(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞘成分の融点が芯成分の融点より５０℃以上低い芯鞘型構造を有する熱接着性複合繊維を製造するに際し、以下の工程（イ）、(ロ)、（ハ）および（ニ）を、この順に含むことを特徴とする熱接着性繊維の製造方法。
（イ）  溶融複合紡糸装置から吐出された未延伸糸を冷却して油剤を付与する工程
（ロ）  前記工程(イ)において油剤が付与された未延伸糸を、ローラにより加熱する工程
（ハ）  前記工程（ロ）において加熱された未延伸糸にスチームを吹き付け、その後加熱ローラにて延伸する工程
（ニ）  前記工程(ハ)で得られた延伸糸に、弛緩熱処理を行って１５００ｍ／分以上の速度で巻き取る工程
【請求項２】
工程（ハ）において繊維に吹き付けたスチームの少なくとも一部を、内部に前記加熱ローラを配置したローラボックス内に導く請求項１記載の熱接着性繊維の製造方法。
【請求項３】
鞘成分がテレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分及び１，４−ブタンジオール成分からなる共重合ポリエステル、芯成分がポリエステルである請求項１又は２記載の熱接着性繊維の製造方法。
【請求項４】
芯成分の主成分がポリエチレンテレフタレートである請求項３記載の熱接着性繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高強度で熱収縮率の小さい熱接着性繊維を、延伸性よく得ることができる熱接着性繊維の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に産業資材用繊維は高強度を必要とする場合が多く、このため、衣料用繊維より高い粘度のポリマーが使用される。このような繊維の熱収縮率を低くする方法としては、弛緩処理の前にローラ等で高温の熱処理を施し、高い弛緩率を繊維に付与して巻き取る方法が一般的である。そして、例えば特開２０００−２７０２９号公報には、ポリエステル繊維を弛緩ゾーンでスチーム処理を行う方法が記載されているが、この方法も弛緩処理の前に２２０〜２４０℃と高い温度のローラ熱処理を行っている。
【０００３】
しかし、このような方法は、鞘成分が芯成分より融点が５０℃以上低いポリマーの組み合わせの熱接着性繊維に採用することが難しく、上記のポリマーの組み合わせの場合、低温のローラ温度で熱処理を行っているため、熱収縮率の高い繊維となり、メッシユシート等に加工した後、加熱接着処理を行うと、熱収縮による寸法変化が大きく、加工性不良や製品の品位が劣ったものになる。
【０００４】
この対策として、芯成分の粘度を低くして熱収縮率を下げる方法や、未延伸糸を一旦巻き取った後、巻き取り速度が５００ｍ／分程度の低速で延伸を行うことで高い弛緩率を付与して巻き取る方法が行われているが、前者は強度が低くなり、後者はコスト的に不利になるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決し、高強度で熱接着時の寸法変化が小さい熱接着性繊維を、延伸性よく製造できる熱接着性繊維の製造方法を提供することを技術的な課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、加熱された未延伸糸にスチームを吹き付け、その後加熱ローラにて延伸を行い、さらに加熱延伸の際に好ましくはこのスチームをローラボックス内に導いて高い雰囲気温度にすると、高い弛緩率を付与して巻き取ることができることを見出して本発明に到達した。
すなわち、本発明は、次の構成を要旨とするものである。
（１）鞘成分の融点が芯成分の融点より５０℃以上低い芯鞘型構造を有する熱接着性複合繊維を製造するに際し、以下の工程（イ）、(ロ)、（ハ）および（ニ）を、この順に含むことを特徴とする熱接着性繊維の製造方法。
（イ）  溶融複合紡糸装置から吐出された未延伸糸を冷却して油剤を付与する工程
（ロ）  前記工程(イ)において油剤が付与された未延伸糸を、ローラにより加熱する工程
（ハ）  前記工程（ロ）において加熱された未延伸糸にスチームを吹き付け、その後加熱ローラにて延伸する工程
（ニ）  前記工程(ハ)で得られた延伸糸に、弛緩熱処理を行って１５００ｍ／分以上の速度で巻き取る工程
（２）工程（ハ）において繊維に吹き付けたスチームの少なくとも一部を、内部に前記加熱ローラを配置したローラボックス内に導く上記（１）記載の熱接着性繊維の製造方法。
（３）鞘成分がテレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分及び１，４−ブタンジオール成分からなる共重合ポリエステル、芯成分がポリエステルである上記（１）又は（２）記載の熱接着性繊維の製造方法。
（４）芯成分の主成分がポリエチレンテレフタレートである上記（３）記載の熱接着性繊維の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明で製造される熱接着繊維は芯鞘型の複合繊維であり、その芯成分は、ポリエステルの中でも寸法安定性に優れ、安価なポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称す。）が好ましく、また、強度が低いと使用範囲が限られるため、極限粘度〔η〕は０．７〜１．２程度が好ましい。
【０００８】
次に、鞘成分は、融点が芯成分より５０℃以上低いことが必要であるが、好ましい芯成分であるＰＥＴの寸法安定性や広範囲の用途を考慮にいれると、融点が１５０〜１８０℃の範囲である共重合ポリエステルが好ましく、中でもテレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分及び１，４−ブタンジオール成分からなる熱安定性のよい共重合ポリエステルを用いるのが好ましい。融点がこの範囲より低いと、芯成分がＰＥＴの場合、芯成分であるＰＥＴに、延伸時に十分な熱処理ができなくなるばかりでなく、熱接着した製品の温度使用範囲が狭くなり、また、上記範囲より高いと熱接着温度も高くなり、コスト面で不利益となるので好ましくない。
【０００９】
次に、芯鞘質量比は、７０：３０〜５０：５０程度が好ましく、これよりも鞘成分が多くなると、高価なポリマーである鞘成分が多くなるためコスト面で不利益になるばかりでなく、繊維の強度が小さくなるので好ましくなく、また、鞘成分が少なくなると、接着力が低下するため好ましくない。
次に、繊維の乾熱収縮率は、熱接着時の収縮を低くするには１５％以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明の鞘成分の融点が芯成分の融点より５０℃以上低い芯鞘型構造を有する熱接着性複合繊維の製造方法は、以下の工程（イ）、(ロ)、（ハ）および（ニ）を、この順に含むことを特徴とする。
（イ）  溶融複合紡糸装置から吐出された未延伸糸を冷却して油剤を付与する工程
（ロ）  前記工程(イ)において油剤が付与された未延伸糸を、ローラにより加熱する工程
（ハ）  前記工程（ロ）において加熱された未延伸糸にスチームを吹き付け、その後加熱ローラにて延伸する工程
（ニ）  前記工程(ハ)で得られた延伸糸に、弛緩熱処理を行って１５００ｍ／分以上の速度で巻き取る工程
【００１１】
本発明においてスチームは直接糸条に吹き付けられることが必要である。また、吹き付けられたスチームの少なくとも一部、好ましくは大半がローラボックス内に吹き込まれると、さらに効果的である。したがって、スチーム処理機からローラボックスまでにスチーム飛散防止カバー等を設置することが好ましい。
【００１２】
本発明において、好ましくはローラボックス内の雰囲気温度を高くして高い弛緩率を得るために用いるスチーム処理機は何ら限定されるものではないが、繊維の進行方向に向かって角度３０〜７０度、２〜４個程度のオリフィスを有するスチーム処理機を用いるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明で使用するスチームの温度、圧力等は、繊維の繊度や鞘成分の融点温度に応じて、温度２００〜３００℃、圧力０．３〜０．８ＭＰａ程度で任意に設定すればよい。
【００１４】
次に、巻き取り速度は１５００ｍ／分以上とすることが必要であるが、好ましくは２０００〜３０００ｍ／分であり、この範囲より小さいと生産性が悪くなり、大きいと十分な弛緩率を得ることが難しくなり好ましくない。
【００１５】
本発明で得られる芯鞘型複合繊維の断面形状は、丸断面及び異型断面のいずれでもよく、また、芯成分あるいは鞘成分に、艶消し剤、原着剤、難燃剤等を添加してもよい。
単糸繊度は、産業資材用途に用いるため５〜２０ｄｔｅｘ程度が好ましい。
【００１６】
本発明は、常用の溶融複合紡糸装置で実施することができ、図１は、本発明に用いる延伸巻取り装置の一実施態様を示す概略工程図である。図１において、紡出した未延伸糸は、非加熱の第１ローラ１に複数回掛けて引き取られ、引き続いて加熱された第２ローラ２に複数回掛けて引き揃えられ、スチーム処理機６内を通過してスチームを吹き付けられながら、加熱された第３ローラ３に複数回掛けて延伸された後、加熱された第４ローラ４に複数回掛けて弛緩熱処理が施され、目的とする熱接着性繊維としてワインダー５で巻取られる。なお、図中、７はローラボックス、８は雰囲気温度センサー、９はスチーム飛散防止カバーである。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
なお、実施例における各物性値は、次の方法で測定した。
（ａ）ＰＥＴ、共重合ポリエステルの極限粘度
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
（ｂ）強伸度
ＪＩＳＬ−１０１３に従い、島津製作所製オートグラフＤＳＳー５００を用い、試料長２５ｃｍ、引っ張り速度３０ｃｍ／分で測定した。
（Ｃ）乾熱収縮率
ＪＩＳＬ−１０１７に従い、温度１５０℃、時間１５分で測定した。
（ｄ）操業性
第４ローラ４の糸揺れの判定：操業可能は○、操業不可能は×で評価した。
融着：全単糸の分繊が可能は○、不可能は×で評価した。
（ｅ）ローラボックス内の雰囲気温度
排気温度をＣＡ熱伝対で測定した。
【００１８】
実施例１
常用の溶融複合紡糸装置に芯鞘型の溶融複合紡糸口金を装着し、芯成分に極限粘度〔η〕０．８５のＰＥＴ、鞘成分にテレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応で得られたテレフタル酸成分とエチレングリコール成分とのモル比が１：１．１３のＰＥＴオリゴマーに、ε−カプロラクトンを酸成分に対して１５モル％、及び１，４−ブタンジオールをジオール成分に対して５０モル％の割合で添加して重合された極限粘度〔η〕０．６４、Ｔｍが１６０℃の共重合ポリエステルを用いた。
【００１９】
そして、紡糸口金温度２９０℃、芯鞘質量比を３：１で紡出し、長さ２０ｃｍ、温度３００℃に加熱された常設の加熱筒を通過させた後、長さ１５０ｃｍ、温度１５℃の冷却風を０．６ｍ／秒で吹き付けて冷却し、油剤を付与して速度４２１ｍ／分の非加熱の第１ローラに４回掛けて引き取り、引き続きＤＲ１が１．０２倍の速度４２９ｍ／分、温度１００℃の第２ローラに５回掛けて引き揃えを行い、直径が２ｍｍで糸道に対称に２個配置されたオリフィスから、繊維の進行方向に向かって４５度の角度で温度２１０℃、圧力０．５Ｍｐａのスチームを吹き出すスチーム処理機内を通過させてＤＲ２が４．８倍の速度２０６１ｍ／分、温度１４０℃の第３ローラに６回掛けて延伸熱処理を行い、その後、ＤＲ３が０．９８倍の速度２０２０ｍ／分、温度１２０℃の第４ローラに６回掛けて弛緩熱処理を行い、ＤＲ４が０．９９倍の速度２０００ｍ／分のワインダーで巻き取り、５５０ｄｔｅｘ／４８フィラメントの熱接着性繊維を得た。
【００２０】
実施例２
スチームの温度を２５０℃、ＤＲ３を０．９６倍とし、ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ４は実施例１と同様の延伸倍率にして２０００ｍ／分のワインダーに巻き取った。
なお、実施例１、２において、延伸以降の工程は、スチーム飛散防止カバー９を設けない以外は図１に示す装置を用いて実施した。
【００２１】
実施例３
スチーム飛散防止カバー９を設け、ＤＲ３を０．９７倍にした以外は実施例１と同様にして行った。
【００２２】
実施例４
スチーム飛散防止カバー９を設け、ＤＲ３を０．９５倍にした以外は実施例２と同様にして行った。
【００２３】
比較例１
スチーム処理機を使用しないでＤＲ３を０．９８倍にした以外は、実施例１と同様に行った。
【００２４】
比較例２
ＤＲ３を０．９７倍にした以外は、比較例１と同様にして行った。
【００２５】
比較例３
第３ローラ温度を１５０℃にした以外は、比較例１と同様に行った。
【００２６】
比較例４
第３ローラ温度を１５０℃にした以外は、比較例２と同様に行った。
【００２７】
比較例５
第３ローラの温度を１５５℃にした以外は、比較例１と同様に行った。
実施例１〜４、比較例１〜５で得られた繊維の強度、切断伸度と乾熱収縮率及び操業性の評価結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
0004596636.tif 000002
【００２９】
表１から明らかなように、実施例１〜４は、第３ローラボックスの雰囲気温度が高くなり、弛緩率を高くして巻き取ることが可能で、得られた繊維は強度、切断伸度及び乾熱収縮率も満足する値を有していた。
【００３０】
一方、比較例１〜２は雰囲気温度が低く、弛緩率を高くすることができないため、繊維の乾熱収縮率が高くなった。また、比較例３〜４は第３ローラの温度を高くしたが、雰囲気温度が低く、弛緩率の向上及び乾熱収縮率の低下には殆ど効果がなかった。次に、比較例５は、第３ローラ温度を１５５℃と高温にし過ぎたため繊維が融着を起こし、繊維の強度も劣っていた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、未延伸糸を加熱し、さらに加熱された未延伸糸にスチームを吹き付け、その後加熱延伸するので、より好ましくはこのスチームをローラボックス内に導いて高い雰囲気温度にするので、高い弛緩率を付与して巻き取ることが可能となり、このため、高強度で、熱接着時の寸法変化の小さい低収縮性の熱接着性繊維を、延伸性よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱接着性繊維の製造方法に用いる延伸巻き取り装置の一実施態様を示す概略工程図である。
【符号の説明】
１  第１ローラ
２  第２ローラ
３  第３ローラ
４  第４ローラ
５  ワインダー
６  スチーム処理機
７  ローラボックス
８  雰囲気温度センサー
９  スチーム飛散防止カバー
【図１】
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