JPS61289121A - 弾性を有する繊維およびその製造方法 - 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、交編、交織、交撚などをすることにより布帛
に伸縮性を付与するために有効な、溶融紡糸された弾性
繊維、およびその製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、弾性繊維としては、ゴム・ラテックス繊維や、ポ
リウレタンを主成分とするスパンデックス繊維が使われ
ている。

ゴム・ラテックス繊維は、物理特性、力学特性および化
学的安定性が劣り、用途が限定されるという欠点がある
。

これに対し、スパンデックス繊維は高い力学特性をもっ
た細い弾性繊維（例えば、２０〜４０デニール）を製造
することができるので、布帛の風合を損わずに高い伸縮
特性を付与することができ、編織物などに広く利用され
そいる。このスパンデックス繊維の中でも乾式紡糸ある
いは湿式紡糸による繊維は、物理的特性、力学的特性に
特に優れているので、高コストで複雑な設備を要し生産
性が低いにもかかわらず、乾式紡糸法や湿式紡糸法で製
造されているスパンデックス繊維が多い。

一方、製糸コストが安く簡単な設備で生産性の高い溶融
紡糸法によってスパンデックス繊維を製造することも知
られているが、ポリウレタンは極めて熱安定性が悪いの
で、軟化点を下げたポリウレタンを用い、比較的低い温
度で溶融紡糸せざるを得ないのであり、従って、熱特性
や物理特性が悪く品質の劣る弾性繊維しか得ることがで
きない。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで本発明は、上述の従来スパンデックス繊維の欠点
がない優れた弾性繊維、すなわち、溶融紡糸により製造
され、しかも、熱安定性、耐寒性、耐屈曲疲労性、耐光
性などに優れた、高品質の弾性繊維を提供することを主
な目的とする。

また、本発明は、ポリアミド繊維と交編、交織して用い
た場合の発色性を改善するため、酸性染料や含金染料に
よる染着性に優れた弾性繊維を提供するを目的とする。

ざらに、本発明は、従来知られているポリエステルアミ
ドエーテル系弾性繊維（特公昭４５−９１９３号公報）
よりも優れた力学特性および弾性特性を有する弾性繊維
を得ることができる方法を提供することを別の目的とす
る。

［問題点を解決するための手段、および作用］これら本
発明の目的は、　（Ａ）ウンデカメチレンジアミンおよ
び／またはドデカメチレンジアミン、　（Ｂ）上記ジア
ミン成分と実質的に等モル量の、テレフタル酸および／
またはシクロヘキサン−１，４−ジカルボン酸、　（Ｃ
）数平均分子量３００〜６０００の、ポリ（アルキレン
オキシド）Ｌ、”グリコールおよび／またはポリ（アル
キレンオキシド）ジアミン、および、　（Ｄ）炭素数４
〜２０〉。

のジカルボン酸から誘導される、ポリエステルエ　　　
　　　　　、−ステルアミドポリマおよび／またはポリ
エーテル　　　　　　　　；゛、（２ ｒ′ アミドポリマを、溶融紡糸してなる弾性を有する　　　
　　　　　１′）：、１ 繊維；　および、　前記ポリエーテルエステルア　　　
　　　　　・、・□、）゛ ミドポリマおよび／またはポリエーテルアミトポ　　　
　　　　　（）°゛）（゛ リマを、溶融紡糸し冷却固化した後、この弾性域　　　
　　　　　）■１□ 維の破断倍率の０．５倍以上の倍率で、逐次的も　　　
　　　　　１゜′１゛、 しくは連続的に延伸することにより弾性繊維を製　　　
　　　　　；、８造する方法、　もしくは、前記延伸に
次いで、逐　　　　　　　　ツノ、 次的もしくは連続的に弛緩熱処理することにより　　　
　　　　　）１；弾性繊維を製造する方法、により達成
される。

本発明において用いるポリエーテルエステルアミドポリ
マおよび／または、ポリエーテルアミドポリマは、上記
の（Ａ）　、（Ｂ）　、（Ｃ）および（Ｄ）の成分から
誘導される共重合ポリマである。

本発明におけるポリエーテルエステルアミドのポリアミ
ドハードセグメントは、前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分と
から主として構成されるポリアミド単位であるが、少量
の共重合成分として、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタ
メチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチ
レンジアミン、などの脂肪族ジアミンや、アジピン酸、
アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジ酸、ドデカン
ジ酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸単位が含
まれていてもよい。

上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分とは、実質的に等モルで用
いられるのであり、予め塩の形としておくか、または重
合段階で両者を実質的に等モルの混合物で供すればよい
。特にジアミンやジカルボン酸の重合反応条件下での昇
華、系外留去などの現象を引起こさない反応系の場合は
予め塩として反応に供する必要はないが、一般的には、
塩の形で用いることが良好な結果を与える。

数平均分子量が３００〜６０００のポリ（アルキレンオ
キシド）グリコールとしては、ポリエチレングリコール
、ポリ（１，２−および１，３−プロピレンオキシド）
グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコー
ル、ポリ（ヘキサメチレンオキシド）グリコール、エチ
レンオキシドとプロピレンオキシドとのブロックまたは
ランダム共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフ
ランとのブロックまたはランダム共重合体などがめげら
れ、なかでも、耐熱性、耐水性、機械的強度、弾性回復
性などに優れたポリエーテルエステルアミドの物理的性
質からポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールが好
ましく用いられる。

このポリ（アルキレンオキシド）グリコールの数平均分
子量は３００〜６０００の範囲で用いうるが、実際には
、この範囲の中から、重合時に粗大な相分離を起こさず
、低温特性や機械的特性が優れる分子量領域を選択して
用いればよい。この最適分子量領域は、ポリ（アルキレ
ンオキシド）グリコールの種類によって異なる。例えば
、ポリエチレングリコールの場合は分子量領域３００〜
６０００、特に１０００〜４０００が好ましく、また、
ポリ（プロピレンオキシド）グリコールの場合は、分子
量領域３００〜５０００、特に５００〜３０００が好ま
しく、ざらにまた、ポリ（テトラメチレンオキシド）グ
リコールの場合は、分子量領域５００〜３０００、特に
５００〜２５００が好ましい。

また、数平均分子量が３００〜６０００のポリ（アルキ
レンオキシド）ジアミンとしては、上記したポリ（アル
キレンオキシド）グリコールの化合物の両末端にある水
酸基（−〇Ｈ＞の水素をアミノアルキル基（−ＲＮＨ２
）で置換した化合物があげられる。なお上記Ｒは、炭素
数２以上のアルキレン基を意味する。

前記（Ｄ）成分として用いられる炭素数４〜２０のジカ
ルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタノし酸、ナ
フタレン−２，６−ジカＪレボン酸、ナフタレン−２，
７−ジカルボン酸、ジフェニル−４，４′　−ジカルボ
ン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、５−スルホイ
ソフタル酸ナトリウムの如き芳香族ジカルボンＭ：１，
４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２−シクロヘキ
サンジカルボン酸、ジシクロへキシル−４，４′　−ジ
カルボン酸の如き脂環族ジカルボン酸；および、コハク
酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸
（デカンジカルボン酸）の如き脂肪族ジカルボン酸を挙
げることができる。なかでも、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン
酸、セバシン酸、ドデカジ酸のようなジカルボン酸が、
得られる弾性繊維の色調、物理的性質の点から好ましく
用いられる。

これら成分を共重合してなるポリエーテルエステルアミ
ドポリマおよび／またはポリエーテルアミ−ポリマは、
ポリ（アルキレンオキシド）グリコールおよび／または
ポリ（アルキレンオキシド）ジアミンと、ジカルボン酸
とから誘導されるポリエーテルエステル単位およびポリ
エーテルアミド単位の共重合量が４０〜９０重量％であ
ることが、得られる弾性繊維の特性を高めるために好ま
しい。

この共重合量が４０重量％未満では柔軟性、弾性回復性
が不十分でおり、逆に、９０重量％を越えると高温特性
や機械的特性が十分でない。

上記成分からポリエーテルエステルアミドポリマを製造
する重合方法は、特に限定されず従来の方法を利用して
行なえばよい。例えば、（八）成分と（Ｂ）成分とから
ナイロン塩を調整した後、（Ｄ）成分と反応させて両末
端がカルボン酸基のポリアミドプレポリマを作り、この
プレポリマにポリ（アルキレンオキシド）グリコールを
真空下に反応させる方法、あるいは、前記ナイロン塩、
（Ｃ）および（Ｄ）の各成分を反応槽に仕込み、水の存
在下または不存在下に高温で加熱反応させることにより
カルボン酸末端のポリアミドプレポリマを生成させ、そ
の後、常圧または減圧下で重合を進める方法がある。ま
た、前記ナイロン塩、（Ｃ）および（［））の各成分を
同時に反応櫓に仕込み、溶融重合した後、高真空下で一
挙に重合を進める方法もあり、この方法は、得られるポ
リマの着色が少ない点において好ましい。

また、（＾）成分と（Ｂ）成分とからナイロン塩を予め
調整せずに直接に、（Ａ）および（Ｂ）成分を反応に供
してもよい。

なお、このポリエーテルエステルアミドの重合方法は、
ポリエステル型の減圧重合法であるので、反応系外にア
ジピン酸のような昇華性成分が重合中に一部留去される
。このため、重合原料の仕込み量とポリマ組成との間に
、また、ポリ（アルキレンオキシド）グリコールおよび
／またはアジピン酸とのモルバランスにずれが生じない
ように、上記した昇華性成分は予め多めに仕込んで重合
することが好ましい。

上述の方法で重合して得られるポリマの耐熱性や耐光性
をざらに向上させるためには、特開昭６０−１５４５５
号公報、特開昭６０−１５４５６号公報、特開昭６０−
４９０６０号公報、特開昭６０−４９０６１号公報、特
開昭６０−５３５５７＠公報、特開ｆ）Ｂ２Ｏ５３５５
８号公ｍなどにより知られた安定剤（酸化防止剤、光安
定剤など）を単独あるいは２種以上併用することが好ま
しい。

この酸化防止剤としては、例えば、Ｎ、　Ｎ’　−ヘキ
サメチレン−ビス（３，５−ジ第３ブチル−４−ヒドロ
キシヒドロ桂皮酸アミド）などのヒンダードフェノール
系化合物：４，４’　−ビス（４−α、α−ジメチルベ
ンジル）ジフェニルアミンなどの芳香族アミン系化合物
、ニドリス−２，４−ジ第３ブチルフェニルホスファイ
トなどのホスファイト系化合物；ジラウリルチオジプロ
ピオネートなどのスルフィド系化合物；ヨウ化銅なとの
銅塩などが挙げられる。

また、光安定剤としては、ビス（２，２，６゜６−テト
ラメチル−４−ピペリジニル）セバケートなどのヒンダ
ードアミン系化合物が挙げられ、ざらに、紫外線吸収剤
としては、２（２′　−ヒドロキシ−３′−第３ブチル
−５′メチルフエニル）−５−クロロベンゾトリアゾー
ルなどが挙げられる。

このようにして得られたポリマは通常の方法で溶融紡糸
され、紡出された繊維は冷却固化される。

溶融紡糸および冷却固化して弾性繊維とした後、この弾
性繊維の破断倍率の０．５倍以上の倍率で延伸をし、巻
取って得られた弾性繊維は、他の繊維と交編織した場合
、交編織復の染色や仕上げ時　　　　　　　　１セ などでの熱処理により弾性が発現され、良好な伸縮性を
有する布帛とすることができる。

また、このように延伸して得られた弾性繊維は、弾性の
うちの多くの部分が潜在化しているので、積極的な伸長
給糸装置を設けていない編Ｒ機や撚糸機を用いても容易
に、交編、交織あるいは交撚をすることができる。しか
も、部分的に弾性を潜在化させているため、見掛けのモ
ジュラスが高くなっているので、交編、交織、交撚する
時の斑の発生がなく、均整な製品を容易に製造すること
がでできる。

この延伸時の倍率は、溶融紡糸同化後の未延伸状態の弾
性繊維の有する破断倍率の０．５′倍以上であることが
必要であり、０．５倍未満の低倍率ではハードセグメン
トの分子鎖を十分に配向結晶化させることがでないので
、得られる弾性繊維の弾性特性を十分に向上させること
ができない。なおこの延伸倍率は、延伸時の繊維切断が
問題とならない程度であればよく、例えば、その上限は
０゜８倍程度であればよい。

上記、破断倍率は、次の方法で測定した値をいう。

溶融紡糸、冷却固化した弾性繊維をローラで引取り、続
いて、この引取り速度と実質的に同一の速度で巻取って
未延伸状態の弾性繊維を得、該弾性繊維を、引張り試験
機で、区長１０ｃｍ、引張り速度５００％／分の条件で
引張り、破断した時の倍率を測定し、この値を破断倍率
とする。

上記の延伸に続いて巻取る場合、延伸ローラよりも低め
の速度で回転するリラックスローラを介し、繊維を部分
的に弛緩させた侵に巻取ってもよい。

上記延伸の次に、逐次的もしくは連続的に弛緩熱処理を
行ない巻取ることにより弾性繊維を製造すると、得られ
る弾性繊維の伸縮性、回復性、耐疲労性はさらに向上す
るので、交編、交織などして得られた編織物に特に良好
な伸縮性や回復性を付与することができる。

上記した延伸ヤ熱処理はそれぞれ、逐次的に行なっても
、また連続的に行なっても良いが、得られる製品の均一
性を向上させるためには、連続的に行なうことが好まし
い。

［実施例］ ウンデカメチレンジアミンとシクロヘキサン−１，４−
ジカルボン酸とのナイロン塩水溶液（ａ度６３，６ｗｔ
％）　４３．ｉ重量部、アジピン酸１１．９重量部、数
平均分子量８１０のポリ（テトラメチレンオキシド）グ
リコール　６４．８重量部、゛イルガノックス”１０９
８（酸化防止剤）０．５重量部および三酸化アンチモン
触媒０．１重量部をヘリカルリボン攪拌翼を備えた反応
容器に仕込み、窒素置換して２６５℃で１時間加熱攪拌
して均質透明な溶液とした後、減圧プログラムに従って
、１時間でｌｍｍＨｇ以下、２６５℃の重合条件にもた
らした。この条件にて４．０時間反応せしめると粘稠な
無色透明の溶融ポリマが得られ、このポリマをガツトと
して水中に吐出しチップとした。得られたポリエーテル
エステルアミドは、オルトクロロフェノール中２５°Ｃ
，０，５％濃度で測定した相対粘度（ηｒ）が１．９４
であり、ＤＳＣによる融点は２０８°Ｃであった。

このポリエーテルエステルアミドを回転式真空乾燥機で
乾燥し、熱安定剤、光安定剤として”Ｉｒｇａｎｏｘ”
−１０１０Ｑ−、２ｗｔ％、”ＭＡＲＫ”　ＰＥＰ−４
０，２ｗｔ％、”Ｔｉｎｕｖｉｎ”　３２６　０．１ｗ
ｔ％、および”５ａｎｏｌ　”１３７７０　　Ｑ、’１
ｗｔ％を添加、混合した。

得られたポリエーテルエステルアミドチップを、メルク
温度２４０℃、口金パック温度２３５°Ｃで溶融紡出し
、冷却固化した後シリコンオイルを給油し、巻取速度５
００ｍ／ｍｉｎで、繊度３８．Ｏデニールの弾性繊維と
して巻取った。得られた弾性繊維の強度は１．０００／
（１、伸度は３７５％であり、良好な弾性を示した。

［発明の効果］ 本発明に係る弾性繊維は溶融紡糸法により製造されるの
で、高い生産性で、細い繊度の弾性繊維を容易に得るこ
とができ、高品質で実用的な弾性繊維を提供することが
できる。しかも、本発明に係る弾性繊維は熱安定性にも
優れているので、高温（例えば、２５０℃程度）で溶融
紡糸してもなお安定に製糸することができ、高い弾性特
性を有する優れた弾性繊維とすることができる。

ざらに、本発明に係る弾性繊維は、低温での弾性特性低
下が少なく、耐屈曲疲労性にも優れている。また、この
弾性繊維は、酸性染料や含金染料に対する染色性が良好
であるので、ポリアミド繊維と共に用いても良好に染色
することができる。

この弾性繊維はまた、耐光性に優れているので、光によ
る黄変がなく、力学特性、弾性特性の保持性に優れた弾
性繊維を得ることができる。

しかも、本発明法によると、従来のポリエステルアミド
エーテル系弾性繊維よりも優れた特性の弾性繊維を容易
に製造することができる。

さらに、本発明法により、溶融紡糸および冷却固化した
後、この弾性繊維の破断倍率の０．５倍以上の倍率で延
伸をし、巻取って得られた弾性繊維は、他の繊維と交編
織した場合、交編織後の染色や仕上げ時などでの熱処理
により弾性が発現され、良好な伸縮性を有する布帛とす
ることができる。このように延伸して得られた弾性繊維
は、弾性のうちの多くの部分が潜在化しているので、積
極的な伸長給糸装置を設けていない編織機や撚糸機を用
いても容易に、交編、交織あるいは交撚をすることがで
きる。しかも、部分的に弾性を潜在化させているため、
見掛けのモジュラスが高くなっているので、交編、交織
、交撚する時の斑の発生がなく、均整な製品を容易に製
造することができる。　またさらに、上記延伸の次に、
弛緩熱処理を行ない巻取ることにより弾性繊維を製造す
ると、得られる弾性繊維の伸縮性、回復性、耐疲労性は
ざらに向上するので、交編、交織などして得られた編織
物に特に良好な伸縮性や回復性を付与することができる
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）ウンデカメチレンジアミンおよび／または
   ドデカメチレンジアミン、 （Ｂ）上記ジアミン成分と実質的に等モル量の、テレフ
   タル酸および／またはシクロヘキサン−１，４−ジカル
   ボン酸、 （Ｃ）数平均分子量３００〜６０００の、ポリ（アルキ
   レンオキシド）グリコールおよび／またはポリ（アルキ
   レンオキシド）ジアミン、および、（Ｄ）炭素数４〜２
   ０のジカルボン酸 から誘導される、ポリエーテルエステルアミドポリマお
   よび／またはポリエーテルアミドポリマを、溶融紡糸し
   てなる弾性を有する繊維。
2. （２）（Ａ）ウンデカメチレンジアミンおよび／または
   ドデカメチレンジアミン、 （Ｂ）上記ジアミン成分と実質的に等モル量の、テレフ
   タル酸および／またはシクロヘキサン−１，４−ジカル
   ボン酸、 （Ｃ）数平均分子量３００〜６０００の、ポリ（アルキ
   レンオキシド）グリコールおよび／またはポリ（アルキ
   レンオキシド）ジアミン、および、（Ｄ）炭素数４〜２
   ０のジカルボン酸 から誘導される、ポリエーテルエステルアミドポリマお
   よび／またはポリエーテルアミドポリマを、溶融紡糸し
   冷却固化した後、この弾性繊維の破断倍率の０．５倍以
   上の倍率で、逐次的もしくは連続的に延伸することを特
   徴とする弾性を有する繊維の製造方法。
3. （３）（Ａ）ウンデカメチレンジアミンおよび／または
   ドデカメチレンジアミン、 （Ｂ）上記ジアミン成分と実質的に等モル量の、テレフ
   タル酸および／またはシクロヘキサン−１，４−ジカル
   ボン酸、 （Ｃ）数平均分子量３００〜６０００の、ポリ（アルキ
   レンオキシド）グリコールおよび／またはポリ（アルキ
   レンオキシド）ジアミン、および、（Ｄ）炭素数４〜２
   ０のジカルボン酸 から誘導される、ポリエーテルエステルアミドポリマお
   よび／またはポリエーテルアミドポリマを、溶融紡糸し
   冷却固化した後、この弾性繊維の破断倍率の０．５倍以
   上の倍率で逐次的もしくは連続的に延伸し、次いで逐次
   的もしくは連続的に弛緩熱処理することを特徴とする弾
   性を有する繊維の製造方法。
4. （４）前記（Ｃ）成分が数平均分子量５００〜３０００
   のポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性を有す
   る繊維。
5. （５）前記（Ｃ）成分が数平均分子量５００〜３０００
   のポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールであるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第２項または第３項記
   載の弾性を有する繊維の製造方法。