JPS63105118A - 多成分繊維の延伸方法 - 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） 本発明は多成分繊維のマルチフィラメントの新規な延伸
方法に関するものである。

（従来の技術） 従来の多成分繊維の延伸方法は、いわゆる単成分繊維に
対して使われる方法を経験的に適用していることが多か
った。しかし多成分繊維では、湧常それを構成する各成
分の延伸挙動が異なるため繊維内すべての成分を、同時
に最適な条件下で延伸することは極めて困難であり、従
来のような方法では一般には使用条件で最も延伸性の悪
い成分が多成分繊維の限界となる延伸倍率に対して支配
的に働（ため、他の成分が不完全な延伸状態のままで本
来多成分繊維に期待されるべき機械的特性を十分に活か
しきれずにいた。特に−成分に非晶性高分子を用いた多
成分繊維の延伸において、該非晶性高分子が十分に軟化
しないような温度条件で延伸を行うと該非晶性高分子の
脆性に起因する極めて低い延伸性が多成分繊維の延伸倍
率を支配するため満足のいく延伸は不可能であった。こ
れを無理に高倍率に延伸すれば該非晶性高分子がひび割
れたり、馴染みにくい高分子間界面が剥離するなどの理
由で繊維が失透白化したり延伸むらなどが発生して機械
的性質が著しく低下する上、繊維表面がざらざらになっ
て延伸ガイドなどに対する工程通過性が悪化するなどの
理由により実用に供さなくなる。

一方、特公昭４１−７８９３号公報に記載されたように
、該特許において融点以上と称するごとき温度条件、つ
まり非晶性高分子が十分に軟化するような温度条件を用
いることで高倍率の延伸が可能になることが見出されて
いる。しかし、これを直接二本以上のマルチフィラメン
トの延伸に適用した場合には、非晶性高分子の持つ高い
接着性により華糸間で著しく融着が起こり、これが後工
程に対して致命的欠点となる上、実用的にも大きな問題
となるため、工業的には操業不可能であった。

ここで問題となる融着を防ぐためには、非晶性品分子が
軟化はするが融着はしないといった温度条件において延
伸を行う必要があるが、前記のごとき失透白化する現象
を考慮して最適な温度条件を見つけることは非常に難し
く、特に迫糸数の多い太デニールのマルチフィラメント
を延伸する場合には均一に７ＪＩＩ熱することの困難さ
が加わるために、最適条件下ですべての糸を均一に延伸
することはほとんど不可能である。このような多成分繊
維の融着を防ぐことを考徹した延伸方法に関する発明は
これまでほとんどなかった。ただ特公昭４８−２５３６
号公報、特公昭５５−３６７２３号公報などで一部記載
されているが、いずれも温度条件を限定するのみで、こ
れらは前記のごとき理由からマルチフィラメントで連用
できるような根本的解決手段とはなっていない。

（発明が解決しようとする問題点） これまで記してきたように、従来の技術では本発明で言
うような一成分に非晶性高分子を用いた多成分繊維のマ
ルチフィラメントを、前記のごとき失透白化する現象と
してみられる繊維の劣化現象や繊維間の融着現象などの
加工あるいは使用上の明害要因となる現象が発生するこ
となしに、多成分繊維を構成する各成分の特性を同時に
十分発揮するような延伸を行うことは不可能であった。

しかし従来は、このことがかかる多成分繊維の特殊性に
起因するやむをえぬ問題として、その用途や効果の方を
′Ｅ？４Ｈして使用するという消極的な対応を取ってい
た。

本発明は以上のごとき従来技術の問題点を解決すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨は次の通りである。

すなわち、少なくとも一成分に非晶性高分子を含みかつ
少なくともその一部が繊維表面に露出する形態の多成分
繊維のマルチフィラメトを延伸する方法において、該非
晶性高分子の軟化温度以上の温度において軌的に変化し
ない物質を繊維表面に付与した後、該非晶性高分子の軟
化温度以上の温度で延伸を行うことを特徴とする多成分
繊維の延伸方法である。

本発明で言う多成分繊維の形態としては、複合型繊維と
して、芯鞘型、バイメタル型、海鳥型などの高分子相互
配列型、あるいはこれらの中間的形態などがあり、さら
にこれらの断面を変形させた形態などもある。複合型繊
維以外では、ポリマーブレンドがある。さらには複合型
ｔ４＠Ｗとポリマーブレンドを組み合わせた形態もある
。いずれの形態でもよいが、繊維断面内での各成分の分
散が高いものではより効果が発揮される。またこれらの
多成分繊維において、非晶性高分子は少なくともその一
部が繊維表面に露出していればいずれの成分であっても
よく、さらに繊維表面に露出する部分の多い場合には単
糸間で非晶性高分子の接触が多くなりより効果的である
。

本発明で言う非晶性高分子は、ポリスチレン、ポリビニ
ルトルエン、ポリクロロスチレン、ポリジクロロスチレ
ン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステ
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリスルホン、ポリエーテルスル
ホン、ポリカーボネートなどおよびこれらの二元以上の
共重合体、あるいはこれらとアクリロニトリル、ブタジ
ェン、水添ブタジェン、ビニルフェニルエーテル、無水
マレイン酸などとの二元以上の共重合体、さらにこれら
にポリブタジェン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン
、ポリエチレングリコールなどをブレンドしたもの、あ
るいはイソフタル酸、メタフェニレンジアミン、２．４
．４−　）リメチルヘキサンジアミンなどを原料とした
非晶性ナイロン、さらにアイオノマーなどの完全非晶性
あるいは低結晶性のいわゆる非晶性高分子ならどのよう
なものであっても木質的には良いが、好ましくは溶融紡
糸性の良好なものが多成分繊維形成上望ましく、特に溶
融時の熱安定性および流動性に優れている主としてポリ
スチレンからなる非晶性高分子の場合は好ましい。

これら非晶性高分子は、一般にいわゆる結晶性の高分子
のように明瞭な融点を持たず、加熱に対しては可塑性を
徐々に増しながら流動するようになる。このような非晶
性高分子の軟化する温度は工業的には加熱変形温度、ビ
カット軟化点などで表現され、また分子運動的な立場か
らはガラス転移点として表される。それらの測定方法も
種々考案されているが、いずれも測定基準が異なるため
必ずしも一致しない。さらに非晶性高分子の軟化現象は
、応力を加える速度によってもその挙動が変わるため実
質的な軟化温度を明示するのは非常に難しい。本発明で
は上記の理由から非晶性高分子の軟化温度をあえて特定
な温度として表現することは避ける。本発明において問
題となるのは実質的な延伸が行えることであり、この指
標としては従来技術のように単に延伸温度のみを上げて
延伸した時に、多成分繊維を構成する非晶性高分子が融
は合って単糸間に融着が起こる温度を下限と考えればよ
い。さらに単糸間の融着は実際には延伸温度と同時に延
伸速度の影響も受けるため多様に変化する。しかしなが
ら、本発明の効果は、このような単糸間の融着が起こる
延伸条件下で初めて発揮されるものである。すなわちそ
のような延伸条件においてのみ非晶性高分子は十分な可
塑性を示し、本発明で言うところの多成分繊維の良好な
延伸が可能となる。

ここで単糸間の融着は、繊維に化学的に影響しない水な
どの液体中での解繊性や顕微鏡観測で明らかにできる。

本発明ではさらに、上記したような延伸条件で多成分繊
維の単糸間の融着を防ぐために、非晶性高分子の軟化温
度以上の温度で熱的に変化しない物質、すなわち多成分
繊維を構成する非晶性高分子の延伸時における軟化温度
以上の温度において軟化、融解、分解、蒸発、昇華など
の起こらない物質を多成分繊維の表面に付与することを
特徴としている。このような物質としては、無機物、有
機物、あるいはこれらの混合物のあらゆる種類の物質で
あって、固体あるいは若干の流動性がある物でもよいが
、少なくとも多成分繊維構成物質に対して化学的に影響
のない物質が望ましい。このような物質としては、例え
ば二酸化珪素、雲母、黒鉛、タルク、アルミナ、ジルコ
ニア、アルミニウム、亜鉛、弗素樹脂、シリコーン樹脂
、ポリイミドなどが、多成分繊維を構成する非晶性高分
子の軟化温度に応じて用いられる。また多成分繊維に付
着する形態は、粒子状や鱗片状で付着する形態あるいは
被膜を形成する形態などどのようなものでも良いが、多
成分繊維の５０％以上を被覆した場合には被覆効果が高
いのでより好ましい、またそれ自身が多成分繊維の延伸
を阻害しない場合が好ましいことから、粒子や鱗片状の
場合には個々の長径が１００ｍμ以下が、また被膜の場
合には厚さ１０μ以下がより好ましい。

熱的に変化しない物質の付与方法としては、例えば、単
独または一般に使用される製糸油剤と混合して溶液や分
散液に調整したものを従来の油剤付与方法によって紡糸
時に付与する方法や、紡糸後にその液中に浸責したりこ
れらをスプレーする方法などが用いられる。

本発明において、延伸段数は一段のみであっても高倍率
に延伸することはできるが、多成分繊維を構成する各成
分の塑性が大きく異なる場合や成分間の馴染が著しく悪
い場合には、一度の変形量を小さくできることから二段
以上の多段延伸がより好ましい。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１゜ 海成分にスチレン−アクリロニトリル共重合体（９０：
１０）を用い、島成分に６ナイロンを用いて島の本数を
３６本にした海鳥型複合繊維を、紡糸温度２７５℃、巻
き取り速度１４００　ｍ／ｍｉｎで紡糸した。この時の
単糸繊度は１５．３デニールであった。紡糸時に油剤と
して用いたリン酸エステルナトリウム塩８０％、ベタイ
ン系活性剤２０％組成物の６．０％水溶液に、融着を防
ぎ熱的に変化しない物質として粒径４０〜５０ｍμの二
酸化珪素を温度５．０％になるように濃度２０％のコロ
イダルシリカ（スノーテックス２０Ｌ）から８周整し混
合して繊維に付与した。繊維に付着した二酸化珪素は単
位繊維重量当たりおよそ１．０％であり繊維表面にほぼ
均一に付着していた。この繊維をおよそｌＯ万万一ニー
ルなるように合糸した後、スチレン−アクリロニトリル
共重合体（９０：１０）の実質的な軟化温度以上である
２２０℃の過熱スチームを加熱媒体として延伸速度１０
０ｍ／ｍｉｎで４．５倍に延伸した。得られた繊維の単
糸繊度は３．５デニールであり単糸間の融着は光学顕微
鏡下で観測してもまったくみられなかった。またこの繊
維は強度３．４ｇ／ｄ、伸度２４％であった。

さらにトリクロロエチレンにより海成分を除去した後の
島繊維の物性を測定したところ強度７．３ｇ／ｄ、伸度
２５％と良好に延伸されていた。

比較例１゜ 実施例１．において二酸化珪素の微粒子を付与せずに同
様な操作を実施したところ、延伸速度１０Ｑ　ｍ／ｍｉ
ｎで４．７倍まで延伸できたが、合糸した繊維が一体化
して単糸を分離することができないほど著しく融着して
おり、実用的なものではなかった。

比較例２゜ 実施例１．において、スチレン−アクリロニトリル共重
合体（９０：１０）の実質的な軟化温度以下である１０
５℃の常圧スチームを加熱媒体としたところ、延伸速度
４０ｍ／ｍｉｎで２．０倍までの延伸が限界であり、こ
れ−以上の高速化あるいは高倍率化は著しい失透白化現
象および単糸切れを誘発した。また得られた繊維は強度
１．７ｇ／ｄ、伸度９％であり非常に弱いものであった
。さらにトリクロロエチレンにより海成分を除去した後
の島繊維の物性を測定したところ、強度４．２　ｇ　／
　ｄ、伸度１３０％と不完全な延伸状態であり実用的な
ものではなかった。

実施例２゜ 特開昭５４−１２５７１８号公報で明らかにされた装置
において、一つの島成分流が複数以上に分割されて他の
島成分流と合流する部分として、特公昭５３−３６１８
２号公報記載の流体混合器の混合素子（内径１０１ｍ）
を１０段重ねたものを用いた紡糸装置を作製し、該紡糸
装置を用いて６ナイロンの流れとポリスチレンの流れと
を、６ナイロン／ポリスチレン比率が５０１５０になる
ように上記流体混合器に導入し、合流分割されたポリマ
ー流は１６本に分けられ、この１６本をさらに１個のポ
リスチレンの海で６ナイロン／全ポリスチレン比率が４
０／６０となるよう被覆する方法による多成分繊維を紡
糸温度２７５℃、巻き取り速度１２００ｍ／ｍｉｎで紡
糸した。この時のフィラメント数は４８本であり単糸繊
度は１０．３デニールであった。紡糸油剤として融着を
防ぎ熱的に変化しない物質である平均分子！２００００
のポリジメチルシロキサンの５％水系エマルジョンを用
いた。繊維に付着したポリジメチルシロキサンは単位繊
維重量当たりおよそ１．０％であり、繊維表面に低流動
性の薄い被膜を形成した。この繊維を１６０℃の熱板を
加熱媒体として３．４倍に延伸し、さらに９０℃の熱板
を加熱媒体として１．５倍に延伸した。この時の延伸速
度は２５０ｍ／ｍｉｎであった。得られた繊維の単糸繊
度は２．１デニールであり、単糸間の融着は光学顕微鏡
下で観測してもまったくみられなかった。またこの繊維
は強度３．７ｇ／ｄ、伸度１８％であった。さらにトリ
クロロエチレンにより海成分を除去した後の島繊維の物
性を測定したところ強度７．６　ｇ　／　ｄ、伸度１６
％と良好に延伸されていた。

（発明の効果） 本発明により、少なくとも一成分に非晶性高分子を含む
多成分繊維のマルチフィラメトを、失透白化する現象と
してみられる繊維の劣化現象や繊維間の融着現象などの
加工あるいは使用上の阻害要因となる現象が発生するこ
となく、多成分繊維を構成する各成分の特性を同時に十
分発揮するような延伸を行うことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一成分に非晶性高分子を含みかつ少な
   くともその一部が繊維表面に露出する形態の多成分繊維
   のマルチフィラメトを延伸する方法において、該非晶性
   高分子の軟化温度以上の温度において熱的に変化しない
   物質を繊維表面に付与した後、該非晶性高分子の軟化温
   度以上の温度で延伸を行うことを特徴とする多成分繊維
   の延伸方法。