JP2018053390A - ポリエステル中空繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、この嵩高性とハリコシを兼ね備えたポリエステル中空繊維を提供することを課題とする。
【解決手段】繊度が１〜４ｄｔｅｘ、中空率が２０〜４０％であり、固有粘度が０．５０〜０．６５あるポリエステル繊維であって、該ポリエステル繊維を紡績して番手３０Ｓ、ヨリ係数３．５の紡績糸とし、この紡績糸を製織し、タテ密度８５本／インチ（２．５４ｃｍ）、ヨコ密度７０本／インチ（２．５４ｃｍ）の平織物としたときの、ＫＥＳで測定した曲げかたさが０．１５〜０．３０Ｎ・ｃｍ^２／ｃｍ・１０^−３であり、厚さが０．３０ｍｍ以上であるポリエステル繊維。
【選択図】なし

Description

本発明は、風合いに優れ、かつ嵩高性による軽量感をもつポリエステル中空繊維に関するものである。

ポリエステル紡績糸にハリ・コシを付与する技術は、主として以下の２種類が挙げられる。

１つ目は原綿の正量繊度を太くする技術であり、繊維１本あたりの強度を上げることで硬さ風合いをもつ紡績糸が得られる。

２つ目は、ポリマーの粘度が高いものを使用することでハリ・コシを有するポリエステルを得ることができる。

一方の紡績糸の嵩高性を得るための技術として、主として以下の２種類が挙げられる。

１つ目は、紡績糸を収縮させることで、紡績糸に膨らみをもたせて嵩高性を付与する技術である。

本技術によって得られる紡績糸は、通常布帛にしてから熱処理をして嵩高にするため、組織の拘束を受けて嵩高になりにくいという問題があった。また、布帛にする前に熱処理するものにあっては嵩高糸にしてから製織するので製織性の点で問題があった。

２つ目は、中空繊維を用いることで見かけ繊度の低下により嵩高性を出すものである。

特許文献１では、繊度が１〜４デニール、中空率が１０〜４０％のステープルを用いる例が記載されており、嵩高性を有する紡績糸の製法が記載されている。

特許文献２では、単繊維繊度が０．１〜８．０デニール、繊維横断面中空率が４０〜８５％の中空ポリエステル繊維に関する記載がある。また特許文献３にはの（０１０）面の結晶サイズが４ｎｍ以上の高中空ポリエステル繊維を得る技術が記載されている。

特開平５−２３０７３１号公報 特開平８−２６０２７４号公報 特開平１０−２９２２２２号公報

特許文献１記載のステープルではハリ・コシを十分に付与することができなかった。

また、特許文献２、３記載の共重合ポリエステル中空短繊維をそのまま用いてもハリ・コシを十分に付与することができなかった。また風合いも満足できるものではなかった。

本発明は、この嵩高性とハリコシを兼ね備えたポリエステル中空繊維を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明は、下記の構成を採用する。
（１）繊度が１〜４ｄｔｅｘ、中空率が２０〜４０％であり、固有粘度が０．５０〜０．６５あるポリエステル繊維であって、該ポリエステル繊維を紡績して番手３０Ｓ、ヨリ係数３．５の紡績糸とし、この紡績糸を製織し、タテ密度８５本／インチ（２．５４ｃｍ）、ヨコ密度７０本／インチ（２．５４ｃｍ）の平織物としたときの、ＫＥＳで測定した曲げかたさが０．１５〜０．３０ｇｆ・ｃｍ^２／ｃｍであり、厚さが０．３０ｍｍ以上であるポリエステル繊維。
（２）捲縮数が８〜２０山／２５ｍｍ、捲縮度が１０〜２５％、である上記ポリエステル繊維。
（３）ポリエステルを紡糸口金から吐出し、紡糸口金から５〜８０ｍｍの位置より、風速２０〜７０ｍ／分、風温１５〜３５℃の冷却風を口金面から吐出した紡出糸に吹きあてて、６００〜１５００ｍ／分の速度で引き取った未延伸糸を、２〜５倍で延伸することを特徴とする上記ポリエステル繊維の製造方法。

本発明のポリエステル繊維は、嵩高性とハリコシを兼ね備えた製品に展開することができ、紡績用途ではシャツやニット、デニム生地等に好適に適用することができる。

以下に本発明を詳細に説明する。

本発明のポリエステル繊維を構成するポリマーはポリエステル系であれば特に限定しないが、ポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。ポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸を主たる酸成分とし、エチレングリコールを主たるグリコール成分として得られるポリエステルであり、ホモポリマーであってもよいが、９０モル％以上がエチレンテレフタレートの繰り返し単位からなっており、１０モル％以下の割合で他のエステル結合を形成可能な共重合成分を含む共重合体であってよい。共重合可能な化合物としては、酸成分として、例えば、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、ダイマ酸およびセバシン酸などのジカルボン酸類が挙げられ、一方グリコール成分として、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールなどを挙げることができる。

防透けや艶消しなどの機能を付与するために、無機粒子を添加しても構わない。無機粒子としては、シリカゾル、シリカ、アルキルコートシリカ、アルミナゾル酸化チタンおよび炭酸カルシウムなどが挙げられるが、ポリエステル中に添加した際に化学的に安定していればよく、特に化学的安定性、対凝集性およびコストの面から、二酸化チタンが好ましく用いられる。無機粒子の濃度は、目標とする機能に応じて調整して構わないが、ポリエステル繊維質量に対して０．０１〜２０．０質量％が好ましく、０．０５〜５．０質量％であれば製糸操業性や高次加工性、繊維のコスト面からより好ましい。

本発明のポリエステル繊維の繊度は１〜４ｄｔｅｘである。１ｄｔｅｘ未満の場合には、嵩高性が乏しくなり、製糸工程や高次加工の際にも操業性の点で問題がある。４ｄｔｅｘを超えると軽量感が損なわれる。繊度は２．０〜３．５ｄｔｅｘが好ましい。

本発明のポリエステル繊維の中空率は２０〜４０％で、好ましくは１５〜３５％である。中空率は嵩高を出すとともに軽量にするために必要であるが、２０％未満になると軽量に乏しくなり、４０％を超えると中空部が変形、破裂しやすくなり好ましくない。

中空率の測定方法を示す。光学顕微鏡で繊維断面を５００倍で撮影する。その撮影した繊維断面を白紙に印刷する。そして、この印刷した繊維の外周に沿ってハサミで切り取る（ｎ＝２０）。そしてこの２０枚合計の重さを量り、その質量をＡとする。次にこの切り取った２０枚について、中空部分をハサミで切り取り、同様に重さを量り、その質量をＢとする。中空率はＢ／Ａ×１００（％）とする。

本発明のポリエステル繊維を構成するポリエステルの固有粘度は０．５０〜０．６５である。原綿のハリ・コシを良好にするため、加えて原綿の中空率を保持するためには前述の固有粘度の範囲にすることが好ましい。固有粘度が０．５０未満になると、製糸工程において中空率を２０％以上とすることが困難であり、製糸操業性も悪いものとなる。他方の０．６５を超えると、製糸性に劣り、更にかたくなりすぎるため衣料用に適したハリ・コシ感が得られず好ましくない。

本発明のポリエステル繊維の強度および伸度は特に限定しないが、強度は２〜７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は２０〜６０％程度であれば、高次加工性に優れ、紡績糸や不織布にした際にも物性面で加工しやすいものが得られる。

また、本発明のポリエステル繊維は、このポリエステル繊維を紡績して番手３０Ｓ、ヨリ係数３．５の紡績糸とし、この紡績糸を製織し、タテ密度８５本／インチ（２．５４ｃｍ）、ヨコ密度７０本／インチ（２．５４ｃｍ）の平織物としたときの、ＫＥＳで測定した曲げかたさが０．１５〜０．３０Ｎ・ｃｍ^２／ｃｍ・１０^−３であり、厚さが０．３０ｍｍ以上である。好ましくは曲げかたさが０．２０〜０．２８Ｎ・ｃｍ^２／ｃｍ・１０^−３、厚さが０．３２ｍｍ以上である。
曲げかたさが０．１５Ｎ・ｃｍ^２／ｃｍ・１０^−３を下回ると、本発明の目的であるハリ・コシを有した生地を得ることができない。一方、０．３０Ｎ・ｃｍ^２／ｃｍ・１０^−３を上回ると、生地がかたくなりすぎて衣料用に適さないものになる。厚さの好ましい上限は衣料用としての着心地の点から０．５ｍｍ以下程度である。

なお、ここでいう番手は英国式番手であり、ヨリ係数は番手の平方根で１インチ（２．５４ｃｍ）あたりのヨリ数を除した値により決定される値である。また、タテ密度、ヨコ密度は１インチ（２．５４ｃｍ）あたりの紡績糸の本数により決定される値である。さらにＫＥＳで測定した曲げかたさおよび厚みは後述の方法により決定される値である。

上記本発明のポリエステル繊維の製造方法は、本発明のポリエステル繊維が得られる限り、特に制限はないが、ポリエステルを紡糸口金から吐出し、紡糸口金から５〜８０ｍｍの位置より、風速２０〜７０ｍ／分、風温１５〜３５℃の冷却風を口金面から吐出した紡出糸に吹きあてて、６００〜１５００ｍ／分の速度で引き取った未延伸糸を、２〜５倍で延伸することにより製造することができる。

溶融紡糸の際の溶融温度は、生産性を考えると２２０〜２８０℃とすることが好ましい。溶融方法としては、プレッシャーメルター法およびエクストルーダー法が挙げられ、いずれの方法でも問題はないが、均一溶融と滞留防止の観点からエクストルーダーによる溶融方法を採用することが好ましい。溶融ポリマーは配管を通り、計量された後、口金パックへと流入される。この際、熱劣化を抑えるために、配管通過時間は３０分以下であることが好ましい。パックへ流入された溶融ポリマーは紡糸口金より吐出される。この際のポリマー温度は、２５０〜２８０℃が適当である。

この時の紡糸口金は、中空繊維が得られるようなスリットのものを使用する必要があり、円弧状のスリットを１孔あたり２〜６個配置させて円を形成したものを使用するとよい。

また、紡糸口金から５〜８０ｍｍの位置より、風速２０〜７０ｍ／分、風温１５〜３５℃の冷却風を口金面から吐出したポリマーに吹きあてて、６００〜１５００ｍ／分の速度で未延伸糸を引き取る。冷却風を口金面から吐出下ポリマーに吹きあてる条件や未延伸糸の引取り条件が本発明に記載した範囲外になると、目標とする中空率のものが得られず、加えて固有粘度０．５０〜０．６５のポリエステル繊維を紡糸することができない。

紡糸した未延伸糸を延伸する工程では、未延伸糸を３０〜２００ｋｔｅｘに束ねて、２〜５倍で蒸気下もしくは熱水中で延伸する。その後目標とする物性に応じて、緊張熱処理を行って強度、伸度、収縮率を調整する。そしてクリンパーを用いて捲縮付与をする。
捲縮特性は、本発明で規定する範囲を満たし、かつ、高次加工性で問題にならなければ特に限定しないが、捲縮数は５〜２５山／２５ｍｍ、捲縮度は５〜３０％であることが好ましい。捲縮が高すぎると、絡合性が高くなりすぎて、カード工程においてネップが発生したり、ウェッブや紡績糸の均一性を欠くことがある。

こうして得られたポリエステル繊維は、中空潰れもなく、均一で高品質のものが得られ、高次加工性にも優れたものとなる。また生産性にも優れるため、衣料や不織布の汎用品を高品質にすることが可能となる。

かくして得られる本発明のポリエステル繊維は、これを用いて紡績糸とすることが可能である。

また、この紡績糸から得られた布帛は、嵩高性とハリコシを兼ね備えた織編物などの製品に展開することができる。紡績用途ではシャツやニット、デニム生地等に好適に適用することができる。

次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例で用いる特性は、次のようにして測定したものである。

厚みおよびＫＥＳで測定した曲げかたさを測定するため、平織物を作製した。方法は、測定すべきポリエステル短繊維を紡績して、番手３０Ｓ、ヨリ係数３．５の紡績糸とした後、タテ密度８５本／インチ（２．５４ｃｍ）、ヨコ密度７０本／インチ（２．５４ｃｍ）で、エアジェット織機を用いて平織物を得て、２０ｃｍ×２０ｃｍをサンプルとして切り出した。

（１）厚み
得られた織物の厚さを測定する。厚さの測定方法はノギスを用いて、織物の各辺の３箇所を測定して、その平均を算出した。

（２）ＫＥＳで測定した曲げかたさ
ハリ・コシ感
得られた織物の曲げかたさを測定する。測定機器としてＫＥＳ−ＦＢ２（カトーテック社製）を用いた。測定方法として１回目測定後、２回目は１回目から生地を右方向に９０°向きを変えて測定し、合計２回の平均値とする。

（３）触感評価
加えて、６人の被験者に織物を触ってもらい、次の基準に従って点数評価を行った後に平均点を算出し、Ａを合格とした。
３点：ハリ・コシ感がある
２点：ハリ・コシ感が弱い
１点：ハリ・コシ感がない
Ａ：３．０〜２．６点
Ｂ：２．５〜２．１点
Ｃ：２．０〜１．６点
Ｄ：１．５〜０．０点

（４）固有粘度
固有粘度の測定方法は、ポリマーもしくは、原綿を溶媒である純度９８％以上のｏ−クロロフェノールに溶解して検体溶液を作製する（検体２ｇに対して溶媒２５ｃｃ）。２５℃の温度における検体溶液の粘度と、同一温度における溶媒のみの粘度を、オストワルド粘度計を用いて測定し、落下秒数から算出して求めた。

（実施例１）
ＩＶ０．５４のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用し、これを溶融温度２８０℃で溶融し、ギアポンプによる計量を行い、２８０℃の温度で口金に流入し紡糸した。紡糸繊維の断面形状は中空断面であり、紡糸された糸条を１３００ｍ／分の速度で引き取りながら、冷却装置を用いて冷却した。このとき、紡糸口金から１０ｍｍの位置より風速５５ｍ／分、風温２５℃の条件で冷却風を当てた。その後、オイリングローラーを用いて非イオン系の工程油剤を０．１質量％付与し、フリーローラーを経て収束０．１％ガイドで他の紡糸錘と３６本合糸した後に、缶内へ振り落とし収納することにより、未延伸糸を得た。未延伸糸が収納された缶を３０缶採取し、採取した缶を並べて３０本の未延伸糸を引き揃えながら、９０℃の温度の温水浴に導き、延伸倍率３．２倍で延伸した延伸糸をクリンパーへ導き機械捲縮を付与して捲縮トウを得た。得られた捲縮トウを乾燥後、仕上げ油剤を０．２質量％付与し、回転式のカッターにより切断しポリエステル短繊維を得た。得られたポリエステルを前述の方法で織物を作成して、厚さ、曲げかたさの測定、および６人の被験者による触感評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例２、３）
ＩＶを０．５７のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用し、実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得て、厚さおよび曲げかたさを測定し、ハリ・コシ感を評価した。結果を表１に示す。

（実施例４、５）
ＩＶを０．６５のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用し、実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得て、厚さおよび曲げかたさを測定し、ハリ・コシ感を評価した。結果を表１に示す。

（比較例１）
ＩＶを０．６５のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用し、中空率を１３％となるようにした以外は、実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得て、厚さおよび曲げかたさを測定した。結果を表１に示す。

（比較例２）
ＩＶを０．６５のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用し、中実糸とした以外は実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得て、厚さおよび曲げかたさを測定、ハリ・コシ感を評価した。結果を表１に示す。

（比較例３）
ＩＶを０．６５のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用し、捲縮数と捲縮度を変更した以外は実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得て、厚さおよび曲げかたさを測定し、ハリ・コシ感を評価した。結果を表１に示す。

（比較例４）
ＩＶを０．４８のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用した以外は実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得て、厚さおよび曲げかたさを測定し、ハリ・コシ感を評価した。結果を表１に示す。

（比較例５）
ＩＶを０．７５のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用した以外は実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得て、厚さおよび曲げかたさを測定し、ハリ・コシ感を評価した。結果を表１に示すが、ハリ・コシ感が高すぎるため、衣料用生地に不向きなものであった。

（比較例６）
ＩＶを０．６５のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用し、紡糸の冷却工程において冷却開始位置を１００ｍｍとした以外は実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得て、厚さおよび曲げかたさを測定し、ハリ・コシ感を評価した。結果を表１に示す。

（比較例７）
ＩＶ０．６５のポリエチレンテレフタレートポリマーを使用し、紡糸の冷却工程において冷却風温度を５０℃とした以外は実施例１と同様にしてポリエステル短繊維を得て、厚さおよび曲げかたさを測定し、ハリ・コシ感を評価した。結果を表１に示す。

Claims (5)

1. 繊度が１〜４ｄｔｅｘ、中空率が２０〜４０％であり、固有粘度が０．５０〜０．６５あるポリエステル繊維であって、該ポリエステル繊維を紡績して番手３０Ｓ、ヨリ係数３．５の紡績糸とし、この紡績糸を製織し、タテ密度８５本／インチ（２．５４ｃｍ）、ヨコ密度７０本／インチ（２．５４ｃｍ）の平織物としたときの、ＫＥＳで測定した曲げかたさが０．１５〜０．３０Ｎ・ｃｍ^２／ｃｍ・１０^−３であり、厚さが０．３０ｍｍ以上であるポリエステル繊維。
2. 捲縮数が８〜２０山／２５ｍｍ、捲縮度が１０〜２５％、である請求項１記載のポリエステル繊維。
3. ポリエステルを紡糸口金から吐出し、紡糸口金から５〜８０ｍｍの位置より、風速２０〜７０ｍ／分、風温１５〜３５℃の冷却風を口金面から吐出した紡出糸に吹きあてて、６００〜１５００ｍ／分の速度で引き取った未延伸糸を、２〜５倍で延伸することを特徴とする請求項１または２記載のポリエステル繊維の製造方法。
4. 請求項１または２記載のポリエステル繊維を含む紡績糸。
5. 請求項４記載の紡績糸を含む布帛。