(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルにポリ乳酸を主成分とするポリエステルを１〜１０重量％の割合で混合後溶融あるいは溶融後混合し、中空形成性吐出孔を有する紡糸口金より吐出し、異方冷却を施し、紡糸引き取りした後、延伸し、熱処理によって捲縮を発現させるポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維の製造方法。
【請求項２】
紡糸引き取りされた延伸前のポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル繊維の中空率が１０〜５０％である請求項１記載のポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元捲縮を有するポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短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、かつ低弾性率、弾性回復率および易染性に優れた特性を持っており、詰綿、不織布、紡績糸織物等への実用化を目指して、様々な角度よりポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維製造技術が検討されている。
【０００３】
たとえば、特公昭４９−２１２５６号公報には繊維屈曲復元性を改善したポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維の技術が開示されている。また、特開平１１−１８９９３８号公報には伸張回復率、弾性回復率を改善したポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維の技術が開示されている。しかしながら、このような従来ポリエチレンテレフタレート短繊維を製造する方法および条件でポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維を製造しても、その捲縮性能は平面的な、いわゆる二次元捲縮にとどまり、詰綿等で要求される三次元捲縮は得られない。
【０００４】
また、米国特許第３，６８１，１８８号には異方冷却、延伸後定長下アニーリングおよび熱弛緩処理により製造した三次元捲縮をもつポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル繊維が開示されている。しかしながら、このような従来ポリエチレンテレフタレート繊維で用いられている異方冷却条件下では、吐出されたポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルポリマー流に充分な異方冷却効果を付与することができず、得られたポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル繊維には充分な三次元捲縮は発現しない。一方、ポリエチレンテレフタレートと同様な異方冷却効果を得るためには、ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル溶融時の温度を大幅に低下させる、冷却風を大幅に増量する、あるいは吐出ポリマー流を冷却板に直接接触させる等の操作が必要であり、このような方法においては、紡糸工程での断糸多発あるいは生産性の低い低紡糸速度領域での生産しかできないなどの問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、優れた三次元捲縮を有するポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維を安定して製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルにポリ乳酸を主成分とするポリエステルを１〜１０重量％の割合で混合後溶融あるいは溶融後混合し、中空形成性吐出孔を有する紡糸口金より吐出し、異方冷却を施し、紡糸引き取りした後、熱処理することによって、優れた三次元捲縮を有するポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維を安定して製造できることを見出した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明でいうポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルは、トリメチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルであって、本発明の目的を阻害しない範囲内で、例えば酸成分を基準として１５モル％以下、好ましくは５モル％以下で第三成分を共重合したポリエステルであっても良い。
【０００８】
好ましく用いられる第三成分としては、例えば、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、金属スルホイソフタル酸等の酸成分や、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等のグリコール成分など、各種のものを用いることができ、紡糸安定性などを考慮して適宜選択すれば良い。なお、ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルの固有粘度（オルソ−クロロフェノールを溶媒として使用し温度３５℃で測定）は０．５〜１．８の範囲のものであれば良い。
【０００９】
また、必要に応じて、各種の添加剤、例えば、艶消し剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、蛍光増白剤、着色顔料などを添加したポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルであっても良い。
【００１０】
本発明に用いるポリ乳酸を主成分とするポリエステルとは、乳酸を主たる繰り返し単位とするポリエステルをいい、Ｌ−乳酸及び／又はＤ−乳酸成分が５０重量％以上の重合体であり、ポリＬ−乳酸ホモポリマー、ポリＤ−乳酸ホモポリマー、Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸共重合ポリマー及びそれらに５０％以下の第２又は第３成分を共重合及び／又は混合した物を包含する。共重合成分としては、例えばエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオールなどのジオール、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸などのジカルボン酸、ヒドロキシアルキルカルボン酸、ピバロラクトン、カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。なお、分子量は１０００００〜３０００００の範囲ものが好ましい。
【００１１】
本発明では先ず、紡糸口金から吐出する以前の工程で、ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルとポリ乳酸を主成分とするポリエステル（以下ポリマーＢと称する）とを混合することが重要である。ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルとポリマーＢとの混合は、溶融工程以前でお互いに固体の状態で混合しても良いし、別途溶融した後溶融体同士を合流させても良い。
【００１２】
本発明者等は、ポリマーＢを含んだ溶融ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルポリマー流では、断面方向に非対称な冷却効果、すなわち異方冷却効果が顕著に発現することを見出した。
【００１３】
すなわち、ポリマーＢを１〜１０重量％、より好ましくは４〜８重量％含み、中空形成性吐出孔を有する紡糸口金から吐出されたポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルポリマー流に対し、該ポリマー流の進行方向にほぼ垂直な方向から冷却風を吹き当てると、冷却・固化後のポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル繊維断面に顕著な構造異方性が生じ、熱処理後優れた三次元捲縮が発現する。ポリマーＢの混合割合が１０％を超えると、紡糸時曳糸性が悪くなり断糸が多発する。ポリマーＢの混合割合が１％未満の場合は、異方冷却効果が充分に発現しない。また、ポリマーＢの混合割合が１％未満の場合に、異方冷却効果を充分に発現させるためにはポリマー溶融温度を極端に下げたり、冷却風の送風速度を大幅に上げたりする必要があり、紡糸断糸が多発し安定な紡糸運転が不可能となる。
【００１４】
該ポリマー流が異方冷却される時は、その内部に空隙が存在する、いわゆる中空構造となっていなければならない。空隙が存在しない中実構造のポリマー流では、ポリマーＢを含んでいても異方冷却効果が充分に発現しない。なお、中空率（紡糸引き取りされた延伸前のポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル繊維の断面写真で測定する）が１０〜５０％、より好ましくは２０〜４０％であるとより顕著な異方冷却効果が発現する。中空率が５０％を超えると紡糸断糸の発生が多くなったり、繊維の割れが発生し易い傾向が認められるので、好ましくない。なお、ポリマーＢの混合割合が１％未満の場合には中空率を大きくすることが極めて難しくなる。
【００１５】
繊維の断面および中空の形状は円形、三角等の多角形であっても良いが、円形が紡糸口金の作成上また運転安定性上最も好ましい。
【００１６】
異方冷却・固化され、引き取りされた未延伸ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル繊維は適当な繊度の未延伸トウとして引き揃えられる。次いで、温水等通常の方法で延伸され、弛緩熱処理を施されることにより、三次元捲縮が発現する。その後、用途に応じて２０〜１５０ｍｍの繊維長にカットされポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維となる。
【００１７】
【実施例】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
【００１８】
１）固有粘度
オルソクロロフェノールを溶媒として、３５℃の温度でウベローデ粘度管にて測定した。
【００１９】
２）圧縮嵩
三次元捲縮を表す特性として圧縮嵩を以下の方法で測定した。
短繊維をカードに通して作成されたウェブを２０ｃｍ四方の広さに切り取り、重ねて重さ４０ｇのサンプル嵩を作成する。該サンプル嵩を温度１８℃、相対湿度６０％の雰囲気にて２時間放置した後、圧縮試験機にて１１．８ｋＰａの荷重を１０分間掛け、除重した。次いで、温度１８℃、相対湿度６０％の雰囲気にて１．５時間放置した後、０．９８ｋＰａの荷重を掛けた時のサンプル嵩の高さを測定し、次の計算式によって求めた値を圧縮嵩とした。
圧縮嵩＝測定値(ｃｍ)×サンプルの負荷面積(ｃｍ2)÷サンプルの重量(g)
なお、圧縮嵩の値が高いほど三次元捲縮は優れていることを示す。
【００２０】
３）紡糸断糸
７時間の連続紡糸を行い、その間の断糸回数を記録した。
【００２１】
４）中空率
紡糸引き取り後の未延伸トウの切断面を写真に撮り、２０個の断面について中空部と単繊維断面の面積を測定し、単繊維断面の面積に対する中空部の面積百分率（％）の平均値を中空率とした。
【００２２】
[実施例１]
固有粘度０．９５のポリトリメチレンテレフタレートチップに、ポリマーＢとして（株）島津製作所製の「ラクティ＃９０２０」チップ（ポリ乳酸、重量平均分子量２０００００、融点１７５℃）を６重量％均一に混合した混合体を、１４５℃で７時間乾燥した後、２５０℃で溶融し、図１に示す形状で、表１に示す寸法の吐出孔を２１０個穿設した紡糸口金より吐出量４００ｇ／分で吐出し、口金面下２〜１５ｃｍの位置で２５℃の冷却用空気を１．９ｍ／秒の流速でポリマー流の片側から糸条の進行方向に垂直な角度で吹き当て、１１００ｍ／分の速度で紡糸引き取りし未延伸ポリトリメチレンテレフタレート繊維を得た。この未延伸ポリトリメチレンテレフタレート繊維の中空率は２９％であった。次いで、得られた未延伸繊維を５０万デシテックスのトウに引き揃えた後、第１段延伸温度５５℃、第２段延伸温度９０℃で２．３５倍に温水延伸した。この延伸糸を１３５℃で弛緩熱収縮処理を施して、６４ｍｍの繊維長にカットし、繊度１２デシテックスの捲縮綿を得た。製造条件および結果を表１に示す。
【００２３】
[比較例１]
ポリマーＢ（ポリ乳酸ポリマー「ラクティ＃９０２０」）の混合量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様に乾燥、溶融、紡糸および延伸熱処理して、繊度１２デシテックスの捲縮綿を得た。製造条件および結果を表１に示す。
【００２４】
[実施例２〜３、及び、比較例２]
ポリマーＢ（ポリ乳酸ポリマー「ラクティ＃９０２０」）の混合量、ポリマー溶融温度、冷却風速度および紡糸口金吐出孔の寸法とを表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様に乾燥、溶融、紡糸および延伸熱処理して、繊度１２デシテックスの捲縮綿を得た。製造条件および結果を表１に示す。
【００２５】
[比較例３]
吐出孔径０．３０ｍｍ、ランド長０．５０ｍｍの中実孔形成用円形吐出孔を２１０個穿設した紡糸口金を用い、冷却風速度を２．５ｍ／秒とする以外は実施例１と同様に乾燥、溶融、紡糸および延伸熱処理して、繊度１２デシテックスの捲縮綿を得た。製造条件および結果を表１に示す。なお、この条件で製造された捲縮綿は捲縮不足のためカードを通過せず、圧縮嵩測定用のサンプリングは不可であり、本条件では三次元捲縮はほとんど発現していないと判定した。
【００２６】
【表１】
0003806320.tif 000002
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、通常のポリマー溶融温度および冷却風送風条件のもとで、優れた三次元捲縮を有するポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステル短繊維を安定して製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる紡糸口金の吐出孔形状の一実施態様を示した模式図。
【符号の説明】
Ｗ      ：吐出孔円弧スリット幅
Ｄ      ：吐出孔ピッチ円周直径
【図１】
0003806320.tif 000003