JP4298675B2 - ポリトリメチレンテレフタレートマルチフィラメント糸 - Google Patents

Description

本発明は、衣料用途に適したポリトリメチレンテレフタレート糸、それを用いた仮撚加工糸及びその製造方法に関する。更に詳しくは、衣料用途の中でもスポーツ、インナー、アウター等のストレッチ衣料に適したポリトリメチレンテレフタレートマルチルチフィラメント糸、それを用いた仮撚加工糸、及びそれを高品質に且つ長時間連続的に製造できる工業的製造方法に関する。

ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略称する）繊維は、最も衣料用途に適した合成繊維として世界中で大量に生産され、一大産業を形成している。
一方、ポリトリメチレンテレフタレート（以下、ＰＴＴと略称する）繊維は、特許文献１、特許文献２，特許文献３、特許文献４、特許文献５、及び特許文献６等の先行技術により公知である。しかしながら、これらの先行技術はＰＴＴ繊維の基本的性質およびＰＴＴ繊維の基本的製造方法について記述するに留まっている。即ち、これらの先行技術は、ＰＴＴ繊維を工業生産するのにふさわしい水準および製造方法のレベルには達しておらず、且つ得られるＰＴＴ繊維も、工業的に編織物を生産できる物性設計および品質レベルに達していない。

例えば、特許文献６は、ＰＴＴ繊維がその固体構造に起因してＰＥＴ繊維に比してヤング率が小さく（柔軟性大）、伸張回復率が高い（弾性限界範囲が大きい、弾力的である）という特徴を有することを開示しているが、これらの特徴が生かされる用途に適合する物性や品質に関わる設計は未だ明らかになっていない。
ポリエステルやナイロンの溶融紡糸においては、一定時間紡糸を継続すると、ポリマー分解物などからなる汚れが紡糸口金孔周辺に付着する。これらは目白現象又は目やに現象と通称されている。そして、その汚れが円滑な繊維形成を阻害するようになり、遂にはマルチフィラメントの切断が起こり、紡糸続行が不可能になる。工業的にはこの問題を回避するために、一定周期で紡糸口金表面をワイピングして汚れを除去し、円滑な紡糸状態を保つのが普通である。ワイピングは一旦紡糸を中断して行うことが必須であるため、作業の効率及び原料ポリマーの原単位からはワイピング周期は長い方が良く、通常２４時間以上が望ましい。

特許文献７には、ＰＴＴはＰＥＴに比べて熱劣化や酸化劣化が起きやすく、また、ポリマー自体が金属へ付着しやすいために、ＰＴＴ繊維の紡糸ではＰＥＴ繊維の紡糸に比べて紡糸口金孔周辺に汚れの堆積が激しく、ワイピング周期が短くなることが記載されている。そして、ワイピング周期の延長策として、特定の組成の離型剤を紡糸口金表面に塗布する手段と、単位時間内に紡糸口金の単一孔を通過するポリマーの表面積Ａを５０００〜３００００ｍｍ^２／分に特定する手段が開示されている。なお、Ａは以下の式で定義されている。
Ａ（ｍｍ^２／分）＝（Ｖ×Ｍ）／（ρ×Ｓ）
Ｖ：単一孔あたりのポリマー吐出量（ｇ／分）
ρ：ポリマーの密度（ｇ／ｍｍ^３）
Ｓ：孔の断面積（ｍｍ^２）
Ｍ：孔の周長（ｍｍ）

しかし、該先行技術にはストレッチ衣料に最適なＰＴＴマルチフィラメント糸の要件については記載がない。また、ワイピング周期に与えるＰＴＴの固有粘度の影響についての記載はなく、到達しているワイピング周期も高々３６時間程度である。さらに、各単糸繊
度毎の最適な（工業的に有利な）Ａの範囲は示唆されていない。
ポリウレタン繊維のような弾性繊維が出現して以来、スポーツ衣料、インナー衣料、パンティーストッキング、アウター衣料などの分野においてストレッチ衣料が急速に普及している。例えば、ポリウレタン繊維と、ナイロン繊維やＰＥＴ繊維との交編衣料（インナーなど）、ポリウレタン繊維にナイロン繊維を巻いたカバリング糸からなるパンティーストッキング、或いはＰＥＴ繊維との複合繊維（潜在捲縮糸）からなる編織物などである。
しかし、それらの先行品だけでは特性やコストに限界があり、未だ十分ではない。そのような現状の中で、ストレッチ衣料の多様化が求められており、ストレッチ衣料に適した新たな合成繊維の出現が期待されている。

特開昭５２−５３２０号公報 特開昭５２−８１２３号公報 特開昭５２−８１２４号公報 特開昭５８−１０４２１６号公報 Ｊ．ＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｅｄｉｔｉｏｎ第１４巻、第２６３頁−２７４頁（１９７６） Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＦｉｂｅｒｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ 第４５巻（４月号）、第１１０頁−１１１頁（１９９５） 特開平１１−２００１４３号公報

本発明の目的は、上記した、柔軟性が大であり弾力性に優れるというＰＴＴ繊維の特徴を最大限生かす構成のＰＴＴ繊維、即ち、ストレッチバック性に優れ、ストレッチ衣料に適した高品質のＰＴＴマルチフィラメント糸を提供すること、及びそれを高収率で得ることのできる製造方法を提供することである。
ストレッチバック性が高いということは、繊維や布帛を引っ張るときに適度な伸びがあり、伸びと共に抵抗感が加わり、離したときに素早く元に戻るゴムのような性質を示すことと理解される。合成繊維では、ストレッチ衣料には通常仮撚加工糸のような捲縮糸が使用されることが多い。
本発明は、ストレッチ衣料として好適な仮撚加工糸を提供することも目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の構成は以下の通りである。
１．９５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るポリトリメチレンテレフタレートからなる円形断面のマルチフィラメント糸であって、以下の（１）〜（５）の要件を満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレートマルチフィラメント糸。
（１）固有粘度＝０．７〜１．１ｄｌ／ｇ
（２）単糸繊度＝３．３〜８．９デシテックス
（３）破断伸度＝３６〜６０％
（４）繊度変動値Ｕ％≦１．０％
（５）１５０℃熱時伸度＝２５％以上
２．（５）１５０℃熱時伸度＝２５％以上、４３％以下であることを特徴とする上記１記載のポリトリメチレンテレフタレートマルチフィラメント糸。
３．上記１記載のポリトリメチレンテレフタレートマルチフィラメント糸を仮撚又は延伸仮撚して得られ、かつ、以下の（１）、（２）の要件を満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート仮撚加工糸。
（１）最大捲縮伸度＝１５０％以上
（２）最大捲縮応力＝０．０２０ｃＮ／デシテックス以上
４．（１）最大捲縮伸度＝１５０％以上、１７５％以下
（２）最大捲縮応力＝０．０２０ｃＮ／デシテックス以上、０．０３１ｃＮ／デシテックス以下であることを特徴とする上記２記載のポリトリメチレンテレフタレート仮撚加工糸。
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るＰＴＴからなる円形断面のマルチフィラメント糸であり、かつ、下記（１）〜（４）の要件を満足することを特徴とするＰＴＴマルチフィラメント糸である。
（１）固有粘度＝０．７〜１．１ｄｌ／ｇ
（２）単糸繊度＝３．３〜８．９デシテックス
（３）破断伸度＝３６〜６０％
（４）繊度変動値Ｕ％≦１．２％

本発明の第２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るＰＴＴからなる円形断面のマルチフィラメント半延伸糸であり、下記（１）〜（４）の要件を満足することを特徴とするＰＴＴマルチフィラメント半延伸糸である。
（１）固有粘度＝０．７〜１．１ｄｌ／ｇ
（２）単糸繊度＝３．９〜１３．３デシテックス
（３）破断伸度＝６１〜１２０％
（４）繊度変動値Ｕ％≦１．２％

本発明の第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のＰＴＴ糸又は半延伸糸を、仮撚又は延伸仮撚してなることを特徴とするＰＴＴ仮撚加工糸である。
本発明の第４の発明は、下記（１）〜（４）の条件下で、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る固有粘度［η］が０．７〜１．３ｄｌ／ｇである円形断面のＰＴＴマルチフィラメント糸又は半延伸糸を製造する方法である。
（１）５ｍｍ≦紡糸口金芯間距離
（２）紡糸温度＝２５５〜２７５℃
（３）紡糸口金表面温度≧２５５℃
（４）Ｖ×［η］＝５〜１２（ｍ／分）（ｄｌ／ｇ）
（ただし、Ｖは、溶融したＰＴＴの吐出線速度（ｍ／分）を表す。）

本発明のＰＴＴマルチフィラメント糸及び半延伸糸は、ＰＴＴ特有の風合いと優れたストレッチ特性を有する仮撚加工糸を安定的に与えることが出来、染めの均一性が高く、後加工時の糸切れ、毛羽発生が極めて少ない。また、本発明のＰＴＴ糸又は半延伸糸を用いた仮撚加工糸は、ストレッチ衣料に適し、新しいストレッチ衣料の分野を形成することが可能である。

本発明は、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るＰＴＴからなる円形断面マルチフィラメント糸、その製造方法及びその糸を用いた仮撚加工糸に関する。
本発明において、マルチフィラメント糸という用語は、トウを含む長繊維及びマルチフィラメント糸を切断して得られる短繊維も含むものである。
本発明におけるＰＴＴは、その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、５モル％以下がその他のエステル繰り返し単位からなる（トリメチレンテレフタレート繰り返し単位は、テレフタール酸とトリメチレングリコールから生じるエステル単位である。）。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ＰＴＴ共重合ポリマーである。

共重合成分の例は以下の如くである。
酸成分としては、イソフタール酸や５−ナトリウムスルホイソフター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り、グリコール成分としては、テトラメチレングリコール、エチレングリコール、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である。複数の共重合成分を含むことを妨げない。
本発明におけるＰＴＴは、酸化チタンなどの艶消し剤、熱安定剤、酸化防止剤、制電剤、紫外線遮蔽剤、抗菌剤、種々の顔料等々の添加剤を含有又は共重合成分として含有させても良い。
本発明におけるＰＴＴの製造方法は公知の方法で良く、その代表例としては、一定の極限粘度までは溶融重合で重合度を上げ、続いて、固相重合で所定の極限粘度に相当する重合度まで上げる２段階法である。

以下に本発明の第１の発明について説明する。
本発明の第１の発明においては、マルチフィラメント糸を形成しているＰＴＴの固有粘度は０．７〜１．１ｄｌ／ｇである。ここで、固有粘度は後述の方法により測定された値をいう。固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ未満では、破断強度が３．１ｃＮ／デシテックス以下
、さらには２．６ｃＮ／デシテックス以下となり、衣料用途には不向きとなり、ストレッチ衣料としては適当ではない。固有粘度が１．１ｄｌ／ｇを越えると、マルチフィラメント糸の熱に対する寸法安定性が悪くなり、且つ原料であるＰＴＴの製造コストが高くなる。固有粘度の好ましい範囲は０．８〜１．１ｄｌ／ｇ、更に好ましくは０．８〜１．０ｄｌ／ｇである。

第１の発明においては、単糸繊度が３．３〜８．９デシテックスである。単糸繊度は、ストレッチバック性の点から３．３デシテックス以上であることが好ましい。以下、この点について説明する。
ストレッチバック性には、図１に示されるような仮撚加工糸の応力−伸長率曲線において、捲縮が伸ばされる初期過程と繊維自体が伸ばされる後期過程の、伸びと応力が関与する。即ち、ストレッチバック性は、捲縮の伸縮特性とＰＴＴ繊維固有の弾力性の複合効果である。伸長過程での抵抗感は、捲縮の伸長応力（フックの法則におけるバネ定数の効果に相当）と繊維自体の弾力性により決定される。

ＰＴＴは、ＰＥＴと比較して捲縮伸度が高く、また、繊維自体の伸長回復性が高いため、優れたストレッチバック性を示す。更に、ストレッチバック性は、前記捲縮の伸長応力と相関があり、仮撚加工糸の単糸繊度を大きくすることが有効である。単糸繊度が３．３デシテックス未満では、仮撚加工糸にしたときに加工糸の捲縮が伸長される過程での（前述の初期過程の）弾性率が小さく、その結果、図１に示す最大捲縮応力が小さく、優れたストレッチバック性が得られない。
一方、単糸繊度が８．９デシテックスを越えると、溶融紡糸過程で冷却が不十分になり、繊度変動値Ｕ％が１．２％を越える値となり、糸切れも多発する。そして、得られるマルチフィラメント糸及びそれより得られる仮撚加工糸も堅くなり、衣料用途に不向きになる。

第１の発明においては、応力−伸長率曲線の測定で得られる破断伸度が３６〜６０％である。破断伸度が３６％未満では、マルチフィラメント糸の製造時及び仮撚加工時に糸切れ及び毛羽が多発して、正常な製造又は加工ができない。特に、仮撚加工の安定性に破断伸度が大きく影響する。仮撚加工では、ヒーター温度１５０〜１８０℃で糸を加熱するが、ＰＴＴ繊維はかかる高温になると、破断伸度が急激に低下し糸切れが増加することがわかった。この現象はＰＥＴでは見られず、ＰＴＴ特有の性質である。

本発明では、仮撚り時の糸切れを解消するために、温度１５０℃での熱時伸度を２５％以上に保つことが好ましく、これを達成するためには、破断伸度を３６％以上にすることが必要である。このことは本発明者らによって初めて見出されたことである。さらに、破断伸度を４０％以上にすると、この１５０℃での熱時伸度を３０％以上に保つことが可能となり、より安定した仮撚り加工が達成される。また、破断伸度が６０％を越えると、延伸糸に太細が生じ始め、繊度変動値Ｕ％が悪化し、染め斑が顕著になる。破断伸度の好ましい範囲は４０〜６０％であり、さらに好ましい範囲は４５〜５５％である。

第１の発明においては、繊度変動値Ｕ％が１．２％以下である。Ｕ％が１．２％を越えると、マルチフィラメント糸及びこれより得られる仮撚加工糸に染め斑が生じやすくなる。特に加工糸を織物及び経編みに使用するときは使用上制約が多くなるので、Ｕ％が１．２％以下であることの意義は大きい。Ｕ％の好ましい範囲は１．０％以下である。
なお、染め斑は、後述する染め級判定で評価を行い、Ｕ％が１．２％以下であれば染め級は６級以上と合格レベルである。

以下に本発明の第２の発明について説明する。
第２の発明において、ＰＴＴの固有粘度は、第１の発明における理由と同様の理由で、
０．７〜１．１ｄｌ／ｇである。固有粘度の好ましい範囲は０．８〜１．１ｄｌ／ｇ、更に好ましくは０．８〜１．０ｄｌ／ｇである。
第２の発明においては、ＰＴＴマルチフィラメント糸の単糸繊度は、延伸仮撚後（延伸倍率約１．２〜１．５倍）に、第１の発明で規定される単糸繊度３．３〜８．９デシテックスが得られるものでなければならない。このためには、半延伸糸の単糸繊度は３．９〜１３．３デシテックスである。単糸繊度が３．９デシテックス未満では、延伸仮撚後の単糸繊度が３．３デシテックス未満となり、第１の発明の説明において述べたこと同様の理由で、優れたストレッチバック性が得られない。単糸繊度が１３．３デシテックスを越えると、第一の発明と同様、溶融紡糸過程での冷却が不十分で糸切れが多発するばかりか、風合いが堅いために衣料用繊維には不適切となる場合がある。ストレッチ衣料用として好ましい半延伸糸の繊度は４．４〜１１．１デシテックスである。

第２の発明においては、破断伸度は６１〜１２０％である。破断伸度が６１％未満のマルチフィラメント半延伸糸（ＰＯＹ）は、紡糸巻取りの際にチーズ状パッケージの巻締まりが激しく且つ巻き姿が異常となり、実質的に製造できない。破断伸度の好ましい範囲は７０〜１２０％である。
第２の発明においては、繊度変動値Ｕ％は１．２％以下である。Ｕ％が１．２％を越えると、それだけでも染め斑の原因となる上に、延伸仮撚時の張力変動の幅が大きくなるために、加工糸の染め斑の原因となる。特に、加工糸を織物や経編みに供するときは、許容される染め斑の程度が厳しいため、Ｕ％が１．２％以下であることの意義は大きい。

以下に本発明の第３の発明について説明する。
第３の発明におけるＰＴＴマルチフィラメント仮撚加工糸は、上記第１の発明の糸又は第２の発明の半延伸糸を、スピンドルタイプ及び摩擦タイプの仮撚機または延伸仮撚機のいずれのタイプで加工したものでも良く、いわゆる２ヒータタイプ及び１ヒータタイプの加工糸のいずれでも良い。
第３の発明の仮撚加工糸は、ストレッチバック性の点から、後述の方法により測定される最大捲縮伸度が１５０％以上、最大捲縮応力が０．０２０ｃＮ／デシテックス以上であることが好ましい。さらに好ましい範囲は、最大捲縮伸度１６０％以上、最大捲縮応力０．２５ｃＮ／デシテックス以上である。

以下に本発明の第４の発明について説明する。
ＰＴＴの溶融紡糸では、紡糸口金孔周辺へのポリマー付着あるいは汚れ（目白現象又は目やに現象という。図２、図３参照）の程度が、ＰＥＴに比較して激しい。図２、図３は、紡糸口金孔周辺の状態の一例を示す概略図であり、図２は紡糸口金孔周辺の汚れが軽微である場合を示し、図３は紡糸口金孔周辺の汚れが顕著である場合を示す。即ち、図３の場合は、図２の場合に比べて、紡糸口金孔にポリマーが多量に付着していることが判る。このような目白現象は、単糸繊度３．３デシテックス以上のＰＴＴ糸を紡糸する場合において特に顕著である。第４の発明はかかる問題点を解決するものである。
第４の発明においては、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る固有粘度０．７〜１．３ｄｌ／ｇである円形断面のＰＴＴマルチフィラメント糸又は半延伸糸を対象とする。

第４の発明において、紡糸口金芯間距離は５ｍｍ以上である。紡糸口金芯間距離が５ｍｍ未満では、紡出されるフィラメントの冷却が時間的、空間的に不均一になる。特に単糸繊度が３．３デシテックス以上である場合にかかる現象は顕著である。その結果、繊度変動値Ｕ％が１．２％を越え、得られる糸の染色性が悪くなる。紡糸口金芯間距離は下記式を満足することが好ましい。
１．２６×ｄ＋０．８（ｍｍ）≦紡糸口金芯間距離≦２０（ｍｍ）
ただし、上記式中のｄは延伸糸又は半延伸糸の単糸デシテックスを表す。紡糸口金芯間距
離が２０ｍｍを越えると、紡糸口金芯間距離を広げる効果が出ないばかりか、紡糸口金芯間のデッドスペースが大きくなるため糸切れが増加する傾向にある。

第４の発明においては、紡糸温度が２５５〜２７５℃である。紡糸温度は、紡糸直前のＰＴＴ溶融体の温度であるスピンパック５（図４参照）内の温度のことである。
一般に、ＰＴＴはＰＥＴに比べて熱分解性及び酸化分解性が高いために、ＰＥＴで行われるような２７５℃を越える紡糸温度は工業的には採用不可能である。紡糸温度が２５５℃未満では、その他の要件を如何に整えてもメルトフラクチャー等のため順調な紡糸ができない。これは紡糸温度がＰＴＴの融点に近くなるためである。紡糸温度が２７５℃を越えると、ＰＴＴの熱分解が激しく、糸曲がりや気泡発生のために順調な紡糸ができないばかりか、得られる繊維の物性も劣ったものになる。紡糸温度の好ましい範囲は、メルトフラクチャー及び熱分解共に問題ない２５５〜２７０℃である。

第４の発明においては、Ｖ×［η］＝５〜１２（ｍ／分）（ｄｌ／ｇ）である。Ｖは紡糸口金からのポリマーの吐出線速度であり、下記式で表される。
Ｖ（ｍ／分）＝４Ｆ／πρＲ^２
（式中、Ｆは単一孔の吐出量（ｇ／分）、ρはポリマーの密度（ｇ／ｃｍ^３）、Ｒは紡糸口金孔径（ｍｍ）を表す。）
Ｖ×［η］が１２（ｍ／分）（ｄｌ／ｇ）を越えると、目白現象が顕著で、ワイピング周期が４８時間未満、更には３６時間以下と短くなる。Ｖ×［η］が５（ｍ／分）（ｄｌ／ｇ）未満では、マルチフィラメント糸の均一性が悪くなり、繊度変動値Ｕ％が１．２％を越える値となる。Ｖ×［η］の好ましい範囲は５〜１０（ｍ／分）（ｄｌ／ｇ）、更に好ましい範囲は５〜８（ｍ／分）（ｄｌ／ｇ）である。

第４の発明においては、紡糸口金表面温度が２５５℃以上である。ＰＴＴでは、紡糸口金表面温度が低いほど、孔周辺へのポリマー付着による目白現象が起きやすいという傾向があることが、本発明者らの検討により初めて分かった。紡糸口金表面温度が２５５℃未満では、目白現象が顕著で連続した紡糸が不可能である。紡糸口金表面温度が紡糸温度を越える範囲では、複数装着した紡糸口金の表面温度にバラツキが生じやすくなる。そのバラツキは、得られるマルチフィラメント糸の染色性のバラツキの原因となる。紡糸口金表面温度の好ましい範囲は２５５℃〜紡糸温度である。
図４から分かるように、通常、スピンパックがスピンヘッド内に装着されているので、紡糸口金表面温度は紡糸温度（スピンヘッド温度）と連動して変化し、それより１５〜２０℃低いのが普通である。紡糸口金表面温度を本発明の範囲に設定するために、必要に応じて紡糸口金及び／または紡糸口金直下の雰囲気を積極的に加熱する手段（紡糸口金ヒーター７など）を用いるのが好ましい。

第４の発明においては、ガイド等による紡糸口金下集束位置を下記式を満足する範囲にすることが好ましい。
１３．５×ｄ＋６０≦紡糸口金下集束位置（ｃｍ）
（ただし、ｄは延伸糸の単糸デシテックスを表す。）
また、紡糸口金下の冷却風速度は０．６〜１．２ｍ／秒が好ましい。
第４の発明において、紡糸速度は特に限定されない。また、延伸は、未延伸糸を紡糸後一旦巻取った後に行っても、あるいは、直接連続して行ってもよい。

第４の発明における好ましい態様は、固有粘度を０．７〜１．１ｄｌ／ｇに特定し、単糸繊度を３．３デシテックス以上に特定し、紡糸速度及び延伸の有無を選択することである。これにより、前記第１及び第２の発明で規定されるマルチフィラメント糸及び半延伸糸が一層効果的に得られる。即ち、第１の発明は、概ね５００〜２５００ｍ／分の紡糸速度で紡糸した後、延伸して得られる延伸マルチフィラメント糸に相当し、第２の発明は、
概ね２５００ｍ／分を越える紡糸速度で紡糸して得られる、半延伸マルチフィラメント糸（ＰＯＹ）に相当する。
第１の発明のマルチフィラメント糸は、紡糸された未延伸糸を一旦パッケージとして巻き取り、次いで延伸機で延伸する２段階法でも、紡糸後、連続して延伸する直接紡糸延伸法のいずれの方法でも製造することが出来る。

以下に、本発明のＰＴＴマルチフィラメント糸の製造方法の一例（紡糸−低速延伸法）について、図４及び図５に従って詳述する。
まず、本発明で規定するＰＴＴのペレットを連続的にポリマー乾燥機１に投入して、熱風を用いて水分率が３０ｐｐｍになるように乾燥する。乾燥されたペレットは引き続き２５５〜２６５℃に設定された押出機２に供給され、ＰＴＴの融点以上の温度に加熱されて溶融される。溶融ＰＴＴは、ベンド３を経て所定の紡糸温度に保たれたスピンヘッド４に供給され、スピンパック５内で紡糸温度に調整され且つ濾過される。その後、溶融ＰＴＴは、スピンパック５内に装着された紡糸口金６を通して、マルチフィラメント糸となるべく冷却ゾーンに吐出される。紡糸口金表面温度は、口金周辺に設けられた紡糸口金ヒーター７によって所定の温度に保たれている。冷却ゾーンに導入された吐出ＰＴＴフィラメント８は、冷却風９によって室温まで冷却されつつ、１０００〜１９００ｍ／分の周速で回転している引き取りゴデットロール１２の力によって、所定の繊度まで細化され、オイリングノズル１０によって仕上げ剤が付与され、マルチフィラメント糸の未延伸糸１１となる。ゴデットロール１２に引き取られた後に、巻取機１３で巻取られ未延伸糸パッケージ１４が形成される。

次いで、この未延伸糸パッケージ１４は、図５に示す延伸機に送られる。未延伸糸１１は供給ロール１５で４５〜６５℃に加熱された後、所定の延伸比で延伸され、１００〜１５０℃に設定されたホットプレート１６で熱処理された後、延伸糸１７となる。延伸比は供給ロール１５と延伸ロール１８との速度比で設定される。必要に応じて有撚のパーン１９の形状あるいは無撚のチーズ形状（図示せず）に巻き取られる。

以下、実施例により本発明をさらに説明する。
物性の測定方法及び紡糸口金表面の観察方法等は、下記の通りである。
（ａ）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。

なお、上記式中、ηｒは、純度９８％以上のｏ−クロロフェノールに溶解したＰＴＴポリマーの溶液を、所定のポリマー濃度Ｃ（ｇ／１００ｍｌ）に希釈し、その希釈溶液の３５℃で測定した粘度を、同一条件で測定した上記溶剤の粘度で除した値であり、相対粘度と呼ばれるものである。数点のＣについて相対粘度を測定し、Ｃを０に外挿して固有粘度を求める。

（ｂ）単糸繊度
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に従ってマルチフィラメント糸の繊度を測定し、その値をマルチフィラメント糸の単糸数で除する。
（ｃ）破断伸度、１５０℃熱時伸度
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に従って応力−伸長率曲線を測定し、その図上から求める。５回
の測定値の平均をもってマルチフィラメント糸の破断伸度とする。
また、１５０℃の加熱炉中に糸を保持して破断伸度を測定したものを、１５０℃熱時伸度とした。

（ｄ）繊度変動値Ｕ％
ＵＳＴＥＲ ＴＥＳＴＥＲ ３（Ｚｅｌｌｗｅｇｅｒ社製）にて以下の測定条件で測定する。
測定条件：ハイパスフィルター：有り
測定速度：５０ｍ／分
Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｌｏｔ：３
測定時間：５分
Ｔｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｏｒｃｅ：１．２５
Ｔｅｎｓｉｏｎａｌ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ：２．５ｂａｒ
撚り：１５００ｔ／ｍ、Ｓ撚り

（ｅ）仮撚加工糸の最大捲縮応力及び捲縮最大伸度
仮撚加工糸の応力−伸長率曲線を、以下の方法・条件で測定する。
仮撚加工糸を沸騰水で３０分間処理した後、乾燥する。ＪＩＳ−Ｌ−１０１３（引張試験法）に準じて、Ｆｕｌｌ応力が０．８８２ｃＮ／デシテックスまでの応力−伸長率曲線を描く。
上記の方法・条件で測定して得た応力−伸長率曲線上で、図１に示すように、捲縮が伸ばされる過程（初期）の曲線の接線と、繊維自体が伸ばされる過程の曲線の接線との交点を求める。この交点に対応する応力を加工糸の繊度で除した値を最大捲縮応力とし、これを以て仮撚加工糸の伸長応力とする。また、この交点に対応する伸度を最大捲縮伸度とする。

（ｆ）仮撚加工糸柔軟度
加工糸を一口編み機で筒編み地を作製し、熟練者が、下記の５段階で判定を行う。
５：極めて柔軟
４：十分に柔軟
３：衣料用としてぎりぎり使用可能な程度に柔軟
２、１；粗硬（衣料用には使用不可）

（ｇ）紡糸口金孔周辺のポリマー汚れ観察
ＱＵＥＳＴＡＲ社製の望遠顕微鏡（型式：ＱＭ−１型）により、紡糸口金孔周辺を拡大し、汚れを観察した。ワイピング後３６時間経過した時の汚れ状態を観察し、下記の基準で評価した。
◎：ほとんど汚れなし
○：孔の一部に汚れが見られるが問題ない程度
×：孔の全面に汚れが見られる。

（ｈ）仮撚加工糸のストレッチバック性
仮撚加工糸を一口編み機で編成し、筒編み地を得る。この筒編み地を３０分間沸騰水処理し、乾燥後、熟練者が、下記の基準で官能評価する。
◎：ストレッチバック性が非常に良好（合格）
○：ストレッチバック性が良好（合格）
×：ストレッチバック性が不良（不合格）

（ｉ）染め斑評価（染め級）
延伸糸を一口編み機で編成し、筒編み地を得る。この筒編み地を以下の条件で染色した
後、熟練者が限度見本に合わせて１０段階で官能評価する（数字が大きいほど良好である。）。
染色条件：染料：ホロンネイビーＳ−２ＧＬ グラン２００％ （オー・ジー株式会社）
染料濃度：１．５％
分散剤：ディスパーＴＬ（明成化学工業株式会社）
分散剤濃度：２ｇ／ｌ
浴比： １：１８
染色温度：９７℃
染色時間：３０分
判定基準： １０級：染め筋、染め斑なし（合格）
８〜９級：染め筋、染め斑小（合格）
６〜７級：染め筋、染め斑中（合格）
４〜５級：染め筋、染め斑大（不合格）
１〜３級：未延伸部が存在（不合格）
（６級以上が合格）

〔実施例１〜３及び比較例１〜３〕
これらの例では、ＰＴＴマルチフィラメント糸の単糸繊度がストレッチバック性に与える影響、即ち、単糸繊度が仮撚加工糸の応力−伸長率特性（最大捲縮応力）に与える影響、及び単糸繊度が柔軟性に与える影響について調べた。
酸化チタンを０．４ｗｔ％含む固有粘度０．９２ｄｌ／ｇのＰＴＴペレットを、図４及び図５に示すような紡糸機及び延伸機（延撚機）を用いて、紡糸口金の孔径を変えて、下記の紡糸条件、延伸条件で、円形断面の８３．３デシテックス／１０フィラメント（実施例１）、８３．３デシテックス／１２フィラメント（実施例２）、８３．３デシテックス／２４フィラメント（実施例３）、８３．３デシテックス／３６フィラメント（比較例１）及び８３．３デシテックス／７２フィラメント（比較例２）のＰＴＴ糸を製造した。

次いで、得られた糸を用いて下記の条件で仮撚加工糸を製造した。
（１）紡糸条件 ポリマー水分率：２０ｐｐｍ
押出温度（押出機ヒーター温度）：２６０℃
紡糸温度（スピンヘッド温度）：２６５℃
紡糸口金表面温度：２５８℃（紡糸口金ヒーターで調節）
紡糸口金条件：表１に示す
ポリマー吐出量：表１に示す
紡糸口金下集束位置：１７０ｃｍ
冷却風条件；速度：０．８ｍ／秒
温湿度：２２℃、９０％ＲＨ
仕上げ剤付着率：０．８ｗｔ％
紡糸速度：１５００ｍ／分
巻取速度：１４７０ｍ／分
巻取機周辺の温湿度：２２℃、９０％ＲＨ

（２）延伸条件
ラグタイム：５０時間以内
クリール部の温湿度：２２℃、９０％ＲＨ
延伸比：破断伸度が約４５％になるように設定。
供給ロール温度：５５℃
ホットプレート温度：１３０℃
延伸ロール温度：非加熱
延伸ロール速度（延伸速度）：８００ｍ／分

（３）仮撚条件
仮撚機のタイプ：三菱重工業社製ＬＳ−２（ピン仮撚方式）
スピンドル回転数：２７５００ｒｐｍ
仮撚数：３８４０Ｔ／ｍ
第１フィード率：±０％
第１ヒーター温度（接触式）：１６０℃
第２ヒーター温度（非接触式）：１５０℃
第２フィード率：＋１５％

また、ＰＥＴを用いて、前記ＰＴＴの場合と同様な工程で、条件をＰＥＴに最適化して８３．３デシテックス／１２フィラメントの延伸糸を得た。仮撚りは、同じ仮撚機を用い同一仮撚り数で、第１、第２ヒーター温度をそれぞれ２２０、２３０℃で実施した（比較例３）。
実施例１〜３、比較例１〜３で得られた糸（原糸）及び仮撚加工糸の物性を表２に示す。
表２から、単糸繊度３．３〜８．９デシテックスのＰＴＴマルチフィラメント糸（実施例１〜３）は、仮撚加工糸の最大捲縮応力が突出して高く、上記範囲外の比較例１、２に比べて優れていることが明らかである。
また、ＰＥＴを用いた比較例３は、最大捲縮応力は高いものの、最大捲縮伸度が低いこと及び繊維自体に伸長回復性がないため、伸びが小さくストレッチバック性は劣るものとなった。また、ＰＥＴは柔軟度が硬いものとなった。

〔実施例４〜６及び比較例４、５〕
これらの例では、ＰＴＴの固有粘度を一定にしたとき、紡糸口金孔からのポリマー吐出線速度、即ちＶ×［η］が、目白現象の程度即ちワイピング周期に与える影響を調べた。
８３．３デシテックス／１２フィラメントのマルチフィラメント糸を得るに際し、紡糸口金孔径と吐出線速度Ｖとを変化させて紡糸を行い、ワイピング周期を評価した。
ワイピング周期は以下の方法で求めた。
紡糸口金が同時に１６個装着可能な紡糸機を用いて、同時に１６本の未延伸糸を得た後、多錘の延伸を行うことができる延伸機を用いて、１６本の未延伸糸の延伸テストを同時に行った。

その間、５ｋｇ巻き２０切り替えの未延伸糸巻き取りを行なうプログラムで紡糸テストを行った。これは途中で糸切れが起こらなければ６０時間の連続紡糸となる。これに続いて、２０切り替え分の未延伸糸について逐次延伸テストを行なった。同一切り替えの１６本の未延伸糸パッケージを同時に延伸機にかけ、各未延伸糸当たり２．５ｋｇ巻き２切り替えの延伸を行なう方法を採った。未延伸糸は温度２２℃、湿度９０％ＲＨの条件下に保持し、紡糸後１００時間以内に延伸を終了した。延伸収率は以下の式で各切替毎に求めた。
延伸収率（％）＝１００×｛１６−（糸切れ数）｝／１６
また、ワイピング周期は、延伸収率が８１．３％以上を保ちつづける最大の時間とした。

テストに用いた紡糸口金および吐出条件は、表３に示す通りである。紡糸口金以外の条件は実施例２の場合と同様である。
表４にテスト結果を示す。表３、４から明らかなように、Ｖ×［η］が１２（ｍ／分）（ｄｌ／ｇ）以下（実施例４〜６、比較例５）では、ワイピング周期が４８時間以上に達している。なお、比較例５は、５（ｍ／分）（ｄｌ／ｇ）未満であるためＵ％が１．２％を越えている。
また、Ｕ％が１．２％以下である実施例４〜６は、染め級が８〜９級と良好であるのに対し、Ｕ％が１．２％を越えている比較例４、５は、染め級が４〜５級と不良であった。

〔実施例７、８及び比較例６〕
これらの例では紡糸口金芯間距離が、ＰＴＴマルチフィラメント糸の繊度変動値Ｕ％に与える影響について調べた。
紡糸口金芯間距離を表５に示すように変えたこと以外は、実施例３と同様にして紡糸延伸テストを行い、８３．３デシテックス／２４フィラメントのマルチフィラメント糸を得た。
表６に、得られたマルチフィラメント糸の物性及び繊度変動値Ｕ％の値を示す。表６から明らかなように、紡糸口金芯間距離が５ｍｍ未満、１．２６×ｄ＋０．８ｍｍ（ｄは延伸糸の単糸デシテックスを表す。）未満である比較例６は、Ｕ％の値が１．２％を越えている。
また、Ｕ％が１．２％以下である実施例７、８は、染め級が７〜８級と良好であるのに対し、Ｕ％が１．２％を越えている比較例６は、染め級が５級と不良であった。

〔実施例９〜１２及び比較例７〕
これらの例では、延伸糸の破断伸度と仮撚り加工性の関係を調べた。
延伸比と吐出量を変えたこと以外は実施例２と同様にして、８３．３デシテックス／１２フィラメントのマルチフィラメント糸を得た。破断伸度は表７に示す通りである。
得られた糸について、それぞれ２４本をピン仮撚り機で実施例１〜３に記載の条件を基本にして、フィード率を各条件に応じて最適化し、２日間仮撚りをおこない、１日当たりの切れ糸数を調べた（糸切れ回数は、３回／日・２４ｓｐ以下が生産可能なレベルである）。
その結果、表７に示すように、破断伸度が３６％以上の実施例９〜１２は糸切れ数が少なく生産可能なレベルであったが、３６％未満の比較例７は糸切れが多く生産できないレベルであった。

本発明のＰＴＴマルチフィラメント糸及び半延伸糸は、ＰＴＴ特有の風合いと優れたストレッチ特性を有する仮撚加工糸を安定的に与えることが出来、染めの均一性が高く、後加工時の糸切れ、毛羽発生が極めて少ない。また、本発明のＰＴＴ糸又は半延伸糸を用いた仮撚加工糸は、ストレッチ衣料に適し、新しいストレッチ衣料の分野を形成することが可能である。
本発明のＰＴＴマルチフィラメント糸の製造方法によれば、紡糸口金孔周辺の目白現象が大きく軽減され、従来技術では問題の大きかった単糸３．３〜８．９デシテックスの場合においても、紡糸口金のワイピング周期４８時間以上を達成できる。また、得られたＰＴＴマルチフィラメント糸は、染めの均一性が高く、仮撚加工など後加工時での糸切れ、毛羽発生が極めて少ない。

ＰＴＴ仮撚加工糸の応力−伸長率曲線の例を示す図である。 目白現象が軽微である紡糸口金孔周辺の状態の例を示す概略図である。 目白現象が顕著である紡糸口金孔周辺の状態の例を示す概略図である。 本発明で用いる紡糸機の一例の概略図である。 本発明で用いる延伸機の一例の概略図である。 （なお、図２及び図３は、デジタルカメラによるデジタル画像をもとにして描いた概略図である。）

Claims (4)

1. 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るポリトリメチレンテレフタレートからなる円形断面のマルチフィラメント糸であって、以下の（１）〜（５）の要件を満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレートマルチフィラメント糸。
   （１）固有粘度＝０．７〜１．１ｄｌ／ｇ
   （２）単糸繊度＝３．３〜８．９デシテックス
   （３）破断伸度＝３６〜６０％
   （４）繊度変動値Ｕ％≦１．０％
   （５）１５０℃熱時伸度＝２５％以上
2. （５）１５０℃熱時伸度＝２５％以上、４３％以下であることを特徴とする請求項１記載のポリトリメチレンテレフタレートマルチフィラメント糸。
3. 請求項１記載のポリトリメチレンテレフタレートマルチフィラメント糸を仮撚又は延伸仮撚して得られ、かつ、以下の（１）、（２）の要件を満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート仮撚加工糸。
   （１）最大捲縮伸度＝１５０％以上
   （２）最大捲縮応力＝０．０２０ｃＮ／デシテックス以上
4. （１）最大捲縮伸度＝１５０％以上、１７５％以下
   （２）最大捲縮応力＝０．０２０ｃＮ／デシテックス以上、０．０３１ｃＮ／デシテックス以下であることを特徴とする請求項３記載のポリトリメチレンテレフタレート仮撚加工糸。

Images