JP2002194617A - 産業資材用ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents

産業資材用ポリエステル繊維の製造方法

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JP2002194617A
JP2002194617A JP2000383754A JP2000383754A JP2002194617A JP 2002194617 A JP2002194617 A JP 2002194617A JP 2000383754 A JP2000383754 A JP 2000383754A JP 2000383754 A JP2000383754 A JP 2000383754A JP 2002194617 A JP2002194617 A JP 2002194617A
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fiber
filaments
dtex
producing
spinning
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Shuji Miyazaki
修二 宮崎
Shiro Ishibai
司郎 石灰
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Unitika Fibers Ltd
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Unitika Fibers Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度で単糸繊度の太い産業資材用ポリエス
テル繊維を高速で延伸性よく製造する方法を提供する。 【解決手段】 常用の溶融紡糸装置に紡糸口金を装着
し、加熱筒を通過させた後、冷却し、油剤を付与して引
き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸弛緩処理を
行いながら巻き取り、単糸の繊度が50dtex以上
で、かつ、繊維の強度が5.0cN/dtex以上の産
業資材用繊維を製造する。その際、用いるポリマーの極
限粘度〔η〕を0.85以上とし、かつ、紡糸ドラフト
80以上で引き取り、その後、あるいは引き揃えた後、
スチーム延伸と弛緩熱処理を行いながら1500m/分
以上の速度で巻き取る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、単糸繊度の太い産
業資材用マルチフィラメントの繊維を、操業性よく製造
することができる産業資材用ポリエステル繊維の製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】産業資材用ポリエステル繊維は、寸法安
定性に優れ、また、安価で汎用性があり、幅広く使用さ
れている。これに伴い、耐摩耗性や透明性に優れ、ま
た、原着繊維とした場合には、顔料濃度が同じでも濃く
見えるといった利点も有する単糸繊度が50dtex以
上の繊維が、漁網やロープ等の用途に求められるように
なってきた。しかし、このような単糸繊度の太い繊維
は、モノフィラメントを合糸して用いることが通例であ
るが、この製造方法は多くの場合、紡出後に水冷等の液
体冷却で引き取り、延伸を行うため、巻き取り速度が遅
く、コストが高くなるという問題があった。
【0003】産業資材用ポリエステル繊維を安く製造す
るには、空冷方式で、かつ高速スピンドロー法で製造す
ることが好ましいが、このような単糸繊度の太い繊維
は、延伸前の加熱ローラで均一に熱処理をすることが難
しくなり、延伸性が劣るようになる。この要因として
は、単糸繊度が太くなるほど冷却不足による紡糸張力の
低下や未延伸糸の柔軟性が悪くなるため、引き取りロー
ラや引き揃えローラでの把持力の低下による滑り等が発
生し、延伸前に行うローラ熱処理が不均一になりやすい
ことである。
【0004】対策として、紡糸口金の孔径を大きくして
ドラフトを大きし、細化点を紡糸口金に近づけることで
冷却の促進や紡糸張力を高くし、ローラの把持力を大き
くする方法等が行われているが、この方法もある程度の
効果は見られるものの、柔軟性の改良には効果がなかっ
た。
【0005】その他に、紡出後の冷却を強化して紡糸張
力を高くする方法がある。例えば、産業資材用繊維を紡
糸する場合に、延伸性の向上や高い強度を得るために常
設された紡糸口金直下の加熱筒等を短くしたり、あるい
は、取り除いて冷却開始点を紡糸口金に近づけて冷却を
強化し、紡糸張力を高くすることも可能である。しか
し、この方法も延伸倍率の低下による強度低下や、過冷
却による繊維の柔軟性のさらなる低下があり、未だ満足
されるものではなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、高強度で単糸繊度の太い産業資材用繊維を高
速で延伸性よく製造することができる産業資材用ポリエ
ステル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、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、用いるポリマー
の極限粘度と紡糸ドラフトを適性な範囲内にすること
で、冷却不足や紡糸張力の低下を少なくして、引き取り
ローラあるいは引き揃えローラでの糸揺れを最小限に抑
え、さらに、延伸前の熱処理をスチームで行うことで均
一な熱処理を施し、柔軟性が劣る単糸繊度の太い産業資
材用繊維を延伸性よく製造することが可能になることを
見出して本発明に到達した。すなわち、本発明は、次の
構成を要旨とするものである。 (1) 常用の溶融紡糸装置に紡糸口金を装着し、加熱筒を
通過させた後、冷却し、油剤を付与して引き取り、一旦
巻き取ることなく連続して延伸弛緩処理を行いながら巻
き取り、単糸の繊度が50dtex以上で、かつ、繊維
の強度が5.0cN/dtex以上の産業資材用繊維を
製造するに際し、用いるポリマーの極限粘度〔η〕を
0.85以上とし、かつ、紡糸ドラフト80以上で引き
取り、その後、あるいは引き揃えた後、スチーム延伸と
弛緩熱処理を行いながら1500m/分以上の速度で巻
き取ることを特徴とする産業資材用ポリエステル繊維の
製造方法。 (2) 繊維を構成する主成分がポリエチレンテレフタレー
トである上記(1) 記載の産業資材用ポリエステル繊維の
製造方法。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で製造される産業資材用ポリエステル繊維
は、ポリエステルの中でも安価で寸法安定性に優れるポ
リエチレンテレフタレート(以下、PETと称す。)が
好ましく、また、極限粘度〔η〕は高い強度を得るため
と、製糸性の向上のために、0.85以上であることが
必要であるが、好ましくは0.95〜1.20であり、
この範囲よりも小さいと強度が劣るばかりでなく、溶融
粘度の低下による紡出後の線速度が速くなり、冷却不足
や紡糸張力の低下の原因になりやすく、また、大きいと
延伸性が劣るようになるばかりでなく、コスト面で不利
益となりやすい。
【0009】また、油剤を付与する前に冷却不足と紡糸
張力の低下を防ぐためには、紡糸ドラフトを80以上に
する必要があるが、好ましくは90〜120であり、こ
れよりも小さくなると吐出線速度が速くなり、冷却不足
や紡糸張力が低下するようになり、大きくなると延伸倍
率が低下し、高い強度を得難くなる。なお、紡糸ドラフ
トの設定は、紡糸口金の孔径を変更することで行うこと
ができる。
【0010】本発明に採用されるスチーム延伸法は、延
伸前のローラでの把持力の低下による熱処理斑を解消し
たり、スチームの温度はローラで行う熱処理温度よりも
高い温度で行うため、単糸繊度が50dtex以上の繊
維を延伸するときにより効果的である。また、用いるス
チーム処理機の形状やスチームの温度及び圧力は任意に
設定することができる。
【0011】次に、本発明で製造する繊維の単糸の繊度
は50dtex以上であるが、好ましくは50〜110
dtexであり、この範囲よりも小さくなると目的とす
る繊維の耐摩耗性や透明性が劣るようになり、大きくな
ると吐出量が多くなって冷却が難しくなりやすい。
【0012】また、繊維の強度は産業資材用に用いるた
め5.0cN/dtex以上が必要で、これよりも小さ
いと使用する範囲が限られるようになるので、目標とす
る強度になるように延伸倍率で設定すればよい。
【0013】さらに、巻き取り速度は、1500m/分
以上であることがコスト面で必要であるが、好ましくは
1500〜2500m/分であり、この範囲より小さい
と生産性が劣り、大きいと吐出量の増加で冷却が難しく
なりやすい。
【0014】本発明で製造される繊維の断面形状は、丸
断面及び異型断面形状のいずれでもよく、また、着色
剤、難燃剤、防藻剤等を添加してもよい。
【0015】図1は、本発明に用いる延伸巻取り装置の
一実施態様を示す概略工程図である。図1において、紡
出した未延伸糸は、200〜300℃程度に加熱された
長さ20〜40cm程度の加熱筒を通過した後、長さ1
50〜200cmの横型冷却装置の温度15〜20℃、
速度0.8〜1.2m/秒程度の冷却風で冷却され、油
剤を付与して非加熱の第1ローラ1に複数回掛けて引き
取られ、引き続いて非加熱の第2ローラ2に複数回掛け
て引き揃えられ、温度300〜500℃、圧力0.3〜
0.9MPa程度のスチームを糸条に吹き付けるスチー
ム処理機6内を通過して、加熱された第3ローラ3に複
数回掛けて延伸された後、加熱された第4ローラ4に複
数回掛けて弛緩熱処理を施され、目的とする産業資材用
ポリエステル繊維としてワインダー5で巻取られる。
【0016】
【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、実施例における各物性値は、次の方法で測
定した。 (a)PETの極限粘度 フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒と
し、濃度0.5g/dl、温度20℃で測定した。 (b)強伸度 JISL−1013に従い、島津製作所製オートグラフ
DSSー500を用い、試料長25cm、引っ張り速度
30cm/分で測定した。 (C)操業性 糸揺れ 第1ローラと第2ローラにラップされた糸条の揺れで評
価した。 揺れが小さい・・○ 揺れが中位い・・△ 揺れが大きい・・× 延伸性 2時間連続で巻き取る際の切断回数で評価した。
【0017】 切断回数が0〜1回・・○ 切断回数が2回以上・・× (D)紡糸ドラフトは次の式で算出した。 ドラフト=π×d2 ×N×ρ×SS/4×Q d=ノズル単孔孔径(mm) N=ホール数 ρ=溶融密度 (g/cm3 ) SS=紡糸速度 (m/分) Q=吐出量 (g/分) *PETの溶融密度 ρ=1.356−0.0005×
t(温度)
【0018】実施例1 常用の溶融紡糸装置に、孔径1.9mm、ホール数16
である常用の溶融紡糸口金を装着し、極限粘度〔η〕が
1.01のPETを温度290℃、吐出量200g/分
で紡出し、長さ30cm、内側表面温度が250℃に加
熱された常設の加熱筒内を通過させ、吹き付け長180
cmの横型冷却装置で温度15℃、速度1.0m/秒の
冷却風を吹き付けて冷却した後、油剤を付与した。
【0019】次いで、速度395m/分の非加熱の第1
ローラに5回掛けて引き取り、引き続いて、速度403
m/分の非加熱の第2ローラに5回掛け、1.02倍の
引き揃えを行い、続いて、直径が2mmで、かつ糸道に
対称に2個配置されたオリフィスから、糸条進行方向へ
45度の角度で温度430℃、圧力0.6MPaの加熱
スチームを吹き付るスチーム処理機内を通過させ、次い
で速度1894m/分、温度200℃の第3ローラに7
回掛けて延伸倍率4.7で延伸した後、速度1818m
/分、温度170℃の第4ローラに8回掛けて0.96
倍の弛緩熱処理を行い、引き続き0.99倍の弛緩処理
を行い、速度1800m/分、綾角8度としてワインダ
ーに巻き取り、1110dtex/16フィラメントの
産業資材用ポリエステル繊維を得た。
【0020】実施例2 紡糸口金の孔径を2.35mmにして、吐出量を300
g/分、延伸倍率を4.9で行った以外は実施例1と同
様にして巻き取り、1670dtex/16フィラメン
トの繊維を得た。
【0021】実施例3 紡糸口金の孔径を1.6mm、ホール数を20、吐出量
を277g/分、延伸倍率を4.5にして、速度250
0m/分のワインダーに巻き取り、1110dtex/
20フィラメントの繊維を得た以外は、実施例1と同様
に行った。
【0022】比較例1 紡糸口金の孔径を1.6mmにした以外は、実施例1と
同様に行った。
【0023】比較例2 紡糸口金の孔径を1.9mmにした以外は、実施例2と
同様に行った。
【0024】比較例3 スチーム処理機を取り外し、第2ローラの温度を100
℃に加熱した以外は、実施例1と同様に行った。
【0025】比較例4 第2ローラの温度を120℃に加熱した以外は、比較例
3と同様に行った。
【0026】比較例5 極限粘度〔η〕0.80のPETを用いた以外は、実施
例1と同様に行った。実施例1〜3と比較例1〜5得ら
れた結果を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】表1から明らかなように、実施例1〜3
は、延伸性が良好であり、得られた繊維は強度が高いも
のであった。
【0029】一方、比較例1〜2は、紡糸ドラフトが低
いため第1ローラ及び第2ローラでの糸揺れが大きく、
延伸性が悪かった。また、比較例3〜4は、スチーム処
理機を用いなかったために均一な熱処理ができず、延伸
性が劣っていた。さらに、比較例5は、溶融粘度が低か
ったため冷却不足になり、延伸することができなかっ
た。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、ポリマーの極限粘度
〔η〕と紡糸ドラフトを適切な範囲にすることで、冷却
不足や紡糸張力の低下を少なくして、引き取りローラあ
るいは引き揃えローラでの糸揺れを最小限に抑え、さら
に、延伸前の熱処理をスチームで行うことで均一な熱処
理を施し、柔軟性が劣る単糸繊度の太い産業資材用マル
チフィラメント糸を延伸性よく製造することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の産業資材用ポリエステル繊維の製造方
法に用いる延伸巻き取り装置の一実施態様を示す概略工
程図である。
【符号の説明】
1 第1ローラ 2 第2ローラ 3 第3ローラ 4 第4ローラ 5 ワインダー 6 スチーム処理機

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 常用の溶融紡糸装置に紡糸口金を装着
    し、加熱筒を通過させた後、冷却し、油剤を付与して引
    き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸弛緩処理を
    行いながら巻き取り、単糸の繊度が50dtex以上
    で、かつ、繊維の強度が5.0cN/dtex以上の産
    業資材用繊維を製造するに際し、用いるポリマーの極限
    粘度〔η〕を0.85以上とし、かつ、紡糸ドラフト8
    0以上で引き取り、その後、あるいは引き揃えた後、ス
    チーム延伸と弛緩熱処理を行いながら1500m/分以
    上の速度で巻き取ることを特徴とする産業資材用ポリエ
    ステル繊維の製造方法。
  2. 【請求項2】 繊維を構成する主成分がポリエチレンテ
    レフタレートである請求項1記載の産業資材用ポリエス
    テル繊維の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106948091A (zh) * 2017-04-19 2017-07-14 佛山市南海必得福无纺布有限公司 一种单向拉伸弹性无纺布生产设备
CN113337901A (zh) * 2021-08-06 2021-09-03 杨俊波 一种抗拉型涤纶纤维工业丝的制备工艺

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