JPS58197308A - ポリエステル繊維の溶融紡糸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良されたポリエステル繊維の溶融紡糸方法に
関する。さらに詳しくはポリエステルの溶融紡糸工程に
おいて、毛羽や単糸切れの発生を抑制して均一でかつ安
定した糸条の交絡処理を行ない、かつ均一に油剤を付与
して高次工程通過性の良い糸条を得る方法に関する。

従来から紡糸下８ｖｃ交絡処理ノズルを装備して圧縮空
気を糸条に噴射し、糸条に交絡を付与せしめた後に巻取
る紡糸方法が提案されている。

しかし、近年の紡糸速度の高速化に伴って紡糸工程での
交絡処理が極めて大きな問題となってきている。すなわ
ち、紡糸速度が高くなるに従って、糸条に交絡が入りに
くくなりかつ、圧縮空気もより高圧化するため、交絡処
理を施した部分での毛羽や単糸切れの発生などが重大な
問題として提起されている。

しかもこの紡糸中の交絡処理は、一般には糸条に油剤を
付与した後に行うためρ交絡処理部分での油剤ミストの
飛散や交絡処理部分への油剤のゲル状物の堆積など、製
糸操業上、環境衛生上極めて大きな障害となっている。

しかもこれらの傾向は近年の高紡糸速度化に伴いより増
大されてきている。

従来の紡糸工程における交絡処理方法は第１図に示すよ
うな方法、すなわちスピンブロック１から紡糸口金２を
通して紡糸された糸条Ｙはチムニ−３で冷却され、集束
ガイド５で集束しながら給油装置４で油剤を付与し、第
１引取ローラ６、第２引取ローラ７で引取り、ワインダ
ー８で巻上げる紡糸工程で、糸条に油剤を付与した後に
Ａ又はＢ又はＣの位置において交絡処理ノズル９で交絡
処理を行う方法である。

しかし、紡糸速度が高くなるにつれて、かかる方法で糸
条に高交絡が付与されにくくなるのは、糸条に油剤が付
着した状態で交絡処理が施されるためであることが本発
明者らの研究の結果判明した。これは糸に油剤が付与さ
れた状態で交絡処理しても、糸条を構成する単糸同志の
摩擦係数が低く、単糸同志が絡み合いにくいためである
。当然、走行糸条が高速になればなる、、・１１１ はど単位長さ当りの交絡エネルギーが低くなるだめ、こ
の傾向は顕著になる。従って、糸条に油剤を付けずに、
交絡処理を実施すれば交絡度の上昇が図れ、かつ油剤ミ
ストの飛散もなくなるので、操業上、環境衛生上好まし
くなると考えられる。

つまりこの交絡処理は単糸同志の摩擦係数が高い状態で
実施した方が良いのであるが、糸条に全く何も付着させ
ずに交絡処理を行うと、今ＩＪｊ　ハ交＋ｔｌ１５処理
ノズルにより糸条が擦過され激しく毛羽立ち安定に操業
できない。

これらの問題点を踏まえ１本発明者らはいかにすれば紡
糸速度を高くしても１毛羽や単糸切れがなく、シかも、
十分な交絡処理が可能であり、かつ又操業上も支障のな
い紡糸プロセスが実現できるかについて鋭意検討した結
果１本発明に到達したものである。

すなわち１本発明はポリエステルを溶融紡糸するに際し
、溶融紡糸したポリエステル糸条が固化した後、水を付
与して糸条を集束させ１次り≦Ｗ≦１．２Ｆ’Ｄ（式中
、Ｆはフィラメント数、　　Ｄは単糸の外接円の直径を
表わす。）を満足する給油ガイドを用いて油剤を計量し
つつ吐出し糸条に油剤を付与し、　５０００ｍ　／分身
上の紡糸速度で巻取ることを特徴とするポリエステル繊
維の溶融紡糸方法である。

なお本発明で言う紡糸速度とは糸条が固化後に走行する
速度を示し、一般には最初の引取りローラーの周速に等
しい。

以下本発明について詳細に説明するが、まず図を用いて
本発明を説明する。第２図は本発明の一実施態様を示す
紡糸工程図ｒである。第２図において、スピンブロック
１から紡糸口金２を・通して紡糸された糸条Ｙは、チム
ニ−３で冷却され、集束ガイド５で集束しながら給水装
置１０で水を付与し、第１引取ローラ６、第２引堆ロー
ラ７モ引取り、給油装置４で油剤を付与してワインダー
８で巻取る。そして糸条に水を付与した後から、油剤を
付与するまでの間、つまりＤ点とかＥ点で交絡処理ノズ
ル９を用（為て交絡処理を施す。次いで、１１で示した
給油ガイドを用いて消却１を付与した後、紡糸速度５０
００ｍ／分以上で巻取る。

従来の交絡処理方法は前述したよって糸条Ｕ（油剤を付
与し、しかる後に交絡を施すのであるが、かかる方法で
糸条に高交絡が付与されにくくなるのは、糸条に油剤が
付着した状態で交絡処理が施されるためであることが本
発明者らの研究の結果判明した。これは糸に油剤が付与
された状態で交絡処理しても、糸条を構成する中糸同志
の摩擦係数が低く、単糸同志が絡み合いにくいためであ
る。当然、走行糸条が高速になればなるほど単位長さ、
当りの交絡エネルギーが低くなるため、この傾向は顕著
になるという知見を得た。

そこで、単糸同志の摩擦係数が高い状態、つまり、糸条
に全く何も付着させずに交絡処理を施、すと、逆に交絡
処理ノズルにより、糸条が擦過され激しく毛羽立ち安定
に操業できない。従って、糸条に交絡処理を施す前に何
らかの溶液を糸条に付着させ、擦過から糸条を保護する
ことは必須である。この溶液の条件としては糸条に高圧
圧空噴射時、交絡処理ノズルによる擦過から糸条を守る
だめの潤滑油的役割を果し、なおかつ単糸同志を良く絡
み合・わせるという性質のものでなくてはならない。本
発明者らの研究によるとかかる性質を備え、糸条に高交
絡を付与できる溶液として水が最も好ましいことがわか
った。

すなわち１本発明においては紡出ポリエステル糸条に水
を付与した後て交絡処理を施すことが必須である。かか
る方法により紡糸工程での高交絡の付与が可能となり、
しかももうひとつの問題点である油剤ミスト飛散に屯る
糸道汚れなど操業上の問題もなくなるのである。

しかしながら従来の３０００〜４ｏ００ｍ／分程度の紡
糸速度においては、糸条に水を添加することにより高い
交絡は付与できるものの、水により集束された糸条は糸
条間のマイグレーションや交絡処理ノズルの糸道部分で
の糸条の擦過のため１毛羽だったり、単糸が部分的に延
伸される等の問題点があるので紡糸速度は５０００ｍ／
分以上にする必要がある′。紡糸速度を５０００ｍ／分
以上に高速化すると、水を添加しただけでも何ら単糸切
れや毛羽も発生せず、又単糸に部分延伸すら生じない。

これは紡糸速度が５０αＯｍ／分以上眞なると、吐出糸
条の内部構造が極めて緻密てなり沸騰水収縮率が１０係
以下になるほど結晶化が促進され、糸条が外部との擦過
に対してタフネスが大きくなるためである。紡糸速度が
５０．００ｍ／分未満では水を添加して交絡処理を施す
と、交絡は付与されるものの、紡糸中、交絡処理部分で
の毛羽立ちが激しく糸条を構成する単糸が部分的に延伸
される等の欠点がある。

従って本発明は紡糸速度が５０００ｍ／分以上の工程に
適用してはじめてその効果が発揮され、目的を達成する
ことができるのである。

しかしながら水を付与、されたのみの糸条は。

次の処理工程で静電気が発生したり種々の欠点を有し現
実上使用できない。かかる欠点を解消するため従来の工
程と同様に糸条に油剤を付与することが必要であるが、
この糸条への油剤付与は先に述べた通り交絡処理以前に
行うと糸条に高い交絡が与えられなくなり又環境衛生上
。

操業上問題となるため交絡処理後に行うことが必要であ
る。この・給油方法としてはＯＲ法よりもガイド給油方
法の方が糸への油剤の均一付着を実現し、かつ給油部で
の抵抗も少ないため好ましいのであるが、従来紡糸工程
で使用されている給油ガイドをそのまま用いると、所望
量の油剤を糸に均一に付着させられない、。本発明者ら
の研究によると、かかる問題点は糸が交絡処理を施され
た後に集束した状態で油剤付与操作が行なわれるためで
あることがわかった。

すなわち従来の給油ガイドは糸条が開繊した状態で給油
するため、溝巾を広くとっているが。

かかる給油ガイドをそのまま集束した糸条の給油に用い
ると、給油ガイドの溝上を流れる油剤のうち相当量が糸
に付与されずに、そのまま下流ＶＣ流れ落ちてしまう。

かかる問題を解消するためには、糸の集束状態に応じて
給油ガイドの溝巾を従来より狭く選定する必要がある。

本発明者らの研究の結果給油ガイドの溝巾Ｗを（０，９
４＋４ワ）　Ｉ）≦Ｗ≦１２　Ｆ　Ｄの範囲に設定すれ
０．９０７ ば、糸に所望量の油剤が均一に付着させられることが判
明した。給油ガイド溝巾Ｗが１．２　Ｆ　＋１１よりも
大きいと、溝を流れる油剤の一部しか糸条に付着しなく
なり所望の油分付着量にコントロールできなくなる。

一方、溝巾Ｗが（０，９４十μ）Ｄよりも小さい０．９
０７ と、糸径よりも溝巾が小さくなり糸条が溝の中に入らな
くなったり、また無理に溝中に糸条を押し込むと溝の側
面で糸条が擦過され糸条に損傷が生じる。従って給油ガ
イドの溝巾Ｗは（０，９４＋ｒ　）　Ｄ≦Ｗ≦１．２Ｆ
’Ｄの範囲に設定する０、９３７ 必要がある。

すなわち１本発明においてｉ糸条ｒ水を付与した後に交
絡処理を施し１次いで溝巾Ｗが（０，９４＋ｖ”””）
　ｐ≦ｗ≦Ｌ２　Ｆ　Ｄ　ｆ：　ｌｌｖＭ　ｆ　ル給ｍ
　カ０．９０フ イトを用いて給油し、５０００ｍ／分以上の紡糸速度で
１巻毛ることか必須である。なお上式において左辺（０
，９４＋ψ′５１７）Ｄは、単糸が最密充填し０．９０
７ たと仮定した場合の集束した糸条の直径を示す値である
。かかるプロセスを採用することにより、初めて紡糸工
程で、毛羽、糸切れもなく。

安定して均一な交絡を付与でき、かつ油剤を無駄なく、
所望の量を均一に糸に付与出来るのである。このように
本発明は紡糸速度を５０００ｍ／分以上にすることによ
り、水を添加した糸条に毛羽、糸切れもなく、安定かつ
均一な交絡を付与することができるという、まさに驚く
べき事実にもとづいたものである。しかも、本発明では
交絡処理を行うとき、糸条には水しか付与されていない
ため、油剤ミストの飛散による環境衛生上の問題も発生
しな・いし、交絡処理ノズルへの油剤のゲル状物の堆積
もなく、逆に水の洗浄作用により、常に均一な交絡が付
与できるなど操業上においても利点がある。

本発明の方法において譬上述した理由によト糸条に給水
し、しかる後に高圧圧空による交絡処理を施し１次いで
油剤を付与して巻取るという給水−文絡処理一給油とい
う順序が重要な構成要件である。従って給水を実施する
位置については特に制限は無いが本発明の場合、紡糸速
度を５０００＋ｎ／分以上の高速にする必要があるため
、空気抵抗による紡糸張力の増加が著しいので、糸条を
同化後できる限り早い段階で集束させて走行させ、紡糸
張力を低減することが糸切れなく紡糸するという目的か
らは好ましい。従って給水位置は紡出糸条の固化後でき
るだけ早くの段階であることが好ましい。

又、給水方法についてはオイリングローラ一方式でも、
計量ポンプを利用し水を計量しガイドビンから吐出して
給水する。いわゆるガイド給油方式で水を給水したり、
又他の方法を採用しても構わないが、水分の均一付着に
はガイド給油方式が好ましい。

水を付与したあとの糸条の交絡処Ｆｌ！については、給
水後でかつ油剤付与以前アあ。ればどこの位置でも構わ
ないが操業安定性の面からは第１引取りローラー以前か
、第２引取りローラー直前が好ましい。第２引取りロー
ラーと巻取り機の間で交絡処理を実施する場合は、この
間の張力低下が著しく、ローラーへの逆巻きなどが発生
し、操業安定性が低下するが逆に糸条の交絡性能は向上
する。′いずれにしても交絡処理の位置は、目的用途に
より前記範囲内で適宜選択すれば良い。

父、油剤付与操作は交絡処理実施後であれば基本的にど
こで実施してもよいが、特に第２引堆りローラーとワイ
ンダーの間で実施することが好ましい。その理由の第１
は引取りローラー上への油剤の脱落如よるローラー表面
状態の変化により、ローラーへの糸条の逆巻きが発生し
操業安定性が低下するのを回避することができ。

第２は、油剤付与後すぐ巻取られるため走行中の油剤飛
散を少なくすることができることである。

上述した本発明の方法により本延明の目的は達せられる
が、以下の手段を採用すると一層安定な操業ができ、糸
条に高い交絡を付与しつつ均一な無欠点の巻取糸条が祷
られるので好ましい。

まず第１点は毛羽の減少に関する。本発明の方法ではま
ず糸条に水を付与するのであるが。

この水の均一付着を図るためには水の表面張力を下げる
ことが好ましい。すなわち水に少量の界面活性剤又は浸
透剤等を添加することで水の糸条への均一付着が図れ毛
羽の発生が減少し好ましい１．この場合界面活性剤等の
添加量が多すぎると本発明の効果が損なわれるため、添
加量としては１チ以下が好ましく、０．５％以下がより
好ましい。この様に水の均一付着を実現するこ−とに加
え、さらに交絡処理ノズルの糸条との接触部を表面粗度
１〜５Ｓのセラミック化することも毛羽の発生を回避す
るのに好ましい結果を与える。

第２点は、糸条に付与した交絡をできる限り保持しなが
ら巻取るということである。本発明者らの研究によると
、交絡を付与しだ糸条を１１張力下で擦過すると交絡が
はどけてしまうことがわかった。従って１本発明の方法
により糸条に付与した交絡をできる限り保持しつつ巻取
るため巻取張力を０．５ｇ／ｄ以下とすることが好まし
く、０．４名／ｄ以下がより好ましく　、　０．３　ｇ
／ｄ以下とすることがさらに好ましくできるだけ低目が
好ましい。

以上述べたように本発明は紡糸速度を５０００ｍ／分以
上にすることにより、高紡糸速度下でも糸条に毛羽や糸
切れもなく、安定して高い交絡付与を可能とし、同時に
従来の方法に比べ著しく作業環境、操業性を向上させる
ことが可能になった画期的発明である。

父本発明で得られたポリエステル糸条は後工程で延伸等
の操作を加えることなく、そのまま高次加工に供しても
パッケージからの糸の解舒性や高次の工程通過性も良く
、いわゆる通常の延伸糸と同等に取扱うことが可能であ
る。しかも本発明により得られた交絡ポリエステル糸条
は、比゛較的軽度の交絡処理もあっても無撚無糊製織に
適用可能である。事実、従来無撚無糊製織に必要とされ
ていた交絡度の半分以下の交絡３７Ｍ以下でも何ら問題
なく操業できる。これは紡糸工程のみで得られた糸条で
あるため糸条の残留伸度が通常の延伸糸とくらべ高いこ
とと。

本発明で得られた糸条に毛羽等の混入もなく。

強固な交絡処理が施されるためであり、かつ巻取られた
糸条には均一に油剤が付与されているためである。

なお、本発明で使用するポリエステルには。

ポリエチレンテレフタレート、エチレンテレフタレート
を８５係以上含む共重合体などがある。

以下に実施例をあげ本発明をより具体的に説明するが、
実施例中に表示した糸条に付与′された交絡の評価尺度
である　水上交絡数“は以下に述べる測定法にもとづい
て測定した値である。

〔水上交絡数測定法〕

糸条１ｍをサンプリングし、糸条の１端を固定して別の
１端に２００■の荷重をかけて氷表面に浮かし１次いで
前記荷重を外して１係りラックスした状態でその糸条の
単糸全部が絡み合う部分の数（コ／Ｍ）をもって糸条に
入っだ交絡として表示する。

一般に従来の交絡の評価方法としては米国特許第５，７
０１，２４８号明細書中記載のＡＰＤＣによる方法やエ
ンタングルメントチスターによすＣＦ値を測定するとい
う方法が採用されているが、かかる方法においては油剤
種類により糸の対金属摩擦係数が変化するため、測定さ
れる値が大巾に影響を受は真に糸条に付与された交絡を
評価できないため本発明者らは上述の方法を採用した。

（実施例−１） 紡糸温度２９５℃でポリエチレンテレフタレートを溶融
させ孔数３６個の口金から総吐出量４５．８ｇ／分で吐
出して紡糸速Ｕ３５００ｍ／分で巻取った。この工程に
８いて同一の交絡処理ノズルを°用いて、第１図（比較
例）と第２図（本発明）に示す紡糸工程で交絡処理を実
施した。なに、このとき交絡処理はともに第１、第２引
取りローラー間で圧空（６にグ／ｄ）を糸条に噴射して
実施した（第１図のＢの位置と、第２図の１・。

の位置での交絡処理）。本発明の方法での給水位置およ
び比較例での油剤付与位置は、口金下２ｍとし、また巻
取張力はともにＱ、　４　ｇ　、／　ｒ３とした。比較
例の給油時および本発明の給水時は給油ガイドとして溝
巾１．５聴のものを用い１本発明の給油時の給油ガイド
としては溝巾０．２　Ｈのものを用いた。給水、油剤付
与の条件、得られだ糸条の交絡度、操業状況を下記第１
表に示す。

第　　　　１　　　　表 ？Ｅ１表より明らかなように本発明の方法により、糸条
に入る交絡数が上昇しかつ操業状況も著しく改善される
のがわかる。

（実施例−２） 第２図に示した本発明の紡糸工程において。

紡糸速度を種々変更した以外は実施例１と同じ条件で紡
糸し、給水、交絡処理、油剤付与を行った。なお油剤付
与を行なう際、給油ガイドの溝中は前記（１）式を満足
する様に適宜変更した。

紡糸中の糸切れ、交絡処理時の毛羽の発生、得られた糸
条の水上交絡数を下記第２表に示した。

第　　　　２　　　　表 第２表から明らかなように、本発明は紡糸速度が５００
０ｍ／分以上のものに適用してはじめて。

糸切れも毛羽の発生もない状況下で所望の交絡が付与で
きるのである。

（実施例−３） 実施例１と同一の条件で紡糸し、給水−交絡処理を行な
いしかる後に給油ガイドの溝巾を第３表に示した通り変
更しながら給油をし、紡糸速度５５００ｍ／分で巻取っ
た。給油量は理論付着量で１．５係になる様に設定した
。各給油ガイドを用いて給油した時の油分付着量と、繊
維長さ方向の油分付着斑の測定結果を示した。

なお、この際の単糸の外接円の直径りは１．４６４Ｘ　
１０−’（＝）であった。

第３表より明らかな様にガイド溝巾が（１１式の範囲を
満足する扁９〜１１では給油した油剤がほとんど糸に付
着し、油分付着斑も低レベルであった。これに対し、（
１）式の範囲を外れる４８１２．１３では給油した油剤
が全部糸に付着せず、油分付着斑も大きかった。

（実施例−４） 実施例１において巻取張力を第４表に記載した各種の値
に変えてポリエステル糸条を巻取った。得られたポリエ
ステル糸条の水上交絡数を第４表に示す。

第　　　　４　　　　表 第４表から明らかなように、巻取張力が０．５ｇ／ｄを
越えると急激に交絡数が低下する。

ただしこの程度の水上交絡数でも次工程でとくに問題な
いが交絡を保持するためには巻取張力を０．ｆ／ｄ以下
とすることが好ましく　、　０．４　Ｆ、、／−］以下
とすると一層好ましく、さらに０．５ｇ／ｄ　　以下と
するとさらに一層好ましい結果が得られることがわかる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的な例を示す紡糸工程図、第２図は
本発明の一実施態様を示す紡糸工程である。 １・・・スピンブロック　　２・・・紡糸口金５・・・
チムニ−４・・・給油装置 ５・・・集束ガイド　　　　６・・・第１引取りローラ
ー７・・・第２引取りローラー　８・・・ワインダー９
・・・交絡処理ノズル　　・１０・・・給水装置１１・
・・交絡処理後の給油装置 特許出願人　　東し株式会社 ８ 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエステルを溶融紡糸するに際し、溶融紡糸したポリ
   エステル糸条が固化した後、水を付与して糸条を集束さ
   せ１次いで交絡を施した後に溝巾Ｗが（１）式の条件を
   満足する給油ガイドを用いて油剤を計量しつつ吐出し、
   糸条に油剤を付与し５０００　ｍ　／分以上の紡糸速度
   で巻取ることを特徴とするポリエステル繊維の溶融紡糸
   力（式中、Ｆはフィラメント数、Ｄは単糸の外接円の直
   径をそれぞれ表わす。）