JPH0465518A - 高強度・高染色性ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は１分散染料によって常圧で染色することができ
、かつ１機械的性質の優れたポリエステル繊維に関する
ものである。

（従来の技術） ポリエチレンテレフタレート繊維で代表されるポリエス
テル繊維は機械的性質、耐薬品性、ウオツシュアンドウ
ェア性等に優れ、衣料用を初ととして幅広く用いられて
いる。しかし、ポリエステル繊維の欠点として、その分
子構造が強固なため染色性が劣り、加圧高温染色によら
なければ染色できないという問題があった。

この問題を解決し、常圧、１００℃近辺での染色が可能
なポリエステル繊維を得るべく数多くの方法が提案され
ており９例えば１次のような方法がある。

（ａ）ポリアルキレングリコールをポリエチレンテレフ
タレートに共重合する方法（特開昭５２−６３２９２号
、同５４−１５６８１８号等）。

ら）ポリアルキレングリコールとイソフタル酸とをポリ
エチレンテレフタレートに共重合する方法（特開昭５３
−３５０３３号）。

（Ｃ〕５−ナトリウムスルホイソフタル酸とインフタル
酸とを共重合する方法（特開昭５５−６５１４号）。

（ｄ）ポリエチレンテレフタレートを高速で紡糸し。

易染性の繊維を得る方法（特開昭５７−１９３１８号、
同５５−１０７５１１号、同５３−１３９８２０号、特
公昭６０−１５７２５号）。

しかしながら、ポリエチレングリコールのような繰り返
し単位の小さいポリアルキレングリコールを多量に共重
合すると耐候性（耐光性）が悪くなり１表地として使用
できないといった問題があり、５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸やイソフタル酸等の非直線状の分子構造を有
する化合物を多量に共重合するとポリエチレンテレフタ
レートの優れた強伸度特性が損なわれるといった問題が
あり、しかも染色性の向上も十分ではなかった。

また、高速紡糸による繊維も強伸度特性が劣り。

結晶化度の高いものとなってしまい、収縮率等の制御が
難しく、利用範囲が狭いものとなってしまうという問題
があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はポリエチレンテレフタレート繊維特有の優れた
性質、すなわち１機械的性質、耐候性（耐光性）、耐薬
品性等を損なうことなく１分散染料で常圧、１００℃近
辺で染色可能なポリエステル繊維を提供しようとするも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を
重ねた結果１次のような知見を得た。

（ｉ）ポリエチレンテレフタレートは強固な分子構造を
有しており、染料が繊維内部へ浸透し易くするには１分
子構造をルーズにする必要がある。

（ｉｉ）分子構造の屈曲した化合物を共重合すると強伸
度特性が著しく低下するので、イソフタル酸や５−ナト
リウムスルホイソフタル酸のような化合物の共重合量は
なるべく少なくしなければならない。

（ｉｊ）ポリエステルの分子構造をルーズにするための
化合物を共重合する場合、単に結晶構造を乱し、染料が
繊維内部へ浸透し易くするのみではなく、結晶性を保持
させなければならない。すなわち、融点が明確に現れな
い非品性の繊維では、仮撚加工等の後加工においてトラ
ブルの原因となる。

（ｉｖ　）ポリアルキレングリコールを共重合すると染
色性が向上するが、その種類によって、耐候性（耐光性
）が大きく変化する。

本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり
、その要旨は次のとおりである。

繰り返し単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレー
トであり、繰り返し単位中のメチレン基の数が３〜６の
直鎮状ポリアルキレンゲリコールが共重合されたポリエ
ステルからなる繊維であって。

次の要件［１］〜［５］を満足することを特徴とする高
強度・高染色性ポリエステル繊維。

■ポリアルキレングリコールの共重合量を８重量％とし
たとき。

８ｎ／６≦ａ≦２５ｎ／６ 〔ｎはポリアルキレングリコールの繰り返し単位中のメ
チレン基の数〕 ■切断時の強度（Ｔ）　　　４．５ｇ／ｄ以上■複屈折
率（Δｎ　）　　　　０．１５０以上■沸水収縮率　　
　　　１５％以下 ■飽和染料吸着能 分散染料で、常圧、１００℃で、キャリヤー無しで染色
したときの飽和染料吸着量が、繊維１ｇに対して５０■
以上 以下１本発明の詳細な説胡する。

まず１本発明の繊維は、繰り返し単位の８０モル％以上
がエチレンテレフタレートからなるポリエステルで構成
されたものであることが必要であり。

この単位が８０モル％未満になるとポリエチレンテレフ
タレートの優れた特性が損なわれる。

なお９本発明の効果を損なわない範囲で、ボリアルキレ
ングリコール以外の成分を共重合してもよく１例えば、
５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を３モル％以下
の量で同時に共重合すると塩基性染料で可染性の繊維と
することができる。

次に１本発明で重要な要件であるポリアルキレングリコ
ールの種類及び共重合量であるが、繰り返し単位を構成
するメチレン基の数が３〜６の直鎖状のポリアルキレン
グリコールを用い、ポリアルキレングリコールの繰り返
し単位中のメチレン基数と相関して定まる特定範囲の量
を共重合することが必要である。

共重合ポリエステル中のエーテル結合の数が耐候性（耐
光性）に影゛響し、ポリアルキレングリコールの繰り返
し単位中のメチレン基の数が小さいとエーテル結合の数
が多くなるため添加量を少なくする必要があり、染色性
を十分に向上させることができない。逆に、このメチレ
ン基の数が多すぎるとポリエステルの結晶構造を乱しす
ぎ１強度低下を引き起こすようになる。このような観点
から、！Ｉり返し単位中のメチレン基の数が３〜６のポ
リアルキレングリコールを使用するのが適当である。ま
た１分岐したポリアルキレングリコールを用いると、や
はりポリエステルの結晶構造を乱しすぎ１強度低下を引
き起こすので直鎮状のポリアルキレングリコールを用い
ることが必要である。

最も好ましいポリアルキレングリコールは、ポリテトラ
メチレングリコールである。

上記のように、ポリエステル中のエーテル結合が多くな
ると繊維の耐候性（耐光性）が劣るようになり、あまり
多量に共重合すると繊維の強度低下等の問題が生ずるの
で、ポリアルキレングリコールの共重合量を８重量％と
したとき１次式を満足するようにすることが必要である
。

８ｎ／６≦ａ≦２５ｎ／６ 〔ｎはポリアルキレングリコールの繰り返し単位中のメ
チレン基の数で、３〜６である。〕なお、ポリアルキレ
ングリコールの分子量は特に限定されないが、あまり小
さいと染色性を向上させる効果が乏しく、逆に大きすぎ
ると強度低下を引き起こすようになる。分子量としては
、おおむね４００〜１５０００が好ましい。

次に、切断時の強度Ｔであるが、これは通常の引張試験
において得られる切断強度Ｔｏ、すなわち切断強力を引
張試験前の繊度で除した値とは異なり、伸度をＥ（％）
としたとき１次式の関係を有するものである。

Ｔ＝　（１＋Ｅ／１００）Ｔ。

ここで、切断時の強度Ｔのもつ意味について説明する。

例えば１通常の切断強度Ｔ０が３．５ｇ／ｄ。

伸度Ｅが３０％の場合、Ｔは４．５５ｇ／ｄとなる。こ
のときＴが一定で伸度が２０％の場合Ｉ　Ｔｏは３．７
９ｇ　／　ｄ　、伸度が４０％の場合、Ｔｏは３．２５
ｇ／ｄとなる。延伸倍率の設定により、高強度の場合は
低伸度、低強度の場合は高伸度となる。本発明の場合、
伸度はおよそ２０〜４０％の範囲が適しており。

このときの切断強度Ｔ０は前述したような範囲をもって
いても差し支えなく、糸条としての特性値としては、切
断時の強度Ｔの方が重要となってくるのである。なお１
本発明においてはＴは４．５ｇ／ｄ以上であることが必
要であり、４．５ｇ／ｄ未満であると製織等の後工程で
糸切れ等が発生する。

また、前述したように強度が低くなるとポリエステル繊
維としての優れた特性が損なわれる。

次に、延伸糸の複屈折率Δｎであるが、これは０、１５
０以上であることが必要である。ポリエステル繊維の優
れた機械的性質は他の繊維に比べ、高配向であるが故の
ものであり、複屈折率Δｎが０、１５０未満では強伸度
特性や初期弾性率が劣ったものとなってしまう。通常、
複屈折率Δｎを高くするには延伸時の延伸倍率を高くす
ればよいが。

イソフタル酸や５−ナトリウムスルホイソフタル酸等の
屈曲した分子構造を有する化合物を多量に共重合した場
合、高配向にするために高延伸倍率にすると糸条が切断
したり、残留伸度の小さいものになってしまい、後加工
時に糸切れや毛羽が発生し易くなり、トラブルの原因と
なる。したがって１本発明においては直線的分子構造を
有するポリアルキレングリコールを共重合し、染料を繊
維内部へ浸透し易＜シ、かつ高配向の糸とするのである
。

次に、洪水収縮率であるが、これは１５％以下にするこ
とが必要がある。洪水収縮率が１５％を超えると前述し
たように織物用として用いる場合、製織後の精練や染色
工程において、収縮が大きくなって不適当であり、さら
に加工糸用として用いる場合、加工糸の形態安定性を増
すた約に行う仮撚時の熱処理温度を高くすることができ
ない。延伸糸の洪水収縮率が１５％を超える領域で仮撚
時の熱処理温度を高くすると未解撚や糸切れが多発した
り、加工糸の風合が劣ったものとなってしまう。

したがって、延伸糸の洪水収縮率は１５％以下にし。

仮撚加工する場合、仮撚時の熱処理温度を高くする必要
がある。

次に、染料吸着能であるが、これは分散染料によって、
常圧、１００℃で、キャリヤー無しで染色したときの飽
和染料吸着量が、繊維１ｇに対して５０■以上でなけれ
ばならない。これはポリエチレンテレフタレート繊維を
１３０℃で加圧染色したときの飽和染料吸着量に相当す
るものである。

なお、飽和染料吸着量とは染料濃度や染色時間を大きく
してもこれ以上染料を吸着しなくなった染料吸着量であ
り、染色した繊維から抽出した染料を一定量に希釈した
液の透過度が変化しなくなれば飽和染料吸着量に達した
といえる。本発明者らの実験によれば、常圧、１００℃
で通常の分散染料で染色する場合、染料濃度２０％ｏｉ
ｍｆ、染色時間６０分で染色すれば飽和染料吸着量に達
する。

最後に９本発明のポリエステル繊維を製造するた約の紡
糸、延伸条件であるが、＃糸速塵は１０００ｍ／分以上
、延伸時の熱処理温度は１５０℃以上とするのが望まし
い。紡糸速度が１０００ｍ　／分未満となると延伸性が
悪くなり、熱収縮率を抑えるための延伸時の熱処理温度
を高くすることができず。

さらには糸切れや単糸の切断が多発する。また。

延伸時の熱処理温度は低くしても延伸は可能であるが、
延伸時の熱処理温度が低いと熱収縮率が高くなり、前述
したように織物用原糸として用いることができなかった
り、仮撚用として用いるとき仮撚工程で熱処理温度を高
くすることができず。

得られる加工糸が形態安定性の乏しいものとなってしま
う。また、延伸糸を仮撚加工する場合、その熱処理温度
は１６０℃以上とするのが望ましい。

仮撚加工時の熱処理温度が低いと前述したように形態安
定性の乏しいものとなってしまう。

なお１本発明のポリエステル繊維は、異収縮混繊糸や異
収縮混繊糸としたり、さらには他の繊維と交編、交織し
たりしても差し支えない。

（実施例） 次に１本発明を実施例によって説明する。

なあ９例中の特性値は次の方法で測定した。

極限粘度〔η〕 フェノールと四塩化エタンとの等重量混合溶媒を使用し
、２Ｄｔで測定した。

強伸度特性 オリエンティック社製テンシロン［ＩＴＭ−４−１００
型を用い、試料長５０ＣＯ１，引張速度５０ｃｒｎ／分
で測定した。

複屈折率Δｎ ニコン社製ＰＯＨ型偏光顕微鏡を用い、白色光で測定し
た。

洪水収縮率 東洋紡エンジニアリング社製εメータを用い。

試料長５０ｃｍ、処理温度９８℃、荷重０．００１ｇ　
／　ｄ　。

処理時間１０秒で測定した。

飽和染料吸着能 延伸糸を筒騙し、下記の条件で染色した。

分散染料　　　　　　　２０％ｏｗｆ 分散剤（明成化学社製デイスパーＶＧ）２ｇ／１２ 浴比　　　　　　　　　１：５０ 温度　　　　　　　　　１００℃ 染色時間　　　　　　　６０分 染色後の筒編地１ｇをとり、６０℃のジメチルホルムア
ミド５０ｍ１を用いて染料を抽出し、水で１０００艷に
希釈した。

この液の透過度を日立製作所製分光光度計ＥＰ５３Ｔ型
を用い、使用染料の最大吸収波長で測定し。

あらかじめ作成した検量線により染料の吸着量を求めた
。

耐光堅牢度 延伸糸を筒騙し、染色後、全弁科学社製カーボンアーク
フェードメータを用い１次の条件で処理し、変色度合を
目視で判定した。

アーク電圧　　１３０Ｖ 電流　　　　　　１６Ａ 機内温度　　　　６３℃ 処理時間　　　　４０時間 加工糸の伸長率及び弾性率 ＪＩＳ　Ｌ　１０７７八法に準じて測定した。

実施例１〜３及び比較例１〜５ テレフタル酸及びエチレングリコールを主成分とし、第
１表に示した化合物を共重合した極限粘度〔η〕が０．
７０のポリエステルを調製した。

第１表 ＰＴＭＧ−１：　　ポリテトラメチレングリコール　（
分子量１０１００００）ＰＨ：　　ポリへ士すメチしン
グリコール　（分子量５０００）ＰＴＭＧ−２：　　ポ
リテトラメチレングリコール　（分子！２０００）ＰＢ
Ｇ　　　　：　　ポリエチレングリコール　　（分子量
１０００）５−５ＳＩＰ　　：　　５−ナトリウムスル
ホイソフタル酸これらのポリエステルを常法によって、
減圧乾燥した後１通常の紡糸装置を用い、実施例１〜３
及び比較例１〜４は紡糸速度１４００ｍ　／分で、比較
例５は紡糸速度６０００ｍ／分で紡糸した。なお、この
時、延伸後の銘柄が７５ｄ／３６ｆになるように吐出量
を補正した。ただし、比較例５のみは紡糸後の銘柄が７
５６／３６ｆになるように吐出中を補正した。

得られた未延伸糸を残留伸度が約３０％になるように第
２表に示した延伸倍率（ＤＲ）で、他の条件は同一で、
予熱ローラを温度７０℃、熱処理板温度を１６５℃とし
て延伸した（比較例５は延伸せず）。

得られた延伸糸の物性を第２表に示す。

これらの延伸糸を筒騙し、第３表に示した分散染料を用
いて飽和染料吸着能測定用条件で染色した。

染色後の筒編地を乾燥後、飽和染料吸着能を測定した。

また、染料Ｎα１を用い、染料濃度を１％ｏｗｆとした
以外は飽和染料吸着能測定用条件と同じ条件で筒編地を
染色し、耐光堅牢度を測定した。

これらの結果を第４表に示す。

Ｓ＋ｏｏ　：沸水収縮率 製織時の状況を第５表に示す。

耐光堅牢度（級）：変色率　１〜５変色大参考例は、比
較例４の繊維を加圧高温（１３０℃）で染色した例を示
す。

次にこれらの糸を整経し、糊付を行った後、経糸とし、
　７５　ｄ／３６ｆのポリエチレンテレフタレート糸を
緯糸とし、津田駒社製ウォータージェットルーム２Ｎ−
３０３型を用い、　５００ｒｐｍの速度で製織した。

以上の結果から明らかなように本発明の繊維は分散染料
での染色性１強挿度特性、耐光性、製織性等すべての面
で優れているのに対し、比較例の糸条は前記項目のいず
れかで劣っていることがわかる。

実施例４及び比較例６ 実施例１のポリエステルを用い、常法によって減圧乾燥
した後１通常の紡糸装置を用い、紡糸速度１４００ｍ／
分で、三角断面糸を紡糸した。なお。

この時、延伸後の繊度が５０ｄになるように吐出量を調
整した。

この未延伸糸を通常の延伸機を用い、第６表に示した延
伸条件で延伸し、得られた延伸糸の性能を第７表に示し
た。

なお、複屈折率Δｎは同条件で丸断面糸を製造して測定
した。

次に、この延伸糸を用い、三菱重工社製ＬＳ−６型板撚
機を用い、スピンドル回転数３３５．００Ｏｒｐｍ、撚
数３．６５０Ｔ／Ｍ、オーバーフィード率２％、ヒータ
温度１９５℃、速度９０ｍ／分の条件で仮撚加工を行っ
た。

得られた加工糸の性能を第８表に示す。なお。

風合及び光沢（シルキー調）は加工糸を筒騙し。

目視によって○（良）、　△、×（不良）の３段階で評
価した。

第８表から明かなように本発明の繊維からなる加工糸は
伸縮性に優れ、未解撚の発生もなく、優れた風合及び光
沢を有する布帛を与える加工糸である。

（発明の効果） 本発明によれば１分散染料での常圧染色性２強挿度特性
、耐候性（耐候性）に優れ、製織や仮撚等の後工程にお
いてトラブルがほとんどない、優れた性能を有するポリ
エステル繊維が提供される。

特許出願人　　日本エステル株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繰り返し単位の８０モル％以上がエチレンテレフ
   タレートであり、繰り返し単位中のメチレン基の数が３
   〜６の直鎖状ポリアルキレングリコールが共重合された
   ポリエステルからなる繊維であって、次の要件［１］〜
   ［５］を満足することを特徴とする高強度・高染色性ポ
   リエステル繊維。 ［１］ポリアルキレングリコールの共重合量をａ重量％
   としたとき。 ８ｎ／６≦ａ≦２５ｎ／６ 〔ｎはポリアルキレングリコールの繰り返し単位中のメ
   チレン基の数〕 ［２］切断時の強度（Ｔ）４．５ｇ／ｄ以上 ［３］複屈折率（Δｎ）０．１５０以上 ［４］沸水収縮率１５％以下 ［５］飽和染料吸着能 分散染料で、常圧、１００℃で、キャリヤー無しで染色
   したときの飽和染料吸着量が、繊維１ｇに対して５０ｍ
   ｇ以上
2. （２）ポリアルキレングリコールがポリテトラメチレン
   グリコールである請求項１記載の高強度・高染色性ポリ
   エステル繊維。