JP2023002367A - ポリエステルバインダー繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】バインダー繊維として好適に用いることができ、熱接着処理温度を高くしなくとも、良好な接着効果を発揮し、加工速度を向上させることができ、さらには、水処理用のろ過布や浸透膜等の特殊分野に使用する不織布にも好適に用いることができるポリエステルバインダー短繊維を提供する。【解決手段】ジカルボン酸成分とグリコール成分とを含むポリエステル樹脂から構成されるバインダー繊維であって、グリコール成分が、エチレングリコールを含むとともに、ジエチレングリコールとトリエチレングリコールとを含み、グリコール成分におけるトリエチレングリコールの含有量が０．１モル％を超え５．５モル％以下であるポリエステルからなり、繊維長が１～３０ｍｍ、複屈折率が０．０１５未満であるポリエステルバインダー繊維。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリエステルバインダー繊維に関するものである。

従来より、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂からなる繊維を５～２０ｍｍ程度に切断した短繊維を用い、乾式不織布や湿式不織布を得ることが行われている。この場合、主体繊維となるこれらの繊維に、主体繊維の融点よりも低融点の繊維をバインダー繊維として混合してシートを作製し、熱処理することによってバインダー繊維を溶融させ、主体繊維同士を接着して不織布を得るのが一般的である。
バインダー繊維として用いられている熱可塑性樹脂からなる繊維としては、ポリビニルアルコール繊維、ポリアミド繊維、共重合ポリエステル繊維等が挙げられる。しかしながら、これらのバインダー繊維は、融点の低い熱可塑性樹脂からなるものであるため、耐熱性や耐薬品性が十分とはいえない場合がある。
また、近年、湿式不織布を水処理用のろ過布や浸透膜等の特殊分野に使用することも行われており、このような特殊分野においては、使用過程における不純物の析出が少ないことを要求されることが多い。
特許文献１には、バインダー繊維として未延伸ポリエステル繊維を用いることが開示されている。特許文献１記載のポリエステル繊維は、水中分散性を向上させるためにポリエーテルエステル共重合体を付着させたものであり、上記のような特殊分野に使用する際には、使用過程における不純物の析出が生じやすいものであった。
また、特許文献１のポリエステル繊維は、複屈折率が高いため、不織布の製造工程における熱接着処理温度を高くする必要があり、加工速度を早くして生産効率を向上させることはできなかった。

特開２００２－３３９２８９号公報

本発明の課題は、バインダー繊維として好適に用いることができ、熱接着処理温度を高くしなくとも、良好な接着効果を発揮し、加工速度を向上させることができ、さらには、水処理用のろ過布や浸透膜等の特殊分野に使用する不織布にも好適に用いることができるポリエステルバインダー短繊維を提供することにある。

本発明者らは、上記のような課題を解決すべく検討を重ねた結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、以下を要旨とする。
（１） ジカルボン酸成分とグリコール成分とを含むポリエステル樹脂であって、グリコール成分が、エチレングリコールを含むとともに、ジエチレングリコールとトリエチレングリコールとを含み、グリコール成分におけるトリエチレングリコールの含有量が０．１モル％を超え５．５モル％以下であるポリエステルからなり、繊維長が１.０～３０ｍｍ、複屈折率が０．０１５未満であることを特徴とするポリエステルバインダー繊維
（２）グリコール成分におけるジエチレングリコールの含有量が２．５モル％以上であることを特徴とする上（１）記載のポリエステルバインダー繊維。
（３）触媒由来の金属成分の含有量が１ｐｐｍ以下であることを特徴とする上（１）記載のポリエステルバインダー繊維。
（４）ポリエステル樹脂が、ジカルボン酸成分がテレフタル酸により構成され、グリコール成分がエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの３成分により構成されるポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする上（１）記載のポリエステルバインダー繊維。
（５）ポリエステル樹脂の原料に有機スルホン酸系化合物を添加し、常圧または加圧下において、２４０℃以上の温度で５～１２０分加熱して、グリコール成分のエーテル化反応を行う工程を含む製造方法によってポリエステル樹脂を得た後、
該ポリエステル樹脂を溶融紡糸し、７００～１５００ｍ／分の速度で引き取った糸条を、ローラー間で延伸し、次いで１～３０ｍｍの長さに切断することを特徴とする上（１）記載のポリエステルバインダー繊維の製造方法。
（６）ローラー間での延伸倍率が、１．００を超え１．１０以下であり、供給ローラーおよび巻き取りローラのいずれもが非加熱ローラーであることを特徴とする上（５）記載のポリエステルバインダー繊維の製造方法。

本発明のポリエステルバインダー短繊維は、繊維を構成するポリエステル樹脂がジエチレングリコールとトリエチレングリコールとを特定量含有していることにより、バインダー繊維が溶融しやすく、低温での熱処理で接着加工を行うことができ、得られる不織布等は実用十分な接着強力を有する。したがって、熱接着処理における加工速度を早くして、生産効率を向上させることができる。
また、バインダー繊維を構成するポリエステル樹脂の重合過程において、スルホン酸系の有機触媒を用いることにより、従来の金属系触媒を用いた繊維よりも、バインダー繊維が用いて得られる不織布や抄紙を使用する過程において不純物の析出が少ないため、高品位な合成繊維紙を提供することができる。

以下、本発明のポリエステルバインダー繊維を詳細に説明する。
本発明のポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とグリコール成分とを含むポリエステル樹脂である。
＜グリコール成分＞
本発明のポリエステルバインダー繊維に用いるポリエステル樹脂を構成するグリコール成分は、エチレングリコールを含むとともに、ジエチレングリコールとトリエチレングリコールを含み、グリコール成分におけるトリエチレングリコールの含有量が０．１モル％を超え５．５モル％以下であることが必要である。

本発明のバインダー繊維を構成するポリエステル樹脂は、グリコール成分がエチレングリコールとジエチレングリコールと所定量のトリエチレングリコールとを同時に含有することで、繊維の結晶構造を阻害しやすくなると、本発明者は考える。本発明のポリエステル樹脂は、グリコール成分におけるトリエチレングリコールの含有量が０．１モル％を超え５．５モル％以下であることが必要であり、０．２～４．０モル％であることが好ましい。ポリエステル樹脂は、トリエチレングリコールの含有量が０．１モル％以下であると、結晶性を阻害しにくく、融解しづらい繊維となるため、得られる不織布や抄紙の接着性が低下し、本発明の目的が達成しにくい。一方、５．５モル％を超えると、熱特性や耐候性が低下するため好ましくない。

本発明におけるポリエステル樹脂において、グリコール成分にジエチレングリコールとトリエチレングリコールを同時に含有させて、これらの含有量を上記範囲とする方法としては、例えば、後述のポリエステル樹脂の製造方法において、重合触媒として有機スルホン酸系化合物を用いて、特定の温度と時間でグリコール成分のエーテル化反応を行う工程を含ませる方法が挙げられる。

本発明におけるポリエステル樹脂は、エチレングリコールを含み、さらにジエチレングリコールおよびトリエチレングリコールを含むものであるが、これら以外のグリコール成分を含んでいてもよい。その具体例としては、テトラエチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，２－ブチレングリコール、１，３－ブチレングリコール、２，３－ブチレングリコール、１，４－ブチレングリコール、１，５－ペンタンジオール、３－メチル－１,５－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６－ヘキサンジオール、１，２－シクロヘキサンジオール、１，３－シクロヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジオール、１，２－シクロヘキサンジメタノール、１，３－シクロヘキサンジメタノール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、１，４－シクロヘキサンジエタノール、１，１０－デカメチレングリコール、１，１２－ドデカンジオール等に例示される脂肪族グリコール、ヒドロキノン、４，４’－ジヒドロキシビスフェノール、１，４－ビス（β－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４－ビス（β－ヒドロキシエトキシフェニル）スルホン、ビス（ｐ－ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（ｐ－ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（ｐ－ヒドロキシフェニル）メタン、１，２－ビス（ｐ－ヒドロキシフェニル）エタン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＣ、２，５－ナフタレンジオール、これらのグリコールにエチレンオキシドが付加したグリコール等に例示される芳香族グリコールが挙げられる。

＜ジカルボン酸成分＞
本発明のポリエステル樹脂を構成するジカルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、１，３－シクロブタンジカルボン酸、１，３－シクロペンタンジカルボン酸、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、２，５－ノルボルナンジカルボン酸、ダイマー酸等に例示される飽和脂肪族ジカルボン酸、またはこれらのエステル形成性誘導体、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸等に例示される不飽和脂肪族ジカルボン酸、またはこれらのエステル形成性誘導体、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、５－（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、ジフェニン酸、１，３－ナフタレンジカルボン酸、１，４－ナフタレンジカルボン酸、１，５－ナフタレンジカルボン酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、２，７－ナフタレンジカルボン酸、４，４′－ビフェニルジカルボン酸、４，４′－ビフェニルスルホンジカルボン酸、４，４′－ビフェニルエーテルジカルボン酸、１，２－ビス（フェノキシ）エタン－ｐ，ｐ′－ジカルボン酸、パモイン酸、アントラセンジカルボン酸等に例示される芳香族ジカルボン酸、またはこれらのエステル形成性誘導体が挙げられ、これらを併用してもよい。中でもテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸（特に、２，６－ナフタレンジカルボン酸）が樹脂特性、汎用性の点で好ましく、テレフタル酸がより好ましい。

上記の構成成分からなるポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ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（１，４－シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレートなどの共重合体が挙げられる。中でも、樹脂特性、汎用性の観点から、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ことが好ましく、上述した他の成分が共重合されてもよい。また、さらには、本発明のおけるポリエステル樹脂が、ジカルボン酸成分がテレフタル酸により構成され、グリコール成分がエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの３成分により構成されるポリエチレンテレフタレートであることがより好ましい。

本発明におけるポリエステル樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲で、色調改善等の目的で、コバルト化合物が添加されていてもよい。コバルト化合物としては特に限定されないが、具体的には例えば、酢酸コバルト、硝酸コバルト、塩化コバルト、コバルトアセチルアセトネート、ナフテン酸コバルト、それらの水和物等が挙げられる。中でも特に酢酸コバルト四水和物が好ましい。コバルト化合物の添加量は、コバルト原子として、ポリエステル樹脂に対して１０ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは３ｐｐｍ以下である。

＜触媒＞
本発明においては、重合触媒として有機スルホン酸系化合物を用いることで、得られるポリエステル樹脂中のトリエチレングリコールおよびテトラエチレングリコールの含有量を本発明の範囲とすることができる。有機スルホン酸系化合物としては、例えば、ベンゼンスルホン酸、ｍ－またはｐ－ベンゼンジスルホン酸、１，３，５－ベンゼントリスルホン酸、ｏ－、ｍ－またはｐ－スルホ安息香酸、ベンズアルデヒド－ｏ－スルホン酸、アセトフェノン－ｐ－スルホン酸、アセトフェノン－３，５－ジスルホン酸、ｏ－、ｍ－またはｐ－アミノベンゼンスルホン酸、スルファニル酸、２－アミノトルエン－３－スルホン酸、フェニルヒドロキシルアミン－３－スルホン酸、フェニルヒドラジン－３－スルホン酸、１－ニトロナフタレン－３－スルホン酸、チオフェノール－４－スルホン酸、アニソール－ｏ－スルホン酸、１，５－ナフタレンジスルホン酸、ｏ－、ｍ－またはｐ－クロルベンゼンスルホン酸、ｏ－、ｍ－またはｐ－ブロモベンゼンスルホン酸、ｏ－、ｍ－またはｐ－ニトロベンゼンスルホン酸、ニトロベンゼン－２，４－ジスルホン酸、ニトロベンゼン－３，５－ジスルホン酸、ニトロベンゼン－２，５－ジスルホン酸、２－ニトロトルエン－５－スルホン酸、２－ニトロトルエン－４－スルホン酸、２－ニトロトルエン－６－スルホン酸、３－ニトロトルエン－５－スルホン酸、４－ニトロトルエン－２－スルホン酸、３－ニトロ－ｏ－キシレン－４－スルホン酸、５－ニトロ－ｏ－キシレン－４－スルホン酸、２－ニトロ－ｍ－キシレン－４－スルホン酸、５－ニトロ－ｍ－キシレン－４－スルホン酸、３－ニトロ－ｐ－キシレン－２－スルホン酸、５－ニトロ－ｐ－キシレン－２－スルホン酸、６－ニトロ－ｐ－キシレン－２－スルホン酸、２，４－ジニトロベンゼンスルホン酸、３，５－ジニトロベンゼンスルホン酸、ｏ－、ｍ－またはｐ－フルオロベンゼンスルホン酸、４－クロロ－３－メチルベンゼンスルホン酸、２－クロロ－４－スルホ安息香酸、５－スルホサリチル酸、４－スルホフタル酸、２－スルホ安息香酸無水物、３，４－ジメチル－２－スルホ安息香酸無水物、４－メチル－２－スルホ安息香酸無水物、５－メトキシ－２－スルホ安息香酸無水物、１－スルホナフトエ酸無水物、８－スルホナフトエ酸無水物、３，６－ジスルホフタル酸無水物、４，６－ジスルホイソフタル酸無水物、２，５－ジスルホテレフタル酸無水物、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、メチオン酸、シクロペンタンスルホン酸、１，１－エタンジスルホン酸、１，２－エタンジスルホン酸、１，２－エタンジスルホン酸無水物、３－プロパンジスルホン酸、β－スルホプロピオン酸、イセチオン酸、ニチオン酸、ニチオン酸無水物、３－オキシ－１－プロパンスルホン酸、２－クロルエタンスルホン酸、フェニルメタンスルホン酸、β－フェニルエタンスルホン酸、α－フェニルエタンスルホン酸、クロルスルホン酸アンモニウム、ベンゼンスルホン酸メチル、ｐ－トルエンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸エチル、５－スルホサリチル酸ジメチル、４－スルホフタル酸トリメチル等、およびこれらの塩が挙げられる。中でも、汎用性の観点から、２－スルホ安息香酸無水物、ｏ－スルホ安息香酸、ｍ－スルホ安息香酸、ｐ－スルホ安息香酸、５－スルホサリチル酸、ベンゼンスルホン酸、ｏ－アミノベンゼンスルホン酸、ｍ－アミノベンゼンスルホン酸、ｐ－アミノベンゼンスルホン酸、ｐ－トルエンスルホン酸、ｐ－トルエンスルホン酸メチル、５－スルホイソフタル酸、これらの塩などが好ましい。

有機スルホン酸系化合物は、例えば固体状、スラリー状、または水、グリコール等に溶解させた溶液として、ポリエステル原料に添加することができる。

有機スルホン酸系化合物の添加量は、その種類にもよるが、ポリエステル樹脂を構成する酸成分１モルに対して０．５×１０^－４～４０×１０^－４モルとすることが好ましく、１．０×１０^－４～２０．０×１０^－４モルであることがより好ましい。添加量が上記範囲より少ないと、重合度の高いポリエステル樹脂を短時間で得ることができない場合、ジエチレングリコールおよびトリエチレングリコールを同時に含有することができない場合がある。またトリエチレングリコールの含有量が少なくなりすぎる場合がある。一方、上記範囲を超えると、副反応物の生成、またはポリエステル樹脂の着色の原因となる場合がある。

重合触媒として、有機系触媒を用いるため、得られるポリエステル樹脂中の、金属系触媒由来の金属成分の含有量を少なくすることができる。金属成分の含有量が多いと、このポリエステル樹脂により構成されるバインダー繊維を用いて得られる合成繊維紙を特定の用途にて用いる過程で異物が析出し、欠点になる恐れがある。本発明のバインダー繊維は、使用過程における不純物の析出も少ないため、本発明のバインダー繊維が用いられる合成繊維紙は、水処理用のろ過布や浸透膜等に好適に使用することが可能となる。本発明のバインダー繊維において、触媒由来の金属成分の含有量は、１ｐｐｍ以下であることが好ましく、０．５ｐｐｍ以下であることがより好ましく、０ｐｐｍであることがさらに好ましい。

本発明のバインダー繊維は、複屈折率が０．０１５０未満であり、中でも０．０１００～０．０１４０であることが好ましい。本発明のバインダー繊維の複屈折率が０．０１５０未満であることで、ポリマーの分子配向度が十分でなく、結晶性が低いものとなる。このため、熱接着処理温度が低温であっても繊維の少なくとも一部が溶融し、構成繊維同士を接着するための十分な接着強力を発揮することができる。

複屈折率を０．０１５０未満にするには、上記の結晶性が阻害されやすいポリエステル樹脂を用いて溶融紡糸する際の紡糸速度を適時調整することで可能となる。また、紡糸後の延伸工程で、適宜の延伸条件とすることにより結晶性を調整することもできる。複屈折率が０．０１５０以上のバインダー繊維は、熱接着処理時に、処理温度を高く設定する必要があり、構成繊維（主体繊維）の劣化が生じたり、生産効率を上げることができない。

本発明のバインダー繊維を構成するポリエステル樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、有機系、無機系または有機金属系のフィラーを添加してもよい。これにより、繊維同士の密着を抑制することができ、抄造工程にて、繊維の水中での分散性が向上する。

本発明のバインダー繊維の繊維長は、１～３０ｍｍであり、湿式抄紙における水中での繊維の分散性や得られる合成繊維紙（不織布）の地合い等から、３～２０ｍｍとすることが好ましい。繊維長が１ｍｍ未満の場合には、水中への分散性が低下するだけでなく、製造時の切断抵抗が大きくなるため、繊維が切断時に伸ばされたり、繊維同士が絡みやすくなり、安定した切断が難しくなるとともに、得られる繊維が塊状となりやすく、水中への分散性が極端に悪化するので好ましくない。一方、繊維長が３０ｍｍを超えて長くなると、繊維の分散性が悪化するので好ましくない。

本発明のバインダー繊維を構成するポリエステル樹脂の固有粘度は、０．５３～０．７５であることが好ましい。固有粘度が０．７５を超えると、不織布や抄紙にした際に強力の低いものとなりやすい。一方、固有粘度が０．５３より小さくなると、不織布や抄紙の地合が悪くなるばかりでなく、繊維の収縮が発生しやすくなる。

なお、固有粘度［η］は、以下の方法により測定する。すなわち、フェノールとテトラクロロエタンとの等重量混合物を溶媒とし、２０℃で、樹脂（０．２ｇ）を試料として投入し、濃度０．５％溶液とし、常法に基づき２０℃にて相対粘度〔ηｒ〕を測定し、その値を用いて、下記式により固有粘度〔η〕を算出した。

さらに、本発明のバインダー繊維の単繊維繊度は２．５デシテックス以下であることが好ましく、中でも１．７デシテックス以下であることが好ましい。単繊維繊度が２．５デシテックスを超えると、繊度が大きくなることから、処理速度等の熱処理条件によっては、熱処理工程で十分に溶融しない恐れがあり、得られる不織布や抄紙の接着が不十分となり、強力が低下する場合がある。なお、単繊維繊度の下限は、特に限定されるものではないが、安定して製糸を行うためには０．２デシテックス以上とすることが好ましい。

本発明のバインダー繊維は、湿式抄造法により得られる抄紙、特に合成繊維紙のバインダー繊維として使用することが好適なものである。通常、合成繊維紙を得る際には、主体繊維となるポリエステル繊維とともに抄紙機に供給し、抄造ウエブを作成し、乾燥熱処理を行い、合成繊維紙を得る。

このようにして得られる合成繊維紙においては、その用途に応じて様々な加工を施す場合がある。例えば、紙の密度を高めるために、熱接着処理後にさらにカレンダーロールで熱圧着加工を施したり、各種の機能を付与するために紙の表面に樹脂加工を行うことがある。このような加工においては、熱接着処理よりもさらに高温の熱処理を行う場合があるが、本発明のバインダー繊維は、特にエチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするものの場合は、ポリマーの融点自体が高く、耐熱性に優れており、これらの加工において高温の熱処理を施しても劣化が生じることがない。

次に、本発明のバインダー繊維の製造方法について、一例を用いて説明する。
＜ポリエステル樹脂の製造方法＞
本発明のバインダー繊維を構成するポリエステル樹脂の製造方法は、ポリエステル樹脂の原料に有機スルホン酸系化合物を添加し、常圧または加圧下において、２４０℃以上の温度で５～１２０分加熱して、グリコール成分のエーテル化反応を行う工程を含む。

ポリエステル樹脂においては、重縮合反応を行う前に、特定条件でのエーテル化反応を行う工程を含むことで、ジエチレングリコールおよびトリエチレングリコールを同時に含有させたうえで、トリエチレングリコールの含有量を上記範囲とすることができる。さらに、ジエチレングリコールの含有量、トリエチレングリコールの含有量を好ましい範囲とすることができる。

以下、エステル化物の調製方法について、具体的に説明する。
ジカルボン酸、またはそのエステル誘導体１モルに対して、好ましくは１．０２～２．５モル、より好ましくは１．０３～１．８モルのエチレングリコ－ルが含まれたスラリーを調製し、これをエステル化反応器に連続的に供給し、エステル化物を得る。
エステル化反応は、例えば１～３個のエステル化反応器を直列に連結した多段式装置を用い、エチレングリコ－ルが還流する条件下で、反応によって生成した水またはアルコ－ルを、精留塔で系外に除去しながら行う。

第１段階目のエステル化反応の温度は、２４０～２７０℃であることが好ましく、２４５～２６５℃であることがより好ましい。圧力は、０．２～３ｋｇ／ｃｍ^２Ｇであることが好ましく、０．５～２ｋｇ／ｃｍ^２Ｇであることがより好ましい。
最終段階目のエステル化反応の温度は、２５０～２９０℃であることが好ましく、２５５～２７５℃であることがより好ましい。圧力は、０～１．５ｋｇ／ｃｍ^２Ｇであることが好ましく、０～１．３ｋｇ／ｃｍ^２Ｇであることがより好ましい。

エステル化反応を３段階以上で実施する場合には、中間段階のエステル化反応の反応条件は、上記第１段階目の反応条件と最終段階目の反応条件の間の条件であることが好ましい。多段階でのエステル化反応の反応率は、各段階で滑らかに上昇させることが好ましい。最終的にはエステル化反応率は９０％以上に達することが好ましく、９３％以上に達することがより好ましい。これらのエステル化反応によりエステル化物を得ることができ、その好ましい分子量は５００～５０００程度である。

エステル化反応においてテレフタル酸を用いる場合、テレフタル酸の酸としての触媒作用により無触媒で反応させることができる。

上記のようにして得られたエステル化物に対し、有機スルホン酸系化合物を添加した後、エーテル化反応を行う。その後、重縮合反応を進行させて、本発明に用いるポリエステル樹脂を得る。

有機スルホン酸系化合物の添加量は、その種類にもよるが、ポリエステル樹脂を構成する酸成分１モルに対して０．５×１０^－４～４０×１０^－４モルとすることが好ましく、１．０×１０^－４～２０．０×１０^－４モルであることがより好ましい。添加量が上記範囲より少ないと、重合度の高いポリエステル樹脂を短時間で得ることができない場合、ジエチレングリコールおよびトリエチレングリコールを同時に含有することができない場合がある。またトリエチレングリコールの含有量が少なくなりすぎる場合がある。一方、上記範囲を超えると、副反応物の生成、またはポリエステル樹脂の着色の原因となる場合がある。

＜エーテル化反応＞
エーテル化反応の温度は２４０℃以上であることが好ましく、２４０～３００℃であることがより好ましく、２５０℃～２８０℃であることがさらに好ましい。２４０℃未満であると、反応が十分に進行せず、ポリエステル樹脂のグリコール成分に、ジエチレングリコールおよびトリエチレングリコールを同時に含有させることができない場合がある。また、ジエチレングリコールの含有量、トリエチレングリコールの合計の含有量が、好ましい範囲から外れることがある。エーテル化反応の温度が３００℃を超えると、反応中にエステル化物の分解が進行し、得られるポリエステル樹脂は、成形体としたときの破断伸度等の機械的特性が低下することがある。

エーテル化反応の時間（加熱時間）は、５～１２０分間が好ましく、１０～６０分間であることがより好ましい。反応時間が５分未満であると、エーテル化反応が十分に進行せず、ポリエステル樹脂のグリコール成分は、ジエチレングリコールとトリエチレングリコールを同時に含有することができない場合があり、また、トリエチレングリコールの含有量を特定範囲とすることができない場合がある。また、ジエチレングリコールの含有量、テトラエチレングリコールの含有量、トリエチレングリコールの合計の含有量が、好ましい範囲から外れることがある。反応時間が１２０分を超えると、反応中にエステル化物の分解が進行し、得られるポリエステル樹脂は、機械的特性が低下することがある。

エーテル化反応は、常圧または加圧下において進行させることが好ましく、その圧力は、０～３．０ｋｇ／ｃｍ²Ｇであることが好ましい。

エーテル化反応に供される原料における、グリコール成分（Ｇ）と酸成分（Ａ）とのモル比（Ｇ／Ａ）を調整することにより、ポリエステル樹脂中にジエチレングリコールおよびトリエチレングリコールを同時に含有させることができ、さらに、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの生成量を調整することができる。Ｇ／Ａは１．０５～３．００であることが好ましく、１．１０～２．００であることがより好ましい。Ｇ／Ａを調整するために、必要に応じて、ポリエステル樹脂の原料に、エチレングリコール等のグリコール成分を追加で添加してもよい。Ｇ／Ａが１．０５未満であると、トリエチレングリコールの生成量が少なくなり過ぎる場合があり、一方、Ｇ／Ａが３．００を超えると、トリエチレングリコールの生成量が多くなり過ぎる場合がある。

＜重合反応＞
エーテル化反応の後に、重縮合反応を行って、本発明のポリエステル樹脂を得ることができる。重縮合反応としては、例えば溶融重縮合反応が挙げられる。重縮合反応は１段階で行ってもよいし、多段階に分けて行ってもよい。重縮合反応条件としては、特に限定されるものではないが、第１段階目の重縮合反応においては、温度が２５０～２９０℃であることが好ましく、２６０～２８０℃であることがより好ましい。圧力は５００～２０Ｔｏｒｒであることが好ましく、２００～３０Ｔｏｒｒであることがより好ましい。

＜紡糸延伸条件＞
まず、前述した方法にて重合して得られたポリエステル樹脂を、スクリュー式押出機等を装備した紡糸設備で溶融紡糸し、糸条を冷却・固化し、７００～１５００ｍ／分の速度で引き取る。得られた糸条を集束して糸条束とした後、ローラー間で延伸倍率を延伸倍率は自然延伸倍率（ＮＤＲ）以下で延伸する。延伸倍率は、供給ローラーと引き取りローラーとの速度比（引き取りローラーの速度を供給ローラーの速度で除した値）であるが、好ましい延伸倍率は、１．００を超え１．１０以下である。また、供給ローラーと引き取りローラーのいずれも非加熱ローラーを用いることが好ましい。そして、延伸を施した糸条束に油剤を付与し、ロータリー式カッターに供給し、所定の繊維長に切断するとよい。

以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。なお、実施例中の各種の値の測定方法は次の通りである。
（１）ポリエステル樹脂の組成
重水素化クロロホルム／重水素化トリフルオロ酢酸＝９／１（質量比）の混合溶媒１ｍＬに１０ｍｇの試料を溶解し、日本電子社製のＬＡ－４００型ＮＭＲにて^１Ｈ－ＮＭＲを測定し、得られたチャートの各成分のプロトンのピーク積分強度からジカルボン酸成分と、トリエチレングリコ―ルおよびテトラエチレングリコールの合計の成分と、それ以外の各グリコール成分とのモル比を算出した。
また、ポリエステル樹脂を濃度０．７５規定の水酸化カリウム／メタノール溶液中で加水分解した後、テレフタル酸を添加して中和した。次に、濾過して得られた濾液についてガスクロマトグラフによる測定を行い、あらかじめ作成した検量線を用いて定量し、トリエチレングリコールとテトラエチレングリコールとのモル比を算出し、これらのモル比と、前述の^１Ｈ－ＮＭＲの測定結果（トリエチレングリコ―ルおよびテトラエチレングリコールの合計の成分と、それ以外の各グリコール成分とのモル比）とから、全グリコール成分中の、トリエチレングリコールのモル比を算出した。

（２）金属成分の含有量
バインダー繊維を３００℃で溶融して、直径３ｃｍ×厚み１ｃｍの円盤状の成形板を得た。リガク社製蛍光Ｘ線分析装置 ＺＳＸ Ｐｒｉｍｕｓを用いて、検量線法により定量分析を行った。

（３）単繊維繊度
測定サンプルを２０ｍｍの長さに切断すること、繊維を１００本取り出し、質量を測定すること、測定回数を４回とした以外は、ＪＩＳ Ｌ１０１５ ８．５．１ Ａ法に準じて測定した。

（４）繊維長
測定数を２５本とした以外は、ＪＩＳ Ｌ１０１５ ８．４．１ 直接法（Ｃ法）に準じて測定した。

（５）複屈折率
光源にナトリウムランプを用いた偏光顕微鏡を使用し、バインダー繊維をα－ブロムナフタリンに浸漬した状態下でＢｅｒｅｋコンペンセーター法からレターデーションを求めて算出する。そして、繊維の長さ方向にランダムに５０点（ｎ数＝５０）複屈折率を測定し、これらの複屈折率の平均値を複屈折率とした。

（６）分散性
２０００ｃｍ^３のビーカーに３０℃の水１ｋｇを秤取し、そこへバインダー繊維１．０ｇを投入し、ＤＣスターラー（攪拌ペラは３枚スクリュー型で直径は約５０ｍｍ）で回転数３０００ｒｐｍ、攪拌時間１分間の条件で攪拌し、攪拌１回後、５回後、１０回後の分散状態を下記の評価基準で、目視にて判断した。なお、○～△であれば合格とした。
評価 結束繊維の数
○： ０個
△： １～５個
×： ６個以上

（９）合成繊維紙強力
実施例１で得られた合成繊維紙から幅５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍに切断して、強力測定用サンプルとした。そのサンプルを、ＪＩＳ Ｌ １９１３ ６．３．１ 引張強さに基づき、つかみ間隔１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分として、タテ方向の強力をｎ＝５で測定し、その平均値を強力とした。

実施例１
エステル化反応缶に、テレフタル酸とエチレングリコール（テレフタル酸：エチレングリコール＝１：１．６（モル比））のスラリーを連続的に供給し、温度２５０℃、圧力０．２ＭＰａの条件で反応させ、滞留時間を８時間として、エステル化物Ａ（テレフタル酸：エチレングリコール＝１００：１１１（モル比））を得た。加熱溶融したエステル化物Ａを２８０℃に加熱した重縮合反応缶に投入し、２－スルホ安息香酸無水物（ＯＳＢ）を２．０×１０^－４モル／酸成分モル添加し、常圧下、２８０℃で１０分間エーテル化反応を行った。
次に、反応缶の温度を２８０℃に維持したまま、系の圧力を徐々に減じて６０分後に０．５ｈＰａ以下にした。この条件で撹拌しながら重縮合反応を３時間行い、ポリエステル樹脂を得た。トリエチレングリコール量は０．８モル％であった。

上記方法で重合したポリエステル樹脂を１３０℃で乾燥後、２９５℃で溶融し、紡糸口金（紡糸孔数が２０１０）を通して、吐出量３３４ｇ／分で吐出し、紡糸速度１１７６ｍ／分の速度で引取り、単繊維繊度が１．４デシテックスのポリエステルバインダー連続繊維を得た。該繊維を約８０万デシテックスのトウとなし、延伸倍率１．０５倍で延伸し（延伸熱処理なし）、油剤を付与後、トウの水分率が約１８質量％となるように絞り、ドラム式カッターで５ｍｍの長さに切断し、単繊維繊度が１．４デシテックスのバインダー繊維（ショートカット繊維）を得た。

次に、得られたバインダー繊維と、主体繊維として延伸熱処理して得られた単繊維繊度が０．６デシテックス、長さが５ｍｍのポリエチレンテレフタレートショートカット繊維（ユニチカ社製<１２１>０．６Ｔ５）を用いた。バインダー繊維／主体繊維（質量比）＝６０／４０として水中へ分散させ、繊維濃度が０．０４質量％となるように調整して円網抄紙機に供給した。抄造ウエブを得た後、１４０℃のヤンキー式ドライヤーで乾燥熱処理（２分間）を施してウェブから余剰水分を除去した後、表面が平滑の一対のロールからなる熱カレンダー装置に通して、ロールの設定温度２１０℃、線圧６０ｋｇ／ｃｍ、処理速度６ｍ／分にて熱圧着（熱接着処理）を施し、坪量が約２５ｇ／ｍ^２の合成繊維紙を得た。

得られた合成繊維紙の強力は、１１２Ｎ／５０ｍｍ幅であり、バインダー繊維が良好に溶融して構成繊維同士を熱接着し、優れた強力を有するものであった。

また、上記の熱カレンダー装置に通す際の条件として、ロールの設定温度２００℃、線圧６０ｋｇ／ｃｍ、処理速度５ｍ／分として、温度を低く設定し、かつ処理速度を早くして熱圧着（熱接着処理）を施し、坪量約２５ｇ／ｍ^２の合成繊維紙を得、この合成繊維紙の強力を測定したところ、１１０Ｎ／５０ｍｍ幅であり、実用十分な優れた強力を有するものであった。

また、表１から明らかなように、実施例１のバインダー繊維は各物性値が本発明で規定した範囲内であったため、分散性にすぐれ、かつ上記したように高接着性の合成繊維紙であった。

Claims (6)

1. ジカルボン酸成分とグリコール成分とを含むポリエステル樹脂から構成されるバインダー繊維であって、
   グリコール成分が、エチレングリコールを含むとともに、ジエチレングリコールとトリエチレングリコールとを含み、グリコール成分におけるトリエチレングリコールの含有量が０．１モル％を超え５．５モル％以下であるポリエステルからなり、繊維長が１～３０ｍｍ、複屈折率が０．０１５未満であることを特徴とするポリエステルバインダー繊維。
2. グリコール成分におけるジエチレングリコールの含有量が２．５モル％以上であることを特徴とする請求項１記載のポリエステルバインダー繊維。
3. ポリエステル樹脂における触媒由来の金属成分の含有量が１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１～２のいずれか１項記載のポリエステルバインダー繊維。
4. ポリエステル樹脂が、ジカルボン酸成分がテレフタル酸により構成され、グリコール成分がエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの３成分により構成されるポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載のポリエステルバインダー繊維。
5. ポリエステル樹脂の原料に有機スルホン酸系化合物を添加し、常圧または加圧下において、２４０℃以上の温度で５～１２０分加熱して、グリコール成分のエーテル化反応を行う工程を含む製造方法によってポリエステル樹脂を得た後、
   該ポリエステル樹脂を溶融紡糸し、７００～１５００ｍ／分の速度で引き取った糸条を、ローラー間で延伸し、次いで１～３０ｍｍの長さに切断することを特徴とする請求項１記載のポリエステルバインダー繊維の製造方法。
6. ローラー間での延伸倍率が、１．００を超え１．１０以下であり、供給ローラーおよび引き取りローラーのいずれもが非加熱ローラーであることを特徴とする請求項５記載のポリエステルバインダー繊維の製造方法。