(57)【要約】【課題】深色性に優れたポリエステル系繊維構造物を提供する。【解決手段】単繊維表面の少なくとも一部に下記（１）〜（４）の条件を満足する凹部を有するポリエステル系繊維を含むことを特徴とするポリエステル系繊維構造物。（１）繊維軸方向の最大径が０．０１μｍ以上０．５μｍ未満、（２）繊維軸に対して直角方向の最大径が０．１μｍ以上１μｍ未満、（３）繊維軸方向の最大径＜繊維軸に対して直角方向の最大径、（４）個数が２０〜２００個／９μｍ２ポリエステル系繊維を含む繊維構造物に下記（１）〜（３）の条件を満足する減量加工を行うことを特徴とするポリエステル系繊維構造物の製造方法。（１）処理浴のｐＨが１０．５〜１２．５、（２）処理浴中のアルカリの重量ｍｏｌ濃度が０．０１〜０．５ｍｏｌ／ｋｇ、（３）処理浴の温度が１３０〜１８０℃【選択図】図１
2004225204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単繊維表面の少なくとも一部に下記（１）〜（４）の条件を満足する凹部を有するポリエステル系繊維を含むことを特徴とするポリエステル系繊維構造物。
（１）繊維軸方向の最大径が０．０１μｍ以上０．５μｍ未満
（２）繊維軸に対して直角方向の最大径が０．１μｍ以上１μｍ未満
（３）繊維軸方向の最大径＜繊維軸に対して直角方向の最大径
（４）個数が２０〜２００個／９μｍ２
【請求項２】
該ポリエステル系繊維に２次粒子径の平均直径が０．４μｍ〜０．７μｍである外部粒子が１重量％以下含まれていることを特徴とする請求項１に記載のポリエステル系繊維構造物。
【請求項３】
黒発色性がＬ＊値で１５以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリエステル系繊維構造物。
【請求項４】
ポリエステル系繊維を含む繊維構造物に下記（１）〜（３）の条件を満足する減量加工を行うことを特徴とするポリエステル系繊維構造物の製造方法。
（１）処理浴のｐＨが１０．５〜１２．５
（２）処理浴中のアルカリの重量ｍｏｌ濃度が０．０１〜０．５ｍｏｌ／ｋｇ
（３）処理浴の温度が１３０〜１８０℃
【請求項５】
処理浴中のアルカリが炭酸塩および／またはリン酸塩であることを特徴とする請求項４に記載の繊維構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発色性に優れたポリエステル系繊維構造物およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリエステル系繊維に代表される熱可塑性合成繊維は、機械的強度、耐薬品性、耐熱性および強伸度特性などに優れるため、衣料用途や産業用途あるいは資材用途などを主体に幅広く使用されている。
【０００３】
特に衣料用ポリエステル系繊維は、ウォッシュアンドウェア（Ｗ＆Ｗ）、寸法安定性および染色堅牢度に優れ、また、アルカリ処理による減量加工により、種々の風合いが可能になり、衣料用として優れた特性を有している。
【０００４】
しかしながら、ポリエステル系繊維、とくにポリエチレンテレフタレート繊維は、衣料用繊維の中で屈折率が非常に高いため、繊維表面での表面反射率が非常に高く、特に天然繊維と比較して染色物の発色性が劣るなどの問題を有していた。
【０００５】
このような背景から、表面反射率を低下させるためにプラズマ照射し、繊維表面をエッチングさせ、微細凹凸を形成させる方法が提案されている。（例えば特許文献１参照）しかしながら、プラズマエッチングは表面凹凸の形成に時間を要するとのことでコストアップすることや、また、発色性の改善効果が小さいという欠点を有していた。
【０００６】
また、外部粒子として特定な無機粒子（シリカ）などを繊維の製造段階で添加せしめ、後に減量加工で繊維表面に微細凹凸を形成させる技術が提案されている。（例えば特許文献２参照）これらの技術によっても発色性は向上するが、製糸工程や延伸工程でガイドの摩耗などで糸質が低下し、また、充分な微細凹凸を形成させるには外部粒子の添加量を増やす必要があるため、コストの観点でも問題があった。
【０００７】
また、芯成分として、実質的に外部粒子を含有していないポリエチレンテレフタレートを使用し、鞘成分に外部粒子を含有させたポリエチレンテレフタレートを使用し、鞘成分をアルカリ処理することにより芯成分の繊維表面に凹凸を形成させる技術が提案されている。（例えば特許文献３）これらの技術によっても発色性は向上するが、形成される凹部の径が大きく、摩擦や揉みによって白化現象が生じるという問題点を有していた。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５２−９９４００号報
【０００９】
【特許文献２】
特開昭５５−１０７５１２号報
【００１０】
【特許文献３】
特開平３−８２８１７号報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、プラズマエッチングの手法や特定の原糸改質の方法に頼らず、発色性に優れたポリエステル系繊維構造物およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様は、単繊維表面の少なくとも一部に下記（１）〜（４）の条件を満足する凹部を有するポリエステル系繊維を含むことを特徴とするポリエステル系繊維構造物である。
（１）繊維軸方向の最大径が０．０１μｍ以上０．５μｍ未満
（２）繊維軸に対して直角方向の最大径が０．１μｍ以上１μｍ未満
（３）繊維軸方向の最大径＜繊維軸に対して直角方向の最大径
（４）個数が２０〜２００個／９μｍ２
また、本発明の他の態様は、ポリエステル系繊維を含む繊維構造物に下記（１）〜（３）の条件を満足する減量加工を行うことを特徴とするポリエステル系繊維構造物の製造方法である。
（１）処理浴のｐＨが１０．５〜１２．５
（２）処理浴中のアルカリの重量ｍｏｌ濃度が０．０１〜０．５ｍｏｌ／ｋｇ
（３）処理浴の温度が１３０〜１８０℃
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のポリエステル系繊維構造物は、単繊維の表面の少なくとも一部に下記（１）〜（４）の条件を満足する凹部を有するポリエステル系繊維を含むものである。
（１）繊維軸方向の最大径が０．０１μｍ以上０．５μｍ未満
（２）繊維軸に対して直角方向の最大径が０．１μｍ以上１μｍ未満
（３）繊維軸方向の最大径＜繊維軸に対して直角方向の最大径
（４）個数が２０〜２００個／９μｍ２
ポリエステル系繊維の単繊維表面に存在する凹部は、繊維軸方向の最大径よりも繊維軸に対して直角方向の最大径が大きい形状を有している。さらに、繊維軸方向の最大径が０．０１μｍ以上０．５μｍ未満の範囲であり、かつ繊維軸に対して直角方向の最大径が０．１μｍ以上１μｍ未満の範囲のものである。
【００１４】
本発明でいう繊維軸方向の最大径は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）撮影により求めることができる。具体的には、実際に繊維構造物を構成する全ての単繊維表面から最大径を有する凹部を特定して求めることは難しいため、拡大倍率１００００倍のＳＥＭ撮影により、９μｍ２中に存在する凹部の中から最大径を求める。この最大径は、その９μｍ２中に単繊維表面に存在する凹部の中で、繊維軸方向に最も大きい最大径を有するものから凹部を１０個選び出し、その平均値として求められる。
【００１５】
また、本発明でいう繊維軸に対して直角方向の最大径は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）撮影により求めることができる。具体的には、繊維軸方向の最大径と同様に、拡大倍率１００００倍のＳＥＭ撮影により、９μｍ２中に存在する凹部の中から最大径を求める。この最大径は、その９μｍ２中に単繊維表面に存在する凹部の中で、繊維軸に対して直角方向に最も大きい最大径を有するものから凹部を１０個選び出し、その平均値として求められる。
【００１６】
発色性を良くする観点から、繊維軸方向の最大径は０．０５μｍ以上０．３μｍ以下であることが好ましく、また、繊維軸に対して直直方向の最大径は、０．５μｍ以上０．７μｍ未満であることが好ましい。
【００１７】
この凹部は繊維軸方向から観察すると、繊維軸に対して直角方向に長い横溝状の凹部となり、これが本発明の特徴である。
【００１８】
なお、この凹部は、発色性、耐摩擦性を良くする観点から、０．１μｍ以上１μｍ未満の深さを有することが好ましく、０．２μｍ以上０．３μｍ未満の深さを有することがより好ましい。凹部の深さが浅すぎると発色性改善効果が小さく、また深過ぎると摩擦や揉みによって白化現象が起こりやすくなる。ここでいう凹部の深さとは、凹部内における単繊維表面から単繊維内部方向への長さ（深さ）のことである。この凹部の深さの測定方法は、例えば、単繊維を顕微鏡で観察しながら、繊維軸方向にカットした単繊維断面を、拡大倍率１００００倍のＳＥＭで観察することでその長さを測定し、１０個の平均値をとることで求められる。
【００１９】
次に、本発明において単繊維表面に存在する凹部の個数は、単繊維表面の９μｍ２中に存在する凹部の個数を数えるものとする。具体的には、拡大倍率１００００倍のＳＥＭ撮影により９μｍ２中に存在する凹部の個数を数えることができる。
【００２０】
凹部の個数は、発色性を良くする観点から、５０〜１５０個／９μｍ２であることが好ましい。凹部の個数が少なすぎると発色性改善効果が小さく、また多すぎると充分な深さがとれない。
【００２１】
本発明では、ポリエステル系繊維には、２次粒子径の平均直径が０．４μｍ〜０．７μｍである外部粒子が１重量％以下含まれていることが好ましく、その外部粒子が０．５重量％未満含まれていることがより好ましい。
【００２２】
ここでいう外部粒子とは、艶消し剤、微細溝形成剤等として添加される無機粒子等が挙げられ、例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化ケイ素（シリカ）やアルミナなどが挙げられる。
【００２３】
本発明において外部粒子を含む場合は、発色性の改善効果、操業上、コストの観点から、２次粒子径の平均直径が０．４μｍ〜０．７μｍである酸化チタンが好ましくは１重量％以下、より好ましくは０．５重量％未満含まれているものがよい。
【００２４】
本発明のポリエステル系繊維構造物は、染色物として黒発色性の指標であるＬ＊値（明度）が１５以下であることが好ましい。
【００２５】
本発明で用いられるポリエステル系繊維構造物は、芳香族ポリエステル系繊維や脂肪族ポリエステル系繊維などが挙げられる。特に好ましく用いられるポリエステル系繊維構造物は、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維およびポリブチレンテレフタレート繊維などの芳香族ポリエステル系繊維である。これらは前述の外部粒子を含有していてもよく、また、共重合成分などにより改質されていてもよい。
【００２６】
本発明のポリエステル系繊維構造物は、構成する単繊維の表面に前記したような凹部を有することにより、多重反射効果で繊維表面の反射率が低下し、発色性が改善されたものとなる。
【００２７】
次に、本発明のポリエステル系繊維構造物の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、一般的な減量加工処理方法について説明すると、目的とする減量された繊維構造物を得るために、減量率を設定し、アルカリ濃度、処理温度、処理時間、ポリエステル系繊維の種類を設定することによって、所望の減量された繊維構造物を得ることができる。従来から行われている減量加工処理は、例えば、液流法による減量加工処理の場合、処理浴のアルカリ濃度が水酸化ナトリウム１０〜１００ｇ／Ｌ、処理温度８０〜１００℃、処理時間１〜３時間で減量加工を行う。こうした減量加工処理では、通常、繊維の表層から徐々に繊維が加水分解され、繊維が均一に細かくなるため、布帛に空隙が生じ、柔軟な風合いが得られる。この場合において単繊維の表面形状は、外部粒子の痕跡と認められる大きな孔や溝以外の凹部はほとんど形成されない。また、微細溝形成剤として外部粒子が多量に添加されたポリエステル系繊維の場合は、通常のアルカリ処理でも凹部が形成されるが、その径は大きく、また、繊維軸方向から観察した場合、凹部は繊維軸方向に長い縦溝状であり、本発明の繊維軸に対して直角方向に長い横溝状の凹部とは全く異なるものである。
【００２９】
これに対し、本発明のポリエステル系繊維構造物の製造方法では、減量加工処理が下記（１）〜（３）の条件を満足することを特徴とする。
（１）処理浴のｐＨが１０．５〜１２．５
（２）処理浴中のアルカリの重量ｍｏｌ濃度が０．０１〜０．５ｍｏｌ／ｋｇ
（３）処理浴の温度が１３０〜１８０℃
ここでいう処理浴のｐＨとは、アルカリを処理液中に溶解させたときに得られるｐＨのことである。処理浴のｐＨは凹部を効率よく形成するために、ｐＨ１１〜１２であることが好ましい。また、処理浴中のアルカリの重量ｍｏｌ濃度は０．０５ｍｏｌ／ｋｇ〜０．５ｍｏｌ／ｋｇが好ましく、０．１ｍｏｌ／ｋｇ〜０．３ｍｏｌ／ｋｇがより好ましい。そして、処理浴の温度は１３０〜１８０℃とするが、操業上の観点からは１４０℃〜１６０℃であることが好ましい。
【００３０】
減量加工処理の時間は、アルカリ濃度、処理温度、ポリエステル系繊維の種類、目的とする減量率によって異なってくるため、所望の減量率に合わせて処理時間を設定すればよい。
【００３１】
本発明の製造方法において用いるアルカリとしては、上記ｐＨの条件を満たしていれば特に限定はないが、炭酸塩、リン酸塩が好ましい。また、塩としてはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などが挙げられるが、汎用性、コストの点からは、ナトリウム塩、カリウム塩であることが好ましい。
【００３２】
減量処理は、特に限定されることなく、一般的な設備で処理可能であり、浸漬法やパッド法などが採用できる。浸漬法としては、例えば、吊り練り法、ジッガー法、ビーム法、ウインス法、液流法などが挙げられる。また、パッド法としては、例えば、パッドロール法、パッドスチーム法などが挙げられる。中でも操業上の点から液流法が特に好ましく用いられる。
【００３３】
本発明のポリエステル系繊維構造物の製造方法は、従来の減量加工処理よりもｐＨの低い処理浴かつ高温下で減量加工処理が行われるため、ポリエステル系繊維のアルカリに弱い部分、つまり非結晶部分において選択的にアルカリ減量処理が進行し、単繊維表面に特殊な凹部が形成されると推定している。もちろん、結晶部分もある程度減量されるが、それ以上に非結晶部分の減量速度が速いため、特殊な凹部を形成することができると推定している。
【００３４】
減量加工処理後は通常の方法で湯洗い、水洗、乾燥を行い、次いで染色またはプリント（捺染）を行えばよいが、これに限るものではない。さらに、樹脂加工を行ってもよく、例えばフッ素系樹脂、メラミン系樹脂などにより繊維構造物を樹脂加工してもよい。
【００３５】
以上の製造方法により、特殊な凹部を有するポリエステル系繊維構造物を得ることができる。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例にて本発明を更に具体的に説明する。
【００３７】
尚、各測定方法は、次の通りである。
（凹部の繊維軸、繊維軸に対して直角方向の最大径及び個数）
拡大倍率１００００倍のＳＥＭ撮影により、９μｍ２中の凹部の繊維軸方向、繊維軸に対して直角方向の最大径を、最も大きい最大径を有する凹部から１０個を選びその平均値から求めた。
【００３８】
また、９μｍ２中の個数も求めた。
【００３９】
なお、ＳＥＭ撮影は、繊維軸方向、繊維軸に対して直角方向のいずれでもよい。
（凹部の深さ）
顕微鏡で観察しながら、単繊維を繊維軸方向にカットし、１００００倍のＳＥＭ撮影により求めた。また、凹部の深さは任意の１０箇所の平均を求めた。
（測色）
分光測色計（ミノルタ社製／ＣＭ−３７００）を用いて、光源はＤ６５、視野角度１０度で測定した。測定項目はＬ＊値（明度）である。なお、Ｌ＊値は数値が小さいほど発色性が高く、濃色傾向を示す。
［実施例１〜４、比較例１〜５］
１６５デシデックス、４８フィラメントのポリエチレンテレフタレート繊維を使用し（酸化チタン０．３重量％含有）、タテ糸にはウーリー加工糸、ヨコ糸にはブレリア加工糸を用いた平織組織のトロピカル（織密度：タテ６９本／インチ×ヨコ６０本／インチ）を用意した（色染社製ＰＥＴトロピカル（精練−中間セット後のもの））。この布帛を用い、下記の条件で減量加工処理、染色および還元洗浄を行い、次いで湯洗い（６０℃×１０分）、水洗し、乾燥（８０℃×６０分）した。
【００４０】
実施例１〜４で得られた布帛は表１に示すとおり、単繊維の表面に特殊な凹部を有し、表面反射光を低下させるため、Ｌ＊値の低い染色物が得られた。
【００４１】
比較例１で得られた布帛は表１に示すとおり、単繊維表面に凹部は形成されておらず、Ｌ＊値は高かった。
【００４２】
比較例２〜５で得られた布帛は表１に示すとおり、単繊維の表面には外部粒子の痕跡の後である大きな孔以外の凹部は形成されておらず、また、その個数も少ないため、表面反射光は軽減されておらず、Ｌ＊値も高かった。
１．減量加工処理
布帛の減量率は、評価を統一するために約２０％とし、処理時間は任意に設定した。また、処理方法は浸漬法（テクサム社製／ミニカラー染色機）で行い、ｐＨ測定には堀場製作所社製“ＴｗｉｎｐＨメータ”を用いた。
［実施例１］
アルカリ：炭酸カリウム
アルカリ濃度：０．１ｍｏｌ／ｋｇ
処理浴のｐＨ：１１．３
処理温度：１４０℃
［実施例２］
アルカリ：炭酸ナトリウム
アルカリ濃度：０．１ｍｏｌ／ｋｇ
処理浴のｐＨ：１１．１
処理温度：１４５℃
［実施例３］
アルカリ：リン酸三カリウム
アルカリ濃度：０．１ｍｏｌ／ｋｇ
処理浴のｐＨ：１２．０
処理温度：１５０℃
［実施例４］
アルカリ：リン酸三ナトリウム
アルカリ濃度：０．１ｍｏｌ／ｋｇ
処理浴のｐＨ：１１．８
処理温度：１４０℃
［実施例５］
アルカリ：炭酸カリウム
アルカリ濃度：０．２ｍｏｌ／ｋｇ
処理浴のｐＨ：１１．５
処理温度：１５０℃
［比較例１］
減量は行わなかった。
［比較例２］
アルカリ：水酸化ナトリウム
アルカリ濃度：１ｍｏｌ／ｋｇ
処理浴のｐＨ：１３．３
処理温度：９８℃
［比較例３］
アルカリ：炭酸カリウム
アルカリ濃度：０．１ｍｏｌ／ｋｇ
処理浴のｐＨ：１１．３
処理温度：９８℃
［比較例４］
アルカリ：炭酸カリウム
アルカリ濃度：１ｍｏｌ／ｋｇ
処理浴のｐＨ：１１．７
処理温度：１４０℃
［比較例５］
アルカリ：水酸化ナトリウム
アルカリ濃度：０．１ｍｏｌ／ｋｇ
処理浴のｐＨ：１２．８
処理温度：１４０℃
２．染色
［実施例１〜４、比較例１〜５］
染料：Ｄａｉｎｉｘ  Ｂｌａｃｋ  ＢＧ−ＦＳ−２００（ダイスター（株）社製分散染料）
染料濃度：５％ｏｗｆ
ｐＨ：約５（ｐＨ調整剤を用いて調整した）
染色温度：１３０℃
染色時間：１時間
処理方法：浸漬法（テクサム社製／ミニカラー染色機）
３．還元洗浄
［実施例１〜４、比較例１〜５］
水酸化ナトリウム：０．５ｇ／Ｌ
ハイドロサルファイト：２．０ｇ／Ｌ
非イオン性界面活性剤：０．５ｇ／Ｌ
処理温度：８０℃
処理時間：２０分
【００４３】
【表１】
2004225204.tif 000003
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、単繊維の表面に特定な凹部を形成し、繊維の表面反射率を抑制させ、色彩特性を向上させることができる。
【００４５】
本発明では特に濃色領域での深色性を向上することが可能できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリエステル系繊維構造物を構成する単繊維表面を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の一例
【図１】
2004225204.tif 000004