JPS59199810A - 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】 本発明（は、高速紡糸法により、機械的性質。

熱安定性、染色特性に優れた編織物用に適するポリアミ
ド繊維を製造する方法に関するものである。

従来のポリアミド繊維の直接紡糸延伸方法は、例えば特
公昭４８−２０２６８号公報、特公昭４６−２２８８６
号公報などに示されるように、第１引取ローラ対と第２
づ［取ローラ対とで糸条を延伸し、加熱された第２引取
ローラ対で該糸条を熱固定するという方法が一般的であ
る。この方法により得られる繊維の゛物性は好ましいも
のであるが、第２引取ローラ対を５，０００〜６，００
０　’　％　のような高速にした時、糸条の揺れが大き
く、特に前記ローラ対に８〜１６糸条の多糸条を多数周
回させた場合には、糸条間での重なりが生じ糸切れとな
ったり、あるいはそれを避けるため糸条間隔を大きくと
ろうとすると、ローラ長が長くなり、装置的に高速回転
が不可能になるなどの間顕点があった。

一方、上記直接紡糸延伸方法のような引取ローラ間延伸
せずに６，０００〜８，０００　”、ｈの高速で引取る
いわゆる高速紡糸法が知られている。しかしこの方法で
機械・的１な・糸物性として好ましい水準である４０％
程度の残留伸度を得ようとするとｓ、ｏｏｏｒ４＋以上
の高速で引取る必要があり、糸切れが多発したり、強度
が低下したりして、工業的生産には適していないもので
あった。

こうした方法の改良として、特公昭５７−２５６４４号
公報などに、ポリアミド糸条を固化後加熱雰囲気中を通
過させるという方法が提案されている。この方法は、ポ
リアミド繊維の残留伸度を減少させ、熱安定性を向上さ
せるうえでかなり効果的ではあるが、Ｂ、０００〜４．
００Ｏｒ４程度の巻取速度で高速紡糸して得られた繊維
は、加熱雰囲気内での熱延伸が大きく、フィラメント間
で延伸ムラが生じるため、繊度ムラ、染色ムラなどの糸
構造ムラが目立つといった間顆が生じるのであった。

この糸ムラを減少させるためには、巻取速度を４，５０
０〜５，５００萎とすることが有効であることを見出し
たが、このような高い巻取速度にすると、前記加熱雰囲
気での熱処理を十分に行なうことがむずかしく、機械的
特性改善効果が不十分であるなどの新たな問題が生じる
のであった。

そこで、この問題の解消について検討した結果、前記加
熱雰囲気通過直後の紡糸張力を下記（３）式で示される
特定範囲内とするとと゛により、上記問題は解消される
こと、およびこの紡糸張力を（３）式の範囲内とした場
合は、前記加熱雰囲気温度は下記（１）・（２）式を同
時に満足する範囲内とし、かつ、通過時間を０．０１〜
０．０３秒間とすることが最も有効であることを見出し
、本発明をなすに至ったものである。

すなわち、本発明の主な目的は、得られたポリアミド繊
維の染色ムラ、繊度ムラを減少Δせること、紡糸糸切れ
を生じることなく加熱雰囲気中での熱処理を十分に行な
うことにあり、こ　　　　１の目的を達成するために、
本発明４０金吐出孔より溶融吐出された熱可塑性ポリア
ミド紡出糸条を、該ポリアミドの固化点温度以下に冷却
した後、下記（１）・（２）式を同時に満足する範囲内
の温度（Ｔ　℃）に加熱した雰囲気中を０．０１〜００
３秒−間通過させ、通過直後の紡糸張力ＣＧ％）を下記
（３ン式に示す範囲内とし、給油した後に、４，５００
〜Ｔｍ−１０．０≦Ｔ≦Ｔｍ＋６０　　　　　　　　　
　（１）２０Ｄ＋０．０７Ｖ＋Ｔｍ−５００≦Ｔ≦１０
Ｄ＋０．０４Ｖ＋Ｔｍ−１７０　（２）５Ｊ≦Ｇ≦１７
　、／Ｔ　　　　　　　　　　　　　（３）本発明によ
れば、４，５００〜５，５００　％で高速巻取すること
により生じた繊維軸方向非晶部分の配向の乱れは、上記
（１）・（２）式の温度条件、上記（３）式の紡糸張力
条件および上記の通過時間条件下で加熱雰囲気中を通過
させることにより十分に解消することができるので、そ
の結果得られたポリアミド繊維は、機械的性質、熱的性
質、染色特性に優れ、衣料用編織物に好適な物である。

以下、本発明法について詳細に説明する。

熱可塑性ポリアミドを通常の方法で口金吐出孔より溶融
吐出して得られる紡出直後の糸条は、冷却風吹きつけあ
るいは空冷のような通常の冷却装置により前記ポリアミ
ドの固化点温度以下にいったん冷却される。この冷却を
行なう前の紡出糸条にポリアミド融点以上の高温加熱域
を通すことは、繊維の太さ斑を生じるので好ましくない
。次いで、上部集束ガイドで集束して、加熱雰囲気を通
過させる。

加熱雰囲気の入口の位置は、糸条が固化点に達する位置
より下方であればよいが、糸条に対する空気抵抗を下げ
る意味で固化点位置に近い方が好ましい。

加熱雰囲気通過直後の紡糸張力（Ｇり）が５Ｆ≦Ｇ≦１
５．／”Ｆ （Ｆは糸条のフィラメント数である） の範囲内とすることが重要である。

（５Ｊ了−）り以下の紡糸張力では、糸条に対する熱延
伸効果が少なく、従って繊維の機械的特性を十分に改善
することができない。また、（１５σ）９−以上の紡糸
張力にすると、糸の残留伸度が低くなりすぎて糸切れ多
発につながる。

好ましくは、（８Ｆ〜１２ゲ町りの範囲である。

上記紡糸張力（０９）を（５Ｊ″ｆ〜１５ゲロクとする
ためには、加熱雰囲気の前線に設けた集束ガイドによっ
て、加熱雰囲気内における糸の開繊状態を調節すること
により行なうことができる。

例えば、紡糸張力を上げるためには、糸条とガイドとの
接触角度を増したり、あるいけ、接触摩擦係数の高い材
質のガイド音用いたりすればよい。また、紡糸張力２下
げるためには、上部ガイドに導電性物質のはいったガイ
ドを用いたり、糸条との接触ができるだけ小さくなるよ
うなガイド全役けたり、あるいは接触摩擦係数が低くか
つ摩耗強度の高い材質を用いたりすればよい。

また、糸条の単糸繊度が小さいほど熱処理効果は十分に
行なえるので、単糸繊度は６デニール以下とすることが
好ましい。

なお、この加熱雰囲気入口上方で給油することは油剤の
蒸発潜熱に加熱エネルギーが消費されるため好ましくな
い。

加熱雰囲気を形成する装置としては、糸条の非接触加熱
装置であればいかなるものでもよいが、なかでも円形断
面の加熱管が好ましい。該加熱管の内径は糸条が管に接
触せずに通過するのに十分な大きさが必要であり、１糸
条あたり５〜２０間の内径を有することが好ましい。管
の長さは、糸条の管通過時間が００１〜０．０３秒とな
る長さが必要である。好ましくは５０〜８００　ｃｍで
ある。さらに望ましくは１５０〜２５０ｃｍである。

加熱雰囲気の温度は下記の（１）・（２）式の範囲内に
あることが必要である。

□ｌ Ｔｍ−１００≦Ｔ≦Ｔｍ＋６０　　　　　　　　　　（
１）２０Ｄ＋０．０７Ｖ＋Ｔｍ−５００≦Ｔ≦１０Ｄ＋
０．０４Ｖ＋ＴＴｍ−１７０（２）Ｔ：ボリアミドの融
点（℃） Ｄ：巻取糸の単糸繊度（デニール） ■：巻取速度（）） （Ｔｍ−１００）’Ｏ未満あるいは（２０Ｄ　＋　０．
０７Ｖ　＋Ｔｍ　−５００）　’Ｃ未満の温度では、熱
処理効果が十分でないため、得られる繊維の機械的性質
の向上が十分でなく、染色特性の向上も十分でない。

また、（Ｔｍ＋６０）℃を越える温度では走行糸条間で
融着が発生し、安定巻取ができない。あるいは（１０Ｄ
＋０．０４Ｖ＋Ｔｍ−１７０　）　’Ｃを越える温度で
は繊維の残留伸度が低くなりすぎて糸切れ多発につなが
る。

加熱雰囲気としては好ましくけ空気であるが窒素でもよ
′い。また、管内の加熱雰囲気は糸条による随伴気流お
よびそれに伴う乱流以外は静止雰囲気でもよいが、加熱
気体を糸条の上流から積極的に導入した方が好ましい。

“ 加熱雰囲気を通過させた後、給油ガイドで集束を与え、
給油を行ない、その後４，５００−５，５００）の速度
で巻取る。

給油する油剤としては、濃度２〜１５重量％のエマルジ
ョン型油剤でもよく、また、鉱物油と界面活性剤との混
合物を主体とする非含水油剤でもよい。

給油後に、インターレースなどの処理を行なってもよい
。

巻取時の巻取張力は、０．０５〜０３この範囲内である
ことが好ましい。０．０５％　　未満では引取ローラな
どに巻き取られたり、トラバース装置から糸条がはずれ
たりしてドラムやボビンに巻き取ることが困難である。

また、０３％全越えると繊維の残留歪が大きくなりすぎ
て良好なパッケージフオームが得られ難かったり、ある
いはパッケージの中央と端面とで繊維特性差が大きくな
りすぎて、製品不良を生じるなどの問題がある。さらに
０．１〜０２％が好ましい。

さらに、糸条の巻取に使用する巻取ボビンとしては、内
部にアルミなどの金属で補強したボビンが好ましい。本
発明によって得られる繊維は、加熱雰囲気内での熱延伸
によって生じる歪が巻取中に緩和するので、紙のみの巻
取ボビンで巻取った場合には、巻取糸の収縮によって細
管ボビンが直径方向につぶれて安定巻取が難しい。内部
にアルミなどの金属で補強されたボビン全使用した場合
は、ボビンの収縮はおこらず安定巻取が可能となる。ボ
ビンの表層部分としては紙、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂
などが好ましい。

結晶部分の配向全十分に行ない、糸ムラが少なく、かつ
熱安定性、染色特性の優れた繊維を得るためには、巻取
速度は４，５００ｒ′４　以上が必要であり、４，６０
０　％以上が好ましい。一方、巻取速度が５，５００　
％を越えると、紡糸糸切れが多く発生するようになり、
また加熱域中での熱延伸が小さく、力学特性向上が小さ
くなるので不適当である。

なお、本発明に言う「ポリアミド」とは、ナイロン６あ
るいはナイロン６６を主に指すが、これらに少量の他の
ポリアミド形成性成分を共重合したコポリアミドでもよ
い。また、これらのポリアミドは艶消剤２着色剤、耐熱
安定剤。

紫外線吸収剤、充填剤、吸湿剤、その他の添加物を含有
してもさしつかえない。ナイロン６の場合、融点（Ｔｍ
）は約２１５°Ｃである。

本発明法によると、結晶部分の配向が十分に進んでいて
、かつ、非晶部分の配向の乱れも十分に解消された優れ
たポリアミド繊維が得られるのであり、すなわち、機械
的特性、熱的特性かつ染色特性に優れ、衣料用繊維とし
て好適な繊維が得られるのである。

本発明法で得られたポリアミド繊維は、例えば、トリコ
ント用、織物用、加工糸用などに有用である。

以下の実施例で本発明を詳述する。

・　実施例１ ナイロン６チップ（硫酸相対粘度ηｒ−２，６）を溶融
温度２６５℃で溶融後、直径ｏ、　ａ　ｍｍ　（孔数２
４＝＋）の吐出孔から吐出した。吐出量は各巻取速度に
おいて巻取系繊度が７０Ｄとぶ　　　　・ｌるように調
整した。紡出糸条全温度１８℃。

風速３０）の冷却横風で冷却後、上部集束ガイドを経て
、吐出口金から３ｍの位置に入口をもつ加熱管（温度２
００℃、管長さ１２０Ｃｍ。

管内径１．５　ｃｍ　）に糸条全案内した。加熱管には
上流から２００℃に加熱した空気を５０　Ｎ％。

流量で流した。加熱管通過直後の紡糸張力は表１に示す
値であった。その後、給油ガイドによって濃度ｌＯ％の
エマルジョン型油剤を５％付与した後、ゴデツトロール
を経て表１に示す各巻取速度で巻取張力７りで巻き取っ
た。

加熱管の前後に設けた集束ガイドを調節することにより
、紡糸張力を変更した以外は、上記同様の条件で製糸を
行ない、比較例とした。

本発明法（扁１〜３・５・６）で得られた繊維は、機械
的特性、染色特性が優れており、かつ、製糸性も良好で
あった。一方、紡糸張力が低すぎる場合（Ａ４）ｌ”ｉ
、熱処理効果が不十分であるため機械的特性、染色特性
が不満足であった。紡糸張力が高すぎる場合（Ａ７）は
、紡糸糸切れが多く製糸性不良であり、染色ムラも生じ
た。

なお、繊維の機械的特性および複屈折はＪＩＳ法により
測定したが、染色堅牢度は針数３２０本　７７％−７の
筒編をＸｙｌｅｎｅ　ＦａｓｔＢｌｕｅ　Ｐの２％ｏｗ
ｆで９８℃、Ｓｏ分間染色した物についての洗濯色落ち
をＪ工Ｓ法で測定した値であり、５級が最良で、通常使
用可能なレベルｔｆｉ８級である。ｔた染色ムラは、上
記筒編をＰａｒａｔｉｎｅ　Ｆａｓｔ　Ｂｌａｃｋ　Ｗ
ＡＮの０．２％ｏｗｆで６０℃、３０分間染色したもの
について目視判定した。製糸性は紡糸糸切れ回数で評価
した。

拳　　比　　較　　例 実施例１において、巻取速度を変更し、もしくは加熱管
の加熱を行なわず、加熱空気も流さない以外は、実施例
１と同じ条件で製糸を行ない、その結果を表２に示した
。

巻取速度が低すぎる場合（扁８）は、染色ムラがあり、
かつ機械的特性、染色特性が不満足であり、一方、高す
ぎる場合（扁９）は、製糸性が不良で、かつ機械的特性
が不満足であった。また、加熱全行なわなかった場合（
Ａ　ｉ　ｏ〜１２）は、残留伸度が高すぎ、強度。

モジュラス、配向が低すぎ、かつ染色特性も悪く不満足
なものであった。

・（ ・　実施例２ 加熱管、加熱空気の温度および加熱空気流量を表３に示
す各条件に変更した以外は、実施例１の扁２と同一の条
件で製糸を行ない、その結果を表３に示した。

上表かられかるように、加熱雰囲気温度範囲として、単
糸繊度３ｄで５．ｏｏｏｒ４＋巻取の場。、１５０〜２
５０’Ｏが良好であった。すなわち加熱温度の低すぎる
場合（應１３・１４）は、得られた繊維の特性が不満足
であり、一方、高すぎる場合は、単糸融着が生じ、巻き
取ることができなかった。

実施例３ ナイロン６６チップ（硫酸相対粘度ηｒ−２６を溶融温
度２９０℃で溶融後、孔数２４つの吐出孔から吐出した
。その後の冷却、加熱２巻取条件は実施例１と同様にし
て行なった。

その結果を表４に示す。

表４に示すように、ナイロン６６でもナイロン６同様に
本発明法は効果があることがわかった。

・　実施例４ ナイロン６チップ（硫酸相対粘度ηｒ−２，６）全溶融
温度２６５℃で溶融後、直径０．２　ａｍ　（孔数６８
コ）または直径０．４　ｍｍ　（孔数］２コ）の吐出孔
から吐出した。吐出量は各巻取速度において巻取系繊度
が７０ｃｔとなるように調整した。その後の冷却、加熱
雰囲気等は実施例１と同一の条件をとり、結果を表５に
示したＯ 表５に示したように、単糸繊度が小さいほど熱処理効果
が大きいことがわかった。

特許出願人　　東　し　株　式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 口金吐出孔より溶融紡出された熱可塑性ボ１ノアミド紡
   出糸条を、該ポリアミドの固イヒ、売温度以下に冷却し
   た後、下記（１）・（２）式を同時に満足する範囲内の
   温度（Ｔ　’Ｏ）に加熱した雰囲気中を０．０１〜０．
   ０８秒間通過させ、通過直後の紡糸張力（Ｇ９）を下記
   （３）式に示す範囲内とし、給油した後に、４，５００
   〜５，５００％の速度で巻取ることを特徴とするポリア
   ミド繊維の製造法。 Ｔｍ−１００≦Ｔ≦Ｔｍ＋６０　　　　　　　　　　　
   （１）２０Ｄ＋０．０ＴＶ＋Ｔｍ−５００≦Ｔ≦１０Ｄ
   ＋０．０４Ｖ＋Ｔｍ−１７０　（２）５σ≦Ｇ≦１７σ
   　　　　　　　　　　　（３）