JP3545276B2 - 自発伸長性セルロースアセテート繊維及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソフト感やしなやかさに加え、皺になりにくく、ポリエステルと混繊した場合にふっくらとした嵩高、軽量感が得られる自発伸長性セルロースアセテート繊維及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルロースアセテート繊維は主原料が天然パルプであり、半合成繊維といわれ天然繊維の特徴も併せ持つ特徴的な繊維である。即ち、セルロースアセテート繊維は優雅な光沢、深みのある色調、発色性、ドライ感、更には適度な吸湿性等の衣料用繊維として数多くの優れた特性を有することから、他の合成繊維とは異なった高級衣料用素材として位置付けられてきた。
【０００３】
しかしながら、近年のファッショントレンドや消費者ニーズは極めて多様化、高級化しており、消費者の要望に沿った繊維素材を市場に提供するためには、単に原材料であるポリマーの基質に由来する繊維の特性に頼るだけではなく、風合いの改良及び改質や特殊機能の付加などが必要となる。この風合い改良の大きな方向性としてソフト感やしなやかさの付与が要望されてきている。一般的にセルロースアセテート繊維はそのポリマー基質や独特の繊維断面形態等により、ハリコシ感、及びドライ感の強い繊維とされている。このため、これまで繊維の断面形態や側面形態を変化させることによりソフト感やしなやかさを付与することが試みられてきてはいるが、この形態変化による風合いの改良は困難であった。
【０００４】
一方で、ふっくらとした嵩高感、軽量感を付与する目的で加圧空気流体処理により、糸に交絡、ループ等を積極的に生ぜしめた多くの嵩高軽量感素材が開発されてきている。中でもポリエステルの高収縮糸と混繊し、収縮特性の違いから染色工程での熱処理によりセルロースアセテート繊維のループを発現させるいわゆる異収縮混繊糸が試みられているが、高収縮ポリエステルの収縮挙動が布帛の皺の原因となったり繊維束間の目が詰まり風合が硬くなるなど品質の制御が困難であった。
【０００５】
また、特公昭４３−２５９４１号公報には、捲縮性のある自発伸長性の複合アセテート繊維が記載されているが、この方法では、捲縮糸であるが故，混繊糸のループ成分として採用した場合，本発明の目的であるソフト感やしなやかさといった風合い表現は得られない。また複合紡糸であるため安定した紡糸性が得られる製糸条件の制約が大きく，また高コストであるなどの問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術における問題点を解決するものであり、ソフト感、しなやかさが得られ、さらにはポリエステルと混繊する場合に、高収縮のポリエステルを必要とせずに通常の収縮挙動を示すポリエステルを採用しても十分な嵩高性が得られると共に布帛が皺になりにくく、且つ風合いが硬くならない自発伸長性セルロースアセテート繊維及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の要旨は、沸水収縮率および沸水処理後の１８０℃の乾熱収縮率が０％未満であり、単繊維が繊維軸方向にランダムな凹凸のある皺を有し、繊維軸方向の任意の位置で断面形状が異なることを特徴とする自発伸長性セルロースアセテート繊維にあり、第２の要旨は平均酢化度が４８．８％〜６１％のセルロースアセテートを下式（１）〜（３）を満たす条件で乾式紡糸する自発伸長性セルロースアセテート繊維の製造方法にある。
【０００８】
（１）０．１５＜Ｖｆ／Ｖｊ＜０．６０
（２）Ｖｊ＜２４００Ｖｆ／Ｖｊ＋６００
（３）Ｖｆ＞１００
（式中、Ｖｆは紡出糸の引き取り速度（ｍ／分）、Ｖｊは紡糸原液の紡糸ノズルからの吐出線速度（ｍ／分）である。また、Ｖｊは（紡糸原液の吐出量／紡糸口金の総孔面積）で定義する。）
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について具体的に説明する。
【００１０】
本発明の自発伸長性セルロースアセテート繊維は沸水収縮率および沸水処理後の１８０℃の乾熱収縮率が０％未満であることが必要である。
【００１１】
沸水収縮率が０％以上、すなわち収縮特性を示す場合は、染色工程において、セルロースアセテート繊維の伸長によるループが発現しない。また、沸水処理後の１８０℃の乾熱収縮率が０％以上では、染色工程においてセルロースアセテート繊維の伸長によるループが発現しても、染色工程後の熱処理を行うことにより、初期繊維長以下に収縮してしまいループは消滅し、本発明の目的とするソフト感やしなやかさ、嵩高・軽量感が付与されなくなる
また、図１に本発明の自発伸長性セルロースアセテート繊維を構成する単繊維の一例を示す。本発明では、該自発伸長性セルロースアセテート繊維を構成する単繊維が、繊維軸方向にランダムな凹凸のある皺を有し、繊維軸方向の任意の位置で断面形状が異なることから従来にないドライ感が得られる。
【００１２】
さらに、本発明の自発伸長性セルロースアセテート繊維は平均酢化度が４８．８％〜６１％のセルロースアセテート繊維であることが好ましい。平均酢化度が４８．８％未満では沸水処理により繊維が溶解しやすく、６１％を超えると沸水処理による伸長性能が不足しやすい。
【００１３】
次に、本発明の自発伸長性セルロースアセテート繊維の製造方法を説明する。
【００１４】
本発明では、平均酢化度が４８．８％〜６１％のセルロースアセテートを紡糸原液とすることが必要である。
【００１５】
セルロースアセテートの平均酢化度が４８．８％未満では、乾式紡糸により得られた繊維が沸水処理により溶解し、平均酢化度が６１％を超えると得られた繊維の沸水処理による伸長性能が不足する。
【００１６】
さらに、本発明では、下式（１）〜（３）を満たす条件で乾式紡糸することが必要である。尚、図２において、（Ａ）の領域が本発明の紡糸条件の範囲である。
【００１７】
（１）０．１５＜Ｖｆ／Ｖｊ＜０．６０
（２）Ｖｊ＜２４００Ｖｆ／Ｖｊ＋６００
（３）Ｖｆ＞１００
（式中、Ｖｆは紡出糸の引き取り速度（ｍ／分）、Ｖｊは紡糸原液の紡糸ノズルからの吐出線速度（ｍ／分）である。また、Ｖｊは（紡糸原液の吐出量／紡糸口金の総孔面積）で定義する。）
一般にセルロースアセテート繊維の乾式紡糸は、アセテートフレークを溶解して紡糸原液を調製し、これを小孔径の紡糸口金から加熱空気中に吐出して、溶媒を蒸発させ、糸条を形成するものである。この様な紡糸原液を紡糸口金から吐出すると極短時間に繊維の表層部分の溶媒が蒸発しスキン層が形成され、更に乾燥が進むにつれて、溶媒がフィラメント内部より拡散し、溶媒が内部から失われるに伴って内部体積が減少し内圧が負となって繊維表面収縮が生ずる。
【００１８】
紡糸ドラフトＶｆ／Ｖｊが０．１５以下になると、紡糸口金から吐出された紡糸原液からの溶剤の蒸発による収縮以上に、紡糸口金と引き取りローラー間で糸が緩められるために、乾燥筒内で糸がたるみ、その結果、糸切れやケバ等が発生する。
【００１９】
また、紡糸ドラフトＶｆ／Ｖｊが０．６以上になると、糸条形成過程、即ち乾燥収縮過程では、糸の長手方向には緊張状態のままであるため、いわゆる”菊型”の断面形状を呈し、長手方向には非常に平滑な繊維となり、ドライ感が不十分となる。
【００２０】
さらに、紡糸原液の紡糸ノズルからの吐出線速度Ｖｊが、Ｖｊ≧２４００Ｖｆ／Ｖｊ＋６００（ｍ／分）であると製糸安定性が不安定となり、紡出糸の引き取り速度ＶｆがＶｆ≦１００（ｍ／分）であると生産性が低くなる。
【００２１】
また、繊維表面上の複雑な凹凸の発生すなわち乾燥収縮過程における糸の長手方向の分子鎖の緩和は、単に紡糸ドラフトによってのみ決定されるのではなく、この際の紡糸の巻き取り速度にも大きく左右される。即ち、巻き取り速度が遅くなるに従い凹凸の発生程度がより複雑化する。これは同一ドラフトではあっても、巻き取り速度の遅い領域では紡糸張力が小さくなるため、実質的な糸の長手方向の束縛の緩和効果を現すものと考えられる。
【００２２】
従って本発明のアセテート繊維は、品種や目的に応じて適当な吐出線速度と紡糸ドラフトを設定すればよい。
【００２３】
また、本発明の伸長性の発現メカニズムはあきらかではないが以下のように考察できる。
【００２４】
セルロースアセテート繊維はその分子構造内に親水性を示す水酸基を有しており、その酢化度によって親水性が変化する。平均酢化度が４８．８％〜６１％のセルロースアセテートを低ドラフト率の紡糸条件で紡糸することで、紡糸における乾燥収縮の過程において、通常のドラフト率の繊維に比べ、長手方向に分子鎖が緩和した状態となり、紡糸後の沸水処理で親水性の水酸基により繊維軸方向に大きく膨潤して分子鎖が長手方向に伸長し、その後の乾燥過程においても、分子鎖が完全に元の緩和した状態に戻らないためと考えられる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明を説明する。
【００２６】
なお、各特性値の測定は、以下の方法に従った。
【００２７】
［沸水収縮率（ＢＷＳ）］
１ｄｔｅｘあたり１／２７ｇの張力下で試長１ｍの１０回捲き綛を準備し１ｄｔｅｘあたり２／２．７ｇの荷重を負荷して初期綛長（Ｌ０）を測定する。その綛を無荷重状態で沸騰水中に３０分間浸漬した（沸水処理）後、再び荷重をかけて測定綛長（Ｌ１）を測定し、次式より算出する。
【００２８】
沸水収縮率＝（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０×１００（％）
［乾熱収縮率（ＨＡＳ）］
沸水収縮率を測定した後の綛サンプルを雰囲気温度１８０℃の中に無荷重状態で３０分間放置した後、測定綛長（Ｌ２）を測定し、次式により算出する。
【００２９】
乾熱収縮率＝（Ｌ０−Ｌ２）／Ｌ０×１００（％）
［風合い］
自発伸長性アセテート繊維と３３ｄｔｅｘ／１２ｆの通常のポリエステル繊維とをエアー混繊した混繊糸をから平織物を作成し、染色後、１７０℃で１分の乾熱処理を実施した後風合いを評価した。嵩高性、膨らみ感に優れたものを○、やや優れたものを△、劣るものを×とした。
【００３０】
（実施例１）
平均酢化度５５．１％のセルロースアセテートを塩化メチレン／メタノール（＝８８／１２）の混合溶剤に溶解し、固形分濃度を２２．０重量％に調整した紡糸原液を使用し、吐出孔径が０．０２８ｍｍの孔型が○型の紡糸口金を用いて、吐出線速度６０６ｍ／ｍｉｎ、引き取り速度２００ｍ／ｍｉｎ、ドラフト率＝０．３３にてインターレース加工を施しながら乾式紡糸法により、８３ｄｔｅｘ／１５ｆのセルロースアセテート繊維を得た。
【００３１】
このアセテート繊維の破断強度は１．２８ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度は４３．５％、また沸水収縮率（ＢＷＳ）は−４．４８％、１８０℃の乾熱収縮率（ＨＡＳ）は−３．５８％であった。
【００３２】
得られた自発伸長性アセテート繊維と３３ｄｔｅｘ／１２ｆの通常のポリエステル繊維とをエアー混繊し、１１５ｄｔｅｘ／２７ｆのフィラメント混繊糸を製造、平織物を作成し、染色後、１７０℃で１分の乾熱処理を実施した。得られた織物の評価結果を表１に示した。
【００３３】
得られた織物は嵩高性に優れ、膨らみ感のあるソフトな風合を有していた。
【００３４】
（実施例２〜４、比較例１〜３）
使用するセルロースアセテートの平均酢化度、溶解溶剤、紡糸に使用する口金の吐出孔径、吐出線速度、引き取り速度、ドラフト率を表１のように種々変更して得られたアセテート繊維の収縮特性、及び実施例１と同様に、高収縮ポリエステル繊維とのエアー混繊糸を作成し、このフィラメント混繊糸を使用した織物について嵩高性、風合を評価した結果を表１に示す。
【００３５】
実施例２〜４では、いずれも嵩高性に優れ、膨らみ感のあるソフトな風合が得られた。
【００３６】
比較例１では、沸水収縮率および、沸水処理後の１８０℃の乾熱収縮率が０％以上であるため、嵩高性、膨らみ感のあるソフトな風合は得られなかった。
【００３７】
比較例２では、ドラフト率Ｖｆ／Ｖｊが０．６を超えるため、沸水収縮率および、沸水処理後の１８０℃の乾熱収縮率が０％以上となり、嵩高性、膨らみ感のあるソフトな風合は得られなかった。
【００３８】
比較例３では、使用するセルロースアセテートの平均酢化度が６１％を超えるため、ドラフト率Ｖｆ／Ｖｊが０．６を超えるため、沸水収縮率および、沸水処理後の１８０℃の乾熱収縮率が０％以上となり、嵩高性、膨らみ感のあるソフトな風合は得られなかった。
【００３９】
【表１】

【００４０】
【発明の効果】
本発明によるセルロースアセテート繊維は染色工程による熱処理によって繊維長が伸長し、ソフト感、しなやかさ、及び嵩高感が付与され、また従来のアセテート繊維の表面形態とは全く異なる独特の複雑な凹凸形態を有しているため、アセテートとしてはこれまでになかったドライな風合効果と独特の光沢感、更には良好な発色性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自発伸長性セルロースアセテート繊維を構成する単繊維の一例図である。
【図２】本発明の紡糸条件の範囲を示す図である。
【符号の説明】
Ａ 本発明の紡糸条件領域。
Ｂ 通常の紡糸条件領域。

Claims (3)

1. 沸水収縮率および沸水処理後の１８０℃の乾熱収縮率が０％未満であり、単繊維が繊維軸方向にランダムな凹凸のある皺を有し、繊維軸方向の任意の位置で断面形状が異なることを特徴とする自発伸長性セルロースアセテート繊維。
2. 平均酢化度が４８．８％〜６１％である請求項１記載の自発伸長性セルロースアセテート繊維。
3. 平均酢化度が４８．８％〜６１％のセルロースアセテートを下式（１）〜（３）を満たす条件で乾式紡糸する自発伸長性セルロースアセテート繊維の製造方法。
   （１）０．１５＜Ｖｆ／Ｖｊ＜０．６０
   （２）Ｖｊ＜２４００Ｖｆ／Ｖｊ＋６００
   （３）Ｖｆ＞１００
   （式中、Ｖｆは紡出糸の引き取り速度（ｍ／分）、Ｖｊは紡糸原液の紡糸ノズルからの吐出線速度（ｍ／分）である。また、Ｖｊは（紡糸原液の吐出量／紡糸口金の総孔面積）で定義する。）

Images