JPS59163420A - 自己ケン縮性ポリエステル糸の製造方法 - 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】 （発明の分野） 本発明は低い巻取速度、たとえば工業用ＰＯＹ　（部分
配向糸）巻取速度で、高巻取速度構造の自己ケン縮性ポ
リエステル糸を製造する方法に関する。より具体的には
、本発明は、長手方向に沿って高収縮領域と低収縮領域
とを交互に有する押出により得たポリエステル糸条材料
を、そのガラス転移温度を通過して冷却した後、得られ
た糸がその自己ケン縮特性を維持し、高巻取速度構造を
有するようになる条件下で、アニールすなわちコンディ
ショニング帯域に通すことによる、自己ケン縮性ポリエ
ステル糸の熔融紡糸に関する。

（従来技術） 高分子糸条材料およびフィルムの製造は、従来から多様
な溶融押出条件下で実施されてきた。たとえば、高応力
および低応力の両方の紡糸方法が採用されてきた。高応
力条件では、紡糸された糸条材料の紡糸口金からの引取
は、この材料を押出してまもなく、まだこれが完全に固
化する前に、実質的な配向を材料に付与するような条件
下で行われる（例、米国特許第２，６０４，６６７号お
よび同第２，６０４，６８９号参照）。従来技術のかか
る高応力条件は、繊維直径の断面で実質的な半径方向の
不均質性が存在する不均一な糸条材料を一般に形成し、
そのため引張特性、さらには自己ケン縮特性が所望の程
度に達しないことが多い。

押出した糸条材料の冷却を、完全な固化に達するまでは
遅延させる（、すなわち、冷却に長時間かける）ことに
より、その特性を変化させる熔融紡糸法も提案されてい
る。たとえば、米国特許第２．３２３．３８３号、同第
３，０５３，６１１号、同３，３６Ｌ８５９号および同
第３、９６９．４６２！号、ならびにスイス特許第３５
７．１４４号を参照できる。

本出願人に譲渡された米国特許第３，９４６．１００号
は、溶融紡糸糸条材料の固化後で、巻取の前に、熱コン
ディショニング帯域を採用した、引張強度および弾性率
が向上し、収縮性が減少した高分子糸条材料またはフィ
ルムの製造方法を開示している。この方法では、結晶化
を受けることができるポリエステルのような溶融紡糸可
能な溶融したポリマー材料を、賦形オリフィスから押出
して、糸条材料またはフィルムを形成し、これをそのガ
ラス転移温度より低温に冷却して固体の糸条材料または
フィルムを形成し、次いでそのガラス転移温度と融解温
度の間の温度の熱コンディショニング帯域を短い滞留時
間で通過させて、既に固化した糸条材料（またはフィル
ム）の実質的な結晶化が高応力条件下で起こるようにす
る。

その後、糸条材料を熱コンディショニング帯域から引取
る。それにより、糸条材料の複屈折率と引張特性は非常
に増大および改善され、従来の熱延伸工程は不必要とな
りうる。やはり本出願人に譲渡された米国特許第４．１
９５．１６１号は、この方法により得られる特異なポリ
エステル繊維をより詳しく説明している。同様のフィラ
メント溶融紡糸法は西独特許公開公報第２，１１７，６
５９号にも開示されている。

糸条材料のガラス転移温度より高温で、その融解温度よ
り低温の気体雰囲気を設けた熱コンディショニング帯域
を採用し、固化した糸条材料を巻取の前にこの帯域に通
す溶融紡糸法に関しては、欧州特許出願第０．０３４，
８８０号およびその中で言及されている特許も参照でき
る。

米国特許第４，３３８，２７５号は、糸の特性の著しい
劣化を伴わすに、高い紡糸速度で糸条ポリエステル糸を
製造するための延伸紡糸方法に関する。この方法は、押
出されたばかりのフィラメントを、フィラメントの融点
より高温に加熱された第１流体雰囲気と、フィラメント
のガラス転移温度より高温に加熱された第２流体雰囲気
とに順に通し、続いて５５００　ｍ／ｍｉｎを越える速
度でフィラメントを巻取るという方法である。この２つ
の雰囲気は、短い距離、有利には１００〜５００　ｃｍ
の距離で互いに離間させ、この間隔は第２流体雰囲気の
温度より低温に繊維を冷却させるのに十分な距離となる
ように選択する。得られた糸は、従来の紡糸−保温−延
伸・熱弛緩方式の糸に、特性で匹敵する。

スイス特許第５３０，４７９号には、２，０００　ｍ／
ｍｉｎを越える延伸速度を採用して合成線状ポリマーを
溶融紡糸することによる、三次元ケン綿糸および繊維の
製造方法が開示されている。この方法は、まず溶融紡糸
フィラメン１〜を紡糸口金の直下で片側だけ冷却し、次
いでフィラメントを凝固点以下まで完全に冷却するとい
う工程を包含する。冷却したフィラメントをその後、巻
取の前に凝固点より高温に加熱する。

複数の溶融紡糸フィラメントを合流させるような押出条
件下て高分子糸条材料、特にポリエステルフィラメント
を溶融押出することにより、自己ケン縮性糸を形成する
ことも、従来技術で試みられてきた。

たとえば、特公昭４２−２２３３９号は、各種ポリマー
を複数の組合せオリフィスから低紡糸速度で押出するこ
とを開示している。各組合せオリフィスは、大直径の中
心細孔と、小直径の２以上の周囲細孔とを含み、各細孔
の長さは特定されない。紡糸した糸を次いて不特定条件
下で延伸すると、断面形状が各フィラメントの長手方向
に沿って連続的かつ周期的に変化する延伸フィラメント
が形成される。

しかし、上記方法の実施においては、弛緩した糸のケン
縮水準が最低有用な水準に増大するまで、延伸比を極め
て低い比率まで低下させなければならない場合がある。

特公昭５４−４２４１５号は、２つのポリエステル流を
収束する細孔（キャピラリ）を備えた紡糸口金から紡糸
し、この２つの流れが空中（紡糸口金の下）で交差して
、１つの合−流を形成する方法を開示している。流れの
一方は他方より高速度とし、合−流を冷却してフィラメ
ントを形成したときに、その長手方向に沿って太い領域
と細い領域とができるように、熔融流に揺れが起こる。

多数のかかるフィラメントを合わせて１本の糸にし、弛
緩させると、非常に有用なケン縮が得られ、この糸から
製造した布帛は格別に柔軟で豪華な風合いを有する。

米国特許第４．３３２，７５８号には第１と第２の２種
類のフィラメントからなる自己ケン縮性糸の製造方法が
開示されている。この方法は、流れごとに位相がずれて
太い領域と細い領域とが反復している第１の複数の溶融
ポリエステル流を形成することにより第１の種類の紡糸
を行い；この第１の複数の流れを冷却して、フィラメン
トごとに位相がずれて長手方向に沿って太い領域と細い
領域とを有する第１の種類のフィラメントを形成し；一
定の共通紡糸速度で上記の合一フィラメントより低い収
縮率を示す、らせん断面のフィラメントを形成するよう
に選択したらせん形オリフィスから、繊維形成性分子量
の溶融ポリマーの別の流れを押出することにより第２の
種類の紡糸を行い；この別の流れを冷却してフイラメン
１〜にし：第１および第２の種類のフィラメントを共通
の紡糸速度で流れから引取り、第１と第２の種類のフィ
ラメントを合わせて糸にし、第１種類の複数の溶融流に
形成した太い領域と細い領域ならびに共通の紡糸速度は
、糸のケン縮率が少なくとも２％と特性を変化および／
または改善させるために・かかる自己ケン縮性糸の押出
に採用する熔融押出条件を操作することは一般に非常に
困難である。かかる自己ケン縮性糸にあっては、フィラ
メントはその長手方向に沿って高収縮領域と低収縮領域
とを、好ましくは規則的な間隔で有している。この両領
域の収縮幅の変動（差異）の大きさが、有用な程度のケ
ン縮を得るのに極めて重要である。たとえば、収縮幅変
動度が小さずぎるか、またはフィラメントに沿った収縮
幅変動の位相が合っていると、有用な程度のケン縮は得
られないであろう。熔融押出工程中に行った、たとえば
熱処理などの処理が正比例関係で合流フィラメントに影
響しない場合には、得られたフィラメントの自己ケン縮
特性はそれにより失われてしまう。たとえば、ずっと低
い紡糸速度で高速紡糸糸を得る際に、糸の有用な自己ケ
ン縮特性を失わずに糸のコンディショニング、すなわち
かかる、自己ケン縮性糸の特性を変化させることができ
ると、斯界にとって非常に望ましく、著しく有利であろ
う。しかし、かかる利点を達成・実現する方法はこれま
で知られていなかった。

よって、本発明の目的は、糸の有用な自己ケン縮特性を
を失うことなく、自己ケン縮性糸の特性を変化または変
性させる溶融押出方法を提供することである。

本発明の別の目的は、糸の有用な自己ケン縮特性を失う
ことなく、しかも高い巻取速度を使用する必要がなく、
自己ケン縮性糸に高巻取速度特性を持たせる方法を提供
することである。

本発明のまた別の目的は、従来のＰＯＹ巻取速度で可能
であるよりも高水準の非晶質配向を有する自己ケン縮性
糸を効果的に形成する方法を提供することである。

上記およびその他の目的、ならびに本発明の範囲、本質
および利用については、以下の本発明の詳細な説明から
当業者には明らかとなろう。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明により、（ｉ）異な
る押出速度で移動している繊維形成性ポリエステルの少
なくとも第１および第２の溶融押出流を合一させること
により、熔融紡糸ポリエステルの複数の合−流を形成し
て、各合一流に太い領域と細い領域とを他の合−流とは
位相をずらして形成し； （ｉｉ）該ポリエステルのガラス転移温度より低温の気
体雰囲気を設けた固化帯域内で、前記合一流を冷却する
ことにより、これをフィラメントごとに位相がずれて長
手方向に太い領域と細い領域とを有している固体フィラ
メントに変換させ； （■）得られたフィラメントをその長手方向に送って、
約１０〜４５％の範囲内の糸数縮率を示すポリエステル
フィラメントを形成するのに十分な温度の気体雰囲気を
設けたコンディショニング帯域を通過させ； （ｉｖ）得られたフィラメントを実質的に一定の巻取速
度で前記コンディショニング帯域から引取る； という工程によりフィラメントを形成することからなる
、フィラメントごとに位相がすれて長手方向に太い領域
と細い領域とを有する複数のポリエステルフィラメント
からなる自己ケン縮性ポリエステル糸を迅速に形成して
構造変性させる方法が提供される。

かくして得た糸は、なお有用な程度のケン縮率（例、少
なくとも２．５％）を示すと同時に、ずっと高い巻取速
度で紡糸した糸に認められる特性に類似した特性を示す
。

本発明の１具体的態様では、 （ｉ）異なる押出速度で移動している繊維形成性ポリエ
ステルの少なくとも第１および第２の熔融押出流を合一
させることにより、溶融紡糸ポリエステルの複数の合−
流を形成して、各合一流に太い領域と細い領域とを他の
合−流とは位相をすらして形成し； ０゜ （１１）該ポリエステルのガラス転移温度より低温の気
体雰囲気を設けた固化帯域内で、前記合一流を冷却する
ことにより、これをフィラメントごとに位相がずれて長
手方向に太い領域と細い領域とを有している固体フィラ
メントに変換させ； （ｉｉｉ　）得られたフィラメンＩ・をその長手方向に
送って、約２３０〜２７０℃、より好ましくは約２４０
〜２６０°Ｃの範囲内の温度の気体雰囲気を設けたコン
ディショニング帯域を通過させ；（１■）得られたフィ
ラメン１−を約３５００〜４０００ｙｄ／ｍｉｎ　　（
３２００〜３６５０　ｍ／ｍｉｎ　）の範囲内、より好
ましくは約３８００ｙｄ／ｍｉｎ　　（３４７０ｍ／ｍ
１ｎ）の実質的に一定の巻取速度で前記コンディショニ
ング帯域から引取る； という工程により、長手方向に太い領域と細い領域とを
有するフィラメントを形成することからなる、自己ケン
縮性ポリエステル糸の形成および変性方法が提供される
。

以下、本発明を詳述する。

本発明で用いる好ましいポリマー材料は、溶融紡糸可能
なポリエステルである。たとえば、本発明に用いる溶融
紡糸可能なポリエステルは、ポリエチレンテレフタレー
トを主成分とするもの、好ましくは少なくとも７５モル
％のポリエチレンテレフタレートを含有するもの、特に
好ましくは少なくとも８５モル％のポリエチレンテレフ
タレートを含有するものから選択しうる。本発明の特に
好ましい態様では、熔融紡糸可能なポリエステルは実質
的にずへてかポリエチレンテレフタレートからなる。あ
るいは、ポリエステルの製造中に、エチレングリコール
およびテレフタル酸またはこれらの誘導体以外の１種も
しくは２種以上の少量のエステル形成性成分を共重合さ
せてもよい。たとえば、溶融紡糸可能ポリエステルは、
７５〜１００モル％（好ましくは８５〜１００モル％）
のポリエチレンテレフタレート構造単位と、０〜２５モ
ル％（好ましくは０〜１５モル％）のポリエチレンテレ
フタレート以外の共重合エステル単位とを含有しろる。

ポリエチレンテレツクレート単位と共重合させうる他の
エステル形成性成分の代表例には、ジエチレングリコー
ル、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコ
ール、ペンタエリトリットなどのグリコール類、ならび
にヘキサヒドロテレフタル酸、ジ安息香酸、アジピン酸
、セバシン酸、アゼライン酸などのジカルボン酸がある
。

本発明の方法で用いる溶融紡糸可能ポリエチレンテレフ
タレートは、約０．４５〜１．０、本発明方法の特に好
ましい態様では約０．５〜０．７５の極限粘度数（Ｉ。

Ｖ、）を示す。＞８高１紡糸可能ポリエステルのＬＶ、
は次式により求めるのが好都合である： ｉｎ　ηｒ １、Ｖ、　　＝　　Ｉｉｍ　　（−） ｃ−’ｏ　　　　　　　　ｃ 式中、ηｒは、そのポリマーの希薄溶液の粘度を使用溶
媒の粘度（同じ温度で測定）で割ることにより得た「相
対粘度」てあり、Ｃは前記溶液のポリマー濃度（単位：
ｇ／１００ｍ１＞をそれぞれ意味する。また、ポリエチ
レンテレフタレートは一般にガラス転移温度が約６０〜
８０°Ｃ１融点が約２５０〜２６５°Ｃ１たとえば約２
６０°Ｃである。

使用ポリマーはまた慣用の添加剤を含有していてもよ（
、たとえば微細粒子状充虜材（例、ＴｉＯ２および５ｉ
０２）を好ましくはポリマーの全重量に基づいて約０〜
１０重量％、特に好ましくは約０〜１．５重量％の量で
含有していてもよい。

フィラメントごとに位相がずれて太い領域と細い領域と
をフィラメントの長手方向に沿って有している本発明の
ポリエステルフィラメントの押出には、異なる押出速度
で走行してＣ）る繊維形成性ポリエステルの少なくとも
第１および第２の押出流を合わせることにより溶融ポリ
エステルの合−流を形成し、それにより各合一流に他の
合−流とは位相がずれて厚肉と薄肉の両領域を形成する
ことができるものであれは、任意の紡糸口金を使用する
ことかできる。

１例として、第１図および第２図に、本発明にしたがっ
てフィラメントを得るのに使用することができる紡糸口
金の設計を示す。たとえは、この紡糸口金は紡糸口金プ
レート２２の上面２１に形成した大直径のカウンターボ
ア（深座くり）２０を有している。大直径カウンターボ
ア２０の底面の片側には小直径のカウンターボア２４か
形成されている。大直径細孔２６が大直径カウンターボ
ア２０の底面の小直径カウンターボア２４と反対側から
延設されており、大直径カウンターボア２０の底面をプ
レート２２の下面２８に接続させている。小直径カウン
ターボア２４の底面は小直径細孔３０によりプレート下
面２８と接続している。細孔２６と３０はそれぞれ垂直
から５°たけ傾斜しており、したがって１０’の内包角
を形成している。カウンターボア２０の直径は０．１１
３インチ（２，８７ｍｍ）であり、力うンダーホア２４
の直径は０．０５２インチ（１，３２＋ｗ＋ｎ）である
。細孔２６は直径０．０１６インチ（０，４０６鰭）、
長さ０．１４６インチ（３，７１ｍｍ）であり、細孔３
０は直径０゜００９インチ（０，２２９ｍｍ）　、長さ
０．０３２インチ（０，８１２＋＋＋ｍ）である。細孔
２６と３０がプレート下面２８に達したときにこの両者
を離間させているランド３２の幅は０．００４３インチ
（０，１０９鰭）である。プレート２２の厚みは０．５
５４インチ（１４，０７部）である。細孔２６および３
０とカウンターボア２０および２４か一緒になって、本
発明により各種フィラメントを紡糸するための組合せオ
リフィスを構成する。

ポリエステルポリマーを上記の代表的な組合せオリフィ
スから紡糸する場合、紡糸口金構造の上記幾何学的形状
のために顕著な現象が起こり、小直径細孔３０を流れる
ポリマーお流速が、大直径細孔２６を流れるポリマーの
流速より高くなる。各組合せオリフィスか出てくる一対
の流れのそれぞれの速度とモーメント、および合流れが
紡糸口金の外側で合流するときの角度は、一対の流れが
最初に接触して接合した時点を過ぎると大直径細孔から
出たより太い低速度の流れが実質的に直線状に進み、一
方、より細い高速度の流れのそれぞれは、次々にある９
その相手方の太い流れとの接合点の間であちこちに湾曲
したループを形成している。この作用は、紡糸口金の前
面の直下の流れに向けたストロボ光を使用して容易に観
察することができる。熔融流が加速しながら紡糸口金か
ら離れていくにつれて、低速度の太い流れは接合点の間
で細くなっていき、それにつれて高速度の流れのループ
はまっすく伸びていき、ついに高速度の流れが低速度の
流れと連続的に接触するまでになる。低速度の流れはそ
の後も細くなっていくが、最初に接触して接合した地点
よりも、最初の接合点の中間の部分の方が細くなる程度
が大であるので、得られた合−流は、最初の接合点の部
分がこれらの接合点の中間の部分よりも太くなっている
断面を有する。その後も、得られた合−流はさらにいく
らか細くなって、最終的に固化帯域で固化してフィラメ
ントを形成する。

実質的に平行な細孔を使用した紡糸口金も自己ケン縮性
糸の紡糸に採用することができる。最低２つのかかる平
行な細孔の組合せが、太い領域と細い領域とを有するフ
ィラメントを得るのに必要である。

ただし、３まｋばそれ以上の細孔の組合せを使用しても
好結果が得られる。

たとえば、第３図および第４図に示すように、ポリエス
テルポリマーを紡糸口金１２４に設けた実質的に平行な
細孔１２０および１２２から溶融紡糸し、一方が他方よ
り高速度の少なくとも２つの溶融した一次流（ｓｌｂ−
８ｔｒｅａｍ）を形成する。これらの細孔の横方向の間
隔は、紡糸口金の下側で複数の一次流が一体化して、太
い領域と細い領域とを有する合−流になるように選択し
た小間隔とする。好適態様の１例として、細孔１２０の
直径は０．３０５　＋ｉｎ＋、周囲細孔１２２の直径は
０．２０．３　ｍｍであり、細孔１２２の中心ば、細孔
１２０の中心から０．３５６　ｍｍ離れて、その両側に
位置し、細孔の長さはどれも０．３０５　＋ｎｍである
。細孔１２０とそのまわりの周囲細孔１２２は、第４図
に図式的に示すように、１本のフィラメントを紡糸する
ための組合せオリフィスとして協同作用する。通當、１
個の紡糸口金に複数の組合せオリフィスを設けて、得ら
れたマルチフィラメント糸が２本以上の本発明にかかる
フィラメントから構成されるようにする。

−次流の１つが、これと合流して合−流を形成する他の
少なくとも１つの一次流より高速度であることが必須で
ある。第４図は、上に具体的に説明した紡糸口金の直下
での熔融−次流に起こる作用を定性的に示す。この例で
は細孔の長さはすべて同しであるので、細孔１２０から
出た一次流の押出直後の速度は、細孔１２２から出た一
次流より高くなる。したがって、中央の一次流は、外周
の一次流の一方にぶつかって接合し、次いで屈曲して、
反対側の外周−次流にぶつかって接合するという動作を
交互に繰り返す。かくして形成された合−流が細くなっ
ていくにつれて、各−次流が平行状態になって一体化し
、その長手方向に沿って太い領域と細い領域とを有する
流れが形成される。

一般に紡糸口金の設計は、個々の流れの１つのその細孔
内での速度が、他の流れの１つのその細孔内での速度の
２〜７倍（好ましくは、３．５〜５．５倍）となるよう
にするのが有利である。２つの流れのうち、高速度の流
れの方の断面積が低速度の流れの断面積より小さいと、
特にケン縮度と紡糸安定性の点てさらに有利となる。

押出に続いて、得られた熔融合−流をその長手方向に送
って、使用ポリエステルのガラス転移温度より低温の気
体雰囲気を設けた固化帯域に通し、ここで溶融材料を固
体の糸条材料に変換させる。材料がポリエチレンテレフ
タレートを主成分とするものである場合、固化帯域の気
体雰囲気の温度は一般に約８０℃より低温となる。

固化帯域内で、熔融材料は溶融体から半固体の稠度へ、
次いで半固体の稠度から固体の稠度へと移行する。固化
帯域は「冷却帯域」という用語で呼ぶこともある。固化
帯域内に存在する気体雰囲気は、より効率的な熱伝達を
生ずるように循環させるのが好ましい。本発明の方法の
特に好ましい態様では、固化帯域の気体雰囲気の温度は
、約１０〜４０℃の範囲内、より好ましくはほぼ室温（
例、約２５℃）とする。気体雰囲気の化学組成は、これ
が使用ポリマー材料と過度に反応性でない限り、本発明
方法の操作にとって特に制限されない。本発明方法の特
に好適な態様にあっては、固化帯域の気体雰囲気は空気
である。

固化帯域に使用するために選択しろる他の代表的な気体
雰囲気としては、ヘリウム、アルゴンおよび窒素のよう
な不活性ガスがある。

固化帯域は紡糸口金の直下に配置するのが好ましい。通
常、固化帯域の長さは約０．２５〜２０ｆｔ　（０，０
７６〜６．１ｍ）、好ましくは約１〜７　ｆｔ　（０，
３〜２．１　ｍ）である。気体雰囲気は固化帯域の下端
から導入し、その側面から排出するのが好ましく、移動
している連続長のポリマー材料は紡糸口金から固化帯域
内を下降させるのが好ましい。これに代えて、目的とす
る冷却を生ずることのできる中心流冷却方式あるいは任
意の他の方式も利用することができる。

得られた固体フィラメントを、次にその長手方向に送っ
て、使用ポリエステルフィラメントのガラス転移温度よ
りは高温であるが、その融点よりは低温の気体雰囲気が
設けられたコンディショニング帯域を通過させる。この
気体雰囲気の温度は、糸収縮率が約１０〜４５％、より
好ましくは約１５〜３５％、特に好ましくは約２０〜３
０％の範囲内のポリエステルフィラメントを生ずるのに
十分な温度とする。このような温度の気体雰囲気を採用
することが重要であって、これをはずれると、得られた
糸フィラメントの自己ケン縮特性が、たとえば約２．５
％以上という有用な程度のケン縮を得ることができなく
なる程度まで実−質的に劣化することが見出された。よ
り具体的には、この帯域の温度が低ずぎると、通常ＰＯ
Ｙと呼ばれるような高収縮／低ケン綿糸が得られ、反対
にこの帯域の温度が高すぎると、低収縮／低ケン縮の平
板な糸が得られる。

これは、固化した材料の実質的な結晶化がコンディショ
ニング帯域内で起こると考えられることからそうなると
思われる。本発明により製造した自己ケン縮性糸のケン
縮機構は、糸を形成している各種フィラメントの長手方
向の収縮度に変動があることに起因するものと考えられ
る。この収縮度の変動は、フィラメント内の厚肉の太い
部分と薄肉の細い部分が異なる応力水準を経ており、し
たがって異なる水準の結晶化度を有していることから生
ずる。かかる糸を低張力下で加熱すると、フィラメント
内の高収縮領域は隣接フィラメントの低収縮領域より収
縮が大きく、その結果、低収縮領域は必然的に外側にふ
くらんで、糸の束から突出し、ケン縮を形成する。

実質的な結晶化が起こると、太い領域と細い領敏との間
の収縮度の変動、すなわち差が無くなってしまい、糸の
太い領域と細い領域の間で収縮度の違いか無くなるか、
あるいはその違いが非常に小さくなると、有用な程度の
ケン縮を得ることはてきな（なる。

しかし、予想外なことに、本発明により一定の糸収縮率
を示すフィラメントを形成するのに十分な温度の気体雰
囲気を使用すると、フィラメンＩ・構造は、その自己ケ
ン縮特性を失うことなく変化することが見出された。し
かし、本発明の範囲外の温度条件を採用すると、有用な
自己ケン縮特性に達しないもの、すなわち２．５％未満
のケン縮特性を示す糸しか生成しないことが判明した。

所望の糸収縮、したがってケン縮率をはじめとする所望
の総合特性を達成するのに必要なコンディショニング帯
域の気体雰囲気の温度は、使用する巻取速度（したがっ
て、滞留時間）に応して変動しよう。

巻取速度かある程度実質的に増大、たとえば５００　ｙ
ｄ／ｎ＋ｉｎ　　（４６０ｍ／１ｎｉｎ　）だけ増大す
ると、同じ水準の収縮を達成するには気体雰囲気の温度
を高くしなげればならない。巻取速度が約３５００〜４
０００ｙｄ　／　ｍ１ｎ（３２０（１−３６５０ｍ／ｍ
ｉｎ　）の範囲内、より好ましくは約３７００〜３９０
０ｙｄ／ｍｉｎ　　（３３８０〜３５７０　ｍ／ｍｉｎ
　）の範囲内である場合、少なくとも５％のケン縮率を
示す糸を得るには、気体温度を約２３０〜２７０　ｃ、
より好ましくは約２４０〜２６０℃の範囲内とするのが
一般に好ましい。

コンディショニング帯域内に設ける気体雰囲気の化学組
成は、その気体雰囲気が使用ポリマー糸条材料と過度に
反応性でない限り、本発明方法の操作にとって特に制限
はない。一般には静止空気または水蒸気を使用するのが
好都合である。コンディショニング帯域に使用しうる他
の代表的な気体雰囲気には、ヘリウム、アルゴンおよび
窒素などの単一ガスからなる雰囲気がある。コンディシ
ョニング帯域を必要な温度に保持するためにバンドヒー
ターまたはその他の任意の加熱手段を設けることができ
る。コンディショニング帯域の長さは一般に約０．５〜
３０ｆｔ　（Ｑ。

１５〜９．１ｍ）、好ましくは約３〜１２ｆｔ　（０，
９〜３．７ｍ）である。

得られた糸条材料を次いで実質的に一定の巻取速度でコ
ンディショニング帯域から引取る。巻取速度は好ましく
は約２２００〜４４００ｙｄ／ｍｉｎ　　（２０００〜
４０００　ｍ／ｍｉｎ　）　、特に好ましくは約３５０
０〜４０００ｙｄ／ｍｉｎ　　（３２００〜３６５０　
ｍ／ｍｉｎ　）の範囲内である。

得られた各フィラメントは、その長手方向に沿って反復
的に変動する非円形断面を有し、大断面積の部分が小断
面積の部分より著しく高い収縮を有する。

各組合せオリフィス間のわずかな差異、紡糸口金の断面
での温度勾配、および各法れの対にまったく同一の処理
を施しても生じてしまうその他の同様な変動のために、
多才リフイス紡糸口金は、一般的には、いくつかの生成
した流れおよびフィラメントの中で必然的にいくらか異
なった反復速度を与えることになろう。

本発明の改良された溶融押出方法は、自己ケン縮性糸の
溶融紡糸に適した紡糸口金を備えた、慣用の溶融紡糸装
置（例、ナイロン紡糸装置）で実施するのが好都合であ
る。これに適当な長さの加熱式コンディショニング室を
、冷却帯域の下に単に追加するだけでよい。

本発明の方法は、有用な程度のケン縮、ならびに高速紡
糸糸の特性を示す、自己ケン縮性ポリエステル糸を迅速
に得る方法を提供する。たとえば、約３８００ｙｄ／ｍ
ｉｎ　　（３４７０ｍ／ｍｉｎ　）の巻取速度で本発明
により紡糸した自己ケン縮性糸は、コンディショニング
帯域を省略して本質的に同一条件下で、ただし巻取速度
は５０００ｙｄ／ｍｉｎ　　（４５７０ｍ／ｍｉｎ　＞
で溶融紡糸した自己ケン縮性糸と、本質的に類似の特性
水準を示すことが見出された。特に、ケン縮率と非晶質
配向は類似していた。さらに、これらの糸から製織した
布帛も、通気性、不透明性、ドレープ性および風合いの
各特性が類似していた。

かくして、本発明により、著しく低い巻取速度で、有用
な程度のケン縮と高巻取速度特性とを有する自己ケン縮
性製品を迅速に得ることができ−る。したがって、本発
明は、巻取速度が低いワインダで操業する場合に特に有
意義であろう。たとえば、新型の高速ワインダを用いな
ければ一般に得ることができないようなある種の特性水
準を持った自己ケン縮性糸を得たい場合に、本発明を利
用すれば、より旧型の装置を使用してもかかる特性水準
を得ることができる。よって、本発明に伴う経済的利点
は有意義である。

以下の実施例は本発明の具体的例示として挙げたもので
ある。たたし、実施例は単に例示に過ぎず、制限を意図
したものではないことは理解されよう。

以下の実施例中、および本発明にとって、糸の特性は次
の方法で測定したものである。

スーター（Ｓｕｔｅｒ　）デニールリール、すなわぢカ
七巻き装置を使用して、被験糸からカセ・デニールが約
８０００．１周が１．１２５ｍのカセを１１％する。カ
セが１カセ・デニール当たり０．００２５　ｇに相当す
るおもりを支えている状態で、カセの長さＬＯを測定す
る。

おもりをぶら下げたままのカセを、１２０℃に保持した
熱風乾燥器に５分間入れる。次いで、カセを乾燥器から
取り出し、２１°Ｃ１相対湿度６５％で１分間コンディ
ショニングした後、カセの長さし□を測定する。

次いで、おもりを１カセ・デニール当たりの荷重が０．
１ｇとなるように増やし、それから３０秒後のカセの長
さＬ２を測定する。これらの測定値から、糸の収縮率、
ケン縮発現率、および嵩高率はそれぞれ次のように定義
される： 糸数縮率−１００Ｘ　（Ｌｏ　　Ｌ２）　／Ｌ。

糸ケン縮発現率−１００Ｘ　（Ｌ２−Ｌ□）／Ｌ２糸嵩
高嵩高率−１００（Ｌｏ　−Ｌ　１）　／Ｌ。

伸び（％）と強力（ｇ　／　ｄ、　）は、ゲージ長さ１
２．５ｃｍ、伸長速度３０ｃｍ／ｍｉｎで、インス１〜
ロン引張試験機を使用して測定した。

非晶質配向（ｆａ）は、非晶質領域における繊維軸　　
　　゛に対するポリマ一連鎖軸の整列度の尺度であり、
次′式により求めた： 式中、Ｅばソニック・モジュラス（ｄｙｎ／ｃｍ）　、
ＥａおよびＥｃはそれぞれ非晶質相および晶質相の固有
横方向モジュラス（Ｄｕｍｂｌｅｔｏｎ　ｅｔ　ａｌ＋
　ｒポリエチレンテレフタレートの色素拡散に対する構
造変化の影響」　、　Ｊ、　八ｐｐ１．Ｐｏ１ｙ、　　
Ｓｃｉ、＋　　ユ２．　　ｐ、ｐ、　　２４９１−２５
０８　　　（１９６８）に定義されている〕、ならびに
ｆｃば次式で定義される結晶配向指数、すなわち晶質相
のポリマ一連鎖軸整列度の尺度を意味する。

ｆｃ＝　１−−　＜ｓｉｎ　２θ〉 式中、θはポリマ一連鎖軸が繊維軸とつ（る角度である
。

結晶度は次の誘導式にしたがって求めた：試験１〜１３
において、第５図に略式で示した全体構成の設備を使用
して、各種自己ゲン縮性ポリエステル糸を溶融紡糸した
。紡糸口金は第６図に示すものを使用した。使用ポリエ
ステルは、ジエチレングリコール約１．２５モル％とＴ
ｉＯ２１，０重量％とを含有し、対数粘度数か０．６７
のポリエチレンテレフタレートであった。溶融ポリエス
テルを紡糸口金から押出し、固化帯域（冷却路）で冷却
した。固化帯域には、熔融糸条＋Ａ利を冷却して固体の
糸条材料にするために、７５または３５０　ｆｔ”　／
ｍｉｎ　　（２，１〜９．９　ｔｒｉ／ｍｉｎ　）のい
ずれかの流量の横断空気流を使用した。

固体フィラメントを次いで、長さ１ｍ、内径２ｃｍの加
熱チューブに通した。このチューブはステンレス鋼製で
、内部は空気雰囲気であり、可変電圧器装置により抵抗
加熱されていた。空気雰囲気の温度は、試験ごとに１９
０〜２８０°Ｃの範囲内で変動させた。

チューフ内でのフィラメントの動きを実質的に減少させ
るために、加熱チューブの下部から約］、　、　２　ｍ
の位置に油圧式力旧然装置を配置した。加熱チューブの
下部から１．５ｍの位置で、慣用のオイル仕」二げを糸
に施した。使用した巻取速度は、約３８００ｙｄ／ｍｉ
ｎ（３４７０ｍ／ｍｉｎ　）で一定とした。

得られた糸の各試料の特性を前述のように測定した。結
果を次表にまとめて示す。加熱チューブ温度に対する収
縮率とケン縮率の変化を、第７図にグラフで示す。

第７図かられかるように、有用な程度のケン縮は、一般
に約２３０〜２７０°Ｃの加熱チューブ温度範囲でしか
得られなかった。この範囲を外れると、糸のケン縮特性
は望ましいものに達しなくなる、すなわち約２．５％未
満となる。

さらに、上の第７図の結果を、加熱チューブを使用せず
、紡糸速度を４８００〜５２００ｙｄ／ｍｉｎ　　（４
３９０−４７５０ｍ／ｍｉｎ　）に増大させた以外は上
記と同様の操作により試験を行った表の試験１４〜１６
と比較すると、非晶質配向、ケン縮率、収縮率、嵩高率
および強力は、特に加熱チューブの温度が約２４０〜２
５０°Ｃである場合に、同等の水準にあり、生成したフ
ィラメントの糸数縮率は１５〜３５％の範囲内にあるこ
とが認められよう。すなわち、本発明の方法を利用する
ことにより、ずっと高速の紡糸速度で溶融紡糸した自己
ケン縮性糸が示ずのと類似または同等の特性を有する、
有用な自己ケン縮性糸を得ることができることがわかる
。

以上に本発明を好適態様とともに説明したか、当業者に
は明らかなように、これに変更を加えるごとも当然可能
であり、かかる変更も本発明の範囲内に包含されるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、紡糸口金オリフィスの縦断面図、第２図は、
第１図のオリフィスの下から見た底面図、 第３図は、本発明に使用するのに適した別の紡糸口金オ
リフィスの押出面の平面図、 第４図は、第３図の紡糸口金の押出面の直下での溶融流
の略式側面図、 第５図は、実施例で使用した押出装置の略式図、第６図
は、実施例で使用した紡糸口金の紡糸オリフィスの縦断
面図、 第７図は、コンティショニング帯域内の気体雰囲気の温
度に対する、糸が示ずケン縮率と収縮率との関係を示す
グラフである。 ２０・・・紡糸口金プレート ２２．２４・・・カウンターポア ２６．３０．１２０．１２２　　・・・紡糸細孔出願人
　ファイバー・インダストリーズ・インコーポレーテト 代理人　　弁理士　広　瀬　章　− ６方系口金 ν０／６’！−１ 手続ネ■↑正店二（自発） 昭和５９年　３月２７日 特許庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第０３２７１２号 ２、発明の名称 自己ケン縮性ポリエステル糸の製造方法３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 ４、代　理　人 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書を下記の正誤表のとおりに訂正する。 且　　　丘　　　　　研正薊　　　　省−２３下から６
　　ポリマーお　　ポリマーの３４　　　　　　　　　
　Ｅａ　　　　　　Ｅδ〃　　下から５　　　　　Ｅｃ
　　　　　　　Ｅこ〃　　下から４　　　　　ＥａＥ３ ・・　　下から３　　　　　Ｅｃ　　　　　　Ｅこ以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（ｉ＞異なる押出速度で移動している繊維形成性
   ポリエステルの少な（とも第１および第２の溶融押出流
   を合一させることにより、溶融紡糸ポリエステルの複数
   の合−流を形成して、各合一流に太い領域と細い領域と
   を他の合−流とは位相をずらして形成し； （ｉｉ）該ポリエステルのガラス転移温度より低温の気
   体雰囲気を設けた固化帯域内で、前記合一流を冷却する
   ことにより、これをフィラメントごとに位相がずれて長
   手方向に太い領域と細い領域とを有している固体フィラ
   メントに変換させ； （ｉｉｉ　）得られたフィラメントをその長手方向に送
   って、約１０〜４５％の範囲内の糸収縮率を示すポリエ
   ステルフィラメントを形成するのに十分な温度の気体雰
   囲気を設けたコンディショニング帯域を通過させ； （ｉｖ）得られたフィラメントを実質的に一定の巻取速
   度で前記コンディショニング帯域から引取る； という工程によりフィラメントを形成することからなる
   、フィラメントごとに位相がすれて長手方向に太い領域
   と細い領域とを有する複数のポリエステルフィラメント
   からなる自己ケン縮性ポリエステル糸を迅速に形成して
   構造変性させる方法。′（２）コンディショニング帯域
   の気体雰囲気の温度が、約２０〜３０％の範囲内の糸収
   縮率を生ずるのに十分なものである特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 （３）コンディショニング帯域の温度が約２３０〜２７
   ０℃の範囲内である特許請求の範囲第１項記載の方法。 （４）コンディショニング帯域の温度が約２４０〜２６
   ０°Ｃの範囲内である特許請求の範囲第３項記載の方法
   。 （５）巻取速度が約３８００ｙｄ／ｍｉｎ　　（３４７
   ０ｍ／ｍｉｎ　）である特許請求の範囲第３項記載の方
   法。 （６）該繊維形成性ポリエステルが、ポリエチレンテレ
   フタレート８５〜１００モル％とポリエチレンテレフタ
   レート以外の共重合エステル単位Ｏ〜１５モル％とから
   なるものである特許請求の範囲第１項記載の方法。 （７）該繊維形成性ポリエステルが実質的にす、べてポ
   リエチレンテレフタレートからなるものである特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 （８）固化帯域内の気体雰囲気を約１０〜４０°Ｃの範
   囲内の温度で設ける特許請求の範囲第１項記載の方法。 （９）固化帯域の気体雰囲気か空気である特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 （１０）コンディショニング帯域の気体雰囲気か空気で
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。 （１１）約２２００〜４４００ｙｄ／ｍｉｎ　　（２０
   ００〜４０００　ｍ／ｍ１ｎ）の範囲内の巻取速度を採
   用する特許請求の範囲第１項記載の方法。 （１２）自己ケン縮性ポリエステル糸が少なくとも約５
   ％のケン縮率を示す特許請求の範囲第１項記載の方法。 （１３）該第１流が該第２流より大きい流れである特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 （１４）該第１流の速度が該第２流の速度の２〜７倍で
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。 （１５）第１と第２の溶融流を実質的に平行な紡糸細孔
   から押出し、これらの細孔の間の横方向の間隔は、該第
   １流と該第２流とが紡糸口金の下側で一体化するように
   小間隔とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 （１６）紡糸速度、各熔融流の速度および押出後の横方
   向の離間間隔を、フィラメントの長手方向に太い領域と
   細い領域とが規則的な間隔て現れるようなものとする特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 （１７）　　（ｉ　）異なる押出速度で移動している繊
   維形成性ポリエステルの少なくとも第１および第２の熔
   融押出流を合一させることにより、溶融紡糸ポリエステ
   ルの複数の合−流を形成して、各合一流に太い領域と細
   い領域とを他の合−流とは位相をずらして形成し； （１１）該ポリエステルのガラス転移温度より低温の気
   体雰囲気を設けた固化帯域内で、前記合一流を冷却する
   ことにより、これをフィラメントごとに位相がずれて長
   手方向に太い領域と細い領域とを有している固体フィラ
   メントに変換させ； （ｉｉｉ　）得られたフィラメントをその長平方向に送
   って、約２３０〜２７０°Ｃの範囲内の温度の気体雰囲
   気を設けたコンディショニング帯域を通過させ；（ｉｖ
   ）得られたフィラメントを約３５００〜４０００ｙｄ／
   ｍｉｎ　　（３２００〜３６５０　ｍ／ｍｉｎ　）の範
   囲内の実質的に一定の巻取速度で前記コンディショニン
   グ帯域から引取る；、 という工程によりフィラメントを形成すること力Ａらな
   る、フィラメントごとに位相がずれて長手方向Ｇこ太い
   領域と細い領域とを有する複数のポリエステルフィラメ
   ントからなる自己ケン縮性ポリエステル糸を迅速に形成
   して構造変性させる方法。 （１８）コンディショニング帯域の温度か、約２４０〜
   ２６０°Ｃの範囲内である特許請求の範囲第１７項記載
   の方法。 （１９）巻取速度が約３８００ｙｄ／ｍｉｎ　　（３４
   ７０ｍ／ｍｉｎ　）である特許請求の範囲第１７項記載
   の方法。 （２０）該繊維形成性ポリエステルが、ポリエチレンテ
   レフタレート８５〜１００モル％とポリエチレンテレフ
   タレート以外の共重合エステル単位０〜１５モル％とか
   らなるものである特許請求の範囲第１７項記載の方法。 （２１）該繊維形成性ポリエステルが実質的にすべてポ
   リエチレンテレフタレートからなるものである特許請求
   の範囲第１７項記載の方法。 （２２）固化帯域内の気体雰囲気を約１０〜４０°Ｃの
   範囲内の温度で設りる特許請求の範囲第１７項記載の方
   法。 （２３）固化帯域の気体雰囲気が空気である特許請求の
   範囲第１７項記載の方法。 （２４）コンディショニング帯域の気体雰囲気が空気で
   ある特許請求の範囲第１７項記載の方法。 （２５）自己ケン縮性ポリエステル糸が少なくとも約２
   ．５％のケン縮率を示す特許請求の範囲第１７項記載の
   方法。 （２６）該第１流の速度が該第２流の速度の２〜７倍で
   ある特許請求の範囲第１７項記載の方法。 （２７）第１と第２の溶融流を実質的に平行な紡糸細孔
   から押出し、これらの細孔の間の横方向の間隔は、該第
   １流と該第２流とが紡糸口金の下側で一体化するように
   小間隔とする特許請求の範囲第１７項記載の方法。 （２８）　　（ｉ　）第１流の速度が第２流の速度の２
   〜７倍である、繊維形成性ポリエステルの少なくとも第
   １および第２の溶融押出流を合一させることにより、各
   合一流に太い領域と細（、＞領域とを形成し； （ｉｉ）該ポリエステルのガラス転移温度より低温の気
   体雰囲気を設けた固化帯域内で、前記合一流を冷却する
   ことにより、これを長手方向に太い領域と細い領域とを
   有している固体フィラメントに変換させ； （ｉｉｉ　）得られたフィラメントをその長平方向に送
   って、約１０〜４５％の範囲内の糸収縮率を示すポリエ
   ステルフィラメントを形成するのに十分な温度の気体雰
   囲気を設けたコンディショニング帯域を通過させ； （ｉｖ）得られたフィラメントを約２２００〜４４００
   ｙｄ／ｍｉｎ　　（２０００〜４０００　ｍ／ｍｉｎ　
   ）の範囲内の実質的に一定の巻取速度で前記コンディシ
   ョニング帯域から引取る； という工程によりフィラメントを形成することからなる
   、長手方向に太い領域と細い領域とを有する自己ケン縮
   性ポリエステルフィラメントの形成方法。 （２９）コンディショニング帯域の気体雰囲気の温度が
   、約２０〜３０％の範囲内の糸収縮率を生ずるのに十分
   なものである特許請求の範囲第２８項記載の方法。 （３０）コンディショニング帯域の温度か、約２３０〜
   ２７０°Ｃの範囲内である特許請求の範囲第２８項記載
   の方法。 （３１）コンディショニング帯域の温度が、約２４０〜
   ２６０°Ｃの範囲内である特許請求の範囲第３０項記載
   の方法。 （３２）巻取速度が約３８００ｙｄ／ｍｉｎ　　（３４
   ７０ｍ／ｍｉｎ　）である特許請求の範囲第３０項記載
   の方法。 （３３）該繊維形成性ポリエステルが実質的にすべてポ
   リエチレンテレフタレートからなるものである特許請求
   の範囲第２８項記載の方法。 （３４）第１と第２の溶融流を実質的に平行な紡糸細孔
   から押出し、これらの細孔の間の横方向の間隔は、該第
   １流と該第２流とが紡糸口金の下側で一体化するように
   小間隔とする特許請求の範囲第２８項記載の方法。 （３５）　　（ｉ　）実質的にすべてポリエチレンテレ
   フタレートからなる繊維形成性ポリエステルの少なくと
   も第１および第２の溶融押出流を合一させることにより
   、熔融紡糸ポリエステルの複数の合−流を形成し、各溶
   融流の押出は、第１流の速度か第２流の速度の２〜７倍
   となり、かつ該第１流と第２流とが紡糸口金の下側で一
   体化して、太い領域と細い領域とを有する合−流になる
   ように、小間隔で横方向に離間した、実質的に平行な紡
   糸細孔から行い、（１１）該ポリエステルのガラス転移
   温度より低温の気体雰囲気を設けた固化帯域内で、前記
   合一流を冷却して固体フィラメントに変換させ； （ｉｉｉ　）得られたフィラメン１〜をその長手方向に
   送って、約１０〜４５％の範囲内の糸収縮率を示すポリ
   エステルフィラメントを形成するのに十分な温度の気体
   雰囲気を設けたコンディショニング帯域を通過させ； （１■）得られたフィラメントを実質的に一定の巻取速
   度で前記コンディショニング帯域から引取る； という工程によりフィラメントを形成することからなる
   、フィラメンＩ・ごとに位相がずれて長手方向に太い領
   域と細い領域とを有する複数のポリエステルフィラメン
   トからなり、少なくとも２，５％のケン縮率を示す、自
   己ケン縮性ポリエステル糸の形成方法。