JPS589164B2 - ポリエステル部分配向繊維の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は延伸仮撚加工に適したポリエステル部分配向繊
維（ｐａｒｔｉａｌｌｙ Ｑｒｉｅｎｔｅｄ Ｙａｒｎ
）を経済的に製造する方法に関するものである。

最近、ポリエステル未延伸繊維に同時的又は遂次的な延
伸仮撚加工を施すことによって、未延伸繊維から一挙に
嵩高加工糸を製造する方法が実施されるようになり、か
かる延伸仮撚加工々程へ供給するポリエステル未延伸繊
維としてポリエステルを３０００〜４０００ヤード／分
（約２７００〜３６００ｍ／分）の紡糸巻取速度で高速
紡糸した部分配向繊維を用いることも知られている（例
えば米国特許第３７７１３０７号）。

このよう彦高速紡糸による部分配向繊維は、通常の紡糸
巻取速度（約１５００ｍ／分前後）で紡糸した未延伸繊
維に比べて、経時安定性が良好で長時間の保存、輸送に
耐えることができ且つ高温（２００℃以上）のヒータを
有する延伸仮撚加工機へ容易に糸掛けするととができる
という利点を有するが、その反面、紡糸工程において３
０００〜４０００ヤード／分という高速で巻取りを行う
ため、特殊々高速ワイングーを必要とし設備コストが莫
大になる。

しかも紡糸開始時に高速ワインダーへ糸掛けするのに特
別な熟練を要し、また紡糸巻取中にも巻崩れが起り易い
等の問題がある。

本発明者らは、通常のワインダーでも安定な紡糸巻取が
可能な２６００ｍｌ分以下の紡糸巻取速度で延伸仮撚加
工に適したポリエステル部分配向繊維を製造すべく研究
を重ねた結果、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、紡糸口金より溶融吐出したポリエ
ステル紡出糸を、〔該ポリエステルのガラス転移温度（
Ｔｇ）＋４０℃〕よりも低い温度にまで冷却し、引続き
９０〜１４０℃の温度に保持された長さ８０〜１８０ｃ
ｍの加熱雰囲気中を走行せしめて熱処理した後、１１０
０〜２６００ｍ／分の速度で巻取ることにより、延伸仮
撚加工に好適なポリエステル部分配向繊維を製造する方
法である。

本発明において言う「ポリエステル」とは、ポリエステ
ル繰返し単位の８５モル％以上がエチレンテレフタレー
ト単位であるポリエステル又は該ポリエステルを王成分
とするブレンド物を総称する。

かかるポリエステルとしてはポリエチレンテレフタレー
トが代表的であるが、１５モル％以下の割合で第３成分
を共重合したコポリエステルでもよく、またこれらのポ
リエステルにポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ
エチレン−２，６−ナフタレート等の他のポリエステル
やナイロン６、ナイロン６６、ポリカーボネート等の他
のポリマーを少量混合したブレンド物でもよい。

更に前記のポリエステルには、艶消剤、着色剤、安定剤
、難燃剤、帯電防止剤あるいは表面改質剤等を含んでも
差しつかえない。

本発明では、前記のポリエステルのうち極限粘度（３５
０℃のＯ−クロロフェノール溶液にで測定）が０．５以
上、とくに０．５５〜０．９５のものが好適である。

本発明によれば、前記ポリエステルを溶融紡糸するに当
り、紡糸口金より溶融吐出した紡出糸を先ず〔Ｔｇ＋４
０℃〕よりも低い温度、好ましくは〔Ｔｇ−２０℃〕乃
至〔Ｔｇ＋２０℃〕の温度まで冷却する。

ここでＴｇは該紡出糸を構成するポリエステルのガラス
転移温度を表わし、ポリエステルＴｇは米国特許第２５
５６２９５号明細書に記載の方法によって測定される。

無定形ポリエチレンテレフタレートのＴｇは約７０℃で
ある。

紡糸口金としては、通常の円形紡糸孔を有するものでよ
いが、４〜８本のスリットが中心から放射状に伸びた紡
糸孔を有するものでもよい。

後者の紡糸口金を用いると延伸仮撚加工によるフィラメ
ント断面の扁平化による悪影響の少ないマルチローバル
形断面の繊維を製造することができる。

紡糸口金より溶融吐出する際のポリマ一温度は、該ポリ
エステルの融点より２０〜５０℃高い温度が好ましく、
また溶融吐出した紡出糸を冷却するには、紡糸口金から
その下方１〜１．５ｍの冷却ゾーンにおいて紡出糸に対
し横方向又は周囲から冷却用の気体（例えば常温の空気
）を吹きつけて均一に冷却するのが好ましい。

所定温度まで冷却された紡出糸は、引続き９０〜１４０
℃の温度に保存された長さ８０〜１８０ｃｍの加熱雰囲
気中に導いて、該加熱雰囲気中を８０〜１８０ｃｍの距
離だけ走行させて熱処理する。

この熱処理直前の（即ち加熱雰囲気中に導入される直前
の）糸条温度が〔Ｔｇ＋４０℃〕より高いと加熱雰囲気
による熱処理が均一に行われ難いために、得られる糸条
の均質性が劣るので糸条が〔Ｔｇ＋４０℃〕より低温、
好ましくは〔Ｔｇ＋２０℃〕より低温まで冷却された段
階で熱処理を行うべきである。

しかし、糸条が完全に冷却固化した段階で熱処理しても
効果が小さく、糸条温度が〔Ｔｇ＋２０℃〕より低温に
ならないうちに熱処理を行うのが好ましい。

熱処理を行う加熱雰囲気の温度は、９０〜１４０℃、好
ましくは１００〜１３０℃にする必要がある。

該加熱雰囲気の温度が９０℃未満では熱処理の効果が之
しく本発明の目的とする延伸仮撚加工に適した部分配向
繊維を得ることができない。

一方１４０℃より高温では得られる糸条の繊度斑や配向
斑が大きくなり延伸仮撚加工で要求される均質な糸条が
得られない。

なお、ここで言う加熱雰囲気の温度とは走行繊維束の外
側から５ｍｍ離れた位置で測定した糸条近傍の雰囲気温
度である。

加熱雰囲気の長さは、糸条走行方向に沿って８０〜１８
０ｃｍとすることが必要であり、８０ｃｍ未満では熱処
理の効果が之しく、また１８０ｃｍより長いと均質な糸
条が得難く、何れの場合も本発明の目的を達成し得ない
。

このような熱処理を工業的に実施するには、紡糸口金よ
り１〜１．５ｍの冷却ゾーンを隔てて加熱筒、スリット
ヒーター等を設け、走行糸条所傍の雰囲気を所定温度に
加熱するのが適当である。

該加熱雰囲気の温度は全長にわたって均一であることは
必ずしも必要でなく、所望により、紡糸口金に所い糸条
入測と巻取部に近い糸条出測との間に温度勾配を設けて
もよい。

本発明では、加熱雰囲気中に導入される糸条は各単糸が
互いに密着しない程度に集束されるのが好ましく、この
ため紡糸口金直下の冷却ゾーンとそれに続く加熱雰囲気
からなる熱処理ゾーンとの境に、適当なガイドを設けて
紡出糸を軽度に集束するのが好ましく、このようにする
と、紡糸工程における断糸やデニール斑を大幅に減少さ
せることができる。

ここで使用するガイドとしては、直径０．５〜３．０ｃ
ｍのリング状ガイドが好適であるが、Ｕ字形又は■字形
のガイドを２個以上組合せて使用することも出来、また
、ガイド内部から適当な油剤（仕上剤）が浸出するよう
にして走行糸条とガイドとの摩擦による悪影響を防止す
るようにしてもよい。

前記の加熱雰囲気を出た糸条は、所望により適当な油剤
を付与したのち、一対のゴデットローラによって引取ら
れワインダーによって巻取られる。

この際紡糸巻取速度は１１００〜２６００ｍ／分とする
必要があり、特に１２５０〜２６００ｍ／分、就中１８
００〜２６００ｍ／分が好ましい。

紡糸巻取速度が１１００ｍ／分未満では加熱雰囲気によ
る熱処理効果が殆んど認められないばかりでなく紡糸調
子が悪化する。

一方２６００ｍ／分より高速では特殊な高速ワインダー
を必要とするばかりでなく、紡糸開始時の糸掛け性や紡
糸中の巻取安定性も劣るので好ましくない。

１１００〜２６００ｍ／分での巻取りに際しては通常の
ワインダーを使用することができ、糸掛け作業も容易で
巻取安定性もきわめて良好である。

なお、巻取前に糸条に気体撹乱流又は施回流を作用させ
てインターレース又は交互撚を付与し糸条に集束性をも
たせるのが好ましい。

上述の如き本発明によれば、紡糸巻取速度が１１００〜
２６００ｍ／分と比較的低速であるにも拘らず、従来の
高速紡糸と略同様の強度１．５〜３．０ｇ／ｄｅ、伸度
１００〜３００％、複屈折率０．０２〜０．０７という
物性を有する部分配向ポリエステル繊維が製造される。

そして、該部分配向ポリエステル繊維は十分な経時安定
性を有し、また高温（２００℃以上）のヒーターを有す
る延伸仮撚加工機への糸掛けも容易である。

そして本発明によれば特殊な高速ワインダーを必要とせ
ず、また紡糸巻取の糸掛性、安定性もすぐれているため
屑糸量も減少し、きわめて経済的である。

本発明により製造されたポリエステル部分配向繊維を延
伸仮撚加工する場合は、加工温度１５０〜２４０℃、延
伸倍率１．４〜２．５倍の条件で同時的又は遂次的な延
伸仮撚加工を行うことにより、良好な捲縮性能、染色性
を有する嵩高加工糸とすることができる。

特に、本発明によるポリエステル部分配向繊維は後述に
示す如く複屈折率が高く結晶化度も高く、その割りに伸
度が大きいという特性を有するため、延伸仮撚加工によ
るフィラメント断面の扁平化が比較的小さく、また同等
の複屈折率を有する高速紡糸による部分配向繊維に比べ
て延伸倍率が幾分大きくなり生産性が向上する。

次に、本発明の実施例を詳述する。

なお、実施例における各特性値のうち、密度（９）、ウ
ースター斑（Ｕ％）及び捲縮糸の特性値は次の如く測定
した値である。

密度（９） ｎ−へプタンと四塩化炭素との混合液を用い浮沈法によ
り求めた２０℃における密度である。

ウースター斑（Ｕ％） スイス、ツエルベーカー社製ウースター糸斑試験器を用
いてハーフイナートテストを行い、積分計によって求め
た値である。

全捲縮率（ＴＣ）および染着（Ｌ値） 英国特許第１３３３６７９号明細書に記載の方法により
測定した値である。

筋斑 捲縮糸をメリヤス編にして染色し、染色したサンプルを
肉眼で判定した結果である。

扁平率 捲縮糸の単糸断面における内径（対角線）の最も長いも
のをｂとし、該最長径と直交する径のうちで最も長いも
のをａとしたときのｂ／ａで表わされ、扁平率が１に近
いほど真円に近いことを意味する。

実施例では２０本について測定した値の平均値で示した
。

実施例１ 極限粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレート（融
点２６１℃、Ｔｇ６８℃）のチップを２８８℃で孔径０
．３５ｍｍφ、孔数３０の紡糸口金から押し出し紡糸口
金とその下方１．０ｍの区間において紡出糸に対し約２
５℃の空気を横方向から吹き付けて該糸条を７０℃まで
冷却した後、直径１５ｍｍのリング状ガイドによって集
束し、引続き長さ１５０ｃｍの加熱筒内へ導入して該筒
内に形成される加熱雰囲気中を通過せしめたのちオイリ
ングローラーにより仕上げ剤を付与し、一対のゴデット
ローラーで引取ってワインダーによりパッケージに巻取
った。

この際加熱筒内の雰囲気温度及び巻取速度を第１表の如
く変化させた。

それぞれの条件で得られた未延伸糸の物性を第１表に示
す。

実施例２ 実施例１において紡糸口金から加熱筒までの距離を変え
て紡出糸条が１３０℃の加熱雰囲気中に導入される前の
糸条温度を変化させる以外は同様の条件で紡糸し２５０
０ｍ／ｍｉｎの速度で巻取った。

このときの加熱雰囲気中に導入される直前の糸条温度及
び未延伸物性を第２表に示す。

実施例３ 実施例１において加熱筒（雰囲気温度１２０℃）の長さ
を変化させる以外は全く同様に紡糸し２５００ｍ／ｍｉ
ｎで巻取った。

加熱筒の長さに伴う未延伸糸の物性変化を第３表に示す
。

実施例 ４ 実施例１、実験Ｎｏ．２及びＮｏ．７の未延伸糸パッケ
ージを紡糸後２５℃、６５％ＲＨの室中に１日放置後、
スクラップ社製ＣＳ１２−６０００型延伸仮撚加工機に
供給し第４表の条件（ヒーター長１００ｃｍ）で延伸と
同様に仮撚加工を行い、４係のオーバーフイードで巻取
った。

このとき得られた「Ｏ−タイプ」のテキスチャードヤー
ンの特性を第４表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 紡糸口金より溶融吐出したポリエステル紡出糸を、
   〔該ポリエステルのガラス転移温度（Ｔｇ）＋４０℃〕
   よりも低い温度にまで冷却し、引続き９０〜１４０℃の
   温度に保持された長さ８０〜１８０ｃｍの加熱雰囲気中
   を走行させて熱処理した後、１１００〜２６００ｍ／分
   の速度で巻取ることを特徴とするポリエステル部分配向
   繊維の製造法。