JPH04327880A - 詰綿用ポリエステル繊維 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶能を有するポ
リエステルからなる詰綿用繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ポリエステル繊維を詰綿として用
いたふとんなどの寝装品やキルテイング衣料が多く使用
されるようになってきた。その理由としては、ポリエス
テル繊維の優れた特性、すなわち保温性の高いこと、嵩
高性に優れること、衛生的であることなどが挙げられる
。一方、ポリエステル繊維詰物の欠点としては、日光又
は熱による回復性に劣ること、すなわち、使用とともに
進行していた嵩減りが日干し乾燥などによって元通りの
嵩にならないことが挙げられる。また、嵩高性に優れる
ことは、運搬時や、ふとんを押入などに保管する時など
には広い場所を必要とするため、逆に欠点ともなる。

【０００３】ポリエステル繊維詰綿の日光回復性を改良
しようとする試みは種々なされており、例えば、特開昭
５７−６６１６２号公報には、ポリエチレンテレフタレ
ートとポリブチレンテレフタレート−ポリエチレングリ
コール重合体とをはり合わせた複合繊維からなる詰物が
提案されている。しかしながら、この詰物は、従来のポ
リエステル繊維詰物に較べれば、日光回復性がかなり改
良されるものの、長期にわたる使用では、やはり嵩減り
が起こり、日光回復性はまだ不充分であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、嵩回復性に
優れ、かつ、優れた物性及び加工性を有し、しかも安価
なポリエステル繊維からなる詰綿を提供しようとするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究した結果、形状記憶能を有
するポリエステル中空捲縮繊維によりこの目的が達成さ
れることを見い出し、本発明に到達した。

【０００６】すなわち、本発明は、形状記憶能を有する
ポリエステル繊維であって、中空率が５〜４０％、繊維
長が３０〜８０ｍｍ、単糸繊度が１〜２０デニール、捲
縮率が１０〜４０％である詰綿用ポリエステル繊維を要
旨とするものである。

【０００７】本発明において、「形状記憶能を有する」
とは、任意の形状Ｘに成形して、その形状Ｘを熱処理に
より固定記憶させ、次いで、その形状Ｘとは異なる形状
Ｙに外力により一旦変形させてガラス転移点よりも低い
温度にして形状Ｙを固定させた後、ガラス転移点よりも
高い温度に加熱することにより、形状Ｘに回復するとい
う機能を有することをいう。

【０００８】本発明における形状記憶能を有するポリエ
ステル繊維は、ガラス転移点よりも低い温度にすること
により固定性を発揮し、ガラス転移点よりも高い温度に
加熱することにより回復性を発揮するものである。

【０００９】本発明におけるポリエステルは、ガラス転
移点が１０〜６０℃の範囲のものが好ましく、特に１５
〜５０℃のものが好ましい。ガラス転移点が１０℃未満
のものでは、変形固定しても室温で変形が急速に回復し
てしまい、一方、６０℃を超えるものでは、日光やふと
ん乾燥機による加熱で嵩を回復することができず、実用
的メリットがない。

【００１０】形状記憶能を有するポリエステルの種類は
、特に制限されないが、形状すなわち、嵩回復性を良好
にするためには、外力を与えると変形し、その外力を取
り除くと元の形状に回復するという点から考えると、ゴ
ム弾性を有するものが好適である。

【００１１】形状記憶能を有するポリエステルの具体例
としては、芳香族ポリエステルセグメント（ハードセグ
メント）　と脂肪族ポリエステルセグメント（ソフトセ
グメント）　とが適度な割合で存在するエラストマーや
、芳香族ポリエステルセグメント（ハードセグメント）
　とポリアルキレングリコールセグメント（ソフトセグ
メント）　とが適度な割合で存在するエラストマーなど
が挙げられるが、前者が好ましい。

【００１２】芳香族ポリエステルセグメントとは、ポリ
エステルの繰り返し単位に少なくとも一つの芳香環を有
するポリエステルセグメントをいい、脂肪族ポリエステ
ルセグメントとは、ポリエステルの繰り返し単位に芳香
環を有しないポリエステルセグメントをいう。

【００１３】ハードセグメントを構成する芳香族成分と
しては、テレフタル酸、イソフタル酸、ビスフェノール
Ａ、ｐ−ヒドロキシ安息香酸などのジカルボン酸、ジオ
ール及びヒドロキシカルボン酸が挙げられる。

【００１４】芳香族成分とハードセグメントを構成した
り、あるいはソフトセグメントを構成する脂肪族成分と
しては、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、エ
イコサン二酸、エチレングリコール、ブタンジオール、
ヘキサンジオール、ε−カプロラクトンなどのジカルボ
ン酸、ジオール及びオキシカルボン酸（又はラクトン）
　が挙げられる。

【００１５】また、ポリアルキレングリコールとしては
、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコ
ールなどが挙げられる。

【００１６】本発明において形状記憶能を有するポリエ
ステルとして、結晶性のもの及び分子間架橋が可能な分
子構造を有するものを使用すると形状記憶性がより良好
となり好ましい。

【００１７】結晶性ポリエステルとするには、エチレン
テレフタレート単位、ブチレンテレフタレート単位など
の結晶性ポリエステルを与える繰り返し単位を主体とす
るポリエステルとすればよい。

【００１８】分子間架橋が可能な分子構造を有するもの
は、ゴムが加硫により形状を記憶する原理と同様、ポリ
エステルの分子間を要所で架橋させ、記憶すべき形状を
固定させる固定点を形成することができる。

【００１９】分子間架橋が可能な分子構造を導入する方
法の具体例としては、不飽和結合を有する成分を共重合
し、ポリエステルの主鎖に不飽和結合を導入する方法が
挙げられる。この不飽和結合を形状を固定記憶させる際
に適当な手段で開裂させることにより、分子間架橋が可
能となる。

【００２０】ポリエステルに共重合が可能で不飽和結合
を有する成分としては、無水マレイン酸、マレイン酸、
クロロマレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン
酸、ヘット酸、無水ヘット酸、２−ブテン−１，４−ジ
オール、３−ブテン−１，２−ジオールなどの不飽和ジ
カルボン酸及び不飽和ジオールが挙げられる。

【００２１】また、ポリエステルに三官能以上の成分を
共重合させることも有力な手段である。この場合は、形
状を固定記憶させる際に、ポリエステルの水酸基あるい
はカルボキシル基に、イソシアネート基、エポキシ基な
どを有する架橋剤を添加、反応させることにより分子間
架橋を行うことが可能となる。

【００２２】本発明におけるポリエステルには、必要に
応じて本発明の効果を損なわない範囲であれば他の副原
料が共重合されていてもよいし、種々の添加剤などが含
まれていてもよい。

【００２３】本発明に用いるポリエステルを構成する成
分及びその共重合割合は広範囲に選択しうるが、経済性
、汎用性、物性などを勘案すれば、次のようなものが好
ましい。

【００２４】すなわち、ジカルボン酸としてテレフタル
酸を５０〜９５モル％、好ましくは６０〜９０モル％、
ドデカン二酸を５〜５０モル％、好ましくは１０〜４０
モル％、ジオールとしてエチレングリコールを１００モ
ル％の割合で使用したポリエステルである。

【００２５】この例においては、テレフタル酸とエチレ
ングリコールとから形成される繰り返し単位がハードセ
グメント、ドデカン二酸とエチレングリコールとから形
成される繰り返し単位がソフトセグメントとなる。

【００２６】次に、このポリエステルを例にとってポリ
エステルの製造方法の一例を具体的に説明する。

【００２７】テレフタル酸とエチレングリコールとのエ
ステル化反応により得られたビス（β−ヒドロキシエチ
ル）テレフタレート及びそのオリゴマーに、ドデカン二
酸及びエチレングリコールを加え、２００〜２６０℃で
、窒素ガスなどの不活性雰囲気下で１〜４時間エステル
化反応を行う。

【００２８】得られたエステル化物を重合反応缶に移送
し、２００〜２８０℃の温度で、０．５〜５時間、１ト
ル以下の減圧下で重縮合反応を行う。

【００２９】所望の極限粘度となるまで重縮合した後、
窒素ガスで常圧に戻し、加圧してポリエステルをテグス
状に払い出し、冷却後、切断してチップ状のポリエステ
ルを得ることができる。

【００３０】重縮合反応は、通常、触媒の存在下で行わ
れ、重縮合触媒としては、ポリエステルの製造に一般に
用いられているアンチモン、ゲルマニウム、スズ、チタ
ン、コバルトなどの金属の化合物やスルホサリチル酸、
ο−スルホ安息香酸無水物などの有機スルホン酸化合物
が用いられる。なお、エステル化工程で予め重縮合反応
触媒を添加することもできる。

【００３１】次に、このようにして得られた形状記憶能
を有するポリエステルを製糸して、本発明の詰綿用ポリ
エステル繊維を製造する方法について説明する。ポリエ
ステル繊維の製造は、汎用のポリエステル繊維と同様に
、溶融紡糸、延伸方法で実施すればよい。紡糸条件や延
伸条件は、使用する形状記憶能有するポリエステルの物
性により異なるが、概ね、従来技術を踏襲できる。

【００３２】すなわち、汎用の紡糸装置、あるいは複合
紡糸装置を用いて紡糸すればよいが、特に後者を用いる
場合には、形状記憶能を有し、極限粘度が異なる２　成
分のポリエステルを紡糸パック内に設けた静的混合器を
用いて適度に混合して複合紡糸することもできる。

【００３３】紡出された繊維は、必要に応じて、連続的
に又は別工程で延伸、熱処理され、捲縮加工、薬液処理
などの高次加工に付される。また、紡糸に際し、安定剤
、蛍光剤、顔料、難燃剤、抗菌剤、消臭剤などの添加剤
を共存させてもよい。

【００３４】本発明におけるポリエステル繊維は、優れ
た嵩高性、保温性を得るために中空率５％以上の中空繊
維とすることが必要である。しかし、中空率が４０％を
超すものは、口金形状ならびに製糸条件で特別な配慮が
必要であり、経済的なロスが多く、かつ延伸工程でパン
ク率が多く実用的でない。このため、中空率としては５
〜４０％の範囲にすることが必要である。なお、繊維の
断面形状は、丸断面をはじめ三角断面などの異形でもよ
く特に限定されない。

【００３５】繊維長は、エア開繊を行うものと、カード
開繊を行うものとで若干の相違があるが、３０〜８０ｍ
ｍとすることが必要である。すなわち、繊維長３０ｍｍ
未満のものでは、良好な嵩高性が得られず、また、８０
ｍｍを超えるものでは、工程通過性が悪くなるとともに
繊維同士が絡んでダンゴ状になる欠点がある。

【００３６】また、繊度は、１〜２０デニールとするこ
とが必要であり、２〜１５デニールのものが特に好まし
い。 繊度があまり小さいと風合い、保温性は向上するが、開
繊性が不良となり、また、嵩高性が劣ったものとなり、
逆に大きすぎると粗硬な風合いに加えて保温性、嵩高性
が劣ったものとなる。

【００３７】捲縮率は１０〜４０％とすることが必要で
あり、捲縮率がこの範囲を外れると詰綿として必要な嵩
高性が得られない。捲縮形態は、機械捲縮による二次元
捲縮だけでもよいが、構造差によるスパイラル状三次元
捲縮とすることが望ましい。

【００３８】スパイラル状三次元捲縮繊維とするには、
極限粘度の差が０．１５以上ある２種のポリエステルを
サイドバイサイド型に複合紡糸した複合繊維とすればよ
い。 この場合、２種のポリエステルをいずれも形状記憶能を
有するポリエステルとしてもよいが、一方に形状記憶能
を有するポリエステルを用い、他方にポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレート又はこれらを
主体とするポリエステルを用いると捲縮発現性の良好な
繊維となって好ましい。

【００３９】本発明のポリエステル繊維は、嵩高な形状
を記憶させて使用される。形状の記憶は、■捲縮付与後
の延伸トウの状態、■トウを切断して短繊維とした状態
又は■詰物体にした状態で行うことができる。そして、
形状を固定、記憶させるには、ポリエステル繊維のガラ
ス転移点より高く、流動開始温度より低い温度で熱処理
すればよい。

【００４０】嵩高な形状を記憶させたポリエステル繊維
は、圧縮してガラス転移点よりも低い温度にすれば、嵩
を小さくすることができ、運搬時や保管時の嵩を小さく
することができる。

【００４１】圧縮により嵩を小さくした詰物体や使用に
より嵩減りした詰物体は、ポリエステル繊維のガラス転
移点以上、流動開始温度未満の温度に加熱すれば元の嵩
高な状態に回復する。

【００４２】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、実施例における特性値等の測定、評価法は
次のとおりである。 （１）　極限粘度〔η〕 フェノールとテトラクロロエタンとの等重量混合物を溶
媒とし、温度２０℃で測定した。 （２）　融点（Ｔｍ）及びガラス転移点（Ｔｇ）示差走
差熱量計　（パーキンエルマー社製　ＤＳＣ−２型）　
を用いて、昇温速度２０℃／分で測定した。

【００４３】（３）　流動開始温度（Ｔｆ）フローテス
ター（島津製作所製ＣＦＴ−５００　型）　を用い、荷
重１００Ｋｇ／ｃｍ２、ノズル径０．５ｍｍの条件で、
初期温度５０℃より１０℃／分の割合で昇温していき、
ポリマーがダイから流出し始める温度として求めた。 （４）　中空率 断面の顕微鏡写真をとり、繊維外径及び中空部面積を測
定して計算により求めた。 （５）　繊維長 ＪＩＳ　Ｌ　１０１５　７．４の方法により測定した。 （６）　繊度 ＪＩＳ　Ｌ　１０１５　７．４の方法により測定した。 （７）　捲縮率 ＪＩＳ　Ｌ　１０１５　７．１２．２の方法により測定
した。

【００４４】（８）　嵩高性 ２０ｃｍ×２０ｃｍの８０ｇのふとん綿を作成し、無荷
重（測定板２０ｃｍ×２０ｃｍ、荷重１７０ｇ）　時及
び荷重時（５ｋｇ）　の高さを測定した。　（これらの
値が大きいものほど嵩高性が良好。） （９）　形状記憶能の評価 上記ふとん綿を１４０℃で、３０分間熱処理することに
より、嵩高な形状を記憶させた後、一旦８０℃で加熱し
て５ｋｇの荷重をかけて圧縮し、そのまま室温で冷却し
荷重を外して圧縮した状態の固定を行った。次いで、６
０℃で加熱して嵩高な形状を回復させた。この際の圧縮
率及び回復率を求めて評価した。 圧縮率（％）＝〔（ａ−ｂ）／ａ〕×１００回復率（％
）＝〔（ｃ−ｂ）／（ａ−ｂ）〕×１００ａ：初めの嵩
、ｂ：圧縮固定時の嵩、ｃ：回復後の嵩

【００４５】製
造例１ テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応
により得られたビス（β−ヒドロキシエチル）　テレフ
タレート及びそのオリゴマー４５．０ｋｇに、ドデカン
二酸５．８ｋｇ、エチレングリコール９．０ｋｇ、触媒
としてテトラブチルチタネート２６ｇを加え、２５０℃
、窒素ガス制圧下３．６ｋｇ／ｃｍ２で２時間エステル
化反応を行った。得られたエステル化物を重縮合反応器
に移して、２８０℃、０．４トルで、３時間重縮合反応
を行い、次の特性を有するポリエステル■を得た。 Ｔｇ＝４６℃、Ｔｆ＝２０２℃、Ｔｍ＝２３４℃、〔η
〕＝０．６５。

【００４６】製造例２ 製造例１と同様にして得られたエステル化物を重縮合反
応器に移して、２８０℃、０．４トルで、２時間３０分
重縮合反応を行い、次の特性を有するポリエステル■を
得た。 Ｔｇ＝４５℃、Ｔｆ＝２０２℃、Ｔｍ＝２３２℃、〔η
〕＝０．４３。

【００４７】製造例３ テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応
により得られたビス（β−ヒドロキシエチル）　テレフ
タレート及びそのオリゴマー４４．０ｋｇに、ドデカン
二酸５．８ｋｇ、エチレングリコール８．０ｋｇ、触媒
としてテトラブチルチタネート２６ｇを加え、２５０℃
、窒素ガス制圧下３．６ｋｇ／ｃｍ２で２時間エステル
化反応を行った後、２２０℃に降温し、無水マレイン酸
０．５ｋｇ及び抗酸化剤としてハイドロキノン１５ｇを
加え、更に、２２０℃、窒素ガス制圧下３．６ｋｇ／ｃ
ｍ２で２時間エステル化反応を行った。得られたエステ
ル化物を重縮合反応器に移して、２８０℃、０．４トル
で、３時間重縮合反応を行い、次の特性を有するポリエ
ステル■を得た。 Ｔｇ＝４７℃、Ｔｆ＝１９８℃、Ｔｍ＝２２７℃、〔η
〕＝０．７３。

【００４８】実施例１〜６、比較例１〜５ポリエステル
■を中空繊維用紡糸装置を用いて、紡糸温度２８０℃、
巻取速度１０００ｍ／分で溶融紡糸し、トウ状に集束し
て４．６倍に延伸し、延伸トウを得た。続いてこのトウ
を押し込み式捲縮付与装置に通して、捲縮を付与した後
、１４０℃で５分間乾燥し、切断して、ポリエステル短
繊維を得た。（なお、中空度４５％の繊維を製造しよう
としたが、紡糸時に中空割れが多発し、糸切れが発生し
て正常な中空繊維を得ることができなかった。）得られ
たポリエステル短繊維を通常のカード機にかけてふとん
綿を作製した。

【００４９】実施例７ ポリエステル■を用いて、実施例１と同様の操作でポリ
エステル短繊維及びふとん綿を作製した。

【００５０】参考例１ 〔η〕＝０．６８のポリエチレンテレフタレートを用い
て、実施例１と同様の操作でポリエステル短繊維及びふ
とん綿を作製した。

【００５１】実施例８ ポリエステル■とポリエステル■とを、サイドバイサイ
ド型中空複合繊維用紡糸装置を用いて、複合重量比５０
：５０で溶融紡糸し、トウ状に集束して延伸した後、ギ
アローラで引き取って予備捲縮を付与し、しかる後、１
４０℃で５分間乾燥し、切断して、ポリエステル短繊維
を得た。このポリエステル短繊維を通常のカード機にか
けてふとん綿を作製した。

【００５２】実施例９ ポリエステル■と〔η〕＝０．４８のポリエチレンテレ
フタレートとを用いて、実施例８と同様にしてポリエス
テル短繊維を製造し、ふとん綿を作製した。

【００５３】参考例２ 〔η〕＝０．７０のポリエチレンテレフタレートと〔η
〕＝０．５５のポリエチレンテレフタレートとを用いて
、実施例８と同様にしてポリエステル短繊維を製造し、
ふとん綿を作製した。

【００５４】以上の実施例、比較例及び参考例で得られ
た短繊維及びふとん綿の特性値等をまとめて表１に示す
。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【発明の効果】本発明のポリエステル繊維は、形状記憶
能を有しているため、嵩高な形状を記憶させておくこと
により、使用により嵩減りが起こった詰物体の嵩を加熱
により回復させることができ、また、運搬時や保管時に
、圧縮して嵩を小さくしても、加熱により元の嵩に回復
させることができ、ふとん綿、キルテイング衣料、クッ
ション、ぬいぐるみなどの詰綿として好適である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　形状記憶能を有するポリエステル繊維
   であって、中空率が５〜４０％、繊維長が３０〜８０ｍ
   ｍ、単糸繊度が１〜２０デニール、捲縮率が１０〜４０
   ％である詰綿用ポリエステル繊維。
2. 【請求項２】　　ポリエステル繊維が、極限粘度が０．
   １５以上異なる２種のポリエステルからなる複合繊維で
   ある請求項１記載のポリエステル繊維。
3. 【請求項３】　　ポリエステル繊維が、形状記憶能を有
   するポリエステルとポリエチレンテレフタレート、ポリ
   ブチレンテレフタレート又はこれらを主体とするポリエ
   ステルとからなる複合繊維である請求項１記載のポリエ
   ステル繊維。