JPS61194210A - ポリエステル異繊度混繊糸の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は異繊度混繊糸の製造方法に関し、特に直接紡糸
延伸法によって糸斑が良好でループ等の欠点のない品位
に優れた衣料用に好適なポリエステル異繊度混繊糸を製
造する方法に関する０ 〔従来の技術〕 ポリエステル布帛に柔らかさとはシないし腰という一見
矛盾する風合全付与する手法として、単繊維繊度を異に
する２楕類のフィラメント群を混繊した所謂異繊度混繊
糸が知られ、このポリエステル異繊度混繊糸の製造方法
として、紡糸と延伸の工程を切離した方法が採用されて
きた。しかし、近年生産性の向上を目的として紡糸工程
と延伸工程とを連続化し九所請直接紡糸延伸法が開発さ
れ１栗的に実用化され始めている。この直接紡糸延伸法
は、溶融紡糸口金から溶融吐出し、冷却固化した紡出糸
条を、ガラス転移点以上の温度に加熱した延伸ローラー
（群）と結晶化開始温度以上に加熱した引取り熱セツト
ローラー（群）に周回し、この延伸ローラー（群）と引
取り熱センドローラー（＃）の周速差で規定する倍率で
延伸するとともに引取シ熱センドローラー（群）によっ
て熱処理を施して熱的寸法安定性を付与する方法である
。しかしながらこの方法はこれによって得られる繊維の
物性は好ましいものであるが、引取シ熱セットローラー
（群）を４０００〜６０００駕／分のような高速にした
時、糸条の揺れが大きく特にローラー（１＃）に４糸条
以上の多糸条を多数周回させ九場合には糸条間で重なシ
が生じ、糸切れとなったシ、或いはそれを避けるために
県東間隔を大きくとろうとするとローラー長が長くなり
装置的に高速回転が不可能になる等の問題点があった。

またこの方法は単繊維繊度を異にする２種類のフィラメ
ント群を同一の延伸温度及び同一の延伸倍率で延伸する
ので、延伸温度及び延伸倍率を単繊維繊度の小さなフィ
ラメント群に好ましい条件に設定すると単繊維繊度の大
きなフィラメント群に繊維長手方向に沿って太細を形成
する延伸斑を生じ、一方延伸温度及び延伸倍率を単繊維
繊度の大きなフィラメント群に好ましい条件に設定する
と単繊維繊度の小さなフィラメント群に断糸或いは単繊
維切れが生じて、結局両方のフィラメント群を満足させ
る適正な条件がなく、これまで２種類のフィラメント群
の単繊維繊度の比ｔ−ｔｓ以上にすることができなかつ
友。これは第１図に示す如く２種類のフィラメント群の
延伸ローラー（群）に導びかれる直前の糸条の応力−伸
長、曲線が異なるために、例えば延伸倍率の適正領域が
単繊維繊度の小さなフィラメント＃（曲線Ａ）ではＸ領
域、単繊維繊度の大きなフィラメント群（曲線Ｂ）では
Ｙ領域となって互いに重な夛合わないからである。

更にこの方法では延伸後の熱処理を引取り熱セツトロー
ラー（＃）に糸条を周回させて行なうので引取シ熱セッ
トローラー（群）と巻取機との間で緩和が生じ、結果と
して弛緩熱処理が施こされることになるが、単繊維繊度
の小さなフィラメント群と大きなフィラメント群では緩
和の程度が単繊維繊度の小さなフィラメント群の方が大
きくなシ、このため巻取ったパンケージに単繊維繊度の
大きなフィラメントから形成されるループが生じてしま
う。尚、引取り熱セツトローラー（１＃）と巻取機との
間の緩和は良好なパンケージを得るため巻取張力ｔ−調
節するのに必要なものであシ、ループを避けようとして
巻取張力を高くするとパッケージが崩れてしまう。

〔開明が解決しようとする問題点〕

本発明は従来法の上記問題点を解決するものであシ、同
一紡糸口金から同時に溶融紡糸した単繊維績！！Ｌを異
にする２種類のフィラメント群を一旦８０℃以下に冷却
固化したあと、引続いて加熱流体域に導入し、紡出糸条
を取り囲む流体との走行摩擦抵抗によって生じる糸引き
力　。

（少なくとも必要な延伸張力に等しくなければならない
）の作用の下に８０℃以上に再加熱し、熱並びに張力の
影響下に該紡出糸条を加熱延伸して結晶化及び配向を生
ぜしめ、しかる後４０００〜６０００　ｍ　／分の高速
で巻取る方法であシ、これによって糸斑が良好でループ
等の欠点のないポリエステル異繊度混繊糸を安定に製造
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは、互いに単繊維繊度を異に
する２椙類のフィラメント群から構成される異繊度混槙
糸を製造する方法に於いて、同一紡糸口金から溶融紡糸
されたのち冷却気流によって冷却された２つの未延伸繊
維フィラメント群を引揃え、引続いて加熱流体域に導入
し該加熱流体域から高速度で引取ることにより、上記未
延伸繊維に熱延伸を施すこと全特徴とするポリエステル
異繊度混繊糸の製造方法である。

以下本発明を更に詳しく説明する。

本発明で用いるポリエステルは、少なくとも８５モルチ
以上がエチレンテレフタレートから構成されるものであ
ジ、０〜１５モル−の範囲で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を含有しうる。ポリエチレ
ンテレフタ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ゲルコール、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、並びＫへキサヒドロ
テレフタル酸、ジ安息香酸、アジピン酸、イソフタル酸
、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、アゼライン酸な
どのジカルボン酸がある。本発明で用いる溶融紡糸可能
なポリエステル重合体は固有粘度〔η〕がＱ、４５〜ｔ
ｏの範囲のものが好ましい０またフィラメントとガイド
等の摩擦抵抗を下げ走行張力の変動を抑える目的で、ポ
リエステル重合体に酸化チタン、カオリン、カオリンを
焼成して得る非品性のメタカオリン等を単独もしくは組
合せて（Ｌ１〜５．０重量係の範囲で配合するのは本発
明を何ら妨げるものでなく、高品質のポリエステル異繊
度混繊糸を安定に製造するうえでむしろ好ましい０ 本発明で用いる直接紡糸延伸装置の１例を図面により説
明する。第２図に於いて、溶融紡糸口金（１）から溶融
紡出された紡出糸条（２）は、冷却気流（３）によって
冷却後、集束ガイド（４）ヲ経て更に随伴気流分離装置
（５）で紡出糸条に随伴する空気流を分離し、加熱流体
域（６）へ導入され、ここで加熱延伸された後、紡糸油
剤付与装置（７）によ）集束及び油剤処理を施こされ、
引取りローラー　（８）　＊　（９）を経たらとワイン
ダーで巻取られパッケージ（ロ）に成型される。引取り
ローラー（８）　、　（９）の間にインターレース装置
（至）が配設され糸条交絡が付与される。

本発明では、紡出直後の糸条は冷却風吹き付は或いは空
冷のような通常の冷却装置により、前記ポリエステル重
合体の８０℃以下の温度に一旦冷却される。この冷却を
行なう前の紡出糸条にポリエステル重合体の融点以上の
高温加熱域を通すことは、繊維の太さ斑を生じるので好
ましくない。また紡出糸条を予め一旦８０℃以下に冷却
しない場合には、加熱流体域中に於ける熱延伸による配
向が不充分となシ満足しうる糸質を得ることができない
。

８０℃以下までの冷却は室温の純粋な空気を吹き込むこ
とにより行なうのが好ましいが、しかし任意に他の方法
で行なってもよい。空気の吹き込みは横吹き方式、外側
から中心部へ、もしくは逆の中心部から外側へ空気を吹
き込む円周クエンチ方式のいずれであってもよい。

本発明では次いで糸条を加熱流体域に導入するが、この
加熱流体域の入口の位置は糸条が８０℃に達する位置よ
り下流であればよいが、走行糸条に沿って発生する随伴
気流の量を極力抑え、糸条に対する空気抵抗を下げる意
味で糸条の凝固点位置に近い方が好ましい。通常紡糸口
金面から１〜３ｆｉの範囲にるれば充分である。

加熱流体域を形成する装置としては、糸条の非接触加熱
装置であればいかなるものでもよいが、なかでも円形断
面の加熱管が好ましい。この加熱管の内径は糸条が管に
接触せずに通過するのに充分な大きさが必要であ夛、１
糸条あたシ５〜５０■の内径を有することが好ましい。

管の長さは糸条の通過時間が０．０１〜Ｑ、０３秒とな
る長さが必要であるが５０〜３００ｃＩＲ，好ましくは
１５０〜２５０儒である。

本発明では加熱流体域の温度は極めて重要であり、加熱
された糸条の温度が８０℃未満の場合には主として引取
り速度によって定まる糸条張力下では延伸されず、得ら
れた糸は破断強度が低く、破断伸度の高い、しかも熱収
縮率の高い不満足な性能しか示さない。

本発明に於いては得られる糸条の性能からは、この加熱
流体域の出口の糸条の温度を１２０℃以上にするのが適
当である。一方あｔ９温度が高くなると糸条同志の融層
などが発生するのでこの加熱温度には操作の面でおのず
から限界がある。特に加熱流体域に入る前の糸条の配向
性が低い場合糸切れ等が著るしく、操業性が低下するた
め、この点からも引取ジローラーの速度の下限は制約さ
れ、引取り速度は４０００ｍ／分以上が必要となってく
る。

加熱流体としては好ましくは空気であるが窒素でもよい
。また管内の加熱流体は糸条による随伴気流及びそれに
伴う乱流以外は静止流体で良いが、加熱流体を糸条の上
流から、もしくは下流から積極的に導入すると更に好ま
しい。

また加熱流体域中に於いて、糸条は変形抵抗と加熱流体
との摩擦抵抗力とのバランスによって熱延伸を受けて配
向性並びに結晶性が増大するが、この加熱流体域の温度
勾配を正にすることは、糸条の変形速度を緩慢にし、糸
斑の少ない、均染性韮びに強伸度物性に優れた繊維糸条
を得るのに極めて効果的であり好ましいことといえる。

糸条に同伴される空気による糸条の乱れ、加熱効率の低
下を防止するため、加熱流体域に導入する直前で糸条の
随伴流を分離するのが好ましい０ 随伴気流の分離装置は、糸条に随伴して走行する気流を
糸条から分離する機能を有するものであればいかなるも
のでもよいが、特に中央部に糸条走行用小孔を有し円錐
形のものが最もシンプルであシかつ目的に合致する。材
質は耐摩耗性の点でセラミックがよい。随伴気流分離装
置は加熱管の糸条入口側に設けられた中央部に糸条走行
用孔を穿った円盤上上蓋の孔を閉鎖するようにこの上蓋
上に装着される。糸条に随伴された気流はこの随伴流分
離装置によって糸条から分離されて加熱管の外側へと拡
散し、管内には殆んど入らない。従って管内の加熱流体
は随伴気流によって乱されることがなく管内は常に所定
温度に保持されるから糸条の均一な熱延伸が達成できる
。

加熱流体を通過させた後給油ガイドで集束を与え、給油
を行い、その後４０００〜６０００ｍ／分で回転する１
個もしくは対になった引取９０−ラー（群）で引取って
ワインダーに巻取る。

供給する油剤としては濃度２〜１５ｗｔ％のエマルジョ
ン型油剤でもよく、また鉱物油と界面活性剤との混合物
を主体とするストレート型油剤でもよい。給油装置は通
常給油ガイドが用いられるが、適当な装置を設けて糸条
に随伴する気流をカットできればキスロールでも差支え
ない。また給油後にインターレース等の処理を行っても
よい。この場合、対になった引取りローラ一群の中間に
インターレース装置を設ける方式が交絡付与の点から最
も効果的であるが、引取りローラーの前もしくは後に適
当な張力調整ガイド等と組合せて設けることも勿論可能
である。

糸条の単糸繊度は、小さいほど熱処理効果が大きいので
単糸繊度は６デニール以下とするのが好ましい。

なお加熱流体域入口上流で給油することは油剤の蒸発潜
熱に加熱エネルギーが消費されるため好ましくない。

結晶部分の配向を充分に行ない糸斑が少なくかつ熱安定
性、染色特性の優れた繊維を得るためには引取シ速度は
４０００−７分以上が必要である。４０００ｍ／分未満
では加熱流体域での熱延伸による変形度が大きく、単繊
維間で延伸斑が生じるため繊度斑、染色斑などの糸構造
斑が目立つという問題が生じる。一方、引取シ速度が６
０００　ｍ　／分を超えると紡糸糸切れが多く発生する
ようになシ、また加熱流体域中での熱延伸の変形度が小
さく、力学特性向上が小さくなるので好ましくない。

本発明に於いて冷却気流温度ｔ３５℃以上に高くするこ
とに本発明を伺ら妨げるものでなく、糸斑の少ない糸条
が形成されるのでむしろ好ましい。ここで、糸斑が減少
する理由であるが次のように考えられる。即ち紡出糸条
の細化挙動は冷却気流温度及び流速条件に依存するが、
このとき冷却気流温度か高くなると紡出糸条の０却細化
が緩慢に進行し、その結果として繊維に均一な微ａ構造
が発現、形地避ｎるのと同時に、ｆｉｉＪ記冷却細化変
形速度が緩慢であるため、糸条の撮動の影９吟の外部か
らの乱れ全党は龍くなシ糸斑の少ない糸条が形成される
。

本発明では前述の加熱流体域中１個設ける方式の他、−
＃４Ｍ紡糸口金を通して舒融紡出され一旦８０℃以下の
温度に冷却固化された紡出糸条を７０〜１００℃の第１
の加熱雰囲気中に導入し、実質的に紡出糸条に伸長を与
えることなく予備加熱した後直ちに最低温度が５０℃を
下らず最高温度が１５０℃以上である糸条走行方向に沿
って昇温する正の温度勾配を付与した第２の加熱雰囲気
中を通過させて熱延伸し４０００〜６０００７３／分の
速度で引取る、加熱雰囲気を２段に設けた方式を採用し
てもよい。

かくの如くして得られるポリエステル繊維に乾熱或いは
沸水熱収縮率が低く熱安定性に優、れる他次に延べるａ
Ｃｔ有する。即ち （１）通常の延伸方式に於いて、低倍率で延伸した場合
に観察される、ネッキングと称される未延伸部分を生じ
ることなく広範囲に延伸死金変化しうる〇 （２ン　　染料吸着速度が高く濃染性に優れる。これは
繊維の平均配向が低いことにも由来するが、加熱流体域
に於ける糸条の細化変形に伴う繊維微細構造の結晶化及
び配向が単繊維表面の加熱流体と接触して摩擦抵抗によ
る剪断力を受は易い表層部で集中的に進行し、単繊維内
部では、低配向非晶部が比較的多く残っているという効
果に帰せられる。

本発明では、単繊維繊度を異にする２種類のフィラメン
ト群はそれぞれ加熱流体域のなかで流体との走行摩擦抵
抗力と延伸に必要な張力がつりめった点で別異の延伸倍
率で加熱延伸されるので、従来法に見られたネッキング
の発生もしくは断糸、単繊維切れの発生が無い。特にネ
ッキングの発生の無いことは上記（１）の特徴が大きく
寄与している。

更に本発明では、得られるポリエステル繊維の熱収縮率
が低いため従来法の如く加熱したローラーに周回させて
熱セットする必要が無く、従って従来法に見られたパッ
ケージ上でのループの発生を抑えることが可能である。

本発明に於ける２檀類のフィラメント群の単繊維繊度の
比は１．５〜７の範囲が好ましい。

１５未満では柔らかい風合と張りのある腰を兼備した狸
特の風合が得られず、また７を超えると単繊維繊度の大
きいフィラメント群の影響が勝って粗硬な風合となって
好ましくない。またフィラメント数は特に制限されない
が単繊維繊度の小さなフィラメント＃が２４〜４８本、
単繊維繊度の大きなフィラメント群が６〜１８本のフィ
ラメントから構成されることが風合的に優れるものを得
ることができる。

本発明では、単繊維繊度を異にする２種類のフィラメン
ト群は第３図に例示する如く同一の紡糸口金から紡出す
るのが好ましい。

また加熱延伸は、第４図（イ）、（ロ）に示すように、
２種類のフィラメント群を（イ）の如く同一の加熱管に
導ひいて加熱延伸してもよいし、（ロ）の如く別異の加
熱管で加熱延伸後合糸して引取ってもよい。

本発明に於いて同一紡糸口金から単繊維繊度を異にする
２棟類のフィラメント群を紡出する方法は同一孔径の吐
出孔を用い、別異のギヤポンプで溶融ポリマーを計量し
てもよいし、また孔径の大きさを適当な比率に選び毛管
の圧損金利用して単繊維繊度に差をつけてもよい。単繊
維の横断面形状も円形断面、異形断面など任意の形状で
あってもよく、また異繊度の単繊維がｎ−壽１八は界−
１ＩＰ　入毅面＼彩梓の鋼春訃で東　ト１へ−〔実施例
〕 以下実施例により本発明全具体的に説明する。

実ｍ例 相対粘度（メタクレンール、２５℃）ｔ６３のポリエチ
レンテレフタレートｌ第２図に示す装置上用いて直接紡
糸延伸した。紡糸口金は住０、３２　ｍ＋ａの孔７７個
、径０．２０箋の孔ｉ１７個有する第３図に示す如き孔
装置の紡糸口金を用い、吐出ｊｉｉ　４０　Ｆ　／分で
２９５℃で紡出した。

紡出光条の冷却は横吹き型冷却装置を用い、吹出しの上
端位置が紡糸口金下１０ｃｒｎになるようにし、かつ２
５℃、６５ＲＨ％に調整した窒気を０、５　ｍ　／秒の
速度で１５ｍの長ざにわたって吹き付は紡出糸条の温度
全８０℃以下とした。加熱管は内径５０態、長さｔｓｍ
Ｑものを用い、加熱管上部に糸条通路として径５ｒｍｒ
の小孔を有するセラミック製の随伴気流分離装置を配設
し、加熱管外部からダウサム加熱により管内壁が１８０
℃になるように加熱した。加熱管出口に於ける走行糸条
の温度は１４５℃であり、走行張力は５７ｆで張力の変
動は小さく安定していた。また加熱管入口と出口に於け
る糸条の太さの比から加熱流体域に於ける加熱延伸は１
５〜１９倍の範囲にあると推定され九〇 紡糸油剤は給油ガイドを用い、加熱管から５０菌下流の
位置で糸条に付与し九。油剤は、エマルジョン油剤で界
面活性剤成分を１２重量％含み、２５℃に於ける溶液粘
度が２．５　ｃｐｓのものを用い、糸条に対し界面活性
剤成分が１５重量％になるように計量した。引取シロー
ラーは２個対になったものを用い、同速度は５０００ｔ
ｎ１分とした。引取りローラーは表面がローラー軸方向
に鏡面部と梨池部が円周方向に交互に４回繰返される、
所謂ゼブラローラーを用い糸離れをよくした。２個の引
取シローツー間には糸条交絡装置を設置しエア圧５　ｋ
ｌｉ／ｃｓ”で２５ケ／惰の交絡を与えた０ワインダー
はバーマーク社製の巻取機を用い張力１０Ｆで巻取った
。このようにして得喪ポリエチレンテレフタレート繊維
の糸質を表に示す。得られたパッケージはループ１毛羽
が無く、第５図に例示し九１０００ｍ１分での解舒モデ
ルテストで伺ら問題は生じなかった。

比較例 相対粘Ｉｆ（メタクレゾール、２５℃）ｔ６３のポリエ
チレンテレフタレートｔ−第６図に示す装置を用いて直
接紡糸延伸した。紡糸口金は実施例と岡じものを用い吐
出量４０ｔ／分で２９５℃で紡出した。紡出糸条の冷却
は債吹き型冷却装置を用い、吹出しの上端位置が紡糸口
金下１０ｃｌＲになるようＫし、かつ２５℃、６５　Ｒ
Ｈｑ６に調整した空気ｆｔ（Ｌ　５　惧／秒の速度で１
５ｍの長さくわたって吹きつけ、紡出糸条の温度上８０
℃以下とした。

次いでキスローラーで紡糸油剤を糸条に付与したあと連
続して８０℃に加熱した、周速２０００ｍ／分で回転す
る延伸ローラーに５回巻付けたあと、１５０℃に加熱し
た周速５０００鴨／分で回転する１対の引取りローラー
に１０回巻付け、延伸ローラーと引取りローラーの間で
２５倍に延伸し、しかるのちバーマーク社製のワインダ
ーを用い張力１０１Ｆで４８４０惰／分で巻取った。引
取りローラーとワインダーの間には糸条交絡装置を設置
し、エア圧８　ｋｇｌｏｎ”で２５ケ／倶の交絡を与え
た。紡糸油剤はエマルジョン油剤で界面活性剤成分を１
２重量％含み、２５℃に於ける溶液粘度が１５　ｃｐｓ
のものを用い、糸条に対し界面活性剤成分がａ５重量％
付着するようにキスローラーの回転数を調節した。

またキスローラー下の糸条集束カイトで走行糸条の張力
を調整し、延伸ローラー上での糸条の揺れを抑え、糸条
と糸条が重ならないようにした。このようにして得たポ
リエチレンテレフタレート繊維の糸質ｔ−表に示す。得
られたパッケージには多数のループが認められ、１ｏｏ
ｏ惰／分の解舒モデルテストを行ったところ、糸切れが
多発した。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によればループ、毛羽のない衣料用に
好適なポリエステル異繊度混繊糸を極めて能率的に製造
することが可能である０

【図面の簡単な説明】

第１図は単繊維繊度を異にする２種類のフィラメント群
（Ａ：細単繊維繊度フィラメント群、Ｂ：太単繊維繊度
フィラメント群）の延伸前の応力伸張曲線のモデル図、
第２図は本発明で用いる１例の直接紡糸延伸装置の概略
図、第３図は本発明で用いる１例の紡糸口金の斜視図、
第４図は延伸繊維パンケージの解舒テスト装置の概要図
、第５図は比較例で用いた従来の直接紡糸延伸装置の概
略図である。 １：紡糸口金 ２：紡出糸条 ２ａ：細単繊維繊度フィラメント群 ２ｂ−太単繊維繊度フィラメント詳 ３：冷却気流 ４：集束ガイド ５：随伴気流の分離装置 ６：加熱流体域（加熱管） ６Ｂ；６＊ ア！紡糸油剤付与装置 ７１９７雪 ８．９１引取シローラー １０：インターレース糸条交絡装置 １１：パッケージ １２：引取りローラー １３；給油装置（キスローラー） １４：集束ガイド １５：延伸ローラー １６：引取りローラー 伸展 第１図 第２図 ￥、３　日 第５図 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 ポリエステル異繊度混繊糸の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都中央区京橋二丁目３番１９号 （６０３）三菱レイヨン株式会社 取締役社長　河　崎　晃　夫 ４、代　理　人 東京都中央区京橋二丁目３番１９号 ５、補正命令の日付 昭和６０年５月８日（発送日　同年５月２８８）（１）
明細書第２３頁第５行の「斜視図、」の後に「第４図（
イ）、（−）は本発明で用いる他の例の直接紡糸延伸装
置の概略図、」を加入する。 （２）同第２３頁第５〜６行ノ「ＷｒＪ４図」を「第５
図」に補正する。 （３）同第２３頁第７行の「第５図」を「第６図」に補
正する。 （４）同第２３頁第１７行のｒ６ｔ＊６ｚＪの後に「：
加熱流体域（加熱管）」を加入する。 （５）同第２３頁第１９行のｒ’ｔｙ７Ｊの後に「：紡
糸油剤付与装置」を加入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに単繊維繊度を異にする２種類のフィラメント群か
   ら構成される異繊度混繊糸を製造する方法に於いて、同
   一紡糸口金から溶融紡糸されたのち冷却気流によって冷
   却された２つの未延伸繊維フィラメント群を引揃え、引
   続いて加熱流体域に導入し該加熱流体域から高速度で引
   取ることにより、上記未延伸繊維に熱延伸を施すことを
   特徴とするポリエステル異繊度混繊糸の製造方法。