JP4830743B2 - ポリエステル繊維、織編物、カーシートおよびポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents
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(160℃乾熱処理後の放縮率)=(L1−L2)/L0
この放縮率は、繊維の熱セット性を表すパラメータである。繊維の放縮率が大きいと、該繊維から得られる布帛は、仕上げ熱セットをかけた後でも布帛の収縮が起こり、布帛の均一性が損なわれる。また、布帛の収縮により、布帛組織の目ズレやタルミなど表面品位の低下を引き起こす。特に組織の拘束力の弱い編物においては影響が大きくなり、実用に耐えないものとなってしまう。繊維を編物用途に問題なく使用するためには、この放縮率は1.4%以下であることが必要である。さらに好ましくは1.1%以下である。この放縮率は、布帛としての価値を高める最も重要な項目であるといえる。この放縮率は、PET繊維では0.3%程度の値、従来の3GT繊維では1.7〜2.0%程度の値である。
サドル(%)={(Dmax−Dmin)/Dmin}×100
バルジ(%)={(Wmax−Wmin)/Wmin}×100
サドルやバルジが大きいと、パッケージにおける繊維の硬さにムラが発生する。特に、サドルが大きい場合、最大径の部分では繊維が硬く、逆に、最小径の部分では繊維が柔らかくなりやすい。繊維の硬さにムラがあると、それを用いて布帛を得る際に、布帛の均一性が損なわれ、布帛表面の品位が低下する。サドルおよびバルジが上記の範囲であると、パッケージでの繊維のムラが抑制され、このために発生する布帛表面の品位低下を抑制することができる。バルジのより好ましい範囲は0〜8%、サドルのより好ましい範囲は0〜8%である。
(1)極限粘度
極限粘度[η]は、溶媒として、オルソクロロフェノールを用い、30℃で粘度を測定し、次の定義式に基づいて求められる値である。ここで、Cは溶液の濃度、ηrは相対粘度(溶媒の粘度に対する、ある濃度Cにおける溶液の粘度の比率)である。
東洋精機(株)社製キャピログラフ1Bを用い、窒素雰囲気下においてせん断速度1216sec−1での測定を3回行い、平均値を溶融粘度(poise)とした。なお、測定温度は、各実施例および比較例での紡糸温度と同一の温度とし、かつ、各実施例および比較例におけるポリマ滞留時間と同一の時間保持したのち溶融粘度を測定した。すなわち、実施例1における3GTの溶融粘度は、キャピログラフ1Bにて温度270℃、15分間保持した後、せん断速度1216sec−1にて測定した値である。
(3)強度、伸度、初期引張抵抗度、20%伸長後の伸長回復率
JIS L1013(1999)に従い測定した。強度および伸度は、JIS L1013(1999)8.5項「引張強さおよび伸び率」に従って、つかみ間隔20cm、引張速度50%/分で測定した。初期引張抵抗度は、JIS L1013(1999)8.10項に従って、つかみ間隔20cm、引張速度50%/分で測定した。また、20%伸長後の伸長回復率はJIS L1013(1999)8.9項伸長弾性率A法に従い、つかみ間隔20cm、引張速度50%/分とし、サンプルを20%まで伸長させたときの弾性率を求めた。
(4)160℃乾熱処理後の放縮率
繊維を1m×10回のかせ取りする。かせに、9.1×10−3cN/dtexの荷重を掛け、カセ長を測定する(L0)。次に、9.1×10−3cN/dtexの荷重下で160℃、15分の乾熱処理を行い、乾熱処理直後(30秒以内)、かせ長を測定する(L1)。さらに、荷重を4.6×10−3cN/dtexに換え、20℃で30分放置した後、かせ長を測定する(L2)。下記の式で、160℃乾熱処理後の放縮率を算出する。
(160℃乾熱処理後の放縮率)=(L1−L2)/L0
(5)沸騰水収縮率
繊維を1m×10回のかせ取りする。かせに、0.029cN/dtexの荷重を掛け、カセ長を測定する(L’0)。次に、かせを無荷重の状態で100℃の沸騰水にて15分間処理し、風乾後、0.029cN/dtexの荷重を掛けたときのかせ長を測定する(L’1)。下記の式で、沸騰水収縮率を算出する。
沸騰水収縮率(%)={(L’0−L’1)/L’0}×100
(6)160℃乾熱収縮率
繊維を1m×10回のかせ取りする。かせに、0.029cN/dtexの荷重を掛け、カセ長を測定する(L”0)。次に、かせを無荷重の状態で160℃のオーブンにて15分間処理し、風冷後、0.029cN/dtexの荷重を掛けたときのかせ長を測定する(L”1)。下記の式で、160℃乾熱収縮率を算出する。
160℃乾熱収縮率(%)={(L”0−L”1)/L”0}×100
(7)収縮応力ピーク温度、ピーク値、0.5cN/dtex応力時の温度
200mmの試料を結んで環状にし、鐘紡エンジニアリング社製KE−2を用い、初期荷重0.044cN/dtex、初期温度30℃、昇温速度100℃/分にて収縮応力を測定し、収縮応力が最大になる温度(ピーク温度)、および、その時の収縮応力の値(ピーク値)を求めた。また、横軸に温度、縦軸に収縮応力値にしてグラフ化し、0.5cN/dtex応力時の温度を求めた。
(8)サドル、バルジ
各実施例および比較例において、繊維を巻取るに際して、直径134mmの紙管に巻取り幅114mmにて巻取り、8kgのパッケージ(巻径約340mm)を得た。得られたパッケージを、25℃60%RHの雰囲気下で168時間(7日間)放置後、パッケージの形状を測定した。図5に示すように、パッケージの最大径(Dmax)、最小径(Dmin)、最大幅(Wmax)、および、最小幅(Wmin)を測定し、下式により、サドルおよびバルジを算出した。
サドル(%)={(Dmax−Dmin)/Dmin}×100
バルジ(%)={(Wmax−Wmin)/Wmin}×100
(9)布帛品位、布帛スムース感、耐光堅牢性、耐用性、総合評価
(i)評価用起毛編物の作成
フロント糸、バック糸とも、各実施例および比較例により得られた繊維を用い、28Gにてトリコットハーフ組織の編物生機を作成した。得られた生機を95℃にて精錬し、140℃にてプリセット後、起毛処理を施した。その後、130℃にて染色を行い、ピンテンターを用い160℃にて仕上げセットを行い、起毛編物を得た。
(ii)布帛品位、布帛スムース感
得られた起毛編物を30cm角に切り取り、該編物1点について、経験年数3年以上の評価者3名の合議によって4段階の官能評価を行った。なお、合格レベルはB以上である。
B :優れている
C :従来品と比較して、効果に改善は見られるものの、大幅な改善ではない
D :従来品と変わらない
それぞれの評価の観点は以下の通りである。
布帛品位:布帛表面の凹凸および布帛のカールについて、目視により従来品(3GT繊維、比較例7)との比較評価を行った。布帛表面の凹凸および布帛のカールが小さいほど優れているとし、目視では布帛表面の凹凸、カールを確認できないものをA評価とした。
布帛スムース感:布帛の起毛のソフト性および均一性について、触感により従来品(PET繊維、比較例9)との比較評価を行った。ソフト性が高く、かつ、すべり感にムラがなく均一であるほど優れているとした。
(iii)耐光堅牢性
強エネルギー型キセノンフェードメーター(SC700−1FA:スガ試験機株式会社製)を用いた。起毛編物を、ウレタンシートに挟んで、ホルダに固定した。ホルダにガラスフィルタを装着して、ブラックパネル温度73℃×50%RH×3.8時間のキセノンランプ照射を行った。試験後のサンプルについて、JISL0804規定の変退色用グレースケールを用いて級判定を行った。なお、合格レベルはB以上である。
B :3.5級
C :3級
D :2.5級以下
(iv)耐用性
起毛編物を10cm角に切り取り、四隅のみ固定し中央部は浮かせた状態としておく。断面積4cm2、300gの荷重を中央部に載せ、30秒間保持する。重りを取り除き、30秒間待つ。以上の荷重負荷および解放を合計5回繰り返した後、固定を解除し、平面上に載せた起毛編物について、前記(ii)項と同様、経験年数3年以上の評価者3名によって目視により従来品(PET繊維、比較例9)との比較評価を実施した。荷重による布帛のヘコミが少ないほど優れているとし、目視ではヘコミを確認できないものをA評価とした。
B :優れている
C :従来品と比較して、効果に改善は見られるものの、大幅な改善ではない
D :従来品と変わらない
(v)以上の布帛評価を行い、総合評価を実施した。どれか一つでもC以下の項目があるものは、総合評価Cとした。全ての項目についてB以上の場合で、Aの項目が3つ以上のものは、総合評価A、そうでないものは、総合評価Bとした。3段階にて評価を行い、B以上を合格とした。
B :優れている
C :従来品と比較して大幅な改善は見られない
実施例1〜3、比較例1〜3
芯鞘繊維にて実験を行った。用いるポリエステルは表1の通りとし、芯と鞘の比率を適宜変更して行った。実施例1は鞘成分として極限粘度1.1の3GTホモポリマを、芯成分として極限粘度0.51のPETホモポリマを使用し、紡糸温度270℃にて芯鞘繊維を紡糸した。この際、公知の芯鞘紡糸用口金を用い、口金にて芯鞘形状を形成させた。なお、配管に入ってから口金吐出までのポリマの滞留時間は、3GTは6分、PETは50分であった。この条件にて測定した溶融粘度は、3GTは1900poise、PETは480poiseであった。
次に芯鞘繊維における紡糸速度と熱処理温度の影響について実験を実施した。紡糸速度、熱処理温度以外は実施例2と同一の条件にて行った。製造条件および結果を表2に示した。
次にブレンド繊維の実験を実施した。用いたポリエステルおよび口金での滞留時間は表3の通りであった。口金を変更し、二つのポリマをミキサーにより混錬したのち吐出させ、ブレンド繊維とした以外は実施例1と同様の温度条件および速度条件で、84dtex48フィラメントのブレンド繊維を得た。製造条件および結果を表3に示した。
次に3GT単独繊維の実験を行った。参考例5では極限粘度1.1の3GTホモポリマを用い、250℃の紡糸温度にて紡糸を行った。口金での滞留時間は10分であった。口金面深度は20mmに設定し、図2の設備を用いて製糸を行った。まず、口金8から吐出されたポリマは、冷却装置9にて冷却され、給油装置10にて油剤を付与され、交絡装置11にて交絡付与された後、5000m/分の速度の第1ローラー12に巻き付けられた。第1ローラー12は非加熱であり、35℃の表面温度であった。第1ローラー12に7回巻き付けた後、速度が5000m/分である第2ローラー13へ引き回した。第2ローラー13は150℃に加熱されていた。繊維を第2ローラー13へ6回巻き付け、150℃、32×10−3秒間の熱処理を実施した。熱処理後、コンタクトロール14と巻取り機16にて、パッケージ15として4850m/分にて巻取りを実施し、84dtex48フィラメントのポリエステル繊維を得た。
口金面深度の影響について実験を行った。実施例2と同様のポリマを用い、紡糸温度、紡糸速度、その他温度条件等は実施例2と同様にし、口金面深度のみ実施例2の20mmから60mm、90mm、110mmと変化させ、得られた布帛の評価を実施した。結果を表5に示す。口金面深度が60mmである実施例13では実施例2と同様、優れた布帛を得ることができた。また、面深度を90mmとした実施例14でも十分優れた布帛を得ることができた。しかし、口金面深度を110mmとした比較例10においては、強度は向上が見られるものの、沸騰水収縮率および乾熱収縮率が高く、放縮率が1.6%となったため、布帛の凹凸が目立ち、耐光堅牢度も落ちる布帛しか得られなかった。
また、参考例6と同様のポリマを用い、紡糸温度、紡糸速度、その他温度条件等も参考例6と同様にし、口金面深度のみ参考例6の20mmから90mm、110mmと変化させ、得られた布帛の評価を実施した。結果を表5に示す。口金面深度が90mmである参考例7では参考例5と同様の優れた布帛を得ることができた。しかし、口金面深度を110mmとした比較例11では、強度は向上が認められるものの、160℃乾熱処理後の放縮率が高く、満足する布帛は得られなかった。
2 配管
3 紡糸加熱体(紡糸温度)
4 口金
5 保温体
6 口金面深度
7 吐出されたポリマ
8 口金
9 冷却装置
10 給油装置
11 交絡装置
12 第1ローラー
13 第2ローラー
14 コンタクトローラー
15 パッケージ
16 巻取機
27 口金
28 冷却装置
29 給油装置
30 交絡装置
31 第1ローラー
32 第2ローラー
33 交絡装置
34 第3ローラー
35 第4ローラー
36 コンタクトローラー
37 パッケージ
38 巻取機
Claims (9)
- 初期引張抵抗度が15〜38cN/dtex、20%伸長後の伸長回復率が70%以上、160℃乾熱処理後の放縮率が0.3%〜1.4%である同心円型芯鞘複合繊維であり、鞘は極限粘度0.8〜1.2のポリトリメチレンテレフタレートからなり、芯は極限粘度0.4〜0.6のポリエチレンテレフタレートあるいは極限粘度0.5〜0.9のポリブチレンテレフタレートからなるポリエステル繊維。
- 沸騰水収縮率が4〜11%、160℃乾熱収縮率が4〜15%、かつ、収縮応力曲線における0.5cN/dtex応力時の温度が55〜80℃である請求項1記載のポリエステル繊維。
- ポリトリメチレンテレフタレートの比率が繊維中の70〜90質量%である請求項1または2に記載のポリエステル繊維。
- 請求項1〜3のいずれかの繊維からなる織編物。
- 請求項1〜3のいずれかの繊維のみからなる織編物。
- 請求項4〜5のいずれかに記載の織編物からなるカーシート。
- 起毛処理を施した請求項6の記載のカーシート。
- 請求項1〜3のいずれかの繊維が巻きつけられ、バルジが−5〜10%、かつ、サドルが0〜10%であるチーズ状パッケージ。
- 請求項1に記載のポリエステル繊維を製造する方法であって、
極限粘度0.8〜1.2のポリトリメチレンテレフタレートを溶融する工程、
極限粘度0.4〜0.6のポリエチレンテレフタレート、または極限粘度0.5〜0.9のポリブチレンテレフタレートを溶融する工程、
2つの溶融ポリマを口金にて合流させる工程、
合流したポリマを口金面深度20〜90mmの口金から吐出する工程、
吐出されたポリマを紡糸速度1400〜3500m/分で引き取る工程、および、
引き取られた繊維を、延伸した後、120〜180℃にて熱処理する工程
を含むポリエステル繊維の製造方法。
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