JP2010077549A - 芯鞘型複合長繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】芯部にポリエステルを用いていながらも、得られる成型品に対し良好な柔軟性を与えることのできる、新規な熱接着性長繊維を提供する。
【解決手段】芯部がポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、鞘部が芯部より低融点のポリエチレンで構成された芯鞘型複合繊維の長繊維であって、芯鞘複合比が１：１〜５：１、切断強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である芯鞘型複合長繊維。ＰＴＴは、ＰＥＴに比べ柔軟性に優れているので、得られる成型品に対し良好な柔軟性を与えることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、芯部にポリトリメチレンテレフタレート、鞘部にポリエチレンを配した複合繊維の長繊維であって、熱処理により鞘部が接着成分となり、例えば、柔軟性を要求される各種成型品に好ましく用いうる芯鞘型複合長繊維に関するものである。

従来、メッシュシートなどの交点部の固定やターポリン用布帛等の通水性が重要視される用途では、塩化ビニル樹脂等の樹脂を用いて加工が行われている。しかし、近年、塩化ビニル樹脂などは環境への影響が問題視され、樹脂加工しない加工方法が検討されるようになってきた。

例えば、鞘部が低融点成分である芯鞘型の熱接着性長繊維を用いて、製編織した後、熱処理して低融点成分を溶融又は軟化させることによって、交点部を固定したメッシュシートや網目形状を固定したネット、さらには繊維からなる成型棒などが提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

そして、このような熱接着性長繊維は、寸法安定性や耐候性及び価格の面において、ポリエステルを芯成分及び鞘成分に用いたポリエステル系の熱接着性長繊維が一般的に用いられている。
特開２００１−２７１２４５号公報 特開２００１−２７１２７０号公報 特開２００１−２１４３８８号公報

しかし、上記のような熱接着性長繊維は、得られる成型品を硬いものにする傾向が強く、柔軟性を要求される分野には不向きであるという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決し、芯部にポリエステルを用いていながらも、得られる成型品に対し良好な柔軟性を与えることのできる、新規な熱接着性長繊維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べく検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、芯部がポリトリメチレンテレフタレート、鞘部が芯部より低融点のポリエチレンで構成された芯鞘型複合繊維の長繊維であって、芯鞘複合比が１：１〜５：１、切断強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする芯鞘型複合長繊維を要旨とするものである。

本発明の芯鞘型複合長繊維は、ポリトリメチレンテレフタレート（以下、ＰＴＴと略称することがある）を芯部とし、芯部より低融点のポリエチレンを鞘部に配しているため、熱処理により鞘部のポリエチレンは溶融して接着成分となる。ポリトリメチレンテレフタレートは、通常のポリエチレンテレフタテート（以下、ＰＥＴと略称することがある）と同じく寸法安定性や耐候性に優れているが、これに留まらずＰＥＴに比べ柔軟性にも優れているので、得られる成型品に対し良好な柔軟性を与えることができる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の芯鞘型複合長繊維は、マルチフィラメントでもモノフィラメントであってもよいが、単糸を糸長方向に対して垂直に切断した横断面形状において、芯鞘型の複合形状を呈しているものである。芯部は１つでも２〜５個程度の複数個ある多芯型であってもよい。また、芯鞘形状は同心円型のものであっても、偏心型のものであってもよい。さらに、繊維の横断面形状としては、芯鞘型であれば丸断面形状のもののみならず、多角形などの異形のものでもよい。

そして、本発明の芯鞘型複合長繊維は、芯部がＰＴＴ、鞘部が芯部より低融点のポリエチレンで構成される。芯部をＰＴＴで構成させることで、良好な製糸性が得られると共に、柔軟性に優れるものとなる。

芯部のＰＴＴには、本発明の目的とする性能を損なわない範囲で、他の成分を含有していてもよく、例えば、各種添加剤や原着繊維とするために着色顔料など、あるいは他の共重合成分を含有するものであってもよい。

芯部のＰＴＴの極限粘度〔η〕としては、０．６〜０．８が好ましい。極限粘度〔η〕が０．６より低くなると、繊維の切断強度が低下しやすくなるため好ましくない。一方、極限粘度が０．８より高くなると、結晶性に劣るというＰＴＴ特有の性質に起因して、熱接着加工時の熱収縮が大きくなったり、延伸後の巻き取り時において、巻き締まりなどが発生することがあり、好ましくない。

他方、鞘部は芯部より低融点のポリエチレンで構成されるものであり、中密度又は高密度ポリエチレンを用いることが好ましく、中でも、溶融流動性や冷却の面に優れ、製糸性にも優れる高密度ポリエチレン（以下、ＨＤＰＥと略称することもある）が好ましい。

ポリエチレンの融点としては、１００〜１５０℃が好ましく、１１０〜１４０℃がより好ましい。

なお、ＨＤＰＥの密度としては、０．９４５〜０．９６５が好ましい。ＨＤＰＥの密度は、ＪＩＳＫ７１１２ プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法のＤ法（密度こうばい管）により測定したものである。

さらに、ＨＤＰＥのメルトインデックス値（以下、ＭＩ値と略称することもある）としては、ＡＳＴＭのＤ−１２３８（Ｅ）記載の方法に準じて測定した場合、５〜３０ｇ／１０分の範囲が好ましい。ＭＩ値が３０ｇ／１０分を超えると、繊維が強度低下を起こすことがあり、一方、５ｇ／１０分未満になると溶融粘性が高くなるため、熱接着加工時に溶融流動性が悪くなり、接着斑をおこすようになるため好ましくない。

また、鞘部のポリエチレンにも本発明の目的とする性能を損なわない範囲で、着色顔料や各種添加剤などが添加されていてもよい。

次に、本発明の芯鞘型複合長繊維における芯鞘複合比（芯：鞘の質量比率）としては、１：１〜５：１である必要があり、中でも１：１〜４：１であることが好ましい。芯部が５：１を上回って大きくなると、繊維の複合形態が単糸間で不均一になりやすく、繊維の延伸性が損なわれる。一方、芯部が１：１を下回って小さくなると、繊維の切断強度が低下する。

そして、本発明の芯鞘型複合長繊維は、切断強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要であり、中でも２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。切断強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、一般的な産業資材用途として使用するには強度が不足し、使用する用途が限られるようになる。

芯鞘型複合長繊維におけるその他の物性については、特に限定されるものでないが、繊維の切断伸度として４０〜６０％が好ましい。切断伸度が４０％未満になると、結晶性に劣るというＰＴＴ特有の性質に起因して、巻き取り時において巻き締まりなどが発生することがあり、一方、６０％を超えると、延伸倍率が下がるのに伴い繊維の切断強度が低下する傾向にあるので、いずれも好ましくない。

本発明における切断強度、切断伸度は、ＪＩＳ Ｌ−１０１３引張り強さ及び伸び率の標準時試験に準じ、島津製作所製オートグラフＤＳＳ−５００を用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引っ張り速度３０ｃｍ／分で測定する。

本発明の芯鞘型複合長繊維を構成する単糸数、単糸繊度も特に限定するものではないが、マルチフィラメントの場合は、単糸数２０〜３００本、単糸繊度が５〜３０ｄｔｅｘの範囲とすることが好ましく、モノフィラメントの場合は、繊度が２００〜２０００ｄｔｅｘの範囲とすることが好ましい。

次に、本発明の芯鞘型複合長繊維（マルチフィラメント）の製造方法について説明する。まず、芯部と鞘部のチップをそれぞれ供給して常用の複合紡糸装置を用いて溶融紡糸する。そして、未延伸糸を一旦巻き取り、その後延伸を行う２工程法でもよいが、一旦巻き取らずに連続して延伸を行うスピンドロー法が生産性やコスト面において好ましい。延伸方法としては、加熱ローラのみで行うローラ延伸、又は加熱ローラ間にスチーム熱処理装置を設けて行う方法などが採用できる。巻き取り速度としては、２０００〜４０００ｍ／分程度が好ましく、巻き取り速度がこの範囲より遅いと生産性が劣り、速いと高強度が得られ難くなったり、延伸性が劣るようになるので好ましくない。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における各物性値は、下記の方法にて測定した。

（ａ）ポリエステルの極限粘度
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
（ｂ）切断強度、切断伸度
前記の方法で測定、算出した。
（ｃ）融点
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７型を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
（ｄ）柔軟性
得られた繊維を用いて筒編地を作製し、これを１４０℃で２分間張力を掛けずに乾熱乾燥し、筒編地の柔軟性を優（○）、劣（×）の２段階で官能評価した。

（実施例１）
芯部を構成するＰＴＴとして、極限粘度〔η〕０．７０、融点２２７℃のＰＴＴを用いた。鞘部を構成するポリエチレンとしては、密度が０．９５１ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ値（ＡＳＴＭのＤ−１２３８（Ｅ）の方法で測定）が１０ｇ／１０分、融点が１３０℃のＨＤＰＥを用いた。

常用の複合溶融紡糸装置に孔径が０．５ｍｍ、ホール数が４８個の芯鞘型複合紡糸口金を装着し、口金温度２６０℃、芯鞘複合比（芯：鞘）１：１にして紡出した。紡糸口金直下に設けた温度２００℃、長さ１５ｃｍの加熱筒内を通過させた後、長さ４０ｃｍの環状吹き付け装置で、冷却風温度１５℃、速度０．７ｍ／秒で冷却した。

次に、油剤を付与して非加熱の１ローラに引き取り、連続して温度９０℃の２ローラにて延伸倍率１．０２倍で引き揃え、その後、温度１１０℃の３ローラにて３．８倍延伸し、さらに、温度１００℃の４ローラで４％弛緩熱処理した。そして、１％のリラックスをかけて速度３０００ｍ／分のワインダーで巻き取り、円形断面形状（芯部と鞘部が同心円に配置された）の５５０ｄｔｅｘ／４８フィラメントの芯鞘型複合長繊維を得た。

（実施例２）
芯鞘複合比（芯：鞘）を３：１に変更する以外は、実施例１と同様に行い、芯鞘型複合長繊維を得た。

（比較例１）
芯鞘複合比（芯：鞘）を１：２に変更する以外は、実施例１と同様に行い、芯鞘型複合長繊維を得た。

（比較例２）
ＰＴＴに代えて極限粘度〔η〕０．７０、融点２５７℃のＰＥＴを用い、口金温度を２６０℃に代えて２８０℃、加熱筒の温度を２００℃に代えて３００℃とする以外は、実施例２と同様に行い、芯鞘型複合長繊維を得た。

実施例１〜２、比較例１〜２で得られた繊維及び筒編地の特性値を測定した結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１、２の芯鞘型複合長繊維は切断強度に優れており、切断伸度も好ましい範囲を満足するものであった。また、編地に対し良好な柔軟性を与えうるものであった。

一方、比較例１の芯鞘型複合長繊維は、芯部の質量比率が小さいために切断強度に劣るものであった。また、比較例２の芯鞘型複合長繊維は、芯部にＰＴＴを用いずＰＥＴを用いたものであったので、編地に対し柔軟性を与えることができなかった。

Claims (1)

1. 芯部がポリトリメチレンテレフタレート、鞘部が芯部より低融点のポリエチレンで構成された芯鞘型複合繊維の長繊維であって、芯鞘複合比が１：１〜５：１、切断強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする芯鞘型複合長繊維。