JPH01118619A - ポリウレタン系複合繊維 - 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、自己捲縮性のポリウレタン系複合繊維に関す
るものである。

（従来の技術） ポリアミドとポリウレタン弾性体とが単一フィラメント
の横断面内で偏心的に複合されたフィラメントは、優れ
た自己捲縮を有することが知られている。

これらの複合フィラメントは、ポリアミド成分としてポ
リカプラミドをはじめ、融点１４０〜２８０℃のホモボ
リアミド並びにコポリアミドを使用し、一方ポリウレタ
ン弾性体としては、ポリオールとして、ポリアルキレン
オキシドグリコール、ポリテトラメチレングリコールな
どを用いるポリエーテル系ポリウレタン、二塩基酸とグ
リコールからなるポリエステル系ポリウレタン、あるい
はむ−カブロラクトンの開環重合により得られるポリカ
プロラクトン系ぼりウレタンを使用したものである（特
公昭４７−１８０５２号公報、特公昭４９−４８４９８
号公報、特公昭４９−１０２８８号公報、特公昭５５−
８６７２５号公報）。

ところが、これらの重合体を複合紡糸したフィラメント
は、両成分の接着力が不十分な為、製糸加工工程、ある
いは製品着用中に屈曲や摩擦により両成分が剥離し、性
能が低下してしまう欠点が有る。

両成分の接着力を高め耐剥離性を改良した複合フィラメ
ントとしては、ポリカルボン酸ポリ炭酸エステル系ポリ
ウレタン、ポリ炭酸エステル系ウレタンとポリカプロラ
クトン系ウレタンとの混合物又はブロック共重合物、ポ
リ炭酸エステル系ウレタンとポリエーテル系ウレタンあ
るいはポリエステル系ウレタンとの混合物又はブロック
共重合物を芯成分とし、ポリカブラミドを鞘成分とする
偏心的芯鞘型複合フィラメントが知られている（特公昭
５５−２２５６９号公報、特公昭５６−２２５７０号公
報、特公昭５７−８４８６９号公報、特公昭５７−８４
８７０号公報）。これらの複合糸は、ポリカプラミドの
アマイド結合に強い親和力を有するポリ炭酸エステルを
ソフトセグメントの主成分にして、ポリカプラミドとポ
リウレタン成分の接着力を高めると同時に、ポリカプラ
ミドがポリウレタンを包み込む偏心的芯鞘構造にするこ
とにより、両成分の接着面積の拡大を計り、両成分の耐
剥離性を向上させている。

しかしながら、これらの複合糸は両成分の耐剥離性は改
良されているが、通常のサイドバイサイド型の複合糸に
比較して、捲縮発現力並びに捲縮の伸張回復性に劣る欠
点が有る。すなわち、これらの複合糸は、ポリウレタン
成分の収縮力が、ポリカプラミドのそれより大きいこと
により、ポリウレタン成分を内側とするスパイラル捲縮
を発現するが、断面形状が偏心芯鞘構造の為、ポリウレ
タン成分を包み込んでいるポリカブラ２ドの薄皮部分が
ポリウレタン成分の収縮力を阻害する為、捲縮性能が低
くなる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、ポリアミドとポリウレタンからなる複
合繊維において、ポリウレタン弾性体に予め、ポリイソ
シアネート化合物などの架橋剤を添加、混合することに
より達成することができ、２成分の耐剥離性が優れてい
るのみならず、優れた捲縮性能を有する複合繊維を提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、繊維横断面において、架橋されたポ
リウレタン弾性体を芯にポリアミドを鞘にし、かつ偏心
的に配置接合してなる自己捲縮性のポリウレタン系複合
繊維である。

従来知られているポリウレタン−ポリアミド系複合繊維
の中で、サイドバイサイド型の場合、捲縮発現性は優れ
ているが、複合側成分の接着性が不十分であるため、製
糸加工工程あるいは製品着用中に屈曲及び摩耗により剥
ｔ１や物性の低下をきたす欠点がある。

又、ポリウレタンを偏心とするキドニー型においては、
ポリアミドがポリウレタンを完全に包み込んでいるため
、両成分の剥離の問題はないものの、高収縮率ポリウレ
タンと低収縮率ボリア【ドの収縮′率差によって生じる
捲縮発現力が劣るという欠点がある。

本発明によれば、溶融紡糸時に、ポリイソシアネート化
合物を熱可塑性ポリウレタン弾性体に溶融混合し、ポリ
ウレタン部を芯に、ポリアミドを鞘に偏心的に配置接合
せしめることにより、ポリウレタン弾性体中及びポリア
ミドとポリウレタン弾性体の接合面に架橋構造を発生さ
せるので、捲縮発現性に優れ、複合側成分の接着性良好
な複合繊維を得ることができる。

本発明に使用する架橋剤としては、ジイソシアネート化
合物あるいはポリイソシアネート化合物を例示すること
ができ、分子内に２個以上のイソシアネート基を有する
化合物であり、カルボン−イミド変性ポリイソシアネー
ト化合物、イソシアネート基がアルコキシ基やフェノキ
シ基でブロックされてアロハネート基を形成している化
合物で、分子量４００以下のものが好ましい。

本発明方法の紡糸に好適な熱可塑性ポリウレタン弾性体
は、シ蓼アー硬度人の測定規格ＪＩ８　　Ｋ２ＳＯ３に
従って測定した硬度が９０〜１００のポリウレタン弾性
体で、ポリエステル系ポリウレタン、ポリカプロラクト
ン系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタンな
どが好ましい。硬度が９０以下のポリウレタン弾性体は
、ポリカプラミドとの溶融粘度の均衡が取りにくく、安
定紡糸出来ないので、好ましくない。

本発明で使用するボリア【ドとしてはポリカブラミド、
ナイロン６６及びこれらを主成分とする共重合体を例示
することができるが、ポリカブラミドで９８％硫酸ＩＱ
ＱｍＪに試料ＩＩを溶解し、２５℃で測定した相対粘度
が２．０〜２．６０の範囲のものが好ましい。相対粘度
が、２．０より小さいポリカブラ【ド重合体では複合紡
糸の際に糸切れが多発する。あるいは得られた複合フィ
ラメントは強伸度が低く、実用性がないなどの理由で好
ましくない。一方、相対粘度が２．６０より大きいポリ
カブラミド重合体は、溶融粘度が高過ぎる為、ポリウレ
タン弾性体と安定して紡糸出来ず不適当である。特に、
相対粘度２．０〜２．６０のカブラミドから成る複合フ
ィラメントは強伸度特性並びに耐摩耗性に１れており、
好ましい複合糸である。

本発明においては、熱可塑性ブリウレタン弾性体と架橋
剤、例えばポリイソシアネート化合物とを、溶融混合し
、それとは別に溶融したポリアミドを複合紡糸方法にて
偏心芯鞘型に配置接合させる。尚、ポリウレタン弾性体
にポリイソシアネート化合物を混合する方法としては、
固体状のポリウレタン弾性体に混合後、押出機に供給し
て混練する方法あるいは、溶融状態のポリウレタン弾性
体に添加する方法などがある。

熱可塑性ポリウレタンに対する架橋剤、例えばポリイソ
シアネート化合物の混合量は、混合物中のイソシアネー
ト基量で、熱可塑性ポリウレタン弾性体に対し、０．８
〜８．０ｍｍ号が好ましく、０．５〜１．０重量にがさ
らに好ましい。０．８重量％より少ない場合は、架橋添
加剤の効果が充分ではなく、他方、３．０重量９σ以上
では、ぼりウレタン弾性体の溶融粘度が低下し、紡糸が
不安定になる。

本発明では、溶融複合紡糸して捲取った未延伸糸を室温
で２４時間以上二一ジングした後、延伸するのが望まし
い。このエージング時間中に、ポリウレタン弾性体に混
合したポリイソシアネート化合物が°、ポリウレタン弾
性体中のウレタン結合と反応して架橋構造を形成する。

複合、ａｍを形成するポリウレタン弾性体のポリイソシ
アネート化合物による架橋反応の進行状況は、溶剤に対
する溶解性で捉えることが出来、架橋反応の進行と共に
溶剤に対する溶解性が減少してくる。本発明では、ポリ
ウレタン弾性体成分のジメチルホルムアミド（以後ＤＭ
Ｆと略す）に対する溶解減少率が８０重量に息下にする
のが好ましく、４０〜８０Ｔｘ量％がより好ましい。こ
れにより、耐剥離性に優れ、弛緩熱処理後の捲縮性に優
れた複合繊維が得られ、本発明の目的が最もよく達成さ
れるからである。尚、架橋反応は、未延伸糸状態で進行
させるのが望ましく、延伸後における架橋反応の（大幅
な）進行は、ポリウレタン成分の収縮力が低下して捲縮
性能が向上に不利となる。

本発明に於いて、ポリウレタン成分のＤＭＨに対する溶
解減少率とは、複合繊維約１０．９を採取し重量を測定
した後、浴比１：５０の割合いで、８０℃のＤＭＦに複
合糸を撹拌しながら１時間浸漬してポリウレタン成分を
溶解させた後、十分に水洗風乾して、重量を測定し、下
記式にて算出した値をいう。

Ｗｏ：ＤＭＦ処理処理役合糸の重量 Ｗｌ：ＤＭＦ処理後　　　ｌ α　：　複合糸中のポリウレタン成分の！（ｌ比率ＤＭ
Ｆは、ポリウレタン弾性体に対する良溶媒で、はとんど
全ての熱可塑性ポリウレタン弾性体は溶解してしまう。

ところが、本発明においては、ポリウレタン弾性体成分
は架橋構造になっている為、ＤＭＦに対する溶解性が減
少している。ＤＭＦに対する溶解減少率はポリウレタン
弾性体中の架橋密度の尺度となり、架橋密度が高い程、
溶解減少率は増大する。

（発明の効果） 本発明の捲縮を有するポリウレタン系複合繊維は、ポリ
ウレタン弾性体に架橋剤を添加することにより、従来の
キドニー型に比べ高い捲縮性能を有し、ボリアミドとぼ
りウレタンの接着性と繊維の耐ｙＱ１粍性が大きく改警
されている。また本発明の繊維は、高度な捲縮性を持ち
、しなやかで伸縮性に富み、ストッキング用原糸として
最適である。

（実施例） 以下に、実施例を用いて更に詳細な説明を行う。

捲縮特性の項目中、収縮率、伸張率及び耐摩耗性は次の
ように測定した。

未延伸糸を延伸〜弛緩熱処理した後、糸を太さ約１００
０デニール、長さ約５　Ｑ　ＣｍＯカセ状にし、ｉｏｙ
／ｃｉの荷重をかけ、この長さを原長１０とする。次に
ＩＩの荷重をかけ、沸騰水中で１０分間捲縮発現処理を
行ない、−昼夜放置後、１ｊｉの荷重をつけたまま長さ
（ｌ！ｔ）を測定する。収縮率は、下記（２）式に従い
算出される。

収縮率（８−Ｃｌｏ−ｊｌ）／ＶＯＸ１００　　　　（
２）伸張率は、同様にカセ状にした試料に２５０ｍＪの
荷重をつけ、沸騰水中で１０分間処理し、−昼夜放置後
、原長（ｌりを測定し、さらに１（１／ｄの荷重をかけ
、その長さＣ１ｓ’）を測定することにより下記（３）
式から算出される。

伸張率（％）−（／ａ−ｌｘ’）／ｌ！１　ｘ　１００
　　　（３）耐摩耗性は、延伸〜弛緩熱処理後の繊維を
丸編みし、ある荷重にて連続的に摩耗を繰り返し、その
後の編物表面の２成分の剥離を顕微鏡にて観察して評価
した。○・・・剥離なし、△・・・剥離わずかに有り、
×・・・剥離有り。

実施例１ 硬度９５の熱可塑性ポリエステル系４リウレタン弾性体
ペレフト１００部にポリイソシアネート化合物（この化
合物中には、イソシアネート基が１０重ｆｆｉ％含まれ
ている。）１０部をペレット状で混合後、２８５℃で溶
融混合し、次いで公知の偏心芯鞘型複合紡糸口金を用い
て、ポリウレタン弾性体が芯成分、相対粘度２．８５の
６ナイロンが鞘成分になる様、接合比率（体積）１：１
で複合紡糸した。なお、ポリウレタン弾性体に対するイ
ソシアネート基の添加量は１重量９ぎであった。捲取っ
た未延伸糸を、直ちに２５℃、６５％ＲＨに温調された
部屋に持ち込み、捲取完了から、８゜１２．２４．８６
．４８．７２時間後に、未延伸糸のＤＭＦに対する溶解
減少率を測定するとともに、延伸〜弛緩熱処理を実施し
た。

表１から、未延伸糸におけるポリウレタン成分のＤＭＦ
に対する溶＃減少率は未延伸糸エージング時間とともに
低下し、またＤＭＦ溶解減少率の低下とともに複合糸の
捲縮性能、耐剥離性が向上することがわかる。未延伸糸
エージング時間が２４時間以上で延伸した繊維は、捲縮
性能、耐剥離性共に良好であり、ＤＭＦ溶解性は８０重
量％以下となる。

（以下余白） 実施例２ 硬度９５の熱可塑性ポリエステル系ポリウレタン弾性体
ペレット１００部にポリイソシアネート化合物（この化
合物中には、イソシアネート基が１０重量％含まれてい
る。）を、θ部、１部、８部、５部、１０部、２０部、
８０部と変更し、ペレット状で混合後、２８５℃で溶融
混合し、次いで公知の偏心芯鞘型複合紡糸口金を用いて
、ポリウレタン弾性体が芯成分、相対粘度２．８５の６
ナイロンが鞘成分になる様、接合比率１：１で複合紡糸
した。捲取つた未延伸糸を直ちに２５℃。

６５％ＲＨに温調された部屋に持ち込み、４８時間後に
延伸〜熱処理を実施した。

表２かられかるように、ポリイソシアネート化合物をイ
ソシアネート基でＱ、８重ｆｆｉに以上添加したものは
、優れた捲縮性能、。耐剥離性を示す。添加量が３．０
重ｆｆｉにになると、ポリイソシアネート化合物添加に
よる粘度低下のため、紡糸がやや困難となる。

ポリイソシアネート化合物の添加量は、イワシアネート
基で０．８〜８．０重量％が好ましく、紡糸も安定して
おり、得られた複合糸は、優れた捲縮性能と耐剥離性を
有する。

表２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維横断面において、架橋されたポリウレタン弾
   性体を芯にポリアミドを鞘にし、かつ偏心的に配置接合
   してなる自己捲縮性のポリウレタン系複合繊維。
2. （２）架橋がポリイソシアネート化合物による特許請求
   の範囲第１項記載の繊維。
3. （３）架橋されたポリウレタン弾性体のＤＭＦに対する
   溶解減少率が８０重量％以下である特許請求の範囲第１
   項記載の繊維。