(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温加熱流体を糸条に吹き付けて、糸条温度をガラス転移点温度以上に加熱しながら延伸を行う延伸点固定装置をローラ間（供給ローラと延伸ローラ間）に設置し、紡糸に引き続いて延伸を行うに際し、内部に冷却用の流体が循環し、循環している流体を一定温度に冷却する冷却装置を備えている供給ローラを用い、表面温度が３５℃以下の供給ローラに糸条を巻き、延伸点固定装置に導入するまでの糸条の温度を３５℃以下とすることを特徴とする産業資材用ポリエステル糸の紡糸直接延伸方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローラ間に延伸点固定装置を設けて延伸を行う、産業資材用ポリエステル糸の紡糸直接延伸方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業資材用ポリエステル繊維については、製造工程の合理化が進められ、紡糸直接延伸法と呼ばれる一工程化が進められている。
【０００３】
この紡糸直接延伸法における延伸方法においては、糸条温度をガラス転移点温度以上に加熱する加熱供給ローラと糸条に寸法安定性を与える熱処理用の熱ローラを設け、この間で延伸する方法（ローラ延伸法）と、非加熱の供給ローラと熱処理用の延伸ローラとの間に高温加熱流体を糸条に吹き付ける延伸点固定装置を設け、糸条温度をガラス転移点温度以上に加熱し、装置内で延伸点を一点に固定して延伸を行う方法（加熱流体延伸法）が採用されている。
【０００４】
ローラ延伸法の場合、衣料用等の通常の繊度の糸条においては、加熱供給ローラに供給された糸条は、加熱供給ローラからの受熱により、徐々にガラス転移点温度以上に加熱された後、加熱供給ローラと熱処理用の熱ローラの速度の差によって延伸される。このため、糸条が実際に延伸応力を受ける位置（延伸点）は、糸条が加熱供給ローラから離れる位置だけとなる。また、加熱供給ローラで糸条温度をガラス転移点温度以上に上げられるため、加熱供給ローラに入る前の糸条温度が、ガラス転移点温度以上に加熱されていない限り、糸条の延伸点の位置は変化しない。
【０００５】
しかしながら、紡糸直接延伸法で２００〜１５００デニール程度の産業資材用のポリエステル繊維を製造する場合、ローラ延伸法では、加熱供給ローラからの受熱により、徐々にガラス転移点温度以上に加熱されるため、糸条繊度が大きくなるほど糸条全体が均一に加熱されにくくなり、延伸点のばらつきが生じるという問題があり、太繊度の産業資材用繊維を製造する場合においては、高温の加熱流体を糸条の一点に吹き付けて加熱を行う加熱流体延伸法による製造が望まれている。
【０００６】
しかし、加熱流体延伸法では、非加熱の供給ローラと熱処理用の熱ローラの間に高温加熱流体を糸条に吹き付ける延伸点固定装置を設置し、延伸点固定装置で糸条温度をガラス転移点温度以上にしながら、非加熱の供給ローラと熱処理用の熱ローラの速度の差によって延伸するため、ローラ延伸法のように延伸点を機械的に一点に集中させることが困難であった。
【０００７】
例えば、延伸点固定装置に導入される前の糸条温度が高い場合、供給ローラ側で延伸され始めてしまい、非加熱の供給ローラ側にも延伸点が発生し、糸条の延伸点が延伸点固定装置内で一点に固定されなくなる。
【０００８】
このように非加熱の供給ローラ側にも延伸点が発生すると、ガラス転移点温度以上に加熱される前の糸条が延伸されるため、糸条に延伸斑が発生し、糸切れが発生したり、得られた糸を整経する際に単糸切れや毛羽が生じ、品位に劣るものとなるという問題があった。
【０００９】
【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し、太繊度の産業資材用ポリエステル繊維の製造において、加熱流体延伸法により延伸を行うに際し、操業性よく、延伸点を一点に固定して延伸斑なく均一に延伸を行うことができ、単糸切れや毛羽などの発生のない品位に優れた製品を得ることが可能な紡糸直接延伸方法を提供することを技術的な課題とするものである。
【００１０】
【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鋭意研究した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、高温加熱流体を糸条に吹き付けて、糸条温度をガラス転移点温度以上に加熱しながら延伸を行う延伸点固定装置をローラ間（供給ローラと延伸ローラ間）に設置し、紡糸に引き続いて延伸を行うに際し、内部に冷却用の流体が循環し、循環している流体を一定温度に冷却する冷却装置を備えている供給ローラを用い、表面温度が３５℃以下の供給ローラに糸条を巻き、延伸点固定装置に導入するまでの糸条の温度を３５℃以下とすることを特徴とする産業資材用ポリエステル糸の紡糸直接延伸方法を要旨とするものである。
【００１１】
【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、本発明の産業資材用ポリエステル糸の紡糸直接延伸方法の延伸、熱処理、巻き取り工程の一実施態様を示す一部概略工程図である。
まず、紡糸装置を用いて紡糸された糸条Ｙは、非加熱の第一ローラ１で引き取られ、第二ローラ２の間で予備延伸される。第一ローラ１と第二ローラ２はセパレートローラを有しており、次に、熱処理ローラである第三ローラ３に巻かれる。
【００１２】
第二ローラ２（供給ローラ）と第三ローラ３（延伸ローラ）の間に、高温加熱流体を糸条に吹き付ける延伸点固定装置６が設置され、延伸が行われる。そして糸条は、延伸点固定装置６により加熱され、糸条温度がガラス転移点温度以上になった位置で、供給ローラである第二ローラ２と延伸ローラである第三ローラ３の速度差によって生ずる応力によって延伸される。
【００１３】
そして、延伸された糸条Ｙは、ネルソンタイプの加熱ローラである第三ローラ３と第四ローラ４に巻かれて熱処理され、次に、非加熱のネルソンタイプの第五ローラ５を経て、巻取機７で巻き取られる。
【００１４】
本発明においては、供給ローラである第二ローラ２から延伸点固定装置６に導入するまでの糸条の温度を３５℃以下とすることが必要である。
【００１５】
これにより、供給ローラ側で延伸されることなく、延伸点固定装置６で糸条温度がガラス転移点温度以上に加熱された一点の位置に第二ローラ２と第三ローラ３の間に掛かる延伸応力が集中される。すなわち、延伸点が一点に固定され、均一な延伸が行われ、延伸斑のない物性、品位に優れた繊維が得られる。
【００１６】
糸条の温度を３５℃以下にするための方法は、内部に冷却用の流体が循環し、循環している流体を一定温度に冷却する冷却装置を備えている供給ローラである第二ローラ２を用い、表面温度が３５℃以下の第二ローラ２に糸条を巻き、糸条を冷却する。
【００１７】
この場合、第二ローラ２は、内部に冷却用の流体が循環しているものとし、図示しないが表面温度を検知する検出端、冷却用の流体を循環する循環タンク及び循環している流体を一定温度に冷却する冷却装置を備え、一定温度になるように調整がされているものが好ましい。
【００１８】
供給ローラである第二ローラ２に入ってくる糸条温度は、紡糸された糸条の太さや糸条の引取速度、延伸工程の雰囲気温度により変化するため、強制的に一定温度に調節すると、糸条の延伸性を良好に保持することができ、好ましい。
【００１９】
供給ローラから延伸点固定装置６に導入するまでの糸条の温度が３５℃を超えると、特にポリエステルのガラス転移点温度に近い場合は、糸条の延伸点が、延伸点固定装置６で固定されずに、第二ローラ２側にも延伸点が発生する。これは、延伸点固定装置６に入る前の糸条温度が高い場合、十分にガラス転移点温度以上にならないうちに延伸され始め、第二ローラ２と第三ローラ３の間に生じる延伸応力が、延伸点固定装置６側とその前の第二ローラ２の両方に分散されるためである。
【００２０】
このように延伸応力が分散され、延伸点が１つでない場合、糸条の延伸性が著しく悪化し、得られる繊維も延伸斑が生じて、その後の整経時に糸切れや毛羽が多発し、品位に劣ったものとなる。
【００２１】
また、延伸点固定装置６で糸条に吹き付ける高温加熱流体は、特に限定されるのではないが、３５０〜５５０℃程度の高圧水蒸気等が好ましい。
【００２２】
本発明の方法により得られる産業資材用ポリエステル糸は、繊度が２００〜１５００デニール、強度が６〜１１ｇ／ｄ、伸度が１５〜３０％程度のものである。
【００２３】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、実施例における各種の値の測定や評価は次のように行った。
〔供給ローラ（第二ローラ）の表面温度〕
冷却媒体が循環する冷却装置及び表面温度を検知する検出端を備えている場合（実施例１〜２、比較例１〜２）は、検出端により連続的に検出した温度とし、冷却装置や検出端を備えていない場合（比較例３〜４）は、第二ローラの表面に表面温度計（アンリツ社製ＭＯＤＥＬ  ＨＬ−３００）を接触させて表面の温度を定期的に測定し、これらの値の平均値とした。
〔糸条温度〕
延伸点固定装置に導入する直前の糸条に表面温度計（アンリツ社製ＭＯＤＥＬＨＬ−３００）を接触させて表面の温度を定期的に測定し、これらの値の平均値とした。
〔第二ローラ付近の雰囲気温度〕
第二ローラとセパレートローラの中間に検出端を設置し、検出端により連続的に検出し、上下限値を記載した。
〔単糸切れ数（ケ）、毛羽数（ケ）〕
整経機（日本マイヤ社製  ＤＳＪ２１／２１）を用い、巻き取った糸条を本数１４４本、整経糸長200000ｍで整経を行った。このとき、整経機に取り付けられた光電管式毛羽検知器（春日電機社製  ＭＦ８ー３２ＡＳ型）によって、整経された糸条の単糸切れ、毛羽数をカウントした。
〔糸切れ（回／日）〕
延伸時に生じた糸切れ回数を一日あたりの回数で示した。
〔強伸度〕
島津製作所製オートグラフＡＧＳ１００Ｇを用い、試料長４０ｃｍ、引張速度５０ｍ／分で測定した。
【００２４】
実施例１
極限粘度〔η〕（フェノールと四塩化エタンの等重量混合溶媒を用い、２０℃で測定した。）が０．９９のポリエチレンテレフタレートチップを温度３００℃で加熱溶融し、４８孔の紡糸口金４個に供給し、４糸条を紡糸した。なお、糸条のガラス転移点温度は７６℃であった。
引き続き、紡糸口金下流に設けた冷却装置で糸条を固化し、紡糸油剤を付与した後、図１に示す装置を用いて、延伸、熱処理を行い巻き取った。
まず、速度５００ｍ／分の第一ローラ１で引き取り、第二ローラ２との間で延伸倍率１．００５で予備延伸を行った。第二ローラ２は、内部に冷却用の流体が循環し、冷却用の流体を循環する循環タンク、表面温度を検知する検出端及び循環している流体を一定温度に冷却する冷却装置を備え、一定温度（２５℃）になるように調整がされている。第二ローラ２で数回巻かれたのち、糸条は、熱処理ローラである第三ローラ３（２００℃）に巻き取られ、このローラ間で延伸が行われる。この時、高温加熱流体を糸条に吹き付ける延伸点固定装置６で、４６０℃の高圧蒸気を吹き付けて、延伸倍率５．６倍で延伸を行った。続いて、第三ローラ３と表面温度が２１０℃の第四ローラ４で弛緩熱処理を行い、速度３５００ｍ／分の非加熱の第５ローラ５に巻き回したのち、４糸条を一つの巻取機７で巻き取り、５００ｄ／４８ｆの糸条を得た。
【００２５】
実施例２、比較例１〜２
第二ローラ２の冷却装置で一定温度に保つ温度（表面温度）を表１のように種々変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００２６】
比較例３〜４
第二ローラ２の冷却装置を取り外し、表面温度を調整しない通常のローラとした以外は実施例１と同様に行った。
【００２７】
実施例１〜２、比較例１〜４での延伸点固定装置に導入される前の糸条の温度、第二ローラ付近の雰囲気温度、得られた糸条を整経した時の単糸切れ数、毛羽数、糸切れ回数を評価した結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
0004166898.tif 000002
【００２９】
表１から明らかなように、実施例１〜２においては、延伸点固定装置に導入される前の糸条の温度を３５℃以下にしたため、延伸点が一点に固定され、延伸斑なく均一に延伸されたので、得られた糸条は内在する単糸切れ、毛羽が極少量であり、整経時には糸切れの発生もなく、品位、生産性にも優れていた。
一方、比較例１〜４では第二ローラの温度が高く、延伸点固定装置に導入される前の糸条の温度が３５℃を超えていたため、延伸点が一点に固定されず、延伸斑が生じ、得られた糸条は内在する単糸切れ、毛羽が多く、糸切れの発生も多かった。この傾向は、第二ローラの表面温度が高くなるにほど強くなり、表面温度がガラス転移点温度に近い７０℃になると、整経時に単糸切れ、毛羽が多発し、生産が不可能なほど糸切れが多発した。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱流体延伸法により延伸を行うに際し、操業性もよく、延伸点を一点に固定して延伸斑なく均一に延伸を行うことができるので、内在する単糸切れや毛羽などの発生がなく、品質に優れた製品を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】          本発明の産業資材用ポリエステル糸の紡糸直接延伸方法の延伸、熱処理、巻き取り工程の一実施態様を示す一部概略工程図である。
【符号の説明】
１  第一ローラ
２  第二ローラ（供給ローラ）
３  第三ローラ（延伸ローラ）
４  第四ローラ
５  第五ローラ
６  延伸点固定装置
７  巻取機
Ｙ  糸条
【図１】
0004166898.tif 000003