JP2002013023A - ポリアミド繊維の製造方法 - Google Patents

ポリアミド繊維の製造方法

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JP2002013023A
JP2002013023A JP2000195339A JP2000195339A JP2002013023A JP 2002013023 A JP2002013023 A JP 2002013023A JP 2000195339 A JP2000195339 A JP 2000195339A JP 2000195339 A JP2000195339 A JP 2000195339A JP 2002013023 A JP2002013023 A JP 2002013023A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】一工程法の多糸条取りかつ省スペースで、高強
度でかつ糸斑異常のない繊維を製造する。 【解決手段】ポリアミドを紡糸冷却後、給油しその後第
1ゴデローラで一周未満巻き付けて引き取り、続いて加
熱した第2ゴデローラに1周未満巻き付け前記第1ゴデ
ローラと前記第2ゴデローラの間で延伸した後に巻き取
る方法であって、前記第1ゴデローラと前記第2ゴデロ
ーラの間に非接触の乾式加熱ヒーターを設けることを特
徴とするポリアミド繊維の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリアミド繊維を直
接紡糸延伸する製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ナイロン6、ナイロン66をはじめとす
るポリアミド繊維の製造方法には、紡糸した糸条を一旦
巻き取り、次行程で延伸を行う二行程法と、紡糸後一旦
巻き取ることなく直ちにゴデーローラの速度差を利用す
るなどした機械的な延伸をする直接紡糸延伸法や、高速
で引き取ることにより延伸工程を省略した直接紡糸法等
の一工程法とがあり、近年ではこれらの一工程法が衣料
用、産業資材用を問わず多種の分野で採用されている。
この一工程法の中で糸条を延伸する手段として、表面速
度の異なるローラ上を通過させることにより糸条を機械
的に延伸させる方法と、糸条に応力を付与した状態で空
気や水蒸気等の熱媒により糸条を加熱、軟化させ、糸の
応力により延伸させる方法が一般的に用いられている。
【0003】これらの方法で高強度な繊維を得ようとし
た場合、以下に挙げるような様々な問題点が発生する。
前者の方法で高強度繊維を得ようとした場合、ローラ間
で高倍率で延伸する必要がある。この場合、ローラ表面
と糸条とのスリップを防ぐために、長尺ネルソンローラ
を用いて複数回数ローラへ巻き付けたり、ローラを大径
化することで、糸条とローラ表面との接触長を長くした
り、ローラを追加して延伸を多段化することで倍率を各
々の延伸ローラ間で分散し、延伸張力を低下させている
が、これらのいずれの方法を用いてもゴデローラの長尺
化、大径化、ローラの追加等による生産設備の大型化を
招く。
【0004】また、後者の方法を用いた場合、延伸糸の
糸条間、フィラメント間での糸物性ばらつきを小さくす
るためにヒータ内での全糸条、全フィラメントを均一に
加熱する必要があり、水蒸気等の熱容量の大きい熱媒を
用い、更に糸条が集束する以前に加熱する必要がある。
この場合、糸条の集束位置がヒータの出口以降になるた
め、単糸繊度が細い品種や高速紡糸条件では糸条の随伴
気流により紡糸応力が高くなり、糸切れによる収率低下
を招いたり、同一伸度に調整した際の糸条の強度が低下
してしまうという問題があった。さらに、水蒸気を用い
た場合は蒸気配管やドレン配管等により生産設備の大型
化を招く。
【0005】別の方法としてフィラメント間での糸物性
ばらつきを小さくするために、糸条が集束する以前、す
なわち油剤付与装置通過以前に糸条を熱処理する方法が
特開平10-292221号公報、特開平10-121320号公報等で提
案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法にお
いてもフィラメント内での硬度差を解消できないのみで
なく、糸条の集束位置がより下流側に移動するため、単
糸繊度が細い品種や高速紡糸条件下では糸条の随伴気流
により紡糸応力が高くなり、糸切れによる収率低下や、
同一伸度に調整した際の糸条の強度が低下してしまうと
いう問題を招く。
【0007】本発明者らは輻射式熱処理方式などの非接
触の乾熱方式での糸条加熱では、輻射波の透過性により
糸条束の中心部に位置するフィラメント、またフィラメ
ントの内層にまで輻射波が届き、均一に加熱されるた
め、先に述べたフィラメント間、もしくはフィラメント
内での物性差が実質的に生じず均整度に優れた高強度な
フィラメントを得ることができることを見いだした。
【0008】本発明は、上記の問題点を解決し、ポリア
ミド繊維を一工程の多糸条取りかつ省スペースで製造す
る方法であって、高強度な繊維を得ることができる製造
方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明はポリアミドを紡糸冷却後、給油
しその後第1ゴデローラで一周未満巻き付けて引き取
り、続いて加熱した第2ゴデローラに1周未満巻き付け
前記第1ゴデローラと前記第2ゴデローラの間で延伸し
た後に巻き取る方法であって、前記第1ゴデローラと第
前記2ゴデローラの間に非接触の乾式加熱ヒーターを設
けることを特徴とするポリアミド繊維の製造方法を要旨
とするものである。
【0010】なお、本発明においては、輻射式熱処理装
置の加熱温度を200℃以上とすることがより好まし
い。また、本発明においては、ゴデローラは引き取りの
単一の第1ゴデローラとそれに続いて糸道の方向を下向
きに転換する単一の第2ゴデローラとからなり両ローラ
とも巻き付け角度が一周未満でさらに第2ゴデローラの
表面温度が110℃以上とすることがより好ましい。ま
た、本発明においては、第1ゴデローラの表面速度をV
1(m/分)とし第2ゴデローラの速度をV2(m/分)と
したとき次式の範囲を満たしたほうがより好ましい。 1<V2/V1<3
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の実施
形態の一例として本発明の直接紡糸延伸方法に多糸条用
の非接触輻射式熱処理装置を使用して模式的に表したポ
リアミド繊維の製糸工程の概略図である。
【0012】まず、ポリアミドを紡糸口金1から溶融紡
糸し、紡出した糸条Yを、冷却風を吹き付けて冷却する
冷却装置2によって冷却固化し、油剤付与装置3により
油剤を付与する。油剤付与装置を通過してフィラメント
が集束した糸条を第1ゴデローラである引き取りローラ
4で引き取った後、糸条を非接触式の輻射式熱処理装置
5で加熱する。引き続いて第2ゴデローラ6等を介した
後、巻き取り装置7で巻き取る。
【0013】まず、本発明では、溶融紡糸した糸条を冷
却装置で一旦冷却固化し、引き続いて油剤付与装置によ
り油剤を付与、フィラメントを収束させ第1ゴデローラ
で引き取った後、第1ゴデローラと第2ゴデローラとの
間にて非接触の輻射式熱処理装置内で加熱する。この熱
処理を輻射式熱処理方式で行うことにより、フィラメン
トが収束した状態においてでもフィラメント間差無く均
一に各フィラメントを加熱することができ、これによっ
て熱処理装置内もしくは熱処理通過前後の安定性が向上
し、フィラメント間、糸条間物性差の少ない均整度に優
れた繊維を得ることができる。
【0014】熱処理装置においては糸条加熱方式として
非接触の乾式加熱ヒーターを使用することが必要であ
り、好ましくは輻射式熱処理方ヒーターを使用する。従
来方式である加熱空気、水蒸気等の熱媒による加熱方式
では、フィラメントが収束した状態で熱処理した場合、
外側に面したフィラメントから優先的に昇温、軟化して
しまい、結果未昇温で軟化していない内側のフィラメン
トに応力が集中する。その結果、昇温されたフィラメン
トと未昇温のフィラメントで物性に差が生じ、糸条とし
ての強度が低下してしまう。
【0015】また、同様のことがフィラメント内でも発
生する。すなわち、熱媒による接触方式でフィラメント
を加熱することにより、フィラメントの外側から昇温さ
れるため、フィラメントの表層と内層とで温度差、硬度
差が生じる。この状態で延伸することにより、硬度の高
い中心部に集中的に応力が掛かり、フィラメント内での
ポリアミド分子の配向状態が断面方向に不均一となり、
結果としてフィラメントの強度低下を招く。
【0016】これに対して非接触の乾熱式加熱ヒータ
ー、好ましくは輻射式熱処理方式での糸条加熱では、輻
射波の透過性により糸条束の中心部に位置するフィラメ
ント、またフィラメントの内層にまで輻射波が届き、均
一に加熱されるため、先に述べたフィラメント間、もし
くはフィラメント内での物性差が実質的に生じず均整度
に優れた高強度なフィラメントを得ることができる。し
かし接触式の熱処理装置を用いた場合、糸条には熱処理
装置との接触部とそれ以外の部分とで温度差が生じ、フ
ィラメント内、フィラメント間での物性差が発現し、強
度低下の原因となる。
【0017】熱処理においては加熱温度を200℃以上
1000℃未満とすることが好ましい。温度が200℃
以上1000℃未満であるとフィラメントの硬度及び紡
糸応力を延伸可能なレベルにまで低下させることがで
き、熱処理装置による延伸効果が発現する。また生産性
の安定化からもこの温度範囲であることが好ましい。
【0018】また、第2ゴデーローラの表面温度が11
0℃以上であることが好ましい。
【0019】熱処理装置を適応する繊維製造プロセスに
ついては特に限定するものではないが、生産効率の観点
から一工程法であることが好ましく、更に延伸装置の省
スペース多糸条化、小型化の観点から引き取りの単一の
第1ゴデローラとそれに続いて糸道の方向を下向きに転
換する単一の第2ゴデローラとからなり両ローラとも巻
き付け角度が一周未満である片掛け延伸法であることが
より好ましい。また生産性の安定化から第1ゴデローラ
の表面速度V1(m/分)と第2ゴデローラの速度V2
(m/分)との比V2/V1については1を越えて3未満
であることが好ましい。
【0020】
【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、実施例中の特性値の測定は、次のとおりに
行った。 (1)破断伸度 引張試験機(ORIENTEC社製TENSILON RTM-100)を用
い、資料長50cm、引張速度100cm/分の条件で応力歪み曲
線を求め、この曲線から求めた。
【0021】(2)糸斑 ウースター糸斑測定装置(ZELLWGER社製USTER TESTERI
I)を用いて測定した。
【0022】(3)糸速度、スリップ量 糸速度についてはレーザードップラー糸速度計(MALVER
N社製TYPE6200)を用いて測定した。また、スリップ量
については、上記測定により求めたゴデローラ上での糸
速度とゴデローラ表面速度との差から以下の式により求
め、5m/分以上をスリップ有りと判定した。 スリップ量=(ゴデローラ上での糸速度)−(ゴデロー
ラ表面速度) (m/分)。
【0023】実施例1〜2、比較例1〜2 図1に示す工程に従ってポリアミド繊維を製造した。相
対粘度(96%硫酸を溶媒とし、試料濃度1g/l、室
温25℃で測定)が2.62のナイロン6チップを溶融
押出機に供給し、紡糸温度270℃で溶融し、孔径が
0.25mmの紡糸孔を20個有する紡糸口金1より吐
出させた。これを冷却装置2より風温20℃、風速30
m/分の冷却風を吹き付けて糸条Yを冷却し、油剤付与
装置3により油剤を付与、糸条を収束させ、糸条を第1
ゴデローラ4で引き取った後、非接触輻射式熱処理装置
5を通過させ、輻射波により熱処理した。熱処理装置を
出た糸条を第2ゴデローラ6(表面温度140℃)を介
して4000m/分で引き取り、巻き取り装置7で40
00m/分で巻き取って17dT/5fの繊維を得た。
このときローラ間機械延伸倍率(V2/V1)を表1に
示すように1<V2/V1<3の範囲で変更して行っ
た。また、測定により得られた第1ゴデローラ上での糸
速度、スリップ量、破断伸度、糸班波形異常の結果を表
1に示す。
【0024】表1から明らかなように、実施例1〜2で
は第1ゴデローラ上での糸条のスリップもなく、その結
果得られた繊維の糸斑にも異常な波形は見られなかっ
た。また、熱処理装置内での延伸効果を有効に発現させ
ることができ、高強度でかつ高伸度糸を得ることができ
た。
【0025】比較のため、熱処理装置内を通過させない
以外は実施例1〜12と同様にポリアミド繊維を製造
し、特性値をを測定し結果を表1に示した。。比較例1
〜2では、第1ゴデローラ上で糸条のスリップが発生し
ており、また得られた繊維の糸斑に異常な波形が見られ
た。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、一工程法の多糸条取り
かつ省スペースで、高強度でかつ糸斑異常のない繊維を
製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のポリアミド繊維を製造するための紡糸
延伸工程の一態様を示す概略図である。
【符号の説明】 1.紡糸口金 2.冷却装置 3.油剤付与装置 4.第1ゴデローラ 5.輻射式熱処理装置 6.第2ゴデローラ 7.巻き取り装置 Y.糸条

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアミドを紡糸冷却後、給油しその後第
    1ゴデローラで一周未満巻き付けて引き取り、続いて加
    熱した第2ゴデローラに1周未満巻き付け前記第1ゴデ
    ローラと前記第2ゴデローラの間で延伸した後に巻き取
    る方法であって、前記第1ゴデローラと前記第2ゴデロ
    ーラの間に非接触の乾式加熱ヒーターを設けることを特
    徴とするポリアミド繊維の製造方法。
  2. 【請求項2】第1ゴデローラと第2ゴデーローラが、引
    き取りの単一の第1ゴデローラとそれに続いて糸道の方
    向を下向きに転換する単一の第2ゴデローラでありさら
    に第2ゴデローラの表面温度が110℃以上である請求
    項1記載のポリアミド繊維の製造方法。
  3. 【請求項3】第1ゴデローラの表面速度をV1(m/分)
    とし第2ゴデローラの速度をV2(m/分)としたときV
    1およびV2が次式の範囲を満たす請求項2記載のポリ
    アミド繊維の製造方法。 1<V2/V1<3
  4. 【請求項4】第1ゴデローラと第2ゴデローラの間に非
    接触の輻射熱処理ヒーターを設けて、200℃以上の温
    度で各糸条を加熱することを特徴とする請求項1記載の
    ポリアミド繊維の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107904681A (zh) * 2016-05-27 2018-04-13 林友富 带拉伸结构的纺丝装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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