WO2015159439A1 - 複合繊維、それからなる仮撚加工糸およびその製造方法、ならびに布帛 - Google Patents

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core
false twisted
polymer
twisted yarn
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章時 出口
斉藤　雅春
史彦 多賀
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Ｋｂセーレン株式会社
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    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/0206—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting

Definitions

  • the present invention relates to a composite fiber excellent in frictional melt resistance, false twisted yarn, a method for producing the same, and a fabric.
  • Polyester fibers are widely used in the sports clothing field because of their excellent mechanical and chemical properties.
  • synthetic fibers such as polyester, unlike natural fibers such as cotton and rayon, melt the fabric due to frictional heat generated between the floor and the fabric when sliding in a gymnasium or the like, resulting in a hole in the fabric.
  • Patent Documents 1 and 2 include a method of mixing with natural fibers such as rayon and heat-resistant fibers, and Patent Document 3 proposes a method of adding a smoothing agent such as silicon or polyethylene wax in post-processing. Yes.
  • Patent Documents 4 and 5 propose a method using a composite fiber in which a low melting point polymer having a melting point lower than that of polyester is arranged at the core of the polyester fiber. The melting heat of the polyester is reduced by absorbing the frictional heat generated by the friction by the endothermic action by melting the low melting point polymer before the polyester melts. For this reason, when the frictional heat is released, the low melting point polymer in the core portion is solidified again, so that it can be used repeatedly, and durability by washing or the like is also obtained.
  • Patent Documents 1 and 2 have disadvantages such as an increase in the cost of the mixing process and a difference in dyeability of each fiber.
  • an object of the present invention is to provide a polyester composite fiber for a friction-melt resistant fabric having improved processability and dyeability, a false twisted yarn and a fabric using the same, improving the problems of the prior art. There is.
  • the present inventors made use of polymer alloy technology to form a sea-island type alloy structure in which polyolefin is stably dispersed in polyester, so that heat and external force during each processing and use can be obtained. It has been found that a polyester composite fiber having frictional melting resistance with reduced peeling of the polymer interface due to the above can be obtained. Moreover, in addition to the above, it discovered that the thing by which the defect by the one part exposure was improved can be obtained by setting it as the fiber cross-sectional form which distribute
  • a polyester composite fiber having good dyeability can be obtained by taking a sea-island type alloy structure in which the core part has a polyolefin dispersed in polyester and the sheath part completely covering the core part.
  • the present invention is a composite fiber comprising a core part and a sheath part that completely covers the core part, wherein the polymer of the core part is a polymer alloy comprising two or more thermoplastic polymers, and the polymer alloy is a polyester.
  • the polymer alloy is composed of a polyolefin and a compatibilizing agent, and the polymer phase is formed of a sea-island alloy structure in which the sea phase is polyester and the island phase is polyolefin, and the polymer in the sheath is polyester.
  • the gist is a composite fiber for a conductive fabric.
  • the polyolefin is preferably at least one polymer selected from the group consisting of low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and high-density polyethylene.
  • the mass ratio of polyester and polyolefin in the polymer alloy in the core is preferably 95: 5 to 55:45.
  • the present invention is also a false twisted yarn comprising the above composite fiber.
  • the false twisted yarn of the present invention preferably has a stretch recovery rate of 20% or more, more preferably a residual torque of 30 T / m or more, a strength of 3.0 cN / dtex or more, and an elongation of 20%. More preferably, it is the above.
  • the core polymer is a polymer alloy composed of two or more thermoplastic polymers, the polymer alloy is composed of polyester, polyolefin and a compatibilizing agent, and the polymer alloy is composed of polyester, island and sea phase.
  • the false twist described above which is false twisted under the conditions of a heater temperature of 180 to 220 ° C. and a twist number of 2000 to 4000 T / m, using a composite fiber whose phase forms a sea-island structure of polyolefin and whose core is not exposed on the fiber surface It is also a manufacturing method of processed yarn. And this invention is also a friction-melt-proof cloth which used the said composite fiber or the said false twisted yarn at least in part.
  • the composite fiber for friction-melt-proof cloths with favorable workability and dyeability can be provided.
  • a false twisted yarn and a fabric having good friction-melting resistance, workability, and dyeability can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the fiber cross section of the conjugate fiber of the present invention.
  • the present invention is a composite fiber comprising a core polymer and a sheath polymer.
  • the core polymer is a polymer alloy composed of two or more thermoplastic polymers, and this polymer alloy forms a sea-island structure in which the sea phase is polyester and the island phase is polyolefin.
  • the polyester of the present invention is a polymer synthesized from a dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and a diol or an ester-forming derivative thereof.
  • examples of such polyester include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polypropylene terephthalate. From the viewpoint of mechanical properties and spinnability, polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate is preferable.
  • the copolymer component examples include isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4-diphenyldicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid, and ester-forming derivatives thereof as dicarboxylic acid components.
  • the diol component examples include diethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, and cyclohexane dimethanol.
  • polyoxyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol are also included.
  • the amount of copolymerization is preferably within 10 mol%, more preferably within 5 mol%, per repeating unit.
  • esterification or transesterification was carried out according to a conventional method using the above-mentioned dicarboxylic acid or its ester-forming derivative and diol or its ester-forming derivative as main starting materials. Thereafter, a method of producing the product by performing a polycondensation reaction at a higher temperature and reduced pressure may be used.
  • the polyester viscosity in the present invention is not particularly limited, and a polyester having an intrinsic viscosity [ ⁇ ] utilized for ordinary polyester fibers can be used.
  • the intrinsic viscosity [ ⁇ ] is preferably 0.4 to 1.5, and preferably 0.55 to 1.0. More preferred.
  • these polyesters contain a small amount of other polymers, antioxidants, heat stabilizers, matting agents, pigments, ultraviolet absorbers, fluorescent whitening agents, plasticizers. Or other additives may be contained.
  • the polyolefin that is the island phase of the core in the present invention will be described.
  • a polymer having a melting point lower than that of polyester is dispersed in the core polymer.
  • a polymer having a large melting point difference from the polyester and a large heat of fusion is preferable, and a polymer that can withstand the melt spinning temperature of the polyester is preferable.
  • the polymer that satisfies these requirements include polyolefin.
  • the polyolefin include low density polyethylene, linear low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, and copolymers thereof.
  • low-density polyethylene linear low-density polyethylene, or high-density polyethylene having a good affinity for polyester as compared with other polyolefins and having a large heat of fusion is preferable.
  • high density polyethylene is particularly preferred.
  • the low density polyethylene has a density of 0.910 to 0.929
  • the linear low density polyethylene has a density of 0.930 to 0.941
  • the high density polyethylene has a density of 0. .942 or more.
  • These polyolefins may be used alone or in combination of two or more.
  • the density here is the ratio of the mass and volume of the sample, and is expressed in g / cm 3 as a unit.
  • these polyolefins may contain a small amount of other polymers, antioxidants, heat stabilizers, matting agents, pigments, ultraviolet absorbers, fluorescent whitening agents, plasticizers, or the like, as long as the object of the present invention is not impaired.
  • Other additives and the like may be contained.
  • the mass ratio of polyester and polyolefin in the polymer alloy of the core in the present invention is preferably 95: 5 to 55:45, more preferably 85:15 to 60:40, and still more preferably 80:20 to 65:35. It is. If the polyolefin is less than 5% by mass, there is a risk that sufficient frictional melt resistance as the resulting polyester composite fiber cannot be obtained. On the other hand, when the amount of polyolefin is more than 45% by mass, the dispersion of the polyolefin in the polyester is deteriorated, so that the spinnability may be deteriorated, and the sea phase and the island phase of the phase structure may be reversed.
  • the compatibilizing agent contained in the polymer alloy of the core part in the present invention will be described. Since the polymer alloy of the core in the present invention has insufficient compatibility between the polyester and the polyolefin, those obtained by melt-mixing by a normal method have poor dispersibility of the polyolefin in the polyester and have a spinnability Deterioration and deterioration of physical properties of the resulting fiber occur. Therefore, in the present invention, it is necessary to add a compatibilizing agent to the polymer alloy.
  • the compatibilizing agent in the present invention is a compound that acts on a polymer interface and stabilizes the morphology of both when two or more kinds of polymers are mixed.
  • the addition of a compatibilizing agent serves to stabilize the dispersion of the polyolefin in the polyester and to improve the spinnability.
  • the polyolefin can be stably highly dispersed in the polyester.
  • the compatibilizer used includes modified polyolefin.
  • the modified polyolefin is a polyolefin having functional groups such as carboxylic acid, carboxylic acid metal base, carboxylic acid ester group, acetic anhydride, and epoxy group in the molecule.
  • any random copolymer, block copolymer, or graft copolymer may be used as long as the monomer having these functional groups is a copolymerized polyolefin.
  • the polyolefin include a polymer mainly composed of polyethylene, polypropylene, and polybutene, and a copolymer such as an ethylene / propylene copolymer, an ethylene / butene copolymer, and an ethylene / hexene copolymer.
  • compatibilizing agent examples include ethylene / acrylic acid copolymer, ethylene / methacrylic acid copolymer, ethylene / ethyl acrylate copolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / acrylic acid copolymer, Glycidyl methacrylate copolymer, ethylene / vinyl acetate / glycidyl methacrylate copolymer, maleic anhydride grafted polyethylene, acrylic acid grafted polyethylene, maleic anhydride grafted ethylene / propylene copolymer, ethylene / propylene-methacrylic acid grafted glycidyl copolymer Polymers, maleic anhydride grafted ethylene / propylene / 1,4-hexadiene copolymer, and acrylic acid grafted ethylene / vinyl acetate copolymer.
  • These compatibilizers may be used alone, Two or more kinds may be used in
  • the addition amount of the compatibilizer is preferably from 0.1 to 30% by mass (external addition), more preferably from 0.3 to 20% by mass, based on the entire polymer alloy. If the compatibilizer is less than 0.1% by mass, it is difficult to improve the compatibility between the polyester and the polyolefin. On the other hand, if the compatibilizer exceeds 30% by mass, the compound itself becomes an inhibitor, resulting in poor spinnability and fiber properties. It is not preferable because a decrease occurs.
  • the method for producing the polymer alloy in the present invention is not particularly limited.
  • polyester, polyolefin, and compatibilizing agent are dry blended and then directly fed into a spinning machine and mixed in a spinning machine flow path.
  • a method (2) a method in which polyester, polyolefin and compatibilizer are dry blended and then melt-kneaded using various general kneaders, and (3) a method in which polyolefin and compatibilizer are respectively added to polyester in an extruder. Etc.
  • kneader examples include a single screw extruder, a twin screw kneader, a roll mixer, a Banbury mixer, and the like. Of these, a twin-screw kneading extruder is preferable from the viewpoint of workability and kneadability.
  • the composite fiber of the present invention is a polymer alloy comprising the above polyester and polyolefin and a compatibilizer as a core polymer, a polyester is prepared as a sheath polymer, dried by a normal method, and then using a composite spinning device. It can be obtained by performing ordinary melt spinning.
  • the composite fiber here refers to a composite (conjugate) fiber in which polymer alloy and polyester are separately melted and bonded in various shapes during spinning.
  • the spinning method is not particularly limited.
  • a so-called conventional method in which an undrawn yarn is wound at a low speed and then drawn in a drawing process
  • a direct spinning drawing method spin draw method
  • a POY method for obtaining a partially undrawn yarn can be mentioned. It is preferable to employ the spin draw method and the POY method from the viewpoint of labor saving and low cost production.
  • the composite fiber of the present invention has a fiber cross-sectional shape in which a polymer alloy component is disposed in the core and a polyester component is disposed in the sheath that completely covers the core.
  • To completely cover the core means that the core is not exposed on the fiber surface.
  • the polyolefin which is a part of the island phase, is exposed, resulting in deterioration of spinnability.
  • a polyester composite fiber can be produced without these defects by taking a shape in which the polymer alloy component is completely covered with the polyester component.
  • the fiber cross-sectional shape of the composite fiber of the present invention is not particularly limited as long as it is a fiber cross-sectional shape in which a polymer alloy component is disposed in the core and a polyester component is disposed in the sheath that completely covers the core as described above.
  • the volume ratio of the core part to the sheath part is 95: 5 to 20:80 from the viewpoint of frictional melt resistance.
  • the range is preferably 80:20 to 30:70.
  • the composite fiber obtained in this manner is preferably 22 to 267 dtex / 12 to 72 f in terms of fineness / filament, considering the case where it is used in a product that requires frictional melt resistance. 168 dtex / 12 to 48f is more preferable.
  • the composite fiber of the present invention preferably has a strength of 3.0 cN / dtex or more in consideration of mechanical properties that can be used as a product. More preferably, it is 3.5 cN / dtex or more. Further, the elongation is preferably 20% or more, more preferably 25% or more, and further preferably 30% or more.
  • the false twisted yarn of the present invention can be obtained by false twisting the composite fiber.
  • the false twisting method can be either a pin method or a friction method, but a friction method with good production efficiency is preferable.
  • the heater temperature is preferably 180 to 220 ° C., and the number of twists is preferably in the range of 2000 to 4000 T / m.
  • the yarn speed is preferably in the range of 50 to 200 m / min
  • the twist number is 2000 to 4000 T / m
  • the heater temperature is in the range of 180 to 220 ° C.
  • the yarn speed is preferably 700 to 900 m / min
  • the twist number is preferably 2000 to 4000 T / m
  • the draw ratio is 1.5 to 2 times
  • the heater temperature is It is preferably in the range of 180 to 220 ° C.
  • a two-heater type is preferable.
  • the conjugate fiber of the present invention can be processed at a suitable heater temperature (for example, 180 to 220 ° C.) used for ordinary polyester single yarns, so that it is easy to obtain a product with good bulkiness and handleability. Also excellent.
  • a suitable heater temperature for example, 180 to 220 ° C.
  • the heater temperature is too low, the crimp is not sufficiently imparted.
  • the temperature is excessively high, fusion between filaments is likely to occur, and tight spots (necking and untwisting) tend to occur.
  • the twisting coefficient shown below is preferably 26500 to 34900.
  • the preferred range of the number of twists is 3000 to 4000 T / m when the fineness is about 84 dtex, and 2000 to 3000 T / m when the fineness is about 167 dtex.
  • the twist number is preferably about 2000 to 4000 T / m.
  • the number of twists is a range of the number of twists calculated from the above twist coefficient depending on the fineness. It is preferable that
  • the false twisted yarn of the present invention thus obtained has good stretchability and excellent bulkiness.
  • the fineness / number of filaments is preferably 22 to 267 dtex / 12 to 72 f, and preferably 50 to 168 dtex / 12 to 48f is more preferable.
  • the stretch recovery rate is preferably 20% or more, more preferably 25%, from the viewpoint of maintaining good knitting and dyeing process passability and abrasion resistance. That's it.
  • the residual torque is preferably 30 T / m or more, more preferably 50 T / m, from the viewpoint of maintaining good process passability and abrasion resistance in the knitting and dyeing steps. m or more.
  • the false twisted yarn of the present invention preferably has a strength of 3.0 cN / dtex or more from the viewpoint of maintaining good passability in the weaving and knitting process, dyeing process, mechanical properties usable as a product, and abrasion resistance.
  • the elongation is preferably 20% or more, more preferably 25% or more, and further preferably 30% or more.
  • Such false twisted yarn of the present invention has good stretchability and excellent bulkiness.
  • the composite fiber and false twisted yarn of the present invention can be suitably used for a friction-resistant and melt-resistant fabric.
  • the type of the fabric is not particularly limited, and any of a woven fabric, a knitted fabric, a nonwoven fabric and the like may be used.
  • the friction-melt resistant fabric of the present invention contains at least a part of the composite fiber or false twisted yarn of the present invention.
  • the composite fiber or the false twisted yarn is preferably used for the friction target surface, and may be used only for the friction target surface or for the entire fabric. Good.
  • the composite fiber for a friction-resistant fabric of the present invention has a friction resistance that shows no melt mark when subjected to contact pressure friction for 10 seconds with a load of 2 kg in a rotor-type friction melting test according to JIS L1056 (Method B). It is preferably used for a melted fabric, more preferably, it is preferably used for a friction-resistant melted fabric that does not show a melting mark when subjected to contact pressure friction for 13 seconds, and more preferably, when subjected to contact pressure friction for 15 seconds. It is used for a friction-resistant melted fabric in which no melt mark is observed.
  • the composite fiber, false twisted yarn, and fabric of the present invention are suitably used as materials for sports clothing such as school sports clothing, volleyball, basketball, handball, and the like.
  • Friction melting resistance Circular knitting was performed using the obtained yarn, and a rotor type friction melting test was performed in accordance with JIS L1056 (Method B).
  • the fabric surface after being pressed for 10 seconds under a load of 2 kg is divided into the following three stages: ⁇ (no melting mark, only rubbing mark), ⁇ (partial melting mark), ⁇ (sample damaged) And with holes).
  • Example 1 A polyethylene terephthalate resin with an intrinsic viscosity of 0.64 and a high density polyethylene (manufactured by Nippon Polyethylene) with an MFR of 7.0 and a density of 0.964 are used, and an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer (Sumitomo) is used as a compatibilizing agent.
  • Chemical First Bond First, Grade: 2C blended in predetermined amounts shown in Table 1 and dry blended, then supplied to a twin-screw kneading extruder, conditions of kneading temperature 270 ° C., screw rotation speed 250 rpm was melt-kneaded and cooled into pellets to obtain a polymer alloy used for the core.
  • polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity [ ⁇ ] of 0.64 was used as the sheath.
  • Each polymer is dried and introduced into a compound spinning machine and melted with a volume ratio of polymer alloy and polyethylene terephthalate of 2: 1. Spinning is performed so that the polymer alloy is in the core of Fig. 1A and polyethylene terephthalate is in the sheath
  • the first godd roller (GR1) is pulled at a peripheral speed of 1400 m / min (temperature: 80 ° C.), and then the second goded roller (GR2) is peripherally at a speed of 4300 m.
  • 167 dtex / 48 f of core-sheath type composite fiber was obtained by a normal spin draw method that led to / min (temperature: 130 ° C.) and stretched between GR1 and GR2.
  • false twisting was performed under the conditions of a heater temperature of 200 ° C., a yarn speed of 100 m / min, and a twist number of 2800 T / m.
  • a false twisted yarn with good properties was obtained.
  • the false twisted yarn obtained had a strength of 3.14 cN / dtex, an elongation of 20.5%, an expansion / contraction recovery rate of 31%, and a residual torque of 106 T / m.
  • a circular knitting was produced using the obtained false twisted yarn, and evaluation of frictional melt resistance and dyeability were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 As shown in Table 1, the mass ratio of the polymer alloy polyethylene terephthalate and high-density polyethylene was changed to 65:35, the addition amount of the compatibilizer was changed from 0.3% by mass to 0.5% by mass, and the number of filaments was changed. A core-sheath type composite fiber of 167 dtex / 72f was obtained in the same manner as in Example 1 except for the change. Moreover, when false twisting was performed under the same conditions as in Example 1, a false twisted yarn with good bulkiness without defects was obtained. The obtained false twisted yarn was used to evaluate frictional melt resistance and dyeability. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 A 167 dtex / 72f core-sheath type composite fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymer alloy polyolefin was changed to a linear low density polyethylene having a MFR of 5.0 and a density of 0.935, and the number of filaments was changed. Got. Moreover, when false twisting was performed under the same conditions as in the examples, a good false twisted yarn with no defects was obtained. The obtained false twisted yarn was used to evaluate frictional melt resistance and dyeability. The results are shown in Table 1.
  • the results are shown in Table 1.
  • the false twisted yarn obtained had a strength of 2.60 cN / dtex, an elongation of 20.4%, an expansion / contraction recovery rate of 32.6%, and a residual torque of 130 T / m.
  • Example 3 Using only the core polymer alloy used in Example 1, single spinning at 167 dtex / 72f was performed. However, white powder was generated due to the high-density polyethylene exposed on a part of the surface, and thread breakage occurred frequently. Further, white powder was generated even during false twisting, and yarn breakage occurred frequently.
  • Example 4 Using polyethylene terephthalate with intrinsic viscosity [ ⁇ ] of 0.64 and high density polyethylene (manufactured by Nippon Polyethylene) with MFR of 7.0 and density of 0.964, ethylene-glycidyl methacrylate copolymer as compatibilizer (Bonded by Sumitomo Chemical Co., Ltd., grade: 2C), each was blended in the prescribed amounts shown in Table 2 and dry blended, then supplied to a twin-screw kneading extruder, kneading temperature 270 ° C., screw rotation speed 250 rpm The polymer alloy used for a core part was obtained by melt-kneading under the conditions described above and cooling into pellets.
  • polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity [ ⁇ ] of 0.64 was used as the sheath.
  • Each polymer is dried and introduced into a compound spinning machine and melted with a volume ratio of polymer alloy and polyethylene terephthalate of 2: 1. Spinning is performed so that the polymer alloy is in the core of Fig. 1 (A) and polyethylene terephthalate is in the sheath.
  • a core-sheath type composite fiber (POY yarn) of 150 dtex / 24f was obtained by the POY method with a spinning speed of 4300 m / min.
  • the yarn was stretched 1.785 times by a friction method at a yarn speed of 760 m / min.
  • false twisting was performed, false twisted yarns with good stretchability and bulkiness were obtained.
  • the obtained false twisted yarn had a fineness of 84 dtex / 24f, an expansion / contraction recovery rate of 26%, a residual torque of 51 T / m in the Z direction, a strength of 3.3 cN / dtex, and an elongation of 31%.
  • the false twisted yarn was used to evaluate the friction melt resistance and dyeability. The results are shown in Table 2.
  • Example 5 Extruded from the spinneret in the same manner as in Example 4, oil was applied by a conventional method, and the unstretched yarn of the core-sheath composite fiber was wound at a spinning speed of 1600 m / min. The obtained undrawn yarn was drawn 3.120 times to obtain 84 dtex / 24f core-sheath type composite fiber (drawn yarn). The obtained core-sheath type composite fiber was false twisted by a pin method at a yarn speed of 120 m / min, a heater temperature of 200 ° C., and a twist number of 3100 T / m. The obtained false twisted yarn had good stretchability and bulkiness.
  • the false twisted yarn had a fineness of 84 dtex / 24f, an expansion / contraction recovery rate of 26%, a residual torque of 53 T / m in the Z direction, a strength of 3.2 cN / dtex, and an elongation of 32%. Further, the false twisted yarn was used to evaluate the friction melt resistance and dyeability. The results are shown in Table 2.
  • Example 4 except that MFR2.3 high density polyethylene is used as the core polymer, polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity [ ⁇ ] of 0.64 is used as the sheath polymer, and the volume ratio is 1: 3.
  • a core-sheath type composite fiber of 84 dtex / 24f was obtained.
  • the sheath part was cracked, the exposure of the high-density polyethylene as the core component was confirmed, and a large amount of white powder was generated. Although yarn breakage occurred frequently, a small amount of false twisted yarn was obtained.
  • Table 2 shows the physical properties and evaluation results of the obtained false twisted yarn.
  • the false twisted yarn made of type composite fiber was peeled off from the core and sheath, had poor dyeability, and was inferior in frictional melt resistance as compared with the product of the example. Further, in the fiber consisting only of the polymer alloy obtained from Comparative Example 6, the white powder is generated and the yarn breakage occurs frequently in both the spinning process and the false twisting process. It was bad.
  • Example 6 Using polyethylene terephthalate with intrinsic viscosity [ ⁇ ] of 0.64 and high density polyethylene (manufactured by Nippon Polyethylene) with MFR of 7.0 and density of 0.964, ethylene-glycidyl methacrylate copolymer as compatibilizer (Bond First, grade: 2C, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was blended and dry blended in the same manner as in Example 4, and then supplied to a twin-screw kneading extruder, where the kneading temperature was 270 ° C. and the screw rotation speed was 250 rpm.
  • compatibilizer Bill First, grade: 2C, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • the mixture was melt-kneaded under the conditions and pelletized by cooling to obtain a polymer alloy used for the core.
  • polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity [ ⁇ ] of 0.64 was used as the sheath.
  • Each polymer is dried and introduced into a compound spinning machine and melted with a volume ratio of polymer alloy and polyethylene terephthalate of 2: 1. Spinning is performed so that the polymer alloy is in the core of Fig. 1A and polyethylene terephthalate is in the sheath After extruding from the die and applying an oil agent by a usual method, an unstretched yarn is obtained at a spinning speed of 1600 m / min, and this is stretched 3.12 times at 84 ° C.
  • a core-sheath type composite fiber of 84 dtex / 24 f. (Conventional method).
  • false twisting was performed by a pin method under conditions of a heater temperature of 200 ° C., a yarn speed of 120 m / min, and a twist number of 3100 T / m.
  • a twisted yarn was obtained.
  • the obtained false twisted yarn had a fineness of 84 dtex / 24f, an expansion / contraction recovery rate of 26%, a residual torque of 51 T / m in the Z direction, a strength of 3.3 cN / dtex, and an elongation of 30%.
  • Example 7 The core-sheath composite fibers of 84 dtex / 24f obtained in Example 6 (drawn yarn), without false twisting, to produce a knitted fabric having a basis weight of 250 g / m 2 by the above method, as in Example 6 Similarly, when a friction dissolution resistance test was performed, the fabric surface after being pressed for 10 seconds under a load of 2 kg had scratch marks but no melt marks.
  • Comparative Example 9 Using the core-sheath type composite fiber obtained in Comparative Example 8, a knitted fabric (weight per unit area: 250 g / m 2 ) was produced in the same manner as in Example 6, and the friction melting test was performed. After pressing for 10 seconds, The surface of the fabric had melting marks, although not torn.
  • the fibers obtained from Examples 6 and 7 were both excellent in spinning operation and false twisting operation, and were excellent in frictional melt resistance and dyeability.
  • the polyethylene terephthalate single fiber obtained from Comparative Example 7 was inferior in frictional melt resistance.
  • the core-sheath type composite fiber obtained from Comparative Example 8 in which the core part was polyethylene and the sheath part was polyethylene terephthalate was inferior in false twist operation and dyeability.
  • the core-sheath type composite fiber of Comparative Example 9 in which the core part is not subjected to false twisting and the core part is made of polyethylene and the sheath part is made of polyethylene terephthalate is more dyeable than the fibers obtained from Examples 6 and 7. Inferior in friction and melt resistance.

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Abstract

　優れた耐摩擦溶融性を有し、加工性や染色性が良好な、耐摩擦溶融性布帛用ポリエステル複合繊維を提供する。　芯部と芯部を完全に覆う鞘部からなる複合繊維であって、芯部のポリマーは２種類以上の熱可塑性ポリマーからなるポリマーアロイであり、上記ポリマーアロイは、ポリエステル、ポリオレフィンおよび相溶化剤とからなり、上記ポリマーアロイは海相がポリエステル、島相がポリオレフィンの海島構造を形成したものであり、鞘部のポリマーはポリエステルであることを特徴とする耐摩擦溶融性布帛用複合繊維である。

Description

複合繊維、それからなる仮撚加工糸およびその製造方法、ならびに布帛
本発明は、耐摩擦溶融性に優れた複合繊維、仮撚加工糸およびその製造方法、ならびに布帛に関するものである。
ポリエステル繊維は、その優れた力学的特性および化学的特性から、スポーツ衣料分野に数多く利用されている。しかし、ポリエステル等の合成繊維は、綿やレーヨンなどの天然系繊維と異なり、体育館等でのスライディング時、床と布帛との間で生じる摩擦熱によって布帛が溶融し、布帛に穴が空いてしまう欠点を有する。
このような問題を解決するため、これまで数多くの提案がなされている。
例えば、特許文献１、２では、レーヨンなどの天然系繊維や耐熱繊維と混用する方法が挙げられ、特許文献３では、後加工においてシリコンやポリエチレンワックス等の平滑剤を添加する方法が提案されている。
また、ポリエステル繊維自体を改善する方法として、特許文献４、５では、ポリエステル繊維の芯部にポリエステルよりも融点の低い低融点ポリマーを配した複合繊維による方法が提案されており、作用機構としては、摩擦により発生した摩擦熱をポリエステルが溶融する前に、芯部の低融点ポリマーの融解による吸熱作用により吸収することで、ポリエステルの溶融を低減させている。このため、摩擦熱が解除された場合、芯部の低融点ポリマーが再度固化するため、繰り返し利用可能となり、また、洗濯等による耐久性も得られる。
実願昭５９－２６０７６号（実開昭６０－１４０７８９号）のマイクロフィルム 実願昭６１－８５９０号（実開昭６２－１２２８７９号）のマイクロフィルム 特開昭６３－２４３３７９号公報 特開平４－１１００６号公報 特開平６－４９７１２号公報
しかしながら、上記の特許文献１、２の方法では、混用工程のコストが高くなることや各繊維の染色性が異なるなどの欠点を有する。
そして、特許文献３の方法では、後加工による風合いの変化や洗濯等により平滑剤が脱落するため、耐久性に劣るなどの欠点を有する。
また、特許文献４、５の方法は、芯部の低融点ポリマーとして、ポリオレフィンを使用した場合、ポリエステルとの親和性が不十分なため、紡糸や仮撚加工時等において、容易に芯鞘剥離が生じ、加工性の悪化や色斑の問題を生じる。特に、熱と外力が大きくかかる仮撚加工時において、ポリエステル繊維と同等の加工温度条件で行った場合、芯部と鞘部との剥離だけでなく、鞘部に亀裂が発生し、芯部のポリオレフィンが漏出することで、白粉が多量に発生する問題が生じる。逆に加工温度条件を緩和させた条件で行った場合、ポリエステル複合繊維は熱セットされず、十分な伸縮性と嵩高性が得られない。
したがって、本発明の目的は、かかる従来技術の課題を改善し、加工性や染色性の良好な、耐摩擦溶融性布帛用のポリエステル複合繊維、それを用いた仮撚加工糸および布帛を提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、ポリマーアロイ技術を利用し、ポリエステル中にポリオレフィンを安定的に分散させた海島型アロイ構造をなすことで、各加工時および使用時の熱や外力によるポリマー界面の剥離を軽減させた耐摩擦溶融性を有するポリエステル複合繊維が得られることを見出した。また、上記に加えて、芯部に前記ポリマーアロイ、鞘部にポリエステルを配した繊維横断面形態にすることで、一部の露出による欠点を改善したものが得られることを見出した。また、今回、芯部がポリエステル中にポリオレフィンを分散させた海島型アロイ構造をとり、鞘部が芯部を完全に覆うことで、染色性の良好なポリエステル複合繊維が得られることを見出した。
すなわち、本発明は、芯部と芯部を完全に覆う鞘部からなる複合繊維であって、芯部のポリマーは２種類以上の熱可塑性ポリマーからなるポリマーアロイであり、前記ポリマーアロイは、ポリエステル、ポリオレフィンおよび相溶化剤からなり、前記ポリマーアロイは海相がポリエステル、島相がポリオレフィンの海島型アロイ構造を形成したものであり、鞘部のポリマーはポリエステルであることを特徴とする耐摩擦溶融性布帛用の複合繊維をその要旨とする。
なかでも、前記ポリオレフィンが、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンおよび高密度ポリエチレンよりなる群から選ばれた少なくとも１種類のポリマーであることが好ましい。また、芯部のポリマーアロイにおけるポリエステルおよびポリオレフィンの質量比率が９５：５～５５：４５であることが好ましい。
また、本発明は、上記複合繊維からなる仮撚加工糸でもある。本発明の仮撚加工糸は、伸縮復元率が２０％以上であることが好ましく、残留トルクが３０Ｔ／ｍ以上であることがより好ましく、強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度が２０％以上であることがさらに好ましい。
また、本発明は、芯部のポリマーは２種類以上の熱可塑性ポリマーからなるポリマーアロイであり、前記ポリマーアロイは、ポリエステル、ポリオレフィンおよび相溶化剤からなり、前記ポリマーアロイは海相がポリエステル、島相がポリオレフィンの海島構造を形成した、芯部が繊維表面に露出しない複合繊維を用いて、ヒーター温度が１８０～２２０℃、撚数が２０００～４０００Ｔ／ｍの条件で仮撚加工する上記仮撚加工糸の製造方法でもある。
そして、本発明は、上記複合繊維または上記仮撚加工糸を、少なくとも、一部に用いた耐摩擦溶融性布帛でもある。
本発明によれば、加工性や染色性の良好な耐摩擦溶融性布帛用複合繊維を提供できる。
また、本発明の耐摩擦溶融性布帛用複合繊維を用いることにより、耐摩擦溶融性、加工性、染色性とも良好な仮撚加工糸や布帛を提供できる。
図１は本発明の複合繊維の繊維横断面の例を示す図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、芯部のポリマーと鞘部のポリマーとからなる複合繊維である。
芯部のポリマーは、２種類以上の熱可塑性ポリマーからなるポリマーアロイであり、このポリマーアロイは海相がポリエステル、島相がポリオレフィンの海島構造を形成したものである。
まず本発明における鞘部のポリマーおよび芯部の海相であるポリエステルについて説明する。
本発明のポリエステルは、ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と、ジオールまたはそのエステル形成性誘導体から合成されるポリマーである。このようなポリエステルとしては、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、ポリプロピレンテレフタレート等が挙げられる。力学的特性、紡糸性の観点からポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートが好ましい。
また、これらのポリエステルには、本発明の目的が損なわれない範囲であれば、他の成分が共重合されていてもよい。具体的には、共重合成分としては、ジカルボン酸成分では、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、４、４－ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸およびそのエステル形成性誘導体等が挙げられる。また、ジオール成分としてはジエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。また、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリオキシアルキレングリコールも挙げられる。共重合量としては、構成する繰り返し単位あたり１０モル％以内が好ましく、５モル％以内がより好ましい。
本発明におけるポリエステルの製造方法としては、まず、前述のジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と、ジオールまたはそのエステル形成誘導体とを主たる出発原料として、常法に従い、エステル化またはエステル交換反応を行った後、さらに高温・減圧下で重縮合反応を行うことによって製造する方法等が挙げられる。
本発明におけるポリエステル粘度は特に制限されるものではなく、通常のポリエステル繊維に利用されている極限粘度［η］のポリエステルを使用することができる。紡糸性および繊維の力学的強度の点から、例えばポリエチレンテレフタレートであれば、極限粘度［η］は、０．４～１．５であることが好ましく、０．５５～１．０であることがより好ましい。
なお、本発明の目的を損なわない範囲において、これらのポリエステル中には少量の他の重合体や酸化防止剤、熱安定剤、艶消し剤、顔料、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、可塑剤またはその他の添加剤等が含有されていてもよい。
次に、本発明における芯部の島相であるポリオレフィンについて説明する。
芯部のポリマーには、耐摩擦溶融性を得るため、上記ポリエステルに、ポリエステルよりも融点の低いポリマーを分散させたものを用いる。耐摩擦溶融性を最大限発揮するためには、ポリエステルとの融点差が大きく、融解熱量が大きいポリマーが好ましく、また、ポリエステルの溶融紡糸温度に耐え得るポリマーが好ましい。これらの要求を満足するポリマーとしては、ポリオレフィンが挙げられる。ポリオレフィンとしては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、またこれらの共重合体などが挙げられる。中でも、ポリエステルとの親和性が他のポリオレフィンと比べ良好で、融解熱量の大きい低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンが好ましい。特に好ましくは、高密度ポリエチレンである。なお、低密度ポリエチレンとは、密度が０．９１０～０．９２９であり、直鎖状低密度ポリエチレンとは、密度が０．９３０～０．９４１であり、高密度ポリエチレンとは、密度が０．９４２以上である。また、これらのポリオレフィンは、単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。ここでいう密度とは、試料の質量と体積の比であり、単位としては、ｇ／ｃｍ３で表す。
また、本発明の目的を損なわない範囲において、これらのポリオレフィンには少量の他の重合体や酸化防止剤、熱安定剤、艶消し剤、顔料、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、可塑剤又はその他の添加剤等が含有されていてもよい。
本発明における芯部のポリマーアロイにおけるポリエステルとポリオレフィンの質量比率として、９５：５～５５：４５が好ましく、より好ましくは８５：１５～６０：４０であり、さらに好ましくは８０：２０～６５：３５である。ポリオレフィンが５質量％未満では、得られるポリエステル複合繊維として十分な耐摩擦溶融性が得られないおそれがある。一方、ポリオレフィンが４５質量％より多い場合、ポリエステル中へのポリオレフィンの分散が悪くなることで紡糸性が悪化したり、また相構造の海相と島相が逆転する恐れがあるため、好ましくない。
次に、本発明における芯部のポリマーアロイ中に含まれる相溶化剤について説明する。
本発明における芯部のポリマーアロイは、ポリエステルとポリオレフィンとの相溶性が不十分なため、通常の方法で溶融混合して得たものでは、ポリエステル中へのポリオレフィンの分散性が悪く、紡糸性の悪化や得られる繊維の物性の低下が生じる。そこで本発明では、上記ポリマーアロイに相溶化剤を添加することが必要である。本発明における相溶化剤とは、２種類以上のポリマーを混合させた場合、ポリマー界面に働き、両者のモルフォロジーを安定化させる化合物である。本発明では、相溶化剤を添加することで、ポリエステル中におけるポリオレフィンの分散を安定させ、紡糸性を良好にする役割を果たす。これより、ポリエステル中に安定的にポリオレフィンを高分散させることが可能となる。本発明におけるポリエステルとポリオレフィンとのポリマーアロイの場合、使用される相溶化剤としては、変性ポリオレフィンが挙げられる。上記変性ポリオレフィンとは、分子内にカルボン酸、カルボン酸金属塩基、カルボン酸エステル基、無水酢酸およびエポキシ基などの官能基を有するポリオレフィンである。これらの官能基を有するモノマーが共重合されたポリオレフィンであれば、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体いずれであってもよい。また、ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンを主成分とする重合体やエチレン／プロピレン共重合体、エチレン／ブテン共重合体、エチレン／ヘキセン共重合体等の共重合体などを挙げることができる。
本発明に使用可能な相溶化剤の具体例としては、エチレン／アクリル酸共重合体、エチレン／メタクリル酸共重合体、エチレン／アクリル酸エチル共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／酢酸ビニル／メタクリル酸グリシジル共重合体、無水マレイン酸グラフトポリエチレン、アクリル酸グラフトポリエチレン、無水マレイン酸グラフトエチレン／プロピレン共重合体、エチレン／プロピレン－メタクリル酸グラフトグリシジル共重合体、無水マレイン酸グラフトエチレン／プロピレン／１，４－ヘキサジエン共重合体およびアクリル酸グラフトエチレン／酢酸ビニル共重合体などが挙げられ、これらの相溶化剤は単独で使用してもよく、また二種以上を併用してもよい。
上記相溶化剤の添加量としては、ポリマーアロイ全体に対し０．１～３０質量％（外添）であることが好ましく、０．３～２０質量％であることがより好ましい。相溶化剤が０．１質量％未満では、ポリエステルとポリオレフィンとの相溶性を改善することが難しく、一方、３０質量％を超えると、それ自身が阻害物となり、紡糸性の悪化や繊維物性の低下が生じるため好ましくない。
本発明におけるポリマーアロイの作製方法としては、特に制限されるものではなく、例えば（１）ポリエステルとポリオレフィンおよび相溶化剤をドライブレンド後、そのまま紡糸機に投入し、紡糸機流路内で混合する方法、（２）ポリエステルとポリオレフィンおよび相溶化剤をドライブレンド後、種々の一般的な混練機を用いて溶融混練する方法、（３）ポリエステルにポリオレフィンおよび相溶化剤を夫々押出機に投入する方法等が挙げられる。
上記混練機の例としては、一軸押出機、二軸混練押出機、ロールミキサー、バンバリーミキサー等が挙げられる。なかでも、二軸混練押出機が作業性、混練性の点から好ましい。
次に本発明の複合繊維について説明する。
本発明の複合繊維は、芯部のポリマーとして、上記ポリエステルとポリオレフィンおよび相溶化剤からなるポリマーアロイ、鞘部のポリマーとして、ポリエステル準備し、通常の方法で乾燥後、複合紡糸装置を用いて、通常の溶融紡糸を行うことにより得ることができる。ここでいう複合繊維とは、ポリマーアロイとポリエステルとを別々に溶融し、紡糸時に様々な形状にて結合させた複合（コンジュゲート）繊維のことを示す。
紡糸方法は特に限定するものではなく、例えば低速で未延伸糸を巻き取った後、延撚工程にて延伸する所謂コンベンショナル法（ＣＯＮＶＥ法）、直接紡糸延伸法（スピンドロー法）、高速で巻き取り部分未延伸糸を得るＰＯＹ法が挙げられる。なお、省力化、および安価生産可能な点から、スピンドロー法、ＰＯＹ法を採用することが好ましい。
本発明の複合繊維は、芯部にポリマーアロイ成分、芯部を完全に覆った鞘部にポリエステル成分を配置した繊維横断面形状をしている。芯部を完全に覆うとは、芯部が繊維表面に露出しないことを意味する。ポリマーアロイ成分が表面に露出した場合、一部の島相であるポリオレフィンが露出することで、紡糸性の悪化を生じてしまう。このため、ポリマーアロイ成分をポリエステル成分で完全に覆った形状をとることでそれらの欠点なく、ポリエステル複合繊維を作製できる。
本発明の複合繊維の繊維横断面形状は、上述した通り、芯部にポリマーアロイ成分、芯部を完全の覆った鞘部にポリエステル成分を配置した繊維断面形状であれば特に限定するものではないが、例えば、図１（Ａ）のような単芯の芯鞘型、図１（Ｂ）のような多芯の芯鞘型等が挙げられる。
芯部および鞘部の割合としては、耐摩擦溶融性の点から、芯部と鞘部との容積比率（芯部：鞘部）が、９５：５～２０：８０であることが好ましく、より好ましくは８０：２０～３０：７０の範囲である。芯部が２０容積％よりも小さい場合、鞘部のポリエステルが厚くなり、耐摩擦溶融性が得られにくくなるため好ましくない。また、鞘部が５容積％よりも小さい場合、繊維強さが低下するため好ましくない。
このようにして得られた複合繊維は、耐摩擦溶融性を必要とする製品などで使用した場合を考慮すると、繊度／フィラメント数は、２２～２６７ｄｔｅｘ／１２～７２ｆであることが好ましく、５０～１６８ｄｔｅｘ／１２～４８ｆがより好ましい。
また、本発明の複合繊維は、製品として実用可能な力学的特性を考慮すると、強度は３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。より好ましくは３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。また、伸度は、２０％以上が好ましく、より好ましくは２５％以上であり、さらに好ましくは３０％以上である。
本発明の仮撚加工糸は、上記複合繊維を仮撚加工して得ることができる。
仮撚加工方法は、ピン方式、フリクション方式のどちらでも可能であるが、生産効率の良いフリクション方式が好ましい。
本発明において、仮撚加工の際、ヒーター温度としては、１８０～２２０℃、撚数としては、２０００～４０００Ｔ／ｍの範囲とすることが好ましい。
以下、仮撚加工の好適な製造方法の例を詳細に説明する。
例えば、延伸糸をピン方式で仮撚加工する場合、糸速は５０～２００ｍ／分、撚数は２０００～４０００Ｔ／ｍ、ヒーターの温度は１８０～２２０℃の範囲であることが好ましい。
また、ＰＯＹ糸をフリクション方式で仮撚加工する場合、糸速は７００～９００ｍ／分が好ましく、撚数は２０００～４０００Ｔ／ｍが好ましく、延伸倍率は１．５～２倍、ヒーターの温度は１８０～２２０℃の範囲であることが好ましい。
また、嵩高性および伸縮復元率を良好なものとするためには、２ヒータータイプのものが好ましい。
なお、本発明の複合繊維は、通常のポリエステル単独糸に用いられる好適なヒーター温度（例えば１８０～２２０℃）で加工を行うことができるため、嵩高性の良好なものが得られ易く、取り扱い性にも優れている。ヒーター温度が低すぎる場合、捲縮は十分に付与されず、また逆に過度に高い場合はフィラメント間の融着を招きタイトスポット（くびれ、未解撚）が発生し易くなる傾向がある。
また、下記に示す撚係数は、２６５００～３４９００が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 上記式を参照すると、撚数の好適範囲は、繊度が８４ｄｔｅｘ程度であれば、３０００～４０００Ｔ／ｍ、繊度が１６７ｄｔｅｘ程度であれば、２０００～３０００Ｔ／ｍの範囲となる。通常の場合、撚数は、２０００～４０００Ｔ／ｍ程度が好ましいものとなる。
尚、撚数が過度に少ない場合、捲縮が不良となり易く、過度に多い場合も二重撚り等が生じ易いため、撚数は、繊度に応じて、上記撚係数から算出した撚数の範囲とすることが好ましい。
このようにして得られた本発明の仮撚加工糸は、伸縮性が良好で嵩高性にも優れたものとなる。
本発明の仮撚加工糸は、耐摩擦溶融性を必要とする製品などで使用した場合を考慮すると、繊度／フィラメント数は、２２～２６７ｄｔｅｘ／１２～７２ｆであることが好ましく、５０～１６８ｄｔｅｘ／１２～４８ｆがより好ましい。
本発明の仮撚加工糸は、織編工程、染色工程の工程通過性及び耐摩溶融性を良好に保つ点から、伸縮復元率は、２０％以上であることが好ましく、より好ましくは、２５％以上である。
本発明の仮撚加工糸は、織編工程、染色工程の工程通過性及び耐摩溶融性を良好に保つ点から、残留トルクは、３０Ｔ／ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは、５０Ｔ／ｍ以上である。
本発明の仮撚加工糸は、織編工程、染色工程の工程通過性、製品として実用可能な力学的特性及び耐摩溶融性を良好に保つ点から、強度は３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましく、伸度は２０％以上が好ましく、より好ましくは２５％以上であり、さらに好ましくは３０％以上である。
このような本発明の仮撚加工糸は、伸縮性が良好で嵩高性にも優れたものである。
本発明の複合繊維および仮撚加工糸は、耐摩擦溶融性布帛に好適に用いることができる。
本発明の複合繊維または仮撚加工糸を用いて、耐摩擦溶融性布帛を作製する場合、布帛の種類としては特に制限するものではないが、織物、編物、不織布などいずれでもよい。
本発明の耐摩擦溶融性布帛は、本発明の複合繊維または仮撚加工糸を少なくとも一部に含む。
本発明の耐摩擦溶融性布帛は、上記複合繊維または上記仮撚加工糸を、摩擦対象面に使用することが好ましく、摩擦対象面のみに使用してもよいし、布帛全体に使用してもよい。
本発明の耐摩擦溶融性布帛用複合繊維は、ＪＩＳ　Ｌ１０５６（Ｂ法）に準拠したロータ型摩擦溶融試験において２ｋｇの荷重により、１０秒接圧摩擦をした際、溶融跡がみられない耐摩擦溶融布帛に用いることが好ましく、より好ましくは、１３秒接圧摩擦をした際、溶融跡がみられない耐摩擦溶融布帛に用いることが好ましく、さらに好ましくは、１５秒接圧摩擦をした際、溶融跡がみられない耐摩擦溶融布帛に用いることである。
本発明の複合繊維、仮撚加工糸および布帛は、例えば、学校体育衣料等やバレーボール、バスケットボール、ハンドボール等のスポーツ衣料等の材料として、好適に用いられる。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は以下に述べる実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例における各評価項目は次の方法で測定した。
（１）極限粘度［η］
フェノール／テトラクロロエタン=６／４（重量比）の混合溶媒中２０℃で常法により求めた。
（２）ＭＦＲ（ｇ／１０分）
測定法は、ＪＩＳ　Ｋ　６９２２－２に従った。
（３）紡糸操業性　　　
２４時間紡糸した際に、一度も糸切れのなかったものを○、糸切れ発生したものを×とした。
（４）繊維の力学的物性（強度および伸度）
島津製作所製オートグラフＡＧＳを用いた引張試験を行い、測定長：２００ｍｍ、引張り速度：２００ｍｍ／分の条件下にて、繊維が破断したときの破断強さと伸度をそれぞれ５回測定し、その平均値を求めて、強度、伸度とした。
（５）仮撚操業性
仮撚加工を実施した際の操業性を、以下の基準で評価した。
　○：糸切れなし、サージングなし
　×：糸切れ発生、他異常の発生
（６）伸縮復元率
ＪＩＳ　Ｌ１０１３　８．１２に準じて測定した。
（７）残留トルク
０．２ｇ／ｄｅｘの荷重下で２５ｃｍ長の撚数を検撚器で測定し、得られた撚数（Ｔ／２５ｃｍ）を４倍して、残留トルク（Ｔ／ｍ）を算出した。
（８）染色性
得られた糸を用いて丸編みにし、精練した後、染料Ｄ／Ｎ　ＢＬＵＥＡＣＥ１．０％ｏｗｆ、酢酸０．２ｍｌ／Ｌ、イオネットＲＰ１．０ｇ／Ｌ、の染浴中、浴比１：２０にて１３０℃で６０分染色させ、目視での観察から、○（染色性良好）、×（染色性不良）で評価した。
（９）耐摩擦溶融性
得られた糸を用いて丸編みにし、ＪＩＳ　Ｌ１０５６（Ｂ法）に準拠してローター型摩擦溶融試験を用いる方法にて実施した。２ｋｇ荷重にて、１０秒間押し当てた後の布帛表面の様子を、次の三段階、○（溶融跡はなく、擦過跡のみあり）、△（一部溶融跡あり）、×（試料が破損し、穴あきあり）で評価した。
［実施例１］
極限粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレート樹脂とＭＦＲが７．０で密度が０．９６４の高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製）を使用し、相溶化剤として、エチレン―グリシジルメタクリレート共重合体（住友化学社製ボンドファースト、グレード：２Ｃ）を使用して、それぞれ表１に示す所定量に配合しドライブレンドした後、二軸混練押出機に供給し、混練温度２７０℃、スクリュー回転数２５０ｒｐｍの条件にて溶融混練し、冷却ペレット化して芯部に使用するポリマーアロイを得た。一方、鞘部として、極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートを使用した。それぞれのポリマーを乾燥後に複合紡糸機に導入しポリマーアロイとポリエチレンテレフタレートの容積比率を２：１として溶融し、図１（Ａ）の芯部にポリマーアロイ、鞘部にポリエチレンテレフタレートとなるように紡糸口金から押し出し、通常の方法で油剤付与後、第一ゴデッドローラー（ＧＲ１）の周速１４００ｍ／分（温度：８０℃）で引取り、次いで、第二ゴデッドローラー（ＧＲ２）の周速４３００ｍ／分（温度：１３０℃）に導きＧＲ１とＧＲ２の間で延伸する通常のスピンドロー法にて、１６７ｄｔｅｘ／４８ｆの芯鞘型複合繊維を得た。得られた複合繊維を用い、ヒーター温度２００℃、糸速１００ｍ／分、撚数２８００Ｔ／ｍの条件にて、仮撚加工を行ったところ、欠点なく優れた仮撚加工通過性を示し、嵩高性の良好な仮撚加工糸を得た。尚、得られた仮撚加工糸は強度が３．１４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２０．５％、伸縮復元率が３１％、残留トルクが１０６Ｔ／ｍであった。得られた仮撚加工糸を用いて、丸編みを作製し、耐摩擦溶融性評価および染色性評価を行った。結果を表１に示す。
［実施例２］
ポリマーアロイのポリエチレンテレフタレートと高密度ポリエチレンの質量比率を表１の通り、６５：３５に変更し、相溶化剤の添加量を０．３質量％から０．５質量％に変更し、フィラメント数を変更した以外は実施例１と同様の方法で、１６７ｄｔｅｘ／７２ｆの芯鞘型複合繊維を得た。また、実施例１と同様の条件にて仮撚加工を行ったところ、欠点なく嵩高性の良好な仮撚加工糸を得た。得られた仮撚加工糸を用いて耐摩擦溶融性評価および染色性評価を行った。結果を表１に示す。
［実施例３］
ポリマーアロイのポリオレフィンをＭＦＲ５．０で密度が０．９３５の直鎖状低密度ポリエチレンに変更し、フィラメント数を変更した以外は実施例１と同様の方法で、１６７ｄｔｅｘ／７２ｆの芯鞘型複合繊維を得た。また、実施例と同様の条件にて仮撚加工を行ったところ、欠点なく崇高性の良好な仮撚加工糸を得た。得られた仮撚加工糸を用いて耐摩擦溶融性評価および染色性評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例１］
極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートを用いて、１６７ｄｔｅｘ／７２ｆでのポリエチレンテレフタレート繊維を得た。また、実施例１と同様の条件にて仮撚加工を行ったところ、欠点なく嵩高性の良好な仮撚加工糸を得た。尚、得られた仮撚加工糸は強度が４．０１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２４．５％、伸縮復元率が３７．２％、残留トルクが１３８Ｔ／ｍであった。得られた仮撚加工糸を用いて耐摩擦溶融性評価および染色性評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例２］
芯部のポリマーとしてＭＦＲ２．３の高密度ポリエチレン、鞘部のポリマーとして極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートを用いて、容積比率が１：３として、実施例１と同様の方法にて、１６７ｄｔｅｘ／７２ｆでの芯鞘型複合繊維を得た。実施例１と同様の条件にて仮撚加工を行ったところ、鞘部に亀裂が生じ、芯部の高密度ポリエチレンの露出が確認され、白粉が多量に発生し、糸切れが多発した。仮撚加工性に劣るものであったため少量しか得られなかったが、それを用いて耐摩擦溶融性評価および染色性評価を行った。結果を表１に示す。尚、得られた仮撚加工糸は強度が２．６０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２０．４％、伸縮復元率が３２．６％、残留トルクが１３０Ｔ／ｍであった。
［比較例３］
実施例１で使用した芯部のポリマーアロイのみを使用し、１６７ｄｔｅｘ／７２ｆでの単独紡糸を実施した。しかし、一部表面に露出した高密度ポリエチレンにより、白粉が発生し、糸切れが多発した。また、仮撚加工でも白粉が発生し、糸切れが多発した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
実施例１～３より得られた複合繊維はいずれも、紡糸性および仮撚加工性が良好であり、かつ耐摩擦溶融性および染色性に優れたものであった。一方、比較例１のポリエチレンテレフタレート単独繊維は耐摩擦溶融性に劣り、芯部がポリエチレンで鞘部がポリエチレンテレフタレートの比較例２より得られた芯鞘型複合繊維は仮撚加工性および染色性に劣るものであった。また、比較例３より得られたポリマーアロイのみの単独繊維は紡糸性および仮撚加工性に劣るものであった。
［実施例４］
極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートとＭＦＲが７．０で密度が０．９６４の高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製）を使用し、相溶化剤として、エチレン―グリシジルメタクリレート共重合体（住友化学社製ボンドファースト、グレード：２Ｃ）を使用して、それぞれ表２に示す所定量に配合しドライブレンドした後、二軸混練押出機に供給し、混練温度２７０℃、スクリュー回転数２５０ｒｐｍの条件にて溶融混練し、冷却ペレット化して芯部に使用するポリマーアロイを得た。一方、鞘部として、極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートを使用した。それぞれのポリマーを乾燥後に複合紡糸機に導入しポリマーアロイとポリエチレンテレフタレートの容積比率を２：１として溶融し、図１（Ａ）の芯部にポリマーアロイ、鞘部にポリエチレンテレフタレートとなるように紡糸口金から押し出し、通常の方法で油剤付与後、紡速４３００ｍ／分のＰＯＹ法にて、１５０ｄｔｅｘ／２４ｆの芯鞘型複合繊維（ＰＯＹ糸）を得た。得られた芯鞘型複合繊維を用い、ヒーター温度２００℃、糸速７６０ｍ／分、撚数３１００Ｔ／ｍの条件にて、フリクション方式で１．７８５倍に延伸しながら糸速度７６０ｍ／分にて仮撚加工を行ったところ、伸縮性及び嵩高性が良好な仮撚加工糸を得た。得られた仮撚加工糸は、繊度８４ｄｔｅｘ／２４ｆ、伸縮復元率が２６％、残留トルクがＺ方向５１Ｔ／ｍ、強度が３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３１％であった。さらにこの仮撚加工糸を用いて、耐摩擦溶融性および染色性を評価した。その結果を表２に示す。
［実施例５］
実施例４と同様に紡糸口金から押し出し、通常の方法で油剤を付与し、紡速１６００ｍ／分で芯鞘型複合繊維の未延伸糸を巻き取った。得られた未延伸糸を、３．１２０倍で延伸し、８４ｄｔｅｘ／２４ｆの芯鞘型複合繊維（延伸糸）を得た。得られた芯鞘型複合繊維を、ピン方式で糸速度１２０ｍ／分、ヒーター温度２００℃、撚数３１００Ｔ／ｍにて仮撚加工を行った。得られた仮撚加工糸は、伸縮性及び嵩高性が良好であった。またこの仮撚加工糸は繊度８４ｄｔｅｘ／２４ｆ、伸縮復元率が２６％、残留トルクはＺ方向５３Ｔ／ｍ、強度は３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３２％であった。さらにこの仮撚加工糸を用いて、耐摩擦溶融性および染色性を評価した。その結果を表２に示す。
［比較例４］
極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートを用いて、８４ｄｔｅｘ／２４ｆでの単独繊維を得た。得られた繊維を、実施例４と同様に仮撚加工を行った。得られた仮撚加工糸の物性及び評価を表２に示す。
［比較例５］
芯部のポリマーとしてＭＦＲ２．３の高密度ポリエチレン、鞘部のポリマーとして極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートを用いて、容積比率を１：３とする以外は、実施例４と同様に、８４ｄｔｅｘ／２４ｆの芯鞘型複合繊維を得た。得られた芯鞘型複合繊維を、実施例４と同様に仮撚加工を行ったところ、鞘部に亀裂が生じ、芯成分である高密度ポリエチレンの露出が確認され、白粉が多量に発生し、糸切れが多発したが、仮撚加工糸は少量得られた。得られた仮撚加工糸の物性及び評価結果を表２に示す。
［比較例６］
実施例４で得た芯部のポリマーアロイのみの単独成分で紡糸し、８４ｄｔｅｘ／２４ｆの繊維を得た。紡糸の際、一部表面に高密度ポリエチレンが露出し、白粉が発生し、糸切れも多発した。得られた繊維を実施例４と同様に仮撚加工したところ、白粉が発生し、糸切れも多発したが、仮撚加工糸をごく少量得ることができた。得られた仮撚加工糸の評価結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
実施例４、５より得られた仮撚加工糸は、紡糸工程・仮撚工程・染色等の後工程とも、芯鞘剥離が生じなかった。またこれらの仮撚加工糸は伸縮性及び嵩高性に優れるうえ、耐摩擦溶融性にも優れ、また染色工程でも、染色斑なく染色でき、耐久性も良好で、伸縮性及び嵩高性にも優れていた。
比較例４から得られたポリエチレンテレフタレート単独繊維を用いた仮撚加工糸は、耐摩擦溶融性に劣り、また比較例５から得られた、芯部をポリエチレン、鞘部をポリエチレンテレフタレートとした芯鞘型複合繊維からなる仮撚加工糸は、芯鞘剥離が生じ、染色性が不良であるうえ、実施例品と比べて耐摩擦溶融性に劣っていた。また、比較例６から得られたポリマーアロイのみからなる繊維は、紡糸工程、仮撚工程とも、白粉が発生し糸切れが多発し、染色した際には染色斑が生じ、耐摩擦溶融性も不良であった。
［実施例６］
極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートとＭＦＲが７．０で密度が０．９６４の高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製）を使用し、相溶化剤として、エチレン―グリシジルメタクリレート共重合体（住友化学社製ボンドファースト、グレード：２Ｃ）を使用して、それぞれ実施例４と同様に配合しドライブレンドした後、二軸混練押出機に供給し、混練温度２７０℃、スクリュー回転数２５０ｒｐｍの条件にて溶融混練し、冷却ペレット化して芯部に使用するポリマーアロイを得た。一方、鞘部として、極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートを使用した。それぞれのポリマーを乾燥後に複合紡糸機に導入しポリマーアロイとポリエチレンテレフタレートの容積比率を２：１として溶融し、図１（Ａ）の芯部にポリマーアロイ、鞘部にポリエチレンテレフタレートとなるように紡糸口金から押し出し、通常の方法で油剤付与後、紡速１６００ｍ／分にて未延伸糸を得て、これを８４℃の下、３．１２倍に延伸して８４ｄｔｅｘ／２４ｆの芯鞘型複合繊維を得た（コンベンショナル法）。得られた芯鞘型複合繊維を用い、ヒーター温度２００℃、糸速１２０ｍ／分、撚数３１００Ｔ／ｍの条件のピン方式で仮撚加工を行ったところ、伸縮性及び嵩高性が良好な仮撚加工糸を得た。得られた仮撚加工糸は、繊度８４ｄｔｅｘ／２４ｆ、伸縮復元率が２６％、残留トルクがＺ方向５１Ｔ／ｍ、強度が３．３ｃＮ/ｄｔｅｘ、伸度は３０％であった。さらにこの仮撚加工糸を用いて、２２ゲージ丸編み機にて、表面に得られた糸、中裏面に８４ｄｔｅｘ／７２ｆのＹ字断面レギュラーポリエステル糸、裏面に８４ｄｔｅｘ／３６ｆのレギュラーポリエステル糸を配し、両面スムース編にて編成し、目付け２５０ｇ／ｍ2の編地を得た。得られた編地を用いて、ＪＩＳ　Ｌ１０５６（Ｂ法）に準拠してローター型摩擦溶融試験を用いる方法にて耐摩擦溶融試験を実施した。２ｋｇ荷重にて、１０秒間押し当てた後の布帛表面には、擦過跡はあったが、溶融跡はなかった。
［実施例７］
実施例６で得られた８４ｄｔｅｘ／２４ｆの芯鞘型複合繊維（延伸糸）を、仮撚加工を行わずに、上記方法にて目付け２５０ｇ／ｍ2の編地を作製し、実施例６と同様に耐摩擦溶試験を行ったところ、２ｋｇ荷重にて、１０秒間押し当てた後の布帛表面には、擦過跡はあったが、溶融跡はなかった。
［比較例７］
得られた仮撚加工糸を、極限粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレートの８４ｄｔｅｘ／２４ｆのポリエチレンテレフタレート繊維と変更する以外は、実施例６と同様に目付け２５０ｇ／ｍ2の編地を作製し、実施例６と同様に耐摩擦溶融試験を行った。２ｋｇ荷重にて、押し当てた際、３．０秒以下で、布帛は、穴が開き、破損した。
［比較例８］
芯部としてＭＦＲ２．３の高密度ポリエチレン、鞘部として極限粘度［η］が０．６４のポリエチレンテレフタレートを用いて、容積比率を１：３とする以外は、実施例６と同様に、８４ｄｔｅｘ／２４ｆの芯鞘型複合繊維を得て、仮撚加工を行って、編地を作製しようとしたが、芯鞘剥離に伴う白粉発生により編地を作製可能な加工糸量は得られなかった。
［比較例９］
比較例８で得た芯鞘型複合繊維を用いて、実施例６と同様に編地（目付け２５０ｇ／ｍ2）を作製し、耐摩擦溶融試験を行ったところ、１０秒押し押し当てた後の布帛表面は、破れてはいないものの溶融跡があった。
実施例６、７、比較例７、８、９の耐摩擦溶融試験の結果（２ｋｇの荷重にて布帛を１０秒押し当てた後の布帛状況）、およびこの試験にて２ｋｇ荷重にて布帛を押し当てた際に布帛に穴が開き破損するまでの時間（破損までの時間）を、紡糸操業性、仮撚操業性及び染色性の評価結果とともに、以下の表３に示す。
尚、耐摩擦溶融試験結果は、以下の基準で評価した。
○：溶融跡はなく、擦過跡のみあり
△：一部溶融跡あり
×：試料が破損し、穴あきあり
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
実施例６、７より得られた繊維は、紡糸操業性、仮撚操業性とも良好であり、耐摩擦溶融性および染色性に優れたものであった。一方、比較例７より得られたポリエチレンテレフタレート単独繊維は耐摩擦溶融性に劣るものだった。また芯部がポリエチレンで鞘部がポリエチレンテレフタレートの比較例８より得られた芯鞘型複合繊維は、仮撚操業性および染色性に劣るものであった。また、仮撚加工を実施していない、芯部がポリエチレン、鞘部がポリエチレンテレフタレートからなる比較例９の芯鞘型複合繊維は、実施例６、７から得られた繊維と比べて、染色性、耐摩擦溶融性において劣っていた。
ａ　ポリマーアロイ成分
ｂ　ポリエステル成分

Claims (9)

  1. 芯部と芯部を完全に覆う鞘部からなる複合繊維であって、芯部のポリマーは２種類以上の熱可塑性ポリマーからなるポリマーアロイであり、前記ポリマーアロイは、ポリエステル、ポリオレフィンおよび相溶化剤からなり、前記ポリマーアロイは海相がポリエステル、島相がポリオレフィンの海島構造を形成したものであり、鞘部のポリマーはポリエステルであることを特徴とする耐摩擦溶融性布帛用複合繊維。
  2. 前記ポリオレフィンが、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンおよび高密度ポリエチレンよりなる群から選ばれた少なくとも１種類のポリマーである請求項１に記載の耐摩擦溶融性布帛用複合繊維。
  3. 芯部のポリマーのポリエステルとポリオレフィンの質量比率が、９５：５～５５：４５である請求項１または２記載の耐摩擦溶融性布帛用複合繊維。
  4. 請求項１～３いずれか一項に記載の複合繊維からなる仮撚加工糸。
  5. 伸縮復元率が、２０％以上である請求項４に記載の仮撚加工糸。
  6. 残留トルクが、３０Ｔ／ｍ以上である請求項４または５記載の仮撚加工糸。
  7. 強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度が２０％以上であることを特徴とする請求項４～６いずれか一項に記載の仮撚加工糸。
  8. 芯部のポリマーは２種類以上の熱可塑性ポリマーからなるポリマーアロイであり、前記ポリマーアロイは、ポリエステル、ポリオレフィンおよび相溶化剤からなり、前記ポリマーアロイは海相がポリエステル、島相がポリオレフィンの海島構造を形成した、芯部が繊維表面に露出しない複合繊維を用いて、ヒーター温度が１８０～２２０℃、撚数が２０００～４０００Ｔ／ｍの条件で仮撚加工する請求項４～７いずれか一項に記載の仮撚加工糸の製造方法。
  9. 請求項１～３いずれか一項に記載の複合繊維または請求項４～７いずれか一項記載の仮撚加工糸を、少なくとも、一部に用いた耐摩擦溶融性布帛。
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