JP2010275667A - 異型接合型複合マルチフィラメント - Google Patents

Abstract

【課題】ストレッチバック性に優れ、高中空率、高嵩高性、高軽量性で風合い的に柔らかい布帛とすることが可能なポリエステルマルチフィラメントを提供する。
【解決手段】熱収縮性の異なる２種のポリエステルからなるポリエステルマルチフィラメントからなり、単糸の繊維軸に直交する横断面が四角中空で、該コアー部外表面からコアー部中心点に対して放射上に突出し、該コアー部の長さ方向に沿って延在する８枚のフィン部とからなる、単糸２０本以上からなる異型中空ポリエステルマルチフィラメント。
【選択図】図１

Description

本発明は、柔らかい風合い、ストレッチ性、且つ軽量感に優れた接合型ポリエステルマルチフィラメントおよびそれを含む布帛に関するものである。

ポリエステル繊維は機械的特性をはじめ様々な優れた特性を有しており衣料用途をはじめ各種用途・分野に利用されている。しかしながら天然繊維に比べて風合い的に硬い、吸水性がない、及び触感の点で好ましくないといわれてきた。そのため、最近ではポリエステル繊維の機能性を向上させるべく、ポリエステル繊維の断面形状を変更させ、吸水性を向上させたり、又はポリマーを改質させることにより、軽量性を高めたり、フィブリル性を向上させたり、深色性を向上させたりしてきた。

特にスポーツ用途をはじめとする衣料用繊維における布帛機能は、一般ファッション衣料のカジュアル化に伴い機能性需要が高まり、特に織編物へのストレッチバック性の付与が強く要求されており、また軽量性及び布帛の強度が必要とされてきている。

ストレッチバック性を有する織編物を得るために、極限粘度の異なる２種類のポリエステルをサイド・バイ・サイド型に接合した潜在捲縮性の複合繊維とし、この潜在捲縮性複合繊維を糸や織編物の状態で捲縮発現処理を施して捲縮を発現させ、ハリ・コシ感とストレッチバック性を具備する織編物とすることができるが、糸条の単糸繊度や捲縮性能が布帛にしたときに大きく影響し、十分なストレッチバック性は得られていない。

上記技術の改良としてポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略す）とポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと略す）とをサイド・バイ・サイド型に接合したポリエステル系複合繊維が提案されている。（例えば特許文献１参照）これはＰＥＴとＰＢＴの沸騰水収縮性の差により、高捲縮性・高弾性、弾性回復性発現を目的としたものである。しかしながら、ＰＢＴを使用した原糸は、ポリマー特性上、低ヤング率であり、該糸条によって得られる布帛の曲げ剛性が過小であるため、ストレッチ性はあるものの充分なハリ・コシ感が得られなかった。

又軽量化に関してはさまざまな技術が開示されている。例えば紡糸口金を中空形状にして、高中空率繊維とすることは公知であり、また複合繊維（通常コンジュゲート紡糸と呼ばれている）装置を用いて中心部にポリビニールアルコール系の樹脂を添加し、紡糸捲取後に、その樹脂を溶出させ、実質のポリエステル繊維の中空率を高め、軽量性を発現させる方法が各種提案されている。（例えば特許文献２参照）

しかしながら中空繊維の製糸方法として、口金形状のみで高中空率達成する製糸方法では、口金吐出孔から溶融吐出されるポリマーの貼り合せの技術（口金設計そのもの）が必要であり、その貼りあわせを安定に行なうのが困難になるので、高い中空率を達成しようとした場合、紡糸断糸の発生を抑制して安定生産を行なうことが難しいという問題がある。また複合繊維として中空を形成する剤を溶出する方法は中空形成率は高いが、そのコストは著しく高くなり、また長繊維ではその溶出が完全に行われるのが難しいという問題がある。

また、軽量化の方法として、繊維軸に対して直交する断面が中空であるコアー部と、該コアー部外表面から突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在するフィン部とからなる異型断面繊維が提案されているが、かかる異型断面繊維では高度に異型化された断面であるゆえ、繊維のシルクファクター（強度×√伸度）が低くなり、紡糸断糸や延伸工程における毛羽の発生及び断面の変形による中空率及び空隙率の低下が大きいという課題があった。（例えば特許文献３、４参照）
こうした現状に鑑み、柔らかい風合い、ストレッチ性、且つ軽量性に優れた布帛とすることができる繊維が強く望まれていた。

特開平６−３１６８２９号公報 特開２００２−１７３８２４号公報 特開２００１−１１５３３４号公報 特開２００８−５７０６０号公報

本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、高ストレッチ性かつ高軽量性でソフトでもハリ・コシ感のある布帛とすることが可能な工程生産性の良い中空接合型異型ポリエステル部分的配向マルチフィラメントおよびそれを含む布帛を提供するものである。

本発明者らは上記目的を達成するため鋭意検討した結果、熱収縮性の異なる２種のポリエステルから構成されたポリエステル繊維からなり、下記要件を満足することを特徴とする異型中空ポリエステルマルチフィラメント、
ａ）単糸繊維軸に直交する断面形状が四角中空コアー部を有すること。
ｂ）該コアー部外表面からコアー部中心点に対して放射状に突出し且つ該コアー部の長さ
方向に沿って延在する８枚のフィン部を有すること。
ｃ）単糸が２０本以上で構成されていること。
が提供される。

好ましくは、構成単糸の繊維軸に直交する断面における下記式１で示す中空率が３０〜６０％であり、マルチフィラメントでの下記式２で示す空隙形成率が４０〜７０％で、且つ繊維のシルクファクター（強度×√伸度）が１５以上ある異型中空ポリエステルマルチフィラメントである。
中空率（％）＝（Ａ／（Ｂ−Ａ））×１００ ・・・・式１
空隙形成率（％）＝（ＮＡ／（Ｃ−ＮＡ））×１００ ・・・・式２
Ａ；単糸繊維軸に直交する断面面積
Ｂ；単糸繊維横断面最外周面積
Ｃ；マルチフィラメント糸横断面最外周面積
Ｎ；マルチフィラメント糸に含まれる単糸数

熱収縮性が異なる２種のポリマーからなる接合型（サイド・バイ・サイド型）四角中空複合フィラメントとし、特に、該複合フィラメントを構成する高熱収縮性成分としてＰＴＴあるいはＰＢＴを用いることにより、ソフト性風合い、ドレープ性、ストレッチ性などに優れたポリエステル系複合フィラメントとなり、また８枚のフィン部を有することにより中空率のみならずマルチフィラメント横断面中に空隙を多く形成させることができ、且つフィン付き四角中空とすることで生産性良く製造することができる。

本発明の空隙を有する異型中空ポリエステル単糸の繊維軸に直交する断面の模式図。 本発明の空隙を有する異型中空ポリエステルマルチフィラメントの繊維軸に直交する断面の模式図。 本発明の中空ポリエステル繊維を製造する紡糸口金での吐出孔の模式図。 比較例２でのポリエステル繊維の繊維軸に直交する断面の模式図。 比較例３でのポリエステル繊維の繊維軸に直交する断面の模式図。

本発明で用いるポリエステルは、テレフタル酸を主たるジカルボン酸成分とし、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどのアルキレングリコールを主たるジオール成分とするポリエステルを８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有するポリエステルであり、該ポリエステルには、本発明の目的を損なわない範囲内で、例えばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸成分や上記とは異なる他のグリコール成分を共重合していても良い。

本発明の異型中空ポリエステルマルチフィラメントを構成するポリエステルは、上記のポリエステルの熱収縮性の異なる２種のポリマーを選択して使用する。ここで熱収縮性の異なるとは、それぞれ単独のポリエステルで紡糸延伸してえたマルチフィラメントのＪＩＳ Ｌ−１０１３による熱水収縮率測定法で差があることを意味する。熱水収縮率の差は好ましくは１％以上、より好ましくは５％以上、更に好ましくは１０％以上である。また熱水収縮率が異なることにより布帛化後に染色等の工程で熱水処理されることにより繊維に捲縮が発現しストレッチバック性が向上する。

該ポリマーのうち熱収縮性の大きいポリマー（１）と熱収縮性の小さいポリマー（２）の体積比の割合が以下の式を満足することが好ましい。
０．３≦｛（１）｝／｛（１）＋（２）｝≦０．７
ポリマー比率がこの範囲外であると、ストレット性が不良となり、かつ、得られた繊維を用いた織編物のふくらみが不足するので、好ましくない。より好ましくは０．４〜０．６である。

かかる異型中空ポリエステルマルチフィラメントを構成するポリエステルの特に好適な組み合わせとしては、高熱収縮性ポリマー（１）がＰＴＴあるいはＰＢＴであり、低熱収縮性ポリマー（２）がＰＥＴである組み合わせが挙げられる。これらのポリマー（１）（２）の一方又は両方に、例えば、着色剤、安定剤のような添加剤を含んでいてもよく、また染色性を改善するため、例えばスルホイソフタル酸のような染色性改善のための成分を共重合されていてもよい。

かかるポリエステルの固有粘度（オルソクロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定）は、通常衣料用布帛素材として使用されるポリエステルと同じ範疇で０．５５〜０．８０の範囲のものが好ましい。また、必要に応じて適宜艶消し剤、制電剤、安定剤などの添加剤またはアルカリ減量により繊維表面に微細孔やフィブリルを形成させる事の出来る添加剤などを含んでも良い。

本発明の異型中空ポリエステルマルチフィラメント単糸は図１に示すように、繊維軸に対して直交する断面が四角中空であるコアー部と、該コアー部外表面からコアー部中心点に対して放射状に突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在する８枚のフィン部とからなるものであり、熱収縮性の異なる２種のポリエステルがサイド・バイ・サイド型に接合しており、かつ繊維のほぼ中心部に繊維軸方向に伸びた四角中空部を有する繊維である。

四角中空とするには図３に示されているような紡糸口金各吐出スリットを使用することにより行なえ、円形中空よりも吐出ポリマー同士の高い貼り合せ性を得ることでき、生産性良く安定して目的の四角断面形状をえることができる。コアー部が丸形中空の場合、紡糸時での貼り合せ不良による単糸断面変形が多発し断糸による工程通過性が著しく低下する。

またコアー部外表面からコアー部中心点に対して放射状に突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在する８枚のフィン部を設けることによりマルチフィラメント状態での単糸間の干渉による高い体積排除効果をえることができ目的の空隙形成率をえることができる。またフィンの個数を８枚とすることにより繊維間摩擦係数が低下するので延伸時の毛羽や断糸の発生が少ないという効果がある。

中空率と空隙形成率としては、下記式１で示す中空率が３０〜６０％であり、マルチフィラメント状態での下記式２で示す空隙形成率が４０〜７０％であることが好ましい。
中空率（％）＝（Ａ／（Ｂ−Ａ））×１００ ・・・・式１
空隙形成率（％）＝（ＮＡ／（Ｃ−ＮＡ））×１００ ・・・・式２
Ａ；単糸繊維軸に直交する断面面積
Ｂ；単糸繊維横断面最外周面積
Ｃ；マルチフィラメント糸横断面最外周面積
Ｎ；マルチフィラメント糸に含まれる単糸数

また本発明の異型中空ポリエステルマルチフィラメントのシルクファクター（強度×√伸度）は１５以上であることが好ましい。シルクファクターが１５未満では強度が弱くスポーツ用途としては好ましくない。

また、本発明の異型中空ポリエステルマルチフィラメントの繊度としては３０〜１５０ｄｔｅｘであることが好ましい。３０ｄｔｅｘ未満であれば嵩高性が不足し、２００ｄｔｅｘを超える場合は風合いが硬くなり好ましくない。好ましくは３０〜１３０ｄｔｅｘである。また単糸数としては２０本以上である必要があり、単糸数が２０本未満であればフィンを取り付けた事による体積排除効果が十分でなく、目的とする嵩高さ、軽量感を得ることが出来ない。また単糸数が大となり、マルチフィラメントとしての繊度が大きくなると繊維の曲げ剛性が高くなり布帛におけるソフト感が低下し好ましくない。好ましくは２５〜５０本である。

本発明の異型中空ポリエステルマルチフィラメントを各ポリマーから繊維化する際の方法としては、特に制限されず、例えば上記図３に示される紡糸口金を使用し、熱収縮性の異なる２種のポリエステルを溶融紡糸し、紡糸後一旦巻き取って延伸することもできるし、直接延伸法を採用し、紡糸と延伸とを一挙に実施することができるが後者のほうが効率的であり好ましい。
また本発明の異型中空ポリエステルマルチフィラメントは公知の製編織装置で布帛とすることができる。

以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各項目は次の方法で求めた。

（１）中空率（％）
中空率は、紡糸捲取したポリエステルマルチフィラメントのセクションを切り、単糸の繊維軸に直交する横断面写真（５６０倍以上３５０００倍以下）をＳＥＭ（走査電顕写真）により撮影し、写真画像の各単糸の繊維軸に直交する横断面の外周部分を線（図１の破線部分）で結びその内面積を面積Ａとした。またポリエステルフィラメント糸の繊維軸に直交する横断面面積を繊度および密度から算出し面積Ｂとし、以下の式により中空率を求めた。ここで密度はＪＩＳ Ｌ１０１３に記載の密度勾配管法に従い求めた。
中空率（％）＝Ａ／（Ａ−Ｂ）×１００
Ａ；単糸繊維軸に直交する断面ポリマー部面積
Ｂ；単糸繊維横断面最外周面積
測定は５箇所の繊維断面から計算を行い、その平均値をもって中空率（％）とした。

（２）空隙形成率（％）
空隙形成率は次のようにして求めた。紡糸捲取したポリエステルマルチフィラメントのセクションを切り、繊維横断面写真（５６０倍以上３５０００倍以下）をＳＥＭにより撮影し、写真画像のポリエステルマルチフィラメント糸の外周部分を線（図２の破線部分）で結びその内面積を面積Ｃとした。
またポリエステルマルチフィラメント糸の断面積を繊度および密度から算出し面積Ａとし、以下の式により空隙率を求めた。ここで密度はＪＩＳ Ｌ１０１３に記載の密度勾配管法に従い求めた。
空隙形成率（％）＝ＮＡ／（Ｃ−ＮＡ）×１００
Ａ；単糸繊維軸に直交する断面ポリマー部面積
Ｃ；マルチフィラメント糸横断面最外周面積
Ｎ；マルチフィラメント糸に含まれる単糸数
測定は５箇所の繊維断面から計算を行い、その平均値をもって空隙形成率（％）とした。

（３）軽量化率（％）
通常の中実の断面で構成されるポリエステル繊維８４ｄｔｅｘの２４フィラメント及び１６７ｄｔｅｘ４８フィラメントを使用した２４ゲージの丸編物の目付け（ｇ／ｍ^２ ）と布帛厚み（ｍｍ）を測定し、布帛厚みに対する目付けの基準曲線を作成する。同じ２４ゲージの丸編物を作成した際の基準曲線の同一厚み値における目付けの減少率を軽量化率（％）とした。

（４）編物の風合い（ソフト感）
２４ゲージの丸編物での風合いを通常の中実の断面で構成されるポリエステル繊維８４ｄｔｅｘの２４フィラメントの丸編物と比較して、次の３段階で評価した。
レベルＡ：ソフトでしなやかな感触がある
レベルＢ：ややソフト感が乏しいが反撥性は感じられる
レベルＣ：カサカサした触感あるいは硬い触感である。

（５）ストレッチ性
糸を用いて作成した丸編物のストレッチバック性について熟練者５名による官能評価を行い、３段階判定法（優、良、不可）で評価した。

［実施例１］
高熱収縮性ポリエステルとして固有粘度が１．５１のＰＴＴを使用し、低熱収縮性ポリエステルとして固有粘度が０．６１のＰＥＴと各々溶融し、図３に示す吐出孔を３６個有する紡糸口金より糸横断面のＰＥＴとＰＴＴの容積比が２：３になるようにと出比を調整して２８５℃の紡糸温度で紡出した。吐出された糸条は、冷却後オイリングノズルにてオイル付与し３０００ｍ／分の速度にて巻き取った。得られた部分的未延伸糸を温度６５℃で３．０倍に延伸し、次いで温度１２０℃で熱セットを施し８４ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。得られたポリエステル繊維の評価結果を表１に示す。得られた丸編物では５０％以上の高い軽量化率であり、ソフト感もＡで良好であった。

［実施例２］
図３に示す吐出孔を２４個有する紡糸口金より吐出した以外は実施例１と同様にポリエステル繊維を得た。得られた丸編物ではソフト感は実施例１より劣るもののＡの範囲で良好であり、軽量化率も５０％以上であった。

［実施例３］
実施例１において高熱収縮性ポリマーとしてＰＢＴを用いた以外は同様にいった。得られた結果を表１に示す。丸編物の評価はソフト感とストレッチ性が実施例１よりやや劣るものの問題ない範囲であった。

［実施例４］
実施例１においてポリマー比率を１：１とした以外は同様に行なった。得られた結果を表１に示す。丸編物の評価は実施例１と同様良好であった。

［比較例１］
図３に示す吐出孔を１２個有する紡糸口金より吐出した以外は実施例１と同様にポリエステル繊維を得た。得られた丸編物では５０％以上の高い軽量化率であるが、カサカサした硬い触感であり衣料用途での展開は難しい結果となった。

［比較例２］
コアー部が丸中空でフィンの数が４枚である図４に示す断面形状を示す吐出孔を３６個有する紡糸口金より吐出した以外は実施例１と同様にポリエステル繊維を得た。シルクファクターが低く、紡糸工程での断糸及び毛羽による工程通過性が低下したとともに、得られた丸編物では５０％以上の高い軽量化率であるが、カサカサした硬い触感であり衣料用途での展開は難しい結果となった。

［比較例３］
コアー部が四角中空でフィンの向きがコアー部中心点に対して非放射状である図５に示す断面形状を示す吐出孔を３６個有する紡糸口金より吐出した以外は実施例１と同様にポリエステル繊維を得た。得られた丸編物の軽量化率は５０％以下であり大きな軽量化率が確認できなかった。

本発明により、ストレッチバック性に優れ、繊維横断面中に空隙が多く形成させることができ、その結果繊維の見かけ比重が下がり、繊維・布帛として非常に軽量で尚且つ柔らかい風合いのある布帛とすることができる。スポーツ衣料用途として有用である。

Ａ；単糸繊維横断面ポリマー部面積
Ｂ；単糸繊維横断面最外周面積
Ｃ；マルチフィラメント糸横断面最外周面

Claims (3)

1. 繊維を構成するポリマー成分の少なくとも９０モル％以上が熱収縮性の異なる２種のポリエステルで構成されたポリエステル繊維からなり、下記要件を満足することを特徴とする異型中空ポリエステルマルチフィラメント。
   ａ）構成単糸の繊維軸に直交する断面形状が四角中空コアー部を有すること。
   ｂ）該コアー部外表面からコアー部中心点に対して放射状に突出し且つ該コアー部の長さ
   方向に沿って延在する８枚のフィン部を有すること。
   ｃ）単糸が２０本以上で構成されていること。
2. 構成単糸の繊維軸に直交する断面における下記式１で示す中空率が３０〜６０％であり、マルチフィラメント状態での下記式２で示す空隙形成率が４０〜７０％で、且つ繊維のシルクファクター（強度×√伸度）が１５以上ある請求項１に記載の異型中空ポリエステルマルチフィラメント。
   中空率（％）＝（Ａ／（Ｂ−Ａ））×１００ ・・・・式１
   空隙形成率（％）＝（ＮＡ／（Ｃ−ＮＡ））×１００ ・・・・式２
   Ａ；単糸繊維軸に直交する断面面積
   Ｂ；単糸繊維横断面最外周面積
   Ｃ；マルチフィラメント糸横断面最外周面積
   Ｎ；マルチフィラメント糸に含まれる単糸数
3. 請求項１〜２いずれかに記載の異型中空ポリエステルマルチフィラメントを含むことを特徴とする布帛。

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