JPH0987927A - 高光沢・高発色性複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポリマ−の変性や後加工することなく、繊維の
段階で高発色性、高光沢性を有する複合繊維を提供する 【解決手段】芯成分Ａがポリエステルであり、鞘成分Ｂ
がポリメチルペンテンである芯鞘型複合繊維において、
分散および／またはカチオン染料による鞘成分Ｂの染着
率が芯成分Ａの該染料による染着率の２０％以下であっ
て、実質的に０．０８％ｏｗｆ以下であり、かつ該複合
繊維の横断面に占める鞘成分Ｂの面積比Ｒ［Ｂ／（Ａ＋
Ｂ）］が０．１〜０．３である複合繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の属する技術分野】本発明は染色物の発色性が
非常に優れ、かつ高光沢を有する複合繊維に関し、その
利用分野は一般衣料、スポ−ツ衣料、水着用あるいはシ
ョ−ビジネスに適した素材を提供することができる。

【０００２】

【従来の技術】繊維に高発色性を付与しようとする検討
は長年に渡り、数多くなされてきた。染料の改良やポリ
マ−の結晶性を低下させ、染料分子を吸着しやすくした
易染性繊維、あるいはポリマ−に染料と反応する基を導
入したカチオンまたはアニオン可染性繊維等である。と
くに、現在最も広く用いられているポリエステルは発色
性に問題があり多くの検討がなされてきた。近年、これ
らの技術とは異なった手法、すなわち、繊維表面にサブ
ミクロンオ−ダ−の凹凸を付与し高発色性を持たせる技
術が確立され、工業的にも利用されるようになってき
た。また、後加工により、繊維表面に樹脂をコ−トする
ことで発色性を向上させたり、低温プラズマ処理により
繊維表面に凹凸を付与する技術も実用化されている。一
方、高発色性を付与する方法としては、染料選択や繊維
の断面形状を適性化する程度であまり効率的な方法は提
案されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ポリエ
ステル繊維の発色性の向上は重要な課題となっており、
易染性または反応性染料可染性にポリマ−を変性すれば
製糸性の低下や繊維性能の低下をもたらすことになり、
また繊維表面に凹凸を付与する方法は発色性には効果が
あるが、加工工程や仕上げ工程におけるアイロンでの
「アタリ（凹凸が潰れてテカル現象）」の発生や、光沢
性が著しく低下する問題があった。さらに後加工による
方法では、加工工程が限定されたり、洗濯等の耐久性が
必ずしも十分ではなかった。しかるに、本発明の目的
は、ポリマ−の変性や後加工することなく、繊維の段階
で高発色性、高光沢性を有し、上述の問題を解決するこ
とができ得る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】本発明によれば、上記の
目的は芯成分Ａがポリエステルであり、鞘成分Ｂがポリ
メチルペンテンである芯鞘型複合繊維において、分散お
よび／またはカチオン染料による鞘成分Ｂの染着率が芯
成分Ａの該染料による染着率の２０％以下であって、実
質的に０．０８％ｏｗｆ以下であり、かつ該複合繊維の
横断面に占める鞘成分Ｂの面積比Ｒ［Ｂ／（Ａ＋Ｂ）］
が０．１〜０．３である複合繊維を提供することによっ
て達成される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の複合繊維の芯成分Ａであ
るポリエステルとは、テレフタル酸を主たるジカルボン
酸成分とし、エチレングリコール、トリメチレングリコ
ール、テトラメチレングリコールから選択された少なく
とも１種のアルキレングリコールを主たるグリコール成
分とするポリエステルであることが好ましく、本発明の
目的を損なわない範囲内で第３成分を共重合していても
良い。

【０００６】共重合可能な第３成分としては、イソフタ
ル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビフェニル
ジカルボン酸、４，４’ージフェニルエーテルジカルボ
ン酸、４，４’ージフェニルメタンジカルボン酸、４，
４’ージフェニルスルホンジカルボン酸、４，４’ージ
フェニルイソプロピリデンジカルボン酸、１，２ージフ
ェノキシエタンー４’，４”ージカルボン酸、アントラ
センジカルボン酸、２，５ーピリジンジカルボン酸、ジ
フェノキシケトンジカルボン酸、５ーナトリウムスルホ
イソフタル酸、ジメチル５ーナトリウムスルホイソフタ
レート、５ーテトラブチルホスホニウムスルホイソフタ
ル酸等の芳香族ジカルボン酸；マロン酸、コハク酸、ア
ジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の脂肪族ジカル
ボン酸；デカリンジカルボン酸、シクロヘキサンジカル
ボン酸等の脂環族ジカルボン酸；βーヒドロキシエトキ
シ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、ヒドロキシプロピオ
ン酸、ヒドロキシアクリル酸等のヒドロキシカルボン
酸；またこれらのエステル形成性誘導体から誘導された
カルボン酸、εーカプロラクトン等の脂肪族ラクトン、
トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、
ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、
ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等の脂
肪族ジオール；ヒドロキノンカテコール、ナフタレンジ
オール、レゾルシン、ビスフェノールＡ、ビスフェノー
ルＡのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＳ、
ビスフェノールＳのエチレンオキサイド付加物等の芳香
族ジオール；シクロヘキサンジメタノール等の脂肪族ジ
オールなどを挙げることができる。これらの第３成分は
１種のみまたは２種以上共重合されていてもよい。

【０００７】さらに該ポリエステルには、ポリエステル
が実質的に線状である範囲内でトリメリット酸、トリメ
シン酸、ピロメリット酸、トリカルバリル酸等の多価カ
ルボン酸；グリセリン、トリメチロールエタン、トリメ
チロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アル
コールが含まれていてもよい。

【０００８】本発明においては、繰り返し単位の８０モ
ル％以上がエチレンテレフタレ−ト単位またはブチレン
テレフタレ−ト単位であるポリエステルが好ましく、染
色物の色の鮮明性の点で、５ーナトリウムスルホイソフ
タル酸が共重合されたポリエチレンテレフタレ−トまた
は５ーナトリウムスルホイソフタル酸が共重合されたポ
リブチレンテレフタレ−トが好ましい。５ーナトリウム
スルホイソフタル酸の共重合量は１〜１０モル％の範囲
であることが好ましい。

【０００９】上記のポリエステルには、必要に応じ本発
明を損なわない範囲内で、酸化防止剤、紫外線吸収剤、
蛍光増白剤、艶消し剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃補助
剤、潤滑剤、着色剤、可塑剤、無機充填剤等の添加剤が
配合されていてもよい。

【００１０】上記ポリエステルは固有粘度〔フェノール
／テトラクロロエタン（重量比５０／５０）の混合溶媒
を用い、３０℃で測定〕が０．４５〜０．８５の範囲で
あることが望ましい。該ポリエステルの固有粘度が０．
４５未満の場合、得られる繊維の強度が低くなり、実用
可能なものとならない。一方、該ポリエステルの固有粘
度が０．８５を越える場合、溶融粘度が高くなりすぎ、
紡糸性、曵糸性が不良となり好ましくない。

【００１１】また、もう一方の鞘成分Ｂであるポリメチ
ルペンテンとは４−メチルペンテン−１の重合によって
得られるポリマ−であり、融点が２２０〜２４５℃のポ
リマ−である。かかるポリメチルペンテンはポリマ−性
能を損なわない範囲内で他のポリマ−を共重合したも
の、他のポリマ−をブレンドしたものでもよい。また、
必要に応じ本発明を損なわない範囲内で、酸化防止剤、
紫外線吸収剤、蛍光増白剤、艶消し剤、帯電防止剤、難
燃剤、難燃補助剤、潤滑剤、着色剤、可塑剤、無機充填
剤等の添加剤が配合されていてもよい。

【００１２】本発明の複合繊維において、芯成分Ａと鞘
成分Ｂとの複合比率は本発明の効果を失わない範囲内で
任意に取り得るが、複合繊維の繊維横断面に占める鞘成
分Ｂの面積比Ｒ＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．１〜０．３であ
ることが好ましい。かかるＲが０．１未満では鞘成分Ｂ
による被覆が十分ではなく、一部芯成分Ａが繊維表面に
露出したり、摩擦や摩耗により鞘成分Ｂが剥がれたりす
る場合がある。一方、Ｒが０．３を越えると、芯成分Ａ
の染料の染着率が小さく、所望の繊維を得ることができ
ない場合がある。染色時間を延ばしたり、鞘成分Ｂを膨
潤させるキュア−剤を添加すれば若干の染色効果はある
が、繊維物性が低下したり、加工工程が著しく複雑にな
るなどの問題点が生じる。断面積比は繊維横断面の顕微
鏡写真から求められるが、紡糸時の芯成分Ａと鞘成分Ｂ
との吐出量の体積比で調整することにより設定すること
も可能である。

【００１３】本発明の複合繊維は芯成分Ａであるポリエ
ステルと、鞘成分Ｂであるポリメチルペンテンとを別々
に溶融し、紡糸パック部に導き、通常の方法で芯鞘構造
をとるように複合流を形成してノズルから紡出する。紡
糸性を向上させるには、芯成分Ａであるポリエステル
と、鞘成分Ｂであるポリメチルペンテンの溶融粘度がほ
ぼ等しいことが望ましい。紡出してフィラメント糸は、
所定の速度、たとえば１０〜６０００ｍ／分で引取り、
給油した後パッケ−ジに巻き上げる。次に所望の伸度と
強度が得られるように、巻き上げた糸条を常法どおり延
伸する。この延伸は紡出糸を引き取った後巻き取ること
なく連続して行ってもよい。また４０００ｍ／分以上の
高速で引取り一挙に所望の繊維物性を得る方法をとって
もよい。繊維径が１００μｍを越える場合には低速で紡
糸し、水浴冷却後３〜６倍の倍率で延伸することが望ま
しい。また繊維径が１００μｍ以下の場合には１０００
〜６０００ｍ／分の速度で紡糸し、ついで切断延伸倍率
の６０〜９０％の倍率で延伸することが望ましく、収縮
率のコントロ−ルなどの目的で熱処理を施してもよい。

【００１４】得られた複合繊維はその後の任意の段階で
分散および／またはカチオン染料により染色される。分
散染料、あるいは芯成分Ａとして５−ナトリウムスルホ
イソフタル酸共重合したポリエステルを用いる場合には
カチオン染料で染色を施すと、これらの染料によって芯
成分Ａは染色され、鞘成分Ｂであるポリメチルペンテン
はほとんど染色されない。しかしながら、染色が施され
た複合繊維は鞘成分Ｂであるポリメチルペンテンの透明
性、低屈折率等の性質がゆえに十分な発色性を発現する
ことができるのである。分散染料とカチオン染料は混用
して用いることができる。

【００１５】本発明の複合繊維染色物の発色性、耐光
性、洗濯堅牢度を全て満足するためには鞘成分Ｂの染着
率が芯成分Ａの染着率の２０％以下、好ましくは１０％
以下、さらに好ましくは５％以下にし、かつ鞘成分Ｂの
染着率を０．０８％ｏｗｆ以下にすることが重要であ
る。芯成分に対する鞘成分Ｂの染着率が２０％を越える
と、鞘成分Ｂ中の染料が光照射や洗濯によって退色し染
色堅牢度が著しく低下する。

【００１６】本発明の複合繊維は使用染料濃度によって
淡色〜濃色まで色相をコントロ−ルすることができるの
で、様々な用途に有用である。

【００１７】本発明でいう「染着率」とは、芯成分Ａま
たは鞘成分Ｂのポリマ−に対する染着している染料量を
百分率で表した値である。

【００１８】通常、繊維に光が入射すると、繊維表面で
反射したり、散乱したり、屈折して繊維内部に進入した
りする。繊維内部に進入した光は、繊維が着色されてい
れば着色光となって再び繊維外に出てくるが、表面反射
光は白色光であり、表面反射光の割合が多ければ繊維は
白っぽさを増し、色の深みが失われる。

【００１９】一般に屈折率の異なる２種類の物質の境界
面での反射率ｒは、入射角度が０の場合、下記式で示さ
れる。 ｒ＝（ｎ₀ −ｎ₁ ）² ／（ｎ₀ ＋ｎ₁ ）² （ただし、ｎ₀ は境界面下の物質の屈折率、ｎ₁ は境界
面上の物質の屈折率を示す。）

【００２０】通常の繊維の場合を考えると、境界面上の
物質は空気であり、屈折率ｎ₁ は１である。したがっ
て、繊維の屈折率ｎ₀ が大きいほど、反射率ｒは大きく
なり、染色物の発色性は劣ってくることになる。ポリス
テルの屈折率は約１．６２であり、汎用繊維の中では最
も大きく、このことがポリエステル繊維における色の鮮
明性が得られない主原因であると考えられる。このこと
は、ポリエステル繊維と同様に分散染料で染色可能であ
って、光発色、鮮明色の代表的繊維であるアセテ−トの
屈折率が約１．５１と小さいことからも理解できる。

【００２１】本発明の複合繊維においては、鞘成分Ｂと
してポリメチルペンテンを用いるが、かかるポリメチル
ペンテンは屈折率が約１．４６と非常に低いことから繊
維表面の反射率が小さく、染色物の発色性・深みが増す
のである。このことに加えて、本発明の複合繊維は、上
述のように、ポリメチルペンテンの鞘部はほとんど染料
で染色されておらず、ポリエステルの芯部のみが染色さ
れている状態となっている。染色濃度が同じである場
合、染料がほとんどすべて芯部のポリエステルに染着さ
れてしまい、ポリエステルの発色性が高まり、該発色性
が鞘部のポリメチルペンテンにほとんど阻害されずに複
合繊維としての発色となるのである。これらの相乗効果
により、本発明の複合繊維は発色性・色の鮮明性に優れ
ているのである。さらに、鞘成分Ｂであるポリメチルペ
ンテンには染料が染着されていないことから、光などに
よる染料の退色が起こらず、したがって染色堅牢度の低
下も生じないのである。

【００２２】本発明の複合繊維はフィラメント、ステ−
プル等の形態で製造され、織物、編物、不織布等の形態
に加工される。その後、精練、染加工、必要に応じて樹
脂加工が施される。そして、スポ−ツ衣料（野球、テニ
ス、サッカ−、卓球のユニホ−ム、ゴルフウエア、トラ
イアスロン等）、水着、婦人アウタ−などに好適であ
り、またカ−テン、テ−ブルクロス、カ−ペット等のイ
ンテリア類、テント、ヌイグルミなどにも使用される。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれら実施例により何等限定されるものではな
い。なお、実施例中における測定値は以下の方法により
測定、算出された値であり、芯成分Ａと鞘成分Ｂの断面
積比はポリマーの吐出量の体積比から求めた。 (1) 芯成分Ａの染着率（ｐｐｍ） 複合繊維またはその製品における鞘成分を溶解除去した
後、水洗することにより芯成分であるポリエステル繊維
部分を得る。該繊維の一定量を秤量し、フェノ−ル／テ
トラクロロエタン混合溶液（重量比１／１）に完全溶解
させた後、分光光度計（３０７型、日立製作所社製）に
より最大吸収波長での吸光度を測定する。一方、染色す
る前の複合繊維またはその繊維製品から同様にして取り
出したポリエステル繊維分を同様にして測定し、染着率
と吸光度との検量線を求め、この検量線から染色繊維の
染着量を求めた。

【００２４】(2) 鞘成分Ｂの染着率（ｐｐｍ） 複合繊維またはその製品を一定量秤量し、ついでトリク
レンにてソックスレ−抽出を行い、鞘成分であるポリメ
チルペンテンより染料を抽出し、その抽出液について、
分光光度計（３０７型、日立製作所社製）により最大吸
収波長での吸光度を測定する。一方、染料−トリクレン
溶液の吸光度を測定し、染料濃度と吸光度との検量線を
求め、この検量線から染色繊維の染着量を求めた。

【００２５】(3) 発色性（Ｋ／Ｓ） 複合繊維かならなる製品の分光反射率（Ｒ）をカラ−ア
ナライザ−（日立３０７型、日立製作所製）で測定し、
下記式ク−ベルカ−ムンク（Kubelka-Munk) の式から求
めた。この値が大きいほど発色性が大であることを示
す。 Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒ）² ／２Ｒ Ｒは製品の可視部反射率曲線の最大吸収波長位置におけ
る反射率である。 (4) 彩度（％） ＪＩＳ Ｚ ８７２２（２度視野ＸＹＺ系による物体色
の測定方法）によって求めた彩度値である。 (5) 光沢（級） ５人の視覚判定により、以下の基準で評価を行い、その
平均値で示す。 ５級：非常に良好 ４級：良好 ３級：実用上問題はない ２級：若干光沢が見られる １級：ほとんど光沢が見られない (6) 洗濯に対する染色堅牢度 ＪＩＳ Ｌ ０８４４に準拠してＡ−２法によるテスト
を行った。白布としてナイロン布を用い、その汚染程度
について汚染用グレ−スケ−ルにて級判定を行った。

【００２６】(7) ポリマ−の溶融粘度（ｐｏｉｓｅ） 東洋精機キャピログラフ１Ｂ型を用い、３００℃で測定
した時の剪断速度１０００ｓｅｃ^-1における値である。 (8) ポリマ−の融点（℃） メトラ−社製ＴＡ−３０００型のＤＳＣにより求めた吸
熱ピ−ク温度である。 (9) 耐光堅牢度 ＪＩＳ Ｌ ０８４２ カ−ボンア−ク灯に対する染色
堅牢度試験方法に準拠して評価した（第１露光法）。

【００２７】実施例１および比較例１ 芯成分Ａとして、融点２５０℃、極限粘度〔η〕＝０．
６７のポリエチレンテレフタレ−トを用い、鞘成分Ｂと
して、融点２３５℃、溶融粘度１１００ｐｏｉｓｅのポ
リメチルペンテンを用い、図１に示す構造のノズルを使
用して温度２９５℃、紡糸速度１０００ｍ／分で複合紡
糸を行い、４９５デニ−ル／２４フィラメントの糸条を
得た。引き続いて、温度１２０℃のプレ−トに接触さ
せ、３．３倍に延伸して１５０デニ−ル／２４フィラメ
ントの糸条を得た。繊維の断面形状は図２（ａ）のタイ
プで、断面積比Ｒは０．１８であった。得られた糸条を
経糸、緯糸とした８枚朱子織物を作成し、糊抜き精練、
１８０℃のプレセットを行い、下記の条件で染色を施し
た。

【００２８】 染色条件 分散染料：Dispersol Brill Scarlet D-SF200 Grains ３％owf 分散剤 ：Diper-TL １g/l pH調整剤：酢酸 ０．５cc/l 浴比 ： ５０：１ 温度 ： １３０℃ 時間 ： ４０分 還元洗浄 ハイドロサルファイド １g/l 水酸化ナトリウム １g/l アミラジンＤ（第一工業製薬社製） １g/l 浴比 ： ５０：１ 温度 ： ８０℃ 時間 ： ２０分

【００２９】染色物を構成する複合繊維の各成分の染着
率、発色性、彩度等の評価を行い、表１に示す。また、
比較として、実施例１で用いたと同じポリエチレンテレ
フタレ−トのみを用いて溶融紡糸し、実施例１と同様に
して延伸を施し、該延伸糸条を経糸、緯糸とした８枚朱
子織物を作成し、実施例１と同じ評価を行った。結果を
表１に示す。表１から明らかなように、本発明の複合繊
維は比較例１で得られた繊維に比較し、染色堅牢性に優
れ、発色性にも優れている。

【００３０】実施例２および比較例２〜３ 実施例１において、芯成分と鞘成分の複合比を表１に示
すように代える以外は同様にして延伸糸条を得、織物を
作成した。得られた各織物を分散染料で染色し、染色物
の各評価を行った。結果を表１に示す。鞘成分が少ない
比較例２は製織工程などで鞘成分の剥離やフィブリルが
多発し、商品価値のないものとなった。一方、鞘成分が
多い比較例３は染料が鞘部を通過せず、芯成分であるポ
リエチレンテレフタレ−トが染色せず、発色性が非常に
劣ったものであり、ギラツキ感のあるものであった。

【００３１】実施例３ 芯成分Ａとして、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を
２．５モル％共重合した融点２４８℃、極限粘度〔η〕
＝０．５２のポリエチレンテレフタレ−トを用い、下記
の条件で染色を施した以外は実施例１と同様にして複合
繊維を紡糸し、ついで織物を作成して染色を施した。結
果を表１に示す。

【００３２】 染色条件 カチオン染料：Cathilon Brill Red 4GH200 ２％owf 助 剤：硫酸ナトリウム ２g/l 酢酸 １％owf 酢酸ナトリウム ０．５％owf 浴比 ： ５０：１ 温度 ： １２０℃ 時間 ： ４０分 還元洗浄 ハイドロサルファイド １g/l アンモニア水 １g/l アミラジンＤ（第一工業製薬社製） １ｇ／ｌ 浴比 ： ５０：１ 温度 ： ７０℃ 時間 ： ２０分

【００３３】実施例４ 芯成分Ａとして、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を
２．５モル％共重合した融点２１１℃、極限粘度〔η〕
＝０．８５のポリブチレンテレフタレ−トを用い、実施
例３と同様にして複合繊維を紡糸し、織物を作成して染
色を施した。結果を表１に示す。

【００３４】実施例５ 実施例１において、複合繊維の断面形状を図２（ｈ）タ
イプにした以外は同様にして複合繊維を紡糸し、織物を
作成して染色を施した。結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、ポリマ−の変性や後加
工することなく、繊維の段階で高発色性、高光沢性を有
し、かつ耐光性、洗濯耐久性にも優れた繊維が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合繊維を紡糸するノズルの縦断面形
状である。

【図２】本発明の複合繊維の断面形状の一例を示す概略
図である。

【符号の説明】

Ａ：芯成分ポリマ− Ｂ：鞘成分ポリマ−

フロントページの続き (72)発明者 岸野 喜雄 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芯成分Ａがポリエステルであり、鞘成分Ｂ
   がポリメチルペンテンである芯鞘型複合繊維において、
   分散および／またはカチオン染料による鞘成分Ｂの染着
   率が芯成分Ａの該染料による染着率の２０％以下であっ
   て、実質的に０．０８％ｏｗｆであり、かつ該複合繊維
   の横断面に占める鞘成分Ｂの面積比Ｒ［Ｂ／（Ａ＋
   Ｂ）］が０．１〜０．３である複合繊維。