JPH0146618B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸水性を有する複合糸の製造方法に関
する。

更に詳しくは、自然延伸比の異なる未延伸糸を
同時延伸することにより芯鞘構造の複合嵩高糸と
し、その際該未延伸糸の少なくとも一部に微細孔
形成剤配合のポリエステル系繊維を用いて、糸条
もしくは織編後アルカリ性溶液で処理することに
より、繊維表面に微細孔を形成せしめバルキーで
且つ吸水性良好な複合嵩高糸の製造方法に関する
ものである。

従来より天然繊維が、繊維固有の吸水性能によ
り水分をよく保持することはよく知られている。
一方、人造繊維のうち、特に合成繊維はその優れ
た性質から衣料用素材として非常に広範囲に使用
されているが、その多くが、疎水性の重合体より
できている為に吸水性に乏しい欠点がある。近
年、この様な合成繊維、特にポリエステル繊維の
吸水性能を向上させるために、親水性合成繊維の
開発研究、あるいは疎水性合成繊維の親水性研究
が数多くなされ、例えば、親水性基をポリマー主
鎖中に導入する方法、親水性化合物をポリマー中
に練り込む方法、繊維表面に親水性化合物を塗布
する方法など提案されている。しかし、いずれに
おいても、親水性について充分な効果を与えよう
とすると、本来のポリマー繊維の有していた優れ
た性能を低下させ、耐久性に乏しかつたり、織編
物として衣料にした場合に、風合、特に肌ざわり
の点で粗硬感が著しい等の種々の欠点を有してい
た。

本発明の目的は、ポリエステル繊維のかゝる欠
点を改良し、優れた吸水性を有し、しかも嵩高性
大で、優れた風合を有する複合嵩高糸の製造方法
を提供することにある。

即ち本発明は、自然延伸比が異なり少なくとも
その内の一つには微細孔形成剤を配向された２本
又はそれ以上のポリエステル系未延伸糸を同時に
延伸するに際し前記糸中、最も低い自然延伸比を
有する糸の自然延伸比以上、最も高い自然延伸比
を有する糸の自然延伸比以下で且つ最も低い破断
強度を有する糸の破断伸度以下の延伸倍率で同時
に延伸し、その際該未延伸糸には延伸前又は延伸
後に於いて混繊処理を施す事を特徴とする複合嵩
高糸の製造方法である。

具体的な例を用いて本発明を更に詳しく説明す
ると、第１図は本発明の方法の一実施例であつ
て、１は微細孔形成剤を含む変性ポリエステル未
延伸糸（例えば150d／36f、紡速1300m/min）、
２は１と同じく微細孔形成剤を含む変性ポリエス
テル未延伸糸（例えば78d／36f紡速3500m/min）
であり、それぞれを解舒した后、交絡用空気ノズ
ル３で混繊交絡し、次いでホツトローラー４、加
熱プレート５、延伸ローラー６間でこれを例えば
1.7倍に延伸して約140d／72fのフイラメント糸と
し、捲き取り装置７にて800m/minの速度で捲取
る。

この場合、現実の延伸倍率（1.7倍）に対する
未延伸糸１と未延伸糸２は異なつた挙動を示す。
即ち、未延伸糸１は第２図イの如き荷伸曲線を示
し、これを1.7倍（即ち70％）引き伸ばした時の
応力は図のＡ点で示される。次いでその応力を解
く（工程では延伸ローラーを離れる）と、Ａ点は
その応力回復曲線に従つてＢ点に逆戻る。同様に
して未延伸糸２も1.7倍の引伸によつて図のA′点
に達し応力回復曲線に従つてB′点に戻るが、こ
の方が同じ1.7倍の引伸ばし率であつても与えら
れる応力（歪）が大きいので未延伸糸１の場合よ
りも大きく戻る結果となる。

その結果第１図の延伸ローラー６を出た糸の間
には長さの差を生じる。この場合、未延伸糸１と
未延伸糸２との間に何等かの混繊処理が為されて
いなければ第３図イの如く片方の糸がたるむ事に
なるが、本例では両者間に延伸前に予め交絡処理
が施されているのでその長さの差は第３図ロの如
く糸の嵩高性となつて現われる。即ち、未延伸糸
２を出発原糸とした繊維はローラー６を離れたと
たんに大きな応力回復により寸法が縮んで糸の中
心部に入り、未延伸糸１を出発原糸とした繊維は
寸法の縮みが少ないので相対的に長さが余るが両
者間は混繊交絡されているのでその余つた繊維は
細かく外にはみ出し、糸を見掛上嵩高にせしめる
のである。第４図はこの様にして得られた糸の側
面を示している。

この場合、糸の嵩高性は用いる未延伸糸の自然
延伸比と与える延伸倍率との関係で大きく変つて
来る。例えば第５図に於いて二種の未延伸糸イ，
ロの自然延伸比を夫々Ｐ，Ｑとすると、未延伸糸
ロの自然延伸比Ｑ以下の延伸倍率では糸長差が少
ないが、これを越えるに従つて糸長差は急激に大
きくなる。第６図はこれを延伸倍率と糸長差との
関係に書き換えたもので、図中の実線はこの様に
して計算した糸長差である。また、この様にして
出来た糸を第７図の如く切り、両者の糸長差を実
測したのが第６図の点線で示した値であつて、同
様の傾向を示す。第８図は糸足差と得られた糸の
嵩高度を第９図に示した様な充填式測定法により
測定したものであり、糸足差が大きくなればこの
様に嵩高性が付与される事を示している。従つて
大きな嵩高性を得るには低い方の自然延伸比（第
５図で言えばＱ点）より大きな延伸倍率で延伸す
る事が肝要である。

一方、今一つの糸の自然延伸比（高い方の自然
延伸比。第６図で言えばＰ点）を越えるとこの糸
の応力回復率も大きくなるので両者間の糸足差は
少なくなり、嵩性が低下するので好ましくない。
この際糸の中の最低の破断伸度（第５図のＲ点）
を越えて延伸する事は糸の索切を伴い工程上避け
なければならない。

尚、前記嵩高度は次のようにして測定する。糸
条を綛繰機（周長1.125ｍ）にて120回転分とつて
綛をつくり、これを２つ折りにしたサンプル
（64000デニール）の一端に６ｇの荷重を吊し乾熱
195℃で５分間熱処理した後冷却する。引続き該
糸条を図に如きボツクス（高さ2.5、巾1.0cm、長
10cm、底面0.5cmの曲率半径）に充填し蓋（重量
６ｇ）の荷重下に糸条の一定量の重量（Ｗｇ）の
体積（Ｖcm²）を以下の式により算出する。

嵩高度（cm²/ｇ）＝Ｖ／Ｗ 本発明方法に於ける延伸倍率は供給未延伸糸
中、最も低い自然延伸比を有する糸の自然延伸比
以上であり、且つ供給未延伸糸中、最も高い自
然延伸比を有する糸の自然延伸比以下で且つ供給
未延伸糸中、最も低い破断伸度を示す糸の破断伸
度以下（つまり、この両者の何れか低い方の伸度
以下）であることが必要になる。勿論、前記例は
供給糸が二種類の場合であるが、これは三種類以
上であつてもこの条件を満足されれば使用出来
る。

また、この本例では素材の混繊交絡処理を延伸
前に行う例を示したが、この他第１０図の如く延
伸后に行なつても良い。即ち、延伸ローラー６を
出て片方がたるんだ２本の糸を空気ノズル３等で
混繊交絡してもよい。但しこの様に延伸后で混繊
処理する場合に於いては外観が或程度乱れる事は
否めない。延伸前に混繊する方法では予め混繊さ
れた糸が膨らむので第１１図イの如く均一な外観
のものとなるが、延伸后混繊する場合には長さの
違う糸を無理に混ぜ合せるので第１１図ロの如く
分離した部分が混在した糸になり易いからであ
る。逆に延伸前に混繊したものを更に延伸后に混
繊処理を施せば、混りは一層良くなり、より均整
な糸にする事も出来る。またこの混繊処理は空気
交絡ノズル方式以外にも要するに混繊出来れば特
に制約はない。例えば延伸前混繊に於いては第１
２図に示す様な形状、孔径等の異なる吐出孔１′，
２′を有する口金を用いて紡糸し、紡出される二
種の未延伸糸１，２間の繊度、断面形状、中空形
態等を変えて自然延伸比の異なる繊維の混繊され
た未延伸糸とするのも混繊処理の一方法として有
効である。

また、本発明では一部の糸は自然延伸比以下で
延伸する訳であるが、この様な場合一般には延伸
斑を生じ易い。従つてこれを避けるには高温下で
延伸する事が効果がある。例えば第１３図に示す
如く、通常ポリエステルの延伸で用いられる80〜
90℃の未延伸予熱では斑が出易く、その対策とし
て通常考えれない様な高温例えば100〜150℃等で
予熱しながら延伸するとこの斑を目立たなくする
事が出来る。

一般に延伸ではガラス転位点＋20℃程度の予熱
で延伸するのが常識であるのに対し、本目的の為
にはガラス転位点＋30〜100℃程度の高温予熱を
用いるのが有効である。同様の理由にて延伸中の
糸もプレート等で130℃以上の高温で加熱する事
が斑発生を防ぐという意味から好ましい。

また、この様に高温で延伸する事は、得られた
糸の嵩高性を保持する意味でも望ましい。即ち、
延伸后の糸の収縮率があまりにも高いと、糸の外
周にはみ出して嵩高性を形成している繊維が染仕
上等で縮むなど悪影響を及ぼす事が多いからであ
る。この点第１４図の如く未延伸糸予熱の為のホ
ツトローラー温度及び延伸中に糸を加熱する為の
プレート温度を高くすると糸の沸水収縮率が下り
好都合である。

また、延伸された糸は延伸中に受けた応力の回
復によつて嵩高性が発生するわけであるから、延
伸后にその応力が回復する様な条件でなければな
らないことになる。然しながら延伸中に受ける大
きな（即ち糸が引伸ばされる程度の）応力に比
べ、普通の取扱い張力例えばワインダーやリング
撚糸張力等は比べものにならない程低いので、特
にこの点については特に注意しなくても普通の取
扱いで十分その延伸応力は回復される。

勿論この応力回復用として第１５図イの如くロ
ーラー８を入れてセツトゾーン施けても良い。ま
た第１５図ロの如くこのゾーンに第２加熱プレー
ト９を入れて適度にセツトすると、延伸ローラー
６を出て嵩高性を形成する、はみ出し繊維のう
ち、特に大きなループ等が熱収縮で縮んで小さく
なり、外観の均整ではみ出しの細かく揃つた嵩高
糸を得る事が出来る。

本発明で用いる未延伸糸の内、少なくとも一
方、好ましくは自然延伸比の高い側の未延伸糸に
微細孔形成剤配合のポリエステル繊維を用いるこ
とが必要である。該ポリエステル繊維の形態は、
繊維軸方向に連続したポリマー層が存在すれば、
その外周形状は如何なるものでもよい。

又、前記の微細孔形成剤としては、下記一般式
（）で表わされる有機スルホン酸化合物を共重
合させた変性ポリエステルが好ましく使用され
る。

式中、Ａは３価の芳香族基又は脂肪族炭化水素
基であり、なかでも芳香族基が好ましい。M⁴は
金属又は水素原子であり、特にアルカリ金属又は
アルカリ土類金属が好ましい。Ｘはエステル形成
性官能基であり、その具体例としては、 （但し、Ｒは低級アルキル基又はフエニル基、ａ
及びｄは１以上の整数、ｂは２以上の整数であ
る）等をあげることができる。ＹはＸと同一若し
くは異なるエステル形成性官能基又は水素原子を
示し、なかでもエステル形成性官能基であること
が望ましい。かかる有機スルホン酸化合物のなか
でも特に好ましい具体例として３，５−ジ（カル
ボメトキシ）ベンゼンスルホン酸ナトリウム（又
はカリウム）、１，８−ジ（カルボメトキシ）ナ
フタレン−３−スルホン酸ナトリウム（又はカリ
ウム）、２，５−ビス（ヒドロキシエトキシ）ベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム（又はカリウム）等
をあげることができる。

かかる有機スルホン酸化合物を共重合した変性
ポリエステルを製造するには、ポリエステルの合
成が完了する以前の任意の段階で、好ましくは第
１段階の反応が終了する以前の任意の段階で有機
スルホン酸化合物を添加すればよい。この際の有
機スルホン酸化合物の使用量は、変性ポリエステ
ルを構成するテレフタル酸を主とする二官能性カ
ルボン酸成分（有機スルホン酸成分を除く）に対
して２〜16モル％となる範囲の量が好ましい。こ
の変性ポリエステルのポリエステルに対する配合
量は、ポリエステル100重量部に対して変性ポリ
エステル５〜100重量部となる割合が好ましい。

また、微細孔形成剤としては、上記変性ポリエ
ステル以外にも、下記一般式（）又は（）で
表わされるリン化合物又はスルホン酸化合物も好
ましい。

式中、M²は金属であり、特にアルカリ金属、
アルカリ土類金属、Mn1／２、Co1／２又は
Zn1／２が好ましく、なかでもLi、Na、Ca1／
２、Mg1／２が特に好ましい。ｍは０又は１で
ある。Ｖは一価の有機基であり、具体的にはアル
キル基、アリール基、アルキルアリール基、アリ
ールアルキル基又は〔−（CH₂）−_lＯ〕−_pR″（但し
R″は水素原子、アルキル基又はフエニル基、ｌ
は２以上の整数、ｐは１以上の整数）等が好まし
い。Ｚは−OH、−OV、−OM³又は一価の有機基
であり、V′は上記Ｖの定義と同様であつて、
V′とＶとは同一でも異なつていてもよく、M³は
上記M²の定義と同様であつて、M³とM²とは同
一でも異なつていてもよい。また一価の有機基と
しては、上記Ｖにおける有機基の定義と同様であ
つて、Ｖと同一でも異なつていてもよい。

かかるリン化合物の好ましい具体例としてはリ
ン酸モノメチルジナトリウム、リン酸ジメチルモ
ノナトリウム、リン酸モノフエニルジカリウム、
リン酸モノメチルモノマグネシウム、リン酸モノ
メチルマンガン、ポリオキシエチレン（EO5モル
付加）ラウリルエーテルホスフエートカリウム塩
（但し、EO5モル付加とは、エチレンオキサイド
５モル付加を意味し、以下同様の意味を示す）、
ポリオキシエチレン（EO5モル付加）ラウリルエ
ーテルホスフエートマグネシウム塩、ポリオキシ
エチレン（EO5モル付加）メチルエーテルホスフ
エートナトリウム塩、亜リン酸モノエチルジカリ
ウム、亜リン酸ジフエニルモノナトリウム、ポリ
オキシエチレン（EO5モル付加）メチルエーテル
ホスフアイトジナトリウム、フエニルホスホン酸
モノメチルモノナトリウム、ノニルベンゼンホス
ホン酸モノメチルモノカリウム、フエニルホスフ
イン酸モノメチルモノナトリウム等をあげること
ができる。

式中、M³及びM⁴は金属であり、M³としては
特にアルカリ金属、アルカリ土類金属、Mn1／
２、Co1／２又はZn1／２が好ましく、なかでも
Li、Na、Ｋ、Ca1／２、Mg1／２が特に好まし
く、M⁴としては、特にアルカリ金属又はアルカ
リ土類金属が好ましく、なかでもLi、Na、Ｋ、
Ca1／２、Mg1／２が特に好ましく、M³及びM⁴
は同一でも異なつていてもよい。ｎは１又は２で
ある。Ｗは水素原子又はエステル形成性官能基で
あり、エステル形成性官能基としては−
COOR″（但しR″は水素原子、炭素数１〜４のア
ルキル基又はフエニル基）又は−CO〔Ｏ（CH₂）
ｌ〕_pOH（但し、ｌは２以上の整数、ｐは１以上
の整数）等が好ましい。

かかるスルホン酸化合物の好ましい具体例とし
ては３−カルボメトキシ・ベンゼンスルホン酸ナ
トリウム−５−カルボン酸ナトリウム、３−カル
ボメトキシ・ベンゼンスルホン酸ナトリウム−５
−カルボン酸カリウム、３−カルボメトキシ・ベ
ンゼンスルホン酸カリウム−５−カルボン酸カリ
ウム、３−ヒドロキシエトキシカルボニル・ベン
ゼンスルホン酸ナトリウム−５−カルボン酸ナト
リウム、３−カルボキシ・ベンゼンスルホン酸ナ
トリウム−５−カルボン酸ナトリウム、３−ヒド
ロキシエトキシカルボニル・ベンゼンスルホン酸
Na−５−カルボン酸Mg1／２、ベンゼンスルホ
ン酸Na−３，５−ジカルボン酸Na，ベンゼンス
ルホン酸Na−３，５−ジカルボン酸Mg1／２等
をあげることができる。

上記リン化合物又はスルホン酸化合物の配合量
は、添加すべきポリエステルを構成する酸成分に
対し0.3〜15モル％の範囲が適当であり、0.5〜５
モル％の範囲が好ましい。

かくして得られた複合嵩高糸を用いて織編成す
るが、この織編成する前（即ち、糸条の段階で）、
若しくは、織編成して後、アルカリ性溶液により
処理するものである。このアルカリ性溶液の処理
により、前記の微細孔形成剤の一部、又は、全部
が溶解、除去されて、中実ポリエステル繊維には
微細孔が形成される。この微細孔は、横断面の１
部のみに存在していてもよいが、好ましくは、全
体に散在することが、吸水性向上のためには望ま
しい。又、該微細孔は、繊維軸方向に配列してい
ると共に、少なくとも一部の微細孔が相互に連通
しており、繊維全体として結果的に中実繊維の外
壁と繊維中心部とが微細孔を介して通じているも
のである。この微細孔が繊維断面において、前記
のごとく散在し、その少なくとも１部が繊維中心
部まで連通しているか否かは繊維横断面3000倍程
度に拡大して観察することが出来る。さらに、微
細孔の連通状態を確認する最も簡便で容易な方法
は、長さ数センチメートル（通常５cm）の単糸を
通常の顕微鏡で100倍程度の倍率で観察しながら、
この単糸の中程に水（染色水であればより好まし
い）を一滴たらせば、その水が繊維中心部に達す
るか否かにより容易に確認できる。本発明に使用
する中実ポリエステル繊維の場合には、前記のよ
うにたらした水は、瞬時にして繊維中心部に達す
るのが観察される。

第１６図は、アルカリ処理によつて微細孔８の
あけられたポリエステル繊維の外形を示す図であ
る。図に示されるごとく、前記の微細孔は繊維軸
方向に配列されているものであり、繊維外形、特
に表面フイブリルは見られない。かかる微細孔の
大きさは、その直径が0.01〜3μｍ、その長さが該
直径の50倍以下であることが望ましい。この微細
孔の直径が0.01μｍ未満であると吸水性の効果が
低下し易く、直径が3μｍを超えると充分な繊維
強度が得られない。また、微細孔の長さがその直
径の50倍を超えて長くなると他の条件を全て満足
しても、繊維の強度及び耐フイブリル性が低くな
るので好ましくない。

かくして得られるポリエステル織編物は、その
織編物を構成する複合嵩高糸（即ち、外層部）に
は、微細孔を有するポリエステル繊維が分布する
ものであるから、着用時には、該ポリエステル繊
維により、汗を迅速に吸収するものである。更
に、この吸水性大なる性質に加えて、本発明方法
による織編物の特長は、糸の嵩高性が非常に大き
い事とこの吸水性とが相乗的に大きな効果をもた
らしている事である。

即ち、本発明の糸は前述の原理により高度の嵩
高性が生じ、繊維の間は大きく脹らみ、多数の空
〓が出来て単繊維はそれぞれ離れ離れになり、そ
の結果単繊維表面の微細孔が空気により多く触れ
る事になり、湿つた（濡れた）空気から水分を吸
収する。また皮フにもより多くの接触点を持つて
汗を多く吸収する等の働きが生ずるからである。
勿論この効果の為の嵩高性付与方法としては一般
のウーリー加工等を使つても良い訳であるが、通
常この様な微細孔形成剤を配合した原糸はウーリ
ー加工性が悪く、糸切れが多くて嵩高糸を作る事
が難かしい。この点本発明のように弾性回複性の
差を利用する方法であれば簡単に何でも糸にな
る。又ウーリー加工の場合には単繊維断面が変形
して吸水効果が落ちるが、本願発明の方法の様な
嵩高法であれば単繊維の変形は全く無く、その効
果が落ちない利点もある。

また、この微細孔形成剤は高延伸比側の未延伸
糸に配合すれば、嵩高になつた際の外側張り出し
部の繊維が多孔化されるので表面の吸水性が良
く、しかも芯部の繊維は微細孔があいていないの
で強度が劣化せず糸全体の強度（芯部が支えてい
る）が落ちないので最も望ましい結果が得られ
る。勿論両方に強えば強度は劣化するが吸水性は
増し、又低延伸比側のみに用いれば芯部は吸水す
るが表面張り出し繊維はサラつと乾いているな
ど、それぞれ特長があるので適宜選んでいれば良
い。

このように本発明によれば嵩高で且つ吸湿性に
優れたウオーム感のある布帛が出来るので、スポ
ーツ衣料、肌着等の素材として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示す工程図、第
２図は本発明の原理を説明するための荷伸回復曲
線、第３図は糸走行形態の違いを示す工程図、第
４図は本発明の方法で得られた糸の一例を示す
図、第５図は本発明で採用する延伸倍率の範囲を
示す荷伸回復曲線、第６図は延伸倍率と糸足差の
関係、第７図は糸足差の測定方法、第８図は延伸
倍率と嵩高性との関係、第９図は嵩高性測定方法
でイは正面図、ロは斜視図、第１０図は本発明の
他の実施例を示す工程図、第１１図は本発明の糸
形態の例、第１２図は混繊処理の一例を示す紡糸
口金、第１３図は予熱温度と染斑の関係、第１４
図は予熱温度と収縮率との関係、第１５図は本発
明の他の実施態様の例を示す工程図、第１６図は
アルカリ減量后の繊維表面の拡大図である。 第１図において、１……破断伸度の大きい未延
伸糸、２……破断伸度の小さい未延伸糸、３……
混繊ノズル、４……ホツトローラー、５……加熱
プレート、６……延伸ローラー、７……捲取装
置、第２図において、イ……未延伸糸１の荷伸曲
線、ロ……未延伸糸２の荷伸曲線、Ａ，A′……
未延伸糸１，２を延伸する時の応力点、第５図に
おいて、Ｐ，P′……未延伸糸１の自然延伸比、
Ｑ，Q′……未延伸糸２の自然延伸比、Ｒ，R′…
…未延伸糸２の破断点、第１６図において、１０
……微細孔である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自然延伸比の異なる２種又はそれ以上の未延
   伸糸を同時に延伸するに際し、前記糸中の少なく
   とも一部に微細孔形成剤が配合されたポリエステ
   ル系未延伸糸を用い、且つ最も低い自然延伸比を
   有する糸の自然延伸比以上、最も高い自然延伸比
   を有する糸の自然延伸比以下で且つ最も低い破断
   伸度を有する糸の破断伸度以下の延伸倍率で同時
   に延伸し、その際該未延伸糸には延伸前又は延伸
   后に於いて混繊処理を施す事を特徴とする複合嵩
   高糸の製造方法。 ２ 最も高い自然延伸比を有する未延伸糸として
   微細孔形成剤が配合されたポリエステル系未延伸
   糸を用いる特許請求の範囲第１項記載の複合嵩高
   糸の製造方法。 ３ 自然延伸比の異なる未延伸糸として、共に微
   細孔形成剤が配合されたポリエステル系未延伸糸
   を用いる特許請求の範囲第１項記載の複合嵩高糸
   の製造方法。