ポリエステル芯鞘複合糸及びその製造方法
【課題】製糸性や加工性が良好なポリエステル芯鞘複合糸であり、特に布帛にした際に優れた保温性を有するポリエステル芯鞘複合糸を提供する。
【解決手段】鞘部を構成するポリマー（Ａ）がポリエステル系樹脂であり、芯部を構成するポリマー（Ｂ）が二次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、二次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂であり、前記鞘部を構成するポリマー（Ａ）と前記芯部を構成するポリマー（Ｂ）との質量比率（Ａ／Ｂ）が８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸であって、該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度が１．５ｄｔｅｘ以下であるポリエステル芯鞘複合糸。
【解決手段】鞘部を構成するポリマー（Ａ）がポリエステル系樹脂であり、芯部を構成するポリマー（Ｂ）が二次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、二次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂であり、前記鞘部を構成するポリマー（Ａ）と前記芯部を構成するポリマー（Ｂ）との質量比率（Ａ／Ｂ）が８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸であって、該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度が１．５ｄｔｅｘ以下であるポリエステル芯鞘複合糸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製糸性や加工性が良好なポリエステル芯鞘複合糸であり、特に布帛にした際に優れた保温性を有するポリエステル芯鞘複合糸及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、防寒衣料、スキー、登山等のスポーツ衣料等には、中綿を用いた三層構造の衣料を用いることが知られている。このような衣料は一般に、表層、中綿、裏地からなる三層より構成され、中綿が空気保温層となり保温性能を高めるものであるが、該三層構造より構成される衣料は、重く、スポーティー性に掛けるという欠点があった。
【０００３】
また、アルミニウムやクロム等の金属をコーティングした布帛を利用した保温用布帛も知られているが、それら布帛を衣料に用いた場合、コーティングにより柔軟性に欠けたり、繰り返し使用することにより保温性能が低下するという欠点があった。
【０００４】
上記した欠点を解消するため、芯部に炭化ジルコニウム、珪化ジルコニウム、酸化錫等の赤外線吸収効果を有する機能性無機粒子を配し、鞘部を熱可塑性樹脂で被覆した芯鞘複合糸が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これらの芯鞘複合糸は、芯部に配した機能性無機粒子が赤外線を吸収することにより保温効果を発現させている。しかしながら、これら芯鞘複合糸は、太陽光の存在下においては保温効果を示すが、室内や夜間などの太陽光を得られない環境においては充分な保温効果が得られないという問題があった。
【０００５】
また、シリカを含有したポリエステル繊維も知られているが、使用しているシリカの樹脂分散前の一次平均粒径が０．０１〜１０μｍと幅が広く、さらにポリエステル樹脂重合時にシリカの攪拌分散処理を行なっていないため、紡糸時にシリカの凝集が激しく、製糸性が悪いなどの問題があった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−００９８０４号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、製糸性や加工性が良好なポリエステル芯鞘複合糸であり、特に布帛にした際に優れた保温性を有するポリエステル芯鞘複合糸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、既に特願２０１１−０５１６３０号にて、特定のシリカを用い、特定の重合条件を経たシリカ含有ポリエステル樹脂を芯部を構成するポリマーとして用いることで、紡糸時のシリカの凝集が非常に少なく保温性を有するポリエステル芯鞘複合糸を操業性良く得ることができることを明らかにしているが、さらに保温性を向上させるべく鋭意検討を重ねた結果、特定のシリカを用い、特定の重合条件を経たシリカ含有ポリエステル樹脂を芯部を構成するポリマーとして用いるとともに、該ポリエステル芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度を１．５ｄｔｅｘ以下とすることで、顕著な保温性を示すことを見出し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（２）を要旨とするものである。
（１）鞘部を構成するポリマー（Ａ）がポリエステル系樹脂であり、芯部を構成するポリマー（Ｂ）が二次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、二次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂であり、前記鞘部を構成するポリマー（Ａ）と前記芯部を構成するポリマー（Ｂ）との質量比率（Ａ／Ｂ）が８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸であって、該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度が１．５ｄｔｅｘ以下であることを特徴とするポリエステル芯鞘複合糸。
（２）ポリエステル系樹脂（Ａ）を鞘成分とし、シリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂（Ｂ）を芯成分とする芯鞘比（質量比率（Ａ／Ｂ））８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸の製造方法において、一次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、一次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカをエチレングリコールに分散させ、攪拌分散処理を行なった後に、ポリエステルオリゴマーに投入して重合したポリエステル系樹脂を前記芯部を構成するポリエステル系樹脂として用いることを特徴とする（１）のポリエステル芯鞘複合糸の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ポリエステル系樹脂中のシリカの二次凝集を効果的に抑制することができるため、顕著な保温性を有する布帛を得るために好適なポリエステル芯鞘複合糸を操業性良く得ることが出来る。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
本発明の芯鞘複合糸の鞘部を構成するポリマー（Ａ）としては、ポリエステル系樹脂であれば特に限定されず、例えば、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルなどが好適に用いられる。
【００１２】
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのポリ−α−ヒドロキシ酸、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸、ポリ−（β−ヒドロキシ酪酸／β−ヒドロキシ吉草酸）などのポリ−β−ヒドロキシアルカノエート、ポリ−β−プロピオラクトン、ポリ−ε−カプロラクトンなどのポリ−ω−ヒドロキシアルカノエートなどが挙げられる。
【００１３】
芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートを主体としたポリエステルが挙げられる。
【００１４】
脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルは下記に示す共重合成分を共重合したものでもよい。共重合成分の代表例としてはイソフタル酸、５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、３，３’−ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸などの脂肪族ジカルボン酸、ジエチレングリコール、１，４ブタンジオール、１，４シクロヘキサンジオールなどの脂肪族、脂環式ジオール、Ｐ−ヒドロキシ安息香酸などの共重合成分が挙げられる。
【００１５】
本発明における芯部を形成するポリマー（Ｂ）としては、ポリエステル系樹脂であれば特に限定されず、例えば、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルなどが好適に用いられる。
【００１６】
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのポリ−α−ヒドロキシ酸、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸、ポリ−（β−ヒドロキシ酪酸／β−ヒドロキシ吉草酸）などのポリ−β−ヒドロキシアルカノエート、ポリ−β−プロピオラクトン、ポリ−ε−カプロラクトンなどのポリ−ω−ヒドロキシアルカノエートなどが挙げられる。
【００１７】
芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートを主体としたポリエステルが挙げられる。
【００１８】
前記脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルは下記に示す共重合成分を共重合したものでもよい。共重合成分の代表例としてはイソフタル酸、５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、３，３’−ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸などの脂肪族ジカルボン酸、ジエチレングリコール、１，４ブタンジオール、１，４シクロヘキサンジオールなどの脂肪族、脂環式ジオール、Ｐ−ヒドロキシ安息香酸などの共重合成分が挙げられる。
【００１９】
なお、本発明のポリエステル芯鞘複合糸においては、本発明の効果を損なわない範囲であれば、一般的に使用されている添加剤、艶消し剤、制電剤、酸化防止剤等が含まれても良い。
【００２０】
本発明においては、芯部を構成するポリマー（Ｂ）は、二次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、二次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを１〜２０質量％含有することが必要である。
【００２１】
シリカの二次平均粒子径は、ポリエステル樹脂中に分散した後のシリカの平均粒子径であり、後述のようにポリエステル芯鞘複合糸をフェノール／テトラクロロエタン＝５０／５０質量％の混合溶媒に溶解した後所定の条件にて測定するが、０．０５〜３．０μｍが必要であり、０．１〜１．７μｍが好ましい。該平均粒子径が０．０５μｍ未満又は３．０μｍを超えると、製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００２２】
二次粒子径５μｍ以上のシリカの割合は、１０体積％以下であることが必要であり、５体積％以下であることが好ましい。本発明の芯鞘複合糸においては、後述する製造方法にて重合したポリエステル系樹脂を用いることにより、ポリエステル系樹脂中に存在するシリカの粗大粒子の量を低減することが可能となり、引続く溶融紡糸により繊維化する際の製糸性を良好とすることが出来る。５μｍ以上のシリカが１０体積％以上存在すると、製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００２３】
シリカの二次最大粒子径は１０μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは５μｍ未満である。最大粒子径が１０μｍ以上であると、製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００２４】
本発明においては、後述するように、特定のシリカを用い特定の重合条件を経たポリエステル系樹脂中のシリカの二次凝集が顕著に抑制されることから、該シリカ含有ポリエステル樹脂を芯部を構成するポリマーとして用いることで、保温性を有するポリエステル繊維を操業性良く得ることができる。
【００２５】
芯部を構成するポリマー（Ｂ）中のシリカ含有量は、１〜２０質量％が必要であり、２〜１５質量％が好ましい。シリカは熱線を吸収する効果があり、また、熱伝導率が低いため、断熱性に優れており、繊維に優れた保温性を付与するものである。そのため、該含有量が１質量％未満では、芯鞘複合糸中のシリカ含有量が少ないために、充分な保温効果が発現しなくなる。２０質量％を越えると、芯鞘複合糸中の含有量が高くなりすぎるため、糸条の柔軟性が失われ易く脆い繊維となる場合があり、また紡糸時にシリカが凝集した粗大粒子が発生し易くなるため、製糸性や加工性が著しく悪化する場合があり好ましくない。
【００２６】
本発明の芯鞘複合糸においては、前記芯部を構成するポリマー（Ｂ）を鞘部を構成するポリマー（Ａ）で完全に覆った構成を有する必要がある。芯部のポリマーが表面に露出した状態になると、芯部に含有するシリカが表面に露出するため、製糸性や加工性が著しく悪くなるため、好ましくない。
【００２７】
本発明の芯鞘複合糸においては、鞘部を構成するポリマー（Ａ）と芯部を構成するポリマー（Ｂ）の複合比率（質量比）は、８０／２０〜２０／８０である必要があり、７０／３０〜５０／５０が好ましい。芯部を構成するポリマー（Ｂ）の比率が２０質量％未満では、単繊維に占めるシリカを含有する芯部の割合が低くなり、十分な保温性効果が得られない。芯部を構成するポリマー（Ｂ）の比率が８０質量％を越えると、保温性効果は充分得られるものの、糸条の柔軟性が失われ易く脆い繊維となる場合があり、また鞘部の厚みが薄くなるため繊維表面に芯部に含有するシリカが露出し、製糸性や加工性が著しく悪化する。
【００２８】
本発明の芯鞘複合糸においては、布帛にした際に顕著な保温性を示すように、該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度を１．５ｄｔｅｘ以下とする必要があり、０．５ｄｔｅｘ〜１．３ｄｔｅｘが好ましく、０．５ｄｔｅｘ〜１．０ｄｔｅｘがより好ましい。
【００２９】
該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度を１．５ｄｔｅｘ以下とすることにより顕著な保温性を示す理由は明らかではないが、該繊度を１．５ｄｔｅｘ以下とすることにより、布帛を構成する単繊維間により細かな空間が発現するため、それにより高い保温性が得られるものと推定される。
【００３０】
次に、本発明の芯鞘複合糸に好適に用いられる芯部を構成するポリマー（Ｂ）において、シリカの粗大粒子を低減させるポリエステル系樹脂の製造方法について、以下に一例を説明する。
【００３１】
本発明の製造方法においては、一次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、一次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを用いることが必要である。
【００３２】
シリカの一次平均粒子径は、ポリエステル樹脂中に分散する前のシリカの平均粒子径であり、後述のようにシリカを含む水溶液を所定の条件にて測定するが、０．０５〜３．０μｍが必要であり、０．１〜１．７μｍが好ましい。該一次平均粒子径が０．０５μｍ未満又は３．０μｍを超えると、二次平均粒子径が好ましい範囲となり難くなり好ましくない。
【００３３】
シリカの一次粒子径５μｍ以上のシリカの割合は、１０体積％以下であることが必要であり、５体積％以下であることが好ましい。該一次粒子径５μｍ以上のシリカが１０体積％を超えて存在すると、二次平均粒子径が好ましい範囲となり難く製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００３４】
シリカの一次最大粒子径は１０μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは５μｍ未満である。一次最大粒子径が１０μｍ以上であると、二次最大粒子径が好ましい範囲となり難くなり製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００３５】
本発明の製造方法においては、シリカをエチレングリコールに分散させ、攪拌分散処理を行なった後に、ポリエステルオリゴマーに投入して重合したポリステル系樹脂を用いることが必要である。
【００３６】
シリカをエチレングリコールに分散させたシリカ／エチレングリコール分散液中のシリカ濃度は、１〜３０質量％が好ましく、２〜２０質量％がより好ましい。シリカ濃度が１質量％未満であると、分散液を重合液に多量に添加することが必要となるため、重合時のポリエステルオリゴマーの温度が低下し固化しやすくなる場合があり、また再融解に時間を要し、また、エチレングリコールの使用量が増加し、生産性の観点において好ましくない。一方、３０重量％を超えると、シリカの凝集による粗大粒子が生じやすいため好ましくない。
【００３７】
シリカ／エチレングリコール分散液の攪拌分散処理とは、超音波処理やホモジェッターなどの高圧衝突（剪断型）処理等の攪拌分散処理をいい、例えば、あらかじめ攪拌槽に満たしたエチレングリコールをマグネチックスタラーなどで攪拌しながら粉体状態のシリカを所定濃度となるよう添加した後に、該攪拌分散処理を行うことが挙げられる。シリカのグリコール成分への分散性を良好なものとするため、シリカに表面処理を施したり、分散液中にｐＨ調整剤を添加したりしてもよい。
【００３８】
芯部を構成するポリエステル系樹脂の製造方法としては、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を、グリコール成分としてエチレングリコールを用いて、テレフタル酸とエチレングリコールのモル比が、テレフタル酸：エチレングリコール＝１：１．４〜１：１．８となるよう重合釜に投入し、重合圧力３０〜５００ｈＰａ、重合温度２４０〜２７０℃にて、溶融状態で攪拌しながらエステル化反応を行い、ポリエステルオリゴマーを得る。この際、樹脂の特性を損なわない範囲において他のジカルボン酸成分及び／またはグリコール成分を添加することもできる。
【００３９】
引き続き、該ポリエステルオリゴマーに前述の攪拌分散処理を施したシリカ／エチレングリコール分散液及び重縮合触媒を添加した後、２７０〜２９０℃で溶融攪拌しながら重合釜の圧力を０．２〜１．３ｈＰａ程度まで減圧し１〜８時間程度の重縮合反応を行い、ポリエステル系樹脂を得る。このポリエステル系樹脂を、重合缶の口金より吐出させ、冷却固化した後にチッピングすることにより、ポリエステル系樹脂を得ることができる。
【００４０】
重縮合触媒は特に限定されないが、アンチモン、ゲルマニウム、スズ、チタン、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、ナトリウム、マンガン、コバルト等の金属化合物のほか、スルホサリチル酸、ｏ−スルホ安息香酸無水物等の有機スルホン酸化合物等を挙げることができる。
【００４１】
触媒の添加量も特に限定されないが、重合性、熱安定性等の観点から、ポリエステルを構成する酸成分１モルに対して０．５×１０−４〜６．０×１０−４モルが好ましく、１．０×１０−４〜５．０×１０−４モルがより好ましい。
【００４２】
本発明の製造方法においては、前述の特定のポリエステル系樹脂を芯部に特定量用いれば、芯鞘複合糸の紡糸方法は特に限定されないが、例えば、紡糸速度２０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸により半未延伸糸を得るＰＯＹ法、あるいは、一旦２０００ｍ／ｍｉｎ未満の低速紡糸若しくは２０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸で溶融紡糸した後、巻き取った糸条を延伸熱処理する方法、一旦巻き取ることなく、続いて延伸を行う直接紡糸延伸法が挙げられる。
【００４３】
本発明においては、上記により得られた芯鞘複合糸をそのまま布帛に用いても良いが、例えば、仮撚り捲縮加工、押し込み加工、ニットデニット加工などの後加工を施した後に布帛とする方が、より高い保温性が得られるため好ましい。
【００４４】
該仮撚上記の仮撚捲縮加工における延伸倍率は、１．０５〜１．７倍であることが好ましく、１．３〜１．６倍であることがより好ましい。延伸倍率を１．０５〜１．７倍とすることで、分子配向および結晶化度を向上させることができ、耐熱性や強度に優れた捲縮糸とすることができる。
【００４５】
上記の仮撚捲縮加工における仮撚係数は、２５０００〜３５０００であることが好ましく、２６０００〜３３０００であることがより好ましく、２７０００〜３２０００であることがいっそう好ましい。仮撚係数を２６０００〜３５０００にすることで、捲縮を強固なものとした捲縮糸とすることができる。
【００４６】
上記の仮撚捲縮加工におけるヒーター温度は１４０〜２２０℃であることが好ましく、１８０〜２２０℃であることがより好ましい。ヒーター温度を１４０〜２２０℃とすることで、捲縮が強固となり、加えて捲縮糸の結晶化度が向上するという効果が奏される。
【００４７】
本発明の芯鞘複合糸に対して仮撚り加工を施す場合においては、上記の仮撚り条件を選択することによりとしては、該捲縮をより強固にすることができるため、得られる布帛の保温性がより顕著に向上する。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中の測定方法は次の通りである。
【００４９】
１．極限粘度［η］
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、温度２０℃の条件下で常法に基づき測定した。
【００５０】
２．シリカの一次平均粒子径、一次粒子径５μｍ以上の割合
シリカ粒子を脱イオン水に分散させた後、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製ＳＡＬＤ−７１００）にて回折／散乱光強度が４０〜６０％の範囲内となるように水にて希釈調整した後、４回測定した平均値を一次平均粒子径、一次粒子径５μｍ以上の割合とした。
なお、一次最大粒子径も同様の方法により測定した。
【００５１】
３．シリカの二次平均粒子径、二次粒子径５μｍ以上の割合
本発明のポリエステル芯鞘複合糸を、フェノール／テトラクロロエタン＝５０／５０質量％の混合溶媒に５質量％となるように溶解し、得られた溶液をレーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製ＳＡＬＤ−７１００）にて回折／散乱光強度が４０〜６０％の範囲内となるように前記溶媒にて希釈調整測定し、４回の平均値を平均粒子径、粒子５μｍ以上の割合とした。
なお、二次最大粒子径も同様の方法により測定した。
【００５２】
４．ポリエステル樹脂中のシリカ量
ポリエステル芯鞘複合繊維より単糸を取り出し、単糸の横断面形状を拡大写真に撮影し、写真上で単糸全体の面積と芯部の面積を算出し、芯部及び鞘部に用いたポリエステル系樹脂の比重を考慮して、芯部の質量割合（％）を算出した。次に、ポリエステル芯鞘複合繊維約１ｇをルツボに入れ、秤量した後、４００℃×２ｈ、さらに６００℃×３ｈで焼却処理し、デシケータ一中で吸湿を抑制しながら、室温まで十分に冷却した後、ルツボ残渣中のシリカ量（ｇ）を測定し、上記芯部の割合を用い、下式で算出した。
芯部中のシリカ量（質量％）＝ルツボ残渣中のシリカ量（ｇ）／（焼却処理前の試料の全質量（ｇ）×該芯鞘複合繊維中の芯部の質量割合（％）／１００）
【００５３】
５．保温性
得られた芯鞘複合糸を用いて、目付１３５ｇ／ｃｍ２の布帛を作製する。また、比較用の試料として酸化チタンを０．４％含有する丸断面形状の８４Ｔ４８のポリエステル繊維を用いて、目付１３５ｇ／ｃｍ２の布帛を作製する。布帛をステンレスボトルに巻きつけた後、ステンレスボトル内部の中心に熱電対を取り付けて、ステンレスボトル内部の温度を４５℃まで加温し、内部の温度を４５℃で１分間安定させた後に、外気温度２０℃の環境下へステンレスボトルを移動して、ボトル内部の温度が２５℃に達するまでの経過時間を読みとった。
なお、温度は１０秒毎に記録して温度変化を読みとった。
該丸断面形状のポリエステル繊維を用いた布帛の温度変化を基準として、２５℃に達する時間が遅いものが保温性に優れるものであり、下記の４段階で、保温性の評価を行い、○以上を合格とした。
◎： ８１秒以上遅い
○：６１〜８０秒遅い
△：３１〜６０秒遅い
×：０〜３０秒遅い
【００５４】
６．紡糸性
２４時間紡糸をした際の、切糸回数にて紡糸性の評価を行い、評価が○のものを合格とした。
０〜２回：○
３〜５回：△
６回以上：×
【００５５】
実施例１
・芯部を構成するポリマー（Ｂ）の調製
エステル化反応器に、テレフタル酸とエチレングリコールのスラリー（テレフタル酸：エチレングリコール（モル比）＝１：１．６）を連続的に供給し、温度２５０℃、圧力５０ｈＰａの条件で反応させ、エステル化反応率９５％のポリエステルオリゴマーを得た。このポリエステルオリゴマーを、２７０℃に加熱した重縮合反応缶に送液し、容器内を窒素にて置換した後、一次平均粒子径が０．２３μｍ、一次粒子径５μｍ以上の体積割合が０体積％であるシリカを１５質量％となるようにエチレングリコールへ投入し、Ｔ．Ｋ．ホモジェッター（特殊機化工業製）及びソノレータ（ＳＯＮＩＣ．ＣＯＲＰ製）を用い攪拌分散処理を４時間行った。得られたシリカ／エチレングリコール分散液を、ポリエステル樹脂中のシリカの含有量が１０質量％となるようにポリエステルオリゴマーに添加した後、重縮合触媒として三酸化アンチモンをポリエステルを構成する酸成分１モルに対して３．０×１０−４モルとなるよう添加した後に、圧力を徐々に減じて１時間後に１．２ｈＰａ以下とした。この条件で攪拌しながら重縮合反応を２時間行った後、得られたポリエステル樹脂を常法によりチップ化し、乾燥したものを芯部を構成するポリマー（Ｂ）とした。なお、得られたポリエステル樹脂の極限粘度は０．６５であった。
・ポリエステル芯鞘複合糸の製造
鞘部を構成するポリマー（Ａ）として、極限粘度が０．６５のポリエステル系樹脂を用い、芯部を構成するポリマー（Ｂ）として上記条件にて調製したものを用い、孔数が４８孔の芯鞘複合ノズルプレートを用いて、鞘ポリマーと芯ポリマーが質量比率で６０／４０とし、紡糸速度３５００ｍ／分、紡糸温度２９０℃、吐出量４３ｇ／分で紡糸し、半未延伸糸を捲き取った。続いて得られた半未延伸糸を以下の条件により仮撚加工を行い、５６デシテックス／４８フィラメントの仮撚り糸を得た。
＜仮撚り条件＞
仮撚り速度：８３．８５ｍ／ｍｉｎ
延伸倍率：１．３５
ＨＰ温度：１９０℃
撚り数：３９８０Ｔ／ｍ
【００５６】
実施例２
芯ポリマー（Ｂ）に含有するシリカの濃度を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００５７】
実施例３
鞘部ポリマー（Ａ）と芯部ポリマー（Ｂ）の比率を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００５８】
実施例４
芯部ポリマー（Ｂ）に含有するシリカの一次平均粒径を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００５９】
実施例５
吐出量をダウンして、４３デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：０．９ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００６０】
比較例１
芯部ポリマー（Ｂ）に含有するシリカの濃度を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６１】
比較例２
鞘部ポリマー（Ａ）と芯部ポリマー（Ｂ）の比率を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６２】
比較例３
芯部ポリマー（Ｂ）に含有するシリカの濃度を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６３】
比較例４
鞘部ポリマー（Ａ）と芯部ポリマー（Ｂ）の比率を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６４】
比較例５、６
芯部ポリマー（Ｂ）に含有する、シリカの二次平均粒径を変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６５】
比較例７
吐出量をアップし、１００デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：２．１ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００６６】
比較例８
吐出量をアップし、８４デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：１．７５ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００６７】
比較例９
吐出量をアップし、８４デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：１．７５ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例２と同様に行った。
【００６８】
比較例１０
吐出量をアップし、８４デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：１．７５ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例３と同様に行った。
【００６９】
比較例１１
芯部を構成するポリマー（Ｂ）を調整する際に、Ｔ．Ｋホモジェッターおよびソノレータを用いた攪拌分処理を実施せずに調整した以外は、実施例１と同様に行った。
【００７０】
比較例１２
芯部を構成するポリマー（Ｂ）を調整する際に、Ｔ．Ｋホモジェッターおよびソノレータを用いた攪拌分処理を実施せずに調整した以外は、実施例３と同様に行った。
【００７１】
比較例１３
芯部を構成するポリマー（Ｂ）を調整する際に、Ｔ．Ｋホモジェッターおよびソノレータを用いた攪拌分処理を実施せずに調整した以外は、実施例４と同様に行った。
【００７２】
得られた結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
【００７４】
実施例１〜５のように、シリカ量、シリカ二次平均粒子径、芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度などを特定することにより、製糸性良く本発明の芯鞘複合糸が得られ、それからなる布帛は、保温性に優れたものであった。
一方、比較例１の芯鞘複合糸は、芯部のシリカの含有率が低いため、また、比較例２は、芯部のポリマー比率が少ないために充分な保温性を得ることができなかった。比較例３の芯鞘複合糸は、芯部のシリカの含有率が高いために、紡糸時に発生するシリカの二次凝集が激しく、さらに繊維が非常に脆いため製糸性が非常に悪いものであり、安定して繊維を採取することが出来なかった。比較例４の芯鞘複合糸は、芯部のシリカを含有したポリマー比率が高いため、繊維が非常に脆いため紡糸性が非常に悪く、安定して繊維を採取することができなかった。比較例５の芯鞘複合糸は、芯部ポリマーに添加したシリカの一次平均粒子径が非常に小さいために、また、比較例６の芯鞘複合糸は、シリカの一次平均粒子径が大きいために、紡糸時に発生するシリカの二次凝集による粗大粒子が発生し、製糸性が非常に悪く、安定して繊維を採取することが出来なかった。さらに、比較例８〜１０の芯鞘複合糸は、単繊維の繊度が１．５dtexを超えていたため、得られた布帛はやや保温性に劣るものであった。さらに、比較例１１〜１３の芯鞘複合糸は、実施例１、３、４に比べ、重合時にシリカの攪拌分散処理を行なわなかったため、芯鞘複合糸のシリカの二次平均粒子径、５μｍ以上の二次粒子径がいずれも大きくなったため、製糸性が非常に悪く、安定して繊維を採取することが出来なかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製糸性や加工性が良好なポリエステル芯鞘複合糸であり、特に布帛にした際に優れた保温性を有するポリエステル芯鞘複合糸及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、防寒衣料、スキー、登山等のスポーツ衣料等には、中綿を用いた三層構造の衣料を用いることが知られている。このような衣料は一般に、表層、中綿、裏地からなる三層より構成され、中綿が空気保温層となり保温性能を高めるものであるが、該三層構造より構成される衣料は、重く、スポーティー性に掛けるという欠点があった。
【０００３】
また、アルミニウムやクロム等の金属をコーティングした布帛を利用した保温用布帛も知られているが、それら布帛を衣料に用いた場合、コーティングにより柔軟性に欠けたり、繰り返し使用することにより保温性能が低下するという欠点があった。
【０００４】
上記した欠点を解消するため、芯部に炭化ジルコニウム、珪化ジルコニウム、酸化錫等の赤外線吸収効果を有する機能性無機粒子を配し、鞘部を熱可塑性樹脂で被覆した芯鞘複合糸が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これらの芯鞘複合糸は、芯部に配した機能性無機粒子が赤外線を吸収することにより保温効果を発現させている。しかしながら、これら芯鞘複合糸は、太陽光の存在下においては保温効果を示すが、室内や夜間などの太陽光を得られない環境においては充分な保温効果が得られないという問題があった。
【０００５】
また、シリカを含有したポリエステル繊維も知られているが、使用しているシリカの樹脂分散前の一次平均粒径が０．０１〜１０μｍと幅が広く、さらにポリエステル樹脂重合時にシリカの攪拌分散処理を行なっていないため、紡糸時にシリカの凝集が激しく、製糸性が悪いなどの問題があった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−００９８０４号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、製糸性や加工性が良好なポリエステル芯鞘複合糸であり、特に布帛にした際に優れた保温性を有するポリエステル芯鞘複合糸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、既に特願２０１１−０５１６３０号にて、特定のシリカを用い、特定の重合条件を経たシリカ含有ポリエステル樹脂を芯部を構成するポリマーとして用いることで、紡糸時のシリカの凝集が非常に少なく保温性を有するポリエステル芯鞘複合糸を操業性良く得ることができることを明らかにしているが、さらに保温性を向上させるべく鋭意検討を重ねた結果、特定のシリカを用い、特定の重合条件を経たシリカ含有ポリエステル樹脂を芯部を構成するポリマーとして用いるとともに、該ポリエステル芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度を１．５ｄｔｅｘ以下とすることで、顕著な保温性を示すことを見出し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（２）を要旨とするものである。
（１）鞘部を構成するポリマー（Ａ）がポリエステル系樹脂であり、芯部を構成するポリマー（Ｂ）が二次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、二次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂であり、前記鞘部を構成するポリマー（Ａ）と前記芯部を構成するポリマー（Ｂ）との質量比率（Ａ／Ｂ）が８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸であって、該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度が１．５ｄｔｅｘ以下であることを特徴とするポリエステル芯鞘複合糸。
（２）ポリエステル系樹脂（Ａ）を鞘成分とし、シリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂（Ｂ）を芯成分とする芯鞘比（質量比率（Ａ／Ｂ））８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸の製造方法において、一次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、一次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカをエチレングリコールに分散させ、攪拌分散処理を行なった後に、ポリエステルオリゴマーに投入して重合したポリエステル系樹脂を前記芯部を構成するポリエステル系樹脂として用いることを特徴とする（１）のポリエステル芯鞘複合糸の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ポリエステル系樹脂中のシリカの二次凝集を効果的に抑制することができるため、顕著な保温性を有する布帛を得るために好適なポリエステル芯鞘複合糸を操業性良く得ることが出来る。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
本発明の芯鞘複合糸の鞘部を構成するポリマー（Ａ）としては、ポリエステル系樹脂であれば特に限定されず、例えば、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルなどが好適に用いられる。
【００１２】
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのポリ−α−ヒドロキシ酸、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸、ポリ−（β−ヒドロキシ酪酸／β−ヒドロキシ吉草酸）などのポリ−β−ヒドロキシアルカノエート、ポリ−β−プロピオラクトン、ポリ−ε−カプロラクトンなどのポリ−ω−ヒドロキシアルカノエートなどが挙げられる。
【００１３】
芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートを主体としたポリエステルが挙げられる。
【００１４】
脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルは下記に示す共重合成分を共重合したものでもよい。共重合成分の代表例としてはイソフタル酸、５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、３，３’−ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸などの脂肪族ジカルボン酸、ジエチレングリコール、１，４ブタンジオール、１，４シクロヘキサンジオールなどの脂肪族、脂環式ジオール、Ｐ−ヒドロキシ安息香酸などの共重合成分が挙げられる。
【００１５】
本発明における芯部を形成するポリマー（Ｂ）としては、ポリエステル系樹脂であれば特に限定されず、例えば、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルなどが好適に用いられる。
【００１６】
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのポリ−α−ヒドロキシ酸、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸、ポリ−（β−ヒドロキシ酪酸／β−ヒドロキシ吉草酸）などのポリ−β−ヒドロキシアルカノエート、ポリ−β−プロピオラクトン、ポリ−ε−カプロラクトンなどのポリ−ω−ヒドロキシアルカノエートなどが挙げられる。
【００１７】
芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートを主体としたポリエステルが挙げられる。
【００１８】
前記脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルは下記に示す共重合成分を共重合したものでもよい。共重合成分の代表例としてはイソフタル酸、５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、３，３’−ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸などの脂肪族ジカルボン酸、ジエチレングリコール、１，４ブタンジオール、１，４シクロヘキサンジオールなどの脂肪族、脂環式ジオール、Ｐ−ヒドロキシ安息香酸などの共重合成分が挙げられる。
【００１９】
なお、本発明のポリエステル芯鞘複合糸においては、本発明の効果を損なわない範囲であれば、一般的に使用されている添加剤、艶消し剤、制電剤、酸化防止剤等が含まれても良い。
【００２０】
本発明においては、芯部を構成するポリマー（Ｂ）は、二次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、二次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを１〜２０質量％含有することが必要である。
【００２１】
シリカの二次平均粒子径は、ポリエステル樹脂中に分散した後のシリカの平均粒子径であり、後述のようにポリエステル芯鞘複合糸をフェノール／テトラクロロエタン＝５０／５０質量％の混合溶媒に溶解した後所定の条件にて測定するが、０．０５〜３．０μｍが必要であり、０．１〜１．７μｍが好ましい。該平均粒子径が０．０５μｍ未満又は３．０μｍを超えると、製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００２２】
二次粒子径５μｍ以上のシリカの割合は、１０体積％以下であることが必要であり、５体積％以下であることが好ましい。本発明の芯鞘複合糸においては、後述する製造方法にて重合したポリエステル系樹脂を用いることにより、ポリエステル系樹脂中に存在するシリカの粗大粒子の量を低減することが可能となり、引続く溶融紡糸により繊維化する際の製糸性を良好とすることが出来る。５μｍ以上のシリカが１０体積％以上存在すると、製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００２３】
シリカの二次最大粒子径は１０μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは５μｍ未満である。最大粒子径が１０μｍ以上であると、製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００２４】
本発明においては、後述するように、特定のシリカを用い特定の重合条件を経たポリエステル系樹脂中のシリカの二次凝集が顕著に抑制されることから、該シリカ含有ポリエステル樹脂を芯部を構成するポリマーとして用いることで、保温性を有するポリエステル繊維を操業性良く得ることができる。
【００２５】
芯部を構成するポリマー（Ｂ）中のシリカ含有量は、１〜２０質量％が必要であり、２〜１５質量％が好ましい。シリカは熱線を吸収する効果があり、また、熱伝導率が低いため、断熱性に優れており、繊維に優れた保温性を付与するものである。そのため、該含有量が１質量％未満では、芯鞘複合糸中のシリカ含有量が少ないために、充分な保温効果が発現しなくなる。２０質量％を越えると、芯鞘複合糸中の含有量が高くなりすぎるため、糸条の柔軟性が失われ易く脆い繊維となる場合があり、また紡糸時にシリカが凝集した粗大粒子が発生し易くなるため、製糸性や加工性が著しく悪化する場合があり好ましくない。
【００２６】
本発明の芯鞘複合糸においては、前記芯部を構成するポリマー（Ｂ）を鞘部を構成するポリマー（Ａ）で完全に覆った構成を有する必要がある。芯部のポリマーが表面に露出した状態になると、芯部に含有するシリカが表面に露出するため、製糸性や加工性が著しく悪くなるため、好ましくない。
【００２７】
本発明の芯鞘複合糸においては、鞘部を構成するポリマー（Ａ）と芯部を構成するポリマー（Ｂ）の複合比率（質量比）は、８０／２０〜２０／８０である必要があり、７０／３０〜５０／５０が好ましい。芯部を構成するポリマー（Ｂ）の比率が２０質量％未満では、単繊維に占めるシリカを含有する芯部の割合が低くなり、十分な保温性効果が得られない。芯部を構成するポリマー（Ｂ）の比率が８０質量％を越えると、保温性効果は充分得られるものの、糸条の柔軟性が失われ易く脆い繊維となる場合があり、また鞘部の厚みが薄くなるため繊維表面に芯部に含有するシリカが露出し、製糸性や加工性が著しく悪化する。
【００２８】
本発明の芯鞘複合糸においては、布帛にした際に顕著な保温性を示すように、該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度を１．５ｄｔｅｘ以下とする必要があり、０．５ｄｔｅｘ〜１．３ｄｔｅｘが好ましく、０．５ｄｔｅｘ〜１．０ｄｔｅｘがより好ましい。
【００２９】
該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度を１．５ｄｔｅｘ以下とすることにより顕著な保温性を示す理由は明らかではないが、該繊度を１．５ｄｔｅｘ以下とすることにより、布帛を構成する単繊維間により細かな空間が発現するため、それにより高い保温性が得られるものと推定される。
【００３０】
次に、本発明の芯鞘複合糸に好適に用いられる芯部を構成するポリマー（Ｂ）において、シリカの粗大粒子を低減させるポリエステル系樹脂の製造方法について、以下に一例を説明する。
【００３１】
本発明の製造方法においては、一次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、一次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを用いることが必要である。
【００３２】
シリカの一次平均粒子径は、ポリエステル樹脂中に分散する前のシリカの平均粒子径であり、後述のようにシリカを含む水溶液を所定の条件にて測定するが、０．０５〜３．０μｍが必要であり、０．１〜１．７μｍが好ましい。該一次平均粒子径が０．０５μｍ未満又は３．０μｍを超えると、二次平均粒子径が好ましい範囲となり難くなり好ましくない。
【００３３】
シリカの一次粒子径５μｍ以上のシリカの割合は、１０体積％以下であることが必要であり、５体積％以下であることが好ましい。該一次粒子径５μｍ以上のシリカが１０体積％を超えて存在すると、二次平均粒子径が好ましい範囲となり難く製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００３４】
シリカの一次最大粒子径は１０μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは５μｍ未満である。一次最大粒子径が１０μｍ以上であると、二次最大粒子径が好ましい範囲となり難くなり製糸性が著しく悪化するため好ましくない。
【００３５】
本発明の製造方法においては、シリカをエチレングリコールに分散させ、攪拌分散処理を行なった後に、ポリエステルオリゴマーに投入して重合したポリステル系樹脂を用いることが必要である。
【００３６】
シリカをエチレングリコールに分散させたシリカ／エチレングリコール分散液中のシリカ濃度は、１〜３０質量％が好ましく、２〜２０質量％がより好ましい。シリカ濃度が１質量％未満であると、分散液を重合液に多量に添加することが必要となるため、重合時のポリエステルオリゴマーの温度が低下し固化しやすくなる場合があり、また再融解に時間を要し、また、エチレングリコールの使用量が増加し、生産性の観点において好ましくない。一方、３０重量％を超えると、シリカの凝集による粗大粒子が生じやすいため好ましくない。
【００３７】
シリカ／エチレングリコール分散液の攪拌分散処理とは、超音波処理やホモジェッターなどの高圧衝突（剪断型）処理等の攪拌分散処理をいい、例えば、あらかじめ攪拌槽に満たしたエチレングリコールをマグネチックスタラーなどで攪拌しながら粉体状態のシリカを所定濃度となるよう添加した後に、該攪拌分散処理を行うことが挙げられる。シリカのグリコール成分への分散性を良好なものとするため、シリカに表面処理を施したり、分散液中にｐＨ調整剤を添加したりしてもよい。
【００３８】
芯部を構成するポリエステル系樹脂の製造方法としては、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を、グリコール成分としてエチレングリコールを用いて、テレフタル酸とエチレングリコールのモル比が、テレフタル酸：エチレングリコール＝１：１．４〜１：１．８となるよう重合釜に投入し、重合圧力３０〜５００ｈＰａ、重合温度２４０〜２７０℃にて、溶融状態で攪拌しながらエステル化反応を行い、ポリエステルオリゴマーを得る。この際、樹脂の特性を損なわない範囲において他のジカルボン酸成分及び／またはグリコール成分を添加することもできる。
【００３９】
引き続き、該ポリエステルオリゴマーに前述の攪拌分散処理を施したシリカ／エチレングリコール分散液及び重縮合触媒を添加した後、２７０〜２９０℃で溶融攪拌しながら重合釜の圧力を０．２〜１．３ｈＰａ程度まで減圧し１〜８時間程度の重縮合反応を行い、ポリエステル系樹脂を得る。このポリエステル系樹脂を、重合缶の口金より吐出させ、冷却固化した後にチッピングすることにより、ポリエステル系樹脂を得ることができる。
【００４０】
重縮合触媒は特に限定されないが、アンチモン、ゲルマニウム、スズ、チタン、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、ナトリウム、マンガン、コバルト等の金属化合物のほか、スルホサリチル酸、ｏ−スルホ安息香酸無水物等の有機スルホン酸化合物等を挙げることができる。
【００４１】
触媒の添加量も特に限定されないが、重合性、熱安定性等の観点から、ポリエステルを構成する酸成分１モルに対して０．５×１０−４〜６．０×１０−４モルが好ましく、１．０×１０−４〜５．０×１０−４モルがより好ましい。
【００４２】
本発明の製造方法においては、前述の特定のポリエステル系樹脂を芯部に特定量用いれば、芯鞘複合糸の紡糸方法は特に限定されないが、例えば、紡糸速度２０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸により半未延伸糸を得るＰＯＹ法、あるいは、一旦２０００ｍ／ｍｉｎ未満の低速紡糸若しくは２０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸で溶融紡糸した後、巻き取った糸条を延伸熱処理する方法、一旦巻き取ることなく、続いて延伸を行う直接紡糸延伸法が挙げられる。
【００４３】
本発明においては、上記により得られた芯鞘複合糸をそのまま布帛に用いても良いが、例えば、仮撚り捲縮加工、押し込み加工、ニットデニット加工などの後加工を施した後に布帛とする方が、より高い保温性が得られるため好ましい。
【００４４】
該仮撚上記の仮撚捲縮加工における延伸倍率は、１．０５〜１．７倍であることが好ましく、１．３〜１．６倍であることがより好ましい。延伸倍率を１．０５〜１．７倍とすることで、分子配向および結晶化度を向上させることができ、耐熱性や強度に優れた捲縮糸とすることができる。
【００４５】
上記の仮撚捲縮加工における仮撚係数は、２５０００〜３５０００であることが好ましく、２６０００〜３３０００であることがより好ましく、２７０００〜３２０００であることがいっそう好ましい。仮撚係数を２６０００〜３５０００にすることで、捲縮を強固なものとした捲縮糸とすることができる。
【００４６】
上記の仮撚捲縮加工におけるヒーター温度は１４０〜２２０℃であることが好ましく、１８０〜２２０℃であることがより好ましい。ヒーター温度を１４０〜２２０℃とすることで、捲縮が強固となり、加えて捲縮糸の結晶化度が向上するという効果が奏される。
【００４７】
本発明の芯鞘複合糸に対して仮撚り加工を施す場合においては、上記の仮撚り条件を選択することによりとしては、該捲縮をより強固にすることができるため、得られる布帛の保温性がより顕著に向上する。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中の測定方法は次の通りである。
【００４９】
１．極限粘度［η］
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、温度２０℃の条件下で常法に基づき測定した。
【００５０】
２．シリカの一次平均粒子径、一次粒子径５μｍ以上の割合
シリカ粒子を脱イオン水に分散させた後、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製ＳＡＬＤ−７１００）にて回折／散乱光強度が４０〜６０％の範囲内となるように水にて希釈調整した後、４回測定した平均値を一次平均粒子径、一次粒子径５μｍ以上の割合とした。
なお、一次最大粒子径も同様の方法により測定した。
【００５１】
３．シリカの二次平均粒子径、二次粒子径５μｍ以上の割合
本発明のポリエステル芯鞘複合糸を、フェノール／テトラクロロエタン＝５０／５０質量％の混合溶媒に５質量％となるように溶解し、得られた溶液をレーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製ＳＡＬＤ−７１００）にて回折／散乱光強度が４０〜６０％の範囲内となるように前記溶媒にて希釈調整測定し、４回の平均値を平均粒子径、粒子５μｍ以上の割合とした。
なお、二次最大粒子径も同様の方法により測定した。
【００５２】
４．ポリエステル樹脂中のシリカ量
ポリエステル芯鞘複合繊維より単糸を取り出し、単糸の横断面形状を拡大写真に撮影し、写真上で単糸全体の面積と芯部の面積を算出し、芯部及び鞘部に用いたポリエステル系樹脂の比重を考慮して、芯部の質量割合（％）を算出した。次に、ポリエステル芯鞘複合繊維約１ｇをルツボに入れ、秤量した後、４００℃×２ｈ、さらに６００℃×３ｈで焼却処理し、デシケータ一中で吸湿を抑制しながら、室温まで十分に冷却した後、ルツボ残渣中のシリカ量（ｇ）を測定し、上記芯部の割合を用い、下式で算出した。
芯部中のシリカ量（質量％）＝ルツボ残渣中のシリカ量（ｇ）／（焼却処理前の試料の全質量（ｇ）×該芯鞘複合繊維中の芯部の質量割合（％）／１００）
【００５３】
５．保温性
得られた芯鞘複合糸を用いて、目付１３５ｇ／ｃｍ２の布帛を作製する。また、比較用の試料として酸化チタンを０．４％含有する丸断面形状の８４Ｔ４８のポリエステル繊維を用いて、目付１３５ｇ／ｃｍ２の布帛を作製する。布帛をステンレスボトルに巻きつけた後、ステンレスボトル内部の中心に熱電対を取り付けて、ステンレスボトル内部の温度を４５℃まで加温し、内部の温度を４５℃で１分間安定させた後に、外気温度２０℃の環境下へステンレスボトルを移動して、ボトル内部の温度が２５℃に達するまでの経過時間を読みとった。
なお、温度は１０秒毎に記録して温度変化を読みとった。
該丸断面形状のポリエステル繊維を用いた布帛の温度変化を基準として、２５℃に達する時間が遅いものが保温性に優れるものであり、下記の４段階で、保温性の評価を行い、○以上を合格とした。
◎： ８１秒以上遅い
○：６１〜８０秒遅い
△：３１〜６０秒遅い
×：０〜３０秒遅い
【００５４】
６．紡糸性
２４時間紡糸をした際の、切糸回数にて紡糸性の評価を行い、評価が○のものを合格とした。
０〜２回：○
３〜５回：△
６回以上：×
【００５５】
実施例１
・芯部を構成するポリマー（Ｂ）の調製
エステル化反応器に、テレフタル酸とエチレングリコールのスラリー（テレフタル酸：エチレングリコール（モル比）＝１：１．６）を連続的に供給し、温度２５０℃、圧力５０ｈＰａの条件で反応させ、エステル化反応率９５％のポリエステルオリゴマーを得た。このポリエステルオリゴマーを、２７０℃に加熱した重縮合反応缶に送液し、容器内を窒素にて置換した後、一次平均粒子径が０．２３μｍ、一次粒子径５μｍ以上の体積割合が０体積％であるシリカを１５質量％となるようにエチレングリコールへ投入し、Ｔ．Ｋ．ホモジェッター（特殊機化工業製）及びソノレータ（ＳＯＮＩＣ．ＣＯＲＰ製）を用い攪拌分散処理を４時間行った。得られたシリカ／エチレングリコール分散液を、ポリエステル樹脂中のシリカの含有量が１０質量％となるようにポリエステルオリゴマーに添加した後、重縮合触媒として三酸化アンチモンをポリエステルを構成する酸成分１モルに対して３．０×１０−４モルとなるよう添加した後に、圧力を徐々に減じて１時間後に１．２ｈＰａ以下とした。この条件で攪拌しながら重縮合反応を２時間行った後、得られたポリエステル樹脂を常法によりチップ化し、乾燥したものを芯部を構成するポリマー（Ｂ）とした。なお、得られたポリエステル樹脂の極限粘度は０．６５であった。
・ポリエステル芯鞘複合糸の製造
鞘部を構成するポリマー（Ａ）として、極限粘度が０．６５のポリエステル系樹脂を用い、芯部を構成するポリマー（Ｂ）として上記条件にて調製したものを用い、孔数が４８孔の芯鞘複合ノズルプレートを用いて、鞘ポリマーと芯ポリマーが質量比率で６０／４０とし、紡糸速度３５００ｍ／分、紡糸温度２９０℃、吐出量４３ｇ／分で紡糸し、半未延伸糸を捲き取った。続いて得られた半未延伸糸を以下の条件により仮撚加工を行い、５６デシテックス／４８フィラメントの仮撚り糸を得た。
＜仮撚り条件＞
仮撚り速度：８３．８５ｍ／ｍｉｎ
延伸倍率：１．３５
ＨＰ温度：１９０℃
撚り数：３９８０Ｔ／ｍ
【００５６】
実施例２
芯ポリマー（Ｂ）に含有するシリカの濃度を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００５７】
実施例３
鞘部ポリマー（Ａ）と芯部ポリマー（Ｂ）の比率を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００５８】
実施例４
芯部ポリマー（Ｂ）に含有するシリカの一次平均粒径を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００５９】
実施例５
吐出量をダウンして、４３デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：０．９ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００６０】
比較例１
芯部ポリマー（Ｂ）に含有するシリカの濃度を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６１】
比較例２
鞘部ポリマー（Ａ）と芯部ポリマー（Ｂ）の比率を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６２】
比較例３
芯部ポリマー（Ｂ）に含有するシリカの濃度を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６３】
比較例４
鞘部ポリマー（Ａ）と芯部ポリマー（Ｂ）の比率を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６４】
比較例５、６
芯部ポリマー（Ｂ）に含有する、シリカの二次平均粒径を変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００６５】
比較例７
吐出量をアップし、１００デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：２．１ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００６６】
比較例８
吐出量をアップし、８４デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：１．７５ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００６７】
比較例９
吐出量をアップし、８４デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：１．７５ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例２と同様に行った。
【００６８】
比較例１０
吐出量をアップし、８４デシテックス／４８フィラメント（単繊維の繊度：１．７５ｄｔｅｘ）の仮撚り糸とした以外は、実施例３と同様に行った。
【００６９】
比較例１１
芯部を構成するポリマー（Ｂ）を調整する際に、Ｔ．Ｋホモジェッターおよびソノレータを用いた攪拌分処理を実施せずに調整した以外は、実施例１と同様に行った。
【００７０】
比較例１２
芯部を構成するポリマー（Ｂ）を調整する際に、Ｔ．Ｋホモジェッターおよびソノレータを用いた攪拌分処理を実施せずに調整した以外は、実施例３と同様に行った。
【００７１】
比較例１３
芯部を構成するポリマー（Ｂ）を調整する際に、Ｔ．Ｋホモジェッターおよびソノレータを用いた攪拌分処理を実施せずに調整した以外は、実施例４と同様に行った。
【００７２】
得られた結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
【００７４】
実施例１〜５のように、シリカ量、シリカ二次平均粒子径、芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度などを特定することにより、製糸性良く本発明の芯鞘複合糸が得られ、それからなる布帛は、保温性に優れたものであった。
一方、比較例１の芯鞘複合糸は、芯部のシリカの含有率が低いため、また、比較例２は、芯部のポリマー比率が少ないために充分な保温性を得ることができなかった。比較例３の芯鞘複合糸は、芯部のシリカの含有率が高いために、紡糸時に発生するシリカの二次凝集が激しく、さらに繊維が非常に脆いため製糸性が非常に悪いものであり、安定して繊維を採取することが出来なかった。比較例４の芯鞘複合糸は、芯部のシリカを含有したポリマー比率が高いため、繊維が非常に脆いため紡糸性が非常に悪く、安定して繊維を採取することができなかった。比較例５の芯鞘複合糸は、芯部ポリマーに添加したシリカの一次平均粒子径が非常に小さいために、また、比較例６の芯鞘複合糸は、シリカの一次平均粒子径が大きいために、紡糸時に発生するシリカの二次凝集による粗大粒子が発生し、製糸性が非常に悪く、安定して繊維を採取することが出来なかった。さらに、比較例８〜１０の芯鞘複合糸は、単繊維の繊度が１．５dtexを超えていたため、得られた布帛はやや保温性に劣るものであった。さらに、比較例１１〜１３の芯鞘複合糸は、実施例１、３、４に比べ、重合時にシリカの攪拌分散処理を行なわなかったため、芯鞘複合糸のシリカの二次平均粒子径、５μｍ以上の二次粒子径がいずれも大きくなったため、製糸性が非常に悪く、安定して繊維を採取することが出来なかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞘部を構成するポリマー（Ａ）がポリエステル系樹脂であり、芯部を構成するポリマー（Ｂ）が二次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、二次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂であり、前記鞘部を構成するポリマー（Ａ）と前記芯部を構成するポリマー（Ｂ）との質量比率（Ａ／Ｂ）が８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸であって、該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度が１．５ｄｔｅｘ以下であることを特徴とするポリエステル芯鞘複合糸。
【請求項２】
ポリエステル系樹脂（Ａ）を鞘成分とし、シリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂（Ｂ）を芯成分とする芯鞘比（質量比率（Ａ／Ｂ））８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸の製造方法において、一次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、一次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカをエチレングリコールに分散させ、攪拌分散処理を行なった後に、ポリエステルオリゴマーに投入して重合したポリエステル系樹脂を前記芯部を構成するポリエステル系樹脂として用いることを特徴とする請求項１記載のポリエステル芯鞘複合糸の製造方法。
【請求項１】
鞘部を構成するポリマー（Ａ）がポリエステル系樹脂であり、芯部を構成するポリマー（Ｂ）が二次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、二次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂であり、前記鞘部を構成するポリマー（Ａ）と前記芯部を構成するポリマー（Ｂ）との質量比率（Ａ／Ｂ）が８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸であって、該芯鞘複合糸を構成する単繊維の繊度が１．５ｄｔｅｘ以下であることを特徴とするポリエステル芯鞘複合糸。
【請求項２】
ポリエステル系樹脂（Ａ）を鞘成分とし、シリカを１〜２０質量％含有するポリエステル系樹脂（Ｂ）を芯成分とする芯鞘比（質量比率（Ａ／Ｂ））８０／２０〜２０／８０であるポリエステル芯鞘複合糸の製造方法において、一次平均粒子径０．０５〜３．０μｍ、且つ、一次粒子径５μｍ以上の割合が１０体積％以下であるシリカをエチレングリコールに分散させ、攪拌分散処理を行なった後に、ポリエステルオリゴマーに投入して重合したポリエステル系樹脂を前記芯部を構成するポリエステル系樹脂として用いることを特徴とする請求項１記載のポリエステル芯鞘複合糸の製造方法。
【公開番号】特開２０１２−２０７３３０（Ｐ２０１２−２０７３３０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２６７８（Ｐ２０１１−７２６７８）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００２２８０７３）日本エステル株式会社 (273)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００２２８０７３）日本エステル株式会社 (273)
【Ｆターム（参考）】
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