JPS63159523A - 複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱水可溶型共重合ポリエステルを１成分とし
、熱水除去によって容易に超極細繊維や特殊異形断面糸
などを得ることができ、しかも、−溶融紡糸や延伸する
ことが容易な複合ｉｓｉに関するものである。

［従来の技術］ 溶融紡糸方法により、直接に超極ｍ、ｉｓ維を製造する
ことは、紡糸・延伸時の操業性や高次加工段階での取扱
い性などに問題点が多く、現在の技術段階では、良好な
糸質の超極細繊維を溶融紡糸により直接製造することは
困難とされている。

このため、超極細繊維は、責任成分を断面形状が海島型
・ブレンド型・分割性多層型などの複合繊維とした後に
、少なくとも一部が繊維表面を占める１成分を溶解除去
したり、又は膨潤分割する方法により製造することが行
われている。この際、溶解除去又は膨潤分割するには、
化学薬品が用いられている。例えば、通常のポリアミド
を溶解除去するためには例えば蟻酸が用いられ、通常の
ポリエステルを溶解除去するためには例えば苛性ソーダ
の熱水溶液が用いられ、また、ポリスチレンを溶解除去
するためには例えばトリクロルエチレンが用いられてい
る。

これらの化学薬品は取扱いに危険が伴うので、溶解除去
のための特殊な設備が必要である。このため、化学薬品
による１成分除去法は、作業者の安全衛生面、設備面お
よび廃水処理面などに問題を残している。

一方、特公昭５８−３９９２６号公報には、２０〜６０
モル％の５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩を共重合
してなる水溶性ポリエステルをブレンド紡糸した俊延伸
時に溶解除去する方法が開示されている。しかしながら
、このように多量の５−スルホインフタル酸ナトリウム
塩を添加すると、縮重合反応時の発泡・増粘作用で十分
な重合度のものが得られにくいし、また、複合紡糸時の
製糸性も満足できるものではなかった。しかも、ここで
用いた水溶性ポリエステルは、冷水でも溶出するために
重合反応後の溶融ポリマ吐出、ガラ゛　ト化の際の冷却
に水が使用できず、吐出空冷のような特殊な装置で冷却
することが必要であった。

この吐出空冷の場合、長い冷却ゾーンでかつポリマを送
るベルトないしはロールが必要となるが、このように長
い冷却ゾーンはポリマの酸化分解を招くことになる。ざ
らに、複合繊維とした後の取扱い時に、空気中の水分に
よって変形を受けるので、後加工時の取り扱いが難しく
、例えば（ｑられた複合繊維から織物、編物あるいは不
織布などを製造する場合には一般に、撚糸あるいはカー
ディング工程などを経て布帛形成の機台に入るが、この
間において複合繊維は融着やそれによる解舒不良などを
生じ、糸切れ、毛羽立ち、もつれなどにより加工が困難
となる。

また、水溶性ポリエステルは接着剤・サイジング剤・塗
料などのように水溶液として用いる用途に数多くの提案
（例えば特公昭４７−４０８７３号公報、５７−２６３
０９号公報、６０−１３３４号公報など）がなされてい
る。しかし、これら提案は、いずれも水溶液としての使
用しか検討しておらず、高温での溶融紡糸による繊維形
成性やその延伸については示唆すらも与えていない。

更に、特公昭５５−１３７４号公報に記載されている水
溶性ポリアミドは、高温時の熱安定性が悪く、しかも、
含まれるオリゴマやモノマによって製糸性が悪い。特に
、通常のポリエステルと複合紡糸する場合のように２８
０〜２９０℃の高温で溶融紡糸することは困難である。

また、高温での溶融粘度を高く保つことが難しいので、
通常のポリエステルやポリアミドと複合紡糸する場合、
複合繊維を任意の断面形状や複合形態でかつ安定に維持
することが難しい。しかも、この水溶性ポリアミドは、
熱水溶解に長時間を要するという問題もある。

このように、従来の水溶性ポリマを１成分として用いる
のでは、複合形態が安定でかつ取扱いの容易な複合ｗ４
維を、安定的かつ容易に製糸することが困難である。従
って、溶融紡糸により複合繊維を製造しその１成分を水
により溶出除去させ分割や異形化する方法は未だに工業
的に実施されていない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者らは、上記した欠点がなく、高温時でも十分に
溶融紡糸可能な耐熱性と曳糸性、および通常のポリエス
テルやポリアミドとの複合紡糸が容易な粘度をもち、し
かも、繊維化した後の延伸が容易な冷水不溶、熱水易溶
のポリエステルについて鋭意検討した結果、本発明に到
達した。すなわち、本発明は、冷水には不溶でかつ熱水
には易溶であり、しかも、溶融紡糸および延伸すること
が通常の繊維同様に容易に行える熱水溶型共重合ポリエ
ステルを１成分とし、溶融紡糸、延伸することにより製
糸され、熱水処理により容易に超極細繊維や特殊異形断
面繊維などを製造することができる複合繊維を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明は、少なくとも２成分
からなる複合＄１ｉＩｆｔであって、該複合繊維の少な
くとも１成分が、５〜１５モル％の５−ナトリウムスル
ホイソフタル酸と５〜４０モル％の脂肪族ジカルボン酸
および／または脂環族ジカルボン酸とを含み、かつ主た
る酸成分がテレフタル酸である共重合ポリエステルで構
成されていることを特徴とする複合繊維からなる。

本発明は、ポリエチレンテレフタレートに、少゛なくと
も、５−ナトリウムスルホイソフタル酸と、脂肪族ジカ
ルボン酸および／または脂環族ジカルボン酸とを特定割
合で共重合してなる特定の熱水可溶性共重合ポリエステ
ルを、複合繊維の１成分として用いることを特徴とする
。

共重合成分の５−ナトリウムスルホイソフタル酸は５〜
１５モル％、好ましくは８〜１２．５モル％がよい。５
モル％未満では熱水によりポリマを十分に溶解除去させ
ることが困難である。他方、１５モル％を越えると冷水
でも溶出されるようになるので、製造ポリマの冷却、溶
融紡糸や延伸時における取扱いなどが雌しくなり、工業
生産には適さなくなる。

ざらに、上記した５−ナトリウムスルホイソフタル酸と
共に、５〜４０モル％の脂肪族ジカルボン酸および／ま
たは脂環族ジカルボン酸も共重合させることが必要であ
る。ここで、脂！１７ｉ族ジカルボン酸としては、例え
ば、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンニ酸、アゼライ
ン酸などが、また、脂環族ジカルボン酸としては、例え
ば、１．４−シクロヘキサンジカルボン酸、１．２−シ
クロヘキサンジカルボン酸、ジシクロへキシル−４゜４
′−ジカルボン酸などが用いられる。

上記ジカルボン酸が５モル％未満では熱水溶解性が低下
し、熱水溶解時にフレーク状の不溶物が残存するし、し
かも、得られた未延伸糸の伸度が小さすぎて、通常の方
法では容易に紡糸や延伸を行うことができず、紡糸時の
単糸切れ、延伸時の毛羽、糸切れなどが多発し、安定し
て製糸し難い。

他方、上記ジカルボン酸が４０モル％を越えると、得ら
れるポリマの軟化点が低くなりすぎるため、溶融紡糸前
の乾燥が十分に行なえなかったり、また、紡糸や延伸時
の巻取糸が単糸間あるいは糸条間で融着を起こすので、
実用上満足できる複合繊維が得られ難い。

この共重合ポリエステルは、主たる酸成分（すなわち、
全酸成分のうちの約５０％以上の酸成分）がテレフタル
酸である。テレフタル酸の割合が少な過ぎると、ポリマ
の軟化点が低くなりすぎるため、溶融紡糸前のチップ乾
燥や、紡糸、延伸時の巻取糸にトラブルが生じる。

なお、この共重合ポリエステルは、前記した必須共重合
成分の他に、前記以外のジカルボン酸、例えばイソフタ
ル酸、あるいは親水性のポリオールなどを、冷水不溶、
熱水易溶などの優れた特性を阻害しない範囲で、共重合
していてもよい。イソフタル酸を共重合させる場合は、
５モル％以下が好ましい。

本発明に係る複合繊維において、前記した熱水溶型共重
合ポリエステルとともに用いる他の複合成分としては、
通常の溶融紡糸可能な非水溶性ポリマを用いることがで
きる。この非水溶性ポリマとしては、繊維形成性を有し
、水に不溶のポリマであれば特に限定されることなく使
用可能である。

例えば、ナイロン４、ナイロン６、ナイロン７、ナイロ
ン１１、ナイロン１２、ナイロン６６などのポリアミド
類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレートなどのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプ
ロピレンなどのポリオレフィン類、およびこれらの共重
合物や変性体などが好適に用いられる。この、他の複合
成分は１成分に限らず、二成分以上でもかまわない。

本発明に係る複合繊維の複合形態は、その１成分を除去
して極細繊維を得るような極細繊維発生型複合形態、具
体的には海島型複合形態、混合紡糸複合形態、剥離分割
型複合形態などの多成分系複合形態や、その１成分の除
去によって種々の変形断面を形成することができる複合
形態、めるいは、セット後の編織物からその１成分を除
去することによって特殊な嵩高性と腰を付与することが
できる複合形態などをとることができる。熱水溶型共重
合ポリエステルを十分に溶解除去するためには、ｌｌｌ
ｖｌ表面の少なくとも一部をこの共重合ポリエステルが
占める複合形態とすることが好ましい。

［作用］ 本発明の複合繊維の１成分として用いる共重合ポリエス
テルは、冷水に不溶でかつ熱水に易溶の特性をもったポ
リマである。この冷水に不溶で熱水に易溶である性質は
、溶融紡糸により複合ｗ４雄を製造する上で非常に重要
である。すなわち、冷水にも可溶であると、縮重合の反
応終了後溶融ポリマを吐出ガツト化する際一般に用いら
れている水浴中への吐出冷却法が用いれないし、また、
チップや繊維が空気中の水分によって変形を受けるので
、安定した複合繊維を工業的に製造することが困難であ
る。

ポリエステルの水溶化には特定量の５−スルホイソフタ
ル酸の共重合が不可欠ではあるが、熱水易溶かつ冷水不
溶とするために、特定量の脂肪族ジカルボン酸および／
または脂環族ジカルボン酸をも共重合させることが必要
である。上記以外のイソフタル酸を用いても熱水易溶か
つ冷水不溶とすることができるが、このイソフタル酸は
柔軟性に乏しい芳香環を有するため、未延伸糸の伸度が
小さくなり、延伸を行うことが比較的容易ではない。こ
れに対し、脂肪族や脂環族のジカルボン酸は柔軟性があ
るので、延伸が容易であって、通常のポリエステルやポ
リアミドと同様な条件下で延伸することができる。

なお、５−スルホイソフタル酸とともに脂肪族や脂環族
のジカルボン酸を共重合してなる本発明で用いた共重合
ポリエステルは、ポリマで評価すると、冷水中でやや膨
潤するので、冷水不溶の点がやや不十分であり、また、
メルトインデクサ−による長時間溶融貯昭により分解し
曳糸性の悪化が生じる高温での耐熱性がやや不十分であ
るので、高温Ｃ溶融紡糸して複合繊維にするには適して
いないとみられていた。しかし、実際に複合紡糸し延伸
を行うと、窒素ガスでシールされた溶融紡糸機内では、
はとんど分解は生じず、何らトラブルを生じることなく
良好に溶融紡糸、延伸することができるし、しかも、延
伸を行うことにより分子鎖を配向、結晶化させると、冷
水による膨潤ヤ変形は生じなくなり、通常の非水溶性繊
維同様に取扱うことができるのであり、ポリマの評価か
ら危惧された問題は生じない。

本発明で用いた熱水溶性共重合ポリエステルは、熱水や
温水に溶解させると、透明液、あるいは乳化微分散状態
の液とすることができ、何ら助剤を用いることなく熱水
や温水に異物残存物を残さずに溶解することができる。

このように、本発明で用いた共重合ポリエステルは、複
合繊維製造およびそれからの溶出除去に好適な特性を有
する。

本発明に係る複合繊維は、他の成分として用いる非水溶
性ポリマの製糸方法に準じた製糸方法や条件で容易に製
糸することができる。例えば、溶融複合紡糸し、一旦パ
ッケージに巻取った後、延伸する製糸方法や、紡糸と延
伸とを連続して行う製糸方法や、高速で紡糸し機械的延
伸を施さずにそのまま巻取るいわゆる高速製糸方法など
で製糸すればよい。また、その紡糸温度や未延伸糸巻取
り時の巻取り速度、延伸時の熱固定温度などの条件は、
他の成分として用いる非水溶性ポリマの製糸条件に準じ
て設定すればよい。ただし、本発明に係る複合繊維の場
合は、延伸性を高めるために、延伸工程における加熱を
行うことが好ましい。

得られた複合繊維は、熱水中に浸漬するなどの手段によ
る熱水処理により、その中の共重合ポリエステル成分を
溶解除去することができる。この熱水溶型共重合ポリエ
ステルを、例えば、海島型複合繊維の海成分に用いた場
合は、熱水処理によって極細繊維を極めて容易に１ｑる
ことができるし、また、非水溶性成分のまわりに種々配
置した複合繊維の場合には、特殊な形状の周形断面糸を
１７にとができる。このように、熱水処理は、糸条の段
階で行ってもよい。また、編織物などにした後に行って
、独特な嵩高性、腰、風合などを有する製品としてもよ
い。

［実施例］ 以下、実施例によって本発明をざらに詳細に説明する。

なお、実施例中の部は重量部を意味する。

・実施例１ テレフタル酸（ＴＰＡ＞のメチルエステルであるテレフ
タル酸ジメチル９２．６部、アジピン酸（ＡＡ＞のメチ
ルエステルであるアジピン酸ジメヂル２９．５部、エチ
レングリコール９３．３部および酢酸カルシウム０．１
３５部を反応容器に仕込み１３０〜２３０℃で副生メタ
ノールを留出しながらエステル交換反応させた。次いで
、５−ナトリウムスルホイソフタルＭ（ＳＩ）のメチル
エステルである５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメ
チル２６．１部、三酸化アンチモン０．０３部、リン酸
０．００７５部および酢酸リチウム０．３部を連添し、
２３０〜２５０℃で１時間反応した後、２５０〜２７５
℃か”）　１　ｍ１ｌｌｌｌｏ以下の減圧下で３時間の
縮重合を行なった。重合後、常温の水浴中にポリマを吐
出、冷却して、ガツト化し、切断してチップとした。得
られたポリマのＩＶ（オルソクロロフェノール溶液での
固有粘度）は０．７２、軟化点は１００〜１０５℃であ
った。

得られたチップを９０℃、３０時間真空乾燥して乾燥共
重合ポリエステルとし、該乾燥共重合ポリエステルと、
ＩＶが０．７０のホモポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）チップを１５０℃、６時間真空乾燥した乾燥ＰＥ
Ｔとを、別々にスクリュー押出機で溶融（２８５℃）し
、ギヤポンプで、ＰＥＴが８分割される複合形態の分割
型複合紡糸口金（２４ホール）に送り、複合紡糸した。

この際、共重合ポリエステルは繊維中心から放射状の８
方向に枝状に延びる横断面形を占め、その吐出量は６．
７５ｇ／分であった。使方、ＰＥＴは共重合ポリエステ
ルで分割させられた８層（島成分）を占め、その吐出量
は２０，７５ｑ／分であった。口金孔から紡出された複
合糸を空冷し、変成オレフィン類でオイリングした１９
００ｍ／分で巻取った。得られた未延伸糸を９０℃の熱
ロールおよび１３０℃の熱板を通過させて３．９８倍に
延伸し、７０デニール２４フイラメント、強度３、６　
ａｉｄ、伸度３６％の延伸糸を得た。

得られた延伸糸の水に対する特性、および紡糸・延伸性
を次の方法で評価し、その結果を第１表に示した。

冷水中の変化：　３０℃の水中に、総状の複合条約１ｇ
を２０時間浸漬した後、その複合糸における共重合ポリ
エステル層の表面、断面の変化を、ｖＡ察および断面顕
微鏡写真により調べた。また、繊１１ｆ１重量の変化を
調べ、その減少率を、共重合ポリエステル成分型開に対
するパーセントでもって表示した。

熱水中の変化二　９５℃の熱水１ｏｏｑ中に総状の複合
条約１ｇを２０分間浸漬した後、その複合系における共
重合ポリエステル層の表面、断面の変化を、観察および
断面顕微鏡写真により調べた。また、繊維重量の変化を
調べ、その減少率を、共重合ポリエステル成分Ｗｆｆｉ
に対するパーセントでもって表示した。

延伸時の糸切れ率：　延伸糸１０ｋＯを製糸する際の糸
切れ回数でもって表示した。

延伸糸の状態：　得られたパッケージの表面毛羽、パッ
ケージからの糸の解舒性を観察により調べた。

次いで、この延伸糸を用いて筒編地を編成し、清水中に
２０分間浸漬した俊乾燥した。浸漬前の重量が６．９０
ｏ　（編地約１ｍ長）の編地は、浸漬処理することによ
り５．１８０まで減量され、そのタッチは非常に柔かく
しなやかになった。また、この清水処理により、２４フ
イラメントの延伸糸は、１９２フイラメントの極細繊維
に分割されていた。

・実施例２および比較例１〜４ 共重合ポリエステルにおけるＴＰ△、ＡＡＳＳｌの共重
合割合を変更し、あるいはΔＡの代りにドデカンニ酸（
ＯＡ）を用いて、実施例１と同様にして、第１表に示す
各種組成の共重合ポリエステルを重合した。それらの共
重合ポリエステルを用いた以外は、実施例１と同様にし
て溶融紡糸、延伸して複合繊維を製糸した。その結果を
第１表に示した。

・実施例３ 繊維の断面形状が三葉形であって、共重合ポリエステル
が、その三葉の頂点それぞれから繊維内部方向に先細り
のくさび状となって配置された複合ポリマ流を形成する
複合紡糸口金を用いて、実施例１と同じポリマ組合せに
より、複合紡糸、延伸を行ない、７５デニール、３６フ
イラメントの延伸複合繊維を得た。この延伸糸における
複合割合は、共重合ポリエステルが１５ｗｔ％、ＰＥＴ
が３５ｗｔ％であった。

次いで、実施例１と同様に筒編地を編成し、続いて沈水
］０分間浸漬処理を行なったところ、共重合ポリエステ
ル成分のみが除去され、三葉の頂点に繊維内部方向に先
細りのくさび状の凹みが形成された断面形状となり、シ
ルクライクな優雅な光沢と風合をもつＰＥＴ異形断面ｌ
１１ｍが得られた。

［発明の効果コ 本発明の複合繊維は２以上の複合成分中、少なくとも１
成分が冷水不溶かつ熱水易溶なため、従来のような化堂
莱品を用いることなく、熱水処理することにより、特殊
な繊維、例えば、超極細繊維や異形断面繊維、あるいは
、特殊な高や腰や風合を有するｇｉ維特製品容易に製造
することができる。このため、特殊な安全防護設備など
を必要とせず、作業環境が著しく改善される。

しかも、本発明に係る複合繊維は、溶融紡糸性や延伸性
が良好であるので、通常の非水溶性ポリマの複合紡糸同
様に、容易かつ安定に製糸することができる。

従って、本発明に係る複合繊維は、超極細繊維の製造用
、特殊異形断面繊維の製造用、特殊な混繊糸の製造用、
あるいは、独特な嵩や腰、シルクライクな風合を有する
編織物の製造用、などに広く用いることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２成分からなる複合繊維であって、該複合繊
   維の少なくとも１成分が、５〜１５モル％の５−ナトリ
   ウムスルホイソフタル酸と５〜４０モル％の脂肪族ジカ
   ルボン酸および／または脂環族ジカルボン酸とを含み、
   かつ主たる酸成分がテレフタル酸である共重合ポリエス
   テルで構成されていることを特徴とする複合繊維。