JPS60162810A - 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】 〔技術分野〕 本発明は、ポリエステル繊維の製法に関するものである
。さらに詳しくは、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
毛羽や糸切れもなく安定に製造する方法に関する。

〔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１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１こ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。

一般に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、単に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ｔこして染色した場合、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た
り、製造する糸条のフィラメント数を増加したりすると
、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、熱延伸が十分に行なえず、延伸斑のため糸
条の均一性が低下する。

この様な欠点を解消し、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１こおいては
、糸条が集束しているため熱処理効率が低（，８００℃
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る。

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５１−１４７６１５号公報）や、加熱帯域中
での糸の変形をでき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５４−１６０８１６号公報）が
提案されているが、これらは完全に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、紡糸工程で加熱帯域に
糸条を通過させて熱延伸を実現する方法において、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、安定して得るという技術は完成されていない状況
【こある。

〔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うる機械的性質、
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ｔこついて種々検討した結果、加熱帯域中ｔこ積極
的をこ加熱気体を導入すること及びその加熱気体の流量
を限られた範囲内ｔこ制御することで均一性がかなりの
レベルまで向上することを見出した。

さらｔこ、加熱帯域に加熱気体を導入する際、加熱気体
供給部の径、長さ、容積などのスペックが得られる糸条
の均一性に多大な影響を与えることを見出し、これら加
熱気体供給部のスペックを適正な範囲におくことにより
始めて機械的性質、均一性とも満足できる糸条が安定し
て製造できることを見出し、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、再び加熱帯域中音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１０〜８ＯＮｌ！／分の加熱気体を下記（Ｉ）〜（
１）式を満足する加熱気体供給部を通して供給しつつ、
引取速度５０００　ｍＡ＋以上で引取ることを特徴とす
るポリエステル繊維の製造方法である。

ｐ≧Ｄｏ＋１０（−）・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）Ｌ
≧３０（簡）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（ｆｆ）以下、本発明について、さらに詳細に説明す
る。

本発明に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１
こ対象とするが、ブチレンテレフタレートを主１こ繰り
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ｔこおいて、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
に特定流量の加熱気体を径、長さ、容積が定められた範
囲内にある加熱気体供給部を通しつつ導入して糸条を引
取速度５００［１ｍ／分以上で引取ることｔこある。

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５０００　ｍ／Ｒ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
、糸条の均一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未発明の
第１のポイントである。すなわち。

加熱気体の流量が１０〜ａ　ｏ　Ｎｌ／分の時シこ限り
、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１０　ＮＩ！／分ｔこ満たないと、
均一性が悪化し機械的性質も低下して加熱気体導入の効
果が十分に発揮されない。又流量が８０　Ｎｐ１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
ｔこ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８ＯＮＩ！／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〜ｓ　ｏ　Ｎｌ／分が好ましく、２０〜３０　Ｎｐ
１分とするとさらｔこ好ま１７い。

しかしながら、導入する加熱気体の流口が適正な範囲に
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ｔこ悪化する。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。

加熱帯域への加熱気体の導入方法は、糸条の周りを取り
囲む様に複数の小孔を設けたうえその小孔の周囲を取り
囲む様に加熱気体供給部を設は該加熱気体供給部を通し
た後、小孔から糸道に向かって加熱気体を噴出するとい
う方式が最も装置的に簡素であり操業上好ましい実施形
態である。

しかし、かかる方法で糸条に加熱気体を吹き当てる場合
、複数個ある小孔の各々から同一流量の加熱気体が噴出
せず、フィラメント間をこ熱処理斑が多発した。

かかる現象を回避し、各小孔から同一流量の加熱気体を
噴出させ、糸条の均一性を高めることに対し、加熱気体
供給部の大ぎさ、すなわち径、長さ、容積が多大な影響
を与えることが木発明者らの実験により見出された。

木発明者らの実験によると、加熱気体供給部の径りが糸
道径Ｄｏに対しＤ≧Ｄｏ＋１０（ｇｌＩφ）を満たし、
かつ、加熱気体供給部の長さＬがＬ≧３０Ｃ１１ｍ”）
かつ容積ＱがＱ≧９４００　（ｍ）を満たす時に限り、
機械的性質、均一性とも満足できる糸条が得られること
がわかったのである。

」二連の如く、加熱気体供給部を特定化することで複数
個の小孔から加熱気体の導入量が均一となり、糸条の均
一性の向上が図れるのであるが、逆ｔこ加熱気体供給部
を大きくしすぎると、該供給部で加熱気体が温度低下し
、糸条の熱処理が不十分となり、例えば得られる糸条の
収縮率が上昇し問題である。

かかる観点から加熱気体供給部の大きさの上限はＤ≦Ｄ
ｏ＋１５０　（Ｗφ）、Ｌ≦ｓ　ｏ　Ｏ（Ｗ）、Ｑ≦１
０２（−）とするのが好ましい。

なお、加熱気体供給部の径りや糸道径り。については、
それらが円形の場合を想定して示したが、他の形状の場
合は円相当径ｍとす る。

この様ｔこ１０〜８０　Ｎｌ１分の流量に限定した加熱
気体を、径、長さ、容積を限定した加熱気体供給部を通
しつつ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℃以上が特に好ましい。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
を高温に保つことが好ましく、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し＼。

加熱帯域壁面がＴｇ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。

特をこ加熱帯域壁面が１５０〜３００℃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
３０００ｍ／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３０００　ｍ
／分未満では、本発明の如く加熱帯域ｔこ加熱気体を導
入することの効果とは逆に均一性を悪化させる方向に働
く傾向がある。又、引取速度が８０００ｍ／分を越える
と得られる糸条の伸度低下が著しく実用的な糸質となら
々かったり、加熱帯職長を長くしなくてはならず実用上
問題である。かかる観点から引取速度は８０００ｍ／分
以下が好ましい。

すなわち本発明では、引取速度３０００ｍ／分以上とし
て加熱帯域中１こ特定流量の加熱気体を径、長さ、容積
を特定範囲に限定した加熱気体供給部を通して導入する
ことをこより始めて機械的性質、均一性とも満足できる
糸条が安定して得られるのである。

なお、未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１こ限られたものではない。

更に、図をもって本発明の加熱帯域について説明する。

第１図は未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。第１図において、１は加熱筒、２は加
熱気体供給部、６は電熱ヒーター、４は加熱気体導入孔
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に設けた加熱気体
導入孔４を取り囲む様をこ加熱気体供給部２を設ける。

加熱気体は矢印の如く加熱気体供給部を通過して加熱気
体導入孔に至り、該導入孔を通って筒内に導入される。

この際、加熱気体の導入は加熱帯域の上部で実施し糸の
走行方向に油って加熱気体を走らせることが、糸条の均
一性を高めることに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ができるが、特
に空気や不活性ガス類ｔこ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ｔこ導入される糸条は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に導入すると糸条が昇温しに＜＜
、そのため加熱帯域を非常に高い温度に保たなくてはな
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径、長さ、容積を適正範囲に定
めた加熱気体供給部を通して加熱気体を適正な流量で導
入しつつ、引取速度３０００ｍ／分以上で引取ることに
より始めて機械的性質に優れ、かつ均一性の良好な延伸
糸が良好な操業成績で製造できるのである。

なお、本発明に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能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
。

以下に実施例に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。

Ａ９強伸度 東洋ボールドウィン社製テンンロン引張す試験機を用い
て試料長２００Ｍ、引張りスピード１０　Ｑ　Ｗ／分の
条件で測定し、強伸度をめた。

Ｂ、均一性（ウスター斑） ツ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±１２５％、チャート速度５ｃｍ１分　
とし繊維軸方向の太さ斑を測定しＵ多値をめた。

Ｃ１梯状 糸条を周長１ｍの１０回巻きのカセにとり、全デニール
に対し０．１ｇ／ｄの荷重をかけ原長Ｌ０を測定する。

しかる後にカセを１００℃の製水中に投入し無荷重下で
１５分間処理する。

処理後試料を風乾し、しかる後全デニールに対し０．１
ｇ／ｄの荷重下で処理後長りを測定し、下式により梯状
をめる。

Ｌ。

実施例１ ポリエチレンテレフタレートを２９０℃テ溶融し孔数４
８個の口金（径０．２５　ＩＩＩφ）から吐出した。吐
出量は毎分５５９とした。口金から吐出した糸条に２５
ｍ／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、口金下２ｍに設置された長
さ１ｍ、内径１５１１φの第１図の様な加熱筒に糸条を
導入し今。なお加熱気体供給部の径Ｄ＝３０１１＋１φ
、長さＬ＝５０１１１１１．容積Ｑ＝２６４９３−であ
る。

加熱筒は筒の周囲から電熱加熱され、その壁面温度は熱
電対による実測の結果１７３℃であった。又加熱筒の口
金ｔこ近い側には加熱筒内壁に孔径４１１ｇＲφの小孔
を４個設け、該小孔から加熱空気が導入された。加熱空
気が小孔を通過する直前の温度を熱電対で実測したとこ
ろ、１３１℃であった。

該加熱空気の流量を表１の如く変更しつつ引取速度５０
００　ｍ／分で引取り１００デニール、４８フイラメン
トの糸条を得た。

巻取られた糸条の強伸度、Ｕ％値を合せて表１ｔこ示し
た。

表　１ 表１から明らかな様に、本発明の範囲内の流量１０〜８
ＯＮｌ！／分を満足する遥３〜７１Ｌ９では、均一性も
ほぼ満足でき、機械的性質も高い糸条が得られることが
わかる。特に均一性の観点からは流量が１０〜５０　Ｎ
ｌ１分が好ましく、２０〜３０　Ｎｌ１分であるとさら
に均一性は良くなることがわかる。

しかしながら流量が１０　Ｎｌｐｌ分未満の扁１．２で
は、機械的性質も低下し、均一性もＵ％値が大ぎくなる
ことかられかる通り悪化して好ましくない。

特に加熱気体を導入しないＡ１はＵ％値が太きい。

又、流量が８ＯＮｌ！／分を越える屋１０は、均一性が
悪化するだけでなく毛羽も急激に増加し好ましくない。

実施例２ 加熱帯域に導入する加熱空気の流量を２ＯＮｌ１分と一
定にし加熱気体供給部のスペックであるり、Ｌ、Ｑおよ
び糸道径Ｄｏを表２の如く変更した加熱筒を用いた以外
は実施例１と同一の条件で１００デニール４８フイラメ
ントの糸条を得た。

得られた糸条の強伸度、Ｕ％値、梯状値を合わせて表２
に示した。

表２から明らかな如く、本発明のＤ≧ＤＯ＋１０、Ｌ≧
３０、Ｑ≧９４００の条件のうち１つでも満たさないＡ
　Ｉ　１　、１２　、１　Ｂ　、　２５　、２６　、２
８　＆＝均一性が低下し好ましくない。

又、Ｄがり。＋１５０をこえるＡｌ１．１７、Ｌが５０
０藺をこえるＡ　２４では、若干梯状値が増大し好まし
くないことがわかる。

表　２ （−屈１４と同じ） 実施例３ 加熱帯域に導入する加熱空気の流量を０および２０　Ｎ
ｌ１分と一定とし表３に示した如く吐出量、引取速度を
変更する以外は実施例１と同一の条件で１００デニール
−４８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３に示した。

表　３ 表３から明らかな如く、引取速度３０００　ｍ／分未満
では、加熱帯域を通過させて得た糸条の強伸度が低く実
用に供しうるレベルをこ至らないことがわかる。又、加
熱空気の流量が０でも２０　Ｎｌ／分でも強伸度特性に
有意差はなく均一性は加熱空気導入により逆に悪化する
傾向にある。

ところが、引取速度３ｏ　ｏ　ｏ　ｍ／分以上とすると
、加熱空気導入の効果が顕著ｔこなり、本発明で特定し
た流量、温度を満たした加熱空気及び加熱筒壁の条件で
始めて、機械的性質、均一性とも良好な糸条が得られる
様になること力；わかる。

【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　２：加熱気体供給部 ３：電熱ヒータ　４：小孔 Ｙ：糸条 特許出願人　東し株式会社

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
   域中に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ｔこ、加熱帯域中に流量１０〜８０　Ｎ
   ｌ１分の加熱気体を下記（１）〜（Ｉ）式を満足する加
   熱気体供給部を通して供給しつつ、引取速度３０００ｍ
   １５＋以上で引取ることを特徴とするポリエステル繊維
   の製造方法。 Ｄ≧Ｄｏ　＋１０　（Ｗφ）・・・・・・・・・・・・
   ・・・・・・−・・・曲用・・・・（１）Ｌ≧３０（Ｉ
   ｌｌ）　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
   ・・・・・・・・・・・川・・・・・川・・（Ｉｔ）Ｑ
   ≧ｑ　ａ　ｏ　０（ａａｊ）　・・・・・・・・・・・
   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
   ・・・　（冒）