JPH1136137A - 改質ポリエステル繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】染色性が良好で、かつ、極めてソフトな織編物
もしくは不織布を得ることができる改質ポリエステル繊
維およびその製造方法を提供する。 【解決手段】金属スルホネート基を含有するイソフタル
酸成分を共重合した改質ポリエステルからなるポリエス
テル繊維であって、強伸度曲線において定応力伸長域が
なく、伸度が７０〜１５０％、複屈折率が０．０２〜
０．０６、強度が３．５ｇ／ｄ以下であることを特徴と
する改質ポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塩基性可染型の改
質ポリエステル繊維およびその製造方法に関するもので
あり、さらに詳しくは染色性が良好で、かつ極めてソフ
トな織編物もしくは不織布を得ることができる改質ポリ
エステル繊維およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から塩基性可染型ポリエステルの製
造方法として、金属スルホネート基を含有するイソフタ
ル成分を共重合させる方法が知られている（特公昭３４
−１０４９７号公報）。しかし、該公報記載の方法で
は、染色性を満足なレベルとするためには、金属スルホ
ネート基を含有するイソフタル酸成分を多量に共重合し
なければならず、金属スルホネート基を含有するイソフ
タル酸成分の増粘作用によって、溶融粘度が高くなり、
紡糸が困難となる欠点があった。

【０００３】このような欠点を改善するために、特開昭
５９−２６５２１号公報では、１．０〜２．０モル％の
金属スルホネート基を含有するイソフタル酸成分、０．
５〜１．９重量％の分子量４００〜６０００のグリコー
ル成分を共重合した改質ポリエステルからなり、延伸糸
強度が４．０ｇ／ｄ以上である改質ポリエステル繊維が
開示されている。該公報記載の改質ポリエステル繊維
は、製糸性よく得ることが可能で、優れた染色性と強度
を有するが、いわゆる延伸糸であるために、ヤング率が
高く、ソフトな織編物や不織布などにするには不十分で
ある。

【０００４】また、前述の欠点を改善する他の方法とし
て、特公昭６０−１０１２６号公報では、金属スルホネ
ート基含有化合物を０．５〜４モル％共重合したポリエ
ステルからなり、伸度が６０％以下の未延伸繊維を５２
００〜７０００ｍ／分で溶融紡糸し、延伸することなく
染色する方法が開示されている。該公報によれば生産性
よく均一な繊維が得られるものの、ソフト性については
未だ不十分である他、高速紡糸設備が必要であるため、
短繊維の製造に展開するには困難であるという欠点があ
る。

【０００５】また、染色性とソフト性を改善する方法と
して、特開昭５８−５４０１９号公報では、金属スルホ
ネート基を含有するポリエステルを溶融紡糸して、配向
度（Δｎ）が０．０２〜０．０８の未延伸糸を得た後、
弛緩熱処理し、その後延伸することによって、配向度
（Δｎ）が０．０６〜０．１２となる濃染性ポリエステ
ル繊維とすることが開示されている。該公報によれば、
通常の延伸糸に比べ、改善したソフト性を示すものの、
未だヤング率が高く、優れたソフト性を発揮するために
は不十分である。

【０００６】さらに、ポリエステル繊維にソフト性を付
与する方法として、特開昭６２−１９９８２７号公報、
特開昭６２−１９９８２８号公報には、繊維形成性ポリ
エステルを溶融紡糸し、２５００〜４０００ｍ／分の速
度で冷却しつつ引き取り、ついで該糸を乾熱状態のもと
で１〜１０％の伸長率を与えつつ熱処理してステープル
ファイバー、紡績糸とすることが開示されている。該公
報記載の紡績糸を用いると、ソフト性が高く、染色性の
優れた製品にすることが可能となるものの、高速紡糸設
備が必要であるため、短繊維の製造に展開するには困難
であるという欠点がある。

【０００７】一方、特開平４−１９４００７号公報、特
開平４−１９４０１０号公報には、断面積が異なる複数
の吐出孔群を有する紡糸口金を用いて重合体からなる混
繊糸を得る方法において、吐出孔群の少なくとも１群の
吐出孔の断面積を連続的に拡大する吐出孔とし、最大の
断面積が少なくとも０．７８５ｍｍ² の紡糸口金とする
混繊糸の製造方法が開示されている。該公報によれば、
太デニール成分の配向度および伸度レベルを細いデニー
ル成分の配向度および伸度レベルよりも高くすることが
可能であり、比較的低い紡糸速度の一発紡糸で異繊度混
繊未延伸糸が得られる。しかしながら、該異繊度混繊未
延伸糸は延伸熱処理が必要であり、得られる延伸糸は高
配向、低伸度で、ヤング率が高く、ソフト性に欠ける欠
点を有する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
した従来技術の問題点を克服し、染色性が良好で、か
つ、極めてソフトな織編物もしくは不織布を得ることが
できる改質ポリエステル繊維およびその製造方法を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、金属スルホネート基を含有するイソフタル酸成分を
共重合した改質ポリエステルからなるポリエステル繊維
であって、強伸度曲線において定応力伸長域がなく、伸
度が７０〜１５０％、複屈折率が０．０２〜０．０６、
強度が３．５ｇ／ｄ以下であることを特徴とする改質ポ
リエステル繊維、および金属スルホネート基を含有する
イソフタル酸成分を共重合した改質ポリエステルからな
るチップを、口金面深度７０ｍｍ以下で、紡糸ドラフト
５０００以上、紡糸速度２０００ｍ／分以下として引き
取ることを特徴とする改質ポリエステル繊維の製造方法
によって達成できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の改質ポリエステル
繊維について詳述する。

【００１１】本発明においては、良好な染色性を満足す
ると同時に、ウールに似たソフト性を発揮し、また後述
する製造方法において強伸度曲線での定応力伸長域のな
い繊維とするために、金属スルホネート基を含有するイ
ソフタル酸成分を共重合した改質ポリエステルからなる
ポリエステル繊維を採用する。

【００１２】本発明における金属スルホネート基を含有
するイソフタル酸成分としては、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）イソフタレート等があげ
られる。金属スルホネート基を含有するイソフタル酸成
分は得られるポリエステルに対し、１．０〜３．０モル
％共重合させることが好ましく、１．０〜２．０モル％
共重合させることがより好ましい。金属スルホネート基
を含有するイソフタル酸成分を１．０〜３．０モル％共
重合することによって、本発明の目的とする優れた染色
性が得られるとともに、増粘作用によるポリマーの溶融
粘度を適度に抑えることが可能となり、安定な製糸性で
改質ポリエステル繊維が得られる。

【００１３】また、本発明においては、金属スルホネー
ト基を含有するイソフタル酸成分とともに、０．５〜
３．０重量％のポリアルキレングリコールを共重合する
ことが好ましく、０．５〜２．０重量％のポリアルキレ
ングリコールを共重合することがより好ましい。ポリア
ルキレングリコールとしては分子量が４００〜２０００
であるポリエチレングリコールがより好ましい。ポリア
ルキレングリコールの共重合量を０．５〜３．０重量％
とすることによって、ポリマーの溶融粘度を減粘させ、
安定した製糸性が得られるとともに、金属スルホネート
基を含有するイソフタル酸成分の染色性を補完すること
が可能であり、かつ、耐光堅牢度と耐酸化分解性を保持
できる。

【００１４】また、本発明の改質ポリエステル繊維は、
強伸度曲線において定応力伸長域が存在しないものであ
り、例えば、図１の２に示されるような強伸度曲線を示
し、図１の１で示されるような一定応力で伸長する領域
（図１のイ）が存在するものではない。後述する強伸度
測定における強伸度曲線に定応力伸長域が存在すると、
紡績工程や製編織工程で受ける張力によって繊維が伸長
し、太細斑が発生するため、本発明の目的とする繊維が
得られない。

【００１５】また、本発明の改質ポリエステル繊維は、
伸度が７０〜１５０％の範囲のものである。伸度が７０
％未満では、ヤング率が高くなる傾向にあり、本発明の
目的とするソフト性が得難くなる。一方、伸度が１５０
％を越えると降伏点応力が低くなり、明瞭な太細斑は発
生しないものの、紡績工程や製編織工程で受ける張力に
よって繊維が伸長し易く、繊維の均一性が低下するため
好ましくない。

【００１６】また、本発明の改質ポリエステル繊維は、
複屈折率が０．０２〜０．０６の範囲のものである。複
屈折率が０．０２未満では十分な配向性がないため、繊
維構造がルーズとなって経時変化を起こしやすくなるほ
か、伸度が高くなるため好ましくない。一方、複屈折率
が０．０６を越えると、ヤング率が高くなって本発明の
目的とするソフト性が得にくくなる。

【００１７】また、本発明の改質ポリエステル繊維は、
強度が３．５ｇ／ｄ以下のものである。強度が３．５ｇ
／ｄを越えると、ヤング率が高くなる他、短繊維化した
場合、抗ピル性を発揮することがむつかしくなる。

【００１８】また、本発明の改質ポリエステル繊維は、
ヤング率が６０ｇ／ｄ以下であることが、ウール調の優
れたソフト性を発揮することができるため好ましく、１
６０℃における乾収値が５％以下であることが織編物や
不織布のふくらみとドレープ性を高めることができるた
め好ましい。

【００１９】さらにまた、本発明の改質ポリエステル繊
維は、短繊維であることがより好ましい。短繊維の端部
が織編物や不織布の表面に存在することでソフトなタッ
チがより強調され、好ましい風合いを与えることができ
る。

【００２０】次に本発明の改質ポリエステル繊維の製造
方法について詳述する。

【００２１】前記した本発明の改質ポリエステル繊維
は、前述した金属スルホネート基を含有するイソフタル
酸成分を共重合した改質ポリエステルからなるチップ
を、口金面深度７０ｍｍ以下で、紡糸ドラフト５０００
以上、紡糸速度２０００ｍ／分以下として引き取ること
によって製造することができる。金属スルホネート基を
含有するイソフタル酸成分を共重合していない通常のチ
ップでは、たとえ口金面深度７０ｍｍ以下で紡糸ドラフ
ト５０００以上であっても、紡糸速度２０００ｍ／分以
下で、強伸度曲線における定応力伸長域のない繊維は得
られない。

【００２２】紡糸ドラフト５０００以上、紡糸速度２０
００ｍ／分以下で金属スルホネート基を含有するイソフ
タル酸成分を共重合した改質ポリエステルからなるチッ
プを用いて溶融紡糸した場合に、強伸度曲線における定
応力伸長域のない繊維が得られる理由は明確ではないが
次のように考えられる。金属スルホネート基を含有する
イソフタル酸成分を共重合した改質ポリエステルは前述
したように、溶融粘度が高いため、５０００以上の高い
ドラフト下において高い伸長粘度を有し、細化配向する
際に紡糸張力が高くなり、ネックライク延伸が起こって
いることに起因すると考えられる。

【００２３】また、本発明においては、口金面深度を７
０ｍｍ以下にするものであるが、５０ｍｍ以下とするこ
とがより好ましい。本発明でいう口金面深度とは、図２
に示すように、紡糸口金表面から紡糸頭下端までの距離
（Ｌ）をいう。口金面深度が７０ｍｍを越えると、口金
直下で五月雨状態が発生し、製糸性が悪化するため好ま
しくない。

【００２４】また本発明では、紡糸ドラフトを５０００
以上にするものであるが、６０００以上とすることがよ
り好ましい。本発明でいう紡糸ドラフトとは、紡糸速度
（ｍ／分）を口金吐出孔から吐出するポリマーの吐出線
速度（ｍ／分）で除した値である。紡糸ドラフトが５０
００未満では、紡糸速度２０００ｍ／分以下で伸度１５
０％以下、複屈折率０．０２以上の繊維にすることがむ
つかしいからである。また本発明においては、紡糸速度
を２０００ｍ／分以下にするものである。紡糸ドラフト
５０００以上においては、紡糸速度が２０００ｍ／分を
越えると糸切れしやすくなるからである。また、口金面
深度１００ｍｍ以上、紡糸ドラフト３００以下の通常の
紡糸の場合、紡糸速度を３５００ｍ／分近辺に高速化し
ても強伸度曲線における定応力伸長域のない繊維は得ら
れない。しかし、本発明のごとく、口金面深度７０ｍｍ
以下、紡糸ドラフト５０００以上とすることによって、
紡糸速度２０００ｍ／分以下で定応力伸長域のない繊維
を得ることができ、低速度の紡糸設備が利用できる。

【００２５】また本発明においては、引き取った後その
まま、もしくは０〜３％の伸長率でストレッチ熱処理を
施した後、捲縮を付与し、カットして短繊維を得ること
がより好ましい。引き取った後そのまま捲縮を付与し、
カットして短繊維とすることによって、ヤング率が低
く、極めてソフトな短繊維とすることができる。また、
０〜３％の伸長率でストレッチ熱処理すると、伸度レベ
ルを調製することができ、好ましい。伸長率が高すぎる
場合、ヤング率が高くなってソフト性が低くなる傾向に
あるため、伸長率は０〜３％にすることが好ましい。ま
た、ストレッチ熱処理する場合、１２０℃以上の熱処理
を行うことが、配向性と結晶性を高め、伸度レベルを適
正化することができ、より好ましい。

【００２６】以上詳述したように、金属スルホネート基
を含有するイソフタル酸成分を共重合した改質ポリエス
テルからなるチップを、口金面深度７０ｍｍ以下で、紡
糸ドラフト５０００以上、紡糸速度２０００ｍ／分以下
として引き取ることによって、強伸度曲線において定応
力伸長域がなく、伸度が７０〜１５０％、複屈折率が
０．０２〜０．０６、強度が３．５ｇ／ｄ以下、ヤング
率が６０ｇ／ｄ以下、乾収値が５％以下である前記した
本発明の改質ポリエステル繊維を得ることができる。

【００２７】

【実施例】以下本発明を実施例により、さらに詳細に説
明する。なお、実施例中の各特性値は以下の測定方法で
実施した。

【００２８】Ａ．強伸度曲線 （ａ）マルチフィラメント 東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用い
て試料長５ｃｍ、引張り速度４０ｃｍ／分、チャート速
度５０ｃｍ／分の条件で応力−歪み曲線を描き、定応力
伸長域の有無および伸度を求めた。

【００２９】（ｂ）短繊維 試料長２ｃｍ、引っ張り速度１０ｃｍ、チャート速度２
０ｃｍとした他は（ａ）と同様にして求めた。

【００３０】Ｂ．ヤング率 （ａ）マルチフィラメント 東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用い
て試料長２０ｃｍ、引張り速度２０ｃｍ／分、チャート
速度１００ｃｍ／分の条件で二次降伏点までの応力−歪
み曲線を拡大して描き、直線部分の接線より求めた （ｂ）短繊維 試料長２ｃｍ、引っ張り速度２ｃｍ、チャート速度１０
ｃｍとした他は（ａ）と同様にして求めた。

【００３１】Ｃ．複屈折率（Δｎ） 複屈折率（Δｎ）は、繊維軸に対して直角に偏光してい
る光に対する屈折率と繊維軸に対して平行に偏光してい
る光に対する屈折率との差であり、コンペンセーターを
装着した偏光顕微鏡を用いて常法により測定した（いわ
ゆるコンペンセーター法）。

【００３２】Ｄ．乾収値 （ａ）マルチフィラメント 検尺器にて１０回巻きのカセを採取し、測定荷重（０．
１ｇ／ｄ）を掛け、原長（Ｌ１）を測長する。測定荷重
を取り除き、無荷重状態で１６０℃のオーブンで１５分
間処理し、処理後の試料に測定荷重（０．１ｇ／ｄ）を
掛け、処理後の長さ（Ｌ２）を測定する。乾収値は次式
に従って求める。試験回数は３回とし、その平均値で求
める。

【００３３】 乾収値＝｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１｝×１００（％） （ｂ）短繊維 短繊維試料の両端をクリップでつかみ、合計が３００ｍ
ｇ／ｄとなる初荷重を掛け、原長（Ｌ１）を求める。ク
リップ間を十分ゆるめ、無荷重状態で１６０℃のオーブ
ンで１５分間処理し、処理後の試料に合計が３００ｍｇ
／ｄとなる初荷重を掛け、処理後の長さ（Ｌ２）を測定
する。乾収値は次式に従って求める。試験回数は１５回
とし、その平均値で求める。

【００３４】 乾収値＝｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１｝×１００（％） Ｅ．極限粘度 チップをオルソクロロフェノール中に溶解し、２５℃で
測定した。

【００３５】実施例１〜９、比較例１ ジメチル（５−ナトリウムスルホ）イソフタレートとポ
リエチレングリコールの共重合量を表１のように変更し
て、各種改質ポリエステルチップを得た。この改質ポリ
エステルチップを用いて、吐出孔径が１．８ｍｍφで、
吐出孔数が４８孔である紡糸口金を用い、口金面深度２
０ｍｍ、紡糸温度３００℃、吐出量２４．６ｇ／分、紡
糸速度１５００ｍ／分の条件で紡糸ドラフトが８７５０
である溶融紡糸巻取を実施した。得られたマルチフィラ
メントの物性を表１に示した。

【００３６】比較例１は、ジメチル（５−ナトリウムス
ルホ）イソフタレートとポリエチレングリコールを共重
合していない通常のポリマーを用いた結果であり、得ら
れた繊維は強伸度曲線に定応力伸長域が存在すると共
に、伸度が１５０％を大きく越え、複屈折率（Δｎ）が
０．０２未満で、乾収値が５％を大きく越えており、本
発明の目的とする繊維が得られなかった。

【００３７】一方、本発明の要件を満たす実施例１〜９
からは、染色性、耐アルカリ性、耐光堅牢性が優れると
共に、強伸度曲線における定応力伸長域がなく、かつヤ
ング率が低い、極めてソフトな繊維が得られた。

【００３８】

【表１】 実施例１０〜１８、比較例２〜５ ジメチル（５−ナトリウムスルホ）イソフタレート１．
７モル％と分子量６００のポリエチレングリコール１．
０ｗｔ％共重合した改質ポリエステルチップを吐出孔数
４８孔の紡糸口金を用いて、紡糸温度を２９５℃とした
他、表２に示す条件下で溶融紡糸巻取を実施した。この
巻取糸を引き揃え、１０万Ｄのトウとし、クリンパーに
て１２山／２５ｍｍの捲縮を付与した後、カッターにて
５１ｍｍにカットして表２の特性を有する短繊維を得
た。なお、１０万Ｄのトウの一部は、表２の条件でスト
レッチ熱処理した後、短繊維化して表２の特性を有する
短繊維を得た。

【００３９】

【表２】 比較例２は、口金面深度が７０ｍｍを越えているため、
紡糸口金直下で五月雨状態が発生し、紡糸性が極めて悪
かった。

【００４０】また、比較例３は、紡糸ドラフトが５００
０未満であり、伸度が１５０％を越え、複屈折率（Δ
ｎ）が０．０２未満であり、乾収値も５％を越えてお
り、本発明の目的とする繊維を得ることができなかっ
た。

【００４１】また、比較例４は、紡糸速度が２０００ｍ
／分を越えており、紡糸ドラフトも高めであるため、伸
度が７０％未満で、複屈折率が０．０６を越え、ヤング
率も６０ｇ／ｄを越えているため、本発明の目的とする
ソフト性が得られなかった。また、比較例５は伸度が７
０％未満であり、複屈折率（Δｎ）が０．０６を越え、
強度が３．５ｇ／ｄを越えていると共に、ヤング率が６
０ｇ／ｄを越えており、ソフトな短繊維とならなかった
ほか、抗ピル性も不十分であった。

【００４２】一方、本発明の要件を満たす実施例１０〜
１８からは、染色性、耐アルカリ性、耐光堅牢性が優れ
ると共に、強伸度曲線における定応力伸長域がなく、か
つヤング率が低い、極めてソフトな繊維が得られた。

【００４３】

【発明の効果】本発明によって得られる改質ポリエステ
ル繊維は、強伸度曲線における定応力伸長域がなく、か
つヤング率が低く、極めてソフトな繊維である。特に、
短繊維化することによって、短繊維先端部のソフト性を
更に発揮することが可能であり、この糸を用いた紡績糸
からなる織編物はウールに似た曲げ特性と抗ピル性を発
揮できる。また、快適芯地用不織布等にも適しており、
極めて実用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】定応力伸長域を説明する強伸度曲線の例示図で
ある。

【図２】口金面深度を説明する紡糸装置概略図である。

【符号の説明】

１：定応力伸長域を有する繊維の強伸度曲線 ２：定応力伸長域のない繊維の強伸度曲線 イ：定応力伸長域 ３：紡糸頭 ４：紡糸頭下端 ５：紡糸口金表面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属スルホネート基を含有するイソフタル
   酸成分を共重合した改質ポリエステルからなるポリエス
   テル繊維であって、強伸度曲線において定応力伸長域が
   なく、伸度が７０〜１５０％、複屈折率が０．０２〜
   ０．０６、強度が３．５ｇ／ｄ以下であることを特徴と
   する改質ポリエステル繊維。
2. 【請求項２】ヤング率が、６０ｇ／ｄ以下、乾収値が５
   ％以下であることを特徴とする請求項１記載の改質ポリ
   エステル繊維。
3. 【請求項３】改質ポリエステルが、１．０〜３．０モル
   ％の金属スルホネート基を含有するイソフタル酸成分と
   ０．５〜３．０重量％のポリアルキレングリコールを共
   重合してなることを特徴とする請求項１もしくは２記載
   の改質ポリエステル繊維。
4. 【請求項４】改質ポリエステル繊維が、短繊維であるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の改質
   ポリエステル繊維。
5. 【請求項５】金属スルホネート基を含有するイソフタル
   酸成分を共重合した改質ポリエステルからなるチップ
   を、口金面深度７０ｍｍ以下で、紡糸ドラフト５０００
   以上、紡糸速度２０００ｍ／分以下として引き取ること
   を特徴とする改質ポリエステル繊維の製造方法。
6. 【請求項６】改質ポリエステルが、１．０〜３．０モル
   ％の金属スルホネート基を含有するイソフタル酸成分と
   ０．５〜３．０重量％のポリアルキレングリコールを共
   重合してなることを特徴とする請求項５記載の改質ポリ
   エステル繊維の製造方法。
7. 【請求項７】引き取った後そのまま、もしくは０〜３％
   の伸長率でストレッチ熱処理を施した後、捲縮を付与
   し、カットして短繊維を得ることを特徴とする請求項５
   もしくは６記載の記載の改質ポリエステル繊維の製造方
   法。