JPS6144972B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は連続繊維の束、例えばトウやマルチフ
イラメントから抗ピリング特性にすぐれたクレバ
ス状裂け目部を有する不連続繊維の束を製造する
方法に関する。 更に詳しくは、連続繊維の束を−５℃以下の媒
体に接触させつつ、または接触後直ちに、単繊維
が切れない程度に剪断力を与えて繊維束を構成す
る各単繊維内部にＶ字形に切れ込んだクレバス状
の裂け目部を発生させる。これは通常の力学的性
質にすぐれた連続繊維の束に新しい機能を付与す
るもので各単繊維の力学的性質を部分的に低下せ
しめ抗ピリング特性にすぐれた連続繊維の束とし
た後、連続繊維の束に延伸力および／または剪断
力を与えて繊維束を構成する各単繊維を切断する
ことによつて、紡績糸を製造する中間製品である
不連続繊維の束、つまり抗ピリング特性にすぐれ
た不連続繊維の束を工業的有利に得ることを可能
にするものである。 化学繊維はすぐれた力学的性能、発色性、良好
な風合いを有しており衣料をはじめ種々の繊維製
品に広く用いられている。一方、繊維素材に対す
る要求は近年きわめて広汎多様であつて外観の美
しさ、機能性が要求されてきている。 しかし、衣材料、インテリア用等に広く用いら
れる場合、化学繊維はその力学的性能に基づくピ
リングが発生し易すく、著しくその外観の美しさ
を損う問題がある。従来より化学繊維の抗ピリン
グ性を向上させる方法が種々提案されている。大
部分は繊維の製造段階において、特殊なポリマ
ー、重合、紡糸、後処理を施して、繊維の力学的
性質を均質に低下させるものであり、製造工程が
複雑になるとともに生産性が低い等、工業的にメ
リツトが極めて小さいものであつた。一方、繊維
製品に物理的に傷を与えて抗ピリング性を付与し
ようとするものに、特公昭38−5863号公報、特開
昭56−128324号公報があり、これらはいずれもア
クリロニトリル重合体に関するもので繊維を加熱
し軟化させた後スタツフアー・ボツクス型クリン
パー等を用いて圧力をかけ、事実上その引張強度
を保持しつつ、引掛強度を低下せしめるものであ
る。しかし、この方法で強度を低下させるにはク
リンパーのニツプ圧及びボツクス圧を非常に強く
する必要があり、繊維同志の融着、切れ糸等が生
じ、トウの形態が悪くなり、特にパーロツク方
式、ターボ方式等のトウから始まる紡績工程にお
いて集団切れ、スラブやネツプ等が発生する問題
がある。また、トウやマルチフイラメント等の連
続繊維の束の強力を低下させた後延伸力等によつ
て切断を行ない抗ピリング特性にすぐれた不連続
繊維の束を連続的に製造する方法はなかつた。 本発明はこのような従来法の欠点を解決すべく
全く新規な抗ピリング繊維の製造方法を提供する
ものである。すなわち、繊維の製造段階において
特殊なポリマー、重合、紡糸にて繊維の力学的性
質を均質に低下させるのではなく、通常の力学的
特性が良好な連続繊維の束に物理加工を施しラン
ダムに弱い部分を発生させることによつて熱融着
等がなく品質が良好でかつ紡績性、抗ピリング特
性にすぐれた不連続繊維の束を高速にて製造する
方法を提供するものである。 本発明の連続繊維の束としては、トウ、マルチ
フイラメントが一般に用いられる。連続繊維とし
てはポリアミド系、ポリエステル系、ポリアクリ
ル系、ポリ変性アクリル系、ポリウレタン系、ポ
リ塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系等の合
成繊維、アセテート系等の半合成繊維、レーヨン
系等の再生人造繊維等が用いられるが、アクリル
系合成繊維が特に好ましく用いられる。繊維の束
としては例えば単繊維デニール0.1d〜100dから構
成されるトータル、デニール30d〜200万ｄにい
たるフイラメント、ラージフイラメントおよびト
ウが一般に使用される。更に、上記連続繊維の束
と短繊維からなる繊維束との混合体、他種繊維と
の混合体にも適用できる。この連続繊維の束は−
５℃以下の媒体に接触させることによつて、繊維
の伸度が極めて低い状態となる。本発明では、こ
のような状態で単繊維が切れない程度の剪断力を
与えて繊維の束を構成する各単繊維の繊維軸方向
にクレバス状裂け目部を発生させる。裂け目部は
−５℃以下の媒体に接触させつつ、または接触後
直ちに、剪断力を与えて発生させる。 −５℃をこえ、常温（20℃近辺）に近づくに従
つて、繊維の伸度が高くなり、そのため、剪断力
を与えて剪断変形を生じせしめても繊維に裂け目
部は発生しない。また、切断に際しても、繊維の
残留ひずみが増大し、低収縮率の紡績糸を得るこ
とが困難となる。 本発明の効果をより十分に発揮させるために
は、−20℃以下が好ましく、より好ましくは−40
℃以下である。 ここで、従来の抗ピリング特性をもつ繊維は引
掛強度伸度が均一に低いため、紡績工程をはじめ
とする後工程での繊維切断、フライの発生が多く
なるとともに、そのステーブル、ダイヤグラムが
悪くなる等の問題がある。本発明はこれらの問題
を解決するためにも伸度特性の高い原綿を用いて
も第５図に示すように−５℃以下で行うことによ
つて繊維にクレバス状裂け目部を発生させること
が可能となつた。その後延伸力を与えて切断し不
連続繊維の束を製造することができた。また、−
20℃以下にすると、その発生量が増加し、剪断応
力が小さくても容易に用途、目的に応じたクレバ
ス状裂け目部を有する繊維を得ることが可能とな
つた。その後延伸力を与えて切断することによつ
て低収縮の不連続繊維の束を得ることが可能とな
つた。 更に、−40℃以下にすることによつてクレバス
状の裂け目部の発生量は高くなり、きわめて安定
した状態で抗ピリング特性をもつ不連続繊維の束
を得ることが可能となる。また、温度の下限は絶
対零度まであるが、それでは使用媒体のコスト、
装置に問題があり、−20℃〜−195℃が好ましい。 本発明に使用される冷却媒体としては、−５℃
以下のものであれば使用可能であるがアンモニ
ア、二酸化炭素、空気、酸素、窒素等の液体また
は気化ガスおよび寒剤として、アルコールやエー
テル等と固体無水炭酸との混合物のほか、氷と塩
化亜鉛、塩化ナトリウム等の塩化、硝酸、硫酸化
合物を使用することができる。また、電気的に冷
却する方法を使用することもできる。 この冷却媒体に接触させる時間は繊維の種類、
供給方法、媒体の種類や温度等により異なるが、
一般には0.1秒〜10分程度が用いられる。 冷却媒体との接触方法は特に限定されないが、
冷却物体の表面に連続繊維の束を接触させる方
法、気体雰囲気中の液体中に連続繊維の束を通過
させる方法、冷却媒体を連続繊維の束に滴下させ
る方法等がある。 剪断力はある接圧をもつた上下対をなす表面速
度の異なるローラー間を通過させる方法、一対の
加圧ローラーの間をスリツプさせながら通過させ
る方法、ある接圧をもつた上下対をなすラビン
グ・ローラーの間を通過させる方法等を用いるこ
とができる。これらの他に別の剪断力を併用して
も差しつかえない。 このような条件で繊維に剪断力を与えることに
より、単繊維表面に第４図Ａ，Ｂの如き、繊維内
部へＶ字形に切れ込んだクレバス状の裂け目部が
発生する。 第４図Ａは単繊維３０の側面図でクレバス状裂
け目部３１が存在する。ＢはＡ−A′断面図であ
り、裂け目部３１は繊維内部にＶ字形に切れ込ん
でいる。 裂け目部３１の長さ、幅、深さ、数は、剪断力
の大きさ、冷却媒体の温度により変化する。一般
には裂け目部が大きく、多くなるに従つて抗ピリ
ング特性が向上するが、ある限度を越えると紡績
時に繊維切断、フライの発生が多くなる。従つ
て、必要に応じて所望の剪断力、剪断方法、冷却
媒体の温度は実験的に決めることが望ましい。 本発明においては、単繊維の表面に長さ１〜
100μ、最大幅0.1〜３μの裂け目をランダムに発
生させる条件を選択することが望ましい。 このクレバス状裂け目部を有する単繊維の試料
長20mmにおける引張強伸度、引掛強伸度について
調べると、その引張強伸度の低下は少ないが裂け
目部が内部までＶ字形に切れ込んでいるため、引
掛強伸度の低下が著しく現われる。この裂け目部
の発生量は本発明の方法で製造された不連続繊維
の少なくとも半数に単繊維１本当り１〜10ケの裂
け目部を有することが好ましい。抗ピリング特性
からみると20mm当り１個以上が好ましく、連続繊
維束の任意の20mmに対して少くとも半数は裂け目
部を有することが好ましい。紡績工程における繊
維切断及びフライの多発を考えると10個以下がよ
り好ましい。 連続繊維の束の切断は、低収縮率の紡績糸を得
る為には、クレバス状の裂け目部を発生させた後
直ちに行うのが好ましいが所望の収縮率に応じて
冷却媒体に接触させつつ行つてもよいし、接触後
行つてもよい。中〜高収縮率の紡績糸を得たい場
合は、前以つて連続繊維の束を熱延伸し収縮を付
与した後、冷却媒体に接触させクレバス状の裂け
目部を発生させた後直ちに切断してもよいし、ま
た、必要に応じてクレバス状の裂け目部を発生さ
せた後、常温または加熱雰囲気中において切断す
ることもできる。 切断は、連続繊維の束に延伸力及び／または剪
断力を与えて、各単繊維を切断する。これらの他
に別の切断力を併用しても差しつかえない。かく
してえられた不連続繊維の束としては、具体的に
は、スライバー、粗糸、直紡糸、紡績糸等があ
る。 第７図は実施例２の結果をグラフ化したもの
で、クレバス状裂け目部を有する単繊維を100
mg／ｄの荷重下で各温度の媒体に接触させつつ切
断を行つた場合の冷却媒体の温度と単繊維の収縮
率の関係を示す図である。このグラフから明らか
なように本発明によれば低収縮率から高収縮率迄
任意に達成が可能である。（グラフＡ） 切断に際して、所望の媒体温度が設定された場
合、第７図に示す如く、その温度に対応した単繊
維の収縮率が決定される。 第６図Ａはこの時の冷却媒体の温度とクレバス
状裂け目部を有する単繊維の切断時の強力を示す
図である。Ｂはクレバス状の裂け目部を与える前
の単繊維の切断強力を示す曲線である。これから
わかるように、常温でもクレバス状の裂け目部を
与えたものＡは、与えないものＢに比べて約20％
の切断に要する張力が減少する。−20℃以下の媒
体に接触させることによつて、半分以下という少
ない張力で切断することが可能となる。また切断
された繊維の先端の形状は20℃以上の雰囲気温度
下で切断しても尖端を有することがわかつた。こ
こでは断面が円型を用いたので斜切円柱形であつ
た。 次に、本発明の例を図面により説明する。第１
図は本発明にかかる一実施態様例を示す工程図で
ある。一定の幅に均一に単繊維を分繊しながら厚
みを整えた連続繊維の束１を供給し、バツク・ロ
ーラー３と上下の表面速度比が異なる１対のミド
ル・ローラー４，４′の間に設けて低温槽２にお
いて−５℃以下の冷却媒体に接触させることによ
つて繊維の伸度が極めて低い状態に保ちつつ、ミ
ドル・ローラー４，４′にて加圧すると同時に上
下の速度比によつて剪断力を与えることによつて
連続繊維の束１を構成する各単繊維にクレバスを
発生させ後、ミドル・ローラー４，４′とフロン
ト・ローラー５の間で繊維の束に引張応力を与え
て切断し、不連続繊維の束６とした後、コイラー
７にてケンス８に収納するものである。第２図は
ミドル・ローラー４，４′とフロント・ローラー
５の間に補助切断装置１０を設けたものであり、
ミドル・ローラー４，４′で連続繊維の束１を構
成する各単繊維にクレバスを発生させた後、補助
切断装置１０にて切断し不連続繊維の束６にする
ものである。第３図は任意の収縮をもつ不連続繊
維の束６を製造するに適した工程図であり、ミド
ル・ローラー４，４′で連続繊維の束１を構成す
る各単繊維にクレバスを発生させた後、恒温槽１
１にて所望の収縮に応じて、冷却または加熱を行
うと同時に引張応力を与えて切断し、不連続繊維
の束６とするものである。より高い収縮を得たい
場合はフイード・ローラー１２とバツク・ローラ
ー３の間に熱板１３を設けて熱延伸を与えること
もできる。 実施例 １ アクリル系合成繊維３デニールｄで構成される
50万ｄのトウを第１図の装置に仕掛けて、25〜
120℃の冷却媒体に接触させ下記条件にて紡出し
た後の単繊維の特性を第１表に示す。 冷却媒体 窒素ガス 低温槽内雰囲気温度 25〜−120℃ フロント・ローラー 1.05 上下の速度比 ブレーク・ドラフト 2.04（−20〜−120
℃） 2.56（０〜25℃） 紡出速度 50ｍ／min

【表】 この表から明らかなように、トータル・デニー
ル50万の通常の均質な断面をもつたトウを冷却さ
せるとともに表面速度の異なる上下一対のフロン
ト・ローラーにて加圧・剪断することにより、繊
維に容易にクレバス状裂け目を発生させることが
できた。その後直ちに引張応力を与えて切断した
が、従来のストレツチ・ブレーキング方式に比べ
て、2.04と小さいブレークドラフトで切断でき
た。得られたスライバーも収縮率が少なく、平行
度、ネツプ、Ｕ％とも優れた品質をもつスライバ
ーを高速にて製造することができた。またクレバ
ス状裂け目のはいつた繊維の切断された先端は尖
端を有しており、その発生率は−20℃でも80％を
越えるものであつた。 次に、上記スライバーを通常の紡績工程を経
て、1/40メートル番手、撚数500T／ｍのリング
紡績糸を得、これを２本合わせてジヤージを編成
し、JISL−1076 ICI法（5h）にて測定した。結
果を第２表で示す。

【表】 常温（25℃）および０℃に対して−20℃以下で
は小さな剪断変形で容易にクレバス状裂け目が発
生し、単繊維の引掛強度が低下する。−120℃に関
しては剪断変形量が相対的に高く、物性低下によ
るフライが多かつた。この場合、フロント・ロー
ラー上下の速度比はさらに低くするのが望まし
い。紡績糸の物性は十分な強力、伸度を有するも
のであり、でき上つた製品のピリング特性は−20
℃以下では４〜５級と良好であつた。このよう
に、紡績性、糸物性並びにピリング特性のすぐれ
た製品を工業的有利に得ることが可能となつた。 実施例 ２ 本発明と従来法とで、切断に要する引張張力を
比較する為に、アクリル系合成繊維3dからなる
300dの繊維束Ｂと上記3dで構成される50万ｄの
トウを第１図の装置に仕掛けて、下記条件にて紡
出しミドル・ローラー４，４′の出口で取り出し
たクレバス状裂け目を有するトウから得られた
300dの繊維束Ａを下記雰囲気温度にてテンシロ
ン引張試験機で引張り、切断に要する引張張力の
温度分散並びに、その温度による収縮率を検討し
た。結果は第６，７図に示す。 装置条件 冷却媒体 窒素ガス 低温槽内雰囲気温度 −40℃ 滞留時間 12秒 フロント・ローラー 1.05 上下の速度比 テンシロン条件 冷却媒体 窒素ガス 雰囲気温度 50℃〜−120℃ 滞留時間 30秒 初期荷重 100mg／ｄ 本発明はこのように−５℃以下の媒体に接触さ
せつつ、または接触後直ちに連続繊維の束に剪断
力を与えてクレバス状裂け目部を発生させた後、
延伸力及び／または剪断力を与えて各単繊維を切
断することによつてクレバス状裂け目部を有する
不連続繊維の束を製造するものであるから、 １ 冷却媒体の温度および剪断力を変えることに
より、用途、目的に応じて任意のクレバス状裂
け目部を発生させることができる。 ２ 通常のすぐれた力学的性能をもつた連続繊維
の束にクレバス状裂け目を発生させ、抗ピリン
グ特性を付与することができる。 ３ クレバスを発生させた後切断することによつ
て、容易に低収縮の紡績糸を得ることができ
る。 ４ クレバスを発生させた後切断して不連続繊維
の束を製造する場合、切断に伴うエネルギーが
極めて少ない。 ５ 冷却媒体の温度を変えることにより低収縮か
ら高収縮に至る任意の収縮率をもつ紡績糸の製
造が可能となる。 ６ 切断に先立つて、熱延伸処理を行うことによ
り、収縮率を任意に変更することが可能とな
る。 ７ 捲縮のある連続繊維の束を−５℃以下で切断
することによつて切断后も捲縮を有する不連続
繊維の束を得ることができる。 という顕著な作用効果を示す。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は、本発明を実施するに適した態様
の一例を示す工程図である。第４図は本発明によ
つて得られるクレバス状裂け目部を示すモデル図
でＡは側面図、ＢはＡのＡ−A′断面図である。
第５図は実施例１の結果をグラフ化したもので冷
却媒体温度とクレバス状裂け目部の発生量を示す
図、第６，７図は実施例２の結果であり、第６図
は切断に際しての冷却媒体温度と切断強力との関
係、第７図は切断に際しての冷却媒体温度と切断
させた単繊維の煮沸後の収縮率との関係を示す図
である。 １……連続繊維の束、２……低温槽、３……バ
ツク・ローラー、４，４′……ミドル・ローラ
ー、５……フロント・ローラー、６……不連続繊
維の束、７……コイラー、８……ケンス、１０…
…補助切断装置、１１……恒温槽、１２……フイ
ード・ローラー、１３……熱板、３０……単繊
維、３１……クレバス状裂け目部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連続繊維の束を−５℃以下の媒体に接触させ
   つつ、または接触後直ちに、連続繊維の束に単繊
   維が切れない程度の剪断力を与えて、繊維の束を
   構成する単繊維にＶ字形をなし内部に切れ込んだ
   クレバス状裂け目部を発生させた後、延伸力及
   び／または剪断力を与えて繊維の束を構成する各
   単繊維を切断することを特徴とするクレバス状裂
   け目部を有する不連続繊維の束を製造する方法。