JP3437945B2 - ポリエステル複合繊維及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱収縮特性の異な
る２種類のポリエステル重合体が並列に接合した潜在捲
縮性の複合繊維であって、ソフトな膨らみ感、ストレッ
チ性及び仕立て映えのある独特な表面感を有する織編物
を提供することを可能とするポリエステル複合繊維及び
その製造方法に関する。

【0002】

【従来の技術】従来から、ポリエステル繊維は、多くの
優れた性能を有することから合成繊維の主流として用い
られている。一方、衣料用途では、近年、着用時の快適
性を追求するために織編物にストレッチ性を付与する試
みがされている。織編物にストレッチ性を付与する手段
としては、ポリウレタン系弾性糸を使用する方法が一般
的であるが、非常にコストが高く、ポリウレタン系弾性
糸の耐熱性に起因する染色条件の制約がある。一方、衣
料用途における快適性を得るためには、ポリウレタン系
弾性糸ほどの弾性性能は必要でなく、ポリブチレンテレ
フタレート繊維の仮撚加工糸や溶融粘度の異なる２種類
のポリエステルポリマーからなる複合繊維を収縮成分と
して使用した織編物が提案されている。特開平１１−８
１０６９号公報には、熱収縮特性の異なる２種類のポリ
エステルポリマーからなる複合繊維をリラックス熱処理
して捲縮を顕在化した後、織編物に使用することが提案
されている。しかし、このような織編物においては、複
合繊維が織編物を構成する複合糸条の収縮成分として使
用される場合が多く、複合繊維の構成比率が低く、織編
物にストレッチ性能を十分付与することは難しい。ま
た、織編物に張り・腰感を付与するため、比較的単繊維
繊度の大きな原糸設計となっている。

【０００３】すなわち本発明は、カチオン染料可染性が
あり、織編物としてソフトな膨らみ感、ストレッチ性及
び仕立て映えのある独特な表面感を付与することを可能
とするポリエステル複合繊維及びその製造方法を提供す
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の要旨は、
第３成分を９〜１５モル％共重合したエチレンテレフタ
レート単位主体の共重合ポリエステルで、該第３成分と
してアジピン酸を８〜１２モル％及びスルホイソフタル
酸金属塩を１〜３モル％共重合したカチオン染料可染性
の共重合ポリエステル（Ａ）と、実質的にエチレンテレ
フタレート単位よりなるポリエステル（Ｂ）とからなる
接合型複合繊維であって、下記（１）〜（４）の特性を
同時に満足することを特徴とするポリエステル複合繊維
にあり、第二の要旨は、第３成分を９〜１５モル％共重
合したエチレンテレフタレート単位主体の共重合ポリエ
ステルで、該第３成分としてアジピン酸を８〜１２モル
％及びスルホイソフタル酸金属塩を１〜３モル％共重合
したカチオン染料可染性の共重合ポリエステル（Ａ）
と、実質的にエチレンテレフタレート単位よりなるポリ
エステル（Ｂ）とを紡糸口金の上流部で複合流とした
後、該複合流を先端部が円錐状に吐出部に向かって開口
した形状を有する紡糸吐出孔より吐出して、８００以上
３０００以下の紡糸ドラフト比で引き取ることを特徴と
するポリエステル複合繊維の製造方法にある。

【0005】 （１）４／６≦複合比率（Ａ／Ｂ）≦６／４ （２）０．６≦単繊維繊度（ｄｔｅｘ）≦３．３ （３）沸水収縮率（％）≦１０．０ （４）０．２２２≦熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）

【0006】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【0007】本発明の複合繊維は、共重合ポリエステル
（Ａ）と実質的にエチレンテレフタレート単位よりなる
ポリエステル（Ｂ）を並列に接合した複合繊維であり、
該ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）の熱収縮特性の違いによ
り捲縮を発現する。

【０００８】本発明における共重合ポリエステル（Ａ）
は、第３成分が９〜１５モル％共重合されていることが
必要である。共重合成分が９モル％未満の場合には、捲
縮発現力が不十分であり、１５モル％を越える場合に
は、得られる該共重合ポリエステル（Ａ）の融点が低下
し、該ポリエステル（Ｂ）との融点温度差が拡大し、溶
融複合紡糸の際、該共重合ポリエステル（Ａ）の溶融粘
度が低下し、該ポリエステル（Ｂ）との溶融粘度差が確
保できなくなるばかりか逆転することにもなり捲縮発現
力が不十分となる。

【0009】また本発明では、該共重合ポリエステル（Ａ）
を該ポリエステル（Ｂ）に比べ高粘度とすることで得ら
れる複合繊維の捲縮発現力を向上させることが可能とな
り、該共重合ポリエステル（Ａ）の紡糸時の固有粘度と
該ポリエステル（Ｂ）の紡糸時の固有粘度の差が０．１
より大きいことが好ましい。

【００１０】本発明における共重合ポリエステル（Ａ）
の第三成分としては、カチオン染料可染性を付与するた
めに、アジピン酸とスルホイソフタル酸金属塩の併用が
必要である。

【００１１】さらに該第三成分としては、芳香族ジカル
ボン酸類、脂肪族ジカルボン酸類、脂肪族ジオール類、
脂環式ジオール類、芳香族ジオール類を用いることがで
き、具体的にはイソフタル酸、セバシン酸、１，４−ブ
タンジオール、シクロヘキサンジオール、ビスフェノー
ルＡのエチレンオキシド付加物等を単独で、または２種
以上を組み合わせて用いることができる。

【0012】なお本発明で用いる共重合率は、２種以上の共
重合成分を使用する場合には合計の共重合率である。

【0013】また本発明の、実質的にエチレンテレフタレー
ト単位よりなるポリエステル（Ｂ）は、第３成分を共重
合していないポリエステルホモポリマーであり、無機粒
子、アルキルスルホン酸、ＰＥＧ等の添加剤、改質剤を
含有していても構わない。

【0014】さらに、本発明の複合繊維を構成する２種類の
ポリマーの複合比率、すなわちＡ成分／Ｂ成分の接合時
の重量比率が４／６以上６／４以下であることが必要で
あり、この範囲を外れる場合には捲縮発現力が不足した
複合繊維となる。

【0015】さらに、本発明の複合繊維を使用する織編物の
ストレッチ性能を高くするためには、該複合繊維を単独
で使用するか、または該複合繊維の使用混率を高くする
必要がある。この場合、織編物のストレッチ性能を維持
しつつ風合をソフトにするためには、該複合繊維の単繊
維繊度が０．６ｄｔｅｘ以上３．３ｄｔｅｘ以下が必要
であり、さらに好ましくは１．１ｄｔｅｘ以上２．２ｄ
ｔｅｘ以下であることが望ましい。単繊維繊度が０．６
ｄｔｅｘ未満の場合は、該複合繊維から得られる織編物
がストレッチ性能に劣るだけでなく、風合的にも張り・
腰感の不足したものとなる。また、単繊維繊度が３．３
ｄｔｅｘを越える場合は、該複合繊維から得られる織編
物が風合的に硬く、ソフト感に欠けるものとなる。 ま
た、本発明の複合繊維の沸水収縮率は、１０％以下であ
る必要がある。ここで定義する沸水収縮率は沸水処理に
より発現する捲縮による収縮を除いた繊維自体の収縮率
であり、１０％を越える場合には該複合繊維から得られ
る織編物の収縮が大きく風合的に硬く、ソフト感に欠け
るものとなる。

【0016】さらに、本発明の複合繊維の熱収縮応力は、
０．２２２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である必要がある。熱収
縮応力が０．２２２ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合は、該複
合繊維から得られる織編物がストレッチ性及び張り・腰
感に欠けるものとなる。

【0017】一方、本発明のように大きな粘度差を有するポ
リマー２成分の複合流を紡出する場合には、大きなニー
リングが発生する。ニーリングを防止する手段は、複合
流の溶融粘度を低くして高粘度側の表面張力を低下する
ことと、吐出線速度を通常の速度よりも小さくすること
が有効である。前者については、複合流の固有粘度を
０．５９０以下とすることで、該ポリエステル（Ａ）、
（Ｂ）両成分の固有粘度差が大きくても紡糸可能とな
る。後者の吐出線速度低減手段については、吐出線速度
を１０ｃｍ／秒以下とすることでニーリングを効果的に
防止できる。吐出線速度を上記のように小さくするに
は、紡糸口金の吐出孔面積を大きくすることにより達成
できる。

【0018】しかし、吐出線速度を低下させる目的でただ単
に吐出孔径を大きくした場合、紡糸口金の圧力損失が小
さくなり、各吐出孔への溶融ポリマーの分配が不均一と
なるだけでなく、吐出圧力が極度に低下し、吐出線速度
の変動が生じる。その結果、糸長方向に脈動が起こり繊
維の太さ斑が発生する。また、引取り速度とのドラフト
比が大きくなり糸切れが発生する。

【0019】本発明ではこれらの対策として、図１に示すよ
うに、各吐出孔間への溶融ポリマーの均一分配を可能と
するに十分な圧力損失が得られる細孔部を吐出孔内に確
保し、その細孔部から吐出開口部に向けて円錐状に孔径
が拡大する吐出孔形状とするとともに、紡糸ドラフト比
が８００以上３０００以下の範囲で吐出開口部の外径と
引取り速度を決定することで安定した紡出状態を確保す
ることができる。ドラフト比が８００未満の場合は十分
なストレッチ性能が得られず、ドラフト比が３０００を
越えると紡糸口金直下での糸切れが発生し安定な製糸性
が確保できない。

【0020】さらに、図１に示す吐出孔内の円錐状孔径拡大
部のテーパー角（θ）は１０〜２５°が好ましく、テー
パー角が１０°未満ではオリフィス長が長くなり紡糸口
金の製造コストが大きくなりやすく、テーパー角が２５
°より大きい場合はオリフィス内の圧力変化が大きくな
り糸切れが発生しやすく品質にも影響がでやすい。

【0021】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、実施例中の各特性値の測定、判定は、以下の
方法に従った。

【0022】（固有粘度）試料をフェノール／テトラクロロ
エタン（重量比で５０／５０）の混合溶媒に溶解し、ウ
ベローデ粘度計を使用して２５℃で測定した。

【0023】（繊度）１周１ｍのラップリールを使用して、
表示デシテックスの１／３３ｇの張力を掛けながら２５
０ｍの糸条を採取し、天秤で重量を測りデシテックス換
算した。

【0024】（沸水収縮率）１周１ｍのラップリールを使用
して、１０回巻カセを採取し、表示デシテックスの２／
１１ｇの荷重を掛けて原糸長（Ｌ₀）を測定した。荷重
を除去した後、ガーゼに軽く包んだカセを沸騰水中に入
れて３０分間処理した。処理したカセを自然乾燥した
後、沸水処理前と同様に、表示デシテックスの２／１１
ｇの荷重を掛けて原糸長（Ｌ₁）を測定し、次の式によ
り沸水収縮率を算出した。 沸水収縮率（％）＝（（Ｌ₀−Ｌ₁）／Ｌ₀）×１００

【0025】（熱収縮応力）カネボウエンジニアリング
（株）製熱応力試験機「ＫＥＴ−１型」を使用して測定
した。常温から２００℃まで加熱した時の収縮応力変化
をＵゲージで検出し、ＹＥＷ製Ｘ−Ｙレコーダーで記録
した。測定条件は、試長１００ｍｍ、昇温速度１．６７
℃／ＳＥＣ、初荷重は表示デシテックスの１／３３ｇと
した。チャートから最大応力値（ｇ）とピーク温度
（℃）を読みとり次式から熱収縮応力を求めた。 熱収縮応力（ｇ）＝最大応力値／２

【0026】（製糸安定性）各実施例の条件で紡糸を行った
際のニ−リング現象の程度を評価した。 ○：ニーリング現象は発生するが、紡糸口金の洗浄をす
ることなく４８時間以上の安定製糸が可能。 △：ニーリング現象が発生し、２４時間毎の紡糸口金の
洗浄を実施することで、安定製糸が可能。 ×：ニーリング現象がひどく、紡出糸がノズル面に付着
し、製糸が不可能。 ○または△を合格レベルとする。

【0027】（織物収縮率）原糸に撚係数１００の条件で撚
糸を施し、７０℃９０％ＲＨの雰囲気下で４０分間撚止
セットした後、ＷＪＬで該サンプル糸を緯糸に使用した
平織物を作成した。織物上に緯糸方向に１ｍの間隔で印
を付けた後、経糸方向に１０ｃｍ幅のサンプル布帛を切
り出し１３０℃で３０分間湿熱処理する。湿熱処理した
サンプル布帛を風乾後、経糸方向の１０ｃｍ幅の部分を
緯糸が垂直になるように固定し、下方の他端に０．５５
ｇ／ｄｔｅｘの荷重を付与して、先に付けた印の間隔
（Ｌｃｍ）を測定し、次式により織物収縮率を算出し
た。 織物収縮率（％）＝１００−Ｌ

【0028】（織物の風合）織物収縮率の測定に使用したサ
ンプル布帛の引っ張り弾性を触感で評価した。 ○：ソフト感とストレッチ性があり、非常に良好であ
る。 △：ソフト感及びストレッチ性があり、良好である。 ×：ソフト感またはストレッチ性のいずれかが不十分で
ある。 ○または△を合格レベルとした。

【００２９】（比較例１） イソフタル酸（ＩＰＡ）を８モル％共重合した固有粘度
が０．６８５の共重合ポリエチレンテレフタレートをＡ
成分とし、第３成分を共重合していない固有粘度が０．
５１６のポリエチレンテレフタレートをＢ成分として使
用した。紡糸温度を２９０℃とし、紡糸吐出孔上流側で
Ａ、Ｂ成分が面対称に合流する吐出孔を３６孔有し細孔
部が直径０．５ｍｍ長さ１．５ｍｍの細孔に引き続いて
テーパー角度１５°で円錐状に開口し吐出出口となる先
端部の直径が０．７ｍｍとなっている複合紡糸口金よ
り、５：５の吐出量比率でＡ、Ｂ成分の接合型複合流を
形成した。該紡出糸条を冷却・給油後、２１００ｍ／分
の引取り速度で巻取り９５デシテックス３６フィラメン
トの複合ポリエステル繊維の未延伸糸を得た。得られた
未延伸糸を１．７倍程度に延伸・熱処理して、５５デシ
テックス３６フィラメントの複合ポリエステル繊維を得
た。主な製糸条件、製糸性、評価結果を表１に示した。
得られた複合繊維からなる布帛はストレッチ性、ソフト
感共に非常に優れたものであったが、カチオン染料可染
性のないものであった。

【００３０】（比較例２〜６） Ａ、Ｂ成分の吐出量と紡糸口金の仕様を変更した以外は
比較例１と同様にして、複合ポリエステル繊維を得た。
主な製糸条件、製糸性、評価結果を表１に示した。比較
例２、３で得られた複合繊維からなる布帛はストレッチ
性、ソフト感共に優れたものであったがカチオン染料可
染性がなく、比較例４では単繊維繊度が大きくソフト感
に欠けるものとなった。比較例５では単繊維繊度が大き
く熱収縮応力が小さいため、ストレッチ性、ソフト感に
欠けるものとなった。比較例６ではドラフト比が３００
０を超えるため糸切れが多発し製糸安定性が不良で十分
なサンプリングが困難となり布帛での評価はできなかっ
た。

【００３１】（比較例７） アジピン酸（ＡＤＥ）１０モル％を共重合した固有粘度
が０．６７５の共重合ポリエチレンテレフタレートをＡ
成分とする以外は実施例１と同様にして、５５デシテッ
クス３６フィラメントの複合ポリエステル繊維を得た。
主な製糸条件、製糸性、評価結果を表１に示した。得ら
れた複合繊維からなる布帛はストレッチ性、ソフト感共
に優れたものであったが、カチオン染料可染性がないも
のであった。

【００３２】（実施例１） ５−ナトリウムスルホイソフタル酸（ＤＭＳ）を１．５
モル％、アジピン酸（ＡＤＥ）を１０モル％共重合した
極限粘度が０．６７０の共重合ポリエチレンテレフタレ
ートをＡ成分とし、第３成分を共重合していない極限粘
度が０．５２０のポリエチレンテレフタレートをＢ成分
として使用した。紡糸温度を２８５℃とし、紡糸吐出孔
上流側でＡ、Ｂ成分が面対称に合流する吐出孔を３６孔
有し細孔部が直径０．５ｍｍ長さ１．５ｍｍの細孔に引
き続いてテーパー角度１５°で円錐状に開口し吐出出口
となる先端部の直径が０．７ｍｍとなっている複合紡糸
口金より、５：５の吐出量比率でＡ、Ｂ成分の接合型複
合流を形成した。該紡出糸条を冷却、給油後、２１００
ｍ／分の引き取り速度で巻取り９０デシテックス３６フ
ィラメントの複合ポリエステル繊維の未延伸糸を得た。
得られた未延伸糸を１．６倍程度に延伸、熱処理して、
５５デシテックス３６フィラメントの複合ポリエステル
繊維を得た。主な製糸条件、製糸性、評価結果を表１に
示した。得られた複合繊維からなる布帛はストレッチ
性、ソフト感共に優れたものであった。またカチオン染
料に対しても良好な染色性を示した。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、第３成分としてアジピ
ン酸及びスルホイソフタル酸金属塩を共重合した共重合
ポリエステル（Ａ）と実質的にエチレンテレフタレート
単位よりなるポリエステル（Ｂ）とからなる接合型複合
繊維の複合比率及び単繊維繊度、収縮特性を規定するこ
とで、織編物を構成する複合繊維の使用比率を大きくし
ても十分なストレッチ性が確保され、カチオン染料可染
性があり、ソフトな膨らみ感、ストレッチ性及び仕立て
映えのある独特な表面感を有する織編物を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する複合紡糸口金の吐出孔の概略
図である。

【符号の説明】

θ テーパー角度

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第３成分を９〜１５モル％共重合したエ
   チレンテレフタレート単位主体の共重合ポリエステル
   で、該第３成分としてアジピン酸を８〜１２モル％及び
   スルホイソフタル酸金属塩を１〜３モル％共重合したカ
   チオン染料可染性の共重合ポリエステル（Ａ）と、実質
   的にエチレンテレフタレート単位よりなるポリエステル
   （Ｂ）とからなる接合型複合繊維であって、下記（１）
   〜（４）の特性を同時に満足することを特徴とするポリ
   エステル複合繊維。 （１）４／６≦複合比率（Ａ／Ｂ）≦６／４ （２）０．６≦単繊維繊度（ｄｔｅｘ）≦３．３ （３）沸水収縮率（％）≦１０．０ （４）０．２２２≦熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
2. 【請求項２】 第３成分を９〜１５モル％共重合したエ
   チレンテレフタレート単位主体の共重合ポリエステル
   で、該第３成分としてアジピン酸を８〜１２モル％及び
   スルホイソフタル酸金属塩を１〜３モル％共重合したカ
   チオン染料可染性の共重合ポリエステル（Ａ）と、実質
   的にエチレンテレフタレート単位よりなるポリエステル
   （Ｂ）とを紡糸口金の上流部で複合流とした後、該複合
   流を先端部が円錐状に吐出部に向かって開口した形状を
   有する紡糸吐出孔より吐出して、８００以上３０００以
   下の紡糸ドラフト比で引き取ることを特徴とするポリエ
   ステル複合繊維の製造方法。
3. 【請求項３】 前記紡糸吐出孔の先端部が、テーパー角
   度（θ）１０〜２５°で円錐状に吐出部に向かって開口
   した形状を有する請求項２記載のポリエステル複合繊維
   の製造方法。