JPH07278952A

JPH07278952A - ポリエステル繊維の製造方法

Info

Publication number: JPH07278952A
Application number: JP7331994A
Authority: JP
Inventors: Yuhei Maeda; 裕平前田; Shusei Nakamura; 修正中村; Kunihiko Ueda; 邦彦上田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1994-04-12
Filing date: 1994-04-12
Publication date: 1995-10-24

Abstract

(57)【要約】【構成】（１）ポリエステル系重合体を紡糸口金より
吐出し冷却させた後、第１ゴデーローラと非加熱の第２
ゴデーローラとの間で該ポリエステル繊維のガラス転移
点以上の温度で延伸し、次いで１０５℃以上のスチーム
雰囲気中で熱処理することにより製造するに際し、該第
２ゴデーローラへの糸条巻き付け角度を１７０度以上２
１０度以下とし、かつ該第２ゴデーローラの表面粗度を
０．５Ｓ以下とすることを特徴とするポリエステルの製
造方法。【効果】本発明により、ポリエステル繊維を１工程法で
製造するに際し、延伸倍率を制御し、低コスト化を図
り、かつ均一延伸糸を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステル繊維の製造
方法に関するものであり、さらに詳しくはポリエステル
の直接紡糸延伸工程で実用に供し得る良好な特性を有す
るポリエステル繊維を低コストで製造する方法および装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、引き取り速度を３０００ｍ／分以
上とすることにより引き伸ばしが不要で実用特性を満足
する繊維の得られる高速紡糸法が採用されてきており、
従来の２工程法に対して１工程法と呼ばれる。この１工
程法の中には、一旦冷却固化した後、直接巻き取る超高
速紡糸方法やホットチューブのような加熱帯域で繊維を
加熱することにより延伸熱処理し引き取るホットチュー
ブ紡糸法があるが、これらの紡糸法は、紡糸引取りの際
の延伸に際し延伸倍率を制御していないため、多品種少
量生産においてすべての品種の機械的性質などの糸特性
を２工程法並みの満足なものとすることは困難である。
また、紡糸工程と延伸工程を連続化した連続紡糸延伸法
では延伸倍率を制御することはできるが複数のホットロ
ーラを使用するため装置コスト、エネルギー消費量の面
から、製造コストの高い１工程法となっている。

【０００３】製造コストを低下させ、かつ延伸倍率を制
御する、あるいは熱処理する方法として、スチームを用
いる方法が挙げられる。スチームを延伸工程に用いた例
として実開昭５９−１８５２９８号公報、特開昭６２−
１４１１１８号公報などが挙げられる。しかしながら、
これらの方法、装置を用いて延伸と熱処理を同時に行お
うとすると、得られる繊維に未延伸糸が存在し染色布帛
に濃染状の欠陥を含むものとなる。また、単に延伸のみ
を目的に使用する場合においても、得られる繊維に捲縮
がかかり、いずれにしても実用性の乏しい繊維となるの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来法
では１工程法で延伸倍率を制御し、製造コストを低減
し、かつ濃染状の欠陥や捲縮のない均一延伸糸を得るこ
とは困難であり、本発明はこれらの問題点を解決するた
め検討を重ねた結果、得られたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、ポリエステル系重合体を紡糸口金より吐出し冷却さ
せた後、第１ゴデーローラと非加熱の第２ゴデーローラ
との間で該ポリエステル繊維のガラス転移点以上の温度
で延伸し、次いで１０５℃以上のスチーム雰囲気中で熱
処理することにより製造するに際し、該第２ゴデーロー
ラへの糸条巻き付け角度を１７０度以上２１０度以下と
し、かつ該第２ゴデーローラの表面粗度を０．５Ｓ以下
とすることを特徴とするポリエステルの製造方法によっ
て達成される。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おけるポリエステル系重合体はポリエステルを構成する
主たるジカルボン酸成分がテレフタル酸成分が好ましい
が、それ以外のジカルボン酸成分を本発明の目的を逸脱
しない範囲で使用しても良い。本発明のポリエステルを
構成する主たるジオール成分はエチレングリコールが好
ましいが、それ以外の成分、たとえば、１，４−ブタン
ジオール、１，６−ヘキサンジオール、ポリエチレング
リコール、ポリテトラメチレングリコール、１，４−シ
クロヘキサンジメタノールなどのジオール成分などを、
本発明の目的を逸脱しない範囲で使用しても良い。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。

【０００７】本発明では、ポリエステル系重合体を紡糸
口金より吐出し冷却させた後、第１ゴデーローラと第２
ゴデーローラとの間で該ポリエステル繊維のガラス転移
点以上の温度で延伸する。第１ゴデーローラで引き取っ
た後、連続して延伸することにより、２工程法に対し
て、設備費用、労務コストなどの製造コスト面で有利と
なる。

【０００８】また、ポリエステル繊維はガラス転移点温
度より低い温度で延伸すると糸の長手方向の太さ斑など
の変動を生じ、また強伸度の劣ったものとなるため、ポ
リエステル繊維をそのガラス転移点温度以上に加熱した
後に延伸することが必要である。本発明ではこの加熱手
段として第１ゴデーローラをホットローラとしたり、第
１ゴデーローラと第２ゴデーローラとの間にホットピ
ン、ホットプレートや、熱伝達が極めて高速で達成でき
るスチーム雰囲気などを設けることができる。電気設
備、電力に対してエネルギーコスト的に有利なスチーム
雰囲気を用いることが好ましく、スチーム処理を常圧で
行うことがより好ましい。加圧または減圧処理の場合に
は圧力を遮断するために糸条がシール部を通過すること
になり、これが延伸張力を変動させ、均一延伸を阻む。
常圧とは、該スチーム処理装置の処理室の圧力が処理室
の外部の圧力に対して±０．２ｋｇ／ｃｍ²以下とする
ことを意味する。処理室の圧力は、処理室と外部の境界
である糸条通過口のシール性、スチームの流入量、処理
室の寸法、糸条随伴気流の量などにより変化するが、糸
条通過口のシール性が低い状態であればおおよそ本発明
の範囲内である。

【０００９】また、第１ゴデーローラと第２ゴデーロー
ラとの間の常圧スチーム雰囲気中で熱延伸する場合、第
１ゴデーローラは非加熱とすればよく、第１ゴデーロー
ラへの糸条巻き付け角度を２１０度以下とすることが好
ましい。この糸条巻き付け角度が２１０度を越える場合
には、常圧スチーム雰囲気が第１ゴデーローラへ進入す
る糸条と干渉しやすくなり、また第１ゴデーローラへ２
回以上巻き回すとすると、さらにセパレートローラが必
要となるため設備コストが上昇してしまう。

【００１０】本発明では延伸倍率は第１ゴデーローラと
第２ゴデーローラの周速度の比により設定する。

【００１１】本発明では糸条の結晶化を促進させるため
に、熱処理工程を連続して設けるが、第２ゴデーローラ
を非加熱とし、かつスチーム雰囲気中で熱処理すること
により、ホットローラやホットプレートを用いる従来の
熱処理方法に対して、コストメリットを有し、また、熱
伝達率が高いため短い長さのコンパクトな装置で熱処理
することを可能とするまた、スチーム雰囲気は１０５℃
以上とする必要がある。１０５℃に満たない場合には、
ポリエステル繊維を熱寸法安定性が悪化し、収縮率の高
い実用的でない繊維となってしまう。１０５℃以上のス
チーム雰囲気とするためには、スチーム雰囲気を加圧す
る方法や、常圧スチーム領域を外部から加熱する方法、
あるいは供給するスチームをあらかじめ加熱するいわゆ
るスーパーヒートする方法などにより達成できる。この
場合、加熱装置を別に必要としないスチーム雰囲気を加
圧する方法が好ましい。加圧スチーム処理するために
は、装置的には処理室の出入口を流体シールする必要が
あるが、数段の除圧室により処理室内部の圧力を段階的
に低下させるラビリンスシールなどの公知の方法が採用
される。またスチームのドレンを処理質の外に出さない
ようにシール部に吸引手段を設けることが好ましく採用
される。

【００１２】本発明では、第２ゴデーローラへの糸条巻
き付け角度を１７０度以上２１０度以下とすることが必
要である。第２ゴデーローラへの糸条巻き付け角度が１
７０度に満たない場合には、巻き取られた繊維に捲縮が
発生してしまう。また、第２ゴデーローラへの糸条巻き
付け角度が２１０度を越える場合には、スチーム処理部
が第２ゴデーローラへ進入する糸条と干渉しやすくな
り、また第２ゴデーローラへ２回以上巻き回すとする
と、さらにセパレートローラが必要となるため設備コス
トが上昇してしまう問題を生じる。

【００１３】本発明では、第２ゴデーローラの表面粗度
を０．５Ｓ以下とすることが必要である。表面粗度が
０．５Ｓを越える場合には、巻き取られた繊維に捲縮が
発生しやすくなる。

【００１４】巻き取られた繊維に捲縮が発生しないよう
にするためには、ポリエステル繊維を冷却した後、第２
ゴデーローラまでの間で交絡付与することが好ましい。
この場合、交絡付与位置は第１ゴデーローラ前でもよ
く、第１ゴデーローラと第２ゴデーローラの間でもよい
捲縮の発生の理由は定かではないが、１０５℃以上のス
チーム雰囲気中で熱処理する場合、糸条張力が低下し、
かつばらつきやすく、時間的な張力変動、あるいはポリ
エステル繊維を構成する単糸間での張力変動が発生し、
各単糸が複雑に第２ゴデーローラ上でスティックスリッ
プし、単糸内、単糸間に弾性回復に影響を及ぼす構造差
が生じてしまうためではないかと考えられる。

【００１５】本発明の製造方法においては、複数のポリ
エステル繊維を一つの第１ゴデーローラ、常圧スチーム
雰囲気、第２ゴデーローラを用いて延伸することが、装
置費用を削減する上で好ましく採用される。複数とは２
糸条以上をいい、たとえば同時に４糸条ないし１６糸条
を処理することである。従来の連続紡糸延伸方法では延
伸予熱のために糸条を６〜８回ホットローラに巻き回す
ために、ホットローラの長さおよびローラ上の繊維間ピ
ッチの制約から同時８糸条処理が限界であったのに対し
て、同時延伸することにより製造コストを低減させるこ
とが可能となる。

【００１６】本発明のポリエステル繊維の製造方法の一
例を、図１にしたがって具体的に説明する。溶融された
ポリエステルを口金１から吐出し、口金下保温ゾーン２
を通過させた後、チムニー３により冷却風を吹き当てる
ことにより糸条をガラス転移温度以下まで冷却し、給油
装置４で給油し、交絡付与装置５で交絡を付与した後、
非加熱の第１ゴデーローラ６、スチーム処理装置７、非
加熱の第２ゴデーローラ８を通過し、この際第１ゴデー
ローラ６と第２ゴデーローラ８の周速度の比に従って延
伸する。さらに、第２ゴデーローラ８を通過した糸条を
加圧スチーム処理装置９により熱処理し、非加熱の第３
ゴデーローラ１０、交絡付与装置１１、非加熱の第４ゴ
デーローラ１２を経て、ワインダー１３で巻き取る。

【００１７】加圧スチーム処理装置９は図２に示すごと
く、糸条通過口（入口）１４、処理室１５、スチーム導
入部１６、糸条通過口（出口）１７よりなり、処理室１
５は周囲の加圧スチーム室１８により、加熱する。

【００１８】以上、記したごとく、本発明は１工程法で
延伸倍率を制御し、低コスト化を図り、かつ均一延伸糸
を得ることを可能としたものである。

【００１９】

【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。

【００２０】(A) 強度、伸度オリエンテック社製テンシロンを用い、試長２００ｍ
ｍ、引張り速度２００ｍｍ／分、チャート速度３００ｍ
ｍ／分の条件で、破断時の強力、伸度を求めた。別に、
試料の繊度を９０ｍ法で測定しておき、強度は（強力）
÷（繊度）により求めた。

【００２１】(B) 沸収試料を約１００ｃｍ／周の５回巻のカセとし、０．１ｇ
／ｄの荷重下で原長ａを測定する。次にこのカセを９８
℃の沸騰水中で無荷重で１５分間処理し、風乾する。処
理後長ｂを０．１ｇ／ｄの荷重下で測定し、下式により
沸収ＢＯＳ（％）を求めた。ＢＯＳ＝（ａ−ｂ）／ａ×１００

【００２２】(c) 染色斑試料をヨコ糸として製織し、染料としてダイヤセリトン
ファーストルビー３Ｂを９５℃、１０■の沸騰水中に２
ｇ加え、試料織物を１５分間浸漬し、撹拌しつつ染色し
た。水洗、乾燥後、染色斑を以下の基準により判定し
た。なお、濃染部は肉眼観察後、拡大鏡により濃染単糸
の存在を確認したものとした。

【００２３】 (D) 捲縮評価試料を約１００ｃｍ／周の５回巻のカセとし、放縮した
後のカセのばらけ状態を観察し、ほぼ均一に収束、ない
しは平行に揃っている場合を○とし、カール状に巻きぐ
せのついている場合を×とした。○の基準は、２工程法
で得られる繊維並である。

【００２４】実施例１〜３、比較例１オルソクロロフェノール２５℃で測定した極限粘度
［η］＝０．６４５で酸化チタンを０．３０重量％添加
したポリエステルを２９０℃で溶融し、図１に模式的に
示した類似の連続紡糸延伸装置を用いて、孔数１２の口
金１から吐出した。吐出糸条を口金下の２０ｃｍの保温
ゾーン２を通過させた後、０．７ｍにわたって糸条に対
して垂直に３０ｍ／分、２０℃の空気をチムニー３によ
り吹き当てて糸条を冷却し、口金下２．５ｍに設置した
給油装置４により給油し、交絡付与装置５で交絡を付与
した後、周速度３０００ｍ／分の非加熱の第１ゴデーロ
ーラ６で引取り、周速度５３００ｍ／分の非加熱の第２
ゴデーローラ８との間で常圧のスチーム処理装置７を用
いて熱延伸した。さらに第２ゴデーローラ８を通過した
糸条を加圧のスチーム処理装置９により熱セットし、周
速度５３００ｍ／分の非加熱の第３ゴデーローラ１０、
交絡付与装置１１、周速度５３００ｍ／分の非加熱の第
４ゴデーローラ１２を経て、ワインダーで巻き取ること
によって、５０デニール／１２フィラメントのポリエス
テル繊維を得た。

【００２５】この際、第１ゴデーローラ、第２ゴデーロ
ーラの巻き付け角度、表面粗度はいずれも１８０度、
０．３Ｓとした。

【００２６】加圧スチーム処理装置９は、糸条通過口１
４、１７をともに３段のラビリンスシールとし、処理室
１５の幅が１０ｍｍ、長さが５００ｍｍのものを用い
た。また、供給するスチーム圧力により処理室１５内の
温度を表１に示すように変更した。圧力を変えることに
より処理室内の温度は変化し、１０５℃以上とすること
により、実用的な熱寸法安定性のレベルである沸騰水収
縮率２０％以下とすることができ、またそのレベルを自
由に変更することが可能であることがわかる。

【００２７】

【表１】実施例４、比較例２、３第２ゴデーローラへの糸条巻き付け角度を第２ゴデーロ
ーラと加圧スチーム処理装置を移動させることにより変
更した以外は実施例２と同一条件でポリエステル繊維を
得た。第２ゴデーローラ前後の張力は、いずれの場合も
それぞれ２３〜２５ｇ，３〜５ｇであった。

【００２８】得られた繊維の捲縮評価の結果を表２に示
す。表２から判断されるように、第２ゴデーローラへの
糸条巻き付け角度を１７０度以上とすることにより、得
られる繊維の捲縮はなくなり、２１０度以下とすること
により処理装置を製造工程に組み込むことが可能となる
ことがわかる。

【００２９】

【表２】比較例４第２ゴデーローラの表面粗度を変更した以外は実施例２
と同一条件でポリエステル繊維を得た。

【００３０】表３から判断されるように、第２ゴデーロ
ーラの表面粗度を０．５Ｓ以下とすることにより得られ
る繊維の捲縮はなくなることがわかる。

【００３１】

【表３】実施例５常圧スチーム処理装置を取り外し、第１ゴデーローラを
ホットローラとし、セパレートローラを設置した以外
は、実施例２と同一の条件でポリエステル繊維を得た。
ホットローラ表面温度は９０℃、ホットローラ、セパレ
ートローラへの糸条巻き回し数は６回とした。

【００３２】実施例２と同様に捲縮のないポリエステル
繊維を得ることができた。

【００３３】

【発明の効果】本発明はポリエステル繊維を１工程法で
製造するに際し、延伸倍率を制御し、低コスト化を図
り、かつ均一延伸糸を得ることを可能としたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリエステル繊維の製造方法の模式
図である。

【図２】本発明のスチーム処理装置の概略図を示す。

【符号の説明】

１口金６第１ゴデーローラ８第２ゴデーローラ９加圧スチーム処理装置１４、１７糸条通過口１５処理室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステル系重合体を紡糸口金より吐
出し冷却させた後、第１ゴデーローラと非加熱の第２ゴ
デーローラとの間で該ポリエステル繊維のガラス転移点
以上の温度で延伸し、次いで１０５℃以上のスチーム雰
囲気中で熱処理することにより製造するに際し、該第２
ゴデーローラへの糸条巻き付け角度を１７０度以上２１
０度以下とし、かつ該第２ゴデーローラの表面粗度を
０．５Ｓ以下とすることを特徴とするポリエステル繊維
の製造方法。
【請求項２】第１ゴデーローラへの糸条巻き付け角度
を２１０度以下とし、第１ゴデーローラを非加熱とし、
かつ第１ゴデーローラと第２ゴデーローラとの間におい
て常圧スチーム雰囲気中で熱延伸することを特徴とする
請求項１記載のポリエステル繊維の製造方法。
【請求項３】複数のポリエステル繊維を一つの第１ゴ
デーローラ、常圧スチーム雰囲気、第２ゴデーローラを
用いて延伸することを特徴とする請求項２記載のポリエ
ステル繊維の製造方法。
【請求項４】ポリエステル繊維を冷却した後、第２ゴ
デーローラまでの間で交絡付与することを特徴とする請
求項１記載のポリエステル繊維の製造方法。