by a two-stage method, a stretched fiber obtained by stretching it, and The production method is provided. That is, a stable drawing tone (drawing yield) can be obtained regardless of the use of a drawing pin at the time of drawing or the undrawn fiber being left for a long time exceeding about 100 hours, and fineness fluctuations, particularly periodic fluctuations, can be obtained. The present invention provides an unstretched PTT fiber that can be eliminated, a stretched fiber obtained by stretching the fiber, and an industrial production method thereof.
The problem to be solved by the present invention is to minimize the change over time of the unstretched PTT fiber and to eliminate the adverse effects on the stretch condition and the quality of the stretched fiber when left for a long time.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention specify that the birefringence and the moisture content of the PTT unstretched fiber can significantly improve the stretch tone and the quality of the stretched fiber. The headline and the present invention were completed.
That is, the first invention of the present invention comprises polytrimethylene terephthalate having a limiting viscosity of 0.7 to 1.3, comprising 95 mol% or more of trimethylene terephthalate repeating units and 5 mol% or less of other ester repeating units. The undrawn fiber is characterized by satisfying the following (1) and (2).
(1) Birefringence of unstretched fiber ≦ 0.06
(2) Moisture content of unstretched fiber ≦ 2% by weight
[0014]
A second invention of the present invention is a drawn fiber obtained by drawing the undrawn fiber of the first invention, and has a toughness of 20 (cN / dtex)%^1/2As described above, in the continuous fineness variation measurement by the Evenes tester, U% is 1.5% or less, and any of the following characteristics (1), (2), (3) is exhibited: Fiber.
(1) A periodic variation with an occurrence interval of 10 m or less exists on the Evenestester chart, and the magnitude of the variation is 2% or less compared to the average fineness.
(2) Although periodic fluctuations with an occurrence interval of 10 m or less cannot be determined on the Evenestester chart, periodic fluctuations with an interval of 10 m or less exist on the periodic analysis diagram of fineness fluctuations.
(3) On the Evenestester chart, periodic fluctuations with an occurrence interval of 10 m or less cannot be discriminated, and there are no periodic fluctuations with an interval of 10 m or less on the periodic analysis diagram of fineness fluctuations.
However, toughness = breaking strength x breaking elongation^1/2(CN / dtex)%^1/2
Evenness tester measuring fiber length = 250m
[0015]
The third invention of the present invention is composed of a polytrimethylene terephthalate having 95 mol% or more trimethylene terephthalate repeating units and 5 mol% or less of other ester repeating units and having an intrinsic viscosity of 0.7 to 1.3. In producing the undrawn fiber, the following requirements (1) to (3) are satisfied.
(1) The aqueous emulsion concentration of the finishing agent to be applied to the unstretched fibers is 15% by weight or more,
(2) After applying the finishing agent in an application amount such that the moisture content of the unstretched fiber is 2% by weight or less,
(3) Winding at a winding speed of 3000 m / min or less.
[0016]
The present invention provides a fiber comprising PTT having an intrinsic viscosity of 0.7 to 1.3 in a spinning step, wherein 95 mol% or more is composed of trimethylene terephthalate repeating units, 5 mol% or less is composed of other ester repeating units. The present invention is directed to a method of producing a drawn fiber by a two-stage method in which the undrawn package is once wound up and then drawn in a drawing process.
In general, drawing in the two-stage method is performed using equipment called a draw twister or draw winder, and the drawn fibers are wound into a shape called Pahn in the former and cheese in the latter. . The drawn fibers are generally twisted in Pann and untwisted in cheese.
[0017]
1st invention of this invention is related with the undrawn fiber which is an intermediate product at the time of manufacturing a drawn fiber by this two-stage method.
In the unstretched fiber of the present invention, it is necessary that the birefringence of the unstretched fiber wound around the package is 0.06 or less.
If the birefringence of the undrawn fiber exceeds 0.06, the fineness variation of the drawn fiber becomes large, and it becomes difficult to achieve the object of the present invention.
That is, recovery of stress (measured as spinning tension) applied to the fiber by air resistance or the like at the spinning stage occurs after the undrawn fiber is wound on the package. However, since the shrinkage is regulated at both ends, the result is a foam with a high ear height, and it is presumed that the fineness is different between this ear and the other parts, causing periodic fineness fluctuations.
The birefringence of the unstretched fiber is preferably 0.05 or less in order to maintain the stretched tone and the quality of the stretched fiber even after standing for a long time. The birefringence that is more preferable for increasing the toughness of the drawn fiber is 0.03 or less.
[0018]
In the undrawn fiber of the present invention, it is important that the moisture content of the undrawn fiber wound around the package is 2% by weight or less.
If the moisture content of the undrawn fiber exceeds 2% by weight, not only will the periodic fineness change occur in the drawn fiber and the quality will deteriorate, but also the drawing tone will be impaired.
The reason why the moisture content of unstretched fibers significantly affects the stretch condition and quality of the stretched fibers is that the moisture content of the unstretched fibers on the surface and both ends of the unstretched fibers is reduced by leaving it for a long time. The difference with the moisture content of the unstretched fiber of the part other than is expanded.
It is estimated that this moisture content difference becomes smooth spots and temperature spots at the time of stretching and causes periodic fineness fluctuations.
[0019]
The lower the moisture content of the unstretched fiber wound in the unstretched fiber package, the better. However, if it is 1% by weight or less, even after standing for a long time of about 100 hours or longer, the stretching tone and the periodic fineness variation of the stretched fiber Can be almost completely avoided. A more preferable moisture content is 0.8% by weight or less.
The unstretched fiber of the present invention is preferably wound around a hard resin or a paper tube.
The drawn fiber obtained by drawing from the undrawn fiber of the present invention not only has a good drawing tone, but also has excellent drawn fiber quality.
The fineness variation value U% of the drawn fiber is 1.5% or less, and there is substantially no periodic fineness variation derived from the low fineness.
[0020]
The second invention of the present invention is a drawn fiber obtained by drawing the undrawn fiber of the first invention.
In the second invention, the toughness is 20 (cN / dtex)%^1/2It must be more than that. Toughness is 20 (cN / dtex)%^1/2If it is less than the above, the knitted fabric obtained by processing the PTT fiber is inferior in mechanical properties such as tear strength, and is not sufficient as a fiber for clothing. The preferred range of toughness is 22 (cN / dtex)%^1/2That's it. Incidentally, the toughness of polyethylene terephthalate fibers for general clothing is about 24 (cN / dtex)%.^1/2It is.
In the second invention, U% must be 1.5% or less in the continuous fineness variation measurement by an evenness tester. If U% exceeds 1.5%, the uniformity of physical properties and the uniformity of dyeing are poor, and as a result, when processed into a knitted fabric, dyed spots and dyed streaks are not conspicuously good in general. . A preferable range of U% is 1.2% or less, and a more preferable range is 1.0% or less.
In an undrawn fiber package having a high moisture content of 2% by weight or more, it is considered that the fluctuation of the fineness of the undrawn fiber increases due to drying of the side surface of the package over time, leading to deterioration of U%. .
[0021]
In the second invention, at least, there is a periodic fineness fluctuation having an occurrence interval of 10 m or less on the chart of continuous fineness measurement by an Evenester, and the magnitude of the fluctuation is not less than 2% compared to the average fineness fluctuation. Don't be. This corresponds to the above (1). The periodic fluctuation is a fluctuation corresponding to a whisker-like signal that is present at equal intervals on a continuous fineness fluctuation measurement chart by an evenness tester as shown in FIG. The fact that signals are observed at regular intervals means that fineness fluctuations that cause signal generation occur periodically. The presence of a downward signal means that the fineness (fiber thickness) of the point in the fiber length direction has fluctuated to the lower side, and the presence of an upward signal means that the fineness of the point in the fiber length direction It means that the fineness of the point is changing to the higher side. In this way, the fineness ratio to average fineness ratio can be read directly from the chart. If this exceeds 2%, when processed into a knitted fabric, even if U% is 1.5% or less, strong stains and glossy spots are partially noticeable due to this periodic variation. A knitted fabric for clothing cannot be obtained.
[0022]
The occurrence interval of the periodic fineness variation substantially corresponds to the unstretched fiber length for one stroke between the both ends of the unstretched fiber package × actual stretch ratio, or the unstretched fiber length for two strokes × actual stretch ratio. Yes. It is considered that the moisture content of the unstretched fibers present at both ends or one end is reduced by drying, and this becomes heating spots or smooth spots at the time of stretching, resulting in stretched spots and fluctuations in fineness. In the two-stage method, the periodic fluctuation occurrence interval is determined by the stroke length of the undrawn fiber winder, the twill angle, and the draw ratio, but is usually 10 m or less.
When the periodic fluctuation becomes small, signals at equal intervals in the vertical direction cannot be discriminated on the continuous fluctuation measurement chart as shown in FIG.
However, a signal indicating that there is a periodic variation appears as shown in FIG.
[0023]
As described above, the periodic fluctuation signal is not remarkable on the continuous fluctuation measurement chart, but the signal appears in the periodic analysis chart in the characteristic (2). By the way, in periodic analysis, it is unknown in the method whether the signal is on the low-fineness side or the high-fineness side. This range (2) is a preferred range of the present invention.
When the periodic fluctuation is further reduced, no signal is observed in either the continuous fluctuation measurement chart or the periodic analysis chart. This example is shown in FIG. 2 and the period analysis diagram 4. This state is a state showing the characteristic (3).
This is the most preferred range of the present invention.
[0024]
The method for producing unstretched fibers according to the third aspect of the present invention will be described in detail below.
In the PTT polymer of the present invention, 95 mol% or more is composed of trimethylene terephthalate repeating units, and 5 mol% or less is composed of other ester repeating units.
That is, PTT in the present invention is a copolymerized polytrimethylene terephthalate containing a PTT homopolymer and other ester repeating units of 5 mol% or less. Typical examples of the copolymer component include the following.
Acidic components include aromatic dicarboxylic acids typified by isophthalic acid and 5-sodiumsulfoisophthalic acid, aliphatic dicarboxylic acids typified by adipic acid and itaconic acid, and the like. Examples of the glycol component include ethylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol, and the like. Examples also include hydroxycarboxylic acids such as hydroxybenzoic acid. A plurality of these may be copolymerized.
[0025]
Further, the PTT of the present invention includes a matting agent such as titanium oxide, a heat stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, an antibacterial agent, various pigments and the like as long as the effects of the present invention are not hindered. An additive may be contained or copolymerized.
The intrinsic viscosity of PTT in the present invention is preferably in the range of 0.7 to 1.3. Most preferably, it is 0.8-1.1.
The production method of PTT in the present invention may be a known method, and a typical example thereof is to increase the polymerization degree by melt polymerization until a certain intrinsic viscosity, and subsequently to a polymerization degree corresponding to a predetermined intrinsic viscosity by solid phase polymerization. It is a two-stage method.
[0026]
Below, the manufacturing method of the PTT undrawn fiber in this invention and the manufacturing method of the drawn fiber using this are explained in full detail using FIG.5, FIG.6, FIG.7.
In FIG. 5, first, PTT pellets dried to a moisture content of 30 ppm or less by the dryer 3 are supplied to the extruder 4 set to a temperature of 255 to 265 ° C. and melted. The molten PTT is then fed through the bend 5 to the spin head 6 set at 250 to 265 ° C. and measured by a gear pump. Thereafter, the multi-filament 9 is extruded into a spinning chamber through a spinneret 8 having a plurality of holes mounted on the spin pack 7.
The optimum temperature of the extruder and spin head is selected from the above range depending on the intrinsic viscosity and shape of the PTT pellets.
[0027]
The PTT multifilament extruded into the spinning chamber is thinned and solidified by take-off godet rolls 12 and 13 that rotate at a predetermined speed while being cooled to room temperature by cooling air 10, and unstretched fiber package 15 having a predetermined fineness. Rolled up as
Before the unstretched fiber comes into contact with the take-up godet roll 12, the finishing agent is applied by the finishing agent applying device 11. The unstretched fiber exits the take-up godet roll 13 and is wound up by the winder 14 as an unstretched fiber package.
A schematic diagram of the unstretched fiber package is shown in FIG.
[0028]
In the method for producing unstretched fibers of the present invention, a water-based emulsion type is used as the finishing agent imparted to the unstretched fibers.
The concentration of the aqueous emulsion of the finishing agent needs to be 15% by weight or more. If the emulsion concentration is less than 15% by weight, an excessive amount of moisture should be imparted to the unstretched fiber in order to impart the usual 0.5 to 1.0% by weight of the finished fiber applied to the stretched fiber after stretching. Thus, the object of the present invention is not achieved.
That is, in order to reduce the moisture content of the unstretched fiber to 2% by weight or less, which is the range of the present invention, using a finishing agent having an emulsion concentration of less than 15% by weight, it is considered that a small amount of finishing agent is applied. In this case, however, the amount of the finishing agent applied to the drawn fiber is, for example, 0.3% by weight or less, and the smoothness of the drawn fiber is impaired. A preferred emulsion concentration is 20 to 35% by weight.
[0029]
In the method for producing undrawn fiber of the present invention, it is necessary to apply the finishing agent so that the moisture content of the undrawn fiber is 2% by weight or less.
If the moisture content of the undrawn fiber exceeds 2% by weight, the spinning tone and the quality of the drawn fiber become poor due to standing for a long time, and the object of the present invention is not achieved.
The adjustment of the moisture content of the unstretched fiber can be determined by adjusting the finishing agent emulsion concentration and the applied amount.
[0030]
In the method for producing an unstretched fiber of the present invention, it is necessary to wind at a winding speed of 3000 m / min or less.
When the winding speed exceeds 3000 m / min, the birefringence index of the undrawn fiber exceeds 0.06, and the object of the present invention is not achieved.
A preferable winding speed is 1000 to 2000 m / min, and more preferably 1200 to 1800 m / min.
[0031]
The unstretched fiber is then supplied to a stretching process and is stretched by a stretching machine as shown in FIG. 6 or FIG. The storage environment for unstretched fiber until it is supplied to the stretching step is preferably maintained at an ambient temperature of 10 to 25 ° C. and a relative humidity of 75 to 100%.
The unstretched fiber on the stretching machine is preferably maintained at this temperature and humidity throughout the stretching.
On the stretching machine, first, the unstretched fiber package 15 is heated on the supply roll 16 set to 45 to 65 ° C., and stretched to a predetermined fineness using the peripheral speed ratio between the supply roll 16 and the stretching roll 18. The The fiber travels while in contact with the hot plate 17 set to 100 to 150 ° C. after stretching or during stretching, and is subjected to tension heat treatment. The fiber exiting the drawing roll is wound as a drawn fiber pan 19 while being twisted by a spindle.
[0032]
More preferably, supply roll temperature is 50-60 degreeC, More preferably, it is 52-58 degreeC.
The ratio between the supply roll 16 and the stretching roll 18, that is, the stretching ratio and the hot plate temperature are preferably set so that the stretching tension is around 0.35 cN / dtex.
Further, if necessary, an extension pin as shown in FIG. 7 may be used to provide an extension pin between the supply roll 16 and the hot plate 17 for extension.
In this case, the supply roll temperature is 50 to 60 ° C., more preferably 52 to 58.
It is better to strictly manage the temperature so that it becomes ℃.
In the production method of the present invention, the effect of the present invention is more remarkably effective in the case of stretching in which the supply roll temperature and the stretching pin are combined.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and the like. Needless to say, the present invention is not limited to the examples.
In addition, the measurement method and measurement conditions of the physical property performed in the Example are demonstrated.
(1). Intrinsic viscosity
The intrinsic viscosity [η] is a value obtained based on the definition of the following formula.

Ηr in the definition formula is a value obtained by dividing the viscosity at 35 ° C. of a diluted solution of a PTT polymer dissolved in 0-chlorophenol having a purity of 98% or more by the viscosity of the above solution measured at the same temperature. Is defined. C is the polymer concentration expressed in g / 100 ml.
[0034]
(2). Fiber moisture content
It calculated | required by following Formula according to JIS-L-1013.
Moisture content (% by weight) = [(W1-W2) / W2] × 100
Here, W1: Weight at the time of sampling (g)
W2: Weight when the sample was completely dried (g)
[0035]
(3). Continuous fineness fluctuation measurement (chart) and fineness fluctuation value U%
A continuous fineness variation chart (Diagram Mass) is obtained by the following method and at the same time U% is measured.
Measuring machine Evenes Tester (Zerbegger Wooster, Inc .; Worcester Tester 4)
Measurement condition
・ Thread speed 100m / min
・ Number of twists 10,000 times / minute
・ Measurement fiber length 250m
・ Scale Set according to fiber fineness variation
[0036]
(4). Dyeing grade
Experts make judgments based on the following criteria.
5th grade: Excellent (pass)
Grade 4: Excellent (Pass)
3rd grade: Good (passes the limit)
Second grade: Inferior (failed)
Level 1: Very inferior (failed)
[0037]
Examples 1-5, Comparative Examples 1-3
An experiment for producing 56 dtex / 24-filament PTT fiber was performed on PTT pellets containing 0.4% by weight of titanium oxide and having an intrinsic viscosity of 0.91 using a spinning machine and a drawing machine as shown in FIGS. In this experiment, by varying the concentration and amount of finish applied to the unstretched fibers, the moisture content of the unstretched fibers is varied, and the fineness variation of the stretched fibers due to the lag time of these unstretched fibers The effect on the value U% was examined.
In this spinning machine, 16 spinnerets can be mounted at the same time. Therefore, in this example, 16 undrawn fibers were collected at the same time. In the subsequent drawing, the 16 undrawn fibers collected at the same time were simultaneously drawn.
The unstretched fiber was wound by 6 kg, and at the time of stretching, a 1.5 kg-wrapped stretched fiber was taken from this unstretched fiber every lag time.
The undrawn fiber was kept in an atmosphere of a certain condition during winding, storage and drawing of the undrawn fiber. As atmospheric conditions, the temperature was kept at 22 ° C. and the relative humidity was kept at 90%.
[0038]
The spinning conditions and stretching conditions in this example and the comparative example are as follows.

[0039]

[0040]
(Physical properties of drawn fiber)
Fineness 54.2 dtex
Breaking strength 3.5cN / dtex
Elongation at break 45%
Toughness 23 (cN / dtex)%^1/2
Boiling water shrinkage 13.1%
Table 1 shows the moisture content of the unstretched fiber, the fineness variation value U% of the stretched fiber that was stretched by standing for a lag time of 120 hours, and the dyeing quality.
As is apparent from Table 1, if the moisture content of the unstretched fiber is within the range of the present invention, the stretched fiber is dyed with good quality despite the long time lag.
[0041]
[Table 1]

[0042]
Examples 6 to 10, Comparative Example 4
In this example, the influence of the birefringence of the undrawn fiber on the dyed quality of the drawn fiber was examined.
The spinning conditions and stretching conditions in this example and the comparative example are as follows.
The moisture content of the unstretched fiber was 0.8% by weight. Further, the unstretched fiber was kept in an atmosphere of a certain condition during winding of the package, storage and stretching. As atmospheric conditions, the temperature was kept at 22 ° C. and the relative humidity was kept at 90%.
[0043]

[0044]

[0045]
(Physical properties of drawn fiber)
Fineness 54.2 dtex
Breaking strength 3.5cN / dtex
Elongation at break 45%
Toughness 23 (cN / dtex)%^1/2
Boiling water shrinkage 13.1%
Finishing agent adhesion rate 0.8% by weight
Table 2 shows the birefringence of the unstretched fiber, the fineness variation value U% of the stretched fiber stretched by standing it for a lag time of 120 hours, and the dyeing quality.
As is apparent from Table 2, if the birefringence of the unstretched fiber is within the range of the present invention, the stretched fiber is dyed with good quality despite the long time lag.
[0046]
[Table 2]

[0047]
【The invention's effect】
According to the production method of the present invention, in a two-stage method of PTT fiber, that is, a method for producing drawn fiber comprising spinning-undrawn fiber winding and subsequent drawing, the drawing condition caused by a change with time of the undrawn fiber. And the fineness fluctuation of the drawn fiber can be minimized, and a highly uniform PTT fiber can be obtained with a high shrinkage.
The unstretched PTT fiber of the present invention can maintain a small variation in fineness of a stretched fiber obtained by stretching even with a long-time lug, and a highly uniform PTT fiber can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an evenness tester U% chart (Diagram Mass) with remarkable periodic fluctuations.
FIG. 2 is an evenness tester U% chart showing no significant periodic fluctuations.
FIG. 3 is a periodic analysis diagram (Spectrogram Mass) in which a periodic variation exists.
FIG. 4 is a periodic analysis diagram in which no periodic fluctuation exists.
FIG. 5 is a schematic view of a spinning machine.
FIG. 6 is a schematic view of a drawing machine.
FIG. 7 is a schematic view of a drawing machine having a drawing pin.
FIG. 8 is a schematic view of an unstretched fiber package.
[Explanation of symbols]
1 Undrawn fiber
2 Undrawn fiber winding bobbin
3 Polymer chip dryer
4 Extruder
5 Bend
6 Spin head
7 Spin Pack
8 Spinneret
9 Filament
10 Cooling air
11 Finishing agent applicator
12, 13 Godet Roll
14 Winder
15 Unstretched fiber package
16 Supply roll
17 Hot plate
18 Stretch roll
19 Pan
20 Drawing pin

Claims

It is composed of 95 mol% or more of trimethylene terephthalate repeating units and 5 mol% or less of other ester repeating units, and is composed of polytrimethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.7 to 1.3, which is shown below (1), An undrawn fiber used in a two-stage production method in which an undrawn yarn characterized by satisfying (2) is once wound in a separate step .
(1) Birefringence of unstretched fiber ≦ 0.06
(2) Average moisture content of undrawn fiber ≦ 2% by weight

The unstretched fiber according to claim 1, wherein the unstretched fiber has a birefringence of 0.05 or less and an average moisture content of 1% by weight or less.

In producing an unstretched fiber composed of 95 mol% or more of trimethylene terephthalate repeating units and 5 mol% or less of other ester repeating units, and composed of polytrimethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.7 to 1.3, A method for producing undrawn fiber, which is used in a two-stage production method in which the undrawn yarn is drawn once in a separate step, which satisfies the following requirements (1) to (3).
(1) The aqueous emulsion concentration of the finishing agent to be applied to the unstretched fibers is 15% by weight or more,
(2) After applying the finishing agent in an application amount such that the average moisture content of the undrawn fiber is 2% by weight or less,
(3) Winding at a winding speed of 3000 m / min or less.

It is characterized in that the aqueous emulsion concentration of the finishing agent is set to 20% by weight or more and the average moisture content of the unstretched fiber is applied in an application amount of 1% by weight and then wound up at a winding speed of 2000 m / min or less. The manufacturing method of the unstretched fiber of Claim 3 .

A method for producing a drawn fiber, wherein the undrawn yarn according to claim 3 is drawn at a supply roll temperature of 45 to 65 ° C.

A method for producing a drawn fiber, comprising drawing the undrawn yarn according to claim 3 at a supply roll temperature of 50 to 60 ° C and using a drawing pin.