JPH11302919A - チ−ズ状パッケ−ジ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 実質的にポリトリメチレンテレフタレー
トからなる、複屈折率０．０２５以上、伸度２０〜１５
０％のマルチフィラメントが巻き付けられ、バルジ率が
１０％未満であることを特徴とするチーズ状パッケー
ジ、及びその製造方法。 【効果】 本発明のチーズ状パッケージは、巻きしまり
がなく巻き付けられたものであり、バルジもなく、解じ
ょ張力も小さく、しかも巻き量が多いために、織り編み
工程、仮撚り工程の通過性が極めて良好であり、同時に
チーズの切り替え回数の低減が可能となるために加工コ
ストの大幅な低減が達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定の物性を有す
るポリトリメチレンテレフタレート繊維を巻き付けたチ
ーズ状パッケージに関するものであり、更に詳しくは、
巻き量が多くても巻き取り機から容易に取り出せ、バル
ジが小さく巻き姿が良好で解じょしやすい、特定の物性
を有するポリトリメチレンテレフタレート繊維を巻き付
けたチーズ状パッケージにかんする。

【０００２】

【従来の技術】テレフタル酸またはテレフタル酸ジメチ
ルに代表されるテレフタル酸の低級アルキルエステル
と、トリメチレングリコール（１，３−プロパンジオー
ル）を重縮合させて得られるポリトリメチレンテレフタ
レートは、低弾性率（ソフトな風合い）、優れた弾性回
復性、易染性といったポリアミドに類似した性質と、耐
光性、熱セット性、寸法安定性、低吸水率といったポリ
エチレンテレフタレートに類似した性能を併せ持つ画期
的なポリマーであり、その特徴を生かして衣料用繊維と
しての検討が本発明者らによって検討されている（例え
ば、特願平９−３３９５０２号）。

【０００３】ポリトリメチレンテレフタレート繊維を得
る方法として、紡口より押出した溶融マルチフィラメン
トを急冷して固体マルチフィラメントに変え、一旦巻き
取ることなく加熱した第一ロールと第一ロールより高温
に加熱した第二ロール間で延伸し、その後チーズ状パッ
ケージに巻き取る紡糸方法（直延伸法）がソフトな風合
い、発色性、生産性の観点から優れた方法であることが
本発明者らの検討で見いだされている（特願平９−３３
９５０２号）。確かに、この方法で紡糸を行うと数１０
０ｇ程度の巻き量では目的とする物性の繊維が得られ、
チーズ状のパッケージとして巻き取られた繊維は巻き取
り機のスピンドルから容易に取り外すことができる。し
かしながら、巻き量が２ｋｇを越えると巻き取られた繊
維が収縮し、その収縮力によって紙管が締め付けられる
ためにチーズ状パッケージを取り外すことができなくな
る現象、いわゆる巻きしまりが発現する。また、取り出
せた場合でも、繊維の収縮力によってバルジと呼ばれる
パッケージ側面が膨れる現象が見られる場合があった。

【０００４】また、巻きしまりの程度は低いものの、紡
糸速度２８００〜４０００ｍ／ｍｉｎで実質延伸するこ
となく巻き取って得られる仮撚り加工原糸であるパーシ
ャリーオリエンテッドヤーン（ＰＯＹ）を巻き取る場合
にも上記と同様の巻きしまり現象が見られた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、巻き量が多くても巻き取り機から容易に取
り出せ、バルジが小さく巻き姿が良好で解じょしやす
い、特定の物性を有するポリトリメチレンテレフタレー
ト繊維を巻き付けたチーズ状パッケージを提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の直
延伸法における巻きしまりを抑えるために、紡糸条件を
徹底的に見直した結果、第二ロールと巻き取り機の間の
張力をかなり低くしたり、あるいは、第二ロールを通過
した後の繊維温度を急冷させることがその対策になる可
能性を見出し、更に検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、実質的にポリトリメチレンテレフ
タレートからなる、複屈折率０．０２５以上、伸度２０
〜１５０％のマルチフィラメントが巻き付けられ、バル
ジ率が１０％未満であることを特徴とするチーズ状パッ
ケージ、である。

【０００７】本発明に用いるポリマーは、実質的にテレ
フタル酸と１，３−プロパンジオールを重縮合せしめて
得られるポリトリメチレンテレフタレートである。本発
明において実質的にとは、ポリトリメチレンテレフタレ
ートホモポリマーであっても以下に示すポリトリメチレ
ンテレフタレートコポリマーであってもよいことを示
す。すなわち、本発明の効果を損なわない範囲で、イソ
フタル酸、コハク酸、アジピン酸、２，６−ナフタレン
ジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５
−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホニウム塩等の
酸成分や、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサン
ジオール、シクロヘキサンジメタノール等のグリコール
成分、ε−カプロラクトン、４−ヒドロキシ安息香酸、
ポリオキシエチレングリコール、ポリテトラメチレング
リコール等の１種もしくはそれ以上が１０ｗｔ％未満共
重合されていてもよい。

【０００８】また、必要に応じて、各種の添加剤、例え
ば、艶消し剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、蛍
光増白剤などを共重合、または混合してもよい。本発明
に用いるポリマーの極限粘度［η］は０．４〜１．５が
好ましく、更に好ましくは０．７〜１．２である。この
範囲で、強度、紡糸性に優れた繊維を得ることができ
る。極限粘度が０．４未満の場合は、ポリマーの分子量
が低すぎるため強度発現が困難となる。逆に極限粘度が
１．５を越える場合は、溶融粘度が高すぎるために紡糸
時にメルトフラクチャーや紡糸不良が生じるので好まし
くはない。

【０００９】本発明のポリトリメチレンテレフタレート
からなるマルチフィラメントは、複屈折率０．０２５以
上、伸度２０〜１５０％であることが必要である。複屈
折率が０．０２５未満では、巻きしまり現象は起こらな
いため、本発明の対象とはならない。複屈折率が０．０
２５〜０．０５５の範囲は延伸仮撚りを施すことで、ま
た０．０５５以上ではそのまま使用して衣料用繊維とし
て十分な力学特性と示すものとなる。

【００１０】本発明のマルチフィラメントの伸度は、２
０〜１８０％であることが必要である。１８０％を越え
ると、仮撚りや織り編みの工程通過性が著しく悪くなっ
てしまう。また、ポリトリメチレンテレフタレートの結
晶の伸びは少なくとも２０％はあるので、２０％未満の
伸度のマルチフィラメントを得ることは不可能である。
好ましくは、仮撚りを行う場合は３０〜１１０％、仮撚
りと行わずに織り編みを行う場合は２５〜４０％が好ま
しい。

【００１１】本発明のチーズ状パッケージは、実質的に
ポリトリメチレンテレフタレートからなる、複屈折率
０．０２５以上、伸度２０〜１５０％のマルチフィラメ
ントが巻き付けられ、バルジ率が１０％未満であること
を特徴とするチーズ状パッケージである。本発明のチー
ズ状パッケージのバルジ率は１０％以下であることが必
要である。バルジは図１に示すように巻きしまりによっ
てパッケージに糸の収縮による締め付け力が強く働いた
時に起こるチーズ上面の膨らみである。バルジ率とは図
１に示す最内層の巻き幅Ａに対する中層の最大膨らみ部
の巻き幅Ｂの割合を示すものであり、以下の式で示され
る。 バルジ率＝｛（Ｂ−Ａ）／Ａ｝×１００％

【００１２】バルジ率は、巻きしまりの程度を示すパラ
メーターとなる。チーズ状パッケージのバルジ率が１０
％を越えるものは、巻きしまりが大きく巻き取り機のス
ピンドルからはずれなくなる場合が多い他、解じょ張力
の斑による糸切れ、毛羽、染色斑等が起こりやすい。好
ましくはバルジ率は５％以下であり、もちろん０％が最
も好ましい。本発明のチーズ状パッケージは、織り編み
工程や仮撚り工程においてチーズ状パッケージを使用し
た後、次のチーズ状パッケージにつなぎ込む割合を減ら
すことは作業効率の向上、コストダウンの観点から極め
て重要であり、少なくとも該チーズ状パッケージは２ｋ
ｇ以上、好ましくは３ｋｇ以上である。特にＰＯＹを巻
き付けたチーズ状パッケージの場合は好ましくは６ｋｇ
以上、特に好ましくは１０ｋｇ以上である。

【００１３】以下、本発明においてチーズ状パッケージ
を得る方法を例示するが、これらの方法によって本発明
のチーズ状パッケージは何ら限定されるものではない。
まず始めに、直延法の好ましい例を示す。直延法の好ま
しい方法としては、紡口より押出した溶融マルチフィラ
メントを紡口直下に設けた３０〜２００℃の雰囲気温度
に保持した長さ２〜８０ｃｍの保温領域を通過させて急
激な冷却を抑制した後、この溶融マルチフィラメントを
急冷して固体マルチフィラメントに変え、４０〜７０℃
に加熱した第一ロールで３００〜３０００ｍ／ｍｉｎ巻
き付け、次に巻き取ることなく１２０〜１６０℃に加熱
した第二ロールに巻き付け、第一ロールと第一ロールよ
り速度を速めた第二ロールの間で１．５〜３倍に延伸
し、巻き取る前にマルチフィラメントを（ポリマーのガ
ラス転移点＋２０）℃以下に急冷した後、第二ロールよ
りも低速で巻き取り機を用いて巻き取る方法である。紡
糸過程では必要に応じて、交絡処理を行ってもよい。

【００１４】紡糸温度は２５０〜２９０℃であり、更に
好ましくは２６０〜２８０℃の範囲である。紡糸温度が
２５０℃未満では、発現される強度が低くなる傾向があ
る。また、紡糸温度が２９０℃を越えると熱分解が激し
くなり、得られた糸は着色し、また満足し得る強度、伸
度を示さなくなる。紡口から出た溶融マルチフィラメン
トは直ちに急冷させず、紡口直下に設けた３０〜２００
℃の雰囲気温度に保持した長さ２〜８０ｃｍの保温領域
を通過させて急激な冷却を抑制した後、この溶融マルチ
フィラメントを急冷して固体マルチフィラメントに変え
て続く延伸工程に供することが極めて好ましい。この保
温領域を通過させることで、ポリマーを急冷による微細
な結晶や極度に配向した非晶部分の生成を抑制し、延伸
工程で延伸されやすい非晶構造を作ることができ、その
結果、本発明で必要な繊維物性を達成できる。

【００１５】ポリトリメチレンテレフタレートは、例え
ば、ポリエチレンテレフタレートといったポリエステル
に比較して遥かに速い結晶化速度を有しているので、こ
のような徐冷を行うことは、微細な結晶や極度に配向し
た非晶部分の生成を抑制する上で極めて有効な方法であ
る。３０℃未満では急冷となり、延伸倍率を上げにくく
なる。また、２００℃以上では糸切れが起こりやすくな
る。このような保温領域の温度は４０〜２００℃が好ま
しく、更に好ましくは５０〜１５０℃である。また、こ
の保温領域の長さは５〜３０ｃｍが好ましい。

【００１６】糸の紡糸速度については、第一ロールの巻
き付け速度は３００〜３０００ｍ／ｍｉｎである。紡糸
速度が３００ｍ／ｍｉｎ未満では、紡糸安定性は優れる
が、生産性が大きく低下する。また、３０００ｍ／ｍｉ
ｎを越えると、巻き取る前に非晶部の配向や部分的な結
晶化が進み、延伸工程で延伸倍率を上げることができな
いために、分子を配向させることができず十分な糸強度
を発現できにくい。好ましくは、１５００〜２７００ｍ
／ｍｉｎである。巻き取り機の速度は第二ロールよりも
低くすることが巻きしまりを抑制するためには是非必要
な条件である。巻き取り速度が第二ロール速度よりも速
くなると、強い張力が掛かった状態でフィラメント巻き
取られるために、巻きしまりが起こってしまう。リラッ
クス比（巻き取り速度／第二ロール速度）は０．９〜
０．９９、好ましくは０．９〜０．９６である。

【００１７】第二ロールの速度は延伸倍率によって決定
されるが通常６００〜６０００ｍ／ｍｉｎである。第一
ロールと第二ロール間での延伸倍率は１．３〜３倍、好
ましくは２〜２．７倍がよい。延伸倍率が１．５倍以下
では、延伸により十分にポリマーを配向させることがで
きず、得られた糸の強度や弾性回復率は低いものとなっ
てしまう。また３倍以上では毛羽が激しく、安定して延
伸を行うことができない。第一ロールの温度は４０〜７
０℃であり、この範囲で延伸しやすい状況を作り出すこ
とができる。好ましくは、５０〜６０℃である。第二ロ
ールで熱セットを行うが温度としては１２０〜１６０℃
である。１２０℃未満では熱安定性の乏しい、熱変形、
経時変化しやすい繊維となる他、発色性が低下する。ま
た、１６０℃以上では毛羽や糸切れが発生し安定に紡糸
することができない。好ましくは、１２０〜１５０℃で
ある。

【００１８】巻きしまりをなくすためには、巻き取る前
にマルチフィラメントを（ポリマーのガラス転移点＋２
０）℃以下に急冷することが特に好ましい。ポリトリメ
チレンテレフタレートは、例えば、ポリエチレンテレフ
タレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステ
ルと比較して、屈曲構造を取りやすく分子が変形しやす
く、しかも加熱後に非晶部分が長時間にわったて変化し
やすい特性を有するため、第二ロールで加えられた熱エ
ネルギーによって巻き取られている間にも非晶部分が熱
緩和し巻きしまりが極めて起こりやすい。そこで、この
ような急冷を施すことで、非晶部分の分子運動を凍結さ
せることが可能となり、その結果巻きしまりを抑制でき
ることを見出した。冷却後の糸温度としては、低ければ
低いほどよいが、通常１０〜７０℃、好ましくは０〜４
０℃である。冷却方法としては、冷風を吹き付けたり、
水、有機溶媒等の冷却液に浸けたり、低温の板やロール
上を滑らす等、特に制限はない。

【００１９】次に、ＰＯＹの好ましい製造法を示す。Ｐ
ＯＹの好ましい製造法としては、紡口より押出した溶融
マルチフィラメントを紡口直下に設けた３０〜２００℃
の雰囲気温度に保持した長さ２〜８０ｃｍの保温領域を
通過させて急激な冷却を抑制した後、この溶融マルチフ
ィラメントを急冷して固体マルチフィラメントに変え、
巻き取る前にマルチフィラメントを（ポリマーのガラス
転移点＋２０）℃以下に急冷した後２８００〜４０００
ｍ／ｍｉｎで巻き取る方法が挙げられる。これらの各条
件の詳細は直延法での説明と同じである。また、巻き取
る前には必要に応じてロール等を用いて巻き取り機前の
張力を制御することは好ましく、この時の張力は０．１
〜０．４ｇ／ｄ、好ましくは０．１〜０．２５ｇ／ｄで
ある。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明するが、言うまでもなく本発明は実施例な
どにより何ら限定されるものでない。尚、実施例中の主
な測定値は以下の方法で測定した。 （１）極限粘度 この極限粘度［η］は次の定義式に基づいて求められる
値である。 定義式のηｒは純度９８％以上のｏ−クロロフェノール
で溶解したポリエステルポリマーの希釈溶液の３５℃で
の粘度を、同一温度で測定した上記溶剤自体の粘度で割
った値であり、相対粘度と定義されているものである。
またＣは、上記溶液１００ｍｌ中のグラム単位による溶
質重量値である。

【００２１】（２）強伸度 糸の強伸度は、ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定し
た。 （３）複屈折率、弾性率 糸の複屈折率は、光学顕微鏡とコンペンセーターを用い
て、繊維の表面に観察される偏光のリターデーションか
ら求めた。 （４）沸水収縮率 繊維を２０ｃｍのかせにし、沸騰した水に１０分間浸け
て、以下の式に従って求めた。ここで、元の長さ
（Ｌ）、処理後の長さ（Ｌ’）である。 沸水収縮率＝１００×（Ｌ−Ｌ’）／Ｌ

【００２２】（５）弾性回復率 弾性回復性は、下記の方法で得られる弾性回復率として
求めた。繊維をチャック間距離２０ｃｍで引っ張り試験
機に取り付け、伸長率２０％まで引っ張り速度２０ｃｍ
／ｍｉｎで伸長し１分間放置する。この後、再び同じ速
度で元の長さ（Ｌ）までもどし、この時応力がかかって
いる状態でのチャックの移動距離（残留伸び：Ｌ’）を
読みとり、以下の式に従って求めた。 弾性回復率＝１００×（Ｌ−Ｌ’）／Ｌ

【００２３】（６）熱応力 鐘紡エンジニアリング社製のＫＥ−２を用いた。初過重
０．０５ｇ／ｄ、昇温速度１００℃／ｍｉｎで測定し
た。得られたデーターは横軸に温度、縦軸に熱応力をプ
ロットし、熱応力の最大点の値を熱応力のピーク値と
し、その時の温度を熱応力のピーク温度とした。 （７）バルジ率 図１において、４ｋｇ巻き取った時のＡｃｍとＢｃｍを
測定し、以下の式に従って求めた。 バルジ率＝｛（Ｂ−Ａ）／Ａ｝×１００％

【００２４】

【実施例１】テレフタル酸ジメチルと１，３−プロパン
ジオールを１：２のモル比で仕込み、テレフタル酸ジメ
チルの０．１ｗｔ％に相当するチタンテトラブトキシド
を加え、徐々に昇温し、２４０℃でエステル交換反応を
完結させた。得られたエステル交換物にチタンテトラブ
トキシドを更に理論ポリマー量の０．１ｗｔ％添加し、
２７０℃で３時間反応させた。得られたポリマーの極限
粘度は０．９であった。

【００２５】得られたポリマーを定法により乾燥し、水
分を５０ｐｐｍにした後、２８５℃で溶融させ、直径
０．２３ｍｍの３６個の孔の開いた一重配列の紡口を通
して押し出した。押し出された溶融マルチフィラメント
は、長さ５ｃｍ、温度１００℃の保温領域を通過後、風
速０．４ｍ／ｍｉｎの風を当てて急冷し固体マルチフィ
ラメントに変えた。次にこの固体マルチフィラメントを
５０℃に加熱した回転速度１８４０ｍ／ｍｉｎの第一ロ
ールと１４０℃に加熱した回転速度４６００ｍ／ｍｉｎ
の第二ロールとの間を通して熱延伸と熱セットを行い、
その後２５℃の回転速度４６００ｍ／ｍｉｎの第三ロー
ルに巻き付け急冷した後に４３００ｍ／ｍｉｎで巻き取
った。得られた繊維が７５ｄ／３６ｆになるように設定
した。得られた繊維の巻き姿としては６ｋｇのバルジの
ないチーズ状パッケージであり、巻き取り機のスピンド
ルからは容易に取り出すことができた。得られた繊維物
性は表１に記す。得られた繊維の沸水収縮率は低いもの
であった。

【００２６】

【比較例１】実施例１の条件において第三ロールを通さ
ないこと以外は実施例１を繰り返した。この場合、約１
ｋｇチーズ状に巻き上げた段階で巻きしまりが起こり、
巻き取り機のスピンドルから抜けなくなった。また、ス
ピンドルから抜けなくなった状態で６ｋｇ巻き上げた時
には、大きなバルジが見られた。得られた繊維物性を表
１に記す。

【００２７】

【実施例２】実施例１のポリマーを定法により乾燥し、
水分を５０ｐｐｍにした後、２８５℃で溶融させ、直径
０．２３ｍｍの３６個の孔の開いた一重配列の紡口を通
して押し出した。押し出された溶融マルチフィラメント
は、長さ５ｃｍ、温度１００℃の保温領域を通過後、風
速０．４ｍ／ｍｉｎの風を当てて急冷し固体マルチフィ
ラメントに変え、固体マルチフィラメントを２０℃に加
熱した、回転速度３０００ｍ／ｍｉｎの第一ロールに通
した後、３０００ｍ／ｍｉｎで巻き取った。得られた繊
維の巻き姿としては６ｋｇのバルジのないチーズ状パッ
ケージであり、巻き取り機のスピンドルからは容易に取
り出すことができた。得られた繊維物性を表１に記す。

【００２８】

【比較例２】実施例１の条件において第一ロールを通さ
ないこと以外は実施例１を繰り返した。この場合、約
１．８ｋｇチーズ状に巻き上げた段階で巻きしまりが起
こり、巻き取り機のスピンドルから抜けにくくなり、実
験を繰り返した時抜けなくなるものもあった。得られた
繊維物性を表１に記す。

【００２９】

【実施例３】第三ロールを用いる代わりに、第二ロール
通過後の糸に、２℃の冷水バスを通し巻き取った以外は
実施例１を繰り返した。６ｋｇ巻き取っても、巻き取り
機のスピンドルからは容易に取り出すことができた。得
られた繊維物性を表１に記す。得られた繊維の沸水収縮
率は低いものであった。

【００３０】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明のチーズ状パッケージは、巻きし
まりがなく巻き付けられたものであり、バルジもなく解
じょ張力も小さく、しかも巻き量が多いために、織り編
み工程、仮撚り工程の通過性が極めて良好であり、同時
にチーズの切り替え回数の低減が可能となるために加工
コストの大幅な低減が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】紙管にマルチフィラメントを巻き付けたチーズ
状パッケージの概略図を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的にポリトリメチレンテレフタレー
   トからなる、複屈折率０．０２５以上、伸度２０〜１５
   ０％のマルチフィラメントが巻き付けられ、バルジ率が
   １０％未満であることを特徴とするチーズ状パッケー
   ジ。
2. 【請求項２】 紡口より押出した溶融マルチフィラメン
   トを、紡口直下に設けた３０〜２００℃の雰囲気温度に
   保持した長さ２〜８０ｃｍの保温領域を通過させて急激
   な冷却を抑制した後、この溶融マルチフィラメントを急
   冷して固体マルチフィラメントに変え、４０〜７０℃に
   加熱した第一ロールで３００〜３０００ｍ／ｍｉｎ巻き
   付け、次に巻き取ることなく１２０〜１６０℃に加熱し
   た第二ロールに巻き付け、第一ロールと第一ロールより
   速度を速めた第二ロールの間で１．５〜３倍に延伸し、
   巻き取る前にマルチフィラメントを（ポリマーのガラス
   転移点＋２０）℃以下に急冷した後、第二ロールよりも
   低速で巻き取って得られることを特徴とする請求項第１
   項記載のチーズ状パッケージの製造方法。
3. 【請求項３】 紡口より押出した溶融マルチフィラメン
   トを、紡口直下に設けた３０〜２００℃の雰囲気温度に
   保持した長さ２〜８０ｃｍの保温領域を通過させて急激
   な冷却を抑制した後、この溶融マルチフィラメントを急
   冷して固体マルチフィラメントに変え、巻き取る前にマ
   ルチフィラメントを（ポリマーのガラス転移点＋２０）
   ℃以下に急冷した後２８００〜４０００ｍ／ｍｉｎで巻
   き取って得られることを特徴とする請求項第１項記載の
   チーズ状パッケージの製造方法。