JPS5966517A - ポリエステル繊維の製造法 - 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、常圧キャリヤーなしの染色中性で、塩孕性染
料によ？容易に染色しうる、ポリエステル繊維の製造法
に関するものである。

ポリエステル繊維、殊にポリエチレンテレ了クレー、ト
繊維は、すぐれた物性を有する為、衣料用、インテリア
用、産業資月用途等の分野に広く使用されている。しか
しながら、該繊維は１、染色６が劣るため、これを改良
する目的で、％来、エチレンテレフタレー）　単イＳη
主体σソリエステル腎金属ｊＡ、スルホネート基を声む
ジカルボワＬ　またはジオールから導かれるエステノ！
・単位を共重合等により、含有させた塩基性呻別可柴性
を有するポリエステル繊維が使用されてぎた。

しかしこの種の塩基性染料可染性ポリエステル繊維番天
、スルホ、ネー、ト基含有量を高≦すると重合及び紡糸
、が困難となり、更には、染色後？面１光堅牢度も悪化
することから、スルホキー１基を含ませることによる染
着効果には、自ずから限界があり、１７′、０℃程度の
高圧高融、染色か、−００°Ｃ，常、圧キャリ：、７．
、Ｔ染色を適ｐｊ、、、Ｌ、　Ｍ、・：ｑ：−リ・・、
′・。

製品として満足のでき′木酢明色あるいは濃色の染色物
を得ろことが′Ｊ禾□可罷であった。

しかしながら、高圧高温染色の場合、熱安定１１〕に劣
る染料が使用できな（、・為、染料の選択が狭くなり、
また高圧染色装置を設置しなレテればならず、更には、
綿や毛の混紡品を染色する場　。

合、ＩＡ傷を生じ綿や毛の風合をそこなうことになる為
、好すしくなり１．ヤギ。リヤー染色をするのが一般的
でに、つた。Ｌ゛がしかがる方法も公害規制の為、キャ
リヤーの□使用は好ましくないとされ、１００℃１ソ下
の常圧キャリヤーなしモ染色する方法が（ｊＪ望される
ようになった。

そこで、糸質劣化を生じることのない１００℃以下の染
色で、充分に高い１ｍ基性染料染着性を示すポリエステ
ル繊維の程供を目的として、棹々の横ｆｌ＝Ｊが７．さ
才１てきた。

例えば、ｑ′Ｊ公昭５３−１９０４４′＠公報には、未
延伸糸の＋’ｖ　Ｊｉｒｌ折率（／＼ｎ）が０．０１５
〜０．１００−・となる１よ５に高配向溶融紡糸し、し
かる後、延、、、（！：″！１．．る。′：Ｔとにより
、塩基性染料染着率の高いポリエステル繊維が得られる
ことが記載されてい：十。そして、かかる高配向未、延
伸糸料得る方法）シては、通常、紡糸引取速度が２００
０ｍ、７分を越える高速紡糸が採用されて（・る。

しかしながら、金属塩スルホネート基をイＪする。′、
／カルボン、酸を共重合成分どして含有するポリエステ
ルを、２０００ｍ／分を越える高速バ１で紡糸、引取る
と、紡糸時の単糸切れが多発し、紡糸性が悪化するとい
・う問題が発生する。更に、短繊維用に紡糸する場□合
は、通常トウ状にしてケンス中に収納するが、紡糸引取
速度がｚＯ”ｏ。

ｍ７分を越える場合は、この収缶性が極めて悪く、紡出
トウを均一に集束された状態でケンス中に１区納するこ
とが困難でスー、る。

本発明者は、かかる従来の問題点を解決するために、紡
糸引取速度を２ｏｏｏｍ／分以下におさえ、かつ未延伸
糸の複屈折率（△ｎ）を０．０　］、　５〜０．０５０
として、常圧、キャリヤーにより容易に染色しつるポ リエステル紗維を得るべに銹意検肘な重ねた結果、紡糸
温度を低下させると共に、特殊な冷却力法によって紡出
糸条を熟□、冷１ねばよ、、ミことを見出し、本発明に
到達した！ 即ち、本発明＋’、！　、””　＜ｙ　ｋＡ塩スルホネ
−１基を有するジカルボン酸から導かれるエステル単位
を２．０モル係以上含イ」シ、極限粘度が０．３ｉ〜０
．６５でｋ）す、かつ、′アルキレソテしフタレートを
主たる峙返ｌｌｊ位とするポリエステルを溶融紡糸し、
複Ｊｉｔ口Ｊ「率（△ｎ）が０．０１ム〜０”、（１５
０である未延伸糸を物、しかる後、延伸してポリエステ
ルｔａ　ｔＭ　ｆ、・８１４造ずイ）に際し、紡糸枯１
１２４０〜２８！ｉ℃ｌ紡糸引取連用を２　ｏ’　ｃｉ
’　ｏ　ｍ７分以下とすると共に、ＡＩＪ糸口金直−１
・に、紡糸筒系夕（に連通ずるス′Ｏット□を設け、該
スリンｌの下方で、かつ紡糸「］金面より１’　００　
ｍｍ以内の位１（ｑ、から冷却風を岬ζきつけて、”　
”　＃！ｉ’　ｌ’ｊ糸条な１０冷することを特徴とす
る７１’ｌ’　ｌ益７テノを繊紐め製造法である。１　
　　　　　′　　　　□本発明で溶融紡糸に供するポリ
エステルは、エチレンテレフタレート等のフルキレンテ
レフタレートを主たる繰返単位とするボ□リエス≠ルを
基体どし、これに、金属塩スルホネート基を不するジカ
ルボン酸から導かれる□エステル単位を２４０モル条以
上含有させたポリエステルである。　　　　　　　　　
　　　　　　・　　　・かかるポリエステルは、ポリエ
ステルを合成する丙に、金属塩スルホネート基を有する
ジカノしホン酸又はそのエステル形成性誘導体め所定量
を共重合することによって容易に得ることができる。金
属基スルホネート基を有するジカルボン酸又はそのエス
テル形成性誘導体の好１、しい具体例としては、５−ナ
トリウムスルホインフタルｌｆｆ１ｌ＋’５−ツノリウ
ムスルホイソフクル蔽。

４−ナトリウムスルポー２，６−ナフタレンジカルボン
酸、４−′カリウムスルホー２．６−ナフタレンジカル
ボソ酸、２−ナトリウムスルホテレフタル酸、２−カリ
ウムスルホテレフクル酸等、又はこれらのエステル形成
性誘導体をあげることができる。、、：。

金属塩スルホネート基を有す、るジカルボン酸から導か
れるエステルＪ竺位のボ、り毛ステル中に含翁ぜＵめる
量は、２．０モルｆ以上、好ましくは２．０〜４．０モ
ル裂とすることが必要である。

金属棒スルホネート基を含むジカルボン酸がら導かれる
エステル単位が２１．０モル裂未満では、本発明による
紡糸方、法に、よ、って、も充分な染着率が得られない
。また、４．０モル、係を越えると、染着率は高いが繊
維の耐光堅牢度が低下す・るので、使用目的によっては
、不適、当と１することかある。

また、本発明でｎＱ融紡糸に供するポリエステルの（［
相］限粘ｊ片〔η〕（２５°Ｃの０−りｎｒ７フエノー
ル溶液で測定）は、ｏ、３．、ｓ〜、０．６５の・範・
凹円とす、る必要がある。極限粘５度〔り〕がＩＩ、：
４．Ｔ＋未満では、彼達ずろ未延伸糸の複屈折率（△ｎ
ｌ）を０．０．１．５以上とすることができず、従って
、満足す、べき、塩基性染料染着性がイｕられン、【い
。一方、極限粘度〔η〕が０．６５を越えると、溶融粘
度が上昇し、峠、光性が、悪化して、操業生産が困難と
なる。また、金属塩スルホネート基を有するジカルボン
酸から導かれるエステル単位を２．０モル係、以上含有
するポリエステルについて、極限粘度〔η〕が０，６５
を越える高重合度のポリエステルを得ようとすると、重
合反応に長時間を要し、重合化・産性が低下するので不
適当である。

なお、本、発明において使用するポリエステルには、必
要に応じて、例えば、艶消剤、安定剤。

制電剤、防炎剤等の添加剤を含イ１セしめてもよい。　
　　。

本発明にあっては、上記ポリエステルを紡糸温度、、２
４０．〜２６．５℃にて紡糸口金より吐出し、紡糸口金
直下に、紡糸筒系外に連通ずるスリットを設け、該スリ
ットの下方で、かつ紡糸口金１１１よりｉｏ、、ｏｇ以
内の位置、から冷却風を吹きつけて紡出光栄を急冷し、
ｚｏｏｏｍ／分以下の紡糸引取速・度で引取って、複屈
折率（△ｎ）が０．０１．５〜０．、（１，５０の未延
伸糸を得る。′本発明における紡糸法、は、短繊維製造
工程における収缶性□及び紡糸性を共に：悪化させず、
高い塩基性染料染着性を示す、ボ□リエス、チル繊維を
得ることに特徴があり、比較：的イ氏紡速で低温紡糸を
行ない、紡出糸祭を急冷却する点に特徴がある。　　　
　　□　　、：□　　　　　・すなわち、紡糸温度は２
４０℃以−１：、ｚｅｓ、　　　　　　　　′ °Ｃ以下にする。２４０℃以上にする心間があるのは、
２４．０℃未満に下げると紡糸単糸切れを多発し紡□糸
性が急激に悪化する□か、あるいは、たとえ紡糸がｂ」
能でも、節状の斑糸が発生し、いわゆる弱糸となり、延
伸不可能と１．ｃるか・らである。ま、た、２６５°Ｃ
以下にす□る８豐があるのは、これを越える温１度では
、吐出後の冷却を強化しても後述する０、０１５以上の
複′屈折：率（△ｎ）が得られないからである。　　　
　■　　・かくして、このような低温で紡糸ＩＩ金から
吐出した後、紡出糸祭を急冷し２”、０００ｒＩＬ□／
・分身下、好ましくは６００７＋１／分以」−２１１０
”’Ｏ・血／分以下の速度で引取る。この際、紡出光信
□は以下に説明するような方法で急冷□・されイー。・
図は、本発明を実施するための紡糸装置の一例を示す概
略断面図であり、／クック本体１・に取伺けられた紡糸
口金２から吐出された糸祭３に、紡糸口金２面より１０
０１１Ｋ′以内、好ましくは６１０間以内□の位・置に
冷却風吹出部４を設けた紡糸筒５から、冷□却風を吹き
つけて急、冷す□る　冷却風吹出部４は、その一部が紡
糸口金２ｍｌより’１００ｙ＋ｉ以内、好ましくは６０
ｍ、以内にあれば十・分であり、その全部が紡糸口金２
面より１’６０緒以内１．好まし１くは６０雷露以内に
位置す：る必要はない。更に、紡糸口金２の直下で、冷
却風吹出部′４の上：方には、紡糸筒５の系外に連通ず
るス□リット６が設けられており、このスリット６かも
紡糸筒５系内上部の高温気体が、紡糸筒５の系外に□排
出され、冷却効果が促□進される□。□スリット６を設
ける位置は、紡糸口金２ど冷却風吹出部４の・間であれ
ば任意で！りるが、紡糸口金２面に可能な限り近い方が
、大きな冷却効果を得ることができる。　　　　　□ またこのときの冷却風の風速は、吐出する糸東の繊度、
紡糸引取速度、冷却風吹出部と糸条との間の距離などに
より決定さＪｌ、糸切れ等の・紡糸性を損なわブよい範
囲で強化されるが、急冷の効果を得るためには、０．５
７１１．’／秒以上とするのが好ましい。更に冷却風温
度は、できるだけ低い方が望ましいことは言うまでもな
い。

通常、紡糸口金から１鑞下方の２γ囲気温度が１００〜
２００°Ｃとなるよ５に急冷するのが望ましい。

このようにして得られる未延伸糸の″４１屈折率（△ｎ
）は、０．０１５以上である必要があり、より高い方が
得られる製品の・染着率を向上させることが可能である
。一方、複屈折率（△ｎ）がｏ、ｏ　ｓ　ｏを越える未
延伸糸を、本発明方法で得るには、かなりの低温、急冷
紡糸を行う必要があり、紡糸性が悪化し、操業性カー極
めて低下するので不適当である。

低温、急冷紡糸と複屈折率（△ｎ）＋及び複屈折率（△
ｎ）と塩基性染料染着率との関係については、必ずしも
明らかではないが、恐らくは、低温、急冷により、粘度
の上昇に伴う分子配向の緩和が低下し、配向結晶化が促
進されることにより非晶領域の無配向化が促進され、ス
ルホネート基と染料とが反応しやすい微細構造になって
いるためと考えられる。

このようにして得られた抜力１（折率（△ｎ）が０’、
０１’　６〜０．０　ｆｉ　Ｏの未延伸糸を延伸する。

延伸方法は、通常の方法でも充分な染着率は得られるが
好ましくは、延伸後、更に収縮熱処理を行なう。すなわ
ち、第１段では、製品の強伸度特性を得るための延伸を
行なうため、延伸倍率な１．０〜３．０で延伸する。延
伸温度は、延伸性により決定されるが、通常６０°Ｃ〜
８０℃に設定するのが好ましい。次いで第２段で１〜４
０チの収縮熱処理な施す。この収縮熱処理は、ポリエス
テル繊維の製品として俊求される熱収縮率を制御するた
めに行なわれるものである。更には、非晶部の配向性を
緩和させ、染着率を向上させる効果もあると考えられる
。収縮熱処理温度は、延伸ポリエステル繊′維に求めら
れる熱収縮率によっても異なってくるが、熱処理工程の
安定性を考慮するとｇｏ：’ｃ〜２３０℃で行なうのが
好ましい。

このようにして得られた延伸ボｊＪ　エステル繊維は、
営圧キャリヤーなしの染色糸叶で、塩基性染料により鮮
明かつ濃色に染色可能で、更に、分散染料にも濃色に染
まる。。

ま°た、高圧で１００℃を超え゛〔染色する必要がない
ので、染料の選択も広がり、かつ、毛等の混紡において
もこれら天然緯維な用傷することなく染色が可能となる
。

更に、本発明によれば、紡糸引取・速度を２ｏｏｏ＠／
分以下としたため、紡糸時の単糸切れはほとんど発生せ
ず、リノ糸工程が安定しており、しかもトウとしてケン
ス等の容器中に収納する場合にも、均一な、集束された
状態で容器内に収納することができ、極めて安定した状
態で高収率の生産を行ンＪ５ことがで炒る。

収下に実施例を示すが、実施例中における染：ｉａ率は
、染料としてＡｌｉｇｎ　Ｃａｔｈｉｌｏｎ　Ｒｅｄ　
ＧＴＬＨ（保土谷化学株式会社製塩基性染料）を使用し
、その濃度は、染色しようとする繊維に対し、染料が５
重量％になるような桑色液を作って、浴比１：１００で
ｔｏｏ℃、６０分にて染色した後次式に従って算出した
ものである。

人−Ｂ 染着率（チ）　＝　−Ｘ　１００ Ａ；染色前の染色原液の染料濃度 Ｂ：染色後の染色原液の染料濃度 実施例１〜４．比較例１ ５−ナトリウムスルホイソフタル醒の共重合量を第１表
に示すように種々変更した固有粘度ｏ、４ｒ＋、（オル
ツクｐロラエノールを溶媒とし、２５℃で測定した値）
のポリエチレンテレフタレートな口金孔数２００　ｄ）
紡糸口金を通して吐出量１２０ｇ／分、紡糸温度２６０
℃とし、口金面下１０朋にて幅５ｚｍのスリットを全周
面に設け、かつその直下（紡糸口金面から５０〜２００
鮮の範囲内）より、温度３５°Ｃ１，風速１．３ｍ／秒
の冷却風な糸条の全周面から吹きつけて急冷した後、結
論引取速度１０００７＋ｔ／分で引取りケンス中に収缶
した。

尚、この時の紡糸、口金面下１鑞の＞７囲気は１５０℃
であった。

かくして得られた未延伸糸の複Ｊｎｌ　Ｊｌｉ率（△ｎ
）は紀１我に示す通りであった。これ１゛ｐ未延伸糸を
６５℃で１．４倍に延伸した後、８１１　”Ｑで２０チ
の収縮熱処理を施した。

得られた延伸ポリエステル繊維のＩｌｋ”　Ｋｔ値は第
１表の通りであった。

第１表からも明らかなように、５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸の共重合１１が２．０モル襲以上になると塩
基上［染料染涜率が大むくなる。

一方、５−ナトリウムスルホイソフタル酸共重合゛−１
が増加するにつれて染色嗣光堅ン１丁度が低下するイ唄
向が認められる。

尚、１月光堅牢度は、試料繊維をＡ１１（ｅｎ　Ｃａｔ
ｂ４１ｏｎＲｅｄ　ＧＴＬＨ（保土谷化学］；１、代金
社製塩基性染料）で、その濃度が試料繊維に対し、５貞
量係となるような染液を作り、浴比１：１００で１００
°Ｃにて６０分間染色した後、フエー１゛メーターラン
プで４０時間１１Ｇ’＋射し、標準＠）・ンブルと比較
して等級づけを行なった。最も耐光１１〉牢度が優れて
いるものを５級とし、最も面］光堅牢度が劣っているも
のを１級とした。

実施例５１６．比較例２，３ 実施例２において、極限粘度のみを第２表に示すように
種々変化させて、同様の実験を行なった。その結果を第
２衣に示す。

第２表からも明らかなように、極限粘度が　。

０．３５〜０．６５の範囲内では、染着率、紡糸性共に
良好であるが、極限粘度が低くなると複屈折率（△ｎ）
が低くなって染着率が低下し、一方極限粘度が高くなる
と紡糸性が態化する。

実施例７〜９．比較例４〜６ 実施例２において、紡糸温度と紡糸引取速度を第３表に
示すように種々変更し、その他の条件は実施例２と同様
にして実験をくりがえした。

紡糸時の紡糸性、収缶性、未延伸糸＋１）複屈折率（△
ｎ）及び延伸糸の染着率は第３安に示す通りであった。

第３′表かもも明らかなように、紡糸温度２４０〜２６
５°Ｃでかつ紡糸引取速度が２０００　ｍ７分以下の本
発明の場合は、紡糸性、収缶性、染着（比較例４）は、
紡糸が行なえず、逆に高すぎる場合（比較例６）は□１
．複屈折−（△ｎ）が低くなって染着率が低くな、・う
てしまりまた、紡糸引取速度が２００　ｏｍ”７分を越
塚る場合（比較例５）は、単糸切れ、の発生がみ恰れ□
、かつ収缶性が極めて悪く、操テ、−生産は困〒１♀７
：ある。

実施例１０〜１８′、比１較例７　＋、　’ｓ　ＩＩ　
　”１実施例２において：、紡糸口金ｉＩ■からのスリ
ン１１位置までの距膚ｔ２．スリツ：ト、幅、冷却風吹
川部の位置１・紡糸口金面が５冷ンＩ風吹出部上９：１
ｊまでの距離）、及び冷却風の風速を種々変更して、紡
出光栄を急冷した。その際の紡糸口金面下＋ａａＫおけ
る紡糸筒内の雰囲気温度、紡糸性。

未延伸糸の複屈折率（△ｎ）＋及び延伸糸の染着率を第
４表に示す。

第４表からも明らかなように、紡糸口金直下にスリット
を設け、該スリットの下方で、かつ紡糸口金面より１０
０田以内の位置から冷却風を吹きつけるようにした本発
明の場合は、複屈折率（△ｎ）がｏ、ｏ　ｔ　ｓ以上と
なり染着率も良好であるが、スリットを設けない場合（
比較例７）及び冷却風吹出部の位置が、紡糸口金面から
１０　（Ｌｙｂｖよりも遠くへ離れている場α（比較例
８）は、複ル（折率（△ｎ）が０．０１５１．ソ、上ど
ならず、満足すべき染着率が得られな（・、。

【図面の簡単な説明】

図は本発明を実施するための装置の一例を示す概略断面
図である。 ２は紡糸口金１４は冷却風吹出部、６はスリットである
。 特許出願人　帝人株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属塩スルホネート基を有するジカルボン酸から導
   かれるエステル単位を２．０モル９１上含廟し、極限粘
   疫が０．３５〜０．６５であり、かつ、アルキレンテレ
   フタレートを主たる繰返単位とするポリエステルを溶融
   紡糸し、複屈折率（八〇）が０．０１６〜０．０５０で
   ある未延伸糸を得、しかる後、延伸してポリエステル繊
   維を製造するに際し、紡糸温１丈な２４０〜２６５°Ｃ
   １紡糸引取速度を２００．０．ｍ、　７分以下とすると
   共に、紡糸口金直下に、紡糸筒系外に連通ずろスリット
   を設り、該７．リツト。 の下方で、かつ紡、糸口全面より１００朋以内の位１ｆ
   ｆから冷却風を吹きつけて、紡出糸条を急冷することを
   ｌ時機とするポリエステ、ル繊維の製仏法。