JPS6290311A - ポリエステル繊維の製造方法 - 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〕 本発明はポリエステル繊維の製造方法に係わね、史に詳
しくは、ｉ！接紡糸廷伸法で、従来の２工程延伸糸と同
等の機械的性質をもち、かつ糸斑が良好で、断糸及び単
繊維切れの少ない安定１．たポリエステ〃延伸糸を製造
する方法に関する。

〔従来の技術１ 近年生産性の向上を目的として、紡糸工程と延伸工程と
を連続化した、いわゆる直接紡糸延伸法が開発され、工
業的に実用化されている。

この直接紡糸延伸法は、 （１）　　溶融紡糸口金より溶融紡出し、冷却固化した
紡出糸条を延伸ローラーと引取り熱セツトローラーとの
間でローラーの周速度差に応じた倍率で延伸する方法。

（２）溶融紡糸口金より溶融紡出し、一且ガラス転移ｌ
Ｉ！度以下に冷却固化した紡出糸条を溶融紡糸口金と引
取りローラーとの間に独立した速度規定ローラーを介在
させることなく、張力勾配及び温度勾配のもとに延伸す
る方法。

に大別される。

（１）の方法はこねによって得られる繊維の物性は好ま
しいものであるが、引取り熱セツトローラーを４０００
〜６０００ｍ／分のような高速にした時、糸条の揺れが
大きく、特にローラーに４糸条以上の多糸条を多数周回
させた場合には糸条間〒の重なりが生じ、糸切れとなり
、あるいはこれを避けるために糸条間隔を大睡くとろう
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があった。

また（２）の方法は、溶融紡糸口金を通して浴融紡出し
、一且ガラス転移ｌ晶度以下に冷却ＩＮ化した紡出糸条
を溶融紡糸口金と引取りローラーとの間で張力勾配及び
温度勾配下で延伸を発生させるものであるから、この張
力勾配及び温度勾配の付与方法及び付与条件が製糸技術
上の重要なポイントとなる。糸条に眼力を付与する一般
的手段としては糸条を１〜２個のピンに接触させしごく
方法が有効でかつ工業的に実用化さねている。しかしな
がら、この方法は糸条の速度が比較的低い場合には有効
であるが、高速下でこのような方法を採用すると、延伸
工程において断糸や単繊維切れの発生があり実用上問題
が多い。そこで５０００１ｒＬＺ分以上の耳遠で引取る
場合は、最近では−はガラス転移温度以下に冷却固化さ
れた紡出糸条を引続いて加熱流体域に尋人し、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ねばならな
い）の作用のもとに、ガラス転移温度以上に再加熱し、
熱並びに張力の影曽下に加熱延伸し結晶化及び配向を生
じせしめる方法が採用されている。

かかる加熱流体域を形成する方法としては、円筒形空間
内に流体を配し、円筒外部から加熱媒体にて円筒を加熱
し、円筒内壁からの主に輻射伝熱によって糸条を加熱す
る装置が一般的であるが、円筒内径、高さ等加熱装置の
形状及び加熱温度が適正でなかった場合、加熱装置内で
の有効な延伸を生じることができず、機械的性質に劣り
、糸斑も不良な糸条となり、極めて不満足な製品しか得
られない。

この問題を解消するために、従来より種々検討がなされ
ているが、糸質、染の均−性及び糸切安定性の点で未だ
良好な結果を得るに至っていないのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、前記問題点を解決するものであり、加熱装置
及び加熱温度の適正化により、従来の２工程廷伸糸と同
等の機械的性質をもち、かつ糸斑が良好で、＋ｌＩｒ糸
及び単繊維切れの少ないポリエステル延伸糸を直接紡糸
延伸法によって得ようとする本のである。

〔問題を解決するだめの手段〕

本発明の要旨とするところは、ポリエステル重合体を溶
融紡糸口金より紡出し、紡出糸条を一且ガラス転移温度
以下に冷却固化し、引へ続いて加熱流体域に導入して、
加熱延伸する１ば接紡糸延伸法によりポリエステル繊維
を製造するに際し、該加熱流体域を内径が１５〜５０φ
ｍｍ、円筒畏が１．８〜４ｍ１円筒内の雰囲気温度が１
００〜２５０℃である円筒状の加熱装置によって形成し
、ｓｓｏｏｍ／分以上の速度で引取ることを特徴とする
ポリエステ３’繊維の製造方法である。

以下本発明を更に詳しく説明する。

本発明に用いるポリエステル重合体は８５モｉｖ％以上
がエチレンテレフタレートから機成されるもの〒あり、
０〜１５モ／ｌ／　％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μ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つる他のエステル
形成性成分の代表例にはジエチレングリコール、テトラ
メチレングリコール、ヘキサメチレンクリコール、ペン
タエリトリットなどのグリコール類、並びにヘキサヒド
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
などのシカ〜ボン酸がある。本発明で用いるポリエステ
ル重合体としては固有粘度〔η〕が［Ｌ４５〜１．０の
範囲のものが好ましい。

本発明方法で用いる直接紡糸延伸装置の一例を第１図に
示１７、本発明を第１図により説明する。第１図におい
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）を経て、加熱装置（５）によって形成される加熱流
体域ヘノ４人され、ここで加熱延伸された後、紡糸油剤
付与装置ｆ′Ｉ（６）により集束及び油剤処理が施さね
、引取りローラー（７）、（８）を経た後、ワインダー
で捲取られ、パッヶ・−ジ００に成型される。引き取ね
ローラー（７）、（３）の間には必要に応じインターレ
ース装置（９）が配設され、糸条交絡が付与されつる。

本発明では紡出＋ａ：　’ｄｋの糸条は、冷却風吹き付
け、あるいは空冷のような通常の冷却装置により、ポリ
エステル重合体のガラス転移温度以下に一且冷却される
。この冷却をしないでＩＫ接加熱流体域に躊いた場合、
加熱流体域中における加熱延伸による配向が不充分とな
り、尚足しうる糸質を得ることができない。ガラス転移
温度以下までの冷却は室温の空気を吹き込むことにより
行うのが好ましいが、他の方法で行ってもよい。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。

次いで糸条を加熱流体域に導入し、糸条を取り囲む流体
との走行岸擦抵抗によって生じる糸引自力の作用で延伸
するが、この加熱流体域の加熱条件により、配向、結晶
化の挙動が支配され製品となるべき糸条の特性が決めら
れる。すなわち、本発明においては、加熱方法が極めて
重要である。

本発明における加熱流体域を形成する加熱装置と１２て
は、糸条の非接触加熱装置で、特に糸条走行力゛向との
直交断面が円形である加熱面をもつ加熱装置が好ましい
。即ち、加熱面が円周方向に配置され、糸条がその中心
を走行するため、加熱向のどの部分からも糸条に対して
同一の伝熱量、特に輻射熱量が得られ、他の多角断面、
扁平断面の加熱装置に比べ、加熱板に起因する糸条の延
伸斑、染斑が少ない点で有利である。

また、加熱装置の内径は、従来、糸条が内壁に接触しな
いで通過でき、熱伝導の点から、小さいものがよいと思
われていたが、本発明では、輻射による熱伝導が支ｏｄ
的であることを見い出し、このため、走行する糸条への
熱付与を充分行える内壁面積を確保するには、１糸条当
り・１５〜５０φ■の内径が必要である。

内径が１５φ期未満では、運転中の糸揺れから糸条と内
壁面とが接触し、局部的な加熱斑を生じ易く、接触が激
しい時は糸切れ及び加熱装置内壁への糸条の融層、閉塞
を生じ、安定した操業ができない。このことから、内径
はできる限り大きい方が好ましいが、伝熱面積の増大に
よりエネルギーロスも増え、エネルギーコストが高くな
ること、また一般の工業設備では隣接する糸条間隔が、
設備経済性から制約を受けるという点から、５０φ−以
下が好ましい。

加熱装置の円筒長け、糸条の通過時間を決め、糸条の温
度勾配を支配する因子であシ、均一な延伸を行うための
重要なポイントの−っであり、本発明では円筒長を１．
８〜４ｒｎ、好ましくけ２〜５ＷＬとすることにより、
前記加熱装置内壁径条件との組合せで、機械的性質が良
好で、糸斑もなく、断糸及び単繊維切れの少ない安定し
た延伸糸を得ることを可能とした。

円筒長が１．８ｍ未満の場合、糸条は延伸に足るに充分
な温度まで加熱されず、スジ状の糸斑が発生し、染品位
を大巾に低下させる。また逆に円筒長が過剰に長く、加
熱装置内雰囲気温度が高過ぎる場合、糸切れの発生し易
い不安定な走行状曲となる他、史に融点付近まで糸条が
加熱された場合、単糸間の融着が発生するので好ましく
ない。

この加熱装置内の加熱流体域の雰囲気温度は１１０〜２
５０℃、好゛ましくけ１５０〜２００℃である。

雰囲気温度が低い場合は、温度に比例して糸条の機械的
性質が悪くなり、１θＯ’Ｃ以下では従来実用糸の範囲
を外れることＫなる。また逆に温度が高過ぎる場合、糸
切れや単糸融着が発生する。

加熱装置内の加熱流体は好ましくは空気であり、糸条に
よる随伴流及びこれに伴う乱流以外は静止流体でよく、
加熱流体を糸条の上流、又は下流から積極的に導入する
方法を特に用いる必要がなく、プロセス的にシンプルで
工業的に大きなメリットを有する。

このように、加熱流体域での熱処理条件が、本発明にお
ける最も重鼎な技術ポイントである。

加熱流体域を通過した糸条は、適当な油剤を付与した後
、一対の引取りローラーにより一定速度で引取られ、ワ
インダーによって捲取られる。

この引取速度は、加熱流体域での張力水準を決める重要
な因子であり、ｓ５ＱＯｍ／分以上、好ましくは４００
０ｒＩＬ／分以上とするのがよい。

３５００ｍ／分未満では、延伸に必要な眼力が得られず
、実用糸として使用しうる糸質範囲を外れ、また加熱流
体域での滞在時間が長く、単糸間の融層を生じる。高速
化に伴う設備費の増大、操業安定性を考えると、引取速
度の最大値としては、６０００ｍ／分程度１でか好まし
い。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により説明する。

実施例１ 固’［度０．６４のポリエチレンテレフタレート（融点
２６１℃、Ｔｇ　６Ｂ℃）のチップを、第１図に示す装
置を用いて直接紡糸延伸した。

紡糸口金は径０．２５ｍの孔を３６個有するものを用い
、吐出量４１ｇ／分で２９５℃で紡出した。紡出糸条の
冷却は横吹き型冷却装置を用い、吹出し７の上端位置が
紡糸口金下１０αになるようにし、かつ２５℃、６５　
ＲＨ％に調整した空気をａ５ｎＬ／秒の速度で１．５　
ｍの長さにわたって吹付は紡出糸条の温度を８０℃以下
に冷却した。

加熱装置は内径２８φｍｍ、長さ２．８　ｍの円筒断面
仕様とし、外部から過熱水蒸気により、雰囲気温度が１
７０℃になるように加熱した。

加熱装置出口での走行糸条の温度は１４５℃であり、走
行張力は５２ｇで変動は小さく安定していた。

引取りローラーは２個対のものを用い、第１引取ローラ
の周速度は５０００＠／分とした。

２個の引取りローラー間にはインターレース装置を設置
し、エア圧６ゆ／信１．Ｇ　　で１５ケ／ＴｒＬの交絡
を与えた。

得られた糸条の糸質を第１表に示す。

第　　１　　表 第１表に示すように、本発明によると機械的性質が良好
で糸斑の少ない優れた糸条を得ることができ、かつ糸切
れのない安定した走行が可能でおった。

実施例２ 実施例１と同様の装置を用い、加熱流体域での熱処理条
件及び引取速度を変えた。得られた糸条の糸質を第２表
に示す。

染斑は筒編状に編立てた後、染色を行い（三菱化成工業
社製分散染料テラシー〃ブＡ／−２％ｗｆ、　１００℃
Ｘ６０分）、染色物を目視判定したもので、全く斑のな
いものを◎、実用価値のないものを×とし、◎、０、△
、Ｘの４段階で評価した。０及び（′）は合格品を示Ｉ
７ている。

糸切安定性は０、Ｘの２段階で評価した。

Ａｓ（比較例）で加熱装置円筒長が短い場合は、延伸に
足る充分な温度まで糸条の加熱が行われず、破断強Ｉｆ
、伸度が劣り、まだヌジ状の染斑も発生する。逆に、ム
４（比較例）で加熱装置円筒長を長くした場合は、強度
、伸度は実用域にあるが、糸切れが発生し易く、操業性
に劣る。

またム５（比較例）で加熱装置内の雰囲気温度を低くし
た場合、強度、伸度が悪くなり、実用糸の範囲を大きく
外れるが、Ａ６Ｃ実施例）で示すように、１１０℃の雰
囲気温度では加熱装置ｄ円筒長さの組合せにより実用に
足る糸条を得ることができる。

引取速度を低下させていくと、延伸に必要々張力が徐々
に低下してゆき、機械的性質も悪くなるが、Ａ７（実施
例）に示すように、！５５００＊／分では、加熱装置円
筒長と雰囲気温度の組合せにより、実用に足る糸条を得
ることができる。しかしム８（比較例）の３０００ｔｙ
ｔ／分では実用糸の範囲を大巾に下まわり、同時に加熱
が強過ぎて糸切れを生じ、走行安定性に劣る。

加熱装置内壁径が小さい場合、Ａ１０（比較例）及びＡ
１１（比較例）に示すように、機械的性質が良好なレペ
〜で得られるにもかかわらず、糸揺れから糸条と内壁面
との接触に起因する加熱斑、糸斑が発生し、染斑も憑く
なる。特にム１１のように、内径が非常に小さい場合、
内壁面への接触が激しく、しばしば糸切れを生じる。

これに対し、４９　ＭＩＧＪ施例）で示されるように、
内径が１５φ鰭以上あれば、糸条品質も良好で、かつ安
定した走行も可能である。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明は従来の２工程延伸糸と同等の機械
的性質をもち、かつ糸斑が良好な優れたポリエステ）Ｖ
繊維を直接紡糸延伸法により極めて能率的にかつ断糸や
単繊維切れがなく製造できるという極めて大きな効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で用いる直接紡糸延伸装置の一例を
示す概略図である。 １・・・溶融紡糸口金、２・・・紡出糸条、５・・・冷
却気流、４・・・集束ガイド、５・・・加熱装置、６・
・・紡糸油剤付与装置、７，８・・・引取りローラー、
９−・・インターレース装置、１０・・・パッケージ孝
ｆ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエステル重合体を溶融紡糸口金より紡出し、紡出糸
   条を一且ガラス転移温度以下に冷却固化し、引き続いて
   加熱流体域に導入して加熱延伸する直接紡糸延伸法によ
   りポリエステル繊維を製造するに際し、該加熱流体域を
   内径が１５〜５０φｍｍ、円筒長が１．８〜４ｍ、円筒
   内の雰囲気温度が１１０〜２５０℃である円筒状の加熱
   装置によつて形成し、３５００ｍ／分以上の速度で引取
   ることを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。