JPH11241261A - 形状記憶能を有するポリエステル繊維構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状記憶能を有するポリエステル系繊維とポ
リエステル系芯鞘複合バインダ−繊維からなり、日光又
は熱による嵩回復性に優れた繊維構造体を提供する。 【解決手段】 中空度が１０〜４０％、単糸繊度１０〜
４０デニ−ルである形状記憶能を有するポリエステル繊
維９０〜５０重量％と、芯部が融点２２０℃以上のポリ
アルキレンテレフタレ−トで、鞘部がガラス転移温度２
０〜８０℃、結晶開始温度９０〜１３０℃、融点１３０
〜１８０℃であり、テレフタル酸成分、脂肪族ラクトン
成分、エチレングリコ−ル成分及び、１，４−ブタンジ
オ−ル成分からなる共重合ポリエステルであるポリエス
テル系芯鞘複合バインダ−繊維１０〜５０重量％からな
るポリエステル繊維構造体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に属する技術分野】本発明は、形状記憶能を有す
るポリエステル系繊維とポリエステル系芯鞘複合バイン
ダ−繊維からなり、日光又は熱による嵩回復性に優れた
繊維構造体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用いたふとん
綿などの寝装品やキルティ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め物の欠点としては、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、ふとんを押入に保管したときなどには広い場所
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め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−トとポリブチレンテレフタレ−ト−ポリエチレング
リコ−ル重合体とをはり合わせた複合繊維、特開昭６２
−１２０８７３号公報にはポリエステルとナイロン６の
はり合わせ複合繊維からなる詰め物が提案されている。
また、特開平４−３２７８８０号には詰め綿用ポリエス
テル繊維として、形状記憶を有する繊維の提案がされて
いる。しかしながら、これらの詰め物は、従来のポリエ
ステル繊維詰め物に比べれば、日光回復性がかなり改良
されるものの、耐熱性のバインダ−繊維を使用していな
いため、長期にわたる使用では嵩減りが起こり、日光回
復性も不充分である。さらに、特開昭６１−２５２３５
３号公報には長期の嵩回復性改良としてバインダ−を使
用した繊維構造体が提案されている。しかし、バインダ
−として樹脂接着剤を使用しているために製造工程が複
雑であり、又、樹脂接着剤に耐熱性がないため高温下の
使用に不向きである。

【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するポリエステ
ル繊維構造体を提供するものである。

【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繊維と、ポリエステル系芯鞘複合
バインダ−繊維からなるポリエステル繊維構造体により
この目的が達成されることを見いだし、本発明に達し
た。

【０００６】すなわち、本発明は、中空度が１０〜４０
％、単糸繊度１０〜４０デニ−ルである形状記憶能を有
するポリエステル繊維９０〜５０重量％と、芯部が融点
２２０℃以上のポリアルキレンテレフタレ−トで、鞘部
がガラス転移温度２０〜８０℃、結晶開始温度９０〜１
３０℃、融点１３０〜１８０℃であるテレフタル酸成
分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコ−ル成分及び
１，４−ブタンジオ−ル成分からなる共重合ポリエステ
ルであるポリエステル系芯鞘複合バインダ−繊維１０〜
５０重量％からなることを特徴とするポリエステル繊維
構造体を要旨とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
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をガラス転移点以上の温
度の熱処理により固定記憶させておくと、ガラス転移点
よりも低い温度の下ではその形状Ｘとは異なる形状Ｙに
外力により変形させるとその形状Ｙを保っており、ガラ
ス転移点よりも高い温度にて熱処理することにより、元
の形状Ｘに回復するという機能を有することをいう。

【０００８】つまり、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】本発明における形状記憶能を有するポリエ
ステルとしては、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ったり、一方、６０℃
を越えるものでは、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、実用的なメリットがなくなっ
てしまう可能性がある。

【００１０】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−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−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）とが適度な割合で存在するエラストマ−などが挙げ
られるが、特に前者が好ましい。

【００１１】芳香族ポリエステルセグメント（ハ−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−ルＡ、ｐ−ヒドロキシ
安息香酸などのジカルボン酸、ジオ−ル及びヒドロキシ
カルボン酸が挙げられる。

【００１２】芳香族成分とハ−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−カプロラクトンなどのジカルボン
酸、ジオ−ル及びオキシカルボンン酸（又はラクトン）
が挙げられる。

【００１３】また、ポリアルキレングリコ−ルとして
は、ポリエチレングリコ−ル、ポリテトラメチレングリ
コ−ルなどが挙げられる。

【００１４】ポリエステル系芯鞘バインダ−繊維の芯部
は、融点２２０℃以上のポリアルキレンテレフタレ−ト
である。ポリアルキレンテレフタレ−トとしては、ポリ
エチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記す
る。）、ポリブチレンテレフタレ−ト（以下、ＰＢＴと
略記する。）等が好ましく、これらの単独重合体、もし
くは、本発明の目的を損なわない範囲であれば、イソフ
タル酸、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４−
ブタンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、トリエチレン
グリコ−ル等を１０モル％程度共重合させた共重合体で
もよく、また艶消し剤や、滑剤等の添加剤を添加したも
のでもよい。

【００１５】ポリエステル系芯鞘バインダ−繊維の芯部
の融点は２２０℃以上とすることが必要であり、好まし
くは２３０℃以上である。２２０℃未満であると、不織
布成形の際、融着熱処理の安定性も悪くなり、また熱処
理により芯部が熱劣化して強度が低下するため好ましく
ない。

【００１６】ポリエステル系芯鞘バインダ−繊維の鞘部
は、テレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレン
グリコ−ル成分及び１，４−ブタンジオ−ル成分からな
るものが用いられる。

【００１７】脂肪族ラクトンとしては、炭素数４〜１１
のラクトンが好ましく、特に、好適なラクトンとしてε
−カプロラクトン及びδ−バレロラクトンが挙げられ
る。

【００１８】共重合ポリエステルの組成は、上記の融点
となるように選定されるが、脂肪族ラクトンの割合が酸
成分（テレフタル酸成分及びラクトン成分の合計）の１
０〜２０モル％となるようにすることが好ましい。ラク
トン成分の共重合量が１０モル％未満では結晶性は良く
なるが、融点が１８０℃を越え、熱接着処理を高温で行
うことが必要となり、２０モル％を越えると、紡糸時に
密着が発生し、製糸性が悪くなる。

【００１９】ポリエステル系芯鞘バインダ−繊維の鞘部
となる共重合ポリエステルのガラス転移温度（以下、Ｔ
ｇと略記する）は、２０〜８０℃の範囲とする必要があ
る。鞘部となる共重合ポリエステルのＴｇが２０℃未満
では、溶融紡糸時に単糸密着発生による製糸性が悪くな
り、通常の二成分混合溶融紡糸装置では、製造すること
が困難である。また、８０℃を越えると、延伸を行う際
に延伸温度を上げる必要があり、高温延伸であるため延
伸による塑性変形と同時に部分的な結晶化が始まるが、
芯部と鞘部との間で結晶化に差異が生じるため、糸構造
にムラが生じ、したがって糸切れが発生し延伸性が低下
する等の問題が生じるため、好ましくない。

【００２０】ポリエステル系芯鞘バインダ−繊維の鞘部
となる共重合ポリエステルの結晶化開始温度（以下、Ｔ
ｃと略記する。）は９０〜１３０℃の範囲とする必要が
ある。鞘部となる共重合ポリエステルのＴｃが９０℃未
満では、熱延伸工程で結晶化が進行してしまうため、次
の耐熱化熱処理工程において安定な結晶構造を再構築す
ることが困難である。また、１３０℃を越えると融点が
１８０℃を越えることになり、バインダ−繊維として使
用できない。

【００２１】ポリエステル系芯鞘バインダ−繊維の鞘部
となる共重合ポリエステルの融点（以下、Ｔｍと略記す
る。）は１３０〜１８０℃の範囲とする必要がある。鞘
成分となる共重合ポリエステルのＴｍが１３０℃未満で
は、たとえ繊維化した場合でも、高温雰囲気下で使用し
た場合、溶融し耐熱性が得られないことから高温雰囲気
下及び沸水中で使用できない。また、１８０℃を越える
と、高温での融着熱処理が必要となり、高温熱処理によ
る重合体の分解が起こりやすくなり、また、経済的にも
好ましくない等の問題がある。

【００２２】本発明のポリエステル繊維構造体の製造方
法を、不織布を例に挙げて説明する。まず、形状記憶能
を有するポリエステル繊維（以下、主体繊維と略記す
る。）９０〜５０重量％と、ポリエステル系芯鞘複合バ
インダー繊維（以下、バインダ−繊維と略記する。）１
０〜５０重量％を混綿しカ−ド機にかけふとん綿を作成
する。次いで、バインダ−繊維の鞘部の融点（Ｔｍ）＋
３０℃の温度に昇温した熱処理装置によって融着熱処理
を行って、不織布を成形する。すなわち、ポリエステル
系芯鞘複合バインダ−繊維の鞘部の共重合ポリエステル
を溶融させ、繊維相互を点接着し不織布を得る。熱処理
装置としては熱風循環ドライヤ−、回転ドラム乾燥機等
が用いられる。主体繊維とバインダー繊維の混綿比率と
しては、主体繊維９０〜５０重量％、バインダー繊維１
０〜５０重量％であることが必要であり、特に主体繊維
７０〜６０重量％、バインダー繊維３０〜４０重量％で
あることがより好ましい。バインダ−繊維が１０重量％
未満であると回復率が小さく、耐洗濯性が劣るため好ま
しくない。バインダ−繊維が５０重量％以上であると風
合いが固くなり好ましくない。

【００２３】本発明におけるポリエステル繊維構造体の
形状記憶能を有するポリエステル繊維は、優れた嵩高
性、保温性を得るため中空率１０％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％を越すも
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１０〜４
０％の範囲にすることが必要である。なお、繊維断面形
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。

【００２４】主体繊維の繊度は、１０〜４０デニ−ルと
することが必要であり、１５〜３０デニ−ルのものが特
に好ましい。繊度が１０デニール未満であると風合い、
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４０デニールを越えると粗
硬な風合いに加えて保温性、嵩高性が劣ったものとな
る。

【００２５】本発明のポリエステル繊維構造体は嵩高な
形状を記憶させて使用させる。形状を記憶させるには、
ポリエステル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。嵩高な形状記憶させた
ポリエステル繊維構造体は、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。また、圧縮
により嵩を小さくした詰め物体や使用により嵩減りした
詰め物体は、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。

【００２６】

【実施例】次に、実施例をあげて本発明を具体的に説明
する。なお、特性値の測定法は、次のとおりである。 （１）極限粘度（η） フェノールと四塩化エタンと等重量混合物を溶媒とし、
濃度０．５wt％、２０℃で測定した。 （２）繊度 ＪＩＳ Ｌ−１０１５ ７−５−１Ａの方法で測定し
た。 （３）融点（Ｔｍ）及びガラス転移点（Ｔｇ） 示差走差熱量計ＤＳＣ−７型（パ−キンエルマ社製）を
用いて、昇温速度２０℃／分で測定した。 （４）中空率（％） 単繊維全体の横断面積Ａと中空部の面積Ｂを、顕微鏡を
用いた画像処理装置で計測し、中空率は下記式で求め、
単繊維５０本（中空割れの発生した単繊維は省く）の測
定値の平均値を計算した。 中空率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００ （５）嵩高性 試料を２０ｃｍ×２０ｃｍの大きさにカットし、全体に
５ｋｇの荷重に取り換えて荷重時の嵩を測定した。荷重
時の嵩が２３ｃｍ³ ／ｇ以上であるものを合格とした。 （６）形状記憶能の評価 試料を２０ｃｍ×２０ｃｍの大きさにカットし、１８０
℃で３０分間熱処理し、嵩高な形状を記憶させた後（こ
の時の嵩をａとする）、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（この時の嵩をｂとす
る）。次いで、６０℃で加熱して嵩高な形状を回復させ
た（この時の嵩をｃとする）。この際の圧縮率（％）及
び回復率（％）を下式により求めて評価した。 圧縮率＝〔（ａ−ｂ）／ａ〕×１００ 回復率＝〔（ｃ−ｂ）／（ａ−ｂ）〕×１００ なお、圧縮率が６５％以上で回復率が９０％以上のもの
を合格とした。 （７）耐熱ヘタリ性 ＪＩＳＫ６４０１ Ｋ法により測定した。３０％以下の
ものを合格とした。

【００２７】製造例１ テレフタル酸とエチレングリコ−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−ト及びオリゴマ−４５ｋｇに、ドデカン二酸５．８
ｋｇ、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２６ｇを加え、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℃、
５３Ｐａで、３時間重縮合反応を行い、Ｔｇ＝４６℃、
Ｔｍ＝２３４℃、〔η〕＝０．６５のポリエステルＡを
得た。

【００２８】製造例２ テレフタル酸とエチレングリコ−ルとのエステル化反応
で得られたテレフタル酸成分とエチレングリコ−ル成分
とのモル比が１／１．１３のＰＥＴオリゴマ−に、ε−
カプロラクトンを酸性分に対して１５モル％及び１，４
−ブタンジオ−ルをジオ−ル成分に対して５０モル％の
割合で添加し、１時間エステル化反応を行った後、重縮
合触媒としてテトラブチルチタネ−トを添加し、温度２
６０℃、圧力１ｈＰａで３時間重縮合反応を行い、共重
合ポリエステルＢを得た。共重合ポリエステルＢは、極
限粘度０．６４、Ｔｍ１６０℃、Ｔｇ４０℃、Ｔｃ９４
℃であった。

【００２９】実施例１ 製造例１で得たポリエステルＡを中空繊維用紡糸装置を
用いて、紡糸温度２８０℃、捲取速度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、１８０℃で５分間乾燥
し、切断して、繊度３０デニ−ル、中空率２５％の形状
記憶能を有するポリエステル短繊維を得た。また製造例
２で得た共重合ポリエステルＢを通常の二成分複合溶融
紡糸装置を用い、１：１の複合比率（体積比）で紡糸温
度２７０℃、吐出量９００ｇ／分、口金板孔数２２５
孔、紡糸速度７００ｍ／分で紡糸した。得られた未延伸
糸を集束し、１０万デニ−ルのトウにして延伸倍率３．
３倍、延伸温度６０℃で延伸し、１３０℃の緊張熱処理
を施し、押し込み式捲縮装置で捲縮を付与し切断して、
単糸繊度１５デニ−ルのポリエステル芯鞘複合バインダ
−繊維を得た。形状記憶能を有するポリエステル短繊維
とポリエステル系芯鞘バインダ−繊維を７０：３０の割
合で混合し、カ−ドにて目付２０００ｇ／m²になるよう
に積層したウェブを高さ１０ｃｍに規制しながら１８０
℃×５分で熱処理して、本発明のポリエステル繊維構造
体を得た。

【００３０】実施例２ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維とポリエステル
系芯鞘バインダ−繊維を８０：２０の割合で混合し、実
施例１と同様の操作で本発明のポリエステル繊維構造体
を得た。

【００３１】実施例３ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維とポリエステル
系芯鞘バインダ−繊維を５０：５０の割合で混合し、実
施例１と同様の操作で本発明のポリエステル繊維構造体
を得た。

【００３２】実施例４ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維の中空度３５％
した以外は、実施例１と同様の操作で本発明のポリエス
テル繊維構造体を得た。

【００３３】実施例５ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維の中空度１０％
した以外は、実施例１と同様の操作で本発明のポリエス
テル繊維構造体を得た。

【００３４】実施例６ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維の繊度１０デニ
−ルにした以外は、実施例１と同様の操作で本発明のポ
リエステル繊維構造体を得た。

【００３５】実施例７ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維の繊度４０デニ
−ルにした以外は、実施例１と同様の操作で本発明のポ
リエステル繊維構造体を得た。

【００３６】比較例１ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維の繊度５デニ−
ルにした以外は、実施例１と同様の操作で比較例として
のポリエステル繊維構造体を得た。

【００３７】比較例２ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維の繊度５０デニ
−ルにした以外は、実施例１と同様の操作で比較例とし
てのポリエステル繊維構造体を得た。

【００３８】比較例３ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維の繊度３０デニ
−ル、中空率５％にした以外は、実施例１と同様の操作
で比較例としてのポリエステル繊維構造体を得た。

【００３９】比較例４ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維の繊度３０デニ
−ル、中空率４５％にした以外は、実施例１と同様の操
作で比較例としてのポリエステル繊維構造体を得た。

【００４０】比較例５ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維とポリエステル
系芯鞘バインダ−繊維を４０：６０の割合で混合し、実
施例１と同様の操作で比較例としてのポリエステル繊維
構造体を得た。

【００４１】比較例６ 形状記憶能を有するポリエステル短繊維とポリエステル
系芯鞘バインダ−繊維を８５：１５の割合で混合し、実
施例１と同様の操作で比較例としてのポリエステル繊維
構造体を得た。

【００４２】比較例７ ポリエステル芯鞘複合バインダ−繊維の鞘部にテレフタ
ル酸／イソフタル酸＝６０／４０（モル比）とエチレン
グリコ−ルの共重合した〔η〕＝０．６２のものを使用
した以外は、実施例１と同様の操作で比較例としてのポ
リエステル繊維構造体を得た。上記の実施例および比較
例で得られた繊維および繊維構造体の評価結果を表１に
示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】実施例１〜４で得られた繊維は、紡糸操業
性に問題なく、そのふとん綿は風合い、嵩の回復性、耐
熱ヘタリ性に優れ、ふとん綿性能も満足できるものであ
った。それに対し、比較例１では繊度が小さく、嵩の回
復率が大きいが開繊性が不良となる。比較例２では、繊
度が大きく製糸性に欠ける。比較例３では、主体繊維の
中空率が小さく、保温性に欠け、嵩高の回復率が小さ
い。比較例４では中空率が大きいが、製糸条件に特別な
配慮が必要で経済的なロス多く実用的でない。比較例５
では、バインダ−繊維が多いため嵩高性に欠け、また嵩
の回復率が低く保温性に欠ける。比較例６では、バイン
ダ−繊維が不足しており固綿の耐熱ヘタリ性に劣る。比
較例７ではバインダ−繊維の鞘部が非晶性となり耐熱性
が低いため固綿の耐熱ヘタリ性に劣る。

【００４５】

【発明の効果】本発明のポリエステル繊維構造体は、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
を加熱より回復させることができる。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、キルティング衣
料、クッション、ぬいぐるみなどの詰物として好適であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空度が１０〜４０％、単糸繊度１０〜
   ４０デニ−ルである形状記憶能を有するポリエステル繊
   維９０〜５０重量％と、芯部が融点２２０℃以上のポリ
   アルキレンテレフタレ−トで、鞘部がガラス転移温度２
   ０〜８０℃、結晶開始温度９０〜１３０℃、融点１３０
   〜１８０℃であり、テレフタル酸成分、脂肪族ラクトン
   成分、エチレングリコ−ル成分及び１，４−ブタンジオ
   −ル成分からなる共重合ポリエステルであるポリエステ
   ル系芯鞘複合バインダ−繊維１０〜５０重量％からなる
   ことを特徴とするポリエステル繊維構造体。