JPH03193915A - 複合繊維及びその製造方法 - 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、捲縮を有するポリアミド／ポリウレタン系複
合繊維及びその製造方法に関するものである。

（従来の技術） ポリアミドとポリウレタンとが同一フィラメント内に偏
心的に複合されている繊維は、優れた捲縮性を有するこ
とが知られている（特公昭５５−２２５７０号公報、同
５５−２７１７５号公報）。ところが例えば第２図に示
すようなサイドバイサイド型複合繊維は捲縮性能に優れ
てはいるが、二成分の接着性不足による剥離とポリウレ
タン成分どうしの膠着が課題である。一方、例えば特公
昭５５−２７１７５号公報に提案された第３図に示すよ
うなキドニー芯鞘型複合繊維は、サイドバイサイド型複
合繊維の課題を解決したが、ポリアミド成分の鞘に完全
に包囲されているため、捲縮性に劣るという欠点があり
、更に屈曲などの外力により第３図中の矢印部分に応力
集中して破断するため、耐摩耗性に劣るという欠点を免
れない。

そこで、ポリアミドとポリウレタンとよりなるサイドバ
イサイド型複合繊維の抱える二成分の接着性不良と製品
の耐摩耗性不良、ポリウレタン成分どうしの膠着という
課題を解決すると共に、上記キドニー型複合繊維に比べ
て、優れた捲縮性能を有する複合繊維として、本発明者
等は、特開昭６３−２５６７１９号によってポリアミド
成分がポリウレタン成分を大部分包囲しかつポリウレタ
ン成分が僅かに繊維表面に露出した形状の第４図に示す
ような複合繊維、並びにかかる複合繊維の紡糸方法とし
て第５図の紡糸口金を用いることを提案した。

即ち同図の紡糸口金装置は、ポリアミド誘導溝１から延
びる垂直な導管２が下方の小径オリフィス３に開口し、
一方ポリウレタン誘導溝４から斜め下方に延びるポリウ
レタン注入パイプ５の先端部が導管２内へ突入している
。突入度合は注入パイプ５の先端部内周が導管２の内周
に丁度内接する程度とする。このような紡糸口金装置を
用いることによって、第４図に示すようにポリアミド成
分Ａに内接するポリウレタン成分Ｂが接点において僅か
に繊維表面に露出した芯鞘／サイドバイサイド折衷型複
合繊維が得られた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、本発明者等の提案になる上記複合繊維は前記
従来の課題をことごとく解決することに成功し、優れた
物性を備えるが、上記紡糸口金を用いて紡糸した場合、
僅かな温度変化などによる熔融粘度の変動で、繊維断面
形状、特にポリウレタンの露出比率が大きく変化してし
まう欠点がある。

そこで本発明の目的は、優れた捲縮特性、耐摩擦特性等
の物性を備えかつ抑制された膠着性による良好な作業性
を示す芯鞘／サイドバイサイド折衷型の均質なポリアミ
ド／ポリウレタン系複合繊維を安定して取得せんとする
にある。

（課題を解決するための手段） 即ち、上記目的を達成するための本発明複合繊維は、単
一フィラメントの横断面においてポリアミド鞘成分中に
ポリウレタン芯成分が偏心状に配置され、該ポリウレタ
ン芯成分が上記ポリアミド鞘成分の薄肉部を貫通するネ
ック部によって均一に繊維表面に露出していることを特
徴とする。

かかる繊維は、上記ネック部の繊維表面露出幅が繊維周
長の２〜２５％、好ましくは３〜１５％の間において実
質的に均一である事が望ましい。更に本発明繊維の好ま
しい態様においては、前記露出幅の標準偏差は２．０％
を超えず、理想的には１．６％を超えない。

またポリアミド鞘成分の薄肉部は、複合繊維外径の１７
２０以下の厚さを有する薄層部が複合繊維外径の１１５
以下、好ましくは１７１０以下、であるような、急激に
変化する形状であることが均一な露出幅を保持し易く、
好ましい。ポリアミド成分とポリウレタン成分の好適な
接合比率は容積比で４０７６０〜８０ノ２０、好ましく
は４５ノ５５〜７０／３０である。

上記本発明複合繊維の製造方法は、熔融ポリアミド成分
を導管を経て紡糸口金オリフィスより押出し紡糸するに
際し、上記導管のオリフィス直前の部分において斜め上
方から該導管内に突出しかつ下部に該突出部全長にわた
ってその長軸方向に延びるスリットを設けた注入パイプ
を通してポリウレタン成分を注入して両成分を合体する
ことを特徴とする。かかる製造方法において、上記注入
パイプ内径は前記導管内径の３０〜８０％であることが
好ましい。

また、前記スリットはその水平面への投影において、長
さが導管内径の２〜２０％であり、幅が導管内周の０．
２〜１０％である事が好ましい。更に、ポリアミドが２
．０〜２．６の相対粘度を有し、ポリウレタンが２０，
０００〜５０．０００ポイズの溶融粘度（２１０”Ｃ）
を有する場合は、好適な本発明繊維が得られる。

（作　用） 以下、本発明の構成を添付図面を参照し、その作用と共
に詳述する。

第６図において、熔融ポリアミド成分はポリアミド誘導
溝１より供給され、導管２を経て紡糸口金オリフィス３
より押し出される。熔融ポリウレタン成分はポリウレタ
ン誘導溝４より供給され、注入パイプ５によって導管２
内へ注入される。この注入パイプ５は傾斜して斜め上方
より導管２内へ貫入突出し、オリフィス３の直前に開口
する。

注入パイプの内径は複合繊維の両成分接合比率に応じて
、導管内径の３０〜８０％の範囲に定める。また、得ら
れる複合繊維に良好な捲縮性能を付与するためポリウレ
タン成分の適宜な偏心度を得るには、注入パイプの突出
長並びに傾斜角度は、該パイプの水平面に対する投影図
形において、パイプ先端内周上縁が導管２の直径の約１
７２〜３／４の距離まで達し、パイプ先端内周下縁の突
出長さが導管２の直径の約２〜２０％となるよう、適宜
に選定することが良い。

本発明方法において、最も肝要な要点は、注入パイプ５
の導管２内へ突出した部分の下面全長にわたって該パイ
プの長軸方向に延びるスリット６を刻設したことにある
。ここで下面とは、パイプの中心軸を通る垂直面を含む
下方母線に沿った部分を言う。スリットの位置が下面か
らずれると、スリットにより形成される後述のネック部
の配置がポリアミド成分の最薄南部から外れるため、得
られる複合フィラメントの捲縮特性が低下する虞れがあ
る。またスリット６の幅は導管２の円周の約０．２〜１
０．０％であることが好ましい。幅が０．２％を下回る
と目的とする複合形態が得られず、完全芯鞘型のものと
なることがある。また１０００％を上回ると、得られた
繊維の表面にポリウレタン成分が露出し過ぎて、サイド
バイサイド型複合糸の欠点である耐摩耗性が悪く、巻き
取った未延伸糸の膠着が激しくなる弊害が現れるから避
けるべきである。

このような注入バイブ暮適用することにより、ポリウレ
タン成分は適度な接合比率と偏心度をもって導管２内を
流れるポリアミド成分と合体すると共に、前記スリット
６より導管２の壁面に沿って垂直に流下するポリウレタ
ン成分はポリアミド成分の薄層部分に介挿された状態で
オリフィス３より紡出され複合フィラメントが形成され
る。この際、前記注入パイプの突出部分の開口部をオリ
フィス直前に位置せしめたから、両成分の関係配置は実
質的に乱れる事なく紡出フィラメントにまで維持される
。

オリフィス形状は第５図に示すように筒状でもよくまた
、第６図に示すように先広がりのラッパ状７に形成して
も良い。応力緩和作用によるニーイング（紡出直後の吐
出ポリマーの屈曲現象）の軽減並びにポリマー分解生成
物のオリフィス口縁部への付着による糸切れの防止等の
観点からは、後者の方が好ましい。

本発明方法に適用するポリアミド成分は９５．７％硫酸
中１％の濃度で測定した相対粘度が２．０〜２．６の範
囲にあり、一方ポリウレタンはフローテスターを用いて
２１０℃で測定して２０　、０００〜５０，０００ボイ
ズの溶融粘度を有することが好ましい、この範囲を外れ
て粘度差が縮小すると良好な捲縮特性が保証されず、ま
た、粘度差が大きすぎると前記ニーイング現象のため、
安定に紡糸出来なくなる虞れがある。

紡出糸条は常法に従って冷却固化後ボビンに巻き取り、
次いで巻き取った未延伸糸を適当な延伸倍率で延伸し、
更に熱処理等を施して、パーンあるいはチーズ状に巻き
取る方法、あるいは、熔融紡糸、冷却後、−旦巻き取る
事なく、直接延伸あるいは、熱処理をする方法も本発明
方法に含まれる。

第１図はかくして形成された複合フィラメントの横断面
図である。

同図において、ポリアミド鞘成分Ａ中にポリウレタン芯
成分Ｂが適度な接合比率をもって適度な偏心関係に配置
されており、該ポリウレタン芯成分が上記ポリアミド鞘
成分の最薄南部Ｃを貫通するネック部りによって均一に
繊維表面に露出している。

前記注入パイプの寸法配置を適宜に選定したことによっ
て、ネック部りの繊維表面露出幅が繊維周長の約２〜２
５％、好ましくは３〜１５％の間において実質的に均一
となる。露出幅が上記範囲より小さ過ぎると捲縮性が不
足し、また大き過ぎると膠着の弊害、２成分の剥離によ
る耐摩耗性の低下が現れる傾向があるため好ましくない
。

前記注入パイプによりネック部りを形成させたために、
ネック部の形状、露出幅は均一となり、温度条件その他
の影響による変動は極めて小さく、同一フィラメント内
は勿論同一仕様のロフト内における露出幅の変動は標準
偏差が２．０％以下、好ましい態様においては１．６％
以下に抑えられる。

これにより、未延伸系の均一性と膠着減少をもたらし、
編立性が改善され、編物の緯段などの欠点が大幅に減少
して品位の優れた編物が得られる。

ポリアミド成分とポリウレタン成分の接合比率は容積比
で好ましくは４０／６０〜８０／２０　、更に好ましく
は４５１５５〜７０／３０であり、この範囲で良好な捲
縮特性が得られる。

本発明に適用されるポリアミドはポリ−ε−カプラミド
およびそれに８０モル％以下の共重合成分を含んでなる
共重合体が好ましい。勿論ポリヘキサメチレンアジパミ
ドその他公知のポリアミド、その共重合体、混合体等も
適用可能である。

本発明に好適なポリウレタンは、ショアー硬度Ａの測定
規格ＪＩＳ　Ｍ−６８０１に従って測定した硬度が９０
〜１００の熱可塑性ポリウレタン弾性体であり、例えば
ポリエステル系ポリウレタン、ポリカプロラクトン系ポ
リウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタンなどが挙
げられる。硬度が９０未満のポリウレタンは、ポリアミ
ドとの熔融粘度の均衡がとりに＜＜（安定紡糸しに＜＜
）、一方、硬度が１００を超えるポリウレタンは、弾性
回復率に劣る傾向がある。

また、膠着の点でより好ましいポリウレタンは、ポリカ
ーボネート系ポリウレタンであり、最も好ましくはソフ
トセグメントがポリカーボネート／ポリエステル系ポリ
ウレタン（２成分の混合重量比率８／２〜４／６）であ
る。

（発明の効果） ネック部を形成せずに、ポリウレタン芯成分を極度に偏
心させて、繊維表面に僅かに露出せしめた芯鞘型／サイ
ドバイサイド折衷型複合繊維の場合は、前述のごとく僅
かな条件変動で露出幅が大きく変化し、捲縮特性が不均
一となり、耐摩耗性においても問題が生じ、またポリウ
レタンの膠着が局部的に現れていたが、本発明繊維はそ
のネック部の幅が適度な大きさで均一に安定しているた
め、ｔ４！縮特性、耐久性、作業性共に頗る優れたもの
となる。また、編物の緯段などの欠点が大幅に減少して
、品位の優れた編物を得ることができる。

（実施例） 本発明を以下、実施例により更に詳細に説明する。

実施例中、各原糸物性は下記方法で測定した。

捲縮特性の項目中、収縮率、伸長率及び耐摩耗性は次に
よった。

即ち、糸を太さ約１　、０００デニール、長さ約５０Ｃ
！ｍのカセ状にし、１０ｇ／ｄの荷重をかけ、この長さ
を原長１０とする。次に１ｇの荷重をかけ、沸騰水中で
１０分間捲縮発現処理を行い、−昼夜放置後、１ｇの荷
重をつけたまま長さ（１１）を測定する。

収縮率は、下記（１）式に従い算出される。

収縮率（％）　＝　（ｆｆｉ、　−ｆ！、１　’）　／
１０　Ｘ１００　　（１）伸長率は、同様にカセ状にし
た試料に２５０■の荷重を付け、沸騰水中で１０分間処
理し、−昼夜放置後、原長（１２）を測定し、更に１０
ｇ／ｄの荷重をかけ、その長さ（１３）を測定すること
により下記（２）式から算出される。

伸長率（χ＞　＝　（ｚｚ　−１ｔ　）／ｌ□ｘ　１０
０　　（２）耐摩耗性は、延伸〜弛緩熱処理後の繊維を
丸編みし、１　ｋｇの荷重にて連続的に摩耗を繰り返し
、その後の編物表面の２成分の剥離を顕微鏡にて観察し
て評価した。

編物の品位は、通常の４０のチューブラ−編機（針数４
００本）を用い６００ｒｐｍの回転数で編立てた後、熱
水中にて弛緩熱処理して捲縮を発現させた丸編の繞設欠
点を観察して評価した。

実施例１ 相対粘度が２．３５の６−ナイロンと、２１０℃で測定
した熔融粘度が３２，０００ポイズ、ショアーＡ硬度が
９５のポリカーボネート系ポリウレタンを別々に熔融し
、次いで、容量比率５０　：　５０に別々に計量した後
、２３５℃に加熱した第６図に示すような複合紡糸口金
にて５５ｄ／２ｆの未延伸糸を巻取速度５００ｍ／分で
複合紡糸した。その際使用した複合紡糸口金は、導管の
内径２０φ、ポリウレタンの注入パイプの内径１鴫、外
径１．２６ａｕｎφであった。また、導管とポリウレタ
ン注入パイプとのなす角度は３５°とし、パイプの先端
内周下縁と導管内壁との距離（第６図のα）を０．１６
ｍｍとした。また、注入パイプ下部のスリットの長さ（
第６図のβ）は０．４　ｕｓとし、下記スリット幅の６
種類の複合紡糸口金を用いた。

スリット幅（ｍｍ）　　： ０．０１ ０．０２ ０．１０ ０．３０ ０．５０ ０．７０ 次いで、巻取った６種類の未延伸糸を、延伸〜弛緩熱処
理して、１７ｄ／２ｆの６種類の複合糸Ｙ、、Ｙ、。

Ｙ　３．　Ｙ　４＋　Ｙ　ｓ、　Ｙ　ｂを得た。

一方、複合紡糸口金が公知のサイドバイサイド型である
以外は、同一条件で紡糸、延伸・弛緩熱処理して、サイ
ドバイサイド型複合糸Ｙ、を得た。

また、比較例として、第５図の複合紡糸口金である以外
は同一条件にて紡糸・延伸・弛緩熱処理して断面形状が
第４図の芯鞘−サ仁ド・パイ・サイド折衷型複合糸Ｙ８
を得た。なお、複合糸の紡糸状況に関し、複合糸Ｙ１〜
Ｙ６は、紡糸オリフィスから押出した溶融体は口金面に
ほぼ垂直で、ニーイング現象は観察されなかった。一方
サイド・パイ・サイド型複合紡糸口金を用いた複合糸Ｙ
。

では、口金面に対して約１４０度曲がる二−イング現象
が観察された。また複合系Ｙ８は、ポリウレタン露出比
率が１１％であり、標準偏差が２．０％より大きく、′
４＠縮特性と膠着性、耐摩耗性は良好であったが、丸編
の繞設が多く、品位の劣るものであった。

これら複合糸Ｙ、−Ｙ、の顕微鏡下で観察した断面形状
並びに糸物性は第１表の通りであった。

第１表に示したように、本発明方法による複合糸Ｙ　ｚ
、　Ｙ　３．　Ｙ　ａ、　Ｙ　ｓは、いずれもポリアミ
ドがポリウレタンを包み込む断面形状で、繊維断面外周
に対するポリウレタン露出部の幅が、繊維外周の１０％
以内を示した。また、捲縮性、耐摩耗性並びに未延伸糸
の膠着性も良い結果であった。

一方、幅が０．０１ａｍのスリットを有する注入パイプ
を備えた複合紡糸口金では、ポリウレタン露出部の幅が
０％の、いわゆる完全芯鞘型の複合フィラメントＹ１と
なり、耐摩耗性、未延伸糸膠着性は良好であったが、捲
縮性能が不良であった。

また、スリット幅が０．７　ａａの口金による複合糸Ｙ
６は、ポリウレタン露出部の幅が繊維外周の２５％より
太き（、捲縮特性は良好であったが、耐摩耗性に劣り、
かつ未延伸糸の膠着が見られた。公知のサイドバイサイ
ド型複合紡糸口金を用いた複合系Ｙ７は、ポリウレタン
露出比率は４７％であるが標準偏差が２．０％より大き
く、捲縮特性は良好であったが、耐摩耗性並びに未延伸
糸の膠着が不良であり、また丸編の繞設が多く品位の劣
るものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の複合繊維の成分の配置並びに形状を
示す横断面図、 第２図は、従来公知のサイドバイサイド型複合繊維の横
断面図、 第３図は、公知のキドニータイプ完全芯鞘型複合繊維の
横断面図、 第４図は、公知の芯鞘、サイドバイサイド折衷型複合繊
維の横断面図、 第５図は公知の紡糸口金装置の垂直断面概要図、また、 第６図は、本発明方法に用いる紡糸口金装置の垂直断面
概要図である。 １・・・ポリアミド誘導溝 ２・・・導管 ３・・・紡糸オリフィス ４・・・ポリウレタン誘導溝 ５・・・ポリウレタン注入バイブ ロ・・・スリット Ａ・・・ポリアミド成分 Ｂ・・・ポリウレタン成分 Ｃ・・・薄肉部 Ｄ・・・ネック部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単一フィラメントの横断面においてポリアミド鞘成
   分中にポリウレタン芯成分が偏心状に配置され、該ポリ
   ウレタン芯成分が上記ポリアミド鞘成分の薄肉部を貫通
   するネック部によって均一に繊維表面に露出しているこ
   とを特徴とする複合繊維。 ２、ネック部の繊維表面露出幅が繊維周長の２〜２５％
   の間において実質的に均一である請求項１記載の複合繊
   維。 ３、前記露出幅が繊維周長の３〜１５％の間において実
   質的に均一である請求項２記載の複合繊維。 ４、前記露出幅の標準偏差が２．０％を超えない請求項
   ２記載の複合繊維。 ５、前記露出幅の標準偏差が１．６％を超えない請求項
   ４記載の複合繊維。 ６、ポリアミド成分とポリウレタン成分の接合比率が容
   積比で４０／６０〜８０／２０である請求項１記載の複
   合繊維。 ７、ポリアミド成分とポリウレタン成分の接合比率が容
   積比で４５／５５〜７０／３０である請求項６記載の複
   合繊維。 ８、ポリアミド鞘成分の薄肉部において、複合繊維外径
   の１／２０以下の厚さを有する部分が複合繊維外径の１
   ／５以下の長さである請求項１記載の複合繊維。 ９、熔融ポリアミド成分を導管を経て紡糸口金オリフィ
   スより押出し紡糸するに際し、上記導管のオリフィス直
   前の部分において斜め上方から該導管内に突出しかつ下
   部に該突出部全長にわたってその長軸方向に延びるスリ
   ットを設けた注入パイプを通してポリウレタン成分を注
   入して両成分を合体することを特徴とする複合繊維の製
   造方法。 １０、注入パイプ内径が前記導管内径の３０〜８０％で
   ある請求項８記載の製造方法。 １１、前記スリットの水平面への投影において、長さが
   導管内径の２〜２０％であり、幅が導管内周の０．２〜
   １０％である請求項８記載の製造方法。 １２、ポリアミドが２．０〜２．６の相対粘度を有し、
   ポリウレタンが２０，０００〜５０，０００ポイズの溶
   融粘度（２１０℃）を有する請求項８記載の製造方法。