(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル中の全酸成分に対する５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分または５−リチウムスルホイソフタル酸成分の共重合量をＳモル％（２．４≦Ｓ≦５）、グリコール成分の共重合量をＰ重量％（２≦Ｐ≦７）としたとき、ＳとＰが式（１）を満たす共重合量のポリエステル繊維であって、伸度が１３０〜１８０％である高配向ポリエステル未延伸糸を（（１＋伸度（％）／１００（％））×０．６）〜（（１＋伸度（％）／１００（％））×０．８）の倍率で延伸して得た、複屈折率が１００×１０-3〜１４０×１０-3であることを特徴とするポリエステル繊維。
Ｓ×Ｐ≧９．５  式（１）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は易染性を有するポリエステル繊維に関し、更に詳しくは、ポリマー改質と繊維配向抑制により従来のポリマ改質のみでは実現し得なかった常圧染色性を有するポリエステル繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル繊維は優れた物理的、化学的特性を有するため、産業資材、衣料用途に最も広く使用されている合成繊維である。
【０００３】
しかしながら、ポリエステル繊維は染色性に劣るという欠点を有し、特に分散染料以外の染料には染色が困難である。このため、分散染料で汚染されやすい化繊もしくは天然繊維と複合して用いることは困難であり、展開用途が限定される要因になっている。このような欠点を改善すべく、従来から多くのポリマ改質、改良の方法が提案されている。代表的な例を挙げると、（１）金属スルホネート基含有物をポリエステルに共重合させる方法（特許文献１）、（２）金属スルホネート基含有物に加え分子量９０〜６０００のグリコール成分を共重合させる方法（特許文献２）、（３）アミノ基含有化合物を共重合させる方法（特許文献３）などが提案されている。
【０００４】
しかしながら、いずれの方法も欠点を有しており、例えば（１）では、充分な染色性を得るためには多量の金属スルホネート基含有化合物の共重合が必要となるが、多量の金属スルホネート基含有化合物の共重合は金属スルホネート基含有物の増粘作用により共重合ポリエステルの溶融粘度が著しく増大し、共重合ポリエステルの重合度を繊維として必要なレベルまで高めるのが困難であると同時に紡糸も困難になる。このため、本方法で重合、製糸可能なレベルまで溶融粘度を低下させると強度が低い繊維しか得られない。また、（２）は、グリコール成分の減粘効果により、（１）に比べると比較的強度の高いポリエステル繊維が得られるが、実施例中にあげられた金属スルホネート基含有イソフタル酸成分とグリコール成分共重合量の組み合わせでは常圧染色性を得ることができず、また実質的に繊維の複屈折率が高く、結果的に染色には１２０℃の高温・高圧が必要となっている。また、常圧染色可能な金属スルホネート基含有イソフタル酸成分とグリコール成分の共重合量の領域については何ら言及されてはいない。（３）の方法ではアミノ基含有化合物が共重合されたポリエステルの熱安定性に問題がある。このように、従来のポリエステル改質方法では通常の重合、製糸可能な範囲で、しかも天然繊維などと複合可能な常圧染色性を兼ね備えたポリエステル繊維を得ることはできなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭３４−１０４９７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開昭５７−２１００１４号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開昭４８−５２８９７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリエステル繊維の優れた機械的特性を失うことなく、分散染料のみならずカチオン染料に対してもきわめて優れた染色性、具体的には、常圧染色可能で、絹や羊毛といった高温でダメージを受けやすい天然繊維と複合することも可能なポリエステル繊維を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、
（１）ポリエステル中の全酸成分に対する５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分または５−リチウムスルホイソフタル酸成分の共重合量をＳモル％（２．４≦Ｓ≦５）、グリコール成分の共重合量をＰ重量％（２≦Ｐ≦７）としたとき、ＳとＰが式（１）を満たす共重合量のポリエステル繊維であって、伸度が１３０〜１８０％である高配向ポリエステル未延伸糸を（（１＋伸度（％）／１００（％））×０．６）〜（（１＋伸度（％）／１００（％））×０．８）の倍率で延伸して得た、複屈折率が１００×１０-3〜１４０×１０-3であることを特徴とするポリエステル繊維。
Ｓ×Ｐ≧９．５  式（１）
により達成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明におけるポリエステルとは、主たる酸成分がテレフタル酸またはそのエステル誘導体、主たるグリコール成分がエチレングリコールからなるものである。
【００１４】
本発明の易染性ポリエステル繊維を得るためには、ポリエステルに共重合されている５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分または５−リチウムスルホイソフタル酸成分（以下Ｓ成分と省略する）が、該ポリエステルを構成する全酸成分に対して２．４〜５モル％共重合していることが必要であり、特に２．４〜４．０モル％共重合していることが好ましい。Ｓ成分の共重合量が２．４モル％以上であると、グリコール成分の共重合量を増大させることで満足できるカチオン染色性を得ることができる。Ｓ成分の共重合量が５モル％以下であると、Ｓ成分の増粘作用によるポリマーの溶融粘度が抑えられ通常の製糸条件にて製糸することができる。
【００１５】
また、本発明ではグリコール成分が、全ポリエステルに対し２〜７重量％共重合されていることが必要である。易染性および耐光堅牢度の面から、共重合するグリコール成分の平均分子量は３００〜６０００であることが好ましい。本発明でいうグリコール成分としては、ネオペンチルグリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、４，４−ジヒドロキシビスフェノール、これらのグリコールにエチレンオキサイドが付加したグリコールおよびポリエチレングリコールなどが挙げられるが、減粘効果の大きいポリエチレングリコールがより好ましい。本発明におけるグリコール成分の共重合量は、得られた全ポリエステルに対して２〜７重量％であることが必要である。グリコール成分の共重合量が２重量％以上であるとポリエステルの溶融粘度の増大を抑制することができ紡糸操業性に優れるとともに得られたポリエステル繊維の易染性にも優れる。共重合量が７重量％以下であるとポリエステル耐熱性低下を抑制することができる。より好ましいグリコール成分の共重合量は３〜６重量％である。
【００１６】
さらに本発明では、得られたポリエステル繊維の常圧カチオン染色性を達成するために、上記Ｓ成分の共重合量とグリコール成分の共重合量の範囲であることに加えて、Ｓ成分の共重合量をＳモル％、グリコール成分の共重合量をＰ重量％としたとき、ＳとＰの間に式（１）の関係が成立していることが必須である。
【００１７】
Ｓ×Ｐ≧９．５      式（１）
Ｓ×Ｐの値が９．５以上であると、常圧、常圧でカチオン染色することが可能になる。Ｓ成分かグリコール成分のいずれかだけが多くても式（１）を満たす関係でないと常圧カチオン染色性を得ることができない。
【００１８】
本発明のポリエステル繊維は複屈折率が１００×１０-3〜１４０×１０-3であることが必要である。複屈折率が１００×１０-3以上であると、繊維が充分に高配向化しており、原糸そのものの強度が高く、織編等の高次工程で糸切れや毛羽といった問題を発生させることがない。一方複屈折率が１４０×１０-3以下であると繊維の配向が高くなりすぎず、本発明の狙いである配向抑制による染色性向上効果が充分に発現する。優れた易染性が得られるのは、繊維が配向抑制されることにより、カチオン染色時はＳ成分のカチオン染料に対する有効利用率が大きくなるためであり、分散染色時は分散染料が繊維構造中に浸透しやすくなるためである。
【００１９】
本発明ポリエステル繊維は、ポリエステルに特定量のＳ成分およびグリコール成分を共重合することに加え、繊維の複屈折率を１００×１０-3〜１４０×１０-3とすることにより、従来技術により得られたものと比較して、カチオン染料に対しても分散染料に対しても、格段に優れた常圧染色性を得ることが可能になった。
【００２０】
これは、特定の関係を有する量のＳ成分とグリコール成分併用共重合ポリエステルによる染色性向上効果に加え、特定の伸度領域の高配向未延伸糸を低倍率延伸することにより、ポリエステルの繊維配向が抑制され染色温度が低下する効果によるものである。本ポリエステル繊維の染色温度は、ポリマ組成により適宜変更できるが、好ましくは９５〜１１０℃である。
【００２１】
また、本発明ポリエステル繊維は、ポリエステルに特定の関係を有する量のＳ成分およびグリコール成分を共重合することに加え、以下に述べる特定の範囲の繊維構造に制御させることにより、常圧染色性と高次通過性の両方を満足することができる。
【００２２】
第１に、高配向未延伸糸の伸度が１３０〜１８０％となるように設定することが必要である。高配向未延伸糸の伸度が１３０％以上である場合は、未延伸糸の段階で繊維配向が進みすぎていないため、延伸糸とした際実用に耐えうる強度となる。一方高配向未延伸糸の伸度が１８０％以下の場合は、未延伸糸の繊維構造がルーズすぎることがなく、充分な未延伸糸強度が得られ、高次通過性が良好となる。
【００２３】
第２に、上記高配向未延伸糸を用いて、延伸倍率を（（１＋伸度（％）／１００（％））×０．６）〜（（１＋伸度（％）／１００（％））×０．８）の範囲の延伸とすることが必要である。延伸倍率が（（１＋伸度（％）／１００（％））×０．６）以上であると、延伸が充分に行われ高強度がとなるため、高次通過性や製品の品位が良好となる。一方延伸倍率が（（１＋伸度（％）／１００（％））×０．８）以下であると、本発明で狙いとしている繊維配向の抑制が達成でき、常圧染色性が得られる。
【００２４】
このように特定範囲の伸度を有する高配向未延伸糸を低倍率延伸することにより、カチオン染料でも分散染料でも常圧染色が可能なポリエステル繊維を得ることが可能になった。
【００２５】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何等制限されるものではない。なお、本発明における各種測定法は下記の通りである。
（１）伸度
ＪＩＳ規格  Ｌ１０１３に従い荷重−伸長曲線を求め、伸びを初期試料長で割った値に１００をかけて伸度（％）とした。
（２）染色性評価（カチオン染料）
ポリエステル繊維を筒編みとした後、該編地をマラカイトグリーン（関東化学製）５％owf、酢酸０．５ｇ／ｌ、酢酸ソーダ０．２ｇ／ｌ、浴比１：１００、温度９８℃の条件で染色し、染料の吸尽率により評価した。染料吸尽率の測定は分光光度計（日立製作所製、６０７型）を使用し、染料溶液の染色による吸光度の差を測定し次式により求めた。
染料吸尽率（％）＝｛（Ｂ−Ａ）×１００｝／Ｂ
Ａ：染料溶液の染色後の最大吸収波長における吸光度
Ｂ：染料溶液の染色前の最大吸収波長における吸光度
なお、染料吸尽率が６０％以上あるものを常圧可染性があるとした。
（３）染色性評価（分散染料）
（２）と同様にポリエステル繊維を筒編みにし、染料としてDiaix Black BG-FS（三菱化成社製、分散染料）７％owf水分散液を使用し、浴比１：３０、９８℃で６０分染色したものを、測色計（ミノルタ社製ＣＭ−３７００Ｄ）によりＬ値を３回測定し、平均値を求めた。なお、ここではＬ値が１６．５以下のものを常圧可染性があるとした。
（４）複屈折率
ポリエステル繊維の複屈折率はＮＩＫＯＮ製偏光顕微鏡（ＸＴＰ−１１）にて測定した。
（５）製糸操業性
紡糸操業性は、紡糸中の糸切れ回数、パック内圧力などから判断し、特優：○○、優：○、普通：△、不良：×、の４段階で評価した。
（６）高次通過性
高次通過性は、製編織および染色時の高次工程上の糸切れ、毛羽の発生、布帛品位から判断し、特優：○○、優：○、良：△、不良：×、の４段階で評価した。
（７）耐光堅牢度
カチオン染料による染色性評価で得られた染色後編地をフェードメータを用い、カーボンアーク光を６０℃で１０時間照射した。得られた照射後の染色布を、○○：退色は非常に少ない、○：若干退色する、×：かなり退色する、の３段階基準で肉眼判定した。
（８）固有粘度
ポリエステルをＯ−クロロフェノールに溶解し、２５℃で測定した。
【００２６】
実施例１
テレフタル酸ジメチル（以下ＤＭＴと略記する）９４ｋｇ、エチレングリコール６０ｋｇ、反応触媒として酢酸リチウム（対ＤＭＴ０．２重量％）および酸化アンチモン（対ＤＭＴ０．０４重量％）の混合物に、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルエステル（竹本油脂（株）製）３．７ｋｇおよび平均分子量１０００のポリエチレングリコール（三洋化成（株）製）４．０ｋｇを添加し、窒素雰囲気下で１５０℃から２５０℃に徐々に加熱し、生成するメタノールを連続的に系外へ留出しつつ、エステル交換反応を行い、反応開始後３時間で反応を終了した。次いでリン酸トリメチルを４１ｇ、二酸化チタン１６重量％エチレングリコールスラリー５００ｇを添加した。
【００２７】
ついで重合反応系を１時間３０分かけて徐々に１３．３Paまで減圧し、２８０℃まで昇温した。１３．３Paの減圧下、重合温度２８０℃でさらに２時間重合し、固有粘度０．７４のポリエステルチップを８４ｋｇ得た。得られた共重合ポリエステルを、紡糸温度２９０℃、紡糸速度３０００ｍ／分で紡糸し、伸度１６０％の高配向未延伸糸を得た。そこで、（（１＋伸度（％）／１００（％））×０．７）倍の１．８２倍で延伸して１１０ｄｔｅｘ／４８ｆの延伸糸を得た。得られたポリエステル延伸糸の固有粘度は０．７２、複屈折率は１１５×１０-3で、紡糸操業性は良好であった。
【００２８】
該延伸糸をＦＡＸ編機にて製編し、９８℃の熱水で精錬後、９８℃でカチオン、分散染料を用いてそれぞれ染色加工を行った。得られた編地の染色性は、カチオン染料で染料吸尽率９７．３％、分散染料ではＬ値１５．０となり、いずれの染色でも極めて優れた常圧染色性を示した。また、耐光堅牢度を評価したが退色はほとんど認められず、高次通過性も良好であった。
【００２９】
実施例２
実施例１のポリマを用いて紡糸速度を上げて伸度１３０％の高配向未延伸糸を得た。この糸を実施例１と同様にして延伸、製編後、染色加工したところ、常圧染色性は実施例１に及ばなかったが、製糸性・高次通過性に優れたポリエステル繊維を得ることができた。
【００３０】
実施例３
実施例２と同様に今度は紡糸速度を下げて伸度１８０％の高配向未延伸糸を得た。この糸を実施例１、２と同様に延伸し評価したところ、極めて優れた常圧染色性を示したが、繊維強度がやや低めとなり高次通過性が若干低下した。
【００３１】
実施例４〜５
実施例４〜５は実施例１で得られた高配向未延伸糸の延伸倍率を変更して染色性、製糸性、高次通過性を評価した。その結果、実施例４では延伸不充分で強度がやや低めとなり、実施例１に比較して高次通過性が若干低下した。また、実施例５では延伸倍率が高いため、製糸性、高次通過性は極めて良好であったが、繊維配向が進んだ分、実施例１や２に比べると常圧染色性は低かった。
【００３２】
比較例１〜２
比較例１〜２は、ポリエステル中のＳ成分（５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル）の共重合量を表２のように変更し、製糸性、高次通過性、常圧染色性について評価した。
【００３３】
その結果、比較例１ではＳ成分の共重合量が少ないため、カチオン染色での常圧染色性が得られなかった。また、比較例２ではＳ成分量が極めて多いため、紡糸時のパック内圧が過大となり製糸が困難であった。
【００３４】
比較例３〜４
比較例３〜４は、ポリエステル中のグリコール成分の共重合量を表２に示すように変更した以外は実施例１と同じ製造条件で紡糸、延伸、製編を行い評価した。  比較例３はポリエチレングリコールの共重合量が少なく、常圧染色性が得られなかった。比較例４は常圧染色性には優れていたが、ポリエチレングリコール共重合量が過大のため、耐光堅牢度評価ではかなりの退色が認められるとともに、紡糸操業性が劣悪で長期の紡糸ができなかった。
【００３５】
比較例５
Ｓ成分とグリコール共重合を表２のように変更した以外は実施例１と同じ製造条件で紡糸、延伸、製編を行い評価した。製糸製、高次通過性は優れていたが、カチオン染色性に劣るものとなった。
【００３６】
比較例６〜７
比較例６〜７では紡糸速度と延伸倍率を変更して複屈折率が８５×１０-3の延伸糸（比較例６）と複屈折率が１５５×１０-3の延伸糸（比較例７）を得、同様に評価した。その結果、比較例６では繊維の構造がルーズすぎて原糸強度が充分上がらず、製糸工程、高次加工工程で糸切れ、毛羽が多発した。一方比較例７では繊維の配向は充分進んでいたので製糸性、高次通過性には大変優れていたが、逆に配向が進みすぎて常圧染色性を得ることができなかった。
【００３７】
【表１】
0004127066.tif 000002
【００３８】
【表２】
0004127066.tif 000003
【００３９】
【発明の効果】
本発明のポリエステル繊維とすることで、カチオン染料および分散染料に対して従来技術では達成できなかった常圧染色が可能になり、なおかつ製糸性、高次通過性を向上させることができる。