JP2002088585A - ポリエステル複合短繊維およびその製造方法 - Google Patents

ポリエステル複合短繊維およびその製造方法

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JP2002088585A JP2000279392A JP2000279392A JP2002088585A JP 2002088585 A JP2002088585 A JP 2002088585A JP 2000279392 A JP2000279392 A JP 2000279392A JP 2000279392 A JP2000279392 A JP 2000279392A JP 2002088585 A JP2002088585 A JP 2002088585A
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Takashi Ando
隆 安藤
Naoshi Kanashige
尚士 金重
Naokata Komitsu
直方 好光
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Abstract

(57)【要約】 【課題】染色性および強度に優れたポリエステル複合短
繊維およびその製造方法を提供すること。 【解決手段】鞘成分Aと芯成分Bとからなる芯鞘型複合
断面を有し、該鞘成分Aはエチレンテレフタレートを主
な繰返し単位とし、2.5〜6.0モル%の5−ナトリ
ウムスルホイソフタル酸を第3成分として共重合したコ
ポリエステルであり、該芯成分Bはポリエチレンテレフ
タレートであり、該鞘成分Aと該芯成分Bの複合重量比
率(A:B)が30:70〜70:30であるポリエス
テル複合短繊維。および前記鞘成分Aと芯成分Bの複合
重量比率(A:B)が30:70〜70:30であるポ
リエステル複合繊維を溶融紡出した後、該鞘成分Aおよ
び該芯成分Bのガラス転移点以下に冷却し、80〜90
℃の温水中で延伸後、切断するポリエステル複合短繊維
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は塩基性染料に可染性
であり、染色時に断面部分が淡染化して品位が低下する
ことなく、かつ紡績性を向上させるべく強度の向上した
ポリエステル複合短繊維およびその製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートを中心とし
たポリエステル繊維は、合成繊維の中で最も有用な繊維
の一つとして幅広く使用されている。しかし、染色性に
ついてはナイロンを初め他の合成繊維や天然繊維に比べ
て劣っており、高圧染色またはキャリアー染色により対
応せざるを得ず、前者については高圧染色装置の使用や
ポリエステル繊維自体の性能低下の問題があり、後者に
ついてはキャリアー物質による問題があり、また分散染
料では鮮明な色彩を表現しにくいという問題がある。
【0003】これらの欠点を改良するための方法とし
て、従来から共重合ポリエステルを原料とした繊維を用
いることが提案されている(特公昭34−10497号
公報)。その代表的な例としてポリエチレンテレフタレ
ートに5−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合させ
る方法が知られており、すでに工業化されている。この
方法で十分な発色性を得るためには5−ナトリウムスル
ホイソフタル酸を全酸性分中の2.5モル%以上含有さ
せることが必要とされているが、5−ナトリウムスルホ
イソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレート
は未変性のポリマーに比べ溶融粘度が大幅に上昇するた
め原料ポリマーの重合度を下げなければならず、得られ
る繊維の強度は2.5〜3.0cN/dtex程度であ
り、未変性のポリエステルを使用した場合に比べ強度が
著しく低くなるという欠点がある。
【0004】これらの問題を解決するためにマルチフィ
ラメントの芯成分に繊維形成性良好な熱可塑性ポリマー
を使用し芯鞘複合断面化する方法が特開昭59−309
12号公報、特許第2510745号公報、特開平11
−43825号公報等にて提案されている。但し、短繊
維においては芯鞘複合化すると染色時に繊維断面が淡染
化し品位が劣るといった問題があり、これまで芯鞘複合
化する試みはなされていなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、塩基
性染料に可染性であり、染色時に断面部分が淡染化し品
位が低下することなく、かつ紡績性を向上させるべく強
度の向上したポリエステル複合短繊維およびその製造方
法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は次の構成を有する。すなわち、鞘成分Aと芯
成分Bとからなる芯鞘型複合断面を有し、該鞘成分Aは
エチレンテレフタレートを主な繰返し単位とし、2.5
〜6.0モル%の5−ナトリウムスルホイソフタル酸を
第3成分として共重合したコポリエステルであり、該芯
成分Bはポリエチレンテレフタレートであり、該鞘成分
Aと該芯成分Bの複合重量比率(A:B)が30:70
〜70:30であるポリエステル複合短繊維である。
【0007】また、鞘成分Aがエチレンテレフタレート
を主な繰返し単位とし、2.5〜6.0モル%の5−ナ
トリウムスルホイソフタル酸を第3成分として共重合し
たコポリエステルであり、芯成分Bがポリエチレンテレ
フタレートであり、該鞘成分Aと該芯成分Bの複合重量
比率(A:B)が30:70〜70:30であるポリエ
ステル複合繊維を溶融紡出し、該鞘成分Aおよび該芯成
分Bのガラス転移点以下に冷却した後、80〜90℃の
温水中で延伸後、切断するポリエステル複合短繊維の製
造方法である。
【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複合繊維を構成する
鞘成分Aはエチレンテレフタレートを主な繰り返し単位
とし、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を第3成分と
して共重合したコポリエステルからなり、5−ナトリウ
ムスルホイソフタル酸は全酸成分に対して2.5〜6.
0モル%含有させることが必要である。好ましくは2.
5〜5.0モル%含有させるとよい。2.5モル%未満
であるとカチオン染料の染着座席が少なく染色時に独特
の濃い色彩が得られないので好ましくない。一方6.0
モル%を超えて含有させても発色性は変わらず、紡糸時
の溶融粘度増加が大きくなり生産性が劣るため好ましく
ない。
【0010】本発明のポリエステル複合繊維を構成する
芯成分Bはポリエチレンテレフタレートからなる。該ポ
リエチレンテレフタレートは少量のイソフタル酸、アジ
ピン酸などの第3成分を含有してもよいが、安価に製造
できる未変性のポリエチレンテレフタレートが好まし
い。また、芯成分Bを構成するポリエチレンテレフタレ
ートの固有粘度が低いとカチオン染料に汚染されやすく
なり染色後の断面の淡染化は防止できるが、単繊維強度
が低くなり紡績性低下の原因となるため、固有粘度[η]
は0.6以上が好ましい。一方、固有粘度を高くすると
優れた強度が得られる半面、カチオン染料により汚染さ
れにくくなり、染色時の断面において芯部分が淡染化す
ることから固有粘度[η]は0.7以下であることが好
ましい。
【0011】鞘成分Aと芯成分Bの複合重量比率は、鞘
成分の比率が高すぎると優れた発色性が得られるが、芯
成分比率が低下し満足できる単繊維強度が得られない。
一方鞘成分比率が低すぎると単繊維強度は上昇し紡績性
も向上するが、優れた発色性が得られず、断面が淡染化
するため、複合重量比率(A:B)は30:70〜7
0:30の範囲内にあることが必要で、40:60〜6
0:40の範囲内にあれば好ましい。また、口金の製作
や製糸性において容易であることから、同心円状に芯鞘
複合することが好ましい。
【0012】本発明において、芯成分にポリエチレンテ
レフタレートを用いると溶融紡糸時の糸張りを良化させ
ることができ、一口金から多糸条を紡糸する短繊維の生
産性安定化につながる。
【0013】本発明において、鞘成分Aには対金属摩擦
(以下、F×M摩擦という)を低下させるために無機粒
子を0.05〜1重量%含有させることが好ましく、よ
り好ましくは0.20〜0.40重量%である。F×M
摩擦が高いと、紡績工程のカードマシン通過時の繊維の
移行が悪化し、ネップの発生や巻付きの発生などカード
通過性の低下をきたし、また捲縮数度低下によるウェッ
ブの絡合性低下の原因となるため好ましくない。無機粒
子含有量が0.05重量%未満であればF×M摩擦低下
の効果が小さく、一方、無機粒子含有量が1重量%を越
えると無機粒子の脱落によるローラ巻付きや精紡糸切れ
が発生しやすくなるので好ましくない。無機粒子として
は二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、シリカ、酸
化セリウム、炭酸カルシウム等の化合物を用いることが
できるが、最も安価で汎用的である二酸化チタンを使用
するのが好ましい。
【0014】本発明の複合短繊維の繊度は、5dtex
以下であることが好ましく、より好ましくは3.5dt
ex以下である。5dtexを越えると紡績糸の風合い
が硬くなるため好ましくない。また、捲縮数度が低すぎ
る場合は絡合性不良となり、カードウェッブの乱れやス
ライバー強力の低下など紡績性悪化の原因となり、逆に
捲縮数度が高すぎる場合はスライバー中にネップが発生
し紡績糸の品位を低下させることから、捲縮数は9〜1
4山/25mmであることが好ましく、捲縮度は10〜
20%であることが好ましい。
【0015】本発明の複合短繊維を製造するには、鞘成
分A、芯成分Bのポリマーを複合紡出した後、鞘成分A
および芯成分Bのガラス転移点以下に冷却し、未延伸糸
を温水中で延伸するのが好ましい。温水温度がガラス転
移点より低い場合は延伸点が固定されず、隣接する繊維
の結晶化発熱により未延伸部分において融着糸が発生す
ることと、急激に延伸されるため単糸切れが発生するの
で好ましくなく、温水温度は鞘成分Aおよび芯成分Bの
ガラス転移点以上に設定するのが好ましい。また、5−
ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したコポリエス
テルでは温水温度が高すぎると強度が低下する傾向があ
るため、80〜90℃の範囲で延伸するのが好ましく、
80〜85℃で延伸するのがより好ましい。延伸後、捲
縮を付与し、必要に応じて油剤を付与した後、切断して
短繊維化する。
【0016】本発明のポリエステル複合短繊維は、紡績
用途をはじめ、断面の染色性が要求されるカーシート用
途等様々な用途で使用可能である。
【0017】
【実施例】以下、実施例によって本発明をより具体的に
説明する。なお実施例中の固有粘度の測定、単繊維強度
の測定、捲縮数度の測定、染色性の評価は以下の方法で
実施した。 (1)固有粘度の測定 サンプル2gをo−クロロフェノール25mlに溶解し
た溶液の相対粘度ηrを25℃でオストワルド粘度計を
用いて求め、次の基準に従い固有粘度[η]を求めた。 [η]=0.0242×ηr+0.263 (2)単繊維強度の測定 STN型マッケンジー式単繊維抗張力試験機を用いて切
断時の強力を測定し、この値を繊度で除し単繊維強度を
求めた。 (3)捲縮数の測定 対数式目盛MNS式単繊維弾性試験機を用いて単繊維に
初期荷重(0.002cN/dtex)を掛けたときの山
数と長さ(A)を読み次式により求めた。
【0018】捲縮数(山/25mm)=(山数×25m
m)/(A)mm (4)捲縮度の測定 対数式目盛MNS式単繊維弾性試験機を用いて初期荷重
(0.002cN/dtex)を掛けた時の長さ(A)
を読み、次に規定の荷重(0.25cN/dtex)を
掛けて長さ(B)を読み、次式で求めた。
【0019】捲縮度(%)=〔{(B)mm−(A)m
m}/(B)mm〕×100 (5)染色性の評価 エチレンテレフタレート単位に対して5−ナトリウムス
ルホイソフタル酸を2.5モル%共重合させた固有粘度
[η]0.50、二酸化チタンを0.30重量%含有す
るコポリエステルを単体で用い、複合短繊維と同様の条
件で紡糸、延伸して得た原綿を標準綿とし、複合短繊維
と標準綿を同一浴に入れ下記条件にて100℃で40分
間染色した後、両原綿の断面を顕微鏡にて観察し、染色
性について目視判定実施した。尚、owf%は繊維質量
に対する各薬品の質量の比を示す。
【0020】 染色条件 染料 アイゼンカチロンブルーGLH 0.6owf% 助剤 カチオーゲンL 1.0owf% 酢酸ナトリウム 0.5owf% 酢酸 0.3ml/L pH 4 浴比 1:18 実施例1 エチレンテレフタレート単位に対して5−ナトリウムス
ルホイソフタル酸を2.5モル%共重合させた固有粘度
[η]0.50、二酸化チタンを0.30重量%含有す
るコポリエステルを鞘成分Aとし、固有粘度[η]0.
62で未変成のポリエチレンテレフタレートを芯成分B
とし、鞘成分Aと芯成分Bを50:50の複合重量比率
で同心的に複合した断面をもつ芯鞘複合繊維を、400
ホール芯鞘複合口金を使用し、紡糸温度280℃、吐出
量450g/分、引取速度1500m/分で溶融紡糸し
た。紡糸後の繊維に冷却風を吹き付けて40℃に冷却し
た後、80℃の温水中で3.2倍で延伸後クリンパーに
て捲縮を付与し、120℃で弛緩熱処理した後、油剤を
付与し、51mmにカットして、単繊維繊度3.0dt
ex、単繊維強度3.9cN/dtexのポリエステル
複合短繊維を得た。この複合短繊維について塩基性染料
で染色したところ染色性良好であり、かつ単繊維強度上
昇に伴う紡績性改善効果が認められた。 実施例2 鞘成分Aに5−ナトリウムスルホイソフタル酸を5.0
モル%共重合させた以外は実施例1と同一条件で単繊維
繊度3.0dtex、単繊維強度3.7cN/dtex
のポリエステル複合短繊維を得た。この複合短繊維につ
いて塩基性染料で染色したところ染色性良好であり、か
つ単繊維強度上昇に伴う紡績性改善効果が認められた。 比較例1 エチレンテレフタレート単位に対して5−ナトリウムス
ルホイソフタル酸を2.5モル%共重合させた固有粘度
[η]0.50、二酸化チタンを0.30重量%含有す
るコポリエステルを400ホール口金を使用し吐出量4
50g/分、引取速度1500m/分で紡糸した後、7
5℃の温水中で3.2倍で延伸した後クリンパーにて捲
縮を付与し、120℃で弛緩熱処理した後、油剤を付与
し、51mmにカットして、単繊維繊度3.0dte
x、単繊維強度2.5cN/dtexのポリエステル短
繊維を得た。この短繊維について塩基性染料で染色した
ところ染色性良好であったが、単繊維強度が低く精紡糸
切れが発生した。 比較例2 鞘成分Aに5−ナトリウムスルホイソフタル酸を1.5
モル%共重合させた以外は実施例1と同一条件で単繊維
繊度3.0dtex、単繊維強度3.9cN/dtex
のポリエステル複合短繊維を得た。この複合短繊維につ
いて塩基性染料で染色したところ染色性不良であった。 比較例3 鞘成分Aに5−ナトリウムスルホイソフタル酸を10.
0モル%共重合させた以外は実施例1と同一条件で単繊
維繊度3.0dtex、単繊維強度3.4cN/dte
xのポリエステル複合短繊維を得たが、溶融粘度増加に
よる流動性低下により繊度斑が大きくなるとともに、単
糸流れが発生し紡糸性が悪化した。 実施例3 芯成分Bに固有粘度[η]0.54の未変成のポリエチ
レンフタレートを使用した以外は実施例1と同一条件で
単繊維繊度3.1dtex、単繊維強度3.3cN/d
texのポリエステル複合短繊維を得た。この複合短繊
維について塩基性染料で染色したところ染色性良好であ
ったが、単繊維強度は低めであり、大きな紡績性改善効
果は認められなかった。 実施例4 芯成分Bに固有粘度[η]0.75の未変成のポリエチ
レンフタレートを使用した以外は実施例1と同一条件で
単繊維繊度3.0dtex、単繊維強度5.0cN/d
texのポリエステル複合短繊維を得た。この複合短繊
維は強度が高く紡績性改善効果が認められたが、塩基性
染料で染色したところ断面が淡染化した。 実施例5 鞘成分Aが無機粒子を含有しないこと以外は実施例1と
同一条件で単繊維繊度2.9dtex、単繊維強度3.
8cN/dtexのポリエステル複合短繊維を得た。こ
の複合短繊維について塩基性染料で染色したところ染色
性良好であったが、カード通過性が悪く、大きな紡績性
改善効果が認められなかった。 比較例4 鞘成分Aと芯成分Bの複合重量比率(A:B)を20:
80とした以外は実施例1と同一条件で単繊維繊度3.
1dtex、単繊維強度3.8cN/dtexのポリエ
ステル複合短繊維を得た。この短繊維について塩基性染
料で染色したところ染色性不良であった。 比較例5 鞘成分Aと芯成分Bの複合重量比率(A:B)を80:
20とした以外は実施例1と同一条件で単繊維繊度3.
0dtex、単繊維強度2.8cN/dtexのポリエ
ステル複合短繊維を得た。この短繊維について塩基性染
料で染色したところ染色性良好であったが、紡績性改善
効果は認められなかった。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、塩基性染料に可染性で
あり、染色時に断面部分が淡染化し品位が低下すること
なく、かつ強度の向上によって紡績性が向上したポリエ
ステル複合短繊維およびその製造方法を提供することが
できる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鞘成分Aと芯成分Bとからなる芯鞘型複合
    断面を有し、該鞘成分Aはエチレンテレフタレートを主
    な繰返し単位とし、2.5〜6.0モル%の5−ナトリ
    ウムスルホイソフタル酸を第3成分として共重合したコ
    ポリエステルであり、該芯成分Bはポリエチレンテレフ
    タレートであり、該鞘成分Aと該芯成分Bの複合重量比
    率(A:B)が30:70〜70:30であることを特
    徴とするポリエステル複合短繊維。
  2. 【請求項2】鞘成分A中に無機粒子が0.05〜1重量
    %含有されてなることを特徴とする請求項1記載のポリ
    エステル複合短繊維。
  3. 【請求項3】無機粒子が二酸化チタンであることを特徴
    とする請求項2記載のポリエステル複合短繊維。
  4. 【請求項4】芯成分Bを構成するポリエチレンテレフタ
    レートの固有粘度[η]が0.6〜0.7であることを特
    徴とする請求項1記載のポリエステル複合短繊維。
  5. 【請求項5】複合短繊維の繊度が5dtex以下であ
    り、捲縮数が9〜14山/25mmであり、かつ捲縮度
    が10〜20%であることを特徴とする請求項1〜4の
    いずれかに記載のポリエステル複合短繊維。
  6. 【請求項6】鞘成分Aがエチレンテレフタレートを主な
    繰返し単位とし、2.5〜6.0モル%の5−ナトリウ
    ムスルホイソフタル酸を第3成分として共重合したコポ
    リエステルであり、芯成分Bがポリエチレンテレフタレ
    ートであり、該鞘成分Aと該芯成分Bの複合重量比率
    (A:B)が30:70〜70:30であるポリエステ
    ル複合繊維を溶融紡出し、該鞘成分Aおよび該芯成分B
    のガラス転移点以下に冷却した後、80〜90℃の温水
    中で延伸後、切断することを特徴とするポリエステル複
    合短繊維の製造方法。
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