JPH11217732A - ポリエステル複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の繊維では得られなかった優れた染色性、
高い発色性、および良好な耐光堅牢度を有し、かつ優れ
た防透け性を有するポリエステル繊維を提供する。 【解決手段】芯成分および鞘成分に金属スルフォネート
基を含有するイソフタル酸成分をポリエステルの全酸成
分に対して０．５〜３．０モル％、かつ芯成分にグリコ
ール成分を０．５〜５．０ｗｔ％それぞれ共重合したポ
リエステルからなり、芯成分に不活性無機粒子を３．０
〜１０．０ｗｔ％含有し、芯成分と鞘成分の横断面積比
が５０：５０〜９５：５であることを特徴とするポリエ
ステル複合繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は優れた染色性、高い
発色性および良好な耐光堅牢度を有し、かつ優れた透け
防止性を有するポリエステル繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルをポリマとして用いた合成
繊維は、透明であるというポリマの特性により、布帛と
なした場合下に着用している衣服や素肌が透けて見える
という欠点を有している。この対策としてポリマ中に不
活性無機粒子を添加することにより不透明性を得て、透
け防止性を出している。しかし、高い透け防止性を得る
ために繊維に大量の不活性無機粒子を添加すると、繊維
表面に現れてくる不活性無機粒子の量が多くなり、製糸
工程、製織工程などでの糸道ガイドの磨耗の発生や、高
次加工において毛羽などの欠点が発生しやすいという問
題がある。

【０００３】この対策として、例えば特開昭６２−５７
９２０号公報や特開平８−１４４１５１号公報などにあ
るように、繊維を芯鞘複合糸となし、その芯成分に無機
粒子を添加する方法が提案されている。しかしながらこ
の方法ではある程度の透け防止性は得られるものの満足
できるレベルではなく、高い透け防止性を得るためは大
量の無機粒子の添加を必要とし、無機粒子の分散性悪化
による透け防止性の悪化を生じ、さらに大量の無機粒子
による繊維強度の低下や製糸性の低下などの問題点を生
じるという欠点があった。さらにこの方法（特開昭６２
−５７９２０号公報）では染色性に劣り発色性が良くな
いため、鞘成分に微細孔を発生させることにより解決を
図っているが、この微細孔発生のためには化学的処理の
実施が必要であり、高次加工工程のコストアップ、化学
物質による環境レスポンシブルケア、さらに微細孔発現
のコントロールなどの点から問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の問題点
を改良し、優れた染色性、高い発色性および良好な耐光
堅牢度を有し、かつ優れた透け防止性を有するポリエス
テル繊維を得ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成するために、次の構成よりなるものである。すなわ
ち、本発明は「芯成分および鞘成分に金属スルフォネー
ト基を含有するイソフタル酸成分をポリエステルの全酸
成分に対して０．５〜３．０モル％、かつ芯成分にグリ
コール成分を０．５〜５．０ｗｔ％それぞれ共重合した
ポリエステルからなり、芯成分に不活性無機粒子を３．
０〜１０．０ｗｔ％含有し、芯成分と鞘成分の横断面積
比が５０：５０〜９５：５であることを特徴とするポリ
エステル複合繊維」により前述の目的を達成することが
できる。以下、本発明について詳細に説明する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において用いる繊維は、繊
維の横断面において芯成分が鞘成分により覆われ芯成分
が表面に露出していないように配置された芯鞘型ポリエ
ステル複合繊維である。ここで芯鞘型とは芯成分が鞘成
分により完全に覆われていれば良く、必ずしも同心円状
に配置されている必要はない。また繊維の断面形状につ
いても丸、扁平、三角、四角、五角など芯鞘型であれば
どのようなものでも良いが、安定した製糸性および高次
加工性を得やすいという点より丸、三角、四角などが好
ましい。

【０００７】本発明においては、芯成分に不活性無機粒
子を３．０〜１０．０ｗｔ％含有することが必要であ
る。ここで不活性無機粒子とは具体的にはシリカゾル、
シリカ、アルキルコートシリカ、アルミナゾル、酸化チ
タン、炭酸カルシウムなどがあるが、ポリエステルに添
加したときに化学的に安定していればなんでもよい。好
ましくは化学的安定性、対凝集性および使いやすさなど
の見地よりシリカゾル、シリカ、アルキルコートシリ
カ、酸化チタンがよく、さらに好ましくは酸化チタンで
ある。この場合、酸化チタンの平均粒径は分散性の点か
ら１μｍ以下が好ましく０．７μｍ以下がより好まし
い。またその最大粒径は製糸性の点から５μｍ以下が好
ましく、３μｍ以下がより好ましい。この不活性無機粒
子の含有量が３．０ｗｔ％より少ない場合は不活性無機
粒子による光反射率が低下し透け防止性が不十分なもの
となり目的が達成できない。一方、含有量が１０．０ｗ
ｔ％を越える場合は、製糸性低下の原因となり、また紡
糸工程においての濾過圧上昇率が大きくなりすぎ工業的
に実用的でない。さらに得られた複合繊維の強度が低下
し高次加工において毛羽、単糸切れなど品位の低下を招
き好ましくない。

【０００８】本発明において用いるポリエステルとは、
エチレングリコールまたは１，４−ブタンジオールを主
たるグリコール成分とし、テレフタル酸またはそのエス
テルを主たるジカルボン酸成分とするポリエステルを言
う。

【０００９】本発明においては芯成分および鞘成分に、
金属スルフォネート基を有するイソフタル酸成分（以下
Ｓ成分とする）をポリエステルの全酸成分に対して０．
５〜３．０モル％共重合したポリエステルを用いること
が必要である。ここでいうＳ成分とは次式に示される化
合物であるが、好ましくはジメチル（５−ナトリウムス
ルホ）イソフタレート、ビス−２−ヒドロキシエチル
（５−ナトリウムスルホ）イソフタレート、ビス−４−
ヒドロキシブチル（５−ナトリウムスルホ）イソフタレ
ートなどが挙げられる。このＳ成分の共重合量が０．５
モル％よりも少ない場合は塩基性染料に対して十分に染
まらないため、本発明の目的とする優れた染色性、高い
発色性が得られず、よって耐光堅牢度も不十分なものし
か得られない。一方Ｓ成分の共重合量が３．０モル％よ
りも多い場合には、Ｓ成分によるポリマ間の分子間力の
増加作用のため糸強度の低下を引き起こし、ひいては製
糸性の低下や高次加工における品位の低下などを引き起
こす原因となるので好ましくない。

【００１０】

【式１】 さらに本発明においては芯成分には上記Ｓ成分のほかに
グリコール成分（以下Ｇ成分と更にする）を０．５〜
５．０ｗｔ％共重合することが必要である。ここでいう
Ｇ成分とはジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シ
クロヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリ
テトラメチレングリコールなどの化合物であるが、ジエ
チレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエ
チレングリコール、ポリテトラメチレングリコールが好
ましく使用できる。Ｇ成分をＳ成分が共重合されたポリ
エステルに共重合すると、ポリエステルの構造弛緩が起
こり、Ｓ成分と塩基性染料との反応性が向上し染色性、
発色性が向上する。またＧ成分の作用により分子間力が
低下するため適正延伸倍率が高くなり繊維強度が高くな
る。この作用はＳ成分が３．０モル％より多い場合には
分子間力の低下が小さくなり、適正延伸倍率の変化はほ
とんど見られない。このため繊維強度も高くならない。
よってこの点からもＳ成分の共重合量は３．０モル％以
下であることが必要である。この際、Ｇ成分が０．５ｗ
ｔ％よりも少ない場合は、ポリエステル中での構造弛緩
が十分に行われないためＳ成分と塩基性染料との反応性
が低く、よって染色性、発色性も不十分なものしか得ら
れず耐光堅牢度も不十分である。さらに分子間力低下効
果も小さいため適正延伸倍率が高くならない。一方、Ｇ
成分が５．０ｗｔ％より多い場合には、ポリマの融点の
低下が大きくなりポリマの耐熱性が低下するため製糸性
の低下が発生する。さらに複合繊維自体の耐熱性も低下
するため高次加工での品位の低下につながるため好まし
くない。よってＧ成分の共重合量は５．０ｗｔ％以下で
あることが必要で、好ましくは４．０ｗｔ％以下、さら
に好ましくは３．０ｗｔ％以下である。

【００１１】このように芯成分にＧ成分を共重合するこ
とにより、はじめてその分子間力低下作用による繊維強
度向上効果により、不活性無機粒子を添加することによ
って発生する繊維強度の低下を防止することができ、こ
のことにより繊維強度を低下させることなく高い透け防
止性を持つ繊維を得ることができるものである。さらに
Ｇ成分を共重合することにより、芯成分における不活性
無機粒子の分散性が向上し、不活性無機粒子の凝集が抑
えられる効果がある。これにより不活性無機粒子の凝集
が原因で発生する製糸時の濾過圧上昇率を低く抑えるこ
とができるとともに、不活性無機粒子の凝集を減らすこ
とにより、その繊維の光反射率が向上および均一となる
ため高い透け防止性を得ることが可能となるものであ
る。

【００１２】ここで芯成分と鞘成分のＳ成分の共重合量
は、すくなくとも同量、好ましくは芯成分より鞘成分の
共重合量を多くするのがよい。塩基性染料を用いて染色
を実施する場合、染料はまず繊維表面のＳ成分から反応
し始め逐次繊維内部のＳ成分と反応してゆく。しかしな
がら上記Ｇ成分の作用により芯成分ポリマの方が鞘成分
ポリマよりも染色されやすい性質を持っている。従って
芯成分と鞘成分のＳ成分の共重合量を少なくとも同量、
好ましくは鞘成分の共重合量を多くすることにより、芯
成分のＧ成分の作用と鞘成分の染色されやすさとが相殺
され、芯成分が先に濃く染色され、鞘成分の染色状態が
不十分というような、糸全体としての染色状態が不十分
で不自然な斑となることが防止できる。

【００１３】また上記したＳ成分共重合下におけるＧ成
分の効果、すなわち分子間力低下作用による繊維強度低
下の防止、および染色性の向上効果を得るために、鞘成
分にもＧ成分を共重合しても何ら差し支えない。この場
合もＧ成分の量は芯成分に共重合する場合の範囲に準ず
ることが必要である。

【００１４】さらに本発明においては芯成分と鞘成分と
の繊維横断面における断面積比は５０：５０〜９５：５
であることが必要である。芯成分の比率が５０％を下回
ると、糸の光反射率が低下し十分な透け防止性が得られ
ない。一方、鞘成分の量が５％を下回ると、不活性無機
粒子が繊維の表面に現れやすくなり染色時の染色斑が起
こりやすくなる、また表面に凹凸が発生し、光沢に斑が
できやすく発色性が低下する、さらに製糸時や製織時糸
道ガイドの摩耗が発生しやすくなるなどの問題が発生す
る。この断面積比は透け防止性および染色性、発色性の
観点から好ましくは６０：４０〜９５：５、より好まし
くは７０：３０〜９０：１０である。

【００１５】製造方法としては、上記本発明の芯鞘複合
糸を得られる方法であれば特に限定はしない。以下にそ
の製法の一例を挙げる。金属スルフォネート基を含有す
るイソフタル酸をポリエステルの全酸成分に対して０．
５〜３．０モル％、かつグリコール成分を０．５〜５．
０ｗｔ％共重合し、不活性無機粒子を３．０〜１０．０
ｗｔ％含有したポリエステルを芯成分とし、金属スルフ
ォネート基を含有するイソフタル酸をポリエステルの全
酸成分に対して０．５〜３．０モル％共重合したポリエ
ステルを鞘成分として用いる。これらを融点以上に加熱
し、溶融させて同一口金より芯成分が鞘成分により完全
に覆われるように複合させ、吐出させる。これを冷却、
固化した後、１２００〜１８００ｍ／ｍｉｎ．で巻き取
りする。これを延伸倍率２．０〜４．０倍で延伸し、１
００〜１５０℃で熱セットすることにより本発明の芯鞘
複合糸が得られる。

【００１６】

【実施例】以下に実施例および比較例により本発明を具
体的に説明するが本発明はそれにより限定されない。な
お実施例および比較例中における各測定値は以下の方法
により測定および判定した値である。

【００１７】Ａ．耐光堅牢度（級） 評価すべきフィラメントから得られた編み地（１０ｃｍ
×１０ｃｍ）をＥｓｔｒｏｌ ＢｌｕｅＮ−３ＲＬ１．
５ｏｗｆ、酢酸０．５ｍｌ／Ｌ、酢酸ソーダ０．１５ｇ
／Ｌからなる浴比１：１００、９８℃水溶液で６０分染
色した後、常法に従い、ハイドロサルファイト２ｇ／
Ｌ、水酸化ナトリウム２ｇ／Ｌ、通常の衣料用ポリエス
テル繊維の還元洗浄に用いられる非イオン活性剤２ｇ／
Ｌからなる８０℃水溶液で２０分還元洗浄し水洗・乾燥
する。この染色した編み地をフェードメーターを用いて
ＪＩＳ−Ｌ１０４４に準じて光退色させてブルースケー
ル基準で測定し、４級以上を合格とする。

【００１８】Ｂ．染色性（％） 評価すべきフィラメントから得られた編み地（１０ｃｍ
×１０ｃｍ）をＥｓｔｒｏｌ ＢｌｕｅＮ−３ＲＬ１．
５ｏｗｆ、酢酸０．５ｍｌ／Ｌ、酢酸ソーダ０．１５ｇ
／Ｌからなる浴比１：１００、９８℃水溶液で６０分染
色を行う。その後編み地を取り出した後の水溶液中に残
存している染料濃度を測定し、染料吸着率を求める。染
色性の判定は吸着率５０％以上を良とする。

【００１９】Ｃ．発色性 上記染色性評価と同様の方法で染色した編み地を用い、
デジタル測定色差計算機を用いて照射光が透過しない程
度に（６〜１０枚）編み地を重ねた状態で、Ｌ値を測定
する。発色性の判定はＬ値１４．０以下を良とする。

【００２０】Ｄ．複合比 評価すべきフィラメントを採取し、横断面を位相差顕微
鏡を用いて４００〜６００倍に拡大して写真撮影をす
る。この写真を用いて芯成分と鞘成分の断面積比より複
合比を求める。

【００２１】実施例１および比較例１ 芯成分用ポリエステルとして、ジメチル（５−ナトリウ
ムスルホ）イソフタレート（Ｓ成分）をジメチルテレフ
タレート、エチレングリコール、酢酸リチウム２水塩、
三酸化アンチモンの混合物に添加し、常法によりエステ
ル交換を行った後、平均分子量１０００のポリエチレン
グリコール（Ｇ成分）およびトリメチルホスフェイト、
および含有率６．５ｗｔ％となるように酸化チタンスラ
リーを加えて、常法により重縮合反応を行って共重合ポ
リエステルを得た。

【００２２】また鞘成分用ポリエステルとして、ジメチ
ル（５−ナトリウムスルホ）イソフタレート（Ｓ成分）
をもちいて上記と同様の方法にて共重合ポリエステルを
得た。 この際、芯成分中のジメチル（５−ナトリウム
スルホ）イソフタレート（Ｓ成分）の量を表１に示すよ
うに変化させて数種類のサンプルを得た。なお、芯成分
中のポリエチレングリコール（Ｇ成分）の量と、鞘成分
中のジメチル（５−ナトリウムスルホ）イソフタレート
（Ｓ成分）の量はそれぞれ１．０ｗｔ％、２．４モル％
とした。

【００２３】得られた芯成分用共重合ポリエステルと鞘
成分用共重合ポリエステルとを用いて、芯鞘複合比率８
０：２０となるように複合紡糸機を用い、紡糸温度３０
０℃、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎ．にて同一口金より
芯鞘複合させて紡糸し、未延伸糸を得た。得られた未延
伸糸を延伸温度９０℃、熱処理温度１２０℃、延伸速度
８００ｍ／ｍｉｎ．、残留伸度が４０％となるよう適正
延伸倍率にて延伸を実施し、表１に示す水準の７５デニ
ール、３６フィラメントの延伸糸を得て、染色性、発色
性、耐光堅牢度および製糸性の評価を実施した。

【００２４】その結果、Ｎｏ．１においては染色性が悪
く、発色性も不十分でかつ耐光堅牢度も３級と不満足な
ものであった。Ｎｏ．２〜４においては染色性、発色性
ともに良好でかつ耐光堅牢度も４級と満足なものが得ら
れ、製糸性も良好であった。Ｎｏ．５においては染色
性、発色性ともに問題ないレベルで耐光堅牢度も４級で
あったが、製糸性が不良であった。

【００２５】

【表１】 実施例２および比較例２ 実施例１と同様の方法で芯成分用共重合ポリエステルと
鞘成分用共重合ポリエステルとを得る際に、鞘成分中の
ジメチル（５−ナトリウムスルホ）イソフタレート（Ｓ
成分）の量を表２に示すように変化させて数種類のサン
プルを得た。なお、芯成分中のジメチル（５−ナトリウ
ムスルホ）イソフタレート（Ｓ成分）の量と、ポリエチ
レングリコール（Ｇ成分）はそれぞれ１．７モル％、
１．０ｗｔ％とした。

【００２６】この後これらを用いて実施例１と同様の方
法で芯鞘複合糸を得て、染色性、発色性、耐光堅牢度お
よび製糸性の評価を実施した。その結果、Ｎｏ．６にお
いては染色性が悪く、発色性も不十分でかつ耐光堅牢度
も２級と不満足なものであった。Ｎｏ．７〜９において
は染色性、発色性ともに良好でかつ耐光堅牢度も４級と
満足なものが得られ、製糸性も良好であった。Ｎｏ．１
０においては染色性、発色性ともに問題ないレベルで耐
光堅牢度も４級であったが、製糸性が不良であった。

【００２７】

【表２】 実施例３および比較例３ 実施例１と同様の方法で芯成分用共重合ポリエステルと
鞘成分用共重合ポリエステルとを得る際に、芯成分中の
ポリエチレングリコール（Ｇ成分）の量を表３に示すよ
うに変化させて数種類のサンプルを得た。なお芯成分中
のジメチル（５−ナトリウムスルホ）イソフタレート
（Ｓ成分）の量と鞘成分中のジメチル（５−ナトリウム
スルホ）イソフタレート（Ｓ成分）の量はそれぞれ１．
７モル％、２．４モル％とした。この後これらを用いて
実施例１と同様の方法で芯鞘複合糸を得て、染色性、発
色性、耐光堅牢度および製糸性の評価を実施した。

【００２８】その結果、Ｎｏ．１１においては染色性が
悪く、発色性も不十分でかつ耐光堅牢度も３級と不満足
なものであった。Ｎｏ．１２〜１４においては染色性、
発色性ともに良好でかつ耐光堅牢度も４級と満足なもの
が得られ、製糸性も良好であった。Ｎｏ．１５において
は染色性、発色性ともに問題ないレベルで耐光堅牢度も
４級であったが、製糸性が不良であった。

【００２９】

【表３】 実施例４および比較例４ 実施例１と同様の方法で得られた芯成分用共重合ポリエ
ステルと鞘成分用共重合ポリエステルとを用いて芯鞘複
合糸を得る際に、芯鞘複合比率を表４に示すように変化
させ、数種類のサンプルを得て、防透け性の評価を実施
した。なおこの際の芯成分中のジメチル（５−ナトリウ
ムスルホ）イソフタレート（Ｓ成分）の量は１．７モル
％、ポリエチレングリコール（Ｇ成分）の量は１．０ｗ
ｔ％とし、鞘成分中のジメチル（５−ナトリウムスル
ホ）イソフタレート（Ｓ成分）の量を２．４モル％とし
た。

【００３０】その結果、Ｎｏ．１６および１７において
は防透け性が不十分であった。Ｎｏ．１８〜２３におい
ては十分な防透け性と良好な染色性が得られた。Ｎｏ．
２４においては防透け性は十分であったものの、染色性
が不良であった。

【００３１】

【表４】 実施例５および比較例５ 実施例４と同様の方法で得られた芯成分用共重合ポリエ
ステルと鞘成分用共重合ポリエステルとを用いて芯鞘複
合糸を得る際に、表５に示すように、芯成分中の酸化チ
タンの含有量を変化させ、数種類のサンプルを得て、防
透け性の評価を実施した。

【００３２】その結果、Ｎｏ．２５においては防透け性
が不十分であった。Ｎｏ．２６〜２９においては十分な
防透け性が得られ、かつ製糸性も良好であった。Ｎｏ．
３０においては防透け性は十分であったものの製糸性が
不良であった。

【００３３】

【表５】

【００３４】

【発明の効果】本発明において得られたポリエステル複
合繊維は、従来の繊維では得られなかった優れた染色
性、高い発色性、および良好な耐光堅牢度を有し、か
つ、芯成分に含有した不活性無機粒子により優れた透け
防止性を有する。このポリエステル繊維は水着、ウォー
ムアップスーツなどのスポーツ用途やその優れた染色
性、高い発色性および透け防止性を生かした色柄もの薄
地衣料をはじめ各種衣料用の原糸として適した素材とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における芯鞘型複合糸の断面形状の一例
を示す図である。

【符号の説明】

Ａ；芯成分 Ｂ；鞘成分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芯成分および鞘成分に金属スルフォネート
   基を含有するイソフタル酸成分をポリエステルの全酸成
   分に対して０．５〜３．０モル％、かつ芯成分にグリコ
   ール成分を０．５〜５．０ｗｔ％それぞれ共重合したポ
   リエステルからなり、芯成分に不活性無機粒子を３．０
   〜１０．０ｗｔ％含有し、芯成分と鞘成分の横断面積比
   が５０：５０〜９５：５であることを特徴とするポリエ
   ステル複合繊維。
2. 【請求項２】不活性無機粒子が酸化チタンである請求項
   １記載のポリエステル複合繊維。