(57)【要約】ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール、ポリエチレン、ポリビニルアルコールおよび全芳香族ポリエステルからなる群から選択される少なくとも一種のポリマーからなり、その強度が１４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強力短繊維から構成される牽切加工糸であって、該高強力短繊維の平均単糸長が５０〜９０ｃｍであり、且つ平均単糸長の変動係数（ＣＶ）が５０％以下である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール、ポリエチレン、ポリビニルアルコールおよび全芳香族ポリエステルからなる群から選択される少なくとも一種のポリマーからなり、その強度が１４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強力短繊維から構成される牽切加工糸であって、該高強力短繊維の平均単糸長が５０〜９０ｃｍであり、且つ平均単糸長の変動係数（ＣＶ）が５０％以下であることを特徴とする高強力牽切加工糸。
【請求項２】
牽切加工糸の高強力短繊維に対する強度維持率が７０％以上である請求項１記載の高強力牽切加工糸。
【請求項３】
ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール、ポリエチレン、ポリビニルアルコールおよび全芳香族ポリエステルからなる群から選択される少なくとも一種のポリマーからなり、その強度が１４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強力繊維を、そのローラー間距離が１００〜２００ｃｍである一対の供給ローラーと牽切ローラーとの間で、湿度が８０％以上の湿潤流体を付与して引き千切り、次いで流体ノズルで抱合して引取ることを特徴とする高強力牽切加工糸の製造方法。
【請求項４】
高強力繊維の油剤付着量が０．０５〜０．５重量％である請求項３記載の高強力牽切加工糸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、牽切加工糸およびその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、原糸の強力維持率が高く、且つ、強力のばらつきが少ない牽切加工糸および該牽切加工糸を安定して生産することが可能な製造方法に関するものである。
【背景技術】  パラ型全芳香族ポリアミド繊維に代表される高強力繊維は、高耐熱性である上、耐切創性も高いため、衣料用途分野では紡績糸として防護衣料用途へ展開されている。しかしながら、従来の高強力繊維を用いた紡績糸は、加工前の原糸に比べて加工糸の強度が著しく小さく（強度維持率が低い）、また紡績糸特有の表面毛羽が多いという欠点がある。そのため、高強力でかつ表面毛羽の少ない紡績糸を必要とする用途への展開は困難であった。
通常紡績糸の強力は、該紡績糸を構成する単糸（原糸）の強力と、単糸の平均糸長に比例する。しかし、原糸の強力を上げるには限界があるため、構成単糸の平均糸長を長くして原糸の強度維持率を高くすることが好適とされているが、従来の紡績糸においては、一般的に単糸長は１００ｍｍ以下であり、このような短繊維から構成される紡績糸の強度維持率は高くても５０％以下となる。
しかしながら、これ以上長い単糸（短繊維）を用いることは、紡績糸の製造上困難となるだけでなく、単に単糸長を長くしただけでは高強力繊維特有の剛直性が発現し、均一に配向させることができなくなるため、強度維持率は却って低くなるという問題がある。
このような問題を解決するため、特公平１−１６９３２号公報には、連続糸条を引き千切り方式にて短繊維化し、平均単糸長が１３０〜６００ｍｍの繊維からなる、抱合性が付与された全芳香族ポリアミド紡績糸様糸条が提案されている。しかしながら、本発明者らの研究によれば、上記公報に記載されている条件で、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維の紡績糸様糸条を製造しようとすると、強度維持率および表面毛羽数が変動しやすいという問題があることが判明した。すなわち、全芳香族ポリアミド繊維としてポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を使用した場合には、牽切加工する際に、単糸同士の摩擦により発生した静電気によりトウが著しく広がり、さらにこれがローラー上で乱れるため、均一に牽切することが困難となる。その結果、単糸長の変動が大きくなって強度維持率が小さくなるため、高強力繊維を用いても該加工糸の強度は低下し、強度のばらつきも大きくなり、さらには表面毛羽も著しく増加するという問題が発生する。
上記の強度維持率低下の問題は平均単糸長を長くすれば改善されるが、そのためには牽切長を長くすることが必要となり、ローラー間でトウがさらに広がりやすくなって供給ローラーや牽切ローラーへ巻きつきやすくなるという問題が発生し、安定に牽切加工することは困難となる。
このように、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維のような、単糸同士の摩擦により静電気の発生し易い繊維を用いて、平均単糸長が長く、かつその単糸長のばらつきが小さい高品位な高強力牽切加工糸およびその製造方法は未だ提案されていないのが実情である。
【発明の開示】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解決し、原糸の強力維持率が高く、かつその単糸長のばらつきが小さい高品位な高強力牽切加工糸および該加工糸を安定して製造することができる方法を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の目的は、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール、ポリエチレン、ポリビニルアルコールおよび全芳香族ポリエステルからなる群から選択される少なくとも一種のポリマーからなり、その強度が１４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強力短繊維から構成される牽切加工糸であって、該高強力短繊維の平均単糸長が５０〜９０ｃｍであり、且つ平均単糸長の変動係数（ＣＶ）が５０％以下であることを特徴とする高強力牽切加工糸、及びポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール、ポリエチレン、ポリビニルアルコールおよび全芳香族ポリエステルからなる群から選択される少なくとも一種のポリマーからなり、その強度が１４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強力繊維を、そのローラー間距離が１００〜２００ｃｍである一対の供給ローラーと牽切ローラーとの間で、湿度が８０％以上の湿潤流体を付与して引き千切り、次いで流体ノズルで抱合して引取ることを特徴とする高強力牽切加工糸の製造方法によって達成される。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の高強力牽切加工糸の製造に使用される、牽切加工装置の１例を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の牽切加工糸を構成する高強力短繊維は、その強度が、１４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは１８〜５０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲である必要がある。該強度が１４ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には、牽切加工糸としての強度が不十分となり、本発明の目的を達成することができない。好ましく用いられる高強力短繊維としては、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミド短繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール短繊維、高強力ポリエチレン短繊維、高強力ポリビニルアルコール短繊維、全芳香族ポリエステル短繊維などをあげることができ、これらは２種以上を混合して用いてもよい。なかでもポリパラフェニレンテレフタルアミド短繊維が好適である。
高強力短繊維の単糸繊度は、あまりに大きすぎると牽切加工糸の構成単糸本数が少なくなり、単糸どうしの絡み合いが減少して牽切加工糸の強度が低下しやすくなるので、２．５ｄｔｅｘ以下、好ましくは１．１ｄｔｅｘ以下、さらに好ましくは０．８ｄｔｅｘ以下とするのが望ましい。
次に、本発明の牽切加工糸を構成する上記の高強力短繊維の平均単糸長は、５０〜９０ｃｍの範囲、特に６０〜８０ｃｍの範囲とする必要がある。該平均単糸長が５０ｃｍ未満の場合には、短繊維（原糸）の強度に対する牽切加工糸の強度維持率（牽切加工糸の強度／短繊維の強度）が小さくなり、原糸の強度が十分に発揮されなくなる。一方、平均単糸長が９０ｃｍを超える場合には、そのような牽切加工糸を得るためには牽切加工時の牽切長を２．０ｍ以上とする必要があり、その結果牽切部分でのトウが著しく開繊され、ローラへの巻付きが多発して安定に牽切加工することができなくなる。
また、本発明の高強力牽切加工糸は、その単糸長の変動係数（ＣＶ）が５０％以下、特に４０％以下である必要がある。この変動係数（ＣＶ）が５０％を超えると、単糸長のばらつきが大きすぎるため、牽切加工糸の強度がばらつき、つまり強度の標準偏差が大きくなり、均一で高品位な牽切加工糸を提供するという本発明の目的を達成することができなくなる。
さらに、本発明の高強力牽切加工糸は、その強度維持率が７０％以上が好適である。ただし、ここでいう強度維持率は、牽切加工糸が複数種類の短繊維で構成されている場合には、強度の低い短繊維の強度に対する維持率である。該維持率が７０％未満である場合には、短繊維（原糸）が持つ強度を効果的に発揮できていないだけでなく、構成単糸長も短いために表面毛羽が多くなり、該牽切加工糸の利用用途を限定してしまうこととなる。
以上に説明した本発明の牽切加工糸の好ましい製造方法について、図面を用いて詳しく説明する。図１は、本発明の高強力牽切加工糸の製造に好ましく用いられる牽切加工装置を示す。１は供給ニップローラー、２はシューター、３は牽切ニップローラー、４は吸引性空気ノズル、５は旋回性抱合ノズル、６はデリベリローラー、７は巻取牽切加工糸、８は高強力繊維である。
高強力繊維は、供給ニップローラーの前で所望の本数引き揃えられ重ね合わされながら供給ニップローラーを通過した後、シューターの中で牽切（引き千切り加工）される。この際、湿度が８０％以上の湿潤流体、例えば湿潤空気がシューター内に供給して高強力繊維に付与される。次いで、吸引性空気ノズルで牽切ニップローラーから引出され、次いで旋回性抱合ノズルによって絡みや毛羽巻付による抱合性が付与された後にデリベリローラーにより引取られる。
ここで用いられる高強力繊維は、上記のとおり牽切加工により短繊維とされるので、その強度は１４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは１８〜５０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲とする必要がある。該強度が１４ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には、牽切加工後の短繊維強度が不十分となり、本発明の牽切加工糸を得ることができない。好ましく用いられる高強力繊維は、前述のとおりポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、高強力ポリエチレン繊維、高強力ポリビニルアルコール繊維、全芳香族ポリエステル繊維などであり、これらは２種以上を混合して用いてもよい。なかでもポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維が好適である。
本発明においては、上記の高強力繊維には、油剤が繊維重量を基準として０．０５〜０．５重量％付着していることが好ましく、さらには、該付着油剤の水分含有率が７．０重量％以下であることが好ましい。油剤付着量が０．０５重量％未満の場合には、後述する引き千切り加工の際に繊維が帯電しやすくなり、静電気による反発でトウがばらけて断糸が多発しやすくなり、安定に牽切加工することが困難となる。一方、油剤付着量が０．５重量％を超える場合には、油剤による繊維収束効果のため牽切加工の際にトウが十分に開繊しなくなり、牽切糸を構成する単糸長ばらつきが大きくなりやすい。また、付着油剤の水分含有率が７．０重量％を超える場合には、該水分による繊維収束効果のため、油剤付着量が０．５重量％を超えた場合と同じような現象が現れやすくなる。
本発明においては、上記の高強力繊維を供給ローラー上と牽切ローラーとの間で引き千切り方式によって短繊維化した後、その繊維配列の乱れを防ぎながら該短繊維糸条を長手方向（引取り方向）に抜けないように流体ノズルで抱合して引取る必要がある。この引き千切り処理の際、引き千切られた短繊維の配列をできるだけ乱さないようにするため、漏斗状ガイドでカバーするなどの方策を付加することが好ましい。
本発明においては、この引き千切り処理の際に、該高強力繊維に湿度が８０％以上、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上の湿潤流体、好ましくは湿潤空気を付与することが肝要である。該湿潤流体の湿度が８０％未満の場合には、繊維表面に帯電している静電気を放電する効果が少なくなり、繊維同志の反発によりトウがばらけて供給ローラーや牽切ローラーに単糸が巻きつきやすくなり、安定的に牽切加工することができなくなるので好ましくない。また、牽切長のばらつきを少なくするためには、牽切ローラー表面において繊維を均一に開繊する必要があるが、過度に開繊させると供給ローラーや牽切ローラーに単糸が巻きつきやすくなるためこの湿潤流体の付与が肝要となる。
一対の供給ローラーと牽切ローラーとの間の距離（牽切長）は、１００〜２００ｃｍの範囲、好ましくは１２０〜１７５ｃｍの範囲とする必要がある。該牽切長が１００ｃｍ未満の場合には、得られる牽切加工糸の平均単糸長が４０ｃｍ未満となり、原糸の強力維持率が７０％未満と小さくなり、本発明の目的を達成することができなくなる。一方、牽切長が２００ｃｍを超える場合には、供給ローラーと牽切ローラー間でのトウ幅が著しく広がるため、牽切ローラーへ単糸が巻きつきやすく、安定に牽切加工することができなくなるので好ましくない。
以上に説明した本発明の牽切加工糸は、適度に撚糸後、これを経糸および／または緯糸に用いて所望密度に織成し、精錬、熱セット、リラックス、カレンダー加工などを施して織物とすることができる。
【実施例】  以下、実施例を挙げて本発明の構成および効果をさらに詳細に説明する。なお、実施例における各物性は次の方法で求めた。
（１）繊度、切断強度、切断伸度、弾性率
ＪＩＳ−Ｌ１０１３に準拠して測定した。ただし、撚り数は２５０ｔ／ｍとした。
（２）単糸長
牽切加工糸から、１２０本の単糸を切断しないようにランダムに抜き取りその単糸の長さを伸ばした状態で測定した値の平均値とした。
（３）単糸長の変動係数（ＣＶ）
上記方法によって求めた１２０本の単糸長の標準偏差（σ）と、その平均糸長（Ｘ）から次式を用いて計算する。
単糸長の変動係数（ＣＶ）（％）＝σ／Ｘ×１００
（４）断糸回数
工程調子の指標として、８時間牽切加工を実施した際の断糸回数（供給ローラーまたは牽切ローラーへの巻きつき断糸）を断糸回数とした。
［実施例１〜３、比較例１〜３］
図１に示す装置を用い、表１記載の単糸繊度と油剤付着量とを有し、総繊度が１１００ｄｔｅｘ、強度が２１ｃＮ／ｄｔｅｘであるポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（トワロン：テイジントワロン製）を２本引き揃え、ローラ間の距離（牽切長）及び湿潤空気の湿度を表１記載のとおりに変化させて、供給ニップローラー、シューター、牽切ニップローラーの間で、湿潤空気を付与しながら、牽切率約１０倍となるよう３００ｍ／分の速度で引き千切って短繊維束とした。
次いで吸引性を有する空気ノズルと旋回流を有する抱合ノズルとに、牽切ニップローラーとデリベリローラーとの速度比が１００：９９．５となるように通し、絡みを付与すると共に短繊維の毛羽をランダムに巻きつけ約２２０ｄｔｅｘの牽切加工糸を得た。得られた加工糸の物性を表１に示す。
［比較例４］
図１に示す装置を用い、単糸繊度が０．８４ｄｔｅｘ、総繊度が１１００ｄｔｅｘ、強度が２５ｃＮ／ｄｔｅｘ、油剤付着量が０．２重量％であるコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（テクノーラ：帝人テクノプロダクツ製）を２本引き揃え、ローラ間の距離（牽切長）を１２０ｃｍとして、供給ニップローラー、シューター、牽切ニップローラーの間で、湿度５０％の湿潤空気を付与しながら、牽切率約１０倍となるよう３００ｍ／分の速度で引き千切って短繊維束とした。
次いで吸引性を有する空気ノズルと旋回流を有する抱合ノズルとに、牽切ニップローラーとデリベリローラーとの速度比を１００：９９．５となるように通し、絡みを付与すると共に短繊維の毛羽をランダムに巻きつけ約２２０ｄｔｅｘの牽切加工糸を得た。得られた加工糸の物性を併せて表１に示す。
【表１】
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【産業上の利用可能性】  本発明によれば、従来の牽切加工糸と比較すると、高強力短繊維の強度に対して加工糸の強力維持率が高く、しかもその単糸長のばらつきが小さい牽切加工糸が得られるので、例えば防護衣料分野等で高品位な防護衣料を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、上記高強力牽切加工糸を安定的に生産することができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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