JPH05302210A - ポリエステル高収縮繊維の製造方法 - Google Patents

ポリエステル高収縮繊維の製造方法

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JPH05302210A
JPH05302210A JP12674192A JP12674192A JPH05302210A JP H05302210 A JPH05302210 A JP H05302210A JP 12674192 A JP12674192 A JP 12674192A JP 12674192 A JP12674192 A JP 12674192A JP H05302210 A JPH05302210 A JP H05302210A
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JP
Japan
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yarn
spinning
polyester
heating
shrinkage
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JP12674192A
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Hideo Sakakura
秀夫 坂倉
Masaaki Yamamoto
正昭 山本
Kazuhiro Shiozaki
一広 塩崎
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高収縮ポリエステル繊維の製造。 【構成】 固有粘度[η]が、0.65以上でイソフタ
ル酸が6.0〜10.0モル%共重合された主たる繰返
し単位がエチレンテレフタレートからなるポリエステル
重合体を溶融紡糸し、一旦ガラス転移点以下の温度に冷
却した紡出糸条を、紡糸口金と引取りローラーとの間に
設けた加熱域内部温度が150〜170℃の円筒状加熱
体を通しつつ加熱延伸して、4500m/分以上の速度
で巻取る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流体処理などによる混
繊嵩高糸や潜在捲縮糸を得る際、高収縮成分として好適
な高収縮応力を有するポリエステルフィラメントの製造
方法に係り、さらに詳しくは、直接紡糸延伸法により従
来の2工程延伸糸と同等の収縮特性を有するポリエステ
ルフィラメントの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から2本以上の糸条を用いて流体処
理、あるいは合糸により嵩高糸や潜在捲縮糸を得ること
は広く用いられた技術であり、その特徴をより大きくす
るために混繊する原糸の少なくとも1成分を沸水収縮率
の大きい原糸とすることが知られている。高収縮繊維の
製造法としては延撚工程において熱セットを施さない方
法あるいは低延伸倍率を用いることが公知となってい
る。
【0003】また、加工工程の高速化に対応した高温熱
処理により、加工準備工程で潜在収縮応力が発現しきっ
てしまうため、染色仕上工程での熱処理では目的とする
収縮力が発現せず、いわゆるヘタリのある布帛しか得ら
れないという問題点が指摘された。その対策としてポリ
エチレンテレフタレートを重合する際、第三成分とし
て、イソフタル酸やビスフェノールAジエチレングリコ
ール付加物等を共重合したポリエステルを使用した高収
縮糸が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】イソフタル酸のような
非対称分子をポリマー中に共重合した共重合ポリエステ
ルは、結晶化速度が低く高次構造形成速度が遅い。従っ
て、このようなポリマーを繊維化した場合、繊維中に構
造歪が残りやすく、熱による緩和も進みにくい。染色仕
上工程での熱処理により必要とする収縮力が発現する理
由はこの特性に因るものである。
【0005】一方、このような熱収縮特性を有する共重
合ポリエステルを使用した高収縮糸を、直接紡糸延伸法
により製造しようとした場合、巻取速度を7000m/
分以上に高める超高速紡糸領域においては、紡糸口金か
ら紡出され超高速で引取られる際、紡出糸には配向結晶
化が起こり、収縮率は低下して高収縮糸を得ることは困
難である。
【0006】本発明は、前記問題点を解決するものであ
り、イソフタル酸共重合ポリエステルを使用し、紡糸工
程内に加熱装置を導入したスピンラインヒーティング紡
糸法において、その加熱温度と紡糸巻取速度の適正化を
図ることにより、従来の2工程延伸糸と同等の布帛収縮
率10%以上、沸水収縮率12%以上のレベルの収縮特
性を有するポリエステル繊維を製造することを目的とし
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、固有年度[η]が、0.65以上で、イソフタル
酸が6.0〜10.0モル%共重合された主たる繰返し
単位がエチレンテレフタレートからなるポリエステル重
合体を溶融紡糸し、一旦ガラス転移点以下の温度に冷却
した紡出糸条を、紡糸口金と引取りローラーとの間に設
けた内部温度が150〜170℃の円筒状加熱体を通し
つつ加熱延伸して、4500m/分以上の速度で巻取る
ことを特徴とするポリエステル高収縮繊維の製造方法に
ある。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
用いるポリエステル重合体は、イソフタル酸が共重合さ
れた主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートである
ポリエステル重合体である。イソフタル酸を共重合した
ポリエステルポリマーから製造されたポリエステル高収
縮繊維が、イソフタル酸を共重合していない通常のポリ
エステルポリマーから製造されたポリエステル高収縮繊
維に比べ、より高温の処理温度においてもより高い収縮
量が残存することは、特公平2−104722号公報に
詳細に説明されている。
【0009】イソフタル酸の共重合量については、本発
明で採用するスピンラインヒーティング紡糸技術では、
6.0〜10.0モル%が適正範囲であり、更に好まし
くは7.0〜9.0モル%である。イソフタル酸の共重
合量が6.0モル%未満の場合は、目的とする高温側で
高い収縮量が残存する高収縮繊維は得られない。ここで
いう残存収縮率とは、後述する評価法で測定した布帛収
縮率であり、布帛収縮率が10%以上であることを目的
とする。イソフタル酸の共重合量が10モル%を越える
場合は、繊維中の構造歪みが大きく高速巻取直後、構造
歪みの解放による応力緩和により巻取パッケージの端面
から膨らみ安定な巻取りが難しい。
【0010】本発明を実施するに当り好適に用いられる
直接紡糸延伸装置の一例を図1に示す。図1において、
溶融紡糸口金(1)から溶融紡出された紡出糸条(2)
は、冷却装置(3)によって冷却後、円筒状加熱体
(4)によって形成される加熱域へ導入され、ここで加
熱延伸された後、紡糸油剤付与装置(5)により集束及
び油剤処理が施され、一対の引取りローラー(6)、
(7)を経た後、巻取機(10)で巻取られる。一対の
引取りローラー(6)、(7)の間には、エアー交絡装
置(8)、非接触型熱緩和装置(9)が配設され、糸条
に交絡処理を施すとともに巻形状の安定化が図られる。
【0011】本発明では紡出直後の糸条(2)は、冷却
風吹付け、あるいは空冷のような通常の冷却装置(3)
によりポリエステル重合体のガラス転移温度以下に一旦
冷却される。この冷却をしないで糸条を直接円筒状加熱
体(4)に導いた場合は加熱域中における加熱延伸が不
十分となり満足しうる糸質を得ることができない。紡出
された糸条の冷却方法は、室温の空気を吹き込むことに
よって行なうが、横吹き方式、円周クエンチ方式のいず
れであってもよい。
【0012】次いで糸条を円筒状加熱体(4)に導入
し、糸条を取り囲む流体との走行摩擦抵抗によって生じ
る糸引き力の作用で延伸するが、この加熱域の加熱条件
により、配向・結晶化の挙動が支配され製品となるべき
糸条の特性が決定される。本発明における加熱域を形成
する円筒状加熱体(4)としては、糸条の非接触加熱装
置で、特に糸条走行方向との直行断面が円形である加熱
面をもつ加熱装置であり、円周方向に配列した加熱面の
中心を走行する糸条は均一に加熱される。また、円筒状
加熱体(4)の内径は、走行する糸条が内壁に接触する
ことなく、また走行する糸条への熱付与を十分に行なえ
る内壁面積を確保できる20mm以上が必要である。内
径が20mm未満では、運転中の糸揺れから糸条と内壁
面とが接触し、局部的な加熱斑・糸切れが生じる。この
ことから、内径はできる限り大きい方が好ましいが、エ
ネルギーコスト面・設備設計上の制約等から、40mm
以下が好ましい。
【0013】加熱域内部の温度分布は、円筒状加熱体
(4)内を走行する糸条の均一な延伸と結晶化に対し重
要なポイントであり、円筒長、設定温度、高速走行糸条
とともに円筒状加熱体へ流入する低温随伴流の風量によ
り決定される。本発明では、高収縮糸を得るため糸条の
熱処理温度は低めに設定する必要があり、生産設備にお
ける多数の円筒間の熱処理効果のバラツキを抑えること
が生産技術として重要である。加熱域出口ガイド(1
1)径を8〜14mmに狭窄することにより、高速走行
糸条とともに円筒状加熱域へ流入する低温随伴流を軽減
し、円筒間の内部温度のバラツキを軽減し、糸条間の品
質変動を抑え得る。加熱域出口ガイド(11)径が8m
m未満の場合は、加熱域内部への糸条の導入に際して作
業性が悪く、糸条と加熱域出口ガイド(11)との接触
に起因する染品位の悪化等が問題となる。一方、14m
mを越える場合には、加熱域内部へ流入する低温随伴流
が大きく、延伸に必要な温度が十分確保できず染斑が発
生したり、円筒状加熱体間で収縮率、染色レベルにバラ
ツキが発生する。
【0014】円筒状加熱体長については、1.0〜2.
0mに設定する。円筒長が1.0m未満の場合、糸条は
十分な加熱が達成されず、延伸斑による染斑が発生し、
円筒長が2.0mを超える場合は、紡糸中の糸張力が必
要以上に上昇し繊維内部構造の歪みが大きく安定な巻取
が困難となる。このように設計された円筒状加熱体内部
は、糸条走行中の雰囲気温度が150〜170℃になる
ように設定する。雰囲気温度がこれより低い場合は、延
伸斑が発生し、逆にこの温度が高すぎる場合は、目的と
する収縮レベルの高収縮糸は得られない。
【0015】紡糸巻取速度と得られる原糸の収縮率の関
係は、円筒状加熱体内部の温度を一定とした場合、紡糸
巻取速度の上昇とともに収縮率は高くなり、延伸斑が発
生する温度範囲も低温側にシフトする。即ち、前述のよ
うに寸法・形状を設定した円筒状加熱体を使用し、紡糸
巻取速度を4,500m/分以上の高速にすることで、
延伸斑が発生することなく目的とする沸水収縮率が12
%以上、布帛収縮率が10%以上である高収縮糸が得ら
れる。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。 [実施例1〜3][比較例1〜3] イソフタル酸共重合量を0〜12モル%の範囲で種々変
更した[η]が0.69〜0.70の範囲にある共重合
ポリエチレンテレフタレートを、図1に示す装置を用い
て直接紡糸延伸した。紡糸口金(1)は直径0.25m
mの孔を36個有するものを用い、得られる延伸糸の繊
度が75デニールとなるような吐出量で紡糸温度285
℃で紡出した。紡出糸条の冷却は横吹き型冷却装置
(3)を使用し、25℃、65RH%に調整された空気
を0.5m/秒の速度で1.0mの長さにわたって吹付
け、糸条の温度を80℃以下に冷却した。冷却された糸
条を冷却装置(3)と引取りローラー間(6)に設置さ
れた円筒状加熱体(4)に導入し、円筒状加熱体内で延
伸した後、ガイドオイリング方式(5)により油剤を付
与、引き続き2個対の引取りローラー(6),(7)を
介して5,000m/分で巻取った。2個の引取りロー
ラー間にはエア交絡装置(8)を設置しエアー圧4kg
/cm2 で交絡処理を施した。
【0017】加熱装置(4)は内径28mm、長さ1.
5mの円筒断面仕様とし、円筒状加熱体の出口ガイド
(11)径は10mm、加熱域内部温度は160℃に設
定した。非接触型熱緩和装置(9)は350℃で使用し
た。得られた原糸75デニール36フィラメントの糸物
性を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】得られた原糸の各物性は次のように測定し
た。 [η] :0.28/40mlの濃度でポリマーをフ
ェノール/テトラクロロエタン(重量比50/50)混
合溶媒液中に溶解し、25℃で測定 強度・伸度:島津製オートグラフ「SD−100C特
形」 試長=20cm、引張速度=20cm/min BWS :綛法、試長=1m×10回巻cm、測定荷
重=0.03g/d 100℃×30分沸水処理した後、収縮率を測定。
【0020】また、表1に示された布帛収縮率は以下の
方法で評価した。試料を0.2g/dの張力下、120
℃に設定した加熱体に0.2秒間接触させて熱セットし
た後、SD 50d/18fを39.5本/cmの密度
に配した経糸に20本/cmの密度で緯糸として打ち込
む。こうして得られた生機の緯糸方向に50cm間隔の
印を2ケ所明記し120℃の沸水中で60分間フリー精
練した。該精練反を充分風乾した後、前述の印の間隔を
再度測定し、次式により布帛収縮率とした。 布帛収縮率(%)=[50cm−(精練後の間隔)c
m]/50cm×100
【0021】[実施例4〜7][比較例4〜7」 イソフタル酸を8モル%共重合した[η]が0.69の
ポリエチレンテレフタレートポリマーを用いて実施例1
と同じ紡糸条件で製造した未延伸糸を、実施例1と同じ
円筒状加熱体に導入し、表2に示すような紡糸巻取速度
と加熱域内部温度の組合せで直接紡糸延伸した。得られ
た原糸75デニール36フィラメントの糸物性を表2に
示す。
【0022】紡糸巻取速度と加熱域内部温度に対する沸
水収縮率の相関を図2に示す。図2から明らかなよう
に、加熱域内部温度を一定とした場合、紡糸巻取速度の
上昇とともに沸水収縮率は上昇し、延伸斑が発生する温
度範囲は低温側にシフトしている。即ち、(高紡糸速度
+比較的低温加熱)領域に目的とする高収縮糸を製造す
る適正条件が存在している。
【0023】図2に於て○△等の記号は次のことを意味
する。 ○:加熱域内部温度150℃染品位良好 ●:加熱域内部温度150℃染品位不良 △:加熱域内部温度160℃染品位良好 黒三角:加熱域内部温度160℃染品位不良 □:加熱域内部温度170℃染品位良好 ■:加熱域内部温度170℃染品位不良 ☆:加熱域内部温度180℃染品位良好 ★:加熱域内部温度180℃染品位不良
【0024】
【表2】
【0025】表1,2における染品位、巻取安定性(巻
形状)の総合評価の判定基準は次の通りである。 染品位 ○:実用上問題なし ×:濃淡むらが目立つ 巻取安定性○:形状、工程通過性とも良好 △:形状は不良であるが、工程通過性は問題なし ×:形状が不良のため、工程通過性不良 総合評価は、布帛収縮率、染品位及び巻取安定性で判定
した。○〜△以上は生産条件として許容できる範囲であ
る。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、直接紡糸延伸法により
従来の2工程延伸糸と同等の収縮特性を有するポリエス
テルフィラメントを安価に製造することが可能となっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための装置の全体を示す概要
図である。
【図2】糸条の巻取速度と加熱温度に対する沸水収縮率
の関係を示すグラフである。
【符号の説明】 1 紡糸口金 2 紡出糸条 3 冷却装置 4 円筒状加熱体 6,7 引取ローラー 9 非接触型熱緩和装置 10 巻取機 11 加熱域出口ガイド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固有粘度[η]が、0.65以上で、イ
    ソフタル酸が6.0〜10.0モル%共重合された主た
    る繰返し単位がエチレンテレフタレートからなるポリエ
    ステル重合体を溶融紡糸し、一旦ガラス転移点以下の温
    度に冷却した紡出糸条を、紡糸口金と引取りローラーと
    の間に設けた加熱域内部温度が150〜170℃の円筒
    状加熱体を通しつつ加熱延伸して、4500m/分以上
    の速度で巻取ることを特徴とするポリエステル高収縮繊
    維の製造方法。
  2. 【請求項2】 内径が20〜40mm、円筒長が1.0
    〜2.0m、加熱域出口ガイド径が8〜14mmである
    円筒状加熱体を通すことを特徴とする請求項1のポリエ
    ステル高収縮繊維の製造方法。
JP12674192A 1992-04-20 1992-04-20 ポリエステル高収縮繊維の製造方法 Pending JPH05302210A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101781812A (zh) * 2010-03-13 2010-07-21 浙江理工大学 连续聚合直纺阳离子可染高收缩聚酯长丝的制备方法
CN105350097A (zh) * 2015-09-30 2016-02-24 海盐海利环保纤维有限公司 一种利用再生聚酯瓶片生产超粗旦扁平再生聚酯长丝的方法

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