JPH02127534A - ポリアミド捲縮糸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリアミド捲縮糸に関する。より詳しくは、本
発明は押込み加工などの機械的加工によって得られる捲
縮糸ではなく、高速紡糸法を基礎とした方法で得られる
潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメントに特定の熱処
理を施すことによって得られる、カーペット用に適した
ポリアミド捲縮糸に関する。

〔従来の技術〕

仮撚加工や押込み加工などの機械的加工法によって、ナ
イロン６やナイロン６６などのポリアミドの捲縮糸が大
量に生産され、靴下やカーペットなどに広く使用されて
いる。しかし、これらの機械的加工による捲縮糸の製造
には、高価な加工機が必要で且つ大量のエネルギーと人
手を要する。

そのために、得られる捲縮糸は掻めてコスト高となる。

一方、特開昭５７−１５４４０９号公報にナイロン６６
の８，０００ｍ／分以上の高速紡糸をするにあたって、
紡口と巻取機の間にアスピレータを介して紡糸すること
によって、得られるマルチフィラメントの単糸が径方向
に複屈折率の分布を有することが開示されている。しか
し、この方法で得られるナイロン６６マルチフィラメン
トは径方向に複屈折率分布すなわち、透過型干渉顕微鏡
で観察される干渉縞が単糸の中心軸に関して対称であり
、自然捲縮が原理的に生じないものである。また、本先
行例中には自然捲縮について記載も示唆もされていない
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、先に特願昭６３−１４０．５０５号にお
いて、「単糸の透過型干渉顕微鏡で観察される干渉縞が
該単糸の中心軸に関して非対称であり且つ広角Ｘ線回折
法で測定される結晶配向度が８０％以上で、しかも熱処
理によって捲縮発現が可能なことを特徴とする断面形状
が実質的に円形の単糸から成る自然捲縮性ポリアミドフ
ィラメント」を提案した。

更に本発明者らは特願昭６３−１４０．５０４号におい
て、特願昭６３−１４０，５０５号に提案したポリアミ
ドフィラメントの製造方法として、「ポリアミドを溶融
紡糸してマルチフィラメントを製造する際に、紡糸後の
各フィラメントが１５０°Ｃ以上の温度を保つ内に、各
フィラメントに片側から水性液を付与して急冷し、４０
００ｍ／分以上の速度で引き取ることを特徴とするポリ
アミドマルチフィラメントの製造方法」を提案した。

更に本発明者らは特願昭６３−１４０．５０５号に提案
されたポリアミドマルチフィラメントと同じ原理で自然
捲縮を発現することが出来る異型断面のポリアミドマル
チフィラメントを特願昭６３−１４０　、５０６号で提
案した。これも特願昭６３−１４０．５０４号の製造方
法で作られる。

特願昭６３−１４０．５０５号および同６３−１４０，
５０６号に記載した潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラ
メントは、無張力下で熱処理されるとコイル状の捲縮を
発現する。この二つの先願に示したコイル状の捲縮糸は
、捲縮糸の重要な特性である捲縮伸長率を幅広く取り得
る。すなわち市販の機械的加工して得たカーペット用捲
縮糸と同等な捲縮伸長率も取り得る。しかし、このコイ
ル状捲縮糸は捲縮のバネ常数が小さいという欠点を有す
る。このことは小さな引っ張りまたは圧縮荷重による変
形率が大きいことを意味し、カーペットに使用する際に
大きな弱点となる。一方、市販の機械的加工を施したカ
ーベント用ポリアミド捲縮糸は、通常５ｐｉｎ　−Ｄｒ
ａｗ−Ｔｅｘｔｕｒｉｚｉｎｇ法という方法で製造され
、この方法はエネルギー多消費の煩雑な方法で、コスト
高である。従ってポリアミド捲縮糸のカーペット用とし
ての普及の障害となっている。

特願昭６３−１４０，５０５号および同６３−１４０．
５０６号に提案された高速紡糸法を基礎とした方法で得
られる潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメントを用い
て、熱処理にのみによって、機械加工されたカーペット
用ポリアミド捲縮糸並みのバネ常数を持ちカーペット用
に適した捲縮糸が得られれば、安価なカーペット用原糸
として、カーペット製造の経済性向上に大きく寄与する
。

本発明の目的は、高速紡糸法を基礎とした潜在捲縮性ポ
リアミドマルチフィラメントを熱処理のみによって得ら
れるカーペット用に適したポリアミド捲縮糸、すなわち
バネ常数が市販カーペット用ポリアミド捲縮糸並みに改
善されたポリアミド捲縮糸を提供することである。

なお、市販ポリアミド捲縮糸（ＢＣＦカーペットヤーン
）のバネ常数、捲縮伸長率および捲縮弾性率の範囲はそ
れぞれ０．６〜１．０．１５〜３５％、８０〜９５％で
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、安価なカーペット用ポリアミド捲縮糸を
鋭意研究した結果、高速紡糸法を基礎とする方法で得ら
れる、潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメントの１４
！縮発現を行う際に、捲縮伸長率が比較的高いフィラメ
ントを用い、特定の温度と荷重下で熱処理することによ
って、コイル状捲縮ではなく、三次元的にランダムな捲
縮が発現することを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、潜在捲縮性ポリアミドを熱処理す
ることによって得られる捲縮糸において、捲縮の方向が
不規則で且つ捲縮伸長率１５〜３５％で、しかもバネ常
数が０．６〜１．０の範囲にあることを特徴とするポリ
アミド捲縮糸である。

本発明におけるポリアミド捲縮糸は潜在性ポリアミドマ
ルチフィラメントを熱処理することのみによって得られ
るものでなければならなく、熱処理以外の機械的加工や
化学的処理を行って１４！縮発現を行ったものは含まな
い、すなわち本発明でいう潜在捲縮性ポリアミドマルチ
フィラメントは、特願昭６３−１４０．５０５号および
特願昭６３−１４０．５０６号に提案された高速紡糸法
で得られるものおよび２成分以上のポリアミドを用いた
複合紡糸法で得られるものを含む。

本発明におけるポリアミド捲縮糸の捲縮は、その方向が
不規則でなければならない。すなわち潜在捲縮性フィラ
メントの通常の熱処理によって得られるコイル状捲縮と
異なり、フィラメントの屈曲部の方向が三次元的にラン
ダムな方向を向いていなければならない。コイル状捲縮
では、捲縮伸長率が極めて小さく、カーペット用に不向
きである。

本発明においては、ポリアミド捲縮糸のバネ常数は０．
６〜１．０ｍｇ／　ｄ　／　ｍの範囲になければならな
い。０．６　ｍｇ／　ｄ　／−未満ではカーペットに加
工した時に、圧縮荷重や伸長荷重に弱く、カーペット用
に合格しない、バネ常数が１．０を越えるものは、潜在
捲縮性ポリアミドマルチフィラメントからは熱処理の条
件を選んでも得られない。バネ常数の好ましい範囲は０
．７〜１．０ｍｇ／　ｄ　／　ｔｒｍである。

本発明のポリアミド捲縮糸は捲縮伸長率は１５〜３５％
でなければならない、捲縮伸長率は捲縮糸の嵩高性の指
標で、１５％未満では捲縮糸と言い難いほど嵩高性が低
い。捲縮伸長率３５％以上のポリアミドマルチ捲縮糸は
、潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメントの物性およ
び熱処理条件をいかに選んでも、コイル状捲縮しか得ら
れない。捲縮伸長率の好ましい範囲は２０〜３０％であ
る。

本発明のポリアミド捲縮糸における、ポリアミドは繊維
形成性であれば何でも良いが、ナイロン６６、ナイロン
６、ナイロン１２、ナイロン４６などがコスト上好まし
い、またポリアミドは複数のポリアミドの混合物であっ
ても良く、共重合ポリアミドでも良い、またこれらのポ
リアミドは公知の製法で製造されたもので良く、制電制
、艶消し剤、難燃剤などの添加剤が含まれていても良い
。

また、ポリアミド捲縮糸の単糸断面は円型および異型の
いずれでも良いが、カーペット用には異型が好ましい。

以下に本発明のポリアミド捲縮糸の製造方法を示す。

まず、潜在捲縮性ポリアミド捲縮糸の製造方法から説明
する。

本発明における潜在捲縮性ポリアミド捲縮糸は特願昭６
３−１４０，５０４号に提案した「ポリアミドを溶融紡
糸して、マルチフィラメントを製造するに際して紡糸後
の各フィラメントが１５０°Ｃ以上の温度を保つ内に各
フィラメントに片側から水性液を付与して急冷し、４０
００ｍ／分以上の速度で引き取ることを特徴とするポリ
アミドマルチフィラメントの製造方法」を用いて製造さ
れる。第１図において１はスピンドルヘッド、２は紡糸
口金、３はフィラメント、４は水性液供給ロール、５は
巻取部である。この装置を用いて水性液の付与位置や引
取速度などを適宜選択することによって、広角Ｘ線回折
法で測定した結晶配向度が８０％以上で且つ９８°Ｃ２
５分間の熱水処理によって５０％以上の捲縮伸長率を示
す潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメントを得る。次
にこの潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメントを１〜
１０ｍｇ／ｄの張力下で１５０°Ｃ以上の温度で熱処理
する。

本発明における熱処理は実験室的にはポリアミドマルチ
フィラメントに所定の荷重をぶら下げ、所定の温度に設
定したオーブン中で行うことが出来る。張力の調整は荷
重を変えることで行う。本発明における熱処理を工業的
に行う時は、第３図の如き装置で連続的に行うことが出
来る。６はフィードロール、７は引取りロール、８は加
熱器であり、加熱器は接触式、非接触（空気浴など）の
いずれでも良く、熱源は熱風、蒸気、電熱などのいずれ
でも良い。張力の調整は、加熱器の温度およびフィード
ロールと引取りロールの速度比で行う。

また本発明のポリアミド捲縮糸の製造は第４図のような
紡糸工程と、熱処理工程を連続した装置で行うことも出
来る。

上に示した本発明のポリアミド捲縮糸の製造方法におけ
る潜在捲縮性ボリアミドマルチフィラメントの捲縮発現
の原理を次に説明する。

単糸が円型断面の場合は、各単糸の複屈折率が径方向分
布を有し、その分布が単糸の中心軸に関して非対称であ
ることが、上記自然捲縮発現の要件である。この要件を
示す単糸は、熱収縮挙動が径方向に分布を有し、しかも
それが偏心していることが熱処理による自然捲縮発現の
原理である。

複屈折率の分布および非対称性は透過型干渉顕微鏡の干
渉縞によって観察、測定される。複屈折率分布は第２図
（ａ）、（ｂ）で示されるようなＵ字型または７字型の
干渉縞から、後述する方法に６軸上からはずれているこ
とから観察される。

単糸が異型断面の場合も自然捲縮発現の原理は円型断面
の場合と全く同じである。しかし、異型断面の場合は透
過型干渉顕微鏡による複屈折率の測定は不可能であるの
で、複屈折率分布を要件として挙げることは出来ない。

〔実施例〕

実施例をもって本発明の詳細な説明する。尚、本発明の
ポリアミドマルチフィラメントの特性の測定法を以下に
述べる。

（イ）単糸温度 走査赤外温度計を用い紡糸線上に沿って非接触で、単糸
温度を測定した。

（ロ）結晶配向度 ポリアミドマルチフィラメントの結晶配向度の測定は理
学電気社製Ｘ線発生装置（Ｐｕｔ−２００ＰＬ）、繊維
試料測定装置（ＦＳ−３）　、ゴニオメータ−（ＳＧ−
９）、計数管にはシンチレーションカウンター、計数部
には液高分析器を用いニッケルフィルターで単色化した
ＣｕＫ　ｃ、！線（λ＝１．５４１８人）で測定する。

Ｘ線発生装置は３０ｋｖ、８０ｍＡで運転する。

赤道方向の回折曲線より得られた回折ピークの２θ値に
ゴニオメータ−をセットする。対称透過法を用いて、方
位角方向を一３０°〜＋３０°走査し、方位角方向の回
折強度を記録する。更に−１８０゜と＋１８０°の方位
角方向の回折強度を記録する。

このとき、スキャニング速度４°／分、チャート速度１
０ｍｍ／分、タイムコンスタント１秒、コリメーター２
胴φ、レシービングスリットｕ幅１．９皿、横幅３．５
胴である。

得られた方位角方向の回折強度曲線から結晶配向度を求
めるには、＋１８０°で得られる回折強度の平均値をと
り、水平線を引き基線とする。ピークの頂点から基線に
垂線を下し、その高さの中点を求める。中点を通る水平
線をひきこの水平線と回折強度曲線の交差間の距離を測
定し、゛この値を角度じ）に換算した値を配向角Ｈとす
る。結晶配向度は次式 ％式％ によって与えられる。

（ハ）捲縮伸長率および捲縮弾性率 ポリアミドマルチフィラメントを枠周１．１２５ｍの検
尺機を用い、巻数２０回の小かぜをつくる。

得られた小かぜを無荷重下で９８°ＣＸ５分間沸とう水
で熱処理した後、−昼夜恒温恒温（温度２０±２°Ｃ１
相対温度６５±２％）の室内に放置する。

調湿された繊維に２ｍｇ／ｄの荷重をかけ１分後にかせ
長２１を測定する。次に小かせに０．１ｇ／ｄの荷重を
かけ１分後にかせ長１２を測定し、すぐに荷重を除去後
、更に２■／ｄの荷重を小か世にかけ１分後にかぜ長１
３を測定する。捲縮伸長率及び捲縮弾性率は次式で表さ
せる。

尚、測定は試料のバラツキを考慮して、各試料につき１
０点の測定を行い平均値を示した。

（ニ）透過型干渉顕微鏡による干渉縞の観察東独カール
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な電場ベク
トルを有する干渉縞を観察する。干渉縞が繊維の中心軸
に対し対称か非対字形の最低点又はＵ字形の最高点が繊
維の中心軸にない干渉縞が観察される部分を有するもの
を非対称であると判定する。

（ホ）強伸度 東洋ボールドウィン社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ　ＩＩＴ？’
ｌ−Ｉｔ　−２０型引張試験機により、初長２０ＣＴ１
１、引張り速度２０ｃｕ＋／分で測定した。

（へ）〈平均屈折率（ｎ　ａ　・ｎ、）、平均複屈折率
（Δｎ）＞ 透過定量型干渉顕微鏡（カールツアイスイエナ社製干渉
顕微鏡インターフアコ）を用い、干渉縞法により限定す
る。波長λ−５４９ｍμの緑色光線を使用し、０．２〜
２波長の範囲の干渉縞のずれを与える屈折率（Ｎ）を有
し、かつ繊維に対し不活性な封入剤中に繊維を浸漬し、
繊維軸が干渉顕微鏡の光軸、及び干渉縞に対し垂直とな
るようにした時にできる干渉縞パターンを写真撮影し、
約１５００倍に拡大して解析する。第２図および第５図
に繊維の干渉縞のパターン図の一例を示す。例えば第５
図に示すようなパターンで解析すると繊維の外周上の点
ｓ’−ｓ”間の屈折率をｎ、（またはｎ、）、（ここで
ｎ、又はｎ、はそれぞれ繊維軸に対し垂直な電場ベクト
ル、または平行な電場ベクトルを有する偏光に対する屈
折率である。）、ｓ’−ｓ”の厚みをｔ、使用光線の波
長をλ、バックグラウンドの平行干渉縞の間隔をＤ、繊
維による干渉縞のずれをｄ、封入剤の屈折率をＮとする
と光路差りは Ｌ＝　　　λ＝　（ｎ、　Ｎ）ｔまたは（ｎ、−Ｎ）　
　ｔ で表され、 となる。

繊維の半径をＲとし、繊維の中心Ｒ０と外周上の点Ｒ１
の間の各位置での干渉縞のずれｄを測定すれば、上式よ
り各位置でのｎ、（またはｎｉ）が求まり、繊維の半径
方向の屈折率分布がわかる。

合繊維の下心から各位置までの距離をｒとし、ｘ　＝　
ｒ　／　Ｒ＝　Ｏｌすなわち繊維の中心における屈折率
を平均屈折率ｎ、（。、（またはｎ、（。））とする、
Ｘは外周上（ｒ＝Ｒ）で１となり、その他の部分では０
〜１の間の値をとるが、例えばＸ＝０．８の位置での屈
折率をｎ、（。１．またはｎｉ　（。１゜と表す。また
平均屈折率ｎ／（０）　　とｎｉｌ。、より平均複屈折
率（Δｎ）は、以下のようになる。

Δｎ＝ｎ、（（１）　　　ｎム（０１ また、単糸の半径方向の各点の局所的な複屈折率Δｎ　
＋ｒ）　は下記式で表される。

Δｎ　（ｒｌ　　＝　ｎ　？　（ｒｌ　　　ｎム（ｒ）
（ト）バネ常数 潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメントまたは既に捲
縮が発現しているポリアミド捲縮糸を９８　”ＣＸ　Ｓ
分間の条件で熱水処理する。その後約−昼夜風乾する。

その後、１■／ｄの荷重を掛けた時の長さで１ｍの捲縮
糸をサンプリングする。

このサンプルに掛ける荷重を徐々に増やして行き、その
時のサンプルの伸びを測定し、荷重Ｖ、Ｓ。

伸びの関係を図示する。得られた図の初期の直線部の勾
配から次式を用いて計算する。

ばね定数（■／ｄ／ｍｍ）　＝　−□ Ｘ：捲縮の初期の直線部伸び（ａｍ） ｙ：初期の直線部伸びを得るのに加えた荷重（■） 裏施皇上 第１図の如き紡糸装置を用いてまず潜在捲縮性ナイロン
６６マルチフィラメントを製造した。その時の製造条件
は以下の如くである。

ポリマー相対粘度７７ｒ　２．６２　（９５％ＨｚＳＯ
ｎ。

１　ｇ　／　１００ｃｃ） 紡糸口金（吐出孔は円形断面） 孔径０．３層、ホール数４ 押出温度（紡糸温度） 水性液 巻取速度 単糸デニールが１４ ７−吐出量を設定し、 調節してフィラメント ３００　°Ｃ 室温の水 ７０００　ｍ　／分 デニールになるようにポリ 水性液供給ロールの位置を の温度約２２０’Ｃ（ＮＯ１）お よび約２１０°Ｃ（ＮＯ２）となる位置でフィラメント
の片側から水性液を付与しながらナイロン６６マルチフ
ィラメントを巻き取った。

巻き取った潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメントの
物性を第−表に示す。

第−表 註：δΔｎ＝Δｎ、。８．）−Δｎ、。。

捲縮伸長率測定の熱処理条件（９８°Ｃ１５分間、無荷
重熱水処理）ではＮＯＩ、ＮＯ２共にコイル状の捲縮を
発現した。

上記のＮＯＩ、ＮＯ２の潜在捲縮性ナイロン６６マルチ
フィラメントを２００℃のオーブン中で荷重を変えて１
０秒間熱処理した。

その時発現した捲縮の状況を第２表に示す。

捲縮の形態が不規則となっているものについては、いず
れも捲縮伸長率、！４！縮弾性回復率およびバネ常数が
、ＢＣＦカーペットヤーンのそれらの値の範囲である、
１５〜３５％、８０〜９５％、０．６〜１．０　ｍｇ／
ｄ／朧の範囲に入っている。

第二表 註 不規則：捲縮の方向が不規則 （三次元的にランダム） ス１ｍλ 実施例１におけるＮＯＩのナイロン６６マルチフィラメ
ントを、荷重を０．６■／ｄに固定し、温度を変化させ
て、実施例１と同様な方法で熱処理した。

捲縮発現の状況は以下の如くである。

〔発明の効果］ 本発明のポリアミド捲縮糸は前述のように構成され、市
販の機械加工のカーペット用′Ｉ＠縮糸と同等の捲縮伸
長率とバネ常数を有する。しかも高速紡糸法を基礎とし
た簡便な装置によって製造できるので高品質のカーペッ
ト用捲縮糸を市販のカーペット用捲縮糸よりも極めて安
価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における潜在捲縮性ボリアミドマルチフ
ィラメット製造装置の具体例である。 １・・・スピンヘッド、　２・・・紡糸口金、３・・・
フィラメント、　４・・・水性液供給ロール、５・・・
巻取部。 第２図は透過型干渉顕微鏡で観察されるフィラメントの
干渉縞の例で、第２図（ａ）は本発明によって得られた
繊維の中心軸に対して非対称の例、第２図（ｂ）は繊維
の中心軸に対して対称の例である。 第３図は本発明における熱処理を連続的に実施する装置
の一例を示す図である。 ６・・・フィードロール、７・・・引取りロール、８・
・・加熱器、 ９・・・潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメント、１
０・・・ポリアミド捲縮糸。 第４図は本発明における熱処理を、潜在捲縮性ポリアミ
ドマルチフィラメントの製造工程と連続して実施する装
置の一例を示す図である。 １１・・・スピンヘッド、１２・・・紡糸口金、１３・
・・フィラメント、 １４・・・水性液供給ロール、 １５・・・紡糸側引取りロール兼熱処理側フィードロー
ル、 １６・・・熱処理側引取りロール、 １７・・・加熱器、　　　　１８・・・巻取部。 第５図は繊維の断面内半径方向複屈折率（ｎ。 又はｎｚ）分布の測定に用いた干渉縞パターンの一例で
ある。図において（ａ’）は繊維の断面図、（ｂ）は干
渉縞パターン図で１９は繊維、２０は封入剤による干渉
縞、２１は繊維による干渉縞である。 第 図 第 国 弔 図 第 図 （ａ） （ｂ） 弔 図 手 続 補 正 書 （方式） ％式％ 事件の表示 昭和６３年特許願第２７４６ １２号 ２゜ 発明の名称 ポリアミド捲縮糸 ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 潜在捲縮性ポリアミドマルチフィラメントを熱処理する
   ことによって得られる捲縮糸において、捲縮の方向が不
   規則で且つバネ常数が０．６〜１．０ｍｇ／ｄ／ｍｍし
   かも捲縮伸長率１５〜３５％の範囲にあることを特徴と
   するポリアミド捲縮糸。