JPH0674526B2 - 紡糸直結延伸ポリエステル糸の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ）発明の要約 本発明は、ポリエステル糸を紡糸直結延伸して捲取る、
いわゆるスピン（紡糸）ドロー（延伸）方式によつてポ
リエステル糸を得る方法に関するものであり、とくに特
徴とするところは、そこで用いる紡糸油剤の濃度および
油剤処理した糸の水分付着率にある。すなわち、油剤濃
度として油剤：水の混合比を２〜10:98〜90とし、糸に
対する水分付着率を10％以上に設定したものである。

ロ）従来技術 従来、ポリエステル糸は一般に、未延伸糸をボビンにい
つたん捲取る工程と、そうしていつたん捲取つた未延伸
糸を延伸して捲取る工程の２工程を経て製造されている
が、近年、この２工程を同一系内に直結してしまつて、
紡糸後の未延伸糸を延伸してはじめて捲取る、いわゆる
スピンドロー法が開発されつつある。ところが、かかる
スピンドロー法によつて得られる糸は従来からの２工程
方式によつて得られる糸の物性に比して、糸の長さ方向
に均整な物性を得がたいことが欠点としてあり、この点
を解決するためにネルソン型に配した２個１対のローラ
ーを４対（ローラー８個）設け、それぞれの対のローラ
ーに引取ローラー、前延伸ローラー、１段延伸ローラー
そして２段延伸ローラーとしての機能を持たせてスピン
ドロー捲取することが通常行なわれている。しかし、こ
の方式によると、ローラー対が多く合理的でないととも
に一般に、それらのうちの一部のローラーは加熱状態に
なければならないために保守管理面で操業性に問題があ
る。近頃、設備簡略化のためにローラー対を４対から２
対に減らす試みも提案されてはいるが、スピンドローの
さらに別の問題としては、かくの如く装置的に改善を計
つてもなお糸質均整化が不充分という点であり、この点
を油剤組成で解決しようとする試みがたとえば特公昭54
-10643号公報に開示されている。

すなわち、同公報には熱可塑性ポリマーのスピンドロー
糸の製造に際して、一定の糸温度（Tg≦Ｔ≦Tc）におい
て糸に水分率10％以下、粘度500cp以下の油剤で処理す
ることを開示し、そうすることによつて糸質の優れた、
たとえば染斑のない糸を得たとしている。しかしなが
ら、同公報には熱可塑性ポリマーの種類についてはポリ
アミドについて記載されているだけで本発明にかかるポ
リエステルについては全く触れられていない。このよう
に、特公昭54-10643号公報では油剤含有率が90％以上の
ような高濃度油剤をスピンドロー紡糸油剤としている点
に特徴がある。同公報にはポリアミド糸に適用した実験
例について油剤の含有率が10％以上の例（30％とか50％
とか90％のような例）が報告されているが、ポリアミド
糸のスピンドローにあつてはこれらの低濃度油剤適用の
場合にはウースタ斑（ｕ％）も染斑も改善されないので
不適とされている。

ハ）発明の詳細 本発明のねらいとするポリエステル糸の基本物性は、強
度3.0g/d以上、伸度50％以下、沸水収縮率３〜10％、ｕ
％１％以下の糸であつて、かかる糸を断糸なく高速好ま
しくは1,800m/分以上の紡糸速度で得んとするものであ
る。本発明の糸のこれらの物性のうち糸の長さ方向の均
整度についてはｕ％を以つて表わされるものであつて、
これを１％以下、好ましくは0.8％以下にすることを目
標とする。このような糸とすることによつて、たとえば
染色物の染斑の有無として表わされる糸物性の均整度の
優れたスピンドロー糸が得られるのである。

つぎに本発明で見出した知見について説明する。すなわ
ち、スピンドローにおける紡糸油剤として油剤濃度が２
〜10％の低濃度エマルジョンを用いる点に最大の特徴が
あり、さらに糸に対する水分付着率10％以上とする点が
そに次ぐ特徴である。本発明者は、本発明で用いる如き
低濃度油剤をスピンドローポリエステル糸の紡糸油剤と
して用いるという報告は従来なく、新規な知見であると
考える。本発明で用いるかかる低濃度油剤は従来からの
紡糸油剤の技術常識からすると考えられないことであ
り、たとえば「新界面活性剤入門」藤本武彦著、昭和51
年４月１日発行（三洋化成工業株式会社）の第254〜255
頁「（５）繊維用平滑剤として用いられるおもな界面活
性剤」の項の合繊紡糸油剤（ナイロン、ポリエステル）
の紹介においても、油剤98％に対して水２％の例が示さ
れているとおりである。このように、本発明で用いられ
る油剤エマルジョンはその混合量比的には油剤処理とい
うより水エマルジョン処理というほうが正しいほどであ
る。

本発明においてこのような低濃度油剤を用い、糸に10％
以上の水分を付着させることによつてｕ％に優れたスピ
ンドローポリエステル糸が得られる理由について本発明
者は、糸に対して、水分含有量の多い油剤であるために
均一付着が成され、また同時に延伸が加熱下のそれであ
るために加熱ローラー上で油剤中の水分が加熱されてス
チームジエツト延伸の如き湿熱加熱効果によつて糸に対
する均一予熱が付与され、その結果、延伸点の固定が均
一に成されて糸の長さ方向に均整な物性が与えられるも
のと考えている。そして、このように高含水率油剤を用
いるために高速下で均一延伸ができ、このこととはロー
ラーに対する糸の接触時間を短縮できることであつて、
延伸に伴う糸のローラーへの捲付きや糸切れを予防で
き、設備の簡略化も可能である。それ故、本発明は1,80
0m/分以上の紡糸速度におけるスピンドローにおいてよ
り有効であつて、このような高速処理に際しても均一物
性のポリエステル糸がかかる油剤の使用によつてはじめ
て得られるところとなつた。とくに2,500m/minを超える
高速紡糸速度下でのギアポンプ給油方式でその効果が大
きい。

これに対して、従来の２工程分離方式にあつては油剤に
対するこのような配慮は概して不要である。なぜなら
ば、従来方式にあつては糸に対する紡糸油剤の付着が多
少不均一であつてもいつたん未延伸糸として捲取られ放
置されている間に糸上の油剤過多の部分から少ない部分
へ移行現象（マイグレイシヨン）が生じ、結果的に油剤
均一付着未延伸糸に近づき、ついで行なわれる延伸によ
つて均一物性の糸が得られるのである。一方、スピンド
ロー方式とくに高速下のスピンドローにあつては油剤の
マイグレイシヨンが生ずる時間的余裕がないのであり、
そこに油剤の均一付着のための何らかの手段が講じられ
ねばならない。

ニ）発明の構成の詳細 本発明の主たる構成は、紡糸速度1,800m/分以上で紡糸
されるポリエステル糸を、紡糸後直結して延伸するに際
し、延伸に先立って、油剤：水＝２〜10:98〜90である
油剤エマルジョンを、糸に対する水分付着率が10％以上
となるように付与したのち加熱延伸し捲取る点にあり、
とくに水分付着率を好ましくは12％以上とするものであ
る。

このように、糸に対する水分付着率を10％以上のように
多く付着させることによつて、前述の油剤のマイグレイ
シヨンが生じて均一延伸が可能となる。

ここで、油剤の濃度が２％未満である場合は溶液粘度が
低すぎるために油剤付与装置でのエマルジヨンの飛散が
激しく、そのため糸汚れや紡糸機汚れが目立つたり、ま
た紡糸途中のガイド類との平滑性が劣るため羽毛が増え
るので好ましくない。また、このような低濃度油剤では
糸に対して適正な量の油剤付与がむつかしく、せいぜい
0.2〜0.3％止まりの付与率となる。この場合、製品のｕ
％は0.8％以下の一見良好な値が得られるが、染色糸に
霜降り状の染斑が現われるため商品価値はなくなる。こ
れは、２％未満の低濃度油剤ではエマルジヨン粘度が低
すぎるのと、ポリエステルに対するぬれが悪く、そのた
め本発明の糸に対する水分付着率10％以上が達成されな
いのでｕ％では検出されないミクロな延伸斑（配向斑）
が発生して染斑になつているものと思われる。一方、10
％を越えると、糸に対する水分付着率を10％以上と設定
した本発明を実現するためには糸に対する油剤の付与量
を通常のオイリングにおける油剤適正付与量とされてい
る0.5〜1.4％を上まわる量で付着させなければならない
ので、そうすると糸に残留する過剰油剤のために延伸糸
を仮撚する場合、仮撚ヒーターの汚れや織物用途での糊
食性、糊落性の悪化を来たすので、本発明で用いられる
油剤濃度は２〜10％というきわめて限定された範囲にな
ければならい。なお、本発明で規定する糸に対する水分
付着率10％以上は多いほど好ましいが、実際的条件とし
ては油剤付与量から押さえられてしまうので、その上限
は15％程度である。

本発明における加熱延伸温度にも特徴があり、本発明の
もつとも好ましい実施態様として２個１対のローラーを
２対（ローラー数４個）用いてスピンドローが行なわれ
るに際し、糸の上流側の１対のローラーは延伸のための
予熱ローラーとしての役目を果し、そのときの予熱ロー
ラーの温度は50〜90℃とする必要があることも見出され
た。すなわち、50℃未満では冷延伸となり延伸斑や毛羽
が発生して好ましくなく、90℃を越えると糸がローラー
上で自発延伸して蛇行し糸ゆれが大きくなり均斉度を損
うとともに糸同志が重なり合うことによる毛羽や糸切れ
が生ずるので好ましくない。本発明におけるかかる予熱
（延伸）温度50〜90℃は、ポリエステル糸における一般
の加熱延伸温度である２次転化点（Tg）の温度（70〜80
℃）を含んだ広い領域にわたつて均斉な延伸ができるこ
とを示しており、商業生産にとつては安定性が増して有
利である。本発明における他の実施態様としては２対の
ローラーをともに加熱してもよいし、２対のローラー間
に加熱機構を設けたものであつてもよい。しかしなが
ら、延伸点を固定させるためには２対のローラーの上流
側の１対を加熱するスピンドロー方式である。また、２
個１対のローラー２対のうち片方１対側のローラーはフ
リーローラーであつてもよい。

本発明の紡糸油剤を付与された未延伸糸は、予熱ローラ
ー方式によつて２対のローラーによつて加熱延伸される
に際して、予熱ローラーに対する接触時間も実際上は考
慮されなければならない。すなわち、延伸点の固定がで
きなかつたり延伸斑を生じてはいけないので、延伸に際
しては専ら延伸点が固定されるように予熱ローラーと接
触させる（予熱ローラーに捲回させる）ことが大切であ
る。かかる接触条件は糸の繊度や本数、紡糸速度等に左
右されるので、肉眼的に予熱ローラー上での糸のゆれが
目立つてくる寸前の状態を観察し、これによつて予熱ロ
ーラーに対する糸の捲回数を決めることがきる。

さらに、本発明のスピンドローは紡糸速度が1,800m/分
以上、とくに2,500m/分以上で実施されるに際してとく
に実用上の利点が多い。

ホ）発明の効果 以上のような構成からなる本発明のスピンドローポリエ
ステル糸は、強度3.0g/d以上、伸度50％以下、沸水収縮
率３〜10％好ましくは６〜９％、そしてｕ％１％以下、
好ましくは0.8％以下の均斉な糸である。これらの物性
においてとくにｕ％１％以下なる性能は本発明の油剤を
してはじめて達成されたものである。

実施例１ 本発明のスピンドローポリエステル糸の製造のうち最適
実施態様である紡糸口金下に２対のローラーを介して紡
糸延伸捲取つた場合の実験例を示す。

ポリエチレンテレフタレート〔η〕＝0.67を36ホールの
ノズルから紡糸速度2,700m/分で最初の１対のローラー
（このローラー対は75℃に加熱された予熱ローラーの役
割を果している）に引取り、ついで下流側のもう１対の
ローラー（このローラー対は140℃に加熱されており、
上流のローラーの回転速度の1.8倍の速度すなわち4,860
m/分で回転しており延伸ローラーの役割を果している）
に送つたのち捲取機で捲取つた。この工程において、紡
糸された未延伸糸が予熱ローラーに達する迄の領域で下
記の組成の油剤を糸に対して1.15％付着させた。

油剤組成 油剤６％：水94％ 油剤 鉱物油 30％ 脂肪酸エステル 30％ ノニオン活性剤 32％ アニオン活性剤 8％ このときの糸に対する水分付着率 13.5％ かかる油剤処理された未延伸糸は、予熱ローラーに0.03
8秒間接触し（ローラーに５回捲かれた）、もう１対の
ローラーとの間で1.8倍延伸された。ここにおける予熱
ローラーに対する捲回数は、ローラー上での延伸点が肉
眼観察によつて固定されている（ローラー上での糸のゆ
れが起り始める捲回数で判定できる）ことを確認したこ
とによつて設定された。もちろん、スピンドロー時にロ
ーラー上での糸のスリップや毛羽の発生等のトラブルは
全く観察されていない。

かくして得られたポリエステル糸の物性はつぎのとおり
であつた。

繊度 72.5 d/36f 強度 4.58g/d 伸度 32.3 ％ 沸水収縮率 7.8％ ｕ％ 0.71％（染斑の発生は皆無） 比較例１〜２ 実施例１において、油剤組成を本発明の範囲外とした場
合の実験結果について表記する。

比較例３〜４ 実施例１において、予熱ローラーの温度を40℃（比較例
３）および95℃（比較例４）とした場合の実験結果につ
いて表記する。

比較例５ 実施例１の油剤を用いて、油剤付与量を0.65％に少なく
し糸に対する水分付着率を9.05％とした場合の実験結果
について表記する。工程性は、ローラー上での糸ゆれが
激しく糸切れが観察された。

実施例２ 実施例１における紡糸条件をつぎのとおり変更して実施
した。

紡糸速度 2,700m/分 → 4,800m/分 75℃ → 80℃ 引取速度 4,860m/分 → 5,570m/分 140℃ → 135℃ 延伸倍率 1.8倍 → 1.16倍 本例における油剤組成、付与条件はつぎのとおりとし
た。

油剤組成 油剤７％：水93％ 油剤 ポリエーテル 65％ ノニオン活性剤 20％ アニオン活性剤 ５％ 脂肪酸エステル 10％ 油剤付着率 1.13％ 水分付着率 12.6 ％ その結果、得られたポリエステル糸の物性はつぎのとお
りであつた。

繊度 72.9 d/36f 強度 4.04g/d 伸度 45.7 ％ 沸水収縮率 7.8％ ｕ％ 0.71％（染斑は皆無） 毛羽の発生 なし

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紡糸速度1,800m/分以上で紡糸されるポリ
   エステル糸を、紡糸後直結して延伸するに際し、延伸に
   先立って、油剤：水＝２〜10:98〜90である油剤エマル
   ジョンを、糸に対する水分付着率が10％以上となるよう
   に付与したのち加熱延伸し捲取ることを特徴とする紡糸
   直結延伸ポリエステル糸の製造法。
2. 【請求項２】第１項において、加熱温度が50〜90℃であ
   ることを特徴とするポリエステル糸の製造法。
3. 【請求項３】第１項において、紡糸後のポリエステル糸
   が２個１対のローラーを２対経て延伸捲き取られるもの
   であることを特徴とするポリエステル糸の製造法。
4. 【請求項４】第３項において、２対のローラーの中間に
   糸を加熱する機構を設けたものであることを特徴とする
   ポリエステル糸の製造法。
5. 【請求項５】第３項において、２対のローラーの少なく
   とも１対のローラーが加熱状態にあることを特徴とする
   ポリエステル糸の製造法。
6. 【請求項６】第５項において、２対のローラーのうち糸
   の上流側の１対のローラーが加熱状態にあることを特徴
   とするポリエステル糸の製造法。