JPH09241922A - 高速直接紡糸延伸法によるポリアミド繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ５０００ｍ／分以上、特に５５００ｍ／分
以上のような高速で巻取りしても、多糸条を同時に安定
して直接紡糸延伸する方法により、巻姿良好なポリアミ
ド繊維パッケージを容易に製造することができ、工業的
実施における生産性の一層の向上を可能とする。 【解決手段】 溶融紡糸されたポリアミド繊維の多糸
条を同一装置で個々に引取り、引続き延伸、熱処理して
高速で巻取る高速直接紡糸延伸法において、前記引取り
を、単一ローラからなる第１ゴデローラに１周未満巻付
けることにより行い、前記延伸、熱処理を、表面が鏡面
で加熱された単一ローラからなる第２ゴデローラに１周
未満巻付けることにより行い、かつ、前記巻取りを、タ
ッチローラ及びスピンドルの両方をそれぞれ所定速度で
積極駆動回転させる巻取機を用い５０００ｍ／分以上の
巻取り速度で行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多糸条を同時にか
つ高速で直接紡糸延伸する方法によりポリアミド繊維を
製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ポリアミド繊維の延伸糸の製法
は、紡糸と延伸とを別々の工程で行う２工程法から、紡
糸と延伸とを直結させた直接紡糸延伸方法へと徐々に変
わってきつつある。さらに、生産性向上やコストダウン
等の点から高速化及び多糸条化が要求されてきている。

【０００３】直接紡糸延伸方法としては、特開昭６２−
２５０１９号公報や特開平３−１６１５４６号公報、特
公平１−５２４８８号公報に記載されているように、分
離ローラ（セパレートローラ）方式やネルソンローラ方
式による対ローラをゴデローラとして用い、この対ロー
ラに糸条を数回巻付けて引取りさらに延伸する方法が一
般的である。

【０００４】しかし、この方法は対ローラに数回巻付け
ているのでローラ上での糸揺れが大きくなり易い。従っ
て、数回巻付ける途中で糸同志が接触して構成単糸が隣
りの糸条に移ったり、ゴデローラに巻付いて糸切れが生
じたりし易いという大きな問題がある。そのため、この
方式では、高速化を進めることが難しく、延伸巻取り速
度は高くても４０００ｍ／分程度が限度である。さら
に、対のゴデローラに数回巻付けるので、ローラ長の限
られたゴデローラに同時に多糸条を巻付けて延伸するこ
とは難しく、多くとも４糸条が限界である。

【０００５】これに対し、特公昭５７−３５２８７号公
報等で提案された多糸条高速直接紡糸延伸方式は、単一
ローラに１周未満巻付けて引取り、加熱された単一ロー
ラに１周未満巻付けて延伸熱処理する方式であって、前
記した対ローラを用いる直接紡糸延伸方式に比べ多糸条
化及び高速化が容易である。

【０００６】しかし、この方式はゴデコーラへの糸条巻
付け角が１周未満と小さいためにローラ表面と糸条との
間のスリップを防止するためにゴデローラ表面を十分な
鏡面仕上げとしてゴデローラ表面と糸条との密着性を高
めることを要する。ゴデローラ表面と糸条との密着性が
高まるとスリップは防止されるものの、同時にゴデロー
ラを出る際の糸離れが悪くなり、ゴデローラから糸条が
離れるべき位置で離れずにゴデローラに巻付いてしまう
現象（以下、糸とられ現象という）が生じ易くなり、糸
切れ頻度が多くなるという問題がある。

【０００７】この糸とられ現象は、一般に、第２ゴデー
ローラ出の糸条張力が低く、第２ゴデローラから巻取り
までの間における走行糸条が不安定である場合に多くな
る。そこで、第２ゴデーローラと巻取りとの間における
糸条張力を高くし、さらに、第１ゴデローラの前で糸条
に交絡をかけることが特公平１−２２３６３号公報で提
案され、かなりの効果が得られている。例えば、４００
０〜５２００ｍ／分の高速で巻取りしてもバルジ率が小
さいパッケージが得られることが記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第２ゴデーロ
ーラと巻取りとの間における糸条張力を高くすると、巻
取り速度を５０００ｍ／分以上や５５００ｍ／分以上の
ように高くした場合ではパッケージの巻姿の悪化やさら
には巻き締まりの発生というトラブルが生じ易くなり、
十分な効果を発揮することが難しかった。

【０００９】また、巻取り速度が５０００以上５５００
ｍ／分未満の程度ならば、パッケージのバルジ率は、巻
上げ時の綾角を高くすることによって低くすることもで
きるが、綾角を高くすると同時にパッケージのサドルが
高くなるという問題が生じてくるので、バルジ率もサド
ル高さもともに小さいパッケージを得ることは困難であ
った。

【００１０】パッケージの巻姿が悪化するとパッケージ
からの解舒性が悪化するので、後工程におけるトラブル
を誘発し実用に供することが困難である。また、巻締ま
りは、糸条をドラム上に巻上げている中心の紙管が、巻
取り中に押し潰されてスピンドルに食い込み、スピンド
ルから抜き取ることができなくなるトラブルであり、こ
の場合は巻上げた糸条を取り除く必要があり全量が屑糸
になる。なお、この巻締まりは遅延収縮が大きいポリア
ミド繊維に固有の問題である。

【００１１】他方、巻締まりは、糸条をドラム上に巻上
げている中心の紙管が、巻取り中に押し潰されてスピン
ドルに食い込み、スピンドルから抜き取ることができな
くなるトラブルであり、この場合は巻上げた糸条を取り
除く必要があり全量が屑糸になる。なお、この巻締まり
は遅延収縮が大きいポリアミド繊維に固有の問題であ
る。

【００１２】このように、前記した糸とられ現象の問題
は、巻取り速度が高速になる程に深刻となって解決が難
しくなるので、安定的に工業生産可能な限度は４７００
ｍ／分程度と考えられてきた。

【００１３】そこで、本発明は、上記のような従来技術
の問題を解消し、５０００ｍ／分以上、特に５５００ｍ
／分以上のような高速で巻取りしても、ポリアミド繊維
の多糸条を同時に直接紡糸延伸することが工業的に安定
して実施可能である方法の提供を主な目的とする。即
ち、製糸工程における糸切れ等のトラブルが少なく安定
して製糸でき、しかも、バルジ率及びサドル高さがとも
に小さく良好なパッケージに巻上げることができる、多
糸条高速直接紡糸延伸法によるポリアミド繊維の製糸方
法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明法は、溶融紡糸されたポリアミド繊維の多糸
条を同一装置で個々に引取り、引続き延伸、熱処理して
高速で巻取る高速直接紡糸延伸法において、前記引取り
を、単一ローラからなる第１ゴデローラに１周未満巻付
けることにより行い、前記延伸、熱処理を、表面が鏡面
で加熱された単一ローラからなる第２ゴデローラに１周
未満巻付けることにより行い、かつ、前記巻取りを、タ
ッチローラ及びスピンドルの両方をそれぞれ所定速度で
積極駆動回転させる巻取機を用い５０００ｍ／分以上の
巻取り速度で行なうことを特徴とする。

【００１５】本発明法では、生産性のさらなる向上のた
めに、巻取り速度を５５００ｍ／分以上の高速とするこ
とや、６糸条以上の多糸条製糸とすることもできる。ま
た、第２ゴデローラと巻取りとの間における糸条張力
（Ｔ／Ｄ）は０．１１ｇ／ｄ以上であることや、溶融紡
糸された多糸条を第１ゴデローラで引取る前に交絡処理
を行うことが好ましい。そして、ドラム状パッケージに
巻上げられる場合に有効である。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に本発明の高速直接紡糸延伸法
の一例を図により説明する。図１は、本発明の高速直接
紡糸延伸法の一例を示す工程概略図である。図２は、本
発明法により得られるドラム状パッケージの断面概略図
である。

【００１７】図１において、繊維形成用ポリアミドは紡
糸口金１より溶融紡出され、冷却装置２からの冷却風に
より冷却固化された後、給油ガイド３による給油と交絡
装置４による交絡処理とが行われ、第１ゴデローラ５で
引取られる。続いて、第１ゴデローラ５と第２ゴデロー
ラ６との間で延伸され、加熱された第２ゴデローラ６上
において熱処理され、次いで巻取機により高速で巻取ら
れ、ドラム状パッケージが形成される。

【００１８】第１ゴデローラ５及び第２ゴデローラ６
は、対のローラではない単一ローラから構成され、これ
らローラへは１周未満の糸条巻付けとすることが必要で
ある。このような製糸方法を、以下、単ロール方式の直
接紡糸延伸法という。なお、図１においては第１、第２
ゴデローラへの糸条巻付けはそれぞれ半周であり、同時
に引取られ延伸、熱処理される多糸条は、ゴデローラの
長手方向に間隔をあけて巻付けられている（図示な
し）。ローラ巻付け時の糸条のスリップを防止するため
に第１ゴデローラ５は表面が鏡面であることが好まし
い。

【００１９】巻取り速度は５０００ｍ／分以上であり、
５５００ｍ／分以上の高速とすることもできる。また、
多糸条は一般に４糸条以上であればよく、６糸条以上や
８糸条以上とすることもできる。

【００２０】延伸倍率は巻取り速度に応じて決めればよ
いが一般的には２倍以下の条件がとられる。また、熱処
理温度は一般的に１３０〜２００℃程度であればよい。

【００２１】ポリアミド繊維は、ナイロン６繊維やナイ
ロン６６繊維、それらを主成分とする共重合ナイロン繊
維で代表される一般的なナイロン繊維であればよいが、
少なくとも１層がポリアミドからなる複合繊維であって
もよい。

【００２２】第２ゴデローラに１周未満巻付けられてい
る間に糸条を熱処理し、かつ、ローラと糸条との間でス
リップを生じさせないためには、ローラ表面を鏡面とし
て密着性を高めることが必要である。

【００２３】表面が鏡面である第２ゴデローラにおける
糸とられ現象を防止するために、第２ゴデローラと巻取
りとの間における糸条張力（以下、第２ゴデローラ出の
張力という）（Ｔ／Ｄ）を０．１１ｇ／ｄ以上と高く
し、巻取り速度を５０００ｍ／分以上と高くしても、本
発明で特定した巻取機を用いることによって、パッケー
ジ巻姿悪化という問題を十分に回避することができる。

【００２４】なお、この第２ゴデローラ出の張力（Ｔ／
Ｄ）は、図１の測定位置Ｐで測定された糸条張力（Ｔ
ｇ）を巻取り糸条の糸条繊度（Ｄデニール）で割って求
められる値であり、第２ゴデローラと巻取機との間のリ
ラックス率（速度緩和率）を変更することによって所望
水準とすることができる。

【００２５】巻取機として、単ロール方式の直接紡糸延
伸法の従来技術では、スピンドルのみを駆動させるスピ
ンドルドライブ式が用いられてきた。これに対し、本発
明では、タッチローラ９及びスピンドル１０の両方をそ
れぞれ所定速度で積極駆動回転させる巻取機であること
が必要である。

【００２６】従来の巻取機ではスピンドルのみが駆動回
転され、タッチローラは糸条巻上体（ドラム状パッケー
ジ）との接触摩擦により従動回転する。

【００２７】これに対し、本発明で用いる巻取機では、
タッチローラ９もスピンドル１０もそれぞれ所定速度で
積極駆動回転されている。その回転数制御は、次のよう
な行えばよい。まず、パッケージや紙管と接触していな
い単独回転の時に、設定の巻取り速度と同一またはその
数％程度（例えば±７％以内）前後した近辺の速度とな
るようにタッチローラのモータの電源周波数を設定す
る。次に、パッケージや紙管と接触させ、タッチローラ
の表面速度（巻取り速度）が一定となるようにスピンド
ル回転数を制御する方法、または、第２ゴデローラ出の
糸条張力が一定となるようにスピンドル回転数を制御す
る方法によってスピンドル回転数を制御しつつ巻取りを
継続する。

【００２８】この巻取り時の綾角は６〜７度程度とする
ことが好ましく、トラバース速度の制御によって所望の
綾角とすることができる。この綾角が高過ぎる場合は、
パッケージのサドル高さを抑制することが難しくなるの
で好ましくない。

【００２９】ドラム状パッケージにおけるバルジ率は、
図２及び次式により求められる値である。次式におい
て、Ａはドラム最内層の巻き幅であり、また、Ｂは中層
部の最も膨らんだ部分の巻き幅である。 バルジ率（％）＝［（Ｂ−Ａ）／Ａ］×１００ また、サドルは、ドラム状パッケージの最外巻層の両端
部付近に表れる耳高部であり、そのサドル高さＣは、図
２に示したように、サドルにおける最大巻径と、最外巻
層の最小巻径との差である。

【００３０】それらバルジ率やサドル高さが大きいほど
巻姿が悪くなり、解舒性等の点から許容される限度は一
般にバルジ率１０％以下、サドル高さ１．５ｍｍ以下で
ある。

【００３１】従来の巻取機では、回転する紙管やドラム
状パッケージとの接触によってタッチローラを従動回転
させているので、両者間でスリップが生じ易く、糸条は
引っ張られ気味の状態で巻き取られていく。従って、第
２ゴデローラ出の糸条張力よりも高い張力で巻き取られ
ていくのであり、この実巻張力の増大による悪影響は、
高速化するほど大きくなる。

【００３２】しかし、本発明で用いた巻取機の場合は、
スピンドルもタッチローラもともに駆動回転されている
ので巻上げ時における糸条の引っ張りを防止でき、実巻
張力の増大を防ぐことができる。特に、非接触時のタッ
チローラの表面速度が巻取り設定速度よりも速くなるよ
うに駆動モータの電源周波数を設定すれば、タッチロー
ラとパッケージとの間で巻上げられていく糸条が弛緩気
味となり、実巻張力を低減させることができる。

【００３３】このような巻取機を単ロール方式の直接紡
糸延伸法に適用すると、低い水準の実巻張力と、高い水
準の第２ゴデローラ出の糸条張力とをともに満足させる
ことができる。この結果、ゴデローラでの糸とられ現象
が防止できると同時に、バルジ率及びサドル高さがとも
に小さい良好なパッケージ巻姿とすることができ、しか
も、巻締りの発生をも抑制できる。

【００３４】特に、巻取り速度が５０００ｍ／分以上、
特に５５００ｍ／分以上のように高速化するほど、第２
ゴデローラにおける糸とられ現象を防止するためには第
２ゴデローラ出の糸条張力を高くしていく必要があり、
従って、第２ゴデローラ出の糸条張力と実巻張力との差
を大きくすることが要求され、この要求を満足させるた
めには本発明法の適用が極めて有効である。

【００３５】また、最近はパッケージの巻量の増大が要
求されており、最近は７ｋｇ以上の巻量へとラージパッ
ケージ化が進行してきている。しかし、巻量が増大する
ほど、パッケージのバルジ率及びサドル高さをともに小
さく抑制することが難しくなるので、この点からも、実
巻張力を低い水準に抑えることが要求されており、本発
明法は、巻量の大きいドラム状パッケージの巻姿を良好
にするためにも有効である。

【００３６】従って、本発明法によると、巻取り速度５
０００ｍ／分以上のような高速の多糸条直接紡糸延伸を
良好な製糸性で、かつ、パッケージフォーム良好に実施
することができるのであり、工業的実施において、より
一層の高速化や、より一層の多糸条化や、さらには、ラ
ージパッケージ化を図ることも可能である。

【００３７】なお、本発明で用いた巻取機は、ネルソン
方式のような対ゴデローラを用いた直接紡糸延伸法でも
同様の効果は期待できるが、この直接紡糸延伸法では、
ゴデローラ上における糸揺れの問題等から多糸条高速化
が困難であるので、本発明で用いた巻取機を適用しても
５０００ｍ／分以上の多糸条直接紡糸延伸は工業的に実
施困難である。

【００３８】

【実施例】

［実施例１〜３］９８％硫酸相対粘度が２．６３のナイ
ロン６を、図１に示す工程からなる直接紡糸延伸方式で
８糸条同時に紡糸延伸して、７０デニール２４フィラメ
ントのナイロン６フィラメント糸を製造し、８コップの
巻取機で、綾角６．８度、巻巾１１４ｍｍ、巻量７．５
ｋｇのドラム状パッケージに巻上げた。

【００３９】第１ゴデローラ及び第２ゴデロールともに
表面は鏡面であり、第１ゴデローラは非加熱（常温）、
第２ゴデローラは加熱表面温度１８５℃に設定されてお
り、、れぞれのローラに糸条を半周巻付けた。また、巻
取機のタッチローラの駆動回転は、非接触回転時に設定
巻取り速度よりも３％速い速度となるようなモータ電源
周波数に設定して行った。そして、接触回転時のタッチ
ローラの表面速度が所定の巻取り速度となるように、ス
ピンドルの回転速度を制御させつつ巻取った。

【００４０】この条件下で、巻取り速度を５０００ｍ／
分、５５００ｍ／分又は６０００ｍ／分と変化させ、延
伸倍率は所望の伸度物性（約４５％）が得られるよう
に、巻取り速度に応じて変化させ、それぞれ１．２３
倍、１．１５倍及び１．０８倍とした。また、第２ゴデ
ローラ出の張力は、第２ゴデローラと巻取りとの間にお
ける糸条リラックス率（速度緩和率）を変えることによ
り調整し、それぞれ、０．１２ｇ／ｄ、０．１３ｇ／ｄ
及び０．１３ｇ／ｄとした。

【００４１】ドラム状パッケージの巻姿は、バルジ率及
びサドル高さでもって評価した。表１に示すとおり、得
られたドラム状パッケージは、いずれもバルジ率及びサ
ドル高さがともに小さくて巻姿良好であった。しかも、
製糸時の糸切れ発生も少なく、巻き締まりもみられず、
５０００ｍ／分以上という高速で８糸条同時に安定して
生産することができた。

【００４２】

【表１】

【００４３】［比較例１〜４］巻取機を変更した以外は
実施例１、２と同様に直接紡糸延伸巻取りし、７０デニ
ール２４フィラメントのナイロン６フィラメント糸のド
ラム状パッケージを得た（比較例１、３）。巻取機は、
スピンドルの駆動回転により紙管及びパッケージを所定
速度で回転させ、この紙管又はパッケージとの接触によ
りタッチローラが従動回転する方式の巻取機であり、タ
ッチローラが積極的駆動しない点において実施例の場合
と基本的に異なる。

【００４４】なお、比較例２と４は、第２ゴデローラ出
の糸条張力を比較例１と３よりも低くしたものである。
また、巻取速度を４５００ｍ／分とし、延伸倍率を１．
３２倍とし、第２ゴデローラ出の糸条張力を０．１０ｇ
／ｄとした以外は比較例１と同様に実施した場合を参考
例とした。

【００４５】表２に示すとおり、４５００ｍ／分の場合
（参考例）では良好なパッケージを製糸性良好に得るこ
とも可能であったが、５０００ｍ／分以上の高速巻取り
条件では、巻姿、巻締り及び製糸性のすべてを満足させ
て製糸することは困難であった。

【００４６】即ち、巻取り速度５０００ｍ／分で張力を
適正水準にすると（比較例１）、バルジ率が高く巻姿不
良となる。これを改善しようと張力を下げると（比較例
２）、ゴデローラへの糸条巻取りが発生し易くなって糸
切れが多発した。また、巻取り速度５５００ｍ／分では
さらに難しく、適正水準の張力の場合（比較例３）、さ
らにバルジ率が高く巻姿不良でありしかも巻締りも発生
した。張力を下げた場合（比較例４）糸切れが多発し、
巻姿の十分な改善もできなかった。

【００４７】［比較例５］巻取速度を５２００ｍ／分と
し、延伸倍率を１．２２倍とし、第２ゴデローラ出の糸
条張力を０．１４ｇ／ｄとし、綾角を７．８度とし、さ
らにパッケージ巻量を５ｋｇとした以外は、比較例１と
同様に実施した。

【００４８】表２に示すとおり、綾角を高くしたことに
よってバルジ率は１０％まで低くなつたがサドル高さが
２．５ｍｍと高くなり、パッケージ巻姿は不良であっ
た。さらに実巻張力が高いために巻締りの発生もみられ
た。

【００４９】

【表２】

【００５０】

【発明の効果】本発明をよると、ポリアミド繊維を多糸
条高速直接紡糸延伸により製造する際の製糸性及びパッ
ケージ巻姿の両方をともに良好にすることができるよう
になる。即ち、５０００ｍ分以上の多糸条高速直接紡糸
延伸を工業的に安定して実施すること、及び、高速製糸
によるポリアミド延伸糸を巻き姿良好なドラム状パッケ
ージでもって得ることか可能になる。さらに、ラージパ
ッケージ化を図ることも可能となる。

【００５１】従って、ポリアミド繊維を５０００ｍ／分
以上の高速で多糸条同時に直接紡糸延伸して製造するこ
とが、工業的に安定して実施できるようになり、生産性
の一層の向上を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高速直接紡糸延伸法の一例を示す工程
概略図である。

【図２】本発明法により得られるドラム状パッケージの
断面概略図である。

【符号の説明】

１：紡糸口金、 ４：交絡装置、 ５：第１ゴデロー
ラ、 ６：加熱された第２ゴデローラ、 ７：巻取機、
９：タッチローラ、 １０：スピンドル、 １１：ド
ラム状パッケージ、 Ｙ：糸条、 Ｐ：第２ゴデローラ
出の張力の測定位置、 Ａ：最内層の巻き幅、 Ｂ：最
大膨らみ部の巻き幅、 Ｃ：サドル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融紡糸されたポリアミド繊維の多糸
   条を同一装置で個々に引取り、引続き延伸、熱処理して
   高速で巻取る高速直接紡糸延伸法において、前記引取り
   を、単一ローラからなる第１ゴデローラに１周未満巻付
   けることにより行い、前記延伸、熱処理を、表面が鏡面
   で加熱された単一ローラからなる第２ゴデローラに１周
   未満巻付けることにより行い、かつ、前記巻取りを、タ
   ッチローラ及びスピンドルの両方をそれぞれ所定速度で
   積極駆動回転させる巻取機を用い５０００ｍ／分以上の
   巻取り速度で行なうことを特徴とする高速直接紡糸延伸
   法によるポリアミド繊維の製造方法。
2. 【請求項２】 巻取り速度が５５００ｍ／分以上であ
   ることを特徴とする請求項１記載の高速直接紡糸延伸に
   よるポリアミド繊維の製造方法。
3. 【請求項３】 第２ゴデローラと巻取りとの間におけ
   る糸条張力（Ｔ／Ｄ）が０．１１ｇ／ｄ以上であること
   を特徴とする請求項１記載の高速直接紡糸延伸によるポ
   リアミド繊維の製造方法。
4. 【請求項４】 溶融紡糸された多糸条を第１ゴデロー
   ラで引取る前に、交絡処理を行うことを特徴とする請求
   項１記載の高速直接紡糸延伸によるポリアミド繊維の製
   造方法。
5. 【請求項５】 多糸条が６糸条以上であり、かつ、ド
   ラム状パッケージに巻上げることを特徴とする請求項１
   記載の高速直接紡糸延伸によるポリアミド繊維の製造方
   法。