JP6262541B2

JP6262541B2 - 織編物

Info

Publication number: JP6262541B2
Application number: JP2014006826A
Authority: JP
Inventors: 秀仁安藤; 浩紀室谷; 亮金築; 波左間　令一; 令一波左間; 弘平池田; 大久保　俊介; 俊介大久保
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-01-17
Also published as: JP2015134973A

Description

本発明は、形態安定性に優れるとともに、適度な剛性とフレキシブル性とを併せ持つ織編物に関するものである。

従来、織編物からなる粗目のメッシュシートの交点部の固定には、塩化ビニル樹脂等の樹脂を用いて布帛に被覆する加工が行われている。しかし、近年、塩化ビニル樹脂等は環境への影響が問題視され、樹脂加工を行わない加工方法が検討されるようになってきた。

その一つとして、鞘部が低融点成分からなり芯部が高融点成分からなる芯鞘型複合長繊維を用いて製編織した後、熱処理を行い、低融点成分を溶融または軟化させることによって、交点部を溶融または軟化した低融点成分の固化により固定させ、メッシュシートの粗目形状を固定する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２）。そして、用いられる芯鞘型複合長繊維は、寸法安定性や耐候性およびコストを考慮して、芯成分、鞘成分ともにポリエステルが配されたポリエステル系複合長繊維が用いられている。このメッシュシートは、形態安定性や剛性に優れるため、産業資材や土木資材として好適である。

特開２００１−２７１２４５号広報特開２００１−２７１２７０号広報

産業資材や土木資材に好適なメッシュシートは、目ズレが生じず剛性に優れるものが求められることが多いが、用途によっては、剛直過ぎず、繊維製品特有のフレキシブル性が求められる。また、剛直なシートは、柔軟性に欠くため、ロール状に巻物にした場合、強直すぎて径が極めて大きな巻物になり運搬効率が良好とはいえず、また、一旦、ロール状にすると、フレキシブル性がないために、撓んだ形状が残ってしまうという難点がある。

本発明は、産業資材や土木資材等に好適なシートであって、目ズレが生じず、かつ、柔軟性が求められる分野においても好適に使用できるシートを提供することを課題とする。

本発明者等は、上記課題を達成するために検討した。上記した特許文献記載のメッシュシートは、鞘成分が溶融軟化して固化することによって、編織物における糸の交点部が熱固定されるが、交点部以外の織編物全体においても、鞘部の低融点成分が溶融固化しているため、シート全体が硬く剛直になる。そこで、シート全体が剛直にならずに、交点部が固定されて形態安定性に優れるとともに、適度な剛性とフレキシブル性とを併せ持つシートを得るために検討した結果、本発明に到達した。

本発明は、芯部が低融点ポリエステル、鞘部が高融点ポリエステルにより構成される芯鞘型複合繊維からなる糸により製編織された織編物であり、
高融点ポリエステルがポリエチレンテレフタレート、高融点ポリエステルと低融点ポリエステルとの融点差が８０〜１２０℃であり、
該織編物は、少なくとも糸の交点が、加圧により鞘部の形態が破壊されて芯部の低融点ポリエステルが溶出し、溶融または軟化した低融点ポリエステルによって熱接着固定していることを特徴とする織編物を要旨とするものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明は、芯鞘型複合繊維からなる糸により製編織された織編物であり、芯鞘型複合繊維においては、芯部に低融点ポリエステル、鞘部に高融点ポリエステルが配されている。一般に、芯鞘型複合繊維は、芯部に高融点ポリエステル、鞘部に低融点ポリエステルが配され、繊維表面に存在する鞘部の低融点ポリエステルを溶融させて熱接着性繊維として用いられることが多い。しかしながら、本発明では、繊維表面には高融点ポリエステルを配し、熱処理により接着成分として機能する低融点ポリエステルは、繊維表面に露出させない繊維形態を採用し、製編織した後の加熱、加圧処理を施したときに、一部の鞘部を破壊させ、鞘部が破壊した箇所から低融点ポリエステルを溶出させて、その箇所において、熱接着成分として機能させる。また、鞘部が破壊していない箇所は、低融点ポリエステルは溶出せず、その箇所においては、繊維は硬くならずに、繊維特有の柔軟性を保持することとなる。

本発明において、芯鞘型複合繊維は、繊維の長手方向に対して垂直に切断した横断面形状において、芯鞘型の複合形状を呈しているものであればよい。芯部は１つであることが好ましいが、２〜５個程度の複数個ある多芯型であってもよい。また、同心型のものがよいが、偏芯型のものであってもよい。また、横断面形状は芯鞘型であれば、円形断面形状のもののみならず、多角形等の異形のものであってもよい。

芯鞘型複合繊維においては、鞘部の高融点ポリエステルはポリエチレンテレフタレートであり、芯部のポリエスエルと鞘部の高融点ポリエステルとの融点差は、８０〜１２０℃である。鞘部にポリエチレンテレフタレートを配することにより、引張強力に優れ、織編物の寸法安定性が良好となる。芯部と鞘部との融点差を８０℃以上設けることにより、加熱処理において、鞘部を軟化させることなく、加圧によって被覆形態を良好に破壊して、中の芯部を溶出させることができる。両者の融点差が小さいと、鞘部も熱の影響を受けて可塑化してしまうと、加圧しても芯部を覆ったままの状態で熱変形するだけとなってしまう。融点差の上限を大きくすれば、上記の効果をより奏するが、鞘部の低融点ポリエステルの融点が低いものを採用することになり耐熱性が懸念されることから、上限は１２０℃とする。好ましい融点差は、９０〜１１０℃である。

ポリエチレンテレフタレートの極限粘度〔η〕は、０．５〜１．１程度が好ましい。極限粘度〔η〕を０．５以上とすることにより、強度に優れた繊維が得られる。一方、極限粘度〔η〕を１．１以下とすることにより、繊維を得る際の溶融紡糸において、芯部の低融点ポリエステルが劣化等起こすことなく、良好に紡糸できる。

芯部の低融点ポリエステルは、共重合ポリエステルがよい。共重合ポリエステルとしては、例えば、エチレンテレフタレート単位に、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等を共重合したものが挙げられる。またさらに、脂肪族ラクトンが共重合されていてもよい。脂肪族ラクトンとしては、炭素数４〜１１のラクトンを単独で用いても２種以上を混合して用いてもよく、特に良好なラクトンとして、ε−カプロラクトンやδ−バレロラクトン等があげられる。熱接着成分として機能する低融点ポリエステルは、高温雰囲気下で使用した際の変形しにくさから、ＤＳＣ曲線を描いた際に明確な融点ピークを示す結晶性のものが好ましい。

芯鞘型複合繊維を構成するポリエステルには、本発明の目的を損なわない範囲で、他の成分、各種添加剤や着色顔料等を含有してもよい。

芯鞘型複合繊維の芯鞘複合比（芯／鞘の質量比率）は、１／４〜４／１が好ましく、より好ましくは３／１〜１／３である。芯部が１／４より小さくなると、複合形態が単繊維間で不均一になりやすく、延伸性に劣る傾向となる。また、芯部の質量が相対的に少なく、加熱した熱が芯部に伝わりにくい傾向となり、加圧処理により芯部の低融点ポリエステルが溶出しにくく、交点を接着固化させる機能が低下する。一方、芯部が４／１よりも大きくなると、繊維の強度が低下する傾向となる。

芯鞘型複合繊維の切断強度は、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、より好ましくは２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。切断強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることにより、一般的な産業資材用途として実用的な強度を有するといえる。また、強度以外の物性は特に限定しないが、例えば、切断伸度は１０〜３５％程度がよい。

芯鞘型複合繊維の形態は、特定の繊維長を有する短繊維であっても、実質的にエンドレスである長繊維（連続繊維）であってもよいが、強度等を考慮すると、長繊維であることが好ましい。なお、短繊維を採用する場合は、織編物とする際には、紡績糸の形態や、長繊維と複合した長短複合紡績糸として用いるとよい。

長繊維を採用する場合、織編物を製編織する糸としては、マルチフィラメント糸であってもモノフィラメント糸であってもよいが、取扱い性が良好であることから、マルチフィラメント糸を用いるとよい。また、マルチフィラメント糸を合撚した合撚糸を用いてもよい。

モノフィラメント糸の場合は、繊度２００〜２０００ｄｔｅｘの範囲がよい。マルチフィラメント糸の場合、マルチフィラメント糸を構成する繊維数は、２０〜２００本、単繊維繊度は５〜３０ｄｔｅｘ程度がよく、マルチフィラメント糸の総繊度は、２００〜２０００ｄｔｅｘ程度がよい。マルチフィラメント糸を構成するフィラメント数が少ない方が、加圧した際に、鞘部の被覆形態を効率よく破壊させることができる。フィラメント数が多いと、単フィラメントに加わる圧力が小さくなる傾向となるため、加圧時の圧力を大きくすることを要する。なお、合撚糸を採用する場合は、合撚糸の総繊度は６００〜４０００ｄｔｅｘ程度がよい。また、マルチフィラメント糸や合撚糸は、撚りが強い方が、加圧の際の鞘部の破壊効果を良好に奏しやすいため、撚り数は１２０〜２５０Ｔ／Ｍであることが好ましい。

芯鞘型複合長繊維は、公知の方法により得ることができる。まず、芯部と鞘部を構成するポリエステルチップをそれぞれ準備し、公知の複合紡糸装置を用いて溶融紡糸する。そして、未延伸糸を一旦巻き取り、その後延伸を行う２工程法を採用してもよいが、また、一旦巻き取らずに連続して延伸を行うスピンドロー法を採用すると生産性やコスト面において好ましい。延伸方法は、加熱ローラーのみで行うローラー延伸または加熱ローラー間にスチーム熱処理装置を設けて行う方法を採用することができる。巻き取り速度は１５００〜４０００ｍ／分程度が好ましく、巻き取り速度がこの範囲より遅いと生産性が劣り、逆に、速いと高強度が得られ難く、延伸性が劣る傾向となる。

本発明の織編物は、前記した芯鞘型複合繊維からなる糸により製編織されてなる。織物としては、平織物、綾織物、朱子織物、搦み組織の模紗織物等が挙げられるが、一般に、目ズレが起こりやすい粗目のメッシュ構造である模紗織物はより効果的であるため好ましい。また、編物としては、ラッセル編地が挙げられ、粗目のメッシュ構造である緯糸挿入ラッセル編地を好ましく用いることができる。

所望の組織にて製編織された織編物は、熱と圧が加えられる。加熱されることにより、芯部の低融点ポリエステルが溶融または軟化し、加圧されることにより、熱の影響を受けていない鞘部の高融点ポリエスエルの被覆形状が破壊される。そして、鞘部の破壊により、芯部の溶融または軟化した低融点ポリエステルが溶出し、接着固化する。織編物において、糸の交点部が、より厚みを有するため、圧が加わりやすく、この箇所の鞘部が少なくとも破壊されて、芯部が溶出し、交点部を熱接着固定する。これにより、目ズレが生じにくく、形態安定性の良好な織編物が得られる。交点部以外の個所においても、加圧されることにより、部分的に鞘部が破壊されて、芯部が溶出する箇所もあるが、織編物全体において溶出しないため、織編物自体は剛直とならず、繊維製品特有のフレキシブル性を維持する。熱と圧を加えるにあたっては、加熱と加圧を同時に行っても、また、加熱した後に加圧してもよい。

加熱の際には、鞘部を通して芯部の低融点ポリエステルへ十分に熱を伝える熱源を要する。このため加熱温度は、芯部の低融点ポリエステルの融点よりも２０〜６０℃の範囲で高い温度に設定することが好ましい。設定温度が、低融点ポリエステルの融点＋２０℃よりも低い温度では、芯部まで十分に熱が伝わらず、加圧により良好に溶出せずに、熱接着成分としての機能しない恐れがある。一方、低融点ポリエステルの融点＋６０℃を超える温度に設定すすると、鞘部のポリエチレンテレフタレートが熱の影響を受けたり、また、繊維自体が熱劣化する恐れがある。また、加熱処理の手段としては、織編物を熱ロールに沿わす、熱風処理機に通す等が挙げられる。熱処理時間は、設定温度等によって適宜設定すればよいが、３〜６０秒程度がよい。加熱と加圧を同時に行わない場合は、２０〜６０秒程度がよい。

織編物を加圧する際の条件は、被処理物の厚み等に応じて適宜選択すればよいが、１〜１０ｋｇ／ｃｍ^２程度がよい。好ましくは、３〜６ｋｇ／ｍ^２である。

本発明の織編物は、芯部に低融点ポリエステル、鞘部に高融点ポリエステルが配された芯鞘型複合繊維からなる糸により製編物された織編物を加熱および加圧することにより、織編物の少なくとも交点が、溶出した低融点ポリエステルにより熱接着固定しているものである。熱処理により接着成分として機能する低融点ポリエステルは、繊維表面に露出させない繊維形態を採用し、製編織した後の加熱、加圧処理を施したときに、一部の鞘部を破壊させ、鞘部が破壊した箇所から低融点ポリエステルを溶出させて、その箇所において、熱接着成分として機能させ、目ズレを防止して、形態安定性が良好となり、一方、鞘部が破壊していない箇所は、低融点ポリエステルは溶出せず、その箇所においては、繊維は硬くならずに、繊維特有の柔軟性を保持することとなる。

したがって、本発明の織編物は、形態安定性に優れるとともに、一部が熱接着成分により熱固定されているため、程よく剛性があるとともに、繊維製品特有のフレキシブル性も併せ持つ。よって、剛性と柔軟性とを要する用途に、非常に好適に使用可能である。また、柔軟性を有するために、ロール状に巻物にしやすく、また、一旦、ロール状にしてもフレキシブル性を有するために撓んだ形状が残りにくい。

次に、本発明の実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における各物性値は、次の方法で測定した。
（１）ポリエステルの極限粘度〔η〕
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
（２）繊維の切断強度、切断伸度
ＪＩＳＬ−１０１３引張強さ及び伸び率の標準時試験に従い、島津製作所製オートグラフＤＳＳ−５００を用い、つかみ間隔２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分で測定した。
（３）融点
パーキンエルマー社製の示差走査型熱量計ＤＳＣ−７型を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
（４）風合い評価（カンチレバー法）
長さ１６ｃｍ×幅２ｃｍの試料を１０点準備し、４５°カンチレバー法（ＪＩＳＬ１０９６）に基づき測定した。すなわち、カンチレバー形試験機の水平台の上に、スケールの長手方向と試料の長手方向が平行になり、かつ試料の先端がスケール基線に合うように試料を置き、また、試料の上には、試料がスケールと平行に移動するようにステンレス板を載せた。試料を斜面の方向に緩やかに押し出し、試料の先端が斜面と接したとき、他端の位置をスケールによって読み取り、移動した長さ（ｍｍ）を求めた。得られた値の１０点の平均値を剛軟度とした。移動した長さが小さいほど、柔軟性に優れることを表している。

実施例１
鞘部に、極限粘度〔η〕０．７、融点２５５℃のポリエチレンテレフタレートを用いた。芯部に、融点が１５７℃の共重合ポリエステル（エチレンテレフタート単位に１，４−ブタンジオールとε−カプロラクトンとを共重合してなる結晶性のポリエステル）を用いた。

公知の複合溶融紡糸装置を用いて、孔径が０．５ｍｍ、ホール数が９６個の芯鞘型複合紡糸口金を装着し、口金温度２９０℃、芯鞘質量比を芯：鞘が１：２．７として紡出した。紡糸口金直下に設けた温度２５０℃、長さ１５ｃｍの加熱筒内を通過させた後、長さ２０ｃｍの環状吹付装置で、冷却温度１５℃、速度０．７ｍ／秒で冷却した。
次に、油剤を付着して非加熱のローラーに引き取り、連続して温度１００℃のローラーで１．０２倍に引き揃えを行い、その後、温度１３０℃のローラーで３．０倍の延伸を行い、次いで、温度１１０℃のローラーで４％の弛緩処理を行って、１％のリラックスを掛けて速度２５００ｍ／分のワインダーに巻き取り、円形断面形状で、芯部と鞘部が同心円に配置された１１００ｄｔｅｘ／９６フィラメントの芯鞘型複合長繊維からなるマルチフィラメント糸を得た。

次いで、得られたマルチフィラメント糸を撚糸した。撚糸条件は、鞘部が破壊しやすいように硬さをもたせるため、１１００ｄｔｅｘ／９６フィラメントのマルチフィラメント糸をＳ撚り１５０Ｔ／Ｍとした強撚糸（経糸用）と、１１００ｄｔｅｘ／９６フィラメントのマルチフィラメント糸３本をＳ撚り２００Ｔ／Ｍとした強撚の合撚糸（緯糸用）とを得た。

得られた２種の撚糸を用いて、織組織を３本模紗織り（経糸密度１７本／インチ、緯糸密度１７本／インチ）として模紗織物を得た。次いで、得られた織物を、ロール温度２２０℃に設定した金属ロールに２５秒間接触するように沿わせた後、プレス機により、圧力５．５ｋｇ／ｃｍ^２の加圧処理を行い、実施例１の織物を得た。

実施例２
加圧処理の条件を４．５ｋｇ／ｃｍ^２としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の織物を得た。

実施例３
加熱および加圧処理の条件として、ロール温度を２００℃、プレス機による圧力を４．５ｋｇ／ｃｍ^２としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の織物を得た。

実施例４
実施例１において、芯鞘質量比を１：１としたこと、５５０ｄｔｅｘ／４８フィラメントのマルチフィラメント糸としたこと、加熱および加圧処理の条件をロール温度を１９０℃とし、プレス機による圧力を２．０ｋｇ／ｃｍ^２としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の織物を得た。

比較例１
加熱処理の条件として、ロール温度を１７０℃としたこと以外は、実施例１と同様に行ったが、得られた織物を観察したところ、織物のいずれにおいても熱接着されている箇所はなかった。

比較例２
実施例１において、芯部と鞘部におけるポリエステルを逆に配した（芯部にポリエチレンテレフタレート、鞘部に共重合ポリエステルを配した。）こと、加熱処理の条件をロール温度１７０℃としたこと以外は、実施例１と同様にした。得られた織物は、織物全面が、溶融固着したものとなり、剛直で硬いシートであった。

得られた実施例１〜４、比較例１、２の織物の風合いを評価したところ、実施例１は８９ｍｍ、実施例２は８６ｍｍ、実施例３は８７ｍｍ、実施例４は８６ｍｍであった。一方、熱接着部が観察されなかった比較例１は６６ｍｍ、織物全面が溶融固着してなる比較例２は水平台の端まで移動させても斜面に接することはなく１６０ｍｍ以上（測定不能）となった。

実施例１〜４の織物は、経糸と緯糸の交点部分が良好に接着固定されており、良好な形態安定性を有するとともに、良好にロール状に巻くことができ、かつ巻き状態を解除した後も、撓んだ形状は残っていなかった。

Claims

芯部が低融点ポリエステル、鞘部が高融点ポリエステルにより構成される芯鞘型複合繊維からなる糸により製編織された織編物であり、
高融点ポリエステルがポリエチレンテレフタレート、高融点ポリエステルと低融点ポリエステルとの融点差が８０〜１２０℃であり、
該織編物は、少なくとも糸の交点が、加圧により鞘部の形態が破壊されて芯部の低融点ポリエステルが溶出し、溶融または軟化した低融点ポリエステルによって熱接着固定していることを特徴とする織編物。
芯鞘型複合繊維からなる糸が、マルチフィラメント糸または合撚糸であることを特徴とする請求項１記載の織編物。
芯鞘型複合繊維からなる糸の撚り数が、１２０〜２５０Ｔ／Ｍであることを特徴とする請求項１または２記載の織編物。
芯鞘型複合繊維における芯部と鞘部の質量比は、１：４〜４：１であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の織編物。
織編物が、模紗織物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の織編物。