JP2002129433A

JP2002129433A - 高伸縮性ポリエステル系複合繊維

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Publication number: JP2002129433A
Application number: JP2000316232A
Authority: JP
Inventors: Yuko Ishii; 祐子石居; Masayuki Sato; 正幸佐藤; Masahide Matsumura; 正英松村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリエステル系異形断面繊維において、従来の
技術では達成できなかった、吸水性、速乾性、さらにふ
くらみ感、軽量感、ソフト性に優れ、加えてバイメタル
捲縮によるストレッチ性に優れた品位良好な高伸縮性ポ
リエステル系異形複合繊維を提供することができる。【解決手段】２種類のポリエステル系重合体が繊維長さ
方向に沿ってサイドバイサイド型に貼り合わされた複合
繊維において、上記２種類のポリエステル重合体がいず
れもポリトリメチレンテレフタレートを主体とするポリ
エステルからなり、かつ断面形状が異形度１．７〜６．
０の異形であることを特徴とするポリエステル系複合繊
維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリトリメチレン
テレフタレートを主体としたサイドバイサイド型複合繊
維に関し、さらに詳しくは、単糸間およびマルチフィラ
メント間に十分な空隙を形成し、毛細管現象を利用した
吸水性、速乾性、さらにふくらみ感、軽量感、ソフト感
に優れ、加えてバイメタル捲縮によるストレッチ性に優
れた高伸縮性ポリエステル系複合繊維に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルは機械的特性をはじめ、様
々な優れた特性を有しているため衣料用途のみならず幅
広く展開されている。また、近年はポリエステル繊維に
さらなる機能性や触感、外観を付与するために様々な検
討が行われている。とくに近年はポリエステルに吸水性
やドライ感、ソフト性、さらにストレッチ性を付与する
ため、種々の方法が採用されている。

【０００３】例えば、吸水性を付与する方法としては、
ポリエステルの断面形状をシャープにして繊維間空隙を
つくる方法や、異形断面と丸断面の混繊糸とする方法が
ある。しかし、これにストレッチ性を付与するために
は、断面形状が潰れることなく、布帛全体として伸縮性
が発現する必要がある。

【０００４】例えば、異形断面糸を使用した織物にスト
レッチ性を付与するために仮撚加工を施し、加撚／解撚
トルクを発現させた繊維を用いることにより、織物にス
トレッチ性を付与する方法があるが、このトルクは織物
表面のシボに転移し易い傾向があり、織物欠点となり易
い問題がある。このため、熱処理やＳ／Ｚ撚りとするこ
とでトルクバランスを取り、ストレッチ性とシボ立ちに
よる欠点をバランスさせることも行われているが、概ね
ストレッチ性が低下しすぎることが問題となっていた。
しかも仮撚加工時に断面が潰れてしまうため、せっかく
の異形断面による吸水効果やふくらみ、軽量感が半減し
てしまうという問題点があった。

【０００５】また仮撚を用いずに、ストレッチ性を付与
する方法として、織物中にポリウレタン系の弾性繊維を
混用する方法があるが、ポリウレタン系繊維を混用した
場合、ポリウレタン固有の性質として風合いが硬く、織
物の風合いやドレープ性が低下すると共に、ポリエステ
ル用の分散染料には染まり難く、汚染の問題がつきまと
うという問題があった。そのため、還元洗浄の強化など
染色工程が複雑になるばかりか、所望の色彩に染色する
ことが困難であった。

【０００６】さらに一方、仮撚加工糸やポリウレタン系
繊維を用いずに吸水性とストレッチ性を得る方法とし
て、サイドバイサイド型複合を利用した潜在捲縮発現性
ポリエステル繊維が種々提案されている。潜在捲縮発現
性ポリエステル繊維とは、熱処理により捲縮が発現する
か、あるいは熱処理前より微細な捲縮が発現する能力を
有するポリエステル繊維のことをいい、通常の仮撚加工
糸とは区別されるものである。

【０００７】例えば、特開昭６３−２１９６２８号公報
には、サイドバイサイド型複合繊維の繊維断面をＷ型と
し、特開平２−６８３１１号公報にはサイドバイサイド
型複合繊維の繊維断面をＬ字型とし、深みのある色と絹
様な風合いを有する繊維を得る方法が、また特開平４−
２１４４３３号公報には、扁平サイドバイサイド型複合
繊維同士を混繊し、ふくらみと張りのある絹様織編物を
得る方法が開示されている。これらの提案によるサイド
バイサイド型複合繊維は確かに絹様な風合いを持つ織編
物をそれぞれ得ることはできるが、高い吸水性を同時に
得られる織編物を得ることはできない。

【０００８】一方、ポリトリメチレンテレフタレート繊
維は伸長弾性回復率が優れ、ヤング率が低く、染色性が
良好で、化学的にも安定しており、特開昭５２−５３２
０号公報や特開昭５２−８１２４号公報などにみられる
ように単成分では古くから知られているが、複合および
異形断面化による捲縮特性、ドライ感、軽量感および吸
水性をもつ優れた織編物は得られていなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術では達成できなかった、吸水性、速乾性、さらにふく
らみ感、軽量感、ソフト感に優れ、加えてバイメタル捲
縮によるストレッチ性に優れた高伸縮性ポリエステル系
異形複合繊維を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、２
種類のポリエステル系重合体が繊維の長さ方向に沿って
サイドバイサイド型に貼り合わされた複合繊維におい
て、上記２種類のポリエステル重合体がいずれもポリト
リメチレンテレフタレートを主体とするポリエステルか
らなり、かつ断面形状が異形度１．７〜６．０の異形で
あることを特徴とするポリエステル系複合繊維によって
達成することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。

【００１２】本発明の高伸縮性ポリエステル系異形複合
繊維（以下、単に複合繊維と略す）は、２種類のポリエ
ステル系重合体が繊維の長さ方向に沿ってサイドバイサ
イド型に貼り合わされた複合繊維であり、それを構成す
る２種類のポリエステル重合体は、いずれもポリトリメ
チレンテレフタレート（以下、ＰＴＴと略す）を主体と
したポリエステルであり、さらに複合断面が異形度１．
７〜６．０の異形であることが重要である。

【００１３】ＰＴＴ繊維は、代表的なポリエステル繊維
であるＰＥＴやポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢ
Ｔと略記する）繊維と同等の力学的特性や化学的特性を
有しつつ、伸長回復性が極めて優れている。これは、Ｐ
ＴＴの結晶構造においてアルキレングリコール部のメチ
レン鎖がゴーシュ−ゴーシュの構造（分子鎖が９０度に
屈曲）であること、さらにはベンゼン環同士の相互作用
（スタッキング、並列）による拘束点密度が低く、フレ
キシビリティーが高いことから、メチレン基の回転によ
り分子鎖が容易に伸長・回復するためと考えている。

【００１４】このように、高収縮成分（高粘度成分）、
低収縮成分（低粘度成分）ともにＰＴＴとし、融点、ガ
ラス転移点を合わせることで、紡糸工程でより高粘度成
分に応力集中させることができ、収縮率差を大きくする
ことができる。

【００１５】このようにして得られた複合繊維はＰＴＴ
とＰＥＴの複合繊維と比較して、細かい多数の捲縮を発
現しており、連続的な引っ張りに対してもストレッチバ
ック性が低下することがなく、異形断面糸のスプリング
構造を安定して得ることができるのである。また、もう
一つの特徴として両成分をＰＴＴとすることにより、繊
維のヤング率を大幅に低くできるので、よりソフトで弾
発性に優れた捲縮糸が得られる。

【００１６】片方の成分をポリエチレンテレフタレート
（以下ＰＥＴと略す）とし、もう片方をＰＴＴとするこ
とによってもストレッチ性と本発明のもう一つの目的で
ある吸水性を得ることはある程度可能であるが、ＰＥＴ
成分のヤング率が高いため、ソフト性が低下してしま
う。さらに、両成分をＰＴＴとすることにより、染色性
や耐アルカリ性も向上する。

【００１７】ＰＴＴポリマはＰＥＴと比較して、濃染化
傾向にあり、またアルカリ減量速度が遅いという特徴が
ある。そのため、片方の成分がＰＥＴであると、染色斑
を起こしたり、ＰＴＴ成分側のアルカリ減量が進行せ
ず、複合断面が左右非対称となってしまい、均一な捲縮
形態が得られなくなってしまう。以上のことから、両成
分をＰＴＴポリマとすることが重要なのである。

【００１８】また、本発明の複合繊維は、固有粘度の異
なるＰＴＴをサイドバイサイドに複合させて各々の収縮
率差により捲縮を発現するものである。固有粘度差が大
きいほどストレッチ性も向上するが、片側成分の粘度が
低すぎて繊維形成能がなかったり、逆に高すぎて特殊な
紡糸装置が必要になるようでは実用的ではない。また、
各成分間の粘度差により、吐出孔直下での糸条の「曲が
り現象」の度合いが決まり、それが製糸性に大きく影響
する。そのため、低粘度ＰＴＴの固有粘度（ＩＶ）は
０．６以上であることが好ましい。０．６以上であるこ
とによって繊維形成性が向上し、製糸性が良好になる。
低粘度ＰＴＴの固有粘度（ＩＶ）が０．６未満であると
重合度が低すぎるため繊維形成能が乏しく、製糸性が不
良で、得られる糸の強度が低いといった問題が発生す
る。また、ＰＴＴの高粘度成分と低粘度成分との固有粘
度の差ΔＩＶを０．３以上とすることにより捲縮特性に
優れた原糸となるが、０．５以上と大きくすると、さら
に伸縮性の優れた原糸となるのでより好ましい。一方、
固有粘度の差ΔＩＶが１．２を越えると、得られる糸の
捲縮特性は良好であるものの、紡糸糸条が高粘度成分側
に過度に曲がるため、長時間にわたって安定して製糸す
ることができず、好ましくない。したがって安定した製
糸性とストレッチ回復性の両方を満たすため、ΔＩＶは
０．３以上１．２以下とすることが好ましい。

【００１９】なお、本発明でいう粘度とは固有粘度（Ｉ
Ｖ）を指し、オルトクロロフェノール中に試料を溶かし
て測定した値である。

【００２０】また、両成分の複合比率は製糸性および捲
縮特性を発現させる点で、高収縮成分：低収縮成分＝７
５：２５〜３５：６５（重量％）の範囲が好ましく、６
５／３５〜４５／５５の範囲がより好ましい。

【００２１】本発明でいうＰＴＴとは、テレフタル酸を
主たる酸成分とし、１，３−プロパンジオールを主たる
グリコール成分として得られるポリエステルである。た
だし、２０モル％、より好ましくは１０モル％以下の割
合で他のエステル結合の形成が可能な共重合成分を含む
ものであってもよい。共重合可能な化合物として、例え
ばイソフタル酸、コハク酸、シクロヘキサンジカルボン
酸、アジピン酸、ダイマ酸、セバシン酸、５−ナトリウ
ムスルホイソフタル酸などのジカルボン酸類、エチレン
グリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、
ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノー
ル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ルなどのジオール類を挙げることができるが、これらに
限定されるものではない。また、必要に応じて、艶消し
剤となる二酸化チタン、滑剤としてのシリカやアルミナ
の微粒子、抗酸化剤としてヒンダードフェノール誘導
体、着色顔料などを添加してもよい。

【００２２】また、本発明の複合繊維の繊維断面形状
は、異形度１．７〜６．０の異形断面であることが重要
である。本発明の複合繊維で吸水性、ふくらみ感、軽量
感、ソフト性に加えてストレッチ性を付与するために、
異形度の範囲が重要であり、異形度を１．７以上とする
ことによって繊維単糸間およびマルチフィラメント間で
の空隙が増し、上記特徴が向上する。ただしあまり異形
度を大きくすると繊維が割れたりフィブリル化が起こ
り、製織性が不良になったり、製品の品位が低下するた
め、異形度は６．０以下とすることが重要である。上記
特徴を十分に発現し、かつ製織性を維持するためには異
形度は２．０〜４．０の範囲がより好ましい。なお、本
発明でいう異形度とは以下の方法によって求めたもので
ある。

【００２３】（異形度）＝Ｌ１／Ｌ２ただし、Ｌ１：繊維横断面の外接円の直径Ｌ２：繊維横断面の内接円の直径さらに本発明の複合繊維において、ドライ感、軽量感お
よび吸水性を付与するためには、繊維の断面形状が多葉
断面形状をした異形断面であることが好ましい。十分な
ドライ感、軽量感および吸水性を付与するためには３〜
６個の凹部をもつ多葉断面形状とすることが好ましい。
断面形状の凹部が３〜６個の場合、繊維単糸間に形成さ
れる空隙が十分にあり、毛細管現象による吸水性および
繊維単糸間の空隙による軽量感や多葉断面化によるドラ
イ感を十分に発現することができる。

【００２４】本発明の効果をより発現するため、上記断
面形状に加え、凹部の深さが図１（ｂ）に示すように隣
接する凸部間の接線Ａ、凹部の最深部と接線Ａの垂線Ｂ
とし、その比率Ａ／Ｂが２．０以上であることが好まし
い。より好ましくは３．５以上１２以下である。

【００２５】また、本発明の複合繊維の２成分間の複合
界面は、繊維断面において直線的であるほうが捲縮発現
能が高くなり、ストレッチ性も向上する。

【００２６】このように、本発明によれば、織物拘束下
での捲縮発現能力を改善した、吸水性のあるストレッチ
素材を得ることができるが、衣料用用途などで使用する
上で、特に品位の問題は重要である。本発明のように固
有粘度差のあるポリマーをサイドバイサイドに複合した
場合、得られる糸の捲縮特性は良好であるものの、紡糸
糸条が高粘度成分側に曲がるため、製糸性が悪化し、結
果として繊維の長手方向での太さ斑を生じ、結果として
布帛としたときにシボ斑が生じ、品位が低下するので好
ましくない。したがって安定した製糸性とストレッチ
性、良好な品位を満たすため、繊度変動率Ｕ％は２％以
下であることが好ましい。

【００２７】本発明の高伸縮性ポリエステル系複合繊維
は単独で用いることも可能であるが、低収縮糸や自発伸
長糸と混繊して用いると、ストレッチ性にふくらみ感や
反発感を付与することができ、好ましい。

【００２８】本発明の特徴を生かす用途としては、織
物、編物、不織布など、目的に応じて適宜選択でき、シ
ャツ、ブラウス、パンツ、スーツ、ブルゾン等に好適に
用いることができる。

【００２９】次に、本発明の複合繊維の好ましい製法を
説明する。

【００３０】本発明の複合繊維は、固有粘度の異なる２
種類のＰＴＴをそれぞれに配し、吐出孔上部で合流さ
せ、サイドバイサイド複合流を形成させた後、所望の断
面形状を得るための吐出孔から吐出される。吐出された
糸条は冷却され、固化した後、一旦巻き取ってから延伸
する２工程法によって製造してもよいし、紡糸引取り
後、そのまま延伸する直接紡糸延伸法によって製造して
もよい。

【００３１】また、紡糸温度はＰＴＴのため、２５０〜
２７０℃とすることが好ましい。

【００３２】また、複合繊維の繊度変動率Ｕ％を２％以
下とするためには紡糸速度を２０００ｍ／分以下、より
好ましくは１５００ｍ／分以下とする。特に、口金の計
量性を向上させたり、口金面深度を下げ、口金面からチ
ムニーまでに存在するスペースを極力なくすことによっ
て吐出した糸条を均一に冷却すること、さらには引き取
り時の紡糸張力をアップすることなどが効果的である。
また、延伸工程では擦過体上を滑らせながら高倍率で延
伸することである。操業性を考慮すると４０％以下の破
断伸度になるように延伸することが好ましく、３５％以
下の破断伸度になるように延伸することがさらに好まし
い。前記擦過体による摩擦抵抗により、延伸張力を高め
ることができるため、内部歪みの増大によりＵ％も向上
する。さらに延伸性、高次工程での取り扱い性から、熱
セット温度は１１０〜１７０℃の範囲が好ましい。ま
た、延伸温度は５０〜８０℃とすることが好ましい。

【００３３】

【実施例】以下、本発明を実施例でさらに具体的に説明
する。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用い
た。Ａ．固有粘度（ＩＶ）オルソクロロフェノール（以下ＯＣＰと略記する）１０
ｍｌ中に試料ポリマを０．８ｇ溶かし、２５℃にてオス
トワルド粘度計を用いて相対粘度ηｒを下式により求
め、ＩＶを算出した。

【００３４】 ηｒ＝η／η₀＝（ｔ×ｄ）／（ｔ₀×ｄ₀）ＩＶ＝０．０２４２ηｒ＋０．２６３４ここで、η：ポリマ溶液の粘度、 η₀：ＯＣＰの粘度、ｔ：溶液の落下時間（秒）、ｄ：溶液の密度（ｇ／ｃｍ³）、ｔ₀：ＯＣＰの落下時間（秒）、ｄ₀：ＯＣＰの密度（ｇ／ｃｍ³）Ｂ．異形度未延伸糸の断面写真を撮影し、以下の方法によって求め
た。

【００３５】（異形度）＝Ｌ１／Ｌ２ただし、Ｌ１：繊維横断面の外接円の直径Ｌ２：繊維横断面の内接円の直径Ｃ．繊度変動率（Ｕ％）糸長手方向の太さ斑（ノーマルテスト）はツェルベガー
ウースター（株）社製ＵＳＴＥＲＴＥＳＴＥＲＭＯ
ＮＩＴＯＲＣで測定した。条件は、糸速度５０ｍ／分
で１分間供給し、ノーマルモードで平均偏差率（Ｕ％）
を測定した。Ｄ．捲縮数１００℃の沸騰水中で１５分間処理し、単糸１ｃｍ当た
りの山の数を測定した。Ｅ．吸水性バイレック法で長さ１２ｃｍ×幅１ｃｍの短冊状サンプ
ルの下端を２０±２℃の蒸留水中に浸漬し、１０分後の
吸水高さ（ｃｍ）とした。Ｆ．風合い特性（ドライ感、軽量感、ストレッチ性、ソ
フト感）各項目とも、試料を基準試料との一対比較による官能試
験を実施し、「極めて優れている」は○○、「優れてい
る」は○、「普通」は△、「劣っている」は×の４段階
評価で示した。なお、基準試料にはポリエチレンテレフ
タレートからなる５６ｄｔｅｘ−１２ｆｉｌの丸断面糸
を用いて、上記試料と同様に製織、加工を施したものを
用い、これを「劣っている：×」とした。

【００３６】実施例１固有粘度（ＩＶ）が１．２４のホモＰＴＴと固有粘度
（ＩＶ）が０．７４のホモＰＴＴをそれぞれ別々に溶融
し、紡糸温度２６０℃で図１（ｄ）に示す構造を有する
１２孔の複合紡糸口金から複合比（重量％）５０：５０
で吐出し、紡糸速度１４００ｍ／分で引取り１６５デシ
テックス、２４フィラメントのサイドバイサイド型４葉
断面の未延伸糸を得た。この異形複合断面繊維の異形度
は３．８、Ａ／Ｂは２．２であり、さらにホットロール
−熱板系延伸機（接糸長：２０ｃｍ、表面粗度：３Ｓ）
を用い、ホットロール温度７０℃、熱板温度１４５℃、
延伸倍率３．０倍で延伸して５５デシテックス、２４フ
ィラメント（単繊維繊度２．３デシテックス）の延伸糸
を得た。紡糸、延伸とも製糸性は良好であり、延伸糸の
品位も良好であった。さらにこの繊維から布帛を作り、
吸水性を測定すると、９．４ｃｍと大変優れた特性を示
し、ドライ感・軽量感・ソフト感があり、ストレッチ性
にも大変優れていることが分かった。

【００３７】実施例２固有粘度（ＩＶ）が１．２７のホモＰＴＴと固有粘度
（ＩＶ）が０．９５のホモＰＴＴの組み合わせとし、３
葉断面、異形度２．１、Ａ／Ｂ＝７．３の異形断面糸と
した以外は実施例１と同様の方法で評価した。延伸糸の
Ｕ％も０．８９と良好であり、この複合糸を用いて布帛
としたところ、吸水性は８．８ｃｍであった。また、実
施例１には及ばないものの、高捲縮によるストレッチ性
・ソフト性、軽量性に大変優れた布帛を得ることができ
た。

【００３８】実施例３固有粘度（ＩＶ）が１．２７のホモＰＴＴと固有粘度
（ＩＶ）が１．０５のホモＰＴＴの組み合わせとし、異
形度を３．５、Ａ／Ｂ＝２．６としたほかは実施例１と
同様にして評価した。吸水性は７．９ｃｍで、良好な結
果を示した。実施例３は実施例１や実施例２には及ばな
いものの、品位良好でソフトで吸水性・軽量性に優れた
ストレッチ布帛を得ることができた。

【００３９】比較例１固有粘度（ＩＶ）が１．３４のホモＰＴＴと固有粘度
（ＩＶ）が０．９６のホモＰＢＴの組み合わせとした以
外は実施例１と同様の方法で評価した。吸水性は６．３
ｃｍで、比較的良好であったが、ストレッチ性、ソフト
性は実施例１〜３と比較するとポテンシャルが低く、全
体として特徴のあるものは得られなかった。

【００４０】比較例２固有粘度（ＩＶ）が１．３０のホモＰＰＴと固有粘度
（ＩＶ）が０．６２のホモＰＥＴの組み合わせとし、紡
糸温度２７０℃で紡糸、第１ホットロール温度８５℃で
延伸した以外は実施例１と同様の方法で評価した。吸水
性は６．５ｃｍで良好であったが、布帛としたときのソ
フト性・ストレッチ性はが実施例１〜３と比較して劣っ
た。吸水性は良好であったが、全体としては特に優れた
ものにはならなかった。

【００４１】比較例３実施例１において、複合断面形状を丸断面とした他は実
施例１と同様にして複合断面糸を得た。比較例３はスト
レッチ性は大変優れていたが、異形断面ではないため、
繊維間空隙が少なく、吸水性に劣るものであった。

【００４２】比較例４実施例２において、口金吐出孔のスリットの形状を変え
て異形度を１．６となるようにして紡糸した結果、製糸
性は良好であったが、吸水性が５．５ｃｍであり、異形
断面の単独糸の仮撚糸よりも劣ってしまった。

【００４３】比較例５実施例２において、口金吐出孔のスリットの形状をシャ
ープにして異形度６．５となるようにして紡糸したが、
糸切れが多発した。また製織時には毛羽が多く発生し
て、品位が悪いものとなってしまい評価できなかった。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】本発明の複合繊維を用いることにより、
単糸間およびマルチフィラメント間に十分な空隙を形成
し、毛細管現象を利用した吸水性、速乾性、さらにはふ
くらみ感、軽量感、ソフト感に優れ、加えてバイメタル
捲縮によるストレッチ性に優れた品位良好な布帛を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の繊維の繊維横断面形状の例を示す断面
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２種類のポリエステル系重合体が繊維の長
さ方向に沿ってサイドバイサイド型に貼り合わされた複
合繊維において、上記２種類のポリエステル重合体がい
ずれもポリトリメチレンテレフタレートを主体とするポ
リエステルからなり、かつ断面形状が異形度１．７〜
６．０の異形であることを特徴とするポリエステル系複
合繊維。
【請求項２】前記異形断面が３個以上の凹部を有する多
葉断面形状であることを特徴とする請求項１に記載の高
伸縮性ポリエステル系複合繊維。
【請求項３】繊度変動率Ｕ％が２％以下であることを特
徴とする請求項１または２に記載のポリエステル系複合
繊維。