JP4081338B2 - ポリプロピレン系流体撹乱加工繊維及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量でソフト感に優れ、且つ、ストレッチバック性が高いポリプロピレン系流体撹乱加工繊維及びその製造方法並びに織編物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から合成繊維の流体撹乱加工糸は、エアー撹乱加工法が広く用いられている。この方法においては、疏毛調加工糸及びソフト感のある加工糸が得られるが、反面織編物としてはストレッチバック性が悪いという欠点があり、使用用途は限られている。織物や編物を作成する流体撹乱加工糸の製造方法として、２本以上の繊維を用いたエアー流体撹乱加工法が脚光を浴びている。エアー流体撹乱加工糸としては、種々のタイプのものが考案されている。
例えば、特開平０８−１７０２４８号公報、特開平１１−１８１６４２号公報及び特開２０００−１２９５４８号公報には、ポリエステル系混繊糸からなる潜在捲縮糸を芯成分、他のマルチフィラメントを花成分とする、タスラン加工によるポリエステル混繊糸及びその織編物が記載されている。しかしこれらの公報に記載の技術では、産業資材用途として使用する場合のリサイクル性あるいはメンテナンス性が不十分である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如き背景の下で、疏毛調でソフト感があり、ストレッチバック性が高く、且つ、産業資材用途としてリサイクル性、メンテナンス性に優れたポリプロピレン系流体撹乱加工繊維を開発することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を進めた結果、特定のポリプロピレン系繊維糸を組み合わせて芯成分及び花成分として流体撹乱加工した繊維を乾熱処理することによって、疏毛調でソフト感を有し、且つ、ストレッチバック性に優れたポリプロピレン系流体撹乱加工繊維の開発に成功した。
すなわち、本発明の第１の要旨は、芯成分が、エチレン共重合量が２〜５モル％、メルトフロレート値が１０〜５０ｇ／１０分であるエチレン−プロピレンランダムコポリマーとポリプロピレンホモポリマーが並列複合されたポリプロピレン系捲縮糸からなり、花成分がポリプロピレン系マルチフィラメント糸からなる流体撹乱加工繊維であって、１１０℃で５分乾熱処理した後の捲縮率が１０％以上のものであることを特徴とするポリプロピレン系流体撹乱加工繊維にある。
また、本発明の第２の要旨は、芯成分となるエチレン共重合量が２〜５モル％、メルトフロレート値が１０〜５０ｇ／１０分であるエチレン−プロピレンランダムコポリマーとポリプロピレンホモポリマーが並列複合されたポリプロピレン捲縮糸と、花成分となるマルチフィラメント糸とを流体撹乱加工した後、得られた加工繊維を１１０℃以上の温度で乾熱処理することを特徴とする捲縮率が１０％以上のポリプロピレン系流体撹乱加工繊維の製造方法にある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の芯成分を構成する捲縮繊維には、仮撚糸、ＢＣＦ加工糸あるいは並列型複合紡糸繊維等いずれを用いてもよく特に制限されないが、好ましくは、エアー流体撹乱ノズルに挿入される前は捲縮発現の少ない高収縮性ポリプロピレン系樹脂と低収縮性ポリプロピレン系樹脂とが並列型に配置された複合紡糸繊維を用いる。このような複合紡糸繊維に用いられる高収縮性ポリプロピレン系樹脂としては、メタロセン系の重合触媒を用いて得られたエチレン−プロピレンランダムコポリマーが挙げられる。他方、花成分のポリプロピレンマルチフィラメント用のポリプロピレン樹脂としては、プロピレンホモポリマーの他に、プロピレンと他のα−オレフィンモノマー、例えばエチレン、ブテン−１等とのコポリマーでもよく、その融点が１５５℃〜１７０℃の範囲にあり、溶融紡糸可能なポリマーから選択される。
【０００６】
上記並列型複合繊維としては、その片方の樹脂が、メタロセン重合触媒を用いて得られるエチレン共重合量が２〜５モル％、ＭＦＲ値が１０〜５０ｇ／１０分のエチレン−プロピレンランダムコポリマーであり、もう片方の樹脂がポリプロピレンホモポリマーからなることを特徴とする。このエチレン共重合量が２モル％未満では、本発明が目的とする加工繊維を乾熱処理した後の捲縮率を確保することができず捲縮繊維としてのストレッチバック性が低下し、他方エチレン共重合量が５モル％を超えると収縮率が高くなりすぎ、紡糸性及び延伸性が著しく低下する。
なお、ＭＦＲ値については、同程度のＭＦＲ値をもつ樹脂を組み合わせて用いるのが紡糸性の点から好ましい。
【０００７】
本発明のストレッチバック性を有するポリプロピレン系流体撹乱加工繊維を構成する芯成分は、複合溶融紡糸方法により溶融紡糸される。この時、複合溶融紡糸時における紡糸性を安定化させるためには、２種の複合成分である低収縮成分のポリプロピレン樹脂と、高収縮成分のポリプロピレン系樹脂について、それぞれの未延伸繊維の最大延伸倍率を同程度となるようにするのが好ましく、また高収縮の成分と低収縮の成分の流動性を同程度となるように選択するのが望ましい。
上述の流動性を同程度とするために、低収縮成分のポリプロピレン樹脂においては、ＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準拠、測定条件；試験温度２３０℃、試験荷重２．１６ｋｇ）が、１０〜５０ｇ／１０分の範囲であることが望まく、２０〜４０ｇ／１０分の範囲であればより好ましい。
【０００８】
また、高収縮成分のポリプロピレン系樹脂においても、ＭＦＲ値が１０〜５０ｇ／１０分の範囲であることが望まく、２０〜４０ｇ／１０分の範囲の樹脂がより好ましい。紡糸性を安定化させるためには、高収縮成分及び低収縮成分のＭＦＲ値が同程度の樹脂を組み合わせて用いるのが望ましい。両成分のＭＦＲ値が１０ｇ／１０分未満であると、溶融紡糸時の紡糸温度を高く設定する必要があり、他方５０ｇ／１０分を超えると、得られた捲縮糸の繊維強度が低下し、いずれにおいても紡糸性が悪化して好ましくない。
【０００９】
一方、花成分（ポリプロピレン系マルチフィラメント糸）に使用するポリプロピレン樹脂においても、ＭＦＲ値が、１０〜５０ｇ／１０分の範囲であることが望ましく、２０〜４０ｇ／１０分の範囲であればより好ましい。ＭＦＲ値が１０ｇ／１０分未満でも、また、５０ｇ／１０分を超えても、紡糸性が悪化して好ましくない。
花成分の紡糸温度は通常２１０〜２５０℃の範囲である。紡糸温度が２１０℃より低くなると、ＭＦＲ値が５０ｇ／１０分のポリプロピレン樹脂を使用しても低強度の繊維しか得られず、また、２５０℃より高くなるとポリオレフィン樹脂に添加する着色用顔料や難燃剤等が変質し着色または変色の原因となる。
なお、本発明においては、溶融紡糸された未延伸糸を巻き取ることなく、溶融紡糸した繊維を連続して延伸するＳＤＷ等、いわゆる直接紡糸延伸法によっても繊維化が可能である。
【００１０】
本発明においては、花成分のポリプロピレンマルチフィラメント糸の糸長が芯成分のポリプロピレン系捲縮糸の糸長より１０％以上長くすることがその特性発現の上で重要であり、その上限は８０％程度までである。糸長差が８０％を超えると糸が硬くなり、風合いが低下しやすい。また、１０％未満では、所期の流体撹乱加工繊維としての特性を得ることができない。
本発明のストレッチバック性を有するポリプロピレン系流体撹乱加工糸の芯成分に使用されるポリプロピレン系並列型複合紡糸繊維、及び花成分に使用されるポリプロピレン繊維の繊度については特に限定されるものではなく、任意の繊度であってもよい。
花成分の繊維断面形状は、前記所定のポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマー同一成分で用いる限り、円形芯鞘構造であっても、中空芯鞘構造であっても、また三角芯鞘構造等の異形芯鞘構造であってもよい。これら芯鞘構造を採用する場合は、複合紡糸法で製糸する。
また、芯成分と花成分の混繊比率は任意の比率であってよい。糸の形態については、本発明のストレッチバック性を有するポリプロピレン系流体撹乱加工糸は、織編物にしたときの強度や織物のソフト性の点からマルチフィラメント糸であることが好ましい。
【００１１】
さらに、ステーブルの紡績糸であっても同等の効果が得られると考えられる。芯成分及び花成分のどちらか一方、及び、両方が原着繊維であることが好ましい。芯成分及び花成分として異なる色の原着糸を用いることにより、更に高級感のある流体撹乱加工繊維を得ることができる。上記の如き特性を有する本発明のポリプロピレン系流体撹乱加工繊維は、芯成分となる捲縮糸と、花成分となるポリプロピレンマルチフィラメント糸とを流体撹乱加工した後、得られた加工繊維を１１０℃以上の温度で乾熱処理を行なうことより得られる。乾熱処理温度は、好ましくは１１０℃〜１３０℃である。また処理時間は５〜１０分である。
なお、本発明の繊維には、その特性を損なわない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、分散剤、蛍光増白剤、艶消剤、滑剤、帯電防止剤、抗菌剤、難燃剤等をその目的に応じて適宜配合される。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明について実施例を挙げてさらに詳細に説明する。
［ポリプロピレン系繊維（Ａ成分糸）の製造］
予め芯成分の原糸として、エチレン共重合量が２．５モル％、ＭＦＲ値が２５ｇ／１０分、融点が１２５℃のメタロセン系重合触媒から得られた日本ポリケム（株）製低融点エチレン−プロピレンランダムコポリマー樹脂ウインティク「ＸＫ１１８３」と、ＭＦＲ値が３１ｇ／１０分、融点が１６３℃のポリプロピレンホモポリマー樹脂とを使用原料として、エチレン−プロピレンランダムコポリマー樹脂の押出機温度が２２０℃、ポリプロピレンホモポリマー樹脂の押出機温度が２２５℃、紡糸頭温度が２２０℃に調整し、溶融複合紡糸機を使用して、孔径０．８ｍｍの円形３０ホールの紡糸口金から紡出し、引取速度５００ｍ／分で巻取った。さらに、この未延伸繊維を延伸倍率４．２５倍、延伸温度８０℃で延伸した後、温度１１０℃で熱処理して１００Ｔ３０ｆのポリプロピレン系並列型複合紡糸繊維（以下、Ａ成分糸と略記する）を得た。
【００１３】
［ポリプロピレン系繊維（Ｂ成分糸）の製造］
また、花成分として、ＭＦＲ値が３１ｇ／１０分、融点が１６３℃のポリプロピレンホモポリマーを原料として、押出機温度が２２５℃、紡糸頭温度が２２０℃に調整し、溶融複合紡糸機を使用して、孔径０．８ｍｍの円形３０ホールの紡糸口金から紡出し、引取速度５００ｍ／分で巻取った。さらに、この未延伸繊維を延伸倍率３．３０倍、延伸温度８０℃で延伸し、温度１２０℃で熱処理して１９０Ｔ６０ｆのポリプロピレン繊維（以下、Ｂ成分糸と略記する）を得た。
【００１４】
＜繊維のストレッチバック性試験法＞
［測定法］
各実施例及び比較例で得た流体撹乱加工繊維を束ねカセ状とし、これを１１０℃で５分間乾熱処理をした後、１０分以上放置してサンプル糸とする。
イ）サンプル糸の一端に測定荷重Ａを掛け１分後に糸長（Ｌ１）を測定する。
測定荷重Ａ＝ｄｔｅｘ×１／１０×（２×巻き回数）
測定後、測定荷重Ａを取り除き２分間放置する。
ロ）次に、サンプル糸の一端に測定荷重Ｂを掛け１分後に糸長（Ｌ２）を測定
する。
測定荷重Ｂ＝ｄｔｅｘ×１／１０００×（２×巻き回数）
上記イ）及びロ）の測定値（Ｌ１、Ｌ２）から、下記計算式により算出した数値をストレッチバック率とした。
捲縮率（％）＝〔（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１〕×１００
【００１５】
［実施例１〜３］
エアー流体撹乱ノズル（ヘバライン社製：ヘマジェットＬＢ−１２Ｌ＋ジェットコアＳ３４５Ｋ）を使用し、上記の予め得たエチレンランダムコポリマーとポリプロピレンホモポリマーからなる並列型複合紡糸繊維（Ａ成分糸）を芯成分とし、ポリプロピレンマルチフィラメント繊維（Ｂ成分糸）を花成分として、速度２００ｍ／分、エアー圧０．５３ＭＰａの条件下で、芯成分を花成分より１５％、２０％、３０％過剰供給しながらそれぞれエアー流体撹乱加工した。得られた流体撹乱加工繊維の繊維繊度、及び乾熱温度１１０℃及び１２０℃の雰囲気下で５分間熱処理した後、上記測定法によりストレッチバック率を求めた。その結果を表１に示す。１２０℃熱処理後のストレッチバック率はいずれも２５％以上の高い値を示した。
【００１６】
［実施例４］
流体撹乱加工速度を４００ｍ／分に変更した以外は実施例１と同一条件で流体撹乱加工繊維を得た。得られた流体撹乱加工繊維の繊維繊度、及び乾熱温度１１０℃及び１２０℃の雰囲気下で５分間熱処理した後、上記測定法によりストレッチバック率を求めた。その結果を表１に示す。本例の繊維も１２０℃熱処理後のストレッチバック率は２５％と高い値であった。
【００１７】
［比較例１〜３］
芯成分をＢ成分糸に変更した以外は、実施例１〜３と同一条件で流体撹乱加工繊維を得た。得られた流体撹乱加工繊維の繊維繊度、及び乾熱温度１１０℃及び１２０℃の雰囲気下で５分間熱処理した後、同様にしてストレッチバック率を求めた。その結果を表１に示す。本比較例の繊維のストレッチバック率はいずれも１．２％以下であった。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、芯糸成分としてポリプロピレン捲縮糸と、花糸成分としてポリプロピレンマルチフィラメント糸とを流体撹乱加工した後、乾熱処理を施すことによって、捲縮率が１０％以上の繊維が提供される。かかる繊維は、軽量でソフト感に優れ、且つ、ストレッチバック性が高いという従来の繊維を超える特性を備えている。また、当該繊維を、２色以上の原着繊維とすることで更に高級感のあるストレッチバック性を有する繊維が得られる。さらに、当該繊維はリサイクル性、メンテナンス性にも優れている。したがって、本発明の流体撹乱加工繊維は特に産業資材用途に向けた繊維として極めて有用なものである。

Claims (5)

1. 芯成分が、エチレン共重合量が２〜５モル％、メルトフロレート値が１０〜５０ｇ／１０分であるエチレン−プロピレンランダムコポリマーとポリプロピレンホモポリマーが並列複合されたポリプロピレン捲縮糸からなり、花成分がポリプロピレン系マルチフィラメント糸からなる流体撹乱加工繊維であって、１１０℃、５分の乾熱処理後の捲縮率が１０％以上であることを特徴とするポリプロピレン系流体撹乱加工繊維。
2. 花成分のポリプロピレン系マルチフィラメント糸の糸長が、芯成分のポリプロピレン捲縮糸の糸長より１０％以上長い請求項１に記載のポリプロピレン系流体撹乱加工繊維。
3. 花成分のポリプロピレン系マルチフィラメント糸が、メルトフロレート値が１０〜５０ｇ／１０分を有するポリプロピレン系繊維からなる請求項１又は２に記載のポリプロピレン系流体撹乱加工繊維。
4. 芯成分となるエチレン共重合量が２〜５モル％、メルトフロレート値が１０〜５０ｇ／１０分であるエチレン−プロピレンランダムコポリマーとポリプロピレンホモポリマーが並列複合されたポリプロピレン捲縮糸と、花成分となるマルチフィラメント糸とを流体撹乱加工した後、得られた加工繊維を１１０℃以上の温度で乾熱処理することを特徴とする捲縮率が１０％以上のポリプロピレン系流体撹乱加工繊維の製造方法。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のポリプロピレン系流体撹乱加工繊維を用いた織編物。