JPH04185727A - ナイロン６６捲縮フィラメントの製法 - 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〕 本発明はナイロン６６捲縮フィラメントの製法に関する
。

更に詳しくは、カーペットやステーブルファイバーに適
した捲縮フィラメントを高生産性で且つ安価に提供する
ナイロン６６捲縮フィラメントの製法に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
住宅様式の洋式化やオフィスのＯＡ化、自動車用マット
の高級化などによりカーペットの消費量は象、成長をし
ている。それに伴って、カーペット用の捲縮フィラメン
トの需要の伸びもめざましいものがある。

しかし、需要の伸びに対しカーペット用に用いられる捲
縮フィラメントの製造は、その加工速度に限界がある為
生産性が低くコスト高になっているのが現状である。

捲縮フィラメントの生産性を上げる為には、高速紡糸と
捲縮加工を連続させるのが有効な手段であり、例えばυ
、Ｓ、Ｐ　３，８５４．１７７号公報等に示されている
。しかしながら公知のプロセスの最高速度は精々４００
０ｍ／分が限界であり、更に高速化は実現されていない
。これはカーペットに必要な単糸８〜３０デニールで高
速紡糸すると単孔当りのポリマー吐出量が大きくなり、
チャンバーの冷却風のみでは紡出フィラメントの冷却固
化に長い時間を要する為で、引取位置に達しても固化が
終了しなかったり、糸揺れが大きくなったりして安定し
た紡糸は極めて困難なものとなる。特Ｃごナイロン６６
はポリエステルなどに此べて、肚熱が大きく、計重が軽
い為、冷却固化に時間を要し７、糸揺れも生じ易い。

従、って、ナイロン６６捲縮フィラメントを高速度で紡
糸し、連続加工する製法の提供ばいまだなされていなか
った。

また、紡糸フィラメントを高速紡糸して一旦チーズ状パ
ッケージとして巻取った後、捲縮加工Ｊ−程に供しよう
としても、紡糸速度５０００ｍ／分以上では、巻取機上
で紙管が巻締り、パッケージが採取できなかったり、巻
量を滅して採取し捲縮加工すると、チーズ状パンケージ
からのフィラメントは、精々３０００ｍ／分が附界で、
それ以上になるとパッケージ崩れが生じる。更に高速紡
糸により得られたフィラメントは、解舒可能な速度で捲
縮付与工程に供し７ても結晶が過度に成長しており、捲
縮付与時の熱による変化を受は難く、実用に適した捲縮
フィラメントは得られない。極めて高温にすることで捲
縮性を向上させることを狙７．でもフィラＩン［・の融
着や単糸切が生し易くなる。

本発明の目的は、ナイロン６６捲縮フイうメントを高速
度で紡糸（−７、連続加工することにより、高生産性と
安定した紡糸、捲縮加工が可能なナイロン６６捲縮フィ
ラメント ［課題を解決するだめの手段〕 本発明者らはかかる課題を解決すべく、鋭意検討を重ね
た結果、本発明に到達した。

すなわち本発明の目的は、相対粘度（ηｒ　ｅ、、　Ｉ
　）２．８以−ヒのナイロン６６を４０００ｍ　７分以
上で熔融紡糸して単糸８デニール以上のマルチフィラメ
ントとし、一旦巻取ることなく、延伸比１．０〜１．５
倍で延伸し、引続き８１体噴射加工することによって達
成される。

本発明に使用するナイロン６６は９５モル％以上が−・
キサメチレンアジバミＦである実質的にポリへキサメチ
レンアジパミド（ナイロン６６）からなり、耐熱性、機
械的物性を損なわない範囲で少量の制電剤、顔料などの
成分を含有していても良い。

本発明は、相対粘度（ηｒｅｌ）　２．３以上のナイロ
ン６６を用いることが極めて重要である。ηｒｅｌが２
．８以上の高粘度とすることで、紡糸フィラメントの冷
却固化を早くすることが可能となり、中糸８デニール以
上のマルチフィラメントの紡糸が可能となる。特に高速
紡糸を組合せると、紡口１孔当りの吐出量は多くなるも
のの、紡糸中止じる随伴気流の増大により、−要冷却固
化が早まり、単糸８デニール以上の太デニールの紡糸が
容易となる。更に驚くべきことに、ηｒｅ！＝２．８以
上の高粘度ポリマーを高速紡糸すると紡糸過程で糸径の
急激を細化変形を生じる。この細化変形位置（ネック点
）は相対粘度が高粘度になる程および高紡速にする程紡
口面に近づ（。即ち冷却固化の完了が早くなり安定した
紡糸が達成される。この現象は、ポリエステルにあって
は繊維学会誌νｏ１．３Ｂ。

阻ｌＮ１９Ｂ２）　ｐ、４９９−ｐ、５０７により、知
られているが、ナイロン６６では一般的に高速紡糸して
もネック点ば生じないと従来からいわれており、本発明
によっては初めて明らかムこなったものである。

このネック点によってフイラメン１の細化変形は完了す
るが、この前後の速度比、即ち７　ｙり延伸比は、本発
明では１．２倍以」二である。不ンク延伸比は高紡速、
高粘度になるＣ二従って拡大する。

ネック点は、発生位置よりも上方でフィラメントに水性
液を直接付与することによっても発生可能であり、機械
的物性損なわない範囲で水性液の付与を行っても良い。

ηｒｅｌ＝２．８未満では１、上記ネック点も全く生し
ないか、あるいは生じても紡口面から遠い位置となり、
冷却固化の完了は遅いものとなる為安定した紡糸は不可
能である。好ましい相対粘度ばηｒｅｌ＝２．９以上、
更に好ましくは３．０以上である。

本発明では、１記ナイロン６６を４０００ｍ／分以北の
速度で溶融紡糸することが必要である。４０００ｍ／分
以上の高速度とすることと、ηｒｅｌ＝２．８以−トの
ポリマーを組合ゼることで初めてネック点が生し冷却固
化が早まる。４０００ｍ／分未満では、ネック点が生じ
ず冷却固化が遅れる。好ましい速度は４５００ｍ／分以
上、更に好ましくは５０００ｍ／分以上である。

本発明では単糸８デニール以上のマルチフィラメントに
して紡糸する。単糸８デニール未満では、本発明が問題
とする冷却固化の遅れは生じない。

本発明においては、単糸１０デニール以上において更に
効果が発揮される。好ましいデニール範囲は単糸１０〜
４０デニールである。

フィラメントは、集束ガイドや加工の際開繊性に影響し
ない油剤を用い、給油ガイドにて集束することが好まし
い。

本発明では次いで、一旦巻取ることなく延伸比１、０〜
１．５倍で延伸し、引続き流体噴射加工することにより
捲縮付与することが必要である。

本発明では一旦巻取らずに捲縮加工することが重要であ
る。特に高速紡糸後、連続して捲縮加工を施すことによ
り高生産性が得られるだけでなく、フィラメントが流体
噴射加工によって受ける衝突のエネルギーは極めて大き
なものとなり容易に捲縮が付与される。更に紡出フィラ
メントを一旦パッケージとして巻取った後、捲縮加工工
程に供する際問題となる、解舒性や紙管の巻締りなどの
問題も皆無となり、捲縮フィラメントを極めて効率良く
安定して採取可能となる。

延伸比は、所望する機械的性質に合わせ、１．０〜１．
５倍の範囲で設定する。紡糸速度５０００ｍ／分以上で
は延伸比１．０倍、即ち実質的に延伸ゼずとも実用性充
分な機械的性質を有する捲縮フィラメントとなる。紡糸
速度が約４０００〜５０００ｍ／分の場合は１．５倍以
下の延伸を行なうことが好ましい。

延伸比が１．５倍を越えると、加工中に単糸切れが住じ
易く満足な品質のものは得られない。

延伸されたフィラメントは流体噴射加工によって捲縮を
付与する。流体噴射加工装置としては、例えば特開昭５
９−７１４４０号公報に開示された流体ノズルや特開昭
５８−３０４２３号公報の噴射加工装置などの方法から
適宜選択される。装置は分割型の方が操作性の点から望
ましい。

流体の温度は目的とする捲縮特性、機械的性質により選
択される。好ましい温度は２００〜３５０″Ｃである。

流体の圧力は、フィラメントが高速で走行することで噴
射加工の際、極めて大きなエネルギーを受は容易に捲縮
が付与される為、噴射加工装置内をフィラメントが走行
できる圧力を有していれば良い。具体的には２〜１０ｋ
ｇ／ｃｄが望ましい。

捲縮加工されたフィラメントは、一旦冷却された後、直
接あるいは張力調整ロールを経て油剤を付与し巻取られ
る。

［実施例〕 以下実施例をもって本発明の詳細な説明する。

尚、本発明における各特性値の測定法を以下に述べる。

（イ）相対温度（ηｒｅｌ） ナイロン６６ポリマーを９５％硫酸にＩｇ／１００ｃｃ
の濃度で熔解し常法により測定した。

（ロ）強伸度、ヤング率 東洋ホールトウィン社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ　ＶＴＭ−１
−２０型引張り試験機により初長２０ｃｍ、引張り速度
２０１／分で測定した。

（ハ）捲縮伸長率 フィラメントを枠周１．１２５ｍの検Ｒ機を用い、巻数
２０回の小かせをつくる。得られた小かせを無荷重下で
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相対湿度６５±２％）の室
内に放置する。

調湿された繊維に２■／ｄの荷重をかける３０秒後にか
せ長！、を測定する。次に小かせに０．１ｇ／ｄの荷重
をかけ３０秒後にかせ長１２を測定した。

捲縮伸長率は次式で表わされる。

Ｅ。

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

（ニ）ネック点の位置 フィラメントが丸断面であればＺａｍｍｅｒ社製線径測
定器を用い紡糸過程中の糸径の変化を測定する。

異形断面であればＤＡＮＴＥＣ社製レーザートンプラー
流速計で紡糸過程中の糸速の変化を測定する。糸径又は
糸速か急激な変化を呈している箇所をネック点とし３、
紡口面からの距離であられした、また肉眼による観察で
も確認した。測定結果と肉眼観察の結果は良く一致した
。

（ホ）ネック延伸比 紡糸過程中で測定した糸径の変化又は糸速の変化より求
めた。

ネック点直前の糸速 ネック点直後の糸速 叉旅班上 第１図に示す紡糸−捲縮加工装置を用い、第１表に示す
如く、種々の相対粘度を有する実質的にポリへキサメチ
レンシアシバミドからなるナイロン６６を溶融紡糸した
。紡口は一辺の長さが０．７０ｍｍ、スリット幅０．１
．５ｍｍが等分してトリローバルに穿孔された、孔数６
８個の紡口を用いた。

紡糸温度３１０°Ｃで、孔当り吐出量１０ｇ／分で押出
し１０２０　ｄ　／６８　ｆのマルチフィラメントとし
て６０００ｍ／分の速度で紡糸−引取りを行なった。紡
口下部には、長さ２０Ωの加熱筒を設け、加熱筒内の雰
囲気温度は２５０’Ｃとした。冷却チャンバーから２０
゛Ｃ１０，３ｍ／秒の冷風で冷却し、紡口下４１Ｏαの
位置で集束した。集束の際は給油ノズルを使用し、制電
剤１重量パーセント含有した水性液を付与した。引取ロ
ールの位置は紡口下６００ＣＩＩ＋の位置に設定した。

次いで延伸することなく周速６０００ｍ　７分、温度２
３０℃引取りロールを経て、連続して流体噴射加工装置
に供給し捲縮加工を行なった。この時流体噴射加工には
温度２８０°Ｃ１圧力８　ｋｇ／ｄの加熱圧縮ガスを用
いた。

捲縮加工したフィラメントは冷却後５５００ｍ／分でチ
ーズ状パッケージに巻取った。

第１表に得られた捲縮フィラメントの紡糸接縮加工性及
び物性を示す。

第１表に示す如く、本発明の製法であれば、紡糸−捲縮
加工性も良好で、優れた捲縮特性、機械的性質を有する
。

本発明の製法で得られた捲縮フィラメントを３ｐｌｙ（
Ｓ４０Ｔ／　ｍ　）で撚糸し、ゲージ１７１０インチＬ
Ｌ、パイル長６．０ｍ、ステッチ７．４ｓｔ／インチ、
目付７５０ｇ／ｒｒｆの規格に合わせてタフト、染色、
裏加工し、パイルカーペットとした。その結果カーペッ
トの品位は極めて良好で、特に均染性、反発カ此ｌ■汁
１ 実施例１のＮα２の条件で、引取位置に巻取機を据付け
、６０００ｍ／分の速度で巻取り１０２０　ｄ　／６８
　ｒのチーズ状パッケージを得た。得られたチーズ状パ
ンケージから直接フィラメントを第１図Ｎｏ、　７の引
取ロールに供し、捲縮加工を行なった。捲縮加工の際の
条件は実施例１のＮｏ、　２の条件に合わせた。

捲縮加工速度が５０００ｍ　７分に達する前からパンケ
ージフオームが崩れ始め、６０００ｍ　７分に達すると
ほぼ同時に全く解舒不能となった。わずかに得られた捲
縮フィラメントの捲縮伸長率は、解舒中のフィラメント
のからみの為か、２５％と連続化したものより劣ってい
た。

安定して解舒可能であった加工速度２８００ｍ／分では
、捲縮伸長率１２％と捲縮性が不足していた。

大振±Ｉ 相対粘度ηｒｅｌ　＝　３．０５　、２．４７のナイロ
ン６６を孔径０．５０ｍｍΦの孔とし、第２表に示す単
糸デニールになる様紡口孔数を調整した以外は実施例１
と同様にして捲縮マルチフィラメントを得た。

得られた、捲縮フィラメントの紡糸−加工性及び物性を
表２に示す。

尚、実施例中Ｎｏ、　８とＮ０１２の糸径の紡糸過程中
の変化を図４に示す。

第２表中の階、１３については紡糸条件を種々検討した
にもかかわらず全く加工不能であった。

以下余白 ス】ｌ汁ｌ 相対粘度ηｒｅｌ　＝２．９５のナイロン６６を実施例
１と同様の方法で単糸２０デニールになるよう設定し、
紡糸速度を３０００ｍ／分〜７０００ｍ／分まで異なら
せ紡糸捲縮加工を行なった。

各紡糸速度における孔当り吐出量は３０００ｍ／分のと
き１２．０ｇ／分・孔、４０００ｍ／分のとき１２．４
ｇ／分・孔、５０００　ｍ　７分のとき１１．１　ｇ　
７分・孔、６０００ｍ／分のとき１３．３　ｇ　７分・
孔、７０００脳／分のとき１５．６　ｇ　７分・孔とし
た。

第３図に示す装置により、引取り〜延伸−捲縮加工を実
施した。尚、本実施例においては、紡糸速度３０００ｍ
／分と４０００ｍ　７分の際には、第３図中のロール７
を２０５°Ｃとして、各々１．８倍、１．４倍の延伸を
行なった。５０００ｍ／分、６０００ｍ／分、７０００
ｍ／分については延伸しなかった。引取ロールは紡口下
６５０Ｃ１の位置に設定した。

第３表から明らかなように、紡糸速度３０００ｍ　７分
では、ネック点が発生せず冷却固化が極めて遅くなり、
紡糸性は不良であった。延伸比を１．５倍以下に設定す
ると、残留伸度が大きすぎる為実用に供することはでき
ない。

紡糸速度４０００ｍ　７分で、捲縮加工後のデニールが
他の条件と同じになるよう吐出量を調整し、１．６倍で
延伸を行なったところ捲縮加工時に単糸切が発生し、カ
ーペットに供するに到らなかった。

以下余白 〔発明の効果〕 本発明の製法によれば、ナイロン６６捲縮フィラメント
を紡糸、接縮加工中のトラブルなく、高速かつ簡便に製
造し得ることから、高い生産性を有し、工業的に極めて
高い価値を有する。

また、紡口孔当りのポリマー吐出量が多いにもかかわら
す紡出フィラメントの冷却固化が早いので紡口から引取
装置迄の距離を短縮できコンパクトな設備とすることも
可能である。

更に高速度で紡糸、加工する為、フィラメントが流体噴
射加工の際受けるエネルギーが増大し、捲縮付与は容易
になる。またフィラメント断面の異形度のコントロール
も容易である。

本発明の方法で得られる捲縮フィラメントは、高粘度ポ
リマーと高速紡糸を組合せているので、フィラメントの
結晶が成長しており、流体噴射加工の際受ける、熱によ
る非晶部の緩和が生じ難く高ヤング率なものになる。

本発明の捲縮フィラメントをカーペットや起毛布帛など
の分野に用いると、良好な嵩高性、カバリング性、弾力
性を発揮する。またカットファイバーとして紡績糸とす
る際の工程性も良好で、紡績糸分野にも展開可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明を実施する紡糸機、加工機の
例をそれぞれ示す略示正面図、第４図は本発明の実施に
際した紡出フィラメントの細化曲線（７７ｔｅｌ　＝　
２．４７　、３．０５）の−例を示すグラフである。 第１図、第２図において １・・・スピンヘッド、　　　２・・・紡口、３・・・
保温又は加熱筒、　　４・・・フィラメント、５・・・
冷却風チャンバー、６・・・集束装置、７・・・引取ロ
ール、　　　　７′・・・延伸ロール、８・・・流体噴
射装置、　　　９・・・冷却ドラム、１０・・・交絡ノ
ズル、　　　１１・・・張力調整ロール、１２・・・給
油ノズル、　　　１３・・・パッケージ、１４・・・水
付与ノズル。 第１　図 第２図 ６０００ｍ／分・吐出量１０ｇ／分・孔第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、相対粘度（ηｒｅｌ）２．８以上のナイロン６６を
   ４０００ｍ／分以上で溶融紡糸して単糸８デニール以上
   のマルチフィラメントとし、一旦巻取ることなく、延伸
   比１．０〜１．５倍で延伸し、引き続き流体噴射加工す
   ることを特徴とするナイロン６６捲縮フィラメントの製
   法。