可染性ポリプロピレン繊維
【課題】繊維中にポリエステル組成物を微細に分散させた染色性が良好なポリプロピレン繊維を開発する。
【解決手段】下記１）〜５）の要件を備えた可染性ポリプロピレン繊維およびその製造方法。
１）繊維中のポリエステル組成物の直径が２００ｎｍ以下
２）繊維中のポリエステル組成物の分散度が６０％以下
３）ポリエステル組成物の含有量が３質量％以上３０質量％以下
４）ポリエステル組成物の融点が２００℃以下
５）分散剤を０．０１質量％以上１０質量％以下の範囲で含有する
【解決手段】下記１）〜５）の要件を備えた可染性ポリプロピレン繊維およびその製造方法。
１）繊維中のポリエステル組成物の直径が２００ｎｍ以下
２）繊維中のポリエステル組成物の分散度が６０％以下
３）ポリエステル組成物の含有量が３質量％以上３０質量％以下
４）ポリエステル組成物の融点が２００℃以下
５）分散剤を０．０１質量％以上１０質量％以下の範囲で含有する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーペット用長繊維、衣料用繊維のほか各種染色糸に用いる染色性ポリプロピレン繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリプロピレン繊維は酸及びアルカリ薬品に対して耐久性が高いなどの特徴を活かして、養生ネット等産業資材向け用途として多く使用されてきた。ポリプロピレン繊維は難染色性繊維ではあるが、顔料原着を行うことによって、産業資材用途と同様にカーペット用途や衣料用途等の分野においても利用されてきた。このような中で、近年、多品種化・小ロット化が進む傾向にあり、原着繊維においてはタフト製品やテキスタイルにおいて、顧客の要望に合わせて色合いを変えることが難しいために、さらに、染色性と耐色性を備えたポリプロピレン繊維が強く求められるようになってきた。また、顔料原着により製造されるポリプロピレン繊維は、単糸繊度及び繊度の細い繊維の製造が難しく、特に衣料用途分野においては、柔らかい風合いのテキスタイルを得るための細繊度原糸が求められている。
【０００３】
このように染色性に優れたポリプロピレン繊維が求められてきていることから、多くの研究者によりポリプロピレン繊維の可染性向上についての検討がされている。例えば、ポリプロピレンに対して１〜２０重量％のポリエステルを含有するフィラメントよりなる易染糸が提案され、この易染糸は染着性が優れていると同時に、ポリエステルの含有比率によって、染着度を任意に調整することができるとされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ポリオレフィンを海成分とする繊維に可染性ポリマー、例えばポリアミドあるいはポリエステルを島成分として含有する可染性ポリオレフィン繊維が開発され、この繊維は、分散染料によく染色され、撥水性、非吸湿性に優れているとされている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、ポリプロピレン中のポリエステルの分散が不十分であるため製糸性が悪く、単糸繊度５ｄｔｅｘ以下の原糸を得ることが困難であるので、衣料用途などには実用化されていない。また、特許文献２においては、ポリプロピレン中のポリエステルの分散サイズを微小化するために分散剤を添加しているが、その分散サイズは最小でも０．２μｍのものしか得られていない。
また、特許文献３においては、ポリアルキレングリコール成分を共重合したポリエステルを用いているが、十分な染色性は得られなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−０２５９１２号公報
【特許文献２】特開平０４−２０９８２４号公報
【特許文献３】特開２００６−００２２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、染色性に優れたポリプロピレン繊維を得ることにあり、ポリプロピレン繊維中にポリエステル組成物を微細に分散させる技術を開発することによって、染色性が良好で細繊度のポリプロピレン繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するため、ポリプロピレン繊維中に分散させるポリエステル組成物について検討したところ、特定の径、分散度、あるいはその含有量等を選択することによって、染色性が良好で細繊度のポリプロピレン繊維を得ることに成功した。
すなわち、本発明の第一の要旨は、下記１）〜５）の要件を備えた可染性ポリプロピレン繊維を提供することにある。
１）繊維中のポリエステル組成物の直径が２００ｎｍ以下
２）繊維中のポリエステル組成物の分散度が６０％以下
３）ポリエステル組成物の含有量が３質量％以上３０質量％以下
４）ポリエステル組成物の融点が２００℃以下
５）分散剤を０．０１質量％以上１０質量％以下の範囲で含有する
また、本発明の第二の要旨は、分散剤を含有するポリエステル組成物及びポリプロピレンを含有する組成物を溶融混練することによる前記可染性ポリプロピレン繊維の製造方法。
さらに、本発明の第三の要旨は、ポリエステル組成物、ポリプロピレン及び分散剤を含有する組成物を溶融混練することによる前記可染性ポリプロピレン繊維の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、特定の直径のポリエステル組成物が、特定の含有量で、且つ、特定の分散率で分散されていることにより、従来のポリプロピレン繊維にない極めて優れた染色性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、繊維中のポリエステル組成物の直径が２００ｎｍ以下であることが必要である。
本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、ポリプロピレンのマトリックス相とポリエステル組成物の分散相からなり、ポリエステル組成物が可染性を発現する。本発明においては、ポリエステル組成物が微小サイズで繊維中に分散するようにモルフォロジーを制御することが重要なポイントである。
【００１１】
本発明において「分散」とは、ポリエステル組成物がポリプロピレンのマトリックス中に島状に独立して存在することをいい、分散相の形状は球状や棒状、フィブリル状（微小繊維状）などいずれでもよい。ポリエステル組成物の分散サイズを小さくすると、ポリエステル組成物の表面積が大きくなるので、染料が効率的にポリエステル組成物中に浸透しやすくなり濃色に染色することが可能になる。繊維を濃色に染色することができるということは、染色条件の変更によって色合いの調整幅が広くなることのほか、ポリエステル組成物の添加量が少なくても所望の染色濃度を発現できるようになることを意味する。また、ポリエステル組成物の分散サイズを小さくすると、ポリプロピレンと混合して製糸する際に溶融ポリマーの均質性が向上するので、紡糸〜延撚工程で単糸切れなどの不具合が発生しなくなり、細繊度の繊維を安定して得ることが可能となる。
【００１２】
繊維中にポリエステル組成物を分散させるためには、紡糸工程で溶融混練する際に各ポリマーの溶融粘度が同程度であるのが好ましい。本発明においては、融点が２００℃以下のポリエステル組成物を用い、さらにポリプロピレンとポリエステル組成物との相溶性を向上する効果をもつ分散剤を併せて添加することにより、従来技術に比べてポリエステル組成物の分散サイズを大幅に小さくできることを見出した。
【００１３】
後述の方法で製糸すると、ポリエステル組成物は繊維軸方向に伸張された形態となるが、分散相の表面積は直径とほぼ相関するので、分散サイズは繊維の横断面における分散相の直径で規定される。本発明において、分散相の直径は２００ｎｍ以下であることが必須である。分散相の直径が２００ｎｍより大きい場合には、ポリエステル組成物の分散性が悪くなり紡糸工程においてノズル孔よりポリマーを吐出して巻き取られるまでのドラフトにおいて溶融張力が安定せず、巻き取られた未延伸糸に太細が発生し、延撚工程において単糸切れ、毛羽発生の原因となり、品質の高い繊維を得ることが困難であった。分散相の直径を２００ｎｍ以下にすることにより、細繊度原糸の製糸安定性を確保することができ本発明に至ったのである。分散相の直径は、繊維軸に垂直な断面（横断面）を作製し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）または走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより測定することができる。
【００１４】
さらに、ポリエステル組成物により形成される分散相は、繊維中、繊維間および繊維の長手方向に均一に分布していることも重要なポイントである。ポリエステル組成物が均一に分散されていることにより、染色濃度のムラが低減されて織編物の色合いが均質化されるほか、染色条件の変更による染色濃度の制御がし易くなるという利点がある。
ポリエステル組成物を均一に分布させるためには、溶融混練を十分に行うのが好ましく、後述のように、予め２軸押出機などによりポリプロピレン中にポリエステル組成物を分散させたブレンドチップを作製し、紡糸工程で押出機により再度溶融混練するのが好ましい。
【００１５】
なお、ポリプロピレンとポリエステル組成物とをチップブレンドして紡糸機の押出機に直接投入することもできるが、その場合には予めそれぞれのチップを十分に混合しておく重要である。ポリエステル組成物の分布の均一性は、後述のように繊維内のポリエステル組成物をＴＥＭまたはＳＥＭで観察し、画像解析によって分散度を計測することにより評価できる。このとき、単繊維の内部だけでなく、マルチフィラメントを構成する別の繊維や長さ方向で別の場所から採取した試料を測定することにより、繊維間及び経時的な均一性を評価する。
本発明において、繊維中のポリエステル組成物の分散度は６０％以下であることが必要である。分散度が６０％よりも大きくなると、ポリエステル組成物の分布ムラが生じるようになるため紡糸工程で糸切れが発生し易く、製糸性が低下するので好ましくない。
【００１６】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維に添加されるポリエステル組成物の量は、３重量％以上３０重量％以下であることが必要である。さらに製糸安定性、染色性の点から５重量％以上１５重量％以下の範囲が好ましい。ポリエステル組成物の添加量が３重量％未満の場合には、繊維を染色した際に十分な染色濃度が得られない。またポリエステル組成物の添加量が３０重量％を越える場合には、工業的に生産するに十分な製糸安定性が得られない。
【００１７】
ポリエステル組成物は、ジカルボン酸類又はそのエステル形成誘導体とジオール又はそのエステル形成誘導体を原料として重縮合反応によって製造される線状飽和ポリエステルであればよく、特に制限されるものではないが、融点が２００℃を超える場合は通常の溶融紡糸の条件でポリプロピレンとポリエステル組成物とを均一に溶融混練することが難しくなるので、本発明においては、融点が２００℃以下のものが用いられる。
【００１８】
特に、融点が低いポリブチレンテレフタレートを主体とするものが好ましく、ホモポリエステルであってもコポリエステルであってもよいが、ポリプロピレンへの分散性の点から共重合成分としてアジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ｐ―オキシエトキシ安息香酸等のジカルボン酸類またはそのエステル形成誘導体成分、またはポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサンメチレングリコールなどのポリアルキレングリコール成分を含んでいるものが好ましい。ポリアルキレングリコールには、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリオキシアルキレングリコール、ｐ―キシレングリコール、１，４―シクロヘキサンジメタノール等のジオール又はそのエステル形成誘導体成分を含んでいてもよい。これらの共重合成分は互いに１種ずつ用いてもよいし、２種以上用いることもできる。
【００１９】
さらに、本発明におけるポリエステル組成物には、ポリエステルが実質上線状である範囲で、トリメリット酸、トリメシン酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、トリメリット酸モノカリウム塩等の多価カルボン酸成分、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジメチロールエチルスルホン酸ナトリウム、ジメチロールプロピオン酸カリウム等の多価ヒドロキシ化合物を少量共重合させてもよい。
【００２０】
本発明においては、ポリエステル組成物の分散サイズを小さくするために、マトリックス相のポリプロピレンとの相溶性を向上する目的で、分散剤が０．０１〜１０重量％の範囲で添加される。分散剤としては、ポリプロピレンとポリエステル組成物との相溶性を向上するものであれば特に制限はない。使用される分散剤としては、ポリプロピレン系樹脂に無水マレイン酸等の酸無水物、飽和或いは不飽和カルボン酸類、ビニル化合物等がそれぞれ、或いは同時にグラフト重合などの方法で置換された反応生成物等が好適に使用される。
【００２１】
また、本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、酸化チタン或いは硫酸バリウムなどの粒子が添加されていても何ら問題はなく、また、抗酸化剤、艶消剤、難燃剤等通常用いられる添加剤を添加することも可能である。さらに、衣料用途向けの場合には、特に綿素材と併せて使用された際にタンブラー乾燥等で過熱されたときの自己酸化発熱を抑制するために、０．１重量％以上のヒンダードアミン系光安定剤を含んでいてもよい。該ヒンダードアミン系光安定剤の添加量が０．１重量％未満では、酸化発熱を防止することが困難である。製糸安定性、経済性の点から５．０重量％以下の範囲であることが好ましい。ヒンダードアミン系光安定剤としては、公知のヒンダードアミン系安定剤であれば、その化学構造等は特に制限されることはないが、分子量１０００以上の高分子量型ヒンダードアミン系安定剤が好ましい。分子量１０００未満のヒンダードアミン系安定剤では、溶融紡糸或いは延伸工程、繊維形態になってからの通常の洗濯或いは有機溶剤を利用したクリーニングにより、安定剤が繊維内部から溶出しやすくなり、特に、衣料品としては十分な耐光及び耐熱安定性が不足し、自己酸化発熱を起こし易くなる。
【００２２】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維の原料となるポリプロピレンは、公知のポリプロピレンが制限なく使用される。例えば、ホモポリプロピレン、或いは共重合可能なエチレン、ブテン−１などの他のモノマーとの共重合体が挙げられる。これらのポリプロピレンを単独あるいは２種以上の組合せで使用してもよい。さらにポリプロピレンのメルトフローレート（以下ＭＦＲと略称する）は、７ｇ／１０ｍｉｎ以上６０ｇ／１０ｍｉｎ未満にあることが好ましい。該ポリプロピレンのＭＦＲが７ｇ／１０ｍｉｎ未満の場合には、製糸可能な紡糸温度が高くなるために、顔料や添加剤が熱分解することがあるので好ましくない。またＭＦＲが６０ｇ／１０ｍｉｎ以上の場合には、紡糸工程でのドローダウンが大きくなり、製糸安定性を損なうので好ましくない。製糸安定性の面からＭＦＲは２０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲であることが好適である。なお、ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に準拠し、測定温度２３０℃、測定荷重２．１６ｋｇの条件で測定される。
【００２３】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維を得るためにポリエステル組成物をポリプロピレンに添加する方法については、紡糸工程の溶融押出しの前にポリプロピレンとポリエステル組成物とを十分にチップブレンドして溶融押出機内で混練する方法を用いることができるが、繊維中でポリエステル組成物をより均一に分布させるために、予め２軸押出機などによりポリプロピレン中にポリエステル組成物を分散させたブレンドチップを作製し、紡糸工程で再度溶融混練するのが好ましい。
【００２４】
また、ポリエステル組成物の分散サイズを小さくするための分散剤を添加する方法については特に制限はなく、ポリエステル組成物を重合する工程で添加してもよく、またポリエステル組成物とポリプロピレンとを溶融混練する工程で添加してもよい。
本発明の可染性ポリプロピレン繊維の製造は、一般的な溶融紡糸及び延伸方法により行われる。通常公知の紡糸工程で製糸すればよく、１軸或いは２軸押出機により溶融混練された原料をノズルから押出し、紡糸油剤を給油し、糸条を巻き取ることより未延伸糸を得る。
【００２５】
未延伸糸はそのまま連続工程で延伸してもよく、或いは一旦巻取った後、エージングを行った後延伸してもよい。延伸工程は１段或いは２段以上の多段であってもよく、多段延伸における延伸倍率比の設定も特に限定されない。また延伸工程で接触或いは非接触型の熱源を用いても何ら問題ない。延伸時の延伸ローラー温度は６０℃以上１５５℃以下の範囲が好ましい。延伸ローラー温度が６０℃より低い場合は、延伸時に単糸切れが多発するために好ましくない。ローラー温度が１５５℃を超える場合には、断糸が発生しローラーに原糸が巻きついた時など、ローラー上で原糸が融解し、製糸工程の管理面で不都合が生じる。延伸倍率についても溶融紡糸されたフィラメントの破断伸度の範囲で任意に設定することが可能である。最終的に繊維の強伸度は特に限定されることはない。
【００２６】
さらに本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、捲縮付与加工を行っても問題はない。延伸糸を公知の仮撚り技術で加工してもよく、延伸工程から連続で捲縮付与加工を行ってもよい。
本発明によれば、顔料原着による着色では製糸が困難であった単繊維繊度が５ｄｔｅｘ以下の細繊度の可染性ポリプロピレン繊維を得ることが可能となり、本発明の可染性ポリプロピレン繊維を用いた織編物は、風合いの良いファブリックが得られるばかりでなく、前述の光安定剤を添加することによって酸化発熱も起こらず、特に衣料用途にも好適に用いられるものである。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、各物性の測定、評価は次の方法でおこなった。
１）ポリエステル組成物の融点
ポリエステル組成物を約１０ｍｇ秤量してＡｌ製サンプルパンに入れ、ＤＳＣ（セイコー製 ＤＳＣ２２０）により、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素雰囲気（窒素流量１００ｍｌ／ｍｉｎ）の条件で室温〜３００℃の温度範囲でＤＳＣ測定し、結晶の融解に起因する吸熱のピーク温度から求めた。
【００２８】
２）製糸性
紡糸巻取り速度 ５００ｍ／ｍｉｎ、延撚速度４００ｍ／ｍｉｎの速度で、８４ｄｔｅｘ３６フィラメント（単糸繊度２．３３ｄｔｅｘ）の原糸が得られるように製糸を行い、細繊度原糸の製糸安定性の検討を行った。紡糸工程、または延伸工程において単糸切れ、毛羽等が発生して、工業的に安定に製糸ができないと判断される場合には製糸性を×とし、そのような不具合がまれに発生する場合は△、全く発生しない場合は○と評価した。
【００２９】
３）分散相の直径評価
繊維試料を電子顕微鏡用エポキシ系樹脂で包埋したのち繊維の横断面を面出しし、０．５％四酸化ルテニウム水溶液に室温で一晩浸漬して分散相を染色した。さらに、ダイヤモンドナイフを装着したミクロトームにより、切削速度０．４ｍｍ／ｓｅｃの条件で約７０ｎｍの厚さの切片を切り出した。得られた切片をＴＥＭ観察用メッシュに載せ、（株）日立製 Ｈ−７６００ 透過型電子顕微鏡により、加速電圧８０ｋＶの条件で観察した。観察倍率２０，０００〜５０，０００倍で任意の繊維断面を撮影し、画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＵＳ）を用いて分散相を抽出したのち、その面積を１００個以上計測して円換算直径を算出し、平均値ｄ（ｎｍ）を求めた。
【００３０】
４）分散相の分散度の評価
上述のＴＥＭ観察の際に観察倍率３，０００〜５，０００倍で単繊維の全体像を撮影し、画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＵＳ）を用いて繊維の外形および分散相を抽出したのち、繊維の全面を埋め尽くすまで抽出オブジェクトの非接合膨張処理を行った。この操作により各々の分散相が占有する領域が得られ、その面積が分散相の疎密状態に対応する。マルチフィラメントを構成する複数の繊維や長さ方向の別の位置から採取した１０〜２０本の繊維について画像解析を行ってトータルの面積分布を求め、それらの平均値Ａ（ｎｍ2 ）および標準偏差ＳＤ（ｎｍ2 ）から、次式により分散度（％）を算出した。よって、分散度の数値が大きいと分散相の分布に疎密があることを示し、数値が小さいと分散相が均一に分布していることを示す。
分散度（％）＝ＳＤ／Ａ×１００
【００３１】
５）染色性
得られた繊維より筒編地を作成し、染色を行う編地に対して２ｗｔ％重量の分散染料（チバガイギー社製テラシールブルー）を２５０ｍｌの水に溶解して染料溶液を作成した。筒編地と染料溶液を染色浴に投入し、常圧１００℃で３０分浸漬して染色を行い、その後洗浄剤１％を含む水浴に７０℃で３０分間保持した後、水洗、乾燥した。得られた染色糸の染色性を目視評価した。染色後の繊維を目視で判定し下記３段階に分け評価した。
×：着色なし、もしくは一部が淡色に着色
△：比較的淡色に着色
○：期待する濃度に着色
【００３２】
［実施例１］
酸成分としてテレフタル酸ジメタノール２９．２モル％、イソフタル酸ジメタノール１２．５モル％、グリコール成分としてブタンジオールを５８．３モル％の割合で重合釜に投入し、さらにテトラブトキシチタンを５００ｐｐｍ触媒として加え、２００℃まで徐々に加熱し、エステル交換反応を行った。さらに２２０℃まで加熱し、無水マレイン酸をグラフト重合したポリプロピレン組成物（１）（東洋化成工業製 トーヨータックＨ−１１００）を、ポリエステル樹脂理論収量の１０質量％の割合で添加した。さらに重合釜を減圧し、２５０℃まで加熱することにより、ポリエステル成分の重縮合を行い、分散剤添加イソフタル酸を３０モル％共重合したポリエステル組成物を得た。得られたポリエステル組成物の融点は、１７４℃であった。該ポリエステル組成物と、ホモポリプロピレン（日本ポリケム株式会社製 製品名：ＳＡ０３、ＭＦＲ３０ｇ／１０分（以下 ＳＡ０３と標記する。））を、ポリエステル組成物が１０質量％となるように２軸押出機により２４０℃で溶融混練し、冷却後ペレタイズを行い、ポリエステル組成物の濃度が１０質量％のポリプロピレンチップを得た。
該ポリプロピレンチップを紡糸機の１軸押出機に投入し、１軸押出機により２３０℃で溶融混練したポリマーを、ギヤポンプで定量しながら、ホール径０．６ｍｍ、ホール数３６である紡糸ノズルから吐出量１０．５ｇ／ｍｉｎで押出し、紡糸油剤を付与しながら５００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取った。得られた未延伸糸をローラー上で８０℃で加熱しながら、４００ｍ／ｍｉｎで２．５倍に延伸し、８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの可染性ポリプロピレン繊維を得た。
製糸性および得られた繊維の染色性はいずれも○で、繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは１１５ｎｍ、分散度は５６％であった。
【００３３】
［実施例２］
酸成分としてテレフタル酸ジメタノール２９．２モル％、イソフタル酸ジメタノール１２．５モル％、グリコール成分としてブタンジオールを５８．３モル％の割合で重合釜に投入し、さらにテトラブトキシチタンを５００ｐｐｍ触媒として加え、２００℃まで徐々に加熱し、エステル交換反応を行った。さらに重合釜を減圧し、２５０℃まで加熱することにより、ポリエステル成分の重縮合を行い、イソフタル酸を３０モル％共重合したポリエステル組成物を得た。得られたポリエステル組成物の融点は、１７４℃であった。該ポリエステル組成物のチップを１４０℃で３時間減圧乾燥させた後、該ポリエステル組成物が１０質量％、分散剤として未変性ポリプロピレンに、水酸基を有するα，β−不飽和カルボン酸エステル及び芳香族ビニル化合物がグラフト重合されたポリプロピレン組成物（２）を５質量％、さらにＳＡ０３を８５質量％の割合でチップブレンドしたものを、２軸押出機により２３０℃の温度で溶融混練し、冷却後ペレタイズを行い、ポリエステル組成物の濃度が１０質量％のポリプロピレンチップを得た。
該ポリプロピレンチップを実施例１と同様の方法で製糸を行い、８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの原糸を得た。
製糸性および得られた繊維の染色性はいずれも○で、繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは４４ｎｍ、分散度は４２％であった。
【００３４】
［実施例３］
ポリエステル組成物を重合する際の組成を酸成分テレフタル酸ジメタノール３３．３モル％、イソフタル酸ジメタノール８．３モル％とした以外は、実施例２と同様の方法により８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの原糸を得た。ポリエステル組成物の融点は１９２℃であった。
製糸性は○、得られた繊維の染色性は○で、繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは６０ｎｍ、分散度は５３％であった。
【００３５】
［比較例１］
実施例２で得たポリエステル組成物を１０質量％、ＳＡ０３を９０質量％の割合でチップブレンドしたものを２軸押出機により２３０℃の温度で溶融混練し、冷却後ペレタイズを行い、ポリエステル組成物の濃度が１０質量％のポリプロピレンチップを得た。得られたポリプロピレンチップを実施例１及び２と同様の方法で製糸を行った。
紡糸段階でノズル吐出孔から巻取りまでのドラフト間での斑が大きく、延伸工程でポリエステル成分の剥離、単繊維切れによる毛羽の発生が散見された。
このため製糸性は△とした。得られた繊維の染色性は○であった。繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは２７５ｎｍ、分散度は６７％であった。
【００３６】
［比較例２］
ポリエステル組成物を重合する際の組成を酸成分テレフタル酸ジメタノール３７．５モル％、イソフタル酸ジメタノール４．２モル％とした以外は、実施例２と同様の方法により８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの原糸を得た。ポリエステル組成物の融点は２０９℃であった。
製糸性は○で概ね良好であったが、得られた繊維の染色性は△で、相対的に淡色にしか染色できなかった。繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは１８０ｎｍ、分散度は５６％であった。
【００３７】
［比較例３］
ポリエステル組成物を重合する際の組成を酸成分テレフタル酸ジメタノール４１．７モル％とした以外は、実施例２と同様の方法により８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの原糸を得た。ポリエステル組成物の融点は２０９℃であった。
製糸においては、紡糸段階で糸切れが多発し、安定に製糸は不可であった。このため製糸性は×となった。得られた繊維の染色性は△で、相対的に淡色にしか染色できなかった。繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは２１５ｎｍであった。
以上、各実施例及び比較例に記載のポリプロピレン繊維の組成、製糸性、染色性等について、表１に纏めて示す。
【００３８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上詳細に説明したように、本発明により、ポリプロピレン繊維中に特定の径のポリエステル組成物が、特定の含有量と分散率で含有することによって、染色性に優れた細繊度のポリプロピレン繊維を開発することができた。従って、かかる可染性ポリプロピレン繊維は、細繊度であり、特に、衣料品に向けた繊維として需要が期待される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーペット用長繊維、衣料用繊維のほか各種染色糸に用いる染色性ポリプロピレン繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリプロピレン繊維は酸及びアルカリ薬品に対して耐久性が高いなどの特徴を活かして、養生ネット等産業資材向け用途として多く使用されてきた。ポリプロピレン繊維は難染色性繊維ではあるが、顔料原着を行うことによって、産業資材用途と同様にカーペット用途や衣料用途等の分野においても利用されてきた。このような中で、近年、多品種化・小ロット化が進む傾向にあり、原着繊維においてはタフト製品やテキスタイルにおいて、顧客の要望に合わせて色合いを変えることが難しいために、さらに、染色性と耐色性を備えたポリプロピレン繊維が強く求められるようになってきた。また、顔料原着により製造されるポリプロピレン繊維は、単糸繊度及び繊度の細い繊維の製造が難しく、特に衣料用途分野においては、柔らかい風合いのテキスタイルを得るための細繊度原糸が求められている。
【０００３】
このように染色性に優れたポリプロピレン繊維が求められてきていることから、多くの研究者によりポリプロピレン繊維の可染性向上についての検討がされている。例えば、ポリプロピレンに対して１〜２０重量％のポリエステルを含有するフィラメントよりなる易染糸が提案され、この易染糸は染着性が優れていると同時に、ポリエステルの含有比率によって、染着度を任意に調整することができるとされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ポリオレフィンを海成分とする繊維に可染性ポリマー、例えばポリアミドあるいはポリエステルを島成分として含有する可染性ポリオレフィン繊維が開発され、この繊維は、分散染料によく染色され、撥水性、非吸湿性に優れているとされている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、ポリプロピレン中のポリエステルの分散が不十分であるため製糸性が悪く、単糸繊度５ｄｔｅｘ以下の原糸を得ることが困難であるので、衣料用途などには実用化されていない。また、特許文献２においては、ポリプロピレン中のポリエステルの分散サイズを微小化するために分散剤を添加しているが、その分散サイズは最小でも０．２μｍのものしか得られていない。
また、特許文献３においては、ポリアルキレングリコール成分を共重合したポリエステルを用いているが、十分な染色性は得られなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−０２５９１２号公報
【特許文献２】特開平０４−２０９８２４号公報
【特許文献３】特開２００６−００２２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、染色性に優れたポリプロピレン繊維を得ることにあり、ポリプロピレン繊維中にポリエステル組成物を微細に分散させる技術を開発することによって、染色性が良好で細繊度のポリプロピレン繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するため、ポリプロピレン繊維中に分散させるポリエステル組成物について検討したところ、特定の径、分散度、あるいはその含有量等を選択することによって、染色性が良好で細繊度のポリプロピレン繊維を得ることに成功した。
すなわち、本発明の第一の要旨は、下記１）〜５）の要件を備えた可染性ポリプロピレン繊維を提供することにある。
１）繊維中のポリエステル組成物の直径が２００ｎｍ以下
２）繊維中のポリエステル組成物の分散度が６０％以下
３）ポリエステル組成物の含有量が３質量％以上３０質量％以下
４）ポリエステル組成物の融点が２００℃以下
５）分散剤を０．０１質量％以上１０質量％以下の範囲で含有する
また、本発明の第二の要旨は、分散剤を含有するポリエステル組成物及びポリプロピレンを含有する組成物を溶融混練することによる前記可染性ポリプロピレン繊維の製造方法。
さらに、本発明の第三の要旨は、ポリエステル組成物、ポリプロピレン及び分散剤を含有する組成物を溶融混練することによる前記可染性ポリプロピレン繊維の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、特定の直径のポリエステル組成物が、特定の含有量で、且つ、特定の分散率で分散されていることにより、従来のポリプロピレン繊維にない極めて優れた染色性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、繊維中のポリエステル組成物の直径が２００ｎｍ以下であることが必要である。
本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、ポリプロピレンのマトリックス相とポリエステル組成物の分散相からなり、ポリエステル組成物が可染性を発現する。本発明においては、ポリエステル組成物が微小サイズで繊維中に分散するようにモルフォロジーを制御することが重要なポイントである。
【００１１】
本発明において「分散」とは、ポリエステル組成物がポリプロピレンのマトリックス中に島状に独立して存在することをいい、分散相の形状は球状や棒状、フィブリル状（微小繊維状）などいずれでもよい。ポリエステル組成物の分散サイズを小さくすると、ポリエステル組成物の表面積が大きくなるので、染料が効率的にポリエステル組成物中に浸透しやすくなり濃色に染色することが可能になる。繊維を濃色に染色することができるということは、染色条件の変更によって色合いの調整幅が広くなることのほか、ポリエステル組成物の添加量が少なくても所望の染色濃度を発現できるようになることを意味する。また、ポリエステル組成物の分散サイズを小さくすると、ポリプロピレンと混合して製糸する際に溶融ポリマーの均質性が向上するので、紡糸〜延撚工程で単糸切れなどの不具合が発生しなくなり、細繊度の繊維を安定して得ることが可能となる。
【００１２】
繊維中にポリエステル組成物を分散させるためには、紡糸工程で溶融混練する際に各ポリマーの溶融粘度が同程度であるのが好ましい。本発明においては、融点が２００℃以下のポリエステル組成物を用い、さらにポリプロピレンとポリエステル組成物との相溶性を向上する効果をもつ分散剤を併せて添加することにより、従来技術に比べてポリエステル組成物の分散サイズを大幅に小さくできることを見出した。
【００１３】
後述の方法で製糸すると、ポリエステル組成物は繊維軸方向に伸張された形態となるが、分散相の表面積は直径とほぼ相関するので、分散サイズは繊維の横断面における分散相の直径で規定される。本発明において、分散相の直径は２００ｎｍ以下であることが必須である。分散相の直径が２００ｎｍより大きい場合には、ポリエステル組成物の分散性が悪くなり紡糸工程においてノズル孔よりポリマーを吐出して巻き取られるまでのドラフトにおいて溶融張力が安定せず、巻き取られた未延伸糸に太細が発生し、延撚工程において単糸切れ、毛羽発生の原因となり、品質の高い繊維を得ることが困難であった。分散相の直径を２００ｎｍ以下にすることにより、細繊度原糸の製糸安定性を確保することができ本発明に至ったのである。分散相の直径は、繊維軸に垂直な断面（横断面）を作製し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）または走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより測定することができる。
【００１４】
さらに、ポリエステル組成物により形成される分散相は、繊維中、繊維間および繊維の長手方向に均一に分布していることも重要なポイントである。ポリエステル組成物が均一に分散されていることにより、染色濃度のムラが低減されて織編物の色合いが均質化されるほか、染色条件の変更による染色濃度の制御がし易くなるという利点がある。
ポリエステル組成物を均一に分布させるためには、溶融混練を十分に行うのが好ましく、後述のように、予め２軸押出機などによりポリプロピレン中にポリエステル組成物を分散させたブレンドチップを作製し、紡糸工程で押出機により再度溶融混練するのが好ましい。
【００１５】
なお、ポリプロピレンとポリエステル組成物とをチップブレンドして紡糸機の押出機に直接投入することもできるが、その場合には予めそれぞれのチップを十分に混合しておく重要である。ポリエステル組成物の分布の均一性は、後述のように繊維内のポリエステル組成物をＴＥＭまたはＳＥＭで観察し、画像解析によって分散度を計測することにより評価できる。このとき、単繊維の内部だけでなく、マルチフィラメントを構成する別の繊維や長さ方向で別の場所から採取した試料を測定することにより、繊維間及び経時的な均一性を評価する。
本発明において、繊維中のポリエステル組成物の分散度は６０％以下であることが必要である。分散度が６０％よりも大きくなると、ポリエステル組成物の分布ムラが生じるようになるため紡糸工程で糸切れが発生し易く、製糸性が低下するので好ましくない。
【００１６】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維に添加されるポリエステル組成物の量は、３重量％以上３０重量％以下であることが必要である。さらに製糸安定性、染色性の点から５重量％以上１５重量％以下の範囲が好ましい。ポリエステル組成物の添加量が３重量％未満の場合には、繊維を染色した際に十分な染色濃度が得られない。またポリエステル組成物の添加量が３０重量％を越える場合には、工業的に生産するに十分な製糸安定性が得られない。
【００１７】
ポリエステル組成物は、ジカルボン酸類又はそのエステル形成誘導体とジオール又はそのエステル形成誘導体を原料として重縮合反応によって製造される線状飽和ポリエステルであればよく、特に制限されるものではないが、融点が２００℃を超える場合は通常の溶融紡糸の条件でポリプロピレンとポリエステル組成物とを均一に溶融混練することが難しくなるので、本発明においては、融点が２００℃以下のものが用いられる。
【００１８】
特に、融点が低いポリブチレンテレフタレートを主体とするものが好ましく、ホモポリエステルであってもコポリエステルであってもよいが、ポリプロピレンへの分散性の点から共重合成分としてアジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ｐ―オキシエトキシ安息香酸等のジカルボン酸類またはそのエステル形成誘導体成分、またはポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサンメチレングリコールなどのポリアルキレングリコール成分を含んでいるものが好ましい。ポリアルキレングリコールには、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリオキシアルキレングリコール、ｐ―キシレングリコール、１，４―シクロヘキサンジメタノール等のジオール又はそのエステル形成誘導体成分を含んでいてもよい。これらの共重合成分は互いに１種ずつ用いてもよいし、２種以上用いることもできる。
【００１９】
さらに、本発明におけるポリエステル組成物には、ポリエステルが実質上線状である範囲で、トリメリット酸、トリメシン酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、トリメリット酸モノカリウム塩等の多価カルボン酸成分、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジメチロールエチルスルホン酸ナトリウム、ジメチロールプロピオン酸カリウム等の多価ヒドロキシ化合物を少量共重合させてもよい。
【００２０】
本発明においては、ポリエステル組成物の分散サイズを小さくするために、マトリックス相のポリプロピレンとの相溶性を向上する目的で、分散剤が０．０１〜１０重量％の範囲で添加される。分散剤としては、ポリプロピレンとポリエステル組成物との相溶性を向上するものであれば特に制限はない。使用される分散剤としては、ポリプロピレン系樹脂に無水マレイン酸等の酸無水物、飽和或いは不飽和カルボン酸類、ビニル化合物等がそれぞれ、或いは同時にグラフト重合などの方法で置換された反応生成物等が好適に使用される。
【００２１】
また、本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、酸化チタン或いは硫酸バリウムなどの粒子が添加されていても何ら問題はなく、また、抗酸化剤、艶消剤、難燃剤等通常用いられる添加剤を添加することも可能である。さらに、衣料用途向けの場合には、特に綿素材と併せて使用された際にタンブラー乾燥等で過熱されたときの自己酸化発熱を抑制するために、０．１重量％以上のヒンダードアミン系光安定剤を含んでいてもよい。該ヒンダードアミン系光安定剤の添加量が０．１重量％未満では、酸化発熱を防止することが困難である。製糸安定性、経済性の点から５．０重量％以下の範囲であることが好ましい。ヒンダードアミン系光安定剤としては、公知のヒンダードアミン系安定剤であれば、その化学構造等は特に制限されることはないが、分子量１０００以上の高分子量型ヒンダードアミン系安定剤が好ましい。分子量１０００未満のヒンダードアミン系安定剤では、溶融紡糸或いは延伸工程、繊維形態になってからの通常の洗濯或いは有機溶剤を利用したクリーニングにより、安定剤が繊維内部から溶出しやすくなり、特に、衣料品としては十分な耐光及び耐熱安定性が不足し、自己酸化発熱を起こし易くなる。
【００２２】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維の原料となるポリプロピレンは、公知のポリプロピレンが制限なく使用される。例えば、ホモポリプロピレン、或いは共重合可能なエチレン、ブテン−１などの他のモノマーとの共重合体が挙げられる。これらのポリプロピレンを単独あるいは２種以上の組合せで使用してもよい。さらにポリプロピレンのメルトフローレート（以下ＭＦＲと略称する）は、７ｇ／１０ｍｉｎ以上６０ｇ／１０ｍｉｎ未満にあることが好ましい。該ポリプロピレンのＭＦＲが７ｇ／１０ｍｉｎ未満の場合には、製糸可能な紡糸温度が高くなるために、顔料や添加剤が熱分解することがあるので好ましくない。またＭＦＲが６０ｇ／１０ｍｉｎ以上の場合には、紡糸工程でのドローダウンが大きくなり、製糸安定性を損なうので好ましくない。製糸安定性の面からＭＦＲは２０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲であることが好適である。なお、ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に準拠し、測定温度２３０℃、測定荷重２．１６ｋｇの条件で測定される。
【００２３】
本発明の可染性ポリプロピレン繊維を得るためにポリエステル組成物をポリプロピレンに添加する方法については、紡糸工程の溶融押出しの前にポリプロピレンとポリエステル組成物とを十分にチップブレンドして溶融押出機内で混練する方法を用いることができるが、繊維中でポリエステル組成物をより均一に分布させるために、予め２軸押出機などによりポリプロピレン中にポリエステル組成物を分散させたブレンドチップを作製し、紡糸工程で再度溶融混練するのが好ましい。
【００２４】
また、ポリエステル組成物の分散サイズを小さくするための分散剤を添加する方法については特に制限はなく、ポリエステル組成物を重合する工程で添加してもよく、またポリエステル組成物とポリプロピレンとを溶融混練する工程で添加してもよい。
本発明の可染性ポリプロピレン繊維の製造は、一般的な溶融紡糸及び延伸方法により行われる。通常公知の紡糸工程で製糸すればよく、１軸或いは２軸押出機により溶融混練された原料をノズルから押出し、紡糸油剤を給油し、糸条を巻き取ることより未延伸糸を得る。
【００２５】
未延伸糸はそのまま連続工程で延伸してもよく、或いは一旦巻取った後、エージングを行った後延伸してもよい。延伸工程は１段或いは２段以上の多段であってもよく、多段延伸における延伸倍率比の設定も特に限定されない。また延伸工程で接触或いは非接触型の熱源を用いても何ら問題ない。延伸時の延伸ローラー温度は６０℃以上１５５℃以下の範囲が好ましい。延伸ローラー温度が６０℃より低い場合は、延伸時に単糸切れが多発するために好ましくない。ローラー温度が１５５℃を超える場合には、断糸が発生しローラーに原糸が巻きついた時など、ローラー上で原糸が融解し、製糸工程の管理面で不都合が生じる。延伸倍率についても溶融紡糸されたフィラメントの破断伸度の範囲で任意に設定することが可能である。最終的に繊維の強伸度は特に限定されることはない。
【００２６】
さらに本発明の可染性ポリプロピレン繊維は、捲縮付与加工を行っても問題はない。延伸糸を公知の仮撚り技術で加工してもよく、延伸工程から連続で捲縮付与加工を行ってもよい。
本発明によれば、顔料原着による着色では製糸が困難であった単繊維繊度が５ｄｔｅｘ以下の細繊度の可染性ポリプロピレン繊維を得ることが可能となり、本発明の可染性ポリプロピレン繊維を用いた織編物は、風合いの良いファブリックが得られるばかりでなく、前述の光安定剤を添加することによって酸化発熱も起こらず、特に衣料用途にも好適に用いられるものである。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、各物性の測定、評価は次の方法でおこなった。
１）ポリエステル組成物の融点
ポリエステル組成物を約１０ｍｇ秤量してＡｌ製サンプルパンに入れ、ＤＳＣ（セイコー製 ＤＳＣ２２０）により、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素雰囲気（窒素流量１００ｍｌ／ｍｉｎ）の条件で室温〜３００℃の温度範囲でＤＳＣ測定し、結晶の融解に起因する吸熱のピーク温度から求めた。
【００２８】
２）製糸性
紡糸巻取り速度 ５００ｍ／ｍｉｎ、延撚速度４００ｍ／ｍｉｎの速度で、８４ｄｔｅｘ３６フィラメント（単糸繊度２．３３ｄｔｅｘ）の原糸が得られるように製糸を行い、細繊度原糸の製糸安定性の検討を行った。紡糸工程、または延伸工程において単糸切れ、毛羽等が発生して、工業的に安定に製糸ができないと判断される場合には製糸性を×とし、そのような不具合がまれに発生する場合は△、全く発生しない場合は○と評価した。
【００２９】
３）分散相の直径評価
繊維試料を電子顕微鏡用エポキシ系樹脂で包埋したのち繊維の横断面を面出しし、０．５％四酸化ルテニウム水溶液に室温で一晩浸漬して分散相を染色した。さらに、ダイヤモンドナイフを装着したミクロトームにより、切削速度０．４ｍｍ／ｓｅｃの条件で約７０ｎｍの厚さの切片を切り出した。得られた切片をＴＥＭ観察用メッシュに載せ、（株）日立製 Ｈ−７６００ 透過型電子顕微鏡により、加速電圧８０ｋＶの条件で観察した。観察倍率２０，０００〜５０，０００倍で任意の繊維断面を撮影し、画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＵＳ）を用いて分散相を抽出したのち、その面積を１００個以上計測して円換算直径を算出し、平均値ｄ（ｎｍ）を求めた。
【００３０】
４）分散相の分散度の評価
上述のＴＥＭ観察の際に観察倍率３，０００〜５，０００倍で単繊維の全体像を撮影し、画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ ＰＬＵＳ）を用いて繊維の外形および分散相を抽出したのち、繊維の全面を埋め尽くすまで抽出オブジェクトの非接合膨張処理を行った。この操作により各々の分散相が占有する領域が得られ、その面積が分散相の疎密状態に対応する。マルチフィラメントを構成する複数の繊維や長さ方向の別の位置から採取した１０〜２０本の繊維について画像解析を行ってトータルの面積分布を求め、それらの平均値Ａ（ｎｍ2 ）および標準偏差ＳＤ（ｎｍ2 ）から、次式により分散度（％）を算出した。よって、分散度の数値が大きいと分散相の分布に疎密があることを示し、数値が小さいと分散相が均一に分布していることを示す。
分散度（％）＝ＳＤ／Ａ×１００
【００３１】
５）染色性
得られた繊維より筒編地を作成し、染色を行う編地に対して２ｗｔ％重量の分散染料（チバガイギー社製テラシールブルー）を２５０ｍｌの水に溶解して染料溶液を作成した。筒編地と染料溶液を染色浴に投入し、常圧１００℃で３０分浸漬して染色を行い、その後洗浄剤１％を含む水浴に７０℃で３０分間保持した後、水洗、乾燥した。得られた染色糸の染色性を目視評価した。染色後の繊維を目視で判定し下記３段階に分け評価した。
×：着色なし、もしくは一部が淡色に着色
△：比較的淡色に着色
○：期待する濃度に着色
【００３２】
［実施例１］
酸成分としてテレフタル酸ジメタノール２９．２モル％、イソフタル酸ジメタノール１２．５モル％、グリコール成分としてブタンジオールを５８．３モル％の割合で重合釜に投入し、さらにテトラブトキシチタンを５００ｐｐｍ触媒として加え、２００℃まで徐々に加熱し、エステル交換反応を行った。さらに２２０℃まで加熱し、無水マレイン酸をグラフト重合したポリプロピレン組成物（１）（東洋化成工業製 トーヨータックＨ−１１００）を、ポリエステル樹脂理論収量の１０質量％の割合で添加した。さらに重合釜を減圧し、２５０℃まで加熱することにより、ポリエステル成分の重縮合を行い、分散剤添加イソフタル酸を３０モル％共重合したポリエステル組成物を得た。得られたポリエステル組成物の融点は、１７４℃であった。該ポリエステル組成物と、ホモポリプロピレン（日本ポリケム株式会社製 製品名：ＳＡ０３、ＭＦＲ３０ｇ／１０分（以下 ＳＡ０３と標記する。））を、ポリエステル組成物が１０質量％となるように２軸押出機により２４０℃で溶融混練し、冷却後ペレタイズを行い、ポリエステル組成物の濃度が１０質量％のポリプロピレンチップを得た。
該ポリプロピレンチップを紡糸機の１軸押出機に投入し、１軸押出機により２３０℃で溶融混練したポリマーを、ギヤポンプで定量しながら、ホール径０．６ｍｍ、ホール数３６である紡糸ノズルから吐出量１０．５ｇ／ｍｉｎで押出し、紡糸油剤を付与しながら５００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取った。得られた未延伸糸をローラー上で８０℃で加熱しながら、４００ｍ／ｍｉｎで２．５倍に延伸し、８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの可染性ポリプロピレン繊維を得た。
製糸性および得られた繊維の染色性はいずれも○で、繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは１１５ｎｍ、分散度は５６％であった。
【００３３】
［実施例２］
酸成分としてテレフタル酸ジメタノール２９．２モル％、イソフタル酸ジメタノール１２．５モル％、グリコール成分としてブタンジオールを５８．３モル％の割合で重合釜に投入し、さらにテトラブトキシチタンを５００ｐｐｍ触媒として加え、２００℃まで徐々に加熱し、エステル交換反応を行った。さらに重合釜を減圧し、２５０℃まで加熱することにより、ポリエステル成分の重縮合を行い、イソフタル酸を３０モル％共重合したポリエステル組成物を得た。得られたポリエステル組成物の融点は、１７４℃であった。該ポリエステル組成物のチップを１４０℃で３時間減圧乾燥させた後、該ポリエステル組成物が１０質量％、分散剤として未変性ポリプロピレンに、水酸基を有するα，β−不飽和カルボン酸エステル及び芳香族ビニル化合物がグラフト重合されたポリプロピレン組成物（２）を５質量％、さらにＳＡ０３を８５質量％の割合でチップブレンドしたものを、２軸押出機により２３０℃の温度で溶融混練し、冷却後ペレタイズを行い、ポリエステル組成物の濃度が１０質量％のポリプロピレンチップを得た。
該ポリプロピレンチップを実施例１と同様の方法で製糸を行い、８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの原糸を得た。
製糸性および得られた繊維の染色性はいずれも○で、繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは４４ｎｍ、分散度は４２％であった。
【００３４】
［実施例３］
ポリエステル組成物を重合する際の組成を酸成分テレフタル酸ジメタノール３３．３モル％、イソフタル酸ジメタノール８．３モル％とした以外は、実施例２と同様の方法により８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの原糸を得た。ポリエステル組成物の融点は１９２℃であった。
製糸性は○、得られた繊維の染色性は○で、繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは６０ｎｍ、分散度は５３％であった。
【００３５】
［比較例１］
実施例２で得たポリエステル組成物を１０質量％、ＳＡ０３を９０質量％の割合でチップブレンドしたものを２軸押出機により２３０℃の温度で溶融混練し、冷却後ペレタイズを行い、ポリエステル組成物の濃度が１０質量％のポリプロピレンチップを得た。得られたポリプロピレンチップを実施例１及び２と同様の方法で製糸を行った。
紡糸段階でノズル吐出孔から巻取りまでのドラフト間での斑が大きく、延伸工程でポリエステル成分の剥離、単繊維切れによる毛羽の発生が散見された。
このため製糸性は△とした。得られた繊維の染色性は○であった。繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは２７５ｎｍ、分散度は６７％であった。
【００３６】
［比較例２］
ポリエステル組成物を重合する際の組成を酸成分テレフタル酸ジメタノール３７．５モル％、イソフタル酸ジメタノール４．２モル％とした以外は、実施例２と同様の方法により８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの原糸を得た。ポリエステル組成物の融点は２０９℃であった。
製糸性は○で概ね良好であったが、得られた繊維の染色性は△で、相対的に淡色にしか染色できなかった。繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは１８０ｎｍ、分散度は５６％であった。
【００３７】
［比較例３］
ポリエステル組成物を重合する際の組成を酸成分テレフタル酸ジメタノール４１．７モル％とした以外は、実施例２と同様の方法により８４ｄｔｅｘ３６フィラメントの原糸を得た。ポリエステル組成物の融点は２０９℃であった。
製糸においては、紡糸段階で糸切れが多発し、安定に製糸は不可であった。このため製糸性は×となった。得られた繊維の染色性は△で、相対的に淡色にしか染色できなかった。繊維中のポリエステル組成物の分散サイズは２１５ｎｍであった。
以上、各実施例及び比較例に記載のポリプロピレン繊維の組成、製糸性、染色性等について、表１に纏めて示す。
【００３８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上詳細に説明したように、本発明により、ポリプロピレン繊維中に特定の径のポリエステル組成物が、特定の含有量と分散率で含有することによって、染色性に優れた細繊度のポリプロピレン繊維を開発することができた。従って、かかる可染性ポリプロピレン繊維は、細繊度であり、特に、衣料品に向けた繊維として需要が期待される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記１）〜５）の要件を備えた可染性ポリプロピレン繊維。
１）繊維中のポリエステル組成物の直径が２００ｎｍ以下
２）繊維中のポリエステル組成物の分散度が６０％以下
３）ポリエステル組成物の含有量が３質量％以上３０質量％以下
４）ポリエステル組成物の融点が２００℃以下
５）分散剤を０．０１質量％以上１０質量％以下の範囲で含有する
【請求項２】
分散剤を含有するポリエステル組成物及びポリプロピレンを含有する組成物を溶融混練することを特徴とする前記可染性ポリプロピレン繊維の製造方法。
【請求項３】
ポリエステル組成物、ポリプロピレン及び分散剤を含有する組成物を溶融混練することを特徴とする前記可染性ポリプロピレン繊維の製造方法。
【請求項１】
下記１）〜５）の要件を備えた可染性ポリプロピレン繊維。
１）繊維中のポリエステル組成物の直径が２００ｎｍ以下
２）繊維中のポリエステル組成物の分散度が６０％以下
３）ポリエステル組成物の含有量が３質量％以上３０質量％以下
４）ポリエステル組成物の融点が２００℃以下
５）分散剤を０．０１質量％以上１０質量％以下の範囲で含有する
【請求項２】
分散剤を含有するポリエステル組成物及びポリプロピレンを含有する組成物を溶融混練することを特徴とする前記可染性ポリプロピレン繊維の製造方法。
【請求項３】
ポリエステル組成物、ポリプロピレン及び分散剤を含有する組成物を溶融混練することを特徴とする前記可染性ポリプロピレン繊維の製造方法。
【公開番号】特開２００９−４１１２４（Ｐ２００９−４１１２４Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０５６２６（Ｐ２００７−２０５６２６）
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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