JPH11350250A - 細繊度ポリエステル繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒状加熱装置を用いて加熱延伸法により製造
するに際して、簡易な紡糸延伸装置で、糸斑が少なく、
均整度の良好な単糸繊度が小さいポリエステル繊維を安
定して製造することができる製造法を提供する。 【解決手段】 ポリマーを紡糸口金１より溶融紡出し、
紡糸糸条Ｙを一旦冷却固化した後、筒状加熱装置４を通
過させて熱処理し、再び冷却した後に糸条Ｙを集束し、
引き取ることにより単糸繊度が１．０デニール以下のポ
リエステル繊維を製造する方法である。ポリマーは溶融
粘度が２０００ポイズ以下のポリエチレンテレフタレー
トを用い、筒状加熱装置４の入口の上方１０〜２０ｃｍ
の位置に内径が８〜１６ｍｍの糸条固定ガイド３を設け
て糸条を通過させ、筒状加熱装置４の有効加熱長を３０
〜８０ｃｍ、口金１面から筒状加熱装置４下方の糸条の
集束位置までの距離を１４０〜２２０ｃｍ、糸条の引取
速度を３０００〜４５００ｍ／分とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単糸繊度が小さい
ポリエステル繊維を、筒状加熱装置を用いた加熱延伸法
で製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートに代表され
るポリエステル繊維は、衣料用、産業資材用等に広く使
用されている。ポリエステル繊維を製造する方法として
は、ポリエステルを溶融吐出し、冷却固化後、引き取
り、数個の加熱ローラを用いて延伸を行う方法が一般的
である。近年、工程を簡略化するために、延伸工程をロ
ーラを用いずに、紡出糸を一旦冷却固化した後、加熱筒
内を通過させ、空気抗力を利用して延伸を行う、加熱延
伸法が行われている。この方法はローラによる延伸法と
異なり、多数の加熱ローラを必要としないため、生産コ
ストの削減、操業の簡易化に有利な方法である。

【０００３】しかしながら、この方法によると、未集束
の糸条を高温雰囲気中を通過させた後に集束するため、
紡糸口金から集束位置までの距離が通常の紡糸延伸法よ
り長くなり、雰囲気温度の変化が大きく、加熱装置に至
るまでの糸条の走行時の糸揺れが大きくなり、これが原
因で糸斑が発生するという問題がある。特に、単糸繊度
が小さい糸条の場合にこのような糸斑の発生が多かっ
た。

【０００４】特開昭５６−４７３１号公報、特開昭６０
−７５６０９号公報には、糸斑の発生を抑制するため
に、加熱筒内に加熱気体を供給し、筒内の雰囲気温度を
安定させる方法が開示されている。しかしながら、これ
らはいずれも単糸間の繊度差を抑制することには効果が
あるが、糸長方向の斑を改善することはできなかった。
さらに、これらの方法では加熱筒内で直接糸条に加熱気
体（熱風）が当たるため、特に単糸繊度が小さい糸条の
場合は糸揺れが大きくなり、糸斑の発生を抑制すること
ができなかった。

【０００５】以上のように、単糸繊度が小さいポリエス
テル繊維を、筒状加熱装置を用いて加熱延伸法により製
造する際に、糸斑が少なく、均整度の良好な糸条を得る
方法は確立されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解決するものであって、筒状加熱装置を用いて
加熱延伸法により単糸繊度が小さいポリエステル繊維を
製造するに際して、簡易な紡糸延伸装置で、糸斑が少な
く、均整度の良好な糸条を安定して製造することができ
る製造法を提供することを技術的な課題とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために検討の結果、本発明に到達した。すな
わち、本発明は、ポリマーを紡糸口金より溶融紡出し、
紡糸糸条を一旦冷却固化した後、筒状加熱装置を通過さ
せて熱処理し、再び冷却した後に糸条を集束し、引き取
ることにより単糸繊度が１．０デニール以下のポリエス
テル繊維を製造する方法において、ポリマーは温度２８
０℃、せん断速度５００／ｓにおける溶融粘度が２００
０ポイズ以下のポリエチレンテレフタレートを用い、筒
状加熱装置の入口の上方１０〜２０ｃｍの位置に内径が
８〜１６ｍｍの糸条固定ガイドを設けて糸条を通過さ
せ、筒状加熱装置の有効加熱長を３０〜８０ｃｍ、口金
面から筒状加熱装置下方の糸条の集束位置までの距離を
１４０〜２２０ｃｍ、糸条の引取速度を３０００〜４５
００ｍ／分とすることを特徴とする細繊度ポリエステル
繊維の製造法を要旨とするものである。

【０００８】なお、本発明において、ポリエチレンテレ
フタレートの溶融粘度は、島津製作所製フローテスター
ＣＦＴ−５００Ｄを用い、温度２８０℃、せん断速度５
００／ｓで測定するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図１は、本発明の製造法の一実施態様を示
す概略工程図である。まず、紡糸口金１からポリエステ
ルを溶融紡糸し、冷却風吹付装置２によって糸条Ｙを冷
却固化した後、糸条固定ガイド３を経由して、筒状加熱
装置４の中を通過させる。筒状加熱装置４で熱処理され
た糸条は、自然冷却後、油剤付与装置５により油剤付与
と同時に集束され、その後、第１ローラ（引取ローラ）
６により引き取られ、第２ローラ７を介して、捲取装置
８で巻き取られる。

【００１０】本発明で使用するポリエステルは、ポリエ
チレンテレフタレートを主体とするものであり、本発明
の目的とする均整度に優れた繊維を得るには、紡出時の
溶融特性を制御することが重要であり、温度２８０℃、
せん断速度５００／ｓで測定した溶融粘度が２０００ポ
イズ以下のポリエチレンテレフタレートを使用する。溶
融粘度が２０００ポイズより高いと、吐出から冷却固化
に至る間のわずかな揺れが、糸条の細化挙動に大きく影
響し、糸斑が大きくなる。また、実用的な強度の糸条を
得ることを考慮すると、１２００〜１９００ポイズがよ
り好ましい。

【００１１】そして、本発明で使用するポリエステル
は、ポリエステル本来の性質を損なわない程度におい
て、第３成分が混合あるいは共重合されたもの、あるい
は艶消剤、着色剤、安定剤、制電剤等を含んでいるもの
でもよい。

【００１２】また、重合度は上記の溶融粘性を有するも
のを選定すればよいが、フェノールと四塩化エタンとの
当重量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２
５℃で測定した相対粘度が１．２５〜１．３５程度のも
のが好ましい。

【００１３】そして、本発明においては、糸条固定ガイ
ド３を筒状加熱装置４の入口より１０〜２０ｃｍ上方に
設ける。糸条固定ガイド３は筒状加熱装置４に入る糸条
の走行を安定させるためのものであって、集束を行うも
のではない。筒状加熱装置の上方で糸条の走行位置を固
定することにより、筒状加熱装置内での糸条の走行が安
定し、糸斑の発生を抑制することが可能となる。この位
置が１０ｃｍより下方（筒状加熱装置４と糸条固定ガイ
ド３間の距離が１０ｃｍ未満）では、糸条の走行が十分
に安定化せず、糸条の揺れを抑制する効果が乏しくな
る。一方、２０ｃｍより上方（筒状加熱装置４と糸条固
定ガイド３間の距離が２０ｃｍ超）では、糸条の冷却が
不十分なまま糸条固定ガイド３に導かれることとなり、
ガイド部分で糸切れが発生する。

【００１４】また、糸条固定ガイド３の内径は８〜１６
ｍｍとする。内径が８ｍｍより小さいと、糸条が筒状加
熱装置内で受ける空気抵抗が小さくなり、十分な延伸効
果が得られない。一方、１６ｍｍより大きいと、糸条の
走行を安定させる効果が小さくなり、筒状加熱装置内で
の熱処理において糸斑が生じる。糸条固定ガイド３は、
セラミック製で研磨加工されたもの等、表面粗度が小さ
いものが好ましい。

【００１５】筒状加熱装置の有効加熱長は、３０〜８０
ｃｍとすることが必要である。従来、通常使用されてい
た加熱装置は１００ｃｍ以上のものであったが、単糸繊
度が１デニール以下の細繊度糸条の場合、糸条の質量当
たりの表面積が大きく、効率よく熱と空気抵抗を受ける
ため、通常より短い加熱長で延伸効果が得られ、加熱長
を必要以上に長くすると、糸斑を誘発する原因となる。

【００１６】本発明者らは、種々の長さの加熱装置を用
いて、加熱長と延伸効果および糸斑との関係を解析した
結果、有効加熱長を前記範囲の長さとすることで最適な
延伸効果と良好な均整度の糸条が得られることを見い出
した。したがって、有効加熱長が３０ｃｍ未満である
と、糸条が十分加熱されないため、延伸効果が不十分と
なり、８０ｃｍより長いと、糸斑が発生しやすくなる。
なお、筒状加熱装置としては、加熱筒内に加熱気体を供
給して加熱するものではなく、アルミヒータや熱媒を通
電により加熱し、内壁温度を調整するものが好ましい。

【００１７】また、加熱装置内の温度は、有効加熱長、
引取速度等の条件に応じて適宜調節されるが、内壁温度
が１７０〜２５０℃とすることが好ましい。１７０℃以
下では加熱効果が乏しく、２５０℃以上では、糸条が壁
面に接触したときに融着してしまい、好ましくない。

【００１８】そして、筒状加熱装置で熱処理された糸条
は、筒状加熱装置を出て自然冷却された後、集束され
る。本発明では、口金面から集束位置（図１では油剤付
与装置５の位置）までの距離を１４０〜２２０ｃｍとす
る。口金面から集束位置までの距離は、加熱装置の長さ
と同様に、糸斑に大きく影響する要因であり、この距離
が長いと、糸揺れが発生しやすくなるうえに、周囲の雰
囲気の変化による外乱の影響を受けやすくなり、糸斑を
誘発する。この距離が１４０ｃｍより短いと、筒状加熱
装置を通過した後の糸条の冷却が十分になされず、得ら
れる繊維の強度が低下する原因となる。一方、２２０ｃ
ｍより長いと、糸揺れが生じて糸斑を誘発する。

【００１９】集束の方法としては、図１に示すように油
剤付与装置を用いて油剤の付与と同時に集束を行うこと
が好ましく、このとき、油剤付与装置としては、オイリ
ングローラやスリット型オイリング装置等を用いること
が好ましい。

【００２０】糸条の集束後に引取ローラ（図１では第１
ローラ６）によって糸条を引き取るが、糸条の引取速度
は３０００〜４５００ｍ／分とすることが必要である。
引取速度が３０００ｍ／分より低いと、引取張力が低く
なるため、一方、４５００ｍ／分より高いと、糸条が筒
状加熱装置内を通過する時間が短くなるため、いずれ
も、十分な延伸効果が得られない。特に、単糸繊度が
０．５デニール以下の糸条を製造する場合、引取速度が
４５００ｍ／分より高いと、紡糸中に糸切れが多発しや
すくなる。

【００２１】本発明においては、第２ローラ７を設ける
ことなく、第１ローラ６で引き取った後、そのまま捲き
取っても実用的な物性を有する繊維が得られるが、用途
に応じた物性の微調整や捲形態を良好なものとするため
に、第１ローラ６と第２ローラ７間で若干の延伸又は弛
緩処理を施してもよい。

【００２２】その際、第２ローラ７と第１ローラ６との
表面速度比（第２ローラ７の速度／第１ローラ６の速
度）は、０．９５〜１．２０程度が好ましく、０．９５
より小さいと、捲き取り時の張力が低くなり、捲形態が
悪くなり、１．２０より大きいと、糸条の残留伸度が低
くなりすぎ、毛羽の発生を招き好ましくない。

【００２３】また、得られる繊維の熱収縮率や熱収縮応
力を調整するために、ローラ上、あるいは、ローラ間、
ローラと捲取装置の間等で熱処理を行ってもよく、例え
ば、第２ローラ７の表面温度を８０〜１８０℃の範囲に
して熱処理することや、第２ローラ７と捲取装置８の間
に加熱蒸気吹き付け装置を設け、１００〜１８０℃の加
熱蒸気を吹き付けて熱処理することが好ましい。

【００２４】本発明の方法は、単糸繊度が１．０ｄ以下
の細繊度ポリエステル繊維を製造するものであるが、製
造するポリエステル繊維の単糸繊度は０．１〜１．０ｄ
がより好ましく、フィラメント数は、特に限定されるも
のではないが、２０〜２００本程度とすることが好まし
い。

【００２５】そして、本発明によれば、強度が４．０〜
５．５ｇ／ｄ、伸度が２５〜５０％、初期ヤング率が７
５〜１０５ｇ／ｄの範囲の細繊度のポリエステル繊維を
製造することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、本発明における特性値の測定は次のとおりに
行った。 (a) 強伸度 島津製作所製オートグラフＳ−１００を用い、JIS L 10
13に準じて測定した。 (b) 初期ヤング率 強伸度測定時に得られた荷重−伸張曲線の初期の傾きか
ら求めた。 (c) 糸斑（Ｕ％） スイス・ツェルベーガ社製のウースタ糸斑測定装置を用
いて測定した。 (d) 溶融粘度 前記の方法で測定した。

【００２７】実施例１〜５、比較例１〜６ 図１に示す工程に従って行った。相対粘度（フェノール
と四塩化エタンとの当重量混合物を溶媒とし、濃度０．
５ｇ／ｄｌ、温度２５℃で測定した）が１．３０、溶融
粘度が１８５０ポイズのポリエチレンテレフタフレート
チップをエクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、直径
０．１５ｍｍの紡糸孔を９６個有する３重円配列の紡糸
口金から紡糸温度２９０℃で紡出し、口金面より５ｃｍ
下方に配した長さ２０ｃｍの環状冷却装置より風温１５
℃、風速４８ｍ／分の冷却風を糸条に吹き付け、冷却し
た。そして、糸条を口金面より７５ｃｍ下方で、かつ筒
状加熱装置より１５ｃｍ上方に設けた、表１に示す内径
のセラミック製糸条固定ガイドを通過させ、表１に示す
有効加熱長で、内壁温度が２００℃の筒状加熱装置を通
過させて熱処理した。続いて、表１に示す集束位置（口
金面から油剤付与装置までの長さ）に設けた油剤付与装
置（オイリングローラ）により油剤を付与すると同時に
糸条を集束した後、表１に示す表面速度の第１ローラ、
第２ローラを介して、捲取装置で捲き取り、５０ｄ／９
６ｆのポリエステル繊維を得た。

【００２８】比較例７ 糸条固定ガイドを設置しなかった以外は、実施例１と同
様に行った。

【００２９】比較例８ 糸条固定ガイドを口金面より８５ｃｍ下方で、かつ筒状
加熱装置より５ｃｍ上方に設け、有効加熱長２５ｃｍの
筒状加熱装置を用いた以外は、実施例１と同様に行っ
た。

【００３０】比較例９ 相対粘度が１．４０、溶融粘度が２６００ポイズのポリ
エチレンテレフタレートチップを使用した以外は、実施
例１と同様に行った。

【００３１】実施例１〜５、比較例１〜９で得られた繊
維の強度、伸度、初期ヤング率及び糸斑を測定した結果
を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１より明らかなように、実施例１〜５で
得られた繊維は、いずれも糸斑が小さく均整度に優れ、
強度、伸度等の物性も実用的なレベルのものであった。
一方、比較例１では、糸条固定ガイドの内径が大きく、
比較例７は、糸条固定ガイドを使用しなかったため、ま
た、比較例８は、糸条固定ガイドが筒状加熱装置に近す
ぎたため、いずれも、随伴気流を抑制できず、加熱装置
内での糸条の走行を安定化させることができず、得られ
た繊維は糸斑が大きかった。比較例２は、糸条固定ガイ
ドの内径が小さかったため、糸条が筒状加熱装置内で受
ける空気抵抗が小さくなり、十分な延伸効果が得られな
かった。比較例３は、筒状加熱装置が短かかったため、
熱処理効果が不十分であり、得られた繊維は強伸度等の
物性に劣るものであった。比較例４は、筒状加熱装置が
長かったため、口金面から集束位置までの距離も長くな
り、糸揺れが大きくなり、得られた繊維は糸斑が大きか
った。比較例５は、引取速度が低かったため、筒状加熱
装置で十分な延伸効果が得られず、強度が低い繊維とな
り、比較例６は、引取速度が高すぎたため、糸切れが発
生し、採取できなかった。比較例９は、溶融粘度が高す
ぎるポリエチレンテレフタレートを用いたため、糸斑の
大きい繊維となった。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、筒状加熱装置を用いた
加熱延伸法により、糸斑が少なく、均整度が良好な単糸
繊度が小さいポリエステル繊維を、簡易な紡糸延伸装置
で安定して製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造法の一実施態様を示す概略工程図
である。

【符号の説明】

Ｙ 糸条 １ 紡糸口金 ２ 冷却風吹付装置 ３ 糸条固定ガイド ４ 筒状加熱装置 ５ 油剤付与装置 ６ 第１ローラ（引取ローラ） ７ 第２ローラ ８ 捲取装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリマーを紡糸口金より溶融紡出し、紡
   糸糸条を一旦冷却固化した後、筒状加熱装置を通過させ
   て熱処理し、再び冷却した後に糸条を集束し、引き取る
   ことにより単糸繊度が１．０デニール以下のポリエステ
   ル繊維を製造する方法において、ポリマーは温度２８０
   ℃、せん断速度５００／ｓにおける溶融粘度が２０００
   ポイズ以下のポリエチレンテレフタレートを用い、筒状
   加熱装置の入口の上方１０〜２０ｃｍの位置に内径が８
   〜１６ｍｍの糸条固定ガイドを設けて糸条を通過させ、
   筒状加熱装置の有効加熱長を３０〜８０ｃｍ、口金面か
   ら筒状加熱装置下方の糸条の集束位置までの距離を１４
   ０〜２２０ｃｍ、糸条の引取速度を３０００〜４５００
   ｍ／分とすることを特徴とする細繊度ポリエステル繊維
   の製造法。