JPH0350007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、適度な強伸度、優れた柔軟性と染色
性、良好な加工工程性を兼ね備えた編織物用ポリ
エステル繊維の製造方法に関するものである。 周知のようにポリエステル繊維（以下PES繊維
と略称する）はその優れた繊維物性のために工業
的に大量に生産され、あらゆる用途に広く用いら
れている。このPES繊維は、従来1500ｍ／分以下
の紡糸速度で紡糸していつたん紡糸原糸を得たの
ちこれを別工程で延伸、熱処理して編織物用糸と
して用いられてきた。しかし近年、PES繊維をよ
り安価に製造する合理化プロセスとして超高速紡
糸法が注目されている。つまり、紡糸速度を5000
ｍ／分以上にすることによつて延伸工程を省略し
て一挙に実用可能なPES繊維（超高速紡糸繊維と
称す）を製造するものである。このようにして得
られるPES繊維は、最近5000ｍ／分以上で使用可
能な紡糸捲取機が一般化してきたことから工業生
産可能となり、実際に紡糸および延伸工程を経て
得られるPES繊維（以下延伸糸と略称する）より
安価に得られるようになつてきた。さらに、繊維
物性面でもPET延伸糸がともすれば編織用とし
たとき高ヤング率のため風合が他の素材に比べて
硬くなるという欠点をかなりの程度改良できるこ
とが特開昭57−16914号等で提案されだしている。
しかし、一方、超高速紡糸繊維は沸騰水中におけ
る収縮率が２〜３％と非常に小さいために編織物
の加工工程で充分な収縮が入らないためしわの修
正ができないとか、編織物風合がペーパライクに
なつてしまうという欠点も見出されている。これ
に対して、特開昭57−16914では超高速紡糸工程
途中で走行糸状に緊張処理をすることで熱収縮率
を適度に高めその改良を行なう主旨の提案がなさ
れている。しかし、この場合はなるほど熱収縮率
の向上により上記欠点は改善されるものの、本来
的にPES繊維の有する染色性の低さは超高速紡糸
で多少改良されはしても緊張処理で失なわれてし
まう傾向がある。一方、PES繊維とりわけポリエ
チレンテレフタレート繊維（以下PET繊維と略
称する）の染色性を改良するためにポリエチレン
テレフタレートとポリブチレンテレフタレートの
溶融混合物からの繊維が特公昭51−27777号で提
案されている。ここではポリブチレンテレフタレ
ート繊維（PBT繊維と略称する）100％並みの染
色性を実現しているが、その繊維のヤング率のレ
ベルはPET延伸糸よりは小さいもののPET超高
速紡糸繊維よりは高いレベルで充分な軟らかさを
有するものとはいえない。 本発明者らは、従来公知技術の問題点に鑑みて
適度な強伸度、優れた柔軟性と染色性、良好な加
工工程を兼ね備えた編織物用ポリエステル繊維の
製造について鋭意検討を試みた結果、本発明に到
達したものである。 すなわち、本発明の要点とするところは、ポリ
エチレンテレフタレート（以下PETと略す）55
〜75重量％とポリブチレンテレフタレート（以下
PBTと略す）45〜25重量％とを混合し溶融押出
し、紡糸捲取速度5000ｍ／分以上で紡糸すると
き、溶融押出部の最高温度を280℃以上305℃以下
とし、さらに溶融開始からポリマー吐出までの滞
留時間を７分以上20分以下とすることによつて強
度3.5ｇ／ｄ以上、伸度60％以下、ヤング率50〜
75ｇ／ｄ、沸騰水収縮率６〜10％でありかつTg
が60〜70℃で良好な染色性を有するポリエステル
繊維の製造方法に関するものである。 つぎに本発明を詳細に説明する。本発明で
PETとPBTの混合比率はPET55〜75重量％と
PBT45〜25重量％である。もし、PETの比率が
55重量％未満すなわちPBT比率が45重量以上に
なると、繊維のヤング率が50ｇ／ｄに満たなくな
り編織物をつくつたときに布帛が軟らかくなりす
ぎてしまつてPET系ポリエステル繊維からなる
編織物の特徴が全くなくなつてしまつて好ましく
ない。また、繊維の融点もPBT繊維の融点255℃
と同程度あるいはそれ以下になつてしまつて耐熱
性が低く、通常PET繊維に適用される編織物の
加工条件の適用ができないという問題点がある。
これに対して、PET比率が75重量％を越える、
つまりPBT比率が25重量％以下になると本発明
のきわめて重要な点であるポリエステル繊維の沸
騰水収縮率が６％以上が実現できなくなる。そし
て、沸騰水収縮率が６％未満の繊維は5000ｍ／分
以上の超高速では紡糸捲取時に均一で安定なパツ
ケージとして捲き取りにくいという繊維製造上の
問題やこれらの繊維を用いて編織物を製造する加
工工程で種々のトラブルを発生する。たとえば、
リラツクス工程で収縮が充分に入らないためにそ
の後の熱セツトによつてリラツクスでできたしわ
を充分に除くことができずに過度に引張つて強く
セツトしてしわを除去すると得られる編織物はふ
くらみの全くないペーパーライクなものにしかな
らないなどである。一方、沸騰水収縮率が10％を
越えるものでは編織物を製造する加工工程で収縮
が入りすぎて、たとえばしぼを形成させようとす
る布帛用途ではしぼ立ちが不足してしまうという
問題を生じる。したがつて、PETとPBTの混合
比率としてはPET55〜75重量％、PBT45〜25重
量％ということになり、沸騰水収縮率は６〜10％
となる。 次に、本発明において使用されるPETとは繰
返し単位の90モル％以上がポリエチレンテレフタ
レートであり、その範囲で酸成分のテレフタル酸
およびグリコール成分のエチレングリコールが改
質成分と置き変わつたものでもよい。また、
PBTについても繰返し単位の90モル％以上がポ
リブチレンテレフタレートであればその範囲で酸
成分のテレフタル酸およびグリコール成分のブチ
レングリコールが改質成分と置き変わつたもので
もよい。 繊維の強度と伸度は実用上支障をきたさないと
いう点から強度は3.5ｇ／ｄ以上、伸度は60％以
下であることが好ましい。 次に、本発明のポリエステル繊維の他の重要な
点としてヤング率が50〜75ｇ／ｄであることであ
る。一般に、ポリエステル繊維つまりPET延伸
糸はヤング率が100〜120ｇ／ｄ程度であるので得
られる編織物の風合が硬めになり、本発明ではこ
れを避けるために繊維のヤング率は75ｇ／ｄ以下
である必要がある。これによつて編織物の風合の
粗硬感を完全に除くことができる。しかし、ヤン
グ率が50ｇ／ｄ未満になると編織物はポリエステ
ル製品としては風合が柔らかすぎて腰のない低品
位のものしかならず好ましくない。したがつて、
繊維ヤング率は50〜75ｇ／ｄであることが肝要で
ある。 さらに、本発明のポリエステル繊維にとつて大
切な点はそのTg（ガラス転移点）が60〜70℃で良
好な染色性を示すことである。通常、PET繊維
のTgは70℃を越え、結晶性も高いために分散染
料によつて高度に染色するためには高圧染色やキ
ヤリヤー染色が必要である。このため、一般的に
ポリエステル繊維の染色工程はエネルギー消費が
多く染色コストが高い。しかし、Tgが70℃以下
である本発明繊維ではキヤリヤーなし常圧染色で
も高度に染色が可能でPET繊維の高圧染色並み
の染色性が得られる。しかし、Tgが60℃未満に
なるとPET繊維の形態安定性の良さが失なわれ、
編織物製品の実用においてすぐに形崩れを生じた
りしわになりやすいなどの問題が起こりやすくデ
メリツトとなる。このような点から、本発明繊維
においてはTgが60〜70℃であることが必要であ
る。ここで、繊維のTgは差動熱量計（DSC）で
N₂ガス中で測定したものである。試料の昇温は
10℃／分で行なつた。 次に、本発明のポリエステル繊維の製造方法に
ついて説明する。 本発明の製造方法上の重要なポイントは、
PETとPBTを混合し溶融押出し、紡糸捲取速度
5000ｍ／分以上で紡糸して所定の繊維物性値のポ
リエステル繊維を得ることにある。PETとPBT
の混合は、所定の混合比率すなわちPET55〜75
重量％とPBT45〜25重量％になるようにスクリ
ユータイプの押出機にポリマーを供給する前にチ
ツプの状態で機械的に混合し、続いてスクリユー
タイプの押出機によつて溶融押出をしながら溶融
状態でも混合しそして超高速紡糸し繊維化する。
この溶融押出つまり溶融状態での混合工程で
PETとPBTはエステル交換反応をすると考えら
れ、この反応の程度を適度にコントロールするこ
とにより本発明の目的とする繊維の諸物性が発現
してくるものと思われる。つまり、PETとPBT
と混合物であつて5000ｍ／分以上の高速度で紡糸
が可能で繊維強度3.5ｇ／ｄ以上、伸度60％以下、
ヤング率50〜75ｇ／ｄ、沸騰水収縮率６〜10％、
Tg60〜70℃が実現できる。PETとPBTのエステ
ル交換反応の程度は溶融混合条件とくに温度と時
間により大きく影響される。それらを適度に制御
することによつて、両者が部分的に反応する段階
にとどめることがきわめて重要である。つまり
PETとPBTのチツプ状で混合されたポリマーを
溶融押出部における最高温度を280℃以上305℃以
下にすることが第１のポイントである。この部分
の最高温度が280℃に達しないときは、PETと
PBTのエステル交換反応速度が遅く通常の溶融
紡糸でとられる溶融押出時間で所定の混合状態は
実現できない。一方、溶融押出部の最高温度が
305℃を越えると、PETとPBTのエステル交換反
応速度が速くなり、同時にPETおよびPBTの熱
分解も急速に進むためポリマーの溶融粘度が極端
に低くなつて5000ｍ／分以上の超高速はおろか
1000〜1500ｍ／分の通常の紡糸速度の紡糸も困難
になる。したがつて、溶融押出部の最高温度は
280℃以上305℃以下好ましくは285℃以上300℃以
下にしなければならない。 つぎに、PETとPBTの反応に影響が大きい溶
融開始からポリマー吐出までの滞留時間に７分以
上20分以内にコントロールするのが第２のポイン
トである。滞留時間が７分に満たない場合は
PETとPBTのエステル交換反応が充分進まず、
両ポリマーの混練も不足して所定の混合状態が実
現できない。これを補なうつもりで溶融押出部の
最高温度を高めてみても、これはPETとPBTの
熱分解も同時に急速に起こつてしまうので好まし
くない。それに対して滞留時間が20分を越える
と、PETとPBTのエステル交換反応が進みすぎ
て所定の混合状態を実現できない。つまり繊維の
Tgは60℃に達しなくなる。これを溶融押出部の
温度を低めて補なうことも考えられるが、これで
はポリマーの溶融粘度が高いレベルになり、紡糸
性が低下傾向になり5000ｍ／分以上の超高速紡糸
調子が低下する。したがつて、溶融開始からポリ
マー吐出までの滞留時間は７分以上20分以内、好
ましくは10分以上15分以内にするのがよい。実際
には混合ポリエステルのDSCで求めたTgを60〜
70℃の範囲なるように制御する必要がある。もし
PETとPBTが完全にエステル交換反応をしてラ
ンダム共重合物の状態になるとこの組成範囲の場
合Tgは50〜55℃となる。本発明の混合物はTgが
60〜70℃ということであり、したがつてランダム
共重合物化はしておらず、大部分のブロツク共重
合の部分と少量の未反応の部分とランダム共重合
の部分の混在する程度までしかエステル交換反応
が進んでいないと考えられる。 このような混合状態のポリマーを5000ｍ／分以
上の超高速紡糸すると、強伸度はPET超高速紡
糸繊維並みを維持しヤング率はPET繊維とPBT
繊維の中間程度になるにもかかわらず沸騰水収縮
率がPET、PBTそれぞれ単独高速紡糸した場合
（いずれも２〜３％）より高いレベルつまり６〜
10％が実現できる。 このように、PET単独およびPBT単独の5000
ｍ／分以上の紡糸速度の超高速紡糸からは全く予
想もつかない事実であり、本発明繊維の実用性を
非常に高めるものである。この理由については必
ずしも明らかではないが、PETとPBTが溶融混
合中にエステル交換反応を起すがその程度が部分
的な段階に止まつていて、完全なランダム共重合
化の段階に至らずに一部ランダム化した部分も存
在するために繊維全体としては結晶化度が単独成
分の超高速紡糸で得られる繊維よりは小さくな
り、そのため超高速紡糸中に発生した紡糸歪の結
晶領域での拘束が弱まり、その結果、沸騰水収縮
率の上昇となつたものと考えられる。また、この
結晶化度の低下は既に述べたTgの低下と相乗的
に本発明繊維の染色性向上に寄与していると考え
られる。いずれにしても、これまでポリエステル
超高速紡糸繊維が低収縮であることは、これを通
常ポリエステル延伸糸と同じ加工工程で加工する
と前述のようなトラブルを発生するために非常に
大きな問題点であり、超高速紡糸繊維の他のメリ
ツトたとえば延伸工程省略による合理化可能であ
るといつた点をほとんど打ち消すようなものであ
つた。しかも、この低収縮性をPET単独並みの
超高速紡糸性を保つたまま、またポリエステル延
伸糸並みの強伸度を維持しての改良を超高速紡糸
で実現する方法はこれまでなかつたが、本発明で
それを実現したものである。 紡糸捲取速度が5000ｍ／分に達しない場合に
は、本発明の主旨とする紡糸工程だけで所定の物
性とりわけ伸度60％以下を実現することはでき
ず、沸騰水収縮率は10％を越えることになつてし
まい、それを６〜10％であつて後加工工程性の良
好なものとするのが不可能になる。したがつて、
紡糸捲取速度は5000ｍ／分以上好ましくは5500
ｍ／分以上にするのがよい。 本発明によれば、PETとPBTの混合物からな
る適度な強度、伸度、優れた柔軟性と染色性、良
好な後加工工程性を兼ね備えた編織物用ポリエス
テル繊維が、紡糸工程だけで安価に得ることがで
きる。これによつて、従来のPET延伸糸が高ヤ
ング率のため編織物用として用いた場合にその風
合が粗硬になるという問題が完全に解消される。
さらに、PET延伸糸がTgが高く結晶性が高いた
め高度に染色するには高圧染色やキヤリヤー染色
が必要であつたものが、キヤリヤーなしの常圧染
色でも高度に染色できるようになる。したがつ
て、本発明繊維はポリエステル編織物用に広く利
用が可能となつた。 次に、本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれら記載例に限定されるものでは
ない。なお、本発明にいうポリエステルの極限粘
度〔η〕は、テトラクロルエタン／フエノール＝
１／１の混合溶剤を用いて30℃で測定したもので
ある。繊維の強度、伸度およびヤング率はインス
トロン引張試験機を用いて試料長５cm、引張速度
20cm／分、初荷重1/20ｇ／ｄの条件で引張試験を
行なつて求めたものである。また、沸騰水収縮率
は試料40cm、100℃の沸騰水中で60秒間フリーで
処理し、処理前後に1/20ｇ／ｄの荷重下で試料長
を測定して求めたものである。 実施例 １ 直径30mmのスクリユー型押出機に口金孔径0.25
mm、口金孔長0.5mm、孔数32の口金を設置し吐出
量40ｇ／分を一定として、〔η〕＝0.71のPETチツ
プと〔η〕＝0.80のPBTチツプの混合比率、紡糸
捲取速度、溶融押出部の最高温度、溶融開始から
ポリマー吐出までの滞留時間を種々変更して紡糸
した場合に得られたポリエステル繊維の繊維物性
を表１に示した。 No.１とNo.２は本発明の繊維製造条件およびそれ
によつて得られた本発明のポリエステル繊維であ
る。これらは適度の強伸度、優れた柔軟性と染色
性を兼ね備えた繊維であつた。これを通常のポリ
エステル延伸繊維と同じ製織工程および後加工工
程を通してポリエステル織物をつくつた。その工
程通過性は通常のポリエステル延伸繊維とほとん
ど変わることなく良好で全くトラブルの発生はな
かつた。また、得られた織物はポリエステル延伸
繊維使いの織物に特有の粗硬感が解消している
が、ポリアミド繊維使いの織物のような腰ぬけ感
がなく実用中に形くずれすることなく、しかも良
好な風合になつた。また、染色は常圧で分散染料
を用いて行なつたにもかかわらず通常のポリエス
テル織物を高圧染色したものと同レベルの染色性
レベルのものが得られた。 それに対して、No.３〜No.11の例はいずれも本発
明の繊維製造条件を外れた条件で得られたポリエ
ステル繊維であるが、これらすべて本発明のポリ
エステル繊維の優れた特徴を満たすものではな
い。これらを用いて（No.６は紡糸性不良で糸が得
られなかつたので除く）通常のポリエステル延伸
繊維と同じ製織工程および後加工工程を通してポ
リエステル織物をつくつた。これらの場合、製織
および後加工工程性が低下するとか、得られた織
布の染色性が不充分であるとか、風合が不良であ
るといつたもので本発明品と比べるとレベルの低
いものであつた。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリエチレンテレフタレート55〜75重量％と
   ポリブチレンテレフタレート45〜25重量％とを混
   合し、溶融押出し、紡糸捲取速度5000ｍ／分以上
   で紡糸するに際し、溶融押出部の最高温度を280
   ℃以上305℃以下とし、さらに溶融開始からポリ
   マー吐出までの滞留時間を７分以上20分以下にす
   ることを特徴とする強度3.5ｇ／ｄ以上、伸度60
   ％以下、ヤング率50〜70ｇ／ｄ、沸騰水収縮率６
   〜10％であり、かつTgが60〜70℃のポリエステ
   ル繊維の製造方法。