JP4346197B2

JP4346197B2 - Base for melt spinning

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Publication number: JP4346197B2
Application number: JP2000068904A
Authority: JP
Inventors: 達也小川; 小柳　　正
Original assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Current assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2020-03-13
Also published as: JP2001262428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特殊断面形状、特に、二つの中空部を有する横断面形状のマルチフィラメントを安定して製造するために有用な溶融紡糸用口金に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレート繊維は、生産技術の向上と取扱の容易性から衣料用合成繊維として世界中で大量に生産されており、この生産技術の向上によって、光沢や吸水速乾性などの機能を付与する目的で、フィラメント横断面を異型断面とすることが盛んに行われている。
【０００３】
近年、生活快適性や環境安全性の観点から軽量性や保温性を改良する目的で、フィラメント横断面に中空部を設ける生産技術が開発され、中空断面糸が商業生産されている。例えば、特開平１１−２４１２１６号公報には、フィラメント横断面に１個の中空部を有する、軽量で保温性に優れたポリエステルマルチフィラメントの製造方法が開示されている。特公平２−５２００４号公報（イ）及び特開昭５６−４９０７０号公報（ロ）には、フィラメント横断面に２個ないしそれ以上の中空部を有する中空断面繊維の製造方法が開示されている。前記公報（イ）、（ロ）には、フィラメント横断面を８字状とする紡孔と、それを用いてフィラメントを製造する方法が開示されている。
【０００４】
しかし、（イ）、（ロ）においては、いずれもステープル繊維からなる糸及び布帛の開示であり、それらを使用して得られるパイル布帛すなわち起毛布帛や立毛布帛の風合い改良に関するものである。これらの先行技術には、メガネ型横断面のマルチフィラメントの製造方法に関しては何ら開示がない。
しかも、（イ）は、ステープル繊維の横断面に中空を有する８字型の繊維が開示されているものの、その中空率は約１０％以下と極めて低く、それ以上に中空率を大きくした場合については何ら言及されていない。
【０００５】
本発明者らの研究によれば、マルチフィラメントの軽量性及び保温性を向上させるためには、フィラメントの中空率を大きくする必要があるが、中空率を大きくすると、その反面、フィラメントの曲げ応力が高くなり、風合いの柔軟性が損なわれることが明らかになった。即ち、軽量性、保温性と柔軟な風合いとは相反する関係にあることがわかった。
【０００６】
軽量で、保温性を発揮するためには、フィラメントの中空率が約２０％以上であることが好ましい。しかし、単に中空率を約２０％以上にすると、風合いが硬くなり、柔軟な風合いの編織物が得られないという問題があった。
更に製造方法に関しても、（イ）、（ロ）は、ステープル繊維に関するものであって、繊維は混合して紡績に供されるため、繊維の長さ方向における糸質の均一性、例えば均一な染色性は要求されない。従って、（イ）、（ロ）には、糸質の均一性に優れたマルチフィラメントを、糸切れなく安定に製造する方法については記載も示唆もされていない。
【０００７】
糸長方向での糸質が均一でないと、編織物にした際に染めスジや染め斑などの欠点を生じるので、マルチフィラメントにおける糸質の均一性は工業的には極めて重要な課題である。
特に、1 つの中空部を有するフィラメントとは異なり、２つの中空部を有するフィラメントで中空率が約２０％以上と大きなフィラメントを得るには、使用するポリマーの重合度を高めたり、大きな断面積を有する紡孔を使用したり、または紡口直下を急冷する方法がある。しかし、かかる紡糸方法は、いずれもマルチフィラメントの糸質斑を生じ易いことや、紡糸時に糸切れなどが生じ易いので、糸長方向に糸質が均一で、かつ、工業的に安定した紡糸を実現することが困難であるという問題があった。
【０００８】
従って、軽量で保温性を発揮しうるに十分な２０％以上の中空率を有し、かつ、柔軟な風合いを兼ね備えたマルチフィラメント、及び、編織物に用いた場合にも染めスジや染め斑などの問題がない中空マルチフィラメントを工業的に安定して製造する方法の出現が強く求められていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、軽量で保温性を発揮しうるに十分な中空率を有し、かつ、柔軟な風合いを兼ね備え、且つ、編織物に用いた場合にも染めスジや染め斑などの問題がない特殊断面形状、特に、二つの中空部を有する横断面形状のマルチフィラメントを、安定して製造するために有用な溶融紡糸用口金を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、軽量性、保温性及び風合いの柔軟性が両立したマルチフィラメントを製造するために鋭意検討を行った結果、特定の溶融紡糸用口金（紡糸用口金を、以下、紡口ともいう）を用いることにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明は下記の通りである。
〔１〕溶融紡糸によって二つの中空部を有する断面形状のマルチフィラメントを製造するための溶融紡糸用口金であって、下記（１）、（２）の要件を満足する紡孔が複数個配設されていることを特徴とする溶融紡糸用口金。
（１）紡孔が、二つの環状スリットからなる。
【００１２】
（２）二つの環状スリットの非スリット部が各１ヶ所で且つ同一方向に設けられている。
〔２〕二つの環状スリットが各々円形であって、全体としてメガネフレーム状であり、二つの環状スリットを連結するスリットの長さが０．３ｍｍ以下であることを特徴とする上記１記載の溶融紡糸用口金。
【００１３】
〔３〕二つの環状スリットが隣接しており、全体として小判型の形状またはデジタル８字型の形状であることを特徴とする上記１記載の溶融紡糸用口金。
〔４〕スリットの幅が０．０４〜０．１ｍｍで、独立した中空部の面積が０．５〜５．０ｍｍ²、且つ、非スリット部の幅が０．１〜０．３ｍｍである紡孔を有することを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の溶融紡糸用口金。
【００１４】
〔５〕溶融紡糸用口金に配設される紡孔の孔数が１０〜１００個であることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の溶融紡糸用口金。
〔６〕紡孔の非スリット部が、冷風の吹き出し方向に向けて配設された上記１〜５のいずれかに記載の溶融紡糸用口金。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明において、マルチフィラメントとは、溶融紡糸により得られるマルチフィラメントであればその種類は問わない。
なかでも特に、ポリエステルマルチフィラメントが好ましく用いられるので、以下、主としてポリエステルマルチフィラメントの場合につき説明する。
ポリエステルとしては、９０モル％以上がエチレンテレフタレートの繰り返し単位からなるポリエチレンテレフタレートである。
【００１６】
ポリエステルには、１０モル％未満の他のポリエステル成分が含まれていてもよい。他のポリエステル成分としては、イソフタル酸、アジピン酸、ドデカン二酸、スルホイソフタル酸、シクロヘキサンジメタノールなどの酸成分や、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなどのグリコール成分などがあげられる。
【００１７】
必要によって、艶消し剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、顔料などを含有してもよい。
ポリエステルの固有粘度［η］は、０．６０〜０．８０であることが好ましい。固有粘度［η］が０．６０未満又は０．８０を越えると、以下に述べる紡孔の形状や紡口直下の冷却条件の選定が難しく、製造を安定して行うことが難しくなる傾向がある。
【００１８】
（Ｉ）紡孔の形状
本発明の紡糸用口金における紡孔は、二つの環状スリットからなり、二つの環状スリットの非スリット部が各１ヶ所あり且つ同一方向に設けられている。紡孔の断面形状は、例えば、メガネフレーム型、小判型、デジタル８字型等のスリット形状を有し、且つ、紡孔の扁平度が２〜４である紡孔が好ましい。
【００１９】
このような紡孔を用いてなるフィラメントの横断面形状としては、例えば、フィラメントの長手方向に延びる独立した二つの中空部を有するメガネ型である。この２つの円形部は、中空糸製造時の紡糸安定性や糸質の均一性を確保する目的からほぼ対称であることが好ましい。
本発明における紡孔の形状の代表例を図１に示す。
【００２０】
図１（ａ）は、いわゆる８字型のメガネ型紡孔の形状を示す図であり、図１（ｂ）は小判型のメガネ型紡孔の形状を示す図であり、図１（ｃ）はデジタル８字型のメガネ型紡孔の形状を示す図である。好ましくは、図１（ａ）の紡孔が採用される。
本発明において、非スリット部とは、環状スリットの不連続部分を言い、例えば、図１（ａ）〜（ｃ）において１で示す部分を言う。したがって、紡孔から吐出された中空糸は、非スリット部の直下では開口している（閉じていない）状態である。
【００２１】
本発明における紡孔の扁平度は２〜４であることが好ましい。紡孔の扁平度が２未満では、重合体の表面張力によりフィラメントの扁平度が２未満となる。一方、紡孔の扁平度が４を越えると、紡口下で糸曲り等が発生し安定した生産が難しくなる傾向がある。
本発明における紡孔のスリット幅は０．０４〜０．１ｍｍであることが好ましい。紡孔のスリット幅が０．０４ｍｍ未満では、紡糸時の紡孔による圧力損失が大きくなり、安定した糸の製造が難しくなる傾向がある。また、紡孔のスリット幅が０．１ｍｍを越えると紡糸時のポリマーの吐出線速度が遅くなり、細化固化する過程のポリマーの変形が大きくなったり、糸長方向に糸の太さが変化する等、安定した糸の製造が難しくなる傾向がある。スリット幅は、更に好ましくは、０．０４５〜０．０６ｍｍである。
【００２２】
本発明における紡孔の独立した中空部の面積は０．５〜５．０ｍｍ²であることが好ましく、更に好ましくは、１．０〜３．５ｍｍ²である。紡孔の中空部の面積が０．５ｍｍ²未満では、中空率２０％を維持することが困難で、軽量性と保温性を満足するフィラメントが得られない場合がある。また、５．０ｍｍ²を越えると、中空率が高くなるが、フィラメントの断面不良が発生して、フィラメント製造時に紡口直下で糸曲がりなどが生じて安定した製造ができなくなる場合がある。なお、紡孔の独立した中空部の面積は、後述する方法により求める。
【００２３】
本発明において、紡孔における1 つの中空部に非スリット部は１ヶ所あることが好ましい。紡孔の非スリット部が２ヶ所以上である場合、紡口下を急冷することにより、ポリマー同士が接着しないために生ずる中空とならない不良異型の糸が発生し、目的とする中空糸が効果的に得られない場合がある。本発明の紡孔における1 つの中空部に１ヶ所ある非スリット部は、幅が０．１〜０．３ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍ未満では、中空部にかかる圧力で紡孔が変形しやすくなり、０．３ｍｍを越えると、距離が長くなりすぎポリマー同士が接着せず、中空部を持たない不良異型の糸が発生し、目的とする中空糸が効果的に得られない場合がある。
【００２４】
本発明においては、紡孔における二つの中空部は、連結していることが重要である。連結していない場合、メガネ型断面とならず単なる１つの中空断面となる割合が高くなり、本発明の目的である二つの中空部を有した横断面のフィラメントが安定して得られにくい。連結される距離は０．３ｍｍ以下が好ましく、例えば、二つの環状スリットが各々円形である場合は、その距離は０でもよい。
【００２５】
また、紡糸用口金に配設される紡孔の孔数は１０〜１００個であることが、実用上、工業的観点から好ましい。
（ＩＩ）マルチフィラメントの製造方法
次に、本発明の溶融紡糸用口金から得られるマルチフィラメントの製造方法について、ポリエステルマルチフィラメントについての一例を説明する。
【００２６】
紡孔から重合体を吐出線速度２〜１０ｍ／分で吐出する。吐出線速度は、好ましくは、３〜８ｍ／分である。吐出線速度が２ｍ／分未満では、紡孔の円形部を大きくしても中空率を２０％以上に形成しにくい。一方、１０ｍ／分を越えると、中空率を高く形成することが可能となるが、吐出孔周辺の汚染が早くなり紡口直下での糸曲りによる紡糸時の糸切れが発生し、安定した製造がしにくく、糸質斑が大きくなり本発明の目的が十分には達成されない。吐出線速度は、紡孔の穿孔面積と孔当たりのポリマーの吐出量によって設定される。
【００２７】
紡孔より吐出されたマルチフィラメントを、紡口直下３ｃｍにおけるフィラメント近傍１ｃｍの温度を２００℃以下として冷却、固化し、仕上げ剤を付与する。
紡口直下３ｃｍにおけるフィラメント近傍１ｃｍの温度が２００℃を越えると、紡口形状や紡孔の扁平度を大きくしても、満足しうる中空糸を得にくく、繊度変動値（Ｕ％）が１．４％を越え、糸質の均一なマルチフィラメントとすることが困難となる傾向がある。紡口直下３ｃｍにおけるフィラメント近傍１ｃｍの温度は１８０℃以下が好ましく、更に好ましくは１７０℃以下である。
【００２８】
吐出されたマルチフィラメントを冷却固化し、仕上げ剤を付与した後、一旦巻き取ることなく、連続して延伸するに際し、紡糸速度（ｍ／分）と延伸倍率の積が３０００〜４５００（ｍ／分）で延伸する。
この紡糸速度と延伸倍率の積は、マルチフィラメントの熱収縮応力と曲げ応力という繊維特性を特異的な範囲に特定する重要な要件である。この積が３０００（ｍ／分）未満では、熱収縮応力が０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満となり、本発明の目的が十分には達成されない。また、この積が４５００（ｍ／分）を越えると、熱収縮応力が０．２ｃＮ／ｄｔｅｘを越えて、本発明の目的が十分には達成されない。紡糸速度と延伸倍率の積は、好ましくは、３５００〜４２００（ｍ／分）、より好ましくは、３７００〜４１００（ｍ／分）である。
【００２９】
通常、ポリエステルマルチフィラメントを連続延伸する場合、紡糸速度として約１０００〜３０００ｍ／分が採用される。紡糸速度１０００の場合の延伸倍率が約４．５〜５倍であることから、この積は約４５００〜５０００（ｍ／分）となる。紡糸速度が３０００ｍ／分の場合には、延伸倍率が約１．５〜２倍であることから、この積は約４５００〜６０００（ｍ／分）となる。
【００３０】
本発明においては、紡孔の非スリット部が、冷風の吹き出し方向に向いていることが、繊度変動値（Ｕ％）を小さくするために好ましい。非スリット部が冷風の吹き出し方向に向いていない場合、吐出された重合体の非スリット部に対応する部分が接着しにくいため不良異型が発生しやすく、目的とするメガネ型中空糸が安定して製造できない場合がある。最も好ましくは、図４に例示するように、全ての紡孔の非スリット部を有する扁平の長軸（Ｗ２）が、冷風の吹き出し方向に対して直角に配置されていることである。
【００３１】
（ＩＩＩ）マルチフィラメントの特性
本発明の紡糸用口金を用いて得られるマルチフィラメントは、編織物にした場合に、編織物中で扁平形状の長辺が編織物の面方向となり（いわゆるレンガ積み構造）、曲げやすくなり、柔らかさを発現するものと思われる。
得られるフィラメントの代表的な横断面形状を図２に示す。図２（ａ）は、いわゆる８字型フィラメントのメガネ型横断面の形状を示す図であり、図２（ｂ）は小判型フィラメントのメガネ型横断面の形状を示す図であり、図２（ｃ）はデジタル８字型フィラメントのメガネ型横断面の形状を示す図である。
【００３２】
フィラメントの扁平度は、１．５〜２．５が好ましい。また、布帛にした際の軽量性、保温性及び柔軟な風合いを兼備えるためには、中空率は２５〜３５％であることが好ましい。ポリエチレンテレフタレートの比重は約１．３５〜１．３８であることから、中空率が２５〜２７％の場合に見掛け比重はおよそ１．０になる。なお、中空率は、後述する方法により求めることができる。
【００３３】
本発明において、マルチフィラメントは、前記の横断面形状特性に加えて、熱収縮応力、及び、好ましくは、更にフィラメントの曲げ特性が特定されていることにより、軽量性、保温性及び柔軟な風合いを兼ね備えた中空糸が実現されている。
本発明におけるマルチフィラメントは、通常、熱収縮応力が０．０５〜０．２ｃＮ／ｄｔｅｘである。０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、より柔軟な風合いとなるが、製編織に使用する際に生機の収縮力がきわめて小さく、ペーパーライクな風合いになる。また、０．２ｃＮ／ｄｔｅｘを越えると、曲げ応力が大きくなり本発明の目的が十分には達成されない。熱収縮応力は、より好ましくは０．０５〜０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘ、最も好ましくは０．０５〜０．１０ｃＮ／ｄｔｅｘである。
【００３４】
前述の先行技術に示されているような、あるいは公知のポリエステルマルチフィラメントの熱収縮応力は、通常０．２〜０．５ｃＮ／ｄｔｅｘであることから、それに比し、本発明におけるマルチフィラメントの熱収縮応力は特異的に低い値を示すことが大きな特徴である。本発明におけるマルチフィラメントのかかる低い熱収縮応力は、微細構造的には、繊維軸方向の分子配向が公知のポリエステルフィラメントに比較して極めて低いことを意味する。繊維軸方向の配向度が測定できない特殊な異型断面フィラメントにおいては、この熱収縮応力を配向度の指標とみなすことができる。なお、熱収縮応力は、マルチフィラメントを加熱した際の収縮応力であり、後述する方法により測定される。
【００３５】
本発明におけるフィラメントは、フィラメント軸方向の分子配向度が低いことに起因して、高い中空率にも係わらず曲げ応力が小さいために、従来のマルチフィラメントでは達成できなかった軽量性、保温性及び柔軟な風合いを兼ね備えることができる。
本発明におけるマルチフィラメントの曲げ応力は、１０×１０^-3ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。曲げ応力は、後述の連続ベンデイング測定機によって測定され、マルチフィラメントの曲げ硬さの指標である。
【００３６】
曲げ応力が１０×１０^-3ｃＮ／ｄｔｅｘを越えると、柔軟な風合いの発現が困難になる傾向がある。曲げ応力は、フィラメントのデシテックスが一定であれば、中空率が高くなるにしたがって大きくなる。曲げ応力が小さいほど、編織物に柔軟な風合いをもたらすことができる。フィラメント曲げ応力は、より好ましくは６×１０^-3ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、更に好ましくは５×１０^-3ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。
【００３７】
本発明におけるマルチフィラメントは、糸長方向の糸質の均一性の指標である繊度変動値（Ｕ％）が１．４％以下であることが好ましい。繊度変動値（Ｕ％）が１．４％を越えると、編織物に加工したとき、染めスジや染め斑などの欠点が生じ易くなる。繊度変動値（Ｕ％）は、より好ましくは１．２％以下、更に好ましくは１．０％以下である。
【００３８】
本発明におけるフィラメントのデシテックスは、０．５〜４ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは、１〜３ｄｔｅｘである。フィラメントデシテックスが４ｄｔｅｘを越えると、風合いが硬くなる傾向がある。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
なお、測定、評価等の方法は下記の通りである。
（１）紡口直下雰囲気温度の測定
フィラメント近傍温度は、安立計器社製・ＨＦＴ−５０型温度測定器を用いて、紡糸中の紡口直下３ｃｍにおけるフィラメントの近傍１ｃｍの位置の雰囲気温度を測定した。
【００４０】
（２）紡孔の扁平度
図１に示すように紡孔に外接する長方形を描き、この長方形の短軸（Ｗ１）と長軸（Ｗ２）の比を、式（１）により算出した。
紡孔の扁平度＝（Ｗ２）／（Ｗ１）……（１）
（３）紡孔の中空部の面積
図１で示されるＳ1 とＳ２の面積の和を紡孔の中空部の面積として求めた。
【００４１】
（４）紡孔の吐出孔面積
図１で示される紡孔のスリット部の面積を紡孔の吐出孔面積として求めた。
（５）中空率
フィラメントから任意に５点の横断面写真を撮影し、その横断面写真を図積分して、式（２）により求めた。
【００４２】
中空率（％）＝〔（フィラメントの中空部の面積）／（フィラメントの全面積）〕×１００……（２）
（６）フィラメントの扁平度
フィラメントの横断面写真上に、図２（ａ）に示すように断面に外接する長方形を描き、この長方形の短軸（Ｌ１）と長軸（Ｌ２）の比を、式（３）により算出した。
【００４３】
フィラメントの扁平度＝（Ｌ２）／（Ｌ１）……（３）
（７）熱収縮応力の極値温度
熱応力測定装置（例えば、カネボウエンジニアリング社製・ＫＥ−２）を用いて測定する。
糸（マルチフィラメント）を２０ｃｍの長さに切り取り、これの両端を結んで輪を作り、測定器に装填する。初荷重０．０４４ｃＮ／ｄｔｅｘ、昇温速度１００℃／分の条件で測定し、熱応力の温度変化を示すチャートから熱応力曲線のピーク値を読みとる。その値が熱収縮応力の極値温度である。
【００４４】
（８）曲げ応力
マイクロニクス社製の連続ベンデイング測定機・ＣＶ−１０１型を使用して、マルチフィラメントの曲げ応力を測定する。
測定は、糸長方向に５０ｃｍごとに計２５回測定し、この平均値をマルチフィラメントのデシテックスで除して、曲げ応力とする。
【００４５】
（９）繊度変動値（Ｕ％）
ＵＳＴＥＲＴＥＳＴＥＲ−３（ｚｅｌｌｗｅｇｅｒ社製）を用い、以下の条件により測定する。
〔測定条件〕
ハイパスフィルター：有り
測定速度：１００ｍ／分
測定スロット：３
テスト時間：５分
圧力：２．５×１０⁵Ｐａ
撚り：１５００ｔ／ｍＳ
（１０）破断強度、破断伸度
ＪＩＳ−Ｌ１０１５に準じて測定する。
【００４６】
（１１）軽量性
式（４）により、見掛け比重を算出し、見掛け比重が１．０未満のものを◎、１．１〜１．０のものを○、１．１を越えるものは×とする。
但し、ポリエステル延伸糸の密度は１．３７として計算する。
見掛け比重＝１．３７×〔１−（中空率）／１００〕……（４）
（１２）風合い
以下の基準で熟練者が判定する。
【００４７】
◎：非常に柔軟、○：柔軟、×：劣る（硬い）
（１３）総合評価
軽量性と柔軟性のバランスを評価して、以下の基準で判定する。
◎：軽量性と柔軟性を兼ね備えていて非常に優れている
○：軽量性と柔軟性を兼ね備えている
×：軽量性か柔軟性の一方を欠いている
（１４）不良異型評価
メガネ型断面の紡孔を２４ホール穿孔した紡口を１６個装着した紡糸設備により紡糸する。この紡糸により得られたマルチフィラメントの横断面写真を撮影し、２４本のフィラメント中、メガネ型中空となっていないフィラメント数を数え不良異型数を求めた。
【００４８】
不良異型フィラメント数……０〜１個：良好、２〜３個：ほぼ良好、３個以上：不良
（１５）紡糸安定性
メガネ型断面の紡孔を２４ホール穿孔した溶融紡糸用口金を１６個装着した紡糸設備により紡糸する。この紡糸において、連続的に紡糸−延伸を行った際の糸切れ回数により１日当たりの糸切れ回数を測定する。
【００４９】
１回以内：良好、１〜３回：ほぼ良好、３回以上：不良
〔実施例１、比較例１〜３〕
本例では、マルチフィラメントの紡糸にあたり、紡孔の形状が不良異型に及ぼす影響について説明する。
酸化チタンを０．５ｗｔ％含む、固有粘度［η］０．６５のポリエチレンテレフタレートを公知の紡糸機−連続延伸機を用いて下記に示す条件で紡糸し、巻き取ることなく連続して延伸を行った。
【００５０】
紡糸にあたっては、図１（ａ）、図３（ａ）〜（ｃ）に示す形状に穿孔された紡孔を、図４に示す様な畝状に２４個配列した溶融紡糸用口金を使用した。この紡糸用口金において、紡孔のスリット巾は０．０４５ｍｍ、独立した中空部の面積は１．５７ｍｍ²、非スリット部の巾は０．１ｍｍ、扁平度は２．２であり、二つの環状スリットを連結するスリットの長さは０．１ｍｍであった。
【００５１】
（紡糸条件）
紡糸温度：２９５℃
紡口直下３ｃｍにおけるフィラメント近傍温度：１６０℃
紡孔配列：図４の紡孔配列の口金を使用
吐出量：巻取デシテックスを一定になるよう変化
紡孔からの吐出線速度：３．１〜５．０ｍ／分
冷風速度：０．７ｍ／分
仕上げ剤付着率：０．７ｗｔ％
（延伸条件）
第１ゴデットロール速度：２４００ｍ／分
（紡糸速度に同じ）
第１ゴデットロール温度：８５℃
第２ゴデットロール速度：延伸糸の破断伸度が３０％となるように設定
第２ゴデットロール温度：１３０℃
巻取速度／第２ゴデットロール速度：０．９８３
紡糸速度×延伸倍率：４０８０ｍ／分
（延伸糸デシテックス）：７２ｄｔｅｘ／２４ｆ
結果を表１に示す。
【００５２】
実施例１では不良異型が少なく、本発明の目的とする断面形状のフィラメントを安定して生産することが可能である。また、得られたマルチフィラメントは、扁平度２．１、中空率２７％、見掛け比重１．００、熱収縮応力０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ、曲げ応力４．６×１０^-3ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度変動値（Ｕ％）１．１％であり、本発明の目的とするマルチフィラメントであった。
【００５３】
このマルチフィラメントを、コース数４７本／２．５４ｃｍ、ウエル数３５本／２．５４ｃｍの筒編にして、精練−染色−仕上げセットした結果、軽量でソフトな風合いの布帛が得られた。
これに対し、比較例１〜３では不良異型が多く、本発明の目的とする断面形状のフィラメントを安定して生産することが出来なかった。
【００５４】
〔実施例２〜４〕
本例では、冷風の吹出し方向に対する紡孔の非スリット部の向きと不良異型について説明する。
図１（ａ）に示す形状で、冷風の吹出し方向に対し紡孔の非スリット部の向きを表２のように異ならせて紡糸−延伸を行った。
【００５５】
用いた紡糸用口金において、紡孔のスリット巾は０．０４５ｍｍ、独立した中空部の面積は１．５７ｍｍ²、非スリット部の巾は０．１ｍｍ、扁平度は２．２であり、二つの環状スリットを連結するスリットの長さは０．１ｍｍであった。
その他の紡糸条件は、下記のように設定した。
このときの紡糸性と得られたマルチフィラメントの不良異型を表２に示す。
【００５６】
（紡糸条件）
紡糸温度：２９５℃
紡口直下３ｃｍにおけるフィラメント近傍温度：１６０℃
紡孔配列：図４の紡孔配列の口金を使用
吐出量：２８．８ｇ／分・エンド
冷風速度：０．７ｍ／分
仕上げ剤付着率：０．７ｗｔ％
（延伸条件）
第１ゴデットロール速度：２４００ｍ／分
（紡糸速度に同じ）
第１ゴデットロール温度：８５℃
第２ゴデットロール速度：４１５０ｍ／分
第２ゴデットロール温度：１３０℃
巻取速度／第２ゴデットロール速度：０．９８３
紡糸速度×延伸倍率：４０８０ｍ／分
（延伸糸デシテックス）：７２ｄｔｅｘ／２４ｆ
表２から明らかなように、紡孔の非スリット部の向きが冷風の吹出し方向に一致するとき、最も良好な断面形状のマルチフィラメントが得られた。
【００５７】
〔実施例５〜７〕
本例では、紡孔のスリット巾を異ならせ、吐出線速度を変えた場合のフィラメントの中空率及び紡糸性への影響について説明する。
図１（ａ）に示す形状の紡孔で、スリット巾以外は実施例２におけるものと同様の寸法の紡糸用口金を用い、紡糸−延伸を行った。
【００５８】
紡糸条件及び［紡糸速度×延伸倍率］は、実施例１に準じ、破断伸度が３０％となる条件にてマルチフィラメントを製造した。
得られた中空糸の形状及び物性を表３に示す。
表３から明らかなように、スリット巾が０．０４〜０．１ｍｍの範囲内のときに紡糸性が最も良好で、軽量かつ柔軟な風合いの編織物が得られた。
【００５９】
〔実施例８〜１１〕
本例では、紡孔の独立した中空部の面積を変えた場合の、フィラメントの中空率への影響について説明する。
図１（ａ）に示す形状で、紡孔の独立した中空部の面積を表４に示すように異ならせて、紡糸−延伸を行った。
【００６０】
その他の紡糸条件は、下記のように設定した。
このときの紡糸性と、得られたマルチフィラメントの物性及び繊度変動値（Ｕ％）を表４に示す。
（紡糸条件）
紡糸温度：２９５℃
紡口直下３ｃｍにおけるフィラメント近傍温度：１６０℃
紡孔配列：図４の紡孔配列の口金を使用
吐出量：２８．８ｇ／分・エンド
冷風速度：０．７ｍ／分
仕上げ剤付着率：０．７ｗｔ％
（延伸条件）
第１ゴデットロール速度：２４００ｍ／分
（紡糸速度に同じ）
第１ゴデットロール温度：８５℃
第２ゴデットロール速度：４１５０ｍ／分
第２ゴデットロール温度：１３０℃
巻取速度／第２ゴデットロール速度：０．９８３
巻取速度：４０８０ｍ／分
（延伸糸デシテックス）：７２ｄｔｅｘ／２４ｆ
表４から明らかなように、紡孔の独立した中空部の面積が０．５〜５．０ｍｍ²の範囲のとき、最も紡糸性が良好で、軽量かつ柔軟な風合いのマルチフィラメントが得られた。
【００６１】
〔実施例１２〜１４〕
本例では、紡孔の非スリット部の巾とフィラメントの不良異型について説明する。
図１（ａ）に示す形状で、紡孔の非スリット部の巾を表５のように異ならせて紡糸−延伸を行った。
【００６２】
その他の紡糸条件は、下記のように設定した。
このときの紡糸性と、得られたマルチフィラメントの不良異型数を表５に示す。
（紡糸条件）
紡糸温度：２９５℃
紡孔配列：図４の紡孔配列の口金を使用
吐出量：２８．８ｇ／分・エンド
冷風速度：０．７ｍ／分
仕上げ剤付着率：０．７ｗｔ％
（延伸条件）
第１ゴデットロール速度：２４００ｍ／分
（紡糸速度に同じ）
第１ゴデットロール温度：８５℃
第２ゴデットロール速度：４１５０ｍ／分
第２ゴデットロール温度：１３０℃
巻取速度／第２ゴデットロール速度：０．９８３
巻取速度：４０８０ｍ／分
（延伸糸デシテックス）：７２ｄｔｅｘ／２４ｆ
表５から明らかなように、紡孔の非スリット部の巾が本発明の０．１〜０．３ｍｍの範囲のとき、最も良好な断面形状のマルチフィラメントが得られた。
【００６３】
【表１】

【００６４】
【表２】

【００６５】
【表３】

【００６６】
【表４】

【００６７】
【表５】

【００６８】
【発明の効果】
本発明の溶融紡糸用口金を用いることにより、得られたマルチフィラメントは、高い中空率であるにもかかわらず、特定の断面形状と特定の繊維特性を有することから、編織物に使用した場合、軽量で保温性と柔軟な風合いを兼ね備えた特性を発揮することができる。また、高い中空率であるにもかかわらず、マルチフィラメントの糸方向の糸質の均一性に優れていることから、実用上も良好な品位の編織物を提供できる。
【００６９】
また、本発明により、かかる優れたマルチフィラメントを安定、かつ、均一に工業的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融紡糸用口金の紡孔の形状の例を示す図である。（ａ）は、いわゆる８字型のメガネ型紡孔の形状を示す図であり、（ｂ）は小判型のメガネ型紡孔の形状を示す図であり、（ｃ）はデジタル８字型のメガネ型紡孔の形状を示す図である。
【図２】本発明の溶融紡糸用口金を用いて得られたマルチフィラメントの横断面形状の例を示す図である。（ａ）は、いわゆる８字型のメガネ型紡孔により得られたマルチフィラメントの横断面形状を示す図であり、同様に、（ｂ）は小判型のメガネ型紡孔、（ｃ）はデジタル８字型のメガネ型紡孔により得られたマルチフィラメントの横断面形状を示す図である。
【図３】紡孔の形状の例を示す図である。
【図４】本発明の溶融紡糸用口金の紡孔配列の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…非スリット部
２…スリット連結部
Ｓ１、Ｓ２…紡孔の中空部
Ｗ１…紡孔に外接する長方形の短軸
Ｗ２…紡孔に外接する長方形の長軸
Ｌ１…フィラメントの横断面に外接する長方形の短軸
Ｌ２…フィラメントの横断面に外接する長方形の長軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a melt spinning die useful for stably producing a multifilament having a special cross-sectional shape, particularly a cross-sectional shape having two hollow portions.
[0002]
[Prior art]
Polyethylene terephthalate fibers are produced in large quantities around the world as synthetic fibers for clothing due to improved production technology and ease of handling. With the improvement of this production technology, functions such as gloss and water-absorbing quick-drying are added. It has been actively conducted to make the cross section of the filament atypical.
[0003]
In recent years, for the purpose of improving lightness and heat retention from the viewpoints of life comfort and environmental safety, production technology for providing a hollow portion in the filament cross-section has been developed, and hollow cross-section yarn has been commercially produced. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-241216 discloses a method for producing a polyester multifilament having a single hollow portion in a filament cross section and having excellent heat retention. Japanese Patent Publication No. 2-52004 (A) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-49070 (B) disclose a method for producing a hollow cross-section fiber having two or more hollow portions in the filament cross section. . In the publications (a) and (b), a spinning hole having a filament cross section of an eight-letter shape and a method for producing a filament using the same are disclosed.
[0004]
However, (i) and (b) are both disclosures of yarns and fabrics made of staple fibers, and relate to improving the texture of pile fabrics, that is, raised fabrics and raised fabrics obtained by using them. These prior arts do not disclose any method for producing a multifilament having a glasses-type cross section.
In addition, although (a) discloses an 8-shaped fiber having a hollow in the cross section of the staple fiber, the hollowness is extremely low at about 10% or less, and the hollowness is increased further. Is not mentioned at all.
[0005]
According to the studies by the present inventors, it is necessary to increase the hollowness of the filament in order to improve the lightness and heat retention of the multifilament. However, if the hollowness is increased, the bending stress of the filament is increased. It became clear that the flexibility of the texture was impaired. That is, it was found that lightness, heat retention and flexible texture are in a contradictory relationship.
[0006]
In order to exhibit light weight and heat retention, the filament hollow ratio is preferably about 20% or more. However, when the hollow ratio is simply about 20% or more, there is a problem that the texture becomes hard and a knitted fabric having a soft texture cannot be obtained.
Further, regarding the manufacturing method, (a) and (b) relate to staple fibers, and the fibers are mixed and used for spinning, so that the yarn quality is uniform in the fiber length direction, for example, uniform. Dyeability is not required. Therefore, (a) and (b) do not describe or suggest a method for stably producing a multifilament excellent in yarn quality uniformity without yarn breakage.
[0007]
If the yarn quality in the yarn length direction is not uniform, defects such as dyeing stripes and dyeing spots occur when the knitted fabric is formed. Therefore, the uniformity of the yarn quality in the multifilament is an extremely important issue industrially.
In particular, in order to obtain a filament having a hollow ratio of about 20% or more with a filament having two hollow portions, unlike a filament having one hollow portion, the degree of polymerization of the polymer used is increased or a large cross-sectional area is increased. There is a method of using a spinning hole that has or a method of quenching just below the spinning hole. However, all of these spinning methods are liable to cause multifilament yarn spots and yarn breakage during spinning, so that yarn quality is uniform in the yarn length direction and industrially stable spinning can be achieved. There was a problem that it was difficult to realize.
[0008]
Therefore, it is lightweight and has a hollow ratio of 20% or more sufficient to exhibit heat retention properties, and also has a flexible texture and multifilaments, and even when used for knitted fabrics, dyeing stripes and dyeing spots, etc. Thus, there has been a strong demand for a method for industrially producing a hollow multifilament that does not have this problem.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is lightweight and has a hollow ratio sufficient to exhibit heat retaining properties, has a soft texture, and has no problems such as dye stripes and dye spots even when used for knitted fabrics. It is an object of the present invention to provide a melt spinning die useful for stably producing a multifilament having a cross-sectional shape, particularly, a cross-sectional shape having two hollow portions.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive investigations for producing a multifilament having both lightness, heat retention, and softness of texture, the present inventors have determined that a specific melt spinning die (hereinafter referred to as a spinning die) It was found that the above-mentioned problems can be solved by using the above), and the present invention has been completed.
[0011]
That is, the present invention is as follows.
[1] A melt spinning die for producing a multifilament having a cross-sectional shape having two hollow portions by melt spinning, and a plurality of spinning holes satisfying the following requirements (1) and (2) are provided. A spinneret for melt spinning characterized by being made.
(1) The spinning hole is composed of two annular slits.
[0012]
(2) The non-slit portions of the two annular slits are provided in one place and in the same direction.
[2] The melting according to the above item 1, wherein each of the two annular slits is circular and has an eyeglass frame shape as a whole, and the length of the slit connecting the two annular slits is 0.3 mm or less. Spinneret.
[0013]
[3] The melt spinning die as described in 1 above, wherein two annular slits are adjacent to each other, and are in the form of an oval shape or a digital 8-character shape as a whole.
[4] The width of the slit is 0.04 to 0.1 mm, and the area of the independent hollow part is 0.5 to 5.0 mm. ² The melt spinning die according to any one of 1 to 3 above, wherein the base has a spinning hole having a non-slit width of 0.1 to 0.3 mm.
[0014]
[5] The melt spinning die as described in any one of 1 to 4 above, wherein the number of spinning holes disposed in the melt spinning die is 10 to 100.
[6] The melt spinning die according to any one of the above items 1 to 5, wherein the non-slit portion of the spinning hole is disposed toward the blowing direction of the cold air.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0015]
In the present invention, the multifilament is not particularly limited as long as it is a multifilament obtained by melt spinning.
In particular, since polyester multifilament is preferably used, the case of polyester multifilament will be mainly described below.
Polyester is polyethylene terephthalate in which 90 mol% or more is composed of repeating units of ethylene terephthalate.
[0016]
The polyester may contain other polyester components of less than 10 mol%. Examples of other polyester components include acid components such as isophthalic acid, adipic acid, dodecanedioic acid, sulfoisophthalic acid, and cyclohexanedimethanol, and glycol components such as diethylene glycol, propylene glycol, and polyethylene glycol.
[0017]
If necessary, it may contain a matting agent, a heat stabilizer, a light stabilizer, an antistatic agent, a pigment and the like.
The intrinsic viscosity [η] of the polyester is preferably 0.60 to 0.80. If the intrinsic viscosity [η] is less than 0.60 or exceeds 0.80, it is difficult to select the shape of the spinning hole described below and the cooling conditions immediately below the spinning hole, and it tends to be difficult to perform stable production. .
[0018]
(I) Spinning shape
The spinning hole in the spinning die of the present invention is composed of two annular slits, each having one non-slit portion of the two annular slits and provided in the same direction. The cross-sectional shape of the spinning hole is preferably a spinning hole having a slit shape such as an eyeglass frame type, an oval type, or a digital 8-character shape, and a flatness of the spinning hole of 2 to 4.
[0019]
As a cross-sectional shape of the filament formed using such a spinning hole, for example, an eyeglass type having two independent hollow portions extending in the longitudinal direction of the filament. These two circular portions are preferably substantially symmetrical for the purpose of ensuring spinning stability and yarn quality uniformity during the production of hollow fibers.
A typical example of the shape of the spinning hole in the present invention is shown in FIG.
[0020]
FIG. 1 (a) is a diagram showing the shape of a so-called 8-shaped glasses-type spinning hole, and FIG. 1 (b) is a diagram showing the shape of an oval-type glasses-type spinning hole. FIG. 3 is a diagram showing the shape of a digital 8-shaped glasses-type spinning hole. Preferably, the spinning hole in FIG. 1 (a) is employed.
In this invention, a non-slit part means the discontinuous part of an annular slit, for example, the part shown by 1 in FIG.1 (a)-(c). Therefore, the hollow fiber discharged from the spinning hole is in an open state (not closed) immediately below the non-slit portion.
[0021]
The flatness of the spinning hole in the present invention is preferably 2-4. If the flatness of the spinning hole is less than 2, the flatness of the filament is less than 2 due to the surface tension of the polymer. On the other hand, when the flatness of the spinning hole exceeds 4, there is a tendency that yarn is bent under the spinning nozzle and stable production becomes difficult.
The slit width of the spinning hole in the present invention is preferably 0.04 to 0.1 mm. If the slit width of the spinning hole is less than 0.04 mm, pressure loss due to spinning becomes large during spinning, and it tends to be difficult to produce a stable yarn. In addition, if the slit width of the spinning hole exceeds 0.1 mm, the discharge linear velocity of the polymer at the time of spinning becomes slow, the deformation of the polymer in the process of thinning and solidification becomes large, and the thickness of the yarn changes in the yarn length direction. For example, the production of a stable yarn tends to be difficult. The slit width is more preferably 0.045 to 0.06 mm.
[0022]
The area of the independent hollow part of the spinning hole in the present invention is 0.5 to 5.0 mm. ² It is preferable that 1.0 to 3.5 mm is more preferable. ² It is. The area of the hollow part of the spinning hole is 0.5mm ² If it is less than 1, it is difficult to maintain a hollowness of 20%, and a filament satisfying light weight and heat retention may not be obtained. 5.0mm ² If the ratio exceeds 1, the hollowness becomes high, but the cross section of the filament may be poor, and there may be a case where the filament is bent immediately under the spinning nozzle during the filament production, and stable production may not be possible. In addition, the area of the hollow part independent of a spinning hole is calculated | required by the method mentioned later.
[0023]
In the present invention, it is preferable that there is one non-slit portion in one hollow portion in the spinning hole. When there are two or more non-slit portions of the spinning hole, by rapidly cooling the bottom of the spinning hole, a defectively shaped yarn that does not become hollow occurs because the polymers do not adhere to each other, and the target hollow fiber is effective. May not be obtained. It is preferable that the width | variety of the non-slit part which exists in one hollow part in the spinning hole of this invention is 0.1-0.3 mm. If it is less than 0.1 mm, the spinning hole is likely to be deformed by the pressure applied to the hollow part, and if it exceeds 0.3 mm, the distance becomes too long and the polymers do not adhere to each other, and a defectively shaped yarn having no hollow part is generated. However, the target hollow fiber may not be obtained effectively.
[0024]
In the present invention, it is important that the two hollow portions in the spinning hole are connected. When not connected, the proportion of the cross section having only one hollow section rather than the glasses-shaped section is increased, and it is difficult to stably obtain a filament having a cross section having two hollow portions, which is an object of the present invention. The connected distance is preferably 0.3 mm or less. For example, when the two annular slits are each circular, the distance may be zero.
[0025]
Moreover, it is preferable from an industrial viewpoint that the number of holes of the spinning holes disposed in the spinning die is 10 to 100.
(II) Multifilament manufacturing method
Next, an example of a polyester multifilament will be described with respect to a method for producing a multifilament obtained from the melt spinning die of the present invention.
[0026]
The polymer is discharged from the spinning hole at a discharge linear velocity of 2 to 10 m / min. The discharge linear velocity is preferably 3 to 8 m / min. When the discharge linear velocity is less than 2 m / min, it is difficult to form a hollow ratio of 20% or more even if the circular portion of the spinning hole is enlarged. On the other hand, if it exceeds 10 m / min, it becomes possible to form a high hollow ratio, but the contamination around the discharge hole is accelerated, and yarn breakage occurs during spinning due to yarn bending just below the spinning nozzle, and stable production. The object of the present invention is not sufficiently achieved due to the difficulty of peeling and the increase in thready spots. The discharge linear velocity is set by the perforation area of the spinning hole and the polymer discharge amount per hole.
[0027]
The multifilament discharged from the spinning hole is cooled and solidified by setting the temperature of 1 cm in the vicinity of the filament at 3 cm immediately below the spinning hole to 200 ° C. or less, and a finishing agent is applied.
If the temperature of 1 cm in the vicinity of the filament at 3 cm immediately below the spinneret exceeds 200 ° C., it is difficult to obtain a satisfactory hollow fiber even if the flatness of the spinneret shape or the hole is increased, and the fineness variation value (U%) is 1. More than 4%, it tends to be difficult to make multifilaments with uniform yarn quality. The temperature of 1 cm in the vicinity of the filament at 3 cm just below the spinning nozzle is preferably 180 ° C. or lower, more preferably 170 ° C. or lower.
[0028]
After cooling and solidifying the discharged multifilament and applying a finishing agent, the product of spinning speed (m / min) and draw ratio is 3000 to 4500 (m / min) when drawing continuously without winding. ).
The product of the spinning speed and the draw ratio is an important requirement for specifying the fiber characteristics of the multifilament such as heat shrinkage stress and bending stress within a specific range. When this product is less than 3000 (m / min), the heat shrinkage stress is less than 0.05 cN / dtex, and the object of the present invention is not sufficiently achieved. If this product exceeds 4500 (m / min), the heat shrinkage stress exceeds 0.2 cN / dtex, and the object of the present invention is not sufficiently achieved. The product of the spinning speed and the draw ratio is preferably 3500 to 4200 (m / min), more preferably 3700 to 4100 (m / min).
[0029]
Usually, when the polyester multifilament is continuously stretched, a spinning speed of about 1000 to 3000 m / min is employed. Since the draw ratio at a spinning speed of 1000 is about 4.5 to 5 times, this product is about 4500 to 5000 (m / min). When the spinning speed is 3000 m / min, since the draw ratio is about 1.5 to 2 times, this product is about 4500 to 6000 (m / min).
[0030]
In the present invention, it is preferable that the non-slit portion of the spinning hole is directed in the blowing direction of the cold air in order to reduce the fineness variation value (U%). If the non-slit part is not oriented in the cold air blowing direction, the part corresponding to the non-slit part of the discharged polymer is difficult to adhere, so that a defective variant is likely to occur, and the target glasses-type hollow fiber is stable. It may not be possible to manufacture. Most preferably, as illustrated in FIG. 4, the flat major axis (W2) having the non-slit portions of all the spinning holes is arranged perpendicular to the blowing direction of the cold air.
[0031]
(III) Characteristics of multifilament
When the multifilament obtained by using the spinneret of the present invention is made into a knitted fabric, the long side of the flat shape in the knitted fabric is the surface direction of the knitted fabric (so-called brick-stacked structure), which makes it easy to bend and soften. It seems that it expresses the thickness.
A typical cross-sectional shape of the resulting filament is shown in FIG. 2 (a) is a diagram showing the shape of a so-called 8-shaped filament eyeglass-type cross section, and FIG. 2 (b) is a diagram showing the shape of a spectacle-shaped cross-section of an oval filament. c) is a diagram showing the shape of a glasses-shaped cross section of a digital 8-shaped filament.
[0032]
The flatness of the filament is preferably 1.5 to 2.5. Moreover, in order to combine the lightness, heat retention, and soft texture when made into a fabric, the hollow ratio is preferably 25 to 35%. Since the specific gravity of polyethylene terephthalate is about 1.35 to 1.38, the apparent specific gravity is about 1.0 when the hollowness is 25 to 27%. In addition, a hollow rate can be calculated | required by the method mentioned later.
[0033]
In the present invention, in addition to the above-mentioned cross-sectional shape characteristics, the multifilament has light weight, heat retention and soft texture by specifying heat shrinkage stress, and preferably the bending characteristics of the filament. The combined hollow fiber has been realized.
The multifilament in the present invention usually has a heat shrinkage stress of 0.05 to 0.2 cN / dtex. When it is less than 0.05 cN / dtex, a softer texture is obtained, but when used for knitting and weaving, the shrinkage force of the green machine is extremely small and a paper-like texture is obtained. On the other hand, if it exceeds 0.2 cN / dtex, the bending stress increases and the object of the present invention is not sufficiently achieved. The heat shrinkage stress is more preferably 0.05 to 0.15 cN / dtex, and most preferably 0.05 to 0.10 cN / dtex.
[0034]
The heat shrinkage stress of the polyester multifilament as shown in the above-mentioned prior art or the known polyester is usually 0.2 to 0.5 cN / dtex. A significant feature is that the shrinkage stress shows a specifically low value. The low heat shrinkage stress of the multifilament in the present invention means that the molecular orientation in the fiber axis direction is extremely low as compared with a known polyester filament in terms of microstructure. In a special modified cross-section filament in which the degree of orientation in the fiber axis direction cannot be measured, this heat shrinkage stress can be regarded as an index of the degree of orientation. The thermal contraction stress is a contraction stress when the multifilament is heated, and is measured by a method described later.
[0035]
The filament according to the present invention has a low bending stress despite a high hollowness due to a low degree of molecular orientation in the filament axial direction, and thus has a light weight, heat retention and It can have a soft texture.
The bending stress of the multifilament in the present invention is 10 × 10 ^-3 It is preferable that it is below cN / dtex. The bending stress is measured by a continuous bending measuring machine, which will be described later, and is an index of the bending hardness of the multifilament.
[0036]
Bending stress is 10 × 10 ^-3 If it exceeds cN / dtex, it tends to be difficult to develop a soft texture. If the filament decitex is constant, the bending stress increases as the hollowness increases. The smaller the bending stress, the softer the texture can be given to the knitted fabric. The filament bending stress is more preferably 6 × 10 ^-3 cN / dtex or less, more preferably 5 × 10 ^-3 It is below cN / dtex.
[0037]
The multifilament in the present invention preferably has a fineness variation value (U%) that is an index of the uniformity of the yarn quality in the yarn length direction of 1.4% or less. When the fineness variation value (U%) exceeds 1.4%, defects such as dyeing stripes and dyeing spots are likely to occur when processed into a knitted fabric. The fineness variation value (U%) is more preferably 1.2% or less, and still more preferably 1.0% or less.
[0038]
In the present invention, the decitex of the filament is preferably 0.5 to 4 dtex, more preferably 1 to 3 dtex. When the filament decitex exceeds 4 dtex, the texture tends to be hard.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
In addition, methods, such as a measurement and evaluation, are as follows.
(1) Measurement of ambient temperature just below the nozzle
The temperature near the filament was measured by using an HFT-50 type temperature measuring instrument manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd., and the ambient temperature at a position 1 cm near the filament at 3 cm just below the spinning nozzle during spinning.
[0040]
(2) Spinning flatness
As shown in FIG. 1, a rectangle circumscribing the spinning hole was drawn, and the ratio of the short axis (W1) to the long axis (W2) of this rectangle was calculated by the equation (1).
Spindle flatness = (W2) / (W1) (1)
(3) Area of hollow part of spinning hole
The sum of the areas of S1 and S2 shown in FIG. 1 was determined as the area of the hollow portion of the spinning hole.
[0041]
(4) Spindle discharge hole area
The area of the slit portion of the spinning hole shown in FIG. 1 was determined as the ejection hole area of the spinning hole.
(5) Hollow ratio
Five cross-sectional photographs were arbitrarily taken from the filament, and the cross-sectional photographs were integrated to obtain the equation (2).
[0042]
Hollow ratio (%) = [(area of hollow portion of filament) / (total area of filament)] × 100 (2)
(6) Flatness of filament
On the cross-sectional photograph of the filament, a rectangle circumscribing the cross section is drawn as shown in FIG. 2 (a), and the ratio of the short axis (L1) to the long axis (L2) of this rectangle is calculated by equation (3). .
[0043]
Filament flatness = (L2) / (L1) (3)
(7) Extreme temperature of heat shrinkage stress
Measurement is performed using a thermal stress measurement device (for example, KE-2 manufactured by Kanebo Engineering Co., Ltd.).
A yarn (multifilament) is cut into a length of 20 cm, and both ends of the yarn are tied to form a ring, which is then loaded into a measuring instrument. Measurement is performed under conditions of an initial load of 0.044 cN / dtex and a temperature increase rate of 100 ° C./min, and the peak value of the thermal stress curve is read from a chart showing the temperature change of the thermal stress. The value is the extreme temperature of heat shrinkage stress.
[0044]
(8) Bending stress
The bending stress of the multifilament is measured using a continuous bending measuring machine CV-101 manufactured by Micronics.
The measurement is performed 25 times every 50 cm in the yarn length direction, and this average value is divided by the multifilament decitex to obtain the bending stress.
[0045]
(9) Fineness variation (U%)
Measurement is performed under the following conditions using USTER TESTER-3 (manufactured by zellweger).
〔Measurement condition〕
High pass filter: Yes
Measurement speed: 100m / min
Measurement slot: 3
Test time: 5 minutes
Pressure: 2.5 × 10 ^Five Pa
Twist: 1500t / mS
(10) Breaking strength, breaking elongation
Measured according to JIS-L1015.
[0046]
(11) Lightweight
The apparent specific gravity is calculated according to the formula (4). The apparent specific gravity is less than 1.0.
However, the density of the drawn polyester yarn is calculated as 1.37.
Apparent specific gravity = 1.37 × [1− (hollowness ratio) / 100] (4)
(12) Texture
Experts make judgments based on the following criteria.
[0047]
◎: Very flexible, ○: Flexible, ×: Inferior (hard)
(13) Comprehensive evaluation
The balance between lightness and flexibility is evaluated and judged according to the following criteria.
A: Lightweight and flexible
○: Lightweight and flexible
×: Lack of lightness or flexibility
(14) Defect evaluation
Spinning is performed with a spinning facility equipped with 16 spinnerets with 24 holes drilled in a spectacle-shaped section. The cross-sectional photograph of the multifilament obtained by this spinning was taken, and the number of defective variants was determined by counting the number of filaments that were not glasses-shaped hollow among the 24 filaments.
[0048]
Number of defective atypical filaments: 0-1: good, 2-3: almost good, 3 or more: bad
(15) Spinning stability
Spinning is performed by a spinning facility equipped with 16 melt spinning bases each having 24 holes with a spectacle-shaped cross section. In this spinning, the number of yarn breaks per day is measured based on the number of yarn breaks during continuous spinning and drawing.
[0049]
Within 1 time: Good, 1-3 times: Almost good, 3 times or more: Bad
[Example 1, Comparative Examples 1-3]
In this example, the influence of the shape of the spinning hole on the defective variant will be described in the multifilament spinning.
Polyethylene terephthalate containing 0.5 wt% of titanium oxide and having an intrinsic viscosity [η] of 0.65 is spun under the conditions shown below using a known spinning machine-continuous drawing machine, and continuously drawn without winding. It was.
[0050]
In spinning, a spinneret for melt spinning was used in which 24 spinning holes drilled in the shape shown in FIGS. 1 (a) and 3 (a) to (c) were arranged in a bowl shape as shown in FIG. . In this spinning nozzle, the slit width of the spinning hole is 0.045 mm, and the area of the independent hollow portion is 1.57 mm. ² The width of the non-slit portion was 0.1 mm, the flatness was 2.2, and the length of the slit connecting the two annular slits was 0.1 mm.
[0051]
(Spinning conditions)
Spinning temperature: 295 ° C
Temperature near the filament at 3 cm just below the spinning nozzle: 160 ° C
Spinning arrangement: using the nozzle of the spinning arrangement shown in Fig. 4
Discharge amount: Change the winding decitex to be constant
Discharge linear velocity from spinning hole: 3.1 to 5.0 m / min
Cold air speed: 0.7m / min
Finishing agent adhesion rate: 0.7wt%
(Extension conditions)
First godet roll speed: 2400 m / min
(Same as spinning speed)
First godet roll temperature: 85 ° C
Second godet roll speed: set so that the breaking elongation of the drawn yarn is 30%
Second godet roll temperature: 130 ° C
Winding speed / second godet roll speed: 0.983
Spinning speed x draw ratio: 4080 m / min
(Drawn yarn decitex): 72 dtex / 24f
The results are shown in Table 1.
[0052]
In Example 1, there are few defective variants, and it is possible to stably produce a filament having a cross-sectional shape that is the object of the present invention. The obtained multifilament has a flatness of 2.1, a hollowness of 27%, an apparent specific gravity of 1.00, a heat shrinkage stress of 0.09 cN / dtex, and a bending stress of 4.6 × 10. ^-3 It was cN / dtex and the fineness variation value (U%) was 1.1%, which was the multifilament targeted by the present invention.
[0053]
As a result of scouring-dying-finishing the multifilament into a cylindrical knitting with 47 courses / 2.54 cm and 35 wells / 2.54 cm, a lightweight and soft fabric was obtained.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, there were many defective variants, and it was not possible to stably produce a filament having a cross-sectional shape intended by the present invention.
[0054]
[Examples 2 to 4]
In this example, the orientation of the non-slit portion of the spinning hole with respect to the blowing direction of the cold air and the defective variant will be described.
In the shape shown in FIG. 1 (a), spinning and drawing were performed with the direction of the non-slit portion of the spinning hole varied as shown in Table 2 with respect to the blowing direction of the cold air.
[0055]
In the used spinneret, the slit width of the spinning hole is 0.045 mm, and the area of the independent hollow part is 1.57 mm. ² The width of the non-slit portion was 0.1 mm, the flatness was 2.2, and the length of the slit connecting the two annular slits was 0.1 mm.
Other spinning conditions were set as follows.
Table 2 shows spinnability at this time and defective variants of the obtained multifilament.
[0056]
(Spinning conditions)
Spinning temperature: 295 ° C
Temperature near the filament at 3 cm just below the spinning nozzle: 160 ° C
Spinning arrangement: using the nozzle of the spinning arrangement shown in Fig. 4
Discharge rate: 28.8 g / min / end
Cold air speed: 0.7m / min
Finishing agent adhesion rate: 0.7wt%
(Extension conditions)
First godet roll speed: 2400 m / min
(Same as spinning speed)
First godet roll temperature: 85 ° C
Second godet roll speed: 4150 m / min
Second godet roll temperature: 130 ° C
Winding speed / second godet roll speed: 0.983
Spinning speed x draw ratio: 4080 m / min
(Drawn yarn decitex): 72 dtex / 24f
As is clear from Table 2, when the orientation of the non-slit portion of the spinning hole coincides with the direction of blowing cold air, the multifilament having the best cross-sectional shape was obtained.
[0057]
[Examples 5 to 7]
In this example, the influence on the hollowness and spinnability of the filament when the slit width of the spinning hole is changed and the discharge linear velocity is changed will be described.
Spinning and drawing were performed using a spinning die having the same dimensions as in Example 2 except for the slit width in the shape of the spinning hole shown in FIG.
[0058]
The spinning conditions and [spinning speed × stretching ratio] were the same as in Example 1, and the multifilament was produced under the condition that the breaking elongation was 30%.
Table 3 shows the shape and physical properties of the obtained hollow fiber.
As is apparent from Table 3, when the slit width was in the range of 0.04 to 0.1 mm, a knitted fabric having the best spinnability and a lightweight and flexible texture was obtained.
[0059]
[Examples 8 to 11]
In this example, the influence on the hollowness of the filament when the area of the hollow part independent of the spinning hole is changed will be described.
Spinning and drawing were carried out with the shape shown in FIG.
[0060]
Other spinning conditions were set as follows.
Table 4 shows the spinnability at this time, the physical properties of the obtained multifilament, and the fineness variation (U%).
(Spinning conditions)
Spinning temperature: 295 ° C
Temperature near the filament at 3 cm just below the spinning nozzle: 160 ° C
Spinning arrangement: using the nozzle of the spinning arrangement shown in Fig. 4
Discharge rate: 28.8 g / min / end
Cold air speed: 0.7m / min
Finishing agent adhesion rate: 0.7wt%
(Extension conditions)
First godet roll speed: 2400 m / min
(Same as spinning speed)
First godet roll temperature: 85 ° C
Second godet roll speed: 4150 m / min
Second godet roll temperature: 130 ° C
Winding speed / second godet roll speed: 0.983
Winding speed: 4080 m / min
(Drawn yarn decitex): 72 dtex / 24f
As is apparent from Table 4, the area of the independent hollow portion of the spinning hole is 0.5 to 5.0 mm. ² When the range is in the range, a multifilament having the best spinnability, light weight and soft texture was obtained.
[0061]
[Examples 12 to 14]
In this example, the width of the non-slit portion of the spinning hole and the defective variant of the filament will be described.
Spinning and drawing were carried out with the shape shown in FIG.
[0062]
Other spinning conditions were set as follows.
The spinnability at this time and the number of defective variants of the obtained multifilament are shown in Table 5.
(Spinning conditions)
Spinning temperature: 295 ° C
Spinning arrangement: using the nozzle of the spinning arrangement shown in Fig. 4
Discharge rate: 28.8 g / min / end
Cold air speed: 0.7m / min
Finishing agent adhesion rate: 0.7wt%
(Extension conditions)
First godet roll speed: 2400 m / min
(Same as spinning speed)
First godet roll temperature: 85 ° C
Second godet roll speed: 4150 m / min
Second godet roll temperature: 130 ° C
Winding speed / second godet roll speed: 0.983
Winding speed: 4080 m / min
(Drawn yarn decitex): 72 dtex / 24f
As is clear from Table 5, when the width of the non-slit portion of the spinning hole is in the range of 0.1 to 0.3 mm of the present invention, the best multifilament having a cross-sectional shape was obtained.
[0063]
[Table 1]

[0064]
[Table 2]

[0065]
[Table 3]

[0066]
[Table 4]

[0067]
[Table 5]

[0068]
【The invention's effect】
By using the base for melt spinning of the present invention, the obtained multifilament has a specific cross-sectional shape and specific fiber characteristics despite being high in hollowness, so when used in a knitted fabric, It is lightweight and can exhibit properties that combine warmth and flexibility. In addition, despite the high hollowness ratio, the knitted fabric of good quality can be provided in practice because of the excellent uniformity of the yarn quality in the yarn direction of the multifilament.
[0069]
Further, according to the present invention, such excellent multifilaments can be industrially produced stably and uniformly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the shape of a spinning hole of a melt spinning die according to the present invention. (A) is a figure which shows the shape of what is called an 8-shaped eyeglass-type spinning hole, (b) is a figure which shows the shape of an oval-type eyeglass-type spinning hole, (c) is a figure of a digital 8-character type hole. It is a figure which shows the shape of a spectacles type spinning hole.
FIG. 2 is a diagram showing an example of the cross-sectional shape of a multifilament obtained using the melt spinning die of the present invention. (A) is a figure which shows the cross-sectional shape of the multifilament obtained by what is called an 8-shaped glasses-type spinning hole. Similarly, (b) is an oval type glasses-type spinning hole, (c) is digital It is a figure which shows the cross-sectional shape of the multifilament obtained by the 8-shaped glasses-type spinning hole.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape of a spinning hole.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a spinning arrangement of a melt spinning die according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Non-slit part
2 ... Slit connection
S1, S2 ... hollow part of the spinning hole
W1 ... A rectangular short axis circumscribing the spinning hole
W2 ... A rectangular long axis circumscribing the spinning hole
L1: Rectangular short axis circumscribing the cross section of the filament
L2: Long axis of a rectangle circumscribing the cross section of the filament

Claims

A melt spinning die for producing a multifilament having a cross-sectional shape having two hollow portions by melt spinning, wherein a plurality of spinning holes satisfying the following requirements (1) to (3) are arranged: A base for melt spinning characterized by the above.
(1) The spinning hole is composed of two annular slits.
(2) The non-slit portions of the two annular slits are provided in one place and in the same direction.
(3) The non-slit portion of the spinning hole is disposed toward the blowing direction of the cold air.

2. The melt spinning according to claim 1, wherein each of the two annular slits is circular and has a glasses frame shape as a whole, and the length of the slit connecting the two annular slits is 0.3 mm or less. Base.

2. The spinneret for melt spinning according to claim 1, wherein the two annular slits are adjacent to each other, and have an oval shape or a digital 8-character shape as a whole.

A slit having a slit width of 0.04 to 0.1 mm, an independent hollow portion area of 0.5 to 5.0 mm ² , and a non-slit portion width of 0.1 to 0.3 mm. The melt spinning die according to any one of claims 1 to 3.

The melt spinning die according to any one of claims 1 to 4, wherein the number of holes of the spinning holes disposed in the melt spinning die is 10 to 100.