JP2000256918A - 潜在捲縮性ポリエステル複合繊維 - Google Patents
潜在捲縮性ポリエステル複合繊維Info
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Abstract
用疲労性に優れた伸縮織編物用に適した、潜在捲縮能を
有するポリエステル系複合繊維を提供する。 【解決手段】 3官能性共重合成分を有さないポリトレ
メチレンテレフタレート(A)と、3官能性共重合成分
が0.05〜0.2モル%共重合されたポリトレメチレ
ンテレフタレート(B)または前記(A)よりも固有粘
度が0.15〜0.3低いポリトレメチレンテレフタレ
ート(C)とが、サイドバイサイド型または偏心シース
コア型に複合された潜在捲縮性ポリエステル複合繊維。
Description
性回復性、並びに風合いを兼ね備え、しかも着用疲労性
に優れた伸縮織物用に適した潜在捲縮能を有するポリエ
ステル系複合繊維に関する。
対する要求が一段と強くなってきている。この織編物の
伸縮性能は衣服着用時の着心地と圧迫感との間に密接な
関係を有しており、例えば伸縮性能が良好なものは、身
体各部の動きに織編物の伸び縮みが容易に追従できるた
め、圧迫感がなく、着用時の活動が円滑に行えることに
なる。
を複合紡糸し、延伸熱処理後に加熱空気加工して捲縮を
発現させる方法が米国特許4115989号、同411
8534号、特公昭45−37576号公報、特公昭5
4−42441号公報などに提案されているが、これら
の方法で得られた捲縮糸は、その嵩高性・ストレッチ特
性に代表される力学特性は、伸縮性織物用としては未だ
不十分である。
の高い複合繊維の製造方法としては、例えば延伸後の弾
性回復、あるいは熱処理による収縮率または収縮応力の
異なる2種の重合体を組み合せる方法が提案され、具体
的には、ポリトリメチレンテレフタレートとポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートとポリ
エチレンテレフタレート、固有粘度の異なるポリエチレ
ンテレフタレート、カチオン可染性ポリエステルとナイ
ロン6などの組合せで複合紡糸し、延伸後に弛緩熱処
理、あるいはさらに加熱空気ジェットを通して弛緩熱処
理する方法が、特公昭43−19108号公報、特開昭
51−84924号公報、特公昭61−15169号公
報、特公昭63−44843号公報などに提案されてい
る。しかし、これらの方法においては、ポリエチレンテ
レフタレートと組み合わされているポリエステルまたは
ポリアミドはそれ自身優れた伸長弾性回復性能をもって
いるものの、ポリエチレンテレフタレートと組み合わせ
られているため、ポリマー自身が有する構造弾性は拘束
されてその効果の発揮は完全に抑制される。したがっ
て、これらの方法においても、捲縮形態は得られるので
織編物に与えられる伸縮歪みが比較的小さい場合には、
捲縮形態からくる高度なストレッチ性能を示すものの、
その形態弾性回復領域を超えて大きな伸縮歪みを負荷す
ると、ポリエチレンテレフタレート本来の弾性回復性は
高々10%伸長時の弾性回復が50%、仕事回復率に至
っては20%しかないため、心地よい伸長反発感が得ら
れず、いわゆる着用疲労として織編物の品位は著しく損
なわれ、着衣の原形が崩れるという問題点がある。
技術の有する問題点を改善し、優れた伸縮性と風合いを
兼ね備え、しかも着用疲労性に優れた伸縮織物用に適し
た、潜在捲縮能を有するポリエステル系複合繊維を提供
することを目的とする。
意検討した結果、ナイロン6よりも優れた弾性回復性能
を有するポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステ
ルであって互いに配向結晶化挙動の異なる2種のポリエ
ステルを、サイドバイサイド型または偏心シースコア型
に複合してなる複合繊維は、捲縮形態からくる比較的低
応力かつ低歪み量における優れた弾性回復性能に加え
て、これまで着用疲労として問題となるような高歪み領
域においてもポリトリメチレンテレフタレート分子構造
がもつ構造弾性により、高反発で、パワー感のあるスト
レッチ性能が達成され、優れた着用間および着用疲労性
を有する伸縮織編物を提供できることが見出された。
テルAと、下記ポリエステルBまたはポリエステルCと
が、サイドバイサイド型または偏心シースコア型に複合
されてなる潜在捲縮性ポリエステル複合繊維が提供され
る。 ポリエステルA:全繰り返し単位の85モル%以上がト
リメチレンテレフタレート単位であり、実質的にエステ
ル形成性官能基を3個以上有する成分が共重合されてい
ないポリエステル ポリエステルB:全繰り返し単位の85モル%以上がト
リメチレンテレフタレート単位であり、エステル形成性
官能基を3個以上有する成分が0.05〜0.20モル
%共重合されたポリエステル ポリエステルC:全繰り返し単位の85モル%以上がト
リメチレンテレフタレート単位であり、実質的にエステ
ル形成性官能基を3個以上有する成分が共重合されてい
ない、固有粘度がポリエステルAよりも0.15〜0.
30小さいポリエステル
方成分であるポリエステルAは、全繰り返し単位の85
モル%以上、好ましくは95モル%以上がトリメチレン
テレフタレートで、実質的にエステル形成性官能基を3
個以上有する成分が共重合されていないポリエステルで
あり、なかでもポリトリメチレンテレフタレートが好ま
しい。該ポリエステルA中の共重合成分(2官能性)の
共重合割合が15モル%を越える場合には、該ポリエス
テル骨格が有する構造弾性性能が低下してパワー感のあ
るストレッチ性能は得難くなる。なお、ポリエステルA
の固有粘度(オルソクロロフェノール溶媒中25℃で測
定)は0.7〜1.3の範囲が適当である。
合成分としては、酸成分として例えば、イソフタル酸、
ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジ
フェノキシエタンジカルボン酸、β−オキシエトキシ安
息香酸、p−オキシ安息香酸の如き2官能性芳香族カル
ボン酸、セバシン酸、アジピン酸の如き2官能性脂肪族
カルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸の如
き2官能性脂環族カルボン酸等をあげることができる。
また、ジオール成分として例えば、エチレングリコー
ル、テトラメチレングルコール、ペンタメチレングリコ
ール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサン−
1,4−ジメタノール、ネオペンチルグリコール、ビス
フェノールA、ビスフェノールSの如き脂肪族、脂環
族、芳香族のジオール化合物をあげることができる。
あるポリエステルBは、全繰り返し単位の85モル%以
上、好ましくは95モル%以上がトリメチレンテレフタ
レートであり、エステル形成性官能基を3個以上有する
成分が0.05〜0.20モル%共重合されたポリエス
テルであり、なかでも共重合成分としてエステル形成性
官能基を3個以上有する成分のみが共重合されたポリト
リメチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが好ま
しい。該ポリエステルB中の共重合成分の総共重合割合
が15モル%を越える場合には、該ポリエステル骨格が
有する構造弾性性能が低下してパワー感のあるストレッ
チ性能は得難くなる。
する成分の共重合割合が0.05モル%未満の場合に
は、前記ポリエステルAとの熱収縮特性の差が小さくな
って十分な潜在捲縮能を有する複合繊維が得られなくな
るので好ましくない。一方、0.20モル%を越える場
合には、製糸工程における各変形過程において変形応力
が増加し、製糸工程調子が悪化するので好ましくない。
なお、ポリエステルBの固有粘度(オルソクロロフェノ
ール溶媒中25℃で測定)は、0.5〜1.2の範囲が
適当である。
を3個以上有する成分としては、例えばトリメチロール
プロパン、ペンタエリスリトール、トリメリット酸、ピ
ロメリット酸などがあげられ、これらは単独で使用して
も2種以上を併用してもよい。
能性共重合成分としては、前記ポリエステルAで用いら
れると同一の成分があげられる。
成分であるポリエステルCは、全繰り返し単位の85モ
ル%以上、好ましくは95モル%以上がトリメチレンテ
レフタレートで、実質的にエステル形成性官能基を3個
以上有する成分が共重合されていないポリエステル、特
に好ましくはポリトリメチレンテレフタレートであり、
その固有粘度が前記ポリエステルAよりも0.15〜
0.30小さいことが必要である。ポリエステルAとの
固有粘度差が0.15未満の場合には、前記ポリエステ
ルAとの熱収縮特性の差が小さくなって十分な潜在捲縮
能を有する複合繊維が得られなくなるので好ましくな
い。一方、0.30を越える場合には、前記ポリエステ
ルAとの紡糸時における伸長粘度差が大きくなるため、
複合紡糸時には毛羽断糸などが発生しやすく、また延伸
時においてもポリエステルAとの繊維構造差が大きくな
るため、毛羽・断糸発生頻度が大きくなるので好ましく
ない。
能性共重合成分としても、前記ポリエステルAで用いら
れると同一の成分があげられる。
る複合繊維は、ポリエステルAとBの組合せによる複合
繊維と比較すると、潜在捲縮能は小さくなって捲縮形態
による弾性回復は小さくなるが、該ポリメチレンテレフ
タレート骨格が有する構造弾性性能に起因してよりパワ
ー感のあるストレッチ性能が得られる。
ポリエステルBまたはCとをサイドバイサイド型または
偏心シースコア型の複合繊維となす。ここで複合繊維と
なす方法は任意で、従来公知の紡糸口金、例えば、特公
昭43−19108号公報、特公昭41−16125号
公報に記載されている紡糸口金を用いて溶融紡糸すれば
よい。特に、サイドバイサイド型複合繊維となす場合に
は、実公昭42−19536号公報に記載されているよ
うな、吐出直後の両成分ポリマーを口金直下で接合させ
るようにした紡糸口金を用いれば紡糸安定性が向上する
ので好ましい。
の延伸・熱処理工程をとおして潜在捲縮性複合繊維とな
してもよいし、さらに仮撚加工を施したり機械捲縮を付
与して顕在捲縮をも持つ捲縮複合繊維としてもよい。ま
た、高速紡糸して得られた潜在捲縮能を有する部分配向
未延伸糸を仮撚加工して顕在捲縮を有する捲縮複合繊維
としてもよい。
は、延伸・熱処理工程を通しす際、通常延伸糸の残留伸
度が15〜50%の範囲となるように調整される。一般
に残留伸度が小さいほど、捲縮を顕在化させた時の捲縮
率は大きくなるが、構造弾性回復は小さくなる傾向が認
められ、また、15%よりも小さくしようとした場合に
は、延伸工程での毛羽、断糸等のトラブルが増加する傾
向にある。一方、50%を超える場合には、捲縮を顕在
化させた時の捲縮率が小さくなり、得られる織編物品位
に関しては、ふくらみが低下する。
フタレートのガラス転移点−20℃〜+30℃の範囲が
好ましい。延伸工程は、紡出糸を巻き取った後に別工程
にて延伸する、いわゆる別延でも、紡出糸を巻き取らず
に引続いて延伸する直延でも、いずれでも適用できる
が、ポリトリメチレンテレフタレートはガラス転移点が
30〜40℃の範囲にあり、経時により不定形のままで
結晶化が進行しやすいため、品質安定化の点から別延よ
りは直延の方が好ましい。
温度が衣料用としては最適であり、フィラメント全体の
100℃の沸水収縮率を5〜12%の範囲に調整するこ
とが好ましい。この時、熱処理時の弛緩率は、0〜2.
0%の範囲とすることが好ましく、弛緩率を2.0%を
超えて付与した場合には、特に、弾性回復性と捲縮を顕
在化させる際の熱収縮応力とを担うポリエステルAの結
晶化が進行すると共に内部歪みの緩和も進行するため、
織編物となした後に、精練・リラックス工程にて捲縮を
発現させ、織編物を3次元的なふくらみをもった構造へ
と変化させるにあたって、とりわけ織物に関しては、そ
の拘束力に逆らって良好なふくらみを発現させることが
難しくなる。特に弛緩率0%、すなわち緊張状態にて熱
処理すると、内部構造の歪みが大きくなるため、捲縮を
顕在化させる際の捲縮発現性能が高くなるので好まし
い。
与する方法としては、機械的に捲縮を付与する方法の
他、上記の延伸糸を仮撚加工する方法、比較的速い速
度、例えば、2000〜4000m/分程度の速度で紡
糸した、伸度が80〜200%程度の部分配向未延伸糸
を延伸同時仮撚加工する方法などがあげられる。
2ヒーター方式のいずれでもよい。仮撚時の仮撚数TW
(T/M)は、25000/(De)1/2〜39000
/(De)1/2の範囲が好ましく、25000/(D
e)1/2以下の場合には、十分な捲縮を付与することが
困難であり、一方39000/(De)1/2を超える場
合には、加工糸の毛羽、断糸の発生頻度が高くなる。仮
撚ヒーター温度は、140〜200℃とする。140℃
未満の場合には、熱セット効果が不十分となるため十分
な捲縮率が得難い。一方、200℃を超える場合には、
融着が発生して未解撚部を有するがさついた風合いの糸
条となり、強伸度、捲縮率、および構造弾性回復につい
ても不十分なものとなる。なお、仮撚付加装置は、スピ
ンドル仮撚装置、摩擦仮撚装置、流体仮撚装置など任意
の仮撚装置を使用することができる。
断面形状は、上記の2成分がサイドバイサイド型または
偏心シースコア型に複合されている限り、特に限定され
るものではなく、円形、繭型、偏平、異形、中空等任意
の断面形状をとることができる。なお、偏心シースコア
型の複合繊維においては、熱収縮性の低いポリエステル
BまたはCがシース側となるようにするのが好ましい。
リエステルBまたはCとの複合重量比は、30:70〜
70:30が製糸時の安定性および得られる潜在捲縮能
の点から適当であり、特に40:60〜60:40の範
囲が好ましい。なお、複合繊維の繊度は、用途に応じて
適宜設定できるが、通常は0.5〜20デニール程度と
すればよい。
説明する。なお、実施例中の測定値は次の方法により測
定したものである。
約3000deのカセをつくる。カセ作成後、カセの一
端に2mg/de+200mg/deの荷重を負荷し、
1分間経過後の長さL0(cm)を測定する。次いで、
200mg/deの荷重を除去し8mg/deの荷重を
負荷(すなわち、試料には10mg/deの荷重が負荷
されている)した状態で100℃の沸水中にて20分間
処理する。沸水処理後直ちに全荷重を除去し、24時間
自由な状態で自然乾燥する。自然乾燥した試料に再び2
mg/de+200mg/deの荷重を負荷し、1分間
経過後の長さL1(cm)を測定する。次いで、200
mg/deの荷重を除去し、1分間経過後の長さL2を
測定し、次式で捲縮率TC10を算出する。 TC10(%)=(L1−L2)/L0×100 なお、上記測定は複合捲縮糸製造後3日以上経過させた
後行う。
率 各伸長率に対する弾性回復率は、まず、試料に50mg
/deの張力をかけてカセに取り、カセの一端に、2m
g/deの荷重をかけ、沸水中で20分間捲縮発現処理
をし、全荷重をはずした状態で一昼夜自然乾燥した試料
を用いて、下記方法で行った。
引張試験機に試料糸長200mmをセットする。毎分2
0%の歪み速度で伸長し、伸度20%まで伸長したとこ
ろで、今度は逆に同じ速度で収縮させて、応力−歪み曲
線を画く。収縮中、応力が初荷重になった時の残留伸度
をεとすると、TR20は次式により算出される。 TR20(%)=(20−ε)/20×100 (2)20%伸長時仕事回復率(WR20) 20%伸長時仕事回復率は、TR20を求める時に画かれ
た応力−歪み曲線から次式によって算出される。 WR20(%)=収縮曲線下の面積/伸長曲線下の面積×
100
率(SB30またはSB40) 糸条から生機を作成し、精練・リラックス処理後、13
0℃の高圧染色を施し、160℃でファイナルセットを
行い仕上げた。経糸および緯糸方向のそれぞれに5.5
cm×30cmの試験片を3枚作成する。試験片を上部
つかみでつかみ、試験幅を5cmとして、初荷重(試験
片の不自然なしわを除くに必要な荷重)を加えて下部つ
かみでつかみ、低速伸長測定法(JIS L 1018
−70準拠)、すなわち毎分100%の歪み速度で伸長
し、伸度30%または40%まで伸長したところで、今
度は逆に同じ速度で収縮させて、応力−歪み曲線を画
く。収縮中、応力が初荷重になった時の残留伸度をεと
するとし、経・緯方向の平均として次式で算出される。 SB30(%)=(30−ε)/30×100
艶消剤として含有する、表1に示すポリエステルA(第
1成分)およびポリエステルBまたはC(第2成分)を
160℃×5時間乾燥した後、それぞれ直径25mmの
1軸フルフライト型溶融押出機にて260℃で溶融し、
吐出後両成分のポリマー流が一点で接合するサイドバイ
サイド型断面を形成する直径0.25mmφ−ランド長
0.50mm(L)の向かい合った2個の吐出孔からそ
れぞれ吐出し、得れらる延伸後の複合糸条のデニールが
75de/36fとなるよう吐出量を調整し、口金下下
方9cm〜100cmに設けた横吹き冷却筒から25℃
の空気を0.2m/秒の速度で吹き付けて吐出ポリマー
を冷却固化せしめ、油剤付着量(OPU)が0.25〜
0.4重量%の範囲となるように油剤を付与した後、1
500m/分の速度で引取り巻き取った。得られた未延
伸糸を延伸温度60℃にて延伸し、120℃の非接触ヒ
ーターを用いてセットし、延伸速度600m/minに
て75de/36fのフィラメントを作成した。該フィ
ラメントを用いて目付け80g/m2のタフタ織物を作
成し、温度130℃で染色した。結果を表1に示す。
および2は、貼り合わせた第2成分の収縮挙動抑制性が
乏しいために、捲縮率が小さく、織物の30%伸長時に
非弾性領域まで伸長変形がなされるため、応力が高く、
回復性能が不十分であり、残留歪みとして着用疲労の原
因となり易い。実験No.3、4、5、6については、
エステル形成性官能基を3個以上有する共重合成分(以
下架橋成分と呼ぶことがある)による第2成分の弾性回
復および収縮抑制能が良好であるため、良好な捲縮率を
示すと共に、織物の弾性回復性能も十分である。一方、
実験No.7は、架橋成分が過剰に添加されており、曳
糸性が損なわれるために、得られる繊維の強伸度、なら
びに、捲縮発現性、ポリトリメチレンテレフタレート
(PTMT)本来の構造弾性回復も損なわれてしまって
いる。また、実験No.8のPTMTとPETの複合繊
維においては、両者の弾性回復性、熱収縮性が異なるた
めに、良好な捲縮発現性能を有するが、PETの不十分
な弾性回復性能を反映して、捲縮形態による伸縮領域を
超えて伸長を施す際の、伸長弾性回復率および伸長仕事
回復率は著しく劣り、したがって、織物伸長は、着用歪
みとして記憶される。また、実験No.9に関しては、
PTMTの伸長粘度差が不十分であるために、良好な捲
縮形態が得られなず、織物の30%伸長時に非弾性領域
まで伸長変形がなされるため応力が高く、残留歪みとし
て着用疲労の原因となり易い。一方、No.10におい
ては、固有粘度差が0.4と大きいために、伸長粘度差
が大きく、紡糸調子の不良が顕著で、毛羽、断糸がたび
たびおこる。
艶消剤として含有し、表2に示す両重合体成分を160
℃×5時間乾燥した後、それぞれ直径25mmの1軸フ
ルフライト型溶融押出し機にて260℃で溶融し、偏心
シースコア断面を形成できる口金(ポリエステルAがシ
ースになるようにする)および実施例1で使用したサイ
ドバイサイド型口金から吐出し、延伸同時仮撚加工後の
複合捲縮糸が150de/48fとなるよう吐出量を調
整し、口金下下方9〜100cmに設けた横吹き冷却筒
から25℃の空気を0.2m/秒の速度で吹き付けて吐
出ポリマーを冷却固化せしめ、油剤付着量(OPU)が
0.25〜0.4重量%の範囲となるように油剤を付与
した後、2500m/分の速度で引取り巻き取った。該
未延伸糸をシングルヒーター方式(温度180℃×ヒー
ター長1.6mの非接触ヒーター)で、ウレタンディス
クの仮撚ユニット(TEMCO社製)を用いて、仮撚り
数(T/M)=29000〜32500/(De)1/2
で算出される仮撚数の範囲内で、仮撚デイスク前張力
(T1)、張力後(T2)の張力比(T2/T1)が
0.95となるよう仮撚ディスク速度を調整して加工を
施し、150de/48fの捲縮糸を作成した。ここ
で、Deは、仮撚延伸後のマルチフィラメントデニール
を示す。
け220g/m2の織物を作成し、織物伸長回復率の測
定に用いた。また、偏心シースコア型複合繊維に関して
は、次の計算式で、偏平度と偏心度を算出し、表2に記
載した。 偏平度=断面内長径/断面内短径 偏心度=(複合繊維断面重心とコア部重心間距離)/
(長径×1/2) 結果を表2に示す。
は、サイドバイサイド型に複合した繭型断面をなした複
合繊維を仮撚加工したものであるが、全く特性の同じポ
リマーを複合したために、捲縮形態が不十分であり、織
物伸長時に、非弾性領域まで延伸されてしまって残留歪
み量が大きい。一方、実験No.13、14、15は、
表2に示された偏心度ならびに、偏平度を有する複合断
面からなり、本発明の要求特性を満たす架橋成分が最適
量共重合されているために、良好な捲縮率と、それに伴
う高伸長時の織物伸長弾性回復率を示す。しかし、エチ
レングリコール(C2G)を30モル%共重合し、固有
粘度差が0.15である第2成分をコア側に用いた場合
(実験No.16)、PTMTの構造伸長弾性が阻害さ
れているため、捲縮形態による伸長性を取り除いて伸長
弾性回復率TR10を測定した結果、十分な伸長弾性回復
が得られず、それに伴って、織物伸長弾性回復性は不十
分である。
ば、優れた伸縮性と風合いを兼ね備え、しかも着用疲労
性に優れた伸縮織物用に適した潜在捲縮性ポリエステル
複合繊維およびポリエステル複合捲縮繊維を提供するこ
とができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 下記ポリエステルAと、下記ポリエステ
ルBまたはポリエステルCとが、サイドバイサイド型ま
たは偏心シースコア型に複合されてなる潜在捲縮性ポリ
エステル複合繊維。 ポリエステルA:全繰り返し単位の85モル%以上がト
リメチレンテレフタレート単位であり、実質的にエステ
ル形成性官能基を3個以上有する成分が共重合されてい
ないポリエステル ポリエステルB:全繰り返し単位の85モル%以上がト
リメチレンテレフタレート単位であり、エステル形成性
官能基を3個以上有する成分が0.05〜0.20モル
%共重合されたポリエステル ポリエステルC:全繰り返し単位の85モル%以上がト
リメチレンテレフタレート単位であり、実質的にエステ
ル形成性官能基を3個以上有する成分が共重合されてい
ない、固有粘度がポリエステルAよりも0.15〜0.
30小さいポリエステル - 【請求項2】 エステル形成性官能基を3個以上有する
成分が、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、トリメリット酸およびピロメリット酸からなる群か
ら選択される少なくとも1種の化合物である請求項1記
載の潜在捲縮性ポリエステル複合繊維。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の潜在捲縮性ポリ
エステル複合繊維を熱処理して捲縮を顕在化させた捲縮
繊維であって、該捲縮構造がクリンプ螺旋状構造で、か
つ、該螺旋の外側に前記ポリエステルBまたはCが配置
されている捲縮ポリエステル複合繊維。
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---|---|---|---|
JP06478599A JP3704536B2 (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | 潜在捲縮性ポリエステル複合繊維 |
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JP06478599A JP3704536B2 (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | 潜在捲縮性ポリエステル複合繊維 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000256918A true JP2000256918A (ja) | 2000-09-19 |
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JP06478599A Expired - Fee Related JP3704536B2 (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | 潜在捲縮性ポリエステル複合繊維 |
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