JPH07166434A - ポリウレタン複合繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリウレタンとポリε−カプロンアミドの芯
鞘複合繊維で、ウレタンポリマーが糸表面に露出した糸
を紡糸するに際に、特定のポリアリルアミンを含有して
なる水系エマルジョンを付与した後、引き続き非水系油
剤を付与し、次いで巻き取る事を特徴とするポリウレタ
ン複合繊維の製造方法。 【目的】 糸の製造工程並びに加工工程での糸膠着及び
高摩擦力によるトラブルを、紡糸時に付与する油剤にて
解決し、糸製造時の操業性ならびに布帛品位に優れたポ
リウレタンとポリε−アミノカプロンアミドの複合繊維
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熔融紡糸法によるポリ
ウレタンとポリε−カプロンアミドの複合繊維の製造方
法に関する。更に詳しくは、複合繊維においてポリウレ
タンが糸表面に露出している糸を熔融紡糸する時に、紡
糸単糸間の膠着を防止し、後次工程での捲縮発現斑を減
少させ極めて捲縮均一性が良い糸を得ると共に、紡糸ボ
ビン上での糸間膠着を防止し、延伸工程での糸の解舒性
が良好で、延伸性に優れた糸を得る方法に関する。又、
この糸をストッキングの編み立てに供した場合、糸道ガ
イド類及び編み針との摩擦力が小さく、優れた製編性の
糸を得る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリウレタンとポリε−カプロンアミド
の複合繊維を得る方法として古くから各種の方法が考え
られており、代表的複合繊維として２成分が糸の長さ方
向に並列型に配置されているサイドバイサイド構造（特
公昭４９−１０２８３号公報）や、偏心的芯鞘構造（特
公昭５５−２２５７０号公報）が上げられる。これらの
複合繊維を製造する場合、ポリマー自信の粘着性及びポ
リマー中の活性イソシアナート基の相互反応による膠着
が激しいポリウレタンが糸表面に露出せず、ポリε−カ
プロンアミドの如く膠着が起こらないポリマーで完全に
包み込まれている芯鞘構造では膠着問題はなく、紡糸に
際し、一般に使用されている紡糸油剤をしておけば良
い。

【０００３】しかし、ウレタンポリマーが糸表面に露出
している芯鞘構造では前述のウレタンの膠着が極めて大
きく、この防止対策が製糸上の重要なポイントである。
このポリウレタンの膠着を防止する方法には、タルク，
シリカ，コロイダルアルミナ等の固体微粒子を水性また
は油性スラリーとして繊維に付与する方法、高級脂肪酸
の金属塩粉末を水又は鉱物油に分散させる方法（特公昭
４１−２８６号公報，特公昭４０−５５７号公報）高級
脂肪族カルボン酸，高級脂肪族アルコール，パラフィ
ン，酸化ポリエチレン等の常温固体のワックスを使用す
る方法（特公昭４３−２７２号公報，特公昭４３−９９
５５号公報，特公昭４４−８９０７号公報）、常温液状
物質としてポリアルキレノキサイド変性シリコン（特公
昭４４−８９０７号公報）、環状アミルシロキサン（特
公昭３９−２４８５８号公報）、アミノ変性シリコン
（特公昭４４−８９０７号公報）など多くの方法が提案
されている。

【０００４】しかし、ポリε−カプロンアミドとポリウ
レタンの複合繊維においては紡糸ボビンの捲形状保持の
ため、紡出糸条にある程度の水分を付与する事が必須で
ある。従って、水系エマルジョン油剤の使用が最も良い
方法であるが水系エマルジョンではウレタンの膠着防止
性が弱く、満足のゆく膠着防止性をえるためには非水系
油剤を使用せざるを得ない。

【０００５】非水系油剤を使用する場合でも紡出糸条へ
の水分の付与は必須であり、この水付与との係わりで、
非水系油剤単独では優れた膠着防止性が得られるもので
も、水分との関係で膠着防止性が低下したり、複雑な様
相を呈する。そのため、この非水系油剤と水系エマルジ
ョン油剤を混合使用する場合には、非水系油剤に極めて
優れた膠着防止性がある特種油剤を使用すれば良いが、
実生産を考えた場合、汎用性が乏しく、コストが高いも
のとなってしまう。従って、優れた膠着防止性を有し、
水系にて使用出来る油剤が望まれているが、この技術に
関する開示は見られない。

【０００６】一方、捲縮発現後に捲縮糸を編み立てる場
合、後次工程での糸道ガイド類の抵抗が大きいと、走行
張力の変動幅も大きくも大きくなり、微小な力で糸が伸
びやすい捲縮糸では糸道抵抗の変動のため編み斑が起こ
ったり、又編み針の摩擦並びに糸間の摩擦が大きいと編
み立て時の張力が高くない過ぎ、１０デニールや２０デ
ニールの如き細物糸の場合は高速回転のストッキングで
は糸切れが多発し問題が発生する。

【０００７】糸の平滑性を付与油剤にて改善し、原繊の
製造工程及び後次加工工程での糸切れを減少させる方法
としては、二塩基酸エステルを平滑剤に使用する方法
（特公昭４１−１６１６０号公報）、アルキレンキサイ
ドを付加した高級アルコールと高級脂肪酸のエステルを
使用する方法（特公昭４１−１７０３８号公報）、ヂメ
チルポリシロサン（特公昭４６−４４０号公報）が挙げ
られる。これらの方法はフラットヤーンの平滑性向上に
は効果はあるが、捲縮糸の如き、極めて小さな抵抗で伸
長する糸については効果が不十分であり、かつウレタン
の膠着を防止しつつ、捲縮糸の平滑性を満足できる方法
は未だ見いだされていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、糸の製造工
程並びに加工工程での糸膠着及び高摩擦力によるトラブ
ルを、紡糸時に付与する油剤にて解決し、糸製造時の操
業性ならびに布帛品位に優れたポリウレタンとポリε−
アミノカプロンアミドの複合繊維を得ることにある。

【０００９】熔融紡糸法によりウレタンポリマーとポリ
ε−カプロンアミドの複合繊維で、ウレタンポリマーが
糸表面に露出した複合構造の糸を製造する際、ウレタン
ポリマーの露出部分同志が化学的あるいは物理的に膠着
を起こす。この膠着が紡糸ボビン上で発生した場合は、
紡糸以降の後次工程で糸の解舒がうまく行かず、糸切れ
の原因となり操業性が低下する。

【００１０】又、この膠着がマルチフィラメントを構成
している各単糸間で起こった場合には、この膠着のため
偏心複合の作用による捲縮が発現し難い。したがって、
膠着のある部分では捲縮が弱く、又膠着がない部分では
捲縮が発現し易く強いという捲縮の部分斑が起こり、こ
の糸を用いた編地及び織物は捲縮斑により布帛表面の均
一性に欠け、品位の悪い布帛しか得られない。

【００１１】一方、ポリウレタンが糸表面に露出した糸
はポリウレタンの高摩擦特性が現れ、原繊製造工程並び
に後加工工程での糸道ガイド類との摩擦力が極めて高く
なり、糸切れ等のトラブルが発生し、満足がゆく操業性
が得られない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、紡糸時に付与する油剤組成について鋭意検討の結
果、ポリウレタンとポリε−カプロンアミドの芯鞘複合
繊維で、ウレタンポリマーが糸表面に露出した糸を紡糸
する際し、口金より吐出した糸に一般式

【化２】 で示されるポリアリルアミンを含有してなる水系エマル
ジョンを付与した後、引き続き非水系油剤を付与し、次
いで巻き取る事を特徴とする本発明に到達したものであ
る。

【００１３】本発明に使用されるポリアリルアミンは、
分子中に存在するアミノ基の活性水素が糸表面に露出し
たポリウレタンの活性なイソシアナート基と反応して、
その反応性をなくす事でイソシアナート基の化学反応に
よる膠着発生を押さえることが出来る。

【００１４】本発明に使用するポリウレタンは、熔融紡
糸に供する事が出来る熱可塑性ポリウレタンであればど
のような組成でも使用出来る。又ポリウレタンの伸縮物
性並びに耐熱物性を向上させるため、紡糸時にジイソシ
アナート化合物を混合紡糸で得られる物など、紡糸時に
何らかの変性を受けた物でも同様に使用出来る。

【００１５】熱可塑性ポリウレタンを構成するポリオー
ル成分としては、ポリエチレングリコール，ポリプロピ
レングリコール，ポリテトラメチレングリコール，エチ
レンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体など
のポリエーテル，ポリエチレングリコール，ポリプロピ
レングリコール，ポリテトラメチレングリコール，エチ
レンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体とア
ジピン酸などの二塩基酸とのエステル，ポリεカプロラ
クトン，ポリヘキサメチレンカーボネート，シリコンポ
リオールなどが挙げられる。

【００１６】又、ジイソシアナート成分としては４，
４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、４，４’−
ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート，イソホロン
ジイソシアナート，ヘキサメチレンジイソシアナートが
挙げられる。

【００１７】ポリεカプロンアミドはその分子量及び組
成を特に規定するものではないが、分子量が高すぎると
紡糸時の口金温度を高く特定する必要がある。その結
果、高温下の耐熱性が悪いポリウレタンの熱劣化が促進
され、ウレタンポリマーの粘度変動による紡糸での糸切
れ増加や、ウレタンポリマーの伸長弾性挙動の低下を引
き起こす。そのため、ポリεカプロンアミドはウレタン
ポリマーの耐熱劣化が起こらない程度に低温下の紡糸が
可能なものがより好ましく、通常、溶液相対粘度（９８
％硫酸１００mlにポリマー１グラムを溶解し２５℃で測
定）が２．０〜２．６のものが使用出来る。

【００１８】本発明の複合繊維を紡糸する際に付与する
水系油剤は、ポリアリルアミンのみを溶解した水溶液を
用いても良いし、糸への均一付着性を考え水溶液の浸透
性を上げるため浸透効果があるノニオン活性剤を併用す
るか、又は糸の平滑性を上げるため、鉱物油，脂肪酸エ
ステル，ジメチルシロキサンを主体としたポリεカプロ
ンアミドを紡糸する際に通常使用する油剤とポリアリル
アミンを混合使用しても良い。

【００１９】紡糸時に付与される水系エマルジョンの量
が多すぎると、紡糸巻き取り中に糸が膨潤伸長し、紡糸
ボビンの崩れを起こし、又この付与量が少なすぎると紡
糸時に糸の収縮が起こり、この場合も紡糸ボビンの変形
による崩れを起こし好ましくない。これらの紡糸上のト
ラブルがなく、良好な紡糸ボビンを得るためには水系エ
マルジョンを糸重量に対し５〜１３重量％付与する必要
がある。

【００２０】水系エマルジョンに引き続き付与される非
水系配合油剤は任意の組成の物が使用出来るが、糸への
均一付着のためと、紡糸時の油剤の粘性抵抗による糸の
ローラーへの巻き付き防止のため、３０℃の粘度は５０
ＣＳＴが好ましい。

【００２１】又、水系油剤に鉱物油や脂肪酸エステル、
ジメチルシロキサンなどの平滑財油財を使用しない場
合、粘度が５ＣＳＴ以下では、油剤の揮発性が高く、紡
糸後に糸表面から揮散消失し、糸の平滑性低下を招き好
ましくない。

【００２２】ポリアリルアミンの糸への付与量は、紡出
糸条の膠着状況により適宜設定するが、ポリアリルアミ
ンの付与量が多すぎると、糸の平滑性が悪くなるので、
０．５重量％以下、好ましくは０．３重量％以下がより
好ましい。

【００２３】

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。
本発明の効果を評価する方法として、膠着防止性の代用
特性である解舒張力，フィラメント分割抵抗力，編み立
て工程での平滑性の代用特性である対編針摩擦と対繊維
間摩擦の合力である編成張力を用いた。

【００２４】解舒張力 紡糸ボビンから２００ｍ／ｍｉｎの引き取り速度で、糸
を引き出した時の、ボビン表面から糸を引きはがすのに
要する張力を言い（図１）、本方法で糸長１０００ｍ当
たりの最高張力２０点の平均値をもって解舒張力とす
る。

【００２５】フィラメント分割抵抗 紡糸ボビンから５０ｍ／ｍｉｎの糸速で糸を送り出した
時、図２に示す如く、繊維束を２分割するように差し入
れた分割バーにかかる抵抗の内、糸長１５００ｍ当たり
に突発的に発生する０．５ｇ以上の張力値の発生回数を
比較する。

【００２６】編成張力 図３に示す糸走行方法で編み針と糸並びに糸同志を６０
０ｍ／ｍｉｎで摩擦した時の、初張力５ｇの時の二次張
力を編成張力とする。

【００２７】実施例１ ポリエーテルとして数平均分子量２０００のポリテトラ
メチレングリコール、ジイソシアナート化合物として
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、鎖伸長
剤として１，４’−グタンジオールから成るショアー硬
度９０の熱可塑性ポリウレタン弾性体と相対粘度が２．
３のポリカプロンアミドとを、別々に熔融した後、公知
の口金を用い、両成分の接合比率が５／５になるように
接合し、ポリウレタンの露出部分の繊維断面外周により
対する占有率が１５％の複合繊維を熔融紡糸した。

【００２８】紡糸口金より押し出され、ボビンに巻き取
られるまでに、数平均分子量５００００のポリアリルア
ミンを３重量％溶解した水溶液を、糸に対し１０重量％
付与した後表１に示す油剤Ａ及び表２に示す油剤Ｂの非
水系油剤を糸に対し２％付与し、次いで単糸７０デニー
ルの未延伸糸を６００ｍ／ｍｉｎで巻き取った。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】巻き取った未延伸糸を延伸ゾーンの下部に
長さ１メートルの中空ヒーターを設置した延伸連続弛緩
熱処理機を用い、延伸速度５００ｍ／ｍｉｎ、延伸倍率
３．５弛緩率１８％、中空ヒーター温度１３５℃の条件
で延伸弛緩熱処理した糸を得た。

【００３２】これらの糸を採取する各工程において、油
剤の優劣を判断するため、紡糸ボビンの解舒張力，紡出
未延伸糸のフィラメント分割抵抗力，編成張力を評価し
た。その結果を表３に示す。

【００３３】本発明の比較例として、ポリアリルアミン
水溶液を紡糸後に付与しない場合の例として、非水系油
剤のみを使用した場合、及びナイロンフィラメントを紡
糸する際に、一般に使用される汎用油剤（９０秒鉱物油
６０重量％，オレイルアルコールエチレノキサイド５モ
ル付加物２０重量％，ポリエチレノキサイド７モル付加
オレイン酸エステル１５重量％，セチルホスフェートカ
リ塩５重量％の配合油剤の３重量％エマルジョンを糸に
対し１０重量％付加）のみを使用した場合について、同
様に糸を採取し評価した。

【００３４】

【表３】

【００３５】本発明のポリアリルアミンを使用すること
で、当化合物を使用しない場合に比べ編成張力がやや大
きくなるが、目的の優れた膠着防止性が得られた。

【００３６】本発明の糸はフィラメント間の膠着が少な
いため、膠着部による捲縮発現性の低下も見られず、極
めて均一な捲縮糸が得られ、本発明の糸を用いた編み地
は編み目の美しいものであった。

【００３７】

【発明の効果】以上に述べた如く、本発明のポリウレタ
ン複合繊維の製造方法によれば紡糸ボビン及びフィラメ
ント間の膠着がないため、紡糸ボビンの後次工程での解
舒性不良による糸切れが少なく、又膠着部による捲縮発
現性の低下も見られず、極めて均質高品質の捲縮糸が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】解舒張力の測定方法を表す図である。

【図２】フィラメント分割抗力の測定方法を表す図であ
る。

【図３】編成張力の測定法を表す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｄ０６Ｍ 101:38

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリウレタンとポリε−カプロンアミド
   の芯鞘複合繊維で、ウレタンポリマーが糸表面に露出し
   た糸を紡糸するに際し、口金より吐出した糸に一般式 【化１】 で示されるポリアリルアミンを含有してなる水系エマル
   ジョンを付与した後、引き続き非水系油剤を付与し、次
   いで巻き取る事を特徴とするポリウレタン複合繊維の製
   造方法。