JPH02229211A - ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業用の利用分野］ 本発明は直接紡糸延伸工程のみで、すなわち紡糸工程以
降の延伸工程なしで、品質およびパッケージフォームが
極めて良好なポリエステル繊維の製造方法に関する。

［従来の技術］ 紡糸工程のみにより従来の延伸糸に類似したポリエステ
ル繊維を得る方法の一つとして加熱筒を用い直接紡糸延
伸方法が知られている。この直接紡糸延伸方法は例えば
特公昭４５−１９３２号公報で既に知られているとおり
、溶融紡糸したポリエステル糸条を、先ずガラス転移温
度以下に冷却固化し、加熱域に導入し延伸した後、油剤
を付与し、ゴデットローラーを経由して巻き取る方法で
ある。

しかしながら、前記直接紡糸延伸方法に於ては、特に生
産性を高めようとして、紡糸速度（第１ゴデットローラ
ーにおける引取速度）を４５００　ｍ／ｍｉｎ以上の高
速とすると、延伸時に発生する糸内部の歪みが十分に緩
和されないままに巻取られ、そのなめ巻き取ってから内
部歪みが発現する欠点があった。

このため、得られたパッケージフォームが不良となり、
著しい場合には紙管の巻き締りによるパッケージ取出し
不能や、輸送中のパッケージ崩れを起すというトラブル
が発生する。

前記した直接紡糸延伸方法に於けるトラブルを解決する
方法として、特開昭６２−８５０２０号公報で、各ゴデ
ットローラーにセパレートローラーを設け、１回以上巻
回すことにより、糸の内部歪みを緩和する方法が提案さ
れている。

かかる緩和方法は、延伸してから巻き取るまで糸条の走
行時間を延長し、その間に内部歪みを緩和しようとする
ものである。確かにこのように走行時間を延長すれば、
若干のパッケージフォームの改善効果はみられるものの
、巾広い品種に対しての凡用性はなく、殊に５０デニー
ル以下の絹物又は５０００　ｍ／ｍｉｎ以上の紡糸速度
を採用する場合においては、依然としてパッケージフォ
ーム不良の問題をかかえている。

更に一つのローラーで多糸条を同時に処理する場合に適
用すると、各走行糸条が横ゆれしやすくなり、糸道が不
安定、もしくは走行系条同志が相互に干渉し、そのため
糸貫の不均一化や糸切れをひき起すなどのトラブルを生
ずる。

［発明が解決しようとする課題コ 本発明の目的は、加熱筒を使用する直接紡糸延伸方法に
よりポリエステル繊維を製造する方法において、パッケ
ージフォームを改良したポリエステル繊維の製造方法の
提供にある。

本発明の他の目的は、従来の加熱筒を使用する直接紡糸
延伸方法により得られる繊維の特性を変えることなくパ
ッケージフォームのみを改善したポリエステル繊維を製
造する方法を提供することにある。

更に、本発明の他の目的は、操業性が安定で良好なポリ
エステル繊維を製造する方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記した本発明の目的は溶融紡糸したポリエステル系条
を一旦ガラス転移温度以下に冷却固化し、引続き加熱域
に導入し延伸した後、油剤を付与し、ゴデットローラー
を経由して４５Ｈｍ／ｍｉｎ以上の速度で巻き取るに際
し、一対のゴデットローラー間の張力を下式［’Ｉ］の
範囲に保持，しつつ、該ゴデットローラー間で処理装置
とは非接触で熱処理し、次いで下式［ＩＩ］の張で力で
巻き取ることを特徴とするポリエステル繊維の製造方法
によって達成できる。

０．５ｔ≦Ｔ≦０．　５−０．　５ｔ　　・・・・・・
・・・　［Ｉ］０．０５≦ｔ≦０．４　　　　　　・・
・・　［ＩｒｌＴ：ゴデットローラー間の張力（ｇ／ｄ
）ｔ：巻取張力（ｇ／ｄ） 以下本発明を図面を用いて更に説明する。

第１図は本発明の一実施悪様を示す紡糸工程図である。

第１図において、１は紡糸口金、２は冷却装置、３は加
熱筒、４は給油装置、５はは交絡処理装置、６は第１ゴ
デットローラー７は第２ゴデットローラー、８は熱処理
装置、９は巻取機であり、糸条はＹで示す。

紡糸口金１から吐出されたポリエステル糸条Ｙは冷却装
置２で一旦ガラス転移点以下の温度まで冷却された後、
直ちに非集束状悪で加熱筒３に導かれ、加熱筒３の中で
、延伸．作用を受ける。加熱筒３を出た糸条Ｙは、給油
装置４で油剤を、また交絡処理装置５で交絡を付与され
た後、ゴデットローラー６、７の間で熱処理装置８を通
過し、巻取機９に巻き取られる。

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繰返し単位とするポリ
エステルでも良い。

また、２０モル％以下の量で他の成分を１種以上共重合
したポリエステル、および少量の添加剤を含有するポリ
エステルであっても良い。

本発明においては、ポリエステルを溶融紡糸し、まず次
の加熱域における延伸を十分に行なうために、糸条をガ
ラス転移温度以下に冷却固化する。

次いで冷却固化されたポリエステル糸条を加熱域で延伸
する。加熱域としては通常、加熱筒を用いる。加熱域に
おける温度および熱処理時間は、従来の直接紡糸延伸方
法と同様に最終的にポリエステル繊維の収縮率に影響を
与える。

従って、目的とする収縮率によって、加熱温度および加
熱時間（加熱筒の長さ）を決定すべきである。通常１〜
２．５ｍの加熱筒で１２０〜２５０℃程度で行なう。ポ
リエステル糸条はこの加熱域内において延伸されるが本
発明における延伸倍率とは、加熱域へ導入されるポリエ
ステル糸条と加熱域から引出されるポリエステル糸条と
の速度比で表わされ、通常１．５〜３倍、好ましくは１
．５〜２、５倍程度である。この延伸倍率は主として引
取速度、口金面と加熱域（加熱筒）間の長さ、加熱域（
加熱筒）の長さ、および温度により決定される。

従って、最終的に目的とするポリエステル繊維の物性、
特に強度、伸度によって、引取速度、口金面と加熱域と
の間の長さ等を決定し、この加熱延伸されたポリエステ
ル糸条は、更に、油剤を付与される。油剤の種類は、通
常織物用、編物用、加工系用など一般的に使用されてい
るものを採用すればよい。油剤の付与量は高次加工の通
過性、製糸性を考慮し、任意の量にする。

通常０．３〜２．０重量％（対繊維）とする。

本発明において重要なことは、本発明の具体例である第
１図に基づいて述べれば、加熱筒３で延伸作用を受けた
糸を、ゴデットローラー６，７間で熱処理すること、及
び熱処理装置８を通過する際の糸条Ｙの張力Ｔを、巻取
張力ｔとの関係で、０，５ｔ〜（０．５　−０．５　ｔ
　）　ｉｌｌ／ｄとし、かつ巻取張力ｔを０．　０５〜
０．　４ｇ／ｄとすることの３点にある。

すなわち、熱処理装置８を用いない場合、糸条張力糸条
をどのようにとっても、加熱筒３内で延伸作用が生じる
際に発生した糸の内部歪みは、十分に緩和しきらないこ
とがら、パッケージフォーム不良となる。

一方熱処理装置８を用いても、熱処理装置内部での糸条
張力が、ある特定の範囲にないと、パッケージフォーム
の改善効果が十分でなかったり、糸条走行状態が不安定
となる。更に巻取張力は、せっかく熱処理装置で歪みを
緩和しても、ある適正範囲を越えると、パッケージフォ
ームは十分でなくなる。

また、一般に延伸後の糸の内部歪みは、引取速度が速く
なるほど大きくなり、４５００　ｍ／ｍｉｎ以上、特に
５０００　ｍ／ｍｉｎ以上の速度で特にバッゲージフォ
ームの不良（すなわち、バルジおよびサドルが大きくな
ること》は顕著となる。

本発明では熱処理域をゴデットローラー間に設けること
が、発明の第１のポイントである。

４５００　ｍ／ｍｉｎ以上で糸条が走行する時に、糸に
随伴して持込まれる気流や持出す熱量はかなり大きなも
のである、かつ熱処理装置を通過する時間は０．０１秒
以下の短時間であるという理由で、効率的な熱処理が要
求される。

この見地からは、熱処理手段としては、熱容ｌの大きな
温熱（スチーム）を用いるのが最適である。

スチームを用いる場合の熱処理装置の一例を第２図に示
す。スチームは流入口１０より処理室１１に導かれ、糸
条Ｙはスチーム雰囲気下の室内１１を走行する。装置の
上下はセラミック製のガイド１２でシールされる。また
装置前面についても蓋（図示せず）によりシールされる
．また立上げ時等に発生するドレンは回収口１３より回
収される。ここにおいてスチームは熱処理室内全体に充
満するような構成とするのが好ましい。流入口の位置に
ついては、第２図のような位置でなくてもかまわない。

熱処理手段として、乾熱を使用する場合、３００℃以上
の温度を使用すれば温熱（スチーム）同様の効果が得ら
れる。

一方糸条は熱板に接触させて走行させれば、熱効率は上
がり、２００℃程度でも温熱（スチーム）と同様の効果
は得られるが、４５００　ｍ／ｍｉｎ以上で熱板上を接
糸させて走行させると、毛羽の発生につながるため、非
接触とする必要がある。スチームを使用する場合、処理
長は２００　ｒｍ以上であれば、十分に効果を発揮する
し、また処理温度は８０℃以上、好ましくは８０〜１２
０℃がよい。８０℃未満では熱処理による内部歪みの緩
和、すなわちパッケージフォームの改善効果は不十分で
あるが、これは、糸自身は最大に昇温されても８０℃で
あり、ガラス転移点をわずかに上回るだけであるため、
内部歪みを十分に緩和しきらないものと考えられる。

一方、１２０℃を越えると、加圧状懸のスチームのシー
ル性を保つためには、装置全体が大きくなり、また保守
性の点から、上限は１２０℃程度とすることが好ましい
。

歪み緩和効果は、熟処理時間によっても決定される。

熱処理時間は、０．００１秒以上であれば十分に効果を
発揮するが、好ましくは、０．　００２秒〜Ｏ．０１秒
が良い。すなわち、処理時間０．　００１秒未満では、
熱処理装置の通過時間が短かく、十分な熱処理効果を得
ようとすると、より高温にせねばならず、前述した加圧
状態のスチームのシール性等の問題が生じるので好まし
くない。また、熱処理時間をｏ．　ｏｉ秒を越える長時
間処理とするためには、７５ｃｍ以上の大きな熱処理装
置が必要となることから、設備全体が大きくなり、操作
性が悪化する傾向があり、好ましくない。

また、糸の速度が高くなる程、同じ熱処理効果を得よう
とすると長い熱処理装置を要する。

次に本発明の第２のポイントは熱処理装置を通過する際
の糸条張力にある。すなわち熱処理装置通過時の糸条張
力Ｔは巻取張力ｔとの関係で、０．５ｔ〜（０．５　−
０．５　ｔ　）　（１／ｄとすることにある．熱処理装
置通過時の糸条張力Ｔが巻取張力ｔの０．５倍より低い
と、熱処理装置内や第２ゴデットローラー上の糸ゆれが
大きくなり、糸条が干渉し糸切れとなる。また熱処理装
置通過時の糸条張力Ｔが巻取張力ｔに対して（０．５−
０．５　ｔ　）　ｇ／ｄより高いと内部歪みの緩和効果
は十分でなく、パッケージフォームは不良となる。

パッケージフォーム不良とは、具体的にはバルジ、サド
ルが大きくなることおよび巻き締りが起ることである。

バルジとは、巻き取った後で糸の持つ内部歪みが緩和し
、その際発生する力が端面にかかることにより生じるも
のであり、一方サドルとは内部歪み緩和の際発生する力
が巻き硬度の低い中央部を締め付けることにより生じる
ものである。紙管の巻き締りとは締付け力が極端に大き
い場合に起る。

従って糸の内部歪みは巻取張力に近い張力で緩和する必
要がある。熱処理時の張カが巻取張力に対して著しく高
い場合は、歪みしるが残存したまま巻き取られることが
ら、巻き取り後に再度緩和し、パッケージフォームを不
良にする．この見地から熱処理装置通過時の糸条張力Ｔ
は０．４（］／ｄ以下とすることが好ましい。

本発明の第３のポイントは巻取張力そのもののレベルに
あり、巻取張力ｔは０．４０／ｄ以下とする必要がある
。すなわち、いくら巻取張力に近い糸条張力で熱処理し
ても巻取張力が０．　４ｇ／ｄ以上ではそもそもの歪み
自体が大きいことから、パッケージフォームは改善され
ない。なお、好ましくはＣ）．　３ｇ／ｄ以下とすると
本発明の効果はより有効となる。

また、安定した巻き取りを維持す゜るためには、０．５
ｇ／ｄ以上の巻取張力とすることが必要である。　以上
説明した張力の関係、すなわちゴデットローラー間（熱
処理時）の糸条張力Ｔと巻取張力ｔの関係を第３図にグ
ラフで示す。

更に、繊維の巻取速度は、４５００　ｍ／ｍｉｎ以上で
あることが必要であるが、４５００〜６０００　ｍ／ｍ
ｉｎ　、特に４５００〜５５００　ｍ／ｍｉｎが好まし
い。

本発明の第一の利点は、良好なパッケージフォームを得
ることである。パッケージフォームが良好であると、輸
送中の崩れや、ユーザーでの糸条を解舒する際のトラブ
ルも起らない。第二の利点は、ゴデットローラー間にお
ける熱処理は、従来の直接紡糸延伸工程で得られる繊維
の特性を基本的には何ら変えることなく、パッケージフ
ォームのみを改善できる点にある。すなわち、この熱処
理の有無によらず染色性等の繊維の主要な特性は変化し
ない。その結果、特に多錘で紡糸する場合、生産管理が
きわめて容易である。

第三の利点は、多糸条化の場合も、ローラー上及びロー
ラー間の糸ゆれが小さく、そのため操業性が良好である
。従来の方法（特開昭６２一８５０２０号公報）のよう
にセパレートローラーを用いて、糸条をゴデットローラ
ーに複数回巻回する方法、特に多糸条（例えば８糸条）
を同時に巻回す場合は、走行中の糸条は横ゆれし、不安
定となるため糸切れを起す。この従来方法では、仮にパ
ッケージフォームを良好にし得ても、操業性の点で不安
定である。

これに対し、本発明の方法によれば、ゴデットローラー
に巻回す必要がないなめ、多糸条を同時に走行させても
各糸条の糸切れは小さく安定性にすぐれ、かつ操業性も
良好である。

［実施例コ 以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。

なお、パッケージフォームの判定は下記の基準にもとづ
く。

◎：パッケージフォームが優れてぃる Ｏ：パッケージフォーム良好 Δ：バッケージフォーム一応良好 ×：パッケージフォーム不良 巻取張力およびゴデットローラー間の張カは、金井工機
株式会社製のテンションチェッカーをＴＹＰＥ　　ＣＢ
で測定した。

実施例１〜６、比較例１〜６ ポリエチレンテレフタレートを２９０℃で溶融し、２６
．　７ｇ／ｍｉｎの吐出量で、孔数２４個の紡糸口金か
ら吐出した。

吐出した糸条に、２０　ｍ／ｍｉｎ　、２０℃の冷却風
を吹付け、ガラス転移点以下まで冷却した後、紡糸口金
下１．６ｍに設置した全長１．３ｍの加熱筒に糸条を導
入し、５０００　ｍ／ｍｉｎの速度で引き取って５０デ
ニール２４フィラメントの糸条を得た。

ゴデットローラー間の熱処理装置としては３００閣のス
チーム処理装置を用い、装置内にスチームを導入し、９
８℃とした。ここにおいて第２ゴデットローラーの速度
を変更して、スチーム処理装置内を走行する糸条張力（
Ｔ）を表１の如く種々変更し、かつ巻取速度を変更する
ことによって、巻取張力（１）を変更した。

またパッケージフォームは巻巾１１４ｍｍにて５−巻の
パッケージフォームを巻き取り、サドルおよびバルジを
測定し、判定した。

（以下余白） ＮＱＩ，６、８、１０、１１および１２は本発明の効果
を明確するための比較例１〜６である。

表１および第３図から明らかなよう、熱処理装置での張
力Ｔが本発明の範囲外のＮα１は糸ゆれが大きく、走行
状悪は不安定であったし、Ｎα６および８は、良好なパ
ッケージフォームが得られなかった。

また、巻取張力ｔが本発明の範囲外のＮ０１０もやはり
パッケージフォーム不良であったし、ゴデットローラー
間で熱処理しなかったＮα１１は巻締りにより、パッケ
ージフォームの取出しが不能であった。

これに対し、本発明の範囲内にある実施例１〜６のＮα
２、３、４、５、７および９はパッケージフォームが良
好であり、工程上のトラブルは発生しなかった。更にＮ
α１２は、特開昭６２−８５０２０号公報に示された方
法にもとづき第１ゴデットローラー及び第２ゴデットロ
ーラーにセパレートローラーを各々とりつけ、第１ゴデ
ットローラーに１回、第２ゴデットローラーに２回巻回
する方法を採用し、熱処理を行わなかったものであるが
、バルジ、サドルとも本発明に比べ大巾に大きくなって
いる。これは単に糸条走行点を延長し、巻き取るまでの
時間を延ばしても、延伸時の歪みが十分に開放されない
ためである。

実施例７〜１２、比較例７ 実施例１と同一紡糸条件にして紡糸し、熱処理装置を湿
熱くスチーム）、乾熱の非接触ヒーターおよび、接触型
熱板にして、各々５ｋｇ巻のパッケージフォームを採取
した。

なお、熱処理装置入りの糸条張力ＴＧｉ０．２（Ｊ／ｄ
、巻取張力ｔは０．　２ｇ／ｄとし、乾熱の非接触ヒー
ターおよび、接触型熱板はともに５００ｍの長さのもの
を府いた。

（以下余白） 熱処理装置Ａは湿熱（スチーム）ヒーター、Ｂは乾熱非
接触ヒーター、Ｃは接触式の熱板を示す。

Ｎα１９は本発明の効果を明確にするための比較例であ
る。

表２から明らかなように、接触式の熱板を使用したＮα
１９はパッケージフォームは一応良好であるものの、パ
ッケージ端面に毛羽が観測され、製品の品位は不良であ
った。

一方、熱処理効果の十分な、Ｎα１３〜１７は内部歪み
が十分に緩和されており、パッケージフォームも良好で
あった。また、乾熱方式を用いたＮ０１８の場合も、熱
処理温度を３００℃とすることにより、湿熱（スチーム
）とほぼ同等のパッケージフォームの改善効果は見られ
るが、糸切れ時の熱処理装置の清掃性を考慮すれば、熱
処理手段としては、温熱がより好ましい。

「発明の効果］ 本発明の第一の利点は、良好なパッケージフォームを得
ることである。本発明方法により得られなバッゲージフ
ォームが良好であるため、輸送中の崩れや、ユーザーで
の糸条を解舒する際のトラブルも起らない。第二の利点
は、ゴデットローラー間における熱処理は、従来の直接
紡糸延伸工程で得られる繊維の特性を基本的には何ら変
えることなく。バッゲージフォームのみを改善できる点
にある。すなわち、この熱処理の有無によらず染色性等
の繊維の主要な特性は変化しない。その結果、特に多錘
化する場合、生産管埋がきわめて容易である。

第三の利点は、多糸条化の場合も、ローラー上及びロー
ラー間の糸ゆれが小さく、そのため操業性が良好である
。従来の方法く特開昭６２〜・８５０２０号公報》のよ
うにセパレートローラーを用いて、糸条をゴデットロー
ラーに複数回巻回する方法、特に多糸条（例えば８糸条
）を同時に巻回する場合は、走行中の糸条は横ゆれし、
不安定となるため糸切れを起す。この従来方法では、仮
にバッゲージフォームを良好にし得ても、操業性の点で
不安定である。

これに対し、本発明の方法によれば、ゴデットローラー
に巻回する必要がないため、多糸条を同時に走行させて
も各糸条の糸切れは小さく安定性にすぐれ、かつ操業性
も良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の紡糸工程の一実施態様を示す概略図、
第２図は本発明における湿熱による熱処理装置の一実施
悪様を示す概略図である。 第３図は本発明におけるゴデットローラー間（熱処理時
）の糸条張力Ｔと巻取張力ｔの関係を示すグラフである
。 １：紡糸口金 ２：冷却装置 ３：加熱筒 ４：給油装置 ５：交絡処理装置 ６．７＝ゴデットローラー ８：熱処理装置 ９：巻取機 １０：スチーム流入口 １１：処理室 １２：ガイド １３：ドレン凹収口 Ｙ：糸条

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融紡糸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、引続き加熱域に導入し延伸した
   後、油剤を付与し、ゴデットローラーを経由して４５０
   ０ｍ／ｍｉｎ以上の速度で巻き取るに際し、一対のゴデ
   ットローラー間の張力を下式［ I ］の範囲に保持しつ
   つ、該ゴデットローラー間で処理装置とは非接触で熱処
   理し、次いで下式［II］の張力で巻き取ることを特徴と
   するポリエステル繊維の製造方法。 ０．５ｔ≦Ｔ≦０．５−０．５ｔ・・・［ I ］０．０
   ５≦ｔ≦０．４・・・・・・・・［II］Ｔ：ゴデットロ
   ーラー間の張力（ｇ／ｄ） ｔ：巻取張力（ｇ／ｄ）
2. （２）ゴデットローラー間における熱処理手段としてス
   チームを用いることを特徴とする請求項（１）記載のポ
   リエステル繊維の製造方法。
3. （３）ゴデットローラー間における熱処理が８０℃以上
   の処理温度であることを特徴とする請求項（１）記載の
   ポリエステル繊維の製造方法。