JPH05230710A - 熱可塑性重合体繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】特に、4000ｍ／分以上の高速にて糸条物を引き
取る繊維の製造方法に適し、高糸質で経時変化の少な
い、捲取形状の良好な糸条物が得られる熱可塑性重合体
繊維の製造方法を提供する。 【構成】一段延伸紡糸機の加熱筒状体の入口において、
糸条物の走行方向に対して逆方向に室温以上の気体を、
Ｖsp×0.045 ＞ Ｖair ＞Ｖsp×0.015 ( 但し、Ｖspは
糸条物の引き取り速度（ｍ／分）、Ｖair は気体噴射速
度（ｍ／秒))を満足する条件で噴射し、糸条物の走行に
伴う随伴気体が加熱筒状体に流入することをほぼ完全に
遮断し、加熱筒状体の温度低下を防止すると共に、加熱
筒状体に入る未延伸糸に傷等を付けることをなくし、均
一な延伸と熱処理を加熱筒状体の内部で安定に行い、紡
糸安定性を格段に向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性重合体繊維の製
造方法に関するものであり、更に詳しくは紡糸と延伸を
連続して行う一段溶融紡糸延伸方法による熱可塑性重合
体繊維の製造方法に関するものであり、特に４０００ｍ
／分以上の高速度で引き取られる糸条物の加熱、延伸及
び熱固定に際して効果的であり、実用に供し得る糸質及
び捲き形状の特に均一な糸条物を安定して生産できる熱
可塑性重合体繊維の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から熱可塑性重合体繊維の製造方法
として、熱可塑性重合体を紡糸口金より溶融紡糸してか
ら冷却固化せしめ低配向の未延伸糸を得た後に、該未延
伸糸をガラス転移温度以上に加熱し、該未延伸糸の走行
時における空気による抵抗を利用して延伸張力となし、
延伸する紡糸延伸方法が種々提案されている。

【０００３】これらの提案のほとんどは、高速で走行す
る未延伸糸にいかにして効率よく且つ均一に加熱処理を
施すか、また高速化に対応すべくいかにして安定に捲き
取るかという点に検討が絞られている。

【０００４】ところで、前述の一段紡糸延伸方法におけ
る糸条物の加熱方式としては、一般的に加熱筒状体が使
用される。しかし、加熱筒状体を単に加熱するだけで
は、糸条物との熱交換性が悪く多大な熱エネルギーを要
するという欠点を有している。

【０００５】加熱筒状体の温度効率の悪さは、加熱筒状
体に糸条が入る際に、糸条と共に加熱筒状体に随伴気流
が流入することにより、加熱筒状体の内部温度の低下や
加熱筒状体の内部温度の不均一性を招くことが原因であ
ると考えられている。

【０００６】加熱筒状体の温度の効率を上げる方法とし
ては、加熱筒状体の入口及び出口の面積を絞り込み、加
熱筒状体への随伴気流の流入を制御しようとする方法
が、例えば特開昭６２−６９８１６号公報に開示されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような方法を用い
て加熱筒状体の温度効率を上げるためには、入口及び出
口の開孔面積を極端に絞り込まなければ効果が期待でき
ないことや、特に加熱筒状体の入口の開孔部分を絞り込
むことにより、未延伸糸に対して、開孔部分の接触によ
り傷を付けやすく、以降の加熱筒状体中での延伸、熱処
理行程で傷の拡大と構造の乱れを生じる原因となり、最
終製品の性能を落とす原因ともなりかねない等の問題点
を有する。

【０００８】本発明は上述したごとき状況に鑑みなされ
たものであり、その目的は特に4000ｍ／分以上の高速に
て糸条物を引き取る繊維の製造方法に適し、高糸質で経
時変化の少ない、捲取形状の良好な糸条物が得られる熱
可塑性重合体繊維の製造方法を開発することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するための方法を鋭意検討した結果、熱可塑性重
合体を紡糸口金から溶融紡糸した後、一旦冷却固化して
から加熱筒状体中を走行させて延伸、熱処理を施したの
ちに捲き取るという一段延伸紡糸方法による熱可塑性重
合体繊維の製造方法にあって、前記加熱筒状体の、特に
入口の部分で糸の走行方向に対して逆方向に、特定の温
度と特定の速度の気体を噴射して、これを糸条物に接触
させるようにすると、高速、特に４０００ｍ／分以上の
高速にて糸条物を引き取る熱可塑性重合体繊維の製造方
法において糸質に優れ、経時変化の少ない、捲取形状の
良好な糸条物が得られることを見出し、本発明に至った
ものである。

【００１０】すなわち本発明の要旨とするところは、熱
可塑性重合体を紡糸口金より溶融紡糸してから、一旦、
冷却固化して糸条物となした後、引き続き、該糸条物を
加熱筒状体中を走行させることにより延伸、熱処理を施
し、しかる後に捲き取ることからなる熱可塑性重合体繊
維の製造方法において糸条物の走行方向に対して逆方向
に室温以上の気体を糸条に対して、下式（１）を満足す
る条件で噴射し、該気体を糸条に対して接触させること
を特徴とする熱可塑性重合体繊維の製造方法である。

【００１１】 Ｖsp×０．０４５＞Ｖ air＞Ｖsp×０．０１５ （１） ここに、Ｖsp は糸条物の引き取り速度（ｍ／分） Ｖair は気体噴射速度 （ｍ／秒） である。

【００１２】本発明は、加熱筒状体の入口において、糸
条物の走行方向に対して逆方向に室温以上の気体を上記
（１）式を満足する条件にて噴射することにより、糸条
物の走行に伴う随伴気体が加熱筒状体に流入することを
ほぼ完全に遮断して、加熱筒状体の温度低下が防止され
ると共に、加熱筒状体に入る未延伸糸に対して傷等を付
けるようなことがなくなり、均一な延伸と熱処理が加熱
筒状体の内部で安定して行うことを可能にし、紡糸安定
性を格段に向上させた点に特徴を有するものである。

【００１３】本発明を実施するにあたって、用いられる
熱可塑性重合体として種々の公知のものを使用すること
ができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート等のポリエステル類やポリエチ
レン、ポリプロピレンポリ４メチルペンテン１等のポリ
オレフィン類、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミ
ド類等が挙げられる。特に、ポリエチレンテレフタレー
トのようなポリエステル類は、本発明を実施するにあた
り好ましいものである。

【００１４】

【作用】先ず、紡糸口金より溶融紡糸された糸条物は、
冷却装置により一旦冷却された後、加熱筒状体の入口で
内部中心に向けて斜め上方に噴射される噴射気体に接触
してから加熱筒状体の内部を通過する。この入口には前
述のごとく糸条物の走行方向とは逆方向に積極的に気体
流が流れるため、糸条物の走行に随伴して入口に入ろう
とする外気の侵入が阻止される。加熱筒状体の内部に導
かれた糸条物は、内部で延伸され、熱処理を受ける。し
かる後、糸条物は従来法と同じく糸集束ガイドとオイリ
ング装置を経て、ゴデットローラーを介して捲き取り装
置にて捲き取られる。

【００１５】上述のごとく加熱筒状体の糸条入口におい
て内部中心に向けて斜め上方に噴射される噴射気体は、
同入口の内部を上方に所定の距離流れる途中で加熱筒状
体の側方に放出される。こうして流れる途中で加熱筒状
体の側方に放出されない場合には、糸条物の走行方向に
対して逆方向の気体流の影響を長く受けことになり、糸
揺れ等の発生、糸条が傷付く等の悪影響を受ける。

【００１６】気体の噴射速度が、Ｖsp×０．０１５未満
では延伸張力の増大が達成されにくく、またＶsp×０．
０４５以上では延伸張力が不足して、均一な製品を得る
ことができなくなる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき具体的
に説明する。図面は本発明を実施するための装置例を模
式的に示しており、図１は一段延伸紡糸法の工程全体の
概略を示し、図２は本発明に使用する加熱筒状体の縦断
面図である。

【００１８】図１により、本発明方法の全体工程を説明
すると、先ず紡糸口金１より溶融紡糸された糸条物２
は、冷却装置３により該糸条物２を構成する重合体のガ
ラス転移温度以下に一旦冷却された後、後述する空気噴
射装置Ａが取り付けられ、糸通し用のアスピレーター及
び絞り装置Ｂを有する加熱筒状体４の内部を通過させる
加熱筒状体４の内部に導かれた糸条物２は、内部で延伸
され、熱処理を受ける。しかる後、糸条物２は糸集束ガ
イド５とオイリング装置６を経て、２個のゴデットロー
ラー７，８を介して、捲き取り装置９にて捲き取られ
る。

【００１９】上記加熱筒状体４は、図２に示すごとく糸
条入口部に空気噴射装置Ａを有すると共に、同空気噴射
装置Ａの下方に連続して糸通し用アスピレーター及び絞
り装置Ｂを有する全体形状が略筒状をなしている。

【００２０】前記空気噴射装置Ａは本体の中心線に対し
て所定の角度θをもたせた上向き傾斜の噴射流体導入孔
１０が放射状に複数個形成されており、また該噴射流体
導入孔１０の上部には所定の間隔をおいて略水平に延び
る噴射流体排出孔１１が同じく放射状に複数個形成され
ている。噴射気体は、前記噴射流体導入孔１０から空気
噴射装置Ａの内部中心に向けて斜め上方に噴射され、同
空気噴射装置Ａの内部を所定の距離流れた後に前記噴射
流体排出孔１１を通って外部に放出される。この噴射流
体排出孔１１が無いと、糸条物の走行方向に対して逆方
向の気体流の影響を長く受け、糸揺れ等の発生を招き、
糸条に傷を付ける等の悪影響を受けることになる。

【００２１】気体の噴射速度が、Ｖsp×０．０１５未満
では延伸張力の増大が達成されにくく、またＶsp×０．
０４５以上では延伸張力が不足して、均一な製品を得る
という目的から遠くかけ離れたものとなる。

【００２２】気体噴射用の気体としては、コスト等の面
から空気が好ましい。更に、噴射流体導入孔１０及び噴
射流体排出孔１１は０．１〜２ｍｍ程度の直径を有する
ものが好ましく、気体温度は室温からガラス転移温度領
域のものでよい。

【００２３】更に、噴射流体導入孔１０と糸条物２のな
す角度θは、３０°以下好ましくは１５°以下とする必
要がある。角度θが３０°より大きいと、糸条物２を構
成している単繊維同士の交絡が顕著となり、延伸張力の
増大に対してはマイナス方向に働き好ましくない。

【００２４】実施例、比較例の各特性のうち結晶化度
（Ｘｃ）、結晶配向度（Ｆｃ）、Δｎ、強伸度等は以下
の方法によって行った。

【００２５】「結晶化度（Ｘｃ）」ｎ−ヘプタンと四塩
化炭素との混合液を使用し、密度勾配管法により、３０
℃で測定した密度（ρobs ）を用いて（２）式から計算
した。

【００２６】 １／ρobs ＝（Xc／1.455 ）＋((1-Xc) ／1.335 ） （２） ここに、１．４５５、１．３３５は結晶の密度と非晶の
密度を示す。

【００２７】「結晶配向度（Ｆｃ）」広角Ｘ線回析装置
を使用して、Ｘ線発生用の対陰極として、Ｃｕを用い、
Ｎｉフィルターで濾波したＣｕＫα線（波長＝１．５４
１８Å）を繊維に照射し、得られる散乱角（２θ）１
７．６°の方位角方向に走査した時の散乱Ｘ線強度分布
の半価幅（Ｈ_1/2 ）を（３）式に代入して求めた。

【００２８】 Ｆｃ（％）＝１００×（１８０−Ｈ_1/2 ）／１８０ （３） 「Δｎ」偏光顕微鏡にセナルモ型のコンペンセーターを
取付、繊維のリタデーションを測定し、測微計で測定し
た繊維直径からΔｎに換算した。

【００２９】「強伸度」単繊維をインストロン型の引張
り試験器で試料長２ｃｍ、引張り速度２ｃｍ／ｍｉｎ．
で試験し、得られた荷重−伸張曲線より強度、伸度を求
めた。

【００３０】なお、測定に先立って、単繊維のデニール
を市販のデニール測定装置（オリエンテック（株）デニ
ロ・コンピューター）で測定した。

【００３１】（実施例）固有粘度［η］＝０．７２のポ
リエチレンテレフタレートを使用し、図１に示す工程に
て２８８℃で溶融し、孔数３６個、孔径が０．２５ｍｍ
の紡糸口金より１孔当たり０．９３ｇ／分の割合となる
ように吐出溶融紡糸した糸条物を冷却装置により２０
℃、０．５ｍ／秒の冷却風によりガラス転移温度以下に
冷却した後、該糸条物を図２に示す加熱筒状対中に走行
させた。加熱筒状体は、入口の口径２０ｍｍで、上述の
空気噴射装置Ａと同様の構造である。発熱帯の設定温度
は１８０℃で、出口は１０ｍｍの径を有するアスピレー
ター装置が取り付けられた長さ１．５ｍの筒状体であ
る。空気噴射装置Ａの噴射流体導入孔（噴射角θは、走
行糸条に対して１５°）から２０℃の空気を走行糸条に
局所的に噴射した。この噴射空気は噴射流体排出より外
部に放出される。表１に示すごとく空気噴射速度を種々
変化させて実験を行った。加熱筒状体を出た糸条は、オ
イリング装置及び集束ガイドを経て１組のゴデットロー
ラーにより４０００ｍ／分の速度で引き取られ、捲き取
り装置により約５ｋｇの重量になるまで捲き取った。

【００３２】得られた糸条の角繊維特性値と捲取時のボ
ビンの形状を目視して評価した状態を表１に示す。

【００３３】（比較例）空気の噴射速度を請求項に記載
される条件から除外して実施した以外は実施例１と全く
同様の実験を行った。結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
によれば加熱筒状体の入口部において糸条の走行方向と
は逆方向の空気を特定の速度で噴射することにより、加
熱筒状体に導入される糸条に随伴する随伴空気流を制御
することができ、加熱筒状体の内部温度を高位に保持す
ることができるため、糸条と加熱筒状体の間で効率的な
熱交換が発揮され、糸条の構造固定の高効率化が達成さ
れ、捲き取られた後の糸条の安定性にも優れた効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱可塑性重合体繊維の製造工程の概要
を示す全容図である。

【図２】同方法に使用する加熱筒状体の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 紡糸口金 ２ 糸条物 ３ 冷却装置 ４ 加熱筒状体 ５ 糸集束ガイド ６ オイリング装置 ７，８ ゴデットローラー ９ 捲き取り装置 １０ 噴射流体導入孔 １１ 噴射流体排出孔 Ａ 空気噴射装置 Ｂ アスピレーター部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性重合体を紡糸口金より溶融紡糸
   してから一旦冷却固化して糸条物となした後、引き続き
   該糸条物を加熱筒状体を走行させることにより延伸処理
   並びに熱固定処理を施し、しかる後捲き取ることからな
   る熱可塑性重合体繊維の製造方法において、加熱筒状体
   の入口から糸条物の走行方向に対して、逆方向に室温以
   上の気体を下記（１）式を満足する条件で噴射し、該気
   体を糸条物に接触させることを特徴とする熱可塑性重合
   体繊維の製造方法。 Ｖsp×０．０４５＞ Ｖair ＞Ｖsp×０．０１５ （１） 但し、Ｖsp は糸条物の引き取り速度（ｍ／分） Ｖair は気体噴射速度 （ｍ／秒）