JPH01124612A - カーペット用原糸 - 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、ポリエステルカーペット用原糸に関する。更
に詳しくは、易染性と高い捲縮堅牢性を有し、カーペッ
トに好適なポリエステル繊維から成るカーペット用原糸
に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕近年、
ナイロンに替わりポリエステルがウソシュアンドウェー
性、防汚加工性に優れていることからカーペット用原糸
として利用が広がっている。

カーペット用原糸は、カーペット製造時の生産性からＢ
−Ｃ−Ｐ（Ｂｕｌｋｅｄ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｆｉ
ｌａｍｅｎｔ）であることが要求される。ポリエステル
Ｂ−Ｃ−Ｆを得る試みとして、少なくとも一方の成分に
共重合ポリエステルを用いたり（例えば特開昭６Ｏ−２
５９６２４）　、押込加工等の機械的加工や紡出糸を非
対称冷却する方法（例えば特開昭５７−２９６０８号公
報）が用いられている。

しかしながら、共重合ポリエステルを用いた場合には、
捲縮は発現するものの融点の低下に伴なう耐熱性の低下
や染色後の染色堅牢度の低下などポリエステル本来の特
長が損なわれてしまう欠点があった。また、押込加工に
より捲縮を発現させたもの（例えば特開昭５２−３４０
２１）は、ポリエステルの捲縮加工性が不十分な為、−
旦発現した捲縮がカーペット製造段階で繊維にかかる引
張り応力により消失し易く、カバーリング性の乏しいカ
ーペットしか得られなかった。また、非対称冷却により
得られる捲縮糸も、繊維の伸度が過剰に残っている為、
やはり捲縮が消失し易い欠点があった。

従って、ポリエステルの特長である優れた耐熱性や染色
堅牢度を損なわず、捲縮堅牢性の高いポリエステルＢ−
Ｃ−Ｆは今のところ得られていない。

更に、上記問題以外に、ポリエステルは易染性に乏しい
ため高温高圧の染色が必要であり、この為に、ナイロン
等のカーペットの染色加工で採用されている先染や反染
が困難である。従って、現在一般に用いられているポリ
エステルカーペット用原糸は、淡色束かあるいは抜染し
て白色のまま使用されており、このことがポリエステル
繊維のカーペット用としての利用の拡大を大きく阻害し
ている。

従って、易染性と高い捲縮堅牢性を有するポリエステル
Ｂ・Ｃ−Ｆカーペット用原糸の出現が強く求められてい
る。

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決し、易
染性と高い捲縮堅牢性を有するポリエステルカーペット
用原糸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〕

本発明者らは、上記問題点を解決すべく繊維の微細構造
の観点から鋭意検討を重ねた結果、単繊維繊度が６デニ
ール以上で、繊維断面が異形断面を有し、測定周波数１
１０　Ｈｚにおける力学的…失正接のピーク温度（Ｔｍ
ａｘ）が１２０℃以下、結晶完全性パラメータ（ＣＩ）
が０．３以下であり、かつ導水処理後の）壱縮伸長率が
１０％以上であることを特徴とするポリエステル繊維か
ら成るカーベ・ノド用原糸であれば、易染性と高い捲縮
堅牢性を有することを見出し、本発明に到達した。

本発明に使用するポリエステルは、エチレンテレフタレ
ートの繰返し単位を８５モル％以上、好ましくは９０モ
ル％以上を含有する実質的にポリエチレンテレフタレー
トからなるポリエステルであるが、熱及び機械的安定性
を損なわない範囲で二価のカルボン酸、あるいは二価の
グリコールなどの少量の第三成分を含有していても良い
。

本発明のカーペット用原糸は、単糸繊度が６デニール以
上であることが必要である。６デニール未満では、カー
ペットにした際の腰が弱く、ペーパーライクな感触にな
ってしまう。カーペットの反ｔ８性から８〜２０デニー
ルであることが好ましい。

本発明のカーペット用原糸は、清水処理によって高い捲
縮が顕在化するが、繊維の異形断面の形状によっては、
清水処理によらずとも適度な自己捲縮性を有している。

殊に、断面が非点対称形の異形断面を有する場合には、
約５％以上の捲縮伸長率を示し、押込加工などの機械捲
縮を越える捲縮性を有する。

導水処理後の捲縮伸長率は１０％以上であることが必要
である。捲縮伸長率が１０％以下では、ボリューム感が
不足するため、カバリング性に欠ける。より良好なカバ
リング性を得るには、捲縮伸長率が１３％以上、更には
１５％以上であることが望ましい。断面が非点対称形の
異形断面であれば１５％以上の高い１１縮伸長率が容易
に発現し得る。

本発明のカーペット用原糸は、高い捲縮伸長率と異形断
面の組合せによって、カバリング性に優れ、ボリューム
感と良好な外観を兼ね備えた独特の感触のカーペットが
得られる。

本発明のカーペット原糸を構成する繊維は異形断面を有
し、本発明に適用される異形断面糸の代表的な断面形状
を第１図ａ　ｗ　ｈに示す。第１図中、ａ　−ｄは点対
称形、ｅ−ｈは非点対称形の異形断面の例である。

本発明の繊維は、測定周波数１１０　Ｈｚにおける力学
的…失正接のピーク温度Ｔｍａｘが１２０℃以下である
ことが必要である。

染色性を支配する繊維の非晶領域の構造を表現する特性
値として、上記Ｔ　ｍａｘが適切である。

Ｔｍａｘが１２０℃以下であれば染色温度が１１０℃以
下で実用染色が可能であり、好ましくはＴ　ｍａｘが１
１０℃以下であれば１００℃の常圧下で染色が可能とな
る。

従来の低速紡糸−延伸で得られるポリエステル繊維や、
これを捲縮加工した捲縮糸のＴｍａｘは１３０℃以上で
あり、このために十分な染色を行なうには１３０℃の高
温高圧が必要であったことと比較すると、本発明のカー
ペット用原糸は工業的に極めて有意義である。

尚、力学的損失正接のピーク値（ｔａｎδ）ｍａｘも染
色性に寄与し、（ｔａｎδ）ｍａｘは０．１０以上であ
ることが良好な易染性を得るうえで好ましいが、本発明
のカーペット用原糸は（ｔａｎδ）ｍａｘも０．１１以
上を示し、良好な易染性を裏付けている。

本発明のカーペット用原糸は、結晶完全性パラメータＣ
１ｌが０．３以下であることが必要である。

結晶完全性パラメータＣ，Ｉは、Ｘ線回折により後述す
る方法によって測定される、繊維の結晶領域の成長度を
表現する特性である。Ｃ８の値が小さい程、結晶の成長
が進んでおり、熱及び機械的性質が優れたものとなる。

通常の低速紡糸−延伸で得られた繊維や、これを捲縮加
工した捲縮糸のＣ，Ｉは０．５以上であることから判る
ように、本発明のカーペット用原糸は、高度に成長した
結晶構造を有している。かかる結晶構造を有した本発明
の原糸は、例えば、熱特性にあっては導水収縮率が５％
以下と小さく精練・染色や以降の工程で受ける熱処理に
よっても寸法の変化や捲縮のへタリが生じず、高い捲縮
性が保持される。

本発明のカーペット用原糸は、上記微細構造に基づき、
機械的特性として、強度２ｇ／ａ以上、伸度４０％以下
を示す、殊に、ＣＲが０．２５以下であれば伸度が３０
％以下となり、後の加工工程や製品に於て繊維に加わる
伸長応力に対して捲縮がヘタることがなく、従来のＦ８
縮加工糸にない優れた捲縮堅牢性を示す。

捲縮堅牢性は、後述するように繊維に対し伸長負荷を繰
り返して与えた場合の伸長回復率及び−定の負荷を掛け
た後測定される捲縮弾性率で示される。従来の押込加工
等の機械加工によるカーペット用原糸の伸長回復率は高
々７０％であり、捲縮弾性率は９０％以下である。これ
に対し、本発明のカーペット用原糸は、７５％以上の伸
長回復率と９０％以上の捲縮弾性率を有する。

以上のように、本発明のカーベント用原糸は、微細構造
上の特徴により、易染性と高い捲縮堅牢性を呈する。

以下、本発明のカーペット用原糸の製造方法について述
べる。

本発明のカーペット用原糸は、ポリエステルを溶融紡糸
するに際し、異形断面紡口より吐出後、ネック点が紡口
下４０〜１３０　ｃｍになるように紡口直下に設けた加
熱域を通過せしめ、次いで冷却した後、延伸することな
く　８０００ｍ　７分以上の速度で引取ることにより製
造することが出来る。

本発明は、かかる高速紡糸に於て、異形断面紡口を用い
、単糸繊度６デニール以上とすることにより高い捲縮伸
長率と捲縮堅牢性を有する繊維を得ることが可能になっ
た。殊に、非点対称形の異形断面紡口を用いた場合には
、更に高い捲縮性が得られる。

第１図において、Ａ〜Ｈに本発明に適用される異形紡口
の代表的な断面形状と得られる繊維断面形状（ａ　−ｂ
　）を対応させて例示する。

紡口より押出された繊維は、紡口直下に設けた加熱域を
通過せしめてネック点を紡口下４０〜１３０ωとし、冷
却される。

本発明の方法において加熱域を設ける効果は、本発明の
カーペット用原糸の構造を決定する目的と、安定した紡
糸性を得るうえで必須である。すわなち、紡口直下に加
熱域を設けずして、本発明のカーペット用原糸を得よう
としても紡糸中に著しい断糸が発生し、安定した紡糸が
困難である。

本発明で、紡口直下に加熱域を設けたにもかかわらず第
１図ａ−ｈに例示する如く、通常の紡口下で冷風により
冷却する方法で得られる異形断面糸と同等の異形糸が得
られることは、全く予期されなかった事実である。

本発明の紡糸において、加熱域の条件、具体的には加熱
成長、温度は、ネック点を紡口下４０〜１３０ｃｍとな
る如く調整することが必要である。

一般に、引取速度が約６０００ｍ　７分以上の高速紡糸
においては、紡糸過程で急激な繊維直径の細化が発現し
いわゆる“ネック点”が観察されることが知られている
（繊維学会誌Ｖｏｌ　３８．　Ｎｏ、１１，１９８２゜
４９９頁〜５０７頁参照）。しかしながら、引取速度が
８０００ｍ／分以上になると、特開昭５４−５９４２４
号公報や特開昭５５−１０７５１１号公報に示されるよ
うな加熱域を有せずに訪日直下で繊維を急冷する方式で
は、このネック点が紡口近傍で発現し、安定した紡糸が
困難である。

本発明のカーペット用原糸を安定な紡糸性のもとで得る
には、ネック点が紡口下４０−１３０ｃｍの範囲、より
好ましくは５０〜１２０ｃｒａ、の範囲となる如く調整
することが望ましい。

加熱域の具体的な調整方法としては、紡口より吐出され
た繊維を囲む角または円筒形などの加熱筒が適切で、熱
源として電熱ヒーター、赤外線、遠赤外線、高温流体等
が採用されるが、これに限定されるものではない。最も
簡便には、電熱鋳込ヒーターの加熱筒が用いられるが、
この場合には長さ１０〜１２０ｃｍとし、ヒーター温度
を１００℃〜３００℃、好ましくは１５０℃〜２５０℃
に調整することで達成される。

加熱域を出た繊維は、冷却チャンバーからの冷却風によ
って室温まで冷却される。本発明に使用する冷却風は、
温度１０℃〜４０℃、湿度４０〜８０％Ｒ１！、風速０
．０５〜０．５ｍ／秒の通常の溶融紡糸に採用される冷
却風を適用することが出来る。特殊な低温や高風速など
の冷却条件を必須としない。チャンバーの形状も、通常
の横吹きタイプや紡糸口金の形状に一敗させた円周冷却
タイプ等が採用される。

室温まで冷却された繊維は、延伸することなく、８００
０ｍ　／分取上の高速で引取られる。

引取速度が８０００ｍ／分以下では、本発明のカーペッ
ト用原糸を得ることは困難である。

引取速度の上限は、高速巻取機の性能と紡糸安定性によ
り制約されるが、現状では約１２．００Ｏｎ＋／分が限
界と言える。

本発明により、上記異形紡口を用いて引取速度及びネッ
ク点をコントロールすることにより、紡糸するだけで、
高度な捲縮と良好な染色性、及び高い捲縮堅牢性を有す
るカーペット用原糸を安定かつ工業的有利に製造するこ
とが初めて可能となった。

〔実施例〕

実施例をもって本発明の詳細な説明する。

尚、本発明のカーペット用原糸の特性の測定法を以下に
述べる。

◎力学的損失正接（ｔａｎδ） 東洋ボールドウィン社製、レオ・パイブロンＤＤＶ−Ｅ
　ｆｆ　Ａ型動的粘弾性測定装置を用い、試料約０、１
　ｒｔｇ、測定周波数１１０　Ｈｚ、昇温速度５°Ｃ／
分において乾燥空気中で各温度に於けるｔａｎδを測定
する。ｔａｎδ−温度曲線からｔａｎδのピーク温度Ｔ
ｍａｘ（”Ｃ）と同ピーク高さ（ｔａｎδ）ｍａｘが得
られる。

■結晶完全性パラメータＣ，Ｉ Ｘ線回折装置を用い、試料の厚みを約０．５　ｓ■とし
て以下の条件で回折角２θが７°から３５°までの回折
強度曲線を描いた。

３０ｋｖ、　８０ｍＡ、スキャンユング速度１°／分、
チャート速度１０鶴／分、タイムコンスタント１秒、レ
シービングスリット０．３　ｍｍとした。

２θ＝１７°〜２６°の範囲に描かれた３つの主要な反
射を低角度側から（１００）　、　（０１０）　、　（
ＩＴＯ）とする。

２θ＝７°と３５°の間にある回折強度曲線を直線で結
びベースラインとする。各ピークとベースラインの間に
垂線を引きこの垂線を回折強度とする。（０１０）と（
１１０）間の谷にあたる点での回折強度をｒｏとし、（
１ｒＯ）のピークの回折強度を■とした時、結晶完全性
パラメータＣＩ＋は次式で示される。

１゜ Ｃ１＝□ ■ ◎染色性 染色性は平衡染着率によって評価した。

試料を一口編地とし、スコアロールＦＣ２ｇ／ｌを用い
６０℃で２０分間精練し、乾燥、調温（２０℃×６５％
Ｒ１１）　　したものを用いた。

分散染料レゾリンブルー（Ｒｅｓｏｌｉｎ　Ｂｌｕｅ）
ＦＢＬ（バイエル社商品名）を使用し、３％ｏｗｆ　、
浴比１対５０で１００℃１２０分間染色した。分散剤と
してデイスパー几を１　ｇ／ｌ加え、更に酢酸によりｐ
Ｈ＝６に調整した。

染着率は染色後の染液を採取し、吸光度を測定する方法
により染着率を算出した。

染着率が６０％以上であれば染色性は良好であり、７０
％以上になると極めて良好といえる。

◎捲縮伸長率 繊維に２■／ｄの荷重をかけ１分後に長さ！！。

を測定する。次に繊維に０．１ｇ／ｄの荷重をかけ１分
後に長さ！！２を測定した。捲縮伸長率は次式％式％ 試料のバラツキを考慮して、各試料につき１０点の測定
を行ない平均値を示した。

捲縮性の評価としては、無荷重下で９８℃×５分間沸水
処理前後の捲縮伸長率を測定した。

◎捲縮弾性率 捲縮伸長率の測定と同様に、導水処理後の繊維について
、繊維に２■／ｄの荷重をかけ１分後に長さＩＩを測定
する。次に繊維に０．１ｇ／ｄの荷重をかけ１分後に長
さ１２を測定した。荷重を除去後、更に繊維に２■／ｄ
の荷重をかけ１分後に長さ１３を測定する。捲縮弾性率
は次式で表わされる。

試料は１０点の測定を行ない平均値を示した。

◎伸長回復率　ＪＩＳ　Ｌ　１０７３−５・９八法に準
じ東洋ボールドウィン社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ　ＵＴＭ−
ｎ　−２０型引張試験機により、試料長５０値（但し、
捲縮を引伸した後の長さ）、引張速度１０％／分で、試
料長に対し３％の伸長を５回繰り返し、５回目の残留伸
び１．ｃＩｌを測定した。伸長回復率は次式％式％ 織物に１０ｇ／−の荷重を掛けた時のパイル長をｔ。ｌ
ｌとし、織物に５００ｇ／ｃＩ！の荷重を掛けた時のパ
イル長をｔｌｎｉとして次式により圧縮率を求める。

ｔ。

０強度・伸度 東洋ボールドウィン社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ　ＵＴＭ−ｎ
　−２０型引張試験機により、初長２０ｃｍ（但し、捲
縮を引伸した後の長さ）、引張速度２０ｃｍ／分で測定
した。

次１」０よ 固有粘度〔η）＝０．６４のポリエチレンテレフタレー
トを第１図の形状で第２表に示す寸法を有するＡ、Ｂ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの断面形状で、孔数１２を有する外径６
５１１φの紡糸口金を用いて、孔当りの押出量８．８ｇ
／分、紡糸温度３０５°Ｃで吐出した。紡口直下には内
径１００ｎ＋φ、長さ４０（ｈｍのアルミ鋳込ヒーター
加熱方式の加熱筒を紡口面と筒との間隙がない状態で設
置し、ヒーター温度２５０℃に調整した。

加熱筒を出た繊維は、通常の横吹き型冷却チャンバーに
より、冷風温度２０℃、湿度６ｏ％Ｒ１１、風速０．１
５ｍ／秒の冷却風により室温まで冷却し、油剤付与後、
引取速度１０．０００ｍ／分で引取った。

得られた繊維の単糸繊度は８デニールである。

紡糸中のネック点の位置は、Ｚｌ聞ＥＲ社製線径測定器
４６０　Ａ／２型及び肉眼観察により測定した。

本実施例の条件下では、全て安定した良好な紡糸性が得
られた。

得られたカーペット用原糸の特性及び捲縮性を第１表に
示す。

以下余白 第２表 第１表より明らかな様に、本発明のカーペット用原糸は
、良好な易染性、と高い捲縮伸長率及び捲縮堅牢性を有
している。

実施ｍ 固有粘度〔η）＝０．６３のポリエチレンテレフタレー
トを、第１図Ｆ及び第２表Ｆに示す異形紡口で孔数１２
を有する外径６５ｍφの紡口を用いて紡糸温度３０５℃
で押出した。

訪日直下の加熱筒及び冷風条件は、実施例１と同様にし
て、引取速度を第３表に示す如く異ならせて単糸繊度１
０デニールの繊維を得た。

本実施例の紡糸安定性は、全て良好であった。

得られた繊維の特性及び捲縮性を第３表に示す。

第３表から明らかな様に、引取速度が８０００ｍ　／分
収上の場合（阻９〜１１）は、良好な易染性と高い捲縮
堅牢性を有したカーペット用原糸となっている。

以下余白 実国ｌ州人 固有粘度〔η）＝０．６３のポリエチレンテレフタレー
トを、第１図Ｆ及び第２表Ｆに示す異形紡口で孔数１２
を有する外径６５ｎφの紡口を用いて紡糸温度３１０℃
で押出した。

訪日直下の加熱筒及び冷風条件は、実施例１と同様にし
て、引取速度を９００Ｏｎ＋／分とし、単糸デニールを
第３表に示す様に異ならせて繊維を得た。

得られた繊維の特性及び、この繊維を導水処理した後、
高さ３．３龍のパイル織物として測定された圧縮率を第
３表に示す。圧縮率は、賊吊−−−μ七通常は４０％以
上が必要とされている。

第３表から明らかな様に、単糸繊度６デニール以上の場
合、良好な圧縮率を有している。

以下余白 第　　３　　表 〔発明の効果〕 本発明のカーペット用原糸によれば、易染性と高い捲縮
堅牢性を有することで、染色温度が１１０℃以下更には
、１００℃の常圧で実用染色可能である。更に、捲縮堅
牢性に優れていることで、カーペット製造工程や製品と
した後も捲縮のへクリがなく、カバリング性に優れた独
特のボリューム感と外観のカーペットが得られる。

また、製造方法に関しても、複合紡糸や機械捲縮加工を
施すことなく、紡糸−引取工程のみでカ−ペット用に好
適な繊維が安定して得られるため、経済的に極めて有利
な方法である。

本発明のカーペット用原糸は、ポリエステルＢ・Ｃ−Ｆ
としてパイル織カーペット用に好適であるが、短繊維に
してフェルト織、ニードルパンチ等の形態としても良好
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の紡糸に適用される異形紡口の代表例
と、各々に対応して得られる本発明のカーペット用原糸
の断面を示す模式図であり、Ａ〜Ｈに異形紡口の断面を
示し、ａ−ｈに対応する原糸の断面を示す。 １．２，３．４・・・スリットの部位、θ・・・スリッ
ト角度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、単糸繊度が６デニール以上で、繊維断面が異形断面
   を有し、測定周波数１１０Ｈｚにおける力学的損失正接
   のピーク温度（Ｔ＿ｍ＿ａ＿ｘ）が１２０℃以下、結晶
   完全性パラメータ（Ｃ＿Ｒ）が０．３以下であり、かつ
   沸水処理後の捲縮伸長率が１０％以上であることを特徴
   とするポリエステル繊維から成るカーペット用原糸。