JP2005113325A - 異型断面ポリエステルマルチフィラメントおよびその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】布帛とした際に高品位でストレッチ性と吸水速乾性のあるポリエステルマルチフィラメント糸を提供すること。
【解決手段】エチレンテレフタレートを９０モル％以上含有し、横断面形状がＷ字状の単糸からなるポリエステルマルチフィラメントであって、単糸繊度が１．７ｄｔｅｘ以上で隙間率が０．１以上であることを特徴とするポリエステル異型断面マルチフィラメント。
【選択図】図１

Description

本発明は、布帛にしたときストレッチ性能と吸水速乾性に優れたポリエステル異型断面マルチフィラメント及びその編織に関するものである。

従来より、スポーツ分野で、着用時に汗をかいても快適な状態がたもたれる吸水速乾性能を有する布帛が使用され、また夏の紳士服、婦人服、ブラウス等にも吸水速乾性能を有する布帛が使用されている。これらの機能だけではなく、同時にストレッチ性能を兼ね備えた衣料が要求されている。

吸水速乾性布帛としては、特許文献１や特許文献２に記載されるように扁平度が１．５〜３である波形扁平断面繊維からなるマルチフィラメントが使用されているが該扁平糸では、すぐれた吸水性を得ることができず、またソフトな風合いを得ることができない。

特公昭６２−４５３４０号公報 特開昭６２−６９８３号公報

このような問題点を解消するため、たとえば特許文献３では扁平度が２〜４で、かつ単糸繊度が０．５〜１．５デニールであるポリエステル異型断面マルチフィラメントが記載されている。

特開平１１−２２２７２１号公報

しかしながら、該異型断面マルチフィラメントではソフトな風合いを得ることはできるが、耐水性しか得ることができずストレッチ性がないという問題があった。

かかる問題を解消する為に、特許文献４では９５％以上のトリメチレンテレフタレートで、その極限粘度が０．８〜１．３のポリトリメチレンテレフタレートＷ断面マルチフィラメント使用が提案されている。

特開２００１−３１６９４３号公報

かかる方法によると、ストレッチ性は向上するが極限粘度が０．８〜１．３と高く生産性は劣り，また破断伸度が高くなりすぎ織物での加工で染め斑が発生しやすく加工が難しいという問題もあった。

本発明者等は、かかる従来技術の問題点を解消し、布帛とした際に高品位でストレッチ性と吸水速乾性のあるポリエステルマルチフィラメント糸を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため検討を重ねた結果、断面形状がＭ字状の単糸からなるポリエステルマルチフィラメントであって、単糸繊度が１．７以上で隙間率が０．１以上であるポリエステル異型断面マルチフィラメントとすることにより、布帛の品位を保つことができストレッチ性と吸水速乾性のある糸を、効率良く容易に得ることができる。

本発明の異型断面マルチフィラメントを用いた織物・編物などの布帛はフィラメントの隙間が大きい為に吸水速乾性に優れ、ストレッチに富んだ機能性・ファッション性に富んだ、優れた風合いを発現できる。また、直接紡糸延伸法にて製造すれば低コストで均一の品質を有することが可能である。

以下に本発明を詳細に説明する。本発明のマルチフィラメントに用いられるポリエステルは、９０モル％以上がエチレンテレフタレートの繰り返し単位を有するものである。本発明においては酸化チタンを０．５重量％含有するポリエチレンテレフタレートがいやなギラツキ感がなく好ましい。

本発明のマルチフィラメントは繊維の横断面形状がＭ字状からなるポリエステルマルチフィラメントである。

また、本発明に用いるマルチフィラメントの単糸繊度は、１．７ｄｔｅｘ以上で、好ましくは２．０〜４．０ｄｔｅｘである。単糸繊度が１．７ｄｔｅｘ未満では紡糸時の紡糸ドラフトが高くなりすぎ糸斑の原因となる。またマルチフィラメントの形状を保ち吸水性を得て織物の品位をよりよく保つ点からは単糸繊度は４．０ｄｔｅｘ以下が好ましい。

また、本発明の隙間率は０．１以上であり、吸水性、速乾性に優れかつ紡糸生産性が優れるという点から０．３〜０．７が好ましく、特に０．３〜０．６が好ましい。隙間率とは、図１に示す通り、単糸のＭ字状断面隙間長をＬ２とし幅方向最大長Ｌ１で除算した値（すなわち、単糸断面の幅方向隙間長Ｌ２／幅方向最大長Ｌ１）をいう。隙間率０．１未満では扁平糸と変わらないものとなり、吸水性及び速乾性がない。隙間率の値が大きすぎると、紡糸時の冷却不足から、糸斑となったり、生産性が低下したり、また糸切れなどが生じやすくなる。

そして、本発明における単糸繊度と隙間率が限定されたＭ型断面糸であれば、ストレッチ性及び吸水性は達成できる。加えて、Ｍ型断面の開口率θは９０〜１１０°であればさらに好ましい。この場合、Ｍ型断面マルチフィラメントの単糸は、図２に示すようなパッキング状態となり、単糸間に隙間が形成され、毛細管現象による吸水性能が得られる。しかしながら、開口率θが１１０°を超えると、図３のように単糸は各々レンガ積み状態になりやすく、ストレッチ性は得られるものの、単糸間隙間が少ないために高い吸水性が得られにくい場合があるので、より高い吸水性を得るためには、開口率θを１１０°以下とするのがよい。

また、本発明のマルチフィラメント糸を紡糸するに際し、好適な方法を例示する。本発明ではマルチフィラメントの横断面形状がＭ字の形状であることが必要であるが、横断面のＭ字の形状は断面の先端をシャープにすることが好ましい。このようにＭ字状を維持するためには紡糸口金のノズル孔を単にＭ型スリットにするだけではなくＭ型スリットの各頂点に突起部を設けるのが好ましい。このような断面の先端をシャープにする方法としてポリマー粘度を高くするか、吐出後のポリマーを急冷することが公知ではあるがこの場合ノズル表面の冷却から節糸が発生したり弱糸になるという問題が生じることがある。本発明のようにＭ型スリットの各頂点に突起部を設けることにより、ノズルから出るポリマー流速のバランスを均一に保つことができるので、糸の強伸度積を保ちながら、Ｍ字型の形状を保つことができる。

本発明の巻取り方法は従来の紡糸延伸２工程（コンベ法）でも直接紡糸延伸法（ＳＰＤ法）でも可能であるが、直接紡糸延伸法（ＳＰＤ法）によって得られるものが、生産効率の面から好ましい。しかしながら、ＳＰＤ法では本発明のような異型断面糸を紡糸する場合ゴデットローラー上での糸揺れによる毛羽の発生や、糸切れが起こりやすいためＳＰＤ法の利点である優れた生産性を保ったまま、得られた異型断面マルチフィラメントの生産する為には以下のような工夫をするとよい。以下図面を用いて具体的な例を説明する。

図４に本発明の異型断面マルチフィラメントを製造するに適した直接紡糸延伸装置の概要を示す。溶融した酸化チタンを０．５重量％含有するポリエチレンテレフタレートは、図４の紡糸口金１より吐出し、冷却装置２にて冷却し、油剤付与装置３にて油剤を付与し、ガイド４を経てプリテンションローラー５に導かれる。プリテンションローラー径は特に限定するものではないが、設備の大型化を防ぐ為にゴデッドローラー６よりも小さくすることが好ましい。プリテンションローラー５には、このポリエステル繊維をたとえば１．５回周巻き付け、第１ゴデッドローラー６に導く。第１ゴデッドローラー６にてガラス転移点以上の延伸温度を付与し、第２ゴデッドローラー７との間で延伸し、第２ゴデッドローラー７にて熱セットを施し、インターレースノズル８にて空気交絡処理を施した後、巻取機９にて巻き取る。

本発明のような吸水性、速乾性及びストレッチに適した異型断面マルチフィラメントの場合、一般的な直接紡糸延伸方法で巻き取ると、糸タルミから第２ゴデッドローラーに糸が取られて糸切れが発生することがある。これらを防止するために、プリテンションローラーを用いるのがよい。

なお、プリテンションローラーは異型断面マルチフィラメントからなる直接紡糸延伸糸を製造するにおいて、全ての単糸繊度、フィラメント構成に適応可能であるが、単糸繊度が２ｄｔｅｘを超える場合に使用するのが好ましい。単糸繊度が２ｄｔｅｘ以下の場合、プリテンションローラーを使用しても何ら問題はないが、使用してもしなくても繊維物性や生産性に相違はないため、極力使用を控えるのが生産の煩雑さを無くすためには良い。

ここで、第１ゴデッドローラー６の周速／プリテンションローラー５の周速比は１．０１〜１．０５と設定するのがよい。すなわち、ボビン形状悪化現象を改善する点からは１．０１以上が好ましく、また、冷延伸によるネッキングの発現から繊度斑発生や糸切れを防止する点からは１．０５以下が好ましい。

次に、第２ゴデッドローラー７のローラーシェルにテーパーローラーを使用するとよい。テーパーローラーの概要は図５に示した通りであり、ローラーシェル１１の根元から外側に向かって徐々に径が増加する。テーパー率は、図５に示したローラー長さＬと根元径Ｈ１と最大径Ｈ２とから下記式にて算出されるものである。
テーパー率（％）＝（Ｈ２−Ｈ１）／Ｌ×１００

このテーパー率は２〜４％が好ましい。この範囲であると、第２ゴデッドローラー上での熱セット時に非晶部分の緩和が大きすぎることもなく、十分な乾熱収縮応力値をもつ繊維を得ることが容易である。また、第２ゴデッドローラー上での張力が高くなり糸切れが発生することを防止することが容易であり、より安定的に製造することができる。

上記構成により得られたマルチフィラメント糸を製織、製編して生機とし、仕上げ加工して織物とする。そして製織して加工した後の、カバーファクター値は１．０７以上１．３以下とするのがストレッチ性を出すためにはより好ましい。ここで、カバーファクター値とは数１に示すカバーファクター（ＣＦ）において、仕上げカバーファクターを生機カバーファクターで除算した値をいう（カバーファクター値＝仕上げカバーファクター／生機カバーファクター）。そして、カバーファクター値が低くても、高くてもストレッチ性は低下する。

なお、本発明の編織物は、本発明の異型断面マルチフィラメントを編織物を少なくとも一部に含む。織編物全体に対する異型断面マルチフィラメントの構成率は適宜設定できるが、通常のアウター衣服用途のものであれば３０％以上が好適であり、特に、かかるフィラメントを１００％用いると夏物衣料にさらに好ましいものとなる。

以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明する。尚、以下の実施例のおける特性値は、次に示す方法によって測定したものである。

（１）極限粘度
極限粘度[η]は、フェノール／テトラクロロエタン＝６／４の混合溶剤中２０℃にて常法により測定した。

（２）紡糸生産性
紡糸時の完全ボビン率が５０％未満の場合を×、５０％〜８０％を△、８０％以上の場合を○として評価した。

（３）吸水性 ＪＩＳ Ｌ−１０９６に準拠 Ｂ法（パイレック法）
１０分間の毛細管現象による水の上昇した高さ（ｍｍ）を測定する。吸水高さが７０ｍｍ以上を合格とした。

(４)ストレッチ性
得られた織物の緯方向ストレッチ率は東洋測機器（株）を用いて５００ｇの荷重で測定した。ストレッチ性が５％以上のものを合格とした。

（実施例１〜４、比較例１）
酸化チタンを０．５重量％含有するポリエチレンテレフタレート、極限粘度[η]＝０．６３３のポリエステルを、実施例１〜４はＭ型の紡糸孔で各頂点に突起を持つ紡糸孔より、比較例１はＭ型スリットのみの紡糸孔より、２９９℃で溶融し、図４記載の紡糸口金１から吐出後、風速０．４６ｍ／ｓｅｃで冷却して油剤を付与して周速度１２１３ｍ／分のプリテンションローラー（ＰＴＲ）５に導き１．５回巻き付けた。更に、表面温度９９℃で周速度１２５０ｍ／分の第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）６に６．５回巻き付けた。ＧＲ１／ＰＴＲの比率は１．０３であった。次に、表面温度１２５℃で周速度３５００ｍ／分の第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）７とＧＲ１の間で延伸しＧＲ２にて熱セットを施した。ＧＲ２にはテーパー率４％のテーパーローラーを使用した。その後、巻取り機９にて巻取り張力０．２２６ｃＮ／ｄｔｅｘにて巻き取り表１記載の通りの性能・生産性であった。なお経糸に５６ｄｔｅｘ／４８ｆのＰＥＴマルチフィラメント丸断面を用い、緯糸に実施例及び比較例の糸を用いて経糸密度１１６本／２．５４ｃｍ、緯糸密度本７９／２．５４ｃｍ、製織後の織物幅を１３８ｃｍの平織り仕上げセット製品の織物幅を８４ｃｍとした。

（実施例５）
酸化チタンを０．５重量％含有するポリエチレンテレフタレート、極限粘度[η]＝０．６３３のポリエステルを、実施例１と同様のＭ型の紡糸孔より、２９９℃で溶融し、図４記載の紡糸口金１から吐出後、冷却して油剤を付与して周速度１３１０ｍ／分のプリテンションローラー（ＰＴＲ）５に導き１．５回巻き付けた。更に、表面温度９９℃で周速度１３５０ｍ／分の第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）６に６．５回巻き付けた。ＧＲ１／ＰＴＲの比率は１．０３であった。次に、表面温度１２５℃で周速度３３００ｍ／分の第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）７とＧＲ１の間で延伸しＧＲ２にて熱セットを施した。ＧＲ２にはテーパー率４％のテーパーローラーを使用した。その後、巻取り機９にて巻取り張力０．２２６ｃＮ／ｄｔｅｘにて巻き取り表１記載の通りであった。紡糸生産性は良好であった。

（実施例６）
酸化チタンを０．５重量％含有するポリエチレンテレフタレート、極限粘度[η]＝０．６３３のポリエステルを、実施例１と同様のＭ型の紡糸孔より、２９９℃で溶融し、図４記載の紡糸口金１から吐出後、冷却して油剤を付与して周速度１４２７ｍ／分のプリテンションローラー（ＰＴＲ）５に導き１．５回巻き付けた。更に、表面温度９３℃で周速度１４７０ｍ／分の第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）６に６．５回巻き付けた。ＧＲ１／ＰＴＲの比率は１．０３であった。次に、表面温度１２５℃で周速度３７００ｍ／分の第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）７とＧＲ１の間で延伸しＧＲ２にて熱セットを施した。ＧＲ２にはストレートローラーを使用した。その後、巻取り機９にて巻取り張力０．２２６ｃＮ／ｄｔｅｘにて巻き取り表１記載の通りであった。紡糸生産性は悪くＧＲ２で糸揺れが発生した。織物で筋がみられた。

（比較例２）
ポリエチレンテレフタレート、極限粘度[η]＝０．６３０のポリエステルを、―型の紡糸孔より、２９７℃で溶融し、図４記載の紡糸口金１から吐出後、冷却して油剤を付与して周速度１３７９ｍ／分のプリテンションローラー（ＰＴＲ）５に導き１．５回巻き付けた。更に、表面温度８７℃で周速度１４２０ｍ／分の第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）６に６．５回巻き付けた。ＧＲ１／ＰＴＲの比率は１．０３であった。次に、表面温度１３３℃で周速度３９００ｍ／分の第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）７とＧＲ１の間で延伸しＧＲ２にて熱セットを施した。ＧＲ２にはストレートローラーを使用した。その後、巻取り機９にて巻取り張力０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘにて巻き取り表１記載の通りであった。紡糸生産性はよかったが吸水性はなかった。

（比較例３）
ポリエチレンテレフタレート、極限粘度[η]＝０．６３３のポリエステルを、○型の紡糸孔より、２９３℃で溶融し、図４記載の紡糸口金１から吐出後、冷却して油剤を付与して表面温度８０℃で周速度１４４０ｍ／分の第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）６に６．５回巻き付けた。次に、表面温度１３７℃で周速度４２００ｍ／分の第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）７とＧＲ１の間で延伸しＧＲ２にて熱セットを施した。ＧＲ２にはストレートローラーを使用した。その後、巻取り機９にて巻取り張力０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘにて巻き取り表１記載の通りであった。紡糸生産性は良好であったが吸水性はなかった。

（比較例４）
酸化チタンを０．５重量％含有するポリエチレンテレフタレート、極限粘度[η]＝０．６３３のポリエステルを、実施例１と同様のＭ型の紡糸孔より、２９９℃で溶融し、図４記載の紡糸口金１から吐出後、冷却して油剤を付与して周速度１４０８ｍ／分のプリテンションローラー（ＰＴＲ）５に導き１．５回巻き付けた。更に、表面温度９９℃で周速度１４５０ｍ／分の第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）６に６．５回巻き付けた。ＧＲ１／ＰＴＲの比率は１．０３であった。次に、表面温度１２５℃で周速度３３００ｍ／分の第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）７とＧＲ１の間で延伸しＧＲ２にて熱セットを施した。ＧＲ２にはテーパー率４％のテーパーローラーを使用した。その後、巻取り機９にて巻取り張力０．２２６ｃＮ／ｄｔｅｘにて巻き取り表１記載の通りであった。紡糸生産性は悪かった。

（実施例７〜１０）
実施例１と同様にして得られたＭ型断面ポリエステルフィラメントを経糸とし、カバーファクター値を表２記載の数値になるよう製織・加工した。ストレッチ性は表２のようであった。実施例７はカバーファクター値が低く、また実施例１０は高い為にストレッチ性が劣るものとなった。

本発明における異型断面マルチフィラメントの単糸断面形状の模式図と、隙間率算出に用いる長さを説明したものである。 Ｍ型断面マルチフィラメントのパッキング状態を表した図である。 Ｍ型断面マルチフィラメントのパッキング状態を表した図である。 本発明の異型断面マルチフィラメントを製造するに用いる直接紡糸延伸装置の概略図である。 図４記載の第２ゴデッドローラー７に使用する、テーパーローラーを横から見た図である。

符号の説明

１ 紡糸口金
２ 冷却装置
３ 油剤付与装置
４ ガイド
５ プリテンションローラー（ＰＴＲ）
６ 第１ゴデッドローラー（ＧＲ１）
７ 第２ゴデッドローラー（ＧＲ２）
８ インターレ―スノズル
９ 巻取り機
Ｌ ローラー長さ
Ｈ１ ローラー根元径
Ｈ２ ローラー最大径

Claims (5)

1. エチレンテレフタレートを９０モル％以上含有し、横断面形状がＭ字状の単糸からなるポリエステルマルチフィラメントであって、単糸繊度が１．７ｄｔｅｘ以上で隙間率が０．１以上であることを特徴とするポリエステル異型断面マルチフィラメント。
   （但し前記隙間率とは、単糸断面の幅方向隙間長Ｌ２／幅方向最大長Ｌ１である。）
2. 請求項１の横断面形状がＭ字状のマルチフィラメントにおいて、開口率が９０〜１１０°であることを特徴とするポリエステル異型断面マルチフィラメント。
3. 請求項１記載の異型断面マルチフィラメントを少なくとも一部に用いた編織物。
4. 請求項１のマルチフィラメントを製織して加工した後の、カバーファクター値が１．０７〜１．３である織物の製造方法。（但しカバーファクター値＝仕上げカバーファクター／生機カバーファクターである。）
5. エチレンテレフタレートを９０モル％以上含有するポリエステルを紡糸する際、紡糸口金のノズル孔をＭ型スリットの各頂点に突起部を設けた紡糸口金から紡糸し、請求項１記載の異型断面マルチフィラメントを製造する方法。

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