JPH059523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は改良されたポリエステル繊維の溶融紡
糸方法に関する。さらに詳しくは、ポリエステル
の溶融紡糸工程において、毛羽や単糸切れの発生
を抑制して均一でかつ安定した糸条の交絡処理を
行ない、かつ均一に油剤を付与して高次工程通過
性の良い糸条を得る方法に関する。 従来から紡糸工程に交絡処理ノズルを装備して
圧縮空気を糸条に噴射し、糸条に交絡を付与せし
めた後に巻取る紡糸方法が提案されている。 しかし、近年の紡糸速度の高速化に伴つて紡糸
工程での交絡処理が極めて大きな問題となつてき
ている。すなわち、紡糸速度が高くなるに従つ
て、糸条に交絡が入りにくくなり、かつ圧縮空気
もより高圧化するため、交絡処理を施した部分で
の毛羽や単糸切れの発生などが重大な問題として
提起されている。 しかもこの紡糸中の交絡処理は、一般には糸条
に油剤を付与した後に行うため、交絡処理部分で
の油剤ミストの飛散や、交絡処理部分への油剤の
ゲル状物の堆積など、製糸操業上、環境衛生上極
めて大きな障害となつている。しかもこれらの傾
向は近年の高紡糸速度化に伴い、より増大されて
きている。 従来の紡糸工程における交絡処理方法は第１図
に示すような方法、すなわちスピンブロツク１か
ら紡糸口金２を通して紡糸された糸条Ｙはチムニ
ー３で冷却され、集束ガイド５で集束しながら給
油装置４で油剤を付与し、第１引取ローラ６、引
取ローラ７で引取り、ワインダ８で巻上げる紡糸
工程で、糸条に油剤を付与した後に、ＡまたはＢ
またはＣの位置において交絡処理ノズル９で交絡
処理を行う方法である。 しかし、紡糸速度が高くなるにつれて、かかる
方法で糸条に高交絡が付与されにくくなるのは、
糸条に油剤が付与された状態で交絡処理が施され
るためであることが本発明者らの研究の結果判明
した。これらは糸に油剤が付与された状態で交絡
処理しても、糸条を構成する単糸同志の摩擦係数
が低く、単糸同志が絡み合いにくいためである。
当然、走行糸条が高速になればなるほど単位長さ
当りの交絡エネルギーが低くなるため、この傾向
は顕著になる。従つて、糸条に油剤を付与せず
に、交絡処理を実施すれば交絡度の上昇が図れ、
かつ油剤ミストの飛散もなくなるので、操業上、
環境衛生上好ましくなると考えられる。 つまり、この交絡処理は単糸同志の摩擦係数が
高い状態で実施した方がよいのであるが、糸条に
全く何も付与させずに交絡処理を行うと、今度は
交絡処理ノズルにより糸条が擦過され激しく毛羽
立ち安定に操業できない。 また、例えば特開昭53−139816号公報には、第
１給油装置で全付与量の約半分の油剤を付与しな
がら交絡を施し、さらに第２給油装置で残りの油
剤を付与する方法が提案されているが、本発明の
ように高紡速下では、糸条の内部構造が極めて緻
密になるため、交絡による単糸切れや毛羽は少な
くなるものの、交絡処理の圧縮空気圧を高くする
必要があるため、油剤が先に付与されていると、
交絡処理ノズル周辺の汚れが発生し、このため操
業性不良となる欠点があつた。 これらの問題点を踏まえ、本発明者らはいかに
すれば紡糸速度を高くしても、毛羽や単糸切れが
なく、しかも、十分な交絡処理が可能であり、か
つまた操業上も支障のない紡糸プロセスが実現で
きるかについて鋭意検討した結果、本発明に到達
したものである。 すなわち、本発明はポリエステル繊維を紡糸速
度5000m／分以上で引取る溶融紡糸方法におい
て、溶融紡糸した糸条が固化した後、該糸条に水
を付与して集束し、交絡を付与した後、計量され
た油剤を溝巾Ｗ（mm）が （式中、Ｆはフイラメント数、Ｄは単糸の外接
円の直径（mm）を表わす。） を満足する給油ガイドを用いて該糸条に付与し、
巻取ることを特徴とするポリエステル繊維の溶融
紡糸方法である。 なお本発明でいう紡糸速度とは、糸条が固化後
に走行する速度を示し、一般に最初の引取ローラ
の周速に等しい。 以下本発明について詳細に説明するが、まず図
を用いて本発明を説明する。第２図は本発明の一
実施態様を示す紡糸工程図である。第２図におい
て、スピンブロツク１から紡糸口金２を通して紡
糸された糸条Ｙは、チムニー３で冷却され、集束
ガイド５で集束しながら給水装置１０で水を付与
し、紡糸速度5000m／分以上で第１引取ローラ６
で引取り、次いで第２引取ローラ７を経て、給油
ガイド１１で油剤を付与してワインダ８で巻取
る。そして糸条に水を付与した後から、油剤を付
与するまでの間、つまりＤ点とＥ点で交絡処理ノ
ズル９を用いて交絡処理を施す。 従来の交絡処理方法は、前述したように糸条に
油剤に付与し、しかる後に交絡を施すのである
が、かかる方法で糸条に高交絡が付与されにくく
なるのは、糸条に油剤が付与した状態で交絡処理
が施されるためであることが本発明者らの研究の
結果判明した。これらは糸条に油剤が付与された
状態で交絡処理しても、糸条を構成する単糸同志
の摩擦係数が低く、単糸同志が絡み合いにくいた
めである。当然、走行糸条が高速になればなるほ
ど単位長さ当りの交絡エネルギーが低くなるた
め、この傾向は顕著になるという知見を得た。 そこで、単糸同志の摩擦係数が高い状態、つま
り、糸条に全く何も付与させずに交絡処理を施す
と、逆に交絡処理ノズルにより、糸条が擦過され
激しく毛羽立ち安定に操業できない。従つて、糸
条に交絡処理を施す前に何らかの溶液を糸条に付
与させ、擦過から糸条を保護することは必須であ
る。この溶液の条件としては糸条に高圧圧空噴射
時、交絡処理ノズルによる擦過から糸条を守るた
めの潤滑油的役割を果し、なおかつ単糸同志を良
く絡み合わせるという性質のものでなくてはなら
ない。本発明者らの研究によるとかかる性質を備
え、糸条に高交絡を付与できる溶液として水が最
も好ましいことがわかつた。 すなわち、本発明においては紡糸したポリエス
テル糸条に水を付与した後に交絡処理を施すこと
が必須である。かかる方法により紡糸工程での高
交絡の付与が可能となり、しかももうひとつの問
題点である油剤ミスト飛散による糸道汚れなど操
業上の問題もなくなるのである。 しかしながら、従来の3000〜4000m／分程度の
紡糸速度においては、糸条に水を付与することに
より高い交絡は付与できるものの、水により集束
された糸条は糸条間のマイグレーシヨンや交絡処
理のノズルの糸道部分での糸条の擦過のため、毛
羽だつたり、単糸が部分的に延伸される等の問題
点があるので、紡糸速度は5000m／分以上にする
必要がある。紡糸速度を5000m／分以上に高速化
すると、水を付与しただけでも何ら単糸切れや毛
羽も発生せず、また単糸に部分延伸すら生じな
い。これは紡糸速度が5000m／分以上になると、
吐出した糸条の内部構造が極めて緻密になり、沸
騰水収縮率が10％以下になるほど結晶化が促進さ
れ、糸条が外部との擦過に対してタフネスが大き
くなるためである。紡糸速度が5000m／分未満で
は水を付与して交絡処理を施すと、交絡は付与さ
れるものの、紡糸中、交絡処理部分での毛羽立ち
が激しく糸条を構成する単糸が部分的に延伸され
る等の欠点がある。従つて本発明は紡糸速度が
5000m／分以上の紡糸工程に適用してはじめてそ
の効果が発揮され、目的を達成することができる
のである。 しかしながら、水を付与されたのみの糸条は、
次の処理工程で静電気が発生したり種々の欠点を
解消するため、従来の工程と同様に糸条に油剤を
付与することが必要であるが、この糸条への油剤
付与は先に述べた通り交絡処理以前に行うと糸条
に高い交絡が与えられなくなり、また環境衛生
上、操業上問題となるため交絡処理後に行うこと
が必要である。この給油方法としてはオイリング
ローラ法よりもガイド給油方法の方が糸条への油
剤の均一付与を実現し、かつ給油部での抵抗も少
ないため好ましいのであるが、従来紡糸工程で使
用されている給油ガイドをそのまま用いると、所
望量の油剤を糸条に均一に付与させられない。本
発明者らの研究によると、かかる問題点は、糸条
が交絡処理を施された後に集束した状態で油剤付
与操作が行われるためであることがわかつた。 すなわち、従来の給油ガイドは糸条が開繊した
状態で給油するため、溝巾を広くとつているが、
かかる給油ガイドをそのまま集束した糸条の給油
に用いると、給油ガイドの溝上を流れる油剤のう
ち相当量が糸に付与されずに、そのまま下流に流
れ落ちてしまう。かかる問題を解消するために
は、糸条の集束状態に応じて給油ガイドの溝巾を
従来より狭く選定する必要がある。本発明者らの
研究結果、給油ガイドの溝巾Ｗ（mm）を の範囲に設定すれば、糸に所望量の油剤が均一に
付与させられることが判明した。 ここで給油ガイドの溝巾Ｗ（mm）とは、油剤が
流下し、かつ糸条が走行するように設計された巾
の狭い部分をいう。第３図ａは給油ガイド１１の
正面図の一例である。油剤吐出孔１２から吐出さ
れたすべての油剤は溝巾のＷの溝１３で糸条に付
与される。溝１３の形状は上から見た場合、すな
わち第３図ａを上からみた平面図である第３図ｂ
に示すような、底が平坦な溝のものや、他の例で
ある第３図ｃに示すような弧状の溝のものなどを
採用することができる。いずれも図示したＷの部
分を溝巾とする。 給油ガイドの溝巾Ｗ（mm）が1.2FDよりも大き
いと、溝を流れる油剤の一部しか糸条に付与しな
くなり、所望の油分付与量にコントロールできな
くなる。 一方、溝巾Ｗ（mm）が よりも小さいと、糸径よりも溝巾が小さくなり糸
条が溝の中に入らなくなつたり、また無理に溝中
に糸条を押し込むと溝の側面で糸条が擦過された
糸条に損傷が生じる。従つて給油ガイドの溝巾Ｗ
（mm）は の範囲に設定する必要がある。 すなわち、本発明においては、糸条に水を付与
した後に交絡処理を施し、次いで溝巾Ｗ（mm）が を満足する給油ガイドを用いて給油し、巻取るこ
とが必須である。なお上式において左辺 は、単糸が最密充填したと仮定した場合の集束し
た糸条の直径を示す値である。 また、本発明では計量された油剤を、糸条に付
与する必要がある。計量給油工程の一例を第４図
に示す。第４図において、油剤は油剤供給タンク
１４に準備されており、この油剤をモータ１５に
より駆動される計量ポンプ１６によつて一定吐出
量で給油ガイド１１に計量供給される。これによ
り本発明では油剤付与のばらつきのない、均一給
油を実現することができる。 かかるプロセスを採用することにより、初めて
紡糸工程で、毛羽、糸切れもなく、安定して均一
な交絡を付与でき、かつ油剤を無駄なく、所望の
量を均一に糸条に付与できるのである。このよう
に本発明は紡糸速度を5000m／分以上にすること
により、水を付与した糸条に毛羽、糸切れもな
く、安定かつ均一な交絡を付与することができる
という、まさに驚くべき事実にもとづいたもので
ある。しかも、本発明では交絡処理を行うとき、
糸条には水しか付与されていないため、油剤ミス
トの飛散による環境衛生上の問題も発生しない
し、交絡処理ノズルへの油剤のゲル状物の堆積も
なく、逆に水の洗浄作用により、常に均一な交絡
が付与できるなど操業上においても利点がある。 本発明の方法においては上述した理由により、
糸条に給水し、しかる後に高圧圧空による交絡処
理を施し、次いで油剤を付与して巻取るという給
水−交絡処理−給油という順序が重要な構成要件
である。従つて、給水を実施する位置については
特に制限は無いが本発明の場合、紡糸速度を
5000m／分以上の高速にする必要があるため、空
気抵抗による紡糸張力の増加が著しいので、糸条
を固化後できる限り早い段階で集束させて走行さ
せ、紡糸張力を低減することが糸切れなく紡糸す
るという目的からは好ましい。従つて給水位置は
紡出糸条の固化後できるだけ早くの段階であるこ
とが好ましい。 また、給水方法についてはオイリングローラ方
式でも、計量ポンプを利用し水を計量しガイドピ
ンから吐出して給水する、いわゆるガイド給油方
式で水を給水したり、また他の方法を採用しても
構わないが、水分の均一付与にはガイド給油方式
が好ましい。 水を付与したあとの糸条の交絡処理について
は、給水後でかつ油剤付与以前であればどこの位
置でも構わないが、操業安定性の面からは第１引
取ローラ以前か、第２引取ローラ直前が好まし
い。第２引取ローラと巻取機の間で交絡処理を実
施する場合は、この間の張力低下が著しく、第２
引取ローラへの逆巻きなどが発生し、操業安定性
が低下するが、逆に糸条の交絡性能は向上する。
いずれにしても交絡処理の位置は、目的用途によ
り前記範囲内で適宜選択すればよい。また、油剤
付与操作は交絡処理実施後であれば基本的にどこ
で実施してもよいが、特に第２引取ローラとワイ
ンダーの間で実施することが好ましい。その理由
の第１は、引取ローラ上への油剤の脱落によるロ
ーラ表面状態の変化により、ローラへの糸条の逆
巻きが発生し操業安定性が低下するのを回避する
ことができ、第２は、油剤付与後すぐに巻取られ
るため走行中の油剤飛散を少なくすることができ
ることである。 上述した本発明の方法により本発明の目的は達
せられるが、以下の手段を採用すると一層安定な
操業ができ、糸条に高い交絡を付与しつつ均一な
無欠点の巻取糸条が得られるので好ましい。 まず、第１点は毛羽の減少に関する。本発明の
方法ではまず糸条に水を付与するのであるが、こ
の水の均一付与を図るためには水の表面張力を下
げることが好ましい。すなわち水に少量の界面活
性剤または浸透剤等を添加することで水の糸条へ
の均一付与が図れ、毛羽の発生が減少し好まし
い。この場合界面活性剤等の添加量が多すぎると
本発明の効果が損なわれるため、添加量としては
１％以下が好ましく、0.5％以下がより好ましい。
この様に水の均一付与を実現することに加え、さ
らに交絡処理ノズルの糸条との接触部を表面粗度
１〜5sのセラミツク化することも毛羽の発生を回
避するのに好ましい結果を与える。 第２点は、糸条に付与した交絡をできる限り保
持しながら巻取るということである。本発明者ら
の研究によると、交絡を付与した糸条を高張力下
で擦過すると交絡がほどけてしまうことがわかつ
た。従つて、本発明の方法により糸条に付与した
交絡をできる限り保持しつつ巻取るためには、巻
取張力0.5ｇ／ｄ以下とすることが好ましく、0.4
ｇ／ｄ以下がより好ましく、0.3ｇ／ｄ以下とす
ることがさらに好ましく、できるだけ低目が好ま
しい。 以上述べたように、本発明は紡糸速度を
5000m／分以上にすることにより、高紡糸速度下
でも糸条に毛羽や糸切れもなく、安定して高い交
絡付与を可能とし、同時に従来の方法に比べ著し
く作業環境、操業性を向上させることが可能にな
つた画期的発明である。 また本発明で得られたポリエステル糸条は、後
工程で延伸等の操作を加えることなく、そのまま
高次加工に供しても、パツケージからの糸条との
解舒性や高次の工程通過性も良く、いわゆる通常
の延伸糸と同等に取扱うことが可能である。しか
も本発明により得られた交絡ポリエステル糸条
は、比較的軽度の交絡処理であつても無撚無糊製
織に適用可能である。事実、従来無撚無糊製織に
必要とされていた交絡度の半分以下の交絡度、つ
まり後で定義する水上交絡数で約20コ／Ｍ以下で
も何ら問題なく操業できる。これは紡糸工程のみ
で得られた糸条であるため、糸条の残留伸度が通
常の延伸糸と比べ高いことと、本発明で得られた
糸条に毛羽等の混入もなく、強固な交絡処理が施
されるためであり、かつ巻取られた糸条には均一
に油剤が付与されているためである。 なお、本発明で使用するポリエステルには、ポ
リエチレンテレフタレート、エチレンテレフタレ
ートを85％以上含む共重合体などがある。 以下に実施例をあげ本発明をより具体的に説明
するが、実施例中に表示した糸条に付与された交
絡の評価尺度である“水上交絡数”は以下に述べ
る測定法にもとづいて測定した値である。 〔水上交絡数測定法〕 糸条1mをサンプリングし、糸条の１端を固定
して別の１端に200mgの荷重をかけて水表面に浮
かし、次いで前記荷重を外して１％リラツクスし
た状態でその糸条の単糸全部が絡み合う部分の数
（コ／Ｍ）をもつて糸条に入つた交絡として表示
する。 一般に従来の交絡の評価方法としては、米国特
許第3701248号明細中記載のAPDCによる方法や
エンタングルメントテスターによりCF値を測定
するという方法が採用されているが、かかる方法
においては油剤種類により糸条の対金属摩擦係数
が変化するため、測定される値が大巾に影響を受
け真に糸条に付与された交絡を評価できないため
本発明者らは上述の方法を採用した。 実施例 １ 第２図（交絡位置はＥとした）の紡糸工程によ
り、紡糸温度295℃でポリエチレンテレフタレー
トを溶融させ、孔数36個の紡糸口金から吐出量
45.8ｇ／分で吐出した。吐出した糸条は冷却した
後、給水、集束、交絡し、5500m／分で回転する
第１引取ローラ６で引取り、第２引取ローラ７を
経て、給油ガイド１１で給油した後、ワインダ８
で巻取つた。単糸の外接円の直径Ｄは1.464×
10^-2mmであつた。給水装置１０は糸条接触部分が
1.5mmの溝巾を持つガイドを用い、紡糸口金下2m
に設置し、給水装置１０により糸条に10c.c.／分の
水を供給した。交絡処理は交絡処理ノズル９によ
り第１、第２引取ローラ間で圧空（６Kg／cm²）を
糸条に噴射して実施した。給油ガイド１１は溝巾
0.2mmのものを用い、油分濃度10％の水エマルジ
ヨン系油剤を10c.c.／分、糸条に付与した。巻取張
力は0.4ｇ／ｄとした。得られた糸条の交絡度、
操業状況を第１表に示す。 比較例 １ 第１図（交絡位置はＢとした）の紡糸工程によ
り、実施例１と同一の紡糸条件でポリエチレンテ
レフタレートを吐出した。吐出した糸条は冷却し
た後、給油、集束、交絡し、5500m／分で回転す
る第１引取ローラ６で引取り、第２引取ローラ７
を経て、ワインダ８で巻取つた。給油装置４は溝
巾が1.5mmのものを用い、紡糸口金下2mに設置
し、これにより油分濃度10％の水エマルジヨン系
油剤を10c.c.／分、糸条に付与した。交絡、巻取張
力の条件は、実施例１と同一の条件とした。得ら
れた糸条の交絡度、操業状況を第１表に示す。 比較例 ２ 実施例１の給水装置１０で油分濃度10％の水エ
マルジヨン系油剤を５c.c.／分、実施例１の給油ガ
イド１１で同一油剤を５c.c.／分、糸条に付与した
以外は、実施例１と同じ条件で紡糸した。結果を
第１表に示す。 比較例 ３ 比較例１において、交絡処理ノズルを紡糸口金
下0.5mに移動し、給油ガイドを実施例１のもの
に変更した以外は、比較例１と同様に紡糸した。
結果を第１表に示す。

【表】 第１表より明らかなように、本発明の方法によ
り、糸条に入る交絡数が上昇しかつ操業状況も著
しく改善されるのがわかる。 実施例 ２ 第２図に示した本発明の紡糸工程において、紡
糸速度を種々変更した以外は実施例１と同じ条件
で紡糸し、給水、交絡処理、油剤付近を行なつ
た。なお油剤付与を行なう際、給油ガイドの溝巾
は本発明で規定する(1)式を満足する様に適宜変更
した。紡糸中の糸切れ、交絡処理時の毛羽の発
生、得られた糸条の水上交絡数を下記第２表に示
した。

【表】

【表】 第２表から明らかなように、本発明は紡糸速度
が5000m／分以上のものに適用してはじめて、糸
切れも毛羽の発生もない状況下で所望の交絡が付
与できるのである。 実施例 ３ 実施例１と同一の条件で紡糸し、給水−交絡処
理を行ない、しかる後に給油ガイドの溝巾を第３
表に示した通り変更しながら給油をし、紡糸速度
5500m／分で巻取つた。給油量は理論付与量で
1.5％になる様に設定した。各給油ガイドを用い
て給油した時の油分付与量と、繊維長さ方向の油
分付与斑の測定結果を第３表に示した。なお、こ
の際の単糸の外接円の直径Ｄは1.464×10^-2（mm）
であつた。

【表】 第３表より明らかな様に、ガイド溝巾が前記(1)
式の範囲を満足するNo.９〜11では給油した油剤が
ほとんど糸に付与し、油分付与斑も低レベルであ
つた。これに対し(1)式の範囲を外れるNo.８，12，
13では給油した油剤が全部糸に付与されず、油分
付与斑も大きかつた。 実施例 ４ 実施例１において巻取張力を第４表に記載した
各種の値に変えてポリエステル糸条を巻取つた。
得られたポリエステル糸条の水上交絡数を第４表
に示す。

【表】 第４表から明らかなように、巻取張力が0.5
ｇ／ｄを越えると急激に交絡数が低下する。ただ
し、この程度の水上交絡数でも次工程でとくに問
題ないが交絡を保持するためには巻取張力を0.5
ｇ／ｄ以下とすることが好ましく、0.4ｇ／ｄ以
下とすると一層好ましく、さらに0.3ｇ／ｄ以下
とするとさらに一層好ましい結果が得られること
がわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的な例を示す紡糸工程図、
第２図は本発明の一実施態様を示す紡糸工程図で
ある。第３図ａは給油ガイドの正面図の一例であ
り、第３図ｂは第３図ａを上から見た平面図、第
３図ｃは第３図ｂの他の例を示す平面図である。
第４図は本発明で用いる計量給油工程の一例を示
す概略図である。 １…スピンブロツク、２…紡糸口金、３…チム
ニー、４…給油装置、５…集束ガイド、６…第１
引取ローラ、７…第２引取ローラ、８…ワイン
ダ、９…交絡処理ノズル、１０…給水装置、１１
…交絡処理後の給油ガイド、１２…油剤吐出孔、
１３…溝、１４…油剤給油タンク、１５…モー
タ、１６…計量ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリエステル繊維を紡糸速度5000m／分以上
   で引取る溶融紡糸方法において、溶融紡糸した糸
   条が固化した後、該糸条に水を付与して集束し、
   交絡を付与した後、計量された油剤を溝巾Ｗ（mm）
   が(1)式の条件を満足する給油ガイドを用いて該糸
   条に付与し、巻取ることを特徴とするポリエステ
   ル繊維の溶融紡糸方法。 （式中、Ｆはフイラメント数、Ｄは単糸の外接
   円の直径（mm）をそれぞれ表わす。）