JP4481509B2

JP4481509B2 - ポリエステル混繊糸の製造方法

Info

Publication number: JP4481509B2
Application number: JP2001004786A
Authority: JP
Inventors: 浩幸逢坂; 秀樹別府; 建二岩下
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Fibers Ltd
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2021-01-12
Also published as: JP2002212846A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステル糸条群からなる混繊糸の製造方法に関し、更に詳しくは、ポリエステルに非相溶なポリマーをポリエステルからなる基質ポリマーに添加した成分からなる糸条群と、該基質ポリマーからなる糸条群とを、合糸して捲き取るに際し、糸条群間の伸度差が大きい混繊糸を経済的に安定して製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステルはその優れた特性を生かし衣料用布帛素材として広く使用されている。衣生活の多様化、高級化、個性化と共に、天然繊維が持つ繊維物性の不規則性によりもたらされる自然で、好ましい特徴、例えば“ウールに近い風合”をポリエステル繊維で実現する試みが続けられている。収縮特性の異なる複数のポリエステル糸条群を混繊し、仮撚加工および熱処理を施すことにより、糸条にジクザクの捲縮構造を付与し、また高収縮糸条が収縮し低収縮糸条が外側に張り出すことによって、糸条に嵩高さを付与する方法が広く採られている。例えば、別々の紡糸装置で物理的性質の異なる２種以上のポリエステル糸条群を別個に捲き取った後、延伸、仮撚、混繊、熱処理を行う方法がある。このような製造方法では物理的性質の異なる２種類の糸条を得るために別々の紡糸装置が必要であり製糸コストが高く経済的で無い。
【０００３】
製糸コストを抑え、経済的に、物理的性質の異なる２種以上の構成糸条から成る混繊糸を製造する方法として、同一紡糸装置内で各糸条群に様々な処理を施し、異なる物理的性質を付与したのち、一つのパッケージとして捲き取る方法がある。
【０００４】
例えば、特開昭５４−８２４２３号公報には、同一紡糸口金からポリエステルを溶融、吐出し、急冷して得られるフィラメントを２つの群に分割して、その一方の糸条群には水を溶媒とする油剤を付与し、他方の糸条群には水よりも高温の沸点を有する溶媒の油剤を付与し、次いで、両者を別々に熱処理しつつ延伸を施した後、合糸して、捲き取る方法が提案されている。しかし、紡糸油剤の沸点差のみでは糸条群間の収縮差を十分に大きくすることが出来ず、この方法で得られる混繊糸は繊維間の収縮差の小さいものとなる。このため、該混繊糸からの加工糸は嵩高性に乏しく、最終布帛の風合は所望の水準に達しない。
【０００５】
また、特開昭６０−１２６３１６号公報には、同一紡糸パックより２以上のポリエステル糸条群を溶融、吐出させ、同一回転数で異なった表面速度を有する段付きローラーで２糸条群間に紡糸速度の差を生じさせ、このローラーと次のローラー間で、紡糸速度の遅い糸条群は延伸するように引き取り、紡糸速度の早い糸条群は延伸しないように引き取り、次いで両糸条群を交絡装置で合糸、交絡して、５１００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で捲き取るポリエステル混繊糸の製造方法が記載されている。しかし、この方法は装置および運転条件が複雑であり、長期にわたり安定運転を実現するのが難しい。また、実施可能な製造条件範囲が狭く、仮撚加工後の嵩高性を十分発現するほどの収縮差を有する混繊糸を得るのが難しい。
【０００６】
また、特開昭５８−９８４１８号公報には、ポリメチルメタアクリレート系ポリマーおよび／またはポリスチレン系ポリマーを基質ポリエステルに０．３〜５重量％添加した混合体と、該基質ポリエステルとを、同一紡糸口金から紡出し特定の紡糸条件下で捲き取り、混繊糸を製造する方法が記述されている。確かにこの方法は、簡潔な紡糸装置で、通常入手可能なポリマーのみで糸条群間収縮差のある混繊糸が製造できるので経済的な方法である。また、ポリメチルメタクリレートまたはポリスチレンのようなポリマーをポリエステルに添加することにより、同時に紡出されるポリエステル単独糸条群とは細化過程が異なり、結果的に両糸条群間に熱収縮差を生じせしめるという技術は注目に値する。しかし、この方法に記載されている条件のみでは、紡糸捲き取り時の断糸がしばしば発生し、生産性が低下するという問題がある。したがって、ポリメチルメタアクリレート系ポリマーおよび／またはポリスチレン系ポリマーのようなポリマーをポリエステルに添加することにより、同時に紡出されるポリエステル単独糸条群との間に物性差を生じせしめるという技術においても、所望の混繊糸を長期間安定して商業生産するためには更なる工夫が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の現状を背景になされたものであり、その目的は、ポリエステルからなる基質ポリマーにポリエステルとは非相溶なポリマーを添加した成分からなる糸条群と、同一紡糸口金または別途設けた紡糸口金より紡出されたポリエステル単独成分からなる糸条群とを、合糸して捲き取るに際し、該糸条群間の伸度差が大きく嵩高性に優れた混繊糸を生産性良く製造する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリエステルからなる基質ポリマーにポリメチルメタアクリレート系ポリマーおよび／またはポリスチレン系ポリマーを添加、溶融、混練し、紡出した糸条群Ａと、同一紡糸口金または別途設けた紡糸口金より紡出した該基質ポリマーよりなる糸条群Ｂとを、合糸して捲き取るに際し、糸条群Ａを集束する集束装置、及び糸条群Ｂを集束する集束装置を下記式で示される範囲に配置することによって上記の課題を解決した。
Ｇ０＜ＧＡ≦２００（ｃｍ）
ＧＡ＜ＧＢ
ここで、Ｇ０は紡糸口金面から糸条群Ａのネッキング開始点までの距離、ＧＡは糸条群Ａを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離、またＧＢは糸条群Ｂを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、ポリエステルからなる基質ポリマーにポリメチルメタアクリレート系ポリマーおよび／またはポリスチレン系ポリマーを添加、溶融、混練し、紡出した糸条群Ａと、同一紡糸口金または別途設けた紡糸口金より紡出した該基質ポリマーよりなる糸条群Ｂとを、合糸して捲き取ることにより混繊糸を製造することを対象とするものである。
【００１０】
本発明でいうポリエステルとは、主たる繰り返し単位としてエチレンテレフタレートが８５モル％以上、好ましくは９５モル％以上からなるポリエステルである。テレフタル酸成分および／またはエチレングリコール成分以外の成分を少量（通常は、テレフタル酸成分に対して２０モル％以下）共重合したものであっても良い。かかるポリエステルの固有粘度（３５℃のオルソ−クロロフェノール溶液を溶媒として使用し算出）は、通常衣料用布帛素材として使用されるポリエステルと同じ程度の固有粘度０．７以下のものが好ましい。なお、これらのポリエステルには、公知の添加剤、例えば、顔料、染料、艶消し剤、防汚剤、蛍光増白剤、難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤等を含んでもよい。
【００１１】
本発明ではこのような基質ポリエステルに対し、該基質ポリエステルとは異なる後述するポリマーを添加することが重要である。該ポリマーを添加することにより、溶融、吐出されたポリマ−流の伸長粘度低下、及び、配向結晶抑制が発現する。すなわち、前記ポリエステルに非相溶なポリメチルメタアクリレート系ポリマーまたはポリスチレン系ポリマーを添加することが、上記効果を発現させるために必要である。
【００１２】
本発明で使用されるポリメチルメタアクリレート系ポリマーまたはポリスチレン系ポリマーは、アタックチックまたはシンジオタクチック構造を示す非晶性ポリマーであっても良い。また、アイソタックチック構造を示す結晶性のポリメチルメタアクリレート系ポリマーまたはポリスチレン系ポリマーであっても構わない。
【００１３】
本発明においては、ポリメチルメタアクリレート系ポリマーおよび／またはポリスチレン系ポリマーのポリエステルからなる基質ポリマーへの添加量は、該ポリマ−流の伸長粘度低下及び配向結晶抑制が充分発現するように、０．３〜５．０重量％の範囲とするのが好ましい。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明におけるポリエステル混繊糸製造方法の１形態を説明する概略図である。図１において、１Ａ、１Ｂは押出機、２Ａ、２Ｂはギアポンプ、３は紡糸パック、４は紡糸口金、５Ａおよび５Ｂは２群の走行糸条束、６Ａ、６Ｂは糸条集束および油剤付与装置、Ｇ０は紡糸口金面から糸条群Ａのネッキング開始点までの距離、ＧＡは糸条群Ａを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離、ＧＢは糸条群Ｂを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離、７は交絡付与および合糸装置、８、８’は引き取りローラー、９は捲取装置、１０は紡糸冷却装置をそれぞれ表す。
【００１６】
基質ポリエステルに添加されるポリマーは、計量機で所望する添加量を基質ポリエステル側のポリマー輸送配管内または押出機のポリマー投入口に直接接続する形で添加するのが一般的である。添加手段としては、計量式のほかに、添加するポリマーを単独で溶融押出して、基質ポリエステル側に注入するインジェクション方式も可能である。次に添加されたポリマーと基質ポリエステルとは、押出機（図１では１Ａ）で溶融、混練され、ギアポンプ（図１では２Ａ）で計量され、紡糸パック（図１では３）に組み込まれた紡糸口金（図１では４）より糸条群Ａとして吐出される。一方、基質ポリエステルは、図１の１Ｂに示すような押出機で溶融され、ギアポンプ（図１では２Ｂ）で計量され、紡糸口金（図１では４）より糸条群Ｂとして吐出される。引き続き、糸条群Ａ、Ｂは冷却装置１０にて冷却され、集束装置６Ａ、６Ｂにて集束され、油剤が付与される。集束され、油剤付与された糸条群ＡおよびＢは交絡付与装置７で混繊され、引き取りローラー８、８’を経て、捲取装置９で捲き取られる。
【００１７】
この紡糸工程では、ポリメチルメタアクリレート系ポリマーおよび／またはポリスチレン系ポリマーが添加された糸条群Ａ（図１では５Ａ）のポリマー流にかかる紡糸張力が、基質ポリエステル糸条群Ｂ（図１では５Ｂ）のポリマー流より見かけ上高くなる。この現象は、添加されたポリマーが基質ポリエステルに相溶しないため、ポリマー流内で紡糸張力の局在化が起こり、見かけ上紡糸張力が上昇するために起こると考えられる。このような不均一な紡糸張力は断糸を誘発する。
【００１８】
本発明者等は、糸条群Ａを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離ＧＡを特定範囲に保つことにより、糸条群Ａのポリマー流に発生する不均一な紡糸張力の発生が軽減され、紡糸断糸が大幅に減少することを突き止めた。
【００１９】
すなわち、本発明においては、糸条群Ａを集束する収束装置を下記式で示される範囲に配置することが肝要である。
Ｇ０＜ＧＡ≦２００（ｃｍ）
ここで、Ｇ０は紡糸口金面から糸条群Ａのネッキング開始点までの距離、ＧＡは糸条群Ａを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離である。
【００２０】
上記距離ＧＡが、Ｇ０以下の場合は、ポリマー流単糸同士の密着あるいは単糸損傷による紡糸断糸が急激に増加し、安定な紡糸引き取りが不可能である。
【００２１】
一方、上記距離ＧＡが、２００ｃｍを超える場合は、走行糸条の糸揺れが激しくなり、紡糸断糸が多発する。さらに、ＧＡを１５０ｃｍ以下とすると、より顕著に紡糸断糸の減少でき好ましい。
【００２２】
本発明においてネッキング開始点とは、レーザー・ドップラー糸速度計を使用し、紡糸口金面直下５ｃｍの位置から順次５ｃｍ刻みで走行糸条群にレーザーをあて、その反射光を測定し、これを速度に換算し、速度変化が一番大きくなる点をいう。
【００２３】
なお、本発明においては、糸条群Ａは糸条群Ｂよりも紡糸口金からの距離が短い点でネッキング現象が観察される。したがって、糸条群Ｂを糸条群Ａと同一の位置で集束した場合、糸条群Ｂは、構造形成が十分進んでいない状態で集束装置と接触する可能性があるので、糸条群Ｂを紡出する紡糸口金と集束装置との距離ＧＢは、前述の距離ＧＡより大きく設定することが必要である。
【００２４】
本発明においては、紡糸後得られる糸条群Ａの繊度範囲が５０〜３００ｄｔｅｘの範囲の場合において、より顕著な効果を発揮し、紡糸時の糸揺れが減少し、工程安定性が良好なものとなるので、該繊度範囲で紡糸するのが好ましい。
【００２５】
本発明では、該糸条群の伸度差をより大きく発現させるために２０００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で捲き取ることが好ましい。これにより製造された混繊糸を構成する２糸条群間の伸度差は８０％以上となり、該混繊糸からの延伸仮撚加工糸を使った織物布帛は嵩高性に富み優れた風合いを呈する。なお、該伸度差が大きくなりすぎると、仮撚加工工程での張力変動による断糸が増加する傾向にあり、特に伸度差が２５０％以上になると高伸度側の糸条群の揺動が大きくなって仮撚加工装置のヒーター、ディスクあるいは冷却プレートからの糸外れが起こりやすくなる。従って、布帛品位と仮撚加工性等の後加工生産性との双方を満足させるためには、混繊糸の糸条群間伸度差は８０％以上２５０％未満の範囲となるようにするのが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例中に記載されている糸条走行状態、紡糸断糸、ネッキング開始点、および伸度差については下記の方法で測定した。
【００２７】
（１）糸条走行状態
紡糸冷却装置１０の正面から、３時間置きに走行糸条を観察し、糸揺れ、単糸同士の密着等走行障害の有無を観察した。
【００２８】
（２）ネッキング開始点
日本カノマックス社製レーザー・ドップラー糸速度計を使用し、紡糸口金面直下５ｃｍの位置から順次５ｃｍ刻みで走行糸条群にレーザーをあて、その反射光を測定し、速度に換算した。速度変化が一番大きく、糸条最終走行速度（実施例においては３４００m／ｍｉｎ）に近い速度を示す位置をネッキング開始点とした。
【００２９】
（３）紡糸断糸
図１に示す紡糸装置で１日１錘当りの紡糸断糸回数を記録し、１週間連続運転した際の断糸回数の平均値で示した。断糸が１回未満を紡糸安定性が良好であるとした。
【００３０】
（４）伸度差
テンシロン引張試験器を用いて、得られた混繊糸の荷伸曲線から各糸条群の破断時の伸度を測定した。非相溶ポリマーが添加された成分から構成される糸条群Ａと、基質ポリエステル成分のみから構成される糸条群Ｂとの伸度の差の絶対値を取り、伸度差とした。本発明の混繊糸は、該糸条群Ａと該糸条群Ｂとが交絡されているので、伸度の測定は、糸条群Ａ、Ｂを別個にサンプリングし、別個に行うのが好ましいが、交絡された混繊糸状態で測定しても得られた荷伸曲線の形状から、該糸条群Ａ、Ｂの破断伸度が識別可能であり、混繊糸の状態で直接伸長し、測定実施した。
【００３１】
［実施例１〜３、比較例１〜２］
固有粘度が０．６４で酸化チタンを０．３重量％含有するポリエチレンテレフタレートを基質ポリエステルとして準備した。該基質ポリエステルに、溶融粘度１６００ｐｏｉｓｅのポリメチルメタアクリレートポリマーおよび溶融粘度３５００ｐｏｉｓｅのポリスチレンポリマーとを、各々１．０重量％の割合で混合し、図１の１Ａに示す押出機で、溶融、混練して、ギアポンプ（図１では２Ａ）で計量し、紡糸パック（図１では３）に組み込まれた孔径０．２３ｍｍ、ランド長０．６ｍｍの吐出孔を４８個有する紡糸口金（図１では４）より紡出し、図１の６Ａの位置で集束しつつ油剤を付与し、糸条群Ａ（図１では５Ａ）を形成した。一方、ポリエチレンテレフタレートを、図１の１Ｂに示す押出機で、溶融、混練して、ギアポンプ（図１では２Ｂ）で計量し、紡糸パック（図１では３）に組み込まれた孔径０．２３ｍｍ、ランド長０．６ｍｍの吐出孔を４８個有する紡糸口金（図１では４）より紡出し、図１の６Ｂの位置で集束しつつ油剤を付与し、糸条群Ｂ（図１では５Ｂ）を形成した。該糸条群Ｂと糸条群Ａとを図１の７に示す交絡装置で交絡、合糸して、３４００ｍ／ｍｉｎの速度で捲き取り、３００ｄｔｅｘの混繊糸を得た。なお、上記の条件で１週間連続運転し、走行糸条を観察した結果および紡糸断糸集計結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
糸条群Ａを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離ＧＡを２００ｃｍに設定した実施例１、１３０ｃｍに設定した実施例２、あるいは５０ｃｍに設定した実施例３の、いずれの条件においても、糸条群Ａの走行状態は、糸揺れが少なく、安定していた。また、紡糸断糸の発生も少なく、１週間安定して連続紡糸運転が可能であった。なお、いずれの場合も、紡糸口金面から糸条群Ａのネッキング開始点までの距離Ｇ０は４０ｃｍであり、上記の紡糸口金面と集束装置との距離ＧＡより短い距離であった。得られた混繊糸の糸条群間伸度差は、いずれの場合でも、８０％以上であり、織物布帛用混繊糸として有用な物性を有していた。
【００３４】
糸条群Ａを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離ＧＡを２２０ｃｍに設定した比較例１では、糸条群Ａに大きな糸揺れが認められ、しばしば引き取りローラーへの糸条捲き付きが発生した。紡糸断糸集計結果は２回以上となり、稼働率低下、屑糸の多量発生をもたらした。
【００３５】
上記距離ＧＡを、紡糸口金面から糸条群Ａのネッキング開始点までの距離Ｇ０と同じ距離４０ｃｍに設定した比較例２では、糸条群Ａ内での単糸密着がしばしば発生し、紡糸捲き取りが困難となり、連続運転が不能であった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、紡糸における断糸を著しく低下させることができ、構成糸群が適度な伸度差を有し、嵩高性に優れたポリエステル混繊糸を効率よく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する工程を例示した模式略線図である。
【符号の説明】
１Ａ：ポリメチルメタアクリレート系ポリマーおよび／またはポリスチレン系ポリマーと基質ポリエステルとの混合体を溶融、混練する押出機
１Ｂ：ポリエステルを溶融、混練する押出機
２Ａ：該糸条群Ａを成すポリマー流を計量吐出するギアポンプ
２Ｂ：該糸条群Ｂを成すポリマー流を計量吐出するギアポンプ
３：紡糸パック
４：紡糸口金
５Ａ：該糸条群Ａ
５Ｂ：該糸条群Ｂ
６Ａ：該糸条群Ａを集束し、油剤付与する集束装置
６Ｂ：該糸条群Ｂを集束し、油剤付与する集束装置
７：交絡付与装置
８、８’：引き取りローラー
９：捲取機
１０：紡糸冷却装置
Ｇ０：糸条群Ａの紡糸口金面から該糸条群のネッキング開始点までの距離
ＧＡ：糸条群Ａの紡糸口金面と集束装置との距離
ＧＢ：糸条群Ｂの紡糸口金面と集束装置との距離

Claims

ポリエステルからなる基質ポリマーにポリメチルメタアクリレート系ポリマーおよび／またはポリスチレン系ポリマーを添加、溶融、混練し、紡出した糸条群Ａと、同一紡糸口金または別途設けた紡糸口金より紡出した該基質ポリマーよりなる糸条群Ｂとを、合糸して捲き取るに際し、糸条群Ａを集束する集束装置、及び糸条群Ｂを集束する集束装置を下記式で示される範囲に配置することを特徴とするポリエステル混繊糸の製造方法。
Ｇ０＜ＧＡ≦２００（ｃｍ）
ＧＡ＜ＧＢ
ここで、Ｇ０は紡糸口金面から糸条群Ａのネッキング開始点までの距離、ＧＡは糸条群Ａを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離、またＧＢは糸条群Ｂを紡出する紡糸口金面と集束装置との距離である。
紡糸捲き取り後の糸条群Ａの繊度範囲が５０〜３００ｄｔｅｘである請求項１記載のポリエステル混繊糸の製造方法。
紡糸巻き取り速度が２０００ｍ／ｍｉｎ以上である請求項１または２記載のポリエステル混繊糸の製造方法。