专利名称：聚对苯二甲酸1,3－丙二醇酯复丝的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适于衣料用途的聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯丝、和使用它的加捻加工丝及其制造方法。更详细的是涉及一种在衣料用途之中适用于运动衣、内衣、外衣等的弹力衣料的聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯复丝、使用该复丝的加捻加工丝及可高品质且长时间连续地制造该加捻加工丝的工业制造方法。
背景技术：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下简称为PET)纤维作为最适合于衣料用途的合成纤维在世界中大量地被生产，形成了一大产业。
另外，聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯(以下简称为PTT)纤维已由(A)日本特开昭52-5320号公报、(B)日本特开昭52-8123号公报，(C)日本特开昭52-8124号公报，(D)日本特开昭58-104216号公报，(E)J.Polymer SciencePolemer Physics Edition第14卷第263页-274页(1976)及(F)Chemical Fibers International第45卷(4月号)第110页～111页(1995)等的现有技术为人公知。但是，这些现有技术只停留在对PTT纤维的基本性质及PTT纤维的基本制造方法的描述。即，这些现有技术没达到适合于工业生产PTT纤维的水准及制造方法的水平，且所获得的PTT纤维也达不到可以在工业上生产编织物的物性设计及品质水平。
例如，现有技术(F)，PTT纤维由于其固体构造的原因，与PET纤维相比具有拉伸弹性模量小(柔软性大)，伸长恢复率高(是弹性极限范围大的弹力纤维)的特征，但是，关于适合于使这些特征发挥作用的用途的物性或品质的设计未明确。
聚酯或尼龙的熔融纺丝中，当以一定时间持续纺丝时，由聚合体分解物等构成的污物附着于喷丝头孔周边。这些通称为绣眼现象或眼垢现象。而且，其污物妨碍圆滑地形成纤维，最终引起复丝的切断，不能进行持续的纺丝。在工业上为了避免该问题，通常是以一定周期擦拭喷丝头表面以除去脏物，保持圆滑的纺丝状态。由于擦拭必须暂时中断纺丝来进行，因此从作业效率及原料聚合体的原单位方面来看，擦拭周期越长越好，通常是希望为24小时以上。
在日本特开平11-200143号公报中公开了如下的情况，即，PTT与PET相比容易产生热老化或氧化老化，而且，聚合体自身容易向金属上附着，因此，在PTT纤维的纺丝中，与PET纤维的纺丝相比在喷丝头孔周边上污物的堆积厉害，擦拭周期变短。作为擦拭周期延长的措施，公开了将特定组成的脱模剂涂敷在喷丝头表面上的措施和将在单位时间内通过纺织喷嘴的单一孔的聚合体的表面积A特定为5000～30000mm2/分的措施。A由以下的式子定义。
A(mm2/分)＝(V×M)/(ρ×S)V每单一孔的聚合体喷出量(g/分)ρ聚合体的密度(g/mm3)S孔的横截面积(mm2)M孔的周长(mm)但是，在该现有技术中，对于最适合于弹力衣料的PTT复丝的技术特征没有记载。另外，对于给予擦拭周期的PTT的固年度的影响没有记载，所达到的擦拭周期也最高为36小时左右。另外，没有提示每各单丝纤度最佳的(工业上有利的)A的范围。
像聚氨基甲酸乙酯纤维那样的弹性纤维出现以来，在运动衣料、内衣料、连裤袜、外衣料等的领域中，弹力衣料急速地普及。例如聚氨基甲酸乙酯纤维与尼龙纤维或PET纤维的交编衣料(内衣等)，由在聚氨基甲酸乙酯纤维上绕上尼龙纤维的包芯纱构成的连裤袜、或由与PET纤维的复合纤维(潜在卷曲丝)构成的编织物等。
但是，在这些现有的产品中，在其特性和成本上有限度，不十分令人满意。在这样的现状中，为了谋求弹力衣料的多样化，人们期待着出现适合于弹力衣料的新的合成纤维。
发明内容
本发明的目的是提供一种高品质的PTT复丝，该PTT复丝是最大限度地活用上述的柔性大、弹力性优良的PTT纤维的特征的构造的PTT纤维，即，是回弹性优良的适合于弹力衣料的PTT纤维，本发明还提供一种可以高收获率获得上述PTT复丝的制造方法。
所谓回弹性高，指的是在拉纤维或布帛时具有适度的伸长，在伸长的同时具有抵抗感，在撒手时迅速地返回为原状的橡胶那样的性质。在合成纤维中，弹力衣料大都使用像加捻加工丝那样的卷曲丝。
本发明的目的还是提供一种适合于弹力衣料的加捻加工丝。
为了达到上述目的，本发明的构成如下。
本发明的第一技术方案是PTT复丝，其特征在于，是由95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元构成的PTT构成的圆形截面的复丝、且满足下述的(1)～(4)必要条件。
(1)固有粘度＝0.7～1.1dl/g(2)单丝纤度＝3.3～8.9分特(3)断裂伸长率＝36～60％(4)纤度变动值U％≤1.2％本发明的第二技术方案是PTT复半延伸丝，其特征在于，是由PTT构成的圆形横截面的复丝半延伸丝，该PTT是由95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元构成，上述复丝半延伸丝满足下述的(1)～(4)必要条件。
(1)固有粘度＝0.7～1.1dl/g(2)单丝纤度＝3.9～13.3分特(3)断裂伸长率＝61～120％(4)纤度变动值U％≤1.2％本发明的第三技术方案是PTT加捻加工丝，其特征在于，该PTT加捻加工丝是加捻或延伸加捻第一技术方案或第二技术方案的PTT丝或半延伸丝而成的。
本发明的第四技术方案是在下述(1)～(4)的条件下制造由95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元构成的固有粘度[η]为0.7～1.3dl/g的圆形横截面的PTT复丝或半延伸丝的方法。
(1)5mm≤喷丝头芯间距离(2)纺丝温度＝255～275℃(3)喷丝头表面温度≥255℃(4)V×[η]＝5～12(m/分)(dl/g)(但是，V表示熔融的PTT的喷出线速度(m/分)。)
图1是表示PTT加捻加工丝的应力—伸长率曲线的例子的图。
图2是表示绣眼现象轻微的喷丝头孔周边的状态的例子的示意图。
图3是表示绣眼现象显著的喷丝头孔周边的状态的例子的示意图。
图4是在本发明中使用的纺丝机的一例子的简图。
图5是在本发明中使用的延伸机的一例子的简图。
(图2及图3是以数字照像机拍摄的数字图像为基础描绘的示意图。)具体实施方式
本发明涉及一种由95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元构成PTT构成圆形横截面复丝、其制造方法及使用该丝的加捻加工丝。
在本发明中，所谓复丝指的是包括包含丝束在内的长纤维及切断复丝得到的短纤维的丝。
本发明的PTT由95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元构成(对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元是从苯对二甲酸与丙二醇-[1，3]生成的酯单位)。即，本发明的PTT是含有95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元的PTT共聚合共聚物。
共聚合成分的例子如下。
作为酸成分是间二苯酸、间苯二甲酸5-磺基钠酸为代表的芳香族二元羧酸、以己二酸或衣康酸为代表的脂肪族二元羧酸等等，作为二醇成分是1，4-丁二醇、乙二醇、聚乙二醇等等。另外羟基苯甲酸等的羟基羧酸也是其例子。也有含有多种共聚成分的情况。
本发明的PTT含有或作为共聚合成分含有氧化钛等的消色剂、热稳定剂、抗氧化剂、防电剂、隔离紫外线剂、抗菌剂、各种的颜料等的添加剂。
本发明的PTT的制造方法可以是公知的方法，作为其代表的例子是直到一定的极限粘度前由熔融聚合提高聚合度，接着由固相聚合提高到相当于规定的极限粘度的聚合度的两阶段方法。
以下对本发明的第一发明进行说明。
在本发明的第一发明中，形成复丝的PTT的固有粘度是0.7～1.1dl/g。在此，固有粘度是由后述的方法测定的值。固有粘度在小于0.7dl/g时，断裂强度小于3.1cN/分特，甚至小于2.6cN/分特。不适合于衣料用途，作为弹力衣料不适当。当固有粘度超过1.1dl/g时，复丝对热的尺寸稳定性变差，而且作为原料的PTT的制造成本变高。固有粘度的较好范围是0.8～1.1dl/g，最好是0.8～1.0dl/g。
在第一发明中，单丝纤度是3.3～8.9分特。单丝纤度从回弹性方面考虑最好是3.3分特以上。以下对该点进行说明。
对于回弹性，在图1所示那样的加捻加工丝的应力—伸长率曲线中，与伸展卷曲的初期过程和伸展纤维本身的后期过程的延伸和应力有关。即，回弹性是卷曲的伸缩特性和PTT纤维固有的弹性的复合效果。伸长过程中的抵抗感由卷曲的伸长应力(相当于虎克定律中的弹簧常数的效果)和纤维自身的弹性决定。
PTT与PET相比较，由于其卷曲伸长率高而且纤维自身的伸长回复性高，因此显示着优良的回弹性。另外，回弹性与上述卷曲的伸长应力有关，加大加捻加工的单丝纤度对其有效。单丝纤度在小于3.3分特时，在成为加捻加工丝时，在使加工丝的卷曲伸长的过程中的(上述的初期过程中的)弹性率小，其结果，图1所示的最大卷曲应力小，不能获得优良的回弹性。
另外，当单丝纤度超过8.9分特时，在熔融喷丝过程中冷却不充分，纤度变动值U％成为超过1.2％的值，多产生断线的情况。而且所获得的复丝及由其获得的加捻加工丝也硬，不适合于衣料用途。
在第一发明中，由应力—伸长率曲线的测定获得的断裂伸长率是36～60％。在断裂强度小于36％时，复丝的制造时及加捻加工时多产生断线及毛茸，不能进行正常的制造或加工。特别是，断裂伸长率对加捻加工的稳定性具有很大的影响。在加捻加工中，以加热器温度150～180℃加热丝，但PTT纤维成为这样的高温时，断裂伸长率极剧地降低，断线增加。该现象在PET中没有，是PTT特有的性质。
在本发明中，为了消除加捻时的断线，最好在温度150℃下将热时伸长率保持为25％以上，为了达到此目的，需要使断裂伸长率成为36％以上。这是由本发明者初次发现的。当使断裂伸长率为40％以上时，可以将该150℃下的热时伸长率保持为30％以上，可以实现更加稳定的加捻加工。另外，当断裂伸长率超过60％时，延伸丝开始产生粗细不匀，纤度的变动值U％恶化，染斑变显著。断裂伸长率的较好范围是40～60％，最好范围是45～55％。
在第一发明中，纤度的变动值U％是1.2％以下。当U％超过1.2％时，复丝及由其得到的加捻加工丝上容易产生染斑。特别是在将加工丝使用于织物及经编时，使用上的制约变多，因此U％是1.2％以下的意义大。U％最好范围是1.0％以下。
染斑由后述的染级判定进行评价，若U％是1.2％以下，则染级是6级以上的合格水平。
以下对本发明的第二发明进行说明。
在第二发明中，PTT的固有粘度以与第一发明中的理由相同的理由是0.7～1.1dl/g，固有粘度的较好范围是0.8～1.1dl/g，最好是0.8～1.0dl/g。
在第二发明中，PTT复丝的单丝纤度在延伸加捻后(延伸倍率为约1.2～1.5倍)必须是获得在第一发明中规定的单丝纤度3.3～8.9分特的纤度。因此，半延伸丝的单丝纤度是3.9～13.3分特。当单纤度小于3.9分特时，延伸加捻后单丝纤度小于3.3分特，在第一发明的说明中所述的相同的理由下，不能获得优良的回弹性。当单丝纤度超过13.3分特时，与第一发明相同，熔融喷丝过程中的冷却不充分，断头多，而且触感硬，因此不适合于衣料用纤维。作为弹力衣料用的最好的半延伸丝的纤度是4.4～11.1分特。
在第二发明中，断裂伸长率是61～120％。断裂伸长率小于61％的复丝半延伸丝(POY)在卷取纺丝时，筒子状卷装的折边变厉害，而且卷姿变异常，在实际上不能制造。断裂伸长率的最好范围是70～120％。
在第二发明中，纤度变动值U％是1.2％以下。当U％超过1.2％时，由此造成染斑，而且，延伸加捻时的张力变动的幅度变大，因此造成加工丝产生染斑。特别是在将加工丝用于织物及经编时，由于被允许的染斑的程度严格，因此，U％是1.2％以下的意义大。
以下对本发明的第三发明进行说明。
第三发明的PTT复丝加捻加工丝可以是将上述的第一发明的丝或第二发明的半延伸丝以锭子式及摩擦式的加捻机或延伸加捻机的任何一种方式进行加工，也可以是所谓的2加热器式或1加热器式的加工丝的任何一种。
第三发明的加捻加工丝从回弹性的方面考虑，由后述的方法测定的最大卷曲伸长率最好是150％，最大卷曲应力最好是0.020cN/分特以上。最佳范围是，最大卷曲伸长率160％以上、最大卷曲应力0.25cN/分特以上。
以下对本发明的第四发明进行说明。
在PTT的熔融纺丝中，向喷丝头孔周边的聚合物附着或污染(称为绣眼现象或眼垢现象。参照图2、图3)的程度在PET中比较厉害。图2、图3是表示喷丝头孔周边状态的一例的示意图。图2表示喷丝头孔周边的污染轻微的情况。图3表示喷丝头孔周边的污染显著的情况。即，图3的情况与图2的情况相比在喷丝头上附着了更多的聚合物。这样的绣眼现象在纺丝单丝纤度3.3分特以上的PTT丝时尤为显著。第四发明是解决该问题的发明。
在第四发明中，以由95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元构成的固有粘度0.7～1.3dl/g的圆形断面的PTT复丝或半延伸丝为对象。
在第四发明中，喷丝头芯间距离是5mm以上。喷丝头芯间距离小于5mm时，纺出的长丝的冷却由于时间和空间不同而不均匀。特别是，单丝纤度是3.3分特以上时这样的现象显著。其结果，纤度的变动值U％超过1.2％，获得的丝的染色性变差。喷丝头芯距离最好满足下式。
1.26×d+0.8(mm)≤喷丝头芯间距离≤20(mm)但是，上式中的d表示延伸丝或半延伸丝的单丝分特。喷丝头间距离超过20m时不仅得不到加大喷丝头芯间距离的效果，而且由于纺丝芯间的死区变大而增加了断线的机会。
在第四发明中，纺丝温度是255～275℃。纺丝温度是将要纺丝之前的PTT熔融体的温度的转子箱5(参照图4)内的温度。
一般，PTT与PET相比热分解性及氧化分解性高，因此，超过由PET进行的那样的275℃的纺丝温度在工业上几乎不可能采用。当纺丝温度小于255℃时，即使如何调整其它的必要条件由于熔融断裂(メルトフラクチセ-)等也不能进行顺利的纺丝。这是因为纺丝温度接近于PTT的熔点。当纺丝超过275℃时，PTT的热分解剧烈，由于产生丝弯曲和气泡，不仅不能进行顺利的纺丝，而且所获得的纤维的物性也差。纺丝温度的最佳范围是熔融断裂及热分解都没有问题的255～275℃。
在第四发明中，V×[η]＝5～12(m/分)(dl/g)。V是来自喷丝头的聚合物的喷出线速度，由下式表示。
V(m/分)＝4F/πρR2(式中，F是单一孔的喷出量(g/分)，ρ是聚合物的密度(g/cm3)，R是喷丝头孔径(mm))。
当V×[η]超过12(m/分)(dl/g)时，绣眼现象显著，当擦拭周期是小于48小时，甚至小于36小时。当V×[η]小于5(m/分)(dl/g)时，复丝的均匀性变差，纤度的变动值U％成为超过1.2％的值。V×[η]的较好范围是5～10(m/分)(dl/g)，更好的范围是5～8(m/分)(dl/g)。
在第四发明中，喷丝头表面温度大于255℃。在是PTT时，有喷丝头表面温度越低、聚合体向孔周边的附着所引起的绣眼现象越容易产生的倾向，这由于本发明人的研究而初次被得知。在喷丝头表面温度小于255℃时，绣眼现象显著而不能进行连续的纺丝。在喷丝头表面温度超过纺丝温度的范围中，容易在安装着多个喷丝头的表面温度上产生不均匀。其不均匀是所得到的复丝的染色性不均的原因。喷丝头表面温度的最佳范围是255℃～纺丝温度。
如图4所示，通常由于转子组件(スピンパツク)安装在转子头(スピンヘツド)内，因此，喷嘴表面温度与纺丝温度(转子头温度)连动地进行变化，通常比其低15～20℃。为了将喷丝头表面温度设定在本发明的范围中，根据需要最好使用积极地加热喷丝头及/或喷丝头正下的氛围的装置(喷丝头加热器7等)。
在第四发明中，最好是将由导引件等进行的喷丝头下集束位置处于满足下式的范围中。
13.5×d+60≤喷丝头下集束位置(cm)(但是，d表示延伸丝的单丝分特)另外，喷丝头下的冷却风速最好是0.6～1.2m/秒。
在第四发明中，纺丝速度无特别限定。另外，延伸即可以在纺丝后临时卷绕未延伸丝后进行也可以直接连续地进行。
第四发明的最佳样态是将固有粘度特定为0.7～1.1dl/g，将单丝纤度特定为3.3分特以上，选择纺丝速度及延伸的有无。由此，可以更加有效地获得上述第一及第二发明规定的复丝及半延伸丝。即，第一发明，在以大致500～2500m/分的纺丝速度纺丝了后，相当于延伸后获得的延伸复丝，第二发明相当于以超过大致2500m/分的纺丝速度纺丝获得的半延伸复丝(POY)。
第一发明的复丝即可以用一旦将纺丝的未延伸丝作为卷装缠绕、接着用延伸机延伸的2阶段法、也可以用纺丝后连续地进行延伸的直接纺丝延伸法进行制造。
以下，参照图4及图5对于本发明的PTT复丝的制造方法的一个例子(纺丝—低速延伸法)进行详细叙述。
首先，连续地向聚合物干燥机1中投入本发明规定的PTT的颗粒，用热风进行干燥而使其水分率成为30ppm。干燥了的颗粒接着供给到设定为255～265℃的挤压机2中，被加热为PTT的熔点以上的温度而被熔融。熔融PTT经过弯接管3供给到保持为规定的纺丝温度的转子头4内。在转子组件5内一边调整为纺丝温度一边被过滤。然后，熔融PTT通过安装在转子组件5内的喷丝头6而被喷出到用于成为复丝的冷却区域。喷丝头表面温度由设在纺丝周边的喷丝头加热器7保持为规定的温度。导入到冷却区的喷出PTT长丝8由冷却风9冷却到室温，同时由以1000～1900m/分的周速进行旋转的拉取导丝辊12的力细化到规定的纤度。由油喷嘴10赋予上油剂，成为复丝未延伸丝11。在被导丝辊12拉取后，由卷取机13卷取而形成未延伸丝卷装14。
接着，该未延伸丝卷装14被送到图5所示的延伸机上，未延伸丝11由供给辊15加热到45～65℃后，以规定的延伸比被延伸，用设定为100～150℃的热板16加热处理后，成为延伸丝17。延伸比以供给辊15和延伸辊18的速度比设定。根据需要卷绕为有捻的锭子19的形状或无捻的筒子纱形状(未图示)。
以下，由实施例进一步说明本发明。
物性的测定方法及喷丝头表面的观察方法等如下。
(a)固有粘度固有粘度[η]是根据下式的定义求得的值。
固有粘度[η]＝lim(ηr-1)/CC→0上式中，ηr是将溶解在纯度98％以上的0-氯苯酚中的PTT聚合物的PTT溶液稀释为规定的聚合物浓度C(g/100ml)，将其溶液的35℃下测定的粘度用在同一条件下测定的上述溶剂的粘度除的值，称为相对粘度。关于数点的C测定相当粘度，将C外插到0求固有粘度。
(b)单丝纤度按照JIS-L-1013测定复丝的纤度，用复丝的单丝数除其值。
(c)断裂伸长率、150℃热时伸长率按照JIS-L-1013测定应力—伸长率曲线。从其图上求出。以5次测定值的平均值作为复丝的断裂伸长率。
另外，将在150℃的加热炉中保持丝并测定断裂伸长率的值作为150℃热时伸长率。
(d)纤度变动值U％用USTER TESTER 3(Zellweger公司制)，在以下的测定条件下进行测定。
测定条件旁路过滤器有测定速度50m/分Measuring Slot3测定时间5分Tensional force1.25Tensional Pressure2.5bar捻1500t/m、S捻(e)加捻加工丝的最大卷曲应力及卷曲最大伸长率以以下的方法·条件测定加捻加工丝的应力—伸长率曲线。
在由沸腾水30分钟处理加捻加工丝后，进行干燥。根据JIS-L-1013(拉伸试验法)，描绘Full应力直到达0.882cN/分特的应力—伸长率曲线。
在由上述的方法·条件测定所获得的应力—伸长率曲线上如图1所示地求卷曲伸展过程(初期)的曲线的切线与纤维自身伸长过程中的曲线的切线的交点。将用加工丝的纤度除与该交点对应的应力的值作为最大卷曲应力，由此作为加捻加工丝的伸长率应力。另外，将与该交点对应的伸长率作为最大卷曲伸长率。
(f)加捻加工丝柔软度用单股编织机(一口编み機)将加工丝制作编织圆筒坯布，熟练者以下述的5阶段进行判断。
5极柔软4十分柔软3作为衣料刚好可以使用的柔软2、1粗硬(不能使用于衣料)(g)观察喷丝头孔周边的聚合物污垢由QUESTAR公司制的望远显微镜(型号QM-1型)放大喷丝头孔周边，观察污垢。观察擦试后经过36小时的污垢状况，以下述的标准进行评价。
◎几乎没有污物○在孔的一部分上看到了污物，但是没有问题的程度×在孔的整面上看到了污物。
(h)加捻加工丝的回弹性用单股编织机纺织加捻加工丝，获得编织圆筒坯布。将该编织圆筒坯布进行30分钟沸腾水处理，干燥后，熟练者以下述的标准进行感官上的评价。
◎回弹性非常好(合格)○回弹性良好(合格)×回弹性不好(不合格)(i)染斑评价(染级)用单股编织机纺织加捻加工丝，获得编织圆筒坯布。以以下的条件染色该编织圆筒坯布后，熟练者与极限样品对照以10阶段感官评价(数字越大越好)。
染色条件ホロンネイビ-S-2GL グラン200％(オ-·ジ-株式会社)染料浓度1.5％分散剂デイスパ-TL(明成化学工业株式会社)分散剂浓度2g/l浴比1∶18染色温度97℃染色时间30分钟判断基准10级无染色条花、无染斑(合格)8～9级染色条花、无染斑小(合格)6～7级染色条花、无染斑中(合格)4～5级染色条花、无染斑大(不合格)1～3级存在未延伸部(不合格)(6级以上合格)[实施例1～3及比较例1～3]在这些例子中，对于PTT复丝的单丝纤度给予回弹性的影响、即单丝纤度对于加捻加工丝的应力—伸长率特性(最大卷曲应力)的影响及单丝纤度给予柔软性的影响进行了调查。
将含有0.4wt％氧化钛的固有粘度0.92dl/g的PTT颗粒用图4及图5所示那样的纺丝机及延伸机(延捻机)改变喷丝头的孔径并以下述的纺丝条件、延伸条件制造了圆型断面的83.3分特/10长丝(实施例1)、83.3分特/12长丝(实施例2)、83.3分特/24长丝(实施例3)、83.3分特/36长丝(比较例1)、83.3分特/72长丝(比较例2)的PTT丝。
接着，用所得到的丝在下述的条件下制造加捻加工丝。
(1)纺丝条件聚合物水分率20ppm
挤出温度(挤出机加热器温度)260℃纺丝温度(转子头温度)265℃喷丝头表面温度258℃(由喷丝头加热器调节)喷丝头条件表示在表1中聚合物喷出量表示在表1中喷丝头下集束位置170cm冷却风条件速度0.8m/秒温湿度22℃、90％RH上油剂附着率0.8wt％纺丝速度1500m/分卷取速度1470m/分卷取机周边的温湿度22℃、90％RH(2)延伸条件延迟时间50小时以内筒子架部的温湿度22℃、90％RH延伸比以断裂伸长率成为约45％的方式进行设定供给辊温度55℃热板温度130℃延伸辊温度非加热延伸辊速度(延伸速度)800m/分(3)加捻条件加捻机的类型三菱重工业社制LS-2(销加捻方式)锭子旋转速度27500rpm加捻数3840T/m第一喂料率±0％第一加热器温度(接触式)160℃第二加热器温度(非接触式)150℃第二喂料率+15％另外，用PET在与上述PTT的情况相同的工序，并将条件最适合于PET，得到83.3分特/12长丝的延伸丝。加捻使用相同的加捻机并用相同的加捻数，将第一、第二加热器温度分别为220、230℃实施(比较例3)。
将由实施例1～3、比较例1～3获得的丝(原丝)及加捻加工丝的物性表示在表2中。
从表2中可知，单丝纤度3.3～8.9分特的PTT复丝(实施例1～3)其加捻加工丝的最大卷曲应力突出地高，比上述范围外的比较例1、2优良。
另外，使用了PET的比较例3，虽然其最大卷曲率高，但是由于最大卷曲伸长率低以及纤维自身没有伸长回复性，因此，其伸长率小、回弹性差。另外，PET的柔软度硬。
在这些例子中，调查了将PTT的固有粘度设定为一定时，从喷丝头孔出来的聚合物喷出线速度、即V×[η]给予绣眼现象、即擦拭周期的影响。
在获得83.3分特/12长丝的复丝时，使喷丝头孔径和喷出线速度V变化进行纺丝，评价擦拭周期。
擦拭周期由以下的方法求得。
使用同时可以安装16个喷丝头的纺丝机同时地获得16根未延伸丝后，用可以进行多锤的延伸的延伸机同时进行16未延伸丝的延伸试验。
在其期间，由进行5Kg卷20变换的未延伸丝卷取的程序进行纺丝试验。如果在中途不产生断线则成为60小时的连续纺丝。接着对于20变换份的未延伸丝依次地进行延伸试验。采用同时地将同一变换的16根未延伸丝卷装设置在延伸机上，每未延伸丝进行2.5Kg卷2变换的延伸的方法。未延伸丝保持在温度22℃、湿度90％RH的条件下，在纺丝后在100小时以内结束延伸。以以下的式对于每变换求出延伸收率。
延伸收率(％)＝100×{16-(断头数)}/16
另外，擦拭周期设定为延伸收率连续保持81.3％以上的最大时间。
使用于试验的喷丝头及喷出条件表示在表3中。喷丝头以外的条件与实施例2的情况相同。
在表4中表示试验结果。从表3、4可知，在V×[η]为12(m/分)(dl/g)以下(实施例4～6、比较例5)时，擦拭周期达到48小时以上。另外，比较例5由于小于5(m/分)(dl/g)，因此U％超过1.2％。
另外， U％是1.2％以下的实施例4～6其染级为8～9级，良好；与此相反，U％超过1.2％的比较例4、5其染级是4～5级，不良。
在这些实施例中，调查了喷丝头芯间距离对于PTT复丝的纤度变动值U％的影响。
除了如表5所示地改变喷丝头芯间距离的情况以外，与实施例3相同地进行纺丝延伸试验，获得83.3分特/24长丝的复丝。
在表6中表示了所获得的复丝的物性及纤度变动值U％的值。从表6可知，作为喷丝头芯间距离小于5mm、小于1.6×d+0.8mm(d表示延伸丝的单丝分特)的比较例6其U％的值超过1.2％。
另外，作为U％是1.2％以下的实施例7、8染级是7～8级，是良好；U％的值超过1.2％的比较例6染级为5级，为不良。
在这些例子中调查了延伸丝的断裂伸长率和加捻加工性的关系。
除了改变延伸比和喷出量的情况以外，其余的与实施例2相同，获得了83.3分特/12长丝的复丝。断裂伸长率如表4所示。
关于所得到的丝，分别将24根用销加捻机并以实施例1～3记载的条件为基础、且将喂料率对应于各条件最佳化来进行两天加捻，调查每一天的断头数(断头次数，3次/日·24sp以下是可生产的水平)。
其结果，如表7所示，断裂伸长率为36％以上的实施例9～12是断头数少的可生产的水平，但是小于36％的比较例7是断头多不能生产的水平。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
本发明的PTT复丝及半延伸丝可以稳定地作出具有PTT特有的特性和优良的回弹性的加捻加工丝，染的均匀性高，后加工时的断头、起毛极少。另外，使用本发明的PTT丝或半延伸丝的加捻加工丝适用于弹力衣料，可形成新的弹力衣料的领域。
根据本发明的PTT复丝的制造方法，可以大大地减轻喷丝头周边的绣眼现象，即使是在现有技术中问题大的单丝3.3～8.9分特的情况下，也可以实现喷丝头擦拭周期为48小时以上。另外所获得的PTT复丝，染色的均匀性高、加捻加工等的后加工时的断头、毛茸极少。
权利要求
1.一种聚对苯二甲酸1，3-丙二醇复丝，其特征在于，是由95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元构成的聚对苯二甲酸1，3-丙二醇构成的圆形截面的复丝，且满足下述的(1)～(4)的必要条件(1)固有粘度＝0.7～1.1dl/g(2)单丝纤度＝3.3～8.9分特(3)断裂伸长率＝36～60％(4)纤度变动值U％≤1.2％
2.聚对苯二甲酸1，3-丙二醇加捻加工丝，其特征在于，是加捻或延伸加捻权利要求1所述的聚对苯二甲酸1，3-丙二醇复丝而成。
3.聚对苯二甲酸1，3-丙二醇半延伸丝，是由聚对苯二甲酸1，3-丙二醇构成的圆形横截面的复丝半延伸丝，该聚对苯二甲酸1，3-丙二醇是由95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元构成，上述复丝半延伸丝满足下述的(1)～(4)的必要条件(1)固有粘度＝0.7～1.1dl/g(2)单丝纤度＝3.9～13.3分特(3)断裂伸长率＝61～120％(4)纤度变动值U％≤1.2％
4.聚对苯二甲酸1，3-丙二醇加捻加工丝，其特征在于，是加捻或延伸加捻权利要求3所述的聚对苯二甲酸1，3-丙二醇半延伸丝而成。
5.一种聚对苯二甲酸1，3-丙二醇复丝或半延伸丝的制造方法，该复丝或半延伸丝是由95摩尔％以上的对苯二甲酸1，3-丙二醇酯重复单元和5摩尔％以下的其它的酯重复单元构成的固有粘度[η]0.7～1.3dl/g的圆形横截面的聚对苯二甲酸1，3-丙二醇复丝或半延伸丝，它是在下述(1)～(4)的条件下制造的，(1)5mm≤喷丝头芯间距离(2)纺丝温度＝255～275℃(3)喷丝头表面温度≥255℃(4)V×[η]＝5～12(m/分)(dl/g)(但是，V表示熔融的聚对苯二甲酸1，3-丙二醇的喷出线速度(m/分)。)
6.如权利要求5所述的聚对苯二甲酸1，3-丙二醇复丝或半延伸丝的制造方法，其特征在于，喷丝头芯间距离满足下述必要条件1.26×d+0.8(mm)≤喷丝头芯距离≤20(mm)(但是，d是延伸丝或半延伸丝的单丝分特)
7.如权利要求5或6所述的聚对苯二甲酸1，3-丙二醇复丝或半延伸丝的制造方法，其特征在于，固有粘度是0.7～1.1dl/g，单丝纤度是3.3分特以上。
全文摘要
本发明提供一种适合于弹力衣料的丝,提供一种固有粘度为0.7～1.1dl/g、单丝纤度是3.3～8.9分特、断裂伸长率是36～60%、纤度变动值是1.2%以下的聚对苯二甲酸1,3－丙二醇复丝及其加捻加工丝。该复丝通过将喷丝头孔间距离设定为5mm以上、纺丝温度设定为255～275℃,喷丝头表面温度设定为255℃以上,将熔融聚合物的喷出线速度V和固有粘度[η]的积设定为5～12(m/分)(dl/g)来进行制造。该制造方法由于可以抑制在熔融纺丝时所引起的喷丝头孔周边的污染,延长擦拭周期,在工业上很有益。
文档编号D02G1/02GK1376217SQ00813509
公开日2002年10月23日 申请日期2000年9月29日 优先权日1999年9月30日
发明者阿部孝雄, 东洋一郎, 小柳正 申请人:旭化成株式会社