JPS60128167A - ポリアミド繊維の製造法 - 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、ポリアミドを高速で直接紡糸延伸して巻取る
方法に関するものであり、さらに詳しくは、パッケージ
の表・中・内層部、端面・中央部等の巻き位置による内
部歪の差が少なく、均一でかつ均染性に優れたポリアミ
ド繊維を高速でバーン状に巻取る方法に関するものであ
る。

ポリアミドフィラメントのフラットヤーンのパッケージ
としては、バーン形状およびチーズ形状が一般的である
。

バーン形状のパッケージは紡糸巻取工程と延伸工程とを
分離した通常延伸法で得られる。この方式では内部歪が
大きく、かつ糸を案内するトラベラの回転速度が巻出に
伴って変化するため、実巻取張力が変化する。さらに、
バーン両端部と中央部とでトラバース折り返し時におけ
る実巻取張力に変化が生じる。このため、糸条の巻層別
および１卜中央部で異なった内部歪が繊維に付与される
。

その結果、織物や編物にした場合にタテすじやヨコひけ
となるので、欠点反の原因となりやづい。

一方、チーズ形状のパッケージは通常、高速製糸法ある
いは直接紡糸延伸法で得られる。この方法では巻取時に
高速で往復運動を行なうトラバースガイドにより、トラ
バースの両端部で実巻取張力が中央部のそれより高くな
って、糸条に大きな内部歪が生じる。

こうした内部歪を減少させるため、通常の直接紡糸延伸
法では延伸後、糸条を加熱して熱固定する方法がとられ
ている。３５００ｍ／ｍｉｎ以下程度の巻取速度で直接
紡糸延伸法を行うのであれば、チーズ形状に巻取ること
は可能である。しかし、４０００　ｍ／ｍｉｎ以上の高
速巻取で得られるパッケージはポリアミド繊維独特の内
部歪の遅延的回復によってパッケージ端面がボビン軸方
向にふくれ、ついには巻取ボビンの長さ以上に糸層の幅
が広くなって巻取不能となる。熱固定温度を高めたり、
熱処理時間を長くしたりすることで、この歪を幾分減少
することは可能であるが、逆に、操業性が悪化したり、
設備費や消費電力が増加したりするので好ましくない。

こうした従来方法の欠点を補うべく、種々検討した結果
、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明の目的は、パッケージ内の巻き位置に
よる内部歪差を小さくするとともに、均一で均染性の優
れた糸質とすることにより、編織物の品質および高次加
工通過性に優れたポリアミド繊維を供給することにある
。

かかる目的を達成するため、本発明は、ポリアミド系重
合体を溶融紡糸し、冷却固化せしめ、油剤を付与した後
、第１ゴデーローラ・第２ゴデ−Ｏ−ラ間で２．５倍以
下の延伸倍率で延伸し、熱固定し、実質的な実撚を付与
することなく、４０００　ｍ／ｍｉｎ以上の巻取速度で
、かつＤ／１０（１以上（Ｄ＝巻取糸条の繊度）の巻取
張力で巻取機に巻取る方法において、前記巻取機として
、巻取中にボビンを装着したスピンドル自体が該スピン
ドルの軸方向に往復運動する型のスピンドルドライブ型
巻取機を用い、巻取中のパッケージは完全に他の物とは
非接触であり、かつ、前記スピンドルの往復運動速度Ｔ
（ｍ／ｍｉｎ　）を下記式 ％式％ ［ただし、■は巻取速度（ｍ／ｍｉｎ　＞である。］を
満足する範囲とすることよりなる。

本発明では、４０００　ｌＩｌ／１ｎ以上の高速で巻取
り、かつ、２．５倍以下の延伸倍率で延伸づることが必
要である。延伸倍率が２．５倍を越えると、キηられる
繊維の残留伸度が低くなり、毛羽、糸切れが多発する。

延伸後、熱固定して内部歪を緩和させるが、その結果、
得られる繊維の非晶部配向度〈１）は０．５〜０．８と
なる。非晶部配向度（「）が低過ぎる場合は、高伸度に
なりすぎ、また、巻取中に膨潤するので、実用に耐えう
る糸とはならない。一方、Ｆが高過ぎる場合は、歪が大
き過ぎて、得られる編織物の均一性が不良となる。

このような糸は、巻取時に極力、歪を付与しないような
、また巻き位置により付与歪量に差を与えないような巻
取方法で巻上げる必要がある。

このため、巻取機としてスピンドルドライブ型の巻取機
を用い、巻取中のパッケージは完全に他の物と非接触の
状態で巻取る必要がある。

スピンドルドライブ型の巻取機であっても、例えば巻取
速度を制御するため、パッケージに接触せしめるＯ−ラ
ベールのような物を用いてはならない。他の目的であっ
てもパッケージと接触するローラ状のものが存在すると
パッケージをある大きさの面圧で押えつけるため、巻か
れた糸が互に押えつけられ、巻取時に余分な歪を付与す
ると同時に糸条が過度に重なり合うので解舒性は悪くな
る。つまり、本発明においては巻取中のパッケージは、
何ら他の物体と接触しないことが肝要である。このため
に巻取速度をコントロールする手段としては、巻取張力
を検知して、一定張力になるようにスピンドル回転数を
巻量に応じて減少させたり、あるいは予めスピンドル回
転数の減少パターンを記憶させ、巻取間に応じて回転数
を減少せしめるプログラム制御等が適用される。

本発明は、このようなスピンドルドライブ型の巻取機を
用（＼、ボビンを装着したスピンドル自体ヲ、Ｖ／４０
００≦１≦Ｖ／３００（ｍ／ｍｉｎ　）の速度でスピン
ドルの軸方向に往復運動（以下、トラバース運動という
）させつつ、パッケージを形成することが必要である。

ただし、ｙ　（ｍ／ｍｉｎ　）は巻取速度を示す。この
ようにスピンドル自体をトラバース運動させるのである
から、ボビンに巻かれるべき糸条は、その糸道が変化す
ることなく常に実質的に一定位置を走行する。従って、
パッケージの巻き位置による巻取張力の変動がほとんど
なく、４０００１１１／Ｐｉｎ以上の高速巻取でも糸条
への歪付与が極めて少ないので、均一なパッケージを１
ａることができる。

スピンドルのトラバース速度ＴがＶ／３００ＩＩｌ／１
ｎより速い場合は、パッケージの両端面部の折り返し時
におけるスピンドルの慣性力が大き過ぎて、パッケージ
自体にビビリや肩崩れ等を生じる。特に、巻量が多くな
るほど、この現象は顕著である。一方、スピンドルのト
ラバース速度ＴがＶ／４０００　ｍ／ｍｉｎ未満の場合
はパッケージ表面上で、前に巻かれた糸条と次に巻かれ
る糸条とのトラバースによるズレが小さく、糸条が密接
に接近しすぎる。このため、解舒時の張力変動が大きく
高次加工工程で問題をひきおこす。トラバース速度は前
記問題点を確実に解消するためには、トラバース速度Ｔ
をＶ／３０００≦Ｔ≦Ｖ１５００の範囲にコントロール
することが好ましい。

巻幅を糸の巻径の増大に伴って順次減少させることにに
す、パッケージに好ましいテーパー角を付与でき、安定
したパッケージ形態を形成することができる。

また、ボビンの巻取られる直前の糸条張力は、Ｄ／１０
　ｇ以上（Ｄ＝巻取糸条の繊痕）とする。

好ましくは、Ｄ／１０〜Ｏ，６！ＩＩ／ｄ　（７）範囲
ニする。Ｄ／１０ｏ／ｄ未満のような低張力の場合には
、ワイングーに供給するボデー０−ラに糸が逆巻しやす
く、製糸不能となりがちである。

一方、Ｏ，６ａ／ｄを上回るような高張力の場合は、巻
取糸の内部歪が大きくなり、パーン内外層差や中央・端
部差が大きくなって好ましくない。

また、巻かれる前に糸条に交絡処理を施し、糸条の集束
性を高めることが好ましい。紡糸中に交絡処理を行なう
ことにより、巻取中の単糸一本一本に異常に高い歪や応
力が付与されることを防止できる。交絡の程度としては
、フィラメントが完全に平行で存在しないようにわずか
な平行度の乱れを生じさせるような撹乱を与える程度で
あればよい。さらに好ましくは、水上交絡数の評価で１
コ／ＩＩｌ〜７Ｏコ／Ｉｌｌ程度でよい。交絡処理を施
す位置は、第１ゴデ−０−ラの前、あるいは第２ゴデ−
０−ラと巻取機との間等であればよく、目的に応じて任
意に選ぶことができる。

特に、最終のゴデーローラ（第１図では第２ゴデーロー
ラ）と巻取機との間に設置する場合には、糸道が一定で
巻取張力が一定であるため、交絡張力が一定となり、均
一な交絡処理を行なうことができるので好ましい。さら
に、第１ゴテ−ローラの前に設置する場合も、最終の引
取ゴデーローラの出口で糸条が交絡集束されているため
、糸離れがよく、くわえて巻取張力が常に一定であるた
め、極めて低い巻取張力でパッケージを形成・すること
が可能となり、好ましい。

このような本発明は、所望の特性を有するポリアミド綴
紐のパッケージを得るために２．５倍以下で延伸し、熱
固定した後、４０００ｍ／ｍｉｎ以上で高速製糸した糸
条をスピンドルのトラバース速度等の条件を特定して巻
取ることによりはじめて達成される。

また、紡糸巻取機として広く使用されている、駆動ロー
ラにパッケージを接触させて巻取るサーフェスドライブ
型の巻取機や、チーズ形状に巻上げる、チーズワインダ
ーも、設備的な面からみて駆動ローラをも往復運動させ
る必要があるから、本発明の適用外である。

本発明の巻取方法の一実施態様を示す第１図にそって説
明する。

第１図は紡糸巻取工程を示す概略図である。

紡糸口金１から溶融吐出されたポリアミド繊、ＩｆｔＹ
は冷却袋装置２により冷却固化され、給油装置３で給油
され、エア交絡ノズル４で交絡処理され、第１ゴデーロ
ーラ５と加熱された第２ゴデーローラ６との間で延伸さ
れ、第２ゴデーローラで熱固定され、次いで、糸道ガイ
ド８を経て、トラバース運動されるスピンドルを有する
巻取装置９にてパーン形状に４０００　ｍ／ｍｉｎ以上
の速度で巻取られる。

巻取装置９はスピンドルドライブ型で駆動モータ１Ｏに
にり単独駆動される。駆動モータ１Ｏは巻取張力を検出
する張力検出器７とコントロール！８１３とを介して制
御される。巻取張力が一定になるように電力制御器１１
、張力設定器１２からなるコントロール１１１３で駆動
モータを制御し、常に巻取速度が一定になるようにコン
トロールされる。

巻取装置（スピンドル）９は油圧シリンダー１４と連結
され、該油圧シリンダーの動きにより巻取装置９すなわ
ちパッケージ１５自体が往復トラバース運動を行う。従
って、糸条はトラバース運動せず、常に実質的に同じ位
置を走行してパッケージに巻取られる。回転しているパ
ッケージ１５は他のいかなるものとも接触せずに回転さ
れる。なお、ここで［実質的に同じ位置を走行する」と
は、交絡処理や紡糸張力変動等によるわずかな糸揺れや
、第２図の如く巻太りによる糸道のわずかな変化をも包
含する。

第２図は、ボビン１６への巻始めの状態（Ａ）と、ある
程度巻太った状態（Ｂ）とを示す。糸道ガイｌ’　８を
固定した場合は、巻けにより第２図のように糸道が順次
移動し、鉛直線と糸道とのなす角θが徐々に大きくなる
。このθが生じないように、糸道ガイド８および／また
は巻取装置９の位置を巻量に応じてわずかづつ移動し、
常にθ−Ｏ０となるようにすることが好ましい。

本発明におけるポリアミドとしては、例えば、ポリカプ
ラミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリへキサメ
チレンセバカミド等のアミド基１個あたりのメチレン基
の数が１０個以下のアル、キレンポリアミドを主体とす
るものが好ましいが、場合によってはアルキレン基の一
部が芳香族基に代わったものでもよい。また、その性質
を本質的に変化させない範囲で他種のポリアミド形成成
分を共重合したものでもよい。また、少量の艶消剤、着
色剤、安定剤、顔料、吸湿剤、充填材、等を含んでもよ
い。また、硫酸（９８％）１．０重間％溶液を溶媒とす
る相対粘度が２．０〜３．５であるものが好ましい。

また、ポリアミド繊維の断面形状は丸断面や種々の異形
断面であってもよい。

本発明の直接紡糸延伸巻取方法で得られるポリアミド繊
維のパッケージは次の如き効果を有する。

（１）ボビンを装着したスピンドル自体をトラバース運
動させ、糸道を実質的に−ち位置とすることにより、４
０００ｍ　／１ｎ１ｓの高速巻取をしても均一なパッケ
ージを得ることができる。

（２スピンドルのトラバース速度を特定範囲とすること
により、良好なパッケージ形状で編織物用原糸として好
適なポリアミド糸条を得ることができる。

（３）巻取張力がＤ／１０（１以上であるので、第２ゴ
テ−ローラへの逆巻を防止できる。

（４）非晶部配向度が０．５〜０．８の範囲となるので
、均一で均染性が高く、かつ、染色堅牢性も良好で経時
安定性に優れており、編織物用原糸として好適である。

（５）引取速度４０００ｓ　／ｍｉｎ以上であるため、
吐出生産性が高く、原糸製造コストを大幅に下げること
ができる。

以下に、実施例を挙げて説明づるが、そこで用いた非晶
部配向度（Ｆ）、ストレッチテンション、および編織物
特性（トリコットタテスジの評価）は次の方法で測定し
た値である。

［非晶部配向度（Ｆ）］ ３ｃｍ長の繊維を各単糸に分繊し、それを螢光剤ｗｈ目
ｅｘ　Ｒ，Ｐ、’Ｏ，２％ｏｗｆ水溶液中に２時間、室
温で浸漬する。その後、水洗、風乾して、日本分光工業
■製ＦＯＭ−１型偏光螢光光度計のサンプル台にＯ，５
Ｍｄの張力をかけて、クリンプを伸ばし、貼りつけ、非
晶部分に結合した螢光側分子から放射される螢光の偏光
角度分布を連続的に測定する。非晶部配向度（「）は、
繊維軸方向の螢光偏光強度をａ、繊維軸に対し垂直方向
の螢光偏光強度をｂとしたとき、　Ｆ＝１−ｂ／ａ　に
よって算出され、各試料とも、３本のサンプルについて
の平均値をＦとした。

［ストレッチテンション］ 第１０−ラと第２０−ラからなる一対の積極駆動型ロー
ラを設け、該ローラ問を１６０ｍ／１０の速度で走行す
る糸条に５％の伸長を与える。同時に、第１０−ラと第
２０−ラの間に歪ゲージを設置し、糸条の応力を測定し
、この応力をストレッチテンションという。

なお、パーン内の最大ストレッチテンション差とはパー
ン内のストレッチテンションの最大値（通常パーン中層
部に存在する）と最小値（通常パーン最外層または最内
層部に存在する）との差（ΔＴ）をいう。

［巻取張力］ 東し＠Ｊ製回転式張力計ＦＴＲ形式ＴＴＭ−８５１を用
い、ピックアップは０−２０　（Ｊ、０−１００（］の
ものを用いた。

しトリコットタテスジの評価］ 満巻パーンを５層別にし、ランダム整経をしたのち、ト
リコットに織成した。そのトリコット織物をＸｙｌｅｎ
ｅ　Ｆａｓｔ　Ｂｌｕｅ　Ｐ、　Ｏ，５％ｏｗｆ９８°
Ｃ×３０分で染色してヨコ環を目視により判定した。

実施例１ 硫酸相対粘度２．６のナイロン６チップを紡糸渇痩２６
５℃で溶融し、Ｏ，３ｅ＋ｍの直径の孔２／Ｉ個を有す
る紡糸［１金を用い１巻取糸の繊度が７０デニールとな
るような吐出量で溶融紡糸した。紡出後、巻取までの装
置は第１図に示すようなものを用い、スピンドルが往復
運動するトラバース速度および巻取張力を変更して巻取
った。第１表にその値と、糸特性および巻取った糸を用
いたトリコット織物の特性を示した。

なお、延伸倍率は１．２５倍、第２ゴデーローラの温度
は１７０’　Ｃ，第１エア交絡の圧力はＩｋｏ／ｆｆｌ
、第２エア交絡の圧ノコは３ｋＯ／ｃｏｔ。

テーバ角は２０°、巻取速度は５０００ＩＩｌ／１ｎと
した。

また、サンプルＮＯ３における巻取をトラバース速度２
５００ｃｐｍで通常のチーズワインダにより行なった（
サンプルＮｏ６）。

第１表かられかるように、巻取時のトラバース速度等の
巻取条件が適正な場合は、織物の品位は良好であった。

実施例２ トラバースガイドのトラバース速度を１０ｍ／ｍｔｎ　
、巻取張力を１０１１とし、巻取速度および延伸倍率を
第２表のように変更した以外は実施例１と同じ方法によ
り行なった。

第２表にその値と、巻取った糸を用いたトリコット織物
の特性を示した。

また、紡糸速度８００　ｉ／ｓｉｎで巻取った後、延伸
倍率３．５倍で延伸するという通常のニ工程紡糸延伸法
を用いた以外は前記と同じ方法でナイロン６延伸糸を得
た（サンプルＮ０１３）。

その結果を示す第２表かられかるように、本発明の紡糸
巻取条件を満足しない場合は、得られた織物の品位が劣
った。

実施例３ チップを１ｉｌｌｔ酸相対粘度２．６のナイロン６６チ
ップにかえ、紡糸温度を２９０℃とし、第２ゴテ−ロー
ラの温度を１８０℃とした以外は、実施例１と同じ方法
によりナイロン６６１ＩａＭおよびトリコント織物を得
た。

その結果を第３表に示した。

次表かられかるように、ナイロン６６の場合でも、本発
明の巻取条件によると得られた織物の特性が良好であっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における紡糸延伸巻取工程の一実１１１
態様を示す概略図である。第２図は本発明におけるスピ
ンドル上の巻位置を説明するための側面図である。 １：　紡糸口金　２：　冷却装置 ３：　給油装置 ４：　エア交絡ノズル ５：　第１ゴデ−０−ラ ６：　第２ゴデーローラ ７：　張力検出器　８：　糸道ガイド ９：　巻取装置　１５：　パッケージ １６：　ボビン 特許出願人　東し株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリアミド系重合体を溶融紡糸し、冷却固化せしめ、油
   剤を付与した後、第１ゴデーＯ−ラ・第２ゴデーローラ
   間で２．５倍以下の延伸倍率で延伸し、熱固定し、実質
   的な実撚を付与することなく、４０００　ｍ／ｍｉｎ以
   上の巻取速度で、かつＤ／１０（］以上（Ｄ＝巻取糸条
   の繊度）の巻取張力で巻取機に巻取る方法において９前
   記巻取機として、巻取中にボビンを装着したスピンドル
   自体が該スピンドルの軸方向に往復運動する型のスピン
   ドルドライブ型巻取機を用い、巻取中のパッケージは完
   全に他の物とは非接触であり、かつ、前記スピンドルの
   往復運動速度Ｔ　（ＩＩＩ／１ｎ　）を下記式の範囲と
   することを特徴とするポリアミド繊維の製造法。 Ｖ／４ＯＯＯ≦Ｔ≦　ｖ／３００ ［ただし、■は巻取速度（ｍ／ｓｉｎ　）である。］