(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単糸繊度が０.２〜０.５ｄｔｅｘおよび単糸総数が１００〜３００本であり複屈折率が０．０３〜０．０６のマルチフィラメントからなる紡糸配向ポリエステルマルチフィラメント糸を製造するに際して、下記（１）〜（２）を満足する条件で溶融紡糸することを特徴とするポリエステル極細マルチフィラメント糸の製造方法。
（１）紡糸口金面から０〜４０ｍｍの距離内を、雰囲気温度が２００〜３００℃の範囲となるよう加熱する。
（２）冷却したポリエステルマルチフィラメント糸を紡糸口金吐出面から３５０〜５００ｍｍ未満の範囲内で集束する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、延伸仮撚加工が可能な紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸を安定して製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速紡糸を応用して、単糸繊度が１ｄｔｅｘ以下の極細フィラメントからなるポリエステルマルチフィラメント糸を製造する方法が提案されている。例えば特開昭５６−１２３４０９号公報には、「高速紡糸により得た複屈折率１×１０-3〜１２０×１０-3で且つ沸水収縮率２０〜６０％を有する単糸デニール１．０ｄｅ（１．１ｄｔｅｘ）以下のポリエステル未延伸糸を一たん巻き取ることなく連続的に１．０５〜１．６倍に延伸する」ことを特徴とするポリエステル極細マルチフィラメント糸の製造方法が開示されている。この方法で得られたポリエステル極細マルチフィラメント糸は、既に延伸されており、摩擦仮撚加工を施すことができないので、用途が限定されてしまう。
【０００３】
また、特許第３０４３４１４号公報には、特定の相対粘度ＬＲＶ（約１３〜約２３）、ゼロ剪断融点（約２４０〜約２６５℃）およびガラス転移点（約４０〜８０℃）の範囲にあるポリエステル重合体を溶融後、特定の温度（重合体の融点よりも約２５〜約５５℃高い温度）に加熱し、特定の滞留時間内（４分以下）に、特定の質量流速（０．０７〜０．７ｇ／ｍｉｎ）で、特定の断面積（約１２５×１０-6〜約１２５０×１０-6）および孔長／孔直径比（Ｌ／Ｄ）（少なくとも１．２５であり６以下）を有する吐出孔から押出し、溶融ポリマーが紡糸口金を出る際、特定の距離範囲（少なくとも２ｃｍ〜（１２ｄｐｆ１／２）ｃｍ）で溶融物が直接冷却されるのを防ぎ、ガラス転移温度より低い温度に冷却し、見かけの紡糸ラインの歪みが約５．７〜７．６および見かけの紡糸ラインの内部応力が０．０４５〜０．１９５ｇ／ｄの範囲となるようにし、特定の距離範囲内（紡糸表面から約５０〜約１４０ｃｍ）おいて集束してフィラメント束にし、約２０００〜約６０００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取る」ことを特徴とするデニールが約１〜０．２の範囲にある紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸の製造方法が開示されている。
【０００４】
確かに、このような極めて限定された条件の範囲でポリエステルの溶融紡糸を行えば、複屈折率が約０．０３〜約０．１程度に紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸が得られる。このような複屈折率を有するポリエステル極細マルチフィラメント糸は摩擦延伸仮撚加工を施すことができる。しかしながら、上記のような極めて限定された紡糸条件下においても、溶融ポリマーが紡糸口金を出る際、特定の距離範囲で溶融物が直接冷却されるのを防ぐのみでは、ポリマー吐出量が少なくなるに従って、吐出直後の溶融ポリマーが液滴状の破断を起こし断糸にいたる現象が起こりやすく、安定した紡糸が困難となる場合が多くなる。さらに、紡糸口金表面から約５０〜約１４０ｃｍの範囲の距離においてポリマー糸条を集束してフィラメント束にした場合、フィラメント単糸総数が増加するに伴い（特に５０本／紡糸ライン以上の場合）、吐出ポリマー糸条の走行状態が不安定となり、得られた紡糸配向極細マルチフィラメント糸の均斉性（イブネスＵ％）が低下するという問題も残っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、摩擦延伸仮撚加工が可能な、紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸を安定して製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、上記課題は、「単糸繊度が０.２〜０.５ｄｔｅｘおよび単糸総数が１００〜３００本であり複屈折率が０．０３〜０．０６のマルチフィラメントからなる紡糸配向ポリエステルマルチフィラメント糸を製造するに際して、（１）紡糸口金面から０〜４０ｍｍの距離内を、雰囲気温度が２００〜３００℃の範囲となるよう加熱する、（２）冷却したポリエステルマルチフィラメント糸を紡糸口金吐出面から３５０〜５００ｍｍ未満の範囲内で集束する。」ことにより達成されることを見出した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明でいうポリエステルとは、繰り返し単位としてエチレンテレフタレートが８５モル％以上、好ましくは９５モル％以上を占めるポリエステルである。テレフタル酸成分および／またはエチレングリコール成分以外の成分を少量（通常は、テレフタル酸成分に対して１５モル％以下）共重合したものであってもよい。これらのポリエステルには、公知の添加剤、例えば、顔料、染料、艶消し剤、防汚剤、蛍光増白剤、難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤等を含んでもよい。
【０００８】
本発明に用いるポリエステルの固有粘度（３５℃のオルソ−クロロフェノール溶液を溶媒として使用し測定）は、通常衣料用布帛素材として使用されるポリエステルと同じ程度の固有粘度０．４５〜０．７０のもので良いが、単糸繊度が０.２〜０.５ｄｔｅｘである極細マルチフィラメント糸の溶融紡糸には、固有粘度０．５０〜０．６７の範囲のものを用いるのが望ましい。
【０００９】
ペレット状となした前記のポリエステルを常法で乾燥し、スクリュウ押出機を備えた通常の溶融紡糸設備で溶融し、該ポリエステルの融点（Ｔｍ）よりも４０〜７０℃高い温度に加熱し、紡糸パック内にて濾過して、５０〜３００個の吐出孔を穿設した紡糸口金から吐出する（吐出孔が５０〜１００個未満の場合は１個のスピンパックに２個の紡糸口金を配置し、吐出糸条を合糸して引き取る）。濾過する際の濾過層内の滞留時間は、該ポリエステル溶融物が冷却固化された後の固有粘度（ηｆ）が０．５０〜０．６０、より好ましくは０．５５〜０．５８となるようにするのが望ましい。また、吐出孔１孔当りの断面積は７×１０-5〜２×１０-4ｃｍ2、該吐出孔の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（以下Ｌ／Ｄと称する）は４〜１０の範囲および吐出孔１孔当りの吐出量は０．０６〜０．２０ｇ／ｍｉｎの範囲が、吐出ポリマー流を安定にする上で望ましい。
【００１０】
次いで、吐出されたポリマー流は、冷却されないように保温された雰囲気中を通過後、クロスフロー式紡糸筒からの冷却風（温度は約２５℃が好ましい）で冷却され、メタリングノズル式の給油集束装置などのガイドで油剤が付与されつつ、フィラメント束として集束され、インターレースノズルを通して交絡が付与され、２５００〜３５００ｍ／分の速度で引き取られる。
【００１１】
この際、本発明においては、上記の溶融紡糸条件をベースに下記（１）〜（２）の条件を満足するように条件設定し、溶融紡糸を行うことが肝要である。
（１）紡糸口金面から０〜４０ｍｍの距離内を、吐出されたポリエステル溶融物の冷却が遅延されるように、雰囲気温度が２００〜３００℃の範囲となるよう加熱する。
（２）冷却したポリエステルマルチフィラメント糸を紡糸口金吐出面から３５０〜５００ｍｍ未満の範囲内で集束する。
【００１２】
以下に、本発明における上記必須条件の作用効果を（１）（２）順で説明する。
（１）熱可塑性ポリマーを用いて通常の溶融紡糸を実施すると、吐出孔から吐出された直後のポリマー流が膨らむ、いわゆる“ベーラス効果”といわれる現象を起こし、吐出ポリマー流が安定して紡糸できることは良く知られている。しかし、０.２〜０.５ｄｔｅｘという細い単糸繊度となすために、ポリマー吐出量を下げて行くと、“ベーラス効果”が小さくなり、吐出ポリマーが液滴状の破断を起こす現象が発生し易くなる。特に、紡糸口金面から０〜４０ｍｍの範囲の雰囲気（以下ホットゾーンと称する）温度が２００℃未満の場合は、上記の、吐出孔１孔当りの断面積が７×１０-5〜２×１０-4ｃｍ2、Ｌ／Ｄが４〜１０および吐出孔１孔当りの吐出量が０．０６〜０．２０ｇ／ｍｉｎの範囲であっても、吐出ポリマーが液滴状に破断する現象が頻発し、安定した紡糸引き取りが困難となる。
一方、ホットゾーン温度が３００℃を超えると、ポリマー流が冷却固化される以前に相互密着するので、ホットゾーン温度は３００℃を超えないように設定しなければならない。このように、紡糸口金下０〜４０ｍｍの範囲を積極的に加熱し、ホットゾーン温度を２００〜３００℃に保つことによって、吐出ポリマー流が液滴状に破断するのを防ぎ、安定な紡糸引き取りが可能となる。なお、ホットゾーンを加熱するため、ホットゾーン部分だけではなく紡糸パックの紡糸口金部分も同時に加熱することがより好ましい。
【００１３】
次に、本発明の必須条件（２）の作用について説明する。
通常の単糸繊度（単糸繊度１ｄｔｅｘ以上、）および単糸総数（約５０本未満／紡糸ライン）のポリエステルの溶融紡糸においては、通常、紡糸口金表面から５００〜２０００ｍｍの範囲の距離で冷却されたポリマー糸条を集束すれば、安定して紡糸巻き取りが可能である。しかしながら、発明者等は、単糸繊度が１ｄｔｅｘ未満および単糸総数が約１００本以上（約５０本以上／紡糸ライン×２を含む）の極細マルチフィラメント糸の場合、紡糸口金表面から５００〜２０００ｍｍの範囲の距離で冷却したポリマー糸条を集束すると、ポリマー糸条の揺らぎが大きく、均斉な冷却が阻害されることを認識した。特に単糸繊度が０.５ｄｔｅｘ以下および単糸総数が１００本以上のポリエステルマルチフィラメント糸の場合は、ポリマー糸条の揺らぎが激しくなり、得られたポリエステル極細マルチフィラメント糸の均斉性（イブネスＵ％）は極めて劣悪となる。また該紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸を延伸仮撚して得られた加工糸の均染性は劣悪なものとなり、使用に耐えないものとなる。一方、紡糸口金吐出面からの３５０ｍｍ未満の位置では、吐出ポリマーは未だ充分に冷却されていないので、ガイド等で接触すると、断糸あるいはフィラメントの損傷が起こる。このように、冷却したポリエステルマルチフィラメント糸を紡糸口金吐出面から３５０〜５００ｍｍ未満、好ましくは３８０〜４８０ｍｍの範囲内で集束することによって、ポリマー糸条の揺らぎを軽減し、均斉性（イブネスＵ％）に優れたポリエステル極細マルチフィラメント糸を得ることができる。
【００１４】
かくして得られるポリエステル極細マルチフィラメント糸は、以下に示す物性を有している。
複屈折率（Δｎ）：０．０３〜０．０６
イブネスＵ％：０．８％以下
密度：１．３４５〜１．３６０ｇ／ｃｍ3
温水（６５℃）：収縮率：２５〜５５％
最大点強度：２．０〜３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度：９０〜１５０％
一次降伏応力：０．３５〜０．７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
熱応力ピーク値：０．１〜０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ
熱応力ピーク温度：使用したポリエステル重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）より０〜１０℃高い。
【００１５】
このような物性を有するポリエステル極細マルチフィラメント糸は、摩擦仮撚方式で安定した延伸同時仮撚加工が可能であり、得られた加工糸は優れた均染性と加工糸物性を有している。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
（１）固有粘度
オルソクロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定した。
（２）複屈折率（Δｎ）
オリンパスＢＨ−２偏光顕微鏡を使用し、コンペンセーター法により単糸のレターデーションと糸径を測定し、複屈折率を求めた。
（３）イブネス（Ｕ％）
イブネスＵ％測定器を用いて、糸速：１００ｍ／分、チャートスピード：１００ｍｍ／２．５分、フルスケール：±１２．５％に設定し、連続３分間（糸長３００ｍ）糸長方向の繊度斑を測定し、平均値を測定試料のイブネスＵ％とした。
（４）密度
密度が１．２７６〜１．４１６の範囲内になるように調整したｎ−ヘプタン／四塩化炭素混合液を使用し、密度勾配管法により測定した。
【００１７】
（５）温水（６５℃）収縮率
試料を拘束状態で、６５℃温水中で、３０分間熱処理した時の収縮量を測定し、試料長に対するパーセントで温水（６５℃）収縮率とした。
（６）最大点強度、破断点伸度、一次降伏応力
（株）島津製作所製引張試験機テンシロンを用いて、試料長２０ｃｍ、伸長率２０％／ｍｉｎにて伸長試験を行い、得られた荷伸曲線から最大点強度、破断伸度および一次降伏応力を求めた。
（７）熱応力ピーク値、熱応力ピーク温度
カネボウエンジニアリング（株）製熱応力測定器（タイプＫＥ−１１）を用い、綛状にした試料に０．０２９ｃＮ／ｄｔｅｘの初荷重をかけた後、２．３℃／ｍｉｎの速度で昇温し、発生する応力をチャート上に記録し、熱応力ピーク温度及び熱応力ピーク値を求めた。なお、熱応力値はチャートから読み取った応力（ｃＮ）を繊度（ｄｔｅｘ）で除して（ｃＮ／ｄｔｅｘ）で表した。
（８）紡糸断糸
実施例の条件で、１錘建ての溶融紡糸機を１週間連続運転し、人為的あるいは機械的要因に起因する断糸を除き、その間に発生した断糸回数を記録し、１錘・１日当たりの断糸回数を計算し、紡糸断糸とした。
（９）加工糸強度、伸度
（株）島津製作所製引張試験機テンシロンを用いて、１００ｍｍ、伸長速度２００ｍｍ／ｍｉｎの速度にて引張した時の破断強度および伸度を測定した。
【００１８】
（１０）加工糸捲縮率（ＴＣ％）
規定量の加工糸試料をカセ状に巻き取り、カセの一端に、０．００１７７ｃＮ／ｄｔｅｘおよび０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの２個の荷重を負荷し、１分間経過後の長さＳ0（ｃｍ）を測定した。次いで、０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を除去した状態で、１００℃の沸水中にて２０分間処理した。沸水処理後０．００１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を除去し、２４時間自由な状態で自然乾燥し、再び０．００１７７ｃＮ／ｄｔｅｘおよび０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を負荷し、１分間経過後の長さを測定しＳ1（ｃｍ）とした。次いで、０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を除去し、１分間経過後の長さを測定しＳ2（ｃｍ）とし、次の算式で捲縮率を算出し、１０回の測定値の平均値で表した。
捲縮率（％）＝［（Ｓ1−Ｓ2）／Ｓ0］×１００
（１１）加工糸均染性
加工糸試料を１２ゲージ丸編機で３０ｃｍ長の筒編みとし、染料（テラシールブルーＧＦＬ）を用い、１００℃、４０ｍｉｎ染色し、均染性を検査員が目視にて下記基準で格付けした。
レベル１：均一に染色されており、染斑がほとんど認められない。
レベル２：縞状の染斑が少し認められる。
レベル３：縞状の斑が一面に認められる。
【００１９】
［実施例１〜２、比較例１〜２］
固有粘度が０．６４で酸化チタンを０．３重量％含有したポリエチレンテレフタレートを１４０℃で５時間乾燥した後、スクリュー式押出機を装備した溶融紡糸設備にて溶融し、３１５℃に保たれたスピンブロックに導入し、冷却固化されたポリエチレンテレフタレートの固有粘度（ηｆ）が０．５７となるような滞留時間とし、紡糸パックで濾過し、断面積が１．８×１０-4ｃｍ2、Ｌ／Ｄが６．０の吐出孔が２７２個穿設された紡糸口金から、吐出孔１孔当りの吐出量０．１３ｇ／ｍｉｎ量で吐出した。
次いで、吐出されたポリマー流を、紡糸口金面から３０ｍｍの間の雰囲気が各々表１に示すような温度に保たれたホットゾーンを通過せしめ、クロスフロー式紡糸筒からの２５℃の冷却風で冷却し、紡糸口金面から４２０ｍｍの位置（集束長）に設置されたメタリングノズル式給油ガイドで油剤を付与しつつ、フィラメント束として集束した。
引き続きインターレースノズルを通して交絡を付与し、表面速度３０００ｍ／分で回転している１対（２個）のゴデットローラーで引き取り、ワインダーにて巻き取りポリエステル極細マルチフィラメントパッケージ（単糸繊度０．４３ｄｔｅｘ）を得た。この時の紡糸断糸およびポリエステル極細マルチフィラメント糸の物性を表１に示す。表１から明らかなように、実施例１〜２においては、安定してポリエステル極細マルチフィラメント糸を紡糸することが出来た。ホットゾーン温度が本発明の範囲より低い比較例１では、吐出ポリマーの液滴状破断が頻発し、連続して紡糸運転を行うことができなかった。ホットゾーン温度が本発明の範囲より高い比較例２では、吐出ポリマー単糸同士が密着し、連続して紡糸運転を行うことができなかった。
【００２０】
【表１】
0004056288.tif 000002
【００２１】
該ポリエステル極細マルチフィラメントパッケージを、帝人製機（株）製ＨＴＳ−１５００Ｖ延伸仮撚加工機に掛け、厚み９ｍｍ、直径５８ｍｍのウレタンディスクを仮撚具として、下記条件にて、延伸同時仮撚加工を実施した。
延伸倍率１．６０；Ｄ（ディスク回転速度）／Ｙ（糸速度）１．７０；ヒーター温度前半部４００℃、後半部２５０℃；加工速度７００ｍ／ｍｉｎ
得られた加工糸の均染性および加工糸物性をおのおの表２に示す。なお、比較例１〜２においては、延伸仮撚加工に供する量のポリエステル極細マルチフィラメントパッケージが得られなかった。
【００２２】
［実施例３〜４、比較例３］
集束長をおのおの表１に示すように変更する以外は、実施例１と同じ方法、条件でポリエステル極細マルチフィラメントパッケージを得た。この時の紡糸断糸およびポリエステル極細マルチフィラメント糸の物性を表１に示す。集束長が本発明の範囲外である比較例３で得られたポリエステル極細マルチフィラメント糸のイブネスＵ％は極めて不良であった。
該ポリエステル極細マルチフィラメントパッケージを実施例１〜２と同じ方法、条件で延伸同時仮撚を施し、表２に示す物性の加工糸を得た。比較例２における加工糸の均染性は極めて不良であり、使用に耐える品質レベルに達し無かった。
【００２３】
【表２】
0004056288.tif 000003
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、延伸仮撚加工が可能な紡糸配向したポリエステル極細マルチフィラメント糸を安定して製造することができる。