JP2019131920A - 捲縮糸 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)2種類以上の断面形態が異なる偏心芯鞘複合糸の単糸が糸束中に分散して混在することを特徴とする捲縮糸。
である。
本発明の捲縮糸は、断面形態が異なる2種類以上の偏心芯鞘複合糸の単糸が糸束中に分散して混在していることが必要となる。
本発明の捲縮糸は、断面形態の異なる2種類の単糸が分散して混在した状態を形成している必要がある。この糸束形態は、別々に製糸した糸をエアーノズル等により混繊する、いわゆる後混繊を緻密に制御して適用することも可能であるが、複数の種類の単糸を同一の紡糸口金から吐出し、同時に巻取りを行う紡糸混繊法を用いることが好適である。この紡糸混繊法では、巻取時に複数の種類の単糸が同時に集束されるため、各々の単糸は捲縮糸中で分散しやすく、紡糸口金上で各単糸に相当する吐出孔の数量や配置を変化させることで、捲縮糸中での分散の度合いを変化させることも可能である。さらに、紡糸混繊することで後加工工程を削除できることに加え、本発明で必要となる糸束形態を作り出すには、例えば、過剰エアー等を噴射して交絡ノズル内で繊維配列を入れ換え混繊する必要があり、この過程で糸が不要な擦過を受け、単糸切れ等を起こす場合がある。特に本発明の場合、単糸に捲縮を発現させて布帛にストレッチ性を発現させるものであり、このような単糸切れが起こる場合には、布帛表面で単糸どうしが絡み合ってピリングを起こす場合がある。一方、本発明で好適に用いる紡糸混繊の場合には、このような懸念がなく捲縮糸を得られるため、布帛の品位も優れたものとなる。
この分配プレートが設置された口金を用いる場合には、重心点間距離が異なるように配置した複数の分配孔群を同一分配プレート上に設置することで、同一口金で安定的に製造することができる。
すなわち、前述した重心点間距離と同様の方法で捲縮糸の横断面を撮影する。撮影され画像から、任意の画像解析ソフト(例えば三谷商事製WinROOFなど)により単糸の外接円の面積AfとA成分の面積Aaを測定し、fa=Aa/Af×100(%)で算出され、少数第1位以下を四捨五入するものである。
ここで言うA成分の面積比率が捲縮糸を構成する全ての単糸で同一とは、faバラツキが15.0%以下であることを意味する。
faバラツキが係る範囲であれば、捲縮糸中の全ての単糸でfaが同一であるとみなすことができるため、単糸間の力学特性バラツキを抑制することができ、巻き取った際に糸条にたるみが生じず、毛羽等の欠点を抑制することが可能である。
実施例および比較例については、下記の評価を行った。
評価する繊維の100mの重量を測定し、100倍することで繊度を算出した。これを10回繰り返し、その単純平均値の小数点第1位を四捨五入した値を繊度とした。
試料を引張試験機(オリエンテック製“テンシロン”(TENSILON)UCT−100)でJIS L1013(2010) 8.5.1標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。この時の掴み間隔は20cm、引張り速度は20cm/分、試験回数10回であった。なお、破断伸度はS−S曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
捲縮糸をエポキシ樹脂で包埋し、Reichert社製FC・4E型クライオセクショニングシステムで凍結し、ダイヤモンドナイフを具備したReichert−Nissei ultracut N(ウルトラミクロトーム)で切削した後、その切削面を(株)キーエンス製 VE−7800型走査型電子顕微鏡(SEM)にて捲縮糸の単糸が10本以上観察できる倍率で撮影した。この画像から、画像処理ソフト(WINROOF)を用いて単糸の外接円径に相当する繊維径Dおよび該外接円と芯成分の内接円の中心点間距離Gを求めた。これらの結果から単糸の重心点間距離(G/D)を測定した。
また捲縮糸を構成する全ての単糸について上記の測定を実施し、この結果から図3のような重心点間距離の分布を作成し、重心点間距離ごとに単糸を分類した後に、各単糸群において最も存在数の多いピーク値である中央重心点間距離を求めた。この結果を基に、捲縮糸中で中央重心点間距離が最大のもの(Gmax)および最小のもの(Gmin)を用い、中央重心点間距離比(Gmax/Gmin)を算出した。
以上の値は全て10ヶ所の各写真について測定を行い、10ヶ所の平均値とし、単糸の外接円径Dおよび中心点間距離Gはμm単位で小数点第2位まで測定し、小数点第2位以下を四捨五入するものであり、G/Dは小数点第3位以下を四捨五入するものである。また、Gmax/Gminは小数点第3位以下を四捨五入するものである。
前述した重心点間距離と同様の方法で、捲縮糸の全て単糸断面を2次元的に撮影し、重心点間距離により分類した結果を基に、画像上から無作為に抽出した5本の単糸について、隣接フィラメント群を構成する単糸数をカウントする。この測定結果を基に、隣接フィラメント群比率=(隣接フィラメント群を構成する単糸数)/(着目した単糸の総数)×100(%)を算出する。捲縮糸の10箇所以上で以上の測定を実施し、その計測結果の単純な数平均の小数点第1位以下を四捨五入して評価した糸束の隣接フィラメント群比率を評価した。
前述した重心点間距離と同様の方法で、単糸断面を2次元的に撮影し、単糸の外接円径に相当する繊維径Dと単糸に内接する真円の径である内接円径を測定する。これらの結果から、異形度=繊維径÷内接円径として算出し、小数点第3位までを求め、小数点第3位以下を四捨五入するものである。画像上から無作為に抽出した10本以上の単糸で以上の測定を実施し、その計測結果の単純な数平均の小数点第3位以下を四捨五入するものである。
沸水処理後の捲縮糸の糸束の幅を測定することで、嵩高性を評価した。
まず作製した捲縮糸をかせ取りし、実質的に無荷重の状態で沸騰水中に浸漬して、15分間処理を行う。そしてこの処理糸を十分に乾燥させた後に0.2mg/dの荷重を掛けた状態でスライドガラスに接着材等で貼り付け、デジタルマイクロスコープ(キーエンス社製、VHX−2000)で糸束幅が観察できる倍率として撮影する。得られた画像から無作為に抽出した10箇所について単位をμmとして糸束幅の計測を実施し、10箇所の計測結果の単純な数平均をとり、糸束幅を算出する。以上の測定を10画像以上で実施し、その計測結果の単純な数平均の小数点第1位以下を四捨五入して評価した糸束幅により嵩高性を評価した。
ヨコ糸に捲縮糸、タテ糸に56dtex−18フィラメントのポリエステル繊維を用い、ヨコ糸密度113本/inchで1/3ツイル組織の織物を作製し、80℃で20分の精錬を行い、180℃で1分の中間セットを行った後に、120℃20分のリラックス処理を行った。
上記で作製した織物サンプルを熟練者10名により、触感によって織物の嵩高性(◎、○、×で判定)と表面の触感(特に表面の滑らかさ、◎、○、×で判定)を評価した。
また、織物サンプルをヨコ糸方向へ伸長させた際の伸びと、引っ張る際の柔らかさから、織物に変形を加えた際の追従性(動作追従性)を、次の3段階判定法で評価した。
◎: 特に柔らかく大きく伸びる
○: 柔らかく大きく伸びる
×: 伸びが不十分または/および引っ張る際の抵抗が大きい。
捲縮糸を構成する全単糸の芯成分として、溶融粘度160Pa・sのポリブチレンテレフタレート(PBT)、鞘成分として、溶融粘度30Pa・sのポリエチレンテレフタレート(PET1)を用いた。これらのポリマーを個別に溶融した後に、ポンプによる計量を行い、図5に例示した分配孔を有する分配プレートを組み込んだ同一の紡糸パックに別途流入させて、紡糸温度280℃として、口金に穿設された吐出孔から吐出した。
実施例1では、繊維とした際に、中央重心点間距離が0.39、0.22となるようそれぞれ分配孔配置を設計した2種類の分配孔群H、Lを穿設した分配プレートを用いた。分配孔群H、Lから吐出された単糸はいずれも、A成分ポリマーを覆うB成分ポリマーの一部が均一な薄皮となり、本発明で言う薄皮偏心芯鞘断面の要件を満足する複合断面(図6)を形成するものである。なお、吐出孔形状は全ホールともに丸孔(異形度1.0)とし、口金の吐出孔数は分配孔H、Lに相当する吐出孔がそれぞれ36ホールであり、口金面内で分配孔Hに相当する吐出孔群を分配孔Lに相当する吐出孔群で囲うように配置された同心円孔配置の口金を用いた。
芯および鞘成分の吐出比は全ての単糸で50/50とし、吐出された複合ポリマー流を冷却固化後油剤付与し、紡糸速度1000m/minで巻き取り、180dtex−72フィラメントの未延伸繊維を採取した。
学特性を有しており、単糸の異形度は1.04であった。また、糸束の断面を観察したところ、糸束中には断面形態の異なる単糸が2種類含まれており、各々の中央重心点間距離は0.39、0.22であり、中央重心点間距離比(Gmax/Gmin)は1.77であった。また隣接フィラメント群比率は52%であり、捲縮形態に大きな差を発現できる好適な断面形態差を有した単糸どうしが糸束内で良好に分散するものであった。
該捲縮糸を布帛とし、リラックス処理をすると、捲縮位相ずれにより糸束中に微細な空隙を含みながらも、ストレッチ性が発現されることで、膨らみが有り、柔らかくて心地よい反発性を有するものであった(嵩高性:◎、動作追従性:◎)。さらに、捲縮形態差がもたらす糸長差により捲縮率の低い単糸がゆるい捲縮を発現しながら表面に浮くことで、従来には無い心地よい触感を有していた(表面の触感:◎)。
実施例2、3は、吐出孔の孔配置を表1の通りに変更した以外は、実施例1と同様にして本発明の捲縮糸を得た。
実施例2、3の捲縮糸の評価結果は表2に示す通りであるが、いずれの場合も、実施例1と同様に、口金面直下にみられる吐出ポリマー流の曲がりは極めて小さく、吐出安定性に優れるものであった。
実施例2、3の捲縮糸においては、孔配置に応じて糸束中の単糸の分散度を示す、隣接フィラメント群比率が変化するが、いずれの場合も紡糸混繊法により2種類の単糸を同時に集束するため、分散性は良好であった。
布帛とし、熱処理等を施すと、糸束中に微小な空隙を含み、膨らみ感に優れながらも、糸長差による単糸のたるみが抑制されており、プレーンな表面品位を有していた。
布帛とし、熱処理等を施すと、好適な膨らみ感を有しながらも、集束部が大きな捲縮を形成するために、ハリコシのあるストレッチ性を有していた。結果を表1に示す。
実施例4、5では、単糸の中央重心点間距離が表1に示す通りになるよう、分配プレート上の分配孔配置を変更した以外、実施例1と同様にして本発明の捲縮糸を得た。
実施例4、5では構成する単糸の重心点間距離が変化したものの、複合ポリマー流を精密に制御しながら吐出したことで、口金面直下の吐出ポリマー流の曲がりは抑制されており、吐出安定性に優れるものであった。
実施例6では、実施例1で使用した吐出プレートの吐出孔を面積を同じまま楕円形とし、異形度を1.50とした以外は、実施例1と同様にして本発明の捲縮糸を得た。なお、吐出孔の長軸方向が単糸および芯成分の重心点を結んだ線と一致するように、吐出孔を設計した。
実施例6では異形度が大きくなったことにより、口金面直下の吐出ポリマー流の曲がりは抑制され、吐出安定性に優れるものであった。
実施例6の捲縮糸では、単糸の異形度を測定すると1.42であり、異形度が増加したことで、本発明の目的を損ねない程度ではあるが、隣接フィラメント群比率が高くなり、単糸の糸束中での分散性は低くなったものの、布帛とした際には、良好な膨らみ感と異形化による独特な表面触感を有していた。
実施例7では、繊維とした際、中央重心点間距離が0.39、0.29、0.22となるようそれぞれ分配孔配置を設計した3種類の分配孔群H、M、Lを穿設した分配プレートを用いたこと意外、実施例1と同様にして本発明の捲縮糸を得た。なお、各分配孔群から吐出された単糸はいずれも、A成分ポリマーを覆うB成分ポリマーの一部が均一な薄皮となり、本発明で言う薄皮偏心芯鞘断面の要件を満足する複合断面(図6)を形成するものである。また、口金の吐出孔数は各分配孔群H、M、Lに相当する吐出孔がそれぞれ24ホールであり、口金面内で分配孔Hに相当する吐出孔群を分配孔Mに相当する吐出孔群で囲うように配置し、さらに分配孔Mに相当する吐出孔群を分配孔Lに相当する吐出孔群で囲うように配置された同心円孔配置の口金を用いた。
実施例7では構成する単糸の重心点間距離が変化したものの、複合ポリマー流を精密に制御しながら吐出したことで、口金面直下の吐出ポリマー流の曲がりは抑制されており、吐出安定性に優れるものであった。
実施例7の捲縮糸の横断面を観察すると、3種類の単糸全てが糸束中で極めて良好に分散しており、隣接フィラメント群比率が極めて低いため、単糸間の捲縮がほとんど噛み合うことなく捲縮位相ずれが生じ、優れた嵩高性を有していた。布帛とした際には、糸束中に大中小3つの異なる捲縮形態の単糸が存在することで、糸束中に極めて微小な空隙を含むため、布帛を押しつぶした際に弾力を有しており、捲縮位相ずれによる膨らみ感と相まって、独特な触感を有していた。
実施例8では、実施例1の分配プレートと同様の2種類の分配孔群H、L(中央重心点間距離はH:0.39、L:0.22)が穿設された分配プレートを使用し、各分配孔群に相当する吐出孔数をそれぞれ24ホールとした口金を用いた。なお吐出孔形状は全ホールともに丸孔(異形度1.00)とし、口金面内での孔配置は、分配孔Hに相当する吐出孔群を分配孔Lに相当する吐出孔群で囲うように配置された同心円孔配置とした。捲縮糸を構成するポリマー組合せ、紡糸温度およびポリマー吐出比率は実施例1と同様として吐出し、複合ポリマー流を冷却固化後油剤付与し、紡糸速度1000m/minで巻き取ることで、180dtex−48フィラメントの未延伸繊維を採取した。
単糸繊度が増大することで、口金面直下に見られる吐出ポリマー流の曲がりは極めて小さく、吐出安定性に優れるものであった。
巻き取った未延伸繊維を実施例1と同様の条件にて延伸を行い、56dtex−48フィラメントの本発明の捲縮糸を得た。
実施例8の捲縮糸は、単糸繊度が増大したことで隣接フィラメント群比率が若干高くなり、単糸の分散性はやや劣るものの、単糸が捲縮構造を発現するモーメントの増大により、単糸間の排除効果が高まり、優れた嵩高性を有するものであった。布帛とした際には、単糸繊度増大に応じてやや硬い風合いになるものの、糸束中に多くの空隙を含むことで、優れた膨らみ感と軽量感を有していた。結果を表2に示す。
実施例9、10はポリマーを表2の通り変更し、実施例1と同様の吐出孔配置、吐出孔数を有する口金を用い、各実施例で得られる捲縮糸の伸度が30〜40%となるように紡糸条件及び延伸条件を設定し、本発明の捲縮糸を得た。
実施例9、10は、捲縮糸を構成する2種類のポリマーの溶融粘度差が大きくなることから、口金面直下の吐出ポリマー曲がりは大きくなったが、問題ないレベルであり、安定吐出が可能であった。
実施例9の捲縮糸は、高収縮成分としてPPTを使用することで、PPTの低ヤング率のために単糸どうしの排除効果が低下するが、隣接フィラメント群比率が低く、単糸の分散性が良好であるため、嵩高性は高いものであり、布帛とした際にはソフトな風合いと、良好で柔らかなストレッチ性を有していた。
実施例10の捲縮糸は、高収縮成分としてPET2(溶融粘度:290Pa・s)を使用することで、捲縮糸のヤング率が大きく、布帛とすると風合いがやや硬化するものの、ハリコシのある布帛風合いとなった。一方で、製糸過程での張力が高く、糸束を集束する際に単糸どうしがこなれやすいため、隣接フィラメント群比率が低く、単糸の分散性が良好となることに加え、高ヤング率により単糸どうしの排除効果が上昇するため、布帛とした際に良好な膨らみ感を有していた。
比較例1では実施例1で使用したPBTとPET1を実施例1の分配孔HまたはLそれぞれ1種類のみで構成される分配プレートを組み込んだ口金を用いた、捲縮糸(90dtex−36フィラメント)を各々別工程で紡糸した後に、延伸機で同時給糸し、合糸延伸を行い、捲縮糸を得た(56dtex−72フィラメント、中央重心点間距離比:1.77、異形度:1.04)。
比較例1の捲縮糸では、糸束中の単糸の分散性が本発明の捲縮糸と比較すると悪く、同種の単糸どうしの存在確率が集中する箇所が見られた。このため、単糸間の糸長差により捲縮率の低い単糸が集束して表面に浮かぶ箇所があり、実施例1と比較すると布帛表面は若干ざらついた触感となり、本発明が目的とする布帛にはならなかった。
比較例2では、実施例1で使用したPBTとPET1を実施例1の分配孔HまたはLそれぞれ1種類のみで構成される分配プレートを組み込んだ口金を用いた、捲縮糸(28dtex−36フィラメント)を各々別工程で紡糸、延伸した後に、インターレースノズルにて混繊を行い、捲縮糸(56dtex−72フィラメント、中央重心点間距離比:1.77、異形度:1.04)を得た。
比較例2の捲縮糸はインターレースノズルにより、交絡が付与されるため、交絡部では糸束中の単糸の分散性が改善されるところもあるが、実施例1と比較すると嵩高性は物足りない。また、未交絡部では、比較例1と同様に捲縮率の低い単糸が集束して表面に浮かぶため、実施例1と比較すると布帛表面は若干ざらついた触感となり、本発明が目的とする布帛にはならなかった。
比較例3では、単糸の中央重心点間距離が表2に示す通りになるよう、分配プレート上の分配孔配置を変更した以外、実施例1と同様にして捲縮糸を得た。
比較例3の捲縮糸は、単糸間の中央重心点間距離比が極めて小さいため、全ての単糸でほとんど同一な捲縮形態となった結果、捲縮の噛みこみが生じ、繊維の長手方向のほとんどの箇所で捲縮位相が揃ってしまった。このため、単糸−単糸間の排除効果が得られず、実施例1と比較すると布帛の嵩高性に劣るものであり、本発明が目的とする布帛にはならなかった。
c:捲縮糸を構成する単糸断面の中心点
G:重心aと中心c間の距離
2−(a)、(b):捲縮糸断面において隣接して連なる同一断面形態を有する単糸の一例
2−(c):捲縮糸断面における隣接フィラメント群の一例
3−(a):捲縮糸を構成する単糸Aの重心点間距離の分布
3−(b):捲縮糸を構成する単糸Aの中央重心点間距離
3−(c):捲縮糸を構成する単糸Bの重心点間距離の分布
3−(d):捲縮糸を構成する単糸Bの中央重心点間距離
3−(e):捲縮糸を構成する単糸Aの重心点間距離の分布幅
3−(f):捲縮糸を構成する単糸Bの重心点間距離の分布幅
4−(a):最終分配プレートにおける分配孔のうち、鞘成分を形成するB成分の分配孔
4−(b):最終分配プレートにおける分配孔のうち、芯成分を形成するA成分の分配孔
5−(a):最終分配プレートにおける分配孔のうち、薄皮を形成するB成分の分配孔
5−(b):最終分配プレートにおける分配孔のうち、5−(a)以外のB成分の分配孔
5−(c):最終分配プレートにおける分配孔のうち、A成分の分配孔
S:B成分の最小厚み
D:繊維径
Claims (4)
- 2種類以上の断面形態が異なる偏心芯鞘複合糸の単糸が糸束中に分散して混在することを特徴とする捲縮糸。
- 捲縮糸中の単糸の横断面におけるポリマー間の中央重心点間距離が最大のものと最小のものの比が1.10倍以上異なる請求項1に記載の捲縮糸。
- 全ての単糸の異形度が1.50以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の捲縮糸。
- 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の捲縮糸が少なくとも一部に含まれる繊維製品。
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