JPS60128169A - ポリアミド繊維の巻取法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリアミドを高速紡糸して巻取る方法に関す
るものであり、さらに詳しくは、パッケージの表・中・
内層部、端面・中央部等の巻き位置による内部歪の差が
少なく、均一でかつ均染性に優れたポリアミド繊維を高
速でバーン状に巻取る方法に関するものである。

ポリアミドフィラメントのフラットヤーンのパッケージ
としては、バーン形状およびチーズ形状が一般的である
。

バーン形状のパッケージは紡糸巻取工程と延伸工程とを
分離した通常延伸待人で得られる。こ　−の方式では内
部歪が大きく、かつ糸を案内するトラベラの回転速度が
巻量に伴って変化するため、実巻取張力が変化する。さ
らに、バーン両端部と中央部とでトラバース折り返し時
における実巻取張力に変化が生じる。このため、糸条の
巻層別および端面・中央部で異なった内部歪が繊維に付
与される。

その結果、織物や編物にした場合にタテすじやヨコひけ
となったり、仮撚加工糸における力スリ環や原糸層内バ
ラツキによる条斑が発生し、欠点反の原因となりやすい
。

一方、チーズ形状のパッケージは通常、高速製糸法ある
いは直接紡糸延伸法で得られる。この方法では巻取時に
高速で往復運動を行なうトラバースガイドにより、トラ
バースの両端部で実巻取張力が中央部のそれより高くな
って、糸条に大きな内部歪が生じる。さらに、６０００
ｍ／ｍｉｎ以上での巻取速度となると、この内部歪によ
ってパッケージフオームのふくれが大となり巻取不能と
なる。

こうした内部歪を減少させるため、通常の直接紡糸延伸
法では延伸後、糸条を加熱して熱固定する方法がとられ
ている。３５００　ｍ／ｍｉｎ以下程度の巻取速度で直
接紡糸延伸法を行うのであれば、チーズ形状に巻取るこ
とは可能である。しかし、４５００　ｍ／ｍｉｎ以上の
高速巻取で得られるパッケージはポリアミド繊維独特の
内部歪の遅延的回復によってパッケージ端面がボビン軸
方向にふくれ、ついには巻取ボビンの長さ以上に糸層の
幅が広くなって巻取不能となる。熱固定温度を高めたり
、熱処理時間を長くしたりすることで、この歪を幾分減
少することは可能であるが、逆に、操業性が悪化したり
、設備費や消費電力が増加したりするので好ましくない
。また、このように熱処理した糸は仮撚加工時の如き後
工程での熱処理が有効にきかず、捲縮特性が良好となら
ない。

こうした従来方法の欠点を補うべく、種々検討した結果
、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明の目的は、パッケージ内の巻き位置に
よる内部歪差を小さくするとともに、均一で均染性の優
れた糸質とすることにより、編織物の品質および高次加
工通過性に優れたポリアミド繊維を供給することにある
。

かかる目的を達成するため、本発明は、ポリアミド系重
合体を溶融紡糸し、冷却固化せしめ、油剤を付与した後
、交絡処理し、実質的な実撚を付与することなく、４５
００　ｍ／ｍｉｎ以上の　′巻取速度で巻取機に巻取る
方法において、前記巻取機として、巻取中にボビンを装
着したスピンドル自体が該スピンドルの軸方向に往復運
動する型のスピンドルドライブ型巻取機を用い、巻取中
のパッケージは完全に他の物とは非接触であり、かつ、
前記スピンドルの往復運動速度Ｔ　（ｍ／ｍｉｎ　）を
下記式 ％式％ ［ただし、■は巻取速度（ｍ／ｍｉｎ　＞　テある。］
を満足する範囲とすることよりなる。

本発明法により得られるパッケージは、ナイロン６の場
合、非晶部配向度（Ｆ）０．３〜０．６で、γ型結晶混
在率３０％以上である糸条で形成されている。ナイロン
６６の場合は、非晶部配向度（Ｆ　）　Ｏ、’５””５
〜０．７で、密度１．１３５Ｍｃｎｔ以Ｅである糸条で
形成されてい。。□□＠　ａ　（’　Ｆ　）　Ｂ　ｅ　
３１１　ｅ’　６’ｔｉ　ｅ；や、密度が１．１３５ｆ
ｌｌ／ｃｍ未満の場合では、高仲麿になりすぎて、仮撚
用■における融＠問始温□ 度が低くなり、実用に耐えない。一方、Ｆが高過ぎる場
合や、γ型結晶混在率が３０％未満の場合は、仮撚加工
でのセット性が悪く、仮撚加工糸の捲縮特性が劣る。

このような糸は、巻取時に極力、歪を付与しないような
、また巻き位置により付与歪量に差を与えないような巻
取方法で巻上げる必要がある。　このため、巻取機とし
てスピンドルドライブ型の巻取機を用い、巻取中のパッ
ケージは完全に他の物と非接触の状態で巻取る必要があ
る。スピンドルドライブ型の巻取機であっても、例えば
巻取速度を制御するため、パッケージに接触せしめるロ
ーラベールのような物を用いてはならない。他の目的で
あってもパッケージと接触するローラ状のものが存在す
るとパッケージをある大きさの面圧で押えつけるため、
巻かれた糸が互に押えつけられ、巻取時に余分な歪を付
与すると同時に糸条が過度に重なり合うので解舒性は悪
くなる。つまり、本発明においては巻取中のパッケージ
は、何ら他の物体と接触しないことが肝要である。この
ために巻取速度をコントロールする手段としては、巻取
張力を検知して、一定張力になるようにスピンドル回転
数を巻量に応じて減少させたり、あるいは予めスピンド
ル回転数の減少パターンを記憶させ、巻取間に応じて回
転数を減少せしめるプログラム制御等が適用される。

本発明は、このようなスピンドルドライブ型の巻取機を
用い、ボビンを装着したスピンドル自　イ本　を　Ｖ／
４０００−Ｖ／３００　（ｍ／ｍｉｎ　）の速度でスピ
ンドルの軸方向に往復運動（以下、トラバース運動とい
う）させつつ、パッケージを形成することが必要がある
。ただし、■（ｍ／１ｌｌｉｎ　）は巻取速度を示す。

このようにスピンドル自体をトラバース運動させるので
あるから、ボビンに巻かれるべき糸条は、その糸道が変
化することなく常に実質的に一定位置を走行する。従っ
て、パッケージの巻き位置による巻取張力の変動がほと
んどなく、４０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速巻取時でも糸
条への歪付与が極めて少ないので、均一なパッケージを
得ることができる。

スピンドルのトラバース速度ＴがＶ／３００１Ｉｌ／ｍ
ｉｎより速い場合は、パッケージの両端面部の折り返し
時におけるスピンドルの慣性力が大き過ぎて、パッケー
ジ自体にとビリや肩崩れ等を生じる。特に、巻量が多く
なるほど、この現象は顕著である。一方、スピンドルの
トラバース速度ＴがＶ／４０００　ｍ／ｍｉｎ未満の場
合はパッケージ表面上で、前に巻かれた糸条と次に巻か
れる糸条とのトラバースによるズレが小さく、糸条が密
接に接近しすぎる。このため、解舒時の張力変動が大き
く高次加工工程で問題をひきおこす。トラバース速度は
前記問題点を確実に解消するためには、トラバース速度
ＴをＶ／３０００≦Ｔ≦Ｖ１５００の範囲に］ントロー
ルすることが好ましい。

巻幅を糸の巻径の増大に伴って順次減少させることによ
り、パッケージに好ましいテーパー角を付与でき、安定
したパッケージ形態を形成することができる。

また、ボビンの巻取られる直前の糸条張力は、０．１〜
０．６　（１／ｄの範囲にづることが好ましい。０．１
　（１／ｄ未満のような低張力の場合には、ワインダ−
に供給するゴデーローラに糸が取られヤ）すくなる。一
方、Ｏ１６り／ｄを上回るＪ：うな高張力の場合は、巻
取糸の内部歪が大きくなり、パーン内外層差や中央・端
部差が大きくなって好ましくない。

また、巻かれる前に糸条に交絡処理を施し、糸条の集束
性を高めることが必要である。紡糸中に交絡処理を行な
うことにより、巻取中の単糸一本一本に異常に高い歪や
応力が付与されることを防止できる。交絡の程度として
は、フィラメントが完全に平行で存在しないようにわず
かな平行度の乱れを生じさせるような撹乱を与える程度
であればよい。好ましくは、水上交絡数の評価で１コ／
ｍ〜７Ｏコ／ｍ程度でよい。

交絡処理をＩＭ　を位置は、第１ゴデーローラの前、あ
るいは第２ゴデーローラと巻取機との問等であればよく
、目的に応じて任意に選ぶことができる。

特に、最終の引取ゴデーローラ（第１図では第２ゴデー
ローラ）と巻取機どの間に設置する場合には、糸道が一
定で巻取張力が一定であるため、交絡張力が一定となり
、均一な交絡処理を行なうことができるので好ましい。

さらに、第１ゴテ−ローラの前に設置する場合も、最終
の引取ゴデーローラの出口で糸条が交絡集束されている
ため、糸離れがよく、くわえて巻取張力が常に一定であ
るため、極めて低い巻取張力でパッケージを形成するこ
とが可能となり、好ましい。

このような本発明は、所望の特性を有するポリアミド繊
維のパッケージを得るために、４５００　ｍ／ｍｉｎ以
上で高速紡糸した糸条をスピンドルのトラバース速度等
の条件を特定して巻取ることによりはじめて達成される
。

これに対して、紡糸後連続してストレッチをかけた後に
巻取った糸条は、その非晶部においても高い配向性を示
すので、巻取った後の非晶部の配向緩和が大きずぎ、経
時的にパッケージに応力分布をひきおこすので、本発明
の適用外である。

また、紡糸巻取機として広く使用されている、駆動ロー
ラにパッケージを接触させて巻取るサーフェスドライブ
型の巻取機や、チーズ形状に巻、１−げろ、チーズワイ
ンダ−も、設備的な面からみて駆動［１−ラをも往復運
動させる必要があるから、本発明の適用外である。

本発明の巻取方法の一実施態様を示す第１図にぞって説
明する。

第１図は紡糸巻取工程を示す概略図である。

紡糸口金１から溶融吐出されたポリアミド繊ＭＹは冷却
装置２により、冷却固化され、給油装置３で給油され、
エア交絡ノズル４で交絡処理され、第１ゴデーローラ５
と第２ゴデーローラ６とを巻掛けした後、糸道ガイド８
を経て、スピンドル自体がトラバース運動されているス
ピンドルドライブ型の巻取装置９にてバーン形状に、／
ｌ　５００ｍ　／ｍｉｎ以上の速度で巻取られる。

巻取装置９はスピンドルドライブ型で駆動モータ１０に
より単独駆動される。駆動モータ１Ｏは巻取張力を検出
する張力検出器７とコントロール盤１３とを介して制御
される。巻取張力が一定になるように電力制御器１１、
張力設定器１２からなるコントロール盤１３で駆動モー
タを制御し、常に巻取速度が一定になるようにコントロ
ールされる。

巻取装置（スピンドル）９は油圧シリンダー１４と連結
され、該油圧シリンダーの動きにより巻取装置９すなり
もパッケージ１５自体が往復トラバース運動を行う。従
って、糸条はトラバース運動せず、常に実質的に同じ位
置を走行してパッケージに巻取られる。回転しているパ
ッケージ１５は他のいかなるものとも接触せずに回転さ
れる。なお、ここで「実質的に同じ位置を走行する」と
は、交絡処理や紡糸張力変動等によるわずかな糸揺れや
、第２図の如く巻太りによる糸道のわずかな変化をも包
含する。

第２図は、ボビン１６への巻始めの状態（Ａ）と、ある
程度巻太った状態（Ｂ）とを示す。糸道ガイド８を固定
した場合は、巻量により第２図のように糸道が順次移動
し、鉛直線と糸道とのなす角θが徐々に大きくなる。こ
のθが生じないように、糸道ガイド８および／または巻
取装置９の位置を巻量に応じてわずかづつ移動し、常に
θ＝０６となるようにすることが好ましい。

本発明におけるポリアミドとしては、例えば、ポリカプ
ラミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリへキザメ
チレンセバカミド等のアミドＭ１個あたりのメチレン基
の数が１０個以下のアルキレンポリアミドを主体とする
ものが好ましいが、場合によってはアルキレン基の一部
が芳香族基に代わったものでもよい。また、その性質を
本、質的に変化させない範囲で他種のポリアミド形成成
分を共重合したものでもよい。また、９聞の艶消剤、着
色剤、安定剤、顔料、吸湿剤、充填材、等を含んでもよ
い。また、硫酸（９８％）１．０重量％溶液を溶媒とす
る相対粘度が２．０〜３．５であるものが好ましい。

また、ポリアミド繊維の断面形状は丸断面や種々の異形
断面であってもよい。

本発明の高速紡糸巻取方法で得られるポリアミドｍ維の
パッケージは次の如き効果を有する。

（１）　ボビンを装着したスピンドル自体をトラバース
運動させ、糸道を実質的に一定位置とすることにより、
４５００　ｍ／ｓｉｎ以上の高速巻取をしても均一なパ
ッケージを得ることができる。

（２スピンドルのトラバース速度を特定範囲とすること
により、良好なパッケージ形状で編織物用として好適な
ポリアミド糸条を得ることができる。

（３）非晶部配向度（Ｆ）が０．３〜０．６（ナイロン
６）、０．５５〜０．７（ナイロン６６）の範囲で、か
つγ型結晶混在率３０％以上（ナイロン６）、密度１．
１３５０／ａ＋を以上〈ナイロン６６）の特性を有する
ため、均一で均染性が高く、かつ、染色堅牢性も良好で
経時安定性に優れており、仮撚加工用原糸として好適で
ある。

（４）引取速度４５００　ｍ／ｍｉｎ以上であるため、
吐出生産性が高く、原糸製造コストを大幅に下げること
ができる。

以下に、実施例を挙げて説明するが、そこで用いた非晶
部配向１（Ｆ）、γ型結晶混在率、密度、ストレッチテ
ンション、巻取張力および加工糸特性（均染性、捲縮堅
牢度）は次の方法で測定した１１ａである。

［非晶一部配向度（Ｆ）コ ３ｃｍ長の繊維を各単糸に分繊し、それを螢光剤Ｗｈｉ
ｔｅｘ　Ｒ，Ｐ、　Ｏ，２％ｏｗｆ水溶液中に２時間、
室温で浸漬する。その後、水洗、風乾して、日本分光工
業■製ＦＯＭ−１型偏光螢光光度計のサンプル台にＯ，
５ａ／ｄの張力をかけて、クリンプを伸ばし、貼りつけ
、非晶部分に結合した螢光剤分子から放射される螢光の
偏光角度分布を連続的に測定する。非晶部配向度（Ｆ）
は、繊維軸方向の螢光偏光強度を８１繊維軸に対し垂直
方向の螢光偏光強度をｂとしたとき、　Ｆ＝１−ｂ／ａ
　によって算出され、各試料とも、３本のサンプルにつ
いての平均値をＦとした。

［γ型結晶混在率］ 試料を引き揃え、ａｃｒｎ長、４０ｍＱで１１１１ＩＩ
１幅の繊維束にし、理学電気社製Ｄ３−Ｆ型のＸ線回折
装置から発するＸ線を照射する。その際、試料を照射線
に対し垂直平面上で回転させながらカウンターてを照ｆ
ＡｗＡに対する角度で８０度から５度までスキャンして
回折強度曲線をめ、その回折積分強度の３０度から１５
度までをＡ１１５度から８．５度までを８とし、Ｂ／Ａ
を面積重量法によりめる。一方、沃素処理により得た完
全γ型結晶繊維と、熱処理により得た完全α型結晶Ｉｌ
維とをＭ量混合比を変化させて混合したサンプルについ
てＢ／Ａを測定し、その重用混合比ＣをＢ／Ａとの関係
を予めグラフ化しておき、そのグラフより前記でめたＢ
／Ａに対応するγ型結晶混在率Ｃをよみとることにより
める。

［密度］ 四塩化炭素−トルエンの混合比を連続的に変えた密度勾
配液をつくり、密度勾配管法で測定したものである（柴
山科学器械製作所製の連続式密度測定装置使用）。

［ストレッチテンションＪ 第１０−ラと第２０−ラからなる一対の積極駆動型ロー
ラを設け、該ローラ間を１６０ｍ／ｍｉｎの速度で走行
する糸条に５％の伸長を与える。同時に、第１０−ラと
第２０−ラの間に歪ゲージを設置し、糸条の応力を測定
し、この応力をストレッチテンションという。

なお、バーン内の最大ストレッチテンション差とはバー
ン内のストレッチテンションの最大値（通常バーン中層
部に存在する）と最小値（通常バーン最外層または最内
層部に存在する）との差（６丁）をいう。

［巻取張力１ 東しく株性回転式張力系ＦＴＰ形式ＴＴＭ−８５１を用
い、ピックアップはｏ−２０ａ　、０−１００！１１の
ものを用いた。

［均染性］ 各加工糸を筒編地（針数３２０のシリンダー、１ｍ／１
コース）にし、ノイゲンＳＳ　２％ｏｗｆ７０℃Ｘ２０
ｍ１ｎにて精練し、水洗俊Ｐａｒａｔｉｎｅ　３１ａｃ
ｋＰＲＯ，５％ｏｗｆ　（助剤：硫安３％ｏｗｆ　）の
染料（浴比１：５０）中に入れ、６０℃まで２０ｍ１ｎ
で昇温後、そのまま３０１ｎ放置し、水洗、風乾する。

その編地の染色斑の有無を肉眼で判定する。

Ｏ：　染色斑なし △：　染色斑ややあり ×：　染色斑めだつ ［捲縮堅牢度］ Ｓ−Ｚ仮撚加工糸を引き揃え、総にとり、０．１　Ｍｄ
の荷重で捲縮を伸ばした後、２ｍｇ／ｄの張力下で６０
℃×５１ｎの清水処即をし、１０ｍ１ｎで９８℃まで昇
濃し、９８℃×２０ｎ＋ｉｎの清水処理をする。この総
を風乾し、２０℃の水中でＯ，１Ｍｄの荷車をかけ、２
ｍ　ｉｎ後の長さｔｏを読み、直ちに２ｍｇ／ｄの荷重
に変え、２　ｍｉｎ後の長さｉｌを読み、次式により算
出する。

捲縮堅牢度 ＝（ｔｏ−ｔｌ）／２ｏｘ１００　（％〉実施例１ 硫酸相対粘度２．６のナイロン６チップを紡糸温度２６
５℃で溶融し、０．３１１１１１１の直径の孔２４個を
有する紡糸口金を用い、仮撚加工後の繊維の繊度が７０
デニールとなるような吐出量で溶融紡糸した。紡出後、
巻取までの装置は第１図に示すようなものを用い、巻取
速度およびスピンドルが往復運動するトラバース速度を
変更して巻取った。第１表にその値と、巻取った糸を仮
撚加工して得られた加工糸の特性を示した。

なお、Ｔア交絡の圧力は１ｋｏ１０＃、テーパ角は２０
°、巻取張力は１５（＋とした。

仮撚加工はヒータ長１．２ｍのスピンドル仮撚加工機を
用い、スピンドル回転数５０万ｒｐＩｌｌ。

仮撚数３５００ｔ／ｍ、ヒータ温度１８５℃とした。加
ニオーバーフィード率は、加熱張力が８ｇとなるように
調節した。

第１表かられかるように、巻取条件が適正な場合は、加
工糸とした後の特性が良好であった。

実施例２ チップを硫酸相対粘度２．６のナイロン６６チップにか
え、紡糸温度を２９０℃とし、仮撚加工時のヒータ温度
を２３０℃とした以外は、実施例１と同じ方法によりナ
イロン６６仮撚加工糸を得た。

その結果を第２表に示した。

第２表かられかるように、ナイロン６６の場合でも、巻
取条件が適正な場合は、加工糸とした後の特性が良好で
あった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における紡糸巻取工程の一実施態様を示
す概略図である。第２図は本発明におけるスピンドル上
の巻位置を説明するための側面図である。 １：　紡糸口金　２：　冷却装置 ３：　給油装置　４：　エア交絡ノズル５：　第１ゴデ
ーローラ ６：　第２ゴデーローラ ７：　張力検出器　８：　糸道ガイド ９：　巻取装置　１５：　パッケージ １６：　ボビン 特許出願人　東し株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリアミド系重合体を溶融紡糸し、冷却固化せしめ、油
   剤を付与した後、交絡処理し、実質的な実撚を付与する
   ことなく４５００　ｍ／ｍｉｎ以上の巻取速度で巻取機
   に巻取る方法において、前記巻取機として、・巻取中に
   ボビンを装着したスピンドル自体が該スピンドルの軸方
   向に往復運動する型のスピンドルドライブ型巻取機を用
   い、巻取中のパッケージは完全に他の物とは非接触であ
   り、かつ、前記スピンドルの往復運動速度Ｔ　（ｍ／ｍ
   ｉｎ　）を下記式の範囲とすることを特徴とするポリア
   ミドｌ１ｍの巻取法。 Ｖ／４０００　≦Ｔ≦　Ｖ／３００ ［ただし、■は巻取速度（ｍ／１ｎ　）である。〕