JPH0280616A - ポリウレタン・ポリカプラミド系複合繊維 - 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、ポリウレタンとポリカプラミドとからなる自
己捲縮性複合繊維の改良に関する。ざらに詳しくは、複
合紡糸および製糸時の安定性に優れたポリウレタン・ポ
リカプラミド系複合繊維に関する。

［従来の技術］ ポリウレタンとポリカプラミドとを偏心的に複合させて
なる自己捲縮性複合繊維は、優れた捲縮性および透明性
を有するので、高級ストッキング用素材として高く評価
されている。

この複合繊維におけるポリウレタンエラストマ成分とし
ては、ポリオールに、ポリアルキレンオキシド、ポリテ
トラヒドロフランなどからなるポリエーテル：ε−カプ
ロラクトンなどの開環重合により得られるポリラクトン
；アジピン酸、グルタル酸などの酸とエチレングリコー
ル、プロピレングリコールなどのグリコール類とから縮
合重合によって得られるポリエステル；あるいはポリ炭
酸エステルを使用し、これらのポリオールとジイソシア
ネートとを反応せしめ、次いで低分子量グライコール、
あるいは、ヒドラジン、エチレンジアミン類により鎖伸
長することにより得られたポリウレタンが提案されてい
る。

これらポリウレタン成分のうちでも、ポリアミド成分と
の耐剥離性に優れたポリ炭酸エステル系ポリウレタンを
他のポリエステル系ポリウレタンやポリエーテル系ポリ
ウレタンなどと併用することが良いとされている（特公
昭５５−２２５７０号公報、特公昭５７−３４３７０号
公報など）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来のポリ炭酸エステル系ポ
リウレタンを含むポリウレタンエラストマーを一部分と
する場合は、紡糸中の発泡やゲル化による異物発生が生
じ易いので、紡糸バックの濾圧上昇や紡糸糸切れの多発
などのトラブルが発生し易く溶融紡糸安定性が不十分で
あった。また、このポリマ組成の場合、同じポリマ組成
でおってもポリマ間による特性のバラツキが大きくなる
傾向にあるので、溶融紡糸安定性および製糸性を制御す
ることが難しく、工業生産することがかなり難しいので
あった。

そこで、本発明は、ポリカプラミドとポリウレタン弾性
体との耐剥離性を損うことなく、複合紡糸および製糸時
の安定性を向上ざぜ、しかも、そのバラツキを抑えるこ
とができるポリウレタン・ポリカプラミド系複合繊維を
提供することを、主な目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明は、芯成分がポリウレ
タン、鞘成分がポリカプラミドである偏心的芯鞘型複合
繊維において、前記ポリウレタンが、ポリ炭酸エステル
系ポリウレタンを共重合成分あるいは混合成分として少
なくとも１０重量％含有し、かつジメチルアセトアミド
相対粘度が１．８０〜３．００であるポリウレタン組成
物でおるポリウレタン・ポリカプラミド系複合繊維、か
らなる。

本発明において使用するポリカプラミド成分は、９６％
硫酸相対粘度ηｒが２．０〜３．０の重合度を有する物
が好ましく、ざらには２．０〜２．７の範囲が好ましい
。この範囲の相対粘度がポリウレタン成分との溶融物性
を合わせ易いので、製糸性が良好である。このポリカプ
ラミドはその結晶性を損なわない程度、例えば７重量％
以下程度であれば、他のポリアミド単位、例えば、ヘキ
サメチレンジアンモニウムアジペート、ヘキサメチレン
ジアンモニウムテレフタレート、その他のナイロン塩、
を共重合した物であってもよい。またざらに、耐熱剤・
耐光剤・艶消剤などの通常の添加剤を含有していてもよ
い。

一方、本発明で使用するポリウレタン成分は、ポリ炭酸
エステル系ポリウレタンを、共重合成分あるいは混合成
分として１０重量％以上含むポリウレタンであり、ポリ
炭酸エステル系ポリウレタン、あるいは、該ポリ炭酸エ
ステル系ポリウレタンと、ポリエステル系ポリウレタン
、ポリラクトン系ポリウレタンおよびポリエーテル系ポ
リウレタンのうちの１種以上とをブロック共重合あるい
は混合させてなるポリウレタン（組成物）である。

ポリ炭酸ニスデル系ポリウレタンはポリアミド成分との
耐剥離性に優れているので、少なくとも１０重量％は必
要であり、さらに４０重量％以上とすることによって耐
剥離性を十分に高めることが好ましい。

なお、このポリウレタン（組成物）は、ポリアミドとの
耐剥離性；熱可塑性、熱安定性、および弾性などの特性
を阻害しない少量（例えば２０重量％以下、ざらに好ま
しくは１０重量％以下）であれば、ポリエステルなどの
他のポリマが混合されていてもよい。

［作用］ そして、このポリウレタン成分は、ジメチルアセトアミ
ド（ＤＭＡＣ＞相対粘度を１．８０〜３．００の範囲と
することが重要であり、ざらに１．９０〜２．８０の範
囲が好ましい。このＤＭＡＣ相対粘度の値は、ポリカプ
ラミド成分と溶融複合紡糸する際の溶融紡糸安定性（紡
糸バック内における熱安定性、濾圧、紡出時糸切れ）や
製糸性（製糸・延伸工程における糸切れ）と密接な関係
があるので、このＤＭＡＣ相対粘度の値を、適正範囲に
制御することによって、溶融紡糸安定性および製糸性を
十分に向上することができる。

すなわち、このＤＭＡｃ相対粘度の値が３．００を越え
る場合は、溶融紡糸時の高粘度化により流動性が大きく
悪化しゲル化の促進および熱分解による大幅な粘度低下
が発生するので、溶融紡糸安定性や製糸性が極端に悪化
するのである。

他方、このＤＭＡＣ相対粘度の値が１．８０未満の場合
は、収縮特性が劣るので、偏心的複合して得られる複合
繊維に十分な捲縮特性を付与することができない。

このＤＭＡＣは、はとんど全ての熱可塑性ポリウレタン
弾性体に対し良溶媒であるので、ＤＭＡＣ相対粘度はポ
リウレタン弾性体の粘度領域を的確に表すことができる
。そして、このＤＭＡＣ相対粘度は、次の条件下で通常
の方法により測定される値である。複合繊維からのポリ
ウレタン成分の抽出は、例えば、蟻酸によりポリ力・プ
ラミド成分のみを溶解させ、残留ポリウレタン成分を分
別することにより行うことができる。

ＤＭＡＣ相対粘度測定条件： ポリウレタン弾性体は、反応性の高い−ＮＧＯ末端基に
よる架橋生成、またポリマ中のウレタン・ウレア基によ
る２次反応及び熱分解・加水分解が生じ易いので、一般
に、安定した粘度領域を得ることは極めて困難とされて
いる。しかし、本発明で用いるポリウレタン弾性体は、
その重合・溶融・紡糸時の方法を適正化することにより
、ＤＭＡＣ相対粘度が特定の範囲を有する安定なポリウ
レタン弾性体とすることができる。

その方法は、以下および実施例中で説明するとおりであ
り、そのポリウレタン重合の具体的方法を例示すると、
次のとおりである。

ポリ炭酸エステル（平均分子１ｌ１５００）とポリカプ
ロラクトン（平均分子量１５（）Ｏ）との１：１混合ポ
リオールを使用し、鎖伸長剤として１゜４−ブチレング
リコールを、また、ジイソシアネートとしてジフェニル
メタンジイソシアネートを用いてワンショット法により
重合して重合体を得る。得られた重合体を、押出し、粉
砕した後、温風加熱（４０〜６０℃程度）を行う。その
後、同程度の温度下で、約２〜３週間程度のエージング
を行い、エクストルーダによる押出しおよびペレタイズ
により紡糸用ベレットを得る。なお、上記重合はプレポ
リマー法で行うこともできる。

本発明で使用するポリ炭酸エステル型ポリオールとして
は、４．４＝−ジオキシジフェニル−２゜２′−プロパ
ン（ビスフェノールＡ）からの芳香族ポリ炭酸エステル
、および脂肪族２価アルコールとホスゲンとの反応によ
り得られる脂肪族ポリ炭酸エステルなどが挙げられる。

これらのポリオールの分子量は６００〜５０００である
ことが好ましい。

ポリエーテルポリオールとしては、ポリ（オキシエチレ
ン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコール
、ポリ（テトラメチレン）グリコールなどが好適であり
、また、ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸
、グルタル酸あるいはセバシン酸などの酸と、エチレン
グリコール、１．４−ブチレングリコール、１，３−ま
たは２゜３−ブタンジオール、２，５−ヘキサンジオー
ルなどのグリコールとから縮合反応によって得られた分
子１８００〜４０００のポリエステルが好適である。

また、ここで使用するジイソシアネートとしては、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネ
ート、ナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート、リジンジインシアネートなどが挙げられる
。また、使用する原料の−ＮＣＯ末端と−ＯＨ末端基の
モル比（−ＮＣｏ／−０Ｈ）は、１．００〜１．１０の
範囲が好適であり、１．００末端では、強度などの物性
および耐熱性などが劣り、また、１．１０を越える場合
は溶融ポリマの３次元化が進行し製糸性が低下する。

このようにして得られたポリカプラミドとポリウレタン
（組成物）は通常の溶融複合紡糸機に供給され、別々に
溶融された後、２３０〜２５０℃程度に加熱された偏心
芯鞘型複合紡糸口金を用いてポリウレタンが芯、ポリカ
プラミドが鞘となるように複合紡出される。複合繊維、
特に偏心芯鞘型複合繊維の捲縮特性は、複合両成分の比
率、鞘厚さ、偏心度などに大きく左右されるが、これら
条件は、用途に応じた所望の捲縮水準となるように設計
すればよい。通常、複合比率が７０／３０〜３０／７０
程度、また、芯が偏心した側の鞘厚さが繊維径の５／１
０００〜５０／１０００程度とすることが好適である。

複合紡出された糸条は、通常の方法で、クーリングチム
ニ−により冷却され、製糸油剤を付与され、３５０〜１
２００ｍ／分程度で巻取られる。この未延伸糸は通常の
延伸装置により３００〜７００ｍ／ｍｉｎ程度の速度で
延伸される。

［実施例］ ポリｆｉｌｌエステル（平均分子！２０００＞とポリカ
プロラクトン（平均分子量２０００）との１：１混合ポ
リオールを使用し、鎖伸長剤として１゜４−ブ千レンゲ
リコールを、また、ジイソシアネートとしてジフェニル
メタンジイソシアネートを用いて通常のワンショット法
により重合してポリウレタン重合体を得る。得られた重
合体を、押出し、粉砕した後、温風加熱（約４５℃）を
１４日間行った俊、エクストルーダにより溶融・押出し
くシリンダ温度１９５〜２１０℃）、ペレタイズ化した
。得られたポリウレタン弾性体を、ポリマＡとする。

また、前記温風加熱した後の重合体薄片をエクストルー
ダにより溶融・押出しする際、押出機のシリンダ温度を
、２００〜２１５℃、あるいは２０５〜２２５°Ｃに変
更し、（ｑられたポリウレタン弾性体を、それぞれポリ
マＢ、Ｃとした。

ざらにまた、前記のポリマＡを、再度、シリンダ温度、
１６５〜２００℃、あるいは１８５〜２０５℃で溶融・
押出してペレタイズ化し、それぞれポリマＤ、Ｅを得た
。

これらポリウレタン弾性体と９６％硫酸相対粘度２．３
０のポリカプラミドとを複合紡糸機に供給し、ポリウレ
タンは２３０℃でポリカプラミドは２５０℃で別々に溶
融し、２４０℃に加熱した複合口金部で複合割合５０１
５０の偏心芯鞘状状に複合して紡出し、通常の方法によ
り冷却、給油して６００ｍ／ｍｉｎ　Ｔ−巻取った。そ
して、延伸機で４．０倍に延伸し、２０デニール／２フ
イラメントの複合フィラメントを得た。）ｑられた複合
フィラメントの紡糸・延伸操業成績、紡糸パック内のゲ
ル発生状況、ポリウレタン成分のＤＭＡＣ相対粘度、お
よびこのフィラメント糸から通常の方法で得られたスト
ッキングの特性を第１表に示した。

なお、紡糸操業成績および紡糸バック内のゲル発生状況
は、ポリマ変性物によるポリマ着色く黄変）の程度によ
って評価し、また、延伸操業成績は、延伸満管率でもっ
て評価した。さらにストッキングの捲縮特性は、定伸長
型引張試験機７０Ｍ−１００Ｅ型（新興通信工業（株）
製）により、試料ストッキングを２つ折りにし２ｋＧの
荷重をかけて放置した時の伸長値（Ｌ）をまず測定し、
そして、その伸長＠（Ｌ）の７５％の試料長まで引張り
直ちにリターンさせてチャート上にヒステリシス曲線を
描かせ、このヒステリシス曲線から７５％伸長時応力（
７５％ＳＰ）と６０％伸長時の回復応力（６０％ＢＰ）
とをそれぞれ読取り、それを１／２にした値でもって表
示した。さらに、ポリマ界面耐剥離性は、ピリングテス
タ（東京精機製作所製）を使用し、編地上に７５０ＣＩ
の荷重をかけて１ｏｏｏ回の繰返し摩擦を加えた後、そ
の編地摩擦面の単糸の複合界面に剥離が発生しているか
否かを繊維断面観察により調べることにより評価した。

第１表から明らかなように、ポリマＣ，Ｄの如くポリウ
レタン成分のＤＭＡｃ相対粘度を１．９０〜２．８０の
範囲に制御することにより、溶融紡糸時のポリウレタン
の発泡やゲル化が抑制され、しかも、製糸・延伸時にお
ける糸切れが防止されるので、溶融紡糸安定性および製
糸性を大巾に高めることができた。しかも、得られた複
合繊維は、捲縮特性および両ポリマの耐剥離性ともに優
れ、優れた特性を有するストッキングを得ることができ
た。ポリマＢの場合は、ＤＭＡｃ相対粘度がやや高目で
あるので、上記効果はやや劣っていた。

これに対し、ポリウレタン弾性体としてＤＭＡＣ相対粘
度が３．００を越えるポリマＡを用いた場合は、紡糸・
延伸状態ともに不調であり、溶融・紡糸中にゲル化物（
ＤＭＡＣに不溶）が発生し、これが繊維中に褐色異物と
して混入していた。また、ポリウレタン弾性体としてＤ
ＭＡＣ相対粘度が１．８０未満のポリマＥを用いた場合
は、ポリウレタンの直鎖性すなわち繊維形成性不足によ
り紡糸・延伸状態ともに不良であった。

［発明の効果］ 本発明に係る複合繊維は、ポリ炭酸エステル系ポリウレ
タンを含むポリウレタン弾性体を一部分とした複合繊維
であるにもかかわらず、溶融紡糸時の発泡やゲル化が抑
制されているので、溶融紡糸安定性および製糸性が優れ
、紡糸パックの濾圧上昇、紡糸糸切れ、延伸時糸切れな
どのトラブルが防止される。しかも、ポリウレタン弾性
体のポリマ組成を一定水準に揃えることが容易となるの
で、安定した物性を有する複合繊維を工業的に製造する
ことが容易となり、そして、複合繊維の製品設計が容易
となる。

手続補正歯 事件の表示 昭和６３年特許願第２３０７７０号 ２、発明の名称 ポリウレタン・ポリカプラミド系複合繊維３、補正をす
る者

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　芯成分がポリウレタン、鞘成分がポリカプラミドであ
   る偏心的芯鞘型複合繊維において、前記ポリウレタンが
   、ポリ炭酸エステル系ポリウレタンを共重合成分あるい
   は混合成分として少なくとも１０重量％含有し、かつジ
   メチルアセトアミド相対粘度が１．８０〜３．００であ
   るポリウレタン組成物であることを特徴とするポリウレ
   タン・ポリカプラミド系複合繊維。