JP2008025036A - 制電性を有する特殊複合仮撚加工糸及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】芯部糸条としてのポリオキシアルキレン系ポリエーテル及びポリエステルと実質的に非反応性の有機イオン性化合物を含有する制電性ポリエステルマルチフィラメントの未延伸糸条と、鞘部糸条としてのポリメチルメタアクリレート系ポリマー及び/又はポリスチレン系ポリマーを含有するポリエステルの未延伸糸条とを交絡させ、特定の条件で延伸同時仮撚加工することで、毛羽がなく、非常に良好な嵩高性、スパン感を有するとともに、耐久性に優れた制電性を有する複合仮撚加工糸を高速で安定して製造する。この加工糸は、学生服、ユニフォーム、防塵衣、等の静電気を抑える用途に特に有用である。
【選択図】図1
Description
(1)仮撚直前に空気交絡処理を施し、30個以上/mの交絡を付与すること、
(2)仮撚具として、3軸フリクションディスクタイプの仮撚具であって、解撚部に位置する最下段のデイスとして、ディスク材質がセラミック製で、該ディスクと走行糸条との接触長が2.5〜0.5mmであり、かつ、該ディスクの直径が直上のディスクの直径の90〜98%であるものを使用すること、
(3)仮撚温度を、170℃〜300℃とすること、及び、
(4)仮撚数(T/m)を、仮撚加工糸の繊度(Y dtex)に対して、15000/Y1/2≦T≦35000/Y1/2とすること、
を全て満足するようにして延伸同時仮撚加工することを特徴とする特殊ポリエステル複合仮撚加工糸の製造方法が提供される。
なお、かかる本発明方法においても、上記芳香族ポリエステルが、繰り返し単位の75モル%以上がエチレンテレフタレートであるPET系ポリエステルであることが好ましい。
本発明の複合仮撚加工糸は、既に述べたように制電性の芯糸の外周を実質的に鞘糸が覆っている複合構造をもつ複合仮撚加工糸であるが、芯糸及び鞘糸は、それぞれ下記の如き芳香族ポリエステルを主成分とする組成物で形成されるポリエステルマルチフィラメントからなる。
さらに、ポリエステルが実質的に線状である範囲で、トリメリット酸、ピロメリット酸の如きポリカルボン酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールの如きポリオールを使用することもできる。
本発明の複合仮撚加工糸を構成する芯糸は、上述の如き芳香族ポリエステルを主成分とし、これに、特定の2種の制電剤、具体的には、上記の如きポリオキシアルキレン系ポリエーテル(a)及び有機イオン性化合物(b)、を配合した組成物からなるマルチフィラメントからなる。
上記式(II)中、Rは炭素原子数3〜30のアルキル基又は炭素原子数6〜40のアリール基、Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示す。上記式(II)においてRがアルキル基のときはアルキル基は直鎖状であってもよく、分岐した側鎖を有していてもよい。Mは、Na,K,Li等のアルカリ金属又はMg,Ca等のアルカリ土類金属であり、中でもLi,Na,Kが好ましい。かかるスルホン酸金属塩は1種のみを単独で用いても、2種以上を混合して使用してもよい。好ましいスルホン酸金属塩の具体例としては、ステアリルスルホン酸ナトリウム、オクチルスルホン酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウム、アルキル基の炭素原子数の平均が14であるアルキルスルホン酸ナトリウム混合物、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム混合物、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ハード型、ソフト型)、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム(ハード型、ソフト型)、ドデシルベンゼンスルホン酸マグネシウム(ハード型、ソフト型)等をあげることができる。
一方、本発明の複合仮撚加工糸を構成する鞘糸は、上記の如き芳香族ポリエステルに、ポリメチルメタアクリレート系ポリマー及び/又はポリスチレン系ポリマーを配合したものからなる。ここで、芳香族ポリエステルとしては、全繰り返し単位の75モル%以上、特に85モル%以上がエチレンテレフタレートからなり、その固有粘度(オルソクロロフェノールを溶媒として使用し35℃で測定)が0.7以下、特に0.55〜0.70のものが好ましい。なお、この芳香族ポリエステルは芯糸を構成する芳香族ポリエステルと同じ組成であってもよく、異なる組成であってもよい。
また、これらのポリエステルには、公知の添加剤、例えば、顔料、染料、艶消し剤、防汚剤、蛍光増白剤、難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤を含んでもよい。
なお、鞘糸を形成する上記ポリエステル組成物にも、必要に応じ、本発明の目的を阻害しない範囲で、公知の添加剤、例えば、顔料、染料、艶消し剤、防汚剤、蛍光増白剤、難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤等を配合して差し支えない。
本発明の仮撚加工糸では、芯糸の糸条群Aと鞘糸の糸条群Bとは、その糸長に差があることが必要で、特に糸条群Bの方が糸条群Aより10〜20%、より好ましくは12〜18%の範囲で長い方が好ましい。その際、糸条群Aが主として複合仮撚加工糸の芯部に配され、糸条群Bが主として鞘部に配されている芯鞘構造を形成している。このような糸長差とすることにより、糸長方向に安定して制電性のある芯糸を鞘糸で包み込むことが、制電性を高く維持することにつながり、洗濯耐久性が良い結果となる。また、鞘糸のより繊細さが加工糸及びそれからなる織編物のソフトな風合いを発現する。また、織編物工程での取り扱い性が向上し、高品質のものが得られる。
以上に説明した本発明の織編物用ポリエステル複合仮撚加工糸は、例えば以下の方法により製造することができる。すなわち、ポリエステルマルチフィラメントを延伸仮撚加工するに際して、加工用のポリエステル原糸として、上記のポリオキシアルキレングリコール(a)とイオン性帯電防止剤(b)とが配合されているポリエステル未延伸糸(A’)と上記のポリメチルメタアクリレート系ポリマー及び/又はポリスチレン系ポリマーをブレンドしたポリエステル未延伸糸(B’)とを用い、これらを合糸して、下記(1)〜(4)を同時に満足する条件で延伸同時仮撚加工することで製造される。
(1)合糸した糸条に、仮撚直前に空気交絡処理を施し、交絡度30個以上/mとする。
(2)仮撚具として、3軸フリクションディスクタイプで、解撚部に位置する最下段のディスク材質がセラミックで、該ディスクと走行糸条との接触長が2.5〜0.5mmであり、かつ、該ディスク径が直上のディスクの直径よりも90〜98%のものを使用する。
(3)仮撚温度を170〜300℃とする。
(4)仮撚数(T/m)を、複合仮撚加工糸の繊度(Y dtex)に応じて、15000/Y1/2≦T≦35000/Y1/2の範囲とする。
ポリメチルメタアクリレート系重合体、ポリスチレン系重合体及びポリエステルの溶融粘度(MVPM、MVPS及びMVPEs)は、島津製作所製の島津フローテスターを使用し、吐出径0.5φmmx孔長1mmのオリフィスを使用し、シリンダー温度295℃、20KG荷重下で測定した。その時の押出圧力を検出し、粘度式に外挿され求められた値である。測定された基質ポリエステルの溶融粘度MVPEsは1400ポイズであった。この値に対し測定されたポリメチルメタアクリレート重合体あるいはポリスチレン重合体の溶融粘度の比率を計算した。
オルソ−クロルフェノールに溶解し、ウベローデ粘度管を用い、35℃で測定した。
ポリメチルメタアクリレート系重合体、ポリスチレン系重合体のメルトインデックスは、ASTMD−1238に従って測定した。
複合紡糸設備で1週間溶融紡糸を行い断糸した回数を記録し、1日1錘当りの紡糸断糸回数を紡糸断糸とした。ただし、人為的あるいは機械的要因による断糸は断糸回数から除外した。
未延伸糸試料を気温25℃、湿度60%の恒温恒湿に保たれた部屋に1昼夜放置した後、サンプル長さ100mmを(株)島津製作所製の引張試験機テンシロンにセットし、200mm/分の速度にて引張し荷伸曲線を記録した。記録したチャートから2群の構成糸条の荷伸曲線を特定し、各々の破断時の伸度を読み取り、その差を未延伸糸条群A’と未延伸糸条群B’との伸度差とした。
また、糸条群(A)及び糸条群(B)の伸度差の測定に当っては、テンシロン引張試験器を用いて得られた荷伸曲線から各糸条群の破断時の伸度を測定した。糸条群(A)の伸度(Ea%)と非晶性ポリマーであるポリスチレン重合体又はポリメチルメタアクリレート重合体を含む糸条群(B)の伸度(Eb%)との差の絶対値を取り(Eb)−(Ea)で伸度差とした。なお、本発明では、混繊原糸の該糸条群Aと該糸条群Bとが交絡されているので、伸度の測定は該糸条群A、Bを別個にサンプリングし、別個に測定を行うのが好ましいが、交絡された混繊糸状態で測定しても得られた荷伸曲線から該糸条群A、Bの破断伸度が識別可能であるため、ここでは混繊糸の状態で直接伸長測定実施した。なお、混繊された後のサンプル糸条での伸度の測定値は別個にサンプリングした糸条での測定値より10−20%低い傾向が認められたが、伸度差は同等である。
50cmの複合仮撚加工糸の一端に0.176cN/dtex(0.2g/de)の荷重を掛け、垂直に吊し、正確に5cm間隔のマーキングを行った。荷重を外し、マーキング部分を正確に切りとって10本の試料とした。該試料より、鞘部分のフィラメント及び芯部のフィラメントを各々10本取出し、各々の単糸に0.03cN/dtex(1/30g/de)の加重を掛けて、垂直に吊るし、各々の長さを測定する。10本の試料について上記の測定を行い、各々の平均値をLb(鞘糸長)及びLa(芯糸長)とし、下記式で糸長差を計算した。
約1.2mのポリエステル複合仮撚加工糸の糸端に0.2cN/dtexの荷重をかけて、衝立上部に取り付けられた固定点から垂直にたらし、0.1cN/dtexの荷重に相当する重量の釣り針型のフックを用い、上部固定点より、該釣り針型フックを挿入し、フックが自然落下し止まるのを待って取り外した。次いで、停止点から2mm下の位置にフックを再び挿入し同様の操作を行った。これを糸長1mにわたって繰り返し、その間でフックの止まった回数を交絡度(個/m)とした。
仮撚ディスク上を走行している糸条を写真撮影し、各仮撚ディスク円盤上の糸条の走行角度θを写真の上で実測して、それらの測定値の平均値を走行角とした。
帝人製機製216錘建HTS−15V(2ヒーター仮撚加工機で非接触式ヒーター仕様)にて、延伸仮撚加工を1週間連続実施し、延伸仮撚機1台・1日当たりの断糸回数を延伸仮撚断糸とした。ただし、糸繋ぎ前後による断糸(ノット断糸)あるいは自動切替え時の断糸等、人為的あるいは機械的要因による断糸は断糸回数から除外した。
ポリエステル複合仮撚加工糸サンプルに0.044cN/dtexの張力を掛けてカセ枠に巻き取り、約3300dtexのカセを作成した。該カセの一端に、0.0177cN/dtex及び0.177cN/dtexの2個の荷重を負荷し、1分間経過後の長さS0(cm)を測定した。次いで、0.177cN/dtexの荷重を除去した状態で、100℃の沸水中にて20分間処理した。沸水処理後0.0177cN/dtexの荷重を除去し、24時間自由な状態で自然乾燥し、再び0.0177cN/dtex及び0.177cN/dtexの荷重を負荷し、1分間経過後の長さS1(cm)を測定した。次いで、0.177cN/dtexの荷重を除去し、1分間経過後の長さS2(cm)を求め、次の算式で捲縮率を算出し、10回の測定値の平均値で表した。
JIS L 1013‐75に準じて複合仮撚加工糸の破断時の強度及び伸度を測定した。
東レ(株)製DT‐104型毛羽カウンター装置を用いて、ポリエステル仮撚加工糸サンプルを500m/分の速度で20分間連続測定して発生毛羽数を計測し、サンプル長1万m当たりの個数で表した。
専門家による官能検査で以下のとおりレベル1〜3にランク分けした。
(ソフト感)
レベル1:ソフトでしなやかな感触がある
レベル2:ややソフト感が乏しいが反撥性は感じられる
レベル3:カサカサした触感あるいは硬い触感である。
(スパン感)
レベル1:極めてバルキーでスパン感に富んでいる。
レベル2:ややスパン感が乏しい。
レベル3:フラットヤーンライクの触感あるいは硬い触感である。
A法(半減期測定法)
本発明の複合仮撚加工糸を、筒編みし、染色し、調湿した試験片について、該試験片をコロナ放電場で帯電させた後、この帯電圧が1/2に減衰するまでの時間(秒)をスタテイック・オネストメータで測定した。時間(秒)の短い方が制電性能に優れていると評価できる。
B法(摩擦帯電圧測定法)
試験片を回転させながら摩擦布で摩擦し、発生した帯電圧を。JIS‐L‐1094帯電性試験方法B法(摩擦帯電圧測定法)に準拠して測定した。摩擦帯電圧が、約2000V以下(好ましくは1500V以下)であれば、制電効果がありと評価できる。
テレフタル酸ジメチル100部、エチレングリコール60部、酢酸カルシウム1水塩0.06部(テレフタル酸ジメチルに対して0.066モル%)及び整色剤として酢酸コバルト4水塩0.013部(テレフタル酸ジメチルに対して0.01モル%)をエステル交換反応缶に仕込み、この反応物を窒素ガス雰囲気下で4時間かけて140℃から220℃まで昇温し、反応缶中に生成するメタノールを系外に留去しながらエステル交換反応させた。エステル交換反応終了後、反応混合物に安定剤としてリン酸トリメチル0.058部(テレフタル酸ジメチルに対して0.080モル%)、及び消泡剤としてジメチルポリシロキサンを0.024部加えた。次に、10分後に、反応混合物に三酸化アンチモン0.041部(テレフタル酸ジメチルに対して0.027モル%)を添加し、同時に過剰のエチレングリコールを留去しながら240℃まで昇温し、その後、反応混合物を重合反応缶に移した。次いで1時間40分かけて760mmHgから1mmHgまで減圧するとともに240℃から280℃まで昇温して重縮合反応せしめた後、下記化学式
溶融紡糸時の工程安定性は表1に示すとおりであり、ポリスチレンの添加量が3.0重量%を超える比較例2においては、紡糸工程で断糸が多発した。
なお、本発明による複合仮撚加工糸の製織工程において、無撚、無糊でウォータージェットルームにより平織物としたところ、製織性は良好で、断糸は無くスムースであった。また、製織後、該織物を、液流染色機を用いて沸騰水で20分間リラックス処理し、引き続きプリセット処理を行った後、3.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液にて沸騰温度でアルカリ減量処理(減量率20%)を行った。さらに、染色、ファイナルセット処理を行い、ポリエステル複合仮撚加工糸からなる布帛とした。
実施例2で得られたポリエステル未延伸糸を、表2及び表3に示す仮撚条件で延伸仮撚加工を実施し、表2及び表3に示す物性のポリエステル複合仮撚加工糸を得た。このときの延伸仮撚断糸及び毛羽発生状況を表2、表3に示す。これらのポリエステル複合仮撚加工糸を前述の方法でその品位を評価し、表2及び表3に示す結果を得た。この際、芯糸(制電成分)を包み込み、変形を少なくすることで、毛羽を出さないようにすることが制電性の面からも肝要であることがわかった。
実施例1において、最下流のディスクの糸条接触長さ、ディスク径のすぐ上流側のディスクの直径(Standard)との比(St対比%)を変更して、同様の実験を行った。その結果を表3に示す。
実施例2で得られたポリエステル未延伸糸を、仮撚数及び仮撚温度を表4に示す条件とする以外は、実施例2と同じ延伸仮撚条件で延伸仮撚加工を実施し、表4に示すポリエステル複合仮撚加工糸を得た。この時の延伸仮撚断糸及び毛羽発生状況を表4に示す。また、これらのポリエステル複合仮撚加工糸を前述の方法で、その品位を評価し、表4に示す結果を得た。なお、表4に示す「撚数」は、撚数×(Y)1/2の値であり、複合仮撚加工糸の総繊度(Y)はいずれも180dtexであった。これらの実験でも、芯糸制電成分を包み込み、変形を少なくすることで、毛羽を出さないようにすることが制電性の面からも肝要であることが確認された。
2 :糸ガイド
3、3’:フィードローラー
4 :インターレースノズル
5 :第1ヒーター
6 :冷却プレート
7 :仮撚ディスクユニット
8 :第1デリベリーローラー
9 :第2ヒーター
10 :第2デリベリーローラー
11 :巻取ローラー
12 :ポリエステル仮撚加工糸チーズ
13 :仮撚ディスク
14 :ガイドディスク
15 :回転軸
16 :タイミングベルト
17 :駆動ベルト
Claims (4)
- 芯部糸条(A)が、ポリオキシアルキレン系ポリエーテル及びポリエステルとは実質的に非反応性の有機イオン性化合物とを含有する制電性ポリエステルマルチフィラメントからなり、鞘部糸条(B)が、ポリメチルメタアクリレート系ポリマー及び/又はポリスチレン系ポリマーを0.5〜3.0重量%含有するポリエステルマルチフィラメントからなる特殊複合仮撚加工糸であって、該加工糸の帯電摩擦圧が2000V以下、捲縮率が2〜8%であり、かつ、鞘部糸条(B)の平均糸長が芯部糸条(A)の平均糸長より10〜20%長いことを特徴とする制電性特殊複合仮撚加工糸。
- 芯部糸条(A)が、芳香族ポリエステル100重量部に対して、(a)ポリオキシアルキレン系ポリエーテル0.2〜30重量部及び(b)該芳香族ポリエステルと実質的に非反応性の有機イオン性化合物0.05〜10重量部を含有する芳香族ポリエステル組成物からなる制電性ポリエステルマルチフィラメントであることを特徴とする請求項1記載の制電性特殊複合仮撚加工糸。
- ポリエステルマルチフィラメントを延伸仮撚加工するに際して、加工用原糸として、(a)ポリオキシアルキレン系ポリエーテル及びポリエステルと(b)実質的に非反応性の有機イオン性化合物とを含有してなる未延伸の制電性ポリエステマルチフィラメント(A’)とポリエステルマルチフィラメントにポリメチルメタアクリレート系ポリマー及び/又はポリスチレン系ポリマーを重量基準で0.5〜3.0重量%含有する未延伸のポリエステルマルチフィラメント(B’)とを、合糸し、下記(1)〜(4)を全て満足する条件で延伸同時仮撚加工することを特徴とする制電性特殊複合仮撚加工糸の製造方法。
(1)仮撚直前に空気交絡処理を施し、30個以上/mの交絡を付与する。
(2)仮撚具として、3軸フリクションディスクタイプの仮撚具であって、解撚部に位置する最下段のデイスとして、ディスク材質がセラミック製で、該ディスクと走行糸条との接触長が2.5〜0.5mmであり、かつ、該ディスクの直径が直上のディスクの直径の90〜98%であるものを使用する。
(3)仮撚温度を、170℃〜300℃の温度とする。
(4)仮撚数(T/m)を、仮撚加工糸の繊度(Y dtex)に対し、15000/Y1/2≦T≦35000/Y1/2とする。 - 未延伸の制電性ポリエステルマルチフィラメント(A’)が、芳香族ポリエステル100重量部に対して、(a)ポリオキシアルキレン系ポリエーテル0.2〜30重量部及び(b)該芳香族ポリエステルと実質的に非反応性の有機イオン性化合物0.05〜10重量部を配合した芳香族ポリエステル組成物からなる制電性ポリエステルマルチフィラメントであることを特徴とする請求項3記載の制電性特殊複合仮撚加工糸の製造方法。
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