JP2000265366A

JP2000265366A - ポリアミド系繊維の製造法

Info

Publication number: JP2000265366A
Application number: JP6998499A
Authority: JP
Inventors: Keizo Tsujimoto; 啓三辻本; Takeshi Kitahara; 武司北原
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高強度で寸法安定性の良好なポリアミド系繊
維を製造する際、糸切れや毛羽の発生を低下させ、繊維
の製造工程におけるローラ汚れやプレート汚れを低下さ
せ、長期間連続した安定製造が可能となり、寸法安定性
の良好なポリアミド系繊維を製造する方法を提供する。【解決手段】溶融紡出したポリアミド系繊維に、油剤
中にＤＬα−Ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌ（ビタミン−Ｅ）を
主成分とする酸化防止剤を、油剤の有効成分 100重量部
に対し、０．０１〜１．０重量部配合した紡糸油剤を、
繊維１００重量部に対し０．３〜１．５重量部付与す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリアミド系繊維
の製造法に係わり、特に糸質や寸法安定性に優れた高強
力のポリアミド系繊維を効率よく製造する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミド系繊維は高強力で、耐疲労性
や耐衝撃性に優れているため、各種産業資材用途、例え
ばタイヤコード、コンベアベルト等のゴム補強用コー
ド、漁網、縫糸、ロープ、シートベルト、安全ネット等
に用いられている。

【０００３】ポリアミド繊維の強力を高める方法とし
て、溶融紡糸した繊維を引取り、この糸条に２段以上の
多段延伸を施す方法が知られている（特公平４− 40449
号公報）。さらに、高強力の繊維を得るために高分子量
のポリマーを用い、高延伸倍率で製造する方法が一般的
な製糸方法であり、高分子量のポリマーを高倍率で延伸
するには、加熱ローラや加熱プレート等を用いた熱延伸
をする必要がある。また、紡糸した後、加熱蒸気をオリ
フィスを通して噴射し、２段延伸する方法（特公平４−
11649号公報）が提案され、実用化されている。

【０００４】しかし、この方法では、繊維に十分な熱量
を与えておかないと製糸性が悪く（糸切れや毛羽が発生
する）、十分な延伸ができないので高強力の繊維が得ら
れないことから、引取りローラや延伸ローラを加熱し、
繊維を予め加熱してから延伸する必要がある。その場
合、加熱されたローラやプレートには、紡糸油剤に使用
される脂肪族系エステル化合物や脂肪族系エーテル化合
物、及びこれらの化合物を分散、あるいは乳化させるた
めに用いられる分散剤や乳化剤が付着し、タール状物質
や固形物となって堆積し、糸切れや毛羽が発生したり、
ローラやプレート上に堆積したタール状物質や固形物の
ため走行する繊維に充分な熱量を供給できず、このため
安定した製品が得られなくなり、操業を止めてローラや
プレートを掃除しなければならないという問題がある。

【０００５】これらの問題を解決するために、油剤が熱
で酸化させるのを防止する方法が種々提案されており、
例えば、特開平７-25277号公報や同４-34088号公報には
特定の油剤と酸化防止剤を使用する方法が、特開昭58-8
1683号公報には特定の乳化剤と酸化防止剤を使用する方
法、特公昭57− 30422号公報には特定の重合物と酸化防
止剤を使用する方法、同61− 46587号公報には低表面張
力の特性を持つ化合物と酸化防止剤を使用する方法が開
示されている。また、特開昭63−182416号公報、特開平
１−111020号公報や同２− 91225号公報には、シリコー
ン系オイルに酸化防止剤を使用する方法が開示されてい
る。さらに、特開昭60−9971号公報や特公昭61-36115号
公報には、有機系酸化防止剤を配合した紡糸油剤を使用
する方法が開示されている。

【０００６】しかしながら、いずれの方法も高速化に伴
いローラやプレートの温度を高くする必要があり、加熱
されたローラやプレートは時間とともに汚れ、糸切れや
毛羽の発生防止、寸法安定性の面で十分に満足できるも
のではなかった。

【０００７】また、より高度な性能の要求に対応するた
め、紡糸速度をさらに高速化したり、高速紡糸された糸
条を加熱処理する方法（特公平５−71683 号公報）が提
案されている。しかし、−60℃以下に冷却するのは、設
備やコストの面で企業化するのは非常に困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、製糸工程で熱延伸や熱処理が施されるローラ
やプレートの汚れや発煙性を低下させ、糸質物性の安定
性した良好な繊維を長期間連続して製造することのでき
るポリアミド系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。

【０００９】

【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を重ねた結果、次のような
知見を得た。製糸工程での毛羽や糸切れは、ローラやプ
レートの汚れと関係し、毛羽や糸切れを防ぐにはローラ
やプレートの汚れを極力抑える必要がある。ローラやプ
レートの汚れを少なくする方法としては、従来のように
特定物質を添加したり、油剤の熱分解率を高くするのみ
では解決できず、油剤の酸化防止と油剤付着量を調整す
ることによって達成できる。すなわち、油剤の熱分解が
大きいと、ローラ上やプレート上に付着した油剤が熱分
解によって飛散し、ローラ上やプレート上に残る油剤が
少なくなるため、一般にローラ汚れやプレート汚れは少
ないといわれているが、この場合も、油剤が100％分解
するのは事実上不可能であり、残った油剤が酸化反応や
熱分解をして固形化したりタール状物質となり、ローラ
上やプレート上に徐々に蓄積されて行く。

【００１０】一方熱分解性の小さい場合は、ローラ上や
プレート上に残った油剤の固形化が遅くなり、液状の油
剤はローラ面やプレート面を走行する繊維が運び去り、
ローラやプレートが常に一定の状態に保たれるが、油剤
量があまりにも多いと、走行繊維で運び去ることのでき
る量以上の油剤がローラやプレートに付着し、ローラや
プレートに徐々に蓄積され、ローラ汚れやプレート汚れ
となって問題となる。したがって、ローラ汚れやプレー
ト汚れを小さくするには、油剤の熱安定性と酸化分解に
対する安定性を大きくし、かつ、油剤付着量を適正な量
に調整する必要がある。

【００１１】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、その要旨は、溶融紡出したポリアミド
系繊維に、油剤中に DL-α-Tocopherol （ビタミン−
Ｅ）を主成分とする酸化防止剤を、油剤の有効成分 100
重量部に対し、0.01〜1.0 重量部配合した紡糸油剤を、
繊維 100重量部に対し0.3 〜1.5 重量部付与することを
特徴とするポリアミド系繊維の製造法にある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において、ポリアミド系繊維とは、ポリε
−カプロアミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリ
テトラメチレンアジパミド及びこれを主体とするポリア
ミドからなるマルチフィラメントであり、ポリアミドか
らなる繊維の分子量、繊度、フィラメント数、断面形
状、糸質物性、微細構造、耐熱剤や耐光剤等の添加剤含
有の有無、ポリマー性状（末端アミノ基濃度、末端カル
ボキシル基濃度）は何ら限定されるものではない。

【００１３】本発明においては、溶融紡出した繊維を冷
却固化した後、まず、紡糸油剤を付与する。本発明に用
られる紡糸油剤の特徴は、 DL-α-Tocopherol(ビタミン
−Ｅ）を主成分とする酸化防止剤を、油剤の有効成分 1
00重量部に対し、0.01〜1.0 重量部配合したことであ
る。 DL-α-Tocopherol を主成分とする酸化防止剤は、
一般的に油剤の有効成分である脂肪族系エステル化合物
や脂肪族系エーテル化合物、及びこれらを分散や乳化さ
せるのに用いられる分散剤や乳化剤が、加熱されたロー
ラ上やプレート上で酸化分解されるのを低下させる作用
をするものである。

【００１４】DL-α-Tocopherol を主成分とする酸化防
止剤は、紡糸油剤の有効成分 100重量部に対し0.01〜
1.0重量部含有されることが必要であり、 DL-α-Tocoph
erolを主成分とする酸化防止剤が0.01重量部未満では、
製糸工程での熱処理時のローラ汚れやプレート汚れ、及
びローラやプレート上での発煙が激しくなる。また、DL
- α-Tocopherol を主成分とする酸化防止剤が 1.0重量
部を超えると、熱処理時のローラ汚れやプレート汚れ、
及びローラやプレート上での発煙は少なくなるものの、
コストが高くなるので好ましくない。なお、DL−α−To
copherolとしては、例えばUvinul 2000 AO（ビーエーエ
スエフジャパン株式会社商標）が挙げられる。また、紡
糸油剤には、分散剤、乳化剤、静電防止剤、耐熱剤、 D
L-α-Tocopherol 以外の酸化防止剤などを配合してもよ
い。

【００１５】DL-α-Tocopherol 以外の酸化防止剤とし
ては、「IRGANOX 245 」、「IRGANOX259 」、「IRGANOX
565 」、「IRGANOX 1010」、「IRGANOX 1010FP」、「I
RGANOX 1035FF」、「IRGANOX 1076」、「IRGANOX 108
1」、「IRGANOX 1098」、「IRGANOX 1222」、「IRGANOX
1330」などのヒンダードフェノール系酸化防止剤や、
「IRGAFOS 168 」などのリン系加工安定剤（いずれも、
日本チバガイギ株式会社商標）があり、これらを DL-α
-Tocopherol と併用してもよい。

【００１６】本発明に用いられる紡糸油剤の主成分は特
に限定されるものではなく、目的に応じて脂肪族アルコ
ールと脂肪族カルボン酸を反応して得られる脂肪族系エ
ステル化合物や、脂肪族アルコールとプロピレンオキサ
イド、エチレンオキサイド、ポリオキシエチレンとを反
応して得られる脂肪族系エーテル化合物、さらには鉱物
油、ポリジメチルシリコーン、ポリオキシエチレン化
（ＰＯＥ）変性シリコーン化合物などを、単独又は複数
で使用することができる。

【００１７】紡糸油剤に使用される脂肪族アルコールと
脂肪族カルボン酸を反応して得られる脂肪族系エステル
は、製糸工程での繊維の平滑性を高める作用をするもの
である。脂肪族アルコールや脂肪族カルボン酸として
は、炭素数 6〜22のものが好ましく、また、耐熱性を上
げるために、硫黄原子やリン原子等を分子中に導入した
ものでもよい。具体例としては、ジオレイルアジペー
ト、オレイルオレエート、ラウリルオレエート、イソス
テアリルオレエート、イソトリデシルパルミテート、ジ
グリセリンジオレエート、ジオレイルチオジプロピオネ
ートなどが挙げられる。脂肪族系ポリエステル化合物
は、加熱されたローラやプレートで特に酸化分解されや
すいため、脂肪族系ポリエステル化合物を主成分として
含有する油剤において、本発明の効果は大きい。

【００１８】紡糸油剤に使用される、脂肪族アルコール
とプロピレンオキサイド、エチレンオキサイド、ポリオ
キシエチレンとを反応して得られる脂肪族系エーテル化
合物は、製糸工程での繊維の集束性を高める作用をする
ものである。脂肪族系エーテル化合物は、平均分子量が
6000未満のものが好ましい。平均分子量が6000以上にな
ると油剤の粘性が高くなるため、単糸と単糸、単糸とガ
イドとの摩擦係数が高くなり、製糸工程時に毛羽や糸切
れが発生する。脂肪族系エーテル化合物の平均分子量
は、最終的な分子量が6000未満であればよく、２種以上
の混合物を用いる場合、個々の脂肪族系エーテル化合物
の分子量は6000以上であっても、平均分子量が6000未満
となるものであればよい。

【００１９】また、本発明に用いられる紡糸油剤にポリ
ジメチルシリコーンやＰＯＥ変性シリコーン化合物を配
合すれば、製糸工程でのローラ汚れやプレート汚れをさ
らに低減させることができる。ＰＯＥ変性シリコーンの
分子量は2500以上にすることが好ましい。分子量が2500
未満になると、脂肪族系エステル化合物や脂肪族系エー
テル化合物と粘性が異なって相溶性が悪くなり、結果と
して、繊維への油剤の付着斑が起こり、糸切れや毛羽が
発生したり、染色斑が起こる。

【００２０】紡糸油剤の各成分の割り合いは、特に限定
されるものではないが、平滑剤30〜80重量部、集束剤 3
〜30重量部、乳化剤10〜50重量部、その他の添加剤適量
で 100重量部になるような組み合わせ、これに DL-α-T
ocopherol(ビタミン−Ｅ）0.01〜1.0 重量部を配合する
のが好ましい。この範囲であれば、紡糸油剤本来の平滑
性、集束性の機能が失われずに、目的とする長期連続操
業が可能となる。

【００２１】紡糸油剤は、通常のローラ式給油法や、ノ
ズル式給油法により溶融紡出された繊維に付与される
が、その付与量は繊維 100重量部に対し0.3 〜1.5 重量
部、好ましくは0.5 〜1.0 重量部とすることが必要であ
る。付与量が0.3 重量部より少ないと、油剤本来の集束
性や平滑性がなく製糸が困難となる。また、1.5 重量部
より多いと、ローラに付着した油剤が走行する繊維によ
り運び去られなかったり、コスト高になるので好ましく
ない。紡糸油剤は、通常、低粘度鉱物油等で希釈したス
トレート油剤の形で付与されるが、水性エマルジョンの
形で付与してもよい。

【００２２】紡糸油剤が付与された繊維は、常法によっ
て熱延伸され、弛緩処理された後、そのまま巻取られる
か、さらに仕上げ油剤を付与して巻取らさる。

【００２３】

【作用】本発明に用いられる紡糸油剤は、DL−α−Toco
pherolを主成分とする酸化防止剤を含有しているので、
この紡糸油剤は熱延伸や熱処理の条件下においても空気
中の酸素と酸化分解を起こして粘性のあるタール状物質
になることが抑制される。このため、ローラに付着した
油剤はローラ上に残ることなく走行する繊維に持ち去ら
れ、ローラが常に一定の状態に保たれため、糸切れや毛
羽の発生が起こらず、操業を止めてローラを掃除するこ
となく、連続して高品質のポリアミド繊維を得ることが
できる。

【００２４】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、「部」は重量部を意味し、測定、評価は次
の方法により行なった。 (a) 製糸性延伸ローラ及び熱処理ローラに油剤の固形物が堆積し、
毛羽が発生したりして延伸が困難になり、清掃を行なう
ことが必要になるまでの日数により、次の３段階で評価
した。 ○：５日以上、△：２日〜４日、×：２日未満 (b) 油剤付着量試料重量の10倍量の氷冷したフッ素系有機溶媒で油分を
溶解抽出し、抽出前後の試料重量を測定して算出した。 (c) 強力島津製作所製オートグラフＳ−100 を用い、試料長25c
m、引張速度30cm／分の条件で測定した。 (d) 乾熱収縮率 JIS L −1017に準じ、試料を 150℃で30分間無張力下で
熱処理して測定した。

【００２５】実施例１及び比較例１〜２ (a) 紡糸油剤の調整低粘度鉱物油50部を40℃に加温し、表１に示す組成
（部）の油剤組成物の50℃に加温した混合液50部をゆっ
くり添加しながら攪拌した後、室温に冷却した。なお、
POE はポリエチレン化を意味し、かっこ内の数値はエチ
レンオキシドの付加モル数を示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】(b) ポリアミド繊維の製造相対粘度（96％硫酸 100mlにポリマー1gを溶解し、25℃
で測定）3.4 のポリ−ε−カプロアミドチップを用い、
溶融紡糸法により下記要領で930dtex/210fのポリアミド
繊維を得た。紡糸口金より紡出され、冷却固化した未延
伸繊維に、上記の方法で調整した紡糸油剤を繊維 100重
量部に対して油剤付着分 0.7重量部となるようにローラ
給油法で付与した後、引取った。引き続き、引取りロー
ラとセパレート付きの 140℃に加熱された第１延伸ロー
ラとの間で、3.5 倍の延伸を行ない、続いて、第１延伸
ローラと 190℃に加熱された第２延伸ローラとの間に温
度 360℃で圧力 294×10³Ｐａの蒸気を通じているスチ
ームジェットノズル（糸道口径が６mmで、孔径３mmの蒸
気吹出孔２個が糸道通路と90度の角度をなすように設け
られたもの。）を設け、全延伸倍率が 5.3倍になるよう
に第２段延伸し、引き続き第２ローラと 160℃に加熱さ
れた第３ローラとの間で８％のリラックスを施して捲取
った。製糸性及び糸質を測定した結果を表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２から明らかなように、DL−α−Tocoph
erolを主成分とする酸化防止剤を配合した紡糸油剤を用
いて製造した実施例１は、DL−α−Tocopherolを主成分
とする酸化防止剤を配合しない紡糸油剤を用いた比較例
１〜２に比べて、５日間連続製造しても糸切れや毛羽の
発生、ローラ汚れが少なく、得られた繊維は強伸度や熱
に対する寸法安定性も良好なものであった。

【００３０】比較例３比較例１の油剤に、酸化防止剤の「IRGANOX 1010」を１
重量部添加し、実施例１と同一条件で試験をくり返し
た。比較例１に比べ発煙性は少なくなったものの、３日
目には糸切れや毛羽が発生し、強伸度の低下や熱に対す
る寸法安定性も悪く、ローラの清掃を必要とした。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、ポリアミド繊維の製造
工程における延伸ローラや熱処理ローラの汚れが著しく
少なくなるので、長期間連続した安定製造が可能とな
り、また、本発明によって得られるポリアミド繊維は寸
法安定性においても良好であり、大きな実用効果をもた
らすものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融紡出したポリアミド系繊維に、油剤
中に DL-α-Tocopherol （ビタミン−Ｅ）を主成分とす
る酸化防止剤を、油剤の有効成分 100重量部に対し、0.
01〜1.0 重量部配合した紡糸油剤を、繊維 100重量部に
対し0.3 〜1.5 重量部付与することを特徴とするポリア
ミド系繊維の製造法。