JP3920571B2 - 中空横断面を持つマルチフィラメント編織用糸の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、マルチフィラメント編織用糸であってそのフィラメントが中空横断面を有するものの製造方法に関する。
更に詳しくは、本発明は、ポリアミド組成物の溶融紡糸によって得られる中空フィラメントよりなるマルチフィラメント糸の製造に関する。
【0002】
より軽く且つより断熱性である衣服類を実現するために編織表面の実現に中空編織用糸を使用することが非常にずっと以前から研究されている。しかし、大きい中空容積を含み且つ良好な規則性を示すフィラメントの製造は、非常に困難であり、特に、工業的な製造と両立でき且つ織物の用途に特に好適である紡糸速度及びフィラメント番手では非常に困難であることが証明されている。
【0003】
1956年に、ポリアミドの中空糸の製造方法が提案された。この方法は、英国特許GB843,179に記載されている。これは、唯一の円弧であってその円弧の両端が0.05〜0.3mmの間隔で離れている形の紡糸口金孔を含む紡糸口金でポリアミドを紡糸することからなる。
この特許は、700m/minの紡糸速度で得られたナイロン6のフィラメントの製造を記載している。このフィラメントは、次いで所望の番手を得るために延伸工程に付される。
この紡糸速度は、しばしば3000m/min以上である現在の工業的方法の速度に対して非常に低い。更に、現在の方法では、延伸工程は、フィラメントを中間で引き取ることなく、しばしば紡糸と統合される。
【0004】
同様に、国際特許出願WO95/25188において、高い速度(1500m/min以上)での紡糸方法により中空横断面を持つポリアミドフィラメントを得る方法が提案された。しかし、この方法は、高い粘度(50以上、好ましくは60以上のVR)でポリアミドを紡糸することを要求する。このような粘度は、一般的に50以下である典型的な編織用糸の製造のために使用されるポリアミドの速度と比べて高い。この明細書は、そこに記載された方法により中空フィラメントを製造することは50以下のVRのポリアミドでは不可能であることを明らかにしている。しかして、この明細書に記載された方法は、ポリアミドの粘度を例えば後縮合又は触媒の使用によって高めるための補助工程を必要とする。この明細書で使用される紡糸口金は、複数(少なくとも2個)の円弧であってその端部が僅少な長さの間隔であるものより構成される紡糸口金孔を含む。
【0005】
本発明の目的の一つは、マルチフィラメント編織用糸であって、そのフィラメントが中空横断面を有するものであり、しかも充実横断面を持つフィラメントの現在の工業的紡糸方法の利点、即ち、糸の生産性及び性質の規則性を有する紡糸又は緊張紡糸方法によって、典型的な編織用糸の製造に使用されるポリアミドのVRに類似するVRのポリアミドを使用して得られる該マルチフィラメント編織用糸を提案することである。
【0006】
このために、本発明は、10dtex以下のフィラメント番手を有し、そのフィラメントがこれの横断面の総面積の少なくとも5%を占める中央空白面積を示す中空横断面を有するものであるポリアミドマルチフィラメント編織用糸であって、該糸が3%以下のUSTER係数(U%)を有し及び円弧形状の横断面を持つフィラメントの数が中空横断面を持つフィラメントの総数の30%以下であることを特徴とする前記のポリアミドマルチフィラメント編織用糸を提案する。
【0007】
従って、本発明の主題は、前記のポリアミドマルチフィラメント編織用糸の製造方法にあり、これは40〜55の相対粘度を有するポリアミドをベースとした組成物を複数の紡糸口金孔を含む少なくとも1個の紡糸口金を通して押出してフィラメントを形成させ、該フィラメントの少なくとも一部を紡糸口金から離れた地点で収束させてマルチフィラメント糸を形成させ、次いで該糸をボビンに巻き取ることからなっていて、それぞれの紡糸口金孔が円弧形状の1個のスリットよりなっていて、その円弧の両端は、該円弧の長さの少なくとも5%にわたって対称的であり、且つ、紡糸口金の出口面で現われる該スリットの平均幅である0.05mm〜0.12mmの多くとも5倍に等しい長さだけ離間されていること、紡糸口金の出口でフィラメントを冷却すること、糸を3000m/min以上、好ましくは3500m/min以上の速度で巻取ることを特徴とするものである。
【0008】
“中空横断面を持つフィラメント”とは、以下に説明するような円弧形状の紡糸口金孔より得られるフィラメントの全てを意味するものと理解されたい。換言すれば、中空フィラメントは、その横断面が閉ざされた又は中が空いている環の形状であるものである。
【0009】
本発明によるマルチフィラメント糸は、2%以下、好ましくは1%以下のU%を示す。
更に、円弧形状のフィラメントの数は、有利には、中空横断面を持つフィラメントの総数の20%以下、好ましくは10%以下である。
用語“U%又はUSTER係数”は、連続した糸の規則性を表わす。しかして、この係数は、USTER(Zellweger社)の装置上で連続糸の番手の変化を測定することによって決定される。
この測定を実現するためには、ある一定の張力の下に保持された糸をコンデンサーの板の間で一定の速度で走らせると、糸の重量の変化のため糸により形成された誘電成分の変化がコンデンサーのキャパシタンスの変化を誘発させ、これが糸の番手の不規則性として現われる。
糸に沿った番手又は重量変化の不規則性を表わすグラフがプロットされ、USTER係数(%)が平均重量変化(平均重量の%として示される)を表わす。
【0010】
本発明による糸の好ましい他の特色によれば、フィラメントの横断面における空白面積の割合(%)はそれぞれのフィラメントの横断面の10%以上、好ましくは15%以上である。有利には、この値は15〜50%である。
【0011】
本発明の糸の他の特色によれば、マルチフィラメント糸は、40以上、好ましくは40〜55、有利には40〜50の相対粘度VRを示すポリアミドをベースとした組成物を紡糸口金から紡糸することによって得られる。
ポリアミドの相対粘度VRは、重合体をぎ酸に溶解してなる8.4%溶液について決定される。
【0012】
本発明に好適なポリアミドは、有利には、ナイロン6、ナイロン66、少なくとも80重量%のナイロン66又はナイロン6を含有するポリアミド混合物、少なくとも80%(数で)のナイロン66又はナイロン6単位を含むコポリアミドよりなる群から選択される。
【0013】
本発明の糸は、優れた規則性を示し、開いたフィラメント又は円弧形状の横断面を持つフィラメントを有しない、即ち、紡糸口金の出口で合体がない。このことは、糸の下流側での処理、例えばテキスチャー付与、染色、製織又は編成において破断や腰折れの問題並びに編織表面の不規則性の問題を回避させる。
【0014】
本発明の方法の他の特徴によれば、紡糸口金の出口の表面で紡糸口金孔を形成するスリットの幅は、有利には0.05〜0.12mmである。
【0015】
本発明の新しい特徴によれば、それぞれの紡糸口金孔を形成する円弧の端部は、円弧の全長さの少なくとも5%、好ましくはこの全長の少なくとも15%にわたって対称的である。
紡糸口金は、放電加工のような慣用の技術により実現される。
有利には、紡糸口金上の孔の密度は、0.25個/cm2〜3個/cm2の孔である。
【0016】
紡糸口金の出口で糸は冷却される。冷却の開始と紡糸口金の出口との間の距離は、技術的に可能な限り短い。しかして、紡糸口金の出口での直接の冷却は実施するのが困難であろう。何故ならば、それは紡糸口金の表面への重合体の付着を誘発させ、結果としてフィラメントの破断となり得るからである。
本発明によれば、冷却は、空気、非酸化性のガス、又は窒素のような不活性ガスよりなる群から選択される冷却用流体により達成される。好ましくは、この流体は水蒸気で飽和されない。
本発明の好ましい実施態様では、冷却用流体は空気又は不活性ガスである。
【0017】
このようにして形成された糸の処理方法は、ポリアミド編織用糸の製造に通常使用されるものである。しかして、表面の潤滑を向上させ、その親水性又は疎水性を変性させるためのオイリング処理を適用することができる。
一般的に、これらの糸は、水蒸気の存在下に又は不存在下に冷間又は熱間での延伸に付される。この延伸は、一般に、紡糸の過程と一体化される、即ち、巻き取りの前に実現される。しかし、本発明の範囲からはずれることなく、糸は、紡糸と独立した延伸の過程で、巻き取られた糸の引取りによって同様に延伸させることができる。
また、糸の抱合を改善するためにフィラメントの混ぜ合わせを実施することができる。この混ぜ合わせは、しばしば延伸の前に実施されるが、延伸の間に又はその後に実施することができる。
次いで、このポリアミド糸は、ボビンに巻き取る前に弛緩させることができる。
本発明のマルチフィラメント糸は、使用の分野に従ってカール付与、テキスチャー付与処理に付すことができる。
【0018】
しかして、これらの糸は、例えば経糸又は緯糸として製織の過程でフラット糸、撚り糸又は捲縮嵩高糸として使用することができる。
同様に、本発明の糸は、編成された布帛の製造のために使用される。少なくとも本発明の糸により製織され又は編成されたこのような編織布帛は、本発明の目的に沿っている。
【0019】
本発明のその他の詳細及び利点は、例示のためにのみ示し且つ添付の図面を参照する実施例についての詳細な説明を見れば一層明らかとなろう。添付の図面において、図1は本発明を構成する紡糸口金孔の形状の概略図を表わし、図2は本発明を構成するマルチフィラメント糸の横断面の写真である。
【0020】
実施例1
相対粘度VRが49に等しいポリアミドPA66及び0.3重量%濃度の酸化チタンよりなる艶消し剤を含有する組成物を紡糸することによって本発明に従う糸を得る。
この組成物を中空糸の紡糸のために適合された紡糸口金を含む慣用の紡糸装置に供給する。
ここで、図1を参照するに、紡糸口金は、外観1を1.5mmに等しい外径の円弧の形で有する40個の紡糸口金孔(0.8個の孔/cm2に等しい孔の密度)を含む。円弧の端部1a及び1bは、0.15mmに等しい距離で離間されている。スリットの幅1は、例示する実施例では規則的であり、0.08mmに等しい。しかし、この幅は、本発明の範囲からはずれることなく、上で定義したようなスリットの端部の対称特性を尊重してスリットの長さにわたって異なっていてよい。
【0021】
紡糸の条件は次の通りである。
圧力:250バール
温度:280℃
重合体の供給量:2.3g/min/孔
フィラメントの束を、紡糸口金の出口で、その束の走行方向に対してほぼ垂直な方向に従って供給される冷却用流体の流れによって冷却する。この供給装置は、紡糸口金の出口の表面から30mmの距離で配置される。この例示した実施例では、冷却用流体は22℃の温度の空気である。もちろん、冷却用流体の流れは、フィラメントの束の走行を乱さない速度で供給される。
次いで、フィラメントを紡糸口金の出口から130cm離れた地点で収束させる。このように形成された糸に慣用の方法及び装置によってオイリング用組成物を付着させる。
次いで、この糸をボビンに4500m/minに等しい巻き取り速度で巻き取る。
得られた糸は、165dtexの総番手を有し、40本のフィラメントを含む(糸番手165F40)。
【0022】
得られた糸の横断面を表わす図2は、フィラメントの王冠の形の中空横断面を示す。空隙の割合(%)は15%以上である。円弧形状の横断面、即ち端部が紡糸口金の出口で合体しなかった横断面を持つフィラメントの数は、例示した実施例では0に等しい。
得られた糸の特性は次の通りである。
USTER係数(U%):0.9(積算により決定した値)
破断点伸び:45%
靭性:35cN/Tex
S BW :10%(沸騰水による収縮)
抱合係数(かぎ針での手動法により決定):15個の結節/m
上記の方法により得た糸及び番手165F40でもって織物を作った。この織物は、ランス機で作り、カレンダー加工に付す。
同等の織物を丸く充実の横断面を持つ典型的な糸でもって作った。その経糸及び緯糸の番手は235F34である。
【0023】
これらの2種の織物の性質を以下の表1に要約する。
【表1】
【0024】
これらの試験は、VOLTA社により市販されている装置ALAMBETTA T675により測定した。
これらの試験は、本発明の糸で作った織物が在来の糸で作った織物に対して30%も低いグラム量について同等の空気透過性を有することを示す。更に、伝導率は、本発明の糸で作られた織物について明らかに低く、しかして僅かな重量又は同等の重量について一層断熱性の衣服を作ることを可能にさせる。
【0025】
実施例2
相対粘度VRが50に等しいポリアミドPA6及び0.4重量%濃度の酸化チタンよりなる艶消し剤を含有する組成物を一体化した紡糸−延伸方法で紡糸することによって本発明に従う糸を得る。
この組成物を、実施例1で使用したものと同等の中空糸の紡糸のために適合された紡糸口金を含むが、ただし1個の紡糸口金当たり20個の孔を含む慣用の紡糸装置に供給する。
紡糸の条件は次の通りである。
圧力:220バール
温度:272℃
重合体の供給量:1.75g/min/孔
フィラメントの束を、紡糸口金の出口で、その束の走行方向に対してほぼ垂直な方向に供給される冷却用流体の流れによって冷却する。この供給装置は、紡糸口金の出口の表面から40mmの距離で配置される。この例示した実施例では、冷却用流体は20℃の温度の空気である。もちろん、冷却用流体の流れは、フィラメントの束の走行を乱さない速度で供給される。
次いで、フィラメントを紡糸口金の出口から130cm離れた地点で収束させる。
このように形成された糸に慣用の方法及び装置によってオイリング用組成物を付着させる。
次いで、この糸をボビンに4500m/minに等しい巻き取り速度で巻き取る。
得られた糸は、70dtexの総番手を有し、20本のフィラメントを含む(糸番手78F20)。
【0026】
得られた糸は15%以上の空隙量を示す。円弧形状の横断面、即ち端部が紡糸口金の出口で合体しなかった横断面を持つフィラメントの数は、例示した実施例では0に等しい。
得られた糸の特性は次の通りである。
USTER係数(U%):1(積算により決定した値)
破断点伸び:35%
靭性:38cN/tex
抱合係数:10個の結節/m(かぎ針での手動法により決定)
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を構成する紡糸口金孔の形状の概略図を表わす。
【図2】 本発明を構成するマルチフィラメント糸の横断面の写真である。
【符号の説明】
1 円弧
1a、1b 端部
Claims (9)
- 40〜55の相対粘度を有するポリアミドをベースとした組成物を複数の紡糸口金孔を含む少なくとも1個の紡糸口金を通して押出してフィラメントを形成させ、該フィラメントの少なくとも一部を紡糸口金から離れた地点で収束させてマルチフィラメント糸を形成させ、次いで該糸をボビンに巻き取ることからなる中空横断面のフィラメントよりなるポリアミドマルチフィラメント糸の製造方法であって、それぞれの紡糸口金孔が円弧形状の1個のスリットよりなっていて、その円弧の両端は、該円弧の長さの少なくとも5%にわたって対称的であり、且つ、紡糸口金の出口面で現われる該スリットの平均幅である0.05mm〜0.12mmの多くとも5倍に等しい長さだけ離間していること、紡糸口金の出口でフィラメントを冷却すること、糸を3000m/min以上の速度で巻き取りとることを特徴とする、中空横断面のフィラメントよりなるポリアミドマルチフィラメント糸の製造方法。
- それぞれのフィラメントの横断面の中空面積がフィラメントの横断面の総面積の少なくとも5%に等しいことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 中空面積の量がフィラメントの横断面の面積の少なくとも10%に等しいことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- フィラメントの冷却用流体が空気及び不活性ガスよりなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 円弧形状の横断面を持つフィラメントの数は、中空横断面を持つフィラメントの数の30%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- それぞれの円弧の対称的な端部が円弧の全長の少なくとも15%に等しい長さを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- ポリアミドが40〜50の相対粘度を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- ポリアミドがナイロン6、ナイロン66、少なくとも80重量%のナイロン66又はナイロン6を含有するポリアミド混合物、少なくとも80%(数で)のナイロン66又はナイロン6単位を含むコポリアミドよりなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 糸が延伸操作に付されてから巻き取られることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
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