JP2020196964A - ポリエステル太細マルチフィラメント - Google Patents

Abstract

【課題】 ドライ感や防透け性に優れ、濃淡コントラストの大きな衣料用ポリエステル繊維を提供する。【解決手段】 ウースター斑が３．０％以上１２．０％以下であり、繊維表面の単位面積（１０μｍ×１０μｍ）あたりの、外接円の直径と内接円の直径の平均が０．２μｍ以上の隆起部が５個以上１００個以下であり、濃染部と淡染部のＬ値差が１０以上２０以下であることを特徴とするポリエステル太細マルチフィラメント。【選択図】なし

Description

本発明は、染色織編物としたときの杢調の濃淡コントラストが大きいことにより意匠性が高いとともに、布帛としたときにドライ感を発現するポリエステル太細マルチフィラメントに関するものである。

近年、意匠性に優れた婦人紳士衣料やカーテン等のインテリア向けの織編物のニーズが高まっており、特に天然繊維調とは異なる、杢調バラツキの少ない意匠性素材の需要が拡大している。また、薄地化に伴い、高防透け性が求められている。杢調素材の代表的なマルチフィラメントとして、ポリエステル高配向未延伸マルチフィラメントを不均一延伸して糸長手方向に太細のあるマルチフィラメントとすることは公知の技術である。これにより得られた太細マルチフィラメントはその太部と細部により発生する濃淡染色差による杢感と、太部と細部の収縮率の違いに起因する優れたスパン感を有するため、婦人・紳士用アウターやカジュアルウエアなど薄地織編物衣料用途に高評価を得ている（例えば特許文献１）。

一方、ポリエステルマルチフィラメントの防透け性向上を目的に、無機粒子や有機粒子を含有させる方法は知られており、太細斑を有するポリエステル太細マルチフィラメントで、酸化チタンを多量に含有させたポリエステル太細マルチフィラメントも知られている。（例えば特許文献２、特許文献３）。

また、延伸直前に交絡を付与することで、太細ピッチを分散でき、濃淡コントラストを小さくして、見た目を天然繊維に近付けられることが知られている（特許文献４）。

特開昭５０−０１８７１７号公報 特開平７−３３１５３０号公報 特開２００７−０４６１８５号公報 特開２００３−０２０５１９号公報

しかしながら、無機粒子や有機粒子を多量に含有させたポリエステルマルチフィラメントでは、ポリエステルと粒子との屈折率差により界面で光が散乱されるため、染色後の布帛が全体的に白ぼけて見え、濃染部と淡染部との色のコントラストが小さくなってしまう問題があった。また、得られるポリエステルマルチフィラメントの強度が低下することから曳糸性が極めて悪く、紡糸中に単繊維糸切れが頻発し、紡糸困難である。また、仮に紡糸できたとしても、その素材の強度が低いこともあり、後加工、すなわち撚糸、サイジング、製織編、あるいは仮撚加工および仕上げ加工などで毛羽や断糸が発生するという課題があった。

本発明は、高次加工および製編織工程における工程通過性に優れた、濃淡コントラストが大きく、ドライ感を有する衣料用ポリエステル繊維を提供することにある。

本発明の課題は、（１）〜（３）により達成できる。
（１）ウースター斑が３．０％以上１２．０％以下であり、繊維表面の単位面積（１０μｍ×１０μｍ）あたりの、外接円の直径と内接円の直径の平均が０．２μｍ以上の隆起部が５個以上１００個以下であり、濃染部と淡染部のＬ値差が１０以上２０以下であることを特徴とするポリエステル太細マルチフィラメント。
（２）繊維中の無機粒子と有機粒子の合計含有量が１．０ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下であることを特徴とする（１）記載のポリエステル太細マルチフィラメント。
（３）ウースター波形ベースラインから＋２０％以上の繊度変動ピーク個数の変動係数ＣＶ％が１２％以下であることを特徴とする（１）または（２）記載のポリエステル太細マルチフィラメント。

本発明のポリエステル太細マルチフィラメントは、染色したとき濃染部と淡染部により表現される杢調の濃淡コントラストが大きく、ドライ感を有する織編物を提供する。

延伸装置の一例 ウースター波形チャート 繊維表面の隆起部の説明図

本発明のポリエステル太細マルチフィラメントは、マルチフィラメント長手方向の繊度斑に由来するウースター斑が３．０％以上１２．０％以下である。ウースター斑が３．０％以上であると、染色織編物としたときに濃淡染色差による杢調が発現する。１２．０％以下であると、濃染部を示す太部の局在化が起こりにくく、織編物の寸法安定性が良好となる。ウースター斑は５．０％以上１０．０％以下が好ましい。なお、測定方法は後述する。

本発明のポリエステル太細マルチフィラメントは、繊維表面の単位面積（１０μｍ×１０μｍ）あたりの、外接円の直径と内接円の直径の平均が０．２μｍ以上の隆起部が５個以上１００個以下である。この隆起部は、繊維中の無機粒子や有機粒子によるものであり、ポリエステルで被覆されていても被覆されていなくてもいずれでもよいが、被覆されているほうが粒子の脱落を抑制でき好ましい。隆起部の数がこの範囲にあることで、人の肌に触れた際にドライ感として感知できるようになる。より好ましい隆起部の数は８個以上５０個以下である。なお、ここで言う隆起部とは、図３に示す繊維横断面の内接円９を基準に隆起した箇所のことである。測定方法は後述する。

本発明のポリエステル太細マルチフィラメントは、染色後の濃染部と淡染部とのＬ値の差が１０以上２０以下である。こうすることで、布帛としたときの杢調の濃淡コントラストが大きくなり、より意匠性の高いものとなる。より好ましい濃染部と淡染部とのＬ値の差は１０以上１８以下である。なお、測定方法は後述する。

本発明のポリエステル太細マルチフィラメントは、無機粒子や有機粒子を含むのが好ましい。これにより、ポリエステルと粒子との界面で光が乱反射して防透け性が向上するとともに、繊維表面に凹凸が発現し布帛とした際にドライ感を発現できる。無機粒子としては、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、二酸化チタン等が好ましく、有機粒子としては、架橋アクリル樹脂やフッ素樹脂等が好ましい。

繊維中の無機粒子や有機粒子の合計含有量は、好ましくは１．０ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下である。１．０ｗｔ％以上とすることで、布帛とした際の防透け性が良好なものとなる。また、繊維表面に凹凸を発現し、布帛にドライな触感を付与することができる。また、３．０ｗｔ％以下とすることで、良好な糸強度を持ち、また、高次加工および製編織工程における工程通過性に優れる繊維を得ることができる。このため、繊維中の無機粒子や有機粒子の合計含有量は、より好ましくは１．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下である。

本発明のポリエステル太細マルチフィラメントは、マルチフィラメント長手方向の繊度変動率について、ウースター波形チャートにおける繊度変動率のベースラインからの繊度変動率幅が２０％以上となる繊度変動ピーク個数の変動係数ＣＶ％が１２％以下であることが好ましい。変動係数ＣＶ％が１２％以下、すなわちマルチフィラメント長手方向の太細斑発生頻度のバラツキが小さいと、織編物にした際、太部および細部の局在化が起こりにくく、杢調が安定する。また、布帛強度や寸法安定性にも優れる。変動係数ＣＶ％は３〜１０％がより好ましい。

次に、本発明のポリエステル太細マルチフィラメントの製造方法について説明する。
ポリエステルと無機粒子や有機粒子の合計量を１００重量部として、ポリエステル９７．０〜９９．０重量部、無機粒子や有機粒子の合計量を１．０〜３．０重量部としてそれぞれ計量しブレンドする。ポリエステルは水分を含んだ状態で溶融紡糸すると著しく加水分解する恐れがあるため、ポリエステルおよび各粒子の溶融混練前の水分率は、好ましくは０．０５ｗｔ％以下、より好ましくは０．０２ｗｔ％以下、最も好ましくは０．００８ｗｔ％以下である。

次に、一軸押出機や二軸押出機等を用いて混練して一旦冷却した後チップ化するか、もしくは溶融状態のまま連続して紡糸装置に送り込み、計量した後、溶融紡糸を行う。一旦チップ化する場合は、紡糸工程で希釈することで繊維中の無機粒子と有機粒子の合計含有量を１．０〜３．０ｗｔ％にすればよい。なお、紡糸パック内での各粒子の凝集を抑制するために、ハイメッシュの濾層（＃１００〜＃２００）や濾過径の小さい不織布フィルター（濾過径５〜３０μｍ）を口金上に配置してもよい。この中でも、複数の線径の金属不織布からなる多層フィルターが最も凝集抑制に効果的である。

この際の紡糸温度は、２４０〜３００℃である。この範囲であれば、ポリエステルおよび各粒子の熱劣化を抑えて糸切れの少ない繊維が製造できる。口金より吐出されたポリマー流は、従来の溶融紡糸法に従い、冷却固化後、油剤を付与され、規定の周速になったローラで引き取られて、高配向未延伸マルチフィラメントとなる。

本発明のポリエステル太細マルチフィラメントは、前記高配向未延伸マルチフィラメントに交絡を付与した後に、加熱した摩擦抵抗体を用いて所定の延伸倍率で不均一延伸することによって得られる。本発明では延伸前に張力振動を与える。張力振動を与える方法であれば特に限定されないが、特に延伸装置における延伸領域の前に交絡ノズルを使用することが好ましい。なお、交絡ノズルを使用する場合、交絡圧空圧は０．０１ＭＰａ以上０．０５ＭＰａ未満とすることが好ましい。不均一延伸工程は紡糸工程に連続して行うことも可能であるが、紡糸直後の高配向未延伸マルチフィラメントは強伸度曲線中の定応力伸張領域が明瞭でないので、不均一延伸してもマルチフィラメントに太細を形成しにくい。そのため一旦高配向未延伸マルチフィラメントとして巻き取った後に不均一延伸することが好ましい。

図１は本発明で採用できる好ましい不均一延伸糸の製造装置の一実施態様である。図１において、高配向未延伸マルチフィラメント１をローラー２とローラー４の間で加熱摩擦抵抗体３を介して低倍率延伸を行い太細マルチフィラメントとした後、ワインダー６で巻き取る。このとき、延伸直前に交絡ノズル７で張力振動を与える。通常はこの張力振動がないため、無数の箇所が延伸起点となり、細かな太細が発生する。一方、延伸直前に交絡による張力振動を加えることで、延伸直前の糸条が微小なダメージを受け、そこを起点として延伸されることから、張力振動がない場合に比べて大きな太細を発生させることができる。本発明では鋭意検討の結果、これにより、染色による濃染部と淡染部との色のコントラストが大きくなり、粒子を多量添加しても良好な杢調を得ることができることを見出したものである。

特許文献４では、交絡付与後にホットロール間で延伸しており、糸条はホットロール上をスリップできないため、延伸点がホットロール出の極狭い範囲に限定され、微小なダメージを受けた箇所全てが延伸の起点となるため、太細ピッチが分散して染色後の濃淡コントラストが小さくなる。一方、本発明では交絡付与後に熱ピンを用いて延伸することにより、糸条は熱ピン上をスリップするため、熱ピン出だけでなく熱ピン上を含んだ広い範囲が延伸点となり、この広い範囲で最も延伸されやすい箇所が延伸の起点となるため、周期が長くかつ太細差の大きな太細斑となり、染色後の濃淡コントラストが大きくなるものと考えている。このため、熱ピンの径は５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、表面は梨地であることが好ましく、熱ピン温度は６０℃以上１００℃以下であることが好ましい。

以下、実施例を挙げて具体的に説明する。なお、実施例の主な測定値は以下の方法で測定した。

（１）ウースター斑
ｚｅｌｌｗｅｇｅｒ社製ＵＳＴＥＲ ＴＥＳＴＥＲ ＵＴ−４を用いて、糸のトータル繊度により使用する測定用スロットルを選択した後、糸速２５ｍ／分、撚り数５０００Ｔ／ｍの条件にて１分間測定することにより得た。

（２）ウースター波形チャートから算出される繊度変動ピーク個数の変動係数ＣＶ％
上記条件にて２５秒間測定し、得られたウースター波形チャート（糸長１０ｍ分相当）の繊度変動率最低値をベースライン（図２のａ）とする。ベースラインａから＋２０％の位置（図２のｂ）にラインを引き、ラインｂよりプラス側にピークトップを有する繊度変動ピーク個数をカウントする（図２）。糸長１０ｍ中のピーク個数をカウントした後、本測定を６回繰り返し、得られたピーク個数から測定６回の平均値および変動係数ＣＶ％を算出する。
（３）繊維表面の隆起部の数
光学式顕微鏡を用いて繊維表面１１を観察し、単位面積（１０μｍ×１０μｍ）あたりの、隆起部の外接円１３の直径と隆起部の内接円１２の直径の平均が０．２μｍ以上の隆起部１０の個数を計数した（図３）。任意の５箇所を観察し、平均値を採用した。
（４）濃染部と淡染部のＬ値差
東レエンジニアリング（株）製のＦＹＬ−５００ＳＲを用いて、染色したフィラメントの長手方向のＬ値（小さいほど濃染）を連続的に測定し、Ｌ値の下位１００箇所（濃染部）の平均値とＬ値の上位１００箇所（淡染部）の平均値の差を算出した。測定条件は以下のとおり。染料：“Ｄｉｎａｎｉｘ”、濃度：５０ｇ／ｌ、染色温度：７０℃、染色時間：３０秒、測定長：５０ｍ×５回、糸速度：６０ｍ／分、糸張力（入口）：０．０１３〜０．０１７ｇ／ｄ。
（５）粒子の合計含有量
サンプル２０ｇをオルトクロロフェノール２００ｇに１５０℃で３時間溶解させ、高速遠心分離機（２８４２５Ｇ、１時間、３０℃）にて分離される沈殿物の質量を測定した。
（６）濃淡コントラスト
染色織編物について、５年以上の品位判定経験を有する検査員３名の目視判定にて、その合議により濃淡コントラストが「十分大きい」は○、「普通」は△、「小さい」は×とし、○と△を合格とした。
（７）ドライ感
織物を作製し、ドライ感について、１０人のパネラーが１０点満点で採点したときの平均点が８点以上は◎、６点以上８点未満は○、４点以上６点未満は△、４点未満は×とし、◎、○、△を合格とした。

実施例１
ＩＶ０．６５のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と酸化チタン粒子を、それぞれ９７：３の重量割合でハンドブレンドし、二軸押出混練機（同方向２軸、軸径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝５０（Ｌ：スクリュ長、Ｄ：スクリュ直径））にて混練した。なお、ＰＥＴは１５０℃、真空下で約５時間乾燥し、水分率を４０ｐｐｍに調湿した。二軸押出混練機のジャケット温度を２４０℃、混練時の軸回転数を１５０ｒｐｍとして混練し、ダイから吐出後、水冷、ペレタイズした。このチップを、ホッパーから一軸押出機（シリンダ温度２６５℃）に仕込み、さらにギアポンプにて計量、排出し、内蔵された紡糸パック（温度２９０℃）に溶融ポリマーを導き、紡糸口金から紡出した。なお、紡糸パックの口金直上には絶対濾過径１５μｍのＳＵＳ不織布フィルター（不織布厚み：０．６ｍｍ）を組み込んだ。紡出後、温度２０℃、速度０．４ｍ／秒の冷却風で糸条を冷却固化し、給油装置により油剤を付与した。紡糸油剤にはポリエーテル系油剤１５重量部、水８５重量部の割合で混合した含水油剤を糸に対して７％付着させ（純油分として１．０％ｏｗｆ）、紡糸速度２８００ｍ／分で巻き取った。この高配向未延伸糸（ＰＯＹ）に交絡（圧空圧０．０３ＭＰａ）を付与した後、熱ピン温度８０℃、延伸倍率１．４５倍、巻取速度８００ｍ／分で延伸した。得られた繊維は、繊度８４ｄｔｅｘ、フィラメント数７２の延伸糸であった。この実施例１で得られた繊維の特性評価結果は表１の通りであり、高防透けで、杢調も良好で、触感もドライであり、高次工程通過性も良好であった。

実施例２
酸化チタン粒子の含有量を１．２ｗｔ％とした以外は実施例１と同様にして延伸糸を得た。得られた繊維は実施例１に比べるとドライ感や防透け性にやや劣るものの良好であった。

実施例３
延伸倍率を１．３０倍とした以外は実施例１と同様にして延伸糸を得た。得られた繊維は杢調が良好であり、ドライ感や防透け性にも優れていた。

実施例４
延伸倍率を１．６０倍とした以外は実施例１と同様にして延伸糸を得た。得られた繊維は濃淡コントラストにやや劣るものであったが、実用可能なレベルであった。

実施例５
酸化チタン粒子の含有量を０．８ｗｔ％とした以外は実施例１と同様にして延伸糸を得た。得られた繊維を布帛にした際のドライ感や防透け性はやや劣るものではあったが実用可能なレベルであった。

実施例６
酸化チタン粒子の含有量を３．２ｗｔ％とした以外は実施例１と同様にして延伸糸を得た。得られた繊維は高次工程通過性にやや劣るものであったが、布帛にした際のドライ感や防透け性は非常に高かった。

比較例１
延伸倍率を１．７５倍としてウースター斑を０．６％とした以外は実施例１と同様にして延伸糸を得た。得られた繊維には太細斑がなかった。

比較例２
酸化チタン粒子の含有量を０．３ｗｔ％として表面隆起の個数を１個とした以外は実施例１と同様にして延伸糸を得た。得られた繊維にはドライ感がなく、防透け性にも劣るものであった。

比較例３
延伸前交絡を入れないことにより、濃淡部のＬ値差を８とした以外は実施例１と同様にして延伸糸を得た。得られた繊維は濃淡コントラストに劣るものであり、布帛とした際に特徴のないものとなった。

比較例４
熱ピンの変わりにホットロールを用いることにより、濃淡部のＬ値差と変動係数ＣＶ％を変更した以外は実施例１と同様にして延伸糸を得た。得られた繊維は太細斑が微分散しており、濃淡コントラストに劣るものであり、布帛とした際に特徴のないものとなった。

１：高配向未延伸マルチフィラメント
２：ローラー
３：加熱摩擦抵抗体
４：ローラー
５：ローラー
６：ワインダー
７：交絡ノズル
８：繊維横断面
９：繊維横断面の内接円
１０：隆起部
１１：繊維表面
１２：隆起部の内接円
１３：隆起部の外接円

Claims (3)

1. ウースター斑が３．０％以上１２．０％以下であり、繊維表面の単位面積（１０μｍ×１０μｍ）あたりの、外接円の直径と内接円の直径の平均が０．２μｍ以上の隆起部が５個以上１００個以下であり、濃染部と淡染部のＬ値差が１０以上２０以下であることを特徴とするポリエステル太細マルチフィラメント。
2. 繊維中の無機粒子と有機粒子の合計含有量が１．０ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下であることを特徴とする、請求項１記載のポリエステル太細マルチフィラメント。
3. ウースター波形ベースラインから＋２０％以上の繊度変動ピーク個数の変動係数ＣＶ％が１２％以下であ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太細マルチフィラメント。