JPH0457916A - 高強度・高染色性ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は１分散染料によって常圧で染色することができ
、かつ１機械的性質の優れたポリエステル繊維に関する
ものである。

（従来の技術） ポリエチレンテレフタレート繊維で代表されるポリエス
テル繊維は機械的性質、耐薬品性、ウオツシユアンドウ
ェア性等に優れ、衣料用を初めとして幅広く用いられて
いる。しかし、ポリエステル繊維の欠点として、その分
子構造が強固なため染色性が劣り、加圧高温染色によら
なければ染色できないという問題があった。

この問題を解決し、常圧、１００℃近辺での染色が可能
なポリエステル繊維を得るべく数多くの方法が提案され
ており９例えば９次のような方法がある。

（ａ）ポリエチレンテレフタレートにポリアルキレング
リコールを共重合する方法（特開昭５２−６３２９２号
。

同５４−１５６８６１号等）。

（ｂ）ポリエチレンテレフタレートにポリアルキレング
リコールとイソフタル酸とを共重合する方法（特開昭５
３−３５０２２号）。

（Ｃ）ポリエチレンテレフタレートに５−ナトリウムス
ルホイソフタル酸とイソフタル酸とを共重合する方法（
特開昭５５−６５１４号）。

（ｄ）ポリエチレンテレフタレートを高速で紡糸し。

易染性の繊維を得る方法（特開昭５７−１９３１８号、
同５５−１０７５１１号、同５３−１３９８２０号、特
公昭６０−１５７２５号）。

しかしながら、ポリエチレングリコールのような繰り返
し単位の小さいポリアルキレングリコールを共重合する
と耐候性（耐光性）が悪くなり。

表地として使用できないといった問題があり、５−ナト
リウムスルホイソフタル酸やイソフタル酸等の非直線状
の分子構造を有する化合物を多量に共重合するとポリエ
チレンテレフタレートの優れた強伸度特性が損なわれる
といった問題があり。

しかも染色性の向上も十分ではなかった。また。

高速紡糸による繊維も強伸度特性が劣り、結晶化度の高
いものとなってしまい、収縮率等の制御が難しく、利用
範囲が狭いものとなってしまうという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はポリエステル繊維特有の優れた性質。

すなわち１機械的性質、耐候性（耐光性）、耐薬品性等
を損なうことなく１分散染料で常圧、１００℃近辺で染
色可能なポリエステル繊維を提供しようとするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を
重ねた結果９次のような知見を得た。

（ｉ）ポリエチレンテレフタレートは強固な分子構造を
有しており、染料が繊維内部へ浸透し易くするには９分
子構造をルーズにする必要がある。

（ｆｆ）分子構造の屈曲した化合物を共重合すると強伸
度特性が著しく低下するので、イソフタル酸や５−ナト
リウムスルホイソフタル酸のような化合物の共重合量は
なるべく少なくしなければならない。

（ｉｉｉ）ポリエステルの分子構造をルーズにするため
の化合物を共重合する場合、単に結晶構造を乱し、染料
が繊維内部へ浸透し易くするのみではなく、結晶性を保
持させなければならない。・すなわち、融点が明確に現
れない非品性の繊維では、仮撚加工等の後加工において
トラブルの原因となる。

本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり
、その要旨は次のとおりである。

繰り返し単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレー
トであり、メチレン基の数が５〜１８の脂肪族飽和ジカ
ルボン酸成分が共重合されたポリエステルからなる繊維
であって９次の要件［１］〜［４］を満足することを特
徴とする高強度・高染色性ポリエステル繊維。

■切断時の強度（Ｔ） ■複屈折率（Δｎ） ■洪水収縮率 ■飽和染料吸着能 分散染料で、常圧、１００℃で、キャリヤー無しで染色
したときの飽和染料吸着量が、繊維４．５ｇ／ｄ以上 ０、１５０以上 １５％以下 １ｇに対して５０■以上 以下９本発明の詳細な説明する。

まず１本発明の繊維は、ｔａり返し単位の８０モル％以
上がエチレンテレフタレートからなるポリエステルで構
成されたものであることが必要であり。

この単位が８０モル％未満になるとポリエチレンテレフ
タレートの優れた特性が損なわれる。

次に、高染着性にするために共重合する脂肪族飽和ジカ
ルボン酸成分は、メチレン基の数が５〜１８のものであ
ることが必要である。脂肪族飽和ジカルボン酸のメチレ
ン基の数が５未満であるとポリエステルが黄味を帯び２
色調が劣るようになり。

逆に１８を超えると結晶構造が乱れすぎ１強度低下が生
じたり、熱収縮率の制御が困難になる。このような脂肪
族飽和ジカルボン酸としては、アゼライン酸及びセバシ
ン酸が好適である。そして、脂肪族飽和ジカルボン酸成
分の共重合量は、５〜１５モル％が適当である。

なあ１本発明の効果を損なわない範囲で、脂肪族飽和ジ
カルボン酸以外の成分を共重合してもよく１例えば、５
−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を３モル％以下の
量で同時に共重合すると塩基性染料で可染性の繊維とす
ることができる。

次に、切断時の強度Ｔであるが、これは通常の引張試験
において得られる切断強度Ｔ０．すなわち切断強力を引
張試験前の繊度で除した値とは異なり、伸度をＥ（％）
としたとき２次式の関係を有するものである。

Ｔ＝　（１＋Ｅ／１００）Ｔ。

ここで、切断時の強度Ｔのもつ意味について詳細に説明
する。例えば１通常の切断強度Ｔ。が３．５ｇ　／　ｄ
　、伸度Ｅが３０％の場合、Ｔは４．５５ｇ／ｄとなる
。このときＴが一定で伸度が２０％の場合、Ｔｏは３．
７９ｇ／ｄ、伸度が４０％の場合Ｉ　Ｔｏは３．２５　
ｇ／ｄとなる。本発明の場合、伸度はおよそ２０〜４０
％の範囲が適しており、このときの切断強度Ｔ０は前述
したような範囲をもっていても差し支えなく、糸条の特
性値としては、切断時の強度Ｔの方が重要となってくる
のである。なお９本発明においてはＴは４．５ｇ／ｄ以
上であることが必要であり、４，５ｇ／ｄ未満であると
製織等の後工程で糸切れ等が発生する。

次に、複屈折率Δｎであるが、これは０．１５０以上で
あることが必要である。ポリエステル繊維の優れた機械
的性質は他の繊維に比べ、高配向であるが故のものであ
り、複屈折率Δｎが０．１５０未満では強伸度特性や初
期弾性率が劣ったものとなってしまう。通常、複屈折率
Δｎを高くするには延伸時の延伸倍率を高くすればよい
が、イソフタル酸や５−ナトリウムスルホイソフタル酸
等の屈曲した分子構造を有する化合物を多量に共重合し
た場合、高配向にするために高延伸倍率にすると糸条が
切断したり、残留伸度の小さいものになってしまい、後
加工時に糸切れや毛羽が発生し易くなり、トラブルの原
因となる。したがって１本発明においては直線的分子構
造を有する脂肪族飽和ジカルボン酸を共重合し、染料を
繊維内部へ浸透し易くシ、かつ高配向の糸とするのであ
る。

次に洪水収縮率であるが、これは１５％以下にすること
が必要がある。洪水収縮率が１５％を超えると前述した
ように織物用として用いた場合、製織後の精練や染色工
程において、収縮が大きくなり。

織物用として用いることができなかったり、さらに加工
糸用として用いる場合、加工糸の形態安定性を増すため
に行う仮撚時の熱処理温度を高くすることができない。

延伸糸の洪水収縮率が１５％を超える領域で仮撚時の熱
処理温度を高くすると未解撚や糸切れが多発したり、加
工糸の風合が劣ったものとなってしまう。したがって、
延伸糸の洪水収縮率は１５％以下にし、仮撚加工する場
合、仮撚時の熱処理温度を高くする必要がある。

次に、染料吸着能であるが、これは分散染料によって、
常圧、１００℃で、キャリヤー無しで染色したときの飽
和染料吸着量が、繊維１ｇに対して５０■以上でなけれ
ばならない。これはポリエチレンテレフタレート繊維を
１３０℃で加圧染色したときの飽和染料吸着量に相当す
るものである。

な↓、飽和染料吸着量とは染料濃度や染色時間を大きく
してもこれ以上染料を吸着しなくなった染料吸着量であ
り、染色した繊維から抽出した染料を一定量に希釈した
液の透過度が変化しなくなれば飽和染料吸着量に達した
といえる。本発明者らの実験によれば、常圧、１００℃
で通常の分散染料で染色する場合、染料濃度２０％ｏｗ
ｆ、染色時間６０分で染色すれば飽和染料吸着量に達す
る。

最後に９本発明のポリエステル繊維を製造するための紡
糸、延伸条件であるが、紡糸速度は１０００ｍ／分以上
、延伸時の熱処理温度は１５０℃以上とするのが望まし
い。紡糸速度が１０００ｍ／分未満となると延伸性が悪
くなり、熱収縮率を抑えるための延伸時の熱処理温度を
高くすることができず。

さらには糸切れや単糸の切断が多発する。また。

延伸時の熱処理温度は低くしても延伸は可能であるが、
延伸時の熱処理温度が低いと熱収縮率が高くなり、前述
したように織物用原糸として用いることができなかった
り、仮撚用として用いるとき仮撚工程で熱処理温度を高
くすることができず。

得られる加工糸が形態安定性の乏しいものとなってしま
う。また、延伸糸を仮撚加工する場合、その熱処理温度
は１６０℃以上とするのが望ましい。

仮撚加工時の熱処理温度が低いと前述したように形態安
定性の乏しいものとなってしまう。

なお９本発明のポリエステル繊維は、異収縮混繊糸や異
収縮混繊糸としたり、さらには他の繊維と交編、交織し
たりしても差し支えない。

（実施例） 次に９本発明を実施例によって説明する。

なお９例中の特性値は次の方法で測定した。

極限粘度〔η〕 フェノールと四塩化エタンとの等重量混合溶媒を使用し
、　２０℃で測定した。

強伸度特性 オリエンティック社製テンシロンｔｌＴＭ−４−１００
型を用い、試料長５０ｃｍ、引張速度５０ＣＯ１／分で
測定した。

複屈折率Δｎ ニコン社製ＰＯＩ（型偏光顕微鏡を用い、白色光で測定
した。

製水収縮率 東洋紡エンジニアリング社製εメータを用い。

試料長５０ｃｍ、処理温度９８℃、荷重０．００１ｇ　
／　ｄ　。

処理時間１０秒で測定した。

飽和染料吸着能 延伸糸を筒騙し、下記の条件で染色した。

分散染料　　　　　　　２０％ｏｗｆ 分散剤（明成化学社製デイスパーＶＧ）２ｇ／Ｉｔ 浴比　　　　　　　　　１：５０ 温度　　　　　　　　　１００℃ 染色時間　　　　　　　６０分 染色後の筒編地１ｇをとり、６０℃のジメチルホルムア
ミド５０ｄを用いて染料を抽出し、水で１０００−に希
釈した。

この液の透過度を日立製作所製分光光度計ＢＰＳ−３Ｔ
型を用い、使用染料の最大吸収波長で測定し。

あらかじめ作成した検量線により染料の吸着量を求めた
。

耐光堅牢度 延伸糸を筒編し、染色後、全弁科学社製カーボンアーク
フェードメータを用い１次の条件で処理し、変色度合を
目視で判定した。

アーク電圧　　１３０Ｖ 電流　　　　　　１６Ａ 機内温度　　　　６３℃ 処理時間　　　　４０時間 加工系の伸長率及び弾性率 ＪＩＳ　Ｌ　１０７７　Ａ法に準じて測定した。

実施例１〜４及び比較例１〜４ テレフタル酸及びエチレングリコールを主成分とし、第
１表に示した化合物を共重合した極限粘度〔η〕が０．
７０のポリエステルを調製した。

これらのポリエステルを常法によって、減圧乾燥した後
１通常の紡糸装置を用い、実施例１〜４及び比較例１〜
３は紡糸速度１４００ｍ　／分で、比較例４は紡糸速度
６０００ｍ／分で紡糸した。なお、この時、延伸後の銘
柄が７５ｄ／３６ｆになるように吐出量を補正した。た
だし、比較例４のみは紡糸後の銘柄が７５ｄ／３６ｆに
なるように吐出量を補正した。

得られた未延伸糸を残留伸度が約３０％になるように第
２表に示した延伸倍率（ＤＲ）で、他の条件は同一で、
予熱ローラを温度７０℃、熱処理板温度を１６５℃とし
て延伸した（比較例４は延伸せず）。

得られた延伸糸の物性を第２表に示す。

５−３ＳＩＰ　：　　５−ナトリウムスル木イソフタル
酸第２表 染色後の筒編地を乾燥後、飽和染料吸着能を測定した。

また、染料Ｎαｌを用い、染料濃度を１％ｏｗｆとした
以外は飽和染料吸着能測定用条件と同じ条件で筒編地を
染色し、耐光堅牢度を測定した。

これらの結果を第４表に示す。

Ｓ＋ｏｏ　：湧水収縮率 これらの延伸糸を筒編し、第３表に示した分散染料を用
いて飽和染料吸着能測定用条件で染色した。

耐光堅牢度（級）：変色小　１〜５　変色大参考例は、
比較例３の繊維を加圧高温（１３０℃）で染色した例を
示す。

次にこれらの糸を整経し、糊付を行った後、経糸とし、
　７５　ｄ／３６ｆのポリエチレンテレフタレート糸を
緯糸とし、津田駒社製ウォータージェットルームＺＷ−
３０３型を用い、　５００ｒｐｍの速度で製織した。

製織時の状況を第５表に示す。

分散染料での染色性１強挿度特性、耐光性、製織性等す
べての面で優れているのに対し、比較例の糸条は前記項
目のいずれかで劣っていることがわかる。

実施例５及び比較例５ 実施例１のポリエステルを用い、常法によって減圧乾燥
した後１通常の紡糸装置を用い、紡糸速度１４００ｍ／
分で、三角断面糸を紡糸した。なお。

この時、延伸後の繊度が５０ｄになるように吐出量を調
整した。

この未延伸糸を通常の延伸機を用い、第６表に示した延
伸条件で延伸し、得られた延伸糸の性能を第７表に示し
た。

以上の結果から明らかなように本発明の繊維は第７表 第８表 なお、複屈折率Δｎは同条件で丸断面糸を製造して測定
した。

次にこの延伸糸を用い、三菱重工社製ＬＳ−６型板撚機
を用い、スピンドル回転数３３５．００Ｏｒｐｍ、撚数
３、６５０７／Ｍ、オーバーフィード率２％、ヒータ温
度１７（１℃、速度９０ｍ／分の条件で仮撚加工を行っ
た。

得られた加工糸の性能を第８表に示す。なお。

風合及び光沢（シルキー調）は加工糸を筒編し。

目視によって○（良）、　△、×（不良）の３段階で評
価した。

第８表から明かなように本発明の繊維からなる加工糸は
伸縮性に優れ、未解撚の発生もなく、優れた風合及び光
沢を有する布帛を与える加工糸である。

（発明の効果） 本発明によれば９分散染料での常圧染色性９強挿度特性
、耐候性に優れ、製織や仮撚等の後工程においてトラブ
ルがほとんどない、優れた性能を有するポリエステル繊
維が提供される。

特許出願人　　日本エステル株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繰り返し単位の８０モル％以上がエチレンテレフ
   タレートであり、メチレン基の数が５〜１８の脂肪族飽
   和ジカルボン酸成分が共重合されたポリエステルからな
   る繊維であって、次の要件［１］〜［４］を満足するこ
   とを特徴とする高強度・高染色性ポリエステル繊維。 ［１］切断時の強度（Ｔ）４．５ｇ／ｄ以上 ［２］複屈折率（Δｎ）０．１５０以上 ［３］沸水収縮率１５％以下 ［４］飽和染料吸着能 分散染料で、常圧、１００℃で、キャリヤー無しで染色
   したときの飽和染料吸着量が、繊維１ｇに対して５０ｍ
   ｇ以上
2. （２）脂肪族飽和ジカルボン酸がアゼライン酸又はセバ
   シン酸である請求項１記載の高強度・高染色性ポリエス
   テル繊維。