JP3752445B2

JP3752445B2 - ポリエステルマルチ繊維

Info

Publication number: JP3752445B2
Application number: JP2001359022A
Authority: JP
Inventors: 良喜白川
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Fibers Ltd
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP2003166119A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸水・速乾特性を高めるために高度に異型化された繊維断面を有する、延伸仮撚加工向けのポリエステルマルチ繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステルはその優れた特性を生かし衣料用布帛素材として広く使用されている。衣生活の多様化、高級化、個性化と共に、天然繊維が持つ好ましい性能、例えば吸水性能をポリエステル繊維に付与する試みが続けられている。さらに、ランニングシャツあるいはゴルフシャツなどのスポーツ衣料用途においては、汗をかいても快適な状態が維持されるように、吸水性能に加え、速乾性も備えた布帛が使用されるようになり、ポリエステル繊維でも吸水・速乾性能の実現が望まれている。
【０００３】
従来、ポリエステル繊維に吸水・速乾性能を付与する方法として、特開昭５４−１５１６１７号公報に開示されているように、スルホン酸金属塩を含んだポリエステルを用いスロットおよび／またはアーム状の突起を有する繊維断面のポリエステル延伸糸（以下フラットヤーンと称する）を製造し、吸水布帛用に使用する例が提案されている。しかし、このような中空あるいはスロットおよび／またはアーム状の突起を有する繊維断面のフラットヤーンに仮撚加工を施すと、中空部分、スロットおよびアーム状の突起が潰れて、仮撚加工後の繊維断面形状は通常の仮撚加工糸の繊維断面と何ら変わりないものとなる。このようなフラットヤーンから得られたポリエステル仮撚加工糸を使用した布帛では十分な吸水・速乾性能が得られない。
【０００４】
特公昭６１−３１２３２号公報には芯鞘構造のポリエステル複合繊維を仮撚加工した後、布帛となし、アルカリ処理によって芯部のポリエステルを溶出する方法が開示されている。しかし、このような複雑な構造をもつフラットヤーンの製造は極めて難しく、そのようにして得られたポリエステル仮撚加工糸は極めて高価なものとなり、商業的に広く使用されることはない。
【０００５】
また、特開平１１−２６９７１８号公報には、吸水特性を高めるために高度に異形化された繊維断面、すなわち扁平度が２〜４、Ｗ字状繊維断面の各凹部の開口角度が１００〜１５０度の繊維断面形状をなす、部分配向ポリエステル繊維が開示されている。しかし、このような開口角度の大きなＷ字型繊維断面を有する部分配向ポリエステル繊維を延伸仮撚加工すると、得られる延伸仮撚加工糸のＷ字開口角度はより拡大し、吸水・速乾性能は充分発現しない。また、このようなＷ字繊維断面形状は、扁平繊維断面形状に見られるように、繊維同士が密着充填した繊維集合体となりやすく、ますます吸水・速乾性が減退する。
【０００６】
このように、延伸仮撚加工時に受ける衝撃に耐え、延伸仮撚加工後も布帛に充分な吸水・速乾性を発現させることができる高度に異形化された繊維断面を有するポリエステルマルチ繊維は今まで提案されていなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、延伸仮撚加工時に受ける衝撃に耐え、延伸仮撚加工後も布帛に充分な吸水・速乾性を発現させることができ、且つ自然なドライ感をも発現する、高度に異形化された繊維断面を有するポリエステルマルチ繊維を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、結晶化度が３０％以下および沸水収縮率が１５〜７０％の部分配向ポリエステルマルチ繊維であって、その単繊維横断面に、下記式で定義する突起係数が０．３〜０．７の、繊維断面コアー部から外側へ突出したフィン部が３〜６個存在することを特徴とするポリエステルマルチ繊維により達成できることを見出した。
突起係数＝（ａ₁―ｂ₁）／ａ₁
ａ₁：繊維断面内面壁の内接円中心からフィン部頂点までの長さ
ｂ₁：繊維断面内面壁の内接円の半径
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明で用いるポリエステルは、テレフタル酸を主たるジカルボン酸成分とし、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどのアルキレングリコールを主たるジオール成分とするポリエステルを８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有するポリエステルであり、該ポリエステルには、本発明の目的を損なわない範囲内で、例えばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸成分や上記とは異なる他のグリコール成分を共重合していても良い。
【００１０】
かかるポリエステルの固有粘度（オルソクロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定）は、通常衣料用布帛素材として使用されるポリエステルと同じ範疇の０．５５〜０．８０の範囲のものが好ましい。また、必要に応じて適宜艶消し剤、制電剤、安定剤などの添加剤またはアルカリ減量により繊維表面に微細孔やフィブリルを形成させる事の出来る添加剤などを含んでも良い。
【００１１】
本発明のポリエステルマルチ繊維は、その結晶化度が３０％以下および沸水収縮率が１５〜７０％であって、かつ、その単繊維横断面に、下記式で定義する突起係数が０．３〜０．７の、繊維断面コアー部から外側へ突出したフィン部が３〜６個存在している必要がある。
突起係数＝（ａ₁―ｂ₁）／ａ₁
ａ₁：繊維断面内面壁の内接円中心からフィン部頂点までの長さ
ｂ₁：繊維断面内面壁の内接円の半径
【００１２】
このような特性と断面形状を有する本発明のポリエステルマルチ繊維は、延伸仮撚加工時に受ける衝撃に耐え、延伸仮撚加工後も布帛に充分な吸水・速乾性を発現させる性能をもっている。
【００１３】
さらに、驚くべきことに、本発明のポリエステルマルチ繊維は、通常の条件下で延伸仮撚を行っても、延伸仮撚加工時の糸切れ（加工断糸）および毛羽の発生が少ない。また得られる延伸仮撚加工糸も、その繊維横断面扁平度合いが繊維軸方向に適度に分散し、繊維軸方向に一様で無い繊維断面をなしており、繊維間空隙が大きな繊維集合体を形成するものとなる。このような大きな繊維間空隙は、さらなる吸水・速乾性能および該性能の洗濯耐久性向上の効果をもたらす。さらに、繊維断面扁平度合いが繊維軸方向に適度に分散する繊維集合体は、布帛での自然なドライ感をもたらすという性能も合わせ持っている。
【００１４】
以下、本発明のポリエステルマルチ繊維の各特性とそれらの効果について説明する。
先ず、本発明のポリエステルマルチ繊維の結晶化度は３０％以下および沸水収縮率は１５〜７０％、より好ましくは、結晶化度は１５〜３０％および沸水収縮率は２０〜６５％、でなければならない。
【００１５】
結晶化度が３０％を超える場合あるいは沸水収縮率が１５％未満の場合は、該繊維の結晶領域が増大しているため、剛直な繊維構造となって通常の延伸仮撚条件下では延伸仮撚加工糸の繊維断面扁平度が繊維軸方向に適度に分散しがたくなる。その結果、単調な繊維集合体が形成されることになり、吸水・速乾性能および該性能の洗濯耐久性が減退し、また布帛での自然なドライ感も発現し難くなるので好ましくない。一方、沸水収縮率が７０％を越える場合は、その繊維構造が不安定となるため、その物性が変化しやすく、延伸仮撚加工用の部分配向ポリエステルマルチ繊維として使用することはできない。
【００１６】
次に、本発明のポリエステルマルチ繊維の単繊維断面形状は、先に定義した突起係数が０．３〜０．７、より好ましくは０．４〜０．６である、繊維断面コアー部から外側へ突出したフィン部（図１の１）が３〜６個、好ましくは４〜６個存在する形状を呈している必要がある。
【００１７】
該突起係数が０．３未満のフィン部は、延伸仮撚加工後の繊維断面に充分な毛細管空隙を形成する機能がなく、吸水・速乾性能を発現することができない。さらにこのような短小フィン部は、布帛に吸水処理剤を施す場合のアンカー効果が小さくなるため、該処理剤の洗濯耐久性を低下させる傾向にある。また、布帛の風合もフラットなペーパーライクなものとなる。一方、突起係数が０．７を越えるフィン部は、延伸仮撚加工時、該フィン部に加工張力が集中しやすいため、繊維断面の部分的破壊が発生して十分な毛細管形成がなされなくなり、吸水性能が不十分となる。また、延伸仮撚工程での糸切れ（加工断糸）や毛羽も頻発する。
【００１８】
なお、突起係数が０．３〜０．７のフィン部であっても、単繊維断面に該フィン部の数が１〜２個では、内側に閉じた繊維断面部分が最大１個しか形成されなくなるので、十分な毛細管現象が発現せず、吸水性能が不十分となる。また、布帛の風合もフラットなペーパーライクなものとなる。一方、６個を越える場合には、延伸仮撚加工時、フィン部への加工張力集中が発生し、繊維断面の部分的破壊が起こり、十分な毛細管形成がなされなくなり、吸水性能が不十分となる。また、延伸仮撚工程での糸切れ（加工断糸）や毛羽が頻発する。なお、突起係数が０．３未満のフィン部は６個を超えて存在しても良い。
【００１９】
以上に説明した本発明のポリエステルマルチ繊維は、例えば以下の方法で製造することができる。すなわち、固有粘度が０．５５〜０．８０のポリエチレンテレフタレートを通常の条件で乾燥し、スクリュウエクストルーダー等の溶融押出機で溶融し、例えば、特許第３０７６３７２号に開示されているような、コアー部形成用円形吐出孔（図２の３）の周囲に間隔を置いて配置された３〜６個、より好ましくは４〜６個、の小円状開口部（図２の５）とスリット状開口部（図２の４）とが連結したフィン部形成用吐出孔を配置した紡糸口金（図２）から吐出し、従来公知の方法で冷却、固化後、２０００〜４０００ｍ／ｍｉｎ、より好ましくは２５００〜３５００ｍ／ｍｉｎの速度で紡糸捲き取りすることにより容易に得ることができる。
【００２０】
この時、コアー部形成用円形吐出孔の半径（図２のｂ₂）、該円形吐出孔の中心点からフィン部形成用吐出孔の先端部の長さ（図２のａ₂）等を変えることにより、繊維断面の突起係数が０．３〜０．７となるように任意に設定することができる。また、スピンブロックの温度および／または冷却風量を変えることによっても、繊維断面の突起係数をある程度コントロールすることができる。なお、冷却風は、紡糸口金から５〜１５ｃｍ下方が上端となるように設置された長さ５０〜１００ｃｍのクロスフロータイプの紡糸筒から送風するのが望ましい。
【００２１】
このような繊維横断面形状を有するポリエステルマルチ繊維は、紡糸捲取速度が４０００ｍ／ｍｉｎを超えると急激な配向結晶化が起こり、結晶化度が３０％を超えてしまいやすい。一方、２０００ｍ／ｍｉｎを下回る紡糸捲取速度では、該ポリエステルマルチ繊維の沸水収縮率が７０％を超えてしまいやすい。
【００２２】
このようにして得られる本発明のポリエステルマルチ繊維は、延伸仮撚工程に供給され、ポリエステルマルチ繊維の繊度、紡糸捲取速度などに応じて、適切な条件を設定し延伸仮撚される。このようにして得られる延伸仮撚加工糸は、定法に従って織編物等の布帛とすれば、優れた吸水・速乾性能を有する布帛が得られる。また、該布帛は自然なドライ感に富んだ風合を呈し、衣料用布帛として極めて有用なものとなる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
（１）結晶化度
広角Ｘ線回折法による。理学電気社製Ｘ線発生装置（ローターフレックスＲＵ−２００）を用い、ニッケルフィルターで単色化したＣｕ−Ｋα線で散乱強度を測定し、次式で結晶化度を計算する。
結晶化度＝結晶部の散乱強度／全散乱強度×１００（％）
（２）沸水収縮率
枠周１．１２５ｍの検尺機で捲数２０回のカセを作り、０．０２２ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を掛けて、スケール板に吊るして初期のカセ長Ｌ0を測定する。その後、このカセを６５℃の温水浴中で３０分間処理後、放冷し再びスケール板に吊るし収縮後の長さＬを測定し次式で沸水収縮率を計算する。
沸水収縮率＝（Ｌ₀−Ｌ）／Ｌ₀×１００（％）
（３）突起係数
ポリエステルマルチ繊維の断面顕微鏡写真を撮影し、単繊維断面内面壁の内接円中心からフィン部頂点までの長さ（ａ₁）および繊維断面内面壁の内接円の半径（ｂ₁）を測定し、下記式で突起係数を計算した。
突起係数＝（ａ₁―ｂ₁）／ａ₁
（４）吸水速乾性（ウイッキング値）
吸水・速乾性能の指標として、ＪＩＳＬ１９０７繊維製品の吸水試験法、５．１．１項吸水速度（滴下法）に準じて、落下水滴が、ポリエステル仮撚加工糸からなる試験布表面から表面反射をしなくなるまでの秒数（ウィッキング値）を採用した。なお、Ｌ₁₀は、ＪＩＳＬ０８４４−Ａ−２法により１０回洗濯を行った後のウイッキング値（秒）を表す。
（５）加工断糸率
スグラッグ社製ＳＤＳ−８型延伸仮撚加工機で、１０ｋｇ巻ポリエステルマルチ繊維パッケージを延伸仮撚加工し、５ｋｇ巻ポリエステル仮撚加工糸パッケージを２個作成する方法で運転した時、断糸回数を記録し、下記式で加工断糸率を計算した。
加工断糸率＝断糸回数／（稼動錘数×２）×１００
（６）加工毛羽
東レ（株）製ＤＴ−１０４型毛羽カウンター装置を用いて、仮撚加工糸を５００ｍ／分の速度で２０分間連続測定して発生毛羽数をカウントした。
（７）織物風合
延伸仮撚加工糸に６００回／ｍの撚りを施し、たて糸・よこ糸使い綾織の布帛とした。次いで、１００℃で精錬・リラックス処理、１８０℃・４５秒でプレセット乾熱処理、１５％のアルカリ減量処理、１３０℃・３０分で染色を行い、自然乾燥した後、１７０℃・４５秒でファイナルセットを行い、織物を作成した。この織物を検査員が触感判定し下記基準で格付けした。
レベル１：自然でドライな感触がある
レベル２：ドライ感がやや少なく感じられる
レベル３：フラットでペーパーライクな感触がある。
【００２４】
［実施例１〜３、比較例１〜２］
予め、図２示す吐出孔形状と同じタイプの吐出孔をベースとして、スリット幅が０．１０ｍｍおよび該円形吐出孔中心点から先端部までの長さ（図２のａ₂）が０．８８ｍｍのフィン部形成用吐出孔をおのおの表１に示す個数有し、コアー部形成用円形吐出孔の半径（図２のｂ₂）が０．１５ｍｍの吐出孔群を２４群穿設した紡糸口金を準備し、スピンパックに組み込み、各々例Ｎｏ．毎に表１に従って選択し、スピンブロックに装填した。以下、例Ｎｏ．毎に次の操作を実施した。
【００２５】
０．３５重量％の酸化チタンを含む固有粘度０．６３０のポリエチレンテレフタレートを１６０℃で乾燥した後、スクリュウ押出機にて溶融しポリマー導管を通して、例Ｎｏ．毎にスピンブロックに装填された前記のスピンパックに導入し、紡糸口金より吐出量４０ｇ／ｍｉｎで吐出した。引き続き、紡糸口金吐出面から下方１０ｃｍの位置が上端となるように設置された長さ６０ｃｍのクロスフロータイプの紡糸筒から２５℃の冷却風を、５Ｎｍ³／ｍｉｎの割合で、ポリマー流に吹き付つけて、冷却・固化し、紡糸油剤を付与し、３０００ｍ／ｍｉｎの速度で捲き取り、各々表１に示す結晶化度、沸水収縮率、フィン部個数および突起係数を有するポリエチレンテレフタレートマルチ繊維を得た。
【００２６】
【表１】

【００２７】
このポリエチレンテレフタレートマルチ繊維をスクラッグ社製のＳＤＳ−８型延伸仮撚機（３軸フリクションディスク仮撚ユニット、２１６錘）に掛けて、延伸倍率１．６５、ヒーター温度１７５℃、撚数３３００回／ｍ、延伸仮撚速度６００ｍ／ｍｉｎで延伸仮撚加工を実施し、繊度８４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート延伸仮撚加工糸を得た。実施例１〜３、比較例１〜２におけるウィッキング値（Ｌ₀およびＬ₁₀）、織物風合い、加工断糸率および加工毛羽の結果をまとめて表２に示す。
【００２８】
【表２】

【００２９】
［実施例４〜５、比較例３］
半径０．１５ｍｍ（図２のｂ₂）のコアー部形成用円形吐出孔１個およびスリット幅が０．１０ｍｍでおのおの表３に示す該円形吐出孔中心点から先端部までの長さ（図２のａ₂）のフィン部形成用吐出孔が４個ある吐出孔群を２４群穿設した紡糸口金を使用し、おのおの表３に示すスピンブロック温度および冷却風風量の条件とする以外は実施例１〜３と同じ条件および方法で溶融紡糸を行い、各々表３に示す結晶化度、沸水収縮率、および突起係数を有する、フィン部個数４個の断面のポリエチレンテレフタレートマルチ繊維を得た。
【００３０】
【表３】

【００３１】
このポリエチレンテレフタレート繊維を、実施例１〜３と同じ条件および方法で延伸仮撚加工を実施し、繊度８４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート延伸仮撚加工糸を得た。実施例４〜５、比較例３におけるウィッキング値（Ｌ₀およびＬ₁₀）、織物風合い、加工断糸率および加工毛羽の結果をまとめて表４に示す。
【００３２】
【表４】

【００３３】
［実施例６〜７、比較例４〜５］
ポリマー吐出量および紡糸速度をおのおの表５の条件とする以外は実施例２と同じ条件および方法で溶融紡糸を行い、各々表５に示す結晶化度、沸水収縮率および突起係数を有する、フィン部個数４個の断面のポリエチレンテレフタレートマルチ繊維を得た。
【００３４】
【表５】

【００３５】
このポリエチレンテレフタレート繊維を、延伸倍率および撚数をおのおの表６の条件とする以外は実施例１〜３と同じ条件および方法で延伸仮撚加工を実施し、繊度８４ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート延伸仮撚加工糸を得た。
【００３６】
実施例６〜７、比較例４〜５におけるウィッキング値（Ｌ₀およびＬ₁₀）、織物風合い、加工断糸率および加工毛羽の結果をまとめて表６に示す。
【００３７】
【表６】

【００３８】
【発明の効果】
本発明のポリエステルマルチ繊維によれば、適切な繊維断面形状が保持され、かつ適切な繊維間空隙を持った延伸仮撚加工糸が得られるので、その延伸仮撚加工糸を使った布帛は優れた吸水・速乾性能を持つ。さらにその布帛は自然なドライ感に富んだ風合を持つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリエステルマルチ繊維断面の１実施態様を示した模式図。
【図２】本発明で使用する紡糸口金吐出孔の１実施態様を示した模式図。
【符号の説明】
１：繊維断面フィン部
２：繊維断面コアー部
３：コアー部形成用円形吐出孔
４：フィン部形成用吐出孔のスリット状開口部
５：フィン部形成用吐出孔の小円状開口部
ａ₁ ：繊維断面内面壁の内接円中心からフィン部頂点までの長さ
ｂ₁ ：繊維断面内面壁の内接円半径
ａ₂ ：コアー部形成用吐出孔中心点からフィン部形成用吐出孔先端部までの長さ
ｂ₂ ：コアー部形成用吐出孔の半径

Claims

結晶化度が３０％以下および沸水収縮率が１５〜７０％の部分配向ポリエステルマルチ繊維であって、その単繊維横断面に、下記式で定義する突起係数が０．３〜０．７の、繊維断面コアー部から外側へ突出したフィン部が３〜６個存在することを特徴とする延伸仮撚加工用ポリエステルマルチ繊維。
突起係数＝（ａ₁―ｂ₁）／ａ₁
ａ₁：繊維断面内面壁の内接円中心からフィン部頂点までの長さ
ｂ₁：繊維断面内面壁の内接円の半径