JPH03269114A - 新規なポリエステル繊維質充填材料の製造方法 - 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】 本発明はフィラメントの長さ方向に沿って複数の連続空
隙（ｖｏｉｄ）を含有する新規なポリエステル繊維充填
材料（ｆｉｂｅｒｆｉｌｌ）の製造方法に関するもので
ある。

ポリエステル繊維充填材料（時にはポリエステル繊維充
填用材料（ｆｉｂｅｒｆｉｌｌｉｎｇ　ｏ＋ａｔｅｒｉ
ａｌ）とも呼ばれる）は、枕、クツションおよび他の寝
具用材料を含む装飾材料（ｆｕｒｎｉｓｈｉｎｇ　ｍａ
ｔｅｒｉａｌ）用の、ならびに服飾品（ａｐｐａｒｅｌ
）の安価な充填用材料および／または絶縁材料として十
分に受は入れられるようになってきており、商業的に大
量に生産、使用されている。最初は他のポリエステル繊
維と同様に、繊維の製造経費の安い空隙のない（ｓｏｌ
ｉｄ）円形断面の繊維が使用された。この空隙のない円
形のポリエステル充填材料は現在でも商業的に使用され
ている。しかし、２０年程前に、たとえばトリヴア−（
Ｔｏｌｌｉｖｅｒ）により米国特許第３，７７２．１３
７号に、またグランツシュトッフ（Ｇｌａｎｚｓｔｏｆ
ｆ）により英国特許第１．１６８．７５９号に開示され
たような中空ポリエステル充填材料が示唆され、使用さ
れた。トリヴアーは単一の中空芯体または中央の連続縦
方向空隙を示した。空隙の好ましい形状は断面が非円形
であるが、断面がほぼ円形の空隙も開示されており、円
形断面の、および非円形断面の単一の中央空隙を有する
中空ポリエステル繊維充填材料が、空隙のない繊維充填
材料と対照的なそのより優れた軽さ（より小さな密度）
の故に、また、絶縁性における改良の故に、さらには他
の美的（ａｅｓｔｈｅｔｉｃ）理由の故に大量に製造さ
れ、使用された。より最近には、ＥＰＡ　２　６７．６
８４　（特開昭５７−２１００１３号）に記載されたよ
うな、空隙のない軸方向芯体を取り囲む４個の同サイズ
、等間隔の非円形窓、隙を有することを特徴とする、フ
ィラメントの断面が４個の平らな辺と４個の丸みを帯び
た角とで限られた四辺形の周辺形状を有する、高度の嵩
高さ（ｂｕｌｋ）と嵩持続性とを与えるための鋸歯状の
捲縮形態および滑剤（ｓｌｉｃｋｅｎｉｎｇ　ａｇｅｎ
ｔ）を組み合わせた、自然の羽毛（ｄｏｗｎ）の感触に
より類似した優れた柔軟性を有する、改良された中空ポ
リエステル繊維充填材料が提供されている。

しかし、驚くべきことには、縦方向の連続空隙を有する
ポリエステル繊維充填材料に関して示唆され、商業的に
使用されてきた種々の現実の構成よりここ数年の間に利
用可能になった改良にも拘わらず、本発明の新規改良ポ
リエステル繊維充填材料は、以下に明らかになるように
、個別に考慮した個々の先行の構成のいずれとも対照的
な利点を提供する。

本発明によれば、フィラメントの長さ方向に沿って実質
的に円形断面の連続空隙を少なくとも７個有し、その空
隙の１個が実質的に中央に位置し、残余の空隙は相互に
実質的に同一のサイズであり、かつ、相互に、中央の空
隙から、およびフィラメントの周辺から実質的に等間隔
で中央の空隙の周囲に位置する、１フィラメントあたり
約５ないし約２０デニールの、実質的に円形の周辺断面
のポリエステル繊維充填材料が得られる。一つの具体例
によれば、全ての空隙は好ましくは実質的に同一のサイ
ズであり、かつ、隣接空隙から実質的に等間隔であり、
したがって、後に特に説明し、議論するような、数にお
いては正確に７個であり、中央の空隙と六角形の頂点を
占める６個の外周空隙とで六角形充填配列を構成してい
る。

しかし、中央の空隙断面積を外周の空隙よりも若干太き
（して、外周の空隙は相互に等間隔に、また、中央の空
隙の周辺からも等間隔に配列させて大きな中央空隙の利
点を得ることも企画されている。この具体例によれば、
外周の空隙は好ましくは対称に配置し、偶数、特に８個
で構成して中央の空隙とともに全体で９個の空隙を構成
する。

好ましい全空隙量は一般に約８ないし２５％（ポリエス
テルフィラメントの断面で測定した平均面積％）である
。

当業界で知られ、後に議論するように、ポリエステル繊
維充填材料に捲縮を設けることは嵩高さ、すなわち大き
な空間（１ｏｆｔ）を得るために、また、その持続性に
関して極めて重要であり、捲縮の頻度は好ましくは１イ
ンチあたり約４個ないし約１２個、１ｃｍあたりに換算
して約１．５個ないし約５個である。

本発明の繊維充填材料は好ましくは持続性滑剤を用いて
滑り性を持たせる。

本発明によれば、この種の新規なポリエステル繊維充填
材料および後に記述するような前駆体フィラメント、な
らびに、この種の新規なポリエステル繊維質充填材料を
単独で充填したものと他の充填用材料と混合して充填し
たものとを含め、この種の新規なポリエステル繊維充填
材料を充填した充填装飾品および服飾品の製造方法も提
供される。

本発明の基本的要素は複数の円形フィラメントの長さ方
向に沿った連続空隙の数および配列にあり、従前のポリ
エステル繊維充填材料に示唆され、使用されてきたもの
を超える改良に寄与すると考えられる。あとから考える
と、本発明の利点の少なくともあるものは先行技術にお
ける形態および断面からの類推および比較により説明し
得るかのようにみえるが、この要素の組合わせはポリエ
ステル繊維充填材料に関する限り新規である。円形周辺
が重要であると考えられる。空隙の位置が中央であるこ
とが、すなわち軸方向であることが重要であるとｔえら
れる。本発明記載のポリエステル繊維充填材料はトリバ
ーによる初期の示唆と共通するこの形態を有するが、ト
リバーが単一の空隙を与えるのみであるのに対して本発
明のポリエステル繊維充填材料が複数の実質的に平行な
空隙を予測していることにおいてトリバーの構成とは異
なる。対照的にＥＰＡ　　２　６７．６８４は複数の実
質的に平行な空隙（数は４個）を与え、ここから単一の
軸方向に位置する空隙を有するのみのトリバーのポリエ
ステル繊維充填材料との比較である程度の改良を引き出
している。ＥＰＡ　２　６７．６８４のポリエステル繊
維充填材料は幾つかの点において特徴的である。すなわ
ち、実質的に四辺形の周辺形状であり、空隙のない軸方
向の芯体とそれ自体は非円形で四辺形の角、または突出
部（１ｏｂｅ）のみが円形の４個のみの連続的な平行空
隙を有する。後に注目するように、本発明記載のポリエ
ステル繊維充填材料は、この先行技術のポリエステル繊
維充填材料では達成がより困難であり、恐らくは実際的
でないとさえ考えられていた捲縮形態の改良をも可能に
する。

本発明は多くの因子を包含していて改良の原因がなお不
完全にしか解明されていないので、推測によるこじつけ
理論のいかなるものによっても制限されるものではない
が、本発明における１個の中央空隙を含む複数の空隙は
、同一の空隙量でより高いこわさ（５ｔｉｆｆｎｅｓｓ
）を与えるという意味で、より良好な押し潰し抵抗（ｃ
ｒｕｓｈ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を与えると推測する
ことができる。さらに、捲縮加工した後にその捲縮構造
により、同様の空隙量を有する先行技術のポリエステル
繊維充填材料の捲縮加工から得られるであろうような、
より鋸歯状の、または角の鋭い捲縮構造とは対照的に、
より円形に近い角が得られ、これより（円形の周辺断面
と組み合わさって）使用中のより良好な摩擦特性とより
大きな持続性とを期待し得るであろうと推測することも
できる。このことは、この点に関して最適の対称構造を
提供し、最適の強度二重量（軽さの意味での）関係を与
えると考えられるので、第１図に示した正確に７個の同
一サイズの、隣接空隙から等間隔の空隙を有する構成に
関して、言葉を換えれば六角形充填配列において特に真
実であり得るが、若干の応用に関しては中央空隙のサイ
ズを（外周の空隙との関連で）大きくし、トリバーによ
り示唆された複数空隙構造に伴う大きな中央空隙の利点
のあるものを引き出すのがより好ましいであろう。この
点に関しては、対称配列が利点を与えると考えられる。

言葉を換えれば、たとえば第３図に示したような、実質
的に円形の周辺断面を有するフィラメント２３中の、大
きな中央空隙２２とそれを取り囲む、中央空隙２２から
等間隔に配列した８個の等間隔外周空隙２１との合計９
個の実質的に平行な空隙がある種の利点を生み出し得る
。このことより、中央空隙を取り囲む複数空隙の他の配
列も可能であると理解されるが、一般には六角形充填配
列よりも対称性において劣ることとなるであろう。

原理的には、ポリエステルおよび他の合成重合体より中
空フィラメントを熔融紡糸する技術は古くから公知であ
り、当業界に開示されている。ボーリンジャー　（Ｈ，
Ｂｏｈｒｉｎｇｅｒ）およびボランド（Ｆ、　Ｂｏｌｌ
ａｎｄ）は“中空芯付きの、および中空芯なしの予定設
計（ｐｒｏｆｉｌｅｄ）合成繊維の開発および評価（Ｄ
ｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
　ｏｆ　Ｐｒｏｆｉｌｅｄ　５ｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｆｉ
ｂｅｒｓ　Ｗｉｔｈ　ａｎｄ　Ｗｉｔｈｏｕｔ　Ｈｏ１
ｌ。

ｖ　Ｃｏｒｅ”という題目の報文（繊維研究および織物
技術（Ｆａｓｅｒｆｏｒｓｃｈｕｎｇ　ｕｎｄ　Ｔｅｘ
ｔｉｌｔｅｃｈｎｉｋ）　９．１０号（１９８５年１０
月）４０５−４１６ページ）を著し、その中で他の若干
の刊行物に言及した。この刊行物は主として、充填用材
料として用いるポリエステル繊維充填材料とは対照的に
、たとえば編み物による繊維布の製造に用いるナイロン
フィラメントの提供に向けられたものであるが、中空フ
ィラメントの製造に関する限りは同様の基本的考慮が適
用される。しかし、若干の多孔フィラメントがこの種の
多孔フィラメントを得るための紡糸口金（５ｐｉｎｎｅ
ｒｅｔ）の設計とともに示されてはいるが、この刊行物
は（他の幾つかのものと共通に）、実質的に円形のフィ
ラメント中に中央空隙を有し、全体として少なくとも７
個の空隙を有する本発明の構成を作る、いかなる方法を
も開示していない。たとえばフィラメントおよび空隙の
細さの故に、ならびに周知のオリフィス後膨出（ｐｏｓ
ｔ−ｏｒｉｆｉｃｅ　ｂｕｌｇｉｎｇ）の現象の故に、
また、“だぶつき（ｋｎｅｅｉｎｇ）″として知られる
困難の故に、この課題を達成するにはかなりの困難と広
範な実験とが必要であり、この課題が実際に達成され得
るかは、若干の人々により疑わしいとされている。しか
し、この課題は、特殊な設計の紡糸口金、すなわち、上
表面と下表面とが毛細管で連結されたプレートを有して
おり、該毛細管が該プレートの下面において毛細管の中
心から等距離に且つ該中心の周囲に等容度で配置された
複数のオリフィスに分けられており、該オリフィスの各
々が内側の弧状のスロットと外側の弧状のスロットとを
他のスロットで連結した形状を有していることを特徴と
する紡糸口金、を用いることによって達成される。例え
ば、６個のオリフィス１１が第２図に示したように（紡
糸口金の下表面１２に）配列された紡糸口金を用い、各
オリフィスを通して重合体を押し出し、ついで融合させ
ることにより、第１図に示したような実質的に同サイズ
の、等間隔の７個の空隙を有する円形フィラメントを形
成することができる。振り返ってみると、この設計は当
業界で既に概念的に把握されている一般的原理には従う
が、上記のように、本発明の中央空隙を有する円形多孔
ポリエステルフィラメントを達成し得るまでにはかなり
の努力と実験とが必要であった。

本発明の特殊な構成を有するポリエステルの形成以外に
、重合体の製造を含むフィラメントの生産、およびフィ
ラメントの加工、そのステープルファイバーへの転化、
ならびに繊維充填材料の処理および物品、たとえば枕お
よび他の充填した物品たとえばクツションの製造、また
は衣服等のキルト製品をふくむキルト類の形成用の充填
用材料としてのその使用における種々の段階は、本件で
、または他の場所で言及された先行技術に記載されたよ
うな公知の手順に従って実施し得る。上に説明したよう
に、その商業的な入手可能性および費用を考慮すれば、
一般にはポリエチレンテレフタレートがポリエステル重
合体として好ましく、相対粘性は加工条件との組合わせ
で、本発明の核心である所望の構成が得られるように、
適当に選択する。たとえばブローダス（Ｂｒｏａｄｄｕ
ｓ）らにより１９８７年２月１１日に出願された出願番
号第０１４．２４６号に記載されたように、炭素鎖分岐
剤（ｃｈａｉｎ−ｂｒａｎｃｈｅｒ）も使用し得る。

上記のように、たとえばホフマン（Ｈｏｆｆｍａｎ）の
米国特許ｊ１に３，２７１，１８９号、ミード（Ｍｅａ
ｄ）らの米国特許第３．４５４．４２２号、ライアン（
Ｒｙａｎ）の米国特許第３，４８８．２１７号、サラモ
ン（Ｓａｌａｍｏｎ）らの米国特許第４．１４６．６７
４号およびタケモト油脂社（Ｔａｋｅｍｏｔｏ　Ｏｉｌ
　＆　ＦａｔＣｏ、　Ｌｔｄ、）の日本公開特許出願５
８−２１４．５８５　（１９８３）に示唆されているポ
リシロキサン滑剤の使用によりポリエステル繊維充填材
料に“滑り性を付与する“ことは古くから公知であり、
商業的に実行されてきた。ポリシロキサンおよび／また
は他の滑剤はポリエステル繊維充填材料の美観を改良す
るために使用され、この種の滑剤の使用は本発明に記載
されたある種の目的には好ましいものである。マーカス
（Ｍａｒｃｕｓ）により１９８６年１０月２１日に出願
された出願番号第９２１６４６号に記載されたような非
シリコーン滑剤もある目的には有利であることが実証さ
れている。

多くの目的に対して、滑剤は好ましくは、たとえば加熱
によりフィラメント上に“硬化（ｃｕｒｅ）”させてそ
の持続性を改良する。

この点に関しては、本発明をさらに説明する以下の実施
例において言及する。

実施例 相対粘性２０．４（１００ｐｐａ＋の硫酸を含有するｌ
ＱｍＡ’のへキサフルオロイソプロパツールに入れた８
０ｍｇの重合体について２５℃で測定して）のポリエチ
レンテレフタレートを２９１−２９７℃の重合体温度で
、第２図に示したオリフィスを用い、毛細管１本あたり
０．３０６ポンド／時（０，１３９ｋｇ／時）の流通量
で、２８８本の毛細管を有する紡糸口金を通して毎分９
００ヤード（毎分８２３メートル）でフィラメントに紡
糸する。このフィラメントをより合わせてロープ（９１
４，０００弛緩伸長デニール（ｒｅｌａｘｅｄ　ｄｒａ
ｗｎ　ｄｅｎｉｅｒ）の）を作る。このロープを通常の
手法テ３．４６　Ｘの伸長比（ｄｒａｗ　ｒａｔｉｏ）
で、９０℃に保った熱湿潤スプレー伸長帯域（ｈｏｔ、
　ｗｅｔ　５ｐｒａｙ　ｄｒａｗ　ｚｏｎｅ）中で伸長
する。この伸長したフィラメントを通常のカンチレバー
型詰め箱捲縮機（ｓｔｕｆｆｅｒ　ｂｏｘ　ｃｒｉｍｐ
ｅｒ）　　（寸法３．５インチ、８．９ｃｍ）中で捲縮
加工し、この捲縮したロープを１８０℃の炉中で弛緩す
る。ポリアミノシロキサンを含有する滑り仕上げ剤（ｓ
ｌｉｃｋｅｎｉｎｇ　ｆｉｎｉｓｈ）をフィラメントに
適用してフィラメント上に約０．３２重量％（固体シリ
コーン）を与え、ついで、約０．０７重量％の通常の静
電防止上塗り仕上げ剤（ａｎｔｉｓｔａｔｉｃ　ｏｖｅ
ｒｌａｙ　ｆｉｎｉｓｈ）を与える。この繊維を通常の
手法で３．０インチ（７５ｍｍ）の長さに切断する。こ
の繊維は約１２゜３％の平均全空隙量と１フィラメント
あたり約９のデニールとを有することが見いだされる。

この繊維は、第１図に示すような、平行で実質的に同サ
イズの７個の連続空隙を有し、その６個が繊維の中心を
形成する第７の空隙の周囲に等間隔で位置する断面を有
する。繊維の周辺は円形で平滑である。

比較の目的で、上と同様にして４個の平行な連続空隙と
空隙のない軸芯とを有し、平均全空隙量が１７．７％で
あること以外は同様の、類似デニールを有する試料（Ｃ
）をつくり、７−孔（７ｈＯ１ｅ）繊維とほぼ同一の捲
縮頻度および嵩高さ（０゜２　ｐｓｉにおいて）に捲縮
する。

７−孔試料（１）および４−孔比較試料（Ｃ）の種々の
性質を測定し、表に列記した。Ｆ−Ｆ摩擦（繊維−繊維
摩擦係数）がより低く、０．００１ｐｓｉにおける嵩高
さが若干良好であることが注目される。これらはいずれ
も有利であり、驚くべきことである。

本発明の７−孔繊維充填材料および４−孔の比較例の双
方とも、２０オンスのロール中綿枕（ｒ。

１１ｅｄ　ｂａｔｔｉｎｇ　ｐｉｌｌｏｗ）　）に加工
する。表に示したように同様な高さであるが、新品のと
きにも、実験室で踏み付けた後でも、７−孔繊維の枕が
実質的により柔軟に、かつ、より望ましく感じられる。

７−孔繊維は圧縮よりの復帰がより緩やかに見える。こ
れは極めて望ましいことである。

表 しわ　　嵩高さ（インチ）　　　Ｆ−Ｆ　　枕高（イン
チ）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によって製造される典型的なポリ
エステル繊維充填材料の断面の顕微鏡写真である。 第２図は第１図に示したようなポリエステル繊維充填材
料フィラメントの熔融紡糸に適した紡糸口金オリフィス
の拡大図である。 第３図は本発明の方法によって製造されるポリエステル
繊維充填材料の他の具体例の断面図である。 １７−孔　４．８ ６．２５ ０．４３ ０．２０３　９．１５　８．０７ Ｃ４−孔　４．５ ５．９８ ０．４５ ０．２１９　９．０９　　ｇ、２２ ｇ Ｇ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フィラメントの長さ方向に沿って実質的に円形断面の連
   続空隙を少なくとも７個有し、その空隙の１個が実質的
   に中央に位置し、残余の空隙は相互に実質的に同一のサ
   イズであり、かつ、実質的に等間隔で中央の空隙の周囲
   に、また中央の空隙から実質的に等間隔で位置する、１
   フィラメントあたり約５ないし約２０デニールの、実質
   的に円形の周辺断面を有するフィラメントにポリエステ
   ルを紡糸口金を通して熔融紡糸することから成り、該紡
   糸口金は、上表面と下表面とが毛細管で連結されたプレ
   ートを有しており、該毛細管が該プレートの下表面にお
   いて毛細管の中心から等距離に且つ該中心の周囲に等角
   度で配置された複数のオリフィスに分けられており、該
   オリフィスの各々が内側の弧状のスロットと外側の弧状
   のスロットとを他のスロットで連結した形状を有してい
   るものである、ことを特徴とするポリエステル繊維充填
   材料の改良製造方法。