JPH04209822A - 合成繊維 - 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、２次転移温度が低（かつ結晶化速度の速いポ
リマーよりなる合成繊維に関する。

さらに詳しくは、未延伸状態においての縦方向の膨潤防
止に顕著な効果を有する合成繊維に関するものであり、
たとえば、より具体的には、合成繊維糸をボビンに引き
取った状態での膨潤に因る系状態の乱れの防止するのに
効果を有する合成繊維に関する。

［従来の技術］ ある種の合成繊維においては、その未延伸糸が維が水を
吸うことなどにより結晶化が進み、膨潤するという現象
が見られる。

この現象自体が実用的に問題となるのは、繊維の性質が
膨潤にともない変化するからである。例えば、強度が低
下し伸びやす（なったり、染色、仕上げ加工において特
性が変わって（るなどの点か挙げられる。

中でも、膨潤問題が特に重要となるのは、紡糸直後、ド
ラムに引き取った際に次第に膨潤しドラムフオームが悪
化する点である。

そのため、この防止策として一般には、紡糸引取り室の
温湿度を厳しく管理、コントロールする方法がとられて
いる。しかしながら、この方法は、経費がかかる上、次
工程の延伸室への移動を考えたとき根本的な解決策には
なっていない。

また、紡糸速度をコントロールすると同時に引取り時に
付与する油剤に水分を混ぜエマルジョンとし、繊維に水
分を付与する方法もとられているが、製糸収率や生産性
向上の点からは満足のいく改良とは言えない。特にこの
方法では、ナイロン−６の場合、未反応のカプロラクタ
ムが付与した水分に溶解し、ドラムや繊維間で融着する
などの問題もあった。

さらに、ポリマー中に、疎水性で繊維を構成するポリマ
ーより高いＴｇを有する別ポリマーを少量ブレンドし、
筋状に均一に存在せしめ配向微結晶の生成を抑制するこ
とにより縦膨潤を防止する方法も提案されている（特開
昭５３−１３４９２３号公報、特公昭４９−１６５７号
公報）。

しかし、かかる方法では、ベースポリマに適合した添加
ポリマーの調製およびブレンド工程に手間がかかると同
時にコストも高くなるという欠点があった。

一方、結晶成長を抑制する方法として、酸化チタンなど
の無機微粉末を添加するという試みもあるが、該粉末の
分散オーダーがポリマーの分子オーダーに比べて非常に
大きいため顕著な効果は得られていないのが実状である
。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、これらの問題点を解決し、未延伸状態におい
ての縦方向の膨潤防止に顕著な効果を有する合成繊維を
提供せんとするものであり、たとえば、縦膨潤を起こし
ゃすいポリマーを用いながらも巻取時におけるドラムフ
オーム悪化を防止し得る合成繊維を容易にかつ安価に提
供せんとするものである。

［課題を解決するための手段」 上述した目的を達成するために、本発明は次の構成を有
する。

すなわち、本発明は２次転移温度（Ｔｇ）が８０℃以下
であり、かつΔＴが５０℃以下である熱可塑性ポリマー
が主構成成分である繊維であって、重量で０．　１〜３
０％の層間化合物が実質的に均一に分散されており、か
つ繊維構成ポリマーの一部が該層間化合物の層間に存在
していることを特徴とする合成繊維である。なお、ここ
で、ΔＴは、ポリマーの融点Ｔｍと降温速度１６℃／分
における降温結晶化温度（Ｔｃ）との差 ΔＴ＝Ｔｍ−Ｔｃ で表される値である。

また、かかる本発明の合成繊維において、好ましくは、
層間状化合物の粒径が０．００５μ〜２μであるもので
あり、あるいはまた該層間化合物が層状珪酸塩であるも
のである。

さらにまた、本発明において好ましくは、熱可塑性ポリ
マーが、ポリアミド系ポリマーもしくはポリブチレンテ
レフタレートであるものである。

［作用コ 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明は、分子オーダーで無機微粒子とポリマーをブレ
ンドすることにより、未延伸状態においての縦方向の膨
潤防止に顕著な効果を有する合成繊維を提供し、しかし
て、たとえば、縦膨潤を起こしゃすいポリマーを用いな
がらも該縦膨潤を良好に防止し得て巻取時におけるドラ
ムフオーム悪化を良好に防止するものである。

このとき、分子オーダーでのブレンドを達成するために
層間化合物を用い、層間にポリマーを存在させた点に特
徴がある。すなわち、層間化合物が結晶成長を押さえる
と同時に各層がポリマーの縦膨潤に対して抵抗力を及ぼ
すのである。

本発明における層間化合物とは、用いるポリマーを最終
的にその層間に存在せしめるものであれば特に制限なく
使用でき、たとえば、グラファイト、層状珪酸塩、金属
オキシハロゲン化物、カルコゲン化物、金属リンカルコ
ゲン化物、リン酸ジルコニウムなどが挙げられる。しか
しながら、粒径の細かさ、層間への有機物の存在の容易
さなどの点から、モンモリロナイト、バーミキュライト
、バイデライト、クロライド、クライノタイロライトな
どの層状珪酸塩がより好ましい。中でもモンモリロナイ
トがより好ましい。

本発明の縦膨潤防止に有効な上記層間化合物の添加量は
、少なすぎるとうまく効果が発現せず、多すぎるとポリ
マーの性質を損ねることになる。

本発明者らの各種知見によれば、添加量は、０゜１％〜
３０％の範囲内が好ましく、１〜２０％がさらに好まし
く、さらに効果、物性などのバランス性の良さの点から
は最も好ましくは３％から１５％の範囲内である。

本発明においてポリマー中に存在する上記層間化合物は
、ポリマーを繊維化するにあたっての細径口金からの吐
出、延伸などの工程を考慮すると、層間にポリマーが存
在できる以上の大きさで、かつできる限り細かいほど好
ましい。具体的な粒径としては、０．００５μ〜２μが
好ましく、０゜０１μ〜０．５μかより好ましい。

該層間化合物を使用するにあたりボールミルなどで粉砕
し、粒径を細かくすることは何ら差し支えない。

本発明において２次転移温度（Ｔｇ）が８０℃以下であ
り、かつΔＴが５０℃以下である熱可塑性ポリマーとは
、一般に、溶融紡糸し得て、ドラムに巻き取った際に縦
膨潤するポリマーである。

すなわち、結晶熱可塑性ポリマーであり２次転移温度が
室温近辺と低く、かつ結晶化速度が速いポリマーが該当
する。本発明者らの検討では、上記条件のポリマーが、
紡糸工程で引き取ったとき縦膨潤を著しく起こすもので
あった。具体的なポリマーとしては、ナイロン−４、ナ
イロン−６、ナイロン−６・６、ナイロン−１１などの
ポリアミド系ポリマーや、ポリブチレンテレフタレート
などが挙げられる。もちろん、上記条件を有するポリマ
ー単独でなく、少量の他成分をブレンドもしくは共重合
したものであっても結果的に縦膨潤を起こすポリマーで
あれば本発明に有効なポリマーとなる。

ΔＴが５０℃を越えかつＴｇが８０℃以下のものは実質
的に縦膨潤を起こさないので、本発明で解決しようとし
た課題はもともと存在しないものである。

本発明において層間化合物が実質的に均一に分散してい
るとは、紡糸・延伸工程においてつまりゃ糸切れを起こ
さない分散状態をいう。また、本発明において特に重要
な点は、分散している層間化合物の層間にポリマーが一
部入り込んでいることが必要となる。もちろん構成する
ポリマー全てが層間に存在する必要はなく少なくとも１
％以上が層間にあれば有効となる。

本発明における層状化合物を含有する合成繊維を得る方
法は、特に制限はされないが、好ましい手法として、ポ
リマーを構成するモノマーをまず層間に存在せしめた後
、次いでモノマーを重合する方法（特開昭６２−７４９
５７号公報）などが応用できる。すなわち、層間にポリ
マーを存在させた樹脂組成物をチップ化し、その後、通
常の紡糸を行えばよい。

層間にあらかじめ挿入されるモノマーは、通常該当する
ポリマーを構成するモノマーそのものも使用できる。ポ
リアミド系の場合、該当するカプロラクタム、ポリアミ
ドまたはジアミンとジカルボン酸などであり、ポリエス
テル系の場合、該当するジカルボン酸とジオールが用い
られる。モノマーが２種以上の場合には、両者を同時に
層間に存在させてもよいが、あらかじめ２種を化学結合
させたプレポリマーを用いることがより好ましい。

ポリマーがポリブチレンテレフタレートの場合、テレフ
タル酸にブタンジオールを化学結合させたプレポリマー
が使用できる。

なお、層間化合物中にモノマーを存在させるに際し、よ
り高濃度でモノマーを層間に入れるために、あらかじめ
別物質で層間における陽イオン交換を行なうことは好ま
しい手法である。このいわゆる層間の膨潤化剤としては
、銅イオン、水素イオン、アルミニウムイオン、アンモ
ニウムイオンなど各種陽イオンを有する化合物が用いら
れ得るが、例えば、ポリマーがポリアミドのときはアミ
ノ酸が好ましい。これは、アミノ酸がポリアミドの重合
に際し、触媒としての作用や、それ自身が反応しポリマ
ーの一部となり得るからである。アミノ酸の具体例とし
ては、４−アミノ−ｎ−酪酸、６−アミノ−ｎ−カプロ
ン酸、ω−アミノカプリル酸、１０−アミノ−デカン酸
、１２−アミノドデカン酸、１４−アミノ−テトラデカ
ン酸、１６−アミノ−へキサデカン酸などが挙げられる
。

また、重合に際し開始剤や別の触媒を添加することは何
ら差し支えない。

以下、ナイロン−６を例に具体的な調整法を下記するが
、あくまで−手法であり本発明は何らこれに制約される
ことはない。

まず、層間化合物に前記膨潤剤を分散させるために、水
に懸濁させた層間化合物に膨潤剤を加える。ポリアミド
の場合には前述のように膨潤剤としてはアミノ酸が好ま
しい。このとき、陽イオンを形成しやすいように塩酸な
どを加えることはよく用いられる手法である。撹拌後、
乾燥することでアミノ酸が層間に浸入した層間化合物が
得られる。

次いで、カプロラクタムと上記調整した層間化合物を混
合し加熱重合する。このとき、必要に応じて重合触媒を
添加してもよい。これにより、ナイロン樹脂中に層間化
合物が微分散しかつナイロンが層間に分子オーダーで侵
入している複合体が得られる。

このようにして得られた生成物を、たとえば３ｍｍ〜５
ｍｍ大のチップに切断し、次いで常法により溶融紡糸、
延伸することで目的の繊維が得られる。紡糸条件などは
従来法を全（そのまま使用できる。

［実施例コ 以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。

実施例および比較例 あらかじめボールミルにより平均粒径０．　２μに微粉
砕したクニミネ工業社製モンモリロナイト（クニピア）
２０重量部を１５００重量部の水中において攪拌し懸濁
液を得た。次いで、該懸濁液中に１０重量部のアミノラ
ウリン酸および５重量部の塩酸を加え更に攪拌した後、
濾過・乾燥し、アミノ酸を層間に存在させたモンモリロ
ナイトを得た。

次いで、１００重量部のε−カプロラクタムに対し、上
記アミノ酸を層間に存在させたモンモリロナイトを５重
量部添加混合し、８０℃で１時間攪拌した。さらに２５
０℃で５０時間加熱し、ε−カプロラクタムを重合させ
、樹脂複合物とした。

次いで、溶融状態の該樹脂複合物を窒素雰囲気下で直径
２ｍｍのノズルより線速度１０ｍ／分で吐出しながら３
ｍｍ長ごとにカットしてチップ化した。得られたチップ
を通常の溶融紡糸装置を用いて、ホール数２４穴、口金
直径０．３ｍｍの吐出孔より吐出せしめ１０００ｍ／分
でドラムに引取った。このとき、油剤はポリアミド用の
公知のものを糸の収束に必要な最低量、引取り直前に付
与した。また、引取り室の温度は２０℃、湿度は６５％
ＲＨとした。

一方、層間化合物を含有しない通常市販のナイロン−を
同様に紡糸し、同しようにドラムに引き取り比較量とし
た。

両者を２４時間放置した後、その形態を観察したところ
、後者は繊維が縦膨潤を起こしドラム姿が明らかに崩れ
ているのに対し、前者の本発明に係るものは変化がなく
きれいな巻き姿であり、層間化合物を添加した効果が認
められた。

さらに、引取り直後にあらかじめ印をつけることで２４
間後における膨潤程度を測定したところ、層間化合物を
添加した本発明に係るものはその膨潤が１５分の１であ
った。

なお、層間化合物が含有された前者を、引き続き常法に
より延伸したところ問題なく延伸でき、また延伸糸の物
性も市販ナイロン糸と比較しても遜色ないものであった
。

［発明の効果コ 以上述べた通りの本発明の合成繊維は、未延伸状態にお
いての縦方向の膨潤防止に顕著な効果を有するものであ
る。

本発明に係る合成繊維によれば、たとえば、本来、縦膨
潤を起こすポリマーを用いながらも、巻上げに際しては
ドラムフオームの悪化を良好に防止し得るものであり、
高速化およびラージパッケージ化等の繊維工業の近代化
要請などにもマツチし、また、厳しい温度調節が必要で
ないので省エネ化要請などにもマツチする実際産業上の
利用価値が非常に高いものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）２次転移温度（Ｔｇ）が８０℃以下であり、かつ
   ΔＴが５０℃以下である熱可塑性ポリマーが主構成成分
   である繊維であって、重量で０．１〜３０％の層間化合
   物が実質的に均一に分散されており、かつ繊維構成ポリ
   マーの一部が該層間化合物の層間に存在していることを
   特徴とする合成繊維。 なお、ここで、ΔＴは、ポリマーの融点Ｔｍと降温速度
   １６℃／分における降温結晶化温度（Ｔｃ）との差 ΔＴ＝Ｔｍ−Ｔｃ で表される値である。
2. （２）層間化合物の粒径が、０．００５μ〜２μである
   請求項（１）記載の合成繊維。
3. （３）層間化合物が層状珪酸塩である請求項（２）記載
   の合成繊維。
4. （４）熱可塑性ポリマーがポリアミド系ポリマーである
   請求項（１）記載の合成繊維。
5. （５）熱可塑性ポリマーがポリブチレンテレフタレート
   である請求項（１）記載の合成繊維。