JP4648814B2 - 高収縮繊維マルチフィラメント、それを用いた高密度織物および高密度織物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、収縮性能が高く、織物として用いた際に高密度を得ることの出来る高収縮繊維に関する。

近年、高密度の織物の開発において、熱処理によって高い収縮性能を示す繊維が求められている。そして、このような高収縮性繊維を製織した織物に熱処理を施すと、高収縮性の繊維が収縮することによって、経糸と緯糸の間の目が詰まり、適度なハリ、コシと反発感などを有する高密度織物を得ることができる。

このような高収縮性の繊維として、高収縮性のポリエステルフィラメントが用いられているが、収縮させた後の風合いが硬く、衣料用途としての快適性に問題があった。

特開平３−６４５１６号公報には、沸騰水収縮率が１５％以上である高収縮性のナイロン繊維が開示されている。しかしながら、この繊維は他の繊維と混繊して異収縮混繊糸とするためのものであり、この繊維を製織した織物に熱処理を施しても、収縮応力が小さいため十分に収縮されず、高密度の織物を得ることはできなかった。

特開平８−２０９４４４号公報には、沸騰水収縮率が３０％以上である高収縮性のナイロン繊維が開示されている。しかしながら、この繊維を製造するために用いられるポリマーは共重合によって製造されるため、共重合ポリマーを製造するのに手間がかかり、またコストも高くなるという問題があった。

特開平３−６４５１６号公報 特開平８−２０９４４４号公報

本発明は、このような従来技術の欠点を解決するためになされたもので、沸騰水収縮率が高く、織物として用いた際に高密度を得ることの出来る高収縮繊維を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明はナイロンＭＸＤ６ポリマーとナイロン６ポリマーからなる繊維であって、それぞれの重量比率が３５：６５〜７０：３０、破断強度が４．００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、沸騰水収縮率が４３．３％以上であることを特徴とする衣料用高収縮繊維マルチフィラメントを第１の要旨とする。ここで言うナイロンＭＸＤ６とは、メタキシレンジアミンとアジピン酸との重合反応から得られる結晶性のポリアミドである。

また、本発明の好ましい態様として、上記高収縮繊維のナイロンＭＸＤ６ポリマーとナイロン６ポリマーの重量比率が４５：５５〜５５：４５であるものが挙げられる。

本発明の高収縮繊維は、ナイロンＭＸＤ６ポリマーとナイロン６ポリマーが、それぞれ重量比率３５：６５〜７０：３０で混合されていることによって高い収縮性能を示す。ま
た、適度な強度を保持している為、製織性が良好であり、織物としての高い引裂強力を有する。更にはポリエステル高密度織物にはない良好な風合いを有する。

また、共重合ではなく、ポリマーの混合物を用いるため、共重合工程が不要となり共重合にかかる手間やコストを抑えることが出来る。

本発明の高収縮繊維の中でも、ナイロンＭＸＤ６ポリマーとナイロン６ポリマーの重量比率がそれぞれ４５：５５〜５５：４５であるものは沸騰水収縮率が特に高く、本発明繊維を製織して収縮加工を施した際には、より高密度の織物を得ることを可能にする。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられるポリマー混合物は、ナイロンＭＸＤ６ポリマーとナイロン６ポリマーをそれぞれ３５：６５〜７０：３０の重量比率で混合したものであることが必要である。これを原料として高収縮繊維を得ることが出来る。ナイロンＭＸＤ６ポリマーが３５重量％未満、或いは７０重量％を超える比率である場合、沸騰水収縮率の高い繊維を得ることが出来ない。

本発明に用いられるポリマー混合物は、ナイロンＭＸＤ６ポリマーとナイロン６ポリマーの重量比率が４５：５５〜５５：４５であることが特に好ましい。重量比率が４５：５５〜５５：４５であれば、沸騰水収縮率（％）が特に大きいため、より高密度の織物を得ることが出来る。

ナイロン６ポリマーは、溶融紡糸の安定操業性の観点から、相対粘度が２．２以上であることが好ましい。より好ましくは相対粘度が２．４以上、特に好ましくは相対粘度が２．７以上である。また、相対粘度の上限は特に限定されないが、溶融紡糸の安定操業性の観点から、３．５までで十分である。

ナイロンＭＸＤ６ポリマーは、溶融紡糸の安定操業性の観点から、相対粘度が２．１以上であることが好ましい。より好ましくは相対粘度が２．３以上、特に好ましくは相対粘度が２．５以上である。また、相対粘度の上限は特に限定されないが、溶融紡糸の安定操業性の観点から、３．３までで十分である。

ナイロン６ポリマー、ナイロンＭＸＤ６ポリマーの水分率（ｐｐｍ）は特に限定されず、適宜決定することが出来る。紡糸操業性の観点から、どちらも紡糸時の水分率が５００ｐｐｍ以下のものを用いるのが好ましい。より好ましくは３００ｐｐｍ以下、特に好ましくは２００ｐｐｍ以下である。

ポリマーには、紡糸操業性を良好にするために無機粒子を含有することが好ましい。そのための無機粒子は数多く存在し、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸マグネシウム、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、アルミナなどが挙げられる。紡糸操業性に支障がなければ、添加する無機粒子は特に限定されないが、分散性やコストパフォーマンスの観点より酸化チタンが好ましく用いられる。無機粒子を糸重量に対し０．１重量％〜３．０重量％添加することが好ましく、０．３重量％〜１．０重量％が特に好ましい。

上記無機粒子を用いる場合、粉末あるいは粒子の平均粒子径は、０．０１μｍ〜１０μｍが好ましく、０．０５μｍ〜２μｍが特に好ましい。この範囲であると、粒子の凝集が起こりにくくなるため、糸ムラが生じにくくなり、安定した強度を得ることができる。

ナイロン６ポリマーとナイロンＭＸＤ６ポリマーの混合方法は特に限定されない。例え
ば、容器でナイロン６ポリマーとナイロンＭＸＤ６ポリマーのチップをかき混ぜたり、或いは混練したりすればよい。

本発明繊維を得るための紡糸方法、延撚方法は特に限定されない。コンベンショナル方式での紡糸後に延撚や、紡糸直接延伸法などを適宜決定することが出来る。また延伸方法も特に限定されず、一段延伸や多段延伸など適宜決定することが出来る。

紡糸条件は、ポリマーの相対粘度や操業性の観点から適宜決定することが出来る。一例として、次のような例を紹介する。相対粘度が３．０のナイロン６ポリマーと、相対粘度２．７のナイロンＭＸＤ６ポリマーを混合して、ポリマー混合物を製造する。そして該ポリマー混合物をコンベンショナル法にて溶融紡糸して未延伸糸を得る。この場合、押出し温度（℃）は２８０℃〜２９５℃が好ましく、２８３℃〜２９２℃が特に好ましい。また、紡糸巻取り速度（ｍ／ｍｉｎ）は５００ｍ／ｍｉｎ〜２０００ｍ／ｍｉｎが好ましく、８００ｍ／ｍｉｎ〜１７００ｍ／ｍｉｎが特に好ましい。

コンベンショナル法によって紡糸をした後の延撚条件は特に限定されない。一段延伸、多段延伸や、ローラーヒーター／ローラーヒーターの延伸、ローラーヒーター／プレートヒーターの延伸など、適宜決定することが出来る。

一例として、上記のコンベンショナル法での溶融紡糸によって得た未延伸糸を延撚する場合、ローラーヒーターとプレートヒーターを用いるなら、ローラーヒーターは６０℃〜９０℃が好ましく、７０℃〜８５℃が特に好ましい。そしてプレートヒーターは１３０℃〜１７０℃が好ましく、１４５℃〜１６０℃が特に好ましい。

延伸倍率は紡糸速度（ｍ／ｍｉｎ）に合わせて設定するのが好ましい。紡糸速度と延伸倍率をバランス良く決定することによって、得られる繊維の強度、伸度を調整することが出来、製織性に優れた繊維を得ることが出来る。例えば、紡糸速度を１５００ｍ／ｍｉｎとしたとき、延伸倍率は２．０倍〜２．４倍にすることが好ましく、２．１倍〜２．３倍とすることが特に好ましい。

延伸速度（ｍ／ｍｉｎ）は操業性の観点から５００ｍ／ｍｉｎ〜１０００ｍ／ｍｉｎが好ましく、６００ｍ／ｍｉｎ〜９００ｍ／ｍｉｎが特に好ましい。また、スピンドル回転数（ｒｐｍ）は、延伸速度に対応した値にすることが好ましい。延伸速度に見合うスピンドル回転数を適宜決定することによって、適当な撚り数となり、良好な操業性、良好な収縮性能を得ることが出来る。スピンドル回転数（ｒｐｍ）は延伸速度（ｍ／ｍｉｎ）の８倍〜１２倍の回転数（ｒｐｍ）とすることが好ましい。

本発明繊維の繊度（ｄｔｅｘ）は特に限定されず、紡糸可能な範囲で適宜決定することが出来る。高密度織物の製造には、経糸および緯糸の総繊度が３０ｄｔｅｘ〜３００ｄｔｅｘであることが好ましい。より好ましくは４０ｄｔｅｘ〜２００ｄｔｅｘ、特に好ましくは５０ｄｔｅｘ〜１５０ｄｔｅｘである。ただし、繊度が小さすぎる場合は糸としての収縮性能が小さいものとなるため、十分に収縮し得る繊度とすることが好ましい。

本発明繊維の単糸繊度（ｄｔｅｘ）、フィラメント数は特に限定されず、紡糸可能な範囲で適宜決定することが出来る。マルチフィラメント、モノフィラメントのどちらでも適宜決定することが出来るが、高収縮織物として使用する際は、高い緻密性が得られることからマルチフィラメントであることが好ましい。マルチフィラメントでの単糸繊度は、１ｄｔｅｘ〜６ｄｔｅｘであることが好ましく、２ｄｔｅｘ〜４ｄｔｅｘであることが特に好ましい。

本発明繊維の断面形状は特に限定されない。紡糸操業性の観点から、丸断面が好ましい。

本発明繊維は、破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）が４．００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。好ましくは４．３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは４．６０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。繊維強度が高いことによって、糸切れを起こすことなく高密度で製織することが可能となる。破断強度が４．００ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、高密度で製織をしようとすると糸切れするため、良好な製織性を得ることが出来ない。

本発明繊維は、破断伸度（％）が２５％〜５５％であることが好ましい。より好ましくは２５％〜４５％、特に好ましくは３０％〜４０％である。上記の破断伸度であれば、製織操業性が良好となる。

本発明繊維は、熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）が０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。より好ましくは０．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。熱収縮応力が上記範囲にあれば、収縮加工を施した際に高い収縮応力で収縮することによって、より高密度の織物を得ることが出来る。

以下に本発明繊維を用いて高密度織物を得る方法のひとつを紹介する。
本発明繊維を製織する際の製織方法、織組織は特に限定されず、製織性や意匠性等の観点から適宜決定することが出来る。

織物の収縮加工方法は特に限定されず、適宜決定することが出来る。製織後の生機に一定張力を加えながら、熱水に浸すことが好ましい。その際、熱水温度は９０℃〜１００℃、浸水時間は５分間〜３０分間、経方向と緯方向それぞれに０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ〜０．２０ｃＮ／ｄｔｅｘの引張張力をかけながら収縮加工を施すことが好ましい。

収縮加工後の高密度織物について、その引裂強力（Ｎ）は、経糸切断方向の引裂強力が２０Ｎ以上、かつ緯糸切断方向の引裂強力が１５Ｎ以上であることが好ましく、経糸切断方向の引裂強力が２５Ｎ以上、かつ緯糸切断方向の引裂強力が２０Ｎ以上が特に好ましい。引裂強力が大きければ、収縮加工後でも耐久性の高い高密度織物を得ることが出来る。

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明は以下に述べる実施例に限定されるものではない。

Ａ．相対粘度の測定
相対粘度の測定は、柴山科学機械製作所製の自動粘度測定装置（ＳＳ−６００−Ｌ１型）を用いて測定する。溶媒に９５．８％濃硫酸を用いて、ポリマーを１ｇ／ｄｌの濃度で溶解させて、恒温槽２５℃にて測定する。

Ｂ．破断強度、破断伸度の測定
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じ、島津製作所製のＡＧＳ−１ＫＮＧオートグラフ引張試験機を用い、試料糸長２０ｃｍ、定速引張速度２０ｃｍ／ｍｉｎの条件で測定する。荷重−伸び曲線での荷重の最高値を繊度で除した値を破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）とし、そのときの伸び率を破断伸度（％）とする。

Ｃ．沸騰水収縮率の算出
沸騰水収縮率の算出方法は以下の通りである。まず繊維を折り返し、折り返した位置に０．２ｇの荷重を吊るす。室温で１０分間放置してその繊維長を測定した後、沸騰水に２
０分間浸ける。沸騰水から取り出したものを室温で１０分間放置した後、収縮後の繊維長を測定する。沸騰水収縮率Δｗは以下の式で求められる。
Δｗ＝[（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０]×１００（％）
Ｌ０：０．２ｇの荷重をかけた状態での収縮前の繊維長
Ｌ１：０．２ｇの荷重をかけた状態での収縮後の繊維長

Ｄ．熱収縮応力の測定
熱収縮応力は、カネボウエンジニアリング製のＫＥ−ＩＩ型収縮応力測定装置を用いて測定する。長さ５ｃｍのループ状として糸端を結んだ試料に、繊度×２／３０（ｃＮ）の初期荷重をかけて、室温から１２０℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱した際の熱収縮力を測定する。測定した熱収縮力の最高点を熱収縮力のピーク（ｃＮ）とし、そのときの温度を熱収縮力ピーク温度（℃）とする。そして上記熱収縮力の最高値を、繊維繊度の２倍で除した値を熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）とする。

Ｅ．製織性評価
スルーザー社製織機を用いて、回転数３００ｒｐｍで平織組織の織物を製織し、毛羽や糸切れ発生のため正常な製織を維持できずに停機せざるを得なくなった時点での製織長を測定する。製織長が長い方が製織性良好と言える。製織長が５００ｍ以上のものを製織性良好、５００ｍ未満のものを製織性不良とする。

Ｆ．カバーファクター
カバーファクターとは、以下の式
｛糸の総繊度（ｄｔｅｘ）｝^１／２ ×｛織物密度（本／２．５４ｃｍ）｝
で表され、経糸、緯糸別に求められたカバーファクターの総和で表される。カバーファクターが大きいことは織物面積に占める糸の面積が大きいことを意味し、織物の緻密性が高いと言える。

Ｇ．収縮性能評価（カバーファクター変化量）
織物の収縮性能をカバーファクター変化量で評価する。カバーファクター変化量は以下の式
ＣＦ１−ＣＦ０
ＣＦ０：収縮加工前のカバーファクター
ＣＦ１：経方向と緯方向それぞれに０．１０ｃＮ／ｄｔｅｘの一定張力を加えながら収縮加工を施した後のカバーファクター
で表される。カバーファクター変化量が大きいと、織物が収縮加工によって大きく縮んだことを意味し、収縮性能が高いと言える。カバーファクター変化量が４００以上のものを収縮性能良好、４００未満のものを収縮性能不良とする。

Ｈ．織物の収縮加工後引裂強力の測定・評価
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６記載の、Ａ−１法（シングルタング法）に準じ、オリエンテック製引裂強力試験機を用い、５ｃｍ×２５ｃｍの試料辺の短辺中央に、辺と直角に長さ１０ｃｍの切れ目を入れ、引張り速度１０ｃｍ／ｍｉｎで、収縮加工後の経糸切断方向の引裂強力（Ｎ）、緯糸切断方向の引裂強力（Ｎ）を測定する。
経糸切断方向の引裂強力が２０Ｎ以上、かつ緯糸切断方向の引裂強力が１５Ｎ以上であれば引裂強力良好、経糸切断方向の引裂強力が２０Ｎ未満、または緯糸切断方向の引裂強力が１５Ｎ未満であれば引裂強力不良と判断する。

〔実施例１〕
それぞれ酸化チタンを０．４重量％ずつ含有する、相対粘度３．０のナイロン６ポリマーのチップと、相対粘度２．７のナイロンＭＸＤ６ポリマーのチップを真空乾燥させた。
乾燥後の水分率はナイロン６ポリマーが１３０ｐｐｍ、ナイロンＭＸＤ６ポリマーが８０ｐｐｍとなった。

そして、それぞれのポリマーを５０：５０の重量比率となるようにして一つの袋に入れてかき混ぜ均一に混合した。これを、コンベンショナル法にて、２４ホールの紡糸口金を用いて、紡糸温度２９０℃、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸して未延伸糸を得た。

その後、上記の未延伸糸を延伸速度８００ｍ／ｍｉｎ、スピンドル回転数８０００ｒｐｍ、ローラーヒーター温度８５℃、プレートヒーター温度１５０℃、延伸倍率２．２倍で延撚を行い、延伸糸を得た。この延伸糸の糸質を測定したところ、繊度８２．９ｄｔｅｘ、強度４．４５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３５．３％、沸騰水収縮率５２．７％であった。

そして、上記の延伸糸を緯糸に、経糸には繊度８３．４ｄｔｅｘ、２４フィラメントのホモポリエチレンテレフタレート繊維を用いて、回転数３００ｒｐｍで製織し、平織組織の生機を作製した。なお、生機の経糸密度は１０６本／２．５４ｃｍ、緯糸９４本／２．５４ｃｍ、製織長は８９６ｍであった。

この生機に、経方向と緯方向それぞれに０．１０ｃＮ／ｄｔｅｘの一定張力を加えながら、９７℃の熱水に２０分間浸して収縮加工を施して織物製品を得た。収縮加工後の織物密度を測定したところ、経糸密度は１３４本／２．５４ｃｍ、緯糸密度は１０１本／２．５４ｃｍであった。収縮加工後の引裂強力を測定したところ、経糸切断方向の引裂強力（Ｎ）が２３．２Ｎ、緯糸切断方向の引裂強力（Ｎ）が１７．２Ｎであった。また、柔らかさがある一方、適度なハリとコシがあり、良好な風合いを有していた。

＜ナイロン６とナイロンＭＸＤ６の混合比の違いによる沸騰水収縮性能評価＞
〔実施例２、３、比較例１〜４〕
ナイロン６ポリマーとナイロンＭＸＤ６ポリマーの混合比率を変化させる以外は、実施例１記載の方法に従って溶融紡糸、延撚を行って得た繊維について各種評価を行った。その結果を表１に示す。

比較例１、２は、ナイロンＭＸＤ６ポリマーの混合比率が小さすぎるために、沸騰水収縮率が不良であった。それに伴い収縮性能も低く、高密度織物は得られなかった。また、比較例３、４は、ナイロンＭＸＤ６ポリマーの混合比率が大きすぎるために、収縮性能が不良であり、高密度織物は得られなかった。一方、本発明に準ずる実施例１〜３は沸騰水収縮率が良好であり、収縮性能が高く、高密度織物を得ることができた。また、柔らかさがある一方、適度なハリとコシがあり、良好な風合いを有していた。

＜繊維強度の違いによる製織性能評価＞
〔実施例４、５、比較例５、６〕
相対粘度を変えて繊維強度を変化させる以外は、実施例１記載の方法で繊維を製造し、製織性能評価、収縮加工後の引裂強力評価を行った。結果を表２に示す。

比較例５、６は繊維強度が低いために製織性が不良であった。一方、本発明に準ずる実施例４、５は、十分な強度を持つため良好な製織性を得ることが出来た。そして収縮加工後の引裂強力も良好なものとなった。

以上のように、本発明の高収縮繊維は、高い沸騰水収縮率、高い収縮性能などの特徴を有しており、高収縮織物に用いるのに好適である。

Claims (7)

1. ナイロンＭＸＤ６ポリマーとナイロン６ポリマーからなる繊維であって、それぞれの重量比率が３５：６５〜７０：３０、破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）が４．００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、沸騰水収縮率が４３．３％以上であることを特徴とする衣料用高収縮繊維マルチフィラメント。
2. ナイロンＭＸＤ６ポリマーとナイロン６ポリマーの重量比率が、４５：５５〜５５：４５である請求項１記載の衣料用高収縮繊維マルチフィラメント。
3. 単糸繊度が、１ｄｔｅｘ〜６ｄｔｅｘである請求項１または２記載の衣料用高収縮繊維マルチフィラメント。
4. 織物用である請求項１〜３いずれか１項に記載の衣料用高収縮繊維マルチフィラメント。
5. 熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）が０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である請求項１〜４いずれか１項に記載の衣料用高収縮繊維マルチフィラメント。
6. 請求項１〜５いずれか１項に記載の衣料用高収縮繊維マルチフィラメントを用いた織物を収縮加工せしめた高密度織物。
7. 請求項１〜６いずれか１項に記載の衣料用高収縮繊維マルチフィラメントを用いて製織した後、収縮加工を施して、高密度織物を製造する方法。