JP3022998B2 - Method for producing polyester fiber - Google Patents

Method for producing polyester fiber

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JP3022998B2
JP3022998B2 JP3038674A JP3867491A JP3022998B2 JP 3022998 B2 JP3022998 B2 JP 3022998B2 JP 3038674 A JP3038674 A JP 3038674A JP 3867491 A JP3867491 A JP 3867491A JP 3022998 B2 JP3022998 B2 JP 3022998B2
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heat treatment
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直接紡糸延伸工程を通
すのみで、品質及び巻形状が極めて良好なポリエステル
繊維を製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a polyester fiber having a very good quality and a good winding shape only through a direct spinning and drawing step.

【0002】[0002]

【従来の技術】紡糸工程と延伸工程とを連続化させた直
接紡糸延伸法が工業的に実用化されているが、この直接
紡糸延伸法の一つに加熱筒を用いる方法がある。この方
法は、溶融紡出したポリエステル糸条を、一旦ガラス転
移温度以下に冷却固化し、引き続き加熱筒中の加熱帯域
に導入して加熱延伸した後、油剤を付与し、引取ローラ
ーを介して巻き取る方法である。
2. Description of the Related Art A direct spinning / drawing method in which a spinning step and a drawing step are continuous has been industrially practically used. One of the direct spinning / drawing methods is a method using a heating tube. In this method, a melt-spun polyester yarn is cooled and solidified to a temperature equal to or lower than a glass transition temperature, then introduced into a heating zone in a heating cylinder, heated and stretched, applied with an oil agent, and wound up through a take-off roller. Is the way.

【0003】ところが、この方法によると、糸条が加熱
帯域中で延伸された際に発生する繊維内部の構造歪が十
分に緩和されないまま巻き取られるため、パッケージ端
面の膨らみ(バルジ)及び耳高が生じるといった巻形状
が不良なものとなり、著しい場合には紙管の締まりによ
る巻取機からのパッケージ取出し不能を起こすという欠
点を有していた。また、この巻形不良は、しばしば後工
程、特に製織工程における解舒不良も引き起こしてい
た。
[0003] However, according to this method, the yarn is wound without sufficiently relaxing the structural distortion inside the fiber that occurs when the yarn is drawn in the heating zone, so that the bulge of the package end face and the ear height are increased. However, there is a drawback that the package cannot be taken out from the winding machine due to the tightness of the paper tube in a remarkable case. In addition, the poor winding often causes poor unwinding in the subsequent process, particularly in the weaving process.

【0004】このような欠点を改良するために、2つの
引取ローラー間において非接触緩和熱処理を行う方法
が、例えば特開平2−229211号及び特開平2−2
29212号公報に開示されている。 特開平2−220
211号公報に開示されている方法では、前記非接触緩
和熱処理を行う際の糸条の張力を所定の張力とすること
が重要であるとしている。更に非接触熱処理の手段とし
て、熱容量の大きな湿熱(スチーム)を用いることが最
適であるとしており、乾熱の場合には300℃以上の温
度とすることでスチームと同様の効果が得られるとして
いる。 また、特開平2−229212号公報に開示され
ている方法では、緩和熱処理を温度150〜250℃、
リラックス率0.5〜1.0%で行うことが好ましいと
しており、熱処理装置としては通常の熱風による乾熱処
理装置が例示されている。
In order to improve such disadvantages, two
Method of performing non-contact relaxation heat treatment between take-off rollers
However, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos.
No. 29212. JP-A-2-220
In the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 211, the non-contact
Make the yarn tension at the specified tension when performing the Japanese heat treatment
Is important. In addition, as a means of non-contact heat treatment
Therefore, it is best to use moist heat (steam) with a large heat capacity.
It is considered to be suitable.
By setting the degree, you can obtain the same effect as steam
I have. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-229212 discloses
In the method, the relaxation heat treatment is performed at a temperature of 150 to 250 ° C.
It is preferable to perform at a relaxation rate of 0.5 to 1.0%.
The heat treatment equipment is a dry heat treatment using ordinary hot air.
The processing device is illustrated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】確かに、特開平2−2
29212号公報に開示されたポリエステル繊維の製造
によれば、延伸処理後の引取ローラー間にて乾熱による
緩和熱処理をすることにより、巻形不良が改善されるも
のの、加熱された空気による緩和熱処理であるがため緩
和が不十分であって未だ良好な巻形状は得られない。一
方、特開平2−229211号公報に開示されているス
チームによる緩和熱処理を施す方法は、単なる非接触乾
熱処理よりも緩和効果に優れ、乾熱の場合に比べて確か
に若干の巻形状の改善効果はみられる。しかしながら、
乾熱による緩和処理よりは程度は低いが、スチーム処理
に起因する糸質の不均一化が相変わらず発生し、糸品質
の低下をもたらしている。これらのことは、引取ローラ
ー間を高速走行している糸条の単繊維内部まで熱の伝達
が行き届かず均一な応力緩和を施すことが困難なためで
ある。さらに、上述のごとき緩和処理方法は巾広い品種
に対しての汎用性がなく、たとえば延伸後の残留歪の大
きい共重合ポリエステルに採用する場合においては、依
然として巻形不良の問題をかかえている。
SUMMARY OF THE INVENTION Indeed, Japanese Patent Laid-Open No. 2-2
Production of polyester fiber disclosed in Japanese Patent No. 29212
According to the dry heat between the take-up rollers after the stretching process
The relaxation heat treatment improves winding defects.
However, since it is a relaxation heat treatment with heated air,
The sum is insufficient and a good winding shape cannot be obtained yet. one
On the other hand, the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
The method of applying the relaxation heat treatment by the team is simply non-contact drying.
Better relaxation effect than heat treatment, more reliable than dry heat
However, the effect of slightly improving the winding shape is observed. However,
Steam treatment to a lesser degree than relaxation treatment by dry heat
The unevenness of the yarn quality caused by
Has led to a decline. These are the take-off rollers
Of heat to the inside of a single fiber of yarn running at high speed
And it is difficult to provide uniform stress relaxation.
is there. Furthermore, the above-mentioned relaxation treatment method is not versatile for a wide variety of varieties. For example, when it is used for a copolyester having a large residual strain after stretching, there still remains a problem of poor winding.

【0006】本発明の課題は、直接紡糸延伸法によりポ
リエステル繊維を製造するに際し、繊維の品質及び操業
安定性を高度に維持しながら、尚かつ良好な巻形状のパ
ッケージを得るためのポリエステル繊維の製造方法を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polyester fiber for producing a package having a good winding shape while maintaining a high quality and operation stability of the fiber when producing the polyester fiber by the direct spinning and drawing method. It is to provide a manufacturing method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
高速走行している糸条を極めて短時間のうちに繊維内部
まで均質に構造歪を緩和させる効果的な手法に関し、更
には、構造歪の緩和周波数及び高分子内部への浸透性に
優れたエネルギー供給源等に関して、詳細に研究を重ね
てきた結果、ポリエステル繊維内部の構造歪を極く短時
間で効率的に緩和させるためには遠赤外線が有効である
ことを見出し、遠赤外線による緩和熱処理技術に関して
鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った。
Means and Action for Solving the Problems The present inventors have
It relates to an effective method for uniformly relieving structural strain of a yarn running at high speed to the inside of a fiber in a very short time, and furthermore, energy having excellent relaxation frequency of structural strain and excellent permeability into a polymer. As a result of detailed research on the supply source, etc., it was found that far-infrared rays are effective for efficiently relieving structural distortion inside polyester fibers in a very short time, and a relaxation heat treatment technology using far-infrared rays was found. As a result of diligent studies on, the present invention has been achieved.

【0008】すなわち、前述した本発明の課題は、紡糸
口金より溶融紡出したポリエステル糸条を一旦ガラス転
移温度以下に冷却固化し、引き続き加熱帯域中に導入し
て加熱延伸した後、油剤を付与し、第1引取ローラー及
び第2引取ローラーを介して3500m/min 以上で巻き
取る直接紡糸延伸工程において、第1引取ローラーと第
2引取ローラーの間で、波数範囲1800cm -1 から60
0cm -1 (波長範囲5.6μmから16.7μm)におけ
る分光赤外線放射率の平均値が0.6以上である遠赤外
線により非接触緩和熱処理することを特徴とするポリエ
ステル繊維の製造方法によって解決できる。
That is, an object of the present invention is to provide a polyester yarn melt-spun from a spinneret once cooled and solidified to a glass transition temperature or lower, subsequently introduced into a heating zone, heated and stretched, and then applied with an oil agent. Then, in the direct spinning and drawing step of winding at 3500 m / min or more via the first and second take-up rollers, a wave number range of 1800 cm -1 to 60 is provided between the first and second take-up rollers.
At 0 cm -1 (wavelength range 5.6 μm to 16.7 μm)
The method can be solved by a method for producing a polyester fiber, wherein non-contact relaxation heat treatment is performed using far infrared rays having an average spectral infrared emissivity of 0.6 or more .

【0009】以下、本発明を作用と共に図を参照しなが
ら更に詳細に説明する。図1は、本発明の直接紡糸延伸
工程の一概略例を示している。同図において、1は紡糸
口金、2は冷却域、3は加熱筒、4は油剤付与装置、5
は第1引取ローラー、6は交絡処理装置、7は遠赤外線
緩和熱処理装置、8は第2引取ローラー、9は図示せぬ
巻取り機に巻き取られたパッケージである。
Hereinafter, the present invention will be described in further detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a schematic example of the direct spinning and drawing process of the present invention. In the same figure, 1 is a spinneret, 2 is a cooling zone, 3 is a heating cylinder, 4 is an oil applying device, 5
Denotes a first take-up roller, 6 denotes a confounding treatment device, 7 denotes a far-infrared ray relaxation heat treatment device, 8 denotes a second take-up roller, and 9 denotes a package wound by a winder (not shown).

【0010】紡糸口金1から溶融紡出されたポリエステ
ル糸条は、冷却域2で一旦ガラス転移温度以下まで冷却
された後、直ちに加熱筒3に導かれ加熱延伸される。加
熱筒3を出た糸条は油剤付与装置4で油剤を付与された
後、第1引取ローラー5及び第2引取ローラーの間で交
絡処理装置6及び遠赤外線緩和熱処理装置7を通過し巻
き取られる。
The polyester yarn melt-spun from the spinneret 1 is once cooled to a glass transition temperature or lower in a cooling zone 2 and immediately led to a heating cylinder 3 where it is heated and stretched. After the yarn exiting the heating cylinder 3 is applied with the oil agent by the oil agent applying device 4, the yarn passes between the first take-up roller 5 and the second take-up roller, passes through the entanglement processing device 6 and the far-infrared mitigation heat treatment device 7, and is wound. Can be

【0011】本発明におけるポリエステルは、エチレン
テレフタレートを主たる繰返し単位とするポリエステル
を主対象とするが、ブチレンテレフタレートを主たる繰
返し単位とするポリエステルであってもよい。
The polyester in the present invention is mainly a polyester having ethylene terephthalate as a main repeating unit, but may be a polyester having butylene terephthalate as a main repeating unit.

【0012】主たる繰返し単位がエチレンテレフタレー
ト単位であるポリエステルとは、テレフタル酸またはそ
のエステル形成性誘導体を主たる酸成分とし、エチレン
グリコールを主たるアルコール成分とするポリエステル
であって、これに従来公知の酸成分あるいはアルコール
成分を共重合したものであってもよい。
The polyester whose main repeating unit is an ethylene terephthalate unit is a polyester having terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof as a main acid component and ethylene glycol as a main alcohol component. Alternatively, those obtained by copolymerizing an alcohol component may be used.

【0013】酸成分の具体例としては、イソフタル酸、
ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジ
フェニルスルホンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン
酸、1,4 −シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン
酸類またはそのエステル形成性誘導体、5−ナトリウム
スルホイソフタル酸、2−ナトリウムスルホイソフタル
酸、1,8 −ジカルボキシナフタレン−3−スルホン酸ナ
トリウム等の金属スルホネート基含有ジカルボン酸類、
またはこれらのエステル形成性誘導体、あるいはこれら
化合物のカリウム塩、リチウム塩等、およびp−オキシ
安息香酸、p−β−オキシエトキシ安息香酸等のオキシ
カルボン酸類またはそのエステル形成性誘導体等があげ
られる。
Specific examples of the acid component include isophthalic acid,
Dicarboxylic acids such as naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, diphenylsulfondicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid or ester-forming derivatives thereof, 5-sodium sulfoisophthalic acid, 2-sodium sulfoisophthalic acid , Metal sulfonate group-containing dicarboxylic acids such as sodium 1,8-dicarboxynaphthalene-3-sulfonate,
Or an ester-forming derivative thereof, or a potassium salt, a lithium salt or the like of these compounds, or an oxycarboxylic acid such as p-oxybenzoic acid or p-β-oxyethoxybenzoic acid, or an ester-forming derivative thereof.

【0014】また、アルコール成分の具体例としては、
プロピレングリコール、ブチレングリコール等の低級ア
ルキレングリコール、1,4 −シクロヘキサンジメタノー
ル、ネオペンチルグリコール、1,4 −ビス(β−オキシ
エトキシ)ベンゼン、ビスフェノールAのビスグリコー
ルエーテル等があげられる。
Further, specific examples of the alcohol component include:
Examples thereof include lower alkylene glycols such as propylene glycol and butylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, 1,4-bis (β-oxyethoxy) benzene, and bisglycol ether of bisphenol A.

【0015】更に、ポリエステルが実質的に線状である
範囲で、トリメリット酸、ピロメリット酸等のポリカル
ボン酸、及びペンタエリスリトール、トリメチロールプ
ロパン、グリセリン等のポリオール、あるいはモノハイ
ドリックポリアルキレンオキシド、フェニル酢酸等の重
合停止剤が含まれていてもよい。
Further, as long as the polyester is substantially linear, a polycarboxylic acid such as trimellitic acid or pyromellitic acid, a polyol such as pentaerythritol, trimethylolpropane or glycerin, or a monohydric polyalkylene oxide is used. And a polymerization terminator such as phenylacetic acid.

【0016】本発明において、紡糸口金1から溶融吐出
されたポリエステル糸条を一旦冷却域2でガラス転移温
度以下に冷却固化させることは、次の加熱帯域における
延伸を十分に行い繊維物性を実用上十分なものとするた
めに不可欠の条件である。引き続いて行う加熱帯域中で
の加熱延伸は繊維のガラス転移温度以上の温度で実施さ
れるが、繊維物性を実用上十分なものとするためには、
100℃以上の温度を用いることが好ましい。加熱帯域
の上限温度は、実質上加熱筒3中での単繊維間の融着や
糸切れ等をもたらさない温度であれば、繊維の融点以上
であって、いかに高温であってもさしつかえない。巻取
り速度は、繊維物性、糸斑、染色性等の点から、350
0m/min 以上であることが好ましい。
In the present invention, once the polyester yarn melt-discharged from the spinneret 1 is cooled and solidified to the glass transition temperature or lower in the cooling zone 2, the drawing in the next heating zone is sufficiently performed so that the physical properties of the fiber are practically used. It is an essential condition to be sufficient. The subsequent heat drawing in the heating zone is performed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the fiber.However, in order to make the fiber physical properties sufficiently practical,
It is preferable to use a temperature of 100 ° C. or higher. The upper limit temperature of the heating zone is not less than the melting point of the fibers, and may be as high as possible, as long as the temperature does not substantially cause fusion between the single fibers or yarn breakage in the heating tube 3. The winding speed is 350 from the viewpoint of fiber physical properties, yarn spots, dyeing property, etc.
It is preferably at least 0 m / min.

【0017】本発明の最大の特徴点は、第1引取ローラ
ー5と第2引取ローラー8との間で波数範囲1800cm
-1 から600cm -1 (波長範囲5.6μmから16.7μ
m)における分光赤外線放射率の平均値が0.6以上で
ある遠赤外線により非接触緩和熱処理する点にある。本
発明における直接紡糸延伸工程においては、未延伸糸と
して低速走行状態で加熱帯域中に導入された糸条は、加
熱帯域中で非接触で延伸され、その直後から延伸糸とし
て高速走行状態に入り、その後に加熱帯域から出て、油
剤を付与されて第1引取ローラー5に導入される。すな
わち、第1引取ローラー5に導入された糸条の繊維内部
には、加熱帯域中で低分子配向状態の未延伸糸から高分
子配向状態の延伸糸へと高速変形を受けた際の構造歪が
緩和されないまま残存している。従って、そのままの状
態、すなわち繊維内部応力が大きな状態で糸条を巻き
取ると、巻形不良をもたらす。
The most important feature of the present invention is that the wave number range between the first take-up roller 5 and the second take-up roller 8 is 1800 cm.
-1 to 600 cm -1 (wavelength range 5.6 μm to 16.7 μm
m) when the average value of the spectral infrared emissivity is 0.6 or more
The point is that a non-contact relaxation heat treatment is performed by a certain far infrared ray. In the direct spinning and drawing step in the present invention, the yarn introduced into the heating zone in a low-speed running state as an undrawn yarn is drawn in a non-contact manner in the heating zone, and immediately thereafter, enters a high-speed running state as a drawn yarn. After that, the liquid leaves the heating zone, is supplied with an oil agent, and is introduced into the first take-off roller 5. That is, in the fiber of the yarn introduced into the first take-off roller 5, there is a structural distortion caused by high-speed deformation from an undrawn yarn in a low molecular orientation state to a drawn yarn in a high molecular orientation state in a heating zone. Remain unmitigated. Therefore, if the yarn is wound up as it is, that is, in a state where the stress inside the fiber is large, poor winding is caused.

【0018】巻形不良とは、具体的にはバルジ(パッケ
ージ端面の膨らみ)、パッケージの耳高さが大きくなる
こと及び巻締まりによる紙管抜き取り不良等である。バ
ルジとは、繊維内部応力が大きなままで糸条を巻き取る
ために、その力が全体としてパッケージの端面方向に働
き、端面が膨らむものであり、また耳高とは、この力が
巻硬度の低いパッケージ中央部を締めつけることにより
生じるものである。巻締まりによる紙管抜き取り不良と
は、この繊維内部残留歪すなわち繊維内部残留応力が極
端に大きな場合に起こる。
Examples of defective winding include a bulge (bulging of an end face of a package), an increase in the height of a package, and a failure in removing a paper tube due to tight tightening. The bulge means that the force acts as a whole in the direction of the end face of the package and the end face expands in order to wind the yarn while the internal stress of the fiber remains large. This is caused by tightening the lower package center. Paper tube pull-out failure due to tightening occurs when the residual strain inside the fiber, that is, the residual stress inside the fiber is extremely large.

【0019】一般に繊維内部残留応力は繊維の変形速度
が大きくなるほど、すなわち引取速度が速くなるほど大
きくなり、4500m/min 以上、特に5000m/min 以
上で巻形不良は顕著となる。また、変形の際の繊維内部
残留応力はポリエステルポリマーの種類にも依存し、ポ
リマーの平均分子量に比べてその溶融粘度が大きい共重
合ポリエステルの場合に、同一引取速度であっても巻形
不良を起こす。
In general, the residual stress inside the fiber increases as the deformation speed of the fiber increases, that is, as the take-up speed increases, and the winding defect becomes remarkable at 4500 m / min or more, particularly 5000 m / min or more. In addition, the residual stress inside the fiber during deformation also depends on the type of polyester polymer, and in the case of a copolyester whose melt viscosity is higher than the average molecular weight of the polymer, winding defects may occur even at the same take-off speed. Wake up.

【0020】この繊維内部残留応力に起因する巻形不良
を改善するためには、第1引取ローラー5と第2引取ロ
ーラー8の間に熱処理装置を設け、オーバーフィードで
糸条を緩和熱処理し、繊維内部残留応力を緩和させるこ
とが重要である。
In order to improve the poor winding caused by the residual stress inside the fiber, a heat treatment device is provided between the first take-up roller 5 and the second take-up roller 8, and the yarn is relaxed and heat-treated by overfeed. It is important to reduce the residual stress inside the fiber.

【0021】ところが、3500m/min 以上で走行して
いる糸条の熱処理装置内における滞在時間は、わずか数
ミリ秒程度である。従って、このような極めて短い時間
の内に繊維内部応力を緩和させる、すなわち繊維内部残
留歪を開放させるためには、繊維内部への浸透性に優
れ、尚かつ構造歪の緩和周波数に合致したエネルギーを
採用することが極めて重要な鍵となる。
However, the staying time of the yarn running at 3500 m / min or more in the heat treatment apparatus is only about several milliseconds. Therefore, in order to alleviate the internal stress of the fiber within such an extremely short time, that is, to release the internal residual strain of the fiber, the energy having excellent permeability into the interior of the fiber and matching the relaxation frequency of the structural strain is required. The key is extremely important.

【0022】熱処理手段として通常の例えば熱風処理装
置などの乾熱を用いる場合、熱処理装置から糸条へのエ
ネルギー伝達手段は熱の空気伝導にのみ依存することに
なる。ところが、3500m/min 以上で高速走行してい
る糸条はかなりの随伴気流を伴っており、実質的に糸条
が受けるエネルギーは極めて小さいものとなる。従っ
て、数ミリ秒という極短時間のうちに、乾熱処理により
糸条の内部応力を緩和させることは極めて効率の悪いも
のとなり、その結果、巻形の向上も不満足なものとな
る。
As a heat treatment means, for example , a usual hot air treatment equipment
When dry heat is used, the means for transferring energy from the heat treatment device to the yarn depends only on the conduction of heat by air. However, the yarn traveling at a high speed of 3500 m / min or more has a considerable accompanying airflow, and the energy received by the yarn is extremely small. Therefore, it is extremely inefficient to relax the internal stress of the yarn by the dry heat treatment within a very short time of several milliseconds, and as a result, the improvement of the winding shape is also unsatisfactory.

【0023】また、熱処理手段として湿熱(スチーム)
を用いた場合も、全く同様の理由から、数ミリ秒という
極く短時間のうちに糸条全体を単繊維の内部まで緩和さ
せることは困難である。さらに、スチームを用いた場合
には緩和効果の不均一性から染色斑等のトラブルを引き
起こす原因となる。
The heat treatment means is wet heat (steam).
In the case of using the same, it is difficult to relax the entire yarn to the inside of the single fiber within a very short time of several milliseconds for exactly the same reason. Furthermore, when steam is used, it causes troubles such as spots due to unevenness of the relaxation effect.

【0024】一方、糸条を熱板等に接触させながら熱処
理する方法は熱効率は向上するものの、高速走行状態で
糸条を熱板に接触させると、毛羽の発生や収縮率の不均
一化をもたらし、その繊維は実用に耐え難いものとな
る。従って、熱処理方法は非接触にする必要がある。
On the other hand, the method of performing heat treatment while bringing the yarn into contact with a hot plate or the like improves the thermal efficiency. And the fiber becomes unpractical. Therefore, it is necessary to make the heat treatment method non-contact.

【0025】以上の不具合を解消しようとするとき、前
述したように本発明において、緩和熱処理手段として特
に遠赤外線を採用することが最大の重要なポイントとな
る。電磁波の一種である赤外線の波長領域は可視光の赤
の端の波長0.75μmから約1000μmまでである
が、このうち5.6μmから約1000μmの波長領域
にあるものを遠赤外線と呼ぶ。遠赤外線は、物質内の熱
運動を励起させて温度を上昇させる効果が大きいので熱
線とも呼ばれる。
In order to solve the above problems, it is the most important point in the present invention to employ a far-infrared ray as the relaxation heat treatment means, as described above. The wavelength range of infrared light, which is a type of electromagnetic wave, is from 0.75 μm to about 1000 μm at the red end wavelength of visible light, and those in the wavelength range of 5.6 μm to about 1000 μm are called far infrared rays. Far-infrared rays are also called heat rays because they have a large effect of exciting thermal motion in a substance to raise the temperature.

【0026】図2はポリエステルの赤外線吸収スペクト
ルを示す。波数範囲1800cm-1から600cm-1、すな
わち波長範囲5.6μmから16.7μmにおいて、ポ
リエステルは顕著な赤外線の吸収を示す。従って、この
波長範囲に相当する赤外線をポリエステルに照射すれ
ば、ポリエステルはその電磁波を共鳴吸収し、ポリエス
テル繊維内部の分子振動が活性化され、繊維内部温度が
上昇すると共に、非晶相及び配向非晶相(中間相)にお
ける高分子鎖のコンフォメーション変化を助け、繊維内
部構造歪を緩和させることが可能となる。
FIG. 2 shows an infrared absorption spectrum of the polyester. In the wave number range of 1800 cm -1 to 600 cm -1 , that is, in the wavelength range of 5.6 μm to 16.7 μm, the polyester shows significant infrared absorption. Therefore, when the polyester is irradiated with infrared rays corresponding to this wavelength range, the polyester resonates and absorbs the electromagnetic wave, the molecular vibration inside the polyester fiber is activated, the temperature inside the fiber rises, and the amorphous phase and the orientation non-alignment are increased. It helps the conformational change of the polymer chains in the crystal phase (intermediate phase), and alleviates the internal structural strain of the fiber.

【0027】また、遠赤外線は空気などの媒体を温める
必要がなく、輻射により被加熱物体に直接エネルギーを
伝達する。従って、被加熱物体の内外部ともに均一に加
熱される。
Further, far infrared rays do not need to heat a medium such as air, and directly transmit energy to an object to be heated by radiation. Therefore, the inside and outside of the object to be heated are uniformly heated.

【0028】本発明に用いる遠赤外線発生源としては、
遠赤外線放射性セラミック材料が好ましい。遠赤外線の
放射特性、すなわち、分光赤外線放射率曲線は、セラミ
ック材料の組成と焼成条件によって異なるが、特に、波
数範囲1800cm-1から600cm-1(波長範囲5.6μ
mから16.7μm)における分光赤外線放射率の平均
値が0.6以上であるセラミック材料が好ましい。さら
には、周波数範囲における分光赤外線放射率の平均値が
0.8以上であるセラミック材料が特に好ましい。図3
は、本発明に用いる遠赤外線放射性セラミック材料の例
A及びB(波数範囲1800cm-1から600cm-1におけ
る分光赤外線放射率の平均値が0.92及び0.89)
と、乾熱による熱処理装置として従来から汎用されてい
アルミ鋳込みヒーターの一例C(同一波数範囲におけ
る分光赤外線放射率の平均値が0.28)の分光赤外線
放射率曲線を示す。また、図3中///// を施した部分は
波数範囲1800cm-1から600cm-1(波長範囲5.6
μmから16.7μm)を示す。
The far-infrared radiation source used in the present invention includes:
Far infrared emitting ceramic materials are preferred. Radiation characteristics of far infrared, that is, the spectral infrared emissivity curve varies depending on the firing conditions and composition of the ceramic material, in particular, 600 cm -1 (wavelengths ranging from the wave number range 1800cm -1 5.6μ
m to 16.7 μm) are preferred. Further, a ceramic material having an average spectral infrared emissivity of 0.8 or more in a frequency range is particularly preferable. FIG.
Is Examples A and B of the far infrared radiation ceramic material used in the present invention (average of 0.92 and 0.89 of the spectral infrared emissivity at 600 cm -1 wave number range 1800 cm -1)
It has been widely used as a dry heat treatment device.
5 shows a spectral infrared emissivity curve of an example C of the cast aluminum heater (the average spectral infrared emissivity in the same wave number range is 0.28). Further, 600 cm -1 (wavelength range 5.6 parts subjected to in FIG. 3 ///// from the wave number range 1800 cm -1
μm to 16.7 μm).

【0029】本発明に用いる遠赤外線緩和熱処理装置7
としては、非接触型である必要があり、遠赤外線放射性
セラミックヒーターと糸条間の距離は、実質上糸条の走
行状態が微小に揺らいでもヒーターに糸条が接触しない
範囲内で短くした方が好ましい。
The far infrared ray relaxation heat treatment apparatus 7 used in the present invention
As a non-contact type, it is necessary to shorten the distance between the far-infrared radiating ceramic heater and the yarn within a range where the yarn does not contact the heater even if the running state of the yarn fluctuates slightly. Is preferred.

【0030】本発明における遠赤外線緩和熱処理に用い
る温度は、特に限定されるものではなく、いかなる温度
であってもよいが、セラミックヒーターの温度を上げる
と、セラミック材料から放射される遠赤外線の量も増大
するので、実質的にポリエステル糸条が相互融着した
り、毛羽が発生したりすることのない範囲で高温で用い
ることが好ましい。高温を用いることは、遠赤外線の輻
射量の増大効果以外に、従来の乾熱伝導効果も相乗され
るので好ましいことでもある。以上の見地から、本発明
における遠赤外線緩和熱処理装置7は250℃を超える
温度で用いることが好ましい。
The temperature used in the far-infrared ray relaxation heat treatment in the present invention is not particularly limited, and may be any temperature. However, when the temperature of the ceramic heater is increased, the amount of far-infrared ray radiated from the ceramic material is increased. Therefore, it is preferable to use the polyester yarn at a high temperature within a range in which the polyester yarns do not substantially fuse with each other or generate fluff. The use of a high temperature is also preferable because, in addition to the effect of increasing the amount of radiation of far infrared rays, the conventional dry heat conduction effect is also synergistic. From the above viewpoints, the far-infrared ray relaxation heat treatment apparatus 7 of the present invention is preferably used at a temperature exceeding 250 ° C.

【0031】さらに本発明を実施する場合には、第1引
取ローラー5と第2引取ローラー8の間で糸条をオーバ
ーフィードさせながら、すなわち糸条をリラックスさせ
ながら緩和熱処理することが好ましい。糸条のオーバー
フィード率に関しては、ポリエステルポリマーの種類及
び引取速度によって適正オーバーフィード率が異なるの
で、特に限定するものではないが、一般的には0.3〜
3.0%、好ましくは0.5〜2.0%のオーバーフィ
ード率を用いることができる。
Further, when the present invention is carried out, it is preferable that the yarn is overheated between the first take-up roller 5 and the second take-up roller 8, that is, the relaxation heat treatment is performed while the yarn is relaxed. Regarding the overfeed rate of the yarn, since the appropriate overfeed rate varies depending on the type of the polyester polymer and the take-up speed, it is not particularly limited, but is generally 0.3 to
An overfeed rate of 3.0%, preferably 0.5-2.0% can be used.

【0032】[0032]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。分光赤外線放射率曲線は、Electro Optical Indust
ries Inc. 製黒体炉ModelWS 153を対比側として500
℃に設定し、試料を同温度にて、日本分光株式会社製赤
外分光光度計A−302型を用いて測定したものであ
る。バルジは、巻取り量5kgのパッケージの端面の脹ら
みを測定した。また、巻形状の判定はバルジと耳高さの
両方から総合的に判断して、不良…×,やや良好…△,
良好…○,非常に良好…◎とした。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. The spectral infrared emissivity curve is based on the Electro Optical Indust
ries Inc. Black body furnace ModelWS 153 500
C., and the sample was measured at the same temperature using an infrared spectrophotometer A-302 manufactured by JASCO Corporation. Bulge measured the swelling of the end face of a 5 kg wound package. In addition, the judgment of the winding shape is comprehensively judged from both the bulge and the ear height, and is determined as poor ... ×, somewhat good… △,
Good: good, very good: good.

【0033】また、第1表中の緩和熱処理装置の記号は
以下の装置を示す。 A:本発明の遠赤外線緩和熱処理装置、ただし、セラミ
ック材料の分光赤外線放射率曲線は図3のAであり、波
数範囲1800cm-1から600cm-1における分光赤外線
放射率の平均値は0.92である。 B:本発明の遠赤外線緩和熱処理装置、ただし、セラミ
ック材料の分光赤外線放射率曲線は図3のBであり、波
数範囲1800cm-1から600cm-1における分光赤外線
放射率の平均値は0.89である。 C:従来のアルミ鋳込み乾熱緩和処理装置であり、波数
範囲1800cm-1から600cm-1における分光赤外線放
射率の平均値は0.28である。
The symbol of the relaxation heat treatment apparatus in Table 1 indicates the following apparatus. A: Far Infrared relaxation heat treatment apparatus of the present invention, however, spectral infrared emissivity curve of the ceramic material is A in FIG. 3, the average value of the spectral infrared emissivity at 600 cm -1 wave number range 1800 cm -1 is 0.92 It is. B: far infrared relaxation heat treatment apparatus of the present invention, however, spectral infrared emissivity curve of the ceramic material is a B in FIG. 3, the average value of the spectral infrared emissivity at 600 cm -1 wave number range 1800 cm -1 is 0.89 It is. C: a conventional aluminum cast dry heat relaxation treatment apparatus, the average value of the spectral infrared emissivity at 600 cm -1 wave number range 1800 cm -1 is 0.28.

【0034】(実施例1〜7及び比較例1〜3) 図1に示す直接紡糸延伸装置にて、ポリエチレンテレフ
タレートを292℃で孔数72個の紡糸口金より溶融吐
出し、70℃以下に一旦冷却した後、220℃の加熱筒
中に導入して加熱延伸し、油剤を付与し、第1引取ロー
ラー,交絡処理装置第2引取ローラーを経由して、45
00m/min の速度で巻取り、75d/72fの糸条を得
た。このときの第1引取ローラーと第2引取ローラー間
の熱処理装置と温度及びオーバーフィード率は表1に示
すごとく実施した。結果を表1に示した。熱処理温度及
びオーバーフィード率が同一である同じ乾熱による同一
条件での熱処理を施した実施例1と比較例3とでは、そ
の巻形状の評価に大きな差異が認められる。これは、比
較例3で使用している通常のアルミ鋳込み乾熱緩和処理
装置では、波数範囲1800cm -1 から600cm -1 におけ
る分光赤外線放射率の平均値が0.28と小さいため、
十分に緩和熱処理がなされず、巻形状が不良となるもの
である。
(Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3) Polyethylene terephthalate was melted and discharged from a spinneret having 72 holes at 292 ° C. in a direct spinning and stretching apparatus shown in FIG. After cooling, the mixture was introduced into a heating cylinder at 220 ° C., stretched by heating, oil was applied, and then passed through the first take-up roller and the second take-up roller of the entanglement treatment device.
Winding was performed at a speed of 00 m / min to obtain a 75d / 72f yarn. At this time, the heat treatment device, the temperature, and the overfeed ratio between the first take-up roller and the second take-up roller were as shown in Table 1. The results are shown in Table 1. Heat treatment temperature and
Same overheat rate and same dry heat
In Example 1 and Comparative Example 3 where heat treatment was performed under the conditions,
There is a large difference in the evaluation of the winding shape of the. This is the ratio
Normal aluminum casting dry heat relaxation treatment used in Comparative Example 3
In apparatus, put the wavenumber range 1800 cm -1 to 600 cm -1
Since the average value of the spectral infrared emissivity is as small as 0.28,
Insufficient relaxation heat treatment, resulting in poor winding shape
It is.

【0035】(実施例8〜14及び比較例4〜6) 実施例1〜7及び比較例1〜3のポリエチレンテレフタ
レートを、ポリエチレングリコール3重量%及び5−ス
ルホイソフタル酸ナトリウム1重量%共重合したポリエ
ステルに変更し、溶融吐出温度を285℃に変更して孔
数36個の紡糸口金を用いて75d/36fの糸条とし
た以外は、実施例1〜7及び比較例1〜3の通りに実施
した。結果を表1に示した。この共重合ポリエステルに
あっても、上述したポリエチレンテレフタレートと同様
に、同一条件での緩和熱処理であっても、波数範囲18
00cm -1 から600cm -1 における分光赤外線放射率の平
均値が大きい実施例8では巻形状が良好であるのに対
し、同平均値が小さい比較例6では巻形状が不良である
という結果が得られた。
Examples 8 to 14 and Comparative Examples 4 to 6 The polyethylene terephthalates of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were copolymerized with 3% by weight of polyethylene glycol and 1% by weight of sodium 5-sulfoisophthalate. As in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, except that the melt discharge temperature was changed to polyester and the melt discharge temperature was changed to 285 ° C., and a yarn of 75 d / 36 f was formed using a spinneret having 36 holes. Carried out. The results are shown in Table 1. Even in the case of this copolymerized polyester, similarly to the above-mentioned polyethylene terephthalate, even in the case of the relaxation heat treatment under the same conditions, the wave number range of 18
Flat spectral emissivity from 00 cm -1 to 600 cm -1
In Example 8 where the average value is large, the winding shape is good.
However, in Comparative Example 6 where the average value was small, the winding shape was poor.
The result was obtained.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明のごとく直接紡糸延伸工程におい
て遠赤外線緩和熱処理法を用いれば、空気や水蒸気など
の媒体を温める必要がなく、遠赤外線が輻射により走行
糸条に直接応力緩和のためのエネルギーを与え、しかも
走行糸条の内外部ともに均一にエネルギーがあたえられ
るので、従来の乾熱処理法あるいは湿熱処理法にくらべ
かに優れた緩和熱処理効果が得られる。その結果、
安定した操業性と高い糸品質を維持したまま良好な巻形
状が得られる。
According to the present invention, if the far-infrared ray relaxation heat treatment method is used in the direct spinning and drawing step, it is not necessary to heat a medium such as air or water vapor, and the far-infrared ray directly radiates the traveling yarn to the running yarn by radiation. Since energy is applied and energy is uniformly given to both inside and outside of the running yarn, a much better relaxation heat treatment effect than the conventional dry heat treatment method or wet heat treatment method can be obtained. as a result,
A good winding shape can be obtained while maintaining stable operability and high yarn quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施に使用される直接紡糸延伸装置の
一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a direct spinning and stretching apparatus used for carrying out the present invention.

【図2】ポリエステルの赤外吸収スペクトルを表す特性
図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an infrared absorption spectrum of polyester.

【図3】分光赤外線放射率曲線を示す比較図である。FIG. 3 is a comparison diagram showing a spectral infrared emissivity curve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 紡糸口金 2 冷却域 3 加熱筒 4 油剤付与装置 5 第1引取ローラー 6 交絡処理装置 7 遠赤外線緩和熱処理装置 8 第2引取ローラー 9 パッケージ A,B 遠赤外線放射性セラミック材料の分光赤外線放
射率曲線 C 従来のアルミ鋳込みヒーターの分光赤外線放射
率曲線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spinneret 2 Cooling area 3 Heating cylinder 4 Lubricant application apparatus 5 1st take-up roller 6 Entanglement processing apparatus 7 Far-infrared relaxation heat treatment apparatus 8 2nd take-up roller 9 Package A, B Spectral infrared emissivity curve C of far infrared radiation ceramic material Spectral infrared emissivity curve of conventional aluminum cast heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 指山 正敏 愛知県豊橋市牛川通四丁目1番地の2 三菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (56)参考文献 特開 平2−229212(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 6/62 301 - 308 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masatoshi Sashiyama 4-1, Ushikawa-dori, Toyohashi-shi, Aichi Pref. Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Toyohashi Works (56) References JP-A-2-229212 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) D01F 6/62 301-308

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 紡糸口金より溶融紡出したポリエステル
糸条を一旦ガラス転移温度以下に冷却固化し、引き続き
加熱帯域中に導入して加熱延伸した後、油剤を付与し、
第1引取ローラー及び第2引取ローラーを介して350
0m/min 以上で巻き取る直接紡糸延伸工程において、第
1引取ローラーと第2引取ローラーの間で、波数範囲1
800cm -1 から600cm -1 (波長範囲5.6μmから1
6.7μm)における分光赤外線放射率の平均値が0.
6以上である遠赤外線により非接触緩和熱処理すること
を特徴とするポリエステル繊維の製造方法。
1. A polyester yarn melt-spun from a spinneret is cooled and solidified to a glass transition temperature or lower once, subsequently introduced into a heating zone, heated and stretched, and then an oil agent is applied.
350 through the first take-up roller and the second take-up roller
In the direct spinning and drawing step of winding at a speed of 0 m / min or more, a wave number range of 1 between the first take-up roller and the second take-up roller.
800 cm -1 to 600 cm -1 (wavelength range 5.6 μm to 1
The average value of the spectral infrared emissivity at 6.7 μm) is 0.
A method for producing a polyester fiber, wherein the non-contact relaxation heat treatment is performed using far infrared rays of 6 or more .
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