JP2002061038A

JP2002061038A - ポリトリメチレンテレフタレート繊維

Info

Publication number: JP2002061038A
Application number: JP2000243075A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Fujimoto; 克宏藤本; Yoshimi Kuroda; 良美黒田
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2002-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】巻締まりおよびバルジの発生無く工業的に製
造可能で、安定して高速での延伸仮撚加工ができるＰＴ
Ｔ−ＰＯＹ及び、優れた品質の仮撚加工糸を提供する。【解決手段】高重合度のＰＴＴポリマーを用い、溶融
繊維の急激な冷却を抑制するために特定範囲の紡口表面
温度として押出し、極低張力にて巻き取る特殊な紡糸法
を用いて製造した、特定の範囲内の極限粘度、配向性、
伸度及び収縮性を有したＰＴＴ−ＰＯＹ、及び該繊維の
仮撚加工糸、およびそれらの製造方法。【効果】巻締まりやバルジの発生を無く製造でき、高
速での延伸仮撚加工性を格段に向上でき、高品質の仮撚
加工糸を生産性良く得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速での延伸仮撚
加工に適したポリトリメチレンテレフタレート部分配向
繊維及びそのチーズ状パッケージ及び仮撚加工糸に関す
る。更に詳しくは、本発明は工業的に製造可能で、安定
した高速での延伸仮撚加工ができるポリトリメチレンテ
レフタレート部分配向繊維、チーズ状パッケージ及び高
速での延伸仮撚加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリトリメチレンテレフタレート（以下
「ＰＴＴ」と略す）を用いた繊維は、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（以
下「ＰＥＴ」と略す）繊維に類似した性能を併せ持つ画
期的な繊維である。ＰＴＴ繊維の特性を最大限に生かせ
る繊維形態の一つとして仮撚加工糸がある。ＰＴＴ繊維
の仮撚加工糸は、特開平９−７８３７３号公報、特開平
１１−０９３０２６号公報に開示されているように、Ｐ
ＥＴ繊維等のポリエステル繊維に比較して、弾性回復
性、ソフト性に富むので、ストレッチ用原糸として極め
て優れたものとなる。

【０００３】このようなＰＴＴ仮撚加工糸の特徴を生か
して、ＰＥＴやポリアミド繊維が用いられているような
幅広い分野に用いる場合、生産性を高め、製造コスト低
減を図ることが非常に重要となる。しかしながら、上記
公報等では、生産性の低い、紡糸−延伸といった２段階
の工程により製造する延伸繊維を仮撚加工の原糸として
用いているため、繊維製造コストが高くなってしまう。
また、供給原糸が延伸糸であるため生産性の高い高速で
の延伸仮撚加工を行うことはできない。

【０００４】生産性を高め、製造コスト低減を図るため
には、ＰＥＴやポリアミド繊維と同様に、１段階の工程
で製造した繊維を用いて、高速での延伸仮撚加工を行う
ことが望まれる。１段階の工程で製造したＰＴＴ繊維を
用いて、高速での延伸仮撚加工を行う技術としては、
「ＣｈｅｍｉｃａｌＦｉｂｅｒｓＩｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌ」４７巻、１９９７年２月発行、７２〜７４
頁にＰＴＴの部分配向繊維（以下「ＰＯＹ」と略す）を
用いて延伸仮撚加工する技術が示されている。ここでは
極限粘度［η］が０．９のＰＴＴポリマーを２５０〜２
７５℃で押出して冷却固化した後、仕上げ剤を付与し、
ゴデットロールを用いず、あるいは冷たいゴデットロー
ルを介した後、６００〜３２００ｍ／分で巻き取ったＰ
ＴＴ−ＰＯＹ繊維を、４５０〜１１００ｍ／分の加工速
度で仮撚加工する技術が記載されている。

【０００５】また「ＣｈｅｍｉｃａｌＦｉｂｅｒｓ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ」５０巻、２０００年２月
発行、５３〜５６頁にはＰＴＴポリマーを２４５〜２６
５℃で押出して冷却固化した後、仕上げ剤を付与し、ゴ
デットロールを用いず、あるいはゴデットロールを介し
た後６００〜３０００ｍ／分で巻き取ったＰＴＴ−ＰＯ
Ｙ繊維を、非接触式ヒーターでは２３０℃、接触式では
１６０℃の温度にて５００〜７００ｍ／分の加工速度で
仮撚加工する技術が記載されている。しかしながら、本
発明者らの検討によると、上記文献に記載されている技
術で５００ｍ／分以上といった高速での延伸仮撚加工を
行おうとしても、ＰＥＴ仮撚加工糸や、二段階で製造し
た延伸糸を低速にて仮撚加工したＰＴＴ仮撚加工糸と比
較して、十分なけん縮を付与することができず、けん縮
数、伸縮伸長率、伸縮弾性率が低く、ソフトさやストレ
ッチ性に劣った品質の低い仮撚加工糸しか得ることがで
きない。また、この加工糸を用いてもけん縮数が少ない
ために表面がざらざらして粗い品位の低い布帛しか得る
ことができない。

【０００６】このように、高速の延伸仮撚加工でけん縮
特性に優れた仮撚加工糸ができない原因としては次のよ
うに考えられる。ＰＴＴ分子はコイル状の形状をとって
いるため、隣接する分子との結合力が弱く、分子が活発
に動く温度では部分溶融が起きる。このためＰＥＴ繊維
やポリアミド繊維とは異なり、ＰＴＴ繊維は仮撚加工時
のような１６０℃を越える温度では強度、伸度が低下す
る。この結果、加工時の張力が高くなる高速での仮撚加
工では毛羽や糸切れが発生してしまう。撚数を下げた
り、加工温度を下げたりすると毛羽や糸切れは抑制でき
るが、けん縮数、伸縮伸長率、伸縮弾性率が低く、ソフ
トさやストレッチ性に劣った品質の低い仮撚加工糸しか
得られなくなってしまう。

【０００７】仮撚加工性を高める技術としては、大韓民
国公開特許第９８０４９３００号公報に、極限粘度０．
７５〜１．１のＰＴＴポリマーを用いて、２５００〜５
５００ｍ／分の紡糸速度で紡糸するＰＴＴ−ＰＯＹの製
造方法及び、該ＰＯＹを用いて加工温度１５０〜１６０
℃、加工速度４００ｍ／分にて仮撚加工する技術が開示
されている。該公報では仮撚加工性を向上するために、
１．０といった極限粘度［η］の高いポリマーを用い、
可能な限り紡速を高めて、ＰＴＴ−ＰＯＹの強度及び耐
熱性を向上させている。また、特開昭５７−１９３５３
４号公報には、極限粘度［η］０．９７のポリマーを用
い、２５００〜３０００ｍ／分の紡糸速度で紡糸するＰ
ＴＴ−ＰＯＹが開示されている。

【０００８】しかしながら、本発明者らの検討による
と、上記特許文献に記載されているような極限粘度の高
いポリマーを用いても、高温時強度を十分に高めること
はできず、高速の延伸仮撚加工にて品質の優れた仮撚糸
を得ることはできない。また、極限粘度の高いポリマー
を用いた場合には、溶融粘度が高くなるため押出圧が高
くなって均一な押出が困難となったり、紡糸張力が高く
なって糸切れが発生しやすくなる。更に、極限粘度の高
いポリマーを用いると、得られる繊維の沸水収縮率や熱
応力のピーク値が高くなるために、糸管上で糸が大きく
収縮して糸管を締め付ける。このため通常工業生産して
いる糸量を巻取ると糸管が変形し、糸管に糸が巻き付け
られているチーズ状パッケージを巻取機のスピンドルよ
り取り外すことが困難となる。上記のように繊維が収縮
する理由としては次の２つが考えられる。

【０００９】１）ＰＥＴと異なり、ＰＴＴはジグザグ状
の分子構造を有しているのでガラス転移点（以下「Ｔ
ｇ」と略す）が３０〜５０℃と低く、室温でも分子が運
動して収縮してしまう。２）ＰＥＴと異なり、ＰＴＴは弾性回復率が高いために
巻き取る際の応力が緩和されずに残り、巻き取った後に
収縮する。分子量が高くなると、特に応力が緩和されに
くく強い力で収縮する。このような状況では、たとえ強度の大きい糸管を使って
糸管の変形を抑えたとしても、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たり、チーズの内層で糸
が堅く締まったりする。このため糸を解舒する時の張力
が高くなると共に、張力変動も大きくなり、仮撚加工時
に毛羽、糸切れが多発したり、けん縮むらや染色むらが
発生したりする。

【００１０】また、極限粘度の高いポリマーを用いた場
合、得られる加工糸の強度や伸長回復率が低くなってし
まう。この原因としては次のように考えられる。すなわ
ち、極限粘度の高いポリマーでは溶融によって分子のか
らみあいを十分にときほぐすことができない。このため
延伸によって分子を十分に配向させることができなくな
り、強度や伸長回復率が低くなってしまう。このような
繊維では仮撚加工での糸切れや毛羽の多発してしまう。
仮に溶融温度を高くしてもからみあいを十分ときほぐす
ことができないばかりか、熱分解により重合度が低下
し、強度や伸長回復率が低下してしまう。このように巻
締まりやバルジが発生せず、毛羽や糸切れなく生産性の
高い高速延伸仮撚により工業的に高品質の仮撚加工糸を
得ることのできるＰＴＴ繊維について開示している先行
技術は全くない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らの検討の結
果、１段階の工程にて製造する高速での延伸仮撚加工に
適したＰＴＴ−ＰＯＹ及びその製造法において従来技術
では以下の問題があることが分かった。（１）高速での延伸仮撚加工では毛羽や糸切れが多発
し、安定して仮撚加工することができない。毛羽や糸切
れを抑制するために撚数や加工温度を下げるとけん縮
数、伸縮伸長率、伸縮弾性率が低く、ソフトさやストレ
ッチ性に劣った品質の低い仮撚加工糸しか得られなくな
ってしまう。（２）高速延伸仮撚加工時の毛羽や糸切れを抑制するた
めに高重合度ポリマーを用いても、十分な効果は得られ
ず、また紡糸時の張力が高まって、糸切れや毛羽が多発
したり、巻締まりやバルジの発生により、工業的に製造
されているＰＥＴ並みの糸量のチーズ状パッケージを巻
き取ることができない。

【００１２】本発明の目的は、工業的に製造可能で、安
定して高速での延伸仮撚加工ができるＰＴＴ繊維、チー
ズ状パッケージおよび品質の高い仮撚加工糸を提供する
ことである。本発明の目的を達成するために解決すべき
課題は、上記（１）問題に対応して工業的な高速での延
伸仮撚加工を可能とするために、高温での強伸度が高
く、かつ延伸性の良好なＰＴＴ−ＰＯＹとし、上記
（２）問題に対応して工業的な製造を可能とするために
糸切れや、巻締まりおよびバルジの発生を抑制すること
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究し
た結果、驚くべきことに、高重合度のＰＴＴポリマーを
用い、溶融繊維の急激な冷却を抑制するために特定範囲
の紡口表面温度として押出し、極低張力にて巻き取る特
殊な紡糸法を用いて製造した、特定の範囲内の極限粘
度、配向性、伸度及び収縮性を有した繊維では、高温で
の強伸度に優れ、高速での延伸仮撚加工性を格段に向上
できることを見出し本発明を完成した。即ち本発明は以
下のとおりのものである。１．ＰＴＴ繊維（Ｉ）９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート繰
返単位から構成されるポリトリメチレンテレフタレート
からなり、下記（Ａ）〜（Ｄ）の要件を満足することを
特徴とするＰＴＴ繊維。（Ａ）極限粘度：１．０〜１．６（Ｂ）複屈折率：０．０３〜０．０７（Ｃ）破断伸度：４０〜１４０％（Ｄ）熱応力のピーク値：０．０１〜０．１０ｃＮ／ｄｔｅｘ

【００１４】（ＩＩ）（Ｉ）において１６０℃での強度
と伸度を用いて、下記式より計算されるタフネスが９以
上であることを特徴とするＰＴＴ繊維。タフネス＝強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ） × √伸度（％）（ＩＩＩ）（Ｉ）または（ＩＩ）において、下記（Ｅ）
〜（Ｆ）を満足することを特徴とするＰＴＴ繊維。（Ｅ）密度：１．３２０〜１．３４０ｇ／ｃｍ³ （Ｆ）沸水収縮率：３〜４０％（ＩＶ）（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、繊維軸に対して
直行方向の広角Ｘ線回折強度が下記式を満足することを
特徴とするＰＴＴ繊維。Ｉ₁／Ｉ₂≧１．０ここで、Ｉ₁：２θ＝１５．５〜１６．５°の最大回折
強度Ｉ₂：２θ＝１８〜１９°の平均回折強度

【００１５】２．チーズ状パッケージ（Ｉ）本発明のＰＴＴ繊維（Ｉ）〜（ＩＶ）のいずれか
が巻き付けられ、バルジ率が２０％以下であることを特
徴とするチーズ状パッケージ。３．ＰＴＴ繊維の製造方法（Ｉ）９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート繰
返単位から構成される極限粘度１．０〜１．６のポリト
リメチレンテレフタレートを溶融紡糸する方法であっ
て、紡口表面温度を２５５〜２９０℃として紡口より押
出した溶融マルチフィラメントを冷却して固体マルチフ
ィラメントに変えた後、０．０２〜０．２０ｃＮ／ｄｔ
ｅｘの巻取張力にて２０００〜４０００ｍ／分の速度で
巻き取ることを特徴とするＰＴＴ繊維の製造方法。（ＩＩ）（Ｉ）において、紡口より押出した溶融マルチ
フィラメントを冷却して固体マルチフィラメントに変え
た後に、５０〜１７０℃で熱処理を行うことを特徴とす
るＰＴＴ繊維の製造方法。

【００１６】４．仮撚加工糸（Ｉ）９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート繰
返単位から構成されるポリトリメチレンテレフタレート
からなり、下記（Ｇ）〜（Ｊ）の要件を満足することを
特徴とする仮撚加工糸。（Ｇ）極限粘度：１．０〜１．６（Ｈ）伸縮伸長率：１８０〜３００％（Ｉ）伸縮弾性率：８０〜１００％（Ｊ）けん縮数：４〜３０個／ｃｍ５．仮撚加工糸の製造方法（Ｉ）上記（Ｉ）〜（ＩＶ）のいずれかに記載のＰＴＴ
繊維を用いて、仮撚加工速度５００〜１２００ｍ／分、
加工温度１６５〜２１０℃にて延伸仮撚加工することを
特徴とする仮撚加工糸の製造方法。

【００１７】以下、本発明を詳細に説明する。（１）ポリマー原料等本発明に用いるポリマーは、９０モル％以上がトリメチ
レンテレフタレート繰返し単位から構成されるポリトリ
メチレンテレフタレート（ＰＴＴ）である。ここでＰＴ
Ｔとは、テレフタル酸を酸成分としトリメチレングリコ
ール（１，３−プロパンジオールともいう）をジオール
成分としたポリエステルである。該ＰＴＴには、１０モ
ル％未満で他の共重合成分を含有してもよい。そのよう
な共重合成分としては、５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸、５−カリウムスルホイソフタル酸、３，５−ジカ
ルボン酸ベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム
塩、３，５−ジカルボン酸ベンゼンスルホン酸トリブチ
ルメチルホスホニウム塩、１，４−ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、１，６−ヘキサメチレングリコ
ール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シク
ロヘキサンジメタノール、アジピン酸、ドデカン二酸、
１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等のエステル形成
性モノマーが挙げられる。

【００１８】本発明に用いるポリマーには、必要に応じ
て、各種の添加剤、例えば、艶消剤、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、酸化チタン以外の艶
消し剤、などを共重合、または混合してもよい。特に、
紡糸時や後加工時の毛羽や糸切れを抑制するために、平
均粒径０．０１〜２μｍの酸化チタンを０．０１〜３重
量％含有することが好ましい。本発明に用いるポリマー
の極限粘度［η］は１．０〜１．６である必要がある。
更に好ましくは１．１〜１．５、特に好ましくは１．２
〜１．４である。この範囲のポリマーを用いることでは
じめて高温でのタフネスを高めることができ、本発明の
目的とする高速での延伸仮撚加工性に優れたＰＴＴ−Ｐ
ＯＹを得ることができる。極限粘度［η］が１．０未満
の場合は、高速での延伸仮撚加工要求される高温での強
度の発現が困難となる。一方、極限粘度が１．６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ない。

【００１９】なお、本発明におけるポリマーの極限粘度
［η］は、オストワルド粘度計を用い、３５℃、ｏ−ク
ロロフェノール中での比粘度ηｓｐと濃度Ｃ（ｇ／１０
０ミリリットル）の比ηｓｐ／Ｃを濃度ゼロに外挿し、
以下の式に従って求めた値である。［η］＝ｌｉｍ（ηｓｐ／Ｃ）Ｃ→０本発明に用いるポリマーの製法として、公知の方法をそ
のまま用いることができる。

【００２０】例えば、テレフタル酸またはテレフタル酸
ジメチルとトリメチレングリコールとを原料とし、チタ
ンテトラブトキシド、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウ
ム、酢酸コバルト、酢酸マンガン、二酸化チタンと二酸
化ケイ素の混合物といった金属塩の１種あるいは２種以
上を加え、常圧下あるいは加圧下でエステル化反応ある
いはエステル交換反応させ、次に、チタンテトラブトキ
シド、三酸化アンチモン、酢酸アンチモンといった触媒
を添加し、２５０〜２７０℃で減圧下重縮合反応させ
る。また、重合の任意の段階で、好ましくは重縮合反応
の前に安定剤を添加することが白度の向上、溶融安定性
の向上、ＰＴＴオリゴマーやアクロレイン、アリルアル
コールといった分子量が３００以下の有機物の生成を制
御できる観点で好ましい。ポリマーの重合度を高めるた
めには、上記のような溶融重合を行った後に、窒素下あ
るいは減圧下で固相重合を行うことが好ましい。固相重
合を行う温度は、２００〜２２０℃の範囲であること
が、重合速度やポリマーの着色、融着を抑制するという
観点から好ましい。

【００２１】（２）ＰＴＴ繊維（Ｉ）本発明のＰＴＴ繊維としては、下記（Ａ）〜
（Ｄ）の要件を満足する必要がある。（Ａ）極限粘度：１．０〜１．５（Ｂ）複屈折率：０．０３〜０．０７（Ｃ）破断伸度：４０〜１４０％（Ｄ）熱応力のピーク値：０．０１〜０．１０ｃＮ／ｄｔｅｘ本発明の第一の課題である、毛羽や糸切れの発生のない
安定した高速の延伸仮撚加工を可能にするためには、高
温でのタフネスを高めるために繊維の重合度を高め、特
定範囲の配向度及び分子のからみあいとする必要があ
る。また本発明の第二の課題である、繊維の巻締まりを
解消するためには、糸管上で糸が大きく収縮しないよう
に、分子が過度に配向して緊張した状態になっていない
ことが重要である。このためには繊維を特定範囲の配向
度、緊張状態とする必要がある。

【００２２】重合度の指標としては、極限粘度が適して
いる。配向性の指標としては、繊維の複屈折率が適して
いる。分子のからみあいと配向性の指標としては破断伸
度が適している。また、繊維の緊張状態を表す指標とし
ては熱応力のピークが適している。従って、繊維の極限
粘度、複屈折率、破断伸度、熱応力のピーク値が前記の
範囲を満足することで、はじめて毛羽や糸切れ無く安定
した高速での延伸仮撚加工ができ、巻締まりやバルジの
発生がなく工業的に製造可能できるＰＴＴ−ＰＯＹとな
る。

【００２３】（ｉ）極限粘度（Ａ）繊維の極限粘度［η］は１．０〜１．６である必要があ
る。繊維の極限粘度がこの範囲であることではじめて高
温でのタフネスを高めることができ、本発明の目的とす
る高速での延伸仮撚加工性に優れたＰＴＴ−ＰＯＹとな
る。極限粘度［η］が１．０未満の場合は、高速での延
伸仮撚加工要求される高温でのタフネスの発現が困難と
なる。一方、極限粘度が１．６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、不均一な繊維しか得ることができなくなっ
たり、紡糸条件を調整しても分子が緊張状態となった熱
応力のピーク値が大きく、巻締まりやすい繊維しか得る
ことができなかったりする。繊維の極限粘度は好ましく
は１．１〜１．５、特に好ましくは１．２〜１．４であ
る

【００２４】（ｉｉ）複屈折率（Ｂ）繊維の複屈折率は０．０３〜０．０７である必要があ
る。繊維の複屈折率が０．０７を越えると繊維の配向度
が高くなるために伸度が低くなり、高速での延伸仮撚加
工ができなくなる。また収縮する力が強くなるために巻
締まりが発生してしまう。繊維の複屈折率が０．０３未
満では、配向性が低いために室温で保存していても沸水
収縮率などの物性が経時変化してしまったり、繊維が脆
くなってしまったりし、高速での延伸仮撚加工を工業的
に行うことができなくなる。繊維の複屈折率は好ましく
は０．０３５〜０．０６５であり、更に好ましくは０．
０４０〜０．０６０である。

【００２５】（ｉｉｉ）破断伸度（Ｃ）破断伸度は４０〜１４０％であることが必要である。破
断伸度が４０％未満では伸度が低すぎるために、紡糸時
や仮撚加工時に毛羽や糸切れが発生する。破断伸度が１
４０％を越える場合は、室温で保存していても沸水収縮
率などの物性が経時変化してしまったり、繊維が脆くな
ってしまったりし、高速での延伸仮撚加工を工業的に行
うことができなくなる。破断伸度の好ましい範囲は５０
〜１２０％であり、更に好ましくは６０〜１００％であ
る。

【００２６】（ｉｖ）熱応力のピーク値（Ｄ）繊維の熱応力のピーク値は０．０１〜０．１０ｃＮ／ｄ
ｔｅｘである必要がある。繊維の熱応力のピーク値が
０．１０ｃＮ／ｄｔｅｘを越える場合は、繊維が過度に
緊張した状態になっており、収縮する力が強く、巻き取
った後に大きく収縮して巻締まりが発生してしまう。繊
維の熱応力のピーク値が０．０１未満では、収縮する力
が弱すぎるために、巻取り中に繊維が巻崩れたり、配向
性が低いために室温で保存していても沸水収縮率などの
物性が経時変化してしまったり、繊維が脆くなってしま
ったりし、高速での延伸仮撚加工を工業的に行うことは
できなくなる。繊維の熱応力のピーク値は好ましくは
０．０１５〜０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘであり、更に好ま
しくは０．０２〜０．０６ｃＮ／ｄｔｅｘである。

【００２７】（ＩＩ）ＰＴＴ繊維の物性等（ｉ）繊維の高温時物性１６０℃での強度と伸度を用いて、下記式より計算され
るタフネスが９以上であることが好ましい。タフネス＝強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ） × √伸度（％）ＰＴＴの仮撚加工時の毛羽や糸切れを抑制するために
は、加工温度で繊維が切れにくいことが重要である。こ
の切れにくさは繊維が切れるときのエネルギーを簡易的
に示す、一般にタフネスと呼ばれている上記式の強度と
伸度の平方根の積で表すのが良い。タフネスが９未満で
は高温で糸切れしやすくなり、高速での延伸仮撚加工を
工業的に行うことはできなくなる。タフネスは１０以上
が好ましく、１１以上が更に好ましい。タフネスの上限
は特に制限はなく、高ければ高いほど良い。

【００２８】（ｉｉ）密度（Ｅ）繊維の密度は１．３２０〜１．３４０ｇ／ｃｍ³である
ことが好ましい。密度が１．３４０ｇ／ｃｍ³を越える
と巻崩れが発生してしまう。理由は明確ではないが、密
度の高い繊維は結晶性が高く、繊維自体や繊維の表面が
硬くなる。この結果、糸と糸を接触させたときの面積が
小さくなり、糸−糸間の静摩擦係数が下がるからではな
いかと考えられる。また、仮撚加工の際に毛羽や糸切れ
が発生しやすくなり、工業的に安定して仮撚加工を行う
ことができなくなってしまう。一方、密度が１．３２０
ｇ／ｃｍ³未満では分子が固定されておらず、繊維が収
縮して巻締まりが発生してしまったり、繊維の物性が経
時変化してしまい長期間にわたって同一条件にて同じ品
位の仮撚加工糸を得ることができない場合がある。密度
は好ましくは１．３２２〜１．３３６ｇ／ｃｍ³、更に
好ましくは１．３２６〜１．３３４ｇ／ｃｍ³である。

【００２９】（ｉｉｉ）沸水収縮率（Ｆ）繊維の沸水収縮率は３〜４０％であることが好ましい。
沸水収縮率が４０％を越える場合は、分子が緊張した状
態になっているために巻締まりが発生したり、室温で保
存していても沸水収縮率や熱応力のピーク値などの物性
が変化してしまい、長期間にわたって安定して高速での
延伸仮撚加工ができなくなったりする。また３％未満で
は、繊維が脆くなり毛羽、糸切れが多発するために仮撚
加工が困難となる場合はある。沸水収縮率は好ましくは
４〜２０％であり、更に好ましくは、５〜１５％であ
る。

【００３０】（ｉｖ）広角Ｘ線回折による結晶由来の回
折ピークの観察本発明においては、繊維が結晶化して構造が固定されて
いること、すなわち広角Ｘ線回折にて結晶由来の回折ピ
ークが観察されることが好ましい。以下、広角Ｘ線回折
について図面を用いて詳述する。Ｘ線を繊維に対して垂
直方向より照射した際の繊維軸に対して直行方向の回折
パターンの代表的な例として、図１−（イ）に結晶に由
来する回折ピークが観察される場合のパターンを、図１
−（ロ）に結晶に由来する回折ピークが観察されない場
合のパターンを示す。ここでＸ線はＣｕＫα線を用いて
いる。ＰＴＴが三斜晶形に属した結晶形をとることが知
られており、（Ｐｏｌｙｍ．Ｐｒｅｐｒ．Ｊｐｎ．，Ｖ
ｏｌ．２６，ｐ４２７（１９９７））このため繊維が結
晶化している場合は、繊維軸に対して直行方向の２θ＝
１５．５°付近に（０１０）面に由来する回折ピークが
観察される。

【００３１】本発明においては、図１−（イ）に示した
ように、繊維軸に対して直交方向の広角Ｘ線回折強度が
下記の式を満足するかどうかで、回折像が観察されたか
どうかの判定を行った。Ｉ₁／Ｉ₂≧１．０ただし、Ｉ₁：２θ＝１５．５〜１６．５°の最大回折
強度Ｉ₂：２θ＝１８〜１９°の平均回折強度一方、図１−（ロ）では非晶に由来するブロードな回折
が観察されるだけで、図１−（イ）のような結晶に由来
するピークは観察されない。この場合上記式を満足しな
い。広角Ｘ線回折にて結晶に由来する回折ピークが観察
されることで、繊維が明らかに結晶化し、構造が固定さ
れていることが分かる。結晶に由来する回折像が観察さ
れない場合は繊維は結晶化していない。従って分子が固
定されていないために、繊維が収縮して巻締まりが発生
したり、繊維の物性が経時変化してしまい長期間にわた
って安定して仮撚加工ができなかったりする。Ｉ₁／Ｉ
₂の値は好ましくは１．１以上、更に好ましくは１．２
以上である。

【００３２】（ｖ）強度本発明のＰＴＴ繊維の強度は１．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上
であることが好ましい。１．３ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では
強度が低いために、糸を解舒する際や仮撚加工を行う際
に毛羽や糸切れが多発してしまう。好ましくは、１．５
ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、更に好ましくは１．７ｃＮ／ｄｔ
ｅｘ以上である。

【００３３】（ｖｉ）Ｕ％繊維のＵ％は０〜２％であることが好ましい。Ｕ％は、
ツェルベガーウスター株式会社製ＵＳＴＥＲ・ＴＥＳＴ
ＥＲ３により繊維試料の質量の変動より求めた値であ
る。該装置では電極間に繊維試料を通した際の誘電率の
変化により質量の変動を測定することができる。一定速
度にて該装置を通すと図２に示すようなむら曲線が得ら
れる。この結果より図２中の式（１）に従ってＵ％を求
めることができる。Ｕ％が２％を越える場合は、仮撚加
工時に毛羽や糸切れが多発したり、染めムラやけん縮ム
ラの大きい仮撚加工糸しか得られなくなってしまう。Ｕ
％は１．５％以下であることが好ましく、更に好ましく
は１．０％以下である。もちろんＵ％は低ければ低いほ
ど良い。

【００３４】（ｖｉｉ）繊維の形態本発明のＰＴＴ繊維は、マルチフィラメントが好まし
い。総繊度は特に限定はされないが、通常５〜４００ｄ
ｔｅｘ、好ましくは１０〜３００ｄｔｅｘ、単糸繊度は
特に限定はされないが０．１〜２０ｄｔｅｘ、好ましく
は０．５〜１０ｄｔｅｘ、更に好ましくは１〜５ｄｔｅ
ｘである。繊維の断面形状は、丸、三角、その他の多角
形、扁平、Ｌ型、Ｗ型、十字型、井型、ドッグボーン型
等、制限はなく、中実繊維であっても中空繊維であって
もよい。

【００３５】（３）チーズ状パッケージ本発明の繊維はチーズ状パッケージに巻かれていること
が好ましい。近年の仮撚加工工程の近代化・合理化に追
随するには、パッケージのラージ化、即ち大量巻きの可
能なチーズ状パッケージで巻かれていることが好まし
い。またチーズ状パッケージとすることで、仮撚加工時
に糸を解舒する際、解舒張力の変動が小さくなり、安定
した加工が可能となる。

【００３６】（ｉ）バルジ率本発明の繊維が巻かれたチーズ状パッケージはバルジ率
が２０％以下であることが好ましい。図３−（イ）は糸
が望ましい形状に巻かれたチーズ状パッケージ（１０
０）を示す。糸が糸管等の巻芯（１０３）上に平らな端
面（１０２）を形成した円筒状糸層（１０４）に巻かれ
ている。バルジは、図３−（ロ）に示すように巻糸の収
縮による締め付け力が強く働き、巻糸が滑った時に起こ
るチーズ状パッケージ（１００）の膨らみのある端面
（１０２ａ）である。

【００３７】バルジ率とは、図３−（イ）または図３−
（ロ）に示す最内層の巻幅Ｑ及び、最も膨らんでいる部
分の巻幅Ｒを測定して、下記式を用いて算出した値であ
る。バルジ率＝｛（Ｒ−Ｑ）／Ｑ｝×１００％チーズ状パッケージのバルジ率が２０％を越えるものは
運搬時に巻糸が崩れ解舒できなくなったり、解舒張力の
斑による糸切れ、毛羽、染色斑等が起こりやすい。最悪
の場合は端面が糸管よりも出っ張るために運搬すること
ができなくなる。また巻締まりが大きく、巻取機のスピ
ンドルからはずれなくなる場合も多い。好ましくはバル
ジ率は１５％以下であり、更に好ましくは１０％以下で
ある。もちろん０％が最も好ましい。

【００３８】（ｉｉ）チーズ状パッケージ形状工業的に製造する上では紡糸の際に糸管を交換する頻度
を減らすことが作業効率の向上、コストダウンの観点よ
り極めて重要である。また、仮撚工程においては、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
につなぎ込んで使用するが、このつなぎ込みの頻度を減
らすことも作業効率の向上、コストダウンの観点から極
めて重要である。従って、該チーズ状パッケージには１
ｋｇ以上の本発明の繊維が巻かれていることが好まし
く、更に好ましくは２ｋｇ以上、一層好ましくは４ｋｇ
以上である。１ｋｇ未満では糸管交換の頻度やつなぎ込
みの頻度が高過ぎ、工業的に製造するのは困難となって
しまう。

【００３９】また、高速で延伸仮撚を行う際は、糸管か
ら繊維を解除する際の張力を下げるとともに、張力の変
動を抑えることが好ましい。ＰＴＴ繊維はＰＥＴ等に比
べ摩擦係数が高いため、高速で糸管より繊維を解舒する
と糸切れや毛羽が発生しやすい。また張力が変動しやす
く、均一な仮撚加工糸を得るのは容易でない。このため
には、糸管上の繊維の巻幅Ｑを４０〜３００ｍｍとする
ことが好ましい。巻幅が３００ｍｍを越えると解除する
際の張力が高くなるとともに、張力変動が大きくなって
しまう。巻幅が４０ｍｍ未満では張力は低くなるもの
の、解舒の際に巻糸の端部が崩れやすくなってしまう。
巻幅は６０〜２００ｍｍがより好ましく、７０〜１５０
ｍｍが更に好ましい。糸管は直径が５０〜２５０ｍｍで
あることが好ましく、より好ましくは８０〜１５０ｍｍ
である。本発明に用いる糸管はフェノール樹脂などの樹
脂、金属、紙のいずれで形成されていても良い。紙の場
合は５ｍｍ以上の厚みであることが好ましい。

【００４０】（４）ＰＴＴ繊維の製造方法次に本発明のＰＴＴ繊維およびチーズ状パッケージを得
る方法を例示する。本発明のＰＴＴ繊維は、基本的に
は、極限粘度１．０〜１．６のＰＴＴポリマーを用い
て、紡口表面温度を２５５〜２９０℃として紡口より押
出した溶融マルチフィラメントを冷却して固体マルチフ
ィラメントに変えた後、０．０２〜０．２０ｃＮ／ｄｔ
ｅｘの巻取張力にて２０００〜４０００ｍ／分の速度で
巻き取ることにより得られる。

【００４１】以下に本発明のＰＴＴ繊維の好ましい製造
方法を図４及び図５を用いて詳述する。１）まず、乾燥機１で１００ｐｐｍ以下の水分率まで乾
燥されたＰＴＴペレットを２５０〜２９０℃に設定され
た押出機２に供給し溶融する。溶融ＰＴＴは２６５〜２
９５℃に設定されたスピンヘッド４に送液され、ギヤポ
ンプで計量される。その後、紡口パック５に装着された
複数の孔を有する紡口６を経て溶融マルチフィラメント
として紡糸チャンバー１４内に押出される。押出機に供
給するＰＴＴペレットの水分率は、ポリマーの重合度低
下を抑制するという観点から５０ｐｐｍ以下が好まし
く、更に好ましくは３０ｐｐｍ以下である。押出機の温
度は、押出機の能力、ＰＴＴペレットの極限粘度や形状
によって上記範囲内より最適な温度を選ぶことが好まし
い。押出機の温度は２５５〜２８０℃がより好ましい範
囲である。押出機にて溶融されたポリマーは、次いでス
ピンヘッド４に送液され、ギヤポンプで計量され、紡口
６より押出される。

【００４２】本発明においては、紡口表面温度を２５５
〜２９０℃とすること重要なポイントの一つである。極
限粘度の高いポリマー、すなわち高重合度のポリマーは
溶融粘度や伸長粘度が高いために、ＰＯＹのように高速
で巻取る紡糸を行う場合、次のような問題が発生する。・紡糸張力が高くなってしまって糸切れが多発する。・糸ムラが発生する。このため延伸仮撚加工時に糸切れ
や毛羽が多発する。・伸長粘度の高いポリマーを無理に引き伸ばすために、
分子が過度に緊張した状態となり、沸水収縮率や熱応力
のピーク値が大きくなる。この結果巻締まりが発生す
る。・伸長粘度の高いポリマーを無理に引き伸ばすために分
子の絡み合いを十分解きほぐすことができず、延伸仮撚
加工にて延伸を行うと、張力が高くなって毛羽や糸切れ
が多発したり、分子を十分引きそろえることができない
ために、得られる加工糸の強度や伸縮弾性率が低くなっ
てしまう。

【００４３】溶融粘度や伸長粘度を下げるためにスピン
ヘッド温度を高くすると、熱分解が激しくなって得られ
た繊維が着色したり、重合度が下がるために満足し得る
強度を示さなくなり、高速での延伸仮撚加工ができなく
なったりする。このような問題を解決するためには、紡
口表面温度を本発明の範囲内にすることが必要である。
紡口表面温度が２５５℃未満では、糸切れや毛羽の多発
や糸ムラ発生等、上記の問題が発生する。また、紡口表
面温度が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を示さなくなり、
高速での延伸仮撚加工ができなくなる。紡口表面温度は
２６０〜２８５℃が好ましく、２６５〜２８０℃が更に
好ましい。

【００４４】このような紡口表面温度にするためには、
スピンヘッド温度を適切にするとともに、紡口直下に加
熱筒を設置することが好ましい。スピンヘッド温度は２
６５〜２９５℃とすることが好ましく、２７０〜２９０
℃とすることが更に好ましく、２７５〜２８５℃とする
ことが特に好ましい。また加熱筒温度は１００〜３５０
℃が好ましく、１５０〜３００℃が更に好ましく、２０
０〜２５０℃が特に好ましい。加熱筒の長さは、ポリマ
ーのからみあいをほぐす効果と紡糸の作業性より考えて
５０〜３００ｍｍが好ましく、１００〜２５０ｍｍが更
に好ましい。

【００４５】本発明においては、押出されたポリマーを
過度に引き伸ばさないために、紡糸時のドラフトを１０
０〜１０００の範囲とすることが好ましい。ここで紡糸
ドラフトとは、下記の式で表される値である。紡糸ドラフト＝Ｖ₂／Ｖ₁ ただし、Ｖ₁：紡口から押し出される際のポリマーの
線速度（ｍ／分）Ｖ₂：第1ロール速度（ｍ／分）（第１ロールを使用しない場合は、巻取り速度）ドラフトが１００未満では、紡口径が小さくなりすぎる
ために押出圧力が高くなり、メルトフラクチャーが発生
して伸度等の物性ムラが大きくなったり、巻取り速度が
遅すぎるために配向度や伸度が本発明のＰＴＴ−ＰＯＹ
の範囲より外れてしまったりする。ドラフトが１０００
を越えるとポリマーを無理に引き伸ばすために、前記し
た種々の問題が発生しやすくなる。紡糸ドラフトは１５
０〜８００が好ましく、２００〜６００が更に好まし
い。

【００４６】紡口は、直径が０．２５〜０．７ｍｍ、直
径と長さの比が１：０．２５〜１：３の範囲であること
が好ましい。直径が０．２５ｍｍ未満であったり、直径
と長さの比が３を越えると押出圧力が高くなりすぎ押出
しが困難となったり繊維のムラが大きくなってしまった
りしやすい。一方、直径が０．７ｍｍを越えると繊維の
ムラが大きくなる。また直径と長さの比が０．２５未満
では、長期間紡口を用いるうちに紡口が変形したり、欠
けたりしてしまうことがある。

【００４７】２）次に、紡口より押し出された溶融マル
チフィラメントは、冷却して固体マルチフィラメントに
変えられる。冷却は０〜４０℃の冷風を溶融マルチフィ
ラメントに当てて行うことが好ましい。固体マルチフィ
ラメントは巻き取られるまでに、仕上げ剤付与装置１０
によって仕上げ剤を付与されることが好ましい。仕上げ
剤を付与することにより、繊維の集束性、制電性、滑り
性などが良好となり、巻取時や仮撚加工時に毛羽や糸切
れが発生することを抑制したり、巻き取ったチーズ状パ
ッケージのフォームを良好に保つことができる。

【００４８】ここで仕上げ剤とは、乳化剤を用いて油剤
を乳化した水エマルジョン液、油剤を溶剤に溶かした溶
液、あるいは油剤そのものであり、繊維の集束性、制電
性、滑り性などを向上させるものである。ここで油剤と
は、脂肪族エステル、鉱物油、分子量１０００〜２００
００のポリエーテルの１種類以上を含み、これらの和が
４０〜９０重量％である混合物が好ましく、必要に応じ
て成分を選択することが好ましい。

【００４９】本発明において、油剤は濃度１〜２０重量
％の水エマルジョン液として繊維に付与することが好ま
しい。水エマルジョン液とすることで油剤の付着ムラを
抑制したり、巻糸のフォームを良好にすることが容易と
なる。水エマルジョン液の濃度は２〜１０重量％がより
好ましく、３〜７重量％が特に好ましい。油剤の濃度が
低い場合は、好ましい油剤量を繊維に付着させるために
は、多量の仕上げ剤を繊維に付与する必要がある。濃度
が１重量％未満では、仕上げ剤量が多くなりすぎ、繊維
に付与することが困難となる。一方、濃度が２０重量％
を越えると、仕上げ剤の粘度が高く、しかも一定量の油
剤を繊維に付着させようとしたときに仕上げ剤の量が少
なくなるため、繊維に均一に油剤を付与しにくくなる。

【００５０】油剤は繊維の重量に対して０．２〜３重量
％付着させることが好ましい。０．２重量％未満では、
油剤の効果が小さく、静電気により糸がばらけたり、摩
擦により糸切れや毛羽が発生したりする。また３重量％
を越えると、繊維の走行時の抵抗が大きくなりすぎた
り、油剤がロール、熱板、ガイド等に付着してこれらを
汚したりする。油剤は繊維の重量に対して０．２５〜
１．０重量％付着させることが好ましく、特に好ましく
は０．３〜０．７重量％である。もちろん油剤の一部が
繊維内部に浸透していてもよい。

【００５１】仕上げ剤を付与する方法としては、公知の
オイリングロールを用いる方法や例えば特開昭５９−１
１６４０４号公報などに開示されるガイドノズルを用い
る方法を用いることができるが、仕上げ剤付与装置自体
の摩擦による糸切れ、毛羽の発生を抑制するためにはガ
イドノズルを用いる方法が好ましい。仕上げ剤を繊維に
付与する位置は、、チャンバー１４内、繊維を熱処理す
るゾーン１５内で第１ロール１１の前、およびこれらの
ゾーンの間のいずれの場所でもよいが、溶融マルチフィ
ラメントが冷却風９によって室温まで冷却されて固体マ
ルチフィラメント８に変えられた直後で最も紡口口金に
近い位置が好ましい。繊維は仕上げ剤を付与すると同時
に集束されるので、この位置が紡口口金に近いほど空気
抵抗を下げることができ、糸切れ、毛羽の発生を抑える
ことができるからである。

【００５２】３）油剤を付与した固体マルチフィラメン
ト８は直接巻取機にて巻き取っても良いが、第１ロール
１１などの回転しているロールに一度巻き付けた後に、
巻取機で巻き取ることが好ましい。ロールと巻取機の速
度を調節することで巻き取り張力を制御することが容易
になるからである。ここで１２は自己駆動しないフリー
ロールである。また固体マルチフィラメントは８は、巻
き取る前に熱処理を行うことが好ましい。熱処理を行う
ことで、繊維を結晶化して、構造を固定することがで
き、巻締まりや、保管中の繊維物性の経時変化を抑制で
きるからである。

【００５３】繊維の熱処理方法としては、図４の第１ロ
ール１１により熱処理する方法の他に、図５−（イ）の
第１ロール１１又は／及び第２ロール１６により熱処理
する方法、図５−（ロ）の第１ネルソンロール１７から
第２ネルソンロール１８のうちいずれか一つあるいは複
数のロールで熱処理する方法、図５−（ハ）の第１ヒー
ター１９又は／及び第２ヒーター２０により熱処理する
方法、図５−（ニ）の第１ヒーター１９により熱処理す
る方法などが挙げられる。図５−（ハ）、（ニ）の場合
は、ヒーターでの熱処理に加えてロールで熱処理を行っ
ても良い。

【００５４】熱処理に用いるヒーターとしては、接触式
のヒーター、非接触式のヒーターいずれを用いてもかま
わない。また、加熱気体を用いる方法でも良い。これら
のうち、加熱ロールを用いる方法が、上記のロールと巻
取機の速度調整と、熱処理を同時に行うことができるこ
とより最も好ましい。本発明において、ロールで熱処理
するとは、自己駆動しているロールで熱処理し、フリー
ロールでは熱処理していないことを示しているが、もち
ろんフリーロールで熱処理を行ってもかまわない。

【００５５】熱処理の温度は５０〜１７０℃であること
が好ましい。５０℃未満では繊維を十分結晶化して構造
を固定することができないために、巻締まりが起きた
り、物性が経時変化するために工業的に仮撚加工が困難
となったりする。また、１７０℃を越えると熱処理時に
糸切れや毛羽が発生したり、結晶化が進みすぎて繊維−
繊維間の静摩擦係数が小さくなってバルジ率が大きくな
ったり、仮撚加工が困難になったりする。熱処理の温度
は、好ましくは６０〜１５０℃、更に好ましくは８０〜
１３０℃である。

【００５６】また、熱処理時間は０．００１〜０．１秒
であることが好ましい。ここで言う熱処理時間とは、複
数のロールやヒーターで熱処理する場合は、これらの合
計時間である。熱処理時間が０．００１秒未満では熱処
理時間が短く十分な結晶化を進めることができないた
め、巻締まりやバルジが発生しやすく、また経時変化も
しやすい。一方、熱処理時間が０．１秒を越えると、結
晶化が進みすぎ、繊維−繊維間の静摩擦係数が小さくな
りすぎてしまい、得られるチーズ状パッケージはバルジ
の大きいものとなりやすい。本発明においては、熱処理
温度が高くなっても、熱処理時間が長くなっても、また
巻取速度が大きくなっても結晶化度は高くなる。このた
め熱処理温度、巻取速度に応じた熱処理時間を選ぶこと
がより好ましい。

【００５７】４）次に固体マルチフィラメントは、巻取
機１３を用いて巻き取られる。巻取速度は２０００〜４
０００ｍ／分であることが必要である。巻取速度が２０
００ｍ／分未満では、繊維の配向が低いために、保管中
に物性が経時変化したり、繊維が脆くなったりして、繊
維の取扱や仮撚加工が困難となる。また、４０００ｍ／
分を越えると、繊維の配向や結晶化が進みすぎ、また巻
取時の張力が下げられないために、糸管上で繊維が大き
く収縮し、巻締まりが発生してしまう。好ましくは、２
２００〜３８００ｍ／分であり、更に好ましくは２５０
０〜３６００ｍ／分である。本発明においては、巻き取
る時の張力が０．０２〜０．２０ｃＮ／ｄｔｅｘである
ことが必要である。

【００５８】従来行われてきたＰＥＴやナイロンの溶融
紡糸でこのように低い張力で巻き取ろうとすると、糸の
走行が安定せず、糸が巻取機のトラバースから外れたり
して糸切れが発生したり、巻糸を次の糸管に自動で切り
替える時に切替ミスが発生したりする。しかしながら、
驚くべきことにＰＴＴ繊維では本発明のように極低い張
力で巻き取ってもこのような問題が発生せず、しかも低
い張力とすることで初めて巻締まりなく良好な巻姿のチ
ーズ状パッケージを得ることができる。このように低い
張力でも安定して巻取りができるのはＰＴＴ繊維の特徴
である低弾性率と高弾性回復率に起因していると考えら
れる。

【００５９】張力が０．０２ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では張
力が弱すぎるために巻取機の綾振りガイドでの綾振りが
良好にできず、巻フォームが悪くなってしまったり、ト
ラバースより糸が外れ、糸切れが起こったりしてしま
う。また、０．２０ｃＮ／ｄｔｅｘを越えると、たとえ
繊維を熱処理して巻き取ったとしても巻締まりが発生し
てしまう。巻き取るときの張力は好ましくは０．０２５
〜０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘ、更に好ましくは０．０３〜
０．１０ｃＮ／ｄｔｅｘである。巻取機の前にロールを
設置する際のロールの周速度は巻取張力が上記の範囲内
になるように、調整することが好ましい。このロール速
度は通常巻取速度に対して０．８０〜１．１倍の速度で
あることが好ましい。

【００６０】本発明では、紡糸過程で必要に応じて、交
絡処理を行ってもよい。交絡処理は、仕上げ剤付与前、
熱処理前、巻取前のいずれか、あるいは複数の場所で行
っても良い。本発明に用いる巻取機としては、スピンド
ル駆動方式、タッチロール駆動方式、スピンドルとタッ
チロールの双方が駆動している方式のいずれの巻取機で
もかまわないが、スピンドルとタッチロールの双方が駆
動している方式の巻取機が糸を多量に巻き取るためには
好ましい。

【００６１】タッチロールあるいはスピンドルどちらか
一方のみが駆動する場合、他方は駆動軸からの摩擦によ
り回転しているため、スピンドルに取り付けられている
糸管とタッチロールでは滑りにより表面速度が異なって
しまう。このためタッチロールからスピンドルに糸が巻
き付けられる際、糸が伸ばされたり、ゆるんだりしてし
まい張力が変わって巻姿が悪化してしまったり、糸がこ
すられてダメージを受けたりしやすい。スピンドルとタ
ッチロールの双方が駆動することによりタッチロールと
糸管の表面速度の差を制御することが可能となって滑り
を減らすことができ、糸の品質や、巻姿を良好にするこ
とができる。

【００６２】繊維を巻き取る際の綾角は３．５〜８°で
あることが好ましい。３．５°未満では糸同士があまり
交差していないために滑りやすく、綾落ちやバルジの発
生が起こりやすい。また８°を越えると、糸管の端部に
巻かれる糸の量が多くなるために中央部に比べ端部の径
が大きくなる。このため巻き取っている際は端部のみが
タッチロールに接触してしまい糸品質が悪化してしまっ
たり、また巻き取った糸を解舒する際の張力変動が大き
くなり、毛羽や糸切れが多発したりしてしまいやすい。
綾角は４〜７°が更に好ましく、特に好ましいのは５〜
６．５°である。

【００６３】５）本発明のＰＴＴ−ＰＯＹは、延伸仮撚
加工を行うことにより非常にソフトで良好なストレッチ
性、およびその持続性を有した仮撚加工糸とすることが
できる。本発明の仮撚加工糸は極限粘度が１．０〜１．
６である必要がある。この範囲の極限粘度とすること
で、本発明の目的とする高速での延伸仮撚加工が可能と
なる。本発明の仮撚加工糸は、伸縮伸長率が１８０〜３
００％、伸縮弾性率が８０〜１００％、けん縮数が４〜
３０個／ｃｍである必要がある。これらを満足すること
で非常にソフトで良好なストレッチ性、およびその持続
性を有すとともに、織編等の工程通過性に優れ、また表
面が滑らかな、品位の高い布帛を得ることが可能とな
る。

【００６４】伸縮伸長率が１８０％未満であったり、伸
縮弾性率が８０％未満であったり、けん縮数が４個／ｃ
ｍ未満であったりすると、ソフトさや弾性回復性の劣っ
た加工糸となったり、バルキー性が不足し、膨らみ感の
不足したフィラメントタッチの加工糸となったりしてし
まう。一方、伸縮伸長率が３００％を越えたり、けん縮
数が３０個／ｃｍを越えたりすると織編等の工程通過性
が悪化したり、得られる布帛はがさつき感、ふかつき感
が大きくなり、ＰＴＴの持つソフトな風合いを充分に活
かした布帛ではなくなってしまう。伸縮弾性率は高けれ
ば高い程良く、１００％が上限である。伸縮伸長率は好
ましくは２００〜２８０％、更に好ましくは２２０〜２
６０％であり、伸縮弾性率は好ましくは８５〜１００
％、更に好ましくは９０〜１００％、けん縮数は好まし
くは６〜２８個／ｃｍ、更に好ましくは８〜２５個／ｃ
ｍである。

【００６５】また、本発明の仮撚加工糸は強度が２．５
ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。この範囲の
強度とすることで、布帛化する工程での糸切れが減少し
たり、得られる布帛の強度を高くすることができる。強
度は３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上がより好ましく、３．２
ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が更に好ましい。強度は高いほど良
いが、通常５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の加工糸を製造するこ
とは困難である。このような仮撚加工糸は本発明のＰＴ
Ｔ−ＰＯＹ及びチーズ状パッケージを用いることで初め
て得ることができる。繊維の極限粘度が高く特定の構造
を有しているために高温時の物性に優れ、チーズ状パッ
ケージからの解舒張力が低くかつ張力ムラが小さいため
に、適正な加熱温度、撚数、ドロー比、ディスク速度／
糸速度の比が選定できるからである。

【００６６】延伸仮撚加工の方法としては、高速での延
伸仮撚加工が可能なフリクションタイプ、ニップベルト
タイプ、エアー加撚タイプ等が好ましい。加工速度は生
産性より考えると、５００ｍ／分以上が好ましく、７０
０ｍ／分以上が更に好ましく、８００ｍ／分以上が特に
好ましい。加工温度は、接触式のヒーターでは１６５〜
２１０℃である必要がある。加工温度が１６５℃未満で
は十分なけん縮を付与することができない。また、２１
０℃を越えると毛羽や糸切れが多発してしまう。非接触
式のヒーターでは、ヒーターと繊維との距離により好ま
しい温度が変化するが、上記範囲はおおよそ２４０〜５
００℃に相当する。接触式ヒーターでの温度は１７０〜
２００℃がより好ましくは、更に好ましくは１７５〜１
９０℃である。

【００６７】仮撚加工時のドロー比（延伸倍率）は、仮
撚加工糸の伸度が４０〜５０％となるように調整するこ
とが好ましい。この場合、延伸比は、通常１．０５〜
２．０倍である。ディスク式の仮撚機の場合、加撚ディ
スクはセラミック、ウレタン等を用いることが好まし
く、ディスク速度／糸速度の比（Ｄ／Ｙ比）は１．７〜
３であることが好ましい。この範囲とすることで、本発
明の範囲のけん縮数とすることが容易となる。

【００６８】

【発明の実施の形態】本発明について、以下に実施例な
どを用いて具体的に説明する。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）極限粘度極限粘度［η］は、オストワルド粘度計を用い、３５
℃、ｏ−クロロフェノール中での比粘度ηｓｐと濃度Ｃ
（ｇ／１００ミリリットル）の比ηｓｐ／Ｃを濃度ゼロ
に外挿し、以下の式に従って求めた。［η］＝ｌｉｍ（ηｓｐ／Ｃ）Ｃ→０

【００６９】（２）複屈折率繊維便覧−原料編、ｐ．９６９（第５刷、１９７８年丸
善株式会社）に準じ、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。（３）強度（破断強度）、伸度（破断伸度）ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に基づいて定速伸長形引張試験機
であるオリエンテック（株）社製テンシロンを用いて、
つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分にて測定し
た。１６０℃での強度、伸度は同様な装置、条件にて、
サンプルを１６０℃の高温槽に入れた状態で測定を行っ
た。

【００７０】（４）熱応力のピーク値鐘紡エンジニアリング社製のＫＥ−２を用いた。初過重
０．０４４ｃＮ／ｄｔｅｘ、昇温速度１００℃／分で測
定した。得られたデーターは横軸に温度、縦軸に熱応力
をプロットし温度−熱応力曲線を描く。熱応力の最大点
の値を熱応力のピーク値とした。（５）密度ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に基づいて四塩化炭素およびｎ−
ヘプタンにより作成した密度勾配管を用いて密度勾配管
法にて測定を行った。（６）沸水収縮率ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に基づき、かせ収縮率として求め
た。

【００７１】（７）広角Ｘ線回折（カウンター法）理学電機株式会社（現株式会社リガク）製広角Ｘ線回折
装置ロータフレックスＲＵ−２００を用いて下記の条件
にて観察を行った。Ｘ線種：ＣｕＫａ線出力：４０ＫＶ１２０ｍＡゴニオメーター：理学電機株式会社（現株式会社リガク）製検出器：シンチレーションカウンター計数記録装置：ＲＩＮＴ２０００、オンラインデータ処理システムスキャン範囲：２θ＝５〜４０° サンプリング間隔：０．０３° 積算時間：１秒回折強度は、サンプルを測定して得た回折強度と空気散
乱強度より以下の式に従って求めた真の回折強度を用い
た。真の回折強度＝サンプルの回折強度 − 空気散乱
強度

【００７２】（８）Ｕ％Ｕ％はツェルベガーウスター株式会社製ＵＳＴＥＲ・Ｔ
ＥＳＴＥＲ３により下記の条件にて測定して求めた。測定速度：１００ｍ／分測定時間：１分測定回数：２回撚り種類：Ｓ撚り

【００７３】（９）油剤付着率ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に基づき、繊維をジエチルエーテ
ルで洗浄し、ジエチルエーテルを留去して繊維表面に付
着した純油剤量を繊維重量で割って求めた比率を油剤付
着率とした。（１０）バルジ率図３−（イ）または図３−（ロ）に示す糸層（１０４）
の最内層の巻幅Ｑ及び、最も膨らんでいる部分の巻幅Ｒ
を測定して、以下の式に従って算出した。バルジ率＝｛（Ｒ−Ｑ）／Ｑ｝×１００％

【００７４】（１１）仮撚加工糸のけん縮数ＪＩＳ−Ｌ−１０１５に基づき、５本の仮撚加工糸につ
いて９０℃の空気中で１５分間処理した後、仮撚加工糸
２５ｍｍ間当たりのけん縮数を数え、平均値を求めた。
この結果を１ｃｍ当たりのけん縮数に換算した値を用い
た。（１２）仮撚加工糸の伸縮伸長率ＪＩＳ−Ｌ−１０９０に基づき、９０℃の空気中で１５
分間処理した後、伸縮性Ａ法により仮撚加工糸の伸縮伸
長率（％）を求めた。（１３）仮撚加工糸の伸縮弾性率ＪＩＳ−Ｌ−１０９０に基づき、９０℃の空気中で１５
分間処理した後、伸縮性Ａ法により仮撚加工糸の伸縮弾
性率（％）を求めた。

【００７５】

【実施例１〜４】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０．１重量％に相当するチタンテトラブトキ
シドを加え、常圧下ヒーター温度２４０℃でエステル交
換反応を完結させた。次にチタンテトラブトキシドを更
に理論ポリマー量の０．１重量％、二酸化チタンを理論
ポリマー量の０．０５重量％添加し、２７０℃で３時間
反応させた。得られたポリマーを更に減圧下、２１０℃
にて固相重合し第一表に示した極限粘度のポリマーを得
た。得られたポリマーを図４に示した装置を用いて、定
法により乾燥し、水分を５０ｐｐｍにした後、２６０℃
に設定した押出機にて溶融させた後、第一表に示した温
度のスピンヘッドに送液し、直径０．３５ｍｍ、長さ
０．３５ｍｍの孔が３６個開いた一重配列の紡口より押
出した。紡口下には第一表に示した温度とした長さ１０
０ｍｍの加熱筒を設置した。この時の紡口表面温度を第
一表に示した。

【００７６】次に、温度２０℃の冷風を風速０．４ｍ／
分にて溶融マルチフィラメントに当てて急冷し固体マル
チフィラメントに変えた後、ガイドノズルを用いて、ス
テアリル酸オクチル６０重量％、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル１５重量％、リン酸カリウム３重量％を
含んだ油剤を濃度５重量％の水エマルジョン仕上げ剤と
して、繊維に対して油剤付着率が０．５重量％となるよ
うに付与した。油剤を付与した固体マルチフィラメント
は、第一表の温度、速度の第１ロールに６回巻き付けた
後、スピンドルとタッチロールの双方を駆動する方式の
巻取機を用いて、第一表に示した巻取速度、巻取張力に
て、綾角５°として直径１２４ｍｍ、厚み７ｍｍの紙製
の糸管に巻幅９０ｍｍにて４ｋｇ巻き取って１００ｄｔ
ｅｘ／３６ｆの繊維の巻かれたチーズ状パッケージを得
た。巻き取ったチーズ状パッケージは巻取機のスピンド
ルより容易に抜け、バルジ率も良好な範囲であった。得
られた繊維物性を第二表に記す。得られた繊維はいずれ
も本発明の範囲に相当するものであり、紡糸過程で糸切
れ、毛羽の発生は認められなかった。

【００７７】

【比較例１〜５】第一表に示した条件にて、実施例１と
同様にして繊維を得た。得られた繊維物性を第二表に記
す。比較例１、２は、用いたポリマーの極限粘度が低い
ために繊維の極限粘度が本発明の範囲を外れており、１
６０℃でのタフネスも低いものであった。比較例３は、
用いたポリマーの極限粘度が高すぎるために、紡糸中に
糸切れが多発し、繊維を得ることができなかった。比較
例４は、加熱筒を設置しなかったために紡口表面温度が
低くなり、巻締まりが発生して１ｋｇ巻き取ってもチー
ズ状パッケージを巻取機のスピンドルより取り出すこと
ができなかった。繊維を２００ｇ程度巻き取って繊維物
性を測定したところ、熱応力のピーク値が高く、また糸
ムラが大きくＵ％も高いものであった。比較例５は、巻
取速度が低いために複屈折率、伸度が本発明の範囲を外
れ、また密度が低く、沸水収縮率が大きいものであっ
た。

【００７８】

【表１】

【００７９】

【表２】

【００８０】

【実施例５、６】第三表に示した繊維を用いて、石川製
作所製ＦＫ−６仮撚加工機にてセラミック製の加撚ディ
スクを７枚用いて、ディスク速度／糸速度の比（Ｄ／Ｙ
比）２．３にて、第三表に示した条件にて高速での延伸
仮撚加工を行った。仮撚加工の際に毛羽や糸切れは見ら
れず、本発明の範囲内の物性を有したＰＥＴ並みのけん
縮形態、ＰＴＴ特有のソフトさ、弾性回復性を持った優
れた仮撚加工糸を得ることができた。得られた加工糸
は、織編性が非常に良好であった。また３ヶ月後でも物
性の経時変化はほとんど見られず、延伸仮撚加工を行っ
たところ上記と同じ条件で同品質の仮撚加工糸を得るこ
とができた。

【００８１】

【比較例６〜９】第三表に示した繊維を用いて、実施例
７と同様にして高速での延伸仮撚加工を行った。比較例
６では、本発明のＰＴＴ−ＰＯＹを用いても仮撚温度が
低すぎるために、伸縮伸長率、伸縮弾性率等が本発明よ
り外れ、けん縮形態、弾性回復性等が劣った仮撚加工糸
しか得ることができなかった。比較例７、９では、本発
明の範囲より外れたＰＴＴ−ＰＯＹを用いたために、糸
切れが多発し、仮撚加工糸を得ることができなかった。
比較例８では、本発明の範囲より外れたＰＴＴ−ＰＯＹ
を用いた場合、仮撚加工温度を本発明の範囲より下げる
ことにより糸切れは抑制できたものの、伸縮伸長率、伸
縮弾性率等が本発明より外れ、けん縮形態、弾性回復性
等が劣った仮撚加工糸しか得ることができなかった。

【００８２】

【表３】

【００８３】

【発明の効果】本発明のＰＴＴ繊維は、高重合度のＰＴ
Ｔポリマーを用い、溶融繊維の急激な冷却を抑制するた
めに特定範囲の紡口表面温度として押出し、極低張力に
て巻き取る特殊な紡糸法を用いて製造した、特定の範囲
内の極限粘度、配向性、伸度及び収縮性を有した、生産
性の高い１段階の紡糸工程にて工業的に安定して製造で
きるＰＴＴ−ＰＯＹである。このため、生産性の高い高
速での延伸仮撚加工により、安定して高品質の仮撚加工
糸を得ることができる。本発明のＰＴＴ繊維を用いて製
造した仮撚加工糸は、ソフトな風合いと高いけん縮率、
伸縮伸長率、伸縮弾性率を持った極めて優れた、ストレ
ッチ素材として好適な仮撚加工糸となる。このためいわ
ゆるゾッキや交編タイプのパンティストッキング、タイ
ツ、ソックス（裏糸、口ゴム）、ジャージー、弾性糸の
カバリング糸、交編パンティストッキング等交編品の伴
糸等に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１−（イ）は、結晶性に由来するピークの観
察される広角Ｘ線回折チャートである。図１−（ロ）
は、結晶性に由来するピークの観察されない広角Ｘ線回
折チャートである。

【図２】繊維をＵＳＴＥＲ・ＴＥＳＴＥＲ３に通した際
のむら曲線（繊維の質量変化）である。

【図３】本発明のＰＴＴ繊維を糸管に巻き付けたチーズ
状パッケージの状態を示す略図である。図３−（イ）
は、望ましいチーズ状パッケージの概略図である。図３
−（ロ）は、バルジのあるチーズ状パッケージの概略図
である。

【図４】本発明を実施する紡糸機の概略を示す模式図で
ある。

【図５】本発明を実施する紡糸機の繊維を熱処理するゾ
ーンの他の態様の概略を示す模式図である。

【符号の説明】

１乾燥機２押出機３ベンド４スピンヘッド５紡口パック６紡口７加熱筒８マルチフィラメント９冷却風１０仕上げ剤付与装置１１第１ロール１２フリーロール１３巻取機、パッケージ１３ａスピンドル、パッケージ１３ｂタッチロール１４紡糸チャンバー１５繊維を熱処理するゾーン１６第２ロール１７第１ネルソンロール１８第２ネルソンロール１９第１ヒーター２０第２ヒーター

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】９０モル％以上がトリメチレンテレフタ
レート繰返単位から構成されるポリトリメチレンテレフ
タレートからなり、下記（Ａ）〜（Ｄ）の要件を満足す
ることを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート繊
維。（Ａ）極限粘度：１．０〜１．６（Ｂ）複屈折率：０．０３〜０．０７（Ｃ）破断伸度：４０〜１４０％（Ｄ）熱応力のピーク値：０．０１〜０．１０ｃＮ／ｄｔｅｘ
【請求項２】１６０℃での強度と伸度を用いて、下記
式より計算されるタフネスが９以上であることを特徴と
する請求項１記載のポリトリメチレンテレフタレート繊
維。タフネス＝強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ） × √伸度（％）
【請求項３】下記（Ｅ）〜（Ｆ）を満足することを特
徴とする請求項１又は２記載のポリトリメチレンテレフ
タレート繊維。（Ｅ）密度：１．３２０〜１．３４０ｇ／ｃｍ³ （Ｆ）沸水収縮率：３〜４０％
【請求項４】繊維軸に対して直行方向の広角Ｘ線回折
強度が下記式を満足することを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート繊
維。Ｉ₁／Ｉ₂≧１．０ここで、Ｉ₁：２θ＝１５．５〜１６．５°の最大回折
強度Ｉ₂：２θ＝１８〜１９°の平均回折強度
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のポリト
リメチレンテレフタレート繊維が巻き付けられ、バルジ
率が２０％以下であることを特徴とするチーズ状パッケ
ージ。
【請求項６】９０モル％以上がトリメチレンテレフタ
レート繰返単位から構成される極限粘度が１．０〜１．
６のポリトリメチレンテレフタレートを溶融紡糸する方
法であって、紡口表面温度を２５５〜２９０℃として紡
口より押出した溶融マルチフィラメントを冷却して固体
マルチフィラメントに変えた後、０．０２〜０．２０ｃ
Ｎ／ｄｔｅｘの巻取張力にて２０００〜４０００ｍ／分
の速度で巻き取ることを特徴とするポリトリメチレンテ
レフタレート繊維の製造方法。
【請求項７】紡口より押出した溶融マルチフィラメン
トを冷却して固体マルチフィラメントに変えた後に、５
０〜１７０℃で熱処理を行うことを特徴とする請求項６
記載のポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方
法。
【請求項８】９０モル％以上がトリメチレンテレフタ
レート繰返単位から構成されるポリトリメチレンテレフ
タレートからなり、下記（Ｇ）〜（Ｊ）の要件を満足す
ることを特徴とする仮撚加工糸。（Ｇ）極限粘度：１．０〜１．６（Ｈ）伸縮伸長率：１８０〜３００％（Ｉ）伸縮弾性率：８０〜１００％（Ｊ）けん縮数：４〜３０個／ｃｍ
【請求項９】請求項１〜４のいずれかに記載のポリト
リメチレンテレフタレート繊維を用いて、仮撚加工速度
５００〜１２００ｍ／分、加工温度１６５〜２１０℃に
て延伸仮撚加工することを特徴とする仮撚加工糸の製造
方法。