JPS6262943A - 高強度ポリエステル繊維の製造方法 - 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、ポリエステル繊維の製造法、特に高強度、低
伸度でかつ低熱収縮性のポリエステル繊維の製造法に関
する。

（従来の技術） ポリエステル繊維、特にポリエチレンテレフタレート繊
維は、多くの優れた特性を有しているため種々の用途に
広く使用されている。しかしながら。

ミシン糸、工業用布帛、更には衣料用布帛においても、
より高強度、低伸度でその上、低熱収縮性であるポリエ
ステル繊維が要求されている。しかるに、これらの要求
性能の全てを十分に満足するポリエステＩし繊維を効率
よく製造することのできる方法は知られていない。

従来、高強度、低伸度で、かつ低熱収縮性のポリエステ
ル繊維を製造する方法として２例えば（１）ポリエステ
ル未延伸糸を１２０〜１８０℃の高温下４倍以上に第１
段延伸し、引続き第１段階伸温度以上の高温（１５０〜
２２０℃）下９１．１〜１．６倍に第２段延伸し、更に
１３０〜２００℃で制限収縮熱処理する方法（特公昭４
２−２１２９８号公報）　、　（２）ポリエステル延伸
糸を１５０〜２５０℃で緊張熱処理し１次いで１６０〜
２６０℃で、かつ緊張熱処理温度以上の高温で弛緩熱処
理する方法（特開昭５２−６３４２５号公報）ｉ３１６
０〜１．００℃のスチーム又は温水を用いる温熱で延伸
を開始させ、延伸が終わる前に１１０〜１５０℃の飽和
スチームで１段延伸熱処理する方法（特開昭４８−７３
５１３号公報）　、　（４）　１段目で密度が１．３５
０〜１．３６５になるように液浴延伸し２次いでこれを
２段目で密度１．３６５以上になるよう水蒸気で気温延
伸する方法（特公昭４７−　２０６０号公報）等が提案
されている。

しかしながら、これらの方法は、いずれも高強度、低伸
度で、かつ低熱収縮性のポリエステル繊維を効率よく製
造できないばかりか、たとえ高強度であっても８．０ｇ
　／ｄ以上の強度をもつものはできない。すなわち、上
記（１）の方法ではポリエステル未延伸糸を１２０〜１
８０℃の高温下で４倍以上に第１段階延伸するため、延
伸温度が高くなり過ぎ、糸切れが多発するという問題が
ある。（２）の方法では、高温の熱処理段階が二つあり
、熱収縮率を下げる効果はあるが、多量のエネルギーを
使用する点で実際的でなく、また、高温で弛緩熱処理す
ると伸度が上昇してしまうという欠点がある。（３）の
方法では１段で延伸するため８．０ｇ　／ｄ以上の高強
度になりにくいばかりか、たとえ高強度になったとして
もローラ捲付きが多くなり２作業性が悪くなる。また、
延伸と同時に熱処理するため低熱収縮性の繊維は得られ
ない、（４）の方法では液浴延伸を行っているが、１段
目で密度が１．３５０〜１．３６５であり、密度の上が
り方が不足で高強度になるためには、さらに２段目で高
延伸倍率にせざ−るを得ず、糸条のローラ捲付きによる
延伸調子の悪化の原因になる。

本発明者らは、かかる従来法の諸欠点を解消し高強度、
低伸度でかつ低熱収縮性のポリエステル繊維を容易に製
造し得る方法をすでに特開昭５９−１５０１０９号公報
で提案した。

この方法は、フィードローラ群の温度が３５〜５５℃で
、フィードローラ群の最終ローラの下部に６５〜８０℃
の温水浴を設けてトウを温水面下５〜４０ｍｍの位置に
走行させるものであるが、フィードローラ群の温度が低
いので延伸斑が生しやすく、特にトウのデニールが大き
くなるとこの傾向が著しくなって、糸切れが多発すると
いう問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、かかる従来法の諸欠点を解消し、高倍率延伸
を良好な延伸調子のもとに実施でき、高強度、低伸度で
、かつ低熱収縮性のポリエステル繊維を容易に製造し得
る方法を提供することを技術的課題とするもものである
。

（問題点を解決するための手段） すなわち３本発明はポリエステル未延伸トウをフィード
ローラ群、第１ドローローラ群及び第２ドローローラ群
の間で２段延伸し１次いで加熱ローラ群で加熱処理する
方法において、フィードローラ群を６０〜９０℃に加熱
すると共に第１ドローローラ群を３５〜５５℃に加熱し
、フィードローラ群の最終のローラ下部にニップローラ
を配置してトウを把持し、フィードローラ群の最終ロー
ラとニップローラの接点の近傍に６０〜９５℃の温水浴
を設けて、トウを温水面下に通し、浸漬長Ｚ＋　（ｍｍ
＞が下記（１）式を満足するように走行させてフィード
ローラ群と第１ドローローラ群の間で。

第１段延伸倍率ＤＲＩで第１段延伸し１次いで第１ドロ
ーローラ群の直後に設けた。下記（２）式を満足するボ
ックス長Ｚｚ　　（ｍｍ）のスチームボックスを通して
第１ドローローラ群と第２ドローローラ群の間で、第２
段延伸倍率Ｄｌｈで第２段延伸し、この際ＤＲＹ／　Ｄ
ＲｚＯ比が下記（３）式を満足するようにし９次いで１
９０〜２２０℃の加熱ローラ群で加熱処理することを特
徴とする高強度ポリエステル繊維の製造方法である。

ｓＪ￥Ｔ　−Ｖ＋　≦Ｚ＋　≦７００　　　（１）２［
−ｙｚ　≦Ｚｔ　≦　６００　　　（２１２，０≦ＤＲ
，／　ＤＲ２≦　２．９　　　（３）（ここで＋ＸＩ＝
Ｘ２はおのおのフィードローラ群、第１ドローローラ群
を通過するトウの幅１ｍｍ当りのデニール数に１０−４
を掛けた値〔ただし。

Ｘ＋　≦５．　　Ｘｚ　≦２．５　１　、Ｖ＋、’Ｊｔ
はおのおのフィードローラ群、第１ドローローラ群を通
過するトウの速度（ｍ　／ｍ１ｎ）を示す。）第１図は
本発明において用いられる延伸及び熱処理装置の概略図
であり、後述するようにトウ２７はフィードローラ群１
〜７と第１トローラ一群９〜１５との間及び第１ドロー
ローラ群と第２ドローローラ群１６〜２２との間で２段
延伸された後。

加熱ローラ群２３〜２６で熱セットされ１次工程へ送ら
れる。図中８はニップローラであり、フィードローラ群
の最終ローラフの下部に設置されている。このニップロ
ーラ８は延伸点を固定するのにきわめて大きな効果を発
揮する。

本発明の第１段延伸は、加熱フィードローラ群と、フィ
ードローラ群の最終ローラ７の出口部トウを浸漬する温
水浴２８を介して、加熱第１ドローローラ群との間で行
われる。

フィードローラ群の最終ローラ７の出口部トウは、温水
浴中に浸漬されるが、これはポリエステルトウの延伸点
を前記最終ローラの下部に固定するためである。

温水浴中の熱媒としては温水又は温油剤が使用可能であ
り、これらの熱媒は延伸を開始するための熱的刺激とし
て用いられる。温水浴温度は６０〜９５°Ｃである。６
０℃に満たない低温では、延伸点が多発して固定されず
それに起因する未延伸部が混入したり、糸切れが多発し
たりする。また９５°Ｃを超えるとスーパードロー現象
が発生し。

高強度繊維は得られない。

ポリエステルトウの温水浴中の浸漬長Ｚ、　（ｎｕｌｌ
）は第１ドローローラ群を通過するトウの巾１１１Ｉｍ
当たりのデニール数に１０−　’を掛けた値Ｘ、及びト
ウ速度ｙ＋（ｍ　／ｍ１ｎ）によって最適範囲が決定さ
れる。

すなわち、下式で表される範囲内で浸漬長を決定すれば
よい。

５ＪＴＴ　・ｙ＋　≦Ｚｌ　≦７ｏｏ、　　＜ただし、
Ｌ　≦５）浸漬長が５・「・　Ｌ＋　　（ｍｍ）に満た
ない場合。

未延伸糸が混入したり、糸切れが多発する。一方７００
ｍｍを超える場合、トウの延伸点が前記最終ローラー出
口部に固定されず、糸切れの多発化の原因となる。Ｘ、
〉５の場合はトウの厚さが大きすぎ、均一加熱ができず
糸切れが多発する。この現象は高強度繊維を得るため、
高倍率延伸すると顕著になる。

ところで、温水による熱的刺激のみを与える場合、トウ
温度は急激に目的の温度に上がらず、不均一な温度分布
が生じがちである。ところが、フィードローラ群のロー
ラを６０〜９０℃に加熱することにより前記温度斑が解
消される効果があり。

毛羽・糸切れ等が防止でき、延伸調子が更に良好となる
。ローラ温度が６０℃未満の場合、加熱による延伸調子
への効果が小さい。また、９０℃を超える場合、トウの
延伸点がフィードローラの最終ローラとニップローラと
の把持点よりトウの走行方向と逆の方向に移動し不安定
になるため、延伸調子が悪くなる。

また２本発明は、フィードローラ群の最終ローラ下部に
ニップローラを配置してトウを把持することを大きな特
長としているが、ニップローラの把持力により、延伸点
が固定しやすくなり、前記した温水浴及びフィードロー
ラ群の加熱と相まつて、ニップローラの把持点の直後に
延伸点が揃うようになり、延伸斑の発生が防止されて糸
切れが減少する。

本発明における第２段延伸は、第１ドローローラ群と第
２ドローローラ群の間で、前記第１ドローローラ群の直
後に設けたスチームボックス２９を介して行われる。こ
の場合、第１ドローローラ群を通過するトウの巾１ｍｍ
当りのデニール故に１０−４を掛けた値をＸ２．トウの
速度をｙｚ（ｍ／ｍ１ｎ）としたとき、スチームボック
スの長さＺｚ　（ｍｍ）がポリエステルトウの走行方向
に対して２匹・　Ｘ２≦２２　≦６００（ただし、　Ｘ
２≦２．５）満足するようにすることが必要である。Ｚ
２が２５Ｔ−ｙ未満の場合、トウ温度が上昇せず、糸切
れ等の原因となる。一方６００ｍｍを超える場合、均一
延伸ができず９毛羽等が発生しやすい、　　ＸＺ　＞２
．５の場合。

トウの厚さが大きすぎるため、均一加熱ができず。

糸切れが多発する。

また、第１ドローローラ群のローラ温度は３５〜５５℃
にする必要がある。３５℃未満ではトウ温度は急には目
的の温度に上がらず、不均一な温度分布が生じがちとな
る。一方ローラ温度が５５℃を超えると、トウの延伸点
がスチームボックス入口よりトウの走行方向と逆の方向
に移動し不安定になるため、延伸調子が悪くなる。

スチームボックスに供給するスチームとしては通常０．
５〜１０ｋｇ／ＣＩＩｔの圧力の飽和スチームが用いら
れる。スチームによる加熱を行っても、トウ温度は急激
に目的の温度に上がらず、不均一な温度分布が生じがち
である。補助加熱手段として、第１ドローローラ群を３
５〜５５℃に加熱すると。

毛羽・糸切れ等が発生せず、延伸調子が良好とな′る。

高強度、低伸度綿を製造するには２通常の強度６〜７ｇ
／ｄ、伸度３０〜３５％をもつ綿を製造する場合に比較
して、高延伸倍率で延伸しなければならない。また、１
段目と２段目の延伸媒体が温水とスチームとで異なるた
め、１段目と２段目の延伸倍率の配分が重要である。本
発明においては、　ＤＰＩ　１０Ｒ，の比は１．５以上
、２．９以下が好ましい。前記延伸倍率比が１．５未満
の場合、１段延伸ＤＲ，が低過ぎるので１段目の張力も
小さくて延伸点の固定が困難となり、延伸調子の悪化が
顕著となる。また、２．９を超えると、１段目の延伸が
主体になり、延伸調子が悪化する。

本発明では、繊維の強度、伸度等の物性の安定化をはか
り、かつ加熱時の繊維寸法安定性を向上させるため、す
なわち、熱収縮率を低下させるため、延伸後１９０〜２
２０℃の加熱ローラ群で熱処理を行う。１９０℃未満の
熱処理では、加熱時、特に繊維の染色、仕上時の寸法安
定性が悪くなり。

２２０℃を超える温度での熱処理では延伸により得られ
た繊維の伸度が大きくなる。

以上のごとく、ポリエステル未延伸トウを加熱したフィ
ードローラ群及び第１ドローローラ群との間で温水浴を
介して第１段熱延伸し、引き続きこの第１ドローローラ
群と第２ドローローラ群との間でスチームボックスを介
して、第２段熱延伸し、更に加熱ローラ群で加熱処理す
る方法によって高強度、低伸度で、かつ低熱収縮性のポ
リエステル繊維が製造される。本発明の方法は、高強度
ポリエステル繊維、特に８．０ｇ　／　ｄ以上のものを
得るのに有利である。

本発明においてポリエステル繊維を構成するポリエステ
ルは、ポリエチレンテレフタレートを主たる対象とする
が、その性質を本質的に変化させない範囲内（例えば、
１５モル％以下）の第３成分を共重合したものでもよい
。かかる第３成分としては２例えばイソフタル酸、５−
ナトリウムスルホイソフタル酸、パラオキシ安息香酸、
ジエチレングリコール、１．４−ブタンジオール等があ
げられる。ポリエステルの極限粘度〔η〕は、　０．６
０以上が好ましい。０．６０未満の場合、高強度の繊維
は得られにくい。これらのポリエステルは艶消剤。

着色剤、安定剤、難燃剤、吸湿剤等の添加剤を少量含有
しても差支えない。

（実施例） 以下に実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。

なお、実施例中の強度、伸度、熱収縮率の測定法は次の
とおりである。

強度（ｇ／ｄ）、伸度（％） 試料を試料長２０ｍｍとなるように定速加重型引張試験
機マツケンジーに固定し、　　２０ｇ　／ｌｌｌ１ｎの
加重速度で引張って切断した時の強力と伸びを求める。

強度はこの強力値を通常の方法によって求めた単糸の繊
度で除した値である。

熱収縮率（％） １７０”ｃの空気中に２０分間放置した場合の収縮率で
ある。

実施例１ フェノール・四塩化エタン混合溶液（混合比１：１）を
溶媒とし、２５℃で測定した極限粘度が０．６５のポリ
エチレンテレフタレートを常法により紡糸し、２５万デ
ニールのサブトウ６本で構成される約１５０万デニール
の未延伸糸トウを得た。

次いで、前記未延伸糸トウを第１図に示す延伸装置を用
いて延伸した。温水によるトウの浸漬深さは１０ｍｍ、
）つの浸漬長は３００ｍｍ、スチームボックスの長さは
２００ｍｍ、第２ドローローラ群の温度は３０℃、延伸
速度（第２ドローローラを通過するトウの速度）は１５
０　ｍ／ｍｉｎとし、他の延伸条件は第１表のとおりと
した。延伸後、押込法により捲縮を付与し、カッターに
て繊維長３８１に切断してステーブルファイバー（原綿
）とした。

糸切れの状態及び原綿特性を第２表に示した。

糸切れによる延伸調子の悪化もなく、原綿特性も満足い
くものであった。

比較例１ 実施例１で用いた未延伸糸トウと延伸装置を用い、第３
表に示す延伸条件で延伸した。結果を第４表に示す。

第４表 実験隘５〜１０．Ｎ１１３．１４では糸切れが多発し、
延伸調子が悪い。実験寛１１では熱収縮率が高く、この
原綿を用いて紡績糸を作り、タフタを製織し通常の方法
で仕上げ整理したものは、収縮斑による品位の低下をみ
た。実験隘１２では低伸度、低熱収縮率が得られなかっ
た。

比較例２ 温水中でのトウの浸漬長さ、スチームボックスの長さ、
トウの厚さ、延伸速度を変更し、他は実施例１の実験隘
１と同等の延伸条件、延伸装置を用いて第５表の条件で
延伸を行った。結果を第６表に示した。

第　　５　　表 第　　６　　表 比較例３ フィードローラ群の最終ローラ下にニップローラを配置
しない以外は実施例１の実験光１〜４と同等の延伸条件
、延伸装置を用いて第７表の条件で延伸を行い、結果を
第８表に示した。

第８表 上記のように、フィードローラ群の最終ローラ下にニッ
プローラを配置しないと糸切れが多発した。

（発明の効果） 上述したように１本発明はフィードローラ群を６０〜９
０℃と従来より高めに加熱してトウの温度に斑が生じる
のを防止すると共に、フィードローラ群の最終ローラ下
部にニップローラを配置してトウを把持するので、延伸
点が固定されやすく。

したがって毛羽や糸切れ等を生じることなく高倍率延伸
を良好な延伸調子のもとで実施することができ、高強度
、低伸度で、かつ低熱収縮性のポリエステル繊維を容易
に製造し得る利点がある。

特に得られたポリエステル繊維をステープルファイバー
とし、木綿繊維と混紡する場合には、精紡のスピンドル
回転を高速度にしても糸切れが少なく高能率で紡績糸が
得られる。

さらに、このようにして得た紡績糸を使用して例えばタ
フタを製織し３通常の方法で整理仕上をおこなってもポ
リエステルステープルファイバーの熱収縮率が低いため
に布帛上の紡績糸の収縮が少なく、かつ局部的な収縮の
斑が起こらないので。

極めて高品位の製品が得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において用いられるトウ延伸装置の概略
説明図である。 １〜７−　フィードローラ群 ８−・−ニップローラ ９〜１５−第１ドローローラ群 １６〜２２−第２ドローローラ群 ２３〜２６−加熱ローラ群 ２７・−トウ ２８−温水浴 ２９−スチームボックス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエステル未延伸トウをフィードローラ群、第
   １ドローローラ群及び第２ドローローラ群の間で２段延
   伸し、次いで加熱ローラ群で加熱処理する方法において
   、フィードローラ群を６０〜９０℃に加熱すると共に第
   １ドローローラ群を３５〜５５℃に加熱し、フィードロ
   ーラ群の最終のローラ下部にニップローラを配置してト
   ウを把持し、フィードローラ群の最終ローラとニップロ
   ーラの接点の近傍に６０〜９５℃の温水浴を設けて、ト
   ウを温水面下に通し、浸漬長Ｚ＿１（ｍｍ）が下記（１
   ）式を満足するように走行させてフィードローラ群と第
   １ドローローラ群の間で、第１段延伸倍率ＤＲ＿１で第
   １段延伸し、次いで第１ドローローラ群の直後に設けた
   、下記（２）式を満足するボックス長Ｚ＿２（ｍｍ）の
   スチームボックスを通して第１ドローローラ群と第２ド
   ローローラ群の間で、第２段延伸倍率ＤＲ＿２で第２段
   延伸し、この際ＤＲ＿１／ＤＲ＿２の比が下記（３）式
   を満足するようにし、次いで１９０〜２２０℃の加熱ロ
   ーラ群で加熱処理することを特徴とする高強度ポリエス
   テル繊維の製造方法。 ５√（Ｘ＿１・ｙ＿１）≦Ｚ＿１≦７００　（１）２√
   （Ｘ＿２・ｙ＿２）≦Ｚ＿２≦６００　（２）２．０≦
   ＤＲ＿１／ＤＲ＿２≦２．９　（３）（ここで、Ｘ＿１
   、Ｘ＿２はおのおのフィードローラ群、第１ドローロー
   ラ群を通過するトウの幅１ｍｍ当りのデニール数に１０
   ＾−＾４を掛けた値〔ただし、Ｘ＿１≦５、Ｘ＿２≦２
   ．５〕、ｙ＿１、ｙ＿２はおのおのフィードローラ群、
   第１ドローローラ群を通過するトウの速度（ｍ／ｍｉｎ
   ）を示す。）