JPS5936687B2 - 緊張状態にある合成繊維の弛緩法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直接紡糸延伸法によりポリアミド繊維やポリエ
チレンテレフタレート繊維等の合成繊維を製造する際に
、緊張状態にある合成繊維を効率的に弛緩せしめて、低
収縮糸あるいは低収縮性で且つ高伸度の糸を製造する方
法に関するものである。

従来、ポリアミド繊維やポリエチレンテレフタレート繊
維等の合成繊維からなる低収縮糸或は低収縮性で且つ高
伸度な糸を工業的に得る方法として、加熱された延伸ロ
ーラと冷たい弛緩ローラで構成された弛緩装置を用いる
方法がある。

この弛緩法による低収縮糸の製造においては、加熱され
る延伸ローラ（以下延伸ローラと称する）から導出され
る延伸された緊張状態にある繊維は、完全なる熱固定が
なされておらず延伸によって生じた繊維の残留歪が存在
し、緊張状態を解じょすると繊維は収縮する物理的変化
を示す。

この繊維の残留歪を極力小さくしたり、或は歪を緩和す
る手段として延伸ローラ温度を高くしたり、弛緩率を高
くしたり、その細手段によって延伸ローラと冷たい弛緩
ローラ（以下弛緩ローラと称する）との間の弛緩糸条の
張力を低下させて糸条を弛緩させ、次いでその弛緩の効
果を減殺させない様に弛緩ローラによって弛緩を終えた
糸条の寸法変化を防止することを特徴とする方法が知ら
れている。

従って、延伸ローラの温度を高めるとともに延伸ローラ
と弛緩ローラ間の弛緩糸条の張力を低くすることが低収
縮糸を得るに欠かせない重要な条件となっている。

ところが上記した従来の弛緩法を、糸が延伸ローラから
１５００ ｍ／πｉｎ以上の高速度で導出される直接紡
糸延伸法に適用する場合には、弛緩糸条の張力を低くし
過ぎると、弛緩ローラに捲回されてあって隣接する糸条
が互いに重なり合ったりするようないわめる１１糸条の
乱れ１１（以下単に糸条の乱れと称する）を生じ、延伸
困難となり、目標とする低収縮糸を効率的に製造し得な
い。

もし目標とする低収縮糸を得ようとする場合は、糸条の
処理速度を大巾に低下させたり、極めて高い張力下で繊
維の熱固定をより高めるために延伸ローラ温度を非常な
高温にする等の極めて非能率的、或は繊維製造時の糸切
れや装置故障等の工程トラブルが多発する方法を採用せ
ざるを得なく、安価には製造できない。

故に直接紡糸延伸法により低収縮糸を工業的に安価に製
造するに際し、生産性の低下のみならず得ようとする低
収縮性にはおのずと限度があった。

また低収縮性で且つ高伸度な糸を製造する際も、はぼ同
様な延伸条件に加えて、なおかつ低い延伸倍率による条
件を採用せざるを得なく、上記した問題があった。

そこで本発明者らは、上記した弛緩ローラにおける糸条
の乱れを防止して低収縮性或は低収縮性で且つ高伸度な
合成繊維を高速度で得るために鋭意検討した結果、糸条
の乱れは、単に弛緩糸条の張力の低下のみでなく、糸条
の速度を高速度にすること等の製糸要因により、延伸ロ
ーラ及び特に弛緩ローラに捲回される糸条とローラ間と
の接触面積、接触時間の減少となって糸条のローラ表面
への密着性が低下すること、更にまた弛緩ローラへ導か
れ捲回される間の糸条は、弛緩ローラが冷た（、ｓＱ−
ラであるがために糸条を積極的に収縮させる機能を有し
ておらず糸条の収縮によって糸条張力が高められること
もなく、走行する内に糸条の乱れが一層大きくなること
特が原因していることをつきとめ、これらの問題を解消
しない限り低収縮性或は低収縮性で且つ高伸度な合成繊
維を工業的に安価に製造することは不可能であるとの結
論を得、本発明に到達したものである。

従って本発明の目的は、低収縮性或は低収縮性でかつ高
伸度な合成繊維を高速度で安価に製造するための方法の
提供にある。

前記の目的は加熱された延伸ローラから１５Ｑ０７７１
／′ｍａｎ以上の速さで導き出される延伸された合成
繊維糸条を、前記延伸ロールの周面速度■１より小さい
周面速度■２で回転しているローラであって、かつ４０
〜１４０℃の表面温度を有し、前記延伸ローラの表面温
度より少なくとも４５℃低い表面温度を有するローラ（
弛緩ローラ）に導いて緊張状態にある合成繊維を弛緩さ
せる際、前記延伸ローラと前記弛緩ローラとの間を走行
する糸条（弛緩糸条）を集束ガイドに接触させるととも
に、前記弛緩糸条に下記（１） 、 （２）及び（３）
式の条件を同時に満足する張力を付与することによって
達成される。

０．０２≦Ｔ≦０．３０ （
１）１．０３≦ＴＩ／ＴＯ≦６（２） ０．８６２８ ０．４４８３＜Ｔ、／Ｔ、
≦ １．２８（３） Ｔｏ・１５−Ｔ ただし上記（１） 、 （２）及び（３）式において、
Ｔｏは、前記弛緩糸条中、前記延伸ローラと前記ガイド
との間を走行する糸条の張力（ｇ／デニール） Ｔ１は、前記弛緩糸条中、前記ガイドと前記弛緩ローラ
との間を走行する糸条の張力（ｇ（デニール） 及び Ｔは、前記ガイドを取り外して前記延伸ローラと前記弛
緩ローラとをそれぞれ周面速度■１と■２で回転させた
ときの弛緩糸条の張力（ｇ／デニール） なお上記（１） 、 （２）および（３）式を同時に満
足する張力比（Ｔ、／Ｔｏ）及び張力（Ｔ）の範囲は、
縦軸としてＴ１／Ｔｏそして横軸としてＴを選んで示さ
れるグラフ（第１図）中、点Ａ （０，０２、６，００
）。

Ｂ（０，０２、１，５５） 、Ｃ（０，３０、１，０３
） 。

Ｄ（０，３０、１，９１）及びＤ（０，３０、１，９１
）及びＥ（０，１１５、６，００）を順次循環的に直線
で結んで示される範囲である。

好ましくは点Ａ′（０，０３，５，００）、Ｂ’（０，
０３，２，５０）、Ｃ’（０，２５，１，１０）、Ｄ’
（０，２５，２，００）及びＥ’（０，１２、４，，８
０）を同様に結んでできる範囲である。

更に本発明の方法について添付図を参照しながら詳述す
る。

第２図は、本発明の弛緩法を示すものであり、加熱され
た延伸ローラ１，１′から導出される極めて低い張力と
なった弛緩糸条２ ｚは、延伸ローラ１，１′と弛緩ロ
ーラ３，３′との間に設けられたガイド４，４′に接触
走行することによって弛緩ローラ３，３′に揺れも小さ
く単糸割れもなく極めて安定して捲回され、最後に巻取
機（図示なし）に巻取られて低収縮性或は低収縮性で且
つ高伸度な糸を高速度で安定して製造できる。

尚、加熱される延伸ローラは、周面速度（■１）が直接
紡糸延伸法としての独特の高速度である１５００ｍ ／
ｍ１ｆ１以上で回転しているローラであって表面温度が
１２５℃以上、好ましくは１５０℃以上に加熱されるロ
ーラを意味し、冷たい弛緩ローラとは、加熱手段を具備
しているが加熱されていない、或は加熱手段を具備しな
い、或は積極的に冷却手段を有し、且つ前記周面速度（
■１）より小さい周面速度（■２）を有するローラを意
味する。

先に定義した冷たい弛緩ローラの実際に弛緩が行なわれ
ている状態の表面温度は、弛緩する糸条の総デニール（
通常５００〜４０００Ｄ）、延伸ローラの表面温度（通
常１２０〜２５０℃）、弛緩ローラゾーンに糸条が滞留
する時間（通常０．１〜１．４秒）等の条件によって多
少の差異を生じるが、前記した４０〜１４０℃の範囲に
あり、又弛弛ローラの表面温度は延伸ローラの表面温度
に比べ少なくとも４５℃低い表面温度とし、上記条件で
最も弛緩ローラの表面温度が低い状態の時の糸条が弛緩
ローラに最初に捲回される部分のローラ表面温度と延伸
ローラの表面温度との温度差を意味する。

尚弛緩ローラに糸条が導入する部分（入口部分）の温度
は糸条が最後に離れる部分（出口部分）の温度より約１
０〜６０℃高い状態となり出口部分に近づくにつれ低く
なる温度勾配となる。

次に上記したガイド４，４′の使用効果及び機能につい
て述べる。

ガイド４，４′は、弛緩糸条の張力Ｔが０．１０ｇ／デ
ニール以下で好適に糸条を弛緩できる例として２個で構
成されており、延伸ローラ１，１′から導出される糸条
２は、第３図〔第２図の糸条２．ｚ（糸条２は、延伸ロ
ーラとガイドとの間を走行する糸条２は、ガイドと弛緩
ローラとの間を走行する糸条をそれぞれ意味する）とガ
イド４，４′の部分を矢印Ｉ−Ｈの方向からみた拡大図
〕に示したようななめらかな四部に接触走行させること
によって集束されるとともに糸条のガイドに接触する角
度或は表面粗度等を調整することによって適当な摩擦抵
抗が付与されて糸条２の張力は高められ、たるんだ状態
から緊張する状態きなって糸条の揺れ及び糸条を構成し
ている単糸かばらけることもなく弛緩ローラ３，３′周
面を安定して捲回されるのである。

ここでいうガイド） は集束ガイドであり、弛緩糸条を
集束するとともに集束ガイドから導出される糸条の張力
を高める機能を有するものでなければならない。

このガイドの形状は、第２図、第３図、第６図、第７図
に示すものは好適に使用できる。

必要に応じて集束： 効果は小さいが第５図に示したよ
うな円筒状ガイドを複数本立てて並べたものを使用して
もよい。

しかし第４−Ａ図、第４−Ｂ図に示すような集束機能を
有しないガイド及び使い方は適用できない。

上記においてガイドを設けることによってガイ： ドか
ら導出される糸条の張力Ｔ、は高められるのに反し、ガ
イドに導入する糸条の張力Ｔ。

は低くなってガイド以前で新たな問題が発生すると錯覚
されるが、驚くべきことに本発明の張力に調整すること
によって延伸ローラへの糸条の逆巻現象等・ の問題は
起こらないのである。

即ち、延伸ローラ１．１′を糸条が離れる近傍以降で糸
条がたるんだ状態となり、糸条は僅かに不安定な動きを
伴なうが延伸ローラ１，１′で糸条を把持する効果も手
伝って糸条の横方向の動きを制限し、その上にガイ：
ドによって極めて効果的に動きが止められるとともに、
延伸ローラ１，１′が加熱ローラであるために低張力で
はあるが糸条を構成している単糸がそれぞれ均一に収縮
して延伸ローラ１，１′、特に延伸ローラ１への逆巻を
発生させに＜＜シている１ （当然延伸ローラ表面は粗
面である）のである。

しかし、本発明の弛緩糸条の張力条件を外れると、例え
ば糸条張力Ｔが０．０２ｇ／デニール未満であると弛緩
糸条はガイドとの摩擦によって糸条張力Ｔｏが極度に低
下して前述した逆巻現象が起こり、２ 糸切れが多発す
る。

一方糸条張力Ｔが０．３０ｇ／デニールを越えると糸条
の乱れは小さくなり、ガイドの効果はなくなり、又低収
縮性を有す合成繊維が得られない。

張力比Ｔ１／Ｔｏが本発明範囲の上限を越えると逆巻現
象が多発したり、ガイドの摩耗、強力の低下、糸切れの
増加を招く。

又張力比Ｔｔ／Ｔｏが前記範囲の下段を外れると、糸条
とガイド間の摩擦抵抗が小さく糸条の乱れを防止する程
度に糸条張力を調整できない。

次にガイドの使用条件及び方法について述べる。

ガイドの使用条件或は方法は、弛緩する糸条の素材、糸
種及び目標とする品質に応じて糸条の集束と張力調整が
決定される。

ガイドは、糸条の乱れ防止効果及び操作管理上から固定
型が望ましいが、必要に応じて回転型を単独又は固定型
との組合せで使用してもよい。

ガイドを設置する箇所は、延伸ローラと弛緩ローラとの
間に設けるのが糸条の乱れ防止゛こ効果的で且つ操作管
理上、安全性から望ましいが、必要に応じ延伸ローラに
捲回される最終の糸条、弛緩ローラに捲回される最初の
糸条に更に加えて接触走行させてもよい。

ガイドは、糸条がガイドとの接触によって摩擦損傷を受
けない様にガイドの曲率半径（第７−Ｂ図のＲ）及び内
径（第７−Ａ図のＤ）、処理する糸条の総デニール及び
張力に応じて適当に選択されねばならない。

又ガイドは、酸化チタン、セラミックコーティング等の
耐摩耗性に優れた材質、表面加工にし、糸条にキズを負
わせない鋭い突起のないある程度粗面な表面状態にする
ことが必要である。

特にガイド表面の摩耗や焼きつきが始まると同時に得ら
れる繊維の強力低下や毛羽の増発を招く。

更にガイドから油剤等かにじみ出て糸条に付与できる構
造にして使用してもよい。

本発明の弛緩法の中に構成されるガイドの構造、使用方
法、糸条とガイドの接触状態の調節方法等は種々考えら
れるが、前述した機能を有するガイドを設けることによ
って、従来到達し得なかった高速度且つ低張力な条件下
で糸条を弛緩することが可能となり、ポリアミド繊維や
ポリエチレンテレフタレート繊維等の合成繊維からなる
低収縮糸或は低収縮性で且つ高伸度な糸を直接紡糸延伸
法により工業的に安価に高速度で糸条の乱れを皆無に近
い状態で製造できる。

以下、本発明の実施例を述べる。

実施例１〜１４、比較例１〜１０ ２５℃０−クロロフェノール溶液で周知の方法により測
定される極限粘度０．８５のポリエチレンテレフタレー
ト原料を用い、１０００Ｄｅ／９６ ｆｉｌの漁網用に
適したフィラメント（強度６ｇ／デニール、切断伸度２
８％、乾熱収縮率４％）を得るに必要な以下の条件で直
接紡糸延伸し、本発明の弛緩法に構成されるガイド及び
張力条件について種々検討し、得られた結果を第１表に
示す。

紡糸機 ：エクストルダー型溶融紡糸機紡糸温度
：３００℃ 紡糸口金 ：孔数９６、孔径０．６ ｍｍφ延伸速
度 ＝２０００〜３５００ｒｒＬ／ｍｉｎ延伸倍率
：３．６〜４．２倍 延伸ローラ温度：２１０℃ 弛緩率 ：１〜６％ 第１表に示す例証で明らかなように本発明の張力条件で
延伸された緊張状態にある糸条を弛緩すると、糸条の乱
れは皆無に近い状態となり、ガイドも摩耗せず得られる
繊維の強力の低下もなく、高速度で且つ安定して漁網用
に適した低収縮性で且つ高伸度な糸を得ることが可能と
なった。

なお表中の糸条の乱れを示す記号は次の意味を示す。

×・・・・・・糸ゆれが５ｍｍ以上と糸条の乱れがはな
はだしく、糸条同志が重なり合って、延伸および巻取り
が困難となる。

また糸条の乱れを防止するためにＴ１／Ｔ□を大きくす
ると、ガイドの摩耗によって糸条の強力が大巾に低下す
る。

△・・・・・・糸ゆれが３ｍ７１１程度と安定操業に今
−歩のところである。

ガイドは摩耗するが、ガイドの更新を早めることで一応
の対拠はできる。

得られる繊維の低収縮性はごく普通である。

○・・・・・・好ましく安定操業でき、すぐれた低収縮
性を有する繊維が得られる。

◎・・・・・・極めて良好に安定操業でき、超低収縮性
を有する繊維が得られる。

また糸ゆれとは次式で求めた値である。

糸ゆれ（ｍｕ）＝糸条がローラ軸と直交する方向に移動
する距離（１１１１′／Ｌ） −系中（ｉｎ） 延伸糸の品質は次の方法で測定した。

強 力〜ＪＩＳ Ｌ １０１３（１９８１）伸
度〜同 上 乾熱収縮率〜糸条を１５０℃の空気中で３０分間処理し
、最初の長さｌ。

と処理後の長さ右を測定し、 １３ｏ−１１／１１ｏＸ １００ ＝乾熱収縮率（％）
とした。

糸条の速度とは延伸ローラの周面速度（■１）を意味す
る。

糸条の張力は次のように測定した。

測定機は栄光産業■製のＴＥＮＳＩＯＮ■ＴＥＲＨＦ−
２０００型を使用し、延伸ローラと弛緩ローラとの間の
ガイドを取り外した時の弛緩糸条の張力Ｔは、前記ロー
ラ間のほぼ中間の位置で測定し、前記ローラ間ガイドを
設けた時のガイドに入る前の糸条の張力Ｔ。

とガイドを出る糸条の張力Ｔ１は、それぞれ同時ではな
く別々に測定した。

上記方法で測定した糸条の張力Ｔ、Ｔｏ、Ｔ１は、単位
はｇ（ダラム）であるが、ｇ／デニールへの換算は、張
力測定点の糸条の総デニールで除して求めた。

実施例 １５ 極限粘［０，６８のポリエチレンテレフタレートを次の
条件にて直接紡糸延伸して１１００ Ｄｅ／１９２ ｆ
ｉｌの低収縮性フィラメントを得るための弛緩条件と得
られるフィラメントの乾熱収縮率と弛緩ローラにおける
糸条の乱れの関係を把握するため検討し、第２表に示す
結果を得た。

紡糸機 ：エクストルダー型溶融紡糸機紡糸温度
−２９０℃ 紡糸口金 ：孔数１９２、孔径０．６ ｍｍφ延伸
ローラ温度＝２１０〜２３０℃ 延伸、ローラの周：１２００〜３５００ｍ／ｍｉｎ面速
度 弛緩ローラの表：無加熱 面温度 弛緩率 ：３〜１０％ ガイド ：材質は酸化チタン。

曲率半径Ｒ＝２．５籠。

内径Ｄ＝１２關φ。

糸条ガイドに接触する角度０〜１４５°。

第２表に示す例証で明らかのように、本発明の弛緩法を
採用することによって、高速度で且つ低張力の条件下で
糸条の乱れを皆無に近い状態で糸条を弛緩することが可
能となり、従来到達し得なかった低収縮糸を高速度で安
定して製造できる。

実施例 １６ 硫酸法による相対粘度２．３７のナイロン６を用い、下
記の条件で直接紡糸延伸することにより、高強度で低収
縮の繊維を得た。

紡糸機 ：エクストルーダー型溶融紡糸機 紡糸温度 ：２８０℃ 紡糸口金 ：孔数２０４、孔径０．４ ｍｍφ延伸
ローラ温度＝１８０℃ 弛緩ローラ温度：１２０℃ 延伸ローラの周： ３２００ ｍ ／ｍｉｎ面速度 延伸倍率： ：５．３倍 弛緩率 ＝１４％ 糸条の張力Ｔ ：０．０３ｇ／ｄ Ｔ／Ｔｏ： ２．４０ この結果、操業中の系中は２．３ ｍｍ、糸ゆれは１．
７１１ｔ１１Ｌ、糸切れ回数は２回７１トンであり、好
ましく安定操業できた。

得られた繊維の強力は９．３ｇ／ｄ、伸度は３１％、沸
騰水収縮率（繊維を沸騰水中で３０分間処理）は６％と
高強度でかつすぐれた低収縮性を有していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における前記した式（１） 、 （２
）及び（３）をグラフに表わしたものであり、第２図は
、本発明の弛緩法を示す工程図であり、第３図は、糸条
とガイドの部分を第２図の矢印Ｍ−Ｈの方法からみた拡
大図である。 第４−Ａ図は、本発明に適用しないガイドと糸条の状態
を示した図である。 第４−Ｂ図は、糸条Ｙの方向からみた図である。 第７Ａ図第７Ｂ図第５図及び第６図は、本発明に適用さ
れる代表的なガイドの正面図及び側面図である。 １．１’：延伸ローラ、２．ｚ：糸条、３，３′：弛緩
ローラ、４，４’ニガイド、５，６，７，８ニガイド、
Ｙ、Ｙ’：糸条。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱された延伸ローラから１５００ ｍ １ｍ１ｎ
   以上の速さで導き出される延伸された合成繊維糸条を、
   前記延伸ロールの周面速度Ｖ１より小さい周面速度■２
   で回転しているローラであって、かつ４０〜１４０℃の
   表面温度を有し、前記延伸ローラの表面温度より少なく
   とも４５℃低い表面温度を有するローラ（弛緩ローラ）
   に導いて緊張状態にある合成繊維を弛緩させる際、前記
   延伸ローラき前記弛緩ローラとの間を走行する糸条（弛
   緩糸条）を集束ガイドに接触させるとともに、前記弛緩
   糸条に下記（１） 、 （２）及び（３）式の条件を同
   時に満足する張力を付与することを特徴とする緊張状態
   にある合成繊維の弛緩法。 ０．０２≦Ｔ≦０．３０ （１
   ）１．０３≦Ｔ ｓ ／ Ｔ ｏ≦６（２）０．８６２
   ８ ０．４４８３≦Ｔ、／Ｔｏ≦□
   （３） ＴＯ・１５Ｔ１・２０ ただし上記（１） 、 （２）及び（３）式において、
   Ｔｏは、前記弛緩糸条中、前記延伸ローラと前記ガイド
   との間を走行する糸条の張力（ｇ／デニール） Ｔ１は、前記弛緩糸条中、前記ガイドと前記弛緩ローラ
   との間を走行する糸条の張力（ｇ／デニール） 及び Ｔは、前記ガイドを取り外して前記延伸ローラと前記弛
   緩ローラとをそれぞれ周面速度Ｖ１と■２で回転させた
   ときの弛緩糸条の張力（ｇ／デニール）