JPH11100719A

JPH11100719A - ポリエステル繊維の製造方法

Info

Publication number: JPH11100719A
Application number: JP26357297A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nakatsuka; 均中塚; Kazuhiko Tanaka; 和彦田中
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】直接紡糸延伸法により製造するにもかかわら
ず、シボ立性が良好で、ハリコシを有する強撚用ポリエ
ステル繊維を製造する方法を提供する。【解決手段】特定の粒径、体積形状係数を有する無機
微粒子を特定量含有したポリエステルの溶融吐出糸条を
冷却固化した後、１２０〜２４０℃に加熱された加熱帯
域を通過させ、加熱引取りロ−ラで引取り、ついで非加
熱ロ−ラで延伸を施すに際し、引取り速度を４０００ｍ
／分以上にし、加熱引取りロ−ラと非加熱ロ−ラとの温
度差を６０〜１００℃にすることにより、特定の物性を
有するポリエステル繊維を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は強撚用に適したポリ
エステル繊維の製造方法に関し、より詳細には直接紡糸
延伸法によりシボ立ち性が良好で、しかもハリコシのあ
る高品位な風合いを得ることができるポリエステル繊維
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、ポリエステル繊維の製造方法
に直接紡糸延伸法、いわゆるスピンドロ−法を用いるこ
とが多くなってきており、従来の紡糸−延伸の二段階方
式の延伸糸に代替するポリエステル繊維を極めて効率よ
く製造することができるようになった。しかしながら、
かかる方法で製造した繊維は熱応力、ヤング率が低く、
強撚織物用に適用できないことが多かった。

【０００３】また、特開平６−２４１５１４号公報には
溶融吐出糸条を一旦該糸条を形成するポリマ−のガラス
転移点温度以下に冷却固化した後、１００℃以上の非接
触の加熱ゾ−ンを通過させながら第一加熱引取りロ−ラ
と第二加熱引取りロ−ラとの間で第二段延伸を行う方法
が開示されているが、この方法では非接触加熱ゾ−ンま
での糸条速度が２５００ｍ／分以下にする条件的な制約
があることと、二つの加熱引取りロ−ラが必要となる設
備的な制約があり、条件設定の範囲が限られたものとな
っている。また、第二加熱延伸ロ−ラの温度が第一加熱
引取りロ−ラより高温であり、第二加熱延伸ロ−ラ上で
の糸揺れが大きく工程性が不安定であり、糸条の結晶性
は上がるが織物の風合いとしてハリコシが不足する問題
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し、直接紡糸延伸法により製造するにもかかわ
らず、シボ立性が良好で、ハリコシを有する強撚用ポリ
エステル繊維を製造する方法を提供することを目的とす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、平均粒径
０．０１〜１．０μｍ、かつ体積形状係数が０．２０〜
π／６である無機微粒子を０．４重量％以上含有してな
るポリエステルを紡糸口金から溶融吐出し、一旦該ポリ
エステルのガラス転移点以下の温度に冷却固化した後、
１２０〜２４０℃に加熱された加熱帯域を通過させ、加
熱引取りロ−ラで引取り、ついで非加熱ロ−ラで延伸を
施すに際し、引取り速度を４０００ｍ／分以上にし、加
熱引取りロ−ラと非加熱ロ−ラとの温度差を６０〜１０
０℃にすることを特徴とする下記の条件を満足するポリ
エステル繊維の製造方法を提供することによって達成で
きる。（１）ヤング率（ｇ／デニ−ル）≧１００（２）熱ピ−ク応力（ｇ／デニ−ル）≧０．２５（３）７≦沸水収縮率（％）≦１５

【０００６】

【発明の実施形態】本発明におけるポリエステルとは、
溶融紡糸が可能なポリエステルであればとくに限定され
るものではないが、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリ
ブチレンテレフタレ−ト、あるいはエチレンテレフタレ
−ト単位および／またはブチレンテレフタレ−ト単位を
主たる構成単位とし、これに少量の第三成分を含有させ
たポリエステルであってもよい。なかでも汎用性の点で
ポリエチレンテレフタレ−トが好ましい。

【０００７】上述の第三成分としてはイソフタル酸、フ
タル酸、２，６−ナフタリンジカルボン酸、５−アルカ
リ金属スルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シ
ュウ酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂
肪族ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等
の多官能性カルボン酸またはそれらのエステル形成性成
分に由来するカルボン酸単位、ジエチレングリコ−ル、
プロピレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、グリ
セリン、ペンタエリスリト−ル等から誘導される単位を
挙げることができる。これらは１種のみならず２種以上
を用いることができ、含有量は１０モル％以下であるこ
とが好ましい。

【０００８】本発明ではポリエステルの粘度や分子量に
ついてはとくに限定されることはなく、溶融紡糸可能な
粘度や分子量であればよい。紡糸性、繊維物性等を考慮
すると、フェノ−ル／テトラクロロエタン等重量混合溶
媒を用いて、３０℃の条件で測定された極限粘度が０．
６２〜０．６５の範囲のポリエステルを用いることが好
ましい。

【０００９】本発明において、ポリエステル中に含有さ
れる無機微粒子は、その平均粒子径が０．０１〜１．０
μｍであり、かつ体積形状係数が０．２０〜π／６の範
囲の粒子である。かかる無機微粒子は、ポリエステルに
対して実質的に劣化作用を持たず、それ自体、安定性に
優れたものであればその種類に限定はないが、シリカ、
アルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム
等を挙げることができる。これらの粒子は単独でも２種
以上を併用してもよい。

【００１０】無機微粒子の平均粒子径が１．０μｍを越
えると繊維の紡糸性、延伸性の低下をもたらし、紡糸断
糸、延伸巻き付けなどが発生し易くなる。一方、平均粒
子径が０．０１μｍ未満であると、延伸の際に糸条にか
かる張力にわずかな変動が生じ、得られる繊維にル−プ
や毛羽、繊度斑等が発生するようになる。好ましい平均
粒子径は０．０２〜０．６μｍである。

【００１１】また、該無機微粒子がポリエステル中に均
一に分散されるためには、粒子形状が球状で均一な粒度
分布のものが好ましい。すなわち、体積形状係数は０．
２０〜π／６の範囲、とくに０．３５〜π／６の範囲と
され、とくに０．４０以上が好ましい。ただし、体積形
状係数ｆは下記式で示される。ｆ＝Ｖ／Ｄ³ Ｖ：粒子体積（μｍ³）Ｄ：粒子投影面における最大径（μｍ）

【００１２】本発明においてはポリエステル繊維中に特
定形状の無機微粒子が存在することにより高品位なシボ
が発現する。その理由は明確ではないが、該微粒子が結
晶核剤となって繊維の結晶配向性を促進することによっ
て発現するものと推定される。該微粒子の含有量はポリ
エステルの重量を基準にして０．４重量％以上、好まし
くは１．０重量％以上である。該微粒子の含有量が０．
４重量％未満の場合には、織物に高品位なシボは発現し
ない。また延伸時のネッキング変形においてネッキング
点が安定せず、結果的に得られた繊維にル−プ、毛羽、
繊度斑等が生じ易くなる。さらに、紡糸、延伸性の工程
通過性を考慮すると、該微粒子の含有量の上限は１０重
量％であることが好ましい。

【００１３】該微粒子のポリエステルへの添加方法とく
に限定されず、ポリエステルの重合から溶融紡糸直前ま
での任意の段階で、該微粒子がポリエステル中に均一に
分散されるように添加、混合すればよい。また、本発明
において、ポリエステル中には上記微粒子の他に、必要
に応じて蛍光増白剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、加水分解防止剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤等の
添加剤を１種以上含有していてもよい。

【００１４】次に本発明のポリエステル繊維の製造方法
を図１により詳述する。図１は本発明の製造方法の一実
施態様を示す概略工程図であり、スピンブロック１を経
て溶融吐出されたポリエステル糸条２を一旦ガラス転移
点以下の温度に冷却固化し、加熱帯域３内を走行させて
第一段目の延伸を行い、ついで油剤付与装置４で油剤を
付与し、加熱引取りロ−ラ５で引き取る。その後糸条２
は加熱引取りロ−ラ５と非加熱ロ−ラ６の間で第二段目
の延伸を行った後、巻取機７で巻き取られる。

【００１５】この場合の溶融紡出温度、溶融紡出速度等
はとくに限定されず、ポリエステル繊維を製造する際に
一般的に使用されている条件を用いることができる。一
般に溶融紡出温度は（ポリエステルの融点＋２０）℃〜
（ポリステルの融点＋４０）℃の範囲の温度［たとえ
ば、ポリエステルがポリエチレンテレフタレ−トの場合
には２８０〜３００℃］にし、溶融紡出速度（溶融紡出
量）は約２０〜５０ｇ／紡糸孔１ｍｍ²・分程度に設定
すると、良好な紡糸工程性を得ることができるので好ま
しい。また、紡糸口金における紡糸孔の大きさや数、紡
糸孔の形状等もとくに限定されず、目的とするポリエス
テル繊維の単繊維繊度、総合デニ−ル数、断面形状等に
応じて調整することができる。通常、紡糸孔（単孔）の
大きさは約０．０１８〜０．０７ｍｍ²にしておくこと
が好ましい。

【００１６】上記の条件によって紡出されたポリエステ
ル糸条２は、一旦ポリエステルのガラス転移点以下の温
度、好ましくはガラス転移点温度よりも１０℃以上低い
温度で冷却される。かかる場合の冷却方法や冷却装置と
しては、紡出したポリエステル繊維をそのガラス転移点
温度以下に冷却できる方法や装置であればいずれでもよ
くとくに限定されるものではないが、紡糸口金の下に冷
却吹き付け筒等の冷却吹き付け装置を設置し、紡出され
てきた糸条２に冷却風を吹き付けて、冷却固化すること
が好ましい。。その際に冷却風の温度や湿度、冷却風の
吹き付け速度温度、紡出糸条に対する冷却風の吹き付け
角度等の冷却条件もとくに限定されず、口金から紡出さ
れてきたポリエステル糸条２を糸条の揺れ等が生じない
ようにしながら速やかに、かつ均一にポリエステルのガ
ラス転移点温度以下にまで冷却させる条件であればよ
い。そのうちでも、冷却風の温度を約２０〜３０℃、冷
却風の湿度を２０〜６０％、冷却風の吹き付け速度を
０．４〜１．０ｍ／秒とし、紡出糸条に対する冷却風の
吹き付け方向を紡出方向に対して垂直にして紡出された
糸条の冷却を行うことが、高品質のポリエステル糸条を
円滑に得ることができる点で好ましい。また、冷却風吹
き付け筒を用いて前記の条件下で冷却を行う場合は、紡
糸口金の直下にやや間隔を開けて、または間隔を開けな
いで、長さ約８０〜１２０ｃｍの冷却吹き付け筒を設置
することが好ましい。

【００１７】次に、冷却固化されたポリエステル糸条２
は引き続いてそのまま直接加熱帯域３に導入され延伸が
施される。加熱帯域の温度はポリエステルの種類等に応
じて適宜設定されるが、ポリエステルのガラス転移点温
度よりも４０℃以上高い温度とすることが好ましく、１
２０〜２４０℃の範囲に設定することがより好ましい。
さらには１６０〜２００℃の範囲に温度を設定すること
が好ましい。加熱帯域の温度が１２０℃未満の場合には
糸条２の延伸が生じにくく、逆に２４０℃を越えると加
熱帯域内での繊維間の融着や糸切れ、単糸切れ等が生じ
る場合がある。

【００１８】加熱帯域３の種類や構造は、加熱帯域３内
を走行する糸条２とそれを包囲する空気との間に抵抗を
生じさせて糸条張力を増大させて延伸を生じさせること
ができる構造であればいずれでもよい。その中でも、筒
状構造のものが好ましく用いられ、とくに筒状壁自体が
ヒ−タ−となっている内径２０〜５０ｍｍ程度のチュ−
ブヒ−タ−が好ましい。

【００１９】加熱帯域３の、紡糸口金からの距離、長さ
等の設置条件は、ポリエステルの種類、紡出量、冷却温
度、加熱帯域３の温度、内径等に応じて調整できるが、
紡糸口金直下から加熱帯３の入り口までの距離を０．５
〜３．０ｍ程度とし、加熱帯域３の長さを１．０〜２．
０ｍ程度としておくと、該域３内で糸条２を均一に円滑
に延伸することができる。

【００２０】そして、加熱帯域３内で延伸された糸条２
に対して、油剤付与装置４で油剤を付与してから、加熱
引取りロ−ラ５で引き取る。油剤付与装置４はロ−ラタ
イプ、ガイドタイプ等いずれでもよい。加熱引取りロ−
ラ５の引取り速度は４０００ｍ／分以上にすることが必
要である。とくに４５００ｍ／分以上であることが好ま
しい。加熱引取りロ−ラ５の引取り速度が４０００ｍ／
分に達しないと加熱帯域３内での糸条の張力変動、過加
熱等が生じて均一な延伸が行われなくなり、得られるポ
リエステル糸条はウスタ−斑（Ｕ％）が大きく、染色斑
が生じる。本発明の条件でポリエステル糸条を製造する
ことにより、Ｕ％が１．２％以下、とくに１．０％以下
と、斑の非常に少ない糸条が得られるのである。

【００２１】加熱引き取りロ−ラ５と非加熱ロ−ラ６と
の間で第二段の延伸が施される。図１に示すとおり、加
熱引取りロ−ラ５および非加熱ロ−ラ６は各々セパレ−
トロ−ラ５’、６’を有し、加熱引取りロ−ラ５とセパ
レ−トロ−ラ５’間と、非加熱ロ−ラ６とセパレ−トロ
−ラ６’間で多重ラップされており、加熱引取りロ−ラ
５と非加熱ロ−ラ６との周速度の差を利用して延伸が施
される。この場合、加熱引き取りロ−ラ５の温度は１０
０〜１６０℃の範囲に設定することが好ましく、１２０
〜１５０℃の範囲に設定することがより好ましい。かか
るロ−ラ５の温度が１００℃未満の場合には、糸条に延
伸斑が生じ易く、逆に１６０℃を越えるとロ−ラ５上で
の糸揺れが激しく、断糸を生じる場合がある。

【００２２】非加熱ロ−ラ６の温度は加熱引き取りロ−
ラ５の温度より６０〜１００℃低い温度に設定すること
が必要である。かかる非加熱ロ−ラ１６の温度が高すぎ
ると、繊維の結晶化が進行し糸条の熱収縮率が小さくな
り、織物加工工程で十分な収縮が生じないため、ハリコ
シのない風合いとなる。加熱引き取りロ−ラ５と非加熱
ロ−ラ６との間で施される延伸倍率は１．０１〜１．３
０の範囲が好ましく、１．０５〜１．２０の範囲である
ことがより好ましい。

【００２３】このような製造方法で得られたポリエステ
ル糸条は、ヤング率が１００ｇ／デニ−ル以上、好まし
くは１１０ｇ／デニ−ル以上となる。ヤング率が１００
ｇ／デニ−ル未満であると織物にシボは発現しても、風
合いがハリコシがないものとなり、高品位の織物を得る
ことはできない。

【００２４】また、巻取機７で巻き取られた糸条は、熱
収縮応力のピ−ク値は０．２５ｇ／デニ−ル以上、好ま
しくは３．０ｇ／デニ−ル以上である。熱収縮応力のピ
−ク値が０．２５ｇ／デニ−ル未満であると、収縮が不
足して織物に加工した場合、高品位な風合いを得ること
ができない。

【００２５】また、該巻き取られた糸条は、沸水収縮率
が７〜１５％の範囲、より好ましくは８〜１２％の範囲
である。沸水収縮率が７％未満の場合、収縮が乏しく高
品位な風合いを得ることができない。一方、沸水収縮率
が１５％を越えると逆に収縮が大きすぎて硬い風合いの
ものしか得られない。

【００２６】本発明のポリエステル繊維の断面形状にと
くに限定はなく、通常の丸断面のみならず、楕円形、三
角〜八角等の多角形、三葉〜八葉等の多葉形、アレイ
形、Ｖ字形、Ｕ字形、Ｔ字形などの異形断面形状であっ
てもよい。さらには、本発明のポリエステル繊維は単繊
維繊度や断面形状を異にするフィラメントの集合体（紡
糸混繊糸）であってもよい。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれら実施例により何等限定されるものではな
い。なお、実施例中の各測定値は以下の方法により測定
算出された値である。（１）ポリエステルの極限粘度フェノ−ル／テトラクロロエタン等重量混合溶媒中、３
０℃でウベロ−デ粘度管を用いて測定した。（２）ガラス転移点温度（℃）示差走査熱量計（メトラ−社製、ＴＡ３０００、ＤＳＣ
２０）を用いて、昇温速度１０℃／分で測定した。（３）粒子の平均粒子径（μｍ）遠心粒径測定器（堀場製作所製、ＣＡＰＡ−５０００
型）を用いて測定した。（４）糸条のヤング率（ｇ／デニ−ル）糸条の荷重−伸長曲線から減点近くで伸長変化に対する
荷重変化の最大点を求め、伸度１００％のその点におけ
る接線上の荷重を算出した。

【００２８】（５）熱収縮応力のピ−ク値（ｇ／デニ−
ル）温度−収縮応力のカ−ブの中で最も高い応力値（ピ−ク
値）を示す。（６）沸水収縮率（％）ＪＩＳＬ１０１３に準拠して測定した。（７）ウスタ−斑（Ｕ％）ツベルベ−ガ−社製ウスタ−斑試験機により、糸速１０
０ｍ／分、レンジ±１２．５％、チャ−ト速度１０ｃｍ
／分とし、繊維軸方向の太さ斑を測定し、Ｕ％を算出し
た。（８）風合いポリエステル糸条を２５００Ｔ／Ｍで強撚し、該強撚糸
を経糸および緯糸として用いて、平織物を作成し、通常
の加工を施した。この織物について、１０人による評価
を行い、以下の基準で評価した。 ○：１０人のうち７人以上が良好と判定した。 △：１０人のうち良好と判定した人が５人未満であっ
た。 ×：１０人全員が不良と判定した。

【００２９】実施例１平均粒径０．４μｍ、体積形状係数０．５２の酸化チタ
ンを０．４重量％含有いた、極限粘度０．６５のポリエ
チレンテレフタレ−トを、０．２０ｍｍΦ×３６ホ−ル
のノズルを用いて紡糸温度２９０℃、吐出量１．０ｇ／
分・ホ−ルで紡出し、温度２５℃、湿度６０％の冷却風
を０．５ｍ／秒の速度で紡出糸条に吹き付け、糸条温度
を７０℃以下にした後、紡糸口金下方１．２ｍの位置に
設置した長さ１．０ｍ、入口径８ｍｍ、内径３０ｍｍの
チュ−ブヒ−タ−（内壁温度１８０℃）に導入してチュ
−ブヒ−タ−内で第一段目の延伸を行った。ついでチュ
−ブヒ−タ−から出た糸条にカラス口オイリング（ギア
ポンプ給油方式）で油剤を付与して、加熱引取りロ−ラ
と非加熱ロ−ラとの間で第二段目の延伸を行い巻き取っ
た。この際、引取り速度、第二段目の延伸倍率、加熱引
取りロ−ラの温度等の諸条件を表１に示す。また得られ
た繊維の諸物性をあわせて表１に示す。

【００３０】実施例２〜４および比較例１〜４表１に示す形状の微粒子を使用し、表１に示す条件で実
施例１と同様にして紡糸延伸を行い、ポリエステル糸条
を得た。得られた糸条の諸物性を表１に示す。比較例で
得られた糸条からなる織物は風合いがよくてもシボ立が
不十分であり、シボ立性、染色は良好であっても風合い
が不足したりと、良好な結果は得られなかった。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、斑が非常に
少ない繊維が得られ、かかる繊維を用いてなる強撚織物
はシボ立性が良好であるとともに、ハリコシを備え、風
合いも良好な織物となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の一実施態様を示す概略工程
図である。

【符号の説明】

１：スピンブロック２：ポリエステル糸条３：加熱帯域４：油剤付与装置５：加熱引取りロ−ラ５’：セパレ−トロ−ラ６：非加熱ロ−ラ６’：セパレ−トロ−ラ７：巻取機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径０．０１〜１．０μｍ、かつ体積
形状係数が０．２０〜π／６である無機微粒子を０．４
重量％以上含有してなるポリエステルを紡糸口金から溶
融吐出し、一旦該ポリエステルのガラス転移点以下の温
度に冷却固化した後、１２０〜２４０℃に加熱された加
熱帯域を通過させ、加熱引取りロ−ラで引取り、ついで
非加熱ロ−ラで延伸を施すに際し、引取り速度を４００
０ｍ／分以上にし、加熱引取りロ−ラと非加熱ロ−ラと
の温度差を６０〜１００℃にすることを特徴とする下記
の条件を満足するポリエステル繊維の製造方法。（１）ヤング率（ｇ／デニ−ル）≧１００（２）熱ピ−ク応力（ｇ／デニ−ル）≧０．２５（３）７≦沸水収縮率（％）≦１５