JPH08209444A

JPH08209444A - 高強度・高収縮性ポリアミド繊維

Info

Publication number: JPH08209444A
Application number: JP1351295A
Authority: JP
Inventors: Chikara Honda; 主税本田; Hiroshi Takahashi; 洋高橋; Yoshiharu Okumura; 由治奥村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1996-08-13

Abstract

(57)【要約】【構成】硫酸相対粘度ηｒが２．８以上の共重合ポ
リアミドからなり、かつ、次の特性を同時に満足する高
強度・高収縮性ポリアミド繊維である。強度（Ｔ）≧６．０ｇ／ｄ、沸騰水収縮率（Δｗ）≧
３０％、乾熱収縮率（Δｓ）≦２０％。この繊維は、乾熱での熱収縮応力曲線において温度１４
０〜２００℃にピークが存在しかつ該ピークにおける熱
収縮応力が０．２ｇ／ｄ以上で表わされる構造物性を有
する。【効果】高い強度とともに、高い湿熱収縮特性及び
低い乾熱を収縮特性を有するので、包装や梱包等におけ
る繊維素材として用いた場合に、容易にかつ強く締め付
けることができ、包装物や梱包物の緩みがなくしっかり
とした包装や梱包ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高強度でありながら、
しかも高い湿熱収縮特性を有する高強度・高収縮性ポリ
アミド繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミド繊維は種々の優れた特性を有
するために衣料用途にも産業資材用途にも広く利用され
ている。産業資材用途、特にロープやストランドに使用
されるポリアミド繊維にはまず第一に高強度が要求され
る。

【０００３】ポリアミド繊維において高強度を得るため
に配向を高めると伸度や収縮特性は低下する。しかし、
産業資材用途では、衣料用途とは異なり、伸度や収縮特
性が低くなることは問題とされていなかった。

【０００４】従って、従来の産業資材用ポリアミド繊維
は、高強度であるものの、湿熱収縮特性は沸騰水収縮率
が１０％以下程度のように相当に低いものであった。

【０００５】一方、衣料用ポリアミド繊維では、風合を
向上させるための混繊糸用素材等として高収縮特性を有
する共重合ポリアミド繊維が知られている。しかし、衣
料用であるために強度は低く、その高強度化は検討され
ていなかった。

【０００６】また、漁網やモノフィラメント用として好
適な高強度・高柔軟性ポリアミド繊維として、特定の共
重合ポリアミド繊維が、例えば特開平２−２９３４５６
号公報や特開平３−２７１１８号公報で開示されている
が、この共重合ポリアミド繊維は、高強度で柔軟性を有
するもの収縮性を高めることの開示はなく、その湿熱収
縮特性は従来の産業資材用ポリアミド繊維と同様に低い
ものであった。

【０００７】さらにまた、特殊な産業資材用途向けとし
て、エチレンテレフタレートに第３成分を共重合したポ
リエステルからなる高強度・高収縮性のポリエステル繊
維が、例えば特開平２−１３９４０９号公報で開示され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この高強度・
高収縮性のポリエステル繊維は、加水分解による強度低
下が大きいので、長時間高温多湿の場所で使用するには
耐久性の点で問題があった。更に、その繊維構造からし
て柔軟性に乏しくロープ等に加工した場合に締まりにく
く手触りが悪い等の問題もあった。

【０００９】そこで、本発明は、上記した従来の問題を
解消し、高強度で且つ高い収縮特性を有する繊維であっ
て、しかも、高温多湿の場所での長時間使用でも耐久性
に優れ、更に柔軟性も良好な高収縮性繊維を提供するこ
とを主たる目的とする。

【００１０】そして、特に包装や梱包等の用途とて好適
な繊維素材を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、硫酸相対粘度ηｒが２．８以上の共重合
ポリアミドからなり、かつ、下記特性（１）〜（３）を
同時に満足する高強度・高収縮性ポリアミド繊維からな
る。

【００１２】（１）強度（Ｔ）≧６．０ｇ／ｄ（２）沸騰水収縮率（Δｗ）≧３０％（３）乾熱収縮率（Δｓ）≦２０％以下、本発明を詳細に説明する。

【００１３】本発明のポリアミド繊維は、カプラミド、
ヘキサメチレンアジパミド、テトラメチレンアジパミ
ド、ヘキサメチレンセバカミド、ドデカミド、ヘキサメ
チレンイソフタラミド等のアミド単位の２種以上から構
成される共重合ポリアミドからなる。例えば、カプラミ
ドを主たるアミド単位とする場合は、εーカプラミドに
ヘキサメチレンアジパミド、テトラメチレンアジパミ
ド、ヘキサメチレンセバカミド、ヘキサメチレンテレフ
タラミド、ヘキサメチレンイソフタルアミド、キシリレ
ンフタルアミド等を共重合成分として共重合させればよ
い。また、ヘキサメチレンアジパミドを主たるアミド単
位とする場合は、εーカプラミド、テトラメチレンアジ
パミド、ヘキサメチレンセバカミド、ヘキサメチレンテ
レフタラミド、ヘキサメチレンイソフタルアミド、キシ
リレンフタルアミド等を共重合成分として共重合させれ
ばよい。

【００１４】前記アミド単位の１種のみからなるポリア
ミドでは、本発明の目的とする高収縮特性の繊維を得る
ことができないので、共重合ポリアミドを用いる必要が
ある。

【００１５】即ち、本発明のポリアミド繊維は、前記共
重合ポリアミドからなるが、その共重合成分の重量比率
は１０重量％以上であることが好ましい。共重合成分の
重量比率が１０％未満では、共重合成分の効果が発現さ
れず、十分な高収縮特性を得ることが困難である。

【００１６】その共重合ポリアミドは、εーカプラミド
とヘキサメチレンアジパミドとを共重合単位とすること
が好ましく、その共重合比率は９０：１０〜１０：９０
であることが好ましい。

【００１７】本発明のポリアミド繊維は、熱、光、酸素
等に対する耐久性を向上させるためにポリマ中に酸化防
止剤が含有されていることが、製糸工程や使用中におけ
る劣化の進行を抑えるために好ましい。この酸化防止剤
としては、有機や無機の銅塩、、アルカリ金属またはア
ルカリ土金属のハロゲン化物、有機ハロゲン化物、無機
や有機のリン化合物、ヒンダードフェノール系酸化防止
剤、及びアミン系抗酸化剤等が挙げられ、これらから選
ばれた１種または２種以上を組み合わせて用いればよ
い。

【００１８】本発明のポリアミド繊維をなす共重合ポリ
アミドは、硫酸相対粘度ηｒが２．８以上の高重合度を
有することが必要であり、さらに３．２以上であること
が好ましい。硫酸相対粘度ηｒが２．８未満の場合は
６．０ｇ／ｄ以上の高強度を得ることが困難である。強
度および耐久性の点から硫酸相対粘度ηｒは高いほど好
ましいが、硫酸相対粘度ηｒが６．０を越えるほどに高
くなり過ぎると、通常の紡糸方法では毛羽や糸切れ等の
トラブルが多発し易くなるので好ましくない。

【００１９】本発明のポリアミド繊維は、強度（Ｔ）が
６．０ｇ／ｄ以上と高く、しかも、特定水準の高い収縮
特性を有する。即ち、沸騰水収縮率（Δｗ）が３０％以
上と湿熱収縮率が高く、かつ、１５０℃における乾熱収
縮率（Δｓ）が２０％以下と低い。

【００２０】これに対し、従来の高強度ポリアミド繊維
は、沸騰水収縮率（Δｗ）が最大でも１５％と低いの
で、ロープ等に加工して、湿熱収縮特性を利用して締め
付けを行っても締め付け力が弱くロープを十分な強さで
締付けることが困難である。

【００２１】また、乾熱収縮率（Δｓ）が２０％を越え
る程に乾熱収縮が大きいと、加工時における製品トラブ
ルが発生し易いので不適当である。例えば、擦過等によ
り局部的に加熱された部分に大きな収縮が発現し、例え
ばロープ等ではカールが発生する。また、製織工程で前
記のように局部的に加熱された場合には、製織した布が
波打ち状態が発生する。

【００２２】このような本発明の高強度・高収縮性のポ
リアミド繊維を得るためには、前記共重合ポリアミドか
らなる繊維を低結晶かつ高配向の繊維構造とすることが
必要である。この低結晶化高配向の繊維構造であると、
湿熱を受けた時に結晶の緩和が発生すると共に緊張非晶
鎖の緩みが生じ高い湿熱収縮特性を発現するし、しか
も、高い強度を示すことができる。

【００２３】この繊維構造は、繊維の熱収縮応力曲線に
おいて１４０〜２００℃の間にピークが存在すると共に
該ピークにおける熱収縮応力値が０．２ｇ／ｄ以上であ
ることによって表すことができる。熱収縮応力のピーク
温度および熱収縮応力値は高収縮性ポリアミド繊維を製
造する共重合ポリマの共重合比率等に関係し、該ピーク
温度が１４０〜２２０℃の範囲を外れる場合や熱収縮応
力値が０．２ｇ／ｄ未満の場合は本発明の目的とする高
い湿熱収縮特性が得られ難い。

【００２４】上述した本発明の高強度・高収縮性ポリア
ミド繊維は、次の方法によって製造することができる。

【００２５】例えば、通常のポリアミド重合法によっ
て、所定のアミド単位からなる高重合度（硫酸相対粘度
が２．８以上）の共重合ポリアミドを製造する。この高
重合度を得るためには固相重合の方法を用いればよい。
次いで、この高重合度共重合ポリアミドを、通常の方法
で溶融紡糸する。この際、必要に応じて酸化防止剤を添
加する。その添加方法としては重合時添加でもチップブ
レンドでもよい。

【００２６】溶融紡糸されたポリアミド紡出糸は、冷却
する前に、紡糸口金の直下に設けられた加熱雰囲気域を
通して遅延冷却される。その後に、冷却域に導入され冷
風を吹き付けられ、紡糸筒を通過させて糸条を形成す
る。

【００２７】前記加熱雰囲気域の温度は１２０℃〜３３
０℃、その長さは５〜３００ｃｍであればよく、この加
熱雰囲気域の条件は、紡出される糸条の粘度、単糸の太
さ、ドラフト率、単糸数などの設定条件によって選択さ
れればよい。

【００２８】前記冷却域では、常温空気のような１２０
℃未満の気体を、１５〜５０ｍ／分の速度で吹き付けれ
ばよい。この冷却域の条件も、紡出される糸条の粘度、
単糸の太さ、ドラフト率、単糸数などの設定条件によっ
て選択されればよい。

【００２９】また、口金孔から紡出された紡出糸の繊度
が大きく、冷風を吹き付けるだけでは十分な冷却が困難
なモノフィラメント等の場合は、前記冷却域に冷媒浴を
設け冷却液によって紡出糸を冷却してもよい。冷却域に
冷媒浴を設け冷却液によって紡出糸を冷却する場合は、
冷却液の温度は−５〜４０℃、浴長は１０〜１００ｃｍ
であればよく、この冷却域の条件も、紡出される糸条の
粘度、単糸の太さ、ドラフト率、単糸数などの設定条件
によって選択されればよい。

【００３０】加熱雰囲気域および冷却域における各条件
を前記の範囲内とすることによって、紡出糸の冷却配向
パターンを適切なものとすることができる。

【００３１】前記加熱雰囲気域および冷却域を通過して
冷却固化された紡出糸は、紡糸油剤を付与され、２００
０ｍ／分以下、好ましくは１５００ｍ／分で回転するロ
ールに巻回された後、引き続き又は一旦巻き取った後
に、延伸される。紡糸速度が２０００ｍ／分を越える場
合は、製糸時の毛羽や、延伸時の糸切れが頻繁に発生し
易くなるので好ましくない。

【００３２】冷却域において冷却液による冷却固化を行
う場合は、冷媒浴から引き出され、５００ｍ／分以下、
好ましくは３００ｍ／分以下で回転するロールに巻回さ
れたのち、引き続き又は一旦巻き取った後に、延伸され
る。紡糸速度が５００ｍ／分を越えると、冷却液による
冷却固化が困難になり、未固化の糸条がロールに巻回さ
れて糸表面に傷が発生したり、糸の真円性が損なわれ易
いので好ましくない。

【００３３】その延伸は１段でもよいが、２段以上の多
段延伸が好ましい。多段の延伸を行う場合は、１段目の
延伸配分は全延伸配分の５０〜８０％とすることが、毛
羽、糸切れの発生頻度を抑えるために好ましい。

【００３４】その１段目の延伸に供する糸条の温度は１
５０℃以下であるのが好ましく、１２０℃以下であるこ
とが更に好ましい。１段目の延伸に供する糸条の温度が
１５０℃を越えると、結晶化が進行し過ぎて２段目以降
の延伸が困難となる。

【００３５】２段目以降の延伸、熱セットの温度は２０
０℃以下、更に１８０℃以下であることが好ましい。２
段目以降の延伸、熱セット温度が２００℃を越える場合
は、延伸によって形成された結晶構造が熱によって部分
的に破壊され、比較的低温でも融着を発生し易くなる
し、さらに、製糸時の高温熱履歴は本発明の目的とする
高い湿熱収縮性を損う場合もあるので好ましくない。

【００３６】糸条に延伸や熱セットに必要な熱を与える
方法としては、ロール加熱、スチーム加熱、熱液加熱等
の公知の手法を用いればよい。

【００３７】延伸が完了した糸条は、必要に応じて弛緩
処理を施した後に巻取られるか、又は、弛緩処理するこ
となく巻取られる。

【００３８】かくして得られた本発明の高強度・高収縮
性ポリアミド繊維は、従来の産業資材用ポリアミド繊維
に比較して高い沸騰水収縮率を有しているので、特に包
装および梱包等の用途に極めて有用である。

【００３９】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明における物性は次の様に測定した。

【００４０】Ａ．硫酸相対粘度（ηｒ）：試料１ｇを９
８％硫酸１００ｍｌに溶解し、オストワルド粘度計で２
５℃で測定する。

【００４１】Ｂ．繊維の強度（Ｔ）：試料を２０℃、６
５％ＲＴの温調室に２４時間以上放置した後、（株）オ
リエンテック社製のテンシロン引張試験機を用い、試長
２５ｃｍ、引取速度３０ｃｍ／分でＳ−Ｓ曲線を求め、
強度（Ｔ）（ｇ／ｄ）を算出する。

【００４２】Ｃ．繊維の沸騰水収縮率（Δｗ）：試料を
綛状にとり、２０℃、６５％ＲＴの温調室に２４時間以
上放置した後、試料の０．１Ｇ／ｄに相当する荷重をか
けて測定した長さＬ₀の試料を、無緊張状態で沸騰水中
で３０分間処理した後、上記温調室で４時間放置し、再
び上記荷重をかけて測定した長さＬ₁とから次式により
沸騰水収縮率（Δｗ）（％）を算出する。 Δｗ＝〔（Ｌ₀−Ｌ₁）／Ｌ₀〕×１００（％）

【００４３】Ｄ．繊維の乾熱収縮率（Δｓ）：試料を綛
状にとり２０℃、６５％ＲＴの温調室に２４時間以上放
置した後、試料に０．１ｇ／ｄに相当する荷重をかけて
測定した長さＬ₀の試料を、無緊張状態で１５０℃のオ
ーブン中に３０分放置したのち、オーブンから取りだし
前記温調室で４時間放置し、再び上記荷重をかけて測定
した長さＬ₁から次式により乾熱収縮率（Δｓ）（％）
を算出する。 Δｓ＝〔（Ｌ₀−Ｌ₁）／Ｌ₀〕×１００（％）

【００４４】Ｅ．熱収縮応力ピーク温度、熱収縮応力：
長さ１０ｃｍのループ状として糸端を結んだ試料に、
０．０３４ｇ／ｄの初期荷重をかけた状態で、室温から
１５０℃／分の昇温速度で加熱した際に測定される熱収
縮応力である。具体的には、カネボウエンジニアリング
（株）製のＫＥ−II型収縮応力測定装置を用いて測定す
ればよい。測定した熱収縮応力の最高点を、熱収縮応力
のピークとし、その温度を熱収縮応力ピーク温度とす
る。また、上記熱収縮応力のピークの応力値を繊維の繊
度で除した値を熱収縮応力（ｇ／ｄ）とする。

【００４５】［実施例１〜４及び比較例１〜４］表−１
に示す共重合比率のεーカプラミドとヘキサメチレンア
ジパミドとの共重合ポリアミドで硫酸相対粘度が４．２
のポリマを、エクストルダー型溶融紡糸機によって紡糸
した。０．３ｍｍφ、孔数１３６の吐出孔を有する口金
を用い、溶融紡糸温度は２２０〜２８０℃でポリマ融点
に応じた温度とした。

【００４６】口金下１５ｃｍの雰囲気温度を２８０℃に
保つ加熱筒を設置し、口金から吐出直後の糸条を通過さ
せ、次いで、長さ２ｃｍの断熱板を介してその下方に取
り付けた、長さ１２０ｃｍのユニフローチムニーによっ
て２５℃の冷風を風速３０ｍ／分で吹き付け糸条を冷却
した。糸条は更にダクトを通過させ、油剤を付与された
後、所定の速度で回転する引取りロールにより引き取ら
れた。

【００４７】引続いて延伸された。１段目の延伸に供さ
れる糸条の温度を８０℃、１段目の延伸倍率を全延伸倍
率の６５％とし、次いで２段目以降の延伸を１５０℃の
温度で行い、３％の弛緩処理を施して巻き取った。

【００４８】得られたマルチフィラメントの物性は、同
一条件で製糸したナイロン６単独ポリマ又はナイロン６
６単独ポリマのマルチフィラメントの場合（比較例３、
４）の物性と共に、表１に記載した。

【００４９】表１に示すように、実施例の場合は、高強
度とともに、高い沸騰水収縮率と低い乾熱収縮率とを有
するポリアミド繊維であった。

【００５０】これに対し、１種のアミド単位からなるポ
リアミドの場合（比較例３、４）や、共重合比率の小さ
過ぎる場合（比較例１、２）は、沸騰水収縮率を十分に
高くすることが困難であった。

【００５１】さらに、実施例２の共重合ポリアミド繊維
を通常の方法でロープとし梱包に用いたところ、湿熱を
加えることによって大きく収縮し、しかも高強度である
ので、容易に強く締めつけることができた。

【００５２】これに対し、比較例３のナイロン６繊維を
同様にロープとして場合は、強度は強いものの収縮程度
が小さいので、強く締めつけることは困難であった。

【００５３】

【表１】

【００５４】［実施例５、６及び比較例５］実施例２、
４及び比較例３と同じ（共重合）ポリアミドを用いて、
エクストルダー型溶融紡糸機によって紡糸した。ただ
し、口金は、２．０ｍｍφ、孔数６の吐出孔を有するも
のとし、ポリマ吐出量を変更した。

【００５５】口金下１５ｃｍの雰囲気温度を２８０℃に
保つ加熱筒を設置し、口金から吐出直後の糸条を通過さ
せ、次いで、加熱筒直下に設けた４０ｃｍの冷媒浴を通
過させて冷却した。冷却液には２０℃の水を用い、冷却
された糸条は、所定の速度で回転する引取りロールで引
き取られた後、連続して延伸した。

【００５６】１段目の延伸に供される糸条の温度を８０
℃、１段目の延伸倍率を全延伸倍率の６５％とし、次い
で２段目以降の延伸を１５０℃の温度で行って巻き取っ
た。

【００５７】得られたモノフィラメントの物性は、同一
条件で製糸したナイロン６単独ポリマのモノフィラメン
トの場合（比較例５）の物性と共に、表２に記載した。

【００５８】表２に示すように、実施例の場合は、高強
度とともに、高い沸騰水収縮率と低い乾熱収縮率とを有
するポリアミド繊維であった。

【００５９】これに対し、１種のアミド単位からなるポ
リアミドの場合（比較例５）は、沸騰水収縮率を十分に
高くすることが困難であった。

【００６０】

【表２】

【００６１】

【発明の効果】本発明のポリアミド繊維は、高い強度と
ともに、高い湿熱収縮特性及び低い乾熱を収縮特性を有
するので、包装や梱包等における繊維素材として用いた
場合に、容易にかつ強く締め付けることができ、包装物
や梱包物の緩みがなくしっかりとした包装や梱包ができ
る。

【００６２】しかも、長時間高温多湿の場所で使用して
も耐久性が良好であり、さらに、柔軟性があるので、ロ
ープ等として梱包等する場合の作業性も良好である。

【００６３】このように本発明のポリアミド繊維は、そ
の特性を生かして包装や梱包等における繊維素材として
特に有用であるが、他の用途にも適用可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０１Ｆ 6/60 Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硫酸相対粘度ηｒが２．８以上の共重
合ポリアミドからなり、かつ、下記特性（１）〜（３）
を同時に満足することを特徴とする高強度・高収縮性ポ
リアミド繊維。（１）強度（Ｔ）≧６．０ｇ／ｄ（２）沸騰水収縮率（Δｗ）≧３０％（３）乾熱収縮率（Δｓ）≦２０％
【請求項２】乾熱での熱収縮応力曲線において温度
１４０〜２００℃にピークが存在し、且つ、該ピークに
おける熱収縮応力が０．２ｇ／ｄ以上であることを特徴
とする請求項１記載の高強度・高収縮性ポリアミド繊
維。
【請求項３】共重合成分の重量比率が１０重量％以
上であることを特徴とする請求項２記載の高強度・高収
縮性ポリアミド繊維。
【請求項４】 εーカプラミド成分とヘキサメチレン
アジパミド成分とが９０：１０〜１０：９０の共重合重
量比率で共重合された共重合ポリアミドからなることを
特徴とする請求項２記載の高強度・高収縮性ポリアミド
繊維。
【請求項５】繊維がマルチフィラメントであること
を特徴とする請求項１記載の高強度・高収縮性ポリアミ
ド繊維。
【請求項６】繊維がモノフィラメントであることを
特徴とする請求項１記載の高強度・高収縮性ポリアミド
繊維。
【請求項７】硫酸相対粘度ηｒが３．２以上である
ことを特徴とする請求項１記載の高強度・高収縮性ポリ
アミド繊維。