短纤纱 技术领域
本发明涉及一种含有聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的短纤纱。
背景技术
以棉或羊毛、麻等天然纤维为原料的短纤纱，由于其具有各种纤维特有的良好手感，因此得到广泛的应用。但是，使用100％天然纤维的短纤纱，由于其强度比较低，洗涤收缩率大，形状变化大等原因，在使用性和穿着时的耐久性方面存在问题。
因此，为了弥补这些缺点，合成纤维短纤维混纺的混纺纱得到了广泛地应用。作为混纺的合成纤维，由于其以聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维为代表，因此在强度或形状稳定性改善方面效果明显。但是，由于聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的杨氏模量大而使手感发硬，即使以低混率与天然纤维混纺，仍具有损害天然纤维所具有的良好手感的致命缺点。
此外，最近在衣料用织物或编物中，越来越要求其具有适度的拉伸性和拉伸回复性。作为具有拉伸性和拉伸回复性的短纤纱，为人们熟知的是将斯潘德克斯(聚氨酯弹性纤维的商品名)等弹性纱放入芯内的CSY(芯式短纤纱)。但是，存在着由于氯等化学品的原因，斯潘德克斯的脆化大，染色坚牢度低等问题。此外，CSY在制造时或后加工工序中，容易产生作为芯纱的斯潘德克斯断头(即，芯部断头)，而且将斯潘德克斯正确地装入芯中在技术上是困难的。由于斯潘德克斯飞到外边的纱在制造上成为损耗，因此收率低，制造成本升高。由于具有这些问题，因此一直希望有一种不使用斯潘德克斯并具有优异拉伸性的短纤纱。
另一方面，聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维地初期拉伸强度(杨氏模量)低，为已知具有优异弹性回复性的纤维。特公昭49-21256号公报公开了一种具有至少70％屈挠复原性的含有50wt％以上聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维及聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的卷曲纤维，及将该纤维切断成规定长度的短纤维。此外，特开平11-189938号公报公开了一种通过进行热处理，使拉伸弹性回复性、屈挠回复性提高了的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。
在所有这些发明中，均公开了聚对苯二甲酸丙二醇酯长丝和短纤维的拉伸回复性或屈挠回复性，但对于使用该短纤维的短纤纱，没有公开有关最适宜的短纤纱规格或特征的任何具体内容。
发明内容
本发明的课题在于提供一种聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤纱，该短纤纱具有优异的适宜编织性，在拉伸性、拉伸回复性、长期穿着时的形状稳定性及耐久性等中至少有一个特性优异，并且能够制得灵活利用了与其复合的材料的手感的编织物。
本发明的发明者们为了解决上述课题反复进行了锐意研究，其结果发现：通过使用含有聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维且具有特定物性的短纤纱，可以解决上述课题，从而完成了本发明。
即，本发明如下所述。
1.一种短纤纱，其特征在于：含有至少15wt％以上的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维，5％伸长时的回弹率满足下式(a)。
5％伸长时的回弹率(％)≥0.1X+70 (a)
其中，X表示短纤纱中聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的含有率(wt％)。
2.根据上述1记载的短纤纱，其特征在于：其为聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维和其他纤维的复合短纤纱，聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的含有率为15wt％以上，70wt％以下。
3.根据上述1或2记载的短纤纱，其特征在于：其断裂伸长率为10％以上。
4.根据上述1、2或3记载的短纤纱，其特征在于：其强度和伸长率的乘积为15cN·％/dtex以上。
5.根据上述1～4中任何一项记载的短纤纱，其特征在于：短纤纱的I系数或L系数为1.0～2.5。
6.根据上述1～5中任何一项记载的短纤纱，其特征在于：对其施加油剂，该油剂含有烷基平均碳数为8～18的烷基磷酸酯盐。
在本发明中，5％伸长时的回弹率(％)、断裂伸长率(％)、强度和伸长率的乘积(cN·％/dtex)、初期拉伸强度(cN/dtex)、I系数、L系数用下述方法测定。
(1)5％伸长时的回弹率
对短纤纱施加初始负荷，该初始负荷根据JIS-L-1095(一般短纤纱的试验方法)确定，根据伸长弹性模量试验方法(A法)，使用定速伸长型拉伸试验机，夹持间隔为20cm，拉伸速度为每分钟夹持间隔的50％，拉伸至一定伸长L(5％＝1cm)，放置1分钟后，用同样的速度使其返回到原长度，放置3分钟后，再次用相同的速度拉伸到施加初始负荷的点L1。回弹率Ec(％)由下式求得。
Ec(％)＝{(L-L1)/L}×100
试验次数设定为5次，求其平均值。
(2)断裂伸长率、强度和伸长率乘积、初期拉伸强度
对短纤纱施加初始负荷，该初始负荷根据JIS-L-1095(一般短纤纱的试验方法)确定，使用定速伸长型拉伸试验机，夹持间隔为30cm，拉伸速度为每分钟间隔的100％，进行拉伸试验，求得断裂强度(cN/dtex)、断裂伸长率(％)(断裂时伸长与夹持间隔的比)。
强度和伸长率乘积(cN·％/dtex)＝断裂强度(cN/dtex)×断裂伸长率(％)，计算出强度和伸长率乘积。
初期拉伸强度(cN/dtex)从绘制的载荷-伸长曲线，求得在原点附近相对于拉伸变化的载荷变化的最大点，由切线的斜率求得。
试验次数设定为20次，求其平均值。
(3)I系数、L系数
I系数、L系数为表示纱均匀度的系数，也称作不均匀指数。
I系数、L系数为用ツエルベガ一ウスタ一株式会社制的USTER·TESTER-3测定U％(纱的每单位长度质量的平均偏差率)，用该值除以理论极限均匀度Ulim得到的值，根据构成根数多少的不同，通过下式求得。
(1)构成根数为64根以下时
I系数＝U％×(构成根数)1/2/80 (b)
(2)构成根数超过64根时
L系数＝U％×(构成根数)1/3/40 (c)
这里所说的构成根数是指在短纤纱的断面内短纤维的平均根数，用下式求得。
构成根数＝短纤纱的纤度(dtex)/短纤维的平均纤度(dtex)
当混纺有不同纤度的短纤维时，例如以混率W1(％)混纺有纤度D1(dtex)的短纤维，以混率W2(％)混纺有纤度D2(dtex)的短纤维时，构成根数用下式求得。
构成根数＝短纤纱的纤度(dtex)×(W1/100)/D1+短纤纱的纤度(dtex)×(W2/100)/D2
以下对本发明进行更为详细的说明。
本发明所涉及的短纤纱含有至少15wt％的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。即，本发明所涉及的短纤纱可以为由100wt％聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维构成的短纤纱，或者也可以为聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维与至少一种以上其他短纤维混纺而形成的含有15wt％以上聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的复合短纤纱。通过含有15wt％以上的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维，可以制得具有高伸长回复性、具有优异的拉伸性、拉伸回复性及长期穿着时形状稳定性的短纤纱。
当本发明所涉及的短纤纱含有100wt％聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维时，可以体现出最佳的拉伸性、拉伸回复性，另一方面，在与其他纤维的复合短纤纱中，聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维能够体现出更为优异的特征。即，通过将聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维与其他纤维复合进行混纺，不仅可以充分灵活利用所复合的各纤维的手感，而且可以制得在拉伸性、拉伸回复性、形状稳定性等方面具有优异性能的短纤纱。
在复合短纤纱中，聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的含有率优选在15wt％以上，70wt％以下，为了更有效地灵活利用所复合的各纤维的手感，更优选20wt％以上，40wt％以下。如果聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的含有率在15wt％以上，则5％伸长时的回弹率满足上述式(a)，成为具有充分拉伸回复性的短纤纱。此外，如果聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的含有率在70wt％以下，制得的短纤纱能够充分体现混纺的各纤维的手感。
作为与聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维进行混纺的各纤维，其没有特别限定，可以选取与目的商品所要求的特性相符合的纤维。作为混纺的各纤维，其可以为例如棉、麻、毛、绢等天然纤维、库普拉(铜氨短纤维)、粘胶纤维、高湿模量粘胶纤维、精制纤维素、醋酸酯等化学纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系纤维、丙烯酸系纤维、聚酰胺系纤维等合成纤维、进而为这些物质的共聚类型或使用同种或不同种聚合物的复合纤维(并列型、偏芯鞘芯型等)等的任何一种。
复合短纤纱的复合方法并无特别限定，适用的方法有：在混打绵或梳棉工序中将原棉进行混棉的方法，在炼条工序或混合针梳工序中将条子重叠复合的方法、在精纺工序中供给多根粗纱或条子进行精纺加捻的方法等。
更具体说，例如，当复合短纤纱为棉与聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维复合时，优选地，在棉纺方式的纺纱工序中，使100wt％的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维(优选纤维长38mm)通过梳棉机，使其成为条子，在随后的炼条工序中与棉条一起复合。此外，当复合短纤维为羊毛或麻(亚麻、苧麻)与聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维复合时，优选地，在梳毛纺方式的纺纱工序中，使100wt％的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维(纤维长为64mm以上的斜切短纤维)通过辊式梳棉机，成为条子后，用混合机(配有混合针梳机或ポ一キユパイン辊的ボビナ一)使其与羊毛或麻的条子一起复合。进而在纺毛方式的纺纱工序中，当制造开司米或公羊羊毛与聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的复合短纤纱时，优选地，在原棉调合时进行混合，其后装入辊式梳棉机。
本发明所涉及的短纤纱，其5％伸长时的回弹率满足上式(a)。更优选地，5％伸长时的回弹率为75％以上，100％以下，进一步优选地，为80％以上，100％以下。
如果5％伸长时的回弹率满足上式(a)，则可以获得足够的拉伸回复性，使用该短纤纱的编物或织物，其作为衣服的舒适感良好，即使长时间穿着或反复洗涤，很少变形或产生尺寸变化，其形状稳定性优异。
代替聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维而使用聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维或聚对苯二甲酸丁二醇酯短纤维的短纤纱，则不能满足上式(a)。
本发明所涉及的短纤纱，其断裂伸长率优选10％以上，更优选为20％以上，60％以下。断裂伸长率如果在该范围内，针织时或织造时的断纱少，可以制得编织性良好，拉伸性优异的布料。
本发明所涉及的短纤纱，其强度和伸长率乘积优选15cN·％/dtex以上，更优选20cN·％/dtex以上，100cN·％/dtex以下。如果强度和伸长率乘积在15cN·％/dtex以上，则纱的韧性高，具有受到瞬间高应力时耐断裂性提高、受到重复应力时强度伸长率降低变小等效果，可以制得最适宜运动用衣料等具有高耐冲性或耐久性的布料。
本发明所涉及的短纤纱，作为表示其均匀度的指标，I系数或L系数优选在1.0～2.5的范围内，更优选在1.0～2.0的范围内。如果I系数或L系数在上述范围内，可以制得斑点少、均匀度优异的短纤纱，可以制得高品位的编织物。
表示短纤纱的均匀度时，一般是用ウ一スタ均匀度实验机测定的U％表示。但是，由于短纤纱的粗度(纤度)或构成短纤纱的短纤维的粗度(纤度)的原因，U％变化大。因此，为了减少短纤纱或短纤维纤度的影响，优选用I系数或L系数表示均匀度，I系数或L系数为U％与理论极限均匀度Ulim的比。该系数与构成短纤纱的短纤维的平均根数、即构成根数的多少有关，分别用上式(b)、(c)求得。
优选地，本发明所涉及的短纤纱的捻度根据纤维长适当设定，以使采用公制支数换算的捻系数α(α＝捻度(T/m)/(公制支数0.5))在60～120的范围内，在能够充分确保短纤纱强度的范围内，捻度设定得尽可能低，则拉伸性越高。
本发明所涉及的短纤纱，其单丝纤度通常优选0.1dtex以上，10.0dtex以下，当将短纤纱用于衣料用途时，其更优选为1.0dtex以上，6.0dtex以下。
短纤维的纤维长优选在约30mm～约160mm的范围内，可以根据用途、纺织方式、与其复合的各纤维的纤维长等进行选择。为了制得可纺性良好、品质优异的短纤纱，过长纤维的比例(其纤维长比设定纤维长更长的单纤维的含有比例)优选在0.5wt％以下。
用于本发明所涉及的短纤纱的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维，其初期拉伸强度优选10～30cN/dtex，更优选20～30cN/dtex，进一步优选20～27cN/dtex。初期拉伸强度不足10cN/dtex的短纤维，在目前难于制造。
用于本发明的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维，其单丝断面可以沿长度方向均一或有粗有细，断面可以为圆型、三角、L型、T型、Y型、W型、八叶型、偏平型(偏平度为1.3～4左右，包括W型、I型、ブ一メラン型、波型、丸子串型、茧型、长方体型等)、犬骨型等多角型、多叶型、中空型或不定型。
在本发明中，聚对苯二甲酸丙二醇酯是以对苯二甲酸亚丙基酯单元作为主要重复单元的聚酯，优选对苯二甲酸亚丙基酯单元约为50摩尔％以上，更优选约为70摩尔％以上，进一步优选80摩尔％以上，最优选90摩尔％以上。因此，包括作为第三成分的其他酸成分及/或二元醇成分的合计量优选约50摩尔％以下，更优选30摩尔％以下，进一步优选20摩尔以下，最优选10摩尔％以下的聚对苯二甲酸丙二醇酯。
在催化剂存在下，在适当的反应条件下，使对苯二甲酸、或例如对苯二甲酸二甲酯等对苯二甲酸的功能性衍生物和亚丙基二醇或其功能性衍生物进行缩聚反应从而合成聚对苯二甲酸丙二醇酯。在该合成过程中，可以添加适当的一种或两种以上的第三成分进行共聚。或者可以将聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚对苯二甲酸丙二醇酯以外的聚酯或尼龙等和聚对苯二甲酸丙二醇酯掺混。
作为可以添加的第三成分，其包括例如脂肪族二元羧酸(草酸、己二酸等)、脂环族二元羧酸(环己烷二甲酸等)、芳香族二元羧酸(间苯二甲酸、间苯二甲酸磺酸钠等)、脂肪族二元醇(乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇等)、脂环族二元醇(环己烷二甲醇等)、含芳香族的脂肪族二元醇(1，4-双(β-羟基乙氧基)苯等)、聚醚二元醇(聚乙二醇、聚丙二醇等)、脂肪族羟基羧酸(ω-羟基己酸等)、芳香族羟基羧酸(对羟基苯甲酸等)等。此外，在聚合物基本上为线性的范围内，也可以使用含有1个或3个以上酯形成性官能团的化合物(苯甲酸等或丙三醇等)。
进而，可以使聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维中含有二氧化钛等消光剂、磷酸等稳定剂、羟基苯酮衍生物等紫外线吸收剂、滑石等结晶成核剂、硅胶等润滑剂、受阻酚衍生物等抗氧剂、阻燃剂、抗静电剂、抗静电剂、消光剂、颜料、荧光增白剂、红外线吸收剂、消泡剂等改性剂。
在本发明中，聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维并不限于由一种聚对苯二甲酸丙二醇酯构成的短纤维，可以为含有聚合度或共聚组成等不同的两种以上聚对苯二甲酸丙二醇酯的短纤维，或至少一成分为聚对苯二甲酸丙二醇酯、进而含有其他成分的短纤维等。例如，作为优选的实例，可列举潜在卷曲显现性聚酯短纤维。
所谓潜在卷曲显现性聚酯短纤维，是指由至少两种聚酯成分构成(具体地，多接合成并列型或偏芯鞘芯型)的短纤维，其经热处理显现卷曲。这两种聚酯成分的复合比(一般多在70/30～30/70(质量比)的范围)、接合面形状(为直线或曲线形状)等并无特别限定。此外，单丝纤度优选使用0.5～10dtex，但并不限于此。
潜在卷曲显现性聚酯短纤维，其至少一成分为聚对苯二甲酸丙二醇酯即可。
具体地，有使其至少一成分为特开2001-40537号公报中公开的聚对苯二甲酸丙二醇酯的纤维。即，其为两种聚酯聚合物结合成并列型或偏芯鞘芯型的复合纤维，当接合成并列型时，两种聚酯聚合物的熔融粘度比优选1.00～2.00，当接合成偏芯鞘芯型时，鞘聚合物与芯聚合物的碱减量速度比优选鞘聚合物快3倍以上。
作为具体的聚合物组合，优选聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯、以及聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯，特别优选在卷曲的内侧配置了聚对苯二甲酸丙二醇酯的纤维。
在本发明中，就潜在卷曲显现性聚酯短纤维来讲，构成该短纤维的聚酯成分至少一个为聚对苯二甲酸丙二醇酯，例如，将第一成分为聚对苯二甲酸丙二醇酯，第二成分为从聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、尼龙中选取的聚合物并列或偏芯配置，复合纺丝成并列型或偏芯鞘芯型。特别地，优选聚对苯二甲酸丙二醇酯和共聚聚对苯二甲酸丙二醇酯的组合，或特性粘度不同的两种聚对苯二甲酸丙二醇酯的组合。
作为该潜在卷曲显现性聚酯短纤维的具体实例，除上述特开2001-40537号公报以外，在特公昭43-19108号公报、特开平11-189923号公报、特开2000-239927号公报、特开2000-256918号公报、特开2000-328382号公报、特开2001-81640号公报等中也有公开。
两种聚对苯二甲酸丙二醇酯的特性粘度差优选0.05～0.4(dl/g)，更优选0.1～0.35(dl/g)，进一步优选0.15～0.35(dl/g)。例如，当从0.7～1.3(dl/g)中选取高粘度一方的特性粘度时，低粘度一方的特性粘度优选从0.5～1.1(dl/g)中选取。此外，低粘度一方的特性粘度优选0.8(dl/g)以上，更优选0.85～1.0(dl/g)，进一步优选0.9～1.0(dl/g)。
此外，该复合纤维的平均特性粘度优选0.7～1.2(dl/g)，更优选0.8～1.2(dl/g)，进一步优选0.85～1.15(dl/g)，最优选0.9～1.1(dl/g)。
本发明中所说的特性粘度的值并不是所使用的聚合物的粘度，而是指纺丝得到的丝的粘度。其原因在于，聚对苯二甲酸丙二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯等相比，容易产生热分解，即使使用高特性粘度的聚合物，在纺丝工序中由于热分解，特性粘度也会下降，因此在所得到的复合纤维中，难于维持原料聚合物的特性粘度差保持不变。
本发明中所使用的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维用例如如下的方法制得。
对特性粘度为0.4～1.9，优选0.7～1.2的聚对苯二甲酸丙二醇酯进行熔融纺丝，以1500m/分左右的卷取速度制得未牵伸丝后，用2～3.5倍左右牵伸的牵伸方法、或使用将纺丝-牵伸工序直接结合的直接牵伸法(纺丝-牵伸法)、卷取速度5000m/分以上的高速纺丝法(纺丝-卷取法)等制得长纤维。
连续地将制得的长纤维作成束，形成纤维束，或将暂且卷取成卷装的长纤维再次解舒作成束，形成纤维束，上纺纱用油剂，必要时进行热处理，然后实施卷曲加工使其卷曲，切成规定的长度，制得短纤维。
将暂且卷取成卷装的长纤维再次解舒形成束时，由于已经施加了长纤维用纺丝整理油剂，因此优选将该油剂去除后再上纺纱用油剂。可以在将经过熔融纺丝得到的未牵伸丝作成束，形成纤维束后进行牵伸，但为了制得均一的短纤维，优选在牵伸后形成纤维束。
在熔融纺丝中，也可以使用用优选2000m/分以上、更优选2500～4000m/分的卷取速度进行拉伸而制得的部分取向未牵伸丝。在这种情况下，优选地，在以自然牵伸倍率以下的倍率进行牵伸后，实施卷曲加工。
此外，也可以不先切成短纤维，在纤维束的状态下投入到纺纱工序中，用纤维束牵切机进行切断，形成短纤维，作成短纤纱。
与聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等相比，聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维存在着纤维间摩擦力高这一特有的问题，但通过施加适当量适宜的纺纱用油剂，可以制得具有良好纺纱性和高均匀度的短纤纱。
在本发明中，向聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维施加油剂的主要目的在于：在赋予抗静电性的同时，使纤维间的摩擦力降低，开松性提高，另一方面赋予适度的集束性，而且使纤维对金属的摩擦力降低，在开松工序中防止纤维损伤。作为油剂，优选可以用作抗静电剂的阴离子表面活性剂，例如，优选以烷基平均碳数为8～18的烷基磷酸酯盐为主成分的油剂，更优选以烷基平均碳数为8～18的烷基磷酸酯钾盐为主成分的油剂，最优选以烷基平均碳数为10～15的烷基磷酸酯钾盐为主成分的油剂。
作为烷基磷酸酯盐的具体实例，其包括例如十二烷基磷酸酯钾盐(平均碳数为12)、十六烷基磷酸酯钾盐(平均碳数为16)、硬脂基磷酸酯钾盐(平均碳数为18)等，但并不限于这些。油剂成分中烷基磷酸酯盐的含有率优选50～100wt％，更优选70～90wt％。
此外，作为其他油剂成分，为了提高平滑性并防止纤维损伤，可以含有50wt％以下，优选10～30wt％的动植物油、矿物油、脂肪酸酯系化合物、或由脂肪族高级醇或多元醇的脂肪酸酯的氧化乙烯、氧化丙烯化合物等构成的非离子活性剂。
纺纱用油剂的附着量优选0.05～0.5％omf，更优选0.1～0.35％omf，进一步优选0.1～0.2％omf。
如果油剂选择得适当，而且附着量在上述范围内，则可以制得可纺性优异、均匀度高的短纤纱。但是，如果油剂的附着量过多，则在梳棉工序中容易产生向滚筒卷绕，或在炼条工序、粗纺工序、精纺工序等辊拉伸工序中容易产生向顶辊(橡胶辊)卷绕。相反，如果油剂的附着量过少，则在开纤工序中容易产生短纤维的损伤，或在上述辊拉伸工序中，产生过多的静电，容易向底辊(金属辊)卷绕。油剂的影响在精纺工序中尤为显著，如上所述的短纤维向顶辊或底辊的卷绕致使断丝增多，同时使丝的均匀度降低。
此外，在对聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维施以卷曲加工时，卷曲加工的方法并无特别限制，从生产性、卷曲形态良好方面考虑，优选使用填料箱的强制卷曲加工法。为了改善纺纱工序中短纤维的开松性、工序通过性，优选卷曲数为3～30个/25mm，更优选5～20个/25mm。此外，卷曲率优选2～30％，更优选4～25％。
此外，优选地，纤维长度越短，在上述范围内卷曲数越多，卷曲率越大。更具体说，在纤维长38mm(棉纺方式)情况下，优选卷曲数为16±2个/25mm，卷曲率为18±3％，在纤维长51mm(合纤纺方式)的情况下，优选卷曲数为12±2个/25mm，卷曲率为15±3％，在纤维长64mm以上的斜切纤维(梳毛纺方式)情况下，优选卷曲数为8±2个/25mm，卷曲率为12±3％。此外，在纺毛方式(纤维长51mm，等长)的情况下，优选卷曲数为18±2个/25mm，卷曲率在20±3％范围内。此外，在装入高速梳棉机的情况下，由于卷曲容易被拉伸，因此优选使卷曲率比上述范围大2～5％。
如果卷曲数或卷曲率在上述范围内，则在梳棉工序，在集束压延机的辊中不产生经纱垂落，或在圈条压辊中不产生断条，梳棉机通过性良好，此外，可以制得开松性良好，断丝或厚片少，可纺性优异，均匀度高，I系数或L系数良好的短纤纱。
制造本发明的短纤纱的方法并无特别限定，根据聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的纤维长，可以使用通常的棉纺方式(纤维长32mm、38mm、44mm)、合纤纺方式(纤维长51mm、64mm、76mm)、梳毛纺方式(纤维长为64mm以上的斜切纤维)、纤维束纺纱法(使用纤维束)等纺纱方法。此外，精纺方法也无特别限定，可以使用环式精纺法、转子型自由端纺纱法、空气喷射精纺法，摩擦型自由端精纺法中空锭子精纺法(抛光精纺法)、自加捻精纺法等，为了制得利用聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的柔软性的具有通用性的短纤纱，优选环式精纺法。此外，在纺毛方式的情况下，优选使用走锭精纺机。
本发明的短纤纱，在不损害本发明目的的范围内，可以为与各种长丝的复合短纤纱，例如芯式短纤纱、精纺加捻纱、抛光纱、各种艺术纱，必要时可以施以双纱加工或加捻加工。此外，可以使本发明的短纤纱与其他短纤纱、各种长丝、加工纱等进行加捻，或进行经纬交错或流体搅乱加工，成为复合纱。
具体实施方式
以下列举实施例、比较例，对本发明进行进一步的具体说明，但本发明并不限于这些实施例和比较例。
测定法、评价法等如下所述。
(1)特性粘度
特性粘度[η](dl/g)为根据下式定义求出的值。
[η]＝lim(ηr-1)/C
C→O
式中，ηr为用98％以上纯度的邻氯苯酚溶剂溶解的聚对苯二甲酸丙二醇酯丝或聚对苯二甲酸乙二醇酯丝的稀溶液在35℃的粘度除以在同一温度下测定的上述溶剂的粘度所得到的值，其被定义为相对粘度。C为聚合物浓度(g/100ml)。
当复合短纤维使用特性粘度不同的两种以上聚合物时，由于测定构成短纤维的各聚合物的特性粘度困难，因此在与该纤维的纺丝条件相同的条件下，单独地将各聚合物纺丝，使用制得的各丝测定的特性粘度作为构成复合短纤维的纤维的特性粘度。
(2)卷曲数、卷曲率
根据JIS-L-1015(化学纤维短纤维试验方法)的卷曲数试验方法及卷曲率试验方法进行测定。
(3)工序通过性(可纺性)
将100kg聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维投入纺纱工序，对梳棉机通过性及精纺工序的断丝性进行评价。
梳棉机通过性是在纺出速度100m/分的条件下，对装入梳棉机(棉纺、合纤纺方式中为扁平梳棉机、梳毛纺方式中为辊式梳棉机)、向滚筒的卷取、集束压延机中的垂挂、条子断头等进行评价。
精纺工序中的断丝性通过对1台精纺机(400锤)连续生产100kg短纤纱时的断丝数进行计数，计算出平均1台精纺机、1小时的断丝数，进行评价。
(4)手感、形态变化、耐久性
用制得的短纤纱作成圆形编织布料，通过裁断、缝制，作成运动服装。10人组成的监测对象，每人每穿着1天就进行通常的洗涤，进行长达20天的穿着试验，对手感、形态变化、耐久性用触觉进行官能评价，用肉眼进行判定，进行相对评价。
[实施例1]
在纺丝温度为265℃、纺丝速度1200m/分的条件下，对[η]＝0.72的聚对苯二甲酸丙二醇酯进行纺丝，得到未牵伸丝，随后，在热辊温度60℃、热板温度140℃、牵伸倍率3倍、牵伸速度800m/分的条件下进行牵伸加捻，得到84dtex/36f的牵伸丝。牵伸丝的强度、伸长率及弹性率分别为3.5cN/dtex、45％、及25.3cN/dtex。
将制得的200根牵伸丝作成束，通过精炼工序将长纤维用整理剂除去后，上0.1％omf的纺纱用油剂，该油剂以十二烷基磷酸酯钾盐为主成分，在汽蒸处理工序中，在110℃的条件下进行热处理后，用填料箱在95℃条件下进行强制卷曲加工，用EC切割机将纤维切断成51mm的长度，制得聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的卷曲数为11.9个/25mm，卷曲率为12.3％。
将制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维投入到通常合纤纺方式的纺纱工序中，用环式精纺机制造短纤纱，在80℃×15分的条件下用真空调节器进行定捻调节。用公制支数表示，制得的短纤纱的支数为1/51.5Nm(194.2dtex)，捻系数α为95.3(捻度684T/m)，U％为14.7％，L系数为1.61(构成根数为84.4根)。
将制得的全部短纤纱卷曲，用大型喷射染色机在常压下进行全体染色，用30英寸(76.2cm)、18针的圆形针织机制得天竺组织的圆形编织物。
染色后短纤纱的强度、伸长率、初期拉伸强度、5％伸长时的回弹率、及其他测定、评价结果一并示于表1。
[实施例2]
除了使实施例1中使用的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的比例为67wt％，库普拉(ベンベルグ：旭化成株式会社的商标)短纤维(纤度1.4dtex、纤维长51mm)的比例为33wt％，在炼条工序中进行混纺，在60℃×15分的条件下进行定捻调节外，其余用与实施例1相同的方法，制得短纤纱。
随后，与实施例1同样，进行染色，制得圆形编织物。染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表1。
[实施例3]
除了使实施例1中使用的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的比例为33wt％，质量规格70号的羊毛(平均纤度4.0dtex、纤维长切成51mm)的比例为67wt％，在炼条工序中进行混纺，在70℃×15分的条件下进行定捻调节外，其余用与实施例1相同的方法，制得短纤纱。随后，与实施例1同样，进行染色，制得圆形编织物。
染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表1。
[实施例4]
与实施例1相同，制得单丝纤度1.7dtex、纤维长38mm的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的卷曲数为16.4个/25mm，卷曲率为15.8％。
使制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的比例为50wt％，精梳棉的比例为50wt％，在炼条工序中进行条子混纺，用通常棉纺方式的纺纱工序制得短纤纱。随后，与实施例1同样，进行染色，制得圆形编织物。
染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表1。
[比较例1]
除了使用纤度2.3dtex、纤维长51mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维外，其余用与实施例1相同的方法制得短纤纱。随后，与实施例1同样，进行染色，制得圆形编织物。
染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表1。
[比较例2]
使比较例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维的比例为67wt％，库普拉短纤维(纤度1.4dtex、纤维长51mm)的比例为33wt％，进行混纺，用与实施例1相同的方法制得短纤纱。除了在60℃×15分的条件下进行定捻调节外，其余与实施例1同样，进行染色，制得圆形编织物。
染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表1。
实施例1～4的所有短纤纱，由于其伸长率高，因此编织性极好。而且由于初期拉伸强度小，伸长率高，因此其编织物具有在低应力下伸长大的特性，拉伸性良好。此外，由于回弹率高，因此编织物具有优异的伸长回复性。
此外，实施例2、3及4中得到的编织物，在聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的手感没有过多体现的情况下，作为复合的其他材料，库普拉、羊毛、棉的手感充分得以体现。
根据穿着试验的结果，实施例1～4的手感或尺寸变化非常小，没有产生孔穴、表面擦落、起球等，耐久性优异。
比较例1的短纤纱，由于其初期拉伸强度高，回弹率低，因此其织物的手感硬，拉伸性、拉伸回复性都低。
比较例2的短纤纱，由于其伸长率低，因此编织时有断丝产生，编织性略有不良。此外，由于短纤纱的初期拉伸强度高，伸长率低，回弹率低，因此织物的拉伸性、拉伸回复性都低。此外，由于短纤纱的强度伸长率乘积低，因此在穿着试验中发现有表面擦落或起球产生，耐久性差。
[实施例5～9]
改变实施例1中使用填料箱进行强制卷曲加工的条件，制得卷曲数和卷曲率不同的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。用制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维，与实施例1相同制造短纤纱，与实施例1同样进行染色，制成圆形编织物。
染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表2。
实施例5～9的短纤纱均具有良好的编织性，制得的织物具有优异的拉伸性、拉伸回复性。在穿着试验中，手感或尺寸的变化极小，没有孔穴、表面擦落、起球等产生，耐久性优异。
可以看到这样的倾向，即卷曲数或卷曲率越多，则短纤纱中的断丝或厚片也略多，L系数也变大，短纤纱的均匀度降低。特别地，由于实施例5的卷曲数、卷曲率都稍大，因此开松性略有不足，精纺工序中断丝稍多，L系数也超过2.0，均齐度稍差。此外，由于实施例9的卷曲数、卷曲率均略小，因此产生的倾向是在梳棉工序中，在集束压延机的一部分，经纱略有下垂。
[实施例10～14]
与实施例1相同，制得纤度2.2dtex、纤维长64～89mm的斜切聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。但改变了使用填料箱的强制卷曲加工的条件，制得卷曲数和卷曲率不同的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。
分别将制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维投入梳毛纺纱工序中，使聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的比例为30wt％，品质规格70号的羊毛(平均纤度4.0dtex)的比例为70wt％，在混合针梳工序中进行混纺，用环型精纺机制得短纤纱。
除了在70℃×15分的条件下对制得的短纤纱进行定捻调节外，其余与实施例1相同进行染色，制得圆形编织物。
染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表3。
实施例10～14的短纤纱，均具有良好的编织性，其织物的拉伸性、拉伸回复性优异，同时织物中羊毛的手感充分体现。在穿着试验中，手感或尺寸的变化极小，没有孔穴、表面擦落、起球等产生，耐久性优异。
但是，与上述实施例5～9相同，发现这样的倾向，即卷曲数或卷曲率越多，则短纤纱中的断丝或厚片也略多，L系数也变大，短纤纱的均匀度降低。特别地，由于实施例10的卷曲数、卷曲率都略大，因此开松性略有不足，精纺工序中的断丝略多，L系数也超过2.0，均匀度稍差。此外，由于实施例14的卷曲数、卷曲率均稍小，因此看到的倾向是在梳棉工序中，在集束压延机的一部分中，经纱略有下垂。
[实施例15～18]
除了改变实施例1中以十二烷基磷酸酯钾盐为主成分的纺织用油剂的附着率外，其余与实施例1相同制得聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。用制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维，与实施例1相同制造短纤纱，进行染色，作成圆形编织物。
染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表4。
实施例15～18的短纤纱均具有良好的编织性，其编织物的拉伸性、拉伸回复性优异。在穿着试验中，手感或尺寸的变化极小，没有孔穴、表面擦落、起球等产生，耐久性优异。
由于实施例16的油剂附着率适当，因此梳棉机通过性也良好，精纺工序中的断丝数也非常少，可纺性非常良好。此外，L系数小，纱的均匀度优异。
由于实施例15的油剂附着量稍少，因此在梳棉工序或精纺工序中，静电产生量稍多，在精纺工序中由于向底辊卷绕所以断丝稍多。此外，L系数也超过2.0，纱的均匀度稍差。
由于实施例17的油剂附着量稍多，因此精纺工序中由于短纤维向顶辊卷绕因此断丝稍多，纱的均匀度一般。
由于实施例18的油剂附着率多，发现在梳棉工序中产生向滚筒卷绕的倾向，同时在精纺工序中，断丝也略有增加，L系数也超过2.0，均匀度略有不足。
[实施例19]
除了不去除实施例1中以脂肪酸酯及分子量1500的聚醚为主成分的长纤维用整理剂，不上纺纱用油剂外，其余与实施例1相同，制得聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。整理剂的附着率为0.12％omf。
使用制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维，与实施例1相同制造短纤纱，进行染色，作成圆形编织物。
染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表4。
制得的短纤纱具有良好的编织性，其编织物具有优异的拉伸性、拉伸回复性。穿着试验的结果也良好。
但是，由于油剂不是最佳，因此在梳棉工序或精纺工序中，静电的产生量稍多，特别是精纺工序中的断丝稍多。此外，L系数也超过2.0，均匀度稍差。
[实施例20]
使特性粘度不同的两种聚对苯二甲酸丙二醇酯的比率为1∶1，挤出成为偏芯鞘芯型(高粘度一方为芯部)，在纺丝温度为265℃，纺丝速度为1500m/分的条件下，制得未牵伸丝。随后，在热辊温度为55℃、热板温度为140℃、牵伸速度为400m/分的条件下，设定牵伸倍率进行牵伸加捻，以使牵伸后的纤度达到84dtex，制得84dtex/36f的偏芯鞘芯型复合多纤维长丝。制得的复合多纤维长丝的特性粘度，其高粘度一方的特性粘度[η]＝0.90，低粘度一方的特性粘度[η]＝0.70。
除了使用制得的复合多纤维长丝，不进行使用填料箱的强制卷曲加工外，与实施例1相同制得纤维长51mm的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维。制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维的卷曲数为13.2个/25mm，卷曲率为17.5％。
使用制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维，与实施例1相同制造短纤纱，进行染色，作成圆形编织物。
染色后短纤纱的物性及其他的测定、评价结果一并示于表4。
所制得的短纤纱具有良好的编织性，其编织物的拉伸性、拉伸回复性优异，穿着试验的结果也良好。表1 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 比较例1 比较例2短纤维纤维 PTT PTT Bem PTT Wool PTT 棉 PET PET Bem含有率(％) 100 67 33 33 67 50 50 100 67 33单丝粗度(dtex) 2.3 2.3 1.4 2.3 4.0 1.7 2.1 2.3 2.3 1.4纤维长(mm) 51 51 51 51 51 38 30 51 51 51卷曲数(个/25mm) 11.9 11.9 12.2 11.9 -- 16.4 -- 13.2 13.2 12.2卷曲率(％) 12.3 12.3 15.1 12.3 -- 15.8 -- 14.5 14.5 15.1可纺性梳棉机通过性 良好 良好 良好 良好 良好 良好精纺纱断头(根/台·小时) 4.2 6.7 7.2 5.3 5.3 6.4短纤纱支数(Nm) 1/51.5 1/51.7 1/52.5 1/52.3 1/52.4 1/52.0纤度(dtex) 194.2 193.4 190.5 191.2 190.8 192.3捻系数 95.3 95.9 100.8 104.7 94.2 95.3构成根数(根) 84.4 101.9 59.2 101.8 83.0 101.3U％(％) 14.7 12.1 17.3 13.3 14.9 12.5I(L)系数 1.61 1.41 1.66 1.55 1.62 1.46染色后的短纤纱强度(cN/dtex) 1.52 1.09 0.81 2.03 3.89 1.62伸长率(％) 43.9 26.8 27.6 18.6 14.5 8.6强度伸长率乘积(cN·％/dtex) 66.7 29.2 22.4 37.8 56.4 13.9初期拉伸强度(cN/dtex) 6.7 9.6 7.5 12.4 37.9 36.65％伸长回弹率(％) 91.4 88.1 85.5 87.3 72.2 68.0表2 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9短纤维纤维 PTT PTT PTT PTT PTT含有率(％) 100 100 100 100 100单丝粗度(dtex) 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3纤维长(mm) 51 51 51 51 51卷曲数(个/25mm) 16.8 14.5 12.3 10.8 9.7卷曲率(％) 25.2 15.6 19.7 13.2 11.5可纺性梳棉机通过性 良好 良好 良好 良好 不良精纺纱断头(根/台·小时) 12.8 5.3 6.1 5.5 4.7短纤纱支数(Nm) 1/52.7 1/52.3 1/52.0 1/51.8 1/52.1纤度(dtex) 189.8 191.2 192.3 193.1 191.9捻系数 95.2 95.1 95.3 94.9 94.8构成根数(根) 82.5 83.1 83.6 84.0 83.4U％(％) 19.3 18.1 16.8 14.2 15.6I(L)系数 2.10 1.97 1.84 1.55 1.70染色后的短纤纱强度(cN/dtex) 1.28 1.36 1.32 1.50 1.62伸长率(％) 40.3 42.9 41.8 44.7 43.1强度伸长率乘积(cN·％/dtex) 5 1.6 58.3 55.2 67.1 69.8初期拉伸强度(cN/dtex) 7.5 7.2 7.6 6.5 6.95％伸长回弹率(％) 88.6 89.5 92.2 87.0 88.7表3 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14短纤维纤维 PTT Wool PTT Wool PTT Wool PTT Wool PTT Wool含有率(％) 30 70 30 70 30 70 30 70 30 70单丝粗度(dtex) 2.2 4.0 2.2 4.0 2.2 4.0 2.2 4.0 2.2 4.0纤维长(mm) 64-89 Bias -- 64-89 Bias -- 64-89 Bias -- 64-89 Bias -- 64-89 Bias --卷曲数(个/25mm) 12.3 -- 11.8 -- 10.7 -- 9.8 -- 6.2 --卷曲率(％) 20.5 -- 15.2 -- 14.1 -- 12.4 -- 10.3 --可纺性梳棉机通过性 良好 良好 良好 良好 不良精纺纱断头(根/台·小时) 11.3 6.5 5.3 7.1 7.5短纤纱支数(Nm) 1/48.5 1/47.8 1/48.0 1/48.3 1/47.5纤度(dtex) 206.2 209.2 208.3 207.0 210.5捻系数 82.2 83.2 82.4 82.0 82.6构成根数(根) 64.2 65.1 64.9 64.5 65.5U％(％) 20.3 18.9 17.6 16.3 17.0I(L)系数 2.03 1.90 1.77 1.63 1.71染色后的短纤纱强度(cN/dtex) 0.73 0.75 0.82 0.78 0.76伸长率(％) 24.7 25.4 24.6 26.7 27.8强度伸长率乘积(cN·％/dtex) 18.0 19.1 20.2 20.8 21.1初期拉伸强度(cN/dtex) 12.9 13.2 12.8 12.7 12.55％伸长回弹率(％) 80.8 80.3 79.2 78.8 81.2表4 实施例 15 实施例 16 实施例 17 实施例 18 实施例 19 实施例 20短纤维纤维 PTT PTT PTT PTT PTT PTT/PTT含有率(％) 100 100 100 100 100 100单丝粗度(dtex) 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3纤维长(mm) 51 51 51 51 51 51卷曲数(个/25mm) 11.9 11.9 11.9 11.9 11.9 13.2卷曲率(％) 12.3 12.3 12.3 12.3 12.3 17.5油剂附着量(％omf) 0.03 0.15 0.35 0.55 0.12 0.10可纺性梳棉机通过性 不良 良好 良好 不良 不良 良好精纺纱断头(根/台·小时) 23.8 5.3 13.6 28.9 28.8 8.4短纤纱支数(Nm) 1/52.1 1/51.8 1/52.4 1/51.9 1/52.3 1/52.2纤度(dtex) 191.9 193.1 190.8 192.7 191.2 191.6捻系数 95.2 95.3 94.8 94.9 95.1 95.0构成根数(根) 83.5 83.9 83.0 83.8 83.1 83.3U％(％) 18.6 14.3 16.2 18.8 19.5 13.7I(L)系数 2.03 1.57 1.77 2.06 2.13 1.50染色后的短纤纱强度(cN/dtex) 1.38 1.54 1.51 1.40 1.52 1.48伸长率(％) 40.2 42.8 41.5 39.1 41.8 39.5强度伸长率乘积(cN·％/dtex) 55.5 65.9 62.7 54.7 63.5 58.5初期拉伸强度(cN/dtex) 7.0 6.6 6.8 6.9 6.7 6.25％伸长回弹率(％) 91.7 90.6 89.2 92.1 91.3 90.4
表中纤维缩写的含义如下所示。
PTT：聚对苯二甲酸丙二醇酯
PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯
Bem：ベンベルグ(旭化成株式会社的库普拉纤维的商标)
Wool：羊毛
产业上的利用可能性
本发明的短纤纱具有优异的编织性，其编织物具有优异的拉伸性、拉伸回复性、长期穿着时的形状稳定性、耐久性。此外，将聚对苯二甲酸丙二醇酯短纤维和其他纤维复合的短纤纱，其不仅能充分利用所复合的各纤维的手感，而且具有优异的拉伸性、拉伸回复性、形状稳定性等性能。
本发明的短纤纱适用于紧身裤、短袜、运动服装等、弹性纱的遮盖纱、外侧用编织物、内衣等衣料、毛巾、公共汽车垫子、地毯等室内装饰物、床上用品等。