JPH09137317A - 極細マルチフィラメント糸の溶融紡糸装置、その紡糸方法及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速で紡糸した場合にも断面斑及び繊度斑の発
生を抑制できるポリエステル極細マルチフィラメントの
溶融紡糸装置、その紡糸方法及び製造方法を提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】溶融押出装置(1) 、冷却装置(4) 、油剤付
与装置(5) 及び巻取装置(9) から構成される溶融紡糸装
置において、紡糸口金(11)面と冷却風の吹出部の上端面
(4a)との距離を１５〜６０ｍｍに設定し、紡糸口金パッ
クを装着する紡糸頭の下面と冷却域の間の冷却風の流入
を遮断し阻止する仕切り板(2) を設けると共に、前記紡
糸口金パックの下部と前記仕切り板(2) との間に紡糸口
金パック周囲への冷却風の流動を防ぐ円筒状の仕切り手
段(3) を設けることにより、冷却風による紡糸口金(11)
面の温度斑を減少させて同口金(11)面の雰囲気温度を安
定させ、フィラメントに生じる断面斑及び繊度斑を低減
させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製糸操業性に優れ、染
め品質が良好なポリエステルの極細マルチフィラメント
を紡糸するための溶融紡糸装置とその紡糸方法及び製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】極細繊維は、柔軟性に富み優れた風合い
を有していることから、人工皮革、ピーチスキン調織
物、高密度織物等の素材として広く用いられている。か
かる極細繊維のうち極細フィラメントを製造する方法と
しては、例えば、 海島型繊維の海成分を溶解除去して極細の島成分を
取り出し極細フィラメントを製造する方法、 ２成分を相互に介在させて複合紡糸した接合型複合
繊維を割繊にて極細繊維に分割し極細フィラメントを製
造する方法、 通常の紡糸・延伸工程の諸条件を極細繊維向きに改
良して極細フィラメントを製造する方法、 などの方法が知られている。の方法においては、海島
型繊維は２種以上のポリマーを使用して紡糸され、この
紡糸には特殊な紡糸機が使用されることに加えて、極細
フィラメントを得るためには、最終仕上げ工程で海成分
を溶解除去しなければならず、工程が複雑である上に、
その製品コストも非常に高額なものとなる。

【０００３】また、の方法においても、特殊な紡糸機
を使用して２種以上のポリマーを複合紡糸しなければな
らず、また、同複合繊維は必要に応じて延伸等の加工工
程を経た後に最終仕上げ工程において割繊がなされるた
め、工程が複雑で、製品コストが高額となる。更には、
工程安定性を確保するために紡糸工程及び加工工程にお
いて複合繊維の部分的な割繊を制御しなければならな
い。また最終仕上げ工程での割繊が不完全であった場合
には染品質が劣る等の問題が生じる。

【０００４】一方、の方法は、従来の紡糸・延伸工程
の諸条件を改良したものであり、特殊な装置や複雑な工
程を必要としないため、製品コストを安価にすることが
できる。しかし、単糸繊度をより小さくした場合には、
糸条に発生する断面斑および繊度斑が増加し、紡糸・延
伸工程での製糸安定性を確保しつつ染品質に優れた極細
フィラメントを得ることが困難となる。そのため、従来
から紡糸口金の吐出孔の孔径、孔長／孔径の比、吐出孔
の配列等紡糸口金の改良がなされ、また冷却風の温度、
風速の制御及び冷却風の整流化等により断面斑及び繊度
斑の低減を図っている。

【０００５】しかしながら、その改善も十分とはいえ
ず、更に繊維構造がＰＯＹの糸物性を示すように高速で
紡糸する場合においては、依然として、断面斑および繊
度斑が多数発生し、染品質にも劣るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、従来
の紡糸装置において改良を施すことにより、断面斑及び
繊度斑を更に低減させ、高速で紡糸した場合にも断面斑
及び繊度斑の発生を抑制することのできるポリエステル
極細マルチフィラメントの溶融紡糸装置を得ることを課
題とする。更には、その装置を使用した紡糸巻き取り後
の単糸繊度が１．０ｄ以下であり染品質にも優れたマル
チフィラメントを得るための紡糸方法、及び紡糸した後
に延伸処理を施して、単糸繊度が０．６ｄ以下であるフ
ィラメントを得るための製造方法を提供することをも課
題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ポリエチレンテレフタレートを主成分と
するポリエステルポリマーを溶融して紡糸口金から糸条
を吐出し、前記糸条に冷却風を吹き付けて冷却固化し、
前記糸条に油剤を付与した後に一対の引取ローラーを介
して前記糸条を巻き取る溶融紡糸装置において、前記紡
糸口金面と前記冷却風の吹き出し部の上端面との距離を
１５〜６０ｍｍに設定し、紡糸口金パックを装着する紡
糸頭の下面と冷却域の間に冷却風を遮断しその流入を阻
止する仕切り板を設けると共に、前記紡糸口金パックの
下部と前記仕切り板との間に紡糸口金パック周囲への冷
却風の流動を防ぐ円筒状の仕切り手段を設けることを特
徴とする極細マルチフィラメント糸の溶融紡糸装置を主
要な構成とする。

【０００８】前記仕切り手段は、紡糸口金パックの下部
から延在し、上記仕切り板と接するように配設された円
筒形仕切り板であることが好ましく、また、前記仕切り
手段の他の好ましい態様としては、前記仕切り手段は紡
糸口金パックの下部の一部により構成され、上記仕切り
板に接する円筒部とする。

【０００９】上述のように、紡糸口金面と前記冷却風の
吹き出し部の上端面との距離を１５〜６０ｍｍに設定す
ることにより、各フィラメントを均一に冷却することが
でき、また冷却風による糸揺れを最小限に抑えることが
できる。更に、紡糸頭の下面と冷却域の間に仕切り板を
設けると共に、前記紡糸口金パックの下部と前記仕切り
板との間に円筒状の仕切り手段を設けることにより、冷
却風による紡糸口金面の温度斑が減少して同口金面の雰
囲気温度が安定し、フィラメントに生じる断面斑及び繊
度斑を低減させることができる。

【００１０】更に、前述の装置を用いて、相対粘度が
１．４５〜１．５５である溶融ポリエステルポリマーを
巻取速度２０００〜４０００ｍ／分で巻き取ることを特
徴とする極細マルチフィラメントの紡糸方法も本発明の
他の主要な構成をなす。前述の装置を用いることに加
え、相対粘度が１．４５〜１．５５である重合度が低い
ポリマーを使用することで伸長粘度が低下し、冷却固化
に伴う細化変動が安定に行われ、巻取速度２０００〜４
０００ｍ／分の高速紡糸においても、フィラメントの断
面斑及び繊度斑が低減される。

【００１１】好ましくは、上述の紡糸方法においては、
溶融紡糸装置は７０以上の吐出孔を有する前記紡糸口金
を有し、同溶融紡糸装置を用いて、単糸繊度が１．０デ
ニール以下であるポリマー極細マルチフィラメントが製
造される。紡糸口金の吐出孔数が７０未満である場合
に、単糸繊度を１．０ｄ以下である極細マルチフィラメ
ントを得ようとすると吐出量が少なくなりすぎて全て紡
糸孔への均一なポリマー分配が難しく、糸切れの発生が
多い。一方、紡糸口金の吐出孔数が７０以上とすると、
全ての紡糸孔へポリマーを均一に分配でき、吐出斑によ
る糸切れが防止され、特に単糸繊度が１．０ｄ以下であ
る極細マルチフィラメントをも得ることができる。

【００１２】更には、上述の方法を用いて紡糸された糸
条を更に延伸し、単糸繊度が０．６デニール以下のポリ
エステル極細マルチフィラメントを製造するすることを
特徴とする極細マルチフィラメントの製造方法をも本発
明の更に他の主要な構成をなす。

【００１３】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細に説明
する。本発明におけるポリエステルとしては、ポリエチ
レンテレフタレートを主成分とするポリエステルを使用
する。その性質を本質的に変化させない範囲であればそ
の他の成分として、イソフタル酸、５−ナトリウムスル
ホイソフタル酸等のジカルボン酸、プロピレングリコー
ル、又は１．４−ブタンジオールやポリエチレングリコ
ール等のジオールを共重合させたコポリエステルを使用
することもできる。また、これらのポリエステルには艶
消剤、安定剤、表面改質剤等を添加することも可能であ
る。

【００１４】ポリエステルポリマーの重合度を、溶融し
た状態にあるポリマーのフェノール／テトラクロルエタ
ン＝１／１の混合溶媒中で測定した相対粘度で表すと、
通常の衣料用繊維の繊度に紡糸する場合に紡糸口金から
吐出される溶融ポリエステルの相対粘度は１．５７〜
１．６０である。これに対し、本発明ではポリエステル
ポリマーの相対粘度が１．４５〜１．５５である重合度
の低いポリマーを使用することが好ましい。これは、重
合度が低いポリマーを使用することで伸長粘度が低下
し、冷却固化に伴う細化変動が安定に行われるためであ
る。

【００１５】以下、本発明の溶融紡糸装置の一実施例に
ついて図１を参照して詳細に説明する。本発明の溶融紡
糸装置は、溶融押出装置１、冷却装置４、油剤付与装置
５及び巻取装置９とを備えている。溶融押出装置１は紡
糸口金１１を有しており、同装置１において溶融された
ポリマーは同紡糸口金１１から吐出される。この紡糸口
金１１の吐出孔の形状は、丸断面、三角断面、又は多葉
断面等の多様な断面形状のうち、いずれか所望の断面形
状を有するフィラメントを得るために適宜選択でき、限
定されるものではない。紡糸口金１１から吐出された溶
融状態にある糸条は冷却装置４において冷却固化された
後、油剤付与装置５により油剤が付与され、その後一対
の引取ローラー７，８を介して巻取装置９により巻き取
られる。冷却装置４は、吐出された糸条に対して直交し
て冷却風を当てるタイプの装置を採用し、糸条に対し全
周方向から冷却風を吹き出す円周クエンチ方式や、糸条
に対し一方向から冷却風を吹き出す横吹きクエンチ方式
等を採用することができる。なお、図の符号６は仮撚付
与装置を示す。

【００１６】同溶融装置１において、紡糸口金１１面と
冷却装置４の上端面、即ち冷却風の吹出部の上端面４ａ
との距離Ｌは未延伸糸の繊度斑の良否を支配するうえで
重要である。繊度斑の発生を防止するためには紡糸口金
１１から吐出された糸条を安定して急冷することが効果
的であり、また、同距離Ｌが大きくなると、吐出直後の
固化していない糸条に対する冷却風の吹き付けによる糸
条の揺れが大きくなり、断面斑、繊度斑が多数生じる。
そのため、紡糸口金１１と冷却風の吹出部の上端面４ａ
はできるだけ近接させることが好ましいが、一方では、
紡糸口金１１と冷却風の吹出部の上端面４ａが近すぎる
と、同冷却風により紡糸口金１１面に部分的な温度斑が
生じ、紡糸口金１１面の雰囲気温度が大きく乱れ、各フ
ィラメントを均一に冷却することができず、各フィラメ
ント間に構造斑が発生する。

【００１７】本発明者等は、かかる点から様々な検討の
結果、紡糸口金１１面と冷却風の吹出部の上端面４ａの
適正な距離Ｌを１５〜６０ｍｍに設定することが重要で
あることを知った。すなわち、前記距離Ｌが１５ｍｍ未
満では、冷却風による紡糸口金１１面の雰囲気温度の乱
れが大きく、各フィラメント間の不均一冷却が発生し、
６０ｍｍ以上では未固化領域が拡大するため、糸揺れが
大きく影響し、断面斑、繊度斑の改善効果が見られなく
なる。

【００１８】また、本発明の溶融紡糸装置には、紡糸口
金パックを装着する紡糸頭の下面の直下で同下面と冷却
域との間には仕切り板２が設けられている。この仕切り
板２は冷却風が紡糸口金１１面の雰囲気温度を乱さない
ように、冷却風を遮断しその流入を阻止している。更
に、紡糸口金パックの下部と前記仕切り板との間には円
筒状の仕切り手段が形成されている。この円筒状仕切り
手段として、図示実施例では、円筒形仕切り板３を採用
し、同仕切り板３を紡糸口金パックの下部と上記仕切り
板との間に互いが接するようにして配されている。この
円筒形仕切り板３により紡糸口金パック周囲の空気の流
動が防止される。

【００１９】上述のように、紡糸口金面の雰囲気温度に
着目し、紡糸口金１１面と冷却風の吹出部の上端面４ａ
との距離Ｌを１５〜６０ｍｍの範囲に設定すると共に、
更に仕切り板２及び円筒形仕切り板３により冷却風を遮
断することにより、極細フィラメントの紡糸であっても
フィラメントに生じる断面斑及び繊度斑のいずれをも著
しく減少させることができ、各単糸間の構造のバラツキ
が改善され品質が向上する。

【００２０】また、本発明にあっては前記円筒形仕切り
板３に代えて、紡糸口金パックの下部の一部を円筒状に
延設させて上記仕切り板２に接するようにさせてもよ
い。

【００２１】更に、紡糸口金１１の吐出孔数は、得られ
る糸条の繊度とフィラメントの単糸繊度により設定され
るが、単糸繊度が１．０ｄ以下である極細マルチフィラ
メントを得るためには７０〜１７０孔に設定することが
好ましい。７０孔未満では、単糸繊度が１．０ｄ以下で
ある極細マルチフィラメントを得るために同口金１１へ
供給される溶融ポリマーの量は少ないために、全ての紡
糸孔へポリマーを供給することは難しく、吐出斑により
糸切れが発生し、生産性に劣る。一方、１７０孔以上で
あると、紡糸口金の直径は通常６０〜８０ｍｍであるた
め、吐出孔同士の間隔が狭くなりそこから吐出されるフ
ィラメントを均一に冷却するのが困難となり、繊度斑が
増大して染品質が悪化し、更には紡糸時の糸切れの一因
ともなる。

【００２２】また、上述の装置において、巻取装置９の
巻取速度は２，０００〜４，０００ｍ／分に設定される
が、このような高速の巻き取りに対しても断面斑、繊度
斑が少ない染品質に優れた、単糸繊度が１．０ｄ以下で
ある未延伸ポリエステル極細マルチフィラメントを安定
して紡糸することができる。

【００２３】更に、この未延伸極細マルチフィラメント
は、通常のローラー加熱タイプ等の延伸機により容易に
延伸し得るものであり、本発明にあっては前記未延伸極
細マルチフィラメントを延伸させて単繊維繊度が０．６
ｄ以下の延伸ポリエステル極細マルチフィラメントを製
造するに適している。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に更に具
体的に説明する。フェノール／テトラクロルエタン（１
／１重量比）の混合溶媒に試料を溶解し、ウベローデ粘
度計により２５℃で測定した相対粘度が１．４８５、融
点２５６℃のポリエチレンテレフタレートを図１に示す
溶融紡糸装置を用いて紡糸した。紡糸口金として直径
０．２０ｍｍの紡糸孔を７２孔有するものを使用し、吐
出量は冷却延伸後の延伸糸繊度が４０ｄ、伸度が３０％
となるよう表１に示す値にそれぞれ設定し、紡糸温度は
２９５℃とした。紡糸口金と冷却風の吹出部の上端面と
の距離は表１に示すように様々に変化させて設定した。
全ての紡糸において紡糸頭と冷却装置の間には仕切り板
を設けたが、円筒状の仕切り板は表１に示すように配置
した。冷却には横吹きクエンチ方式の冷却装置を使用
し、冷却風は温度２０℃、風速０．１ｍｍ／秒に設定し
た。冷却した糸条は、紡糸口金と引取ローラーの間に設
置した給油ガイドに導き、目標油分が計算上０．７５ｗ
ｔ％となるような油分供給量で給油すると同時に集束
し、引き続き、給油ガイドの下方３０ｍｍの位置に設け
たエアー交絡装置でエアー圧０．３ｋｇ／ｃｍ² で軽く
エアー交絡処理をした後、２個１対の引取ローラーを介
して２７００ｍ／分で巻き取り、未延伸糸を得た。

【００２５】更に、巻き取られた未延伸糸に、２段ロー
ラー加熱タイプの延伸機を使用して延伸温度８５℃、熱
セット温度１５０℃、延伸後の延伸糸の伸度が３０％と
なるように表１に示す伸倍率で延伸速度６００ｍ／分で
延伸処理を施し、延伸糸を得た。

【００２６】上述のようにして得られた未延伸糸及び延
伸糸の物性について、下記の方法により測定し、その結
果を表１に示す。 粘度・伸度：島津製作所社製オートグラフ「ＳＤ−１０
０Ｃ特形」にて測定。 試長＝２０ｃｍ、引張速度＝２０ｃｍ／分、初荷重＝
０．０３ｇ／ｄ 沸水収縮率（ＢＷＳ）：カセ法にて測定。 試長＝１ｍ×１０回巻き、測定荷重＝０．０３ｇ／ｄ １００℃で３０分沸水処理を施した後、収縮率を測定。 繊度斑（糸斑）：計測器工業社製イブネスター「ＫＥＴ
−８０Ｃ」にて測定。 （長周期）糸速＝２００ｍ／分、測定モード＝Ｉｎｅｒ
ｔ 測定時間は１分。 （中周期）糸速＝１５ｍ／分、測定モード＝１／２Ｉｎ
ｅｒｔ 測定時間は１分。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示すように、本発明の範囲内におい
て紡糸された実施例１及び２はいずれも、未延伸糸及び
延伸糸ともに満足できる繊度斑、染品質のものであり、
未延伸糸はフィラメント数７２、単糸繊度０．７２〜
０．９０ｄの極細マルチフィラメントであり、延伸加工
を施すと単糸繊度０．５６ｄの更に極細の好適なマルチ
フィラメントが得られた。

【００２９】これに対し、口金面と冷却風の吹出部の上
端面との距離が１０ｍｍである比較例１はその製糸安定
性が悪い。更に未延伸糸においても、特に中周期の測定
では繊度斑が多数測定され、また、断面斑が多数発生し
た。一方、口金面と冷却風の吹出部の上端面との距離が
１００ｍｍである比較例２は、製糸安定性は確保される
ものの、実施例と比較して未延伸糸の繊度斑及び断面斑
がどちらも劣り、更に、延伸糸における染品質が悪い。
即ち、口金面と冷却風の吹出部の上端面との距離は２０
〜６０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。

【００３０】また、円筒状仕切り板が配設された実施例
２と配設されていない比較例３とを比べると、円筒状仕
切り板が配設されていない比較例３は製糸安定性が悪
く、更に未延伸糸の繊維斑が多数発生する。断面斑も実
施例２よりも多く、延伸糸においてもその繊維斑はかな
り多く、染品質も実施例２よりかなり劣るものである。

【００３１】このことから、紡糸頭と冷却装置の間の仕
切り板に加えて更に円筒状仕切り板を設けることによ
り、冷却風が紡糸口金面に吹き付けるのを阻止し、紡糸
口金面に温度斑が生じることがなく、フィラメントを均
一に冷却してことができ、繊度斑及び断面斑の発生を低
減する。

【００３２】

【発明の効果】本発明の装置によれば、紡糸口金面と前
記冷却風の吹出部の上端面との距離を１５〜６０ｍｍに
設定することにより、口金面の温度斑がなくなりフィラ
メントが均一に冷却されると共に、冷却風による糸揺れ
が最小限に抑えられ、安定した糸条の吐出がなされる。
更に、紡糸頭の下面と冷却域の間に仕切り板を設けると
共に、前記紡糸口金パックの下部と前記仕切り板との間
に仕切り手段を設けることにより、冷却風が紡糸口金面
に直接吹き付けるのを阻止すると共に冷却風の口金面へ
の流入が遮断され、紡糸口金面の温度斑が減少して同口
金面の雰囲気温度が安定し、フィラメントが均一に冷却
され、断面斑及び繊度斑が更に低減される。

【００３３】更に、前述の装置を用いて、相対粘度が
１．４５〜１．５５の低粘度の溶融ポリエステルポリマ
ーを使用して紡糸する方法によれば、伸長粘度が低下す
るために、冷却固化に伴う細化変動が安定に行われる。
また、７０〜１６０の吐出孔を有する紡糸口金を採用す
ると、全ての紡糸孔へポリマーを均一に分配でき、吐出
斑による糸切れが防止され、特に単糸繊度が１．０ｄ以
下である極細マルチフィラメントをも良好に得ることが
できる。更に、巻取速度２０００〜４０００ｍ／分で高
速に巻き取る紡糸方法においても、上述の装置を用いる
ことで断面斑及び繊度斑が低減され、繊度が１．０ｄ以
下の好適な極細マルチフィラメントが得られる また、
上述の方法を用いて紡糸された糸条を更に延伸すること
で、単糸繊度が０．６デニール以下のポリエステル極細
マルチフィラメントを製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の極細マルチフィラメント糸の溶融紡糸
装置の概略図である。

【符号の説明】

１ 溶融押出装置 １１ 紡糸口金 ２ 仕切り板 ３ 円筒形仕切り板 ４ 冷却装置 ４ａ 上端面 ５ 油剤付与装置 ６ 仮撚付与装置 ７，８ 引取ローラー ９ 巻取装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレンテレフタレートを主成分と
   するポリエステルポリマーを溶融して紡糸口金から糸条
   を吐出し、前記糸条に冷却風を吹き付けて冷却固化し、
   前記糸条に油剤を付与した後に一対の引取ローラーを介
   して前記糸条を巻き取る溶融紡糸装置において、前記紡
   糸口金面と前記冷却風の吹き出し部の上端面との距離を
   １５〜６０ｍｍに設定し、紡糸口金パックを装着する紡
   糸頭の下面と冷却域の間に冷却風を遮断しその流入を阻
   止する仕切り板を設けると共に、前記紡糸口金パックの
   下部と前記仕切り板との間に紡糸口金パック周囲への冷
   却風の流動を防ぐ円筒状の仕切り手段を設けることを特
   徴とする極細マルチフィラメント糸の溶融紡糸装置。
2. 【請求項２】 前記仕切り手段が紡糸口金パックの下部
   から延在し、上記仕切り板と接するように配設された円
   筒形仕切り板である請求項１記載の極細マルチフィラメ
   ント糸の溶融紡糸装置。
3. 【請求項３】 前記仕切り手段が紡糸口金パックの下部
   の一部により構成され、上記仕切り板に接する円筒部で
   ある請求項１記載の極細マルチフィラメント糸の溶融紡
   糸装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の装置を用いて、相対粘度
   が１．４５〜１．５５である溶融ポリエステルポリマー
   を巻取速度２０００〜４０００ｍ／分で巻き取ることを
   特徴とする極細マルチフィラメントの紡糸方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の溶融紡糸装置において紡
   糸口金が７０以上の吐出孔を有してなり、同溶融紡糸装
   置を用いて、単糸繊度が１．０デニール以下であるポリ
   マー極細マルチフィラメントを製造する請求項４記載の
   紡糸方法。
6. 【請求項６】 請求項４記載の方法を用いて紡糸された
   糸条を更に延伸し、単糸繊度が０．６デニール以下のポ
   リエステル極細マルチフィラメントを製造するすること
   を特徴とする極細マルチフィラメントの製造方法。