JPH11222769A - ポリエステルフィラメント繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱装置内を走行させることによる延伸のみ
で、強伸度に優れ、糸斑の少ないポリエステルフィラメ
ントを低コスト・高品質で得る。 【課題の解決手段】繊維形成性ポリエステルを紡糸口金
より溶融紡糸し、紡出糸条を一旦ガラス転移点以下の温
度に冷却し固化を行い、次いで該糸条を加熱装置内を走
行させて延伸熱処理した後、その温度が５０℃以上、張
力が０．６ｇ／ｄｒ以上の糸条に油剤を付与して高速度
で巻き取るポリエステルフィラメント繊維の製造方法に
おいて、付与する油剤として、濃度１０〜２５％のエマ
ルジョン油剤であって、その油剤表面張力が３０ｄｙｎ
／ｃｍ以下、以下に定義する油剤拡展性が１５秒以下、
の油剤を、付着量０．３〜１．５重量％付与する。ここ
で、油剤拡展性とは、織密度が、縦１１０本／インチ、
横８０本／インチのポリエステルタフタ布上にエマルジ
ョン油剤を１ｃｃ滴下し、その広がり直径が２ｃｍに到
達するまでの時間と定義する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は毛羽や繊度斑がなく、強
度・伸度に優れ、染色性や風合いにも優れた高品質の織
編物を得ることの出来る安価なポリエステルフィラメン
ト繊維の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルフィラメント繊維は強度・
伸度等の力学特性の向上、寸法安定性、その他の点か
ら、一般的には溶融紡糸された糸条を一旦冷却後、延伸
を施す方法が採用されている。従来のポリエステルフィ
ラメント繊維を製造方法により区分すると、紡糸と延伸
の２工程により得られる糸（ＦＯＹ）、紡糸直結延伸の
１工程で得られる糸（ＳＤＹ）、５０００ｍ／分以上の
高速で引き取られる糸（ＨＯＹ）等に分類できる。

【０００３】近年、延伸工程を簡略化する目的で、加熱
ローラーを用いて延伸する方法（ＳＤＹ）に代わり、紡
出糸条を一旦冷却・固化した後、加熱筒を走行せ、空気
抵抗を利用して延伸を行う方法が採用されている。この
加熱筒を用い延伸する方法は、加熱ローラーによる接触
延伸方法に対して空気抵抗を利用した非接触延伸方法の
ため、糸条への影響が少なく、毛羽の発生や糸斑も少な
い。また、加熱ローラーを必要としないため、製造工程
の簡易化、低コスト化が可能である。

【０００４】しかしながら、糸条へ油剤を付与させる部
分（工程）は、糸条が加熱筒を通過した直後のため糸条
の温度が５０℃以上と高く、かっ糸条張力も０．６ｇ／
ｄｒ以上と高い。このため油剤の付着が難しく、均一付
着性に欠ける。従って、糸製造工程および／または糸加
工工程（仮撚、撚糸、空気格合等）において白粉や毛羽
が発生するといった問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
に鑑み、加熱装置内を走行させ空気抵抗によるのみの非
接触方式での延伸で、ポリエステルフィラメント繊維を
製造する方法において、強度・伸度の力学特性に優れ、
糸製造工程および／または糸加工工程において白粉や毛
羽の発生のない、優れたポリエステルフィラメント繊維
を製造する方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するため鋭意検討を行った結果、糸条への油剤の
均一付着性が重要であることに着目し、油剤のエマルジ
ョン状態での表面張力およびポリエステルタフタ布への
油剤の拡展性が、油剤の均一付着性の代用特性となるこ
とを見出だし、本発明に到達した。すなわち、本発明
は、繊維形成性ポリエステルを紡糸口金より溶融紡糸
し、紡出糸条を一旦ガラス転移点以下の温度に冷却し固
化を行ない、次いで該糸条を加熱装置内を走行させて延
伸熱処理した後、その温度が５０℃以上、張力が０．６
ｇ／ｄｒ以上の糸条に油剤を付与して高速度で巻き取る
ポリエステルフィラメント繊維の製造方法において、付
与する油剤として、濃度１０〜２５％のエマルジョン油
剤であって、その油剤表面張力が３０ｄｙｎ／ｃｍ以
下、後述定義する油剤拡展性が１５秒以内、の油剤を、
付着量０．３〜１．５重量％付与することを特徴とする
ポリエステルフィラメント繊維の製造方法である。

【０００７】以下に本発明について詳細に説明する。本
発明のポリエステルとは溶融紡糸可能なポリエステルで
あればいずれでもよく特に制限されないが、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートあるい
はエチレンテレフタレート単位および／またはブチレン
テレフタレート単位を主たる構成単位とし、これに少量
の他の共重合単位を含有させたコポリエステルであるの
が好ましく、特にポリエチレンテレフタレートであるの
が好ましい。

【０００８】ポリエステル繊維の固有粘度〔η〕は、好
ましくは０．５５≦〔η〕≦０．７、より好ましくは
０．５５≦〔η〕≦０．６５である。固有粘度が０．５
５未満では繊維の強度および伸度が低下し、繊維製造工
程での糸切れが多発する場合があり、また繊維製品製造
工程でも毛羽発生や糸切れなどのトラブルが発生しやす
い。一方、固有粘度が０．７を越えると溶融紡糸時のポ
リマー溶融粘度が高くなりすぎるため吐出圧力上昇によ
るトラブルが発生しやすくなり良好な工程調子を得るこ
とが難しい場合がある。

【０００９】本発明の製造方法において、溶融紡出温
度、溶融紡出速度（溶融紡出量）などは特に制限され
ず、ポリエステル繊維を製造するのに通常用いられる条
件と同様の条件下で行うことができるが、一般に溶融紡
出温度を（ポリエステルの融点＋２０℃）〜（ポリエス
テルの融点＋４０℃）の範囲の温度、例えばポリエチレ
ンテレフタレートの場合は一般に約２８０〜３００℃、
にし、かつ溶融紡出速度を約２０〜５０ｇ／紡糸孔１ｍ
ｍ²・分程度とすると、品質の良好なポリエステル繊維
を良好な紡糸工程性で得ることができるので好ましい。

【００１０】溶融紡糸した糸条は、一旦そのガラス転移
点温度以下の温度、好ましくはガラス転移点温度よりも
１０℃以上低い温度に冷却する。そのための好ましい冷
却風条件としては、その冷却風温度は約２０〜３０℃、
冷却風湿度は２０〜６０％、冷却風の吹付け速度を０．
４〜１．０ｍ／秒速度とし、紡出繊維に対する冷却風の
吹付け方向を紡出方向に対して垂直にして行うのがよ
い。

【００１１】ガラス転移点温度以下にまで冷却、固化し
た糸条は、引き続いてそのまま直接に加熱装置内に導入
して延伸する。加熱温度は、ポリエステルの種類などに
応じて異なるが、ポリエステルのガラス転移点温度より
も４０℃以上高い温度としておくことが、得られるポリ
エステル繊維の物性を実用上満足のゆくものとすること
ができるので好ましい。例えばポリエチレンテレフタレ
ート繊維の場合、加熱装置内の温度を約１００℃以上と
するのが好ましい。

【００１２】加熱装置は、その内部を走行する糸条が加
熱手段などに接触せずに加熱することができ、しかも該
装置内を走行する糸条とそれを包囲する空気との間に抵
抗を生じさせて糸条張力を増大させ、繊維に延伸を生じ
させることのできる構造であればいずれでもよい。その
内でも、筒状構造の加熱装置が好ましく用いることがで
き、特に筒状壁自体がヒーターとなっている内径約２０
〜５０ｍｍ程度のチューブヒーターなどが好ましい。

【００１３】加熱装置の設置位置、長さなどは、ポリエ
ステル繊維の種類、ポリエステルの紡出量、冷却温度、
糸条の走行速度、加熱装置内の温度、加熱装置の内径な
どに応じて調節できるが、加熱装置内での糸条の加熱を
均一にし、均一円滑な延伸を行うために、紡糸口金直下
から加熱帯域の入口までの距離を０．５〜３．０ｍ程度
とし、また加熱長を１．０〜２．０ｍ程度とすることが
好ましい。

【００１４】加熱延伸、さらには必要に応じて熱処理を
受けた糸条は、加熱装置を出て、引き続いて油剤付与を
受け、高速で引き取られることとなるが、該加熱装置を
出た直後の油剤付与時では、糸条は少なくとも５０℃と
いった高温度状態にあり、かつその高速引取りのために
高い張力がかかっている。本発明方法での油剤として
は、このような糸条に均一に付着させることが必要で、
そのために、油剤を後述する特定のエマルジョン状態で
用いるものであるが、油剤それ自体としては、その用途
により選択する必要があるが、鉱物油、ポリエーテル、
ポリエーテルエステルを主成分とし、その他酸化防止
剤、帯電防止剤等を含むものも特に制限はない。ただ、
糸一糸摩擦および糸一金属摩擦を考慮して、摩擦係数が
適正になる配合が必要である。

【００１５】油剤の糸条への給油方法はオイリングロー
ラーもしくはガイド給油のいずれの方法でもよいが、ガ
イド給油方式の場合はマイグレーションノズルによる油
剤の再分散を行うことが望ましい。

【００１６】本発明における油剤のエマルジョン濃度は
１０〜２５％の範囲が良く、さらに好ましくは１８〜２
０％の範囲が良い。エマルジョン濃度が１０％未満の場
合は糸条に規定の油剤を付与する（油剤付着量：０．３
〜１．５％）時、同時に水が多量に付与され、紡糸工程
におけるガイド等との摩擦により飛散し製造工程上好ま
しくない。また、エマルジョン濃度が２５％を越えると
油剤の粘度自体が高くなり、糸条に付与させた時油剤の
拡展性が悪く、均一な油剤の付着が困難になる。

【００１７】エマルジョン状態における油剤の表面張力
は、エマルジョン濃度が１０〜２５％において表面張力
が３０ｄｙｎ／ｃｍ以下であることが好ましい。その表
面張力が３０d y n／ｃｍを越えると、油剤が糸条に付
与された時、糸条の上で油剤が油滴状となり一定の付着
量を付与しても糸条全体を覆うことが難しく好ましくな
い。

【００１８】さらに油剤がポリエステル糸条へ速く拡展
し、糸条を覆うことの特性を示す指標として、ポリエス
テルタフタ布へのエマルジョン油剤の拡展性を調べた。
すなわち、エマルジョン油剤１c cをポリエステルタフ
タ布ヘ滴下した際、油剤の広がりが直径２ｃｍに到達す
るまでの時間を測定したところ、１５秒以内であること
が望ましいことが判明した。１５秒を越える油剤を用い
た場合は、その繊維を糸加工した場合加工工程において
白粉が多量に発生し、好ましくない結果となる。

【００１９】糸条の引取り速度は４０００ｍ／分以上で
あることが必要であり、４５００ｍ／分以上であること
が好ましい。糸条の引取り速度が４０００ｍ／分未満で
あると、加熱装置内で繊維の延伸が十分に行われなくな
り、得られるポリエステルフィラメント繊維の機械的物
性が低下し、しかも上記した一連の工程からなる製造方
法が円滑に行われず、特に加熱装置内における糸条の張
力変動、過加熱などが生じて、均一な延伸が行われにく
くなる。

【００２０】以下に実施例および比較例をあげて本発明
をさらに詳しく説明する。なお、各実施例、比較例にお
ける油剤表面張力、拡展性は以下の方法で測定した。

【００２１】＜油剤表面張力＞任意のエマルジョン濃度
油剤（例えば１０％、２０％、３０％）を協和科学
（株）社製“協和ＣＢＶＰ式表面張力計；Ａ−３型”に
て表面張力を測定しエマルジョン濃度／表面張力の表か
ら求めた。

【００２２】＜油剤の拡展性＞織密度が、縦１１０本／
インチ、横８０本／インチのポリエステルタフタ布上に
任意のエマルジョン濃度油剤を１ｃｃ滴下し、その広が
り直径が２ｃｍに到達するまでの時間と定義し、その時
間を求めた。

【００２３】実施例１；平均粒子径０．４μの酸化チタ
ン０．５ｗｔ％添加したポリエチレンテレフタレート
（極限粘度［η］＝０．６５）を孔径０．２５ｍｍ、孔
数４８個の口金から、紡糸温度２９３℃、吐出量１．７
４ｇ／分・孔で紡出し、温度２５℃、湿度６０％の冷却
風を０．６ｍ／s e cの速度で紡出糸条に吹き付け、糸
条を一旦７０℃以下まで冷却した後、紡糸口金下方１．
２ｍの位置に設置した長さ１．５ｍ、内径３０ｃｍのパ
イプヒーター（内壁温度１９０℃）からなる加熱装置内
に導入して該パイプヒーター内で延伸した後、パイプヒ
ーターから出た糸条にＡ油剤をオイリングローラー方式
で０．６％付与した。Ａ油剤は織物用油剤で主成分は鉱
物油であり、油剤のエマルジョン濃度は１５％、該エマ
ルジョン濃度１５％油剤の表面張力は２．５ｄｙｎ／ｃ
ｍ、拡展性は１０秒のものを使用した。油剤付与後２個
の引取りローラーを介して５０００ｍ／分の引取り速度
で捲取り、１５０ｄ／４８ｆの延伸したポリエステルフ
ィラメント繊維を得た。このフィラメント繊維を製造・
加工する上での評価結果は表１に示した通り、紡糸工程
調子ならびに紡糸捲取設備周辺の汚れは良好であり、ま
た糸加工工程における白粉の発生もなく良好であった。

【００２４】実施例２；実施例１と同様な条件にてポリ
エステル繊維を製造するに際して、該実施例１でのＡ油
剤の代わりにＢ油剤を用いた。Ｂ油剤は仮撚用油剤で主
成分はポリエーテル／ポリエーテルエステルであり、油
剤のエマルジョン濃度は１８％、該エマルジョン濃度１
８％油剤の表面張力は２８ｄｙｎ／ｃｍ、拡展性は１４
秒のものを使用した。この例でのフィラメント繊維を製
造・加工する上での評価結果は表１に示した通り、紡糸
工程ならびに糸加工工程は良好であった。

【００２５】比較例１；実施例１と同様な条件にてポリ
エステル繊維を製造するに際して、該実施例１でのＡ油
剤の代わりにＣ油剤を用いた。Ｃ油剤は仮撚用油剤で主
成分はポリエーテル／ポリエーテルエステルであり、油
剤のエマルジョン濃度は１８％、該エマルジョン濃度１
８％油剤の表面張力は３５ｄｙｎ／ｃｍ、拡展性は３０
秒のものを使用した。この例でのフィラメント繊維を製
造・加工する上での評価結果は表１に示した通り、紡糸
工程ならびに糸加工工程においてかなりの白粉が発生
し、紡糸捲取横周辺の汚れや糸加工工程でのガイドへの
白粉溜まりによる張力変動により工程性ならびに製品品
位が損なわれる結果となった。

【００２６】比較例２；実施例１と同様な条件にてポリ
エステル繊維を製造するに際して、該実施例１でのＡ油
剤の代わりにＤ油剤を用いた。Ｄ油剤は仮撚用油剤で主
成分はポリエーテルであり、油剤のエマルジョン濃度は
３０％、該エマルジョン濃度３０％油剤の表面張力は３
３０ｄｙｎ／ｃｍ、拡展性は１５秒のものを使用した。
この例でのフィラメント繊維を製造・加工する上での評
価結果は表１に示した通り、糸加工工程においてかなり
の白粉が発生した。その結果、糸加工工程でのガイドへ
の白粉溜まりによる張力変動により工程牲ならびに製品
品位が損なわれる結果となった。

【００２７】比較例３；実施例１と同様な条件にてポリ
エステル繊維を製造するに際して、該実施例１でのＡ油
剤の代わりにＥ油剤を用いた。Ｅ油剤は織物用油剤で主
成分は鉱物油であり、油剤のエマルジョン濃度は１８
％、該エマルジョン濃度１８％油剤の表面張力は２８ｄ
ｙｎ／ｃｍ、拡展性は１４秒のものを使用した。この例
でのフィラメント繊維を製造・加工する上での評価結果
は表１に示した通り、紡糸工程ならびに糸加工工程にお
いて少量の白粉が発生し、とくに紡糸捲取機周辺の汚れ
が目立った。また糸加工工程ではガイドに溜まった白粉
を定期的に除去する作業が必要であった。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明のポリエステルフィラメント繊維
の製造方法は、油剤の均一付着性が高く、紡糸工程並び
に糸加工工程での導糸周辺装置への白粉等の汚れ発生を
生じさせることがなく、したがって、これら発生に起因
する糸条張力変動も生じないので毛羽や繊度斑等のな
い、優れたポリエステルフィラメント繊維を製造するこ
とができる。よって、本発明で得られる該ポリエステル
フィラメント繊維を用いることによって、強伸度に優
れ、染色性や風合いにも優れた高品質な織編物を得るこ
とができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維形成性ポリエステルを紡糸口金より溶
   融紡糸し、紡出糸条を一旦ガラス転移点以下の温度に冷
   却し固化を行ない、次いで該糸条を加熱装置内を走行さ
   せて延伸熱処理した後、その温度が５０℃以上、張力が
   ０．６ｇ／ｄｒ以上の糸条に油剤を付与して高速度で巻
   き取るポリエステルフィラメント繊維の製造方法におい
   て、付与する油剤として、濃度１０〜２５％のエマルジ
   ョン油剤であって、その油剤表面張力が３０ｄｙｎ／ｃ
   ｍ以下、文中に定義する油剤拡展性が１５秒以内、の油
   剤を、付着量０．３〜１．５重量％付与することを特徴
   とするポリエステルフィラメント繊維の製造方法。