JP5860798B2 - フェノキシ樹脂製糸の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、製造途中等においてフェノキシ樹脂繊維同士が固着することがなくて、フェノキシ樹脂製糸を円滑に生産効率良く製造できる製造方法に関する。

フェノキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンにより合成できる樹脂であるが、このフェノキシ樹脂は、優れた耐熱性及び優れた接着性を有している（特許文献１参照）ことから、該フェノキシ樹脂の繊維により構成されるフェノキシ樹脂製糸は、例えば、熱融着糸、織物の構成糸等として用いることができる。

特開２０１１−８２５５９号公報

しかしながら、上記フェノキシ樹脂製糸は、その製造過程において、フェノキシ樹脂が繊維状に紡糸された後に引き取りローラーに引き取られた際にこの引き取りローラー等において互いに接触した繊維同士が強く粘着（固着）する現象が発生するために、これ以降において糸切れが発生してしまい（ラインを停止することになってしまい）、製造ラインを支障なく円滑に運転しつつ製造することが困難であった。即ち、従来は、フェノキシ樹脂製糸を生産効率良く製造することはできなかった。

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、製造途中等において繊維同士が強く粘着（固着）することがなくて生産効率良くフェノキシ樹脂製の糸を製造することができるフェノキシ樹脂製糸の製造方法、および繊維同士の粘着（固着）がない高品質のフェノキシ樹脂製糸を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］断面形状が異形度３．０〜１０．０の異形形状である紡糸孔から下記一般式（Ｉ）；

（但し、式中、Ｄは二価フェノール残基であり、ｎは２０以上の整数である）で表されるフェノキシ樹脂を吐出することによって断面が異形形状の繊維を得る紡糸工程と、
前記繊維に空気を吹き付けることによって冷却を行う冷却工程と、
前記冷却がなされた複数本の繊維を引き取りローラーに引き取ることによりフェノキシ樹脂製糸を得る引取工程と、を含むことを特徴とするフェノキシ樹脂製糸の製造方法。

［２］前記引取工程の後に、３０℃〜７０℃に設定された延伸ローラーを用いて前記糸を１．１倍〜３．０倍に延伸する延伸工程をさらに含むことを特徴とする前項１に記載のフェノキシ樹脂製糸の製造方法。

［３］断面形状の異形度が１．５〜４．０であるフェノキシ樹脂繊維を複数本備えてなることを特徴とするフェノキシ樹脂製糸。

［１］の発明では、断面形状が異形度３．０〜１０．０の異形形状である紡糸孔から前記特定のフェノキシ樹脂を吐出することによって得られた異形形状の繊維に、空気を吹き付けることによって冷却を行うので、紡糸された繊維を十分に冷却することができて、引き取りローラーに引き取られた繊維同士の粘着（固着）を防止することができ、これにより糸切れを生じることなく円滑にフェノキシ樹脂製の糸を製造することができる（生産効率良くフェノキシ樹脂製糸を製造することができる）。

［２］の発明では、引取工程の後に、３０℃〜７０℃に設定された延伸ローラーを用いて糸を１．１倍〜３．０倍に延伸するので、繊維太さが均一でかつ引張強伸度が均一なフェノキシ樹脂製糸を製造できる。

［３］の発明では、構成繊維であるフェノキシ樹脂繊維の異形度が１．５〜４．０であるから、製造時に十分に冷却され得て繊維同士の粘着（固着）が防止されるので、生産性が良くて低コストであると共に（フィラメント切れのない）高品質のフェノキシ樹脂製糸が提供される。

本発明の製造方法で用いられる製造装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の製造方法で用いられる紡糸口金における紡糸孔の断面形状の一例を示す図である。 本発明の製造方法で得られるフェノキシ樹脂製糸を構成するフェノキシ樹脂繊維の一例を示す断面図である。 実施例１で得られたフェノキシ樹脂製糸を構成しているフェノキシ樹脂繊維の断面写真である。

本発明に係るフェノキシ樹脂製糸の製造方法について図１を参照しつつ説明する。本発明において用いるフェノキシ樹脂は、下記一般式（Ｉ）；

（但し、式中、Ｄは二価フェノール残基であり、ｎは２０以上の整数である）で表されるフェノキシ樹脂である。前記フェノキシ樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、２価のフェノール類とエピクロルヒドリンとの重縮合反応、或いは２価のフェノール類と２官能エポキシ樹脂類との重付加反応により得ることができる。

前記２価のフェノール類としては、特に限定されるものではないが、ビスフェノール類を用いるのが好ましい。前記ビスフェノール類の中でも、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ及びビスフェノールＳからなる群より選ばれる少なくとも１種のビスフェノール類を用いるのが特に好ましい。

前記２官能エポキシ樹脂類としては、特に限定されるものではないが、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及びビスフェノールＦ型エポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種のビスフェノール型エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。

前記一般式（Ｉ）において、平均重合度ｎは、２０以上の整数であるが、通常、ｎの上限は３００である。また、平均重合度ｎは、４０〜２００の範囲が好ましく、５０〜１５０の範囲がより好ましい。

まず、フェノキシ樹脂と添加剤（紫外線安定剤、着色剤等）を混合機を介して一定割合に混合したフェノキシ樹脂組成物を、ベント１３付き押出機１２に供給して溶融し、紡糸ヘッド１４を通して紡糸口金１５の紡糸孔３３から吐出することによって紡糸する。勿論、前記フェノキシ樹脂組成物に代えて、添加剤を添加していないフェノキシ樹脂を押出機１２に供給してもよい。なお、図１において、１０は、樹脂投入口であり、１１は、添加剤投入口である。

前記紡糸孔３３の断面形状は、異形度３．０〜１０．０の異形形状である。前記紡糸孔３３の断面形状の一例を図２に示す。前記紡糸孔３３の断面形状の異形度は、紡糸孔３３の断面形状の外接円の直径Ｙと、紡糸孔３３の断面形状の内接円の直径Ｘの比（Ｙ／Ｘ）で求められる値である（図２参照）。異形度が３．０より小さいと、繊維同士の固着が生じる。また、異形度が１０．０を超えると、断面形状の割れやつぶれを生じるという問題がある。中でも、前記紡糸孔３３の断面形状は、異形度４．０〜８．０の異形形状に形成されるのが好ましく、さらに異形度５．０〜６．０の異形形状に形成されるのが特に好ましい。

次に、紡糸された糸条を吹付冷却装置１６からの冷風又は常温風で冷却固化する（図１参照）。この時、紡糸された糸条の進行方向に対して垂直に冷風又は常温風を当てる（吹き付ける）。前記冷風又は常温風の風速は、０．１ｍ／秒〜０．５ｍ／秒に設定されるのが好ましい。また、前記冷風としては、例えば、２０℃に温調された空気風等が挙げられる。

次いで、前記冷却固化した糸条にオイリング装置１７で油剤を付与した後、所定の速度で回転する引き取りローラー１で捲回して引き取る。前記引き取りローラー１の速度は２００ｍ／分〜１０００ｍ／分に設定されるのが好ましい。

なお、前記糸条に油剤を付与する方法としては、例えば、ガイド給油法（セラミック製のガイドの糸条通過部分に空けられた小さな孔から定量の油剤を吐出して糸条に油剤を塗布する方法）、ローラー給油法（糸条の進行方向と同一方向に回転するローラーであって油剤を溜めているバスの中の油剤に一部が浸かっているローラーに糸条を接触させて糸条に油剤を塗布する方法）等が挙げられるが、ローラー給油法により糸条に油剤を付与するのが好ましい。ローラー給油法を採用すれば、糸条がばらけた状態で油剤に接触して油剤がローラーから糸条に転写・塗布されるので、糸条の繊維同士の粘着（固着）をより十分に防止することができる。

前記引き取られた未延伸糸（未延伸マルチフィラメント糸）は、連続して、ローラー群（引き取りローラー１、予熱ローラー２、延伸ローラー３）を用いて１段または２段以上の多段で熱延伸する。前記延伸ローラー３の温度は、３０℃〜７０℃に設定するのが好ましい。また、延伸倍率は、１．１倍〜３．０倍の範囲に設定するのが好ましい。

前記延伸が終了したフェノキシ樹脂製の糸条は、加熱流体捲縮付与装置５に導入して、捲縮を付与する。前記加熱流体捲縮付与装置５により捲縮加工した糸条６は、クーリングドラム２０上で冷却する。

前記加熱流体捲縮付与装置５で用いる加熱流体としては、加熱空気が好ましく、その使用温度は、通常は５０℃〜７０℃である。フェノキシ樹脂繊維の繊度、処理速度等に応じて適切な条件（加熱空気温度等）を選択する。

次に、前記捲縮糸条６を交絡処理装置２１のノズルを通して交絡処理する。前記交絡ノズルは、通常２〜６孔を備え、走行捲縮糸条に対して略直角方向から０．２ＭＰａ〜０．５ＭＰａの高圧空気を噴射させて交絡処理する。

次いで、前記捲縮糸条６を紙管２２に巻き取る。

こうして、断面形状の異形度が１．５〜４．０であるフェノキシ樹脂繊維（フィラメント）３２を複数本備えてなるフェノキシ樹脂製糸（フェノキシ樹脂製マルチフィラメント糸）３１を得る。前記フェノキシ樹脂繊維３２の断面形状の異形度は、繊維３２の断面形状の外接円の直径Ｂと、繊維３２の断面形状の内接円の直径Ａの比（Ｂ／Ａ）で求められる値である（図３参照）。前記フェノキシ樹脂繊維３２の断面形状の異形度は、１．５〜３．０であるのが特に好ましい。

次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１に示す構成からなる製造装置を用いてフェノキシ樹脂製糸（フェノキシ樹脂製マルチフィラメント糸）を製造した。まず、フェノキシ樹脂ペレット（新日鐵化学社製「フェノキシ樹脂ＹＰ５０Ｓ」）を真空加熱オーブン（エスペック社製「ＶＡＣ−２００」）内に入れて、８０℃、０気圧、１０時間の条件で乾燥させる。

次いで、乾燥後のフェノキシ樹脂ペレットを樹脂投入口１０から単軸押出機１２内に再吸湿しないように注意しながら投入する。前記単軸押出機１２のバレルヒーターを２００℃〜２１０℃に設定し、上流側に対し下流側の設定温度を１０℃高く設定し、押出ヘッド圧を１５ＭＰａに設定して、フェノキシ樹脂を溶融押出し、紡糸ヘッド１４を通して紡糸口金１５の紡糸孔３３から吐出することによって、紡糸した。

前記紡糸口金１５には、図２に示す断面形状を有し異形度（Ｙ／Ｘ）が５．８の紡糸孔３３が９６個設けられている。前記紡糸孔３３においてＹは１．５６ｍｍである。

次に、紡糸された糸条を吹付冷却装置１６からの冷風（２０℃に温調された空気風；風速０．２ｍ／秒〜０．３ｍ／秒）で冷却固化させ、９６本の繊維からなるフェノキシ樹脂マルチフィラメント（糸条）を得た。

次いで、前記冷却固化した糸条にオイリング装置（ローラー給油装置）１７で油剤を付与した後、速度２３８ｍ／分で回転する非加熱の引き取りローラー１に捲回（巻き付け回数５回）して引き取った。次いで、前記糸条を連続して表面速度２３９ｍ／分で回転する予熱ローラー２に捲回（巻き付け回数６回）して予熱し、４０℃に加熱した表面速度２４０ｍ／分で回転する延伸ローラー３に捲回（巻き付け回数４回）することによって延伸を行った。延伸倍率は１．５倍とした。

次に、延伸糸条を加熱流体捲縮加工装置５に導き、６０℃、０．３ＭＰａの加熱圧空気によって捲縮加工した後、クーリングドラム２０上で冷却した。

次に、交絡処理装置２１において、前記捲縮加工糸条に対して略直角方向から０．２ＭＰａの空気をエンタングルノズルより噴射して、糸条に交絡処理を施した後、糸条を紙管２２に巻き付けた。

こうして、繊度１３３９ｄｔｅｘ／９６ｆ、引張強度０．８７ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度５５％のフェノキシ樹脂製糸（フェノキシ樹脂製マルチフィラメント糸）３１を得た。このフェノキシ樹脂製糸３１を構成するフェノキシ樹脂繊維３２の断面形状の異形度は１．８であった。この実施例１で得られたフェノキシ樹脂製糸を構成しているフェノキシ樹脂繊維の断面写真を図４に示す。

＜実施例２＞
紡糸孔の異形度（Ｙ／Ｘ）５．８を４．０に設定（変更）した以外は、実施例１と同様にしてフェノキシ樹脂製糸を得た。このフェノキシ樹脂製糸を構成するフェノキシ樹脂繊維の断面形状の異形度は１．５であった。

＜実施例３＞
紡糸孔の異形度（Ｙ／Ｘ）５．８を８．０に設定（変更）した以外は、実施例１と同様にしてフェノキシ樹脂製糸を得た。このフェノキシ樹脂製糸を構成するフェノキシ樹脂繊維の断面形状の異形度は２．９であった。

＜比較例１＞
紡糸孔の異形度（Ｙ／Ｘ）５．８を２．０に設定（変更）した以外は、実施例１と同様にしてフェノキシ樹脂製糸を得た。このフェノキシ樹脂製糸を構成するフェノキシ樹脂繊維の断面形状の異形度は１．１であった。

＜比較例２＞
紡糸孔の異形度（Ｙ／Ｘ）５．８を１２．０に設定（変更）した以外は、実施例１と同様にしてフェノキシ樹脂製糸を得た。このフェノキシ樹脂製糸を構成するフェノキシ樹脂繊維の断面形状の異形度は４．８であった。

＜比較例３＞
紡糸孔の断面形状を円形状（即ち紡糸孔の異形度を１．０）に設計した以外は、実施例１と同様にしてフェノキシ樹脂製糸を得た。このフェノキシ樹脂製糸を構成するフェノキシ樹脂繊維の断面形状の異形度は１．０であった。

また、上記各実施例、各比較例において、フェノキシ樹脂繊維の断面形状の異形度は、次のようにして求めた。即ち、得られた単糸を切断した後、光学顕微鏡を用いて単糸を構成する繊維の断面形状に対する外接円の直径Ｂと内接円の直径Ａをそれぞれ測定して、
異形度＝Ｂ／Ａ
上式にて求めた（図３参照）。

＜糸切れ発生防止性評価＞
上記各実施例、各比較例において、糸条を引き取りローラー１に捲回している状態時における繊維同士の固着の有無および引き取りローラー１以降における糸切れ発生の有無、程度を調べ、下記判定基準に基づいて糸切れ発生防止性を評価した。その結果を表１に示す。
（判定基準）
「○」…繊維同士の固着がなく、糸切れ発生がなかった
「×」…繊維同士の固着があり、糸切れ発生があった
「××」…繊維同士の固着が顕著にあり、糸切れ発生が顕著に生じた。

表１から明らかなように、本発明の製造方法に係る実施例１〜３では、繊維同士の固着がなく、糸切れ発生がないので、フェノキシ樹脂製糸を生産効率良く製造できる。

これに対し、本発明の規定範囲を逸脱する製造方法による比較例１〜３では、糸切れ発生が生じるので、糸の巻き取りを円滑に行うことができない（ラインが停止するので生産効率が悪く実生産が困難である）。

本発明に係る製造方法で製造されたフェノキシ樹脂製糸および本発明に係るフェノキシ樹脂製糸は、例えば、熱融着糸、織物の構成糸等として用いることができるが、特にこのような用途に限定されるものではない。

１…引き取りローラー
３…延伸ローラー
３１…フェノキシ樹脂製糸
３２…フェノキシ樹脂繊維
３３…紡糸孔

Claims (3)

1. 断面形状が異形度３．０〜１０．０の異形形状である紡糸孔から下記一般式（Ｉ）；
   （但し、式中、Ｄは二価フェノール残基であり、ｎは２０以上の整数である）で表されるフェノキシ樹脂（但し、二官能エポキシ樹脂と二官能フェノール類を二官能エポキシ樹脂と二官能フェノール類の配合当量比をエポキシ基／フェノール水酸基＝１：０．９〜１．１とし、触媒の存在下、沸点が１３０℃以上のアミド系溶媒中、反応固形分濃度５０重量％以下で、加熱・重合させて得たものを除く）を吐出することによって断面が異形形状の繊維を得る紡糸工程と、
   前記繊維に空気を吹き付けることによって冷却を行う冷却工程と、
   前記冷却がなされた複数本の繊維を引き取りローラーに引き取ることによりフェノキシ樹脂製糸を得る引取工程と、を含むことを特徴とするフェノキシ樹脂製糸の製造方法。
2. 前記引取工程の後に、３０℃〜７０℃に設定された延伸ローラーを用いて前記糸を１．１倍〜３．０倍に延伸する延伸工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフェノキシ樹脂製糸の製造方法。
3. 前記引取工程において、前記冷却がなされた複数本の繊維からなる糸条にローラー給油法により油剤を付与した後、該糸条を引き取りローラーに引き取る請求項１または２に記載のフェノキシ樹脂製糸の製造方法。