JPH02154018A - カバリングヤーン - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ポリウレタン系等の弾性１ｉ１に熱可塑性合
成ｉ＆維糸条を巻き付けてなるカバリングヤーンに関す
るものである。更に詳しくは湿潤時の物性低下が抑制さ
れ、後加工性に優れ、耐摩耗性、染色特性、機械的強度
の改良されたカバリングヤーンに関するものである。

［従来の技術］ ポリウレタン系等の弾性繊維である芯糸の周りに、ポリ
アミドやポリエステルなどの非弾性熱可塑性合成繊維を
１重あるいは多重に巻き付けることにより、弾性繊維の
欠点である染色特性、機械的強度、耐摩耗性、高次加工
性などを改良して用いることが特開昭５３−２３（３３
３５号公報などに示されている。そうしたカバリングヤ
ーンはこれまでパンティーストッキング、タイツ、靴下
、口ゴム、テープ、レース、インサイドベルト、水着、
スキーウェア、ウェットスーツなどの衣料用途に用いら
れてきた。

また該非弾性繊維のポリアミドとしてナイロン４Ｇを用
いることが特開昭６１−１１９７３９号公報に示されて
いる。

更に最近ではカバリングヤーンの有する弾性特性、機械
的強度を生かして産業用途、例えば歯付きベルトの補強
用繊維などに、特開昭６３−１９４４３号公報に示され
る如く用いられつつある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来カバリング糸の非弾性繊維としてよく知られている
ポリアミド、例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロ
ン６］０のフラットヤーン（各種の加工を行な）ていな
い延伸糸）や仮撚加工糸を使用した場合、ポリアミドと
しての鮮明色は得られるものの、湿潤状態での寸法安定
性が悪く均一性および風合いが低下し、更にいわゆるへ
たり現象を生じるといった問題があった。それを改良す
るために、ポリアミドとしてナイロン４６を用いること
が特開昭６１−１１９７３９号公報に示されている。

しかしながら、ナイロン４６を用いた場合、湿潤時での
機械的強伸度の変化が少なく、いわゆるへたり現象は抑
制されるものの、湿召状態での寸法安定性は改良されず
、均一性および風合いは良好なものとはいえず、かえっ
て耐摩耗性などの特性は悪化した。

一方、カバリング糸の非弾性ｗ、碓としてポリエステル
繊維、例えばポリエチレンテレフタレート、ボリブチレ
ンチレフタレートなとのフラットヤーンや仮撚加工糸を
使用した場合、湿潤時の物性の低下は防止されるものの
、本質的に高温染色が必須のため、弾性繊維の物性が低
下し、かつ耐摩耗性などの耐久性はポリアミドに比べ劣
るため毛羽立ちなどの問題が生じ、高次加工性が低下す
るどいフた課題があった。

本発明は上記課題を克服することにより、湿潤時の物性
低下が抑制され、後加工性に優れ、耐摩耗性、染色特性
、機械的強度の改良されたカバリングヤーンを提供する
ことにある。特にカバリングヤーンの非弾性繊維として
、従来技術では達せられなかった、ポリエステル並の改
良された湿潤時寸法安定性、ポリアミド基の染色特性お
よび耐久性を兼備し、かつ芯鞘複合界面のポリマの剥離
に対して十分な耐久性を有する複合＊維を用いたカバリ
ングヤーンを提供することにある。

［！！題を解決するための手段および作用コ上記目的を
達成するため、本発明は弾性繊維の周囲に１重あるいは
多重に非弾性繊維を巻き付けてなるカバリングヤーンに
おいて、少なくとも最外層の非弾性繊維がエチレンテレ
フタレート単位を主成分とするポリエステルを芯成分と
し、ポリアミドを鞘成分とする芯鞘型複合構造を有する
複合繊維であって、該複合繊維に於いて、前記ポリエス
テル芯成分の割合が３０〜９０重量％、該芯成分の極限
粘度〔η〕が０゜６以上、複屈折が１５０Ｘ１０−３〜
１９０ＸＩＯ″３　密度が１．３９ｇ／ｃｍ３以上、ポ
リアミド鞘成分の硫酸相対粘度ηｒが２．６以上、複屈
折が４０Ｘ１０−３以上であって、芯成分が高配向、高
結晶繊維構造を有することを特徴−とするカバリングヤ
ーンによって達成される。

本発明カバリングヤーンは上記構成からなるが、特に本
発明の目的とする、カバリングヤーンの非弾性繊維とし
て、従来技術では達せられなかった、ポリエステル並の
改良された湿潤時寸法安定性、ポリアミド基の染色特性
および耐久性、かつ芯鞘複合界面ポリマの剥離耐久性の
改良等は芯及び鞘をそれぞれ形成するポリエステル及び
ポリアミド繊維部分の特定された複屈折と密度を組合せ
ることによって得ることができる。

以下に本発明を構成する各要素の内容とその作用効果に
ついて詳述する。

本発明で用いる弾性繊維は、スパンデックス繊維と一般
的に言われるボリウしタン系弾性繊維が好適であるが、
池の種類の弾性繊維であってもよい。

被覆用糸をなす非弾性複合繊維の形態はフラットヤーン
でもよいし、仮撚加工などの各種後加工を加えた繊維で
もよいし、長繊維であっても短繊維であってもよい。

また前記複合繊維の断面形状は特に限定されず、必要に
応じて丸、３葉、４葉以上の多葉、中空およびこれらの
組み合わされたものでもよく、繊維表面および内部に細
孔、溝があフてもよい。

前記複合繊維の繊度にも制限はなく、用途に応じて用い
られる。

なお、最外層の非弾性繊維とは、１重のカバリング糸（
シングルカバリングヤーン）では非弾性繊維が、２重（
ダブルカバリングヤーン）以上多重のカバリング糸では
最も外側に巻き付けられている非弾性繊維を表わしてい
る。

前記複合ｔ＆唯の芯成分となるポリエステルは実質的に
ポリエチレンテレフタレート単位からなるポリエステル
が好ましい。ポリエチレンテレフタレートポリマの物理
的、化学的特性を実質的に低下させない程度、例えば１
０％未満の共重合成分を含んでも良い。共１合成分とし
てはイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニ
ルジカルボン酸等のジカルボン酸、及びエチレンオキサ
イド、プロピレングリコール、ブチレングリコール等の
ジオール成分を含んでいてもよい。同様に本発明繊維の
物性を実質的に低下させない程度、例えば１０％未満の
ポリブチレンテレフタレート　ポリエチレンナフタレー
トなどのポリエステルをブレンドしていてもよい。

前記複合繊維の強度５．０ｇ／ｄ以上を得るために芯成
分のポリエチレンテレフタレート繊維は極限粘度〔η〕
は０．６以上、好ましくは０．７以上と比較的高粘度で
ある。

一方、ポリアミド鞘成分はポリカブラミド、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バミＦ、
ポリへキサメチレンドデカミド、ポリヘキサメチレンド
デカミド等の通常のポリアミドからなるが、ポリヘキサ
メチレンアジパミド系ポリマが好ましい。なお本発明繊
維の物性を実質的に低下させない程度に、例えば１０％
未満のε−カブラミド、テトラメチレンアジパミド、ヘ
キサメチレンドデカミド、ヘキサメチレンドデカミド等
の成分を共重合したり、１０％未満のポリテトラメチレ
ンアジパミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリへ
キサメチレンドデカミド等をブレンドしてもよい。

またポリアミド鞘成分には、必要に応じて、本発明Ｗｉ
維の物性を低下させない程度に、艶消し剤、顔料、光安
定剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、染色性向上
剤、接着性向上剤等を添加することができる。特に、熱
酸化劣化防止剤としては銅塩、及びその他の有機、無機
化合物が添加することができる。産業用途として用いる
場合は、特に沃化鋼、酢酸鋼、塩化鋼、ステアリン酸鋼
等の銅塩を銅として３０〜５００ｐｐｍと沃化カリウム
、沃化ナトリウム、臭化カリウム等のハロゲン化アルカ
リ金属を０．０１〜０．５重量％、及び／或いは有機、
無機の燐化合物を０．０１〜０．　１重量％含有させる
ことが好ましい。

前記複合繊維のポリエステル芯成分の割合は３０〜９０
ＭｆＪ％である。ポリエステル！戊分が３０重量％未満
てはポリエステル成分が有する湿潤時寸法安定性を有効
に利用する複合繊維とすることができず、好ましいカバ
リングヤーンを得ることができない。一方、９０重量％
を超えてポリエステル芯成分が占めると、ポリアミド成
分が有する染色特性を有効に利用する複合！ｌ５Ｉ−碓
とすることができｒ、またカバリング糸として粗硬とな
り、好ましいカバリングヤーンを得ることができない。

前記複合繊維はポリエステル芯成分が特に高度に配向、
結晶化していることが特徴である。

即ちポリエステル芯成分の複屈折は１５０Ｘ１０−３〜
１９０Ｘ　１０−３である。１５０Ｘ１０−’未満ては
複合ａ維の強度５．０ｇ／ｄ以上、初期引張り抵抗度６
０ｇ／ｄ以上を達成することはできない。一方、１９０
Ｘ１０−３を越えていると寸法安定性及び耐久性の改良
がされない。

後述する前記複合繊維の新規な製造方法によっては通常
複屈折は１９０Ｘ１０−３を越えない。

一方、ポリアミド鞘成分の複屈折は４０×１０−１以上
、通常は４５Ｘ１０−”以上と比較的高配向である。複
屈折が４０Ｘ１０−３未満では高強度で高い染色堅牢性
を有する複合繊維は得られない。

芯鞘複合繊維の複屈折の測定は次のようにして行うこと
ができる。即ちミ　鞘部はそのまま透過干渉顕微鏡で測
定し、芯部はポリアミド鞘成分を蟻酸、硫酸、弗素化ア
ルコール等で溶解した後透過干渉顕微鏡で測定する。

密度はポリエステル芯成分が１．３９ｇ／ｃｍ３以上で
あり、高度に結晶化している。密度が上記の値以上にな
いと複合繊維の寸法安定性、及び耐久性は改良されない
。

なおポリエステル芯成分の密度の測定は、ポリアミド鞘
成分を蟻酸、硫酸、弗素化アルコール等で溶解除去して
行なった。

上記によって特徴づけられる前記複合繊維は５．０ｇ／
ｄ以上の高強度、６０ｇ／ｄ以上の初期引張り抵抗度を
有している。より好ましい複合繊維特性は強度６ｇ／ｄ
以上、初期引張り抵抗度７０ｇ／ｄ以上であり、これは
前記条件を適正に組合せることによって達せられる。

以上の特徴を有する前記複合繊維は以下に示す新規な方
法によって製造されろ。

前記したポリエステル芯成分のポリマ物性を得るために
は、極限粘度〔η〕が０．６５以上、通常は０．７５以
上の実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポリ
マを用いる。

ポリアミド鞘成分ポリマは硫酸相対粘度で２゜６以上、
通常は２．７以上の高重合度ポリマを用いる。

該ポリマの溶融紡糸には２基のプレッシャーメルク型紡
糸機あるいはエクストルーダー型紡糸機を用いることが
好ましい。それぞれのメルクあるいはエクストルーダー
で溶融されたポリエステル及びポリアミドポリマを複合
紡糸バックに導き、複合紡糸用口金を通して芯部にポリ
エステル、鞘部にポリアミドを配した複合繊維として紡
糸する。

紡糸速度は１５００ｍ／分以上、好ましくは２０００　
ｍ　／分取上の高速とする。　高粘度ポリマを紡糸する
際には、紡糸口金直下に保温筒、加熱筒等により口金直
下１０　ｃ　ｍ以上、１１〕１以内にわたって２００℃
以上、好ましくは２６０℃以上の加熱雰囲気をつくるこ
とによって紡糸するが、ポリマ粘度が比較的低い場合は
、保温筒、加熱筒等はなくてもよい。その後紡出糸条は
冷風で急冷固化され、次いで油剤を付与された後紡糸速
度を制御する引取りロールで引取られる。引取られた未
延伸糸は一旦巻取ってもよいし、巻取ることなく連続し
て延伸してもよい。

延伸前の未延伸糸の物性を把握する目的で引取りロール
上でサンプリングした未延伸糸の複屈折はポリアミド鞘
部が１５Ｘ１０−３以上、好ましくは２５ＸＩＯ−３以
上、ポリエステル芯部も２０Ｘ１０−３以上、好ましく
は３０Ｘ１０−３以上、と高度に配向している。

高速紡糸の採用は複合繊維の湿潤時寸法安定性、及び耐
久性の改良効果をもたらすが、驚くべきことに芯鞘複合
界面の耐久性が著しく向上することである。おそら〈従
来の低速紡糸法のように、吸湿結晶化の進んだポリアミ
ド成分と非晶状態のポリエステル成分が組合される場合
と異なり、高速紡糸法ではポリアミド成分、ポリエステ
ル成分ともに配向結晶化が進む状態にあること、紡糸後
の延伸倍率が少なくて済むこと等が複合界面耐久性に寄
与しているものと考えられる。

次に該未延伸糸は連続的あるいは逐次的に延伸を行なう
。用途によって延伸条件は異なるが、１段の冷延伸を１
テなってもよいし、１８０℃以上、好ましくは２００°
Ｃ以上の高温で、２段以上の多段熱延伸を行なってもよ
い。いずれも延沖倍率は１．４〜３．５倍の範囲である
。

かくして得られろ繊維は本発明のカバリングヤーンの被
覆用非弾性複合繊維の特徴を有する。

カバリングの方法は例えば特開昭５３−２３６３３５号
公報あるいは特公昭４５−１８０６３号公報に開示され
ている一般的に公知の方法によった。

次に実施例に基づいて説明するが、零発明明！ｌＩＩ書
本文、及び実施例中に記載した繊維特性、及び測定法は
次の通りである Ｏポリエステル芯繊維の特性 ポリアミド鞘成分を蟻酸で溶解除去した後、試料とした
。

（イ）極限粘度〔η〕： 試料をオルソクロロフェノール溶液に溶解し、オストワ
ルド粘度計を用いて２５℃で測定した。

（ロ）複屈折： カールツアイスイエナ社（東独）製透過定量型干渉顕微
鏡を用いて、干渉縞法によって繊維の側面から観察した
平均複屈折を求めた。繊維の表層から中心方向に２　ｌ
ｔ間隔て測定し、平均値を求めた。

（ハ）密度： 四塩化炭素を重液、ｎ−ヘプタンを軽液として作製した
密度勾配管を用い、２５℃で測定した。

○ポリアミド鞘繊維の特性 （ニ）硫酸相対粘度ηｒ： 試料を蟻酸に溶解させ、溶解部分を常法により再沈澱さ
せ、洗浄、乾燥させて測定試料に洪した。

その試料１ｇを９８％５Ｒ酸２５ｃｃに溶解し、オスト
ワルド粘度計を用いて２５℃で測定した。

（ボ）複屈折： ポリエステル芯繊維と同様に透過定量型干渉顕微鏡によ
る干渉縞法で側面から表層のポリアミド繊維部分のみを
測定した。

Ｏ複合繊維の特性 （へ）強度、伸度、初訪引張り抵抗度；強度、伸度、初
期引張り抵抗度はＪＩＳ−Ｌ１０１７の定義及び測定法
によった。尚、ＳＳ曲線を得るための引張り試験の具体
的条件は次の通りである。

試料を綻状にとり、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調節さ
れた部屋に２４時間以上放置後、テンシロン　Ｕ　Ｔ　
Ｌ　−４Ｌ　”型引張試験８１（オリエンチック＠製）
を用い、試長２５　Ｃｎｌ、引張速度３０ｃｍ／分で測
定した。

（ト）乾熱収縮率： 試料を紹状にとり、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調節室
で２４時間以上放置した後、試料の０．１ｇ／ｄ　　に
相当する荷重を掛けて測定した長さＬ８の試料を無緊張
状態で１５０℃のオーブン中で３０分間処理する。処理
後のサンプルを風乾し、上記温湿度調節室で２４時間以
上放置し、再び上記荷重をかけて測定した長さＬ＋から
次式によって算出した。

乾熱収縮率（％）＝　（ｕｓ−Ｌ＋）／Ｌｓ×　１００ Ｏ被覆弾性繊維および編地の特性 （チ）被覆性： 拡大鏡を用いて目視により、次の基準で評価した。

○：良好　△：やや不良　×：不良 （す）編地の均整性： 得られた被覆弾性繊維を通常の方法で編地とし、その均
整性を、拡大鏡を用いて目視により、次の基準で評価し
た。

Ｏ：良好　△：やや不良　×：不良 （ヌ）複合ｗｃ碓の界面剥離耐久性： 上記編地を通常の酸性染料で染色しく例えば、Ｘｙｌｅ
ｎｅ　　Ｆａｓｔ　　Ｂｌｕｅ　　１．Ｏ％ｏｗｆ　　
９８℃×３０分）、この筒編地をピリングテスタ（東洋
精［１作所製）を用いて、下記条件で繰り返し摩擦を加
えた。

摩擦手段・・・　平面摩耗（回転） 摩擦テーブル・・・　８６±３　　ｒｐｍ加圧・・・　
７５０　ｇ 摩擦接触面・・・　４　ｃぜ ｇ探子・・・　ナイロンフィラメント織物状態・・・　
湿式 摩擦回数・・・　１０００回 上記摩擦により、編地摩擦面の被覆弾繊維の複合界面剥
離が生じた場合、編地色が白化する。

白化状態を目視により観察し、白化が全くないものを○
：良好とし、以下次の基準で評価した。

Ｏ：良好　Δ：やや不良　×：不良 （ル）吸水伸長率： ２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室において２４時間以
上放置した絽状試料について、試料の０．１ｇ／ｄの荷
重をかけて測定した長さＬＯの試料を無緊張状態で２０
℃の水中に浸漬し、３０分後に試料を取り出し、直ちに
上記と同じ荷重をかけて測定した長さＬｌとから次式に
よって 吸水伸長率を算出した。

吸水伸長率（％）＝　（Ｌｌ　　Ｌａ）／Ｌｅ（ワ）耐
摩耗性： 上記剥離耐久性の評価方法のうち、摩擦回数を１０００
０回にした以外は同一方法で、編地を摩擦させ、その被
覆弾性繊維の毛羽立ち状態を、拡大鏡を用いて目視によ
り、次の基準で評価した。

Ｑ：良好　△：やや不良　×：不良 ［実施例１．２および比較例１乃至３］極限粘度〔η）
１．０５、カルボキシル末端基濃度１０．５ｅｑ／１０
８ｇのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および沃
化銅０．０２重量％と沃化カリウム０．　１重量％を含
むヘキサメチレンアジパミド（Ｎ６６：硫酸相対粘度η
ｒ３．３）をそれぞれ２０φ工クストルーダー型紡糸機
で溶融し、複合紡糸バックに導き、芯鞘複合紡糸口金よ
り芯部にポリエチレンテレフタレート、鞘部にポリアミ
ドの複合糸として紡出した。芯成分及び鞘成分の割合は
第１表のように変化させた。口金は孔径０，５１φ、孔
数７ホールを用いた。ポリマー温度はポリエチレンテレ
フタレートを２９５℃、ポリアミドを２９０℃でそれぞ
れ溶融し、紡糸バック温度を３００°Ｃとして紡出した
。口金直下には１５ｃｎ１の加熱筒を取り付け、筒内雰
囲気温度を２９０°Ｃとなるように加熱した。雰囲気温
度とは口金面より１０ｃｍ下の位置で、且つ最外周糸条
より１ｃｍ離れた位置で測定した雰囲気温度である。加
熱宵の下には長さ４００　ｃｍの環状型チムニ−を取り
付け、糸条の周囲より２５℃で４０ｍ／分の冷風を糸条
に直角に吹き付け、冷却した。

ついで油剤を付与した後、第１表に示した速度で回転す
る引取りロールて糸条速度を制御した後−旦巻取ること
なく連続して延伸した。延伸は３対のネルソン型ロール
によって２段延伸したのち３％のリラックスを与えて弛
緩熱処理して巻き取フた。延伸条件は、引取りロール温
度を６０°Ｃ１第１延伸ロ一ル温度を１２０°Ｃ１第２
延伸ロ一ル温度を２１０℃、延伸後の張力調整ロールは
非加熱とし、１段延伸倍率は全延伸倍率の７０％として
延伸した。紡糸速度、全延伸倍率等を変化させて製糸し
たが、延伸糸の繊度が２０デニールとなるよう紡糸速度
、延伸倍率に対応させて吐出量を変化させた。

比較糸としてナイロン６６フィラメント（２０Ｄ−７Ｆ
ｉｌ）およびポリエチレンテレフタレートフィラメント
（２０Ｄ−７Ｆ　ｉ　Ｉ）を製糸し、それらを含め、製
糸条件、得られた延伸糸特性、及び繊維構造パラメータ
ーを第１表に示した。

（以下余白） 第１表 次に弾性繊維として２０デニール、３フイラメントの市
販スパンデックス糸を３．５倍に伸長しつつ、通常のカ
バリング機で前記の複合繊維および比較糸を被覆用非弾
性繊維としてダブルカバリングを行なった。カバリング
１然数は２０００し伽〕とした。

被覆弾性繊維の評価を第２表に示す。

第２表 註）ＰＥＴ芯成分物性のうち、０内はＰＥＴ織碓物性を
示し、ポリアミド鞘成分物性のうち、０内はポリアミド
縁唯物性を示す。

第１．　２表の結果かられかるように、本発明カバリン
グヤーンは被覆性、均整性に優れるとともに、従来のポ
リエステル／ナイロンの芯鞘複合繊維に比べ画期的に剥
離耐久性に優れ、従来のナイロンにない低い吸水伸長率
を有し、従来のポリエステルにない耐摩耗性を有してい
る。

［発明の効果コ 本発明カバリングヤーンは、被覆性、均整性に優れると
ともに、従来のポリエステル／ナイロンの芯鞘複合繊維
に比べ画期的に剥離耐久性および染色特性に優れ、従来
のナイロンにない湿潤時寸法安定性を有し、従来のポリ
エステルにない耐摩耗性を有している。従って、パンテ
ィーストッキング、タイツ、靴下、口ゴム、テープ、レ
ース、インサイドベルト、水着、スキーウェア、ウェッ
トスーツなどの衣料用途に用いた場合、優れた風合い、
耐久性、肌触りなどを有することができる。

また、本発明カバリングヤーンの有する弾性特性、機械
的強度、寸法安定性、耐久性を生かして産業用途、例え
ば歯付きベルトの補強用繊維などに用いることができる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）弾性繊維の周囲に１重あるいは多重に非弾性繊維
   を巻き付けてなるカバリングヤーンにおいて、前記弾性
   繊維の外周に巻き付けられた少なくとも最外層の非弾性
   繊維がエチレンテレフタレート単位を主成分とするポリ
   エステルを芯成分とし、ポリアミドを鞘成分とする芯鞘
   型複合構造を有する複合繊維であって、該複合繊維にお
   ける前記ポリエステル芯成分の割合が３０〜９０重量％
   、該芯成分の極限粘度〔η〕が０．６以上、複屈折が１
   ５０×１０＾−＾３〜１９０×１０＾−＾３、密度が１
   ．３９ｇ／ｃｍ＾３以上、ポリアミド鞘成分の硫酸相対
   粘度ηｒが２．６以上、複屈折が４０×１０＾−＾３以
   上であって、芯成分が高配向、高結晶繊維構造を有する
   ことを特徴とするカバリングヤーン。
2. （２）前記複合繊維の強度が５．０ｇ／ｄ以上、初期引
   張り抵抗度が６０ｇ／ｄ以上、乾熱収縮率が７％以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   カバリングヤーン。