JPS5854020A - 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】 本発明は均斉性の改良されたポリエステル繊維に関する
ものである。ポリエステル繊維、殊にポリエヂレンテレ
フタレート繊維はすぐわた物理的性質を有するため衣料
用、インテリア用。

産業資材用など種々の用途に広く利用されている。特に
近年高速捲取機の開発に伴い、延伸同時捲縮加工用原糸
として紡糸速度２８００〜４０００ｍ／分で紡糸した所
謂ｐｏｙを製造する技術が急速に発展し工業化されてい
るが、史に最近６０００ｒｎ／分級の超高速捲取機が市
販されるに到った。かかる超高速捲取機を用いて超高速
でポリエステルの溶融紡糸・捲取りを行うと得られたポ
リエステル繊維は、例えは繊細学会誌３３．５．Ｔ　−
２’０８　（１９７’７　）に１己軟の如く、繊維の配
向の上昇、結晶化の進展のために力学的にも熱的にも安
定な繊維となり、伺ら延伸することなく溶融紡糸のみで
直接織編物など衣料用繊維として実用化出来る可能性が
出て＜４．。

従って高速紡糸工程のみで直接織編物に使用できる繊維
が得られるならば、従来の低速紡糸−延伸タイプの製造
法と比較して工程の簡略化が可能となり、工業的に数段
有利な製糸手段となるのである。しかしながら、このよ
うに超高速で紡糸し、捲取らねたポリエステル繊維を直
接製織若しくは製綿を行い、次いで精練工程で熱砂４理
を行うと、該織編物にその中の一部の糸条が張力差によ
って曲り構造が異なってくることに起因する光沢斑、即
ちヒゲ状の斑が発現するという欠点があることが判った
。本発明者らはかかる欠点を解消すべく鋭意研究を重ね
た結果、特殊な微細構造のポリエステル繊維とすること
によってヒケ状の斑のない均斉性良好な織編物が得られ
ることを知った。

即ち、本発明は、エチレンテレフタレートを主たる繰返
し単位とするポリエステルから成る繊維であって、その
結晶サイズ（ＬＸ）、繊維全体の複屈折率（へｎ）およ
び非晶領域の複屈折率（△ｎａ　）が下記式を満足する
が如き物性をもつことを特徴とするポリエステル繊維に
関するものである。

００９≦△ｎ≦０．１２　　−（ｌ１ ０５　≦Δｎａ／ムｎ　≦　０．７　ｓ　　−ｆ２１３
００≦Ｌ／Δｎ≦７００−（ａ） 本発明でいう［エチレンテレフタレートを主たる繰返し
単位とするポリエステル１とは、ポリエチレンテレフタ
レート単独重合体を主たる対象とするが、ポリエチレン
テレフタレートの性袈を本負的に変更しない範囲で第３
成分を共重合したポリエステル共夏合体であっても差支
えない。かかる第３成分としては例えばイソフタル酸、
５−ナトリウムスルホイソフタル酸。

２．６−ナフタリンジカルボン酸、アジピン酸。

シュウ酸、トリメリン）・酸、ピロメリット酸。

ｐ−オキシ安息香酸、ジエチし・ングリコール。

プロピレングリコール、ブチレングリコール。

ポリオキシエチレンクリコール、シクロヘキサンジメタ
ツールあるいはこれらの機能的銹導体等があげられる。

本発明において特に重要な府は繊維の微細構造に、１）
す、本発明者らは繊維の微細構造とヒケ状斑との関連に
ついて鋭意研５１′１の結果本発明に到達したものであ
る。

以下、更に詳Ｌ　＜本発明について駁１明する。

第１図はポリエステルの溶融紡糸における紡糸速度に対
するＩＪ１！紐の複屈折率（−ｎ）を示したものである
が、第１図から分かるように紡糸速度を一トける程繊維
全体の配向即ち複屈折率（Δｎ）は高くなり、例えば紡
糸速Ｌ１が４　ｓ　ｏ　Ｏｎ／分以上では・ｎが約Ｏ，
ＯＳ以上となり繊維の力学的特性が向上してくる。第２
図は紡糸速度に対する非晶部の複屈折率（”ｎａ　）を
示したもので、非晶部の配向即ち複屈折率（ムｎａ　）
は紡糸速度４５００ｒｒＬ／分までは増大傾向を示すが
４５００ｍ／分をこえると飽和しはじめｓｏｏｏｍ／分
〜６ｏｏｏｍ／分で最大値をとる。第３図は紡糸速度に
対する繊維の結晶化度を、また第４図は紡糸速度に対す
る繊維中に形成された結晶のサイズを壓したものであり
、紡糸速度の上昇に伴い繊維の結晶化度が急激に上列し
、かつサイズの極めて大きい結晶が形成されることが分
かる。すなわちポリエステル繊維の高速紡糸においては
配向が急激に上昇し、その高度の配向により誘起される
結晶化現象、いわゆる配向結晶化のために繊維内部に十
分発達した結晶が形成され、力学的にも熱的にもそのま
ま衣料用途に使用し得る安定な繊維構造をとるのではあ
るが、　５− 一方前述の急激な配向結晶化のために形成された結晶は
極めて大きくなり、そのために繊維の配向の成長が７印
制されるという現象が生じる。

即ち高速で紡糸されたポリエステル＃雄は、通常の方法
で紡糸−熱延伸されたポリニスデル繊維に比較すると、
繊維中の結晶のサイズが極めて大きく、かつ繊維の配向
、特に非晶部の配向が極めて小さいことが％徴となって
いる。本発明者らはこのような特異な僧細構造が、織編
物のヒケ斑に関連が有るという新知艶な見出し本発明に
示っだものである。即ち高速捲ηｖにおいて糸条は捲増
機により適度”な接圧を受けつつトラバースガイドによ
りチーズ形状に捲取られるが、非晶部の配向（・ｘｎａ
）が低いと、糸条かトラバースガイドにより往復運動を
受ける際、そのバック゛−ジの端面部通過時の高い張力
により冷延伸され易（なり、そのため該端面部分の糸は
熱収縮率が高（なり緑２編物として熱処理された際に熱
収縮斑が生じヒケとして欠点になるものである。更に、
結晶サイズが槓めて太きいと　６− パッケージが捲取時に受ける接圧による摩擦熱のために
繊維中の結晶・非晶の相分離が進行し微細構造のばらつ
きが増大しヒケ斑の欠点になるものである。

本発明は以上のような新知見に基づくものであり、まず
繊維全体の複屈折率Δｎは００９〜０．１２であること
が必要で、Δｎが０．０９に満たない場合繊維としての
力学的特性が不安定となり、衣料としていわゆる「ひざ
抜け」などの欠点を生じやすい。一方ポリエステルの高
速紡糸においては第１図に示した如くΔｎは０．１２ま
では上昇するが更に紡糸速度を上げてもボイド発生のた
め逆に△ｎは低下する現象が見られ、これ以上の△ｎを
得るには伺らかの加熱手段が必要となり高価な設備を要
するため好ましくない。従って高速紡糸工程のみで廉価
な繊維を提供せんとする本発明においては△ｎの最大値
は０１２となる。

次に非晶部の複屈折率（Δｎａ”）と繊維全体の複屈折
率（Δｎ）との比Δｎａ／Δｎは０５〜０７５と十分大
きいことが必要である。Δｈａ、／Δｎが０５に満たな
い場合、ヤング率も低くなり、糸条がトラバースガイド
等により往復運動を受は捲上げられる際、そのパッケー
ジの端面部通過時の高い張力により冷延伸され易（なり
、該端面部分の糸は中央部分の糸に比べ熱収縮率が高く
なり、ＷＬ細物として熱処理された際に熱収縮斑が生じ
ヒケとして欠点となる。逆にΔｎａ、／Δｎが０７５を
越える場合は、非配向分子鎖の配向凝集性が高くなりす
ぎるため、染色した際、染料の繊維内部への拡散が容易
でなく均染性が低下し染斑が出やすいという欠点が生じ
る。

次に結晶サイズ（Ｌ）と繊維全体の複屈折率（Δｎ　）
との比Ｌ／Δｎは、３ｏｏ〜７ｏｏで）、ることが重要
である。Ｌ／Δｎが７００を越える場合は、繊維の配向
の程度に比べ結晶のサイズが極めて大きく捲取時の接圧
による摩擦熱のために結晶・非晶の相分離が進行し微細
構造のばらつきが進行しヒゲ斑の欠点になる。逆にＬ／
Δｎが３００未満の場合は、繊維は熱的に不安定になり
直接紗編物とし、て使用に耐えなくなる。

このように４５００１ｎ／分以上の高速で溶融紡糸され
たポリエステル繊維において繊維全体の＊屈折率Δｎが
０．０９〜ｏ】２．非晶部の複屈折率（Δｎａ　）とΔ
ｎの比Δｎａ／Δｎが０５〜ｏ７５゜かつ結晶サイズ（
Ｌ）とΔｎの比Ｌ／Δｎが３００〜７００であるときの
みヒケや染斑がなく、かつ力学的、熱的に安定した良好
な繊維が得られるのである。

なお、本発明における結晶サイズ（Ｌ）、繊維の複屈折
率（Δｎ）及び非晶領域の複屈折率（へｎａ）は次の如
くして測定される。

結晶サイズ（Ｌ） これは結晶のｂ軸方向の大きさを表わす尺Ｉｆ、テアリ
、Ｘ線回折で赤道方向に現われるポリエステルフィラメ
ントの（０１６）面の回折強度プロフィール及び子午線
方向にて測定される非晶ハル−プロフィルより、Ｉｔと
Ｉａｍを評価しく　ｒｔ＋Ｉａｍ　）／２なる強度での
（ｏ＋ｏ　）面反射ピークのピーク幅Ｂ（ラジアンで表
わす）を求め、これによりシェラ−の式 される（前式におりてｂ＝０．００２０４　ラジアン、
に＝０．９４．　　λ＝　ｔ　ｓ　４２　Ｘである）。

なお、Ｘ線回折は理学電機社ロータフレックスＲＵ−２
００を用い、測定条件は６０　ＫＶＸ２００ｍＡ、Ｎｉ
−フィルター使用、ダイバージェンススリット１　ｆｌ
ｉｔφ、スキャッタリングスリツト］／２　、　Ｖシー
ビングスリット０．３　、。

とＪる。

繊維全体の複屈折率（Δｎ） 繊維軸に対して直角に偏光している光に対する屈折率（
ｎｉ）と繊維軸に対して平行に偏光している光に対する
屈折率（ｎｌｌ）との差、即ちΔｎ−ｎｔｒ　　ｎ４で
表わされる。ベレックコンペンセーターを装着した偏光
顕微鏡を用い、浸液としてα−プｐムナフタリンを使用
して常法により測定する。

非晶領域の複屈折率（′−ｎａ） 非晶領域の分子鎖の配向性を示すバラメー　１０− ターであり、結晶化度Ｘρ、複屈折率Δｎ、結晶配向係
数ｆｃ（特開昭５０−５９５２６号公報記載）を用いて
次式により算出する。

２５°ＣＫ設定された恒温水槽中にてｎ−へブタン、四
塩化炭素系よりなる密度勾配管を用いて繊維の比重ρを
常法により測定し、次式により結晶化度（Ｘρ）を求め
る。

Ｘρ−（０，７４９１−−）１０．０６１７８ρ 上記の如きポリエステル繊維を得るには４ｓｏ、ｏｍ、
７分以上の速度で紡糸するに際し、分子配向時の結晶化
を抑制することが重要である。例えば特開昭５６−９６
９１３号公報に記載されている、冷却結晶化ピークにお
いて生成する結晶の径が１０μｍ未満になるポリエステ
ルを使用し、かつ紡糸時の溶融ポリマ一温度を２９０°
Ｃ以上の高温とし更に紡糸口金下に加熱筒を設はアニル
リングすることにより製造するのが工業的に有利である
。なお本発明では、最終的に得られるポリエステル繊維
の微細構造が上述の条件を満足するものであれば他の方
法を採用することは勿論可能である。

次に本発明の実施例を詳述する。但し、本発明はこれに
より伺ら限定されるものではない。

実施例 オルンクｐルフェノール溶媒中３０℃で測定したｗｉ限
粘度〔η〕が０６４で、特開昭５６−９６９１３号公報
にて定義された平均球晶径が５μのポリエチレンテレフ
タレートポリマー（Ａ）ヲ吐出ｔ４０＃／分で吐出し、
温度２６℃、相対湿度７０％の冷却風を１５ｍ／分の線
速亀で吹きつけて冷却し捲取速度５０００ｒｎ／分の超
高速で捲取って、７５デニール／２４フイラメントの糸
条を得た。１この際、紡糸ポリマ一温度は次表に示した
如く変更を行い、また口金治下に長さ２００句酬、・の
加熱筒を設は糸条群の中心部の温度を次表に示した如く
変更して、紡糸を行った。また特開昭５６−９６９１３
号公報で定義された平均球晶径が３０μのポリエチレン
テレフタレートポリマー（Ｂ）を全く上記と同様にして
紡糸・捲堆りを行いその結果を比較例としてあわせて次
表に示した。

次に各捲取糸を８産ウォータージェットルームＬＷ−５
１型機にてヨコ糸として打込み織物とした後ヒケ諾、染
斑等につき評価した結果は次表の通りで）、つた。試料
ｓ　１？−’Ｉｔはいずれも本発明の装作を全て満たす
ものであり、紗１物の均Ａ性、熱安定付は良好であり、
ヒケ斑の発生もなく、良好であった。

本発明の要件の全てを満たしていない試料屋９〜１６は
、織物の均斉性、熱安定性に劣っており実用に耐えない
ものであった。

　１３−

【図面の簡単な説明】

第１図はポリエステル繊維の浩融紡糸における紡糸速度
とｔ−ｎの関係を示すグラフ。 第２図は紡糸速度と△ｎａの関係を示すグラフ。 第３図は紡糸速度と結晶化度の関係を示すグラフ。 第４図は紡糸速度と結晶サイズの関係を示すグラフであ
る。 　１５− ？、方輩Ｖ（支

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ヱチレンテレフタレートを主たる縁返し単位とするポリ
   エステル繊維において、その結晶サイズｒ、（Ｘ）、繊
   維全体の複屈折率（Δｎ）および非晶領域の複屈折率（
   Δｎａ　）が下記式を満足することを特徴とするポリエ
   ステル繊維。 ０．０９≦Δｎ≦０．１２ ０５≦Δｎａ／Δｎ≦０．７５ ３００≦Ｌ　／　Δｎ≦７００