JPH07166423A

JPH07166423A - 濃染性ポリエステル繊維

Info

Publication number: JPH07166423A
Application number: JP34223093A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shirai; 剛白井; Takashi Akita; 隆秋田; Hideo Sakakura; 秀夫坂倉
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-06-27

Abstract

(57)【要約】【目的】アルカリ減量処理により繊維表面に微多孔質
構造を形成しうる濃染性ポリエステル繊維を提供する。【構成】ポリエステル繊維中に一次粒子の平均粒径が
０．０２〜０．３μｍの膠質炭酸カルシウムを０．３〜
６重量％、一次粒子の平均粒径が０．１〜２μｍのカオ
リンを０．１〜２重量％及び平均分子量が５，０００以
上のポリアルキレングリコールを０．１〜３重量％含有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、濃染性ポリエステル繊
維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は、多くの優れた特性
を有し、広く用いられているが、染色加工された繊維の
色艶が悪いという欠点があり、綿、絹、羊毛等の天然繊
維、或いはレイヨン、アセテート繊維等の半合成繊維に
比べ、色の鮮明性、深みに欠ける。染色特性に関するこ
れらの欠点は、繊維の屈折率、繊維の表面状態、中空部
の有無、繊維のクリンプ形態等に起因している。特に、
ポリエステル繊維は、その屈折率が１．６〜１．７程度
であり、他の繊維の屈折率が１．４５〜１．６であるの
と比較して、かなり高い屈折率を有し、また、ポリエス
テル繊維は、溶融紡糸法によって製造されるため、一般
にその繊維表面が極めて滑らかであり、繊維表面での白
色光の反射率が大きく、濃染性を低くしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来より、ポリエステ
ル繊維を濃染性に改良するために、繊維表面の改質につ
き種々の方法が提案され、例えば、特公昭５９−２４２
３３号公報には、粒子径が０．１μｍ以下の炭酸カルシ
ウム、シリカ等の無機微粒子を０．５〜１０重量％含有
させたポリエステル繊維を、アルカリ処理して無機微粒
子を溶出させ、繊維表面に微細な凹凸を形成させて表面
を微多孔化する方法が提案されている。しかしながら、
このような表面微多孔化ポリエステル繊維は、無機微粒
子をアルカリ溶液により溶出させるため、繊維表面の凹
凸は、含有する無機微粒子の粒子径と分散性に大きく左
右され、無機微粒子の分散性が悪く粗大粒子が多く存在
していると、繊維表面の凹凸のサイズが大きくなり、充
分な濃染性を得ることができない。本発明は、複数の無
機微粒子の組合せ及びそれらの分散性についての検討に
基づき、アルカリ減量処理により繊維表面に微多孔質構
造を形成しうる濃染性ポリエステル繊維を提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一次粒子の平
均粒径が０．０２〜０．３μｍである膠質炭酸カルシウ
ムを０．３〜６重量％、一次粒子の平均粒径が０．１〜
２μｍであるカオリンを０．１〜２重量％及び平均分子
量が５，０００以上であるポリアルキレングリコールを
０．１〜３重量％含有し、好ましくは繊維横断面におけ
るアルカリ減量により生成する平均孔径が２μｍ以上の
ボイドの数が繊維断面積７０，０００μｍ²あたり１０
０個以下である濃染性ポリエステル繊維にある。

【０００５】本発明のポリエステル繊維の濃染性改良の
原理を以下に説明する。繊維に白色光が入射すると、光
は、その繊維表面で、反射されて正反射光や散乱され散
乱光となり、或いは屈折して繊維内部に入る。繊維内部
に入った光は、更に内部で反射し内部反射光、或いは繊
維を透過して透過光となる。このうち、内部反射光と透
過光は、繊維が染色されていると着色光となり、染料に
吸収されなかった可視光波長領域、即ち補色が人間の目
に見える。ここで繊維が良好な濃染性を有するために
は、以下の（ａ）、（ｂ）が重要となる。（ａ）正反射光量が少なく、着色光量即ち内部反射光と
透過光の光量が多い。（ｂ）内部反射光路及び透過光路に吸着されている染料
分子の数が多い。本発明は、ポリエステル繊維に（ａ）、（ｂ）を同時に
満足させるべくなされたものである。

【０００６】本発明のポリエステル繊維を構成するポリ
エステルは、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘
導体を主たる酸成分とし、エチレングリコール、１，４
−ブタンジオールから選ばれるグリコールまたはそのエ
ステル形成性誘導体を主たるアルコール成分とするポリ
エステルであって、この酸成分及び／またはアルコール
成分の一部を他の公知の酸成分或いはアルコール成分で
置き換えたポリエステルであってもよい。

【０００７】他の酸成分としては、イソフタル酸、５−
ナトリウムスルホイソフタル酸のモノアルカリ金属塩、
ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジ
フェニルスルホンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン
酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボ
ン酸またはそのエステル、及びｐ−オキシ安息香酸、ｐ
−β−オキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸ま
たはそのエステル等が挙げられる。また、他のアルコー
ル成分としては、プロピレングリコール、ブチレングリ
コール等の低級アルキレングリコール、１，４−シクロ
ヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、１，
４−ビス（β−オキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノ
ールＡのビスグリコールエーテル、ポリアルキレングリ
コール等が挙げられる。更に、ポリエステルが実質的に
線状である範囲で、トリメリット酸、ピロメリット酸等
のポリカルボン酸、ペンタエリスリトール、トリメチロ
ールプロパン、グリセリン等のポリオール、モノハイド
リックポリアルキレンオキサイド、フェニル酢酸等の重
合停止剤を含んでいてもよい。

【０００８】かかるポリエステルは、公知の任意の方法
により合成することができ、例えば、ポリエチレンテレ
フタレートであれば、テレフタル酸とエチレングリコー
ルを直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジメチ
ルエステルとエチレングリコールをエステル交換反応さ
せるか、または、テレフタル酸にエチレンオキサイドを
付加反応させるかして、テレフタル酸のグリコールエス
テルまたはその低重合体を合成し、更に常法により重縮
合させる方法により合成される。更にポリエステルの合
成に当たっては、公知の触媒、抗酸化剤、着色防止剤、
エーテル結合副生防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤等を使
用することができる。

【０００９】本発明において、ポリエステル繊維に含有
される膠質炭酸カルシウムは、その一次粒子の平均粒径
が０．０２〜０．３μｍ、好ましくは０．０４〜０．２
μｍの範囲とする必要がある。一次粒子の平均粒径が
０．０２〜０．３μｍの範囲外では、最終的に得られる
繊維表面の微多孔質構造の形成が不充分となり、または
繊維表面の凹凸のサイズが大きくなり正反射光量が多く
なって、濃染性を得ることができない。なお、本発明で
いう無機微粒子の一次粒子の平均粒径とは、一次粒子と
同一の容積を持つ仮想的な球の直径を意味する。

【００１０】更に、膠質炭酸カルシウムの含有量は、
０．３〜６重量％、好ましくは０．８〜３重量％の範囲
とする必要がある。含有量が０．３重量％未満の場合
は、繊維表面の微多孔質構造の形成が不充分となり、６
重量％を超える場合は、繊維を構成するポリマー中での
分散性が不良となり、濃染性の著しい向上を示さないだ
けでなく、製糸及び高次加工の際の工程通過安定性を悪
化させる。

【００１１】本発明において、膠質炭酸カルシウムと共
にポリエステル繊維に含有されるカオリンは、良好な濃
染性を得るためには、その一次粒子の平均粒径が０．１
〜２μｍの範囲とする必要がある。カオリンの含有量
は、０．１〜２重量％、好ましくは０．２〜０．７重量
％とする必要がある。含有量が、０．１重量％未満の場
合は、繊維の濃染性が不充分となり、２重量％を超える
場合は、製糸及び高次加工の際の工程通過安定性を悪化
させる。

【００１２】本発明においては、特に濃染性向上のため
繊維表面の微多孔質構造の形成に有効なポリエステル繊
維に含有されるポリアルキレングリコールは、平均分子
量が５，０００以上のポリアルキレングリコールを用い
る必要がある。平均分子量が５，０００未満の場合は、
繊維表面の微多孔質構造の形成が不充分となり、良好な
濃染性が得られない。用いられるポリアルキレングリコ
ールとしては、ポリエチレングリコール、エチレンオキ
サイドとプロピレンオキサイドの共重合体等が挙げられ
るが、分散染料に対する吸着効果、繊維表面の微多孔質
構造の形成の容易性から、特にポリエチレングリコール
が好ましく用いられる。

【００１３】ポリアルキレングリコールの含有量は０．
１〜３重量％、好ましくは０．２〜２重量％とする必要
がある。含有量が、０．１重量％未満の場合は、繊維表
面の微多孔質構造の形成が不充分となるだけでなく、分
散染料に対する充分な吸着効果が得られず良好な濃染性
が得られなず、３重量％を超える場合は、繊維がフィブ
リルして毛羽立ち、機械的強度が低下すると同時に、高
次加工の際の工程通過安定性を悪化させる。

【００１４】また、本発明において、ポリエステル繊維
の熱安定性を向上させるため、ポリアルキレングリコー
ルに、公知の安定剤、抗酸化剤等を併用し含有させるこ
とが好ましい。用いられる安定剤としては、ヒンダード
フェノール系化合物、チオエーテル系化合物等が挙げら
れ、ポリエステルポリマーにポリアルキレングリコール
と同時に添加することが好ましい。安定剤等の添加量
は、ポリアルキレングリコールに対し２〜１０重量％、
好ましくは５〜８重量％とする。

【００１５】ポリエステル繊維を得るに当たっての、ポ
リエステルへの前記の膠質炭酸カルシウム、カオリン及
びポリアルキレングリコールの添加は、ポリエステルを
合成する際の重縮合反応が完結する以前の任意の段階で
行うことができる。なお、ポリアルキレングリコールの
添加に際しては、熱劣化を抑制するため、ポリアルキレ
ングリコールとポリエステルの高温での混合状態をでき
るだけ短くする方法を採用することが好ましい。

【００１６】膠質炭酸カルシウム、カオリン及びポリア
ルキレングリコールが添加配合されたポリエステルから
繊維を得るには、任意の賦形方法が用いられ、公知の溶
融紡糸方法、延伸熱処理方法が採用される。ポリエステ
ル繊維は、中空部を有しない中実繊維、中空繊維、ま
た、膠質炭酸カルシウム、カオリン及びポリアルキレン
グリコールが添加配合されたポリエステルが鞘成分或い
は一方の成分となる芯鞘型複合繊維或いはサイド・バイ
・サイド型複合繊維等のいずれの形態であってもよく、
また、繊維の断面形状も円形でも、三角形、多葉形等の
異形であってもよい。

【００１７】本発明のポリエステル繊維は、前述の膠質
炭酸カルシウム、カオリン及びポリアルキレングリコー
ルが含有されたポリエステルの紡糸繊維を、延伸熱処理
または仮撚加工等を施し糸条、或いは更に、編物や織物
等の布帛とされるが、最終的には、糸条や布帛、好まし
くは編物や織物とした後に、ポリエステル繊維に広く適
用されるアルカリ減量処理により編物や織物の形態上で
その構成ポリエステル繊維の繊維表面に所望の微多孔質
構造が形成されることによって、濃染性が発現される。

【００１８】微多孔質構造の形成のためのアルカリ減量
処理に用いられるアルカリ化合物としては、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、テトラメチルアンモニウムオキサイド等が挙げら
れ、特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましく
用いられる。アルカリ化合物の水溶液濃度は、アルカリ
化合物の種類、処理条件等により異なるが、通常０．１
〜３０重量％の範囲が好ましい。処理温度は、常温〜１
００℃、好ましくは７０〜１００℃で、処理時間は、１
分〜４時間、好ましくは３０〜９０分である。微多孔質
化の程度は、繊維のアルカリ減量率で２重量％以上、好
ましくは５重量％以上とすることが必要である。

【００１９】本発明のポリエステル繊維は、アルカリ減
量処理されることにより繊維表面に微多孔質構造が形成
され、水酸化ナトリウム３重量％水溶液中沸騰温度１５
分でのアルカリ減量により繊維横断面が侵食されたとき
に生成する平均孔径が２μｍ以上のボイドの数が、繊維
断面積７０，０００μｍ²あたり１００個以下であり、
その繊維表面が粗大ボイドの少ない、微多孔質構造の繊
維となる。

【００２０】本発明のポリエステル繊維は、繊維表面に
容易に形成される微多孔質構造に基づく繊維表面及び内
部の光学特性、染料吸着特性により、優れた濃色性を奏
するだけでなく、良好な風合い、製糸工程や高次加工工
程の良好な通過安定性を有するものである。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、実施例中、部及び％とあるは重量部及び重量
％を意味し、性能評価における、○は良好、△はやや良
好、×は不良をそれぞれ示し、また、繊維中の無機微粒
子の分散性評価、繊維横断面での粗大ボイド数の測定
は、次のとおりとした。

【００２２】繊維中の無機微粒子の分散性、繊維横断面
での粗大ボイド数測定：繊維の束をシリコンチューブに
通し、繊維軸に対し垂直方向に切断し、水酸化ナトリウ
ム３重量％水溶液を用いて沸騰温度で１５分間浸漬処理
して繊維横断面を侵食してサンプルとした。このサンプ
ルを乾燥後、走査型電子顕微鏡（日本電子（株）製、Ｊ
ＳＭ−Ｔ１００）により７００倍拡大のＳＥＭ写真を撮
影し無機微粒子の分散性を観察した。次に、繊維の横断
面積７０，０００μｍ²あたりの平均孔径が２μｍ以上
のボイドの数を画像解析装置（ニコン（株）製、ルーゼ
ックス３）により測定した。

【００２３】（実施例１）テレフタル酸１００部とエチ
レングリコール５２部をエステル化槽に仕込み、４ｋｇ
／ｃｍ²の加圧下２６０℃にてエステル化反応を行い、
得られた反応生成物を重合釜に移送し、重合釜内の温度
２６０℃にて、トリメチルホスファイト、三酸化アンチ
モン及び一次粒子の平均粒子径が０．８μｍのカオリン
を、生成ポリエステルに対して０．０２％、０．４％及
び０．３％となるように各々エチレングリコール溶液ま
たは分散液として加え、更に、一次粒子の平均粒子径が
０．０７μｍの膠質炭酸カルシウムを生成ポリエステル
に対して０．５％となるようにエチレングリコール分散
液として加えた。その後２０分間エチレングリコールを
留出させ、３０分で釜内圧力を１ｍｍＨｇまで減圧する
と共に温度を２８２℃まで上昇させ、１時間反応させた
後に、平均分子量２０，０００のポリエチレングリコー
ルを生成ポリエステルに対して０．４％となるように溶
融状態で加え、更に１．５時間重縮合反応を行い、テト
ラクロルエタン／フェノール＝１／１の混合溶媒中２５
℃でウベロード粘度計で測定の極限粘度が０．６８のポ
リマーを得た。

【００２４】このポリマーを、チップ化した後乾燥し、
円形紡糸孔の孔径０．２５ｍｍ、孔数３６紡糸口金を用
いて２８２℃にて溶融紡糸した。吐出糸条を冷却気流で
冷却固化した後、油剤を付与し１，８００ｍ／分の巻取
り速度で巻取った。この未延伸糸を常法に従って延伸熱
処理し、７５ｄ／３６ｆの延伸糸を得た。得られた延伸
糸を用いて製織、精練、プリセットを施した後、減量率
が２０％になるように水酸化ナトリウム３％水溶液中に
沸騰温度で浸漬し所定減量率となるまでアルカリ減量処
理した。その後分散染料にて常法により染色加工したと
ころ、得られた織物は、通常のポリエステル繊維よりな
る織物に比べ濃色であり、また繊維中の無機微粒子の分
散性を評価したが、粗大粒子は観察されず良好な分散性
を有していた。表１に製糸安定性、アルカリ減量率、繊
維中の無機微粒子の分散性、繊維横断面での粗大ボイド
数、染色織物の濃染性の評価結果を示した。

【００２５】（実施例２〜６、比較例１〜２）実施例１
において、膠質炭酸カルシウムの添加量を表１に示すよ
うに代えた以外は、実施例１と同様に実施した。表１
に、同様に、製糸安定性、アルカリ減量率、繊維中の無
機微粒子の分散性、繊維横断面での粗大ボイド数、染色
織物の濃染性の評価結果を示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明によるポリエステル繊維は、無機
微粒子の分散性に優れ、安定性良く製糸され、また、ア
ルカリ減量処理の一般的な方法により形成された繊維表
面の微多孔質構造によって優れた濃染性を奏するもので
ある。また、本発明のポリエステル繊維を編物や織物等
の布帛とし、布帛上でその繊維表面に微多孔質構造を形
成するときは、得られる布帛は、良好な風合いを呈する
ものであり、本発明のポリエステル繊維は、特に濃色性
の要求される衣料分野に好適に用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０６Ｍ 11/38 // Ｄ０６Ｍ 101:32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次粒子の平均粒径が０．０２〜０．３
μｍである膠質炭酸カルシウムを０．３〜６重量％、一
次粒子の平均粒径が０．１〜２μｍであるカオリンを
０．１〜２重量％及び平均分子量が５，０００以上であ
るポリアルキレングリコールを０．１〜３重量％含有し
た濃染性ポリエステル繊維。
【請求項２】繊維横断面におけるアルカリ減量により
生成する平均孔径が２μｍ以上のボイドの数が繊維断面
積７０，０００μｍ²あたり１００個以下である請求項
１記載の濃染性ポリエステル繊維。