(57)【要約】【課題】  従来にない布帛にソフトな風合い感、軽量感とハリコシを同時に付与し、カチオン可染で染色したときに高発色性を有するカチオン可染性ポリエステル繊維を提供する。【解決手段】  ０．１〜６モル％の５−スルホイソフタル酸金属塩と０．１〜５重量％の重量平均分子量２００〜６０００のポリエチレングリコールを共重合したポリエステルからなるポリエステル繊維であって、下記の要件（ａ）、（ｂ）を満足することを特徴とするカチオン可染性ポリエステル繊維。（ａ）複屈折率８０×１０−３〜１００×１０−３（ｂ）沸騰水収縮率９〜２０％【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．１〜６モル％の５−スルホイソフタル酸金属塩と０．１〜５重量％の重量平均分子量２００〜６０００のポリエチレングリコールを共重合したポリエステルからなるポリエステル繊維であって、下記の要件（ａ）、（ｂ）を満足することを特徴とするカチオン可染性ポリエステル繊維。
（ａ）複屈折率８０×１０−３〜１００×１０−３
（ｂ）沸騰水収縮率９〜２０％
【請求項２】
総繊度が４４ｄｔｅｘ以下かつ単糸繊度が１．４ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする請求項１に記載のカチオン可染性ポリエステル繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カチオン可染で染色したときに高発色性を有するカチオン可染性ポリエステル繊維に関し、最終的な布帛においてもソフトな風合い感や軽量感、ハリコシを付与することが可能であり、従来よりも高染色性を有するカチオン可染性ポリエステル繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステルは寸法安定性や耐薬品性等の耐久性に優れ、その機能性の有用さから多目的に用いられており、例えば衣料用、産業用、資材用、医療用等に好適に用いられている。
さらに市場では、合成繊維の特品化の要望が年々高まっており、中でも高発色性の繊維の要望が強く、染色性を向上させる方法は、合成繊維各社を中心に種々の検討がなされている。
【０００３】
例えば、金属スルホネート基を含有したイソフタル酸成分を共重合することで、カチオン染料型ポリエステルが得られている（特許文献１）。他には５−スルホイソフタル酸金属塩とアジピン酸をポリエステルに共重合させ、巻き取り速度を５５００〜９０００ｍ／分で紡糸することにより分散染料、およびカチオン可染いずれに対しても良好な染色性を有する繊維が得られている（特許文献２）。
【０００４】
一方、近年の消費者のニーズの多様化の中で、上記のようなカチオン可染に染色可能な性能に加え、最終的な布帛にソフトな風合いや軽量感・ハリコシ感を付与するために、原糸への細繊度化、高収縮化の要望が高まってきた。
【０００５】
ソフト感を付与する方法として繊維の細繊度化が行われている。カチオン可染型細繊度ポリエステル繊維のこれまでの例としては、特許文献３に示された、単糸繊度が０．７ｄｔｅｘ以下で、特定のスルホン酸４級ホスホニウム塩を共重合した繊維がある。しかしこの繊維は、配向度が低い未延伸糸であることから、単独糸では十分な強度が得られず、他糸との混繊としての使用に限られているため、布帛としての軽量感が大きく損なわれてしまう。
【０００６】
一方、高収縮を得られるポリエステル繊維の例としては、５−スルホイソフタル酸金属塩５−スルホイソフタル酸金属塩とアジピン酸をポリエステルに共重合させ、紡速１２００〜３０００ｍ／分で紡糸し、残留伸度が２５〜３５％になる倍率で延伸することで得られる繊維がある（特許文献４）。しかしこのような２工程法で得られる繊維を細繊度化した場合、細繊度化による繊維の配向化が進むため、カチオン染料の染色量が低下し、発色性が低下性してしまう問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−２２５３１３号公報（発明の構成）
【特許文献２】特開平８−２６９８２０号公報（請求項２）
【特許文献３】特開２００８−１７４８６１号公報（請求項１）
【特許文献４】特開平１１−９３０２０号公報（請求項２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決し、従来にない布帛にソフトな風合い感、軽量感とハリコシを同時に付与し、カチオン可染で染色したときに高発色性を有するカチオン可染性ポリエステル繊維を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成せんとするものであって、０．１〜６モル％の５−スルホイソフタル酸金属塩と０．１〜５重量％の重量平均分子量２００〜６０００のポリエチレングリコールを共重合したポリエステルからなるポリエステル繊維であって、下記の要件（ａ）、（ｂ）を満足することを特徴とするカチオン可染性ポリエステル繊維である。
【００１０】
（ａ）複屈折率８０×１０−３〜１００×１０−３
（ｂ）沸騰水収縮率９〜２０％
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来にない布帛にソフトな風合い感、軽量感とハリコシを同時に付与し、カチオン可染で染色したときに高発色性を有するカチオン可染性ポリエステル繊維を提供するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のカチオン可染性ポリエステル繊維についてさらに詳細に説明する。
本発明のカチオン可染性ポリエステル繊維は０．１〜６モル％の５−スルホイソフタル酸金属塩と０．１〜５重量％の重量平均分子量２００〜６０００のポリエチレングリコールを共重合していることが重要である。５−スルホイソフタル酸金属塩の共重合量が０．１モル％以上であることでカチオン可染の染着量が大きくなり、染色性が向上する。また６モル％以下にすることで、ポリマーの溶融粘度上昇を抑制し、濾圧上昇や曳糸性の低下を防ぎ、安定した操業を得ることができる。０．５〜２モル％であれば、更にその効果が顕著に発現する。
【００１３】
また、同時に重合平均分子量２００〜６０００のポリエチレングリコールの共重合量が０．１重量％以上であることでカチオン染料の染着量が大きくなるため、染色性が向上すると同時に５−スルホイソフタル酸金属塩による増粘効果を抑制する。また共重合量を５重量％以下にすることで、ポリマーの耐熱性低下やそれに伴った繊維の強伸度の低下、色調の悪化等、操業性や製品品質におけるトラブルを回避することができる。好ましくは０．５〜４重量％であり、なかでも１〜２重量％にすることで、更にその効果が発現する。なお、ポリエチレングリコールの重量平均分子量は２０００〜４０００とすることで、ポリエステル中で塊を形成することなく、また優れた染色性を得ることができる。
【００１４】
なお本発明で規定する５−スルホイソフタル酸金属塩の金属塩とはナトリウム塩やリチウム塩等が上げられるが、中でもナトリウム塩が好ましい。その他に、アジピン酸、イソフタル酸、セバシン酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、４，４‘−ジフェニルジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン酸及びそのエステル形成性誘導体、ジエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等のジオキシ化合物、ｐ−（β−オキシエトキシ）安息香酸等のオキシカルボン酸及びそのエステル形成性誘導体等が共重合されてもよい。
【００１５】
本発明のカチオン可染性ポリエステル繊維は、複屈折率を８０×１０−３〜１００×１０−３の範囲とすることで、実用強度と良好な操業性、高次加工性、布帛としての品位が得られる。またカチオン染料による優れた染色性を得ることができる。更に好ましくは９０×１０−３〜１００×１０−３の範囲であれば、更にその効果が発現する。
【００１６】
本発明のカチオン可染性ポリエステル繊維は、沸騰水収縮率が９〜２０％であることが重要である。この範囲に規定することで、高熱で行われる高次加工処理後にも十分な収縮力が得られ、布帛としても優れたハリコシと寸法性、柔らかな風合いを得ることができる。さらに細繊度化した場合においても、目のきめ細かな布帛が得られ、優れた防透け性を得ることができる。更に好ましくは９〜１５％の範囲がよい。
【００１７】
本発明のカチオン可染性ポリエステル繊維は、総繊度は４４ｄｔｅｘ以下であることが重要である。４４ｄｔｅｘ以下にすることで、布帛にした際、ソフトな風合いや軽量感を得ることができる。更に好ましくは３３ｄｔｅｘ以下がよい。また単糸繊度については、１．４ｄｔｅｘ以下が好ましい。１．４ｄｔｅｘ以下にすることで、紡糸工程において十分な延伸応力が得られ、実用レベルの強伸度を得ることが出来る。更に好ましくは１．０ｄｔｅｘ以下である。
【００１８】
本発明は、上述の共重合ポリエステルを乾燥後、溶融紡糸し吐出した糸条をチムニー冷却風域を通過せしめてガラス転移温度（Ｔｇ、ポリエステルのガラス転移点＝８０℃）以下の温度まで冷却し、引き続いてＴｇ＋１０℃以上の加熱処理領域を通過せしめて加熱延伸した後、紡糸油剤を付与し４５００ｍ／分以上のゴデッドローラーを介して巻取機で巻き取る方法で得ることができる。
【００１９】
加熱処理を行う加熱帯域に導入される糸条はＴｇ以下まで冷却されていること、特に室温まで完全に冷却されていることが望ましい。加熱帯域としては、筒状あるいは横断面が矩形のチューブなどを用いることができるが、糸条が加熱されていれば良いので、前記形状に限定されるものではない。また、加熱帯域の雰囲気を高温化させる方法は、加熱帯域の周囲を電熱または熱媒加熱する方法が一般的であるがこれに限られたものではない。加熱帯域中の雰囲気温度はＴｇ＋１０℃以上とすることが好ましい。加熱帯域中の雰囲気温度がＴｇ＋１０℃以上にすることで、高速紡糸による熱延伸法の効果が十分に発揮され、安定した操業性、優れた機械的性質も有する糸条を得ることができる。特に加熱帯域中の雰囲気温度が１３０℃以上であれば好ましく、機械的性質が良好な糸条が糸切れなく安定して得られる。さらに好ましくは１６０℃以上である。
【００２０】
本発明では、上述のように加熱帯域を通過した糸条を引取速度４５００ｍ／分以上で引き取る必要がある。４５００ｍ／ｍｉｎ以上で引き取ることで、十分満足のいく機械的性質をもった糸条が得ることができる。好ましくは４５００〜６０００ｍ／分、さらに好ましくは４５００〜５５００ｍ／分である。
【実施例】
【００２１】
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお実施例中の物性値は以下に述べる方法で測定した。
【００２２】
（１）複屈折率
ＯＬＹＭＰＵＳ社製ＢＨ−２偏光顕微鏡コンペンセーターを用い、通常の干渉縞によって、レターデーションと繊維径より求めた。
【００２３】
（２）沸騰水収縮率
沸騰水収縮率＝［Ｌ０―Ｌ１／Ｌ０］×１００
Ｌ０：カチオン可染性ポリエステル繊維をかせ取りし初荷重０．７４ｃＮ／ｄｔｅｘ下で測定した試料長
Ｌ１：Ｌ０を測定したかせを荷重フリーの状態にて沸騰水中で１５分間処理し、風乾後荷重の０．７４ｃＮ／ｄｔｅｘ下での試料長  。
【００２４】
（３）繊度
１回転当たり１ｍ巻き取れる検尺器を用い、１００回巻き取った糸条の重さを測定し、その値を１００倍し、繊度（ｄｔｅｘ）を求めた。
【００２５】
（４）強度
東洋ボールドウィン（株）社製テンシロン引張試験機を用い、測定条件は試料長２０ｃｍ、引張速度４０ｃｍ／ｍｉｎで測定し、測定回数２５回の平均値で評価した。
【００２６】
（５）製糸性
１６８時間（７日間）連続紡糸を行い、製糸性を次の判定方法に従った。
○○：糸切れ率が３．０％未満
○  ：糸切れ率が３．０％以上５．０％未満
△  ：糸切れ率が５．０％以上７．０％未満
×  ：糸切れ率が７．０％以上  。
【００２７】
（６）染色性
得られたカチオン可染性ポリエステル繊維を経糸および緯糸に用い、織密度４１×３１本／ｃｍの平織物とし、試料１００ｇに対してアイゼンカチオンブルーＧＬＨ０．７ｇ、酢酸ソーダ１５ｇ、酢酸５ｇの割合で配合したカチオン染料を用いて、９８℃×２０分染色し、測色計（ミノルタ社製ＣＭ−３７００Ｄ）によりＬ値を布帛一枚につき３回測定し、平均値を求め、以下の基準で判断した。
○○：Ｌ≦５０
○  ：５０＜Ｌ≦６０
×  ：６０＜Ｌ  。
【００２８】
（７）品位
得られたカチオン可染性ポリエステル繊維を経糸および緯糸に用い、織密度４１×３１本／ｃｍの平織物とし、その風合い（ソフト感、軽量感、ハリコシ）および表面品位の総合評価を熟練者１０名にて官能評価を行い、それぞれの優れ具合を、評価者一人当たり１０点満点で採点し、１０人の平均点を以下の基準で判断した。
○○：８点以上
○  ：５点以上、８点未満
×  ：５点未満  。
【００２９】
実施例１
ジメチルテルフタレート１５０ｋｇ、エチレングリコール９４ｋｇ、酢酸リチウム２水塩２１０ｇ、酢酸マンガン４水塩５０ｇ、三酸化アンチモン６０ｇ、抗酸化剤であるイルガノックス−１０１０（チバガイギー社製）１５０ｇ、及びシリコン化合物メチルフェノルポリシロキサン（東芝製ＴＳＦ−４３３）の混合物に、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル４ｋｇ（１．７モル％共重合）を添加し、窒素気流下１４０℃から２３５℃まで攪拌しながら４時間かけて昇温しエステル交換反応を終了した。次いでトリメチルフォスフェート６４．５ｋｇ、二酸化チタンを１６重量％含有したエチレングリコールスラリーを８１０ｇ添加した後、５００ｍｍＨｇに減圧し、２５kgのエチレングリコールを留去した。その後ＰＥＧ（分子量４，０００）を１．７ｋｇ（１．０重量％）添加し、２時間で２４０℃から２８０℃に昇温し、かつその間に１時間かけて７６０ｍｍＨｇから１ｍｍＨｇ以下の減圧に保持して２８０℃でさらに１．５時間合計３．５時間重縮合反応させた。
【００３０】
この共重合ポリエステルを乾燥後、紡糸機に供しメルターにて溶融した後、計量し紡糸パック部から吐出し、ガラス転移点温度（８０℃）以下まで冷却後、内部雰囲気温度１６０℃（Ｔｇ＋８０℃）の加熱帯域を通過せしめ、４９００ｍ／分の速度で引き取り、３３デシテックス３６フィラメントの延伸糸を得た。なお、紡糸工程において、通常ポリエステルフィラメントに用いられる油剤を付与し、かつエア交絡処理を実施した。得られたカチオン可染性ポリエステル繊維は、操業性も良好で十分な強度を有し、このカチオン可染性ポリエステル繊維を経糸および緯糸に用いて織密度４１×３１本／ｃｍに製織された平織物は極めて優れた染色性、品位を示した。
【００３１】
実施例２〜３、比較例１〜２
実施例２〜３、比較例１はフィラメントカウントを４８ｆ、２４ｆ、１８ｆとし、比較例２は、引き取り速度を７０００ｍ／ｍｉｎとし、複屈折率をそれぞれ変更した以外は実施例１と同様にカチオン可染ポリエステル繊維および織物を得た。実施例２は工程安定性に優れ、十分な強度を有し、得られた織物は極めて優れた染色性、品位を示した。実施例３は染色性、ソフト感は問題なく、工程安定性、ハリコシ、軽量感は非常に優れていた。
【００３２】
比較例１は複屈折率を６０×１０−３とした実験であるが、複屈折率が低かったために、十分な強度が得られず、製糸性は安定していたものの、製織による毛羽が発生し品位が悪かった。
【００３３】
比較例２は複屈折率を１１０×１０−３とした実験であるが、複屈折率が高すぎたために、製糸性は安定していたものの、得られた織物は染色性が悪かった。
【００３４】
実施例４〜５、比較例３〜４
実施例４〜５、比較例３〜４は沸騰水収縮率をそれぞれ変更した以外は実施例１と同様にカチオン可染ポリエステル繊維および織物を得た。実施例４は風合いは問題なく、工程安定性、ハリコシ、軽量感、染色性に優れていた。実施例５は工程安定性に優れ、十分な強度を有し、得られた織物は極めて優れた染色性、品位を示した。
【００３５】
比較例３は沸騰水収縮率を８％とした実験であるが、沸収が低かったために、製糸性は安定していたものの、得られた織物はハリコシがなく品位が悪かった。
【００３６】
比較例４は沸騰水収縮率を２５％とした実験であるが、沸収が高すぎたために、製糸性は安定していたものの、得られた織物は風合いが固く寸法安定性に劣り品位が悪かった。
【００３７】
実施例６〜９、比較例５〜６
実施例６〜９、比較例５〜６は５−スルホイソフタル酸金属塩の共重合量をそれぞれ変更した以外は実施例１と同様にカチオン可染ポリエステル繊維および織物を得た。実施例６は染色性は問題なく、工程安定性、風合いに優れていた。実施例７は糸切れが散発したものの問題ないレベルであり、得られた織物は優れた染色性、品位を示した。実施例８〜９は工程安定性に優れ、十分な強度を有し、得られた織物は極めて優れた染色性、品位を示した。
【００３８】
比較例５は５−スルホイソフタル酸金属塩の共重合量を０．０５モル％とした実験であるが、共重合量が低かったために、製糸性は安定していたものの、得られた織物は染色性が悪かった。
【００３９】
比較例６は５−スルホイソフタル酸金属塩の共重合量を７モル％とした実験であるが、共重合量が高すぎたために、濾圧上昇が大きく、糸切れも散発した。また得られた織物は毛羽が目立ち、品位が悪かった。
【００４０】
実施例１０〜１３、比較例７〜８
実施例１０〜１３、比較例７〜８はポリエチレングリコールの共重合量をそれぞれ変更した以外は実施例１と同様にカチオン可染ポリエステル繊維および織物を得た。実施例１０〜１３は、実施例１０は、工程安定性に優れ、得られた織物は優れた染色性、風合いを示した。実施例１１は、得られた織物は優れた染色性、品位を示した。実施例１２〜１３は工程安定性に優れ、十分な強度を有し、得られた織物は極めて優れた染色性、品位を示した。
【００４１】
比較例７はポリエチレングリコールの共重合量を０．０５％とした実験であるが、共重合量が低かったために、得られた織物は染色性が悪かった。
【００４２】
比較例８はポリエチレングリコールの共重合量を６％とした実験であるが、共重合量が高すぎたために、十分な強度が得られず糸切れが多発し、得られた織物は染色性、品位ともに悪かった。
【００４３】
実施例１４〜１７、比較例９〜１０
実施例１４〜１７、比較例９〜１０はポリエチレングリコールの平均分子量をそれぞれ変更した以外は実施例１と同様にカチオン可染ポリエステル繊維および織物を得た。実施例１４、１５は、優れた工程安定性、染色性、品位を示した。実施例１６〜１７は工程安定性に優れ、十分な強度を有し、得られた織物は極めて優れた染色性、品位を示した。
【００４４】
比較例９〜１０はポリエチレングリコールの平均分子量を１００、７０００のものを用いた実験であるが、いずれも製糸性は安定していたが、得られた織物は染色性が悪かった。
【００４５】
比較例１１
比較例１１は、共重合成分としてポリエチレングリコールの代わりにアジピン酸を用いた実験であるが、紡糸中で糸切れが多発し、得られた織物は染色性、品位ともに悪かった。評価結果を表１、２に示す。
【００４６】
【表１】
2010222740.tif 000002
【００４７】
【表２】
2010222740.tif 000003