JP2005126842A

JP2005126842A - カチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸及びその製造方法並びにそれを用いた繊維製品

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Publication number: JP2005126842A
Application number: JP2003362152A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shirai; 剛白井; Junichi Yokoyama; 淳一横山; Takayoshi Kobayashi; 孝芳小林
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd; Mitsubishi Rayon Textile Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd; Mitsubishi Rayon Textile Co Ltd
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-22
Also published as: JP4233977B2

Abstract

【課題】安定して製造可能で、かつ染色後の最終製品がソフトでふくらみ感のある風合
いを呈するカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸、及びその製造方
法並びにそれを用いた繊維製品を提供する。
【解決手段】下記の要件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を満足するするカチオン可染自発伸長
性ポリエステルマルチフィラメント糸にある。
（ａ）−４＜ＢＷＳ＜０
（ｂ）−５＜ＨＡＳ＜０
（ｃ）１９≦ＤＳ×√ＤＥ
（但し、ＢＷＳは沸水処理時の収縮率（％）、ＨＡＳは沸水処理後１８０℃乾熱処理時の
収縮率（％）、ＤＳは破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、ＤＥは破断伸度（％）を示す。）
【選択図】なし

Description

本発明は、安定して製造可能で、かつ染色後の最終製品がソフトでふくらみ感のある風
合いを呈するカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸、及びその製造
方法並びにそれを用いた繊維製品に関する。

ポリエステル繊維の風合をソフトにする手段として、異収縮フィラメント混繊糸の織編
物とした後に精練または染色工程等で収縮差を発現させる方法がある。より高い膨らみ感
を得るために、フィラメント混繊糸を構成する高収縮成分と低収縮成分の収縮差をより大
きくするために、低収縮成分を自発伸長糸にすることが行われている。

さらに、染色性の違いを利用したミックス調の外観を付与するために、カチオン可染性
ポリエステルフィラメント糸についても自発伸長性を付与することが求められており、５
−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したポリエステルからなるカチオン可染性を有
する自発伸長ポリエステルフィラメント糸が、特許文献１に記載されている。
特開平７−２９２５２４号公報

しかしながら、このカチオン可染性ポリエステル自発伸長糸は、それを構成するポリ
エチレンテレフタレートポリマー中に５−ナトリウムスルホイソフタル酸が、比較的多量
に共重合されていることから繊維の強伸度特性が低く、製糸工程および後加工工程におい
て糸切れが発生しやすく安定性の向上が望まれていた。

本発明の第１の要旨は、下記の要件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を満足するするカチオン可
染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸にある。

（ａ）−４＜ＢＷＳ＜０
（ｂ）−５＜ＨＡＳ＜０
（ｃ）１９≦ＤＳ×√ＤＥ
（但し、ＢＷＳは沸水処理時の収縮率（％）、ＨＡＳは沸水処理後１８０℃乾熱処理時の
収縮率（％）、ＤＳは破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、ＤＥは破断伸度（％）を示す。）
また本発明の第２の要旨は、カルボン酸成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸
を０．５〜１．５モル％、アジピン酸を３〜１０モル％共重合したポリエステルを紡速２
０００〜３２００ｍ／分の速度で紡糸して未延伸糸とし、下記式（１）、（２）を満たす条件で延
伸して太部と細部がフィラメント長手方向に高度に分散した太細フィラメント糸とし、引
き続き該太細フィラメント糸を下記式（３）、（４）を満たす条件で延伸し、更に下記式（５）、（６）を
満たす条件で緩和熱処理することを特徴とするカチオン可染自発伸長性ポリエステルマル
チフィラメント糸の製造方法にある。

１．０≦ＤＲ１≦ＭＤＲ×０．６５・・・（１）
（Ｔｇ＋２０℃）≦ＨＲ１≦（Ｔｇ＋５０℃）・・・（２）
１．０＜ＤＲ２＜１．１・・・（３）
（Ｔｇ＋１０℃）≦ＨＲ２＜ＨＲ１・・・（４）
ＲＲ１≧５％・・・（５）
ＨＰ≧（ＨＲ２＋５０）℃・・・（６）

本発明は、ソフトで膨らみ感のあるカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラ
メント糸が得られる。

本発明のカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸は、下記の要件（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）を満足することが必用である。

（ａ）−４＜ＢＷＳ＜０
（ｂ）−５＜ＨＡＳ＜０
（ｃ）１９≦ＤＳ×√ＤＥ
（但し、ＢＷＳは沸水処理時の収縮率（％）、ＨＡＳは沸水処理後１８０℃乾熱処理時の
収縮率（％）、ＤＳは破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、ＤＥは破断伸度（％）を示す。）
ＢＷＳが０％以上の場合は自発伸長性を示さず、高収縮糸との混繊糸の織編物を作製し
たときに膨らみ感が小さくなる。また、ＢＷＳが−４％以下の場合、染色工程等の湿熱下
で織編物の形態変化が起こる。

また、ＨＡＳが０％以上の場合は自発伸長性を示さず、高収縮糸との混繊糸の織編物を
作製したときに膨らみ感が小さくなる。ＨＡＳが−５％以下の場合は加工工程での安定性
が不良となる。

さらに本発明では、ＤＳ×√ＤＥが１９以上であることが必用である。ＤＳ×√ＤＥは
、繊維のタフネスを表す値であり、繊維の製糸工程あるいは後加工工程の安定性に影響す
る値であり、ＤＳ×√ＤＥが１９未満であると製糸工程、または後加工工程の安定性が不
良となる。

また本発明のカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸は、Ｕ％が＋
１％以上のピークが５個／ｍ以上あることが好ましい。Ｕ％が＋１％以上のピークは太部
（低配向部）の存在を示すが、これが５個／ｍ以上ないと自発伸長性能が発現する太部が
分散していない状態になり、自発伸長性に斑ができてしまい、最終製品の外観および風合
が劣ったものとなりやすい。

さらに本発明のカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメントを構成するポ
リマーは、カルボン酸成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸を０．５〜１．５モ
ル％、アジピン酸を３〜１０モル％共重合したポリエステルであることが好ましい。

５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量が０．５モル％未満ではカチオン染料に
よる良好な染色性が得られにくく、１．５モル％より多くなるとポリマーの重合工程にお
いて溶融粘度が大きくなり、ポリマーの極限粘度［η］、すなわち重合度が上がらず、最
終的に繊維のタフネス指標であるＤＳ×√ＤＥの値が不十分となり、製糸工程、後加工工
程での安定性不良となりやすい。

また、本発明ではアジピン酸を共重合することにより、５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸のみを共重合する場合に比べ、紡糸、延撚工程で毛羽、糸切れ等の発生が少なく、自
発伸長性能に優れた糸が得られる。

なお、アジピン酸の共重合量が３モル％未満では、延撚・熱セット工程での安定性向上
効果が小さく、１０モル％を超えると結晶性が低下して自発伸長性が低下したり、融点の
低下による耐熱性の低下等の問題が発生しやすい。

つぎに本発明のカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸の製造方法
について説明する。

本発明のカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸は、カルボン酸成
分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸を０．５〜１．５モル％、アジピン酸を３〜
１０モル％共重合したポリエステルを紡速２０００〜３２００ｍ／分の速度で紡糸して未
延伸糸とすることが必用である。

未延伸糸の紡速が２０００ｍ／分より低い場合は自発伸長性が得られない。その理由は
、延撚工程において太細フィラメント化した時に太部である未延伸部の配向が低すぎるた
め、沸水処理時において、太部の中の配向度の高い非晶部における分子構造の安定化が、
結晶化ではなく無定形への構造変化となり太部が収縮してしまうためと考えられる。

一方、紡速が３２００ｍ／分より高い場合は、分子配向が高すぎるため紡糸工程での糸
切れが増加する。

次に得られた高配向未延伸糸を、室温の給糸ローラーとＴｇ＋２０℃〜Ｔｇ＋５０℃に
加熱された引取ローラーから構成される一対のローラー間で、延伸倍率が１．０より大き
く、かつ予熱温度８０〜８５℃で測定した最大延伸倍率（ＭＤＲ）の４５〜６５％に設定
された延伸倍率で延伸する事により、太部と細部が糸長方向に高度に分散した太細フィラ
メントが得られる。

この太細フィラメントを引き続いて、Ｔｇ＋１０℃以上、第１段延伸域の引取ロ−ラ−
以下の温度で延伸倍率が１．０〜１．１であるような緊張熱処理を施すことにより、結晶
化の進行を極力抑えつつ未延伸部である太部の配向を高め、精練、染色工程等の熱処理工
程において結晶化しやすい状態とすることができる。

この段階で得られる太細フィラメントは、延伸部である細部に延伸による構造歪みが残
っており自発伸長性能は有していない。この太細フィラメントを引き続いて５.０％より
高い緩和率で、緊張熱処理時の処理温度＋５０℃で緩和熱処理することにより細部の構造
歪みは緩和され、沸水時の伸長率が０％以上である自発伸長特性を有する太細フィラメン
トとなる。ここで延伸工程と緩和熱処理工程は、連続した一工程で実施しても独立した二
工程で実施してもよい。

上記延伸条件の範囲を外れた条件で延伸を行った場合は、自発伸長性が発現しなかった
り、自発伸長性能が認められても太部と細部の分散が悪く染斑が発生した染め品位に劣る
ものとなる。さらに自発伸長特性についても糸長方向に斑のある品質的に問題のある繊維
となる。

なお本発明のカチオン可染ポリエステルマルチフィラメント糸を用いた織編物は、織編
機、織編組織等については特に制約することなく、少なくとも一部に用いることによって
、本発明の目的とするカチオン可染色性を有しかつ染色後の最終製品がソフトでふくらみ
感のある風合いを呈する織編物を得ることができる。

以下に本発明を実施例により具体的に説明する。なお、各物性、評価は次の方法でおこ
なった。

（破断強度（ＤＳ）および破断伸度（ＤＥ））
島津製作所社製オ−トグラフＳＤ−１００Ｃ特形を用いて、試長２００mm、引張速度２０
０ｍｍ／分で応力−伸長曲線を測定し、繊維の破断点の強度及び伸度を求めた。

（沸水収縮率（ＢＷＳ））
１デシテックスあたり０．０３４ｃＮの張力下で試長１ｍの１０回巻カセを準備し１デシ
テックスあたり０．０３４ｃＮの荷重を負荷して初期カセ長（Ｌ０）を測定し、そのカセ
を無荷重状態で沸騰水中に３０分間浸漬した後、再び荷重をかけて測定カセ長（Ｌ１）を
測定して次式より算出した。

収縮率＝（Ｌ０−Ｌ1）／Ｌ０×１００％
（乾熱収縮率（ＨＡＳ））
沸水処理時の伸長率を測定した後、測定後のカセサンプルを雰囲気温度１８０℃の中に無
荷重状態で１０分間放置し、測定カセ長（Ｌ２）を測定し、次式により算出した。

伸長率＝（Ｌ０−Ｌ２）／Ｌ０×１００％
(Ｕ％)
計測器工業社製イブネステスタＫＥＴ−８０Ｃにて糸速８ｍ／分で測定した糸斑チャート
を用いて、フィラメント３.２ｍ当たりについて、ピークが＋１％以上の部分をカウント
して算出した。

(ポリマーのＴｇ）
セイコー電子工業株式会社製示差走査熱量測定機ＤＳＣ２２０にて、昇温速度１０℃／分
で測定した。

（ポリマーの極限粘度）
試料をフェノール／テトラクロロエタン（５０／５０）混合溶媒に溶解し、ウベローデ粘
度計により２５℃において測定した。

カルボン酸成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸を１．０モル％、アジピン酸を
５モル％共重合したポリエチレンテレフタレートポリマー（極限粘度が０．６４でＴｇが
６４℃）を乾燥し、孔径０．２０ｍｍ、孔数４８の紡糸口金を用いて紡糸温度２７７℃で
溶融紡糸し、２７００ｍ／分で巻取って８６デシテックス／４８フィラメントの未延伸糸
を得た。

紡糸工程の安定性も良好であった。また得られた未延伸糸のＭＤＲは２．１７であった
。この未延伸糸を下記の延伸条件で延伸、緩和熱処理して８２デシテックス／４８フィラ
メントのフィラメントを得た。延伸・熱緩和工程での安定性も良好であった。

一段目延伸倍率（ＤＲ１）＝１．２２６（ＭＤＲ×０．５６５）
二段目延伸倍率（ＤＲ２）＝１．００６
一段目引取りローラー温度（ＨＲ１）＝９５℃
二段目引取りローラー温度（ＨＲ２）＝９０℃
緩和率（ＲＲ）＝１５％、緩和温度（ＨＰ）＝１７０℃
得られたフィラメントの強度は２．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は１００．６％で、ＤＳ
×√ＤＥは２１．４と高いタフネスを有していた。また、＋１％以上のＵ％ピークは１６
．９個／ｍと高度に分散していた。また、沸水収縮率は−０．７％、沸水処理後の乾熱収
縮率は−１．７％であった。

また、該フィラメントとイソフタル酸を８モル％共重合した改質ポリエステルを使用し
て製造した５５デシテックス／１８フィラメントの高収縮フィラメントをエアー混繊し、
１３７デシテックス／６６フィラメントの混繊糸を製造した。その後、該混繊糸を用いて
平織織物を作成し、常法により減量加工、分散染料およびカチオン染料による染色後、乾
熱セットを実施した。得られた織物は嵩高性に優れ、膨らみ感のあるソフトな風合を有し
ていた。更に、異色の染料によるミックス調を呈する織物であった。

一段目延伸倍率（ＤＲ１）を１．１０６（ＭＤＲ×０．５１）に変更した以外は実施例１
と同様にして、延伸、緩和熱処理して８２デシテックス／４８フィラメントのフィラメン
トを得た。延伸・熱緩和工程での安定性も良好であった。

得られたフィラメントの強度は１．８１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は１２８．９％で、ＤＳ
×√ＤＥは２０．５と高いタフネスを有していた。また、＋１％以上のＵ％ピークは２４
．５個／ｍと高度に分散していた。沸水収縮率は−０．６％、乾熱収縮率は−２．８％で
あり、沸水処理後引き続いて実施した乾熱処理により２．２％の伸長をしたことになる。

さらにこのフィラメントをイソフタル酸を８モル％共重合した改質ポリエステルを使用
して製造した５５デシテックス／１８フィラメントの高収縮フィラメントとエアー混繊し
、１３７デシテックス／６６フィラメントの混繊糸を製造した。その後、該混繊糸を用い
て平織織物を作成し、常法により減量加工、分散染料およびカチオン染料による染色後、
乾熱セットを実施した。得られた織物は嵩高性に優れ、膨らみ感のあるソフトな風合を有
し、異色の染料によるミックス調を呈する織物であった。

（比較例１）
カルボン酸成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸を２．５モル％共重合したポリ
エチレンテレフタレートポリマー（極限粘度が０．５１でＴｇが７７℃）を、乾燥し、孔
径０．２０ｍｍ、孔数４８の紡糸口金を用いて紡糸温度２８２℃で溶融紡糸し、２７００
ｍ／分で巻取って、７８デシテックス／４８フィラメントの未延伸糸を製造した。紡糸工
程で糸切が発生した。

また、得られた未延伸糸のＭＤＲは２．１１であった。この未延伸糸を下記の条件で延
伸、緩和熱処理して８２デシテックス／４８フィラメントの太細フィラメントを得た。延
伸・熱緩和工程での安定性は良好であった。得られたマルチフィラメント強度は、１．５
７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は１０３．３％で、ＤＳ×√ＤＥは１６．０と低い値であった。
沸水収縮率は１．４％、乾熱収縮率は１．０％と自発伸長性を示さないものであった。

該混繊糸を用いて得られた平織織物は、膨らみ感に欠けるものとなった。

一段目延伸倍率（ＤＲ１）＝１．１０６（ＭＤＲ×０．５２４）
二段目延伸倍率（ＤＲ２）＝１．００６
一段目引取りローラー温度（ＨＲ１）＝９５℃
二段目引取りローラー温度（ＨＲ２）＝１００℃
緩和率（ＲＲ）＝１５％、緩和温度（ＨＰ）＝１９０℃
（比較例２）
比較例１と同様の未延伸糸を下記の条件で延伸、緩和熱処理して８２デシテックス／４８
フィラメントの太細フィラメントを得た。得られたフィラメントの沸水収縮率および乾熱
収縮率は、それぞれ−０．６％，−１．９％と良好であったが、強伸度特性は不十分であ
り、延伸・熱緩和工程での安定性が著しく悪く安定に後加工が行えないものであった。

一段目延伸倍率（ＤＲ１）＝１．１０６（ＭＤＲ×０．５２４）
二段目延伸倍率（ＤＲ２）＝１．００６
一段目引取りローラー温度（ＨＲ１）＝１０５℃
二段目引取りローラー温度（ＨＲ２）＝１００℃
緩和率（ＲＲ）＝１５％、緩和温度（ＨＰ）＝１９０℃
（比較例３）
実施例１と同様の方法で紡糸し、１１４デシテックス／４８フィラメントの未延伸糸を得
た。この未延伸糸を下記の延伸条件で延伸、緩和熱処理して８２デシテックス／４８フィ
ラメントのフィラメントを得たが、沸水収縮率は１．６％、乾熱収縮率は２．０％となり
自発伸長性は得られなかった。該混繊糸を用いて得られた平織織物は、膨らみ感に欠ける
ものとなった。

一段目延伸倍率（ＤＲ１）＝１．６８９（ＭＤＲ×０．７５）
二段目延伸倍率（ＤＲ２）＝１．００６
一段目引取りローラー温度（ＨＲ１）＝９５℃
二段目引取りローラー温度（ＨＲ２）＝９０℃
緩和率（ＲＲ）＝１５％、緩和温度（ＨＰ）＝１７０℃
（比較例４）
実施例１と同様の方法で紡糸し、８６デシテックス／４８フィラメントの未延伸糸を得た
。この未延伸糸を下記の延伸条件で延伸、緩和熱処理して８２デシテックス／４８フィラ
メントのフィラメントを得たが、沸水収縮率は＋１．２％、乾熱収縮率は＋１．４％とな
り自発伸長性は得られなかった。該混繊糸を用いて得られた平織織物は、膨らみ感に欠け
るものとなった。

一段目延伸倍率（ＤＲ１）＝１．２２６（ＭＤＲ×０．５６５）
二段目延伸倍率（ＤＲ２）＝１．００６
一段目引取りローラー温度（ＨＲ１）＝７５℃
二段目引取りローラー温度（ＨＲ２）＝９０℃
緩和率（ＲＲ）＝１５％、緩和温度（ＨＰ）＝１７０℃

Claims

下記の要件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を満足するするカチオン可染自発伸長性ポリエステ
ルマルチフィラメント糸。
（ａ）−４＜ＢＷＳ＜０
（ｂ）−５＜ＨＡＳ＜０
（ｃ）１９≦ＤＳ×√ＤＥ
（但し、ＢＷＳは沸水処理時の収縮率（％）、ＨＡＳは沸水処理後１８０℃乾熱処理時の
収縮率（％）、ＤＳは破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、ＤＥは破断伸度（％）を示す。）
＋１％以上のＵ％ピークが５個／ｍ以上ある請求項１記載のカチオン可染自発伸長性ポ
リエステルマルチフィラメント糸
カルボン酸成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸を０．５〜１．５モル％、ア
ジピン酸を３〜１０モル％共重合したポリエステルからなる請求項１または２記載のカチ
オン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸
カルボン酸成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸を０．５〜１．５モル％、ア
ジピン酸を３〜１０モル％共重合したポリエステルを紡速２０００〜３２００ｍ／分の速
度で紡糸して未延伸糸とし、下記式（１）、（２）を満たす条件で延伸して太部と細部がフィラメ
ント長手方向に高度に分散した太細フィラメント糸とし、引き続き該太細フィラメント糸
を下記式（３）、（４）を満たす条件で延伸し、更に下記式（５）、（６）を満たす条件で緩和熱処理する
ことを特徴とするカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸の製造方法
。
１．０≦ＤＲ１≦ＭＤＲ×０．６５・・・（１）
（Ｔｇ＋２０℃）≦ＨＲ１≦（Ｔｇ＋５０℃）・・・（２）
１．０＜ＤＲ２＜１．１・・・（３）
（Ｔｇ＋１０℃）≦ＨＲ２＜ＨＲ１・・・（４）
ＲＲ１≧５％・・・（５）
ＨＰ≧（ＨＲ２＋５０）℃・・・（６）
請求項１〜３のいずれかに記載したカチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラ
メント糸を含む繊維製品。