JPH06158462A - ポリウレタン系仮撚糸及びその繊維状構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明のポリウレタン系仮撚糸は、ポリウレ
タンを芯に、繊維形成性熱可塑性ポリマーを鞘に、実質
的に同心的に配した複合弾性フィラメントであり、該フ
ィラメントがその繊維軸方向に１０〜１，０００回／ｍ
の範囲のＳ又はＺ方向の撚りを有し且つフィラメント表
面に多数の畝を有することを特徴とする。また本発明の
繊維構造物は、上記ポリウレタン系仮撚糸からなること
を特徴とする。 【目的】 ポリウレタン系糸１００％使いでしかも一般
の合成繊維（ナイロンなど）と 同様に仮撚が掛けられ
る糸を提供するにある。又、他の目的は、このような弾
性及糸から弾性回復に優れ且崇高性に優れた繊維構造物
を提供するにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な仮撚糸に関す
る。より詳しくは、ポリウレタン系の仮撚糸、及びそれ
からなる繊維状構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリウレタン弾性糸１００％を用いた布
は、その製造工程において摩擦が大きいためあるいは、
伸び易いために操業性が劣ること、又、そのようにして
できた布はそのタッチが非常に悪いこと、即ち、ぬめり
感があり良くないこと、更には染色性が不良であること
等の点からこれ単独で用いられることは極めてまれであ
る。従って、ポリウレタン弾性糸単独で使う代わりに、
被覆弾性糸的な使い方、即ち、汎用の糸（例えば、ナイ
ロン，ポリエステル等）とポリウレタン弾性糸とを同時
に仮撚する方法が利用されている。あるいは、芯糸のポ
リウレタン弾性糸を延伸して、これに仮撚したナイロン
等でカバリングしたものを用いる方法が取られている。
更には、又ポリウレタンを一成分とした偏心タイプの糸
を仮撚する方法等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このうち、ウレタン弾
性糸をナイロンなどでカバリングする方法は、特殊な装
置を使用する必要があり、又、生産速度が極めて遅いと
いう問題がある。又、偏心した複合糸を用いたものは崇
高感はでるもののその伸縮特性はクリンプに頼っている
のでパワー的には弱いものとなる。同時仮撚する方法
は、芯糸のウレタン弾性糸が熱処理工程によりへたって
しまう恐れが充分にある。本発明の目的は、従って、ウ
レタン系糸１００％使いでしかも一般の合成繊維（ナイ
ロンなど）と同様に仮撚が掛けられる糸を提供するにあ
る。又、他の目的は、このような弾性糸から弾性回復に
優れ且崇高性に優れた繊維構造物を提供するにある。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、上記目
的を達成するため鋭意検討した結果、本発明を完成し
た。

【０００５】即ち、本発明のポリウレタン系仮撚糸は、
ポリウレタンを芯に、繊維形成性熱可塑性ポリマーを鞘
に、実質的に同心に配した複合弾性フィラメントであ
り、該フィラメントがその繊維軸方向に１０〜１，００
０回／ｍの範囲のＳ又はＺ方向の撚りを有し且つフィラ
メント表面に多数の畝を有することを特徴とする。また
本発明の繊維構造物は、上記ポリウレタン系仮撚糸から
なることを特徴とする。

【０００６】以下、本発明を詳しく説明する。本発明を
構成する芯成分としては、ポリウレタンが弾性的性質，
回復性の点から望ましい。

【０００７】本発明のポリウレタンとは熱可塑性ポリウ
レタンあるいは架橋したポリウレタンを指す。熱可塑性
ポリウレタンは、高分子ジオールと有機ジイソシアネー
ト及び鎖伸長剤とを反応させて得られるものであり、溶
融紡糸可能なポリマーを言う。

【０００８】例えば、高分子ジオールとしては、両末端
に水酸基を有し、分子量５００〜５０００のポリテトラ
メチレングリコール，ポリプロピレングリコールなどの
エーテル系ポリオール，ポリヘキサメチレングリコー
ル，ポリブチレンアジペート，ポリカーボネートジオー
ル，ポリカプロラクトンジオールなどのエステル系ポリ
オール等のグリコール類の単独、または、これらの混合
物が挙げられる。

【０００９】鎖延長剤としては、分子量５００以下の
１，４−ブタンジオール，エチレングリコール，プロピ
レングリコール，ビスヒドロキシエトキシベンゼンなど
がある。

【００１０】有機ジイソシアネートとしては、トリレン
ジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４′−ジフェニルメ
タンジイソシアネート（ＭＤＩ）または、無黄変性のジ
イソシアネート例えば、１，６−ヘキサンジイソシアネ
ートなど、及びこれらの混合物が挙げられる。

【００１１】これら成分から公知の方法で重合されたポ
リウレタンの硬度としてはＪＩＳ−Ａ硬度で７５〜１０
０の範囲が好ましい。硬度が７５未満になると、得られ
る複合糸の回復力が劣ること、複合糸を熱処理しても紡
糸時に延伸されてしまい易いこと、また実用上の耐熱性
が不足することなどの問題が発生するため好ましくな
い。逆に、硬度が１００を超えると、ポリウレタンその
ものの回復性が劣り捲縮構造によらなければ複合糸の回
復性は望めないこと、また、該ポリウレタンの最適紡糸
条件範囲が狭いこと等の問題があるため好ましくない。
より好適には、８２〜９５の範囲が良い。

【００１２】このようなポリウレタンに酸化チタン，紫
外線安定剤，紫外線吸収剤，抗菌剤など公知の改質剤を
添加することもできる。

【００１３】複合糸としての更なる耐熱性、更なる回復
性などが必要な場合には、ポリイソシアネートと上記ポ
リウレタンとを反応せしめた架橋ポリウレタンを芯成分
に配置すれば良い。この製造方法としては、我々の提案
した方法（特公昭５８−４６５７３号公報）、即ち溶融
した熱可塑性ポリウレタンにポリイソシアネートを添加
混合し、紡糸中又は紡糸後にアロファネート架橋結合を
完結させる方法を用いれば良い。

【００１４】このポリイソシアネートとしては、ポリオ
ール成分とイソシアネート成分とからなり、分子内に２
個以上好ましくは、２〜３のイソシアネート基を有する
化合物である。ポリオール成分としては、ポリウレタン
の合成に使用する分子量５００〜４０００の上記ジオー
ルのほか、ジオールとトリオールとを混合し平均官能度
を２〜３にしたものとか、官能度が２〜３の合成ポリオ
ールも好的に用いることができる。

【００１５】一方、イソシアネート成分としては、ポリ
ウレタン合成時に使用される前記ジイソシアネートと
か、有機ジイソシアネートの３量体、トリメチロールプ
ロパンと有機ジイソシアネートとの反応物、または、官
能度が２〜３の範囲にあるイソシアネート（例えば、カ
ルボジイミド変性イソシアネート）等単体か、これらの
混合物を用いることができる。

【００１６】上記両成分の反応は、公知の方法で可能で
あるが、この場合、イソシアネート基含量が過剰となる
ように反応させるのが好ましい。即ち、末端のＮＣＯ基
含量が４〜２０重量％であることが紡糸性等の操業性，
耐熱性，回復性等の物性面からも好ましい。

【００１７】また、ポリイソシアネートの添加量は、芯
成分に用いるポリウレタンと該ポリイソシアネートとの
混合物に対して５〜３０重量％の範囲が好ましい。添加
量は、使用するポリイソシアネートのＮＣＯ基含量及び
種類により異なるものであるが、添加量が３０％を超え
ると、混合不均一で紡糸が不安定となったり、糸の機械
的性質も不満足なものしか得られず、好ましくない。逆
に５％未満であると、希望する耐熱性が得られず好まし
くない。より好適には１０〜２５重量％の範囲がよい。

【００１８】このようにして、芯成分中のポリウレタン
にアロファネート架橋を主とする架橋構造ができる。こ
の際、該架橋構造が主としてビューレット結合による場
合には紡糸性が悪くなるので好ましくない。即ち、ビュ
ーレット架橋結合の生成速度がアロファネート架橋結合
のそれに比し大きいため紡糸中に系の粘度が上昇し安定
な紡糸が不可能となり易いからである。

【００１９】本発明を構成する鞘成分としては、熱可塑
性で繊維形成性のポリマーの中、ポリアミド，ポリエス
テル，あるいはポリエチレン，ポリプロピレンなどのポ
リオレフィンなどの非エラストマーを挙げることができ
る。これは、鞘成分を延伸配向化し易い成分とすること
により紡糸時の伸度の固定化をより有利にするためであ
る。

【００２０】このうち、ポリアミドとしては、例えば低
粘度ナイロン６，ナイロン６６の変性体を、この他ナイ
ロン８，ナイロン９，ナイロン１１，ナイロン１２等，
またナイロン６／６６，ナイロン６／１２／１０などの
三元共重合体、更に多元共重合体、およびこれらの混合
物も好適に用いることができる。

【００２１】これらのうち、ナイロン１２はすべり性の
点、溶融粘度の点からより好ましい。

【００２２】繊維形成性熱可塑性ポリマーの別の典型例
であるポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートを
主成分とし、且つジカルボン酸成分として高々５０モル
％までのイソフタル酸及び／又はジオール成分として高
々３５モル％までのジエチレングリコール，ネオペンチ
ルグリコール，ブタンジオール等の少なくとも１種を共
重合してなる共重合ポリエステルが好ましい。

【００２３】上記ポリエステルの融点は、より好ましく
は、２２０℃以下、特に２１０℃以下のものが好適であ
る。

【００２４】この鞘成分に、抗菌剤，導電剤，耐候剤，
酸化防止剤，耐カビ剤，芳香剤等の機能性を有する公知
の添加剤を配合しても構わない。

【００２５】次に芯鞘型の複合構造としては、サイドバ
イサイド型とか、キドニータイプ等の極端な偏心を除い
たものであれば良い。例えば同心円型などが挙げられる
が、特に主として同心円の型が製糸性，製造容易性など
の点から好ましい。もちろん、少しの偏心は構わない。
また、該複合フィラメントの断面形状としては、円形で
も、だ円などの異形でも構わない。

【００２６】芯鞘の複合比としては、フィラメント断面
の面積比率で１／１〜５０／１の範囲、より好ましくは
４／１〜３０／１の範囲にあることが良い。これは、芯
／鞘複合比が１未満であると、得られるフィラメントの
弾性的性質，回復性能が極端に劣るようになることがあ
り、逆にこの比が５０を越えると芯成分のセット性が不
良となるため後工程での仮撚工程で仮撚性が不良となり
易く又、不均一性を生じ易くなるので好ましくない。更
にこのフィラメント数は、２〜１０の範囲が好ましい。

【００２７】捲取りは、通常の捲取り方法、あるいは紡
糸時に延伸する方法、即ち第１ゴデットローラと延伸ロ
ーラとの速度比が１．１〜６倍となるよう設定し紡出糸
を延伸して直接捲取る方法（以下スピンドロー法と略記
する）どちらでも構わない。後者のスピンドロー法での
速度比が１．１未満であると、延伸の効果が十分でなく
逆に６倍をこすと延伸時の糸切れが起こり易く、また、
後工程で熱処理しても回復しなくなるので好ましくな
い。この紡糸延伸時には、各ローラに温度をかけてもあ
るいは室温下で実施しても構わない。このフィラメント
の繊度としては、１０〜１４０デニールの範囲が好まし
い。

【００２８】このようにして捲き取った複合フィラメン
トを延伸したものを用いるか又は捲き取ったままのフィ
ラメントを用い、温度１００〜２００℃、撚数１０〜
１，０００回／ｍ、ウレタン弾性糸延伸倍率１．０〜５
倍で且つフィード率（フィードローラとデリベリローラ
との回転比）がオーバーフィードサイドで５〜３０％の
条件下、アンダーフィードサイドで−５〜−３０％の条
件下公知の装置で仮撚すれば良い。例えば、在来のアウ
トドロー方式の延伸仮撚装置をそのまま使用することが
できる。又、延伸したフィラメントではインドロー方式
でも構わない。

【００２９】使用する熱処理ヒータは、プレート型接触
式あるいはチューブ型非接触式のいずれでもよく、熱処
理条件としては、温度は１００〜２００℃の範囲が好ま
しい。この際の温度は加工速度、ヒータ長によるが１０
０℃未満であると風合いが固くなるし、逆に２００℃を
越えるとポリウレタン弾性糸の熱劣化が起こり本来の高
ストレッチ性が損なわれるため好ましくない。好適に
は、１２０〜１８０℃の範囲が良い。ヒータ長は加工速
度にも依存されるが比較的短尺のもので充分効果を発揮
するので１ｍ以下のものがスペース面からも好ましい。

【００３０】又、撚回装置は、仮撚を付与する装置であ
れば特に限定されないが、低張力で交互撚りを高頻度で
形成できる流体旋回ノズルが好ましい。勿論、スピナー
とか、３軸外接方式を用いたスピンドル方式のものでも
構わない。

【００３１】次いで、本発明のポリウレタン系仮撚糸を
少なくとも一部に用いて公知の方法で布状にし、熱処理
例えば染色工程にかけ緩和処理すれば本発明の繊維構造
物が得られる。上記の仮撚糸自体にあるいは後工程での
繊維構造物中の糸に繊維軸方向に約０．１〜１００μｍ
／ケの多数の畝があることが望ましい。これは、原糸段
階では、鞘成分により芯成分のウレタンが固定化されて
いたものが、熱処理工程等の緩和処理を経ることにより
芯成分が回復する。このため鞘成分が強制的に折り畳ま
れ上記のような畝が生じると考えられる。このような畝
があればウレタン糸特有のぬめりがなくなるし、又繊維
構造物自体の回復性も良好となるので好ましい。

【００３２】次に、本発明方法の好ましい具体例につい
て述べる。まず、繊維形成性熱可塑性ポリマー，熱可塑
性ポリウレタンをそれぞれの押出機により溶融し、前者
を鞘に、後者を芯に公知の方法により芯鞘複合紡糸す
る。

【００３３】この際、架橋型ポリウレタンを芯側に配す
る場合は、熱可塑性ポリウレタンを溶融押出しして複合
口金にはいる前に、ポリイソシアネートを公知の方法に
より、該溶融ポリウレタンに注入する。紡糸中にポリイ
ソシアネートを添加するために用いられる装置としては
公知の装置を使用することができる。ポリイソシアネー
トを溶融状態のポリウレタンに添加・混合する部分に
は、回転部を有する混練装置を使用する事も可能である
が、より好ましいのは、静止型混練素子を有する混合装
置を用いることである。

【００３４】静止型混練素子を有する混合装置としては
公知の物を用いることができる。静止型混練素子の形状
及びエレメント数は、使用する条件により異なるもので
あるが、熱可塑性ポリウレタンとポリイソシアネートと
が複合紡糸口金に入る前に充分に混合が完了しているよ
うに選定することが肝要であり、通常２０〜９０エレメ
ント設ける。

【００３５】このようにして混合されたポリマーを芯成
分とし、別の押出機により鞘成分の繊維形成性熱可塑性
ポリマーを溶融し、両者を芯鞘複合口金に導いて紡糸す
る。次いで、５００ｍ／分〜３，５００ｍ／分で通常の
方法かあるいはスピンドロー法により捲き取る。スピン
ドロー法の場合は室温下あるいは、加熱下１．１〜６倍
の延伸倍率で捲取れば良い。この際、３，５００ｍ／分
を越える紡糸速度で引取ると、得られる複合糸の均一性
が低下するので好ましくない。より好ましくは１，００
０〜３，０００ｍ／分程度である。

【００３６】本発明糸の仮撚方法としては、紡糸し捲き
取った糸をそのままあるいは、１．３〜５倍の範囲で延
伸した糸を公知の仮撚装置にかけても良い。スピンドロ
ー法による場合は捲き取った糸をそのまま仮撚工程にか
ければ良いので好都合である。仮撚は、上記の仮撚条
件，公知の仮撚装置にて実施することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の仮撚糸は、通常のウレタン１０
０％使いの糸では、考えられないような風合い，崇高性
を容易に出すことができる。又、仮撚性も芯鞘構造であ
るため非常に良好である。更に、仮撚糸自体にあるいは
染色等の後工程にて糸がリラックス処理を受け糸の繊維
軸方向に多数の畝状のものが現れ、これが布の回復性及
びぬめり感を解消するのに役立つので好都合である。

【００３８】以上のように優れた特徴を有するため、種
々の用途に用いることができる。例えば、水着に用いれ
ば工程の短縮化，操業性に優れた製品が又、この他ソッ
クス，インナー，パンスト，トリコット，更には、サポ
ータなどにも好的に用いることができる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが本発明は、これにより限定されるものではない。 実施例１〜４，比較例１，２ ・熱可塑性ポリウレタン 分子量２，０００のポリカプロラクトングリコール１４
８２重量部とｐ，ｐ′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート８０４重量部及び、鎖延長剤として１，４−ブタン
ジオール２１４重量部を用いて常法により合成した。こ
のポリマーのジメチルホルムアミド中２５℃で測定した
濃度１ｇ／１００ｃｃでの相対粘度は２．２２であっ
た。このポリマーのＪＩＳ−Ａでのショア硬度は９０で
あった。 ・ポリイソシアネート 分子量８５０のポリカプロラクトンジオール８５０重量
部、ｐ，ｐ′−ジフェニルメタンジイソシアネート５０
０重量部とを反応させ粘ちょうな化合物を得た。この化
合物のＮＣＯ重量％は６．２重量％であった。 ・熱可塑性ポリマー ナイロン１２（ダイセル・ヒュルス（株）社製：ロット
Ｌ１８００）

【００４０】次に、上記熱可塑性ポリウレタンを押出機
により溶融しこの溶融物流れの途中で上記ポリイソシア
ネートを添加し３５エレメントのスタティックミキサ
（ケニックス社製）により、これらを充分混練し、他方
上記１２ナイロンを別の押出機により溶融し、これらを
別々に計量し、同心円状の複合口金（ノズル径０．３ｍ
ｍ）に導いた。この際の芯／鞘複合比は糸断面積比で１
２／１とした。スピンドロー法即ち捲取機の第１番目の
ゴデットローラを５００ｍ／分に固定し２番目の延伸用
ゴデットローラー（ドローローラ）を１，５００ｍ／分
にし銘柄６６デニール／４フィラメントの糸を得た。
又、同様の条件で８０デニール／２フィラメントの糸
を、通常の捲取り法で得た（紡糸速度５００ｍ／分）。
又、同様に比較のため鞘成分の無い単独ウレタン糸を通
常の捲取り法で得た（比較例１−１）。油剤は、比較例
にジメチルシリコン主体の油剤を用いた他は、どちらも
エマルジョン油剤を用いた。なお、通常の捲取り法によ
る場合は、この後２．５倍の冷延伸を行った。この際、
比較例１は、延伸不可能であった。

【００４１】次いで、これらの糸を「表１」のような条
件で、Ｓ方向，Ｚ方向に公知のスピナーを用いるスピン
ドル方式の装置を用い仮撚した。この際のスピンドル回
転数は７，０００ｒｐｍとした。なお、仮撚速度（最終
捲取り速度）は、１００ｍ／分に固定した。

【００４２】上記実施例１の糸を用いて１口編機で筒編
布をつくった。これらの結果を、表２に示した。次いで
染色したところ筒編み布を構成する糸中には大略５μｍ
／ケの間隔で多数の畝があった。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】なお、比較例２は、仮撚加工しない糸で上
記の条件と同一にしてつくった筒編布である。この表か
ら、実施例のものは、風合い，剛軟度，崇高性も良好で
あるのに比し仮撚加工しないものは不良であることがわ
かる。ここで、剛軟度は、ＪＩＳ−Ｌ１０９６に依っ
た。

【００４６】実施例５，比較例３ 上記実施例１の糸４本（Ｓ撚２種，Ｚ撚２種）を用い
て、４つ口シームレス編機により、パンティストッキン
グを試作した。比較として、Ｓ又はＺ方向の仮撚を与え
た２０デニール／６フィラメントのウーリーナイロン糸
を用いて同じ編機にて編んだ（比較例３）。編速度は、
６００ｒｐｍで実施した。ここで回復性とは、パンティ
太股部をヨコ方向に１００％伸長を５回繰り返した時に
８０％伸長時の５回目の往復時の応力比を表し、この値
が大きい方が回復性が良好であることを示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】この表から、本発明のストッキングは、編
面，風合い等で良好であることがわかる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリウレタンを芯に、繊維形成性熱可塑
   性ポリマーを鞘に、実質的に同心的に配した複合弾性フ
   ィラメントであり、該フィラメントがその繊維軸方向に
   １０〜１，０００回／ｍの範囲のＳ又はＺ方向の撚りを
   有し且つフィラメント表面に多数の畝を有することを特
   徴とするポリウレタン系仮撚糸。
2. 【請求項２】 請求項１記載のポリウレタン系仮撚糸か
   らなる繊維構造物。