JPS607721B2 - ポリアミドモノフイラメントの製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリアミドモノフィラメント、特に結節強度の
高いポリアミドモノフィラメントの製法に関するもので
ある。

ポリアミドモノフィラメント（以下単にモノフィラメン
トと称する）は、強靭性、透明性及び柔軟性等の特長が
活かされて釣糸や漁網等の用途に有用されている。

これらの用途に用いられる時、モノフイラメントは結び
目を作って使用され、ほとんど、この結び目でモノフィ
ラメントの切断が起こるため、モノフィラメントの結節
強度の向上が従来から要請されていた。そこで、本発明
者らは結節強度を向上させたモノフィラメントを製造す
ることを目的に、結節強度の基本的問題則ち、結節強度
を向上させる真の要因及び、その要因を発現しうる理想
構造を追求し、すでにその一製造法を提案した。

この方法は、特定の延伸倍率で第１段目の延伸がなされ
たポリアミドモノフィラメントに特定の条件で弛緩熱処
理を施した後特定の条件で第２段の延伸を行なう方法で
ある。

この方法で得たモノフィラメントは、所期の結節強度特
性を有するが、熱収縮特性が若干大きく、このモノフィ
ラメントが巻きとられたボビンの変形、及びボビンから
モノフィラメントを引出すときの解鏡張力の増大が生ず
るという問題のあることが、その後判明した。

そこで本発明者らは上記問題も解消されたモ／フィラメ
ントの製法の提供を目的に鋭意研究した結果、前記のす
でに提案した方法に更に特定の操作を付加すると上記の
目的が達成されるという事実を見し、出すに到った。

即ち、本発明の目的は風 ３〜５倍に１段目の延伸がな
された直径０。０５〜２柵のポリアミドモノフイラメン
トを、ｌｋ９′の○以上の飽和水蒸気が供給されている
圧力室内に導き、延伸倍率０．７０〜１．０で０．０５
〜５秒間弛緩熱処理をすること、ｔＢ） 弛緩熱処理さ
れたポリアミドモノフィラメントを、２００〜８００二
０の気体及び／又は１５０〜２６５℃の液体中を合計０
．０５〜５秒間通過させつつ、前記フィラメントに１．
１〜２．８音の２段目の延伸を付与すること、及び に｝ ２段目の延伸がなされたポリアミドモノフィラメ
ントを１５０〜７００ｑｏの気体中を０．０５〜５秒間
通過させつつ、延伸倍率０．８５〜１．び音で弛緩熱処
理することによって達成され、表層部の非晶分子配向度
が０．５以下、平均複屈折が５０×１０−３以上の分子
配向を有するポリアミドモノフィラメントが得られるの
である。

以下、具体的に本発明法を詳述する。

本発明に使用されるモノフイラメントは３〜５倍に延伸
されたものである。

ポリアミドとしては、ポリへキサメチレンアジパミド（
ナイロン６６）、ポリへキサメチレンセバ力ミド（ナイ
ロン６１０）、ポリカプラミド（ナイロン６）、ポリド
デカミド（ナイロン１２）、ポリヘキサメチレンイソフ
タラミド等の単一重合体、または前記ポｌｉアミド成分
を少なくとも一成分とする共重合ポリアミドや混合ポリ
アミドが選ばれる。しかし、本発明のモノフィラメント
が典型的に使用される漁網や釣糸用には、ナイロン６、
特にナイロン６の共重合体が最も好適に使用される。な
お、本発明のモノフィラメントの製造に際し、各種の添
加剤、例えば、可塑剤、結晶化抑制剤、滑剤、顔料、染
料、耐光剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等をポリアミ日
こ添加できる。

モノフィラメントの製造はポリアミドを公知の方法で溶
融紙糸し「短い空冷ゾーンを通過させたのち、水又はト
リクレン、ｎーヘキサン等を袷煤として紡出されたモノ
フィラメントを急冷することにより、未延伸モノフィラ
メントとすることから開始される。

次いで通常直結された延伸プロセスに送られ、３〜５倍
に延伸される。その時の雰囲気は１００〜４００ｏｏの
気体、例えば空気、水蒸気または不活性ガス又は５０〜
２００こ０の液体、例えば水、グリセリン、エチレング
リコール、ポリェチレソグＩＪコール、シリコーンオィ
ル、鉱物油、薬種油等の植物油等が用いられる。延伸倍
率が前記範囲に限定されるのは、前記以外の範囲で延伸
されたモノフィラメントをそれ以降のプロセスに通して
も本発明で目的としている性質のモノフィラメントとな
らないからである。

本発明の対象とするモノフィラメントは特定の繊度のも
のに限られる。というのは前記した弛緩緑熱処理に於て
モノフイラメントの表層部に特定の構造を形成するもの
であり、従って特定の条件下でモノフイラメソトを処理
するものである為、極端に細いものに本発明法を適用し
ても条件が苛酷になり、逆に極端に太いものは本発明の
効果が十分発揮されない。本発明に使用されるモノフィ
ラメントの磯度は湿熱処理に供されるモノフィラメント
の繊度を基準にして０．０５〜２柵、好ましくは０．０
８〜１．２側である。次に上記延伸モノフイラメントに
弛緩湿熱処理を施す。

弛緩溢熱処理はｌｋ９′地Ｇ以上の飽和蒸気が供給され
ている圧力室内に延伸モノフィラメントを走行させ乍ら
行なう。圧力室はモノフイラメントが入る入口、出る為
の出口をラビリンス、スリット、又は２対のロール等で
構成されたシール機構でシールし、蒸気の漏洩を極力防
ぎ中央処理部の蒸気圧が保持されるようになっている。
圧力室内ではモノフィラメントは通常、直線状に走行し
、圧力室の入口側と出口側に設けられた二つのロール系
によって制御される。走行速度は圧力室の長さ、蒸気圧
力等によって異なるが、圧力室内の滞留時間で０．０５
〜５秒間、好ましくは０．１〜２秒間となるように設定
される。

０．０９砂より短いとモノフィラメントの表層部が、目
的としている構造を形成せず、また、５秒より長いと、
内層部が引き続く高温雰囲気中での延伸を経ても高配向
を達成できなくなる。

本発明の湿熱処理は弛緩状態で行なうが、弛緩状態の制
御は前記２つのロール系の回転速度によって行なう。

入口側のロール系の速度を１とした時の出口側のロール
系速度の比、即ち延伸比は０．７０〜１．城守ましくは
０．７５〜０．９５の範囲とする。本発明の湿熱処理を
延伸比１を越える緊張状態で処理すると、表層部に目的
とする弾性的特性発現構造が効果的に形成しにくくなる
。また０．７０未満の延伸倍率で弛緩熱処理すると（即
ち収縮させすぎると）、モノフィラメントが白化失透し
たり、あるいは表面の部分的融解を生じ、透明な高結節
強度モノフィラメントは得られない。高結節モノフィラ
メントの場合には、弾性的性質発現構造は必要な厚みだ
け、表層部に形成される方が効果的である。

適正な表層部の厚みはモノフィラメントの太さによって
変化するが、モノフィラメント断面の半径との割合が、
本発明で得られる完成したモノフィラメントとして１／
５０〜１／２５餌華度であり、通常は数ミクロン〜１５
ミクロン程度が好ましい。本発明の以上の特定した延伸
及び湿熱弛緩処理を経たモノフィラメントは表層部が弾
性的特性発現構造となり、内層部と区別されるようにな
り、モノフィラメントに結節を作って伸長しても、表層
部は結節部表面の伸長、圧縮に十分耐えるようになつて
いる。

しかし湿熱弛緩処理によって内層部の分子配何も若干低
下し、物理的性質、特に引張強度が低下するので、湿熱
弛緩処理前の分子配向以上に高める必要がある。

しかも該処理でせっかく表層部に形成された弾性的特性
発現構造を破壊することなく高めなければならない。そ
こで本発明では更に前記の緑熱弛緩処理に続いて第２段
目の高温雰囲気中での延伸を行う。高温雰囲気とは２０
０〜８００℃、好ましくは２５０〜６００ｑｏの不活性
気体、及びノ又は１５０〜２６０ｑｏ、好ましくは１６
０〜２４０つ○の液体を用い、この高温雰囲気中を合計
０．０５〜５秒、好ましくは０．１〜２秒間通過させな
がら、延伸比１．１〜２．３音、好ましくは１．１５〜
２．０倍でモノフイラメントを延伸する。不活性気体媒
体の延伸装置としては、空気加熱炉が通常用いられ、空
気を循環したり、遠赤外線頚射ヒーター等で効率的に加
熱する方法も採用される。

加熱液浴媒体としては１段目の延伸とほぼ同様、グリセ
リン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、
シリコーンオイル、鉱物油、植物油等を用いる。延伸比
の調節は加熱健一の前後に配置した２つのロール系によ
って行なう。

以上のような適切な延伸条件を採用すると、前記表層処
理により高配向層が弾性的性質の構造に変っている為、
従来不可能であった高倍率にまで安定に製糸できるよう
になることは注目すべきことである。

２段目の延伸がなされた後更に気体媒体の高温雰囲気中
で弛緩熱処理を行なう。

処理条件は２段目の延伸工程を経たモノフィラメントの
特性が損なわれない条件が採用される。即ち２段目の延
伸を終了したモノフィラメントを１５０〜７００こ０の
不活性気体中好ましくは２００〜６００ｑ０の高温雰囲
気中を０．０５〜２０秒間延伸比０．８５〜１．０好ま
し〈は０．９〜０．９５で捲取る条件が採用される。気
体媒体の熱固定装置としては空気加熱炉が通常用いられ
空気を循環したり遠赤線鰭射ヒ−ター等で効果的に加熱
する方法も採用される。延伸比の調節は加熱炉の前後に
配置した２つのロール系によって行なう。この操作は、
モノフイラメントを高温雰囲気中を通過させる間に収縮
させ、延伸歪をとり捲取ボビンにかかる収縮応力を軽減
させる為ボビンの変形がほとんどない。このように、本
発明の高結節強度モノフィラメントは紡糸、冷却後１段
目の延伸、温熱弛緩処理、２段目の延伸、及び弛緩状態
下での乾熱処理を経ることによって得られるが、これら
の操作は相互に関連づけて実施することが望ましい。

この操作の目安として、最終的に得られるモノフィラメ
ントの特性である表層部の非晶分子配向度Ｆが０．５以
下、好ましくは０．４〆下であり、且つ、平均複屈折が
５０×１０‐３以上好ましくは５２×１０‐３以上とな
るような条件を選定すべきである。このようにして得ら
れたモノフィラメントは高い引張強度及び、均一性のよ
い、高い湿結節強度を有する。

またこのモノフィラメントは高度に配向している為、繊
維軸方向の引張弾性率は高いが、一方表層部分が弾性的
性質発現構造を有するので、曲げに対しては柔軟であり
、編網工程及び実際の絹地の操作に於て極めて取扱い易
い。又共重合ポリアミドを使用したときでも沸騰水収縮
率が１５％以下と総じて低く、編網工程において緯糸に
使用するボビンの変形がなくなりモノフィラメントを引
出す時の解除張力の変化がなくなる。その為表層部の非
晶分子配向度Ｆの変化がないので編網工程における染色
斑がなくなり、更に均一な目合の編網ができ、編網時の
糸切れもない。更に透明性は従釆の方法で作られたモノ
フィラメントと同様に保持されている。このようなモノ
フィラメントは漁網や釣糸として有用であるが、特に漁
網にした場合には柔軟な高強力の漁網が得られ、刺網等
の分野で好まれて使用される。

次に本発明の効果を実施例をもって詳述する。前記複屈
折はモノフィラメントの表層部及び内層部を含む平均複
屈折を意味し、通常のコンペンセータ法によって測定し
た値である。

また非晶分子配向度Ｆ‘まモノフイラメソトを蛍光剤の
０．２％水溶液中に２時間嬢債処理後、水洗、風乾した
試料について日本分光■製ＦＯＭ−１型蛍光光度計によ
りＬ、１９ｏを測定し「次式により算出した値である。

Ｆ＝・−害 Ｌ：繊維軸方向の相対蛍光強度 ｂｏ：繊維軸と垂直方向の相対蛍光強度 蛍光剤が浸入し、非晶分子配向度が測定される表層部の
厚みはモノフィラメントの製造履歴によって異なるが約
５山である。

低い非晶分子配向度が達成されている表層部の厚みは表
層部を例えば表層部から内層部に硫酸／メタノール溶液
でエッチングして得た各々のサンプルの非晶分子配何度
を求めることによって知ることができる。湿結節強度は
初荷重１／３夕／デニールとしてＪＩＳＬＩ０３４−７
８記載の方法で測定した。沸騰水収縮率は昭和４の王４
月現在のＪＦＳＬＩ０２７記載の方法で測定した。実施
例１〜４及び比較例１〜６ 硫酸相対粘度３．４のポリカプラミドとポリへキサメチ
レンアジパミド共重合体ナイロン６／６６（９５／５モ
ル比）共重合チップにエチレンビスステァリルアミド０
．２重量％を混合し、ェクストルーダ型紡糸機により２
６５ｑｏで溶融級糸した。

冷却浴には５℃の水を用いた。１段目延伸、２段目湿熱
処理、３段目延伸は下記の条件で行なった。

１段目延伸 温度 ：９ぞ○ 延伸比 ：４．ぴ音 ２段目湿熱処理 水蒸気圧 ：２４ｋ９／の○ 延伸比 ；０．８４倍 時間（秒）：０．８現砂 ３段目延伸 温度 ：４００ｑ０ 延伸比 ：１．針音 時間（秒）：１．４親砂 ４段目の延伸（弛緩熱処理）条件をそれぞれ変更して製
糸し、得られたモノフィラメントの特性を比較した。

第１表には熱処理条件を、第２表には対応するモノフィ
ラメントの特性を示した。

第１表 比較例３はリラックス率が大きすぎる為、たるみが発生
し部分的に融着が発生する。

又比較例５は温度が高すぎて融着して糸切れが発生する
。第２表弛緩熱処理工程を通過しないで得たモノフイラ
メント、及び前記条件以外で弛緩熱処理をして得られた
モノフィラメントは収縮率が大きくその為捲取ボビンの
変形が大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （Ａ） ３〜５倍に１段目の延伸がなされた直径０
   ．０５〜２ｍｍのポリアミドモノフイラメントを、１ｋ
   ｇ／ｃｍ＾２Ｇ以上の飽和水蒸気が供給されている圧力
   室内に導き、延伸倍率０．７０〜１．０で０．０５〜５
   秒間弛緩熱処理をすること、（Ｂ） 弛緩熱処理された
   ポリアミドモノフイラメントを、２００〜８００℃の気
   体及び／又は１５０〜２６５℃の液体中を合計０．０５
   〜５秒間通過させつつ、前記フイラメントに１．１〜２
   ．５倍の２段目の延伸を付与すること、及び （Ｃ） ２段目の延伸がなされたポリアミドモノフイラ
   メントを１５０〜７００℃の不活性気体中を０．０５〜
   ５秒間通過させつつ、延伸倍率０．８５〜１．０倍で弛
   緩熱処理すること、からなる 表層部の非晶分子配向度が０．５以下、 平均複屈折
   が５０×１０＾−＾３以上の分子配向を有するポリアミ
   ドモノフイラメントの製法。