JPS5857522B2 - ナイロン ６ センイノ セイゾウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はナイロン６からなる単繊維繊度が２デニ一ル以
上の高速紡出の延伸同時仮撚加工に関するものである。

最今、ポリエステル繊維について、約２５００〜４００
０ ｍ／分の高速度で紡糸することによって得られた中
間配向繊維（ＰＯＹ ）に延伸同時仮撚加工を施す方法
が提案されている（特開昭４８−３５１１２号）。

本発明者らは、ナイロン６繊維について、同様に高速紡
糸により中間配向繊維を製造し、これを延伸同時仮撚加
工して良好な捲縮糸を製造しようとして種々研究を行っ
た結果、ナイロン６繊維の場合は、単なる高速紡糸によ
り得た中間配向繊維は、良好な捲縮糸となり難いことが
判った。

すなわち、前記中間配向繊維は、残留伸度が太きいため
、延伸同時仮撚加工時のドラフト率〔延伸倍率）を大き
くすることが必要であるが、一般にナイロン６繊維の場
合、延伸同時仮撚加工時のドラフト率の増大に従って得
られる捲縮加工糸の捲縮性能が低下する傾向がある。

また、前記中間配向繊維は熱安定性が悪く、例えば３５
００ｍ／分の速度で紡糸したものは、１８０°Ｃ以上で
延伸同時仮撚加工すると、加工時に断糸、毛羽、未解撚
が発生し易く、従来のナイロン６延伸糸に比べて加工温
度を１０°Ｃ以上低くせざるを得ない。

しかるに、このように加工温度（ヒートセット温度）を
低くすると捲縮堅牢性が悪化し、後工程（染色時）にお
いて捲縮のへクリが生ずるという問題がある。

このような延伸同時仮撚加工時のドラフト率の増大に伴
う捲縮性能の低下、及び熱安定性の悪化という傾向は、
特に捲縮加工用或いは織物用原糸として大量に使用され
る単繊維繊度が２デニ一ル以上の中間配向繊維に顕著に
見受けられる。

本発明者らは、かかる高速紡糸による単繊維繊度が２デ
ニ一ル以上のナイロン６中間配向繊維に延伸同時仮撚加
工を施して捲縮加工糸を得る際に゛、前述の如き諸問題
を解決すべく研究の結果、特定の条件で高速紡糸した糸
条を特定の条件で緊張熱処理した糸条に延伸同時仮撚加
工を施すことによって、加工性が改善され、かつ、品質
のすぐれたナイロン６捲縮加工糸が得られることを見い
出し、本発明に到達したものである。

即ち、本発明は、実質的にナイロン６よりなる合成重合
体を溶融紡糸して冷却固化せしめた紡出糸条を２３００
〜４５００ｍ／分の速度で引取り、引続き該糸条を３５
〜１５％の伸長下にｉｏｏ〜１９０’０の温度で熱処理
して巻取った単繊維繊度が２デニ一ル以上の糸条に延伸
同時仮撚加工を施すことを特徴とする捲縮性能にすぐれ
たナイロン６繊維の製造法である。

本発明とは、その重合体を異にするが、紡糸−熱処理の
プロセスとして、本発明のそれに、一見類似したものが
特公昭４８−２８０１２号公報に記載されている。

このプロセスはナイロン６６の極細フィラメント糸（単
繊維繊度０．５〜１．５デニール）を高速紡糸−熱処理
の一連の工程で得るものであって、究極的に得られるフ
ィラメント糸は強度及び初期引張抵抗度の太きい、延伸
糸並みの物性を有しており、本発明の意図する所とは全
く異るものである。

周知の如く、高速紡糸においては、紡出糸の繊度が小さ
くなればなる程、走行糸条に対する空気抵抗（摩擦）が
それだけ増える結果、該糸条の構造変化（延伸作用）が
著しくなって、分子鎖配向が進み、通常の延伸糸に酷似
した微細構造が形成される。

かかる原理に加えて上記の製造法は更に紡出糸の結晶形
成をより完全なものとするため紡糸工程に引続き定長ま
たは緊張状態での熱処理を施すことにより、前述の如く
強度及び初期引張抵抗度を改善しようとするものに過ぎ
ない。

従ってかかるフィラメントに延伸同時仮撚加工を施して
も、後記比較例にも示されるように加工時に毛羽が多発
し、延伸同時仮撚加工用原糸としては到底供し得ないも
のである。

本発明において言う「実質的にナイロン６よりなる合成
重合体」は、ナイロン６単独重合体と主たる対象とする
が、他のナイロン繰返し単位（例えはへキサメチレンア
ジポアミド）を１５モル％以下含有する共重合体、また
は他種ポリマー（例えばナイロン６６、ポリエチレンテ
レフタレート）を１５重量％以下含有する混合重合体で
あってもさしつかえない。

また、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、艶消剤、着色剤、難
燃剤その他の添加剤を含んでもよい。

かかる合成重合体を紡糸口金より溶融紡出して糸条を冷
却固化せしめる方法は、従来公知の方法が採用し得るが
、就中、紡出糸条を冷却風により強制冷却し、更に油剤
処理を行うことが好ましい。

本発明では、まず、冷却固化した糸条を２３００〜４５
００ｍ／分、好ましくは３０００〜４０００ｍ／分の一
定速度で引取ることが必要である。

弓取速度が２３００ｍ／分より遅い場合は後述の熱処理
を行っても糸条の残留伸度が８０％以上あり、延伸同時
仮撚加工工程でのドラフト率を大きくする必要があるた
め、良好な捲縮加工糸を得ることができない。

また、引取速度が２３００ｍ／分より遅い場合は、熱処
理を施しても、巻取後の糸条の経時変化が大きく、室温
で１〜２日間放置するとボビン表面の糸条が自己伸長し
て弛み、パッケージ内外層内Ｏこ糸質斑を生ずることに
なる。

一方引取速度が４５００ｍ／分より速い場合は、後述の
熱処理の効果が殆んどなくなるばかりでなく、かかる超
高速での巻取りを工業的に実施することは困難である。

本発明によれば、上記の如く、高速引取りを行った糸条
を、引続いて３．５〜１５％、好ましくは３．５〜８％
伸長しつつ１００〜１９０’Ｃ１好ましくは１２５〜１
６５°Ｃの温度で熱処理する。

熱処理手段としては、所定の速度で回転する２組のロー
ラ間に設けた加熱プレート、スリットヒーター等の使用
も可能であるが、一定速度で回転する逆テーパー型加熱
ローラ（糸条入側から出側に向って直径が順次増大して
いる加熱ローラ）が好ましく、糸条を該逆テーパー型加
熱ローラに数回巻きつけて、連続的な伸長を与えつ′つ
充分な時間熱処理するのが効果的である。

また、この逆テーパー型加熱ローラは紡出糸条の引取ロ
ーラを兼ねることもでき、このようにすれば設備をコン
パクト化することができる。

この伸長熱処理（こよって、糸条の非晶領域の熱安定化
と微結晶の成長が行われると共に、熱処理に伴う糸条の
自己伸長による糸条のたるみや糸ゆれが防止される。

上記伸長熱処理における伸長率が３．５％未満では糸条
の結晶化が不十分で熱安定性の良好な糸条が得られず、
延伸同時仮撚加工［程での加工温度を上げることが困難
となり、すぐれた捲縮加工糸が得られない。

一方、伸長率が１５％を超えると、単糸の切断、ローラ
への巻付き等を起して安定巻取りが不可能となる。

熱処理温度（加熱ローラ使用の場合はその表面温度）は
１００〜１９０°Ｃとすることが必要であり、１２５〜
１６５°Ｃが好ましい。

熱処理温度が前記範囲より低い場合は、糸条の結晶化度
の増大が殆んど認められず、微結晶の成長も認められな
い。

そして、かかる糸条を延伸同時仮撚加工すると毛羽、未
解撚等が多発し、良好な捲縮加工糸を得ることができな
い。

一方、熱処理温度が１９０°Ｃを超えると、熱処理時に
単繊維の融着切断、ローラへの巻付き等が起る。

本発明Ｏこおいては、このようにして得られた単繊維繊
度が２デニ一ル以上の糸条に延伸同時仮撚加工を施すこ
とが必要である。

ここで、かかる単繊維繊度が２デニ一ル未満であれば、
このような糸条に延伸同時仮撚加工を施すと毛羽が多発
する。

というのも、かかる細デニールの単繊維からなる糸条は
、高速引取下で紡糸して引続き伸長下で熱処理を施すと
、前述したように配向結晶化が促進されているために延
伸糸並の低伸度となっている。

従って、このようにして得られた糸条に延伸同時仮撚加
工を施すと単繊維が切断するため毛羽が多発するのであ
る。

尚、本発明の加工用原糸を使用した延伸同時仮撚加工の
ドラフト率としては１．１１倍以上が好ましい。

次に、本発明の延伸同時仮撚加工用に適した原糸を製造
する一実施例を図面により説明する。

第１図は本発明で用いるに適した逆テーパ型加熱ローラ
である。

紡出後、冷却固化された糸条１は逆テーパ型加熱ローラ
２とセパレートローラ３により次第に伸長されつつ熱処
理される。

第２図は本発明の一実施態様を示す概略図である。

図において、紡糸口金４から吐出された未固化糸条５は
横吹冷却筒６を通過して冷却固化せしめられる。

固化した糸条は給油ローラ７により油剤処理され、引取
ローラを兼ねた逆テーパ型加熱ローラ２で熱処理される
。

熱処理系は冷却ロー８で冷却された後、ワインター９に
より巻取られる。

以上のごとき本発明の加工用原糸の製造法Ｏこよれば、
例えば引取速度３５００ｍ／分でも、単なる高速紡糸の
場合のはは４５００ｍ／分で得た繊維に相当する残留伸
度Ｏこ達するものが得られる。

しかも、単なる高速紡糸では空気抵抗により相当無理し
て引伸ばしているので構造中にボンド（微小空孔）が生
威し、且つ非晶領域に歪みが残っているのに対し、本発
明の製造法によって得られた加工用原糸には上記の欠点
が解消された熱的安定性をもった構造物となる。

それ故、延伸同時仮撚加工した場合に１８０’Ｃ以上の
高温での加工においても、断糸、毛羽、未解撚といった
問題の発生もなく、捲縮性能（捲縮率ＴＣ）及び捲縮堅
牢性にすぐれた捲縮加工糸が得られるのである。

実施例 １ （１）加工用原糸の製造 ナイロン６（極限粘度「ηＪ＝１．０２）を第２図に示
すような方法で、引取速度、逆テーパー型加熱ローラの
温度、伸長率を変えて紡糸し熱処理して巻取った。

その際、紡糸温度を２６０°Ｃとし口金孔径０．４５ｍ
ｇ、孔数２４孔の紡糸口金を用い紡出糸条を横吹却風（
２５°Ｃ１６５％ＲＨ，線速度４３ ＣｒｒＬ／ＳｅＣ
） ニより冷却しｋ。

得られた繊維の物性値を第１表に示す。

サンプル、％２，３，４，７，８，９，１４及び１７は
本発明の実施例であり、サンプルＡ ｌ 。

５．６，１０，１１，１２，１３，１５及び１６は比較
例である。

屑１では引取速度が２３００ｍ／分未満であるため約２
日以上放置しておくと、パッケージ表面層が自己伸長し
て弛みが生じ、内外層間の糸物性差が大きくなる。

／１６．５は３５００ｍ／分での単なる高速紡糸の例で
あり、逆テーパ型加熱ローラを用いずに伸長熱処理を施
さなかったものである。

この４５と同一の紡糸引取速度で且つ伸長熱処理を施し
たＡ７，８及び９とを比較すれば明らかな如く、加熱ロ
ーラの使用によって本発明の条件下で伸長加熱して得ら
れた繊維の残留伸度は伸長加熱処理を施さなかった慮５
に比べて大きく減少する。

しかも、本発明で得られる繊維には小角Ｘ線長周期が出
現しているため、熱安定性が良好である。

Ａ６は加熱ローラ温度が８０’Ｃと本発明で規定する加
熱温度の下限である１００℃よりも低いので、得られる
繊維の残留伸度はかなり減少できるものの、熱安定性が
よくない。

屑１０は伸長加熱処理の際の伸長率が本発明で規定する
下限の３．５％よりも低い例であり、得られる繊維の結
晶化が不十分で熱安定性がよくない。

Ａｌｌは通常の円筒型加熱ローラにより伸長せずに加熱
した例であり、糸たるみと糸ゆれが大きく、最終的には
ラップが発生して安定巻取りは困難であった。

／１６１２は伸長加熱処理の際の伸長率が本発明で規定
する上限の１５％を越える例であり、断糸、ラップが発
生して巻取はほとんど不可能であった。

／１６１３は伸長加熱処理の際の加熱温度が本発明で規
定する１９０°Ｃを越える例であり、単糸間密着が発生
し巻取困難であった。

／ｌ６１５と／ｌ６１６は４８００ｍ／分の引取速度の
場合であり、Ａ１５は逆テーパ型加熱ローラを使用して
本発明で規定する伸長加熱処理を施した例、應１６は加
熱ローラを使用しなく本発明で規定する伸長加熱処理を
施さなかった例である。

この様に、引取速度が４５００ｍ／分を越える場合は、
加熱ローラを使用して伸長熱処理を施しても本発明の様
な残留伸度を大きく低下させる効果はみられない。

（１ｉ）延伸同時仮撚加工 （ｉ）で得たサンプル／１６５．／１６８及び湿１０を
、延伸同時仮撚加工した。

（スピナー回転数３３Ｘ１０’ｒ、ｐ、ｍ、、方圧ヒー
タ一温度１６０〜１９０℃、加工速度１００ｍ／分）加
工延伸倍率（ＤＲ）は加工糸伸度が３０％になるよう決
め、ＤＲ＝１．１０〜１２．５とした。

その結果を第２表に示す。

なお、加工糸の全捲縮率（ＴＯ）は次の方法で測定した
。

試料加工糸を定長下に３０本総取りして３０×２本の小
総となし、軽荷重ｙｌＶ′ｄ ｅと重荷重０．１．９／
ｄｅを懸けて１分間経過後の総長を１１とする。

次いで、重荷重制余いて１分後に、水中（２０±２°Ｃ
）に軽荷重を懸けたまま曇２０分間浸漬した後、軽荷重
を除いて２４時間自然乾燥する。

その後再び先の軽荷重と重荷重を懸けて１分間経過後の
総長を１２とする。

次いで重荷重を除いて１分間経過後の総長を１３とする
。

ＴＯ＝（（１２−１３）／ｌ□）Ｘ１００第２表に示す
如く、原糸サンプルＡ８（本発明）を使用した場合は加
工温度１８０’Ｃまでは未解撚、毛羽が全く発生しない
。

それに対し、単なる高速紡糸であり、伸長熱処理を施さ
ずに得た屑５の原糸を使った場合や伸長熱処理の際の伸
長率が本発明で規定する下限である３、５％以下の低伸
長熱処理を施した／１６１０の原糸を用いた場合は加工
温度１８０′Ｃでは未解撚、毛羽が発生して、この温度
での加工は実用的に不可能である。

また、本発明で規定した伸長熱処理した／１６８のもの
では加工温度が１７０’Ｃよりも１８０°ＣのＴＣが大
きいのに対し、比較例である／１６５やＡ６１０の場合
は、１７０℃よりも１８０°ＣのＴＣの方が減少してい
る。

更に、ＴＣの絶対値も本発明の４８の方が大きく、捲縮
性能が優れている。

また、本発明の／１６８では残留伸度が小さいので、伸
度３０％の加工糸を得るに必要な加工延伸倍率が小さく
できる（Ａ５はＤＲｌ、２５、／１６８はＤＲ＝１．１
０）。

一般に、捲縮率（ＴＯ）は延伸倍率の増加とともに低下
するので、延伸倍率を小さくできる原糸が優れていると
いえるのである。

実施例 ２ 原糸サンプル／１６５（比較例）１．ｆＬ８（本発明）
及び／１６１０（比較例）について、実施例１の第２表
に示した加工糸の内、加工温度１７０°Ｃの加工糸を用
いて、それらの捲縮堅牢性（熱へクリ）を測定した。

捲縮の熱へクリは実施例１の全捲縮率（’ＴＯ）を求め
る方法において、水中（２０±２°Ｃ）で軽荷重を懸け
たまま２０分間浸漬する代わりに、沸騰水中（９８°Ｃ
）で２〜５０ｍＶｄｅの付加荷重を懸けて２０分間浸漬
し、他は実施例２で述べたと同じ条件で／、、２２，２
２を測定し、上述の式によりＴＣを求めた。

第３表にＴＣと付加荷重の関係を示す。

同表において、特に付加荷重２〜１０ ’？／ ｄ ｅ
の領域において、本発明である／１６８の原糸を用いて
得られる加工糸の捲縮堅牢性は比較例である涜５．ＡＩ
Ｑの原糸を用いて得られる加工糸に比べて極めて優れて
いる。

かかる捲縮堅牢性を測定した加工糸のいずれも、加工糸
伸度３０％、加工温度１７０’Ｃで同じであるが、この
ように捲縮堅牢性に差異が生じた原因は、加工用原糸の
構造が異なるため熱安定性に差が出てきたためと考えら
れる。

比較例 簀畳
ナイロン６６（極限粘度〔η）＝１．１２）を第２図に
示すような工程で熱処理し巻取った。

その際紡糸温度を２９０’Ｃとし、口金孔径Ｑ、 ３
ｍｍ孔数７２の紡糸口金を用い紡出糸条を横吹冷却筒よ
り冷却風（２５°Ｃ２６５％ＲＨ，線速度４３１／５ｅ
ｃ）により冷却した。

又、加熱ローラの温度は１８０°Ｃとした。

このようにして得られた糸条の物性をデニール、引取速
度とともに第４表に示す。

次に、第４表に示したサンプルに実施例１の（１１）と
同様に（伸度に合わせてドラフト率を１．０３〜１．０
９まで変更）延伸同時仮撚加工を施したが、いずれも毛
羽が多発し実用に供し得ることはできなかった。

これらは単繊維繊度が２デニ一ル未満であるため、得ら
れた延伸同時仮撚加工用原糸は、その製造工程中で配向
結晶化が促進された結果、第１表に示されたサンプルの
伸度よりも大巾に低伸度となった。

従って、このような低伸度の糸条に延伸同時仮撚加工を
施したために毛羽が多発したのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の延伸同時仮撚加工用原糸を製造する際
に使用するに好適な逆テーパ型加熱ローラの側面図であ
り、第２図は本発明の延伸同時仮撚加工用原糸を製造す
る一実施態様を示す概略図である。 図において２は逆テーパ型加熱ローラ、４は紡糸口金８
は冷却ローラ、９はワインダーである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 実質的にナイロン６よりなる合成重合体を溶融紡糸
   して冷却固化せしめた紡出糸条を２３００〜４５００
   ｍ／分の速度で引取り、引続き３．５〜１５％の伸長下
   に１００〜１９０℃の温度で熱処理して巻取った単繊維
   繊区が２デニ一ル以上の糸条に延伸同時仮撚加工を施す
   ことを特徴とする捲縮性能にすぐれたナイロン６繊維の
   製造法。