JPH03161519A - 潜在けん縮複合短繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は潜在（ブん縮複合ｍ維、特に衣料芯地，スポー
ツ衣料，寝具，衛生材等の用途として慶れた伸縮機能性
を持ち、ざらに衛生材用素材として最も嫌われる重金属
の析出が少ないポリエステル系潜在けん縮複合ＩＩｉｍ
に関するものである。

［従来の技術］ ポリエステルＩ！維は力学的性質、熱安定性、ウォッシ
ャブル性等に優れているために現在では極めて広い用途
に使用されている。その中で衣利芯地、スポーツ衣利、
寝具用途不織布等には機能性およびフィット性等の要求
から伸縮性能に富んだ繊維が求められているが、特に近
年需要が伸びている衛生材用不織侑用途には上記用途以
上に優れた伸縮性能が要求ざれている。

ところで、梳綿工程でネップや未開繊部が発生せず、し
かも伸縮性、弾性回復性の優れた紡績糸または織編物も
しくは中入綿用不織布を得るのに適したポリエステルｇ
ＡＭを提供する方法として特開昭６２−７８２１４号公
報には金属塩スルホネート基を有する構戒単位を３〜６
モル％共重合したエチレンテレフタレート単位主体の共
重合ポリエステルＡとポリエチレンデレフタレートまた
はＡと異なるエチレンテレフタレート単位主体の共重合
ポリエステルＢとが偏心的に接合した高スパイラルけ／
ν縮発現機能を有する複合Ｉａ雑に特定のけん縮教の機
械けん縮を付与することが示ざれている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記特開昭６２−７８２１４号公報によ
るポリエステル複合繊維を用いた不織布はスポーツ衣料
用途等としての機能を満たす伸縮性能を有しているが、
さらに大きな伸縮性能を必要とする用途、たとえば関節
部へのパップ゛剤等へ用いる衛生材素材とという点でい
まだ充分な性能を有しているとは言い難い。

また、衛生材用素材としては最近消費者の健康、安全志
向と相まってユーザーの製品への安全性の関心が一段と
高まってきており、クリーンで安全な商品のニーズが強
くなっているが、前記特開昭６２−７８２１４号公報記
戟の複合繊維のように、複合成分ボリマーとして金属ス
ルホネート基を有する構成単位を共重合したポリエステ
ルを用いたものは、ポリマーの重合触媒として一般的に
用いられる重金属が繊維表面に析出するという問題があ
った。

ざらに前記複合繊維は金属スルホネート基を含むことか
ら、薬剤を塗布した衛生材の場合、金属スルホネート基
と薬剤が反応して薬効を損うという問題もあった。

一方、最近のユーザーの志向として、軽量でソフトなも
のが望まれており、不織佑についても薄手化による軽量
，ソフトが進められており、この薄手化に伴う不織布の
加工性、表面品位に関して、より一層優れた複合繊維が
望まれるようになった。

そこで、本発明者らは上記問題点を解決するべく鋭意検
討した結果、金属スルホネート基を有する構或単位を共
重合したエチレンテレフタレーｉ〜単位主体の共重合ポ
リエステルに代わり、イソフタル酸を特定量共重合した
共重合エチレンテレフタレートを複合繊維の１成分とし
て用い、しかもその繊維に特定のけん縮形状と伸縮性能
を付与することによって、上記の問題が解決できること
を児出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の課題は、衣料芯地、スポーツ衣料等
の用途のみならず衛生材用不織缶用途としても充分な伸
縮性能を持ら、繊維中の重金属がその表面に実質的に析
出しない、安全性に擾れたポリエステル系潜在けん縮複
合繊維を提供するにある。また他の課題は不織布用の原
料繊維として、加工性，表面品位に優れたポリエステル
系潜在けん縮複合繊維を提供するにある。

［課題を解決するための千段］ 本発明の上記課題は、イソフタル酸を７〜１５モル％共
重合したポリエチレンテレフタレート系ポリエステル〈
以下、ポリエステルＡという〉と、ボ１ノエヂレンテレ
フタレ−１・または他のポリエチレンテレフタレート系
ポリエステル（以下、ポリエステルＢという）とを接合
した複合繊維であって、１８０℃における無荷重下熱処
理時の発現けん縮敗が５　５　Ｌｌｌ　／　２５ｍ以上
となる潜在（プん縮能を有し、かつｔプん縮発現処理前
のけん縮が下記（Ｉ），（■）式を満すよう付与されて
いることを特徴とする潜在けん縮複合繊維。

１３≦Ｎ≦２５　８　　　・・・・・・・・・（Ｉ＞−
０．０７Ｎ＋２．５≦Ｙ≦ −０．０７Ｎ＋３．１　　　・・・・・・・・・（ＩＩ
）式中、Ｎ；けん縮数 Ｙ；けん縮度数比 によって解決することができる。

すなわち、本発明の複合！ＩｉＭにおいて、ポリエステ
ルＡは、イソフタル酸を７〜１５モル％、好ましくは９
〜１２モル％共重合させたものである。

このとき、ポリマー中のイソフタル酸が７モル％未満で
は複合繊維の１８０℃における無荷重下の熱処理で発現
するスパイラル状のけん縮数度が低くなり、このＩＢＭ
を例えば不織布として用いる場合、その伸長率、伸長回
復率が小さく十分な伸縮機能が得られない。一方、１５
モル％を越えると製糸性が不安定となり、かつポリエス
テルの融点低下および繊維の強力低下が著しいため、特
に不，域布用途などには適さなくなる。

また驚くべきことには、複合繊維の１成分ポリマーとし
てイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートを用
いると、例えば，前記特開昭６２−７８２１４号公報で
１ｑられた繊維などに比較して、はるかに重金属の析出
が少ないことが判明した。この理由（よ金屈塩スルホネ
ート基を有する構成単位の共重合成分が，イソフタル酸
共重合成分に比較して域ｗＬ構造をルーズにしやすく，
かつ親水星を持っていることから重金属触媒成分を溶出
しやすいためと考えられる。むろん、本発明において、
重金属の析出漕を一層抑制するためには、重金属成分な
どの使用を最小限に止どめることが望ましい。

一方、本弁明繊維におけるポリエステルＢとしては、ポ
リエチレンテレフタレートが好適であるが、このポリマ
ーにはイソフタル酸以外の共重合成分をごく少量含有さ
せることもできる。もちろん、上記ポリエステルＡおよ
びＢにおける共重合或分としては従来公知のものを、支
障のない範囲で用いることかでぎる。

ただし、本発明における繊維表面の重金属析出量は、特
に衛生材として用いた際の健康上ないし安全上の見地か
ら，好ましくは７．０ｐｐｍ以下、より好ましくは４．
Ｏｐｌ）ｍ以下とする。このため、特に前記ポリエステ
ルに，例えば前記金属塩スルホネート基含有七ノマーを
共重合或分として用いる場合には、触媒として用いる重
金属の析出を誘発させないよう，なるべく少量に止どめ
ることが望ましい。

本発明の複合繊維はポリエステルＡとＢとの如く、少な
くとも２成分のポリマーを偏心的に接合せしめたもので
あって、その複合形態は特に限定されないが、偏心芯鞘
型よりもサイドバイサイド型の方が繊維状態でのスバイ
ラル状のけん縮発現能および不織布状態での伸長率、伸
長回復率などが層れている点で好ましい。

かかるポリマーを複合紡糸、延伸、切断して１ｑた複合
械維は梳綿機などによりウエアに戊型後、ニードルパン
チなどにより不織布に成型ざれるが、不織布で優れた伸
縮性を得るためには複合繊維の１８０℃無荷重下熱処理
によって発現するスパイラル状のけん縮、即ち，構造差
による発現けん縮を、けん縮教５５山／２５Ｍ以上，好
ましくは６０山／２５＃以上とすることが必要である。

一方、最近のユーザーの志向として、軽量でソフトかつ
強度の大きい不織缶が要望ざれており、これらの要望に
対して不械布の形状も薄くなり，しかも厚みムラのない
均斉なものが求められるようになってきた。そこで、前
述したように，より強い潜在【ブん縮能をもつ複合繊維
については、（プん縮発現処理前のけん縮数（即ち、こ
のけん縮は問械（プん縮が主体で、他に若干の発現けん
縮を含むが、以下　！Ｊｉに機械けん縮と略称する）を
、１３〜２５山／２５Ｉｒｕｎ，好ましくは１　５　〜
２　０１１＋／２５ｍｌ、（ブん縮度数比Ｙを、 −０．０７Ｎ＋２．５≦Ｙ≦ −０．０７Ｎ＋３．１ に設定づることによって、目標の繊維とすることができ
る。

複合繊維の機械けん縮数が１３山／２５＃より少ないと
、梳綿機出のウエアが嵩高になるために、ウエブを熱処
理して前記発現けん縮を顕在化させた不織布製品の厚み
も厚自となって目標とする薄い不織布が得られない。一
方、機械けん縮数が２５山／２５ｍを超えると、梳綿時
にネップが発生して表面品位の優れた不織布が得られな
くなる。

また、機械けん縮の度数比Ｙが、−０．０７Ｎ＋２．５
を下まわると、梳綿後のウエア絡合性が低下して不織布
の製造工程でウェブ切れが発生し易くなり、特に厚みの
少ない薄手の不械布を製造する場合にはウエブ切れが起
り、安定な不械布の製造が困難となる。

一方、機械けん縮の度数比Ｙが、−０．０７Ｎ＋３．１
を上まわると、繊維間の絡みが大きくなることから、梳
綿ムラが起り、梳綿後のウェブに厚みムラが発生して不
織布の表面品位を低下させてしまうと共に、厚みムラに
よる不織布の強度低下もひきおこしてしまう。特に薄手
不織布の製造時の場合、その傾向は顕著となる。

このような複合繊維は、前記した複合ボリマー戒分の固
有粘度差、延伸工程での定長熱処理条件、機械けん縮付
与時のトウ温度、押圧、機械けん縮付与後のけん縮固定
のための弛緩熱処理条件等を適正に選ぶことによって得
ることができる。

例えば、ポリエステルＡの極限粘度を０．６５〜０．６
９、ポリエステルＢの極限粘度を０．　５３〜０．５７
としたポリマーを複合紡糸して、適正倍率で延伸後、１
００〜１６０℃の温度で定艮熱処理を行なって、発現け
ん縮を潜在化させ、しかる後、スタッフイングボックス
型クリンバーで機械けん縮を付与した後、９０〜１５０
℃の弛緩熱処理を行なって機械けん縮を固定させる。

なお、前記弛緩熱処理工程で潜在化させた構造差発現け
ん縮が顕在化しないように、機械けん縮付与時のトウ温
度を二次転移温度〜９５゜Ｃの範囲で付与した後、トウ
の集束性を乱さないよう弛緩熱処理する必要がある。ま
た弛緩熱処理温度を、定長熱処理温度より低目に設定す
ることは、発現けん縮の繊維段階での潜在化、ウエブで
の顕在化において重要である。

本発明における、発現けん縮数、発現けん縮度、および
機械けん縮数、機械けん縮度、機賊けん縮度数比は、次
の測定法に従って求めた。

ａ．発現けん縮数 試料である複合械維１００９をオープナーで開繊後、ロ
ーラカードで梳綿してウエブを作製した。

このウエアを２　０　Ｘ　２　０　ｃｍの大きざに切断
し、該ウエア２．５ｇを１８０℃のオーブンで３分間熱
処理する。この熱処理ウエアの中央部から１０〜２０本
の単繊維を機械けん縮が引き伸ばされないように取り出
し、Ｊ　Ｉ　Ｓ　Ｌ　１０１５−７−１２−１およびＪ
　ｔ　Ｓ　Ｌ　１０１５−７−１２−２の方法に準じて
８１り定する。

ｂ．機械けん縮数・度および度数比 Ｊ　Ｉ　Ｓ　Ｌ　１０１５−７−１２−１およびＪ　Ｉ
　Ｓ　Ｌ　１０１５−７−１２−２の方法に準ずる。　
｛Ｅｌｔ，、機械けん縮測定時の初荷重は０．５ｍｇ／
ｄに変更した（初荷重１ｎ（］／ｄ以上の測定値はウエ
ア成形時の繊維の（プん縮状態との対応が悪くなる）。

機械けん縮度数比は前記方法で測定した機械けん縮度を
機械けん縮数で除した値である。

以上のとおり、本発明の潜在けん縮繊維はポリマ組戊の
特定化と共に、その製糸工程での定長熱処理温度条件、
機械けん縮付与条件、弛緩熱処理条件などを特定化する
ことによって、所期のものが得られるのである。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

なお、本例中における特性値等の測定法は次の方法に従
った。また本例中の部は重量部である。

（１）極限粘度 ○−クロロフェノール溶液中、２５゜Ｃで常法に従い測
定する。

（２）械度 ＪＩＳＬ１０１５−γ−５１Ａの方法に準ずる。

（３）平均繊維長 ＪＩＳＬ１０１５八法（ステープルダイＡ７グラム法）
に準ずる。

（４）収縮率 Ｊ　Ｉ　Ｓ　Ｌ　１０１５−７−１５−２の方法ニ準ず
る。

（５）重金属析出量 試料である繊維２０９に水５００ｍｌを加え、蒸発する
水を補いながら１５分間穏やかに煮沸し、口−トを用い
て浸液を１０００ｄのメスフラスコに入れ、試料Ｕをロ
ー１・に移し試料繊維に含まれた液をガラス捧で圧しな
がら、熱湯２５０ｄずつで２回洗う。この浸液および洗
液を合せ、濾過した後、水を加えて全量を１０００ｄと
して試験液とする。

（別途上記湯浴上で濃縮した試験液を直接原子吸光法お
よびＩＣＰ発光分光法で重金属各元素信を測定し、その
合計量を繊維に対する重金属析出量（ｐｐｍ）として示
した。） また、この試験液５０７！をとり、渇浴上で溢縮して約
４０ｍとし、これに希酢酸２ｄ及び水を加えて５０一と
し検液とする。比較液には釣標準液（硝ｒＩｉ鉛１５９
．８■に水を加えて１０００−としたもの）１．０ｍｌ
に希酢酸２ｍＡ及び水を加えて５０一とする。

検波及び比較液を比色管にとり、各々に硫化ナトリウム
試液（硫化ナトリウム５３を水１０ｍｌおよびグリセリ
ン３０一の混合液に溶かしたもの）を１滴ずつ加えて混
和し５分間放置した後、白色の背景を用い上方また又は
側方から観察して呈色性を比較する。呈色が認められる
ものは局法重金属試験により陽性と判断した（日本薬局
法重金属試験法第１法による）。

（６）不織布の作製方法 試料繊維とホットメルト型バインダー繊維を９５：５の
重量割合でオープナーにて開繊混綿し、口−ラー型梳綿
機に２回通して目付４０’ｊ／ｃｒｉのウエブを作製し
た。その後該ウエブを１６０℃のオーブン中で５分間自
由収縮熱処理を行ない、続いて表面温度１６０℃の熱ロ
ールで１分間熱接着処理を行ない不械布を作製した。

なあ、上記ホットメルト型バインダー繊維として、イソ
フタル酸４０重量％共重合させた，繊度４デニール，カ
ット長５１Ｉｒｕｎの共重合ポリエチレンテレフタレー
ト繊維を用いた。

ａ．不織布の伸長率 前記不織布試験片（　５　ｃｍ幅×約６　０　ｃｍ長さ
）につき、引張試験機を用い、試験片の一端を上部クラ
ンプで固定し、他端に初荷重３０９をかける。

次いで、２０ｃｍまたは５０ｃｍ間隔に印を付け、静か
に２４０９の荷重をかける。１分間放置後の印間の艮ざ
をはかり、次の式で伸長率｛％｝を求め，３回以上の平
均値で表わす（少数点以下１桁まで）。

Ｌ０ 但し、ＬＯｚ元の印間の長さ＜２０ｃｍまたは５０ｃｍ
）Ｌｌ　　：２４０９の荷重をかけ１分間放置後の印間
の長さ（　ｃｍ　） ｂ．不械布の伸長回復率 上記伸長率測定用と同様な試験片につき、自記記録装置
付定速伸長形引張試験機を用い、初荷重３０９のもとで
，つかみ間の距離を２０ｃｍまたは５０ｃｍとなるよう
に試験片を取りつけ、１分間当りつかみ間隔の１００％
の引張速度で求めた，荷重２４０ｇ時の伸びの８０％ま
で試験片を伸ばした後、直ちに同じ速度で元の位置まで
もどす。これを５回繰り返し、ざらに同じ速度で伸ばし
て次の式で定荷重２４０１における伸長回復率（％）を
求め、それぞれ３回以上の平均値で表わす（少数点以下
１桁まで）。

ＬＩＯ−Ｌ’　　１０ 伸長回復率（％）＝ Ｘ１００ Ｌ１０ 但し、１１０：１分間当りつかみ間隔の１００％引張速
度で求めた荷重２４０９時 の伸びの８０％の伸び（　ｃｍ　） ＬＭＯ：５回繰り返し荷重した後の残留伸び（　ｃｍ　
） 上記伸長率および伸長回復率の測定方法は試験片の作製
方法を含めＪ　丁ｓ　Ｌ　１０９６　　（伸縮織物の伸
縮性評価）に準ずる。

実施例１〜２，比較例１〜２ 複合成分ポリエステルＡとして，下記のような条件でイ
ソフタル酸を６モル％、９モル％、１２モル％および１
６モル％共重合を行ない、第１表に示すような極限粘度
のイソフタル酸共重合ボ１ノエステルを作製した。

一方、ポリエステルＢとして，テレフタル酸３１．９部
、エチレングリコール１６部をポリエステルＡと同じ触
媒条件、即ち三酸化アンチモン０．０１５部、リン酸０
．０１０部、二酸化チタン０．１０部を重縮合して、極
限粘度０，５５および０．６０のポリエチレンテレフタ
レートを作製した。

ポリエステルＡとＢを各々組合せて、紡糸温度２９０℃
、引取速度１３００ｍ／分で，複合比１：１で、サイド
バイサイド型の複合繊維を紡糸しｌこ。

これら３種、即ちインフタル酸共重合モル比６，９およ
び１２モル％の未延伸糸を、それぞれ延伸倍率３．０倍
で液浴延伸後、１３０℃の熱ドラムにより定長熱処理を
行ない、次いでスヂームコンデショナーにより延伸トウ
を７０℃に加熱後クリンパーで機械ｔプん縮を付与した
。なお、イソフタル酸の共重合モル比１６％のポリマー
については紡糸性不安定のため、未延伸糸が得られなか
った。

ざらに１１０℃の熱セッターで機械けん縮を固定するた
めの弛緩熱９８理後、仕上油剤を付与してカツ１〜長５
１ｍに切断して、繊度２．０デニールのステーブルを得
た。

得られた繊維について、機械けん縮数度、重金属の析出
量、１８０℃無荷重下の熱処理で発現する発現けん縮数
，発現けん縮度を調べた。またこれら繊維から前記不Ｎ
市の作製方法に従い不織布を作製した。この不織布につ
いて伸縮性能を調べ、結果を第１表に示した。

実施例１．２のｍ維から作製した不織布は、いずれも表
面品位に滑れ、良好な伸縮性能が認められた。また重金
属の析出量も問題ないレベルにあることがわかった。

比較例３．４ ポリエステルＡとして，５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸を５．１モル％共重合したポリエチレンテレフタレ
ート系ポリエステルと、ポリエステルＢとして，［η］
０．５５および［η］０，６８の２種のポリエチレンテ
レフタレー１へを実施例１と同様の触媒条件下で作製し
た。

得られたポリマーをそれぞれ組合せ、複合比率１：１の
サイドバイサイド型の複合繊維を紡糸温度２９０℃、引
取速度１１５０ｒｒｔ／分の条件で紡糸した。

これら２種の未延伸糸を、それぞれ延伸倍率２．６０倍
で液浴延伸した後、１３０℃の熱ドラムによる定長熱処
理を行ない、次にクリンパーで機械けん縮を付与した後
、７０゜Ｃで乾燥し、カット長５１＃にｔ，７［ｉして
、械度２．０デニールのステーブル２種を得た。

轡られた繊維について、機械けん縮敢度、重金属の析出
量、１８０℃照荷重下の熱辺理で允現する発現けん縮数
，発現（プん縮度を調べた。またこれら繊維から前記不
織布の作製方法に従い不織侑を作製し、その伸長率およ
び伸長回復率を調べた。

これらの結果を第２表に示した。

第２表に示すように、ポリエステル八として、金属塩ス
ルホネート基を有する構或単位を共重合したポリエステ
ルを用いた場合、繊維からの重金属析出犠が極めて多く
、かつ不織イ［にした時の伸艮率および伸艮回復率も本
発明繊維に比較し小ざく、伸縮性能が劣った。

実施例３，比較例５〜８ 実施例１の未延伸系を用いて、延伸倍率３、Ｏ倍で液浴
延伸を行ない、熱ドラムによる定長熱処理温度、機械け
ん縮付与時のトウ温度および機械けん縮固定熱処理温度
について、第３表に示したような条件で、熱処理、機械
けん縮付与を行ない、カツｌ・長５１ｍに切断して、繊
度２．Ｏデニールのステーブルを得た。

得られた繊維について、機械けん縮数度、重金属の析出
量、１８０℃無荷重下の熱処理で発現する発現けん縮数
，発現けん縮度を調べた。またこれら繊維から前記不織
布の作製方法に従い不械市を作製し、その伸長性能を調
べた。これらの結果を第３表に示した。

比較例５のように、熱ドラムによる定艮熱処理を行なわ
なかった場合、１８０℃無荷重下の熱処理後の発現けん
縮が悪くなる。

また比較例５および６のように、機械けん縮付与時のト
ウ温度が低いと、機械けん縮付与後のトウの収束性が甘
くなり、若干構造差けん縮の発現が起り、１Ｍ雑の機械
けん縮度数比Ｙが所定範囲より大きくなる。このため梳
綿後のウエアに厚みムラが発生し、不織市の表商品位低
下につながる。

また比較例７のように、機械けん縮付与後の弛緩熱処理
温度が低い場合、機械けん縮の熱固定が甘くなり、機械
けん縮度数比Ｙが所定範囲外となって、梳綿後のウエブ
の交絡性不足から不織布加工工程で，ウエブ切れや、針
布ローラ巻付きが発生して、不械布の製造ができなくな
る。

一方、比較例９のように、機械けん縮が少ない場合、ウ
エブが嵩高となって、不＃ｉｌｉｍの厚みが大となる。

また比較例１０のように、機械けん縮が大となると、梳
綿機でネップが発生し，不織布の表商品位を低下させて
しまう。

（以下、余白） ［発明の効果］ 本発明の潜在けん縮複合繊維は、複合繊維の構成ポリマ
ーの１つとして、イソフタル酸共重合ポリエステルを用
い、その共重合モル％、該繊維の１８０℃無荷重下の熱
処理で発現する発現けん縮数、およびけん縮発現処理前
の機械けん縮数，同けん縮度数比を所定範囲としたこと
によって、■衣料芯地、スポーツ衣料、寝具、衛生材等
の高度な伸縮性能を必要とする不織缶用途に適した繊維
となる。

■ネップヤ厚みムラのない表面品位の優れた不織布が提
供できる。

■ざらに、衛生材用不織布として最も嫌われる重金属の
析出を最小限に止どめることができる。

などの顕著な効果を奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 イソフタル酸を７〜１５モル％共重合したポリエチレン
   テレフタレート系ポリエステルと、ポリエチレンテレフ
   タレートまたは他のポリエチレンテレフタレート系ポリ
   エステルとを接合した複合繊維であつて、１８０℃にお
   ける無荷重下熱処理時の発現けん縮数が５５山／２５ｍ
   ｍ以上となる潜在けん縮能を有し、かつけん縮発現処理
   前のけん縮が下記（ I ）、（II）式を満すよう付与さ
   れていることを特徴とする潜在けん縮複合繊維。 １３≦Ｎ≦２５………（ I ） −０．０７Ｎ＋２．５≦Ｙ≦ −０．０７Ｎ＋３．１………（II） 式中、Ｎ；けん縮数 Ｙ；けん縮度数比