合成ポリマー｜ナイロン（ポリアミド）とポリウレタン（エラストマー）の製造工程

合成ポリマーとは？

合成ポリマー（Synthetic Polymer）とは、人工的に合成された高分子化合物のことを指します。ポリマー（高分子）とは、小さな分子（モノマー）が化学反応によって長くつながったものです。

1. ポリマーの基本構造

ポリマーは、同じ構造を持つ分子（モノマー）が繰り返し結合したものです。

例：ポリエチレン（PE）の基本構造 [-CH₂-CH₂-]n​

ここで、「n」は繰り返しの単位（ポリマーの長さ）を示します。

2. 合成ポリマーの種類

合成ポリマーは、大きく 「プラスチック系」 と 「繊維系」 に分かれます。

3. 合成ポリマーの製造方法

(1) 付加重合（連鎖重合）

モノマーが二重結合を持っている場合、結合を開いて鎖状につながる。

✅ 代表的なポリマー

• ポリエチレン（PE）：エチレン（C₂H₄）を重合
• ポリプロピレン（PP）：プロピレン（C₃H₆）を重合
• ポリスチレン（PS）：スチレン（C₈H₈）を重合

例：エチレンの重合反応 n CH₂=CH₂→[-CH₂-CH₂-]n

(2) 縮合重合

モノマー同士が結合する際に水（H₂O）やメタノール（CH₃OH）を放出しながら結合。

✅ 代表的なポリマー

• ナイロン（PA）：アジピン酸 + ヘキサメチレンジアミン
• ポリエステル（PET）：テレフタル酸 + エチレングリコール
• ポリウレタン（PU）：ジイソシアネート + ポリオール

例：ナイロン66の重合反応 n H₂N-(CH₂)₆-NH₂+n HOOC-(CH₂)₄-COOH→[-NH-(CH₂)₆-NHCO-(CH₂)₄-CO-]n+n H₂O

4. インナーウェアに使われる合成ポリマー

✅ ナイロン（ポリアミド, PA） → 速乾性・耐久性が高い
✅ ポリエステル（PET） → 軽量で通気性が良い
✅ ポリウレタン（PU, スパンデックス） → 伸縮性がある

これらの合成ポリマーは、インナーウェアにおいて吸湿速乾性・ストレッチ性・耐久性を向上させるために活用されています。

5. まとめ

✅ 合成ポリマーは人工的に作られた高分子化合物で、プラスチック・繊維・ゴムなどに使われる
✅ 付加重合・縮合重合の方法でモノマーを結合し、大量生産が可能
✅ ナイロン・ポリエステル・ポリウレタンは、インナーウェアに最適な合成ポリマー

合成ポリマーは、機能性とコストのバランスが良いため、衣類をはじめ多くの産業で活用されています。

1. ナイロン（ポリアミド）の製造工程

(1) 製造工程

ナイロン（Nylon）は合成ポリマー（ポリアミド Polyamide）の一種で、主に ナイロン6（PA6） と ナイロン66（PA66） が一般的です。合成ポリマー（Synthetic Polymer）とは、人工的に合成された高分子化合物のことを指します。ポリマー（高分子）とは、小さな分子（モノマー）が化学反応によって長くつながったものです。

① 原料の重合

• ナイロン6 → カプロラクタム（C6H11NO） を加熱して開環重合
• ナイロン66 → アジピン酸（C6H10O4） と ヘキサメチレンジアミン（C6H16N2） を縮合重合
• 200～250℃の高温で重合し、ナイロンポリマーを生成

② 押出・ペレット化

• 溶融状態のナイロンポリマーを冷却して**ペレット状（ナイロンチップ）**にする

③ 紡糸

• ペレットを再加熱し、ノズル（スピナレット）から押し出して長いフィラメント（合成繊維）を形成
• 300℃以上の高温で処理しながら延伸し、強度を高める

④ 仕上げ（延伸・テクスチャリング）

• 冷却・巻き取り・加工して繊維として使用可能な状態に
• テクスチャリング（仮撚り）でストレッチ性を持たせることも

(2) ナイロン製造設備

2. ポリウレタン（PU、エラストマー）の製造工程

ウレタン構造とは？

ウレタン構造（ウレタン結合）とは、化学的に「カルバミン酸エステル（-NH-CO-O-）」を含む化合物のことを指します。これは、ポリウレタン（PU）をはじめとするウレタン系材料の基本的な構造です。

(1) 製造工程

ポリウレタン（Polyurethane ）は高弾性の合成樹脂（エラストマーElastomer）であり、インナーウェアのストレッチ素材として使われます。

① 原料の重合

• ジイソシアネート（TDIまたはMDI） と ポリオール を反応させてポリウレタンプレポリマーを生成
• 添加剤や触媒を加えてポリウレタンの分子量を調整

② 溶液または溶融紡糸

ポリウレタンは2つの異なる紡糸方法で繊維に加工される：

1. 溶液紡糸（Wet Spinning）
   • ポリウレタンを溶剤に溶かし、スピナレットから押し出す
   • 溶剤を除去しながらフィラメントを形成
   • ライクラ®（スパンデックス）などの高級ストレッチ素材に使われる
2. 溶融紡糸（Melt Spinning）
   • ポリウレタンを高温で溶融し、直接押し出して繊維を形成
   • 高速生産が可能で、コストが抑えられる
   • 主にスポーツウェア・機能性インナー向け

③ 仕上げ（延伸・巻き取り）

• 繊維の伸縮性を調整し、コイル状に巻き取る
• 必要に応じてナイロンやポリエステルと混紡

(2) ポリウレタン製造設備

3. ナイロンとポリウレタンの製造設備の違い

結論：

🔹 ナイロンとポリウレタンは、原料・製造方法・設備が異なるため、同じ工場・設備で生産されることは基本的にない。
🔹 ポリウレタン（スパンデックス）はナイロンやポリエステルと混紡されるが、それぞれ別の工場で作られ、後で混合される。
🔹 ナイロンは「耐久性・速乾性」、ポリウレタンは「伸縮性」に特化しており、役割が異なるため、両者を組み合わせたストレッチ生地が多く採用されている。

インナーウェアでは、ナイロン＋ポリウレタン混紡のストレッチ素材（例：ナイロン80%＋ポリウレタン20%） が広く使われています。

ナイロンとポリウレタンの混紡生地の最終的な質感や手触り

ナイロンとポリウレタンの混紡生地の最終的な質感や手触りを決める要素は、以下の主要なポイントに分かれます。

1. 素材の比率（ナイロン vs. ポリウレタンの配合）

• ナイロンの割合が多い（例：ナイロン90% + ポリウレタン10%）
  • 質感：さらっとした冷感、ツルツルした滑らかさ
  • 特徴：速乾性が高く、耐久性があるが、伸縮性はやや低め
  • 用途：スポーツインナー、機能性インナー（ユニクロの「エアリズム」など）
• ポリウレタンの割合が多い（例：ナイロン70% + ポリウレタン30%）
  • 質感：弾力のあるモチモチ感、肌に吸い付くようなフィット感
  • 特徴：伸縮性が高く、体にフィットするが、耐久性はやや低い
  • 用途：ストレッチインナー、ボディフィット系インナー（補正下着など）

2. 編み方（ニット構造）

💡 ナイロン＋ポリウレタンのインナーは「フライス編み」や「スムース編み」が多い。

• スムース編み → ツルツルした高級感のある肌触り（ユニクロ「エアリズム」）
• フライス編み → フィット感があり、しなやかな肌触り（伸縮性重視）

3. 表面加工（フィニッシング）

ナイロンやポリウレタンは、**後処理（フィニッシング加工）**によって手触りが大きく変わります。

💡 ナイロン＋ポリウレタンのインナーでは「シルキー加工」や「吸湿速乾加工」が多い。

• シルキー加工 → 滑らかな手触り、ツヤのある高級感
• 冷感加工 → 夏向けインナー（ユニクロ「エアリズム」など）

4. 生地の厚み

💡 夏インナーは薄手、冬向けや補正下着は中厚～厚手が多い。

• 薄手＋スムース編み → サラッとした涼しい質感（夏用インナー）
• 厚手＋フライス編み → しなやかで暖かい（冬用インナー）

5. 染色方法

💡 ナイロン＋ポリウレタンの生地は「分散染め」＋「シリコンコーティング」が多い。

• 分散染め → 発色が良く、滑らかさを保つ
• シリコンコーティング → さらにツルツルした仕上がりに

まとめ

✅ ナイロンの比率が多いと「ツルツル」、ポリウレタンが多いと「モチモチ」になる
✅ フライス編み → しなやかでフィット感あり、スムース編み → 滑らかで高級感あり
✅ シルキー加工＋分散染め → ツヤのある滑らか生地、ブラッシュ加工 → 柔らかい質感
✅ 薄手 → 軽くサラサラ、中厚～厚手 → しっかりフィット＆暖かい

💡 「ナイロン80%＋ポリウレタン20%」＋「スムース編み」＋「シルキー加工」＝ 高級インナーの質感
💡 「ナイロン90%＋ポリウレタン10%」＋「吸湿速乾加工」＝ 夏向け機能性インナー

最終的な質感は、素材の配合だけでなく「編み方・加工・厚み・染色」などの複合要素で決まります。