(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の母材表面に炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）を含有したクロム化合物を電気めっきしたクロムめっき層を被覆形成した延伸部材であって、該クロムめっき層表面に存在する最長軸の一辺が５μｍ以上の微細突起物が、延伸部材の少なくとも糸条走行範囲内の表面１０センチメートル四方当たり、１０個以下であり、該クロムめっき層表面のＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１規定による表面粗さが、算術平均粗さＲａで０．３〜５μｍ、かつＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１規定に規定されている相対負荷長さＲｍｒを表す負荷長さ率（％）と切断レベル（％）との直交座標において、座標点（０，０）、（１００，１００）を結ぶ直線ａと負荷長さ率が０％の線と切断レベルが５０％の線とに囲まれた三角総面積をＡ、該直交座標の切断レベル０〜５０％の領域において、前記直線ａと相対負荷長さ曲線ｂとに囲まれた総面積をＢとするとき、その面積比Ｂ／Ａが１０〜３５％であることを特徴とする合成繊維製造用延伸部材。
【請求項２】
前記クロムめっき層の被膜硬度がＨｖ９５０〜１３００であることを特徴とする請求項１に記載の合成繊維製造用延伸部材。
【請求項３】
前記クロムめっき層表面の糸との摩擦抵抗値が４０〜７０ｇｆであることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸部材。
【請求項４】
前記クロムめっき層の厚みが１０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸部材。
【請求項５】
クロムめっき層中、前記炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）の含有量が１〜８％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸延伸部材。
【請求項６】
延伸部材が、延伸ローラであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸部材。
【請求項７】
金属製の延伸部材表面にブラスト処理を施し、研磨加工したあとに、炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6  ）を含有したクロム化合物を電気めっき処理する合成繊維製造用延伸部材の製造方法であって、前記電気めっき処理が、整流器のリップル含有率を５％以下に制御し、かつ電流密度が２０〜２２０Ａ／ｄｍ2 で処理することを特徴とする合成繊維製造用延伸部材の製造方法。
【請求項８】
延伸部材が延伸ローラであることを特徴とする請求項７に記載の合成繊維製造用延伸部材の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸部材を用い、合成繊維を延伸することを特徴とする合成繊維の製造方法。
【請求項１０】
前記延伸で得られた合成繊維の原糸強度が５〜１０ｃＮ／ｄｔｅｘである請求項９に記載の合成繊維の製造方法。
【請求項１１】
延伸における加工条件が、総合延伸倍率が３〜６．５倍、延伸速度が２０００〜６０００ｍ／分であることを特徴とする請求項９または１０に記載の合成繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合成繊維製造用延伸部材およびその製造方法ならびに合成繊維の製造方法に関し、さらに詳しくは、表面の低摩擦性、耐摩耗性を一層向上するとともに、表面の微細な突起を大幅に減少させた延伸部材を延伸に用いた合成繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、合成繊維は合成重合体を口金から紡糸し、次いで、延伸することにより製造される。
特に、ポリアミド繊維やポリエステル繊維の製造では、溶融状態にした合成重合体を紡糸口金から溶融紡糸した後、冷却固化し、その紡出糸に集束性、制電性、平滑性などを付与するため油剤を付着し、次いで、延伸行程で数倍に延伸して高強度の糸条にする。
【０００３】
延伸行程で与える延伸倍率は、例えば延伸ローラの場合、ローラの回転速度、表面温度、表面滑り性などにより決定されるが、その滑り性を安定させるために、延伸ローラの表面にはクロムめっき、または、酸化クロム溶射などによる被覆層が設けられている。
【０００４】
しかし、最近の合成繊維の製造法における高強度化や高紡糸速度化や大量生産などに伴って、糸条と接する延伸ローラの表面の低摩擦化、耐摩耗性が強く求められており、また生産効率向上から多糸条化設備が急激に進められ、よって延伸ローラも長尺ローラが支流になってきており、長尺ローラ化の要請も大きい。
【０００５】
その対策の一つとして、めっき技術のとしては硬質クロムめっき、クロム−クロム炭化物複合めっき（Ｈｖ１０００級）などの被覆層を設けるようにしたものが開示され実用化されている（特許文献１）。
【０００６】
しかしながら、被覆形成高硬度を維持しつつ、長尺ローラに均一の被覆形成厚さ、表面粗さの要求に応える技術は少なく、未だ満足できるものではなかった。
【０００７】
また、被覆形成高硬度を維持しつつ、長尺ローラに均一の被覆形成厚さ、表面粗さの要求に応えられたとしても、ローラ表面に無数のミクロの突起が存在するなどといった問題は、未だ解決されていなく技術開発が望まれていた。
【０００８】
一方、溶射技術では、酸化クロムを溶射したものも知られている。しかしながら、これらの従来の被覆層は、近年の高強度化や高紡糸速度化された合成繊維の製造法に対しては、十分な耐摩耗性を発揮することができておらず、また汚れ堆積の防止にも十分ではない。また、実際の生産機の延伸工程では、延伸ローラに表面に析出してきた油剤等の炭化物を一定周期で除去（洗浄）することが行われている。清掃する理由としては、ローラ表面に汚れが堆積し摩擦抵抗が経時的に増加し、このような状態になると毛羽や単糸切れが発生し、最悪、糸切れにまで至ってしまうからである。
【０００９】
そこで、延伸ローラを洗浄することが行われるが、この際に、生産温度の約２００〜３００℃程度に加熱した延伸ローラを一気に１５０℃程度まで冷却することが行われ、これを繰り返されることによって、溶射被覆層がローラ母材との界面で剪断応力により剥離・脱落するという問題があった。また、延伸ローラの表面を、タングステンカーバイドにコバルトを複合したタングステンカーバイド複合材を用いてプラズマ溶射被覆するものが開示されている（特許文献２）。
しかし、プラズマ被覆したものはブラスト加工できないため、低摩擦化することができず、かつ汚れ堆積の防止にも十分でないという問題があった。
【００１０】
いずれの技術にせよ、上述する要求に十分満足できるような結果に至っておらず、更なる技術開発が望まれていた。
【特許文献１】特開昭６０−２６９１号公報
【特許文献２】特開２００２−２１２８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題を解決し、合成繊維に対する低摩擦性、長期間の耐摩耗性を一層向上し、かつ表面の微細突起がほとんどない延伸ローラ、延伸熱板、延伸ピン等の延伸部材を提供すること、さらには、長期的に毛羽、糸切れの少ない安定した合成繊維の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の合成繊維製造用延伸部材は、以下の(1) の構成を有するものである。
（１）金属製の母材表面に炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）を含有したクロム化合物を電気めっきしたクロムめっき層を被覆形成した延伸部材であって、該クロムめっき層表面に存在する最長軸の一辺が５μｍ以上の微細突起物が、延伸部材の少なくとも糸条走行範囲内の表面１０センチメートル四方当たり、１０個以下であり、該クロムめっき層表面のＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１規定による表面粗さが、算術平均粗さＲａで０．３〜５μｍ、かつＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１規定に規定されている相対負荷長さＲｍｒを表す負荷長さ率（％）と切断レベル（％）との直交座標において、座標点（０，０）、（１００，１００）を結ぶ直線ａと負荷長さ率が０％の線と切断レベルが５０％の線とに囲まれた三角総面積をＡ、該直交座標の切断レベル０〜５０％の領域において、前記直線ａと相対負荷長さ曲線ｂとに囲まれた総面積をＢとするとき、その面積比Ｂ／Ａが１０〜３５％であることを特徴とする合成繊維製造用延伸部材。
【００１３】
さらに好ましくは、かかる本発明の合成繊維製造用延伸部材は、上記構成に加えて、さらに次の(2) 〜(6) に示す具体的構成を有するとよい。
（２）前記クロムめっき層の被膜硬度がＨｖ９５０〜１３００であることを特徴とする上記（１）に記載の合成繊維製造用延伸部材。
（３）前記クロムめっき層表面の糸との摩擦抵抗値が４０〜７０ｇｆであることを特徴とする上記（１）〜（２）のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸部材。
（４）前記クロムめっき層の厚みが１０〜２００μｍであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸部材。
（５）クロムめっき層中、前記炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）の含有量が１〜８％であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸延伸部材。
（６）延伸部材が、延伸ローラであることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸部材。
【００１４】
また、上述した目的を達成する本発明の合成繊維製造用延伸延伸部材の製造方法は、以下の(7) の構成を有するものである。
（７）金属製の延伸部材表面にブラスト処理を施し、研磨加工したあとに、炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6  ）を含有したクロム化合物を電気めっき処理する合成繊維製造用延伸部材の製造方法であって、前記電気めっき処理が、整流器のリップル含有率を５％以下に制御し、かつ電流密度が２０〜２２０Ａ／ｄｍ2 で処理することを特徴とする合成繊維製造用延伸部材の製造方法。
【００１５】
また、かかる本発明の合成繊維製造用延伸延伸部材の製造方法は、より具体的に好ましくは、以下の(8) の構成を有するものである。
（８）  延伸部材が延伸ローラであることを特徴とする上記(7)に記載の合成繊維製造用延伸延伸部材の製造方法。
【００１６】
また、上述した目的を達成する本発明の合成繊維の製造方法は、以下の(9)の構成を有するものである。
（９）上記(1) 〜(6) のいずれかに記載の合成繊維製造用延伸部材を用い、合成繊維を延伸することを特徴とする合成繊維の製造方法。
【００１７】
また、かかる本発明の合成繊維の製造方法は、より具体的に好ましくは、以下の(10)または(11)の構成を有するものである。
（１０）前記延伸で得られる合成繊維の原糸強度が５〜１０ｃＮ／ｄｔｅｘである上記(9)に記載の合成繊維の製造方法。
（１１）延伸における加工条件が、総合延伸倍率が３〜６．５倍、延伸速度が２０００〜６０００ｍ／分であることを特徴とする上記(9)または(10)に記載の合成繊維の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の合成繊維製造用延伸部材によれば、合成繊維に対する優れた低摩擦特性を有し、かつ長期間の耐摩耗性を有するとともに、表面の微細突起がほとんどない合成繊維製造用延伸部材を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の合成繊維の製造方法によれば、従来の延伸部材に比べて糸／延伸部材の低摩擦性、さらに長期間の耐摩耗性が一層向上し、かつ汚れ堆積の低減を可能にする延伸部材を用いて長期的に安定した合成繊維の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の合成繊維製造用延伸部材は、金属製の延伸部材の母材表面に炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）を含有したクロム化合物を電気めっきしたクロムめっき層を被覆形成した延伸部材であって、該クロムめっき層表面に存在する最長軸の一辺が５μｍ以上の微細突起物が、ローラの少なくとも糸条走行範囲内の表面１０センチメートル四方当たり、１０個以下であるものである。
【００２１】
なお、ここでいう延伸部材とは、合成繊維を製造するための紡糸、延伸および巻き取り装置群からなる製糸プロセスにおいて用いられる延伸ローラ、延伸熱板、延伸ピンなど、合成繊維糸条と接触走行させながら延伸することを目的とした部材のすべてを含むものである。
【００２２】
また、ここでいう最長軸の一辺とは、レプリカ写真で得られた突起物の２軸方向に広がる最も長い一辺を示すものである。「レプリカ写真」とは、物体の表面の凹凸を観察するまので、アセトンで軟化させたフイルムを貼り凹凸を転写させ光学顕微鏡で観察した写真をいうものであり、また、「糸条走行範囲の表面」とは延伸部材表面と糸条が接する箇所をいうものである。
【００２３】
本発明の延伸部材は、上記のように延伸部材の母材表面に被覆形成形成したクロムめっき層の表面粗さを、ＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１に規定された方法で表示するとき、算術平均粗さＲａを０．３〜５μｍにすることが重要である。このときの粗さ測定には、触針走査式粗さ測定器が使用される。
【００２４】
まず、触針走査式粗さ測定器でクロムめっき層の粗さ曲線を得て、その粗さ曲線から求められる算術平均粗さＲａを０．３〜５μｍの範囲にすることが重要である。延伸部材の表面粗さは、生産する繊維糸条の単糸太さによって決定される。例えば、単糸太さが細い繊維糸条を延伸する際に、算術平均粗さＲａが大きい（粗い）表面粗さを選定し、繊維糸条を延伸したとする。繊維糸条は張力により延伸部材表面の大きく選定された梨地状の粗さの谷部に脱落し、蛇行しながら繊維糸条は移送される。従って延伸部材表面の糸との摩擦抵抗が増大し、毛羽や単糸切れまたは糸切れを発生させてしまうことがある。
【００２５】
一方、単糸太さが細い繊維糸条を延伸する際に、算術平均粗さＲａが小さい（細かい）表面粗さを選定し、上述と同条件で繊維糸条を延伸したとする。延伸部材表面の糸との接触面積は大きいことから、延伸部材表面の糸との摩擦抵抗が増大し、必要以上に延伸され繊維糸条の限界倍率を超えると糸切れを発生させてしまうことがある。
【００２６】
従って、上述したように産する繊維糸条の単糸太さによって延伸部材の表面粗さを決定し、繊維糸条に合った摩擦抵抗を得ることが好ましい。
【００２７】
さらに、上述した延伸部材表面の粗さの頂点の形状が重要である。その頂点形状を特定するには、クロムめっき層の表面を一定量ずつ平らにカットオフしながら、各カットオフ毎に触針走査式粗さ測定器で表面の粗さを求め、そのときの切断レベル（％）と累積相対負荷長さＲｍｒの負荷長さ率（％）を求め、このようにして得た測定値を、図１に例示するように負荷長さ率（％）と切断レベル（％）との直行座標にプロットして相対負荷長さ曲線をｂを得る。そして、この負荷長さ率（％）と切断レベル（％）との直行座標において、二つの座標点（０，０）、（１００，１００）を結ぶ直線ａと負荷長さ率が０％の線と切断レベルが５０％の線とで囲まれた三角総面積をＡ、該直交座標の切断レベル０〜５０％の領域において、前記直線ａと相対負荷長さ曲線ｂとで囲まれる総面積をＢとするとき、その面積比Ｂ／Ａを１０〜３５％の範囲にすることである。上述した表面粗さにおいて、前者の算術平均粗さＲａ延伸部材表面の粗さを表す。この算術平均粗さＲａが０．３μｍ未満であると、ほとんど表面凸凹がない平滑状態であるため、延伸部材表面に対する糸条の接触面積が増加し、摩擦抵抗が高くなるため、製糸時に毛羽や糸切れが増大する。また、算術平均粗さＲａが５μｍを越えると、凹凸の差が大きくなるため、繊維糸条に毛羽や糸切れが発生しやすくなる。後者の面積比Ｂ／Ａは、延伸部材表面粗さの突起部（ダル）の形状の鋭利度を表す。この面積比Ｂ／Ａを求めるため使用される切断レベル（％）は、上記のようにカットオフ処理していくときの表面形状の深さを表わし、切断レベル０％はカットオフ前の状態であって、山形状の山頂点を示し、また切断レベル１００％は粗さ曲線で最も深い谷底の深さを示す。
【００２８】
他方、負荷長さ率（％）は、各切断レベルにカットしたとき面内の基準長さ内に現れる切断長さの和（累積負荷長さ）の基準長さに対する比の百分率で求められた値であって（基準長さとして２５ｍｍを選択するものとする。）、延伸部材表面の形状を表す指数になる。つまり、この負荷長さ率（％）の値が小さいほど延伸部材表面がギザギザの山形状に尖っていることを意味し、またこの値が大きいほど延伸部材表面が丸みの形状を示していることを意味する。
【００２９】
したがって、上述定義の面積比Ｂ／Ａは、ダル先端の鋭角の度合いを表しており、面積比Ｂ／Ａが大きいほどダル先端が鋭利になって糸条を傷つけやすくなり、また小さいほどダル先端が丸くなっていて糸条を傷つけ難くなることを意味する。本発明の延伸部材に被覆形成形成されるクロムめっき層の表面粗さの面積比Ｂ／Ａは、百分率で１０〜３５％に設定されていることも重要なことである。この面積比Ｂ／Ａが３５％を超えると、表面の凹凸のダルが鋭利化して糸条を傷つけ、毛羽立ちやすくなる。また、単糸繊度が小さい糸条では、単糸がダルの谷間に落ち込んで摩擦抵抗が高くなる。他方、面積比がＢ／Ａが１０％未満であると、延伸部材表面の平滑性は十分であるが、現在の加工技術では達成困難な領域になる。
【００３０】
なお、本発明において上記面積比Ｂ／Ａを規定するに当たり、切断レベル０〜５０％の範囲に限ったのは、作用効果との関係で表面粗さ（ダル）の頂点の状態を特定するには、切断レベル５０％までを測定すれば十分であり、それ以上を測定してもあまり意味がないからである。また、上記の面積Ｂについては、図１において、相対負荷長さ曲線ｂが直線ａよりも上方側に膨らむ場合もあるが、現在の加工技術では得られないので、対象外にしてある。
【００３１】
本発明の延伸伸部材は、前述のとおり、前記クロムめっき層表面に存在する、レプリカ写真で観察測定した最長軸の一辺が５μｍ以上の微細突起物が、延伸部材の少なくとも糸条走行範囲内の表面１０センチメートル四方当たり、１０個以下であることを特徴とし、この観察測定方法とは、市販されているレプリカフィルム（たとえば、ＯＫＥＮ  ＳＨＯＪＩ社製アセトンセルローズフィルム、厚さ０．０３４ｍｍ）を１センチメートル四方に加工し、該レプリカフィルムをアセトン中に浸積させ軟化させる。軟化した該レプリカフィルムを延伸部材表面に付着させる。アセトンは常温で揮発し延伸部材表面の形状が該レプリカフィルムに転写され固化する。該レプリカフィルムをプレパラートにセットし顕微鏡で拡大（１８０〜４００倍）し、梨地表面に発生している異常突起の数量を測定する。
【００３２】
ここで、金属製の延伸部材の母材表面にブラスト処理した後に、さらに該延伸部材の母材表面を研磨加工することが重要である。該ブラスト処理は、上述したクロムめっき表面を規定する粗さ範囲にするためには必要不可欠な処理である。
【００３３】
一般的に該ブラスト処理とは、圧縮した空気（０．２〜０．５ＭＰａ）を利用し、ブラスト材料（アルミナグリッド、エメリ(砂)、ＳＵＳボール、ガラスビーズ等）を延伸部材表面に吹き付けて（衝突させて）延伸部材表面を粗面化する。該延伸部材の表面には、無数のランダムな配列からなるダル（山・谷形状）が形成される。
【００３４】
その表面は、鋭くエッジ立ったダルであるため、このままの状態でクロムめっき処理を施すと、下地を反映し微細突起数の多いクロムめっき層を被覆形成してしまう。また、ブラスト材粒子の大きさは厳密には一定ではなく、規定の範囲のある粒子の集合体から構成されている。すなわち、ブラスト処理で得られた表面粗さも一定ではなく、ブラスト材の粒度バラツキが反映される。
【００３５】
上述したような問題を回避するため、ブラスト処理した後に、さらに延伸部材の母材表面を研磨加工することが重要である。この研磨工程によって、異常な突起を下地の段階で修正（ピークカット）することで飛躍的に微細突起の発生を抑制することができる。好ましい範囲はダルの高さの約０．７〜２割を研磨し、さらに好ましくは０．９〜１．３割である。該研磨材は不織布、麻布、ペーパータオル等）の生地の目の細かい、ソフトな素材が好んで用いられる。上記した微細突起抑制処理をしたのちにめっき処理すると良い。
【００３６】
上記した方法でも延伸部材表面の微細突起低減には大きな効果を発揮するが、以下の手法を取り入れるとさらに微細突起の少ない延伸部材表面を得ることが可能となる。金属製の延伸部材の母材表面を無水クロム酸液中の電気めっき処理によってクロムめっき層を被覆形成する延伸部材の製造方法であって、該電気めっき処理時に用いる整流器のリップル含有率を５％以下に制御し、かつ電流密度が２０〜２２０Ａ／ｄｍ2 で処理することが重要である。
【００３７】
本発明で用いる電気めっき法でのクロムめっきの被覆形成方法は、特殊浴（サージェント浴改）を用いることで可能となる。浴成分としては無水クロム酸と高純度の炭素（Ｃ）を含む高分子化合物からなる粉末を混合させ、浴温度６０℃前後で処理する。炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）を含むクロム（Ｃｒ）化合物を被覆形成させるには、通常のクロムめっきの約２〜２．５倍の電流密度（４０〜２２０Ａ／ｄｍ2 ）が必要である。
【００３８】
クロムめっき処理のノウハウとしては、基材（延伸部材）の大きさ、すなわち、めっき処理する表面積（ｍｍｍ2 ）と最適量の電流密度（Ａ／ｄｍｍ2 ）で処理することが、最も重要である。例えば、適正電流に比べて大電流を加えた場合では、専門用語として花咲き現象といい、コゲやピンホールのエッジにクラウン（王冠）のような突起が発生する。主に限界電流密度を超えた過大な電流密度のときに生じる粗く、脆い鍍金処理をいう。逆に、小電流を加えると密着不良（ビリ）が発生する。
【００３９】
前記する粗さの表面形態であることは必須条件であるが、その表面に数〜数十μｍの微細突起数が延伸部材の少なくとも糸条走行範囲内の表面１０センチメートル四方当たり、１１個以上発生していると、繊維糸条の走行に微細な突起が繊維糸条に接触し毛羽立ちや単糸切れ等が発生する可能性が大きくなることがわかっている。そこで、金属製の延伸部材の母材表面にブラスト処理した後に、さらに該延伸部材母材の表面を研磨加工することが重要である。該ブラスト処理は、上述したクロムめっき表面を規定する粗さ範囲にするためには必要不可欠な処理である。
【００４０】
しかるに、めっき処理で重要なことは、処理する基材の表面積に合わせ最適電流密度の条件を選定し、また整流器でのリップル発生率を如何に抑えるかである。
【００４１】
また、一般的に電気めっきは直流で行われる。そのためには交流から直流に変換する必要があり、その機能を整流器で行う。この整流器は、スイッチングタイプとインバータタイプとに大きく分類され、前者は、半導体によって、交流の電気を交互にスイッチすることによって、陰陽極をそれぞれ拾い出し（ピックアップ）、直流に変換するタイプである。
【００４２】
このとき、一般的に、前記処理である交流の電気を交互にスイッチすることによってノイズが生じるため、良い波形が得られないことから一般的には電気めっき法での整流器としてはあまり用いられていない。
【００４３】
後者は、交流の電気をインバータによって交流から直流に変化する。そのことからノイズの発生が少ない上、さらに周波数を増幅することで、省電力で大きな直流電流を発生させることが可能である。従って、電気めっき法の整流器はインバータタイプを選定することが好ましい。
【００４４】
しかしながら、後者のインバータタイプの整流器を用いてもノイズを完全に取り除くことは現段階の技術では不可能である。そもそもノイズが発生するとリップル現象（正電が数ｍｓｅｃの間にわたり休止した状態と同じになること）が発生してしまう。
【００４５】
なお、リップルが多くなると正電の休止回数が増加し、当然のことながら、電流波形に異常を来たす。
【００４６】
従って、電気めっき法でのクロム生成過程に異常を来たし、スパーク痕のような微細突起（数〜数十μｍ）が表面に無数に存在すると繊維糸条の走行時に接触し毛羽や糸切れが発生する可能性が大きくなることがわかっている。そこで、本発明におけるリップル（ノイズ）含有率を５％以下にする必要がある。リップルが引き起こす正電の休止現象は、整流器の制御できる電気容量の上限または下限付近の領域で起こりやすいことが実験を繰り返すことでわかった。
【００４７】
この不安定な領域でめっき処理を行うと、リップルの発生率が高くなり正電の中に複数の電流が存在することになる。従って、多重めっきを施したことになり、梨地の生成が均一でないことから、梨地の一つ一つのダル（突起）の大きさが不均一であり、また、無数の微細突起（数〜数十μｍ）が発生する。そこで整流器のリップル率を低減させる手法としては、リアクトル−コンデンサ基盤を内蔵するか、抵抗−コンデンサを用いることが考えられる。前者は、交流時に抵抗の役目をする部品の総称で、後者は、直流時に使用するものの総称である。よって、直流の大容量電流をコントロールするために後者を選択した。大電流を制御する場合、安定した電力供給を考えると、直流に変換した後にコントロールする方が、容易であると考えられるからである。そのことによって、リップルの低減を実現した。
【００４８】
すなわち、上述の手法によりめっき処理時に重要な条件であるリップルの含有を５％以下に制御することに成功した。また、めっき処理時に発生する整流器のリップルの含有が５％以下であるか確認するため、実行値（瞬時値の二乗平均の平方根）を確認し、それによって適正な波形であるかを確認することが必要である。その確認の手段としては実行値表示とピーク値表示があり、オシロスコープ（電圧の時間変化を見る機械）で確認することが容易である実行値を用いた。
【００４９】
以上、上述した環境下で処理を行うと微細突起のない表面形態を得ることが可能となる。
【００５０】
また、このときに用いられる高純度の炭素（Ｃ）を含む高分子化合物とは、デンプン、セルロース、タンパク質、天然ゴム、ポリエチレン、ナイロン、合成ゴム、フェノール樹脂、尿素樹脂から構成される炭素化合物を含む高分子化合物のいずれかでありであり、これを無水クロム酸（ｐＨ２〜４）に混合した液で電気めっき処理すると、炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）の生成量が多く、高硬度のクロム（Ｃｒ）化合物を被覆形成させることが可能となる。
【００５１】
該高硬度のクロム（Ｃｒ）化合物である炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）の含有量は１〜８％であること好ましい。１％を下回ると、クロムメッキ層の硬度が低くなり、延伸部材表面の摩耗性が劣る方向にあり、一方、８％を越えるとクロムメッキ層の硬度が硬くなり、衝撃などに対して脆くなるので好ましくない。
【００５２】
次に、本発明において、好ましくはクロムめっき層の被覆形成硬度が（常温Ｈｖ）が９５０〜１３００の範囲内にあるものである。より好ましくはＨｖ１０００〜１３００の範囲である。１０００未満では、例えば、溶融ポリマーに酸化チタン、酸化マグネシウム、カーボンブラック、およびベンガラ等の無機の添加剤を含む繊維糸条を延伸する場合に摩耗が顕著に起きる。クロムめっき層の被覆硬度は、炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）の生成量によって決定される。
【００５３】
従って、合成繊維製造用延伸部材のクロムめっき層の被覆硬度を１０００〜１３００の範囲にするには、クロムめっき層の特に表面もしくは表面に近い部分、または、クロムめっき層全体に炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）の生成量を多くすることが重要である。一般的なクロムめっきは大きな内部応力と水素（Ｈ）を多量に吸蔵したクロム（Ｃｒ）単体が生成するのに対し、クロムめっきは、上述した化合物から成る高純度の炭素（Ｃ）を含む高分子化合物等の混合触媒を用いることで分子間結合度の高い炭化クロム合金を特にめっき表層部に多く被覆形成し、また、めっき層内部にまで高濃度生成ができるので高硬度のクロム層を得ることが可能となる。
【００５４】
次に、本発明におけるクロムめっき層の被覆形成の糸条との摩擦抵抗値は好ましくは４０〜７０ｇｆ、さらに好ましくは４０〜５０ｇｆである。電気めっき技術による４０ｇｆ未満の摩擦抵抗は、現時点では実用化が困難である。一方、５５ｇｆを越え７０ｇｆまでの領域では、摩擦抵抗が高く繊維糸条にストレスを与えることとなるが、何ら問題なく現状品質を得ることができる。さらに７０ｇｆを超える摩擦抵抗は、現在生産管理値で定める範囲を超える。７０ｇｆを超える領域では毛羽立ちや単糸切れ等が発生する可能性が大きく好ましくない。
【００５５】
次に、本発明におけるクロムめっき層の被覆形成厚みは１０〜２００μｍが好ましい。さらに好ましくは３０〜１００μｍである。
【００５６】
なお、１０μｍ未満の被覆厚みのめっき処理は、現時点では膜厚さが均一に制御不可等の問題もあり実用化は難しい。また、打撲等機械的に損傷を受けたり、耐摩耗性等の耐久性も不十分なことがある一方、２００μｍを越える厚みは、既に効果が飽和しており、めっき処理のコストが高くなるため好ましくない。
【００５７】
なお、本発明の合成繊維製造用延伸部材は、金属製の延伸部材の母材表面にクロム（Ｃｒ）化合物を電気めっきしたクロムめっき層を被覆形成している。延伸部材母材の材質は金属であればよく、特に限定されないが、好ましくはクロムモリブデン鋼、機械構造用炭素鋼などの鋼材、また水分の多いところに配置される延伸部材にはステンレススチールが好ましく使用される。
【００５８】
本発明の合成繊維製造用延伸部材は、次の（１）〜（９）の製造工程によって製造することができる。
【００５９】
すなわち、（１）研磨工程、（２）金属製延伸部材の母材表面清浄工程、（３）アルカリ洗浄工程、（４）ブラストで粗面化する粗さ調整工程、（５）研磨工程、（６）水洗工程、（７）クロムめっき処理工程、（８）表面洗浄工程、（９）延伸部材の完成であり、各工程の詳細を以下に記載する。
【００６０】
（１）の研磨工程により母材の表面に研磨加工（鏡面研磨）を施す。研磨加工に使用する研磨材は、人造ダイヤモンド（工業用ダイヤモンド）、アルミナ、青棒（Ｃｒ23Ｃ6 ）、トリポリ等が好ましく、これにより鏡面状態にまで研磨する。ここで、鏡面状態とは、算術平均粗さＲａで０．０５〜０．２μｍにすることである。
【００６１】
この鏡面研磨の処理は、（４）ブラストで粗面化する粗さ調整工程での基材全面の粗さにムラなく仕上げるためにはまず、めっきする母材表面を研磨し均一な粗さ（鏡面）状態にしておくことが重要である。また、延伸部材の真円度を製作公差内にする意味もある。
【００６２】
次に、（２）の延伸部材の母材表面清浄工程は、クロムめっき層が延伸部材の母材表面に被覆形成形成しやすくするためのもので、まずエタノール、シンナー、トリクロルエチレン等の有機溶剤洗浄により延伸部材の母材表面を脱脂する。洗浄液としては、安全性や環境面からエタノールが好ましい。
【００６３】
次に（３）のアルカリ洗浄工程で、さらにクロムめっき層と延伸部材の母材表面の密着力を向上させるためアルカリ洗浄（浸せき脱脂）する。延伸部材表面の油分をけん化し、乳化させ、膨潤させて取り除くことにより密着力が高まる。
【００６４】
次に（４）の工程で、ブラスト処理で粗面化する粗さ調整工程で、ブラスト処理により粗面化する算術平均粗さＲａは０．３〜５μｍである。粗面化に使用するブラスト材料としては、アルミナグリッド、エメリ(砂)、ＳＵＳボール、ガラスビーズ等が好ましいが、このうちでも特にアルミナグリッド、エメリ(砂)が好ましい。ブラスト処理の方法としては、延伸部材を回転台の上で回転させながら加工するとよい。このときブラスト材料を噴射するトーチ（ガン）は延伸部材に直角に配置し、このトーチを延伸部材の軸方向に往復運動させながら、延伸部材の表面に均一にブラスト材が当たるようにするのがよい。その際の吹き付け圧は、０．２〜０．５ＭＰａで行うとよい。
【００６５】
次に（５）の研磨工程で、（４）の工程で得られた延伸部材表面の鋭くエッジ立ったダルを仕上げるため研磨加工するので（１）で行った研磨工程とは意味が異なる上、研磨材も当然ながら異なったものを用いる。この研磨工程によって、異常な突起を下地の段階で修正（ピークカット）することで飛躍的に微細突起の発生を抑制するこができる。好ましい範囲はダルの高さの約０．７〜２割を研磨し、さらに好ましくは０．９〜１．３割である。該研磨材は不織布、麻布、ペーパータオル等）の生地の目の細かい、ソフトな素材が好んで用いられる。
【００６６】
次に、（６）の水洗工程で（４）、（５）の工程の際に延伸部材表面に付着したブラストの残留物を十分に除去する必要がある。この残留物がある状態でめっき処理を施すと残留物を包み込んだ状態で被覆形成されることになり、規定範囲内の粗さ形態に収まらない他、微細な異常突起となるので、残留物を除去するのである。
【００６７】
そのため、高圧水で洗浄することが好ましい。高圧水の圧力は０．５〜１．５ＭＰａで行うと効果的である。その後、常温または加熱エアーで乾燥させるとさらによい。
【００６８】
次に（７）の工程で炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）を含むクロム（Ｃｒ）化合物を電気めっきで被覆形成させる。特殊浴（サージェント浴改）を用いる。浴成分としては無水クロム酸と高純度の炭素（Ｃ）を含む高分子化合物からなる粉末を混合させ浴温度６０℃前後で処理し、被覆形成時間はクロムめっき層の厚みが１０〜２００μｍにするためには２〜８時間処理し被覆形成される。
【００６９】
炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）を含むクロム（Ｃｒ）を被覆形成させるには通常のクロムめっきの約２〜２．５倍の電流密度（４０〜２２０Ａ／ｄｍ2 ）が必要である。
【００７０】
次に、（８）の工程でよく湯洗し、加熱エアーで乾燥させることが好ましい。また、界面活性剤、水溶性シリコン、フッ素系溶剤などを添加した水切り乾燥剤を用いることがさらに好ましい。
【００７１】
また、本発明の合成繊維の製造における生産条件を規定するに当たり、好ましくは総合延伸倍率が３〜６．５倍、延伸速度が２０００〜６０００ｍ／分、原糸強度５〜１０ｃＮ／ｄである生産環境下で効果を発揮し、さらに好ましくは総合延伸倍率が５．０〜６．５倍、延伸速度が３５００〜６０００ｍ／分、原糸強度７〜１０ｃＮ／ｄの高速・高延伸である生産環境下でさらに大きな効果を発揮できる。
【００７２】
本発明において、合成繊維とは、溶融紡糸可能な熱可塑性ポリマーを原料とする繊維であって、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル等であり、また、上記ポリマーを主成分とする共重合ポリマー、および上記２種以上のポリマーのブレンドまたは複合して用いられるポリマー等であってもよい。
【００７３】
次に、合成繊維製造用延伸部材である金属製の延伸ローラ母材の表面に炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）を含むクロム（Ｃｒ）を電気めっき法で被覆形成し、規定粗さになるように加工した延伸ローラを用いた産業用ナイロン６６繊維の製糸方法の一例を記述する。
【００７４】
硫酸相対粘度３．２〜３．８のナイロン６６チップを用いてエクストルダー型紡糸機で溶融紡糸する。紡糸温度は２８０〜３１０℃とし、紡糸パックには１５μｍの金属不織布フィルターを用いて濾過した後、口金細孔を通して紡糸する。
【００７５】
紡出糸条は、口金直下に設置された長さ１０〜５０ｃｍの加熱筒によって囲まれ、２７０〜３５０℃に加熱された高温雰囲気中を通過した後、常温の１０〜２５℃の冷風によって冷却固化される。次いで、糸条は平滑剤、静電剤、界面活性剤を主成分とする油剤を付与された後、引き取り延伸部材に捲回され、所定の引き取り速度で引き取られる。引き取り速度は３００〜３０００ｍ／分、通常は５００〜２０００ｍ／分である。引取り糸条は一旦巻き取ることなく、順次高速で回転する複数の対延伸部材に捲回させ、該対延伸ローラの速度差によって延伸する。通常は２段以上の多段延伸した後、弛緩処理をして巻き取る。延伸はガラス転移温度以上で熱延伸を行い、最終の延伸および熱セット温度は２３０〜２５０℃の高温で行う。延伸倍率は２〜６倍の範囲で行う。
【００７６】
なお、引き取り後の延伸ローラは、金属製の母材の表面に炭化クロム合金（Ｃｒ23Ｃ6 ）を含むクロム（Ｃｒ）を電気めっきし被覆形成した前記延伸ローラを用いた。なお、巻き取り速度は２０００〜６０００ｍ／分であり、巻取張力が５０〜２５０ｇｆの条件下で行った。
【実施例】
【００７７】
実施例１〜５、比較例１〜６
延伸部材としてクロムモリブデン鋼からなる母材を使用し、下記の工程により合成繊維製造用延伸部材である延伸ローラ、延伸熱板および延伸ピンそれぞれを製作するに当たり、成膜組成、成膜方法、被膜硬度、突起数量、電流密度、膜厚さ、ブラスト種類、表面の算術平均粗さＲａ、表面粗さ面積比Ｂ／Ａを、それぞれ表１に示す１１種類（実施例１〜５、比較例１〜６）の延伸部材を製作した。実施例１〜５に於いては、本発明のクロム化合物を含むクロムめっきを施し、微細突起の抑制処理を行って製作した。
【００７８】
なお、比較例のうち、比較例１、５、６は、実施例１〜３と同じクロム化合物で製膜処理したもので、突起抑制処理を行わないものでクロムめっきしたものである。
【００７９】
比較例２の延伸部材は、炭化クロム化合物（Ｃｒ23Ｃ6 ）を含まない従来のめっきを施し、また、従来の微細突起のできやすい環境下で処理したものを製作したものである。
【００８０】
また、比較例３、４はプラズマ溶射技術で被覆形成した延伸ローラを製作した。なお、実施例１〜３および比較例１〜４の繊維は、次の工程で製造した。
【００８１】
上記５種類の電気めっき技術を用いた直径２００ｍｍ、長さ３２０ｍｍのネルソン型延伸ローラと溶射技術を用いた２種類の電気めっきと同じ大きさのネルソン型延伸ローラを、それぞれ直接溶融紡糸延伸機にセットし、これら直接溶融紡糸延伸機を使用しで、酢酸銅を銅として６７ｐｐｍ、沃化カリウム０．１重量％および臭化カリウム０．１重量％を含む硫酸相対粘度３．７のナイロン６６ポリマーを溶融紡糸し、冷却した後、油剤を付与し、引き取りローラに捲回して引き取った。該引き取り糸は連続して、順次速度をアップしたネルソン型回転ローラに捲回して延伸した。引き取りローラは無加熱、フィードローラは４５℃、１段延伸ローラは１５０℃、２段延伸ローラは２３０℃として、延伸倍率５倍で２段熱延伸をした。
【００８２】
熱延伸後の糸条は１２０℃に加熱した弛緩ローラとの間で４％の弛緩を与えた後、３６００ｍ／分の速度引き取りワインダーで巻き取り、１４００デシテックス、２０４フィラメントのマルチフィラメントを製造した。
【００８３】
また、実施例４および比較例５の繊維は、次の工程で製造した。
【００８４】
すなわち、上記実施例１〜３と同じ電気めっき技術を用いた長さ１５００ｍｍ、幅１５０ｍｍの延伸熱板を延伸機にセットし、実施例１〜３と同じ条件で溶融紡糸し、冷却した後、油剤を付与し、いったん巻き取った未延伸糸を延伸ローラ表面温度２３０℃に設定した延伸熱板で５倍に延伸することにより、１４００デシテックス、２０４フィラメントのマルチフィラメントを製造した。
【００８５】
さらに、実施例５および比較例６は延伸機に延伸部材として直径４０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの延伸ピンをセットし、前記実施例５と比較例５と同じ紡糸、延伸条件で１４００デシテックス、２０４フィラメントのマルチフィラメントを製造した。
【００８６】
このときの各延伸部材について、下記に説明する測定方法により、糸／延伸部材摩擦抵抗、毛羽発生数量、延伸部材交換周期をそれぞれ測定し、その結果を表１に示した。
【００８７】
その結果、実施例１〜５においては、毛羽の少ない繊維糸条を長期にわたり生産が可能となった。
【００８８】
また、比較例１、５、６においては、クロム化合物の生成がなされてない従来のクロムめっきで、製品の毛羽においては一定の改善を得られたものの、耐摩耗性が乏しいことから長寿寿命化と云う観点からは満足のいく結果ではなかった。
【００８９】
比較例２においては、クロム化合物の生成ができ長寿命は得られているものの突起抑制処理を施していないため微細突起数が多く、毛羽の多い製品が得られた。また、溶射技術の比較例３、４は、摩耗という観点だけで述べるなら、被膜硬度が上昇したため寿命は延長できると考えるが、製品の品質という観点からは、何れも毛羽の発生が多く、満足のいく結果は得られなかった。
【００９０】
＜異常突起物（微細突起物）の発生数量の測定＞
１センチメートル四方にカットしたシート状の市販されているセルロース製のレプリカフィルムを用い、糸条走行の範囲内において、ランダムに１０カ所選択した延伸部材表面にアセトンで軟化（通常１〜５秒浸漬する）させた該レプリカフィルムを付着させサンプリングする。該レプリカフィルムを光学顕微鏡で２３０倍に拡大し異常突起を目視観察し最長軸の一辺が５μｍ以上の微細突起物の発生数量をカウントし換算した。
【００９１】
＜糸と延伸部材の摩擦抵抗＞
図２に示す摩擦抵抗測定装置を用い測定した。糸パッケージＰからのテスト糸Ｙの解舒速度Ｖを１０ｍ／分とし、動滑車ｌに荷重Ｗ（ｇｆ）を負荷し、一定位置に固定した延伸部材にテスト糸Ｙを巻き掛けて通過させながら、そのときの張力を張力ピックアップ３で検知し、それを摩擦抵抗値（ｇｆ）として表した。
【００９２】
本発明における具体的測定法は、荷重Ｗ（ｇｆ）を１５０ｇｆとし、テストローラ２のサイズはφ２５×１００Ｌとし、各表面処理を施した。テストローラ２へのテスト糸の巻き付けは１８０度（半周）とした。
【００９３】
＜延伸部材交換周期＞
被覆層の耐摩耗性の指標として、糸／延伸部材摩擦抵抗が使用限界値２００ｇｆに達成するまでの経過日数を測定した。
【００９４】
＜長期製糸性＞毛羽や糸切れの少ない長期間安定した製糸性を下記のように総合評価した。
◎・・・連続製糸が３年以上であったもの。
○・・・連続製糸が１年〜３年未満であったもの。
△・・・連続製糸が３ヶ月〜６ヶ月未満であったもの。
×・・・連続製糸が３ヶ月未満であったもの。
【００９５】
【表１】
0004718842.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、相対負荷長さ曲線に関する負荷長さ−切断レベルの関係図である。
【図２】図２は、摩擦抵抗測定装置を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００９７】
１：動滑車
２：テストローラ
３：張力ピックアップ
Ｐ：糸パッケージ
Ｗ：荷重
【図１】
0004718842.tif 000003
【図２】
0004718842.tif 000004