JP4665557B2 - 黒原着ポリエステル繊維 - Google Patents

Description

本発明は、従来より優れた品質を有する黒原着ポリエステル繊維に関するものである。

ポリエステル繊維は、高強度、高ヤング率、熱寸法安定性に優れた繊維であり、衣料用途、産業資材用途に幅広く用いられている。

また、その中でも黒原着ポリエステル繊維は、通常の染色では困難である深い黒色を有するポリエステル繊維として、刺繍糸等様々な用途に用いられている。

しかしながら、黒原着ポリエステル繊維は、黒原着成分としてカーボンブラック等の粒子を用いるために、従来より品質面に課題を有していた。

一点目は、編物用途に用いる際に針の摩耗を大きく促進する点である。これは、繊維の表面に出ているカーボンブラック粒子が針を摩耗させると考えられる。

二点目は、布帛にした際に、表面に不要な光沢が出て、見かけ上の黒色性が劣る場合があることである。この原因は定かではないが、カーボンブラック粒子が繊維表面に一様に露出することにより光の反射位相が揃う場合に起こると考えられる。

かかる課題を解決するために、カーボンブラックの他に亜鉛粉末およびガラス繊維を含有させることで、繊維の黒色性および強度を向上させる方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この方法では黒色性は不十分であり、また摩耗性の改善については触れられていない。

また、カーボンブラックの粒径を特定の範囲とすることで摩耗性を向上させる方法が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、この方法でも摩耗性の改善は十分ではなく、また黒色性についても不十分であった。
特開平０８−４１３１８号公報（第２頁） 特開平０８−３２２７０７号公報（第２頁）

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決しようとするものであり、従来より優れた品質を有する黒原着ポリエステル繊維を得ることにあり、黒色性がより深まり、また、これを編む際、編み針の摩耗を低減することが可能な黒原着ポリエステル繊維を提供することにある。

上記課題を達成するため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
（１）平均一次粒径が０．０５μｍ以上０．３μｍ以下のカーボンブラックＡおよび平均一次粒径が０．４μｍ以上２．０μｍ以下であるカーボンブラックＢの２種類以上のカーボンブラックを含有し、該カーボンブラックが黒原着ポリエステル繊維に対して０．５重量%以上５重量%以下含有されていることを特徴とする黒原着ポリエステル繊維。

（２）カーボンブラックの総重量に対するカーボンブラックＡの割合が１５〜８５重量％であることを特徴とする前記（１）に記載の黒原着ポリエステル繊維。

本発明によれは、黒原着ポリエステル繊維において、黒色性がより深まり、また、これを編む際、編み針の摩耗を低減することが可能となる。

本発明の黒原着ポリエステル繊維に用いる黒原着ポリエステルは、常法により重合して得られるポリエステルを再溶融し、カーボンブラックの粒子を直接混練してもよい。またカーボンブラックを高濃度含有させたマスターペレットとポリエステルを個別に溶融した後混練してもよく、該マスターペレットとポリエステルペレットを固体状態で混合した物を溶融混練してもよい。またポリエステルを重合する際に、任意の段階で重合反応系内に添加してもよい。

本発明の黒原着ポリエステル繊維に用いるポリエステルとして具体的には、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレ−ト、ポリエチレン−１，２−ビス（２−クロロフェノキシ）エタン−４，４’−ジカルボキシレート等が挙げられる。本発明は、なかでも最も汎用的に用いられているポリエチレンテレフタレートまたは主としてエチレンテレフタレート単位を含むポリエステル共重合体において好適である。

また、これらのポリエステルには、本発明の目的、効果を損なわない範囲で各種のエステル形成性誘導体が共重合されていてもよい。

また、これらのポリエステルには、本発明の目的、効果を損なわない範囲で、酸化ケイ素、カオリン等の各種機能性粒子のほか、着色防止剤、安定剤、抗酸化剤等の添加剤を含有してもよい。

本発明の黒原着ポリエステル繊維は、黒原着成分として含有するカーボンブラックを、平均一次粒径の異なる２種類以上とするものである。１種類しか含有しない場合は、繊維表面に露出するカーボンブラックにより形成される凹凸が均一になるため、これを編んだ場合の編み針の摩耗が促進される。２種類以上のカーボンブラックの混合方法は一般的な方法にしたがえばよく、回分式、連続式のいずれでもよく、粉体のまま、または適切な溶媒を用いたスラリー状で混合してもよい。

本発明の黒原着ポリエステル繊維は、含有する２種類以上のカーボンブラックのうち、平均一次粒径の最も小さいカーボンブラックＡは平均一次粒径が０．０５μｍ以上０．３μｍ以下である。平均一次粒径が０．３μｍより大きい場合は、黒原着ポリエステル繊維が含有するカーボンブラックすべてが大きいため、布帛にした場合の繊維表面で反射する光の位相が揃って不要な光沢が出る。また０．０５μｍ未満の場合は繊維表面に露出するカーボンブラックにより形成される凹凸が小さく緻密になりすぎるため、これを編んだ場合の編み針の摩耗が促進される。好ましくは０．２μｍ以下である。

本発明の黒原着ポリエステル繊維は、含有する２種類以上のカーボンブラックのうち、平均一次粒径の最も大きいカーボンブラックＢは平均一次粒径が０．４μｍ以上２．０μｍ以下である。０．４μｍより小さい場合は、黒原着ポリエステル繊維が含有するカーボンブラックすべてが小さいため、繊維表面に露出するカーボンブラックにより形成される凹凸が小さくなるため、これを編んだ場合の編み針の摩耗が促進される。２．０μｍより大きい場合は、繊維表面に露出するカーボンブラックが編み針等に接触した際に脱離しやすくなり、編み機の汚染等の問題が発生する場合がある。好ましくは、０．７μｍ以下である。

本発明の黒原着ポリエステル繊維は、含有するカーボンブラックの総重量に対するカーボンブラックＡの割合が１５〜８５重量％であることが好ましい。カーボンブラックＡの割合が１５重量％未満あるいは８５重量％を超えると、繊維表面に露出するカーボンブラックにより形成される凹凸が均一になるため、これを編んだ場合の編み針の摩耗が促進される。

本発明の黒原着ポリエステル繊維は、含有するカーボンブラックの総重量が黒原着ポリエステル繊維に対して０.５重量％以上５重量％以下である必要がある。より好ましくは１．５〜３重量％である。

次に本発明の黒原着ポリエステル繊維の製造方法を説明する。具体例としてポリエチレンテレフタレートを用いた黒原着ポリエステル繊維の例を記載するがこれに限定されるものではない。

ポリエステル繊維は通常、（１）ポリエステルを溶融し、計量し、濾過した後に吐出するプロセス、（２）吐出されたポリエステルフィラメントを冷却風により冷却した後引き取るプロセス、（３）引き取られたポリエステルフィラメントを巻き取るプロセス、（４）場合によって得られたポリエステル繊維を延伸または延伸仮撚するプロセスにより得られる。

本発明の黒原着ポリエステル繊維を得る際は、上記プロセスのうち（１）〜（４）のいずれについても常法によって行ってよい。

以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例中の物性値は以下に述べる方法で測定した。
（１）ポリマーの固有粘度ＩＶ
オルソクロロフェノールを溶媒として２５℃で測定した。
（２）カーボンブラックの平均一次粒径
大塚電子社製ＤＬＳ−６０００マルチアングル光散乱光度計Ａｒレーザータイプを用い、カーボンブラックを水に分散させた試料を用いて平均一次粒径を算出した。
（３）編み針摩耗性
得られた黒原着ポリエステル繊維をまずテンサーに通し、次いでＧＲＯＺ−ＢＥＣＫＥＲＴ社製編み針１０００−ＫＦＰＳ−４６．５８−Ｇ−１２の最上部に、水平面および垂直面の入り角度４５°、出角度４５°で通し、入り張力が１０ｇとなるようにテンサーで調整して走行速度２５０ｍ／分で２４０分走行させた際の針の摩耗深さを測定する。摩耗深さ１０μｍ未満を◎、１０μｍ以上５０μｍ未満を○、５０μｍ以上１００μｍ未満を△、１００μｍ以上を×とした。
（４）黒色性
得られた黒原着ポリエステル繊維を幅５ｃｍのプレートに略一様に巻き付ける。このプレート巻きを用い、スガ試験機（株）社製Ｓ＆ＭカラーコンピュータＳＭ−４型でＬ値を測定した。Ｌ値１５未満を◎、１５以上１６未満を○、１６以上１８未満を△、１８以上を×とした。

実施例１
平均一次粒径０．２５μｍのカーボンブラックＡと平均一次粒径０．４０μｍのカーボンブラックＢをそれぞれ粉体のまま、重量比５０／５０で回分式混合機により混合し、得られるペレットに対してカーボンブラックトータルで３．０重量％となるよう重合時に添加した以外は常法により得た固有粘度ＩＶが０．６４の黒原着ポリエチレンテレフタレートポリマーペレットを常法に従って乾燥し水分率を７０ｐｐｍ以下とする。この乾燥ペレットを溶融し、口金からポリマー温度２９０℃で吐出した後、冷却風にて冷却し、油剤付与後１８００ｍ／分の速度で巻き取った。次に得られた黒原着ポリエステル未延伸繊維を２．２倍で熱延伸することにより８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表１に示すとおり良好な結果が得られた。

実施例２
カーボンブラックＡの平均一次粒径を０．１０μｍとした以外は実施例１と同様の方法で重合、ペレタイズ、乾燥、紡糸および延伸を行い、８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表１に示すとおり良好な結果が得られた。

実施例３
カーボンブラックＢの平均一次粒径を０．５０μｍとした以外は実施例１と同様の方法で重合、ペレタイズ、乾燥、紡糸および延伸を行い、８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表１に示すとおり良好な結果が得られた。

実施例４
カーボンブラックＡの平均一次粒径を０．０５μｍにして、ＡおよびＢの重量比を８５／１５とした以外は実施例１と同様の方法で重合、ペレタイズ、乾燥、紡糸および延伸を行い、８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表１に示すとおり良好な結果が得られた。

実施例５
カーボンブラックＡおよびＢの重量比を９５／５とした以外は実施例１と同様の方法で重合、ペレタイズ、乾燥、紡糸および延伸を行い、８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表１に示すとおり針摩耗、黒色性のいずれも実施例１〜４と比較して劣ったが、十分実用可能なレベルであった。

実施例６
カーボンブラックＢの平均一次粒径を０．７０μｍにして、ＡおよびＢの重量比を１５／８５とした以外は実施例１と同様の方法で重合、ペレタイズ、乾燥、紡糸および延伸を行い、８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表２に示すとおり良好な結果が得られた。

実施例７
カーボンブラックＡおよびＢの重量比を５／９５とした以外は実施例１と同様の方法で重合、ペレタイズ、乾燥、紡糸および延伸を行い、８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表２に示すとおり針摩耗、黒色性のいずれも実施例６と比較して劣ったが、十分実用可能なレベルであった。

実施例８、９、１０
得られるペレットに対してカーボンブラックＡおよびＢのトータルで１．５重量％（実施例８）、０．５重量％（実施例９）、５．０重量％（実施例１０）となるよう重合時に添加して、カーボンブラックＢの平均粒子径を１．００μｍ（実施例９）、２．００μｍ（実施例１０）にした以外は実施例１と同様の方法で重合、ペレタイズ、乾燥、紡糸および延伸を行い、８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表２および３に示すとおり良好な結果が得られた。

比較例１
カーボンブラックＡの平均一次粒径を０．３０μｍ、カーボンブラックＢの平均１次粒径を０．３５μｍとした以外は実施例１と同様の方法で重合、ペレタイズ、乾燥、紡糸および延伸を行い、８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表３に示すとおり針摩耗、黒色性ともに劣るものとなった。

比較例２
カーボンブラックＡの平均一次粒径を０．３５μｍ、カーボンブラックＢの平均１次粒径を０．４０μｍとした以外は実施例１と同様の方法で重合、ペレタイズ、乾燥、紡糸および延伸を行い、８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの黒原着ポリエステル繊維を得た。これを用いて針摩耗および黒色性について評価した結果、表３に示すとおり針摩耗、黒色性ともに劣るものとなった。

Claims (2)

1. 平均一次粒径が０．０５μｍ以上０．３μｍ以下のカーボンブラックＡおよび平均一次粒径が０．４μｍ以上２．０μｍ以下であるカーボンブラックＢの２種類以上のカーボンブラックを含有し、該カーボンブラックが黒原着ポリエステル繊維に対して０．５重量%以上５重量%以下含有されていることを特徴とする黒原着ポリエステル繊維。
2. カーボンブラックの総重量に対するカーボンブラックＡの割合が１５〜８５重量％であることを特徴とする請求項１記載の黒原着ポリエステル繊維。