JPH01314718A - ポリアミドマルチフィラメントの製造方法 - 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〕 本発明は自然捲縮を発現可能なポリアミドマルチフィラ
メントの製造方法に関する。更に詳しくは、仮撚加工な
どの機械的加工によって得られる捲縮ではなく、高速紡
糸法を基礎とした方法によって、自然捲縮を生しせしめ
るポリアミドマルチフィラメントの製造方法に関する。

Ｃ従来の技術〕 仮撚加工や押込み加工などの機械的加工法によって、ナ
イロン６やナイロン６６などのポリアミドの捲縮糸が大
量に生産され、靴下やカーペットなどに広く使用されて
いる。しかし、これらの機械的加工による捲縮糸の製造
には、高価な加工機が必要で且つ大量のエネルギーと人
手を要する。

そのために、得られる捲縮糸は極めてコスト高となる。

一方、特開昭５７−１５４４０９号公報にナイロン６６
の８０００ｍ／分以上の高速紡糸をするにあたって、紡
口と巻取機の間にアスピレータを介して紡糸することに
よって、得られるマルチフィラメントの単糸に径方向に
複屈折率の分布が与えられることが開示されている。し
かし、この方法で得られるナイロン６６マルチフィラメ
ントは径方向に複屈折率分布、すなわち、透過型干渉顕
微鏡で観察される干渉縞が単糸の中心軸に関して対称で
あり、自然捲縮が原理的に生じないものである。また、
この従来の技術中には自然捲縮について何ら触れられて
いない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、機械的に加工したポリアミド捲縮糸と同等の
性能を有することにより、靴下やカーペット等の用途に
使用可能であり、且つこれら加工糸よりも低コストで製
造することができる、熱処理によって自然捲縮を発現可
能なポリアミドマルチフィラメントの製造方法を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、ポリアミドの高速紡糸について鋭意研究
の結果、紡出直後のフィラメントに水性液を付与して急
冷することによって、その後の熱処理によって自然捲縮
を発生させることができるマルチフィラメントが得られ
ることを見出し、本発明に到達した。

すなわち本発明の前述の目的はポリアミドを溶融紡糸し
てマルチフィラメントを製造する際に、紡出後の各フィ
ラメントすなわちそれぞれの単糸フィラメントが１５０
℃以上の温度を保つ内に、各フィラメントに片側から水
性液を付与して急冷し、４０００ｍ／分以上の速度で引
取ることを特徴とするポリアミドマルチフィラメントの
製造方法によって達成される。

本発明においては、従来公知の溶融紡糸法と同様に複数
個の紡糸口金の孔から溶融したポリアミドを押出して、
マルチフィラメントを溶融紡糸する。その際に、紡糸口
金の孔から押出された各フィラメントは雰囲気ガスによ
って冷却されるが、本発明においては、各フィラメント
が１５０°Ｃ以上の温度を保つ内に、各フィラメントの
片側から水性液を付与する。水性液としては水又は通常
の紡糸に用いられる油剤水溶液が採用される。簡便には
水を用いてもよい。水性液が付与される位置にあるフィ
ラメンＩ・の温度が１５０°Ｃ未満である場合、あるい
は水性液の付与が各フィラメン１に対して周囲から行わ
れる場合には、例え４０００ｍ／分以上の引取速度で引
取ったとしても、其後行われる熱処理による自然捲縮の
発現が番い。水性液が付与される位置にあるフィラメン
１−の好ましい温度は１５０℃〜２１０℃であり、−力
付与される水性液の温度は５０℃以下であると好ましい
。水性液の付与方法は各種の方法を用いることができる
が、ノズルガイド方式またはロール方式を用いて行なう
のが好ましい。

マルチフィラメントの引取速度は４０００ｍ／分以上で
なければならない。４０００ｍ／分未満では分子および
結晶の配向が十分でなく、強度などの力学的特性が十分
でなく実用に耐えない。

本発明の製造方法を断面形状が実質的に円形のフィラメ
ントに対して適用した場合には、透過型干渉顕微鏡によ
る干渉縞が第１図（ａ）に示すように非対称のフィラメ
ントが得られる。なお比較のために示す第１図（ｂ）は
本発明以外の方法で作られたフィラメントの干渉縞であ
り、この場合は干渉縞が対称である。この干渉縞はフィ
ラメントの径方向の複屈折率分布を示し、径方向で熱的
性質が変動していることを意味する。干渉縞が非対称で
あるという事は、この熱的性質の変動がフィラメントの
径の中心から偏芯していることを意味する。

この熱的性質がフィラメントの径方向で変動しているこ
とと、径の中心から偏芯していることに起因して、本発
明の製造方法で得たフィラメントはその後の熱処理によ
゛って自然捲縮が生ずることになる。

一方フィラメントの断面形状が異形の場合に、本発明の
製造方法を適用した場合には、干渉縞によって熱的性質
の変動を確認することはできないが、円形断面の場合と
同様に、フィラメントの断面内で熱的性質が非対称に変
動して分布し、これが其の後の熱処理による自然捲縮発
現の原因となると考えられる。フィラメントが円形断面
の場合よりも異形断面の場合がより良好な捲縮が生ずる
。

これは異形断面の方が断面内で熱的性質の変動がより大
きいためと考えられる。

本発明における捲縮発現とは捲縮伸長率が１０％以上、
且つ捲縮弾性率が６５％以上の場合をい本発明における
ポリアミドとは、公知の重合方法で得られるナイロン６
６、ナイロン６、ナイロン４，６、ナイロン１２、ナイ
ロン６１０などである。これらポリアミドには種々の添
加剤が含まれていてもよい。

本発明によって得られるポリアミドマルチフィラメント
に自然捲縮を発現させるには、フィラメントの状態ある
いは編織物にした後に、湿式又は乾式の熱処理を行えば
よい。熱処理の温度は８０°Ｃ以上が好ましい。本発明
の製造方法によって得られる繊維が、既に自然捲縮を顕
在化している場合もある。このような場合でも其後の熱
処理によって更に捲縮が増大（捲縮伸長率の増加）し、
且つ強固（捲縮弾性率の増加）になる。

〔実施例〕

実施例をもって本発明の詳細な説明する。

尚、本発明のポリアミドマルチフィラメントの特性の測
定法を以下に述べる。

（イ）単糸温度 走査赤外温度計を用い紡糸線上に沿って非接触で、単糸
温度を測定した。

（ロ）結晶配向度 ポリアミドマルチフィラメントの結晶配向度の測定は理
学電気社製Ｘ線発生装置（ＲＵ−２００ＰＬ）、繊維試
料測定装置（ＦＳ−３）、ゴニオメータ−（ＳＧ−９）
、計数管にはシンチレーションカウンター、計数部には
液高分析器を用いニッケルフィルターで単色化したｃｕ
Ｋａ＝ｖＡ（λ−１，５４１８人）で測定する。Ｘ線発
生装置は３０ｋＶ、８０ｍＡで運転する。

赤道方向の回折曲線より得られた回折ピークの２θ値に
ゴニオメータ−をセットする。対称透過法を用いて、方
位角方向を一３０°〜＋３０°走査し、方位角方向の回
折強度を記録する。更に−１８０゜と＋１８０°の方位
角方向の回折強度を記録する。

このとき、スキャニング速度４°／分、チャート速度１
０ｍ１／分、タイムコンスタント１秒、コリメーター２
龍φ、レシービングスリット縦幅１．９１、横幅３．５
１１１である。

得られた方位角方向の回折強度曲線から結晶配向度を求
めるには、＋１８０°で得られる回折強度の平均値をと
り、水平線を引き基線とする。ピークの頂点から基線に
垂線を下し、その高さの中点を求める。中点を通る水平
線をひきこの水平線と回折強度曲線の交点間の距離を測
定し、この値を角度（°）に換算した値を配向角Ｈとす
る。結晶配向度は次式 ％式％ によって与えられる。

（ハ）捲縮伸長率および捲縮弾性率 ポリアミドマルチフィラメントを枠周１．１２５ｍの検
尺機を用い、巻数２０回の小かせをつくる。

得られた小かせを無荷重下で９８°Ｃ×５分間沸とう水
で熱処理した後、−昼夜恒温恒温（温度２０±２℃、相
対湿度６５±２％）の室内に放置する。

調湿された繊維に２■／ｄの荷重をかけ１分後にかせ長
１１を測定する。次に小かせに０．１ｇ／ｄの荷重をか
け１分後にかせ長Ｉ１２を測定し、すぐに荷重を除去後
、更に２■／ｄの荷重を小かせにかけ１分後にかせ長１
３を測定する。捲縮伸長率及び捲縮弾性率は次式で表わ
させる。

尚、測定は試料のバラツキを考慮して、各試料につき１
０点の測定を行ない平均値を示した。

（ニ）透過型干渉顕微鏡による干渉縞の観察東独カール
ツアイスイエナ社製透過定量干渉顕微鏡を使用し、緑色
光線（波長５４９ｍμ）を用い繊維軸に平行な電場ベク
トルを有する干渉縞を観察する。干渉縞が繊維の中心軸
に対し対称か非対称かの判定は、繊維を円周方向に回転
させながら　−観察し、第１図（ａ）に示されるような
干渉縞７字形の最低点又はＵ字形の最高点が繊維の中心
軸にない干渉縞が観察される部分を有するものを非対称
であると判定する。

（ボ）強伸度 東洋ボールドウィン社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ　ＵＴＭ−ｎ
　−２０型引張試験機により、初長２０ｃｍ、引張り速
度２０ｃｍＺ分で測定した。

−１〜３、　　′１．２ ９５％硫酸に１　ｇ　／　１００ｃｃ溶解し測定したη
。

−２，６２のナイロン６６を第２図に示される溶融紡糸
装置を用いて、０．３鶴径の孔を４個有する紡糸口金を
通して、３００°Ｃで溶融紡糸した。この際に紡糸温度
は７０００　ｍ　７分、マルチフィラメントの単糸デニ
ールは１４デニールと一定にし、各単糸に水供給ロール
によって片側から室温の水を付与した。その時水供給ロ
ールの高さすなわち紡糸口金からの水供給ロールの位置
を変えることにより、水付与位置の単糸温度を種々変化
させた。

第１表に、熱処理前の単糸の干渉縞の対称性と結晶配向
度と熱処理後の捲縮伸長率および捲縮弾性率を示す。

第１表の比較例１は実質的に空気による冷却であり空冷
では干渉縞は対称であり、自然捲縮が出ないことが示さ
れている。

実施例”１〜３に示すように、フィラメントが１５０℃
以上の温度に保つ内に冷却することにより優れた捲縮が
得られる。

第１表 １　水を付与した位置−紡糸口金面からの距離材　木を
付与した位置における単糸温度例４〜６、　較例３，４ 実施例１〜３と同じ方法で測定したηｒ−２，５５ナイ
ロン６６を第２図に示される溶融紡糸機を用いて、Ｙ字
断面の孔を４個有する紡糸口金を通して、３００℃で溶
融紡糸した。この際に紡糸速度は７０００ｍ　７分、マ
ルチフィラメントの単糸デニール１４デニールと一定に
し、各単糸に水供給ロールによって片側から水を付与し
た。その時水供給ロールの高さすなわち、水付与位置で
の単糸温度を種々変化させた。

第２表にマルチフィラメントの熱処理前の結晶配向度と
、熱処理後の捲縮伸長率、捲縮弾性率、強度および伸度
を示す。

第２表に示すように、水が付与されなかったり、単糸温
度１５０°Ｃ未満で水が付与される場合には充分な捲縮
が得られない。

以下余白 第２表 ”　水を付与した位置−紡糸口金面からの距離材　水を
付与した位置における単糸温度施１１７〜９、　六１５
，６ 紡糸速度を２０００　、３０００　、４０００　、５０
００　、６０００ｍ　／分と変え、水を付与する点の温
度を１８０°Ｃとして、他は実施例４〜６と全く同じ条
件および方法でナイロン６６のマルチフィラメントを製
造した。

第３表に熱処理前の結晶配向度と、熱処理後の捲縮伸長
率、捲縮弾性率、強度および伸度を示した。

第３表に示すように、紡糸速度が４０００ｍ／分未満の
場合には、単糸温度１８０℃の位置で水を付与しても、
捲縮が発現しない。

以下余白 第３表 〔発明の効果〕 本発明によって得られるポリアミドマルチフィラメント
は、仮撚加工などの機械的加工法によって得られる捲縮
糸と同等な性能の捲縮糸が得られる。したがって、靴下
やカーペット用の捲縮糸が機械的加工法を経たものより
も極めて安価に得られる。

円断面のマルチフィラメントは靴下などの衣料用に、異
型断面のマルチフィラメントはカーペット用に適してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は透過型干渉顕微鏡によって観察されるフィラメ
ントの干渉縞（繊維の微細な形状すなわち構造を示す）
の例で、第１図（ａ）は本発明の方法によってえられる
繊維の中心軸に対して非対称の例、第１図（ｂ）は繊維
の中心軸に対して対称の例である。 第２図は本発明の実施例に用いた装置の略示正面図であ
る。 １・・・スピンヘッド、　　２・・・紡糸口金、３・・
・フィラメント、　　４・・・水性液供給ロール、５・
・・巻取部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリアミドを溶融紡糸してマルチフィラメントを製
   造する際に、紡糸後の各フィラメントが１５０℃以上の
   温度を保つ内に、各フィラメントに片側から水性液を付
   与して急冷し、４０００ｍ／分以上の速度で引取ること
   を特徴とするポリアミドマルチフィラメントの製造方法
   。