JPH0617317A - Production of polyester fiber - Google Patents
Production of polyester fiberInfo
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- JPH0617317A JPH0617317A JP34524291A JP34524291A JPH0617317A JP H0617317 A JPH0617317 A JP H0617317A JP 34524291 A JP34524291 A JP 34524291A JP 34524291 A JP34524291 A JP 34524291A JP H0617317 A JPH0617317 A JP H0617317A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はポリエステル繊維の高速
紡糸方法による製造方法に関し、さらに詳しくはホット
チューブ延伸紡糸法によって優れた物性を有するポリエ
ステル繊維を製造する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a polyester fiber by a high speed spinning method, and more particularly to a method for producing a polyester fiber having excellent physical properties by a hot tube draw spinning method.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリエステル繊維、特にポリエチレンテ
レフタレート繊維は、耐熱性、耐薬品性および力学的特
性などに優れているので、衣料用途や産業用途に広く利
用されている。単糸デニールが2〜3デニール程度の通
常の衣料用ポリエステル繊維は、溶融したポリエステル
を紡糸口金から繊維状に押し出し、1000〜3500
m/分の引き取り速度で一旦巻き取り、次いで延伸、熱
セットなどを行なう紡糸・延伸の二工程を経て製造され
ている。2. Description of the Related Art Polyester fibers, particularly polyethylene terephthalate fibers, are widely used for clothing and industrial applications because of their excellent heat resistance, chemical resistance and mechanical properties. A typical polyester fiber for clothing having a single yarn denier of about 2 to 3 denier is formed by extruding a melted polyester into a fibrous form from a spinneret and then forming a fiber of 1000 to 3500.
It is manufactured through a two-step process of once winding at a take-up speed of m / min, and then spinning and drawing in which drawing and heat setting are performed.
【0003】近年、引き取り速度を4000m/分以上
にすることにより、延伸工程を通さなくとも十分実用特
性を満足し得る繊維を得ることが可能な高速紡糸方法が
生産性向上を目的として、開発され実用化されてきた。
この高速紡糸方法には、紡糸口金から溶融紡出した糸条
を再加熱することなく直接5000m/分以上で引き
取る超高速紡糸法、一旦冷却固化した後、ホットチュ
ーブのような加熱雰囲気で繊維を再加熱しながら延伸熱
処理し4000m/分以上で引き取るホットチューブ延
伸紡糸法、第1引き取りロールで引き取った後、第2
引き取りロールとの間で延伸し3000m/分以上で引
き取る直接紡糸延伸法などがある。これらの高速紡糸方
法では、従来の延伸工程が不要となることによる設備の
簡素化・省スペ−ス・省エネルギ−・必要人員の削減等
コストの軽減が期待され、さらに引き取り速度が大幅に
向上するので、生産性の著しい向上も見込まれる。In recent years, a high-speed spinning method has been developed for the purpose of improving productivity, in which a fiber which can sufficiently satisfy practical characteristics can be obtained without passing through a drawing process by setting a take-up speed to 4000 m / min or more. It has been put to practical use.
This high-speed spinning method includes an ultra-high-speed spinning method in which the yarn spun from the spinneret is directly drawn at 5000 m / min or more without reheating, and after being cooled and solidified, the fiber is heated in a heating atmosphere such as a hot tube. Stretching heat treatment while reheating, hot tube stretching and spinning method to take off at 4000 m / min or more, after taking up with the first take-up roll, then the second
There is a direct spinning drawing method in which drawing is performed between the drawing roll and a drawing roll and the drawing is performed at 3000 m / min or more. These high-speed spinning methods are expected to reduce costs such as equipment simplification, space saving, energy saving, and reduction of required personnel by eliminating the need for the conventional drawing process, and the take-up speed is greatly improved. Therefore, it is expected that productivity will be significantly improved.
【0004】このうち、ホットチューブ延伸紡糸法は超
高速紡糸法と比較すると、口金直下での糸速の急激な変
化が起こらないため糸切れが少なく、また、これまでの
紡糸・延伸の二工程を経た延伸糸とほぼ同等な物性を有
する繊維が得られる等の利点がある。Of these, the hot tube draw-spinning method does not cause a rapid change in the yarn speed immediately below the spinneret as compared with the ultra-high-speed spinning method, resulting in less yarn breakage, and the conventional two-step spinning / drawing process. There is an advantage that a fiber having substantially the same physical properties as that of the drawn yarn after passing is obtained.
【0005】また、直接紡糸延伸法との比較でも、ロー
ルの本数を少なくすることが可能である、加熱ロールを
使用する必要がない等の点から、低コストで製造できる
利点がある。Also, compared with the direct spinning and drawing method, there is an advantage that the number of rolls can be reduced and the use of heating rolls is not necessary, and the production can be performed at low cost.
【0006】このようにホットチューブ延伸紡糸法は、
高速紡糸方法において優れた紡糸法であるといえる。し
かし、生産性の向上を一層図るために引き取り速度を上
げて行くと、ホットチューブ延伸紡糸法では、加熱帯域
の上方で高速紡糸特有のネッキング変形が起こるように
なり、加熱帯域入口の糸条速度が急激に高くなることが
明らかとなった。このため糸切れが多発するようになり
製糸性が著しく低下し、生産性は向上するどころかかえ
って低下する。As described above, the hot tube draw spinning method is
It can be said that this is an excellent spinning method in the high-speed spinning method. However, when the take-up speed is increased to further improve productivity, necking deformation peculiar to high-speed spinning occurs above the heating zone in the hot tube draw spinning method, and the yarn speed at the inlet of the heating zone is increased. It has become clear that is rapidly increasing. For this reason, yarn breakage frequently occurs, and the yarn formability is remarkably deteriorated, and productivity is reduced rather than improved.
【0007】また、引き取り速度を上げていった結果と
して、加熱帯域入口での糸条速度が4500m/分以上
になると、冷却過程での配向結晶化が進行するので超高
速紡糸法で得られる繊維構造に似たものとなり、従来の
延伸糸と同等の物性が得られるというホットチューブ延
伸紡糸法の利点はほとんどなくなってしまうのである。Further, when the yarn speed at the inlet of the heating zone becomes 4500 m / min or more as a result of increasing the take-up speed, oriented crystallization proceeds in the cooling process, and thus the fiber obtained by the ultrahigh-speed spinning method. The structure becomes similar to that of the conventional drawn yarn, and the advantage of the hot tube draw-spinning method that the physical properties are obtained is almost eliminated.
【0008】そうした理由から、現在採用されている4
500〜5500m/分程度の引き取り速度を越えてホ
ットチューブ延伸紡糸法で紡糸することは難しく、技術
障壁の一つとなっていた。For this reason, the currently adopted 4
It has been difficult to spin by a hot tube stretch spinning method over a take-up speed of about 500 to 5,500 m / min, which has been one of the technical barriers.
【0009】このホットチューブ延伸紡糸法を用いて、
引き取り速度を6000m/分以上に高速化した例とし
ては、いくつか挙げられる。特開昭51−147613
号公報は糸条を分割して随伴気流を分離し、さらに延伸
倍率を低く抑えて加熱帯域入口速度を高くすることによ
り、加熱帯域に入る糸の張力を高めて糸揺れや糸道の乱
れを極力押さえようとしたものである。このため該公報
では、6000m/分の引き取り速度の場合、加熱帯域
入口速度を4500m/分以上、すなわち約4600m
/分〜5700m/分にするとしている。通常のホモポ
リエチレンテレフタレートを本プロセスに適用した場合
には、加熱帯域入口速度はこの程度になるのが普通であ
り、この速度では実質的にネッキングが加熱帯域の上方
で起こってしまい、前述したように、従来の延伸糸に類
似した物性が得られないばかりでなく、かえって糸切れ
が多発し製糸性が低下してしまうのである。これらの挙
動は前記したようにホモポリエチレンテレフタレートの
本質的な問題であり、製糸条件の変更では克服すること
は困難である。By using this hot tube draw spinning method,
There are several examples in which the take-up speed is increased to 6000 m / min or more. JP-A-51-147613
In the gazette, the yarn is divided to separate the entrained airflow, and the draw ratio is kept low and the heating zone inlet speed is increased to increase the tension of the yarn entering the heating zone to prevent the yarn shaking and the disorder of the yarn path. I tried to hold it down as much as possible. Therefore, in this publication, when the take-up speed is 6000 m / min, the heating zone inlet speed is 4500 m / min or more, that is, about 4600 m.
/ Min to 5700 m / min. When normal homopolyethylene terephthalate is applied to this process, the heating zone inlet speed is usually at this level, and at this rate, necking substantially occurs above the heating zone, and as described above, In addition, not only the physical properties similar to those of the conventional drawn yarn cannot be obtained, but also the yarn breakage frequently occurs and the yarn-forming property is deteriorated. These behaviors are essential problems of homopolyethylene terephthalate as described above, and it is difficult to overcome them by changing the spinning conditions.
【0010】また、特公昭58−3049号公報では紡
糸口金直下にポリマーの融点以上の高温の加熱帯域を設
け、糸条の冷却および再加熱温度を管理することによっ
て、6000m/分以上で引き取ることを提案してい
る。しかし、この方法では温度の異なる二つの加熱帯域
が必要なことから二つの加熱装置を必要とするので装置
が大がかりで、かつ複雑なものとなる。また、口金面に
生じる汚れを除去する口金修正作業や保守管理などが煩
雑となる。さらに、口金直下の雰囲気がかなりの高温と
なっているため、吐出されるポリマからの分解物などの
昇華が激しくなり、口金面の汚れや糸条の長手方向や単
糸間の均一性の低下を招く。またこの方法では、再加熱
処理をフィラメント集束後に行うため、単糸間で熱のか
かり方が不均一となり易く、熱処理斑が発生しやすい。
このように、これまでのホットチューブ延伸紡糸法の高
速化は紡糸方法を変更することによってのみ検討されて
おり、積極的に紡糸されるポリエステル成分を変更する
ことによって高速化を試みたものは少なく、またその改
善効果は十分なものではなかった。Further, in Japanese Patent Publication No. 58-3049, a heating zone at a temperature higher than the melting point of the polymer is provided directly under the spinneret, and the cooling and reheating temperatures of the yarn are controlled so that the yarn can be collected at 6000 m / min or more. Is proposed. However, this method requires two heating devices because two heating zones having different temperatures are required, and thus the device is large and complicated. Further, the modification work for removing the dirt generated on the surface of the mouthpiece and the maintenance management become complicated. In addition, since the atmosphere directly under the spinneret is extremely hot, the sublimation of decomposed products from the discharged polymer becomes violent, which causes dirt on the spinneret surface and deterioration of the longitudinal direction of the yarn and the uniformity between single yarns. Invite. Further, in this method, since the reheating treatment is performed after the filaments are bundled, the heat applied between the single yarns is likely to be non-uniform, and heat treatment unevenness is likely to occur.
As described above, the speedup of the hot tube stretch-spinning method up to now has been studied only by changing the spinning method, and few have tried to speed up by actively changing the polyester component to be spun. Moreover, the improvement effect was not sufficient.
【0011】一方、超高速紡糸法においては、ポリエス
テル成分を変更による高速化の試みとして、ポリエステ
ルにパラオキシ安息香酸を共重合する方法(特開昭59
−47423号公報)、ポリメチルメタクリレートなど
の重合体を添加する方法(特開昭62−21817号公
報)、またビス(4−カルボキシフェノキシ)エタンを
共重合する方法(特開昭63−190015号公報)な
どが提案されている。しかしながら、これらの方法は製
糸性の面において極めて短時間で数回の糸切れを生じた
り少量の製品巻き取りの間に糸切れが生じるなど、長時
間の安定な生産を確保するという観点からは、製糸性が
十分とは言い難い。また、特開昭63−59412号公
報においては、極限粘度が1.0以下のポリトリメチレ
ンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレー
ト、またはポリヘキサメチレンテレフタレートを主体と
するポリエステルを用いる方法が提案されているが、ポ
リエチレンテレフタレートに比べて衣料用繊維としての
特性のバランスに欠け、かつコスト的にも問題があり、
実際にポリエチレンテレフタレートを代替することは不
可能である。On the other hand, in the ultra-high-speed spinning method, a method of copolymerizing paraoxybenzoic acid with polyester is attempted in an attempt to increase the speed by changing the polyester component (JP-A-59).
-47423), a method of adding a polymer such as polymethylmethacrylate (JP-A-62-21817), and a method of copolymerizing bis (4-carboxyphenoxy) ethane (JP-A-63-190015). Gazette) is proposed. However, from the viewpoint of securing stable production for a long period of time, these methods cause yarn breakage several times in an extremely short time in terms of spinnability and yarn breakage during winding a small amount of product. However, it is hard to say that the thread-forming property is sufficient. Further, JP-A-63-59412 proposes a method of using a polyester mainly composed of polytrimethylene terephthalate, polytetramethylene terephthalate, or polyhexamethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 1.0 or less. In comparison with polyethylene terephthalate, there is a lack of balance of properties as a fiber for clothing, and there is a problem in cost,
In fact, it is impossible to substitute polyethylene terephthalate.
【0012】こうした製糸性の問題は前記したように超
高速紡糸法に特有の冷却過程における急激な細化変形に
起因するものであると考えられる。It is considered that such a problem of the spinnability is caused by the rapid thinning deformation in the cooling process peculiar to the ultra high speed spinning method as described above.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は引取速
度6000m/分以上の極めて生産性の高い超高速紡糸
領域においても、得られる繊維の機械的物性、特に強度
に優れたポリエステル繊維を製造するホットチューブ延
伸紡糸方法を提供することにある。The object of the present invention is to produce a polyester fiber having excellent mechanical properties, particularly strength, of the obtained fiber even in a very high productivity ultra-high-speed spinning region having a take-up speed of 6000 m / min or more. Another object of the present invention is to provide a hot tube stretch spinning method.
【0014】また、本発明の他の目的は従来よりも高い
引取速度で引き取っても糸切れすることなく糸質の安定
した、高い生産性と優れた製糸性を有するポリエステル
繊維の高速紡糸繊維製造方法を提供することである。Another object of the present invention is to produce a polyester fiber at a high speed, which has a stable yarn quality, high productivity and excellent spinnability without being broken even when taken at a higher take-up speed than before. Is to provide a method.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、主たる
構成成分がエチレンテレフタレート単位からなるポリエ
ステルに、非相溶性重合体を0.5〜7重量%混合した
ポリエステル組成物を、紡糸口金から溶融紡糸し、該ポ
リエステルのガラス転移温度以下まで一旦冷却した後、
加熱帯域中に該糸条を走行せしめ、該糸条を該ポリエス
テルのガラス転移温度以上融点以下に再加熱して延伸熱
処理せしめ、引き取り速度6000m/分以上の第1引
き取りロールで引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。The object of the present invention is to prepare a polyester composition prepared by mixing 0.5 to 7% by weight of an incompatible polymer with a polyester having ethylene terephthalate units as a main constituent from a spinneret. After melt spinning and once cooling to below the glass transition temperature of the polyester,
Characterized in that the yarn is made to run in a heating zone, the yarn is reheated to a temperature not lower than the glass transition temperature of the polyester and not higher than a melting point to be subjected to a stretching heat treatment, and is taken up by a first take-up roll having a take-up speed of 6000 m / min or more. It can be achieved by the method for producing polyester fiber.
【0016】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
最大の特徴は主たる構成成分がエチレンテレフタレート
単位であるポリエステルに特定のポリマーを添加混合し
たポリエステル組成物を、ホットチューブ延伸紡糸法に
おけるポリエステル原料として用いることにより、優れ
た物性・均質性を有する糸を製糸性を損なうことなく、
6000m/分以上の超高速で得ることができる点にあ
る。The present invention will be described in detail below. The greatest feature of the present invention is that the main constituent is a polyester composition obtained by adding and mixing a specific polymer to the polyester having an ethylene terephthalate unit as a polyester raw material in the hot tube drawing and spinning method, thereby providing excellent physical properties and homogeneity. Without impairing the spinnability of the yarn that has,
The point is that it can be obtained at an ultra high speed of 6000 m / min or more.
【0017】これはホットチューブ延伸紡糸法におい
て、ホモPETの場合、6000m/分以上に高速化し
ていくと、上述のように加熱帯域の上方で既にネッキン
グ変形を受け、糸条速度が4500m/分以上の高速度
となって、繊維物性が低強度・高伸度・低配向度の超高
速紡糸特有の物性へと変化しまうのに対し、本発明のポ
リエステル組成物を用いると、添加混合している特定の
ポリマー成分によって、分子鎖の柔軟性が増加し紡糸冷
却過程で配向し難くなるため、引き取り速度を増大させ
ていっても、ホットチューブ入口の糸条速度を従来速度
程度に抑えることができるためである。これによって、
より高速度でも、強度、伸度、および配向度が従来の延
伸糸並みの糸を得ることができるようになったのであ
る。In the hot-tube stretch-spinning method, in the case of homo PET, when the speed is increased to 6000 m / min or more, necking deformation is already generated above the heating zone as described above, and the yarn speed is 4500 m / min. With the above high speed, the physical properties of the fiber are changed to the physical properties peculiar to ultra-high-speed spinning with low strength, high elongation and low orientation, whereas when the polyester composition of the present invention is used, it is added and mixed. The specific polymer component increases the flexibility of the molecular chain and makes it difficult to orient during the spinning cooling process.Therefore, even if the take-up speed is increased, the yarn speed at the hot tube inlet can be suppressed to the conventional speed. Because you can. by this,
Even at a higher speed, it is possible to obtain a yarn whose strength, elongation and orientation are on par with those of a conventional drawn yarn.
【0018】本発明で用いられる非相溶性の重合体の例
としては、ビニル重合体、ポリアミド、ポリウレタン、
ポリカーボネートなどが挙げられる。ビニル重合体と
は、ビニルモノマの重合により得られる重合体で例えば
ポリメタクリレート系重合体、ポリスチレン系重合体な
どであり、ポリアミドとはアミド結合をもつ重合体で例
えばナイロン6、ナイロン66などである。なかでも、
溶融状態においてポリエステルと反応する重合体は、溶
融紡糸の際に反応を起こし物性低下させることがあるの
で、添加する重合体としては非反応性の重合体がよく、
例えば上記の例ではビニル重合体が好ましい。Examples of the incompatible polymer used in the present invention include vinyl polymer, polyamide, polyurethane,
Examples include polycarbonate. The vinyl polymer is a polymer obtained by polymerizing a vinyl monomer, for example, a polymethacrylate polymer, a polystyrene polymer, etc., and the polyamide is a polymer having an amide bond, for example, nylon 6, nylon 66 or the like. Above all,
A polymer that reacts with the polyester in a molten state may cause a reaction during melt spinning to lower the physical properties, so a non-reactive polymer is preferable as the polymer to be added,
For example, vinyl polymers are preferred in the above examples.
【0019】添加混合する量は、0.5重量%未満では
本発明の効果が得られないので、0.5重量%以上を混
合することが好ましい。7重量%を越えるようになると
溶融紡糸において口金紡出直後のバラス効果が大きくな
り糸切れが発生しやすくなって製糸性が低下するので好
ましくない。そうした理由から、0.5重量%以上5重
量%以下であることはより好ましい。If the amount to be added and mixed is less than 0.5% by weight, the effect of the present invention cannot be obtained, so it is preferable to mix 0.5% by weight or more. If it exceeds 7% by weight, the ballasting effect immediately after spinning the spinneret in the melt spinning becomes large, the yarn breakage easily occurs, and the spinnability is deteriorated, which is not preferable. For that reason, it is more preferable that the content is 0.5% by weight or more and 5% by weight or less.
【0020】本発明に使用するポリエステルは、主とし
てエチレンテレフタレート単位を構成成分とするポリエ
ステルであるが、7モル%以内の範囲で他の共重合成分
が共重合されていてもよい。The polyester used in the present invention is mainly a polyester having an ethylene terephthalate unit as a constituent component, but other copolymerization components may be copolymerized within the range of 7 mol% or less.
【0021】また、本発明のポリエステルには、各種の
添加剤、たとえば、艶消剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、螢光増白剤などを
必要に応じて共重合または混合していても良い。Further, the polyester of the present invention requires various additives such as matting agents, flame retardants, antioxidants, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, crystal nucleating agents and fluorescent brightening agents. It may be copolymerized or mixed depending on the above.
【0022】本発明で使用するポリエステル組成物は、
例えば通常の方法によって得られたポリエチレンテレフ
タレートに、非相溶性重合体を添加し、エクストルーダ
ーで混練することにより得ることができる。The polyester composition used in the present invention is
For example, it can be obtained by adding an incompatible polymer to polyethylene terephthalate obtained by a usual method and kneading with an extruder.
【0023】添加する重合体は、非相溶の状態でポリエ
ステル中に分散される非相溶性重合体であることが必要
で、ポリエステル相中に混在してしまう重合体では本発
明の効果が得られない。The polymer to be added must be an incompatible polymer which is dispersed in the polyester in an incompatible state, and the effect of the present invention can be obtained when the polymer is mixed in the polyester phase. I can't.
【0024】非相溶で混合されている状態とは透過型電
子顕微鏡(TEM)で観察し、混合した成分がポリエス
テル相中に島成分(粒子状)となって存在していること
をいう。The state of being incompatible and mixed means that the mixed components are present as island components (particulates) in the polyester phase as observed by a transmission electron microscope (TEM).
【0025】分散されている相の大きさは紡糸する前の
溶融状態で3μm以下がよい。3μmを越えるようにな
ると溶融紡糸において口金紡出直後のバラス効果が大き
くなり糸切れが発生しやすくなって製糸性が低下するの
で好ましくない。そうした理由から、1μm以下である
ことはより好ましい。The size of the dispersed phase is preferably 3 μm or less in the molten state before spinning. If it exceeds 3 μm, the ballasting effect in the melt spinning immediately after spinning the spinneret becomes large, the yarn breakage easily occurs, and the spinnability is deteriorated, which is not preferable. For that reason, it is more preferable that the thickness is 1 μm or less.
【0026】こうして得られたポリエステル組成物を溶
融紡糸する。The polyester composition thus obtained is melt-spun.
【0027】まず紡糸口金から溶融吐出したポリエステ
ルは冷却風によりガラス転移温度以下まで一旦冷却す
る。冷却はその後の延伸熱処理が安定して行えるよう
に、ポリエステル糸条が固化する温度、すなわちガラス
転移温度以下になるまで冷却する。口金から加熱帯域入
口までの距離は、口金下での充分な冷却、作業性、およ
び空気抵抗力により生ずる充分な張力を付与するため
に、0.5〜4.0mが好ましく、1.0〜3.0mが
より好ましい。First, the polyester melted and discharged from the spinneret is once cooled to a glass transition temperature or lower by cooling air. The cooling is performed until the temperature at which the polyester yarn solidifies, that is, the glass transition temperature or less, so that the subsequent drawing heat treatment can be stably performed. The distance from the die to the inlet of the heating zone is preferably 0.5 to 4.0 m, and 1.0 to 4.0 in order to give sufficient cooling under the die, workability, and sufficient tension generated by air resistance. 3.0 m is more preferable.
【0028】一旦冷却した糸条を加熱帯域に導き、再加
熱し延伸熱処理する。加熱帯域では糸条が自由に延伸で
きるように、入口あるいは出口の糸道規制部以外では糸
条には何物とも接触させないことが好ましい。加熱筒は
周囲から加熱されているもの、加熱導入された乾熱空
気、飽和蒸気あるいは加熱蒸気が満たされているもの、
あるいはこれらを組み合わせることが好ましく用いられ
る。加熱帯域では、通過する糸条が延伸熱処理されるた
めに必要かつ十分な、張力と温度が必要である。The once cooled yarn is introduced into a heating zone, reheated and drawn and heat treated. In the heating zone, it is preferable that the yarn is not brought into contact with anything other than the yarn path regulating portion at the inlet or the outlet so that the yarn can be freely stretched. The heating cylinder is heated from the surroundings, the hot air introduced by heating, saturated steam or heating steam is filled,
Alternatively, a combination of these is preferably used. In the heating zone, the tension and temperature necessary and sufficient for the passing yarn to undergo the drawing heat treatment are required.
【0029】加熱温度は繊維が実用的強度を保持し、か
つ糸条に処理斑をおこさない程度の温度が好ましく、糸
条の延伸倍率との関係から限定が難しいが、延伸が起こ
るためには加熱帯域の温度は50〜80℃以上が必要で
ある。また、さらに充分な熱処理のためには105℃以
上、好ましくは110℃以上が必要である。このとき、
延伸が起こっても充分な熱処理が起こらない場合には沸
騰水収縮率が30%を越えてしまい、寸法安定性の劣っ
たものとなる。加熱帯域の上限温度としては、加熱温度
が糸条の融点近傍の温度になると、繊維長手方向の単糸
間の均一性が低下し均質な糸条を得ることができなくな
ることがあるので、融点以下好ましくは250℃以下が
よく、エネルギーコストの見地から200℃以下が好ま
しい。The heating temperature is preferably a temperature at which the fiber retains practical strength and does not cause unevenness in the treatment of the yarn. It is difficult to limit the heating temperature in relation to the draw ratio of the yarn, but in order to cause the stretching, The temperature of the heating zone needs to be 50 to 80 ° C. or higher. Further, 105 ° C. or higher, preferably 110 ° C. or higher is required for more sufficient heat treatment. At this time,
If sufficient heat treatment does not occur even if stretching occurs, the shrinkage rate of boiling water exceeds 30%, resulting in poor dimensional stability. As the upper limit temperature of the heating zone, when the heating temperature reaches a temperature in the vicinity of the melting point of the yarn, the homogeneity between the single yarns in the longitudinal direction of the fiber may deteriorate and it may not be possible to obtain a uniform yarn. The temperature is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower from the viewpoint of energy cost.
【0030】延伸熱処理が起こっていることは、熱収縮
応力のピーク温度が105℃以上、好ましくは110℃
以上、かつ熱収縮応力が0.3g/d以上となっている
ことで確認することができる。延伸熱処理とは、延伸お
よびそれに引き続く熱処理のことである。延伸が起こる
ためには、延伸に必要かつ十分な張力が糸条に加わり、
かつ加熱帯域から十分な熱が供給されることが必要であ
る。ここでの張力とは、(加熱帯域入口でのマルチフィ
ラメントの実張力)÷(巻取糸デニール)のことであ
り、巻取り糸の単糸デニール、引き取り速度、口金から
加熱帯域までの距離などにより変化するが、延伸に必要
な張力は通常0.3g/d以上である。0.3g/dに
満たない場合は、延伸が不充分となり、力学的特性が低
下する。加熱帯域の長さは、安定した延伸熱処理、エネ
ルギーコストの面から、0.5〜3.0mが好ましく、
1.0〜2.0mがより好ましい。The stretching heat treatment means that the peak temperature of heat shrinkage stress is 105 ° C. or higher, preferably 110 ° C.
This can be confirmed by the fact that the heat shrinkage stress is 0.3 g / d or more. Stretching heat treatment refers to stretching and subsequent heat treatment. In order for the drawing to occur, the necessary and sufficient tension for drawing is applied to the yarn,
And it is necessary that sufficient heat be supplied from the heating zone. The tension here is (actual tension of the multifilament at the inlet of the heating zone) / (winding yarn denier), such as the single yarn denier of the winding yarn, the take-up speed, and the distance from the spinneret to the heating zone. The tension required for stretching is usually 0.3 g / d or more. If it is less than 0.3 g / d, the stretching becomes insufficient and the mechanical properties deteriorate. The length of the heating zone is preferably 0.5 to 3.0 m from the viewpoint of stable stretching heat treatment and energy cost,
1.0 to 2.0 m is more preferable.
【0031】引き取り速度は得られる繊維の機械的性
質、紡糸糸切れ、生産性向上等を考慮して決められる。
本発明の共重合ポリエステルでは、引き取り速度が低い
と延伸が不充分で複屈折率が0.13未満となり、実用
特性を満足し得る繊維を得ることができないので、少な
くとも6000m/分以上で引き取る必要がある。本発
明のポリエステルでは、上述した引き取り速度では、従
来法で得られる延伸糸と同等な物性の糸が得られ、ポリ
エステル繊維の生産性を向上することが可能になる。得
られる繊維の機械的性質、高速化に伴う紡糸糸切れによ
る製糸性の悪化のデメリットおよび生産性向上の点から
メリットを考慮した場合、引き取り速度は、9000m
/分以下が好ましい。The take-up speed is determined in consideration of the mechanical properties of the obtained fiber, spun yarn breakage, productivity improvement and the like.
In the case of the copolyester of the present invention, if the take-up speed is low, the drawing is insufficient and the birefringence becomes less than 0.13, and it is not possible to obtain fibers satisfying the practical characteristics. Therefore, it is necessary to take it out at least 6000 m / min or more. There is. With the polyester of the present invention, at the above-mentioned take-up speed, a yarn having the same physical properties as the drawn yarn obtained by the conventional method can be obtained, and the productivity of polyester fiber can be improved. When taking into consideration the mechanical properties of the obtained fiber, the demerit of deterioration of the spinnability due to the breakage of spun yarn due to the speed increase, and the merit from the viewpoint of productivity improvement, the take-up speed is 9000 m.
/ Min or less is preferable.
【0032】本発明の方法により得られた繊維の物性
が、従来よりも高速の6000m/分以上の引き取り速
度での高速紡糸方法を採用しても優れている理由は、ポ
リエチレンテレフタレートに非相溶性重合体が添加混合
されているため、ポリエチレンテレフタレートが細化す
る過程において、混合されている界面において滑りが生
じ剪断速度が低下することから伸長粘度を低下させる効
果を有し、従来よりも高速の引き取り速度で紡糸した場
合も紡糸冷却過程での配向が起こりにくく、従来よりも
高速でホットチューブ延伸紡糸法を行なっても、加熱帯
域での延伸倍率が高く採れ、加熱帯域入口速度を450
0m/分以下の低速に保つことができるため、物性、製
糸性の優れた繊維が得られるものと思われる。The reason why the physical properties of the fiber obtained by the method of the present invention are excellent even if a high-speed spinning method at a take-up speed of 6000 m / min or more, which is faster than the conventional one, is adopted is incompatible with polyethylene terephthalate. Since the polymer is added and mixed, the polyethylene terephthalate has the effect of lowering the extensional viscosity because slippage occurs at the interface where the polyethylene terephthalate is mixed and the shear rate decreases, which is faster than conventional methods. Even when spinning is performed at the take-up speed, orientation in the spinning cooling process is unlikely to occur, and even when the hot tube stretch-spinning method is performed at a higher speed than conventional, the draw ratio in the heating zone is high, and the heating zone inlet speed is 450.
Since it can be maintained at a low speed of 0 m / min or less, it is considered that a fiber having excellent physical properties and spinnability can be obtained.
【0033】[0033]
【実施例】実施例中の各特性値は次の方法にしたがって
求めた。 (A)繊維の強度、伸度 オリエンテック社製テンシロン引張試験機を用いて荷重
伸長曲線から求めた。 (B)複屈折率 干渉顕微鏡(カールツアイス社製)により、繊維軸に平
行方向(nh ) と垂直方向(np)の屈折率を繊維の直径を通
過する光から求め、複屈折率Δn = nh − npとした。 (C)製糸性 1000Kg製糸した際の平均糸切れ回数で評価した。 ◎:糸切れ回数 1回未満の場合 ○:糸切れ回数 1〜3回の場合 △:糸切れ回数 3〜5回の場合 ×:糸切れ回数 5回以上の場合 実施例1、比較実施例1 エチレングリコール75重量部、テレフタル酸166重
量部から、通常のエステル化反応によって得た低重合体
に、着色防止剤として正リン酸85%水溶液を0.03
重量部、重縮合触媒として三酸化アンチモンを0.06
重量部、調色剤として酢酸コバルト4水塩を0.06重
量部添加して重縮合反応を行ない、固有粘度0.65、
融点256℃のポリエチレンテレフタレートを得た。こ
のポリマを2軸のベントエクストルーダーを用い減圧
下、280℃で数平均分子量7万5千のポリメチルメタ
クリレートを3重量%計量しつつ添加混合した。このポ
リエステル組成物を透過型電子顕微鏡を用いて観察する
と、ポリメチルメタクリレートがポリエチレンテレフタ
レート相中に約1μmの大きさで分散していた。このポ
リエステル組成物を290℃で溶融し、孔数24個の口
金から吐出した。口金から吐出した糸条に25m/分、
25℃の冷却風を1mの長さにわたって当てて、糸条を
一旦室温まで冷却した後、口金下2mに設置された長さ
2.0m,内径20mmφのホットチューブに糸条を導
入した。このときホットチューブの筒内壁温度は200
℃に設定した。引き取った糸条が50デニール/24フ
ィラメントの太さになるように吐出量および引き取り速
度を変更して、ポリエステル繊維を得た(実施例1)。EXAMPLES Each characteristic value in the examples was determined according to the following method. (A) Strength and Elongation of Fiber It was determined from a load extension curve using a Tensilon tensile tester manufactured by Orientec. (B) Birefringence index The birefringence index Δn = nh was obtained by using an interference microscope (made by Carl Zeiss Co., Ltd.) to determine the refractive index in the direction parallel to the fiber axis (nh) and in the direction perpendicular to the fiber axis (np) from the light passing through the fiber diameter. −np. (C) Spinnability It was evaluated by the average number of yarn breakages when spinning 1000 kg. ◎: When the number of thread breaks is less than 1 ○: When the number of thread breaks is 1 to 3 Δ: When the number of thread breaks is 3 to 5 ×: When the number of thread breaks is 5 or more Example 1, Comparative Example 1 From 75 parts by weight of ethylene glycol and 166 parts by weight of terephthalic acid, a low polymer obtained by a usual esterification reaction was mixed with 0.03% of an aqueous solution of 85% orthophosphoric acid as a coloring inhibitor.
Parts by weight, 0.06 antimony trioxide as a polycondensation catalyst
Parts by weight, 0.06 parts by weight of cobalt acetate tetrahydrate as a toning agent is added to carry out a polycondensation reaction, an intrinsic viscosity of 0.65,
Polyethylene terephthalate having a melting point of 256 ° C. was obtained. This polymer was added and mixed under reduced pressure using a biaxial vent extruder at 280 ° C. while measuring 3% by weight of polymethyl methacrylate having a number average molecular weight of 75,000. When this polyester composition was observed with a transmission electron microscope, polymethylmethacrylate was dispersed in the polyethylene terephthalate phase in a size of about 1 μm. This polyester composition was melted at 290 ° C. and discharged from a die having 24 holes. 25m / min for the yarn discharged from the spinneret,
The yarn was once cooled to room temperature by applying a cooling air of 25 ° C. over a length of 1 m, and then the yarn was introduced into a hot tube having a length of 2.0 m and an inner diameter of 20 mmφ installed 2 m below the spinneret. At this time, the temperature of the inner wall of the hot tube is 200
It was set to ° C. The discharge amount and the take-up speed were changed so that the drawn yarn had a thickness of 50 denier / 24 filament, and a polyester fiber was obtained (Example 1).
【0034】また、上記と全く同じ方法により得たポリ
エチレンテレフタレートをポリメチルメタクリレートを
添加混合しないで、ポリエチレンテレフタレート繊維を
作成した(比較実施例1)。A polyethylene terephthalate fiber was prepared by adding polyethylene terephthalate obtained by the same method as described above without adding and mixing polymethyl methacrylate (Comparative Example 1).
【0035】表1に得られた各繊維の複屈折率(Δn)
値、強度、伸度および製糸性を示した。The birefringence index (Δn) of each fiber obtained in Table 1
The value, strength, elongation and spinnability were shown.
【0036】表1から明らかなように、ポリメチルメタ
クリレートを添加混合していない比較実施例1は、引き
取り速度6000m/分以上でΔn が従来の延伸糸での
値(0.13以上)を大きく下回り、従来の延伸糸並の強度
と伸度に達せず、また製糸性も不良であった。本発明の
ポリエステル組成物である実施例1で得られた高速紡糸
繊維は、引き取り速度6000m/分以上でΔn ≧0.13
であり、強度・伸度ともに実用上十分な繊維物性を示
し、製糸性も良好であった。As is apparent from Table 1, in Comparative Example 1 in which polymethylmethacrylate was not added and mixed, Δn was much lower than the value (0.13 or more) in the conventional drawn yarn at the take-up speed of 6000 m / min or more, The strength and elongation were not the same as those of conventional drawn yarns, and the spinnability was poor. The high-speed spun fiber obtained in Example 1, which is the polyester composition of the present invention, has Δn ≧ 0.13 at a take-up speed of 6000 m / min or more.
The fiber physical properties were practically sufficient for both strength and elongation, and the spinnability was also good.
【0037】実施例2、3 比較実施例2 実施例1と同様の方法にてポリメチルメタクリレートを
0.5重量%(実施例2)、7重量%(実施例3)、1
0重量%(比較実施例2)を添加混合したポリエステル
組成物から、実施例1と同様な方法で引き取り速度を変
更して溶融紡糸し、50デニール/24フィラメントの
ポリエステル繊維を得た。実施例2、3と比較実施例2
のポリエステルのΔn、強度、伸度、製糸性を表2に示
した。Examples 2 and 3 Comparative Example 2 In the same manner as in Example 1, 0.5% by weight of polymethylmethacrylate (Example 2), 7% by weight (Example 3),
Melt-spinning was performed from the polyester composition in which 0% by weight (Comparative Example 2) was added and mixed, and the take-up speed was changed in the same manner as in Example 1 to obtain a polyester fiber of 50 denier / 24 filament. Examples 2 and 3 and Comparative Example 2
Table 2 shows the Δn, the strength, the elongation, and the spinnability of the polyester.
【0038】添加混合量が本発明の範囲である実施例
2、3は、本発明の効果が得られていると共に製糸性が
良好であったが、添加混合量が本発明の範囲外である比
較実施例2では製糸性が低下した。In Examples 2 and 3 in which the addition and mixing amount was within the range of the present invention, the effects of the present invention were obtained and the spinnability was good, but the addition and mixing amount was outside the range of the present invention. In Comparative Example 2, the spinnability was lowered.
【0039】実施例4、5 比較実施例3 実施例1と同様の方法にて得たポリエチレンテレフタレ
ートに、固有粘度0.73のポリスチレンを3重量%添
加混合したポリエステル組成物(実施例4)、硫酸相対
粘度2.6のナイロン6を3重量%添加混合したポリエ
ステル組成物(実施例5)、固有粘度0.89のポリブ
チレンテレフタレートを3重量%添加混合したポリエス
テル組成物(比較実施例3)を作成した。各々のポリエ
ステル組成物を透過型電子顕微鏡を用いて観察すると、
ポリスチレン、ナイロン6はそれぞれ約1μm、約0.
8μmの大きさでポリエチレンテレフタレート相中に分
散していたが、ポリブチレンテレフタレートはポリエチ
レンテレフタレート相中に分散相として確認できなかっ
た。Examples 4 and 5 Comparative Example 3 A polyester composition (Example 4) in which 3% by weight of polystyrene having an intrinsic viscosity of 0.73 was added to and mixed with polyethylene terephthalate obtained by the same method as in Example 1, A polyester composition containing 3% by weight of nylon 6 having a sulfuric acid relative viscosity of 2.6 (Example 5) and a polyester composition containing 3% by weight of polybutylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.89 (Comparative Example 3) It was created. When each polyester composition is observed using a transmission electron microscope,
Polystyrene and nylon 6 are about 1 μm and about 0.
Although it had a size of 8 μm and was dispersed in the polyethylene terephthalate phase, polybutylene terephthalate could not be confirmed as a dispersed phase in the polyethylene terephthalate phase.
【0040】これらのポリエステル組成物から、実施例
1と同様な方法で引き取り速度を変更して溶融紡糸し、
50デニール/24フィラメントのポリエステル繊維を
得た。実施例4、5と比較実施例3のポリエステルのΔ
n、強度、伸度、製糸性を表3に示した。Melt spinning was performed from these polyester compositions in the same manner as in Example 1 except that the take-up speed was changed.
A polyester fiber of 50 denier / 24 filament was obtained. Δ of polyesters of Examples 4 and 5 and Comparative Example 3
Table 3 shows the n, the strength, the elongation, and the spinnability.
【0041】本発明の非相溶性重合体を添加混合した実
施例4、5では引き取り速度6000m/分以上で、Δ
n ≧0.13であり効果がみられたが、相溶性重合体を添加
混合した比較実施例3では効果がみられなかった。In Examples 4 and 5 in which the incompatible polymer of the present invention was added and mixed, at a take-up speed of 6000 m / min or more, Δ
Although n ≧ 0.13, the effect was seen, but the effect was not seen in Comparative Example 3 in which the compatible polymer was added and mixed.
【0042】比較実施例4 ホットチューブを用いない以外は実施例1と同様にし
て、通常の超高速紡糸法でポリエステル繊維を得た。結
果を表4に示す。Comparative Example 4 Polyester fibers were obtained by the usual ultra high-speed spinning method in the same manner as in Example 1 except that the hot tube was not used. The results are shown in Table 4.
【0043】超高速紡糸法では、低強度、低配向度とな
り、製糸性も不良であった。The ultra-high speed spinning method resulted in low strength and low orientation, and poor spinnability.
【0044】[0044]
【表1】 [Table 1]
【表2】 [Table 2]
【表3】 [Table 3]
【表4】 [Table 4]
【0045】[0045]
【発明の効果】本発明の方法によれば、ホットチューブ
紡糸法において従来の引き取り速度を越えた高速製糸方
法を採用しても、製品特性を悪化させることなく、強伸
度特性が優れ、かつ耐熱性や製糸性に優れたポリエステ
ル繊維を提供できるので、ポリエステル繊維の生産性を
著しく向上できる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the method of the present invention, even if a high-speed spinning method exceeding the conventional take-up speed is adopted in the hot tube spinning method, the product characteristics are not deteriorated, and the strength and elongation characteristics are excellent, and Since the polyester fiber having excellent heat resistance and yarn-forming property can be provided, the productivity of the polyester fiber can be remarkably improved.
Claims (1)
単位からなるポリエステルに、非相溶性重合体を0.5
〜7重量%混合したポリエステル組成物を、紡糸口金か
ら溶融紡糸し、該ポリエステルのガラス転移温度以下ま
で一旦冷却した後、加熱帯域中に該糸条を走行せしめ、
該糸条を該ポリエステルのガラス転移温度以上融点以下
に再加熱して延伸熱処理せしめ、引き取り速度6000
m/分以上の第1引き取りロールで引き取ることを特徴
とするポリエステル繊維の製造方法。1. A polyester having a ethylene terephthalate unit as a main constituent and an incompatible polymer of 0.5.
The polyester composition mixed in an amount of ˜7% by weight is melt-spun from a spinneret, and once cooled to a temperature not higher than the glass transition temperature of the polyester, the yarn is run in a heating zone,
The yarn is reheated to a temperature not lower than the glass transition temperature and not higher than the melting point of the polyester and subjected to a stretching heat treatment, and a take-up speed of 6000.
A method for producing polyester fiber, characterized in that the polyester fiber is taken up by a first take-up roll having a rate of m / min or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34524291A JPH0617317A (en) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | Production of polyester fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34524291A JPH0617317A (en) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | Production of polyester fiber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0617317A true JPH0617317A (en) | 1994-01-25 |
Family
ID=18375267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34524291A Pending JPH0617317A (en) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | Production of polyester fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0617317A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999057348A1 (en) * | 1998-04-30 | 1999-11-11 | Ems-Inventa Ag | Polyester fibres and filaments and method for producing them |
KR20000023034A (en) * | 1998-09-16 | 2000-04-25 | 추후제출 | Polyester fibers and filaments and method for their production |
WO2015029316A1 (en) | 2013-09-02 | 2015-03-05 | 国立大学法人東京工業大学 | Polyester fiber |
JP2017025457A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 株式会社クラレ | Drawn polyester main fiber and fiber structure containing the fiber |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP34524291A patent/JPH0617317A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999057348A1 (en) * | 1998-04-30 | 1999-11-11 | Ems-Inventa Ag | Polyester fibres and filaments and method for producing them |
KR20000023034A (en) * | 1998-09-16 | 2000-04-25 | 추후제출 | Polyester fibers and filaments and method for their production |
WO2015029316A1 (en) | 2013-09-02 | 2015-03-05 | 国立大学法人東京工業大学 | Polyester fiber |
US9732443B2 (en) | 2013-09-02 | 2017-08-15 | Tokyo Institute Of Technology | Polyester fiber |
JP2017025457A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 株式会社クラレ | Drawn polyester main fiber and fiber structure containing the fiber |
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