JP4098694B2

JP4098694B2 - シックアンドシン糸の製造方法

Info

Publication number: JP4098694B2
Application number: JP2003335765A
Authority: JP
Inventors: 啓太勝間; 寿一勝井; 松美田中; 郁夫冨坂; 正信宮田
Original assignee: KB Seiren Ltd
Current assignee: KB Seiren Ltd
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP2005097804A

Description

本発明は、自然な斑感と杢感を持ち、ソフトでスパン調の風合いを持ち得るポリエステルシックアンドシン糸の製造方法に関する。さらに詳しくは、経済的に有利で操業性に優れ、安定的に供給可能な直接紡糸延伸方法によるポリエステルシックアンドシン糸の製造方法に関する。

従来より、ポリエステルの未延伸糸をガラス転移点温度以下で、低延伸倍率で延伸した繊維軸方向に太細斑を有するポリエステルシックアンドシン糸が知られている。該シックアンドシン糸は、自然な斑感及び風合いを出すためには、未延伸糸状態で一定時間エージング処理を施し、延伸処理を行う必要があった。この場合、エージング時間や温湿度等の雰囲気条件にシック部とシン部の発現状態が左右されるため、品位の良い糸条が得られても生産効率が悪く経済的に不利であった。

かかる問題を解消するために、経済効率の良い所謂直接紡糸延伸法で製造する方法が従来より提案されている。たとえば、特許文献１では溶融押し出し冷却後に油剤を付与し、その後、第１ゴデッドローラーに導入する直前に流体噴射ノズルにて交絡を付与してから延伸する直接紡糸延伸方法が開示されている。

特公昭６１−６１６４号公報

しかしながら、この方法で得られた糸条は、シック部とシン部の繰り返し周期が大きくなり、またシック部とシン部のコントラストが強くなりすぎて、織物にした場合、集中したシック部の強烈な収縮により引きつれによる孔空きが発生するなど品位が低下する問題があった。

また、特許文献２では第１ゴデッドローラーを非加熱の鏡面として、ＰＯＹ糸として引き取り延伸する方法が提案されている。また、特許文献３では溶融押し出し急冷し、加熱筒にて加熱処理後に高速で引き取る方法が提案されている。しかしながら、これらの方法では高速での生産により操業性が劣り、織物の品位が悪いことは特許文献１と同様であった。

特開昭６１−２７５４１９号公報特開平８−２０９４４１号公報

一方、特許文献４では第１ゴデッドローラーと第２ゴデッドローラー間に熱板を設置して、熱板上で延伸を開始することにより自然な斑感のある直接紡糸延伸法が提案されているが、この場合自然な斑感を得ることができるが、高速糸条が熱板に接触するため、生産時間が長くなると摩擦により毛羽が多発するなど製造工程での問題が多くなった。

特開平９−２０９２２８号公報

安定生産できる方法としては、特許文献５の様に、油剤を付与する前に糸条に流体交絡処理を施し、過剰な油剤を付与して油剤の付着斑を促進させてから、高延伸倍率で延伸する方法が開示されている。

特開昭６３−１８２４１２号公報

かかる方法によると、安定生産可能であるが、実施例によると残留伸度が３０〜４０％と低く、フルドロー糸と同等の硬い風合いとなり、ソフトな風合いの糸条を得ることはできない。

本発明者等は、かかる従来技術の問題点を解消し、布帛とした際に自然な斑感と杢感を持ち、ソフト、スパン調且つふくらみ感の優れたものを得るのに好適なポリエステルシックアンドシン糸を経済的に安価に安定して生産する直接紡糸延伸法による製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、エチレンテレフタレートを９０モル％以上含有するポリエステルを溶融吐出後、冷却した後、予備交絡を付与することなく、糸条を旋回させながら油剤を付与した後、張力制御用非加熱ローラー（ＰＴＲ）にて引き取り、次いで加熱第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）とＰＴＲの周速比を１．０２〜１．０５としてＧＲ１に導入し、次いで熱セット用第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）間で破断伸度が４２〜５５％とする延伸熱セットを行うことを要旨とする。特に、第２ゴデッドローラーをテーパー率２〜４％のテーパーローラーとすることによって、さらに安定した生産性を得ることが可能となり、経済効率がよくなる。

本発明の直接紡糸延伸方法により、チーズ状パッケージでありながら、布帛を形成し染色加工を施すと、コントラストが強過ぎず自然な斑感および杢調感を出し、且つソフトで膨らみ感あるスパン調のシックアンドシン糸を得られる。また、直接紡糸延伸法であるために経済的にも低コストで生産でき、安定した品質のシックアンドシン糸を提供すること
が可能となる。

以下に本発明を詳細に説明する。本発明のシックアンドシン糸はエチレンテレフタレートを９０モル％以上含有するポリエステル繊維からなるが、必要に応じて、５−スルフォイソフタル酸ソーダ、アジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸などの酸成分や、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノールなどのジオール成分を共重合したものが採用される。また、二酸化チタン、酸化亜鉛などの無機粒子、その他の安定剤などを含有していてもよい。

上記ポリエステルを溶融押し出しするには通常の方法を採用することができるが、得られるシックアンドシン糸の風合い、吸水性などの機能を与えるべく、Ｕ型断面、三角断面、Ｙ型断面、Ｗ型断面、扁平断面などを形成する口金を用いて繊維の横断面を異型断面とすることができる。

以下、本発明の直接紡糸延伸装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明に用いた直接紡糸延伸装置の一例である。紡糸口金１より吐出された糸条は冷却装置２にて冷却され、旋回装置である旋回ノズル３、油剤付与装置４を経由して張力制御用プリテンションローラー（ＰＴＲ）５で引き取られる。この際、本願発明では旋回ノズル３、油剤付与装置４の配置を入れ換えもよい。ＰＴＲと第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）６との間で、冷延伸を行い、ＧＲ１にてガラス転移点近辺に糸条を加熱する。ＧＲ１の温度は、ガラス転移点温度−１０〜ガラス転移温度＋１０の間でよい。ＧＲ１にて予熱された糸条は、ＧＲ１と第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）７の間で本願発明の破断伸度となるよう延伸を施し、熱セットする。その後、必要であれば流体交絡装置８にて交絡処理を行い、巻き取る。

本発明の直接紡糸延伸法によるシックアンドシン糸の製造方法における第１の特徴は、交絡を付与することなく糸条に旋回を与える旋回ノズルを油剤付与装置近辺の上流あるいは下流に設置し、図３、あるいは図４に示すように、糸条が油剤付与装置上で旋回しながら油剤が付着される状態を作ることが必要である。

使用する旋回ノズルは、油剤をマイグレーションするための市販のノズルを採用してもよいが、この場合油剤のマイグレーションを均一化させるために、糸条の流れは図２に示す様にノズル内で幾分乱れが生じ、５コ／ｍ程度の交絡が付与される。交絡が１コ／ｍでも入ると、シック部とシン部のコントラストが強くなり、品位の劣る布帛となる。よって、例えば仮撚加工時のトルクフリーを目的とした旋回ノズルを採用すれば図３、図４の様に糸条に旋回がかかるだけで交絡数が０コ／ｍとなり、交絡点による延伸斑から派生するコントラストの強いシックアンドシンが発現せず、旋回しながら油剤が付与されるために単糸間の油剤付着斑による自然な延伸斑が形成される。旋回ノズルの位置は、油剤付与装置の上流でも下流でも良く、油剤付与装置上で糸条が旋回しながら油剤が付与されることが必要である。

油剤の付着量は、特に限定されないが、旋回しながら油剤が付与し付着斑を促進させるためには、油剤付着率を０．８〜１．２％とすればよい。

また、油剤を付与する位置は特に限定されないが、紡糸口金１より押し出された繊維の温度がガラス転移温度に低下する直前とすることにより、より良好なシックアンドシン糸を安定して生産することができる。

そして、油剤付与後に図１の張力制御用非加熱ローラー（ＰＴＲ）５にて引き取り、ＰＴＲに糸条を捲回し、加熱第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）６との間で、冷延伸する。なお、ＰＴＲとＧＲ１の間で張力を付与することにより、旋回による糸条の撚りが解け、より自然な斑感のシックアンドシン糸を得ることができる。ＰＴＲを使用しない場合、シックアンドシン糸のコントラストが幾分強くなり、また、旋回ノズルによる捩れが残留するために生産性が悪くなる。

本発明の第２の特徴は、ＧＲ１とＰＴＲの周速比は１．０２〜１．０５とすることである。この範囲であれば、生産性が良く、毛羽糸切れの発生がなく、布帛の品位が良くなる。

本発明の第３の特徴は、シックアンドシン糸の破断伸度を４２〜５５％とすることが必要である。破断伸度が４２％未満では、シックアンドシンの外観は自然な杢感が発現し、生産における操業性も向上するが布帛の風合いが硬くなるという問題がある。破断伸度が５５％を超える場合、延伸張力が低くなるため、熱セット用第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）上で糸条の揺れが大きくなり、４〜８分繊などの多分繊生産をする場合に糸条同士が重なり糸切れ多発するという問題がある。

熱セット用第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）は、図５に示すようにテーパー率が２〜４％のテーパーローラーを採用するのが好ましい。ここでテーパー率は、図５に示したローラー長さＬと根元径Ｈ１と最大径Ｈ２とから下記式にて算出されるものである。
テーパー率（％）＝（Ｈ２−Ｈ１）／Ｌ×１００
本発明の目的の一つである、ソフトでスパン調の布帛を得るためには上記記載の破断伸度にする必要があり、その場合、ＧＲ２上での糸揺れが大きくなる傾向がある。テーパー率が２〜４％であれば、糸揺れが少なくより安定した生産が可能となり、糸切れ毛羽発生もないので好ましい。

以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明する。尚、以下の実施例のおける特性値は、次に示す方法によって測定したものである。

（１）極限粘度
極限粘度[η]は、フェノール／テトラクロロエタン＝６／４の混合溶剤中２０℃にて常法により測定した。

（２）熱水収縮率（ＢＷＳ）
荷重を２ｍｇ／ｄｔｅｘ掛けた試料長５００ｍｍの糸を沸騰水中に１５分間浸漬し、次いで風乾した後に次式により収縮率を求める。
ＢＷＳ（％）＝（初期試料長―収縮後の試料長）／初期試料長×１００

（３）延伸前の糸条交絡数
糸条を図１の張力制御ローラー（ＰＴＲ）５に巻き付け、採取した糸条１ｍの単糸間にピンを通し、引っ掛かりが生じる個所を交絡点とし、１ｍに何個の交絡点があるかを測定した。

（４）破断強度、破断伸度
ＪＩＳ−Ｌ１０１５に準じて測定した。

（５）Ｕ％
ＵＳＴＥＲＴＥＳＴＥＲ４−ＣＸ（Ｚｅｌｌｗｅｇａｒ社製）を用い、測定速度５０ｍ／分にて通常の方法で測定した。

（６）シックアンドシン外観、及び風合い
８４ｄｔｅｘ／３６ｆのポリエステル延伸糸を経糸に用い、本発明の実施例にて製造したシックアンドシン糸に１２００Ｔ／Ｍの撚りを掛けて、緯糸に打ち込み１５％のアルカリ減量処理後に、染色加工を施して得られた布帛を織物の風合いのベテラン技術者が評価した。

（実施例１〜２、比較例１〜２）
極限粘度[η]＝０．６３７で、ＴｉＯ_２含有量が１．４ｗｔ％のポリエチレンテレフタレートを紡糸温度２９３℃で断面形状がＵ型となる紡糸口金より吐出し、風速０．４ｍ／秒にて冷却した。その後、実施例１は油剤付与装置（Ｏ／Ｎ）を経由してから旋回ノズルに通して糸条に旋回を掛けながら油剤を付与した。実施例２はＯ／Ｎと旋回ノズルの位置を逆転させた。また、比較例１、２は実施例１及び２で使用した旋回ノズルを、市販のマイグレーションノズル（Ｍ／Ｎ）に変更した。その後、非加熱の張力制御用プリテンションローラー（ＰＴＲ）にて１５０４ｍ／分で引き取り、１．５回周巻き付け、７０℃に加熱した周速度１５８０ｍ／分の第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）との間で、１．０５倍の冷延伸を施し、ＧＲ１と１１０℃に加熱した周速度３５００ｍ／分の第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）の間で延伸し、空気交絡を施して２００ｄｔｅｘ／９６ｆのＵ型断面シックアンドシン糸を巻き取った。各物性及び性能を表１に記載した。

（実施例３〜６、比較例３〜７）
ＰＴＲ、ＧＲ１／ＰＴＲ周速比、ＧＲ１の周速度、ＧＲ２の周速度、ＧＲ２のテーパー率を表３記載の条件とする以外は、実施例１と同様にしてシックアンドシン糸を巻き取った。比較例３、４は破断伸度が本願発明範囲外であり、シックアンドシンの発現状態が思わしくなかった。比較例５〜７はＧＲ１／ＰＴＲの周速度比が外れており、比較例５，６はコントラストが強いシックアンドシンとなり、比較例７はＰＴＲとＧＲ１の間で糸切れし、資料が採取できなかった。実施例５は、シックアンドシンの発現は良好であるが、ＧＲ２上での糸揺れによる糸切れが生じることがあった。実施例６は、シックアンドシンの発現は良好であるが、ＧＲ２上での張力が高すぎて、糸切れ毛羽が生じることがあった。

本発明のシックアンドシン糸を製造するに適した直接紡糸延伸装置の一例の概要図である。本願の範囲から外れる、流体交絡が生じるマイグレーションノズルを油剤付与時に用いた場合の、糸条の状態を表した模式図である。本願発明における、糸条が旋回しながら油剤を付与する場合の糸条の状態を表した模式図である。本願発明における、糸条が旋回しながら油剤を付与する場合の糸条の状態を表した模式図である。本願発明に用いる、テーパーローラーの模式図である。

符号の説明

１紡糸口金
２冷却装置
３旋回ノズル
４油剤付与装置
５プリテンションローラー（ＰＴＲ）
６第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）
７第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）
８インターレ―スノズル
９マイグレーションノズル
１１ＧＲ２ローラーシェル
Ｌローラー長さ
Ｈ１ローラー根元径
Ｈ２ローラー最大径

Claims

エチレンテレフタレートを９０モル％以上含有するポリエステルを溶融吐出後、冷却した後、予備交絡を付与することなく、糸条を旋回させながら油剤を付与した後、張力制御用非加熱ローラー（ＰＴＲ）にて引き取り、次いで加熱第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）とＰＴＲの周速比を１．０２〜１．０５としてＧＲ１に導入し、次いで熱セット用第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）間で破断伸度が４２〜５５％とする延伸熱セットを行うことを特徴とするシックアンドシン糸の製造方法。
第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）がテーパー率２〜４％のテーパーローラーであることを特徴とする請求項１記載のシックアンドシン糸の製造方法。
糸条に旋回を施す旋回装置を、油剤付与装置の下流に設置することを特徴とする請求項１記載のシックアンドシン糸の製造方法。
糸条に旋回を施す旋回装置を、油剤付与装置の上流に設置することを特徴とする請求項１記載のシックアンドシン糸の製造方法。
シックアンドシン糸の横断面が、異形断面であることを特徴とする請求項１記載のシックアンドシン糸の製造方法。