JPS5854013A - 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、ポリエステル、ポリアミドなどの合成繊維の
溶融紡糸方法に関する。さらに詳しくは引取り速度５０
００　ｍ／分以上の高速紡糸工程における糸条への仕上
げ剤付与を改良した溶融紡糸方法に関する。

従来ポリエステルなどの合成繊維を製造するには、引取
り速度１５００ｍ／分程度で溶融紡糸し未延伸糸を製造
した後肢未延伸糸に熱を加えつつ延伸し、実用に耐える
強伸度を有する延伸糸としていた。しかしながら本方法
においては工程が紡糸−延伸と２工程に分割されるため
建屋、人件費などの観点から製造コストがかかるという
問題点を有している。

かかる問題点を解決するため近年低コスト、省エネルギ
ープロセスとして脚光を浴びているのが超高速製゛糸方
法である。これは、引取り速度を！５０．００　、　ｍ
、７分以上として紡糸工程のみで実用に耐える物性を有
する糸を製造しようというもので、この様な技術思想は
すでに特公昭３５−３１０４号公報々どで桿案され、古
くから知られていたが、あ１りにも高速度で紡糸し々く
てはならないためｉ々工程上の問題点が生じ工業的に採
用できるには至っていなかった。この様な高速紡糸の工
程上の問題点の１つとして、紡糸工程で所望の量の仕上
げ剤を糸条に均一に安定して付与出来ないと眞うことが
ある。紡糸工程において糸条に仕上げ剤を付与すること
が必須であることは周知であるが、糸条に仕上げ剤を付
与する方法としては、従来回転ローラーによる方法又は
、仕上げ剤供給用ガイドにより計量しつつ仕上げ剤を吐
出し糸条に付与する方法が主として実施されている。

しかしながら５０００　ｍ／分辺上の高速紡糸において
、回転ローラーによる仕上げ剤付与方法を採用する場合
、回転ローラー自体に計量性が無いため、所望の仕上げ
剤付与ｌにコントロールするのが難しく、又、回転ロー
ラーは長期に渡って使用すると、ローラーの表面状態に
ローラー周長方向での差が生じそれがローラー表面の仕
上げ削量の不均一化を招いたり、あるいはローラーの偏
心が起こり、繊維の長さ方向に仕上げ剤の付着斑を招く
原因と々る。又、回転ローラーによる仕上げ剤付与方法
を採用すると、仕上げ剤付与後の糸条の集束性が悪く、
単糸一本一本がばらばらになり易く、引取り速度５００
０ｍ／分υ上の高速下においては、紡糸随伴気流、およ
びボデーロールの遠心力の影響により仕上げ剤が飛散し
てし１う。

かかる欠点を改善するために引取り速度５０００ｍ／分
μノ上の高速紡糸においては、仕上げ剤供給用ガイドよ
り仕上げ剤を計量しつつ吐出して糸条に付与せしめ、し
かる後に糸条を集束させて走行させることが好ましいと
されていた。しかしながら仕上げ剤供給用ガイドで仕上
げ剤を付与する際には、仕上げ剤供給ガイドから４量し
つつ仕上げ剤を吐出しても、糸条の走行速度が速くなる
に従って、特に５０００ｍ／分以上になると急激に該ガ
イド部で仕上げ剤がほとんど糸条に付着せず大半はその
まま流れ落ちてし捷う。又、該ガイド部で糸条に付着し
た仕上げ剤も、仕上げ剤付着量のｌノベルが低レベルで
あるため、仕上げ剤付与後の糸条の集束性が低くなる。

この様に単糸が集束されないで走行すると紡糸随伴気流
やボデーロールの遠心力により油剤が飛散しやすいのは
上述した通りである。

この様に従来の３０００〜４０００ｍ／分程度のｐｏｙ
レベルの引取り速度においては大きな問題とならなかっ
た仕上げ剤供給ガイドによる仕上げ剤付与は、引取り速
度５０００ｍ／分以上の高速紡糸では仕上げ剤付着量が
低レベルになるばかりか糸の長さ方向の付着斑も大きく
なるという問題点があることが判明した。この様に仕上
げ剤付着量が少なく付着斑が大きいと、上述しだ通り走
行糸の集束性が低下するのであるが、これは仕上げ剤の
飛散量を増すばかりでなく、分離した単糸の＃糸張力が
増大し糸条を構成する単糸間での物性バラツキを招く原
因ともなる。

又、仕上げ剤付着量が低レベルであるため５０００ｍ／
分以上の高速下で糸道ガイド等で擦過され、毛羽立ちや
糸切れなどの工程トラブルをも生ずる。このｍＫｓｏｏ
ｏｍ／分ル上の高速紡糸において計量し、吐出した仕上
げ剤を仕上げ剤供給用ガイド部で糸条に全て均一に付着
させることは操業性向上、糸欠点除去のため必須のこと
であるが、今日１で全く解決されてい々いのかり状であ
る。

そこで本発明者等はかかる問題点について鋭意研究を重
ねた結果、従来の６０００〜４０００ｍ／分程度ＰＯＹ
レベルの引取り速度では問題とならなかった仕上げ剤供
給用ガイドによる仕上げ剤付与が５０００ｍ／分以上の
高速紡糸においては仕上げ剤付着効率の低下、付着斑の
増大を招くのは、従来と同じ考え方で仕上げ剤供給用ガ
イドの形状を設定していたことに原因があり、高速下で
の糸条への仕上げ剤付着効率を考慮に入れた厳密な条件
下で設定したガイド形状を採用することにより該ガイド
部で吐出した仕上げ剤を全て均一に付着せしめることが
初めて可能となることを見出し本発明に至ったものであ
る。

すなわち本発明は引取り速度５０００ｍ／分以上で紡糸
し、固化後、糸条が接触する鉛直方向の溝を有し、該溝
上部に仕上げ剤の吐出孔を有する仕上げ剤供給用ガイド
によって仕上げ剤を計量しつつ付与するに際して、糸条
と接触する前記溝の巾Ｗおよび溝の接触する部分の長さ
しを下式の範囲とする仕上げ剤供給用ガイドを用いるこ
とを特徴とする溶融紡糸方法である。

ｓ、３３ｘ１ｏ　　ｖくＬ（＋ｙｘ）≦１３．３４Ｘ　
１０　’Ｖ８− ２ＦＤ≦ｗ　（ｒｔａｔｔ　）≦・４　Ｆ　Ｄ　＋　０
．１但し■９は引取り速度（ｍ７分）ｔ　Ｆは単糸数で
ありＤは仕上げ剤付与部での単糸の直径である。異形断
面糸の場合は該断面の外接円の直径をもってＤとする。

以下、詳細に本発明を説明する。

第１図は本発明に用いる仕上げ剤供給用ガイドの一例を
示す正面図、第２図は第１図の縦断面図である。ガイド
本体１にＷの巾を有する溝２が設けられ、その上方に仕
上げ剤吐出孔３が設けられている。吐出孔３より仕上げ
剤が吐出され、溝２内を下方に流れる。糸条Ｙと溝との
接触部分りで糸条に仕上げ剤が付与される。

引取り速度５０００１７１／分以上の高速紡糸において
仕上げ剤供給用ガイドの溝に吐出された仕上げ剤の全て
が走行糸条に付着せず大半は流れ落ちてしまうという問
題点があるのは、前記した通りである。

かかる問題点は、糸条の引取り速度を高速化するに従っ
て仕上げ剤供給用ガイドの溝で糸条が仕上げ剤と接触す
る時間が短くなるため仕上げ剤が十分に糸条に付着し得
ないことによるものである。すなわち、仕上げ剤供給用
ガイドの溝での糸条への仕上げ剤の付着現象としては仕
上げ剤が糸条を構成する単糸間の隙間を毛管現象により
拡展し、単糸全面に仕上げ剤が付着するのであるが、接
触時間が短いとかかる拡展が起こらぬうちに糸条が仕上
げ剤の流れから離れてしまい、単糸の一面あるいは糸条
の一部分にしか仕上げ剤が付着し得・ないのである。そ
ればかりでなく、糸条の引取り速度が高速化するに従っ
て紡糸随伴気流による仕上げ剤の飛散の増加が主な原因
であることが判明した。

これらの知見をもとに仕上げ剤供給用ガイドにおける糸
条の接触する溝の形状を種々変更してテストした結果、
該溝と糸条との接触長りと接触部の溝巾Ｗが高速下での
油剤付与効率と大きく関与することを見出した。すなわ
ち、仕上げ剤が単糸の隙間をぬって拡展し、糸条全体に
十分付着するのに必要な十分な接触時間を取ることおよ
び仕上げ剤と糸条との接触部の溝で単糸の隙間をぬって
仕上げ剤が十分に糸条全体に拡展しやすい様な単糸群の
走行状態を実現するコトが重要なのである。

引取り速度５．０００ｍ／分以上の高速紡糸において仕
上げ剤を糸条に十分に付着させるためには、先ず、糸条
と仕上げ剤が接触して−いる時間を通常の低速紡糸並に
長くする必要があるが、紡糸随伴気流の影響もあるので
通常の低速巻取り時の接触時間よりも長目にする必要が
ある。

糸条と仕上げ剤の接触時間が短いと、糸条と仕上げ剤の
接触部の溝の下流側に仕上げ剤が流れてし捷うが、上述
の様に接触時間を十分に長くすると、糸条と接触した部
分の仕」二げ剤は全て糸条に付着し、糸条と接触する溝
の下流において糸条が通過した部分での仕上げ剤の流れ
は全くなくなる。

そのため、引取り速度５０００ｍ／分以上で十分に糸条
に仕上げ剤を付着させるためには、仕上げ剤供給用ガイ
ドの糸条と接触する溝の長さＬ（Ｗ）を糸条の引取り速
度がｖ　　（ｍ７分）のときＬ≧３．３５×１０　ｖ８
　としなくてはならない。

この様に仕上げ剤供給用ガイドの溝の長さＬを相対的に
長くし接触時間を十分に長くすることで引取り速度５０
００ｍ／分り上の高速下でも仕上げ剤が十分に糸条に付
着するのである。ところが逆に接触時間が長すぎると前
記溝での擦過が問題となり、毛羽が発生する。この毛羽
の発生を回避するためには該接触長Ｌ（Ｗ）をＬ≦１３
．３４Ｘ１０　　Ｖ　　とする必要がある。

又、仕上げ剤供給用ガイドの糸条と接触する溝の表面粗
度を１〜３Ｓとすることが毛羽の発生を回避するために
は好ましい。又、仕上げ剤供給用ガイド部で仕上げ剤の
付着効果を上昇させ、又、仕上げ剤付与後糸条を集束さ
せて走行させるため、集束用ガイドを用いて糸条を積極
的に仕上げ剤供給用ガイド部に押しつけるのが好ましい
。この際のしごき角αは０．５°〜５°の範囲が好まし
い。これはαが小さ過ぎると仕上げ剤の付着効率が低下
する傾向にあり、又、αが太き過ぎると毛羽が発生し易
くなるためである。

上述の通り、仕上げ剤供給用ガイドにおける糸条と接触
する溝の長さＬ（ｖａｎ　）を３．３３Ｘ１０Ｖ８≦Ｌ
≦１３．５４Ｘ１０’Ｖ　　に設定するとともに前記θ 溝の巾Ｗを規足することが肝要である。これは短い接触
時間内に仕上げ剤が単糸の隙間をぬって拡展し、糸条全
体に拡がりやすい様々単糸群の走行状態を実状するため
である。すなわち、仕上げ剤供給用ガイド部で仕上げ剤
が効率良く糸条に付着するためには、走行する単糸群が
溝巾方向に最適の単糸間隔をもって溝巾方向に横一線に
並んでいることが必要である。

ところが、溝巾Ｗが狭すぎると、単糸群が重なり合って
溝を走行するため糸条を構成する単糸群のうち数本が直
接溝表面の仕上げ剤と接触せず直接仕上げ剤と接触して
いる単糸の間を拡展して来た仕上げ剤の浸透を待たねば
ならない。

従って溝巾Ｗが狭すぎると、直接溝に接触しない単糸群
が通過することになり、この単糸群に仕上げ剤を十分に
付着させるためには、直接溝に接触している単糸群より
も実質的に長い接触時間が必要となる。つまり、溝巾Ｗ
が狭すぎると単糸間での仕上げ剤付着斑の発生、仕上げ
剤付着効率の低下を招くことに々る。上述の問題点を回
避するためには、上記の溝巾Ｗが少なくとも走行糸条の
単糸群を密に横一線に並べた際の糸条自体の巾Ｆ−Ｄ　
　（イ旦しＦはフィラメント数、Ｄは単糸の実質直径で
ある）の２倍必要である。すなわち、Ｗ≧２ＦＴ）　　
が肝要である。

一方、上記溝巾Ｗを大きくしすぎると、逆に付着効率が
低下し、糸に付着せず流れ落ちる仕上げ剤の量が増加す
る。これは、走行する糸条の単糸間隔が大きくなり過ぎ
、仕上げ剤が毛管現象により、単糸間を十分に拡展し得
なくなること、および仕上げ剤供給用ガイドの溝におい
て糸条と接触しない無駄なスペースが増加するためであ
る。上述の問題を無くシ、効率的に仕上げ剤付着効果を
図るためには溝の巾Ｗ（ａ）の上限をＷ≦４ＦＤ＋０．
１とする必要がある。

この様に仕上げ剤供給用ガイドの糸条と接触する溝の長
さおよび巾を厳密に設定することで引取り速度ｓｏｏｏ
ｍ／分以上の高速紡糸においても仕上げ剤を糸条に効率
的に、又、繊維軸方向および単糸間で均一に付着し得る
ことが初めて可能になったのである。

本発明者等の研究によれば、さらに糸条に均一に仕上げ
剤を付着させる効果を上昇するためには、仕上げ剤供給
用ガイドにおける仕上げ剤が流動する溝の底面の溝巾方
向の形状は彎曲をゆるやかにすることが好１しくさらに
は平坦とすることがより一層の効果がある。従来の仕上
げ剤供給用ガイドでは糸条に集束性を付力するため前記
溝の底面の形状を０６〜２．０（藺）Ｈの曲率半径を持
つ形状にしている。ところが前記溝底の曲率半径を小さ
くすればするほど、仕上げ剤の流れが溝の底の最深部に
集中してしまったり、単糸が前記最深部に集まって重な
り合いやすく、仕上げ剤の付着斑、付着効率の低下を招
く原因となる。特にこれは仕上げ剤の供給量が多い時そ
の傾向が顕著に壇われる。すなわち、５０００ｍ／分り
上の高い引取り速度においては溝の底面に彎曲をもたせ
ることは仕上げ剤付着効率の低下、付着斑の増大を招き
、糸条の集束性を低下させる傾向があるので好１しくな
い。

これは従来の低速紡糸とは全く異なった挙動でである。

すなわち、従来の低速紡糸においては溝形状に彎曲を持
たせ単糸群を溝の最深部に集めても仕上げ剤が十分単糸
の間を拡展し糸条に十分に仕上げ剤が付着し高集束性が
付与できる。

しかし、引取り速度５０００ｍ／分以上の高速紡糸では
、前記低速紡糸の思想では仕上げ剤が十分に糸条に付着
してないため、集束性の低下をもたらす傾向にある。し
たがって、５０００Ｔｙ分以上の高速紡糸においては、
該溝形状を平坦又はできる限り曲率半径を大きくする形
として、まず糸条に十分に斑なく仕上げ剤を付着させ、
しかる後に最適な集束用ガイドを選定して糸条に集束性
を与えることがより好ましい。

又、さらに溝の糸条が接触する部分で仕上げ剤の流れを
均一化し付着斑を減少させるためには、仕上げ剤吐出孔
の形状を選定することもより効果を大きくする。すなわ
ち仕上げ剤供給用ガイドの仕上げ剤の吐出孔の溝中方向
の巾を少なくとも溝の巾より犬とすることである。仕上
げ剤吐出孔の巾が糸条と接触する溝の巾より小さいと、
該溝の底面の両サイドと中央部での仕上げ剤流量に差が
生じ、該溝の両サイドを走行する単糸の仕上げ剤の付着
量が中央部を走行する単糸の仕上げ剤付着量より少なく
なる。この様な斑は仕上げ剤吐出量が少ない場合その傾
向が顕著である。したがって、仕上げ剤吐出孔の溝巾方
向の巾を溝の巾よりも大きくシ、溝の底面における仕上
げ剤の流動を均一化することが好ましい。

以上述べてきた通り、本発明は、５０００Ｖ分υ上の高
速紡糸において効率的かつ均一に糸条に仕上げ剤を付与
することを可能にした画期的な溶融紡糸方法である。従
来の一般に用いられていた仕上げ剤供給用ガイドにおい
ては上述の通り５０００ｍ／分以上の高速下では安定な
仕上げ剤付与が実現できなかったのであるが、本発明に
より糸条に安定して均一に仕上げ剤を付与することが可
能となり゛、超高速下でも紡糸時の単糸切れ、糸切れが
極めて少ない安定した操業が実現できるのである。しか
も、巻取った糸条は均一に所定の仕上げ剤の量が付与さ
れているので高次工程での通過時のトラブル（毛羽発生
等）も防止でき、きわめて高次工程通過性の良い糸条が
得られるのである。

以下に実施例によって本発明をより具体的に説明する。

力お、本発明における仕上げ剤の付着量、および仕上げ
剤の付着斑は以下の方法で測定する。

（１）　　仕上げ剤の付着量 試料１０ｆ／−をメタノール１’００ＣＣ中に浸し、３
時間かけて仕上げ剤を抽出し、抽出後メタノールを除去
し、乾燥して抽出前後の容器の重量差から仕上げ剤の付
着量を算出する。

（２）　　仕上げ剤の付着斑 横筒ヒユーレットパーカード社製超絶縁抵抗計ＲＭ−２
１Ｃを用、いて巻取り中の走行糸条の抵抗値変化に対応
する装置の出力電圧の弯化を測定する。走行糸の表面に
付着している油水分の量によって糸の抵抗値が変化する
ので、本測定により仕上げ剤の付着斑が定量できる。

実施例１ 糸条と接触する溝の長さＬおよび巾Ｗを表−１の如く変
更した仕上げ剤供給用ガイドを用い、引取り速度５００
’Ｏｍ／分および６０００ｍ／分で紡糸し、７５デニー
ル−２４フイラメントおよび１５０デニール−，５０フ
イラメントのポリエステル糸条を得た。但し、この際の
仕上げ剤供給用ガイドにおける溝の上部の仕上げ剤吐出
孔の巾は全て表−１に示した様な丸孔であり、また、溝
の底面の溝巾方向の形状は全て２．０　（ｙａｐ　）　
Ｈの凹状の曲率半径を有するものを用いた。各仕上げ剤
供給用ガイドを用いた時に該ガイド部で糸に付着せず流
れおちる仕上げ削口収量（００７分）、仕上げ剤付着量
（％）および製糸性を仕上げ剤供給量（ＣＣ／分）と合
せて表−１に示した。なお使用した仕上げ剤の濃度は１
５％である。

表−１から明らかな様に仕上げ剤供給用ガイドの糸と仕
上げ剤の接触部の長さＬおよび巾Ｗが本発明の範囲内に
あるＡＩ、２．５．８．９．１０．１１では供給した仕
上げ剤がほとんど糸条に付着し、製糸性も良好であった
が、Ｌが３．３Ｘ１０Ｖ未満の扁３およびＷが２ＦＤ未
満の屋６．１２、Ｗが４　Ｆ　Ｄ　＋０．１を越える扁
７では供給した仕上げ剤の全てが糸条に付着せず毛羽発
生、集束性不良等の操業上の問題が生じた。又、Ｌが１
３．３’４Ｘ１０”　　Ｖ　　を越える／Ｉ６４では毛
羽が多発し安定に操業出来なかった。

なお、ＡＩ、３，６，７の付殖斑の測定結果を第３図に
示す。

実施例２ 溝形状（底面）を平坦とした以外は、実施例１廓１と同
様の染付で７５デニール−２４フイラメントのポリエス
テル糸条を得た（　Ａ　１３　）。

その際の仕上げ剤の付着斑の測定結果を第４図に示す。

第４図より明らかな様に、本発明の仕上げ剤供給用ガイ
ドにおいて、溝形状を２０（ｙｔｕｔｒ　）　Ｒの曲率
半径を有するものから平坦とすることで、仕上げ剤付着
斑がさらに減少し、きわめて良好であることがわかる。

実施例３ 仕上げ剤の吐出孔の中および溝形状を表−２ＡＩ４．１
５のように変更した以外は、実施例１扁１と同一条件下
で７５デニール−２４フイラメントのポリエステル糸条
を得た。その際の仕上げ剤付着斑の測定結果を第５図に
示す。

−２１− ３：仕上げ剤吐出孔 表　　−２ 第５図より明らかな様に仕上げ剤吐出孔の形状が、仕上
げ剤供給用ガイド溝巾Ｗより広いガイドを用いだ扁１４
はＡＩに比べ仕上げ剤の付着斑が小さいこと、又、溝形
状が平坦で仕上げ剤吐出孔がガイドの溝巾Ｗより広いガ
イドを用いた漸１５は仕上げ剤付着斑がさらに減少する
ことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる仕上げ剤供給用ガイドの一例を
示す正面図、第２図は第１図の縦断面図である。第３図
〜第５図は各実施例の仕上げ剤付着斑の測定結果を示す
グラフである。 １：仕上げ剤供給用ガイド本体 ２：溝 −２２− 特許出願人　　東し株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　引取速度５ｏｏＯｍ／分以上で紡糸し、固化
   後、糸条が接触する鉛直方向の溝を有し、該溝上部に仕
   上げ剤の吐出孔を有する仕」二げ剤供給用ガイドによっ
   て仕上げ剤を計量しつつ付与するに際して、糸条と接触
   する前記溝の巾Ｗおよび接触する部分の長さＬを下式の
   範囲とする仕上げ剤供給用ガイドを用いることを特徴と
   する溶融紡糸方法。 ３．３３Ｘ　１０　’Ｖ　＜Ｌ（ｇａ）≦１３．３４Ｘ
   １０Ｖ８一 ２ＦＤ≦Ｗ（ｇｚ）≦４Ｆ、Ｄ＋０．１但し、■８は引
   取り速度（ｍ／分）、Ｆは単糸数であり、Ｄは仕上げ剤
   付与部での 単糸直径である。 異形断面糸の場合は該断面の外接円 の直径をもってＤとする。 （２）　　仕上げ剤供給用ガイドにおける溝の底面の溝
   巾方向の形状を平坦とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の溶融紡糸方法。 （３）　　仕上げ剤供給用ガイドにおける仕上げ剤の吐
   出孔の溝巾方向の巾を少なくとも溝の巾Ｗよりも犬とす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第
   （２）項記載の溶融紡糸方法。