JP2000355831A - 染色性改良ポリエステル繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】常圧でカチオン染料及び分散染料に濃染性を示
し、かつ染色堅牢度に優れた染色性改良ポリエステル繊
維とその製造方法を提供する。 【解決手段】黒色のカチオン染料及び分散染料で、９５
℃の常圧で飽和染料吸着量に達した時の染着濃度が２５
Ｋ／Ｓ以上を示し、水汚染に対する染色堅牢度が４級以
上、破断強度が３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の染色性改良
ポリエステル繊維、及び、カルボン酸成分として、５−
ナトリウムスルホイソフタル酸成分、アジピン酸成分を
共重合する際に、アジピン酸成分を、実質的にエステル
交換反応が終わった時点から、エチレングリコール／
（テレフタル酸＋５―ナトリウムスルホイソフタル酸）
の成分比が１．１に達するまでの間に添加した共重合ポ
リエステルからなる、染色性改良ポリエステル繊維の製
造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、常圧でカチオン染
料及び分散染料に濃染性を示し、かつ染色堅牢度に優れ
た染色性改良ポリエステル繊維及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は、耐熱性、耐薬品性
及び機械的性能などに優れ、衣料用途や産業用途に広く
利用されており、染色はその繊維構造が強固であるた
め、高温高圧下で行うのが一般的である。

【０００３】しかしながら、高温高圧の熱処理で繊維物
性が低下する、アクリル、ポリウレタン、ウール、ジア
セテート、セルロース等、ポリエステル以外の他素材と
混繊する場合には、常圧で染色することが必要となる
が、ポリエステル繊維は常圧染色では濃染性が不足し、
他素材との色差によりイラツキ感を生じる。特に黒、紺
等の濃色で染色した場合にイラツキ感が大きくなる。

【０００４】このため、ポリエステルポリマ−の改質に
より染色性を改良させる方法が数多く検討されており、
常圧でカチオン染料及び分散染料に易染性のポリエステ
ルも提案されている。たとえば、特開平８-２６９８２
０号公報では５-ナトリウムスルホイソフタル酸成分と
アジピン酸成分を共重合したポリマーを、巻取速度５５
００〜９０００ｍ／分の高速で紡糸することで、非晶部
分を多くすることにより分散染料及びカチオン染料に常
圧染色可能かつ堅牢度に優れたなポリエステル繊維を得
ている。しかしながら、この繊維は５-ナトリウムスル
ホイソフタル酸成分の含有量が不足しているため、カチ
オン染色に関しては染色温度を１１０℃まで上げる必要
があり、常圧可染性に劣るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術における問題点を解決するものであり、常圧でカ
チオン染料及び分散染料に濃色性を示し、堅牢度がよ
く、特に常圧染めを必要とするポリエステル以外の素材
と混繊するのに適したポリエステル繊維を得ることを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
要件（ａ）〜（ｄ）を同時に満足する染色性改良ポリエ
ステル繊維及び、繰り返し単位の８０モル％以上がエチ
レンテレフタレ−トであり、カルボン酸成分として、５
−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を１．８〜３．０
モル％、アジピン酸成分を５〜１５モル％共重合する際
に、アジピン酸成分を、実質的にエステル交換反応が終
わった時点から、エチレングリコール／（テレフタル酸
＋５―ナトリウムスルホイソフタル酸）の成分比が１．
１に達するまでの間に添加した共重合ポリエステルから
なる染色性改良ポリエステル繊維の製造方法にある。 （ａ）黒色のカチオン染料が９５℃で飽和染料吸着量に
達した時の染着濃度が２５Ｋ／Ｓ以上。 （ｂ）黒色の分散染料が９５℃で飽和染料吸着量に達し
た時の染着濃度が２５Ｋ／Ｓ以上。 （ｃ）常圧で黒色のカチオン染料及び黒色の分散染料で
染色した時の水汚染に対する染色堅牢度が４級以上。 （ｄ）該繊維の破断強度が３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について具体的に説明する、本発明のポリエステル繊維
は、染着量の微妙な差が見た目の濃淡に大きく影響する
黒色のカチオン染料及び分散染料で、９５℃の常圧で飽
和染料吸着量に達した時の染着濃度が２５Ｋ／Ｓ以上で
あることが必要で２７Ｋ／Ｓ以上が更に好ましい。染着
濃度が２５Ｋ／Ｓ未満の場合は、ポリエステル以外の素
材と混繊し常圧染色した場合の色差が大きくなり、混繊
した素材にイラツキ感が生じる。

【０００８】また、本発明ではカチオン染料、分散染料
のどちらに対しても、十分な染着濃度を有しているた
め、たとえばウール、アクリル繊維と混繊しカチオン染
色する場合、セルロース、ジアセテート繊維と混繊して
分散染料で染色する場合のどちらの用途にも用いること
が可能となる。

【０００９】なお、飽和染料吸着量は染色時間と染料の
吸着量を測定し、染色時間を長くしてもそれ以上染料を
吸着しなくなった状態の吸着量である。

【００１０】さらに本発明では、常圧で黒色のカチオン
染料及び黒色の分散染料で染色した時の水汚染に対する
染色堅牢度が４級以上であることが必要である。水汚染
は染色織編物が湿潤時に他の白布に長時間接触した場合
の色の移りに対する堅牢度を５段階評価で示したもの
で、数値が大きい方が堅牢度に優れている。常圧で黒色
のカチオン染料、または黒色の分散染料で染色した時の
水汚染堅牢度が３以下であると日常生活の洗濯等の際に
他の衣服に色が移ってしまうという問題が生じる。

【００１１】また、本発明の染色性改良ポリエステル繊
維は、破断強度が３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上必要であ
る。ポリエステル繊維と他素材、たとえばウール、アセ
テートと混繊する場合、ポリエステル繊維の優れた機械
的特性、特に引っ張り強度を生かすことが重要であり、
破断強度が３．３ｃＮ／ｄＴｅｘ未満になると、混繊糸
自体の破断強度が低下し、毛羽、糸切れ等の問題が発生
する。

【００１２】以下、本発明の染色性改良ポリエステル繊
維の製造方法を示す。本発明では、分散染料及びカチオ
ン染料で可染性とするために、繰り返し単位の８０モル
％以上がエチレンテレフタレ−トであり、カルボン酸成
分として、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分が
１．８〜３．０モル％、好ましくは２．０〜２．５モル
％、アジピン酸成分が５〜１５モル％、好ましくは７〜
１２モル％共重合されている必要がある。

【００１３】５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分
は、カチオン染料に対する、染着座席として機能するも
のであり、共重合量が１．８モル％未満ではアジピン酸
を併用してもカチオン染料に対する染色性が不足し、他
素材と複合する場合に色差が生じると共に、カチオン染
料の染着安定性に欠け、堅牢度が十分でなくなるため他
の織編物を汚染してしまう。また、３．０モル％を超え
ると５−ナトリウムスルホイソフタル酸の増粘効果によ
り重合時のトルクが著しく高くなり、実際の重合度が上
がらず、繊維化した時の繊維強度が大きく低下する。

【００１４】アジピン酸成分はポリエチレンテレフタレ
ートの結晶に乱れを付与し、非晶部の配向を低下させ、
染料の繊維内部への浸透を容易にし、分散染料及びカチ
オン染料の常圧可染性を向上させるものである。アジピ
ン酸成分の共重合量が５モル％未満であると、常圧染色
をした場合十分に濃色染色されないと共に、カチオン染
色性も不十分となり、堅牢度も十分でないため他の織編
物を汚染してしまう。一方、アジピン酸の共重合量が１
５モル％を越えると、ポリマ−のガラス転移温度が著し
く低下し、紡糸した後の未延伸糸がフィラメント間で融
着を起こし、未延伸糸を解舒できず延伸糸とすることが
不可能になるさらに、アジピン酸成分をポリエチレンテ
レフタレートに共重合すると、低温セット性にも効果が
あり、本発明により得られる繊維を織編物にしてから形
態安定化のために熱セットする場合、熱セット温度を低
くすることが可能となる。ニット用途において低温セッ
ト性は好ましい物性であり、アセテート、アクリル、ウ
ール等のポリエステル以外の素材と複合する場合、熱セ
ットに必要な温度をポリエステル以外の素材の物性が低
下しない程度に抑えることが可能となる。また、ポリエ
ステル繊維の単独使いにおいても、一般的な現行ニット
用設備に対応が可能となり用途拡大が期待できる。

【００１５】また、アジピン酸はポリエチレンテレフタ
レートに共重合した場合、他の脂肪族ジカルボン酸に比
べ、結晶構造の乱れが小さく、耐光堅牢性にも優れたも
のとなる。

【００１６】さらに、アジピン酸等と同様に非晶部の配
向を低下させ、染料の繊維内部への浸透を容易にする効
果のあるポリエチレングリコールを添加することも可能
である。その場合添加量は５．０ｗｔ％以下が好まし
く、２．０ｗｔ％以下が更に好ましい。添加量が５．０
ｗｔ％を超えるとポリエチレングリコールの熱物性がポ
リエチレンテレフタレ−トに影響を与えポリマー乾燥時
の融着や、繊維にした場合の着色等の問題が生じやす
い。

【００１７】また、ポリエチレンテレフタレ−トに添加
するポリエチレングリコールの分子量は５００〜１００
０００が好ましく５０００〜３００００が更に好まし
い。分子量が５００未満であると、重合時に添加した場
合、熱分解によりポリエチレングリコールの分子量が小
さくなり、重縮合時にエチレングリコール等と共に系外
に留出しやすくなる。分子量が１０００００を超えると
ポリエチレングリコールの溶融粘度が高くなり、添加に
あたっての作業性が悪くなりやすい。

【００１８】本発明では、アジピン酸成分を、実質的に
エステル交換反応が終わった時点から、エチレングリコ
ール／（テレフタル酸＋５―ナトリウムスルホイソフタ
ル酸）の成分比が１．１に達するまでの間に添加し、重
縮合は２６０〜２８５℃、好ましくは２６５〜２７８℃
で行う。アジピン酸成分をエステル交換反応終了前に添
加すると、エステル交換反応を疎外するばかりでなく、
アジピン酸性分が長時間熱に曝されることによりポリマ
ーの着色の原因となる。また重縮合温度が２６０℃未満
の場合は重縮合時間が長くなる傾向にありポリマーが着
色しやすく、２８５℃を超えた場合もポリマーの着色の
原因となる。

【００１９】また、エチレングリコール／（テレフタル
酸＋５―ナトリウムスルホイソフタル酸）の成分比が
１．１より小さくなってから添加すると重合時間の延長
や、それに伴うポリマーの着色が大きくなる。なお、エ
ステル交換反応終了時点はメタノール留出量、エチレン
グリコールと酸成分の比はエチレングリコール留出量か
ら判断した。

【００２０】また、本発明のポリエステルポリマ−に
は、適当な艶消剤、易滑剤、顔料等の添加剤が含有され
ていてもよい。

【００２１】得られた共重合ポリエステルを紡糸するに
は、通常の溶融紡糸装置を用い、巻き取り速度１０００
〜２５００ｍ／分で巻き取り、最大延伸倍率の０．６〜
０．８倍で延伸することが好ましい。

【００２２】さらに本発明のポリエステル繊維は、中空
部を有しない中実繊維であっても、中空部を有する中空
繊維であってもよく、また、繊維の断面形状や中空部の
形状は円形であっても異型であってもよい。

【００２３】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明を説明する。評
価方法は次に示す方法で行った。

【００２４】（カチオン染色性）得られた繊維の筒編地
を精練した後、以下の条件で染色し、ソーピング、中和
をした後、染着度をＫ／Ｓを用いて評価した。 染料 ＫＡＹＡＣＲＹＬ ＢＬＡＣＫ Ｒ−ＥＤ：１６
％ｏｗｆ 助剤 ＵＬＴＲＡ ＭＴ−Ｎ２：０．５ｃｃ／ｌ 芒硝：３．０ｇ／ｌ 浴比：１／３０ 染色温度×時間：９５℃×３０分 （分散染色性）得られた繊維の筒編地を精練した後、以
下の条件で染色し、ソーピング、中和をした後、染着度
をＫ／Ｓを用いて評価した。 染料 ＤＩＳＰＥＲＳＥ ＦＡＳＴ ＢＬＡＣＫ Ｚ：
６％ｏｗｆ 助剤 ＵＬＴＲＡ ＭＴ−Ｎ２：０．５ｃｃ／ｌ、Ｄｉ
ｓｐｅｒ ＴＬ：０．５ｃｃ／ｌ 浴比：１／３０ 染色温度×時間：９５℃×６０分 （染着度測定）染着濃度は染色後サンプル編地の分光反
射率Ｒを測定し、以下に示すＫｕｂｅｌｋａ−Ｍｕｎｋ
の式から求めた。 Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒ）^２／２Ｒ 分光反射率測定条件 測定器：ＪＵＫＩ ＪＰ７１００ 光源：Ｄ６５／１０ ３１φ （水汚染に対する堅牢度）上記の通り、常圧でカチオン
染料及び分散染料で染色した１０ｃｍ×４ｃｍの織編物
を、これと同じ大きさの白布２枚の間にはさみ、４辺を
粗く縫いあわせた。この試験片を水で濡らし、余分な水
分を除いた後、６０℃で乾燥した。乾燥後、縫い糸をほ
どき、白布への汚染を汚染用グレースケールを用い汚染
の判定を行った。 （繊維の強度）島津製作所社製オ−トグラフＳＤ−１０
０−Ｃを用いて、試長２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ
／分で応力−伸長曲線を測定し、繊維の破断点の強度を
求めた。

【００２５】（ガラス転移温度Ｔｇ及び融点Ｔｍ）セイ
コ−電子工業社製ＤＳＣ２２０を用いて、昇温速度１０
℃／分で測定した値である。

【００２６】（実施例１）ジメチルテレフタレ−ト（以
下ＤＭＴと称す）１００部、５−ナトリウムスルホキシ
ジメチルイソフタレ−ト（以下ＤＭＳと称す）３．８７
部(２．２５モル％対全酸成分）、エチレングリコ−ル
７１部をエステル交換釜に仕込み、１５０〜２３０℃に
てエステル交換反応を行った。実質的にエステル交換反
応が終了した後、引き続き、得られた反応生成物を重合
釜に供給し、ビス（２−ヒドロキシエチル）アジペ−ト
／エチレングリコ−ル（以下ＡＤＥと称す）＝２／１の
溶液１８．３部（９モル％対全酸成分）を添加し、さら
にトリメチルフォスフェイトを全酸成分に対して０.０
６重量％、三酸化アンチモン及び艶消剤として酸化チタ
ンを、生成ポリエステルに対して０.０４重量％及び０.
５重量％となるよう各々エチレングリコ−ル溶液または
分散液として加え、反応温度２７５℃で重縮合反応を行
い。ポリエステルポリマ−を得た。このポリマ−のガラ
ス転移温度及び融点を表１に示した。さらに、このポリ
マ−を常法にて乾燥し、一辺が０．４ｍｍ、幅０．０７
ｍｍの３方向放射状形紡糸孔を３６個有する紡糸口金を
通して２８０℃にて溶融紡糸し、吐出糸条を冷却固化し
た後に油剤を付与し、１４００ｍ／分の巻取速度で巻取
り、未延伸糸を得た。次いで、この未延伸糸を最大延伸
倍率の０．７倍に延伸した後、熱板を通し１６５℃の熱
処理を行い、６００ｍ／分の速度で巻取り、１６５ｄＴ
ｅｘ／３６フィラメ ントのマルチフィラメントを得
た。得られた繊維の破断強度、常圧カチオン染色性、常
圧分散染色性及び水汚染に対する堅牢度を表１に示し
た。良好な強度、常圧でのカチオン染色性及び分散染色
性を兼ね備え、水汚染に対する堅牢度も問題ないもので
あった。

【００２７】（実施例２〜６）ポリエステルポリマ−へ
のＤＭＳ及びＡＤＥの共重合量と、分子量６００のポリ
エチレングリコールの添加量を変更した以外は実施例１
と同様にして表１の共重合ポリマ−を得た。さらに、こ
のポリマ−を実施例１と同様に紡糸して未延伸糸を得、
次いで、この未延伸糸を延伸し、熱板による１６５℃の
熱処理を行い、６００ｍ／分の速度で巻取り、１６５ｄ
Ｔｅｘ／３６フィラメントのマルチフィラメントを得
た。得られた繊維の物性を表１に示した。いずれも、良
好な強度、常圧でのカチオン染色性及び分散染色性を兼
ね備え、水汚染に対する堅牢度も問題ないものであっ
た。

【００２８】（比較例１〜６）ポリエステルポリマ−へ
のＤＭＳ及びＡＤＥの共重合量と、分子量６００のポリ
エチレングリコールの添加量を変更した以外は実施例１
と同様にして表１の共重合ポリマ−を得た。さらに、こ
のポリマ−を実施例１と同様に紡糸して未延伸糸を得、
次いで、この未延伸糸を延伸し、熱板による１６５℃の
熱処理を行い、６００ｍ／分の速度で巻取り、１６５ｄ
Ｔｅｘ／３６フィラメントのマルチフィラメントを得
た。得られた繊維の物性を表１に示した。

【００２９】比較例１では、アジピン酸成分を共重合し
ていないため染着濃度、水汚染に対する堅牢度とも不十
分なものとなった。

【００３０】比較例２では、アジピン酸成分の共重合量
が少ないため、カチオン染料の染着濃度、水汚染に対す
る堅牢度が不十分となった。

【００３１】比較例３では、５−ナトリウムスルホイソ
フタル酸成分の共重合量が少ないため、アジピン酸成分
を併用してもカチオン染料の染着濃度、水汚染に対する
堅牢度が不十分となった。

【００３２】比較例４では、５−ナトリウムスルホイソ
フタル酸成分を共重合していないため、カチオン染料に
対しほとんど染色されないものとなった。

【００３３】比較例５では、５−ナトリウムスルホイソ
フタル酸成分の共重合量が多いため、強度が不足し、ポ
リエステル以外の他素材との混繊に適さないものとなっ
た。

【００３４】比較例６では、５−ナトリウムスルホイソ
フタル酸成分、アジピン酸成分共に共重合していないた
め、染着濃度が不十分なものとなった。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明の染色性改良ポリエステル繊維
は、カチオン染料、及び分散染料のいずれに対しても常
圧下でしかも濃色に染色可能であり、水汚染に対する堅
牢度に優れ、特に常圧染めを必要とするポリエステル以
外の素材と混繊するのに適したポリエステル繊維が得ら
れる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の要件（ａ）〜（ｄ）を同時に満足す
   る染色性改良ポリエステル繊維。 （ａ）黒色のカチオン染料が９５℃で飽和染料吸着量に
   達した時の染着濃度が２５Ｋ／Ｓ以上。 （ｂ）黒色の分散染料が９５℃で飽和染料吸着量に達し
   た時の染着濃度が２５Ｋ／Ｓ以上。 （ｃ）常圧で黒色のカチオン染料及び黒色の分散染料で
   染色した時の水汚染に対する染色堅牢度が４級以上。 （ｄ）該繊維の破断強度が３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上。
2. 【請求項２】 繰り返し単位の８０モル％以上がエチレ
   ンテレフタレ−トであり、カルボン酸成分として、５−
   ナトリウムスルホイソフタル酸成分を１．８〜３．０モ
   ル％、アジピン酸成分を５〜１５モル％共重合する際
   に、アジピン酸成分を、実質的にエステル交換反応が終
   わった時点から、エチレングリコール／（テレフタル酸
   ＋５―ナトリウムスルホイソフタル酸）の成分比が１．
   １に達するまでの間に添加した共重合ポリエステルから
   なる、請求項１記載の染色性改良ポリエステル繊維の製
   造方法。
3. 【請求項３】 共重合ポリエステルに分子量５００〜１
   ０００００のポリエチレングリコールを５ｗｔ％以下添
   加した請求項２記載の染色性改良ポリエステル繊維の製
   造方法。