JPS6056818B2 - 特殊加工糸の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特殊加工糸の製造方法に関する。

更に詳しくは、繊維軸方向に太い繊維部分と細い繊維
部分とが交互に配列してなる繊維から構成されたマルチ
フィラメント糸を製造する方法に関し、マルチフィラメ
ント糸の構成糸に太い繊維部分及び細い繊維部分が多数
存在しかつ分散されて形成され、加工糸全体として見れ
ばほぼ均一な特性を有しているマルチフィラメント糸の
製造方法に関する。 マルチフィラメント糸は一般に人
造繊維で、紡糸と延伸とによつて作られ、通常は実質的
に太さの一様な繊維となし、各種物性において均斉なマ
ルチフィラメント糸としている。

一方、物性の異なる繊維が混合しているマルチフィラ
メント糸も各種研究され、均斉なマルチフィラメント糸
に比べ、各種趣を異にした糸を得ている。

物性の異なる繊維をを混合しているマルチフィラメン
ト糸は、各フィラメントが均斉であつてフィラメント間
で物性の異なるように形成されたマルチフィラメント糸
と、物性の異なる繊維部分が繊維軸方向に配列している
フィラメントから成るように形成されたマルチフィラメ
ント糸とに大別できるものである。

両者の主なる相異点は、強伸度の異なる繊維を混合す
る場合において顕著にあられれる。

つまりこれらマルチフィラメント糸を伸張した際に、前
者は伸度の少ないフィラメントから切断され、各フィラ
メントの切断位置は揃う傾向にある。これに対し後者は
強力の低い繊維部分において切断され、各フィラメント
の切断位置は不揃いになる。マルチフィラメント糸に毛
羽を付与し、紡積糸様加工糸とする場合などは後者の方
が好適である。 次な、る相異点は、色調又は染着性の
異なる繊維の混合において顕著である。つまり前者は糸
の断面方向での混合状態をみた場合混合が不充分な傾向
にあり、仮に混合していても後工程等における糸操作中
に分離されやすい。断面方向において混合が不充分であ
ると糸は長さ方向においては本質的に均一であるにもか
かわらず織編物にした場合に多大な斑を発現する。これ
に対し後者は糸の長さ方向に均一に分散していると断面
方向での混合も充分なものとなる。しかし後者において
糸の長さ方向に均一に分散させることは極めて難しく実
現性が著しく低いのであつた。本発明の製造方法で得ら
れる特殊加工糸は、前記後者のマルチフィラメント糸に
属するものであり、繊維の物性差を繊維の繊度差に起因
せしめたものである。従来から前記後者に属するマルチ
フィラメント糸の製造方法は数多く知られている。

例えば、紡糸又は延伸工程においてドラフト比，糸道距
離，糸道雰囲気あるいは糸の通過抵抗等を変動させる方
法、強伸度特性に定応力伸張域のある繊維を定応力伸張
域内に相当するドラフト比で延伸する方法、加熱延伸に
際してマルチフィラメント糸を構成する各繊維が一様に
は受熱しない短時間加熱によつて延伸する方法、延伸前
のマルチフィラメント糸に熱処理，クラツキング剤塗布
あるいは、繊維の環やたるみを形成させる、または繊維
にキズ又は変形を与える等の処理を施こした後延伸する
方法等が知られている。

上記従来の方法によつて得られるマルチフィラメント糸
について概して言えることは、冷延伸によるものである
と繊維相互の太細位相が揃い、加熱延伸によるものであ
ると冷延伸のものに比べ太細位相は不揃いになるが、太
い繊維部分及び細い繊維部分の数を多く形成することは
困難てあり、いずれの場合にも糸の長さ方向に見てかな
り不均．一なものとなるという点である。

本発明に近似する公知例としては、特公昭４６−１９７
２８号公報、特公昭４３−１９６２７号公報、特開昭５
１一１３３５坐号公報等があるが、これらはいずれも延
伸域における適正な条件に欠けていたため、得ら．れた
糸条は繊度の太い部分の位相が揃つてしまい、分散性に
欠けて好ましいものとならなかつた。

本発明者らは、上記従来の技術に鑑み鏡意研究の結果、
繊維軸方向に太い繊維部分と細い繊維部一分とを交互に
有する繊維から構成されるマルチフィラメント糸が、該
糸の長さ方向に見て均一になるには、太い繊維部分及び
細い繊維部分が数多く存在すること及び太い繊維部分及
び細い部分が分散して存在することの２点が重要なポイ
ントとなるという知見を得たものである。

すなわち、本発明の目的は工業的に簡便な、マルチフィ
ラメント糸の構成糸に太い繊維部分及び細い繊維部分が
存在しかつ分散されて形成され、加工糸全体として見れ
ば略均一な特性を有しているマルチフィラメント糸の製
造方法を得ることにある。

かかる目的は、合成繊維からなる未延伸マルチノフイラ
メント糸条を供給ローラ及び引取ローラを通過せしめて
延伸するに際し、前記供給ローラと引取ローラの間に摩
擦抵抗体を設け、該摩擦抵抗体を離れてから引取ローラ
に係合するまでの距離を５０Ｔｓ！ｔ以下とし、かつ糸
条を該摩擦抵抗体に屈曲・走行せしめるとともに、前記
供給ローラと引取ローラとの間の延伸比を未延伸糸の自
然延伸比以下とし、更に延伸温度を前記合成繊維のガラ
ス転位点以下とすることを特徴とする特殊加工糸の製造
方法とすることにより達成される。

本発明の特殊加工糸の製造方法について更に詳しく説明
する。

上記記載中１自然延伸比ョとは、マルチフィラメント糸
を定温雰囲気中で静的に延伸した際の張カー延伸比特性
において、破断に至る張力の増加域にあつて、該増加域
に至るまでの最大張力と等しい張力を示す延伸比を言う
。

第１図は、熱可塑性未延伸繊維を定温雰囲気中で静的に
延伸した際の張カー延伸比特性を示す典型的なパターン
である。

第１図において、未延伸繊維を延伸すると、張力は先す
増加し点Ｐに至り、次いで減少し、更に延伸すると再び
増加し点Ｑを通過し破断に至る。延伸の途中て張力を解
除しても繊維の長さは延伸前より長く、塑性変形を起こ
していることがわかる。従つて、この繊維は定張力伸張
挙動を示すと言える。すなわち、ここで、１定張力伸張
挙動ョとは、上記説明に対応して、マルチフィラメント
糸を定温雰囲気中で静的に延伸した際に、該糸に作用す
る張力が延伸するにつれて先ず増加し、次いで減少し、
更に延伸していくと再び増加する挙動を示し、かつ延伸
によるマルチフィラメント糸の変形が主に塑性変形によ
るものであることを言うものである。そして、第１図に
おいて、点Ｑは点Ｐにおける張力Ａと等しい張力を示す
点であり、点Ｑにおける延伸比Ｂが自然延伸比である。
本発明の特殊加工糸の製造方法は、連続して供給される
マルチフィラメント糸を一定の延伸比で延伸し、構成繊
維の繊維軸方向に太い繊維部分と細い繊維部分とを交互
に形成させるものである。

従つて定張力伸張挙動を示すマルチフィラメント糸を用
いる必要がある。本発明の特殊加工糸の製造方法におけ
る工程は巻糸体、紡糸工程等適当な供給源からマルチフ
ィラメント糸を導き、供給ローラ、摩擦抵抗体、引取ロ
ーラの順に係合させ加工を施すものである。

ヤーンガイド類は適宜挿入する。そして実質的に定速で
かつ、運転条件は固定して加工を施すものである。本発
明の工程条件は、マルチフィラメント糸の係合する部材
（特に摩擦抵抗体、引取ローラ）及び延伸領域の雰囲気
温度を糸が定張力伸張挙動を呈する特定温度範囲内の温
度、すなわち合成繊維のガラス転位点以下とし、延伸比
（引取速度／供給速度）を該温度における該糸の自然延
伸比よりも小さくする必要がある。

一般に、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフ
ィン系、ナイロン６、ナイロン６蒔のポリアミド系、ポ
リエチレンテレフタレート等のポリエステル系、及びそ
れらを主成分とする他成分との共重合体、混合体、複合
体等は、分子配向度の低い繊条体において定張力伸張挙
動を示す。

第２図に、ポリエチレンテレフタレートを種々の紡糸速
度で溶融紡糸して得られたフィラメント本数３６本の未
延伸マルチフィラメント糸の張カー延伸比特性を示す。
各種紡糸速度のものを雰囲気温度２５゜Ｃ中て測定した
自然延伸比を第１表に示す。

未延伸マルチフィラメント糸の繊度は、延伸後に７５デ
ニールとなるように７５デニール×自然延伸比に合わせ
て紡糸をした。

さらに、紡糸速度１０００７ＴＬ／Ｍｉｎのものを各種
延伸領域の雰囲気温度中で測定した自然延伸比を第２表
に示す。

第２図から、紡糸速度が高いほど自然延伸比は小さくな
ることが分る。

これは本発明によつて得られる糸の太い繊維部分と細い
繊維部分との断面積比が自然延伸値に対応して定まるの
で、紡糸速度の選択により該断面積比が適宜選択できる
ことを意味する。

また、８０℃以下において定張力伸張挙動を示し、９０
℃では定張力伸張挙動を示さないことがわかる。また７
０℃以下においては自然延伸比が明確に定まるが、８０
℃では不明確であり、不安定である。ガラス転位温度は
、７０℃近辺から８０℃の間に一般に観測されこのちが
いを意味付ける。本発明の製造方法では、前述した通り
の特定の温度範囲内で実施することにより、優れた特性
を有する特殊加工糸が得られ、具体的には該温度条件を
積極的にガラス転位温度以下の範囲内に設定することで
ある。

すなわちガラス転位温度以下で本発明の方法を実施する
と、特に太い部分と細い部分が明確にかつ多数存在して
いる加工糸が得られる。また、ガラス転位温度を超える
温度で実施例すると太細の変化が比較的なだらかでかつ
太細数も少なめの加工糸が得られる。第３図、第４図及
び第５図は、それぞれ本発明の製造方法の一実施態様例
を示す概略図である。

第３図において、マルチフィラメント糸Ｙは供給ローラ
１１，１２によつて供給され、摩擦抵抗体１５に屈曲接
触した後、引取ローラ１３によつて引き取られ、延伸さ
れる。摩擦抵抗体は走行糸条が屈曲接触した際に、摩擦
抵抗体より上流の糸張力を下流の糸張力より低くするも
のてあれば良く、いかなる物質、形状のものでも良い。
ただ耐久性はもちろん要求される。第３図に示す如き、
円筒状の摩擦抵抗体１５が一般的て得やすく、摩擦抵抗
力や屈曲接触長は摩擦抵抗体の材質、表面状態、表面曲
率、接触角等によつて適宜独立に選択できる。

しかして、従来の延伸ピンそのものも、部材としては、
上記摩擦抵抗体として用いることはできる。しかし、従
来の延伸機上の延伸ピンは、後述延伸距離の点から、そ
のままでは本発明の特殊加工糸の製造方法を構成するこ
とは困難てあり、装置への取り付け面での改造を必要と
する。なお、摩擦抵抗体の形状は、上記の通り円柱（円
筒）形で十分に機能を発揮するが、糸の接触する角に丸
みの付与された多角柱（断面凸多角柱、断面凹多角柱）
てもよいし、また錐形（維台形）てもよい。また摩擦抵
抗体は単一の部材である必要はなく、第４図に示す如く
、複数の部材から成つていても良い。本発明によつて得
られるマルチフィラメント糸は、構成繊維に太い繊維部
分と細い繊維部分とが交互に多数存在し、繊維相互の太
細位相が不揃となり糸は長さ方向にほぼ均一なものとな
る。

太い繊維部分と細い繊維部分とが多数形成される原因は
、摩擦抵抗体の上流では延伸を起こす張力に至らず、そ
の下流でのみ延伸され延伸距離が−短かくなる。すなわ
ち摩擦抵抗体は供給ローラよりも極めて小型なものとす
ることができ延伸ローラへの接近が可能となり延伸距離
が極めて短かくなる等の理由が考えられる。繊維相互の
太細位相が不揃になる原因は、摩擦！抵抗体上て糸が偏
平、更には開繊された状態で延伸され、繊維個々に延伸
力が作用するためと考えられる。

しかしながら、本発明の方法で得られるマルチフィラメ
ント糸は、さらに延伸距離と太い繊維部ｊ分、細い繊維
部分の長さを比較してみると、驚くべきことに太い繊維
部分、細い繊維部分の長さは延伸距離の１紛の１程度な
いし１００分の１程度と極めて短かいものとなり上記説
明では必ずしも完全ではないと考えられ、十分には究明
していないｚが、摩擦抵抗体による擦過作用によつて繊
維に延伸ネックの元となるようなキズが付く、摩擦抵抗
体が摩擦熱、延伸熱によつて昇温し、摩擦抵抗体の近く
でのみ延伸が起つている、摩擦抵抗体上でステイク・ス
リップを起こしつつ延伸されている等の原因も加味され
ているものと推定される。

本発明によつて得られる糸の均一性は、延伸距離が短か
いほど良く５０７Ｔ１１ｎ以下にすると極めて良くなる
。また摩擦抵抗体による糸の通過抵抗は大きいほど良く
、摩擦抵抗体の上流の糸張力を下流の糸張力の７０％以
下にすると極めて良くなる。しかして、本発明者らの知
見によれば、本発明方法によれば、糸条（マルチフィラ
メント）１０ｃ７ｘノ当りの太い繊維部分（又は細い繊
維部分）の数は、通常３００陥以上を数えることができ
る。これは従来の如何なる方法による糸条と比べても、
オーダー的にも全く異なるものであり、このように極め
て多い数の太細を形成せしめることは、本発明者らの検
討によれば本発明方法によつて初めて成功に至つたもの
である。このように数が多いと、太細分布の均一性は特
別に問題とならないようにも考えられるが、本発明者ら
の検討によれば、数が如何に多くとも分布の均一性の問
題は残り、不均一であれば糸軸方向のムラとなる。

そして、本発明方法によれば、均一性が良く、このよう
なムラの問題の実際上ない糸条が得られる。第５図は、
マルチフィラメント糸Ｙと摩擦抵抗体、延伸ロールとの
係合状態を詳しく示すものである。

糸Ｙは摩擦抵抗体１５に右回りに屈曲接触し、引取りロ
ーラ１３には左回りに係合している。この互に反対回り
の係合によつて延伸距離を短かくできるのてある。摩擦
抵抗体１５を円筒としその半径をｒ１引取ローラの半径
をＲ１両者の間隔をｄとすると、同図１：ＣＤで表わさ
れる延伸距離Ｌはとなり間隔ｄを小さくすればするほど
Ｌは小さくなる。

このとき引取ローラ１３は対糸摩擦係数の大きなものが
良く、硬質クローム鏡面仕上げを施したものなどが適し
ている。第５図では、糸Ｙはセパレートローラ１４を介
して引取ローラ１３に数回巻き付けられ引き取られる態
様になつているが、一対のローラに把持させ引き取るよ
うにしても良い。このときも主ローラ側は硬質で対糸摩
擦係数の大きなものが良い。摩擦抵抗体と糸との関係に
ついて更に詳しく説明する。

糸の摩擦抵抗体より上流の張力をＴｌ．下流の張力をＴ
２、屈曲接触長をｌとする。摩擦抵抗体を円筒とし、そ
の半径をｒ１摩擦係数をｋとすると、屈曲接触角はｌ／
ｒ（ラジアン）であるからとなる。

Ｌを一定にして摩擦抵抗体の効果を調べる。まず、Ｔ２
／Ｔ１及び１が一定のときの効果、つまり、Ｋ／ｒが一
定となる各種摩擦抵抗体を比較して見ると得られる糸は
ほぼ同じである。次に、Ｔ２／Ｔ１を一定にし、１の値
を変更せしめるときの効果は、得られる糸に大差は認め
られないが、１の小さい方、つまりＫ／ｒの大きい摩擦
抵抗体を用いた方が糸の均一性はやや良い傾向を示す。
次に、１を一定にし、Ｔ２／Ｔ１の値を変更せしめると
きの効果は、Ｔ２／Ｔ１が大きいほど、つまりＫ／ｒの
大きいほど得られる糸の均一性は良い。

次に１つの摩擦抵抗体を用い、屈曲接触角の効果を調べ
てみると、屈曲接触角の大きいほど得られる糸の均一性
は良くなる。

このときＴ２／Ｔ１、Ｉとも大きくなる。摩擦抵抗体の
効果をまとめると、Ｔ２／Ｔ１は大きいほど良いが、そ
の値が１．Ｇ上であれば本発明の目的を達成でき、更に
好ましくは４以上であると格段の効果がある。摩擦抵抗
体はＫが大きくｒの小さいものが好ましい。以上詳述し
た通りの本発明の特殊加工糸の製造方法によれば、極め
て簡便かつ簡単に優れた特殊加工糸を得ることができ、
工業的に多大な効果を呈するものである。

以下、実施例を述べる。

実施例１ ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸して、２５００
ｍ／Ｍｉｎで引き取り、太さ３３０デニール、フィラメ
ント本数４鉢のマルチフィラメント糸を得た。

該糸の２５℃における自然延伸比は１．皓であつた。該
糸を第３図に示す態様にて延伸した。

延伸条件は次の通りである。供給速度：３５５Ｔｒ１，
／Ｍｉｎ 引取速度：５００７ＴＬ，／Ｍｌｎ 摩擦抵抗体：直径１０Ｔｎ！ｎのの鉄製中空バイブ硬
質クロームメッキ梨地表面摩擦抵抗体と糸と
の屈曲接触角度：８０００引取ローラと摩擦抵抗体との
間隔：５順延伸ローラ直径：７２ｗｒ！ｎ 延伸距離：（摩擦抵抗体を離れてから引取口
ーラに係合するまでの距離）約 ２０．畑摩
擦抵抗体上流の糸張力ニ約１０ｆ 摩擦抵抗体下流の糸張力ニ約１３０ｙ（推定）摩擦抵抗
体の温度：４８゜Ｃ雰囲気温度：２５℃ 延伸されたマルチフィラメント糸を構成する繊維には約
０．３〜３ｗ！ｎの太い繊維部分及び細い繊維部分が交
互に形成され、太い繊維部分（又は細い繊維部分）の数
は該糸１０ＣＴｎ当り３００柵以上あつた。

該糸の断面を構成する太い繊維の数は平均２１．５本、
細い繊維の数は平均２７．５本てありその標準偏差は９
．３であつた。この糸は特殊加工糸として風合い、触惑
等優れた特性を有していた。実施例２実施例１において
、引取ローラと摩擦抵抗体と・の間隔、摩擦抵抗体と糸
との屈曲接触角、供給速度を変更することによつて、延
伸距離、摩擦抵抗体下流の糸張力に対する同上流の糸張
力の比（％）、延伸比をそれぞれ変更して実施した。

また延伸温度は摩擦抵抗体の温度を変更して実施し・た
。この結果を第３表に示す。実験番号１，２および３を
比較すると、延伸距離が長くなると太い部分数が減少し
、分散が悪くなる。

実験番号３においては、太い部分の数が１８００個／１
０ｃｍと、数自体は少ないものではないが糸軸方向に沿
つて、太い部分の数が粗である部分と密である部分が交
互に形成され、糸として不均一なものとなつている。こ
れは、延伸距離が長いためと考えられる。実験番号４は
、延伸比が自然延伸比１．９を越えたもので太い部分が
ほとんど形成されず、本願の目的とする糸条は得られな
かつた。

実験番号５は、延伸温度がガラス転位点温度を−越えた
もので、太い部分がほとんど形成されず、本願の目的と
する糸条は得られなかつた。

ノ図面の簡単な説明 第１図は、本発明における供給原糸に適する繊維の張カ
ー延伸比特性を示す典型的なパターンである。

第２図は、実験て得られた各種ポリエチレンテレフタレ
ート未延伸マルチフィラメント糸の張カー延伸比特性を
示す。第３図、第４図及び第５図は、本発明の実施態様
例を示す概略図てある。１１，１２・・・・・供給ロー
ラ（１１・・・・・ボトムローラ、１２・ ・・ニップ
ローラ、１３・ ・・引取ローラ、１４・・・・・セパ
レートローラ、１５，１６・摩擦抵抗体、Ｙ・・・・・
・マルチフィラメント糸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 合成繊維からなる未延伸マルチフィラメント糸条を
   供給ローラ及び引取ローラを通過せしめて延伸するに際
   し、前記供給ローラと引取ローラの間に摩擦抵抗体を設
   け、該摩擦抵抗体を離れてから引取ローラに係合するま
   での距離を５０ｍｍ以下とし、かつ糸条を該摩擦抵抗体
   に屈曲走行せしめるとともに、前記供給ローラと引取ロ
   ーラとの間の延伸比を未延伸糸の自然延伸比以下とし、
   更に延伸温度を前記合成繊維のガラス転位点以下とする
   ことを特徴とする特殊加工糸の製造方法。 ２ 供給ローラと摩擦抵抗体の間の糸張力を、引取ロー
   ラと摩擦抵抗体の間の糸張力の７０％以下としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の特殊加工糸の製
   造方法。