JPH0250208B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は熱可塑性重合体未延伸連続繊維に関す
る。更に詳しくは、通常の溶融紡糸法（後に定義
するような溶融紡糸法であつて、以下、「直接溶
融紡糸法」とよぶ。）によつて得られ、配向延伸
によつて単繊維繊度が0.15デニール以下となり得
る未延伸連続繊維に関する。この熱可塑性重合体
未延伸連続繊維は工業的有利に製造することがで
き、また、これを延伸すれば、従来の編織工程で
編織可能で且つ得られる編織物の品位が高い超極
細繊維となり得る。 〔従来の技術〕 近年、柔らかくて、スウエード調の風合をもつ
が故に、単繊維繊度が１デニール前後の極細繊維
の編織物およびその表面起毛製品（合成皮革）が
盛んに製造販売されている。単繊維繊度が更に小
さい0.30デニール以下の超極細繊維になると極め
て柔らかい、好ましい風合を持つ編織物およびそ
れの表面起毛製品が得られることが知られてい
る。しかし、従来から知られている0.3デニール
以下の超極細繊維は、編織が不可能あるいは、編
織物の染色工程が複雑、あるいは編織物の品位が
悪いなどの欠点があると共に、その製造工程が複
雑で工業的有利に製造できないと言う難点があつ
た。従つて、かかる欠点がなく、しかも、簡便な
方法で工業的有利に製造できる超極細繊維の出現
が望まれていた。 従来、単繊維繊度0.30デニール以下の熱可塑性
重合体超極細繊維の製造方法として以下の四つが
知られている。 ａ 海島繊維（多芯型複合繊維）法（例えば、特
公昭48−25362参照）： 海島状断面をもつ未延伸繊維を紡出し、この
未延伸繊維をその島成分の自然延伸領域内の延
伸比で延伸する。その後、海部を溶剤で溶解除
去して島成分を超極細繊維として得る。これを
更に延伸してより細い強度大なる繊維とするこ
とも可能である。 ｂ ポリマーブレンド繊維法： 溶解性が異なり、相溶性の乏しい二種の熱可
塑性重合体の混合物を溶融紡糸して、一方の重
合体が他方の中へ微分散した海島繊維を得る。
これを延伸後、上記ａと同様に海部を溶剤で溶
解除去し、島部を超極細繊維として得る。 ｃ スーパードロー法（例えば、特開昭51−
55420参照）： ２〜３デニールの単繊維からなるポリエステ
ル未延伸繊維を分子の配向を伴なわないフロー
延伸をし、続いて分子の配向を伴なう配向延伸
（ネツク延伸）することによつて、高延伸比の
延伸を行なつてポリエステル超極細繊維を得
る。 ｄ 易分割性繊維法（例えば、特開昭51−130317
参照）： 相溶性の乏しい複数の熱可塑性重合体からな
る複合繊維を紡糸し、続いて延伸して得られる
繊維を編織物とした後、機械的あるいは化学的
に分割して超極細繊維とする。 上記ａ、ｂ共に溶剤処理を必要とする工程的不
利を有し、しかも通常の溶剤処理では、海成分が
わずかながら繊維表面に残存し、且つ繊維表面が
侵されるという欠点を有している。またｂからは
長繊維は得られない。ｃは特殊な延伸方法であつ
てやはり工程的不利は免れず、得られる繊維の均
一性は極めて悪く、衣料用としての使用は不可能
である。ｄは得られる繊維が複数の重合体からな
るので、染色工程が複雑で且つ染め汚れが生じる
ことがある。このように既存の方法は通常の溶融
紡糸技術（直接溶融紡糸法）に比べて工程的に不
利であり、且つ得られる繊維は品質に劣る。かか
る不利益にもかかわらずこのような複雑な方法が
考案されたのは、未だ単独の重合体から、直接溶
融紡糸法によつて超極細繊維が得られていないか
らである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、配向延伸によつて単糸デニー
ル0.15d以下の超極細繊維となり得る未延伸連続
繊維であつて、前述のａ、ｂ、ｃ、ｄにみられる
ような工程的不利および品質的欠点をもたず、直
接溶融紡糸法によつて、工業的有利に製造するこ
とができる未延伸連続繊維を提供するにある。 直接溶融紡糸法によつて未延伸繊維を得てそれ
を配向延伸するだけでは単繊維繊度0.7デニール
未満の超極細繊維は得られないとされている（例
えば、化繊月報1977年７月号57ページ）。従来の
直接溶融紡糸法によつて、このような超極細繊維
が得られない最大の理由は、以下のとおりである
ことが判明した。すなわち、直接溶融紡糸法によ
つて、良い繊維を得るためには紡糸口金の１吐出
オリフイス当りの重合体吐出量を極力小さくして
未延伸繊維を紡糸し、できるだけ高い延伸比で配
向延伸すれば良いことが予想されるが、紡糸口金
の１吐出オリフイス当りの吐出量を次第に下げて
行き、吐出量が約0.15ｇ／分になると通常の紡糸
条件では紡糸口金直下で糸切れが発生し始め、延
伸後の単繊維繊度が0.30デニール未満となるべき
未延伸連続繊維は得られない。 そこで、本発明者らは紡糸口金１吐出オリフイ
ス当りの吐出量を極力下げても紡糸可能で、且つ
得られる未延伸連続繊維の最大延伸倍率が大とな
るような繊維を生成せしめる紡糸方法が必要と考
え、それについて鋭意研究した。その結果、オリ
フイスから紡出された直後の繊維を急冷し、且
つ、紡糸口金から比較的短い距離において集束す
ることが有効であることを見出し、本発明を完成
した。 〔問題点を解決するための手段〕 上述の目的は、本発明の未延伸連続繊維、すな
わち、直接溶融紡糸法によつて得られた未延伸連
続繊維であつて、0.05≦100D／（Ｘ＋100）≦0.15
で且つ60≦Ｘ≦350であることを特徴とする熱可
塑性重合体未延伸連続繊維によつて達成される。
ただし、Ｄ：単繊維の繊度（デニール）、Ｘ：最
大延伸率（％）である。 本発明における「直接溶融紡糸法」とは、溶
融重合体の調製、溶融重合体の計量・紡出、
紡糸口金下の冷却・繊維形成および繊維の引取
りまたは巻取りの工程を経て、未延伸繊維を得る
方法を指す。第１図はこれを実現する装置の一具
体例である。第１図に示す装置において、ホツパ
ー１中の重合体チツプは溶融抽出機中で混練溶解
され、計量ポンプ４を経て紡糸口金５から吐出す
る。紡出繊維７は糸道ダクト１１、油剤付与装置
１２、引取ロール１３を順次経由して未延伸繊維
１４として巻取られる。本発明においては、未延
伸繊維は、冷風整流部９を具えた冷風吹付装置に
よつて、特に紡糸口金５直下の雰囲気６を比較的
低温に保持するように冷風１０を吹付け、さら
に、紡糸口金５から比較的短かい所定距離に配置
されたスネルガイドのような集束ガイドで集束す
ることによつて製造される。溶融紡糸して得られ
た未延伸繊維は通常第２図に例示するような延伸
装置を用いて配向延伸して、延伸繊維となし実用
に供するのが普通である。すなわち、未延伸繊維
１４は、押えロール１５、供給ロール１６を経て
熱板１７表面に接触し加熱されて延伸され、延伸
ロール１８を経て延伸繊維１９として捲取られ
る。前述のａ、ｂ、ｃ、ｄ四つの極細繊維製造方
法はいずれも直接溶融紡糸の範ちゆう外である 本発明における「熱可塑性重合体」とは、ポリ
エステル、ポリアミド、ポリオレフインなどの溶
融紡糸可能な繊維形成性重合体をいう。勿論、こ
れらの重合体には少量の添加剤、例えば、つや消
剤、着色剤、熱安定剤、難燃剤、制電剤などが含
まれていてもさしつかえない。 本発明における前記式において、（Ｘ＋100）／
100は破断するまで配向延伸した場合の延伸比に
相当するので、一般に、100D／（Ｘ＋100）は破
断するまで配向延伸した場合に到達する繊度（極
限繊度）に相当する。したがつて、式0.05≦
100D／（Ｘ＋100）≦0.15は配向延伸によつて、
単繊維繊度が0.05デニール以上、0.15デニール以
下の延伸繊維となり得ることを意味している。こ
の不等式の理解を助けるために、第３図によつて
説明する。同図において、横軸は最大延伸率Ｘ
（％）を表わし、縦軸は未延伸繊維の単繊維繊度
Ｄ（デニール）を表わす。不等式0.05≦100D／
（Ｘ＋100）≦0.15を変形すると、 ５×10^-4X＋0.05≦Ｄ≦1.5×10^-3X＋0.15 となる。この関係を満足する範囲は、第３図の直
線（Ｄ＝5.0×10^-4X＋0.05）と直線（Ｄ＝1.5
×10^-3X＋0.15）にはさまれる範囲である。した
がつて、本発明の未延伸連続繊維の特徴を示す範
囲は、第３図において四つの直線、、（Ｘ
＝350）および（Ｘ＝60）で囲まれる範囲であ
る。前述の文献の如く、単繊維繊度が0.7デニー
ル以下の繊維が得られないということを同様に表
現すると、直線Ｄ＝７×10^-3X＋0.70の下部の範
囲は得られていなかつたということになる。すな
わち、従来は直線（Ｄ＝7.0×10^-3X＋0.70）の
上部（たて軸と平行なハツチング線を施した部
分）の範囲の未延伸連続繊維しか存在しなかつた
ことを意味する。延伸後の単繊維繊度は小さいほ
ど好ましいが、上述のような特殊な冷却・集束方
法によつても、0.05＞100D／（Ｘ＋100）を満足
する未延伸連続繊維を得ることができない。「未
延伸連続繊維」とは、オリフイスから吐出して固
化した後一度も延伸操作を受けていない連続して
巻取可能な実質的に無限に長い繊維をいう。かか
る繊維にはフイラメントおよびトウのいずれも含
まれる。Ｘは、21℃、RH65％において、テンシ
ロンによつて糸長10cm、引張り速度50cm／分の条
件で測定した最大延伸率である。その単位は原長
に対するパーセントで表わす。Ｘは主として、紡
糸速度に依存して大きく変わるが、直接溶融紡糸
方法において、60≦Ｘ≦350を外れるようなＸを
与える紡糸速度を以つて紡糸することは困難であ
ろう。通常、工業的に採用される紡糸速度である
500〜3500m／分においては、60≦Ｘ≦200が好適
な数値となる。 本発明の未延伸連続繊維は、直接溶融紡糸法に
て製造するに際して、紡糸口金直下１〜３cmにお
ける雰囲気温度を200℃以下の低温に保ち、吐出
オリフイス当りの吐出断面積を1.5×10^-4cm²の紡
糸口金を使用することと、紡出直後の繊維を紡糸
口金下10〜150cmにおいて集束するという条件を
組合わせる点を主眼とする方法により製造され
る。かかる組合せによつて、紡糸口金下吐出オリ
フイス当りの重合体吐出量が0.05ｇ／分以下の紡
糸が可能となり、延伸後の単繊維繊度0.15デニー
ル以下の超極細連続繊維が安定して得られるよう
になつた。殊に、紡糸口金１吐出オリフイス当り
の吐出量0.02ｇ／分以下の紡糸も可能で単繊維繊
度0.1デニール以下の繊維も得られるようになつ
た。 熱可塑性重合体の直接溶融紡糸において、紡糸
口金直下は一定範囲にわたつて雰囲気を高温に保
ちつつ紡糸する方法が一般的に行なわれている。
その場合、紡糸口金直下１〜３cmにおける雰囲気
温度は少なくとも200℃、好ましくは250℃以上が
良い。このように、紡糸口金直下の雰囲気温度を
高くする理由は紡糸口金を保温し、スラブや単糸
切れの発生を防止し、繊維の配向緩和を促すこと
によつて延伸工程での延伸比を増大可能にするた
めである。 ところが、紡糸口金１吐出オリフイス当りの吐
出量を小さくして、単繊維繊度0.15デニール以下
の繊維を得るに当つて、紡糸口金直下を高温雰囲
気に保持すると糸切れし易くなり、逆効果が現れ
るので、紡糸口金直下１〜３cmにおける雰囲気温
度を200℃以下に保つ必要がある。200℃を越える
と単糸切れが頻発して安定した紡糸状態は得られ
ない。安定に紡糸ができて且つ、十分な配向緩和
を促し、未延伸繊維の残留伸度を大きくする目的
から、紡糸口金直下１〜３cmにおける雰囲気温度
の好ましい範囲は120〜190℃である。 未延伸連続繊維の製造における他の一つの特徴
は紡出後の繊維を紡糸口金下10〜150cmにおいて
全単繊維を集束することである。このような集束
を行うことの利点の第１は、若し、上述のように
ノズル近接位置で集束しない場合は空気抵抗のた
めに紡糸口金下での単糸切れが生じ、連続した未
延伸繊維が得られないが、ノズルから或る距離以
内の位置で集束すると、この単糸切れが解消し、
連続した未延伸連続繊維が安定して得られること
である。第２の利点は、上述のようにノズル近接
位置で集束しない場合に比べて未延伸繊維の最大
延伸倍率が大きくなり、従つて、より細い延伸繊
維が得られることである。全単繊維をノズルから
近い距離で集束することによつて、空気抵抗が減
少し、繊維にかかる張力が小さくなり、そのため
に配向が緩和されやすくなることがかかる効果の
原因と考えられる。 紡出直後の繊維を集束するには公知の方法のい
ずれでもよいが、スネルガイドのように繊維と接
触度の小さいガイドを用いる方法が望ましい。ま
た、集束する位置は紡糸口金に近いほど上記第１
の利点は大きいが、紡糸口金下10cm以内では紡出
繊維が固化していないので、単繊維同志の融着や
ガイド類との接触による糸切れを生じ易い。した
がつて、紡糸口金下10cm以上離れた位置でなけれ
ばならない。また、上記第２の利点は紡糸口金下
250cm以内の領域のみで認められる。したがつて、
集束の位置は紡糸口金下10〜150cmで、好ましい
範囲は20〜100cmである。 吐出オリフイス当りの吐出断面積が比較的小さ
い紡糸口金を必要とするのが本発明のもう一つの
特徴である。吐出ノズルの断面積が1.5×10^-4cm²
以下であれば、重合体吐出量、紡糸速度、延伸比
などの条件を選べば、単繊維繊度0.15デニール以
下の延伸繊維を得ることが可能であるが、1.5×
10^-4cm²を越えれば不可能である。特に0.1デニー
ル以下の繊維を得るには、１×10^-4cm²以下のもの
を用いる必要がある。吐出オリフイスの断面形状
は円型の他に、Ｙ型、五角形、偏平、Ｃ型などの
異型であつても良い。 本発明の未延伸繊維の配向延伸は、延撚機、ド
ローワインダー、延伸仮撚機、トウ延伸機などの
公知の延伸装置を用いるのが良い。熱可塑性重合
体の種類によつて、熱延伸あるいは冷延伸のいず
れかを選び、必要なら多段延伸も可能である。 未延伸連続繊維の配向延伸によつて得られる超
極細繊維は、毛羽やデニール斑が少なく、従来の
編織工程において、十分に編織可能で、得られる
編織物は染色斑がなく、品位が高い。また編織物
の表面起毛製品は柔らかく、すぐれた風合を有
し、天然スウエードに極めて近いものである。ま
た、本発明の未延伸連続繊維のうちＸ≦200のも
のは、公知の延伸撚機にて延伸仮撚が可能で、編
織可能な仮撚加工糸が得られた。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例についてさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例に限定されるもの
ではない。 実施例 １ 第１図、第２図の如き紡糸機および延撚機を用
いて、固有粘度〔η〕＝0.65であるポリエチレン
テレフタレートを紡糸、延伸した。その時、重合
体吐出量と紡糸口金下１〜３cmにおける雰囲気温
度とを表１の如く様々に組合わせ設定して、その
時の紡糸状態および得られた延伸繊維の単繊維デ
ニールを調べた。結果は表１のとおりであつた。 その他の製造条件は以下の如くである。 紡糸条件 紡糸口金 孔数 144 孔断面積（円形） 0.78×10^-4cm² 紡糸温度 300℃ 紡糸速度 1250m／分 集束位置 紡糸口金下
30cm（スネルガイドによる） 延撚条件 供給ロール温度 75℃ 熱板温度 140℃ 延撚速度 500m／分 延伸比 各紡糸条件毎に延伸繊維の破断伸度が
25％前後になるように設定 紡糸口金下１〜３cmにおける雰囲気温度を200
℃以下にすれば、0.05ｇ／分・オリフイス以下で
単繊維繊度0.15デニール以下の繊維が得られる。
また、得られた延伸繊維はいずれもＵ％が2.0％
以下の均一性が高いものであつた。

【表】 実施例 ２ 第１図の如き紡糸機を用いて固有粘度〔η〕＝
0.65のポリエチレンテレフタレートを吐出量と吐
出ノズル断面積とを様々に組合わせ設定して紡糸
した。得られた未延伸繊維の最大延伸倍率を測定
し、100D／（Ｘ＋100）を求めた。紡糸状態およ
び100D／（Ｘ＋100）の値を表３に示した。その
結果よりノズル断面積が3.5×10^-4cm以下のとき
0.3デニール以下、2.0×10^-4cm以下のとき、0.2デ
ニール以下となり得ることがわかる。 紡糸条件 紡糸口金孔数 144（円形ノズル 紡糸温度 295℃ 紡糸口金下１〜３cmにおける雰囲気温度 180℃ 紡糸速度 1250m／分 集束方法および集束位置
スネルガイド、紡糸口金下20cm 延撚条件 供給ロール速度 75℃ 熱板温度 140℃ 延撚速度 500m／分

【表】 ＊＊ 同左
紡糸状態：○良好、△不良(単糸切れあり)、×
紡糸不能

【図面の簡単な説明】

第１図は溶融紡糸装置の一具体例を示す概略図
であり、第２図は延伸装置の一具体例を示す概略
図であり、第３図は未延伸連続繊維の単繊維繊度
Ｄと最大延伸率Ｘとの関係を示す図である。第１
図および第２図における参照数字は次のとおりで
ある。 １…チツプホツパー、２…溶融押出機、３…溶
融ポリマー流、４…計量ポンプ、５…紡糸口金、
６…急冷雰囲気、７…紡出繊維、８…集束ガイ
ド、９…冷風整流部、１０…冷却風、１１…糸道
ダクト、１２…油剤付与装置、１３…引取りロー
ル、１４…未延伸繊維、１５…押えロール、１６
…供給ロール、１７…熱板、１８…延伸ロール、
１９…延伸繊維。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直接溶融紡糸法によつて得られた未延伸連続
   繊維であつて、0.05≦100D／（Ｘ＋100）≦0.15で
   且つ60≦Ｘ≦350であることを特徴とする熱可塑
   性重合体未延伸連続繊維。 ただし、Ｄ：単繊維の繊度（デニール） Ｘ：最大延伸率（％） ２ 0.05≦100D／（Ｘ＋100）≦0.10で且つ60≦Ｘ
   ≦200である特許請求範囲第１項記載の熱可塑性
   重合体未延伸連続繊維。 ３ 熱可塑性重合体がポリエステルあるいはポリ
   アミドである特許請求範囲第１項乃至第２項のい
   ずれかに記載の熱可塑性重合体未延伸連続繊維。