CN101512053A - 聚酯纤维、编织物、车辆座椅及聚酯纤维的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是初始拉伸抵抗度为15～38cN/分特、伸长20％后的伸长回复率为70％以上、160℃干热处理后的放缩率为0.3％～1.4％的聚酯纤维。通过使用本发明的聚酯纤维，可以得到对于反复负荷的耐性强、表面的柔软性和均一性优异且无凹凸或卷曲的编织物。由本发明的聚酯纤维得到的编织物，由于对于反复负荷的耐性强，适用于施加人体负荷的车辆座椅中。

Description

聚酯纤维、编织物、车辆座椅及聚酯纤维的制造方法

技术领域

本发明涉及热处理并冷却后，表现出稳定的状态的聚酯纤维。特别是涉及可以得到适合作为车辆座椅的布帛的聚酯纤维。

背景技术

迄今，对聚酯纤维聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下有时称为PET)，由于其高强度和良好的染色性、以及生产性，作为合成纤维的中心进行了研究。PET纤维不仅用于衣料中，也可以用于车辆中，以车辆座椅或车顶材料为中心展开了研究。PET纤维由于热处理后的状态稳定，在得到织物或编物(有时统称为编织物)的最终步骤即热处理步骤中，易收于设计的布帛幅边，此后几乎无变化，可以得到稳定品质的布帛。此外，由于车辆座椅或车顶材料等通过形成起绒布帛得到高级感，有时对热处理后的布帛进行起绒处理。即使在该起绒处理下，PET纤维也易得到稳定的品质。

但是，将PET纤维用作车辆座椅时，由于反复施加人体的负荷，存在布帛伸长的问题。这是由于PET纤维的低伸长回复性、即伸长后的回复率低所造成的。

进一步地，PET纤维由于初始拉伸抵抗度(有时也称为杨氏模量或弹性模量)高、约为90cN/分特，特别是作为起绒布帛时，存在得到针扎似的硬度的问题。

另一方面，聚对苯二甲酸亚丙基酯(以下有时称为3GT)由于形成纤维时，伸长回复性高且初始拉伸抵抗度低，具有柔软性优异的特征。而且由于其易染性，作为可以弥补PET纤维缺点的有魅力的聚酯纤维，近年对其的研究盛行。

但是，3GT纤维不是万能的，也存在缺点。盛行为了弥补该缺点对3GT纤维进行研究。例如，为了弥补3GT纤维的低强度、根据用途弥补其过低的弹性模量、以及低染色坚牢性，提出了以3GT为皮成分、以PET为芯成分的芯皮复合纤维(专利文献1)。根据该文献，得到强度为3.9～4.7g/d(3.5～4.2cN/分特)、弹性模量为43～72g/d(39～65cN/分特)的芯皮复合纤维。虽然根据该技术，确实提高了以往的3GT纤维的强度，但是3GT纤维最重要的特征低弹性模量受损，存在柔软性欠缺的问题。此外，作为3GT纤维的重要魅力的伸长回复性也大幅降低，不足以作为车辆座椅。

另一方面，将3GT纤维用作车辆座椅时，由于热定形性差，整理热定形后，若解除张力状态则在宽度方向上缓慢收缩，在宽度方向上产生品质不均。特别是布帛约束力弱的编物中，这种趋势显著，若热定形后经过数天，则存在表面的光滑感消失、感觉不到柔软性的问题或端部卷曲、不耐实际使用的问题。

作为改善3GT纤维收缩的问题的公知技术，可以举出例如专利文献2。该文献中，为了抑制3GT纤维的高收缩率，由此进一步提高柔软性，提出了控制热应力的技术方案。作为控制的方法，可以举出在高速下纺丝，不进行热处理来卷取。但是可知，利用该技术时，虽然因热导致的收缩率、应力低，但是产生经时缓慢收缩，热定形性差。这是因为，高速纺丝的纤维由于结晶度低，3GT的玻璃化转变温度低，即使纤维化后也缓慢结晶。

如上所述，现在仍未提出可以得到适合作为车辆座椅的布帛的纤维。

专利文献1：日本特开平11-93021号公报(权利要求书、第0011段、实施例)

专利文献2：日本特开2001-348729号公报(权利要求书、实施例)

发明内容

本发明的目的在于，提供可以得到作为对反复负荷的耐性强、表面柔软性和均一性优异且无凹凸或卷曲的编织物，特别是作为车辆座椅合适的布帛的聚酯纤维。

本发明的聚酯纤维，初始拉伸抵抗度(初期引張抵抗度)为15～38cN/分特、伸长20％后的伸长回复率为70％以上、160℃干热处理后的放缩率为0.3％～1.4％。

此外，本发明包括含有上述纤维的编织物。

此外，本发明包括由上述编织物制成的车辆座椅。

此外，本发明包括卷绕有上述纤维、凸边(バルジ)为-5～10％且鞍形部(サドル)为0～10％的筒子纱状卷装。

此外，本发明包括制造上述聚酯纤维的方法。

本发明利用3GT纤维的低初始拉伸抵抗度和高伸长回复性，并且得到差热定形性得到改善的聚酯纤维。通过使用本发明的聚酯纤维，可以得到对反复负荷的耐性强、表面的柔软性和均一性优异且无凹凸或卷曲的编织物。特别是可以得到比以往良好的车辆座椅。

附图说明

[图1]为表示喷嘴与喷嘴面深度的关系的示意图。

[图2]为表示3GT纤维的优选制丝设备的一例的图。

[图3]为表示3GT纤维的优选制丝设备的一例的图。

[图4]为表示3GT芯皮纤维、混合纤维的优选制丝设备的一例的图。

[图5]为说明卷装与作为卷装形态指标的凸边和鞍形部的示意图。

符号说明

1：聚合物

2：管道

3：纺丝加热体(纺丝温度)

4：喷嘴

5：保温体

6：喷嘴面深度

7：吐出的聚合物

8：喷嘴

9：冷却装置

10：给油装置

11：交织装置

12：第1辊

13：第2辊

14：接触辊

15：卷装

16：卷取机

17：喷嘴

18：冷却装置

19：给油装置

20：交织装置

21：第1辊

22：加热板

23：第2辊

24：接触辊

25：卷装

26：卷取机

27：喷嘴

28：冷却装置

29：给油装置

30：交织装置

31：第1辊

32：第2辊

33：交织装置

34：第3辊

35：第4辊

36：接触辊

37：卷装

38：卷取机

具体实施方式

以下对本发明进行具体的说明。

本发明的聚酯纤维，初始拉伸抵抗度为15～38cN/分特、伸长20％后的伸长回复率为70％以上、160℃干热处理后的放缩率为0.3％～1.4％。同时满足这3个条件是本发明的聚酯纤维的特征，是以往不可能存在的聚酯纤维。

本发明的聚酯纤维的初始拉伸抵抗度为15～38cN/分特。通过使该值在上述范围，由该纤维得到的布帛具有良好的柔软性。若纤维的初始拉伸抵抗度大于该范围，则柔软性变差。广泛使用的PET纤维由于初始拉伸抵抗度为90cN/分特左右的值，由PET纤维得到的布帛有针扎似的硬度。近年进行研究的3GT纤维的初始拉伸抵抗度为20cN/分特左右的值，所以优选。从布帛的柔软性方面考虑，初始拉伸抵抗度优选为更低的值，更优选为15～35cN/分特，进一步优选为15～33cN/分特。

本发明的聚酯纤维伸长20％后的伸长回复率为70％以上。由于测定方法的关系，上限为100％。通过使该值在上述范围，由该纤维得到的布帛对于反复负荷的耐性良好。若低于该值则制成例如车辆座椅时，由于人体负荷布帛伸长，产生布帛组织的网眼偏移或松弛。PET纤维的该伸长回复率为30％左右的值，用单纯的PET纤维，仅得到对于反复负荷的耐性低的布帛。3GT纤维的该值为90％以上，所以优选。从对反复负荷的耐性方面考虑，该伸长回复率优选为80％以上，进一步优选为85％以上。

聚酯纤维的初始拉伸抵抗度和伸长20％后的伸长回复率可以通过选择所使用的聚酯聚合物而在某种程度上得到控制。作为聚酯聚合物，优选至少含有3GT。进一步根据需要可以复合或混合其它的聚酯聚合物。作为其它的聚酯聚合物，优选选自PET和聚对苯二甲酸丁二醇酯(以下有时称为PBT)中的聚合物。

本发明的聚酯纤维160℃干热处理后的放缩率为0.3～1.4％。160℃干热处理后的放缩率是指在一定负荷下实施160℃的干热处理后，在室温下卸除负荷，在重力下的收缩比率。具体地说，是通过以下方法测定的值。

对纤维进行1m×10次的绞丝。绞丝时，施加9.1×10^-3cN/分特的负荷，测定绞丝长度(L0)。接着在9.1×10^-3cN/分特的负荷下，于160℃下进行15分钟的干热处理，干热处理后(30秒以内)立即测定绞丝长度(L1)。进一步将负荷改变为4.6×10^-3cN/分特，在20℃下放置30分钟后，测定绞丝长度(L2)。用下式算出160℃干热处理后的放缩率。

(160℃干热处理后的放缩率)＝(L1-L2)/L0

该放缩率是表示纤维的热定形性的参数。若纤维的放缩率大，则由该纤维得到的布帛在进行整理热定形后，产生布帛的收缩，布帛的均一性受损。此外，由于布帛的收缩，引起布帛组织的网眼偏移或松弛等表面品质降低。特别是在组织的约束力弱的编物中，影响增大，不耐实用。为了在编物用途中无问题地使用纤维，该放缩率必须为1.4％以下，进一步优选为1.1％以下。该放缩率可以说是提高作为布帛的价值的最重要的项目。PET纤维的该放缩率为0.3％左右的值，以往的3GT纤维的该放缩率为1.7～2.0％左右的值。

加上上述初始拉伸抵抗度和伸长20％后的伸长回复率，本发明的聚酯纤维同时满足所有3个项目这一点是重要的。以往的PET纤维可以满足160℃干热处理后的放缩率，但是不能满足初始拉伸抵抗度和伸长20％后的伸长回复率。此外，以往的3GT纤维可以满足初始拉伸抵抗度和伸长20％后的伸长回复率，但是不能满足160℃干热处理后的放缩率。满足所有这3个项目的本发明聚酯纤维的具体制造方法如后所述。

接着记载关于纤维的收缩特性的优选范围。纤维的收缩特性在随后得到编织物的步骤中是重要的。优选纤维的沸水收缩率为4～11％、160℃下的干热收缩率为4～15％且收缩应力曲线中应力为0.5cN/分特时的温度为55～80℃。

沸水收缩率，在得到编织物的步骤中，作为精练步骤中的收缩基准是重要的。沸水收缩率优选低，若为4～11％则由于布帛不会变硬而优选。以往的3GT纤维的收缩率为13％左右。若沸水收缩率大，则在精练步骤等步骤中，编织物收缩变硬，难以得到利用了3GT的柔软性的编织物。沸水收缩率更优选为4～10％，进一步优选为4～9.5％，这样容易得到柔软性优异的布帛。

160℃下的干热收缩率是作为整理热定形时的收缩基准的值。160℃下的干热收缩率仍然优选低，若为4～15％则易控制编织物的组织密度。此外，将本发明的聚酯纤维与其它的聚酯纤维交织或交编时，与其它的聚酯纤维的收缩率差异小，所以可以避免在热处理后的布帛中在表面出现凹凸或卷曲。从柔软性方面考虑，也优选160℃下的干热收缩率低，更优选的值为4～14％。

此外，收缩应力曲线中应力为0.5cN/分特时的温度，是以100℃/分钟的升温速度加热纤维时，开始施加应力的温度。布帛在精练步骤中初次被赋予热，受到90～100℃的热。该步骤中，若纤维在应力为0.5cN/分特时的温度为55～80℃，则布帛的急速收缩得到抑制，无组织的网眼偏移，容易得到良好的布帛，所以优选。此外，若纤维在应力为0.5cN/分特时的温度为55℃以上，则由该纤维得到布帛时，不易受到织机或编机的热的影响，所以优选。纤维在应力为0.5cN/分特时的温度更优选为60℃以上。以往的3GT纤维的该温度为45～55℃。

此外，作为本发明中的聚酯纤维的优选特性，收缩应力的峰温度优选为130～170℃。此外，峰应力优选为0.5～0.3cN/分特。若在该范围，则进行编织物的热定形时，由于在整理热定形完成之前都恒定地在纤维收缩方向上施加适当应力，所以不会产生组织的松弛，从而可以得到稳定品质的编织物。更优选峰温度为140～160℃、峰应力为0.15～0.25cN/分特。收缩应力的峰温度、峰应力可以通过纤维制造过程中的热处理温度和热处理前后的丝张力来调整。

纤维的强度和伸长率可以设定在得到布帛时无问题的范围内。若强度为2.5cN/分特以上、伸长率为25～60％则编织时不易产生断丝，所以优选。

3GT指的是以对苯二甲酸为主要的酸成分，以1，3-丙二醇为主要的二元醇成分得到的聚酯。3GT优选90摩尔％以上由对苯二甲酸亚丙基酯的重复单元构成。其中，也可以以10摩尔％以下的比率含有其它的共聚成分。作为可以共聚的化合物，可以举出例如，间苯二甲酸、琥珀酸、环己烷二甲酸、己二酸、二聚酸、癸二酸、5-钠磺基间苯二甲酸等二羧酸类，乙二醇、二乙二醇、丁二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二元醇类，但是不限于它们。此外，根据需要可以添加作为消光剂的二氧化钛、作为润滑剂的二氧化硅微粒或氧化铝微粒、作为抗氧化剂的受阻酚衍生物、着色颜料等。

此外，PET是以对苯二甲酸为主要酸成分、以乙二醇为主要二元醇成分得到的聚酯。PET优选90摩尔％以上由对苯二甲酸乙二醇酯的重复单元构成。与3GT同样地，可以含有上述共聚成分或添加消光剂等添加剂。此外，PBT是以对苯二甲酸为主要酸成分、以丁二醇为主要二元醇成分得到的聚酯。PBT优选90摩尔％以上由对苯二甲酸丁二醇酯的重复单元构成。也与3GT同样地，也可以含有上述共聚成分或添加消光剂等添加剂。

本发明的聚酯纤维，从柔软性或伸长回复率方面考虑优选含有3GT。可以为仅由3GT构成的纤维(有时称为3GT纤维)或除了3GT之外还含有选自PET和PBT中的聚合物的纤维。含有PET或PBT时，可以是将多种成分混合制丝得到的所谓混合纤维或将多种成分复合成芯皮型或并列型得到的所谓的复合纤维。通过在3GT中混合或复合PET或PBT，可以利用柔软性或伸长回复率良好等3GT的特性并且弥补热定形差等3GT的缺点。更优选为同心圆型芯皮复合纤维(有时简称为芯皮纤维)。优选为使用选自PET或PBT中的聚合物作为芯成分、使用3GT作为皮成分的芯皮纤维，最优选为使用PET作为芯成分、使用3GT作为皮成分的芯皮纤维。此时，若3GT的特性粘度为0.8～1.2、PET的特性粘度为0.4～0.6，则由于形成利用了3GT的特性并且弥补了3GT的缺点的聚酯纤维，因而优选。若PET的特性粘度比上述值高，则PET的特性过强，不能利用3GT的柔软性或伸长回复率，所以不优选。另外，使用PBT作为芯成分时，优选PBT的特性粘度为0.5～0.9。

本发明的聚酯纤维适合用于编织物中。通过使用本发明的纤维，可以得到对反复负荷的耐性强、表面的柔软性和均一性优异且无凹凸或卷曲的编织物。由本发明的聚酯纤维得到的编织物由于对于反复负荷的耐性强，适合用于施加人体负荷的车辆座椅中。车辆座椅中，有时为了赋予高级感而实施起绒处理。本发明的聚酯纤维由于初始拉伸抵抗低，将得到的布帛起绒时，柔软感优异。由于起绒时布帛的表面和背面的表面状态不同，易产生卷曲等问题。但是，本发明的聚酯纤维由于160℃干热处理后的放缩率低，即使实施起绒处理也可以抑制卷曲等的产生。在这种意义上讲本发明的聚酯纤维和由其得到的布帛也是车辆业中最期望的纤维和布帛。

由本发明的聚酯纤维得到编织物时，若编织物仅含有本发明的聚酯纤维而不含有其它纤维，则由于可以最大限度地发挥本发明的聚酯纤维的特性，因而优选。但是，在不损害本发明效果的范围内，也可以进行与其它聚酯纤维或天然纤维的复合加工、捻丝等。

将本发明的聚酯纤维卷绕到纸管等上，以图5所示的筒子纱状卷装供给。该筒子纱状卷装的形状优选凸边为-5～10％且鞍形部为0～10％。如图5所示，测定卷装的最大直径(Dmax)、最小直径(Dmin)、最大宽度(Wmax)和最小宽度(Wmin)，通过下式算出鞍形部和凸边。

鞍形部(％)＝{(Dmax-Dmin)/Dmin}×100

凸边(bulge)(％)＝{(Wmax-Wmin)/Wmin}×100

若鞍形部或凸边大，则卷装中的纤维的硬度产生不均。特别是鞍形部大时，最大直径的部分中，纤维易变硬，相反，最小直径的部分中，纤维易变软。若纤维的硬度产生不均，则使用其得到布帛时，布帛的均一性受损，布帛表面的品质降低。若鞍形部或凸边在上述范围，则卷装中的纤维不均得到抑制，因此产生的布帛表面的品质降低也可以得到抑制。凸边更优选的范围为0～8％、鞍形部更优选的范围为0～8％。

为了使鞍形部和凸边在优选的范围，除了通过使卷取时的张力在适当范围从而使刚卷取之后的卷装形状良好之外，减小卷取后的卷装形状的经时变化也是重要的。特别是在含有3GT的纤维的情况下，如上所述，由于易产生经时收缩，卷装形状易变差。本发明的聚酯纤维由于卷取后的经时收缩小，可以减小卷取后的卷装形状的变化，从而可以获得上述优选的卷装形状。

接着对本发明的聚酯纤维的优选制造方法进行说明。

制造本发明聚酯纤维的方法的优选方式之一是包括将聚对苯二甲酸亚丙基酯聚合物熔融的步骤、由喷嘴面深度为20～90mm的喷嘴吐出的步骤、将吐出的聚合物以纺丝速度4500～7000m/分钟牵引的步骤、和不对牵引得到的纤维进行拉伸而在120～180℃下进行热处理的步骤的聚酯纤维的制造方法。该方式中，得到3GT纤维。

在为3GT纤维时，3GT聚合物的特性粘度优选为0.8～1.2。此外，3GT聚合物优选熔融至剪切速度为1216sec^-1时的熔融粘度为1000～2000泊。若特性粘度为0.8以上，则由于3GT的收缩特性或柔软性良好，因而优选。此外，若特性粘度为1.2以下，则所得到的纤维的收缩不会过高，纺丝也容易，因而优选。

聚合物的熔融通常采用使用挤出机或加压熔化锅的方法，但是为了确保熔融粘度，优选效率良好的使用挤出机的方法。然后，如图1所示，将熔融的聚合物1用公知的方法计量，通过管道2，从喷嘴4吐出。若聚合物从进入管道到从喷嘴吐出的滞留时间长，则导致聚合物老化，熔融粘度降低。特别是3GT聚合物容易由于滞留而导致聚合物老化，所以聚合物从进入管道到从喷嘴吐出的滞留时间优选为20分钟以下。此外，由于纺丝温度不同也会导致粘度降低，所以纺丝温度优选为275℃以下。此外，为了充分熔融3GT聚合物，优选纺丝温度为240℃以上。

接着将从喷嘴4吐出的聚合物7冷却、固化，变成纤维。影响冷却固化完成点的喷嘴面深度6优选为20～90mm。本发明中所述的喷嘴面深度是从喷嘴面到保温体5的下表面的距离。通常喷嘴面深度越深则通过缓慢冷却效果，纤维的强度越高。但是，本发明中，喷嘴面深度可以浅，通过尽可能快地冷却固化从喷嘴吐出的熔融聚合物，可以抑制纤维的收缩、进而提高热定形性。此外，在为3GT的情况下，可以使加热时开始施加收缩应力的温度上移，可以提高得到的布帛的表面品质。在喷嘴面深度100mm下，未发现该效果。纤维在冷却固化后，在给油装置的位置集束，集束距离(从喷嘴面到给油装置的距离)优选短。喷嘴面深度浅、集束距离短、降低纺丝张力在提高热定形性方面最优选。具体地说，集束距离优选为1000～1700mm。

喷嘴面深度越浅越优选，更优选为20～80mm，进一步优选为20～60mm。但是由于浅，喷嘴面冷却，存在纤维的强度降低的问题。因此，喷嘴下的保温体5优选与纺丝温度独立地控制温度。即，通过使用喷嘴加热器使保温体5的温度比纺丝温度高，可以避免喷嘴面温度降低。具体地说，从不产生低强度纤维方面考虑，优选将保温体5的温度设定为比纺丝温度高10～30℃的温度，保持(喷嘴面温度)>(纺丝温度-10℃)的关系(参照图1)。

进一步地，本发明中发现，使纺丝速度为4500～7000m/分钟的高速，然后不对牵引得到的纤维进行拉伸而在120～180℃的高温下进行热处理，由此纤维的收缩特性或热定形性得到显著改善。

这种高纺丝速度和浅的面深度的组合是重要的，通过纺丝张力使纤维充分定向，由此随后不需要进行拉伸。纺丝速度优选为4500～7000m/分钟，更优选为5000～7000m/分钟。

对纺丝得到的纤维不进行拉伸而进行热处理。不进行拉伸，通过热促进结晶，由此纤维的热定形性提高。热处理可以使用蒸气等非接触式热处理和通过辊或板进行的接触式热处理中的任意一种，但是从热效率方面考虑，优选为接触式热处理。为了避免摩擦所导致的纤维损伤，更优选通过辊进行热处理。热处理温度优选为120～180℃，为了促进热结晶，更优选为140～180℃。此外，从促进热结晶方面考虑，优选热处理时间为20×10^-3～100×10^-3秒。

此外，为了进一步提高热定形性，在张力状态下进行热处理是有效的。具体地说，通过使热处理辊为锥形辊、将辊出口速度设定成高于辊入口速度，可以在张力状态下进行热处理。此外，可以通过配置多根辊，在辊间设置加热板22，通过调整辊速度来进行张力热处理(参照图3)。

本发明的聚酯纤维制造方法的优选其它方式是包括将特性粘度为0.8～1.2的聚对苯二甲酸亚丙基酯熔融的步骤、将特性粘度为0.4～0.6的聚对苯二甲酸乙二醇酯或特性粘度为0.5～0.9的聚对苯二甲酸丁二醇酯熔融的步骤、使2种熔融聚合物在喷嘴合流的步骤、将合流的聚合物从喷嘴面深度为20～90mm的喷嘴吐出的步骤、将吐出的聚合物以纺丝速度1400～3500m/分钟牵引的步骤、以及将牵引得到的纤维拉伸后、在120～180℃下热处理的步骤的聚酯纤维的制造方法。若为该方法，则不提高纺丝速度就可以得到具有优异收缩特性的纤维。

上述方式中，得到3GT与PET或PBT的复合纤维或混合纤维。在使2种熔融聚合物在喷嘴合流的步骤和将合流的聚合物从喷嘴吐出的步骤中，例如若使用芯皮型喷嘴等复合纺丝用的喷嘴则得到复合纤维。另一方面，在使2种熔融聚合物在喷嘴合流的步骤和将合流的聚合物从喷嘴吐出的步骤中，若例如使用静态混合器等混合机，将聚合物混合后从喷嘴吐出，则得到混合纤维。

这些情况下，3GT纤维与上述同样地优选选择特性粘度为0.8～1.2的聚合物、剪切速度为1216sec^-1时的熔融粘度为1000～2000泊。另一方面，PET聚合物优选选择特性粘度为0.4～0.6的聚合物、剪切速度为1216sec^-1时的熔融粘度为300～900泊。此外，在为PBT聚合物的情况下，优选选择特性粘度为0.5～0.9的聚合物、剪切速度为1216sec^-1时的熔融粘度为300～900泊。对于3GT聚合物，如上所述优选滞留时间为20分钟以内，纺丝温度优选为尽可能低的温度。

形成芯皮纤维时，3GT聚合物与其它的聚合物的复合比，优选3GT聚合物的比率在纤维中为70～90质量％。形成混合纤维时，3GT聚合物与其它的聚合物的混合比，优选3GT聚合物的比率在纤维中为60～80质量％。通过为该比率，不损害3GT的优点而容易提高热定形性。

使用3GT聚合物和PET聚合物时，3GT的熔点为227℃，而PET的熔点高出30℃左右，因此难以设定纺丝温度，但是优选为265～275℃的纺丝温度。使用3GT聚合物和PBT聚合物时，由于PBT的熔点与3GT相差不大，可以设定为与3GT纤维相同的条件。

其中，使PET或PBT的熔融粘度比3GT低这一点是重要的。通过使PET或PBT的熔融粘度比3GT的熔融粘度低，可以利用3GT纤维的重要特性即初始拉伸抵抗度和伸长20％后的伸长回复率，并且抑制3GT纤维的缺点即160℃干热处理后的放缩率。即，发现在该条件下制造的复合纤维或混合纤维，在初始拉伸抵抗度和伸长20％后的伸长回复率方面，3GT聚合物的性质处于优势地位，另一方面，在160℃干热处理后的放缩率方面，PET聚合物或PBT聚合物的性质处于优势地位。PET聚合物或PBT聚合物更优选的熔融粘度范围为400～800泊。为了达到这种熔融粘度的范围，PET聚合物的特性粘度优选为0.4～0.6，PBT聚合物的特性粘度优选为0.5～0.9。

在为复合纤维或混合纤维的情况下，由于可以通过聚合物的组合调节纤维的特性，与3GT纤维的情况不同，在通用的纺丝条件下牵引吐出的聚合物后，可以采用使用拉伸的通用制造方法。在为上述3GT纤维的情况下，由于制造条件与通用的制造条件大不相同，有时用通用的制造设备难以解决问题。复合纤维或混合纤维由于可以使用通用的制造设备，并得到热定形性优异的纤维，因而优选。进一步地，由于可以弥补3GT的耐光坚牢性差，优选为复合纤维或混合纤维。

与上述同样地，为了提高收缩特性和热定形性，喷嘴面深度优选为20～90mm，更优选为20～80mm，进一步优选为20～60mm。进一步地，从提高热定形性方面考虑，优选集束距离为1000～1700mm、与纯纤维同样地降低纺丝张力。

纺丝速度优选为1400～3500m/分钟。该范围内可以得到稳定的制丝和适当的强度。

纺丝牵引后，接着进行拉伸。拉伸可以根据强度与伸长率的平衡设定适当倍率，优选设定成使伸长率为25～60％。因此，拉伸倍率优选设定在1.2～4.5倍的范围内。优选在拉伸前对纤维进行预热。拉伸后，在120～180℃下进行热处理。热处理时间优选为20×10^-3～100×10^-3秒。通过该热处理，促进纤维的结晶，提高收缩特性和热定形性。

作为更优选的步骤，可以举出热处理后，纤维通过数个辊，确保纤维的冷却时间比热处理时间长，同时调整张力，进行卷取(参照图4)。由此易于保持卷装的良好形状，因而优选。

此外，可以与3GT纤维、混合纤维和复合纤维同样地，通过公知的方法，在用辊牵引前和/或卷取前赋予油剂。此外，为了提高交织数，可以进行多次交织。

进一步地，使用本发明的聚酯纤维作为编织物时，为了赋予伸缩性可以进行假捻。

实施例

以下举出实施例进行具体的说明。实施例的主要测定值用以下的方法测定。

(1)特性粘度

特性粘度[η]是使用邻氯苯酚作为溶剂，在30℃下测定粘度，基于下述定义式求得的值。其中，C为溶液的粘度、ηr为相对粘度(某种浓度C下的溶液粘度与溶剂的粘度的比率)。

[数1]

$\left[\mathrm{\η}\right]=\underset{c\→0}{\lim }\frac{(\mathrm{\ηr}-1)}{c}$

(2)熔融粘度

使用东洋精机(株)制キヤピログラフ1B，在氮气氛围下以剪切速度1216sec^-1进行3次测定，将平均值作为熔融粘度(泊)。而且，使测定温度与各实施例和比较例中的纺丝温度相同，并且在保持与各实施例和比较例中的聚合物滞留时间相同的时间后测定熔融粘度。即，实施例1中的3GT的熔融粘度是用キヤピログラフ1B在温度270℃下保持15分钟后，在剪切速度1216sec^-1下测定的值。

(3)强度、伸长率、初始拉伸抵抗度、伸长20％后的伸长回复率

根据JIS L1013(1999)进行测定。强度和伸长率根据JISL1013(1999)8.5项“拉伸强度和伸长率”，在夹持间隔为20cm、拉伸速度为50％/分钟的条件下进行测定。初始拉伸抵抗度根据JISL1013(1999)8.10项，在夹持间隔为20cm、拉伸速度为50％/分钟的条件下进行测定。此外，伸长20％后的伸长回复率根据JIS L1013(1999)8.9项伸长弹性率A法，使夹持间隔为20cm、拉伸速度为50％/分钟，求得样品伸长至20％时的弹性模量。

(4)160℃干热处理后的放缩率

对纤维进行1m×10次的绞丝。绞丝时，施加9.1×10^-3cN/分特的负荷，测定绞丝长度(L0)。接着在9.1×10^-3cN/分特的负荷下，于160℃下进行15分钟的干热处理，干热处理后(30秒以内)立即测定绞丝长度(L1)。进一步将负荷改变为4.6×10^-3cN/分特，在20℃下放置30分钟后，测定绞丝长度(L2)。用下式算出160℃干热处理后的放缩率。

(160℃干热处理后的放缩率)＝(L1-L2)/L0

(5)沸水收缩率

对纤维进行1m×10次的绞丝。绞丝时，施加0.029cN/分特的负荷，测定绞丝长度(L’0)。接着在无负荷的状态下将绞丝用100℃的沸水处理15分钟，风干后，测定施加0.029cN/分特的负荷时的绞丝长度(L’1)。通过下式算出沸水收缩率。

沸水收缩率(％)＝{(L’0-L’1)/L’0}×100

(6)160℃下的干热收缩率

对纤维进行1m×10次的绞丝。绞丝时，施加0.029cN/分特的负荷，测定绞丝长度(L”0)。接着在无负荷的状态下将绞丝用160℃的烘箱处理15分钟，风干后，测定施加0.029cN/分特的负荷时的绞丝长度(L”1)。通过下式算出160℃下的干热收缩率。

160℃下的干热收缩率(％)＝{(L”0-L”1)/L”0}×100

(7)收缩应力峰温度、峰值、应力为0.5cN/分特时的温度

将200mm的样品结成环状，使用钟纺エンジニアリング社制KE-2，在初始负荷为0.044cN/分特、初始温度为30℃、升温速度为100℃/分钟的条件下测定收缩应力，求得收缩应力达到最大时的温度(峰温度)和此时的收缩应力值(峰值)。此外，以横轴表示温度、纵轴表示收缩应力值作图，求得应力为0.5cN/分特时的温度。

(8)鞍形部、凸边

各实施例和比较例中，将纤维卷取时，以卷取宽度为114mm卷取在直径为134mm的纸管上，得到8kg的卷装(卷径约为340mm)。将得到的卷装在25℃、60％RH的环境下放置168小时(7天)后，测定卷装的形状。如图5所示，测定卷装的最大直径(Dmax)、最小直径(Dmin)、最大宽度(Wmax)和最小宽度(Wmin)，通过下式算出鞍形部和凸边。

鞍形部(％)＝{(Dmax-Dmin)/Dmin}×100

凸边(％)＝{(Wmax-Wmin)/Wmin}×100

(9)布帛品质、布帛光滑感、耐光坚牢性、耐用性、综合评价

(i)评价用起绒编物的制造

面纱(front yarn)、地纱(back yarn)都使用通过各实施例和比较例得到的纤维，在28G下制造平纹半畦编组织的编物坯布。将得到的坯布在95℃下精练，在140℃下预定形后，实施起绒处理。然后，在130℃下进行染色，使用针拉幅机在160℃下进行整理定形，得到起绒编物。

(ii)布帛品质、布帛光滑感

将得到的起绒编物切成30cm方形，对于该编物1点，通过经验年数为3年以上的3名评价者的合议进行4个等级的感官评价。合格水平为B以上。

A：非常优异

B：优异

C：与以往的产品相比，虽然发现效果改善，但是未大幅改善

D：与以往的产品相比，无变化

各自的评价观点如下所述。

布帛品质：对于布帛表面的凹凸和布帛的卷曲，通过目视与以往的产品(3GT纤维、比较例7)进行比较评价。布帛表面的凹凸和布帛的卷曲越小则越优异，目视不能确认布帛表面的凹凸、卷曲时评价为A。

布帛光滑感：对于布帛的起绒的柔软性和均一性，通过触感进行与以往的产品(PET纤维、比较例9)的比较评价。柔软性越高且光滑感无不均而越均一则越优异。

(iii)耐光坚牢性

使用强能量型氙灯日晒牢度仪(SC700-1FA：スガ试验机株式会社制)。将起绒编物夹在氨酯片上，固定在支架上。在支架上装配玻璃过滤器，进行黑面板温度为73℃×50％RH×3.8小时的氙光灯照射。对于试验后的样品，使用JISL0804规定的变退色用灰度等级进行级别判定。合格水平为B以上。

A：4级以上

B：3.5级

C：3级

D：2.5级以下

(iv)耐用性

将起绒编物切成10cm方形，预先形成仅四角固定、中央部浮起的状态。将截面积4cm²、300g的负荷载置在中央部上，保持30秒。除去负荷，等待30秒。重复以上的施加负荷和解除负荷总计5次后，解除固定，对于载置在平面上的起绒编物，与上述(ii)项同样地，通过经验年数3年以上的3名评价者目视进行与以往的产品(PET纤维、比较例9)的比较评价。由于负荷所导致的布帛的凹陷越少则越优异，目视不能确认凹陷时评价为A。

A：非常优异

B：优异

C：与以往的产品相比，虽然发现效果改善，但是未大幅改善

D：与以往的产品相比，无变化

(v)进行以上的布帛评价，实施综合评价。任意一个存在C以下的项目时，综合评价为C。对于全部项目为B以上的情况，A的项目为3个以上时综合评价为A，其它的综合评价为B。分3个等级进行评价，B以上为合格。

A：非常优异

B：优异

C：与以往的产品相比，未见大幅改善

实施例1～3、比较例1～3

用芯皮纤维进行实验，所使用的聚酯如表1所示，适当改变芯和皮的比率进行。实施例1中，使用特性粘度为1.1的3GT均聚物作为皮成分、使用特性粘度为0.51的PET均聚物作为芯成分，在纺丝温度270℃下将芯皮纤维纺丝。此时，使用公知的芯皮纺丝用喷嘴，通过喷嘴形成芯皮形状。而且，从聚合物进入管道到从喷嘴吐出的滞留时间，3GT为6分钟，PET为50分钟。在该条件下测定的熔融粘度，3GT为1900泊、PET为480泊。

纺丝设备使用图4的设备。在喷嘴面深度为20mm、纺丝速度为1600m/分钟的条件下进行纺丝。将从喷嘴27吐出的聚合物用冷却装置28冷却形成纤维，在距离喷嘴面1500mm设置的给油装置29中，集束后，赋予油剂。进一步地，对纤维用交织装置30赋予交织后，卷绕到速度为1600m/分钟的第1辊31上。第1辊31被加热至55℃。将纤维卷绕到第1辊31上7次后，导向速度为4200m/分钟的第2辊32，实施2.625倍的拉伸。第2辊32被加热至150℃。将纤维卷绕到第2辊32上6次，在150℃下实施39×10^-3秒的热处理。热处理后，用交织装置33赋予再次交织，为了冷却纤维和调整张力，通过第3辊34和第4辊35，用接触辊36和卷取机38，以3990m/分钟实施卷取形成卷装37，得到84分特的48长丝的聚酯纤维。

实施例2和比较例1～2中，除了改变聚合物和芯与皮的比率之外，在与实施例1同样的条件下进行制丝。而且，实施例2中的滞留时间，3GT为7分钟、PET为17分钟，比较例1中的滞留时间，3GT为10分钟、PET为10分钟，比较例2中的滞留时间，3GT为8分钟、PET为14分钟。

实施例3中，使用特性粘度为0.78的PBT均聚物作为芯成分，得到84分特的48长丝的芯皮纤维。而且，3GT的滞留时间为7分钟、PBT的滞留时间为17分钟。在与实施例1相同的条件下实施制丝。

比较例3中，得到将特性粘度为0.78的PBT均聚物作为皮成分、将特性粘度为0.51的PET均聚物作为芯成分的芯皮纤维。PBT的滞留时间为6分钟、PET的滞留时间为50分钟。在与实施例1相同的条件下实施制丝。

制造条件和结果如表1所示。实施例1～3中，初始拉伸抵抗、伸长20％时的伸长回复率和160℃干热处理后的放缩率满足本发明的范围，在布帛评价中也得到良好的结果。特别是在实施例2中，初始拉伸抵抗、伸长20％时的伸长回复率和160℃干热处理后的放缩率的平衡最良好，得到特别优秀的起绒编物。进一步地，由于复合有耐光坚牢性良好的PET或PBT作为芯，芯皮纤维整体的耐光坚牢性提高。

另一方面，比较例1～2中，由于表现出浓厚的PET特性，虽然放缩率低，但是埋没了3GT的特性即初始拉伸抵抗和伸长20％时的伸长回复率，得不到满意的布帛。此外，比较例3中，使用PBT来替代3GT，但是仅得到初始拉伸抵抗和伸长回复性不充分、特别是反复负荷中的评价即耐用性方面很差的布帛。

[表1]

实施例4～6、比较例4

接着对于芯皮纤维中的纺丝速度和热处理温度的影响进行实验。除了纺丝速度、热处理温度之外在与实施例2相同的条件下进行。制造条件和结果如表2所示。

关于纺丝速度，在本发明范围内的实施例4～6中，可以得到兼顾热定形性和柔软性，伸长回复性也良好的布帛。另一方面，在纺丝速度为1000m/分钟的比较例4中，由于160℃干热处理后的放缩率增大、为1.6％，仅得到表面品质差的布帛。

[表2]

实施例7～10、比较例5～6

接着进行混合纤维的实验。所使用的聚酯和喷嘴中的滞留时间如表3所示。除了改变喷嘴，将两种聚合物通过混合机混练后吐出，形成混合纤维之外，在与实施例1相同的温度条件和速度条件下得到84分特的48长丝的混合纤维。制造条件和结果如表3所示。

以相同的聚合物混合比率，将混合纤维与芯皮纤维比较，由实施例1和比较例5的比较可知，3GT的特性残留。比较例5中由于放缩率高，布帛的凹凸明显，不耐实用。此外，比较例6中，由于PET的混合比率提高，初始拉伸抵抗度和伸长回复率变差，仅得到柔软性和耐用性差的布帛。

与此相对地，实施例7～10中，利用了3GT的特征的同时成功地降低放缩率，可以得到优异的起绒编物。

[表3]

实施例11～12、比较例7～9

接着进行3GT纤维的实验。实施例11中，使用特性粘度为1.1的3GT均聚物，在250℃的纺丝温度下进行纺丝。喷嘴中的滞留时间为10分钟。喷嘴面深度设定为20mm，使用图2的设备进行制丝。首先，将从喷嘴8吐出的聚合物用冷却装置9冷却，用给油装置10赋予油剂，用交织装置11赋予交织后，卷绕到速度为5000m/分钟的第1辊12上。对第1辊12不加热，其表面温度为35℃。卷绕到第1辊12上7次后，导向速度为5000m/分钟的第2辊13。第2辊13被加热至150℃。将纤维卷绕到第2辊13上6次，在150℃下实施32×10^-3秒的热处理。热处理后，用接触辊14和卷取机16，以4850m/分钟实施卷取形成卷装15，得到84分特的48长丝的聚酯纤维。

实施例12中，与实施例11同样地进行制丝，使第1辊12和第2辊13的速度分别为6000m/分钟和5800m/分钟实施卷取，得到84分特的48长丝的聚酯纤维。

比较例7中使用的聚合物与实施例11相同，但是将第1辊12加热至55℃且使其速度为3000m/分钟，在与4000m/分钟的第2辊13之间实施1.33倍的拉伸。用第2辊10实施150℃的热处理，以3800m/分钟实施卷取，得到84分特的48长丝的聚酯纤维。

比较例8与实施例11同样地纺丝，但是对第2辊不加热。

比较例9中，除了使用特性粘度为0.65的PET均聚物，使纺丝速度为290℃且不实施第2辊13中的热处理之外，与实施例11同样地实施。

制造条件和结果如表4所示。实施例11～12中，得到良好的布帛。与此相对地，实施拉伸的比较例7中，仅得到放缩率增大，布帛品质降低且卷装形态差的布帛。此外，比较例8中，在与日本特开2001-348729号公报的实施例类似的条件下进行制丝，但是放缩率的抑制不充分，仅得到卷装形态差的布帛。此外，使用PET的比较例9中，仅得到柔软性和耐用性差的布帛。

[表4]

实施例13～14、比较例10

就喷嘴面深度的影响进行实验。使用与实施例2相同的聚合物，纺丝温度、纺丝速度、其它的温度条件等与实施例2相同，仅喷嘴面深度从实施例2的20mm改变为60mm、90mm、110mm，对所得到的布帛进行评价。结果如表5所示。在喷嘴面深度为60mm的实施例13中，与实施例2同样地可以得到优异的布帛。此外，面深度为90mm的实施例14中，也可以得到十分优异的布帛。但是喷嘴面深度为110mm的比较例10中，虽然发现强度提高，但是由于沸水收缩率和干热收缩率高，放缩率为1.6％，所以仅得到布帛的凹凸明显、耐光坚牢度也降低的布帛。

实施例15、比较例11

此外，使用与实施例12相同的聚合物，纺丝温度、纺丝速度、其它的温度条件等与实施例12相同，仅喷嘴面深度从实施例12的20mm改变为90mm、110mm，对所得到的布帛进行评价。结果如表5所示。在喷嘴面深度为90mm的实施例15中，可以得到与实施例11同样优异的布帛。但是在喷嘴面深度为110mm的比较例11中，虽然发现强度提高，但是160℃干热处理后的放缩率高，得不到满意的布帛。

工业实用性

本发明的聚酯纤维适合用于编织物。通过使用本发明的聚酯纤维，可以得到对于反复负荷的耐性强、表面的柔软性和均一性优异且无凹凸或卷曲的编织物。由本发明的聚酯纤维得到的编织物，由于对于反复负荷的耐性强，适合用于施加人体负荷的车辆座椅中。而且，车辆座椅中，为了赋予高级感，有时实施起绒处理。本发明的聚酯纤维由于初始拉伸抵抗低，将得到的布帛起绒时，柔软感优异。由于通过起绒布帛的表面和背面的表面状态不同，易产生卷曲等问题。但是，本发明的聚酯纤维由于160℃干热处理后的放缩率低，即使实施起绒处理也可以抑制卷曲等的产生。在该这种意义上本发明的聚酯纤维和由其得到的布帛是车辆业最期望的纤维和布帛。

Claims (13)

1.聚酯纤维，其初始拉伸抵抗度为15～38cN/分特、伸长20％后的伸长回复率为70％以上、160℃干热处理后的放缩率为0.3％～1.4％。

2.如权利要求1所述的聚酯纤维，其沸水收缩率为4～11％、160℃下的干热收缩率为4～15％，并且收缩应力曲线中应力为0.5cN/分特时的温度为55～80℃。

3.如权利要求1～2中任意一项所述的聚酯纤维，其含有聚对苯二甲酸亚丙基酯。

4.如权利要求3所述的聚酯纤维，其进一步含有选自聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的聚合物。

5.如权利要求3所述的聚酯纤维，其为同心圆型芯皮复合纤维，其中皮由特性粘度为0.8～1.2的聚对苯二甲酸亚丙基酯形成，芯由特性粘度为0.4～0.6的聚对苯二甲酸乙二醇酯形成。

6.编织物，其含有权利要求1～5中任意一项所述的纤维。

7.编织物，其仅由权利要求1～5中任意一项所述的纤维构成。

8.车辆座椅，其由权利要求6～7中任意一项所述的编织物制成。

9.如权利要求8所述的车辆座椅，其实施过起绒处理。

10.筒子纱状卷装，其卷绕有权利要求1～5中任意一项所述的纤维、凸边为-5～10％且鞍形部为0～10％。

11.权利要求1所述的聚酯纤维的制造方法，该方法包括：

将聚对苯二甲酸亚丙基酯聚合物熔融的步骤、

由喷嘴面深度为20～90mm的喷嘴吐出的步骤、

将吐出的聚合物以纺丝速度4500～7000m/分钟牵引的步骤、和

将牵引得到的纤维不进行拉伸而在120～180℃下进行热处理的步骤。

12.如权利要求11所述的聚酯纤维的制造方法，其中，所述热处理是张力热处理。

13.权利要求4所述的聚酯纤维的制造方法，该方法包括：

将特性粘度为0.8～1.2的聚对苯二甲酸亚丙基酯熔融的步骤、

将特性粘度为0.4～0.6的聚对苯二甲酸乙二醇酯或特性粘度为0.5～0.9的聚对苯二甲酸丁二醇酯熔融的步骤、

使2种熔融聚合物在喷嘴合流的步骤、

将合流的聚合物从喷嘴面深度为20～90mm的喷嘴吐出的步骤、将吐出的聚合物以纺丝速度1400～3500m/分钟牵引的步骤、和将牵引得到的纤维拉伸后、在120～180℃下热处理的步骤。

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