JP2000144527A - ポリエステル繊維の紡糸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固有粘度の高いポリエステルを８００ｍ／分
以上の高紡速で紡糸しても、融着などの発生がなく、か
つ、配向斑が少ないために高倍率で延伸しても毛羽の発
生が少なく高品質の高強力・高タフネス繊維が安定して
得られるポリエステル未延伸糸の紡糸方法を提供するこ
とにある。 【解決手段】 固有粘度が０．８以上の、実質的にポリ
エチレンテレフタレートからなるポリエステルを紡糸口
金より溶融吐出し、吐出糸条を紡糸口金直下に設けた雰
囲気温度が３５０〜５００℃で、かつ長さが３００〜５
００ｍｍの加熱帯域を通過させた後、冷却固化し、該糸
条の細化終了点から０．５〜１．０ｍの位置で紡糸油剤
をオイリングし、細化終了点から０．８〜１．５ｍの位
置であって、かつオイリング位置から０．３〜１．０ｍ
の位置で集束し、しかる後に紡糸速度８００ｍ／分以上
で引き取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業資材用途に適
した高強力・高タフネスポリエステル繊維を得ることが
できる未延伸糸を、高い固有粘度のポリマーから高紡速
で安定して紡糸する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は、高強力・高タフネ
スであり、耐候性、寸法安定性にも優れており、タイヤ
コードやベルトなどのゴム補強用繊維、シートベルト、
ターポリン、土木ネット、魚網など、産業資材用途で広
く使用されている。

【０００３】従来、かかる高強力・高タフネス繊維を製
造する方法としては、特開昭５９−１７１４号公報に開
示されているように、固有粘度の高いポリエステルを口
金下に加熱帯域を設けて徐冷し、かつ低い紡糸速度で引
き取ることにより、低張力で紡糸が可能で低配向の未延
伸糸を得ることができ、これを高倍率で延伸する方法が
取られてきたが、紡糸速度は２５０ｍ／分と低く極めて
生産性が低いものであった。

【０００４】これに対して、特公平７−３３６１０号公
報には、高い固有粘度を有するポリエステルを１５００
ｍ／分以上という高い紡糸速度で引き取り、これを引き
続き延伸して高強度、高タフネス繊維を得る方法が提案
されている。しかしながら、単に紡糸速度を速くしただ
けでは、吐出糸条が受ける空気抵抗が大きくなり紡糸張
力が高くなるため、複屈折率が０．０２５以上と配向度
の高い未延伸糸しか得られず、その結果、延伸倍率も高
くならないため、延伸糸の強度は８．４ｇ／ｄｅ以下と
低いものしか得られてない。また、紡糸張力が高くなる
と、未延伸糸の配向斑が大きくなり、延伸で毛羽が発生
しやすくなるといった問題もある。

【０００５】かかる問題に対し、高い紡糸速度でも吐出
糸条の受ける空気抵抗を軽減でき、紡糸張力を下げうる
方法として、特開昭５５−１３２７０９号公報には紡糸
口金下方１０〜２００ｃｍの位置で吐出糸条を集束する
方法が提案されているが、本方法で固有粘度の高いポリ
マーを紡糸すると、溶融粘度が高くなるため断糸し易く
なるだけでなく、集束位置を高くし過ぎると糸条の融着
が発生する。

【０００６】また別の方法として、特開昭６２−９７９
０７号公報に空気抵抗を軽減し紡糸張力を下げるため、
紡糸口金下面から５０〜１００ｃｍの位置でオイリング
し、１０００ｍ／分で引き取る方法が開示されている
が、高強力繊維を得るため口金直下に加熱帯域を設ける
と、この距離では冷却固化が十分にできずフィラメント
間で融着が発生するという問題がある。

【０００７】このように、従来提案されている方法で
は、固有粘度の高いポリマーを高紡速で紡糸し、融着な
どの発生がなく配向斑が小さく、延伸して高強力・高タ
フネス繊維が得られるポリエステル未延伸糸を安定して
紡糸することは困難であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る従来の問題を解消し、固有粘度の高いポリエステルを
８００ｍ／分以上の高紡速で紡糸しても、融着などの発
生がなく、かつ、配向斑が少ないために高倍率で延伸し
ても毛羽の発生が少なく高品質の高強力・高タフネス繊
維が安定して得られるポリエステル未延伸糸の紡糸方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的を達成すべく鋭意検討をかさねた結果、オイリングお
よび集束の位置によっては、高粘度のポリエステルを高
紡速で紡糸しても、紡糸張力の変動を小さくでき、配向
斑の少ない未延伸糸が得られるところがあることを見出
し、その位置を特定することによって本発明を完成させ
るに至った。

【００１０】かくして本発明では、固有粘度が０．８以
上の、実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポ
リエステルを紡糸口金より溶融吐出し、吐出糸条を紡糸
口金直下に設けた雰囲気温度が３５０〜５００℃で、か
つ長さが３００〜５００ｍｍの加熱帯域を通過させた
後、冷却固化し、該糸条の細化終了点から０．５〜１．
０ｍの位置で紡糸油剤をオイリングし、細化終了点から
０．８〜１．５ｍの位置であって、かつオイリング位置
から０．３〜１．０ｍの位置で集束し、しかる後に紡糸
速度８００ｍ／分以上で引き取ることを特徴とするポリ
エステル繊維の紡糸方法が提案される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるポリエステル
は、実質的にポリエチレンテレフタレートからなり、本
発明の目的を損なわない範囲内で第三成分を配合、ある
いは共重合したものであっても良い。また、高強力・高
タフネス繊維を得るためには固有粘度を０．８以上とす
る必要がある。

【００１２】本発明では、上記のポリエステルを常法に
したがって紡糸口金より溶融吐出すればよいが、例え
ば、該ポリエステルをエクストルーダーで溶解し、２９
０℃以上、好ましくは３００℃以上に加熱された溶融ポ
リマーを紡糸口金から吐出する。吐出孔は円周上に配列
するのが好ましく、その際複数の同心円周上に配列して
もよい。

【００１３】吐出糸条は口金下に設けた加熱帯域を通過
させて遅延冷却する。加熱帯域の長さは３００〜５００
ｍｍとする必要があり、３００ｍｍ未満では遅延冷却効
果が得られず高強力・高タフネス繊維が得にくく、一
方、５００ｍｍを越えると均一冷却が困難となり、冷却
斑になり易く高強力が得難い。さらに、加熱帯域の雰囲
気温度は３５０〜５００℃とする必要があり、３５０℃
未満では遅延冷却効果が不十分で、得られた繊維が高強
力・高タフネスとはならず、５００℃を越えると熱によ
るポリマーの分解が発生する。

【００１４】次いで、加熱帯域を通過させた糸条を、従
来公知の冷却方法、例えば、一方向吹出し型の冷却装
置、筒型冷却装置などを設け、そこを通過させることに
より冷却固化することができるが、均一冷却できる筒型
冷却装置がより好ましい。

【００１５】本発明においては、この冷却固化した糸条
を細化終了点から特定の位置でオイリングし、かつ集束
することが肝要である。

【００１６】特に、本発明の目的とする、延伸後、毛羽
が少なく、かつ、高強度・高タフネス繊維が得られる未
延伸糸を紡糸するには、糸条の細化終了点から集束位置
までの距離を０．８〜１．５ｍとすることが最も重要で
ある。この距離が０．８ｍ未満では、急激な集束となり
ループが発生し、これが延伸後に、毛羽となりあるいは
そのままループとして残り、強度を低下させる原因とな
る。一方、１．５ｍを越えると紡糸張力の変動が大きく
なり配向斑の大きい未延伸糸しか得られないため、その
後の延伸では毛羽を多発し、高強力・高タフネス延伸糸
が得られないのである。

【００１７】このとき、オイリングは集束の前で、好ま
しくはオイリングノズルなどで、実施する必要が有る。
オイリングしないで先に集束する方法では、集束部で用
いられるガイドなどの集束器具に接触するフィラメント
と接触しないフィラメントとの間で張力差を生じ、その
結果、集束部でループを発生し、または、ループを生じ
ないまでも引き取られた未延伸糸は配向斑の大きいもの
となり、高強力・高タフネス繊維が得られない。

【００１８】また、細化終了点からオイリングまでの距
離は０．５〜１．０ｍとする必要があり、この距離が
０．５ｍ未満ではフィラメント間で密着が発生しやす
く、一方、１．０ｍを越えると張力が高くなり張力斑も
大きくなる傾向があり、得られた未延伸糸の配向斑が大
きくなる。

【００１９】さらに、オイリングは集束位置の上方０．
３〜１．０ｍの位置で行う必要がある。オイリング位置
から集束位置までの距離が０．３ｍ未満では、フィラメ
ント間が集束された状態で、その表面にのみオイリング
されるため油剤の付与斑が多くなり、一方、１．０ｍを
越えるとフィラメントがある程度集束されていない状態
でオイリングされるため、フィラメント間で張力変動を
起こしやすく、配向斑を大きくする原因になる。

【００２０】上記の方法でオイリングを施し集束するこ
とにより、吐出糸条は融着やループを発生することなく
安定して８００ｍ／分以上という高紡速で引き取ること
ができるのである。

【００２１】得られる未延伸糸の複屈折率は、０．０１
０以下とすることにより、より高倍率延伸が可能となり
９．０ｇ／ｄｅ以上といった高強度の繊維をより安定し
て製造することができるようになる。

【００２２】また、紡糸口金から吐出された糸条を２以
上に分割して、上記の方法で加熱帯域を通過させ、オイ
リングし、集束した後、夫々を別々に、または合糸して
引き取ることによりさらに糸導は安定し均一冷却がしや
すく、吐出量と紡糸速度を上げることができ、高生産性
が得られる。

【００２３】上記の如くして得られた未延伸糸は、連続
して、あるいは、一度これをボビンなどに巻き取った
後、延伸されるが、生産性やプロセスの容易性の点から
連続して延伸することが好ましい。

【００２４】延伸の条件は特に限定されるものではな
く、従来公知の条件を適宜選択すればよいが、例えば、
第１延伸温度を１００〜１２０℃、第２延伸温度を１１
０〜１４０℃、熱セット温度を２００〜２６０℃とした
２段延伸で行うことが好ましい。このときの全延伸倍率
は最大延伸倍率の９５％以下とすることが好ましく、第
１段延伸での延伸倍率を全延伸倍率の４０〜７０％の範
囲とすることが好ましい。なお、最大延伸倍率とは糸切
れすることなく２分以上延伸することができる延伸倍率
をいう。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、細化終了点、複屈折率、強伸度、チーズ表面
毛羽は次のように評価した。

【００２６】１．細化終了点 吐出糸条を表１に記載された条件で引き取られている状
態で、２０ｃｍ角の板２枚にて紡糸口金下から１．０〜
３．０ｍの間で糸条を２０ｃｍ間隔で挟み取り、糸条断
面の直径を測定し、細化が終了し、繊度の変化がなくな
った点を細化終了点とした。

【００２７】２．複屈折率 偏向顕微鏡を用い、ナトリウムランプＤ線を光源とし、
通常のベレックコンペンセータ法によって、未延伸糸の
任意に選んだ１０本の単糸について測定し、その平均値
と標準偏差を算出した。

【００２８】３．強伸度 テンシロン引張試験機を使用して、試長２５０ｍｍ、引
張速度２５０ｍｍ／分で測定した。

【００２９】４．チーズ表面毛羽 延伸糸を１０ｋｇ巻チーズで巻き取り、そのチーズを１
０本採取して表面の毛羽を測定し、その平均値を表し
た。

【００３０】［実施例１〜２、比較例１〜５］固有粘度
（オルソクロロフェノールを溶媒とし、３０℃で測定）
が０．６のポリエチレンテレフタレートチップを減圧下
２２０℃で固相重合して固有粘度０．９８の固相重合チ
ップを得た。このチップを３０５℃で溶融して紡糸口金
を装着したパックに導入してろ過した後、孔径が０．５
ｍｍφの吐出孔を２列の円周配列で１５０ホール配置し
た口金より、ポリマー温度が３１０℃の溶融ポリマーを
吐出させた。その吐出糸条を表１記載の口金下加熱筒長
と温度設定の加熱域を通過させ、走行糸条の外周円筒よ
り円筒内に吹出す２５℃の整流された冷却風で冷却固化
し、表１記載の細化終了点より下方で、表１記載の位置
に設置した付与巾が４ｃｍのオイリングノズルおよび内
径５ｍｍφの集束ガイドで、オイルリングおよび集束し
た後、表１記載の紡糸速度で引取り、引き続き１１０℃
の予熱ローラーで予熱後、１２０℃で２段延伸を行い、
２１０℃の加熱ローラーで熱セットを行った後巻き取り
延伸糸を得た。結果を合わせて表１に示す。なお、表１
の細化終了点、オイリング位置、集束位置は紡糸口金面
からの距離である。

【００３１】［実施例３］実施例１記載のポリエチレン
テレフタレートチップを溶融し、孔径０．５ｍｍφの吐
出孔を３列の円周配列で左右を分離する分割巾２０ｍｍ
を挟んで左右に１５０ホールづつ配置した口金より吐出
させた後、２糸条に分割して引き取り、夫々の糸条を表
１記載の条件により同時に紡糸・延伸を行い、それ以外
は実施例１と同様の条件で製糸した。表１の実施例３に
は、上記２糸条の物性の平均値を示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明の方法によれば、融着などの発生
がなく、かつ、配向斑が少ないため、延伸して高強力・
高タフネス繊維が得られるポリエステル未延伸糸を高紡
速でも安定して紡糸することができ、タイヤコード、ベ
ルトなどのゴム補強用繊維、シートベルト、ターポリ
ン、土木ネット、魚網などを製造するのに極めて有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する溶融紡糸装置の概要図の一例
を示す。

【図２】本発明を実施する溶融紡糸装置の別の概要図の
一例を示す。

【符号の説明】

１：紡糸筒 ２：紡糸口金パック ３：紡糸口金 ４：ダウサムボックス ５：加熱筒 ６：冷却風吹き出し部 ７：糸条 ８：オイリングノズル ９：集束ガイド １０：排風部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固有粘度が０．８以上の、実質的にポリ
   エチレンテレフタレートからなるポリエステルを紡糸口
   金より溶融吐出し、吐出糸条を紡糸口金直下に設けた雰
   囲気温度が３５０〜５００℃で、かつ長さが３００〜５
   ００ｍｍの加熱帯域を通過させた後、冷却固化し、該糸
   条の細化終了点から０．５〜１．０ｍの位置で紡糸油剤
   をオイリングし、細化終了点から０．８〜１．５ｍの位
   置であって、かつオイリング位置から０．３〜１．０ｍ
   の位置で集束し、しかる後に紡糸速度８００ｍ／分以上
   で引き取ることを特徴とするポリエステル繊維の紡糸方
   法。
2. 【請求項２】 引き取った糸条の複屈折率が０．０１０
   以下である請求項１記載のポリエステル繊維の紡糸方
   法。
3. 【請求項３】 紡糸口金より吐出した糸条を２以上に分
   割し、別々に加熱帯域を通過させ、オイリングし、集束
   した後に、夫々を単独で、または合糸して引き取る請求
   項１記載のポリエステル繊維の紡糸方法。