JP2005133252A - 高速仮撚用複合繊維及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に複合された単糸群からなり、単糸を構成する少なくとも一方の成分がポリトリメチレンテレフタレートであり、下記(a)〜(d)の要件を同時に満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
(a)破断伸度が45〜90%
(b)乾熱収縮応力の発現開始温度が、50〜90℃
(c)乾熱収縮応力の極値温度が160〜210℃
(d)乾熱収縮応力測定による極値応力値が0.01〜0.15cN/dtex
【選択図】 なし
Description
しかし、ポリウレタン系繊維は、ポリエステル系染料に染まり難いために染色工程が煩雑になることや、長期間の使用時に脆化し、性能が低下するなどの問題がある。
こうした欠点を回避する目的で、ポリウレタン系繊維の代わりに、ポリエステル系繊維の捲縮糸の応用が検討されている。
近年、ポリトリメチレンテレフタレート(以下、PTTと称す)の伸長回復性に着目して、PTT系捲縮糸が提案されている。
特に、2種類のポリマーをサイド−バイ−サイド型または、偏芯的に貼合わせて、熱処理後に捲縮を発現させる潜在捲縮繊維が多数提案されている。
これら先行特許には、少なくとも一方の成分にPTTを用いるか、両方の成分に固有粘度の異なるPTTを用いたサイド−バイ−サイド型2成分系複合繊維、および偏芯鞘芯型複合繊維(以下、両者を含めて、PTT系複合繊維と呼称する)が提案されている。このPTT系複合繊維はソフトな風合いと、良好な捲縮発現特性を有することが特徴である。これらの先行技術には、伸縮性と伸長回復性を有し、この特性を活かして種々のストレッチ編織物、或いは嵩高性編織物への応用が可能であることが記載されている。
特許文献2、特許文献3には、これらのPTT系複合繊維を製造するにあたり、紡糸―延伸を連続して行ういわゆる直接紡糸延伸法が提案されている。
直接紡糸延伸法により開示されるPTT系複合繊維は、捲縮発現を高める目的から、延伸糸の破断伸度を45%以下と出来るだけ小さくすることが好ましいことが開示されている。(特許文献2)
しかし、直接紡糸延伸法において、捲縮性向上を目的にPTT系複合繊維の破断伸度を低くすると、PTT特有の弾性回復性が高いことから、巻取中にパッケージ中の糸が収縮し、巻フォームが不良となったり、巻締りにより巻取機からの取り出しが困難になる問題があった。
一方、PTT系複合繊維の捲縮発現力の弱さを補う目的で、この繊維に仮撚加工を施すことが考えられる。
特許文献4には、三次元架橋可能な3官能性成分を共重合したPTTを一方の成分とした偏芯鞘芯型複合繊維を、高速で巻取った未延伸糸に、仮撚加工を施して捲縮を顕在化させる提案が開示されている。
しかし、該公報で得られた未延伸糸は、高温で長期間の保管によりパッケージ形状が変形する問題があり、仮撚加工時に糸切れが多発することや、得られる仮撚加工糸も架橋成分の影響により破断伸度が25%以下と低く糸切れが多発する問題があるなどにより、工業的実施が不可能であった。
しかし、該公報に用いられるPTT系複合繊維も、高い熱収縮応力によりパッケージが高温で長期間の保管により変形し、高速仮撚加工性が低下する問題があった。
特に近年、生産基地のグローバル化により、例えば日本国で製造した仮撚用原糸を東南アジア諸国に輸送して、適地で仮撚加工を行う方式等が実施されるようになった。この場合には、輸送時に仮撚用原糸が約50℃の高温に長時間曝されることになる。
先行特許文献2、特許文献3などの従来公知の直接紡糸延伸法によるPTT系複合繊維や、高速で巻き取った未延伸PTT系複合繊維は、PTTのガラス転移温度が約40℃である故に、かかる高温ではパッケージの巻きしまりや形状の変形が生じ、輸送後のパッケージが使用できなくなるなどの問題があった。
従って、高温保管後にもパッケージの巻締りや形状変形がなく、高速仮撚加工性が良好な、経時安定性に優れたPTT系複合繊維の創出が強く期待されていた。
本発明の目的は、PTT系複合繊維の直接紡糸延伸法によって得られるPTT系複合繊維であって、高温での経時変化後も高速延伸仮撚加工安定性が良好な、経時安定性に優れたPTT系複合繊維及びその安定な製造方法を提供することである。
即ち本発明は、以下の通りである。
(1)2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に複合された単糸群からなり、単糸を構成する少なくとも一方の成分がポリトリメチレンテレフタレートであり下記(a)〜(d)の要件を同時に満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
(a)破断伸度が45〜90%
(b)乾熱収縮応力の発現開始温度が、50〜90℃
(c)乾熱収縮応力の極値温度が160〜210℃
(d)乾熱収縮応力測定による極値応力値が0.01〜0.15cN/dtex
(2)破断伸度が47〜80%であることを特徴とする(1)に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
(3)乾熱収縮応力測定による極値応力値が0.02〜0.10cN/dtexであることを特徴とする(1)又は(2)に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
(4)沸水収縮率が10%以下であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
(5)単糸を構成する2つのポリエステル成分がいずれもポリトリメチレンテレフタレートであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
(7)破断伸度が45〜90%であるポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維が巻かれたパッケージであって、該パッケージを50±2℃で1週間乾熱処理した後のバルジ率が15%以下であることを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維パッケージ。
(8)2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に複合された単糸群からなり、単糸を構成する少なくとも一方の成分がポリトリメチレンテレフタレートである複合繊維を直接紡糸延伸法により製造するに際し、パッケージ巻量を2kg以上とし、以下の(A)〜(D)の要件を満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(A)鉱物油又は脂肪酸エステルの含有比率が0〜30重量%の組成からなる仕上げ剤を付与し、一旦巻取ることなく、
(B)破断伸度45〜90%に延伸後、熱処理し、
(C)最終ロール速度に対する巻取速度の比を0.95〜1.10とし、
(D)巻取速度を4500m/分以下で巻き取る。
(9)ポリエーテルの含有比率が60重量%以上の組成からなる仕上げ剤を付与することを特徴とする(8)に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(10)最終ロール速度に対する巻取速度の比が0.98〜1.05であることを特徴とする(8)又は(9)に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(11)巻取速度を3500m/分以下で巻取ることを特徴とする(8)〜(10)のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
本発明においては、2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に複合された単糸群からなる複合繊維で、単糸を構成する少なくとも一方の成分がPTTであり、他方の成分が他のポリエステルからなるPTT系複合繊維を対象とする。
即ち、PTTと他のポリエステルの組み合わせや、PTTどうしの組み合わせを対象とする。
本発明におけるPTT系複合繊維を構成する単糸の少なくとも一方はPTTホモポリマーまたは10モル%以下のその他のエステル繰り返し単位を含む共重合ポリトリメチレンテレフタレートである。
酸性分としては、イソフタール酸や5−ナトリウムスルホイソフタル酸に代表される芳香族ジカルボン酸、アジピン酸やイタコン酸に代表される脂肪族ジカルボン酸等々である。グリコール成分としては、エチレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール等々である。また、ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸もその例である。これらの複数が共重合されていても良い。
PTT系複合繊維を構成する単糸の他のポリエステル成分としては、PTTの他、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと称す)、ポリブチレンテレフタレート(以下、PBTと称す)、またはこれらに第3成分を共重合させたものが用いられる。
第3成分としては、酸性分としてイソフタール酸や5−ナトリウムスルホイソフタル酸に代表される芳香族ジカルボン酸、アジピン酸やイタコン酸に代表される脂肪族ジカルボン酸等々である。グリコール成分としては、エチレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール等々である。また、ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸もその例である。これらの複数が共重合されていても良い。
本発明におけるPTT系複合繊維の平均極限粘度は、0.7〜1.2dl/gの範囲であることが好ましい。極限粘度が0.7dl/g未満では、得られる複合繊維の強度が低く、布帛の機械的強度が低下し強度を要求されるスポーツ用途などへの使用が制約される。極限粘度が1.2dl/gを越えると、複合繊維の製造段階で糸切れが生じ、安定した製造が困難となる。好ましい極限粘度は0.8〜1.2dl/gである。
本発明に使用するPTTポリマーは、トリメチレンテレフタレート環状ダイマーの含有率が2.7重量%以下であることが好ましい。トリメチレンテレフタレート環状ダイマーの含有率は1.5重量%より少ないことが更に好ましい。
本発明においては、単糸を構成する成分が2成分ともにPTTであることがより好ましい。成分の両方がPTTであると、優れたストレッチバック性が発現できる。また、そのときの両成分の極限粘度差が0.05〜0.9dl/gでかつ、平均極限粘度が0.8〜1.2dl/gであることが更に好ましい。
本発明において、2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型に貼り合わされた単糸群からなる複合繊維では、単糸断面の接合界面の曲率r(μm)が10d0.5未満であることが好ましい。ここで、dは単糸デシテックスを示す。本発明では、この曲率rが4〜9d0.5であることが好ましい。
本発明のPTT系複合繊維は、破断伸度が45〜90%であることが必要である。破断伸度が45%未満では、50℃以上の高温に1週間以上維持されると、パッケージ形状がバルジ率が15%以上となり、高速仮撚加工時にパッケージからPTT系複合繊維を解じょする際に糸切れが多発し、安定した仮撚加工が困難となる。破断伸度が90%を越えると、仮撚加工糸に濃淡の染斑が発生する。好ましい破断伸度は50〜80%である。
本発明の好ましい破断伸度は、47〜80%である。更に好ましくは、50〜75%である。
本発明のPTT系複合繊維は、乾熱収縮応力の発現開始温度が50〜90℃であることが必要である。図1に乾熱収縮応力測定において得られる収縮応力曲線の模式図を示す。乾熱収縮応力の発現開始温度は、図1に示すように乾熱収縮応力の測定チャートにベースライン(iii)を引き、このベースラインから乾熱収縮応力曲線が離れる温度である。図1において、乾熱収縮応力曲線(i)は本発明のPTT系複合繊維の例であり、乾熱収縮応力曲線(ii)は従来のPTT系複合繊維の一例である。
本発明のPTT系複合繊維は、乾熱収縮応力の極値温度が160〜210℃であることが必要である。乾熱収縮応力の極値温度は、仮撚加工速度を約500m/分以上の高速で実施する場合に、仮撚加工の安定性を左右する重要な要件である。乾熱収縮応力の極値温度が160℃未満では、高速仮撚加工性時の糸切れが多く、安定した加工が困難となり、210℃を超えると、PTTの融解温度である230℃に近くなり、加工が不安定となることがある。好ましい極値温度は、165〜200℃である。
本発明のPTT系複合繊維は、沸水処理前に顕在化している捲縮の伸縮伸長率が20%以下であることが好ましい。顕在している捲縮の伸縮伸長率が20%を越えると、仮撚加工時にパーンやパッケージからの糸の解じょ性が不良となったり、仮撚加工機のガイド類との接触抵抗により、仮撚加工時に糸切れや毛羽が発生し、工業的に安定した仮撚加工が困難となる。顕在している捲縮は、小さい程仮撚加工性が良好となる。好ましい伸縮伸長率は、10%以下、より好ましくは5%以下である。
経時変化により、加工糸のかかる品質が変化しないということは、工業的な取り扱いにおいては、極めて重要な意味をなすものである。
本発明のPTT系複合繊維の繊度や単糸繊度は、特に限定されないが、繊度は20〜300dtex、単糸繊度は0.5〜20dtexが使用される。
また、単糸断面形状は特に限定されるものではなく、丸、Y、W字状の異型断面や、中空断面形状などであってもよい。
本発明のPTT系複合繊維には、本発明の効果を妨げない範囲で酸化チタン等のつや消し剤や、熱安定剤、酸化防止剤、制電剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、種々の顔料等の添加剤を含有または共重合として含んでいても良い。
本発明の製造方法においては、仕上げ剤として、鉱物油又は脂肪酸エステルの含有比率が0〜30重量%の組成からなる仕上げ剤を付与することが必要である。鉱物油又は脂肪酸エステルは、一般に繊維の平滑性を高める目的で、仕上げ剤に配合される。本発明では、この平滑成分を極めて限定された範囲で含有する組成からなる仕上げ剤を付与することが重要である。鉱物油又は脂肪酸エステルの含有比率が30重量%を越えると、高温長期間の保管時にパッケージの巻フォームが変化し、バルジ率が10%を越えるものとなる。鉱物油又は脂肪酸エステルの含有比率は少ないほど好ましい。好ましくは、0〜20重量%、より好ましくは0〜10重量%、最も好ましくは0重量%である。
このような仕上げ剤としては、例えばポリエーテルの含有比率が60重量%以上である組成からなる仕上げ剤を用いることが好ましい。ポリエーテル成分のより好ましい組成は、エチレンオキシド単位とプロピレンオキシド単位が共重合され、その分子量が400〜20000のポリエーテルである。ポリエーテルの仕上げ剤中の含有比率は、60〜95重量%以上であることが好ましい。より好ましい含有比率は、65〜85重量%である。仕上げ剤には、これらの他に非イオン性界面活性剤、帯電防止剤、安定剤などが含有されていてもよい。
本発明の製造方法においては、延伸後熱処理し、最終ゴデットロールと巻取速度の比を、0.95〜1.10とすることが必要である。速度比が1.10%を越えると、巻取時に巻締りが生じる。速度比が0.95未満では、巻取張力が低下し、安定した巻取が困難となる。好ましい速度比は0.98〜1.05である。
本発明の製造方法には、図3に示す紡糸口金以外は公知の2軸押出機を有する複合紡糸用設備を用いて製造することができる。図3は、本発明の製造に好適な紡糸口金の模式図を示す。図3において(a)は分配板で(b)は紡糸口金である。固有粘度の異なるA、Bのポリトリメチレンテレフタレートは分配板(a)から紡口(b)に供給される。紡口(b)で両者が合流した後、鉛直方向に対してθ度の傾斜を有した吐出孔より吐出される。吐出孔の孔径はD、孔長はLで示される。本発明においては、この吐出孔径Dと孔長Lの比が、2以上であることが好ましい。吐出孔径Dと孔長Lの比は、組成または極限粘度の異なる2種のポリエステルが合流した後に、両成分の接合状態が安定するにはこの比は2以上であることが好ましい。孔径と孔長の比が2未満では、接合が不安定となり孔から吐出する際にポリマーの溶融粘度差に起因する揺らぎが生じ、繊度変動値を本発明の範囲に維持することが困難となる。吐出孔径と孔長の比は、大きい程好ましいが、孔の製作が困難となることから2〜8であることが好ましい。より好ましくは、2.5〜5である。
固化したマルチフィラメント10には、引取ゴデットロール14に接する前に、仕上げ剤付与装置13によって仕上げ剤が付与される。付与する仕上げ剤は、水系エマルジョンタイプが使用される。仕上げ剤の水系エマルジョンの濃度は、10重量%以上好ましくは15〜30重量%が採用される。仕上げ剤を付与した後、必要に応じて繊維に交絡付与してもよい。交絡付与は公知のインターレーサーが採用される(図示せず)。交絡数は1〜50ヶ/m、好ましくは1〜20ヶ/mが付与される。
図5には、ゴデットロールの数が3対の例を示す。図5において、第3ゴデットロールは加熱ゴデットロールであっても、非加熱であってもよい。PTT系複合繊維の乾熱収縮応力値を0.01〜0.15cN/dtexとして、PTT系複合繊維の走行安定性を維持するには、第3ゴデットロールは30〜100℃であることが好ましい。
本発明の製造方法においては、パッケージからのPTT系複合繊維の解じょ性を良好とする目的で、パッケージの巻取開始から終了までの間に、各巻径によって巻取綾角度を3度〜10度の範囲で異ならせて巻取ることが好ましい。綾角度は、巻取速度とトラバースの速度の調整により設定することができる。巻取綾角度が3度未満では、巻崩れが生じて正常な巻取が困難である。巻取綾角度が10度を越えると、延伸糸の乾熱収縮応力や巻取時の冷却をいかにしても耳高となり、本発明の目的が十分に達成されない。好ましい綾角度は4度〜9度の範囲である。
本発明のPTT系複合繊維を用いて仮撚加工糸を得るための仮撚方法としては、ピンタイプ、フリクションタイプ、ニップベルトタイプ、エアー仮撚タイプ等、いかなる方法によるものでも良い。加熱ヒーターは、接触式ヒーター、非接触式ヒーターのいずれであってもよい。
又、仮撚数(T1)は次式で計算される仮撚数の係数K1の値が21000〜33000であることが好ましく、更に好ましい範囲は25000〜32000である。仮撚数の係数K1の値が21000未満では得られる加工糸の捲縮性が不足し、ストレッチ性能が低下する傾向にあり、33000を超えると仮撚時糸切れが増加する傾向にある。
T1(T/m)=K1/(原糸の繊度:dtex)1/2
本発明のPTT系複合繊維を仮撚加工して得られるPTT系仮撚加工糸は、負荷を掛けた状態での熱処理によっても、高い捲縮発現が実現される。このような特性は、布帛の拘束力が高い織物用に好適である。本発明のPTT系複合繊維を仮撚加工して得られるPTT系仮撚加工糸は、沸水処理後に測定される伸長回復速度が20〜40m/秒と極めて大きく、スパンデックスの30〜50m/秒に匹敵する回復速度を有する。このような特性は、衣服にした時に卓越したストレッチ性と、素早いストレッチ回復性、即ち優れた運動追随性を有する編織物が提供される。また、そのまま製編織して布帛とすることができ、シボや染め斑のない良好な品位を有する編織物を得ることができる。
織物の回復率は、80〜100%であることが好ましい。より好ましくは85〜100%である。
また、織物を伸長する際の伸長応力が小さいことも本発明の特徴である。例えば、20%伸長時の応力が150cN/cm以下であれば、着用時の着圧感が小さく好ましい。より好ましくは、50〜100cN/cmである。
編物に用いる場合には、経編み、横編みなどに代表される多くの編物に適用できる。具体的には、ジャージや水着、ストッキングなどに極めて適性がある。
これらの製品では、スパンデックス繊維に匹敵する、皮膚的感覚の運動追随性を有することが、大きな特長となる。
本発明のPTT系仮撚加工糸を編織物に用いる際は、無撚のままでもよく、または収束性を高める目的で、交絡もしくは撚りを付与しても良い。
撚係数は次式で表される。
撚数T(回/m)=撚係数k/(仮撚加工糸の繊度;dtex)1/2
本発明のPTT系仮撚加工糸は、単独で使用しても良く、または、他の繊維と複合して使用しても本発明の効果を発揮できる。複合は、長繊維のままでも、あるいは短繊維として使用してもよい。
複合する他の繊維としては、例えば他のポリエステル繊維やナイロン、アクリル、キュプラ、レーヨン、アセテート、ポリウレタン弾性繊維などの化合繊や、綿、麻、絹、ウールなどの天然繊維が選ばれるが、これらに限られるものではない。また、複合は長繊維でも短繊維であっても良い。
本発明のPTT系複合繊維は、延伸仮撚加工を施すことなく、そのまま編織物に供することも可能である。この場合にも本発明のPTT系複合繊維を単独で使用してもよく、また他の繊維と混繊複合して使用してもよい。延伸仮撚加工を施すことなく、編織物に用いる利点は、優れた易染性が得られることである。
なお、実施例において行った物性の測定方法及び測定条件を説明する。
(1)極限粘度
極限粘度[η]は、次式の定義に基づいて求められる値である。
[η]=lim(ηr−1)/C
C→0
定義中のηrは、純度98%以上のo−クロロフェノール溶媒で溶解したPTTポリマーの稀釈溶液の35℃での粘度を、同一温度で測定した上記溶媒の粘度で除した値であり、相対粘度と定義されているものである。Cはg/100mlで現されるポリマー濃度である。
糸を周長1.125mの検尺機で10回かせ取りし、JIS−L−1013に定められた恒温恒湿室に無負荷のまま一昼夜静置した。
次いで、かせに以下に示す荷重を掛けて1分後にかせ長を測定し、以下の式から顕在の伸縮伸長率Vcを測定する。
伸縮伸長率%=〔(L2−L1)/L1〕×100
L1=1×10-3cN/dtex荷重付加時のかせ長
L2=0.18cN/dtex荷重付加時のかせ長
(3)破断強度、破断伸度
JIS−L−1013に基づいて測定した。
熱応力測定装置(カネボウエンジニアリング社製、商品名;KE−2)を用いて測定した。
繊維を約20cm長の長さに切り取り、これの両端を結んで輪をつくり測定器に装填する。初荷重0.05cN/dtex、昇温速度100℃/分の条件で測定し、熱応力の温度変化をチャートに書かせる。熱収縮応力は、高温域で山型の曲線を描く。ベースラインから応力曲線が立ち上がる温度を、収縮応力発現開始とした。応力曲線がピーク描くが、このピーク温度を極値温度とした。また、このピーク値の読み取り値(cN)から、下記式で求められる値を極値応力値とした。
極値応力値(cN/dtex)=
(ピーク値の読み取り値 cN)/(dtex×2)−初荷重(cN/dtex)
図2に例示する、パッケージ内層の巻幅Aと、巻厚みTの時にT/2部分の巻幅Bの寸法を測定し、以下の式によりバルジ率を算出した。
バルジ率(%)=[(B−A)/A]×100
(6)仮撚加工糸の負荷時の伸縮伸長率
糸を周長1.125mの検尺機で10回かせ取りし、10×10-3cN/dtexの荷重を掛けた状態で、乾熱180±2℃で15分間乾熱処理する。処理後、JIS−L−1013に定められた恒温恒湿室に一昼夜静置した。次いで、かせに以下に示す荷重を掛けて1分間後にかせ長を測定し、以下の式から伸縮伸長率を測定する。
3×10-3cN/dtex負荷時の伸縮伸長率%
=〔(L4−L3)/L3〕×100
但し、 L3=1×10-3cN/dtex荷重付加時のかせ長
L4=0.18cN/dtex荷重付加時のかせ長
糸を周長1.125mの検尺機で10回かせ取りし、沸騰水中で30分無負荷で熱処理する。沸水処理後の仮撚加工糸について、JIS−L−1013に準じて以下の測定を行った。沸水処理後の仮撚加工糸は、無負荷で1昼夜静置した。仮撚加工糸を引っ張り試験機を用いて、0.15cN/dtexの応力まで伸長した状態で引っ張りを停止し、3分間保持した後に、下部の把持点の真上でハサミにより糸を切断した。ハサミにより切断された仮撚加工糸が収縮する速度は、高速ビデオカメラ(分解能;1/1000秒)を用いて撮影する方法により求めた。ミリ単位の定規を仮撚加工糸と10mmの間隔を置いて並列に固定し、切断した仮撚加工糸の切片先端に焦点をあてて、この切片先端の回復の様子を撮影した。高速ビデオカメラを再生し、仮撚加工糸切片先端の時間当たりの変位(mm/ミリ秒)を読み取り、回復速度(m/秒)を求めた。
1錘当たり8エンドの紡口を装着した溶融紡糸−連続延伸機を用いて、各実施例ごとに2日間の溶融紡糸−連続延伸を行った。
この期間中の糸切れの発生回数と、得られた複合繊維パッケージに存在する毛羽の発生頻度(毛羽発生パッケージの数の比率)から以下のように判定した。
◎ : 糸切れ0回、毛羽発生パッケージ比率 5%以下
○ : 糸切れ2回以内、毛羽発生パッケージ比率 10%未満
× : 糸切れ3回以上、毛羽発生パッケージ比率 10%以上
下記条件で仮撚加工を行なった。
仮撚加工機 村田機械製作所(株)製 33H仮撚機
96錘/台
仮撚条件 糸速度 500 m/分
仮撚数 3230 T/m
延伸比 加工糸の伸度が約40%となるように設定した。 第1フィード率 −1 %
第1ヒーター温度 170 ℃
加工安定性の判断は、以下のように行った。
◎ : 仮撚糸切れ本数 10回/日・台未満
○ ; 仮撚糸切れ本数 20〜10回/日・台
× : 仮撚糸切れ本数 20回/日・台を越える
仮撚加工糸を一口編みした後、精練・染色して品位を判定した。
◎ : 染め斑などの欠点なく、極めて良好
○ : 染め斑などの欠点なく、良好
× : 染め斑があり、不良
(11)織物のストレッチ率と回復率
布帛の作成は以下のように行った。
経糸に84dtex/24fのPTT単一の繊維(旭化成 「ソロ」)の無撚糊付け糸を用い、緯糸に本発明の各実施例および比較例の84dtex/24f仮撚加工糸を用いて平織物を作成した。
経密度 97本/インチ
緯密度 88本/インチ
織機 津田駒工業社製 ウオータージェットルームZW−303
製織速度 450回転/分
経密度 160本/インチ
緯密度 93本/インチ
得られた布帛を用い以下の方法でストレッチ率と回復率を評価した。
島津製作所(株)製の引張試験機を用いて、つかみ幅2cm、つかみ間隔10cm、引張速度10cm/分で、試料を緯方向に伸長させたときの2.94N/cmの応力下での伸び(%)をストレッチ率とした。その後、再び同じ速度でつかみ間隔10cmまで収縮させた後、再度応力−歪み曲線を描き、応力が発現するまでの伸度を残留伸度(A)とする。回復率は以下の式によって求めた。
回復率=〔(10−A)/10〕×100%
(12)総合評価
◎ : 紡糸安定性、仮撚加工安定性、加工糸品位共に極めて良好
○ : 紡糸安定性、仮撚加工安定性、加工糸品位共に良好
× : 紡糸安定性、仮撚安定性、加工糸品位のいずれかが不良
本実施例では、PTT複合繊維の破断伸度の効果について説明する。
一方の成分として、表1に示すように酸化チタンを0.4重量%含む極限粘度[η]1.26のPTTと、他方の成分として酸化チタンを0.4重量%含む極限粘度[η]0.92のPTTペレットを図5に示すような紡糸機及び3対のゴデットロールを有する巻取機を用いて、93dtex/36フィラメントPTT複合繊維パッケージを製造した。
第1ゴデットロールと第2ゴデットロール間の速度比、即ち延伸倍率を表1に示すように異ならせて複合繊維を得た。得られた複合繊維及び仮撚加工糸の物性を表1に示す。
(紡糸条件)
ペレット乾燥温度及び到達水分率 110℃、15ppm
押出機温度 A軸255℃
B軸250℃
スピンヘッド温度 265℃
紡糸口金孔径 0.35mmΦ
孔長 1.05mm
冷却風条件 温度 22℃、相対湿度 90%
速度 0.5m/sec
非送風領域 125 mm
仕上げ剤 脂肪酸エステル 含有せず
ポリエーテル 85wt%
非イオン性界面活性剤10wt%
帯電防止剤 5wt%
からなる水系エマルジョン濃度10重量%
紡糸口金から仕上げ剤付与ノズルまでの距離
90 cm
紡糸張力 0.08cN/dtex
第1ゴデットロール速度 2500m/分
温度 55℃
第2ゴデットロール温度 80℃
速度 破断伸度が表1に示す値になる倍率に設定
第3ゴデットロール温度 60℃
巻取機 帝人製機(株) AW−909
ボビン軸とコンタクトロールの両軸
が自己駆動
巻取速度 表1に記載
巻取綾角度
巻厚み 0 mm〜 5 mm 3.5 度
5 mm〜 70 mm 6.5 度
70 mm〜 110mm 4.0 度
巻取張力 0.05cN/dtex
巻取時のパッケージ温度 25℃
巻量 5.8kg
得られたPTT系複合繊維を、50±2℃に温度調整した部屋に1週間保持した後、仮撚加工を行った。
表1から明らかなように、複合繊維の破断伸度が本発明の範囲であれば、良好な仮撚加工安定を示し、得られた仮撚加工糸及び布帛は優れたストレッチ性とストレッチバック性、染め品位を有していた。
比較例1、2に示すように、破断伸度が本発明外であれば、紡糸時の糸切れが多発するばかりか、経時変化によりパッケージが変形し、仮撚加工時に糸切れが生じ、工業的な生産が困難であった。
本実施例では、本発明の第2の発明要件である、最終ロール速度に対する巻取速度比の効果について説明する。
実施例2の組み合わせにおいて、最終ロール速度に対する巻取速度の比を表2に示すように異ならせて、巻量5.8kgのパッケージを得た。得られたパッケージを50±2℃に温度調整した部屋に1週間保持した後、仮撚加工を行った。得られた複合繊維及び仮撚加工糸の物性を表2に示す。
表2から明らかなように、巻取条件が本発明の範囲であれば、パッケージの巻フォームが良好であり、高速仮撚加工も安定していた。
また、得られた仮撚加工糸及び布帛は、優れたストレッチ性とストレッチバック性、染め品位を有していた。比較例3、4に示すように、巻取速度比が本発明外であれば、安定した紡糸が困難であるか、経時変化によりパッケージが変形し仮撚加工時に糸切れが生じ、工業的な生産が困難であった。
本実施例では、本発明の製造方法の要件である仕上げ剤の組成の効果について、説明する。
実施例2において、仕上げ剤の組成を表3に示すように異ならせてPTT系複合繊維を得た。得られた複合繊維及び仮撚加工糸の物性を表3に示す。
仕上げ剤の組成が本発明の範囲であれば、パッケージの経時安定性が優れていた。比較例5に示すように、仕上げ剤の組成が本発明の範囲以外であれば、パッケージが経時変化して、安定した仮撚加工が困難であった。
本実施例では、複合繊維の製造に用いるポリマー種類の効果について、説明する。
2つのポリマーの組み合わせを表4に示す以外は、実施例2に示す紡糸、延伸条件で複合繊維を得た。得られた複合繊維及び仮撚加工糸の物性を表4に示す。 表4から明らかなように、一方の成分がPTTである本発明の複合繊維から得られる仮撚加工糸及び布帛は、良好なストレッチ性とストレッチバック性、染め品位を有していた。
2:押出機
3:ポリマーチップ乾燥機
4:押出機
5:ベンド
6:ベンド
7:スピンヘッド
8:スピンパック
9:紡糸口金
10:マルチフィラメント
11:非送風領域
12:冷却風
13:仕上げ剤付与装置
14:第1ゴデットロール
15:第2ゴデットロール
16:第3ゴデットロール
17:複合繊維パッケージ
Claims (11)
- 2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に複合された単糸群からなり、単糸を構成する少なくとも一方の成分がポリトリメチレンテレフタレートであり、下記(a)〜(d)の要件を同時に満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
(a)破断伸度が45〜90%
(b)乾熱収縮応力の発現開始温度が、50〜90℃
(c)乾熱収縮応力の極値温度が160〜210℃
(d)乾熱収縮応力測定による極値応力値が0.01〜0.15cN/dtex - 破断伸度が47〜80%であることを特徴とする請求項1に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
- 乾熱収縮応力測定による極値応力値が0.02〜0.10cN/dtexであることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
- 沸水収縮率が10%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
- 単糸を構成する2つのポリエステル成分が、いずれもポリトリメチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
- 複合繊維が、直接紡糸延伸法で製造され、パッケージ形状に巻かれていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維。
- 破断伸度が45〜90%であるポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維が巻かれたパッケージであって、該パッケージを50±2℃で1週間乾熱処理した後のバルジ率が15%以下であることを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維パッケージ。
- 2つのポリエステル成分がサイド−バイ−サイド型、または偏芯鞘芯型に複合された単糸群からなり、単糸を構成する少なくとも一方の成分がポリトリメチレンテレフタレートである複合繊維を直接紡糸延伸法により製造するに際し、パッケージ巻量を2kg以上とし、以下の(A)〜(D)の要件を満足することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
(A)鉱物油又は脂肪酸エステルの含有比率が0〜30重量%の組成からなる仕上げ剤を付与し、一旦巻取ることなく、
(B)破断伸度45〜90%に延伸後、熱処理し、
(C)最終ロール速度に対する巻取速度の比を0.95〜1.10とし、
(D)巻取速度を4500m/分以下で巻き取る。 - ポリエーテルの含有比率が60重量%以上の組成からなる仕上げ剤を付与することを特徴とする請求項8に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
- 最終ロール速度に対する巻取速度の比が、0.98〜1.05であることを特徴とする請求項8又は9に記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
- 巻取速度を3500m/分以下で巻取ることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のポリトリメチレンテレフタレート系複合繊維の製造方法。
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