JPS6134211A - 自己テクスチヤー加工性ナイロン糸の紡糸方法 - 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】 本発明は高速紡糸中にフィラメントの断面方向に対して
差別的に急冷することによって誘発された潜在かさ高ま
たはげん縮を有するす°イロン−６６フイラメントおよ
び糸の溶融紡糸技・術に関する。特に、本発明は急冷さ
れる溶融流の断面方向の温度差を強めることによって潜
在かさ高を生ぜしめるかかる溶融紡糸に関する。

ブロムレイ米国特許第４．１７６，１５０号によって代
表されるように、非常に速い紡糸速度に於いてフィラメ
ントの断面方向に対して差別的に急冷することによって
潜在かき高を誘発することは公知である。

単一重合体の溶融流を２つの別々の分流（ｓｕｂ−ｓｚ
ｒｅａｍ　）　　に分け、一方の分流を改質するように
差別的に処理してからこれ等分流を並らべて１つ以上の
結合流として合体せしめることも知られている。かかる
処理は、場合によっては、分流を部分的に減成すること
もある。次いで、この得られた複合流を紡糸口金の毛管
から紡出し、急冷し、そして別個の後の延伸作業に先立
って紡績糸として巻取るか又は巻取前にその流れ作業の
中で延伸する。延伸糸を弛緩すると、かさ高が発現する
。

代弐的なかかる先行開示はマーチン米国特許第３．４０
８．２７７号、コイヘル米国特許第３，７８０，１４９
号、コイヘル米国特許第３，８６１，８４３号、および
シミズ米５％許ＩＮ　３，９０４．７３０号である。こ
れ等資料には、溶融流に特定方向から急冷空気を当てる
ことについての記載は見い出せない。

幾分か似たところでは、ウラヤ米国特許第３，６５９，
９８９号は単一重合体の代りに２種の異なる重合体を用
いて出発し、それ等の溶融粘度がほぼ等しくなるように
選択された異なるｍ度にそれ等を７１０熱し、そしてそ
れ等を複合流として並べて結合させ、それからその複合
流を紡糸口金毛管に通して紡出するものである。

分流の結合が起るこれ等先行技術においてはいずれも、
結合は紡糸口金からの押出に先立って十分に行なわれる
。従って、２つの分流の温度が等しくなる程の時間が存
在するので、得られるかさ高は減少する。

本発明によれば、非常に速い速度で紡糸し且つ分流間の
温度差が先行開示に従って可能であるよりも高いレベル
に維持されるように紡糸方法を変更することによって、
かさ高度を実質的に増大できることが判明した。これは
後で十分に記述するが、一般に、従来技術で意図された
よりも下位で分流を結合させることによって行われる。

好ましくは、分流は紡糸口金内で合体せず、紡゛糸口金
の表面より下方で合体する。

本発明の第一の主な態様によれば、潜在げん縮を有する
複数のフィラメントからなる糸を紡糸する方法が提供さ
れる。この方法は複数のフィラメントを紡出することか
らなり、該フィラメントの各々は第一分流が第二分流よ
り高い温度を有するところの溶融重合体の第一および第
二分流を生成し；該分流を紡糸口金内の別々の通路を通
して一定レイトでメータリングしく定速度でボンピング
し）；該通路は該分流が該紡糸口金の表面から０．００
６インチ（０，１５ｍｍ）上方の平面よりも下位で接合
・合体して該第二分流からなる比較的冷い側面と該第一
分流からなる比較的熱い側面を有する結合流になるよう
に選択・配置されており；該結合流に一定方向から急冷
空気を当てることによって該結合流を急冷してフィラメ
ントにし；そして、２５００ＭＰＭより速い紡糸速度で
該フィラメントを該結合流から引き出すことによって生
成される。それから、該フィラメント群は該紡糸口金か
ら一定距離のところで集束されて糸になる。

該重合体、該分流の温度、該分流のメータリングレイト
、該一定方向、該一定距離、および該紡糸速度は鉄系が
１００条未満の伸びと少なくとも１０％のかさ高を有す
るように選択されている。

本発明の別の態様によれば、高い方の温度は第一分流を
通路からの押出に先立って第二分流よりも高い流体流れ
抵抗を通してメータリングすることによって生せしめら
れる。成る好ましい態様によれば、それを通して第二分
流がメータリングされるところの通路は第二分流が第一
分流との・合体に先立って非円形断面を有するように選
択されることが好ましい。多様な最終用途に有利である
ためには、メータリングレートおよび紡糸速度はフィラ
メントが少なくとも１２デニールを有するように選択さ
れる。通路は分流が紡糸口金の表面より下位で合体する
ように選択・配列されることが好ましい。最大かさ高が
要求される場合には、急冷空気の方向は急冷空気が比較
的冷い側面に優先的に作用するように選択されることが
好ましい。

好ましくは、糸はナイロン−６６重合体からなり０．５
〜１５モルチのテレフタル酸で同量のアジピン酸を置き
換えたものが特に好ましい。従って、得られた重合体は
０．５〜１５モルチのへキサメチレンジアンモニウムテ
レフタレート成分を含有している。

別の態様の成るものは以下に示されており、また成るも
のは図面と以下の記載とから自明になるであろう： 第１図を参考に説明する。糸は紡糸口金２２から複数の
溶融流２４として紡糸される。溶融流２４は紡糸口金２
２の下方の急冷帯域で横方向から当てられる急冷空気に
よって急冷されてフィラメント２６になる。フィラメン
ト２６は対応溶融流から引き出され、そして紡糸口金２
２の下方の一定距離に位置した紡糸仕上剤塗布器３０の
処で集束されて糸２８になる。糸２８はフィードロール
３２およびそれと組合わされたセパレーターロール３４
のまわりを通過し、それからデリバリロール３６および
それと組合わされたセパレーターロール３８のまわりを
通過し、その後巻取器４０に巻取られる。ロール３２と
３６の間には、又はロール３６と巻取器４０の間には、
任意のからませ室または予備かさ高処理器が配置されて
いてもよい。本発明の多様な態様によっては、ロール３
２．３４．３６．および３８の各々または全部が削除さ
れていてもよい。

第１図の装置の操作において、新鮮急冷フィラメントは
フィードロール３２の速１度によって決まる紡糸速度で
対応溶融流から引き出される。デリバリロール３６は必
要ならばフィードロール３２より速い速度で駆動されて
もよく、好ましくは望みの巻取張力を付与するために巻
取器４０よりもいくらか速い速度を有している。ロール
３２゜３４．３６　、または３８が存在しない場合には
、紡糸速度は巻取器４０の速度によって決まり、「直通
紡糸」となる。

第２図は本発明を実施するための好ましい紡糸パンクデ
ザインを示す。フィルターブロック４２はその上面に形
成されたキャビティ４４および４６を有しており、各キ
ャビティは砂またはその他のろ過媒体を含有している。

プレッシャープレート４８はブロック４２と紡糸口金２
２の間に配置されている。溶融重合体の第一分流５０は
メータリングされ（定速度でポンピングされ）、そして
キャビティ４４に送り込まれ、そのキャビティに収容さ
れたろ過媒体中を通り、それから通路５２からプレート
４８中の通路５４へと流下する。

それから、第一分流は紡糸口金２２内の深窪ぐり孔５６
から毛管５８の中を通過する。同様に、第二の別にメー
タリングされた分流６０はキャビティ４６に送り込まれ
、そのキャビティに収容されたろ過媒体中を通り、それ
から通路６２かもプレート４８中の通路６４へと流下す
る。それから、第二分流は紡糸口金２２内の深窪ぐり孔
６６を通過した後、毛管６８の中を通る。毛管５８と６
８は一緒になって単一フィラメントの紡出における結合
オリフィスとして作用する。実際の紡糸口金は複数組の
結合オリフィスを備えており、紡出すべき各フィラメン
トにつきそれぞれ１組の結合オリフィスが使用される。

第２図は２つの分流間に温度差を生ぜしめるための好ま
しい方法を示す。溶融重合体が流体流れ抵抗を通して４
Ｃンリングされる場合には、遂行さ、れる仕事の大部分
は熱に変換される。Ｒ，Ｖ、４５を有するナイロン−６
６重合体の場合には、約２９０℃の重合体を７０　ｋｌ
Ｉ／ｃｍ”の圧降下を通してメータリングすることは２
℃のオーダー分だけ重合体温度を増大させる。図示され
ているように、通路５４は通路６４によって与えられる
よりも高い流体流れ抵抗を与えるように狭い部分を有し
ている。従って、深窪ぐり孔５６および毛管５８の中へ
送り込まれる第一重合体分流は深窪・ぐり孔６６および
毛管６８の中へ送り込まれる第二重合体分流よりも熱く
なるはずである。異なる流体流れ抵抗を生ぜしめるため
の別の技術はプレート　　４８な削除し、そしてキャビ
ティ４４と４６０中のろ過媒体の量またはタイプを異な
らしめるものである。

やはり第２図を参照に説明すると、（先行技術とは対照
的に）本発明によれば、分流は紡糸口金２２の表面７０
から０．００６インチ（０，１５ｍ＋）上方の平面より
も下位で合体する。と云うことは分流が急、冷に先立っ
て互いに接触している時間が減少するということである
から、分流の温度差は先行技術によって行なわれるよう
な分流がもつ早めに合体される場合よりも大きな度合に
維持される。

この最大温度差の維持は、第６図および第４図に図示さ
れているように紡糸口金２２の表面よりも下方で並んで
接合・合体するときに最大となる。

下記諸例の各々において認められたかさ高は高速紡糸の
応力下での溶融流を横切る急冷空気流による差別急冷に
よる。

例１ この例は高速紡糸に於いては高速紡糸の応力下での横方
向の急冷空気によっていくらか少量のかさ高が固有に誘
発されるけれども・、多様な紡糸パラメーターが適切に
選択されない限り有効レベルにまで至らないと云うこと
を説明するものである。

第３図は好ましい態様の紡糸口金２２の表面γ０上の１
組の結合オリスイスを示す。図示されているように、毛
管５８と６８は第２図のように紡糸口金内で交わるもの
ではない。各毛管は直径０．４６ｍと長さ０．７６１１
１を有している。毛管の軸は６０°の傾斜角度を成し、
そして紡糸口金の平面内の軸間の距離は０．６１　ＩＩ
である。即ち、毛管５８と６８の閣のランドは約肌１５
ｍ巾１であり、そして２つの分流は紡糸口金２２の表面
よりも下方で並んで接合して結合流になる。この例ンお
いては、紡糸口金２２は１０組の結合オリフィスを有し
ていた。

キャビティ４４と４６に入るときの温度が２９５℃であ
るナイロン−６６の分流を、プレッシャープレートなし
で紡出して第一と第二分流間の温度差を最小にすること
を試みた。重合体は糸が５６．５のＲＶを有するように
選択された。室温の横方向急冷空気は第３図に矢印で示
されている方向から平均速度３２．５　ｍ　／分で急冷
帯域９１４ｇｍ高さで供給された。重合体のメータリン
グレートは全ての分流が同じ流量を有しそして得られる
フィラメントが紡糸速度４５７２　ＭＰＭに於いて各々
１０．５デニールを有するように選択された。キャビテ
ィ４４の圧力２３００　ｐｓｌｇ　（１６２に９／ｃｒ
ｎ”　）　トキャビティ４６の圧力２１００　ｐｓｉｇ
　（１４８ｋｌＩ／ｃＩＩＬ２）を用いたが、この圧力
差は毛管５８と６８の分流間に殆んど温度差をもたらさ
なかった。集束させ且つ仕上剤を適用するためのがイド
３０は紡糸口金かｌ’ｐ５５イ、ンチ（１４０ｃＩＩＬ
）下方に配置ｇし”ｃいた。

得られた糸は伸び７３．５％、靭性１．６Ｍ７デニール
、かさ高９．７％、および収縮３．５％を有した。

この糸は１０％未満のかさ高値が示している通り有効な
かさ高度を有さない。

例２ 集束ガイドを紡糸口金２２から１５０インチ（３８１ｃ
Ｉｎ）下方の処に下げたこと以外は例１を繰り返した。

得られた糸は伸び７１．５％、靭性’１．５ｇ／デニー
ル、かさ高９．５％、および収縮３．１％を有した。

集束距離１５０インチ（３８１α）の使用にもかかわら
ず、この糸は１０％未満のかさ高値が示づ−ように有効
なかさ高度を有さなかった。

下記に示されるように、集束距離の増大はその他の紡糸
パラメーターが適切に選択されるならば糸のかさ高増大
に通常有効である。

例６ キャビティ４４の圧力が６２００ｐｓｉｇ（４３６ｋｇ
／ｃｍ”　）でありそしてキャビティ４６の圧力が２４
００　ｐｓｉｇである（これは毛管５８と６８の分流間
に数度の温度差を生せしめる）ようにプレッシャープレ
ート４８を設けたこと以外は例１を繰返した。がイド３
０が紡糸口金２２から５５インチ（１４０ｆｉ）Ｔ方に
配置されたとき、糸は伸び７１．８％、靭性１．６５．
ｆ／デニール、かさ高１２．９％、および収縮６．６％
を有した。

１２．９％の糸かさ高により、この糸はカーペントや椅
子張りのような様々な最終用途に有効となる。この例の
糸は、急冷空気が結合流の冷い側面に作用して結合流の
熱い側面が冷い側面によって急冷空気からシールドされ
るような最も好ましい方向からの急冷空気の供給が行な
われない場合でさえ、本発明によれば急冷される溶融流
の断面方向の増大した温度差によって有効なかさ高が達
成できると云うことを例示するものである。この場合、
例１および例２と同じように、急冷空気は糸の熱い側面
と冷い側面に等しく供給される。

例４ がイド３０を紡糸口金２２から１５０インチ（３８１Ｌ
ｙｎ）下方の処に配置したこと以外は例３を繰り返して
、伸び７１．４％、靭性１．６％、かさ高１７．８％、
および収縮６．７％を有する糸を得た。

これは、溶融流の断面方向の温度差が十分であるときに
は、集束距離を選択することによってかさ高を制御する
ことができ、集束距離が増大すると一般にかさ高が増大
することを説明している。

例５ 溶融流の断面方向の大きな温度差、急冷空気方向、およ
び大きな集束距離以外のファクターもかさ高の増大にと
って有意である。その１つは急冷空気に露出される大き
な表面積、例えば大きなデニール／フィラメントである
。第４図の紡糸口金デザインを使用し、糸Ｒ，Ｖ、が６
２であり、そして集束距離が１１５インチ（２９２儂）
であること以外は例４を繰り返した。毛管５８は直径０
．０２２インチ（０，５６關）および長さ約０．０２０
インチ（（）、５１ｉｇ）を有しており、他方、Ｖ状毛
管６８はスｏ　７ト巾ｏ、ｏ　ｉ　ｏインチ（０，２５
ｍｍ）および重合体流れ方向の全長０．０４６インチ（
１，１７ｍｍ）を有していた。衆面ＴＯの平面の［ＶＪ
に沿った毛管６８の長さは０．０４６インチ（１，１７
關）であった。毛管５８および６８の軸は表面ＴＯの平
面から５２°の角度でそれぞれ傾斜しており、両軸は７
６°の傾斜角度を形成していた。

表面ＴＯ上の毛管間には０．００３インチ（０，０７６
ｍａｔ　）巾のランドγ２が存在した。

重合体のメータリングレイトは毛管５８のパンク圧４７
００ｐｓｉｇ（３３１ゆ１０Ｉ２）と毛管６８のパック
圧６３００　ｐａｌｇ　（４４４鴎／ｃｍ”　）を使用
して紡糸口金によって紡出された１０本フィラメントの
各々が先の例における１０デニールではなく約１４．５
デニールを有するようなものであった。

急冷空気の方向は図面に示されている通りであり空気は
ｒＶｌに向けられていた。

得られた糸はデニール１４５、伸び５９．５％、靭性１
．３６５’／デニール、かさ高６７％、および収縮３．
２９係を有した。

この糸のロール３２からロール３６への送りを２．６％
だけオーバーフィードして両ロール間のからませ宣に６
００℃にカロ熱された空気を供給することによって、こ
の糸を予備かさ高処理したところ、その糸はデニール１
４９、伸び５６％、靭性１．０９．＠／デニール、かさ
高５４．８％、および収縮４％？有した。

例６ ナイロン−６６の場合には約０．５〜１５モルチのアジ
ピン酸をテレフタル酸で置き換えて得られる重合体が０
．５〜１５モルチのへキサメチレンジアンモニウムテレ
フタレート成分を含有するようにすることによって、急
冷および従って各自火きなデニールを有するフィラメン
トからなる糸のラスタが改善されることが判明した。糸
が６４１．Ｖ。

を有するように５モル係テレフタレート成分を含有する
ナイロン−６６重合体を用いて例５を繰り返した。紡糸
速度は５０００　ＹＰＭ　（４５７２ＭＰＭ）であり、
等量メータリングレイトは糸が１４９デニールを有する
ようなものであった。得られた糸は俊れたラスタ、伸び
６１１靭性１．５饅、かさ高６１％、および収縮６．３
％を有していた。

試験方法 糸の破断時伸びは紡糸−週間後に測定される。

ｇ　４ｉ７−ｊ−べき糸パツケージはいずれも試験前に
１日間、２１°Ｃおよび６５傳相対湿度でコンディショ
ニングする。ボビンから糸を５０ヤード繰り出して廃棄
する。破断時伸びはインストロン引張試肢装置を用いて
測定される。装置のり２ンプ間の糸サンプルのデージ長
さく初期長）は２５ｃｒＩＬでありそしてクロスヘッド
速度は６０信／分である。糸は破断する迄伸長される。

破断時伸びは最大負荷または力（応力）が印７３Ｏされ
たときのサンプル長の増分として定義され、オリジナル
デージ長さく２５１）の俤として懺現される。

相対粘度（Ｒ，Ｖ、）は９０％ギ酸を用いてＡＳＴＭＤ
７８９−８１で測定される。

本明細書中で使用されている月給「ナイロン６６」は重
合体分子中に、式 の反復構造単位少なくとも８５重量％を含有する合成ポ
リアミドを意味する。

かさ高および収縮は次の手順によって測定される。糸は
試験前に１日間、２６℃および７２チ相対湿度でコンデ
ィショニングする。ボビンの底面から糸な２５ｍはぎと
って廃棄する。ステルデニールリールまたは均等物、お
よび巻取張力０．０３３ｙ／糸デニールな使用して、糸
は１．１２５ｍ円周および約５５，０００　（Ｌかしそ
れを越えない）かせデニールを有するかぜに巻取られる
。即ち・糸デニールが５２０である場合には、デニール
リールの５２回転は５４，０８０かせデニールをもたら
すが、５６回転は５５．１２０かせデニールをもたらす
。この場合には５２回転が使用される。かぜの両端は０
．０３３＆／デニールの張力に保ちながら互いに結び合
わされ、そしてかぜはデニールリールから取りはずされ
てｂインチ（１２，；／＋ｔ）直径ロンドから吊される
。ｒｓＪ状に曲げられた洩１のペーパークリップがかぜ
から吊される。かぜとペーパクリングを有するロンドは
かぜが自由に垂れ下がれるように十分大きい強制熱風炉
１８０℃の中に置かれる。炉内で５分後、かぜとペーパ
ークリップを有するロンドは炉から取り出され、２３°
Ｃおよび７２％相対湿度の大気中で１分間吊される。そ
れから、’０．０００９．？／かせデニールに等しいｉ
ｔがペーパークリップから静かに吊される。３０秒後の
かせ長さをαで測定して長さＬａで表わす。それから、
小さな荷重を０．８２５１１／かせデニールに等しい１
１Ｌ量で賦き換える。

６０秒後、かせ長さを儂で測定して長さＬｂで表わす。

かさ高さチは（１００）　（５６，２５−Ｌａ　）１５
６．２５　　として定義され、そして収縮幅は（１００
）（５６，２５−Ｌｂ）１５６．２５として定義される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本方法を実施するための好ましい装置の概略正
面図であり； 第２図は本発明の一態様による紡糸口金パンクアセンブ
リーの縦断面図であり； 第３図は本゛発明の成る好ましい紡糸口金の底面図であ
り；そして 第４図は本発明の別の好ましい紡糸口金の底面図である
。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）（ｉ）第一分流が第二分流より高い温度を
   有するところの溶融重合体の第一および第二分 流を生成し； （ｉｉ）該分流を紡糸口金内の別々の通路を通して一定
   レイトでメータリングし； （ｉｉｉ）該通路は該分流が該紡糸口金の表面から０．
   １５ｍｍ上方の平面よりも下位で接合・合体して該第二
   分流からなる比較的冷い側面 と該第一分流からなる比較的熱い側面を有 する結合流になるように選択・配列されて おり； （ｉｖ）該結合流に一定方向から急冷空気を当てること
   によつて該結合流を急冷してフィラ メントにし；且つ、 （ｖ）２５００ＭＰＭより速い紡糸速度で該フィラメン
   トを該結合流から引き出す ことによつて各自生成されるフィラメントを複数個紡出
   し；そして （ｂ）該フィラメントを該紡糸口金から一定距離のとこ
   ろで集束して糸にする ことから成り、 （ｃ）該重合体、該分流の温度、該メータリングレイト
   、該一定方向、該一定距離、および該紡糸速度は該フィ
   ラメントが１００％未満の伸びと少なくとも１０％のか
   さ高を有するように選択されている ことを特徴とする、潜在けん縮を有する糸を紡糸する方
   法。
2. （２）該第一分流は該通路からの押出に先立つて該第二
   分流よりも高い流体流れ抵抗を通してメータリングされ
   る、特許請求の範囲第１項の方法。
3. （３）それを通して該第二分流がメータリングされると
   ころの該通路は該第二分流が該第一分流との合体に先立
   つて非円形断面を有するように選択されている、特許請
   求の範囲第１項の方法。
4. （４）該メータリングレイトおよび該紡糸速度は該フィ
   ラメントが少なくとも１２デニールを有するように選択
   されている、特許請求の範囲第１項の方法。
5. （５）該通路は該サブフィラメントが該紡糸口金の該表
   面より下位で合体するように選択・配列されている、特
   許請求の範囲第１項の方法。
6. （６）該一定方向は該急冷空気が該比較的冷い側面に優
   先的に作用するように選択されている、特許請求の範囲
   第１項の方法。
7. （７）該重合体がナイロン−６６である、特許請求の範
   囲第１項の方法。
8. （８）該重合体がヘキサメチレンジアンモニウムテレフ
   タレート成分０．５〜１５モル％を含有している、特許
   請求の範囲第７項の方法。