JP2713438B2

JP2713438B2 - ポリアミド繊維及びその製造方法

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Publication number: JP2713438B2
Application number: JP63267075A
Authority: JP
Inventors: 小柳　　正; 裕功濱田
Original assignee: 旭化成工業株式会社
Priority date: 1988-10-25
Filing date: 1988-10-25
Publication date: 1998-02-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JPH02118117A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、新規な性質を有するポリアミド繊維及びそ
の製造方法に関する。更に詳しくは、ストッキングや肌
衣などに適した柔軟性、易染性と高い光沢性を有する新
規なポリアミド繊維及び、それを安定かつ安価に製造す
る方法に関する。

〔従来の技術〕

ポリアミド繊維は、その柔軟性、吸湿性などの特長か
らストッキングや肌衣などの分野で広く用いられてい
る。これらの分野においては、近年、フッション性の追
求のため更に柔らかな風合と易染性及び高い光沢性が強
く要求されている。例えばストッキング分野では、スパ
ンデックスなどの弾性繊維をポリアミド繊維で捲回した
カバリング繊維が主流となっている。このような用途に
用いるポリアミド繊維には、一層の柔軟性と共に、弾性
繊維の染色加工時の脆化を防ぐために、より低温で染色
可能な易染性が強く求められている。

ポリアミド繊維の製造は、通常、1000〜2000m/分で紡
糸した未延伸糸を２〜３倍延伸して高配向・高結晶性の
繊維としているが（低速紡糸−延伸繊維）、得られる繊
維は柔軟性、易染性や光沢性に欠けるものである。

これに対し、特開昭57−143514号公報では、ナイロン
66を4000m/分以上で延伸することなく高速紡糸すること
により柔軟な風合と、低速紡糸−延伸繊維に優る均染性
を有する繊維が得られることが提案されている。しか
し、該公報ではフィラメントデニールが４デニール以上
となると得られる繊維中に多数の球晶が発生して失透
し、光沢性が低下することが明らかになった。特開昭57
−154409号公報では、紡糸速度を更に高め、8000m/分以
上とすることにより、フィラメント断面内に複屈折率分
布を有する繊維が提案されている。該公報によれば、染
料吸着率が向上し易染性は向上するものの、複屈性率の
上昇により柔軟性が損なわれ、また、球晶の発生は一層
拡大し失透した繊維となることが明らかになった。

特開昭63−99324号公報には、ポリアミド繊維の球晶
発生を抑制し光沢性を向上させる目的から、ポリアミド
に可溶な無機金属塩を含有させて紡糸する方法が提案さ
れている。しかし、該公報の方法では単に光沢性が向上
するのみで、柔軟性、易染性は何ら改善されなかった。

他方、共重合したポリアミドを繊維化することによっ
て、非晶質の繊維とし、易染性や光沢性を得ることが知
られているが、かかる繊維は、ポリアミド本来の耐熱性
や耐光性が損なわれ実用に供することが不可能である。
（特開昭60−231834号公報）従って、ポリアミド本来の特長を損なうことなく、一
層の柔軟性と易染性、高い光沢性を備えたポリアミド繊
維は未だ得られていないのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来のこのような問題点を解決して、一層
の柔軟性と易染性及び高い光沢性を有する新規なポリア
ミド繊維及びそれを、安定かつ安価に製造する方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明者等は鋭意研究の結果、フィラメン
トの平均複屈折率と断面内の複屈折率差を特定すること
により、柔軟性と易染性及び高い光沢性を有する新規な
ポリアミド繊維が得られることを見出し、且つ特殊な冷
却方法と高速紡糸によって、かかる繊維を紡糸安定性良
好でかつ安価に製造し得ることを見出し、本発明に到達
した。

本発明の第１の目的は、フィラメント断面内の複屈折
率差が10×10^-3以上、平均複屈折率が45×10^-3以下で、
かつ、非捲縮性であることを特徴とするポリアミド繊維
で達成される。また本発明の第２の目的はポリアミドを
溶融紡糸するに際し、紡口より押出されたフィラメント
を冷却し、糸温度が150℃以下に至る以前に水性液を付
与して、フィラメントを断面内の複屈折率分布が断面の
幾何学的中心に対して対称となるように対称に冷却し、
しかる後に延伸することなく4000m/分以上の速度を引き
取ることを特徴とする非捲縮性のポリアミド繊維の製造
方法によって達成される。

本発明のポリアミド繊維は、フィラメント断面内の複
屈性率差が10×10^-3以上でしかも平均複屈折率が45×10
^-3以下であることにより、従来にない極めてしなやかな
感触を与える柔軟性と、直接染料に対する易染性を呈す
る。

フィラメント断面内の複屈折率分布は、後述する微分
干渉顕微鏡によって測定される。この測定によれば、従
来の低速紡糸−延伸糸はフィラメント断面内の複屈折率
分布がほとんど存在しない。

本発明の繊維は、フィラメント断面内の複屈折率分布
が大きく存在することが特徴で、中心部と外層部との複
屈折率差が10×10^-3以上であることが必要である。

フィラメント断面の中心部が外層部よりはるかに低複
屈折率の構造を形成していることで、染料吸着率が増大
し易染性を呈するものと考えられる。

複屈折率差が10×10^-3未満では、易染効果が不十分で
ある。好ましい複屈折率差は15×10^-3以上、更に好まし
くは20×10^-3以上である。

ポリアミド繊維において、フィラメント断面内にこの
ような大きな複屈折率差を有する繊維は本発明によって
初めて達成されたものである。特開昭57−154409号公報
に提示された10000m/分による高速紡糸繊維によって
も、フィラメント断面内の複屈折率差は高々６×10^-3に
しかすぎない。

フィラメント断面内で、複屈折率の最も小さい部分
は、断面の幾何学的中心とほぼ一致しており、このこと
から、本発明のポリアミド繊維は非捲縮性である。後工
程における熱処理によっても捲縮を発生しないので、従
来の低速紡糸−延伸糸と全く同様の取扱が可能である。

本発明の繊維は、このようにフィラメント断面内に複
屈折率分布を有すると共に、平均複屈折率が45×10^-3以
下であることが必要である。

本発明の如く、フィラメント断面内に大きな複屈折率
分布を有する繊維の平均複屈折率は、後述するフィラメ
ント断面の半径方向に測定される複屈折率を体積平均し
て求められる。

繊維の柔軟性は、平均複屈折率が小さい程良好とな
り、平均複屈折率が45×10^-3以下であれば、柔軟性の一
つの指標であるモジュラスが約35以下となり、極めて良
好な柔軟性が得られる。フィラメント断面内に複屈折率
差を有しないで、複屈折率が同程度の繊維の場合は、モ
ジュラスは約40以上となり、柔軟性に欠けるものとな
る。本発明は更に、平均複屈折率が40×10^-3以下であれ
ばモジュラスも約30以下となり一層好ましい柔軟性が得
られる。

本発明のポリアミド繊維は、上記の複屈折率分布と平
均複屈折率を有することで、従来のポリアミド繊維には
見られない高い光沢性を示す。本発明のポリアミド繊維
中には、従来の繊維に見られるような微細な球晶が全く
存在しないことと、フィラメント断面の中心部に低複屈
折率の構造を有することが相まってこのような高い光沢
性が得られるものである。

本発明に用いるポリアミドとしては、公知のナイロン
６、ナイロン66、ナイロン12、ナイロン４、ナイロン61
2などが使用されるが、これらの本来の性質を損なわな
い範囲で、少量の制電剤、安定剤、顔料などを含んでい
ても良い。

繊維を構成するフィラメントの単糸デニールは特に限
定されないが、通常１〜20デニール、ストッキング用と
しては、４〜10デニールが採用される。

以下、本発明のポリアミド繊維の製造方法について説
明する。

公知の溶融紡糸機を用いて紡口から溶融したポリアミ
ドを冷却雰囲気中に押出してフィラメントを形成する。
この際、フィラメントの温度が好ましくは150℃以下に
至る以前に水性液を付与してフィラメントを対称に冷却
し、しかる後に延伸することなく4000m/分以上の速度で
引き取ることにより達成される。水性液としては、水ま
たは通常の紡糸に用いられる油剤水溶液が使用される
が、簡便かつ紡糸安定性の向上から水を用いるのが好ま
しい。

本発明において、フィラメントへの水性液の付与が、
フィラメントの温度が100℃未満である場合には、フィ
ラメント断面内の複屈折率分布が10×10^-3未満となり、
また、微小ながら球晶がフィラメントの周辺に発生し、
光沢性が低下する。好ましい温度は、130℃以上、更に
好ましくは150℃以上である。

水性液は、フィラメントに対し断面内の複屈折率分布
が断面の幾何学的中心に対して対称となるように冷却す
ることが必要である。幾何学的中心に対して非対称な分
布を与えるような冷却が行われた場合には、後工程での
熱処理によって繊維に捲縮が発現する、いわゆる自己捲
縮性を生じる欠点がある。このような対称な水冷は、紡
糸するフィラメントのフィラメントデニール（単糸デニ
ール）や引取構造に応じて、付与する水性液量や、角度
などによって容易に調整可能である。フィラメントデニ
ールが約10デニールを越える場合には、フィラメントを
挟み込むような方法で付与すれば達成される。水性液の
付与は、公知の給油用ノズル、ロールなどが用いられ
る。

また、本発明では、引取速度が4000m/分以上であるこ
とが必要である。引取速度が4000m/分未満の場合には、
フィラメント断面内の複屈折率差が10×10^-3未満となる
と共に、繊維の切断伸度が約60％以上となり、紡糸した
ままの繊維をそのまま編織にすることが困難となる。

公知のポリアミドの高速紡糸によって、紡糸したまま
の繊維をそのまま編織に供するには、繊維の切断伸度が
約60％以下、望ましくは50％以下であることから、その
引取速度は6000m/分以上、望ましくは7000m/分以上が要
求される。従って、特別な巻取機が必要となり、更に、
紡糸中の糸切れ等の安定性も問題となる。

これに対して、本発明の方法によれば、得られる繊維
の切断伸度が減少するため、比較的低い引取速度で、そ
のまま編織に供することが可能な繊維が得られるという
利点を有する。引取速度が5000m/分以上で切断伸度が約
40％以下となり、引取速度が6000m/分以上になれば切断
伸度は約30％以下となり、編織工程では従来の低速紡糸
−延伸によって得られた繊維と同様の取扱が可能とな
る。更に、引取速度が7000m/分以上においても、紡糸中
の糸切れが大幅に減少し、紡糸安定性の向上が顕著であ
る。

第１図は、本発明の製造方法を達成する紡糸装置の概
略図を示す。紡口１から押出されたフィラメント群２
は、冷風チャンバー３からの冷風で冷却された後、水冷
ノズル４によって水性液を付与して冷却される。次いで
下方の給油ノズル５で通常の油剤が付与された後、延伸
することなく引き取られ、巻取機６に巻き取られる。

第２図は、本発明の水性液の付与方法の一具体例を示
す。フィラメントデニールが約10デニール以下の場合に
は第２図（ａ）に示すように複数本のフィラメントに対
して１個の水冷ノズル4a,4bを用い、フィラメントデニ
ールが約10デニール以上の場合には第２図（ｂ）に示す
ように、１本づつ挟み込むように水性液を付与できるよ
うな水冷ノズル4c,4dをフィラメントの左右から用いる
とよい。

〔実施例〕

実施例をもって本発明を詳細に説明する。

尚、本発明のポリアミド捲縮糸の特性の測定法を以下に
述べる。

（フィラメント温度）走査赤外温度計を用い紡糸線上に沿って非接触でフィ
ラメント温度を測定した。

（複屈折率差および平均複屈折率）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に
振動している光に対する屈折率n₁₁と、繊維軸に垂直に
振動している光に対する屈折率ｎ_⊥の値から複屈折率Δ
ｎは Δｎ＝n₁₁−ｎ_⊥で表される。

複屈折率差の測定は、フィラメントの半径をＲ、フィ
ラメントの中心からの距離をｒとした場合、 r/Rの比が0,0.1,0.2…ｉとなるように測定し、r/R＝
0.8の位置の複屈折率とr/R＝０の複屈折率の差をもって
複屈折率差とした。

平均複屈折率は、各点における複屈折率の値を体積平
均して求めた。

但し、Δn_i:r/Rの比が各点における複屈折率 dVi :Δn_iの部分の体積 V :全体の体積（モジュラス、破断伸度）東洋ボールドウィン社製 TENSILON UTM−II−20型引
張試験機により、試料長を20cmとして引張り試験を行
い、モジュラスおよび切断強度、伸度を測定した。

（染着率）試料を一口編地とし、スコアロールFC2g/を用い60
℃で20分間精錬乾燥し、乾燥・調湿（20℃,60％RH）し
たものを用いた。染着率は、直接染料Kayarus Supra Gr
ey VGN（C.I.25040）を用い、３％owf、浴比1:100、酢
酸アンモニウム１％owfにより、100℃で60分間染色した
時の染着率を残液比色法で求めた。

本測定において、染着率が60％以上であれば実用上、
良好な易染性を示し、70％以上であれば極めて良好な易
染性を示す。

（光沢性）フィラメントを繊維軸に直角に切り、厚み10μｍの試
料を作成し、偏光顕微鏡により暗視野で球晶の有無を測
定した。また、繊維を編機により一口編し、白色光の元
で編地の光沢を肉眼判定した。

光沢の優れているもの。（球晶なし） ○ やや優れているもの、（微少な球晶あり） △ 失透しているもの。（球晶あり） × （紡糸性）各条件ごとに、60分間の巻取を10回繰り返し、紡糸中
のフィラメントの切断回数により判定した。

糸切れ全くなし： ○ 糸切れ１〜５回： △ 糸切れ５回以上： × 実施例１ 95％硫酸に溶解して測定した。ηrel.＝2.65のナイロ
ン66を第１図に示す溶融紡糸機を用いて、孔径0.30mm
φ、孔数６個を有する紡口を通して300℃で溶融紡糸し
た。引取速度を7000m/分、フィラメントデニール５デ
ニールとし、30^d/6^fの繊維を得た。紡糸にあたり、フィ
ラメントの温度が第１表に示す温度において、第２図
（ａ）に示すような方式でフィラメント３本を１個のノ
ズルで集束し各々のノズルから約8cc/分の水を付与しつ
つ巻取を行った。

得られた繊維の性質および紡糸安定性を第１表に示
す。

第１表から明らかなように、本発明の方法では良好な
紡糸性によって、柔軟性、易染性に優れかつ、高い光沢
性のポリアミド繊維が得られた。

実施例２実施例１において、水を付与する時のフィラメント温
度を180℃となる位置で冷却し、引取速度を第２表に示
すように異ならせ巻取りを行った。得られた繊維の性質
および紡糸中の紡糸性を第２表に示す。

尚、比較例として、No.12〜15には、水を付与するこ
となく巻き取った場合の紡糸性及び、得られた繊維の性
質を示した。

第２表から明らかなように、4000m/分以上で水を付与
した場合は良好な紡糸安定性と、柔軟性、易染性に優
れ、かつ、高い光沢性を有するポリアミド繊維が得られ
た。

〔発明の効果〕本発明のポリアミド繊維は、優れた易染性と、柔軟性
および高い光沢性を有することから、ストッキングや肌
衣などに用いた場合に、従来のポリアミド繊維では得ら
れない高級感のある製品が得られる。

また、本発明の製造方法によれば、上記ポリアミド繊
維が高引取速度においても安定に紡糸可能となり、か
つ、紡糸したままの繊維を延伸することなくそのまま編
機に供することから、経済的に安価に製造することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造方法に用いる紡糸機の略示図で
ある。第２図（ａ）および第２図（ｂ）は、本発明の製造方法
において水性液を付与する方式の異なる例を示す図であ
る。１……紡口、２……フィラメント群、３……冷風チャンバー、 4,4a,4b,4c,4d……水冷ノズル、５……給油ノズル、６……巻取機。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フィラメント断面内の複屈折率差が10×10
^-3以上、平均複屈折率が45×10^-3以下で、かつ、非捲縮
性であることを特徴とするポリアミド繊維。
【請求項２】ポリアミドを溶融紡糸するに際し、紡口よ
り押出されたフィラメントを冷却し、糸温度が150℃以
下に至る以前に水性液を付与して、フィラメントを断面
内の複屈折率分布が断面の幾何学的中心に対して対称と
なるように対称に冷却し、しかる後に延伸することなく
4000m/分以上の速度で引き取ることを特徴とする非捲縮
性のポリアミド繊維の製造方法。