JPS58208415A - 易染性ポリエチレンテレフタレ−ト繊維 - 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】 本発明は、染色性の改善されたポリエチレンテレフタレ
ート繊維に関する。殊に、仮撚加工を施した場合に、得
られる加工糸が１１０℃以下の温度でキャリアーなしで
染色可能でりると言う特長をもつ易染性ポリエチレンテ
レフタレート繊維に関する。

一般に、ポリエチレンテレフタレート繊維は衣料用分野
に広く使われているが、染色性が劣るので染色に際して
は１３０℃付近の高温高圧で高圧染色機を用いて染色す
るか、有機溶剤のキャリアーを用いて染色するかのいず
れかの方法を採る必要がある。

高温高圧染色法はエネルギー多使用であるばかりではな
く、ウール、アクリル繊維、ポリウレタン繊維等の高温
高圧染色によって劣化させられ物性低下、を生じる繊維
との混用が実質的に出来ないと言う難点がある３、一方
、キャリアー染色法はキャリアーとして有機溶剤を用い
るので取扱いが頻雑であり、有機溶剤の臭気が繊維に残
ったり、染色排液の処理が困難であるなどの欠点を有す
る。

したがって、１３０℃よシも低温で染色が可能なポリエ
チレンテレフタレート繊維が得られれば、ｊ　　　　　
　　その利得は極めて大きい。％に１１０℃以下、更に
は１００℃以下の染色が可能になれば、省エネルギーで
あるばかりでなく、キャリアーの使用が不要となり、ま
た、特に仮撚加工糸の場合は１３０℃での染色では物性
低下の大きいウール、アクリル繊維、ポリウレタン繊維
等との交編、交織物の染色が物性低下を起こすことなく
可能となるので、従来にないすぐれたテキスタイルが得
られ、ひいては、目？リエチレンテレフタレート繊維の
用途が拡大される。

一！？リエチレンテレフタレート涜維の染色性を改良す
る方法と踵金属スルフォネート基含有化合物等の第三成
分を共重合する方法が知られている。

しかし、この方法で！４４リエチレンテレフタレートの
融点が級下したシ　強度が小さくなるなど、ポリエチレ
ンテレフタレート１衣維本来のすぐれた熱的特性や力学
的特性が低下する。しかも、キャリアーを用いることな
く、ウール、アクリル繊維。

ポリウレタン繊維との交％、り編′吻を染色することは
依然不可能である。また、そのような共重合体には染色
の制光堅牢度が劣る共重合ポリエチレンテレフタレート
が多い。

一方、４，０００ｍ／分以上の高速紡糸で侍られるポリ
エチレンテレフタレート繊維は、旧来から常用されてい
るよシ低速で紡糸して得られるポリエチレンテレフタレ
ート繊維に比べて染色性が高いことが、米国特許４，１
５６，０７１号、米国特許４．１９５，０５１号、線維
学会誌３７巻、ぬ４．Ｔ−１３５〜Ｔ−１４２１’１９
８１）に開示されているー　しかしながら、米国特許４
，１５６，０７１号に開示されているポリエチレンテレ
フタレート繊維は一次降伏応力が低いために製織、製編
する工程において比較的低荷重で伸長が起こシ染斑や布
帛の品位低下を頻発するという欠点を有し、実用プリエ
チレンテレフタレート線維の秀れた風合を失っている。

米国特許４，１９５，０５１号には、特定の温度に保持
されｆｃポリエチレンテレフタレート融液を４，９５０
ｍ／分〜７，３００ｍ／分の範囲の紡糸−速度で紡糸し
て得られるポリエチレンテレフタレート繊維ならびにそ
れより得られる延伸仮撚加工糸および仮撚加工糸が開示
されている。これらの繊維の染色性の水準は従来のポリ
エチレンテレフタレート繊維よりも向上しているものの
未だ不十分である。また、碧維学会誌３７巻、尚４゜Ｔ
−１３５〜Ｔ−１４２（１９８１）においては、−２℃
の冷却風で冷却しながら９．ｏｏｏｍ／分の紡糸速度で
紡糸して得られた単糸繊度５．８デニールのポリエチレ
ンテレフタレート繊維は染色性が高いことが記載されて
いるが、この使維の染色性も未だ不十分である。

本発明の目的は、染色性の改善されたポリエチレンテレ
フタレート繊維、特に、ウール、アクリル綾維、ポリウ
レタン繊維のような１３０１：での染色では劣化の著し
い繊維との混用すなわち交編、交織が実質的に可能な程
度に染色性が高い、すなわち１１０℃以下で染色可能な
仮撚加工糸を与えることのできるポリウレタンテレフタ
レート繊維を提供するにある。

本発明に係る易染性ポリエチレンテレフタレート繊維は
、初期モジ−ラスが６０　ｇ／ｄ以上であるポリエチレ
ンテレフタレート繊維であって、測定周波数１１０　Ｈ
ｚ　に於ける力学的損失正接（ｔＭδ）が最大を示す温
度（Ｔｍａｘ）＞よび−δの最大イＩ（論δ）　ｍｊＬ
Ｘが下記（１）　、　（２）および（３ンで示される範
囲に存在し、しかも（論δ）　ｍａｘおよびＴ　ｍａｘ
が（１）で示される範囲に存在するときは繊維の単位重
量当りの表面積が１．９００　ｃＪ／　ｇ以上であり、
（論δ）　ｍａｘおよびＴ　ｍａｘが（２）および（３
）で示される範囲に存在するときは、紛維の血位重量邑
りの表面積が１．３００　ｃｍ２／９以上であることを
特徴とする。

（１）１０５℃（’［’　ｍａｘ≦１２０℃　且つ０．
１９０＜（勉δ）　：Ｔ１ａＸ≦０．２３０（２）１０
５℃（Ｔ　ｍａｘ≦１２０℃　且つ０．１３５（（鋤δ
）　ｍａｘ≦０１９０（３３１１０℃（’ｆ　＋ｎａｘ
≦１２０℃　且つ０１１０≦（如δ）　ｍａ！≦０．１
３５本発明においてポリエチレンテレフタレート繊維の
初期上ノーラスは６０ｇ／デニール以上でな：１′　　
　　　　　ければならない。６０ｇ／デニール未酒であ
るとポリエチレンテレフタレートの秀れた風合はなく、
仮撚加工して得られる加工糸も軟弱でポリエチレンテレ
フタレートの特長が失なわれたものとなる。

初期モジェラスの好ましい範囲は７０ｇ／デニール以上
である。

本発明におけるポリ土チレンテレフタレート繊維の力学
的損失正接（−δ）が最大を示す温度（’ｆ　ｍａｘ　
）および−δの最大値（（１１１Ｉ！ｌδ）　ｍａｘ　
）は下記（１）　、　（２）および（３）のいずれかを
満足する範囲に存在しなければならない。

（１）１０５℃（Ｔ　ｍａｘ≦１２０℃　且つ０．１９
０＜（ｔｍδ）　ｍａＸ≦０．２３０（２）１０５℃（
Ｔ　ｍａｘ≦１２０℃　且つ０．１３５＜（ｔａｎδ）
　ｍ＆Ｘ≦０．１９０（３）１１０℃（Ｔ　ｍａｘ≦１
２０℃　且つ０．１１０≦（ｍδ）　ｍａＸ≦０．１３
５上述の範囲を図示すると第１図の斜線部となる。

Ｔｍａｘ）１２０℃の範囲および１１０℃くＴｎ１１Ｌ
！≦１２０℃で且つ０．１１０）（ｔ１ｍδ）　ｍａＸ
の範囲はポリエチレンテレフタレート繊維の単位重量当
りの表面積をいかに選んでも染色性の改善は期待できず
、それよシ得られる仮撚加工糸／ｆｉ１１０℃以下で実
用上許容できる染色ができない。

Ｔ　ｍｉｘ≦１１０℃且つ（１−δ）　ｍａｘ≦０．１
３５の範囲のポリエチレンテレフタレート繊維は染色性
は良いが、ポリエチレンテレフタレートの固有粘度が０
．５以下でなければ安定に製造することが難しい。固有
粘度が０．５以下のポリエチレンテレフタレート繊維は
仮撚加工を行った場合には糸切れが頻発する。

Ｔ　ｍａｘ≦１０５℃且つ（１−δ）　ｍｉｘ　＞０．
１３５の範囲のポリエチレンテレフタレート繊維および
それより得られる仮撚加工糸は第一降伏応力が小さく、
比較的低荷重で伸長が起とシ、捲縮の消失や染色異常を
起こしやすく実用には大きな制約が伴なう。

１０５℃（Ｔ　ｗａｘ≦１２０℃で且つ（ｔＭ１δ）ｎ
ＭＬＸ）０．２３０の範囲のポリエチレンテレフタレー
ト繊維は初期ヤング率が６０ｊｉ／ｙ”ニール未満とな
る。

本発明におけるポリエチレンテレフタレート繊維の単位
重量当りの表面積は、Ｔｍａｘおよび（ｔ２Ｉｆｌδ）
　ｍａｘが（１）を満足する範囲に存在するときは、１
，９００−ン１以上、（２）および（３）を満足する範
囲に存在するときは１，３００個２／ｇ以上でなければ
ならない。’ｌ’　ｙｎａｘ　、　（−δ）　ｍａＸが
（１）の範囲に存在し、単位重量当シの表面積が１，９
００Ｊ／ｇ未満であるポリエチレンテレフタレート繊維
、および’ｌ’ｍａｘ、（１ｍδ）　ｍａｘが（２）　
、　（３）　’！ｒ満足する範囲に存在し、単位重量当
りの表面積が１，３００個２／ｇ未満のポリエチレンテ
レフタレート繊維よシ得られる仮撚々ロエ糸はいかなる
仮撚条件を選んでも１１０℃での染色は不可能である。

本発明におけるポリエチレンテレフタレート繊維の”　
””　＋　（＋２１１δ）　ｍａｘおよび単位重量当シ
の表面積との組合わせと、これより得られる仮撚加工糸
の染色性との関係を整理すると第１表の如くなる。

１以下余白 好ましい条件の組合わせを示して訃り、所謂常圧で染色
が可能な範囲である。２この範囲に存在するぼりエチレ
ンテレフタレート繊維の価値は極めて高い。

本発明の易染性プリエチレンテレフタレート繊維を一次
のような高速紡糸方法で製造できる。すなワチ、ポリエ
チレンテレフタレートを複数の紡糸孔を有する紡糸口金
を通して、５，５００ｍ／分以上の紡糸速度で溶融紡糸
し、ポリエチレンテレフタレート繊維を製造するに際し
、紡出されたモノフィラメント群を該紡糸口金の下面よ
り５工以上の長さにわたｐ、１５０℃以上、３００℃以
下に維持された加熱域を通過せしめ、次いで、次のａ。

ｂの両条件を満足する位置に配置した集束用ガイドで該
モノフィラメント群を集束し、フィラメント束を形成す
ることを特徴とする方法において、吐出量、フィラメン
トの断面形状および紡糸速度を適宜選ぶことによって製
造可能である。

ａ、モノフィラメント群の細化完了点よりも５α以上下
部域、 ｂ、ガイド下の５のにおけるフィラメント束にかかる張
力が０．４ｆｉ／デニール以下。

本発明のｆｊポリエチレンテレフタレート繊維製造に用
いる装置の一例である第２図を引用して本発明のポリエ
チレンテレフタレート繊維の製造方法を更に説明する。

溶融ポリエチレンテレフタレートは加熱された紡糸ヘッ
ド１の中の複数孔を有する紡糸口金２より紡出され、モ
ノフィラメント群４となり、加熱筒３内に形成された加
熱域を次第に細化しながら通過し、冷却風６によって冷
却され、次いで、モノフィラメント群は給油用ノズルガ
イド５によって集束されると共に給油されるこの時、モ
ノフィラメント群４は給油用ノズルガイド５よりも上方
で、ネック延伸によって急激な細化を完了する。給油用
ノズルガイドは上記の細化完了点よりも５ｃＩｎ以上下
方へ配置され、且つ、給油用ノズルガイド下５αにおけ
るフィラメント束にかかる張力は０．４ｉ／デニール以
下でちる。

給油用ノズルガイドを経たフィラメント束は高速巻取磯
７によって５，５００ｍ／分以上の速度で巻取られる。

必要に応じて、巻取る前に空気攪乱法による交絡処理を
施すことも可能である。

本発明のノリエチレンテレフタレート繊維ｋｌａ造する
にあたっ、て、単位重量当りの表面積はポリエチレンテ
レフタレートの吐出量、紡糸速度によってモノフィラメ
ントの一度を適宜飼整することによって、あるいは紡糸
口金の孔の形によってモノフィラメントの断面形状を適
宜設定することによって変７することができる、一 本発明のホ１）エチレンテレフタレート繊維、維の仮撚
加工は市Ｘの仮撚機あるいは延伸仮撚哉を用い０　　て
行なうことが出来る３１仮撚の方式はスピンドル方式で
も摩擦方式でも良い。本発明におい°て仮撚加工とは延
伸仮撚加工をも含む。なお、下記実施例においては、ポ
リエチレンテレフタレート繊維に最適な仮撚条件で加工
した場合の染色性を評価した１゜ 次に、本発明における力学的損失正接（−δ）、染色性
、初期モノ−ラス１．ｆ？リエチレンテレフタレートの
固有粘度などの特性の測定および評価方法を示す。

〔染色性〕

染色性は染色温度に昇温後その温度に１時間保持した後
の平衡染着率で評価した。すなわち、分散染料レゾリン
ブルー（Ｒｅ５ｏｌｉｎ　Ｂｌｕｓ　）　　ＦＢＬ（バ
イエル社商品名）を使用し、３％ｏｗｆ、　　浴比１：
５０で１００℃および１１０℃の温度で染色基 した。分散剤としてＰｉｓｐｅｒ　ＴＬを１１１／１１
加え、更に酢酸によって一一６に調整する。染着率は所
定の染色温度に昇温後１時間染色温度に保持した後の染
液を採取し、吸光度より残液中の染料量を算出し、これ
を染色に用いた染料量から減じたものを染着量として染
着率（至）を計算した。なお、試料として原糸および仮
撚加工糸を一口編地とし、スコアロールＦＣ２ｆｉ／ｌ
を用い６０℃で２０分精練し、乾燥、調湿（２０℃×６
５−ＲＨ）　したものを用いた。本明細書中で染色可能
という表現は、′１　　　　ヶヶ、い、お７１．４゜よ
１５　ＫｅＱ　Ｌｕ１ｌ。イカ染着率が８５％以上に達
することをいう、〔力学的損失正接（−δ）〕 東洋キールドウイン社製、レオパイッロン（Ｒｈｅｏ　
Ｖｌｂｒｏｎ　）　ＤＤＶ−Ｉｔ　ｃ　型動的粘弾性測
定装置を用い、試料的０．１　ｍｇ　、測定周波数１１
０Ｈｚ。

昇温速度１０℃／分において乾燥空気中で各温度に於け
るーδおよびＥ／　　（動的弾性率）を測定する。その
結果、第３図に模式的に示すような−δ一温度曲線が得
られる。このグラフから−δが最大を示す温度（’Ｔｉ
ｎａｘ　）　（℃）と−δの最大値（−δ）叱Ｘが得ら
れる。

〔初期モジ−ラス〕

引張シ試験機を用い、糸長１Ｏｃｙｎ、引張シ速度５国
／分及びチャート速度２５０ｙ＋＋／分の条件で、気温
２５℃及び湿度６０チの雰囲気で測定し、１チ伸長時の
抗張力（Ｎ／ｄ）を算出する。

〔強度・伸度〕

引張シ試験機を用い、糸長２５ｃｍ、引張り速度３０　
ｃｍ／分の条件で常法によシ測定した。

〔滞水収縮率〕

０．１．！ｉｌ／ｄ荷重下での試料長をＬｏとし、無荷
重で沸水中で３０分間処理した後、再度０．１ｉ／ｄの
荷重をかけて長さＬを測定する。

滞水収縮率は 沸水収縮率栃＝［：（Ｌｏ　−Ｌ）／Ｌｏ　）Ｘ１００
で表わされる。

〔Ｉリエステルの固有粘度〕

溶剤としてオルトークロロフェノールヲ用い１．３９　
＋Ｊママ一度を種々変えて、３５℃でηｓ　ｐ　／　ｃ
を測定し、濃度Ｏへ外挿した値を固有粘度とする。

実施例１ 孔径０．２３瓢、孔数２４の紡糸口金、長さ３０傷の加
熱筒を装着し、紡糸口金面から３ｍ下の位置に高速巻取
機を配置した第２図の如き紡糸機を用いて、酸化チタン
を０．５重量％含有する固有粘度０．６１のポリエチレ
ンテレフタレートを紡糸速度および給油用ノズルガイド
による集束位置を種種変えて溶融紡糸し、５０デニール
／２４フイラメントのポリエチレンテレ７タレート繊維
を得たこの繊維の単位重量当シの表面積はｆ４０３５ｃ
ｎ／ｇであった。紡糸ヘッドの温度は３００℃、加熱筒
内温度（加熱域温度）は２５０℃とした。給油用ノズル
ガイドの位置はいずれの紡糸速度においても、細化完了
点下２５３とした。

得られた繊維の力学的損失正接（−δ）の温度による変
化、初期モジュラス、破断強度、破断伸度および潜水収
縮率を調べ、第４表の加工条件で仮撚加工を施した。得
ら九た仮撚加工糸の染色性を評価した。仮撚加工前の繊
維の各種特性および仮撚加工糸め染色性は第２表および
第３表に示すとおりであった。

第２表 第４表 ポリエチレンテレフタレート繊維の単位重量当りの表面
積がａ０３５３／、ｆｉ＋の場合、Ｔｍ島Ｘが１０５℃
〜１１５℃で（−δ）　ｍ１ＬＸが０．２３０以下の範
囲にある繊維の仮撚加工糸は１１０℃または１００℃で
染色可能となっている。また、Ｔ　ｒｍｘか１０５℃〜
１１５℃で（ｉ−δ）　ｍａｘが０．１９０以下の範囲
にあるものの仮撚加工糸は１００’Ｃ染着が可能という
結果になっている。

実施的２ 孔径０．３５１１＋１１．孔数１２の紡糸口金、長さ２
゜帰の加熱筒を装着し、紡糸口金面から３ｍ下の位置に
高速巻取機を配置した第２図の如き紡糸機を用いて、酸
化チタンを０，５重量％含有する固有粘度０．６１のポ
リエチレンテレフタレートを紡糸速度および給油用ノズ
ルガイドによる集束位置を種程変えて溶融紡糸し、５０
デニール／１２フイラメントのポリエチレンテレフタレ
ート繊維を得た。。

この繊維の単位重量当シの表面積は１．４００　ｃｍ２
／ｇであった。紡糸ヘッドの温度は２９５℃、加熱筒内
温度（加熱域温度）は２３５℃とした。給油用ノズルガ
イドの位置はいずれの紡糸速度においても細化完了点下
２０譚とした。

得られた繊維の力学的損失正接（１−δ）の温度による
変化、初期モノユラス、破断強度、破断伸度および潜水
収縮率を調べ、第４表の加工条件で仮撚加工を施し、加
工糸の染色性を評価した。各種特性の評価結果は第５表
および第６表に示すとおシであった− 第５表 第６表 ポリエチレンテレフタレート繊維の単位重量当り表面積
が１．４００　ａｙｒ’／　９の場合は、Ｔ　ｍａｘが
１１６℃〜１２０℃で（−δ）　ｍａｘが０．１９０以
上の範囲にある仮撚加工糸は１１０℃で染色可能といり
結果になっている。Ｔ　ｍａｘが１１１℃〜１１５℃で
（−δ）　ｍａｘが０．１９０の範囲にあるものは１０
０℃染色が可能となっている。

実施例３ 孔径０．２３■、孔数３６の紡糸口金および長さ３０５
Ｉの加熱筒を装着し、紡糸口金面から３ｍ下の位置に高
速巻取機を配置した第２図の如き紡糸機を用いて、酸化
チタンｆ：０．５重量％含有する゛固有粘度０．６１の
ポリエチレンテレフタレートを紡糸速度および給油用ノ
ズルガイドによる集束位置を種々変えて溶融紡糸し、７
５デニール／３６フイラメントのポリエチレンテレフタ
レート繊維を得た。この繊維の単位重量当シの表面Ｓは
Ｚ０３５、−ｍ２／Ｎであった４紡糸ヘツドの温度は２
９５℃と′Ｌ、ヵ。工１．アエ、１ゆ２．。５゜た。給
油用ノズルガイドの位置はいずれの紡糸速度においても
細化完了点下２５のとした。

得られた繊維の力学的損失正接（ｗδ）の温度による変
化、初期モジユラス、破断強度、破断伸度および潜水収
縮率を調べ、第７表の東件で仮撚加工を施した。得られ
た仮撚加工糸の染色性を評価した。各種特性の評価結果
は第８表および第９表に示すとおりであった。

第７表 第８表 第９表

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の易染性ポリエチレンテレフタレート
繊維のＴ　ｍａｘと（−δ）　ｍａｘの範囲（図中の斜
線部〕を示す図である１、　　。 第２図は本発明の易染性ポリエチレンテレフタレート繊
維を製造する装置の一例を示す図でちる。 １：紡糸ヘッド、２：紡糸口金、３：加熱筒（加熱域）
　、　４　：モノフィラメントに、５　：ｌ油量ノズル
ガイド（４１に束量ガイド）、６：冷却風、７：高速巻
取機 第３図は力学的損失正接（−δ）一温度（Ｔ）曲線を模
式化して表わしたグラフである。 特許出願人 旭化成工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　肯　木　　　朗 弁理士西舘和之 弁理士　内　１）幸　男 ｙＰ理十　山　口　昭　之 第１図 Ｔｍａｘ　（’ｃ　） 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、初期上ジーラスが６０ｇ／デニール以上であるポリ
   エチレンテレフタレート繊維であって、測定周波数１１
   ０　Ｈｚに於ける力学的損失正接（−δ）が最大を示す
   温度（Ｔ　ｍａｘ　）および−δの最大値（−δ）　ｍ
   ａｘが下記（１）　ｔ　（２）および（３）で示される
   範囲に存在し、しかも（ｔ２１１Ｉδ）　ｍａｘおよび
   Ｔ　ｍａｘが（１）で示される範囲に存在するときは繊
   維の単位重量当りの表面積が１．９００　ｃｍ２／ｆ１
   以上であり、（−δ）　ｒｎａｘおよびＴ　ｍａｘが（
   ２）および（３）で示される範囲に存在するときは、繊
   維の単位重量当シの表面積が１．３００　ｃｍ／　９以
   上であることを特徴とする易染性ポリエチレンテレフタ
   レート繊維。 （１）１０５℃＜　Ｔ　ｍａｚ≦１２０℃　且つ０．１
   ９０＜（ｔａｎδ）　ｍａｘ≦０．２３０（２）１０５
   ℃＜　Ｔ　ｍａｘ≦１２０℃　且つ０．１３５＜（−δ
   ）　ｍａＸ≦０．１９０（３）１１０℃（Ｔ　ｍａｘ≦
   １２０℃　且つ０．１１０≦（−δ）　ｍ１ＬＸ≦０．
   １３５２、　　Ｔｍａｚおよび（１−δ）　ｍａｘが下
   記式１式％ （−δ）　ｍａｘ≦０．１３５　　でそれぞれ示される
   範囲に存在する特許請求の範囲第１項記載のポリエチレ
   ンテレフタレート繊維。 ３、単位重責当りの表面積が１．９’　ＯＯ９／　（：
   ｒｎ２以上である特許請求の範囲第１項または第２項記
   載のポリエチレンテレフタレート繊維