JPS61231216A - ポリエステル繊維の製造方法 - 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、ポリエステル繊維の製造方法に関するもので
ある。さらに詳しくは、紡糸工程のみの一工程で実用に
供しうる機械的性質、均一性を満足するポリエステルｍ
帷をクルジ、毛羽、糸切れもなく安定に製造する方法に
関するものである。

［従来技術とその問題点］ 従来から、製造コストの削減・省エネルギーなどの目的
で、ポリエステル繊維を紡糸工程のみの一工程で製造す
る方法が種々提案されている。

かかる方法の一例として、古くは特公昭４５−１９３２
号公報に開示されている如く、溶融紡糸した糸条を、一
旦ガラス転移温度以下まで冷却した後、再び加熱帯域中
を通過せしめ、熱延伸する方法がある。

一般に前記加熱帯域としては、周囲を加熱した加熱筒が
用いられるが、単に加熱筒の周囲を加熱して加熱筒内の
雰囲気温度を高温化して糸条を走行させるのみでは、加
熱筒内の雰囲気温度が不均一となり、得られる糸条は均
一性が悪化し、布帛にして染色した場合、条斑となり、
製品として使用できない。

又、かかる加熱筒を用いた場合、引取速度を高速化した
り、製造する糸条の単糸数を増加したりすると、走行糸
条の随伴気流が加熱筒内に流入し、雰囲気温度が低下し
て、熱延伸が十分行なえず、延伸斑のため糸条の均一性
が低下づ。

る。

このような欠点を解消し、随伴気流による雰囲気気温低
下を防ぐため、特開昭５４−１３８６１３号公報などに
糸条を集束させ、随伴気流を除去しつつ加熱筒を通過せ
しめる方法が提案されているが、かかる方法においては
、糸条が集束しているため熱処理効率が低く、８００℃
もの高温の条件を採用しなくてはならず、コスト的に高
くなるという欠点を有している。

又、上記以外にも均一延伸実現のため加熱帯域中に糸条
を分割して導入し、随伴気流の影響を無くそうとする試
み（特開昭５１−１４７６１３号公報）や、加熱帯域中
での糸の変形をできるだ【プ緩慢にさせるため２つの加
熱帯域を通す試み（特開昭５４−１６０８１６　＠公報
）が提案されているが、これらは完全に随伴気流の影響
を除去することができず、十分に均一な糸条は得られな
い。

又、かかる加熱帯域による延伸方法では上述の如く、均
一な糸条が得られないだけでなく、１造される糸条に多
数の毛羽が混入したり、ひどい場合には糸切れが多発す
るなどの問題がある。かかる傾向は製造する糸の単糸繊
度が細くなるにつれ特に顕在化する。

従って、従来の技術においては、紡糸工程で加熱帯域に
糸条を通過させて熱延伸する方法において、低コストで
機械的性質、均一性が満足できるポリエステル糸条を、
クルジ、毛羽、糸切れもなく安定して得る技術は完成さ
れていない状況にある。

［発明の目的］ 本発明者らは紡糸工程で一旦冷却した糸条を再び加熱帯
域を通過せしめ、熱延伸し、実用に供しうる機械的性質
、均一性を満足するポリエステル繊維を一工程で工業、
的に安定に製造する方法について種々検討した結果、先
ず加熱帯域中に積極的に加熱気体を導入すること、及び
その加熱気体の流量を適正な範囲にコントロールするこ
とにより、糸条の均一性が向上することを見い出した。

次いで、加熱帯域通過後に交絡付与操作を適切にコント
ロールして組合せることにより、クルジ、毛羽、紡糸糸
切れ、そして均一性が大幅に改善されることを見出し、
本発明に至った。

［発明の構成１ すなわち、本発明は熱可塑性ポリエステル重合体を紡糸
口金から溶融紡糸し、ガラス転移温度以下まで一旦冷却
した後、再び加熱帯域中に該糸条を走行せしめ、加熱帯
域中で該糸条を加熱延伸せしめる際に、加熱帯域中に流
ｆｆ１）０〜８０（Ｎ２／分）の加熱気体を導入しつつ
加熱延伸を行ない、かつ加熱帯域下部出口以降で糸条に
交絡付与を施して引取速度３０００＋ｎ／分以上で引取
ることを特徴とするポリエステル繊維の製造方法である
。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

先ず、図をもって説明する。

第１図は本発明の一実施態様を示す紡糸工程図である。

第１図において、１は紡糸口金、２はポリエステル糸条
、３は冷却装置、４は加熱筒、５は整流用フィルター、
６は加熱気体導入部、７は電熱ヒーター、８は交絡ノズ
ル、９．１０は引取ローラ、１）は巻取機である。

紡糸口金１から吐出されたポリエステル糸条２は冷却装
置３で室温まで冷却された後、直ちに加熱筒４中に導入
され、非集束状態で加熱処理を受ける。加熱筒４の上部
に糸道を取囲むように設けた整流用フィルター５の周囲
に加熱気体導入部６を設け、加熱気体を整流用フィルタ
ーを通しつつ導入する。加熱筒４は周囲を電熱ヒーター
７により加熱されている。加熱筒内で加熱延伸された糸
条２は、交絡ノズル８で交格を付与された後、引取ロー
ラ９．１０により毎分３０００ｍ以上の速度で引取られ
ながら、巻取機１）に巻取られる。

本発明において重要な点は、冷却後の糸条が通過する、
加熱帯域である前記加熱筒の雰囲気を、周囲から加熱し
つつ、該加熱筒に特定流量の加熱気体を導入すること、
加熱筒を出た糸条へ交絡を付与すること及び引取速度３
０００１）１７分以上で引取ることの３点である。

すなわち、周囲を加熱し雰囲気温度を高めただけの加熱
筒に糸条を通すだけでは、引取速度の上昇に伴って、特
に引取速度が３０００ｍ／分以上から、急激に得られる
糸条の均一性が低下する。ところが、この際に加熱筒内
に加熱気体を、特定の流量を満足せしめて導入すると、
糸条の均一性の低下を抑制できることが見出されたので
ある。

つまり本発明では、加熱筒に導入する加熱気体の流量が
本発明の第１のポイントである。すなわち、加熱気体の
流量が１０〜８ＯＮｔ１分の時に限り、機械的性質も満
足でき、均一性も良好な糸条が得られるのである。流量
が１ＯＮｔ１分に満たないと、均一性が悪化し、機械的
性質も低下して、加熱気体導入の効果が十分に発揮され
ない。又、流量が８ＯＮ、ｅ／分を越えると、逆に均一
性が悪化し、毛羽や糸切れが急激に増加して操業安定性
が低下する。本発明者らの観察によると、流量がＢＯＮ
ｔ１分を越えると、特に加熱筒出入口での糸揺れが激し
くなり、糸条の走行状態が不安定であった。

特に、均一性という観点から、流量は１０〜５ＯＮ、ｅ
／分が好ましく、２０〜３ＯＮｔ／分とするとざらに好
ましい。このように、加熱筒に特定流量の加熱気体を導
入して初めて均一な延伸が実現できるのである。

本発明でいう加熱帯域としては、第１図に例示した前記
加熱筒のような筒状、あるいは横断面が矩形状のものを
用いることができるが、糸条が走行する空間が加熱され
ておれば良いので、前記形状に特定されるものではない
。

又、導入する加熱気体の温度は７０℃以上であれば良い
が、１００〜３００℃が特に好ましい。

さらに、加熱気体を導入する加熱帯域は、その雰囲気温
度を高温に保つことが好ましい。すなわち、加熱帯域の
内壁面温度を高温に保つことが好ましく、ポリマのＴｏ
　　（ガラス転移温度）以上であることが一層好ましい
。特に、加熱帯域壁面の温度が１５０〜３００℃の範囲
が好ましい結果を与える。

ここで、加熱帯域の雰囲気を高温化にする方法は、加熱
帯域の周囲を電熱又は熱媒加熱する方法が一般的である
がこれに限られたものではない。

本発明において加熱気体の加熱ｍ域への導入は、加熱帯
域の上部で糸条走行方向に対し略直行するように実施し
、次いで糸条の走行方向に沿って加熱気体を走らせるこ
とが、糸条の均一性を高めることに対し効果的であり好
ましい。

なお、加熱気体としては空気の他に窒素、へリウムなど
の不活性ガスや水蒸気などを用いることができるが、特
に空気や不活性ガス類による場合が！Ｉ業上の問題も少
なくて好ましい。

ところで、前述したように加熱帯域による延伸方法で糸
条を製造する場合、均一な延伸が実現できても、巻取ら
れた糸条にクルミを生じたり、毛羽が多数混入したり、
ひどい場合糸切れが多発するという問題がしばしば生ず
る。このような傾向は、特に製造する糸条の単糸ｕＡ度
が細（なると顕在化する傾向にある。かかる問題につい
て詳細に検討した結果、本発明者らは、加熱帯域を通過
して延伸された糸条に対して、交絡を付与すると、巻取
糸条のタルミ、毛羽、糸切れが抑制され、さらに均一性
も向上することを見出した。特に、交絡の付与が加熱帯
域中での均一延伸効果をもたらすという事実は驚くべき
ことである。これが本発明の第２のポイントである。

このことは次のように考えられる。先ず、糸条に交絡す
るための流体による振動が、全単糸に均一に付与される
ことにより、糸条の単糸間の張力の均一性が向上する・
。よって、それが交絡前の工程中の糸条に影響し、加熱
帯域中の延伸を均一になさしめると考えられる。したが
って、糸条の均一性、クルジ、毛羽、糸切れが大幅に改
善されるものと考えられる。一方、交絡を付与されるこ
とにより、十分な集束状態となった糸条は外乱に対して
安定であり、糸条の長手方向の均一性が向上する。又、
集束状態においては、糸条のバラクや引取ロールの随伴
気流による引取ロール上での不安定走行、引取ロールへ
の逆巻き等が防止され、クルジ、毛羽、糸切れが大幅に
改善されるものと考えられる。

なお、加熱帯域出口から交絡付与装置までの距離Ｘを２
５０１）１以上とすると、均一性の向上とクルジ、毛羽
、糸切れの抑！−１効果がより大きくなるので好ましい
。さらに、Ｘを５Ｑｃｍ以上とすることがより好ましい
。又、Ｘの最長距離は、糸条の太さ、単糸数紡糸速度な
どにより変化するため、明確には規定できないが、Ｘが
あまり長くなりすぎると、交絡付与による振動伝播効果
が十分発揮されなくなる。この意味でＸの最長距離は略
３〜４ｍ程度が好ましいが、これに限定されるものでは
ない。

ところで、交絡付与装置としては流体噴射式の交絡ノズ
ルを用いるが、かかる交絡ノズルにはノズルの糸道に糸
条が接触するタイプと非接触のタイプがある。接触タイ
プのノズルは非接触タイプのノズルに比べ高い交絡を付
与すること、すなわち、高い集束性を付与することが可
能であることはよく知られているが、糸条が接触走行す
るため毛羽が発生し易い構造となっている。ところが、
引取速度を３０００１）／分以上とすると機械的性質が
満足し、毛羽の発生しない糸条とすることが可能であり
、本発明では、接触タイプの交絡ノズルを有効に活用す
ることが可能である。

毛羽の発生を、より効果的に阻止するためには、交絡ノ
ズルの糸道を高純度アルミナ、酸化ジルコニウム、炭化
ケイ素、窒化ケイ素などのセラミックスとすることが好
ましく、糸道全内周壁をセラミックスすることがより好
ましい。

なお、本発明においては、加熱帯域出口と交絡付与装置
との間で給油すると、交絡付与装置で生じる、糸条の振
動の加熱帯域中への伝播を、給油装置の抵抗の強さでコ
ントロールすることができるので、より延伸の均一性を
高めることが可能となる。その場合、加熱帯域の出口と
給油位置との間の距離を、１５ｃｗ＋以上１０００ｍ以
下とすることが、毛羽、糸切れの防止のためにはより好
ましい。加熱帯域を出た後の糸条への給油方法としは、
計量ガイド給油法、オイリングローラ法、噴霧給油方法
などが適用されるが、特にガイド給油法による場合が、
交絡時の振動伝播のフントロールのしやすさと、糸条に
均一に油剤付与が実現できるという点で好ましい。

そして、給油装置を用いた場合の交絡付与装置の位置は
、給油装置より５ｃｍ以上離すことが、毛羽、糸切れ防
止のためにより好ましい。

又、本発明では、加熱帯域で熱延伸され、交絡を付与さ
れた糸条を引取速度３０００ｍ／分以上で引取るのであ
る。これが第３のポイントである。

すなわち、引取速度が３０００ｍ／分に満たないと、十
分満足のいく機械的性質の糸条が安定して得られないば
かりか、本発明の如く加熱帯域に加熱気体を導入するこ
との効果とは逆に均一性が悪化する。

本発明におけるポリエステルは、エチレンテレフタレー
トを主たる繰返し単位とするポリエステルを主に対象と
するが、ブチレンテレフタレートを繰返し単位とするポ
リエステルであっても良い。又、１５モル％以下のＭで
他の成分を、一種以上共重合したポリエステル、および
少量の添加剤を含有したポリエステルであっても良い。

［発明の効果］ 上述の如く、加熱帯域中に本発明で規定する流伝の加熱
気体を導入し、かつ加熱帯域出口と引取ローラとの間で
交絡付与し、引取速度３０００ｍ／分以上でポリエステ
ル糸条を引取ることにより、初めて機械・向性質に優れ
、均一性良好な延伸糸がクルミ、毛羽、糸切れもなく、
安定に紡糸工程のみの一工程で製造できるのである。な
お、本発明により得られるポリエステル１ｉＡ維は、従
来の延伸糸とほぼ同等の糸質を有し、従来延伸糸が適用
される全ての分野に使用できるという優れた性質を有し
ている。

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。

なお、実施例中の物性は次のようにして測定した。

Ａ０強伸度 東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用い
て試料長２００ＩＩＩ１）引張りスピード１００＋ｕ＋
／分の条件で測定し、強伸度を求めた。

Ｂ、均一性（ウスター環） ツエルベーガー社製つスター斑試ｗＡ機により、糸速２
５１／分、レンジ±１２．５％、チャート速度５ＣＩＲ
Ｚ分とし、繊維軸方向の太さ斑を測定し、Ｕ％値を求め
た。

実施例　１ ポリエチレンテレフタレートを２９０℃で溶融し、孔数
２４個の紡糸口金（径０．２１０１φ）から吐出した。

吐出ポリマ量は、１孔当り１．６５Ｍ分とした。紡糸口
金から吐出した糸条に２５１／分、２０℃の冷却風を１
ｍの長さに渡って当てて糸条を室温まで冷却した後、紡
糸口金下２１に設置した全長１．５１）１．内径１５−
１φの第１図のような加熱筒に糸条を導入した。加熱筒
の筒壁温度は２３０℃とし、加熱筒の紡糸口金に近い側
（上部）に絶対濾過径２０μ糟のＳＵＳ不織布の整流用
フィルターを設け、該フィルターを通して加熱空気を導
入した。加熱空気の設定温度は２３０℃とし、流量を表
１の如く種々変更し、加熱延伸を行なった。

そして、加熱筒の下流５０ｃｍのところで交絡ノズルに
より圧空圧３Ｋ（１／ｃｗｔにて交絡を付与し、引取速
度５０００ｍ／分で引取り、７０デニール２４フイラメ
ントの糸条を得た。得られた糸条の強伸度、Ｕ％値を合
わせて表１に示した。

なお、使用した交絡ノズルは、接触式で、糸道の横断面
が三角形、噴射孔径が０．８０ｍｍφ（２コ）、糸道の
全周面をセラミックスで構成したものであった。

表１ ＮＯｌ、２．１０及び１）は本発明の効果を明確にする
ための比較例である。

表１から明らかな如く、本発明の範囲内の流量である１
０〜ＢＯＮｔ１分を満足するＮｏ３〜９では、良好な強
伸度の糸条が得られ、かつＵ％値も低く良好である。特
に、流量が２０〜３ＯＮｔ／分のＮｏ４．５では、均一
性も極めて良好であり、毛羽もほとんど発生しないこと
がわかる。

しかしながら、流量が１ＯＮｔＺ分に満たないＮｏｌ、
２では機械的性質も低下し、Ｕ％値は著しく大きくなる
。特に、加熱空気を導入しないＮｏ１では、極端に均一
性が悪化している。

又、加熱空気流量が８ＯＮｔ１分を越えるＮｏ１Ｏ１）
１では均一性も悪く、毛羽の数も急激に増加した。

実施例　２ 交絡の付与、給油に関して表２の如く種々変更した以外
は、実施例１、ＮＯ５と同様に紡糸し引取った。なお、
給油位置は加熱帯域下流１５ｃｍとした。得られた糸条
の強伸度、Ｕ％値を合わせて表２に示した。

表２ Ｎ０１２は本発明の効果を明確にするための比較例であ
る。

表２から明らかなように、交絡付与を施さないＮ０１２
は、他の実施例に比較して均一性が若干劣り、毛羽、ク
ルミが多発し、引取ローラ上での糸揺れがあり、引取Ｏ
−ラへの逆巻きが見られるなど、紡糸の走行性が不安定
であった。

それに対して、本発明の交絡付与を施す場合は均一性が
良好で、毛羽も少なく紡糸の走行性も安定であった。そ
の中で交絡距離が２５ＣＩ１以上で、給油を施したＮ０
１８〜２０は極めて良好であった。なおＮｏ１７〜２０
は、各々Ｎ。

１３〜１６における交絡付与前に、給油を施すものであ
るが、Ｎｏ１３〜１６よりも相対的に優れていた。

実施例　３ 加熱筒に導入する空気の流量をＯおよび２ＯＮｔ／分と
し、引取速度、吐出■を表３の如く変更しながら、実施
例１、ＮＯＩと同一の条件で７０デニール２４フイラメ
ントの糸条を得た。

得られた糸条の強伸度、Ｕ％値を表３に合せて示した。

果を明確にするための比較例である。

表３より明らかなとおり、巻取速度が １２ｚ ３００Ｃ）＋／分より低いＮＯ傘ｉ１珈社の例では、加
熱筒を通過させて得た糸条の強伸度が低く、実用に供し
うるレベルに至らないことがわかる。又、引取速度が低
いと、加熱空気のｍがＯＮＥ／分でも２ＯＮ６／分でも
強伸度特性に有意差はなく、均一性は加熱空気を導入す
ると悪化する。

ところが、引取速度を３０００ＩＩｌＺ分以上とすると
、加熱空気導入の効果が顕著になり、本発明で特定した
流量の加熱空気を整流用フィルターを通して導入して初
めて、機械的性質、均一性とも良好な糸条が得られるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実ｉ態様を示す紡糸工程図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性ポリエステル重合体を紡糸口金から溶融
   紡糸し、ガラス転移温度以下まで一旦冷却した後、再び
   加熱帯域中に該糸条を走行せしめ、加熱帯域中で該糸条
   を加熱延伸せしめる際に、加熱帯域中に流量１０〜８０ （Ｎｌ／分）の加熱気体を導入しつつ加熱延伸を行ない
   、かつ加熱帯域下部出口以降で糸条に交絡付与を施して
   、引取速度３０００ｍ／分以上で引取ることを特徴とす
   るポリエステル繊維の製造方法。
2. （２）交絡付与を施す前に糸条に給油を施す特許請求の
   範囲第１項記載のポリエステル繊維の製造方法。