ポリエステル複合長繊維
【課題】低融点でありながら結晶性に優れたポリエステルを用いることで、通常の製造装置で溶融紡糸、延伸し、操業性よく生産することができるポリエステル長繊維であって、特にバインダー繊維として用いると、熱接着させる際には低い温度で加工することができ、寸法安定性に優れた布帛や繊維構造等の製品を得ることができるポリエステル複合長繊維を提供する。
【解決手段】テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点が１００〜１５０℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が特定式を満足するポリエステルＡと、融点又は流動開始温度が１３０℃以上、かつポリエステルＡの融点より高いポリエステルＢとで構成されたポリエステル複合長繊維。
【解決手段】テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点が１００〜１５０℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が特定式を満足するポリエステルＡと、融点又は流動開始温度が１３０℃以上、かつポリエステルＡの融点より高いポリエステルＢとで構成されたポリエステル複合長繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低融点でありながら結晶性に優れたポリエステルが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配された複合繊維からなる長繊維であり、操業性よく得ることができ、特にバインダー繊維として用いることが好適なポリエステル複合長繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維、特にポリエステル繊維は、その優れた寸法安定性、耐候性、機械的特性、耐久性、さらにはリサイクル性等から、衣料、産業資材として不可欠のものとなっており、様々な分野において、ポリエステル繊維が多く使用されている。
【０００３】
近年では、環境配慮の観点から、ウレタン系やアクリル系の熱接着性樹脂の代替として、熱接着性を有するポリエステル繊維が見直されつつあり、長繊維形状であるため布帛に織り込んで使用できることなどの取り扱い易さの面からも、各種衣料用途、椅子張りやパーテーション等のインテリア用途、フィルター等の資材用途での需要が大きい。
【０００４】
熱接着性の繊維（バインダー繊維）としては、ポリエチレンテレフタレートを芯部とし、イソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合体を鞘部とした芯鞘型複合繊維が提案されている。この繊維は、高融点の芯部と低融点の鞘部とからなるため、熱処理の際に、芯部を溶融させず繊維形態を保持させ、鞘部のみを溶融させることにより、強度に優れた製品を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、鞘部のイソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合体は、非晶性であり明確な結晶融点を示さないため、ガラス転移点以上の温度で軟化が始まる。このため、溶融紡糸して得られる長繊維は、染色や熱接着処理の際の熱収縮が大きく、この長繊維を少なくとも一部に用いた布帛や繊維構造物は寸法安定性が悪いものであった。また高温雰囲気下で使用した際の耐熱性にも劣るものであった。
【０００６】
特許文献１には熱接着性のポリエステル長繊維が提案されている。この繊維は、芯部にポリエチレンテレフタレートを配し、鞘部にテレフタル酸成分、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を共重合したポリエステル系共重合体を配した芯鞘型複合繊維である。
【０００７】
この鞘部のポリエステル系共重合体は、結晶性であり明確な融点を示すため、溶融紡糸して得られる熱接着性長繊維は、強度が高く、熱収縮率も低いものであった。
【０００８】
このため、この熱接着性のポリエステル長繊維は染色や熱接着処理の際の収縮が小さく、寸法安定性に優れ、高温雰囲気下で使用した際の耐熱性にも優れる布帛や繊維構造物等の製品を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、この鞘部のポリエステル系共重合体は融点が１５０〜２００℃の範囲のものであり、まだ低融点領域であるとはいえず、熱接着させる際には加工温度を高くする必要があり、コスト的にも不利であった。
【００１０】
さらに、繊維を製造する際の溶融紡糸工程において、鞘部のポリエステル系共重合体が冷え難いため、紡糸、冷却条件によっては、糸条間の溶着や捲取パッケージの膠着が発生しやすい。この問題を解決するためには、紡糸温度を低くすることが考えられるが、この方法では、溶融斑が生じ、製糸性が劣り、操業性も低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００６−１１８０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の問題点を解決するものであって、低融点でありながら結晶性に優れたポリエステルを用い、繊維表面の少なくとも一部を占めるように配することで、通常の製造装置で溶融紡糸、延伸し、操業性よく生産することができるポリエステル長繊維であって、特にバインダー繊維として用いると、熱接着させる際には低い温度で加工することができ、寸法安定性に優れた布帛や繊維構造物等の製品を得ることができるポリエステル複合長繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点が１００〜１５０℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡと、融点又は流動開始温度が１３０℃以上であり、かつポリエステルＡの融点より高いポリエステルＢとで構成された複合繊維であって、単糸の横断面形状においてポリエステルＡが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配されていることを特徴とするポリエステル複合長繊維を要旨とするものである。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） ・・・ （１）
なお、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のポリエステル複合長繊維は、低融点でありながら結晶性に優れ、特に降温時の結晶化速度が速いポリエステルＡを繊維表面に用いているため、繊維を製造する際の溶融紡糸工程において糸条間の溶着やそれに伴う紡糸糸切れ、さらには捲取パッケージの膠着の発生がなく、生産性よく得ることができる。そして、延伸、熱処理工程も操業性よく行うことができ、十分な強度を有し、熱水収縮率の低いものとすることができる。
【００１４】
特に本発明のポリエステル複合長繊維をバインダー繊維として用いると、熱接着させる際には低い温度で加工することができ、コスト的にも有利である。さらに、撚糸加工や製織、製編等に耐えうる強度を有しており、各種の加工糸や布帛、繊維構造物等に使用することができる。
【００１５】
また、熱水収縮率も低いものであるため、本発明のポリエステル複合長繊維を少なくとも一部に用いた加工糸や布帛、繊維構造物等の製品は、熱接着処理後も寸法安定性、形態保持性に優れ、接着後の染色処理、熱水処理の際にも接着部位が剥離することなく、また高温雰囲気下での使用においてもその接着性を維持することができ、耐熱性（耐久性）の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡとポリエステルＢとで構成されるものであり、ポリエステルＡが繊維表面の少なくとも一部を占めている複合繊維である。つまり、本発明の複合長繊維は、マルチフィラメントでもモノフィラメントでもよいが、単糸の横断面形状（繊維軸方向に沿って垂直に切断した断面の形状）においてポリエステルＡが繊維表面の少なくとも一部を占めているものである。
【００１７】
このような形状としては、サイドバイサイド型や偏心芯鞘型、多層型のもの等が挙げられるが、中でも単糸の横断面形状においてポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部に配された芯鞘形状であることが好ましい。
【００１８】
まず、ポリエステルＡについて説明する。ポリエステルＡは、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、融点が１００〜１５０℃の共重合ポリエステルである。
【００１９】
ポリエステルＡの融点（Ｔｍ）は、１００〜１５０℃であり、中でも１０５〜１４０℃であることが好ましく、さらには１１０〜１３０℃であることが好ましい。Ｔｍが１００℃未満であると、本発明の長繊維より得られた製品は、高温雰囲気下で使用した場合の熱安定性（耐熱性）に劣るものとなる。一方、１５０℃を超えると、製品を得る際の熱接着加工温度を高くする必要があり、加工性、経済性に劣る。また、熱処理により得られる製品の品質や風合い等を損ねるため好ましくない。
【００２０】
ポリエステルＡは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分とするものであり、テレフタル酸（以下、ＴＰＡとする）は６０モル％以上、中でも８０モル％以上であることが好ましい。ＴＰＡが６０モル％未満であると、ポリマーの融点が本発明の範囲外のものとなったり、結晶性が低下しやすくなるため好ましくない。
【００２１】
なお、ＴＰＡ以外の共重合成分としては、その効果を損なわない範囲であれば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、１,３−シクロブタンジカルボン酸、１,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸などに例示される飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などに例示される不飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フタル酸、イソフタル酸、５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、２,６−ナフタレンジカルボン酸、４、４’−ビフェニルジカルボン酸、などに例示される芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体を用いることができる。
【００２２】
ジオール成分としては、１，６−ヘキサンジオール（以下、ＨＤとする）が５０モル％以上であり、他の成分としてはエチレングリコール(以下、ＥＧとする)や１，４−ブタンジオール（以下、ＢＤとする）を用いることが好ましい。ジオール成分において、ＨＤは５０モル％以上であり、中でも６０〜９５モル％であることが好ましい。ＨＤが５０モル％未満の場合、融点が１５０℃を超えるものとなる。
【００２３】
ジオール成分として、ＨＤとともにＥＧやＢＤを用いる際には、ＥＧやＢＤをジオール成分において、５〜５０モル％とすることが好ましく、中でも５〜４０モル％とすることが好ましい。
【００２４】
さらに、ジオール成分にはＨＤ、ＥＧやＢＤ以外の他の共重合成分として、その特性を損なわない範囲で、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１,４−ブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１,４−シクロヘキサンジオール、１,４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどに例示される脂肪族グリコール、ヒドロキノン、４,４’−ジヒドロキシビスフェノール、１,４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノールＡ、２,５−ナフタレンジオール、これらのグリコールにエチレンオキシドが付加したグリコールなどに例示される芳香族グリコールを用いることができる。
【００２５】
そして、ポリエステルＡは、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有するものであり、中でも０．５〜３．０質量％含有することが好ましい。
【００２６】
ポリエステルＡは、上記のような共重合組成であることにより、結晶性を有しているものであるが、結晶核剤を含有することによって降温時の結晶化速度を向上させることができ、後述する（１）式を満足することができるものとなる。これにより、溶融紡糸工程における単糸間の溶着や捲取パッケージの膠着を生じないものとすることができ、延伸、熱処理工程も操業性よく行うことができ、十分な強度を有し、熱水収縮率の低いものとすることができる。
【００２７】
結晶核剤の含有量が０．０１質量％未満であると、降温時の結晶化速度を向上させることができず、ポリエステルＡは後述する（１）式を満足することができない。一方、５．０質量％を超えると、結晶核剤の含有量が多くなりすぎ、紡糸、延伸時の操業性を悪化させることとなり、強度や品位の低い繊維となる。
【００２８】
結晶核剤としては、無機系微粒子やポリオレフィン、硫酸塩等を使用することが好ましい。
【００２９】
無機系微粒子としては、中でもタルクなどの珪素酸化物を主成分としたものが好ましく、平均粒径３．０μｍ以下もしくは比表面積15ｍ２／ｇ以上の無機系微粒子を用いることが好ましい。上記平均粒径もしくは比表面積を満足していない場合、結晶核としての機能に乏しく、ポリエステルＡは後述する（１）式を満足することが困難となりやすい。
【００３０】
また、結晶核剤として含有させるポリオレフィンは、反応系内で溶融するため、形状については特に限定するものではなく、例えば粒径２ｍｍ程度のチップ状のものや、粒径数μｍのワックス状のものであってもよい。
【００３１】
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、ポリメチルペンテン、ポリメチルブテンなどのオレフィン単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体などを挙げることができ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、プロピレン・エチレンランダム共重合体が特に好ましい。なお、ポリオレフィンが炭素原子数3以上のオレフィンから得られるポリオレフィンである場合には、アイソタクチック重合体であってもよく、シンジオタチック重合体であってもよい。
【００３２】
結晶核剤として含有させる硫酸塩は、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウムなどを挙げることができ、中でも結晶核剤としての効果の点から、硫酸ナトリウムや硫酸マグネシウムが好ましい。
【００３３】
これらの結晶核剤を添加する方法としては、粉体のまま、あるいはジオールスラリーの形態でポリエステルを製造する際の任意の段階で添加すればよい。例えば、エステル化またはエステル交換反応時に添加してもよいし、重縮合反応の段階で添加してもよい。中でも、結晶核剤としての効果を良好なものとするには、エチレングリコール等のグリコールにスラリー状態あるいは溶解させた状態で添加することが好ましい。
【００３４】
ポリエステルＡ中には、本発明の効果を損なわない範囲で、リン酸エステル化合物やヒンダードフェノール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光増白剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような艶消し剤、可塑剤、顔料、制電剤、難燃剤、易染化剤などの各種添加剤を１種類または２種類以上添加してもよい。
【００３５】
そして、ポリエステルＡは、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するものであり、中でもｂ／ａ≧０．０６であることが好ましい。一方、ｂ／ａが大きいほど降温時の結晶性に優れるものとなるが、本発明で目的とする効果を奏するには、ｂ／ａを０．５以下とすることが好ましい。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） （１）
【００３６】
本発明におけるポリエステルＡの融点とＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線は、パーキンエルマー社製示差走査型熱量計（Diamond DSC）を用いて、窒素気流中、温度範囲−２０℃〜２５０℃、昇温（降温）速度２０℃／分、試料量２ｍｇ（長繊維の質量）で測定する。
【００３７】
上記ｂ／ａは、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線より求められる。このとき、長繊維を形成するポリエステルＡとポリエステルＢのピークが２つ現れる場合があるが、低温側に現れるピークのＤＳＣ曲線がポリエステルＡのものである。
【００３８】
そして、図１に示すように、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【００３９】
ｂ／ａは、降温時の結晶性を表す指標であり、ｂ／ａの値が高いと結晶化速度が速く、逆に０に近いほど、結晶化速度が遅いことを示している。ｂ／ａが０．０５（ｍＷ／ｍｇ・℃）未満の場合、降温時の結晶化速度が遅くなり、溶融紡糸時に単糸間の溶着や巻取りパッケージの膠着が発生し、安定した生産が困難となる。
【００４０】
上記したように、ｂ／ａは、ポリエステルＡの共重合組成を特定のものとし、結晶核剤の含有量を上記範囲の量とすることにより、本発明で規定する範囲のものにすることができる。
【００４１】
次にポリエステルＢについて説明する。ポリエステルＢは、融点又は流動開始温度が１３０℃以上であり、かつポリエステルＡの融点より高いものである。ポリエステルＢはポリエステルＡと同様に結晶性のものであってもよいし、また、非晶性のものであってもよい。結晶性のものの場合は融点を、非晶性のものの場合は流動開始温度を１３０℃以上とする。
【００４２】
本発明のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡを低融点のポリエステル、ポリエステルＢをポリエステルＡより高融点のポリエステルとすることで、熱接着処理によりポリエステルＡのみを溶融させて接着成分とするバインダー繊維として用いることが好適なものである。
【００４３】
本発明のポリエステル複合長繊維を用いて加工糸や布帛、繊維構造物等の製品を得る際には、本発明のポリエステル複合長繊維のみを用いても、他の繊維（主体繊維）と併用してもよい。
【００４４】
まず、他の繊維と併用する場合は、ポリエステルＡの融点より高い融点を持つ他の繊維を主体繊維とすることが好ましい。そして、ポリエステルＢの融点より低い温度で熱接着処理を行うことにより、ポリエステルＡを接着成分、ポリエステルＢは溶融させずに他の繊維とともに主体繊維として用いることができる。
【００４５】
なお、本発明のポリエステル複合長繊維と他の繊維とを併用する場合において、ポリエステルＢの融点より２０℃以上高い融点を持つ繊維を他の繊維として用い、ポリエステルＢの融点より高い温度（ポリエステルＢの融点又は流動開始温度＋１０℃程度）で熱接着処理を行うことにより、ポリエステルＡとポリエステルＢともに溶融させて接着成分とし、他の繊維のみを主体繊維とする製品を得ることもできる。
【００４６】
次に、本発明のポリエステル複合長繊維のみを用いる場合は、ポリエステルＢの融点より低い温度で熱接着処理を行うことによりポリエステルＡのみを溶融させて接着成分とし、ポリエステルＢが主体繊維となる加工糸や布帛、繊維構造物等の製品を得ることができる。
【００４７】
また、このようにして得られたポリエステルＢが主体繊維となる布帛や不織布においては、ポリエステルＢが比較的低い融点や流動開始温度のものの場合、得られた布帛や不織布に、さらにポリエステルＢの融点より高い温度で熱処理を施すことにより、ポリエステルＢも溶融するため、ホットメルトシートのような用途に用いることもできる。
【００４８】
ポリエステルＢの融点又は流動開始温度が１３０℃未満であると、延伸、熱処理工程において十分な熱処理を施すことができず、繊維の収縮率を低くすることが困難となる。一方、融点又は流動開始温度の上限は特に限定するものではないが、溶融紡糸時のポリエステルＡの熱分解を避ける目的から２９０℃以下とすることが好ましい。
【００４９】
また、ポリエステルＢの融点又は流動開始温度がポリエステルＡの融点より低いと、延伸、熱処理工程において十分な熱処理を施すことができず、繊維の熱水収縮率を低くすることが困難となる。このため、ポリエステルＢの融点又は流動開始温度は、ポリエステルＡの融点より２０℃以上高いことが好ましく、さらには、３０℃以上高いことが好ましい。
【００５０】
ただし、ポリエステルＡは低融点のものであるため、ポリエステルＢも比較的低い融点又は流動開始温度のものとすることで、溶融紡糸時に単糸間の溶着や糸切れが生じることなく、操業性よく溶融紡糸することが可能となる。したがって、ポリエステルＢの融点又は流動開始温度は、中でも１３５〜２２０℃であることが好ましく、さらには、１４０〜２００℃であることが好ましい。そして、ポリエステルＡの融点より２０〜９０℃高いことが好ましく、中でも３０〜８０℃高いことが好ましい。
【００５１】
ポリエステルＢ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するものが好ましい。そして、上記のような融点又は流動開始温度のものとするため、次に示すような成分を共重合させたものとすることが好ましい。
【００５２】
共重合成分としては、イソフタル酸、５−スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、およびエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオールや、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸などのヒドロキシカルボン酸、ε−カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン等が挙げられる。
【００５３】
中でもポリエステルＢとしては、融点や結晶性の面から、ＴＰＡ成分、ＥＧ成分を含有し、ＢＤ成分、脂肪族ラクトン成分及びアジピン酸成分の少なくとも一成分を含有する共重合ポリエステルであることが好ましい。これらのポリエステルは結晶性に優れるため、結晶性の高いポリエステルＡとともに用いることで紡糸操業性がより良好になるとともに、延伸、熱処理時に高温での処理が可能となり、熱水収縮率の低い繊維が得られやすくなる。
【００５４】
まず、脂肪族ラクトン成分を共重合する場合、その共重合量は全酸成分に対して２０モル％以下とすることが好ましく、１０〜２０モル％とするのがより好ましい。脂肪族ラクトン成分の割合が少ないと結晶性はよくなるが、融点が高くなり、２００℃以下とすることが困難になることがある。一方、２０モル％より多いと結晶性が低下し、ガラス転移温度が低くなりやすく、紡糸時に単糸間の溶着が発生して製糸性が悪くなりやすい。
【００５５】
脂肪族ラクトン成分としては、炭素数４〜１１のラクトンが好ましく、特に好ましいラクトンとしては、ε−カプロラクトンが挙げられる。
【００５６】
次に、ＢＤ成分を共重合する場合、共重合量は全グリコール成分に対して４０〜８０モル％とすることが好ましい。共重合量が４０モル％未満であったり、８０モル％を超えると、融点が高くなり、２００℃を超えるものとなりやすい。
【００５７】
アジピン酸成分を共重合する場合、共重合量は全酸成分に対して、２０モル％以下とすることが好ましく、１０〜２０モル％とするのがより好ましい。アジピン酸成分の共重合量が１０モル％未満であると、結晶性はよくなるが、融点が高くなり、２００℃を超えるものとなりやすい。一方、２０モル％を超えると、結晶性が低下し、ガラス転移温度が低くなりやすく、紡糸時に単糸間の溶着が発生して製糸性が悪くなりやすい。
【００５８】
また、ポリエステルＢとして、イソフタル酸を共重合したＰＥＴを用いることも好ましく、中でもイソフタル酸を５〜３０モル％共重合したものが好ましい。イソフタル酸の共重合量が５モル％未満であると流動開始温度が高くなりやすい。一方、３０モル％を超えると、流動開始温度が低くなり１３０℃未満のものとなりやすい。
【００５９】
ポリエステルＢ中にも、本発明の効果を損なわない範囲で、リン酸エステル化合物やヒンダードフェノール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光増白剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような艶消し剤、可塑剤、顔料、制電剤、難燃剤、易染化剤などの各種添加剤を１種類または２種類以上添加してもよい。
【００６０】
本発明のポリエステル複合長繊維のポリエステルＡとポリエステルＢの複合比率（質量比）は、２０／８０〜８０／２０とすることが好ましく、中でも３０／７０〜７０／３０とすることが好ましい。
【００６１】
さらに、本発明のポリエステル複合長繊維は、１００℃での熱水収縮率が１７％以下であることが好ましく、中でも１２％以下、さらには１０％以下であることが好ましい。
【００６２】
１００℃での熱水収縮率が１７％を超えると、加工糸、布帛や成形体等にし、熱接着処理すると、得られるこれらの製品の風合いが硬化したり、寸法安定性が悪くなりやすい。そして、繊維が熱接着処理により溶融した際にできるポリマー塊が点在し、非接着体側の繊維の交点に万遍なく行きわたらないことから、接着性も低下する傾向がある。さらに、接着後の染色処理、熱水処理の際には接着部位の剥離が生じやすいものとなる。
【００６３】
本発明における熱水収縮率とは、ＪＩＳ Ｌ−１０１３の熱水収縮率のかせ収縮率（Ａ法）に従って測定するものである。
【００６４】
さらに、本発明のポリエステル複合長繊維は、強度が１．０ｃN/dtex以上のものであることが好ましく、中でも２．０ｃN/dtex以上であることが好ましく、さらには、２．５cN/dtex以上であることが好ましい。強度が１．０ｃN/dtex未満であると、加工糸とする際の仮撚り加工工程やエアーやインターレース等での混繊加工工程、製編織工程における張力や擦過抵抗によって糸切れが発生し、工程通過性が悪くなり、得られる製品の品位も悪化しやすくなる。
【００６５】
また、本発明における強度とは、ＪＩＳ Ｌ−１０１３の引張強さ及び伸び率の標準時試験に従い、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製引っ張り試験機ＲＴＣ−１２１０型を用い、つかみ間隔５０ｃｍ、引張速度５０ｃｍ／分で測定するものである。
【００６６】
本発明のポリエステル複合長繊維は、低融点でありながら結晶性が高く、降温結晶化速度の速いポリエステルＡを繊維表面に用いたものであるため、溶融紡糸して得られた未延伸糸を一旦巻き取った後に延伸する二工程法、未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して延伸する一工程法のいずれにおいても、紡糸工程における糸条間の溶着やそれに伴う紡糸糸切れ、さらには捲取パッケージの膠着の発生がなく、生産性よく品質良く得ることができるものである。そして、延伸、熱処理時においても糸条間の溶着や糸切れが生じることなく、操業性よく行うことができ、延伸倍率、熱処理温度を調整することにより、強度１．０ｃN/dtex以上、１００℃での熱水収縮率が１７％以下の特性を有する長繊維を容易に得ることができる。
【００６７】
本発明のポリエステル複合長繊維が好適に用いられる例としては、以下のようなものが挙げられる。複数の繊維の一部に混繊させた混繊糸とし、熱処理（熱接着処理）により複合長繊維のポリエステルＡを溶融させて接着成分とし、任意の形態を形成することができるので、モップ等に用いられるブラシ毛部分やカーペット用のパイル糸として用いることが好適である。また、織編物を構成する繊維の一部に使用して織編物とし、熱接着処理によりポリエステルＡを溶融させて接着成分とすることで、布帛同士を接着させる芯材として用いることができる。同様に織物を構成する繊維の一部に使用して織物とし、熱接着処理によりポリエステルＡを溶融させて接着成分とすることで、繊維同士を接着した織物とすることができ、このような織物はフィルター用途として好適なものである。
【００６８】
また、本発明のポリエステル複合長繊維の単糸繊度は特に限定するものではないが、上記のような用途に用いる際には、１〜５０dtex、中でも３〜３０dtexとすることが好ましい。
【００６９】
そして、断面形状は特に規定するものではなく、丸型のみならず扁平型、トリローバル型、ヘキサローバル型、Ｗ型、Ｈ型等の異形断面や、四角形や三角形等の多角形状、中空形状のものでもよい。
【００７０】
次に、本発明のポリエステル複合長繊維の製造方法について一例を用いて説明する。
まず、ジカルボン酸成分とジオール成分とをエステル化反応またはエステル交換反応させ、結晶核剤を添加して重縮合反応を行う。重縮合反応においてポリエステルが所定の極限粘度に到達したら、ストランド状に払い出して、冷却、カットすることによりチップ化して、ポリエステルＡを得る。ポリエステルＢもチップ化して、両ポリエステルを複合紡糸装置に供給し、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となるようにして溶融紡糸を行う。溶融紡糸後、冷却固化し、油剤を付与した未延伸糸を、一旦巻取った後に、又は巻き取ることなく連続して延伸を施す。未延伸糸を延伸する際には、複数のローラ間で延伸倍率１．３〜４．０倍で延伸し、必要に応じて熱処理を施すことにより本発明のポリエステル複合長繊維が得られる。
【００７１】
なお、未延伸糸を一旦巻き取る際には、紡糸速度を２５００〜４０００ｍ／分として高配向未延伸糸としてパッケージに巻き取り、延伸時の延伸倍率を低く抑えることが好ましい。高配向未延伸糸を用いて仮撚加工を施したり、エアーやインターレースなどで混繊するといった複合加工を行うことにより、本発明のポリエステル複合長繊維を用いた加工糸を得ることができる。
【実施例】
【００７２】
次に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。実施例中の各種の特性値の測定、評価は次の通りに行った。
（ａ） 無機系微粒子（タルク）の平均粒径
島津社製粒度分布測定装置（SALD-2000）を用いて、エチレングリコール中の試料の平均粒径の値を測定した。
（ｂ） 無機系微粒子（タルク）の比表面積
ＢＥＴ法により測定した。
（ｃ）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、試料濃度0.5質量％、温度20℃の条件下で常法に基づき測定した。
（ｄ）ポリエステルＡの融点、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線
前記の方法により測定した。
（ｅ）ポリエステルＢの融点
示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製Diamond DSC）を用い、昇温速度２０℃／分で測定した融解吸収曲線の極値を与える温度を融点とした。
（ｆ）ポリエステルＢの流動開始温度
フロテスター（島津製作所ＣＦＴ−５００型）を用い、荷重９．８ＭＰａ、ノズル径０．５ｍｍの条件で、初期温度５０℃より１０℃／分の割合で昇温していき、ポリマーがダイから流出し始める温度として求めた。
（ｇ）ポリエステルＡ、ポリエステルＢのポリマー組成
得られたポリエステル複合長繊維を重水素化ヘキサフルオロイソプロパノールと重水素化クロロホルムとの容量比1／20の混合溶媒に溶解させ、日本電子社製LA-400型ＮＭＲ装置にて 1Ｈ-ＮＭＲを測定し、得られたチャートの各共重合成分のプロトンのピークの積分強度から求めた。
（ｈ）紡糸操業性
１６錘で２４時間の操業を行い、紡糸の状況により下記の３段階で評価した。
○ ： 紡糸時の糸切れ回数が３回以下
△ ： 紡糸時の糸切れ回数が４回〜９回
× ： 紡糸時の糸切れ回数が１０回以上
（ｉ）強度、伸度、
ＪＩＳ Ｌ−１０１３の引張強さ及び伸び率の標準時試験に従い、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製引っ張り試験機ＲＴＣ−１２１０型を用い、つかみ間隔５０ｃｍ、引張速度５０ｃｍ／分で測定した。
（ｊ）熱水収縮率
前記の方法により測定した。
（ｋ）接着性
得られたポリエステル複合長繊維１本と、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステル長繊維（８４ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌ、強度４．３ｃN/dtex、伸度３５％）２本を合わせて混繊し、混繊工程の途中でスピンドル回転によって撚りを施し、１５ヶ／ｍの撚数の撚糸を得る。この撚糸を１０ｃｍに切断して伸ばした状態で両端を固定し、ローラ温度１４０℃（熱接着処理温度）、ローラスピード０．５ｍ／分、プレス圧力０．７ｋｇ／ｃｍ２の条件で繊維軸方向に加熱圧着し、その後に両端をカットして長さ５ｃｍのサンプルを得た。
このサンプルをガラス製の３００ｍｌビーカーに入れ、９５℃に加温した熱水中で、巾４ｃｍのラグビーボール型マグネチック攪拌子により２００ｒｐｍの回転数で３０分間攪拌処理した。サンプル１０個について、攪拌処理を行い、処理後サンプルを自然乾燥させ、乾燥後の繊維の剥離状態を目視により観察し、下記の３段階で評価した。
○ ： 全てのサンプルで剥離なし
△ ： 部分的に剥離を起こしているサンプルがある
× ： 剥離を起こし、撚糸の形態を維持していないサンプルが５個以上ある
（ｌ）織物品位
得られたポリエステル複合長繊維と、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステル長繊維（８４ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌ、強度４．３ｃN／ｄｔｅｘ、伸度３５％）とを５０／５０として経糸、緯糸に用い、ウォータージェットルームの織機を用いて９７本／２．５４ｃｍ２の平織物とした。その後、この平織物に公知の方法で精練、プレセット、染色を行った後、１４０℃（熱接着処理温度）で仕上げセットを行った。得られた平織物についての品位を目視により観察し、以下の２段階で評価した。
○：融着斑や厚みのバラツキがない
×：部分的に又は全体的に融着斑や厚みのバラツキがある
【００７３】
実施例１
エステル化反応缶に、ＴＰＡとＥＧのスラリーを連続的に供給し、温度２５０℃、圧力０．２ＭＰａの条件で反応させ、滞留時間を８時間として、エステル化反応率９５％の反応物を得た。この反応物を重縮合反応缶に移送し、ＨＤを重縮合反応缶に投入し、温度２４０℃、常圧下で１時間攪拌した。次に、結晶核剤として平均粒径１．０μｍ、比表面積３５ｍ２／ｇのタルクを含有するＥＧスラリーを重縮合反応缶に投入した後、反応器内の圧力を徐々に減じ、撹拌しながら重縮合反応を約３時間行い、常法によりストランド状に払出し、チップ化してポリエステルＡを得た。ポリエステルＡは、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ１５ｍｏｌ％、ＨＤ８５ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有し、ｂ／ａが０．０７、極限粘度０．９５、融点１２８℃のものであった。
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ８５ｍｏｌ％、ε−カプロラクトン１５ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ４５ｍｏｌ％、ＢＤ５５ｍｏｌ％からなり、融点１６０℃、極限粘度０．７２の共重合ポリエステルを用いた（Ｂ−１とする）。
ポリエステルＡとポリエステルＢを複合紡糸装置に供給し、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となるようにし、両成分の複合比率（質量比）を５０／５０として溶融紡糸を行った。このとき、紡糸温度２２０℃、吐出量３２．７ｇ／分とし、紡糸孔数４８の紡糸口金を用い、紡糸速度３０００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を冷却した後、油剤を付与し、１０９dtex／４８本の高配向未延伸糸を得た。
次に、この高配向未延伸糸を表面温度５０℃の第一ローラで引取り、第二ローラとの間に１１５℃に加熱したヒートプレートを設置して（予備加熱温度５０℃、熱セット温度１１５℃として）、延伸倍率１．３倍で熱延伸を行い、８４dtex／４８本のポリエステル複合長繊維を得た。
【００７４】
実施例２〜３、比較例１〜２
ポリエステルＡ中の結晶核剤（タルク）の添加量を変更し、表１に示すポリエステルＡ中の含有量とした以外は、実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００７５】
実施例４
エステル化反応缶に、ＴＰＡ、ＨＤ、ＢＤを供給し、結晶核剤として平均粒径１．０μｍ、比表面積３５ｍ２／ｇのタルクを添加し、温度２３０℃、圧力０．２ＭＰａの条件で３時間撹拌し、エステル化反応を行った後、重縮合反応缶に移送した。そして、反応器内の圧力を徐々に減じ、撹拌しながら重縮合反応を約３時間行い、常法によりストランド状に払出し、チップ化してポリエステルＡを得た。ポリエステルＡは、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分として１，４−ブタンジオール（ＢＤ）２０ｍｏｌ％、ＨＤ８０ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有し、ｂ／ａが０．１３、極限粘度０．９８、融点１３０℃のものであった。
ポリエステルＢとして、実施例１と同様の共重合ポリエステル（Ｂ−１）を用い、実施例１と同様にして溶融紡糸、延伸を行って、ポリエステル複合長繊維を得た。
【００７６】
実施例５〜６、比較例３〜４
ポリエステルＡ中の結晶核剤のタルクの添加量を変更し、表１に示すポリエステルＡ中の含有量とした以外は、実施例４と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００７７】
実施例７
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ５０ｍｏｌ％、ＢＤ５０ｍｏｌ％からなり、融点１８０℃、極限粘度０．７８の共重合ポリエステルを用い（Ｂ−２とする）、紡糸温度を２４０℃としたこと以外は実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００７８】
実施例８
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ２５ｍｏｌ％、ＢＤ７５ｍｏｌ％からなり、極限粘度０．６２、融点１９５℃の共重合ＰＥＴを用い（Ｂ−３とする）、紡糸温度を２５５℃としたこと以外は実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００７９】
実施例９
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ１００ｍｏｌ％からなり、極限粘度０．６６、融点２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた（Ｂ−４とする）。
ポリエステルＡとして実施例１と同様のものを用い、このポリエステルＡとポリエステルＢを複合紡糸装置に供給し、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となるようにし、両成分の複合比率（質量比）を５０／５０として溶融紡糸を行った。このとき、紡糸温度２７５℃、吐出量３６．６ｇ／分とし、紡糸孔数４８の紡糸口金を用い、紡糸速度３０００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を冷却した後、油剤を付与し、１２２dtex／４８filの高配向未延伸糸を得た。
次に、この高配向未延伸糸を表面温度７０℃の第一ローラで引取り、第二ローラとの間に１１５℃に加熱したヒートプレートを設置して（予備加熱温度７０℃、熱セット温度１１５℃として）、延伸倍率１．５倍で熱延伸を行い、８４dtex／４８filのポリエステル複合長繊維を得た。
【００８０】
実施例１０
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＢＤ１００ｍｏｌ％からなり、極限粘度０．８５、融点２２５℃のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を用い（Ｂ−５とする）、紡糸温度を２５０℃としたこと以外は実施例９と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８１】
実施例１１
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ９２ｍｏｌ％、イソフタル酸（ＩＰＡ）８ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ１００ｍｏｌ％からなり、極限粘度０．６５、融点２３０℃の共重合ＰＥＴを用い（Ｂ−６とする）、紡糸温度を２６０℃としたこと以外は実施例９と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８２】
比較例５
ポリエステルＡとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ６０ｍｏｌ％、ＨＤ４０ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有し、ｂ／ａが０．０７、極限粘度０．９５、融点１５８℃のものを用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８３】
比較例６
ポリエステルＡとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＢＤ６０ｍｏｌ％、ＨＤ４０ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有し、ｂ／ａが０．１２、極限粘度０．９８、融点１５８℃のものを用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８４】
比較例７
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ６０ｍｏｌ％、イソフタル酸４０ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ１００ｍｏｌ％からなる流動開始温度１１０℃、極限粘度０．７３のポリエステル（Ｂ−７とする）を使用し、紡糸温度を２２０℃としたこと以外は実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８５】
比較例８
高配向未延伸糸を延伸する際に、第一ローラとヒートプレートの温度を室温とした（延伸時に熱セットを行わなかった）以外は、実施例２と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８６】
比較例９
実施例１で用いたポリエステルＢ（Ｂ−１）を鞘部を形成するポリマーとし、芯部を形成するポリマーとして、酸成分としてＴＰＡ９２ｍｏｌ％、イソフタル酸８ｍｏｌ％、グリコール成分として、ＥＧ３５ｍｏｌ％、１，４−ブタンジオール６５ｍｏｌ％からなる極限粘度０．６３、融点１５５℃、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有したポリエステル（Ｂ−８）を用いた。
両ポリマーを複合紡糸装置に供給し、紡糸温度を２４０℃としたこと以外は実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８７】
実施例１〜１１、比較例１〜９で得られたポリエステル複合長繊維の特性値と評価結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
表１から明らかなように、実施例１〜１１のポリエステル複合長繊維は、鞘部のポリエステルＡが（１）式を満足するものであり、結晶性が高く、紡糸操業性よく得ることができた。また延伸、熱処理を良好に行うことができ、強度が高く、熱水収縮率の低いものであり、接着性、織物品位の評価も良好であった。
一方、比較例１、３のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡ中の結晶核剤の含有量が少なく、ポリエステルＡが（１）式を満足せず、降温時の結晶化速度が遅いものであったため、紡糸時に糸条同士の溶着が生じ、紡糸操業性が悪かった。比較例２、４のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡ中の結晶核剤の含有量が多かったため、紡糸時に切れ糸が発生し、操業性が悪かった。さらに、強度も低く、接着性、織物品位にも劣るものであった。比較例５、６のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡがＨＤの含有量が５０モル％未満であり、融点が１５０℃を超えるものであったため、接着性の評価を行う際に撚糸にローラ温度１４０℃で熱処理を行っても十分に熱接着せず、全てのサンプルにおいて剥離を起こし、撚糸の形態を維持していなかった。このため、接着性、織物品位ともに劣るものであった。比較例７のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＢの融点が低かったため、延伸時の熱セット温度を９５℃としたため、熱水収縮率の高いものとなり、紡糸操業性にも劣るものであった。また織物品位にも劣るものであった。比較例８のポリエステル複合長繊維は、熱延伸を十分に行わず、熱水収縮率の高い繊維であったため、ポリエステルＡが溶融した接着成分が点在し、接着性及び織物品位に劣るものとなった。比較例９のポリエステル複合長繊維は、鞘部に結晶性が良好なポリエステルを用いたものであるため熱水収縮率が低いものであったが、鞘部のポリエステルの融点が高いものであったため、接着性の評価を行う際に撚糸にローラ温度１４０℃で熱処理を行っても十分に熱接着せず、全てのサンプルにおいて剥離を起こし、撚糸の形態を維持していなかった。このため、接着性、織物品位ともに劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明におけるポリエステルＡのＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線の一例である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低融点でありながら結晶性に優れたポリエステルが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配された複合繊維からなる長繊維であり、操業性よく得ることができ、特にバインダー繊維として用いることが好適なポリエステル複合長繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維、特にポリエステル繊維は、その優れた寸法安定性、耐候性、機械的特性、耐久性、さらにはリサイクル性等から、衣料、産業資材として不可欠のものとなっており、様々な分野において、ポリエステル繊維が多く使用されている。
【０００３】
近年では、環境配慮の観点から、ウレタン系やアクリル系の熱接着性樹脂の代替として、熱接着性を有するポリエステル繊維が見直されつつあり、長繊維形状であるため布帛に織り込んで使用できることなどの取り扱い易さの面からも、各種衣料用途、椅子張りやパーテーション等のインテリア用途、フィルター等の資材用途での需要が大きい。
【０００４】
熱接着性の繊維（バインダー繊維）としては、ポリエチレンテレフタレートを芯部とし、イソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合体を鞘部とした芯鞘型複合繊維が提案されている。この繊維は、高融点の芯部と低融点の鞘部とからなるため、熱処理の際に、芯部を溶融させず繊維形態を保持させ、鞘部のみを溶融させることにより、強度に優れた製品を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、鞘部のイソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレート系共重合体は、非晶性であり明確な結晶融点を示さないため、ガラス転移点以上の温度で軟化が始まる。このため、溶融紡糸して得られる長繊維は、染色や熱接着処理の際の熱収縮が大きく、この長繊維を少なくとも一部に用いた布帛や繊維構造物は寸法安定性が悪いものであった。また高温雰囲気下で使用した際の耐熱性にも劣るものであった。
【０００６】
特許文献１には熱接着性のポリエステル長繊維が提案されている。この繊維は、芯部にポリエチレンテレフタレートを配し、鞘部にテレフタル酸成分、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を共重合したポリエステル系共重合体を配した芯鞘型複合繊維である。
【０００７】
この鞘部のポリエステル系共重合体は、結晶性であり明確な融点を示すため、溶融紡糸して得られる熱接着性長繊維は、強度が高く、熱収縮率も低いものであった。
【０００８】
このため、この熱接着性のポリエステル長繊維は染色や熱接着処理の際の収縮が小さく、寸法安定性に優れ、高温雰囲気下で使用した際の耐熱性にも優れる布帛や繊維構造物等の製品を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、この鞘部のポリエステル系共重合体は融点が１５０〜２００℃の範囲のものであり、まだ低融点領域であるとはいえず、熱接着させる際には加工温度を高くする必要があり、コスト的にも不利であった。
【００１０】
さらに、繊維を製造する際の溶融紡糸工程において、鞘部のポリエステル系共重合体が冷え難いため、紡糸、冷却条件によっては、糸条間の溶着や捲取パッケージの膠着が発生しやすい。この問題を解決するためには、紡糸温度を低くすることが考えられるが、この方法では、溶融斑が生じ、製糸性が劣り、操業性も低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００６−１１８０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の問題点を解決するものであって、低融点でありながら結晶性に優れたポリエステルを用い、繊維表面の少なくとも一部を占めるように配することで、通常の製造装置で溶融紡糸、延伸し、操業性よく生産することができるポリエステル長繊維であって、特にバインダー繊維として用いると、熱接着させる際には低い温度で加工することができ、寸法安定性に優れた布帛や繊維構造物等の製品を得ることができるポリエステル複合長繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点が１００〜１５０℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡと、融点又は流動開始温度が１３０℃以上であり、かつポリエステルＡの融点より高いポリエステルＢとで構成された複合繊維であって、単糸の横断面形状においてポリエステルＡが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配されていることを特徴とするポリエステル複合長繊維を要旨とするものである。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） ・・・ （１）
なお、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のポリエステル複合長繊維は、低融点でありながら結晶性に優れ、特に降温時の結晶化速度が速いポリエステルＡを繊維表面に用いているため、繊維を製造する際の溶融紡糸工程において糸条間の溶着やそれに伴う紡糸糸切れ、さらには捲取パッケージの膠着の発生がなく、生産性よく得ることができる。そして、延伸、熱処理工程も操業性よく行うことができ、十分な強度を有し、熱水収縮率の低いものとすることができる。
【００１４】
特に本発明のポリエステル複合長繊維をバインダー繊維として用いると、熱接着させる際には低い温度で加工することができ、コスト的にも有利である。さらに、撚糸加工や製織、製編等に耐えうる強度を有しており、各種の加工糸や布帛、繊維構造物等に使用することができる。
【００１５】
また、熱水収縮率も低いものであるため、本発明のポリエステル複合長繊維を少なくとも一部に用いた加工糸や布帛、繊維構造物等の製品は、熱接着処理後も寸法安定性、形態保持性に優れ、接着後の染色処理、熱水処理の際にも接着部位が剥離することなく、また高温雰囲気下での使用においてもその接着性を維持することができ、耐熱性（耐久性）の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡとポリエステルＢとで構成されるものであり、ポリエステルＡが繊維表面の少なくとも一部を占めている複合繊維である。つまり、本発明の複合長繊維は、マルチフィラメントでもモノフィラメントでもよいが、単糸の横断面形状（繊維軸方向に沿って垂直に切断した断面の形状）においてポリエステルＡが繊維表面の少なくとも一部を占めているものである。
【００１７】
このような形状としては、サイドバイサイド型や偏心芯鞘型、多層型のもの等が挙げられるが、中でも単糸の横断面形状においてポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部に配された芯鞘形状であることが好ましい。
【００１８】
まず、ポリエステルＡについて説明する。ポリエステルＡは、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、融点が１００〜１５０℃の共重合ポリエステルである。
【００１９】
ポリエステルＡの融点（Ｔｍ）は、１００〜１５０℃であり、中でも１０５〜１４０℃であることが好ましく、さらには１１０〜１３０℃であることが好ましい。Ｔｍが１００℃未満であると、本発明の長繊維より得られた製品は、高温雰囲気下で使用した場合の熱安定性（耐熱性）に劣るものとなる。一方、１５０℃を超えると、製品を得る際の熱接着加工温度を高くする必要があり、加工性、経済性に劣る。また、熱処理により得られる製品の品質や風合い等を損ねるため好ましくない。
【００２０】
ポリエステルＡは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を主成分とするものであり、テレフタル酸（以下、ＴＰＡとする）は６０モル％以上、中でも８０モル％以上であることが好ましい。ＴＰＡが６０モル％未満であると、ポリマーの融点が本発明の範囲外のものとなったり、結晶性が低下しやすくなるため好ましくない。
【００２１】
なお、ＴＰＡ以外の共重合成分としては、その効果を損なわない範囲であれば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、１,３−シクロブタンジカルボン酸、１,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸などに例示される飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などに例示される不飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フタル酸、イソフタル酸、５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、２,６−ナフタレンジカルボン酸、４、４’−ビフェニルジカルボン酸、などに例示される芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体を用いることができる。
【００２２】
ジオール成分としては、１，６−ヘキサンジオール（以下、ＨＤとする）が５０モル％以上であり、他の成分としてはエチレングリコール(以下、ＥＧとする)や１，４−ブタンジオール（以下、ＢＤとする）を用いることが好ましい。ジオール成分において、ＨＤは５０モル％以上であり、中でも６０〜９５モル％であることが好ましい。ＨＤが５０モル％未満の場合、融点が１５０℃を超えるものとなる。
【００２３】
ジオール成分として、ＨＤとともにＥＧやＢＤを用いる際には、ＥＧやＢＤをジオール成分において、５〜５０モル％とすることが好ましく、中でも５〜４０モル％とすることが好ましい。
【００２４】
さらに、ジオール成分にはＨＤ、ＥＧやＢＤ以外の他の共重合成分として、その特性を損なわない範囲で、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１,４−ブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１,４−シクロヘキサンジオール、１,４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどに例示される脂肪族グリコール、ヒドロキノン、４,４’−ジヒドロキシビスフェノール、１,４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノールＡ、２,５−ナフタレンジオール、これらのグリコールにエチレンオキシドが付加したグリコールなどに例示される芳香族グリコールを用いることができる。
【００２５】
そして、ポリエステルＡは、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有するものであり、中でも０．５〜３．０質量％含有することが好ましい。
【００２６】
ポリエステルＡは、上記のような共重合組成であることにより、結晶性を有しているものであるが、結晶核剤を含有することによって降温時の結晶化速度を向上させることができ、後述する（１）式を満足することができるものとなる。これにより、溶融紡糸工程における単糸間の溶着や捲取パッケージの膠着を生じないものとすることができ、延伸、熱処理工程も操業性よく行うことができ、十分な強度を有し、熱水収縮率の低いものとすることができる。
【００２７】
結晶核剤の含有量が０．０１質量％未満であると、降温時の結晶化速度を向上させることができず、ポリエステルＡは後述する（１）式を満足することができない。一方、５．０質量％を超えると、結晶核剤の含有量が多くなりすぎ、紡糸、延伸時の操業性を悪化させることとなり、強度や品位の低い繊維となる。
【００２８】
結晶核剤としては、無機系微粒子やポリオレフィン、硫酸塩等を使用することが好ましい。
【００２９】
無機系微粒子としては、中でもタルクなどの珪素酸化物を主成分としたものが好ましく、平均粒径３．０μｍ以下もしくは比表面積15ｍ２／ｇ以上の無機系微粒子を用いることが好ましい。上記平均粒径もしくは比表面積を満足していない場合、結晶核としての機能に乏しく、ポリエステルＡは後述する（１）式を満足することが困難となりやすい。
【００３０】
また、結晶核剤として含有させるポリオレフィンは、反応系内で溶融するため、形状については特に限定するものではなく、例えば粒径２ｍｍ程度のチップ状のものや、粒径数μｍのワックス状のものであってもよい。
【００３１】
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、ポリメチルペンテン、ポリメチルブテンなどのオレフィン単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体などを挙げることができ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、プロピレン・エチレンランダム共重合体が特に好ましい。なお、ポリオレフィンが炭素原子数3以上のオレフィンから得られるポリオレフィンである場合には、アイソタクチック重合体であってもよく、シンジオタチック重合体であってもよい。
【００３２】
結晶核剤として含有させる硫酸塩は、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウムなどを挙げることができ、中でも結晶核剤としての効果の点から、硫酸ナトリウムや硫酸マグネシウムが好ましい。
【００３３】
これらの結晶核剤を添加する方法としては、粉体のまま、あるいはジオールスラリーの形態でポリエステルを製造する際の任意の段階で添加すればよい。例えば、エステル化またはエステル交換反応時に添加してもよいし、重縮合反応の段階で添加してもよい。中でも、結晶核剤としての効果を良好なものとするには、エチレングリコール等のグリコールにスラリー状態あるいは溶解させた状態で添加することが好ましい。
【００３４】
ポリエステルＡ中には、本発明の効果を損なわない範囲で、リン酸エステル化合物やヒンダードフェノール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光増白剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような艶消し剤、可塑剤、顔料、制電剤、難燃剤、易染化剤などの各種添加剤を１種類または２種類以上添加してもよい。
【００３５】
そして、ポリエステルＡは、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するものであり、中でもｂ／ａ≧０．０６であることが好ましい。一方、ｂ／ａが大きいほど降温時の結晶性に優れるものとなるが、本発明で目的とする効果を奏するには、ｂ／ａを０．５以下とすることが好ましい。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） （１）
【００３６】
本発明におけるポリエステルＡの融点とＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線は、パーキンエルマー社製示差走査型熱量計（Diamond DSC）を用いて、窒素気流中、温度範囲−２０℃〜２５０℃、昇温（降温）速度２０℃／分、試料量２ｍｇ（長繊維の質量）で測定する。
【００３７】
上記ｂ／ａは、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線より求められる。このとき、長繊維を形成するポリエステルＡとポリエステルＢのピークが２つ現れる場合があるが、低温側に現れるピークのＤＳＣ曲線がポリエステルＡのものである。
【００３８】
そして、図１に示すように、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【００３９】
ｂ／ａは、降温時の結晶性を表す指標であり、ｂ／ａの値が高いと結晶化速度が速く、逆に０に近いほど、結晶化速度が遅いことを示している。ｂ／ａが０．０５（ｍＷ／ｍｇ・℃）未満の場合、降温時の結晶化速度が遅くなり、溶融紡糸時に単糸間の溶着や巻取りパッケージの膠着が発生し、安定した生産が困難となる。
【００４０】
上記したように、ｂ／ａは、ポリエステルＡの共重合組成を特定のものとし、結晶核剤の含有量を上記範囲の量とすることにより、本発明で規定する範囲のものにすることができる。
【００４１】
次にポリエステルＢについて説明する。ポリエステルＢは、融点又は流動開始温度が１３０℃以上であり、かつポリエステルＡの融点より高いものである。ポリエステルＢはポリエステルＡと同様に結晶性のものであってもよいし、また、非晶性のものであってもよい。結晶性のものの場合は融点を、非晶性のものの場合は流動開始温度を１３０℃以上とする。
【００４２】
本発明のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡを低融点のポリエステル、ポリエステルＢをポリエステルＡより高融点のポリエステルとすることで、熱接着処理によりポリエステルＡのみを溶融させて接着成分とするバインダー繊維として用いることが好適なものである。
【００４３】
本発明のポリエステル複合長繊維を用いて加工糸や布帛、繊維構造物等の製品を得る際には、本発明のポリエステル複合長繊維のみを用いても、他の繊維（主体繊維）と併用してもよい。
【００４４】
まず、他の繊維と併用する場合は、ポリエステルＡの融点より高い融点を持つ他の繊維を主体繊維とすることが好ましい。そして、ポリエステルＢの融点より低い温度で熱接着処理を行うことにより、ポリエステルＡを接着成分、ポリエステルＢは溶融させずに他の繊維とともに主体繊維として用いることができる。
【００４５】
なお、本発明のポリエステル複合長繊維と他の繊維とを併用する場合において、ポリエステルＢの融点より２０℃以上高い融点を持つ繊維を他の繊維として用い、ポリエステルＢの融点より高い温度（ポリエステルＢの融点又は流動開始温度＋１０℃程度）で熱接着処理を行うことにより、ポリエステルＡとポリエステルＢともに溶融させて接着成分とし、他の繊維のみを主体繊維とする製品を得ることもできる。
【００４６】
次に、本発明のポリエステル複合長繊維のみを用いる場合は、ポリエステルＢの融点より低い温度で熱接着処理を行うことによりポリエステルＡのみを溶融させて接着成分とし、ポリエステルＢが主体繊維となる加工糸や布帛、繊維構造物等の製品を得ることができる。
【００４７】
また、このようにして得られたポリエステルＢが主体繊維となる布帛や不織布においては、ポリエステルＢが比較的低い融点や流動開始温度のものの場合、得られた布帛や不織布に、さらにポリエステルＢの融点より高い温度で熱処理を施すことにより、ポリエステルＢも溶融するため、ホットメルトシートのような用途に用いることもできる。
【００４８】
ポリエステルＢの融点又は流動開始温度が１３０℃未満であると、延伸、熱処理工程において十分な熱処理を施すことができず、繊維の収縮率を低くすることが困難となる。一方、融点又は流動開始温度の上限は特に限定するものではないが、溶融紡糸時のポリエステルＡの熱分解を避ける目的から２９０℃以下とすることが好ましい。
【００４９】
また、ポリエステルＢの融点又は流動開始温度がポリエステルＡの融点より低いと、延伸、熱処理工程において十分な熱処理を施すことができず、繊維の熱水収縮率を低くすることが困難となる。このため、ポリエステルＢの融点又は流動開始温度は、ポリエステルＡの融点より２０℃以上高いことが好ましく、さらには、３０℃以上高いことが好ましい。
【００５０】
ただし、ポリエステルＡは低融点のものであるため、ポリエステルＢも比較的低い融点又は流動開始温度のものとすることで、溶融紡糸時に単糸間の溶着や糸切れが生じることなく、操業性よく溶融紡糸することが可能となる。したがって、ポリエステルＢの融点又は流動開始温度は、中でも１３５〜２２０℃であることが好ましく、さらには、１４０〜２００℃であることが好ましい。そして、ポリエステルＡの融点より２０〜９０℃高いことが好ましく、中でも３０〜８０℃高いことが好ましい。
【００５１】
ポリエステルＢ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するものが好ましい。そして、上記のような融点又は流動開始温度のものとするため、次に示すような成分を共重合させたものとすることが好ましい。
【００５２】
共重合成分としては、イソフタル酸、５−スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、およびエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオールや、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸などのヒドロキシカルボン酸、ε−カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン等が挙げられる。
【００５３】
中でもポリエステルＢとしては、融点や結晶性の面から、ＴＰＡ成分、ＥＧ成分を含有し、ＢＤ成分、脂肪族ラクトン成分及びアジピン酸成分の少なくとも一成分を含有する共重合ポリエステルであることが好ましい。これらのポリエステルは結晶性に優れるため、結晶性の高いポリエステルＡとともに用いることで紡糸操業性がより良好になるとともに、延伸、熱処理時に高温での処理が可能となり、熱水収縮率の低い繊維が得られやすくなる。
【００５４】
まず、脂肪族ラクトン成分を共重合する場合、その共重合量は全酸成分に対して２０モル％以下とすることが好ましく、１０〜２０モル％とするのがより好ましい。脂肪族ラクトン成分の割合が少ないと結晶性はよくなるが、融点が高くなり、２００℃以下とすることが困難になることがある。一方、２０モル％より多いと結晶性が低下し、ガラス転移温度が低くなりやすく、紡糸時に単糸間の溶着が発生して製糸性が悪くなりやすい。
【００５５】
脂肪族ラクトン成分としては、炭素数４〜１１のラクトンが好ましく、特に好ましいラクトンとしては、ε−カプロラクトンが挙げられる。
【００５６】
次に、ＢＤ成分を共重合する場合、共重合量は全グリコール成分に対して４０〜８０モル％とすることが好ましい。共重合量が４０モル％未満であったり、８０モル％を超えると、融点が高くなり、２００℃を超えるものとなりやすい。
【００５７】
アジピン酸成分を共重合する場合、共重合量は全酸成分に対して、２０モル％以下とすることが好ましく、１０〜２０モル％とするのがより好ましい。アジピン酸成分の共重合量が１０モル％未満であると、結晶性はよくなるが、融点が高くなり、２００℃を超えるものとなりやすい。一方、２０モル％を超えると、結晶性が低下し、ガラス転移温度が低くなりやすく、紡糸時に単糸間の溶着が発生して製糸性が悪くなりやすい。
【００５８】
また、ポリエステルＢとして、イソフタル酸を共重合したＰＥＴを用いることも好ましく、中でもイソフタル酸を５〜３０モル％共重合したものが好ましい。イソフタル酸の共重合量が５モル％未満であると流動開始温度が高くなりやすい。一方、３０モル％を超えると、流動開始温度が低くなり１３０℃未満のものとなりやすい。
【００５９】
ポリエステルＢ中にも、本発明の効果を損なわない範囲で、リン酸エステル化合物やヒンダードフェノール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光増白剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような艶消し剤、可塑剤、顔料、制電剤、難燃剤、易染化剤などの各種添加剤を１種類または２種類以上添加してもよい。
【００６０】
本発明のポリエステル複合長繊維のポリエステルＡとポリエステルＢの複合比率（質量比）は、２０／８０〜８０／２０とすることが好ましく、中でも３０／７０〜７０／３０とすることが好ましい。
【００６１】
さらに、本発明のポリエステル複合長繊維は、１００℃での熱水収縮率が１７％以下であることが好ましく、中でも１２％以下、さらには１０％以下であることが好ましい。
【００６２】
１００℃での熱水収縮率が１７％を超えると、加工糸、布帛や成形体等にし、熱接着処理すると、得られるこれらの製品の風合いが硬化したり、寸法安定性が悪くなりやすい。そして、繊維が熱接着処理により溶融した際にできるポリマー塊が点在し、非接着体側の繊維の交点に万遍なく行きわたらないことから、接着性も低下する傾向がある。さらに、接着後の染色処理、熱水処理の際には接着部位の剥離が生じやすいものとなる。
【００６３】
本発明における熱水収縮率とは、ＪＩＳ Ｌ−１０１３の熱水収縮率のかせ収縮率（Ａ法）に従って測定するものである。
【００６４】
さらに、本発明のポリエステル複合長繊維は、強度が１．０ｃN/dtex以上のものであることが好ましく、中でも２．０ｃN/dtex以上であることが好ましく、さらには、２．５cN/dtex以上であることが好ましい。強度が１．０ｃN/dtex未満であると、加工糸とする際の仮撚り加工工程やエアーやインターレース等での混繊加工工程、製編織工程における張力や擦過抵抗によって糸切れが発生し、工程通過性が悪くなり、得られる製品の品位も悪化しやすくなる。
【００６５】
また、本発明における強度とは、ＪＩＳ Ｌ−１０１３の引張強さ及び伸び率の標準時試験に従い、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製引っ張り試験機ＲＴＣ−１２１０型を用い、つかみ間隔５０ｃｍ、引張速度５０ｃｍ／分で測定するものである。
【００６６】
本発明のポリエステル複合長繊維は、低融点でありながら結晶性が高く、降温結晶化速度の速いポリエステルＡを繊維表面に用いたものであるため、溶融紡糸して得られた未延伸糸を一旦巻き取った後に延伸する二工程法、未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して延伸する一工程法のいずれにおいても、紡糸工程における糸条間の溶着やそれに伴う紡糸糸切れ、さらには捲取パッケージの膠着の発生がなく、生産性よく品質良く得ることができるものである。そして、延伸、熱処理時においても糸条間の溶着や糸切れが生じることなく、操業性よく行うことができ、延伸倍率、熱処理温度を調整することにより、強度１．０ｃN/dtex以上、１００℃での熱水収縮率が１７％以下の特性を有する長繊維を容易に得ることができる。
【００６７】
本発明のポリエステル複合長繊維が好適に用いられる例としては、以下のようなものが挙げられる。複数の繊維の一部に混繊させた混繊糸とし、熱処理（熱接着処理）により複合長繊維のポリエステルＡを溶融させて接着成分とし、任意の形態を形成することができるので、モップ等に用いられるブラシ毛部分やカーペット用のパイル糸として用いることが好適である。また、織編物を構成する繊維の一部に使用して織編物とし、熱接着処理によりポリエステルＡを溶融させて接着成分とすることで、布帛同士を接着させる芯材として用いることができる。同様に織物を構成する繊維の一部に使用して織物とし、熱接着処理によりポリエステルＡを溶融させて接着成分とすることで、繊維同士を接着した織物とすることができ、このような織物はフィルター用途として好適なものである。
【００６８】
また、本発明のポリエステル複合長繊維の単糸繊度は特に限定するものではないが、上記のような用途に用いる際には、１〜５０dtex、中でも３〜３０dtexとすることが好ましい。
【００６９】
そして、断面形状は特に規定するものではなく、丸型のみならず扁平型、トリローバル型、ヘキサローバル型、Ｗ型、Ｈ型等の異形断面や、四角形や三角形等の多角形状、中空形状のものでもよい。
【００７０】
次に、本発明のポリエステル複合長繊維の製造方法について一例を用いて説明する。
まず、ジカルボン酸成分とジオール成分とをエステル化反応またはエステル交換反応させ、結晶核剤を添加して重縮合反応を行う。重縮合反応においてポリエステルが所定の極限粘度に到達したら、ストランド状に払い出して、冷却、カットすることによりチップ化して、ポリエステルＡを得る。ポリエステルＢもチップ化して、両ポリエステルを複合紡糸装置に供給し、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となるようにして溶融紡糸を行う。溶融紡糸後、冷却固化し、油剤を付与した未延伸糸を、一旦巻取った後に、又は巻き取ることなく連続して延伸を施す。未延伸糸を延伸する際には、複数のローラ間で延伸倍率１．３〜４．０倍で延伸し、必要に応じて熱処理を施すことにより本発明のポリエステル複合長繊維が得られる。
【００７１】
なお、未延伸糸を一旦巻き取る際には、紡糸速度を２５００〜４０００ｍ／分として高配向未延伸糸としてパッケージに巻き取り、延伸時の延伸倍率を低く抑えることが好ましい。高配向未延伸糸を用いて仮撚加工を施したり、エアーやインターレースなどで混繊するといった複合加工を行うことにより、本発明のポリエステル複合長繊維を用いた加工糸を得ることができる。
【実施例】
【００７２】
次に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。実施例中の各種の特性値の測定、評価は次の通りに行った。
（ａ） 無機系微粒子（タルク）の平均粒径
島津社製粒度分布測定装置（SALD-2000）を用いて、エチレングリコール中の試料の平均粒径の値を測定した。
（ｂ） 無機系微粒子（タルク）の比表面積
ＢＥＴ法により測定した。
（ｃ）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、試料濃度0.5質量％、温度20℃の条件下で常法に基づき測定した。
（ｄ）ポリエステルＡの融点、ＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線
前記の方法により測定した。
（ｅ）ポリエステルＢの融点
示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製Diamond DSC）を用い、昇温速度２０℃／分で測定した融解吸収曲線の極値を与える温度を融点とした。
（ｆ）ポリエステルＢの流動開始温度
フロテスター（島津製作所ＣＦＴ−５００型）を用い、荷重９．８ＭＰａ、ノズル径０．５ｍｍの条件で、初期温度５０℃より１０℃／分の割合で昇温していき、ポリマーがダイから流出し始める温度として求めた。
（ｇ）ポリエステルＡ、ポリエステルＢのポリマー組成
得られたポリエステル複合長繊維を重水素化ヘキサフルオロイソプロパノールと重水素化クロロホルムとの容量比1／20の混合溶媒に溶解させ、日本電子社製LA-400型ＮＭＲ装置にて 1Ｈ-ＮＭＲを測定し、得られたチャートの各共重合成分のプロトンのピークの積分強度から求めた。
（ｈ）紡糸操業性
１６錘で２４時間の操業を行い、紡糸の状況により下記の３段階で評価した。
○ ： 紡糸時の糸切れ回数が３回以下
△ ： 紡糸時の糸切れ回数が４回〜９回
× ： 紡糸時の糸切れ回数が１０回以上
（ｉ）強度、伸度、
ＪＩＳ Ｌ−１０１３の引張強さ及び伸び率の標準時試験に従い、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製引っ張り試験機ＲＴＣ−１２１０型を用い、つかみ間隔５０ｃｍ、引張速度５０ｃｍ／分で測定した。
（ｊ）熱水収縮率
前記の方法により測定した。
（ｋ）接着性
得られたポリエステル複合長繊維１本と、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステル長繊維（８４ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌ、強度４．３ｃN/dtex、伸度３５％）２本を合わせて混繊し、混繊工程の途中でスピンドル回転によって撚りを施し、１５ヶ／ｍの撚数の撚糸を得る。この撚糸を１０ｃｍに切断して伸ばした状態で両端を固定し、ローラ温度１４０℃（熱接着処理温度）、ローラスピード０．５ｍ／分、プレス圧力０．７ｋｇ／ｃｍ２の条件で繊維軸方向に加熱圧着し、その後に両端をカットして長さ５ｃｍのサンプルを得た。
このサンプルをガラス製の３００ｍｌビーカーに入れ、９５℃に加温した熱水中で、巾４ｃｍのラグビーボール型マグネチック攪拌子により２００ｒｐｍの回転数で３０分間攪拌処理した。サンプル１０個について、攪拌処理を行い、処理後サンプルを自然乾燥させ、乾燥後の繊維の剥離状態を目視により観察し、下記の３段階で評価した。
○ ： 全てのサンプルで剥離なし
△ ： 部分的に剥離を起こしているサンプルがある
× ： 剥離を起こし、撚糸の形態を維持していないサンプルが５個以上ある
（ｌ）織物品位
得られたポリエステル複合長繊維と、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステル長繊維（８４ｄｔｅｘ／３６ｆｉｌ、強度４．３ｃN／ｄｔｅｘ、伸度３５％）とを５０／５０として経糸、緯糸に用い、ウォータージェットルームの織機を用いて９７本／２．５４ｃｍ２の平織物とした。その後、この平織物に公知の方法で精練、プレセット、染色を行った後、１４０℃（熱接着処理温度）で仕上げセットを行った。得られた平織物についての品位を目視により観察し、以下の２段階で評価した。
○：融着斑や厚みのバラツキがない
×：部分的に又は全体的に融着斑や厚みのバラツキがある
【００７３】
実施例１
エステル化反応缶に、ＴＰＡとＥＧのスラリーを連続的に供給し、温度２５０℃、圧力０．２ＭＰａの条件で反応させ、滞留時間を８時間として、エステル化反応率９５％の反応物を得た。この反応物を重縮合反応缶に移送し、ＨＤを重縮合反応缶に投入し、温度２４０℃、常圧下で１時間攪拌した。次に、結晶核剤として平均粒径１．０μｍ、比表面積３５ｍ２／ｇのタルクを含有するＥＧスラリーを重縮合反応缶に投入した後、反応器内の圧力を徐々に減じ、撹拌しながら重縮合反応を約３時間行い、常法によりストランド状に払出し、チップ化してポリエステルＡを得た。ポリエステルＡは、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ１５ｍｏｌ％、ＨＤ８５ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有し、ｂ／ａが０．０７、極限粘度０．９５、融点１２８℃のものであった。
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ８５ｍｏｌ％、ε−カプロラクトン１５ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ４５ｍｏｌ％、ＢＤ５５ｍｏｌ％からなり、融点１６０℃、極限粘度０．７２の共重合ポリエステルを用いた（Ｂ−１とする）。
ポリエステルＡとポリエステルＢを複合紡糸装置に供給し、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となるようにし、両成分の複合比率（質量比）を５０／５０として溶融紡糸を行った。このとき、紡糸温度２２０℃、吐出量３２．７ｇ／分とし、紡糸孔数４８の紡糸口金を用い、紡糸速度３０００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を冷却した後、油剤を付与し、１０９dtex／４８本の高配向未延伸糸を得た。
次に、この高配向未延伸糸を表面温度５０℃の第一ローラで引取り、第二ローラとの間に１１５℃に加熱したヒートプレートを設置して（予備加熱温度５０℃、熱セット温度１１５℃として）、延伸倍率１．３倍で熱延伸を行い、８４dtex／４８本のポリエステル複合長繊維を得た。
【００７４】
実施例２〜３、比較例１〜２
ポリエステルＡ中の結晶核剤（タルク）の添加量を変更し、表１に示すポリエステルＡ中の含有量とした以外は、実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００７５】
実施例４
エステル化反応缶に、ＴＰＡ、ＨＤ、ＢＤを供給し、結晶核剤として平均粒径１．０μｍ、比表面積３５ｍ２／ｇのタルクを添加し、温度２３０℃、圧力０．２ＭＰａの条件で３時間撹拌し、エステル化反応を行った後、重縮合反応缶に移送した。そして、反応器内の圧力を徐々に減じ、撹拌しながら重縮合反応を約３時間行い、常法によりストランド状に払出し、チップ化してポリエステルＡを得た。ポリエステルＡは、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分として１，４−ブタンジオール（ＢＤ）２０ｍｏｌ％、ＨＤ８０ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有し、ｂ／ａが０．１３、極限粘度０．９８、融点１３０℃のものであった。
ポリエステルＢとして、実施例１と同様の共重合ポリエステル（Ｂ−１）を用い、実施例１と同様にして溶融紡糸、延伸を行って、ポリエステル複合長繊維を得た。
【００７６】
実施例５〜６、比較例３〜４
ポリエステルＡ中の結晶核剤のタルクの添加量を変更し、表１に示すポリエステルＡ中の含有量とした以外は、実施例４と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００７７】
実施例７
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ５０ｍｏｌ％、ＢＤ５０ｍｏｌ％からなり、融点１８０℃、極限粘度０．７８の共重合ポリエステルを用い（Ｂ−２とする）、紡糸温度を２４０℃としたこと以外は実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００７８】
実施例８
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ２５ｍｏｌ％、ＢＤ７５ｍｏｌ％からなり、極限粘度０．６２、融点１９５℃の共重合ＰＥＴを用い（Ｂ−３とする）、紡糸温度を２５５℃としたこと以外は実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００７９】
実施例９
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ１００ｍｏｌ％からなり、極限粘度０．６６、融点２５６℃のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた（Ｂ−４とする）。
ポリエステルＡとして実施例１と同様のものを用い、このポリエステルＡとポリエステルＢを複合紡糸装置に供給し、ポリエステルＡが鞘部、ポリエステルＢが芯部となるようにし、両成分の複合比率（質量比）を５０／５０として溶融紡糸を行った。このとき、紡糸温度２７５℃、吐出量３６．６ｇ／分とし、紡糸孔数４８の紡糸口金を用い、紡糸速度３０００ｍ／分の条件で紡糸した。次いで、紡出糸条を冷却した後、油剤を付与し、１２２dtex／４８filの高配向未延伸糸を得た。
次に、この高配向未延伸糸を表面温度７０℃の第一ローラで引取り、第二ローラとの間に１１５℃に加熱したヒートプレートを設置して（予備加熱温度７０℃、熱セット温度１１５℃として）、延伸倍率１．５倍で熱延伸を行い、８４dtex／４８filのポリエステル複合長繊維を得た。
【００８０】
実施例１０
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＢＤ１００ｍｏｌ％からなり、極限粘度０．８５、融点２２５℃のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を用い（Ｂ−５とする）、紡糸温度を２５０℃としたこと以外は実施例９と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８１】
実施例１１
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ９２ｍｏｌ％、イソフタル酸（ＩＰＡ）８ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ１００ｍｏｌ％からなり、極限粘度０．６５、融点２３０℃の共重合ＰＥＴを用い（Ｂ−６とする）、紡糸温度を２６０℃としたこと以外は実施例９と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８２】
比較例５
ポリエステルＡとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ６０ｍｏｌ％、ＨＤ４０ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有し、ｂ／ａが０．０７、極限粘度０．９５、融点１５８℃のものを用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８３】
比較例６
ポリエステルＡとして、酸性分としてＴＰＡ１００ｍｏｌ％、グリコール成分としてＢＤ６０ｍｏｌ％、ＨＤ４０ｍｏｌ％からなり、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有し、ｂ／ａが０．１２、極限粘度０．９８、融点１５８℃のものを用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８４】
比較例７
ポリエステルＢとして、酸性分としてＴＰＡ６０ｍｏｌ％、イソフタル酸４０ｍｏｌ％、グリコール成分としてＥＧ１００ｍｏｌ％からなる流動開始温度１１０℃、極限粘度０．７３のポリエステル（Ｂ−７とする）を使用し、紡糸温度を２２０℃としたこと以外は実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８５】
比較例８
高配向未延伸糸を延伸する際に、第一ローラとヒートプレートの温度を室温とした（延伸時に熱セットを行わなかった）以外は、実施例２と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８６】
比較例９
実施例１で用いたポリエステルＢ（Ｂ−１）を鞘部を形成するポリマーとし、芯部を形成するポリマーとして、酸成分としてＴＰＡ９２ｍｏｌ％、イソフタル酸８ｍｏｌ％、グリコール成分として、ＥＧ３５ｍｏｌ％、１，４−ブタンジオール６５ｍｏｌ％からなる極限粘度０．６３、融点１５５℃、結晶核剤として１．０質量％のタルクを含有したポリエステル（Ｂ−８）を用いた。
両ポリマーを複合紡糸装置に供給し、紡糸温度を２４０℃としたこと以外は実施例１と同様にしてポリエステル複合長繊維を得た。
【００８７】
実施例１〜１１、比較例１〜９で得られたポリエステル複合長繊維の特性値と評価結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
表１から明らかなように、実施例１〜１１のポリエステル複合長繊維は、鞘部のポリエステルＡが（１）式を満足するものであり、結晶性が高く、紡糸操業性よく得ることができた。また延伸、熱処理を良好に行うことができ、強度が高く、熱水収縮率の低いものであり、接着性、織物品位の評価も良好であった。
一方、比較例１、３のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡ中の結晶核剤の含有量が少なく、ポリエステルＡが（１）式を満足せず、降温時の結晶化速度が遅いものであったため、紡糸時に糸条同士の溶着が生じ、紡糸操業性が悪かった。比較例２、４のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡ中の結晶核剤の含有量が多かったため、紡糸時に切れ糸が発生し、操業性が悪かった。さらに、強度も低く、接着性、織物品位にも劣るものであった。比較例５、６のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＡがＨＤの含有量が５０モル％未満であり、融点が１５０℃を超えるものであったため、接着性の評価を行う際に撚糸にローラ温度１４０℃で熱処理を行っても十分に熱接着せず、全てのサンプルにおいて剥離を起こし、撚糸の形態を維持していなかった。このため、接着性、織物品位ともに劣るものであった。比較例７のポリエステル複合長繊維は、ポリエステルＢの融点が低かったため、延伸時の熱セット温度を９５℃としたため、熱水収縮率の高いものとなり、紡糸操業性にも劣るものであった。また織物品位にも劣るものであった。比較例８のポリエステル複合長繊維は、熱延伸を十分に行わず、熱水収縮率の高い繊維であったため、ポリエステルＡが溶融した接着成分が点在し、接着性及び織物品位に劣るものとなった。比較例９のポリエステル複合長繊維は、鞘部に結晶性が良好なポリエステルを用いたものであるため熱水収縮率が低いものであったが、鞘部のポリエステルの融点が高いものであったため、接着性の評価を行う際に撚糸にローラ温度１４０℃で熱処理を行っても十分に熱接着せず、全てのサンプルにおいて剥離を起こし、撚糸の形態を維持していなかった。このため、接着性、織物品位ともに劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明におけるポリエステルＡのＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線の一例である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点が１００〜１５０℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡと、融点又は流動開始温度が１３０℃以上であり、かつポリエステルＡの融点より高いポリエステルＢとで構成された複合繊維であって、単糸の横断面形状においてポリエステルＡが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配されていることを特徴とするポリエステル複合長繊維。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） ・・・ （１）
なお、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【請求項２】
強度が１．０ｃN/dtex以上、１００℃での熱水収縮率が１７％以下である請求項１記載のポリエステル複合長繊維。
【請求項１】
テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、１，６−ヘキサンジオール５０モル％以上のジオール成分とからなり、結晶核剤を０．０１〜５．０質量％含有し、融点が１００〜１５０℃、かつＤＳＣより求めた降温結晶化を示すＤＳＣ曲線が下記式（１）を満足するポリエステルＡと、融点又は流動開始温度が１３０℃以上であり、かつポリエステルＡの融点より高いポリエステルＢとで構成された複合繊維であって、単糸の横断面形状においてポリエステルＡが繊維表面の少なくとも一部を占めるように配されていることを特徴とするポリエステル複合長繊維。
ｂ／ａ≧０．０５ （ｍＷ／ｍｇ・℃） ・・・ （１）
なお、ａは、降温結晶化を示すＤＳＣ曲線における傾きが最大である接線とベースラインとの交点の温度Ａ１（℃）と、傾きが最小である接線とベースラインとの交点の温度Ａ２（℃）との差（Ａ１−Ａ２）であり、ｂは、ピークトップ温度におけるベースラインの熱量Ｂ１（ｍＷ）とピークトップの熱量Ｂ２（ｍＷ）との差（Ｂ１−Ｂ２）を試料量（ｍｇ）で割った値である。
【請求項２】
強度が１．０ｃN/dtex以上、１００℃での熱水収縮率が１７％以下である請求項１記載のポリエステル複合長繊維。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２４３０２８（Ｐ２００９−２４３０２８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９８０７６（Ｐ２００８−２９８０７６）
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【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２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【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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