JPH07189036A - ポリエステル系複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエチレンテレフタレ−ト繊維本来の優れ
た性能を損なうことなく、繊維表面の反射光量を低下さ
せて繊維の深色性を向上させるばかりでなく、染色性を
向上させたポリエステル系複合繊維を提供する。 【構成】 エチレンテレフタレ−ト単位を主たる繰り返
し単位とするポリエステルＡを芯成分とし、エチレンテ
レフタレ−ト単位を主たる繰り返し単位とし、かつシク
ロヘキサンジカルボン酸を５〜３０モル％共重合したポ
リエステルＢを鞘成分とする複合繊維であって、ポリエ
ステルＢのガラス転移温度がポリエステルＡのガラス転
移温度よりも低いことを特徴とするポリエステル系複合
繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、染色性、深色性に優れ
るポリエステル系複合繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は、多くの優れた特性
を有するため広く用いられているが、ウール、絹などの
天然繊維、レーヨン、アセテートなどの半合成繊維に比
べて鮮明性、濃色の深み、特に黒色の濃さ、発色性が劣
るという問題がある。この欠点の要因としては、ポリエ
ステル繊維は鮮明性の乏しい分散染料で染められるこ
と、ならびにポリエステル繊維の繊維軸方向の屈折率が
約１．７と他の繊維に比べて高く、繊維表面での光の反
射率が高くなり、結果として布の表面からの白色反射光
強度が大きくなることなどがあげられる。これらの解決
策として、ポリエステル繊維にカチオン染料、酸性染料
など鮮明な染料が染着し得る座席を導入する改質が行わ
れているが、鮮明性の向上はあっても、ポリエステル繊
維の高屈折率に基づく表面反射光は減少せず、本質的に
は色の深みの改善にはなっていないのが実情である。

【０００３】一方、繊維の表面に微細な凹凸を形成する
ことで繊維表面の反射を抑制する方法も提案されている
（例えば、特公昭５９−２４２３３、特公昭６２−２０
３０４、特公昭６２−２８２２９）。また、繊維表面を
屈折率の低い化合物で覆えば、色が濃く見え深みが増す
ことも知られている。現在までに有機フッ素化合物、有
機ケイ素化合物などの低屈折率化合物を繊維表面にコー
ティングする方法が提案されている（例えば、特公平２
−４２９３８）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その表
面に微細な凹凸が形成された繊維は、加工工程で表面凹
凸が損傷を受けて性能低下が生じたり、実際に着用して
いる間に摩耗等を受けて外観不良が発生する場合があ
る。また、表面が屈折率の低い化合物で覆われた繊維
は、ドライクリーニング、摩擦等に対する耐久性に乏し
く、充分な濃色効果を得るためには通常の加工で使用す
るよりも多量の該化合物を付与せねばならず、たとえ濃
色効果が達成されても風合の変化や染色物の堅牢度低下
などの問題が生じる。さらに、ポリエステルと他の種類
の低屈折率樹脂との組み合せでは、両者の界面での接着
性に問題を有する上に、ポリエステル繊維において可能
なアルカリ減量等の風合い改良の処理も不可能となる。
本発明の目的は、ポリエチレンテレフタレ−ト繊維の各
物性を損なうことなく、染色性、深色性に優れたポリエ
ステル系複合繊維を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記のよ
うな欠点を解消すべく鋭意検討の結果、特定の組成のポ
リエチレンテレフタレートを鞘成分として用いた芯鞘型
ポリエステル系複合繊維が上記課題を達成し得ることを
見いだし本発明に到達した。

【０００６】すなわち、本発明は、エチレンテレフタレ
−ト単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルＡを
芯成分とし、エチレンテレフタレ−ト単位を主たる繰り
返し単位とし、かつシクロヘキサンジカルボン酸を５〜
３０モル％共重合したポリエステルＢを鞘成分とする複
合繊維であって、共重合ポリエステルＢのガラス転移温
度がポリエステルＡのガラス転移温度よりも低いことを
特徴とするポリエステル系複合繊維である。

【０００７】本発明のポリエステル系複合繊維を構成す
る鞘成分について説明する。本発明において、鞘成分の
ポリエステルＢはシクロヘキサンジカルボン酸を共重合
することが必要である。かかる共重合により、ポリエス
テルＢを構成するテレフタル酸の芳香環の一部をシクロ
ヘキサンジカルボン酸の脂環式骨格に置き換えることが
できるので、結果として、芳香環の濃度を低下させるこ
とができ、屈折率を低く抑えることができる。また、繊
維化し配向した場合にも、配向している芳香環の濃度が
低下するので配向による繊維軸方向の屈折率の増加も抑
制することができる。テレフタル酸の芳香環の濃度を下
げる意味では脂肪族ジカルボン酸も考えられるが、該脂
肪族ジカルボン酸を多量に共重合すると、ポリエステル
のガラス転移温度が極端に低下し、繊維としての耐熱
性、染色堅牢性が極端に低下する。

【０００８】上記鞘成分であるポリエステルＢにおい
て、該ポリエステルＢ中に共重合されるシクロヘキサン
ジカルボン酸の量は５〜３０モル％の範囲である。シク
ロヘキサンジカルボン酸の共重合量が３０モル％より多
いと、ポリエステルＢの結晶性、融点が低下し、通常ポ
リエステル繊維として要求される耐熱性を有することが
できない。一方、シクロヘキサンジカルボン酸の共重合
量が５モル％未満ではポリエステルに脂環状骨格を導入
すること、および結晶化度を低下させることによる屈折
率の低下効果が不十分で十分な深色性が得られない。十
分な深色性を繊維に付与するために、シクロヘキサンジ
カルボン酸の共重合量は１０〜２５モル％の範囲である
ことが好ましい。

【０００９】ポリエステルＢに共重合されるシクロヘキ
サンジカルボン酸には、１，２−シクロヘキサンジカル
ボン酸と、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸と、
１，４−シクロヘキサンジカルボン酸の３種類の位置異
性体があるが、本発明の効果が得られる点からはどの位
置異性体を用いても構わないし、その混合物を用いても
よい。また、それぞれの位置異性体について、シス／ト
ランスの立体異性体があるが、いずれの立体異性体を用
いても、あるいはその混合物を用いてもよい。

【００１０】また、シクロヘキサンジカルボン酸を共重
合させることにより、鞘成分のポリエステルＢのガラス
転移温度を、芯成分のポリエステルＡのガラス転移温度
よりも低くすることができ、結果として、延伸時に芯成
分のポリエステルＡを配向させながら鞘成分のポリエス
テルＢの配向を抑制することができる。従って、糸全体
としての強度、伸度、熱収縮率等の力学的、熱的性質は
高度に配向した芯成分によって保持することができ、一
方、繊維の外観に影響を与える屈折率については鞘成分
を特定の共重合組成にして低配向にすることで低下させ
ることができる。

【００１１】鞘成分のポリエステルＢのガラス転移温度
は、芯成分のポリエステルＡのガラス転移温度より低け
れば良いが、特に５〜３０℃低いことが特に好ましい。
５℃未満以下の温度差では芯成分と鞘成分の配向性に大
きな差が認められないことがあり、３０℃を越える温度
差では鞘成分のガラス転移温度が低くなりすぎて、耐熱
性、染色堅ロウ性などの問題を発生することがある。

【００１２】累積脂環骨格を保有する一部の特殊なもの
を除けば、一般的には、脂環式ジカルボン酸の含有量が
増えるほどポリエステルのガラス転移温度は低下するの
で、芯成分のポリエステルＡとのガラス転移温度の差を
上記の範囲内にするよう、シクロヘキサンジカルボン酸
を共重合すればよい。シクロヘキサンジカルボン酸の共
重合量を増すほど融点、および結晶化度は低下するが、
深色性は向上するので、要求される力学特性、耐熱性、
深色性も考慮して、共重合量を本発明の範囲内で変化さ
せればよい。

【００１３】本発明において、芯成分のポリエステル
Ａ、鞘成分のポリエステルＢともに固有粘度〔フェノー
ル／テトラクロロエタン（重量比５０／５０）の混合溶
媒を用い、３０℃で測定〕は０．４〜１．５であること
が好ましい。

【００１４】上記芯成分のポリエステルＡは、原料グリ
コールとしてエチレングリコールを、原料ジカルボン酸
としてテレフタル酸あるいはそれらの低級アルキルまた
はフェニルエステルを用いる。また、鞘成分のポリエス
テルＢは原料グリコールとしてエチレングリコールを、
原料カルボン酸としてシクロヘキサンジカルボン酸およ
びテレフタル酸あるいはそれらの低級アルキルまたはフ
ェニルエステルを用いて重合することにより得られる。
かかる原料を用い、エステル化またはエステル交換反応
を行い、それらの低重合体を調整した後、三酸化アンチ
モン、酸化ゲルマニウム、テトラアルコキシチタンのご
とき縮重合触媒を用いて減圧下２３０〜３００℃で重縮
合反応を行なって所望の粘度に調製する。また、上記の
ように液相で重合を行った後、固相重合によってさらに
重合度を高めて、固有粘度を高くしてもよい。

【００１５】本発明において、ポリエステルＡおよびポ
リエステルＢは、本発明の効果を損なわない範囲内でイ
ソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフ
ェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン
酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルケト
ンジカルボン酸、ナトリウム−スルホイソフタル酸等の
芳香族ジカルボン酸；グリコール酸、ヒドロキシアクリ
ル酸、ヒドロキシプロピオン酸、アシアチン酸、キノバ
酸、ヒドロキシ安息香酸、マンデル酸、マトロラクチン
酸等のヒドロキシカルボン酸；ε−カプロラクトン等の
脂肪族ラクトン；トリメチレングリコール、テトラメチ
レングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペン
チルグリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレン
グリコール等の脂肪族ジオール；ヒドロキノン、カテコ
ール、ナフタレンジオール、レゾルシン、ビスフェノー
ルＡ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、
ビスフェノールＳ、ビスフェノールＳのエチレンオキサ
イド付加物等の芳香族ジオール；シクロヘキサンジメタ
ノール等の脂環式ジオール等を共重合させてもよい。ま
た、ポリエステルＡおよびポリエステルＢが実質的に線
状である範囲内でトリメリット酸、トリメシン酸、ピロ
メリット酸、トリカルバリル酸等の多価カルボン酸；グ
リセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールを共重
合させることもできる。

【００１６】このようにして得られたポリエステルを繊
維とするには格別の方法を採用する必要はなく、通常の
ポリエステル繊維の溶融複合紡糸方法が任意に採用され
る。複合繊維の芯と鞘の複合比については特に限定され
ないが、芯／鞘＝３／７〜９／１（重量比）の範囲内で
あることが好ましい。また、紡出する繊維の断面形状は
円形であっても異形であってもよく、芯成分の断面形状
も円形であっても異形であってもよい。芯成分と鞘成分
の断面形状は同じであっても異なっていてもよい。

【００１７】このようにして得られるポリエステル複合
未延伸糸は、引き続いて延伸される。このとき、延伸
は、熱ローラーによるロール延伸であってもよいし、湯
浴中での延伸であってもよい。延伸温度、延伸速度は特
に限定されないが、芯成分のポリエステルＡが十分に配
向し、鞘成分のポリエステルＢの配向が抑制されるよう
な条件で行うことが好ましい。通常のロール延伸であれ
ば、加熱ロール温度は芯成分のポリエステルＡのガラス
転移温度より少し高い温度であることが好適である。し
かるのちに、必要に応じて熱処理あるいは仮撚加工等を
施した後、またはさらに布帛にした後染色することがで
きる。また、布帛とした際にアルカリ減量処理を行うこ
ともできる。

【００１８】なお、本発明のポリエステル系複合繊維に
は、必要に応じ、本発明の効果を阻害しない範囲内で、
他の熱可塑性樹脂を補助的に少量併用したり、一般的に
熱可塑性樹脂に添加される物質、すなわち、紫外線吸収
剤等の安定剤、蛍光増白剤、艶消剤、帯電防止剤、難燃
剤、難燃補助剤、潤滑剤、可塑剤、無機充填剤などを配
合することも可能である。

【００１９】

【作用効果】本発明のポリエステル系複合繊維は、鞘成
分のポリエステルＢをシクロヘキサンジカルボン酸変性
することにより、ポリエステルＢを構成するテレフタル
酸の芳香環を脂環式骨格に置き換えることができるの
で、結果として、芳香環の濃度を低下させることがで
き、屈折率を低く抑えることができる。また、配向した
際にも配向する芳香環の濃度が低下するので配向による
繊維軸方向の屈折率の増加も抑制することができる。ま
た、鞘成分のポリエステルＢのガラス転移温度を、芯成
分のポリエステルＡのそれよりも低くすることで、延伸
時に芯成分のポリエステルＡを配向させながら鞘成分の
ポリエステルＢの配向を抑制することが可能である。従
って、糸全体としての強度、伸度、乾熱収縮率等の力学
的、熱的性質は高度に配向した芯成分によって保持する
ことが可能であり、一方、繊維の外観に影響を与える屈
折率については鞘成分を特定の共重合組成にして低配向
にすることで低下させることが可能である。このように
して、本発明においては繊維表面の反射率を低下させる
ことができるので、表面反射光を抑制することができ、
深色性の優れた繊維を提供することができる。従って、
従来のポリエステル繊維が有する欠点を克服した、深色
性に優れた繊維となり、各種繊維製品として有用であ
る。

【００２０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例により何等限定され
るものではない。なお、実施例で用いた各物性の測定法
を以下に示す。 （１）ポリエステル分子中に導入されたモノマーの共重
合率（モル％） 重水素化トリフルオロ酢酸を溶媒とした共重合ポリエス
テルの¹ Ｈ−ＮＭＲ測定結果に基づき算出した。 （２）ポリエステルの固有粘度 フェノール／テトラクロロエタン（重量比５０／５０）
の混合溶媒を用い、３０℃で測定した溶液粘度を用い
た。

【００２１】（３）ポリエステルのガラス転移温度（Ｔ
ｇ） ＪＩＳ Ｋ７１２１に基づき示差熱分析法（ＤＳＣ）に
より、昇温速度１０℃／分で測定した。 （４）ポリエステルの融点（Ｔｍ）および結晶化度（△
Ｈ） 試料チップを窒素気流下、１４０℃で１８時間熱処理し
て結晶化させたのち、ＤＳＣにて１０℃／分で昇温して
観察された結晶融解ピーク（℃）およびその熱量（Ｊ／
ｇ）を求め、融点、結晶化度とした。

【００２２】（５）繊維の強度（ｇ／ｄ）、伸度（％） ＪＩＳ Ｌ １０１３に準拠して測定した。 （６）熱水収縮率（ＷＳｒ、％） 初荷重１ｍｇ／デニ−ル下で試料に５０ｃｍ間隔の印を
つけ、ついで試料を９８℃の熱水中に５ｍｇ／デニ−ル
の荷重下３０分間放置し、その後取り出して１ｍｇ／デ
ニ−ルの荷重下で印の間隔Ｌ₁ ｃｍを測定し、次式によ
り算出した。 Ｗｓｒ（％）＝〔（５０−Ｌ₁ ）／５０〕×１００ （７）乾熱収縮率（ＤＳｒ、％） 初荷重１ｍｇ／デニ−ル下で試料に５０ｃｍ間隔の印を
つけ、ついで試料を１８０℃に昇温された乾熱雰囲気中
に５ｍｇ／デニ−ルの荷重下１０分間放置し、その後取
り出して１ｍｇ／デニ−ルの荷重下で印の間隔Ｌ₂ ｃｍ
を測定し、次式により算出した。 Ｄｓｒ（％）＝〔（５０−Ｌ₂ ）／５０〕×１００

【００２３】（８）繊維の屈折率 延伸糸を屈折率が既知の溶媒に浸漬し、繊維軸と同じ方
向の偏光照明下で顕微鏡観察して、合焦点前後で焦点を
上下にずらしたときにベッケ線が観察されなくなった際
の溶媒の屈折率を繊維の鞘成分ポリマ−の軸方向の屈折
率とした。 （９）染着率（％） 染液をアセトン／水の容量比１／１の混合液を用いて所
定の濃度に希釈し、希釈溶液の吸光度を分光光度計にて
測定した。最大吸収における吸光度を用いて次式に従っ
て染着率を求めた。 染着率（％）＝〔（Ｂ−Ａ）／Ｂ〕×１００ ここで、Ｂは染色前の希釈染液の吸光度 Ａは染色後の希釈染液の吸光度 （１０）深色度（Ｋ／Ｓ） 染色された試料を用いて、クベルカ・ムンクの次式より
求めた。 Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒ）² ／２Ｒ ここで、Ｒは最大吸収波長における反射率

【００２４】実施例１ １，４−シクロヘキサンジカルボン酸（シス／トランス
＝５５／４５）１６モル％およびテレフタル酸８４モル
％からなるジカルボン酸原料とエチレングリコールとか
ら、ジオール原料：テレフタル酸のモル比が１．２：１
になるように調整してスラリーを形成し、このスラリー
を加圧下（絶対圧２．５ｋｇ／ｃｍ² ）、温度２５０℃
でエステル化率が９５％になるまでエステル化反応させ
て低重合体を製造した。次に、触媒として３５０ｐｐｍ
の三酸化アンチモンを加えて、絶対圧１トールの減圧下
に２８０℃で１．５時間溶融重縮合を行い、固有粘度
０．７２ｄｌ／ｇのポリエステルＢを製造した。このポ
リエステルＢをノズルからストランド状に押し出して切
断して、直径２．８ｍｍ、長さ３．２ｍｍの円柱状チッ
プを製造した。得られたチップを¹ Ｈ−ＮＭＲにより分
析したところ、このポリエステルＢは、１，４−シクロ
ヘキサンジカルボン酸単位が全ジカルボン酸単位中１６
モル％含まれている共重合ポリエステルであることが確
認された。さらに得られたチップのＤＳＣにおけるガラ
ス転移温度は６２℃、融点は２１６℃、結晶化熱量は２
５Ｊ／ｇであった。

【００２５】また、上記と同様にして、ジカルボン酸成
分をテレフタル酸のみにして芯成分用のポリエチレンテ
レフタレート（ポリエステルＡ）のチップも製造した。
固有粘度０．６８ｄｌ／ｇであった。上記で製造された
二種類のポリエステルチップを常法により乾燥し、ポリ
エチレンテレフタレートが芯成分に、ポリエステルＢが
鞘成分になるようにして口径０．２５ｍｍの円形紡糸孔
を３６個穿設した同心円型複合紡糸口金を使用して、芯
成分と鞘成分の比が１：１（重量比）になるようにポリ
マ−チップを送り込み、紡糸速度１０００ｍ／分、２９
０℃で紡糸して未延伸糸を得た。これを、延伸速度３５
０ｍ／分、８５℃の加熱ローラーと１５０℃のプレート
ヒーターを使って延伸熱処理を行い、７５デニール／３
６フィラメントの延伸糸を得た。得られた延伸糸の物性
は、強度３．９ｇ／ｄｒ、伸度４８％、熱水収縮率１０
％、乾熱収縮率１６％、繊維軸方向の屈折率は１．６１
であった。

【００２６】このフィラメントを経糸および緯糸として
使い、タフタを製織した。その生機密度は経糸７９本／
インチ、緯糸７２本／インチであった。この生機タフタ
を炭酸ナトリウム２ｇ／ｌ、およびアクチノールＲ−１
００（松本油脂製）１ｇ／ｌの混合浴中で１００℃、２
０分間糊抜きした後に、テンターにて１８０℃のプリセ
ットを行い、以下に示す薬液組成にて１３０℃、４０分
間の染色を行い、次いで、ハイドロサルファイト１ｇ／
ｌ、水酸化ナトリウム１ｇ／ｌ、アミラジン（第一工業
製薬製）１ｇ／ｌの混合浴中で還元洗浄を行った。 （染色液組成） ・染料；Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ Ｒｅｄ Ｓ−ＢＬ（住友化学製） ３％ｏｗｆ ・分散剤；ディスパーＴＬ（明成化学製）） １ｇ／ｌ ・ＰＨ調整剤；酢酸 ０．５ｃｃ／ｌ ・浴比；５０／１ 得られた染色物の深色度は、Ｋ／Ｓ＝２１．３であっ
た。

【００２７】実施例２〜７ 鞘成分のポリエステルＢとして、１，４−シクロヘキサ
ンジカルボン酸の共重合量を表１に示すようにする以外
は実施例１と同様にして芯鞘型複合繊維を紡糸し、延伸
を施した。これらの複合繊維の各物性を表２に示す。ま
た、これらの複合繊維を用いて、実施例１と同様に製織
し、染色して評価を行なった結果を表２に示す。

【００２８】比較例１〜３ 鞘成分のポリエステルＢとして、１，４−シクロヘキサ
ンジカルボン酸の共重合量を４モル％（比較例１）、３
２モル％（比較例２）、および１，４−シクロヘキサン
ジメタノ−ルを１６モル％共重合させたポリマ−（比較
例３）を用いて、実施例１と同様にして芯鞘型複合繊維
を紡糸し、延伸を施した。これらの複合繊維の各物性を
表２に示す。また、これらの複合繊維を用いて、実施例
１と同様に製織し、染色して評価を行なった結果を表２
に示す。比較例２で得られた繊維はシクロヘキサンジカ
ルボン酸の共重合量が多すぎ、延伸時に一部膠着した。

【００２９】参考例１および２ １，４−シクロヘキサンジカルボン酸を１６モル％共重
合したポリエチレンテレフタレート（参考例１）、およ
び固有粘度が０．６８ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタ
レート（参考例２）をそれぞれ単独で用いて紡糸し、延
伸を施した。これらの複合繊維の各物性を表２に示す。
また、これらの複合繊維を用いて、実施例１と同様に製
織し、染色して評価を行なった結果を表２に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平川 清司 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレンテレフタレ−ト単位を主たる繰り
   返し単位とするポリエステルＡを芯成分とし、エチレン
   テレフタレ−ト単位を主たる繰り返し単位とし、かつシ
   クロヘキサンジカルボン酸を５〜３０モル％共重合した
   ポリエステルＢを鞘成分とする複合繊維であって、ポリ
   エステルＢのガラス転移温度がポリエステルＡのガラス
   転移温度よりも低いことを特徴とするポリエステル系複
   合繊維。
2. 【請求項２】ポリエステルＢのガラス転移温度が、ポリ
   エステルＡのガラス転移温度よりも５〜３０℃低いこと
   を特徴とする請求項１記載のポリエステル系複合繊維。