JPS6189321A - 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〉 ′本発明は島染色性ポリニスナル繊維に１し、更に詳し
くは常圧染色法による染色が’ｎＪ能な高染色性ポリエ
ステル繊維に関する。

〈従来技術〉 一般に、ポリエステル繊維、特にポリエチレンテレフタ
レート繊維は力学ｑｖ性、熱的特性にすく−れ各分野で
使用されている反面、染色性が劣るため１３０℃前後の
高圧染色が用いられ℃いる。Ｌがし、この方法は特別な
装置を心安とする他、ウール−アクリル、ウレタンのよ
うに高温高圧染色により物性低下を生じる繊維との混用
に制限がある等の欠点を有している。

ポリエチレンテレフタレート繊維の染色性改良、例えば
常圧可染化に′）いては染色時にキャリヤーを用いろ方
法が良く知Ｐ１ｆｌでいる。しかしながら、この方法は
キャリヤニとして有機浴剤を用いるので取り扱いが煩譲
であり自機溶剤の臭気が繊維ＶＣ残ったり、染色排液の
処理が困難であるなどの欠点を有する。

ポリエチレンテレフタレートの染色性を改良　−する方
法として、融点に近い高温度で熱処理する方法（英国特
許６８４０４６号、特開昭５７−１６１１２０号）があ
る。しかし、これらの方法においてはポリニスデル繊維
を異常に高い温度にさらす必要があるため、製糸につい
やすエネルギーコストが高くなる他、所期の目的を達す
るためにはある程夏の熱処理時間が必要なため、低速度
で処理を行わざるを得ないという欠点があり好ましくな
い。

また、ポリエチレンテレフタレート繊維の染色性を改善
する、別の方法として、引き取り速度７０００ｍ／分以
上の高速紡糸が報告されている（繊維学会誌３７巻Ｔ−
１４２ページ、特開昭５７−１２１６１３号）。しかし
ながら、これらの超高速紡糸については紡糸技術が未だ
不充分で紡糸中の単糸切れ、断糸が多かったシする他、
操業生産に使用できる巻取機も開発されていないのが現
状である０また、本発明者等が実験室的に得られた超高
速紡糸ポリエステル繊維について染色性を検討したとこ
ろ、５０００ｍ／分あるいは６０００ｒｒＬ／分程度で
紡糸された繊維に比較して多少濃く染まる程度であり、
ノンキャリヤー常圧染色では実用に供し得ないものであ
る４６４２５号明細＠にて、常圧染色法によって高染色
性を呈し得るポリエステル繊維としては、断面形状が扁
平でるつ℃、繊維内部構造において、非晶部が繊維軸方
向ＶＣ８Ｐ、め℃長く且つ長さ分布の大きいものが有利
であることを提案した。

かかるポリエステル繊維には、所期の目的通り、ノンキ
ャリヤー常圧染色によって実用に供し得る水準にまで染
色を施すことができるが、一方ではこのポリエステル繊
維を用（・た織編物は、ビーズ状の輝点のある外観を呈
しいらつぎ感を与え易く、しかも風合も硬くなる欠点を
有している事が判明した。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、かかる従来法の欠点を克服し、キャリ
ヤーを用いる事なく常圧での染色が可能であり、且つ良
好な外観と風合とを併せ呈し得る高染色性ポリエステル
繊維を提供する事にある。

〈発明の構成〉 本発明者等は、前記目的を達成すべく検討した結果、扁
平フィラメントの断面形状が長軸な挟む外周部に突起を
有するものであるとき、いらつき感がなく、柔な風合を
呈し得ることを見い出し１本発明に到達した。

即ち、本発明は、実質的にポリエチレンテレフタレート
で構成されている扁平ポリエステル繊維であって、下記
（ｉ）〜６ψを同時に満足する事を特徴とする高染色性
ポリエステル繊維である２（ｉｌ　　該繊維の断面にお
いて、長軸の長さくａｔと長軸に直角方向の最大幅（ｂ
）との比（ａ　／　ｂ　）が３以上である。

（１１）該ｔ′Ｉ１．維の断面において、長袖を挟む外
周部に突起が１個以上存在する。

（ｉｉｉｌ　　該繊維の測定周波数１００Ｈ２Ｋおける
力学的損失（ｔａｎδ）のピーク温度（Ｔα）が１１０
℃以下である。

４ψ　該繊維のＸ線の小角散乱図形において対角線上に
Ｘ字形ストリークが存在する。

本発明において実質的にポリエチレンテレフタレートに
よって構成されるポリエステルとは、繰り返し単位の９
０モルチ以上がエチレンプレフタレートであるようなポ
リエステルを指す。

但し、ｌＯモルチ未満の割合で穏々の目的の有機化合物
、無機化合物、高分子化合物等がオｚ；加及び／又は共
重合されていても差支えない。

特に、金属スルホネート基含有化合物、おるいはポリエ
チレングリコールのようなポリエーテル化合物を共重合
もしくはブレンドされたポリエステル繊維は、それ自体
高染色性を呈するため、極めて高度の濃染性を得ること
ができ好ましい。

また、重合度については通常の繊維形成用の範囲内であ
れば特に制限はない。但し、特開昭５３−５２７２１号
公報のように、高い重合度な持つポリエステル繊維の場
合、低い重合度のポリエステル繊維に比べて高い染色性
を有するので好ましい。

以下、本発明のポリエステル繊維を図面により説明する
。

第１図及び第２図は本発明のポリエステル繊維の断面形
状を示す断面図、第３図はポリエステル繊維のＸ線の小
角散乱図形を示す模式図。

第４図は本発明のポリエステル繊維を製造する際に用い
る吐出孔の一例を示す吐出孔断面図を夫々示す。

本発明のポリエステル繊維の断面形状は、第１図に示す
如く、扁平であって長袖を挟む外周部に突起（１）が１
個以上存在するとともに、長軸の長さくａｔと長軸に直
角方向の最大＠（ｂ）との比（ａ　／　ｂ　）が３以上
であることが必要である。

ここで、長軸に直角方向の最大幅（ｂ）とは、第１図に
示す如く、長軸（２）で分割される夫々の部分において
、長袖（２）に直角である夫々の最大幅（ｂ’）　（ｂ
’）の和である。

かかる長＠に直角方向の最大幅（ｂｌと長軸の長さく＆
）との比（ａ／ｂＪが３未イｈの場合、多少の染色性の
向上は認められるものの、本発明σＩＦ：ｌ的とする常
圧可染になるような高度の染色性を得る事は困難である
。この（ａ　／　ｂ　）が大きくなるＫつれ染色性は向
上し、３以上になると常圧での染色も実用上可能になっ
てくる。しかしながら、（ａ／ｂ）が８を越えるように
なると、繊維自体の力学的強度が低下するｆ頃向がオシ
、（ａ　／　ｂ　）を８９下とするσ）が好ましい。

また、（ａ／ｂ）が３以上であっても、繊組断面の外周
部に突起（１）がない場合、繊維表面における平面性の
ため、光が特定の方向に強い反射し、「ちらちら」した
外観となり、いうつぎ感を与え易い。しかも、この様に
表面が平面であるフィラメントからなるマルチフィラメ
ントでは、各フィラメントが夫々の扁平断面の長袖を平
行にするように重なシ合って集合するため、マルチフィ
ラメント内の空隙が小さくなり、織編物の風合上も硬く
なる。

かかる突起（１）は第１図に示す他、第２図に示す如く
種々のｉｆｆ　４Ｎをとることができる。

次に、本発明のポリニスデル繊維は、夕す定周波数１０
０Ｈｚにおける力学的損失舌社（ｔａｎＪ　）のピーク
温度（’ｌ’ｃｒ　）が１１０℃以下であり、且つＸ線
の小角散乱図形において、対角線上にストリークが存在
する事が必要でらる。

ここで、ピーク温度（Ｔα）が１１０℃を越えると、か
かるポリエステル繊維は染色性が低下し常圧可染が達成
できない。なお、本発明におけるｃｔａｎδ）は若木製
作所製のｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｌｃ　　’ｓｐｅｃｔｒ
ｏｍｅｔｅｒ　Ｔｙｐｅ　ＶＥＳ−Ｆを用い、試料量約
６．７ｍｑ、測定周波数１００Ｈ２＋昇温速度約り℃／
分でｌ１１１１定した値である。

また、Ｘ線の小角散乱図形におけるＸ字型ストリークと
は、第３図（ａｌに示す如きものである。

第３図（ａ）は本発明のポリエステル繊維の小角Ｘ線散
乱図形を模式的に示したものである。

かかる小角Ｘ線散乱図形は、例えば繊維学会誌３８巻１
１号５１６〜５１７ページに報告された図形とほぼＩｌ
ｌじノ・ターンであり、一般に４５００〜７　（Ｊ　（
Ｉ　Ｕ、ｍ　／分の引取シ速度で畠配向肋糸されたホリ
エステル未延伸未熱処理繊維ｌ′Ｃ特有のものである。

このＸ字型図形を結晶非晶配置の繰シ返しに基づく長周
期構造とするなうは、しているものとして評価される。

これに゛対し、第３図（ｂ）は従来のポリエステル繊維
、ずなわち引き取り速１１ｏｏｏ〜１８００ｍ／分で巻
取ったのち、延伸機を用いて延イ「ｌＩ紡処理を施した
延伸糸についての小角ｘ　ｉｖ＊　＋送乱バでらる。こ
れら両パターンには明らかな差異がちシ、第３図（ｂ）
では結晶部、非晶部の軟＃）返し配＠による通常１５０
Ａ程度の長周期構造が示唆さｆする１ 小角ｘＢの散乱図形が第３図（ａ）のようなバタｅ１）
も 一ンを示さないポリエステル繊維〉１３図（ｂ）の５パ
ターンでめるポリニスデル繊維の場合、（ａ／ｂ）が３
以上である扁平断面を持つ場合にも染色性は低下し１常
圧可染が達成できない。

なお、本発明における小角散乱図形は理学電機社製ＲＵ
−３００Ｘ線発生装置、Ｘ線源はＣシｕ（Ｎｉフィルタ
ーン５５ＫＶ２５０ｍＡ、　力Ｊ５半径３００　ｍ　、
　スリ７　）とし”Ｃ０，５１１１および０，３龍直径
のピンホールスリット、写真フィルムとしてフジ工業用
≠１５０を用い、減圧下３時間の露出時間をとった。

本発明におけるポリエステル繊維は、単糸として平均０
．５デニ一ル以上８デニール以下の繊度である事が好ま
しい。と言うのも、単糸繊度が０・５デニ一ル未満では
本発明のポ、）エユテ、。

ｆｉｔ　（ａを製糸する事が困難になる傾向があシ、単
糸繊度が８デニールを越えるよ５になると織編物にした
際に粗硬感が強くなる傾向がある。

本発明のポリエステル繊維は、例えば第４図に示すよう
な特有の形状を持つ吐出孔から２００℃以下の雰囲気中
に押し出し、冷却した後圧４３００ｍ／分以上の高速引
き取シを行う事によって得られる。

この場合、紡糸口金下の雰囲気温度は繊維断面の異形性
を保つため低い方が好ましい。同様忙冷却速度も速い方
が好チしい。引取り速度は吐出孔の断面積、ポリエステ
ルの溶融粘度・紡糸口金下の雰囲気温度、冷却速度によ
って異なる。すなわち、吐出孔断面積が犬ぎい場合、ポ
リニスデルの溶融粘度が高い相合、紡糸口金下の雰囲気
温度が低い場合、冷却速度が速い場合にはよシ低速でも
本発明の目的とするポリエステル繊維を得ることは可能
である。

また、本発明のポリエステル繊維は特殊な扁平断面を有
するため、紡糸走行中の空気との摩擦によって単糸切れ
を起し易い。したがって、紡糸口金から巻取り機に至る
紡糸中の走行距離をできるだけ短かくする、インターレ
ースなど空気集束ノズルによってマルチフィラメントを
集合せしめて空気抗力を引き下げる、あるいは減圧紡糸
筒を用いる等空気抵抗の軽減対策なとることが好ましい
。

く作　用〉 本発明のポリエステル繊維、維は、Ｔαの値が１１０℃
以下と低いため、非晶部の分子鎖が１００℃以下の比較
的低温でも動き易く、且つＸ線の小角散乱図形において
Ｘ字形ストリークな有するため、結晶と非晶部とが比較
的不規則に配列されている構造を有している。

しかも、断面形状を扁平としているため、前記Ｔαの値
及びＸ線の小角散乱図形を有しているポリエステル繊維
では、特殊な面配向を持つ配向結晶が形成し、その間の
非晶部では分子鎖の凝集性が極めて低い非晶部あるいは
ヴオイドが形成されているものと考えられる。

このため、本発明σ）ポリエステル繊維にキャリヤーを
用いることなく常圧染色を施しても、染料は前記非晶部
あるいはヴオイドに吸着される結果、従来の常識では想
像できない程、高濃度に染色することができるのである
。

更ニ、本発明のポリエステル繊維はその扁平断面の外周
部に１個以上の突起を有している結果、光の全反射が起
り乾く、いろつぎ感のない良好な外観を与えることがで
きる。

しかも、かかる突起Ｋｊつで、マルチフィラメント内に
おいても、フィラメント間に空隙が多く柔な風合を呈す
ることができるのである。

〈発明の効果〉 本発明のポリエステル繊維はづルチフィラメントとして
、そのまま使用できる。また、仮撚加工、流体加工等を
施した後、単独であるいはウール、アクリル、ポリウレ
タン等信の繊維と混用して織編物を使ることもできる。

更に、スナーグルファイバーを作り、紡績糸、混紡糸と
する事も可能である、 〈実施例〉 以下実施例により本発明を具体的忙説明するが、実施例
中の染着率は以下のように測定した。

すなわち、まず分散染料イーストマンポリニスデルブル
ーＧＬＦ　（イーストマンコダック社商品名）を使用し
、４％ｏｗｆ、浴比１：１００の沸騰水中で染色する。

なお、原液は酢酸によってＰＨ＝５．５　Ｋ調整した。

染着率は所定時間（１時間）経過後染液を採取し、吸光
度より残液中の染料量な算出し、これを染色に用いた染
料量から減じたものを染着率として染着率を計算した０
また、試料はスコア０−ル豐４００の２Ｉ／ｌ溶液を用
い８０℃で２０分間精練、調湿したものを用いた。

実施例１．比較例１ １１有粘度ｏ、６４のヂリエチレンテレフタレート（ｗ
３消し剤として、Ｔｉｅ、　　を０．３ｉｆｉ％含む）
を溶融層、第４図に示した特殊形状の吐出孔な２４個有
する紡糸【」金より吐出し、口金下５σ〜１００ｃｒｒ
Ｌのゾーンで風速２５α／秒の室温横吹き冷却気流によ
って冷却固化させた後、オイリングローラ−で給油Ｌ４
８００ｍ／分の引き取シ速度で７５　ｄｅ／　２４　ｆ
ｉｌのマルチフィラメントとしてワインダー忙巻取った
。なお、この時の紡糸口金からオイリングローラ迄（オ
イリングローラ上でマルチフィラメントが集束）のフィ
ラメントの走行長は２ｍ、オイリングルーラからワイン
ダー迄の集束マルチフィラメントの走行長は２ｍでｂっ
だ。

また、比較のため１２００ｍ／分の引き取り速度でワイ
ンダーに巻取り、引き続き、予熱温度９０℃、Ｊｔｌｌ
’１セット温度（非接触）２００℃で２．９倍に延伸し
、７５　ａｅ／　２４　ｆｉｌのポリエステルマルチフ
ィラメントを得た。なお、この比較例において紡糸の引
き取り速度と吐出量以外は上記高速紡糸実施例１と同一
条件に設定した。

以上、２つのポリエステルフィラメントについて断面形
状を光学顕微鏡により観察した所、ともに第１図の如き
形状（ａ　／　ｂ　’：：　４　）でめシ、高速紡糸で
得られた試料と、低速紡糸及び延伸熱処理を施した試料
との間で大きな差異は認められなかった。

第１表にこれらの試料の染着率、ｔａｎδのピーク温度
Ｔα、および小角Ｘ線散乱図形を示す。

第１表 実施例１と比較例１の断面形状、単糸ｄｅはほぼ等しい
が、繊維の内部構造はかなシ異っており、比較例のＴα
および小角Ｘ線散乱は本発明の要件をイト１足しない。

Ｔαの値が１１０℃を起え℃高い事は非晶部の分子鎖が
動き殿い事を示唆し、一方小角散乱が明確な長周期を持
つ事は結晶が現則正しく配置さねている事を意味する。

これらはともに染着性を下げる宿造要因となる。

これ（′ζ対し、実施（シ１１１ではすぺ℃本発明の要
件な（黄しており染着率は著しく高くなる。

次に、比較例１の試料を１３０℃の高圧染色機により染
色した時の染着率を測定した所、８２チの値を得た。こ
の事から本発明である実施例１は、キャリヤーなしにも
かかわらず、通常のポリエステル繊維の高圧染色以上の
染着性能を常圧〜ボイル染色にて達成できる事がわかる
。

実施例２〜４．比較例２ 種々の形状１寸法を有する紡糸口金より第２表表示示断
面形状を持つ７５　ｄａ／　２４　ｆｌｌのポリエステ
ルフィラメントとする以外は実施例１と全く同様にし′
：Ｃ製糸を行った。第２表にこれら試料についてのｔａ
ｎδのＴα、小角Ｘ紳散乱隊。

染着率を併せて示す。

第２表 比較例２の場合、　ｔａｎδのピーク温度Ｔα、および
小角Ｘ線は本発明の条件を満足するが、扁平性を示すａ
　／　ｂが２と低いため、常圧−ボイル染色可能となる
には今−歩不足する。

これに対し、実施例２〜４におい℃はすべて本発明の要
件を満しておシ、この結果、染着性能は向上し、キャリ
ヤーなに常圧−ボイル染色を行う事ができるようＫなる
。

比較例３ 通常スリット状吐出孔を有する紡糸口金を用いａ　／　
ｂが５の断面形状を有するポリエステル繊維（７５ｄｅ
／２４　ｆｉｌ　）を得た。この時、他の製糸条件は実
施例１と全く同一に設定した。

第３表において、比較例３を実施例４と比較する。

第３表 比較例３の染着率は実施例４に比べると若干染着率は低
くなるが、それでもノンキャリヤー常圧可染は可能であ
る。しかしながら、表面が平坦であるため、光の全反射
が起り易く、微小な光沢、ビーズ状の輝点が目につきい
らっぎｌ’３１てかシ感を与え好ましくない。

これに対し、実施例４では長軸方向に直角に４個の突起
を有しており、扁平ではあるが平面性が少ないため、上
記ビーズ状光沢は発生せずいらつぎ感を与えない。

また、比較例３では各フィラメントが平面部を衷ねるよ
うに特定方向に集合しやすいが、実施例３では突起の存
在のため各フィラメントは任意の方向に長軸を向けて集
合する。

この結果、比較例３に比較して実施例４は柔かな好まし
い風合を持つ利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のポリエステル繊維の断面形
状を示す断面図、第３図はポリエステル繊維のｘ１３の
小角散乱図を示す模式図、第４図は本発明のポリエステ
ル繊維を製造する際に用いる吐出孔の一例を示す吐出孔
断面図を夫々示す。 第１図 こ立ロ二二式つ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 実質的にポリエチレンテレフタレートで構成されている
   扁平ポリエステル繊維であって、下記式（ｉ）〜（ｉｖ
   ）を同時に満足する事を特徴とする高染色性ポリエステ
   ル繊維。 （ｉ）該繊維の断面において、長軸の長さ（ａ）と長軸
   に直角方向の最大幅（ｂ）との比（ａ／ｂ）が３以上で
   ある。 （ｉｉ）該繊維の断面において、長軸を挟む外周部に突
   起が１個以上存在する。 （ｉｉｉ）該繊維の測定周波数１００ＨＺにおける力学
   的損失（ｔａｎδ）のピーク温度（Ｔα）が１１０℃以
   下である。 （ｉｖ）該繊維のＸ線の小角散乱図形において対角線上
   にＸ字形ストリークが存在する。