JPS60252741A - 合成繊維の延伸方法 - 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〉 本発明は合成繊維の延伸方法に関するものであり、就中
産業用ベルト、コンベアベルト及びタイヤフード等ゴム
工業用分野の補強材料或はロープ、シートベルト等の各
種分野に使用される工業用ポリエステル繊維の高強力糸
を製造するための延伸方法に関するものである。

〈従来技術〉 従来、工業用ポリエステル繊維は、高強力で且つ低収縮
という品質特徴を生し工業用の汎ゆる分野に巾広く使わ
れており、その製法も高強力を発現すぺ（１段延伸或は
２段、３段等の多段延伸により順次配向度を向上させ、
究極的には配向度を最大限に発現することを目標と１−
だ方法、或はスチームを使用して高温加熱により高張力
下で一気に高配向高強力糸を得る方法等、種々の生産方
法が採用されている。又紡糸方法との組合せとしても、
紡糸工程で一旦捲きとった後、改めて延伸工程で延伸を
施す開廷方式と、紡糸工程に引き続いて高速度で延伸を
行い最終製品とする直延方式等、プロセスの差は存在す
るが、延伸方式として基本的に採用されている通常の方
法はブーセスによって変るものではな（、分子鎖の易動
性を高めるべ（必要に応じて。

未延伸糸の温度を一次転位点以上の温度に予熱した後、
所謂延伸張力により分子鎖の高度な引揃えをはかると共
に、延伸ローラ或は熱板により充分な熱を付与【−１結
晶性を高めることにより高強力の発現と後工程に於ける
熱による収縮挙動を低減する方法がとられるものである
。

この様な観点で従来の各種延伸方式でも、８〜９ｒ／ｄ
ｅ　り高強力糸が得られてはいるものの、更に一段高い
配向度、結晶化度により高強力糸を得ようとするとき、
従来の各々の延伸方式には自ずと限界があることを見い
出し、本発明に至ったものである。

即ち、従来の代表的延伸方式として一般に行われている
熱板を使用して、１段或は２段で延伸を行う方式は、熱
板上で分子鎖の易動性を高めるのに必要な熱を与えるた
めには、熱板の温度を必要以上に高く保つか又は比較的
長い熱板を必要とし、いずれに（２ても摩擦力が異常に
高くなり、殊にフィラメント（単糸）数が多い場合には
単糸間の均一熱付与という点で単糸切れを生じ易く、高
張力延伸に適１−ないという欠点を持っている。

又、複数個の対ローラーにより、連続的に多段延伸を行
ってい（方式では、多段延伸を順次行っていく嘩に前段
の延伸温度より高い温度に糸条温度を高めない限り、引
続く円滑な延伸は行われず、順次ｐ−シラ一温度高めつ
〜延伸を行ってい（必要がある。しかしながら、一般に
よ（理解されている様に１分子配向度が高くなるにつれ
１分子間距離の接近により結晶化が起り易く、且つ低温
でも極めて容易に結晶化が進展１−１配向度を高めよう
とする努力に先立って高い結晶構造が生成するため、分
子鎖を繊維軸ってしまう。

又、ＵＳＰ　３２１６１８７号明細書にみられるように
、スチームの均一加熱によるネックの発生と高張力によ
り一挙に延伸してしまう延伸方式が旙意丸れイいムが−
この延伸嘴ｔは　昼早錨を高度に引揃える方式と（−て
極めてポテンシャルの高い延伸方式といえる。しかしこ
の方式も瞬時に、糸条温度を１２０　℃以上に高める必
要性から、３５０〜４００℃という極めて高い温度に糸
条を曝す必要があり、且つ工業用繊維製造の如く、全繊
度が１０００デニール以上と高い場合には、５５０℃、
’ＩＫｙ／６Ｉと高温・高圧の膨大な熱量を要し、結果
的にはスチームチャンバー内の雰囲気温度が高く、糸条
が融点間近まで上昇する部分が発生し、分子鎖引揃えの
ために高い張力をかげることが出来ず、実質的に所期の
高延伸倍率を設定することが出来ないという欠点が存在
していた。

この様に従来の延伸方式は、分子鎖を出来るだけ繊維軸
方向に高く配向させ、より強固な結晶と貫通分子鎖で高
強力糸を得ようと努力されて来たものの、各々伺らかの
欠点を持つが故に充分な高強力糸が得られてなかったの
が実状である。

〈本発明の背景〉 本発明は、かｋる欠点について深く検討した結果、従来
法では得られなかった高い分子配向度、即ち高強力糸を
得るに至ったものである。

即ち、従来の延伸方法の欠点が配向度が高（なるにつれ
て必然的に結晶化しやすくなり、このため引続く延伸に
於ける分子鎖の引揃えを難かしくしていることに起因し
ていること、又スチームによる延伸ネック点固定方式が
、かよる欠点改良には最も適（−だものであるものの、
前述の如く一挙に延伸張力をかけるには熱付与部分の温
度が局所的に余りにも高い温度であり、応力集中による
分子鎖のすり抜けによる単糸切れ、毛羽発生等の断糸図
となることに鑑み、スチームによるネック点固定ゾーン
と、高張力延伸ゾーンとを連続的に且つ実質的分割する
ことが、高強力糸の製造として最も秀れた方法であるこ
とを見い出し、本発明に至ったものである。

＼　〈発明の構成〉 町 すなわち、本発明は、熱可塑性合成繊維の未延伸糸を所
定の速度で回転する供給ローラと該供給ローラより数倍
の表面速度で回転する延伸ローラの間で延伸するに際し
、供給ローラと延伸ｐ−ラとの間に供給ローラより速（
延伸−−ラより遅い表面速度で回転する表面が梨地の加
熱された中間−−ラを設け、咳中間ローラに未延伸糸を
接触角２７０°以下で接触走行させ、前記供給ｐ−ラと
延伸ローラの間で中間ローラを介して延伸することを特
徴とする合成繊維の延伸方法である。

以下、本発明を図面によって従来の方法と比較しながら
説明する。第１図は本発明を実施するに適した直延装置
の２−ラ群の模式図であり、第２図は従来装置のローラ
群の模式図である。

第２図において、図示（−ない紡糸筒内で冷却された後
油剤処理された糸条Ｙはセパレートローラ２を有する引
取ローラ１に巻回１−て張力調整され、引き続いてセパ
レートローラ４を有する供給ｐ−ラ３で数ターン巻回１
．張力床を修復された後、次の延伸ローラｉ５．５’の
（入側の）延伸ローラ５と供給−−ラ３との間に配設さ
れたスチームチャンバー６に入る。ここで所定温度に加
熱され延伸点固定されつつ所定の延伸張力−延伸倍率で
引き伸ばされた後、延伸ローラ５．５′間で熱固定され
る。続いて目標とする収縮率に収めるべく次のローラ対
７，７′でその入側ローラフと延伸ローラ５間の張力緩
和を施され図示１−ない巻取機に送られる。

これに対して本発明は、第１図に示すようにセバレー）
ｐ−ラ１４を有する供給ローラ１３を出た後にスチーム
チャンバー１６内で熱付与された糸条Ｙが延伸されるに
際し、第２図に示す従来法が供給ローラ３と延伸ｐ−シ
ラ５間目標倍率で一挙に延伸されたのに対し、供給ロー
ラ１３とセパレー）ｐ−ラ１５′を備えた延伸ｐ−ラ１
５との間に中間ローラ１８を設けて目標とする延伸倍率
を供給ｐ−ラ１３と延伸ローラ１５間に設定［２、供給
ローラ１３と中間ローラ１８問および中間ローラ１８と
延伸ｐ−９１５間にそれぞれ倍率配分をとり、且つ中間
μｍう１８な加熱ローラとしそり表面温度を２次転位点
温度以上、好ましくは２００℃前後に設定することで高
張力延伸を可能としているのである。

しかも中間ｐ−ラ１８の表面（接糸面）を梨地処理する
ことで実質的には連続的に張力勾配をもつようにしてい
る。

即ち、スチームチャンバー１６に引続く延伸ゾーンに配
置された梨地表面の加熱された中間ｐ−ラ１８［２７０
’以下の接触角θで接触走行させかつその表面速度を供
給ｐ−ラ１３より速く延伸ローラより遅くすることによ
り、中間ローラ１８前後の延伸張力に差異をもたせて梨
地表面上で連続的にしかも高温加熱下で張力勾配を生じ
させ、これによってスチームにより急激忙昇温されるチ
ャンバー１６内の糸条張力は控え目におさえ、加熱され
た糸条Ｙが転位温度よりも充分に高い状態で高張力、高
倍率延伸を行えるようにしているのである。このように
して供給ローラ１３と延伸ローラ１５間で実質的延伸が
終った糸条Ｙはセパレートローラ１５′と延伸ローラ１
５の間に巻回され従来と同様に熱固定された後、目標に
応じた収縮率に会うようローラ対１７．１７’間で応力
緩和を施され図示しない巻取機に至る。尚、１１はセパ
レートローラ１２を有する引取ローラである。

ここで、スチームチャンバーの温度条件ハ従来と同様も
１．＜は若干低い熱量で高倍率延伸が可能となるが、後
述のよ５に供給ローラ１３と中間ｐ−２１８問および中
間ローラ１８と延伸ｐ−シラ１５間張力配分、実質的に
はその周速比率によって最高延伸倍率（９に伸ローラ１
５の周速／供給ローラの周速）は変化【７、又中間ロー
ラ１８の温度によっても同様に全延伸倍率（ＴＤＲ）は
変化する。

中間ｐ−ラ１８はその接糸面を粗面、特に好ましくは梨
地とするが、その目的とするところは前記のように張力
配分（倍率配分）が行えるようにする点にあり、梨地と
同様な作用を有する任意の方法、例えば溝付面とするこ
とも本願発明の範囲に入ることは言うまで、もない。梨
地面とＩ−だ場合、その表面粗度は２〜１５８．好まし
くは３〜８Ｓにされる。ここで中間ローラはその表面が
鏡面仕上げされているとローラ上での糸条のすべりが悪
くなって延伸性が低下し本発明の目的を達成するのが難
しくなる。又、糸条の中間ローラ１８への接触角は２７
００以下とする必要があるが、好ましくは４５〜１８０
０とするのがよい。接触角が上記範囲よりも大きくなる
とｐ−ラ上での糸条のすべりが悪（なって延伸性が低下
したり、最高延伸倍率が低下するし、接触角が上記範囲
より小さくなると中間ローラの効果が低下して好ましく
ない。

中間ローラ１８の表面速度は、供給ローラ１３と延伸ロ
ーラ１５の中間の任意の速度とすることができるが、下
記式を満足する範囲とすることが好ましい。

（ｖｑ　Ｖ＋　）ｘｏ、４＋ｖ、≦Ｖ、≦（Ｖｘ　−Ｙ
＋　）Ｘ　Ｏ、６５＋Ｖ＋但し　ｖ、：供給ｐ−ラの表
面速度（周速）（ｍ／分〕 ”１１　：中間ローラの表面速度（周速）（ｍ／分〕 ｖ、：延伸−一うの表面速度（周速） （ｍ／分〕 中間−一うの表面速度Ｖ、が上記範囲よりも大きくても
小さくても最高延伸倍率の上昇が小中となり、従って強
度上昇も小中にと３：まって好ましくない。　。

又、ｉ間ローラは加熱１．てお（必要があり、その表面
温度はポリエステルの場合１８０℃〜２２０℃にするの
がよい。表面温度が低く過ぎると最高延伸倍率が上らず
、高過ぎると単糸間の融着を生じ易い。糸条は供給ロー
ラ１３上及び／又は供給ｐ−ラと中間ローラ１８の間で
加熱１．ておく必要があるが、本発明の場合、供給ロー
ラ１３と中間ローラ１８の間、特に供給ローラ出口直彼
にスチームチャンバー１６を設けることが本発明の効果
をより大きくするので好ま【７い。更に供給ローラも加
熱して、未蔦伸糸条を予め予熱１．ておいて、スチーム
チャンバーで一時に高温に加熱するとよい。

〈実施例１〜５．比較例１〜４〉 ３５℃　０−りローフェノール溶液で測定シた極限粘度
０．９０のポリエチレンテレフタレートを３００℃で溶
融し０，４戸Ｘ２５０Ｈの口金を用いて紡出１１、常法
によって冷却、オイリング【、た後、第１図、第２図又
は４段ｐ−ラ配置とした装置を用いて引取速度４００ｍ
／分（引取ローラ１の表面速度）で引取り第１表に示す
条件にて延伸熱処理１、て、ワインダーで巻取って１５
００Ｄｏ　／　２５　＋１　ｆｊｌ　の延伸糸を得た。

得られた延伸糸の強伸度を測定１．た後、下記の方法に
よってゴム中残存強度比を測定【、た。ゴム中、−１残
存強度比の測定方法： 延伸糸を撚糸−ｄｉｐ　シて得たコードを市販のゴム中
に１１６０℃、３時間加硫した後の強度を測定し、該未
処理ｄｉｐ　フードの強度との比をめた。

〈比較例６〜９〉 従来法２段延伸方式と比較すべく第１＠に２点鎖線で示
す如く中間ｐ−ラ１８にセパレートローラ１８′を付設
して供給ローラと中間ローラ間及び中間ｐ−ラと延伸ｐ
−ラ間で２段延伸比を設定出来るよ５ＫＬ、て倍率配分
について検討したが、延伸ｐ−ラ上で結晶化を誘起し、
全延伸倍率を高めることは出来なかった。

第　２　表 ここでＶＨ＋　Ｖｔ＋　ｖｓは第１表と同様にローラの
周速を示す。

〈効　果〉 第１表に示す如く、従来法によるＴＤＲを１００とする
とき（ａｔ−ｃｉ）　／　（Ｇ、−Ｇ、）が０．４〜０
．５５に於て最高値１１２に達Ｌ７得られる糸条の強度
も従来法の９．０〜９．５　ｆ　／　ｄｅに対し１０〜
１　ｏ、ｓ　ｙ　／　ｄｓと実生産に耐え得る品質とし
ては極めて高い値を示１１、且つ非晶配向度が高（、完
全な結晶形態が得られることから、ゴム資材として使用
された場合のゴム中に於ける強力低下かおさえられ、従
来法に較ぺ２０チ以上も高い残存強度を示すことは全（
驚異的なことと言え゛る。

このように本発明によれば、従来の延伸方法では困難で
あった高張力高倍率延伸が可能となり、従来糸に較べ飛
躍的に高い高配向、高強力糸が得られる。この高強度の
傾向はゴム中の残存強度で更に効果が拡大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するに適した直延装置のローラ群
の模式図、第２図は従来装置のローラ群の模式図である
。 】３・・・供給ｐ−ラ、１５・・・延伸ｐ−ラ。 １６・・・スチームチャンバー、１８・・・中間ｐ−ラ 第１図 第２図 手続補正書 昭和５９年６り／／日 特許庁長官殿 ｌ　事件の表示 昭和５９年５月２４日提出の特許願（７）２、発明の名
称 合成繊維の延伸方法 ３　補正をする名 事件との関係　特許出願人 大阪市東区南本町１丁目１１番地 （３００）帝人株式会社 代表者岡本佐四部 ５　補正の対象 第１図 第？図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　熱可塑性合成繊維の未延伸糸°を所定の速度で回転
   する供給ｐ−ラと咳供給ローラより数倍の表面速度で回
   転する延伸ｐ−ラの間で延伸するに際し、供給ローラと
   延伸ローラとの間に供給ローラより速く延伸ローラより
   遅い表面速度で回転する表面が梨地の加熱された中間ロ
   ーラな設げ、該中間ローラに未延伸糸を接触角２７０°
   以下で接触走行させ、前記供給ｐ−ラと延伸ｐ−ラの間
   で中間ローラを介Ｌ２て延伸することを特徴とする合成
   繊維の延伸方法。 ２　未延伸糸の加熱が供給ｐ−ラと延伸ローラの間に位
   置するスチームチャンバーにより行なわれる特許請求の
   範囲第１項記載の合成繊維の延伸方法。 ３　供給ローラが未延伸糸を予熱して供給する予熱供給
   ローラである特許請求の範囲第１項又は第２項記載の合
   成繊維の延伸方法。 ４　未延伸糸の中間ローラへの接触角が６００〜１８０
   ｏである特許請求の範囲第１項乃至第３項記載のいずれ
   か１項記載の合成繊維の延伸方法。 ５　中間ローラの表面速度が下記式を満足する範囲であ
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項記載のいずれか１項
   記載の合成繊維の延伸方法。 （マ＠　−Ｖ＋　）ｘｏ　、　４＋ｖ＋≦Ｖ、≦Ｃｖ％
   　−Ｖ、　）Ｘｏ、６５＋マ。 但り、−Ｖ、　：供給μｍうの表面速度Ｃｍ１分〕■、
   ：中間ｐ−ラの表面速度（ｍ／分〕ｖＨ＋延伸ｐ−ラの
   表面速度Ｃｍ１分〕