JP3531216B2 - 紡糸直接延伸法によるポリエステル系繊維の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、紡糸後に、糸条を捲取
ることなく、直接延伸する高速紡糸法（スピンドロー方
式）における捲取り方法に関し、さらに詳しくは、高収
縮率のポリエステル系繊維を製造する場合に生じる、結
晶状態や収縮挙動の差に起因する染めむらを防止するた
めの捲取り方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】ポリエステル系繊維はその優れた特性を
生かし、衣料用途を始めとして種々の用途に幅広く利用
されている。特に衣料分野では、近年の新合繊ブームに
支えられ生産量が増加傾向にある。従来は、溶融紡糸後
に一旦未延伸糸条を捲取り、その後延伸を行う２工程方
式がもっぱら採用されてきたが、近年、高速化、生産性
向上、労働力不足による省力化、そして自動化を主たる
目的として、紡糸後、捲取ることなく直接延伸する１工
程の生産方式（スピンドロー方式）への転換が盛んに行
われており、現在では捲取り機の向上に伴い、最終捲取
り速度が１０ｋｍ／ｍｉｎ以上の超高速レベルの紡糸も
検討されている。実操業的には、タイヤ補強用繊維、魚
網、ミシン糸、ロープ、ホース等の産業資材用分野のみ
ならず、衣料用繊維の生産方法として、６０００ｍ／ｍ
ｉｎレベルの高速紡糸が採用されている。 【０００３】スピンドロー方式を利用すると、様々な特
殊糸の生産が可能であり、低収縮繊維、高収縮繊維等の
生産の他、共重合レジンを用いる繊維の生産等が実施さ
れている。また例えば、最終加熱ローラの温度を調整す
ることにより、収縮率が５０％程度という高収縮糸の生
産が可能であるため、低収縮糸と混繊して１工程で異収
縮混繊糸を生産する試みも行われている。またこの高収
縮率繊維を、別工程で弛緩処理し、収縮挙動を種々変化
させることも検討されている。 【０００４】しかしながら本発明者等がポリエステルの
スピンドローによる高速紡糸を行ったところ、最終加熱
ローラの温度調整で高収縮率にした繊維を、風合いを向
上させるために別工程で緩和処理した場合、得られる長
繊維には、一定長さごとの周期的な染めむらが発生する
ことが明らかとなった。このような染めむらの存在は、
優れた風合いの織物であっても、製品としての価値が著
しく低下してしまう。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、優
れた風合いを持つ高収縮率のポリエステル系長繊維をス
ピンドロー方式で製造するときに、染めむらを防止し得
る捲取り方法を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、紡糸直接延伸
法における捲取り方法が、捲取り時の繊維温度を２５℃
以下にするものであるところに要旨を有する。本発明の
捲取り方法は、特に、捲取り前の繊維の収縮率が２０％
以上であり、且つ、捲取り後に、加熱下で５％以上の緩
和処理が施されるポリエステル系繊維を製造するとき
に、顕著な染めむら防止効果を発揮する。 【０００７】 【作用】本発明者等がポリエステルのスピンドローによ
る高速紡糸を行ったときに起きる周期的な染めむらの発
生原因を追求した結果、チーズ形状に捲取る際、チーズ
の両端が中央より高くなった場合（耳立ち）に、染めむ
らが発生することを知見した。さらに検討したところ、
チーズの耳立ち部分のみが高速回転する捲取りローラと
接触するため、この接触によって摩擦熱が生じているこ
とが明らかとなった。すなわち、この摩擦熱によって、
繊維のチーズ耳立ちに相当する部分のみが熱セットを受
けた時と同じ状態となり、摩擦熱を受けたチーズ両端部
と、摩擦熱を受けないチーズ中央部とでは、同条件でス
ピンドロー紡糸を行ったにも係らず、結晶構造や収縮挙
動が異なってしまったのである。このため、得られた繊
維の染色性に差が生じ、周期的な染めむらが発生したも
のと考えられる。このことから、最終捲取り条件を調整
してチーズの耳立ちを防いでやれば、染めむらが防止で
きると考えられたが、条件調整が難しく、高速紡糸のス
ピンドロー方式には実用的ではないことがわかった。 【０００８】本発明では、たとえチーズが耳立ちした場
合であっても可及的に染めむらを防止する方法を見出し
たものである。本発明の最大のポイントは、スピンドロ
ー方式で製造されたポリエステル系繊維をチーズ形状に
捲取る際に、糸温度を２５℃以下にするところにある。
捲取り時の糸温度を２５℃以下にすることによって、例
えチーズが耳立ちして摩擦熱が発生したとしても、この
摩擦熱による結晶状態、収縮挙動の変化が繊維に生じる
ことがない。従って、摩擦熱を受けた部分と受けない部
分の間で、染色性の差はなく、染めむらが発生すること
がなくなるのである。捲取り時の糸温度が２５℃を超え
ると、摩擦熱を受けた部分があたかも熱セットされた様
になり、染めむらの原因になるため好ましくない。 【０００９】捲取り時の糸温度を２５℃以下にするため
の手段は特に限定されないが、例えば、捲取り機周辺の
雰囲気温度を１５〜２０℃に調整する方法、捲取り前に
水浴を通す方法、捲取りローラを冷却する方法等が挙げ
られる。 【００１０】本発明法は、紡出糸条を引取りローラで引
取った後、捲取ることなく、延伸あるいは熱処理または
両方の工程を経て、チーズ状に捲取る高速のスピンドロ
ー方法に適用される。スピンドロー方式で製造される繊
維のなかでも、２０％以上の高収縮率繊維を、チーズ状
に巻き取った後、別工程で加熱下で５％以上の緩和処理
が施される繊維の製造方法に適用することが、最も効果
的である。 【００１１】通常、収縮率をあまり高く設定していない
繊維の場合は、ローラ等で熱セットするため、捲取り時
の摩擦熱の影響が少ないので、本発明で問題とする染色
性の差は起きない。また、高収縮率繊維であっても、後
の工程で、加熱下での緩和処理が施されない場合は、目
だった染色性の差は起きない。しかし、２０％以上の高
収縮率の繊維で、かつ加熱下で少なくとも５％以上の緩
和処理を施す工程に使用される繊維の場合、顕著な染め
むらが生じる。これは、５％以上の緩和処理を施すと、
摩擦熱による熱セットを受けた部分と受けなかった部分
で繊維の結晶状態が変化し、その結果収縮率に差が生
じ、さらにこの差が緩和処理により拡大されるためであ
ると考えられる。緩和処理におけるリラックス率は、風
合いを良くするためには５％以上、好ましくは２０％以
上、さらに好ましくは４０％以上であり、このような大
きなリラックス率の場合、本発明の捲取り方法は、染め
むら防止手段として必須的に用いられるべきである。 【００１２】本発明の捲取り方法を用いた製糸工程の一
例を工程順に説明する。まず、溶融したポリエステル原
料を紡糸口金から吐出し、冷却、固化された糸条に油剤
を付与しながら引取りローラで引取る。油剤を付与して
から引取りローラに接触するまでの間に、油剤のマイグ
レーションをよくするために、実質的に交絡が付与され
ないインターレースを設置することも可能である。引取
られた糸条は、捲取られることなく延伸され、熱セット
される。 【００１３】好ましい引取り速度は、２０００〜４００
０ｍ／ｍｉｎ、さらに好ましくは２８００〜３５００ｍ
／ｍｉｎである。紡糸後の糸条は、引取りローラで引取
られるまでの時間によって、得られる繊維の収縮挙動が
大きく変化する。このため、特に緩和処理が可能になる
様に、すなわち結晶化（配向結晶化）が起る前に引取る
ことができる様に、上記範囲の引取り速度とすることが
好ましい。 【００１４】この引取り後の延伸工程では、ポリエステ
ル系繊維の耐熱性が高いため、糸条が加熱されてから行
われることが好ましい。温度は、原料ポリエステルのガ
ラス転移温度以上であることが好ましく、具体的には７
０℃〜１００℃程度であり、原料組成によって適宜変更
すれば良い。７０℃未満では、延伸点が固定されにく
く、また１００℃を超えると、ローラ上での糸揺れが大
きくなり、染めむらや繊維の品位の悪化だけでなく、糸
切れの増加にもつながり好ましくない。延伸倍率は、必
要な強伸度、収縮率を得るために適宜調整される。 【００１５】延伸後は熱セットが行われる。熱セットも
上記温度範囲で行うことが好ましい。加熱温度だけでな
くセット時間も繊維の特性に対して重要な影響を与える
ので、特に限定するものではないが、０．０１〜０．１
秒行うことが好ましい。この範囲外の時間では染めむら
等繊維の品位が劣ったものとなり易い。 【００１６】延伸・熱セット後は、本発明の捲取り方法
によってチーズ形状に捲取られる。捲取られた延伸糸
は、緩和処理が施される。緩和処理は、例えば２組のロ
ーラ間に非接触式の加熱ヒータを設置した様な弛緩装置
等で行われる。緩和処理時のリラックス率は、風合いの
良い繊維を得るためには、前述の様に５％以上、好まし
くは２０％以上、更に好ましくは４０％以上とする。ま
た、このときのヒータ温度、処理時間は、特に限定され
ないが、２００℃、０．０７秒が一例として挙げられ
る。 【００１７】本発明のポリエステル系繊維とは、全構成
単位の少なくとも８０モル％以上がエチレンテレフタレ
ートであるポリエステルであり、テレフタル酸または
２，５−ジメチルテレフタル酸等の誘導体と、エチレン
グリコールまたはエチレンオキサイドとから製造される
ポリエチレンテレフタレートを主成分とするものであ
る。酸成分としては、２０モル％未満、好ましくは１０
モル％未満は、イソフタル酸、アジピン酸、セバチン
酸、アゼライン酸、２，６−または１，５−ナフタレン
ジカルボン酸、４，４’−ジフェニレンカルボン酸、エ
チレンビス（ｐーオキシ安息香酸）、１，４−テトラメ
チレン−ビス（ｐ−オキシ安息香酸）、ビス（ｐ−カル
ボキシフェノキシ）エタン、３，５−ジ（カルボメトキ
シ）ベンゼンスルホン酸塩またはそれらの誘導体に置き
換えても良く、もしくはグリコール成分として、２０モ
ル％未満、好ましくは１０モル％未満を、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオ
ール、１，４−ヒドロキシメチルシクロヘキサン等の２
価アルコールに置き換えても良い。また、例えば難燃性
を付与するための芳香族ポリホスホネートを加えた共重
合ポリエステルであってもよい。さらにこれらのポリエ
ステルに、公知の酸化防止剤、艶消剤、着色剤、染色性
向上剤、難燃性向上剤、制電剤等を添加することもでき
る。 【００１８】本発明法で得られる繊維は、緩和処理後に
他の糸と混繊しても、あるいは単独で使用しても良く、
公知の方法で染色されたときに、染めむらが起らない高
性能な繊維である。 【００１９】 【実施例】以下に、実施例をあげて本発明をさらに詳述
する。なお、各実施例および比較例において使用した測
定方法は以下の通りである。 ［糸温度］走行ファイバ温度測定装置（帝人エンジニア
リング社製ＮＣＴ−７０００）および温度検出ヘッド
（同社製Ｈ−７２００）を用い、捲取り機上部２０ｃｍ
の位置で糸温度を測定した（図１参照）。 ［収縮率］ＪＩＳ−Ｌ１０１３に準じて測定した。 【００２０】実施例１〜６、比較例１〜８ 固有粘度〔η〕＝０．６３５のポリエチレンテレフタレ
ートを紡糸温度２８０℃で押出し、引取りロール速度３
０００ｍ／ｍｉｎで引取り、９０℃のゴデットローラ１
（図１中のＧＲ１）で０．０３秒リテンションし、ゴデ
ットローラ２（図１中のＧＲ２）では８０℃で０．０３
２秒の熱セットを行った。図中斜線ローラが加熱ローラ
である。捲取り速度は５２００ｍ／ｍｉｎとした。表１
に示した様に捲取り時の糸温度を変え、２０ｄ／１８ｆ
の原糸を得た。得られた原糸の収縮率を表１に示す。次
に原糸を表１に示した緩和条件でリラックス処理した
後、下記処方で染色して染めむらの有無を評価した。 【００２１】〔染色処方〕 染料：Ｔｅｒａｓｉｌ Ｎａｖｙ Ｂｌｕｅ Ｓ−ＧＬ
０．６％ｏｗｆ 浴比：１：５０ 昇温：１℃／分、沸水×６０分 染色後の糸と３０ｄ／１８ｆの高収縮糸を混繊し経糸と
し、緯糸に７５ｄ／７２ｆの強撚糸を用いて、通常の製
織・加工工程を経て製品とした。この織物製品の外観と
風合いを表１に示す。 【００２２】なお、緩和処理後の染めむらの有無、織物
の外観・風合いは、以下の基準で目視評価した結果であ
る。 〔染めむらの有無〕 ◎：染めむら全くなし ○： 〃 ほとんどなし ×： 〃 あり ××： 〃 多い 〔織物外観〕 ◎：染めむら全くなし ○： 〃 ほとんどなし △： 〃 ややあり ×： 〃 あり （△と×はＣ反：不良品である） 〔織物風合い〕 ◎、○：良好 △、×：不良 【００２３】 【表１】 【００２４】本発明の捲取り方法で得られた繊維は染色
性の差がなく、優れた風合いの織物となることが確認さ
れた。 【００２５】 【発明の効果】本発明は、以上の様に構成されており、
スピンドロー方式で高収縮率の繊維を製造する際に、捲
取り時の糸温度を２５℃以下に調整するという極めて簡
便な方法で、チーズ形状に関係なく、長繊維の部分的な
染色性の差を防止することができた。

【図面の簡単な説明】 【図１】実施例で行った製糸工程を示す説明図である。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 紡糸直接延伸法によって、捲取り前の収
   縮率が２０％以上であり、かつ、捲取り後に、加熱下で
   ５％以上の緩和処理が施されるポリエステル系繊維を製
   造する方法であって、紡糸後の引取り速度を２８００〜
   ３５００ｍ／ｍｉｎにし、捲取り時の繊維温度を２５℃
   以下にして捲取ることを特徴とするポリエステル系繊維
   の製造方法。