JPH03294516A - ポリエステル繊維の製糸方法 - 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】 Ｕ産業上の利用分野１ 本発明はポリエステル繊維の製造法、更に詳しくはポリ
エステルを超高速で溶融紡糸するか、あるいは極細糸を
高速で紡糸する方法に関する。

、従来技術］ 従来、ポリエステル繊維は１０００〜２０００１分程度
の引取速度紡糸された後、数倍の長さに延伸熱処理され
ることによって製糸されてきた。

これに対し近年紡糸速度を超高速化することにより延伸
丁程を通ることなく実用に供しうる高配向フィラメント
を得る高速紡糸法が採用されるようになってきている９ この高速紡糸法において、一般に採用されている紡糸の
引取速度は６０００〜７０００ｍ／分クラスて゛あり、
更に超高速にしようとすると紡糸中の断糸が多くなり生
産性に欠けるため未だ操業化されていないのが現状であ
る。高速紡糸における紡糸調子を向−卜させるため種々
の試みがなされていた。例えは、特開昭６２−１１０９
１１号公報では溶融吐出したフィラメント群を各モノフ
ィラメントの細化完了点より５Ｃ−以上下部域において
集束ガイド、特に給油ガイドにより集束冷却する方法が
示されている。

しかしながら、この方法について先に本発明者等が追試
したところ、７０００ｍ／分以上の超高速紡糸において
は紡調は改善されなかった。すなわち、このような超・
超高速領域においては、例えば繊維字界誌４５巻（１９
８９年）５号、２３４〜２３９頁に報告されているよう
に、紡糸過程で著しく大変形の細化領域（ネッキング）
が存在し、ネッキング終了まではポリマーは未だ溶融状
態にあること、繊維構造はネッキング細化の終了直後僅
僅数Ｃ−の間で発生し終了すること、この間巨大な結晶
が形成されること、ネッキングの位置言い換えれば繊維
構造の発生位置は紡糸引取速度の上昇に伴ってより上流
へ移行する、すなわち紡糸口金に近付いてくることが明
らかとされている。

従って、このような超・超高速での紡糸を制御するには
ネッキング自身、あるいはその終了後下流直下を制御し
なければ効果があがらない。

特開昭６２−２３８８１６号公報に記載のように給油ガ
イド等によってネッキング終了の上流５Ｃ−〜下流３Ｃ
勝の位置でフィラメント群を集束冷却する方法が提案さ
れた。この方法は溶融フィラメントを固化すると同時に
即座に冷却集束することに特徴かある。しかし残念なが
ら該寸法を採用した場合、集束旧法の溶融フィラメント
が揺動した場合、集束カイトに溶融部が触れて断糸する
という欠点が見出だされた。

特に超高速になるほど、集束点は口金に接近せざるを得
ないためフィラメント群の集束角は大きくなってくる。

このため最外周に位置するフィラメントは給油ガイドに
対する傾斜が大きくなってしまい、ガイドに溶融フィラ
メントが接触し易くなるのである。

本発明者等は以上の問題点を解決するため種々の検討、
例えば給油ガイドの上流側の開口角を大きくとる、オイ
ルの吐出孔をスリット状にする、あるいは低摩擦の給油
ガイドを使用する等の寸法も検討したが、多少の効果は
認められたものの超高速における紡調の改善には至らな
かった。

一方、超高速紡糸ではないが３０００〜４０００１分ク
ラスの高速紡糸において超極細デニールのハイマルチフ
ィラメントを製糸しようとする試みも多い。この製糸方
法において更に極細化を進めようとするならばやはり集
束ガイドをなるべく口金に接近させ、マルチフィラメン
トをできるだけ上流で集束せしめることか好ましい。

しかしながら、極細化は一方でフィラメント数の増大を
伴うため集束ガイドの直上でフィラメント間の接触が起
こり易く断糸を発生させ易い欠点があった。

［発明の目的」 本発明は前述のような問題点を解決し、新たなマルチフ
ィラメントの集束、冷却方法を提供することによってポ
リエステル繊維の高速紡糸、特に紡糸引取速度が７００
０ｍ／分を越える超高速紡糸、あるいは単糸が０．３６
ｅ以下のような極細デニルのハイマルチフィラメントの
高速紡糸における紡糸調子を改善することを目的とする
ものである。

［発明の構成］ 本発明行等は上記の目的を達成するために鋭意検討を１
Ｆねた結果、溶融吐出したマルチフィラメントを複数の
フィラメントに分割し、各々を複数の給油カイトによっ
て集束冷却することによって。

給油カイトの位置を紡糸線上流に移行させることかてき
、この結果細化終了点近傍を効果的にコントロールでき
ることを見い出し本発明に至ったのである９ すなわち、本発明はポリエステルを溶融紡糸するにさい
し、１個の紡糸口金かち吐出したマルチフィラメントを
２群以上の複数群に分割し、口金下流１０　：＜　ｄ　
Ｃ蒙（ｄ　［］余下面の直径（Ｃ１））以内に設置した
複数の給油ガイドによりそれぞれの分割フィラメント群
を集束冷却し、しかる後合糸して巻取ることを特徴とす
るポリエステル繊維の製糸方法である。

以Ｆ、本発明を従来の方法と比較しながら図面に基づい
て説明する。第１図は本発明を実施するに好適な概略配
置模式図、第４図は従来の方法を説明するための概略配
置模式図である。

第４図において、口金１より溶融吐出されたマルチフィ
ラメントは必要に応じて加熱保温ゾーン２を通過した後
、冷却筒３で冷却され固化する。

この時紡糸線上の部位４において走行フィラメントは急
激な細化、いわゆる紡糸過程のネッキングを示し、それ
による細化終了後その下流高々１０数ＣＩの間で繊維構
造を発現させる。

その後マルチフィラメントは給油ガイド５によって給油
されるとともに全体が集束され空気抗力の増大による紡
糸張力の増加を抑制されつつ、第１ゴデツトローラ６に
引き取られその後巻取機（図示せず）に巻き取られる。

ここで給油ガイド５の位置についてはネッキング発生位
置まで紡糸線の上流へ引き上げることが超高速紡糸中の
繊維構造形成を制御する上では最も好ましい９ しかしながら、位置４に給油ガイド５を設置した場合、
第５図に示すようにマルチフィラメントの集束角θが大
きくなるため員外周に位置するフィラメントは給油ガイ
ド５に対する傾きが大きくなってしまい、第６図に示す
ようにガイドに溶融フィラメントか接触して断糸する。

これを避けるため給油ガイド５のフィラメント導入部側
の角度を大きくすることが好ましいが、集束性および給
油の均一性を確保するうえで限界がある。

これに対して、第１図に示すように本発明方法では紡糸
口金１１から吐出されたマルチフィラメントは必要に応
じて加熱保温ゾーン１２を通過した後、紡糸筒１３を通
り複数のグループに分けられ、それぞれの群を給油ガイ
ド１５で集束冷却し、しかる後合糸ガイド１７によって
全体を集束して巻き取られる。

あるいは給油ガイド１５と第１ゴデツトローラ１６間に
空気ノズルを設け、マルチフィラメントを交絡させるこ
とによって全体を集束してもよい。

また、この場合通常はゴデツトローラを経由して巻取機
に巻き取られるが、ゴデツトローラを使用しないで直接
巻取機に巻き取るいわゆるゴデツトレス方式であっても
よい。

いずれにせよこの方法においては各フィラメント群の集
束角θを小さくすることかできるので。

給油カイト１５の位置はより紡糸線上流に設置てきるよ
うになる。

この結果、ネッキングと繊維構造の発現過程か効果的に
制御できることによって、超高速製糸における紡糸調子
か飛躍的に改善されるのである。

以上は超高速紡糸、特に紡糸引取速度が毎分７０００ｍ
以上の高速紡糸において有効である。この場合、給油ガ
イド１５の給油位置はネツキンク細化終了点の上流１５
ｃ＋ｅから下流５ｃｍの間にすることか好ましい。それ
以上上流に設置した場合、給油による冷却固化か難しく
断糸しやすい。また、下流５Ｃ■以下に設置した場合、
フィラメントの集束は容易であるが、紡糸中の急激な繊
維構造の発現を制御することはできない。

次に本発明はフィラメント数の多いハイマルチ銘柄、例
えは極細デニール糸の紡糸に対しても有効である。この
場合、各フィラメントにかかる空気効力を軽減するため
、出来るだけ口金に接近して糸条を集束せしめることが
好ましい。

しかしながら、フィラメントの数がきわめて多くなるな
めこれらを無理に集束しようとすると、カイトの直上で
フィラメント間の接触が起こり易く、その結果断糸する
ことが多い。

本発明て′は全体のマルチフィラメントを複数のフィラ
メント群に分割してそれぞれを給油集束し、その下流に
おいて更に全体を集束するので空気抗力をむりなく軒滅
することか可能となり、より極細デニール、ハイフィラ
メントカウントの製糸が＝Ｔ能になる。特に本発明は紡
糸口金１孔あたりの吐出量が０．１５ｇ／分以下であり
、口金あたりのフィラメント数が１２０本以上となるよ
うな条件下での紡糸に対して有効である。

本発明の場合、全ての給油集束ガイドの設置位置か口金
面から同一距離にあることは必ずしも必要ではない。但
し設置位置が特に異なる場合フィラメン８群の間で糸足
差が生じることもあるので、出来るだけ同一距離に設置
することが好ましい。

いずれにせよ本発明の給油ガイドは口金下面の直径をｄ
　（Ｃ−）とした場合、口金下流１０Ｘｄ（”−以内に
設置することが必要である。それ以上下流に設置した場
合には超高速紡糸における紡糸調子の改善、また極細ハ
イマルチフィラメントの紡糸調子の改善は認められない
。

なお、本発明において分割されたマルチフィラメント群
については必ずしも同一のフィラメント数でなくても構
わない。

また本発明の紡糸口金の吐出孔配置は通常の均一に分散
された配置であっても構わないが、第２図に示すように
分割して穿孔されている方が作業上都合がよい。

本発明で用いるポリエステルはテレフタル酸成分とエチ
レングリコール成分とからなるポリエチレンテレフタレ
ートを主たる対象とするが、テレフタル酸成分の１部（
通常２０モル％以下）を他の二官能性カルボン酸成分で
置き換えたポリエステルであってもよい、更に、各種の
添加剤、例えば易染剤、難燃剤、制電剤、親水剤、着色
剤等を必要に応じて共重合又は混合したポリエステルで
あってもよい。

「実施例」 以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述する。

実施例＝■ 固有粘度が０．６４、費消剤としてＴｉＯ２を０−３重
量％含有するポリエチレンテレフタレトを３２０°Ｃで
溶融し、第２図のように分割配置された吐出孔（直径０
−３■■の円形状、１８ホル×２群）を有し、下面の直
径が７−２ｃｓであるような紡糸口金から吐出した。

このマルチフィラメントは口金下１５０１−の間に設置
された加熱保温ゾーン（糸条近傍の雰囲気２９０〜２３
０℃）を流下した後、横吹冷却筒（風速４０Ｃ■／秒）
によって冷却された。更にこのマルチフィラメントは通
常のオイリングローラにより給油された後、ゴデツトロ
ーラを用いることなく、７５ｄｅ／　３６　ｆｉｌのマ
ルチフィラメントとして８０００■／分の速度で直接ワ
イングーに巻き取られた（す〉プルＮ０１）。

次にこのときのフィラメント（モノフィラメント）につ
いて繊維直径の変化をＺｉｍｓｅｒ社の外径測定器（４
６０Ａ、１５）によって測定したところ、紡糸口金から
６５Ｃ醜の所で繊維径の急激な細化（ネッキング）があ
り、この直後巻き取りの最終繊維径に達することが分か
った９ 次に給油ガイドを１個使用して第４図のようにして種々
の位置で全フィラメントを一括して集束給油し巻き取っ
た（サンプルＮｏ、２〜６）。

同じ給油ガイドを今度は２個使用し第１図のようにして
、それぞれか１８フイラメントを集束給油した後、ガイ
ドによって両糸条を合糸して巻き取りた。この時の給油
位置も紡糸線に沿って種々変更したが、両ガイドは共に
紡糸口金から同一の距離に並行して設置された（サンプ
ルＮｏ、　７〜１３）。

また、全サンプルを通してオイル付着量は０８％になる
ように調整しな。

以上サンプルＮｏ、　１〜１３を超高速紡糸したときの
紡糸調子を第１表に示す。

ここで、サンプルＮｏ、　１は通常の紡糸方法によるが
、断糸するため製糸することが不可能である。

これはネッキングにおける繊維構造の急激な発現を制御
することかなく、更には紡糸中の高速での走行により各
モノフイラメ〉・トにかかる空気抵抗の過激な増大を静
１＃することもないなめである。

次にサンプルＮｏ　２は給油ガイドにより糸条を集束し
て巻き取る従来の高速紡糸法である。

この場合、サンプルＮｏ、　１の場合に比較すると紡糸
調子はかなり改善されるが、やはり数分で単糸切れか発
生するため安定して巻き取るには程遠い。

この結果は糸条集束による空気抗力軽減には効果か認め
られるものの、給油集束の位置がネッキング細化位置よ
りかなり下方であるためネッキング終了直下で急激に進
行する繊維構造の発現過程を効果的に制御できないため
である。

以上に対しサンプルＮｏ、３〜４についてはその設置位
置かネッキング位置に接近してくるなめ紡糸調子は相当
に改善されてくる。しかしながらまだ構造発現過程の一
制御は不十分であり、数十分で単糸切れが発生する。

紡糸調子を更に改善するため給油ガイドの位置を更に上
流にシフトすると、サンプルＮｏ、　５の例にみられる
ようにガイド上流の溶融フィラメントの揺動によって第
６図のような溶融ポリマーのガイドへの接触、折れ曲が
りが起こって断糸が頻発するようになる。

サンプルＮｏ、　６の場合には給油ガイドに集中するこ
とも不可能になる９ 以上に対しサンプルＮｏ、　７〜１３は吐出フィラメン
トを２群に分割し、それぞれの群を口金下流同一距離に
並べて設置された２個の給油ガイドにより集束冷却した
例である。しかしながら、サンプルＮｏ、　７〜８はの
場合には給油ガイドの設置位置がネッキング位置よりか
なり下流にあるため、前のサンプルＮｏ、　２〜３と同
様に数分で単糸切れが発生する。

これらサンプル例に対してＮｏ、　９〜１２は本発明に
基づくものであり、紡糸調子はきわめて良好である。こ
の理由は既に述べたようにネッキングの近傍を最も効果
的に冷却し、かつマルチフィラメントを無理なく集束で
きるためである。

しかし、Ｎｏ、　１３の場合、給油ガイドは過度にネッ
キング上流側に設置されているため、サンプルＮｏ、５
と同様の溶融フィラメントの揺動、接触による断糸がお
こる。この場合にはマルチフィラメントを３群以上に分
割して各々に対して給油する必要がある。

次に以上の巻取テストにおいて最も良好な紡糸調子を示
したＮ０１１について強伸度、ヤング率等の力学特性、
潜水収縮等の熱的特性、染着テストを評価した結果、い
ずれにおいても実用糸として供給可能なレベルにあるこ
とが判明した。

（以下余白） 実施例２ 実施例１と同しポリエステルを３００℃で溶融し、第２
図のように分割配置された吐出孔（直径０．０８ｍｍの
円形孔、各１２ホール〉、２群）を有し、口金ｒ面の直
径か７．２Ｃ−であるような紡糸口金から１孔あたり０
．０６５０７’分の条件で吐出した。

このマルチフ・ｆラメントは口金下３０−から３３０−
■にかけて横吹きの冷却風（風速１５ｃｍ、／秒）によ
って冷却されｔ：。更にこのマルチフィラメントは通常
のオイリングローラにより給油した後３８　ｎ　Ｏｍ　
、−’分の周速度の一対のゴデツトローラを経由して２
２ｄｅ・’１４４ｒｉｌの糸条としてワインダ−に巻き
取られたくサンプルＮｏ、１４　＞。

次に給油カイトを１個使用して紡糸口金の下流種々の位
置で全フィラメントを一括して集束給油し、以下同様に
してワインダーにに巻き取った（サンプルＮ０１５へ１
１）。

次いて今度は同じ給油ガイドを２個、紡糸口金下流同一
距離に並べて設置し、それぞれが７２［１１を集束給油
した後、ガイドによって両糸条を合糸して巻き取った（
サンプルＮｏ１８〜２０）。

更に同じ給油ガイドを４個千鳥配列に設置しそれぞれが
２８ｆｉｌ　、４４ｆｉｌ　、４４ｆｉｌ　、２８ｆｉ
１となるように分割して集束給油を行い、その下流で合
糸して巻き取った（サンプルＮｏ、　２１〜２２）９以
上のサンプルＮｏ、　１４〜２２を紡糸したときの紡糸
調子を第２表に示す。

サンプルＮ０１４は通常の方法であるが、空気抵抗の増
加による紡糸張力のｕｐが著しく、断糸するなめ巻き取
ることができない。

サンプルＮｏ１５〜１７は給油ガイドで集束給油す公知
の紡糸方法であり、サンプルＮｏ、　１４に比較すると
紡調は改善されているものの未だ数分で単糸切れが発生
する。これは集束するフィラメント数が極めて多いため
、給油ガイドの直上でフィラメント間の接触が起こり易
いなめである。

これらに対し、サンプルＮｏ、　１８〜１９においては
マルチフィラメントを２分割して無理することなく集束
するため、単糸切れがなくなり紡調はきわめて良好にな
る。またこれに伴い給油ガイドの設置位置を更に上流へ
移行できる。

しかし、設置位置が口金下３０Ｃ−まで来ると２群分割
においても集束が難しくなり、サンプル肋２０のように
単糸切れがまた発生するようになる。

サンプルＮｏ、　２１〜２２は給油ガイドを４個用いて
いる。ガイドの設置位置は各ガイドがぶつかることのな
いように第３図に示すように４ｃ■の範囲で上下にずら
している。

このような寸法を用いると各分割フィラメント群の集束
位置は口金面に更に接近させることができ、紡調はきわ
めて良好である。

次に以上の巻き取りテストにおいて良好な紡糸調子を示
したサンプルＮｏ、　１８．１９．２１　、２２につイ
テ残留伸度を測定しなところ、第３表の結果になった。

この表から集束ガイドの位置が紡糸口金面に接近するに
つれて紡糸張力が低下するため巻取糸の残留伸度が高く
なることが判る。

（以下余白） 次にサンプルＮｏ　２２を予熱温度８０°Ｃ、スリット
ヒータ温度１．８０″Ｃ１Ｃ１延伸２、延伸速度５００
ｍ、′分で延伸すると同時に４本合糸して巻き取った。

得られな延伸糸は７４ｄｅ、１５７６ｆｉｌ　　（単糸
０］、３ｄｅ）、強度４．　１　Ｑ／ｄｅ、伸度２５％
、沸水収縮千Ｂ　　２？ｇて′あり、染色テストも良好
であった。

Ｕ発明の効果１ 以上に説明の如く、従来糸条を集束する位置は溶融フィ
ラメントの本来の固定点（ｍ化完了点）以上口金に接近
させることはてきないと考えられきなが、本発明によれ
はフィラメント群を分割することによって給油による冷
却が無理なく行え、溶融吐出されたマルチフィラメント
を従来の常謹に反して著しく紡糸線の上流で集束するこ
とが可能となり、超高速紡糸のネッキングル制御あるい
は超極細デニールフィラメントの空気抗力制御が可能に
なり、これらの紡糸調子が飛躍的に向上するという顕著
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するに好適な製造工程を示す配置
模式図、第２図は第１図の紡糸口金を示す平面模式図、
第３図は他の製造工程を示す配置模式図、第４図は従来
の製造工程を示す配置模式図、第５〜６図は給油ガイド
の作用説明図である。 １１・・・−・・紡糸口金、 １３・・−・・・紡糸筒、 １５・・・・・・給油ガイド １７・・・・・・合糸ガイド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリエステルを溶融紡糸するにさいし、１個の紡糸
   口金から吐出したマルチフィラメントを２群以上の複数
   群に分割し、口金下流１０×ｄｃｍ（ｄ：口金下面の直
   径（ｃｍ））以内に設置した複数の給油ガイドによりそ
   れぞれの分割フィラメント群を集束冷却し、しかる後合
   糸して巻取ることを特徴とするポリエステル繊維の製糸
   方法。 ２、給油ガイドの設置位置が細化終了点上流１５〜下流
   ５ｃｍであり、紡糸引取速度が７０００ｍ／分以上であ
   る請求項１記載のポリエステル繊維の製糸方法。 ３、１孔あたりの吐出量が０．１５ｇ／分以下、口金あ
   たりのフィラメント数が１２０本以上である請求項１記
   載のポリエステル繊維の製糸方法。