JP2001348729A - ポリエステル繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来にない非常にソフトな布帛が得られるポ
リトリメチレンテレフタレート系ポリエステル繊維及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリトリメチレンテレフタレート系ポリ
エステルからなるポリエステル繊維であって、該繊維の
熱応力のピーク温度を５０〜１５０℃、熱応力のピーク
値を０．１３〜０．３９ｃＮ／ｄｔｅｘとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソフトな風合いの
布帛が得られるポリトリメチレンテレフタレート系ポリ
エステル繊維及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリトリメチレンテレフタレートは、弾
性回復性や染色性に優れるといったポリアミドに類似し
た性質、並びに耐光性、熱セット性、寸法安定性、低吸
水率といったポリエチレンテレフタレートに類似した性
質を併せ持つことから、これらの特徴を生かしてＢＣＦ
カーペット、ブラシ等の多くの分野への利用が提案され
ている（例えば、特開平９−３７２４号公報、特開平８
−１７３２４４号公報、特開平５−２６２８６２号公報
など）。さらに、ポリトリメチレンテレフタレート繊維
は、低ヤング率であるため、ソフトな風合の製品が得ら
れるとされている。

【０００３】また、ポリトリメチレンテレフタレート繊
維を製造する方法については、３００〜４０００ｍ／分
で溶融紡糸した未延伸糸を、一旦巻取った後又は巻取る
ことなく連続して、未延伸糸のガラス転移温度以上の温
度で一段又は多段に熱延伸する方法が提案されている。
そして、その際の紡糸・延伸条件として、例えば、特開
昭５２−５３２０号公報には、引取られた未延伸糸を２
０〜８０℃の温度で該温度における最大延伸倍率の７０
〜９９．９％の倍率で延伸する方法、特開昭５２−８１
２３号公報には、複屈折率Δｎが０．００２５以上の未
延伸糸を一旦巻取った後又は一旦巻取る事なく連続して
延伸し次いで１４０〜１８０℃の加熱固体に接触させて
熱処理する方法、特開昭５８−１０４２１６号公報に
は、速度２０００ｍ／分以上で溶融紡糸した複屈折率Δ
ｎが０．０３５以上の未延伸糸を温度３５〜８０℃の熱
ローラを用いて延伸する方法、特開平１１−１７２５２
６号公報には、溶融吐出した糸条を保温領域を通過させ
た後に固化させて未延伸糸を得、これを一旦巻取ること
なく連続して延伸熱処理を施した後巻取る方法などが開
示されている。

【０００４】しかし、従来提案されているポリトリメチ
レンテレフタレート繊維は、確かにポリチレンテレフタ
レート繊維と比較して低ヤング率であるものの、これを
布帛とした場合、その特性が充分に発揮されず、ソフト
性の点でまだ充分満足のいくものが得られていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術を背景になされたもので、その目的は、従来にない非
常にソフトな布帛が得られるポリトリメチレンテレフタ
レート系ポリエステル繊維及びその製造方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を達成すべく研究を重ねた結果、従来提案されている
方法で得られたポリトリメチレンテレフタレート繊維の
熱応力のピーク温度がいずれも１５０〜２２０℃といっ
た範囲にあり、かかる繊維を布帛とした場合、プレセッ
ト、染色、ファイナルセットといった通常実施される布
帛の染色仕上げ工程で熱履歴を受けるたびに布帛が収縮
し、風合が硬くなっていることに原因があることをつき
とめた。そして、繊維の熱応力のピーク温度を従来より
低く設定し、かつ該熱応力のピーク温度とさらに熱応力
のピーク値とを変更していったとき、従来にないソフト
な布帛が得られるところがあること、また、上記のよう
な熱応力のピーク温度及びピーク値に容易にコントロー
ルできる製糸条件が存在することを見出し、本発明に到
達した。

【０００７】すなわち、本発明によれば、 １．ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルか
らなり、熱応力のピーク温度が５０〜１５０℃、熱応力
のピーク値が０．１３〜０．３９ｃＮ／ｄｔｅｘである
ことを特徴とするポリエステル繊維、 ２．ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルを
溶融紡出し、該紡出糸条を温度８０℃以下のローラーを
介して、速度４５００〜８０００ｍ／分で引取ることを
特徴とするポリエステル繊維の製造方法、 が提案される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明でいうポリトリメチレンテ
レフタレート系ポリエステルは、トリメチレンテレフタ
レート単位を主たる繰返し単位とするポリエステルであ
って、本発明の目的を阻害しない範囲内、例えば全酸成
分を基準として１０モル％以下、好ましくは５モル％以
下の割合で他の成分を共重合したポリトリメチレンテレ
フタレートであってもよい。好ましく用いられる共重合
成分としては、例えば、イソフタル酸、コハク酸、アジ
ピン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリ
ウムスルホイソフタル酸、５−スルホイソフタル酸テト
ラブチルホスホニウム塩等の酸成分や、１，４−ブタン
ジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサン
ジメタノール等のグリコール成分、ε−カプロラクト
ン、４−ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸
成分などを挙げることができる。さらには、ポリオキシ
エチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等
の長鎖グリコール成分の場合には、ポリエステル重量を
基準として１０重量％以下、好ましくは５重量％以下の
割合で共重合されていてもよい。

【０００９】また、必要に応じて、上記ポリトリメチレ
ンテレフタレート系ポリエステルには各種の添加剤、例
えば、艶消し剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、
酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、
蛍光増白剤などが含有されていてもよい。

【００１０】このようなポリエステルの固有粘度［Ｉ
Ｖ］は、紡糸の工程安定性と得られる延伸糸の機械的特
性の点から０．４〜１．５の範囲が好ましく、より好ま
しくは０．８〜１．２の範囲である。固有粘度が０．４
未満の場合には、分子量が低すぎるために強度が低下す
るため好ましくない。

【００１１】本発明においては、上記のポリトリメチレ
ンテレフタレート系ポリエステルからなる繊維の熱応力
のピーク温度及びピーク値が以下の条件を同時に満足し
ていることが肝要であり、これにより、かかる繊維から
は従来にない非常にソフトな布帛を得ることができるの
である。

【００１２】すなわち、本発明においては、該ポリエス
テル繊維の熱応力のピーク温度が５０〜１５０℃の範
囲、好ましくは５０〜９０℃の範囲であることが必要で
ある。該ピーク温度が１５０℃を越えると、該ポリエス
テル繊維を製織・製編などして布帛とした後、これを一
般的に実施される、染色仕上げ処理、つまり、プレセッ
ト、染色、ファイナルセットなどした際、これらの工程
で熱履歴を受けるたびに布帛が収縮し続け、最終的に得
られる布帛の風合が硬くなり、目的とするものが得られ
ない。一方、該ピーク温度が５０℃未満の場合は、低温
で保管しても経時変化が発生し易くなる。

【００１３】また、これに加えて、該ポリエステル繊維
の熱応力のピーク値が０．１３〜０．３９ｃＮ／ｄｔｅ
ｘ、好ましくは０．２〜０．３ｃＮ／ｄｔｅｘであるこ
とが必要である。該ピーク値が０．３８ｃＮ／ｄｔｅｘ
を越えると、染色仕上げ処理で発現する繊維同士の拘束
力が強くなり過ぎて、布帛の風合が硬くなる。一方、該
ピーク値が０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、染色仕上
げ処理で発現する拘束力が弱すぎて、布帛組織がルーズ
になり、実用的な布帛とならない。

【００１４】本発明においては、かかる熱応力のピーク
温度とピーク値を共に満足させることにより、上記の効
果が相俟って、従来にない極めてソフトな風合の布帛が
得られるのである。

【００１５】本発明にかかるポリエステル繊維は、衣料
用途においてはマルチフィラメント糸が好ましい。その
際、総繊度は特に限定する必要はないが、通常は１１〜
２２０ｄｔｅｘ、特に３３〜１１０ｄｔｅｘの範囲が適
当であり、単糸繊度も特に限定する必要はないが０．１
１〜５．６ｄｔｅｘ、特に１．１〜３．３ｄｔｅｘの範
囲が適当である。また、繊維の断面形状は丸、三角、そ
の他の多角形、扁平、Ｌ型、Ｗ型、十字型、井型、ドッ
グボーン型等制限はなく、さらには中実繊維であっても
中空繊維であってもよい。

【００１６】次に、本発明のポリエステル繊維の好まし
い製造方法について説明する。溶融押出し温度（紡糸温
度）は、高すぎるとポリマーの熱分解による着色や強伸
度劣化が起りやすく、一方低すぎると十分な強伸度の繊
維を得ることが困難になるので、２５０〜２９０℃の範
囲が好ましく、特に２６０〜２８５℃の範囲が好まし
い。

【００１７】溶融吐出した糸条は、送風領域を通過させ
て冷却固化させる前に、保温領域を通過させて急激な冷
却を抑制することが好ましい。この保温領域を通過させ
ることにより、ポリマーの急激な冷却による微細結晶や
高度に配向した非晶部分の生成が抑制され、後述する延
伸工程で延伸されやすい非晶構造を作ることができ、良
好な物性を有する繊維が安定して得ることができる。特
に本発明が対象とするポリトリメチレンテレフタレート
系ポリエステルは、例えばポリエチレンテレフタレート
に比較すると速い結晶化速度を有しているので、このよ
うな徐冷を行うことは、微細な結晶や極度に配向した非
晶部分の生成を抑制する上で極めて有効な方法である。
雰囲気温度は８０〜２２０℃の範囲が好ましく、特に１
５０〜２００℃の範囲が好ましい。また、この保温領域
の長さは５〜８０ｃｍの範囲が好ましく、特に１０〜４
０ｃｍの範囲が好ましい。

【００１８】また、送風領域における風量は、少なすぎ
ると十分に冷却することが困難になって繊維物性のバラ
ツキ、糸斑が激しくなる傾向にあり、一方多すぎると風
による糸条の揺れが激しくなって糸斑が激しくなると共
に紡糸性も低下するので０．５〜２．５ｍ³／分の範囲
が好ましく、特に１．０〜２．０ｍ³／分の範囲が好ま
しい。

【００１９】本発明においては、溶融紡出した紡出糸条
を、ローラを介して速度４５００〜８０００ｍ／分、好
ましくは５０００〜６５００ｍ／分でローラーで引取る
ことにより、前記熱応力のピーク温度及びピーク値を容
易に達成することができ、非常にソフトな風合の布帛を
得ることができる。この際、上記速度は、衣料用として
最適な伸度である３０％以上６０％未満を達成できる点
でも好ましい。

【００２０】なお、引取る際のローラーの数は特に限定
されず、単独でも２以上の複数であってもよいが、通常
は一対のローラー群を介して引取られる。この際、第一
のローラーと第二のローラーの回転速度（周速）は、紡
糸安定性を損なわない範囲内で異ならしてもよいが、通
常は同一速度とする。

【００２１】また、この際、ローラー温度を８０℃以
下、好ましくは６０℃以下とすることにより、上記熱応
力ピーク温度の要件を達成することができる。通常、ロ
ーラーを特に加熱しなければ８０℃以下のローラ温度と
することができるが、この温度を越えるような場合は、
該ローラを冷却風や冷媒で冷却することにより達成でき
る。

【００２２】さらに、第一ローラーと第一ローラーの次
に設置してある第二ローラーとの間で延伸を行うよう
な、紡糸−延伸工程を直結したいわゆる直延法によって
作られる場合も第一、第二ローラーの速度は４５００〜
８０００ｍ／分の速度、好ましくは５０００〜６５００
ｍ／分の速度であり、該ロール温度は８０℃以下が好ま
しい。更に好ましくは１５〜６０℃である。

【００２３】もちろん糸条を巻き取った後、熱応力の前
記のピーク温度及びピーク値を達成できれば、用途に適
した伸度を得るために公知の方法で延伸してもよい。こ
の延伸工程においてもロール温度は８０℃以下が好まし
い。更に好ましくは１５〜６０℃である。

【００２４】本発明においては、以上に説明したポリエ
ステル繊維を用いることによって、かかる繊維から非常
にソフト性に優れた布帛を得ることができる。

【００２５】本発明の布帛は、織物、編物、不織布、人
工皮革の基布などをいうが、特に繊維同士が強く拘束さ
れる織物の形状で本発明の効果がより顕著に表れる。そ
の際、織物の種類は、特に限定されるものではなく、平
組織、綾組織、朱子組織、さらにはこれらの組織を組み
合わせた組織であってもよい。織物の経糸及び緯糸の密
度としては、経糸繊度４４〜３３０ｄｔｅｘ（４０〜３
００ｄｅ）の場合、経糸密度は５０〜２００本／２５ｍ
ｍ、緯糸繊度４４〜４４０ｄｔｅｘ（４０〜４００ｄ
ｅ）の場合、緯糸密度は４０〜２００本／２５ｍｍの範
囲で、織物組織、用途に応じて設定すればよい。本発明
において、織物製織用の織機は特に限定されるものでは
なく、エアージェットルーム、ウォータージェットルー
ム、レピアルーム、グリッパールーム、有杼織機などを
用いて生産することができる。

【００２６】本発明においては、前記のポリエステル繊
維を上記のように布帛とした後、これを染色仕上げ処理
する際、該染色仕上げ処理におけるリラックス温度及び
染色温度を熱応力のピーク温度以上とすることにより、
さらにソフトな布帛とすることができる。ここでいう染
色仕上げ処理とは、成形した布帛に一般的に施される、
精練（糊抜き）−リラックス−プレセット−染色−ファ
イナルセットという一連の工程の処理のことをいい、染
色温度及びリラックス温度は、かかるリラックス工程及
び染色工程における処理温度をいう。また、上記工程に
おいては、必要に応じて染色前に減量加工を施してもよ
く、また、プレセット工程は必要に応じて省いてもよ
い。さらに、精練とリラックスを同時にしても良い。染
色加工するに当たり、通常染色前に実施される精練、漂
白あるいは例えばセルロース系繊維交織の場合にセルロ
ース系繊維の染色性改善のためのアルカリ処理などをし
てもよい。

【００２７】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明する。なお、実施例中における各特性値は下記の
方法で測定した。 （１）固有粘度 オルソクロロフェノールを溶媒として、温度３５℃で常
法にしたがって求めた。

【００２８】（２）破断強伸度 島津製作所製オートグラフ引張試験機を用い、サンプル
長２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／分で破断強度及び
伸度を試料３点につき測定し、その平均を求めた。

【００２９】（３）ヤング率 強伸度測定時に得られた荷重−伸張曲線の傾きから求め
た。

【００３０】（４）１０％伸長時の弾性回復率 試料繊維を、チャック間距離２５０ｍｍで引張試験機に
取付け、引張速度５０ｍｍ／分で伸長率１０％まで伸長
した後１分間放置する。次いで、引張と同じ５０ｍｍ／
分の速度で元の試料長までもどし、この時応力がかかっ
ている状態でのチャックの移動距離（Ｌｍｍ）を読みと
り、以下の式に従って求めた。 弾性回復率（％）＝〔（２５−Ｌ）／２５〕×１００

【００３１】（５）沸水収縮率（ＢＷＳ） 試料を１０回巻いて作った２００ｍｍのかせに、０．０
２６５ｃＮ／ｄｔｅｘ（０．０３ｇ／ｄｅ）の荷重をぶ
ら下げた時の長さＬ₀を測定し、その後、無荷重の状態
で温度１００℃の沸騰水中に３０分浸した後、十分乾燥
させてから上記と同様の荷重をかけた時の長さＬ₁を測
定する。沸水収縮率（ＢＷＳ）を下記式から算出した。 ＢＷＳ（％）＝（Ｌ₀−Ｌ₁）／Ｌ₀×１００

【００３２】（６）熱応力のピーク値とピーク温度 鐘紡エンジニアリング社製のＫＥ−２を用いて、初荷重
０．０４４２ｃＮ／ｄｔｅｘ（０．０５ｇ／ｄｅ）、昇
温速度１００℃／分で測定した。得られたデーターを、
横軸に温度、縦軸に熱応力をプロットし、これから熱応
力のピーク値とピーク温度を読み取った。

【００３３】（７）織物の風合い 織物を水平な台上に置き、織物の風合いの程度を５段階
に分け、ハンドリングによる官能評価により、ソフト性
が極めて良好な織物を５点、ソフト性が良好な織物を４
点、ソフト性がやや良好な織物を３点、ソフト性が悪い
織物を２点、ソフト性が極めて悪い織物を１点とし、５
段階の点数を付けた。評価は５人でランク付けしてその
平均値で表した。評価が３〜５点の範囲内は良好な風合
いの織物とする。

【００３４】［実施例１］固有粘度が１．０２５、水分
率が５０ｐｐｍのポリトリメチレンテレフタレートを２
６５℃で溶融させ、直径０．３ｍｍの吐出孔を３６個有
する一重配列の紡糸口金を通して押出した。押出された
溶融吐出糸条は、長さ１０ｃｍ、温度１８０℃の保温領
域を通過させた後、風量１．２ｍ³／分の送風領域を通
過させて急冷固化させた。次にこの固化した糸条を速度
５６５０ｍ／分の第一ロール及び速度５６５０ｍ／分の
第二ロールを介して引取り、次いで速度５５００ｍ／分
の巻取機で巻き取った。得られた繊維の物性を表１に示
す。

【００３５】上記で得られた８１．９ｄｔｅｘ／３６ｆ
のポリトリメチレンテレフタレート繊維を経糸に、同じ
く８１．９ｄｔｅｘ／３６ｆのポリトリメチレンテレフ
タレート繊維を緯糸に用いて、経密度（筬密度）９７本
／２５ｍｍ、緯密度（緯糸打ち込み密度）９８本／２５
ｍｍの平織物を津田駒工業社製のエアージェットルーム
（１５０ｃｍ幅）を用いて製織した。次に、得られた生
機を精練リラックス−染色−ファイナルセットの一連の
処理を行った。

【００３６】精練リラックスはニッセン社製のソフサー
を用い、苛性ソーダ５ｇ／リットル、ノニオン系界面活
性剤２ｇ／リットル、温度９８℃の条件で行った。染色
は日阪製作所社製サーキューラーを用い、染料Ｃ．Ｉ
ＤＩＳＰＥＲＳＥ ＢＬＵＥ２９１ １％ｏｗｆ、ディ
スパーＴＬ １ｇ／リットル（明成化学社製：タモール
型）、ＰＨ調整剤として酢酸０．５ｃｃ／リットル、温
度１１０℃×時間３０分で行った。また、ファイナルセ
ットは温度１４０℃×３０秒で行った。得られた布帛の
風合の評価結果を表１に示す。

【００３７】［実施例２］固有粘度が１．０２５、水分
率が５０ｐｐｍのポリトリメチレンテレフタレートを２
６５℃で溶融させ、２６５℃で溶融させ、直径０．３ｍ
ｍの吐出孔を３６個有する一重配列の紡糸口金を通して
押出した。押出された溶融吐出糸条は、長さ１０ｃｍ、
温度１８０℃の保温領域を通過させた後、風量１．４ｍ
³／分の送風領域を通過させて急冷固化させた。次にこ
の固化した糸条を速度６５００ｍ／分の第一ロール及び
速度６５００ｍ／分の第二ロールを介して引取り、次い
で速度６２００ｍ／分の巻取機で巻き取った。得られた
繊維の物性を表１に示す。該繊維を用いて実施例１と同
様の方法で布帛を得た。得られた布帛の風合の評価結果
を表１に示す。

【００３８】［比較例１］固有粘度が１．０２５、水分
率が５０ｐｐｍのポリトリメチレンテレフタレートを２
６５℃で溶融させ、直径０．３ｍｍの吐出孔を３６個有
する一重配列の紡糸口金を通して押出した。押出された
溶融吐出糸条は、長さ１０ｃｍ、温度１８０℃の保温領
域を通過させた後、風量１．７ｍ³／分の送風領域を通
過させて急冷固化させた。次にこの固化した糸条を速度
５６５０ｍ／分、温度８５℃の第一ロール及び速度５６
５０ｍ／分、温度１３０℃の第二ロールを介して引取
り、次いで速度５５００ｍ／分の巻取機で巻き取った。
得られた繊維の物性を表１に示す。次いで該繊維を用い
て実施例１と同様の方法で布帛を得た。得られた布帛の
風合の評価結果を表１に示す。

【００３９】［比較例２］固有粘度が１．０２５、水分
率が５０ｐｐｍのポリトリメチレンテレフタレートを２
６５℃で溶融させ、直径０．３ｍｍの吐出孔を３６個有
する一重配列の紡糸口金を通して押出した。押出された
溶融吐出糸条は、長さ１０ｃｍ、温度１６０℃の保温領
域を通過させた後、風量１．４ｍ³／分の送風領域を通
過させて急冷固化させた。次にこの固化した糸条を速度
１０３０ｍ／分の第一ロール及び速度１０３０ｍ／分の
第二ロールを介して引取り、次いで速度１０００ｍ／分
の巻取機で巻き取った。巻き取った原糸を予熱温度を６
０℃、プレートヒーター温度を１４０℃に設定し、延伸
倍率２．７５倍、オーバーフィード５．０％の条件で延
伸した。得られ繊維の物性を表１に示す。精練リラック
スの温度を９８℃とする以外は実施例１と同様の方法で
布帛を得た。得られた布帛の風合の評価結果を表１に示
す。

【００４０】［比較例３］固有粘度が１．０２５、水分
率が５０ｐｐｍのポリトリメチレンテレフタレートを２
６５℃で溶融させ、直径０．３ｍｍの吐出孔を３６個有
する一重配列の紡糸口金を通して押出した。押出された
溶融吐出糸条は、長さ１０ｃｍ、温度１８０℃の保温領
域を通過させた後、風量１．６ｍ³／分の送風領域を通
過させて急冷固化させた。次にこの固化した糸条を速度
３０００ｍ／分の第一ロール及び速度３０００ｍ／分の
第二ロールを介して引取り、次いで速度２８８０ｍ／分
の巻取機で巻き取った。

【００４１】巻き取った原糸を予熱温度を６０℃、プレ
ートヒーター温度を１６０℃に設定し、延伸倍率１．４
５倍、オーバーフィード４．５％の条件で延伸した。得
られ繊維の物性を表１に示す。精練リラックスの温度を
９８℃とする以外は実施例１と同様の方法で布帛を得
た。得られた布帛の風合の評価結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】本発明のポリエステル繊維からは、染色
仕上げ処理で布帛が過度に収縮し、風合が硬くなること
がなく、従来にない非常にソフトな布帛を得ることがで
きる。このため、アウター、インナー、裏地などの高い
風合が要求される衣料用途などに極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L035 AA02 BB33 BB34 BB53 BB56 EE01 EE08 EE20 FF10 HH10 4L048 AA22 AA46 AB07 BA01 BA02 CA00 CA12 CA15 EA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリトリメチレンテレフタレート系ポリ
   エステルからなり、熱応力のピーク温度が５０〜１５０
   ℃、熱応力のピーク値が０．１３〜０．３９ｃＮ／ｄｔ
   ｅｘであることを特徴とするポリエステル繊維。
2. 【請求項２】 ポリトリメチレンテレフタレート系ポリ
   エステルを溶融紡出し、該紡出糸条を温度８０℃以下の
   ローラーを介して、速度４５００〜８０００ｍ／分で引
   取ることを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。