(57)【要約】【課題】  無機粒子を含有するポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸する際、特定のセラミック製のオイリングローラを使用することにより、走行糸条との耐摩耗性を向上させＵ％バラツキおよび染斑などの品質面を悪化させることなく、また良好な工程安定性下での製造が可能なポリエステル繊維の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】  無機粒子を１０重量％以下含有するポリエステル繊維を溶融紡糸し、油剤を付与するポリエステル繊維の製造方法において、油剤付与手段としてビッカース硬さＨＶが９００〜２０００でかつ破壊靱性が２．０〜５．０ＭＮ・ｍ-3/2のセラミックスからなる給油ローラを用いることを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粒子を１０重量％以下含有するポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、油剤を付与するポリエステル繊維の製造方法において、油剤付与手段としてビッカース硬さＨＶが９００〜２０００で、かつ破壊靱性が２．０〜５．０ＭＮ・ｍ-3/2のセラミックスからなる給油ローラを用いることを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。
【請求項２】
前記給油ローラが、口金面直下距離２０００ｍｍ以内に有することを特徴とする請求項１に記載のポリエステル繊維の製造方法。
【請求項３】
２５００ｍ／分以上の速度で溶融紡糸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繊維の製造方法。
【請求項４】
無機粒子を１０重量％以下に含有するポリエチレンテレフタレートを吐出する紡糸口金と、該吐出されたポリエステル繊維に油剤を付与する油剤付与手段を備えたポリエステル繊維の製造装置において、上記油剤付与の手段がビッカース硬さＨＶが９００〜２０００でかつ破壊靱性が２．０〜５．０ＭＮ・ｍ-3/2のセラミックスからなる給油ローラであることを特徴とするポリエステル繊維の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機粒子を含有するポリエステル繊維の製造方法および製造装置に関し、さらに詳しくは、特定のセラミックスからなる給油ローラを用いることにより、良好な品質の糸条を得ることができるポリエステル繊維の製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル繊維の製造においては、機能付与を向上させるために各種粒子が添加されたポリマーが多く用いられている。例えば、艶消し剤として酸化チタン粒子をポリマーに添加して溶融紡糸を行ったり、カーボンブラックをあらかじめ添加したポリマーを用いて黒原着糸を紡糸すること、または得られた原糸の発色性を高めるために酸化ケイ素を添加して紡糸することなどが知られている。
【０００３】
しかしながら、ある特定の粒子径および硬度を有する微粒子を高濃度で添加する場合、紡糸工程における給油ガイドをはじめとする各種ガイド類が早期に摩耗することで糸切れ回数の増加などの工程安定性が悪化するだけでなく、前記ガイドの摩耗に伴い、品質面でも例えばＵ％のバラツキによる染斑が劣化傾向となることが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
このような問題を解決する手段として、対象糸を芯鞘の複合糸とし芯部分にのみ高濃度の粒子を添加する方法や、ガイドとの摩擦が少ない特殊な粒子をポリマーに添加する方法、あるいは給油ガイドの材料特性（物理的性質）に着目し、ビッカース硬さＨＶをある数値以上のセラミックスからなるガイドを用いてポリエステル繊維を製造する方法などが知られている（特許文献３、４、５参照）。前者の粒子を添加する製造方法に関しては、やや特殊で汎用性に欠け、コストが高くなる問題があることに対して、後者の材料特性に着目した給油ガイドでは、他の物体によって変形を与えられんとするときに呈する抵抗の大小を示す尺度を示すパラメータとなる硬さだけに注目しているが、一旦摩耗が走行糸条によって発生し始めると、早期に摩耗が促進され、前記同様に品質面および工程安定性が悪化する問題が生じてくる。
【０００５】
一方、糸条走行溝に油剤を定量供給し該溝を流下する油剤に糸条を接触させて給油する給油ガイド方式に対し、低紡糸張力下にて均一に油剤付着を行って、Ｕ％などのバラツキを抑え品質を向上させるだけでなく、工程安定的にも良好な結果を得る手段として、油剤付与ローラの長さ（Ｌ’）と直径（Ｄ）との比Ｌ’／Ｄ、および糸条と油剤付与ローラとの接触幅を口金直径に対して規定し、かつ口金面より前記ローラ位置および糸条の集束位置を規制した多孔質のセラミックにて形成されるオイリングローラ方式を採用することが知られているが（特許文献６参照）、前述した通り、ある特定の粒子径および硬度を有する無機粒子を高濃度で添加し、２５００ｍ／分以上の紡糸引取速度でポリエステル繊維を製造する場合、オイリングローラ表層面と走行糸条との接糸面上に擦過による摩耗恨が断続的に発生し、該摩耗部位を糸条が走行することによって、摩擦による自励振動（スティックスリップ）で糸条の固化点がバラついたり、該摩耗部位を通ることで糸条も擦過することにより、Ｕ％を悪化させるという問題が生じてくる。
【特許文献１】特開２００１−２２６８２６号公報
【特許文献２】特開２００３−１０５６２８号公報
【特許文献３】特開昭５７−１６７４１７号公報
【特許文献４】特開昭６２−１８４１０９号公報
【特許文献５】特開２００３−２１３５２２号公報
【特許文献６】特開平１０−２６６０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、オイリングローラの硬さに注目するだけでなく、材料に外部から力が加わった時に摩耗が進展し始めた時のその進展に対する抵抗を示したパラメータである破壊靭性に着目し、無機粒子を含有するポリエステルを溶融紡糸する際、特定のセラミック製のオイリングローラを使用することにより、走行糸条との耐摩耗性を向上させ、Ｕ％および染斑などの品質面を悪化させることなく、また良好な工程安定性下での製造が可能なポリエステル繊維の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の目的を達成するため、以下の構成を採用する。すなわち、
（１）無機粒子を１０重量％以下含有するポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、油剤を付与するポリエステル繊維の製造方法において、油剤付与手段としてビッカース硬さＨＶが９００〜２０００でかつ破壊靱性が２．０〜５．０ＭＮ・ｍ-3/2のセラミックスからなる給油ローラを用いることを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。
【０００８】
（２）前記給油ローラが、口金面直下距離２０００ｍｍ以内に有することを特徴とする前記（１）に記載のポリエステル繊維の製造方法。
【０００９】
（３）２５００ｍ／分以上の速度で溶融紡糸することを特徴とする前記（１）または（２）に記載のポリエステル繊維の製造方法。
【００１０】
（４）無機粒子を１０重量％以下に含有するポリエチレンテレフタレートを吐出する紡糸口金と、該吐出されたポリエステル繊維に油剤を付与する油剤付与手段を備えたポリエステル繊維の製造装置において、上記油剤付与の手段がビッカース硬さＨＶが９００〜２０００でかつ破壊靱性が２．０〜５．０ＭＮ・ｍ-3/2のセラミックスからなる給油ローラであることを特徴とするポリエステル繊維の製造装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、無機粒子を含有したポリエステルの製造工程において、給油ローラの経時的な摩擦擦過による摩耗を抑制することで、摩耗部位に起因する摩擦振動を未固化糸に与えず、また該摩耗部位と走行糸条との擦過をなくすことが可能となり、Ｕ％バラツキおよび染斑がなくなるといった品質が向上するとともに、単糸毎に油剤を均一付着させることで、給油工程以降の糸条規制ガイドおよび走行糸条の擦過軽減による糸切れの少ない工程安定化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において無機粒子としては、例えば酸化アルミナ粒子、炭酸カルシウム粒子、酸化チタン粒子、カーボンブラック、シリカ粒子などの機能性無機粒子が挙げられるが、これらに何ら限定されるものではない。これらの無機粒子を１種または２種以上のポリエステルポリマーに対して１０重量％以下で、さらに好ましくは、得られる原糸の機能性発現の面から０．４〜５重量％添加した後、溶融紡糸を行う。
【００１３】
加えて紡糸時には、特定の特性を有する給油ローラを用いることが重要である。すなわち、ある特定の粒子径および硬度を有する微粒子を高濃度で添加したポリマーを紡糸する際、走行糸条との耐摩耗性を向上させＵ％および染斑などの品質面を悪化させることなく、良好な工程安定性下でポリエステル繊維を製造するにあたり、ビッカース硬さＨＶが９００〜２０００でかつ破壊靱性が２．０〜５．０ＭＮ・ｍ-3/2のセラミックスからなる給油ローラを用いることが重要であり、さらに好ましくは、ビッカース硬さＨＶが９５０〜１６００で、かつ破壊靱性が２．５〜４．５ＭＮ・ｍ-3/2のセラミックスからなる給油ローラである。ここでビッカース硬さＨＶとは、ＪＩＳ Ｚ−２２４４で定義される材料の硬さのことであり、破壊靱性とは、ＪＩＳ Ｒ１６０７で定義されるものである。
【００１４】
ビッカース硬さＨＶが９００未満であり、破壊靭性値が２．０ＭＮ・ｍ-3/2未満のときは、走行糸条との摩耗が発生しやすく、摩耗進展も早いため、良好な品質の糸条を得ることが困難である。一方で、ビッカース硬さＨＶが２０００より大きく、破壊靭性値が５．０より大きいときには、摩耗の懸念はなくなるが、ローラの加工において寸法および表面粗さの精度に不安があり、結果としてＵ％および糸切れ性が悪化する。
【００１５】
セラミックスの一例としては、炭化系、窒化系等、種々挙げられるが、本発明では酸化アルミニウムや酸化チタンなどの酸化物系が好ましい。またセラミックスからなる給油ローラとは、該ローラと走行糸条との接糸部位がセラミックスからなるものである。
【００１６】
本発明におけるポリエステル繊維の製造工程の実施態様の一例を図１に示す。図１に示す溶融紡糸では、口金１から紡糸されたポリエステルマルチフィラメントの糸条Ｙは、冷却装置２によりガラス転移温度（Ｔｇ）以下に冷却され、給油ローラ３および交絡処理装置４を経て、一対のゴデットローラ５および６を介して巻取装置７にて巻き取られる工程からなるものである。ここで、上記給油ローラ３の位置は特に規定されるものではないが、走行糸条に伴う随伴流に起因する紡糸張力の観点から、口金下面から給油ローラ接糸部位間の距離すなわち口金面直下距離（Ｌ）を２０００ｍｍ以内に該ローラを設けることが好ましく、さらには１００ｍｍから１７５０ｍｍの間に設けるのが好ましい。また給油ローラは糸条が２５００ｍ／分以上の速度で走行する場合において、該ローラの耐摩耗性向上によるＵ％低減の効果が発揮され、さらには高速紡糸法あるいは直接紡糸延伸法などの糸条の紡糸速度が２５００〜４５００ｍ／分の場合において、よりその傾向が顕著である。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
【００１８】
図１に示す装置を用いて、コロイダルシリカを含有するポリエチレンテレフタレートを紡糸温度２９０℃で溶融し、冷却装置２により糸条温度を４０℃程度に冷却し、形状φ８０×Ｌ９５の給油ローラ３を口金直下に設置して、油分付着量が０．８重量％となるよう駆動させ、交絡処理装置４にて交絡処理を施し、ゴデットローラ５および６を介して巻取装置７にて９０ｄｔｅｘ、４８フィラメントの糸条を直接巻取って、各評価を実施した。尚、実施例および比較例中の各特性値は次の方法で求めた。
【００１９】
［Ｕ％の測定方法］
測定器としては市販のＵｓｔｅｒ Ｅｖｅｎｅｓｓ Ｔｅｓｔｅｒ（計測器工業株式会社製）を使用する。糸のトータル繊度により使用する測定用スロットを選択し、糸速を２００ｍ／分とし、撚糸機で１２０００ｒｐｍの回転を与え、撚糸しつつハーフ・イナートテストにて測定する。Ｕ％は２．５分間の測定を１回として測定試料の任意の５カ所について測定し、その平均値を以下に示す３段階で評価した。
【００２０】
○：「優れている」（Ｕ％＝〜０．８未満）
△：「普通」（Ｕ％＝０．８〜１．０未満）
×：「劣っている」（Ｕ％＝１．０〜）
［染斑］
得られた原糸をファックス編機で筒編し、分散染料で染色して目視判定を実施し、以下に示す３段階で評価した。
【００２１】
○：「優れている」
△：「普通」
×：「劣っている」
［工程安定性（糸切れ回数）］
１トン当たりの紡糸糸切れ回数を測定し、以下に示す３段階で評価した。
【００２２】
○：１．０回未満
△：１．０回以上３．０回未満
×：３回以上
［ローラ摩耗状態］
新品のローラを使用して１ヶ月間溶融紡糸を実施した後の給油ローラの接糸面の摩耗状態を拡大観察（×４００倍）し、以下に示す３段階で目視評価した。
【００２３】
○：摩耗がほとんど見られない状態
△：多少の摩耗がある状態
×：摩耗が激しくある状態
［総合評価］
前述したＵ％値（平均値）およびＵ％、染斑、糸切れ回数、ローラ摩耗状態を加味した上で、以下に示す３段階で総合評価を実施した。なお、評価判定は、○〜△を合格（採用可能）としている。
【００２４】
○：良好（採用可能）
△：普通（採用可能）
×：不良（採用不可能）
実施例１〜５、比較例１
ビッカース硬さＨＶが９５０かつ破壊靱性が２．５ＭＮ・ｍ-3/2を有し、口金面直下１４５０ｍｍに位置する給油ローラにおいて、紡糸速度が３０００ｍ／分の時、コロイダルシリカの含有量を評価した結果を表１に示す。
【００２５】
実施例６〜８、比較例２，３
上記シリカの含有量が２．０重量％であり、かつ紡糸速度が３５００ｍ／分、口金面直下１２００ｍｍの時、給油ローラのビッカース硬さＨＶおよび破壊靱性を評価した結果を表２に示す。
【００２６】
実施例９〜１２
シリカ含有量が１．５重量％であり、給油ローラのビッカース硬さＨＶが９５０、破壊靱性が２．５ＭＮ・ｍ-3/2であり、紡糸速度が３３００ｍ／分の時、口金面直下距離を評価した結果を表３に示す。
【００２７】
実施例１３〜１７
シリカ含有量が１．５重量％であり、給油ローラのビッカース硬さＨＶが９５０、破壊靱性が２．５ＭＮ・ｍ-3/2であり、口金面直下距離１７５０ｍｍの時、紡糸速度を評価した結果を表４に示す。
【００２８】
【表１】
2005281885.tif 000003
【００２９】
【表２】
2005281885.tif 000004
【００３０】
【表３】
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【００３１】
【表４】
2005281885.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るポリエステル糸条の製造工程を例示した概略図。
【符号の説明】
【００３３】
１：口金
２：冷却装置
３：給油ローラ
４：交絡処理装置
５：ゴデットローラ
６：ゴデットローラ
７：巻取装置
Ｙ：糸条
Ｌ：口金面直下距離
【図１】
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