JP2010275668A - ポリエステル混繊糸 - Google Patents

Abstract

【課題】高中空率、高嵩高性、高軽量性で風合い的に柔らかいポリエステルマルチフィラメント混繊糸を提供する。
【解決手段】繊維を構成するポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がエチレンテレフタレート単位で構成されたポリエステル繊維からなる混繊糸であって、下記要件を満足するマルチフィラメント糸を含む混繊糸。ａ）構成単糸の繊維軸に直交する断面形状が四角中空コアー部を有すること。ｂ）該コアー部外表面からコアー部中心点に対して放射状に突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在する８枚のフィン部Ａを有すること。ｃ）単糸が２０本以上で構成されていること。
【選択図】図１

Description

本発明は、風合い的に柔らかく、且つ軽量感に優れたポリエステルマルチフィラメント混繊糸およびそれを含む布帛に関するものである。

ポリエステル繊維は機械的特性をはじめ様々な優れた特性を有しており衣料用途をはじめ各種用途・分野に利用されている。しかしながら天然繊維に比べて風合い的に硬い、吸水性がない、及び触感の点で好ましくないといわれてきた。そのため、最近ではポリエステル繊維の機能性を向上させるべく、ポリエステル繊維の断面形状を変更させ、吸水性を向上させたり、又はポリマーを改質させることにより、軽量性を高めたり、フィブリル性を向上させたり、深色性を向上させたりしてきた。

特に繊維の軽量化のために従来よりさまざまな技術が開示されてきた。例えば紡糸口金を中空形状にして、高中空率繊維としたり、また複合繊維（通常コンジュゲート紡糸と呼ばれている）装置を用いて中心部にポリビニールアルコール系の樹脂を添加し、紡糸捲取後に、その樹脂を溶出させ、実質のポリエステル繊維の中空率を高め、軽量性を発現させる方法が各種提案されている（例えば特許文献１参照）

しかしながら中空繊維の製糸方法として、口金形状のみで高中空率達成する製糸方法では、口金吐出孔から溶融吐出されるポリマーの貼り合せの技術（口金設計そのもの）が必要であり、その貼りあわせを安定に行なうのが困難になるので、高い中空率を達成しようとした場合、紡糸断糸の発生を抑制した安定して生産を行なうことが難しい。また複合繊維として中空を形成する剤を溶出する方法は中空形成率は高いが、そのコストは著しく高くなる。また長繊維ではその溶出が完全に行われるのが難しい。

さらに近年、繊維軸に対して直交する断面が中空であるコアー部と、該コアー部外表面から突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在するフィン部とからなる軽量性を狙った断面が提案されているが、中空率及び、マルチフィラメント状態での空隙率が低いものであり、結果的に軽量性が満足いくものではなかった。（例えば特許文献２、３参照）

また、同じく繊維軸に対して直交する断面が円形中空であるコアー部と、該コアー部外表面から突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在するフィン部とからなる軽量性を狙った断面が提案されているが、かかる断面はフィンの枚数が少なく高度に異型化された断面であるゆえ、繊維のシルクファクター（強度×√伸度）が低くなり、紡糸延伸工程における毛羽の発生及び断面の変形による中空率及び空隙率の低下が大きいという課題があった。（例えば特許文献４参照）

これらの開示された技術によりある程度布帛の軽量化は達成できるものの、ソフト性、嵩高性等には限界があった。
そのため特にスポーツ衣料用途としては、強度と共にソフト性、軽量性及び嵩高性のある布帛が必要とされそのニーズに合うものとして混繊糸が好ましく検討されている。（例えば、特許文献５、６）
しかしながら現在までに、ソフトで高軽量な嵩高性のある布帛とすることが可能な混繊糸は得られていない。

特開２００２−１７３８２４号公報 特開平９−２４１９４１号公報 特開２００１−１１５３３４号公報 特開２００８−５７０６０号公報 特開２００８−１１５４９７号公報 特開２００８−２３１５９９号公報

本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、高空隙率を有し、風合い的に柔らかく高軽量性の中空異型ポリエステル部分的配向マルチフィラメント混繊糸を提供するものである。

本発明者らは上記目的を達成するため鋭意検討した結果えられたもので、
本発明によれば、
繊維を構成するポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がエチレンテレフタレート単位で構成されたポリエステル繊維からなる混繊糸であって、下記要件を満足するポリエステルマルチフィラメント糸を含むポリエステル混繊糸、
ａ）構成単糸の繊維軸に直交する断面形状が四角中空コアー部を有すること。
ｂ）該コアー部外表面からコアー部中心点に対して放射状に突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在する８枚のフィン部を有すること。
ｃ）単糸が２０本以上で構成されていること。
が提供される。

更に好ましくは、上記ポリエステルマルチフィラメントの構成単糸の繊維軸に直交する断面における下記式１で示す中空率が３０〜６０％であり、ポリエステルマルチフィラメント糸の下記式２で示す空隙形成率が４０〜７０％で、且つシルクファクター（強度×√伸度）が１５以上あるポリエステル混繊糸、
中空率（％）＝（Ａ／（Ｂ−Ａ））×１００ ・・・・式１
空隙形成率（％）＝（ＮＡ／（Ｃ−ＮＡ））×１００ ・・・・式２
Ａ；本発明を構成するポリエステルマルチフィラメントの単糸繊維軸に直交する断面面積
Ｂ；本発明を構成するポリエステルマルチフィラメントの単糸繊維横断面最外周面積
Ｃ；本発明を構成するポリエステルマルチフィラメントの横断面最外周面積
Ｎ；本発明を構成するポリエステルマルチフィラメントに含まれる単糸数
が提供される。

本発明により、中空率のみならずポリエステルマルチフィラメント糸全横断面中に空隙を多く形成させることができ、その結果繊維糸条の見かけ比重が下がり、繊維・布帛として非常に軽量でなお且つ柔らかい風合いのある繊維を提供することができる。四角中空とすることで断糸や延伸時の毛羽の発生が抑えられ生産性良く中空糸を製造することができる。

本発明を構成する異型中空ポリエステルマルチフィラメントの単糸の繊維軸に直交する断面の模式図。 異型中空ポリエステルマルチフィラメント糸の繊維軸に直交する断面の模式図。 本発明を構成する８枚のフィン部を有する四角中空ポリエステルマルチフィラメント糸を製造する紡糸口金での吐出孔の模式図。 本発明実施例の混繊糸製造装置。 比較例２でのポリエステル繊維の繊維軸に直交する断面の模式図。 比較例３でのポリエステル繊維の繊維軸に直交する断面の模式図。

本発明の混繊糸は８枚のフィン部を持った四角中空ポリエステルマルチフィラメントを含み、他の繊維と空気交絡ノズルにて交絡混繊したものである。
本発明の混繊糸を構成する８枚のフィン部を有する四角中空ポリエステルフィラメント（単にポリエステルマルチフィラメントと呼称する場合がある）について説明する。

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。

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。

ポリエステルマルチフィラメントの単糸断面形状として図１に示されているように、繊維軸に対して直交する断面が四角中空であるコアー部と、該コアー部外表面からコアー部中心点に対して放射状に突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在する８枚のフィン部とからなる形状が必要である。まず、コアー部の中空部分の形状は図３に示されているような紡糸口金各吐出スリットを用いることにより、四角中空とすること及び吐出ポリマー同士の高い貼り合せ性を得ることでき、安定して目的の単糸断面形状をえることができる。

コアー部中空部分の形状が丸形中空の場合、紡糸時での貼り合せ不良（貼り合わせ部を多くする必要があるため）による単糸断面変形が多発し断糸による工程通過性が著しく低下する。

フィン部については、該コアー部外表面からコアー部中心点に対して放射状に突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在する８枚のフィン部とからなる形状にすることでマルチフィラメント状態での単糸間の干渉による高い体積排除効果をえることができ目的の空隙形成率をえることができる。
またフィンの個数を８枚とすることにより繊維間摩擦係数が低下するので延伸時の毛羽や断糸の発生が少ないという効果がある。

また、ポリエステルマルチフィラメントの繊度としては３０〜４００ｄｔｅｘであることが好ましい。３０ｄｔｅｘ未満であれば嵩高性が不足し、４００ｄｔｅｘを超える場合は風合いが硬くなり好ましくない。好ましくは３０〜２００ｄｔｅｘである。

また、ポリエステルマルチフィラメントの単糸数は２０本以上である必要があり、単糸数が２０本未満であればフィンを取り付けた事による体積排除効果が十分でなく、目的とする嵩高さ、軽量感を得ることが出来ない。また単糸数が大となると（マルチフィラメントとしての繊度が大きくなると）繊維の曲げ剛性が高くなり布帛におけるソフト感が低下し好ましくない。好ましくは２５〜５０本である。
ポリエステルマルチフィラメントの製造方法としては、図３に模式的に示す吐出形状を有する口金を用いて公知の溶融紡糸、延伸法により行なうことができる。

次に混繊糸について説明する。
上述のポリエステルマルチフィラメントと混繊する相手として限定するものではないが、軽量性の面から好ましくは中空ポリエステル繊維、例えば中空丸断面や中空三角中空断面、中空四角断面といったものと混繊したものをあげることができる。混繊比率としては例えば、上記の８枚のフィン部を有する四角中空ポリエステルマルチフィラメントを糸条（１）とし、これと組み合わせる相手方ポリエステルマルチフィラメントを糸条（２）とすると、混繊比は各糸条の総繊度比にして（２）／（１）＝１．０〜２．０の範囲が好ましい。

本発明の混繊糸の製造法は特に限定されないが、例えば図４のような装置で製造することができる。すなわち、図４において本発明を構成する、８枚のフィン部を有した四角中空ポリエステルマルチフィラメントＤと混繊相手のポリエステルマルチフィラメントＥが、原糸供給ローラー１から予熱ローラー２を経て供給され、圧縮空気交絡装置（インターレスノズル）３で繊維間交絡を付与された後、引き取りローラー４で引き取られ、セットヒーター５により熱セットされた後、製品のポリエステル混繊糸６として巻き取られる。この際、原糸供給ローラーと引き取りローラーの周速比を調整して、若干の弛緩を与えるのが好ましい。

得られたポリエステル混繊糸を製織する方法や、製織組織については特に制限はないが、外観の特徴や、混繊によるふくらみと風合いを生かせる製織方法、組織を選ぶことが好ましい。
本発明の混繊糸の利点を効果的に発現するためには、該糸を布帛とした後、常法に従いボイルオフ、プレセット、染色、ファイナルセットを行なうのがよい。

以下、実施例を挙げて本発明の構成および効果をさらに詳細に説明する。なお、実施例における物性は下記の方法で測定したものである。

（１）中空率（％）
中空率は、紡糸捲取したポリエステルマルチフィラメントのセクションを切り、単糸１本の繊維軸に直交する横断面写真（５６０倍以上３５０００倍以下）をＳＥＭ（走査電顕写真）により撮影し、写真画像の各単糸の繊維軸に直交する横断面の外周部分を線（図１の破線部分）で結びその内面積を面積Ａとした。またポリエステルフィラメント糸の繊維軸に直交する横断面面積を繊度および密度から算出し面積Ｂとし、以下の式により中空率を求めた。ここで密度はＪＩＳ Ｌ１０１３に記載の密度勾配管法に従い求めた。
中空率（％）＝Ａ／（Ａ−Ｂ）×１００
Ａ：単糸繊維軸に直交する断面ポリマー部面積
Ｂ：単糸繊維横断面最外周面積
測定は５箇所の繊維断面から計算を行い、その平均値をもって中空率（％）とした。

（２）空隙形成率（％）
空隙形成率は次のようにして求めた。紡糸捲取したポリエステルマルチフィラメントのセクションを切り、繊維横断面写真（５６０倍以上３５０００倍以下）をＳＥＭにより撮影し、写真画像のポリエステルマルチフィラメント糸の外周部分を線（図２の破線部分）で結びその内面積を面積Ｃとした。
またポリエステルマルチフィラメント糸の断面積を繊度および密度から算出し面積Ａとし、以下の式により空隙形成率を求めた。ここで密度はＪＩＳ Ｌ１０１３に記載の密度勾配管法に従い求めた。
空隙形成率（％）＝ＮＡ／（Ｃ−ＮＡ）×１００
Ａ；単糸繊維軸に直交する断面ポリマー部面積
Ｃ；ポリエステルマルチフィラメント糸横断面最外周面積
Ｎ；ポリエステルマルチフィラメント糸に含まれる単糸数
測定は５箇所の繊維断面から計算を行い、その平均値をもって空隙形成率（％）とした。

（３）軽量化率（％）
通常の中実の断面で構成されるポリエステル繊維８４ｄｔｅｘの２４フィラメント及び１６７ｄｔｅｘ４８フィラメントを使用した２４ゲージの丸編物の目付け（ｇ／ｍ^２）と布帛厚み（ｍｍ）を測定し、布帛厚みに対する目付けの基準曲線を作成する。同じ２４ゲージの丸編物を作成した際の基準曲線の同一厚み値における目付けの減少率を軽量化率（％）とした。

（４）編物の風合い（ソフト感）
２４ゲージの丸編物での風合いを通常の中実の断面で構成されるポリエステル繊維８４ｄｔｅｘの２４フィラメントの丸編物と比較して、次の３段階で評価した。
レベル１：ソフトでしなやかな感触がある
レベル２：ややソフト感が乏しいが反撥性は感じられる
レベル３：カサカサした触感あるいは硬い触感である。

［実施例１］
固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレートを２８５℃で溶融し、図３に示す吐出孔を３６個有する紡糸口金より吐出した。吐出された糸条は、冷却後オイリングノズルにてオイル付与し３０００ｍ／分の速度にて巻き取った。得られた部分的未延伸糸を温度８０℃で１．５倍に延伸し、次いで温度２００℃で熱セットを施し８４ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。得られた８枚のフィン部を有する四角中空ポリエステルマルチフィラメント（Ｄ）に中空丸断面を持ったポリエチレンテレフタレートフィラメント糸（Ｅ）を図４の装置により混繊して、表１に示す繊度比のポリエステル混繊糸を得た。得られた丸編物では５０％以上の高い軽量化率であり、ソフト感も確認できた。

[実施例２]
図３に示す吐出孔を２４個有する紡糸口金より吐出した以外は実施例１と同様に表1に示す繊度比のポリエステル混繊糸を得た。得られた丸編物ではソフト感は実施例１よりやや劣るものの良好であり、５０％以上の高い軽量化率を確認できた。

［比較例１］
図３に示す吐出孔を１２個有する紡糸口金より吐出した以外は実施例１と同様にポリエステル混繊糸を得た。得られた丸編物では５０％以上の高い軽量化率であるが、カサカサした硬い触感であり衣料用途での展開は難しい結果となった。

［比較例２］
コアー部が丸中空でフィンの数が４枚である図５に示す断面形状を示す吐出孔を３６個有する紡糸口金より吐出した以外は実施例１と同様にポリエステル混繊糸を得た。シルクファクターが低く、紡糸工程での断糸及び毛羽による工程通過性が低下したとともに、得られた丸編物では５０％以上の高い軽量化率であるが、カサカサした硬い触感であり衣料用途での展開は難しい結果となった。

［比較例３］
コアー部が四角中空でフィンの向きがコアー部中心点に対して非放射状である図５に示す断面形状を示す吐出孔を３６個有する紡糸口金より吐出した以外は実施例１と同様にポリエステル混繊糸を得た。得られた丸編物の軽量化率は５０％以下であり大きな軽量化率が確認できなかった。

本発明のポリエステル混繊糸は、繊維横断面中に空隙を多く形成しており、その結果繊維の見かけ比重が下がり、繊維・布帛として非常に軽量で尚且つ柔らかい風合いのある繊維を提供することができる。さらに中実繊維同様にアルカリ減量加工を実施することができる。それゆえこの混繊糸を用いて幅広いバリエーションのある織編物を作成することができる。スポーツ衣料用途として有用である。

Ａ：本発明の混繊糸を構成するマルチフィラメントの単糸繊維横断面ポリマー部面積
Ｂ：本発明の混繊糸を構成するマルチフィラメントの単糸繊維横断面最外周面積
Ｃ：本発明の混繊糸を構成するマルチフィラメントの横断面最外周面積
Ｄ：８枚のフィン部を有する四角中空ポリエステルマルチフィラメント糸
Ｅ：混繊相手のポリエステルマルチフィラメント糸
１：原糸供給ローラー
２：予熱ローラー
３：圧縮空気交絡装置
４：引き取りローラー
５：セットヒーター
６：製品の混繊糸

Claims (3)

1. 繊維を構成するポリマー成分の少なくとも９０モル％以上がエチレンテレフタレート単位で構成されたポリエステル繊維からなる混繊糸であって、下記要件を満足するポリエステルマルチフィラメント糸を含むことを特徴とするポリエステル混繊糸。
   ａ）構成単糸の繊維軸に直交する断面形状が四角中空コアー部を有すること。
   ｂ）該コアー部外表面からコアー部中心点に対して放射状に突出し且つ該コアー部の長さ方向に沿って延在する８枚のフィン部を有すること。
   ｃ）単糸が２０本以上で構成されていること。
2. ポリエステルマルチフィラメント糸の構成単糸の繊維軸に直交する断面における下記式１で示す中空率が３０〜６０％であり、下記式２で示す空隙形成率が４０〜７０％で、且つシルクファクター（強度×√伸度）が１５以上ある請求項１に記載のポリエステル混繊糸。
   中空率（％）＝（Ａ／（Ｂ−Ａ））×１００ ・・・・式１
   空隙形成率（％）＝（ＮＡ／（Ｃ−ＮＡ））×１００ ・・・・式２
   Ａ；単糸繊維軸に直交する断面面積
   Ｂ；単糸繊維横断面最外周面積
   Ｃ；マルチフィラメント糸横断面最外周面積
   Ｎ；マルチフィラメント糸に含まれる単糸数
3. 請求項１〜２いずれかに記載のポリエステル混繊糸を含むことを特徴とする布帛。

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