JP5487629B2 - ポリエステルモノフィラメントおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
したがって、精密印刷向けのスクリーン紗を得るために必要な特性、すなわち細繊度、高強度、高モジュラスで、スクリーン紗に使用した際に寸法安定性に優れ、かつパーン引けやスナールなどの問題がなく優れた紗品位となるポリエステルモノフィラメントの出現が強く求められていた。
(1)芯成分の高粘度ポリエステルと、鞘成分の低粘度ポリエステルが芯鞘型に複合されたポリエステルモノフィラメントであって、次の(a)〜(e)の構成要件を全て満足することを特徴とするポリエステルモノフィラメント。
(a)繊度が3.0〜13.0dtexであること。
(b)破断強度が6.0〜9.3cN/dtexであること。
(c)10%伸長時の強度が5.0〜9.0cN/dtexであること。
(d)繊維長手方向の湿熱応力差が3.0cN以下であること。
(e)残留トルク値が4コ/m以下であること。
(2)芯成分の高粘度ポリエステルと、鞘成分の低粘度ポリエステルの2成分を芯鞘型に複合して紡糸口金から溶融押出しして、冷却固化した後、得られた未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して延伸し巻き取る直接紡糸延伸法によりポリエステルモノフィラメントを製造するに際して、次の(f)〜(i)の工程要件を全て満足することを特徴とする(1)記載のポリエステルモノフィラメントの製造方法。
(f)芯成分を構成する高粘度ポリエステルの固有粘度が0.70〜1.50であり、鞘成分を構成する低粘度ポリエステルの固有粘度が0.40〜0.70であり、さらに芯成分ポリエステルと鞘成分ポリエステルの固有粘度差が0.20〜1.00である。
(g)未延伸糸を、ホットロールを3セット以上有する多段延伸工程により4.0〜7.0倍で多段延伸した後に、最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間で−2%〜8%でリラックス処理を行う。
(h)最終ホットロールにより熱処理された糸条を、2個以上の非加熱のゴデットロールを介して巻き取る。
(i)非加熱のゴデットロール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スピンドルを配置し、該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、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となるように巻き上げ、パーンのパッケージ形状を下記式とする。
0.1L≦Lt≦0.4L
ここで、L:パーンにおいて糸が巻き取られている部分の長さ、Lt:パーンパッケージにおけるテーパー部分の長さ、をそれぞれ表す。
(j)巻取張力を0.1〜0.4g/dtexに制御する。
本発明のポリエステルモノフィラメントは、その横断面において芯成分が鞘成分により覆われ、芯成分が表面に露出していないように配置された芯鞘型複合ポリエステルモノフィラメントである。
本発明のポリエステルモノフィラメントは、先に述べたように、その横断面において芯成分が鞘成分により覆われ、芯成分が表面に露出していないように配置された芯鞘型複合ポリエステルモノフィラメントである。ここで芯鞘型とは芯成分が鞘成分により完全に覆われていれば良く、必ずしも同心円状に配置されている必要はない。なお、断面形状については丸、扁平、三角、四角、五角など幾つもの形状があるが、安定した製糸性および高次加工性を得やすいという点や、スクリーン紗の目開きの安定性などにより丸断面が好ましい。
ここで、本発明で定義する複合比とは、ポリエステルモノフィラメントの横断面写真においてポリエステルモノフィラメントを構成する2種のポリエステルの横断面積比率である。
スクリーン印刷では、一般的に印刷パターンの精度を向上させるために、紗張りテンションを高くし、スクリーン紗と被印刷物の距離を小さくする方法が採られている。紗張りの際、テンションを高くするためにはポリエステルモノフィラメント1本あたりの強力を向上させる。
繊維の巻取方法にはボビン巻きやドラム巻きなどが一般的に用いられるが、巻取張力を低く設定でき高倍率延伸により発生した応力緩和を進め易い点、高次加工工程での解舒性が良好で高次通過性が安定している点、型くずれ、糸落ちなどがなくパッケージが安定している点、設備的および作業的に細繊度化にも対応しやすい点などにより、ボビン巻きとなす方がより好ましい。
0.1L≦Lt≦0.4L ・・・式(1)
(ここでLはパーンにおいて糸が巻き取られている部分の長さを、Ltはパーンパッケージにおけるテーパー部分の長さをそれぞれ表す。)Ltを0.4L以下とすることで、パーン引けの抑制効果が得られて好ましく、0.3L以下がより好ましい。図1に、本発明におけるパーンのパッケージ形状の一例を示す。
本発明のポリエステルモノフィラメントは、芯成分である高粘度PETと鞘成分である低粘度PETをそれぞれ溶融し押出し、複合紡糸機を用い、所定の複合パックに送り、パック内で両ポリマーを濾過した後、紡糸口金で芯鞘型に貼り合わせて複合紡糸し、紡糸口金から吐出された糸条を一旦巻き取ることなく引き続き延伸を行う直接紡糸延伸法(以下、DSD法と称する)によって製造することができる。
また、本発明に用いるホットロールの表面状態は特に限定されるものではない。
通常、リラックス熱処理と言われる技術は2セットのホットロール間で行われ、十分に結晶化を行い、繊維構造を固定し、延伸糸の熱収縮率の低下を目的とした技術であり、本技術のリラックス処理とは技術内容およびその目的が異なる、
本発明のリラックス処理は、ポリエステルモノフィラメントの非晶部分の配向制御、すなわちモジュラスの制御(高モジュラス化)を目的としており、−2%〜8%の範囲のリラックス率をとることである。具体的には最終ホットロール速度(V1)と非加熱のゴデットロール速度(V2)の速度比(V2/V1)が0.92〜1.02となるようにする。リラックス率を−2%未満とした場合、ロール間の張力が高くなるため糸切れが多発する。一方、リラックス率が8%を超える範囲で行うと非晶部分の配向が低下するため高モジュラスのポリエステルモノフィラメントを得ることができない。より好ましいリラックス率の範囲は−1%〜3%である。
本発明の目的である高強度、高モジュラスを達成するためには、前述のとおり最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間でリラックス処理を行う。一方、後述のとおりパーン引けを回避する点で非加熱のゴデットロールを出た糸条をパーンに巻き取る際の巻取張力は、極力低いことが好ましいが、本発明のような細繊度糸条の低張力巻取は非常に困難である。したがって、両者の要求を満足するためには非常に高度な張力管理が要求される。
ここでいう鏡面とは、ローラの表面粗度が1S以下のものであり、梨地とは表面粗度が2〜4Sのものを指す。表面粗度とは、JIS−B−0601に記載される最大高さ(Rmax)の区分である。鏡面または溝付き鏡面とすることにより、糸条を効率的に把持することができる。そのため、糸条はロールの前後で一定の張力を保って安定した走行が可能となり、糸条の長手方向での物性ばらつきの小さい良好な品質の製品を得易くなる。
図2において、紡糸口金1から吐出された糸条は、冷却後、油剤付与装置4によって油剤が付与される。次いで、速度300m/分〜1500m/分の範囲で非加熱の第1ゴデットロール5に引取られ、温度90℃〜110℃の範囲、速度300m/分〜1500m/分の範囲で、鏡面の第1ホットロール6上に数ターン巻き付けられて予熱された後、第2ホットロール7との間で延伸される。次いで、第2ホットロール7と第3ホットロール8との間で延伸される。このとき、トータルの延伸倍率は4.0倍〜7.0倍である。さらに、温度130℃〜230℃の範囲の第3ホットロール8上に数ターン巻き付けられて熱セットされ、ホットロール8より−2〜8%遅い速度で回転するゴデットローラ9、10へ引き回される。熱セットされた糸条は、ゴデットローラ9、10によって冷却されるとともに張力が調整され、巻取機で速度2500〜5000m/分の範囲でパッケージ12に巻き付けられる。巻取機においては、パッケージ12が装着されているスピンドルの回転数を制御することによって、パッケージ巻取張力が0.1g/dtex〜0.4g/dtexの範囲に調整される。
定義式のηrは、25℃の温度の純度98%以上のo−クロロフェノール(以下、OCPと略記する。)10mL中に試料ポリマーを0.8g溶かし、25℃の温度にてオストワルド粘度計を用いて相対粘度ηrを下式により求め、固有粘度(IV)を算出した。
ηr=η/η0=(t×d)/(t0×d0)
固有粘度(IV)=0.0242ηr+0.2634
ここで、
η:ポリマー溶液の粘度
η0:OCPの粘度
t:溶液の落下時間(秒)
d:溶液の密度(g/cm3)
t0:OCPの落下時間(秒)
d0:OCPの密度(g/cm3) 。
糸条を500mかせ取り、かせの質量(g)に20を乗じた値を繊度とした。
JIS L1013(1999)に従い、オリエンテック製テンシロンUCT−100を用いて測定した。
東レ(株)製フィラメントサーマルアナライシスシステム(略称:FTA−500)を用い、下記の測定条件にて測定を行い、熱収縮により繊維に発生する収縮応力を張力計で連続的に測定しチャート化した上で、最大応力と最小応力の差異を読みとった。
湿熱温度:100℃
給糸張力:20g
給糸速度:10m/分
測定糸長:400m 。
測定試料とするポリエステルモノフィラメントを、解舒撚りが加わらないように、また撚りもどりが起こらないようにして、ピンを支点に試料をU字に二つ折りにし、0.1cN/dtexの初荷重下でその試料長が1mになるように両上端を固定した。支えピンの試料部分に0.4cN/dtexの微荷重をかけてから測定試料から支えピンを外し、懸垂状態のまま自己旋回させた。自己旋回が止まってから検撚し、旋回数を測ってトルク値とした。同一試料に対して10回測定し、その平均値を算出し単位を「コ/m」で表した。ただし、測定雰囲気は温度20℃、相対湿度65%とした。
32錘建て直接紡糸延伸機を用いて、168時間(7日間)連続紡糸を行い、製糸性(糸切れ率)を次の4段階で評価した。合格レベルは、○以上である。
○○:糸切れ率が3.0%未満
○ :糸切れ率が3.0%以上5.0%未満
△ :糸切れ率が5.0%以上7.0%未満
× :糸切れ率が7.0%以上 。
経糸、緯糸共に本発明の各実施例および各比較例のポリエステルモノフィラメントを用いて、スルーザ型織機により織機の回転数200回転/分として下記のスクリーン紗(#400)を製織した。
経密度 :400本/2.54cm
緯密度 :400本/2.54cm
得られたスクリーン紗を速度2m/分で走行させ、目視で熟練した検査技術者が検反し、スクリーン紗の検反規定に沿ってパーン引けおよび紗品位の評価を行った。その後、1000枚印刷時の寸法安定による印刷パターンの歪みを観察し、次の4段階で総合的に評価した。合格レベルは○以上である。
○○:パーン引け等の紗品位の欠点がなく、寸法安定性が極めて良好
○ :パーン引け等の紗品位の欠点がなく、寸法安定性が良好
△ :パーン引け等の紗品位の欠点はないが、寸法安定性が不良
もしくは、パーン引け等の紗品位の欠点はあるが、寸法安定性が良好
× :パーン引け等の紗品位の欠点があり、寸法安定性が不良 。
本実施例と比較例については、表1〜表5のとおりの製造条件で、DSD法および2工程法にてポリエステルモノフィラメントを得た。なお、表中ではホットロールをHR、ゴデットロールをGRと称する。
芯成分として固有粘度1.00のPET(ガラス転移温度80℃)と鞘成分として固有粘度0.50のPETを、エクストルーダーを用いてそれぞれ295℃の温度で溶融後、ポリマー温度290℃で、複合比が芯成分:鞘成分=80:20となるようにポンプ計量を行い、芯鞘型となるよう公知の複合口金に流入させた。口金にかかる圧力は各ポリマーそれぞれ15MPaであった。また、各ポリマーの配管通過時間はそれぞれ15分であった。口金から吐出された糸条は、図2の設備を用いて紡糸・延伸した。すなわち、紡糸口金1から吐出されたポリエステルモノフィラメント糸条を紡糸口金直下の雰囲気温度が290℃となるよう、加熱体2により積極的に加熱保温し、その後、糸条冷却送風装置3により冷却し、油剤付与装置4により仕上げ剤を付与した後、500m/分の速度で非加熱の第1ゴデットロール5に引き取り、一旦巻き取ることなく505m/分の速度で90℃の温度に加熱された第1ホットロール6、2092m/分の速度で90℃の温度に加熱された第2ホットロール7、2929m/分の速度で220℃の温度に加熱された第3ホットロール8に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、2944m/分、2958m/分の速度で2個の表面粗度0.8S、非加熱のゴデットロール9、10に引き回した後、巻取張力が0.2g/dtexとなるようにスピンドル回転数を制御して、パーンの形状がLt=0.2Lとなるようにパッケージ12に巻き取り、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。このポリエステルモノフィラメントの特性評価結果は表1のとおりであり、非常に優れた製糸性およびスクリーン紗品位が得られた。
吐出量を変えて繊度を変更したこと以外は、実施例1と同様にして10.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表1のとおりであり、製糸性は実施例1と同等に非常に優れていたが、繊度が大きくなったためスクリーン紗とした際にオープニングが小さいものとなり、スクリーン紗品位は実施例1に一歩譲るものとなった。
吐出量を変えて繊度を変更したこと以外は、実施例1と同様にして3.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表1のとおりであり、繊度が非常に小さくなったために製糸性は実施例1に一歩譲るものとなった。スクリーン紗品位についても緯糸の飛送性が悪く製織時に緯糸切れ発生したため、実施例1に一歩譲るものとなった。
芯成分ポリエステル(ガラス転移温度80℃)の固有粘度を1.50としたこと以外は、実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表1のとおりであり、固有粘度が大きくなったために紡糸張力がやや大きくなり製糸性は実施例1に一歩譲るものとなった。また残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例1に一歩譲るものとなった。
芯成分ポリエステル(ガラス転移温度80℃)の固有粘度を0.80とし、トータル延伸倍率を4.2倍、第3ホットロール−第2ゴデットロール間のリラックス率を1.4%となるように吐出量、各ロール速度および第3ホットロール温度を変更した以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表1のとおりであり、製糸性は実施例1同等非常に優れたものとなったが、芯成分の固有粘度が小さくなったために強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例1に一歩譲るものとなった。
トータル延伸倍率が6.8倍となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表1のとおりであり、延伸倍率が大きくなったために延伸張力が増加し、製糸性は実施例1に一歩譲るものとなった。また、残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例1に一歩譲るものとなった。
トータル延伸倍率を4.6倍、第3ホットロール−第2ゴデットロール間のリラックス率を5.0%となるように吐出量、各ロール速度および第3ホットロール温度を変更した以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表1のとおりであり、製糸性は実施例1と同等に非常に優れていたが、延伸倍率、リラックス率を変更したことにより強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例1に一歩譲るものとなった。
第3ホットロール−第2ゴデットロール間のリラックス率を−1.5%となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例1と同様にして、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表2のとおりであり、第3ホットロール−第2ゴデットロール間の張力が大きくなったために製糸性は実施例1に一歩譲るものとなった。また、残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例1に一歩譲るものとなった。
第3ホットロール−第2ゴデットロール間のリラックス率を8.0%となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例1と同様にして、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表2のとおりであり、製糸性は実施例1同等に非常に優れるものとなったが、リラックス率が大きくなったことで強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例1に一歩譲るものとなった。
パーンの形状がLt=0.4Lとなるようにパッケージを巻き取った以外は実施例1と同様にして、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表2のとおりであり、製糸性は実施例1同等に非常に優れるものとなったが、パッケージのテーパー部分と他の部分で残留応力の緩和の進み方に差異が生じたことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位については実施例1に一歩譲るものとなった。
パーンの形状がLt=0.1Lとなるようにパッケージを巻き取った以外は実施例1と同様にして、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表2のとおりであり、製糸性は巻取中の糸落ちが発生し易くなったことで実施例1に一歩譲るものとなったが、スクリーン紗品位については実施例1同等に非常に優れたものとなった。
巻取張力が0.4g/dtexとなるようにスピンドル回転数を制御して巻き取った以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表2のとおりであり、製糸性は実施例1同等に非常に優れたものとなったが、巻取張力が高くなったことで残留応力が大きくなり、パーン引けが発生しやすくなったためにスクリーン紗品位については実施例1に一歩譲るものとなった。
巻取張力が0.1g/dtexとなるようにスピンドル回転数を制御して巻き取った以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表2のとおりであり、製糸性は巻取張力が小さくなったことでロール上の糸条走行性が不安定となり実施例1に一歩譲るものとなったが、スクリーン紗品位については実施例1同等に非常に優れたものとなった。
吐出量を変えて繊度を変更したこと以外は、実施例1と同様にして15.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表3のとおりであり、製糸性は実施例1と同等に非常に優れていたが、繊度が大きくなったためスクリーン紗とした際にオープニングが非常に小さいものとなり、スクリーン紗品位は実施例1に及ばないものとなった。
吐出量を変えて繊度を変更したこと以外は、実施例1と同様にして2.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表3のとおりであり、繊度が非常に小さくなったために製糸性は実施例1に大きく及ばないものとなった。スクリーン紗品位についても緯糸の飛送性が悪く製織時に緯糸切れ多発したため、実施例1に及ばないものとなった。
芯成分ポリエステルの固有粘度を2.50としたこと以外は、実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表3のとおりであり、固有粘度が大きくなったために紡糸張力が過大となり、製糸性は実施例1に大きく及ばないものとなった。また残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例1に及ばないものとなった。
芯成分ポリエステルの固有粘度を0.50とし、鞘成分ポリエステルの固有粘度を0.30とし、トータル延伸倍率を4.2倍、第3ホットロール−第2ゴデットロール間のリラックス率を1.4%となるように吐出量、各ロール速度および第3ホットロール温度を変更した以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表3のとおりであり、両成分の固有粘度が小さくなったために糸の強度が極小となり、製糸性は実施例1に大きく及ばないものとなり、スクリーン紗品位についても寸法安定性の点で実施例1に及ばないものとなった。
トータル延伸倍率が7.5倍となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表3のとおりであり、延伸倍率が大きくなったために延伸張力が過大となり、製糸性は実施例1に及ばないものとなった。また、残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例1に及ばないものとなった。
トータル延伸倍率を3.5倍、第3ホットロール−第2ゴデットロール間のリラックス率を5.0%となるように吐出量、各ロール速度、第3ホットロール温度を変更した以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は3のとおりであり、製糸性は実施例1と同等に非常に優れていたが、延伸倍率、リラックス率を変更したことにより強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例1に及ばないものとなった。
第3ホットロール−第2ゴデットロール間のリラックス率を−2.5%となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例1と同様にして、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表3のとおりであり、第3ホットロール−第2ゴデットロール間の張力が過大となり、製糸性は実施例1に大きく及ばないものとなった。また、残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例1に及ばないものとなった。
第3ホットロール−第2ゴデットロール間のリラックス率を10.0%となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例1と同様にして、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表3のとおりであり、製糸性は実施例1同等に非常に優れるものとなったが、リラックス率が大きくなったことで強度、モジュラスが大きく低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例1に及ばないものとなった。
パーンの形状がLt=0.6Lとなるようにパッケージを巻き取った以外は実施例1と同様にして、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表4のとおりであり、製糸性は実施例1同等に非常に優れるものとなったが、パッケージのテーパー部分と他の部分で残留応力の緩和の進み方に差異が生じたことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位については実施例1に及ばないものとなった。
パーンの形状がLt=0.04Lとなるようにパッケージを巻き取った以外は実施例1と同様にして、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表4のとおりであり、製糸性は巻取中の糸落ちが多発したことで実施例1に及ばないものとなったが、スクリーン紗品位については実施例1同等に非常に優れたものとなった。
巻取張力が0.5g/dtexとなるようにスピンドル回転数を制御して巻き取った以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表4のとおりであり、製糸性は巻取張力が大きくなったために糸切れ発生し実施例1に及ばないものとなり、また巻取張力が高くなったことで残留応力が大きくなり、パーン引けが発生しやすくなったためにスクリーン紗品位についても実施例1に及ばないものとなった。
巻取張力が0.05g/dtexとなるようにスピンドル回転数を制御して巻き取った以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表4のとおりであり、製糸性は巻取張力が非常に小さくなったことでロール上の糸条走行性が不安定となり、実施例1に大きく及ばないものとなったが、スクリーン紗品位については実施例1同様に非常に優れたものとなった。
比較例13については第3ホットロール後の非加熱のゴデットロールを1個にした以外は実施例1と同様にして6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表4のとおりであり、非加熱のゴデットロールを1個にしたことで低張力巻取での張力調整が困難となり、糸条走行性が不安定となったため製糸性は実施例1に及ばないものとなった。また、非加熱のゴデットロール上で糸条がスリップすることにより、第3ホットロール−ゴデットロール間で必要以上のリラックス処理がなされ、強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位も実施例1に及ばないものとなった。
比較例14については特開平5−295617号公報の実施例1を参考にして製造方法を変更し、表4のとおりの製造条件にて実験を行った。固有粘度1.00のPETと固有粘度0.50のPETを、エクストルーダーを用いてそれぞれ295℃の温度で溶融後、ポリマー温度290℃で、複合比が芯成分:鞘成分=80:20となるようにポンプ計量を行い、芯鞘型となるよう公知の複合口金に流入させた。口金にかかる圧力は各ポリマーそれぞれ15MPaであった。また、各ポリマーの配管通過時間はそれぞれ15分であった。口金から吐出された糸条は、図3の設備を用いて紡糸・延伸した。すなわち、紡糸口金13から吐出された糸条を紡糸口金直下の雰囲気温度が290℃となるよう、加熱体14により積極的に加熱保温し、その後、糸条冷却送風装置15により冷却し、油剤付与装置16により仕上げ剤を付与した後、1200m/分の速度で非加熱の第1ゴデットロール17に引き取り、一旦巻き取ることなく1205m/分の速度で92℃の温度に加熱された第1ホットロール18、3950m/分の速度で135℃の温度に加熱された第2ホットロール19に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、4050m/分の速度で表面粗度0.8S、非加熱のゴデットロール20に引き回した後、巻取張力が0.2g/dtexとなるようにスピンドル回転数を制御して、パーンの形状がLt=0.2Lとなるようにパッケージ22に巻き取り、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。このポリエステルモノフィラメントの特性評価結果は表4のとおりであり、非加熱のゴデットロールが1個(1セット)であるため低張力巻取での張力調整が困難となり、糸条走行性が不安定となったため、製糸性は実施例1に及ばないものとなった。また、スクリーン紗品位については、1段延伸である上に延伸倍率が低いため、強度が低い、すなわちスクリーン紗の寸法安定性が悪く、また、第2ホットロール−ゴデットロール間のリラックスが十分でないため残留応力が大きく、パーン引けが発生しやすくなったために、実施例1に大きく及ばないものとなった。
比較例15においては、固有粘度0.80のPET(ガラス転移温度80℃)と固有粘度0.50のPETを、エクストルーダーを用いてそれぞれ295℃の温度で溶融後、ポリマー温度290℃で、複合比が芯成分:鞘成分=80:20となるようにポンプ計量を行い、芯鞘型となるよう公知の複合口金に流入させた。これを紡糸口金直下の雰囲気温度が290℃となるよう積極的に加熱保温し、紡糸速度1200m/分で引取り、24.5dtexの芯鞘型ポリエステルモノフィラメント未延伸糸を得た。さらに該未延伸糸を環境温度25℃×2日間エージングした後、図4に示す延伸機を用い、非加熱に設定した第1ホットロール25、90℃の温度に加熱された第2ホットロール26、130℃の温度に加熱された第3ホットロール27、第2ホットロール−第3ホットロール間延伸倍率3.2倍で延伸、熱処理し、さらに第3ホットロール−非加熱の表面粗度0.8Sの第1、第2ゴデットロール28、29の間で1.4%リラックス処理して、6.0dtexのポリエステルモノフィラメントを得た。該ポリエステルモノフィラメントの特性評価結果は表5のとおりであり、製糸性は実施例1同等に非常に優れたものであったが、スクリーン紗品位については延伸機における巻取張力が大きくなったために、残留応力が大きくパーン引けが発生し、また糸が加撚されたためスナールが発生し実施例1に及ばないものとなった。
比較例16においては、固有粘度1.00のPETと固有粘度0.50のPETを、エクストルーダーを用いてそれぞれ295℃の温度で溶融後、ポリマー温度290℃で、複合比が芯成分:鞘成分=80:20となるようにポンプ計量を行い、芯鞘型となるよう公知の複合口金に流入させた。これを紡糸口金直下の雰囲気温度が290℃となるよう積極的に加熱保温し、紡糸速度1000m/分で引取り、26.4dtexの芯鞘型ポリエステルモノフィラメント未延伸糸を得た。さらに該未延伸糸を環境温度25℃×2日間エージングした後、図4に示す延伸機を用い、90℃の温度に加熱された第1ホットロール25、90℃の温度に加熱された第2ホットロール26、第1ホットロール−第2ホットロール間延伸倍率2.9倍で延伸後、さらに200℃の温度に加熱された第3ホットロール27にて、第2ホットロール−第3ホットロール間延伸倍率1.6倍で延伸、熱処理し、さらに第3ホットロール−非加熱の表面粗度0.8Sの第1、第2ゴデットロール28、29の間で5.0%リラックス処理して、6.0dtexのポリエステモノフィラメントを得た。該ポリエステルモノフィラメントの特性評価結果は表5のとおりであり、製糸性は実施例1同等に非常に優れたものであったが、スクリーン紗品位については延伸機における巻取張力が大きくなったために残留応力が大きくパーン引けが発生し、また糸が加撚されたためスナールが発生し実施例1に及ばないものとなった。
Lt:パーンパッケージにおけるテーパー部分の長さ
1:紡糸口金
2:加熱体
3:糸条冷却送風装置
4:油剤付与装置
5:第1ゴデットロール
6:第1ホットロール
7:第2ホットロール
8:第3ホットロール
9:第2ゴデットロール
10:第3ゴデットロール
11:糸条巻取装置
12:パッケージ
13:紡糸口金
14:加熱体
15:糸条冷却送風装置
16:油剤付与装置
17:第1ゴデットロール
18:第1ホットロール
19:第2ホットロール
20:第2ゴデットロール
21:糸条巻取装置
22:パッケージ
23:未延伸糸
24:供給ロール
25:第1ホットロール
26:第2ホットロール
27:第3ホットロール
28:第1ゴデットロール
29:第2ゴデットロール
30:パッケージ
Claims (2)
- 芯成分の高粘度ポリエステルと、鞘成分の低粘度ポリエステルが芯鞘型に複合されたポリエステルモノフィラメントであって、次の(a)〜(e)の構成要件を全て満足することを特徴とするポリエステルモノフィラメント。
(a)繊度が3.0〜13.0dtexであること。
(b)破断強度が6.0〜9.3cN/dtexであること。
(c)10%伸長時の強度が5.0〜9.0cN/dtexであること。
(d)繊維長手方向の湿熱応力差が3.0cN以下であること。
(e)残留トルク値が4コ/m以下であること。 - 芯成分の高粘度ポリエステルと、鞘成分の低粘度ポリエステルの2成分を芯鞘型に複合して紡糸口金から溶融押出しして、冷却固化した後、得られた未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して延伸し巻き取る直接紡糸延伸法によりポリエステルモノフィラメントを製造するに際して、次の(f)〜(i)の工程要件を全て満足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。
(f)芯成分を構成する高粘度ポリエステルの固有粘度が0.70〜1.50であり、鞘成分を構成する低粘度ポリエステルの固有粘度が0.40〜0.70であり、さらに芯成分ポリエステルと鞘成分ポリエステルの固有粘度差が0.20〜1.00である。
(g)未延伸糸を、ホットロールを3セット以上有する多段延伸工程により4.0〜7.0倍で多段延伸した後に、最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間で−2%〜8%でリラックス処理を行う。
(h)最終ホットロールにより熱処理された糸条を、2個以上の非加熱のゴデットロールを介して巻き取る。
(i)非加熱のゴデットロール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スピンドルを配置し、該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、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となるように巻き上げ、パーンのパッケージ形状を下記式とする。
0.1L≦Lt≦0.4L
ここで、L:パーンにおいて糸が巻き取られている部分の長さ、Lt:パーンパッケージにおけるテーパー部分の長さ、をそれぞれ表す。
(j)巻取張力を0.1〜0.4g/dtexに制御する。
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