説明

捲縮糸、およびその製造方法、ならびに繊維構造体

【課題】本発明は、脂肪族ポリエステルとポリアミドとが均一かつ微細に分散ブレンドされた海島構造をしており、耐摩耗性に優れるとともに、染色後の審美性に優れたポリマーアロイ系合成繊維から構成されるエアスタッファ捲縮糸、および該繊維を用いた繊維構造体を提供することを課題とする。
【解決手段】脂肪族ポリエステル樹脂(A)と、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)とを含有してなるポリマーアロイ系合成繊維から構成されるエアスタッファ捲縮糸であって、脂肪族ポリエステル樹脂(A)が島成分を形成し、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)が海成分を形成した海島構造をしている捲縮糸。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、脂肪族ポリエステル樹脂と熱可塑性ポリアミド樹脂とが均一にブレンドされたポリマーアロイ系合成繊維から構成されるエアスタッファ捲縮糸に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、地球的規模での環境に対する意識向上に伴い、自然環境の中で分解する繊維素材の開発が切望されている。例えば、従来の汎用プラスチックは石油資源を主原料としていることから、石油資源が将来枯渇すること、また石油資源の大量消費により生じる地球温暖化が大きな問題として採り上げられている。
【0003】
このため近年では脂肪族ポリエステル等、様々なプラスチックや繊維の研究・開発が活発化している。その中でも微生物により分解されるプラスチック、即ち生分解性プラスチックを用いた繊維に注目が集まっている。
【0004】
また、二酸化炭素を大気中から取り込み成長する植物資源を原料とすることで、二酸化炭素の循環により地球温暖化を抑制できることが期待できるとともに、資源枯渇の問題も解決できる可能性がある。そのため、植物資源を出発点とするプラスチック、すなわちバイオマス利用のプラスチックに注目が集まっている。
【0005】
これまで、バイオマス利用の生分解性プラスチックは、力学特性や耐熱性が低いとともに、製造コストが高いといった課題があり、汎用プラスチックとして使われることはなかった。一方、近年では力学特性や耐熱性が比較的高く、製造コストの低い生分解性のプラスチックとして、でんぷんの発酵で得られる乳酸を原料としたポリ乳酸が脚光を浴びている。
【0006】
ポリ乳酸に代表される脂肪族ポリエステル樹脂は、例えば手術用縫合糸として医療分野で古くから用いられてきたが、最近は量産技術の向上により価格面においても他の汎用プラスチックと競争できるまでになった。そのため、繊維としての商品開発も活発化してきている。
【0007】
ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル繊維の開発は、生分解性を活かした農業資材や土木資材等が先行しているが、それに続く大型の用途として衣料用途、カーテン、カーペット等のインテリア用途、車両内装用途、産業資材用途への応用も期待されている。しかしながら、衣料用途や産業資材用途に適応する場合には、脂肪族ポリエステル、特にポリ乳酸の耐摩耗性の低さが大きな問題となる。例えば、ポリ乳酸繊維を衣料用途に用いた場合には、擦過等により容易に色移りが生じたり、酷い場合には繊維がフィブリル化して白ぼけしたり、皮膚に過度の刺激を与えたりする等、実用上の耐久性に乏しいことがわかってきている。また、自動車内装用、特に強い擦過を受けるカーペット等に用いた場合には、ポリ乳酸の毛倒れが容易に生じるとともに、削れが起こり、酷い場合には穴が開くこともある。また、脂肪族ポリエステル(特にポリ乳酸)は加水分解が生じやすいこともあり、上記の様なフィブリル化や削れは経時的に酷くなる傾向にあり、製品寿命が短いといったことがわかってきている。
【0008】
ポリ乳酸の耐摩耗性を改善する方法としては、例えば加水分解を抑制する方法が開示されている(特許文献1および特許文献2)。特許文献1に記載の発明は、ポリ乳酸の水分率をできるだけ抑制することで、繊維の製造工程での加水分解を抑制するものであり、また、特許文献2には、モノカルボジイミド化合物を添加して耐加水分解性を向上させた繊維が開示されている。しかしながら、いずれの繊維も経時的なポリ乳酸の脆化を抑制するという点では耐摩耗性の低下は抑えられているものの、いずれもポリ乳酸の「フィブリル化しやすい」という特性を変えるものではなく、初期の耐摩耗性は従来品となんら変わらないものであることが判明している。
【0009】
また、耐摩耗性を大幅に改善する方法として、脂肪酸ビスアミド等の滑剤を添加して繊維表面の摩擦係数を低下せしめることで、摩耗を抑制したポリ乳酸繊維が開示されている(特許文献3〜6参照)。しかしながら、これらの繊維は与えられる力が小さい場合には有効であるが、例えば、カーペットの様に強い踏込力がかかる場合には、繊維間凝着を十分に抑制することができないため、ポリ乳酸の破壊が生じてしまい、用途が限定されるものであった。
【0010】
また、ポリアミドと脂肪族ポリエステルとのブレンドにより、樹脂組成物の力学特性を向上させる技術が開示されている(特許文献7)。特許文献7に記載の方法によれば、ポリアミドの補強効果により強度等の力学特性や耐熱性、耐摩耗性が向上するとあるが、該方法ではポリアミドのブレンド比が5〜40%と少量成分であるために、脂肪族ポリエステルが海成分を形成し、さらに脂肪族ポリエステルとポリアミドが非相溶であるため、これらの相の界面の接着性が劣るため、外力により容易に界面で剥離し、フィブリル化して白ぼけし、摩耗速度も速いという問題があることが判明している。
【0011】
また、ポリアミド中にポリエステルを微分散させることで、ポリアミド繊維の配向抑制を行い、高伸度化させる技術が開示されている(特許文献8)。該ポリマーアロイ繊維にすることで、仮撚加工時に低伸度のポリアミド未延伸糸と混繊すると、捲縮糸に高い膨らみを与えることが可能となる。しかしながら、該ポリマーアロイ繊維は仮撚加工時の鞘糸には適しているが、本発明の目的であるエアスタッファ捲縮糸の製造に用いた場合には、むしろ繊維の配向が不十分なためにエアスタッファ捲縮装置内での熱収縮が十分でなく、3次元捲縮化せずに捲縮伸長率の低い捲縮糸しか得られないものであった。
【特許文献1】特開2000−136435号公報(第4頁)
【特許文献2】特開2001−261797号公報(第3頁)
【特許文献3】特開2004−91968号公報(第4〜5頁)
【特許文献4】特開2004−204406号公報(第4〜5頁)
【特許文献5】特開2004−204407号公報(第4〜5頁)
【特許文献6】特開2004−277931号公報(第5〜6頁)
【特許文献7】特開2003−238775号公報(第3頁)
【特許文献8】特開2005−206961号公報(第3頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、上記課題を解決し、耐摩耗性に優れるとともに、染色後の審美性に優れたポリマーアロイ系合成繊維から構成されるエアスタッファ捲縮糸、および繊維構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記課題は、脂肪族ポリエステル樹脂(A)と、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)とを含有してなるポリマーアロイ系合成繊維から構成されるエアスタッファ捲縮糸であって、脂肪族ポリエステル樹脂(A)が島成分を形成し、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)が海成分を形成した海島構造をしている捲縮糸、および該捲縮糸を少なくとも一部に含むことを特徴とする繊維構造体によって達成することができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明により耐摩耗性が格段に向上し、高品位の繊維構造体を与え得る、一般衣料用途や産業資材用途に最適な合成繊維および繊維構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明でいう脂肪族ポリエステル樹脂(A)(以下「成分A」と記す場合もある)とは、脂肪族アルキル鎖がエステル結合で連結されたポリマーのことをいう。本発明で用いられる脂肪族ポリエステル樹脂(A)としては、結晶性であることが好ましく、融点が150〜230℃であることがより好ましい。また、本発明で用いられる脂肪族ポリエステル樹脂(A)の種類としては、例えばポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリブチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン等が挙げられる。このうち、脂肪族ポリエステルの中でも融点が高く、かつ熱安定性に優れることから、ポリ乳酸が最も好ましい。
【0016】
上記ポリ乳酸は、−(O−CHCH−CO)−を繰り返し単位とするポリマーであり、乳酸やラクチド等の乳酸のオリゴマーを重合したものをいう。乳酸にはD−乳酸とL−乳酸の2種類の光学異性体が存在するため、その重合体もD体のみからなるポリ(D−乳酸)とL体のみからなるポリ(L−乳酸)および両者からなるポリ乳酸がある。ポリ乳酸中のD−乳酸、あるいはL−乳酸の光学純度は、それらが低くなるとともに結晶性が低下し、融点降下が大きくなる。融点は繊維の耐熱性を維持するために150℃以上であることが好ましく、160℃であることがより好ましい。さらに好ましくは170℃以上、特に好ましくは180℃以上である。
【0017】
ただし、上記のように2種類の光学異性体のポリマーが単純に混合している系とは別に、前記2種類の光学異性体のポリマーをブレンドして繊維に成形した後、140℃以上の高温熱処理を施してラセミ結晶を形成させたステレオコンプレックスにすると、融点を220〜230℃まで高めることができ、好ましい。この場合、「成分A」は、ポリ(L乳酸)とポリ(D乳酸)の混合物を指し、そのブレンド比は40/60〜60/40であると、ステレオコンプレックス結晶の比率を高めることができ、最良である。また、該ステレオコンプレックス結晶を溶融紡糸で効率的に形成させるために、結晶核剤を添加することが好ましい。結晶核剤としてはタルク、層状粘土鉱物の他、ポリ乳酸との相溶性が高いステアリン酸や12−ヒドロキシステアリン酸、ステアリン酸アミドやオレイン酸アミド、エルカ酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸鉛等が適用できる。
【0018】
また、ポリ乳酸中には低分子量残留物として残存ラクチドが存在するが、これら低分子量残留物は、延伸や嵩高加工工程での加熱ヒーター汚れや染色加工工程での染め斑等の染色異常を誘発する原因となる場合がある。また、繊維や繊維成型品の加水分解を促進し、耐久性を低下させる場合がある。そのため、ポリ乳酸中の残存ラクチド量は好ましくは0.3重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下、さらに好ましくは0.03重量%以下である。
【0019】
また、成分Aは、例えばポリ乳酸の性質を損なわない範囲で、乳酸以外の成分を共重合したものであってもよい。共重合する成分としては、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレンエーテルグリコール、ポリブチレンサクシネートやポリグリコール酸などの脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイソフタレートなどの芳香族ポリエステル、およびヒドロキシカルボン酸、ラクトン、ジカルボン酸、ジオールなどのエステル結合形成性の単量体が挙げられる。この中でも、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)(以下「成分B」と記す場合もある)との相溶性がよいポリアルキレンエーテルグリコールが好ましい。このような共重合成分の共重合割合は融点降下による耐熱性低下を損なわない範囲で、ポリ乳酸に対して0.1〜10モル%であることが好ましい。
【0020】
成分Aには、さらに改質剤として粒子、着色顔料、結晶核剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤や、滑剤等を添加してもよい。着色顔料としてはカーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、酸化鉄などの無機顔料の他、シアニン系、スチレン系、フタロシアイン系、アンスラキノン系、ペリノン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、キノクリドン系、チオインディゴ系などの有機顔料等を使用することができる。同様に、炭酸カルシウムやシリカ、チッ化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、ジルコニウム酸などの各種無機粒子や架橋高分子粒子、各種金属粒子などの粒子類などの改質剤も使用することができる。さらに、ワックス類、シリコーンオイル、各種界面活性剤、各種フッ素樹脂類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリアミド類、エチレン・アクリレート共重合体、メチルメタクリレート重合体等のポリアクリレート類、各種ゴム類、アイオノマー類、ポリウレタン類およびその他熱可塑性エラストマー類などのポリマなどを少量含有することができる。
【0021】
前記成分Aに好ましく用いられる滑剤としては、脂肪酸アミドおよび/または脂肪酸エステルが挙げられる。脂肪酸アミドとしては、例えば、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘニン酸アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチロールベヘニン酸アミド、ジメチトール油アミド、ジマチルラウリン酸アミド、ジメチルステアリン酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、芳香族系ビスアミド等の1分子中にアミド結合を2つ有する化合物を指し、例えば、メチレンビスカプリル酸アミド、メチレンビスカプリン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスミリスチン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスイソステアリン酸アミド、メチレンビスベヘニン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、メチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスカプリル酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスミリスチン酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、ブチレンビスベヘニン酸アミド、ブチレンビスオレイン酸アミド、ブチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘニン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスエルカ酸アミド、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、p−キシリレンビスステアリン酸アミド、p−フェニレンビスステアリン酸アミド、p−フェニレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミド、N,N’−ジステアリルテレフタル酸アミド、メチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ブチレンビスヒドロキシステアリン酸アミドおよびヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド等が挙げられ、その他、アルキル置換型の脂肪酸モノアミドとして、飽和脂肪酸モノアミドや不飽和脂肪酸モノアミド等のアミド水素をアルキル基で置き換えた構造の化合物を指したものとして、例えば、N−ラウリルラウリン酸アミド、N−パルミチルパルミチン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ベヘニルベヘニン酸アミド、N−オレイルオレイン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミド、N−オレイルパルミチン酸アミド等が挙げられる。該アルキル基は、その構造中にヒドロキシル基等の置換基が導入されていても良く、例えば、メチロールステアリン酸アミド、メチロールベヘニン酸アミド、N−ステアリル−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、N−オレイル12ヒドロキシステアリン酸アミド等も、本発明のアルキル置換型の脂肪酸モノアミドに含むものとする。
【0022】
脂肪酸エステルとしては、例えば、ラウリン酸セチルエステル、ラウリン酸フェナシルエステル、ミリスチン酸セシルエステル、ミリスチン酸フェナシルエステル、パルミチン酸イソプロピリデンエステル、パルミチン酸ドデシルエステル、パルミチン酸テトラドデシルエステル、パルミチン酸ペンタデシルエステル、パルミチン酸オクタデシルエステル、パルミチン酸セシルエステル、パルミチン酸フェニルエステル、パルミチン酸フェナシルエステル、ステアリン酸、セシルエステル、ベヘニン酸エチルエステル等の脂肪族モノカルボン酸エステル類;モノラウリン酸グリコール、モノパルミチン酸グリコール、モノステアリン酸グリコール等のエチレングリコールのモノエステル類、ジラウリン酸グリコール、ジパルミチン酸グリコール、ジステアリン酸グリコール等のグリコールのジエステル類、;モノラウリン酸グリセリンエステル、モノミスチリン酸グリセリンエステル、モノパルミチン酸グリセリンエステル、モノステアリン酸グリセリンエステル等のグリセリンのモノエステル類;ジラウリン酸グリセリンエステル、ジミスチリン酸グリセリンエステル、ジパルミチン酸グリセリンエステル、ジステアリン酸グリセリンエステル等のグリセリンのジエステル類;トリラウリン酸グリセリンエステル、トリミスチリン酸グリセリンエステル、トリパルミチン酸グリセリンエステル、トリステアリン酸グリセリンエステル、パルミトジオレイン、パルミトジステアリンおよびオレオジステアリン等のグリセリンのトリエステル類等が挙げられる。
【0023】
これら化合物の中でも、脂肪酸ビスアミドやアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを用いることが好ましい。脂肪酸ビスアミドやアルキル置換型の脂肪酸モノアミドは、一般の脂肪酸モノアミドに比べてアミドの反応性が低いために溶融成形時においてポリ乳酸との反応が起こり難く、さらに高分子量のものが多いために耐熱性が高く、溶融成形で昇華しにくいため滑剤としての機能を損なうことなく、優れた滑り性を発揮する。特に、脂肪酸ビスアミドは、アミドの反応性がさらに低いため、より好ましく用いることができ、エチレンビスステアリン酸アミドが、さらに好ましい。
【0024】
また、2種以上の脂肪酸アミドと脂肪酸エステルを用いてもよく、また脂肪酸アミドと脂肪酸エステルを併用してもよい。
【0025】
脂肪酸アミドおよび/または脂肪酸エステルの含有量は、上記特性を発揮するために繊維重量に対して0.1重量%以上にすることが必要である。また、含有量が多すぎると繊維の機械的物性が低下したり、黄味を帯びて染色したときに色調が悪くなったりする場合があるので、含有量は5重量%以下が好ましい。より好ましい該脂肪酸アミドおよび/または脂肪酸エステルの含有量は、0.2〜4重量%、さらに好ましくは0.3〜3重量%である。
【0026】
また、ポリ乳酸重合体の分子量は、耐摩耗性を高めるためには高い方が好ましいが、分子量が高すぎると、溶融紡糸での成形性や延伸性が低下する傾向にある。重量平均分子量は耐摩耗性を保持するために8万以上であることが好ましく、10万以上がより好ましい。さらに好ましくは12万以上である。また、分子量が35万を越えると、前記したように延伸性が低下するため、結果として分子配向性が悪くなり繊維強度が低下することがある。そのため、重量平均分子量は35万以下が好ましく、30万以下がより好ましい。さらに好ましくは25万以下である。上記重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、ポリスチレン換算で求めた値である。
【0027】
本発明の成分Aに好ましく用いられるポリ乳酸の製造方法は、特に限定されないが、具体的には、乳酸を有機溶媒および触媒の存在下、そのまま脱水縮合する直接脱水縮合法(特開平6−65360号公報参照。)、少なくとも2種類のホモポリマーを重合触媒の存在下、共重合並びにエステル交換反応させる方法(特開平7−173266号公報参照。)、さらには、乳酸を一旦脱水し、環状二量体とした後に、開環重合する間接重合法(米国特許第2,703,316号明細書参照。)が挙げられる。
【0028】
本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂(B)とは、アミド結合を有するポリマーのことをいうが、本発明で用いられる熱可塑性ポリアミド樹脂(B)の種類としては、例えばポリカプラミド(ナイロン6)やポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリドデカンアミド(ナイロン12)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリペンタメチレンセバカミド(ナイロン510)等を挙げることができる。この中でも、原料コストの面ではナイロン6が好ましく、成分Aとの相溶性を高くして界面接着性を高めるためには、ポリアミドのメチレン鎖長は長い方がよく、その点でナイロン11やナイロン12、ナイロン610、ナイロン510が好ましい。また、ポリアミドはホモポリマーであっても共重合ポリマーであってもよい。また成分Bには、粒子、難燃剤、帯電防止剤や、成分Aに好ましく用いられる上記滑剤等を添加しても良い。なお、熱可塑性ポリアミドの溶液粘度は、ナイロン6やナイロン610等の場合は、後述する98%硫酸溶液を用いて測定し、ナイロン11の固有粘度はメタクレゾール溶液を用いて測定する等、公知の方法で測定することができる。
【0029】
また、一般に脂肪族ポリエステルは、融点を有する場合、その融点は通常200℃以下であるなど、耐熱性が高いとはいえず、溶融貯留時250℃を越えると急激に物性が悪化する傾向にある。そのため、ブレンドする熱可塑性ポリアミド樹脂(B)は、融点が150〜250℃であることが好ましく、150〜225℃がより好ましい。さらに好ましくは150〜205℃である。ただし、捲縮糸の耐熱性を考慮し、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)の融点は、脂肪族ポリエステル(A)よりも高いことが好ましい。該熱可塑性ポリアミド樹脂は前記したように、共重合ポリマーであってもよいが、結晶性が低下すると耐摩耗性も低下する傾向にあるため、結晶性であることが好ましい。
【0030】
なお、本発明において結晶性の有無は、示差走査熱量計(DSC)測定において融解ピークを観測できれば、そのポリマーが結晶性であると判断できる。また、結晶性は高いほど好ましく、その指標としてDSCでの結晶融解ピーク熱量の大きさで判断することができる。結晶融解ピーク熱量△Hは、好ましくは30J/g、より好ましくは40J/g、さらに好ましくは60J/gである。
【0031】
本発明の成分Aと成分Bとのブレンド比率は特に限定されないが、成分Aを島成分、成分Bを海成分とする海島構造とするポリマーアロイにするためには、成分A/成分Bのブレンド比率(重量%)を5/95〜55/45の範囲とすることが好ましい。また、成分Aの比率を高める場合には成分Aの溶融粘度ηaを高くする必要があり、成分Bの比率を高くする場合には成分Bの溶融粘度ηbを高くする必要がある。
【0032】
本発明においては、成分Aを島成分、成分Bを海成分にすることが必要である。そのため、成分Aと成分Bのブレンド比率は成分Bの比率を高めるほど容易になることから、より好ましくは10/90〜45/55、さらに好ましくは15/85〜40/60、最も好ましくは20/80〜35/65である。また、溶融粘度の比(ηb/ηa)は0.1〜2の範囲にすることが好ましい。より好ましくは0.15〜1.5、さらに好ましくは0.2〜1である。なお、溶融粘度ηの測定方法は詳細後述するが、測定温度は紡糸温度と同一の温度で、剪断速度1216sec−1で測定したときの値である。
【0033】
本発明において、成分Aと成分Bが均一にブレンドされていることが重要であるが、ここで、均一にブレンドされているとは以下の状態をいうものである。すなわち、該合成繊維の横断面スライスを透過型電子顕微鏡(TEM)(4万倍)により観察すると、図1に示す様に連続したマトリックス成分(黒色部分)を海成分、略円形状を成して分散した成分(白色部分)を島成分とするいわゆる海島構造を採っており、しかも島成分を構成する成分Aのドメインサイズが直径換算(ドメインを円と仮定し、ドメインの面積から換算される直径)で0.001〜2μmまで小さくなっている状態をいうものである。島成分のドメインサイズを前記範囲とすることで、繊維の耐摩耗性を飛躍的に向上させることができる。なお、海成分を構成する成分Bとの接着性は、ドメインサイズが小さいほど界面での応力集中が分散されるため向上するが、一方、ドメインサイズがある一定以下のサイズになると初期摩耗性が低下する傾向にある。そのため、島ドメインのサイズは0.005〜1.5μmが好ましく、0.02〜1.0μmがより好ましい。また、捲縮糸の光沢感を制御するためには、さらにドメイン径を特定の範囲にすることが好ましい。該ドメイン径が可視光の波長範囲(0.4〜0.8μm)およびその波長の1/5波長(0.08〜0.16μm)までをカバーすることで、繊維内部で適度な光散乱を生じ、しっとりとした審美性の高い光沢感とすることができる。美しい光沢感を表現するには、ドメイン径は0.08〜0.8μmの範囲にすることが好ましい。
【0034】
なお、本発明での上記ドメインサイズとは、実施例のG項にて後述するように捲縮糸1試料あたり100個のドメインについて計測し、ドメイン径の最も大きい10個および最も小さい10個の値を除いた80個の分布を指す。
【0035】
また、本発明の捲縮糸を構成する素材はポリマーアロイであるため、1分子鎖中に脂肪族ポリエステルブロックとポリアミドブロックが交互に存在するブロック共重合体とは異なり、脂肪族ポリエステル分子鎖(成分A)と、ポリアミド分子鎖(成分B)は実質的に独立に存在していることが重要である。この状態の違いは、配合前後の熱可塑性ポリアミド樹脂の融点降下、すなわちポリマーアロイ中の熱可塑性ポリアミド樹脂由来の融点が配合前の熱可塑性ポリアミド樹脂の融点からどの程度降下したかを観測することにより見積もることができる。熱可塑性ポリアミド樹脂の融点降下が3℃以下であれば、脂肪族ポリエステルとポリアミドはほとんど共重合されておらず(エステル−アミド交換がほとんど起こっておらず)、実質的に脂肪族ポリエステル分子鎖とポリアミド分子鎖は独立に存在するポリマーアロイの状態である。また、繊維表層は実質的に海成分である熱可塑性ポリアミド樹脂であるため、前記の熱可塑性ポリアミド樹脂が本来有する特性が反映され、耐摩耗性が飛躍的に向上する。したがって、本発明では配合されたポリアミドの融点降下は2℃以下であることが好ましい。
【0036】
本発明の捲縮糸は、前記したように脂肪族ポリエステル樹脂と、熱可塑性ポリアミド樹脂を含むポリマーアロイで構成される合成繊維からなり、脂肪族ポリエステル樹脂が島成分を、熱可塑性ポリアミド樹脂が海成分を形成した海島構造を形成している。また、島成分のドメインサイズを制御することで、耐摩耗性を飛躍的に向上させるとともに、高級感のある光沢を発現させるものである。
【0037】
ここで、前述した様に脂肪族ポリエステルとポリアミドは通常ほとんど反応しない(エステル−アミド交換がほとんど起こらない)ため、前記二者のポリマーの界面接着性はそのままではそれほど高くはない。そこで、さらに相溶化剤(以下「成分C」と記す場合もある)を添加して界面接着性を飛躍的に向上させることで、耐摩耗性を向上させることができる。成分Cは、成分Aと成分Bとの界面接着性を向上させるものであれば特に限定されるものではないが、一分子中に二個以上の活性水素反応性基を有する化合物であると、界面接着性を飛躍的に向上でき、好ましい。一分子中に二個以上の活性水素反応性基を有する化合物を成分Aおよび/または成分Bに添加して溶融ブレンドして紡糸を行うことで、該化合物が成分Aと成分Bのいずれの成分とも反応して架橋構造をとるため、界面剥離を抑制できるのである。
【0038】
ここで、活性水素反応性基とは、ポリ乳酸樹脂や熱可塑性ポリアミド樹脂の末端に存在するCOOH末端基やOH末端基、NH末端基との反応性を有するもので、例えばグリシジル基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アジリジン基、イミド基、イソシアナート基、無水マレイン酸基などが好ましく用いられる。また、本発明の捲縮糸の製法である溶融紡糸では250℃以下と比較的低温で成形を行うため、低温反応性に優れたものが選択される。上記反応性基の中でもグリシジル基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、酸無水物基(無水マレイン酸から生成する基(無水マレイン酸基と記す場合もある)等)が好ましく用いられ、特にグリシジル基やカルボジイミド基が好ましく用いられる。上記反応性基は二個以上であれば相溶化剤としての役割を満たすことができる。一方、一分子中に20個を越えて反応性基を有すると、紡糸時に過度に増粘して曳糸性が低下する傾向にあるので、一分子中の活性水素反応性基の数は二個以上、20個以下が好ましい。より好ましくは10個以下、さらに好ましくは3個以下である。また、一分子中の反応性基の種類は複数のものを含んでいても構わない。また、上記した活性水素反応性基を二個以上有する化合物は、重量平均分子量で250〜30,000の分子量を持つものであると、溶融成形時の耐熱性、分散性に優れるため好ましい。より好ましくは250〜20,000である。
【0039】
また、これらの反応性基を有する化合物として、重合体の主鎖に反応性基を有する側鎖をグラフト共重合した共重合体であると、1分子の中に多数の官能基を導入することが可能となる事に加え、一般に融点等の熱的性質も安定となるため好ましい。この反応性基がグラフトされる主鎖となる重合体は任意に選択することが可能であるが、合成のし易さからポリエステル系重合体、ポリアクリレート、ポリメチルメタアクリレート、ポリ(アルキル)メタアクリレートなどのアクリレート系重合体、ポリスチレン系重合体、ポリオレフィン系重合体などの群から適宜選択することができる。
【0040】
本発明に用いることのできる成分Cのうち、グリシジル基を有する化合物としては、例えばグリシジル基を持つ化合物をモノマー単位とした重合体や、主鎖となる重合体に対してグリシジル基がグラフト共重合されている化合物、更にはポリエーテルユニットの末端にグリシジル基を有するものが挙げられる。上述したグリシジル基を持つモノマー単位としては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレートなどが挙げられる。また、これらモノマー単位の他に、長鎖アルキルアクリレートなどを共重合して、グリシジル基の反応性を制御することもできる。また、グリシジル基を持つ化合物をモノマー単位とした重合体や、主鎖となる重合体の平均分子量は250〜30,000の範囲であると高濃度添加を行った際の溶融粘度の上昇を抑制することができ好ましい。重量平均分子量は250〜20,000の範囲であるとより好ましい。また、この他、トリアジン環にグリシジルユニットを二個以上有する化合物も耐熱性が高いため好ましい。例えば、トリグリシジルイソシアヌレート(TGIC)、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート(MADGIC)等が好ましく用いられる。
【0041】
また、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アジリジン基、イミド基、イソシアナート基、無水マレイン酸基についても同様である。上記の中でも、カルボジイミド基を有するものが極めて低温反応性に優れており、より好ましい。例えば、カルボジイミド化合物の例としては、ジフェニルカルボジイミド、ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、ジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジオクチルデシルカルボジイミド、ジ−o−トルイルカルボジイミド、ジ−p−トルイルカルボジイミド、ジ−p−ニトロフェニルカルボジイミド、ジ−p−アミノフェニルカルボジイミド、ジ−p−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、ジ−p−クロルフェニルカルボジイミド、ジ−o−クロルフェニルカルボジイミド、ジ−3,4−ジクロルフェニルカルボジイミド、ジ−2,5−ジクロルフェニルカルボジイミド、p−フェニレン−ビス−o−トルイルカルボジイミド、p−フェニレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、p−フェニレン−ビス−ジ−p−クロルフェニルカルボジイミド、2,6,2′,6′−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミド、ヘキサメチレン−ビス−シクロヘキシルカルボジイミド、エチレン−ビス−ジフェニルカルボジイミド、エチレン−ビス−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、N,N´−ジ−o−トリイルカルボジイミド、N,N´−ジフェニルカルボジイミド、N,N´−ジオクチルデシルカルボジイミド、N,N´−ジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、N−トリイル−N´−シクロヘキシルカルボジイミド、N,N´−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−2,6−ジ−tert −ブチルフェニルカルボジイミド、N−トルイル−N´−フェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−p−ニトロフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−p−アミノフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−p−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、N,N´−ジ−p−トルイルカルボジイミド、N,N′−ベンジルカルボジイミド、N−オクタデシル−N′−フェニルカルボジイミド、N−ベンジル−N′−フェニルカルボジイミド、N−オクタデシル−N′−トリルカルボジイミド、N−シクロヘキシル−N′−トリルカルボジイミド、N−フェニル−N′−トリルカルボジイミド、N−ベンジル−N′−トリルカルボジイミド、N,N′−ジ−o−エチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−p−エチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−o−イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−p−イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−o−イソブチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−p−イソブチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2,6−ジエチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2−エチル−6−イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2−イソブチル−6−イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2,4,6−トリメチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2,4,6−トリイソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2,4,6−トリイソブチルフェニルカルボジイミドなどのモノまたはジカルボジイミド化合物、ポリ(1,6−ヘキサメチレンカルボジイミド)、ポリ(4,4′−メチレンビスシクロヘキシルカルボジイミド)、ポリ(1,3−シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(1,4−シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(4,4′−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(3,3′−ジメチル−4,4′−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(ナフチレンカルボジイミド)、ポリ(p−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(m−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリルカルボジイミド)、ポリ(ジイソプロピルカルボジイミド)、ポリ(メチル−ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリエチルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)などのポリカルボジイミドなどが挙げられる。中でもN,N´−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、2,6,2′,6′−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミドの重合体が好ましい。
【0042】
また、二個以上の活性水素反応性基は同じ反応性基であっても、異なるものであってもよいが、反応性を制御するためには同じ反応性基であることが好ましい。
【0043】
また、成分Cとして用いる化合物には、上記の活性水素反応性基を有するものの他に、ポリアルキレンエーテルグリコールが特異的に耐摩耗性を向上させるので好ましい。該化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等が挙げられるが、中でも耐熱性、分散性、価格の点で分子量400〜20,000のポリエチレングリコールが好ましい。より好ましくは分子量600〜6,000のポリエチレングリコールである。また、該化合物の両末端をグリシジル基に変性したものであれば、より好ましい。また、前記の活性水素反応性基を二個以上有する化合物と併用することも好ましい。
【0044】
また、成分Cとして用いる化合物は、本発明の合成繊維を製造する上で200〜250℃にて繊維に溶融成形されるのが通常であるため、それに耐え得る高い耐熱性が要求される。そのため、熱重量(TG)測定による200℃到達点の熱減量率が3%以下であることが好ましい。熱減量率が3%を越えると、紡糸時に熱分解物がブリードアウトして紡糸口金や紡糸装置を汚すために、紡糸性が低下するとともに、熱分解ガスの発煙により、作業環境を悪化させる傾向にある点が問題となる場合がある。より好ましくは熱減量率2%以下、さらに好ましくは1%以下である。なお、200℃熱減量率は熱重量(TG)測定にて窒素雰囲気下、常温(10〜30℃)から10℃/分の速度で300℃まで昇温し、200℃時点での減量率を求めたものである。
【0045】
成分Cの添加量は、使用する化合物の反応性基の単位重量当たりの当量、溶融時の分散性や反応性、島成分のドメインの大きさ、成分Aと成分Bのブレンド比により適宜決めることができる。界面剥離抑制の点では成分A、成分Bおよび成分Cの合計量(100重量%)に対し、0.005重量%以上とすることが好ましい。より好ましくは0.02重量%以上、さらに好ましくは0.1重量%以上である。成分Cの添加量が少なすぎると、2成分間の界面への拡散、反応量が少なく、界面接着性の向上効果が限定的となることがある。一方、成分Cが繊維の基材となる成分Aおよび成分Bの特性や、製糸性を阻害することなく性能を発揮させるためには、成分Cの添加量は5重量%以下が好ましく、3重量%以下がより好ましい。さらに好ましくは1重量%以下である。
【0046】
上記のごとく、成分Cを添加することで、脂肪族ポリエステルの末端カルボキシル基を封鎖でき、脂肪族ポリエステルの耐加水分解性を高めることができる。自己触媒作用を有する末端カルボキシル基の濃度は低い方がよく、脂肪族ポリエステル中のトータルカルボキシル末端基濃度は、好ましくは15当量/ton以下であり、より好ましくは10当量/ton以下、さらに好ましくは0〜7当量/tonである。
【0047】
さらに、上記反応性基を有する化合物の反応を促進する目的で、カルボン酸の金属塩、特に金属をアルカリ金属、アルカリ土類金属とした触媒を添加すると、反応効率を高めることができ好ましい。その中でも、乳酸ナトリウム、乳酸カルシウム、乳酸マグネシウムなどの乳酸をベースとした触媒を用いることが好ましい。その他、触媒添加による樹脂の耐熱性低下を防止する目的で、ステアリン酸金属塩などの比較的分子量の大きな触媒を単独または併用することもできる。なお、該触媒の添加量は、分散性、反応性を制御する上で、合成繊維に対して5〜2000ppm添加することが好ましい。より好ましくは10〜1000ppm、さらに好ましくは20〜500ppmである。
【0048】
また、本発明の捲縮糸にはタルク、ソルビトール誘導体、リン酸エステル金属塩、塩基性無機アルミニウム化合物、メラミン化合物塩から選ばれる少なくとも1種の結晶核剤を含有していることが好ましい。該結晶核剤は、主として脂肪族ポリエステル樹脂(A)、その中でもポリ乳酸に対して有効性の高い結晶核剤である。該結晶核剤の添加により、捲縮がへたり難い堅牢性に優れた捲縮糸とすることができる。
【0049】
結晶核剤として用いるタルクとしては、繊維の力学特性を維持しつつ、高い結晶化特性を示すものとして、タルクの平均粒子径D50が5μm以下で、かつ粒子径10μm以上のタルクがタルク全量に対して0〜4.5体積%以下であることが好ましい。タルクの平均粒子径D50を5μm以下にすることで、比表面積の増大により結晶核剤としての効果が飛躍的に向上する。そのため、タルクの粒子径は4μm以下が好ましく、3μm以下がより好ましい。最も好ましくは1.5μm以下である。なお、タルクの平均粒子径D50の下限は特に限定されるものではないが、粒子径が小さくなると凝集性が高くなり、ポリマー中への分散性が悪くなるため0.2μm以上であることが好ましい。また、粒子径10μm以上のタルクは、タルク全量に対して4.5体積%以下であることが好ましい。粗大タルクが含有していると、紡糸性が低下するだけでなく、繊維の力学特性も低下する傾向にある。そのため、粒子径10μmを越えるタルクの含有量はタルク全量に対し、より好ましくは0〜3体積%、さらに好ましくは0〜2体積%、最も好ましくは0体積%である。
【0050】
なお、上記(1)及び(2)項に記載のタルクの粒子径は(株)島津製作所製SALD−2000Jを用い、レーザー回折法で測定された粒度分布から求めた値である。
【0051】
また、結晶核剤に好ましく用いられるソルビトール誘導体としては、ビスベンジリデンソルビトール、ビス(p−メチルベンジリデン)ソルビトール、ビス(p−エチルベンジリデン)ソルビトール、ビス(p−クロルベンジリデン)ソルビトール、ビス(p−ブロムベンジリデン)ソルビトール、さらに前記ソルビトール誘導体を化学修飾したソルビトール誘導体がある。
【0052】
また、リン酸エステル金属塩や塩基性無機アルミニウム化合物としては、特開2003−192883号公報に記載の化合物が好適に用いられる。
【0053】
また、メラミン化合物としては、メラミン、メラミンのアミノ基の水素をアルキル基、アルケニル基、フェニル基で置換した置換メラミン化合物(特開平9−143238号公報)、メラミンのアミノ基の水素をヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルキル(オキサアルキル)n基、アミノアルキル基で置換した置換メラミン化合物(特開平5−202157号公報)、メラム、メレム、メロン、メトンなどのメラミンの脱アンモニア縮合物、ベンゾグアナミン、アセトグアナミンなどのグアナミン類などが使用できる。また、メラミン化合物塩としては、有機酸塩や無機酸塩が挙げられる。有機酸塩としては、イソシアヌル酸塩、ギ酸、酢酸、シュウ酸、マロン酸、乳酸、クエン酸などのカルボン酸塩、安息香酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族カルボン酸塩などが挙げられる。これらの有機酸塩は、1種又は2種類以上のものを混合して使用することもできる。これらの有機酸塩の中では、メラミンシアヌレートが最も好ましい。メラミンシアヌレートは、シリカ、アルミナ、酸化アンチモンなどの金属酸化物ゾルで表面処理したもの(特開平7−224049号公報)、ポリビニルアルコールやセルロースエーテル類で表面処理したもの(特開平5‐310716号公報)、HLB1〜8の非イオン性界面活性剤で表面処理したもの(特開平6−157820号公報)も使用できる。メラミン化合物と有機酸とのモル比は特に制限されないが、塩化合物中には塩を形成していないフリーのメラミン化合物や有機酸を含まないことが好ましい。メラミン化合物の有機酸塩の製造方法は特に制限されないが、一般にはメラミン化合物と有機酸を水中で混合反応させ、その後水を濾過又は留去して、乾燥することにより結晶性粉末として得ることができる。無機酸塩としては、塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩、ピロ硫酸塩、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸などのアルキルスルホン酸塩、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸などのアルキルベンゼンスルホン酸塩、スルファミン酸塩、リン酸塩、ピロリン酸塩、ポリリン酸塩、ホスホン酸塩、フェニルホスホン酸塩、アルキルホスホン酸塩、亜リン酸塩、ホウ酸塩、タングステン酸塩などが挙げられる。これらの無機酸塩の中では、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン・メラム・メレム複塩、パラトルエンスルホン酸塩が好ましい。メラミン化合物と無機酸とのモル比は特に制限されないが、塩化合物中には塩を形成していないフリーのメラミン化合物や無機酸を含まないことが好ましい。メラミン化合物の無機酸塩の製造方法は特に制限されないが、一般にはメラミン化合物と無機酸を水中で混合反応させ、その後水を濾過又は留去して、乾燥することにより結晶性粉末として得ることができる。またピロリン酸塩やポリリン酸塩の製造方法は、例えば米国特許第3,920,796号明細書、特開平10−81691号公報、特開平10−306081号公報などに記載されている。
【0054】
結晶核剤の添加量は繊維の力学特性と逆相関の関係にあることから、脂肪族ポリエステル(A)に対して添加量を0.01〜2重量%にすることが好ましい。添加量が0.01重量%以上であれば、エアジェットスタッファ装置から出た後の冷却工程で脂肪族ポリエステルが速やかに結晶化するため、捲縮堅牢度に優れた捲縮糸とすることができる。また、添加量を2重量%以下とすることで、力学特性の低下を抑制しつつ、捲縮堅牢度に優れた捲縮糸とすることができる。結晶核剤の添加量は、より好ましくは0.05〜1.5重量%、さらに好ましくは0.2〜1重量%である。
【0055】
また、本発明の捲縮糸には耐光堅牢性を高くするためにCu塩、K塩、Mn塩、Cr塩、タンニン等を添加することが好ましい。特にCuIやKIがポリアミド樹脂の耐光性向上に効果的である。添加する化合物は1種又は複数種を併用してもよい。添加量は熱可塑性ポリアミド樹脂(B)に対して0.001〜0.5重量%であればよく、より好ましくは0.005〜0.2重量%、さらに好ましくは0.01〜0.1重量%である。
【0056】
また、本発明の捲縮糸の繊維表面には、繊維軸方向に伸びた筋状溝が形成されていることが好ましい。該筋状溝とは、図2のように繊維表面に存在する凹状の溝であって、繊維軸方向にほぼ平行(繊維軸に対して10°以内の角度)で伸びている。この筋状溝により、繊維表面において溝の中に入射した光が適度に散乱・吸収し、しっとりとした審美性の高い光沢を与えることができる。この筋状溝の巾は、散乱を効果的に生じさせるために0.01〜1μmであることが好ましく、0.05〜0.9μmがより好ましく、0.08〜0.8μmがさらに好ましい。また、この筋状溝のアスペクト比(筋状溝の長軸長さ/筋状溝の巾)は、概ね10〜500の範囲であれば耐摩耗性を損なうことなく、良好な光沢感を与える。筋状溝は電子顕微鏡(SEM)での観察により捉えることができる。SEM像において、筋状溝の巾は通常5,000倍、必要に応じて1,000〜10,000倍に拡大した写真より、筋状溝の巾の最大値をその筋状溝の巾と定義し、10個の筋状溝の巾について測定を行いその平均値を本発明の筋状溝の巾とする。また、上記10個の筋状溝について、筋状溝の両端を直線で結び、その直線距離を筋状溝の長軸長さとし、それぞれの筋状溝についてアスペクト比を求めた(図3参照)。さらに、この筋状溝の数は、SEM像において10μm×10μmの範囲で1個〜50個の範囲とすることで、耐摩耗性を損なうことなく、良好な光沢を呈するので好ましい。より好ましくは3〜40個、さらに好ましくは5〜30個である。
【0057】
また、本発明の捲縮糸は工程通過性や製品の力学的強度を高く保つために強度は1cN/dtex以上であることが好ましく、1.5cN/dtex以上がより好ましい。さらに好ましくは2cN/dtex以上、特に好ましくは3cN/dtex以上である。このような強度を有するエアスタッファ捲縮糸は、後述する溶融紡糸・延伸・嵩高法により製造することが可能である。また、破断伸度は15〜70%であると、繊維製品にする際の工程通過性が良好であり好ましい。より好ましくは20〜65%、さらに好ましくは30〜55%である。このような伸度を有する捲縮糸は、後述する溶融紡糸・延伸・嵩高法により製造することが可能である。この際に、上記範囲の破断伸度をも備えた高性能の捲縮糸とするという観点から、強度を4cN/dtex以下とすることも好ましい場合がある。
【0058】
また、捲縮糸の沸騰水収縮率は0〜15%であれば繊維および繊維製品の寸法安定性が良好であり好ましい。より好ましくは0〜12%、さらに好ましくは0〜8%、最も好ましくは0〜3.5%である。
【0059】
また、従来の脂肪族ポリエステルとポリアミドとのポリマーアロイ繊維は、ポリマー間の界面張力により、溶融紡糸時に吐出孔直下でバラス効果と呼ばれる吐出孔径の1.5〜10倍もの直径を有する膨らみが発生する。このため、紡糸での細化変形過程で太細が出やすく、糸切れが生じたり、糸斑等の品質に問題が生じたりする場合があった。本発明の繊維は、後述するようにポリマーの種類、溶融粘度の最適設計、口金吐出線速度の制御、口金直下での冷却条件の最適化、紡糸速度の制御により、バラス効果を最小限にするとともに、バラスによる膨らみが生じても、伸長流動領域を口金面にできるだけ近く、かつ速やかに(吐出されてから、細化変形が完了するまでの距離を短く)することで安定的に繊維を形成することに成功した。そのため、糸長手方向の糸斑も小さいものである。本発明の捲縮糸は、工程通過性や染色後の染め斑を抑制するために糸斑(ウスター斑、U%、Normal値)は2%以下が好ましく、1.5%以下がより好ましい。さらに好ましくは1%以下である。
【0060】
本発明の捲縮糸は、後述するエアジェットスタッファ装置を用いて得た「エアスタッファ捲縮糸」である。エアスタッファ捲縮糸とは、加熱流体(乾燥空気等)の乱流効果を用いてフィラメントに不規則なもつれループ状の捲縮形態を有するもので、詳しくは日本繊維機械学会編集の「フィラメント加工技術マニュアル(下巻)」の第1章(25〜39頁)にその形態について詳述されている。
【0061】
本発明の捲縮糸において、沸騰水処理後の捲縮伸長率が3〜30%であることが好ましく、より好ましくは5〜30%、さらに好ましくは8〜30%、特に好ましくは12〜30%である。ここで、沸騰水処理後の捲縮伸長率の測定は次のとおりに行う。
【0062】
環境温度25±5℃、相対湿度60±10%の雰囲気中に20時間以上放置されたパッケージ(捲縮糸巻取ドラムまたはボビン)から解舒した捲縮糸を、無荷重状態で30分間沸騰水で浸漬処理する。処理した後、前記環境下にて1昼夜(約24時間)風乾し、これを沸騰水処理後の捲縮糸の試料として使用する。この試料に1.8mg/dtexの初荷重をかけ、30秒経過した後に、試料長50cm(L1)にマーキングをする。次いで、初荷重の代わりに90mg/dtexの測定荷重をかけて30秒経過後に、試料長(L2)を測定する。そして下式により、沸騰水処理後の捲縮伸長率(%)を求める。
捲縮伸長率(%)=[(L2−L1)/L1]×100。
【0063】
かかる捲縮糸の沸騰水処理後の捲縮伸長率が3%より低いと、捲縮発現が十分でなく、バルキー性に乏しく、例えばカーペット等にしたときにボリューム感のないものになってしまうことがある。一方、沸騰水処理後の捲縮伸長率が30%より大きい捲縮糸を製造することは困難であり、該捲縮伸長率を30%を越えて高めようとすると、捲縮糸の強度が著しく低下したり、捲縮の斑や糸の太さ斑等を招いたりしてしまうことがある。
【0064】
本発明の捲縮糸は、染色や嵩高加工処理等の布帛構造体にするための加工工程、あるいは製品にした後の長期使用において、捲縮がへたり難く、製品の外観が長期に渡って保持されることが好ましい。このため、捲縮の堅牢度の指標である2mg/dtex荷重下での沸騰水処理後の捲縮伸長率(以下、「拘束荷重下伸長率」と記載)が2%以上であることが好ましい。拘束荷重下伸長率はより好ましくは3%以上であり、さらに好ましくは5%以上である。上限については特に制限はないが、本発明の技術においては15%程度にまで高くすることが限界である。なお、拘束荷重下伸長率は、実施例に記載の方法で測定することができる。
【0065】
本発明の捲縮糸を構成する単繊維の断面形状は、丸断面、中空断面、多孔中空断面、三葉断面等の多葉断面、扁平断面、W断面、X断面その他の異形断面についても自由に選択することが可能であるが、捲縮糸のバルキー性を高めてボリューム感のある繊維構造体にするためには、異形度(D1/D2)1.2〜7の異形断面にすることが好ましい。異形断面糸の異形度は、高いほどボリューム感のある繊維構造体とすることができるが、一方で、異形度が過度に高いと繊維の曲げ剛性が高くなり、柔軟性の低下、繊維の割れ(フィブリル化)の発生、ギラツキのある光沢が発生する等の問題がある場合がある。そのため、異形度は1.3〜5.5の範囲がより好ましく、1.5〜3.5の範囲がさらに好ましい。
【0066】
本発明の捲縮糸の形態は、長繊維のままであってもよいし、得られた捲縮糸を、適度な長さに切断して短繊維として扱ってもよい。
【0067】
また、本発明の捲縮糸を繊維構造体として用いる場合には、織物、編物、不織布、パイル、綿等に適用でき、他の繊維を含んでいてもよい。例えば、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維との引き揃え、撚糸、混繊であってもよい。他の繊維としては、木綿、麻、羊毛、絹などの天然繊維や、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ナイロン、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等)、ポリアクリロニトルおよびポリ塩化ビニルなどの合成繊維などが適用できる。
【0068】
また、本発明の捲縮糸を用いた繊維構造体の用途としては、耐摩耗性が要求される衣料、例えばアウトドアウェアやゴルフウェア、アスレチックウェア、スキーウェア、スノーボードウェアおよびそれらのパンツ等のスポーツウェア、ブルゾン等のカジュアルウェア、コート、防寒服およびレインウェア等の婦人・紳士用アウターがある。また、長時間使用による耐久性や湿老化特性に優れたものが要求される用途として、ユニフォーム、掛布団や敷布団、肌掛け布団、こたつ布団、座布団、ベビー布団、毛布等の布団類や枕、クッション等の側地やカバー、マットレスやベッドパッド、病院用、医療用、ホテル用およびベビー用のシーツ等、さらには寝袋、揺りかごおよびベビーカー等のカバー等の寝装資材用途があり、これらにも好ましく用いることができる。また、自動車用の内装資材にも好適に用いることができ、その中でも、高い耐摩耗性と湿老化特性が要求される自動車用カーペットに用いることが最適である。なお、これら用途に限定されるものではなく、例えば農業用の防草シートや建築資材用の防水シート等に用いてもよい。
【0069】
本発明の捲縮糸の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば図4に示す直接紡糸・延伸・捲縮加工装置を用いて以下の様な方法を採用することができる。
【0070】
すなわち、前記した脂肪族ポリエステル樹脂(成分A)および熱可塑性ポリアミド樹脂(成分B)の組み合わせにおいて、成分Aと成分Bとのブレンド比率(重量%)を5/95〜55/45の範囲とするとともに、溶融粘度の比(ηb/ηa)を0.1〜2の範囲にすることが好ましい。このとき、成分Aのブレンド比率が前記ブレンド範囲の下限に近く、例えば成分A比率が5〜15重量%の場合では、溶融粘度の比を0.8〜2と高くすればよいが、成分Aのブレンド比率が上限に近く、例えば成分A比率が45〜55重量%の場合には、溶融粘度の比を0.1〜0.3、すなわち熱可塑性ポリアミド樹脂(成分B)の溶融粘度を、脂肪族ポリエステル樹脂(成分A)の1/10〜3/10まで低くする必要がある。これは、本願発明のポリマーアロイ繊維からなる捲縮糸の形態が、脂肪族ポリエステル樹脂(A)が島成分を形成した海島構造糸とするためである。なお、上記範囲の中で成分A比率が15〜45重量%の範囲であれば、溶融粘度の比を0.2〜1の範囲に設定することで脂肪族ポリエステルを島成分にすることができる。なお、上記の溶融粘度の比(ηb/ηa)を算出するときの溶融粘度ηは、紡糸温度と同じ温度で、剪断速度1216sec−1で測定したときの値を用いる。
【0071】
次に、上記ポリマー特性およびブレンド比率の組み合わせにて、2軸混練機等を用いて一旦ペレット化するか、もしくは混練と連続して溶融紡糸を行い、ポリマーアロイを繊維化する。相溶化剤(成分C)の添加タイミングは、成分Aと成分Bの混練時に合わせて添加すればよく、添加方法は、相溶化剤をそのまま混練機に供給して成分A、成分Bとともに同時混練してもよいし、成分Cを高濃度に含有したマスターペレットを予め作成しておき、それを成分Aおよび成分Bのペレットと混合して2軸混練機に供給してもよい。なお、予めマスターペレット化する場合には、相溶化剤の反応をできるだけ抑制することが肝要であるため、成型温度を下げることができる成分Aにて作成しておくのが好ましい。なお、相溶化剤の反応をできるだけ抑制しておく理由は、該相溶化剤が反応系の場合、反応性基が一方成分に偏って反応することを極力防ぐためである。
【0072】
溶融押出における混練時のジャケット温度は、熱可塑性ポリアミド(成分B)の融点(以下Tmbと記載)を基準に、Tmb+3℃〜Tmb+30℃で行い、剪断速度を300〜9800sec−1とすることが好ましい。この範囲のジャケット温度および剪断速度とすることで、繊維としたときに本発明のドメイン径を達成することができると共に、着色のないポリマーアロイ繊維となる。ジャケット温度がこの範囲を超えたり、剪断速度が10000sec−1を越えて剪断発熱が生じたりすると、ポリマーの着色により、得られる捲縮糸の用途が限定されてしまうことがある。
【0073】
同様に、上記の海島構造を壊さず、かつ着色を防止するために、紡糸温度もできるだけ低温で行うことが好ましく、Tmb+3℃〜Tmb+40℃に設定することが好ましい。より好ましい紡糸温度はTmb+3℃〜Tmb+30℃、さらに好ましくはTmb+3℃〜Tmb+20℃である。
【0074】
また、紡糸パック内での島ドメインの再凝集を抑制してドメイン径を制御するために、ハイメッシュの濾層(#100〜#200)やポーラスメタル、濾過径の小さい不織布フィルター(濾過径5〜30μm)、パック内ブレンドミキサー(スタティックミキサーやハイミキサー)を組み込んでもよい。
【0075】
さらに、脂肪族ポリエステルとポリアミドとのポリマーブレンド物は非相溶系であり、溶融体は弾性項の強い挙動を示し、バラス効果による膨らみが大きくなる傾向にある。そのため口金吐出孔での吐出線速度は、バラス効果による糸条の膨らみを抑制するとともに、安定して伸長・細化させて紡糸調子を向上させるために0.02〜0.4m/秒とすることが好ましく、0.03〜0.3m/秒とすることがより好ましく、0.04〜0.2m/秒とすることがさらに好ましい。吐出孔深度を大きくすることも、バラスの抑制に有効である。ここで、吐出孔深度とは図5(a)に示すように導入孔下端から吐出面までの長さを指す。また、丸孔の場合の吐出孔深度は、図5(b)に示すように絞り部下端から吐出面までの長さを指す。吐出孔深度は好ましくは0.3〜5mmであり、より好ましくは0.4〜5mmであり、さらに好ましくは0.5〜5mmである。
【0076】
また、吐出糸条は伸長流動領域を口金面にできるだけ近く、かつ速やかに(吐出されてから、細化変形が完了するまでの距離を短く)することが必要である。そのため、吐出糸条の冷却開始点はより口金面に近い方が好ましく、口金面から実質的に鉛直下方0.01〜0.15mの位置から冷却を開始することが好ましい。なお、実質的に鉛直下方の冷却開始点とは、紡出部を拡大した図6に示すように、冷却風吹出面の上端から水平に線aを引き、口金面からは下方に垂線bを引き、線aと線bとの交点cを意味し、垂線b上の口金面dからcまでの距離cdが0.01〜0.15mであることが好ましい、ということを意味している。冷却開始点は、より好ましくは口金面から実質的に鉛直下方0.01〜0.12m、さらに好ましくは口金面から実質的に鉛直下方0.01〜0.08mである。
【0077】
また、その冷却方法は、一方向から冷却するユニフロータイプのチムニーでも、糸条の内側から外側へ、もしくは糸条の外側から内側へ冷却風を当てる環状チムニーでもよいが、好ましくは糸条の内側から外側へ冷却する環状チムニーが、均一かつ急速冷却できる点で好ましい。この際に、マルチフィラメントに実質的に直交する方向から、マルチフィラメントに気体を当てて冷却することが望ましい。ここにおいて、実質的に直行する方向とは、図6に示すように冷却風の流線が線bに対してほぼ垂直(傾き70〜110°)であることを意味する。なお、冷却風に用いられる気体について特に制限は無いが、常温で安定な(反応性が極めて低い)、アルゴン、ヘリウムなどの希ガスや、窒素、あるいは空気が好ましく用いられ、この中でも安価に供給できる窒素、あるいは空気が特に好ましく用いられる。
【0078】
また、このときの冷却風の速度は、0.3〜1m/秒が好ましく、0.4〜0.8m/秒がより好ましい。また、冷却風の温度は、糸条を急冷するために低い方が好ましいが、エアコンディショニングのコストとの兼ね合いから、15〜25℃にすることが現実的であり好ましい。上記のように、特定のポリマー組み合わせにより本発明の海島構造が形成され、さらに紡糸温度の制御により海島構造を壊すことなく吐出させることができ、さらに口金吐出孔での吐出線速度の制御や、冷却方法およびその条件を制御することにより、はじめて本発明のポリマーアロイ繊維を安定して紡出・引き取ることができる。また、紡出したマルチフィラメントは公知の紡糸仕上げ剤にて被覆するが、このときの付着量は、糸に対し、純油分として0.3〜3重量%(油剤成分:水または低粘度鉱物油=10:90の場合は、糸に対してエマルジョンを3〜30重量%)付着させる。
【0079】
また、紡糸速度は500〜5000m/分で引取り、一旦巻き取るか、連続して延伸・嵩高加工を行う。ただし、本発明のポリマーアロイ繊維は未延伸の状態で放置すると配向緩和が生じやすく、未延伸パッケージ間で延伸・嵩高加工するまでの時間差があると、容易に繊維の強伸度特性や熱収縮特性、捲縮伸長率のバラツキが生じる。そのため、1工程で紡糸、延伸、嵩高加工までを行う直接紡糸延伸嵩高加工法を採用することが好ましい。
【0080】
延伸は、1段もしくは2、3段で行えばいが、2cN/dtex以上の高い強度が要求される場合には、2段以上で延伸することが好ましい。図4は紡出してから連続して2段延伸・捲縮加工を行う装置の概略図であるが、この場合、1FRを500〜5000m/分で引取り、同時に1FRを50〜100℃程度に加熱し、1FR(単ホットロール)〜1DR(タンデムロール)間で1段目の延伸を行い、次いで1DR〜2DR(タンデムロール)間で2段目の延伸を行う。このとき、2段目の延伸を行うときの延伸温度(図4の1DR温度)は、1FRよりも少なくとも20℃以上高くすることが、工程安定性を向上させる上で肝要である。そのため、1FR温度を50〜100℃とした場合には、1DR温度は70〜130℃の範囲で、かつ1FR温度+20℃以上に設定すればよい。また、1FR〜延伸後の最終延伸ロール(図4の場合、2DR)間の倍率は、最終延伸ロール出口でサンプリングした延伸糸の破断伸度が15〜65%になるように調整すればよい。好ましくは20〜60%である。ここで、破断伸度を上記範囲とするための手段としては、予めポリマーの吐出量、紡糸速度、および各ロール間の延伸倍率と、最終延伸ロール出口でサンプリングした延伸糸の破断伸度との関係をPLC(プログラマブルコントローラー)に記録させ、自動的に延伸倍率を調整させることや、最終延伸ロール出口で延伸糸をサンプリングし、サンプリングした延伸糸の破断伸度が上記範囲よりも低い場合には、延伸倍率を低く設定し、破断伸度が高い場合には延伸倍率を高く設定して破断伸度を調節する方法により、該延伸糸の破断伸度が15〜65%の範囲になる様に調整して延伸倍率を決定することなどが挙げられる。
【0081】
上記の延伸温度および延伸倍率に設定することで、工程安定性が高く、かつ高強度で糸斑(ウスター斑U%)の小さい延伸糸とすることができる。さらに最終延伸ロール温度を、脂肪族ポリエステル樹脂(成分A)の融点(以下、Tmaと記載)を基準にTma−30℃〜Tma+30℃として熱セットすることで、所望の熱収縮率の延伸糸とすることができる。また、このように高い温度で熱セットし、さらに次工程で高温嵩高加工を施すことにより、捲縮糸の繊維表面に微細な筋状溝を形成させることが可能となる。その結果、製品にしっとりとした審美性の高い光沢を与えることができる。嵩高加工には、エアジェットスタッファ装置を用い、該装置のノズル温度を最終延伸ロール温度よりも5〜100℃高い温度で捲縮加工を行う。
【0082】
なお、エアジェットスタッファ装置については、日本繊維機械学会が編集した「フィラメント加工技術マニュアル(下巻)」の第1章(25〜39頁)に詳細が記載されている。すなわち、BCFカーペット用捲縮糸の製造に汎用的に用いられている捲縮加工装置であり、エアジェットの乱流効果を用いてフィラメントに不規則なもつれループ状の嵩高性を付与する装置である。装置例としては上記のフィラメント加工技術マニュアルの図1・16〜1・30に装置態様例がいくつか記載されており、マルチフィラメントの繊度、構成単フィラメントの繊度や異形度、糸の剛性等に合わせて適宜選択すればよい。
【0083】
ここで、沸騰水処理後の捲縮伸長率を低くしたい場合には該ノズル温度を低くし、捲縮伸長率を高くしたい場合にはノズル温度を高くしてやればよい。ただし、該ノズル温度をTmbより高く設定すると、工程通過性が急激に悪化するので、ノズル温度の上限はTmb+10℃である。また、ノズルに導入する加熱流体は、乾燥エアーや乾燥窒素、スチームを含むエアー等、特に限定されるものではないが、熱効率、ランニングコストの点からスチームを含む加熱エアーを用いることが好ましい。
【0084】
エアジェットスタッファ装置に通して3次元捲縮が付与された糸条は、引き続いて冷却ドラムに当てて急冷し、捲縮の構造固定を行う。この後、捲縮糸条に適度な張力を加えて捲縮の均一性を高め、最終延伸ロールの周速度よりも10〜30%低い速度で巻き取り、パッケージとする。このときの最終延伸ロール(図1では2DR)〜巻取機間のリラックス率は、捲縮糸に過度な張力がかからない様に巻取張力0.05〜0.12cN/dtexの範囲になる様に調整すればよく、捲縮伸長率の高いものはリラックス率20〜30%で、捲縮伸長率が低いものはリラックス率10〜20%で巻き取る。
【実施例】
【0085】
以下、本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。
【0086】
A.脂肪族ポリエステルの重量平均分子量
試料(脂肪族ポリエステルポリマー)のクロロホルム溶液にテトラヒドロフランを混合し測定溶液とした。これをゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。なお、繊維中の脂肪族ポリエステルの重量平均分子量を測定する場合には、試料をクロロホルムに溶かし、ポリアミド残渣を濾過して取り除き、該クロロホルム溶液を乾化して脂肪族ポリエステルを取り出して測定を行った。
【0087】
B.ポリ乳酸の残存ラクチド量
試料(ポリ乳酸ポリマー)1gをジクロロメタン20mlに溶解し、この溶液にアセトン5mlを添加した。さらにシクロヘキサンで定容して析出させ、島津社製GC17Aを用いて液体クロマトグラフにより分析し、絶対検量線にてラクチド量を求めた。なお、繊維中のポリ乳酸の場合は、予めポリ乳酸とポリアミドのブレンド比率を後述するTEM像から求め、上記ラクチド量をブレンド比率により補正して求めた。
【0088】
C.カルボキシル基末端濃度
精秤した試料(下記方法で抽出した脂肪族ポリエステルポリマー)をo−クレゾール(水分5%)に溶解し、この溶液にジクロロメタンを適量添加した後、0.02規定のKOHメタノール溶液にて滴定することにより求めた。この時、乳酸の環状2量体であるラクチド等のオリゴマーが加水分解し、カルボキシル基末端を生じるため、ポリマーのカルボキシル基末端およびモノマー由来のカルボキシル基末端、オリゴマー由来のカルボキシル基末端の全てを合計したカルボキシル基末端濃度を求めた。なお、ポリマーアロイ繊維(合成繊維)から脂肪族ポリエステルを抽出する方法は特に限定されないが、本発明においてはクロロホルムを用いて脂肪族ポリエステルを溶解、濾過してポリアミドを取り除き、濾過液を乾化させて抽出した。
【0089】
D.熱可塑性ポリアミドの硫酸相対粘度および固有粘度
ナイロン6の相対粘度は、0.01g/mLの98%硫酸溶液を調製し25℃で測定した。ナイロン11の固有粘度は0.5重量%のメタクレゾール溶液を調整し20℃で測定した。
【0090】
E.ポリマーの融点および結晶融解熱量
パーキンエルマー社製示差走査型熱量計DSC−7型を用い、試料20mgを昇温速度10℃/分にて測定して得た融解吸熱曲線の極値を与える温度を融点(℃)とした。また、該極値を形成するピークとベースラインとで囲まれる面積(結晶融解ピーク面積)から、ポリマーの結晶融解熱量△H(J/g)を求めた。
【0091】
F.溶融粘度η
東洋精機(株)社製キャピログラフ1Bを用い、チッソ雰囲気下において測定温度を紡糸温度と同じに設定し、剪断速度1216sec−1で脂肪族ポリエステル樹脂および熱可塑性ポリアミド樹脂それぞれの溶融粘度の測定をした。測定は3回行い平均値を溶融粘度とした。
【0092】
G.捲縮糸の島ドメインのサイズおよびブレンド比率
捲縮糸を構成する単繊維1本を抜き出し、繊維軸と垂直の方向(繊維横断面方向)に超薄切片を切り出し、該切片のポリアミド成分をリンタングステン酸にて金属染色し、4万倍の透過型電子顕微鏡(TEM)にてブレンド状態を観察・撮影した。この撮影画像を三谷商事(株)の画像解析ソフト「WinROOF」を用い、島ドメイン(非染色部)のサイズとしてドメインを円と仮定し、ドメインの面積から換算される直径(直径換算)(2r)をドメインサイズとした。なお、計測するドメイン数は1試料あたり100個とし、ドメイン径の最も大きい10個および最も小さい10個の値を除いた80個のドメイン径について分布を求めた。
【0093】
なお、繊維における成分Aと成分Bのブレンド比率は、上記のTEM像(5.93×4.65μm)から求められる断面積比を、各成分の比重により補正して重量比として求めた。ここで、本実施例での各成分の比重は、ポリ乳酸:1.24、ナイロン6:1.14、ナイロン11:1.04、ナイロン610:1.08、ナイロン6/66共重合ポリマー:1.14を用いた。
TEM装置:日立社製H−7100FA型
条件:加速電圧 100kV。
【0094】
H.捲縮糸の表面形態
捲縮糸を構成する単繊維1本を抜き出し、ニコンインステック(株)社製の電子顕微鏡ESEM−2700にて倍率5,000倍で繊維表面状態を観察・撮影した。この撮影画像を三谷商事(株)の画像解析ソフト「WinROOF」を用い、任意の10個の筋状溝の巾(最大巾)を測定し、その平均値を筋状溝の巾とした。また、各々の筋状溝の長さを測定し、アスペクト比(筋状溝の長さ/筋状溝の巾)を求めた。筋状溝の個数は、繊維表面中の任意の10μm×10μmに存在する個数をカウントした。
【0095】
I.相溶化剤の熱減量率
SII社製EXSTAR6000シリーズのTG/DTA6200を用い、試料(成分C)約10mgを秤量し、昇温速度10℃/分にて測定した熱減量曲線の200±0.5℃点の減量率を求めた。
【0096】
J.繊度
検尺機にて100mの捲縮糸をかせ状に測長し、糸長100mの捲縮糸の重量を測定し、該重量を100倍することにより繊度(dtex)を求めた。測定は3回行い、その平均値を繊度(dtex)とした。
【0097】
K.強度および伸度
試料(捲縮糸)をオリエンテック(株)社製テンシロン(TENSILON)UCT−100でJIS L1013(化学繊維フィラメント糸試験方法、1998年)に示される定速伸長条件で測定した。掴み間隔(試料長)は200mmとした。なお、破断伸度はS−S曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【0098】
L.沸騰水収縮率(沸収)
試料(捲縮糸)を沸騰水に15分間浸積し、浸積前後の寸法変化から次式により求めた。
沸騰水収縮率(%)=[(L0−L1)/L0]×100
L0:試料をかせ取りし、初荷重0.088cN/dtex下で測定したかせ長。
L1:L0を測定したかせを無荷重の状態で沸騰水処理し、風乾後、初荷重0.088cN/dtex下で測定されるかせ長。
【0099】
M.糸斑U%
試料(捲縮糸)をZellweger uster社製UT4−CX/Mを用い、糸速度:200m/分、測定時間:1分間でU%(Normal)を測定した。
【0100】
N.沸騰水処理後の捲縮伸長率
環境温度25±5℃、相対湿度60±10%の雰囲気中に20時間以上放置されたパッケージ(捲縮糸巻取ドラムまたはボビン)から解舒した捲縮糸を、無荷重状態で30分間沸騰水で浸漬処理する。処理した後、前記環境下にて1昼夜(約24時間)風乾し、これを沸騰水処理後の捲縮糸の試料として使用する。この試料に1.8mg/dtexの初荷重をかけ、30秒経過した後に、試料長50cm(L1)にマーキングをする。次いで、初荷重の代わりに90mg/dtexの測定荷重をかけて30秒経過後に、試料長(L2)を測定する。そして下式により、沸騰水処理後の捲縮伸長率(%)を求める。
捲縮伸長率(%)=[(L2−L1)/L1]×100。
【0101】
O.拘束荷重下での沸騰水処理後の捲縮伸長率(拘束荷重下伸長率)
沸騰水処理する際に、捲縮糸に2mg/dtexの荷重を吊り下げた状態で処理する以外は、M項と同様にして捲縮伸長率を求め、その値を拘束荷重下伸長率とした。
【0102】
P.異形度
試料(捲縮糸)の断面を切り出し、単繊維横断面の外接円の直径D1と、単糸横断面の内接円の直径D2から次式により求めた。
異形度=D1/D2。
【0103】
Q.捲縮糸の耐摩耗性
安藤鉄工所製のトワイン摩耗試験機を用い、P600番サンドペーパーをローラーに巻き付け、以下の条件にてローラーを回転させて糸切断までのローラー回転数を測定した。
回転体直径:40mm
糸の接触長:110mm
ローラー回転数:200rpm
測定荷重:0.4cN/dtex
【0104】
R.結晶核剤の平均粒子径D50及び10μm以上の結晶核剤の含有率
島津製作所製SALD−2000Jを用い、レーザー回折法により結晶核剤の平均粒子径D50(μm)を測定した。また、得られた粒度分布から10μm以上の結晶核剤の体積%を求めた。
【0105】
S.カーペットの耐摩耗性(摩耗減量率)
捲縮糸にS撚、Z撚をかけて2本合わせて撚糸した後、該撚糸を表糸としてPPスパンボンド不織布にタフティングした後、基布の裏にバッキング材を塗布して乾燥し、タフティングカーペットを得た(目付1200g/m)。
【0106】
前記タフティングカーペットを直径120mmの円形状に切り出し、中央に6mmの穴を空けて試験片とした。該試験片の重量W0を測定した後、ASTM D 1175(1994)に規定されるテーバー摩耗試験機(Rotary Abaster)に表面を上にして取り付け、H#18摩耗綸、圧縮荷重1kgf(9.8N)、試料ホルダ回転速度70rpm、摩耗回数5500回の摩耗試験を行い、摩耗試験後の試料重量W1を測定した。これらの測定値と下記の式を用いて摩耗減量率を算出した。
摩耗減量率(%)=(W0−W1)×100/(W2×A1/A0)
W0:測定前の円形カーペットの重量(g)
W1:測定後の円形カーペットの重量(g)
W2:カーペットの目付(g/m
A0:円形カーペットの全面積(m
A1:摩耗輪が接触する部分の全面積(m)。
【0107】
T.カーペットの触感(柔軟性)および外観(光沢感)
含金染料(イルガランレッド4GL[チバガイギ社製])を0.6%owf、浴比1:50(カーペットとして)、pH=7にて98℃×60分処理して染色した。該染色カーペットを手のひらで押したときの触感(柔軟性)および太陽光の下で目視して光沢感や光沢斑を確認し、触感、外観それぞれについて4段階評価した。
二重丸・極めて優れている
○・・・優れている
△・・・従来品と同等
×・・・従来品より劣っている
【0108】
[製造例1](ポリ乳酸の製造)
光学純度99.8%のL乳酸から製造したラクチドを、ビス(2−エチルヘキサノエート)スズ触媒(ラクチド対触媒モル比=10000:1)存在させてチッソ雰囲気下180℃で240分間重合を行い、ポリ乳酸P1を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は23.3万であった。また、残留しているラクチド量は0.12重量%であった。
【0109】
[製造例2](ポリカルボジイミドを10重量%含有したポリ乳酸の製造)
P1と日清紡(株)製ポリカルボジイミド“LA−1”を乾燥した後、P1:LA−1=90:10(重量比)となるように2軸混練押出機に供給し、シリンダー温度200℃で混練してLA−1を10重量%含有したポリ乳酸P2を得た。得られたポリ乳酸の残留ラクチド量は0.14重量%であった。
【0110】
[製造例3](ポリ乳酸の製造)
光学純度99.8%のL乳酸から製造したラクチドを、ビス(2−エチルヘキサノエート)スズ触媒(ラクチド対触媒モル比=10000:1)存在させてチッソ雰囲気下180℃で150分間重合を行い、ポリ乳酸P3を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は15万であった。また、残留しているラクチド量は0.10重量%であった。
【0111】
(実施例1)
成分Aとしてポリ乳酸P1(融点177℃)、成分Bとして硫酸相対粘度2.15のナイロン6(融点225℃)をそれぞれ乾燥して成分Aの水分率を50〜100ppm、成分Bの水分率を100〜300ppmに調整し、ブレンド比(重量比)P1/ナイロン6=30/70でチップブレンドし、図4に示す2軸混練機を備えた紡糸装置の紡糸ホッパー1に仕込み、2軸押出混練機2に導き、紡糸ブロック3にて溶融ポリマーを計量・排出し、内蔵された紡糸パック4に溶融ポリマーを導き、紡糸口金5から紡出した。口金は以下に記載するY型孔を用いた。このとき、口金面下3cmの位置に吹出孔上端がくるように環状チムニー6(冷却長30cm)を設置して糸条7を冷却固化し、給油装置8および給油装置9により2段給油した。さらに第1加熱ロール11(以下、1FRと記載)の温度を60℃として紡糸速度700m/分にて引き取った後、第2加熱ロール12(以下、1DRと記載)の温度を120℃として1890m/分にて1段目の延伸(延伸倍率:2.7倍)を行い、さらに第3加熱ロール13(以下、2DRと記載)の温度を157℃として2590m/分にて2段目の延伸(延伸倍率:1.37倍)を行い、連続してエアスタッファ装置にてノズル温度220℃で加熱圧空処理して捲縮加工を行い、3次元捲縮を形成し、冷却ドラムに当てて引取った後、巻取張力120g(0.08cN/dtex)、巻取速度2200m/分(2DR速度に対し、15%低い速度)で巻き取った。得られたポリ乳酸捲縮糸は、1500デシテックス、96フィラメントであった。溶融紡糸条件は以下のとおりである。なお、下記条件における口金孔内の吐出線速度は0.184m/秒である。また、2DR出口でサンプリングした延伸糸の破断伸度は35%であった。
・2軸押出機温度:225℃
・混練時剪断速度:約2000sec−1
・紡糸温度 :240℃
・濾層:46#、ホワイトモランダムサンド充填
・フィルター:20μm不織布フィルター(ダイナロイ)
・口金:スリット幅0.14mm、スリット長0.7mm、孔深度0.6mm
・吐出量:330g/分(1パック1糸条、96フィラメント)
・冷却:冷却風温度19℃、風速0.55m/秒
・油剤:ポリエーテル系油剤15、低粘度鉱物油85の割合で混合した油剤を糸に対して10%付着(純油分として1.5%owf)。
【0112】
捲縮糸は約100kgサンプリングしたが紡糸、延伸、嵩高加工の全ての工程において糸切れ、単糸流れ等は発生せず、極めて安定していた。
【0113】
得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.03〜0.3μmであった。また、該糸断面の切片をアルカリエッチングしてポリ乳酸を溶解除去して観察したところ、島成分が欠落しており、ポリ乳酸が島成分を形成していることが確認された。また、繊維表面には図2に示す筋状溝が形成されており、その筋状溝の巾の平均は0.26μm、アスペクト比(筋状溝の長さ/筋状溝の巾)は20であった。また、得られた繊維の引張強度は2.8cN/dtex、残留伸度:48%、沸騰水収縮率:2.8%、糸斑U%:0.8%、捲縮伸長率:12%、異形度:2.5と良好な繊維物性を示した。また、DSCでの融点は175℃近傍(ポリ乳酸)および225℃近傍(ナイロン6)と、各成分起因の融解ピークが観測された。また、該繊維から抽出されたポリ乳酸のカルボキシル基末端濃度は18当量/tonであった。さらに摩耗試験による糸切断回転数は101回であり、良好な耐摩耗性を示した。さらに該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、摩耗減量率は25.5%であり、カーペットとしても良好な耐摩耗性を示した。また、手触りはソフトで適度な腰があり、しっとりとしたシルキー調の光沢を有するカーペットであった。
【0114】
(実施例2)
P1/成分Bのブレンド比を10/90とした以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例2の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.01〜0.15μmと実施例1よりも島成分の分散径が小さかった。また、該糸断面の切片をアルカリエッチングしてポリ乳酸を溶解除去し観察したところ、島成分が欠落しており、ポリ乳酸が島成分を形成していることが確認された。
【0115】
また、得られた繊維の異形度は2.4であり、繊維物性も良好であった。また、DSCでの融点は175℃近傍(ポリ乳酸)および225℃近傍(ナイロン6)と、各成分起因の融解ピークが観測された。得られたマルチフィラメントの摩耗試験による糸切断回転数は185回であり、実施例1よりも優れていた。
【0116】
さらに該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、実施例1よりも耐摩耗性に優れており、風合いもソフト感のあるものが得られた。ただし、光沢感は実施例1よりもやや鈍いものであった。
【0117】
(実施例3)
P1/成分Bのブレンド比を40/60とした以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例3の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.03〜0.8μmと実施例1よりも島成分の分散径が大きいものであった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、実施例1の方が耐摩耗性に優れたものであったが、触感、外観ともに従来品よりも優れたものであった。
【0118】
(実施例4)
P1/成分Bのブレンド比を5/95とした以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例4の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.01〜0.1μmと島成分の分散径が極めて小さく、島の数も少ないものであった。また、該捲縮糸の繊維表面には筋状溝がほとんど形成されていなかった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、実施例1と同様、柔軟性の高い触感に優れたものであったが、光沢感は従来品と同等であった。
【0119】
(実施例5)
成分Bとして硫酸相対粘度2.05のナイロン6(融点225℃)を用い、P1/成分Bのブレンド比を47/53とした以外は実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例5は口金直下でのバラス効果により吐出流の膨らみがやや大きいものであった。また、捲縮糸100kgのサンプリングを行った際に、糸切れが2回起こっており、実施例1対比、やや製糸性が劣るものであった。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.03〜0.8μmと島成分の分散径は実施例1対比、やや大きいものであった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、耐摩耗性は実施例1の方が優れたものであった。また、触感はやや粗硬感のあるものであったが、しっとりとしたシルキー調の光沢を有していた。
【0120】
(比較例1)
成分A(ポリ乳酸P1)のみとした以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。比較例1の製糸性は実施例1と同様、安定していた。得られた捲縮糸は摩耗試験による糸切断回転数が9回であり、耐摩耗性が極めて劣っていた。また、該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、摩耗減量率が89%であり、かなり用途が限定されるレベルであった。
【0121】
(実施例6)
成分Aとしてポリ乳酸P3(融点178℃)を用い、以下の紡糸条件に変更した以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。
・2軸混練機の剪断速度:約280sec−1
・濾層構成:φ1mmのガラスビーズ充填
・濾過フィルター:200#金網フィルター
【0122】
実施例6は口金直下での細化点が安定せず、吐出流がやや不安定であった。また、捲縮糸100kgのサンプリングを行った際に、糸切れが3回起こっており、実施例1対比、やや製糸性が劣るものであった。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、海島構造をとってはいるが、島ドメインサイズは直径換算で0.3〜2.5μmと島成分の分散径が大きく、かつ分布の広いものであった。また糸斑を示すウスター斑U%が2.1%と高く、糸長手方向に太さ斑があることがわかった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、実施例1と対比して、摩耗減量率が約2倍であった。また、触感は部分的に粗硬感のあるものであり、光沢感も従来品と同等レベルであった。
【0123】
(比較例2)
成分Aとしてポリ乳酸P1(融点178℃)、成分Bとして硫酸相対粘度2.90のナイロン6(融点225℃)を用いた以外は実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。比較例2は、口金直下でのバラス効果により極めて大きい膨らみが生じ、そのために細化点が上下に変動する脈動現象が生じ、不安定な状態であった。また、捲縮糸100kgのサンプリングを行った際に糸切れが17回と頻繁に起こっており、製糸性がかなり悪いものであった。また、得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、海島構造をとってはいるが、島成分が染まっていた。そこで、アルカリエッチングによりポリ乳酸を溶出すると、島成分のみが極細糸として残ったことから、ポリ乳酸が海成分を形成していることがわかった。また、該捲縮糸は強度が1.1cN/dtexと低く、糸斑U%も4.5%と極めて悪いものであった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、摩耗減量率は87%と、ポリ乳酸単独(比較例1)と同等レベルであり、かなり用途が限定されるものであった。
【0124】
【表1】

【0125】
(実施例7)
成分Bとして固有粘度1.45のナイロン11を用いた以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例7の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.05〜0.5μmであった。また、該糸断面の切片をアルカリエッチングしてポリ乳酸を溶解除去し観察したところ、島成分が欠落しており、ポリ乳酸が島成分を形成していることが確認された。
【0126】
さらに該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、実施例1よりも嵩高性が高く高品位であり、かつ耐摩耗性も優れていた。また、触感、外観ともに実施例1と同様、極めて優れていた。
【0127】
(実施例8)
成分Bとして硫酸相対粘度2.15のナイロン610(融点225℃)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例8の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.03〜0.3μmであった。また、該糸断面の切片をアルカリエッチングしてポリ乳酸を溶解除去し観察したところ、島成分が欠落しており、ポリ乳酸が島成分を形成していることが確認された。さらに該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、実施例1と同様に触感、外観ともに優れたものであった。
【0128】
(実施例9)
成分Bとして、ε−カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート(66塩)=85/15の重量比で重合したN6/N66共重合ナイロン(融点198℃)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例9の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.03〜0.26μmであった。また、該糸断面の切片をアルカリエッチングしてポリ乳酸を溶解除去し観察したところ、島成分が欠落しており、ポリ乳酸が島成分を形成していることが確認された。さらに該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、実施例1よりも嵩高性が高いものであった。また、触感、外観ともに実施例1と同様、極めて優れていた。
【0129】
(実施例10)
相溶化剤(成分C)を含んだポリ乳酸P2(ポリカルボジイミド“LA−1”:10重量%)を用い、ブレンド比をP1/成分B/P2=20/70/10(成分Aと成分Bの合計量に対する成分Cの濃度:1.0重量%)とした以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を用いた。実施例10の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.03〜0.3μmであった。さらに該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、実施例1よりも耐摩耗性に優れているとともに、触感、外観ともに実施例1と同様、極めて優れていた。
【0130】
(比較例3)
紡糸温度を270℃(Tmb+45℃)として溶融紡糸した以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。なお、該紡糸温度での成分Aの溶融粘度は35Pa・sであり、成分Bの溶融粘度は28Pa・sであった(ηb/ηa=0.8)。比較例3は口金直下でのバラス効果により膨らみが発生し、吐出流がやや不安定であった。また、捲縮糸100kgのサンプリングを行った際に、糸切れが5回起こっており、実施例1対比、やや製糸性が劣るものであった。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、部分的に海島構造が逆転している部分や、島が連結してなる共連続構造をとる部分が共存していた。また強度が1.4cN/dtexと実施例1対比、約半分であると共に、糸斑を示すウスター斑U%が2.2%と高いものであった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、摩耗減量率が76.5%と極めて悪く、光沢感も従来品より劣るものであった。
【0131】
(比較例4)
口金を変更し、スリット巾0.43mm、スリット長2.15mm、孔深度0.6mmのY孔とした以外は、実施例3と同様にして製糸を行った。口金直下での膨らみは発生しなかったが、細化が安定せずに製糸することができなかった。なお、比較例4の口金孔内の吐出線速度は0.0195m/秒である。
【0132】
(比較例5)
口金を変更し、スリット巾0.09mm、スリット長0.45mm、孔深度0.6mmのY孔とした以外は、実施例3と同様にして製糸を行った。比較例5は、口金直下でのバラス効果により極めて大きい膨らみが生じ、そのために細化点が上下に変動する脈動現象が生じて製糸することができなかった。
【0133】
【表2】

【0134】
(実施例11)
環状チムニーでの冷却風速を0.1m/秒とした以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例11は口金直下でのバラス効果により膨らみが生じ、若干の脈動現象が生じた。そのため、100kgのサンプリングで2回の糸切れが生じた。得られた捲縮糸は強度が1.3cN/dtexと実施例1対比、約半分であると共に、糸斑を示すウスター斑U%が3.3%と高いものであった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、摩耗減量率が46.8%とやや悪いものであり、触感にもやや粗硬感があるものであったが、シルキー調の光沢感を有しており、外観は良好であった。
【0135】
(実施例12)
吐出量を277g/分とし、2DR速度を2173m/分にて2段目の延伸(延伸倍率:1.15倍)を行い、巻取速度を1847m/分(2DR速度に対し、15%低い速度)とした以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。2DR出口でサンプリングした延伸糸の破断伸度は76%であった。得られた捲縮糸は強度が1.8cN/dtexと実施例1対比、約64%の強度であり、糸斑を示すウスター斑U%が1.6%とやや高いものであった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、摩耗減量率が41.1%とやや悪いものであったが、用途限定すれば使えるレベルであった。
【0136】
(実施例13)
2DRでのセット温度を130℃とした以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例13の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。得られた繊維の横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.03〜0.3μmと実施例1と同等レベルであったが、該捲縮糸の繊維表面には筋状溝がほとんど形成されていなかった。また、捲縮伸長率も実施例1の半分以下であった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、従来品よりは優れた触感を有するものの、光沢感は従来品と同等のものであった。
【0137】
(実施例14)
2DRでのセット温度を110℃とした以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例14の製糸性は実施例1と同様に安定していた。得られた繊維は捲縮伸長率が2.5%と捲縮発現があまりないものであった。また、沸騰水収縮率が11.1%と高く、実施例1の方が寸法安定性に優れたものであった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、触感、光沢感共に従来品と同等のものであった。
【0138】
(実施例15)
口金を変更し、直径0.62mm、孔深度1.0mmの丸孔とした以外は、実施例13と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例15の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。得られた繊維の横断面はほぼ真円(異形度1.0)であり、横断面のTEM観察を行ったところ、均一に分散した海島構造をとっており、島ドメインサイズは直径換算で0.03〜0.3μmと実施例1と同等レベルであった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、実施例1と同様に優れた触感を有するものの、光沢感は実施例1の方が優れていた。
【0139】
(実施例16)
エアジェットスタッファ装置にてノズル温度150℃で加熱圧空処理した以外は、実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。該捲縮糸は捲縮伸長率が2.7%と低く、捲縮発現があまりないものであった。該捲縮糸を用いてカーペットを作成して評価したところ、光沢感は優れているものの、触感はやや粗硬感のあるものであった。
【0140】
【表3】

【0141】
(実施例17)
ポリ乳酸P1(成分A)に対して日本タルク(株)社製のタルク“SG−2000”(平均粒子径D50:0.98μm、10μm以上の粒子:0体積%)を1重量%(繊維全体に対して0.3重量%)ドライブレンドした以外は実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例17の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。また、該捲縮糸は実施例1に対して約1.4倍の拘束荷重下伸長率を示し、捲縮堅牢性が高いものであった。
【0142】
(実施例18)
ポリ乳酸P1(成分A)に対して日産化学工業(株)社製のメラミンシアヌレート“MC−600”(平均粒子径1.6μm、10μm以上の粒子:0体積%)を1重量%(繊維全体に対して0.3重量%)ドライブレンドした以外は実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。実施例18の製糸性は実施例1と同様、極めて安定していた。また、該捲縮糸は実施例1に対して約1.8倍の拘束荷重下伸長率を示し、捲縮堅牢性が極めて高いものであった。
【0143】
(実施例19)
ナイロン6(成分B)に対して沃化銅および沃化カリウムをそれぞれ0.03重量%(繊維全体に対してそれぞれ0.021重量%)ドライブレンドした以外は実施例1と同様にしてエアスタッファ捲縮糸を得た。
さらに実施例1で得られた捲縮糸、および実施例19の捲縮糸をカセ取りし、スガ試験機(株)製のUVオートフェードメーター(タイプ:U48AU)を用いて以下の条件にて耐光性試験を行い、耐光性試験前・後の強度から強度保持率を求めた。その結果、実施例1の捲縮糸の強度保持率が5%であるのに対し、実施例19の捲縮糸の強度保持率は91%と極めて耐光性に優れた捲縮糸であった。
【0144】
<UV処理条件>
UV照射時間 :100hrs
ブラックパネル温度:83℃
缶内温度 :64±3℃
缶内湿度 :缶内温度に対し、相対湿度50±5%
強度保持率(%)=UV処理後の強度(cN/dtex)/UV処理前の強度(cN/dtex)×100
【0145】
【表4】

【図面の簡単な説明】
【0146】
【図1】本発明のポリマーアロイ繊維の海島構造を説明するためのTEM写真である。
【図2】本発明の捲縮糸(実施例1)の繊維表層のSEM写真である。
【図3】捲縮糸の繊維表層に形成される筋状溝のアスペクト比を説明するための概略図である。
【図4】本発明の捲縮糸を製造するために好ましく用いられる直接紡糸・延伸・捲縮加工装置の概略図である。
【図5】本発明の製造方法において、口金の孔深度を説明するための概略図である。
【図6】本発明の製造方法において、冷却開始点を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【0147】
1:紡糸ホッパー
2:2軸押出混練機
3:紡糸ブロック
4:紡糸パック
5:紡糸口金
6:環状チムニー(糸条冷却装置)
7:糸条
8:給油装置1
9:給油装置2
10:ストレッチロール
11:第1加熱ロール(1FR)
12:第2加熱ロール(1DR)
13:第3加熱ロール(2DR)
14:エアジェットスタッファ装置
15:冷却ロール
16:張力測定検知器
17:引取ロール
18:巻取機
19:冷却風吹出面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
脂肪族ポリエステル樹脂(A)と、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)とを含有してなるポリマーアロイ系合成繊維から構成されるエアスタッファ捲縮糸であって、脂肪族ポリエステル樹脂(A)が島成分を形成し、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)が海成分を形成した海島構造をしている捲縮糸。
【請求項2】
島成分のドメインサイズが0.001〜2μmである、請求項1に記載の捲縮糸。
【請求項3】
脂肪族ポリエステル樹脂(A)が結晶性の樹脂であり、融点が150〜230℃である、請求項1または2記載の捲縮糸。
【請求項4】
熱可塑性ポリアミド樹脂(B)が結晶性の樹脂であり、融点が150〜250℃である、請求項1〜3のいずれかに記載の捲縮糸。
【請求項5】
脂肪族ポリエステル樹脂(A)と熱可塑性ポリアミド樹脂(B)のブレンド比率(重量比)が5/95〜55/45である、請求項1〜4のいずれかに記載の捲縮糸。
【請求項6】
脂肪族ポリエステル樹脂(A)と、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)とを含有してなるポリマーアロイが、さらに一分子中に二個以上の活性水素反応性基を含有する化合物(C)を添加して得られたものである、請求項1〜5のいずれかに記載の捲縮糸。
【請求項7】
活性水素反応性基が、グリシジル基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、および酸無水物基からなる群から選ばれる少なくとも一種の反応基である、請求項6に記載の捲縮糸。
【請求項8】
脂肪族ポリエステル樹脂(A)、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)、および一分子中に二個以上の活性水素反応性基を含有する化合物(C)の合計量に対する一分子中に二個以上の活性水素反応性基を含有する化合物(C)の含有量が0.005〜5重量%である、請求項6または7に記載の捲縮糸。
【請求項9】
繊維軸方向に伸びた筋状溝が繊維表面に形成されており、該筋状溝の巾が0.01〜1μmである、請求項1〜8のいずれかに記載の捲縮糸。
【請求項10】
筋状溝のアスペクト比(筋状溝の長軸長さ/筋状溝の巾)が10〜500である、請求項9に記載の捲縮糸。
【請求項11】
捲縮糸が以下の物性を満足するものである、請求項1〜10のいずれかに記載の捲縮糸。
強度:1cN/dtex以上
沸騰水処理後の捲縮伸長率:3〜30%
異形度(D1/D2):1.2〜7
【請求項12】
脂肪族ポリエステル樹脂(A)に対し、タルク、ソルビトール誘導体、リン酸エステル金属塩、塩基性無機アルミニウム化合物、メラミン化合物塩から選ばれる少なくとも1種の結晶核剤を0.01〜2重量%含有する請求項1〜11のいずれかに記載の捲縮糸。
【請求項13】
請求項1〜12のいずれかに記載の捲縮糸を少なくとも一部に含む繊維構造体。
【請求項14】
繊維構造体が自動車内装用のカーペットである、請求項13に記載の繊維構造体。
【請求項15】
脂肪族ポリエステル樹脂(A)と熱可塑性ポリアミド樹脂(B)とをブレンド比率(重量比)5/95〜55/45で混練するに際し、溶融粘度の比(ηb/ηa)が0.1〜2の範囲となる組み合わせとし、一旦ペレット化した後、もしくは混練と連続して溶融紡糸し、紡糸温度を熱可塑性ポリアミド樹脂(B)の融点Tmbに対し、Tmb+3℃〜Tmb+40℃とし、口金吐出孔での吐出線速度を0.02〜0.4m/秒としてマルチフィラメントを形成し、口金面から実質的に鉛直下方0.01〜0.15mを冷却開始点として、該マルチフィラメントに実質的に直交する方向から風速0.3〜1m/秒、風温15〜25℃の気体で冷却し、紡糸仕上げ剤で該マルチフィラメントを被覆し、50〜130℃の加熱ロールで加熱しながらマルチフィラメントの破断伸度が15〜65%になるように1〜3段で延伸し、さらに、延伸後の最終ロール温度を脂肪族ポリエステル樹脂(A)の融点Tmaに対しTma−30〜Tma+30℃として熱セットしてからエアジェットスタッファ装置に供給し、該装置のノズル温度を延伸後の最終ロール温度よりも5〜100℃高い温度として捲縮加工を行い、3次元捲縮糸を形成し、冷却ドラムに当てて引取り、延伸後の最終ロールより10〜30%低い速度で巻き取る捲縮糸の製造方法。
(ここにおいて、ηa:脂肪族ポリエステル樹脂(A)の溶融粘度、ηb:熱可塑性ポリアミド樹脂(B)の溶融粘度)
【請求項16】
脂肪族ポリエステル樹脂(A)および/または熱可塑性ポリアミド樹脂(B)に、一分子中に二個以上の活性水素反応性基を含有する化合物(C)を相溶化剤として添加して溶融混練する、請求項15記載の捲縮糸の製造方法。
【請求項17】
一分子中に二個以上の活性水素反応性基を含有する化合物(C)を、脂肪族ポリエステル樹脂(A)、熱可塑性ポリアミド樹脂(B)、および一分子中に二個以上の活性水素反応性基を含有する化合物(C)添加量の合計量の0.005〜5重量%添加する、請求項16に記載の捲縮糸の製造方法。
【請求項18】
脂肪族ポリエステル樹脂(A)および/または熱可塑性ポリアミド樹脂(B)に、タルク、ソルビトール誘導体、リン酸エステル金属塩、塩基性無機アルミニウム化合物、メラミン化合物塩から選ばれる少なくとも1種の結晶核剤を添加して溶融混練する、請求項15〜17のいずれか記載の捲縮糸の製造方法。
【請求項19】
タルク、ソルビトール誘導体、リン酸エステル金属塩、塩基性無機アルミニウム化合物、メラミン化合物塩から選ばれる少なくとも1種の結晶核剤を、脂肪族ポリエステル樹脂(A)に対して0.01〜2重量%添加する、請求項18に記載の捲縮糸の製造方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2007−197886(P2007−197886A)
【公開日】平成19年8月9日(2007.8.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−233390(P2006−233390)
【出願日】平成18年8月30日(2006.8.30)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】