JP6176973B2

JP6176973B2 - パイル糸用海島繊維

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Publication number: JP6176973B2
Application number: JP2013075427A
Authority: JP
Inventors: 小原　正之; 正之小原
Original assignee: KB Seiren Ltd
Current assignee: KB Seiren Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP2014198925A

Description

本発明は、エチレンビニルアルコール共重合体を一成分として含む、直毛性に優れたパイル糸用の海島繊維に関する。

エチレンビニルアルコール共重合体は水酸基を有する合成樹脂であり、ポリエステルなど他の合成樹脂と比較して吸湿性、吸水性に優れ、高い親水性を有している。
この樹脂は水酸基の含有量によっては熱水に可溶なため、特許文献１では、水酸基の含有割合が高いエチレンビニルアルコール共重合体と他の熱可塑性樹脂とを複合して繊維化し、その後、エチレンビニルアルコール共重合体を熱水除去することにより、風合い等の触感が劣化することのない繊維が得られることが記載されている。
また特許文献２および特許文献３には、親水性のエチレンビニルアルコール共重合体と疎水性の他の熱可塑性樹脂を別々に溶融し、鞘部にエチレンビニルアルコール共重合体を配し、芯部に突起部を形成した他の熱可塑性樹脂を配した断面とする複合繊維とすることで、両成分の界面の剥離を防止できることが記載されている。
一方、エチレンビニルアルコール共重合体を用いたパイル用の糸としては、特許文献４に、エチレンビニルアルコール共重合体とポリエステルとを用いた複合繊維を用いることが記載されている。

特開２０００−２３９９２６号公報特開２００３−６４５３１号公報特開２００５−２５６２３１号公報特開平６−５４７９１号公報

しかしながら、特許文献１記載の繊維は、パイル糸として用いることについての記載はなく、また用いたとしてもフィラメント曲がりが生じ毛倒れし易いという問題がある。
特許文献２および特許文献３のようなエチレンビニルアルコール共重合体と他の合成樹脂との複合繊維では、熱処理した際に、それぞれの樹脂の収縮差による成分間での応力を分散させることができず、フィラメントに曲がりが生じるため、使用する目的によってはトラブルの原因となる。
また特許文献４記載のパイル糸は、エチレンビニルアルコール共重合体と比べて融点が高いポリエステル樹脂と組合せた繊維であり、紡糸性が不良となるため、生産性の点から問題がある。
したがって、本発明は、上記の課題を解決し、紡糸性が良好で、フィラメント曲がりが生じない直毛性に優れたパイル用海島繊維を得ることを目的としたものである。

上記目的を達成するため、本発明は、海成分からなる海部と、島成分からなる島部とからなる海島繊維であって、海成分がエチレンビニルアルコール共重合体からなり、島成分が２５０℃以下の融点を有するナイロン６、ナイロン１０、ナイロン１２、およびナイロン６−１２の群より選ばれる熱可塑性樹脂からなるパイル糸用海島繊維をその要旨とする。島成分の熱可塑性樹脂は、ナイロン６からなるものであることが好ましい。島部は、海部の中心と同心円の円周上に略等間隔に配置されたものであることが好ましく、さらには島部が、海部の中心と同心円の円周上に略等間隔に配置され、島部が配置される円が二重円以上であることが特に好ましい。また、上記海島繊維は、捲縮加工が施されておらず、８５℃の湿熱処理後にフィラメントの曲がりが発生しない直毛性を有するものであればさらに好ましいものとなる。

本発明の海島繊維によれば、紡糸性が良好で、フィラメント曲がりのない直毛性に優れたパイル糸用海島繊維を得ることができる。

図１は、本発明の海島繊維の断面形状の例を示す。

本発明はエチレンビニルアルコール共重合体（以下、ＥｖＯＨと略称することもある）と他の熱可塑性樹脂とから構成されるパイル糸用海島繊維である。

本発明の海島繊維は、海成分からなる海部と、島成分からなる複数の島部とからなる海島型複合繊維である。

本発明の海島繊維の海部を構成する海成分は、ＥｖＯＨである。
海成分の２１０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）は、３５〜６０ｇ/１０ｍｉｎが好ましい。すなわち、ＭＦＲが小さ過ぎたり、大き過ぎる場合は、紡糸での糸卑性が不良となり、紡糸繊維の巻取りが困難となる傾向がある。また上記の範囲内であると、島部の欠落及び融合が生じにくく、パイル糸として用いた際、フィラメント曲がりのないものを得られ易い傾向がある。なかでも、３７〜５５ｇ/１０ｍｉｎが好ましく、より好ましくは４０〜５０ｇ/１０ｍｉｎである。

本発明の海島繊維の島部を構成する島成分は、ＥｖＯＨ以外の熱可塑性樹脂であり、融点が２５０℃以下である。このように島成分に、海成分と異なる樹脂を用い、海成分と融点が大きく異ならず、一定以下の融点の熱可塑性樹脂を島成分とすることで、パイル糸として用いた際、フィラメント曲がりの抑制されたものとなり易い。なお、通常、海成分を構成するＥｖＯＨの分解温度は２６０℃程度であるため、島成分の熱可塑性樹脂が融点２５０℃よりも高いと、海島繊維の製造時に溶融紡糸で２５０℃以上の温度で行う必要がある。この場合、ＥｖＯＨの分解温度に近いかまたは分解温度を超えた温度での海島繊維を製造することになり、ＥｖＯＨの分解が生じ、繊維断面が不安定になり、フィラメント曲がりの少ないパイル糸用の海島繊維を得ることが困難となる。なお、島成分の熱可塑性樹脂の融点は、より好ましくは８０〜２５０℃である。

本発明において、熱可塑性樹脂の融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定しており、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎで２８０℃まで昇温した時の吸熱ピークのピークトップが示す値を融点とする。また、本発明では、非晶性樹脂の場合には軟化点を融点とする。軟化点は窒素雰囲気下、圧子に０．５０Ｎの力を加え、５℃／ｍｉｎで２８０℃まで昇温した時の進入前の直線と進入速度が最大時の接線との交点としている温度である。

このような融点が２５０℃以下の熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが好適に挙げられる。

上記ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン、プロピレン、スチレン、メチルペンテンなどの単独または共重合体が挙げられる。

上記ポリアミド系樹脂としては、ナイロン６、ナイロン１０、ナイロン１２、ナイロン６−１２などの単独または共重合体が挙げられる。

本発明の海島繊維の島成分は、特に、上記ポリオレフィン系樹脂、上記ポリアミド系樹脂が好ましく、さらに好ましくは上記ポリアミド系樹脂である。

本発明の海島繊維の断面形状について、以下説明する。

本発明の海島繊維は、繊維横断面において、１以上の海部、２以上の島部とから構成される断面形状を有する。これらの海部および島部は繊維長手方向に連続していることが好ましい。

図１は、本発明の海島繊維の繊維横断面の断面形状の一例を示す図である。この例では、丸断面の海部１に、丸断面の島部２を３７個有している。島部２は、海部１の中心に１個配置され、その周囲に、海部と同心の円周上に６個の島部が一重円を描くように略等間隔で配置されている。また、前記一重円に配置された島部の６個の周囲外側に、海部と同心の円周上に１２個の島部が二重円目を描くように略等間隔で配置されている。さらに前記二重円に配置された島部１２個の周囲外側に、海部と同心の円周上に１８個の島部が三重円目を描くように略等間隔で配置されている。すなわち、丸断面の海部に、丸断面の島部が中心に１個配置され、その周囲に６個の一重円、一重円の周囲に１２個の二重円、二重円の周囲に１８個の三重円の島部が、円周上に略等間隔に配置されている形状である。
ここで、略等間隔とは、繊維にかかる応力が均等に分散されるような等間隔とすればよいが、例えば、島部が配置される円周上に配置される島部の個数だけ等分点を配し、島部中心と等分点の距離が島直径に対して±１０％以内であることが好ましい。

本発明の海島繊維の断面形状は、フィラメント曲がりを抑制する点からは、応力が分散し易いように、島部が海部の中心と同心円の円周上に略等間隔に配置されることが好ましい。ここで、島部が配置される円は一重円でも、二重円以上でもよいが、二重円以上であることが好ましい。より好ましくは三重円以上である。なお、二重円以上であると、後工程で熱処理した際に、収縮応力をより分散し易くなり、フィラメント曲がりをより効率的に抑制できる。三重円以上であると、さらにこの効果が顕著となる。

なお、海部の中心と、島部が配置される円の中心が異なり、海部に対し島部が偏心した円周上に配置されると、熱処理時の収縮応力がフィラメントの一部に集中し、フィラメント曲がりが発生しやすい傾向があるため、島部が配置される円は同心である方が好ましい。

また、海部に対し、島部が、海部の中心と同一の中心とした円周上に配置されるのが好ましいことは上記に述べたが、このときの円は、真円であっても楕円であってもよいが、応力分散してフィラメント曲がりを抑制する点からは、真円であることが好ましい。

本発明の海島繊維の繊維横断面において、島部の個数は６０以下であることが好ましい。６０個以内であれば、適度な強度を備えた均一に応力分散したフィラメント曲がりの少ないパイル用糸を安定的に得られ易い。なお、６０個を超える場合は島部の密集度が大きくなり、紡糸過程で互いの島部が融合し凝集塊が発生し易いため、上記のような島部の配置が難しくなる傾向がある。また繊維断面のより安定した形成を確保する点からは、配置される島部の個数は４０以下がより好ましい。さらに収縮応力を均一に分散してパイル曲がりのない糸とするために、配置される島部の個数は１０個以上が好ましく、より好ましくは１６個以上である。

本発明の海島繊維の海部と島部との体積比率は４：６〜６：４が好ましい。すなわち、島部の比率が多すぎると、海部の厚さが薄くなり、島部の剥離または融合し易くなる傾向があり、また島部の比率が少ないと島部の欠落がし易くなるおそれがあり、フィラメント曲がりを抑制しにくくなる傾向があるからである。

本発明の海島繊維の繊度は、パイルにした時に脱毛や抜毛を生じにくい点から、７０〜１１０ｄｔｅｘ程度が好ましい。また単糸繊度は、パイルをソフトな風合いにする点から、２〜４ｄｔｅｘ程度が好ましい。

次に、本発明の海島繊維を製造する方法の好適な例について、説明する。

まず、上記海成分のＥｖＯＨ樹脂および上記島成分の熱可塑性樹脂を準備する。
準備した海成分と島成分を別々に溶融して、上記断面形状となるように、紡糸口金より吐出し、冷却した後、延伸して、本発明の海島繊維を得ることができる。

紡糸温度は、紡糸性の点からＥｖＯＨの分解温度を超えない２００〜２５０℃が好ましく、２２０〜２５０℃がより好ましい。

なお、溶融紡糸の方法として、海成分と島成分の樹脂を混合して溶融紡糸して繊維を得る混合紡糸法と、海成分と島成分を互いに別々に溶融して口金から吐出して複合紡糸した複合紡糸法とがある。
前者の混合紡糸法では、互いに均一に混ざり合わない２種類以上の樹脂を紡糸口金から紡出される前の段階で混合され、得られる繊維は長さ方向に２種以上の樹脂が途中で途切れながら互いに接合している。
後者の複合紡糸法において得られる繊維は２種以上の樹脂が繊維の長さ方向に途中で途切れることなく連続した状態で互いに接合している。
本発明においては、複合紡糸法が好ましく用いられる。これは、複合紡糸法では、海成分および島成分が長手方向に連続して得られるものであるため、熱処理後の収縮応力を均一に分散させてフィラメント曲がりを抑制しやすいからである。なお混合紡糸法では長さ方向で樹脂が途切れるために、熱処理後の収縮応力を均一に分散できず、フィラメント曲がりを抑制することは困難となる傾向がある。

延伸速度は、６００〜１０００ｍ／ｍｉｎが好ましく、延伸倍率は、安定的に海島繊維の断面形状を得る点から２〜３．５倍程度が好ましい。

なお、本発明のパイル用繊維を製造する際には、溶融紡糸した後に一旦巻き取った後に延伸する方法、溶融紡糸した後、一旦巻き取ることなく延伸する直接紡糸延伸法など任意の方法を採用することができる。

このようにして、本発明の実質的にフィラメント曲がりのない直毛性に優れた海島繊維を得ることができる。

このようにして得られた本発明の海島繊維は、フィラメント曲がりを抑制する点から、捲縮加工が施されていないものであることが好ましい。

また、本発明の海島繊維は、８５℃の湿熱処理後にフィラメントの曲がりが発生しない直毛性を有することが好ましい。このようなフィラメントの曲がりのない海島繊維であれば、接地面へのパイルあたりが斑なく均一に当たるため、タオル、除塵布、研磨布等のパイル糸に特に好適に用いることができる。

以下、本発明の実施例を示して具体的に説明するが、下記実施例は本発明を例示するものであって、本発明を限定するものではない。なお、各種物性の測定及び評価の方法は下記のように行った。

（１）熱可塑性樹脂の融点
示差走査熱量計（ＤＳＣ）（リガク製「ＤＳＣ８２３０」）を用いて、窒素雰囲気中、昇温速度１０℃／ｍｉｎで２８０℃まで昇温し、吸熱ピークのピークトップを熱可塑性樹脂の融点とした。軟化点は窒素雰囲気下、圧子に０．５０Ｎの力を加え、５℃／ｍｉｎで２８０℃まで昇温した時の進入前の直線と進入速度が最大時の接線との交点とした。

（２）島部状況
２４時間ごとに糸の断面の確認を行い、島部の融合・欠落の発生状況を確認した。これらの欠点が発生していないものは「良好」とした。

（３）紡糸性
紡糸機による２４時間の連続生産を行った際に発生した断糸回数で紡糸性の評価を下記の基準により評価した。
○：２４時間で断糸回数が２回未満の場合
×：２４時間で断糸回数が２回以上の場合

（４）繊維の強度・伸度
ＪＩＳＬ１０１３に準じて測定した。

（５）剥離性評価
糸条を８５℃の湯浴にて１００分間湿熱処理を行った後、糸条を切断し、切断面を電子顕微鏡により５００倍で観察し、下記の基準により評価した。
○：剥離箇所が１０％未満の場合
×：剥離箇所が１０％以上の場合

（６）直毛性評価
糸条を８５℃の湯浴にて１００分間湿熱処理を行った後、糸条の側面を電子顕微鏡により２５０倍で観察し、下記の測定方法でフィラメントの曲率が５％未満であるものを「直毛性あり」と評価した。すなわち、１５０μｍの線分（Ａ）の両端をフィラメントの側面にあて、その線分（Ａ）から最も離れたフィラメントの側面上の点までの垂線（Ｂ）の長さを測定し、線分（Ａ）に対する垂線（Ｂ）の長さの比率を求める。１０箇所の測定を行い、それぞれの比率を求め、その平均値をフィラメントの曲率とした。

〔実施例１〕
島成分にナイロン６（宇部興産株式会社製「１０１１ＦＢ」、融点２２７℃）、海成分にＥｖＯＨ（ＭＦＲ４２ｇ/１０ｍｉｎ、融点１７３℃）を用い、海：島の体積比率が５：５となるように供給し、図１のように海部の中心に１個、海部と同心の一重円の円周上に６個、二重円の円周上に１２個、三重円の円周上に１８個の島部が略均等に配置されるような紡糸用口金を使用し、２４５℃で口金から紡出し、１０００ｍ/ｍｉｎで未延伸糸を巻き取った。次いで、得られた未延伸糸を延伸速度８００ｍ/ｍｉｎ、延伸倍率２．４倍で延伸し、７０ｄｔｅｘ／２４ｆの海島繊維を得た。得られた海島繊維を８５℃の湯浴で１００分間湿熱処理を実施した。得られた海島繊維は、海部と島部の界面での剥離は全く認められず、フィラメントの曲率は２.２％であり、フィラメント曲がりのない直毛性に優れたものだった。

〔実施例２〕
紡糸速度８００ｍ/ｍｉｎ、延伸倍率２．９倍とする以外は実施例１と同様の方法で海島繊維を作製した。得られた海島繊維は、海部と島部の界面で剥離はなく、フィラメントの曲率は２．５％であり、フィラメント曲がりのない直毛性に優れたものであった。

〔比較例１〕
実施例１で用いた等間隔に３７個の島が配置される紡糸用口金の代わりに、通常の芯鞘糸（単芯）となる紡糸用口金を用いた以外は実施例１と同様の方法で海島繊維を作製した。得られた海島繊維は芯部と鞘部の界面で剥離がみられた。またフィラメントの曲率は７．０％であり、パイル用の繊維として用いると、直毛性が不良でへたり易く、品位が劣っているものであった。

〔比較例２〕
実施例１で用いたナイロン６の代わりにポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用い、表１に示した紡糸温度以外は実施例２と同様の方法で海島繊維を作成した。
島成分にＰＥＴを用いているため、紡糸温度が２９０度とＥｖＯＨの分解温度を超えており、断糸が６〜８時間ごとに発生し紡糸性は良好でなかった。また時間の経過とともに島部の融合が発生し、糸品位は劣っているものであった。

実施例１および２から得られた海島繊維は、パイル糸として用いたところ、直毛性に優れ、へたりにくいものであったが、比較例から得られた海島繊維は、毛倒れがし易く、へたり易いものであり、糸品位に劣るものであった。

本発明の海島繊維は、タオル、除塵布、研磨布等のパイル糸に好適に用いることができる。

１海部
２島部

Claims

海成分からなる海部と、島成分からなる島部とからなる海島繊維であって、海成分がエチレンビニルアルコール共重合体からなり、島成分が２５０℃以下の融点を有するナイロン６、ナイロン１０、ナイロン１２、およびナイロン６−１２の群から選ばれる熱可塑性樹脂からなるパイル糸用海島繊維。
島成分の熱可塑性樹脂が、ナイロン６である請求項１記載のパイル用海島繊維。
島部は、海部の中心と同心円の円周上に略等間隔に配置された請求項１または２記載のパイル糸用海島繊維。
島部は、海部の中心と同心円の円周上に略等間隔に配置され、島部が配置される円が二重円以上である請求項１から３いずれか１項記載のパイル糸用海島繊維。
捲縮加工が施されておらず、８５℃の湿熱処理後にフィラメントの曲がりが発生しない直毛性を有することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のパイル糸用海島繊維。