JPS63282310A - ポリエステル中空自己捲縮糸 - 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〕 本発明はポリエステル中空自己捲縮糸に関する。

更に詳しくは、嵩高性、保温性の優れた編織物や布団綿
等に適した、熱及び機械的安定性の良好な捲縮性と高い
中空率を有するポリエステル中空自己捲縮糸に関する。

〔従来の技術〕

ポリエステル中空自己捲縮糸を、編織物や布団綿に供す
ると嵩高性、保温性に優れたものが得られる。これらの
性能は、高捲縮性、高中空率である程良好なものとなる
。ここに云う自己捲縮糸はその後の湧水処理等によって
捲縮が発現する潜在捲縮糸を意味する。

中空捲縮糸を得る方法として、紡糸−延伸工程で得られ
た中空糸に仮撚加工や押込加工を施す方法が知られてい
る。また、一方の成分に共重合成分を用いたり、粘度の
異なる２種類のポリマーを用いる複合紡糸による中空率
や捲縮性の改良が試みられている（例えば特開昭５８−
１８４１７公報、同６１−２４５３２７号公報）、また
、 仮撚加工や押込加工、複合紡糸等によらず低コストで工
業的に有利に捲縮糸を製造する方法として、紡出糸を非
対称冷却する技術（例えば特開昭５６−１５９３１３号
公報、同５７−２９６０８号公報）や非対称冷却に紡糸
速度約７０００ｍ／分の超高速紡糸を組合せ特殊な繊維
構造とする技術（特開昭５５−１０７５１１号公報）な
どが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、仮撚加工や押込加工で得られた中空捲縮
糸は、工程中に中空部分が壊れ、満足な嵩高性や保温性
は得ることができない、また、複合紡糸は、一方に共重
合成分や低粘度成分を用いた場合、前者では融点の低下
に伴う寸法安定性や熱安定性、染色耐候堅牢性、などの
ポリエステル本来の機能が失なわれてしまう、後者では
低粘度部分の存在により中空率を上げることは困難であ
る。

またこれらの方法はコスト面でも工業的に不利である。

非対称冷却する方法で得られた捲縮糸は高い伸度を残し
ており、編織工程中に受ける伸長応力により繊維に伸び
を生じ、捲縮性が低下する欠点がある。非対称冷却と超
高速紡糸を組み合わせた方法は、編織工程中の繊維の伸
びは解決するが、本発明者らの検討によれば、該公報で
得られる捲縮糸は導水処理によっても捲縮伸長率が約３
％以下と低く、またかかる技術を中空糸に応用しても、
訪日直下を冷却する為、中空率にばらつきが生じたり、
高い中空率を得られなかったりすることが明らかになり
中空糸の紡糸には不向きであった。

従って、熱及び機械的安定性の良好な捲縮性と高い中空
率を有するポリエステル中空自己）を綿糸は未だ得られ
ていなかった。

本発明は１０以上のような従来技術の問題点を解決し、
嵩高性、保温性の優れた編織物や布団綿等に適した、熱
及び機械的安定性の良好な捲縮性と高い中空率を有する
ポリエステル中空自己捲縮糸を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意検討を重ね
た結果、中空率が２０％以上で、結晶完全性パラメータ
ー（ＣＲ）が０．３以下であり、導水処理後の捲縮伸長
率が５％以上となることを特徴とするポリエステル中空
捲縮糸であれば、嵩高性、保温性の優れた編織物や布団
綿等を得ることができることを見出し、本発明に到達し
た。

本発明に使用するポリエステルは、エチレンテレフタレ
ートの繰返し単位を９０モル％以上、好ましくは９５モ
ル％以上含有する実質的にエチレンテレフタレートから
なるポリエステルであるが、熱及び機械的安定性を損な
わない範囲で二価のカルボン酸、あるいは二価のグリコ
ールなど少量の第３成分を含有していても良い。

本発明のポリエステル中空自己捲縮糸は、中空率が２０
％以上を示すことが必要である。２０％未満では保温性
や嵩高性が低いものとなり、本来の目的を達せられない
、好ましい中空率は２５％以上である。３０％以上であ
れば更に好ましい。

本発明のポリエステル中空自己捲縮糸は、導水処理によ
って高い捲縮が顕在化するが、導水処理後の捲縮伸長率
が５％以上必要である。好ましい捲縮伸長率は８％以上
であり更に好ましくは１２％以上である。５％未満では
、編織物とした時に捲縮糸の特徴である嵩高性が不足で
ある。

本発明のポリエステル中空自己捲縮糸は結晶完全性パラ
メータＣ８が０．３以下であることが必要である。

結晶完全性パラメーター〇ｍは、Ｘ′線回折により後述
する方法によって測定される、結晶領域の成長度を表現
する尺度である。Ｃ８の値が小さい程結晶の成長が進ん
でおり、熱及び機械的特性が優れたものとなる。低速紡
糸−伸長して得られるポリエステル糸や捲縮加工した捲
縮糸のＣ２は０．５以上であることから判かるように、
本発明により得られるポリエステル中空自己捲縮糸は、
高度に成長した結晶構造を有している。かかる結晶構造
を有した本発明のポリエステル中空自己捲縮糸は例えば
清水収縮率が５％以下と小さく精練・染色や以降の工程
での熱処理によっても捲縮のへタリが生じず、高い捲縮
性が保持される。また、機械的特性においても強度２　
ｇ／ｄ以上、伸度４０％以下を示す、特に伸度２０％以
下であれば、加工工程や製品で捲縮糸に加わる伸長応力
に対し捲縮がヘタって捲縮伸長が減少することがなく、
優れた耐久性を示す。

上記理由から、Ｃえは０．３以下が必要であり、好まし
くは０．２５以下、更に好ましくは０．２以下である。

また本発明のポリエステル中空自己捲縮糸は、前述の良
好な熱及び機械的特性により、加１後も中空率の保持性
に優れている。

本発明のポリエステル中空自己捲縮糸は、ポリエステル
を溶融紡糸するに際し、紡口より吐出後、ネック点が紡
口下３０〜１３０ｃ１ｍになるように紡口直下に設けた
加熱域を通過せしめ、次いで冷却した後、延伸すること
なく　８０００ｍ　７分以上の速度で引取ることにより
得ることができる。

本発明で用いられる紡口の孔形状は、例えばＣ型などが
採用され中空率２０％以上が得られる形状であれば特に
限定はされない。第１図Ａ−Ｆに、本発明に適用される
紡口の孔形状の各種の例を模式的に示す。

紡口より押出された繊維は、紡口直下に設けた加熱域を
通過した後冷却される。加熱域は、単糸繊度、紡糸速度
によって好適な長さ及び温度が選ばれるが、本発明にお
いては長さ１０〜１００ＣＩ＋、好−ましくは２０〜８
０ｃ１１１温度１００℃〜３００℃、好ましくは１５０
〜２５０℃の範囲の中から選ばれる。

本発明のポリエステル中空自己捲縮糸を製造する際に加
熱域を適切に選定することが、本発明のポリエステル自
己捲縮糸の構造を決定する目的と、安定した紡糸性を得
るうえで必須である。すなわち、紡口直下に加熱域を設
けずして、本発明のポリエステル中空自己捲縮糸を得よ
うとしても、安定した紡糸が困難である。加熱域の具体
的形状としては、角または円筒状の加熱ヒーター等が採
用できるが、これに限定されるものではない。

本発明のポリエステル中空自己捲縮糸の紡糸に於ては、
加熱域の条件、具体的には、加熱筒長、加熱温度を適切
に選定することによってネック点を紡口下３０〜１３０
憶となる如く調整する。

引取速度が６０００　ｍ　７分以上の高速紡糸において
は、紡糸過定で急激な繊維直径の細化が生じいわゆる“
ネック点”が観察されることが知られている。（繊維学
会誌、　ＶｏＬ　３８．　Ｎ１Ｌ１ｌ　１９８２４９９
頁〜５０７頁参照）しかしながら、引取速度が８０００
ｍ／分以上になると、特開昭５４−５９４２４号公報や
特開昭５５−１０７５１１号公報に示されるような加熱
域を設けず紡口直下で繊維を非対称冷却する方法では、
このネック点が紡口下３０国以内となってしまい安定し
た紡糸は困難である上、得られた糸が中空を呈していな
かったり、中空率にバラツキが生じたりする。

一方、加熱域が１２０１を越えたり、温度が高すぎてネ
ック点が１３０ｃｎ以上になると、得られた糸に中空部
分がなかったり、また本発明が目的とする、高い中空率
や捲縮は得られない、従ってネック点の調整は良好な紡
糸安定性と、高捲縮性、高中空率を得る上で極めて重要
である０両者を好ましくバランスさせるにはネック点の
位置が紡口下４０〜９００１１であることが好ましい。

加熱域を出た繊維は、冷却チャンバーからの冷却風によ
って室温まで冷却される。本発明に使用する冷却風は、
温度１０℃〜４０℃、湿度４０〜８０％ＲＨ。

風速０．０５〜０．５　ｍ／秒の通常の溶融紡糸に採さ
れる冷却風が適用され、低温や高風速などの特殊な冷却
条件である必要はない。チャンバーの形状は、通常の横
吹きタイプや、紡糸口金の形状に合わせた円周冷却タイ
プ等が採用される。

室温まで冷却された繊維は延伸するととなく８０００ｍ
／分以上の高速で引取られて中空自己捲縮糸となる。

引取り速度が８０００ｍ／分以下では、紡口の孔形状ネ
ック点をいかに調整しても、本発明の目的とする中空自
己捲縮糸を得ることが困難である。

引取速度の上限は、高速巻取機と紡糸安定性により制約
されるが、現状では約１２０００ｍ／分が限界と予想さ
れる。引取速度及びネック点のコントロールにより、紡
糸するのみで、熱及び機械的安定性の良好な捲縮性と高
い中空率を有するポリエステル中空自己捲縮糸を得るこ
とが可能となった。

〔実施例〕

実施例をもって本発明の詳細な説明する。

°尚、本発明のポリエステル中空自己捲縮糸の特性の測
定法を以下に述べる。

■中空率 得られた中空自己捲縮糸の繊維断面から算出する。第２
図は得られた中空自己捲縮糸の繊維断面の一例を示す模
式図であり、Ｓｌは繊維の断面積、Ｓｔは中空部分の断
面積を示す、尚、中空率は次の様に算出する。

■結晶完全性パラメータ　ＣＩ Ｘ線回折装置を用い、試料の厚みを約０．５　ｖｎａと
して以下の条件で試料の繊維軸に対して赤道方向に回折
角２θが７°から３５°までの回折強度曲線を描いた。

３０ＫＶ、　８０１１Ａ、　スキャンユング速度１°／
分、チャート速度１０ｆｉ／分、タイムコンスタント１
秒、レシービングスリット０．３　ｗｓとした。

２θ−１７°〜２６°の範囲に描かれた３つの主要な反
射を低角度側から（１００）　、　（０１０）　、　（
ＩＴＯ）とする。

２θ＝７゛と３５°の間にある回折強度曲線を直線で結
び、ベースラインとする。各ピークとベースラインの間
に垂線を引きこの垂線を回折強度とする。　（０１０）
と（ＩＴＯ）間の谷にあたる点での回折強度を１．とじ
（ＩＴＯ）のピークの回折強度をＩとした時、結晶完全
性パラメータＣｍは次式で示される。

Ｉ。

Ｃ，ｌ　＝□ ■ ◎捲縮伸長率 繊維に２ｍｇ／ｄの荷重をかけ１分後に長さ１１を測定
する０次に繊維に０．１ｇ／ｄの荷重をかけ１分後に長
さｌｔを測定した。伸縮伸長率は次式％式％ 試料のバラツキを考慮して、各試料につき１０点の測定
を行ない平均値を示した。

導水後の捲縮伸長率は、無荷重下で９８℃×５分間沸水
処理した後のＩ４！縮伸長率で示す。

◎湧水収縮率 繊維に０．１ｇ／ｄの荷重をかけ長さし、を測定した０
次に無荷重で９８℃×５分間沸水処理を行なった後、４
０℃以下で１昼夜乾燥後、繊維に再び０．１ｇ／ｄの荷
重をかけ、長さし、を測定した。

湧水収縮率は次式で表わされる。

Ｉ ０強度・伸度 東洋ボールドウィン社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ　ＵＴＭ−ｎ
　−２０型引張試験機により、初長２０ａＩｌ（但し、
捲縮を引伸した後の長さ）、引張速度２０ｃｍ／分で測
定した。

ス１」レジ詮−Ａ上 固有粘度〔η）−０，６２のポリエチレンテレフタレー
トを第１図のＡの紡口の孔形状（スリット幅０．０８１
ｍ、ｄ　−２，０鶴φ、θ＝２５°）で、孔数１２を有
する外径６５龍φの紡糸口金を用いて、紡糸温度３００
℃で押出した。紡口直下には内径１０１）ｎφ、長さ４
００ｍのアルミ鋳込みヒーター加熱方式の加熱筒を紡口
面と筒との間隙がない状態で設置し、ヒータ一温度２０
０℃に調整した。

加熱筒を出た繊維は、通常の横吹き型冷却チャンバーに
より、冷風温度２０℃、湿度６０％ＲＨ。

風速０．１５ｍ／秒の冷却風により室鍼まで冷却し、油
剤付与後、引取速度を第１表の如く異ならせて単糸繊度
８デニールの繊維を得た。

紡糸中のネック点の位置は、Ｚｉｓ＋ｍｅｒ社製線径測
定器４６０Ａ／２型及び内眼観察により測定した。

本実施例の条件下では、全て安定した良好な紡糸性が得
られた。

得られた中空自己捲縮糸の特性及び捲縮性を第１表に示
す。

μ下余白 第１表より明らかな様に、紡糸速度が８０００ｍ／分以
上の場合（ｌｌ＆ｌＬ３〜４）、高い中空率、熱及び機
械的安定性が優れに中空自己捲縮糸が得られた。

比較例として用いた７０００ｍ／分以下では捲縮性はほ
とんど示さなかった。

１較実流■ 実施例グループ１と同じ条件で押出し、１５００ｍ／分
の速度で引取った後、熱ピン、熱板を使用して通常の方
法で３．１倍に延伸し、単糸繊度８デニールの繊維を得
た。本比較例で得られた繊維は、中空率１７％、結晶完
全性パラメータＣｍ　Ｏ，５１、湧水後の捲縮率は０％
であり、＆Ｗ織物にしても嵩高性がなく保温性も低いも
のであった。

実施■五土二１１ 固有粘度〔η）＝０．６０のポリエチレンテレフタレー
トを第１図Ｂで示される紡口の孔形状でスリット幅０．
０７鶴、ｄ　＝　１．８鶴φ、θ＝２５°孔数１２を有
する外径６５鶴φの紡糸口金を用い紡糸温度２９７℃で
押出した。

紡口直下の加熱筒のヒータ一温度を２５０℃にした以外
は実施例グループ１の条件と同様にし、単孔当りの吐出
量を第２表に示す如（異ならせて、引取速度１００００
ｍ／分で引取った。

本実施例グループの紡糸性は全て良好であった。

得られた繊維の特性及び捲縮性を第２表に示す。

第２表から明らかな様に、本発明の中空自己捲縮糸は熱
及び機械的安定性が良好な捲縮性と高い中空率を有して
いた。また、編織に供したところ嵩高性、保温性の優れ
たものが得られた。

以下余白 １１」レジ辷≦７”３ 固有粘度〔η）＝０．６１のポリエチレンフタレートを
第１図Ａの紡口の孔形状（スリット幅０．０８ｍ、ｄ　
＝　２．Ｑ　ｍφ、θ−２５°）で、孔数１２を有する
外径６５鶴φの紡糸口金を用いて、紡糸温度３０５℃で
押出した。

紡口直下には、内径９０ｆｉφのアルミ鋳込みヒーター
付円筒加熱筒を用い、筒長及びヒータ一温度を第３表の
如く異ならせて２０℃、６５％Ｒｆ（，０，２０ｍ／秒
の冷風で室温まで冷却し、１００００ｍ　／分の速度で
引取り、単糸繊度１０デニールの繊維を得た。

第３表に各条件ごとに得られた中空自己捲縮糸の特性を
示す。

第３表から明らかな如く、紡口直下の加熱域は、中空率
、捲縮伸長率、紡糸性に大きく影響し、ネック点を紡口
下３０〜１３０ｃ１１にすれば、良好な紡糸状態で、紡
糸できると共に本発明の範囲内の優れたポリエステル中
空自己捲縮糸が得られる。

〔発明の効果〕

本発明のポリエステル中空自己捲縮糸によれば、熱及び
機械的安定性が良好な捲縮性と高い中空率を有する為、
嵩高性、保温性の優れたｗｉ織物や布団綿を得ることが
できる。また、本発明のポリエステル中空自己捲縮糸は
機械捲縮加工を施す必要はなく、コスト的にも極めて有
利である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｆは本発明の紡糸に適用される紡口の孔形状
の例の模式図であり、第２図は本発明で得られるポリエ
ステル中空自己捲縮糸の断面を示す模式図である。 θ・・・スリット角度　　　Ｓ、・・・繊維の断面部分
ｄ・・・スリ７）径　　　　Ｓ：・・・中空部分。 （Ａ）　　　　　　　　　（Ｂ）　　　　　　　　　（
Ｃ）ＣＤ）　　　　　　　　　（Ｅ）　　　　　　　　
（Ｆ）第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空率が２０％以上で、結晶完全性パラメータ（Ｃ＿Ｒ
   ）が０．３以下であり、沸水処理後の捲縮伸長率が５％
   以上であることを特徴とするポリエステル中空自己捲縮
   糸。