特許 7051323 無捲縮短繊維の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-01

(45)【発行日】2022-04-11

(54)【発明の名称】無捲縮短繊維の製造方法

(51)【国際特許分類】

   D06H 7/02 20060101AFI20220404BHJP

   D01D 5/096 20060101ALI20220404BHJP

   D01D 5/12 20060101ALI20220404BHJP

   D01D 5/26 20060101ALI20220404BHJP

   D01F 6/62 20060101ALI20220404BHJP

【ＦＩ】

D06H7/02

D01D5/096 Z

D01D5/12

D01D5/26

D01F6/62 301E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2017150000

(22)【出願日】2017-08-02

(65)【公開番号】P2019026983

(43)【公開日】2019-02-21

【審査請求日】2020-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】501270287

【氏名又は名称】帝人フロンティア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100169085

【弁理士】

【氏名又は名称】為山 太郎

(72)【発明者】

【氏名】伴 紀孝

(72)【発明者】

【氏名】合田 裕憲

【審査官】鈴木 祐里絵

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０５７１０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－２２７０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０８８６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１３９５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２１７４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１３０９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２００２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０１２８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５４１０４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０１Ｄ１／００－１３／０２

Ｄ０２Ｇ１／００－３／４８

Ｄ０２Ｊ１／００－１３／００

Ｄ０６Ｂ１／００－２３／３０

Ｄ０６Ｃ３／００－２９／００

Ｄ０６Ｇ１／００－５／００

Ｄ０６Ｈ１／００－７／２４

Ｄ０６Ｊ１／００－１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無捲縮短繊維の製造方法であって、紡糸後の未延伸マルチフィラメントの１本、または複数本を収束させたトウを、収缶することなく連続して延伸を施し、その延伸時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が１２０℃以下であり、かつトータル延伸倍率が１．５～５．５倍で延伸した後、オーバーフィードを施し、そのオーバーフィード時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が、１４０～２４０℃で、かつトータルドラフト比が０．８８～０．９８でオーバーフィードを施し、連続して、延伸したトウを１～３５ｍｍの長さにカットし、前記カットの速度が、８００～３，０００ｍ／分で、前記カットが、複数のカッター刃を有し、各カッター刃の間隔がカッター刃の切断面から背面まで同一、またはそれ以上の間隔である短繊維用カッターによってカットする方法であり、無捲縮短繊維の１０％伸長時応力が、１．５～３．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることを特徴とする無捲縮短繊維の製造方法。

【請求項2】

無捲縮短繊維の製造方法であって、紡糸後の未延伸マルチフィラメントの１本、または複数本を収束させたトウを、収缶することなく連続して延伸を施し、その延伸時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が１２０℃以下であり、かつトータル延伸倍率が１．５～５．５倍で延伸した後、オーバーフィードを施し、そのオーバーフィード時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が、１４０～２４０℃で、かつトータルドラフト比が０．８８～０．９８でオーバーフィードを施し、連続して、延伸したトウを１～３５ｍｍの長さにカットし、前記カットの速度が、８００～３，０００ｍ／分で、前記カットが、複数のカッター刃を有し、各カッター刃の間隔がカッター刃の切断面から背面まで同一、またはそれ以上の間隔である短繊維用カッターによってカットする方法であり、無捲縮短繊維の１８０℃乾熱収縮率が、４～１０％であることを特徴とする無捲縮短繊維の製造方法。

【請求項3】

前記無捲縮短繊維の１８０℃乾熱収縮率が、４～１０％である請求項１に記載の無捲縮短繊維の製造方法。

【請求項4】

前記紡糸後の未延伸マルチフィラメントに、アルキレングリコール誘導体を含む油剤を付与する請求項１～３のいずれかに記載の無捲縮短繊維の製造方法。

【請求項5】

カット前の前記延伸したトウに、アルキレングリコール誘導体を含む油剤を付与する請求項１～４のいずれかに記載の無捲縮短繊維の製造方法。

【請求項6】

前記未延伸マルチフィラメントの総繊度が１，０００～５０，０００ｄｔｅｘである、請求項１～５のいずれかに記載の無捲縮短繊維の製造方法。

【請求項7】

前記の紡糸後の未延伸マルチフィラメントの１本、または複数本を収束させたトウの総繊度が２，０００～１００，０００ｄｔｅｘである、請求項１～５のいずれかに記載の無捲縮短繊維の製造方法。

【請求項8】

無捲縮短繊維の製造方法であって、紡糸後の未延伸マルチフィラメントの１本、または複数本を収束させたトウを、収缶することなく連続して延伸を施し、その延伸時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が１２０℃以下であり、かつトータル延伸倍率が１．５～５．５倍で延伸した後、オーバーフィードを施し、そのオーバーフィード時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が、１４０～２４０℃で、かつトータルドラフト比が０．８８～０．９８でオーバーフィードを施し、連続して、延伸したトウを１～３５ｍｍの長さにカットし、前記カットの速度が、８００～３，０００ｍ／分で、前記カットが、複数のカッター刃を有し、各カッター刃の間隔がカッター刃の切断面から背面まで同一、またはそれ以上の間隔である短繊維用カッターによってカットする方法であり、無捲縮短繊維がポリエステル系樹脂からなることを特徴とする無捲縮短繊維の製造方法。

【請求項9】

前記の油剤がポリエーテル・ポリエステル系共重合体である請求項４、または５に記載の無捲縮短繊維の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生産性かつ品質の優れた短繊維の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

合成樹脂からなる短繊維の製造方法としては、紡糸で得た未延伸糸を多数本集めてサブトウとなし、次いで該サブトウを多数集めてトウとなし、このトウを延伸熱処理し、必要により機械捲縮を付与した後、適当な長さに切断する工程から構成されることが一般的である。

【0003】

そして、通常は未延伸糸サブトウの段階にて、一旦、多数のローラー群で誘導しながらトウ缶内に振り落し、収缶する工程を採用することが一般的である。

【0004】

特に紡糸速度が速い場合には、仕上げ油剤の付与や繊維の捲縮工程、切断工程の加工速度を抑えるために、一旦収缶して工程速度を低下させる方法が一般に採用されている。

【0005】

例えば、特許文献１では直接紡糸延伸法により延伸トウを製造し、捲縮付与を行う合成繊維の製造法が開示されているが、熱処理を行う際の好ましい条件として、トウの総デシテックス数をトウ幅で除した値、ホットローラーの熱処理温度、熱処理時間が採用されている（特許文献１、請求項７）。

【0006】

しかしながら、特許文献１の、上述のような熱処理条件では、例えば、抄紙用等に使われる無捲縮短繊維に適用しようとした場合、繊維同士の膠着が発生して水中分散性が不良となったり、繊維の弾性率が高くなり、紙に加工した際に硬くなり過ぎたり、引裂強力が低下したりする等の課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００２－０８８６０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は上記背景のもとになされたものあり、高い生産性であり、かつ高品質な無捲縮短繊維の製造方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、
１．無捲縮短繊維の製造方法であって、紡糸後の未延伸マルチフィラメントの１本、または複数本を収束させたトウを、収缶することなく連続して延伸を施し、その延伸時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が１２０℃以下であり、かつトータル延伸倍率が１．５～５．５倍で延伸した後、オーバーフィードを施し、そのオーバーフィード時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が、１４０～２４０℃で、かつトータルドラフト比が０．８８～０．９８でオーバーフィードを施し、連続して、延伸したトウを１～３５ｍｍの長さにカットし、前記カットの速度が、８００～３，０００ｍ／分で、前記カットが、複数のカッター刃を有し、各カッター刃の間隔がカッター刃の切断面から背面まで同一、またはそれ以上の間隔である短繊維用カッターによってカットする方法であり、無捲縮短繊維の１０％伸長時応力が、１．５～３．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることを特徴とする無捲縮短繊維の製造方法であり、
２．無捲縮短繊維の製造方法であって、紡糸後の未延伸マルチフィラメントの１本、または複数本を収束させたトウを、収缶することなく連続して延伸を施し、その延伸時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が１２０℃以下であり、かつトータル延伸倍率が１．５～５．５倍で延伸した後、オーバーフィードを施し、そのオーバーフィード時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が、１４０～２４０℃で、かつトータルドラフト比が０．８８～０．９８でオーバーフィードを施し、連続して、延伸したトウを１～３５ｍｍの長さにカットし、前記カットの速度が、８００～３，０００ｍ／分で、前記カットが、複数のカッター刃を有し、各カッター刃の間隔がカッター刃の切断面から背面まで同一、またはそれ以上の間隔である短繊維用カッターによってカットする方法であり、無捲縮短繊維の１８０℃乾熱収縮率が、４～１０％であることを特徴とする無捲縮短繊維の製造方法であり、
３．無捲縮短繊維の製造方法であって、紡糸後の未延伸マルチフィラメントの１本、または複数本を収束させたトウを、収缶することなく連続して延伸を施し、その延伸時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が１２０℃以下であり、かつトータル延伸倍率が１．５～５．５倍で延伸した後、オーバーフィードを施し、そのオーバーフィード時のローラーの少なくとも１か所の表面温度が、１４０～２４０℃で、かつトータルドラフト比が０．８８～０．９８でオーバーフィードを施し、連続して、延伸したトウを１～３５ｍｍの長さにカットし、前記カットの速度が、８００～３，０００ｍ／分で、前記カットが、複数のカッター刃を有し、各カッター刃の間隔がカッター刃の切断面から背面まで同一、またはそれ以上の間隔である短繊維用カッターによってカットする方法であり、無捲縮短繊維がポリエステル系樹脂からなることを特徴とする無捲縮短繊維の製造方法、
である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高い生産性でありながら、物性、および水中分散性に優れた無捲縮短繊維を製造する方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】紡糸、延伸・オーバーフィード、カットを連続したプロセスの概略図（一例）

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明について詳細に説明する。

【0013】

本発明の無捲縮短繊維を構成するポリマーとしては、紡糸口金から吐出して繊維が成形
される合成樹脂であれば足りるが、具体的にはポリエチレンテレフタレートやポリエチレ
ンナフタレート等の芳香族ポリエステル系であり、ポリ乳酸などの脂肪族ポリエステル系、ポリアミド６やポリアミド６６等の脂肪族ポリアミド系、ポリパラフェニレンテレフタラミドやポリメタフェニレンイソフタラミドなどの芳香族ポリアミド系、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系、ポリアクリロニトリル系やビニロン、ポリフェニレンスルフィド等、使用目的に応じて任意のポリマーを選択することが可能である。

【0014】

中でも抄紙用に適した機械物性、熱安定性等の物性を確保するためには、ポリエステル系ポリマーであることが好ましい。

【0015】

より具体的に好適に用いられるポリエステル系樹脂は、ポリエチレンテレフタレートやポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリアルキレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリアルキレンナフタレートといった芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールのポリエステル、ポリアルキレンシクロヘキサンジカルボキシレート等の脂環族カルボン酸と脂肪族ジオールのポリエステル、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレート等の芳香族カルボン酸と脂環族ジオールのポリエステル、ポリエチレンサクシネートやポリブチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート等の脂肪族カルボン酸と脂肪族ジオールのポリエステル、ポリ乳酸やポリヒドロキシ安息香酸等のポリヒドロキシカルボン酸等が例示される。

【0016】

また、目的に応じて、酸成分としてイソフタル酸、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、α、β―（４－カルボキシフェノキシ）エタン、４、４－ジカルボキシフェニル、５－ナトリウムスルホイソフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、１、４－シクロヘキサンジカルボン酸、またはこれらのエステル類、ジオール成分としてジエチレングリコール、１、３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、ポリアルキレングリコール等を、１成分以上共重合させてもよく、さらにペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、トリメリット酸、トリメシン酸等の３個以上のカルボン酸成分または水酸基をもつ成分を共重合して分岐をもたせてもよい。また、上記に例示されるような組成の異なるポリエステルの混合物も含まれる。

【0017】

さらに、これらのポリエステルには、公知の添加剤、例えば、顔料、染料、艶消し剤、防汚剤、抗菌剤、消臭剤、蛍光増白剤、難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤等を含んでもよい。

【0018】

また、原料ポリエステルの固有粘度としては、０．３２～０．７０ｄＬ／ｇ、好ましくは、０．４２～０．６８ｄＬ／ｇの範囲とすることが望ましい。

【0019】

そして、本発明の無捲縮短繊維の製造方法では、上記のような繊維成形性ポリマーを溶融するか、または溶解した紡糸液を、複数の吐出孔を有する紡糸口金から吐出し、凝固させて紡糸し、未延伸のマルチフィラメントとする。紡糸速度は４００～２，５００ｍ／分の範囲であり、好ましくは５００～２，０００ｍ／分、さらに好ましくは６００～１，８００ｍ／分の範囲の高速紡糸である。このような高速紡糸とするためには、スクリュー式押出機を装備した溶融紡糸装置を用いることが好ましい。

【0020】

より具体的には、ポリエステル等の繊維成形性の合成樹脂からなるペレットを常法で乾燥し、スクリュー式押出機を装備した溶融紡糸装置にて溶融し、口金から吐出させて未延伸繊維のサブトウを得て引き取る方法である。

【0021】

本発明の無捲縮短繊維製造方法では、このように紡糸された未延伸マルチフィラメントは、１本、または複数本を収束させてトウとする。一つの紡糸口金からは１，０００～５０，０００ｄｔｅｘ、特には２，０００～２０，０００ｄｔｅｘのマルチフィラメントを吐出することが好ましい。そして、２本～４０本、特には３から３０本の未延伸マルチフィラメントを収束することが好ましい。このような合糸後には、２，０００～１００，０００ｄｔｅｘ、特には３，０００～５０，０００ｄｔｅｘのトウとすることが好ましい。また、最終的なトウの総フィラメント数としては、上記の総繊度となるように、５０～１００，０００本、特には１００～９０，０００本の範囲であることが好ましい。

【0022】

未延伸繊維の総繊度が、１，０００ｄｔｅｘより小さいと、高い生産能力を得るためには多数の口金を使用する必要があり、工業的には不利となる。また、総繊度が１００，０００より大きいと、ポリアルキレングリコール誘導体を含む油剤を、繊維表面に均一に付与することが困難な傾向にある。

【0023】

また、本発明で得られる無捲縮短繊維を構成する単糸の繊度としては０．００１～１００ｄｔｅｘであり、好ましくは０．１～３０ｄｔｅｘである。

【0024】

特に本発明の製造方法にて得られる無捲縮短繊維を抄紙用として用いる場合、このような単糸繊度であることにより、効率的な製造が可能となる。

【0025】

単糸繊度が０．００１ｄｔｅｘより細すぎる場合には、紡糸時の曳糸性が低下する傾向にあり、単糸繊度が１００ｄｔｅｘより太すぎる場合には、紡糸後の冷却が困難となる傾向にある。

【0026】

本願発明の無捲縮短繊維は、断面形状に特に制限は無く、丸断面以外に、楕円断面、３～８葉断面等の多葉断面、３～８角の多角形断面など異型断面であってもよい。また、中実繊維に限られず、中空繊維であってもよい。

【0027】

また、本願発明の無捲縮短繊維は、複合繊維であってもよい。複合繊維の形態としては、芯鞘型、偏心芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型、セグメントパイ型等が例示される。

【0028】

本願発明の無捲縮短繊維の製造方法では、未延伸マルチフィラメントを１本、または複数本を収束させてトウとし、続く延伸プロセスでは、延伸用ローラーの表面温度が１２０℃以下であり、好ましくは１００℃以下で延伸する。延伸用ローラーの下限は常温以上（１５℃～）が好ましく、３０℃以上がより好ましく、５０℃以上がさらに好ましい。そして、連続してオーバーフィードを行う。

【0029】

延伸用ローラーの表面温度が１２０℃より高い温度では、繊維同士が膠着や延伸時に繊維の溶断が発生する。一方、延伸温度が低い場合は、充分な倍率、均一な延伸ができない場合がある。

【0030】

延伸は、速度の異なる複数の加熱ローラー間で実施する。一対のローラーに２～１０ターン巻き付け、速度を変化させた複数のネルソン型ローラー間で、２～１０段階の範囲のいずれかで延伸をする。

【0031】

延伸プロセスの延伸倍率としては、各ロール対間で１倍より大きく５．５倍未満であることが好ましく、トータルで、１．５～５．５倍の延伸倍率であることが好ましい。

【0032】

尚、上記延伸プロセスは、紡糸後の未延伸マルチフィラメントの１本、または複数本を収束してなるトウを、収缶することなく、連続して延伸プロセスに供給することが好ましい。

【0033】

さらには、延伸を実施した後、オーバーフィードを行うが、そのローラー表面温度は１４０℃以上２４０℃以下、好ましくは１６０℃以上２２０℃以下の温度である。

【0034】

このようなローラー表面温度の条件により、最終的に得られる繊維の熱収縮率を適度に抑制することが可能となる。

【0035】

ただしこの温度が高すぎると、繊維同士が膠着しやすい傾向にあり、特に抄紙用に用いた場合には、水中での分散性が不十分となる傾向にある。

【0036】

延伸と同様に、オーバーフィードは、一対のローラーに２～１０ターン巻き付けることで行う。さらに、この時の熱処理と同時に、ローラー間でオーバーフィードを行うことが必要である。

【0037】

オーバーフィードを行うことで、分子配向を緩和させ、繊維の熱収縮率を抑制するとともに、繊維の初期弾性率を低減することができる。オーバーフィードは、ネルソン型ローラーの上流側の速度を下流側のローラーの速度より速く設定することで行う。すなわち、上流側（紡糸側）のローラー対の周速度Ｖ１ ｍ／分、下流側のローラー対の周速度をＶ２ ｍ／分とすると、Ｖ１をＶ２より大きく設定することである。このとき、Ｖ２／Ｖ１を「ドラフト比」と定義すると、オーバーフィードは、ドラフト比を、１．００より小さくすること、と言い換えることができる。ここで、オーバーフィードは、１段階で行っても、多段階で行ってもよく、各段階のドラフト比を掛け合わせたものをトータルドラフト比と定義する。トータルドラフト比は０．８８～０．９８、好ましくは、０．９０～０．９６とする。トータルドラフト比が０．９８より大きいと熱収縮率、弾性率が高くなり、抄紙した際の満足な紙物性が得られない。トータルドラフト比が０．８８より小さいと、ローラー間で弛みが発生し、上流側ローラー上への繊維の捲き付きや弛んだ繊維が、カッター工程に導入されることに伴う過長繊維の発生等が問題となる。

【0038】

延伸、オーバーフィードをした後の繊維トウは、カットする前に、冷却を施すことが好ましい。繊維トウの温度が高いままカットすると、繊維末端が融着したり、繊維側面が圧着されたりすることで水中に分散させた際に未分散繊維が発生する。

【0039】

冷却する手段は、特に限定されないが、表面温度が１００℃以下のローラー上に巻き付ける繊維トウに、水や水系エマルジョンを付与する、カッターに導入する前に空冷するための距離を確保する等の手段が考えられる。

【0040】

そして、本発明の無捲縮短繊維の製造方法では、このような延伸処理を行った繊維トウを連続してカットする。（連続したプロセスの概略図は図１参照）
通常、短繊維を製造する際には、一旦トウ缶に収缶するなどして保管したり、クリンプ（捲縮）工程にてその製造速度を低下させるなどしてから、低速度のカット工程に供されることが多い。しかし、本発明の無捲縮短繊維の製造方法では、収缶、クリンプなどの余分な工程を排除し、連続して加工することを特徴とする。

【0041】

さらに本発明の無捲縮短繊維の製造方法では、得られた短繊維の水中での絡み合いが防止されている。そして捲縮をするためのクリンパー工程が省略されている点からも連続工程化が容易となった。

【0042】

得られた無捲縮短繊維の１０％伸長時応力は、１．５～３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、好ましくは、１．８～２．５ｃＮ／ｄｔｅｘである。１．５ｃＮ／ｄｔｅｘより小さいと、抄紙した際に紙剛性を得ることが出来ない。３．０ｃＮ／ｄｔｅｘより大きいと、抄紙した際、せん断に対する緩衝効果が小さくなるため、紙の引裂強力が低くなる。

【0043】

また、得られた無捲縮短繊維の１８０℃乾熱収縮率は、４～１０％であることが必要である。４％より小さいと、漉き上げ後、乾燥した際に適度な張力が得られず、漉き上げ時の接着強力が不足する恐れがある。１０％より大きいと加工時の収縮が大きく、皺や破断を惹起する恐れがある。

【0044】

本発明の無捲縮短繊維の製造方法では、未延伸トウを紡糸機から延伸工程を経て、カッター（高速カッター）に投入している。そして、連続して加工することにより、工程を短くすることが可能となり、途中のガイド類やローラー類などにおける糸導の傷などによる単糸切れや、単糸またはサブトウ単位での収束不良が発生することによる過長繊維（繊維長が設定より長い）などの発生を減少させることが可能となった。通常の工程では、トウの収缶時に、繊維トウが屈曲したり（ギアリール）、あるいは屈曲しなくても単糸のサバケやループが生じる（エジェクター）ことがあった。また、収缶する際に、トウ（原糸）がもつれたり、ひきつったり、単糸バラケ（サバケ）が発生することがあった。また歩留まり面からは、トウと引取りローラーとのスリップやタイマー誤差などによって、後工程投入時に、缶の底に原糸が残りやすいという問題があった。

【0045】

本発明の無捲縮短繊維の製造方法では、上記の欠点を低減することが可能となり、得られた短繊維は、単糸長さが均一となる。

【0046】

ところで、本発明の無捲縮短繊維の製造方法は、連続して切断加工するのであるが、そのカット工程での繊維トウのカット速度は、６００～４，０００ｍ／分、好ましくは８００～３，０００ｍ／分、さらに好ましくは、９００～２，７００ｍ／分以下の範囲である。

【0047】

そして、本発明の無捲縮短繊維の製造方法では、延伸、オーバーフィードされた繊維トウに、必要に応じて親水性油剤を付与することが好ましい。親水性油剤を付与することで、水中分散性を向上させることができる。親水性油剤としては、ポリエーテル・ポリエステル共重合体が好ましい。より具体的には、テレフタル酸および／またはイソフタル酸、低級アルキレングリコール、ならびにポリアルキレングリコールおよび／またはそのモノエーテルからなるものであることが好ましい。

【0048】

親水性油剤を繊維に付着させる方法は特に限定されないが、繊維トウに、スプレー、ローラータッチ（キスロール）、メータリングオイル（孔のあいたセラミックガイドにギアポンプなどで定量の油剤を付与する方法）等の方法を例示することができる。

【0049】

このときの油剤エマルジョンの付着率は、繊維重量を基準に５～４０％とすることが好ましく、さらには１０～２０％とすることが好ましい。そうすることで、カットした後に繊維が飛散することを抑止することができ、かつ、梱包時の嵩を低減することができる。また、抄紙する際の水の繊維間への浸透を促進し、水中分散性を向上させることができる。

【0050】

そして、本発明の無捲縮短繊維の製造方法では、捲縮を付与せず、高速カッターに供給して、所定の繊維長にカットする。この高速カッターに供給する際には、弛みなどによる過長繊維が発生することを防ぐため、トウテンションをコントロールすることが好ましい。トウテンションをコントロールするには、ダンサーローラーやロードセルによるオートコントロール、高速ワインダーに用いるバランサーなどの公知の技術を適用できる。

【0051】

また、本発明の無捲縮短繊維の製造方法で得られる短繊維のカット長は、１～３５ｍｍであるが、抄紙用として使用する場合には、その繊維長は好ましくは１～３０ｍｍ以下、より好ましくは１～２０ｍｍ、さらに好ましくは２～１０ｍｍの範囲である。

【0052】

繊維長が３５ｍｍより長くなると、繊維同士の絡み合いが起こりやすくなる問題が発生しやすい。また、カット長が長くなると、たとえば、抄紙時に、繊維の水中分散性が悪化する傾向にある。

【0053】

一方、繊維長が１ｍｍより短すぎる場合には、カッター刃の間隔が小さくなるために、刃間によって形成されるスペースでの製造時の切断抵抗が大きくなるため、繊維が伸ばされたり、単繊維同士が絡み易くなり、品質の低下につながる傾向にある。

【0054】

例えば、繊維間膠着が発生し、安定した切断が難しくなる傾向にある。また、得られる繊維中に繊維塊が多くなる傾向にあり、特に抄紙用途に用いる場合などには、水中への分散性が悪くなる傾向にある。

【0055】

そして、このように高速で短い延伸短繊維を得るためには、カットが、複数のカッター
刃を有し、各カッター刃の間隔が、カッター刃の切断面から背面まで同一、またはそれ以
上の間隔である短繊維用カッターによってカットする方法であることが必要である。

【0056】

通常のロータリーカッターは、複数のカッター刃を有するものの、カッター刃の間隔はカッター刃の切断面から背面までだんだんと間隔が狭くなっている。カッター刃を配置したロータリー外側に向いて刃が配置されており、繊維トウはそのロータリーの外側に巻き付け、切断された繊維は、そのロータリーの中心部から排出される機構となっているためである。このような装置では、紡糸速度以上の加工速度を確保することは非常に困難であり、生産性の向上は期待できない。

【0057】

例えば、実用新案登録３１０３１９０号公報に記載されているような汎用的なロータリーカッターは、トウ（長繊維束）を短繊維にカットする業界においては最も一般的に使用されているものであるが、その特徴は、ローターに放射状に、切断面がローターの外側に向けて取り付けられたカッター刃に連続してトウを巻き付けて、さらにトウの側方外側からプレスローラーで圧縮してトウを切断し、放射状に配置されたカッター刃の間からローター中心方向に向かってカットされた短繊維が排出されていく機構である。この方式では、カッター刃間で形成される扇型の空間において、切断後排出に向けて刃間距離が徐々に狭くなり、カット繊維の排出抵抗が大きくなるために、ローター回転数、すなわちカッター速度（＝繊維トウ速度）を上げると、排出不良のためにカッター刃が折れるなどの不具合が発生する。通常、このタイプのカッターの限界速度は３００ｍ／ｍｉｎ以下、好ましくは２５０ｍ／ｍｉｎ以下で使用されている。

【0058】

本発明の無捲縮短繊維の製造方法では、上記のように、各カッター刃の間隔がカッター刃の切断面から背面まで同一又はそれ以上の間隔である短繊維用カッターを用いることが必要である（以降、高速カッターと呼ぶことがある）。より具体的には、例えばＵＳ４，５７７，５３７号公報やＵＳ４，５２８，８８０号公報に記載の機構をもった短繊維用カッターを用いることが好ましい。通常のロータリーカッターのような排出抵抗の上昇がなく、６００ｍ／ｍｉｎを超えるような速度であっても、トウをカットすることが容易となる。

【0059】

その機構は、カッター刃を放射状に配列するが、切断側が上方に向くようにし、その上方に配置される回転するローターにトウを巻きつけながら、さらに上方に設置した、トウを押し切りするための傾斜リングで徐々に押し切りする方式である。カッター刃の切断面から背面（カット繊維排出側）まで刃間距離は一定であるため、排出抵抗の上昇を抑えることが可能となり、３，０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速でトウをカットした場合であっても、刃折れの発生を防止することができる。市販品としては、Ｏｅｒｌｉｋｏｎ Ｎｅｕｍａｇ社のＮＭＣ－Ｈシリーズなどが好ましく活用できる。

【0060】

本発明の製造方法にて得られた無捲縮短繊維は、繊維同士が膠着することなく水中分散性に優れた無捲縮短繊維であって、未分散となりにくく、特に抄紙用に適した短繊維となる。そして本発明の製造方法では、このような無捲縮短繊維を効率的に製造することが可能となるのである。

【0061】

さらには、この無捲縮短繊維は、湿式不織布等に加工することで、各種の生活資材、産業資材に好適に用いることが可能である。

【実施例】

【0062】

以下に本発明の構成、および効果を具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明は、これら実施例になんら限定を受けるものではない。なお、実施例中の各値は、以下の方法に従って求めた。

【0063】

（１）固有粘度（［η］）
ポリマーを一定量計量し、３５℃のｏ－クロロフェノールに０．０１２ｇ／ｍｌの濃度に溶解してから、常法に従って求めた。

【0064】

（２）融点（Ｔｍ）、ガラス転移点（Ｔｇ）
ＴＡインスツルメント・ジャパン（株）社製のサーマル・アナリスト２２００を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。

【0065】

（３）単糸繊度
５０ｍｍにカットしたサンプルを用い、ＴＥＸＴＥＣＨＮＯ社製のＦＡＶＩＭＡＴ＋機を用いて測定した。

【0066】

（４）強度・伸度
５０ｍｍにカットしたサンプルを用い、ＴＥＸＴＥＣＨＮＯ社製のＦＡＶＩＭＡＴ＋機を用いて測定した。

【0067】

（５）水分率
水分を含んだ約１００ｇのカット綿を１２０℃の熱風循環式の乾燥機中で絶乾になるまで乾燥する。乾燥前の試料の重量Ｗ０と乾燥後の試料の重量Ｗ１から、次式によって求めた。
水分率（％）＝［（Ｗ０－Ｗ１）／Ｗ１］×１００

【0068】

（６）総繊度
総繊度は、以下の計算式から算出した。
総繊度（ｄｔｅｘ）＝｛１錘当たり吐出量（ｇ／分）×紡糸錘数（錘）×１００００｝／｛紡糸速度（ｍ／分）×総延伸倍率（倍）｝

【0069】

（７）１０％伸長時応力
ＴＥＸＴＥＣＨＮＯ社製のＦＡＶＩＭＡＴ＋機を用いて単繊維の未延伸糸の荷伸曲線（Ｓｔｒｅｓｓ Ｓｔｒａｉｎ Ｃｕｒｖｅ）を測定し、１０％伸長時の強力を読み取り、１０％伸長時応力（単位はｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。

【0070】

（８）１８０℃乾熱収縮率
５０ｍｍにカットしたサンプルを用い、ＴＥＸＴＥＣＨＮＯ社製のＦＡＶＩＭＡＴ＋機を用いて測定した。

【0071】

（９）水中分散性
１，０００ｍＬのメスシリンダーに５００ｍＬの水道水を入れ、この中に正味０．１ｇの短繊維を投入する。繊維がメスシリンダーの底に達したならば、メスシリンダーの開口部に蓋をし、上下を両手で持ち、メスシリンダーを１回反転させて繊維を分散させ、次の基準で水中分散性の良否を判定する。
○： 未分散の繊維束がなく、単繊維１本１本が水中にきれいに広がっている状態
△： 未分散の繊維束は殆どない。単繊維同士の絡みが若干認められるが許容範囲
×： 未分散の繊維束が数本以上あり、単繊維同士の絡みも多い状態。

【0072】

［実施例１］
固有粘度０．６４のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）チップを、１７０℃、４時間乾燥した後、３００℃で溶融し、孔数が１３０５の紡糸口金を通して、４５０ｇ／分で吐出し、この口金吐出直後の未延伸マルチフィラメントに対し、エマルジョン油剤をオイリングローラーで、未延伸糸水分率２１％となるように付与した後、ネルソン型ローラー対１で、６３５ｍ／分の速度で引取り、未延伸マルチフィラメント（サブトウ）を得た。

【0073】

このサブトウを１２錘分を収束させて８５，０００ｄｔｅｘとし、収缶することなく連続して、表面温度５５℃、周速度６６６ｍ／分のネルソン型のローラー対２に６ターン巻き付けて予熱した後、１００℃、周速度２，２３２ｍ／分のネルソン型ローラー対３に、６ターンさせた。次に、表面温度２２０℃、周速度２，１８８ｍ／分のネルソン型ローラー対４に６ターンさせ、表面温度２２０℃、周速度２，１００ｍ／分のネルソン型ローラー対５に６ターンさせ、次いで、表面温度８０℃、周速度２，１００ｍ／ｍｉｎのネルソン型ローラー対に６ターンさせ、延伸した繊維からなるトウとした（総延伸倍率３．３１倍）。

【0074】

この延伸されたトウを、カッター前テンションを０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとして連続して５ｍｍの長さとなるように切断した。なおカッター前の延伸トウに対して、スプレーでトウの上下から、テレフタル酸８０モル％とイソフタル酸２０モル％からなる酸成分と、平均分子量３，０００のポリエチレングリコール７０重量％とエチレングリコール３０重量％からなるジオール成分の構成で得た、平均分子量約１２，０００のポリエーテル・ポリエステル共重合体の水性分散液（エマルジョン濃度２重量％）であるエマルジョン油剤を噴霧し、カット後の水分率を１５重量％とした。この時のカッター速度は２，１２１ｍ／ｍｉｎであった。また、ここで使用した高速カッターは、カッター刃の切断側が上方に向くように、そして各カッター刃は放射状に配列したものであった。そして、カッター刃の切断側のさらに上方に配置される回転するローターに、延伸マルチフィラメントから構成されるトウを巻きつけ、さらに上方に設置した傾斜リングにより、徐々に押し切りし、トウを切断して短繊維化するものであった。また、カッター刃の切断面から背面（カット繊維排出側）まで刃間距離は一定であり、カット中でも、繊維の排出抵抗の上昇はなく、刃折れも発生しなかった。
得られた無捲縮短繊維は、結束状の欠点は観察されず、水分散性に優れ、抄紙用に特に適したものであった。工程条件及び得られた無捲縮短繊維の評価結果を表１に示した。

【0075】

［実施例２］
ローラー対６の表面温度を２２０℃とする以外は実施例１と同等とし、ショートカット繊維を採取した。
得られた無捲縮短繊維は、実施例１と比べ、結束状の欠点がわずかに認められたものの水分散性に優れ、抄紙用に適したものであった。工程条件及び得られた無捲縮短繊維の評価結果を表１に示した。

【0076】

［比較例１］
固有粘度０．６４のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）チップを１７０℃、４時間乾燥した後、３００℃で溶融し、孔数が１３０５の紡糸口金を通して、４５０ｇ／分で吐出し、この口金吐出直後の未延伸マルチフィラメントに対し、エマルジョン油剤をオイリングローラーで未延伸糸水分率２１％となるように付与した後、ネルソン型ローラー対１で６３５ｍ／分の速度で引取り、未延伸マルチフィラメント（サブトウ）を得た。

【0077】

このサブトウを１２錘分収束させて８５，０００ｄｔｅｘとし、収缶することなく連続して、表面温度５５℃、周速度６６６ｍ／分のネルソン型のローラー対２に６ターン巻き付けて予熱した後、１００℃、周速度２，２３２ｍ／分のネルソン型ローラー対３に６ターンさせた。次に、表面温度２２０℃、周速度２，２３２ｍ／分のネルソン型ローラー対４に６ターンさせ、表面温度２２０℃、周速度２，２３２ｍ／分のネルソン型ローラー対５に６ターンさせ、次いで、表面温度２２０℃、周速度２，２３２ｍ／ｍｉｎのネルソン型ローラー対６に６ターンさせ、延伸した繊維からなるトウとした（総延伸倍率３．５１倍）。

【0078】

この延伸されたトウを、カッター前テンションを０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとして連続して５ｍｍの長さとなるように切断した。なお、カッター前の延伸トウに対して、スプレーでトウの上下から、テレフタル酸８０モル％、イソフタル酸２０モル％の酸成分と、平均分子量３，０００のポリエチレングリコール７０重量％（共重合重量基準）とエチレングリコール３０重量％からなるジオール成分の構成で得た、平均分子量約１２，０００のポリエーテル・ポリエステル共重合体の水性分散液（エマルジョン濃度２重量％）であるエマルジョン油剤を噴霧し、カット後の水分率を１５重量％とした。この時のカッター速度は２，２５４ｍ／ｍｉｎであった。また、ここで使用した高速カッターは、カッター刃の切断側が上方に向くように、そして各カッター刃は放射状に配列したものであった。そして、カッター刃の切断側のさらに上方に配置される回転するローターに、延伸マルチフィラメントから構成されるトウを巻きつけ、さらに上方に設置した傾斜リングにより、徐々に押し切りし、トウを切断して短繊維化するものであった。また、カッター刃の切断面から背面（カット繊維排出側）まで刃間距離は一定であり、カット中でも、繊維の排出抵抗の上昇はなく、刃折れも発生しなかった。
得られた無捲縮短繊維は、結束状の欠点が多数認められ、熱収縮率も高く、抄紙用に適したものとは言えなかった。工程条件及び得られた無捲縮短繊維の評価結果を表１に示した。

【0079】

［比較例２］
ローラー対４～６の表面温度を２００℃とする以外は、比較例１と同等とし、ショートカット繊維を採取した。
得られた無捲縮短繊維は、熱処理温度を下げたことに伴い、比較例１と比べ、結束状の欠点が減少したものの、オーバーフィードを実施していないことから、実施例と比較して、熱収縮率、弾性率が高く、抄紙用に適したものとは言えなかった。工程条件及び得られた無捲縮短繊維の評価結果を表１に示した。

【0080】

［比較例３］
固有粘度０．６４のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）チップを１７０℃、４時間乾燥した後、３００℃で溶融し、孔数が１３０５の紡糸口金を通して、４５０ｇ／分で吐出し、この口金吐出直後の未延伸マルチフィラメントに対し、エマルジョン油剤をオイリングローラーで、未延伸糸水分率２１％となるように付与した後、ネルソン型ローラー対１で、６３５ｍ／分の速度で引取り、未延伸マルチフィラメント（サブトウ）を得た。

【0081】

このサブトウを１２錘分収束させて８５，０００ｄｔｅｘとし、収缶することなく連続して、表面温度５５℃、周速度６６６ｍ／分のネルソン型のローラー対２に６ターン巻き付けて予熱した後、１００℃、周速度２，２３２ｍ／分のネルソン型ローラー対３に６ターンさせた。次に、表面温度２２０℃、周速度２，１００ｍ／分のネルソン型ローラー対４に６ターンさせ、表面温度２２０℃、周速度２，１００ｍ／分のネルソン型ローラー対５に６ターンさせ、次いで、表面温度８０℃、周速度１，９００ｍ／ｍｉｎのネルソン型ローラー対６に６ターンさせることを試みたが、ローラー対６にトウをターンさせる途中でトウ弛みによりローラー上でのトウの横揺れが発生して隣接するトウを巻き込み破断し、ローラー上に巻き付き、繊維を採取することができなかった。

【0082】

【表1】

【図1】