JP2004277956A

JP2004277956A - 易染性ポリエステル太細糸

Info

Publication number: JP2004277956A
Application number: JP2003073266A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Oguchi; 朝弘小口; Yoshitaka Matsumura; 由隆松村; Masayuki Sato; 正幸佐藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】糸長手方向に太細を有し、優れたスパン感、ふくらみ感を有しつつも、染色時に濃淡差がないために幅広い用途に展開可能で、さらに製糸性にも優れたポリエステル太細糸を提供する。
【解決手段】ポリエステル中の全酸成分に対する５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分または５−リチウムスルホイソフタル酸成分の共重合量をＳモル％（２≦Ｓ≦５）、グリコール成分の共重合量をＰ重量％（２≦Ｐ≦７）としたとき、ＳとＰが式（１）を満たす共重合量のポリエステルであって、かつ任意の繊維横断面の単糸断面積の標準偏差をσとしたとき、σが３５×１０^−１２ｍ^２以上であることを特徴とするポリエステル太細糸。
Ｓ×Ｐ≧９．０（１）
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、染色性に優れ、かつ糸長手方向に太細を有するポリエステル太細糸に関するものであり、更に詳しくは、常圧染色において染色濃淡差がないにもかかわらず、太細に由来するスパン感を有することができるポリエステル太細糸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているポリエステル太細糸は、その濃淡染色差による杢感と、太部と細部の収縮率の違いに起因する優れたスパン感を有するため、紳士・婦人向けアウターを中心として使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。しかしながら、太細糸の太細の位相が均一となっていることから、その濃淡染色差が大きいため展開用途が限られている面があり、優れたスパン感を有しつつなおかつ濃淡染色差のない汎用性に優れたポリエステル太細糸が望まれている。
【０００３】
このような中で、従来の提案には、濃淡染色差をもっと細かく分散させ、自然な杢感が得られるようにしたものがあるが（例えば、特許文献３、特許文献４参照）、いずれも実質的にポリマー改質を伴っていないため、常温染色では完全延伸されている細部が染色されず明確な濃淡染色差が存在してしまう問題がある。高温で染色すれば濃淡染色差は軽減する方向にあるが、この場合コストが高くなる上に、高温染色でダメージを受けやすい天然繊維や化繊と複合して使用することが困難になり汎用性が失われてしまう。
【０００４】
また、スルホン酸化合物により改質したポリマーによる太細糸が提案されている（例えば、特許文献５参照）。この方法では、染色性が向上することにより太部と細部の濃淡差は減少するが、太部と細部の位相がそろっているため、濃淡染色差をなくすことはできない。
【０００５】
このように、従来の技術では、優れたスパン感を有し、かつ染色濃淡差がない汎用的なポリエステル太細糸を得ることはできなかった。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭５１−７２０７号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開昭５２−１０３５２３号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開昭６０−３９４１１号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開２００３−２０５１９号公報
【００１０】
【特許文献５】
特開平１１−１８２１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の技術では達成できなかった、糸長手方向の太細に起因する優れたスパン感を有し、かつ染色濃淡差がない汎用的なポリエステル太細糸を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ポリエステル中の全酸成分に対する５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分または５−リチウムスルホイソフタル酸成分の共重合量をＳモル％（２≦Ｓ≦５）、グリコール成分の共重合量をＰ重量％（２≦Ｐ≦７）としたとき、ＳとＰが下記式（１）を満たす共重合量のポリエステルであって、かつ任意の繊維横断面の単糸断面積の標準偏差をσとしたとき、σが３５×１０^−１２ｍ^２以上であることを特徴とするポリエステル太細糸により達成することができる。
【００１３】
Ｓ×Ｐ≧９．０（１）
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１５】
本発明におけるポリエステルとは、主たる酸成分がテレフタル酸またはそのエステル誘導体、主たるグリコール成分がエチレングリコールからなるものである。
【００１６】
本発明の易染性ポリエステル繊維を得るためには、ポリエステルに共重合されている５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分または５−リチウムスルホイソフタル酸成分（以下Ｓ成分と省略する）が、該ポリエステルを構成する全酸成分に対して２〜５モル％共重合していることが重要であり、特に２．３〜４．０モル％共重合していることが好ましい。Ｓ成分の共重合量が２モル％以上であると、グリコール成分の共重合量を増大させることで染色性が向上し、常温染色においても濃淡染色差のない染色差の満足できるカチオン染色性を得ることができる。Ｓ成分の共重合量が５モル％以下であると、Ｓ成分の増粘作用によるポリマーの溶融粘度が抑えられ通常の製糸条件にて製糸することができる。
【００１７】
また、本発明ではグリコール成分が、全ポリエステルに対し２〜７重量％共重合されていることが重要である。易染性および耐光堅牢度の面から、共重合するグリコール成分の平均分子量は３００〜６０００であることが好ましい。本発明でいうグリコール成分としては、ネオペンチルグリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、４，４−ジヒドロキシビスフェノール、これらのグリコールにエチレンオキサイドが付加したグリコールおよびポリエチレングリコールなどが挙げられるが、減粘効果の大きいポリエチレングリコールがより好ましい。本発明におけるグリコール成分の共重合量は、得られた全ポリエステルに対して２〜７重量％であることが重要である。グリコール成分の共重合量が２重量％以上であるとポリエステルの溶融粘度の増大を抑制することができ紡糸操業性に優れるとともに得られたポリエステル太細糸の染色性が向上し、濃淡染色差を抑制することができる。共重合量が７重量％以下であるとポリエステル耐熱性低下を抑制することができる。より好ましいグリコール成分の共重合量は３〜６重量％である。
【００１８】
さらに本発明では、得られたポリエステル太細糸の染色濃淡差をなくすために、上記Ｓ成分の共重合量とグリコール成分の共重合量の範囲であることに加えて、Ｓ成分の共重合量をＳモル％、グリコール成分の共重合量をＰ重量％としたとき、ＳとＰの間に式（１）の関係が成立していることが重要である。
【００１９】
Ｓ×Ｐ≧９．０（１）
Ｓ×Ｐの値が９．０以上であると、ポリマーの染色性が向上し太細糸の濃淡染色差をなくすことができる。Ｓ成分かグリコール成分のいずれかだけが多くても式（１）を満たす関係でないと濃淡染色差をなくすことはできない。Ｓ×Ｐの値は安定製糸を行うために３０以下であることが好ましい。
【００２０】
本ポリエステル太細糸の染色温度は、ポリマ組成により適宜変更できるが、好ましくは８５〜１１０℃である。
【００２１】
本発明のポリエステル太細糸は糸長手方向に太細を有し、かつ任意の繊維横断面の単糸断面積の標準偏差をσとしたとき、σが３５×１０^−１２ｍ^２以上であることが重要である。σが３５×１０^−１２ｍ^２より小さいと太細の位相がそろってしまうため、濃淡染色差が出やすく汎用的に使用できる太細糸とならない。σは８０×１０^−１２ｍ^２以下であることが好ましい。太細ムラの程度は後述するＵ％測定法で測定して３〜８％の範囲にあるものが好ましい。また、得られた布帛に膨らみ感を持たせるために、本発明太細糸の沸水収縮率は２〜３０％であることが好ましく、５〜２５％であることがさらに好ましい。
【００２２】
なお、ポリエステル太細糸を構成するフィラメントの断面形状は特に限定されず、丸断面、三角断面、楕円、多葉などいずれの形状も好ましく用いることができる。
【００２３】
また、本発明の太細糸は、任意の同一繊維断面中に太細の単糸を混在させるために、延伸前に張力振動を与えることが好ましい。張力振動を与える方法であれば特に限定されないが、特に延伸装置における延伸領域の前に交絡ノズルを使用することが好ましい。
【００２４】
以下に代表的な本発明太細糸の製造方法を示す。本発明の太細糸は、本発明の共重合ポリエステルを従来公知の方法により溶融紡糸し、一旦未延伸糸を巻き取った後、定応力伸長領域以下の延伸倍率で、延伸領域前に交絡を付与しながら不均一延伸することによって得られる。紡糸工程に連続して不均一延伸することも可能であるが、紡糸直後の未延伸糸は定応力伸長域が明瞭でなく、不均一延伸してもマルチフィラメント全体に実質的に太細を形成しにくいので、一旦巻き取った後、未延伸糸を不均一延伸することが好ましい。
【００２５】
本発明のポリエステル太細糸は上述したように、任意の同一繊維断面中に太細の単糸断面が混在しており、さらに特定範囲のＳ成分とグリコール成分を共重合した改質ポリマーであるため、染色濃淡差がないにもかかわらず、優れたスパン感を有することが可能となった。
【００２６】
【実施例】
以下実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の各特性値は次の方法で求めた。
（１）任意繊維横断面における単糸断面積の標準偏差σ
得られたポリエステル太細糸の任意の横断面写真を３６０倍で撮影、その写真をもとに各単糸の断面積を測定し、その標準偏差を算出する。これを５回繰り返し、標準偏差の平均値をσとする。
する。
（２）沸水収縮率
マルチフィラメント糸をかせ取りし、０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重下で試料長Ｌ０を測定した後、無荷重の状態で１５分間、沸騰水中で処理を行う。処理後、風乾し、０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重下で試料長Ｌ１を測定する。
【００２７】
沸騰水収縮率（ＳＷ）（％）＝［（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０］×１００
（３）Ｕ％の測定方法
測定器としては市販のＵｓｔｅｒＥｖｅｎｅｓｓＴｅｓｔｅｒ（計測器工業株式会社製）を使用する。糸のトータル繊度により使用する測定用スロットを選択し、糸速を２５ｍ／ｍｉｎとし、撚糸機で１５００ｒｐｍの回転を与え、撚糸しつつノルマルテストにて測定する。Ｕ％値は３分間の測定を１回として測定試料の任意の５カ所について測定し、その平均値で表す。
（４）定応力伸長領域伸度
インストロン型引張り試験機で得た図１に示すチャート上のＡの伸度を読みとる。定応力伸長領域伸度については５カ所について測定し、その平均値で表す。
（５）製糸性
紡糸糸切れ（約５０ｋｇ紡糸時）および延伸糸切れ（２ｋｇ巻きで５０ｋｇ分延伸時）の頻度から３段階評価した。
【００２８】
○：紡糸、延伸ともに糸切れ無し
△：糸切れ若干有り
×：糸切れ多発
（６）官能評価およびカチオン染料染色性評価
得られた太細糸を下記条件で製織、染色し、染色布帛の濃淡差、布帛の風合い（スパン感、ふくらみ感）について目視および官能試験を実施し、それぞれについて「濃淡差がない」「極めて優れている」は○○、「濃淡差がわずかにある」「優れている」は○、「濃淡差がある」「劣っている」は×で表した。
【００２９】

実施例１
テレフタル酸ジメチル（以下ＤＭＴと略記する）９４ｋｇ、エチレングリコール６０ｋｇ、反応触媒として酢酸リチウム（対ＤＭＴ０．２重量％）および酸化アンチモン（対ＤＭＴ０．０４重量％）の混合物に、５−ナトリウムスルホイソフタル酸メチルエステル３．７ｋｇおよび平均分子量１０００のポリエチレングリコール４．０ｋｇを添加し、窒素雰囲気下で１５０℃から２５０℃に徐々に加熱し、生成するメタノールを連続的に系外へ留出しつつ、エステル交換反応を行い、反応開始後３時間で反応を終了した。次いでリン酸トリメチルを４１ｇ、二酸化チタン１６重量％エチレングリコールスラリー５００ｇを添加した。
【００３０】
ついで重合反応系を１時間３０分かけて徐々に１３．３Ｐａまで減圧し、２８０℃まで昇温した。１３．３Ｐａの減圧下、重合温度２８０℃でさらに２時間重合し、固有粘度０．７４のポリエステルチップを８４ｋｇ得た。得られたポリエステルチップを紡糸温度２９５℃、紡糸速度２８００ｍ／分で紡糸し、伸度１７０％、定応力伸長領域伸度４５のポリエステル未延伸糸を得た。これを延伸領域前に交絡処理を行い、延伸温度８０℃、熱処理温度１３０℃、延伸倍率１．３４倍で不均一延伸しポリエステル太細糸を得た。製糸操業性は問題なく、得られた太細糸のＵ％は４．０％、沸水収縮率７．５％、任意の繊維横断面における単糸断面積の標準偏差σは３９．２×１０^−１２であった。さらに太細糸を製織して染色後、染色濃淡差および布帛の風合いについて官能試験を実施し、３段階評価した。得られた布帛には染色濃淡差はなく、優れたスパン感を有していた。
【００３１】
実施例２〜５および比較例１〜５
ポリエステルの組成および延伸条件を変更した以外は実施例１と同様な方法で太細糸を得た。結果を表１にまとめる。
【００３２】
比較例６
実施例１と同じポリマーを用いて、延伸条件のみを変更し、単糸断面積の標準偏差σが２２．２×１０^−１２の太細糸を得た。実施例１と同様に製織、染色、評価を実施した結果、染色濃淡差が見られる布帛であることがわかった。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【表２】

【００３５】
【発明の効果】
本発明のポリエステル太細糸とすることによって、布帛とした際の染色濃淡差がなく、なおかつ優れたスパン感を有することができる。とくにポリマー改質および単糸断面積のバラツキを規定することによって、常温染色においても染色濃淡差をなくすことができるため、例えば天然繊維や化繊と好ましく混用することが可能となる。また、染色濃淡差がでないにもかかわらず、糸長手方向の太細は存在するため、熱処理した際、太細部の収縮ムラに起因するスパン感が得られ、風合いの優れた布帛を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】定応力伸長領域伸度を説明するための強伸度曲線の概略図。
【符号の説明】
Ａ：定応力伸長領域伸度
Ｂ：破断伸度

Claims

ポリエステル中の全酸成分に対する５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分または５−リチウムスルホイソフタル酸成分の共重合量をＳモル％（２≦Ｓ≦５）、グリコール成分の共重合量をＰ重量％（２≦Ｐ≦７）としたとき、ＳとＰが下記式（１）を満たす共重合量のポリエステルであって、かつ任意の繊維横断面の単糸断面積の標準偏差をσとしたとき、σが３５×１０^−１２ｍ^２以上であることを特徴とするポリエステル太細糸。
Ｓ×Ｐ≧９．０（１）
沸水収縮率が２〜２０％であることを特徴とする請求項１記載のポリエステル太細糸。
糸長手方向にＵ％が３〜８％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太細糸。