JP2006342461A - ポリエステル複合繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】 柔らかな風合いと弾力性に富み、更に洗濯耐久性に優れかつ良好な制電性及び変色防止性を有し、優れた嵩高性と嵩高回復性とを発揮することのできる、三次元捲縮を有するポリエステル複合繊維を提供する。
【解決手段】 ２種類のポリマーがサイドバイサイド型に接合され、その繊維断面が中空断面であり、少なくとも一方がポリトリメチレンテレフタレートを主体としたポリエステルであり、下記要件の全てを満足することを特徴とするポリエステル複合繊維。（１）中空率が５〜５０％（２）捲縮率が１０〜４０％（３）１８０℃における乾熱収縮率が３．０％以下（４）繊維表面がシリコーン系高分子膜で被覆されており、そのシリコーン系高分子膜が下記［Ａ］および［Ｂ］を必須成分として含む［Ａ］：アルコキシ末端アミノ変性シリコーン［Ｂ］：アミノアルコキシシラン
【選択図】図１

Description

本発明は、柔らかな風合いと弾力性に富み、更に洗濯耐久性に優れかつ良好な制電性及び変色防止性を有し、優れた嵩高性と嵩高回復性とを発揮することのできる、三次元捲縮を有するポリエステル複合繊維に関するものである。

ポリエチレンテレフタレートに代表される芳香族ポリエステルからなる合成繊維は物理的特性に優れており、加工性、取り扱い易さなどに優れた特性を有しているため、広範囲にわたって利用されている。衣料用としては勿論のこと、産業資材用、衛材用途、あるいは布団、クッションに代表される中入れ綿用及び固綿用途に近年多量に使用されている。しかしながら、ポリエチレンテレフタレート繊維からなるポリエステル中入れ綿は、嵩高性は有しているものの、風合いが粗硬であるという欠点がある。

中入れ綿に提供される素材の要求特性としては、軽量かつ嵩高であり、反発性があること、また経時的に黄変せず、洗濯後も特性を保持していることが望まれる。またカード通過性の点から、制電性が良いことが挙げられる。

また、固綿用途に提供される素材の要求特性としては、形状保持性であり、熱処理を施す際に収縮が小さいことが望まれる。

これらの課題を解決するため従来よりポリトリメチレンテレフタレートを用いた繊維が提案されている。

例えば、熱収縮特性の異なる２種類のポリエステルからなり、少なくとも一方をポリトリメチレンテレフタレートであるサイドバイサイド型複合繊維が提案されているが（特許文献１）、嵩高性・反発性に優れるものの風合いが不十分である。また、異方冷却・オルガノポリシロキサンを主成分とする処理剤を付与した三次元捲縮をもつポリトリメチレンテレフタレート繊維が提案されているが（特許文献２）、風合いは改善されているものの、制電性が不十分であり、かつ黄変し易く、繊維上での架橋・固着が弱いため、洗濯耐久性に欠けるなどの欠点を有する。
特開２００３−２２７０３７号公報 特開２００３−４９３３４号公報

本発明の目的は、上述した問題点を解決し、従来技術では達成できなかった、柔らかな風合いと弾力性に富み、更に洗濯耐久性に優れかつ良好な制電性及び変色防止性を有し、優れた嵩高性と嵩高回復性とを発揮することのできる、三次元捲縮を有するポリエステル複合繊維を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に達した。
すなわち、本発明は以下の通りである。
１．２種類のポリマーがサイドバイサイド型に接合され、その繊維断面が中空断面であり、少なくとも一方がポリトリメチレンテレフタレートを主体としたポリエステルであり、下記要件の全てを満足することを特徴とするポリエステル複合繊維。
（１）中空率が５〜５０％
（２）捲縮率が１０〜４０％
（３）１８０℃における乾熱収縮率が３．０％以下
（４）繊維表面がシリコーン系高分子膜で被覆されており、そのシリコーン系高分子膜が下記［Ａ］および［Ｂ］を必須成分として含む。
［Ａ］：アルコキシ末端アミノ変性シリコーンまたはヒドロキシ末端アミノ変性シリコーン
［Ｂ］：アミノアルコキシシラン
２．シリコーン系高分子膜が、さらに下記［Ｃ］〜［Ｅ］の少なくとも１種を副成分として含むことを特徴とする１．記載のポリエステル複合繊維。
［Ｃ］：カチオン系界面活性剤
［Ｄ］：アニオン系界面活性剤
［Ｅ］：ノニオン系界面活性剤
３．シリコーン系高分子膜が、前記［Ａ］〜［Ｅ］成分を、下式の比率（重量比）で含むことを特徴とする２．記載のポリエステル複合繊維。
（［Ａ］＋［Ｂ］）／（［Ｃ］＋［Ｄ］＋［Ｅ］）＝５０／５０〜９０／１０

本発明によれば、柔らかな風合いと弾力性に富み、更に洗濯耐久性に優れかつ良好な制電性及び変色防止性を有し、優れた嵩高性と嵩高回復性とを発揮する事のできる、三次元捲縮を有するポリエステル複合繊維を提供できる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の複合繊維は少なくとも一方がポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）を主体としたポリエステルである。本発明において、複合繊維の一方の成分を構成するポリエステルは、主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレート単位よりなるポリエステルである。ここで、主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレート単位よりなるポリエステルとは、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。但し、２０モル％以下、より好ましくは、１０モル％以下の割合で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。

共重合可能な成分としては、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等のジカルボン酸類、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、ポリエチレングリコール等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、抗酸化剤としてのヒンダードフェノール誘導体、着色顔料、安定剤、蛍光剤、抗菌剤、消臭剤、強化剤などを添加してもよい。

本発明の複合繊維に使用される他方のポリマーとしては、特に限定されるものではないが、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレート単位主体のポリエステルが好ましい。好ましい具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、またはエチレンテレフタレート単位を構成する成分以外の第３成分を共重合した、共重合ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。上記第３成分は極力少ない方が好ましく、具体的には全ジカルボン酸成分に対して１０モル％以下であることが好ましい。上記第３成分は、ジカルボン酸成分またはグリコール成分のいずれでも良い。

なお、上記第３成分としては、酸成分として、フタル酸、イソフタル酸、５−ナトリウムスルフォイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられ、グリコール成分として、エチレングリコール、ブチレングリコール、［２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニルプロパン）］、２，２−ビス｛４−（β−ヒドロキシエトキシ）フェニル｝プロパン等が挙げられる。

本発明の繊維は、２種類のポリマーがサイドバイサイド型に接合され、少なくとも一方がＰＴＴを主体としたポリエステルからなる複合繊維である。本発明の複合繊維における２種類のポリマーの複合比率（重量比率）は２５／７５〜７５／２５が好ましい。この範囲を外れると、紡糸工程において口金から吐出された時の糸条曲がりが大きく、紡糸不調となり好ましくない。ソフト性や反発性の面から、４０／６０〜６０／４０がより好ましい。

本発明の複合繊維において、ＰＴＴの固有粘度は溶融紡糸を円滑に行う観点から、０．７〜１．５程度であればよい。また、複合繊維を構成する２種のポリマーの固有粘度差を０．１０以上とすることが好ましく、より好ましくは０．２０以上である。また、紡糸性を損なわないようにする観点から２種のポリマーの固有粘度差が０．７０以下とすることが好ましい。

本発明の複合繊維の単繊維繊度は、好ましくは０．１〜５０ｄｔｅｘであり、より好ましくは４〜３０ｄｔｅｘである。

本発明で用いられる複合繊維の繊維断面は中空断面であり、中空率は５〜５０％である必要がある。なお、ここで言う中空率とは、繊維断面の外形から求めた面積に対する中空部分の面積比を百分率で表したものである。中空率が５％未満であると捲縮付与性が悪くなり反発性に劣るものとなり、５０％を越えると中空部のつぶれやクラックが発生しやすくなり好ましくない。

捲縮数については、特に限定されないが、優れた嵩高反発性を得るためには、９〜３０山／２５ｍｍが好ましく、より好ましくは１０〜２５山／２５ｍｍである。

本発明の複合繊維の捲縮率は１０〜４０％であり、好ましくは１５〜３０％である。捲縮率が１０％未満では嵩高性が十分発生されず、一方、捲縮率が４０％を越えると、絡合性が高くなり過ぎ、もつれが生じ、カード通過性が悪くなる。

本発明の複合繊維の１８０℃における乾熱収縮率は３．０％以下、好ましくは２．０％以下でなければならない。乾熱収縮率が３％を越えるとバインダー繊維と混綿し、加熱成型し固綿にする際、複合繊維が収縮し、固綿成型品の品位が悪くなり好ましくない。

本発明における複合繊維は、優れた嵩高反発性及び優れた風合いを得るため、繊維表面がシリコーン系高分子膜で覆われており、滑り性に優れ、短繊維が非常に解れやすいことを特徴としている。これによって、短繊維が均一に分散され、綿の粗密性が極めて少ない、高品位な繊維製品を製造することが可能となる。

本発明の複合繊維はシリコーン系高分子膜により皮膜されており、本発明におけるシリコーン系高分子膜は該シリコーン系高分子膜が下記［Ａ］および［Ｂ］を必須成分として含むことが好ましい。
［Ａ］：アルコキシ末端アミノ変性シリコーンまたはヒドロキシ末端アミノ変性シリコーン
［Ｂ］：アミノアルコキシシラン
本発明におけるアルコキシ末端アミノ変性シリコーンまたはヒドロキシ末端アミノ変性シリコーンとは、一般式（１)に示すものが好ましく、アミノ等量が１０００〜１００００、２５℃における粘度が１００〜１００００ｍＰａ・ｓであるとさらに好ましい。

（式中、Ｒ１〜Ｒ５は炭素数１〜５のアルキル基、Ｒ６〜Ｒ７は水素もしくは炭素数１〜５のアルキル基、Ａ１は１〜５個のアミノ基を有する炭素数１〜１０のアルキル基、ｍおよびｎは正の整数をそれぞれ表す。）

好ましい具体例としては、メトキシ末端アミノ変性シリコーンなどが挙げられる。

本発明におけるアミノアルコキシシランとは、一般式（２）に示すものが好ましい。

（式中、Ｒ８〜Ｒ１０は炭素数１〜５のアルキル基、Ａ２は１〜５個のアミノ基を有する炭素数１〜１０のアルキル基をそれぞれ表す。）

好ましい具体例としては、メチルジメトキシジアミノシランなどが挙げられる。

本発明におけるシリコーン系高分子膜が該必須成分の他に副成分として下記［Ｃ］〜［Ｅ］の少なくとも１種を含むことがさらに好ましい。
［Ｃ］：カチオン系界面活性剤
［Ｄ］：アニオン系界面活性剤
［Ｅ］：ノニオン系界面活性剤
本発明におけるカチオン系界面活性剤とは、柔軟制電剤であり、第４級アンモニウムサルフェート塩や第４級アンモニウムホスフェート塩が好ましく、一般式（３）に示す第４級アンモニウムホスフェート塩がさらに好ましい。

（式中、Ｒ１１は炭素数６〜２２のアルキル基、Ｒ１２〜Ｒ１５は水素もしくは炭素数１〜５のアルキル基をそれぞれ表す）

好ましい具体例としては、トリメチルラウリルアンモニウムジメチルホスフェートなどが挙げられる。

本発明におけるアニオン系界面活性剤とは、制電平滑剤あるいは必須成分同士の反応触媒であり、炭素数８〜２２の金属石鹸が好ましく、炭素数１２〜１８の金属石鹸がさらに好ましい。また金属石鹸の金属としてはアルカリ金属が好ましい。好ましい具体例としては、ラウリン酸カリウムなどが挙げられる。

本発明におけるノニオン系界面活性剤とは、主成分を乳化できるものであれば特に限定されず、例えばポリオキシアルキレン脂肪族エーテル、ポリオキシアルキレン芳香族エーテル等である。好ましい具体例としては、ポリオキシエチレントリデシルアルコールなどが挙げられる。

本発明の複合繊維の繊維表面を被覆するシリコーン系高分子膜は、前記［Ａ］〜［Ｅ］成分を、下式の比率（重量比）で含むことが重要である。
（［Ａ］＋［Ｂ］）／（［Ｃ］＋［Ｄ］＋［Ｅ］）＝５０／５０〜９０／１０
すなわち、必須成分と副成分との比率が上記式を満たす範囲内でありことが必要であり、好ましくは、６０／４０〜８０／２０である。［Ａ］＋［Ｂ］が５０未満であると風合いが悪くなり、逆に９０を越えると制電性が悪くなり、工程通過不良等の問題が発生する。また黄変するなど製品として粗悪なものとなる。

本発明のシリコーン系高分子膜は、シリコーン系油剤として繊維に付与することにより付着せしめ、皮膜形成を行うことができる。油剤の複合繊維への付着量は、特に限定されないが、一般的に繊維重量対比０．０１〜１０重量％が好ましく、初期嵩高性を考慮すると、より好ましくは、０．１〜１重量％が良い。

本発明の複合繊維は、例えば次の方法により製造することができる。例えば特開平２００３−２２７０３７号公報図３に示される吐出スリット形状を有する複合紡糸口金から、２種類のポリマを紡糸して、サイドバイサイド型中空断面糸を紡出直後に冷却空気を強く吹き付けて冷却し、中空サイドバイサイド型未延伸糸を得る。これらの未延伸糸を収束後、延伸し、押し込み式捲縮機などにより軽度の機械捲縮を付与し、切断して短繊維を得る。繊維に油剤スプレー方式などにて給油付与し、熱処理を施し複合繊維を得る。

以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。

（１）固有粘度：
ｏ−クロロフェノール溶液中、２５℃で測定した溶液粘度から算出した。

（２）繊度：
ＪＩＳ Ｌ−１０１５に示される方法により繊度（ｄｔｅｘ）の測定を行った。

（３）捲縮率：
ＪＩＳ Ｌ−１０１５に示される方法により捲縮率の測定を行った。

（４）中空率：
日本光学社製光学顕微鏡により糸断面写真を撮影し、図１に示すように、糸（中空断面短繊維）１の中空部を含む外形から求められる面積（Ａ）および中空断面の中空部２の面積（Ｂ）を求め、次式より算出し、測定回数を２０回として、その値の平均値を中空率とした。
中空率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００。

（５）１８０℃における乾熱収縮率：
ＪＩＳ Ｌ−１０１５に示される方法により１８０℃における乾熱収縮率の測定を行った。

（６）熱黄変度：
試料綿１ｇを１７０℃の温度下で２４時間静置する前とした後の繊維サンプルを、各々開繊して繊維が平行となるよう引きそろえた繊維サンプルをスガ社製「カラーコンピューター；型式ＳＭ−３」を用いてｂ値を測定した。静置後のｂ値から静置前のｂ値を差し引いたΔｂ値を熱黄変度とし、１以下を良好なものとした。

（７）帯電圧：
試料綿を温度３０℃、相対湿度４０％の条件下で１２時間静置した後、スライバーの目付が４．３ｇ／ｍとなるように試料綿を投入する。カード機として豊田自動織機製作所（株）製「ＴＯＹＯＤＡ ＣＫ−７Ｄ」を使用し、該カード工程において、該温湿度条件５０ｍ／分の速度で走行している幅３０ｃｍとしたウェッブ上１０ｃｍの帯電圧［Ｖ］を測定した。該測定を５回繰り返し行い、その値の平均値が−５００〜５００［Ｖ］を望ましいものとした。

（８）風合い耐久性：
側地２５ｃｍ×２５ｃｍ（４０番／４０番：Ｔ１２０本／Ｌ１２０本（インチ））のダウンプルーフに目付０．０４ｇ／ｃｍ^２の開繊した試料綿を詰め込み、ＪＩＳ １０９６−１９９０ ６．２３のＡ法に示される方法により１０回洗濯後、その風合いを触感により３段階で判定し、羽毛調の滑り性のあることを望ましいとした。

（９）風合い（ソフト性・反発性）：
１０人のパネラーが手で押した時の触感（風合い；ソフト性・反発性）をランクづけで、非常に良好（１０点）、良好（８点）、普通（５点）、不良（０点）として評価し、その平均点が８点を超える場合を非常に良好（◎）とし、７点以上８点以下を良好（○）、４〜７点未満を普通（△）、４点未満を不良（×）として評価した。

（実施例１）
固有粘度［η］が１．３のＰＴＴと、固有粘度［η］が０．６５のエチレンテレフタレートとを、複合溶融紡糸装置によって口金孔から紡糸温度２８０℃にて、複合比率５０：５０とし、４５２ｇ／分の吐出量、１２００ｍ／分の速度で巻き取り、中空サイドバイサイド型未延伸糸を得た。これらの未延伸糸を収束後、延伸倍率３．０倍、延伸温度８０℃で延伸し、押し込み式捲縮機で機械捲縮を付与した後、５１ｍｍに切断して捲縮率２５％の短繊維を得た。該繊維に表1に示す油剤(1)をスプレー方式にて繊維に対し０．５重量％となるように給油付与し、１６５℃×１０分の熱処理を施した。得られた綿は、良好な反発性を示し、黄変もなく、風合いも良好なものが得られた。得られた複合繊維をカード開繊後、ウェッブを積層し、２０ｃｍ×２０ｃｍに切り出し（目付：１００ｇ／ｃｍ^２）、１６０℃の熱風で１分熱処理した。得られたウェッブは収縮もなく、表面品位も優れていた。結果を表２に示す。

（実施例２、３）
実施例１で得られた短繊維に表1に示す油剤 (2)、(3)を各々スプレー方式にて繊維に対して０．５重量％となるように給油付与し、１６５℃×１０分の熱処理を施した。得られた綿は、実施例１同様、良好な制電性及び変色防止性、優れた反発性を有しており、風合いも良好なものが得られた。実施例１と同様の方法で作成、熱処理したウェッブは収縮もなく、表面品位も優れていた。結果を表２に示す。

（比較例１、２）
実施例１で得られた短繊維に表1に示す油剤 (4)、(5)をスプレー方式にて繊維に対して０．５重量％となるように給油付与し、１４５℃×１０分の熱処理を施した。得られた綿は、制電性が悪く熱処理により変色し、風合いも劣るものであった。実施例１と同様の方法で作成、熱処理したウェッブは収縮が大きいものとなった。結果を表２に示す。

（比較例３）
繊維断面をサイドバイサイド型と変更した以外は実施例１と同様の手法で溶融、紡糸、延伸、切断し、捲縮率９％の短繊維を得た。該繊維に表1に示す油剤(1)をスプレー方式にて繊維に対し０．５重量％となるように給油付与し、１４５℃×１０分の熱処理を施した。得られた綿は、黄変もなく、風合いも良好であったが嵩高性及び反発性に劣るものであった。実施例１と同様の方法で作成、熱処理したウェッブは収縮が大きいものとなった。結果を表２に示す。

（比較例４）
固有粘度［η］が０．６５のポリエチレンテレフタレートと、固有粘度［η］が０．５０のポリエチレンテレフタレートとを用い、実施例１と同様の手法で溶融、紡糸、延伸、切断し、捲縮率１６％の短繊維を得た。該繊維に表２−(1)に示す油剤をスプレー方式にて繊維に対し０．５重量％となるように給油付与し、１４５℃×１０分の熱処理を施した。得られた綿は、良好な反発性は示したが、風合いに劣るものとなった。実施例１と同様の方法で作成、熱処理したウェッブは収縮が大きいものとなった。結果を表２に示す。

表１中で使用した化合物は次のとおりである。
メトキシ末端アミノ変性シリコーン（アミノ等量＝４０００）：（製品名：Ｙ０５７（吉村油化社製））
メトキシ末端アミノ変性シリコーン（アミノ等量＝２０００）
ヒドロキシ末端アミノ変性シリコーン（アミノ等量＝１５００）
ヒドロキシ末端エポキシ変性シリコーン（エポキシ等量＝４０００）
アミノエチルアミノプロピル・メチル・ジメトキシシラン：（製品名：Ｙ０５８（吉村油化社製））
アミノプロピル・メチル・ジメトキシシラン：（製品名：Ｙ０５８（吉村油化社製））
トリメチルラウリル・ジメチルホスフェート：（製品名：Ｙ０５７（吉村油化社製））
ラウリン酸カリウム：（製品名：Ｙ０５７（吉村油化社製））
トリデシルアルコールＥＯＡ：（製品名：Ｙ０５７（吉村油化社製））

図１は、中空断面短繊維の断面形状の一例および中空率の測定法を説明するための概略図である。 図２は、比較例３で得られた短繊維の断面形状の概略図である。

符号の説明

１：糸（中空断面短繊維）
２：糸（中空断面短繊維）中の中空部

Claims (3)

1. ２種類のポリマーがサイドバイサイド型に接合され、その繊維断面が中空断面であり、少なくとも一方がポリトリメチレンテレフタレートを主体としたポリエステルであり、下記要件の全てを満足することを特徴とするポリエステル複合繊維。
   （１）中空率が５〜５０％
   （２）捲縮率が１０〜４０％
   （３）１８０℃における乾熱収縮率が３．０％以下
   （４）繊維表面がシリコーン系高分子膜で被覆されており、そのシリコーン系高分子膜が下記［Ａ］および［Ｂ］を必須成分として含む。
   ［Ａ］：アルコキシ末端アミノ変性シリコーンまたはヒドロキシ末端アミノ変性シリコーン
   ［Ｂ］：アミノアルコキシシラン
2. シリコーン系高分子膜が、さらに下記［Ｃ］〜［Ｅ］の少なくとも１種を副成分として含むことを特徴とする請求項１記載のポリエステル複合繊維。
   ［Ｃ］：カチオン系界面活性剤
   ［Ｄ］：アニオン系界面活性剤
   ［Ｅ］：ノニオン系界面活性剤
3. シリコーン系高分子膜が、前記［Ａ］〜［Ｅ］成分を、下式の比率（重量比）で含むことを特徴とする請求項２記載のポリエステル複合繊維。
   （［Ａ］＋［Ｂ］）／（［Ｃ］＋［Ｄ］＋［Ｅ］）＝５０／５０〜９０／１０

Images