JPS6212327B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ポリエステル系未延伸糸又は高配向
未延伸糸を同時延伸仮撚加工（IN−DRAW）す
る際、通常冷却ゾーンとされている区域で糸条を
加熱状態におくことよりなる加工方法に関する。 本発明の目的は加工糸の捲縮率と加工糸の分子
配向性を高めることにより、織物の風合を改善で
きると共に染色斑及び毛羽発生をも防止すること
のできる仮撚加工法を提供することにある。 仮撚加工法は、古くから知られているスピンド
ルタイプのものから最近では摩擦仮撚方式への高
速化の方向に向つている。そしてこの摩擦タイプ
の仮撚具は従来のブツシユタイプ（内接方式）の
ものからフリクシヨンデイスクタイプに発展し、
その摩擦材質もゴムからセラミツク、セラミツク
コート、及びダイヤモンドコート等耐摩耗性のあ
るものに改良されている。又一部では、ニツプ力
を利用したベルトフリクシヨンタイプの高速撚掛
性の良好なものも出現して来た。 これらに加え、近年高速仮撚加工に適した、部
分配向未延伸糸の出現により、同時延伸仮撚加工
が可能となり、スピンドルタイプを使用していた
ときの速度の数倍もの高速化が果される様になつ
た。 しかし、これら仮撚加工法の基本的な工程又は
原理は、フイードローラーから一定速度で原糸を
供給し、ヒーター内で可塑化・撚賦形を行ないつ
つ、熱セツトし、ヒーターから取り出した後、原
糸の構成ポリマーのガラス転移温度以下に冷却
し、この状態で仮撚具に導いて解撚し、次いでデ
リベリーローラーで引き取つていた。この加工法
で特に重要な点はヒーターを出た加撚状態の糸条
をガラス転移温度以下に冷却することが基本思想
としてあつたことである。この理由については、
「フイラメント加工技術マニユアル」（上巻）（日
本繊維機械学会）第90頁〜93頁に詳細に述べられ
ている。それ故に、POY−DTY（IN−DRAW）
加工に現在使用されている仮撚加工機は、冷却を
充分行なう為に冷却時間として少なくとも0.16秒
以上が取れる様に冷却板長を設定しているのが現
状である。 又、或る種の加工機では、冷却板長を短かくす
る代りに糸条を水中を通し、強制冷却する方法、
又は、冷却板裏面に水循環を行ない冷却効果を上
げる方法が採用されている。 本発明者らは、これら市販の高速仮撚機で
POY−DTY（IN−DRAW）加工を種々検討して
いる過程で得られる加工糸は何れも捲縮率が低い
ばかりでなく、分子配向も小さくしかも染斑が出
やすく、毛羽、断糸が多く発生しているものばか
りであつた。 そこで本発明者らは、これらの問題を解決すべ
く鋭意検討を進めた結果、従来の概念に逆行して
仮撚具前の糸温度をガラス転移温度よりも少なく
とも10℃以上高温に維持して仮撚具に導入するこ
とが極めて有用であることを究明した。この場
合、第１ヒーターを出た糸条が80℃以下に冷却さ
れない様維持され、しかも仮撚具に入る糸条温度
を80℃〜150℃の範囲の任意の温度で制御しつ
つ、ポリエステルのPOYの同時延伸仮撚加工
（IN−DRAW）を行なう時、捲縮率の向上、分子
配向の向上、染斑の減少、毛羽、断糸の減少とい
つた、加工糸品質及び安定加工を確保でき、その
結果この加工糸織物は高品質で特に改善された
腰、反発、ふくらみを呈することが判つた。 かくして本発明によれば、ポリエステル系未延
伸糸又は部分配向未延伸糸を撚糸作用と送り作用
を併せ有する摩擦仮撚具により同時延伸仮撚加工
する際、第１ヒーターを出た糸条を一旦80℃以下
に下げることなく80℃以上150℃以下の糸条温度
を維持しつつ前記摩擦仮撚具に導くことを特徴と
する仮撚加工法である。 添付図面により、本発明の一例を説明する。 該図は本発明を実施するための工程図であり、
通常のワンヒーター仮撚方式に属するものであ
る。図中１はポリエステル系高配向未延伸チズで
あり、１１はそのヤーンを示す。２はフイードロ
ーラーでありヤーン１１を３の第１ヒーターに送
り込む。４は本発明を実施する為に有用な加熱ヒ
ーターであり、任意の温度にコントロール出来る
様になつている。５は撚糸作用と送り作用を併せ
有する摩擦仮撚具、６はデリベリーローラーであ
り、２との比で１１の延伸倍率を定めることが出
来る。７，８は変向ガイド、９はフリクシヨンロ
ーラーで１０の加工糸チーズとして巻き取るもの
である。ここで１の通常POYと云われるものは
3000ｍ／min前後の紡速で紡糸されたポリエステ
ル高配向未延伸糸であり２を通り３のヒーター内
で加撚、熱セツトされる。この３の温度は速度、
ヒーター長、１１のデニール等により異なるが通
常190℃〜230℃に設定される。ヒーター３を出た
加撚加熱状態の糸条は、従来の考え方によれば、
４が冷却板になつているもので冷却され仮撚具５
に入り、解撚されデリベリーローラー６に入る。
このローラー６とフイードローラー２の速度比が
延伸倍率であり、このプロセスを同時延伸仮撚加
工法（IN−DRAW）と呼ばれる云わゆるPOY−
DTYプロセスである。そして６で引き取られた
加工糸はガイド７，８を通り１０のチーズとして
巻き取られる。本発明の加工法はこのPOY−
DTYプロセスで仮撚具５の前の１３の糸条温度
測定位置は可能な限り仮撚具５に近い位置例えば
５cm位の位置にあるのがよい。 尚、糸条温度測定機は米国トランスメツト社製
のものが使用出来る。 従来の仮撚加工法では加熱ヒーター４が冷却板
となつており、ヒーター３を出た糸条は充分に冷
却され１３の位置で測定した場合50℃以下になつ
ている。 これに対し本発明の加工法では、１３の位置で
の糸条温度は80℃以上150℃以下の範囲の任意の
温度で制御されつつ仮撚具５に入り延伸される。
そしてこの過程での糸条温度はヒーター３を出て
から１３に致る迄、降温過程であることが最も好
ましいが、この過程では80℃以上は常に維持され
ねばならない。極端な場合、加熱ヒーター４直前
では80℃であつても加熱ヒーター４により加熱さ
れ、１３の位置で100℃になつても良いと云う事
である。これに対し、本発明はヒーター３を出た
糸条が１３に致る過程で80℃以下になつたものを
加熱し１３の位置で80℃以上にする方法は、含ま
れないのである。この様な方法では、その加工糸
の分子配向は、向上しても、捲縮率及び120℃以
上での毛羽、断糸の点において、満足するものが
得られない。 本発明の最も特徴ある要件は仮撚具に導入され
る際の糸条を加熱状態におくことにある。この意
味で仮撚具前糸温度を80℃以上150℃以下にする
となぜ加工糸の捲縮率が向上し、又分子配向が上
がるかについて説明する。 仮撚加工においては、周知の如く糸条は仮撚具
に入るまでは加撚状態にあり、ヒーター内ではヒ
ーター温度とほぼ同じ温度に加熱されている。こ
の加熱された加撚状態の糸条を80℃以上150℃以
下に維持して仮撚具に導入するのである。ここで
仮撚具は、フリクシヨンデイスク式又はベルト式
の如く、それ自身送り効果（引き取る力）を呈す
るものであり、それ故加撚された糸条は、仮撚具
内で、延伸されながら解撚され、これにより捲縮
糸の分子配向が高くなるのである。これに対し
て、従来の考え方によりガラス転移温度以下に冷
却された糸条であると仮撚具内で延伸が実際に起
らず逆に、毛羽、断糸が誘発されるものと考えら
れる。 本発明において仮撚具に入る前の糸条温度は、
ガラス転移温度（ポリエステルは67℃位）以上で
あればよいと云うものではなく、好ましくは、ポ
リエステルの力学分散であるα分散（非晶部の熱
運動に関係）のピーク温度125℃位が延伸と云う
点からは好ましい。 それ故、仮撚具前の糸温度が上がるに従い分子
配向性は良好となるが、一方捲縮率は、ある温度
で最高となり、その後低下する。すなわち捲縮率
が改善される温度は、80℃位からであり、特に
100〜110℃位に最大になる処があり、それ以後捲
縮率は低下する。ここで、捲縮率が糸条温度によ
り変化することにつき説明すると、加撚状態で冷
却固定する従来の方法では、糸条は延伸されない
ので、その分子配向性は低い状態にあり、特に非
晶部の配向性は低いものと考えられる。 一方、加工糸を沸水中で捲縮発現させる時、捲
縮賦形されたスパイラル構造の内側の熱収縮力に
より捲縮が発現するが、この収縮力は分子配向性
が低いものほど小さいので捲縮力も低くなり、前
記の冷却方式による加工糸もこの例にもれるもの
ではない。 これに対し、糸条温度を80℃以上に維持しつつ
仮撚具に導入すると糸条は延伸され、その際捲縮
賦形された内側が特に延伸されて分子配向が上が
り、その結果、糸条の内側の熱収縮力が大きくな
るので、沸水中で強く捲縮発現するものと考えら
れる。唯、糸条温度が高くなりすぎると（特に
150℃以上）可塑化状態に近くなり、捲縮賦形さ
れたスパイラル構造の内側だけでなく、外側をも
延伸することになり、せつかくの賦形が崩された
ものになる為分子配向は上がるが、捲縮率は低く
なる。それ故、α分散ピーク温度から全体が延伸
されるので、この温度近傍から捲縮率は低下しは
じめ、結局、捲縮率の最高値はα分散温度前にな
るものと考えられる。 又、工程面から考えても捲縮率が最大になる温
度は、同時に毛羽、断糸防止の面で最も良好であ
る。仮撚具に導入される糸条の温度が150℃以上
にもなると、捲縮性が悪化するのみならず、糸条
自身の可塑化が高度に生じている為、糸条の強度
も低くなり、又、糸条の摩擦も大きくなる為、毛
羽、断糸も多くなり好ましくない。 以上の説明で分かる様に、仮撚具に導入される
糸条の温度は80℃以上から150℃以下の温度の任
意の温度で充分制御する必要があるが、その際捲
縮率重視ならば110℃近傍で、又、分子配向を重
視するならば150℃近傍で制御すればよい。この
分子配向は、織物加工工程である沸水中でのリラ
ツクス工程での巾入りに関係している。この巾入
り率を決めている加工糸の特性は、沸水中での捲
縮発現率とトルクであり、このトルクは、分子配
向が大きくなるほど大であることが見出されたの
である。そして巾入り率の大きいものはその風合
も良好であることが明確となつた。 つまり、捲縮率が大で巾入り率大なるものは嵩
性と目面が良好であり、一方分子配向性が大で巾
入りしたものは、腰、反発良好であるが目面が悪
いものになる傾向にある。従つて捲縮率、分子配
向共その織物組成、目的とする風合に合わせ制御
する必要がある。 従来の仮撚加工法は、加工糸の捲縮発現能と分
子配向性をより高く出来ない方法であつた。本発
明に関連して公開特許公報52−96262には摩擦仮
撚部材の表面を仮撚加工される糸条のガラス転移
点以上に加熱しておくことにより糸条との摩擦抵
抗を向上させ、これにより仮撚撚数を高めること
が記載されています。そしてこの方法によれば、
加工糸のトルクが少なく、従つて編物にした時目
面が良くできることが説明されている。 唯、この場合、糸条表面のみを加熱するもので
なければ毛羽、白粉等が発生し、工程面で好まし
くないことも記述されている。これに対し、本発
明の特徴は第１ヒーターを出た糸条を一旦80℃以
下に冷却することなく即ち80℃以上150℃以下に
常に維持し、仮撚具に導入するのであり、仮撚具
内では、むしろ表面が冷却されるが内部は高温に
保たれていることが大切である。換言すれば、む
しろ全体が均一な温度である方が仮撚具での延伸
がスムースに行なわれるのである。勿論本発明で
80℃以上150℃以下にすることは撚数を上げる効
果ではなく、あくまでも延伸効果を狙つたもので
ある。このことは加工糸の音波伝播速度を測定す
ることにより証明され、撚数は仮撚具前での撚数
を測定し、、撚数が一定でも本発明の効果は変わ
りない。 本発明で又大切なことは、第１ヒーターを出た
加熱された糸条を80℃以下に冷却せずに仮撚具に
導入することであり、一旦80℃以下に冷却し、再
度加熱により80℃以上にする場合は、仮撚具前の
糸条温度は同一でも加工糸特性が低下し好ましく
ない。すなわち一旦80℃以下に冷却してから再び
80℃以上に加熱したものは、捲縮率があまり上が
らず、特に120℃以上では温度と共に捲縮率が低
下する。これに対し、80〜150℃の範囲での温度
変更例えば、80℃以上にあるものを更に加熱し、
昇温した場合は、捲縮率の低下は150℃位までは
余り大きく起らない。 しかし、より好ましくは仮撚具前糸温度を80℃
以上150℃以下にするにしても第１ヒターから出
た糸条温度は、途中に昇温する過程をとらないで
80℃以上150℃以下に冷却される必要がある。こ
の様な工程の時、最も捲縮率の向上、及び有効な
延伸がなされ、従つて、毛羽、断糸の発生も非常
に少なくなる。 一旦冷却されたものを再加熱したもの、即ち降
温−昇温−降温プロセスと降温プロセスの違いが
起る原因は、降温過程での温度−比容曲線と昇温
過程でのそれとは、大きく異なる為と考えられ
る。一般に、熱可塑性重合体においては降温過程
での比容が昇温過程での比容よりも同一温度で
は、大であり、その差は降温速度及び昇温速度が
大である程大となる。これは加工速度が大なる程
一般的には大となる。 尚、本発明をより簡単に実施する方法として
は、図中の冷却ゾーンを短くして１３での糸条温
度を80℃以上150℃以下に調節することによつて
もなされるが、この場合は１３での糸条温度を自
由にコントロールすることが困難であり、速度や
３のヒーター温度の変更及び糸条デニール変更に
より変化する懸念がある。 又、本発明で言うポリエステルとは、芳香族ジ
カルボン酸を主たる酸成分とし、脂肪族グリコー
ルを主たるグリコール成分とするポリエステル特
に、ポリエチレンテレフタレートを主たる対象と
するが、テレフタル酸の一部を例えばイソフタル
酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボ
ン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸の如き脂環族ジ
カルボン酸、アジピン酸、セバチン酸等の脂肪族
ジカルボン酸、ｐ−β−ヒドロキシエトキシ安息
香酸、ε−オキシカプロン酸等の如きオキシ酸な
どの他の二官能性カルボン酸及び／又はエチレン
グリコールの一部を例えばトリメチレングリコー
ル、テトラメチレングリコールの如き他のグリコ
ールで置換したポリエステルであつてもよい。ま
たポリエステルは、実質的に線状である範囲で、
例えばペンタエリスリトール、トリメチロールプ
ロパン、トリメリツト酸、トリメシン酸及びこれ
らの機能的誘導体等の多官能化合物の一種以上及
び／又はｏ−ベンゾイル安息香酸、メトキシポリ
エチレングリコール及びこれらの機能的誘導体の
如き単官能化合物の一種以上を共重合せしめたも
のであつてもよい。 以上述べたように、本発明によれば、同時延伸
仮撚加工において、これまで実現されていなかつ
た高水準の捲縮率と捲縮発現力の併存という課題
を解決し、これにより、より安価で、高生産性と
いう同時延伸仮撚方式の長所を充分に発揮させつ
つ、優れた風合の加工糸織物を提供できる。 以下、実施例により説明する。 実施例 極限粘度〔η〕＝0.63、艶消し剤のTiO₂を0.3重
量％含むポリエチレンテレフタレートを紡速3500
ｍ／分で紡糸し、225デニール48フイラメントの
高配向未延伸糸を原糸として用いた。加工機は基
本的に図に示したものを使用した。この場合、第
１ヒーター３の長さは2.0ｍ、加熱ヒーター４の
加熱ヒーター長も2.0ｍであり、ヒーター３と加
熱ヒーター４との間には、６cmの空気ゾーンを設
けた。更に加熱ヒーター４と仮撚具５との間は、
８cmの空気ゾーンであり、又、仮撚具５は、ウレ
タンゴム制のフリクシヨンデイスク（３軸）を使
用した。 又、６のデリベリーローラー速度は500ｍ／分
一定で、延伸倍率1.48倍、撚数は2350T／ｍ±20
の同時延伸仮撚加工を行なつた。３のヒーター温
度は、捲縮率が最も大となる230℃（一定）で全
て行なつた。 この例において、４の加熱ヒーター温度を種々
変更し、仮撚具前４cmの位置で糸条温度を測定
し、この温度と加工糸の捲縮率及び配向性、毛羽
を測定した結果を表１のNo.１〜11に示す。 (i) 捲縮率（TC）の測定：約1500deになる様綛
にとり、デニール当り２mgの軽荷重を掛け沸水
中で20分間処理し、その後20℃65％RHの室で
一昼夜自然乾燥後デニール当り200mgの重荷重
を掛け１分間放置後の長さをl₀、その後重荷重
を取り除き軽荷重に変更し、１分後の長さl₁を
測定し、次式で計算される。 TC（％）＝ｌ_０−ｌ_１／ｌ_０ (ii) 加工糸の分子配向性の評価、複屈接率△ｎの
算出 加工糸にデニール当り0.35ｇの荷重を掛け10
秒後の音速を測定する。測定間長（発振子と受
振子の距離）は50cm、測定機は、東洋測器製パ
ルス式粘弾性測定器MODEL DDV−５を使用
した。 音速度S.VをKm／sec単位で表わしたとき、
△ｎを次式実験式より計算した。 △ｎ＝0.0408×S.V＋0.0493 (iii) 毛羽数の評価は、加工糸6000ｍ当りの個数で
表わす。KN値とした。測定機は、東レエンジ
ニアリング製の毛羽カウンターを使用した。 更に、図の４の加熱ヒーターを変更し、冷却板
４′を設けこれを出た糸条の温度が75℃である様
にした後、加熱ヒーター４″を冷却板４′の下流端
に接続し、１３の位置での糸温度を変更した時の
検討を表１のNo.12〜18に示してある。表１より明
らかな如く本発明による加工法は、捲縮率、分子
配向性、毛羽の点で良好であり、従来の加工法で
あるNo.１、２は捲縮率、分子配向、毛羽の点で好
ましくなく、又本発明外のNo.３、４、10、〜18
は、捲縮率が低く、又高温のものは、毛羽もよく
ない。

【表】 ＊ 比較例

【図面の簡単な説明】

図はワンヒーター仮撚加工機の略線図であり、
特に同時延伸仮撚加工工程を示す。図中４が本発
明の加工法を実施する為の一例としての加熱ヒー
ターである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリエステル系未延伸糸又は部分配向未延伸
   糸を撚糸作用と送り作用を併せ有する摩擦仮撚具
   により同時延伸仮撚加工する際、第１ヒーターを
   出た糸条を一旦80℃以下に下げることなく80℃以
   上150℃以下の糸条温度を維持しつつ前記摩擦仮
   撚具に導くことを特徴とする仮撚加工法。