JP3842895B2 - ポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紡糸引取り後の単糸繊度が1.0 デニール（ｄ）以下となるポリエステル極細マルチフィラメントを、高速紡糸法で安定して連続的に製造する溶融紡糸方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
単糸繊度が1.0 ｄ以下のポリエステル極細マルチフィラメントは、風合いが優れているため、天然皮革調の布帛やピーチスキン調の織物など幅広い用途に用いられている。このような極細マルチフィラメントの製造方法としては、様々な方法が用いられているが、特殊な紡糸装置を用いず、比較的簡単に製造する方法として、特開昭54−30924 号公報には、紡糸速度2500ｍ／分以上の高速度で紡糸し、単糸繊度1.0 ｄ以下の高配向化した極細繊維を得る方法が提案されている。
【０００３】
この方法によると、口金に穿孔された紡糸孔１孔あたりの吐出量が増大することや、紡糸張力の増加に伴って口金下流の糸揺れが緩和されること、さらには高い配向度等の効果によって繊度斑が小さくなり、比較的簡単に極細マルチフィラメントを得ることができるという利点がある。
【０００４】
しかしながら、単糸繊度が小さくなるほど、またフィラメント数が多くなるほど紡出糸条に作用する空気抵抗が飛躍的に増大するため、紡糸張力が高くなりすぎてドラフト切れが生じたり、随伴流の発生が増大し、糸揺れが大きくなって糸条の繊度斑が大きくなり、均斉度が悪化するという問題がある。
【０００５】
そこで、従来、高速紡糸で極細繊維を製造する方法においては、紡糸口金に穿孔される吐出孔の配列を工夫したり、冷却後の糸条が走行中に受ける空気抵抗をできるだけ抑え、紡糸張力を抑える方法や、糸条の冷却速度を制御する方法が採用されており、これらの方法によって紡糸引取り後の単糸繊度が0.5 ｄ程度の極細繊維の製造が可能になった。
しかしながら、紡糸引取り後の単糸繊度が２〜３ｄの一般糸と比較すると、紡糸、巻取工程での糸切れ率が高く、また、巻き上がったパッケージに単糸切れやたるみ糸が混在したり、得られた糸条は均斉度が悪いなどの問題が多かった。
【０００６】
また、溶融紡糸した糸条には、集束性や後工程の通過性をよくするために油剤を付与するが、油剤を均一に付与するために、オイリングノズルで集束しながら油剤を付与した後、さらにオイリングローラで油剤を付与する方法が提案されている（特開昭61-19810号）。
しかしながら、この方法では、単糸繊度が１ｄを超えるような空気抵抗の影響の少ない繊維に対してはある程度の効果があるものの、単糸繊度が１ｄ以下の極細マルチフィラメントに対しては、糸条への空気抵抗が増大し、紡糸張力が高まるため、油剤付与時に油膜抵抗の影響を受けやすくなり、紡糸糸切れ、単糸切れが生じやすく、斑が生じて加工、染色後に品位が悪化するという問題がある。
【０００７】
さらに、近年では、多孔群紡糸が用いられ生産性の効率化が図られている。通常は１個の紡糸口金により吐出されたフィラメント群は、１糸条として巻き取られるのが一般的である。しかし、多孔群紡糸法は１個の紡糸口金から、２糸条以上を得る方法である。つまり、紡糸口金に穿孔した吐出孔を多ブロック群に分割し、それぞれのブロック群に対応する数の糸条を集束し、巻き取る方法である。
【０００８】
このような、多孔群紡糸方法を高速紡糸で極細繊維を製造する方法と組み合わせることで、極細ポリエステルマルチフィラメントを効率的に得ることが可能となるが、未だに紡糸張力を低く抑えて、紡糸糸切れや単糸切れを生じることなく、斑のない均斉度に優れた極細マルチフィラメントを操業性よく得ることができる方法は提案されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題点を解決し、高速紡糸法により、紡糸引取り後の単糸繊度が1.0 ｄ以下のポリエステル極細マルチフィラメントを製造する方法において、特殊な装置等を必要とせず、紡糸張力を低く抑えることができ、単糸切れやたるみがなく、良好なパッケージに巻き取れ、繊度斑がなく均斉度の高い極細マルチフィラメントを操業性よく得ることができる方法を提供することを技術的な課題とするものである。
【００１０】
【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、紡糸した糸条を引取ローラで引取る前に、特定の濃度の油剤を交絡処理前の工程と交絡処理後の工程において、特定の付着量となるように均一に付与することによって、紡糸張力を低く抑えることができ、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
すなわち、本発明は、紡糸速度2500〜4000ｍ／分の速度で溶融紡糸し、冷却、油剤を付与した後、引取ローラで引き取り、紡糸引取り後（巻取後）の単糸繊度が1.0 デニール以下でフィラメント数が50〜400 のポリエステル極細マルチフィラメントを得る方法において、糸条を引取ローラで引取る前に、オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、交絡付与装置、オイリングローラ（Ｃ）を順に設け、下記の条件を満足するように、オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）の３段階で油剤を付与することを特徴とするポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法を要旨とするものである。
１≦（ａ）≦５
１≦（ｂ）≦５
５≦（ｃ）≦18
0.03≦（ｄ）≦0.3
0.35≦（ｅ）≦0.55
0.6 ≦（ｆ）≦1.4
ただし、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれオイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、オイリングローラ（Ｃ）で付与される油剤の濃度（重量％）を示し、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれオイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、オイリングローラ（Ｃ）を通過直後の段階で付与された、糸条全体に対する油剤の付着量（重量％）を示す。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明におけるポリエステルとは、全構成単位の少なくとも80モル％がエチレンテレフタレートであるポリエステルを主な対象とするが、その性質を本質的に変化させない範囲内において、第３成分として、イソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸等のジカルボン酸、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のジオール類を共重合したコポリエステルでもよい。また、その性質を本質的にかえない範囲であれば、酸化防止剤、艶消剤、安定剤、着色剤、難燃剤等を添加したものでもよい。
【００１３】
本発明で用いられる繊維は、単一成分のポリエステルで構成しても、複数成分のポリエステルで構成してもよく、複数成分の場合では、芯鞘、サイドバイサイド等の複合繊維とすればよい。繊維の断面形状は、丸、三角、扁平等の異形状または、中空であってもよい。
【００１４】
本発明は、紡糸引取り後の単糸繊度が1.0 デニール以下でフィラメント数が50〜400 のポリエステル極細マルチフィラメントを得る方法であって、紡糸速度2500〜4000ｍ／分の速度で溶融紡糸することが必要である。紡糸速度が2500ｍ／分未満の低速度では、延伸倍率を高くすることが必要になり、延伸斑が増大したり、糸切れが発生し、操業性が悪化する。また、吐出量が少なくなることにより繊度斑も増大する。一方、4000ｍ／分を超える高速になると、空気抵抗の増大により紡糸張力が増大するため、糸切れが多発し、操業性が悪化する。
【００１５】
本発明における単糸繊度、フィラメント数は、単糸繊度1.0 ｄ以下、フィラメント数50〜400 本の中で、目的に応じて適宜選択される。単糸繊度が1.0 ｄを超えると、得られる布帛は柔軟な風合いに乏しくなり、フィラメント数が50本未満では、紡糸調子が悪化し、逆に400 本を超えると、得られる布帛は柔軟な風合いに乏しくなる。
【００１６】
さらに、本発明は、１枚の紡糸口金を用いて複数の糸条を得る多孔群紡糸にも適用することができる。この場合、紡糸操業性、製品の品位、工作上の精度などから、１枚の紡糸口金から得る糸条群数は４本以下で、かつ１本の糸条群を構成するフィラメント数は、50〜300 本とすることが好ましい。
【００１７】
次に、本発明を図面を用いて説明する。
図１は、本発明のポリエステル極細繊維の溶融紡糸方法の一実施態様を示す概略工程図である。紡糸口金１の吐出孔より吐出された糸条Ｙは、冷却装置２から吹き出される冷風で冷却され、オイリングノズル（Ａ）で集束されつつ油剤を付与された後、さらにオイリングローラ（Ｂ）で油剤を付与される。次に交絡付与装置３で交絡を付与された糸条は、オイリングローラ（Ｃ）で油剤を付与された後、速度が2500ｍ/ 分以上の引取ローラ４ａ、４ｂを介して巻取装置５でパッケージ６に巻き取られる。
【００１８】
本発明においては、紡糸された糸条Ｙを引取ローラ４ａ、４ｂで引き取るまでに、次の３段階で油剤を付与するものである。まず、交絡付与装置３で交絡を付与する前に、順にオイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）で糸条Ｙに油剤を付与し、交絡付与装置３で交絡を付与した後には、オイリングローラ（Ｃ）で糸条Ｙに油剤を付与するものである。
そして、これらの各オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）で糸条に付与される油剤の濃度と糸条への付着量は以下のように規定される。
【００１９】
オイリングノズル（Ａ）では、主に、紡糸され、集束されていない糸条を集束する目的で油剤を付与するものであり、油膜抵抗を軽減するため、濃度１〜５重量％の油剤、さらに好ましくは２〜４重量％の油剤を使用し、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.03〜0.3 重量％、さらに好ましくは0.04〜0.2 重量％となるように付与することが必要である。
【００２０】
油剤の濃度が１重量％未満であったり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.03重量％未満であると、糸条の集束性が悪化し、後工程で擦過による単糸切れが多発したり、パッケージにたるみ糸が混在するようになる。
一方、油剤濃度が５重量％を超えたり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.3 重量％を超えると、油膜抵抗によって紡糸張力が高くなり、糸切れが多発したり、得られる繊維に繊度斑が生じる。
【００２１】
オイリングローラ（Ｂ）では、主に、交絡を付与する際の擦過を抑制する目的で油剤を付与するものであり、濃度１〜５重量％の油剤、さらに好ましくは２〜４重量％の油剤を使用し、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.35〜0.55重量％、さらに好ましくは0.4 〜0.55重量％となるように付与することが必要である。なお、油剤の付着量は、オイリングノズル（Ａ）で付与された油剤と足し合わせた付着量である。
【００２２】
油剤の濃度が１重量％未満であったり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.35重量％未満であると、十分に糸条に油剤が付与されないため、集束性が悪化し、交絡付与工程で擦過による単糸切れが多発したり、パッケージにたるみ糸が混在するようになる。
一方、油剤濃度が５重量％を超えたり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.55重量％を超えると、油膜抵抗によって紡糸張力が高くなり、糸切れが多発したり、得られる繊維に繊度斑が生じる。
【００２３】
交絡付与装置３で交絡を付与した後のオイリングローラ（Ｃ）では、主に、巻き取る際の糸条の集束性を高め、良好なパッケージに巻き取るため、および後加工での操業性をよくする目的で油剤を付与するものであり、濃度５〜18重量％の油剤、さらに好ましくは７〜15重量％の油剤を使用し、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.6 〜1.4 重量％、さらに好ましくは0.7 〜1.2 重量％となるように付与することが必要である。なお、油剤の付着量は、オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）で付与された油剤と足し合わせた付着量である。
【００２４】
油剤濃度が５重量％未満であったり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.6 重量％未満であると、十分に糸条に油剤が付与されないため、集束性が低下し、後工程で擦過による単糸切れが多発したり、パッケージにたるみ糸が混在するようになる。
一方、油剤濃度が18重量％を超えると、溶剤への分散性が低下し、糸条に均一に付着させるのが困難になり、付着斑が生じ、後工程で糸切れが多発する。また、油剤成分の糸条全体に対する付着量が1.4 重量％を超えると、付着量が多くなりすぎ、後工程において発煙やヒーター汚れなどを生じ、環境が悪化する。
【００２５】
次に、１枚の紡糸口金を用いて複数の糸条を得る多孔群紡糸を行う場合の一実施態様を図２を用いて説明する。図２は、１枚の紡糸口金の紡糸孔が２孔群に分割されているものを用いて２孔群紡糸を行う場合の概略工程図である。
紡糸口金１より紡糸された２つの糸条Ｙ1 、Ｙ2 を冷却装置２から吹き出される冷風で冷却し、２つのオイリングノズル（Ａ1 、Ａ2 ）で集束しながら油剤を付与した後、さらにオイリングローラ（Ｂ）で油剤を付与する。そして、それぞれ交絡付与装置３ａ、３ｂで交絡を付与し、次にオイリングローラ（Ｃ）で油剤を付与する。オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）では、１つのローラを用いて糸条ごとに異なる付着面で油剤を付与し、引取ローラ４ａ、４ｂを介して巻取装置５で糸条ごとに異なるパッケージ６ａ、６ｂの２つのパッケージに巻き取る。
【００２６】
本発明において、糸条に付与される油剤は、目的、および用途に応じて適宜選択すればよいが、一般的に用いられる織編用油剤、加工糸用油剤、ＰＯＹ用油剤等を挙げることができ、これらの油剤を水溶液、もしくは、水分散液として使用するものが挙げられる。
【００２７】
中でも、油剤成分として、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合ポリエーテルを85重量％以上、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを２〜10重量％含有する、水エマルジョン油剤を用いることが特に好ましい。
【００２８】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
なお、実施例中における油剤付着量、紡糸張力の測定、操業性、均斉度の評価は次のように行った。
〔油剤付着量〕
オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、オイリングローラ（Ｃ）での油剤付着量は、それ以降油剤を付与せずに巻き取り、得られた糸条を２ｇ精秤し（Ｘ）、エタノール10ｍｌで油剤を十分抽出する。抽出液を精秤したアルミプレート上、102 ℃で10分間乾燥した後、重量を測定し（Ｙ）、次式で求めた。
油剤付着量（％）＝（Ｙ／Ｘ）×100
〔紡糸張力〕
ＲＯＴＨＳＣＨＩＬＤ社製のＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＴＥＮＳＩＯＮＭＥＴＥＲ Ｒ−３１９２を使用し、図１に示す交絡付与装置３の下方20cmの位置で測定した値を示す。
〔操業性〕
16錘で24時間操業を行い、この間の(1) 紡糸糸切れ回数、下記式によって算出される (2)パッケージの欠点率により評価した。それぞれ以下に示すような基準で４段階評価とした。
(1) 紡糸糸切れ回数
１回未満 ：◎
１〜２回未満：○
２〜３回未満：△
３回以上 ：×
(2) パッケージの欠点率
目視にて毛羽やループをカウントし、合計で３個以上あるものを不良パッケージとし、次式で算出した。
パッケージの欠点率（％）＝（不良パッケージ数／総パッケージ数）×100
１％未満 ：◎
１〜２％未満：○
２〜３％未満：△
３％以上 ：×
〔均斉度〕
得られた糸条のウースター斑ＵをＺＥＬＬＷＥＧＥＲ ＵＳＴＥＲ社のＵＳＴＥＲ ＴＥＳＴＥＲ ＵＴ−１を使用し、糸速度25ｍ／分、チャート速度５ｃｍ／分で測定し、測定値により次の４段階評価とした。
１％未満 ：◎
１〜２％未満：○
２〜３％未満：△
３％以上 ：×
【００２９】
実施例１〜９、比較例１〜12
極限粘度〔η〕（フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒として20℃で測定した) が0.68で、艶消し剤として酸化チタンを0.40重量％含有したポリエチレンテレフタレートを用い、図１に示す工程に従って、紡糸速度3500ｍ／分の速度でポリエステル極細マルチフィラメントを溶融紡糸し、糸条を引取ローラで引取る前に交絡処理前に２段階、交絡処理後に１段階の計３段階で油剤を付与した後、巻き取った。なお、紡糸口金は、直径0.15ｍｍの紡糸孔を168 個有するものを用い、吐出量31.0ｇ／分で吐出した。
油剤は、油剤成分として、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合ポリエーテル85重量％とＰＯＥアルキルエーテルとしてポリオキシエチレンラウリルエーテルを５重量％含有するものを用い、各オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）での油剤の付与条件を表１に示すように種々変更して油剤を付与し、単糸繊度0.5 ｄの糸条を巻き取った。
紡糸張力、得られた糸条の油剤付着量の測定結果、操業性、均斉度の評価結果を表１に示す。
【００３０】
実施例10〜11
吐出量を変更し（実施例10は56ｇ／分、実施例11は19ｇ／分）、各オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）での油剤の付与条件を表１に示すように種々変更して油剤を付与し、単糸繊度が実施例10は0.9 ｄ、実施例11は0.3 ｄの糸条を巻き取った以外は実施例１と同様に行った。
紡糸張力、得られた糸条の油剤付着量の測定結果、操業性、均斉度の評価結果を表１に示す。
【００３１】
実施例12〜13
紡糸孔数（実施例12は55個、実施例13は368 個）、吐出量（実施例12は10ｇ／分、実施例13は68ｇ／分）を変更し、各オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）での油剤の付与条件を表１に示すように種々変更して油剤を付与し、単糸繊度0.5 ｄの糸条を巻き取った以外は実施例１と同様に行った。
紡糸張力、得られた糸条の油剤付着量の測定結果、操業性、均斉度の評価結果を表１に示す。
【００３２】
実施例14
直径0.15ｍｍの紡糸孔が150 孔ずつ（計300 孔）の２孔群に分割された紡糸口金を用い、図２に示す工程に従って行った。吐出量62.0ｇ／分で吐出し、冷却装置で冷却された２本の糸条Ｙ1 、Ｙ2 を２個のオイリングノズル（Ａ1 、Ａ2 ）でそれぞれ集束させた以外は実施例１と同様に行った。
紡糸張力、得られた糸条の油剤付着量の測定結果、操業性、均斉度の評価結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１から明らかなように、実施例１〜14では、糸切れ回数も少なく、良好にパッケージに巻き取ることができ、得られた糸条は斑のない均斉度の高いものであった。
一方、比較例１は、オイリングノズル（Ａ）で付与する油剤の濃度が低すぎたため、比較例５は、オイリングローラ（Ｂ）で付与する油剤の濃度が低すぎたため、比較例９はオイリングローラ（Ｃ）で付与する油剤の濃度が低すぎたため、糸条の集束性が悪くなり、糸切れが多発し、パッケージにたるみ糸が混在し、パッケージ欠点率が高くなった。比較例２は、オイリングノズル（Ａ）で付与する油剤の濃度が高すぎたため、比較例６は、オイリングローラ（Ｂ）で付与する油剤の濃度が高すぎたため、油膜抵抗によって紡糸張力が高くなり、糸切れが生じ、パッケージにたるみ糸が混在し、得られる繊維に繊度斑が生じた。比較例10は、オイリングローラ（Ｃ）で付与する油剤の濃度を20重量％にしたところ、油剤を均一に分散させることができず、操業不能であった。比較例３は、オイリングノズル（Ａ）で付与された油剤の付着量が低すぎたため、比較例７は、オイリングローラ（Ｂ）で付与された油剤の付着量が低すぎたため、比較例11は、オイリングローラ（Ｃ）で付与された油剤の付着量が低すぎたため、糸条の集束性が悪化し、後工程で擦過による単糸切れが多発し、パッケージにたるみ糸が混在し、さらに、比較例３、７では得られる繊維に繊度斑が生じた。比較例４は、オイリングノズル（Ａ）で付与された油剤の付着量が高すぎたため、比較例８は、オイリングローラ（Ｂ）で付与された油剤の付着量が高すぎたため、油剤が均一に付与されず、油膜抵抗によって紡糸張力が高くなり、糸切れが生じたり、パッケージにたるみ糸が混在し、得られる繊維に繊度斑が生じた。比較例12は、オイリングローラ（Ｃ）で付与された油剤の付着量が高すぎたため、糸切れが生じ、また、仮撚加工時に発煙やヒーター汚れなどが生じて環境が悪化した。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法によれば、高速紡糸法により、紡糸引取り後の単糸繊度が1.0 ｄ以下で、かつ均斉度の高いポリエステル極細マルチフィラメントを容易にかつ安定して製造することができ、さらに、多孔群紡糸法を採用して効率的に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法の一実施態様を示す概略工程図である。
【図２】多孔群紡糸法による本発明のポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法の一実施態様を示す概略工程図である。
【符号の説明】
Ａ オイリングノズル
Ｂ オイリングローラ
Ｃ オイリングローラ
Ｙ 糸条
１ 紡糸口金
２ 冷却装置
３ 交絡付与装置
４ 引取ローラ
５ 巻取装置
６ パッケージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、紡糸引取り後の単糸繊度が1.0 デニール（ｄ）以下となるポリエステル極細マルチフィラメントを、高速紡糸法で安定して連続的に製造する溶融紡糸方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
単糸繊度が1.0 ｄ以下のポリエステル極細マルチフィラメントは、風合いが優れているため、天然皮革調の布帛やピーチスキン調の織物など幅広い用途に用いられている。このような極細マルチフィラメントの製造方法としては、様々な方法が用いられているが、特殊な紡糸装置を用いず、比較的簡単に製造する方法として、特開昭54−30924 号公報には、紡糸速度2500ｍ／分以上の高速度で紡糸し、単糸繊度1.0 ｄ以下の高配向化した極細繊維を得る方法が提案されている。
【０００３】
この方法によると、口金に穿孔された紡糸孔１孔あたりの吐出量が増大することや、紡糸張力の増加に伴って口金下流の糸揺れが緩和されること、さらには高い配向度等の効果によって繊度斑が小さくなり、比較的簡単に極細マルチフィラメントを得ることができるという利点がある。
【０００４】
しかしながら、単糸繊度が小さくなるほど、またフィラメント数が多くなるほど紡出糸条に作用する空気抵抗が飛躍的に増大するため、紡糸張力が高くなりすぎてドラフト切れが生じたり、随伴流の発生が増大し、糸揺れが大きくなって糸条の繊度斑が大きくなり、均斉度が悪化するという問題がある。
【０００５】
そこで、従来、高速紡糸で極細繊維を製造する方法においては、紡糸口金に穿孔される吐出孔の配列を工夫したり、冷却後の糸条が走行中に受ける空気抵抗をできるだけ抑え、紡糸張力を抑える方法や、糸条の冷却速度を制御する方法が採用されており、これらの方法によって紡糸引取り後の単糸繊度が0.5 ｄ程度の極細繊維の製造が可能になった。
しかしながら、紡糸引取り後の単糸繊度が２〜３ｄの一般糸と比較すると、紡糸、巻取工程での糸切れ率が高く、また、巻き上がったパッケージに単糸切れやたるみ糸が混在したり、得られた糸条は均斉度が悪いなどの問題が多かった。
【０００６】
また、溶融紡糸した糸条には、集束性や後工程の通過性をよくするために油剤を付与するが、油剤を均一に付与するために、オイリングノズルで集束しながら油剤を付与した後、さらにオイリングローラで油剤を付与する方法が提案されている（特開昭61-19810号）。
しかしながら、この方法では、単糸繊度が１ｄを超えるような空気抵抗の影響の少ない繊維に対してはある程度の効果があるものの、単糸繊度が１ｄ以下の極細マルチフィラメントに対しては、糸条への空気抵抗が増大し、紡糸張力が高まるため、油剤付与時に油膜抵抗の影響を受けやすくなり、紡糸糸切れ、単糸切れが生じやすく、斑が生じて加工、染色後に品位が悪化するという問題がある。
【０００７】
さらに、近年では、多孔群紡糸が用いられ生産性の効率化が図られている。通常は１個の紡糸口金により吐出されたフィラメント群は、１糸条として巻き取られるのが一般的である。しかし、多孔群紡糸法は１個の紡糸口金から、２糸条以上を得る方法である。つまり、紡糸口金に穿孔した吐出孔を多ブロック群に分割し、それぞれのブロック群に対応する数の糸条を集束し、巻き取る方法である。
【０００８】
このような、多孔群紡糸方法を高速紡糸で極細繊維を製造する方法と組み合わせることで、極細ポリエステルマルチフィラメントを効率的に得ることが可能となるが、未だに紡糸張力を低く抑えて、紡糸糸切れや単糸切れを生じることなく、斑のない均斉度に優れた極細マルチフィラメントを操業性よく得ることができる方法は提案されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題点を解決し、高速紡糸法により、紡糸引取り後の単糸繊度が1.0 ｄ以下のポリエステル極細マルチフィラメントを製造する方法において、特殊な装置等を必要とせず、紡糸張力を低く抑えることができ、単糸切れやたるみがなく、良好なパッケージに巻き取れ、繊度斑がなく均斉度の高い極細マルチフィラメントを操業性よく得ることができる方法を提供することを技術的な課題とするものである。
【００１０】
【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、紡糸した糸条を引取ローラで引取る前に、特定の濃度の油剤を交絡処理前の工程と交絡処理後の工程において、特定の付着量となるように均一に付与することによって、紡糸張力を低く抑えることができ、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
すなわち、本発明は、紡糸速度2500〜4000ｍ／分の速度で溶融紡糸し、冷却、油剤を付与した後、引取ローラで引き取り、紡糸引取り後（巻取後）の単糸繊度が1.0 デニール以下でフィラメント数が50〜400 のポリエステル極細マルチフィラメントを得る方法において、糸条を引取ローラで引取る前に、オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、交絡付与装置、オイリングローラ（Ｃ）を順に設け、下記の条件を満足するように、オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）の３段階で油剤を付与することを特徴とするポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法を要旨とするものである。
１≦（ａ）≦５
１≦（ｂ）≦５
５≦（ｃ）≦18
0.03≦（ｄ）≦0.3
0.35≦（ｅ）≦0.55
0.6 ≦（ｆ）≦1.4
ただし、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれオイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、オイリングローラ（Ｃ）で付与される油剤の濃度（重量％）を示し、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれオイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、オイリングローラ（Ｃ）を通過直後の段階で付与された、糸条全体に対する油剤の付着量（重量％）を示す。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明におけるポリエステルとは、全構成単位の少なくとも80モル％がエチレンテレフタレートであるポリエステルを主な対象とするが、その性質を本質的に変化させない範囲内において、第３成分として、イソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸等のジカルボン酸、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のジオール類を共重合したコポリエステルでもよい。また、その性質を本質的にかえない範囲であれば、酸化防止剤、艶消剤、安定剤、着色剤、難燃剤等を添加したものでもよい。
【００１３】
本発明で用いられる繊維は、単一成分のポリエステルで構成しても、複数成分のポリエステルで構成してもよく、複数成分の場合では、芯鞘、サイドバイサイド等の複合繊維とすればよい。繊維の断面形状は、丸、三角、扁平等の異形状または、中空であってもよい。
【００１４】
本発明は、紡糸引取り後の単糸繊度が1.0 デニール以下でフィラメント数が50〜400 のポリエステル極細マルチフィラメントを得る方法であって、紡糸速度2500〜4000ｍ／分の速度で溶融紡糸することが必要である。紡糸速度が2500ｍ／分未満の低速度では、延伸倍率を高くすることが必要になり、延伸斑が増大したり、糸切れが発生し、操業性が悪化する。また、吐出量が少なくなることにより繊度斑も増大する。一方、4000ｍ／分を超える高速になると、空気抵抗の増大により紡糸張力が増大するため、糸切れが多発し、操業性が悪化する。
【００１５】
本発明における単糸繊度、フィラメント数は、単糸繊度1.0 ｄ以下、フィラメント数50〜400 本の中で、目的に応じて適宜選択される。単糸繊度が1.0 ｄを超えると、得られる布帛は柔軟な風合いに乏しくなり、フィラメント数が50本未満では、紡糸調子が悪化し、逆に400 本を超えると、得られる布帛は柔軟な風合いに乏しくなる。
【００１６】
さらに、本発明は、１枚の紡糸口金を用いて複数の糸条を得る多孔群紡糸にも適用することができる。この場合、紡糸操業性、製品の品位、工作上の精度などから、１枚の紡糸口金から得る糸条群数は４本以下で、かつ１本の糸条群を構成するフィラメント数は、50〜300 本とすることが好ましい。
【００１７】
次に、本発明を図面を用いて説明する。
図１は、本発明のポリエステル極細繊維の溶融紡糸方法の一実施態様を示す概略工程図である。紡糸口金１の吐出孔より吐出された糸条Ｙは、冷却装置２から吹き出される冷風で冷却され、オイリングノズル（Ａ）で集束されつつ油剤を付与された後、さらにオイリングローラ（Ｂ）で油剤を付与される。次に交絡付与装置３で交絡を付与された糸条は、オイリングローラ（Ｃ）で油剤を付与された後、速度が2500ｍ/ 分以上の引取ローラ４ａ、４ｂを介して巻取装置５でパッケージ６に巻き取られる。
【００１８】
本発明においては、紡糸された糸条Ｙを引取ローラ４ａ、４ｂで引き取るまでに、次の３段階で油剤を付与するものである。まず、交絡付与装置３で交絡を付与する前に、順にオイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）で糸条Ｙに油剤を付与し、交絡付与装置３で交絡を付与した後には、オイリングローラ（Ｃ）で糸条Ｙに油剤を付与するものである。
そして、これらの各オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）で糸条に付与される油剤の濃度と糸条への付着量は以下のように規定される。
【００１９】
オイリングノズル（Ａ）では、主に、紡糸され、集束されていない糸条を集束する目的で油剤を付与するものであり、油膜抵抗を軽減するため、濃度１〜５重量％の油剤、さらに好ましくは２〜４重量％の油剤を使用し、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.03〜0.3 重量％、さらに好ましくは0.04〜0.2 重量％となるように付与することが必要である。
【００２０】
油剤の濃度が１重量％未満であったり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.03重量％未満であると、糸条の集束性が悪化し、後工程で擦過による単糸切れが多発したり、パッケージにたるみ糸が混在するようになる。
一方、油剤濃度が５重量％を超えたり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.3 重量％を超えると、油膜抵抗によって紡糸張力が高くなり、糸切れが多発したり、得られる繊維に繊度斑が生じる。
【００２１】
オイリングローラ（Ｂ）では、主に、交絡を付与する際の擦過を抑制する目的で油剤を付与するものであり、濃度１〜５重量％の油剤、さらに好ましくは２〜４重量％の油剤を使用し、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.35〜0.55重量％、さらに好ましくは0.4 〜0.55重量％となるように付与することが必要である。なお、油剤の付着量は、オイリングノズル（Ａ）で付与された油剤と足し合わせた付着量である。
【００２２】
油剤の濃度が１重量％未満であったり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.35重量％未満であると、十分に糸条に油剤が付与されないため、集束性が悪化し、交絡付与工程で擦過による単糸切れが多発したり、パッケージにたるみ糸が混在するようになる。
一方、油剤濃度が５重量％を超えたり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.55重量％を超えると、油膜抵抗によって紡糸張力が高くなり、糸切れが多発したり、得られる繊維に繊度斑が生じる。
【００２３】
交絡付与装置３で交絡を付与した後のオイリングローラ（Ｃ）では、主に、巻き取る際の糸条の集束性を高め、良好なパッケージに巻き取るため、および後加工での操業性をよくする目的で油剤を付与するものであり、濃度５〜18重量％の油剤、さらに好ましくは７〜15重量％の油剤を使用し、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.6 〜1.4 重量％、さらに好ましくは0.7 〜1.2 重量％となるように付与することが必要である。なお、油剤の付着量は、オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）で付与された油剤と足し合わせた付着量である。
【００２４】
油剤濃度が５重量％未満であったり、油剤成分の糸条全体に対する付着量が0.6 重量％未満であると、十分に糸条に油剤が付与されないため、集束性が低下し、後工程で擦過による単糸切れが多発したり、パッケージにたるみ糸が混在するようになる。
一方、油剤濃度が18重量％を超えると、溶剤への分散性が低下し、糸条に均一に付着させるのが困難になり、付着斑が生じ、後工程で糸切れが多発する。また、油剤成分の糸条全体に対する付着量が1.4 重量％を超えると、付着量が多くなりすぎ、後工程において発煙やヒーター汚れなどを生じ、環境が悪化する。
【００２５】
次に、１枚の紡糸口金を用いて複数の糸条を得る多孔群紡糸を行う場合の一実施態様を図２を用いて説明する。図２は、１枚の紡糸口金の紡糸孔が２孔群に分割されているものを用いて２孔群紡糸を行う場合の概略工程図である。
紡糸口金１より紡糸された２つの糸条Ｙ1 、Ｙ2 を冷却装置２から吹き出される冷風で冷却し、２つのオイリングノズル（Ａ1 、Ａ2 ）で集束しながら油剤を付与した後、さらにオイリングローラ（Ｂ）で油剤を付与する。そして、それぞれ交絡付与装置３ａ、３ｂで交絡を付与し、次にオイリングローラ（Ｃ）で油剤を付与する。オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）では、１つのローラを用いて糸条ごとに異なる付着面で油剤を付与し、引取ローラ４ａ、４ｂを介して巻取装置５で糸条ごとに異なるパッケージ６ａ、６ｂの２つのパッケージに巻き取る。
【００２６】
本発明において、糸条に付与される油剤は、目的、および用途に応じて適宜選択すればよいが、一般的に用いられる織編用油剤、加工糸用油剤、ＰＯＹ用油剤等を挙げることができ、これらの油剤を水溶液、もしくは、水分散液として使用するものが挙げられる。
【００２７】
中でも、油剤成分として、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合ポリエーテルを85重量％以上、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを２〜10重量％含有する、水エマルジョン油剤を用いることが特に好ましい。
【００２８】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
なお、実施例中における油剤付着量、紡糸張力の測定、操業性、均斉度の評価は次のように行った。
〔油剤付着量〕
オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、オイリングローラ（Ｃ）での油剤付着量は、それ以降油剤を付与せずに巻き取り、得られた糸条を２ｇ精秤し（Ｘ）、エタノール10ｍｌで油剤を十分抽出する。抽出液を精秤したアルミプレート上、102 ℃で10分間乾燥した後、重量を測定し（Ｙ）、次式で求めた。
油剤付着量（％）＝（Ｙ／Ｘ）×100
〔紡糸張力〕
ＲＯＴＨＳＣＨＩＬＤ社製のＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＴＥＮＳＩＯＮＭＥＴＥＲ Ｒ−３１９２を使用し、図１に示す交絡付与装置３の下方20cmの位置で測定した値を示す。
〔操業性〕
16錘で24時間操業を行い、この間の(1) 紡糸糸切れ回数、下記式によって算出される (2)パッケージの欠点率により評価した。それぞれ以下に示すような基準で４段階評価とした。
(1) 紡糸糸切れ回数
１回未満 ：◎
１〜２回未満：○
２〜３回未満：△
３回以上 ：×
(2) パッケージの欠点率
目視にて毛羽やループをカウントし、合計で３個以上あるものを不良パッケージとし、次式で算出した。
パッケージの欠点率（％）＝（不良パッケージ数／総パッケージ数）×100
１％未満 ：◎
１〜２％未満：○
２〜３％未満：△
３％以上 ：×
〔均斉度〕
得られた糸条のウースター斑ＵをＺＥＬＬＷＥＧＥＲ ＵＳＴＥＲ社のＵＳＴＥＲ ＴＥＳＴＥＲ ＵＴ−１を使用し、糸速度25ｍ／分、チャート速度５ｃｍ／分で測定し、測定値により次の４段階評価とした。
１％未満 ：◎
１〜２％未満：○
２〜３％未満：△
３％以上 ：×
【００２９】
実施例１〜９、比較例１〜12
極限粘度〔η〕（フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒として20℃で測定した) が0.68で、艶消し剤として酸化チタンを0.40重量％含有したポリエチレンテレフタレートを用い、図１に示す工程に従って、紡糸速度3500ｍ／分の速度でポリエステル極細マルチフィラメントを溶融紡糸し、糸条を引取ローラで引取る前に交絡処理前に２段階、交絡処理後に１段階の計３段階で油剤を付与した後、巻き取った。なお、紡糸口金は、直径0.15ｍｍの紡糸孔を168 個有するものを用い、吐出量31.0ｇ／分で吐出した。
油剤は、油剤成分として、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合ポリエーテル85重量％とＰＯＥアルキルエーテルとしてポリオキシエチレンラウリルエーテルを５重量％含有するものを用い、各オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）での油剤の付与条件を表１に示すように種々変更して油剤を付与し、単糸繊度0.5 ｄの糸条を巻き取った。
紡糸張力、得られた糸条の油剤付着量の測定結果、操業性、均斉度の評価結果を表１に示す。
【００３０】
実施例10〜11
吐出量を変更し（実施例10は56ｇ／分、実施例11は19ｇ／分）、各オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）での油剤の付与条件を表１に示すように種々変更して油剤を付与し、単糸繊度が実施例10は0.9 ｄ、実施例11は0.3 ｄの糸条を巻き取った以外は実施例１と同様に行った。
紡糸張力、得られた糸条の油剤付着量の測定結果、操業性、均斉度の評価結果を表１に示す。
【００３１】
実施例12〜13
紡糸孔数（実施例12は55個、実施例13は368 個）、吐出量（実施例12は10ｇ／分、実施例13は68ｇ／分）を変更し、各オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）での油剤の付与条件を表１に示すように種々変更して油剤を付与し、単糸繊度0.5 ｄの糸条を巻き取った以外は実施例１と同様に行った。
紡糸張力、得られた糸条の油剤付着量の測定結果、操業性、均斉度の評価結果を表１に示す。
【００３２】
実施例14
直径0.15ｍｍの紡糸孔が150 孔ずつ（計300 孔）の２孔群に分割された紡糸口金を用い、図２に示す工程に従って行った。吐出量62.0ｇ／分で吐出し、冷却装置で冷却された２本の糸条Ｙ1 、Ｙ2 を２個のオイリングノズル（Ａ1 、Ａ2 ）でそれぞれ集束させた以外は実施例１と同様に行った。
紡糸張力、得られた糸条の油剤付着量の測定結果、操業性、均斉度の評価結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
表１から明らかなように、実施例１〜14では、糸切れ回数も少なく、良好にパッケージに巻き取ることができ、得られた糸条は斑のない均斉度の高いものであった。
一方、比較例１は、オイリングノズル（Ａ）で付与する油剤の濃度が低すぎたため、比較例５は、オイリングローラ（Ｂ）で付与する油剤の濃度が低すぎたため、比較例９はオイリングローラ（Ｃ）で付与する油剤の濃度が低すぎたため、糸条の集束性が悪くなり、糸切れが多発し、パッケージにたるみ糸が混在し、パッケージ欠点率が高くなった。比較例２は、オイリングノズル（Ａ）で付与する油剤の濃度が高すぎたため、比較例６は、オイリングローラ（Ｂ）で付与する油剤の濃度が高すぎたため、油膜抵抗によって紡糸張力が高くなり、糸切れが生じ、パッケージにたるみ糸が混在し、得られる繊維に繊度斑が生じた。比較例10は、オイリングローラ（Ｃ）で付与する油剤の濃度を20重量％にしたところ、油剤を均一に分散させることができず、操業不能であった。比較例３は、オイリングノズル（Ａ）で付与された油剤の付着量が低すぎたため、比較例７は、オイリングローラ（Ｂ）で付与された油剤の付着量が低すぎたため、比較例11は、オイリングローラ（Ｃ）で付与された油剤の付着量が低すぎたため、糸条の集束性が悪化し、後工程で擦過による単糸切れが多発し、パッケージにたるみ糸が混在し、さらに、比較例３、７では得られる繊維に繊度斑が生じた。比較例４は、オイリングノズル（Ａ）で付与された油剤の付着量が高すぎたため、比較例８は、オイリングローラ（Ｂ）で付与された油剤の付着量が高すぎたため、油剤が均一に付与されず、油膜抵抗によって紡糸張力が高くなり、糸切れが生じたり、パッケージにたるみ糸が混在し、得られる繊維に繊度斑が生じた。比較例12は、オイリングローラ（Ｃ）で付与された油剤の付着量が高すぎたため、糸切れが生じ、また、仮撚加工時に発煙やヒーター汚れなどが生じて環境が悪化した。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法によれば、高速紡糸法により、紡糸引取り後の単糸繊度が1.0 ｄ以下で、かつ均斉度の高いポリエステル極細マルチフィラメントを容易にかつ安定して製造することができ、さらに、多孔群紡糸法を採用して効率的に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法の一実施態様を示す概略工程図である。
【図２】多孔群紡糸法による本発明のポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法の一実施態様を示す概略工程図である。
【符号の説明】
Ａ オイリングノズル
Ｂ オイリングローラ
Ｃ オイリングローラ
Ｙ 糸条
１ 紡糸口金
２ 冷却装置
３ 交絡付与装置
４ 引取ローラ
５ 巻取装置
６ パッケージ
Claims (2)
- 紡糸速度2500〜4000ｍ／分の速度で溶融紡糸し、冷却、油剤を付与した後、引取ローラで引き取り、紡糸引取り後の単糸繊度が1.0 デニール以下でフィラメント数が50〜400 のポリエステル極細マルチフィラメントを得る方法において、糸条を引取ローラで引取る前に、オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、交絡付与装置、オイリングローラ（Ｃ）を順に設け、下記の条件を満足するように、オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）の３段階で油剤を付与することを特徴とするポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法。
１≦（ａ）≦５
１≦（ｂ）≦５
５≦（ｃ）≦18
0.03≦（ｄ）≦0.3
0.35≦（ｅ）≦0.55
0.6 ≦（ｆ）≦1.4
ただし、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれオイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、オイリングローラ（Ｃ）で付与される油剤の濃度（重量％）を示し、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれオイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、オイリングローラ（Ｃ）を通過直後の段階で付与された、糸条全体に対する油剤の付着量（重量％）を示す。 - オイリングノズル（Ａ）、オイリングローラ（Ｂ）、（Ｃ）の３段階で付与する油剤がエチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合ポリエーテルを85重量％以上、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを２〜10重量％含有する水エマルジョン油剤である、請求項１記載のポリエステル極細マルチフィラメントの溶融紡糸方法。
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