特許 5730782 常圧可染ポリエステル繊維及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5730782

(24)【登録日】2015年4月17日

(45)【発行日】2015年6月10日

(54)【発明の名称】常圧可染ポリエステル繊維及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   D01F 6/84 20060101AFI20150521BHJP

   D01F 6/62 20060101ALI20150521BHJP

   C08G 63/199 20060101ALI20150521BHJP

【ＦＩ】

   D01F6/84 301G

   D01F6/62 302K

   C08G63/199

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-544328(P2011-544328)

(86)(22)【出願日】2010年12月3日

(86)【国際出願番号】JP2010071664

(87)【国際公開番号】WO2011068195

(87)【国際公開日】20110609

【審査請求日】2013年7月16日

(31)【優先権主張番号】特願2009-276240(P2009-276240)

(32)【優先日】2009年12月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001085

【氏名又は名称】株式会社クラレ

(74)【代理人】

【識別番号】100113181

【弁理士】

【氏名又は名称】中務 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100180600

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 俊一郎

(72)【発明者】

【氏名】岡 和英

(72)【発明者】

【氏名】中田 裕之

(72)【発明者】

【氏名】河本 正夫

(72)【発明者】

【氏名】田中 和彦

【審査官】 河原 肇

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２４０９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２２９０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６８６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３０９９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３９９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２９０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５３２８０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０１Ｆ １／００− ６／９６

９／００− ９／０４

Ｃ０８Ｇ ６３／００− ６４／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリエステル樹脂からなる繊維であって、該ポリエステル樹脂がジカルボン酸成分とグリコール成分からなる共重合体であり、該ジカルボン酸成分のうち８０モル％以上がテレフタル酸成分であり、４．０〜１２．０モル％がシクロヘキサンジカルボン酸成分であり、２．０〜８．０モル％がアジピン酸成分であり、テレフタル酸成分、シクロヘキサンジカルボン酸成分、及びアジピン酸成分以外の他のジカルボン酸成分の共重合量が合計１０．０モル％以下であり、イソフタル酸成分の共重合量が５モル％以下であり、スルホン酸金属塩基の共重合量が１．０モル％以下であり、
且つ該グリコール成分がエチレングリコール成分を主成分とすることを特徴とするポリエステル繊維。

【請求項2】

前記ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）及び結晶化温度（Ｔｃｈ）が下記（ａ）〜（ｃ）を満足する、請求項１記載のポリエステル繊維。
（ａ）ガラス転移温度（Ｔｇ）：６０℃≦Ｔg≦８０℃
（ｂ）結晶化温度（Ｔｃｈ）：１２０℃≦Ｔｃｈ≦１５０℃
（ｃ）ΔＴ（Ｔｃｈ−Ｔｇ）：５０℃≦ΔＴ（Ｔｃｈ−Ｔｇ）≦８０℃

【請求項3】

下記（ｄ）〜（ｆ）を満足する、請求項１又は２記載のポリエステル繊維。
（ｄ）９５℃での染着率が７０％以上であり、且つ１００℃での染着率が９０％以上。
（ｅ）１００℃染色時における変退色、添付汚染、液汚染の洗濯堅牢度がともに４級以上。
（ｆ）１００℃染色時における耐光堅牢度が４級以上。

【請求項4】

１５％のアルカリ減量処理後における破断強度保持率が９０％以上である、請求項１〜３のいずれか記載のポリエステル繊維。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか記載のポリエステル繊維の製造方法であって、
以下の（１）〜（５）の工程をこの順番で行うことを特徴とするポリエステル樹脂からなる繊維の製造方法。
（１）前記ポリエステル樹脂を紡糸口金より溶融紡出する工程
（２）溶融紡出された該ポリエステル樹脂からなる糸条を、一旦ガラス転移温度以下に冷却する工程
（３）該糸条を、チューブ型加熱装置内を走行させて延伸熱処理する工程
（４）延伸熱処理して得られた該糸条に油剤を付与する工程
（５）３５００〜５５００ｍ／分の速度で巻き取る工程

【請求項6】

請求項１〜４のいずれか記載のポリエステル繊維を、分散染料を用いて常圧下、９５〜１００℃で染色するポリエステル繊維の染色方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリエステル繊維及びその製造方法に関する。より詳細には、常圧環境下で染色する際に、濃色性と堅牢性に極めて優れた特性を有するポリエステル繊維に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ポリエステル繊維は、力学的特性や発色性及び取扱い性などの特性から、衣料用途を中心に様々な分野で使用されている。しかし、一般にポリエステル繊維はその緻密な繊維構造から染色性に劣っており、特に分散染料を使用する場合は１３０℃の高温高圧下、或いは有機溶剤のキャリア剤を使用しなければ、良好な発色性、堅牢性を得ることは困難である。

【0003】

一方で、ポリエステル繊維をウール、綿、アクリル、ポリウレタンなど、ポリエステル以外の素材と交編、交織し、複雑な工程を介さずに良好な染色特性を有するポリエステル混製品を製造する技術が求められているが、この場合、ポリエステル繊維に十分な染色特性を付与するために１３０℃前後の高温高圧下での染色加工が必要となる。しかし、その環境下においてはポリエステル繊維と交編、交織した素材が劣化してしまうため、例えば常圧環境下、より具体的には１００℃以下においても良好な染色特性を有するポリエステル繊維の発現が必要とされてきた。

【0004】

このため、ポリエステル樹脂の改質により染色性を改良させる方法がこれまで数多く検討されており、その中でもジカルボン酸成分としてスルホン酸金属塩基を共重合させることで、常圧でカチオン染料及び分散染料に易染性のポリエステル繊維を製造することができるという発明が数多く提案されている（特許文献１〜特許文献３）。スルホン酸金属塩基として一般的によく用いられているのが５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分、又は５−カリウムスルホイソフタル酸成分などである。例えば、特許文献２には、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分及びアジピン酸成分を共重合させたポリエステル繊維が記載されている。それらスルホン酸金属塩基等を共重合した後に繊維化することで、従来のポリエステル繊維に比べて繊維内部構造に非晶部分を保有させることができるとされている。その結果、分散染料及びカチオン染料に常圧染色が可能で、かつ堅牢度に優れたポリエステル繊維を得ることができるとされている。しかしながら、それらスルホン酸金属塩基成分等を共重合してできた繊維は従来のポリエステル繊維に比べて低強度となりやすく、また製糸工程においても高速紡糸性に劣る。更には、アルカリ減量速度が早く、紡糸原糸の糸形態によってはアルカリ減量を行った織編物で繊維表面にクラックが発生し、粉落ちなどの品質不良が発生しやすいという欠点がある。そのため、基本的に単独糸使いであってもアルカリ減量は困難なため、良好な風合いの織編物を得ることができないばかりでなく、シルケット加工を行う綿との混繊などにおいても加工条件の大きな制約を受けることとなる。

【0005】

また、特許文献４には、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルＡを芯成分とし、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、かつシクロヘキサンジカルボン酸を５〜３０モル％共重合したポリエステルＢを鞘成分とする複合繊維であって、ポリエステルＢのガラス転移温度がポリエステルＡのガラス転移温度よりも低いことを特徴とするポリエステル系複合繊維が記載されている。こうして得られるポリエステル系複合繊維は、染色性、深色性に優れているとされている。しかしながら、常圧環境下での染色性が不十分な場合があり改善が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平６−１８４８２０号公報

【特許文献2】特開２０００−３５５８３１号公報

【特許文献3】特開２００３−３０１３２８号公報

【特許文献4】特開平７−１８９０３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明はこのような従来技術における問題点を解決するものであり、常圧環境下で分散染料に対して濃色性を示し、洗濯堅牢性及び耐光堅牢性に優れ、良好な紡糸性を確保できるとともにアルカリ減量処理後においても十分な破断強度を保持できるポリエステル繊維及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。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を鑑み、本発明は以下の発明を提供する。すなわち、ポリエステル樹脂からなる繊維であって、該ポリエステル樹脂がジカルボン酸成分とグリコール成分からなる共重合体であり、該ジカルボン酸成分のうち８０モル％以上がテレフタル酸成分であり、４．０〜１２．０モル％がシクロヘキサンジカルボン酸成分であり、２．０〜８．０モル％がアジピン酸成分であり、テレフタル酸成分、シクロヘキサンジカルボン酸成分、及びアジピン酸成分以外の他のジカルボン酸成分の共重合量が合計１０．０モル％以下であり、イソフタル酸成分の共重合量が５モル％以下であり、スルホン酸金属塩基の共重合量が１．０モル％以下であり、且つ該グリコール成分がエチレングリコール成分を主成分とすることを特徴とするポリエステル繊維を提供する。

【0009】

このとき、前記ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）及び結晶化温度（Ｔｃｈ）が下記（ａ）〜（ｃ）を満足することが好ましい。
（ａ）ガラス転移温度（Ｔｇ）：６０℃≦Ｔg≦８０℃
（ｂ）結晶化温度（Ｔｃｈ）：１２０℃≦Ｔｃｈ≦１５０℃
（ｃ）ΔＴ（Ｔｃｈ−Ｔｇ）：５０℃≦ΔＴ（Ｔｃｈ−Ｔｇ）≦８０℃

【0010】

また、下記の要件（ｄ）〜（ｆ）を満足することが好ましい。
（ｄ）９５℃での染着率が７０％以上であり、且つ１００℃での染着率が９０％以上。
（ｅ）１００℃染色時における変退色、添付汚染、液汚染の洗濯堅牢度が４級以上。
（ｆ）１００℃染色時における耐光堅牢度が４級以上。

【0011】

さらにまた、１５％のアルカリ減量処理後における破断強度保持率が９０％以上であることが好ましい。

【0012】

また、以下の（１）〜（５）の工程をこの順番で行うことを特徴とする上記繊維の製造方法を提供する。
（１）前記ポリエステル樹脂を紡糸口金より溶融紡出する工程
（２）溶融紡出された該ポリエステル樹脂からなる糸条を、一旦ガラス転移温度以下に冷却する工程
（３）該糸条を、チューブ型加熱装置内を走行させて延伸熱処理する工程
（４）延伸熱処理して得られた該糸条に油剤を付与する工程
（５）３５００〜５５００ｍ／分の速度で巻き取る工程

【0013】

さらにまた、上記ポリエステル繊維を、分散染料を用いて常圧下、９５〜１００℃で染色するポリエステル繊維の染色方法を提供する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、常圧可染性に優れるとともに、洗濯堅牢度、耐光堅牢度にも優れ、良好な紡糸性を有するポリエステル繊維が提供される。また、本発明のポリエステル繊維は、アルカリ減量処理後においても十分な破断強度を保持できるため衣料全般に適している。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を実施するための形態について具体的に説明する。本発明で用いられるポリエステル樹脂は、エチレンテレフタレート単位を主たる繰返し単位とするポリエステルであり、ジカルボン酸成分のうち、その繰り返し単位の８０モル％以上がテレフタル酸成分であり、シクロヘキサンジカルボン酸成分が４．０〜１２．０モル％であり、且つアジピン酸成分が２．０〜８．０モル％である。

【0016】

シクロヘキサンジカルボン酸成分及びアジピン酸成分をポリエチレンテレフタレートに共重合した場合、他の脂肪族ジカルボン酸成分に比べて結晶構造の乱れが小さい特徴を有しているため、高い染着率を確保しながら、耐光堅牢性にも優れた繊維を得ることができる。

【0017】

シクロヘキサンジカルボン酸成分を共重合することによって、ポリエステル繊維の結晶構造に乱れが生じ、非晶部の配向は低下する。そのため、分散染料の繊維内部への浸透が容易となり、分散染料の常圧可染性を向上させることが可能となる。更に、シクロヘキサンジカルボン酸成分は他の脂肪族ジカルボン酸成分と比べて結晶構造を乱す効果が小さいことから、耐光堅牢性にも優れたポリエステル繊維が得られる。

【0018】

ジカルボン酸成分のうち、シクロヘキサンジカルボン酸成分の共重合量が４．０モル％未満では、繊維内部における非晶部位の配向度が高くなるため、常圧環境下での分散染料に対する染色性が不足し、目的の染着率が得られない。シクロヘキサンジカルボン酸成分の共重合量は５．０モル％以上であることが好ましい。一方、ジカルボン酸成分のうち、シクロヘキサンジカルボン酸成分の共重合量が１２．０モル％を超える場合、染着率、洗濯堅牢度、耐光堅牢度など、染色性に関しては良好な品質を確保できる。しかしながら、延伸を伴わない高速紡糸手法で製糸を行った場合、樹脂のガラス転移温度が低いことと繊維内部における非晶部位の配向度が低いことによって高速捲取中に自発伸長が発生し、安定な高速曳糸性を得ることができない。シクロヘキサンジカルボン酸成分の共重合量は１０．０モル％以下であることが好ましい。

【0019】

本発明に用いられるポリエステル樹脂の原料であるシクロヘキサンジカルボン酸には、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸の３種類の位置異性体がある。本発明の効果が得られる点からはどの位置異性体が共重合されていても構わないし、また複数の位置異性体が共重合されていても構わない。また、それぞれの位置異性体にはシス／トランスの異性体があるが、いずれの立体異性体が共重合されていても構わないし、あるいはシス／トランス双方の位置異性体が共重合されていても構わない。また、シクロヘキサンジカルボン酸の代わりに、エステル形成の可能なシクロヘキサンジカルボン酸誘導体を用いることもできる。

【0020】

アジピン酸成分についてもシクロヘキサンジカルボン酸成分と同様に、ポリエステル繊維の結晶構造に乱れが生じ、非晶部の配向が低下するため、分散染料の繊維内部への浸透が容易となり、分散染料の常圧可染性を向上させることが可能となる。

【0021】

更に、アジピン酸成分をポリエチレンテレフタレートに共重合すると、低温セット性にも効果があり、本発明により得られる繊維を織編物にしてから形態安定化のために熱セットする場合、熱セット温度を低くすることが可能となる。ニット用途において低温セット性は好ましい物性であり、ウール、綿、アクリル、ポリウレタン等のポリエステル以外の素材と複合する場合、熱セットに必要な温度をポリエステル以外の素材の物性が低下しない程度に抑えることが可能となる。また、ポリエステル繊維の単独使いにおいても、一般的な現行ニット用設備に対応が可能となり用途拡大が期待できる。

【0022】

ジカルボン酸成分中のアジピン酸成分の共重合量が２．０モル％未満では、常圧環境下での分散染料に対する染色性が不足し、目的の染着率が得られない。アジピン酸成分の共重合量は３．０モル％以上であることが好ましい。一方、ジカルボン酸成分中のアジピン酸成分の共重合量が８．０モル％を超える場合、染着率は高くなる。しかしながら、延伸を伴わない高速紡糸手法で製糸を行った場合には繊維内部における非晶部位の配向度が低くなり、高速捲取中での自発伸長が顕著となり、安定な高速紡糸性を得ることができない。アジピン酸成分の共重合量は６．０モル％以下であることが好ましい。

【0023】

本発明におけるポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）及び結晶化温度（Ｔｃｈ）が下記（ａ）〜（ｃ）を満足することが好ましい。
（ａ）ガラス転移温度（Ｔｇ）：６０℃≦Ｔg≦８０℃
（ｂ）結晶化温度（Ｔｃｈ）：１２０℃≦Ｔｃｈ≦１５０℃
（ｃ）ΔＴ（Ｔｃｈ−Ｔｇ）：５０℃≦ΔＴ（Ｔｃｈ−Ｔｇ）≦８０℃

【0024】

本発明のポリエステル繊維の常圧可染性や品位を落とすことのない範囲であれば、テレフタル酸成分、シクロヘキサンジカルボン酸成分、及びアジピン酸成分以外の他のジカルボン酸成分を共重合しても良い。具体的には、イソフタル酸成分やナフタレンジカルボン酸成分等の芳香族ジカルボン酸成分や、アゼライン酸成分やセバシン酸成分等の脂肪族ジカルボン酸成分の単独あるいは複数種を、合計１０．０モル％以下の範囲で共重合してもよい。

【0025】

しかし、これらの成分を共重合することでエステル交換反応、重縮合反応が煩雑になるばかりでなく、共重合量が適正範囲を超えると洗濯堅牢性を低下させることがある。具体的には、イソフタル酸成分をジカルボン酸成分に対して１０モル％を越えて共重合すると、洗濯堅牢特性を低下させる恐れがあり、５モル％以下での使用が望ましく、さらに望ましくは０モル％であること（共重合しないこと）がより望ましい。

【0026】

一方、常圧可染型の特徴を有するポリエステル繊維として一般的によく知られているのがスルホン酸金属塩基を共重合しているポリエステル繊維である。中でも５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分、又は５−カリウムスルホイソフタル酸成分などが広く用いられている。それにより、従来のポリエステル繊維に比べて繊維内部構造に非晶部分を保有させることができ、その結果、分散染料及びカチオン染料に対して常圧染色が可能で、かつ堅牢度に優れたポリエステル繊維を得ることができるとされている。しかしながら、それらスルホン酸金属塩基成分を共重合してできたポリエステル繊維は、従来のものに比べて低強度となりやすく、また製糸工程においても高速紡糸性に劣る。更には、アルカリ減量速度が早く、紡糸原糸の糸形態によってはアルカリ減量処理を行った織編物で繊維表面にクラックが発生しやすく、その結果強度劣化が大きくなったり、粉落ちなどの品質不良が発生しやすい欠点がある。そのため、基本的に単独糸使いであってもアルカリ減量は困難なため、良好な風合いの織編物を得ることができないばかりでなく、シルケット加工を行う綿との混繊などにおいても加工条件の大きな制約を受けることとなる。

【0027】

風合いなどの品位を求められない、限られた用途においては、ジカルボン酸成分のうち２．０モル％以下の割合でスルホン酸金属塩基を共重合しても良い。常圧での優れた染色性のみならず、高強度性、耐アルカリ性や高速紡糸性のような特性が必要とされる衣料用途全般で使用する場合には、スルホン酸金属塩基の共重合量はジカルボン酸成分のうち１．０モル％以下が望ましく、０モル％であること（共重合しないこと）がより望ましい。

【0028】

更に、本発明のポリエステル繊維には、それぞれ、酸化チタン、硫酸バリウム、硫化亜鉛などの艶消剤、リン酸、亜リン酸などの熱安定剤、あるいは光安定剤、酸化防止剤、酸化ケイ素などの表面処理剤などが添加剤として含まれていてもよい。酸化ケイ素を用いることで、得られる繊維は、減量加工後に繊維表面に微細な凹凸を付与することができ、後に織編物にした場合に濃色化が実現される。更に、熱安定剤を用いることで加熱溶融時やその後の熱処理における熱分解を抑制できる。また、光安定剤を用いることで繊維の使用時の耐光性を高めることができ、表面処理剤を用いることで染色性を高めることも可能である。

【0029】

これら添加剤は、ポリエステル樹脂を重合によって得る際に、重合系内にあらかじめ加えておいても良い。ただし、一般に酸化防止剤などは重合末期に添加するほうが好ましく、特に重合系に悪影響を与える場合や、重合条件下で添加剤が失活する場合はこちらが好ましい。一方、艶消剤、熱安定剤などは重合時に添加するほうが均一に樹脂重合物内に分散しやすいため好ましい。

【0030】

本発明におけるポリエステル樹脂は、固有粘度が０．６〜０．７であることが好ましく、より好ましくは０．６２〜０．６８であり、更に好ましくは０．６３〜０．６６である。固有粘度が０．７を超える場合、繊維化時の高速紡糸性が著しく悪くなる。また、紡糸が可能となり、目標の染着率が得られた場合でも、筒編染色生地において染色斑や筋が発生したり、織編物の風合いが劣るなど、得られた織編繊維の表面品位が低下し衣料用として好ましくない。また、固有粘度が０．６未満の場合、紡糸中に断糸しやすくなり生産性が低下するばかりでなく、得られた繊維の強度も低くなる。更に、紡糸が可能となり、目標の染着率が得られた場合でも、筒編染色生地において染色斑や筋が発生したり、織編物の風合いが劣るなど、得られた織編繊維の表面品位が低下し衣料用として好ましくない。

【0031】

本発明のポリエステル繊維の製造方法における紡糸工程では、通常の溶融紡糸装置を用いてポリエステル樹脂を口金より紡出する。また、口金の形状や大きさによって、得られる繊維の断面形状や径を任意に設定することが可能である。

【0032】

本発明におけるポリエステル樹脂は、例えば単軸押出機や二軸押出機を用いて溶融混練する。溶融混練する際の温度は、シクロヘキサンジカルボン酸成分及びアジピン酸成分の共重合量によって異なるが、斑なく安定に溶融混練し且つ安定な製糸性や品位を得るためには、ポリマーの融点から３０〜６０℃高い温度範囲で溶融押出することが好ましく、２０〜５０℃高い温度範囲で溶融押出することがより好ましい。更に、混練設備を通過してから紡糸頭に至るまでの間の溶融温度についても、シクロヘキサンジカルボン酸成分及びアジピン酸成分の共重合量によって異なるため一概に特定はできないが、溶融斑なく安定な状態で紡出させ、且つ安定な製糸性や品位を得るためには、ポリマーの融点から３０〜６０℃高い温度範囲で溶融押出することが好ましく、２０〜５０℃高い温度範囲で溶融押出することがより好ましい。

【0033】

そして、上記によって溶融紡出したポリエステル繊維を、一旦そのガラス転移温度以下の温度、好ましくはガラス転移温度よりも１０℃以上低い温度に冷却する。この場合の冷却方法や冷却装置としては、紡出したポリエステル繊維をそのガラス転移温度以下に冷却できる方法や装置であればいずれでもよく特に制限されない。紡糸口金の下に冷却風吹き付け筒などの冷却風吹き付け装置を設けておいて、紡出されてきたポリエステル繊維に冷却風を吹き付けてガラス転移温度以下に冷却するのが好ましい。その際、冷却風の温度や湿度、冷却風の吹き付け速度、紡出糸条に対する冷却風の吹き付け角度などの冷却条件も特に制限されず、口金から紡出されてきたポリエステル繊維を繊維の揺れなどを生じないようにしながら速やかに且つ均一にガラス転移温度以下にまで冷却できる条件であればいずれでもよい。中でも、高品質のポリエステル繊維を円滑に得ることができる観点から、冷却風の温度を２０〜３０℃、冷却風の湿度を２０〜６０％、冷却風の吹き付け速度を０．４〜１．０ｍ／秒とし、紡出繊維に対する冷却風の吹き付け方向を紡出方向に対して垂直にして紡出されたポリエステル繊維の冷却を行うことが好ましい。また、冷却風吹き付け筒を用いて前記の条件下で冷却を行う場合は、紡糸口金の直下にやや間隔を空けてまたは間隔を空けないで、長さが約８０〜１２０ｃｍ程度の冷却風吹き付け筒を配置することが好ましい。

【0034】

次に、より効率的な生産性で且つ安定した品位の延伸糸を得る方法として、紡出後に一旦ガラス転移温度以下に糸条を冷却した後、引き続いてそのまま直接加熱帯域、具体的にはチューブ型加熱筒などの装置内を走行させて延伸熱処理し、給油後に３５００〜５５００ｍ／分の速度で巻き取ることで延伸糸を得ることができる。加熱工程における加熱温度は延伸しやすい温度、すなわちガラス転移温度以上で融点以下の温度が必要であり、具体的にはガラス転移温度よりも３０℃以上高いことが好ましく、５０℃以上高いことがより好ましい。また融点よりも２０℃以上低いことが好ましく、３０℃以上低いことがより好ましい。これにより、冷却工程においてガラス転移温度以下に冷えた糸条が加熱装置で加熱されることで分子運動が促進活発化されて延伸糸を得ることができる。

【0035】

加熱装置による延伸処理工程通過後に油剤を付与することが好ましい。これにより延伸断糸が少なくなる。油剤としては通常ポリエステルの紡糸に用いられるものであれば制限はない。給油方法としてはギヤポンプ方式によるオイリングノズル給油、またはオイリングローラー給油のいずれでもよい。ただし、紡糸速度が高速化するにつれて前者の方式の方が糸条に斑無く、安定した油剤付着が可能である。油剤の付着量については特に制限はなく、断糸や原糸毛羽の抑制効果と織編物の工程に適した範囲であれば適宜調節しても良い。そのうちでも、油剤の付着量を０．３〜２．０％とすることが高品質のポリエステル繊維を円滑に得ることができるので好ましく、０．３〜１．０％とすることがより好ましい。

【0036】

そして、上述した一連の工程により得られたポリエステル繊維を、３５００〜５５００ｍ／分で巻き取ることが好ましい。ポリエステル繊維の巻き取り速度が３５００ｍ／分未満の場合は生産性が低下し、また加熱帯域において繊維の延伸が十分に行われなくなり、得られるポリエステル繊維の機械的物性が低下するおそれがある。巻き取り速度が５５００ｍ／分を超える場合は安定な高速紡糸性が得られにくく、また加熱帯域において繊維の延伸が十分に行われなくなり、得られるポリエステル繊維の機械的物性が低下するおそれがある。巻き取り速度は、４０００〜５０００ｍ／分であることがより好ましい。

【0037】

本発明で得られるポリエステル繊維の染着率は、９５℃での染着率が７０％以上であり、且つ１００℃での染着率が９０％以上であることが好ましい。これらの染着率を下回ると、中〜低分子量染料（ＳＥ〜Ｅタイプ）の易染性染料においても十分な染着率が得られないため一般衣料用途としては好ましくない。更にウール、綿、アクリル、ポリウレタンなど、ポリエステル以外の素材と交編、交織しても、常圧環境下で十分な染色性を得ることが困難となるおそれがある。

【0038】

本発明で得られるポリエステル繊維は、変退色、添付汚染、液汚染の洗濯堅牢度が４級以上であることが好ましい。変退色、添付汚染、液汚染の洗濯堅牢度のいずれかが３級以下であった場合、取扱い性の点から一般衣料用途としては好ましくない。

【0039】

また、本発明で得られるポリエステル繊維は、耐光堅牢度が４級以上であることが好ましい。耐光堅牢度が３級以下であった場合、取扱い性の点から一般衣料用途としては好ましくない。

【0040】

更に、本発明で得られるポリエステル繊維は、１５％のアルカリ減量処理後における破断強度保持率が９０％以上であることが好ましい。破断強度保持率が９０％未満の場合、アルカリ減量後の糸品質が低下するため、糸加工時の工程不良や製品の品質不良が発生し、一般衣料用途としては好ましくない。

【0041】

本発明のポリエステル繊維は、上記製造方法による延伸糸に限られるものではなく、最終製品に求められる品質や良好な工程通過性を確保するために、最適な紡糸手法を選択することができる。より具体的には、スピンドロー方式や、紡糸原糸を採取した後に別工程で延伸を行う２−Ｓｔｅｐ方式を採用することもできる。また延伸を行わず非延伸糸のまま巻き取り速度が２０００ｍ／分以上の速度で巻き取る方式においても、任意の糸加工工程を通過させた後に製品化することで、良好な常圧可染性品位を有するポリエステル製品を得ることができる。

【0042】

本発明によれば、常圧環境下での染色において濃色性と堅牢性に極めて優れた染色が可能で、直接紡糸延伸手法又はその他の一般的な溶融紡糸手法においても安定した品質及び工程性が得られるポリエステル繊維を提供することができる。具体的には、本発明の常圧可染ポリエステル繊維は、従来のポリエステル繊維と何ら遜色のない品質を有しているため、一般衣料全般、例えば紳士婦人向けフォーマル或いはカジュアルファッション衣料用途、スポーツ用途、ユニフォーム用途など、多岐に渡って有効に利用することができる。また、常圧染色を必要とするポリエステル繊維以外の素材との混繊に対しても良好な染色性・糸品位を確保することができる。更に、資材用途全般、例えば自動車や航空機などの内装素材用途、靴や鞄などの生活資材用途、カーテンやカーペットなどの産業資材用途などにも有効に利用することができる。

【実施例】

【0043】

以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、これらは本発明を限定するものでない。なお、ジカルボン酸成分共重合量、ポリエステル樹脂のガラス転移温度、融点、固有粘度、本発明で得られる繊維の染着率、Ｋ／Ｓ、繊度、繊維の各物性の評価は以下の方法に従った。

【0044】

＜ジカルボン酸成分共重合量＞
共重合量は、該ポリエステル繊維を重トリフロロ酢酸溶媒中に５．０ｗｔ％／ｖｏｌの濃度で溶解し、５０℃で５００ＭＨｚ １Ｈ−ＮＭＲ（日本電子製核磁気共鳴装置ＬＡ−５００）装置を用いて測定した。

【0045】

＜ガラス転移温度＞
島津製作所製 示差走査熱量計（ＤＳＣ−６０）にて、昇温速度１０℃／分で測定した。

【0046】

＜結晶化温度＞
島津製作所製 示差走査熱量計（ＤＳＣ−６０）にて、昇温速度２０℃／分で２８０℃まで昇温して樹脂を溶融させ、急冷した後に昇温速度１０℃／分で測定した。

【0047】

＜固有粘度＞
溶媒としてフェノール／テトラクロロエタン（体積比１／１）混合溶媒を用い３０℃でウベローデ型粘度計（林製作所製ＨＲＫ−３型）を用いて測定した。

【0048】

＜染色及び染着率＞
得られた繊維の筒編地を精練した後、以下の条件で染色し、還元洗浄をした後、染着率を求めた。
（染色）
染料：Ｄｉａｎｉｘ ＮａｖｙＢｌｕｅ ＳＰＨ ｃｏｎｃ５．０％ｏｍｆ
助剤：Ｄｉｓｐｅｒ ＴＬ：１．０ｃｃ／ｌ、ＵＬＴＲＡ ＭＴ−Ｎ２：１．０ｃｃ／ｌ
浴比：１／５０
染色温度×時間：９５〜１００℃×４０分
（還元洗浄）
水酸化ナトリウム：１．０ｇ／Ｌ
ハイドロサルファイトナトリウム：１．０ｇ／Ｌ
アミラジンＤ：１．０ｇ／Ｌ
浴比：１／５０
還元洗浄温度×時間：８０℃×２０分
（染着率）
染色前の原液及び染色後の残液をそれぞれアセトン水（アセトン／水＝１／１混合溶液）で任意の同一倍率に希釈し、各々の吸光度を測定した後に、以下に示す式から染着率を求めた。
吸光度測定器：分光光度計 ＨＩＴＡＣＨＩ
ＨＩＴＡＣＨＩ Ｍｏｄｅｌ １００−４０
Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ
染着率＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００（％）
ここで、Ａ及びＢはそれぞれ以下を示す。
Ａ：原液（アセトン水希釈溶液）吸光度
Ｂ：染色残液（アセトン水希釈溶液）吸光度

【0049】

＜染着濃度（Ｋ／Ｓ）＞
染着濃度は、染色後サンプル編地の最大吸収波長における反射率Ｒを測定し、以下に示すＫｕｂｅｌｋａ−Ｍｕｎｋの式から求めた。
分光反射率測定器：分光光度計 ＨＩＴＡＣＨＩ Ｃ−２０００Ｓ Ｃｏｌｏｒ Ａｎａｌｙｚｅｒ
Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒ）^２／２Ｒ

【0050】

＜洗濯堅牢度＞
ＪＩＳ Ｌ−０８４４（Ａ−２法）の測定方法に準拠して測定した。

【0051】

＜耐光堅牢度＞
ＪＩＳ Ｌ−０８４２（ブラックパネル温度：６３℃、第３露光法）の測定方法に準拠して測定した。

【0052】

＜繊度＞
ＪＩＳ Ｌ−１０１３の測定方法に準拠して測定した。

【0053】

＜破断強度＞
インストロン型の引張試験機を用いて得られた荷重−伸度曲線より求めた。

【0054】

＜破断伸度＞
インストロン型の引張試験機を用いて得られた荷重−伸度曲線より求めた。

【0055】

＜紡糸性＞
以下の基準に従って紡糸性評価を行った。
Ａ：２４hrの連続紡糸を行い、紡糸時の断糸が何ら発生せず、しかも得られたポリエステル繊維には毛羽・ループが全く発生していないなど、紡糸性が極めて良好である
Ｂ：２４hrの連続紡糸を行い、紡糸時の断糸が１回以下の頻度で発生し、得られたポリエステル繊維に毛羽・ループが全く発生していないか、あるいは僅かに発生したものの、紡糸性がほぼ良好である
Ｃ：２４hrの連続紡糸を行い、紡糸時の断糸が３回まで発生し、紡糸性が不良である
Ｄ：２４hrの連続紡糸を行い、紡糸時の断糸が３回よりも多く発生し、紡糸性が極めて不良である

【0056】

＜強度保持率＞
得られた繊維の筒編地を精練した後、以下の条件で重量減量率が１５％になるまでアルカリ減量し、その処理前後の筒編を解繊してインストロン型の引張試験機を用いて荷重−伸度曲線より破断強度を求め、以下に示す式から破断強度の比率（保持率）として表した。
強度保持率＝Ｂ／Ａ×１００（％）
ここで、Ａ及びＢはそれぞれ以下を示す。
Ａ：アルカリ減量未処理における筒編解繊糸の破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
Ｂ：１５％アルカリ減量処理後における筒編解繊糸の破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
（アルカリ減量）
水酸化ナトリウム：４０ｇ／Ｌ
アルカリ減量温度×時間：９５〜１００℃×任意時間（重量減量率＝１５％）

【0057】

（実施例１）
ジカルボン酸成分のうち９１モル％がテレフタル酸であり、且つ１，４−シクロヘキサンジカルボン酸を６．０モル％、アジピン酸を３．０モル％それぞれ含んだ全カルボン酸成分とエチレングリコール、及び所定の添加剤とでエステル交換反応及び重縮合反応を行い、表１に示される組成のポリエステル樹脂重合物を得た。この原料のガラス転移温度、及び結晶化温度を測定したところ、それぞれ７２℃、１４４℃であった。この原料を基に、孔数２４個（孔径０．２０ｍｍφ）の口金を用いて紡糸温度２６０℃、単孔吐出量１．５７g／分で紡出した。次いで、温度２５℃、湿度６０％の冷却風を０．５ｍ／秒の速度で紡出糸条に吹付けて糸条を６０℃以下にした。次いで、紡糸口金下方１．２ｍの位置に設置した長さ１．０ｍ、入口ガイド径８ｍｍ、出口ガイド径１０ｍｍ、内径３０ｍｍφのチューブヒーター（内温１８５℃）に導入してチューブヒーター内で延伸した。次いで、チューブヒーターから出てきた糸条にオイリングノズルで給油し２個の引き取りローラーを介して４５００ｍ／分の速度で巻き取り、８４Ｔ／２４ｆのポリエステルフィラメントを得た。その時の製糸化条件と紡糸性、及び得られた繊維の染色堅牢性、強度保持率の結果を表１に示した。得られた本発明のポリエステル繊維の染着率は、９５℃で８３％、１００℃で９１％であり、染着濃度Ｋ／Ｓは２５と良好な常圧可染性を示した。また、洗濯堅牢度、耐光堅牢度についても何ら問題のない品質であった。更に、１５％アルカリ減量後の強度保持率についても９６％と良好な品質であった。

【0058】

（実施例２〜７）
ポリエステル樹脂のテレフタル酸成分、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分及びアジピン酸成分の共重合量を表１に示すとおりに変更した以外は実施例１と同様にして、表１に示す熱特性を有する共重合物を得た。更に、この重合物を実施例１と同様の手法で紡糸して８４Ｔ／２４ｆのポリエステルフィラメントを得た。得られた繊維の物性を表１に示した。いずれも良好な紡糸性、常圧可染性（染着率、Ｋ／Ｓ、堅牢性）及び強度保持率であり、何ら問題のない品質であった。

【0059】

（比較例１〜６）
ポリエステル樹脂のテレフタル酸成分、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分及びアジピン酸成分の共重合量を表１に示すとおりに変更した以外は実施例１と同様にして、表１に示す熱特性を有する共重合物を得た。更に、この重合物を実施例１と同様の手法で紡糸して８４Ｔ／２４ｆのポリエステルフィラメントを得た。得られた繊維の物性を表１に示した。

【0060】

（比較例７）
ポリエステル樹脂のテレフタル酸成分、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分及びアジピン酸成分の共重合量を表１に示すとおりに変更し、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分の共重合量を２．０モル％とした以外は実施例１と同様にして、表１に示す熱特性を有する共重合物を得た。更に、この重合物を実施例１と同様の手法で紡糸して８４Ｔ／２４ｆのポリエステルフィラメントを得た。得られた繊維の物性を表１に示した。

【0061】

（比較例８〜９）
ポリエステル樹脂のテレフタル酸成分、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分及びアジピン酸成分の共重合量を表１に示すとおりに変更し、イソフタル酸成分の共重合量をそれぞれ表１に示すとおりとした以外は実施例１と同様にして、表１に示す熱特性を有する共重合物を得た。更に、この重合物を実施例１と同様の手法で紡糸して８４Ｔ／２４ｆのポリエステルフィラメントを得た。得られた繊維の物性を表１に示した。

【0062】

【表1】

【0063】

比較例１では、アジピン酸成分を共重合していないため染着率、染着濃度が不十分であり、常圧可染性を示さない繊維物性となった。

【0064】

比較例２では、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分を共重合していないため染着率、染着濃度が不十分であり、常圧可染性を示さない繊維物性となった。

【0065】

比較例３では、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分の共重合量が少ないため、アジピン酸成分が十分量共重合されていても染着率、染着濃度が不十分であり、常圧可染性を示さない繊維物性となった。

【0066】

比較例４では、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分の共重合量を１８．０モル％とし、テレフタル酸成分の共重合量を７７モル％と本発明の組成から外れる範囲とした。その結果、得られた繊維は染着率、染着濃度は十分であったが、紡糸性に劣るものとなった。

【0067】

比較例５では、アジピン酸成分の共重合量が少ないため、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分が十分量共重合されていても染着率、染着濃度が不十分であり、常圧可染性を示さない繊維物性となった。

【0068】

比較例６では、アジピン酸成分の共重合量が多いため、染着率、染着濃度は十分であったが、紡糸性が大幅に劣るものとなった。

【0069】

比較例７では、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分を共重合せず、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を２．０モル％、アジピン酸成分を５．０モル％それぞれ共重合した。その結果、得られた繊維は染着率、染着濃度は十分であったが紡糸性が劣るものとなり、また強度保持率が７３％と不十分な繊維物性となった。

【0070】

比較例８では、アジピン酸成分を共重合せず、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分及びイソフタル酸成分をそれぞれ６．０モル％ずつ共重合した。その結果、染着率、染着濃度が不十分であり、また洗濯堅牢性も３級以下と、常圧可染性を示さない繊維物性となった。

【0071】

比較例９では、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸成分及びアジピン酸成分に加え、イソフタル酸成分を１２．０モル％共重合し、テレフタル酸成分の共重合量を７７モル％と本発明の組成から外れる範囲とした。その結果、得られた繊維は染着率、染着濃度は十分であったが、洗濯堅牢性に劣る繊維物性となり、また紡糸性にも劣るものとなった。