JPS6269818A - 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） 本発明はポリエステル繊維に係り、更に詳しくは実質的
に延伸することなく、溶融紡糸する工程のみで得られる
にもかかわらず、延伸糸並みの強伸度を有し、かつ熱安
定性および染着性に優れたポリエステル繊維に関するも
のである。

（従来の技術） 近年、衣料用合成繊維の生産性を上げ、生産コストを下
げるため、高速度で紡糸して延伸工程をなくすための研
究が数多くなされている。特にポリエチレンテレフタレ
ートに代表されるポリエステル系繊維の場合、ポリアミ
ド系繊維と比較して膨潤等の問題がないため、高速紡糸
の報告も数多い。しかし、単に紡糸速度を上げるだけで
は満足する糸質性能を備えた糸条が得られず、多（の問
題点を有している。例えば１通常ＰＯＹと称される４、
０００ｍ／ｍｉｎ近傍までの紡糸速度で得られる糸条は
、伸度が高く１強度が低いため、延伸工程が必要であり
、したがって、延伸仮撚用の糸条として使用されている
にすぎない。また、　５，０００ｍ／ｍｉｎ程度の紡糸
速度で得られる糸条も依然として強度が低く、伸度が高
いという欠点がある。

さらに、　６．０００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で紡糸した
場合。

強度は６．０００ｍ／ｍｉｎ近傍の紡糸速度で最大値を
示すが、その後紡糸速度が上がるにしたがい、徐々に低
下し、一方伸度は紡糸速度が上がるにつれて低下するも
のの、いまだ、不満足な数値しか示されない。（例えば
繊学誌　３３　Ｔ　−２０８（１９７７）　。

Ｃｈｅｍｉｅｆａｓｅｒｎ／Ｔｅｘｔｉｌ　１ｎｄｕｓ
ｔｒｉｅ　６１２　（１９８２）などを参照） これらの問題点を解決し１通常、紡糸・延伸二工程で製
造された衣料用ポリエステル繊維並みの強度、伸度等の
糸質物性を有する繊維を一工程で製造するため３種々の
提案がなされている。

例えば特公昭３５−３１０４号公報には９強度３．２〜
４．６ｇ／ｄ、伸度３８〜７２％のポリエステル繊維を
製造する方法が記載されているが、この方法では製造時
に加熱処理がなされていないため、後加工における熱処
理時に温度変化による熱収縮応力の変動が大きく、この
ため糸条の張力斑が生じて椿縮斑、大細斑、染着斑など
の糸斑が発生しやすい。

また、特公昭４５−１９３２号公報には伸度が５０％以
下の繊維を得るため、紡出糸を４　、０００ｍ／ｍｉｎ
以上で引取る前に８０℃以上の温度で熱処理し、引取っ
た後、緊張熱処理する方法が記載されているが、最初の
熱処理は、一度走行糸条の温度を８０℃以下に冷却固化
した後であり、かつ高速のため随伴流の影響が大きく、
マルチフィラメントを均一に加熱しにくいという問題と
、２段階熱処理をしなければならないというコスト的に
不利な条件がある。特公昭５５−１１７６７号公報には
紡糸口金下、ある距離から引取ローラまでの間で加熱し
。

強度の大きな糸条を得る方法が開示されているが。

冷却装置のすぐ下に加熱筒を設置するため、冷却風の持
ち込み等により、加熱筒の温度を一定に保つことが困難
であり、糸斑の原因になる。さらに上記２つの方法で得
られるポリエステル繊維は。

前述のように引取りコーラにいたる過程で熱処理されて
いるため、複屈折率が低く、結晶化度の高い糸条となっ
ており、このため染着性が低いという欠点がある。

一方、特開昭５７−１６１１２０号公報には紡速４，０
００ｍ／ｍｉｎ以上で紡糸したポリエチレンテレフタレ
ート繊維を熱処理して易染性繊維を製造する方法が開示
されている。この方法では実施例から明らかなように０
．１秒以上の熱処理を施せば強度４．０ｇ／ｄ以上、伸
度４５％以下の糸条が得られるが、熱処理時間が長すぎ
るため熱収縮応力が極端に小さくなり、このため熱固定
性が低下し、１＠縮加工等が困難になるという欠点があ
る。一方。

０．１秒未満の熱処理では上記欠点は無いものの強度４
．０ｇ／ｄ未満、伸度５０％以上の糸条しか得ることが
できない。

また特開昭５３−５２７２３号公報には密度１．３５８
ｇ／ｃｎ１以上、複屈折率７５Ｘ１０−″以上の物性値
を有するポリエステル繊維が記載されているが。

この糸条も原糸の段階で熱処理がなされていないため、
後加工における熱処理時に熱収縮応力変動に起因した糸
斑が発生しやすいという欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、高速紡糸のみの一工程で延伸糸並みの糸
質を有する糸条を得る試みは種々提案されているが、い
ずれの糸条も強伸度が不十分であったり、染着性が低下
したり、熱収縮応力に起因した糸斑が発生しやすい等の
欠点があった。

本発明は上記の欠点を解消し、延伸糸並みの強伸度を有
するのは勿論のこと染着性が良く、熱収縮応力の温度変
動が少なくて捲縮加工等の後加工における熱処理時に熱
収縮応力変動に起因した糸斑が発生しにくいポリエステ
ル繊維を提供することを技術的な課題とするものである
。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、実質的に延伸することなく、　４，
７００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で溶融紡糸したポリエステ
ル繊維であって２強度４．０ｇ／ｄ以上、伸度４５％以
下、複屈折率１１０　Ｘ　１０−３以上、密度１．３７
５〜１．４００　ｇ／ｃｒＡ、かつ熱収縮応力が下記式
（Ｉ）、（ＩＩ）を満足することを特徴とするポリエス
テル繊維である。

１．１≦ＳＴ２００／ＳＴ＋。。　≦２．０　　　　（
１）５０　ｍｇ／ｄ　≦ＳＴｍａｘ　　≦１８０　ｍｇ
／ｄ　　　　（Ｕ　）ただし、　５Ｔ１００は１００℃
での＋　５Ｔｚｏｏは２００℃での収縮応力（ｍｇ／ｄ
）、　ＳＴｍａｘは熱収縮応力曲線のピークの応力（ｍ
ｇ／ｄ）を表わす。

本発明において使用するポリエステルは実質的にポリエ
チレンテレフタレートからなり、必要に応じて少量の他
成分と共重合したもので、公知の重合法で得られるもの
である。また艶消剤１着色剤、安定剤、制電剤等を含ん
でいてもよく２重合度も繊維形成性の損なわれない範囲
であれば制限されない。

本発明のポリエステル繊維の第１の特徴は強度が４．０
ｇ／ｄ、以上好ましくは４．２ｇ／ｄ以上、伸度が４５
％以下、好ましくは３５％以下と延伸糸並みの強伸度を
有することである。第１図は強伸度曲線の一例を示すグ
ラフであり１図中Ａは本発明の繊維、Ｂは通常の延伸糸
、Ｃは高速紡糸による繊維、Ｄは直接紡糸延伸による繊
維を示す。第１図から明らかなように本発明のポリエス
テル繊維は延伸糸並みの強伸度を有するので、そのまま
で実用に供することができ、延伸工程を省略できるとい
う利点がある。一方１強度が４．０ｇ／ｄ未満であると
１強度が不足して単糸切れや糸切れが生じやすく、伸度
が４５％を超えると２寸法安定性が低下するので好まし
くない。

また、第２の特徴は複屈折率が１１０　Ｘ　１０−’以
上。

好ましくは１２０　Ｘ　１０−’以上、密度が　１．３
７５〜１　、４００ｇ　／　ｃｌ　、好ましくは１．３
８０〜１．３９５ｇ／　ｃｒＡと高配向、高密度な点で
ある。密度が１．３７５ｇ／ｃｏ１未満の場合には、結
晶化度が低すぎるため熱に対する寸法安定性に欠けると
いう欠点があり、一方。

１．４００ｇ／ｃＪを超えると結晶化度が高すぎ、熱に
対する安定性は高いものの染着性が低下するので好まし
くない。また複屈折率が１１０　Ｘ　１０−３未満にな
ると３強度が４．０ｇ／ｄ未満の繊維となるので不適当
である。

本発明のポリエステル繊維の第３の特徴は、熱収縮応力
が前記式（Ｉ）、　　（ＩＩ）を満足し、密度が延伸糸
と変わらないにもかかわらず熱収縮応力の温度変化が延
伸糸と比較して極めて小さく、また熱収縮応力自体も比
較的小さな一定範囲の値ををすることである。第２図は
熱収縮応力と温度との関係の一例を示したグラフであり
２本発明の繊維Ａは２００℃における熱収縮応力ＳＴ２
００の１００℃における熱収縮応力ＳＴ、、。に対する
比ＳＴ１００／５Ｔ１００が１．１〜２．０．好ましく
は１．３〜１．９を満足し、かつ熱収縮応力曲線のピー
クの応力ＳＴｍａｘが５０〜１８０ｍｇ　／ｄ、好まし
くは７０〜１４０ｍｇ　／ｄの範囲にあるので、仮撚捲
縮加工等の熱処理時に温度変化による糸条の張力変動が
少なく、このため張力変動に起因した捲縮斑や大細斑、
染着斑等の糸斑の発生を防止でき、しかも熱固定性の低
下もないので良好な捲縮を付与することができる。

このように熱収縮応力が前記式（Ｉ）、　（ＩＩ）を満
足すると、後加工の熱処理時に糸斑の発生がなく、また
良好な捲縮を付与できる理由については次のように考え
ている。例えば、後加工で仮撚捲縮加工する場合９通常
１６０〜２２０℃で熱固定されるが、仮撚加熱域を走行
する糸条はすぐに設定温度に達することはなく、室温か
ら設定温度まで順次変化する。したがって、　ＳＴ１０
０がＳＴ２００より大きければ、糸条が設定温度に達す
るまでに収縮が生じてしまい、捲縮の固定が不十分とな
る。また、仮撚加工では通常０．２ｇ／ｄ程度の張力が
掛けられるため、ガラス転移温度近傍のＳＴ１００と熱
固定温度近傍の５Ｔｚｏｏに大きな違いがあると、糸条
温度上昇時の張力変動が大きく、このため各種糸斑発生
の原因となるが、　　ＳＴ１００／ＳＴ＋ｏ。が１．１
〜２．０であれば熱収縮応力の温度変化が小さく、糸条
張力の変動も小さく抑えられるので糸斑の発生が防止さ
れる。また熱収縮応力曲線のピークの応力ＳＴｍａｘが
１８０　　ｍｇ／ｄを超えると、たとえＳＴ２．、／Ｓ
Ｔ１゜。が（１）式を満足しても熱収縮応力自体が大き
いために、後加工時の張力変動で糸斑が発生するのを避
けられず、一方５０　ｍｇ／ｄ未満になると熱収縮応力
が小さすぎるため熱固定性が低下し、捲縮加工を施して
も良好な捲縮性が得られないが。

ＳＴｍａｘが５０〜１８０　ｍｇ／ｄであると後加工に
おける熱処理時に糸斑の発生を防止でき、しかも熱固定
性の低下もない。

さらに本発明のポリエステル繊維は実質的に延伸するこ
となく　４．７００ｍ／ｍｉｎ以上の高速で溶融紡糸し
た繊維であるため、高速紡糸して得られた繊維の特徴で
ある染着性が延伸糸より優れているという特徴を当然有
する。また紡糸引取り速度が４、７００ｍ／ｗｉｎより
遅い場合、引取りローラに至るまでの紡糸張力が不足し
て糸揺れが大きく、操業的に困難であるばかりでなく、
配向が進まず９強度の強い繊維とならないので好ましく
ない。

本発明のポリエステル繊維は衣料用に適した繊維であり
、繊度等も特に制限さるものでないが。

単糸デニールは０．１〜１０．好ましくは１〜７デニー
ルであり、トータル繊度は２０〜２００デニール。

特に３０〜１８０デニールガ好ましい。　次に本発明の
ポリエステル繊維の製法例について説明する。

本発明のポリエステル繊維は、溶融紡糸して４、７００
ｍ／ｍｉｎ以上の速度で引き取るに際し、引取りローラ
に至るまでの段階で走行糸条に掛かる紡糸張力を通常よ
り高くして一気に配向させ９次いで実質的に延伸するこ
となく熱処理して結晶化させることにより得ることがで
きる。すなわち、ポリエステル繊維の紡糸張力は１例え
ば繊学誌３４．Ｔ−９３（１９７８）にあるように紡糸
速度６，０００ｍ／ｍｉｎであってもせいぜい０．３５
ｇ＃　シかないが９本発明の繊維を得るためには紡糸張
力を０．８ｇ／ｄ以上、好ましくは１．０ｇ／ｄ以上と
通常より高めにして引き取った後熱理することが必要で
ある。

次に第３図により説明する。ポリエステルの融点（Ｔｍ
）より２０〜５０℃高温に保った紡糸口金より吐出され
た糸条Ｙは、紡糸口金１直下でＴｍ以上の温度に保たれ
た加熱筒２を通過した後、引取りローラ４に至る間で集
束具３であるスリット型給油装置の位置調節等の方法で
紡糸張力を例えば７５ｄ／３６ｆの場合０．８ｇ／ｄ以
上、好ましくは１．０ｇ／ｄ以上と通常より高めに設定
して配向を進め２次いで４．７００ｍ／ｍｉｎ以上の速
度の引取ローラ４に導かれる。引取ローラ４に導かれた
糸条Ｙは捲取機に至る間で１例えば加熱ローラ５．ある
いは加熱筒。

加熱板等の加熱装置で熱処理されて結晶化を進められ、
ローラ間で強制的に延伸することなくボビン６に捲取る
ことによって得られる。なお、前記工程中、集束性を向
上させるために交絡処理を行うことは２本発明のポリエ
ステル繊維を得るにあたって何ら障害になるものではな
い。

本発明のポリエステル繊維は２例えば上述したように引
取ローラに至るまでの段階で走行糸条の紡糸張力を高く
した後熱処理することにより得ることができるが、紡糸
張力を高める方法としては。

走行糸条の空気抵抗力を高くするため、紡糸口金から吐
出された糸条の集束を紡糸口金よりできるだけ遠くする
方法、糸条が凝固した後、空気を強制的に走行糸条の走
行する方向と逆方向から吹き付ける方法、あるいは走行
糸条を摩擦体等に接触させた後、引取りローラに導く方
法などが挙げられる。

次に本発明における各物性値の測定方法を述べる。

原糸はいずれも２０℃、６５％Ｒ）Ｉにて２４時間調湿
後測定した。まず２強伸度の測定には島津制作所製オー
トグラフＤＳＳ−５００を用い、試料長３０ｃｍ　、引
張速度３０ｃｍ／ｍｉｎの条件下で測定した。

次に複屈折率の測定にはベレソク補償子を備えた偏光顕
微鏡を用い、浸液としてトリクレジルホスフェートを使
用した。

また、密度は２０℃のｎ−ヘプタンと四塩化エタンを用
い、密度勾配管を作成して測定した。

さらに熱収縮応力の測定にはカネボウエンジニアリング
製熱収縮応力測定器ＫＥ−２を用い、試料長１６ｃｍを
ループにして８ｃｍとし、昇温速度１００”Ｃ／ｍｉｎ
、初荷重１／３０　ｇ／ｄの条件で測定した。

（実施例） 以下１本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

なお、実施例中のポリマーの相対粘度ηｒは２５℃のフ
ェノール／四塩化エタン１／１混合溶媒中、濃度”％ｃ
Ｊ’測定した。

実施例 第３図のような溶融紡糸機を用い、相対粘度ηｒ　１．
３８のポリエチレンテレフタレートセミダルチップを第
１表に示す各種の条件で紡糸して７５ｄ／３６ｆのポリ
エステル繊維を得た。その際。

溶融温度は一定とし、２９０℃に設定した。

なお２表中に記す拗噛張力Ｔｏは集束具としてのスリッ
ト型給油装置３で集束した点より５ｃｍ下の走行糸条の
張力をいい、−張力はスリット型給油装置を上下させる
ことにより変更した。また加熱ローラ熱処理欄の「−」
は該ローラが室温であることを示しており、さらに、加
熱ローラで熱処理する際、ラップ数をかえて熱処理時間
を変更した。紡糸口金直下には、３５０℃に設定した長
さ１０ｃｍの加熱筒を設置し、その７ｃｎ＋下より円周
方向から吹出す２０℃の冷却風にて繊維を冷却した。

得られた繊維の物性値を第２表に示す。

なお、磁２と６は１　ｋｇ以上捲くと紙管が捲取機から
抜けないというトラブルが発生した。また。

丸３は加熱ローラ上で熱処理する際に糸揺れが大きく、
操業上問題であった。

なお、第２表中患１３は１，４００ｍ／ｍｉｎの速度で
一旦未延伸糸を捲取り、その後８５℃の熱ローラで３．
１倍に延伸し、同時に延伸ゾーンで１５０℃の熱板処理
した７５ｄ／３６ｆの繊維（延伸糸）である。

また第１，２図のＡは患８（本発明例）、Ｂは隘１３（
通常の延伸糸）、Ｃは患５　（高速紡糸による繊維）、
Ｄはｌ１ｈ１２（直接紡糸延伸繊維）の測定結果を示す
。

第１図から明らかなように１本発明の実施例である隘８
の繊維は延伸糸に近い強度−伸度曲線を示し、第２図か
らは、熱収縮応力が低く、かつ温度変化に対して安定で
あることがわかる。

次に得られた繊維の染料吸尽率を下記の条件で測定した
。結果を第３表に示す。

分散染料としてテラシル　ネイビーブルー（Ｔｅｒａｃ
ｉｌ　Ｎａｖｙ　Ｂｌｕｅ）　ＳＧＬを用い、２％ｏｗ
ｆ　、浴比１１５０で分散剤Ｄｉｓｐｅｒ　ＴＬをＩｇ
／ｊ！加え、助剤として硫酸アンモニウム２ｇ／２とギ
酸０．１ｃｃ／ｌを用いて繊維１ｇを１時間１００℃で
染色した。

次いで残液の染料濃度を分光光度計で測定し、原液と残
液との染料濃度差からどれだけの染料を吸尽したかを求
めた。

第３表 第３表から明らかなように本発明の寛８は染料吸尽率が
延伸糸（ＮＯ１３）や直接紡糸延伸糸（ｌｋ１２）より
著しく大きく、染着性が良好であった。

さらに得られた繊維のうち１１ｈ５．　８．　９．　１
０を三菱重工業■製のＬＳ−６型板撚機で加工し。

ＪＩＳ−Ｌ　１０９０で伸縮伸長率を測定した。加工条
件は下記のとおりである。

スピンドル回転数　　４００．００Ｏｒｐｍ仮　　　撚
　　　数　　　３．３５０　Ｔ／？ｊ　　（Ｚ）熱固定
温度　２１０℃ オーバーフィード率　　　　０％ 伸縮伸長率は本発明の漱８が１２４％、隘９が１０３％
あるのに対して比較例の１１ｈ５は８８％、隘１０は８
２％と低いものであった。この結果からも明らかなよう
に、熱収縮応力のＳＴｍａｘが５０ｍｇ／ｄより小さい
阻１０や５Ｔｚｏｏ／ＳＴ＋ｏｏ　＜　１の隘５は熱固
定性が悪いために仮撚加工後の伸縮伸長率が低いことが
わかる。

（発明の効果） 本発明のポリエステル繊維は実質的に延伸することなく
、　４，７００ｍ／ｍｎｉ以上の速度で溶融紡糸した繊
維でありながら、紡糸延伸の２工程で製造される延伸糸
と同程度の強伸度を有するので、延伸工程を省略できる
という利点があり、また密度及び複屈折率が大きいので
熱安定性がよい。さらに熱収縮応力の温度変化が小さく
、また熱収縮応力自体も比較的小さな一定範囲の値を有
するので、後加工の熱処理時に温度変化による糸条の張
力変動が少なく、このため張力変動に起因した糸斑の発
生がなく、シかも熱固定性の低下もないので良好な捲縮
を付与することができ、さらに染着性も延伸糸より優れ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は強伸度曲線の一例を示すグラフ、第２図は熱収
縮応力と温度との関係を示すグラフ、第３図は本発明の
ポリエステル繊維を製造するための製造装置の一例を示
すものであり。 Ａは本発明の繊維、Ｂは通常の延伸糸、Ｃは高速紡糸に
よる繊維、Ｄは直接紡糸延伸による繊維を示す。 特許出願人　　ユ＝手力株式会社 月Ｌ　　　Ｚ艷　　　　ぐＣ〕 第　３　図 手続補正書 １、事件の表示 特願昭６０−２０７２３５号 ２、発明の名称 ポリエステル繊維 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　兵庫県尼崎市東本町１丁目５０番地〒５４１ 住　所　　大阪市東区北久太部町４丁目６８番地名称　
ユニ亭力株式会社特許部 電話０６−２８１−５２５８　（ダイヤルイン）４、補
正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ５、補正の内容 （１）　　明細書第１２頁第１０行目の「処理」を「熱
処理」に訂正する。 （２）同書第１６頁の第１表を別紙のとおり訂正する。 （加熱ローラ熱処理の時間の次に（ｓｅｃ）を挿入する
。）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に延伸することなく、４，７００ｍ／ｍｉ
   ｎ以上の速度で溶融紡糸したポリエステル繊維であって
   、強度４．０ｇ／ｄ以上、伸度４５％以下、複屈折率１
   １０×１０＾−＾３以上、密度１．３７５〜１，４００
   ｇ／ｃｍ＾３、かつ熱収縮応力が下記式（ I ）、（II
   ）を満足することを特徴とするポリエ ステル繊維。 １．１≦ＳＴ＿２＿０＿０／ＳＴ＿１＿０＿０≦２．０
   （ I ）５０ｍｇ／ｄ≦ＳＴｍａｘ≦１８０ｍｇ／ｄ（
   II）ただし、ＳＴ＿１＿０＿０は１００℃での、ＳＴ＿
   ２＿０＿０は２００℃での収縮応力（ｍｇ／ｄ）、ＳＴ
   ｍａｘは熱収縮応力曲線のピークの応力（ｍｇ／ｄ）を
   表わす。
2. （２）複屈折率が１２０×１０＾−＾３以上である特許
   請求の範囲第１項記載のポリエステル繊維。
3. （３）密度が１．３８０〜１．３９５ｇ／ｃｍ＾３であ
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載のポリエステル
   繊維。