JPS648085B2

JPS648085B2 -

Info

Publication number: JPS648085B2
Application number: JP15592479A
Authority: JP
Inventors: Hiroshige Sugyama; Tokio Kawaguchi
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1989-02-13
Also published as: JPS5679715A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は単繊維デニールが0.3デニール以下で
染色性、殊に濃色染色性に優れかつソフトでしな
やかな風合を有し、糸斑、糸欠点の少ないポリエ
ステル極細繊維に関する。ポリエチレンテレフタレート極細繊維からなる
編織物はその風合が柔らかく、しなやかであるた
め衣料用として近年需要が伸びつつある。またス
エード調布帛を得るためには、繊維の極細化は不
可欠である。しかし、従来から得られている知見では、ポリ
エチレンテレフタレート繊維の単繊維デニールが
0.5デニール未満になると、染色の際、繊維の単
位重量当たりの染料吸尽率は0.5デニール以上の
ものと変わらず、むしろ増加傾向であるにもかか
わらず、発色性が悪くなり、特に単繊維繊度が
0.3デニール以下になると、濃色に染色すること
はほとんど困難になる。例えば、単繊維繊度２デニールと0.25デニール
のポリエチレンテレフタレート延伸糸を各々染色
した場合、染着率（吸尽率×染液濃度／100）が
いずれも５％owfの時には、単糸繊度２デニール
のものの発色性を示すＫ／Ｓ値が5.5であるのに
対して0.25デニールのもののＫ／Ｓ値は1.7とな
り、極細繊維の発色性はきわめて悪い。一方単繊維デニールが0.3d以下の極細ポリエス
チル繊維を通常の単成分溶融紡糸方式で製造しよ
うとすると、紡糸、延伸工程で著しい糸切れを生
じるため、かかる方式では実際上商業生産するこ
とが不可能であつたため、従来はもつぱら以下に
述べるような特殊紡糸方式によつて製造してい
た。従来採用されてきた特殊紡糸方式とは、例えば
特公昭44−18369号公報に示されるように海島繊
維を得た後、海成分を溶解して極細繊維束を得る
方法、或いは特公昭48−28005号公報に示される
ような多分割繊維を得た後、剥離処理を施し極細
繊維束を得る方法などの紡糸方式である。しかし
ながら、これらの方法では少なくとも２成分の重
合体を複合紡糸する設備が必要であり、かつ、溶
解処理なり剥離処理なりの後処理が必要となるた
め製造コストの上昇は避けられず、製造工程も煩
雑とならざるを得ないという欠点があつた。そのため本発明者等は通常の単成分溶融紡糸方
式で単繊維デニールが0.3デニール以下のポリエ
ステル繊維を得る方法について研究を行なつた結
果、単繊維デニール0.3デニール以下のポリエス
テル繊維を得ようとすると、紡糸工程で紡糸口金
１孔当りの吐出量を著しく低下させるか、もしく
は紡糸での糸条引取速度を著しく高める必要のあ
ることが明らかとなり、更にはかくすることによ
りポリマーの紡糸口金よりの吐出状態が極端に悪
化しいわゆる雨だれ現象となるため、紡糸、延伸
糸切れ或いは糸欠点につながることが明らかとな
つた。この雨だれ現象は紡糸口金面と冷却気流吹
出面の最上端との距離を可及的に短かくすること
により解消することが判明したが、この距離を短
かくすることにより紡糸口金より吐出された糸条
の冷却が早く行なわれ、雨だれ現象はなくなる
が、吐出された糸条が固化するまでの間に切断す
るという新たな問題に直面した。本発明者らは、濃色に染色可能で、非常に良好
な耐光堅牢度を示し、かつソフトでしなやかな風
合いを有する紡糸操業性の安定な極細繊維につい
て鋭意研究した結果、本発明に到達した。即ち、本発明は、ポリエチレンテレフタレート
とポリブチレンテレフタレートの共重合体から構
成されてなる極細繊維であつて、下式(イ)、(ロ)およ
び(ハ)式を満足し、力学的損失正接tanδが最大とな
る温度Tαが135℃以下で、かつ融点が245℃以下
であることを特徴とするポリエステル極細繊維で
ある。 BT≧−130D＋65 ……(イ) BT≧20 ……(ロ) Ｄ≦0.3 ……(ハ) （ただし、上式中BTはブチレンテレフタレート
単位のモル％、Ｄは単繊維デニールを表わす。）本発明のポリエステル極細繊維は、前記式で示
される量のブチレンテレフタレート単位を含有す
るものであるが、該繊維を構成する基質ポリエス
テルとしてはエチレンテレフタレート系ポリエス
テルが用いられる。紡糸操業性と高い生産性を維
持するにはブチレンテレフタレート単位とエチレ
ンテレフタレート単位との共重合体を用いること
が重要である。ブチレンテレフタレート単位の含
有量としては、特に次式を満足せしめることが必
要である。 BT≧−130D＋65 （上式中、BTおよびＤは前記定義に同じ）なお共重合の形態はランダム共重合よりはブロ
ツク共重合の方がより好ましい。またこれらのポ
リエステル以外に従来公知のジカルボン酸成分、
ジオキシ成分、オキシカルボン酸成分をも共重合
して得られる共重合ポリエステル、あるいは従来
公知のポリエステル、ポリアルキレングリコー
ル、ポリエステルエーテルなどを混合したポリマ
ーをも含んでいてもよい。勿論これらのポリマーに従来公知の触媒、顔料
その他の添加剤が含まれていてもよい。本発明の極細繊維の単繊維デニールは0.3デニ
ール以下であることが必要であり、0.3デニール
を越すと布帛とした時のしなやかでソフトな風合
は失なわれる。力学的損失正接tanδの温度依存性は東洋測器製
Rheovibronを使用して、初糸長４cm、昇温速度
２℃／分、測定周波数110Hzの条件で測定される。
昇温測定時、tanδはある特定の温度で最大値をと
り、tanδが最大となる温度Tαが低いほど染色性
は良好である。またtanδの最大値tanδmaxも高
い方が染色性はより良好である。これらの現象は
高分子非晶分子鎖の運動のしやすさにより説明さ
れる。即ち、Tαが低いほどそしてtanδmaxが高
いほどより低温での高分子非晶分子鎖の運動が活
発になり染料分子が高分子分子中に吸着、拡散さ
れやすくなる。従来衣料用合成繊維の大半を占め
るポリエチレンテレフタレート（PET）のTαは
約155℃であるのに対し、本発明の繊維のTαは
135℃以下である。ブチレンテレフタレート単位
（BT）とエチレンテレフタレート単位（ET）と
の共重合物の場合はブチレンテレフタレート単位
の共重合モル分率が高くなるにつれてTαは低く
なり、染色性も向上する。より好ましいTαは130
℃以下である。更にはPETのtanδmaxは約0.155
であるのに対しBT／ET＝20モル％／80モル％
のポリエステルランダム共重合体のtanδmaxは
約0.170であり、この点に関しても染色性に対す
るBT共重合効果が大きいことが明白となる。こ
こでTαが135℃を越える場合にあつては、高分子
非晶分子鎖の運動が緩慢となり、染料分子が高分
子の分子中に吸着拡散されにくくなり、濃色に染
色することが困難となる。融点はパーキンエルマー社製差動熱量計DSC
―1Bを用い、昇温速度10℃／min、窒素雰囲気
中で測定した値である。 PETの融点は通常257℃程度であるのに対し、
本発明の繊維は245℃以下であることを特徴とす
る。ポリブチレンテレフタレートホモポリマー
（PBT）の融点は約222℃であるから、本発明の
請求の範囲に入るのは勿論のことであるが、BT
と他のエステル類、特にETとの共重合物におい
てもBTの共重合比率を適宜選べば融点が245℃
以下となる。より好ましくは240℃以下である。
ここで融点が245℃を越える場合にあつては、
BT成分と他の成分との共重合が不充分であるこ
とを示し、他成分の分子鎖の動きが拘束され染色
性が改善されない。本発明の繊維を得る方法は通常の溶融紡糸にお
いて、使用するポリマーとしてブチレンテレフタ
レート単位を前記式で示される量含有するポリエ
ステル、特に繰り返し単位の少なくとも20モル
％、好ましくは40モル％がブチレンテレフタレー
ト単位からなるポリエステル重合体、即ちPET
ホモポリマー又はBTと他のエステル反応物、特
にETとの共重合物（特にブロツク体）を用いる。
BTの含有量が前記式（BT≧−130D＋65）を満
足しない場合は、紡糸操業性が悪く、染色性も劣
る。なお本発明の繊維は単繊維デニールが0.3デ
ニール以下と低いため、製造に際し、次の特定条
件が必要である。 (1) 例えば紡糸孔１孔当りの吐出量が0.3g／min
以下の低吐出量で従来の孔断面積の大きい紡糸
孔から吐出しようとすると、吐出状態が不安定
となり、糸太さの長さ方向における周期的な変
動が発生する。この周期的変動を抑えるには低
吐出量に応じた小断面積の紡糸孔を用いるのが
最も有効であり、本発明者等の知見によれば糸
太さの長さ方向における周期的変動を生じさせ
ない孔断面積の上限は、紡糸孔１孔当りの吐出
量をＧ（ｇ／min）とすると、9.0×10^-2G^2/3
（mm²）であることが判明している。これ以上の
断面積を有する紡糸孔より吐出されたフイラメ
ントは、フイラメントの長さ方向に明瞭な太さ
斑を示し、紡糸及び／又は延伸時に糸切れとな
るか或いは延伸時の糸斑が著しく増大する。糸
斑の点では紡糸孔断面積は小なる方が好ましい
が、あまりにも小断面積であると重合体吐出時
の紡糸孔における圧損が大きくなりすぎるため
のトラブル或いは未延伸フイラメントの表面荒
れ（いわゆるシヤークスキン）が発生し、著し
い時は紡糸糸切れ、延伸糸切れとなるためその
下限は4.5×10^-2G^2/3（mm²）である。第１図は、本発明繊維の製造に関し紡糸孔１
孔当りの溶融ポリエステルポリマーの吐出量Ｇ
（ｇ／min）と紡糸孔の単孔断面積Ａ（mm²）との
関係を示すグラフであり、斜線で示した部分が
本発明繊維を得る上で特定される範囲である。 (2) 紡糸口金の紡糸孔密度ρ〔実際に紡糸孔が穿
設されている部分の紡糸口金面積（有効口金面
積）の単位面積（１cm²）当りの紡糸孔孔数（孔
数／cm²）で表示した値〕としては、3.3以上25
以下を満足するような高紡糸孔密度の紡糸口金
を使用するのが紡糸生産性の観点から好まし
い。紡糸口金１個当りの全紡糸孔数は目的とする
マルチフイラメント糸の単糸デニールおよびト
ータルデニールに応じて必然的に定まるが、特
に単糸デニールが0.3デニール以下ともなると、
従来と同じ大きさの紡糸口金を使用する限り
は、紡糸孔密度が3.3孔／cm²以上となる。ここ
で紡糸孔密度が25孔／cm²を越える場合にあつて
は、吐出された糸条の均一な冷却が困難となり
糸斑を引き起こすので好ましくない。 (3) 紡糸孔の孔長Ｌは、単孔断面積の円換算直径
Dcとの関係が次式を満足する孔長とすること
が好ましい。 0.5≦Ｌ／Dc≦2.5 紡糸温度は重合体の特性に応じて慎重に選ぶ
必要があり、高すぎるとクリーニング現象が発
生し紡糸糸切れを惹起し、低すぎるとシヤーク
スキンが発生し、紡糸工程、延伸工程でトラブ
ルが生じる。紡糸口金面温度を少なくとも吐出
重合体の融点より５℃高い温度好ましくは吐出
重合体の融点より10〜30℃高い温度に保持する
と紡糸安定性は極めて良好となり、紡糸糸切
れ、延伸糸切れ、延伸毛羽等の発生が著しく減
少する。極細繊維の溶融紡糸においては紡出糸条の冷
却速度が速いため、各単繊維は冷却気流によつ
てその中心部まで急速に冷却される。従つて冷
却固化過程における均一な冷却の達成が重要と
なる。即ち、吐出された糸条は紡糸口金直下数
10cmの間で完全固化糸条となり、紡糸巻取装置
へと走行する糸条の同伴流の発達が急速に形成
される。従つてかかる観点から冷却気流吹出面
の高さはできるだけ短い方がよく、しかも冷却
気流吹出面の最上端水平面と紡糸口金面間の距
離は５〜50mm、特に10〜35mmと短い方がよい。
冷却気流は均一冷却達成のため紡出糸条にほぼ
直交するように吹き当てるのがよい。冷却気流
は糸条の片側から吹き当てる方法、円周方向か
ら吹き当てる所謂サーキユラークエンチ法、糸
条束の中心部から放射状で外側へ向つて吹き当
てる方法等の公知の冷却方式が採用される。冷
却気流の吹当速度は約0.1〜0.8m／sec、好まし
くは0.2〜0.6m／secである。紡糸速度は特に限定はないが、通常500〜
2400m／min、特に1000〜1500m／min、とす
るのがよい。なお特開昭51−123319号公報等に
記載されているような改良されたスピンドロー
方式の場合には、紡糸引取速度は約6000m／
min、程度まで可能である。紡糸孔の孔形状（横断面）は円形のものが最
も普通であるが、円形以外のＹ形、Ｃ形、Ｉ形
その他の異形断面のものでもよい。又紡糸孔数
には特に制限はない。本発明では紡糸巻取までの間で糸条をインタ
ーレース処理しても勿論よい。紡糸工程で一旦巻き取つた後延伸工程に付す
場合の延伸温度および延伸倍率は、従来一般の
延伸後の単糸デニールが１〜5dのマルチフイ
ラメント糸又はトウの場合とほぼ同じ条件で行
なうことができるが、特にポリブチレンテレフ
タレートホモポリマーからなる極細繊維の場合
紡糸時の前配向が大きいので、延伸倍率は従来
にくらべかなり低目にする必要がある。なお、BTと他のエステル物、特にETとの
共重合体の作成は重合時に行つてもよいし、
PBTと他のポリエステルとをペレツト状で混
合したものを紡糸工程に供給してもよい。後者
の場合でも紡糸メルター内あるいは紡糸ヘツド
内でPBTと他のポリエステルとのエステル交
換反応が行なわれ、得られる繊維はほぼ100％
のブロツク共重合体からなる。勿論PBTと他
のポリエステルとを別々に溶融した後紡糸直前
に混合してもよい。この場合はブロツク共重合
体よりもブレンド物の方が支配的となる。本発明の極細ポリエステルマルチフイラメン
ト糸は強撚糸として使用した場合独特の風合を
有する織物を与える。又多数本トウ状に集束し
て延伸した後、短繊維に切断してステープルと
して使用しても勿論よく、不織布として使用に
供することもできる。特に単繊維デニールが
0.3デニール以下の極細繊維はこれを製編織し
てスエード用基布として実用に供して有用であ
る。実施例１フエノール／テトラクロルエタン＝60／40の混
合溶媒中80℃で測定した極限粘度が0.86のポリブ
チレンテレフタレート（PBT）と同じく極限粘
度0.61のポリエチレンテレフタレート（PET）を
混合比率を変えてペレツト状で混合したレジンを
使用し、孔径0.12mm（孔断面積0.0113mm²）、孔長
0.2mmの紡糸孔を200個有する、孔密度7.2孔／cm²
の紡糸口金より種々の吐出量で溶融紡糸し冷却後
一旦巻取つた後延伸した結果を第１表に示す。第１表から明らかなようにPBT／PETの混合
物から得た繊維はそれぞれ単一の融点しか示さ
ず、ペレツトでブレンドしても溶融中にお互いに
エステル交換して共重合化したことを示す。なお
本例では、紡糸口金―冷却気流吹出し面上端間距
離は20mm、冷却気流吹当速度は0.3m／sec、紡糸
引取速度は1300m／min、延伸速度は900m／min
で行なつた。結果を第１表に示す。第１表より明らかなように本発明（実験No.10、
12、13、15、16）は染色性、殊に濃色染色性に優
れると共に編地風合がソフトで良好であるが、こ
れに対し比較例（実験No.１〜６、８、９、11、
14）は染色性、殊に濃色染色性とソフトな風合特
性との両特性を同時に満たしていない。

【表】 ※※ 編地風合い

Claims

【特許請求の範囲】１ポリエチレンテレフタレートとポリブチレン
テレフタレートの共重合体から構成されてなる極
細繊維であつて、下式(イ)、(ロ)および(ハ)式を満足
し、学力的損失正接tanδが最大となる温度Tαが
135℃以下で、かつ融点が245℃以下であることを
特徴とするポリエステル極細繊維。 BT≧−130D＋65 ……(イ) BT≧20 ……(ロ) Ｄ≦0.3 ……(ハ) （ただし、上式中BTはブチレンテレフタレート
単位のモル％、Ｄは単繊維デニールを表わす。）