JPS6119809A - ナイロン６極細繊維 - 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、機械的性質、熱安定性、染色特性および巻取
性にすぐれた編織物用に好適なナイロン６極細繊維に関
する。

〔従来の技術〕

従来、ナイロン６極細繊維をＵＹ−ＤＴ法（紡糸後一旦
巻取り、その後延伸する方法）、直接紡糸延伸法および
高速紡糸法により製造するのが一般的である。

ＵＹ−ＤＴ法で製造した場合、押出孔より紡出されたｇ
　ＩＪマは冷却され、未延伸糸にしてボビンに巻き取ら
れる。この巻き取られた未延伸糸は、機械的にも不安定
で、特に吸湿量に対して・の依存性が大きい。このため
、延伸した場合、未延伸糸の吸湿量により、延伸斑全生
じる。これによって、強度斑また染色した場合乗置を生
じる。

また、従来のポリアミド繊維の直接紡糸延伸方法は、例
えば特公昭４Ｂ−２０２６８号公報、特公昭４６−２２
８８６号公報などに示されるように、第１引取ローラ対
と第２引取ローラ対とで糸条を延伸し、加熱された第２
引取ローラ対で該糸条を熱固定するという方法が一般的
である。

この方法にあっては、第１引取ローラと第２引取ローラ
との間の延伸点は雰囲気によって不安定になるので、延
伸点固定のための様々な手段がとられている。

例えば、第１引取ローラ全加熱したり、第１・第２引取
ローラ間をある温調条件にコントロールしたりする。し
かし、かかる方法は、実際は制御が難しく、従って工業
的採用は困難である。

従って、従来知られている直接紡糸延伸方法によるナイ
ロン６極細繊維の製造にあっては、延伸バラツキ全抑え
難く、巻取糸の強度斑および装置を回避することが難し
い。

また、高速紡糸法によりナイロン６極細繊維を得る方法
として、特公昭４８−１７０６５号公報が知られている
。この方法は、２，５００〜４，５００％の速度で０２
５〜２５％伸長下に巻取る方法であるが、０５５よりも
低い非晶部配向（テ）および０，３％よりも低い乾熱収
縮応力のナイロン６極細繊維しか与えず、これによれば
、実施例にも示されるように、高々４．８６％の強度の
繊維しか得られず、さらには染色堅牢性の劣るものしか
得られない。

ナイロン６極細繊維には触れてけいないが、高速紡出し
、次いで加熱域で延伸する高速直接紡糸延伸法も特公昭
５８〜３０４８号公報で知られている“が、この方法で
は、加熱延伸による繊維内部歪みが緩和されずに巻取り
が難しい。

上述の如く、従来法により得られるナイロン６極細繊維
は、強度や染色堅牢性が低いという欠陥を有する。繊維
の強度を上げるには、配向度や結晶化度を高くする必要
があり、このためＵＹ−Ｄ’Ｉ’法、直接紡糸延伸法で
は延伸倍率を上げたり、高速紡糸法では巻取速度をさら
に速くしたりする方法が考えられるが、これによればナ
イロン６繊維の伸度が減少し、適正な伸度水準である４
０％よりも低くなり、しかも内部歪みが大きくなること
に起因して、遅延回復率が高くなってしまう。

特に、直接紡糸延伸法や高速紡糸法では、チーズワイン
グーで巻取り途中、パーツケージの端面ふくらみが大き
くなり、巻取り不能となるという問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題は、機械的性質にすぐれ、とりわけ強度が
高く、かつ適正な伸度水準を維持し、さらに染色堅牢性
、熱安定性、・−巻取性にすぐれたナイロン６極細繊維
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の課題は、下記の要件Ａ　−Ｆを満足しているナ
イロン６極細繊維： Ａ　ナイロン６の硫酸相対粘度　：２．５〜３．４Ｂ　
単糸繊度　（デニール）　　：　　０．８〜１，５り　
・ Ｆ　５％伸長時応力　（１）　　、　　１．５〜ａ、。

により達成された。

そして、かかるナイロン６極細繊維は、硫酸相対粘度が
２．５〜３．４であるナイロン６ポリマを、口金吐出孔
より単孔当たり０７（以下の吐出量で溶融吐出し、固化
点温度以下に冷却した後、糸条の張力０．５〜１．２’
／　　となる点を入口とする（Ｔｍ　−８０）〜’ｒｍ
’ｏ　の温度の加熱雰囲気中を、０．０１〜０．１秒間
通過させ、油剤を付与した後、（Ｔｍ−ｔｏｏ）〜（Ｔ
ｍ　　２０）’０の温度に加熱したロール上を０００８
〜０．１秒間通過させ、巻取速度４０ｏｏ〜５，５００
　％で巻取ることにより得られる。

ここでＴｍとは、ナイロン６の融点全意味する。

〔作　用〕

ナイロン６ぎリマの硫酸相対粘度は、２．５〜３．４の
範囲にあることが必要である。この値が２．５未満であ
ると、繊維の配向および結晶化が進み易くなり、巻取糸
の伸度が低下し、編織物用として適正な伸度水準を得る
ことができない。

また、この値が３．４を越えると延伸が進めにくくなり
、強度が低下してしまって好ましくない。

従って、本発明にあっては、高い強度、適正な伸度を達
成するために、ナイロン６ポリマの硫酸相対粘度を２．
５〜３．４にしなければならない。

本発明では、螢光偏光法で測定される非晶部配向（７）
は、０５５以上であることが必要である。

（Ｆ）は繊維内部構造の非晶部分の配向度を示すもので
ある。染色堅牢性のすぐれた繊維とするために、この値
を０５５以上とする必要がある。

本発明によれば、ＪＩＳ法の３級以上の染色堅牢性を達
成することができる。

一般に極細繊維は、染色堅牢性が悪いが、本発明の特定
の製造方法に従えば、極細繊維であるにもかかわらず、
染色堅牢性のすぐれた繊維が得られｔｏ 本発明にあっては、Ｘ線回折回転法で測定されるγ型結
晶混在率は３５％以下である必要がある。

一般に、高速紡糸により得られたナイロン６繊維の結晶
構造は、主にγ型結晶構造であり、Ｘ線回折回転法で測
定されるγ準結晶構造混在率は４０％を越える。そして
、熱的に不安定である。

本発明にかかるナイロン６極細繊維は、熱的安定性が高
い。本発明のより好ましいγ型結晶混在率は２５％以下
である。

本発明では、織物緯糸の収縮斑およびパッケージへの巻
取性の点から、１００℃、２％オーバーフィード下で連
続的に測定される乾熱収縮応力は０．８〜ｏ、ｓ’４で
ある必要がある。ｏ、ｓ％未満では、繊維の強度が下が
りすぎたり、また、繊維膨潤により良好なパッケージが
得られない。

０．８％を越える場合、収縮が高すぎ、緯糸の収縮斑が
生じたり、巻締まりによるパッケージつぶれが起きたり
する。これには、油剤付与後の加熱ロールの効果が大き
い。すなわち、油剤付与後の加熱ロールの温度が（Ｔｍ
−１００）℃未満あるいは通過時間が０．００８秒未満
の場合は、収縮が高すぎ、収縮斑が生じたり、巻締まり
によるパッケージつぶれが起きたりする。温度が（Ｔｍ
−２０）℃を越えたりする場合、繊維融着がおこるので
好ましくない。

本発明では、５％伸長時応力が１．５〜ａ、Ｏζである
ことにより、編織物用繊維として力学特性は良好なもの
となる。

１．５％未満の場合、伸度が大きすぎ、編織物用として
不適である。また、３．０ζ全越える場合、伸度が下が
りすぎて、製糸性が悪くなる。

ここでいう極細繊維の単糸繊度は０８〜１．５ｄの範囲
をいう。すなわち、０．８ｄ未満は複合繊維として、後
で溶出する方法で得ることはできるが、単独紡糸法では
製糸性の点で困難である。

また、１．５ｄを越える場合、布帛のソフト感や布帛の
高密度性など、極細繊維と、して良さを生かすことはで
きない。

本発明にかかるナイロン６極細繊維は、上記したような
特別の方法により得られる。要約すれば、その方法は、
冷却固化後で高い糸条張力（０，５〜１．２ζ）となる
点から、特定の第１加熱域全特定時間通過させ、次いで
油剤付与−後、特定の温度の加熱ロール（第２加熱域）
を、特定時間通過させること全ポイントとする。

さらに詳しく説明すると、まず、硫酸相対粘度２．５〜
３．４であるナイロン６ポリマを、口金吐出孔より単孔
あたり０．６　％以下の吐出量で溶融吐出して得られる
紡出直後の糸条は、冷却風吹きつけあるいは空冷のよう
な通常の冷却装置により、前記ポリアミドの固化点温度
以下に一旦冷却される。

この冷却を行なう前に、糸条にナイロン６融点以上の高
温加熱域を通すことは、繊維太さ斑を生じるので好まし
くない。次いで、第１加熱域で加、熱されるが、第１加
熱域の入口は、糸条が固化点に達する位置より下方であ
り、かつその点における糸条の張力が０５〜１．２％で
ある必要がある。

この張力がｏＪ未満の場合、延伸効果は不十分であり、
糸条の糸特性（力学特性、染色特性など）は向上しない
。ｔ２％を越える場合、糸条間の延伸バラツキが大きく
なって糸斑になる。

また、第１加熱域の入口に糸条を案内するガイドを設け
る場合、該ガイドは糸条との接触ができるだけ小さくな
るような形状が好ましく、かつ接触摩擦係数が低く、か
つ摩耗強度の高い材質、例えば表面粗度が１〜３Ｓのセ
ラミックガイドが好ましい。

第１加熱域をなす加熱雰囲気を形成する装置としては、
糸条の非接触加熱装置であればいかなるものでもよいが
、なかでも円形断面の加熱管が好ましい。該加熱管の内
径は、糸条が管に接触せずに通過するのに十分な大きさ
が必要であり、１糸条あたり５〜ｓｏｗｓの内径？有す
ることが好ましい。管の長さは、糸速４，０００〜５．
５００７に勢の場合で、糸条の管通過時間が０．０１〜
０１秒となる長さが必要である。好ましくは５０〜５０
０　Ｃｍである。さらに望ましくは１５０〜３００ｃｍ
である。

第１加熱域の温度は（Ｔｍ　−８０）’Ｏ〜（Ｔｍ）”
０の範囲にあることが必要である。なお、Ｔｍは、前記
ポリアミドの融点をさすものであり、例えば、ナイロン
６ホモポリマのＴｍは約２１５℃である。（Ｔｍ−ｓｏ
）”ａ未満の温度では、熱処理効果が少ないため、得ら
れる繊維の機械的性質の向上が十分でなく、かつ染色特
性の向上も十分でない。また（Ｔ−）’Ｏを越える温度
では、走行糸条間で融着が発生し、安定巻取りができな
い。

第１加熱−をなす加熱雰囲気としては、好ましくは空気
であるが窒素でもよい。また、管内の加熱雰囲気は糸条
による随伴気流およびそれに伴う乱流以外は静止雰囲気
でもよいが、加熱気体を糸条の上流から積極的に導入し
た方が好ましい。

第１加熱域を通過させた後に、糸条に給油する油剤とし
ては、濃度２〜１５重量％のエマルジョン型油剤でも良
いが、鉱物油と界面活性剤の混合物全主体とする非含水
型油剤を用いる方が好ましい。

油剤付与後に通過させる加熱ロールの温度は、（Ｔｍ−
１００）〜（Ｔｍ−２０）’Ｏである必要がある。

この第２加熱雰囲気での糸条の通過時間は、０．００８
〜０．１秒である。

すなわち、油剤付与後の加熱ロールの温度が（Ｔｍ　７
１ｏｏ）”０未満あるいり通過時間が０．００８秒未満
の場合は、収縮が高すぎ、収縮斑が生じなり、巻締まり
によるパッケージつぶれが起きたりする。温度が（Ｔｍ
−’２０）’Ｏを越えたりする場合、繊維融着が起こり
、製糸不能となる。通過時間が０．１秒を越える場合、
糸道安定性が悪く、また糸切れが多発し、製糸性が悪い
。

なお、゛加熱ロールは１個でも多数個でも良いが、１個
の鏡面ロールでも通過時間、温度が満足される条件であ
れば問題ない。

第２加熱域通過後に４，０００％以上の巻取速度で巻取
る際の巻取張力は、０．０５〜０．３％の範囲内である
ことか好ましい。０．０５騒未満では、引取ローラなど
に巻取られたり、トラバース装置から糸条がはずれたり
して、ドラムあるいはボビンに巻取ることが困難である
。また、０８騒を越えると繊維の残留歪みが大きくなり
すぎて、良好なパッケージフオームが得られ１カ）つた
り、あるいはパッケージの中央と端面とで繊維特性差が
大きくなりすぎて、製品不良を生じるなどの問題がある
。さらに好ましくは０４１〜０．２％である。

糸斑が小さく、機械的性質、染色特性のすぐれた繊維を
得るためには、巻取速度は４，０００〜５．５００　％
の巻取速度範囲である。

本発明に用いるナイロン６は、ポリカプロアミドをさし
、大幅な物性変化のない程度の共重合や艶消剤９着色剤
、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、充填剤２ｇ＆湿剤、その
他の添加物全含有してもさしつかえない。

本発明法によると、結晶部分の配向が十分に進んでいて
、かつ、非晶部分の配向の乱れもないすぐれたポリアミ
ド繊維が得られるのであり、すなわち、得られた繊維は
、機械的特性、熱的性質、染色特性にすぐれ、かつ、遅
延回復率の低いものであった。従って、チーズワイング
一方式で良好なパッケージを形成することができ、紙ボ
ビンに巻いても紙ボビンがつぶれることもなく、また、
織物にした後に収縮斑音生じることもなかつな。

また、本発明だと非接触の熱延伸であり、一定温度の加
熱雰囲気内を糸条関着なく通過することにより、延伸斑
が小さくフィラメント間の繊度２強度、伸度バラツキが
小さいことがわかった。

本発明にかかるナイロン６極細繊維は、衣料用繊維、例
えば、トリコット、九編用、織物タテ糸用、織物ヨコ糸
用などに好適である。

本発明における測定法全以下、説明する。

ｅ　非晶部配向度（Ｆ） ３　Ｃｍ長はどの繊維を各単糸に分繊し、それを螢光剤
Ｗｈｉｔｅｘ　Ｒ，Ｐ−０，２％ｏｗｆ水溶液中に２時
間室温で浸漬する。その後、水洗、風乾して、日本分光
工業ＫＫ製Ｆ’０Ｍ−１型偏光螢光光度計のサンプル台
に０５％の張力をかけて、クリンプをのばＬｌはりつけ
、非晶部分に結合した螢光側分子から放射される螢光の
偏光角度分布を連続的に測定する。

非晶部配向度（Ｆ）は、繊維軸方向の螢光偏光強度全ａ
、繊維軸に対し垂直方向の螢光偏光強度をｂとしたとき
、　？　−１−３２によって算出され、各試料とも、８
本のサンプルについての平均値を７とした。

・　　γ準結晶混在率（Ｃ） 試料をひきそろえ、３　ｃｍ長４０ｒｎｇで１順幅の繊
維束にし、理学電気社製Ｄ８−Ｆ型のＸ線回折装置から
発するＸ線を照射する。その際、試料全照射線に対し垂
直平面上で回転させながら、カウンターを照射線に対す
る角度で３０度から５度までスキャンして回折強度曲線
を求め、その回折積分強度の３Ｑ度から１５度までをＡ
Ｓ１５度から８５度までをＢとし、１を面積重量法によ
り求める。

一方、ヨウ素処理により得た完全ｒ型結晶繊維と熱処理
に、より得た完全ｄ型結晶繊維とを、重量混合比を変化
させて混合したサンプルについて１を測定し１その重量
混合比Ｃと１とのグラフをあらかじめ作り、そのグラフ
より、前記試料について求めたＸに対応するｉ゛型結晶
混在率（０）を読み取ることにより求める。

・　　乾熱収縮応力（乞） 東しく株）製ＦＴＡ−５００装置を用いる。巻取糸条ド
ラムより糸条を解舒しつつ、フィードロールに供給する
。フィードロールは５）の速度で回転しＣおり、フィー
ドロールとドローロールとの間に２Ｑｃｍ長の加熱管（
１００℃に加熱）ｆｔおき、そのフィードロールとドロ
ーロールとの間（２％のオーバーフィード２加える。

加熱管の後に張力計を設置し、糸条の張力を測定する。

その張力の５分間の平均全測定糸条繊度で割ったもの全
乾熱収縮応力と呼ぶ。

＠　　５％伸長時応力（ｇ／ＣＸ） インストロンを用い、ストレスストレインカーブＰ描か
せる（条件：試技５Ｑｃｍ、引張速度５０°へ、チャー
ト速度５０°萎）。その５％伸長時の強力を測定糸条繊
度で割ったものを５％伸長時応力と呼ぶ。

・　染色堅牢性 各原糸を筒編地にし、下記条件で精練、染色、ワックス
処理後、洗濯堅牢度（色落ち）をＪ工Ｓ規格により試験
した。３級以上を合格とする。

（ａ）　　　精　　　　　練 サンデッドＧ！１１００　　　　　：　　　１．０　　
％ソーダ灰　　＝０．５ζ 浴　　　　　　比　　　　　：　　　１：５Ｑ温度Ｘ時
間　　：　　６０’ＯＸ２０ｍｉｎ（ｂ）　　　染　　
　　　色 Ｘｙｌｅｎｅ　Ｆａｓｔ　Ｂｌｕｅ　Ｐ　：　１％ｏｗ
ｆアミラジン　　：　３％ｏｗｆ 酢　　　　　酸　　　　：　　１　％　ｏｗｆ浴　　　
　　　比　　　　　：　　　１：６Ｑ温度Ｘ時間　　：
９５℃Ｘ６０ｍ１ｎ （Ｑ）　　　フィックス処理 ナイロンフィックスＴＨ：　　　４　　％　ａｗｆギ　
　　　　　酸　　　　　＝　　１　％　ＯＷｆ浴　　　
　　　比　　　　　：　　　１：６０温度Ｘ時間　　＝
８０℃×３Ｑｍｉｎ 〔実　施　例〕 ・　実施例１ 第１表に示す硫酸相対粘度を有するナイロン６ポリマ（
酸化チタン０３％含有）を、溶融温度２７０℃で溶融後
、直径０２鴎、孔数６８個の吐出孔から吐出した。吐出
量は３９，３７４とした（単孔あたり０．５８ケ）。

紡出糸条を温度１８℃、風速３０）の冷却横風で冷却後
、上部集束ガイドを経て、吐出口金から３ｍの位置に入
口をもつ加熱管（温度２００℃、管長１２０Ｃｍ、管内
径１．５　ｃｍ　）に糸条を案内した。

加熱Ｗに上流から２００℃加熱した空気を５０　Ｎ％の
流量で流した。その後、給油ガイドによってストレート
型油剤を、糸条に対し３．５％付与した後、表面温度１
８０℃の加熱ローラに、通過時間０００６秒通過させ、
５，０００〜で巻取った。その結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、ナイロン６の。

硫酸相対粘度が２４０と低い場合、糸条の配向結晶化が
進みすぎ、満足な伸度を与え弓°゛。

また８、５０と高い場合、強度が低くかつ５％伸長時応
力が１．５１に達しない。

本発明（実験Ａ２および３）では、強度が高くかつ強伸
度のバランスがよく、他の゛物性も満足すべきす”イロ
ン６極細繊維が得られる。

・　実施例２ ナイロン６チップ（硫酸相対粘度ηｒ２．６０）を溶融
温度２７０℃で溶融後、直径０．２１１１１　、孔数６
８この吐出孔から吐出した。吐出量は８４　ｇ４（単孔
あたりｏ、５．％）とした。その後の冷却、加熱は、実
施例１と同様にして行なった。

比較のために、第１加熱域を省略した実験名６および７
を行なった。結果を第２表に示す０ 第２表から明らかなように、実験屋５（本発明）に比較
して、実験Ａ６および届７は、強伸度のバラツキが大き
く、かつ染色堅牢性が低い。さらに比較例では、５％伸
長時応力が満足すべき値にならない。本発明にかかるナ
イロン６極Ｍ繊維は、強度および伸度が斑が少なく、強
度、染色堅牢性のいずれも高く、かつ５％伸長時応力も
満足すべきものである。

実施例３ ナイロン６チップ（硫酸相対粘度ηｒ　−２，６０）を
溶融温度２７０℃で溶融後、孔数６８個の吐出孔から吐
出し、単・糸繊度を巻取速度４，５００１で０．７　ｄ
、　１．Ｏｄ１６．Ｏｄとなるよう、吐出量を調整した
。その後の冷却、加熱は、実施例１と同様にして行なっ
た。その結果全第８表に示す。

第　　　　３　　　　表 第８表に示したように、単糸繊度が小さいほど強度が高
くなることがわかる。

〔発明の効果〕

７本発明にかかる新規なナイロン６極細繊維によれば、
強度力量高く、強伸度バランスにすぐれ、熱安定性が良
好で、染色堅牢性および巻取性にすぐれた衣料用編織物
に好適な繊維が提供される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の要件Ａ〜Ｆを満足しているナイロン６極細繊維： Ａ　ナイロン６の硫酸相対粘度：２．５〜３．４ Ｂ　単糸繊度（デニール）：０．３〜１．５ Ｃ　螢光偏光法で測定される非晶部配向（＠Ｆ＠）：０
   ．５５上 Ｄ　Ｘ線回折回転法で測定されるγ型結晶混在率（％）
   ：３５以下 Ｅ　１００℃、２％オーバーフィード下で連続的に測定
   される乾熱収縮応力（ｇ／ｄ）：０．３〜０．８ Ｆ　５％伸長時応力（ｇ／ｄ）：１．５〜３．０