JPH11217730A

JPH11217730A - ポリエステル繊維の製造法および仮撚加工糸

Info

Publication number: JPH11217730A
Application number: JP1617098A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Takehara; 勝己竹原; Shoichi Sugimura; 祥一杉村; Masayuki Sato; 正幸佐藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】単位時間当たりの吐出量増加によって生産性を
向上させると共に、キシミ感、ドライ感、発色性に優れ
た織編物を提供するため用いられるポリエステル繊維の
製造法をに関するものである。【解決手段】下記一般式【化１】［式中、Ｚは芳香族基又は脂肪族基、Ｍは金属又は水素
原子、Ｒ¹及びＲ²は同一又は異なるエステル形成性官能
基を示す］で表されるスルホン酸化合物を２〜１５モル
％共重合したポリエステルを実質的にポリエチレンテレ
フタレートからなるポリエステルに混合したポリエステ
ルを紡糸速度４０００〜１００００ｍ／分で紡糸するこ
とを特徴とするポリエステル繊維の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吐出量増加によっ
て生産性を向上させると共に、キシミ感、ドライ感、発
色性に優れた織編物を提供するため用いられるポリエス
テル繊維の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥ
Ｔと略す）繊維は、機械的特性をはじめとして様々の優
れた特性を有しているため、衣料用途はもとより産業資
材用途にも広く利用されている。

【０００３】近年、ＰＥＴ繊維の製造においては、紡糸
における引取速度を５０００ｍ／分以上と高速にして、
延伸工程を経ることなく、１工程で実用的な繊維を得る
高速紡糸法が工業的に採用されている。紡糸工程におけ
る生産性は単位時間当りの吐出量に大きく依存するた
め、高速にすればするほどこのような１工程法の生産性
は向上する。

【０００４】しかしながら、高速紡糸方法において、Ｐ
ＥＴ繊維は、６０００〜７０００ｍ／分付近の紡糸速度
では実用上好ましい機械特性を示すが、さらに高速化し
ていくと強伸度が低下し、実用上に問題を生ずる。その
ため生産性向上の効果を十分に発揮するには限界があ
る。

【０００５】そこで、同一紡糸速度でも、分子配向を抑
制し残留伸度のより大きな繊維を得ることができれば、
さらに紡糸速度を高くする、すなわち吐出量を増大さ
せ、生産効率を高めることが可能となる。

【０００６】この点に関して、特開平８−２４６２４７
号公報にはＰＥＴに対してポリスチレン、ポリメチルメ
タクリレート、ポリメチルペンテンなどを芯成分として
複合することにより、得られる繊維の残留伸度が増大
し、紡糸の生産性が大幅に向上することが示されてい
る。しかしながら、芯成分として挙げられたこれらのポ
リマは、ＰＥＴ用の通常の染料には染まらないため染色
品の発色性に問題を生じたり、染め斑が発生することが
判明した。また、染色後に芯鞘界面での剥離が発生する
ため、摩擦に対して鞘割れやフィブリル化が発生しやす
く耐摩耗特性に問題があることも判明した。

【０００７】また、特開昭５７−５９３２号公報や特開
昭５７−６１７１６号公報には、ＰＥＴにスチレン系重
合体、メタクリレート系重合体及びアクリレート系重合
体を添加することにより、得られる繊維の残留伸度が増
大することが示されている。

【０００８】しかしながら、これらの添加ポリマは軟化
点温度が低いため、糸に仮撚加工などを施すと融着した
り、未解撚部分が発生しやすい。また、繊維表面および
内部に剥離が発生するため、摩擦に対して割れやフィブ
リル化が発生しやすく耐摩耗特性に問題があることも判
明した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、吐出量増加
によって生産性を向上させると共に、キシミ感、ドライ
感、発色性に優れた織編物を提供するため用いられるポ
リエステル繊維に関して検討を重ねた結果得られたもの
である。

【００１０】また、ＰＥＴを高速紡糸する際に生じる繊
維の発色性の問題点を解決せんとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式

【化２】［式中、Ｚは芳香族基又は脂肪族基、Ｍは金属又は水素
原子、Ｒ¹及びＲ²は同一又は異なるエステル形成性官能
基を示す］で表されるスルホン酸化合物を２〜１５モル
％共重合したポリエステルを実質的にポリエチレンテレ
フタレートからなるポリエステルに混合したポリエステ
ルを紡糸速度４０００〜１００００ｍ／分で紡糸するこ
とにより達成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。混合（以下、ブレンドとする）されるＰＥＴは、ジ
オール成分および酸成分の一部が各々１５モル％以下の
範囲で他の共重合可能な成分で置換されたものであって
もよい。また、これらは艶消剤、難燃剤、帯電防止剤、
顔料などの添加物を含有していてもよい。

【００１３】ブレンドする共重合ポリマは、下記一般式

【化３】［式中、Ｚは芳香族基又は脂肪族基、Ｍは金属又は水素
原子、Ｒ¹及びＲ²は同一又は異なるエステル形成性官能
基を示す］で表されるスルホン酸化合物が２〜１５モル
％共重合されたポリエステルとして紡糸速度の高速化と
染色性が両立する。

【００１４】共重合率は高い方が生産性向上効果が高く
好ましいが、過度に共重合率を高くすると重合過程で急
激な増粘が発生し、ポリマの重合度を上げることができ
ないという問題が生じてしまう。また、ポリマの熱安定
性も低下するため紡糸性が悪化してしまう。従って、共
重合率は２〜１５モル％であれば紡糸性が良好である。
好ましくは５〜１２モル％である。なお、本発明でいう
スルホン酸化合物の共重合率とは、ポリマ中の全酸性分
に対するスルホン酸化合物のモル比をいうものとする。

【００１５】また、ブレンドする共重合ポリマには、本
発明を達成することができる範囲であれば、一般式で表
されるスルホン酸化合物の他にイソフタル酸等が共重合
されていても差し支えない。また、ブレンドする共重合
ポリマは、一般式で表されるスルホン酸化合物を共重合
したポリエステル単独でもよいし、本発明の効果を発現
する範囲であればナイロン等他のポリマと混合したもの
でもよい。

【００１６】本発明では共重合ポリエステルを繊維断面
全体にブレンドせしめているため、高温熱処理を行って
も融着等のトラブルを生じることがない。また、ブレン
ドされるＰＥＴとの相溶性が高いため、耐摩耗特性も良
好である。さらに、繊維全体として染色性が高くなり、
発色性が向上するだけでなく、本原糸を用いた織編物を
減量処理加工すると繊維表面に微細な筋状凹凸が形成さ
れ、良好なキシミ感・ドライ感が発現する。

【００１７】本発明でいうポリマブレンドの相分離状態
のドメインの大きさは、混合率、ブレンド方法などによ
って、繊維横断面において数１００オングストローム程
度から数１０μｍまで任意に設定可能であり、特に制限
はない。また、ドメインの形状も特に定まった形である
必要はない。一方、繊維軸方向には伸びた棒状の形態を
有していることが好ましく、より好ましくは、できるだ
け長く連続的に存在することが好ましい。ブレンドされ
た共重合ポリマは、繊維横断面全体にブレンドされてい
ることが好ましい。ブレンドされた共重合ポリマが、繊
維断面全体にブレンドされず、繊維断面の外側に高比率
で存在すると、高速紡糸過程において鞘側が急冷される
ため共重合ポリマの悪影響が顕在化しやすく、紡糸不調
となったり、得られた繊維にミクロボイド等の欠陥が多
く発生し脆くなるため残留伸度向上効果が発現せず、さ
らに強度も低くなる。この急冷による悪影響は低速紡糸
の場合はさほど問題にならないが、紡糸速度が高速にな
るほどその影響が急激に大きくなる。高速紡糸ではホモ
ＰＥＴ単独糸でさえ急冷により繊維物性が低下すること
が“HIGH−SPEED FIBER SPINNING”４４７頁（WILEY−I
NTERSCIENCE）等に記載されている。そのため、共重合
ポリエステルポリマを使用し高速紡糸を行う場合は特に
注意が必要である。特に、紡糸速度が６０００ｍ／分以
上では共重合ポリエステルが繊維断面の外側に高比率で
存在すると実用に耐えうる繊維を得ることはほとんど困
難である。

【００１８】通常、延伸仮撚加工用のＰＥＴの高配向未
延伸糸は紡糸速度３０００ｍ／分程度で生産されてい
る。紡糸速度４０００ｍ／分で得られる繊維でも延伸仮
撚加工は不可能ではないが、得られる加工糸の残留伸度
が過度に低下するため、紡糸速度３０００ｍ／分で得ら
れた繊維の場合に比べ延伸倍率を大幅に下げる必要があ
る。そのため、紡糸／延伸仮撚加工の総合的な生産性は
必ずしも上昇するわけではなく好ましくない。また、生
産性に見合うよう延伸倍率を高くして加工を施すと、加
撚／解撚部の張力が過度に上昇するため毛羽立ちや糸切
れを生じやすく、延伸仮撚加工の操業性が低下する。

【００１９】これに対し、本発明では上述した一般式で
表されるスルホン酸化合物を共重合したポリエステルを
特定量ブレンドした繊維とすることにより、紡糸速度を
高くしても得られる高配向未延伸糸の配向度は抑制さ
れ、紡糸／延伸仮撚加工の生産性が向上するものであ
る。

【００２０】紡糸により得られた繊維の残留伸度が７０
％以上のいわゆる高配向未延伸糸（ＰＯＹ）の性質を有
するものでは、さらに延伸や延伸仮撚を施すことが好ま
しい。その時の加工性、工程安定性を考慮すると得られ
る繊維はある程度配向していた方がよいと考えられる。
そのため紡糸速度は４０００ｍ／分以上であることが好
ましい。

【００２１】一方、紡糸により得られた繊維の残留伸度
が７０％未満のものは、特別な延伸工程を必要とせずそ
のままでも衣料用途に使用できる。この時は生産性の点
から紡糸速度は８０００ｍ／分以上が好ましい。本発明
によれば、従来、強伸度が低く実用に耐えなかった紡糸
速度８０００〜１００００ｍ／分としても強伸度の低下
が小さく、衣料用として実用に耐えうる繊維を得ること
ができる。そして、この高速紡糸によって得られた繊維
に仮撚加工を施すこともできる。

【００２２】上記した配向度上昇の抑制効果は、その目
的に応じて混合率として５重量％以上、好ましくは１５
重量％以上である。一方、混合率を高くするにつれ配向
抑制効果は顕著となっていくが、最終製品の強度や仮撚
り加工時の繊維断面変形、熱セット性等を考慮すると５
０重量％以下、好ましくは３０重量％以下である。

【００２３】２種のポリマをブレンドする方法として
は、２種のポリマを別々に溶融し、ミキサーで混練する
方法、２種のポリマをチップの状態で混合し、溶融する
方法などが挙げられる。但し、２種のポリマを別々に溶
融し、ミキサーで混練して一旦マスターチップとした後
で紡糸する方法では、２種のポリマをブレンドした効果
が喪失する、即ち繊維軸方向に伸びた筋状凹凸を形成す
ることができない。

【００２４】一般式で表されるスルホン酸化合物は、Ｐ
ＥＴの改質剤としては非常によく知られているポリマで
ある。その共重合ポリマは、染色性、アルカリ溶出性等
の向上を目的として広く用いられている。しかしなが
ら、該共重合ポリエステルは複合繊維の場合、繊維に機
能性を持たせるため鞘部に用いられることがほとんどで
あり、本発明のごとく、特定量ブレンドさせるだけでＰ
ＥＴ繊維の配向が抑制されるという効果は全く知られて
いなかった。

【００２５】このように、一般式で表されるスルホン酸
化合物を共重合したポリエステルが高速紡糸によってＰ
ＥＴの配向を抑制し、得られる繊維の残留伸度が増加す
る理由は明らかではないが、ブレンドした共重合ポリマ
の存在が紡糸中の繊維の細化挙動に影響を及ぼし、ブレ
ンドされたＰＥＴの配向構造が形成される際にその内部
応力を低減させることによりＰＥＴの配向が抑制される
ものと思われる。

【００２６】本発明によれば４０００〜６０００ｍ／分
の高速紡糸においても、得られる繊維は１．２〜２．０
倍の延伸倍率での延伸（仮撚）加工が可能であり、従来
より生産性の優れた製法である。また、ＰＥＴ単独での
高速紡糸では紡糸速度８０００ｍ／分以上で得られた繊
維は強伸度特性に劣るのに対し、本発明の方法では紡糸
速度８０００ｍ／分以上でも実用的な強伸度特性を有す
る繊維を得ることができ、超高速紡糸においても従来よ
り生産性の優れた製法である。

【００２７】本発明のポリエステル繊維の断面形状は、
円形であっても異形であってもよく、特に制限はない
が、３葉以上の多葉断面形状が好ましい。

【００２８】本発明で得られたポリエステル繊維は、生
糸のままで、あるいは撚糸、仮撚加工糸として、裏地、
スポーツウエア、スラックス、ブルゾン、ブラウスなど
の衣料用途に好適に用いることができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。

【００３０】Ａ．極限粘度［η］オルソクロロフェノール中２５℃で測定した。

【００３１】Ｂ．応力-伸長曲線、強度および伸度ＪＩＳＬ１０１３に従って、荷重−伸長曲線を求め
た。次に荷重値を初期の繊度で割り、それを応力（強
度）とし、伸びを初期試料長で割り強度、伸度からなる
応力-伸長曲線を求めた。

【００３２】Ｃ．染色繊維を筒編み後テラシルネイビーブルーＳＧＬで染色
し、発色性の官能評価を行った。

【００３３】実施例１別々に溶融した極限粘度０．６３のホモＰＥＴと５−ナ
トリウムスルホイソフタル酸を８モル％共重合した極限
粘度０．６３の共重合ポリエステルを２５％の重量比率
で溶融混合したポリマー流を濾過した後、Ｙ孔の口金か
ら吐出した。紡糸温度は２９２℃、吐出量は単糸繊度４
ｄｔｅｘになるように調整した。吐出した糸条は、吐出
後常法により冷却、給油後交絡を付与し引取ローラーを
介して巻取機で巻取った。糸条が最初に触れる引取ロー
ラーの周速度を紡糸速度として表１に示す（実験Ｎｏ．
１〜４）。

【００３４】この時、紡糸速度６０００ｍ／分および１
００００ｍ／分で得られた繊維の応力−伸長曲線を図１
の曲線Ａおよび図２の曲線Ａにそれぞれ示した。また強
度および伸度を表１に示す。

【００３５】紡糸速度４０００ｍ／分および６０００ｍ
／分で得られた繊維をヒーター温度２２０℃、延伸倍率
をそれぞれ１．９３、１．５３倍で延伸仮撚加工を行っ
た。

【００３６】延伸仮撚加工した繊維および紡糸速度８０
００および１００００ｍ／分で得られた繊維を甘撚し、
経糸および緯糸に使用して製織し、水酸化ナトリウム水
溶液を使用して９８℃の条件で減量率２５％になるまで
減量加工した。得られた織物特性について、発色性、キ
シミ感およびドライ感について評価した結果を表１に示
す。延伸仮撚加工した繊維および紡糸速度８０００ｍ／
分以上の超高速紡糸繊維とも発色性、キシミ感、ドライ
感いずれも良好であった。

【００３７】実施例２５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合率を実験Ｎ
ｏ．５〜８のように変更した以外は実施例１（実験Ｎ
ｏ．２）と同様の条件で溶融紡糸を行った。強度および
伸度を表１に示す。

【００３８】共重合率の増加に伴い、伸度向上効果がみ
られた。また、これらの繊維をヒーター温度２２０℃、
延伸倍率１．７９，１．６２，１．２６，１．１６倍で
延伸仮撚加工を行った。延伸仮撚加工した繊維を実施例
１と同様に製織し、減量加工した後、発色性、キシミ感
およびドライ感について評価した（表１）。いずれも発
色性、キシミ感、ドライ感は良好であった。

【００３９】比較例１ポリマを実施例１で用いたホモＰＥＴのみとし、実施例
１と同様の条件で溶融紡糸を行った（実験Ｎｏ．９〜１
２）。強度および伸度を表１に示した。

【００４０】また、紡糸速度６０００ｍ／分および１０
０００ｍ／分で得られた繊維の応力−伸長曲線を図１の
曲線Ｂおよび図２の曲線Ｂにそれぞれ示した。いずれも
典型的なＰＥＴ繊維の特性を示しており、紡糸速度６０
００ｍ／分では巻取りまでで既に延伸が起こり定応力伸
長領域を有さず未延伸糸とはなっていないことが分か
る。図１および図２には実施例１の実験Ｎｏ．２および
４の共重合ポリマーブレンド糸の結果についても、それ
ぞれ曲線Ａとして記載した。これを見ると、紡糸速度６
０００ｍ／分ブレンド糸（図１−Ａ）はＰＥＴ単独の場
合（比較例１、図１−Ｂ）とは異なり、定応力伸長領域
を有し未延伸糸である。さらに、紡糸速度１００００ｍ
／分ブレンド糸（図２−Ａ）は、ＰＥＴ単独（比較例
１、図２−Ｂ）の場合とは異なり良好な強伸度特性を有
していることがわかる。

【００４１】また、表１から分かるように５−ナトリウ
ムスルホイソフタル酸共重合ポリエステルをホモＰＥＴ
にブレンドさせた場合、ＰＥＴ単独糸（実験Ｎｏ．９〜
１２）に比べ、全紡糸速度領域にわたって伸度向上の効
果が得られた。

【００４２】得られたこれらの繊維を、実施例１と同様
に、紡糸速度４０００ｍ／分で得られた繊維は、ヒータ
ー温度２２０℃、延伸倍率を１．２７倍で延伸仮撚加工
を行った。

【００４３】延伸仮撚加工した繊維および紡糸速度６０
００，８０００および１００００ｍ／分で得られた繊維
を甘撚し、経糸および緯糸に使用して製織し、水酸化ナ
トリウム水溶液を使用して９８℃の条件で減量率２５％
になるまで減量加工した。得られた織物特性について、
発色性、キシミ感およびドライ感について評価した結果
を表１に示す。延伸仮撚加工した繊維および紡糸速度６
０００ｍ／分以上の超高速紡糸繊維とも発色性、キシミ
感、ドライ感に劣るものであった。

【００４４】実施例３共重合ポリエステルの混合率を、実験Ｎｏ．１３〜１６
のように変更した以外は、実施例１（Ｎｏ．２）と同様
の条件で溶融紡糸を行った。強度および伸度を表１に示
す。混合率が大きくなるほど、伸度向上効果が大きいこ
とが分かる。

【００４５】ヒーター温度２２０℃で、３重量％ブレン
ドの繊維はそのまま、５，５０，６０重量％ブレンドの
繊維はそれぞれ延伸倍率１．２９，１．９０，２．００
倍で延伸仮撚加工を行った。

【００４６】３重量％ブレンドの繊維、および延伸仮撚
加工した繊維を実施例１と同様に製織し、減量加工した
後、発色性、キシミ感およびドライ感について評価した
（表１）。いずれも発色性、キシミ感、ドライ感は良好
であった。

【００４７】比較例２５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合率を１（極
限粘度０．６５）および１７モル％（極限粘度０．５
７）とした以外は実施例１（実験Ｎｏ．２）と同様の条
件で紡糸を行った（実験Ｎｏ．１７、１８）。強度およ
び伸度を表１に示した。共重合率１モル％では伸度向上
効果はほとんど見られなかった。共重合率１７モル％で
は伸度向上効果は大きかったが、紡糸調子が不調となり
断糸が多発した。延伸仮撚加工を施す際に、融着による
未解撚部も発生しやすかった。

【００４８】延伸仮撚加工した繊維を実施例１と同様に
製織し、減量加工した後、発色性、キシミ感およびドラ
イ感について評価した（表１）。共重合率１モル％（実
験Ｎｏ．１７）では、発色性、キシミ感、ドライ感に乏
しく、共重合率１７モル％（実験Ｎｏ．１８）では、キ
シミ感、ドライ感は良好であったが、フィブリルが発生
しやすく、発色性に劣るものであった。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の効果】本発明のポリエステル繊維の製造法を採
用することにより、単位時間当たりの吐出量を大幅に増
加させることができ、しかも発色性などの従来技術の欠
点を克服することができると共に、キシミ感、ドライ感
に優れた織編物を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例および比較例において、紡糸速
度６０００ｍ／分で紡糸して得られた繊維の応力−伸長
曲線を示す図である。

【図２】本発明の実施例および比較例において、紡糸速
度１００００ｍ／分で紡糸して得られた繊維の応力−伸
長曲線を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式【化１】［式中、Ｚは芳香族基又は脂肪族基、Ｍは金属又は水素
原子、Ｒ¹及びＲ²は同一又は異なるエステル形成性官能
基を示す］で表されるスルホン酸化合物を２〜１５モル
％共重合したポリエステルを実質的にポリエチレンテレ
フタレートからなるポリエステルに混合したポリエステ
ルを紡糸速度４０００〜１００００ｍ／分で紡糸するこ
とを特徴とするポリエステル繊維の製造法。
【請求項２】混合率が５〜５０重量％である請求項１記
載のポリエステル繊維の製造法。
【請求項３】請求項１もしくは２記載の製造法で得られ
たポリエステル繊維からなる仮撚加工糸。