(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で示される化合物を全酸成分に対して０．５〜５モル％の範囲で共重合させてなり、かつチタン系化合物をチタン金属換算濃度で１５〜８５ｐｐｍの範囲で含有するポリブチレンテレフタレ−ト系ポリマ−と、ポリエチレンテレフタレ−ト系ポリマ−とからなる複合繊維であって、その断面形状が扁平度Ｌ／Ｗが下記式（II）の範囲であり、かつ該ポリブチレンテレフタレ−ト系ポリマ−を鞘成分、該ポリエチレンテレフタレ−ト系ポリマ−を芯成分とする扁平芯鞘断面であることを特徴とする複合繊維。
【化１】
0003863922.tif 000006
（ただし、Ｄは３価の芳香族基または３価の脂肪族基、Ｘ1 およびＸ2 はエステル形成性官能基または水素原子であって、同一であっても異なっていてもよく、Ｍは金属原子またはアルキルホスホニウム基を示す。）
【数１】
１．５≦Ｌ／Ｗ≦１５ （II）
（ただし、Ｌは繊維横断面の最大長を示し、Ｗは最大幅を示す。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は良好な発色性と光沢を有し、かつ繊維強度等の繊維物性にも優れた複合繊維に関するものである。とくにスポ−ツ衣料等の用途には好適な素材となり得る繊維を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、合成繊維、たとえばポリエステル、ポリアミド等のフィラメントからなる織物、編物、不織布等の繊維構造物は、その構成フィラメントの単糸デニ−ルや断面形状が単調であるために綿、麻等の天然繊維に比べて風合、光沢が単調で冷たく、繊維構造物としての品位が低いものであった。
近年、これらの欠点を改良するために種々検討がなされており、たとえば各種異形断面形状の繊維とすることにより光沢を改良したり、また、ポリエチレンテレフタレ−トにスルホン基を有する化合物を共重合しカチオン染料可染性の繊維とすることにより発色性を改良したりする試みがなされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来のポリエチレンテレフタレ−トからなる繊維よりも鮮やかな発色性を有し、かつ優れた光沢を有するポリエステル繊維を得ることを目的とするものである。また、優れた発色性、光沢のみならず、繊維物性の低下のないポリエステル繊維を得ることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の目的は、下記一般式（Ｉ）で示される化合物を全酸成分に対して０．５〜５モル％の範囲で共重合させてなり、かつチタン系化合物をチタン金属換算濃度で１５〜８５ｐｐｍの範囲で含有するポリブチレンテレフタレ−ト系ポリマ−と、ポリエチレンテレフタレ−ト系ポリマ−とからなる複合繊維であって、その断面形状が扁平度Ｌ／Ｗが下記式（II）の範囲であり、かつ該ポリブチレンテレフタレ−ト系ポリマ−を鞘成分、該ポリエチレンテレフタレ−ト系ポリマ−を芯成分とする扁平芯鞘断面であることを特徴とする複合繊維を提供することによって達成される。
【０００５】
【化２】
0003863922.tif 000002
（ただし、Ｄは３価の芳香族基または３価の脂肪族基、Ｘ1 およびＸ2 はエステル形成性官能基または水素原子であって、同一であっても異なっていてもよく、Ｍは金属原子またはアルキルホスホニウム基を示す。）
【０００６】
【数２】
１．５≦Ｌ／Ｗ≦１５              （II）
（ただし、Ｌは繊維横断面の最大長を示し、Ｗは最大幅を示す。）
【０００７】
まず、ポリブチレンテレフタレ−ト系ポリマ−（以下、Ａ成分ポリマ−と称する）について説明する。
Ａ成分ポリマ−とは、ブチレンテレフタレ−ト単位を主たる繰り返し単位とし、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を全酸成分に対して０．５〜５モル％の範囲で共重合させてなるポリブチレンテレフタレ−ト系共重合体である。かかるポリブチレンテレフタレ−ト系共重合体はテレフタル酸を主たる酸成分とし、１，４−ブタンジオ−ルを主たるジオ−ル成分とするものであるが、テレフタル酸成分の一部は他のジカル酸成分で置き換えられていても良く、ジオ−ル成分の一部も他のジオ−ル成分で置き換えられていても良い。
【０００８】
テレフタル酸成分以外のジカルボン酸成分としては、たとえばイソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等を挙げることができる。
また、１，４−ブタンジオ−ル以外の他のジオ−ル成分としては、たとえばエチレングリコ−ル、トリメチレングリコ−ル、ヘキサメチレングリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、シクロヘキサン−１，４−ジメタノ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリテトラメチレングリコ−ル、ビスフェノ−ルＡ、ビスフェノ−ルＳ、ビスフェノ−ルＡおよびビスフェノ−ルＳのエチレンオキサイド付加物等を挙げることができる。
【０００９】
Ａ成分ポリマ−の共重合成分である前記化合物（Ｉ）として、重合時の耐熱性の点から、Ｄが３価の芳香族基である化合物を用いることが好ましい。たとえば、１，３，５−ベンゼントリイル基、１，２，３−ベンゼントリイル基、１，２，４−ベンゼントリイル基等のベンゼントリイル基、１，３，６−ナフタレントリイル基、１，３，７−ナフタレントリイル基，１，４，５−ナフタレントリイル基、１，４，６−ナフタレントリイル基等のナフタレントリイル基などを挙げることができる。
Ｍはナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属原子、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属原子もしくはテトラ−ｎ−ブチルホスホニウム基、ブチルトリフェニルホスホニウム基、エチルブチルホスホニウム基等のアルキルホスホニウム基である。
【００１０】
Ｘ1 およびＸ2 はエステル形成性官能基または水素原子を示し、それらは同一であっても異なっていてもよい。ポリマ−の主鎖中に共重合される点でエステル形成性官能基であることが好ましい。エステル形成性官能基の具体例として下記のものを挙げることができる。
【化３】
0003863922.tif 000003
（ただし、Ｒは低級アルキル基またはフェニル基、ａおよびｄは１以上の整数、ｂは２以上の整数を示す。）
【００１１】
化合物（Ｉ）の具体例としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−カリウムスルホイソフタル酸、５−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸、２，６−ジカルボキシナフタレン−４−スルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、α−テトラブチルホスホニウムスルホコハク酸などが挙げられ、なかでもコストパ−フォ−マンスの点において５−ナトリウムスルホイソフタル酸が好ましい。
【００１２】
化合物（Ｉ）の共重合量はＡ成分ポリマ−を構成する全酸成分に対して０．５〜５モル％の範囲内である。０．５モル％未満の場合、鮮明な発色性が不十分である。一方、５モル％を越えると鮮明な発色性は有するが、繊維化工程性、とくに紡糸性、延伸性が不良になると共に繊維強度が低くなる。好ましい共重合量は１．０〜３．０モル％の範囲である。
【００１３】
Ａ成分ポリマ−は通常、チタン系化合物を触媒として重合されるが、このチタン系化合物の量がチタン金属に換算して１５〜８５ｐｐｍの範囲であることが必要である。
Ａ成分ポリマ−からなる繊維またはＡ成分を一成分とする複合繊維は、カチオン染料で染色されると鮮やかな発色性を示すが、Ａ成分ポリマ−の重合触媒であるチタン系化合物の含有量によってはかかる繊維の耐光性が極端に低下することになる。したがって、繊維の耐光性の低下を抑制する点で、このチタン系化合物の含有量はチタン金属に換算して１５〜８５ｐｐｍの範囲であることが必要となる。チタン系化合物の含有量がチタン金属に換算して１５ｐｐｍ未満では、Ａ成分ポリマ−の重合に時間がかかりすぎ、Ａ成分ポリマ−が劣化する恐れがある。一方、該含有量が８５ｐｐｍを越えると当然のことながら、繊維の耐光性が低下してくる。好ましいチタン系化合物の含有量はチタン金属に換算して２０〜７０ｐｐｍの範囲である。
【００１４】
該チタン系化合物としてはテトラプロピルチタネ−ト、テトラｎ−ブチルチタネ−ト、蓚酸チタンカリ等が挙げられる。また該チタン系化合物はスズ化合物等の助触媒を併用してもよい。
なお、触媒として用いられるチタン系化合物の他に、通常、繊維の艶消剤として用いられる二酸化チタンが考えられるが、本発明の繊維は透明性と発色性が特徴の繊維であるので、本発明の繊維においてはこのような艶消剤の添加は好ましくなく、したがって、上述のチタン系化合物の含有量は二酸化チタン等の艶消剤のチタンは含まないものである。
【００１５】
化合物（Ｉ）が共重合されたＡ成分ポリマ−からなる繊維は、カチオン染料で染色されると、染着座席の良好な分散状態、染料の高い利用率等から従来のポリエチレンテレフタレ−トからなる繊維に比較して鮮やかな発色性を有することはよく知られている。しかしながら、かかるポリマ−を単独で使用して繊維化すると、繊維化工程性が悪く、織編等の後加工性も悪くなるという欠点があった。
本発明はＡ成分ポリマ−からなる繊維のこのような欠点を解消するためにポリエチレンテレフタレ−ト系ポリマ−を他方成分として使用したものである。
【００１６】
ポリエチレンテレフタレ−ト系ポリマ−（以下、Ｂ成分ポリマ−と称する）とは、テレフタル酸を主たる酸成分とし、エチレングリコ−ルを主たるジオ−ル成分とする、いわゆるエチレンテレフタレ−ト単位を繰り返し単位とするポリマ−であり、テレフタル酸の一部を他のジカルボン酸で置き換えたものであってもよく、またエチレングリコ−ルの一部を他のジオ−ル成分で置き換えたものであってもよい。
テレフタル酸以外のジカルボン酸としては、イソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族、脂肪族、脂環族のジカルボン酸を挙げることができる。またエチレングリコ−ル以外のジオ−ルとして１，４−ブタンジオ−ル、トリメチレングリコ−ル、テトラメチレングリコ−ル、ヘキサメチレングリコ−ル、ジエチレンングリコ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、シクロヘキサン−１，４−ジメタノ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリテトラメチレングリコ−ル、ビスフェノ−ルＡ、ビスフェノ−ルＳおよびこれらのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族、脂肪族、脂環族のジオ−ルを挙げることができる。
【００１７】
Ａ成分ポリマ−とＢ成分ポリマ−の複合比率は、Ａ：Ｂが８０：２０〜２０：８０（重量比）であることが好ましく、とくに７０：３０〜３０：７０（重量比）にすることが好ましく、各々の複合形態や繊維形状に応じて、両者の複合割合を調節するとよい。Ａ成分ポリマ−量が多くなると、染色物の発色性は良好となるが、後加工性が不十分となり、一方、Ｂ成分ポリマ−量が多くなると後加工性は十分であるが、染色物の発色性が不良となり好ましくない。
たとえば、Ａ成分ポリマ−とＢ成分ポリマ−との比が５０：５０前後の場合、Ａ成分ポリマ−のみがカチオン染料により染色され、Ｂ成分ポリマ−が染色されていない繊維の場合でも、Ａ成分ポリマ−単独繊維のカチオン染料による染色物に比較しても遜色のない鮮やかな発色性を有しているのである。
【００１８】
また複合繊維の断面形状は、図１に示すように、Ａ成分ポリマ−が繊維表面を覆う形状、すなわち芯鞘型複合構造であり、この複合構造が鮮やかな発色性、繊維強度等の点で好ましい。
【００１９】
本発明においては繊維断面形状も重要な要件である。
Ａ成分ポリマ−により鮮やかな発色性を有する繊維が得られるが、スポ−ツ衣料用途にかかる繊維を用いる場合、発色性のみならず光沢をも併せ持つことが要求されている。通常、光沢を有する繊維は発色性が低下し、逆に発色性を優先させると光沢を付与することが難しいことが多い。本発明では繊維断面形状を特定することで鮮やかな発色性および光沢をも有する繊維を得ることができる。光沢を付与するためには、光が反射する平坦な面が多いほどよく、またマイルドな異形度を有する平坦な面を保持した断面形状が有効である。このような断面としては扁平断面が最適である。
【００２０】
本発明における扁平度Ｌ／Ｗは繊維の横断面を顕微鏡で観察し、最大長（Ｌ）と最大幅（Ｗ）を測定することにより容易に求めることができる。かかるＬ／Ｗの値は１．５〜１５の範囲であることが必要である。Ｌ／Ｗ値が１．５未満の場合、光が反射するフラットな面が少なく、本発明の目的とする十分な光沢を発現することができない。一方、Ｌ／Ｗ値が１５を越えると扁平面が折れ易く、目的とする効果が得られないばかりか、紡糸性、延伸性が不良で毛羽、断糸が多発し好ましくない。
【００２１】
また、上記した複合繊維においてＡ成分ポリマ−およびＢ成分ポリマ−に必要に応じて酸化防止剤、着色防止剤、耐熱性改善剤、蛍光漂白剤、難燃剤、艶消剤、着色剤、無機微粒子等を含有させておいてもよい。ただ、これらの含有量が多すぎると乱反射を生じ、発色性、色の鮮明性が劣るので、複合繊維全体として３０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
上記した複合繊維においては、繊維の太さはとくに限定されず、任意の太さにすることができるが、発色性、光沢感、風合に優れた繊維を得るためには複合繊維の単繊維繊度を０．３〜１０デニ−ル程度にしておくのが好ましい。また、長繊維のみならず短繊維でも本発明の効果が期待できる。
本発明の複合繊維は例えば図２に示す公知の異形断面口金を用いて複合紡糸することができ、例えば低速、中速で溶融紡糸した後に延伸する方法、高速による直接紡糸延伸法、紡糸後に延伸と仮撚を同時にまたは続いて行なう方法などの任意の製糸法で製造することができる。
【００２３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されない。なお、染色性、色の鮮明性の尺度として下記で示す深色度を使用した。
深色度（ｋ／ｓ）：
サンプル布の分光反射率（Ｒ）をカラ−アナライザ−（自動記録式分光光度計、日立製作所製）で測定し、下記式ク−ベルカ−ムンク（Kubelka-Munk) の式から求めた。この値が大きいほど深色度が大であることを示す。
ｋ／ｓ＝（１−Ｒ）2 ／２Ｒ
Ｒはサンプル布の可視部反射率曲線の最大吸収波長位置における反射率である。
鮮明性および光沢性：
一定の染色条件で染色した布帛を１０人のパネラ−により官能評価した。その結果を、非常に優れるを２点、優れるを１点、劣るを０点とした。
○：合計点が１５点以上
△：合計点が８〜１４点
×：合計点が７点以下
極限粘度［η］：
フェノ−ルとテトラクロロエタンの等重量混合溶媒を用い、０．２５ｇ／ｄｌ、０．５ｇ／ｄｌ、１．０ｇ／ｄｌの濃度のポリマ−溶液について、３０℃の温度で測定した３種の還元粘度から算出した。
耐光堅牢度：
ＪＩＳ  Ｌ  ０８４２に準拠して測定した。
【００２４】
実施例１
５−ナトリウムスルホイソフタル酸を全酸成分に対して２．５モル％共重合させたポリブチレンテレフタレ−トを、触媒としてテトライソプロピルチタネ−トを用い、常法により重合し、極限粘度［η］＝０．８１のＡ成分ポリマ−ペレットを得た。ペレット中のチタン系化合物の含有量はチタン金属に換算して３５ｐｐｍであった。Ｂ成分ポリマ−として［η］＝０．７２のポリエチレンテレフタレ−トを用い、Ａ成分ポリマ−とＢ成分ポリマ−とを別々の押出機で溶融押し出しし、Ａ：Ｂ＝５０：５０の重量比で図２（イ）に示す紡糸ノズルを用い、鞘成分としてＡ成分ポリマ−を、芯成分としてＢ成分ポリマ−を用いて２９０℃で溶融複合紡糸したのち延伸して、図１（イ）に示す断面形状の複合フィラメント糸（７５デニ−ル／２４フィラメント）を製造した。この複合フィラメントの強度は４．０ｇ／デニ−ルであった。ついで温度１５０℃、仮撚数２１００Ｔ／Ｍの条件で仮撚加工を施した後編物を作製した。
【００２５】
得られた編物を通常の液流染色機を使用して下記に示す染色条件で染色し、その後常法により乾燥仕上げセットした。染色された編物は良好な発色性と光沢を有しており、編物の強度も十分実用に耐えられるものであり、耐光性も申し分なかった。結果を表１に示す。
【００２６】
0003863922.tif 000004
【００２７】
実施例２〜８
表１に示す条件にする以外は実施例１と同様にして複合繊維を製造した。
すなわち、実施例２および３は複合比を、実施例４および５は５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量を、実施例６はチタン系化合物の含有量を、実施例７および８は紡糸ノズルを図２（イ）の形状で扁平度を代えて複合繊維を製造した。次いで、仮撚加工を行い、編物を作成した。この編物を実施例１と同様の染色条件で染色し、染色された編物の評価を行った。いずれも繊維化工程性は良好であり、良好な発色性と光沢、および耐光性を有していた。
【００２９】
実施例９および実施例１０
Ａ成分ポリマ−として３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム塩を２．５モル％共重合したポリブチレンテレフタレ−トを用いる（実施例９）、またＢ成分ポリマ−としてイソフタル酸を８モル％共重合したポリエチレンテレフタレ−トを用いる（実施例１０）以外は、実施例１と同様にして複合繊維を製造した。次いで、仮撚加工を行い、編物を作成した。この編物を実施例１と同様の染色条件で染色し、染色された編物の評価を行った。いずれも繊維化工程性は良好であり、良好な発色性と光沢、および耐光性を有していた。
【００３０】
比較例１
Ａ成分ポリマ−のみからなる繊維を実施例１と同様にして紡糸し、仮撚加工を施して編物を作製した。得られた編物を実施例１と同様の染色条件で染色したところ、発色性および光沢は良好であったが、仮撚工程、編物工程が不良であり、実用に値する繊維ではなかった。
【００３１】
比較例２
Ａ成分ポリマ−中のチタン系化合物のチタン金属換算量を１００ｐｐｍにする以外は実施例１と同様にして複合繊維を製造した。繊維化工程性は特に問題はなく、染色後も良好な発色性と光沢を有していたが、耐光堅牢度が非常に悪く、消費性能上問題であった。
【００３２】
比較例３〜４
扁平度を表１に示すようにする以外は実施例１と同様にして複合繊維を製造した。次いで仮撚加工を施し、編物を作成した。該編物を実施例１と同様の染色条件で染色して評価したところ、鮮明性、光沢において実施例で得られた編物に比較して非常に劣っていた。また比較例４においては、紡糸性、延伸性が不良で毛羽、断糸が多発した。
【００３３】
比較例５〜６
Ａ成分ポリマ−中の５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量を表１に示すようにする以外は実施例１と同様にして複合繊維を製造した。次いで、仮撚加工を施し、編物を作成した。該編物を実施例１と同様の染色条件で染色して評価したところ、比較例５で得られた編物は光沢が良好なものの発色性に劣り、比較例６で得られた編物は延伸性が不良で毛羽・断糸が多発し実用に耐えられるものではなかった。
【００３４】
【表１】
0003863922.tif 000005
【００３５】
【発明の効果】
特定の化合物を共重合したポリブチレンテレフタレ−ト系ポリマ−とポリエチレンテレフタレ−ト系ポリマ−を溶融複合紡糸して得られた、特定の断面形状を有する複合繊維は、従来の合成繊維には見られなかった良好な発色性と光沢を有し実用に耐え得る強度を保持している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合繊維の横断面における複合形態の例を示す図である。
【図２】本発明の複合繊維を製造するための紡糸ノズルの例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ：Ａ成分ポリマ−
Ｂ：Ｂ成分ポリマ−
Ｗ：繊維断面の最大幅
Ｌ：繊維断面の最大長
【図１】
0003863922.tif 000007
【図２】
0003863922.tif 000008