JP2008202192A - カチオン可染極細仮撚加工糸の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カチオン可染ポリエステル極細仮撚加工糸における仮撚工程調子が良好で力学特性、染色性、染色堅牢性特に黒色の色調が改善され、風合いに優れたカチオン可染極細ポリエステル仮撚加工糸の製造方法を提供することにある。
【解決手段】特定のスルホン酸ホスホニウム塩を２．０〜５．０モル％共重合した極限粘度０．６以上の改質ポリエステルからなる高配向ポリエステル未延伸糸を延伸仮撚加工した、単糸繊度が１．５ｄｔｅｘ以下、強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、ＴＣが３．０％以上であるカチオン可染極細仮撚加工糸の製造方法において、該高配向ポリエステル未延伸糸強度を１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とし、ΔＩＶ＜０．０５とすることにより達成できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、カチオン染料可染性（以下、カチオン可染）極細仮撚加工糸に関する。

ポリエステル繊維は、化学的に安定で寸法安定性，プリーツ保持性，防しわ性能等に優れているという長所を有することから、これに仮撚加工を施した仮撚加工糸は、多くの衣料分野，インテリア分野に広く用いられている。しかし、周知の如く、ポリエステル繊維は染色性が低く、特に分散染料以外の染料には染色困難である。この染色性を改良するために種々の提案がなされている。その一つとして特公昭３４−１０４９７号公報には、スルホン酸金属塩基を含有するイソフタル酸成分、例えば５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分をポリエステルに共重合することによりカチオン染料で染色可能にする方法が提案されている。

しかしながら、この方法では、スルホン酸金属塩基を含有するイソフタル酸成分の増粘作用のため、重合反応物の溶融粘度が著しく増大し、重合度を充分にあげることが困難になると同時に、紡糸をも困難にならしめていた、従って、かかる量のスルホン酸金属塩基を含有するイソフタル酸成分を共重合した改質ポリエステルの溶融粘度を、重合が容易でかつ溶融紡糸ができる範囲にまで低下させるために、改質ポリエステルの重合度を低くしておく必要がある。その結果、得られる糸の強度が低下し、これが得られるカチオン可染性ポリエステル繊維の用途を著しく制限している。

特に、ソフトで良好な風合を有する、単糸繊度１．５ｄｔｅｘ以下の極細仮撚加工糸に用いるには、上記変性ポリエステルは曳糸性が極めて悪く、紡糸中に単糸切れが頻発して安定に紡糸できない、紡糸できたとしても、得られた糸は力学特性が著しく低くなる為、一定の布帛強度が要求されるスポーツ衣料のような高密度織物（ダウンプルーフ、スキーウエア等）には利用されていない。

この対策として、例えば特開昭６３−２１１３２２号公報には、カチオン可染剤としてスルホン酸ホスホニウム塩を共重合したカチオン可染極細ポリエステル糸が提案されている。この方法により上記細繊度化の問題はある程度解決されるが、しかしながら仮撚加工を施す場合は仮撚加工工程での断糸や毛羽の発生が多く織物品位や歩留まりが低下するという問題点があった。更に特開平３−２４１０２４号公報には、カチオン可染剤としてスルホン酸ホスホニウム塩を共重合した０．７デニール以下のカチオン可染極細ポリエステル仮撚糸において、高配向未延伸糸の複屈折率を特定の範囲に収めることにより仮撚加工工程の安定性を得ることが開示されている。確かに高配向未延伸糸の複屈折率を適正値とする効果はあるものの十分ではなく、更に延伸仮撚工程安定性を向上させる必要があった。

特公昭３４−１０４９７号公報 特開昭６３−２１１３２２号公報 特開平３−２４１０２４号公報

本発明の目的は、カチオン可染ポリエステル極細仮撚加工糸における上述の仮撚工程の問題を解消して力学特性、染色性、染色堅牢性に優れた、特に黒色の色調が改善され、風合いに優れたスポーツ衣料を始めとする高密度織物（スキーウエアー）、紳士婦人衣料、その他幅広い用途に適用出来るカチオン可染極細ポリエステル仮撚加工糸の製造方法を提供することにある。

特定のスルホン酸ホスホニウム塩を２．０〜５．０モル％共重合した極限粘度０．６以上の改質ポリエステルからなる高配向ポリエステル未延伸糸を延伸仮撚加工した、単糸繊度が１．５ｄｔｅｘ以下、強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、ＴＣが３．０％以上であるカチオン可染極細仮撚加工糸の製造方法において、該高配向ポリエステル未延伸糸強度を１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、ΔＩＶ＜０．０５とすることにより達成する。

本発明によれば、仮撚加工用原糸である高配向未延伸糸の強度、ΔＩＶを特定範囲にすることにより大幅に仮撚工程調子が改善され、力学特性、風合いに優れ、スポーツ衣料を始めとする高密度織物（ダウンプルーフ、スキーウエア等）、紳士婦人衣料、その他幅広い用途に適用出来る高品位のカチオン可染極細仮撚加工糸を歩留まり良く提供できる。

本発明でいうポリエステルは、テレフタル酸を主たる酸成分とし、少なくとも１種のグリコール、好ましくはエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコールから選ばれた少なくとも１種のアルキレングリコールを主なるグリコール成分とするポリエステルを主たる対象とする。

また、テレフタル酸成分の一部を他の二官能性カルボン酸成分で置換えたポリエステルであってもよく、及び／又はグリコール成分の一部を主成分以外の上記グリコール若しくは他のジオール成分で置換えたポリエステルであってもよい。

ここで使用されるテレフタル酸以外の二官能性カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、β−しドロキシエトキシ安息香酸、Ｐ−オキシ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、１．４−シクロヘキサンジカルボン酸の如き芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸をあげることができる。また、上記グリコール以外のジオール化合物としては例えばシクロヘキサン−１，４−ジメタツール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳの如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオール化合物及びポリオキシアルキレングリコール等をあげることができる。 更に、ポリエステルが実質的に線状である範囲でトリメリット酸、ピロメリット酸の如きポリカルボン酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、 ペンタエリスリトールの如きポリオールを使用することができる。

かかるポリエステルは任意の方法によって合成したものでよい。例えばポリエチレンテレフタレートについて説明すれば、通常、テレフタル酸とエチレングリコールとを直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジメチルの如きテレフタル酸の低級アルキルエステルとエチレングリコールとをエステル交換反応させるか又はテレフタル酸とエチレンオキサイドとを反応させるかしてテレフタル酸のグリコールエステル及び／又はその低重合体を生成させる第１段階の反応と、第１段階の反応生成物を減圧上加熱して所望の重合度になるまで重縮合させる第２段階の反応によって製造される。

本発明においては、上記ポリエステルのポリマー鎖の中に下記一般式で表わされるスルホン酸ホスホニウム塩が共重合されていることが必要である。

（式中、Ａは芳香族基又は脂肪族基、Ｘ１はエステル形成性官能基、Ｘ２はＸ１と同一もしくは異なるエステル形成性官能基又は水素原子、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４はアルキル基及びアリール基より選ばれた同一又は異なる基、ｎは正の整数を示す。）

かかるスルホン酸ホスホニウム塩は、一般に対応するスルホン酸とホスフィン類との反応又は対応するスルホン酸金属塩とホスホニウムハライド類との反応により容易に合成できる。スルホン酸とボスフィンより合成する場合は必ずしも単離する必要はなく、対応するスルホン酸とホスフィンを改質すべきポリエステルに添加してポリエステル反応系内で塩を生成せしめてよい。しかしながら、スルホン酸金属塩とホスホニウムハライドより合成する場合は、生成する無機塩による悪影響、例えば過剰な副反応による軟化点の低下、重合度の上昇が不可能になる等の悪影響が発生するので無機塩を十分除去した後ポリエステルに添加しなければならない。

上記スルホン酸ホスホニウム塩の具体例としては３，５−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラメチルホスポニウム塩、３，５−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラブチルポスホニウム塩、３，５−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸トリブチルメチルポスホニウム塩、２，６−ジカルボメトキシナフタレンー４−スルポン酸テトラブチルホスポニウム塩、２，６−ジカルボメトギシベンゼンスルホン酸テトラメチルホスホニウム塩等があげられる。

上記スルホン酸ホスホニウム塩をポリエステルの主鎖中に共重合するには、前述したポリエステルの合成が完了する以前の任意の段階で、好ましくは第１段の反応が終了する以前の任意の段階で上記化合物を添加すればよい、この際その使用量は、あまり少ないと最終的に得られるポリエステル繊維中の染着座席が不足するために塩基性染料に対する染色性が不十分になり、特に黒の染色性が著しく低下する。逆にあまりに多いと得られるポリマーの軟化点が低くなり、最終的に得られるポリエステル繊維の力学特性等の糸物性が悪化するようになるので、ポリエステル繊維を構成する二官能性カルボン酸成分に対して２．０〜５．０モル％、好ましくは２．５〜３．０モル％となる範囲で使用する。

このようにして得られる変性ポリエステルは、その極限粘度［η］が０．６以上、好ましくは０．６３以上であることが必要である。０．６を下回る場合には、得られるカチオン可染極細仮撚加工糸の力学特性、特に強度が不足し、本発明の目的が達成されない。

本発明のカチオン可染極細仮撚加工糸は単糸繊度が１．５ｄｔｅｘ以下、強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、ＴＣ（全捲縮率）が３．０％以上である。単糸繊度が１．５ｄｔｅｘより大きい場合には得られる布帛の風合い（ソフト性）が低下する為、好ましくない。強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の場合には得られる布帛の強度が低下し、一定の布帛強度（引き裂き強力）が要求されるスポーツ衣料のような高密度織物（ダウンプルーフ、スキーウエア等）には利用出来ない。又ＴＣは３．０％未満であれば布帛にした時にペーパーライクでボリューム感がなく好ましくない。

本発明のカチオン可染極細仮撚加工糸は上記変性ポリエステルを例えば２０００〜３５００ｍ／分の引取速度で溶融紡糸した高配向ポリエステル未延伸糸（ＰＯＹ）を用いて、延伸仮撚加工することによって得られるが、延伸仮撚加工する際、高配向ポリエステル未延伸糸の強度を１．５ｃＮ／ｃｍ以上とすること、溶融紡糸する際の粘度変化（ΔＩＶ）を０．０５未満に抑えることが必要で、強度が１．５ｃＮ／ｃｍ未満でΔＩＶが０．０５以上の場合は、得られる高配向ポリエステル未延伸糸を延伸仮撚加工工程で断糸、毛羽発生が多発し歩留まりが低下するとともに、製品品位が低下し好ましくない。ΔＩＶを所定範囲に収める方法としては、例えばチップ水分率適正化、紡糸温度の調整、又適切な分解抑制剤を添加することにより達成できる。

仮撚加工としては公知の方法で行うことが出来るが、例えば図１で示されるような 接触式のヒーターを備えた仮撚加工機を用い、下記（ア）及び（イ）を同時に満足する条件で延伸仮撚加工される。
（ア）第１仮撚ヒーターの温度が１００〜３００℃
（イ）仮撚数（回／ｍ）が１５０００／Ｄ１／２〜３００００／Ｄ１／２

以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中、各特性値の測定は下記にしたがい、本実施例に用いる評価は下記の方法によって評価した。

ポリマーの極限粘度［η］（ＩＶ）
（１）固有粘度
オルソ−クロルフェノールに溶解し、ウベローデ粘度管を用い、３５℃で測定した。
（２）ΔＩＶ
△ＩＶ： 改質ポリエステルチップのＩＶ−高配向ポリエステル未延伸糸のＩＶ

最大点強度（Ｓｔ）、破断点伸度（Ｅｌ）
ＪＩＳ Ｌ−１０１３−７５に準じて，テンシロン引張試験機を用いて得られた荷伸曲線から求めた。なお、試料長２０ｃｍ、伸長伸度２０％／分とした。

引き裂き強度
ＪＩＳ Ｌ−１０９６−８．１５．５ Ｄ法（ペンジュラム法）に準拠した。
◎・・・・１０００ｃＮ以上
○・・・・６００ｃＮ≦引き裂き強度＜１０００
×・・・・６００ｃＮ以下

ＴＣ（捲縮率）
仮撚加工糸に０．０４４ｃＮ／ｄｔｅｘの張力を掛けてカセ枠に巻き取り、約３３００ｄｔｅｘのカセを作成した。該カセの一端に、０．０１７７ｃＮ／ｄｔｅｘおよび０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの２個の荷重を負荷し、１分間経過後の長さＳ０（ｃｍ）を測定した。次いで、０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を除去した状態で、１００℃の沸水中にて２０分間処理した。沸水処理後０．０１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を除去し、２４時間自由な状態で自然乾燥し、再び０．０１７７ｃＮ／ｄｔｅｘおよび０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を負荷し、１分間経過後の長さを測定しＳ１（ｃｍ）とした。次いで、０．１７７ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を除去し、１分間経過後の長さを測定しＳ２とし、次の算式で捲縮率を算出し、１０回の測定値の平均値で表した。
捲縮率（％）＝［（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ０］×１００

織物の視感染色性
染色布の視感染色性は、ミノルタ色彩色差計ＣＲ−２００（ミノルタカメラ販売（株））を用い、染色布の深色度Ｌ＊値を測定した。
織物の風合と鮮明性の官能評価
織物の風合を下記の基準で官能判定した。
◎：ソフトでしなやかな感触がある
○：ややソフト感が乏しいが反撥性は感じられる
×：カサカサした触感あるいは硬い触感である

仮撚工程調子
帝人製機製２１６錘建ＨＴＳ−１５Ｖ（２ヒーター仮撚加工機で非接触式ヒーター仕様）にて、延伸仮撚加工を１週間連続実施し、延伸仮撚機１台・１日当たりの断糸回数を延伸仮撚断糸とした。ただし、糸繋ぎ前後による断糸（ノット断糸）あるいは自動切替え時の断糸等、人為的あるいは機械的要因による断糸は断糸回数から除外した。
○ 良好（断糸１０回／日未満）
× 不調（断糸１０回／日以上）

仮撚糸毛羽
東レ（株）製ＤＴ−１０４型毛羽カウンター装置を用いて、ポリエステル仮撚加工糸サンプルを５００ｍ／分の速度で２０分間連続測定して発生毛羽数を計測し、サンプル長１万ｍ当たりの個数で表した。
○ 毛羽少なく良好（１０ケ／１万ｍ未満）
△ やや毛羽発生多い
× 毛羽多く製品品位悪い（１０ケ／１万ｍ以上）

［実施例１〜４］
テレフタル酸ジメチル１００部、エチレングリコール６６部、第１表に記載した量の３．５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、酢酸マンガン４水塩０．０３部（テレフタル酸ジメチルに対しして０．０２４モル％）をエステル交換缶に仕込み、窒素ガス雰囲気１４時間かけて１４０℃から２３０℃まで昇温して生成するメタノールを系外に留去しながらエステル交換反応させた。続いて得られた生成物に正リン酸の５６％水溶液０．０３部（テレフタル酸ジメチルに対して０．０３３モル％）及び三酸化アンチモン０．０４部（０，０２部モル％）を添加して重合毎に移した０次いで１時間かけて７６０ ｎｍｔｌｇから１ｍ＋ｔ１ｇまで減圧し、同時に１時間３０分かけて２３０℃から２８０℃まで昇温しながら、１部ｍｌｌＱ以下の減圧下、重合温度２８０℃で表１に記載した極限粘度に達するまで重合した。

得られたポリエステルチップを常法により乾燥し、水分率を１００ｐｐｍ以下に調節した後、孔径０．１５ｍｍの円形吐出孔を７２個穿設した紡糸口金を使用して表１に示す温度で溶融紡糸し、毎分２８００ｍ、表１に示すドラフト率で引き取り、高配向未延伸糸（ＰＯＹと略称）を得た。

［比較例１〜４］
チップ水分率、紡糸温度、ドラフト率等を表１に示した条件で行って高配向未延伸糸を得た。

上記実施例、比較例の高配向未延伸糸を図１に示す工程で、交絡処理及び延伸仮撚加工を行なった。インターレースノズルにより、オーバーフィード率１．５％、圧空圧３ｋｇ／ｃｍ^２で６０ケ／ｍの交絡を付与し、引続いて延伸倍率１．５０、ヒーター温度１９０℃、仮撚装置に外接式摩擦仮撚装置を用い、６００ｍ／分で延伸仮撚加工した。

本発明の実施例１〜４は仮撚工程調子が良好であるが、比較例２〜４は毛羽発生が多く品位に欠けるものであった。比較例１は仮撚工程調子は良好であるが高配向未延伸糸の強度が１．５以下であり、布帛にした時の引き裂き強度も低く問題である。

本発明のカチオン可染性極細仮撚加工糸は特に黒色の色調が改善され、かつ、力学特性、風合いに優れ、スポーツ衣料を始めとする高密度織物（ダウンプルーフ、スキーウエア等）、紳士婦人衣料、その他幅広い用途に適用出来るものである。

本発明方法を実施する装置の一例を示す概略図である。

符号の説明

１ ポリエステル未延伸糸
２ 糸ガイド
３、３’ フィードローラー
４ インターレースノズル
５ 第１ヒーター
６ 冷却プレート
７ 仮撚ディスクユニット
８ 第１デリベリーローラー
９ 第２ヒーター
１０ 第２デリベリーローラー
１１ 巻取ローラー
１２ ポリエステル仮撚加工糸チーズ

Claims (1)

1. 下記一般式で表わされるスルホン酸ホスホニウム塩を２．０〜５．０モル％共重合した極限粘度０．６以上の改質ポリエステルからなる高配向ポリエステル未延伸糸を仮撚加工し、単糸繊度が１．５ｄｔｅｘ以下、強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、ＴＣ（全捲縮率）が３．０％以上であるカチオン可染極細仮撚加工糸を製造するに際し、該高配向ポリエステル未延伸糸として下記要件ａ）、ｂ）を満足する延伸糸を使用することを特徴とするカチオン可染極細仮撚加工糸の製造方法。
   

   

   （式中、Ａは芳香族基又は脂肪族基、Ｘ１はエステル形成性官能基、Ｘ２はＸ１と同一もしくは異なるエステル形成性官能基又は水素原子、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４はアルキル基及びアリール基より選ばれた同一又は異なる基、ｎは正の整数を示す）
   ａ）該高配向ポリエステル未延伸糸の△ＩＶが、△ＩＶ＜０．０５を満足すること。
   ここで△ＩＶ： 改質ポリエステルチップのＩＶ−高配向ポリエステル未延伸糸のＩＶ
   ｂ）高配向ポリエステル未延伸糸の強度が １．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であること。

Images