JPH11302924A - カチオン染料可染鞘芯ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 鞘部と芯部とからなるポリエステル繊維
において、鞘部が少なくともエステル形成性スルホン酸
塩化合物を０．５〜５モル％共重合したポリエチレンテ
レフタレートまたはポリブチレンテレフタレートからな
り、芯部が実質的にポリトリメチレンテレフタレートか
らなり、該繊維全体に対する芯部の比率が４０〜９５％
であることを特徴とする鞘芯ポリエステル繊維。 【効果】 本発明のポリエステル繊維は強度、白度に優
れ、カチオン染料可染でしかもソフトな風合いを与える
織編物の原糸となりうる。従来のポリエチレンテレフタ
レート繊維では得られない鮮明な発色とソフトな風合い
が達成されるため、特に水着、スポーツウエア等の衣料
用途に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鞘芯構造のポリエ
ステル繊維に関するものであり、更に詳しくは、強度、
白度に優れ、カチオン染料可染でしかもソフトな風合い
を与える織編物の原糸となりうる鞘芯ポリエステル繊維
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレフタル酸またはテレフタル酸ジメチ
ルに代表されるテレフタル酸の低級アルコールエステル
と、トリメチレングリコール（１，３−プロパンジオー
ル）とを重縮合させて得られるポリトリメチレンテレフ
タレートは、低弾性率（ソフトな風合い）、優れた弾性
回復性、易染性といったポリアミドに類似した性質と、
耐光性、熱セット性、寸法安定性、低吸水率といったポ
リエチレンテレフタレートに類似した性能を併せ持つ画
期的なポリマーであり、その特徴を生かしてカーペッ
ト、ブラシ、テニスガット等に応用されている（特開平
９−３７２４号公報、特開平８−１７３２４４号公報、
特開平５−２６２８６２号公報）。

【０００３】ポリトリメチレンテレフタレートにエステ
ル形成性スルホン酸化合物を共重合し、これを溶融紡糸
することで、上記のポリトリメチレンテレフタレート繊
維に特有の性能を有すると同時にカチオン染料可染のポ
リトリメチレンテレフタレート繊維が得られることを本
発明者らはすでに見出している（特願平９−２４５３０
１号）。しかしながら、ポリトリメチレンテレフタレー
トに５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルに代表
されるエステル形成性スルホン酸金属塩を共重合する場
合は、スルホン酸金属塩同士のイオン架橋により溶融粘
性が高くなり、そるために重合度を上げることができ
ず、強度が３ｇ／ｄ以上の繊維を得ることが困難であ
る。強度が３ｇ／ｄを越えないと、カチオン染料で染め
た時に得られる鮮明な発色を生かせる水着やスポーツウ
エアには強度不足のために適用することができない。更
に、この種のポリマーを用いた繊維は、若干白度に劣る
傾向にある。イオン架橋の形成をさけるために、スルホ
ン酸金属塩の代わりに、例えば、５−スルホイソフタル
酸テトラブチルホスホニウム塩に代表されるスルホン酸
ホスホニウム塩を用いた場合には、強度は高くなるもの
の耐熱性が低く、安定剤を工夫してもかなり白度に劣る
ポリマーにしかならない。

【０００４】ポリトリメチレンテレフタレート繊維のポ
リアミドに類似した性質とポリエチレンテレフタレート
に類似した性質を有し、同時にカチオン染料で染めるこ
とが可能であれば、水着、スポーツウエアとして極めて
有用な新素材となることが期待できるものの、従来技術
の範囲では強度と白度の観点から満足できるものはなか
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、強度、白度
に優れ、カチオン染料可染でしかもソフトな風合いを与
える織編物の原糸となりうる鞘芯ポリエステル繊維を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリトリ
メチレンテレフタレートにエステル形成性スルホン酸塩
化合物を共重合せしめたポリマーの問題点を解決するた
めに鋭意検討した結果、繊維表面にエステル形成性スル
ホン酸塩化合物を共重合したポリエチレンテレフタレー
トまたはポリブチレンテレフタレートを有するポリトリ
メチレンテレフタレート繊維がカチオン染料可染であり
ながら、ポリトリメチレンテレフタレート繊維が持つソ
フトな風合いを示し、強度、白度も維持される可能性を
見いだし、更に検討した結果、本発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明は、鞘部と芯部とからな
るポリエステル繊維において、鞘部が少なくともエステ
ル形成性スルホン酸塩化合物を０．５〜５モル％共重合
したポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテ
レフタレートからなり、芯部が実質的にポリトリメチレ
ンテレフタレートからなり、該繊維全体に対する芯部の
比率が４０〜９５％であることを特徴とする鞘芯ポリエ
ステル繊維を提供するものである。

【０００８】鞘部を構成するポリエステルポリマーは鞘
部が少なくともエステル形成性スルホン酸塩化合物を
０．５〜５モル％共重合したポリエチレンテレフタレー
トまたはポリブチレンテレフタレートである。これらの
ポリマーを鞘部に用いることでカチオン染料で染めす
と、鮮やかな発色を呈するほか、白度にも優れるという
利点をゆうする。

【０００９】エステル形成性スルホン酸塩化合物は、カ
ルボン酸、またはカルボン酸の低級エステルをモノマー
１分子内に１又は２個有し、更に少なくとも１つのスル
ホン酸塩を有する化合物である。具体例としては、５−
ナトリウムスルホイソフタル酸、５−カリウムスルホイ
ソフタル酸、５−リチウムスルホイソフタル酸、５−ス
ルホイソフタル酸テトラブチルホスホニウム塩、５−ス
ルホイソフタル酸トリブチルベンジルホスホニウム塩、
４−ナトリウムスルホ−２，６−ナフタレンジカルボン
酸、４−ナトリウムスルホ安息香酸等が挙げられ、これ
らのメチル、エチルエステルであってもよい。共重合比
率としては、０．５〜５モル％の範囲であり、０．５モ
ル％未満では濃色に染めることができず、５モル％を越
えると、濃色には染まるが、耐加水分解性、耐黄変性、
強度が低下してしまう。好ましくは、これらのバランス
から１．５〜３モル％、更に好ましくは１．７〜２．５
モル％の範囲である。

【００１０】更にカチオン染料で染める際に、１１０℃
以下で濃色に染色させるためには、エステル形成性スル
ホン酸塩化合物以外のモノマーを共重合させることが好
ましい。１１０℃以下で濃色に染色できるということ
は、水着、スポーツウエア等でエステル繊維と混用され
るポリウレタン弾性糸と混用した布帛を濃色に染色でき
ることになるからである。ポリウレタン弾性糸は耐熱性
が低く、１１０℃を越える温度で染色を行うと、強度低
下が起こる。そこで、鞘部に用いるポリマーを１１０℃
以下で濃色にカチオン染料可染にしておくことは、淡色
から濃色まで任意の発色が達成できるからである。

【００１１】このようなモノマーとしては、コハク酸、
アジピン酸、ドデカン酸、ノナン酸、ドデカン二酸、イ
ソフタル酸、ｏ−フタル酸、エチレングリコール（ベー
スポリマーがポリブチレンテレフタレートの場合の
み）、１，４−ブタンジオール（ベースポリマーがポリ
エチレングリコールのみ）、平均分子量が４００〜２０
０００のポリエチレングリコール等が挙げられる。これ
らの共重合比率としては、３〜７重量％、特に好ましく
は３〜５重量％の範囲である。鞘部に用いるポリマーの
極限粘度［η］としては、０．３〜１．０であること
が、溶融粘性が溶融紡糸性に適当であるという観点から
好ましい。

【００１２】芯部を構成するポリマーは実質的にポリト
リメチレンテレフタレートである。ポリトリメチレンテ
レフタレートは、１，３−プロパンジオールとテレフタ
ル酸あるいはテレフタル酸ジメチル等のテレフタル酸の
低級エステルとの重縮合物である。ここで実質的にと
は、ポリトリメチレンテレフタレートにエステル結合性
コモノマーを５重量％以下共重合してもよいことを示
す。このようなコモノマーとしては、イソフタル酸、フ
タル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、５−ナト
リウムスルホイソフタル酸、５−カリウムスルホイソフ
タル酸、５−リチウムスルホイソフタル酸、５−スルホ
イソフタル酸テトラブチルホスホニウム塩、５−スルホ
イソフタル酸トリブチルベンジルホスホニウム塩、シュ
ウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン
酸、ドデカン二酸、シクロヘキサンジカルボン酸、エチ
レングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、
シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノー
ル、トリメチレングリコールダイマー、平均分子量４０
０〜２００００のポリアルキレングリコール等の１種ま
たはそれ以上の組み合わせが例示される。尚、好ましい
芯部を構成するポリマーは、強度が高いという観点から
共重合されていないポリトリメチレンテレフタレートで
ある。

【００１３】ポリトリメチレンテレフタレートの極限粘
度［η］は０．４〜２．０、好ましくは０．５〜１．
５、更に好ましくは０．６〜１．２の範囲である。この
範囲で、強度、紡糸性に優れた繊維を得ることができ
る。極限粘度が０．４未満の場合は、ポリマーの溶融粘
度が低すぎるため紡糸が不安定となり、得られる繊維の
強度も低く満足できるものではない。逆に極限粘度が
２．０を越える場合は、溶融粘度が高すぎるために紡糸
時にメルトフラクチャーや紡糸不良が生じる。鞘部ある
いは芯部に用いるポリマー中に各種の添加剤、例えば、
艶消し剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、酸化防
止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、蛍光増
白剤等を共重合、または混合してもよい。

【００１４】本発明のポリエステル繊維全体に対する芯
部の比率は４０〜９５％であることが必要である。芯部
の比率は、鞘部ポリマーによるカチオン染料への染色性
と芯部に用いるポリトリメチレンテレフタレートのソフ
トな風合いをバランスさせるために極めて重要なパラメ
ーターである。ここでいう比率とは、重量比を示す。芯
部の比率が４０％未満では、繊維中におけるポリトリメ
チレンテレフタレートの量が少なすぎるために、得られ
る繊維にソフトさを与えることはできない。９５％を越
えると、十分なソフト性は得られるものの、カチオン染
料の染着座席が少ないために濃色に発色させることがで
きない。好ましくは、５０〜９０％である。本発明の鞘
芯ポリエステル繊維は、強度が３ｇ／ｄ以上あることが
好ましく、更に好ましくは４ｇ／ｄ以上である。強度が
３ｇ／ｄを越えないと、カチオン染料で染めた時に得ら
れる鮮明な発色を生かせる水着やスポーツウエアには強
度不足のために適用できないからである。

【００１５】また、弾性率は２０〜８０ｇ／ｄであるこ
とが好ましく、更に好ましくは５０〜７０ｇ／ｄであ
る。弾性率は鞘部の比率、延伸倍率、紡糸条件等で種々
変化するが、鞘部の比率を４０〜９５％に設定すること
で、ほぼ２０〜８０ｇ／ｄの弾性率に設定できる。弾性
率が２０ｇ／ｄ未満では、ソフトな風合いは達成できる
ものの織編成の際、糸に張力がかかると簡単に伸びてし
まうため取り扱いが困難となりやすく、しかも織編成後
は張力が解除されて糸が縮むため、得られる織編布帛の
密度が高くなりすぎ、硬い風合いで、しかも縮み斑のた
めに、しわの多いものとなってしまう傾向にある。一方
弾性率が８０ｇ／ｄを超えると本発明の目的であるソフ
トな風合いの布帛を得ることが困難となってしまう。最
も好ましくは３０〜６０ｇ／ｄの範囲である。

【００１６】本発明のポリエステル繊維の断面構造は、
丸、三角、多葉体、楕円形のいずれでもよいが、鮮明性
をより発揮するためには三角、多葉体が好ましい。ま
た、繊維形態は衣料用途が前提となるので、マルチフィ
ラメント、スフが好ましく、総繊度は１０〜３００ｄ、
単繊度は０．００１〜１０ｄであることが好ましい。本
発明のポリエステル繊維は、例えば以下のような方法に
よって得ることができる。

【００１７】例えば、少なくともエステル形成性スルホ
ン酸塩化合物を０．５〜５モル％共重合したポリエチレ
ンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートと
実質的にポリトリメチレンテレフタレートを別々に溶融
した後、紡口パックに導き紡口パック内にで鞘芯複合流
を形成させ、吐出孔から紡出させる。紡出したフィラメ
ントは所定の速度で引き取った後、一旦パッケージに巻
き取り、得られた未延伸糸を通常の延伸機を用いて延伸
する。また紡出糸を一旦巻き取ることなく３５００ｍ／
ｍｉｎ以上の速度で延伸し巻き取ってもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、実施例などを挙げて本発明
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）極限粘度 この極限粘度［η］は次の定義式に基づいて求められる
値である。 定義式中の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。

【００１９】（２）強度、伸度、弾性率 オリエンテック（株）製テンシロンを用い、糸長２０ｃ
ｍ、引っ張り速度２０ｃｍ／ｍｉｎの条件で測定した。
また弾性率は、引っ張り試験の時、糸の伸びが０．５〜
２ｍｍの間の平均の値を用いた。 （３）カチオン染料の吸尽率 試料にはポリエステル系複合繊維の一口編地を用い、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。吸尽率は、
４０℃から１１０℃に昇温後、更にそのまま１時間保持
した後の吸尽率を以下の式に従って評価した。染料は、
カヤクリルブルーＧＳＬ−ＥＤ〔日本化薬（株）製〕を
使用し、４％ｏｗｆ、浴比１：５０で染色した。 吸尽率＝１００×（繊維に吸収された染料量／染浴内の
染料量）

【００２０】

【実施例１】極限粘度０．５の５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸ジメチルを２モル％共重合したポリエチレン
テレフタレートを２９０℃で、極限粘度０．９のポリト
リメチレンテレフタレートを２６０℃で溶融し鞘芯型複
合口金から鞘芯の重量比が２０／８０になるように押し
だし、紡糸速度３０００ｍ／ｍｉｎで巻き取った。得ら
れた未延伸糸は、６５℃のロールを通し更に１６０℃の
ホットプレート上で熱処理しながら延伸を行い、７５ｄ
／３６ｆの丸断面の鞘芯繊維を得た。得られた繊維は白
度にも優れていた。得られた繊維の物性を表１に示す。
得られた繊維はカチオン染料ににより濃色に染まった。

【００２１】

【実施例２〜５】鞘部のポリマーを変えて、実施例１を
繰り返した。いずれの場合も繊維そのものは白度に優
れ、カチオン染料に良好に染まり、鮮明な発色を呈し
た。とりわけ、エステル形成性スルホン酸塩刊行物以外
の屈曲性のコモノマーを用いた実施例３と５の発色は優
れていた。

【００２２】

【比較例１、２】比較例１では、芯部比率を本発明の範
囲未満に下げたところ、弾性率が高く靴下編み地で風合
いを測定したところ、ポリエチレンテレフタレートのよ
うに堅く、ソフトな風合いは達成できなかった。また、
比較例２では芯部比率が高すぎたため、発色性の低い繊
維しか得られなかった。

【００２３】

【比較例３】極限粘度０．７の５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸ジメチルを２モル％共重合したポリトリメチ
レンテレフタレートを２７０℃で溶融し、２０００ｍ／
ｍｉｎで溶融紡糸した後、延伸を行い、７５ｄ／３６ｆ
の繊維を得た。強度は２．６ｇ／ｄ、伸度は３２％、弾
性率は２５ｇ／ｄであった。吸尽率は７６％であり、良
好であったが、強度が低かった。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明のポリエステル繊維は強度、白度
に優れ、カチオン染料可染でしかもソフトな風合いを与
える織編物の原糸となりうる。従来のポリエチレンテレ
フタレート繊維では得られない鮮明な発色とソフトな風
合いが達成されるため、特に水着、スポーツウエア等の
衣料用途に有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鞘部と芯部とからなるポリエステル繊維
   において、鞘部が少なくともエステル形成性スルホン酸
   塩化合物を０．５〜５モル％共重合したポリエチレンテ
   レフタレートまたはポリブチレンテレフタレートからな
   り、芯部が実質的にポリトリメチレンテレフタレートか
   らなり、該繊維全体に対する芯部の比率が４０〜９５％
   であることを特徴とする鞘芯ポリエステル繊維。