JP4602856B2

JP4602856B2 - 潜在捲縮性ポリエステル複合繊維

Info

Publication number: JP4602856B2
Application number: JP2005197617A
Authority: JP
Inventors: 努平井; 隆司橋本
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2025-07-06
Also published as: JP2007016336A

Description

本発明は、膨らみ感のあるソフトな風合いと染色性に優れ、かつ重量感のあるドレープ性にも優れるストレッチ性織編物を得るのに好適な潜在捲縮性ポリエステル複合繊維に関するものである。

ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルは、優れた機械的特性と化学的特性を有しており、広範な分野において使用されている。この用途の一つとして、ストレッチ機能を有する織編物を得るために、熱収縮特性の異なる２種類のポリエステルをサイドバイサイド型に接合し、製織編後の加工時に受ける熱により捲縮性能を発現する潜在捲縮性の複合繊維を使用することがよく知られている。

このような潜在捲縮性を有する繊維は、製織編後に捲縮を発現することにより織編物に嵩高性を付与し、膨らみ感を与えることができ、ソフトな風合いを発現するのに好適な繊維である。

一方、衣料用途の中には、布帛の重量感やドレープ性が要求される用途があり、このような用途においても高いストレッチ性を有するものが近年要望されている。したがって、高い捲縮性能を有しながら重量感があり、布帛にしたときに良好なドレープ性を発現する繊維が求められているが、従来の潜在捲縮糸を布帛にした場合、嵩高であるがゆえに重量感に欠け、また、捲縮を発現する際に、単糸同士の拘束があり、布帛にしたとき剪断方向の抵抗が大きくなるため、ドレープ性が要求される織編物には不向きであり、用途が限定されていた。

上記の問題を解決するために、特許文献１では、溶融粘度が高い側のポリエステル成分中にセラミックス微粒子を高含有させた潜在捲縮性能を有するポリエステル複合繊維が提案されている。この複合繊維は、高い捲縮性能を有しながら重量感があるため、布帛にしたときに良好な膨らみ感とドレープ性を発現するものであった。しかしながら、この複合繊維は、高粘度ポリエステル成分中にセラミックス微粒子を高含有させているため、染色した際に染色色差が発生することがあり、得られた布帛に染色筋が発生することもあった。
特開2000−345433号公報

本発明は、上記の問題を解決し、染色色差が生じることなく、染色品位の良好な布帛を得ることができ、かつ、膨らみ感のあるソフトな風合いと重量感のあるドレープ性を兼ね備えたストレッチ性の布帛を得ることができる潜在捲縮性ポリエステル複合繊維を提供することを技術的な課題とするものである。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、マルチフィラメントを構成する各単糸が、粘度が異なる２種類のポリエステル成分が互いにサイドバイサイド型に貼り合わされた断面形状を呈している複合繊維であって、低粘度ポリエステル成分はポリエチレンテレフタレート（共重合成分を含むものを除く）からなり、平均粒径が０．２〜２．０μｍ、密度が３．５ｇ／ｃｍ^３以上のセラミックス微粒子を１．５〜８．０質量％含有しており、高粘度ポリエステル成分はポリエチレンテレフタレート（共重合成分を含むものを除く）からなり、セラミックス微粒子の含有量が０．５質量％以下であり、かつマルチフィラメントの捲縮回復応力が０．０１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする潜在捲縮性ポリエステル複合繊維を要旨とするものである。

本発明の潜在捲縮性ポリエステル複合繊維によれば、製編織することにより、膨らみ感のあるソフトな風合いを有しながら、重量感のあるドレープ性を兼ね備え、かつ染色品位にも優れたストレッチ性織編物を得ることが可能であり、特に衣料用途に好適である。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の潜在捲縮性ポリエステル複合繊維(以下、単に複合繊維と称する。)は、粘度が異なる２種類のポリエステル成分からなるものであり、ポリエステル成分は、エチレンテレフタレートの繰り返し単位が90％以上の実質的にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主体とするものであることが好ましい。

粘度の異なる２種類のポリエステルは、繊維にしたとき捲縮を発現するために、紡糸時の溶融粘度に差があることが好ましく、高粘度ポリエステル成分と低粘度ポリエステル成分との溶融粘度差は、温度280℃、剪断速度1000/Sの条件で測定したとき、100ポイズ以上あることが好ましく、十分な捲縮を発現するためには、500〜1500ポイズの差があることがより好ましい。

両ポリエステル成分間の溶融粘度差が100ポイズより小さいと、両成分の熱収縮性が近似するため、目的とする捲縮性能を十分発現することができないことがあり、好ましくない。一方、両ポリエステル成分間の溶融粘度差が1500ポイズを超えると、紡糸操業性が低下しやすくなり、また染色色差も生じやすくなり、染色品位が低下することがある。

上記のように、両ポリエステル成分の粘度差を設けるには、高粘度ポリエステル成分は、低粘度ポリエステル成分より熱収縮性が高いことが必要であるため、ＰＥＴ中に共重合成分を含んでいてもよい。例えば共重合成分としては、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸成分や１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等のジオール成分、ビスフェノールＡのＥＯ付加体等が挙げられる。

さらに、両ポリエステル成分には、本質的な特性を損なわない限り、艶消し剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、難燃剤、抗菌剤、導電性付与剤等、他の成分を少量含有していてもよい。

また、これらの２種類のポリエステル成分の重合度は、通常の溶融紡糸に用いられる範囲から選定することができ、極限粘度が0.4〜0.8の範囲となるものが好ましい。

そして、低粘度ポリエステル成分は、平均粒径が0.2〜2.0μｍの範囲にあり、密度が3.5g/cm³以上のセラミックス微粒子を1.5〜8.0質量％含有し、中でも1.5〜6.0質量％含有することが好ましい。

この微粒子を含有することにより、繊維の重量感を増すと同時に、繊維表面に微粒子が部分的に露出することにより、表面摩擦抵抗を下げる効果があり、これらの相乗効果により、布帛化したときに良好なドレープ感を発現することが可能となる。

両ポリエステル成分のうち、配向がより促進される高粘度ポリエステル成分に微粒子を多く含有させると、微粒子の２次凝縮の発生頻度が高くなり、繊維中の微粒子の分散状態により染色色差や染色筋が発生しやすく、この繊維を用いた布帛の品位が低下しやすくなる。このため、低粘度ポリエステル成分に微粒子を含有させることにより、高粘度ポリエステル成分で物性を支配（特定）させ、低粘度ポリエステル成分で微粒子の２次凝縮を抑制することにより、強度、伸度等の物性が安定し、かつ染色品位の安定した繊維を得ることができる。

本発明で使用するセラミックス微粒子とは、成形、焼成等の工程を経て得られる非金属無機材料を微粒化したものをいい、酸化チタン、酸化珪素等の無機酸化物微粒子が代表的であり、ポリエステルとの界面における表面張力が小さく、溶融時に凝集し難いものが操業上及び品位上から好ましい。

セラミックス微粒子は、平均粒径が0.2〜2.0μｍの範囲にあることが必要である。なお、平均粒経とは、セラミック微粒子をエチレングリコール溶液に微分散させた後、島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布測定装置SALD−2000Jを用い、体積分布基準換算、屈折率1.70-0.20iの条件で測定するものである。

平均粒径がこの範囲にあるセラミックス微粒子が繊維表面に部分的に露出することにより、繊維表面の滑りがよくなる。平均粒径がこの範囲より小さいと繊維表面を改質する効果が乏しい。一方、この範囲より大きいと粒子が局部的に大きく露出してしまうため摩擦抵抗が大きくなり、さらには、粒子が局在するために、紡糸時に応力の偏りによる糸切れが発生したり、延伸時に毛羽が発生する等、操業的な問題が発生する。

また、セラミックス微粒子の密度は3.5g/cm³以上である。密度が3.5g/cm³より低いと繊維の密度を増す効果が乏しく、密度を増すために多量に含有させた場合は紡糸時に糸切れが発生したり、延伸、加工時に毛羽が発生する等、操業性に問題があり、好ましくない。セラミックス微粒子の密度の上限は特に限定されるものではないが、凝集によるトラブルや操業性を考慮すると、5.0g/cm³程度とすることが好ましい。

次に、セラミックス微粒子の含有量は、低粘度ポリエステル成分の総質量に対し1.5〜 8.0質量％、好ましくは1.5〜6.0質量％である。含有量が1.5質量％未満であると、重量感の付与や表面摩擦を低下する効果が乏しくなる。一方、含有量が8.0質量％を超えると、紡糸、延伸時に糸切れや毛羽等が発生しやすく、品位の低下した繊維となり、また、得られた布帛の染色品位も劣るものとなる。

セラミックス微粒子は、ポリエステルの重合時あるいは紡糸時の溶融段階で添加することが可能であるが、凝集を防ぎ、より均一に分散させることを考慮すると、重合時に添加することが好ましい。

また、高粘度ポリエステル成分中にも低粘度ポリエステル成分と同様のセラミックス微粒子を少量であれば含んでいてもよいが、含有量は0.5質量％以下とする。0.5質量％を超えると、高粘度ポリエステル成分中でセラミックス微粒子の凝集が生じやすくなり、染色色差を生じることとなる。

また、本発明の複合繊維は、捲縮回復応力が0.010ｃN/dtex以上であり、中でも0.015〜0.020ｃN/dtexであることが好ましい。捲縮回復応力が0.010ｃN/dtex未満であると、捲縮発現性能に劣るものとなり、布帛にした後で捲縮を発現させてもストレッチ性に乏しい布帛となる。一方、捲縮回復応力が0.020ｃN/dtexを超える場合、このような糸を得ようとすると紡糸操業性が悪化し、それにより染色性も低下しやすくなる。

なお、本発明における捲縮回復応力は、マルチフィラメント（繊維）を外周 1ｍの検尺機で５回かせ取りして２重にし、1/6800cN/dtex の荷重を掛けて30分間放置した後、30分間沸水処理し、乾燥した後、オリエンテック社製万能引張試験機テンシロンRTC1210 の引張速度を100mm/分とし、（繊度×２）cNの応力まで試料を伸長させ、同じ速度で回復させ、このときの最大応力点から垂線を降ろし、応力０cNの線との交点から45度の角度で応力曲線側に引いた線と応力回復曲線との交点での応力測定値を読み取るものである。

両ポリエステル成分は、複合繊維の長手方向に対して垂直に切断した断面形状において、サイドバイサイド型に貼り合わされた形状を呈するものであるが、両ポリエステル成分の接合面は直線的な形状のものでも、湾曲している形状のものであってもよい。

そして、両ポリエステル成分の複合比率は、良好な捲縮性能を得るためには、質量比で40／60〜60／40の範囲が好ましい。この範囲を外れると、十分な捲縮性能を発現させることができないことがあり、好ましくない。

本発明の複合繊維は、単糸繊度が１〜10デシテックス、単糸数が５〜 100本とすることが好ましく、これらの範囲内で用途に応じて適宜選定することが好ましい。

次に、本発明の複合繊維の製造方法について説明する。本発明の複合繊維は、通常の複合紡糸型溶融紡糸機により製造することができる。まず、紡糸口金の背面で両ポリエステル成分をサイドバイサイド型になるように合流させ、同一紡糸孔から吐出し紡糸する。その際、紡糸温度は両ポリエステル成分の溶融粘度によって適宜選定されるが、通常 280〜 310℃の範囲が好ましい。紡出糸条は冷却固化した後、紡糸油剤を付与して1000〜4000m/分の速度で引取る。この後、一旦捲き取り、延伸機により熱延伸を施すか、あるいは引取った糸条を紡糸に連続して熱延伸することにより、本発明の複合繊維を得ることができる。

上記の製造方法における延伸倍率は、引き取った時点での繊維の残留伸度により適宜選定することが好ましく、延伸後の残留伸度が15〜40％の範囲になるように選定することが好ましい。残留伸度がこの範囲より高いと十分な捲縮性能が発現されず、また、残留伸度がこの範囲より低いと、延伸時に単糸の切断が発生する等、操業的に問題があり、好ましくない。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における物性の測定方法及び評価方法は以下のとおりである。
(a) 溶融粘度
島津製作所製フローテスターCFT-500 を用いて、温度280 ℃、剪断速度1000/Sの条件で測定した。
(b) 捲縮回復応力
前記の方法で測定した。
(c) ストレッチ性、ドレープ性、染色品位の評価
得られた複合繊維（56dtex／48ｆ、56dtex／12ｆ）に1100Ｔ／Ｍの加撚（Ｓ撚、撚係数Ｋ11000）を施し、引き続き80℃、40分間の条件で真空熱セットを行った。この糸を緯糸に用い、経糸に110デシテックス／24フィラメントのＰＥＴの延伸糸を用い、経密度78本／2.54cm、緯密度57本／2.54cmの平織の織物を製織し、以下の条件で染色を行った。
得られた織物について１０人のパネラーによる官能評価を行った。それぞれの性能について、１０段階で評価（１０を最も優れているものとする）させ、これらの評価値の１０人の平均値を求め、以下の４段階で評価した。◎と○を合格とした。
◎ 非常に良好：平均値が８点以上
○ 良好：平均値が６点〜８点未満
△ やや劣る：平均値が５点〜６点未満
× 劣る：平均値が５点未満
染色条件−染料としてDianix Blue UN-SE（1%omf）を使用し、浴比１：２０、130℃で30分間染色を行った。このとき、リラックス条件：130℃×30分（液流染色機）、プレセット条件：190℃×40秒、ファイナルセット条件：170℃×30秒とした。

実施例１
高粘度ポリエステル成分として、密度が3.9g/cm³、平均粒径が 0.7μｍの二酸化チタン微粒子を重合時に添加し、二酸化チタン微粒子の含有量が2.0質量％である溶融粘度2200ポイズのＰＥＴを用いた。低粘度ポリエステル成分として、高粘度ポリエステル成分と同様の二酸化チタン微粒子を 0.3質量％含有する溶融粘度1700ポイズのＰＥＴを用いた。
両ポリエステル成分を複合紡糸型溶融押出機に等質量供給し、紡糸温度 295℃で溶融し、紡出孔を24個有する紡糸口金の背面で両成分を合流させ、サイドバイサイド型に接合して紡出し、冷却固化した後、紡糸油剤を付与しながら糸条を集束し、表面速度が3250m/分の引取ローラを介して、捲取機で捲き取った。
次いで、得られた繊維を延伸機に供給し、表面温度85℃のローラと 165℃のホットプレートを介して1.47倍に延伸し、110デシテックス／24フィラメントの複合繊維を得た。

実施例２〜６、比較例１〜５
両ポリエステル成分の溶融粘度、低粘度ポリエステル成分の二酸化チタン微粒子の含有量を表１に示すように種々変更した以外は、実施例１と同様に行い複合繊維を得た。

実施例１〜６、比較例１〜５で得られた複合繊維と織物の評価結果を併せて表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜６の複合繊維は、いずれも捲縮回復応力が高く、これらの繊維から得られた織物は、高いストレッチ性と優れた染色品位、良好なドレープ性とを併せ持ったものであった。

一方、比較例１の複合繊維は、両ポリエステル成分の粘度差がないため、捲縮回復応力がなく、得られた織物は、ストレッチ性に乏しいものであった。比較例２の複合繊維は、セラミックス微粒子（二酸化チタン微粒子）の含有量が少ないため、得られた織物はドレープ性に欠けていた。また、比較例３の複合繊維は、二酸化チタン微粒子の含有量が多いため、延伸時に毛羽が多発し、得られた織物は染色品位が劣るものであった。比較例４の複合繊維は、セラミックス微粒子を含有していないため、得られた織物はドレープ性に乏しかった。さらに、比較例５の複合繊維は、高粘度ポリエステル成分に二酸化チタン微粒子を含有するものであったため、得られた織物は染色色差が生じ、染色品位に劣るものであった。

Claims

マルチフィラメントを構成する各単糸が、粘度が異なる２種類のポリエステル成分が互いにサイドバイサイド型に貼り合わされた断面形状を呈している複合繊維であって、低粘度ポリエステル成分はポリエチレンテレフタレート（共重合成分を含むものを除く）からなり、平均粒径が０．２〜２．０μｍ、密度が３．５ｇ／ｃｍ^３以上のセラミックス微粒子を１．５〜８．０質量％含有しており、高粘度ポリエステル成分はポリエチレンテレフタレート（共重合成分を含むものを除く）からなり、セラミックス微粒子の含有量が０．５質量％以下であり、かつマルチフィラメントの捲縮回復応力が０．０１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする潜在捲縮性ポリエステル複合繊維。
低粘度ポリエステル成分と高粘度ポリエステル成分との溶融粘度差（温度２８０℃、剪断速度１０００／Ｓの条件で測定）が５００〜１５００ポイズである請求項１記載の潜在捲縮性ポリエステル複合繊維。