JPH04119117A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリエステル繊維の製糸方法に関し、更に詳し
くは紡出〜延伸−工程のみで強撚分野にも適用可能な緻
密な繊維構造を有するポリエステル繊維を製造する方法
に関するものである。

［従来技術］ 近年、ポリエステルの製糸については製造コストの削減
、省エネルギーなどの目的で、紡糸工程と延伸工程を連
続したいわゆる直延プロセスにより製造されることが多
い。しかも高速ワイングーの進歩により毎分５０００ｍ
を越える巻取速度を有する高速直延法が優勢になりつつ
ある。

こうした製糸方法は従来の延伸糸に代替するポリエステ
ルフィラメントを極めて効率よく製造できる点で優れた
製糸方法といえる。しかしながら、以上のような高速直
延においては強撚分野への適用性において大きな欠点を
有している。すなわち、５０００ｍ／分以上の速度で巻
取る場合、第１引取ローラの速度は通常３０００ｍ／分
以上となり、第１引取ローラ以降の延伸ゾーンに入る前
に繊維中に結晶の形成（配向結晶化）が起る。

このような場合、巻取系は通常の延伸糸に比較して乱れ
た繊維構造となるため強撚糸にしたとき、解撚のトルク
が弱くデシン、ジョーゼットなど強撚織物としてのシボ
品位が著しく悪化する。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは上記問題を解決しシボ発現力を向上させる
ため種々の検討を行った結果、延伸後の加熱ローラ（通
常第２の引取ローラ）の温度を高く設定し熱セットを充
分強化することが有効であり、これによって繊維は＃！
１．密な構造に変化し撚の解撚力（シボ発現力）が増強
されることを見い出した。しかしながら、実際の設備の
中で延伸後の高速で回転している加熱ローラの温度を高
くすることはエネルギーの損失が極めて大きいこと、ま
た製糸調子が悪くなることのため採用することは難しい
０次に加熱ローラのまわりのターン数を増やして熱処理
の時間を長くすることも試みたが、この方法においては
加熱ローラの寸法上の制約があり、多コツプ巻取におい
てはやはり採用が難しいことが判った。

他方、延伸前の加熱ローラ（第１引取ローラ）の温度を
高くして熱処理の一部を分担させようとする考えもある
が、この方法ではまだ分子配向の低い未延伸糸に高い温
度をかけることになる。そのため、該ローラ上で糸が伸
長し著しい糸揺れが生じ製糸することも不可能であった
。

また、上記直延法において、加熱ローラの他に補助的な
加熱手段として、例えば非接触のプレトヒータやスリッ
トヒータ或は接触式のプレートヒータ等を延伸以降の工
程、すなわち第１及び第２引取ローラの間あるいは第２
引取ローラ以隆巻取機迄の間に設置することによって、
熱処理を強化する方法も当然考えられる。しかのなから
、これらの熱処理手段については加熱ローラを巻回する
場合に比べると時間的に短く熱伝達率効率も低いので、
大きな熱処理効果は期待できない、あくまで補助手段に
すぎなかった。

［発明の構成］ 本発明者らは以上の問題に関し種々の効果的熱処理方法
の検討を行った。その結果、第１引取ロラ上流の未延伸
ゾーンに非接触又は接触式の補助的加熱ゾーンを付加す
ることにより、それ自身の熱処理作用は小さいものの、
その下流のの２個の加熱ローラ、特に第１引取ローラの
熱処理効果を飛躍的に高め得ることを見い出だした。こ
れにより直延製糸法においても強撚分野にも適用可能な
緻密な繊維構造を有するポリエステル繊維を製糸するこ
とが可能であることから本発明に至ったのである。すな
わち、本発明は紡糸口金より溶融吐出した糸条を一旦冷
却した後、１００℃以上の非接触または／および接触式
の加熱ゾーンを通過させ、しかる後２個の加熱ローラを
巻回することによって延伸または弛緩熱処理を施し、３
０００ｍ／分以上の速度で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。

本発明におけ゛るポリエステル繊維とはその経返単位の
８０モル％以上がエチレンテレフタレートからなるポリ
エステル繊維をいい、２０モル％未満の割合で他のエス
テル成分が共重合又はブレンドされていても良い。更に
艶消し、制電、多孔化等種々の改質を目的とする有機、
無機の化合物が添加混合さていても差支えない。

本発明におけるポリエステル繊維の固有粘度［η］、は
特に限定されないが、通常衣料用途に使用される０、３
〜０．９の範囲が好ましい。特に本発明の目的である強
撚用途を考えると０．５〜０．８が更に好ましい範囲で
ある０本発明におけるポリエステル繊維のデニール構成
については特に限定されないが、トータルデニールとし
ては通常衣料用途に使用される３０ｄｅ〜１５０ｄｅが
好ましい、またフィラメント１本の単糸デニルはＯ，ｌ
ｄｅ　〜１０ｄｅが採用される。

本発明による製糸法は特に冷却速度が速く、空気抵抗の
大きな細デニール繊維に対して強い紡調改善効果を持っ
ており０．２ｄｅ〜３ｄｅの細デニールフイラメント対
しては従来の紡糸寸法に比較して著しく良好なパフォー
マンスを得ることができる。細デニールと同様な理由で
本発明製糸法は異形（中空を含む）断面繊維の製糸にも
適している。一般に異形度の強い繊維のワンステップ製
糸は難しくなるが、本発明によれば従来法に比較して著
しく良好なパフォーマンスが得られる。

また、本発明におけるポリエステル繊維は単糸デニール
、単糸の断面形状を異にするフィラメントの集合体、す
なわち紡糸混繊糸であっても差支えない、更に他のポリ
マーとの混繊糸まなはコンシュゲート糸であっても稽わ
ない、但しこの場合ポリエチレンテレフタレート成分が
トータルとして８０モル％以上であることが必要である
。

本発明製糸方法の巻取速度は毎分３０００ｍ以上の高速
であることが必要である０巻取速度が３０００ｍ／分に
達しない場合、従来の直延法においても加熱ローラ上で
の糸揺れが少ないため加熱ローラ回りのターン数を増加
することができ、また速度が遅く加熱ローラへの接触時
間がその分長くなることと相俟って、比較的充分な熱処
理時間を保つことが可能である。逆に３０００ｍ／分の
低速で本製糸プロセスを採用した場合、第１引取加熱ロ
ーラ上で大きな糸揺れが生じるので製糸パフォーマンス
上好ましくない。

すなわち、本発明においては速度の高速化は必須であり
、３０００ｍ／分以上、より好ましくは５０００ｍ／分
以上の巻取速度が好ましい。これらの速度になると糸導
が安定化し、後に述べるように第１引取ローラの加熱温
度を上げることができ、これにより充分な熱処理を施す
ことが可能であると同時に、製糸の生産効率を飛躍的に
高めることができる。

本発明製糸プロセスにおいて第１及び第２引取ローラの
速度は巻取速度との関係、巻取糸の力学的性質、及び第
１〜第２引取ローラ間で延伸を行うか弛緩するか、その
他の条件に応じて自由に設定することができる。ただし
、第１引取ローラのの速度については毎分２０００ｍ以
上、より好ましくは３０００ｍ以上であることが望まし
い。この速度が２０００ｍ／分に達しないような場合、
第１引取ローラを加熱した場合ローラ上で糸揺れが大き
くなることが多い。

また、第１及び第２引取ローラは１００°Ｃ以上、より
好ましくは１２０℃以上、更に好ましくは１４０℃以上
に加熱される。本発明における重要な特徴は特に第１引
取ローラの加熱温度を高く設定できる点にある。通常の
直延プロセスにおいては、このローラの温度を高くする
とローラーＬで糸が伸長し大きな糸揺れが生じるため採
用できない。

これら加熱ローラの温度は高いほど緻密な繊維構造を付
与することができる。但し２００°Ｃ以上ではエネルギ
ーの損失が大である他、巻取系の集団が悪くなる傾向が
ある。また、第１及び第２引取ローラ回りのターン数は
多い方が好ましい。但しその分、より大きなローラを必
要とするようになるのでそれぞれ４〜１２タ一ン程度で
十分である。

本発明においてポリエステル糸条は第１及び第２引取ロ
ーラ間で一般には延伸されるが、場合によっては延伸せ
ず逆に弛緩（定長を含む）することもできる。これらの
延伸倍率或は弛緩率をどうするかについては巻取糸の力
学的性質及びローラへの巻き付き回避など製糸パフォー
マンスより決定される。

本発明の最も重要な要件は紡糸口金から溶融吐出した糸
条を一旦冷却した後、第１引取加熱ロラ迄の間で非接触
又は／及び接触式の加熱ゾーンを通過させることにある
。この加熱ゾーンがない場合、本プロセスは従来の直延
法と変りなく充分な熱処理効果をもたらすことができな
い。

次にこれら加熱ゾーンを付加した場合にも第１引取ロー
ラ以降の工程、例えば第１引取ローラと第２引取四−ラ
の間、或は第２引取ローラから巻取機迄の間に設置した
場合には熱処理に関しては単に加熱時間の延長、いわば
補助的加算効果をもたらすに過ぎず、従来の直延プロセ
スの改良の域をでない、更にこれらの加熱ゾーンを溶融
吐出以降冷却される迄の過程で設置した場合には、熱処
理に関してはむしろマイナスとなる。すなわち、この場
合には吐出糸条の冷却が遅延するため、未延伸糸しての
分子配向が低下する結果、第１引取ローラ上での糸揺れ
は更に激しくなり、熱処理効果を付与するのに好ましく
ない。

以上に対し、これらの加熱ゾーンを糸条の冷却後第１引
取ローラの間に設置した場合、驚くべきことに第１引取
ローラ上での糸揺れがほとんどなくなり、該ローラの温
度を高く設定できるようになる。この結果、該ローラに
よる熱処理を充分発現させることができ、巻取糸を目的
とする緻密な繊維構造とすることができる。これらの加
熱ゾンの長さはより長い方が好ましいが、製造設備のス
ペース及び作業性を考えると２．５ｍ以下、好ましくは
１．５ｍ以下、更に好ましくは１．０以下とするのがよ
い。加熱ゾーンの長さは製糸するポリエステル糸条の銘
柄によっても異なり、一般に糸条（マルチフィラメント
）のトータルデニル、単糸デニールが小さくなる程、よ
り短いシン長で充分である。

加熱ゾーンの温度は１００°Ｃ１好ましくは１５０℃以
上、更に好ましくは２００℃以上とするのがよい。加熱
温度は高い方が好ましいが、作業性を考えると２５０°
Ｃ以下が適切である。また加熱ゾーンの長さが短い場合
、または製糸する銘柄のトータルデニール、単糸デニー
ルが太い場合、加熱ゾーンの温度は相対的に高く設定す
べきである。

本発明における加熱ゾーンについてはパイプヒータ、ス
リットヒータのような非接触のし−タ、プレートヒータ
のような接触型のヒータによるものであっても差支えな
い。また、熱風、蒸気等の吹付けによるものであっても
よく、要は熱効率が良く取扱性に勝れるものが好ましい
。

本発明におけるポリエステル糸条のオイリングは加熱装
置の前後いずれにても可能であるが、より好ましいのは
加熱ゾーンの下流第１引取ローラ迄の間である。給油方
式は周知のオイリングロラによる方法あるいは給油ガイ
ドによる方法等何であっても差支えない。

以下、本発明の代表的製糸プロセスを第１図に基づいて
説明する。第１図は本発明を実施するに好適な具体例を
示す概略製糸プロセスである。

図において、紡糸口金１より溶融吐出されたポリエステ
ル糸条ｙは紡糸口金下の加熱保温ゾーン２、冷却ゾーン
３を通って冷却された後、加熱シン４により再加熱され
る。

加熱ゾーン４を出た糸条ｙは給油ローラ５によってオイ
リングされるとともに再度冷却されるが、その後セパレ
ートローラ７を有する第１引取加熱ローラ６、セパレー
トローラ９を有する第２引取加熱ローラ８にそれぞれ巻
回されることによって改めて熱処理される。熱処理され
た糸条ｙは引続き冷ローラ１０により冷却された後巻取
機（図示せず）に巻き取られる。なお、この間任意の場
所において空気ノズルの使用により糸条ｙに交絡を付与
することもある。

［作用コ 本発明製糸プロセスにおいては充分な熱処理を付与する
ことにより高速のワンステップ製糸にも拘らず、強撚用
途にも展開可能な緻密な微細構造をポリエステル繊維に
与えることができる。

本プロセスの機構において特に注目すべきは第１引取ロ
ーラ前に設置した加熱ゾーンの役割である。このゾーン
の役割は一般に考えられているように、糸条に熱処理〜
結晶化を付与するのではなく、糸条の引伸し〜分子配向
を付与することにある。このため該加熱ゾーンの長さは
必ずしも特に長いものでなくても良いし、また該加熱ゾ
ーンの温度は必ずしも高くなくてもよい。

それにも拘らず本発明におけるポリエステル分子は該ゾ
ーンで引き伸し配列をうける結果、その後に引き続く２
個の加熱ローラに熱処理で糸揺れを起こすことなく充分
に加熱され巻き取ることができるのである。

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。

［実施例コ 固有粘度［η１が０−６４、艶消剤としてＴｉＯ２をｏ
−３ｗｔｘ含むポリエチレンテレフタレトを３００℃で
溶融し、直径が０．３鵬−の円孔を３６個有する口金よ
り毎分４８．３ｇの吐出量で押出しな、吐出フィラメン
トは先ず雰囲気３５０℃の口金上保温ゾーン（長さ２０
ＣＩ）通過した後、３０Ｃ■／ｓｅｃの横吹き冷却風に
より長さ８０Ｃ−にわたって冷却された。

次に走行フィラメントは樵々の温度に加熱されたスリ・
ソトヒータ（長さ８０Ｃ■、スリ・ント幅８−一）を通
過した後、オイリングローラによって給油された。引続
きフィラメントは１６０℃に加熱された第１引取ローラ
（周速４６００ｍ／分）の回りをそのセパレートローラ
を介して８ターンし、更に１８０℃に加熱された第２引
取ローラ（周速５８００ｍ／分）をそのセパレートロー
ラを介して８ターンした後、非加熱ローラを半ターンし
て冷却され、７５ｄｅ／　３６　ｆｉｌのマルチフィラ
メントとしてワインダ〜に巻き取られた。

以上の巻取糸についてスリットヒータの温度、製糸調子
特に第１引取ローラ上の糸揺れ、力学特性（強度及び伸
度）、潜水中の収縮率、熱収縮応力−温度曲線（カネボ
ウエンジニアリング社製；昇温速度）において熱応力が
ＭａＸになる温度及び密度を第１表に示す。

（以下余白） 第 表 第１表においてＮｏ、１．２はスリットヒータの温度が
低すぎるなめ、該加熱ゾーンでの分子引伸し効果は殆ど
認めることができない。このなめ第１引取ローラ上での
分子配向は未だ低く、加熱されることによって糸は若干
ながら伸長し大きな糸揺れが起こるためサンプリングが
不可能であった。

スリットヒータの温度が１００℃以上では、特に１５０
℃以上になると糸揺れが少なくなり充分な熱処理ができ
るようになった。

但し、スリットヒータ温度が２５０℃以上になるとポリ
エステルの融点に近づくため、単糸切れした際のフィラ
メントが溶解するため糸掛作業性が悪化した。

実施例のうちＮ０９３〜９のサンプリングはいずれも低
い潜水収縮率、高い熱応力ビーク温度、高い密度を有し
ており、緻密な繊維構造であることが示唆された。

［比較例］ 実施例Ｎｏ、　１のように加熱ゾーンを設けないか、あ
るいは設置しても温度が低い場合、糸揺れが大きくなる
。

従って、ここではスリットヒータを取り外し、かつ第１
引取ローラの温度を低温（８０℃）にして同様の実験を
行った結果を第２表に示す。

第２表 今回の場合、糸揺れは小さく抑えられるが、熱応力Ｍａ
Ｘ温度が低くなるなど緻密な繊維構造とはいえないこと
が示唆された。

［発明の効果］ 以上に説明の如く、本発明によれば高速のワンステップ
製糸法においても緻密な微細構造の繊維を安定して得る
ことができ、その結果得られるポリエステル糸の利用分
野を大幅に拡大することが可能にな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具体例を示す概略製
糸プロセスである。 １・・・−・・紡糸口金、 ２・・・・・・加熱保温ゾーン、 ３・・・・・・冷却ゾーン、 ４・・・・・・加熱ゾーン、 ６・・・・・・第１引取加熱ロ ア・・・・・・第２引取加熱口 ８−・・・・・冷ローラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紡糸口金より溶融吐出した糸条を一旦冷却した後、
   １００℃以上の非接触または／および接触式の加熱ゾー
   ンを通過させ、しかる後２個の加熱ローラを巻回するこ
   とによつて延伸または弛緩熱処理を施し、３０００ｍ／
   分以上の速度で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、巻取速度が５０００ｍ／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。