JP2016511799A - 複合機能性ポリエステル繊維の製造方法及びそれによって製造された複合機能性ポリエステル繊維 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明において、蓄熱保温の添加剤として用いられるタングステンセシウム酸化物系複合金属酸化物微粒子はWO3100重量部に対して、Cs2O 1乃至15重量部、Sb2O3 0.1乃至2重量部、及びSnO2 0.01乃至1重量部で組成された複合金属酸化物である。このような複合金属酸化物5乃至20重量部と、アルキルセロソルブ系溶剤のうち、1種又は2種の有機溶媒100重量部、ポリメチルメタクリレート(分散剤1)1乃至2重量部及びまたはマグネシウム、カルシウムラウリル硫酸塩(分散剤2)5乃至115重量部を混合し、35℃以下の温度で高粘度分散機である回転フライス盤を用いて、粒径が100μm以下になるように5時間撹拌粉砕して分散液を製造する。続いて、前記の分散液を110℃でスプレードライ(spray dry)タイプ型乾燥機を用いて顆粒型粉末化する。このような粉末化されたタングステンセシウム酸化物系複合金属酸化物微粒子の添加剤は、電子顕微鏡で測定したとき、通常50μm以下の平均粒度を有する。これを再度エアジェットミル(air jet mil)を用いて粉砕し、平均粒径が0.5μm以下の粉末を製造する。
図2は、本発明の実施に使用可能な混合溶融紡糸装置の概略図である。図2を参照すると、混合溶融の段階では遠赤外線放射性微粒子であるタングステンセシウム酸化物系複合金属酸化物微粒子を含有するポリエステルマスターバッチチップをサイロ2を介して供給し、ポリエステルサイロ1で一般のポリエステルチップを供給し、これらを別途の計量混合供給装置3を用いて均一に混合し、押出機5に投入して溶融する。押出機5には溶融された材料を紡糸ノズルへ送るためにポンプ4が連結され、押出機5の次には熱によりポリマー材料を溶融させるポリマーメルティングポンプ6及びポンプ4−1が設けられる。
前記のようにタングステンセシウム酸化物系複合金属酸化物微粒子を含有するポリエステルマスターバッチチップと一般のポリエステルチップを混合溶融した後には、 紡糸ブロック7に装着された紡糸される繊維が空気層を含有することができる形状を有するようにする断面形状を有する紡糸ノズル8によって紡糸する。
冷却段階は、混合溶融したポリマーを紡糸ノズル8によって紡糸した後、冷却装置9を通過させて冷却させる段階である。このとき、冷却装置は環状排出型冷却装置(ROQ:Rotational Outflow Quenching)9−2を使用し、ノズル保温ヒーター9−1が取り付けられている。
繊維延伸段階では、前記冷却されたポリマーを第1ゴデットローラ11及び第2ゴデットローラ12を用いて延伸し、単糸繊度が0.5乃至1デニールであり、中空部分の比率が20乃至80%であり、5乃至20μmの波長領域で遠赤外線の放射率が0.88以上である機能性ポリエステル繊維を製造する。すなわち、第1ゴデットローラ(Godet Roller)11と第2ゴデットローラ12との間で所定の延伸比で延伸し、紡糸直接延伸法(Spin−Draw Yarn)で紡糸することもでき、延伸せず部分配向糸(Partially oriented yarn)で製造し、追加の延伸や仮撚工程を介して延伸糸または仮撚糸を製造することもできる。このとき、均一な延伸のために、第1ゴデットローラ以前に集束オイルリング装置10によってオイルリングすることができる。紡糸直接延伸法(SDY)または部分配向糸(POY)製造工法により製造された原糸14は、巻取装置13に巻き取られる。言及した通り、部分配向糸はさらに別途の延伸や仮撚工程を経て、最終の延伸糸や仮撚糸で製造されて巻き取られる。
WO3 100重量部に対して、Cs2O 6.0重量部、Sb2O3 0.45重量%、SnO2 0.05重量部で組成された複合金属酸化物粒子10重量部と、アルコール100重量部、ポリメチルメタアクリレート(分散剤1)2重量部及びマグネシウム、カルシウムラウリレート(分散剤2)10重量部とを混合し、30℃の温度でスーパーレボリューションジルコニアフライス盤を用いて粒径が100μm以下となるように5時間撹拌粉砕して分散液を製造した。前記の分散液を100℃でスプレー乾燥し、平均粒度が50μmとなるように粉末化した。このような粉末を再度エアジェットミルを用いて0.5μmサイズの粒子を製造した。
実施例1と同様に、タングステンセシウム酸化物系複合金属酸化物微粒子の含量が10重量%であるマスターバッチチップを作り、MBチップを一般のポリエステル(固有粘度0.64dl/g)と3:97の重量比率で混合し、繊維内の無機物微粒子の濃度が0.3重量%となるようにした。図2の紡糸装置を用いて、295℃で2,600m/分の速度で紡糸した後、通常の非接触式仮撚設備を用いて、仮撚延伸比1.65倍で仮撚、C形状の断面形態の65デニール/72フィラメントの仮撚糸で製造した。 得られた複合機能性ポリエステル繊維の物性、工程性及び機能性を評価し、下記表1に共に示した。
タングステンセシウムオキシド(Cs0.33WO3)パウダーを一般のポリエステル(固有粘度0.64dl/g)と溶融混合し、無機物含量5重量%のマスターバッチチップを作り、MBチップを一般のポリエステル(固有粘度0.64dl/g)と4:96の重量比率で混合し、繊維内の無機物微粒子の濃度が0.2重量%となるようにした。図2の紡糸装置を用いて、実施例1と同様にC形状の断面形態の65デニール/108フィラメントの仮撚糸で製造した。 得られた複合機能性ポリエステル繊維の物性、工程性及び機能性を評価し、下記表1に共に示した。
一般的なポリエステルチップ(固有粘度0.64dl/g)を用いて、通常の紡糸装置を用いて、295℃で2,600m/分の速度で紡糸した後、通常の非接触式仮撚設備を用いて、仮撚延伸比1.65倍で仮撚し、円形断面の65デニール/72フィラメントの仮撚糸で製造し、得られたポリエステル繊維の物性、工程性及び機能性を評価し、下記表1に共に示した。
1)無機粒子の粒子平均サイズ
原糸内に投入された無機粒子の粒子サイズ及び分布は、イメージ分析器が装着された電子顕微鏡(SEM)を用いて原糸断面を10回無作為で撮影した後、無機物粒子平均サイズを算出した。
繊維の均斉度(Uster%)は、Keisokki社のEveness Tester 80モデルの機器を用いて測定した。
紡糸操業性は、120時間紡糸機を稼働し、勧量基準9kgとして全体の生産個数に対する満管量(Full Cake)の比率を満管率として測定した。
仮撚操業性は、120時間仮撚機を可動し、勧量基準3kgとして全体の生産個数に対する満管量(Full Cake)の比率を満管率として測定した。
仮撚糸3kg勧量、600本基準、靴下地編み及び染色を施し、染色濃淡のばらつきを淡糸(L糸)、中糸(M糸)、濃糸(D糸)と肉眼判定し、全体の本数中、中糸(M糸)の比率をM率(%)で測定した。
FT−IR Spectrometerを用いて温度37℃、遠赤外線放射領域(λ=5〜20μm)でブラックボディに対する遠赤外線の放射率を測定した。
図3の装置を用いて、横(30cm)、縦(30cm)の原反を準備し、人工気候室(20±2℃、相対湿度65±4%)で2時間放置した後、原反の下部分には温度センサを付着し、原反から50cmの距離で500W光源を60分間照射して、1分単位で温度を測定した後、下記の計算式のように計算した。
Claims (8)
- タングステンセシウム酸化物系複合金属酸化物微粒子とポリエステルとを溶融混合し、ポリエステルマスターバッチチップ(master batch chip)を製造する段階と、
前段階から得られたマスターバッチチップと一般のポリエステルチップとを混合した後、中空断面形状を有するようにする断面形状の紡糸ノズルを用いて紡糸する段階と、
紡糸後、中央環状排出型冷却装置及びノズル保温ヒーターを備える冷却装置を用いて冷却させる段階と、
を含むことを特徴とする複合機能性ポリエステル繊維の製造方法。 - 前記タングステンセシウム酸化物系複合金属酸化物微粒子は、WO3100重量部に対して、Cs2O 1乃至15重量部、Sb2O3 0.1乃至2重量部、及びSnO2 0.01乃至1重量部で組成された複合金属酸化物微粒子であることを特徴とする請求項1に記載の複合機能性ポリエステル繊維の製造方法。
- 前記タングステン酸化物系複合金属酸化物微粒子を含むマスターバッチチップは、タングステンセシウム酸化物系複合金属酸化物微粒子を10乃至30重量%含むことを特徴とする請求項1に記載の複合機能性ポリエステル繊維の製造方法。
- 前記マスターバッチチップ内の複合金属酸化物微粒子は平均粒径が0.5μm以下であり、原糸内での微粒子の平均粒径が0.05〜0.1μm以下の粒子を有する微粒子が全粒子に対して数平均分布相50乃至65%であることを特徴とする請求項2に記載の複合機能性ポリエステル繊維の製造方法。
- 前記複合金属酸化物微粒子を含むマスターバッチチップと一般のポリエステルチップを1:99乃至10:90の重量比率で混合することを特徴とする請求項1に記載の複合機能性ポリエステル繊維の製造方法。
- 前記中空断面形状を有するようにする断面形状の紡糸ノズルの断面は、中空型、十字型、円形、半円形、楕円形、C型、D型または芯鞘型(Sheath−Core type)、或いはクローバー型であることを特徴とする請求項1に記載の機能性ポリエステル繊維の製造方法。
- 請求項1乃至6の何れかの方法により製造され、平均粒度0.3乃至1.8μmのタングステンセシウム酸化物系複合微粒子を0.01〜2重量%の含量で含み、単糸繊度が0.5〜2デニールであり、中空部を含む原糸断面を有し、中空率が10乃至40%であり、5乃至20μmの波長領域で遠赤外線の放射率が0.88以上であることを特徴とする蓄熱保温性に優れた複合機能性ポリエステル繊維。
- 請求項1乃至6の何れかの方法により製造される、蓄熱保温効果に優れたポリエステル繊維を用いた織編物製品。
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