JPS6278212A - ポリエステル異染性混繊糸の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は異染性混繊糸の製造方法に係わシ、特に直接紡
糸延伸法によって杢斑が良好でループ等の欠点のない品
位に優れた衣料用に好適なポリエステル異染性混繊糸を
製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、ポリエステル異染性混繊糸の製造方法として染色
性を異にする２種の重合体を紡糸延伸し紡糸以降製編製
Ｆ＆までの適当な工程で引揃えインターレース処理する
といったいわば紡糸と延伸の工程を切離した方法が採用
されてきた。

近年生産性の向上を目的として紡糸工程と延伸工程とを
連続化した所謂直接紡糸延伸法が開発され工業的に実用
化され始めている。この直接紡糸延伸法は溶融紡糸口金
から溶融吐出し冷却化した紡出糸条をガラス転移点以上
の温度に加熱した延伸ローラーと結晶化開始温度以上に
加熱した引取シ熱セットローラーに周回し、この延伸ロ
ーラーと引取り熱セツトローラーの周速度差で規定する
倍率で延伸するとともに引取り熱セットローラーによっ
て熱処理を施して熱的寸法安定性を付与する方法である
。しかしながらこの方法はこれによって得られる繊維の
物性は好ましいものであるが、引取り°熱セットローラ
ーを４０００〜６０００ｍ／分のような高速にした時糸
条の揺れが大きく特にローラーに４糸条以上の多糸条を
多数周回させた場合には糸条間で重なシが生じ糸切れと
なったシ或はそれを避け、るために糸条間隔を大きくと
ろうとするとローラー長が長くなり装置的に高速回転が
不可能になる等の問題点があった。

またこの方法は染色性・を異にする２種類のポリエステ
ル重合体から構成され、従って本質的に延伸性を異にす
る２種のフィラメント群を同一の延伸温度及び同一の延
伸倍率で延伸するので延伸温度及び延伸倍率を一方のフ
ィラメント群に好ましい条件に設定すると他方のフィラ
メント群に繊維長手方向に沿って太細を形成する結果、
染色斑を生じ、或は糸切れ及び単繊維切れが生じて結局
両方のフィラメント群を共に満足させる適正な条件が無
く、これまで第１図に示すような異なった応力伸張曲線
を有する２種のフィラメント群、を直接紡糸延伸するこ
とができなかった。ここで２種のフィラメント群の適性
な延伸倍率が互いに異なった領域となるのは２種のポリ
エステル重合体の・基質に由来する繊維構造の違いに基
づくものであシ当然と言える。

ここで適正な延伸倍率とは繊維長手方向に太細斑がなく
、かつ破断伸度が実用上好ましい３０〜４５チの範囲に
入る延伸倍率をいう。第１図に示す如く２種類のフィラ
メント群の延伸ローラーに導びかれる直前の糸条の応力
−伸張曲線が異なるために、例えば延伸倍率の適正領域
が低いフィラメント群（曲線Ａ）ではＸ領域、高いフィ
ラメント群（曲線Ｂ）ではＹ領域となって適正な延伸倍
率の領域Ｘ、Ｙが互いに重なシ倉わないからである。更
にこの方法では延伸後の熱処理を引取シ熱セットローラ
ーに糸条を周回させて行うので引取シ熱セットローラー
と巻取機との間で緩和が生じ、結果として弛緩熱処理が
施されることになるが、適正延伸倍率の高いフィラメン
ト群と低いフィラメント群では緩和の程度が低い延伸倍
率側のフィラメント群の方が大きくなシ、このため巻取
ったパッケージに高い延伸倍率側のフィラメントから形
成されるμｍプが生じて、編・織工程の通過性が低下す
るとともに杢斑が不均一になるという問題があった。

尚、引取シ熱セットローラーと巻取り機との間の緩和は
良好なパッケージを得るため巻取シ張力を調整するのに
必要なものであシ、ループを避けようとして巻取シ張力
を高くするとパッケージが崩れてしまう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はかかる従来法の問題点を解決するものであり、
同一紡糸口金から同時に溶融紡糸した互いに染色性を異
にする２種のフィラメント群を一旦８０℃以下に冷却固
化したあと、引き続いて加熱流体域に導入し、紡出糸条
を取り囲む流体との走行摩擦抵抗によって生じる糸引き
力の作用の下に８０℃以上に再加熱し、熱並びに張力の
影響下に紡出糸条を加熱延伸して結晶化及び配向を生ぜ
しめ、しかる後４０００〜６０００ｆｉ／分の高速で巻
取る方法であシ、これによって杢斑が良好でμｍプ等の
欠点のないポリエステル異染性混繊糸を安定に製造する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、互いに染色性を異にする２種のポリエステル
フィラメント群から異染性混繊糸を製造する方法に於い
て、同一紡糸口金から溶融紡糸され冷却気流によって冷
却された互いに染色性を異にする２種の未延伸繊維フィ
ラメント群を引き揃え、引き続いて加熱流体域に導入し
該加熱流体域から高速度で引き取ることにより、未延伸
ａＳに熱延伸を施すことを特徴とするポリエステル異染
性混繊糸の製造方法である。

以下、本発明を更に詳しく説明する。

本発明で用いるポリエステル重合体の一方は少なくとも
９５モＡ／％以上がエチレンテレフタレートから構成さ
れる固有粘度〔η〕が０．４５〜α８５の範囲のものが
好ましい。またこのポリエステルと染色性を異にする他
方のポリエステル重合体としてはカチオン染料に可染性
の共重合成分を含むポリエステル重合体が好ましく、例
えば１〜１５七μチの５−ナトリウム−スルホイソフタ
μ酸を共重合成分として含むポリエチレンテレフタレー
トが挙げられるが、勿論かかる共重合成分のみに限定さ
れるものではない。

またフィラメントとガイド等の摩擦抵抗を下げ走行張力
の変動を抑える目的でこれら２柱のポリエステル重合体
に酸化チタン、カオリン、メタカオリン等を単独もしく
は組み合わせて０．１〜５．０重量％の範囲で配合する
ことは本発明を何ら妨げるものでなく、高品質のポリエ
ステル異染性混繊糸を安定に製造するうえでむしろ好ま
しい。本発明で用いる直接紡糸延伸装置の１例を図面に
よシ説明する。第２図に於いて、溶融紡糸口金（１）か
ら溶融紡出された紡出糸条（２）は、冷却気流（３）に
よって冷却後、集束ガイド（４）を経て更に随伴気流分
離装置（５）で紡出糸条に随伴する空気流を分離し、加
熱流体域（６）へ導入され、ここで加熱延伸された後、
紡糸油剤付与装置（７）によシ集束及び油剤処理を施さ
れ、引き取りローラー（８）、（９）を経たあとワイン
ダーで巻取られパッケージα力に成型される。引き取シ
ローラー（８）、（９）の間にインターレース装置Ｉ！
（２）が配設され糸条交絡が付与される。

本発明では、紡出直後の糸条は冷却風吹付は或いは空冷
のような通常の冷却装置によシ、８０℃以下の温度に一
旦冷却される。この冷却を行う前の紡出糸条にポリエス
テル重合体の融点以上の高温加熱域を通すことは、繊維
の太さ斑を生じるので好ましくない。また紡出糸条を８
０℃以下の温度に冷却しない場合には、加熱流体域中に
於ける熱延伸による配向が不充分となシ満足しうる糸質
を得ることができない。

８０℃以下の温度までの冷却は室温の純粋な空気を吹込
むことによシ行うのが好ましいが、しかし任意の他の方
法で行ってもよい。空気の吹込みは横吹き方式、外側か
ら中心部へ、もしくは逆の中心部から外側へ空気を吹込
む円周クエンチ方式のいずれであってもよい。

本発明では次いで糸条を加熱流体域に導入するが、この
加熱流体域の入シロの位置は糸条が８０℃以下に達する
位置より下流であればよいが、走行糸条に沿って発生す
る随伴気流の斂を極力抑え、糸条に対する空気抵抗を下
げる意味で糸条の凝固点位置に近い方が好ましい。通常
紡糸口金から１〜３ｍの範囲にあれば充分である。

加熱流体域を形成する装置としては、糸条の非接触加熱
装置であればいかなるものでもよいが、なかでも円形断
面の加熱管が好ましい。この加熱管の内径は糸条が管に
接触せずに通過するのに充分な大きさが必要であり、１
糸条あたり５〜５０窮の内径を有することが好ましい。

管の長さは糸条の通過時間が１１．０１〜Ｑ、０３秒と
なる長さが必要であり５０〜３００ｃｒｎ、好ましくは
１５０〜２５　ＤｃＷｌとするのがよい。

本発明では加熱流体域の温度は極めて重要であり、加熱
された糸条の温度が８０℃未満の場合には主として引き
取シ速度によって定まる糸条張力下では延伸されず得ら
れた糸は破断強度が低く、破断伸度の高い、しかも熱収
縮率の高い不満足な性能しか示さない。

本発明に於いては得られる糸条の性能からは、この加熱
流体域の出口の糸条の温度を１２０℃以上にするのが適
当である。一方あまり温度が高くなると糸条同志の融着
などが発生するので、この加熱温度には操作の面でおの
ずから限界がある。特に加熱流体域に入る前の糸条の配
向性が低い場合糸切れ等が著しく、操業性が低下するた
め、この点からも引き取りローラーの速度の下限は制約
され、引き取シ速度は４０００ｍ／分以上が必要となっ
てくる。

加熱流体としては好ましくは空気であるが屋素でもよい
。また管内の加熱流体は糸条による随伴気流及びそれに
伴う乱流以外は静止流体で良いが、加熱流体を糸条の上
流から、もしくは下流から積極的に導入すると更に好ま
しい。

また加熱流体域中に於いて、糸条は変形抵抗と加熱流体
との摩擦抵抗力とのバランスによって熱延伸を受けて配
向性並びに結晶化が増大するが、この加熱流体域の温度
勾配を正にすることは、糸条の変形速度を緩慢にし、糸
斑の少ない、均染性並びに強伸度物性に優れた繊維糸条
を得るのに極めて効果的であり好ましいことといえる。

糸条に同伴される空気による糸条の乱れ、加熱効率の低
下を防止するため、加熱流体域に導入する直前で糸条の
随伴流を分離するのが好ましい。

随伴気流の分郊装隨は、糸条に随伴して走行するシ（流
を糸条から分離する機能を有するものであればいかなる
ものでもよいが、特に中央部に糸条走行用小孔を有し内
鉢形のものが最もシンプルであり且つ目的に合致する。

材質は耐摩耗性の点でセラミックがよい。随伴気流分離
袋きは加熱管の糸条入υ口側に設けられた中央部に糸条
走行用孔を穿った円盤上上蓋の孔を閉鎖するようにこの
上蓋上に装置される。糸条に随伴された気流はこの随伴
流分離装置によって糸条から分離されて加熱管の外側へ
と拡散し、管内には殆ど入らない。従って管内の加熱流
体は随伴気流によって乱されることがなく管内は常に所
定温度に保持されるから糸条の均一な熱延伸が達成でき
る。

加熱流体を通過させた後ガイドで集束を与え、給油装置
で給油を行い、その後４０００〜６０００ｍ／分で回転
する一個もしくは対になった引き取りローラーで引き取
ってワイングーに巻き取る。

供給する油剤としては濃度２〜１５重量％のエマルジョ
ン型油剤でもよく、また鉱物油と界面活性剤との混合物
を主体とするストレート型油剤でもよい。給油装置は通
常ガイド型のものが用いられるが、適当な装置を設けて
糸条に随伴する気流をカットできればキスロールでも差
支えない。また給油後にイ、ンター１／　、−ス等の処
理を行ってもよい。この場合、対になった引き取りロー
ラーの中間にインターレース装置を設ける方式が交絡付
与の点から最も効果的であるが、引取りローラーの前も
しくは後ろに適当な張力調整ガイド等と組合わせて設け
ることも勿論可能である。

糸条の単糸繊度は、小さいほど熱処理効果が大きいので
単糸デニールは６デニール以下とするのが好ましい。

なお加熱流体域入口上流で給油することは油剤の蒸発潜
熱に加熱エネルギーが消費されるため好ましくない。

結晶部分の配向を充分に行い糸斑が少なくかつ熱安定性
、染色特性の優れた繊維を得るためには引取り速度は４
ｏｏ０ｍ／分以上が必要である。４ｏ００ｍ／分未満で
は加熱流体域での熱延伸による変形度が大きく、単繊維
間で延伸斑が生じるため繊度斑、染色斑などの糸構造斑
が目立つという問題が生じる。一方、引取り速度が６０
０［］ｍ／分を超えると紡糸糸切れが多く発生するよう
になり、また加熱流体域中での熱延伸の変形度が小さく
、力学特性向上が小さくなるので好ましくない。

本発明に於いて冷却気流温度を３５℃以上に高くするこ
とは本発明を何ら妨げるものでなく糸斑の少ない糸条が
形成されるのでむしろ好ましい。ここで、糸斑が減少す
る理由であるが次のように考えられる。即ち紡糸糸条の
細化挙動は冷却気流温度及び流速条件に依存するが、こ
のとき冷却気流温度が高くなると紡出糸条の冷却細化が
緩慢に進行し、その結果として繊維に均一な微細構造が
発現、形成されるのと同時に、前記冷却細化変化速度が
緩慢であるため、糸条の振動の影響等の外部からの乱れ
を受けにくくなり糸斑の少々い糸条が形成される。

本発明では前述の加熱流体域を１個設ける方式の他、溶
融紡糸口金を通して溶融紡出され一旦８０℃以下の温度
に冷却固化された紡出糸条を７０〜１００℃の加熱雰囲
気中に導入し、実質的に紡出糸条に伸長を与えることな
（予備加熱した後直ちに最低温度が５０℃を下らず最高
温度が１５０℃以上である糸条走行方向に沿って昇温す
る正の温度勾配を付与した第２の加熱雰囲気中を通過さ
せて熱延伸し４０００〜６０００ｍ／分の速度で引き取
る、加熱雰囲気を２段に設けた方式を採用してもよい。

かくの如くして得られる延伸繊維は乾熱或いは割水熱収
縮率が低く熱安定性に優れる仕入に延べる特徴を有する
。即ち （１）通常の延伸方式に於いて、低倍率で延伸した場合
に観察される、ネッキングと称される未延伸部分を生じ
ることなく広範囲に延伸倍率を変化しつる。

（２）染料吸着速度が高く濃染性に優れる。これは繊維
の平均配向が低いことにも由来するが、加熱流体域に於
ける糸条の細化変形に伴う札維微細構造の結晶化及び配
向が単繊維表面の加熱流体と接触して摩擦抵抗による剪
断力を受は易い表層部で集中的に進行し、単繊維内部で
は、低配向非晶部が比較的多く残っているという効果に
帰せられる。

本発明では、染色性を異にする２種のフィラメント群は
それぞれ加熱流体域の中で流体との走行摩擦抵抗力と延
伸に必要な張力がつりあった点で別異の適正な延伸倍率
で加熱延伸されるので、従来法に見られたネッキングの
発生もしくは断糸、単繊維切れの発生が無い。特にネッ
キングの発生の無いことは上記（１）の特徴が大きく寄
与している。

本発明では、染色性を異にする２柚のフィラメント群は
第３図に例示する如く同一の紡糸口金から紡出するのが
好ましい。

また加熱延伸は、第４図（→、（りに示すように、２種
のフィラメント群を釦の如く同一の加熱管に導いて加熱
延伸してもよいし、（ロ）の如く別異の加熱管で加熱延
伸後合糸して引き取ってもよい。

本発明に於いて同一紡糸口金から染色性を異にする２種
のフィラメント群を吐出する方法は、第５図に示すよう
な複合紡糸機を用い第６図に示すような複合紡糸口金装
置へ別異のギヤポンプで溶融ポリマーを計量すればよい
。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例 相対粘度（メタクレゾール、２５℃）　１．６　ｓのポ
リエチレンテレフタレート及び相対粘度１．５０の５−
ナトリウム−スルホイソフタル酸を共重合成分として２
−３七ルチ含むポリエチレンテレフタレートの２種のポ
リエステル重合体を、常法に従い第６図の紡糸口金を備
えた第５図に示す紡糸装置を用いて、孔径がＱ、２５■
φである２４孔並びに２４孔の合計４８孔からなる紡糸
口金から、１：１の比率で合計吐出量４０ｆｉ／分で２
９５℃で紡出した。紡出糸条の冷却は横吹型冷却装置を
用い、吹出しの上端位置が紡糸口金下１０ｃｒｎになる
ようにし、且つ２５℃、６５チＲ）１に調節した空気を
α５ｍ／秒の速度で１．５ｍの長さにわたって吹付は紡
出糸条の温度を８０℃以下とした。加熱管は内径３０郡
、長さ１，５ｍのものを用い、加熱管上部に糸条通路と
して径５ｇｍの小孔を有するセラミック製の随伴気流分
離装置を配設し、加熱管外部からダウサム加熱により管
内壁が１８０℃になるように加熱した。加熱管出口に於
ける走行糸条の温度は１４５℃であり、走行張力は５７
ｙで張力の変動は小さく安定していた。壕だ加熱管入シ
ロと出口に於ける糸条の太さの比から加熱流体域に於け
る加熱延伸は１．５〜１．９倍の範囲にあると推定され
た。

紡糸油剤は給油ガイドを用い、加熱管から５゜（下流の
位置で糸条に付与した。油剤はエマルジョン油剤で界面
活性剤成分を１２重ｉｔ　％含み、２５℃に於ける溶液
粘度が２．５　ｃｐｓ０ものを用い、糸条に対し界面活
性剤成分がα５ｍｍ％になるように計量した。引き取り
ローラーは２個対になったものを用い、同速度は５００
ｏｒＩＬ／分とした。引き取りローラーは表面がローラ
ー軸方向に鏡面部と梨池部が円周方向に交互に４回繰り
返される、所謂ゼブラローラーを用い糸離れ舎よくした
。２個の引き取りローラー間には糸条交絡装置を設面し
エアー圧５　ｋｇ／　ｃｍで２５ケ／ｍの交絡を与えた
。ワインダーはバーマーク社製のワインダーを用い張力
１ｏＩで巻取った。このようにして得た異染性混繊糸の
糸質を次表に示す。得られたパッケージはｐ−ブ、毛羽
が無く、第７図に例示した１ｏ　ｏ　Ｏｍ／分での解舒
モデルテストで何ら問題は生じなかった。

この糸を用いて製織しカチオン染料（スミアクジルプル
ｍ：住友化学（株）社ｆｌｉｔりで染色したところ、こ
なれの良好な杢の細かい織物が得られた。

比較例 相対粘度（メタクレゾール、２５℃）　１．６３のポリ
エチレンテレフタＶ−）を第８図に示す装置を用いて直
接紡糸延伸した。紡糸口金は実施例と同じものを用い吐
出ｆｆ１４０１！／分で２９５℃で紡出した。紡出糸条
の冷却は横吹型冷却装置を用い、吹出しの上端位置が紡
糸口金下１０悶になるようにし、且つ２５℃、６５ＪＲ
Ｈに調整した空気をα５１ｒＬ／秒の速度で１．５ｍの
長さにわたって吹付け、紡出糸条の温度を６０℃以下と
した。

次いでキスローラーで紡糸油剤を糸条に付与したあと連
続して８０℃に加゛熱した、周速２０００ｍ／分で回転
する延伸ローラーに５回巻付けたあと、１５０℃に加熱
した周速５０００ｍ／分で回転する１対の引き取りロー
ラーに１０回巻付け、延伸ローラーと引き取シローラー
の間で２−５倍に延伸し、しかるのちバーマーク社製ワ
イングーを用い張力１０ｇで４８４０７ＦＬＺ分で巻取
った。引き取シローラーとワイングーの間には糸条交絡
装置を設置し、エアー圧８　ｋｇ　７　ｃｍで２５ケ／
ｍの交絡を与えた。紡糸油剤はエマルジョン油剤で界面
活性剤成分を１２軍量チ含み、２５℃に於ける溶液粘度
が２．５　ｃｐｓのものを用い、糸条に対し界面活性剤
成分が０．５重量−付着するようにキスローラーの回転
数を調節した。またキスローラー下の糸条集束ガイドで
走行糸条の張力を調整し、延伸ローラー上での糸条の揺
れを抑え、糸条と糸条が重ならないようにした。このよ
うにして得た混繊糸の糸質を次表に示す。得られたパッ
ケージには多数のループが認められ、１０００ｍ／分の
解舒モデルテストを行ったところ、糸切れが多発した。

またこの糸を用いて製織しカチオン染料（実施例に同じ
）で染色したところμｍブに由来すると思われるこなれ
斑が認められ粗い杢の織物しか得ることが出来なかった
。

表 〔発明の効果〕 以上の如く本発明によればループ、毛羽のない衣料用に
好適なポリエステル異染性混繊糸を極めて能率よく製造
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は染色性を異にする２種のフィラメント群（Ａ：
適正延伸倍率の低いフィラメント群、Ｂ：高いフィラメ
ント群）の延伸前の応力伸張曲線のモデル図、第２図は
本発明で用いる一例の直接紡糸延伸装置の概略図、第５
図は本発明で用いる一例の紡糸口金の斜視図、第４図は
本発明で用いる他の例の直接紡糸延伸装置の概略図、第
５図は複合溶融紡糸装置の概略断面図、第６図は複合溶
融紡糸口金の概略断面図、第７図は本発明で用いる直接
紡糸延伸装置の加熱管の他の例、第８図は実施例で用い
た紡糸口金の孔形状の組み合わせを示す図、第７図は延
伸繊維パッケージの解舒テスト装置の概要図、第８図は
比較例で用いた従来の直接紡糸延伸装置の概略図である
。 １：紡糸口金 ２：紡出糸条 ２ａ：適正延伸倍率の低いフィラメント１２ｂ：　　　
〃　　　高いフィラメント１３：冷却気流 ４：集束ガイド ５：随伴気流の分離装置 ６、６．、６２：加熱流体域（加熱管）７ｖ　７．、７
２　：紡糸油剤付与装置８．９：引き取シローラー １０：インターレース １１：パッケージ １２二引き取シローヲー １３：給油装置（キヌローラー） １４：集束ガイド １５：延伸ローラー １６：引き取りローラー １７：押し出し機 １８：紡糸頭 １９：紡糸口金 ２０：複合紡糸口金の前板 ２１：複合紡糸口金 洋 洋 伸展 第４留 ＊　２　留 爾３　口 第　５　図 ２ｂ　　　　　２ａ 案　６　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに染色性を異にする２種のポリエステルフィラメン
   ト群から異染性混繊糸を製造する方法に於いて、同一紡
   糸口金から溶融紡糸され冷却気流によつて冷却された互
   いに染色性を異にする２種の未延伸繊維フィラメント群
   を引き揃え、引き続いて加熱流体域に導入し該加熱流体
   域から高速度で引き取ることにより未延伸繊維に熱延伸
   を施すことを特徴とするポリエステル異染性混繊糸の製
   造方法。