JPS60134016A - ポリエステル繊維の製造方法 - 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】 く技術分野〉 本発明は、ポリエステル繊維の製造方法に関するもので
ある。さらｔこ詳しくは、紡糸工程のみの一工程で実用
に供しうる機械的性質、均一性を満足するポリエステル
繊維を製造する方法に関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 従来から製造コストの削減・省エネルギーなどの目的で
、ポリエステル繊維を紡糸工程のみの一工程で製造する
方法が種々提案されている。

かかる方法の一例として、古くは特公昭４５−１９３２
号公報に開示されている如く溶融紡糸した糸条を一旦ガ
ラス転移温度以下まで冷却した後再び加熱帯域中を通過
せしめ、熱延伸を実現する方法がある。

一般１こ前記加熱帯域としては、周囲を加熱した加熱筒
が用いられるが、単１こ加熱筒の周囲を加熱して加熱筒
内の雰囲気温度を高温化して糸条を走行させるのみでは
、加熱筒内の雰囲気温度が不均一となり、得られる糸条
は均一性が悪化し、布帛にして染色した場合、染め斑と
なり、製品として使用できない。

又、かかる加熱筒を用いた場合、引取速度を高速化して
いくと、走行糸条の随伴気流が加熱筒内に流入し、雰囲
気温度が低下して、熱延伸が十分ｔこ行なえず、延伸斑
のため糸条の均一性が低下する。

このような欠点を解消し、随伴気流による雰囲気温度低
下を防ぐため特開昭５４−１３８６１３号公報などに糸
条を集束させ、随伴気流を除去しつつ加熱筒を通過せし
める方法が提案されているが、かかる方法ｔこおいては
、糸条が集束しているため熱処理効率が低く、８０．０
℃もの高温の条件を採用しなくてはならず、コスト的に
高くなるという欠点を有してい名。

又、上記以外にも均一延伸実現のため加熱帯域中に糸条
を分割して導入し、随伴気流の影響を無くそうとする試
み（特開昭５１−１４７６１３号公報）や、加熱帯域中
での糸の変形をてぎるだけ緩慢にさせるため２つの加熱
帯域を通す試み（特開昭５４−１６０８１／＋号公報）
が提案されているが、これらは完全ｔこ随伴気流の影響
を除去することができず、十分に均一な糸条は得られな
い。

従って、従来の技術においては、低コストで機械的性質
、均一性が満足できるポリエステル糸条を操業上問題な
いレベルで紡糸工程で、加熱帯域を通過せしめて得る技
術は完成されていない状況にある。

〈発明の目的〉 本発明者らは紡糸工程で一旦冷却した糸条を再び加熱帯
域を通過せしめ、熱延伸し実用に供しつる機械的性質、
均一性を満足するポリエステル繊維を一工程で製造する
方法にりいて種々検討した結果、加熱帯域に積極的に加
熱気体を導入すること及びその加熱気体の流ｍを適正な
範囲にコントロールすることｔこより均一性が向上する
ことを見出した。さらｅこ加熱気体の導入方法について
種々検討し、孔数、孔径を限られた範囲内に制御した複
数個の導入孔より、加熱気体を導入することにより、よ
り一層均−性が向上することを見出し本発明に至ったも
のである。

〈発明の構成〉 すなわち、本発明は熱可塑性ポリエステル重合体を紡糸
口金から溶融紡糸し、ガラス転移温度以下まで一旦冷却
した後、再び加熱帯域中に該糸条を走行ぜしめ、加熱帯
域中で該糸条を加熱延伸せしめる際に、加熱イ１；・域
中に流貴１０〜８０　（Ｎｌ！／分）の加熱気体を孔数
Ｎ（個）、孔径Ｄ（Ｍφ）が下式を満足する様な複数の
導入孔を通して導入しつつ、引取速度３０００ｍ／分以
上で引取ることを特徴とするポリエステル繊ＩＩＩ　（
７）製造方法である。

孔数　４≦Ｎ≦３０（個） 孔径　３≦Ｄ≦５（ｗ１φ） 以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明ｔこおけるポリエステル重合体はエチレンテレフ
タレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルを主
に対象とするが、ブチレンテレフタレートを繰り返し単
位とするポリエステル重合体であっても良い。又、１５
モル係以下の量で他の成分を一種以上共重合したポリエ
ステルおよび少量の添加剤を含有したポリエステル重合
体であっても良い。

本発明において、重要なことは糸条が冷却後通過する加
熱帯域の雰囲気を周囲から加熱しつつ、該加熱帯域中に
１゛ｊ１定流量の加熱気体を、孔数、孔径が定められた
範囲を°満足する導入孔を通して導入し引取速度５００
０　ｍ７’分辺上で引取ることにある。

特に加熱気体を導入すること及びその導入１１、導入方
法が本発明のポイントであり、特に加熱気体の流１ｒ１
を特定範囲に制御しながら、加熱気体を孔数、孔径が適
正な範囲の複数個の導入孔を通して導入することで始め
て機械的性質、均一性とも十分に満足できる糸条が得ら
れるのである。

すなわち、周囲を加熱し雰囲気温度を高めただけの加熱
帯域に糸条を通すだけでは、引取速度の上昇に伴って、
特に引取速度が３０００　ｍ７分以上から急激に得られ
る糸条の均一性が低下する。ところがこの際に加熱帯域
中に加熱気体を、特定の条件を満足せしめて導入すると
、糸条の均−性低下が抑制できることが見出されたので
ある。

この際、加熱帯域に導入する加熱気体の流量が本発明の
第１のポイントである。すなわち、加熱気体の流１１１
が１０〜８ＯＮｌ／分の時に限り、機械的性質も満足で
き、均一性も良好な糸条が得られるのである。流量が１
ＯＮｌ／分に満たないと、均一性が悪化し機械的性質も
低下して加熱気体シｎ人の効果が十分に発揮されない。

又流量が８０　Ｎ１３／分を越えると、逆に均一性が悪
化し、又、毛羽や糸切れが急激に増加して操業安定性が
低下する。本発明者らの観察によると、流量が８０　Ｎ
ｐ１分を越えると、特に加熱帯域出入口での糸揺れが激
しくなり、糸条の走行状態が不安定であった。特に均一
性という観点からは、流量は１０〜５ＯＮＩ！／分が好
ましく、２０〜３０　Ｎｌ：７分とするとさらｔこ好ま
しい。

所が導入する加熱気体の流■が適正な範囲ｔこあっても
加熱気体の導入方法が不適正であると均一性が極端に悪
化する。従って加熱気体の導入方法が本発明の第２のポ
イントである。

従来の加熱帯域への加熱気体の導入方法は、走行する糸
条の周囲から複数の小孔を通して加熱気体を糸ｔこ吹き
つけるのが一般的であった。

かかる方法で加熱気体を糸に吹きつける場合、小孔を出
た加熱気体の流速が適正が範囲にないと糸条の熱処理が
均一に行なえないということが本発明者らの実験により
見出された。

すなわち、小孔から導入する加熱気体の流速が大きすぎ
ると、吹き出す加熱気体の力ｔこよって糸条が揺れ、均
一カ熱処理が行なえなくなり、又、逆に流速が小さすぎ
ると全フィラメントに加熱気体がゆき渡らず、熱処理斑
が生ずるのである。

本発明者らの実験によると、均一な熱処理を実現する加
熱気体の流速を満足させるためｔこは加熱気体の導入孔
の孔数、孔径を適正な範囲【こ限定することが有効であ
ることがわかった。

すなわち孔数Ｎ１孔径りが４≦Ｎ≦３０（個）、３≦Ｄ
≦５（φ７Ｍ）を満足させることが肝要である。

孔径りは導入孔が円形の場合について例示しであるが、
他の形状でも上記範囲ｔこ該当する面積をもっていれば
良い。

孔径、孔数が上記範囲の下限よりも小さい場合導入孔を
出た加熱気体の流速が大きくなりすぎ、均一性が低下す
る。又、孔数、孔径が上記範囲の上限よりも大きい場合
加熱気体が全フィラメントにゆき渡らず、均一性が低下
するだけでなく、機械的性質も低下する。上述の効果は
孔数Ｎが１５〜２５のときより顕著に発揮される。

この様ｔこ１０〜８ＯＮ、ｅ／分の流量に限定された加
熱気体を孔数、孔径が限定された範囲を満足する導入孔
から導入することで始めて機械的性質、均一性とも満足
できる糸条が得られるのである。

この際、導入する加熱気体の温度は７０℃以上であれば
良いが、１００〜２５０℃が特に好ましい。又、加熱気
体を導入する加熱帯域は、その雰囲気温度を高温に保つ
ことが好ましい。

すなわち、加熱帯域の内壁面温度はＴｇ（ポリマーのガ
ラス転移点温度）以上であることがよい。加熱帯域壁面
が１ｇ未満であると、いくら加熱気体を導入してもその
効果が十分に発揮できない。Ｉ＃ｔこ加熱帯域壁面が１
５０〜３００℃の範囲が好ましい結果を与える。

本発明では、上述の様な加熱帯域を通過した糸条を、引
取速度３０００ｍ／分以上で引取るのである。

引取速度が３０００　ｍ／分に満たないと、十分満足の
いく機械的性質の糸条が得られない。さらに、引取速度
ｓｏＦｏｍ／分未満では、本発明の如く加熱帯域に加熱
気体を導入することの効果とは逆ｔこ、均一性を悪化さ
せる方向ｔこ働く傾向がある。

すなわち本発明では、引取速度３０００　ｍ／分り上と
して加熱帯域中に特定流量の加熱気体を孔数、孔径を特
定範囲ｔこ限定した導入孔から適正流速で導入すること
により始めて機械的性質、均一性ともに満足できる糸条
が安定して得られるのである。

なお、本発明でいう加熱帯域としては、筒状あるいは横
断面が矩形状のチューブなどを用いることができるが、
糸条が走行する空間が加熱されておれば良いので、前記
形状に限定されるものではない。

また、加熱帯域の雰囲気を高温化させる方法は、加熱帯
域の周囲を電熱又は熱媒加熱する方法が一般的であるが
これに限られたものではない。

更ｔこ、図をもって本発明の加熱帯域について説明する
。第１図は本発明ｔこ用いる加熱帯域の一例を示す加熱
筒の縦断面図である。第１図において、１は加熱筒、２
は加熱気体供給部、３は電熱ヒーター、４は加熱気体導
入孔、５は金網である。

冷却された糸条Ｙは加熱筒１内を加熱筒に非接触状態で
走行し、加熱処理を受ける。加熱筒１に複数個多列に設
けた加熱気体導入孔４を取り囲む様に加熱気体供・給部
、２を設け、加熱気体を加熱気体導入孔４を通して筒内
に導入する。この際第１図に示した如く加熱気体導入孔
を取り囲む様に金網を設けるとより一層均−性は向上す
る。

この際、加熱気体の導入は加熱帯域の上部で実施し糸の
走行方向１こ浴って加熱気体を走らせることが、糸条の
均一性を高めることｅこ対し効果的であり好ましい。

なお、加熱気体としては空気の他に窒素、ヘリウムなど
の不活性ガスや水蒸気などを用いることかできるが、特
に空気や不活性ガス類による場合が操業上の問題も少な
くて好ましい。

又、加熱帯域に導入される糸条はＴｇ　以下まで冷却さ
れていること、特に室温まで完全に冷却されていること
が好ましく、加熱帯域に導入される糸条の状態は完全に
集束していないことが好ましい。これは前述の如く集束
状態で糸条を加熱帯域をこ導入すると糸条が昇温しｔこ
くく、そのため加熱帯域を非常に高い温度ｔこ保たなく
てはならず、コスト的に不利になるためである。

〈発明の効果〉 上述の如く、加熱帯域中に適正な流量の加熱気体を孔数
、孔径を特定した範囲内に限定した加熱気体導入孔から
導入し、引取速度３００’０　ｍ７分以上で引取ること
ｔこより、始めて機械的性質シこ優れかつ均一性良好な
延伸糸が紡糸工程のみの一工程で製造できるのである。

なお、本発明をこより得られるポリエステル繊維は、従
来の延伸糸とほぼ同等の性質を有し、従来延伸糸が適用
される全ての分野に使用できるという優れた特性を有し
ている。

以下１こ実施例ｅこより本発明をさらに詳細に説明する
。

なお、実施例中の物性は次の様にして測定した。

Ａ０強伸度 東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用い
て試料長２００頭、引張りスピードＩ　Ｄ　Ｏ藺／分の
条件で測定し、強伸度をめた。

Ｂ、均一性（ウスター斑） ソエルペーガー社製つスター斑試験機により、糸速２５
ｍ／分、レンジ土１２．５％、チャート速度５　ｃｍ１
分とし繊維軸方向の太さ斑を測定し、Ｕ％値をめた。

実施例−１ ポリエチレンテレフタレートを２９０℃で溶融り１、孔
数３６個の口金（径０．２３ｍ５φ）から吐出した。吐
出量は毎分４２．０　ｇとした。口金から吐出した糸条
ｔこ３０ｍ／分、２５℃の冷却風を１ｍの長さに渡って
当てて、糸条を室温まで冷却した後、１口金下２ｍに設
置された長さ１．２５ｍ１内径１５７ｍφの第１図の様
な加熱筒に糸条を導入した。加熱筒の筒壁温度は２００
℃に設定した。加熱筒の口金１こ近い側の筒壁ｔこ孔径
４贋φの小孔を５個ずつ５列に計２５個設は該小孔から
加熱空気を導入した。加熱空気の設定温度は２００℃と
し、加熱空気の流量を表−１の如く変更しつつ引取速度
５０００　ｍ／分で引取り、７５デニール−３６フイラ
メントの糸条を得た。

引取った糸条の強伸度、Ｕ％値を合わせて表−１に示し
た。

表−１ 表−１から明らかな如く、本発明の範囲内の流量１０〜
８０　Ｎｐ１分を満足するＡ３〜９では、良好な強伸度
の糸条が得られ、かつＵ％値も低く良好である。特に流
量が２０〜３０　Ｎｌ１分の屋４．５では、均一性もき
わめて良好であり、毛羽もほとんど発生しないことがわ
かる。

しかしながら、流量が１ＯＮｌ！／分に満たないＩＬｌ
、２では機械的性質も低下しＵ％値も若く大きくなる。

特に加熱空気を導入しないＡＩでは、極端ｔこ均一性が
悪化することから本発明の加熱空気の導入の効果がいが
ｔこ太ぎいかがわかる。

又、加熱空気流量が８ＯＮｌ！／分を越える扁１０．１
１では均一性も悪化し、毛羽の数も急激ｔこ増加する。

実施例−２ 加熱筒に導入する加熱空気の流量を２ＯＮｌ！／分と一
定にし、導入孔の孔数Ｎ１孔径りを表−２の如く変更す
る以外は、実施例−１と同一の条件で７５デニール−３
６フイラメントの糸条を得た。得られた糸条の強伸度％
Ｕ”％値を合わせて表−２ｔこ示した。

表−２から明らかな如く、孔数が４≦Ｎ≦３ｏ１孔径が
６≦Ｄ≦５を満足する屋１５〜１７．２０゜２２．２３
．２５のみ均一性、機械的性質とも良好な結果が得られ
ている。特に４２２．２３が良好である。しかしながら
孔数４≦Ｎ≦３０　。

孔径３≦Ｄ≦５の下限値を下回るＪｆ５．１２．１３．
１４．１９．２４．２７などではＵ％値が増大し好まし
くない。又、上限値を越えるｊＩ６１８．２１．２６，
２７〜２９ではＵ％値が増大し均一性が悪化するだけで
なく機械的性質も低下して好ましくない。

実施例−６ 加熱筒に導入する空気の流量を０および２ＯＮｌ／分と
し、引取速度、吐出量を表−３の如く変更しながら、実
施例−１と同一の条件で７５デニール−３６フイラメン
トの糸条を得た。得られた糸条の強伸度、Ｕ％値を表−
３に合わせて示した。

表−６ 表−３より明らかな通り、引取速度が３０００ｍ／分よ
り低いＡ３Ｑ、３１０例では、加熱筒を通過しても未だ
実用ｅこ供しうる強伸度特性にゼらないことがわかる。

又、加熱空気が０でも２０　Ｎ１７分でも伸度′度に有
意差はなく均一性は加熱空気を導入すると逆に悪化する
。

しかしながら、引取速度を３０００ｍ／分以上とすると
、加熱空気を流さないと機械的性質も低く、均一性も悪
いのであるが、加熱空気を導入して始めて、機械的性質
も満足できるレベルに到達し、均一性もＵ％値が著く減
少し良好になることがわかる。

この様ｔこ引取速度３ｏｏｏｍ／分以上て加熱空気を導
入することにより始めて、機械的性質、均一性とも満足
できる糸条が毛羽もなく安定に得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる加熱帯域の一例を示す加熱筒の
縦断面図である。 １：加熱筒　４：加熱気体導入孔 ２：加熱気体供給部　５：金網 ！Ｉ：電熱ヒーター 第１図 手わ旨１市正書 特許庁長官　若杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特ＦＦ願　第２３６３３８号２、発明の名
称 ポリエステルｌｌ１４（ｆの’ＩＷ方法５、補正により
増加する発明の故　Ｏ ６、補正の対客 ７、補正の内容 （１）明細Ｊ：第第１貞 目 「機械的１１質も低下し」を［機械的性質も相対的に低
下し１と補正する。 （２）明細用筒１９ｒＡ　表−３ ＮＯ．３３の［　ＬＪ％値］の欄における［０．７７　
Ｊを「０．６７　Ｊと補正する。 以　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 熱可塑性ポリエステル重合体を紡糸口金から溶融紡糸し
   、ガラス転移温度以下まで一旦冷却した後、再び加熱帯
   域中−こ該糸条を走行せしめ、加熱帯域中で該糸条を加
   熱延伸せしめる際に、加熱帯域中に流量１０〜８０　（
   Ｎｌ／＋）の加熱気体を孔数Ｎ（個）、孔径Ｄ（ＩＩＧ
   Ｉφ）が下式を満足する様な複数の導入孔を通して導入
   しつつ、引取速度３（１０ｏｒｎ／分以上で引取ること
   を特徴とするポリエステル繊維のＩＩ造方法。 孔数　４≦Ｎ≦３０（個） 孔径　３≦Ｄ≦５（Ｍφ）