JPH11100722A - 易染性ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分散染料に対して１００℃以下で濃色まで染
色可能であり、かつ染色堅牢度が良好であり、また所定
の沸水収縮率と熱応力極値を有していることを特徴とす
るポリエステル系繊維の提供。当該ポリエステル系繊維
は、１００℃以下で可染であるために、スパンデックス
などの熱安定性に乏しい繊維との複合や反応染料等に代
表される耐熱性の低い染料を使用する場合に極めて適し
ており、また適切な沸水収縮率と熱応力極値を有してい
るため、スパンデックスとの交編の際に組織の欠点を引
き起こさない。 【解決手段】 ９０モル％以上がトリメチレンテレフタ
レート繰り返し単位からなり、残りの０〜１０モル％が
その他のエステル繰り返し単位からなるポリエステル繊
維であり、特定の構造、物性を有した易染性ポリエステ
ル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ナイロン繊維と同
様にインナー衣料向け、すなわちファンデーション向け
のスパンデックス交編に適したポリエステル繊維に関す
る。更に詳しくは柔軟な風合いを有し、スパンデックス
繊維が劣化するおそれが全くなく、加圧染色機が必要で
ない１００℃以下の温度で染色が可能な易染性ポリエス
テル繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】女性用の肌着であるところのファンデー
ションには、従来から弾性繊維スパンデックスとナイロ
ンとの交編物が使われている。スパンデックス繊維は熱
によって劣化し易いので、交編の相手には１００℃以下
の温度で染色可能な繊維を用いる必要がある。ナイロン
繊維がスパンデックス繊維の交編相手素材に選ばれる大
きな理由は、ナイロン繊維が１００℃以下で染色可能だ
からであるしかし、ナイロン繊維は熱や紫外線によって
黄変し易い傾向を有しており、アイロンや洗濯によって
黄ばみを生じることがよくある。

【０００３】そこでこの黄変現象のない易染性ポリエス
テル繊維をスパンデックス交編に使用する試みがされて
きた。易染性ポリエステル繊維の代表例のポリエチレン
テレフタレート繊維はスパンデックスの劣化が激しい１
３０℃が常用の染色温度であるので、そのままでは使用
不可能である。このためポリエチレンテレフタレート繊
維の低温可染化の試みとして高速紡糸及び共重合が研究
された。前者の代表例が米国特許第４１３４８８３号明
細書であり、後者の代表例が特願昭６１−２２６５１０
号公報である。

【０００４】高速紡糸ポリエチレンテレフタレート繊維
は低温可染性であっても濃色では１１０〜１２０℃可染
であり、それは未だスパンデックス繊維が劣化する範囲
であり、また、高価な加圧染色機を必要とする範囲であ
る。そしてこの繊維は熱収縮応力極値が小さいために、
笑い、というファンデーションでは嫌われる欠点を起こ
しやすい。笑いとは繰り返しの摩擦によって繊維の偏り
が生じ編み物に穴があく現象のことである。

【０００５】一方、共重合体ポリエチレンテレフタレー
ト繊維は染色の耐光堅牢度が通常のポリエチレンテレフ
タレートよりも低く、染料選択に制約がある。近年、ポ
リトリメチレンテレフタレート繊維の研究が盛んである
（例えば、特開昭５２−５３２０号公報、特開平８−２
３２１１７号公報）。この繊維の特徴は初期弾性率がナ
イロン６繊維並の約３０ｇ／ｄと低く、ポリエチレンテ
レフタレート繊維よりも低温染色が可能で、弾性回復率
が非常に優れていることなどである。

【０００６】この繊維は低温染色性ではあるが、濃色を
出すには１０５℃以上での染色が必要で、常圧染色可能
とは言い難い水準であり、高価な加圧染色機を必要とす
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、常圧
染色機を使って１００℃以下の温度で淡色から濃色に亘
って染色可能で、且つ染色堅牢度に問題のない、そして
スパンデックス繊維と交編する際に笑いや黄変などの欠
点を引き起こさない易染性ポリエステル繊維を提供しよ
うとすることにある。すなわち、熱収縮応力極値及びド
ライクリーニング堅牢度や耐光堅牢度などの染色堅牢度
を高く維持したままで、１００℃以下で全色にわたって
染色可能な易染性ポリエステル繊維を提供しようとする
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、ポリトリメチレンテレフタレートからなり、極
めて限られた構造物性を有する易染性ポリエステル繊維
が従来のポリエチレンテレフタレートの高速紡糸繊維よ
りも熱収縮応力極値及び沸水収縮率が高いことを見出し
本発明を完成した。

【０００９】すなわち、本発明は、９０〜１００モル％
がトリメチレンテレフタレート繰り返し単位からなり、
残りの０〜１０モル％がその他のエステル繰り返し単位
からなるポリエステルからなり、以下の（１）〜（３）
を満足することを特徴とする易染性ポリエステル繊維、 （１）極限粘度：０．５〜２ （２）複屈折率：０．０４〜０．０６ （３）力学的損失正接ｔａｎδのピーク温度Ｔｍａｘ：
７５〜１０５℃、である。

【００１０】本発明の易染性ポリエステル繊維は、その
９０〜１００モル％以上がトリメチレンテレフタレート
繰り返し単位からなり、残りの０〜１０モル％がその他
のエステル繰り返し単位からなる。その他のエステル単
位が１０モル％を越えると融点が低下し、アイロンがけ
に代表される後加工などで非常に取り扱いの困難な繊維
となってしまう。

【００１１】本発明の易染性ポリエステル繊維は、ＤＳ
Ｃで測定する融点（ＤＳＣシグナルの吸熱ピーク温度）
が２００〜２４０℃であることが好ましい。融点が２０
０℃未満では通常行われる１８０〜２００℃の熱処理を
行う後加工に耐えられない。また、融点が２４０℃を超
えることによる問題はないが、９０モル％以上がトリメ
チレンテレフタレート繰り返し単位のポリエステルであ
れば、これ以上の融点を示すことはない。融点は２２０
〜２３８℃が更に好ましい。

【００１２】本発明ではポリトリメチレンテレフタレー
トの極限粘度は、０．５〜２である必要があり、好まし
くは０．６〜１．５の範囲である。極限粘度０．５未満
では紡糸性が悪いばかりか、破断強度などの力学的性質
が低くなりすぎ満足できる繊維を得ることができなくな
る。逆に極限粘度が２を超えると、溶融粘度が高すぎる
ために、ギアポンプでの計量がスムーズに行われなくな
り、吐出不良等で得られる繊維は糸径の不均一なものに
なってしまったりする。

【００１３】本発明の易染性ポリエステル繊維は、複屈
折率が０．０４〜０．０６でなければならない。０．０
６を越えると濃色で１００℃以下では染色不可能な部分
が出てくる。また、複屈折率が０．０４未満では、伸度
が高く力学的に脆弱であるばかりか、本発明の重要な要
件である沸水収縮率及び熱収縮応力極値が所定の範囲内
とならず、笑いが生じてしまう。０．０４２〜０．０５
５が更に好ましい。

【００１４】本発明の易染性ポリエステル繊維は、力学
的損失正接ｔａｎδのピーク温度Ｔｍａｘが７５〜１０
５℃でなければならない。Ｔｍａｘが１０５℃を越える
と淡色から濃色にわたって１００℃以下で染色可能とい
う効果が得られなくなる。Ｔｍａｘは１０５℃から高く
なるにつれて１００℃以下では濃色が次第に染まらなく
なり強いては淡色も染まらなくなる。またＴｍａｘが７
５℃未満では熱セットに代表される通常の後加工、アイ
ロンがけに代表される通常の使用の段階で物性、風合い
が変化してしまうか、あるいは染色物のドライクリーニ
ング堅牢性が悪化してしまう。Ｔｍａｘの好ましい範囲
は８０〜１００℃である。

【００１５】本発明の易染性ポリエステル繊維は、初期
弾性率が１５〜４０ｇ／ｄであることが好ましい。初期
弾性率が４０ｇ／ｄを越えるとインナー衣料に望ましい
ナイロン６繊維並の柔らかさが得られない。また初期弾
性率が１５ｇ／ｄ未満では、繊維が柔らかすぎるため
に、織編製が困難となってしまう。初期弾性率の好まし
い範囲は２０〜３０ｇ／ｄ以下である。

【００１６】本発明の易染性ポリエステル繊維は、沸水
収縮率が５〜１５％で且つ熱収縮応力極値が０．０５〜
０．４ｇ／ｄであることが好ましい。この範囲外ではス
パンデックスと交編した際に編み条件などの他の条件を
いかに最適化しても、交編物の笑い発生は避けられな
い。さらに好ましい沸水収縮率及び熱収縮応力極値の範
囲は、それぞれ６〜１２％及び０．０８〜０．３ｇ／ｄ
である。

【００１７】本発明に用いられるポリトリメチレンテレ
フタレートは、公知の重合方法で製造した物でよく、艶
消し剤、帯電防止剤、抗菌剤などの添加物を含有してい
てもよい。次に図１を用いて本発明の易染性ポリエステ
ル繊維の製造方法を説明する。ポリトリメチレンテレフ
タレートのペレットを公知の乾燥機、押出機を用いて乾
燥、溶融し、溶融体をスピンヘッド（１）に導く。つい
で溶融体を紡糸口金（２）を経てマルチフィラメント
（４）状に押し出し、マルチフィラメントを細化させつ
つ加熱筒内（５）を通過させる。その後マルチフィラメ
ントを冷却風で冷却しながら細化を完了させ、その後給
油用ノズル（６）でマルチフィラメントを集束すると同
時に給油する。続いて巻取機（７）で連続的にチーズ状
ににポリエステル繊維を巻き取る。

【００１８】図１記載の方法はノーゴデット法の紡糸法
であるが、ゴデットロールで繊維を連続的に引き取り、
その後に巻取機で巻き取る方法で本発明の繊維を製造し
てもよい。本発明の目的である１００℃以下での低温染
色性を達成するためには、巻取速度が重要である。巻取
速度は、５０００〜１００００ｍ／ｍｉｎが望ましく、
更に望ましくは６０００〜８０００ｍ／ｍｉｎである。
巻取速度が５０００ｍ／ｍｉｎ未満では１００℃以下で
淡色から濃色にわたっての染色が困難となる。一方、１
００００ｍ／ｍｉｎを超えると糸切れなどが多発し、紡
糸性が低下するばかりか、繊維自体の強度も低下してし
まう。なお、ここで言う巻取速度は図１に示す紡糸法の
場合は巻取機の速度を指し、ノーゴデット法の場合は繊
維を連続的に引き取るゴデットロールの速度を指してい
る。

【００１９】本発明の易染性ポリエステル繊維は、１０
０℃で染色した場合の深色度であるＫ／Ｓが２０以上で
あることが望ましい。Ｋ／Ｓの測定方法は実施例に記載
の方法に従う。この場合の高い染色性とは、Ｋ／Ｓが２
０以上を指す。従って、１００℃で染色をした場合、Ｋ
／Ｓが２０以上ならば通常のポリエチレンテレフタレー
ト繊維を１３０℃で染色した時と同等の発色性が発現さ
れたものと考えることができる。このような発色性は、
通常吸尽率がおよそ７０％以上の場合達成される。

【００２０】こうして染色された染色物が高い堅牢性を
示すためには、ドライクリーニング堅牢性が４級以上で
あることが望ましい。本発明の易染性ポリエステル繊維
のドライクリーニング堅牢性は、液汚染を評価するもの
である。この評価方法については、実施例に記載する。
尚、堅牢性の評価項目としては、水堅牢性、洗濯堅牢
性、昇華堅牢性、摩擦堅牢性等多岐にわたるが、本発明
者らの検討によれば、ドライクリーニング堅牢性が３級
以上あれば、本発明の易染性ポリエステル繊維は耐光堅
牢性を除く、残りの堅牢性はすべて工業的に問題のない
レベルであることがわかっている。従って、ドライクリ
ーニング堅牢性は、本発明の易染性ポリエステル繊維の
染色堅牢性全体を示す指標となる。従って、この堅牢性
が４級以上であることで、得られた染色物は実用性のあ
る堅牢性のよいものとなる。また、耐光性については、
本発明の易染性ポリエステル繊維の用途を考慮すると、
４級以上であることが望ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をより
詳細に説明するが、言うまでもなく本発明は実施例など
により何ら限定されるものではない。尚、実施例中の主
な測定値は以下の方法で測定した。 （１）融点 セイコー電子社（株）製ＤＳＣを用い、２０℃／ｍｉｎ
の昇温速度で１００ｍＬ／ｍｉｎの窒素気流下中で測定
した。ここでは、融解のピークのピーク値を融点とし
た。 （２）極限粘度 極限粘度［η］は次の定義式に基づいて求められる値で
ある。

【００２２】

【数１】 定義式のηｒは純度９８％以上のｏ−クロロフェノール
で溶解したポリエステルポリマーの希釈溶液の３５℃で
の粘度を、同一温度で測定した上記溶剤自体の粘度で割
った値であり、相対粘度と定義されているものである。
またＣは、上記溶液１００ｍｌ中のグラム単位による溶
質重量値である。

【００２３】（３）力学的損失正接（ｔａｎδ）のピー
ク温度 オリエンテック（株）製レオバイブロンを用い、乾燥空
気中、測定周波数１１０Ｈｚ、昇温速度５℃／分にて、
各温度における損失正接（ｔａｎδ）、および動的弾性
率を測定した。その結果から、損失正接−温度曲線を求
め、この曲線上で損失正接のピーク温度であるＴｍａｘ
（℃）を求めた。昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定周波数１
１０Ｈｚで求めた。 （４）熱収縮応力極値 熱収縮応力極値の測定には鐘紡エンジニアリング（株）
製、商品名ＫＥ−２熱収縮応力測定装置を用いた。測定
は糸を２０ｃｍの長さに切り取り、これの両端を結んで
輪を作り、測定機に装着した後、初荷重０．０５ｇ／
ｄ、昇温速度１００℃／分の条件で熱収縮応力の温度変
化をチャートに描かせた。この時の熱収縮応力のピーク
値を熱収縮応力極値（表１では熱応力と記す）とした。 （５）染色性評価｛染料吸尽率、深色度（Ｋ／Ｓ）｝ 一口編地を用い、スコアロール４００を２ｇ／リットル
で含む温水を用いて、７０℃、２０分間精練処理し、タ
ンブラー乾燥機で乾燥させ、次いで、ピンテンターを用
いて、１８０℃、３０秒の熱セットを行ったものを使用
した。

【００２４】染料は、カヤロンポリエステルブルー３Ｒ
ＳＦ（日本化薬（株）製）を使用し、６％ｏｗｆ、浴比
１：５０で染色した。分散剤はニッカサンソルト７００
０（日華化学（株）製）を０．５ｇ／リットル使用し、
酢酸０．２５ｍｌ／リットルと酢酸ナトリウム１ｇ／リ
ットルを加え、ｐＨを５に調整した。染料吸尽率は、４
０℃から１００℃に昇温後、更にそのまま１時間保持し
た後の染料吸尽率で評価した。染料原液の吸光度Ａ、染
色後の染液の吸光度ａを分光光度計から求め、以下の式
に代入して求めた。吸光度は当該染料の最大吸収波長で
ある５８０ｎｍでの値を採用した。

【００２５】 染料吸尽率＝（Ａ−ａ）／Ａ×１００ （％） どの程度濃色に染まったかを表す深色度は、Ｋ／Ｓを布
帛を用いて評価した。この値は、染色後のサンプル布の
分光反射率Ｒを測定し、以下に示すクベルカ−ムンク
（Ｋｕｂｅｌｋａ−Ｍｕｎｋ）の式から求めた。この値
が大きい程、深色効果が大きいこと、すなわち、よく発
色されていることを示す。Ｒは、当該染料の最大吸収波
長での値を採用した。 Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒ）²／２Ｒ

【００２６】（６）染色堅牢性 ドライクリーニング堅牢性（表１ではＤＣ堅牢性と記
す）はＪＩＳ−Ｌ−０８６０に、耐光堅牢性はＪＩＳ−
Ｌ−０８４２に、洗濯堅牢性はＪＩＳ−Ｌ−０８４４
に、乾・湿摩擦堅牢性はＪＩＳ−Ｌ−０８４９に準じて
行った。易染性ポリエステル繊維の堅牢性を調べるとき
は、（５）の方法で染色した一口編地５００ｍｇを用い
て評価を行った。 （７）複屈折率（Δｎ） 高額顕微鏡とコンペンセーターを用いて、繊維の表面に
観察される偏向のリターデーションから求めた。 （８）沸水収縮率（ＢＷＳ） 繊維を１００℃の沸騰水中に無荷重で３０分間浸漬前の
長さ（Ｌ）と浸漬後の長さ（Ｌ’）の変化を次式に従っ
て求めた。

【００２７】 ＢＷＳ＝（Ｌ−Ｌ’）／Ｌ’×１００（％） （８）強伸度、初期弾性率（表１では弾性率） オリエンテック（株）製テンシロンを用い、糸長２０ｃ
ｍ、引張速度２０ｃｍ／ｍｉｎの条件で測定した。ま
た、初期弾性率は、引張試験のとき、糸の伸びが０．５
〜２ｍｍの間の平均の値を用いた。

【００２８】

【実施例１〜３】極限粘度０．７で酸化チタンを０．０
５ｗｔ％含有するポリトリメチレンテレフタレートホモ
ポリマーのペレット及び図１のような紡糸設備を用いて
紡糸を行い４０００〜１２０００ｍ／分で巻取り、５０
デニール／２４フィラメントのポリトリメチレンテレフ
タレート繊維を得た。冷却風速度、仕上剤付着率はそれ
ぞれ０．４ｍ／秒、０．８重量％であった。結果を表１
にまとめた。また、染色布帛は、全てＫ／Ｓが２０を越
えており、通常のポリエチレンテレフタレート繊維を１
３０℃で染色したときと同等の発色性を発現した。これ
らの繊維は染色性、スパンデックスとの交編性に優れた
繊維であった。

【００２９】

【比較例１〜２】巻取速度を４０００ｍ／ｍｉｎおよび
１１０００ｍ／ｍｉｎにした以外は実施例１と同様の方
法で紡糸を行い繊維を得た。結果を表１に示す。巻取速
度４０００ｍ／ｍｉｎの繊維では複屈折率が０．０４未
満であり、また熱収縮応力極値も０．０５％未満となっ
てしまい、スパンデックス繊維と交編を行った場合、笑
いが生じでしまった。

【００３０】また巻取速度１１０００ｍ／ｍｉｎの繊維
では糸の強度が１．２ｇ／ｄと低く、交編や織編製など
の取扱時に糸切れが頻繁に起こる、取扱いの困難な繊維
であった。

【００３１】

【比較例３】極限粘度０．４５のポリトリメチレンテレ
フタレートポリマーを用いた以外は実施例１と同様の方
法で紡糸を行い繊維を得た。この繊維の強度は２ｇ／ｄ
と非常に弱く、織編製や後加工の際に糸切れが多発し
た。

【００３２】

【実施例４】巻取速度２０００ｍ／ｍｉｎで巻取った糸
を延伸ゾーンの温度５０℃、熱固定温度１４０℃にて２
倍に延伸するいわゆるコンベ法を用いた以外は実施例１
と同様の方法で紡糸を行い繊維を得た。結果を表１に示
す。このようにコンベ法ではＴｍａｘ温度が１０５℃を
超え、１００℃にて濃色で染色することができなかっ
た。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明の易染性ポリエステル繊維は、分
散染料に対して１００℃以下で染色可能であり、かつ染
色堅牢度に優れるポリエステル繊維である。その結果、
スパンデックスなどの熱安定性に乏しい繊維との複合
や、反応染料等に代表される耐熱性の低い染料を使用す
る繊維と複合する場合に極めて適しており、さらに、適
切な沸水収縮率と熱収縮応力極値を有しているためスパ
ンデックスとの交編の際に、従来のポリエチレンテレフ
タレート繊維などと比較して、組織の欠点を引き起こさ
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の易染性ポリエステル繊維の紡糸装置を
模式的に示す一例である。

【符号の説明】

１・・・紡糸ヘッド ２・・・紡糸口金 ３・・・冷却風 ４・・・マルチフィラメント ５・・・加熱筒 ６・・・油剤付与ノズル ７・・・巻取機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ９０〜１００モル％がトリメチレンテレ
   フタレート繰り返し単位からなり、残りの０〜１０モル
   ％がその他のエステル繰り返し単位からなるポリエステ
   ル繊維であり、以下の（１）〜（３）を満足することを
   特徴とする易染性ポリエステル繊維。 （１）極限粘度：０．５〜２ （２）複屈折率：０．０４〜０．０６ （３）力学的損失正接ｔａｎδのピーク温度Ｔｍａｘ：
   ７５〜１０５℃