JPS61239015A - 改質ポリエステル繊維 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は常圧でカチオン染料に可染性であり、且つ均染
性に階れた衣料用に好適な改質ポリエステル繊維に関す
る。

（従来の技術） 従来、ポリエステル繊維、特にポリエチレンテレフタレ
ート繊維は寸法安定性１弾性回復力、耐熱安定付等に滑
れた性能を荷てるため広く一般衣料用素材として使用さ
れている。

しかしながら、絹、ウール等の天然繊維、あるいはレー
ヨン、アセテート等の半合成繊維に比べ、（１）キャリ
アー剤なしでは常圧ではよく染まらない、（２）キャリ
アー剤を使用した場合キャリアー剤を含んだ排水による
環境汚染を生じる、（３１晶圧で染色した場合でも濃染
が雌しい等の染色性が劣るという欠点を有する。

このようなポリエステル繊維の欠点を改良てる方法とし
て、＋１１８３成分の添加によりポリマーを改質する方
法、（２）紡糸、延伸、熱処理条件を変えて結晶構造を
ルーズにする方法、（３１繊維表面に無数の微細な凹凸
を形成させ光の反射を抑える方法等が穐々提案されてい
る。

これら種々の提案の内ポリマーを改質する方法は他の方
法に比べて多品種に応用できる、特別の設備を要しない
、製造安定性が良好である等の面で湊れた方法であり１
例えば金属スルホネート基を有するイソフタルｅ！成分
ならびにイソフタル酸成分を共重合させる方法が特公昭
５５−２６２０５号公報に開示されている。

（発明が解決しようとする問題点ン かかる將別の成分を共重合させた共重合ポリエステルを
用いる場合には染色性が向上し、常圧可染性が得られる
ものの、染色速度があまりに速すぎるため条斑が生じ易
く、また染色速度をコントロールしに＜＜、あるいは他
の繊維。

例えばアクリル繊維と同色性を得ることが困雌である等
の問題点を耳する。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らはかかる現状に鑑み鋭意検討した結果、エチ
レンテレフタレートを主たる構成単位とし、ジカルボン
酸成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分な
らびにアジピン酸成分を共重合したポリエステル共重合
体からなるポリエステル繊維であって、且つ特定の染色
条件下でカチオン染色した場合に特定の染着速度、染着
率等を示すポリエステル繊維が１述した如き問題点を解
決し得ることを見出し本発明に到達した。

即ち本発明の要旨とするところは、エチレンテレフタレ
ートを主たる構成単位とし、ジカルボン酸成分として５
−ナトリウムスルホイソフタル酸成分ならびにアジピン
酸成分を共重合したポリエステル共重合体からなるポリ
エステル繊維であって、該繊維が下記（Ａ）の染色条件
下でカチオン染色した昇温染肴曲線において（１）下記
（Ｂｌで示す染着率りが２０９６に到達する温度Ｔ１が
８０〜９０℃の範囲であり。

０１）　　下記ｆｃｌで示す最大染着速度Ｖが３．５〜
５％／℃・分の範囲であり、且つ （ｔｉｌｌ　　常圧における沸勝温度９８℃に到達した
時点での下記（Ｂｌで示す染着率りが４ｏ〜５Ｏｑ６の
範囲であることを特徴とする染色性および均染性に浸れ
た改質ポリエステル繊維である。

（Ａ）染色条件： （イ）試料・・・単繊維１．５ｄの繊維片（ロ１カチオ
ン染料および濃度・・・Ａｉｚｅｎ　ＣａｔｈｉＡ！ｏ
ｎＰｕｒｅ　ＢＪｕｅ　５　ＧＨ（０，７５９６０ｗｆ
　）し→浴比・・・１：５０ に）助剤および磯度・・・ＣＨ３ＣＯ０Ｎａ（１％Ｏｗ
ｆ）。

ＣＨ３ＣｏＯＨ（２％　ｏＷｆ　） 幽染色時間・・・昇温開始後約５０分間ならびに常圧沸
騰温度９８℃に到達 徐約２０分間の計約７０分間 （へ）昇温速度・・・１℃／分 ＦＢｌ　　染着率： （Ｃ１最大染着速度： 最大染着速度Ｖとは毎分１℃の昇温条件の下でＳ字型で
示される昇温−染色曲線の変曲点における染着速度を示
す。ここで染着速度は次式で示される。

以下５本発明を更に詳細に説明する。

第３図に本発明の改質ポリエステル繊維の昇温染着曲線
の一例を示す。＠１図の横軸は温度。

縦軸は染着率を表す。一般に染料の繊維に対する染色性
および均染性を論する上で、昇温染色曲線が広く用いら
れている。この曲線は染料槽、染料濃度等の染色条件に
かかわらず一般にＳ字型曲線となり。

（１）昇温初期の温度の低いところではゆっくり染着が
始まり（初期染肴期）。

（１１１ある温度になると急激に染着が起こり（染肴期
）。

（ｌｕｌ＋　　充分温度が上ると染着は遅くなって平衡
に近づく（拡散、移染期） という経過をたどる。この昇温染着曲線から染着開始温
度Ｔ１．最大染着速度Ｖが得られる。

Ｔ１およびＶは以下の如く定義される。

染着開始温度Ｔ１は最終的に吸着される染料の全重量の
うち２０％が吸着される温度である。

均染性からみると最初の２０９５近くまでは染着速度が
相当に遅く、染抜は生じにくいが、Ｔ１を越えると染着
速度が徐々に大きくなり、染抜が発生し易い温度領域と
なる。最大染着速度Ｖは毎分１℃の昇温条件の下でＳ字
型で示される昇温染着曲線の変曲点における染着速度を
示す。

変曲点即ち、接線の勾配が最も大きい点での単位時間当
りの染着速度％／℃・分である。ここで染着速度とは で計算される。通常、染着速度を表わすファクターとし
て、染着開始温度Ｔ１と最大染着速度Ｖの他に、常圧沸
騰点（９８℃）に到達した時点での染着率りが重要であ
り、このＴＩ、Ｖ、Ｄの３つのファクターを昇温染着曲
線での解析の指標とするのが一般であるが、この染着率
りは昇温染着曲線に沿って染色が進み常圧における沸＃
滉度（９８℃）に到達した時点で染料がどれだけ吸着さ
れているかを示すものである。９８０Ｃに達したあとは
、９８℃のまま染料の吸着が進み、最終的に平衡染右率
１００％迄、染料は吸着されていく。

このＴＩ、Ｖ、Ｄ夫々の指標を第１図に図示する。

使用するカチオン染料はＡｉｚｅｎ　Ｃａｔｈｉ７ｏｎ
　ＰｕｒｅＢＡｕｅ　５ＧＨな用いたがこれに限定され
るものでなく、ＡＲｔｒａＺｅｎ　Ｂ／ｕｅ　５ＧＬ、
　Ｂａ５ａｃｒｙｌＲｅｄ　ＧＬ等染着順位で同等のカ
チオン染料であれば、さしつかえない。

本発明においては、染着開始温度Ｔ】が８０−９０°Ｃ
５好ましくは８５〜９０℃の範囲にあることが必要であ
る。ＴＩが８０℃未満の場合には染色速度が大きくなる
曲線の立上りが低温側で生じるため染料吸収に斑か生じ
易く好ましくない。一方ＴＩが９０℃を超える場合、均
染性の点では有利であるが、逆に染色速度が遅丁ぎて充
分な濃染性が得られないという欠点を有する。

本発明において、最大染着速度■は３．５〜５％／℃・
分、好ましくは３．５〜４．５％／℃・分の範囲である
ことが必要である。■が３．５　％／’Ｃ・分未満の場
合には濃染性が得られないばかりか。

完全吸尽に至る所要時間が長くなる為省エネルギーのコ
スト効果も損われ、好ましくない。一方Ｖが５０％／℃
・分を超えると染色過程で最も微妙な部分での染色速度
が速丁ぎて条斑を生じ好ましくない。

本発明においては９８℃の常圧沸騰温度にヤ１達した時
点での染着率りが４０〜８０　’ｌ好ましくは５０〜７
０％の範囲である必要がある。

Ｄが４０９６未満の場合、沸騰下更に染色を続けても、
目標の譲染性は得られない。即ち、繊維に教案される染
料の絶対量が不足し、濃く染まらない。逆にＶが８０％
を超えると、染色上りの製品布帛に条斑が目立つものが
多く見られるようになる。

本発明におけるポリエステル繊維を構成するポリエステ
ル共重合体はエチレンテレ７ダレートを主たる構成単位
とし、ジカルボン酸成分として５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸成分ならびにアジピン酸成分を共重合したも
のであり。

特に少なくとも８５モル％がエチレンテレフタレート単
位であり、ジカルボン酸成分として５−ナトリウムスル
ホイソフタル＃Ｒ成分を全ジカルボン酸成分の１．５〜
３．５モル％、好ましくは２〜３モル％、ならびにアジ
ピン酸成分を全ジカルボン酸成分の２〜７モル％、好ま
しくは３〜６モル％を共重合したものが好ましい。

エチレンテレフタレート単位が８５モル％未満では破断
強度などの繊維性能の点で十分なものが得られにくい。

一方５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分の共重合量
が１．５モル％未満ではカチオン染料の染着座席が減少
するため染Ｓｔが少なくなるばかりか、カチオン染料特
有の鮮明性にも乏しくなるため好ましくない。また５−
ナトリウムスルホイソフタル酸成分の共重合量が３．５
モル％を超えると重合時においてポリマーの溶融粘度が
上昇するため低重合度のポリマーしか得ることができず
、その結果糸強度が低下するという欠点があるため好ま
しくない。

さらに本発明におけるポリエステル繊維が常圧で十分な
濃染性が得られる理由はアジピン酸成分を共重合するこ
とによりポリエチレンフタレートの微細構造に乱れが形
成され、結晶構造がルーズになり、染料がポリエステル
分子鎖内部に入り易くなるためであるが、このアジピン
酸成分の共重合量が２モル％未満の場合には効果が小さ
く、目的とする常圧可染性が不足するようになり好まし
くない。また７モル％を超える共重合量では染色速度が
速くなり丁ぎ均染性が損われるばかりか、ポリマーの熱
劣化、が大きくなり品質の低下をひき起てことになり好
ましくない。

本発明において用いられるポリエステル共重合体は具体
的には次のようにして得ることができる。即ち、ジメチ
ルテレフタレート２７８Ｋｆ。

エチレングリコール２２７　Ｋｙを精留塔のついた１−
の反応釜に添加し、１０．５Ｋｇの５−ナトリウムスル
ホイソフタル酸ジメチルを粉体で加え、酢酸マグネシウ
ムの２１曾％エチレングリコール溶液を１１．６Ｋｇ添
加し、１４０〜２２０℃まで徐々に昇温しながら副生す
るメタノールを糸外に留出する。メタノールが９１Ｋｆ
留出し実質的にエステル交換反応が終了した後、易滑剤
としてＴ　ｉＯ２の２０重量％エチレングリコールスラ
リーを０．７５　Ｋｆ添加し、続いてエチレングリコー
ル／アジピン酸モル比４の混合物を加熱反応し、エステ
ル化反応率が９２％でビス（２−ヒドロキシエチル）ア
ジペートへの転化率８５９！Ｉの反応物をアジピン酸換
算重量が１１．３〜となるように添加し、同時に水酸化
ナトリウムの２．８重量％エチレングリコール溶液を３
．２　Ｋｆ添加する。安定剤としてトリメチルホスフェ
ートの１０＠＠９６エチレングリコール溶液１．８　Ｋ
ｙ　−重合触媒として二酸化アンチモン１．５重量％、
エチレングリコール溶液８．０縁を添加し、重合釜に移
液した後、２７５℃、０．ＩＴｏｒｒにて２時間５８分
重合する、得られたポリマーの相対粘度はメタクレゾー
ル溶媒（２５℃）下で測定したところ１．５０６であっ
た。なお５−すＬ　４ウムホイソフタル酸成分ならびに
アジピン酸成分の誓は本発明で規定する範囲内で適宜変
更可能であり、上記具体例に制限されるものではない。

本発明における改質ポリエステル繊維は具体的には次の
ようにして得る。即ち上記の如くして得たポリエステル
共重合体を紡糸温度２７６℃、４８ホール異形の紡糸口
金より溶融紡糸し。

常法に従い冷却し、油剤を付与した後１６００ｍ／分の
捲取速度で引取り未延伸糸を得る。次いで核未延伸糸を
ローラー熱板型延伸機を用い。

８２℃の延伸ローラーにより２．２倍に延伸し。

１５５℃の熱板で熱処理した後、７５／４８単繊維デニ
ール１，５ｄとして巻取る。なお、紡糸および延伸の製
糸条件は上記具体例に制限されるものでなく１例えば紡
糸引取速度は１０００〜４５００ｍ／分の範囲で適宜選
べばよい。

本発明にい５昇温染着曲線は具体的には次のように求め
た。即ち上記の如くして得たポリエステル延伸繊維を４
夷にてＩＣｌ１１の長さにカットした繊維片を、カチオ
ン染料としてＡｉｚｅｎ　Ｃａｔｈｉ７ｏｎＰｕｒｅ　
Ｂｌｕｅ　５ＧＨ（０，７５５Ｊｏｗｆ）を用い浴比１
：５０゜酢酸２％ｏｗｆ　、酢酸ソーダ１９６　ｏｗｆ
の染色浴中で、昇温速度１℃／分で昇温し約５０分後常
圧沸騰温度（９８℃）に到達したら更に２０分間染色を
つづけ合計およそ７０分間染色した。染色機は東洋理化
工業株式会社製の「高温高圧染色測定装置５ＴＤ−３Ｐ
Ｊを使用し、付属の測色器により、最大吸収波長６６３
ｍμの光の透過率Ｔ％、吸光度ｌｏｇ　Ｔの変化を自動
記録した。

この透過′ａＴ％および吸光度ｌｏｇ　Ｔをあらかじめ
求めておいたキャリブレーションカーブから。

染着率として読み取り、昇温染着曲線を求めた。

このようにして測定した昇温染着曲線から、染着率２０
％に到達する温度Ｔ１．最大染着速度■。

常圧における沸騰温度９８℃に到達した時点での染着率
りを求めた。

（発明の効果） 本発明の改質ポリエステル繊維は常圧でカチオン可染性
であり、且っ均染性に浸れるばかりでなく、他繊維例え
ばアクリル繊維との同色性をも備えている。更に染料の
種類および染色条件を適正に選べば、絹、ウール等の天
然繊維との交織・交編物或いはスパンデックス交編物等
の他繊維を熱的に傷めず、均一に染色できるという格別
の作用効果を有する。

（実施例） 以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ ジカルボンｍｉ分として５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸２，３モル％およびアジピン＃５．０モル％とを共
重合して得たエチレンテレフタレート単位を主とする改
質ポリエステル共重合体から製糸して得た７　５／４８
延伸（単繊維デニール１．５ｄ）繊維を１ｃｍにカット
した後、カチオン染料Ａｉｚｅｎ　ＣａｔｈｊＪｏｎ　
Ｐｕｒｅ　Ｂｌｕｅ　５０Ｈ（０，７５５Ｍ０ｖｒｆ　
）、浴比１：５０．酢ｉ！＃２　＄　ｏｗｌ　、酢酸ソ
ーダ］　９４ｏｗｆの染色浴中で昇温速度１℃／分にて
約５０分間、常圧沸騰温度（９８℃ンに到達後２０分間
、計約７０分間染色ならびに測色を行ない昇温染色曲線
を求めた。この昇温染色曲線は染着開始温度Ｔ１が８６
℃、最大染着速度Ｖが４．６９６／℃・分、常圧沸騰点
（９８℃）に到達した時点での染Ｍ率りが６６％である
Ｓ字型曲線であった。サンプルとして上記１ｃ！ＩＬに
カットした単繊維デニール１．５ｄの繊維片の他に、タ
ック製織した布帛を上記染色条件に準じて別浴で染色し
染色性を肉眼で判定したが、該布帛は非常に良好な鮮明
色および均染性を有するものであった。

実施例２〜４．比較例１〜４ ５−ナトリウムスルホイソフタル酸およびアジピン酸成
分の共重合の組成比率を第１表に示す如く檀々変更した
エチレンテレフタレート単位を主とする改質ポリエステ
ル共重合体から製糸して得た７５／４８延伸繊維を、実
施例１と同じ方法にて染色評価した。改質ポリエステル
共重合体の組成分ならびに染色評価結果な弔１表に、ま
た夫々の昇温乗者曲線を第２図に示す。

Ｃ注−１）均染性の評価は３段階に分け、均一に染色さ
れているものをＯ１若干斑のあるものを△、染条斑目立
つものを×とした。

（注−２）濃染性の評価は、各試料の相対評価で３段階
に分け、濃く染まっているものをＯ１通常程度な△、淡
く染まっているものを×とした。

第１表および第２図から分るように、アジピン酸が１．
０モル％と本発明で規定する範囲より少ない比較例１で
は、■の昇温染着曲線を示し。

ＴＩ、Ｖ、Ｄ、全ての項目で本発明で規定する範囲を満
足しない結果となり、均染性は得られるものの常圧染色
で濃染性に欠け、商品価値の低いものとなった。一方ア
ジビン酸が８゜０モル％と本発明で規定する範囲より多
い比較例２は■の昇温染着曲線を示し、Ｔ１．Ｖ、Ｄ何
れの項目をも本発明で規定する範囲を満足せず条斑のみ
られる染色布となった。

比較例３．４は５−ナトリウムスルホイソフタル酸の量
が本発明で規定する範囲から外れるものであるが、夫々
ｅ■の昇温染着曲線を示し。

■を満足するもののＴＩ、Ｄが本発明で規定する範囲を
満足しない為、濃染性又は均染性何れかの項目に不満足
な結果となった。それに対し実施例２〜４で示した本発
明の改質ポリエステル共重合体によって得られた昇温染
着曲線■、＠。

Ｏｖｃ該当する布帛は均染性および濃染性の何れも良好
な結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の改質ポリエステル繊維の昇温染着曲線
の一例であり、横軸は温度、縦軸は染着率を示す。 第２図は各実施例および各比較例におけるポリエステル
繊維の昇温染着曲線である。 特許出願人　　三菱レイヨン株式会社 第　ｆ　図 −Ｘ　戻　じＣ） 第　２　口 手続補正書 昭和６０年９月６日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １゜事件の表示 特願昭１ｓｒＪ−７７５６８号１食、Ａ二・ｆ′ ２４発明の名称 改質ポリエステル繊維 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都中央区京橋二丁目３番１９号 （６０３）三菱レイヨン株式会社 取締役社長　河　崎　晃　夫 ４８代　理　人 東京都中央区京橋二丁目３番１９号 および「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）　　％許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 （２）　　明ｍ＋ｔｓｙ頁、第１０行の「昇温−染色曲
線」七「昇温−染着曲線」に訂正する。 （３）同第８頁、第１行〜第２行の「昇温染色凹線」を
「昇温−染着曲線」に訂正する。 （Ａ）　　同第１０頁、第９行および第１２行の「染色
速度」全そｎぞれ「染着速度」に訂正する。 （５）同第１０頁、第２０行のｒｓｏＪをｒａｏｊに訂
正する。 （６）同第１１頁、第１行の［染色速度ｌｉｔ染着速度
Ｊに訂正する。 （７）　　同第１５頁、第６行の「染色速度」全「染着
速度」に訂正する。 （８）　　同第１４頁、第５行の「アジペートＪｔ−「
アジペート」に訂正する。 別紙 特許請求の範囲 「１．　　エチレンテレフタレートを主文る構成単位と
し、ジカルボン酸成分として５−ナトリウムスルホイン
フタル酸成分ならびにアジピン酸成分七共重合し友ポリ
エステル共重合体からなるポリエステル繊維であって、
該繊維が下記（Ａ）の染色条件下でカチオン染色し之昇
温染着曲線において （１ン　　下記中）で示す染着率りが２０チに到達する
温度Ｔ１が８０〜９０℃の範囲であり、（１１）下記（
Ｃ）で示す最大染着速度Ｖが５５〜５％／’Ｃ・分の範
囲であり、かつ （ｉｎ　　常圧における沸騰温度９８℃に到達した時点
での下記（Ｂｌで示す染着率りが４０〜エユチの範囲 であることｔ特徴とする染色性および均染性に優ｎた改
質ポリエステル繊維。 （Ｎ　染色条件： （イ」試料・・・単繊維１．５ｄの繊維片（ロ）カチオ
ン染料および濃度・・・ＡｉｚｅｎＯａｔｈｉｌｏｎ　
Ｐｕｒｅ　Ｂｌｕｅ　５ＧＨ（Ｃ７５％　ｏｗｆ）（ハ
）浴　比・・・１：５０ に）助剤および濃度−−−０Ｈ３００ＯＮａ（１９６ｏ
ｗｆ）、ＣＨ３０００Ｈ（２％　ｏｗｆ　） （ホ）染色時間・・・昇温開始後約５０分間ならびに常
圧沸ａ＠度９８℃に到 達後約２０分間の計約７０分 間 （へ）昇温速度・・・１℃／分 （Ｅｌ　　染着率： （Ｃ１最大染着速度： 最大染着速度Ｖとは毎分１℃の昇温条件の下でＳ字型で
示さｎる昇温−染着曲線の変曲点における染着速度を示
す。ここで染着速度は次式で示さｎる。 最長的に吸着でｎる呆科Ｏ全ｌ量

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エチレンテレフタレートを主たる構成単位とし、ジ
   カルボン酸成分として５−ナトリウムスルホイソフタル
   酸成分ならびにアジピン酸成分を共重合したポリエステ
   ル共重合体からなるポリエステル繊維であつて、該繊維
   が下記（Ａ）の染色条件下でカチオン染色した昇温染着
   曲線において （ｉ）下記（Ｂ）で示す染着率Ｄが２０％に到達する温
   度Ｔ１が８０〜９０℃の範囲であり、 （ｉｉ）下記（Ｃ）で示す最大染着速度Ｖが３．５〜５
   ％／℃・分の範囲であり、かつ （ｉｉｉ）常圧における沸騰温度９８℃に到達した時点
   での下記（Ｂ）で示す染着率Ｄが４０〜４８％の範囲 であることを特徴とする染色性および均染性に優れた改
   質ポリエステル繊維。 （Ａ）染色条件： （イ）試料・・・単繊維１．５ｄの繊維片 （ロ）カチオン染料および濃度・・・Ａｉｚｅｎ　Ｃａ
   ｔｈｉｌｏｎＰｕｒｅ　Ｂｌｕｅ　５ＧＨ（０．７５％
   ｏｗｆ） （ハ）浴比・・・１：５０ （ニ）助剤および濃度・・・ＣＨ＿３ＣＯＯＮａ（１％
   ｏｗｆ）、 ＣＨ＿３ＣＯＯＨ（２％ｏｗｆ） （ホ）染色時間・・・昇温開始後約５０分間ならびに常
   圧沸騰温度９８℃に到達後約２０分間の計約７０分間 （ヘ）昇温速度・・・１℃／分 （Ｂ）染着率： 染着率Ｄ（％）＝（吸着された染料の重量／最終的に吸
   着される染料の全重量）×１００（Ｃ）最大染着速度： 最大染着速度Ｖとは毎分１℃の昇温条件の下でＳ字型で
   示される昇温−染色曲線の変曲点における染着速度を示
   す。ここで染着速度は次式で示される。 １分間で１℃上昇する間に吸着された染料の重量 染着速度＝（１分間で１℃上昇する間に吸着された染料
   の重量／最終的に吸着される染料の全重量）×１００％
   ／℃・分 ２、ポリエステル共重合体が、少なくとも８５モル％が
   エチレンテレフタレート単位であり、ジカルボン酸成分
   として５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分１．５〜
   ３．５モル％ならびにアジピン酸成分２〜７モル％を共
   重合したものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の改質ポリエステル繊維。