JP2004277910A - 分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメント - Google Patents

Abstract

【課題】単糸の繊度バラツキが小さく、単一で紡糸、延伸した如き品位良好な脂肪族ポリエステルモノフィラメントが生産性良く得られる分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントに際し、総繊度６６ｄｔｅｘ以上４４０ｄｔｅｘ以下で構成する単糸数が４本以上１２本以下のマルチフィラメントであり、当該マルチフィラメントは実質的に交絡を有しておらず、単糸繊度バラツキが（１）式を満足する分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントを提供することにある。
【解決手段】総繊度６６ｄｔｅｘ以上４４０ｄｔｅｘ以下で構成する単糸数が４本以上１２本以下のマルチフィラメントであり、当該マルチフィラメントは実質的に交絡を有しておらず、単糸繊度バラツキが式（１）を満足することを特徴とする分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメント。
［単糸繊度バラツキ（％）］＝｛（単糸繊度ＭＡＸ−単糸繊度ＭＩＮ）／単糸繊度平均｝×１００≦１０ ・・・（１）
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントに関する。更に詳しくは、分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントを構成する単糸の繊度バラツキが小さく、また単糸をモノフィラメントとして紡糸、延伸した如き品位良好な脂肪族ポリエステルモノフィラメントを分繊工程で生産性良く得ることが可能な分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より繊度４４ｄｔｅｘ以下のマルチフィラメントを単糸に分繊して得たモノフィラメントは、衣料用途としてはオーガンジー等の薄地衣料に、また産業資材用途としては捺染やスクリーン印刷用紗に、更に生活資材用途としてはティーバッグや水切りネットに幅広く使用されている。これら分繊子糸を含むモノフィラメントに使用される素材としては一般的な合成繊維の素材であるポリアミドや芳香族ポリエステルが通常使用されていた。
【０００３】
近年、ティーバッグや水切りネットについては環境を配慮して、生分解性機能を付与させる提案がなされている。ティーバッグや水切りネットは、要求される寸法安定性や抽出性能、水切り性能からモノフィラメントが使用される。例えば従来の生分解性を持つティーバッグ用繊維として、実用上十分な耐熱性と寸法安定性を有し、適度な抽出性能を持つティーバッグが得られる生分解性ポリ乳酸モノフィラメントが提案されている（特許文献１参照）が、使用されているのが分繊子糸ではないモノフィラメントであって、紡糸段階からモノフィラメントとして製糸するため生産性の点で問題があった。というのも、もともとポリ乳酸等の脂肪族ポリエステルは融点・軟化点が低いため、分繊工程における擦過により糸切れが発生し、分繊できなかったからである。また、水切りネット用途にはポリ乳酸のマルチフィラメントを活用しているものもある（特許文献２参照）。しかしながら、使用されているのがマルチフィラメントであるため、ティーバッグとしての充分な抽出性能が得られず、水切りネットにおいては水切り性が不十分である問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１３１８２６号公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−１４５４０１号公報（特許請求の範囲）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題を解決し、分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントを構成する単糸の繊度バラツキが小さく、単糸をモノフィラメントとして紡糸、延伸した如き品位良好な脂肪族ポリエステルモノフィラメントが分繊工程で生産性良く得られる分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントを提供することにある。
【０００７】
【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に鋭意研究した結果、ポリ乳酸を原料とし、単糸繊度バラツキの度合いを適切に設定して分繊することで、単一で紡糸、延伸した如き品位良好な脂肪族ポリエステルモノフィラメントが生産性良く得られることを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち本発明は、総繊度６６ｄｔｅｘ以上４４０ｄｔｅｘ以下で構成する単糸数が４本以上１２本以下のマルチフィラメントであり、当該マルチフィラメントは実質的に交絡を有しておらず、単糸繊度バラツキが式（１）を満足することを特徴とする分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントを提案するものである。
［単糸繊度バラツキ（％）］＝｛（単糸繊度ＭＡＸ−単糸繊度ＭＩＮ）／単糸繊度平均｝×１００≦１０ ・・・（１）
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】
本発明におけるマルチフィラメントの総繊度は、６６ｄｔｅｘ以上４４０ｄｔｅｘ以下であることが必要である。総繊度６６ｄｔｅｘ未満では、分繊工程での解舒張力変動で糸切れが多発する問題があり、本発明の対象にならない。また、４４０ｄｔｅｘを超えると分繊工程での解舒時に、パッケージ形態がドラム、またはチーズ状では糸落ちが多発して糸切れする問題があることから、やはり本発明の対象とならない。マルチフィラメントの総繊度は、好ましくは８９ｄｔｅｘ以上４００ｄｔｅｘ以下である。
【００１１】
本発明におけるマルチフィラメントを構成する単糸数は４本以上１２本以下であることが必要である。単糸数が４本未満であれば、生産性が悪い。一方、単糸数が１２本を超えるとパッケージ形態がドラム状であれば、分繊工程での解舒時に糸落ちによる糸切れが多発する。マルチフィラメントを構成する単糸数は、好ましくは６本以上１０本以下である。また、単糸繊度が１０ｄｔｅｘ以上４０ｄｔｅｘ以下であると糸切れなく安定した分繊性が得られ、製織工程において目ズレがなく、ティーバッグ等に加工した際の抽出機能が優れていることから好ましい。
【００１２】
また、該マルチフィラメントを構成する単糸の単糸繊度バラツキは（１）式を満足することが必要である。
［単糸繊度バラツキ（％）］＝｛（単糸繊度ＭＡＸ−単糸繊度ＭＩＮ）／単糸繊度平均｝×１００≦１０ ・・・（１）
ここで単糸繊度ＭＡＸとは、マルチフィラメントを構成する全ての単糸の繊度を測定したなかでの最大値を表し、また単糸繊度ＭＩＮとはマルチフィラメントを構成する全ての単糸の繊度を測定したなかでの最小値を表す。単糸繊度バラツキが１０％を超えると分繊工程における張力変動が大きくなり糸切れが多発するだけでなく、モノフィラメントとしての品位面においても寸法安定性が悪くなり使用上の問題がある。単糸繊度バラツキは好ましくは８％以下である。
【００１３】
本発明の分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントは、特に制限されるものではないものの、糸／糸間の動摩擦係数（μｄ）が０．１７０以上０．３００以下とすると、パッケージ状に巻かれた糸条が糸落ちなく解舒出来るだけでなく、分繊工程での絡みやもつれによる糸切れがなく優れた分繊性を得られることから好ましい。該動摩擦係数を有するマルチフィラメントの調製方法としては特に制限されるものではなく、例えば紡糸プロセスにおいて油剤を付与することなどによって調製される。
【００１４】
本発明に用いる脂肪族ポリエステルとしては特に制限されるものではなく、例えば、生分解性を有するコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸成分と、エチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、ネオベンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等のグリコール成分とからなる脂肪族ポリエステルや、ポリ乳酸等を挙げることができるものの、これら脂肪族ポリエステルの中で融点・軟化点が高いことからポリ乳酸が好ましい。また、ポリ乳酸の平均分子量は５万〜１０万が好ましく、かつ純度９５．０％〜９９．５％のＬ−乳酸からなるポリ乳酸であれば分繊工程や製織工程でのモノフィラメントの強度が維持できるほか、適度な生分解性が得られることから好ましい。
【００１５】
本発明の分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントは、破断強度は２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、また破断伸度は２０％以上４０％以下であれば、分繊工程においてもつれや絡み等による張力変動が生じても糸切れなく安定して分繊することが出来るだけでなく、製織工程等における加工時の糸切れが発生しにくいことから好ましい。また本発明の分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントは、沸騰水収縮率は２０％以下であれば製織工程において優れた寸法安定性が得られることから好ましい。
【００１６】
本発明の分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントの製造方法としては特に制限されるものではなく、一旦紡糸した糸を未延伸糸として巻き取った後に延伸する二工程法であっても、紡糸した糸を連続で延伸熱処理する直接紡糸延伸方法であっても構わないものの、該マルチフィラメントは実質的に交絡を有していないことが必要である。交絡があると分繊する際に糸切れが多発するため本発明の対象とならない。但し、二工程法であれば繊維の擦過を小さくすることができるホットローラ／ホットローラ間で延伸するプロセスが好ましく、更には直接紡糸延伸方法でドラム状パッケージに実質的に無撚りで巻き取ることがより好ましい。また、前記（１）式を満足させるには、溶融から吐出までのポリマーの滞留時間を短くする方が有利であり、このためパック内に設置された濾層の体積は７００ｃｍ^３以下とすることが好ましい。
【００１７】
【実施例】
以下実施例より本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに何等限定されるものではない。なお、実施例中の各特性値は以下の方法を用いて測定した。
（１）総繊度（ｄｔｅｘ）
浅野機械製作（株）製検尺機を用い、得られたマルチフィラメントを１０００ｍサンプリングして重量を測定し、１００００ｍに換算した重量値を繊度とした。
（２）交絡
エンタングルメント法に基づき、ロシールド社製ニードルプルテスターを使用して、０．５ＣＮ／ｄｔｅｘの張力を掛けてマルチフィラメントをピアッシングユニット（刺針機構）に通し、触針を突き刺したあと糸速５ｍ／分、トリップレベル１．５ｃＮ／ｄｔｅｘで糸長１０００ｍを評価した。
（３）単糸繊度（ｄｔｅｘ）
マルチフィラメントを単糸に分解し、その単糸をＳＥＡＣＨ ＣＯ．ＬＴＤ製ＤＥＮＩＥＲＣＯＭＰＵＴＥＲを使用して、試料長５ｃｍ、マルチフィラメントの繊度の１／１０の荷重下で測定した。
（４）単糸繊度ＭＡＸ（ｄｔｅｘ）
マルチフィラメントを単糸に分解し、その単糸をそれぞれＳＥＡＣＨ ＣＯ．ＬＴＤ製ＤＥＮＩＥＲＣＯＭＰＵＴＥＲを使用して、測定回数５回ずつ試料長５ｃｍ、マルチフィラメントの繊度の１／１０の荷重下で測定したときの最大の単糸の繊度を単糸繊度ＭＡＸ（ｄｔｅｘ）とする。
（５）単糸繊度ＭＩＮ（ｄｔｅｘ）
マルチフィラメントを単糸に分解し、その単糸をそれぞれＳＥＡＣＨ ＣＯ．ＬＴＤ製ＤＥＮＩＥＲＣＯＭＰＵＴＥＲを使用して、測定回数５回ずつ試料長５ｃｍ、マルチフィラメントの繊度の１／１０の荷重下で測定したときの最小の単糸の繊度を単糸繊度ＭＩＮ（ｄｔｅｘ）とする。
（６）単糸繊度平均（ｄｔｅｘ）
マルチフィラメントを単糸に分解し、その単糸をそれぞれＳＥＡＣＨ ＣＯ．ＬＴＤ製ＤＥＮＩＥＲＣＯＭＰＵＴＥＲを使用して、測定回数５回ずつ試料長５ｃｍ、マルチフィラメントの繊度の１／１０の荷重下で測定したときの単糸の繊度の平均を単糸繊度平均（ｄｔｅｘ）とする。
（７）単糸繊度バラツキ
１０本の単糸からなるマルチフィラメントを単糸に分解し、その単糸をＳＥＡＣＨ ＣＯ．ＬＴＤ製ＤＥＮＩＥＲＣＯＭＰＵＴＥＲを使用して、試料長５ｃｍ、マルチフィラメントの繊度の１／１０の荷重下で測定し、バラツキは（１）式で算出した。
（８）糸／糸間動摩擦係数（μｄ）
単糸１０本からなるマルチフィラメントを糸速５５ｍ／分で直径３５ｍｍのプーリーに通し、接触角９０°、プーリーねじり回数２回、プーリー入側張力：Ｔ１＝１０、測定温度２０℃±５℃、湿度６０％ＲＨ±１０％の条件で、プーリー出側張力：Ｔ２を３０秒間測定し、下式にて糸／糸間摩擦係数を算出した。張力の測定はＴ１、Ｔ２ともに英光産業株式会社製ＨＳ４０００μ型テンションメーターを使用した。
糸／糸間動摩擦係数（μｄ）＝０．４６９７×Ｌｏｇ（Ｔ２／Ｔ１）
（９）数平均分子量
得られたマルチフィラメントをクロロホルムに溶解して０．４重量％溶液とし、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて数平均分子量を測定した。
（１０）破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、破断伸度（％）
ＴＯＹＯ ＢＡＬＤＷＩＮ社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ／ＵＴＭ−ＩＩＩ−１００を使用して試料長２０ｃｍ、引張り速度２０ｃｍ／分の測定条件でマルチフィラメントを測定した。
（１１）沸騰水収縮率（沸収；％）
マルチフィラメントを周長１．１２５ｍのかせ取り機で２０回巻き取ってかせを作り、０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下で初長：Ｌ_０を求める。次に無荷重下沸水中で３０分間処理した後、風乾する。次いで、０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下で処理後の長さ：Ｌ_１を求め、次式により算出した。
沸騰水収縮率（％）＝｛（Ｌ_０−Ｌ_１）／Ｌ_０｝×１００
（１２）分繊性（分繊満管率；％）
マルチフィラメントの重量１０．０ｋｇのドラム状マルチフィラメントパッケージ１００個を分繊し、糸切れなくモノフィラメントに分繊できた割合を満管率（％）で表した。
○○ ：満管率８５％以上（特によい）
○ ：満管率７０％以上８５％未満（良い）
△ ：満管率５５％以上７０％未満（やや劣る）
× ：満管率５５％未満（悪い）
（１３）総合評価
マルチフィラメントを構成する単糸を分繊して得られるモノフィラメントの本数から生産性を勘案して分繊性、また単糸繊度バラツキ評価結果から品位面における優劣を総合的に判断する指標として、総合評価で表した。
○○ ：特に良い
○ ：良い
△ ：やや劣る
× ：悪い（分繊不可、または製品として不適格）
実施例１
光学純度９８．０％のポリ−Ｌ−乳酸をエクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、紡糸温度２３０℃で溶融し、濾過体積５２０ｃｍ^３の濾過層を通過させた後、直径０．５ｍｍの紡糸孔を４孔有する口金から吐出し、室温の冷却風を吹き付けて繊維を冷却固化した後、油剤を付与し、１０００ｍ／分の速度で引取ながら８５℃のホットローラー上にてガラス転移点まで加熱した後、延伸倍率２．８倍で延伸後、１１０℃のホットローラ−上にて熱処理して交絡を付与せず無撚りでドラム状パッケージに巻き取り、６６ｄｔｅｘのマルチフィラメントを得た。
【００１８】
実施例２
吐出量を変更した以外は実施例１と同様にして行った。
【００１９】
実施例３〜５
口金、吐出量を変更した以外は実施例１と同様にして行った。
【００２０】
比較例１，２，４
口金、吐出量を変更した以外は、実施例１と同様にして行った。
【００２１】
比較例３
光学純度９８．０％のポリ−Ｌ−乳酸をエクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、紡糸温度２３０℃で溶融し、濾過体積５２０ｃｍ^３の濾過層を通過させた後、直径０．５ｍｍの紡糸孔を３孔有する口金から吐出し、室温の冷却風を吹き付けて繊維を冷却固化した後、油剤を付与し、１２００ｍ／分の速度で一端巻き取り、未延伸糸を得た。次いで得られた未延伸糸を７５℃のホットローラー上でガラス転移点まで加熱した後、延伸倍率２．８倍で延伸後、１２０℃のホットローラ−上にて熱処理してパーン状パッケージに巻き取り、１３３ｄｔｅｘのマルチフィラメントを得た。
【００２２】
比較例５
巻き取り直前に、エアーノズルによる交絡を付与した以外は、実施例１と同様にして行った。
【００２３】
比較例６
濾過体積が７３０ｃｍ^３の濾過層を持つ紡糸部材を使用した以外は、実施例１と同様にして行った。
【００２４】
実施例１〜５で得られたマルチフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
実施例１は単糸数が４本で単糸繊度が１７ｄｔｅｘと細く、分繊工程での解舒時、および分繊時の張力変動で糸切れが発生したものの、分繊満管率は８２％と良好であった。実施例２は分繊満管率については９５％と問題なく良好であった。実施例３、４は分繊満管率が９０％以上であり、分繊工程での解舒時や分繊時の張力変動やもつれ、絡みによる糸切れがなく安定した分繊性が得られた。また生産性も良く、品位面でも優れたモノフィラメントが得られた。実施例５では単糸数が１２本と多く分繊工程でのもつれや絡みが発生しやすく、分繊満管率は７５％とやや劣っていた。
【００２７】
比較例１〜６で得られたマルチフィラメントの評価結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】

【００２９】
比較例１は総繊度が５６ｄｔｅｘと細く、分繊工程における解舒時に糸切れが多発して安定した分繊性が得られなかった。比較例２は総繊度が４８９ｄｔｅｘと太く、分繊工程における解舒時にドラム状パッケージの端面の糸落ちが発生し、満足する分繊性が得られなかった。比較例３は単糸数が３本であり、生産性が劣っていた。比較例４は単糸数が多く、分繊工程において分繊点に絡みやもつれが発生し、分繊性が劣っていた。比較例５は、交絡が入っていることから分繊することができなかった。比較例６は単糸繊度のバラツキが大きく、分繊工程で分繊張力の変動が大きくなり、分繊点で絡みやもつれが生じて分繊性は極めて悪かった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントを構成する単糸の繊度バラツキが小さく、単一で紡糸、延伸した如き品位良好な脂肪族ポリエステルモノフィラメントが生産性良く得られる分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメントが提供される。

Claims (2)

1. 総繊度６６ｄｔｅｘ以上４４０ｄｔｅｘ以下で構成する単糸数が４本以上１２本以下のマルチフィラメントであり、当該マルチフィラメントは実質的に交絡を有しておらず、単糸繊度バラツキ（％）が式（１）を満足することを特徴とする分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメント。
   ［単糸繊度バラツキ（％）］＝｛（単糸繊度ＭＡＸ−単糸繊度ＭＩＮ）／単糸繊度平均｝×１００≦１０ ・・・（１）
2. 糸／糸間の動摩擦係数（μｄ）が０．１７０以上０．３００以下であることを特徴とする請求項１記載の分繊用脂肪族ポリエステルマルチフィラメント。