JPH04194010A - 伸度差を有する混繊糸の製造方法 - 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、伸度差を有する混繊糸の製造方法に関し、さ
らに詳しくは伸度差の大きい紡糸混繊糸の製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

近年、いわゆる“新合繊”が市場をにぎわしているが、
最近の素材の開発方向として、天然繊維を模倣するので
はなく、合成繊維の特徴をより発揮していくという試み
が主体となっている。混繊糸の内容もそれに伴い大きく
変化し、例えば伸度が２５０〜３５０％の低紡速未延伸
糸と、伸度が１００〜１６０％の中紡速未延伸糸の組合
せで延伸混繊するということも企業化されている。

この技術は、延伸混繊による技術であるため、より合理
的な製造方法、すなわち紡糸段階でこのような大きい伸
度差を得る紡糸混繊の開発が要望されていた。

このための技術として、例えば特願昭５９−１１４３９
９号公報には、特殊なピンを用いて大きな伸度差を取り
出すことが記載されている。

この方法によると、有用な伸度差が得られる反面、ピン
の精度、装着時の安定性など生産管理面での課題があり
、より簡便な方法、例えばピンを使わないで単なる口金
だけで可能な技術が望まれていた。

ピンを使わない方法としては、紡糸口金、パックを突き
出して冷却する方法、あるいは口金面内で各孔間に突き
出しの差をつけ、口金面内の温度差による伸度アップの
試みもなされている。

しかしながら、単なる冷却差だけでは、口金面が冷えて
紡糸性が低下するだけでなく、肝心の伸度差もそれほど
つかないのが実態であった。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、■単一ポリマーで、■伸度差が充分大きく、
■紡糸時の糸切れが少ない、紡糸混繊糸の製造方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、溶融ポリマーが吐出される吐出孔面の位置が
異なる複数の吐出孔面を有する紡糸口金を用いて混繊糸
を得る方法において、該複数の吐出孔面の中で下部に位
置する吐出孔面に、少なくとも断面積が連続的に拡大す
る吐出孔を設置した紡糸口金を用いることを特徴とする
、伸度差を有する混繊糸の製造方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

ポリマーの溶融温度あるいは紡糸口金温度を下げると、
吐出孔より吐出される重合体の溶融粘度が大きくなり、
伸長応力が大きくなり、その結果、同一紡速で巻き取っ
ても伸度が低下するのは公知のことである。

しかしながら、さらに温度を下げていくと弱糸になり最
後には断糸となるため、通常の吐出孔を用いた場合は、
得られる繊維の伸度およびパフォーマンスの観点から限
界があった。そこで、温度を下げても弱糸になりにくい
方向について鋭意検討した結果、孔径の大きい吐出孔の
方が弱糸になりに（いことがわかった。しかし、この場
合、単に孔径のみを大きくすると、吐出孔内を流れるポ
リマーの背圧が不充分となり、その結果、吐出斑が生じ
るという問題があった。

そこで、本発明者らは、さらに鋭意検討した結果、断面
積が連続的に拡大する吐出孔を用いるならば、口金温度
を下げても弱糸になりにくく、かつ吐出孔内のポリマー
流にかかる背圧も極めてスムーズかつ連続的に変化する
ため、ポリマー流が安定し吐出斑が生じないことを見出
した。

さらに驚くべきことに、吐出孔の形状をかかる形状にす
ると、ポリマーが吐出孔を離れる地点の断面積も極めて
大きくすることができ、例えば従来の高ドラフト紡糸は
高々１，０００〜２．０００程度のドラフト率であるの
に対し、数千〜敵方、さらには１０万以上の高ドラフト
紡糸さえも可能になったのである。さらに、口金面温度
を下げることができるので、そのドラフト効果をより有
効に取り出すことができるのである。従って、口金面温
度の低い本吐出孔と口金面温度の高い他の吐出孔を有す
る紡糸口金を用いて混繊糸を紡糸することにより、ピン
などの複雑な装置を使用しないで、紡糸口金だけで、伸
度差の充分に大きい紡糸混繊糸の製造が可能となったの
である。

本発明を、以下図面を用いてさらに詳しく説明する。

第１図は、本発明に使用できる紡糸口金の１態様を示す
ものである。Ｂ孔が「吐出孔の断面積が連続的に拡大す
る吐出孔ｊであり、その断面積はポリマーの導入部ｌの
終了点２における断面積ＳＡから連続的に拡大し、溶融
ポリマーが吐出孔を離れる点３において最大となる特徴
を有しており、この点が従来の紡糸口金（第６図）と大
きく異なる点である。すなわち、２の地点で絞ってまず
大きな背圧をかけ、次に連続的に拡大して安定な流れに
するわけである。なお、前記の断面積が連続的に拡大す
る吐出孔は、第１図Ｂ孔のごとく文字通り連続的に拡大
する吐出孔のほか、例えば層流を乱さない程度で段階的
に拡大する場合も含む。

次に、第１図において、Ｂ孔のポリマーが吐出される面
は、Ａ孔の吐出孔面より下部に位置することが必要であ
る。これは、Ｂ孔を離れるポリマー流の温度を丸孔を離
れるポリマー流の温度より低くして粘性を高め、前述の
紡糸ドラフトの効果をより有効にし大きな伸度差を得る
ためである。

具体的には、吐出孔面間の距離りは３ｗ以上、好ましく
は１０５ｗ以上にすると良好な結果を与える。ただ、Ｌ
があまり大きくなりすぎると、例えばＬが１００ｍ＋以
上になると、丸孔、Ｂ孔間の温度差が大きくなり過ぎ適
性な温度条件が設定できなくなるので、Ｌは７０肚程度
までが好ましい結果を与える。口金面の温度差は、吐出
孔面間の距離に依存する。口金面の温度差は３°Ｃ以上
、特に１０°Ｃ以上が好ましい結果を与える。ただし、
温度差が４０°Ｃを超えると、安定な紡糸ができなくな
るので、温度差としては３５°Ｃ以下にするのが好まし
い。

なお、温度差をコントロールする方法としては、口金面
側面にヒーターを設置したり、特にＢ孔群のみその周囲
をバンドヒーターでコントロールする方法がある。

また、第１図において、具体的な断面積は、地点３にお
ける断面積Ｓ、は０，１９６２閣２　（丸孔換算！、＝
１．０１ｌｌｌφ）以上が好ましく、０．７８５０閣２
　（丸孔換算ｉ、＊　＝２．Ｏ■φ）以上がより好まし
い結果を与える。紡糸ドラフトの面で断面積Ｓｌｌは大
きい方が望ましいが、あまり大きくすると１つの口金の
なかの吐出孔の数が不足するので１９．６２５ｍ”　　
（丸孔換算ｐ、＝１０ｍφ）程度に押さえるのが同一口
金で混繊糸を得るという観点から好ましい。複数の口金
を使用する場合は、何ら制限はない。

ｉＡ、１．ｃおよびθについては、Ｓａ　＜Ｓ、の関係
を満足するだけでよく何ら限定されるものではなく、例
えば！、は０．１０〜０．９０ｍφ、！、は０．２０〜
１５ａｏｎφ程度で充分である。

また、θは、５°〈θく４５＠、特に１０°〈θ〈３０
°にすれば充分である。

なお、丸孔であるが、これは特に限定されるものではな
く、従来の吐出孔、例えば丸孔、異形孔など色々と使用
することができる。

第２図〜第３図は、本発明の混繊糸の製造に用いること
ができる他の態様を示したものであるが、本発明は必ず
しもこれに限定されない。

第４図は、本発明の紡糸口金を使用して得られる混繊糸
の未延伸糸の応力（Ｓｔ）−伸度（Ｅり曲線（ＳＳ曲線
）であり、特に細デニール成分が低伸度で太デニール成
分が高伸度の組合せであり、例えば紡速が１．０００〜
２，０００ｍ／分程度の比較的低紡速で引き取られた混
繊糸のＳＳ曲線であり、低伸度（Ｅｆｔ　）と高伸度（
Ｆｌ、）との間に明確な区分が生じ、その伸度差（Ｆｌ
２−Ｅｆ、）は１００％以上と極めて大きい特徴を有す
る。

第５図は、本発明の紡糸口金を使用して得られた混繊糸
の未延伸糸の応力伸度曲線（ＳＳ曲線）であり、この場
合は大デニール成分が低伸度となり細デニール成分が高
伸度となり、従来の紡糸混繊とは異なった挙動を示すこ
とも可能であることがわかる。

第６図は、従来検討されている紡糸口金の模式％式％ 第７図は、従来の紡糸混繊未延伸糸の応力−伸度曲線（
ＳＳ曲線）を示す。この場合は、細デニール成分が低伸
度となるが、太デニール成分との伸度差は小さく、低紡
速で巻き取っても、高々８５％程度である。

本発明の方法で得られる混繊糸は、必要に応じて延伸熱
処理を施して各種織編物用原糸として使用する。延伸熱
処理条件は特に限定されるものではなく、既存の設備、
既存の条件を使用することができる。また、その方法も
一度巻き取ったのち、別に延伸熱処理するいわゆる別延
の方法はもちろん、紡糸延伸熱処理を連続して行う、い
わゆる直延の方式のいずれでも可能である。

また、通常知られているように、高紡速、例えば４，０
００ｍ／分以上の場合は、力学的性質が向上しているの
で延伸熱処理する必要はない。

さらに、本発明の混繊糸は、単に延伸糸として使用する
だけでなく、仮撚加工を施し、加工糸としても使用する
ことができる。

さらに、製品の単糸デニール、総デニールも特に限定さ
れない。

なお、本発明に使用する溶融ポリマーとしては、熱可塑
性ポリエステルおよび／またはポリアミドを挙げること
ができる。熱可塑性ポリエステルとしては、例えばポリ
エチレンテレフタレート、ポリプロとレンチレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリへキサメチレン
テレフタレートなどを、ポリアミドとしては、ナイロン
６１、ナイロン６６、ナイロン４６などを挙げることが
できる。

また、本発明では、以上のようにして伸度差の大きい紡
糸混繊糸が製造できる。ここで、伸度差は、混繊糸を構
成するデニールの組合せ、あるいは巻取り速度により大
きく異なるが、本発明の目的とする伸度差とは、例えば
細デニール成分が低伸度となる場合、紡速１，０００〜
１，５００ｍ／分の低紡速では少なくとも１００％を超
える伸度差、紡速３．０００ｍ／分の中紡速でも少なく
とも３０％を超える大きな伸度差をいうのであり、さら
には太デニール成分の伸度が細デニール成分の伸度より
小さくなる、従来の紡糸混繊の概念を変えるような場合
をも含むものである。

〔実施例〕

以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。なお
、本実施例において物性は下記の方法で測定したもので
ある。

■極限粘度 ３５℃、オルソクロルフェノール中オストワルド型粘度
計を用いて測定した溶融粘度から算出した。

■紡糸ドラフト 巻取り速度（Ｖ）とポリマーの吐出速度（Ｔ）の比（Ｖ
／Ｔ）で求めた。

■口金面温度 吐出孔面に検出端を入れ、その表面温度を測定した。

■混繊糸の強力（Ｓ　ｔ　）　、伸度（Ｅりオートグラ
フ（定速伸長型引張試験機）を用い、つかみ間隔の距離
を２０ｃｍとし、標準初荷重のもとで試料をとりつけ、
引張速度１００％／分で引っ張り、荷重伸長曲線を描き
、背伸曲線の最大応力点をその試料の切断強力および伸
度とした。

なお、測定回数は５回とし平均値を求め、また強力（ｇ
）は繊度当たりの強さを求めて強度（ｇ／ｄ）とした。

■嵩高性 糸条をかせ（周長１．２５ｍ）に３２０回転とり、２つ
折りにしたサンプルの１端に６ｇの荷重を吊るし、乾熱
１８０℃で５分間処理し、冷却後一定の重量（Ｗｇ）の
堆積（Ｖｃｊ）を６．４ｇの荷重下で測定し、以下の式
で算出した。

■染色性および風合い 得られた混繊糸を筒編みし、分散染料で常圧染色し、水
洗乾燥後、１８０℃で１分間セットし、評価用試料とし
た。

評価は肉眼、触感によって実施した。

実施例１ 極限粘度〔η〕が０．６４のポリエチレンテレフタレー
ト（艷消し剤として０．０７重量％のＴ　ｉ　Ｏｔを含
む）を溶融し、第２図に示す吐出形状の組合せを有する
紡糸口金（Ａ、Ｂの各ホール数はそれぞれ１２Ｈである
）を用い、１４．７ｇ／分の吐出量で押し出した。ここ
で、使用した吐出孔の各部の寸法および口金寸法を第１
表に示す。

第１表 押し出されたポリマー流に、温度２６°Ｃ１湿度６０％
の冷却風を３０Ｃ１１／秒の線速度で吹きつけ冷却固化
させたのち、オイリングローラ−で油剤を付与し、引取
り速度１，０００ｍ／分で巻き取り、１３３デニール／
２４フイラメントのマルチフィラメントを得た。なお、
このときの混繊糸を構成する細デニール成分と太デニー
ル成分の比は約ｌ：３であり、また細デニール成分が低
伸度であった。

得られた未延伸糸の応力伸度曲線より伸度差（ＥＩ！、
ｔ　　Ｅｊ！＋）をを求めた結果を、第２表に示す。

第２表から明らかなとおり、伸度差が極めて大きく、第
４図に示すようにあたかも低紡速で巻き取った未延伸糸
と中紡速で巻き取った未延伸系とを混繊したようなＳＳ
曲線の形態を呈していた。

引き続き、この未延伸系を以下の条件で延伸熱処理し、
５１デニール／２４フイラメントの延伸糸を得た。

（延伸条件） 得られた延伸糸は、嵩高性が５１ｃ１ｆｆ／ｇと極めて
嵩高性の大きいものであった。

次に、前記マルチフィラメントを筒編みし、下記条件で
分散染料で染色した。

（染色条件） 染色した試料を水洗乾燥後、１８０℃で１分間熱セツト
した。

このようにして得られた試料は、均一で染色性良好なも
のであり、風合いは嵩高性のあるタッチを有していた。

実施例２〜６ 極限粘度〔η〕が０．７２のポリエチレンテレフタレー
ト（艶消し剤として０．０７重量％のＴｉ１ｔを含む）
を溶融し、実施例１で用いた口金より実施例１と同じ要
領で、９２デニール／２４フイラメントの混繊糸を得た
。なお、このときの吐出量および紡糸速度を変更して実
施した。

紡糸条件および得られた混繊糸の伸度を第３表に示す。

なお、混繊糸は、細デニール成分が低伸度でそのデニー
ル比は１：３であった。

第３表にみるとおり、伸度差そのものは低紡速はど大き
いが、３０００ｍ／分の中紡速でも６０％の伸度差を有
していた。

（以下余白） 比較例１ 紡糸口金が第６図の組合せである以外は、実施例１と同
じ要領で実施し、１３３デニール／２４フイラメントの
混繊糸を得た。Ｂ孔群は温度が下がったので流量が減り
混繊糸となった。

この時の混繊糸を構成する成分のデニール比は１：３で
あり、細デニールが低伸度であった。

使用した口金の各部の寸法および未延伸糸の伸度をそれ
ぞれ第４表および第５表に示す。

第４表 第５表 第５表から明らかなように、低紡速でも、８５％程度し
か伸度差−がつかなかった。

この未延伸糸を実施例１と同じ要領で３．２倍延伸し、
４２デニール／２４フイラメントの延伸糸を得た。その
嵩高性は１Ｂｃｄ／ｇと低いものであった。

比較例２ 比較例１で用いたのと同じタイプの吐出孔の組合せで、
Ａ孔が比較例１と同じで、Ｂ孔が！□＝ｆｓ＋＝　　５
．Ｏｍφ、１ｃＩ＝１．２ＥＩＳＬ＝６０鵬の紡糸口金
を用いて、実施例１と同じ要領で紡糸した。Ｂ孔の吐出
斑が太き（巻取れなかった。

実施例７ 実施例１で用いたと同じタイプの吐出孔の組合せで第６
表に示す寸法の紡糸口金を用いて、実施例１と同じ要領
で紡糸し、１３３デニール／２４フィラメントの混繊糸
を得た。このときの混繊糸を構成する成分のデニール比
は１：２であり、太デニール成分が低伸度であった。混
繊糸の伸度も併せて第６表に記す。

第６表 本実施例においては、太デニール成分が低伸度である、
従来の紡糸混繊糸とは異なる混繊糸が得られた。

〔発明の効果〕

本発明の方法によると、口金温度、紡糸温度を下げても
弱糸になりにくく、かつ従来公知の紡糸ドラフトより１
桁以上、場合によっては２桁も大きい紡糸ドラフトを作
用させることができるので、極めて大きな伸度差を有す
る混繊糸を得ることができ、さらに太デニール成分の伸
度と細デニール成分の伸度とを逆転させ、太デニール成
分を低伸度とする画期的な紡糸混繊も可能となり、その
工業的意義は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の混繊糸の製造に用いることができる
、吐出孔面が下部に位置しかつその吐出孔の断面積が連
続的に拡大する吐出孔を有する紡糸口金の１態様を示す
。 第２〜３図は、本発明の製造法に使用できる紡糸口金の
他の態様を示し、第２図はＡ孔の断面積が連続的に縮小
する場合、第３図はＡ孔の断面積が連続的に拡大する場
合を示す。 第４図は、本発明の方法で得られる混繊糸の応力（Ｓｔ
）−伸度（Ｅｌｌり曲線を示し、特に細デニール成分が
低伸度の場合を示す。 第５図は、本発明の方法で得られる混繊糸の応力（Ｓｔ
）−伸度（ＥＩ２）曲線で、特に太デニール成分が低伸
度の場合を示す。 第６図は、従来検討されている紡糸口金の模式第７図は
、本発明の方法以外の方法で得られる混繊糸の応力（Ｓ
ｔ）−伸度（Ｅり曲線を示す。 図中、１．１′はポリマーの導入部、２．２′は導入部
が終了する点、３，３′は吐出孔の断面積が最大となる
点、’ＡＩ＋　　ｉ、Ａ２およびｆ　ＩＩＩ、　　ｆｆ
ｉ　Ｂ２はそれぞれ２．２′および３．３′の地点の直
径を示す。ｆｆ１ｃ＋＋　　ＩｃＺはそれぞれ２〜３お
よび２′〜３′の距離、Ｌは吐出孔Ａと吐出孔Ｂの吐出
面の距離を示す。 特許出願人　　帝　人　株式会社 代理人　弁理士　白　井　重　隆 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融ポリマーが吐出される吐出孔面の位置が異な
   る複数の吐出孔面を有する紡糸口金を用いて混繊糸を得
   る方法において、該複数の吐出孔面の中で下部に位置す
   る吐出孔面に、少なくとも断面積が連続的に拡大する吐
   出孔を設置した紡糸口金を用いることを特徴とする、伸
   度差を有する混繊糸の製造方法。
2. （２）断面積が連続的に拡大する吐出孔の口金面温度が
   他の異なる吐出孔の口金面温度より低い、請求項１記載
   の伸度差を有する混繊糸の製造方法。
3. （３）断面積が連続的に拡大する吐出孔において最大と
   なる断面積が少なくとも０．１９６２ｍｍ＾２である請
   求項１記載の伸度差を有する混繊糸の製造方法。
4. （４）溶融ポリマーが熱可塑性ポリエステルおよび／ま
   たはポリアミドである請求項１記載の伸度差を有する混
   繊糸の製造方法。