JPS6242057B2

JPS6242057B2 -

Info

Publication number: JPS6242057B2
Application number: JP57040705A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Kuroda; Akio Kimura; Takumi Horiuchi; Yoshimoto Sasaki; Terukuni Ikuta
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1982-03-17
Filing date: 1982-03-17
Publication date: 1987-09-07
Also published as: JPS58163744A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ポリエステル系同時延伸仮撚加工糸
の製造方法に関し、更に詳しくは加工糸特性が、
特定範囲の全捲縮率と加工糸の音速度で規定さ
れ、これにより、特に織物用として有用な仮撚加
工糸の製造方法に関する。仮撚加工法は、合成繊維フイラメント糸の加工
法として合理的であり、特に織物用ニツト用の加
工糸を簡単な条件変更のみで提供できる点で今日
広く採用されている。因みに、合成繊維の中にあ
つて、もつと汎用性のあるポリエステルフイラメ
ントの衣料用繊維生産の70〜80％は、この仮撚加
工糸の形で市場に供されている。所で、加撚加工の基本的な原理は、加撚された
糸条を第１ヒータで可塑化・賦形して熱固定した
後、該ヒーターから引き出し、糸条のガラス転移
温度以下に冷却した状態で仮撚具を通し、解撚
し、所定の速度で引き取ることからなる。この加
工法において最も重要な考え方は、ヒーターから
出た加撚状態の糸条を如何にガラス転移温度以下
に冷却してから加撚具に入れるか、すなわち賦形
を如何に強化し、その後解撚するかということで
あつた。従つて、従来の仮撚加工機は、この原理，思想
を受け継いだもので、第１ヒーターを出た糸条
は、次の冷却ゾーン（これには、空冷方式，冷却
板方式，冷却媒体方式等がある）を通す様になつ
ており、その中でも特に冷却板を使用するものが
一般的であり、冷却時間についてもその加工機の
最高速度で加工された時でも0.16秒以上になる様
冷却板長さが設けられている。尚、この冷却の必
然性については例えば「フイラメント加工技術術
マニユアル」上巻（日本繊維機械学会）第90頁〜
第93頁に詳細に説明されている。又、加工法の流れとしては近年高配向未延伸糸
又は半延伸糸あるいはPOYと云われる部分配向
糸（普通には2500ｍ／分〜3500ｍ／分の紡糸速度
で生産されている）の出現により、それ迄の全延
伸糸（FOY）をスピンドル仮撚機で加工する所
謂低速加工（通常150ｍ／分以下の速度）に代つ
て、摩擦仮撚による高速延伸延伸同時仮撚法、即
ちPOY―DTY（IN―DRAW）プロセスが主流と
なつて来ていることは当業者の周く知る所であ
る。これら市販の高速DTY機は全て、これ迄の
仮撚加工法の原理に従つて作られている為、高速
に見合つた分だけ、ヒーター長及び冷却長が長く
なるように設計されている。一方、上記の加工法によつて得られる仮撚加工
糸自身についても要求特性がある。これは加工糸
生機をリラツクスした際、或る程度の幅入りが要
求されることである。この幅入りは加工糸の捲縮
率に依存しているものとこれまで考えられてお
り、最終的には、布帛特に織物に膨みと反撥性を
顕現させるものである。本発明者等も、膨み、反撥性に富んだ加工糸布
帛特に加工糸織物を与える仮撚加工糸を、より合
理的プロセス、すなわち前述の高速仮撚機を用い
且つPOY―DTYプロセスで、従来、捲縮率向上
に寄与するとされていた強制冷却を採用して、提
供すべく種々検討したが、所望の風合の織物は得
られないことを知つた。このため、上記の高速
POY―DTYプロセスで種々条件検討（撚数，第
１ヒーター温度，加工速度及びPOY原糸の紡糸
速度等）を行なつてみたが、やはり目的とする織
物様加工糸は得られないことを確認した。従つて、本発明の目的は、布帛の幅入りを向上
せしめるような潜在的捲縮特性を有する、高品質
の仮撚加工糸の製造方法に提供することにある。本発明の他の目的は、高速加工時に200ｍ／分
以上の加工速度の下で、布帛に膨み、反撥性を与
えるような、高品質の延伸仮撚糸の製造方法を提
供することにある。本発明者等は上記の目的を達成せんとして、
種々検討していく過程で、従来の加工の概念のみ
では所望の加工糸が得られる可能性が低いものと
想定し、仮撚加工糸の製造原理そのものも見直し
をも念頭に入れつつ、更に研究を重ねた結果、以
下述べるような驚くべき事実を究明し、本発明に
到達したのである。かくして、本発明によればポリエステル未延伸
ないし半延伸糸に撚糸作用と送り作用を併せ有す
る摩擦仮撚具を用い且つ下記(i)，(ii)を同時に満足
する条件の下で (i) 仮撚係数（α） 0.82≦0.90 但し、α＝（Ｔ・√）／32500で表わされ、
その際Ｔは仮撚数（回／米），deは加工に供さ
れる糸の全デニールである。 (ii) 摩擦仮撚具に導入される糸温度（Ｔ℃） 80≦Ｔ≦150 同時延伸仮撚加工（IN―DRAW）を施すこと
を特徴とする下記(a)，(b)の要件を有する仮撚加
工糸の製造方法。要件 (a) 35−0.08De≦TC（％）≦44−0.08De (b) S.V≧2.50（Km／秒）但し、TC：加工糸のトータルクリンプ（全捲縮率） De：加工糸の全デニール S.V：加工糸のデニール当り0.3ｇの張力
下での音波伝播速度が提供される。以下、本発明を詳細に説明する。本発明におい
て、仮撚加工糸特に延伸仮撚糸に、膨み、反撥性
に優れた織物とする程の捲縮性能を付与するに
は、加工糸の全捲縮率（TC）は勿論このTCと共
存して加工糸の音波伝播速度（S.V）の値が極め
て重要であり、且つこれらの特性は同時延伸仮撚
加工（IN―DRAW）によつて実現できることが
判明した。すなわち、膨みと反発性のある、良い風合の織
物を得ようとすると、仮燃加工糸は、或る一定レ
ベル以上の捲縮率とS.Vを併用することが重要な
のである。周知の如く、加工糸織物は、製織された後、生
機→リラツクス→プレセツト→仕上セツト工程を
経る。この工程で風合の良否が評価出来る工程
は、リラツクス工程であり、この工程は、通常95
〜97℃温水中で数十秒間リラツクス処理され、こ
の時の幅方向の縮み率が重要である。この縮み率
を幅入り率と云い、生機幅に対し何％収縮したか
で表わされる。しかるに、この幅入り率を左右するものは、加
工糸の捲縮率と沸水中での収縮率及びS.Vの値で
あることを究明したのである。この時、仮撚加工糸の沸水収縮率は、一般に２
〜４％であり、この値は加工糸にあつては幅入り
率を左右する加工糸特性は実質的には捲縮率とS.
Vであり、この両者のバランスが織物風合の良否
を大きく左右するのである。これまでの仮撚加工糸は捲縮率のみが風合を左
右するものと考えられており、このS.Vについて
は未だ提案されたことのない新しい知見である。本発明はこの２つの要件のバランスをとり、し
かも従来の仮撚加工法や仮撚加工機では得られな
かつた新規な仮撚加工糸を提供出来るのである。本発明の加工糸の特性を特徴づけるものとして
先ず35―0.08×De＜TC（％）＜44―0.08×Deの
関係を満たす捲縮特性を有することが必要であ
る。ここで、TCは次式により計算される TC％＝｛（l₀−l₁）／l₀｝×100 約1500deになる様綛に取りデニール当り２mg
の荷重を掛け沸水中で20分間処理後引き上げ20℃
65％RHの室で一昼夜自然乾燥させ、次いで、こ
の綛にデニール当り200mgの荷重を掛け１分間放
置後の長さをl₀とする。その後荷重を取り除きデ
ニール当り２mgに変更し、１分後の長さl₁を測定
する。このTCは、デニールにより異なるが、35−
0.08×Deより以上でないと、織物としたときと
嵩性，ふくらみがなくなり、またTCが44−0.08
×Deを越えると織物風合としては嵩性はある
が、腰，反発のないものになる。従つてTCも44
−0.08De以下におさえる必要がある。次にS.Vで
あるが、これは2.50Kg／秒以上の値が必要であ
る。TCが高くてもこの値が2.50Km／秒以下にな
ると、リラツクス工程での幅入り率が低くなり、
織物として仕上げたとき嵩性はあるが、腰，反発
のないものになる。又、S.Vのみ大でTCが低い
ものは、リラツクス工程での幅入り率は大きくて
もシボが出過ぎて仕上げた時には、嵩性のない、
目面の悪いものになる。従つて良い風合の織物用
に適した仮撚加工糸は、TCとS.Vの２つの因子
をバランスさせることが肝要でこの意味で、図に
述べたTCとS.Vについて特定の範囲が必要にな
るのである。そして、このような加工糸は、ポリエステル系
の未延伸糸乃至延伸糸を出発原糸として、限定さ
れた範囲の仮撚係数α及びヒーターを出て摩擦仮
撚具に導入される時の糸温度を高温側に制御する
ことによつて得ることができる。この点について
説明する。本発明で云うポリエステル系未延伸糸又は延伸
糸とは、主成分がポリエチレンテレフタレートで
あり、配向度で表わす複屈折率△ｎが0.09を越え
ると高速且つ安定な同時延伸仮撚加工出来なくな
り、毛羽，断糸が多発する。そして、好ましい△
ｎが0.03より低くなると延伸倍率が大きくなり、
安定な加工が出来なくなる。特にこの様に低△ｎ糸では、未解撚糸の多発，
染色斑の発生が多くなり、同時に毛羽も多くな
る。次に仮撚係数αは、 α＝（Ｔ・√）／32500 で表され、その際Ｔは仮撚数（回／米），Deは加
工に供される糸の全デニール（エルーDRAWに
あつては原糸デニール／延伸倍率で表される）で
ある。本発明においては、この仮撚係数αが、0.82〜
0.90であることが必要である。αが0.82未満では
反発性はあるが嵩性が減少し、目的とする風合が
得られない。一般的に言えば、全捲縮率は、αと共に高くな
りヒーター温度との関係ではある温度で最大値を
取る。一方のS.Vは、αが大きくなるに従つて低
くなり、ヒーター温度が余り高くなると低くな
る。従つてαも捲縮率とS.Vからある適当な範囲
があり、その値として本発明では、0.82以上0.90
以下を採用するのである。ここで、音波伝播速度SVは、S.V＝√の
関係にあり、ヤング率Ｅの平方根に比例し、密度
ρの平方根に反比例する。糸条の場合、このＥは
繊維分子の配向度に比例するものであり一般には
高延伸倍率のものほど大である。従つてS.Vは、
繊維のヤング率又は配向度を表わすもので、東洋
測器製バイブロンＶ型で測定出来る。ここに従来
の思想の仮撚機では、捲縮率を高く且つS.Vも高
くすることは出来なかつたのである。すなわち、
捲縮率を高くする従来の方法は、第１ヒーター温
度を上げ、αを上げることであるが、これらは共
にS.Vを下げるので好ましい方法ではない。一
方、S.Vを高くするには、α及び第１ヒーター温
度を下げ且つ同時延伸仮撚時の延伸倍率を上げる
方法があるが、これらは全て捲縮率を下げる方法
にあり、目的とする方向ではない。従つて、本発
明が目的とする織物は、現在市場で使われている
従来のDTY加工機では得られないのであつて、
捲縮率を下げずにS.Vを上げる方法を見い出さね
ばならないし、その際前記２つの要因がバランス
した加工糸を製造せねばらない。しかるに、捲縮率とS.Vと共に高くすることが
できる本発明の方法は、第１ヒーターを出た加撚
状態の糸条温度をガラス転移温度以上、好ましく
は80℃以上、150℃以下の状態で摩擦仮撚具に導
入することである。この様に80℃以上、150℃以
下の状態で仮撚具を通すと云う考えは今迄の仮撚
加工の考えに全く逆行するのであり、本発明の最
も重要な点である。該仮撚具に入る糸条温度をガ
ラス転移温度以下から上げてゆくと、全捲縮率
は、糸条温度と共に上がり最高値をとりその後は
低くなり、一方、S.Vは糸条温度と共に高くな
る。ポリエステル繊維では全捲縮率が最大となる
仮撚具前糸条温度は、100℃程度であり、従来の
ガラス転移以下に冷却してから仮撚具に入れる場
合に比べ、捲縮率はかなり高くなり、又一方のS.
Vも従来の冷却する場合に比べかなり大となる。ここで、S.Vを高くする為になぜ仮撚具前の糸
条温度を80℃以上に維持する必要があるかについ
て述べる。いかなる仮撚具もその仮撚具では、加撚された
糸を解撚する働きがあると共に、そこで緊張（延
伸）作用を有している。ここでスピンドルタイプ
は、解撚張力で延伸されており、摩擦仮撚具では
それ自身の送り効果により、又ベルト仮撚具では
特に送り効果により延伸されている。従つて加撚
状態でガラス転移温度以下に冷却されていると、
分子は運動出来にくいのであるから延伸張力が働
くと、それは毛羽，断糸になりやすくなる。仮撚
中の糸条を延伸されやすくする為には、仮撚具に
入る糸温度が少なくともガラス転位温度以上、好
ましくはポリエチレンテレフタレートの力学分散
であるα分散を示す温度（125℃位）が必要であ
る。このα分散は非晶部分の運動と関係したもの
である。この糸条温度が余り高くなり過ぎると
（150℃を越える場合）、延伸性は良好でも捲縮賦
形された状態をも延伸してしまい、捲縮率を下げ
てしまうので好ましくない。またある糸条温度で
TCが最大となる理由は、捲縮賦形された状態を
こわさない程度で非晶部が延伸された状態の加工
糸を沸水中で処理すると、非晶部の分子が配向し
ている為、収縮応力が大となり、かえつて捲縮発
現力が大となり、TCも大きくなると考えられ
る。このことから、前述の如く糸条を80℃〜150
℃に維持しつつ送り効果を有する摩擦仮撚具に導
入するとき、糸条は過度の張力を受けることなく
（従つて毛羽，断糸の懸念なく）、前記仮撚具内で
適度に配向（特に非晶部）され、その捲縮発現力
を強められるものと察せられる。これに対し、冷却された状態の糸条では非晶部
は延伸されず、従つて沸水中で処理した時配向性
が悪い分だけ捲縮発現力がなくなり、TCもあま
り高くならないと考えられる。この非晶部の分子
配向の目安がS.Vである。本発明の仮撚加工糸は、摩擦仮撚具内で延伸さ
れている為、巻き取られた状態での捲縮波形は、
従来の冷却されたものよりも大、つまり単位長さ
当りの山数が少ないのも特徴である。本発明において、第１ヒーターを出た糸が80℃
以上150℃以下に維持された状態で摩擦仮撚具に
入り加撚加工される為の設備は、種々考えられる
が、最も簡単な方法は仮撚具直前での糸温度を測
定し、この温度が所定の温度になる様、従来の冷
却板の長さを短くする方法、あるいは、従来の冷
却板を温度制御出来るヒーターに取り代えるか、
又は冷却板の一部をヒーターに替えることがこれ
らの手段に限定されるものではない。尚、スピンドル仮撚加工法で出発原糸として延
伸糸を用い、第１ヒーターで可塑化された状態
で、該スピンドルに導く方法も知られているが
（例えば、特公昭46―10501号公報参照）、この場
合スピンドルを角型ピンとして、擦過捲縮を付加
しようとするもので、本発明とは明らかに異つて
いる。次に、摩擦仮撚具による同時延伸板仮撚加工す
ることの必要性につき述べる。これは第１に安価
な加工糸を提供するには、以前の未延伸糸を別工
程で延伸し、その全延伸糸を仮撚加工する工程で
は安価な加工糸は出来ないことにも因る。従つ
て、未延伸糸又は半延伸糸（これは高速紡止で可
能）を同時延伸仮撚する工程は、延伸工程の省略
となり安価となるのみならず、この工程は高速加
工に適した工程である。これにより又高生産性と
なり加工糸も安価となることは、現在よく知られ
ている通りである。この高速仮撚を行なうには、
スピンドルタイプでは困難であり、糸掛等の操作
性も悪く、好ましくない。最も悪い点は糸を送る
効果がないことである。つまり、スピンドルタイ
プの仮撚機では、仮撚域仮撚具前の張力よりも仮
撚具を出た解撚域での張力が大であり、一般的に
は２倍近くあり、この値は高速化するとますます
大となり、毛羽，断糸の原因となる。これに対し
送り効果を呈する摩擦仮撚具では、解撚域の張力
が低く加撚部張力とほぼ同一で行なえる利点があ
る。この意味から本発明では撚糸作用に加えて送り
作用を有する摩擦仮撚具を用いるもので、このよ
うな仮撚具の具体例としては典型的にはフリクシ
ヨンデイスク方式のもの（特開昭49―13457号公
報，特開昭50―36748号公報，特開昭48―994131
号公報等に記載されているもの）、更にベルト仮
撚具（特開昭52―37859号公報，特開昭54―59446
号公報等に記載されたもの）等が挙げられる。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
どの他の二官性能カルボン酸及び／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。以上の如く、本発明によれば、従来の仮撚加工
の概念に反して、冷却区間で糸条を積極的に加熱
状態におき、しかも低αの範囲を採用することに
より、これまでのDTY仮撚糸とはその潜在的捲
縮性能が格段に改善され、且つ高品質の仮撚加工
糸を安価に提供し、これにより反撥性，膨みのあ
る加工糸織物の製造を可能にするものである。以下本発明を実施例で具体的に説明する。実施例固有粘度［η］が0.64で艶消し剤として酸化チ
タンを0.3重量％含有するポリエチレンテレフタ
レートを紡速3400ｍ／分で溶融紡糸し、225デニ
ール48フイラメントの高配合未延伸糸POYを得
た。このPOYを用いて同時延伸仮撚加工を行な
つた。1.5ｍの第１ヒーターを出た後10cmの空冷
ゾーンを設けその後又2.0ｍの加熱プレートを通
し、これで糸条の冷却温度を制御し、又約10cmの
空冷ゾーンをはさんでベルト仮撚具（ベルト材
質：硬度80のネオプレン系ゴム）に入り、又約50
cmの空気ゾーンを経てデリベリーローラーを通
し、ワインダーに巻き取られる工程で延伸倍率
1.5倍でデリベリーローラー速度500ｍ／分で巻取
つた。以上の工程でヒーター温度と撚係数α、又第１
ヒーターと仮撚具との間に設けた加熱ヒーター温
度を変え、仮撚具前糸温度を変更し、加工したワ
ンヒーター加工糸のTC，S.V及びこの加工糸で
織物を作り、リラツクス時での幅入りテストを行
なつた時の幅入り率を第１表に示す。この幅入りテストは経糸にポリエステルの延伸
糸50デニール／36フイラメントを使用し、経密度
160本／鯨（寸）、緯糸に上記の加工糸を２本合糸
で300デニール／96フイラメントとして使用し、
密度125越シ／鯨（寸）で4/2ツイルの組織に製織
し、その生機を沸水中に20秒間自由収縮処理し、
生機に対するこの時の収縮率で幅入り率を表わ
す。又、仮撚具前の糸温度は米国トランスメツト社
製の糸用温度計で測定した。

【表】表１から明らかな様に本発明の要件を満足する
加工糸は、従来タイプのものでは製造出来ない加
工特性を有しており、TCとS.Vの共に高い値を
示しているが、本発明要件を満たさないものは、
TCをたとえ満足してもS.Vが満たされず、又逆
にS.Vを満たすものは、TCを満たさない。そし
て本発明の加工糸は、リラツクス工程での幅入り
率が高くなる。すなわち本発明のNo.６，No.７のも
のは、どれも嵩性，ふくらみ，反発腰に富み、非
常に優れた織物であるつた。実施例２固有粘度［η］が0.64で艶消し剤として酸化チ
タンを0.3重量％含有するポリエチレンテレフタ
レートを紡速3400ｍ／分で溶融紡止し、225デニ
ール48フイラメントの高配合未延伸糸POYを得
た。このPOYを用いて同時延伸仮撚加工を行な
つた。2.5ｍの第１ヒーターを出た後10cmの空冷
ゾーンを設け、その後又2.55ｍの冷却板を通し、
これで糸条の冷却温度を制御し、又約15cmの空冷
ゾーンをはさんで摩擦仮撚具であるセラミツク製
フリクシヨンデイス（三軸）を通り約20cmの空気
ゾーンを経て、デリベリーローラーを通り巻き取
つた。上記例においても、冷却板を加熱ヒーターに替
えた本発明の方法も実施した。このときの延伸倍
率も1.5であり、加工速度は660ｍ／分である。以上の工程でヒーター温度と撚係数α、又第１
ヒーターと仮撚具との間に設けた加熱ヒーター温
度を変え仮撚具前糸温度を変更し、加工したワン
ヒーター加工糸のTC，S.V及びこの加工糸で実
施例１と同様に織物を作り、リラツクス時での幅
入りテストを行なつた時の幅入り率を第２表に示
す。

【表】第２表から明らかな様に本発明の要件を満たし
た加工糸は従来タイプのものでは製造出来ない加
工特性を有しており、TCとS.Vの共に高い値を
示しているが、本発明要件を満たさないものは
TCをたとえ満足させても、S.Vが満たされず、
又逆にS.Vを満たすものはTCを満たさない。そ
して本発明の加工糸は、リラツクス工程での幅入
り率が高くなる。すなわち、本発明のNo.17及び比
較として従来タイプの代表であるNo.15につき同―
規格で2/2ツイルを織り、織物として仕上げ風合
テストを行なつたが、No.15のものは、ふくらみ感
は多少あるが反発性のない即ち腰のないものであ
つた。これらに対しNo.17のものは、嵩性，ふくら
み，反発腰に富んだものであり非常に優れた織物
であつた。

Claims

【特許請求の範囲】１ポリエステル未延伸ないし半延伸糸に、撚糸
作用と送り作用を併せ有する摩擦仮撚具を用い且
つ下記(i)，(ii)を同時に満足する条件の下で (i) 仮撚係数（α） 0.82≦0.90 但し、α＝（Ｔ・√）／32500で表わされ、
その際Ｔは仮撚数（回／米），deは加工に供さ
れる糸の全デニールである。 (ii) 摩擦仮撚具に導入される糸温度（Ｔ℃） 80≦Ｔ≦150 同時延伸仮撚加工（IN―DRAW）を施すこと
を特徴とする下記(a)，(b)の要件を有する仮撚加
工糸の製造方法。 (a) 35−0.08De≦TC（％）≦44−0.08De (b) S.V≧2.50（Km／秒）但し、TC：加工糸のトータルクリンプ（全捲縮率） De：加工糸の全デニール S.V：加工糸のデニール当り0.3ｇの張力下
での音波伝播速度。