JPH10183460A - 熱セット用糸捲ボビン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 糸のチ−ズ捲形態での染色や熱セットにおい
て内外層の糸質差を小さく抑えることができ、染色や熱
セットに変形しても、簡単な熱処理により元の形状に回
復させて繰り返し利用ができる糸捲ボビンを提供する。 【解決手段】 炭素数６以上の長鎖脂肪族カルボン酸を
共重合した融点２００℃以上の形状記憶能を有するコポ
リエステルを成型してなる熱セット用ボビン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、糸をチ−ズ捲形態
で染色あるいは熱セットする際に用いることができる糸
捲ボビンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より糸をチ−ズ捲形態で染色或は熱
セットする方法としては、糸の捲密度を小さくして加工
する方法が行われている。その際に用いる糸捲ボビンと
しては、金属性あるいは樹脂性の有孔ボビンが使われ、
内外層の糸質差をなくすため、あらかじめ捲き密度を小
さくするような方法や、最内層部に捨て糸を捲く等の方
法がとられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような方法で
は、ボビン自体は収縮または変形しないため、糸の内層
部は外層部に較べ、十分に収縮しきれず、内外層の染色
斑や糸質差が発生するという問題があった。また、糸の
収縮斑を小さくするため処理温度付近で軟化可能な樹脂
性のボビンを使用した場合、糸の収縮等によりボビンが
変形するため、ボビンの再利用が出来ないという問題が
あった。また、捲密度を小さくする場合、あらかじめ通
常の密度で捲かれた糸を、捲き返さなかねばならず工程
が増え、さらに、捲き密度が小さいために捲き量も小さ
くなるという問題点があった。また捨て糸を使用する場
合、収縮が捨て糸部分だけで、紙管部分は収縮しないた
め、内層部の収縮が不十分であり内外層の染色斑や糸質
差が発生するという問題があった。あるいは、紙管を抜
く様な操作をした場合、糸の端面が崩れてしまい後の作
業性に支障が生じるという問題点があった。

【０００４】本発明は、染色や熱セットする際に内外層
の糸質差の発生を防止することができる糸捲ボビンを提
供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するものであり、形状記憶能を有するコポリエ
ステルからなることを特徴とする熱セット用糸捲ボビン
を要旨とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００７】本発明の熱セット用糸捲ボビンは、形状記
憶能を有するコポリエステルからなる。本発明におい
て、形状記憶能とは、溶融成型後、加熱雰囲気下で結晶
化させると、その形状を記憶し、ガラス転移点よりも高
く、形状を記憶させた温度より低い温度範囲で外力をか
けると比較的容易に変形し、変形した形状を保持したま
まガラス転移点未満の温度にすると、変形した形状に固
定でき、さらに、これに外力をかけない状態でガラス転
移点より高い温度にすると、記憶した形状に回復するよ
うな特性をいう。

【０００８】本発明に用いることのできる形状記憶能を
有するコポリエステルとしては、芳香族ポリエステルセ
グメント（ハ−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）とを適度な割合で共重合
したポリマ−や、芳香族ポリエステルセグメント（ハ−
ドセグメント）とポリアルキレングリコ−ルセグメント
（ソフトセグメント）とを適度な割合で共重合したポリ
マ−等が考えられるが、耐光性に優れた前者が好まし
い。

【０００９】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１つの芳香環を有
するポリエステルセグメントのことをいい、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
が脂肪族化合物のみから成るポリエステルセグメントの
ことをいう。

【００１０】ハ−ドセグメントを構成する芳香族モノマ
−成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル
酸、ビスフェノ−ルＡ、ρ−オキシ安息香酸等のジカル
ボン酸、ジオ−ルおよびヒドロキシカルボン酸類が挙げ
られる。

【００１１】芳香族モノマ−とハ−ドセグメントを構成
したり、あるいはそれ自体でソフトセグメントを構成す
る脂肪族モノマ−成分としては、例えば、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−ル、ブタンジオ−ル、ヘキサンジオ−ル、ε
−カプロラクトン等のジカルボン酸、ジオ−ルおよびオ
キシカルボン酸（またはラクトン）類が挙げられる。ま
た、ポリエチレングリコ−ル、ポリテトラメチレングリ
コ−ル等のポリアルキレングリコ−ルもソフトセグメン
ト成分として機能し得る。

【００１２】ハ−ドセグメントとしては、エチレンテレ
フタレ−ト単位やブチレンテレフタレ−ト単位のポリエ
ステルが好ましいが、経済性、物性を考慮すれば、エチ
レンテレフタレ−ト単位が最も好ましい。

【００１３】ソフトセグメントとしては、アゼライン
酸、ゼバシン酸、ドデカン二酸等の長鎖脂肪族ジカルボ
ン酸、とりわけ炭素数６以上の脂肪族ジカルボン酸とエ
チレングリコ−ルとのエステル単位が好ましい。

【００１４】本発明に用いるコポリエステルにおいて
は、ソフトセグメントが分子内可逆剤の作用をしてポリ
マ−の結晶化を促進させ、かつ結晶化部分の絡み合いを
引き起こして固定点を生ぜしめる。これらハ−ドセグメ
ントとソフトセグメントのみよりなるコポリエステルで
も、十分な形状記憶能を有するポリエステルとなし得る
が、さらに、分子間架橋が可能な分子構造を導入して
も、ゴムが架橋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
固定させる固定点として機能し得る。モノマ−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構
造が挙げられる。この不飽和結合を形状を記憶させる際
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。

【００１５】ポリエステルに共重合が可能で、不飽和結
合を有するモノマ−成分としては、例えば、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−ル、３−ブテン−１，２−ジオ
−ル等の不飽和ジカルボン酸または不飽和ジオ−ル類が
挙げられる。

【００１６】また、ポリエステルに３官能以上のモノマ
−成分を共重合させて架橋点とすることも有力な手段で
ある。さらに、形状を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と反応するイソシアネ−ト
基、アミノ基等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ってもよい。

【００１７】本発明におけるポリエステルには、必要に
応じて、本発明の目的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、種々の添加剤等が含
まれていてもよい。

【００１８】本発明に用いるポリエステルを構成するモ
ノマ−の構成成分及びその共重合割合は、広範囲に選択
し得るが、経済性、汎用性、物性等を勘案すれば、例え
ば次の様なものが好ましい。即ち、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１
０〜４０モル％、ジオ−ルとしてはエチレングリコ−ル
を１００モル％の割合で使用したポリエステルである。
この例においては、エチレングリコ−ルとテレフタル酸
からなる繰り返し単位がハ−ドセグメント、エチレング
リコ−ルとドデカン二酸からなる繰り返し単位がソフト
セグメントという機能をそれぞれ分担している。

【００１９】なお、本発明において、コポリエステルの
ガラス転移点は５０〜１００℃であるのが好ましく、室
温付近では本発明のボビンは通常の樹脂製のボビンと同
様の強度を有しており糸の捲き締り等によりボビンがつ
ぶれたりするようなことはない。このボビンをガラス転
移点以上に加熱すれば、記憶させた状態に戻る。ガラス
転移点が５０℃未満の場合、通常の室温での使用時にガ
ラス転移点以上の温度となるため、糸を巻き付ける際に
十分な強度がなくその形態を保持できず、つぶれたり、
捲き締りのためにボビン形態が変形を起こしたりするた
め好ましくない。

【００２０】また、コポリエステルの融点は２００℃以
上とする必要がある。融点が２００℃未満では、糸をチ
−ズ形態で染色或は熱セットあるいは染色する際に、形
状記憶能を有するコポリエステル樹脂が軟化変形、ある
いは溶融するために実用的ではない。

【００２１】本発明のボビンは、汎用性の合成樹脂と同
様に射出成型して得ることができ、成型時の形態に形状
記憶させる。射出成型時の条件は、使用する形状記憶性
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。即ち、汎用の射出成型装置を用いて成型すれ
ばよい。形状記憶成型時には所望の形状の鋳型を用いて
成型を行う。また、成型に際し、、蛍光剤、顔料、強化
剤といった添加剤を共存させてもよい。ボビンの形態に
ついては糸の巻き付け時の作業性、及び糸を傷つけない
形であれば基本的には制限しないが作業性を考慮すると
円筒形態が好ましいと考えられる。また、熱セット時の
熱の出入りの有効性を考慮すると有孔のものであるのが
好ましい。孔の大きさ、形はボビンの機械的強度を保持
できればどのような形態でもよいが、その分布は熱の出
入りを均一にするためにボビン全体に均一に分布させる
必要がある。

【００２２】本発明において、ボビンへの捲き上げ時に
その形態を維持でき、熱セット時に糸の収縮応力により
変形可能であれば，ボビンの厚みについては特に限定し
ないが、実用面からみると２〜１５mmであるのが好まし
く、さらに好ましくは２〜８mmであるのがよい。

【００２３】図１は、糸（図示せず）を捲いて熱セット
する際に本発明のボビン１にスペ−サ−２を差し込んだ
状態を示す例示斜視図である。スペ−サ−２の素材は、
熱セット時に軟化変形せず、その形態を保持出来るもの
であれば、特に限定しない。

【００２４】また、その形状は、本発明のボビンが糸の
熱セット時の熱収縮応力により容易に変形することので
きる空間部を有するものとする。この変形によりボビン
の近傍に捲かれたいわゆる内層部の糸と外層部の糸に収
縮差を小さくし、熱セット後も均一な糸質を保持した熱
セット糸を得ることができるようになる。このスペ−サ
−は孔のないものでも構わないが染色液や熱の出入りの
有効性を考慮すると有孔のものが好ましい。孔の大き
さ、形はボビンの機械的強度を保持できればどのような
形態でもよいが、その分布は熱の出入りを均一にするた
めにボビン全体に均一に分布させる必要がある。

【００２５】図２は、糸の熱セット時にその熱収縮応力
により変形したボビン３の例を示している。このように
熱セット時に変形しても、本発明のボビンは、糸の解舒
後にコポリエステルのガラス転移点以上の雰囲気の中に
放置することにより、原形に復元させることができ，再
使用することができる。

【００２６】

【作用】本発明に用いるコポリエステルは、ソフトセグ
メントとハ−ドセグメントとから成り、この内ソフトセ
グメントが分子内可逆剤の作用をしてポリマ−の結晶化
を促進させ、かつ結晶部分の絡み合いを引き起こして固
定点を生ぜしめると考えられる。この作用により本発明
のボビンを溶融成型後、加熱雰囲気下で、結晶化させる
と形状を記憶させることができる。このボビンに糸を捲
いた後、ガラス転移点よりも高く、形状を記憶させた温
度よりも低い温度範囲で染色や熱処理等の熱セットを行
う時、糸の熱収縮応力によりボビンに外力がかかって
も、ハ−ドセグメント部分の軟化により比較的容易に変
形し、糸の捲層による糸質差や染色差を発生させること
なく処理される。熱セットにより変形したボビンは、糸
の解舒後ガラス転移点以上の温度の雰囲気に置くことに
より、元の形状に復元し，再利用できるようになる。

【００２７】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。

【００２８】実施例１ テレフタル酸とエチレングリコ−ルとエステル化反応に
より得られたビス（β−ヒドロキシエチルテレフタレ−
ト）およびそのオリゴマ−４５．０Ｋｇに、ドデカン二
酸５．８Ｋｇ、マレイン酸０．４Ｋｇ、エチレングリコ
−ル９．０Ｋｇ、触媒としてテトラブチルチタネ−ト２
６ｇ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。ドデカン二酸の共
重合は、１０モル％、マレイン酸の共重合は１．５モル
％であった。

【００２９】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、重縮合を行い、
コポリエステルＡを得た。得られたコポリエステルＡの
融点およびガラス転移点を示差走差熱量計を用いて測定
した結果、ガラス転移点４９℃、融点２３２℃だった。
また、極限粘度をフェノ−ルと四塩化エタンとの重量混
合物を溶媒とし、温度２０℃で測定したところ極限粘度
は０．６５であった。

【００３０】コポリエステルＡのチップを減圧乾燥した
後、通常の溶融装置を用いて溶融温度２７０℃にて溶融
し、射出成型器を使用して外径６３mm、内径５５mm（肉
厚４mm）、長さ２３０mmの円筒形のボビンを成型した。
得られたボビンを１８０℃のオーブンに３０分間放置し
て、成型した円筒形の形状を記憶させ本発明の熱セット
用糸捲ボビンを得た。

【００３１】得られたボビンに沸騰水収縮率が１０％の
１０００ｄ／２４４ｆのポリエステル糸１．０Ｋｇを捲
き密度０．５１ｇ／cm³ で捲いて、図１のスペーサー２
を挿入し、株式会社トミ−精工製の蒸気滅菌器 TOMY Au
to Clave SS-320 で１３０℃×３０分のスチ−ムセット
を行ったところ、ボビンはスペーサーと接触しない部分
が変形していた。セット後のポリエステル糸を外層、中
層、内層に分割して解舒し、沸騰水収縮率を測定した。
糸を解舒したボビンを７０℃のオーブンに３０分間入れ
ておくと、元の円筒形に復元しており、形状記憶能があ
るポビンであることを確認した。

【００３２】また、沸騰水収縮率が７．８％の１００ｄ
／２４ｆのポリエステル糸０．５Ｋｇを捲き密度０．５
１ｇ／cm³ で捲いて、図２のスペーサーを挿入し、分散
染料液にて１３０℃×３０分の染色を行ったところ、ボ
ビンはスペーサーと接触しない部分が変形していた。セ
ット後のポリエステル糸を外層、中層、内層に分割して
解舒して、外層と内層を筒編してグレースケールにて色
差を判定した。

【００３３】比較例１ ステンレス製の外径６３mm、内径５５mm（肉厚４mm）、
長さ２３０mmの円筒形のボビンに、沸騰水収縮率が１０
％の１０００ｄ／２４４ｆのポリエステル糸１．０Ｋｇ
を捲き密度０．５１ｇ／cm³ で捲いて、図２のスペーサ
ーを挿入し、株式会社トミ−精工製の蒸気滅菌器 TOMY
Auto Clave SS-320 で１３０℃×３０分のスチ−ムセッ
トを行い、セット後のポリエステル糸を外層、中層、内
層に分割して解舒し、沸騰水収縮率を測定した。

【００３４】また、実施例１と同様に沸騰水収縮率が
７．８％の１００ｄ／２４ｆのポリエステル糸を捲いて
染色し、外層と内層を筒編してグレースケールにて色差
を判定した。

【００３５】比較例２ 融点２５５℃、極限粘度０．６５のポリエチレンテレフ
タレートのチップを減圧乾燥した後、通常の溶融装置を
用いて溶融温度２７０℃にて溶融し、射出成型器を使用
して外径６３mm、内径５５mm（肉厚４mm）、長さ２３０
mmの円筒形のボビンを成型し、得られたボビンを１８０
℃のオーブンに３０分間放置して、比較例のボビンを得
て、沸騰水収縮率が１０％の１０００ｄ／２４４ｆのポ
リエステル糸１．０Ｋｇを捲き密度０．５１ｇ／cm³ で
捲いて、図１のスペーサーを挿入し、株式会社トミ−精
工製の蒸気滅菌器 TOMY Auto Clave SS-320 で１３０℃
×３０分のスチ−ムセットを行い、セット後のポリエス
テル糸を外層、中層、内層に分割して解舒し、沸騰水収
縮率を測定した。糸を解舒したボビンを７０℃のオーブ
ンに３０分間入れておいても、スチ−ムセットでの変形
は復元しておらず、再利用できるものではなかった。

【００３６】また、実施例１と同様に沸騰水収縮率が
７．８％の１００ｄ／２４ｆのポリエステル糸を捲いて
染色し、外層と内層を筒編してグレースケールにて色差
を判定した。

【００３７】実施例１及び比較例１〜２の行ったスチ−
ムセット後の外層、中層、内層の沸騰水収縮率及び染色
後の内外層の色差を併せて表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１より明らかなごとく、実施例１では内
外層の糸質に差が見られなず、内外層間の色差も小さい
が、比較例１では糸の内外層の糸質に差が見られ、内外
層間の色差も大きかった。比較例２は内外層の糸質に差
が見られないが、再利用できるものではなかった。

【００４０】

【発明の効果】本発明のボビンを用いると、糸のチ−ズ
捲形態での染色や熱セットにおいて内外層の糸質差を小
さく抑えることができ、形状記憶能を有するため染色や
熱セットに変形しても、簡単な熱処理により元の形状に
回復させて繰り返し利用ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボビンと熱セット時に用いるスペーサ
ーの一例を示す斜視図である。

【図２】本発明のボビンの熱セット後の変形の一例を示
す例示斜視図である。

【符号の説明】

１ 糸捲ボビン ２ スペーサー ３ 変形した糸捲ボビン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が２００℃以上の形状記憶能を有す
   るコポリエステルからなることを特徴とする熱セット用
   糸捲ボビン。