JP2008045248A

JP2008045248A - ポリエステル短繊維

Info

Publication number: JP2008045248A
Application number: JP2006223870A
Authority: JP
Inventors: 浩太 ▲そぎ▼原; Kota Sogihara
Original assignee: Solotex Corp
Current assignee: Solotex Corp
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2026-08-21
Also published as: JP4943771B2

Abstract

【課題】高速カードにおいてスライバー切れや、ウェブ垂れを起こさない二次捲縮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短繊維を提供すること。
【解決手段】ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、繊維長が３〜２００ｍｍ、一次捲縮数が１０〜３０山／２５ｍｍ、捲縮度が１０〜２５％の捲縮を有し、捲縮弾性率が８０％以上であり、かつ図１（a）,（b）に示す一次捲縮数Ｘと二次捲縮数Ｙが以下の式（１）〜（２）をすべて同時に満足することを特徴とするポリエステル短繊維。
５０≦（Ｘ＋２０Ｙ）≦８０（１）
１０≦Ｘ≦３０（２）
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維に関する。

ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維は、ポリエステル本来の特性である優れた寸法安定性、耐光性、低吸湿性、熱セット性を維持し、かつ低弾性率、弾性回復率および易染性に優れた特性を持っており、詰綿、不織布、紡績糸織物などへの実用化を目指して、様々な角度よりポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維の製造技術が検討されている。

特許文献１（特開平１１−１８９９３８号公報）には、伸長弾性回復率、屈曲回復率などを規定した捲縮を有するポリトリメチレンテレフタレート短繊維が提案されており、かかる短繊維はポリエチレンテレフタレートからなる捲縮繊維と比べ、耐ヘタリ性が向上している。

しかしながら、カードを通過していく過程で、捲縮繊維の捲縮は伸ばされ、失われていく。このような繊維であっては、生産性を高めるためにカード紡出速度を上げていくとスライバー切れや、ウェブ垂れを生じ、工程不良となったり、良質の紡績糸を得ることが不可能である。
特開平１１−１８９９３８号公報

本発明は、カードでのスライバー紡出速度が１２０ｍ／分以上の高速カードにおいて、スライバー切れや、ウェブ垂れを起こさない、優れた捲縮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短繊維を提供することにある。

本発明は、ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、繊維長が３〜２００ｍｍ、一次捲縮数が１０〜３０山／２５ｍｍ、捲縮度が１０〜２５％の捲縮を有し、捲縮弾性率が８０％以上であり、かつ図１（ａ）,（ｂ）に示す一次捲縮数Ｘと二次捲縮数Ｙが以下の式（１）〜（２）をすべて同時に満足することを特徴とするポリエステル短繊維に関する。
５０≦（Ｘ＋２０Ｙ）≦８０（１）
１０≦Ｘ≦３０（２）

本発明の二次捲縮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短繊維は、高速カードにおいてスライバー切れや、ウェブ垂れを起こさず、生産性の向上が可能になるとともに、良質の紡績糸を得ることが可能になる。

本発明でいうポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルは、トリメチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルであって、本発明の目的を阻害しない範囲内、例えば酸成分を基準として１５モル％以下、好ましくは５モル％以下で第三成分を共重合したポリエステルであってもよい。

好ましく用いられる第三成分としては、例えば、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、金属スルホイソフタル酸などの酸成分や、１，４−ブタンジオール、１，６ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなどのグリコール成分など、各種のものを用いることができ、紡糸性などを考慮して適宜用いれば良い。

本発明に用いられるポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルは、固有粘度（o-クロロフェノール、３５℃）が好ましくは０．７〜１．３ｄＬ／ｇ、さらに好ましくは０．８〜１．２ｄＬ／ｇの範囲である。上記固有粘度が０．７ｄＬ／ｇ未満の場合、最終的に得られる繊維の機械的強度が不十分となり、一方、１．３ｄＬ／ｇを超える場合、取り扱い性が低下するため好ましくない。

また、本発明に用いられるポリエステルには、必要に応じて、各種の添加剤、例えば、艶消し剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、蛍光増白剤、着色顔料などを必要に応じて添加することができる。

本発明のポリエステル短繊維は、繊維長が３〜２００ｍｍであることが必要であり、１０〜１５０ｍｍであることがより好ましい。ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維は、高次加工の過程で繊維末端から僅かに抜け出ることがあり、繊維長が短い場合には抜け出る割合が高くなってしまい好ましくない。一方、長すぎる場合には、紡績工程をはじめ工程通過性が不良となり好ましくない。

本発明においては、本発明の捲縮ポリエステル短繊維が、上記のポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルからなる捲縮短繊維であるだけでなく、該繊維が以下に述べる捲縮数、捲縮度を満足する二次元捲縮を有し、かつ、捲縮弾性率が後述する要件を同時に満たしていることが肝要である。これにより、高速カード通過性が良好であり、かつ、耐捲縮ヘタリ性に優れたポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル原綿を得ることができるのである。

すなわち、本発明のポリエステル短繊維は、一次捲縮数が１０〜３０山／２５ｍｍであることが必要であり、１５〜２５山／２５ｍｍであることがより好ましい。上記捲縮数が１０山／２５ｍｍ未満では、該繊維どうしの絡合性が低く、簡単にウェブが切れてしまう。一方、上記捲縮数が３０山／２５ｍｍを超えると、繊維間の絡合性が高くなりすぎて、カード通過性が悪くなったり、ネップやスラブを多発してしまうので好ましくない。
この一次捲縮数は、クリンパーボックスのスタッフィング圧を変えることなどにより、容易に調整することができる。

また、本発明のポリエステル短繊維の捲縮度は、１０〜２５％であることが必要であり、１３〜２０％であることがより好ましい。上記捲縮度が１０％未満では、繊維どうしの絡合性が低く、カード通過性が悪化するとともに、十分な嵩高性を得ることができなくなる。一方、捲縮度が２５％を超えると、絡合性が高くなりすぎて、もつれが生じカード通過性が低下するだけでなく、得られるウェブや紡績糸が不均一なものとなる。
この捲縮度は、クリンパーボックスのスタッフィング圧を変える、またはクリンパーボックスへ入る糸状温度（トウ温度）を変えることなどにより、容易に調整することができる。

さらに、本発明のポリエステル短繊維の捲縮弾性率は、８０％以上であることが必要であり、８５％以上であることが好ましい。１００％に近い程、捲縮のヘタリが少なく、カード性は良好である。捲縮弾性率が８０％未満の場合には、捲縮のへたりが大きいために、カード通過性が極めて悪くなり、シリンダーやローラーに巻き上がりやすく、落綿が多く、ウェブ切れなどが発生する。その結果、生産性が極めて低くなり、紡出されるスライバーの品質は不十分である。また、原綿の耐ヘタリ性も著しく低下する。特に、トリメチレンテレフタレート系ポリエステル繊維は、ポリエチレンテレフタレート繊維と比較してモジュラスが低く結晶性が低いため、捲縮のヘタリが起こり易く捲縮弾性率を上記のようにすることが大切である。
この捲縮弾性率は、捲縮を付与した後、出来る限り早く冷却することにより高めることができる。

本発明のポリエステル短繊維は、具体的には、０．７ｍｍから２．５ｍｍの範囲の周波数を持つ一次捲縮に加えて、該一次捲縮と重なる、８ｍｍから１３ｍｍの範囲の周波数を持つ二次捲縮を有する。二次捲縮数は１〜４山／２５ｍｍであることが好ましく、さらには２〜３山／２５ｍｍが好ましい。二次捲縮を有する本発明のポリエステル短繊維は、カードにて該繊維が開繊される工程で一次捲縮が十分保持されるため、カード通過性がよい。
すなわち、本発明のポリエステル短繊維は、高度の二次捲縮を有し、図１（ａ）,（ｂ）に示す一次捲縮数Ｘと二次捲縮数Ｙが以下の式（１）〜（２）をすべて同時に満足することが必要である。
５０≦（Ｘ＋２０Ｙ）≦８０（１）
１０≦Ｘ≦３０（２）

ここで、上記式（１）において（Ｘ＋２０Ｙ）が５０未満では、原綿を開繊してカードにかける際に、開繊の段階で一次捲縮が伸びてしまい、その結果ウェブの絡み合いの度合いが小さくなり、ウェブ切れを発生するため好ましくない。逆に、（Ｘ＋２０Ｙ）が８０を超えると、開繊する段階で繊維同士の絡み合いが強すぎて、開繊工程を通過せず、毛玉となるため好ましくない。この（Ｘ＋２０Ｙ）は、クリンパーボックスのドクターブレード間の距離、捲縮をかける際の糸状温度（トウ温度）、スタッフィング圧で調節することができる。

また、前述のとおり、上記式（２）において、Ｘが１０未満では、ウェブが繋がらず、カード通過性は悪い。一方、Ｘが３０を超えると、繊維どうしの絡み合いが強すぎでスライバー作成時にネップを発生するため適さない。Ｘを１０〜３０の範囲にするには、クリンパーボックスに入るトウ温度、クリンパーボックスのスタッフィング圧を適宜で調節することで設定することができる。

なお、本発明のポリエステル短繊維は、強度が好ましくは２．５〜３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、さらに好ましくは２．６〜３．４ｃＮ／ｄｔｅｘであって、伸度が好ましくは４０〜８０％、さらに好ましくは５０〜７０％である。強度が２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、紡績糸、不織布としての強度が出ないので適さない。一方、３．５ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、繊維が硬くなりポリトリメチレンテレフタレート繊維の良さである風合いが失われる。また、伸度が４０％未満では、紡績糸、不織布としての風合いやストレッチ性を発揮することができず、一方、８０％を超えると、本来持つべきポリトリメチレンテレフタレート繊維の強度が低くなってしまい、実用的なものでなくなる。上記強度、伸度ともに延伸倍率の調節により、容易に調整することができる。

以上に説明した本発明の捲縮ポリエステル短繊維は、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、ポリトリメチレンテレフタレート系ポリマーを溶融し、口金面より吐出させた直後の糸条に１．０ｍ／秒以上の流速を有する冷却気流を吹き当て、３５０〜２，５００ｍ／分にて引取ることにより、未延伸糸を得る。次いで、上記未延伸糸を５０〜９５℃の温水でより好ましくは２段延伸し、１．２〜３．５倍に延伸する。次いで、６５〜９０℃に予熱したトウをクリンパーにて捲縮付与して短繊維に切断し、カードの通過性に優れた捲縮短繊維を得る。

ここで、本発明のポリエステル短繊維に捲縮を付与するためには、押し込み型捲縮機（以下クリンパー）に入るトウ温度を６５℃〜９０℃とすることが必要であるが、より好ましくは７０℃〜８５℃である。トウ温度が６５℃未満では、十分な二次捲縮を付与することができない。一方、９０℃を超えると、二次捲縮は付与することは可能であるが、一次捲縮が３０山／２５ｍｍを超えるため適さない。

なお、本発明においては、延伸糸を延伸後、捲縮前に熱処理することは好ましくない。熱処理により上記延伸糸の捲縮がかかりにくくなる。このため、得られる短繊維の絡合性が低下し、工程通過性が不良となり好ましくないのである。

以下に、本発明の構成および効果をより具体的にするため、実施例を挙げるが、本発明はこれら実施例に何等限定を受けるものではない。
なお、実施例中の各値は以下の方法に従って求めた。
１）固有粘度
３５℃のオルトクロロフェノール溶液とし、常法に従って求めた。
２）繊度、繊維長、捲縮数、捲縮率、捲縮弾性率
ＪＩＳ−Ｌ１０１５に記載の方法に準拠して測定した。
３）一次捲縮数Ｘ、二次捲縮数Ｙの測定
Ｘは、上記のようにＪＩＳ−Ｌ１０１５にて測定した。Ｙは、荷重をかけると伸びてなくなってしまうことがあるため、無荷重で測定する必要がある。具体的には、原綿の中から貝柱状の未開繊部分を取り出し、荷重をかけずに山数ａを測定した。山としての認識については一次捲縮の測定法に準拠した。この未開繊部の平均繊維長ｂより、二次捲縮数Ｙは次式に示す計算式を用い、サンプル数ｎ＝１０で算出した。
Ｙ＝２５ａ／ｂ
４）カード通過性
ドッファーの表面速度１２０ｍ／分、紡出スライバーの目付が２３ｇ／ｍとなる条件でカードにかけ、１時間運転を行った際のカード通過性を評価し、良好（スライバー切れなし）、やや不良（スライバー切れ２回まで）、不良（スライバー切れ３回以上）で示した。

[実施例１]
ポリトリメチレンテレフタレート（固有粘度０．９２ｄＬ／ｇ、融点２２８℃）を用い、２６０℃で溶融し、公知の中実丸断面紡糸口金（８４０ホール）より吐出量６００〜７００ｇ／分で吐出させた糸条に、口金面下４ｃｍの位置で２５〜３０℃の冷却用空気を４．５ｍ／秒の流速で吹き当て１,３００ｍ／分の巻取速度で未延伸糸を得た。次いで、得られた未延伸糸が延伸後に５０万デシテックスのトウになるよう、５０℃×９０℃の二段温水延伸法にて１．７〜２．５倍に延伸した。この延伸糸を６５〜９０℃に加熱し、クリンパーで捲縮を付与した後、６４〜８９ｍｍの繊維長に切断し、得られた捲縮綿をスライバー紡出速度１２０ｍ／分のカードにかけて通過性を評価した。

[実施例２]
延伸糸を加熱する温度を７５℃とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。

[比較例１]
延伸糸を加熱する温度を６０℃とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。

[比較例２]
５０℃×９０℃の二段温水延伸法にて１．７〜２．５倍に延伸した後、熱ローラーにて１３０℃で延伸糸を熱処理し、延伸糸を加熱する温度を９０℃とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。
以上の結果を表１に示す。

本発明のポリエステル短繊維は、高速カードにおいてスライバー切れや、ウェブ垂れを起こさない二次捲縮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短繊維であり、生産性の向上が可能になるとともに、良質の紡績糸を得ることが可能になったので、特に織物・編物の品質向上に有用である。

本発明のポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維の捲縮を示すモデル図であり、(ａ)はポリエステル短繊維の一次捲縮を示しており、(ｂ)はポリエステル短繊維の二次捲縮を示している。

Claims

ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、繊維長が３〜２００ｍｍ、一次捲縮数が１０〜３０山／２５ｍｍ、捲縮度が１０〜２５％の捲縮を有し、捲縮弾性率が８０％以上であり、かつ図１（ａ）,（ｂ）に示す一次捲縮数Ｘと二次捲縮数Ｙが以下の式（１）〜（２）をすべて同時に満足することを特徴とするポリエステル短繊維。
５０≦（Ｘ＋２０Ｙ）≦８０（１）
１０≦Ｘ≦３０（２）
単糸繊度が１．０〜７．０ｄｔｅｘ以下である請求項１に記載のポリエステル短繊維。
ｏ−クロロフェノール溶液中、３５℃において測定した固有粘度が０．７〜１．３ｄＬ／ｇである請求項１または２に記載のポリエステル短繊維。
強度が２．５〜３．５ｃＮ／ｄｔｅｘであって、伸度が４０〜８０％である請求項１〜３のいずれかに記載のポリエステル短繊維。