JPS6399323A - ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents

ポリエステル繊維の製造方法

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JPS6399323A
JPS6399323A JP24656386A JP24656386A JPS6399323A JP S6399323 A JPS6399323 A JP S6399323A JP 24656386 A JP24656386 A JP 24656386A JP 24656386 A JP24656386 A JP 24656386A JP S6399323 A JPS6399323 A JP S6399323A
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fibers
roller
take
heat
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Shigemitsu Murase
村瀬 繁満
Koji Kakumoto
幸治 角本
Mikio Ide
幹夫 井手
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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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り。
さらに詳しくは、紡糸・捲取−延伸の二工程法で製造さ
れた延伸糸並みの強伸度特性を有するポリエステル繊維
を高速紡糸法で製造する方法に関するものである。
(従来の技術) 近年1合成繊維の生産性を上げ、生産コストを下げるた
め、高速度で紡糸して延伸工程をなくするための研究が
数多くなされている。特にポリエチレンテレフタレート
に代表されるポリエステル系繊維の場合、ポリアミド系
繊維と比較して膨潤等の問題がないため、高速紡糸の報
告も数多い。
しかし、単に紡糸速度を上げるだけでは、満足する糸質
性能を有する繊維は得られない。すなわち。
紡糸速度を上げていけば強度は6,000m/min近
傍の紡糸速度で最大値を示すが、その後紡糸速度が上が
るにつれ、徐々に低下し、一方、伸度は紡糸速度が上が
るにつれて低下するものの1強度。
伸度共に満足するものは得られない。
この問題を解決するための方法としては、(1)高速紡
糸の紡糸工程中、ローラ間で強制延伸することなく、引
取ローラに至るまでの過程で、スチームあるいは乾熱処
理する方法(例えば特開昭56−140117号公報、
特開昭60−126318号公報)。
(216,000m / min以上の速度で捲き取る
だけの。
いわゆる超高速紡糸方法(例えば特開昭57−1332
16号公報、特開昭59−66507号公報)がある。
これらの方法のうち(1)の方法は、非接触熱処理で、
かつ糸条が低張力下に高速で走行するため。
糸条を均一に加熱することができず、糸斑の原因となる
。また(2)の方法では、紡糸速度が上がるにつれて伸
度は低下するものの1強度的に二工程法の延伸糸に比べ
て見劣りするという欠点がある。
上記した(11. (2)の方法はこれらの問題を有し
ているため、紡出した糸条を捲取ることなく、連続して
延伸するいわゆるスピンドロー法が、均一性。
強伸度とも優れた繊維の製造に適していると考えられる
。この方法としては、下記のものが提案されている。ま
ず特公昭57−43653号公報には。
3.000 m/min以上で引取ったフィラメントを
100〜220℃の温度雰囲気下で、延伸倍率1.3〜
1.8で延伸する方法が開示されているが。
この方法は高速下での高倍率延伸で、かつ加熱方法も間
接的なので、糸条温度が不均一となって延伸点を固定で
きないという欠点がある。また特開昭59−16341
4号公報には、複屈折30 X 10−’以上の繊維を
連続して熱処理、延伸する方法が記載されているが、加
熱工程が2回あるためコスト的に問題がある。
次に特開昭60−134019号公報には、延伸倍率3
.0倍以下で延伸した繊維を熱処理後4,000m/分
以上の速度で捲取る方法が開示されているが。
加熱ローラ上での糸揺れ防止のためローラへ1周回未満
しか捲いておらず、このため熱処理が不均一となって染
色斑等の糸斑原因となる。さらに特開昭53−1437
28号公報には、結晶化度Xcが30%以上の未延伸糸
を低延伸倍率(1,05〜1.35)で非加熱状態で氏
神する方法が記載されているが。
未延伸糸の状態ですでに結晶化が進行している繊維のた
め、非加熱で延伸すると糸斑の原因になり。
かつ冷延伸のため、得られる延伸糸の配向度、結晶化度
はいずれも低いものしか製造できない。
(発明が解決しようとする問題点) 上述のように、いわゆるスピンドロ一方法と呼ばれるロ
ーラ間強制延伸による一工程法を採用し。
しかも高速度でポリエステル繊維を製造することにより
、二工程法で得られる延伸糸並みの糸質性能を有するポ
リエステル繊維を得る試みは種々提案されているが、い
ずれの方法もコスト的に問題があったり、染色斑等の糸
斑を有するという問題があった。 。
一方1本発明者らは、すでに特願昭61−130796
号において、 5.000m/min以上の引取速度で
実質的に延伸することなく捲取って、二工程法の延伸糸
並みの強伸度特性を有したポリエステル繊維を製造する
方法を提案しているが、この方法では紡糸張力が1.6
g/d以上、1.5g/d以下とかなり高いため、単糸
切れが発生しやすくて操業性が悪いという問題があった
本発明は上記したスピンドロー法および特願昭61−1
30796号の欠点を解消し、かつ二工程法による延伸
糸並みの強伸度を有するのは勿論のこと、熱収縮応力の
温度変動が少なくて後加工における熱処理時に熱収縮応
力変動に起因した糸斑が発生しに<<、さらにシボ立ち
が良好なポリエステル繊維を製造する方法を提供するこ
とを技術的な課題とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、前述した特願昭61−130796号に
おける単糸切れを防止するためには紡糸張力を若干下げ
ると効果があり、かつ紡糸張力低下による物性低下を続
く延伸でカバーすることにより特願昭61−13079
6号と同等の糸質性能を備えた繊維を製造することが可
能であり、さらにスピンドロー法の前記欠点も解消でき
ることを見出して本発明に到達した。
すなわち本発明は、ポリエステル繊維を製造するに際し
、溶融紡糸した繊維を下記式(I)〜(TV)を満足す
る条件下、非加熱で引取り、連続して下記式(V)の条
件で延伸し、引き続いて160〜220℃の加熱ローラ
で0801〜0.05秒間熱処理することを特徴とする
ポリエステル繊維の製造方法を要旨とするものである。
5000−100 x (D + 3)≦SS≦5,0
00−100 X(D−1)  (1)0.06≦L/
SS−圧≦0.10        (n )380≦
L≦700         (nl)0.8≦TO≦
1.2(IV) 1.0 + (D −1) /20≦OR≦ 1.0+
n/10    (V)ただし、Lは紡糸口金から集束
点までの距離(am)、SSは引取ローラ速度(m/m
1n)、 Dは捲取糸条の単糸繊度(di、Toは集束
点直後の糸条張力(g/d)、DRは延伸倍率である。
以下1本発明の詳細な説明する。
本発明は、ポリエステル繊維を溶融紡糸して冷却後、引
取ローラで引取るに際し、紡糸口金から集束点までの距
離、糸条張力、引取ローラ速度を規制することにより、
紡出された繊維が引取ローラに至るまでの過程で結晶化
を抑えると同時に配向させ9次いで延伸することにより
、結晶化度は依然として低いものの高配向の繊維とし、
さらに熱処理することにより急激に結・晶化させること
が極めて重要である。
したがって1本発明では、まず紡糸口金から引取までの
過程が得られる繊維の特性を決める大きな要因であり、
このため溶融紡糸したポリエステル繊維を前記(I)〜
(rV)を満足する範囲内で。
かつ非加熱状態で引取る必要がある。
すなわち9本発明では、(I)式を満足する引取ローラ
速度で、引取る際、(■)〜(IV)式の範囲内の集束
距離、糸条張力に設定する。
例えば、単糸繊度2dの繊維を製造する場合は。
4.500〜4.900m/lll1nの引取速度(S
 S)で引取り、その際SSが4.500m/winの
場合は紡糸口金から集束点までの距離(L)を380〜
640cm。
SSが4,900m/n+inの場合はLを410〜6
90 cmとして集束し、かつその際の糸条張力はいず
れの場合も0.8〜1.2g/d 、好ましくは0.8
〜1.0g/dの範囲内にすれば、引取った繊維は、高
速紡糸であるにもかかわらず、配向度が高く、かつ結晶
化度が低いという性質を有する。一方、SSが(I)式
の上限を超えた速度で引取る場合やLが700CI11
を超えた場合、あるいは糸条張力が1.2g/dを超え
た場合、またはL/SS−σが(n)式の上限を超えた
場合は単糸切れが発生しやすく、操業的に問題となる。
一方、SSが(I)式の下限より遅い速度で引取った場
合やLが380cm未満の場合、あるいは糸条張力が0
.8g/d未満の場合。
またはL/5s−Wが(I[)式の下限より小さい場合
は結晶化度が高く、配向度が低い繊維か。
あるいは結晶化度も配向度も低い繊維しか得られない。
また本発明では、配向が進み、かつ低結晶化度の繊維を
延伸に供給する必要があるため、溶融紡糸した繊維を引
取る引取リローラは非加熱ローラを用いることが重要で
あり、ガラス転移温度以上の引取ローラで引取ると、結
晶化が進むために好ましくない。すなわち本発明では非
加熱で引取るので、繊維を引取りローラに半回周ラップ
させるだけでよくて多条紡糸が可能となり5かつ省エネ
ルギーを計ることができる。しかも引取った繊維は配向
が進み、かつ結晶化度が低いので冷延伸が可能である。
上記の条件で引取ったポリエステル繊維を、引続いて前
記式(V)を満足する延伸倍率(D R)で加熱するこ
となく延伸する。(V)式を満足するDRは1例えば単
糸繊度が2dの場合、 1.05〜1.20倍と非常に
低い延伸倍率であり、単糸切れを生じることなく延伸す
ることができる。一方。
DRが(V)式の下限未満の場合は、配向していた繊維
の分子鎖が緩和されてしまうため1強伸度が不十分な繊
維となり、またDRが(V)式の上限を超える場合は単
糸切れを生じるので好ましくない。
本発明では延伸したポリエステル繊維を引き続いて熱処
理することが必要である。延伸は非加熱状態で行なわれ
るため、延伸後の繊維は高度に配向しているものの結晶
化はあまり進行していない。
このため、熱処理を施して結晶化させ1強度を向上させ
るものであり、熱処理が施されていない繊維は結晶化度
が低く1強度が低めとなり、かつ後加工1例えばアルカ
リ1lffi処理をした場合、繊維が脆化するという問
題がある。
上記の熱処理は繊維を結晶化させるためのものであり、
熱処理条件としては160〜220℃で0.01〜0.
05秒間熱処理する。
熱処理温度が160℃より低いと、結晶化が不足して強
度、伸度が不十分な繊維となり、一方220℃より高い
と繊維が融着したり、糸切れする。
また、熱処理時間が0.01秒より短かいと、熱処理温
度が高くても熱処理が不均一となって、糸斑の原因とな
り、一方0.05秒より長いと1本発明により製造され
るポリエステル繊維のもつ熱収縮応力特性等の特徴が失
なわれるので好ましくない。
熱処理は加熱ローラで行うが1本発明でいう加熱ローラ
としては、第1図のようにローラ自体を加熱する加熱ロ
ーラは勿論のこと、ローラとセパレートローラ間に鞍型
ヒータを設置してローラとセパレートローラ間にラップ
させた繊維を鞍型ヒーターで加熱するローラ系でもよい
上述したように1本発明において、引取りローラで引取
った繊維を連続して延伸と熱処理する際に用いる装置と
しては、引取ローラ、延伸ローラ。
加熱ローラの3つのローラ系からなるものでもよいが、
第1図のように延伸ローラと加熱ローラを兼用させた。
引取りローラと延伸同時加熱ローラの2つのローラ系か
らなる装置の方がローラ数域。
糸掛けの容易性等の点から好ましい。
本発明では(I)、 (II)、 (V)式から明らか
なように、製造するポリエステル繊維の単糸繊度に応じ
て紡糸口金から集束点までの距離(L)、引取ローラ速
度(SS)、延伸倍率(D R)を制御する必要がある
。これは、引取ローラに到るまでの繊維形成段階におけ
る細化挙動および冷却挙動が単糸繊度により異なり、単
糸繊度が小さい場合と大きい場合とを比較すると1本発
明の条件で。
紡糸口金から集束点までの距離(L)を同じにして同一
速度(S S)で引取ったとしても、引取ローラにおけ
る結晶化は、後者の方が進んでおり。
このため後者の単糸繊度が大きい繊維の延伸倍率を高く
する必要がある。したがって9本発明におけるポリエス
テル繊維の単糸繊度としては、単糸切れを防止するため
に1〜2.5dが好ましい。またポリエステル繊維の総
繊度は20〜200d特に30〜180dが好ましい。
本発明により製造されるポリエステル繊維は。
単糸切れが少なく2強度4.0 g/d以上、伸度40
%以下の、さらに好ましくイ強度4.5g/d以上、伸
度35%以下の強伸度特性を有し、二工程法による延伸
糸なみの糸質特性を備えている。
また、200℃の熱収縮応力ST2゜。と100℃の熱
収縮応力ST、。。の比s’rz。。/ST+o。が1
.1〜2.0であり、熱収縮応力の温度による変化が少
なく、かつ、熱収縮応力曲線のピーク値STmaXが7
0〜180m1r/dである。
また、得られる繊維は高速紡糸で製造され、かつ、熱処
理されているため、熱水収縮率は7%以下となる。
本発明で得られるポリエステル繊維はこれらの特性を有
しているため、以下の特徴を有する。すなわち、得られ
た繊維に強撚を施して強撚シボ織物を製造する際、シボ
立てを行うが、シボ立て時の熱処理は、繊維の分子鎖の
歪の解放を容易にして潜在トルクの発現がしやすいよう
に弛緩状態で行われるため、この熱処理条件と繊維の熱
水収縮率やST□えが小さいことが相まって、潜在トル
の発現が十分に行われ、深くて細かい均一性のある良好
なシボ形成が行われる。茅非、仮撚等の捲縮加工におい
ても、熱収縮応力の変動に起因する糸斑が発生しにくい
利点がある。
さらに1本発明で得られるポリエステル繊維は。
−皮形成された結晶が破壊された後再度結晶化されると
考えられるため、繊維の結晶がルーズであり、しかも、
非晶部は高速紡糸特有の緩和した構造をとっているため
、染着性が二工程法による延伸糸より優れている。
本発明において使用するポリエステルは、実質的にポリ
エチレンテレフタレートからなり、必要に応じて少量の
他成分と共重合したもので、公知の重合法で得られるも
のである。また、艷消剤。
着色剤、安定剤、制電剤等を含んでいてもよく。
重合度も繊維形成性の損なわれない範囲であれば制限さ
れない。
次に2本発明の一実施態様を第1図により説明する。
ポリエステルの融点(Tm)より20〜50℃高温に保
った紡糸口金より吐出された糸条Yは。
紡糸口金1直下でTm以上の温変セ′保たれた加熱筒2
を通過した後、冷却装置7で冷却固化される。
冷却固化された糸条Yは、紡糸口金1から通常より離れ
た位置に配置された集束具3であるスリット型給油装置
で集束され、引取口、−ラ4に導かれる。引取ローラ4
に導かれた糸条Yは、引取ローラ4と加熱ローラ5間で
延伸された後、連続して加熱ローラ5で熱処理されて結
晶化を進められ。
ボビン6に捲取られる。
なお、前記工程中、集束性を向上させるために交絡処理
を行うことは、何ら障害になるものではない。
以下1本発明における測定方法を説明する。
集束点直後の糸条張力(紡糸張力)は、紡出糸条を集束
させた点から5 cm下の張力をロッシールド社製張力
測定器タイプR−1092で測定した値である。
また、繊維はいずれも20℃、65%R)lにて24時
間調湿後冬物性値を測定した。まず1強伸度の測定には
、品性製作所製オートグラフDSS−500を用い、試
料長30c+n、弓り張−速度30cm/n+inの条
件下で測定した。
次に、複屈折率の測定には、ベレック補償子を備えた偏
光顕微鏡を用い、浸液としてトリクレジルホスフェート
を使用した。
結晶化度(Xρ)は、20℃のn−へブタン。
四塩化エタンを用い、勾配管を作成して求めた密度から
下記の式を用いて算出した。
ρC−ρ易     ρ ただし、  ρ−=1.335g/crlρ、=1.4
55 g/cA さらに、熱収縮応力の測定には、カネボウエンジニアリ
ング製熱収縮応力測定器KE−2を用い。
試料長15c+aをループにして8 cmとし、昇温速
度100℃/win、初荷重1/30 g/dの条件で
測定した。
熱水収縮率は、糸条を50cnのループにし、初荷重1
 / 30 g / dをかけた時の長さくX)と。
次いでフリーにし、沸騰水中で155沸処理後。
自然乾燥し、再度1/30 g/dの荷重をかけた時の
長さくY)の差(X−Y)をXで除して求めた。
また、ポリマーの相対粘度ηrは、25℃のフェノール
/四塩化エタン1/1混合溶媒中、濃度0.5 g/ 
100ccで測定した。
(実施例) 以下2本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
実施例1 第1図のような工程にしたがい、相対粘度ηr1.38
のポリエチレンテレフタレートセミダルチップを第1表
に示す各種の条件で紡糸して、75デニールの各種ポリ
エステル繊維を得た。その際。
溶融温度は一定とし、290℃に設定した。
なお、加熱ローラは220φのものを」い、加熱処理時
間はラップ数をかえることにより変更し。
例えば、熱処理時間0.02秒の場合は5回ラップした
。また引取りローラ温度が室温の場合はローラに半回転
接いただけである。紡糸口金直下には300℃に設定し
た長さ10cmの加熱筒を設置し。
その10cm下より円周方向から吹出す20℃の冷却風
にて繊維を冷却した。
得られたボ・リエステル繊維の物性値を第2表に示す。
第2表中、N114は、 1400m/minの速度で
一度未延伸糸として捲取り2次いで3.1倍に延伸する
と同時に延伸ゾーンで150℃の熱板処理した7 5 
d/36 fの繊維(二工程法の延伸糸)である。
なおll&L1は延伸の際に単糸切れの発生がみられ、
1lh8,11.13ではドラフトゾーンでの単糸切れ
が少し発生した。また隘6は1 kg以上捲くと糸管が
捲取機から抜けないというトラブルがあった。
次に!lh3とl1h13の繊維それぞれ10kIri
#41゜本ずつ採取したが、阻3においては単糸切れも
なくて操業性が良好であり、100%の収率であった。
一方11h13は10kg捲10本のうち、3本に毛羽
の混入が認められ、操業性がやや不良であった。
第2表から明らかなように2本発明例で0%3,10.
12はそれぞれ強度4.5g/d以上。
伸度35%以下と、二工程法により延伸糸患14に比べ
何ら遜色もない。
また2階9は加熱ローラ熱処理時間が長いため。
熱収縮応力のピーク値(ST□8)が低く、熱固定性が
低いことがわかる。
次に、得られた繊維のうち患2〜5.11h7. 91
0.12を筒編みし、下記の条件で染色し、染色斑を調
べた結果、隘5の繊維だけに染め斑がみられた。
〈染色法〉 分散染料Teracil Navy Bleu S G
 Lを用い、2%o、w、f、、浴比1150で分散剤
口1sper T Lを1g/l加え、助剤として硫酸
アンモニウム2g/lとギ酸Q、 l cc / 1を
用いて、繊維1gを1時間100℃で染色した。
次に得られた繊維のうち隘3と患14を前記と同様の条
件で染色し1次いで、残液の染料濃度を分光光度計で測
定し、原液と残液との染料濃度差から、染料吸尽率を求
めたところ、第3表の結彰が得られた。
第3表 第3表から明らかなように2本発明例の11h3は。
染料吸尽率が二工程法による延伸糸(lth14)より
大きく、染着性は良好であった。
さらに、11h3と漱14で得られた繊維を、それぞれ
下記の条件で織物にした。
この繊維に2.500回/mの強撚(SおよびZ撚り)
を加え、得られたS強撚糸および7強撚糸を85℃の乾
熱で45分間熱処理し、トルクを一時的に固定した。こ
の強撚糸を経糸および緯糸として用い、経密度108本
/吋、緯密度90本/吋で、S、22本交互の平織に製
織し、続いてこの生機を100℃の熱水中で30分間浸
漬、攪拌してシボ立てを行い、仕上げた結果1本発明例
である患3で得られた繊維を用いた織物は、m14,7
の繊維からのものに比べて非常にシボが細かくて品位が
より、シかも、風合の柔らかい強撚糸織物であった。
(発明の効果) 上述したように1本発明によれば、高速で溶融紡糸する
に際し、紡糸口金から集束点までの距離。
糸条張力および引取速度を特定の範囲にして引取り1次
いで、小さな延伸倍率で延伸した後、熱処理して捲取る
という簡単な方法で、紡糸・延伸の二工程法で得られる
繊維と同等の強伸度特性を有し、また、熱収縮応力曲線
のピーク値が比較的小さいため、後加工時にシボ立ちが
良好であり、熱収縮応力変動に起因した糸斑も発生しに
<<、シかも染色性が二工程法による延伸糸より向上し
たポリエステル繊維を製造することができ、さらに単糸
切れがなくて操業性が向上するという利点がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施態様を示す工程概略図。 1:紡糸口金 3:集束具 4:引取ローラ 5:加熱ローラ 特許出願人  ユ=亭力株式会社 千yεネ甫正:訂(自発) 昭和61年12月26日 1、事件の表示 特願昭61−246563号 2、発明の名称 ポリエステル繊維の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 兵庫県尼崎市東本町1丁目50番地名称(45
0)二二亭力株式会社 〒541 住 所 大阪市東区北久太部町4丁目68番地名称ユニ
チカ株式会社特許部 電話06−281−5258 (ダイヤルイン)5、補
正の内容 (1)  明細書筒15頁5〜6行目の「−皮形成・・
・結晶化される」を「引取ローラおよび延伸終了後まで
結晶化がほとんど起こらず、熱処理してはじめて結晶化
する」と訂正する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリエステル繊維を製造するに際し、溶融紡糸し
    た繊維を下記式( I )〜(IV)を満足する条件下、非
    加熱で引取り、連続して下記式(V)の条件で延伸し、
    引き続いて160〜220℃の加熱ローラで0.01〜
    0.05秒間熱処理することを特徴とするポリエステル
    繊維の製造方法。 5000−100×(D+3)≦SS ≦5,000−100×(D−1)( I ) 0.06≦L/SS・√D≦0.10(II)380≦L
    ≦700(III) 0.8≦To≦1.2(IV) 1.0+(D−1)/20≦DR≦1.0+D/10(
    V)ただし、Lは紡糸口金から集束点までの距 離(Cm)、SSは引取ローラ速度(m/min)、D
    は捲取糸条の単糸繊度(d)、Toは集束点直後の糸条
    張力(g/d)、DRは延伸倍率である。
  2. (2)単糸繊度(D)が1〜2.5dである特許請求の
    範囲第1項記載のポリエステル繊維の製造方法。
  3. (3)糸条張力(To)が0.8〜1.0g/dである
    特許請求の範囲第1項または第2項記載のポリエステル
    繊維の製造方法。
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Cited By (2)

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