JPH0367122B2

JPH0367122B2 -

Info

Publication number: JPH0367122B2
Application number: JP4402286A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Motomya; Mikio Tashiro
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1991-10-21
Also published as: JPS62206008A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は高度に優れた三次元捲縮を呈し、優れ
た嵩高性、嵩回復性、保温性及び柔軟な風合を呈
する捲縮多孔中空繊維及びその製造方法に関す
る。更に、詳細にはカーペツト、ハイパイル、モ
ケツトや衣料用織編物等の他、特に詰綿に用いた
ときに羽毛調の優れた特性を示す捲縮多孔中空繊
維及びその製造方法に関する。（従来技術）溶融紡糸方法によつて繊維に三次元的捲縮を付
与する方法は従来から提案されているが、実用上
満足できるとはいい難い。即ち、 (A) 収縮性の異なる二種のポリマーをバイメタル
型あるいは芯成分を偏心させた芯さや型に複合
紡糸する方法がある。この方法は紡糸操作がか
なり難しく、品質の安定した製品を得にくく、
また紡糸装置が複雑であるた設備費が高い等の
欠点を有する。 (B) 溶液紡出糸の片側を加熱し、断面方向に異方
性を付与する方法、例えば（特公昭43−13351
号公報参照）がある。この方法は紡糸操作中に
各単繊維間の融着が起こるため満足な製品を得
ることが困難である。 (C) ポリマーがノズルから吐出される方向と吐出
糸条の引取方向との間にある角度をもたせ、繊
維の断面方向に不均一構造を生成させる方法
（例えば特公昭43−27539号公報参照）がある。
この方法はノズル出口でのポリマーの流動状態
を極度に乱すため紡糸調子が悪く、操業性が非
常に低い等の欠点を有する。 (D) 吐出直後の糸条に冷却用気流を吹きつけ、断
面方向に複屈折度の異方性を付与して三次元捲
縮繊維を得る方法（例えば特公昭38−7511号公
報参照）があり、この改良法として繊維横断面
の実質的中央または偏心した位置に単一の中空
部を設けて、より異方性を高める方法が特公昭
44−20497号公報、同45−36330号公報、同56−
29007号公報に記載されている。更に、横断面形状が略四角形であつて、４個
の中空部を有するナイロン吐出糸条の断面を急
冷する方法が特開昭54−112242号公報に記載さ
れている。しかしながら、これらの方法によつて得られ
る捲縮繊維では、充分に満足し得る嵩高性、嵩
回復性、保温性、及び風合を呈する捲縮繊維が
得られず、しかも最適条件の範囲が非常に狭
く、生産性も低い。（発明の目的）本発明は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、高度に優れた
三次元捲縮を呈し、優れた嵩高性、嵩回復性、保
温性、及び柔軟な風合を呈する捲縮多孔中空繊維
及びその工業的な製造方法を提供することにあ
る。（構成）本発明者等は、前記目的を達成すべく検討した
結果、１個の中空吐出孔に、３個の中空吐出孔の
夫々が単独でスリツトを介して連結されているノ
ズルから吐出された多孔中空繊維の片面を急冷す
ることにより、繊維横断面方向の異方性が拡大さ
れると共に、得られる捲縮繊維の風合が柔軟とな
ることを見い出し、本発明に到達した。即ち、本発明は、熱可塑性重合体から成り、断
面形状が略円形である中空を有する中空部を少く
とも４個有する捲縮多孔中空繊維であつて、前記
中空部の少くとも１個の中央中空部に残余の周辺
中空部が直接接合されていると共に、周辺中空部
の少くとも１個の中空部が独立して中央中空部に
直接接合され、且つ断面異方性を有することを特
徴とする捲縮多孔中空繊維であり、また、熱可塑
性重合体を溶融紡糸して少くとも４個の中空部を
有する多孔中空繊維を製造するに際し、中央中空
部を形成する中央吐出孔に、周辺中空部を形成す
る中空吐出孔の夫々が単独でスリツトを介して連
結されているノズルから吐出された吐出糸条の片
側を、前記吐出糸条の走行方向に略直交する方向
から冷風を吹き付けて急速に冷却せしめ、次いで
得られる未延伸糸を延伸してから弛緩熱処理する
ことによつて、前記中空部の夫々の中空断面形状
が略円形であつて、且つ周辺中空部の少くとも１
個が独立して中央中空部に直接接合している繊維
に捲縮を発現させることを特徴とする捲縮多孔中
空繊維の製造方法である。本発明においていう「断面異方性」とは、繊維
断面方向に複屈折率差等の物性差が存在すること
を言う。本発明を図面により説明する。第１図は本発明の多孔中空繊維の断面形状、第
２図は第１図に示す本発明の多孔中空繊維を得る
ためのノズルの断面形状、第３図イは従来の多孔
中空繊維の断面形状、第３図ロは第３図イの多孔
中空繊維を得るためのノズルの断面形状を夫々示
す。第１図及び第３図イにおいて、E₁〜E₅は夫夫
の中空部を示し、点線は中空部夫々の接合個所を
示す。本発明の多孔中空繊維は、第１図ａに示す如
く、断面形状が略円形である中空を有する中空部
E₁〜E₄で形成されており、中央中空部E₁に３個
の周辺中空部E₂〜E₄が直接接合していると共に、
周辺中空部E₂〜E₄の少くとも１個の周辺中空部
〔第１図ａでは周辺中空部E₄〕が独立して中央中
空部E₁と直接接合しており、他の周辺中空部と
は接合していないことが大切である。これに対して、第３図ロに示す断面形状のノズ
ルによつて得られる第３図イに示す従来の多孔中
空繊維では、中央中空部E₁の周囲に周辺中空部
E₂〜E₄が接合しているものの、中空部E₁〜E₄は
互いに隣接する２個の中空部と接合しているもの
である。かかる第３図イに示す特開昭54−112242号公報
に示されている多孔中空繊維では、後述する実施
例で示す様に、充分な嵩高性を呈することができ
ない。しかも、中空部夫々に有する中空の断面形
状が長円であるため、嵩回復性も劣るものとな
る。本発明の多孔中空繊維は、第１図ｂに示す如
く、周辺中空部E₂〜E₄が互いに接合することな
く、中央中空部E₁と直接接合していたり、又は
中央中空部E₁に接合する周辺中空部が第１図ｃ
に示す如く３個以上あつてもよく、むしろ嵩高性
を向上できるため好ましい。この様な本発明の多孔中空繊維は第２図に示す
断面形状のノズルによつて得ることができる。かかるノズルについて、第２図ｂに示すノズル
を取り上げて説明する。第２図ｂにおいてS₁〜S₁₁はスリツトを示し、
第１図ｂに示す中空部E₁〜E₄の形成はスリツト
S₁とS₂、スリツトS₄とS₅、スリツトS₇とS₈、及び
スリツトS₁₀とS₁₁とで成される。そして、スリツトS₄，S₅を中心にスリツトS₁，
S₂、スリツトS₇，S₈、スリツトS₁₀，S₁₁が周囲に
配置され、これら周囲に配置されているスリツト
群はスリツトS₃，S₆，S₉を介して中心のスリツト
S₄，S₅に夫々単独に連結されているため、中央中
空部E₁に周辺中空部E₂〜₄が直接接合されるので
ある。この第２図ｂに示すノズルから吐出された繊維
は第１図ｂに示す様に単一中空部を有する繊維が
あたかも接合している如き断面形状を呈し、かか
る断面形状を呈する繊維の片側を急冷することに
よつて容易に高度な断面異方性を付与することが
できるのである。これに対し、第３図イの多孔中空繊維が得られ
るノズルとして、前述の特開昭54−112242号公報
には、第３図ロに示す形状のノズルが示されてい
る。しかしながら、第３図イに示す様に略四角形の
断面形状が得られるならば、かかる繊維の片側に
冷却風を吹き付けても、風下側に回り込む冷却風
を減少できるため、かなり高度な断面異方性が付
与できるものの、この様に略四角形の断面形状を
得ることは困難であつて、実質的に円形の断面形
状となり易い。このため、冷却風は風下側にも回り込むために
均一に冷却され易く、高度な断面異方性を付与で
きないのである。また、第２図ｂに示すとは異なつて４個の中空
吐出孔が直列に連結されているノズルでは、吐出
糸条の片側から冷却風を吹き付けると、吐出糸条
の曲りが極めて大きくなり、融着等が発生し易く
なるため紡糸が極めて困難となる。一方、前記４個の中空吐出孔が環状に配置さ
れ、且つ互いに隣接する中空吐出孔と連結されて
いるノズルでは、得られる多孔中空繊維の嵩回復
性が劣るものとなる。本発明で用いるノズルとしては、第２図ｂの他
に、第２図ａ又はｃに示すノズルも用いることが
でき、夫々第１図ａ又はｃに示す断面形状の多孔
中空繊維を得ることができる。次に、本発明において、第２図に示すノズルか
ら吐出された第１図に示す断面形状の繊維の片側
を急冷すべく、吐出糸条の片側に対し、吐出糸条
の走行方向に直交する方向から冷却風を吹き付け
て急速に冷却することが大切である。ここで、冷却風の吹き付ける方向が吐出糸条の
走行方向に対し著く傾斜している場合には、繊維
の片側を急冷することができず、高度な断面異方
性を付与することができない。かかる冷却風の風速は、0.2ｍ／sec以上特に１
ｍ／sec以上が好ましく、冷却風を吹き付ける位
置は紡糸口金面に近い程効果的であるが、良好な
操業性を維持するためには紡糸口金面下１〜35cm
が好ましい。尚、冷却風用気体としては空気が最も経済的で
あるが、高分子溶融体に対して不活性な気体であ
れば何でもよく、その温度はできるだけ低温の方
が好ましいが、経済的見地から10〜40℃が好適で
ある。かくして得られた糸条を更に延伸し、弛緩熱処
理することによつて、捲縮を発現することができ
る。この際の延伸条件としては、紡糸工程で付与さ
れた高度の断面異方性が充分に保持される条件を
採用することが好ましい。かかる延伸条件をポリエステル繊維の場合につ
いて具体的に述べると、延伸温度はTg±20℃
（Tg：ポリエステルのガラス転移点）の範囲内の
温度が好ましく、延伸倍率は最高延伸倍率の65〜
95％が好適である。延伸方法は液浴延伸、ピン延伸等いかなる方法
によつてもよい。また、弛緩熱処理としては、延伸後の糸条を構
成する各単繊維を可能な限り無拘束状態とし、次
いで熱処理することによつてなされる。熱処理温
度は100〜230℃が好ましい。かかる弛緩熱処理は
トウ状、マルチフイラメント状、ステープル状等
いかなる状態で行つてもよき、弛緩熱処理前に機
械捲縮を付与してもよい。この様にして得られた捲縮多孔中空繊維の中空
率は５〜60％が好ましい。ここで言う「中空率」とは、繊維横断面におけ
る中空部の総面積に対し、前記横断面の外周部で
囲まれた面積に対する比である。具体的に第１図
ｂを用いて説明すると、中空部総面積（SE）と
は中空部E₁〜₄の合計面積であり、横断面の外周
部に囲まれた面積（ST）とは前記中空部面積
（SE）及び熱可塑性重合体が占める面積（SP）
との合計である。即ち、中空率は下記式で表わさ
れるものである。中空率（％）＝SE／SE＋SP×100 かかる中空率が60％を越えると中空部が変形し
易くなる傾向があり、５％未満であれば断面方向
の異方性を充分に付与できなくなる傾向がある。この中空率は多孔中空繊維を形成する中空部
夫々がほぼ等しい値になることが好ましい。尚、本発明でいう熱可塑性重合体とは、溶融紡
糸可能な重合体のことであつて、かかる重合体の
例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリ
エチレン、ポロプロピレンなどのポリオレフイン
類、ナイロン６、ナイロン66などのポリアミド類
およびこれらを主とする共重合物や重合混合物で
ある。特に、エチレンテレフタレート単位が85モ
ル％以上であるポリエステルを用いると熱的性質
が良好で好ましい。かかるポリエステルにおい
て、15モル％未満の他の成分、例えば５−ソジウ
ムスルホイソフタル酸、イソフタル酸、アジピン
酸、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、ポリアルキレングリコール等の成分が共重
合されていてもよく、特に５−ソジウムスルホイ
ソフタル酸成分が共重合されているものが好まし
い。また、この様なポリエステルの固有粘度（25
℃の０−クロロフエノール中で測定した粘度から
求める）は0.35〜0.90のものが好ましい。また、前記重合体には艶消剤、接着剤、帯電防
止剤、防炎剤等の添加剤を含有していてもよい。（作用）従来より知られている第３図ロに示すノズルか
ら吐出される繊維の片面を冷却する方法では、断
面異方性を充分に付与することができないため、
スタツフイングボツクスや流体処理ノズル等の物
理的な捲縮加工を併用しなければ、充分な捲縮が
得られないのである。更に、第３図ロに示すノズルを用いて得られる
多孔中空繊維は、第３図イに示す如く、中空の断
面形状が長円であり、且つ中空部が最密状態に接
合されている。これに対し、本発明においては、吐出された繊
維の断面形状を冷却風によつて均一に冷却され難
い形状としたため、冷却風が風下側に回り込み難
いので繊維断面の風上側と風下側との温度差を従
来のものに比して著しく大きくすることができ、
従来のものに比較して高度な断面異方性を有する
ことができるのである。そして、かかる繊維に弛緩熱処理を施して捲縮
を発現させる結果、細かな捲縮を呈することがで
き、多孔中空繊維であるため良好な保温性及び柔
軟な風合も呈することができる。しかも、均一性の良好な捲縮繊維を得るための
最適条件の範囲も従来の方法に比較して広くとれ
るため、生産性が良好で生産コスストを低下する
ことができる。更に、本発明の多孔中空繊維は、断面形状が略
円形である中空を有する中空部で形成され、且つ
中空部の接合状態も最密状態ではないため、繊維
自体の剛性及び中空率を向上でき、且つ繊維間の
空隙も増大できる。このため、本発明の捲縮多孔中空繊維は、屈曲
等による「中空つぶれ」又は「へたり」の発生を
防止できるため、優れた嵩回復性を呈することが
でき、更に前記捲縮と相俟つて優れた嵩高性を呈
することができるのである。（発明の効果）本発明の捲縮繊維は、カーペツト、ハイパイ
ル、モケツトや衣料用織編物等の他、特に詰綿に
用いたときに羽毛調の優れた特性を示す製品が得
られる。（実施例）更に、実施例により本発明を更に説明する。実施例１〜３、比較例１ 25℃の０−クロロフエノール中で測定した固有
粘度が0.65のポリエチレンテレフタレートを第１
表に示す断面形状のノズルから280℃で溶融吐出
し、750ｍ／minで巻き取り、単繊維繊度25デニ
ールの未延伸糸を得た。吐出糸条の冷却は、口金
面下0.5〜15cmの位置で25℃の冷却用空気を1.0
ｍ／secの流速で糸条の進向方向に対して垂直な
方向から吹き付けることにより行つた。このよう
にして得られた未延伸糸を集束して70万デニール
のトウにしたものを65℃の水浴中で3.5倍に延伸
した後トウ状で乾燥して130℃雰囲気中で弛緩熱
処理を行い、捲縮発現後64mmに切断した。かくし
て得られたステープルフアイバーをカードに通し
てウエツプをつくりふとん綿としその性能を測定
した。結果を第１表に併せて示す。

【表】第１表に示す如く比較例１に比し、本発明の方
法によつて得られた繊維を用いたふとん綿は比容
積110cm³／ｇ以上、圧縮率60％以上、回復率90％
以上の優れた嵩高性、耐ヘタリ性でソフトな風合
を呈する。実施例１〜３はいずれも紡糸調子は良
好であつたが、比較例は紡糸単繊維切れが発生し
た。尚、第１表に示す捲縮数はJIS−L1074により
測定した値であり、比容積、圧縮率、回復率は
JIS−L1097により測定した値である。実施例４、比較例２ 25℃ｍ−クレゾール中で測定した極限粘度が
1.1のナイロン６を第２図ｃに示すノズルを通し
て260℃で溶融吐出し、1500ｍ／minで引取り、
単繊維繊度30デニールの未延伸糸を得た。この未
延伸糸の横断面は第１図ｃの如き多孔中空断面で
あつた。吐出糸条の冷却は口金面下1.5〜10cmの
位置で25℃の冷却用空気を0.8ｍ／secの流速で糸
条の進行方向に対して垂直な方向から吹きつける
ことにより行つた。紡糸調子は全く問題なかつ
た。この未延伸糸条は単繊維数70本からなり、こ
の未延伸糸条を50℃の延伸温度で3.5倍にピン延
伸した後、130℃雰囲気中で弛緩熱処理して連続
的に巻取つた。得られた延伸熱処理糸をJIS−
L1074に従つて捲縮性能を測定したところ捲縮数
13.0ケ／25mm、捲縮弾性率91％の良好な捲縮を有
していた。尚、第３図ロに示すノズルを用いて同
様に片面急冷し、延伸後弛緩熱処理した場合の捲
縮数及び捲縮弾性率はそれぞれ4.0ケ／25mm、53
％となり非常に劣るものであつた。また紡糸時単
繊維切れが発生した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多孔中空繊維の断面形状、第
２図は第１図に示す本発明の多孔中空繊維を得る
ためのノズルの断面形状、第３図イは従来の多孔
中空繊維の断面形状、第３図ロは第３図イの多孔
中空繊維を得るためのノズルの断面形状を夫々示
す。

Claims

【特許請求の範囲】１熱可塑性重合体から成り、断面形状が略円形
である中空を有する中空部を少くとも４個有する
捲縮多孔中空繊維であつて、前記中空部の少くと
も１個の中央中空部に残余の周辺中空部が直接接
合されていると共に、周辺中空部の少くとも１個
の中空部が独立して中央中空部に直接接合され、
且つ断面異方性を有することを特徴とする捲縮多
孔中空繊維。２周辺中空部の夫々が独立して中央中空部に接
合されている特許請求の範囲第１項記載の捲縮多
孔中空繊維。３熱可塑性重合体がポリエチレンテレフタレー
トである特許請求の範囲第１項記載の捲縮多孔中
空繊維。４熱可塑性重合体を溶融紡糸して少くとも４個
の中空部を有する多孔中空繊維を製造するに際
し、中央中空部を形成する中空吐出孔に、周辺中
空部を形成する中空吐出孔の夫々が単独でスリツ
トを介して連結されているノズルから吐出された
吐出糸条の片側を、前記吐出糸条の走行方向に略
直交する方向から冷風を吹き付けて急速に冷却せ
しめ、次いで得られる未延伸糸を延伸してから弛
緩熱処理することによつて、前記中空部の夫々の
中空断面形状が略円形であつて、且つ周辺中空部
の少くとも１個が独立して中央中空部に直接接合
している繊維に捲縮を発現させることを特徴とす
る捲縮多孔中空繊維の製造方法。５周辺中空部の夫々が独立して中央中空部と接
合されている特許請求の範囲第４項記載の捲縮多
孔中空繊維の製造方法。６熱可塑性重合体がポリエチレンテレフタレー
トである特許請求の範囲第４項記載の捲縮多孔中
空繊維の製造方法。