(57)【要約】【課題】寸法安定性に優れた高強度、高モジュラスのポリエステルモノフィラメントを、糸落ち、糸削れ、パーン引けなく容易に効率的に製造する。【解決手段】１糸条あたりの破断強度が１１０ｃＮ以上であるポリエステルモノフィラメントを、直接紡糸延伸方法により紡出、延伸して巻き取るに際して、延伸系を出て走行する糸条の進行方向に対して回転軸が直角となるようにスピンドルを配置し、パッケージの両端部がテーパー状になるように巻き上げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１糸条あたりの破断強度が１１０ｃＮ以上であるポリエステルモノフィラメントを、直接紡糸延伸方法により紡出、延伸して巻き取るに際して、延伸系を出て走行する糸条の進行方向に対して回転軸が直角となるようにスピンドルを配置し、前記スピンドルに装着されたボビン上に糸条をパッケージの両端部がテーパー状になるように巻き上げることを特徴とするポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項２】
スピンドルをスピンドル回転軸方向にトラバース動作させることでパッケージを形成することを特徴とする請求項１記載のポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項３】
パッケージ両端部のテーパー角度を３０°以下とすることを特徴とする請求項１または２に記載のポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリエステルモノフィラメントの製造方法に関する。さらに詳しくは高強度、高モジュラスのポリエステルモノフィラメントを効率よく製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステルモノフィラメント、とくにスクリーン紗織物に用いられるポリエステルモノフィラメントは、近年の高精度印刷用スクリーン紗織物のハイメッシュ化によってモノフィラメントの単位繊度当たりの高強度化、高モジュラス化が要求されている。一方で、捺染印刷用スクリーン紗織物などでは高精度印刷用スクリーン紗に比べて太繊度のモノフィラメントが用いられるため、単位繊度当たりの高強度化、高モジュラス化は比較的要求されないものの、１糸条当たりの強度、モジュラスは高いものとなる。また、近年ではとくに捺染印刷用スクリーン紗の価格競争は激しく、モノフィラメントの生産効率を高めてコストを削減することが重要な課題となっている。
【０００３】
生産効率の高いモノフィラメントの製造方法としては、紡糸した未延伸糸を一旦巻き取ることなく直接延伸して巻き取る、いわゆる直接紡糸延伸方法が知られており、従来例では３０００ｍ／分以上の速度で張力付与ローラー、加熱供給ローラー、加熱延伸ローラーおよび非加熱延伸ローラーからなる延伸系において加熱ローラーと非加熱ローラーの間で糸条に０．１％以上、１０％以下のストレッチを付与するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところが、モノフィラメントが高強度、高モジュラス化されるにしたがって、巻き取りの際にパッケージの端面から外れ落ちる、いわゆる糸落ちが深刻な問題となる。糸落ちをなくす手段として、極限粘度［η］が０．７０以上のポリエチレンテレフタレートを紡出、延伸するに際して、延伸前の糸の複屈折（Δｎ）が０．０１以下とし、引き続き加熱延伸、熱セットの後、糸が冷却固化するまでの糸張力Ｔ１を０．３５〜０．６５とし、さらには糸をドラムパッケージ状に巻き取るに際して、巻き取られる糸がドラム表層上のドラム軸方向の糸移動速度が４５０ｍ／分以下となるように巻き取るモノフィラメント製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、モノフィラメントの単位繊度当たりの強度、モジュラスがさらに高くなる、あるいは太繊度のモノフィラメントのように１糸条当たりの強度、モジュラスが高い場合には、前記の従来の方法では糸落ちを防ぐことはできない。
【０００６】
一方で、一旦紡糸し巻き取った未延伸糸を、従来公知のドローツイスターを用いて５００〜１５００ｍ／分の速度で延伸してパーン状に巻き取る方法では、糸落ちが発生する頻度は低いものの生産効率が極めて低い。さらにドローツイスターでは一般的に、糸条をリングによってボビン軸方向にトラバースさせ、リング状にボビン周方向に回転自在に取り付けられたトラベラーによって糸条の走行方向を９０°方向転換し、ボビンに巻き付けるが、このトラベラーのしごきによって巻き取り張力が高くなり、いわゆるパーン引けの問題が発生しやすい。これはパッケージ端部とパッケージ中央では糸条の残留収縮応力の緩和の度合いが異なり、巻き取り張力が高いときにはこの度合いがより顕著になるためである。
【０００７】
糸落ちが発生したパッケージでは、後工程でモノフィラメントを解舒して使用する際に解舒張力異常や糸切れが発生してしまう。このため糸落ちをなくすことは製造上極めて重要な問題であり、とくに高強度、高モジュラスのモノフィラメント、もしくは太繊度のモノフィラメントを効率よく製造するうえではもっとも困難な問題である。
【０００８】
また、パーン引けが発生すると、モノフィラメントをスクリーン紗に製織した際にモノフィラメントが周期的に収縮する部分が現れるため、高精度なスクリーン紗を製造する上では致命的な問題となる。このためパーン引けを発生させないようにすることは寸法安定性に優れたモノフィラメントを製造する上で重要な課題である。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−２９５６１７号公報（特許請求の範囲、および図１）
【００１０】
【特許文献２】
特開２００２−３８３３０号公報（特許請求の範囲、および図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、直接紡糸延伸方法において、上記従来の問題点を解決し、寸法安定性に優れ、かつ巻き取りにおいてパッケージ端面糸落ちがなく、パーン引けの発生しないポリエステルモノフィラメントの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する本発明の構成は以下のとおりである。すなわち、
（１）１糸条あたりの破断強度が１１０ｃＮ以上であるポリエステルモノフィラメントを、直接紡糸延伸方法により紡出、延伸して巻き取るに際して、延伸系を出て走行する糸条の進行方向に対して回転軸が直角となるようにスピンドルを配置し、前記スピンドルに装着されたボビン上に糸条をパッケージの両端部がテーパー状になるように巻き上げることを特徴とするポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【００１３】
（２）延伸系から出た糸条の走行糸道を略一定とし、スピンドルをスピンドル回転軸方向にトラバース動作させることでパッケージを形成する前記（１）に記載のポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【００１４】
（３）パッケージ両端部のテーパー角度を３０°以下とする前記（１）または（２）に記載のポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１６】
本発明者らは、直接紡糸延伸方法によるポリエステルモノフィラメントの製造方法について検討してきたが、前記した従来の方法のようにドラムパッケージの形態に糸条を巻き取る方法では、モノフィラメントの単位繊度当たりの強度、モジュラスが高いものになるほど、あるいは太繊度で１糸条当たりの強度、モジュラスが高いものになるほど、パッケージ端面での糸落ち頻度が高いことを見いだした。これはモノフィラメントがマルチフィラメントに比べて糸条間の転がり抵抗が極めて低いために端面から糸条が落ちやすいということに加え、高強度、高モジュラスになるに従い糸条の曲げ剛性が高くなるため、パッケージ形状を保ちにくいということが原因であると考えられる。このため、端面がパッケージ軸方向に対してほぼ垂直となっているドラムパッケージではさらなる高強度、高モジュラス化、あるいは太繊度化を進めていけば、さらに糸落ち頻度が高くなる。
【００１７】
このように、ドラム巻での改善には限界があることから、本発明者らはパッケージ両端部をテーパ状になるように巻き取ることで糸落ちをなくす方法を見いだした。両端部がテーパ状になっていることから糸落ちをほぼ完全に抑制することができたが、モノフィラメントでは、高強度、高モジュラスになるに従い、糸条とガイド類との摩擦によるダメージから糸削れが発生しやすいという問題がある。走行糸条が延伸系を出てからガイド類による屈曲を経てパッケージに巻き取られるような構成では、前記のような糸削れが発生する頻度が高い。さらにガイド類のしごきによって巻き取り張力が高くなると、パーン引けの発生が顕著になってしまうのである。
【００１８】
そこで本発明においては、延伸系を出て走行する糸条の進行方向に対して回転軸が直角となるようにスピンドルを配置し、前記スピンドルに装着されたボビン上に糸条を巻き取る構成で、パッケージの両端部がテーパー状になるように巻き上げることにより、糸落ち、糸削れ、パーン引けもなく巻き取ることができるようにしたものである。
【００１９】
さらには、延伸系を出て走行する糸条を略一定としてボビンを装着したスピンドルをトラバース動作させることにより、糸条の走行状態が安定し、ガイドとの摩擦も減じることができ、さらに高い改善効果が得られるようにしたものである。
【００２０】
さらに好ましくは、パッケージ両端部のテーパ角度θを３０°以下とすることにより、巻き取り中はもちろん、パッケージの輸送途中などにおける糸落ちもなくすことができるようにしたものである。
【００２１】
図１は本発明の実施態様の一例を示す直接紡糸延伸装置の説明図である。紡糸口金１から紡出された紡出糸条３を糸条冷却装置２で冷却して、給油装置４で油剤を付与し、張力付与ローラ５、６、加熱供給ローラ７、加熱延伸ローラ８などから構成される延伸系において３〜５倍に延伸する。延伸系を出た走行糸条９は糸条ガイド１１を経て、ボビン１４の上に巻き取られる。ボビン１４は走行糸条に対して直角（略直角も含む）に配置されたスピンドル１３に装着されている。スピンドル１４はモータ１６で回転駆動されるとともに、モータ１６を取り付けたフレーム１２と一体で、リニアガイド１７にそってトラバース駆動装置１８によってトラバース動作させられる。
【００２２】
巻取制御装置１９は張力センサ１０によって検出された走行糸条９の張力を一定とするようにスピンドルモータ１６の回転数を制御するとともに、トラバース駆動装置１８のトラバース動作を制御する。
【００２３】
トラバース動作の制御は巻き始めから巻き終わりに向けてトラバース幅を徐々に減じるようにすることで、図２のようにパッケージの両端部がテーパ形状となるようにする。またトラバース制御においてトラバースの反転位置の繰り返し精度が低いと、パッケージ端部で糸条がオーバーランし糸落ちにつながってしまうため、十分に高い位置制御精度をもつ制御装置によって構成することが好ましい。
【００２４】
図１では簡単のため複数の紡出糸条に対して延伸走行糸条を１糸条のみ示し、これに対応するスピンドル、ボビン、モータも１対のみ示しているが、フレーム１２に複数のスピンドルとモータを設置して複数糸条を同時に巻き取ることもできる。また、スピンドルの回転制御には張力による制御の例を示したが、走行糸条の速度またはパッケージ周速を直接、間接に検出してこれを一定とするようにスピンドルの回転数を制御することもできる。また、トラバース装置は油圧シリンダによっても構成できるし、サーボモータとボールねじを組み合わせた直動システムや、リニアサーボモータによる直動システムによっても構成できる。
【００２５】
また、１糸条あたりの破断強度が１１０ｃＮ以上であるポリエステルモノフィラメントを、直接紡糸延伸方法により紡出、延伸する方法としては、例えば前記の特許文献２記載のような方法によることができる。
【００２６】
なお、パッケージのテーパ角θについては、３０°以下のより低い角度とすることによりパッケージの形態安定性の改善、パーン引けの軽減が可能となるが、あまりに低い角度では一定の巻量を確保した場合にパッケージ径が大きくなり、輸送上の効率が悪くなる。したがって、テーパ角は１５°〜２５°とすることがより好ましい。
【００２７】
【実施例】
本発明の実施例を比較するにおいて、その指標を次のように測定、判定した。糸落ちについてはパッケージ端面を目視判定し、落ちた部分の糸長が２ｃｍ以上のものを、パッケージ質量２ｋｇについてカウントした。表１においては糸落ちなしを○、糸落ち１〜５本を△、６本以上を×として記載した。
【００２８】
１糸条当たりの破断強度については定速引張試験器で糸長２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分で１水準あたり４サンプルを測定し、糸条破断時点の強度測定値の平均値をもって測定値とした。
【００２９】
パーン引けについては湿熱収縮応力測定装置（東レエンジニアリング（株）製ＦＴＡ−５００）により湿熱中を通過する糸条の収縮応力の糸条長手方向での分布を測定し、平均応力と最大応力の差を単位繊度（１ｄｔｅｘ）あたりで換算して（ｃＮ／ｄｔｅｘ）比較した。表１においては単位繊度当たりの収縮応力差が０．０３ｃＮ／ｄｔｅｘ未満のものを○、０．０３〜０．０６ｃＮ／ｄｔｅｘのものを△、０．０６ｃＮ／ｄｔｅｘのものを×として記載した。
【００３０】
実施例１
極限粘度０．７８のポリエチレンテレフタレートのチップを紡糸温度３００℃、４孔の紡糸口金より押し出し、冷却固化後、水エマルジョン油剤をオイリングローラにより付与し、図１に示す直接紡糸延伸装置を用いて４分割して単糸繊度２７ｄｔｅｘのモノフィラメントをテーパ角２０°のパーン状に巻き取った。
【００３１】
比較例１
前記実施例においてドラムワインダにてドラム状に巻き取ったパッケージについて比較した。
【００３２】
比較例２
極限粘度０．７８のポリエチレンテレフタレートのチップを紡糸温度３００℃、４孔の紡糸口金より押し出し、冷却固化後、水エマルジョン油剤をオイリングローラにより付与して得られる未延伸糸を一旦ドラム状に巻き取り、これを従来公知のドローツイスターにて延伸し、パーン状に巻き取って得られたパッケージについて比較した。
【００３３】
上記実施例ならびに比較例の実施条件と結果は表１の通りである。実施例１では本発明が規定した条件にあり、ドラム巻端面糸落ちは満足できる結果にあった。比較例１ではテーパー角がほぼ直角であるため、ドラム端面糸落ちを満足することができなかった。比較例２では直接紡糸延伸工程を採用していないため、糸落ちは満足できる結果にあったが、パーン引けについて実施例よりも劣るものであった。
【００３４】
【表１】
2004225224.tif 000003
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、直接紡糸延伸工程において、寸法安定性に優れた高強度、高モジュラスのポリエステルモノフィラメントを、糸落ち、糸削れ、パーン引けが発生せず容易に効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様の一例を示す直接紡糸延伸装置の説明図である。
【図２】本発明におけるパッケージ形状の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
７・・・・・加熱供給ローラ
８・・・・・加熱延伸ローラ
１３・・・・・スピンドル
１４・・・・・ボビン
１６・・・・・スピンドルモータ
１８・・・・・トラバース駆動装置
【図１】
2004225224.tif 000004
【図２】
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