JP4536529B2 - カチオン可染ポリエステル太細糸の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カチオン可染ポリエステル太細糸及びその製造方法並びにそのカチオン可染ポリエステル太細糸を用いた織編物に関する。

従来より、ポリエチレンテレート繊維の太細糸、即ち繊維の長手方向に繊度が変化する太細糸は、いわゆる部分的異収縮混繊糸となることから、この太細糸から得られる布帛は、特異な風合を呈し、また、染色により繊維の太部と細部に濃淡差を生じミックス調の外観を呈することは知られている。

一方、ポリエチレンテレート繊維の染色性を向上されるために、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等を共重合して鮮明性の高いカチオン染料に染色可能とする方法は、よく知られており、カチオン染料に染色可能でかつ太細を有するポリエチレンテレート主体のポリエステル繊維からなるカチオン可染ポリエステル太細糸も知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

しかしながら、従来より知られているこれらのカチオン可染ポリエステル太細糸は、太細パターンのコントラストが大きく、かつ沸水収縮率が高く風合が硬くなり易いという問題点を有する。

特開２００２−２３５２３９号公報 特開２００２−２３５２４０号公報 特開２００３−３０６８３０号公報

本発明の要旨は、エチレンテレフタレ−トを主たる繰り返し単位とし、５−ナトリウムスルホイソフタル酸０．５〜１．５モル％、アジピン酸３〜１０モル％が共重合されたポリエステルを、２，０００〜２,７００ｍ／分の紡糸速度で紡糸して未延伸糸とし、下記の条件（イ）、（ロ）で加熱ローラーを用いて延伸し、下記の条件（ハ）、（ニ）で延伸熱セットすることを特徴とするカチオン可染ポリエステル太細糸の製造方法、にある。
（イ） （Ｔｇ＋２０℃）≦ＨＲ1 ≦（Ｔｇ＋５０℃）
（但し、ＨＲ1は第１段延伸域での引取りローラーの表面温度（℃）、Ｔｇはポリマーのガラス転移温度（℃）を示す）
（ロ） ＭＤＲ×０．４０≦ＤＲ1≦ＭＤＲ×０．５５
（但し、ＤＲ1は第１段延伸域での延伸倍率、ＭＤＲは予熱温度８０〜８５℃で測定した最大延伸倍率を示す）
（ハ） （Ｔｇ＋３０℃）≦ＨＰ≦Ｔｃ
（但し、ＨＰは第２段延伸域での熱板の表面温度（℃）、Ｔｃはポリマーの結晶化温度（℃）を示す）
（ニ） １．０＜ＤＲ2＜１．２０
（但し、ＤＲ2は第２段延伸域での延伸倍率を示す）

本発明の要旨は下記のとおりである。
第１の発明は、エチレンテレフタレ−トを主たる繰り返し単位とし、５−ナトリウムスルホイソフタル酸０．５〜１モル％、アジピン酸３〜１０モル％が共重合されたポリエステルからなる太細糸であって、下記の要件（ａ）〜（ｃ）を備えたことを特徴とするカチオン可染ポリエステル太細糸にある。
（ａ） １５≦ＢＷＳ≦３５
（但し、ＢＷＳは沸水処理時の収縮率（％）を示す）
（ｂ） １３≦ＤＳ×√ＤＥ
（但し、ＤＳは破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、ＤＥは破断伸度（％）を示す）
（ｃ） １％以上１０％未満のＵ％ピークが５０個／ｍ以上、１０％以上のＵ％ピークが１０個／ｍ未満
第２の発明は、エチレンテレフタレ−トを主たる繰り返し単位とし、５−ナトリウムスルホイソフタル酸０．５〜１モル％、アジピン酸３〜１０モル％が共重合されたポリエステルを、２，０００〜２,７００ｍ／分の紡糸速度で紡糸して未延伸糸とし、下記の条件（イ）、（ロ）で加熱ローラーを用いて延伸し、下記の条件（ハ）、（ニ）で延伸熱セットすることを特徴とするカチオン可染ポリエステル太細糸の製造方法にある。
（イ） （Ｔｇ＋２０℃）≦ＨＲ1 ≦（Ｔｇ＋５０℃）
（但し、ＨＲ1は第１段延伸域での引取りローラーの表面温度（℃）、Ｔｇはポリマーのガラス転移温度（℃）を示す）
（ロ） ＭＤＲ×０．４０≦ＤＲ1≦ＭＤＲ×０．５５
（但し、ＤＲ1は第１段延伸域での延伸倍率、ＭＤＲは予熱温度８０〜８５℃で測定した最大延伸倍率を示す）
（ハ） （Ｔｇ＋３０℃）≦ＨＰ≦Ｔｃ
（但し、ＨＰは第２段延伸域での熱板の表面温度（℃）、Ｔｃはポリマーの結晶化温度（℃）を示す）
（ニ） １．０＜ＤＲ2＜１．２０
（但し、ＤＲ2は第２段延伸域での延伸倍率を示す）
第３の発明は、前記のカチオン可染ポリエステル太細糸を少なくとも一部に含む繊維製品にある。

本発明によれば、そのカチオン可染ポリエステル太細糸は、従来のカチオン可染ポリエステル太細糸と比較すると、カチオン染料で染色したときの太細部での濃淡のコントラストが小さく、沸水収縮率も比較的低いため、そのカチオン可染ポリエステル太細糸を用いた織編物を染色工程等で沸水処理したときに、濃淡のコントラストの小さいミックス調の外観とソフトな風合の織編物が得られる。

本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸を構成するポリマーは、エチレンテレフタレ−トを主たる繰り返し単位とし、５−ナトリウムスルホイソフタル酸０．５〜１モル％、アジピン酸３〜１０モル％が共重合されたポリエステルである。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ず、１モル％を超えると、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］、即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る。

また、本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸を構成するポリマーには、５−ナトリウムスルホイソフタル酸と共にアジピン酸が共重合されるが、アジピン酸の共重合によりポリマーのＴｇが低下するため低温での染色性が向上する。アジピン酸の共重合量が３モル％未満では、低温可染性の向上効果が小さく、１０モル％を超えると、融点の低下による耐熱性の低下により後加工工程通過性等の問題が発生しやすくなる。

本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸は、ＢＷＳが１５〜３５％であるという要件（ａ）を備える。ＢＷＳが１５％より低いと、染色工程等で熱水処理したときに形成される捲縮の発現が小さくなり、最終的な織編物での風合が生糸ライクに近くなり易く。逆に、ＢＷＳが３５％を超えると、収縮が高すぎて織編物の風合が硬くなり易くなる。

本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸は、ＤＳ×√ＤＥが１３以上であるという要件（ｂ）を備える。ＤＳ×√ＤＥは、繊維のタフネスを表す値であり、繊維の製糸工程或いは後加工工程の安定性に影響する値である。単に破断強度ＤＳが高いだけで破断伸度ＤＥが著しく低い糸は、ＤＳ×√ＤＥが低くなり、特にこの値が１３未満であると、製糸工程、後加工工程での安定性不良となる可能性が高いだけでなく、最終製品の強力不足の可能性も高くなる。ＤＳ×√ＤＥは高ければ高い程よいが、一般のポリエステル繊維では上限は２６位である。

また、本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸は、１％以上１０％未満のＵ％ピークが５０個／ｍ以上、１０％以上のＵ％ピークが１０個／ｍ未満のフィラメント糸であるという要件（ｃ）を備える。Ｕ％が１％以上のピークは、繊維での太部（低配向部）の存在を示し、このうち１０％以上のピークはより太い部分を示す。１０％以上のＵ％ピークが１０個／ｍ以上存在すると、染色後の太細糸での濃淡パターンのコントラストが大きくなり、かつ沸水収縮率が高く風合が硬くなり易い。一方、１％以上１０％のピークが５０個／ｍ未満では、太細の周期が小さ過ぎることになり、染色工程等で熱水処理したときに形成される捲縮の発現が小さくなり、最終的な織編物の風合が生糸ライクに近いものになり易い。

本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸をその全部或いは一部に用いてなる織編物は、少なくともカチオン可染ポリエステル太細糸の存在部位において濃淡コントラストの穏やかなミックス調の外観とソフトな風合いを与えるものである。

次に、本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸の製造方法について説明する。
まず、エチレンテレフタレ−トを主たる繰り返し単位とし、５−ナトリウムスルホイソフタル酸０．５〜１モル％、アジピン酸３〜１０モル％が共重合されたポリエステルを、２，０００〜２,７００ｍ／分、好ましくは２，２００〜２，５００ｍ／分の範囲の紡糸速度で紡糸して未延伸糸とする。紡糸速度が２，０００ｍ／分未満では、延伸糸の強伸度特性の著しい低下、大きなループの発生等が問題となり、紡糸速度が２，７００ｍ／分を超えると、分子配向が高くなりすぎるため太細部での濃淡コントラトが著しく小さくなり、染色工程等で熱水処理したときに形成される捲縮の発現が小さくなり、最終的な織編物の風合が生糸ライクに近いものになり易い。

次に、この未延伸糸を用いての延伸工程としては、加熱ローラーで延伸し、その後熱板で延伸熱セットする工程を採る必要があり、加熱された摩擦抵抗ピンを使用する延伸方法では、本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸が得られない。更に具体的な延伸条件について説明すると、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０．４０〜０．５５倍の延伸倍率で延伸することにより、この延伸は引取ローラー上で延伸状態が微小に変動する不均一延伸となる。この結果、太部と細部が糸の長手方向に高度に分散した太細フィラメントが形成される。

引き続いて、この太細フィラメントを、（Ｔｇ＋３０℃）以上、Ｔｃ以下の温度の熱板を用いて、延伸倍率が１．０を超え１．２０未満であるような延伸熱セット、即ち緊張下での熱処理を施すことにより、本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸を得る。かかる延伸条件の範囲を外れた条件で延伸及び熱セットを行った場合には、本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸を得ることができない。

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評価は、下記の方法で行った。

［沸水収縮率（ＢＷＳ）］
１ｄｔｅｘあたり０．０３４ｃＮの張力下で試長１ｍの１０回巻カセを準備し、１ｄｔｅｘ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。
ＢＷＳ（％）＝［（Ｌ0−Ｌ1）／Ｌ0］×１００

［破断強度（ＤＳ）及び破断伸度（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２００ｍｍ／分で応力−伸長曲線を測定し、繊維の破断点での強度及び伸度を求めた。

［Ｕ％ピークの頻度］
計測器工業社製イブネステスタＫＥＴ−８０Ｃを用い、糸速８ｍ／分、記録紙速度２５ｃｍ／分で測定した糸斑チャートを用いて算出した。

［ポリマーのＴｇ及びＴｃ］
セイコー電子工業社製示差走査熱量測定機ＤＳＣ２２０を用い、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。

［染色性］
測定原糸サンプルと比較対照サンプル（５−ナトリウムスルホイソフタル酸を２．０モル％共重合した極限粘度が０．５３のポリエチレンテレフタレートからなり、５５ｄｔｅｘ／２４フィラメントで、破断強度３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度３０％のカチオン可染糸）の編地を同浴で下記条件で染色し、染色編地のＬ値を分光側光器（Ｇｒｅｔａｇ ＭａｃＢｅｔｈ Ｃｏｌｏｒ−Ｅｙｅ ７０００Ａ）で 測定した。
分散染色；
分散染料；Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １３０
染料濃度；５％対繊維重量（ｏｗｆ）
浴比；１：５０
染色温度及び時間；９０℃×３０分
カチオン染色；
カチオン染料；Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ Ｂａｓｉｃ Ｂｌｕｅ １１７
染料濃度；５％ｏｗｆ
浴比；１：５０
染色温度及び時間；９０℃×３０分

［風合い］
分散染色又はカチオン染色した編地を１０人でハンドリングで柔らかさを評価し、各人１０段階で１〜１０点（数字が小さいほど風合がソフト）で判定し、その平均点を表した。平均点が３．０以下はソフトな風合、７．０以上をハードな風合とした。

［太細パターンのコントラスト］
分散染色又はカチオン染色した編地を１０人で目視判定を行い、太細パターンの濃淡コントラストを各人１０段階で１〜１０点（数字が大きいほどコントラストが大きい）で判定し、その平均点を表した。平均点が３．０以下はコントラストが小さい、７．０以上をコントラストが大きいとした。

（実施例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（共重合成分１）１．０モル％及びアジピン酸（共重合成分２）５．０モル％を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０．６４、Ｔｇ６４℃、Ｔｃ１５０℃）を、孔径０．２０ｍｍ、孔数７２の紡糸口金を用いて紡糸温度２７８℃で溶融紡糸し、２３００ｍ／分で巻取って未延伸糸を得た。得られた未延伸糸のＭＤＲは２．７８であった。この未延伸糸を下記の延伸条件で延伸・熱セットして１６６ｄｔｅｘ／７２フィラメント（ｆ）の太細糸を得た。
第１段延伸域での引取りローラーの表面温度（ＨＲ1）：１０３℃
第１段延伸域での延伸倍率（ＤＲ1）：１．３９（＝ＭＤＲ×０．５０）
第２段延伸域での熱板の表面温度（ＨＰ）：１１７℃
第２段延伸域での延伸倍率（ＤＲ2）：１．０８

得られた太細糸のＢＷＳ、ＤＳ、ＤＥ、ＤＳ×√ＤＥ、１％以上１０％未満のＵ％ピークの頻度、１０％以上のＵ％ピークの頻度を表１に示した。さらに、この太細糸にて筒編地を作成し、分散染料又はカチオン染料で常圧染色を実施した結果、太細パターンのコントラストは比較例１によるものと比較して小さく、かつ比較対照としたカチオン可染糸と比較して良好な染色性が得られた。編地のＬ値を測定した結果を表１に示した。なお、比較対照としたカチオン可染糸の編地のＬ値は、分散染色で３９．４、カチオン染色で２７．５であった。

（実施例２〜４）
紡糸速度、延伸工程での第１段延伸での引取りローラー温度及び延伸倍率、第２段延伸での熱板の温度及び延伸倍率を表１に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして１６６ｄｔｅｘ／７２ｆの太細糸を得た。得られた太細糸のＢＷＳ、ＤＳ、ＤＥ、ＤＳ×√ＤＥ、１％以上１０％未満のＵ％ピークの頻度、１０％以上のＵ％ピークの頻度を表１に示した。さらに、この太細糸にて筒編地を作成し、分散染料又はカチオン染料で常圧染色を実施した結果、いずれも太細パターンのコントラストは比較例１によるものと比較して小さく、かつ比較対照としたカチオン可染糸と比較して、良好な濃染性が得られ、また風合いもソフトであった。編地のＬ値を測定した結果を表１に示した。

（比較例１）
５−ナトリウムスルホイソフタル酸（共重合成分１）２．０モル％を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０．５８、Ｔｇ７７℃、Ｔｃ１５０℃）を、孔径０．２５ｍｍ、孔数３６の紡糸口金を用いて紡糸温度２８５℃で溶融紡糸し、油剤を付与した後、２１１０ｍ／分の速度で引き取り、引き続き、一対のローラー間でエアー圧４０ｋＰａでエアー交絡処理を施しながら２１００ｍ／分で巻取り、未延伸糸を得た。得られた未延伸糸は、ＭＤＲが３．２０で、交絡部を１ｍ当たり４０ケ有するものであった。この未延伸糸を表１の条件で熱ピンを用いて加熱延伸し、１１０ｄｔｅｘ／３６ｆのカチオン可染太細糸を得た。

得られた太細糸のＢＷＳ、ＤＳ、ＤＥ、ＤＳ×√ＤＥ、１％以上１０％未満のＵ％ピークの頻度、１０％以上のＵ％ピークの頻度を表１に示した。さらに、この太細糸にて筒編地を作成し、分散染料又はカチオン染料で染色を実施した結果、太細パターンのコントラストは実施例１によるものと比較して非常に大きかった。また、この筒編地の風合については、ＢＷＳが高いことが影響し硬いものであった。

（比較例２）
延伸温度を表１に示したように変更した以外は,実施例１と同様にして１６６ｄｔｅｘ／７２ｆの太細糸を得た。得られた太細糸のＢＷＳ、ＤＳ、ＤＥ、ＤＳ×√ＤＥ、１％以上１０％未満のＵ％ピークの頻度、１０％以上のＵ％ピークの頻度を表１に示したが、得られた太細糸は、強伸度特性が著しく低く、実用上使用不可能なレベルのものであった。

本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸は、従来のカチオン可染ポリエステル太細糸と比較すると、カチオン染料で染色したときの太細部での濃淡のコントラストが小さく、沸水収縮率も比較的低いため、織編物とし、染色したときに、濃淡のコントラストの小さいミックス調の外観とソフトな風合の織編物が得られることから、カチオン可染ポリエステル太細糸は衣料用織編物の素材として、また本発明のカチオン可染ポリエステル太細糸を用いた織編物が衣料用素材として、有用なるものである。

Claims (1)

1. エチレンテレフタレ−トを主たる繰り返し単位とし、５−ナトリウムスルホイソフタル酸０．５〜１．５モル％、アジピン酸３〜１０モル％が共重合されたポリエステルを、２，０００〜２,７００ｍ／分の紡糸速度で紡糸して未延伸糸とし、下記の条件（イ）、（ロ）で加熱ローラーを用いて延伸し、下記の条件（ハ）、（ニ）で延伸熱セットすることを特徴とするカチオン可染ポリエステル太細糸の製造方法。
   （イ） （Ｔｇ＋２０℃）≦ＨＲ1 ≦（Ｔｇ＋５０℃）
   （但し、ＨＲ1は第１段延伸域での引取りローラーの表面温度（℃）、Ｔｇはポリマーのガラス転移温度（℃）を示す）
   （ロ） ＭＤＲ×０．４０≦ＤＲ1≦ＭＤＲ×０．５５
   （但し、ＤＲ1は第１段延伸域での延伸倍率、ＭＤＲは予熱温度８０〜８５℃で測定した最大延伸倍率を示す）
   （ハ） （Ｔｇ＋３０℃）≦ＨＰ≦Ｔｃ
   （但し、ＨＰは第２段延伸域での熱板の表面温度（℃）、Ｔｃはポリマーの結晶化温度（℃）を示す）
   （ニ） １．０＜ＤＲ2＜１．２０
   （但し、ＤＲ2は第２段延伸域での延伸倍率を示す）