(57)【要約】【課題】優れたストレッチ性とともに、ソフトな風合いを有する中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維を提供する。【解決手段】主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレートであるポリエステルからなる中空繊維であって、中空率が１０〜３５％、沸水収縮率が１〜１０％、１０％伸張弾性回復率が７５％以上、熱応力の最大値（Ｆｍａｘ）が０．２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下で、かつ熱応力曲線の形状が凹部を有している中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレートであるポリエステルからなる中空繊維であって、中空率が１０〜３５％、沸水収縮率が１〜１０％、１０％伸張弾性回復率が７５％以上、熱応力の最大値（Ｆｍａｘ）が０．２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下で、かつ熱応力曲線の形状が凹部を有していることを特徴とする中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維。
【請求項２】
中空率が１０〜３５％の中空ポリトリメチレンテレフタレート未延伸糸を表面温度４０〜１００℃の予熱ローラーにて予熱し、次いで、破断伸度が２０〜６０％になる延伸倍率にて延伸したのち、表面温度１２０〜２００℃の接触型あるいは１６０〜２４０℃の非接触ヒーターにて熱処理して熱セットを行ったあと、表面温度１２０〜２００℃の接触型ヒーターあるいは表面温度１６０〜２４０℃の非接触ヒーター領域で、弛緩率４〜２０％の高弛緩率にて弛緩熱処理することを特徴とする、請求項１記載の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維に関し、さらに詳細には、ソフト性およびストレッチ性に優れた、中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリトリメチレンテレフタレート（ポリプロピレンテレフタレート）繊維は、ポリエステル本来の特性である優れた寸法安定性、耐光性、低吸湿性、熱セット性を維持し、かつ弾性回復に優れた特性を持っているので、ストレッチ素材として注目され、近年、上市されている。
ところで、ポリトリメチレンテレフタレートは、融点・結晶化温度・ガラス転移温度の熱的特性はポリエチレンテレフタレートとは異なるが、ポリトリメチレンテレフタレート繊維を得るには、基本的にはポリエチレンテレフタレート繊維の製造条件をスライドして製造することができる。このため、ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、通常の延伸糸・仮撚り加工糸だけでなく、サイドバイサイドの複合繊維、混繊糸などの差別化素材の検討もなされ、種々の提案がなされている。中空繊維も例外ではなく幾つかの試みもある。
【０００３】
中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維に関する先行技術としては、例えば、中空が潰れにくい中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維（特許文献１）、フィブリルや白化が起こりにくい中空ポリプロピレンテレフタレート繊維（特許文献２）、異形中空断面にて軽量・ドライ感風合いを有する中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維（特許文献３）、ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルからなり、繊維横断面が２個以上の中空を有し、かつ捲縮が付与されている捲縮多孔中空繊維（特許文献４）などが提案されている。
【０００４】
しかしながら、これらの先行技術には、ポリトリメチレンテレフタレート繊維の熱応力がポリエチレンテレフタレート繊維の熱応力とは異なり、融点近傍まで低下しないという特性、さらには収縮率がポリエチレンテレフタレート繊維ほどは容易には下がらないというポリトリメチレンテレフタレート繊維独特の熱特性がなんら認識されていない。ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、ポリエチレンテレフタレート繊維に比べ、ヤング率が低いので、一般にソフトな風合いが期待されている。しかしながら、ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、実際は、ポリエチレンテレフタレート繊維とは熱特性が大きく異なり、布帛にした場合、そのストレッチバック性とあいまって布帛の幅入れが大きくなり、ポリエチレンテレフタレート繊維に比べて極めて硬い風合いになるという課題がある。特に、ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、中空繊維の形態になると、中空繊維の剛直性とあいまって、その硬さがより顕著である。また、ポリトリメチレンテレフタレートは、溶融粘度も比較的高いので、該単繊維の繊度をポリエチレンテレフタレート繊維のレベルまで細くすることができない。すなわち、ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、見かけ上のヤング率は低いが、その熱特性から中空繊維の場合、ソフトで軽量な布帛ができていないのが実情である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１８９９２０号公報
【特許文献２】
特開２０００−９６３３７号公報
【特許文献３】
特開２００１−１１５３３４号公報
【特許文献４】
特開２００２−６１０２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、優れたストレッチ性とともに、ソフトな風合いを有する中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレートであるポリエステルからなる中空繊維であって、中空率が１０〜３５％、沸水収縮率が１〜１０％、１０％伸張弾性回復率が７５％以上、熱応力の最大値（Ｆｍａｘ）が０．２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下で、かつ熱応力曲線の形状が凹部を有していることを特徴とする中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維に関する。
本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、例えば、中空率が１０〜３５％の中空ポリトリメチレンテレフタレート未延伸糸を表面温度４０〜１００℃の予熱ローラーにて予熱し、次いで、破断伸度が２０〜６０％になる延伸倍率にて延伸したのち、表面温度１２０〜２００℃の接触型あるいは１６０〜２４０℃の非接触ヒーターにて熱処理して熱セットを行ったあと、表面温度１２０〜２００℃の接触型ヒーターあるいは表面温度１６０〜２４０℃の非接触ヒーター領域で、弛緩率４〜２０％の高弛緩率にて弛緩熱処理するによって得ることができる（以下「本発明の製造方法」ともいう）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明において、ポリトリメチレンテレフタレートとは、全繰り返し単位の８０モル％以上、好ましくは８５モル％以上がトリメチレンテレフタレートであるポリエステルを指称する。このポリエステルには、テレフタル酸および１．３−プロパンジオール以外の成分を全酸成分に対して２０モル％以下、好ましくは１５モル％以下共重合したものであっても良い。
好ましく用いられる共重合成分としては、酸成分としてはフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルフォイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸などを例示することができる。
また、１，３−プロパンジオール以外のグリコール成分としては、エチレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、２，２−ビス｛４−（β―ヒドロキシエトキシ）フェニル｝プロパンなどを例示することができる。
【０００９】
なお、本発明に用いられるポリトリメチレンテレフタレートの固有粘度（オルソクロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定）は、通常の衣料用布帛素材用として用いられているポリトリメチレンテレフタレートと同じ範疇の固粘度０．７０〜１．５（ｄｌ／ｇ）のものが好ましい。さらに好ましくは、０．８０〜１．３０ｄｌ／ｇである。
また、本発明に用いられるポリトリメチレンテレフタレートには、公知の添加剤、例えば、顔料・染料・艶消し剤・防汚剤・蛍光増白剤・難燃剤・安定剤・紫外線吸収剤・滑剤などを配合しても良い。
【００１０】
本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維の中空率は、１０〜３５％、好ましくは１５〜３０％、さらに好ましくは１８〜２８％である。
ここで、中空率は、下記式で定義される値である。
中空率（％）＝（ａ／ｂ）×１００
（ただし、ａは中空部の面積、ｂはフィラメント全体の面積である。）
中空率が１０％未満の場合は中空部の割合が小さすぎ中空繊維としての特性（嵩だか・軽量感）が中実繊維と差がなく好ましくない。一方、中空率が３５％を超える場合は、糸斑（太細斑）が発生するので安定した紡糸・延伸ができないので好ましくない。
本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維において、中空率を１０〜３５％にするには、ポリエチレンテレフタレート繊維の中空繊維を製造する紡糸口金を使用することができ、具体的には、弧状のスリット部が複数個（３〜５個）配置されて１個の吐出孔を形成した紡糸口金を用いて製造することができる。その中空率の大きさも、ポリエチレンテレフタレート中空繊維の製造に使用される技術（紡糸温度・冷却条件）を駆使して設定することができる。
なお、中空の形態は、特に限定されるものではなく、公知の丸状・四角状・三角状などを採用することができる。また、中空部の数は、通常は１個のもので目的を達成することができるが、必要によって２孔・３孔・４孔などの多孔中空形状のものを用いても良い。
【００１１】
また、本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、沸騰水中での収縮率である沸水収縮率が１〜１０％、好ましくは２〜８％、より好ましくは３〜７％にすることが肝要である。沸水収縮率が１％未満の場合は、結果としてポリトリメチレンテレフタレート繊維の熱セット効果が強すぎ、染色した場合染め斑が発生し、また強度・伸度の力学特性が低下し、その結果、ポリトリメチレンテレフタレート繊維の持ち味である伸張弾性回復率の低下を引き起こすため好ましくない。一方、沸水収縮率が１０％を超える場合は、布帛の幅入れが大きくなるので、硬い風合いとなり、目的を達成することができない。
本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維において、沸水収縮率を１〜１０％にするには、例えば、中空ポリトリメチレンテレフタレート未延伸糸を、上記本発明の製造方法にしたがって、延伸、熱セット、弛緩熱処理すればよい。
【００１２】
さらに、本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維においては、その１０％伸張弾性回復率は７５％以上、好ましくは８０〜１００％、より好ましくは８８〜９８％にする必要がある。１０％伸張弾性弾性回復率が７５％未満の場合は、得られる布帛のストレッチバック性が低下するの好ましくない。
本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維において、１０％伸張弾性回復率を７５％以上にするには、例えば、中空ポリトリメチレンテレフタレート未延伸糸を、上記本発明の製造方法にしたがって、延伸、熱セット、弛緩熱処理すればよい。
【００１３】
さらに、本発明のポリトリメチレンテレフタレート繊維においては、その熱応力の値および熱応力の形態が極めて重要である。
すなわち、本発明のポリトリメチレンテレフタレート繊維は、熱応力の最大値（Ｆｍａｘ）が０．２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、さらに、その熱応力の形状が凹部を有することが肝要である。すなわち、熱応力の最大値（Ｆｍａｘ）が２５０ｃＮ／ｄｔｅｘを超える場合は、布帛の幅入れが大きくなるので硬い風合いとなり、目的を達成することができない。好ましくは、０．０８〜０．２２ｃＮ／ｄｔｅｘ、さらに好ましくは０．０９〜０．２１ｃＮ／ｄｔｅｘである。
本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維において、熱応力の最大値（Ｆｍａｘ）を０．２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下にするには、例えば、中空ポリトリメチレンテレフタレート未延伸糸を、上記本発明の製造方法にしたがって、延伸、熱セット、弛緩熱処理すればよい。
【００１４】
本発明のポリトリメチレンテレフタレート繊維においては、しかも、その際の熱応力の形状を凹部を有するものにする必要がある。すなわち、ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、一般的に、ポリエチレンテレフタレートと異なり、熱応力が融解点まで凸状の形態になるため、そのストレッチバック性および収縮率から、染色仕上げ工程での幅入れを回避できなものであった。
しかしながら、本発明のポリトリメチレンテレフタレート繊維は、熱応力の形状を凹部を有することにより、仕上げ工程での幅入れを一旦緩和することができる。その凹部の位置および形状は特に限定されるもではなく、例えば、熱応力曲線の６０〜２００℃の間に凹部を設置すれば良い。その際、熱応力が最大となる温度（Ｔｍａｘ）が１８０〜２００℃に存在している右肩上がりの熱応力の形状（図１の（イ）参照）、さらには、熱応力が最大となる温度（Ｔｍａｘ）が８０〜１２０℃に存在している右肩下がりの熱応力の形状（図１の（ロ）参照）のどちらでも目的を達成することができる。
本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維において、熱応力の形状を凹部を有するようにするには、例えば、中空ポリトリメチレンテレフタレート未延伸糸を、上記本発明の製造方法にしたがって、延伸、熱セット、弛緩熱処理すればよい。
【００１５】
なお、本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、その総繊度は特に限定はされないが、通常の衣料用素材として用いられているのは４０〜１５０ｄｔｅｘ、単繊度は１〜５ｄｔｅｘのものを用いることができる。
また、必要に応じて、交絡処理を施しても良い。
【００１６】
本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造においては、その熱処理を多段にて実施する必要がある。
すなわち、一度延伸熱処理したあと、さらに、熱処理を施すことが肝要である。
その具体的方法としては、一旦延伸熱処理した後巻き取らないで連続して熱処理する紡糸工程と延伸工程を連続して行う、いわゆる直延の方法も採用できるが、紡糸工程と延伸熱処理工程を分離して行う、いわゆる別延方式の方が熱処理工程のフレキシビリティの観点からより好ましい結果を与える。
【００１７】
すなわち、まず延伸熱処理して配向結晶性を高め、次いで熱処理を施し沸水収縮率および熱応力特性と目的の形態にする必要がある。例えば、具体的には巻き取り速度は紡糸速度が１，５００ｍ／分以下の低紡糸速度にて巻き取った比較的低配向の未延伸糸を出発原糸として採用することができ、さらに高速の２，０００〜４，０００ｍ／分の比較的高紡糸にて巻き取った比較的高配向の未延伸糸をも採用できる。
例えば、得られた中空率が１０〜３５％、好ましくは１８〜２８％程度の未延伸糸を表面温度４０〜１００℃、好ましくは５０〜８０℃の予熱ローラーにて予熱し、次いで、破断伸度が２０〜６０％、好ましくは２２〜５０％になる延伸倍率にて延伸した後、表面温度１２０〜２００℃、好ましくは１４０〜１９０℃の接触型あるいは１６０〜２４０℃、好ましくは１８０〜２４０℃の非接触ヒーターにて熱処理して熱セットを行ったあと、表面温度１２０〜２００℃、好ましくは１４０〜２００℃の接触型ヒーターあるいは表面温度１６０〜２４０℃、好ましくは１８０〜２４０℃の非接触ヒーター領域で、弛緩率４〜２０％、好ましくは５〜１６％の高弛緩率にて弛緩熱処理することで、目的とする中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維を製造することができる。
これにより、本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維、すなわち中空率が１０〜３５％、沸水収縮率が１〜１０％、１０％伸張弾性回復率が７５％以上、熱応力の最大値（Ｆｍａｘ）が０．２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下で、かつ熱応力曲線の形状が凹部を有する中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維が得られる。
【００１８】
なお、上記製造方法において、未延伸糸の予熱温度が４０℃未満および１００℃を超える場合は布帛の染め斑が生じるため好ましくない。
また、破断伸度が２０％未満になる延伸倍率の場合は延伸での糸切れが多発して好ましくなく、一方、破断伸度が６０％を超える延伸倍率の場合は弛緩熱処理時の糸切れが多発するので好ましくない。
さらに、熱セット温度・弛緩処理温度が上記値未満の場合は、得られた中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維は収縮率が高く凹部を有する熱応力の形態を得ることができなく好ましくない。一方、熱セット温度・弛緩処理温度が上記値を超える場合は、強度および伸度の低下、染めの悪化、さらにはポリトリメチレンテレフタレート繊維の特徴である優れた伸張弾性回復特性をも低下することとなり好ましくない。
さらに、上記弛緩率が４％未満では、目的とする形状の熱応力形態が得られず、また、沸水収縮率（ｂｗｓ）も１０％を超えるので好ましくない。一方、２０％を超えると、弛緩熱処理工程での糸切れが多発し好ましくない。
【００１９】
このようにして得られる本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維は、製織または製編され、精錬、染色、仕上げ加工処理を経て、ソフトな風合いを有する中空ストレッチ織編物となる。
【００２０】
【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。
【００２１】
（１）ポリトリメチレンテレフタレートの固有粘度
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。
【００２２】
（２）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。
【００２３】
（３）沸水収縮率（ＢＷＳ）（％）
ＪＩＳ  Ｌ１０１３  ８．１８  Ｂ法に準じて測定した。沸水温度はＢｏｉｌ状態とした。
【００２４】
（４）中空率（％）
１，０００倍にてとった断面写真を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。
【００２５】
（５）１０％伸張弾性回復率
試料繊維に０．０３ｃＮ／ｄｔｅｘ（１／３０ｇ／ｄｅ）の荷重をかけて伸びきった状態で、島津製作所引っ張り試験機テンシロンにセットし、初期サンプル長２００ｍｍ、引っ張り速度２００ｍｍ／ｍｉｎで１０％伸張後、直ちに同速度で回復させて伸張回復曲線を記録し、回復時の初荷重と同じになった時のサンプル初期長に対する伸び率を読み取りＢ（％）とし、下記式で１０％伸張弾性回復率を求めた。
１０％弾性回復率（％）＝｛（１０−Ｂ）／１０｝×１００
【００２６】
（６）熱応力
カネボウ・エンジニアリング（株）製  サーマル・ストレス・テスターを用い、初荷重０．０３ｃＮ／ｄｔｅｘ（１／３０ｇ／ｄｅ）、昇温スピード２．２℃／ｓｅｃの条件にて測定し、応力が最大である最大熱応力（Ｆｍａｘ）、および、その点の温度（Ｔｍａｘ）を求めた。また、熱応力曲線の形状は、その記録から凹凸を確認した。
【００２７】
（７）風合い評価
中空繊維を２８ゲージ丸編機で２０ｃｍ長の筒編みとし、１００℃の熱水中で精錬したあと、１６０℃でプリセットしたあと、該生機を布帛重量ベース（ｏｗｆ）で２重量％の分散染料［住友化学工業（株）製、スミカロン  ネイビーブルー］を用い１３０℃で染色し、１７０℃にてファイナルセットし、風合いおよび染色性評価用布帛とした。
【００２８】
（ストレッチ性）
レベル−１：両手で引っ張り戻したとき、布帛が完全に戻り、皺や変形が見られない。
レベル−２：両手で引っ張り戻したとき、一部皺や変形が見られる。
【００２９】
（ソフト性）
レベル−１：布帛を握ったとき、粗硬感がなくしなやかなタッチである。
レベル−２：布帛を握ったとき、粗硬感が残り硬いタッチである。
【００３０】
（染色性）
レベル−１：均一に染色されていて濃淡の染色差が見られない。
レベル−２：一部濃淡部が存在し均一な染色性ではない。
【００３１】
実施例１
通常の円形中空断面用口金（ホール数：２４Ｈ）を用い、酸化チタン０．３重量％含有した固有粘度〔η〕０．９５ｄｌ／ｇのポリトリメチレンテレフタレートを２５０℃にて溶融し、吐出量２６．８ｇ／分にて押し出し、冷却固化後２，５００ｍ／分の速度で巻き取り、１０８ｄｔｅｘ／２４ｆｉｌの未延伸糸を得た。
この未延伸糸は強度が２．１０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が１０８％、中空率は２０％であった。
得られた未延伸糸を、下記条件にて２段延伸熱処理を実施し、７２ｄｔｅｘ／２４ｆｉｌ、中空率２０％の延伸糸を得た。
▲１▼１段延伸倍率（ＤＲ１）：１．６０
▲２▼１段予熱温度（ＨＲ１）：６０℃
▲３▼１段目セット温度（ＰＨ１）：接触ヒーター温度１６０℃
▲４▼２段延伸倍率（ＤＲ２）：０．９２（弛緩率８％）
▲５▼２段目セット温度（ＰＨ２）：接触ヒーター温度１９５℃
▲６▼延伸速度：５００ｍ／分
得られた中空繊維の糸物性を表１に記す。
【００３２】
【表１】
2005015956.tif 000002
【００３３】
次いで、上記中空繊維を筒編みし染色後、風合いおよび染色性の評価を実施した。結果を表２に記す。
【００３４】
【表２】
2005015956.tif 000003
【００３５】
その風合いは極めてソフトでストレッチ性に富み、濃淡の染色差もない均一な染色性を有していた。
【００３６】
比較例１
実施例１に用いた未延伸糸を、下記条件にて１段延伸熱処理を行い、６２ｄｅ／２４ｆｉｌ、中空率２０％の延伸糸を得た。
▲１▼１段延伸倍率（ＤＲ１）：１．６０（弛緩率０％）
▲２▼１段予熱温度（ＨＲ１）：６０℃
▲３▼１段目セット温度（ＰＨ１）：接触ヒーター温度１６０℃
▲４▼延伸速度：５００ｍ／分
得られた中空繊維の糸物性を表３に記す。
【００３７】
【表３】
2005015956.tif 000004
【００３８】
次いで、上記中空繊維を筒編みし染色後、風合いおよび染色性の評価を実施した。結果を表４に記す。
【００３９】
【表４】
2005015956.tif 000005
【００４０】
その風合いはストレッチ性に富みでいたが、濃淡の染色差が存在し、また、風合いも硬いものであった。
【００４１】
実施例２〜７、比較例２〜４
実施例１において、ＤＲ２およびＰＨ２を変更して、表５に示す２段熱処理延伸を実施した。結果を表５〜６に記す。２段熱処理延伸にてソフトでストレッチで染色性にも優れた布帛が得られるが、熱応力特性が凹状の形状でない場合は風合いが硬く、熱処理温度が高すぎると染色性の面で均一なものが得られなかった。
【００４２】
【表５】
2005015956.tif 000006
【００４３】
【表６】
2005015956.tif 000007
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ソフトでストレッチ性および染色性に優れた中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）および（ロ）は、本発明の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維の熱応力曲線の一例を示す模式図である。
【図２】従来の中空ポリトリメチレンテレフタレート繊維の熱応力曲線の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１：Ｔｍａｘ
２：Ｆｍａｘ
３：凹部
【図１】
2005015956.tif 000008
【図２】
2005015956.tif 000009