JP2007023423A

JP2007023423A - ポリエステル異形断面糸

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Publication number: JP2007023423A
Application number: JP2005207070A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kaibuki; 一夫貝吹; Masahito Tokutake; 政仁徳竹
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】高速で安定して溶融紡糸することができ、またアルカリ等で易溶出性成分を溶解除去することで、染色バラツキが少なく、毛羽感のあるソフトな風合とドライ感という相反する風合が混然一体となったシルキー織編物を得るのに好適なポリエステル異形断面糸を提供する。
【解決手段】繊維の横断面において、易溶出性成分の鞘部と、難溶出性成分の芯部で構成された芯鞘型ポリエステル複合繊維であって、易溶出性成分として、ジカルボン酸成分のうち1〜3モル％がスルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸成分であり、かつ、平均分子量1000〜10000のポリアルキレングリコールを5〜15質量％含有するポリエステルＡを用い、難溶出性成分として、全構成単位の80モル%以上がエチレンフタレートであるポリエステルＢを用い、ポリエステルＡとポリエステルＢとの溶融粘度を特定の関係とし、かつポリエステルＡを突起部と細溝とを交互に有する断面とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、横断面において、芯部を構成する難溶出性成分と鞘部を構成する易溶出性成分からなる複合繊維てあって、製編織後に鞘部の易溶出性成分をアルカリ等で溶出除去すれば、織編物に毛羽感のあるソフトな風合とドライ感を付与できるポリエステル異形断面糸に関するものである。

ポリエステルフィラメント糸は、シルクに比較して、毛羽感のあるソフトな風合、軽量感、嵩高性に欠けると共に、何よりもドライ感に欠けた特有のヌメリ感を有している。シルクライクなポリエステル織編物を得るには、一例を挙げると、特定の溶剤あるいは薬品を用いて繊維表面にエッジをつけたり、溶剤に対して易溶出性成分と難溶出性成分を用いた複合繊維を紡出し、易溶出性成分を溶剤あるいは薬品によつて除去することにより、割繊したりシャープなエッジを有する難溶出性成分からなる繊維を得る方法が採用されている。

特に、易溶出性成分と難溶出性成分が、互いに相溶性のあるポリエステル系成分からなり、易溶出性成分のアルカリによる加水分解速度を、難溶出性成分よりも速めることにより溶出可能とした複合繊維は、溶出装置、操作、薬品等が特殊なものでなく、溶出装置への腐食性がなく、安全かつ安価であり、さらに、紡糸、延伸、製織等の溶出処理以前の工程において、糸切れや易溶出性成分と難溶出性成分との剥離等のトラブルがなく、安定した加工状況ができる等の利点を有し、多くの提案がなされている。

例えば、特許文献１には、異収縮混繊糸とした複合繊維にアルカリ処理を施し、共重合ポリエステルの一部を溶解して得たシャープなエッジを持つ異形断面糸が開示されている。しかしながら、この異型断面糸は断面のシャープな突起物が少なく、織編物にした場合、光沢の改良、ワキシー感の解消は可能であるが、シルクの持つドライ感と毛羽感を付与することができなかった。

さらに、特許文献２、３には、幹成分と周上の突起成分で構成された異型断面糸が開示されているが、これらの繊維は、着用時、毛羽玉になるという欠点があった。

このような問題を解決するため、特許文献４には、鞘部の易溶出性成分を溶出した後、難溶出性成分で構成される横断面が異形断面糸となり、製編織すれば、毛羽感のあるソフトな風合とドライ感に富んだ風合を有する布帛となる複合繊維が開示されている。

しかしながら、この複合繊維を製造する場合、１５００ｍ／ｍｉｎ以下の比較的低速度で溶融紡糸すれば、製糸性及び得られる繊維の性能等に問題はないが、生産性を向上するために、２５００ｍ／ｍｉｎ以上の高速で紡糸すると、曳糸性が悪化して紡糸工程での糸切れが発生したり、溶出後の難溶出成分からなる繊維の物性にバラツキを生じ、その結果、染色性のバラツキのため織編物の品位が低下するという問題があった。
特開平２−１４５８２５号公報特開平４−６５５０６号公報特開平４−９１２１３号公報特開平７−１０２４１０号公報

本発明は、上記の問題を解決し、高速で安定して溶融紡糸することができ、また、アルカリ等で易溶出性成分を溶解除去することで、染色バラツキが少なく、毛羽感のあるソフトな風合とドライ感という相反する風合が混然一体となったシルキー織編物を得るのに好適なポリエステル異形断面糸を提供することを技術的な課題とするものである。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、次の構成を要旨とするものである。
（１）繊維の横断面において、易溶出性成分からなる鞘部と、難溶出性成分からなる芯部で構成された芯鞘型ポリエステル複合繊維あって、易溶出性成分として、ジカルボン酸成分のうち1〜3モル%がスルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸成分であり、かつ、平均分子量1000〜10000のポリアルキレングリコールを5〜15質量%含有するポリエステルＡを用い、難溶出性成分として、全構成単位の80モル%以上がエチレンフタレートであるポリエステルＢを用い、ポリエステルＡとポリエステルＢとの溶融粘度が下記式(1)〜(3)の条件を満足し、かつポリエステルＡを溶出後の横断面形状が、突起部と細溝とを交互に、略一様に有し、突起部と細溝の断面が長方形ないし略台形状を呈することを特徴とするポリエステル異形断面糸。
（Ａ）＜（Ｂ） ………(1)
２２００≧（Ａ）≧１０００ ………(2)
２５００≧（Ｂ）≧１２００ ………(3)
ただし、（Ａ）はポリエステルＡの、（Ｂ）はポリエステルＢの、温度２９０℃、剪断速度１０００ｓ−１における溶融粘度（dpa・s）を表す。
（２）突起部の数と寸法が下記(4)〜(6)式を満足することを特徴とする上記（１）記載のポリエステル異形断面糸。
１５≦Ｎ≦３５ ………(4)
０．３≦Ｗ≦１ ……(5)
１．５Ｗ≦Ｈ≦３Ｗ ……(6)
ただし、Ｎは突起部の数、Ｗは突起部の幅（μｍ）、Ｈは突起部の高さ（μｍ）である。

本発明のポリエステル異形断面糸は、高速で安定して溶融紡糸することができ、また、アルカリ溶出処理後の染色性のバラツキが少なく、かつ、溶出処理後の単糸繊維の断面において外周部に特定の突起部と細溝とを交互に形成する異形断面繊維となり、製編織すれば、毛羽を有していないにもかかわらず、毛羽感のあるソフトな風合とドライ感に富んだスパンシルク調の風合を有する布帛を得ることができる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のポリエステル異形断面糸は、図１で示したように、繊維横断面において鞘部が易溶出性成分であるポリエステルＡ、芯部が難溶出性成分であるポリエステルＢで構成された芯鞘型ポリエステル複合繊維であり、鞘部を溶出した後において、図２で示したように繊維表面に突起部１と細溝２とを交互に, 略一様に分布させた異形断面繊維となるものである。

本発明において、易溶出性成分のポリエステルＡは、難溶出性成分のポリエステルＢよりもアルカリ等の溶剤に対する溶解速度が５倍以上速いものであることが好ましい。そのため、ポリエステルＡは、ジカルボン酸成分のうち１〜３モル％がスルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸成分であり、平均分子量が１０００〜１００００のポリアルキレングリコールを５〜１５質量％含有することが重要である。

スルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸成分としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホテレフタル酸、５−カリウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホテレフタル酸、５−リチウムスルホイソフタル酸、５−ホスホニウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。

スルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸成分が、ジカルボン酸成分の１モル％未満になると、アルカリに対する溶解速度が遅くなる。一方、３モル％を超えると、高速での製糸性が悪くなり糸切れが発生しやすくなる。

また、ポリアルキレングリコールは、平均分子量が１０００〜１００００のものが好適であり、１０００未満のものでは、ポリエステルＡのガラス転移点が低下するため、紡糸工程で融着が発生しやすくなり、１００００を超えるものでは、相融性が悪くて均一に含有させることが難しい。

ポリアルキレングリコール含有量が５質量％未満になると、アルカリに対する溶解速度が遅くなり、１５質量％を超えると、溶解速度は速くなるものの製糸性が悪くなり、紡糸工程で糸切れが発生しやすくなる。

次に、難溶出性成分のポリエステルＢとしては、テレフタル酸成分とエチレングリコール成分からなり、全構成単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレートであるポリエステルが好適である。また、ポリエステルBは、一般的に使用されている添加剤、艶消し剤、制電剤、酸化防止剤等を添加したものでもよい。

安定した高速の溶融紡糸を可能にすると共に溶出処理後の難溶出性成分からなる繊維の性能を均一なものにするためには、ポリエステルＡ、Ｂの溶融粘度が前記式(1)〜(3)の条件を満足することが必要である。

式(1)を満足せず、ポリエステルＡの溶融粘度（Ａ）が、ポリエステルＢの溶融粘度（Ｂ）より大きい場合、複合繊維の伸度を適正な伸度に調整しようとすると、延伸工程でのポリエステルＢの延伸倍率が適正範囲を外れてしまうため、溶出処理後の難溶出性成分からなる繊維の染色性が、紡糸錘間、延伸錘間でバラツキを生じる。

また、ポリエステルＡの溶融粘度（Ａ）が式(2)を満足せず１０００より小さいと、溶融粘度が低すぎるために製糸性が悪く、紡糸工程で糸切れが発生しやすく、このため、溶出処理後の難溶性成分からなる繊維の物性が低下する。一方、ポリエステルＡの溶融粘度(Ａ)が２２００を超えると、式(1)の条件を満足させても延伸工程でのポリエステルＢ側の延伸倍率が適正範囲を外れてしまうために、溶出処理後の難溶出性成分からなる繊維の染色性にバラツキが生じやすくなる。

さらに、ポリエステルBの溶融粘度(B)が式(3)を満足せず、１２００未満になると、溶出処理後の難溶出性成分からなる繊維の物性が低下する。一方、ポリエステルBの溶融粘度(B)が２５００を超えると、溶融粘度が高すぎて通常の方法では溶融紡糸を行うことが困難となる。

なお、上記のような溶融粘度の範囲となるポリエステルＡ及びポリエステルＢの極限粘度は、共重合物質及びその共重合量により多少の違いはあるが、ポリエステルＡが約0.70〜0.75、ポリエステルＢが0.67〜0.73である。

本発明において、溶融紡糸し、溶出処理後の難溶出性成分からなる繊維の目的とするソフトな風合とドライ感のあるシルキーな風合を得るためには、断面形状が重要であり、繊維表面に突起部と細溝部が交互に、かつ、略一様に分布し、突起部と細溝部の断面形状は、長方形ないし略台形形状とする必要がある。細溝の形状が三角のＶ形状になると，突起部は底面の幅が上面より広くなるため、布帛を指で滑らせた時の摩擦、あるいは曲げに対して変形が生じ難くなり、ソフトな風合が損なわれたり、粗硬な風合となる。

上記の形状を有し、かつ、好ましくは前記式(4)〜(6)を満足する本発明の異形断面糸で構成された布帛は、繊維軸方向に指を滑らせた時に、突起部の各々一片は細く変形しやすいため、ソフトな風合となる。また、摩擦に対して突起部が独立の動きをするので、毛羽が存在しないにも関わらず、あたかも毛羽を有しているような風合となる。さらに、繊維軸に対して直角方向に指を滑らせた時に、突起部のギア効果によって単糸に転がりが生じたり、凹凸の効果によってドライ感を醸しだすことができる。

溶出処理後の異形断面糸の突起部の数（Ｎ）は、繊維の周上に15〜35個、特に16〜25個存在することが好ましい。繊維周上に位置する細溝部の幅を一定とすると、突起部の数が15個未満では突起部一片当りの皮膚への接触面積が大きくなるため、ヌメリ感やまつわりが発生することがある。また、36個以上では、必然的に突起部の幅が薄くなり、加工時や着用時に突起部が脱落したり、フィブリル化して布帛に白ぼけが発生することがある。また、風合面では毛羽感が過度に進み、スエードやピーチフェイスタッチのヌメリ感が強調され、目的とする風合が得られないことがある。

次に、糸条を構成する異形断面繊維の突起部の幅Ｗと高さＨとの関係について、鞘部を溶出処理後の異形断面繊維の部分拡大断面図である図３を用いて説明する。図３において、突起部側面の線を延長し、突起部の頂点の外接円の交点をＡ、Ｂとし、細溝部の最深部の内接円の交点をＡ’、Ｂ’とする。また、線分Ａ−Ｂ及び線分Ａ’−Ｂ’の中点をＤ、Ｄ’とする。また、
(a)突起部の幅Ｗは線分Ａ−Ｂの長さとする。
(b)突起部の高さＨは線分Ｄ−Ｄ’の長さとする。

まず、突起部の寸法は、幅Ｗは0.３〜１μｍの範囲とすることが好ましい。突起部の幅Ｗが0.3μｍ未満の場合、突起部の数が多くなったと同様にフィブリル化しやくなり、ヌメリ感が強調されることがある。また、１μｍを超えると、突起部の幅が広くなり、ガサツキ感や粗硬感が生じることがある。

次に、突起部の高さＨは、突起部の幅Ｗと関連があり、突起部の幅Ｗの1.５〜３倍の範囲にすることが好ましい。突起部の高さＨが幅Ｗの1.５倍未満になると、必然的に凹凸が乏しくなって、布帛の表面を指で滑らせた時、通常の丸断面糸や多葉断面糸と変わらなくなり、本発明でいう突起部を指で滑らせた時に感ずる毛羽感のあるソフトな風合とはならないことがある。また、３倍を超えた場合は必然的に凹凸が大きくなり、単糸同士が堅固に充填されて単糸が拘束されるので、布帛にした時に単糸の転がりがなくなり、ドライ感が欠けたり、凹凸が強調され過ぎてガサツキが発生したり、品位を低下させることがある。

本発明のポリエステル異形断面糸は、繊維の形態は長繊維、短繊維のいずれでもよいが、織編物にした場合、毛羽感のあるスパンシルク調の風合いが得られるため、長繊維が好ましく、単糸繊度は２〜１０dtex、単糸本数は２０〜５０本とすることが好ましい。

次に、本発明のポリエステル異形断面糸の製造法について説明する。

本発明のポリエステル異形断面糸は、複合紡糸法によって芯部のポリエステルBを鞘部のポリエステルＡが、好ましくは１５〜３５(図１では２０個)に分割した繊維を紡糸して得られる図１で示したような形態のものであり、図２で示したように、異形断面の形態を顕在化させるには、製編織した後、アルカリ等の溶剤で溶解速度の違いを利用してポリエステルAを除去して異形化する方法が用いられる。

次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、実施例において各種の測定及び評価は、次の通りに行った。
（１）極限粘度
フエノールと四塩化エタンの等質量混合溶媒を用い、温度20℃で測定した。
（２）溶融粘度
ペレット状の試料を１３０℃で２４時間減圧乾燥して水分を除き、フローテスター（島津製作所製、型式CFT-500）を用いて測定した。
（３）突起部の寸法
延伸して得られた糸条を筒編みし、ＮａＯＨ濃度０．５質量％，処理温度９５℃の条件で易溶出性成分であるポリエステルＡを完全に除去した後、水洗乾燥した筒編地を解編し、走査型電子顕微鏡で断面写真を撮り、写真上で測定した。
（４）風合い評価
織、編、染色技術者からなるパネラー１０人を選定し、触感での官能検査方法により、布帛の毛羽感、ソフト感、ドライ感を中心に１人ずつ５段階で評価させ、その合計点で評価した。(最高点は５０点)
（５）染色性のバラツキ評価（染色評価）
１条件について８０本からなる延伸糸群より標準糸を１本選定し、標準糸を周期的に入れた筒編地とし、ＮａＯＨ濃度０.５質量％、処理温度９５℃の条件でアルカリ減量して易溶出性成分であるポリエステルＡを完全に除去する。続いて、減量処理した筒編地を、Sumikaron Biue SE-RPD（N）(住友化学社製分散染料)を用い、ミニカラー染色機にて温度１００℃で６０分間常法により染色し、洗浄して風乾した後、ＪＩＳＬ０８４標準色票による判定を行い、標準糸に対してグレースケール差が０．５級未満となる率を求めた。この率が高い程染色バラツキが少なく、９０％以上を合格とした。

実施例１〜３、比較例１〜４
紡糸において、易溶出性成分であるポリエステルＡとして５−ナトリウムスルホイソフタル酸を２．５モル％と、平均分子量が８０００のポリエチレングリコールを８．０質量％共重合し、溶融粘度が異なる種々の共重合ポリエチレンテレフタレートを用い、難溶出性成分であるポリエステルＢとして同じく溶融粘度が異なる種々のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。紡糸錘数４錘の複合紡糸機を用いて単糸の断面形状が、図１に示すように繊維の円周上に易溶出性成分のポリエステルAが難溶出性成分のポリエステルＢをギア形状に複数分割した芯鞘構造糸になるように設計した紡糸口金を用いて、延伸糸繊度が約１１０デシテックスとなるように紡糸時の吐出量を設定して紡糸を行った。具体的には、突起部の数が２０個になるようにした複合紡糸口金装置を用いて、難溶出性成分であるポリエステルＢと易溶出性成分であるポリエステルＡが質量比率で８０／２０となる複合繊維比率で、紡糸速度３，２５０ｍ／ｍｉｎ、紡糸温度２９０℃の条件で紡糸を行い、１ｋｇ捲きの半延伸糸を８０本採取した。引続いて、延伸温度９０℃、熱セット温度１７０℃の条件で延伸を行い、繊度が１１０デシテックスで４８フィラメントの延伸糸を８０本得た。
こうして得られた延伸糸を前記した評価法に基づいて評価を行った結果を、表１にまとめて示す。

表１から明らかなように、実施例１、２、３は、紡速３２５０ｍ/minで安定した紡糸が可能で、溶出後の難溶出性成分であるポリエステルＢの繊維は染色性のバラツキが少ないものであった。

一方、比較例１は、ポリエステルＡの溶融粘度が高すぎるため、比較例２はポリエステルＡの溶融粘度がポリエステルＢより高いため、いずれも高速紡糸は可能であったが、溶出後の難溶出性成分であるポリエステルＢの繊維は染色性のバラツキが大きいものであった。次に、比較例３は、ポリエステルＡの溶融粘度が低すぎるため、糸条採取は可能であったが、染色性のバラツキは大きく、さらに、比較例４は、ポリエステルＡの溶融粘度が低すぎ、かつポリエステルＢの溶融粘度が高すぎるため、糸切れが多発して糸条を得ることができなかった。

実施例４〜１０
易溶出性成分であるポリエステルＡとして５−ナトリウムスルホイソフタル酸を２．５モル％と、平均分子量が８０００のポリエチレングリコールを８．０質量％共重合し、溶融粘度１５５０ｄｐａ．ｓの共重合ポリエチレンテレフタレートを用い、難溶出性成分であるポリエステルＢとして溶融粘度が１６５０ｄｐａ．ｓのＰＥＴを用いた。
紡糸錘数４錘の複合紡糸機を用いて難溶出性成分であるポリエステルＢと易溶出性成分であるポリエステルＡの質量比率が８０／２０となる複合比率で、単糸の断面形状が、図１に示すように繊維の円周上に易溶出性成分のポリエステルＡが難溶出性成分のポリエステルＢをギア形状に複数分割した芯鞘構造糸になるようにし、アルカリ溶出処理後に形成される突起部の数と寸法が種々変化するようにした複合紡糸ノズルを用いて、紡糸速度３２５０ｍ／ｍｉｎ、紡糸温度２９０℃の条件で、延伸糸繊度が約１１０デシテックスになるように吐出量を調整して、１ｋｇ捲きの半延伸糸を８０本採取した。引続いて、延伸温度９０℃、熱セット温度１７０℃の条件で延伸を行い、繊度が１１０デシテックスで４８フィラメントの延伸糸を８０本得た。
次いで、得られた異形断面糸を経糸と緯糸とに用い、経糸密度８５本／２．５４ｃｍ、緯糸密度７２本／２．５４ｃｍで平織に製織し、得られた織物をＮａＯＨ濃度０．５％、処理温度９５℃の条件で略３２％のアルカリ減量と染色等の一連の後加工を施した。
得られた延伸糸と織物の評価結果を併せて表２に示す。

表２から明らかなように、実施例５〜８で得られた織物は目的とする毛羽感とスパンシルク調の風合を有したものであり、パネラー等の評価点も何れも高いものであった。
実施例４は、突起部の数がやや少なく、幅がやや広く、高さがやや高いので、毛羽感、ドライ感についての評価点は実施例５〜８のものよりやや低かった。また、実施例９，10は、突起部の数がやや多いので、毛羽感、ヌメリ感がやや強く、実施例５〜８のものより評価点はやや低いものであった。

本発明のポリエステル異形断面糸を構成する単糸の異形断面の一実施態様を示す横断面模式図である。図１の異形断面糸をアルカリ減量処理して異形断面を顕在化させた後の繊維の一実施態様を示す横断面模式図である。図２の部分拡大模式図である。

符号の説明

１突起部
２細溝
Ａ易溶出性成分であるポリエステル
Ｂ難溶出性成分であるポリエステル

Claims

繊維の横断面において、易溶出性成分からなる鞘部と、難溶出性成分からなる芯部で構成された芯鞘型ポリエステル複合繊維あって、易溶出性成分として、ジカルボン酸成分のうち1〜3モル%がスルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸成分であり、かつ、平均分子量1000〜10000のポリアルキレングリコールを5〜15質量%含有するポリエステルＡを用い、難溶出性成分として、全構成単位の80モル%以上がエチレンフタレートであるポリエステルＢを用い、ポリエステルＡとポリエステルＢとの溶融粘度が下記式(1)〜(3)の条件を満足し、かつポリエステルＡを溶出後の横断面形状が、突起部と細溝とを交互に、略一様に有し、突起部と細溝の断面が長方形ないし略台形状を呈することを特徴とするポリエステル異形断面糸。
（Ａ）＜（Ｂ） ……(1)
２２００≧（Ａ）≧１０００ ……(2)
２５００≧（Ｂ）≧１２００ ………(3)
ただし、（Ａ）はポリエステルＡの、（Ｂ）はポリエステルＢの、温度２９０℃、剪断速度１０００ｓ^−１における溶融粘度（dpa・s）を表す。
突起部の数と寸法が下記(4)〜(6)式を満足することを特徴とする請求項１記載のポリエステル異形断面糸。
１５≦Ｎ≦３５ ………(4)
０．３≦Ｗ≦１ ……(5)
１．５Ｗ≦Ｈ≦３Ｗ ……(6)
ただし、Ｎは突起部の数、Ｗは突起部の幅（μｍ）、Ｈは突起部の高さ（μｍ）である。