JPH02293409A - ポリアミド繊維の製造法 - 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磯維の製造法
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じせしめるポリアミド繊維の
製造法に関する。

〔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などのボ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
０８０００ｍ／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ビレータを介して紡糸することに
よって、得られる繊維の単糸（糸条）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繊維は径方向に複屈折
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〕

本発明者らは、複雑な機械加工工程を経ることなく、ボ
リアミド捲縮糸を得る方法として、特願昭６３−１４０
５０４号（本出願の出願時未公開）において、紡出直後
の糸条に水を付与して急冷し、その後熱処理によって自
然捲縮を発生させる方法を提案した。更に該方法によっ
て得られる捲縮糸がコイル状捲縮を有していることに起
因するバネ常数が小さいという欠点を改善すべく、特願
昭６３−２７４６１１号（本出願の出願時未公開）にお
いて、無張力下での熱処理によって比較的高い捲縮伸長
率が得られるポリアミド繊維を低張力下で熱処理するこ
とで、捲縮糸のバネ常数を大きくする方法を提案した。

該方法では、５０％以上の高い捲縮伸長率を有する捲縮
糸をある程度引延ばし熱処理する為、捲縮伸長率を低下
させ、バネ常数を大きくしなければならない。その為、
高捲縮伸長率、高バネ常数を得ようとするには、無張力
下で熱処理して得られる捲縮伸長率はかなり高いものが
要求される。その様な高捲縮伸長率を有する捲縮糸を得
ようとするには、糸条の温度が２００℃を大きく超える
位置で糸条に水を付与してやる必要があり、得られる範
囲は非常に限られたものになってしまう。この為、紡糸
口金により近い位置で糸条を急冷することが必須となり
、操作性は極めて低下する。従って、捲縮伸長率が高い
捲縮糸を容易に得ることはかなり困難であった。

本発明の目的は、バネ定数が改善された、捲縮伸長率の
高いボリアミド捲縮糸を、容易に且つ安価に得る方法を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはポリアミドの高速紡糸を基礎とした方法に
よって得られる捲縮糸について鋭意研究の結果、紡出直
後の糸条に付与する水性液の量を調整することで、バネ
常数改善が容易に可能な捲縮伸長率の高い捲縮糸が得ら
れることを見い出し本発明に到達した。

すなわち本発明の前述の目的はボリアミドを溶融紡糸し
て繊維を製造するに際し、紡出後の各糸条が１５０℃以
上の温度を保つ内に、各糸条の吐出量に対し２Ｑｗｔ％
以下の量で水性液を各糸条の片側から付与して急冷し４
０００ｍ／分以上の速度で引取ることを特徴とするポリ
アミド＃ａ維の製造法により達成される。

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、
繊維を溶融紡糸する。その際に紡糸口金の孔から押出さ
れた各糸条は雰囲気ガスによって冷却されるが、本発明
においては、各糸条が１５０℃以上の温度を保つ内に、
各糸条の吐出量に対し２Ｑｗｔ％以下の水性液を各糸条
の片側から付与することが極めて重要である。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良い。水性液が付与され
る位置にある糸条の温度が１５０℃未満である場合、あ
るいは各糸条周囲から水性液の付与が行なわれる場合に
は例え４０００ｍ／分以上の速度で引取ったとしても、
その後熱処理による自然捲縮の発現がない。水件液は、
各糸条の吐出量に対し２Ｑｗｔ％以下でなければならな
い。２Ｑｗｔ％を越えると、熱処理による自然捲縮の発
現は充分に得られず、水性液の付与量に変動が起こった
場合など、単糸間や糸長方向の捲縮発現に斑が生じ、靴
下やカーペットとした時の大きな欠点となる。

好ましい水性液の付与量はｌ５ｗｔ％以下、更に好まし
くはｌＱｗｔ％以下である。水性液が付与される位置に
ある糸条の好ましい温度は１５０℃〜２１０℃であり、
一方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
なうのが好ましく、特に各糸条への水性液の付与量コン
トロールがし易いノズルガイドが好ましい。

糸条の引取速度は４０００　ｍ　／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繊維に対
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繊維が得られる。

なお比較のために示す第１図（ｂ）は本発明以外の方法
で作られた繊維の干渉縞であり、この場合は干渉縞が対
称である。この干渉縞は繊維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
が繊維の径の中心から偏芯していることを意味する。こ
の熱的性質が繊維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
法で得た繊維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。

本発明の製造法によれば水性液を付与する位置が同じで
、付与量を少量化すると、繊維の径方向の複屈折率分布
は変らない、即ち熱的性質の変動は同じであるが、径の
中心からの偏芯が拡大し、高度な捲縮発現が得られてい
るのである。

一方繊維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、
繊維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。

繊維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。

本発明におけるポリアミドとは、公知の重合方法で得ら
れるナイロン６６、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ボリアミド繊維は自然捲縮を発
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うかあるいは特願昭
６３−２７４６１１号に示される方法で、バネ常数の改
善された自然捲縮を発現させ、編織物に供しても良い。

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〕

以下、実施例をもって本発明を詳細に説明する。

尚、本発明のボリアミド繊維の特性の測定法を以下に述
べる。

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

（口）捲縮伸長率および捲縮弾性率 ポリアミド繊維を枠周１．１２５ｍの検尺機を用い、巻
数２０回の小かせをつくる。得られた小かぜを無荷重下
で９８℃×５分間沸とう水で熱処理した後、一昼夜恒温
恒湿（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２ｍｇ／ｄの荷重をかけ３０秒後にか
ぜ長ｌ，を測定する。次に小かせに０．　１　ｇ／ｄの
荷重をかけ３０秒後にかぜ長ｆｌ２を測定しすぐに荷重
を取外す。２分後小かせに２ｍｇ／ｄの荷重をかけ、３
０秒後にかせ長ｌ３を測定する。

捲縮伸長率及び弾性率は次式で表わされる。

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

（ハ）透過型干渉顕微鏡による干渉縞の観察及び偏芯比
率（ｘ／Ｒ） 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Ｖ字形の最低点又は第１図（ｂ）に示され
るような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
。

偏芯比率は、前述の方法で干渉縞のＶ字形の最低点又は
Ｕ字形の最高点が繊維の中心軸から最大にずれている点
を見つけ出し、中心軸と最大にずＸ れている点の距離Ｘと繊維の半径Ｒを求め、Ｒ を偏芯比率とする。

（二）強伸度 東洋ボールドウィン社製ＴＥＮＳＩＬ［ＩＮ　ＩＩＴＭ
−ＩＩ−２０型引張試験機により初長２０ｃｍ、引張速
度２０ｃｍ／分で測定した。

実施例１ ９５％硫酸にＩｇ／１００ｃｃ溶解して測定した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．　５　ｍｍ径の孔を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／分、繊維の単糸デニールは１４デニ
ールと一定にし、各糸条に給水ノズルガイドによって片
側から室温の水を付与した。その時給水ノズルガイドの
高さ即ち紡糸口金からの給水ノズルガイドの位置を変え
ることにより、水付与位置の糸条の温度を種々変化させ
た。更に各位置で水を付与する際、付与する水の量を１
００ｗｔ％，　２０ｖｔ％と変化させた。

以下余白 実施例２ 紡糸速度を２０００　．　３０００　，　４０００　，
　５０００　．　６０００ｍ／分と変え、水を付与する
点の温度を１８０℃としで、他は実施例１と全く同じ条
件および方法でナイロン６６繊維を製造した。尚、水付
与量は、１０ｗｔ％一定とした。第２表に本実施例で得
られた繊維の特性を示す。

第２表に示す様に、紡糸速度が４０００ｍ／分未滴の場
合には、単先温度１８０℃の位置で、付与する水量を少
なくしても、捲縮が発現しない。

第２表 第３表 〔発明の効果〕 本発明によって得られるポリアミド繊維は、仮撚加工な
どの機械的加工法を経ることなく捲縮糸が容易にしかも
安価に得られる。更に、バネ定数を改善に供する捲縮伸
長率５０％以上を有する捲縮糸が極めて容易に得られ、
単糸間、糸長方向の捲縮斑もほとんど解消される。

円形断面の繊維は靴下などの衣料用に、異形断実施例３ 実施例１と同じ方法で測定したη，　＝２．６９ナイロ
ン６６を第２図に示される溶融紡糸機を用いて、Ｙ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、単糸デニールは１４デニール、紡糸速
度７０００ｍ／分と一定にし、付与する水の量を第３表
の如く、種々変化させた。水の付与方法は実施例１と同
じ方法を用い、糸条の温度が１８５℃となる位置で水を
付与した。

第３表に、各繊維の特性を示す。第３表のＮｏ．　６は
実質的に空気による冷却であり空冷では全く自然捲縮は
得られない。

以下余白 面の繊維はカーベ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繊維の干
渉縞（繊維の微細な形状即ち構造を示す）の例で、第１
図（ａ）は本発明の方法によって得られる繊維の中心軸
に対し非対称の例、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・・・水性液供給ノズノペ５
・・・巻取部。 （ａ） 第 図 （ｂ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリアミドを溶融紡糸して繊維を製造するに際し、
   紡出後の各糸条が１５０℃以上の温度を保つ内に、各糸
   条の吐出量に対し２０ｗｔ％以下の量で水性液を各糸条
   の片側から付与して急冷し、４０００ｍ／分以上の速度
   で引取ることを特徴とするポリアミド繊維の製造法。