JPS6360126B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高度の染着性とソフトな風合とを併有
するポリエステル繊維の製造法に関するものであ
る。 一般にポリエステル繊維は、すぐれた物理的性
質を有しているため、衣服や工業用途に広く用い
られている。しかし、ポリエステル繊維は常圧の
もとではボイル染が行なえないという欠点があ
る。このポリエステル繊維の染色性を向上させる
ために、第３成分を共重合乃至ブレンドしたポリ
エステルを使用することはよく知られている。ま
た、延伸後200℃以上で熱処理してポリエステル
繊維の染料に対する親和性が向上させることも報
告されている（英国特許No.735171）。 所で、ポリエステル繊維は比較的堅い風合をも
つため、もつぱら春夏向、紳士向衣料に適してお
り、秋冬向、婦入向衣料に見られるソフトな風合
の商品を前述の方法によつて得ることは難かし
く、特に秋冬物には殆んど使われていないのが現
状である。 それ故、本発明の目的は、ポリエステル繊維の
優れた物理的性質を維持しつつも、淡色から濃色
まで常圧ボイル染色が可能であり、且つソフトな
風合を有する濃染性ポリエステル繊維を提供する
ことにある。 一般に、ポリエステル繊維の構造と性能につい
て経時的にみるに、紡糸された未延伸糸は、低配
向、低結晶構造で、常圧ボイルで濃染し、風合も
ソフトであるが、伸びやすく、機能性は全くな
い。しかしながら未延伸糸を延伸熱処理して得ら
れる所謂延伸糸は高配向、高結晶構造で、優れた
機能性としつかりした硬目の風合を有し、更には
一層高配向、高結晶構造として物理的性質を高
め、タイヤコード等の高機能用途にも使われてい
る。しかし、これら従来の延伸糸は染着性が悪
く、また秋冬織編物に必要なソフト風合に欠ける
という問題がある。 従つて、本発明者等は、未延伸糸のもつ優れた
可染性、ソフト風合と、延伸糸のもつ優れた機能
性、物理的性質を兼ねそなえた延伸糸を提供せん
として種々検討した結果、従来のポリエステル延
伸糸とは全く異なつた繊維構造、即ち、低配向、
高結晶繊維によつて上記の目的が達成できること
を見出したものである。 かくして、本発明によれば 主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートで
あり、且つ―SO₃M基（Ｍはアルカリ金属）を含
むポリエステルを溶融紡糸して、配向度（△ｎ）
が0.02〜0.08の未延伸糸を得た後、該未延伸繊維
を10％以下の弛緩状態で150℃以上で４秒以下の
条件下に弛緩熱処理し、結晶化度（Xρ）を30〜
55％とし、次いで、該結晶化繊維を低温で且つ前
記熱処理中の繊度増加率＋1.0〜1.5倍の倍率で延
伸することにより、下記(a)〜(c)の特性を付与する
ことを特徴とする濃染性ポリエステル繊維の製造
法。 特 性 (a) 結晶化度（Xρ）が30〜55％ (b) 配向度（△ｎ）が0.06〜0.12 (c) Xρ／△ｎが350〜550 が提供される。 更に、これについて述べると、常圧沸水中で易
染性を示し、かつ柔軟な風合を呈するポリエステ
ル繊維を得るには、主たる繰返し単位がエチレン
テレフタレートであり、且つ−SO₃M（Ｍはアル
カリ金属）を含むポリマーを溶融紡糸して、下記
(a)，(b)，(c)の特性を有する繊維とすればよいこと
が判明した。 (a) 結晶化度（Xρ） 30〜55％ (b) 複屈折率（△ｎ） 0.06〜0.12 (c) Xρ／△ｎ350〜550（好ましくは400〜500） ここでXρが或いは△ｎが0.06未満30％未満で
あれば、繊維の力学的物性が不足し、高次加工も
できず、他方Xρが55％を越えるもの或いは△ｎ
が0.12を越えるものは結晶化時間が長引き、製造
工程上不利であるばかりでなく、濃染効果も消失
する。更に重要なことは、上記(a)，(b)の条件は満
足されてもXρ／△ｎの値が350未満では繊維の機
能性（取扱性、耐久性、強伸度）が悪く、実用に
供し得ない。他方、前記値が550を越えると繊維
の防皺性、寸法安定性が悪くなり、又エネルギー
ロス、毛羽発生等の問題も併発する。 以下、本発明を具体例を挙げて詳細に説明す
る。第１図において、高速（例えば3500m／mm）
で紡糸されて部分配向した５―ナトリウムスルホ
ン酸共重合ポリエステルの未延伸繊維トウ１（De
が20×10⁴、△ｎが0.04）は、２組のローラー２
と４の間で弛緩率10％でもつて弛緩されその際ヒ
ーター３により、弛緩熱処理される。その結果、
トウ１は太さ22×10⁴de、結晶化度Xρ41％（デニ
ールの増加比は0.1）の低配向高結晶未延伸トウ
になる。この場合、用いる未延伸トウ１は複屈折
（△ｎ）で表わされる配向度が0.02〜0.08の範囲
にあることが必要である。もしトウの配向度が
0.02未満の場合、熱処理を受けたときに結晶化し
得る核がないので、そのため高温にさらされても
結晶が生成せず、トウを構成する単繊維が互いに
融着して、使用に耐えなくなる。一方トウの配向
度が0.08を越えると、熱処理後の結晶化が大きく
なりすぎ、この場合、もし仮に連続して延伸でき
たとしても、繊維は硬い風合のものになる。そし
て、部分配向した未延伸繊維を結晶化させる熱処
理においては、次の事実に留意する必要がある。
即ち、繊維が延伸中に熱処理されて高結晶高配向
繊維になると、得られた繊維は柔かな風合にはな
らない。この意味で前記弛緩熱処理は繊維の熱処
理は分子鎖が折りたたまれるように無緊張下で行
なう必要がある。このため、弛緩率としては望ま
しくは５％以上、10％以下の弛緩状態を採用する
のがよい。また、この熱処理の際、結晶化度Xρ
が30％以上の繊維が得られるようにする。このた
めには、上述の弛緩状態で少なくとも150℃以上
の温度で４秒以下熱処理することが必要である。 本発明においては、未延伸繊維が高温無緊張下
で互いに融着することなく結晶化するためには、
わずかに配向していることが重要である。このわ
ずかな配向は次の方法によつて与えることができ
る。 本具体例のように高速紡糸を行ない、紡糸中に
配向させる方法、低速で紡糸し、急冷して配向さ
せる方法、低速で紡糸後、わずかに延伸して配向
させる方法等である。このようにして得られ、且
つヒーター３上で弛緩熱処理された低配向高結晶
の未延伸繊維は、40℃の温水浴５を通過する間に
１対のローラー６で、高々1.4の延伸倍率で延伸
される。延伸中温度コントロールには特に注意を
要する。 もし未延伸繊維が普通のポリエステル繊維の延
伸工程のように高温で可塑化されてから延伸され
ると、先に述べたような過程で生成した結晶は、
壊されて引き伸ばされ、分子鎖は高度に配向す
る。そして、このようなポリエステル繊維は普通
糸のように硬い風合を呈する。このような風合硬
化を防ぐために、本発明においては延伸は、分子
鎖の折りたたみ構造を壊さないような低い温度で
行なわれる。 そのためには、延伸は室温で行なう方が良い
が、唯、単繊維の切断によつてラツプが発生する
場合には、前述の温水浴を用いてわずかに熱をか
けてもよい。この温水浴を用いる場合でも、分子
の再配列が起こらないように、浴の温度はポリエ
ステル繊維のガラス転移点以下が好ましい。ま
た、延伸倍率が高すぎても、望ましくない程度に
まで分子の再配列が起こる。もし繊維が延伸前の
熱処理で収縮するならば、収縮率の増加に対応し
た延伸倍率を採用する必要がある。しかしこの時
でも延伸倍率は熱処理中の収縮による繊度の増加
率＋1.5以下とする。 通常のポリエステルフイラメントの場合、延伸
倍率が低いと機能性が劣り、実用に適しないこと
はよく知られている。これとは逆に本発明による
繊維は低倍率で延伸された場合でも、得られる繊
維は高い一次降伏点を有し、延伸前に高度に結晶
化させられているため、機能性を保持することが
できる。この意味からすれば、本発明の繊維はか
なり低い倍率で延伸した方がよいわけで、延伸倍
率の下限としては熱処理中の収縮によるデニール
の増加率＋1.0、好ましくは1.1程度が必要であ
る。次に、前記の延伸倍率1.4の下に延伸され、
トータルデニールとして16×10⁴deの延伸トウは
スタツフイングボツクスで捲縮をかけられ、次い
でカツトされてスフになる。尚、弛緩熱処理され
たトウは、低温で延伸されるため、延伸後のトウ
の構造は乱れていて高い収縮を示す。従つて、低
収縮のトウが必要な場合には、延伸後熱セツトす
ればよい。この時必要以上に引張つてセツトする
と、繊維は著しく配向してしまうので、延伸トウ
は定長あるいは弛緩状態でセツトするのが望まし
い。具体的にはクリンプをかける前に、ホツトロ
ーラーで定長セツトしてもよく、あるいはクリン
プをかけた後で乾熱下自由収縮させてもよい。さ
らに、クリンプさせたトウをカツトしてできたス
フをスチームセツトすることもできる。 このようにして得られたスフは次いで、通常の
紡績糸、梳毛糸、紡毛糸と同様の方法で紡績糸に
される。この場合、高収縮糸（未セツト糸）と低
収縮糸（セツト糸）の混紡品は、バルキーな風合
とソフトな手ざわりを示す。従つて、そのような
混紡品の方が好ましい風合を示すといえる。最も
良い結果が得られるのは、低収縮糸に対する高収
縮糸の割合が0.3から0.5の時である。勿論本発明
による繊維は、ウールやアクリルとも混紡できる
が、特に混紡割合が50％を越えると本発明の効果
が顕著に表われてくる。 このようにして得られた紡績糸は織物や編物に
されるが、特にツイル織、バスケツト織、パイル
織物のような厚地の比較的ルーズな構造をもつ織
物を作つた時には、本発明の効果（ソフトな風
合）が充分に発揮される。次いで織物は精練され
るが、この精練は高度の弛緩状態で行なうのが望
ましい。 すなわち、精練をゆるやかな弛緩状態で行なわ
れるジツガー精練を行なうかわりに、液流染色機
の如きものを用い、織地と精練液を撹拌、循環さ
せることによつて充分なもみ効果を与え、織物へ
かかるテンシヨンを除いて充分弛緩させるのが好
ましい。このような弛緩精練を行なうことによ
り、織物はウールに似た、ふつくらとしたソフト
な風合を呈するに至る。 物を作つた時には、スフの端部が織物の表面に
浮き上り、この浮き上がつた部分は非常にソフト
なので、織物全体としてのソフト感をきわださせ
る効果がある。またスフ自身は柔かさのために互
いに絡み合い、この絡み合いが織物にポリユーム
感を与えるので、さらに好ましい風合が得えられ
るのである。 本発明において有用なポリマーは主たる繰返し
単位がエチレンテレフタレートと−SO₃M基（Ｍ
はアルカリ金属）を含むポリエステルであり、且
つ少量の、特にＭがNaのとき良好な結果が得ら
れる。ポリエステルに−SO₃Na基を導入するに
当つては、５―ナトリウムスルホイソフタル酸が
好適である。これは範囲で用いられる。この量が
１モル％より少ない場合、風合が硬く、常圧可染
性も分散染料では満足されるが、カチオン染料の
場合には不充分である。また５モル％を越える場
合、繊維の強度が著しく低くなつて、製糸及び後
加工の工程性が悪くなり、この意味から好ましく
は２〜3.5モル％の範囲で用いると良好な結果が
得られる。 以上の如く、本発明をスフを例にとつて述べて
きたが、これはフイラメントについても効果は同
じであり、通常のポリエステルでは得られないソ
フトな風合を示すので、それらを用いた織物や編
物は独得の風合を示す。 尚、本発明で述べた繊維の諸性質は次のような
方法で測定した。 配向度△ｎ 配向度つまり複屈折は、繊維軸に直角な方向と
平行な方向の屈折率の差で表わす。測定は、
tricresyl phosphateを使つたベレツクコンペン
セーターが備わつた偏光顕微鏡で行なつた。 結晶化度Xρ ポリエステル繊維の比重ρはｎ―ヘプタン―四
塩化炭素系密度勾配管を用い、25℃で常法で行な
つた。 結晶化度は次式より算出した。 Xρ＝（0.7491―１／ρ）／0.06178 染料吸着率 染色は５％o.w.f.のAizen Cathilon Red
GTLH（保土谷化学工業製）を用い、浴比100、
温度100℃、染色時間60分の条件で行なつた。染
料吸着率は残浴の染料濃度から計算した。 以上述べたように、本発明によるポリエステル
繊維は極めて良好な染着性を有するので、常圧沸
水下で淡色から中色は勿論のこと、従来のポリエ
ステル繊維では困難とされていた濃色乃至極濃色
の染色も可能であり、またその染色糸は厚地の秋
冬向織物に必要な非常にソフトな風合を有する。 実施例 １ 全酸成分に対し、26モル％の５―ナトリウムス
ルホイソフタル酸成分を共重合してなる固有粘度
0.55のエチレンテレフタレート系共重合ポリエス
テルを第１表の条件の下に単繊維デニールが3de
になるように紡糸した。尚、第１表の実験No.３の
ポリマーは2.6モル％の５―ナトリウムスルホイ
ソフタル酸の代りに1.9モル％の５―ナトリウム
スルホイソフタル酸と8.3モル％のイソフタル酸
を含むものである。 実験結果を第２表に示し、更に、染着率とXρ、
△ｎ、Xρ／△ｎの関係を第２図に示す。 第２図には実験No.を示し、また◎印は染着率〜
90％以上、〇印は80〜90％、△印は60〜80％、×
印は60％以下を表わしている。

【表】

【表】

【表】 実施例 ２ 全酸成分に対し３モル％の５―ナトリウムスル
ホイソフタル酸成分を共重合してなる固有粘度
0.59のポリエステルを溶融紡糸し、△ｎで0.04の
配向度をもつフイラメントを得、このフイラメン
トを弛緩率10％、温度200℃で結晶化させ結晶化
度を約41％とし、次いで40℃で1.4倍冷延伸した。
引き続いて延伸糸を180℃のローラーに接触させ
て定長熱セツトした。更に、繊維にスタフイング
ボツクスタイプのクリンプ機で捲縮をかけ、乾燥
後切断して長さ51mmのスフとした。それとは別
に、熱セツトなしで直接捲縮をかけ乾燥後切断し
た。重量比で前者を60％、後者を40％ブレンド
し、30番双糸の紡績糸にしてツイル織物を作り、
この織物を沸水ジエツト中でリラツクスさせ、
100℃で染色し、仕上した。出来上がつた織物は
従来のポリエステル織物とは全く異なつた風合、
すなわち天然ウールで作つたメルトンのような柔
かさがあり、しかも極度に濃染したものであつ
た。 比較例 １ 紡糸速度1200m／mmで紡糸した、配向度△ｎが
0.01と低いトウを実施例２と同様にして200℃で
熱処理した所、トウが融着し、製糸不能となつ
た。そこでこの融着を防ぐために、温度を110℃
まで下げた所、充分な結晶化が起らず、織物にし
た場合にも柔かさの向上はみられなかつた。ま
た、トウを1.5倍延伸しながら熱処理した所、200
℃でも融着は起こらなかつたが、織物にしても硬
い風合しか得られなかつた。 実施例 ３ 2.6モル％の５―ナトリウムスルホイソフタル
酸を含む改質ポリエステルを紡速1000m／mmで紡
糸し配向度△ｎが0.008のトウを得、該トウを80
℃の温水浴に通しながら1.5倍に半延伸し、わず
かに配向させた。得られたトウの△ｎは0.05であ
つた。このトウを弛緩率５％、温度180℃で結晶
化させ、結晶化度（Xρ）を37％とし、更に結晶
化トウを1.4倍冷延伸し、クリンプマシンで捲縮
をかけてから150℃のエアープローでセツトした。
次いでトウをバイアスカツトし、64/89mmのスフ
にした。スフはウールと30：70重量％比で混紡
し、24番双糸の紡績糸にした。その糸を平織と
し、続いてラツクスし染色した。さらに染色後起
毛を行なつた所、フラノによく似た非常にソフト
な織物になり、起毛性もすぐれていた。また染着
性も非常に高く、濃染していた。 実施例 ４ 2.6モル％の５―ナトリウムスルホイソフタル
酸成分を共重合してなるポリエステルを紡速
4000m／mmで溶融紡糸し、△ｎが0.06、65de／
36filsとし、該未延伸糸を30％収縮させながら220
℃で熱処理し、結晶化度Xρを46％とした。得ら
れた低配向高結晶繊維を室温で1.6倍冷延伸し、
53de／36filsとし、該繊維をトリコツトに編成
し、100℃で染色した所、レーヨン同様に濃染し、
風合はレーヨンよりもソフトであつた。尚、その
際延伸を180℃のプレートヒーターに接触させて
行なつた場合には、得られたトリコツトは染色温
度100℃では濃染せず、また硬い風合であつた。
また低温で2.1倍延伸した場合にも満足のいく結
果は得られず、逆に1.2倍しか延伸しなかつた場
合には、弾性回復が小さくなり、衣服にして着用
した時にヒジの部分が弱くなる危険性があつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリエステル繊維の製造工程
を模式的に説明したフローシートである。第２図
は、本発明のポリエステル繊維を含む各種のポリ
エステル繊維について、配向度（△ｎ）結晶化度
（Xρ）、Xρ／△ｎ、及び常圧染着性の関係を示す
グラフである。 １：未延伸繊維束、１′：延伸繊維束、２：ロ
ーラー、３：ヒーター、４：ローラー、５：温水
浴、６：延伸ローラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主たる繰返し単位がエチレンテレフタレート
   であり、且つ―SO₃M基（Ｍはアルカリ金属）を
   含むポリエステルを溶融紡糸して、配向度（△
   ｎ）が0.02〜0.08の未延伸糸を得た後、該未延伸
   繊維を10％以下の弛緩状態で、150℃以上で４秒
   以下の条件下に弛緩熱処理し、結晶化度（Xρ）
   を30〜55％とし、次いで、該結晶化繊維を低温で
   且つ前記熱処理中の繊度増加率＋1.0〜1.5倍の倍
   率で延伸することにより、下記(a)〜(c)の特性を付
   与することを特徴とする濃染性ポリエステル繊維
   の製造法。 特 性 (a) 結晶化度（Xρ）が30〜55％ (b) 配向度（△ｎ）が0.06〜0.12 (c) Xρ／△ｎが350〜550 ２ −SO₃M基が−SO₃Na基である特許請求の範
   囲第１項記載の濃染性ポリエステル繊維の製造
   法。 ３ −SO₃M基含有成分として、全酸成分に対し
   ２〜3.5モル％の５―ナトリウムスルホイソフタ
   ル酸成分を含むポリエステルを用いる特許請求の
   範囲第１項記載の濃染性ポリエステル繊維の製造
   法。