JP5033725B2 - ナイロン１１捲縮加工糸及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ナイロン１１捲縮加工糸とその製造方法に関するものである。

古くからナイロン捲縮加工糸を使用した織編物が知られ、発色性に加えしなやかな風合いを発現することから、主にインナー衣料に多用されている。

例えば、特許文献１、２には、ナイロンマルチフィラメント糸を延伸仮撚りして得ることのできるストッキング用ナイロン仮撚加工糸が開示されている。
特開昭６１−８９３４２号公報 特公平２−３２３７４号公報

アウター衣料にとって、発色性の良好な織編物を使用することは、ファッション性を高める上で好都合である。しかし、風合いの点では、張り腰感ある織編物が好適とされ、ナイロン捲縮加工糸使いの織編物が有するするしなやかな風合いは、インナー衣料用途に好適であるものの、アウター用途を求める消費者ニーズにはあわないという問題があり、改善が望まれている。

一方で、近年、石油資源の減少や地球環境の温暖化が問題視されており、世界的規模で環境問題に対する取り組みが行われている。そこで、地球温暖化を抑制する観点から、化石燃料を原料とする従来の合成繊維に代わる繊維が衣料分野全般において望まれている。

しかしながら、引用文献１記載のナイロンマルチフィラメント糸はいうまでもなく、化石燃料を原料とする従来の合成繊維であり、かかる点からも改善の余地が残されている。

本発明は、上記課題を解決するものであり、植物由来のポリマーを原料とし、織編物に対して張り腰感ある風合いを与えることのできる、新規なナイロン捲縮加工糸と、その加工糸を効率よく製造するための方法とを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、植物由来のポリマーを原料として使用する糸条のうち、織編物に対し、ナイロン繊維特有の発色性に加え、かつ張り腰感ある風合いを与えることができる糸条として、ナイロン１１を原料とする捲縮加工糸が最も有効であることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、第一の発明は、ナイロン１１のモノマー量が０．３５％未満であるナイロン１１捲縮加工糸であって、初期弾性率が１８．０〜４０．０ｃＮ／ｄｔｅｘであり、初期変形時（５〜１０％伸長時）の応力増加分／微小変形時（０〜５％伸長時）の応力増加分の比が０．６〜０．９であり、かつ、伸長回復率が５０％以上であることを特徴とするナイロン１１捲縮加工糸を要旨とするものである。

そして、第二の発明は、ナイロン１１のモノマー量が０．３５％未満であるナイロン１１マルチフィラメント糸を、仮撚係数２５０００〜３２０００、ヒーター温度１３０〜１５０℃、オーバーフィード率−５〜＋５％なる条件で仮撚加工することを特徴とする上記ナイロン１１捲縮加工糸の製造方法を要旨とするものである。

本発明によれば、織編物に鮮明な発色性と張り腰感ある風合いを付与できるナイロン１１捲縮加工糸が提供でき、当該加工糸は、アウター衣料へ好適に使用できる。また、かかる加工糸は、ナイロン１１を原料として使用しており、ナイロン１１は植物由来成分からなるポリマーであるから、地球環境の保護に役立つともいえる。

さらに、本発明の製造方法によれば、上記の特性を具備する加工糸を効率良く製造することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明は、ナイロン１１捲縮加工糸と、その加工糸を効率良く製造するための方法とに関するものである。ナイロン１１捲縮加工糸とはナイロン１１マルチフィラメント糸を仮撚加工して得られるもので、加工糸は捲縮を有している。

本発明におけるナイロン１１は、１１−アミノウンデカン酸を重縮合することにより得られるものである。１１−アミノウンデカン酸は、ヒマ（トウゴマ）の種子から抽出されたひまし油を元に生成されるものであるため、植物由来成分からなるものである。

本発明で使用するナイロン１１の中には、少量であればε−カプロラクタムやヘキサメチレンジアンモニウムアジペートなどの他のポリアミド形成単量体が、共重合成分として含まれていてもよく、ナイロン６やナイロン６６などの他のポリアミドポリマーをブレンドしたものでもよい。さらには、ナイロン１１中には、効果を損なわない範囲であれば、酸化防止剤、可塑剤、難燃剤、艶消剤、無機充填剤、補強剤、耐熱剤、着色剤、顔料などの各種添加剤を含有していてもよい。

さらに、本発明におけるナイロン１１は、モノマー量を０．３５％未満に抑える必要がある。これは、モノマー量を０．３５％未満とすることにより、公知の溶融紡糸、延伸条件で操業性よく得ることができ、結果として、仮撚加工に供すべきナイロン１１マルチフィラメント糸の強度、伸度を仮撚加工に耐えうるだけのものとなすことができるからである。また、繊維中から溶出されるモノマー量が微量となる点でも好ましい。

なお、本発明では、ナイロン１１のモノマー量をナイロン１１マルチフィラメント糸のモノマー量、もしくはナイロン１１捲縮加工糸のモノマー量と言いかえることがあるが、意味するところは何れも同じである。

かかるモノマー量の測定方法は、以下に準ずるものとする。すなわち、ナイロン１１チップを凍結粉砕して１ｍｍ角以下になるようにし、これを０．５ｇ分精秤し、純水１０ｍｌを添加して、６０℃のウォーターバス中で２時間抽出する。０．４５μｍのフィルターでろ過し、ＧＣ／ＭＳ測定用試料とし、以下に示す条件でＧＣ／ＭＳの測定を行う。

装置：ＧＣ：アジレント ６８９０Ｎ、ＭＳ：アジレント ５９７５Ｃ
カラム：５％−ジフェニル−９５％−ジメチルポリシロキサン
カラム温度：５０℃、昇温測定 ２０℃／分
キャリアガス：ヘリウム
注入口温度：２５０℃、注入量１μリットル、スプリット比 １０：１
検出器温度：２８０℃

ナイロン１１のモノマー量を０．３５％未満に調整する方法としては、チップとイオン交換水を向流で接触させ、浴比（チップ／イオン交換水＝１／１０〜１／４）、９７℃で８〜１６時間抽出処理する方法があげられる。

上記ナイロン１１で形成されるナイロン１１繊維の断面形状としては、丸断面の他、三角、四角、六角、中空など目的に応じて適宜選択できる。例えば、織編物に光沢感を付与したいときは、三角断面の繊維を採用するのがよい。また、単糸繊度としては、０．８〜３．０が好ましく、１．０〜２．０がより好ましい。

本発明の加工糸は、従来のナイロン捲縮加工糸と異なり、アウター衣料へ好適に使用できる。このため、従来のナイロン捲縮加工糸とは異なる特性を有する。

アウター衣料に好適とされる織編物の一つに羊毛織編物があり、同織編物は、ふくらみ感や柔軟性に富み、張り腰感にも優れている点に特徴がある。本発明の加工糸を使用すると、驚くべきことに、この羊毛織編物に近い風合いを有する織編物を得ることができる。

織編物にこのような風合いを付与することは、加工糸において、初期弾性率並びに初期変形時（５〜１０％伸長時）の応力増加分／微小変形時（０〜５％伸長時）の応力増加分の比を特定範囲とすることにより可能である。これは、初期変形時に抵抗が強く、手で強く握った場合、変形が増加すると、その抵抗の増す度合いが小さくなり、織編物に引き締まった感じと柔軟な感じを同時に与えるもので、羊毛繊維の初期変形時（５〜１０％伸度近傍）における応力の増加割合が減少することと相関させることができるからである。

具体的に、加工糸の初期弾性率としては１８．０〜４０．０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲を満足する必要があり、初期変形時（５〜１０％伸長時）の応力増加分／微小変形時（０〜５％伸長時）の応力増加分の比としては０．６〜０．９の範囲を満足する必要がある。

初期弾性率が１８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満となると、織編物の風合いにおいてしなやかさが過度に強くなる傾向にあり、アウター衣料へ適用し難くなる。一方、４０．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、織編物の風合いが硬いものとなる傾向にある。また、初期変形時（５〜１０％伸長時）の応力増加分／微小変形時（０〜５％伸長時）の応力増加分の比が０．６未満の場合は、羊毛繊維の蝕感ではなく、腰が抜けた風合いとなる。また、０．９を超えると羊毛繊維の柔軟な感じを与えることができない。

さらに、見映えのよいアウター衣料を得るという観点から、織編物は抗シワ性を有していることが好ましい。このため、加工糸は伸長回復性に優れていることが好ましく、具体的には、伸長回復率として５０％以上の範囲を満足する必要がある。

そして、同じく見映えの観点から、織編物は寸法安定性に優れていることが好ましい。この点、染色時における織編物の寸法変化を抑制することにより、優れた寸法安定性が具現できることから、加工糸の熱水収縮率は６．０％以下が好ましい。特に、５．０％以下になると、寸法安定性だけでなく、ソフト感に富む風合いも具現できるのでより好ましい。

本発明の加工糸は、このように所定の、初期弾性率、初期変形時（５〜１０％伸長時）の応力増加分／微小変形時（０〜５％伸長時）の応力増加分の比、及び伸長回復率を具備する必要があり、これらの特性は、ナイロン１１マルチフィラメント糸を特定条件で仮撚加工することにより達成できる。

仮撚加工のための装置としては、基本装備として供給ローラ、加熱装置（ヒーター）、撚り掛け装置、引き取りローラ、巻き取り装置を備えた仮撚機であればよく、目的に応じその他を追加装備した仮撚機も使用できる。

ここで、基本装備のうち、撚り掛け装置としては、スピナー方式、フリクション方式、ベルトニップ方式など、任意の方式のものが採用できる。撚り掛け装置は、糸の加撚・解撚に関わるものであるが、各方式で加撚・解撚機構が異なるため、適用できる加工速度の範囲も異なる。例えば、スピナー方式は比較的低速での仮撚りに適しており、フリクション方式では低速から高速まで広い範囲の仮撚りが可能である。

仮撚加工の条件（仮撚条件）としては、上述のように加工糸に所望の特性を付する観点から、特定の条件を採用する。

具体的には、仮撚係数を２５０００〜３２０００に設定する。仮撚係数とは、Ｋ＝Ｔ×Ｄ^１／２（Ｋ：仮撚係数、Ｔ：仮撚数（Ｔ／Ｍ）、Ｄ：撚り掛け装置通過時の糸のトータル繊度（ｄｔｅｘ））なる式で算出されるものである。仮撚係数が２５０００未満になると、得られる加工糸の捲縮が粗くなると共に、トルクが強く発現し、製織編性などを低減させてしまう。一方、３２０００を超えると、加工糸表面に多くの毛羽が発生したり、加工糸の強度が低下し糸切れする場合などがある。

また、ヒーター温度は１３０〜１５０℃に設定する。これは、温度が１３０℃未満になると、得られる加工糸の捲縮が十分に固定されないことがあり、一方、１５０℃を超えると、繊維が融着又は溶断したり、糸切れすることがあるためである。

同じナイロンマルチフィラメント糸の場合でも、例えばナイロン６マルチフィラメント糸では、ヒーター温度を通常１８０〜２００℃に、同じくナイロン６６マルチフィラメント糸の場合では通常１９０〜２２０℃に設定する。これに対し、本発明では、ヒーター温度としてこれらよりも低い範囲を採用するから、加工糸の初期弾性率を適度に高めることができ、結果、織編物に所望の張り腰感を付与することができると考えている。

さらに、本発明では、オーバーフィード率を−５〜＋５％に設定する。ここでいうオーバーフィード率とは、いうまでもなく撚り掛け装置通過時を対象とし、供給側ローラ速度と引取側ローラ速度との差を引取側ローラ速度で除して百分率で表した値をいう。オーバーフィード率が−５％を下回ると、糸に過度の張力が負荷される結果、織編物の風合を所望のものとなすことが困難となる。一方、＋５％を上回ると、糸が緩んでヒーターへの接触が多くなり、糸切れが多発することがある。

このように、本発明の加工糸は、ナイロン１１のモノマー量が特定量未満のマルチフィラメント糸を特定条件で仮撚加工することにより、効率良く製造することができる。本発明の製造方法では、このように仮撚条件に特徴がある一方で、仮撚加工の対象自体にも特徴がある。つまり、ナイロン１１は、ナイロン６やナイロン６６に比べ、隣接分子鎖のアミド基間に形成される水素結合の数が少ないこともこの原因の一つではないかと考えている。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、加工糸の熱水収縮率は、ＪＩＳ１０１３に準じて測定し、初期弾性率、初期変形時（５〜１０％伸長時）の応力増加分／微小変形時（０〜５％伸長時）の応力増加分の比、応力増加特性及び伸長回復率については下記手段に準じて測定した。なお、初期変形時（５〜１０％伸長時）の応力増加分／微小変形時（０〜５％伸長時）の応力増加分の比については、以下単に応力増加特性と言い換えることがある。

まず、定速伸長型引張試験機に試料を仕掛け、初荷重０．０８８ｃN／ｄｔｅｘ、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分なる条件で試料を引っ張る。このとき、試料の応力／歪み曲線を記録し、この記録から、５％伸長時の応力（Ａ値とする）、１０％伸長時の応力（Ｂ値とする）をそれぞれ読み取り、初期弾性率を、初期弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）＝Ａ×２０なる式で、応力増加特性を、応力増加特性＝（Ｂ−Ａ）／Ｂなる式でそれぞれ算出する。また、同じ条件にて試料を引張り、３％伸長したときそのままの状態で１０秒間放置し、その後、つかみ間隔を元の２０ｃｍに戻す。このとき、上記と同じく試料の応力／歪み曲線を記録し、この記録から、歪み量（Ｃ値とする）を読み取り、伸長回復率を、伸長回復率（％）＝（２０．６−Ｃ）／２０．６×１００なる式で算出する。

（実施例１〜３）
相対粘度（９６％硫酸を触媒として、濃度１ｇ／ｄＬ、温度２５℃で測定）が２．０１、モノマー量が０．２５％のナイロン１１チップを用い、このチップの水分率を０．０５質量％に調整した後、エクストルーダー型溶融押出機に供給し、紡糸温度２３０℃で溶融した。そして、所定の紡糸口金よりナイロン１１を吐出させ、４０００ｍ／分で巻き取ることにより、１３０ｄｔｅｘ１２０ｆのナイロン１１マルチフィラメント糸を得た。また、別の紡糸口金より同じくナイロン１１を吐出させ、１０００ｍ／分で巻き取った後、延伸することで、９０ｄｔｅｘ６６ｆのナイロン１１マルチフィラメント糸を得た。

次に、帝人製機（株）製仮撚機「ＦＳＪ（商品名）」を用いて、上記１３０ｄｔｅｘ１２０ｆのナイロン１１マルチフィラメント糸を、仮撚係数２９９８７（仮撚数２６３０Ｔ／Ｍ）、ヒーター温度１４０℃、オーバーフィード率０％、加工速度１４０ｍ／分なる条件（実施例１）で、同じく上記９０ｄｔｅｘ６６ｆのナイロン１１マルチフィラメント糸を、仮撚係数３０１４６（仮撚数３１６２Ｔ／Ｍ）、ヒーター温度１３５℃、オーバーフィード率＋１％、加工速度１２０ｍ／分なる条件（実施例２）でそれぞれ仮撚加工し、２種のナイロン１１捲縮加工糸を得た。

また、帝人製機（株）製仮撚機「ＳＤＳ８（商品名）」を用いて、上記１３０ｄｔｅｘ１２０ｆのナイロン１１マルチフィラメント糸を、仮撚係数２９５００（仮撚数２５８７Ｔ／Ｍ）、ヒーター温度１４０℃、オーバーフィード率０％、Ｄ／Ｙは１．３１２、Ｋ値（解撚領域の張力／加撚領域の張力の比）が０．９加工速度６００ｍ／分なる条件で仮撚加工し、ナイロン１１捲縮加工糸を得た（実施例３）。

得られた捲縮加工糸の特性値を下記表１に示す。

また、織編物の風合いを確認すべく、下記手段にて織編物を得た。すなわち、実施例１、３にかかる加工糸については、まずそれぞれをＳ８００Ｔ／Ｍで加撚した後、経緯糸に用いて、経糸密度１２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度９５本／２．５４ｃｍなる織物密度で２／２綾組織の生機２種を製織し、それぞれを精練、染色、仕上げセットすることで、目的の織物２種を得た。得られた織物を手に取り風合いを確認したところ、これらの織物は張り腰感ある、羊毛織物に近い風合いを発することが確認できた。

一方、実施例２にかかる加工糸については、まず（株）福原精機製作所製ダブル丸編機「Ｖ−ＬＥＣ７２８Ｇ（商品名）」を用いて、ジャガート組織の生機を製編した後、これを精練、染色、仕上げセットし、目的の編物を得た。この編物についても、上記と同様に手に取って風合いを確認したところ、張り腰感ある羊毛編物に近い風合いを発することが確認できた。

Claims (2)

1. ナイロン１１のモノマー量が０．３５％未満であるナイロン１１捲縮加工糸であって、初期弾性率が１８．０〜４０．０ｃＮ／ｄｔｅｘであり、初期変形時（５〜１０％伸長時）の応力増加分／微小変形時（０〜５％伸長時）の応力増加分の比が０．６〜０．９であり、かつ、伸長回復率が５０％以上であることを特徴とするナイロン１１捲縮加工糸。
2. ナイロン１１のモノマー量が０．３５％未満であるナイロン１１マルチフィラメント糸を、仮撚係数２５０００〜３２０００、ヒーター温度１３０〜１５０℃、オーバーフィード率−５〜＋５％なる条件で仮撚加工することを特徴とする請求項１記載のナイロン１１捲縮加工糸の製造方法。