(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリトリメチレンテレフタレートを主体とするポリエステルを、紡糸口金より溶融紡出し、紡糸した糸条を一旦冷却固化した後、内部雰囲気温度が１２０〜２２０℃の筒状加熱装置を通過させて熱処理し、再び冷却した後、３０００ｍ／分以上の引取速度で糸条を引き取り、弛緩率４〜１２％で弛緩熱処理を施し、捲き取ることを特徴とするポリエステル繊維の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）を主体とするポリエステル繊維を、筒状加熱装置を用いて製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＴＴは、溶融成形性に優れたポリエステルの一種であり、溶融紡糸法により得られる繊維は、弾性に優れ、柔軟であり、広範な用途に適用可能である。ＰＴＴは、ポリエチレンテレフタレートを主とする汎用のポリエステル繊維と同様に、溶融紡糸した糸を熱延伸することで実用的な物性の繊維とすることができる。
【０００３】
しかしながら、ＰＴＴは、延伸熱処理時に断糸しやすいため、安定に採取するには熱処理温度を高くすることができない。したがって、熱収縮率を低くすることが困難であり、布帛としたときには寸法安定性の劣ったものとなりやすい。また、捲き取り直後の収縮が大きいため、パッケージに捲き取った際の捲き姿が不良となりやすく、捲き量に制約があるなど種々の問題点があった。
【０００４】
これらの問題を解決するために、特開昭５２−８１２３号公報では、紡糸直後の糸条を冷却することなく、かつ高配向の糸条となるようにして引き取り、その糸条を延伸、熱処理する方法が提案されており、特開昭５２−８１２４号公報では、延伸熱処理を２段以上で行う方法が提案されている。また、特開昭５８−１０４２１６号公報では、引取速度を２０００ｍ／分以上として高配向の糸条を得、この高配向の未延伸糸を熱延伸する方法が提案されている。
【０００５】
これらの方法によれば、ある程度の延伸操業性は改善されたが、捲き取り時の問題点は解消されず、また、いずれも、紡糸工程と延伸工程を別工程で行い、低速で熱延伸した例しか示されておらず、特に、紡糸と延伸を一工程で行う高速延伸時においては、延伸及び捲き取り時の問題を解消することはできなかった。
【０００６】
さらに、特公平５−４５６８３号公報では、引取速度が９０００ｍ／分以上の超高速紡糸による方法が提案されているが、この方法では単糸切れ等の発生が多く、操業的安定性に欠けると同時に、引取速度のみで糸条の物性を制御するため、物性の制御が困難であり、用途に応じた物性を有する繊維を得ることができないという問題があった。
他にも、ＰＴＴを主体とした繊維の製造方法に関する提案が種々行われているが、十分に満足できるような物性を有するＰＴＴ繊維を、単糸切れ等の発生がなく、安定して生産することができる製造方法は未だ確立されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題点を解決するものであって、ＰＴＴを主体とする柔軟性に優れたポリエステル繊維を、高速一工程法によって、延伸、熱処理時の断糸がなく、良好な捲姿のパッケージに巻き取ることができ、安定して生産することができるポリエステル繊維の製造法を提供することを技術的な課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ポリトリメチレンテレフタレートを主体とするポリエステルを、紡糸口金より溶融紡出し、紡糸した糸条を一旦冷却固化した後、内部雰囲気温度が１２０〜２２０℃の筒状加熱装置を通過させて熱処理し、再び冷却した後、３０００ｍ／分以上の引取速度で糸条を引き取り、弛緩率４〜１２％で弛緩熱処理を施し、捲き取ることを特徴とするポリエステル繊維の製造法を要旨とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様を示す概略工程図である。まず、紡糸口金１からポリエステル糸条Ｙを溶融紡糸し、冷却風吹付装置２によって糸条を冷却固化した後、筒状加熱装置３の中を通過させて熱処理する。加熱装置を通過した糸条を自然冷却後、油剤付与装置４により油剤付与と同時に集束し、第１ローラ（引取ローラ）５により引き取り、第２ローラ６を介して弛緩熱処理を施し、捲取装置７で捲き取る。
【００１０】
本発明においては、筒状加熱装置を用い、糸条が筒状加熱装置３内を空気抵抗を受けながら高速で通過することにより、集束された時点で低速延伸糸と同様に配向と結晶化が促進されており、しかもこの間、糸条に接触するものはないため、断糸の頻度は極めて低く、非常に安定して加熱延伸を施すことができる。
【００１１】
筒状加熱装置３の内部雰囲気温度は１２０〜２２０℃の範囲に設定することが必要である。１２０℃未満では加熱効果が乏しく、２２０℃を超えると、糸条が壁面に接触したときに融着が生じる。
【００１２】
また、筒状加熱装置３の加熱装置の有効加熱長は、５０〜２００ｃｍとすることが好ましい。５０ｃｍより短いと、加熱延伸が不十分となりやすく、２００ｃｍより長いと、口金から集束位置までの距離が長くなるため、糸揺れに起因した糸斑が発生しやすく、好ましくない。
【００１３】
次に、筒状加熱装置３で加熱延伸した糸条を、自然冷却した後、引取速度３０００ｍ／分以上、さらに好ましくは、３０００〜５５００ｍ／分の引取速度で引き取る。図１においては、引取速度は第１ローラ５の速度である。引取速度が３０００ｍ／分より低いと、加熱装置内で延伸に必要な空気抵抗が十分に加わらず、延伸が不十分となる。一方、５５００ｍ／分より高いと、加熱装置内の通過時間が短くなり、加熱効果が不十分となる。
【００１４】
引き取った糸条は、そのまま捲き取っても実用的な物性を有する繊維が得られるが、多量の捲量をパッケージに安定に捲き取るために、引き続き、弛緩率４〜１２％で弛緩熱処理を施す。図１においては、第２ローラ６と捲取装置７との間で弛緩熱処理を施す。この際、糸条の加熱方法は、第２ローラ６を表面温度が１２０〜１８０℃の加熱ローラとする方法や、第２ローラ６と捲取装置７との間に加熱蒸気等の加熱気体による熱処理装置を設置し、糸条温度が１００℃以上になるようにすることが好ましい。
【００１５】
ＰＴＴからなる糸条は、通常、捲き取り直後の収縮が大きいため、多量に捲き取るとパッケージの捲き姿が悪くなり、極端な場合、捲取装置からの脱着が困難になる。このため、捲取直前に弛緩熱処理を行うことが必要であるが、通常の加熱ローラによる延伸法では、弛緩熱処理に必要な熱量を十分に与えるべく、上記のような温度で熱処理すると、加熱ローラ上で糸揺れが生じて単糸切れ等が発生し、操業性が悪かった。本発明では、筒状加熱装置で加熱延伸処理を行い、糸条を引き取った時点で十分に配向と結晶化が促進されているため、上記のような温度で加熱処理を施しても安定に糸条を通過させることが可能である。
【００１６】
弛緩熱処理時の弛緩率は４〜１２％とすることが必要である。弛緩率が４％より低いと弛緩熱処理が不十分であるために捲姿が不良となり、１２％より高いと第２ローラ６と捲取装置７との間の張力が低くなりすぎ、安定して捲き取ることができなくなる。
【００１７】
本発明で使用するポリエステルは、ＰＴＴを主体とするものであるが、ポリエステル本来の性質を損なわない程度において、第３成分が混合あるいは共重合されたもの、あるいは艶消剤、着色剤、安定剤、制電剤等を含んでいるものでもよい。
【００１８】
また、重合度は繊維形成性を損なわない範囲であれば、特に限定されるものではないが、本発明は、特に、衣料用のマルチフィラメントの製造に適した方法であり、相対粘度（フェノールと四塩化エタンとの当重量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２５℃で測定した）が１．４０〜１．７０程度のものが好ましい。
【００１９】
本発明の方法によれば、種々の銘柄の糸条を得ることが可能であるが、特に、単糸繊度が０．３〜６．０ｄ、さらには０．５〜５．０ｄ、フィラメント数が３〜１００本の繊維を得るのに適している。
そして、本発明によれば、強度が３．０〜５．０ｇ／ｄ、伸度が２５〜５０％、初期ヤング率が２０〜３０ｇ／ｄ程度のポリエステル繊維を製造することが可能であり、低ヤング率であるため、布帛にすると、柔軟性に富んだ布帛を得ることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例中における強伸度及び初期ヤング率の測定は次のとおりに行った。
(a) 強伸度
島津製作所製オートグラフＳ−１００を用い、JIS L 1013に準じて測定した。
(b) 初期ヤング率
強伸度測定時に得られた荷重−伸張曲線の初期の傾きから求めた。
【００２１】
実施例１
相対粘度が１．６０のＰＴＴチップをエクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、直径０．２５ｍｍの紡糸孔を３６個有する２重円配列の紡糸口金から紡糸温度２７０℃で紡出した。紡糸した糸条に口金面より５ｃｍ下方に配した長さ２０ｃｍの環状冷却装置より風温１５℃、風速４８ｍ／分の冷却風を吹き付けて冷却、固化した後、口金面より１５０ｃｍ下方に、有効加熱長が１００ｃｍで内部雰囲気温度が１５０℃の筒状加熱装置を通過させて、加熱延伸を行った。続いて、加熱装置出口より４０ｃｍ下方に油剤付与装置を設け、油剤を付与すると同時に糸条を集束した後、３５００ｍ／分の第１ローラ（室温）で引き取り、次に、１５０℃、表面速度３５１０ｍ／分の第２ローラを介して、弛緩率５．７％として弛緩熱処理して捲取速度３３１０ｍ／分の捲取装置で５ｋｇ巻きのパッケージに捲き取り、７５ｄ／３６ｆのポリエステル繊維を得た。
得られた繊維の強度、伸度、初期ヤング率を測定した値を表１に示す。
【００２２】
実施例２〜３、比較例１〜５
筒状加熱装置の内部雰囲気温度、第１ローラの速度（引取速度）、第２ローラの速度、弛緩率、捲取速度を表１に示すように種々変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００２３】
比較例６
筒状加熱装置を設けることなく、第１ローラの温度を７０℃とし、速度を２２００ｍ／分として第１ローラと第２ローラの間で延伸、熱処理を施し、このとき、第２ローラの温度１３０℃、速度４３２０ｍ／分とし、さらに、第２ローラと捲取装置との間で弛緩率７．４％で弛緩熱処理して巻き取った以外は、実施例１と同様に行った。
得られた繊維の強度、伸度、初期ヤング率を測定した値を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0004009370.tif 000002
【００２５】
表１から明らかなように、実施例１〜４では、延伸熱処理時の糸切れが少なく、十分な捲き量を良好な捲き姿のパッケージに捲き取ることができ、得られた繊維は、いずれも十分な強伸度等の物性を有するものであった。
一方、比較例１は、筒状加熱装置の温度が低すぎたため、得られた繊維は伸度が大きく、強度も低かった。比較例２は、筒状加熱装置の温度が高すぎたため、糸条が融着し、採取できなかった。また、比較例３は、引取速度が低すぎたため、得られた繊維は強度が低いものであった。比較例４は、弛緩率が低すぎたため、捲き取り直後の繊維の収縮が大きく、パッケージの捲姿が悪くなり、捲取装置からの脱着が困難であった。比較例５は、弛緩率が高すぎたため、第２ローラと捲取装置の間で糸条がたるみ断糸し、捲き取ることができなかった。比較例６は、筒状加熱装置を使用せず、通常のローラを用いた延伸法であったため、第２ローラ上での単糸の切断が多発した。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、ＰＴＴを主体とする柔軟性に優れたポリエステル繊維を、高速一工程法によって、延伸、熱処理時の断糸の発生もなく、十分な捲き量を良好な捲き姿のパッケージに巻き取ることができ、生産性よく、工業的に安定に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造法の一実施態様を示す概略工程図である。
【符号の説明】
Ｙ  糸条
１  紡糸口金
２  冷却風吹付装置
３  筒状加熱装置
４  油剤付与装置
５  第１ローラ（引取ローラ）
６  第２ローラ
７  捲取装置
【図１】
0004009370.tif 000003