JPS601404B2

JPS601404B2 - 高ケン縮性複合繊維

Info

Publication number: JPS601404B2
Application number: JP4233976A
Authority: JP
Inventors: 敏昭日高; 茂水谷; 昭春土本; 千秋田中; 正信森川
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1976-04-16
Filing date: 1976-04-16
Publication date: 1985-01-14
Also published as: JPS52128420A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ポリブチレンテレフタレートを主成分とする
非弾性ポリエステルと、ブロックポリェーテルェステル
弾性ポリマーとからなる複合繊維に関する。

収縮性の異なる２成分が単一フィラメントの横断面にお
いて偏心的に複合されている複合繊維は、熱処理や化学
的処理によりケン縮を発現することは周知である。

とりわけ、ポリエステル系複合繊維は、本来のウオツシ
ュアンドウェアーを有しているうえに、それ自体ケン縮
性を有しているため、仮ョリ加工などケン縮付与のため
の加工が不要であること等の利点がある。

かかるポＩＪェステル系複合繊維としては、ポリエチレ
ンテレフタレート重合体の重合度に差があるものからな
る複合系、あるいはホモのポリエチレンテレフタレート
と共重合ポリエステルとの複合系などが提案されてきた
。しかしながら、このような従来の複合系を使用した編
織物は、三つの大きな欠点があった。

その第１は、バルキー性のものは得られるが弾性回復性
が劣ること、第２は、剛性が高すぎるため風合いが粗便
であること、第３は、染色において染料の収尽性が劣る
ため高温高圧の条件下でしか染色できず染色コストが高
いこと等である。最近、弾性回復性を改善するため、ブ
ロックポリェーテルェステルを複合一成分とすることが
提案され、従来のものに比べある程度改善がなされたが
、特に常時伸縮をくり返す肌着用途やストッキング用途
では、依然としてタルミが多発し、使用に耐えなかった
。

本発明の目的は、以上のような従釆技術の諸欠点を同時
に解消した複合繊維を提供することにあり、すなわち、
本発明の第１の目的は、しなやかなタッチと弾性回復性
のすぐれたポリエステル系複合繊維を提供することにあ
り、第２の目的は、常圧で染色可能なポリエステル系複
合繊維を提供することであり、さらに第３の目的は、以
上の第１および第２の目的を達成することにより、外衣
用途はもちろん、肌着用途にも適用可能な複合系を提供
せんとするものである。

かかる本発明の目的を蓬成すべく、本発明者らは種々検
討した結果、特有の弾性ヒステリシス曲線を示すポリマ
ーを複合系の一成分とすることにより、弾性回復性のす
ぐれた複合系が得られることを知見し、本発明に到達し
たものである。

しかして、本発明の要旨とするところは、複合第一成分
がポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと略称する
）を主成分とする非弾性ポリエステルであり、複合第二
成分が、テレフタル酸の比率が５０モル％以上８０モル
％未満でィソフタル酸またはオルトフタル酸の比率が２
０モル％を越え５０モル％以下である混合ジカルボン酸
を醸成分とし、１・４−ブタンジオールおよび数平均分
子量が３００以上３，０００未満のポリ（テトラメチレ
ンオキシド）グリコール（以下ＰＴＭＧと略称する）を
ジオール成分とし、かつＰＴＭＧ単位が共重合体のｌｏ
〜７肌ｔ％を占る弾性ブロックポリェーテルヱステルで
ある高ケン縞性複合繊維である。本発明で使用するこの
ようなブロックポリェーテルェステルは、以下のように
して求めた弾性ヒステリシス曲線において図Ｃのごとき
特有の曲線パターンを示しており、このポリマーを複合
系の一成分とすることにより、弾性回復性のすぐれた複
合系を得ることができるのである。

本発明において弾性ヒステリシス曲線とは、単独成分系
をいったん破断する直前まで延伸した後、沸水中で３０
分間熱処理したサンプルをインストロンに取り付け、２
０ｃの／ｍｉｎの一定速度で伸長率１００％まで伸長し
た後、伸長を緩和回復せしめ、その間の応力を測定し、
横軸に伸長率（％）、縦軸に応力（ｇ／ｄ）をとって連
続的にプロットして得た曲線をいう。図Ｃのごときパタ
ーンを示す曲線の特徴は、降伏点（本発明においては伸
びの割りに応力の増加がわずかになりはじめる点、すな
わちヒステリシス曲線の往路における肩部をいい、たと
えば図における点Ｒのことをいう）が存在しないことお
よび伸長回復した点Ｓ（すなわちヒステリシス曲線の復
路において応力０となる点をいう）が出発点０（原点）
付近にくることであり、弾性ヒステリシス曲線がこのよ
うな特徴的パターンを示す本発明のブロックポリェーテ
ルェステルを使用した複合系は、すぐれた弾性回復性を
示す。本発明で使用する弾性ブロックポリェーテルェス
テルは、主としてテレフタル酸およびィソフタル酸、テ
レフタル酸およびオルトフタル酸、あるいはテレフタル
酸、ィソフタル酸およびオルトフタルからなる混合ジカ
ルボン醸成分と、１・４−ブタンジオールとＰＴＭＧの
ジオール成分とから得られるものであることが必要であ
り、おもに混合ジカルボン酸と１・４−ブタンジオール
とから得られるポリエステル成分がハードセグメントと
なり、おもにＰＴＭＧのポリェーテル成分がソフトセグ
メントとなっている。本発明で使用する混合ジカルボン
酸中のテレフタル酸の比率は５０モル％以上８０モル％
未満、より好ましくは６０モル％以上７５モル％以下で
、イソフタル酸またはオルトフタル酸の比率は２０モル
％を越え５０モル％以下、より好ましくは２５モル％以
上４０％以下であることが必要である。

ィソフタル酸またはオルトフタル酸の比率が２０モル％
以下の場合（すなわち、テレフタル酸の比率が８０モル
％以上の場合）は、得られたポリマーの弾性特性および
弾性回復性が不十分であり、また５０モル％を越える場
合（すなわち、テレフタル酸の比率が５０モル％未満の
場合）は、ポリマーの融点が低下し耐熱性が悪化するの
で好ましくない。本発明で使用する混合ジカルボン酸の
代りに他のジカルボン酸を使用した場合は、弾性ヒステ
リシス曲線において図Ａ・Ｂのごとく降伏点Ｒが表われ
、好ましくない。このようにイソフタル酸またはオルト
フタル酸は、コポリマー内で特異な挙動（ソフトセグメ
ントへのハードセグメントへの歪みの緩和）をしている
ものと考えられ、弾性率の低下および弾性回復性の向上
に大きく寄与していると考えられる。また、本発明で使
用するＰＴＭＧの数平均分子量は３００以上３，００氏
未満、より好ましくは４００以上２，５０氏未満である
ことが必要であり、ＰＴＭＧの数平均分子量が３０氏未
満では弾性特性が十分発揮できず、また３，０００以上
の場合は分散性不良となりマクロの相分離を起こし好ま
しくない。さらに、本発明のブロックポリェーテルヱス
テルにおいては、長鎖ＰＴＭＣの比率が共重合体の１０
〜７０ｗｔ％を占めることが必要であり、ＰＴＭＧの比
率が７仇九％を越えると、ポリマー強度が低下し回復特
性が十分でなくなるばかりでなく、耐熱性・耐光性・耐
加水分解が低下し、良好なケン縮繊維が得られず、また
１肌ｔ％より少ない場合は、弾性特性が発揮できないの
で好ましくない。以上のように、本発明のブロックポリ
ェーテルェステルは、おもにテレフタル酸の比率が５０
モル％以上８０モル％未満でイソフタル酸またはオルト
フタル酸の比率が２０モル％を越え５０モル％以下であ
る混合ジカルボン酸を醸成分とし、おもに１・４ーブタ
ンジオールおよび数平均分子量が３００以上３，０００
禾満のＰＴＭＧをジオール成分とし、かつＰＴＭＯ単位
が共重合体のｌｏ〜７肌上％を占めるものであるが、成
分のごく一部を、結晶性・援着性および耐加水分解性な
どに著しい影響を与えない範囲で第三成分を添加してよ
い。特に第三成分として、ジカルボン酸のごく部をトリ
メリット酸、ピロメリット酸、トリメシン酸などのポリ
カルボン酸に置換すること、あるいは１・４ーブタンジ
オールのごく一部をグリセリン、ベンタェリスリトール
、ソルビトール等のようなポリオールと置換することに
より、弾性特性がより発揮できる。また必要に応じて酸
化チタン等の艶消し剤を添加すること、さらにフェノー
ル系、アミン系、リン系などの耐熱剤やその他種々の耐
光剤などを添加することにより、ポリマーの分解や変色
を防ぎ、安定性を向上できる。これらの成分からなるブ
ロックポリェーテルェステルの製法は任意であるが、好
適な重合方法の一例を示すと、ジカルボン酸のジメチル
ェステルと過剰モル数すなわち約１．２〜２．Ｍ音モル
の１・４ーブタンジオールおよびＰＴＭＧとを、通常の
ヱステル化触媒の存在において、約１５０〜２６０００
の温度で常圧下で反応してェステル交換を行ない、メタ
ノールを留去させ、次いで３柳Ｈｇ以下の減圧下に２０
０〜２７０００で加熱縮合させることによって、本発明
の目的とするブロックポリヱーテルェステルを生成する
ことができる。

ここではジメチルェステルを用いる方法を示したが、直
接ジカルボン酸とグリコールおよびジカルボン酸のグリ
コールェステルから合成する方法をとることも可能であ
り、また各成分の添加順序や添加方法は適宜変更しても
よい。

上述のブロックポリェーテルェステルの複合池成分とし
て本発明で使用する非弾性のポリエステルは、ＰＢＴを
主成分とするものであることが必要である。

ＰＢＴホモポリマーはもちろん、ＰＢＴを主成分とし２
仇れ％以下の範囲で他のポリエステル成分を共重合せし
めたＰＢＴコポリマーも使用することができる。ＰＢＴ
と共重合する２仇九％以下のポリエステル成分としては
、ジカルボン酸と低分子量ジオールとからなる公知のす
べてのポリエステル成分が使用できる。また、共重合比
率は、用途に合わせて所望の物性のものを得るよう、２
肌ｔ％以下の範囲で容易に選択することができる。この
共重合成分が２肌ｔ％を越えた場合は、物性の低下をき
たし、ＰＢＴ繊維本来の諸特性がそこなわれるため不適
である。ＰＢＴ系以外のポリエステル、たとえばポリエ
チレンテレフタレート系ポリエステルは、剛性率および
ガラス転移点が高いため、このポリマーを使用した編織
物は、粗硬感が著しく、また染色において常圧下での染
料の吸尽性が著しく悪いので、好ましくない。

以上のようにして得た非弾性ポリエステルおよび弾性ブ
ロックポリェーテルェステルポリマーは水分率０．１％
以下となるまで乾燥した後、紡糸に供する。

復合紡糸は、周知の紡糸装置と方法により良好に行なう
ことができる。

すなわち、複合２成分を別々に溶融し、計量して複合口
金に導き、偏心しんさや型またはサイドバィサィド型に
複合して紡出する。複合両成分の比率は３０／７０〜７
０／３０の範囲が好適である。織出糸はチムニーで冷却
した後、紡糸油剤を付与して引き取るか、あるいは引き
続いて３〜５倍に延伸して巻き取ることもできる。延伸
された複合糸は、そのままあるいは弛緩状態で熱処理し
た後、編織または織物用として使用する。以上のように
本発明の複合繊維は、複合第一成分がＰＢＴを主成分と
する非弾性ポリエステルであり、複合第二成分が、テレ
フタル酸の比率が５０モル％以上８０モル％未満でィソ
フタル酸またはオルトフタル酸の比率が２０モル％を越
え５０モル％以下である混合ジカルボン酸を醸成分とし
、１・４−ブタンジオールおよび数平均分子量が３００
以上３，００氏未満のＰＴＭＧをジオール成分とし、か
つＰＴＭＧ単位が共重合体の１０〜７肌ｔ％を占める弾
性ブロックポリェーテルェステルであるので、熱処理に
より細かい均一なケン縮が発現し、しなやかで伸縮性に
富んだものとなる。

また、通常のポリエステル用分散染料を用いて、梁俗温
度９５〜１００００の常圧でキャリャーを使用すること
なく容易に染色することができる。さらに、本発明の複
合糸を使用して外衣用途および肌着用途等に適用可能な
編織物を得ることができる。以下、本発明について実施
例により説明するが、実施例中で用いた複合系のケン稀
伸長率およびケン縮回復率、染料の吸尽率ならびにスト
ッキングの伸長率および回復率等の特性値は次のように
して測定したものである。

｛１）複合系のケン縞伸長率およびケン縮回復率（ケン
縮性）複合繊維の２０回巻きのカセを作り、１．２の９
／ｄの荷重をかけて１５分間沸水処理した後、、乾燥調
湿する。

そのカセに２．０の９／ｄの荷重をかけてカセ長〆，を
測定し、次に３００の９／ｄの荷重をかけて３硯砂後の
カセ長々２を測定する。３００の９／ｄの荷重を除去
して３栃砂後、再び２の９／ｄの荷重をかけてカセ長そ
３を測定し、次式によりケン縮伸長率およびケン縮回
復率を算出する。

ケン縮伸長率：こぎこＸ，皿ケン縮回復率＝差≧‐争うＸ・〇。

■ 染料の吸尽率（染着性）９８ｑｏで所定濃度の梁格１００ｃｃに１００ｇの試料
を３０分間浸債する。

比色計により試料浸債前および後の染格の染料濃度Ｃ，
およびＣ２を求め、染料の吸尽率を求めた。吸尽率：Ｃ
卓三Ｘ側糊ストッキングの伸長率および回復率（ストッキング
特性）仕上りストッキングの長さ方向、ウェルト下から
ヒールまでの長さを側長する。

無荷重時の長さをＬ，、２ｋ９荷重かけて１分後の長さ
を−、再び無荷重にしたのち１分後の長さをＬ３とし、
次式によって求める。

ストッキン州総＝きＸ・ｏｏストッキング回復率＝Ｌ寺；三×・ｏｏ実施例１テレフタル酸ジメチル５２都‘こ１・４ーブタンジオ−
ル４８部を加え、さらにテレフタル酸ジメチル１重量部
に対し３×１０‐４重量部の塩化コバルト２×１０‐４
重量部の酢酸カルシウムを加え、損拝しながら１６０〜
２１０ｏｏで反応させ、メタノールを蟹去させた後、２
５０００に昇溢し徐々に減圧し減圧度１肋Ｈｇ以下に２
時間保持し、粘鋼な重合体を得、ガット状に紋出して水
冷後カットしてＰＢＴべレット凶を得た。

これとは別に、テレフタル酸ジメチル７５部とィソフタ
ル酸ジメチル２５部、１・４−ブタンジオ−ル６頚部、
数平均分子量１０００のＰＴＭＧ６５部および触媒のチ
タンテトラブトキシドとをオートクレープに仕込み、１
７０℃で３０分間、引き続いて２３０３０で３０分間加
熱し、生成するメタノールを系外に留去した。

温度を２５０ｏｏに上げ徐々に減圧して０．２柳Ｈｇと
し、さらに２時間重合反応を継続して、テレフタル酸の
比率が７５モル％でィソフタル酸の比率が２５モル％で
ありＰＴＭＧ単位が共重合体の２８れ％を占める融点１
７０００の粘鋼な重合体‘Ｂ｝を得た。同様の方法で、
上記ィソフタル酸ジメチルの代りにオルトフタル酸ジメ
チルを使用して重合を行ない、融点１６８℃のポリマー
に｝を得た。ポリマー凶とポリマー曲、ポリマー凶とポ
リマー｛Ｃ｝を、それぞれ複合紡糸機に供給し、２６０
００で別々に溶融し、複合比率５０対５０のバイメタル
状に複合紡糸し、４５仇ｈ′ｍｍで引き取り４．４倍延
伸し、２０デニール２フィラメント糸をそれぞれ得た。
これをストッキングのレッグ用糸として編み込み、仕上
げ加工して伸縮性および着用時のタルミの評価を行なっ
た結果、いずれも伸長率２３０〜２４０％、回復率９０
〜９２％で良好な伸縮性を有し、着用時のタルミも発生
しなかった。実施例２実施例１のポリマーのとポリマー｛Ｂ）とを複合紡糸機
に供給し、複合比５岱対５０の３０デニール６フィラメ
ントのバイメタル状複合糸を得た。

これを整経機にかけ整縫ビームを作成し、トリコット編
機で３２ゲージハーフトリコット【１１を編成した。常
法に従って精練した後、分散染料を用いて９８ｑｏ常圧
で６０分間染色を行ない、しなやかで伸縮性に富む美し
いカラーのトリコットを得た。一方、２８５ｏｏにおけ
る溶融粘度がそれぞれ９００ポイズ、５６００ポイズの
ポリエチレンテレフタレート‘功・脚を２８５ｏ０で熔
融し、複合比率５の封５０のバイメタル状に複合紡出し
て、３０デニール６フィラメント糸を得た。

これを、トリコット‘１｝と同一の編成条件で３２ゲー
ジのハーフトリコット■に編成し、仕上げ加工した結果
、ほとんど染色できず、また得られた編地は伸長後の回
復性が劣り、タッチも粗硬であった。トリコット【１）
・■について、“セリトンフアーストィェローＧ”４％
梁液を用いて９８〜１００ｑｏで６粉ご間染色を行ない
、残液濃度法により染料の吸尽率を測定した結果は第１
表のとおりであった。

第１実施例３実施例１のポリマー職と同様の製造方法で、ハードセグ
メントとしてテレフタル酸ジメチルとイソフタル酸ジメ
チルのモル比が９０／１０・７５／２５・６０／４０・
４５／５５・１００／０のものならびに上記ィソフタル
酸ジメチルの代りにオルトフタル酸ジメチル、アジピン
酸ジメチル、セバチン酸ジメチルをそれぞれ用い、テレ
フタル酸と各メチルェステルのモル比がそれぞれ７５／
２５であるものを用い数平均分子量１０００のＰＴＧＭ
をソフトセグメントとし、共重合体中のＰＴＭＧ舎率が
それぞれ５仇Ｗ％のポリマー（Ｆ｝・■・皿・（１）・
（Ｊ）・凪・山・Ｍをそれぞれ得た。

これらのポリマー【Ｆ｝〜肌を、それぞれ２５０ｑ０で
溶融し、フィルムおよび単独成分の糸を得、フィルムの
引張り弾性率および弾性回復率ならびに単独成分系のヒ
ステリシス曲線を測定して得た結果を第２表に示した。
第２表また、実施例１のポリマー凶を一成分とし、ポリマー（
Ｆ｝〜側をそれぞれ他成分とし、複合比率５０対５０の
バイメタル状に複合紙糸し、２０デニール２フィラメン
トの複合糸｛３｝〜剛をそれぞれ得た。

これらの複合糸｛３’〜ｔｌ■のケン縦伸長率およびケ
ン縮回復率を測定した結果を第３表に示し。また、これ
らの複合糸をそれぞれストッキングのレッグ糸として編
成し、仕上げ加工した後、ストッキングの伸長率および
回復率を測定し、結果を第３表に示した。第３表から明
らかなごと〈、本発明の複合糸【４）・‘５）・【８｝
およびそれから得たストッキングは、複合糸のケン縮伸
長率、ケン縮回復率、ストッキングの伸長率、回復率も
大きく、良好な特性を有していた。

一方、本発明以外の複合糸｛３｝・■・【９｝・｛ＩＱ
は、回復特性が劣ったものしか得られず、また複合糸‘
６１から得たストッキングは収縮異常であった。第３表実施例４実施例１のポリマー（Ｂ｝と同様の方法で、テレフタル
酸の比率が７０モル％でィソフタル酸の比率が３０モル
％および１・４−ブタンジオールからなるポリエステル
成分をハードセグメントとし、ＰＴＭＧをソフトセグメ
ントとし、ＰＴＭＧ含率を４びＷｔ％としたブロックポ
リエーテルエステルポリマーにおいて、ＰＴＭＧの分子
量を第３表のごとく変更せしめてポリマー肌・■。

企）・■を得た。これらのポリマーを、それぞれ実施例
１で使用したポリマー凶と復合紡糸して、２０デニール
２フィラメントの複合糸ＯＵ〜０４を得た。これらの複
合糸についてケン縮特性を測定した結果を第４表に示し
た。第４表から明らかなごとく、本発明の複合糸０２・
０３は良好なケン綱性を示したが、本発明以外の複合糸
血・血はケン緒伸長率、ケン縮回復率ともに小さく、ケ
ン縞特性が劣っていた。第４表

【図面の簡単な説明】

図は、各種共重合ポリエステル単独成分糸の弾性ヒステ
リシス曲線のパターンを示すものであり、ＡおよびＢは
、本発明以外の共重合ポリェステルについて、Ｃは本発
明で使用するブロックポリェーテルェステルについての
それぞれの単独成分糸の弾性ヒステリシス曲線のパター
ンである。

Claims

【特許請求の範囲】

１複合第一成分がポリブチレンテレフタレートを主成
分とする非弾性ポリエステルであり、複合第二成分が、
テレフタル酸の比率が５０モル％以上８０モル％未満で
イソフタル酸またはオルトフタル酸の比率が２０モル％
を越え５０モル％以下である混合ジカルボン酸を酸成分
とし、１・４−ブタンジオールおよび数平均分子量が３
００以上３，０００未満のポリ（チトラメチレンオキシ
ド）グリコールをジオール成分とし、かつポリ（テトラ
メチレンオキシド）グリコール単位が共重合体の１０〜
７０ｗｔ％を占める弾性ブロツクポリエーテルエステル
である高ケン縮性複合繊維。