JP2000226739A - 繊維およびその構造物 - Google Patents

繊維およびその構造物

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昇 綿奈部
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Abstract

(57)【要約】 【課題】形状安定性に優れた繊維構造物、特に耐熱安定
性に優れた繊維構造物およびそれを構成する繊維を提供
する。 【解決手段】溶融粘度が100から500であるポリア
セタールを芯成分に、融点が190℃以上の熱可塑性結
晶性ポリマーを鞘成分にし、芯成分と鞘成分の重量比率
が1:5から5:1である複合繊維。また、上記複合繊
維を10重量%以上含有する布帛、不織布、ファイバー
クッション、およびこれらの成形品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は形状安定性に優れた
繊維構造物、特に耐熱安定性に優れた繊維構造物および
それを構成する繊維に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリアセタールは結晶性が高く、そのた
め耐熱性と耐薬品性に優れたポリマーであり、機能性ポ
リマーとして、歯車等の成形品に多く用いられている。
また、そのポリマー自体は例えば特開平6−21195
3号公報に記載されているように公知である。
【0003】しかし、この耐熱性に優れている点が繊維
に製造する際に大きな妨げとなっている。即ち、ポリア
セタールは結晶性が優れ、結晶化速度が速い。また、結
晶化度も大きい。ポリアセタールの融点はDSCの測定
では非常にシャープなピークで測定される。従って、軟
化点と融点が非常に近く、延伸し難い欠点があり、工業
的に繊維にすることが困難であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は形状安
定性に優れた繊維構造物、特に耐熱安定性に優れた繊維
構造物およびそれを構成する繊維を見いだし、安価に提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはポリアセタ
ールの結晶化が著しく速く、大きいことに着目し、この
ポリマーを芯成分にした複合繊維の製造条件を研究した
結果、本発明の完成に至った。
【0006】すなわち、本発明の複合繊維は溶融粘度が
100から500であるポリアセタールを芯成分に、融
点が190℃以上の熱可塑性結晶性ポリマーを鞘成分に
し、芯成分と鞘成分の重量比率が1:5から5:1であ
る複合繊維である。また、本発明の繊維構造物は上記の
複合繊維を10重量%以上含有する布帛、不織布、ファ
イバークッション、およびこれらの成形品である。
【0007】本発明に用いる複合繊維の芯成分のポリア
セタールは例えばトリオキサンを主モノマーに、環状エ
ーテル、または環状ホルマールをコモノマーに用い、定
法によりカチオン重合で重合することができる。このコ
モノマーとしては例えばエチレンオキシド、1,3−ジ
オキソラン、1,3−トリオキセパン、ジエチレングリ
コールホルマール、1,4−ブタンジオールホルマー
ル、1,3−ジオキサン、プロピレノキシド等がある。
コモノマーの量はトリオキサンに対して0.2から10
重量%、好ましくは0.4から5重量%である。コモノ
マーの量が多すぎると耐熱性が低下する。また、コモノ
マーの量が少なすぎると可紡性が低下する。上記のポリ
アセタールは適当に触媒を失活させ、精製され、また適
当な安定剤、着色剤等の添加剤が含まれていても良い。
【0008】ポリアセタールの溶融粘度は190℃、荷
重2.16kg、2mm径のノズルから10分間の流出
量gで測定した。ポリアセタールの溶融粘度が100未
満、または500を超えると可紡性が低下した。好まし
くは200から400である。ポリアセタールの溶融粘
度は定法により適当な連鎖移動剤を適量重合時に用いる
ことにより容易に調整できる。このポリアセタールの融
点は可紡性の点から160〜170℃が好ましい。
【0009】本発明に用いる複合繊維の鞘成分のポリマ
ーは融点が芯成分のポリアセタールの融点以上で、かつ
190℃以上の熱可塑性結晶性ポリマーである。このよ
うなポリマーとしては例えばポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン6、ナイロ
ン66、ナイロン4、ナイロン12等の熱可塑性ポリマ
ーがある。また、これらのポリマーの変性物がある。中
でもポリエチレンテレフタレートは経済的に有利であ
り、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ポリブ
チレンテレフタレートは延伸性が良く好ましい。
【0010】本発明の複合繊維の紡出方法は定法の複合
口金による溶融紡糸で良い。即ち、鞘及び芯成分のポリ
マーをそれぞれエクスツルーダーで溶融、混練りし、ギ
アポンプで計量しつつ、複合口金で芯鞘に合わせ紡出す
る。紡糸された糸は整流されたエアにより冷却するが、
急速に冷却しない方が可紡性が良くなる。延伸は紡糸後
行っても良く、紡糸と同時に行っても良い。
【0011】芯と鞘の比率は1対5から5対1の中か
ら、選定すれば良い。3対1から1対3が繊維の可紡
性、延伸性が良く好ましい。芯が偏心していても、用途
的には問題ない。この複合繊維の太さは1〜30デニー
ルが適当であり、フィラメントの場合は2〜30デニー
ルが用途により選定される。ステープルの場合は紡績方
法により1〜15デニールが選定される。
【0012】延伸前の未延伸糸のセクションを偏光顕微
鏡で観察すると芯部のポリアセタールは球晶が観察され
た。この未延伸糸の引張強度は例えば0.2g/dと低
く、常温での伸度は4%と小さい。この複合繊維はフィ
ラメントとしてもステープルとしても製造できる。
【0013】未延伸糸は延伸時に加温することにより延
伸がスムースにできた。延伸条件は延伸倍率を3倍以上
にすることもでき、延伸糸の強度は1g/d以上あり、
芯鞘の比率と延伸条件によっては4g/d以上の繊維も
得られる。
【0014】延伸温度は芯成分のポリアセタールの球晶
がほぐれ始める温度、120℃以上で行うと延伸時の糸
切れが少なく、好ましい。この点では延伸と紡糸が同時
に行われるスピンドローが好ましい。
【0015】本発明の繊維構造物は上記の複合繊維を用
いて不織布や編み織物やファイバークッション並びにそ
の成形品として製造することができる。また、これらの
繊維構造物を組み合わせて使用することもできる。さら
には、他の繊維構造物やフィルム等と組み合わせて使用
することもできる。
【0016】フィラメントの不織布は定法のスパンボン
ド法で製造することが出来る。サーマルボンディング、
ニードルパンチング、または、スパンレースを組み合わ
せた方が強度が向上するので好ましい。ステープルの不
織布はカーディングの後、サーマルボンディング、ニー
ドルパンチング、または、スパンレースを行うことによ
り製造することが出来る。ファイバークッションはエア
レイ法、クロスレイ法等で製造することができる。
【0017】また、ステープルは定法により紡績糸を製
造することが出来る。デニール、カット長等を選定する
ことにより、短紡績、長紡績、セミソ毛紡績、結束紡
績、空気紡績、ラップ紡績によって紡績糸を製造でき
る。
【0018】上記のフィラメントまたはおよび、紡績糸
を用いて、定法により編織物を製造することが出来る。
フィラメントと紡績糸を混用することもできる。また、
他のフィラメントや紡績糸とも混用することもできる。
混用方法としては例えば混紡、交織、交編、交撚、引き
そろえ、混繊等があるがこれのみに限定するものではな
い。
【0019】上記の繊維構造物は本発明の複合繊維を1
0重量%以上含有する。10重量%に満たない場合は形
状安定性が不足する。好ましくは20重量%以上、より
好ましくは50重量%以上、最も好ましくは100重量
%である。
【0020】繊維構造物は形状を保持された状態でポリ
アセタールの融点以上に加熱され、その形態を保持して
融点以下、好ましくは速やかに融点の10℃以下に冷却
されることによって、形状が固定される。本発明の複合
繊維の芯成分のポリアセタールは融点以上で速やかに溶
融し、冷却されることにより、球晶を形成する。このポ
リマーは公知の通り、優れた機械的安定性があり、耐熱
性が優れたポリマーである。芯成分は融点近傍まで優れ
た耐熱安定性を示す。
【0021】本発明の複合繊維並びに繊維構造体、例え
ば布帛、不織布等の物性の測定に際しては関連するJI
Sに準拠して測定した。耐熱性の評価は布帛の場合には
幅2cm、長さ20cmの試料片を二つ折りにし、ステ
ンレス板で挟み、試料に荷重が50g/cm3掛かるよ
うに調整し、熱風乾燥機で所定の温度で30分間加熱
し、ヒーターを切って室温になってから取り出した後、
放置し、成形試料を作成した。この試料を熱風乾燥機の
中につかみ間隔が18cmで鉛直に吊り下げ、下端に5
gの荷重を掛け、10分後の試料の吊り下げられた状態
でのつかみ間隔の長さを測定した。耐熱性の悪い試料は
長さが長く、良い試料は短くなる。この評価方法をA法
とする。荷重が軽すぎる場合には荷重を適宜増加して測
定した。
【0022】成形品の評価は不織布の場合はモールド成
形を行い、深さ1cm、底辺の直径3cm、入り口の直
径5cm、エッジ部分のアールが5mmのカップを製造
し、逆さまに伏せ、底辺の上に10g/cm3の荷重を
掛け、熱風乾燥機に10分間入れ、ヒーターを切ってか
ら室温になってから取り出した後、放置し、変形の程度
を目視で比較した。この評価方法をB法とする。なお、
耐熱性の評価を促進するため、熱風乾燥機の設定温度を
変えて、測定を行った。
【0023】
【発明の効果】本発明の複合繊維は芯ポリマーの融点以
上に加熱後、冷却することにより、耐熱性の優れた形態
安定性を保持することができる。芯ポリマーのポリアセ
タールは結晶化速度が大きく、結晶化度が大きい。従っ
て、融点近く、100℃以上でも形態安定性が優れてい
る。汎用ポリマーの中ではポリエチレンテレフタレート
は耐熱性が優れているとされているが、そのTgは90
℃以下であり、形態安定性が不足する。
【0024】
【実施例】実施例1 トリオキサン98重量%、エチレンオイサイド2重量%
で重合、精製された融点が165℃、溶融粘度が320
のポリアセタールチップを鞘成分に280℃での溶融粘
度が120のポリエチレンテレフタレートを芯成分に複
合比1:1で、エクスツルーダーで溶融し、ギヤポンプ
で計量し、ノズル温度280℃で定法により溶融紡糸
し、オイリングし、未延伸糸を製造した。次に125℃
のヒータープレートを用い、3.8倍に延伸し、エンタ
ングルメントを付与し、150デニール、16フィラメ
ントの本発明の複合フィラメントを製造した。この繊維
の引張強度は3.2g/d、引張伸度は32%であっ
た。
【0025】このフィラメントを使用し、ウオータージ
ェット織機で縦、横48本/25mmの平織物に織り上
げ、本発明の繊維構造物を製造した。次にこの織物を1
80℃のテンター乾燥機で緊張セットし、仕上げを行っ
た。この織物のフィラメントの糸のセクションを偏光顕
微鏡で観察したところ、芯成分のポリアセタールは球晶
を形成し、テンター乾燥機の熱処理で溶融したことが確
認された。この織物の耐熱性を熱風乾燥機の温度を変化
し、A法で評価し、その結果のつかみ間隔の長さを表1
に示した。参考品として一般に市販されているポリエチ
レンテレフタレートの同じ織物を同時に測定した。測定
値の単位はmmである。
【0026】
【表1】
【0027】実施例2 実施例1と同様にして芯鞘比率を変更し、紡糸し、可紡
性を比較した。その結果を表2に示した。可紡性は吐出
量を一定にし、紡糸速度を変化し、糸切れが発生する巻
き取り速度を測定し比較した。なお、比較を容易にする
ためノズル温度を260℃に下げ、糸切れが発生しやす
くした。
【0028】
【表2】
【0029】実施例3 実施例1と同様にして溶融紡糸したストランドを集束
し、クリンプを付与しオイリングし、51mmにカット
し、1.5デニールの複合ステープルを製造した。次に
2インチ紡績で60番手の紡績糸を製造した。この紡績
糸をウオータージェット織機で縦、横48本/25mm
の平織物に織り上げ、本発明の繊維構造物を製造した。
次にこの織物を180℃のテンター乾燥機で緊張セット
し、仕上げを行った。この織物の紡績糸の糸のセクショ
ンを偏光顕微鏡で観察したところ、芯成分のポリアセタ
ールは球晶を形成し、テンター乾燥機の熱処理で溶融し
たことが確認された。この織物の耐熱性を熱風乾燥機の
温度を変化し、A法で評価した。実施例1と同様に12
0℃でも殆どつかみ間隔の長さに変化がなかった。
【0030】実施例4 実施例3で製造した本発明の複合ステープルと一般に市
販されているポリエチレンテレフタレートFD1.5デ
ニール,51mmとの混合率を変更し、目付300g/
2の不織布を製造した。不織布は定法の混綿、カー
ド、クロスレイ、ニードルパンチングにより製造し、B
法にて評価した結果を表3に示す。荷重を一定にし、熱
風乾燥機の温度水準を変更し、目視にて評価した。変形
がほとんど無い場合◎、変形が少しの場合は○、変形が
大きい場合は×とした。
【0031】
【表3】
【0032】実施例5 実施例1と同様にして芯成分のポリアセタールの溶融粘
度のみを表4の通り変更し、複合繊維を紡糸し、可紡性
と曳糸性を測定し、表4に示した。
【0033】
【表4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾上 宏 山口県防府市鐘紡町4番1号 カネボウ合 繊株式会社内 Fターム(参考) 4L041 AA07 AA19 AA20 BA02 BA05 BA21 BA49 BA59 BC04 BC20 BD11 BD14 CA06 CA35 DD01 DD04 DD05 DD14 EE02 EE20 4L047 AA16 AA21 AA27 AA28 AB02 BA03 CB10 CC01 4L048 AA19 AA21 AA28 AA48 AA49 AA53 AB07 AC14 BA01 BA02 CA06 DA24 EA01 EB05

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融粘度が100から500であるポリ
    アセタールを芯成分に、融点が190℃以上の熱可塑性
    結晶性ポリマーを鞘成分にし、芯成分と鞘成分の重量比
    率が1:5から5:1である複合繊維。
  2. 【請求項2】 請求項1の複合繊維を10重量%以上含
    有する繊維構造物。
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