JPH0440448B2 - - Google Patents

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JPH0440448B2
JPH0440448B2 JP59032712A JP3271284A JPH0440448B2 JP H0440448 B2 JPH0440448 B2 JP H0440448B2 JP 59032712 A JP59032712 A JP 59032712A JP 3271284 A JP3271284 A JP 3271284A JP H0440448 B2 JPH0440448 B2 JP H0440448B2
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JP
Japan
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polyester
yarn
filament
temperature
shrinkage
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JP59032712A
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JPS59163420A (ja
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Bui Menezesu Edogaa
Eichi Sazan Jon
Eru Booruman Richaado
Emu Chenbarin Jei
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CNA Holdings LLC
Original Assignee
Hoechst Celanese Corp
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Publication date
Application filed by Hoechst Celanese Corp filed Critical Hoechst Celanese Corp
Publication of JPS59163420A publication Critical patent/JPS59163420A/ja
Publication of JPH0440448B2 publication Critical patent/JPH0440448B2/ja
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/32—Side-by-side structure; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/22—Formation of filaments, threads, or the like with a crimped or curled structure; with a special structure to simulate wool
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/253—Formation of filaments, threads, or the like with a non-circular cross section; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
（発明の分野） 本発明は低い巻取速度、たとえば工業用POY
（部分配向糸）巻取速度で、高巻取速度構造の自
己ケン縮性ポリエステル糸を製造する方法に関す
る。より具体的には、本発明は、長手方向に沿つ
て高収縮領域と低収縮領域とを交互に有する押出
により得たポリエステル糸条材料を、そのガラス
転移温度を通過して冷却した後、得られた糸がそ
の自己ケン縮特性を維持し、高巻取速度構造を有
するようになる条件下で、アニールすなわちコン
デイシヨニング帯域を通すことによる、自己ケン
縮性ポリエステル糸の溶融紡糸に関する。 （従来技術） 高分子糸条材料およびフイルムの製造は、従来
から多様な溶融押出条件下で実施されてきた。た
とえば、高応力および低応力の両方の紡糸方法が
採用されてきた。高応力条件では、紡糸された糸
条材料の紡糸口金からの引取は、この材料を押出
してまもなく、まだこれが完全に固化する前に、
実質的な配向を材料に付与するような条件下で行
われる（例、米国特許第2604667号および同第
2604689号参照）。従来技術のかかる高応力条件
は、繊維直径の断面で実質的な半径方向の不均質
性が存在する不均一な糸条材料を一般に形成し、
そのため引張特性、さらには自己ケン縮特性が所
望の程度に達しないことが多い。 押出した糸条材料の冷却を、完全な固化に達す
るまでは遅延させる（すなわち、冷却に長時間か
ける）ことにより、その特性を変化させる溶融紡
糸法も提案されている。たとえば、米国特許第
2323383号、同第3053611号、同3361859号および
同第3969462号、ならびにスイス特許第357144号
を参照できる。 本出願人に譲渡された米国特許第3946100号は、
溶融紡糸糸条材料の固化後で、巻取の前に、熱コ
ンデイシヨニング帯域を採用した、引張強度およ
び弾性率が向上し、収縮性が減少した高分子糸条
材料またはフイルムの製造方法を開示している。
この方法では、結晶化を受けることができるポリ
エステルのような溶融紡糸可能な溶融したポリマ
ー材料を、賦形オリフイスから押出して、糸条材
料またはフイルムを形成し、これをそのガラス転
移温度より低温に冷却して固体の糸条材料または
フイルムを形成し、次いでそのガラス転移温度と
融解温度の間の温度の熱コンデイシヨニング帯域
を短い滞留時間で通過させて、既に固化した糸条
材料（またはフイルム）の実質的な結晶化が高応
力条件下で起こるようにする。その後、糸条材料
を熱コンデイシヨニング帯域から引取る。それに
より、糸条材料の複屈折率と引張特性は非常に増
大および改善され、従来の熱延伸工程は不必要と
なりうる。やはり本出願人に譲渡された米国特許
第4195161号は、この方法により得られる特異な
ポリエステル繊維をより詳しく説明している。同
様のフイラメント溶融紡糸法は西独特許公開公報
第2117659号にも開示されている。 糸条材料のガラス転移温度より高温で、その融
解温度より低温の気体雰囲気を設けた熱コンデイ
シヨニング帯域を採用し、固化した糸条材料を巻
取の前にこの帯域に通す溶融紡糸法に関しては、
欧州特許出願第0034880号およびその中で言及さ
れている特許も参照できる。 米国特許第4338275号は、糸の特性の著しい劣
化を伴わずに、高い紡糸速度で糸条ポリエステル
糸を製造するための延伸紡糸方法に関する。この
方法は、押出されたばかりのフイラメントを、フ
イラメントの融点より高温に加熱された第１流体
雰囲気と、フイラメントのガラス転移温度より高
温に加熱された第２流体雰囲気とに順に通し、続
いて5500ｍ／minを越える速度でフイラメントを
巻取るという方法である。この２つの雰囲気は、
短い距離、有利には100〜500cmの距離で互いに離
間させ、この間隔は第２流体雰囲気の温度より低
温に繊維を冷却させるのに十分な距離となるよう
に選択する。得られた糸は、従来の紡糸−保温−
延伸・熱弛緩方式の糸に、特性で匹敵する。 スイス特許第530479号には、2000ｍ／minを越
える延伸速度を採用して合成線状ポリマーを溶融
紡糸することによる、三次元ケン縮糸および繊維
の製造方法が開示されている。この方法は、まず
溶融紡糸フイラメントを紡糸口金の直下で片側だ
け冷却し、次いでフイラメントを凝固点以下まで
完全に冷却するという工程を包含する。冷却した
フイラメントをその後、巻取の前に凝固点より高
温に加熱する。 複数の溶融紡糸フイラメントを合流させるよう
な押出条件下で高分子糸条材料、特にポリエステ
ルフイラメントを溶融押出することにより、自己
ケン縮性糸を形成することも、従来技術で試みら
れてきた。 たとえば、特公昭42−22339号は、各種ポリマ
ーを複数の組合せオリフイスから低紡糸速度で押
出することを開示している。各組合せオリフイス
は、大直径の中心細孔と、小直径の２以上の周囲
細孔とを含み、各細孔の長さは特定されない。紡
糸した糸を次いで不特定条件下で延伸すると、断
面形状が各フイラメントに長手方向に沿つて連続
的かつ周期的に変化する延伸フイラメントが形成
される。 しかし、上記方法の実施においては、弛緩した
糸のケン縮水準が最低有用な水準に増大するま
で、延伸比を極めて低い比率まで低下させなけれ
ばならない場合がある。 特開昭54−42415号は、２つのポリエステル流
を収束する細孔（キヤピラリ）を備えた紡糸口金
から紡糸し、この２つの流れが空中（紡糸口金の
下）で交差して、１つの合一流を形成する方法を
開示している。流れの一方は他方より高速度と
し、合一流を冷却してフイラメントを形成したと
きに、その長手方向に沿つて太い領域と細い領域
とができるように、溶融流に揺れが起こる。多数
のかかるフイラメントを合わせて１本の糸にし、
弛緩させると、非常に有用なケン縮が得られ、こ
の糸から製造した布帛は格別に柔軟で豪華な風合
いを有する。 米国特許第4332758号には第１と第２の２種類
のフイラメントからなる自己ケン縮性糸の製造方
法が開示されている。この方法は、流れごとに位
相がずれて太い領域と細い領域とが反復している
第１の複数の溶融ポリエステル流を形成すること
により第１の種類の紡糸を行い；この第１の複数
の流れを冷却して、フイラメントごとに位相がず
れて長手方向に沿つて太い領域と細い領域とを有
する第１の種類のフイラメントを形成し；一定の
共通紡糸速度で上記の合一フイラメントより低い
収縮率を示す、らせん断面のフイラメントを形成
するように選択したらせん形オリフイスから、繊
維形成性分子量の溶融ポリマーの別の流れを押出
することにより第２の種類の紡糸を行い；この別
の流れを冷却してフイラメントにし；第１および
第２の種類のフイラメントを共通の紡糸速度で流
れから引取り、第１と第２の種類のフイラメント
を合わせて糸にし、第１種類の複数の溶融流に形
成した太い領域と細い領域ならびに共通の紡糸速
度は、糸のケン縮率が少なくとも２％となるよう
に選択することからなる。 しかし、有用な程度のケン縮を維持しながら糸
の特性を変化および／または改善させるために、
かかる自己ケン縮性糸の押出に採用する溶融押出
条件を操作することは一般に非常に困難である。
かかる自己ケン縮性糸にあつては、フイラメント
はその長手方向に沿つて高収縮領域と低収縮領域
とを、好ましくは規則的な間隔で有している。こ
の両領域の収縮幅の変動（差異）の大きさが、有
用な程度のケン縮を得るのに極めて重要である。
たとえば、収縮幅変動度が小さすぎるか、または
フイラメントに沿つた収縮幅変動の位相が合つて
いると、有用な程度のケン縮は得られないであろ
う。溶融押出工程中に行つた、たとえば熱処理な
どの処理が正比例関係で合流フイラメントに影響
しない場合には、得られたフイラメントの自己ケ
ン縮特性はそれにより失われてしまう。たとえ
ば、ずつと低い紡糸速度で高速紡糸糸を得る際
に、糸の有用な自己ケン縮特性を失わずに糸のコ
ンデイシヨニング、すなわちかかる、自己ケン縮
性糸の特性を変化させることができると、斯界に
とつて非常に望ましく、著しく有利であろう。し
かし、かかる利点を達成・実現する方法はこれま
で知られていなかつた。 よつて、本発明の目的は、糸の有用な自己ケン
縮特性をを失うことなく、自己ケン縮性糸の特性
を変化または変性させる溶融押出方法を提供する
ことである。 本発明の別の目的は、糸の有用な自己ケン縮特
性を失うことなく、しかも高い巻取速度を使用す
る必要がなく、自己ケン縮性糸に高巻取速度特性
を持たせる方法を提供することである。 本発明のまた別の目的は、従来のPOY巻取速
度で可能であるよりも高水準の非晶質配向を有す
る自己ケン縮性糸を効果的に形成する方法を提供
することである。 上記およびその他の目的、ならびに本発明の範
囲、本質および利用については、以下の本発明の
詳細な説明から当業者には明らかとなろう。 （発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明により、 （） 異なる押出速度で移動している繊維形成
性ポリエステルの少なくとも第１および第２の
溶融押出流を合一させることにより、溶融紡糸
ポリエステルの複数の合一流を形成して、各合
一流に太い領域と細い領域とを他の合一流とは
位相をずらして形成し； （） 該ポリエステルのガラス転移温度より低
温の気体雰囲気を設けた固化帯域内で、前記合
一流を冷却することにより、これをフイラメン
トごとに位相がずれて長手方向に太い領域と細
い領域とを有している固定フイラメントに変換
させ； （） 得られたフイラメントをその長手方向に
送つて、約10〜45％の範囲内の糸収縮率を示す
ポリエステルフイラメントを形成するのに十分
な温度の気体雰囲気を設けたコンデイシヨニン
グ帯域を通過させ； （） 得られたフイラメントを実質的に一定の
巻取速度で前記コンデイシヨニング帯域から引
取る； という工程によりフイラメントを形成することか
らなる、フイラメントごとに位相がずれて長手方
向に太い領域と細い領域とを有する複数のポリエ
ステルフイラメントからなる自己ケン縮性ポリエ
ステル糸を迅速に形成して構造変性させる方法が
提供される。かくして得た糸は、なお有用な程度
のケン縮率（例、少なくとも2.5％）を示すと同
時に、ずつと高い巻取速度で紡糸した糸に認めら
れる特性に類似した特性を示す。 本発明の１具体的態様では、 （） 異なる押出速度で移動している繊維形成
性ポリエステルの少なくとも第１および第２の
溶融押出流を合一させることにより、溶融紡糸
ポリエステルの複数の合一流を形成して、各合
一流に太い領域と細い領域とを他の合一流とは
位相をずらして形成し； （） 該ポリエステルのガラス転移温度より低
温の気体雰囲気を設けた固化帯域内で、前記合
一流を冷却することにより、これらをフイラメ
ントごとに位相がずれて長手方向に太い領域と
細い領域とを有している固定フイラメントに変
換させ； （） 得られたフイラメントをその長手方向に
送つて、約230〜270℃、より好ましくは約240
〜260℃の範囲内の温度の気体雰囲気を設けた
コンデイシヨニング帯域を通過させ； （） 得られたフイラメントを約3500〜
4000yd／min（3200〜3650ｍ／min）の範囲内、
より好ましくは約3800yd／min（3470ｍ／min）
の実質的に一定の巻取速度で前記コンデイシヨ
ニング帯域から引取る； という工程により、長手方向に太い領域と細い領
域とを有するフイラメントを形成することからな
る、自己ケン縮性ポリエステル糸の形成および変
性方法が提供される。 以下、本発明を詳述する。 本発明で用いる好ましいポリマー材料は、溶融
紡糸可能なポリエステルである。たとえば、本発
明に用いる溶融紡糸可能なポリエステルは、ポリ
エチレンテレフタレートを主成分とするもの、好
ましくは少なくとも75モル％のポリエチレンテレ
フタレートを含有するもの、特に好ましくは少な
くとも85モル％のポリエチレンテレフタレートを
含有するものから選択しうる。本発明の特に好ま
しい態様では、溶融紡糸可能なポリエステルは実
質的にすべてがポリエチレンテレフタレートから
なる。あるいは、ポリエステルの製造中に、エチ
レングリコールおよびテレフタル酸またはこれら
の誘導体以外の１種もしくは２種以上の少量のエ
ステル形成性成分を共重合させてもよい。たとえ
ば、溶融紡糸可能ポリエステルは、75〜100モル
％（好ましくは85〜100モル％）のポリエチレン
テレフタレート構造単位と、０〜25モル％（好ま
しくは０〜15モル％）のポリエチレンテレフタレ
ート以外の共重合エステル単位とを含有しうる。
ポリエチレンテレフタレート単位と共重合させう
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
キサメチレングリコール、ペンタエリトリツトな
どのグリコール類、ならびにヘキサヒドロテレフ
タル酸、ジ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、
アゼライン酸などのジカルボン酸がある。 本発明の方法で用いる溶融紡糸可能ポリエチレ
ンテレフタレートは、約0.45〜1.0、本発明方法
の特に好ましい態様では約0.5〜0.75の極限粘度
数（I.V.）を示す。溶融紡糸可能ポリエステルの
I.V.は次式により求めるのが好都合である： I.V.＝ lim Ｃ→０ （ln ηr／ｃ） 式中、ηrは、そのポリマーの希薄溶液の粘度を
使用溶媒の粘度（同じ温度で測定）で割ることに
より得た「相対粘度」であり、ｃは前記溶液のポ
リマー濃度（単位：ｇ／100ml）をそれぞれ意味
する。また、ポリエチレンテレフタレートは一般
にガラス転移温度が約60〜80℃、融点が約250〜
265℃、たとえば約260℃である。 使用ポリマーはまたは慣用の添加剤を含有して
いてもよく、たとえば微細粒子状充填材（例、
TiO2およびSiO2）を好ましくはポリマーの全重
量に基づいて約０〜10重量％、特に好ましくは約
０〜1.5重量％の量で含有していてもよい。 フイラメントごとに位相がずれて太い領域と細
い領域とをフイラメントの長手方向に沿つて有し
ている本発明のポリエステルフイラメントの押出
には、異なる押出速度で走行している繊維形成性
ポリエステルの少なくとも第１および第２の押出
流を合わせることにより溶融ポリエステルの合一
流を形成し、それにより各合一流に他の合一流と
は位相がずれて厚肉と薄肉の両領域を形成するこ
とができるものであれば、任意の紡糸口金を使用
することができる。 １例として、第１図および第２図に、本発明に
したがつてフイラメントを得るのに使用すること
がきる紡糸口金の設計を示す。たとえば、この紡
糸口金は紡糸口金プレート２２の上面２１に形成
した大直径のカウンターボア（深座ぐり）２０を
有している。大直径カウンターボア２０の底面の
片側には小直径のカウンターボア２４が形成され
ている。大直径細孔２６が大直径カウンターボア
２０の底面の小直径カウンターボア２４と反対側
から延設されており、大直径カウンターボア２０
の底面をプレート２２の下面２８に接続させてい
る。小直径カウンターボア２４の底面は小直径細
孔３０によりプレート下面２８と接続している。
細孔２６と３０はそれぞれ垂直から5°だけ傾斜し
ており、したがつて10°の内包角を形成している。
カウンターボア２０の直径は0.113インチ（2.87
mm）であり、カウンターボア２４の直径は0.052
インチ（1.32mm）である。細孔２６は直径0.016
インチ（0.406mm）、長さ0.146インチ（3.71mm）で
あり、細孔３０は直径0.009インチ（0.229mm）、
長さ0.032インチ（0.812mm）である。細孔２６と
３０がプレート下面２８に達したときにこの両者
を離間させているランド３２の幅は0.0043インチ
（0.109mm）である。プレート２２の厚みは0.554
インチ（14.07mm）である。細孔２６および３０
とカウンターボア２０および２４が一緒になつ
て、本発明により各種フイラメントを紡糸するた
めの組合せオリフイスを構成する。 ポリエステルポリマーを上記の代表的な組合せ
オリフイスから紡糸する場合、紡糸口金構造の上
記幾何学的形状のために顕著な現象が起こり、小
直径細孔３０を流れるポリマーの流速が、大直径
細孔２６を流れるポリマーの流速より高くなる。
各組合せオリフイスか出てくる一対の流れのそれ
ぞれの速度とモーメント、および各流れが紡糸口
金の外側で合流するときの角度は、一対の流れが
最初に接触して接合した時点を過ぎると大直径細
孔から出たより太い低速度の流れが実質的に直線
状に進み、一方、より細い高速度の流れのそれぞ
れは、次々にあるその相手方の太い流れとの接合
点の間であちこちに湾曲したループを形成してい
る。この作用は、紡糸口金の前面の直下の流れに
向けたストロボ光を使用して容易に観察すること
ができる。溶融流が加速しながら紡糸口金から離
れていくにつれて、低速度の太い流れは接合点の
間で細くなつていき、それにつれて高速度の流れ
のループはまつすぐ伸びていき、ついに高速度の
流れが低速度の流れと連続的に接触するまでにな
る。低速度の流れはその後も細くなつていくが、
最初に接触して接合した地点よりも、最初の接合
点の中間の部分の方が細くなる程度が大であるの
で、得られた合一流は、最初の接合点の部分がこ
れらの接合点の中間の部分よりも太くなつている
断面を有する。その後も、得られた合一流はさら
にいくらか細くなつて、最終的に固化帯域で固化
してフイラメントを形成する。 実質的に平行な細孔を使用した紡糸口金も自己
ケン縮性糸の紡糸に採用することができる。最低
２つのかかる平行な細孔の組合せが、太い領域と
細い領域とを有するフイラメントを得るのに必要
である。ただし、３またはそれ以上の細孔の組合
せを使用しても好結果が得られる。 たとえば、第３図および第４図に示すように、
ポリエステルポリマーを紡糸口金１２４に設けた
実質的に平行な細孔１２０および１２２から溶融
紡糸し、一方が他方より高速度の少なくとも２つ
の溶融した一次流（sub−stream）を形成する。
これらの細孔の横方向の間隔は、紡糸口金の下側
で複数の一次流が一体化して、太い領域と細い領
域とを有する合一流になるように選択した小間隔
とする。好適態様の１例として、細孔１２０の直
径は0.305mm、周囲細孔１２２の直径は0.203mmで
あり、細孔１２２の中心は、細孔１２０の中心か
ら0.356mm離れて、その両側に位置し、細孔の長
さはどれも0.305mmである。細孔１２０とそのま
わりの周囲細孔１２２は、第４図に図式的に示す
ように、１本のフイラメントを紡糸するための組
合せオリフイスとして協同作用する。通常、１個
の紡糸口金に複数の組合せオリフイスを設けて、
得られたマルチフイラメント糸が２本以上の本発
明にかかるフイラメントから構成されるようにす
る。 一次流の１つが、これと合流して合一流を形成
する他の少なくとも１つの一次流より高速度であ
ることが必須である。第４図は、上に具体的に説
明した紡糸口金の直下での溶融一次流に起こる作
用を定性的に示す。この例では細孔の長さはすべ
て同じであるので、細孔１２０から出た一次流の
押出直後の速度は、細孔１２２から出た一次流よ
り高くなる。したがつて、中央の一次流は、外周
の一次流の一方のぶつかつて接合し、次いで屈曲
して、反対側の外周一次流にぶつかつて接合する
という動作を交互に繰り返す。かくして形成され
た合一流が細くなつていくにつれて、各一次流が
平行状態になつて一体化し、その長手方向に沿つ
て太い領域と細い領域とを有する流れが形成され
る。 一般に紡糸口金の設計は、個々の流れの１つの
その細孔内での速度が、他の流れの１つのその細
孔内での速度の２〜７倍（好ましくは、3.5〜5.5
倍）となるようにするのが有利である。２つの流
れのうち、高速度の流れの方の断面積が低速度の
流れの断面積より小さいと、特にケン縮度と紡糸
安定性の点でさらに有利となる。 押出に続いて、得られた溶融合一流をその長手
方向に送つて、使用ポリエステルのガラス転移温
度より低温の気体雰囲気を設けた固化帯域に通
し、ここで溶融材料を固体の糸条材料に変換させ
る。材料がポリエチレンテレフタレートを主成分
とするものである場合、固化帯域の気体雰囲気の
温度は一般に約80℃より低温となる。 固化帯域内で、溶融材料は溶融体から半固体の
稠度へ、次いで半固体の稠度から固体の稠度へと
移行する。固化帯域は「冷却帯域」という用語で
呼ぶこともある。固化帯域内に存在する気体雰囲
気は、より効率的な熱伝達を生ずるように循環さ
せるのが好ましい。本発明の方法の特に好ましい
状態では、固化帯域の気体雰囲気の温度は、約10
〜40℃の範囲内、より好ましくはほぼ室温（例、
約25℃）とする。気体雰囲気の化学組成は、これ
が使用ポリマー材料と過度に反応性でない限り、
本発明方法の操作にとつて特に制限されない。本
発明方法の特に好適な態様にあつては、固化帯域
の気体雰囲気は空気である。固化帯域に使用する
ために選択しうる他の代表的な気体雰囲気として
は、ヘリウム、アルゴンおよび窒素のような不活
性ガスがある。 固化帯域は紡糸口金の直下に配置するのが好ま
しい。通常、固化帯域の長さは約0.25〜20ft
（0.076〜6.1ｍ）、好ましくは約１〜7ft（0.3〜2.1
ｍ）である。気体雰囲気は固化帯域の下端から導
入し、その側面から排出するのが好ましく、移動
している連続長のポリマー材料は紡糸口金から固
化帯域内を下降させるのが好ましい。これに代え
て、目的とする冷却を生ずることのできる中心流
冷却方式あるいは任意の他の方式も利用すること
ができる。 得られた固体フイラメントを、次にその長手方
向に送つて、使用ポリエステルフイラメントのガ
ラス転移温度よりは高温であるが、その融点より
は低温の気体雰囲気が設けられたコンデイシヨニ
ング帯域を通過させる。この気体雰囲気の温度
は、糸収縮率が約10〜45％、より好ましくは約15
〜35％、特に好ましくは約20〜30％の範囲内のポ
リエステルフイラメントを生ずるのに十分な温度
とする。このような温度の気体雰囲気を採用する
ことが重要であつて、これをはずれると、得られ
た糸フイラメントの自己ケン縮特性が、たとえば
約2.5％以上という有用な程度のケン縮を得るこ
とができなくなる程度まで実質的に劣化すること
が見出された。より具体的には、この帯域の温度
が低すぎると、通常POYと呼ばれるような高収
縮／低ケン縮糸が得られ、反対にこの帯域の温度
が高すぎると、低収縮／低ケン縮の平板な糸が得
られる。 これは、固化した材料の実質的な結晶化がコン
デイシヨニング帯域内で起こると考えられること
からそうなると思われる。本発明により製造した
自己ケン縮性糸のケン縮機構は、糸を形成してい
る各種フイラメントの長手方向の収縮度に変動が
あることに起因するものと考えられる。この収縮
度の変動は、フイラメント内の厚肉の太い部分と
薄肉の細い部分が異なる応力水準を経ており、し
たがつて異なる水準の結晶化度を有していること
から生ずる。かかる糸を低張力下で加熱すると、
フイラメント内の高収縮領域は隣接フイラメント
の低収縮領域より収縮が大きく、その結果、低収
縮領域は必然的に外側にふくらんで、糸の束から
突出し、ケン縮を形成する。実質的な結晶化が起
こると、太い領域と細い領域との間の収縮度の変
動、すなわち差が無くなつてしまい、糸の太い領
域と細い領域の間で収縮度の違いが無くなるか、
あるいはその違いが非常に小さくなると、有用な
程度のケン縮を得ることはできなくなる。しか
し、予想外なことに、本発明により一定の糸収縮
率を示すフイラメントを形成するのに十分な温度
の気体雰囲気を使用すると、フイラメント構造
は、その自己ケン縮特性を失うことなく変化する
ことが見出された。しかし、本発明の範囲外の温
度条件を採用すると、有用な自己ケン縮特性に達
しないもの、すなわち2.5％未満のケン縮特性を
示す糸しか生成しないことが判明した。 所望の糸収縮、したがつてケン縮率をはじめと
する所望の総合特性を達成するのに必要なコンデ
イシヨニング帯域の気体雰囲気の温度は、使用す
る巻取速度（したがつて、滞留時間）に応じて変
動しよう。巻取速度がある程度実質的に増大、た
とえば500yd／min（460ｍ／min）だけ増大する
と、同じ水準の収縮を達成するには気体雰囲気の
温度を高くしなければならない。巻取速度が約
3500〜4000yd／min（3200〜3650ｍ／min）の範
囲内、より好ましくは約3700〜3900yd／min
（3380〜3570ｍ／min）の範囲内である場合、少
なくとも５％のケン縮率を示す糸を得るには、気
体温度を約230〜270℃、より好ましくは約240〜
260℃の範囲内とするのが一般に好ましい。 コンデイシヨニング帯域内に設ける気体雰囲気
の化学組成は、その気体雰囲気が使用ポリマー糸
条材料と過度に反応性でない限り、本発明方法の
操作にとつて特に制限はない。一般には静止空気
または水蒸気を使用するのが好都合である。コン
デイシヨニング帯域に使用しうる他の代表的な気
体雰囲気には、ヘリウム、アルゴンおよび窒素な
どの単一ガスからなる雰囲気がある。コンデイシ
ヨニング帯域を必要な温度に保持するためにバン
ドヒーターまたはその他の任意の加熱手段を設け
ることができる。コンデイシヨニング帯域の長さ
は一般に約0.5〜30ft（0.15〜9.1ｍ）、好ましくは
約３〜12ft（0.9〜3.7ｍ）である。 得られた糸条材料を次いで実質的に一定の巻取
速度でコンデイシヨニング帯域から引取る。巻取
速度は好ましくは約2200〜4400yd／min（2000〜
4000ｍ／min）、特に好ましくは約3500〜
4000yd／min（3200〜3650ｍ／min）の範囲内で
ある。 得られた各フイラメントは、その長手方向に沿
つて反復的に変動する非円形断面を有し、大断面
積の部分が小断面積の部分より著しく高い収縮を
有する。各組合せオリフイス間のわずかな差異、
紡糸口金の断面での温度勾配、および各流れの対
にまつたく同一の処理を施しても生じてしまうそ
の他の同様な変動のために、多オリフイス紡糸口
金は、一般的には、いくつかの生成した流れおよ
びフイラメントの中で必然的にいくらか異なつた
反復速度を与えることになろう。 本発明の改良された溶融押出方法は、自己ケン
縮性糸の溶融紡糸に適した紡糸口金を備えた、慣
用の溶融紡糸装置（例、ナイロン紡糸装置）で実
施するのが好都合である。これに適当な長さの加
熱式コンデイシヨニング室を、冷却帯域の下に単
に追加するだけでよい。 本発明の方法は、有用な程度のケン縮、ならび
に高速紡糸糸の特性を示す、自己ケン縮性ポリエ
ステル糸を迅速に得る方法を提供する。たとえ
ば、約3800yd／min（3470ｍ／min）の巻取速度
で本発明により紡糸した自己ケン縮性糸は、コン
デイシヨニング帯域を省略して本質的に同一条件
下で、ただし巻取速度は5000yd／min（4570ｍ／
min）で溶融紡糸した自己ケン縮性糸と、本質的
に類似の特性水準を示すことが見出された。特
に、ケン縮率と非晶質配向は類似していた。さら
に、これらの糸から製織した布帛も、通気性、不
透明性、ドレープ性および風合いの各特性が類似
していた。 かくして、本発明により、著しく低い巻取速度
で、有用な程度のケン縮と高巻取速度特性とを有
する自己ケン縮性製品を迅速に得ることができ
る。したがつて、本発明は、巻取速度が低いワイ
ンダで操業する場合に特に有意義であろう。たと
えば、新型の高速ワインダを用いなければ一般に
得ることができないようなある種の特性水準を持
つた自己ケン縮性糸を得たい場合に、本発明を利
用すれば、より旧型の装置を使用してもかかる特
性水準を得ることができる。よつて、本発明に伴
う経済的利点は有意義である。 以下の実施例は本発明の具体的例示として挙げ
たものである。ただし、実施例は単に例示に過ぎ
ず、制限を意図したものではないことは理解され
よう。 以下の実施例中、および本発明にとつて、糸の
特性は次の方法で測定したものである。 スーター（Suter）デニールリール、すなわち
カセ巻き装置を使用して、被験糸からカセ・デニ
ールが約8000、１周が1.125ｍのカセを調製する。
カセが１カセ・デニール当たり0.0025ｇに相当す
るおもりを支えている状態で、カセの長さL0を
測定する。おもりをぶら下げたままのカセを、
120℃に保持した熱風乾燥器に５分間入れる。次
いで、カセを乾燥器から取り出し、21℃、相対湿
度65％で１分間コンデイシヨニングした後、カセ
の長さL1を測定する。次いで、おもりを１カ
セ・デニール当たりの荷重が0.1ｇとなるように
増やし、それから30秒後のカセの長さL2を測定
する。これらの測定値から、糸の収縮率、ケン縮
発現率、および嵩高率はそれぞれ次のように定義
される： 糸収縮率＝100×（L0−L2）／L0 糸ケン縮発現率＝100×（L2−L1）／L2 糸嵩高率＝100×（L0−L1）／L0 伸び（％）と強力（ｇ／ｄ）は、ゲージ長さ
12.5cm、伸長速度30cm／minで、インストロン引
張試験機を使用して測定した。 非晶質配向（fa）は、非晶質領域における繊維
軸に対するポリマー連鎖軸の整列度の尺度であ
り、次式により求めた： fa＝１−Ｅ○／ａ／（１−Xc） 1.5／Ｅ−Xc（１−fc
）／Ｅ○／ｃ 式中、Ｅはソニツク・モジユラス（dyn／cm2）、
ＥおよびＥはそれぞれ非晶質相および晶質相
の固有横方向モジユラス〔Dumbleton et al，
「ポリエチレンテレフタレートの色素拡散に対す
る構造変化の影響」、J.Appl.Poly.Sci.，12，
pp.2491−2508（1968）に定義されている〕、なら
びにfcは次式で定義される結晶配向指数、すなわ
ち晶質相のポリマー連鎖軸整列度の尺度を意味す
る。 fc＝１−３／２＜sin2θ＞ 式中、θはポリマー連鎖軸が繊維軸とつくる角
度である。 結晶度は次の誘導式にしたがつて求めた： 結晶度（％）＝0.027＋0.970／収縮率（％） 実施例 試験１〜13において、第５図に略式で示した全
体構造の設備を使用して、各種自己ケン縮性ポリ
エステル糸を溶融紡糸した。紡糸口金は第６図に
示すものを使用した。使用ポリエステルは、ジエ
チレングリコール約1.25モル％とTio21.0重量％
とを含有し、対数粘度数が0.67のポリエチレンテ
レフタレートであつた。溶融ポリエステルを紡糸
口金から押出し、固化帯域（冷却路）で冷却し
た。固化帯域には、溶融糸条材料を冷却して固体
の糸条材料にするために、75または350ft3／min
（2.1〜9.9m3／min）のいずれかの流量の横断空気
流を使用した。固定フイラメントを次いで、長さ
１ｍ、内径２cmの加熱チユーブに通した。このチ
ユーブはステンレス鋼製で、内部は空気雰囲気で
あり、可変電圧器装置により抵抗加熱されてい
た。空気雰囲気の温度は、試験ごとに190〜280℃
の範囲内で変動させた。 チユーブ内でのフイラメントの動きを実質的に
減少させるために、加熱チユーブの下部から約
1.2ｍの位置に油圧式加撚装置を配置した。加熱
チユーブの下部から1.5ｍの位置で、慣用のオイ
ル仕上げを糸に施した。使用した巻取速度は、約
3800yd／min（3470ｍ／min）で一定とした。 得られた糸の各試料の特性を前述のように測定
した。結果を次表にまとめて示す。加熱チユーブ
温度に対する収縮率とケン縮率の変化を、第７図
にグラフで示す。
【表】
【表】 第７図からわかるように、有用な程度のケン縮
は、一般に約230〜270℃の加熱チユーブ温度範囲
でしか得られなかつた。この範囲を外れると、糸
のケン縮特性は望ましいものに達しなくなる、す
なわち約2.5％未満となる。 さらに、上の第７図の結果を、加熱チユーブを
使用せず、紡糸速度を4800〜5200yd／min（4390
〜4750ｍ／min）に増大させた以外は上記と同様
の操作により試験を行つた表の試験14〜16を比較
すると、非晶質配向、ケン縮率、収縮率、嵩高率
および強力は、特に加熱チユーブの温度が約240
〜250℃である場合に、同等の水準にあり、生成
したフイラメントの糸収縮率は15〜35％の範囲内
にあることが認められよう。すなわち、本発明の
方法を利用することにより、ずつと高速の紡糸速
度で溶融紡糸した自己ケン縮性糸が示すのと類似
または同等の特性を有する、有用な自己ケン縮性
糸を得ることができることがわかる。 以上に本発明を好適態様とともに説明したが、
当業者には明らかなように、これに変更を加える
ことも当然可能であり、かかる変更も本発明の範
囲内に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、紡糸口金オリフイスの縦断面図、第
２図は、第１図のオリフイスの下から見た底面
図、第３図は、本発明に使用するのに適した別の
紡糸口金オリフイスの押出面の平面図、第４図
は、第３図の紡糸口金の押出面の直下での溶融流
の略式側面図、第５図は、実施例で使用した押出
装置の略式図、第６図は、実施例で使用した紡糸
口金の紡糸オリフイスの縦断面図、第７図は、コ
ンデイシヨニング帯域内の気体雰囲気の温度に対
する、糸が示すケン縮率と収縮率との関係を示す
グラフである。 ２０……紡糸口金プレート、２２，２４……カ
ウンターボア、２６，３０，１２０，１２２……
紡糸細孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ （） 異なる押出速度で押出されて走行し
    ている繊維形成性ポリエステルの少なくとも第
    １および第２の溶融押出流を合一させることに
    より、溶融紡糸ポリエステルの複数の合一流を
    形成して、各合一流に太い領域と細い領域とを
    他の合一流とは位相をずらして形成し； （） 該ポリエステルのガラス転移温度より低
    温の気体雰囲気を設けた固化帯域内で、前記複
    数の合一流を冷却することにより、これらをフ
    イラメントごとに位相がずれて長手方向に太い
    領域と細い領域とを有している複数の固体フイ
    ラメントにそれぞれ変換させ； （） 得られた複数のフイラメントをその長手
    方向に送つて、10〜45％の範囲内の糸収縮率を
    示すポリエステルフイラメントを形成するのに
    十分な温度の気体雰囲気を設けたコンデイシヨ
    ニング帯域を通過させ； （） 得られた複数のフイラメントを実質的に
    一定の巻取速度で前記コンデイシヨニング帯域
    から引取る； という工程により複数のフイラメントを形成する
    ことからなる、フイラメントごとに位相がずれて
    長手方向に太い領域と細い領域とを有する複数の
    ポリエステルフイラメントからなる自己ケン縮性
    ポリエステル糸を迅速に形成して構造変性させる
    方法。 ２ コンデイシヨニング帯域の気体雰囲気の温度
    が、20〜30％の範囲内の糸収縮率を生ずるのに十
    分なものである特許請求の範囲第１項記載の方
    法。 ３ コンデイシヨニング帯域の温度が230〜270℃
    の範囲内である特許請求の範囲第１または第２項
    項記載の方法。 ４ コンデイシヨニング帯域の温度が240〜260℃
    の範囲内である特許請求の範囲第３項記載の方
    法。 ５ 巻取速度が2200〜4400yd／min（2000〜4000
    ｍ／min）である、特許請求の範囲第１項〜第４
    項のいずれか１項記載の方法。 ６ 巻取速度が3500〜4000yd／min（3200〜3650
    ｍ／min）である、特許請求の範囲第３項記載の
    方法。 ７ 巻取速度が3800yd／min（3470ｍ／min）で
    ある、特許請求の範囲第５項記載の方法。 ８ 該繊維形成性ポリエステルが、ポリエチレン
    テレフタレート85〜100モル％とポリエチレンテ
    レフタレート以外の共重合エステル単位０〜15モ
    ル％とからなるものである特許請求の範囲第１項
    〜第７項のいずれか１項記載の方法。 ９ 該繊維形成性ポリエステルが実質的にすべて
    ポリエチレンテレフタレートからなるものである
    特許請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項記
    載の方法。 １０ 固化帯域内の気体雰囲気を10〜40℃の範囲
    内の温度で設ける特許請求の範囲第１項〜第９項
    のいずれか１項記載の方法。 １１ 固化帯域の気体雰囲気が空気である特許請
    求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項記載の
    方法。 １２ コンデイシヨニング帯域の気体雰囲気が空
    気である特許請求の範囲第１項〜第１１項のいず
    れか１項記載の方法。 １３ 自己ケン縮性ポリエステル糸が少なくとも
    ５％のケン縮率を示す特許請求の範囲第１項〜第
    １２項のいずれか１項記載の方法。 １４ 自己ケン縮性ポリエステル糸が少なくとも
    2.5％のケン縮率を示す特許請求の範囲第１３項
    記載の方法。 １５ 該第１流が該第２流より大きい流れである
    特許請求の範囲第１項〜第１４項のいずれか１項
    記載の方法。 １６ 該第１流の速度が該第２流の速度の２〜７
    倍である特許請求の範囲第１項〜第１４項のいず
    れか１項記載の方法。 １７ 第１と第２の溶融流を実質的に平行な紡糸
    細孔から押出し、これらの細孔の間の横方向の間
    隔は、該第１流と該第２流とが紡糸口金の下側で
    一体化するように小間隔とする特許請求の範囲第
    １項〜第１６項のいずれか１項記載の方法。 １８ 紡糸速度、各溶融流の速度および押出後の
    横方向の離間間隔を、フイラメントの長手方向に
    太い領域と細い領域とが規則的な間隔で現れるよ
    うなものとする特許請求の範囲第１項〜第１７項
    のいずれか１項記載の方法。
JP59032712A 1983-02-24 1984-02-24 自己ケン縮性ポリエステル糸の製造方法 Granted JPS59163420A (ja)

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