JP2001020128A - 合成繊維の製造方法 - Google Patents

合成繊維の製造方法

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JP2001020128A
JP2001020128A JP11197814A JP19781499A JP2001020128A JP 2001020128 A JP2001020128 A JP 2001020128A JP 11197814 A JP11197814 A JP 11197814A JP 19781499 A JP19781499 A JP 19781499A JP 2001020128 A JP2001020128 A JP 2001020128A
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Japan
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heating cylinder
yarn
gas
roller
temperature
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Makoto Nakai
誠 中井
Koji Kakumoto
幸治 角本
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱筒温度を高めることなく糸条に十分な熱
処理効果を付与し、容易に低配向未延伸糸を製造する。 【解決手段】 ポリマーを紡糸口金より溶融吐出し、紡
糸糸条が冷却固化する前に、ヒータを有する加熱筒内を
通過させて熱処理し、冷却固化した後に糸条を引取ロー
ラで引き取る合成繊維の製造方法において、加熱筒内に
0℃での熱伝導率が10-4cal/(cm・/sec・
℃)以上の気体を充満させて熱処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融吐出後の糸条
を筒状の加熱装置を用いて熱処理を施すことによって、
通常の延伸により高強度の繊維を得ることが可能な低配
向の未延伸糸を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高強度の合成繊維を得るための最も基本
的な考え方は、低配向の未延伸糸を高倍率で延伸するこ
とである。低配向の未延伸糸を得る方法について、これ
までにも数々の方法が提案されている。その一つとして
溶融吐出後の糸条を加熱筒内を通過させて熱処理する方
法が広く用いられている。
【0003】この方法では、吐出直後のまだ冷却固化し
ていない糸条を、加熱筒内の高温の空気で加熱すること
によって、溶融粘度を低下させている。糸条細化速度が
大きいこの領域の溶融粘度を下げることで、糸条全体の
紡糸張力が下がり、低配向の未延伸糸が得られる。この
ような未延伸糸は加熱筒を用いない場合に比較して高倍
率での延伸が可能となり、高強度の繊維を得ることがで
きる。
【0004】このような、従来から行われている加熱筒
を用いた方法で、より高倍率の延伸を可能にするために
さらに低配向の未延伸糸を得ようとすると、単純に加熱
筒の温度を上昇させて加熱筒内での熱処理効果をより高
度に発現させるという方法が考えられる。
【0005】しかしながら、加熱筒の温度が極端に高く
なると、加熱筒上部にある口金の温度が必要以上に上昇
し、それにより、ポリマーの劣化が生じ、糸条の吐出に
異常が生じて糸切れが発生するなど操業性が悪化すると
いう問題があった。さらには、加熱筒の温度が高くなる
ほど、マルチフィラメントを構成する単糸のうち、加熱
筒の壁面に近い単糸と遠い単糸で加熱状態が大きく異な
り、単糸間で物性のばらつきが生じるという問題があっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、加熱筒温度
を極端に高温にすることなく、糸条に十分な熱処理効果
を付与し、その後の延伸工程で高倍率での延伸が可能と
なる低配向の未延伸糸を得ることができる合成繊維の製
造方法を提供することを技術的な課題とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な課題を解決するために鋭意検討の結果、本発明に到達
した。すなわち、本発明は、ポリマーを紡糸口金より溶
融吐出し、紡糸糸条が冷却固化する前に、ヒータを有す
る加熱筒内を通過させて熱処理し、冷却固化した後に糸
条を引取ローラで引き取る合成繊維の製造方法におい
て、加熱筒内に0℃での熱伝導率が10-4cal/(c
m・/sec・℃)以上の気体を充満させて熱処理を行
うことを特徴とする合成繊維の製造方法を要旨とするも
のである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の製造方法においては、溶融ポリマーを紡糸口金
より溶融紡糸し、冷却固化されていない溶融状態の糸条
を加熱筒内を走行させることにより熱処理する。そし
て、加熱筒内に充満させる気体は、0℃での熱伝導率が1
0-4cal/(cm・sec・℃)以上のものとする。0℃でこの条
件を満たす気体であれば、加熱筒内の温度でも高い熱伝
導率を有し、加熱筒温度を極端に高温にすることなく、
糸条に十分な熱処理効果を与え、より低配向の未延伸糸
を得ることができる。
【0009】このような気体としては、安全性やコスト
の面からヘリウム、ネオン等が挙げられる。このうち、
ヘリウムは熱伝導度が特に高く、体積当たりの比熱も大
きく、さらに比重が空気よりも小さく、加熱筒外に散逸
しにくいことから特に好ましい。なお、混合気体や主成
分の純度が低い気体であっても、全体での0℃での熱伝
導率が10-4cal/(cm・sec・℃)以上であれば、そのよう
な気体を用いてもよい。
【0010】ここで、特開昭58-18404号公報には、紡糸
口金直下の筒状の空間にヘリウムガスを充満させ、口金
面をシールする方法が記載されている。同公報の発明
は、ヘリウムガスを口金面をシールするために用い、ガ
スの不活性を利用して、紡糸口金面の炭化物の発生を防
止し、操業安定性を向上させるものである。すなわち、
この方法では、ヒータを有する加熱筒を用いるものでは
なく、また、紡出糸条の加熱を行うものでもなく、本発
明のようにヘリウムガスの高熱伝導性を利用して、糸条
を加熱する製造法とは、目的、構成ともに異なってい
る。
【0011】本発明で製造できる合成繊維は、溶融紡糸
可能な熱可塑性ポリマーからなるものであれば特に限定
されるものではないが、ポリアミドやポリエステル、中
でもナイロン6やナイロン66、ポリエチレンテレフタ
レート(PET)が好適である。
【0012】加熱筒内に気体を充満させる方法として
は、気体供給源から配管を通じて加熱筒内に導入する方
法が通常用いられる。加熱筒内の気体は拡散したり、糸
条から発生する随伴流等により外部へ散逸するため、気
体が充満状態を維持するためには、常時気体を流通させ
るか、または一定の時間間隔で気体を導入する方法が用
いられる。効果を十分にするためには、加熱筒内の気体
の濃度は75%以上とすることが好ましい。充満状態の確
認は加熱筒内の酸素濃度を測定し、そこから導入気体の
濃度を算出する方法を用いる。
【0013】そして、気体導入量が少ないと熱処理効果
が十分でなくなり、多いと気体により加熱筒内の雰囲気
温度が低下する場合がある。そこで、気体導入量の好ま
しい範囲は、紡糸装置の構造や気体の種類により異な
り、それぞれの条件により適宜変更するようにする。
【0014】さらに、加熱筒内の雰囲気温度は、使用す
るポリマーの種類により異なるが、紡糸温度以上の温度
とし、例えばナイロン6では300〜380℃、PET
では400〜480℃程度にすることが好ましい。雰囲
気温度が低すぎると熱処理効果が十分でなくなる。一
方、雰囲気温度が高過ぎると、前記したように、単糸間
で物性のばらつきが生じたり、加熱筒上部の口金面も加
熱することになり、操業性が悪化する。
【0015】また、加熱筒は外壁部にヒータを有するも
のとすることが好ましく、充満させた気体を上記のよう
な雰囲気温度となるように加熱するが、加熱筒内の温度
の低下を防止するため、配管中で気体を加熱してから加
熱筒内に導入することが好ましい。
【0016】このように、加熱筒内で熱処理することに
より、溶融粘度を低くすることができ、低配向の未延伸
糸とすることができる。このため、次の延伸工程で高倍
率延伸が可能となり、高強度の繊維を得ることができ
る。具体的には、ナイロン6の場合は、複屈折率が2.
0×10-3以下の未延伸糸、PETの場合は、複屈折率
度が2.0×10-3程度の未延伸糸とすることができ
る。
【0017】本発明で得られた低配向の合成繊維を用い
ると、延伸工程においては、特別の延伸方法を用いなく
ても、通常の熱ローラ延伸法等で高強度の繊維とするこ
とができる。延伸工程については、引取ローラに続いて
直ちに延伸ローラで延伸を行っても、未延伸糸を一旦捲
き取った後に、別工程で延伸工程に供しても構わない。
【0018】そして、ナイロン6の場合は、強度が1
0.5g/d以上、伸度15〜25%、PETの場合
は、強度が10.0g/d以上、伸度10〜20%の高
強度の繊維を容易に得ることが可能となる。
【0019】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、強伸度は、島津製作所製オートグラフ DSS
−500 型を用いて試料長30cm、引張速度30cm/分で測定
した。
【0020】実施例1 直径0.4mmのポリマー吐出孔72孔を三重円配列で有する
口金装置から、相対粘度が3.5(96%濃硫酸中、25℃、1g
/dlで測定)のナイロン6を、295℃、吐出量87.4g/分で
溶融吐出した。紡出された糸条を冷却することなく、長
さ20cmで外壁部にヒータを有し、ヘリウム(0℃での熱
伝導率が3.4×10-4cal/(cm・sec・℃))が充満し、
雰囲気温度が350℃の加熱筒内を通過させて熱処理を行
った。この時、加熱筒内にヘリウムを充満させるため
に、2.5l/分の流量でヘリウムを導入した。加熱筒内の
酸素濃度をガス検知管で測定したところ、酸素は検出さ
れなかった(ヘリウム濃度100%であった)。その後、
横型吹付装置で糸条を冷却固化させ、引取ローラで340m
/分の速度で引き取り、引き続いてこの未延伸糸を195℃
の加熱ローラとの間で延伸したところ、最大6.09倍の延
伸が可能であった。上記の結果に基づき、最大延伸倍率
の95%である5.78倍の延伸倍率で繊維の生産を行った。
すなわち、上記と同条件で紡出した糸条を引取ローラで
346m/分の速度で引き取り、引き続いてこの未延伸糸を
加熱ローラ(温度195℃、速度2000m/分)との間で延伸
し、捲取速度1876m/分の捲取機で捲き取り、420d/72fの
繊維を得た。上記の条件で48時間生産を継続したが糸切
れは発生しなかった。得られた繊維はは、強度11.03g/
d、切断伸度23.4%であった。
【0021】比較例1 ヘリウムを用いず、加熱筒内を加熱し、雰囲気温度を3
50℃とした以外は、実施例1と同様にしてナイロン6
を紡出し、引取ローラで340m/分の速度で引き取った。
引き続いてこの未延伸糸を引取ローラと、195℃の加熱
ローラとの間で延伸したところ、最大5.74倍の延伸が可
能であった。上記の結果に基づき、最大延伸倍率の95%
である5.45倍の延伸倍率で繊維の生産を行った。すなわ
ち、上記と同条件で紡出した糸条を引取ローラで367m/
分の速度で引き取り、引き続いてこの未延伸糸を加熱ロ
ーラ(温度195℃、速度2000m/分)との間で延伸し、捲
取速度1876m/分の捲取機で捲き取り、420d/72fの繊維を
得た。上記の条件で48時間生産を継続したが糸切れは発
生しなかった。得られた糸は強度10.39g/d、切断伸度2
3.8%であった。
【0022】比較例2 ヘリウムを用いず、加熱筒内を加熱して雰囲気温度を40
0℃とした以外は、実施例1と同様にしてナイロン6を紡
出し、引取ローラで340m/分の速度で引き取った。引き
続いてこの未延伸糸を引取ローラと、195℃の加熱ロー
ラとの間で延伸したところ、最大6.03倍の延伸が可能で
あった。上記の結果に基づき、最大延伸倍率の95%であ
る5.73倍の延伸倍率で繊維の生産を行った。すなわち、
上記と同条件で紡出した糸条を引取ローラで349m/分の
速度で引き取り、引き続いてこの未延伸糸を加熱ローラ
(温度195℃、速度2000m/分)との間で延伸し、捲取速
度1876m/分の捲取機で捲き取り、420d/72fの繊維を得
た。 上記の条件で48時間生産を継続したところ、生産
中6回の糸切れが発生した。得られた糸は強度10.82g/
d、切断伸度20.8%であった。
【0023】実施例2 直径0.4mmのポリマー吐出孔96孔を三重円配列で有する
口金装置から、相対粘度が1.62(フェノールとテトラク
ロロエタンとの等重量混合物を溶媒とし、20℃、0.5g/d
lで測定)のPETを300℃、吐出量111g/分で溶融吐出
した。紡出された糸条を冷却することなく、長さ20cmで
外壁部にヒータを有し、ヘリウムが充満し、雰囲気温度
が450℃の加熱筒内を通過させて熱処理した。この時、
加熱筒内にヘリウムを充満させるために、3l/分の流量
でヘリウムを導入したが、加熱筒内の温度低下を防止す
るため、配管途中に気体加熱装置を設置し、ヘリウムを
400℃に加熱してから導入した。加熱筒内の酸素濃度を
ガス検知管で測定したところ、酸素は検出されなかっ
た。その後、環状吹付装置で糸条を冷却固化させ、引取
ローラで300m/分の速度で引き取った。引き続いてこの
未延伸糸を240℃の加熱ローラとの間で延伸したとこ
ろ、最大7.27倍の延伸が可能であった。上記の結果に基
づき、最大延伸倍率の95%である6.90倍の延伸倍率で繊
維の生産を行った。すなわち、上記と同条件で紡出した
糸条を引取ローラで302m/分の速度で引き取り、引き続
いてこの未延伸糸を加熱ローラ(温度240℃、速度2083m
/分)との間で延伸し、捲取速度2000m/分の捲取機で捲
き取り、500d/96fの繊維を得た。 上記の条件で48時間
生産を継続したが糸切れは発生しなかった。得られた糸
は強度10.73g/d、切断伸度13.1%であった。
【0024】比較例3 ヘリウムを用いず、加熱筒内を加熱し、雰囲気温度を4
50℃とした以外は、実施例2と同様にしてPETを紡
出し、引取ローラで300m/分の速度で引き取った。引き
続いてこの未延伸糸を引取ローラと、240℃の加熱ロー
ラとの間で延伸したところ、最大6.80倍の延伸が可能で
あった。上記の結果に基づき、最大延伸倍率の95%であ
る6.46倍の延伸倍率で繊維の生産を行った。すなわち、
上記と同条件で紡出した糸条を引取ローラで322m/分の
速度で引き取り、引き続いてこの未延伸糸を加熱ローラ
(温度240℃、速度2083m/分)との間で延伸し、捲取速
度2000m/分の捲取機で捲き取り、500d/96fの繊維を得
た。上記の条件で48時間生産を継続したが、糸切れは発
生しなかった。得られた糸は強度9.97g/d、切断伸度12.
8%であった。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、加熱筒温度を極端に高
温にすることなく、糸条に十分な熱処理効果を付与し、
低配向未延伸糸を得ることができる。このため、その後
の延伸工程で高倍率での延伸が行え、容易に高強度の合
成繊維を製造することが可能となる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリマーを紡糸口金より溶融吐出し、紡
    糸糸条が冷却固化する前に、ヒータを有する加熱筒内を
    通過させて熱処理し、冷却固化した後に糸条を引取ロー
    ラで引き取る合成繊維の製造方法において、加熱筒内に
    0℃での熱伝導率が10-4cal/(cm・/sec・
    ℃)以上の気体を充満させて熱処理を行うことを特徴と
    する合成繊維の製造方法。
  2. 【請求項2】 加熱筒内に充満させる気体がヘリウムで
    ある請求項1記載の合成繊維の製造方法。
JP11197814A 1999-07-12 1999-07-12 合成繊維の製造方法 Pending JP2001020128A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018021011A1 (ja) * 2016-07-26 2018-02-01 東レ株式会社 ポリアミドマルチフィラメントおよびそれを用いたレース編物、ストッキング

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018021011A1 (ja) * 2016-07-26 2018-02-01 東レ株式会社 ポリアミドマルチフィラメントおよびそれを用いたレース編物、ストッキング
JPWO2018021011A1 (ja) * 2016-07-26 2019-05-09 東レ株式会社 ポリアミドマルチフィラメントおよびそれを用いたレース編物、ストッキング

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