JP2004360094A

JP2004360094A - 感湿捲縮複合繊維

Info

Publication number: JP2004360094A
Application number: JP2003157715A
Authority: JP
Inventors: Masato Yoshimoto; 正人吉本
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-03
Also published as: JP4238067B2

Abstract

【課題】乾燥状態と吸湿状態における捲縮率の差が十分に大きく、染色等の後工程においてポリアミド成分とポリエステル成分との剥離が生じ難い複合繊維を提供する。
【解決手段】ポリアミド成分とポリエステル成分とがサイドバイサイドに接合されている複合繊維において、該ポリエステル成分を、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が１．０〜５．０モル％共重合されている変成ポリエチレンテレフタレートとし、該繊維断面を、ポリエステル成分に少なくとも１つの中空部を有し、該中空部の該繊維の断面積に対して占める割合が０．５〜１０％であり、ポリエステル成分とポリアミド成分の接合部が波形状である感湿捲縮複合繊維とする。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湿度変化により可逆的に捲縮率が変化する複合繊維に関し、更に詳しくはその捲縮率の変化が大きく、かつ構成成分の剥離が生じ難い複合繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木綿・羊毛・羽毛などの天然繊維が湿度変化によって可逆的にその形態・捲縮率が変化することは、従来から良く知られている。これに対して、合成繊維に同様の機能を付与する検討がなされており、ナイロン６と変性ポリエチレンテレフタレートとをサイドバイサイド型複合繊維が特許文献１、２等で提案されている。しかしこれら複合繊維は、染色等の後工程や実用において、ポリアミド成分とポリエステル成分との接合部で剥離が生じやすいといった問題がある。また、乾燥状態と吸湿状態での捲縮率の変化をさらに大きくしたいといった要望がある。さらに、捲縮率の変化を向上させる試みとしては、特許文献３に、ポリエステル成分とポリアミド成分とを扁平状に接合し、かつ、ポリアミド成分にナイロン４のような吸湿率の高いポリアミドを用いた複合繊維が提案されている。しかし、かかる従来技術も、乾燥状態と吸湿状態での捲縮率の変化を著しく向上させるものではなく、さらなる改良が望まれている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５８−４６１１８号公報
【特許文献２】
特開昭５８−４６１１９号公報
【特許文献３】
特開平３−２１３５１８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術を背景になされたものであり、乾燥状態と吸湿状態における捲縮率の差が十分に大きく、染色等の後工程においてポリアミド成分とポリエステル成分との剥離が生じ難い複合繊維を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記従来技術に鑑み、ポリエステル成分とポリアミド成分とからなる複合繊維について、その複合形状を種々検討したところ、乾燥状態と吸湿状態での捲縮率の変化が極めて大きく、しかも両成分の剥離の問題がほとんど発生しないものがあることを見出した。
【０００６】
かくして本発明によれば、ポリアミド成分とポリエステル成分とがサイドバイサイドに接合されている複合繊維であって、該ポリエステル成分が、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が１．０〜５．０モル％共重合されている変成ポリエチレンテレフタレートであり、該繊維横断面において、ポリエステル成分に少なくとも１つの中空部を有し、該中空部の該繊維横断面の断面積に対して占める割合が０．５〜１０％であり、ポリエステル成分とポリアミド成分の接合部が波形状であることを特徴とする感湿捲縮複合繊維が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の複合繊維はポリエステル成分とポリアミド成分がサイドバイサイドに接合されている複合繊維である。
【０００８】
上記ポリアミド成分としては、主鎖中にアミド結合を有するものであり、例えば、ナイロン４、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１２等が挙げられる。特にコスト性、汎用性、製糸性等の観点からナイロン６、ナイロン６６が好ましい。なお、これらをベースに公知の成分を共重合せしめても良く、酸化チタンやカーボンブラック等の顔料、公知の抗酸化剤、帯電防止剤、耐光剤等を含有していても良い。
【０００９】
一方、ポリエステル成分は、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が１．０〜５．０モル％、好ましくは１．５〜３．５モル％、より好ましくは２．０〜３．０モル％共重合させた変成ポリエチレンテレフタレートである必要がある。５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量が１．０モル％未満の場合は、ポリアミド成分との剥離が発生し十分な性能を発現することができない。逆に、５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量が５．０モル％を超える場合は、ポリエステル成分の溶融粘度が大きくなり製糸性が大きく低下する。なお、上記ポリエステル成分は、必要に応じて各種の成分を共重合またはブレンドしていてもかまわない。
【００１０】
本発明においては、複合繊維が、該繊維横断面において、ポリエステル成分に少なくとも１つの中空部を有していることが肝要であり、この中空部が複合繊維の捲縮発現に極めて大きな影響を与え、乾燥状態と吸湿状態との捲縮率の変化を大きくすることができる。
【００１１】
ポリアミド成分とポリエステル成分とから構成される本発明のサイドバイサイド複合繊維の捲縮は、該繊維を熱処理して、両成分に収縮率差及び熱収縮応力差が生じることによって発現する。つまり、ポリアミド成分は熱処理しても収縮率及び熱収縮応力が共に高いのに対し、ポリエステル成分は熱セットして容易に結晶化が進み、収縮率及び熱収縮応力が共に低いため、ポリアミド成分が内側に、ポリエステル成分が外側に配された捲縮が発現する。さらに、吸湿状態では外側のポリアミド成分が吸湿して伸長し、内側のポリエステル成分の長さ変化がほとんど起こらないので捲縮率が低くなる。
【００１２】
ところが、前述したようにポリエステル成分に５−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合すると該成分の結晶性が低下し、乾燥状態における複合繊維の捲縮率を十分に高くすることが困難となる。
【００１３】
これに対して、本発明者は、複合繊維のポリエステル成分側に中空部を形成することにより、ポリエステル成分の配向度を高め、結晶化しにくい５−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合させても結晶化を促進でき、乾燥状態での捲縮率をアップできることを見出した。さらに、かかる複合繊維は、乾燥状態での捲縮率が非常に大きいのにもかかわらず、吸湿状態においてはポリアミド成分が十分に伸長して捲縮率が低下し、乾燥状態と吸湿状態での収縮率差を格段に向上できることがわかった。
【００１４】
上記中空部の複合繊維横断面の断面積に占める割合（以下中空率と称することがある）は０．５〜１０％、好ましくは１〜８％、より好ましくは２〜６％である必要がある。中空率が０．５％未満の場合は、ポリエステル成分の結晶化が進まず十分な捲縮を付与することができず、一方、中空率が１０％を超えると製糸性が低下する。中空部の数は、１つが好ましいが複数個であってもよい。上記中空率は、中空部が２つ以上の場合、その中空部の合計面積から求める。なお、中空部の形状としては、例えば丸、三角、四角等形状を例示することができる。
【００１５】
本発明のサイドバイサイド型複合繊維においては、ポリアミド成分とポリエステル成分との接合部の形状に特徴を有しており、その形状が波形状であることが重要である。これは、ポリアミド成分とポリエステル成分との剥離防止に有効である。この原因については、必ずしも明確ではないが、上記波形状が、単なる直線状あるいは凸状の接合部形状と比べて、その接合界面長が長いこと、及び、剥離が起ころうとする際その応力が分散されることが考えられる。ここで、波形状とは、複合繊維の横断面において、一方の成分が他の成分にそれぞれ１以上凸に張り出し、全体として波形の形状をしていることをいい、例えば、図１（１）〜（５）に示すような形状のものをいう。
【００１６】
本発明においては、以上に説明したポリエステル成分側に中空部を形成することと、ポリエステル成分とポリアミド成分の接合部を波形状とすることの両方の効果により、捲縮率変化の向上と、接合部での剥離防止の両立が可能となる。
【００１７】
また、本発明においては、乾燥状態と吸湿状態における複合繊維の捲縮率の差が１５％以上であることが好ましく、より好ましくは１７〜５０％、さらに好ましくは２０〜４０％である。これにより快適性に優れた布帛とすることができる。
【００１８】
ポリアミド成分とポリエステル成分との繊維横断面における面積比は、ポリアミド／ポリエステル＝３０／７０〜７０／３０の範囲が好ましく、より好ましくは４０／６０〜６０／４０の範囲である。
【００１９】
本発明の複合繊維の総繊度は特に限定されないが、通常の衣料用素材として用いられるのは４０〜２００ｄｔｅｘ、単繊度は１〜６ｄｔｅｘのものを用いることができる。なお、必要に応じて本発明の交絡処理が施されていても良い。
【００２０】
本発明の複合繊維は、例えば次の方法により製造することができる。図１（１）に示す繊維断面形状を有する複合繊維は、例えば図２に示すような、ポリエステル成分側とポリアミド成分側の吐出孔が分離し、かつ、ポリエステル成分側の吐出孔面積ＳＡがポリアミド側の吐出孔面積ＳＢよりも大きい（つまり、ポリエステル成分側の吐出線速度をポリアミド側の吐出線速度よりも小さくなるようにした）紡糸口金を用い、それぞれの吐出孔からポリエステル及びポリアミドの溶融ポリマーを吐出し、それらを溶融状態で接合し、これを冷却固化し、これを必要に応じて延伸することにより得ることができる。上記紡糸口金を用いる場合、ＳＡ／ＳＢを１．１〜１．８の範囲とするのが好ましい。
【００２１】
さらに、延伸を行う場合は、紡糸で得られ未延伸糸を一旦巻き取った後これを延伸、さらに必要に応じて熱処理を行う、いわゆる別延方式のほか、未延伸糸を一旦巻き取らないで延伸、さらに必要に応じて熱処理を行う、いわゆる直延方式のどちらの方法も採用することができる。上記紡糸における紡糸速度はとしては、例えば、通常採用されている１０００〜３５００ｍ／分程度の紡糸速度のものを採用することができる。また、延伸、熱処理は、延伸後の伸度が２５〜５０％、延伸後の収縮率が５〜１５％程度になるように条件を設定するのが、捲縮の発現、製織編性などからは好ましい。
【００２２】
【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）ポリアミドの固有粘度
ｍ−クレゾールを溶媒として使用し３０℃で測定した。
（２）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℃で測定した。
（３）強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、伸度（％）
繊維試料を気温２５℃、湿度６０％の恒温恒湿に保たれた部屋に一昼夜放置した後、サンプルの長さ１００ｍｍを（株）島津製作所製引っ張り試験機テンシロンにセットし、２００ｍｍ／ｍｉｎの速度にて伸張し、破断時の強度、伸度を測定した。
（４）沸水収縮率ＢＷＳ（％）
ＪＩＳＬ１０１３８．１８Ｂ法に準じて測定した。沸水温度はＢｏｉｌ状態とした。
（５）ポリアミド成分とポリエステル成分の接合部形状
複合繊維の任意の断面について、１５００倍のカラー繊維断面写真をとり、フィラメント中のポリアミド成分とポリエステル成分との接合形状を調査した。
（６）中空率（％）
（４）で得られたカラー繊維断面写真を３００％に拡大し、中空部の面積（ａ）とフィラメント全体の面積（ｂ）の比（ａ／ｂ×１００）にて求めた。
（７）ポリアミド成分とポリアミド成分との剥離状況弊社
複合繊維を筒編みし、カチオン染料にてボイル染色後１２０℃の高圧染色機中にて３０分処理した後、この筒編みを解きほぐして繊維を取り出し、（４）と同様にしてカラー繊維断面写真をとり、その写真から剥離状況を調査した。
（８）吸湿捲縮率ＴＣｈ（％）及び乾燥捲縮率ＴＣｄ（％）
複合繊維を長さ３０ｃｍのカセにとり、１．７７×１０^−３ｃＮ／ｄｔｅｘ（２ｍｍｇ／ｄｅ）の荷重をかけて沸騰水中で３０分間処理して捲縮を発現させ、次いで２４時間自然乾燥を行い、吸湿捲縮率ＴＣｈと乾熱捲縮率ＴＣｄの測定用サンプルをそれぞれ準備した。
前者のサンプルを水中に３０分間浸漬後、これを取り出し、ろ紙で付着した水をふき取った後、１０分以内に下記方法で求めた捲縮率ＴＣを吸湿捲縮率ＴＣｈ（％）とした。一方、後者のサンプルを、温度１００℃で１０分間乾燥した後、１０分以内に下記方法で求めた捲縮率ＴＣを乾燥捲縮率ＴＣｄ（％）とした。また、両者の差（ＴＣｄ−ＴＣｈ）を、吸湿による複合繊維糸の変化率△ＴＣとした。
なお、捲縮率ＴＣは、複合繊維を、温度２５℃、湿度６０℃の雰囲気下で、０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘ（２００ｍｍｇ／ｄｅ）の荷重下で１分間放置後の長さを測定しその長さをＬ１とし、その後、１．７７×１０^−３ｃＮ／ｄｔｅｘ（２ｍｍｇ／ｄｅ）の荷重下で１分間放置後の長さを測定しＬ２とし、次式より求めた。
捲縮率ＴＣ（％）＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１×１００
【００２３】
［実施例１］
固有粘度［η］が１．１のナイロン６（Ｎｙ６）と、固有粘度［η］が０．４６で２．６モル％の５−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合させた変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とをそれぞれ２７０℃、２９０℃にて溶融し、図２の複合紡糸口金（ＰＥＴ側の円弧状スリットの面積ＳＡ＝０．１６５ｍｍ^２、スリットの幅Ａ１＝０．１５ｍｍ、Ｎｙ６側の円弧状スリットの面積ＳＢ＝０．１１０ｍｍ^２、スリットの幅Ａ２＝０．１０ｍｍ、両スリットの間隔ｄ＝０．０８ｍｍ）を用い、それぞれ１１．５ｇ／分の吐出量にて押出して接合しサイドバイサイド型複合繊維を形成し、冷却固化・油剤を付与したあと、糸状を速度１０００ｍ／分、温度６０℃のローラーにて予熱し、ついで、速度２７００ｍ／分、温度１４０℃に加熱されたローラー間で延伸熱処理を行い巻き取って８６ｄｔｅｘ−２４ｆｉｌの複合繊維を得た。得られた複合繊維の横断面は、図１（１）の如く、ＰＥＴ成分側に中空部があり、Ｎｙ６成分とＰＥＴ成分との接合部は波形の形状を有していた。結果を表１に示す。
【００２４】
［比較例１］
従来公知の、Ｎｙ６成分側とＰＥＴ成分側の吐出孔面積が同じであり、中空部を形成しない複合紡糸口金を用いた以外は実施例１と同様にして、複合繊維を得た。得られた複合繊維の横断面は、図３の如く、ポリエステル成分側に中空部を有しておらず、ポリアミド成分はポリエステル成分側に凸状にせり出してはいるが、その接合部は波形の形状にはなっておらず、単純な曲線状であった。結果を表１に示す。
【００２５】
［実施例２、３、及び、比較例２］
ＰＥＴの溶融温度を表１のように変更し、中空率を同表のように変更した以外は実施例１と同様にして紡糸を行い、複合繊維を得た。結果を表１に示す。
【００２６】
［実施例４、５、及び、比較例３、４］
ＰＥＴを、それぞれ表１に示した５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量のＰＥＴに変更した以外は、実施例１と同様にして、複合繊維繊維を得た。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、乾燥状態と吸湿状態での捲縮率の変化が十分に大きく、かつ、ポリアミド成分とポリエステル成分との接合部の剥離が著しく改善され、快適布帛として好適な複合繊維を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合繊維の横断面の例を示した模式図。
【図２】本発明で使用される紡糸口金の吐出孔の一例を示した模式図。
【図３】従来の複合繊維の横断面の一例を示した模式図。
【符号の説明】
ア：ポリアミド成分
イ：ポリエステル成分
ウ：ポリアミド成分とポリエステル成分との接合部
エ：中空部

Claims

ポリアミド成分とポリエステル成分とがサイドバイサイドに接合されている複合繊維であって、該ポリエステル成分が、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が１．０〜５．０モル％共重合されている変成ポリエチレンテレフタレートであり、該繊維横断面において、ポリエステル成分に少なくとも１つの中空部を有し、該中空部の該繊維横断面の断面積に対して占める割合が０．５〜１０％であり、ポリエステル成分とポリアミド成分の接合部が波形状であることを特徴とする感湿捲縮複合繊維。
乾燥状態と吸湿状態における複合繊維の捲縮率の差が、１５％以上である請求項１記載の感湿捲縮複合繊維。