JP2001003277A - ポリエステル系繊維の常圧可染方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、淡色〜極濃色（黒色も含む）までの
広範囲の色相を付与することができ、かつ、高染色堅牢
度を有する優れたポリエステル系繊維の常圧可染方法を
提供せんとするものである。 【解決手段】本発明のポリエステル系繊維の常圧可染方
法は、ポリエステル系繊維を含む繊維構造物を染色する
に際し、あらかじめ膨潤剤で前処理し、次いで、常圧下
で吸尽染色することを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステル系繊
維の後加工による常圧可染方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル系繊維あるいはポリアミド
系繊維に代表される熱可塑性合成繊維は機械的強度、耐
薬品性、耐熱性および強伸度特性などに優れるため、衣
料用途や産業用途あるいは資材用途などを主体に広く使
用されている。

【０００３】中でもポリエステル系繊維は、Ｗ＆Ｗ、寸
法安定性および染色堅牢度に優れ、またアルカリ処理で
の減量加工により、種々の風合いを付与することが可能
になり、衣料用として特に優れた特性を有している。

【０００４】反面において、かかるポリエステル系繊
維、特にポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ）の
場合は、結晶化度が高く、難染性であるため、高温、高
圧下での染色が必要であり、常圧下での染色では、濃色
や極濃色の染色を施すことができないため、色相範囲が
狭く、汎用面において、やや問題があったものである。

【０００５】また、かかるポリエチレンテレフタレート
繊維は、ヤング率が大きいため、カーペットやカーシー
トなどの資材分野においては、大荷重下でのヘタリおよ
び長時間の荷重でのヘタリが大きく、この分野では、ヤ
ング率が低いという理由で、ポリアミド系繊維が優れて
いるといわれていたものである。

【０００６】しかし、かかるポリエステル系繊維の中で
も、グリコールの炭素数が大きい、ポリプロピレンテレ
フタレート繊維（ＰＰＴ）やポリブチレンテレフタレー
ト繊維（ＰＢＴ）は、この資材用途に適しているが、常
圧可染性が十分でないという理由から、進出できない分
野であった（カーペットやカーシートなどは幅が広く、
かつ拡布状態での染色が必要であり、それを染色するた
めの高温・高圧染色機が現在はない）。

【０００７】そこで、従来においても、ポリエステル系
繊維の染色性を改良するために様々な研究が行われ、ポ
リエステル系繊維を他の化合物と共重合せしめたり、あ
るいはポリマーブレンドなどによる原糸改質と、後加工
改質が検討されている。

【０００８】該原糸改質としては、特公昭５７−２５６
４６号公報および特開昭６０−２４５６２９号公報など
に特定のポリアルキレンオキサイドまたはポリアルキレ
ングリコールを共重合せしめ、常圧可染性を付与する方
法が提案されている。ポリアルキレンオキサイドまたは
ポリアルキレングリコールが共重合されるとポリエステ
ル系繊維が分散染料易染性になるという特徴を有する
が、その反面、繊維物性がやや低下したり、染色堅牢度
面として、特に耐光性が低下するなど問題点があること
も指摘されている。

【０００９】また、ポリプロピレンテレフタレート繊維
に関しては、特表平９−５０９２２５号号公報に常圧下
でキャリア不含で染色する方法が提案されいる。この方
法は主に昇温方法および染料濃度を限定した染色方法で
あり、染料濃度が制限されているため、基本的には淡色
〜中色の色相範囲であり、実用面で必要な淡色〜極濃色
までの広範囲な色相付与は困難と考えられ、制限付きの
常圧可染繊維である。

【００１０】次に、後加工での改善方法としては、特開
昭５４−１１３８１号公報では、ポリエステル系繊維お
よびポリプロピレン系繊維をオゾンで反応処理（密閉雰
囲気）し、常圧可染性を付与する染色方法が提案されて
いる。この方法においては、改善効果が小さく、広範囲
な色相付与は困難であると考えられている。

【００１１】また、特開平５−１９５４４７号公報に、
膨潤剤前処理後に高温染色し、染色性を高める方法が提
案されているが、この方法は、染色温度が１２５℃〜１
４５℃であり、常圧染色でない。

【００１２】また、難染性のポリエステル系繊維の常圧
染色は、染料と膨潤剤を併用して用いられる。かかる膨
潤剤としては、オルソフェニールフェノール（ＯＰ
Ｐ）、パラフェニールフェノール（ＰＰＰ）が最も一般
的であり、繊維に拡散した膨潤剤は、皮膚障害の懸念が
あるので、染色後は脱膨潤する必要がある上に、１８０
℃以上の温度で膨潤剤を昇華させても、完全除去は困難
であり、繊維残存することによる臭気の問題や耐光性の
低下の原因にもなるという問題を残すものであった。つ
まり、現在のところ、ポリエステル系繊維の優れた特
性、常圧可染性および高染色堅牢度の三者を全て満足す
る方法は存在しないのである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、淡色〜極濃色（黒色も含む）までの
広範囲の色相を付与することができ、かつ、高染色堅牢
度を有する優れたポリエステル系繊維の常圧可染方法を
提供せんとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明のポリエステル系繊維の常圧可染
方法は、ポリエステル系繊維を含む繊維構造物を染色す
るに際し、あらかじめ膨潤剤で前処理し、次いで、常圧
下で吸尽染色することを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり淡色
〜極濃色（黒色も含む）までの広範囲の色相を付与する
ことができ、かつ、高染色堅牢度を有する優れたポリエ
ステル系繊維の常圧可染方法について、鋭意検討し、特
定なポリエステル系繊維を、糸あるいは布帛の状態で、
特定の膨潤剤を用いて高染色化前処理して、常圧下で染
色してみたところ、意外にもかかる課題を一挙に解決す
ることを究明したものである。

【００１６】かかる常圧下での染色工程では、既存の染
色設備、たとえばウインス染色機などによって、常圧下
で簡便に染色することができるものである。

【００１７】本発明のポリエステル系繊維とは、基本的
には膨潤剤で前処理する前の繊維の１００℃染色での染
着量が、６〜２５％の範囲に含まれるポリエステル繊維
であれば、特に限定されず、使用することができる。本
発明者らの検討によれば最も難染性であるポリエチレン
テレフタレートの場合は、膨潤剤による前処理が１２０
℃でも常圧可染性にはならない。本発明のポリエステル
系繊維としては、改質されたポリエチレンテレフタレー
ト繊維、ポリプロピレンテレフタレート繊維およびポリ
ブチレンテレフタレート繊維などであり、改質されたポ
リエステル繊維、すなわち、イソフタル酸、５−ナトリ
ウムスルホイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など
の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、サバシン酸などの
脂肪族ジカルボン酸、テトラメチレングリコール、ヘキ
サメチレングリコールなどの脂肪族ジオール、１、４シ
クロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡなどの脂
環族または芳香族ジオールなどを、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリプロピレンテレフタレートまたはポリブ
チレンテレフタレートに共重合したものも含まれる。

【００１８】これらの他には、非共重合系のポリエステ
ル系繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
プロピレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタ
レートのＰＯＹ（部分配向未延伸糸）、高速紡糸（５０
００ｍ／分以上）など、いずれも上述の所定の染着量を
有するものであれば特に限定されるものでない。

【００１９】かかるポリエステル系繊維の繊維構造物に
対する含有量としては、４０重量％以上、好ましくは６
５重量％以上であるのがよく、かかるポリエステル系繊
維以外の素材としては、他の合成繊維あるいは天然繊維
の組み合わせでもよい。染色の色相としては、同色系以
外にメニトーン、メランジ調の色調も可能である。

【００２０】本発明は、ポリエステル系繊維に常圧可染
性が付与されているため、天然繊維との混交品が特に染
色面では優れている。

【００２１】本発明でいう膨潤剤（キャリアーともい
う）とは、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が８〜１３の範
囲のものであり、好ましくはポリエステル系繊維の溶解
度パラメータ（１０．７）と比較的近似しているもの
で、ポリエステル系繊維の膨潤性を助長させるものであ
る。具体的には、例えば塩化メチレン、アセトン、クロ
ロホルム、ジメチルホルムアミドなどを使用することが
できる。これらの中でも、特に、次工程を考慮し、脱膨
潤処理が簡単な塩化メチレンやアセトンが好ましく用い
られ、最も好ましくは塩化メチレンである。これらの膨
潤剤は、常圧下での見かけの飽和染着量および脱膨潤性
の面において優れている。

【００２２】かかる膨潤剤を用いて前処理を行うが、処
理温度は見かけの飽和染着量と密接な関係があり、飽和
染着量が現行の高温染色（１３０℃）と同程度にするた
め、常圧下での見掛けの飽和染着量が３０％以上になる
条件を選定する。膨潤剤前処理の標準条件としては、１
２０℃以下、好ましくは１００℃以下であり、その温度
で約１分〜６０分処理、好ましくは５分〜２０分処理し
て、次いで水洗（ソーピング）−乾燥するものである。

【００２３】前処理としては、糸あるいは布帛いずれの
形態で処理してもさしつかえない。温度が１２０℃を越
えると、見掛けの飽和染着量が増大するが、収縮が大き
くなり、強度低下の主原因となるので好ましくない。逆
に温度が低すぎると、染色性の改善効果が小さく、常圧
可染性は付与できないので好ましくない。

【００２４】かかる膨潤剤前処理では、オリゴマーの発
生が増大する傾向にあり、処理後は繊維表面のオリゴマ
ー除去するため、ソーピングなどの工程を組み入れるの
が、均染染色を得るのに望ましい。

【００２５】かかる前処理をした後は染色工程に入る
が、染色温度は１０５℃以下の常圧下、好ましくは８５
℃〜１００℃の範囲の常圧下であり、染色時間はポリエ
ステル系繊維の染着量、各種分散染料種、使用濃度およ
び色相により異なるが、一般的には約１０分〜６０分で
ある。すなわち現行のポリエステル系繊維の染色温度
（１３０℃）とほぼ同等の見かけの飽和染着量を有する
ことが基本であり、見掛けの飽和染着性としては約３０
％以上、好ましくは３２％以上である、該膨潤剤による
前処理後の常圧下の染色で、この染着量が得られればよ
く、そのためには該前処理の前の飽和染着量が、６〜２
０％の範囲にあるものであることが必要である。

【００２６】かかる染色後は、染色堅牢度を向上させる
目的で、通常行われている、ソーピングや還元洗浄など
の工程を、必要に応じ組み入れてもさしつかえない。

【００２７】本発明の膨潤剤による前処理および常圧染
色においても、従来の高温・高圧染色（通常１３０℃染
色）とほぼ同等の飽和染着量が得られ、実用染色に必要
な淡色〜極濃色までの広範囲な色相付与と高染色堅牢性
が確保できる。

【００２８】ポリエステル系繊維の糸状形態としては、
フィラメント、ステープルのいずれでも良く、常法によ
って得ることができる。繊維構造物の形態としては、
糸、織物、編物、不織布など目的に応じて適宜選択でき
る。

【００２９】

【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。

【００３０】なお、実施例における評価方法を次に説明
する。 （見かけの飽和染着量）染料吸尽率を測定するにあたっ
ては、試料の形態として、長繊維は筒編地にし、そして
各試料を十分水洗し、乾燥後２ｇを秤量した。次いで染
料としてＤｉａｎｉｘ Ｂｌｕｅ Ｓ−ＢＢ（ダイスタ
ージャパン（株）社製分散染料）、分散剤としてディス
パーＴＬ（明成化学工業社製）、ｐＨ調整剤としてイオ
ネットＰＨ−５００（三洋化成（株））を用い、各試料
を下記の条件で染色した。 Ａ：染色条件 Ｄｉａｎｉｘ Ｂｌｕｅ Ｓ−ＢＢ １０％（ｏｗｆ） Ｄｉｓｐｅｒ ＴＬ １ｇ／ｌ イオネットＰＨ−５００ ０．５ｇ／ｌ 浴比 １：５０ 昇温時間 室温〜１００℃（４５分） １００℃ （６０分） （１３０℃ （６０分） 普通染色の場合） このように各試料を染色後、残液１ｍｌをアセトンと水
（１：１）の希釈溶液５０ｍｌにて溶解せしめ、分光光
度計にて波長６２５ｎｍで吸光度（Ｔ２）を測定すると
共に、染色前の染液１ｍｌも同量の希釈液５０ｍｌに溶
解させ、同一波長で吸光度を測定し（Ｔ１）、下記式よ
り吸光度を求めた。

【００３１】染料吸尽率（％）＝（（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ
１）×１００ この高濃度染色法は実用染色対応であり、見かけの飽和
染着量とした。この飽和染着量は各試料の染料吸尽性を
示し、飽和染着量が高いほど濃色が得られ易い。 また
染色堅牢度は下記の条件で還元洗浄し、その後評価し
た。 Ｂ：還元洗浄 ハイドロサルファイト ２g/l 水酸化ナトリウム 0.5g/l グランアップ ＵＳ−２０ 0.5g/l （三洋化成（株）製の非イオン系の界面活性剤） ８０℃で２０分間処理し、その後は湯洗い、水洗ー乾燥
後に測色および染色堅牢度を評価した。 （常圧可染性）一般のポリエステル系繊維の通常染色温
度（１３０℃染色）での染料吸尽率がベースになる
（Ａ）。すなわち、各試料の１００℃の染料吸尽率が
（Ａ）と同等以上であれば、色相範囲としても十分であ
り、一つの目安として常圧可染性があると判断した。

【００３２】従って、この判定法は常圧染色で淡色〜極
濃色（黒色も含む）までの広範囲な色相付与が可能であ
ることが前提である。 （測色）分光測色系（ミノルタ社製：ＣＭ−３７００）
でＬ＊値光源はＤ６５、視野角度１０度で測定した。Ｌ
＊値は数値が小さいぼど濃色を示す。 （染色堅牢度）洗濯堅牢度はＪＩＳ−Ｌ０８４４のラウ
ンダメータ法、ドライクリーニングはＪＩＳ−Ｌ０８６
０によるラウンダメータ法、摩擦（乾、湿）はＪＩＳ−
Ｌ０８４９による学振形法、また耐光性はＪＩＳ−Ｌ０
８４２によるカーボンアーク灯法により評価した。 実施例１〜実施例９、比較例１〜比較例７ ポリエチレンテレフタレート系繊維（ＰＥＴ：紡糸速度
１３５０ｍ／min.、延伸倍率３．２）、ポリエチレンテ
レフタレートに５−ナトリウムスルホイソフタル酸を３
ｗｔ（％）（ＰＥＴ−共重合：紡糸速度１３５０ｍ／mi
n.、延伸倍率３．２）共重合した繊維、ポリエチレンテ
レフタレートのＰＯＹ（ＰＥＴ−ＰＯＹ：紡糸速度３２
００ｍ／min.）、ポリプロピレンテレフタレート繊維
（ＰＰＴ：紡糸速度１３５０ｍ／min.、延伸倍率３．
２）、ポリブチレンテレフテレート（ＰＢＴ：紡糸速度
１３５０ｍ／min.、延伸倍率３．２）繊維から成る原糸
を筒編し、十分水洗し、乾燥し、前処理前の試料を準備
した。

【００３３】次いで、下記に示した膨潤剤で前処理した
（未処理の水準も含む）。次いで、Ａの染色条件で染色
し、染料吸尽率を測定し、見かけの飽和染着量をもと
め、表１に示した。

【００３４】膨潤剤：塩化メチレン（塩メ）、アセト
ン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）の１００％溶液を
用いた。

【００３５】 温度 ：８０℃、１００℃ 時間 ：２０分 表１示したように、本発明の膨潤剤前処理を施した水
準、すなわち実施例１〜実施例９は、いずれもポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）の普通染色（比較例２：
１３０℃染色）と同レベルまたは同等以上の染着量を有
しており、常圧可染性が認められる。

【００３６】ポリエステル系繊維としては前処理前の染
料吸尽率が６〜２０％の範囲にある水準が常圧可染性を
付与し易く、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の
延伸糸では吸尽率が低く（比較例１）、膨潤剤前処理し
ても常圧可染性は得られない（比較例３）。

【００３７】同様にポリプロピレンテレフタレート繊維
（比較例６）、ポリブチレンテレフタレート繊維（比較
例７）そのものは、染着量が低く、常圧可染性はない。

【００３８】また、同一温度の前処理を比較した場合、
膨潤剤としては塩化メチレンが最も効果が高い。

【００３９】

【表１】

【００４０】実施例１０〜実施例１５、比較例８ 実施例１〜実施例９の常圧染色物および、比較例２の高
温染色物の染色堅牢度を測定し、その結果を表２に示し
た。

【００４１】本発明の実施例１０〜実施例１５の水準は
比較例２の高温染色（１３０℃）と染色堅牢度を比較し
ても、大差なく常圧染色でも、高温染色とほぼ同等の染
色堅牢度を示し、いずれも合格レベルにある。

【００４２】

【表２】

【００４３】備考の数字は前項の実施例１〜実施例９お
よび比較２で処理されて、水準の染色堅牢度を示す。 実施例１６〜実施例１９、比較例９ 実施例１（ＰＥＴ−ＰＯＹ）、実施例５（ＰＰＴ）、実
施例９（ＰＢＴ）の膨潤剤で前処理された筒編地を用
い、下記の条件で黒染色（１）および還元洗浄（２）を
行い、発色性としてＬ＊値を測色し、その結果を表３に
示した。また比較として前処理なしの水準も同様な方法
で染色、還元染色を行った。 （１）染色条件 Ｄｉａｎｉｘ Ｂｌａｃｋ ＢＧ−ＦＳ-200 ５％（ｏ
ｗｆ） Ｄｉｓｐｅｒ ＴＬ １ｇ／ｌ イオネットＰＨー５００ ０．５ｇ／ｌ 浴比 １：５０ 昇温時間 室温〜１００℃（４５分） １００℃ （６０分） （１３０℃ （６０分） 比較例９） （２）還元洗浄 ハイドロサルファイト ２g/l 水酸化ナトリウム 1.5g/l グランアップ ＵＳ−２０ 0.5g/l 表３に示した通り、発色性（Ｌ＊）は染料吸尽率と相関
を示し、常圧染色での飽和先着量が高い水準ほど、高発
色性を示す傾向にある。また発色性は比較例９の高温染
色とほぼ同レベルにあり、黒発色性は良好である。

【００４４】同様に染色堅牢度面においても、比較例９
の高温染色と大差なく良好であり、本発明法は常圧染色
が可能であり、従来の染色機で簡便な方法で染色ができ
る特徴を有する。また淡色から極濃色の広範囲な色相が
付与でき、しかも高染色堅牢性が得られるため汎用的に
利用できる。

【００４５】

【表３】

【００４６】発色性のＬ＊値は数値が小さいほど、濃色
であることを示す。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、現行の染色温度（高温
１３０℃染色）と同等あるいは同等以上の見かけの飽和
染着量が得られ、実用染色に必要な淡色〜極濃色までの
広範囲の色相を付与することが、従来型の染色機で可能
であり、今迄、困難とされていた、広幅のカーペットや
カーシートなど分野に好適な素材を提供することができ
る。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエステル系繊維を含む繊維構造物を染
   色するに際し、あらかじめ膨潤剤で前処理し、次いで、
   常圧下で吸尽染色することを特徴とするポリエステル系
   繊維の常圧可染方法。
2. 【請求項２】該膨潤剤による前処理の前の該ポリエステ
   ル系繊維の１００℃における見掛けの飽和染着量が、６
   〜２０％の範囲であることを特徴とする請求項１記載の
   ポリエステル系繊維の常圧可染方法。
3. 【請求項３】該ポリエステル系繊維が、ポリプロピレン
   テレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートであ
   ることを特徴とする請求項１または２記載のポリエステ
   ル系繊維の常圧可染方法。
4. 【請求項４】該膨潤剤の溶解度パラメータが、８〜１３
   であることを特徴とする請求項１記載のポリエステル系
   繊維の常圧可染方法。
5. 【請求項５】該膨潤剤が、塩化メチレンであることを特
   徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のポリエステル
   系繊維の常圧可染方法。
6. 【請求項６】該染色温度が、１０５℃以下であることを
   特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のポリエステ
   ル系繊維の常圧可染方法。