(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルホン酸塩基含有化合物（Ａ）、アジピン酸（Ｂ）、分子量４００〜１００００のポリエチレングリコール（Ｃ）を下記（１）〜（３）の条件のうち、いずれか１つを満足するように共重合したポリエチレンテレフタレートからなり、単糸繊度２０〜４０デシテックス、フィラメント数６〜１６本、単糸繊度のＣＶ％が３％以下、複屈折率Δｎが２０×１０-3以上６０×１０-3以下であることを特徴とする分繊用ポリエステルフィラメント。
ただし、単糸繊度のＣＶ％（％）＝（Ｖ／Ｘ）×１００Ｖ：ポリエステルフィラメントを構成する全単糸繊度の不偏分散の平方根Ｘ：ポリエステルフィラメントを構成する全単糸繊度の平均値
（１）Ａ＋Ｂ＋Ｃ
ただし、Ａ＝１．０〜５．０モル％  Ｂ＝１．０〜５．０モル％  Ｃ＝０．５〜３．０質量％
（２）Ａ＋Ｂ
ただし、Ａ＝１．０〜５．０モル％  Ｂ＝１．０〜８．０モル％
（３）Ａ＋Ｃ
ただし、Ａ＝１．０〜５．０モル％  Ｃ＝０．５〜５．０質量％
【請求項２】
溶融粘度（２８０℃、せん断速度１０００／Ｓの条件下で測定）が１７０ｐａ・ｓ以上のポリエステルを、ノズルプレートの１つのノズル孔に対して、ポリマーを導入する計量プレートのオリフィスを少なくとも２つ以上設けてなる口金装置を用いて溶融紡糸を行う請求項１記載の分繊用ポリエステルフィラメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステルマルチフィラメントであって、後加工の延伸仮撚加工及び分繊により、染色性の良好なポリエステル捲縮モノフィラメントを製造することができる親糸となる、分繊用ポリエステルフィラメント及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル捲縮モノフィラメントを生産するに際しては、特開昭５６−３１０１１号公報に記載されているように、高配向半未延伸糸を延伸同時仮撚加工を行った後、各フィラメント毎に分繊する製造方法を用いることが生産性の面から有効である。また、その際の仮撚加工方法については、特開昭５５−９８９２２号公報や特開昭５６−９４３４号公報などで開示されている。
【０００３】
現在では消費者ニーズの多様化から、染色性の良好な捲縮モノフィラメントのニーズが高まっている。カチオン染料可染型のポリエステル繊維として、ポリエステル中にカチオン染料の染着座席として５−ナトリウムスルホイソフタル酸を代表とするスルホン酸塩基を含有した芳香族ジカルボン酸成分を共重合した繊維が特公昭３４−１０４９７号公報に示されている。このようなカチオン染料可染型のポリエステル繊維は、染色により鮮やかな色彩を表現することが可能である。
【０００４】
しかしながら、染色性向上のために、上記のような芳香族ジカルボン酸成分等を共重合した場合、紡糸時の熱安定性に欠けるようになり、溶融紡糸段階でポリマーの粘度低下を誘発し、特に紡糸口金部での計量性が悪化するため、マルチフィラメント糸の単糸間の繊度差が大きくなる。このようなマルチフィラメントを分繊加工すると、モノフィラメント間の繊度差が大きくなる。また、分繊工程で張力変動が生じ、段付きを発生させたり、さらに悪化すると、糸切れが多発するなどのトラブルを誘発する。
【０００５】
このように、延伸同時仮撚加工に使用可能な高配向未延伸ポリエステルフィラメントで、分繊をトラブルを生じることなく行え、高染色性を有する捲縮モノフィラメントを得ることができる分繊用マルチフィラメント糸（親糸）は提案されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題点を解決し、良好な染色性と均一な単糸繊度を具備し、延伸同時仮撚加工が可能な高配向未延伸ポリエステルフィラメントであって、その後の分繊加工での工程通過性も良好で、品位の高い捲縮モノフィラメントを得ることができる分繊用ポリエステルフィラメントを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は次の（イ）、（ロ）を要旨とするものである。
（イ）スルホン酸塩基含有化合物（Ａ）、アジピン酸（Ｂ）、分子量４００〜１００００のポリエチレングリコール（Ｃ）を下記（１）〜（３）の条件のうち、いずれか１つを満足するように共重合したポリエチレンテレフタレートからなり、単糸繊度２０〜４０デシテックス、フィラメント数６〜１６本、単糸繊度のＣＶ％が３％以下、複屈折率Δｎが２０×１０-3以上６０×１０-3以下であることを特徴とする分繊用ポリエステルフィラメント。
ただし、単糸繊度のＣＶ％（％）＝（Ｖ／Ｘ）×１００Ｖ：ポリエステルフィラメントを構成する全単糸繊度の不偏分散の平方根Ｘ：ポリエステルフィラメントを構成する全単糸繊度の平均値
（１）Ａ＋Ｂ＋Ｃ
ただし、Ａ＝１．０〜５．０モル％  Ｂ＝１．０〜５．０モル％  Ｃ＝０．５〜３．０質量％
（２）Ａ＋Ｂ
ただし、Ａ＝１．０〜５．０モル％  Ｂ＝１．０〜８．０モル％
（３）Ａ＋Ｃ
ただし、Ａ＝１．０〜５．０モル％  Ｃ＝０．５〜５．０質量％
（ロ）溶融粘度（２８０℃、せん断速度１０００／Ｓの条件下で測定）が１７０ｐａ・ｓ以上のポリエステルを、ノズルプレートの１つのノズル孔に対して、ポリマーを導入する計量プレートのオリフィスを少なくとも２つ以上設けてなる口金装置を用いて溶融紡糸を行う（イ）記載の分繊用ポリエステルフィラメントの製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
本発明のポリエステルフィラメントは、ＰＥＴに、スルホン酸塩基含有化合物（Ａ）に加えて、アジピン酸（Ｂ）及び／又は分子量４００〜１００００のポリエチレングリコール（Ｃ）を共重合したＰＥＴからなるものである。（Ａ）に加えて（Ｂ）、（Ｃ）を単独あるいは併用することにより、特に常圧でのカチオン染料での染色性に優れるものとなる。
【００１０】
まず、スルホン酸塩基含有化合物は、カチオン染料と反応して発色する染着席を有し、この含有量が多いほど多量の染料が繊維中に固着され良好な発色性を発現するものである。スルホン酸塩基含有化合物の量は、１．０〜５．０モル％とすることが必要である。含有量が１．０モル％未満では、良好な発色性を発現することが困難である。また、含有量が５．０モル％を超えると、ポリエステルの熱安定性が悪くなるため、溶融粘度が低下し、本発明で目的とする単糸繊度のばらつき（ＣＶ％）が小さいポリエステルフィラメントを得ることができないばかりか、繊維強度が低下したり、紡糸時の操業性も悪化する。スルホン酸塩基含有化合物（Ａ）としては、特に限定されないが、５−ナトリウムスルホイソフタル酸（以下、ＳＩＰとする）が好ましい。
【００１１】
本発明のフィラメントに含有されるアジピン酸とポリエチレングリコールは、ポリエステル重合体の内部を嵩高にし、染料の拡散性を増すことによって、繊維中への染料の吸着量を増加させ、発色性をより向上させることができるものであり、特に常圧での染色時にその効果を発揮し、通常の加圧染色と同等の発色性を得ることができる。アジピン酸とポリエチレングリコールは、一方のみを用いても両方を併用してもよい。
【００１２】
アジピン酸の共重合量については、スルホン酸塩基含有化合物とアジピン酸とポリエチレングリコールを含有する（１）の場合は、１．０〜５．０モル％であり、スルホン酸塩基含有化合物とアジピン酸を含有する（２）の場合は、１．０〜８．０モル％である。１．０モル％未満では、染色性の向上効果が認められない。一方、上限としてこの範囲を超えると、紡糸性が悪化し、本発明で目的とする単糸繊度のばらつき（ＣＶ％）が小さいポリエステルフィラメントを得ることができないばかりか、繊維の強度も低下する。
【００１３】
ポリエチレングリコールについては、その分子量を４００〜１００００とする必要がある。この分子量が１００００を超えるとポリエステルとは完全には共重合せず重合体内に遊離して存在し、染料拡散効果に乏しくなるため好ましくない。一方、分子量が４００未満ではポリエステル全体の溶融粘度を低下させ、本発明で目的とする単糸繊度のばらつき（ＣＶ％）が小さいポリエステルフィラメントを得ることができないばかりか、繊維強度が低下したり、繊維の耐熱性を悪くする等、繊維物性に悪影響を及ぼすことがあり好ましくない。
【００１４】
ポリエチレングリコールの共重合量については、スルホン酸塩基含有化合物とアジピン酸とポリエチレングリコールを含有する（１）の場合は、０．５〜３．０質量％であり、スルホン酸塩基含有化合物とエチレングリコールを含有する（３）の場合は、０．５〜５．０質量％である。０．５質量％未満では、染色性の向上効果が認められない。一方、上限としてこの範囲を超えると、紡糸性が悪化し、本発明で目的とする単糸繊度のばらつき（ＣＶ％）が小さいポリエステルフィラメントを得ることができないばかりか、繊維の強度も低下する。
【００１５】
また、上記した本発明の繊維を形成する共重合ＰＥＴ中には、必要に応じて、艶消し剤、顔料、防炎剤、消臭剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、結晶化促進剤等の各種添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。
【００１６】
次に、本発明のポリエステルフィラメントは、単糸繊度が２０〜４０デシテックスであることが必要である。単糸繊度が２０デシテックス未満では、最終的なモノフィラメントとした時に実用的でない。一方、単糸繊度が４０デシテックスを超えると、紡糸時の冷却性不良により操業性が悪化したり、単糸間での融着が発生しやすくなり、後加工の延伸仮撚工程や分繊工程において糸切れが多発するようになる。
【００１７】
さらに、ポリエステルフィラメントの紡糸性及び後加工の延伸仮撚工程、分繊工程時の取扱性や操業性の観点から、ポリエステルフィラメントの単糸数は、６〜１６本とする必要があり、さらに好ましくは、８〜１２本である。６本未満では捲縮モノフィラメントの分繊時の生産効率が悪いため好ましくなく、一方、１６本を超えると、紡糸時の冷却性が悪化し、分繊工程作業が煩雑となるため好ましくない。以上のような構成とするために、ポリエステルフィラメントの総繊度は１２０〜５００デシテックスとするのが好ましい。
【００１８】
また、本発明のポリエステルフィラメントの複屈折率は、△ｎが２０×１０-3
〜６０×１０-3とする必要がある。このようなポリエステル高配向未延伸糸とするには、溶融紡糸段階での紡糸速度を３０００〜４０００ｍ／分とすればよい。△ｎが２０×１０-3未満、すなわちポリエステルフィラメントの配向度が低い場合には、後の延伸仮撚工程でフィラメント長手方向の繊度斑が大きくなったり、ポリエステルフィラメントの経時変化が大きくなる等の理由から好ましくない。
【００１９】
一方、△ｎが６０×１０-3を超えるためには、紡糸速度を高くする必要が生じ、紡糸操業性が悪化したり、紡糸口金の単孔吐出量を多くする必要が生じるため、紡糸段階での糸条へのドラフト率が高くなる等により操業性が極めて悪化する。また、後の延伸仮撚工程で捲縮堅牢性を付与しにくくなるとともに、捲縮の経時変化が起こりやすくなるため好ましくない。
【００２０】
そして、本発明のポリエステルフィラメントを構成する単糸繊度のＣＶ％は３％以下とすることが重要である。単糸繊度のＣＶ％とは、単糸繊度のばらつきを示す指数である。ＣＶ％が３％を超えるとばらつきが大きく、分繊工程での分繊性が悪化したり、分繊後の捲縮モノフィラメントの繊度差が大きくなる等の問題が生じる。
【００２１】
以上のように、本発明では、染色性の向上（カチオン可染）に加えてさらに常圧でのカチオン可染性にも優れたモノフィラメントを得ることを目的とし、適量のスルホン酸塩基含有化合物に加えて、アジピン酸及び／又はポリエチレングリコールを共重合したうえで、単糸繊度のＣＶ％を３％以下としたポリエステルフィラメントとすることが重要である。
【００２２】
次に、本発明の分繊用ポリエステルフィラメントの製造方法について説明する。図１は本発明の製造方法の一実施態様を示す概略工程図である。図１に示すように溶融押出機にポリエステルチップを供給し、紡糸温度２８０〜３１０℃で溶融混練後、口金装置１から６〜１６本の単糸として紡出し、糸条Ｙとした後、冷却装置２にて冷却し、紡糸油剤を油剤付与装置３で付与した後、３０００〜４０００ｍ／分の一対のゴデットローラ４を介して、捲取機５にてパッケージ６として捲き取ることにより、得ることができる。
【００２３】
本発明に使用するポリエステルは、ポリエステルフィラメントの単糸繊度のばらつきを小さくするため、口金装置内部での計量性を向上させるべく、紡糸時の溶融粘度を１７０ｐａ・ｓ以上とする。ポリエステルの溶融粘度が低下するに従い、紡糸口金内部を通過時及び口金部から吐出時の計量性が悪くなり、単糸繊度のばらつきＣＶ％を小さくすることが難しくなる。
【００２４】
使用する口金装置１は、図２に示すような計量プレート７とノズルプレート８を重ね合わせ、１つのノズル孔１０に対して計量プレート７には２つ以上、好ましくは３〜４のオリフィスを有する構成とすることが好ましい。このように溶融状態のポリエステルを計量プレート７の複数のオリフィスから吐出させることによって、導入溝１１を通じて各ノズル孔１０に計量性よく供給できるため、各ノズル孔１０から吐出されるポリマーの量のばらつきを抑えることが可能となり、単糸繊度のばらつきの小さいマルチフィラメントとすることができる。
【００２５】
なお、オリフィスの吐出孔９の直径は０．３〜１．０ｍｍ程度とすることが吐出時の計量性、口金装置１にかかる圧力損失の面から好ましい。
【００２６】
以上のように、紡糸時のポリエステルの溶融粘度と口金装置を特定のものとすることにより、溶融状態のポリエステルが口金装置内部を通過する際、計量性が向上し、単糸繊度のばらつきを小さくすることが可能となる。これにより、本発明のポリエステルフィラメントは、第３成分であるスルホン酸塩基含有化合物や、アジピン酸、ポリエチレングリコール等を共重合しており、ホモポリエステルと比べ、溶融紡糸時の熱安定性が悪いにも関わらず、単糸繊度間のばらつきが小さいマルチフィラメントとすることができ、その後の延伸仮撚・分繊工程での工程通過性に優れ、品質の安定した高発色性の捲縮モノフィラメントを得ることが可能となる。
【００２７】
【実施例】
次に、実施例によって本発明を具体的に説明する。なお、実施例における特性値の測定方法は次の通りである。
（ａ）固有粘度
試料をフェノール／テトラクロロエタン（質量比５０：５０）の混合溶媒に溶解し、ウベローデ粘度計を使用して２０℃で測定して求めた。
（ｂ）単糸繊度
ポリエステルフィラメントを１０cm程度の長さに切断後、各単糸毎に分割し、サーチ社製 ＤＥＮＩＩＲ ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＤＣ−１１を使用し、全ての単糸繊度を測定した。なお、表１中の単糸繊度は全ての単糸の平均とした。
（ｃ）単糸繊度ＣＶ％
（ｂ）にて測定した単糸繊度から求めた。
単糸繊度ＣＶ％（％）＝（Ｖ／Ｘ）×１００
Ｖ：ポリエステルフィラメントを構成する全単糸繊度の不偏分散の平方根
Ｘ：ポリエステルフィラメントを構成する全単糸繊度の平均値
（ｄ）複屈折率 △ｎ
得られたフィラメントをＰＯＥ偏光顕微鏡を用い、ベレックコンペンセーター法により測定した。
（ｅ）溶融粘度
温度280℃、せん断速度1000/Sの条件で、島津製作所製フローテスタCFT500を用いて測定した。
（ｆ）捲縮性
得られたマルチフィラメントを、仮撚機ST-5（仮撚条件：仮撚数２１００T/M、仮撚温度１８５℃、延伸倍率１．５１、糸速１５０ｍ／分）にて延伸仮撚を行い、仮撚後の状態を目視にて下記のように２段階で評価した。
○・・・捲縮の発現性良好。
×・・・捲縮発現不良があり、部分的若しくは全体的に捲縮が発現していない。
（ｇ）分繊性
（ｆ）で延伸仮撚を行った後の加工糸を一連分繊機にて分繊を行った。それぞれ加工糸１００本（１００パッケージ）を用いて、分繊後の捲縮モノフィラメントの満捲き率にて下記のように２段階で評価した。
○・・・満捲き率 ８５％以上
×・・・満捲き率 ８５％未満
（ｈ）染色性
（ｇ）で得た捲縮モノフィラメントを筒編みとし、染料として、DiacrylBlackRTL-PF 0.51wf、均染剤として酢酸0.3ml/lを使用し、テクサム技研社製MINI−COLOR染色機を用いて、温度１００℃、３０分間の条件下で染色を行い、１０人のパネラーによる目視評価を行った。染色性が良好であると判断した人数を点数とし、７点以上を合格点とした。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
実施例４
スルホン酸塩基含有化合物として、ＳＩＰ２．０モル％、アジピン酸２．５モル％、分子量６０００のポリエチレングリコール２．０質量％共重合し、溶融粘度２１０ｐａ・ｓのＰＥＴチップを、溶融温度３００℃で溶融後、図２に記載した計量プレート(オリフィス数：４、オリフィスの吐出孔径：０．５mm)とノズルプレート（ノズル孔数：１０孔、吐出孔径：０．８mm）から構成された口金装置を使用した。なお、図３に図２のＸ−Ｘ’方向の断面模式図を示すように、計量プレートのオリフィス数とは、ノズルプレートのノズル孔１つに対して設けられた数である。このような口金装置を用いて、吐出量１１５ｇ／分で溶融吐出し、図１に示す工程図に従って紡糸、捲き取りを行った。まず、紡糸糸条を冷却した後、油剤を付与し、３５００ｍ／分の速度にて総繊度３３０デシテックス、１０フィラメントのポリエステルフィラメントを捲き取った。得られたポリエステルフィラメントの複屈折率、単糸繊度のＣＶ％、捲縮性、分繊性、染色性〔（ｈ）記載の方法で染色〕の評価結果を表２に示す。
【００３３】
実施例５〜１０、比較例７〜１５
ポリエチレングリコールの分子量、ＳＩＰ、アジピン酸、ポリエチレングリコールの共重合量、共重合ポリエステルの溶融粘度、使用したノズルの計量プレートのオリフィス数、ポリエステルフィラメントの単糸繊度、フィラメント数を表２記載のように変更した以外は実施例４と同様に行った。得られたポリエステルフィラメントの複屈折率、単糸繊度のＣＶ％、捲縮性、分繊性、染色性（２.の方法で染色）の評価結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
0003920087.tif 000002
【００３５】
表２より明らかなように、実施例４〜１０のフィラメントは、適量のＳＩＰとアジピン酸やポリエチレングリコールが共重合されたポリエステルからなり、単糸繊度のばらつきが小さいため、後加工での操業性（捲縮性、分繊性）が良好であり、かつ、常圧でのカチオン染料での染色性にも優れていた。一方、比較例７のフィラメントは、ＳＩＰ、アジピン酸、ポリエチレングリコールの共重合量が少なかったため、良好な染色性が得られなかった。比較例８のフィラメントは、アジピン酸、ポリエチレングリコールの共重合量が多すぎたため、比較例９、１０のフィラメントは、ＳＩＰの共重合量が多すぎたため、比較例１１のフィラメントはポリエチレングリコールの共重合量が多すぎたため、いずれも単糸繊度のばらつきが大きいフィラメントとなり、分繊時の操業性が悪かった。比較例１２のフィラメントは、単糸繊度が太く、複屈折率が低かったため、延伸仮撚工程でフィラメントの長さ方向の繊度ばらつきが大きくなり、捲縮が不均一であり、分繊時の操業性も悪化した。比較例１３のフィラメントは、分子量の低いポリエチレングリコールを共重合させたため、ポリエステル全体の溶融粘度が低下し、単糸繊度のばらつきが大きいものとなり、分繊時の操業性が悪かった。比較例１４のフィラメントは、分子量の高いポリエチレングリコールを共重合させたものであり、複屈折率が高いものであったため、延伸仮撚工程における捲縮発現性が不良であり、染色性にも劣っていた。比較例１５は、フィラメント数が多かったため、紡糸時に単糸間で密着が生じ、切糸が多発し、フィラメントを得ることができなかった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のポリエステルフィラメントは、良好な染色性と均一な単糸繊度を具備しているので、延伸仮撚加工や分繊加工等の後加工工程通過性が良好で、品位の高い捲縮モノフィラメントを得ることが可能となる。本発明のポリエステルフィラメントは常圧でのカチオン可染性に優れるものである。そして、本発明の製造方法によれば、本発明の分繊用ポリエステルフィラメントを操業性よく得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分繊用ポリエステルフィラメントの製造方法の一実施態様を示す概略工程図である。
【図２】本発明の分繊用ポリエステルフィラメントの製造において使用する口金装置の計量プレートとノズルプレートの一実施態様を示す模式図である。
【図３】図２の Ｘ−Ｘ’方向の断面模式図である。
【符号の説明】
１ 口金装置
２ 冷却装置
３ 油剤付与装置
４ ゴデットローラ
５ 捲取機
６ パッケージ
７ 計量プレート
８ ノズルプレート
９ オリフィスの吐出孔
１０ ノズル孔
１１ 導入溝
Ｙ 糸条
【図１】
0003920087.tif 000003
【図２】
0003920087.tif 000004
【図３】
0003920087.tif 000005