JPH0141723B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は熱可塑性エラストマーとポリアミド又
はポリエステルとの複合繊維であつて、それらの
複合状態を調整することにより細かい捲縮による
弾性とエラストマー自身の弾性とを共に利用しう
るようにした複合繊維に関するものである。 従来から熱収縮性の異なる重合体をサイドバイ
サイド型や偏心シースコア型に貼り合わせた複合
繊維が潜在捲縮能を有していることは周知の事で
ある。これらの複合繊維の中でも一方の成分にウ
レタンエラストマーを用い、他方の成分にポリア
ミドを用いた複合繊維（特公昭55−36725号、特
公昭55−27175号）は細かくて多くの捲縮を有し
捲縮性能が優れているため、パンテイーストツキ
ング等の捲縮弾性が要求される分野に用いられて
いる。しかしながら、これらのポリウレタンエラ
ストマーを用いた複合繊維では、ポリウレタンエ
ラストマーの熱収縮性を利用し、細かい捲縮を生
み出すうえでは有効であるが、ポリウレタンエラ
ストマー自身の弾性（ゴム弾性）特性は、ほとん
ど利用されていない。 一方、ポリウレタン100％の弾性糸はゴム弾性
のみでその伸長度は400〜500％にも達し、そのま
までは使用しにくい為、その伸長度を200〜300％
迄抑制する方法としてウレタン弾性糸に捲縮加工
糸又はフラツトヤーン等を一重又は二重に巻きつ
けた、いわゆるカバリング糸が利用されている。
しかし、この様なカバリング糸に使用されている
ウレタン糸は、湿式紡糸法又は乾式紡糸法による
紡糸方法によつて得られるものであつて、溶融紡
糸法によるものに比較し、生産性が劣り、更には
カバリング工程が付加されるため、コストが高く
なり、特殊用途にしか使用されていないのが実状
である。又、このようなカバリング糸は捲縮加工
糸の持つ嵩性に欠けるという欠点もある。 本発明者らは、かかる従来の欠点を解消すべく
鋭意検討した結果、熱可塑性エラストマーとポリ
アミド又はポリエステルとを特定の複合状態に貼
り合わせることにより捲縮による嵩性と弾性的性
質に加えて、エラストマー特有のゴム弾性的性質
をも合わせ持つ捲縮弾性繊維を安価に得ることが
出来ることを見出し、本発明に到達した。 即ち、本発明は熱可塑性エラストマーとポリア
ミド又はポリエステルとからなるサイドバイサイ
ド型又は偏心シースコア型複合繊維であつて、各
成分が下記式を満足するように複合していること
を特徴とする複合繊維である。 ４≧ｂ／ａ≧1.2 2.3≧Ｅ／Ｐ≧0.43 ≧ａ／２ 但し、 ａは繊維横断面の重心を通る短径の長さ ｂは繊維横断面の重心を通る長径の長さ Ｅは繊維横断面に占めるエラストマー成分の面
積 Ｐは繊維横断面に占めるポリアミド又はポリエ
ステル成分の面積 は繊維横断面におけるエラストマー成分の重
心Eiとポリアミド又はポリエステル成分の重心Pi
との間の距離 を示す。 本発明において一方の成分として使用する熱可
塑性エラストマーとは、溶融紡糸可能なエラスト
マーであり、通常融点が200℃〜240℃で硬さが90
〜100のものが使用される。この熱可塑性エラス
トマーとしては、ポリウレタン系エラストマーと
ポリアミド系エラストマーが上げられる。ポリウ
レタン系エラストマーとしては、末端にヒドロキ
シル基を有するポリエステル及び又は分子量が
1000〜3000のポリ（オキシアルキレン）グリコー
ル、ジイソシアネート及びグリコールの連鎖延長
剤、場合によつては末端ヒドロキシル基を有する
ポリカーボネートを更に加え、反応せしめて得ら
れる熱可塑性ポリウレタンである。ポリエステル
としては、二塩基酸のアジピン酸、セバシン酸と
エチレングリコール、ブタレングリコール、ジエ
チレングリコール等のジオールが、又、ポリ（オ
キシアルキレン）グリコールとしては、ポリ（オ
キシエチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピ
ロピレン）グリコール、ポリ（オキシブチレン）
グリコール等のブロツク共重合体、均質重合体が
使用される。ジイソシアネートとしては、２，４
−トリレンジイソシアネート、ジフエニルメタン
−４，4′−ジイソシアネート、ジシクロヘキシル
メタン−４，4′−ジイソシアネート等が選ばれ
る。連鎖延長剤としては、エチレングリコール、
プロピレングリコール、ブチレングリコール、
１，４−β−ヒドロキエトキシベンゼンが使用出
来る。又、任意的に使用されるポリカーボネート
としては、ビスフエノールＡとホスゲン又はビス
フエノールＡとジフエニルカーボネートから重合
されたものであつて、末端ヒドロキシル基を有す
るものである必要がある。 又、ポリアミド系エラストマーとしては、ポリ
ラウリルラクタムとポリブチレングリコール
（１，４ブタンジオールから生成される）のジカ
ルボン酸の共重合体が一般的である。硬さはゴム
成分のブチレングリコールの分子量を変化させる
ことにより、種々変更出来るし、ポリラウリルラ
クタムとゴム成分との共重合比を変更することに
よつても変えられる。 また、もう一方の成分であるポリエステルとし
ては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレー
ト等及びこれらに５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸を共重合させたものがより好ましく使用され
る。又、ポリアミドとしては、ナイロン−６、ナ
イロン66、ナイロン６、10、ナイロン11、ナイロ
ン12、ナイロン13等を用いることが出来る。これ
ら両成分の組み合わせは紡糸延伸、加工、製布工
程で両成分が剥離しない様に、相溶性、貼り合わ
せ接着性の良好なものを選ぶことが必要である。
特に、一方の成分として、ポリエステルを使用す
る場合は、熱可塑性エラストマーとして、ポリエ
ステル系エラストマー、例えばポリエーテルとポ
リエステルのブロツク共重合体を用いるのが好ま
しい。また、ポリエステル成分として５−ナトリ
ウムスルホイソフタル酸を共重合させたポリエチ
レンテレフタレートを用いると貼り合わせ接着性
が向上するので望ましい。一方の成分として、ポ
リアミドを使用する場合は、熱可塑性エラストマ
ーとして、カプロラクトン系若しくはポリ炭酸エ
ステル系ポリウレタン又はポリアミド系エラスト
マー、例えばポリラウリルラクタムとポリオール
の共重合体を用いるのが好ましい。 これらエラストマー、ポリアミドには、耐光性
を改良するために、ベンゾフエノン系、ベンゾト
リアゾール系化合物を無機マンガン化合物等の耐
光性改良剤を添加してもよい。 本発明の特徴は、上述の熱可塑性エラストマー
とポリアミド又はポリエステルを複合繊維の横断
面において特定の複合状態に貼り合わせることに
ある。 第１図のイ，ロ，ハは本発明の複合繊維の例を
示す横断面図であり、ｉは繊維横断面の重心、ａ
は繊維横断面の重心ｉを通る短径の長さ、ｂは繊
維横断面の重心ｉを通る長径の長さ、Ｅは繊維横
断面に占めるエラストマー成分の面積、Ｐは繊維
横断面に占めるポリアミド又はポリエステル成分
の面積、Eiは繊維横断面におけるエラストマー成
分の重心、Piは繊維横断面におけるポリアミド又
はポリエステル成分の重心を示す。 本発明においては、まずａとｂの関係が４≧
ｂ／ａ≧1.2なる式を満足することが必要である。 ｂ／ａが４より大きくなると、繊維の横断面形状
が偏平になり、織編物とした場合にがさつき感が
出て風合が悪くなるうえ、捲縮を発現させた場
合、捲縮コイル径が大きくなつて、細かい捲縮が
得られず、捲縮繊維の弾性特性が悪くなる。一
方、ｂ／ａが1.2よりも小さくなると、捲縮繊維
の弾性特性は良くなるが、捲縮繊維が後で説明す
るスクリユー構造をとらなくなり、エラストマー
成分のゴム弾性を利用することができなくなる。 更に、本発明においては、ＥとＰとの関係が
2.3≧Ｅ／Ｐ≧0.43なる式を満足することが必要
である。Ｅ／Ｐが2.3より大きくなると、エラス
トマー成分が大きくなりすぎて、捲縮繊維の染色
堅牢度や強度、伸張弾性率等の物理的特性が低下
し、織編物とした場合に、使用に耐えなくなる。
また、Ｅ／Ｐが0.43より小さくなると、ゴム弾性
がほとんどなくなり、本発明の目的とする捲縮弾
性とゴム弾性の両方を併せ持つた捲縮繊維を得る
ことができなくなる。Ｅ／Ｐの値は0.67〜1.5の
範囲が最も好ましく、通常は１となるようにす
る。 次に本発明では、EiとPiを結ぶ直線の長さ
がａ／２以上であることが必要である。これは、
Ei、Piが長径ｂ軸方向にあり、その重心間距離
EiPiがa/2より大であること、即ち横断面形状が
第１図に示す如き繭形や長円形であり、その長軸
方向に両成分の重心が位置することを意味する。
第２図イ，ロに示すように横断面形状が円形の複
合繊維は本発明の範囲には含まれないのである。
EiPiがa/2より小であると、捲縮発現は十分に起
つても後述するスクリユー構造が充分に取れず、
従つて従来の単なる三次元的スパイラル状捲縮繊
維となりその繊維の特性のみしか利用出来ず、エ
ラストマー成分のゴム弾性を利用することができ
ない。 尚、両成分の重心Ei、Diは共にｉを通る長径
上にあることが好ましく、Ei、Piが長径上から多
少ずれる場合でもEiとｉを結ぶ線、又はPiと
ｉを結ぶ線とｉを通る短径とがなす角度が90゜
±30゜の範囲内にあることが望ましい。 第３図は、スクリユー構造を説明するために本
発明の複合繊維イ，ロ，ハと従来の複合繊維ニ，
ホ，ヘとを模式的に示した斜視図である。 まず、本発明の要件を満足した熱可塑性エラス
トマー成分Ｅとポリアミド又はポリエステル成分
Ｐとからなる複合繊維を延伸熱収縮させると、イ
の様にスパイラル状三次元クリンプが発現し、Ｅ
成分が内側にＰ成分が外側に位置する様になる。
これを伸長して行くとロに示す如くＥ成分がまつ
すぐ伸長されるが、Ｐ成分はＥ成分の外側に木ね
じの山の部分の如く、ある角度でとり巻いた状
態、即ちスクリユー構造となる。この様な構造と
なるのは、エラストマー成分の重心Eiが繊維横断
面の重心ｉよりかなり離れて長軸方向にあり、Ｅ
成分が力学的な収縮弾性と熱収縮によりＰ成分よ
りも大きく収縮出来ることに起因する。 かかるスクリユー構造をとるためには、４≧
ｂ／ａ≧1.2及び≧ａ／２なる要件を満足する
こ とが必要である。エラストマー成分の重心Eiが繊
維横断面の重心ｉに近づいてｂ／ａ＜1.2、
＜ａ／２となるとエラストマー成分Ｅの収縮作用点 が繊維横断面の重心ｉに近づきすぎて、このスク
リユー構造をとるだけの収縮が許されなくなつて
しまう。この様なスクリユー構造をより効率よく
製造するには、第１図イで示した如く、エラスト
マー成分Ｅとポリアミド又はポリエステル成分Ｐ
との接合面が小さく、かつエラストマー成分の重
心Eiがポリアミド又はポリエステル成分の重心Pi
や繊維横断面の重心ｉから離れている方がより好
ましいことは容易に理解されよう。 スクリユー構造をとつた繊維（第３図ロ）を更
に伸長すると、第３図ハの形状にまで伸長出来
る。従つて第３図イの形態からロの形態へ移る過
程は捲縮弾性が支配し、ロの形態からハの形態へ
移る過程はゴム弾性が支配する。 このゴム弾性が複合繊維でありながら付与出来
ることが本発明の大きな効果であり、従来の単な
るサイドバイサイド型や偏心シースコア型複合繊
維ではこのゴム弾性が利用出来ないのである。こ
のゴム弾性はすぐ理解出来る如く、伸長回復性が
良好であり、又、伸長弾性力も捲縮弾性力より大
であり、パンテイーストツキング等に使用した場
合、良好なフイツト性が得られる。 上述の事から本発明の複合繊維では、捲縮弾性
とゴム弾性の両方が利用出来ることが容易に理解
出来よう。一方、従来から公知の第２図イ，ロで
示した様な横断面形状の複合繊維は第３図ニ，
ホ，ヘで示した様な順序で伸長変形する。延伸、
捲縮発現処理を行なつた繊維は第３図イの場合と
同様にＥ成分が内側にＰ成分が外側に位置したス
パイラル状三次元クリンプを呈する。 （第３図ニ） これを更に伸長すると、本発明の複合繊維が示
すようなスクリユー構造（第３図ロ）をとること
なくいきなり第３図ホのような形態となつてしま
う。従つて第３図ニから第３図ホの形態に変化す
る過程での捲縮弾性が利用できるのみで、第３図
ホから更に伸長されて第３図への形態へ変化する
過程では、スクリユー構造によるゴム弾性の利用
ができない。 尚、第３図に示した捲縮形態やスクリユー構造
においては、第３図で一部図示してある様なＰ成
分の反転部が存在するが、これは使用に当つては
特に障害とはならない。 本発明の複合繊維は熱可塑性エラストマーとポ
リアミド又はポリエステルとを複合溶融紡糸する
ことにより得られるが、複合時の溶融粘弾性特性
が両成分で異なる為、これに適する紡糸口金を用
いることが必要である。その手段としては、第４
図に示すような口金より両成分ポリマーを別々に
吐出し、口金面から２mm以内の位置で接合させる
方法が最も有効である。又、他の方法としては特
公昭55−27175号公報に記載の如く偏心シースコ
ア型に複合紡糸することも有効である。この方法
はエラストマー成分を芯部に位置させることによ
り、巻取時にエラストマー成分が融着を起こし、
単繊維に分離出来にくくなるという欠点を解決す
るうえで特に効果が大きい。本発明の複合糸を得
るためには第４図イで示す如き口金を用い、エラ
ストマー成分Ｅを導入口Ａに導き吐出口Eaより
吐出させ、もう一方のポリアミド又はポリエステ
ルＰは導入口Ｂに導き吐出口Pbより吐出させ、
口金面より２mm以内のある点でＥ成分とＰ成分を
接合させることにより容易に得られる。この時、
2.3≧Ｅ／Ｐ≧0.43の条件を満足させる為には、
Ｅ成分、Ｐ成分の吐出量をこの条件に合う様、別
に設けられている（図示せず）ギヤポンプにより
調整すればよい。吐出口Ea、Pbの面積は、それ
ぞれの吐出量に合わせ設計するべきであるが、一
応の目安としては、吐出口を通るときの線速度が
５ｍ／分〜13ｍ／分の範囲に入る様にすればよ
い。次に４≧ｂ／ａ≧1.2の条件を満たす必要が
あるが、これは第４図イにおいてEaとPbとの距
離ｌならびにそれらの吐出口間の角度θにより調
整するのがよい。ｌを大きく、θを小さくすれば
ｂ／２は大きくなり、逆にｌを小さくθを大きくす
ばb/aは小さくなる。しかしながら、本発明の条
件を満たすには、ｌは0.3mm〜0.1mm、θは8゜〜30゜
の範囲で十分調整可能である。次の条件である
EiPi≧ａ／２なる条件を満足するには、他の２条件 によつても異なるが、Ea、Pbの吐出口が円形で
ある場合には、b/aの条件を変えるのと同様にｌ
を大きくすればは大きくなり、又、θを小さ
くすればは大きくなる。しかし、Ea、Pbの
吐出口の形状を変えることによつても可能であ
り、第４図ロに示す如くEa、Pbを三角形にして
ｌをおいて配置すれば、Ea、Pbが円形の時より
もは大となり、逆に第４図ハの如き配置にす
ればは小となる。 以上第４図で述べた事柄は、本発明を限定する
ものではない。 以上説明した如く、本発明の複合繊維は熱可塑
性エラストマー成分とポリアミド又はポリエステ
ル成分とが特殊な配置で複合されているため、捲
縮弾性とゴム弾性の両方の特性を利用することが
でき、その結果従来にない高伸長時の弾性回復性
及び弾力性の高い、すぐれた捲縮複合繊維が得ら
れるため、パンテイーストツキングやストレツチ
織編物に極めて有用である。 以下、実施例により本発明を説明する。 実施例 ナイロン６（固有粘度〔η〕＝1.1）と、エラス
トマー成分としては市販の熱可塑性ポリウレタン
エラストランE595（カプロタイプ）（日本エラス
トランK.K製）をそれぞれ247℃及び228℃で別々
に溶融し、240℃に加熱した第４図イに示すサイ
ドバイサイド型口金を使用し、複合紡糸した。複
合繊維の横断面におけるエラストマーとポリアミ
ドの面積比Ｅ／Ｐは、各成分のギアポンプによる
吐出比で変更し、又、b/a及びは、第４図イ
で示す口金のEa、Pb、ｌ及びθを種々変更する
ことにより変化させた。捲取速度は500ｍ／分で
シリコン系油剤を0.6％付着させ、未延伸糸とし
て巻き取り、その後別工程で延伸し、切断伸度が
30％〜40％になる様にした。製造された糸の評価
は延伸糸をカセに取り２mg／deの荷重をかけ、
沸水中で20分間捲縮発現処理をし、その後１昼夜
その荷重下で自然乾燥させ、この捲縮糸をテンシ
ロン型引つぱり試験機にかけ20倍のカセトメー
ターで試料中長部を観ながら評価した。この時の
条件は試料長20cm、初期荷重２mg／de、伸長速
度100％／分、チヤートスピード20cm／分であり、
カセトメーターは試料中央部10cmの処に焦点をあ
て、スタートさせる。観察に当つては第３図イの
状態がスタート時に見られ、伸長されるに従つて
捲縮が伸ばされ、やがてロの状態になる。この時
の伸度に当る処にマークする。これまでの伸度が
捲縮伸長率であり、更に伸長するとやがてハの状
態になる。このロからハの状態までの伸度がゴム
弾性率である。測定は５回の平均値である。 又、比較例として通常のサイドバイサイド型口
金を用い、第２図イの如く紡糸したものを表１の
No.１に、本発明の実施例及び比較例をも表１に示
す。又、エラストマーとしてダイセル化業工業
K.K市販のポリアミド系エラストマーダイアミド
X3978を使用、他方は５ナトリウムスルフオイソ
フタレート2.7モル％変性ポリエチレンテレフタ
レート〔η〕＝0.65を使用し、表１、３の条件で
製糸した結果をNo.10に示す。

【表】

【表】 本発明の条件が満たすものは、捲縮弾性率及び
ゴム弾性率が共に20％以上であり、良好なストレ
ツチ性を示したが、本発明外のものは特にゴム弾
性率が小であり、パワーのあるストレツチ性能を
有していなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の複合繊維の例を示す横断面
図、第２図は従来の複合繊維の例を示す横断面
図、第３図は本発明の複合繊維及び従来の複合繊
維の作用を説明するための斜視図、第４図は本発
明の複合繊維を紡糸する際に使用する紡糸口金の
概略図である。 Ｐはポリアミド、又はポリエステル成分を、Ｅ
はエラストマー成分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性エラストマーとポリアミド又はポリ
   エステルとからなるサイドバイサイド型又は偏心
   シースコア型複合繊維であつて、各成分が下記式
   を満足するように複合していることを特徴とする
   複合繊維。 ４≧ｂ／ａ≧1.2 2.3≧Ｅ／Ｐ≧0.43 ≧ａ／２ 但し、 ａは繊維横断面の重心を通る短径の長さ ｂは繊維横断面の重心を通る長径の長さ Ｅは繊維横断面に占めるエラストマー成分の面
   積 Ｐは繊維横断面に占めるポリアミド又はポリエ
   ステル成分の面積 は繊維横断面におけるエラストマー成分の重
   心Eiとポリアミド又はポリエステル成分の重心Pi
   との間の距離 を示す。