JPS60199917A - ポリエステル繊維の製造法 - 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】 （技術分野） 本発明は直接紡糸延伸法により、強伸度の高いポリエス
テル繊維ａ維を安定かつ効率的に製造す７）−７り律に
　ｌＡａ　−ｊ−Ｘ　ｔ’＝　び）で　カ、Ａ　−（背
景技術） ポリエステルを溶融紡糸、冷却せしめた紡出糸を＋　５
０　Ｇ　ｍ／ｍｉｎ以上の両速で引敗って得た未延伸糸
を、引き続き多段延伸することからなる直接紡糸延伸法
においては、延伸時に単糸切れが多発し、ひいては全糸
切れや延伸ローラ・への切断糸巻付きを生じて、操業性
が阻害されるという問題がしばしば生ずる。

本出願人は上記高速の直接紡糸延伸法における単糸切れ
防止を目的として検討した結果、一段目延伸段階におい
て、延伸途中の繊維に対し、交絡集束処理を付与するこ
とにより、単糸切れが抑制され、操業の安定化がはかれ
ることを見出し、先（・こ提案した（特願昭５７　−ｕ
４ｏａｑ号）。

しかしながら上述の方法をこよれば、従来に比し単糸切
れは減少するものの、とくｔこ引取速度が高い場合には
１ｍ維が交絡集束装置（エアガイトンの糸通路ｅこ激し
く擦過することに起因して、糸質が阻害され、単糸切れ
防止効果もまた十分満足し得ぬものとなる。

（本発明の目的） そこで本発明者らは、と（に高速の直接紡糸延伸法１こ
よりポリエステル繊維を製造する際の単糸切れをさらに
減少せしめ、強伸度が一層すぐれたポリエステルｔ１！
維をより安定かつ効率的に製造することを目的として鋭
意検討した結果。

特定の高速度で延伸されるポリエステル繊維に対し、交
絡集束処理を付与するためのエアガイドとして、ある特
定の要件を満足するものを使用することにより、上記目
的が効果的に達成できることを見出し、本発明に到達し
た。

（本発明の構成） すなわち本発明は紡出糸の引取速度が１５００ｍ／ｍｉ
ｎ以上である直接紡糸延伸法により、フィラメント数９
０〜５００％　トータノｔ／繊７１４５０〜２０００デ
ニールのポリエステル繊維を製造する１こ際し、延伸張
力がａ２〜４．０ｇ／ｄにある個所に、糸通路内径２．
０〜１０顛、糸通路長さ４／−５０ｍ、流体咳出孔数２
〜４の筒状エアガイドを少なくとも１個設け、延伸途中
の繊維に交絡集束処理を施こすことを特徴とするボリエ
ヌテ／Ｉ／ＪＩｊｉ維の製造法を提供するものである。

本発明で素材樹脂として用いるポリエステルとは、分子
鎖の繰り返し構成単位の９０モル％以上、好ましくは９
５モ／Ｉ／％以上がエチレンテレフタレート単位である
ポリエステルである。

かかるポリエステルとしてはテレフタル酸及びエチレン
グリコ−１工チレンオキサイド成分の他に、イソフタル
酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジ
カルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、プロピレングリコ
ール、ブチレングリコール等のジオール成分を少割合共
重合させた共重合ポリマや後者の成分、または前者の成
分と後者の成分から得られたポリマをポリエチレンテレ
フタレートに溶融混合した混合ポリマ等が挙げられる。

使用するポリエステルの固有粘度（工Ｖ）はａ６〜１．
５０が好ましく、このポリエステルを本発明の方法で紡
糸延伸した繊維の工ＶはＩＩＬ６〜１．１０となる。

以下具体的に図面を参照しながら本発明法を詳述する。

なお第１図は本発明法の一実施態様が適用される工程概
略図である。

まず本発明のポリエステル未延伸糸は次の方法により製
造される。

（１）ホｌＪエステルを溶融して紡糸口金１から紡糸し
、紡出糸Ｙを得る。

（２）　紡糸口金１の直下に取り何けた畏さ５〜１００
０１１、通常は５〜５０αの加熱筒２内を、ポリマの融
点以上、４００’Ｃ以下の加熱雰囲気３となし、これに
前記紡出糸Ｙを通過させた後、環状チムニ−４へ送り、
直ちに１０〜５０℃の冷風５を吹付けて冷却固化させる
。

（３）　さらにダクト６を経て冷却固化した糸条Ｙに、
油剤ｆす与装置７にて油剤を付与した後、＋　５００　
ｍ／ｍｉｎ以上、とくｔこ１８００ｍ／ｍｉｎ以上の表
面速度で回転する引取ロール８で前記糸条Ｙを引取る。

なお、口金１直下に前記加熱筒２をとりつけ、加熱筒内
雰囲気３中に前記紡出糸条を通過させることは１本発明
の配向繊維の均一性を向上させ、延伸性を高めるのに顕
著な効果を奏する。

ここで加熱筒２と環状チムニ−４の間にホリマの融点以
下に加熱するか、あるいは積極的に加熱しない保温筒（
図示せず）を設けることもできる。なおここでいう環状
チムニ−とは紡出糸Ｙの周囲から冷風を吹きつける形式
のものである。

本発明においては、上記のようにして得たポリエステル
未延伸糸を引取ロー）ｖ　（Ｉ　Ｆ　Ｒ；　８　）で引
取った後、一旦捲取ることなく連続して延伸する。ここ
でｊＦＲ８は１００℃以下に加熱するか、または非加熱
のまま用いるのが望ましい。

給糸ローラ（２ＦＲｉ９　）はポリエステｐのガラス転
移点温度（Ｔｇ　）〜１５０℃、好ましくは８０〜１２
０℃に加熱される。＋ＦＲ８と２ＰＲ９間では実質的な
延伸が生じない０〜５％のストレッチをかける。これは
引取糸を引続く延伸工程ｔこ安定に供給する効果を有す
るが、２ＦＲ９は省略される場合もある。２ＦＲ９を省
略する場合には、＋ＦＢＢはポリエステルのＴＢ〜１５
０℃、好ましくは８０〜＋　２０℃に加熱される。２Ｆ
ｉ（９と８０〜２６０℃、好まし、くは９０〜２５０℃
に加熱された第１延伸ローラ（１ＤＲ＋　１０　）との
間（２ＦＲ９を省略する場合はｊＦＲ８と１ＤＲ１０の
間、以下同じ）で１段目の延伸を行なう。この際の延伸
倍率は１．２〜２５、好ましくは１．５〜２．０であり
、この時２ＦＲ９とＩＤＥ＋ｏの間に作用する延伸張力
は０．２ないし＋、Ｏｇ／ｄ好ましくは０．４〜０．９
ｇ／ｄである。

次いで＋ＤＨｊＯと、１８０，２７０℃に加熱された第
２延伸ローラ（２ＤＲ＋＋１）との間で１１〜１．９０
、好ましくは１．２〜１．５０倍で２段目の延伸を行な
う。この時＋ＤＲ４Ｏと２ＤＲｉ　１間ｔこ作用する延
伸張力は１０〜４゜ｇ／ｄである。２ＤＲｊ＋の速度は
３５００　ｍ７分以上、通常は４０００　ｍ７分以上の
高速度であるまた、さらに必要であれば、　２ＤＲ＋　
１の後に第３延伸ローラ（３ＤＲ・・・図示せず）を設
け、さらに３段目の延伸を行なうことも勿論可能である
。なお最終的に得られるポリエステル紘雑の総合延伸倍
率は１５〜５０の範囲が望ましい。

１１Ｊ記方法により多段延伸後、連続して最終の延伸ロ
ーラと、２４０℃以下の温度ｔこ加熱又は非加熱の張力
調整ローラ（ＲＲ、１２）との間で１０％未満の弛緩又
は５％以下の緊張を与えてから捲１反機１３で捲取るこ
とにより延伸されたポリエステ）ｖ繊維が得られる。

なおここで第１に重要なことは、得られるポリエステル
延伸繊維のフィラメン］・数およびドータ／ｌｚｍ度で
あり、フィラメント数が９０〜５００、とくに１００〜
４４０＋　）−タ）ｖ繊度が４５０〜２０００デニール
、とくにｓｏｏ〜１８００デニールとなるように、紡糸
口金およびその他の紡糸、延伸条件を設定すべぎである
。

フィラメント数が９０未満では効率的なＭ接紡糸延伸が
遂行し得す、５００を越えると木５６明の方法をもって
しても、単糸切れを十分に防止し得ない。またトータル
繊度が４５０デニ一ル未満では効率的な直接延伸が遂行
できないばかりか紡糸条件および延伸条件が極めて制限
されるため、高強伸度化の達成が困難となり、２０００
デニールを越えると交絡集束化が十分付与できず、単糸
切れの防止が満足できないばかりが、糸質も低下するた
め好ましくない。

次に本発明において第２に重要な条件は延伸途中の任意
の位置にエアガイドを取付け、繊維に同速流体を唄ぎつ
けて、交絡集束処理を付与することである。

第２図は本発明で用いるエアガイドの一例を示す正面図
ＡおよびＡの■−ａ′縦断面図である。すなわちエアガ
イド１４は筒状の糸通路１５を包含するボディ１６から
なり、ボディ１６には流体供給管１７が連結され、流体
供給管１７〃＼ら導入された流体は、ボディ１６の肉厚
内に設けられた流体流路１８を経て、噴射孔１９がら糸
通路１５へと噴射されるように構成されている。なお２
０は糸通路１５へ繊維を導入するための糸通し溝である
。しかして第２図に示したエアガイド１４は糸通路１５
に対する噴射孔１９の個数が実質的に二つであり、糸通
路１５を通過する延伸途中のボリエヌテＪｖｌ＆維へ対
称方向から流体を噴射し、繊維に交絡、集束を生じせし
めるよう構成されている。

ここで、本発明で用いるエアガイドｔこは次のような制
限があり、いずれか一つの条件が外れても、目的とする
単糸切れ防止効果および延伸糸の強伸度向上効果を得る
ことができない。

（ａｌ　糸通路直径（第２図Ｂのｂ）〜２〜１０ｗＡ、
とくに３〜８票 ｉｂｌ　糸通路長さく第２図へのａ　）　＝　４〜５０
騎、とくに６〜２５ｍ ｔｅｌ　流体噴射孔数−２〜４ すなわち糸通路直径が２．ＯＮ未満では、通過する繊維
が糸通路内壁に擦過し易くクリ、さらに繊維の開繊性が
悪くなり単糸のからみ合いが少なく糸条の交絡が十分ｅ
こ改良できなく単糸切れの発生を十分に減少できないば
かりか、繊維の糸質が阻害され、強伸度のすぐれた繊維
を得ることができなくなる。また糸通路直径が１０ｍを
越えると、流体損失が太き（なり、しかも十分な交絡、
集束化の達成ができないため、単糸切れを望ましく防止
し得なくなる。同様に糸道長さが４頭未満では流体損失
が大きくなり、十分なダ絡、集束化が達成し得す、５０
ｍを越えると、エアーガイ什の内面の擦過により、逆に
繊維の強伸度が低下するため好ましくない。

次に流体噴射孔の数が一つのみでは、糸ｔこ対して旋回
流および直交流のいずれを付与する場合であっても交絡
、集束化が不十分で、単糸切れを防止することができず
、５ないしはそれ以上の噴出孔を有する場合には、流体
損失量が増大するばかりか、繊維に不必要な交絡が生じ
、繊維特性が阻害される場合もあるため好ましく７よい
。またエアガイドの噴出孔の孔径は０．５〜五〇調の範
囲が適当である。

なお本発明で使用し得るエアガイドの他の態様を示す縦
断面図を第３図および第４図に示した。第３図のエアガ
イドは流体噴射孔１９を５個備えたもので、各噴射孔は
流体が糸通路の中心点で交叉、衝突しないように、ある
角度を持って配置されている。第４図のエアガイドは流
体噴射孔１９を４個備えたもので、同様ｅこ流体が糸通
路の中心点で衝突しないように角度をずらして配置され
ている。

繊維に対する交絡付与のみを目的としてエアガイドを用
いることは従来からよく知られているが、本発明の方法
はそれらの従来法とは本質的に相違するものである。す
なわち本発明におけるエアガイドの使用はその適用によ
って、延伸時の単糸切れが著しく減少する点において上
記従来の単ｔこ交絡のみを目的とする方法とは異なる。

ようするに本発明の高速直接紡糸延伸において前記エア
ガイドを適用した場合の上記効果は延伸ロール上での糸
ゆれが殆んどなくなることと対応しているのである。ま
たわずかに発生するかも知れない切断単糸は集束した７
４７７７１束として挙動するため、延伸ロール上への捲
付きもなく、全糸切断は殆んど生じなくなる。

さらに本発明は延伸時に切断した単糸を糸条束に交絡さ
せるものでなく、集束及び華道の安定化を目的としたも
のであるから、その交絡の程度は延伸後の繊維で例えば
ＣＦｆＸが１．０５〜６０、好ましくは１１〜４．０の
比較的緩い交絡処理が好ましく、これにより強伸度のす
ぐれたポリエステｉｖｍ維の取得が可能となる。ようす
るに高絡度を高くするとかえって延伸性が低下するばか
りか１強伸度特性もまた低下するのである。なおここで
いうＣＦ値とは糸条のフィラメント間に単糸デニール値
相当の荷重（１０００デニー／Ｌ／、１９２フイラメン
トの場合の単糸テニールは５．２デニールなので５．２
　ｇ）をとりつけたフックをさし込んで落下さじた時の
落下長（傷）の逆数を１００倍した値である。

しかして本発明の方法においては、第１図ｅこ示したよ
うに延伸段階の任意の個所、たとえば２ＦＲ９〜ｊＤＲ
１０問および／または１ＤＲ１０〜２ＤＥ１１問および
さらには２ＤＲ〜３ＤＲ間ｔこ。

上記のエアガイド１４を取りつけ、ＩＡ伸途中のポリエ
ステル繊維に交絡集束処理を付与することにより単糸切
れが効果的ｔこ防止され、強伸度の高いポリエステル紘
雄が得られる。また交絡集束処理の際は糸束の振れ（バ
ルーニング）が小さいので５複数のエアガイドを並列を
こ組立てたものを使用すると糸条間隔を狭くして多糸条
の延伸が可能となる。

本発明においてエアガイド１４に供給する高速流体とし
ては、高圧空気および高温加熱流体たとえば過熱蒸気な
どが挙げられ、これらの供給量は通常５０〜１０００　
Ｎｊ＋／ｍｉｎの範囲から選択される。

またエアガイドｔこよる交絡集束処理は延伸張力が０２
ないしＬｏｇ／ｄとなる１段目の延伸、すなわち２ＦＦ
９〜１ＤＲｊＯ間で行なうのが最も効果的であるが、１
段目の延伸時処理に加え。

さらに２段目の延伸、即ちＩＤＥ１０〜２ＤＲｉ　＋間
でもエアガイド１４′による処理を行なう場合は、最も
荷酷な延伸が行なわれる位置、すなわち延伸完了点が２
ＤＲ上になるような延伸条件下において極めて効果的で
ある。この場合上記効果を大きくするために、延伸ロー
ルの温度はｊＤＲｌｏを比較的低めにし、２ＤＲ４１を
高温に設定することが好ましい。さらには２ＤＲと３Ｄ
Ｈの間においてもエアガイドを設ければ、より安定かつ
効率的な延伸が達成される。

なお各延伸段階ｅこエアガイドを設置する場合ｅこは、
延伸張力の増大に比例して、すなわち一段目から二、三
段目にかけて設置する各エアガイドの流体流量を次第に
増大せしめて、交絡の度合を順次旨めるように設定する
のが望ましい。

ようするｔこ使用するエアガイドの糸通路内径、長さ、
流体噴出孔数、孔径および流体流量等は。

それを設置する段階および通過する繊維のフィラメント
数、トータル繊度、糸条の速度等ｔこ応じて適宜選定す
べきである。

（発明の効果） かくして不発明の方法によれば、ポリエステル繊維の高
速直接紡糸延伸法において著しく発生する単糸切れやそ
れによって誘発される全糸切断が極めて効果的に減少す
る。その結果ポリエステ）Ｖ繊維、特１こ多糸茶人デニ
ール糸を工業的に安定かつ効率的に製造することができ
、製糸収率の向上と、茜品質でかつ高強力高伸度のポリ
エステル繊維の取得が達成される。さらに本発明の方法
により得られたポリエステル繊維はそのすぐれた高強力
、関伸度と共に寸法安定性や耐疲労性も良好であり、こ
れらの特性を生かしてタイヤコード、シートベルト、■
−ベルト、コンベアベルトおよび各種産業資料用途ｔこ
有用である。

以下、実施例によって本発明を詳述する。

なお実施例中の繊ｉ１Ｍの強伸度は、ＴＩＳＬ１０１３
−１９ｍｌに準じて泪り定したｆ直である。

実施例１ 工Ｖ　ｔ　２６　、カルレボキシル末端Ｍｕ度＋　ｌ　
５／ｉｏ’ｇのポリエチレンテレフタレートチップをエ
クストルーダ型紡糸機で溶融紡糸し、引き続いて第１図
に示す直接紡糸延伸装置を用いて、以下の条件で延伸し
た。

紡糸温度は２９８’Ｃ，口金１は孔径０．６　ＢＩＲφ
、孔数は１９２ホー）ｖ、吐出量は５８３ｇ／分で１１
’）　ル。口金直下１コは長さ７０１１ＩＩ！、温度３
３０　’Ｃに加熱制御された加熱筒２をとりつけた。口
金から紡出された糸条は前記加鐙）筒内雰囲気中を通過
させたのち、直ちｅこ環状チムニ−４で２５℃の冷風に
より冷却し、２２５５　ｍ７分の紡糸速度で引取った。

ＴＦＲ８引取糸は連続して８０”Ｃの２ＦＲ９との間で
２％のストレッチをかけ、次いで９５℃のｊＤＲｌｏと
の間で１．７０倍の延伸比で１段目の延伸を行なったの
ち、２４５゛Ｃの２ＤＢ　ｉ　１との間で１６６２で２
段目の延伸をした。１総合延伸比２６５１倍、２ＤＲ速
度５２０９ｍ／分てあった。延伸後は２ＤＲと非加熱の
リラックスローラ１２との間で２％のリラックスを与え
たのち、捲取機１３で捲取った。ＲＲの速度は５１０５
ｍ／分であった。

上記の方法において２ＦＢとＩＤＲ間及びｉＤＥと２Ｄ
Ｂ間の延伸張力はそれぞれ０．７６ｇ、／α及び３．０
３ｇ／ｄであった。そしてそれらローフ間に第１表に示
した態様のエアーガイドをそれぞれ設置し交絡集束処理
した。各エアガイド？こ導入する圧空圧力および温飯を
それぞれ第２表の如く設定し、その際の延伸性及び糸質
に及ぼす効果を調べ第２表の結果を得た。なお得られた
繊維のドータ／Ｌ／経度は１０００デニールであった。

第　１　表　（エアガイドの形状） 第１表の結果から明らかなように、本発明の方法によれ
ば、２ＦＲ−ＩＤＲ間に特定のエアガイドを設けること
ンこより（４１〜３）、エアガイドを設けない場合（４
１７）に比較して単糸切れが極めて改良されて延伸性が
向上し、得られる繊維の強伸度もすぐれている。また２
ＦＢ−１ＤＲ間と共に％ＩＤＲ−２ＤＢ間にもエアガイ
ドを設けた場合（崖９〜１１）は延伸性がさらに向上す
る。

一方２ＦＲ−＋ＤＲ１こ設けるエアガイドの形状が、本
発明の要件を満足しない場合（４４〜８）は単糸切れ改
良効果が小さり、繊維の強伸度物性も劣る傾向にある。

また２ＦＢ−１ＤＲに本発明の要件を満足するエアガイ
ドを設けたとして（、、＋ＤＲ−ｚｎｎｌ！ｉｒこ設け
るエアガイドが本発明の要件を外ｎる場合（蔦１２〜１
６）は。

ｊＤＲ〜２ＤＲ間の単糸切れが改良し得ず、結果的には
単糸切れがかえって増加すること１こなる。

実施例２ 実施例１における第２表の蔦１と同様にポリエヌテ／Ｌ
７繊維を製造するに際し、吐出量を８７５ｇ／分に、口
金孔数を４３２および５７６に変更する以外は全く同様
の条件て試験した結果、４６２ホールの場合の延伸性は
汚１と殆んど変わらず、得られた延伸糸のドータ）Ｌ／
繊度は１５１０７’　ニー　）Ｖ、強度はａ　５２　ｇ
／ｄ　、伸度は１２．０％とすぐれていた。

一方５１７６ホールの場合ｔこは延伸時の単糸切れ頻度
２５回７ｍ１ｎ、＋ＤＲ単糸巻付き頻度２０回／４８ｈ
ｒ、全糸切断頻度２５回／４８ｈｒてあり、糸質もトー
ク）ｖ繊度が１５１０デニールで、強度がａ２３ｇ／ｄ
、伸度が１ｃＬ８％と劣るものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明の一実施態様を示す工程概略図である。 第２図はエアガイドの正面図Ａおよびト」′縦断面図Ｂ
である。第６図および第４図はエアガイドの他の態様を
示す縦断面図である。 １　口金 ２　加熱筒 ５　加熱筒内雰囲気 ４　環状チムニ− ５冷風 ６　ダクト Ｙ　糸条 ７　オイリングローラ ８　引取ローラ（ｊＦＲ） ９　伝希ロ　−ラ　（２ＦＲ） １０　第１延伸ローラ（＋＋：＋Ｒ） １１　第２延伸ローラ（２ＤＲ） １２　張力調整ローラ（ＲＲ） １３　捲取機 １４　エアガイド １５　糸通路 １６　ボディ １７　流体供給管 １８　流体通路 １９　噴射孔 ２０　糸通し溝 第１図 第２図 第３図　第４７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 紡出糸の引取速度が１５００　ｍ／ｍｉｎ以上である直
   接紡糸延伸法により、フィラメント数９　０〜５０　０
   　、ト　−　タ　ル繊　度　４　５　０〜２０　０　０
   デニールのポリエステル繊維を製造するｅこ際し、延伸
   張力が０．２〜４．０ｇ／ｄにある個所に、糸通路内径
   ２．０〜１０ｍ、糸通路長さ４〜５０Ｍ、流体噴射孔数
   ２〜４の筒状ニブガイドを少なくとも１個設け、延伸途
   中の繊維に交絡集束処理を施こすことを特徴とするポリ
   エステ／Ｉ／Ｊ　ｋＷの製造法。