JP2672415B2 - 酸性染料可染性ポリエステル組成物 - Google Patents

酸性染料可染性ポリエステル組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸性染料可染性ポリエ
ステル組成物に関する。更に詳細には、可染化剤として
特定の第4級ホスホニウム化合物を配合してなる、酸性
染料可染性ポリエステル組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエステル特にポリエチレンテレフタ
レート(以下PETと称することがある)は多くの優れ
た特性を有しているため、広い用途で用いられているこ
とは周知のとおりである。
【0003】しかしながら、繊維の用途において、も
し、酸性染料で染色が可能なポリエステル繊維があれ
ば、例えば、カチオン染料可染PET、通常のPET及
び酸性染料可染PETの3種類の繊維で布帛を作り、1
度の染色でそれぞれ別の色に染め分けることができる。
また、ポリエステル繊維と羊毛とを混紡した時には、酸
性染料のみで染色することができるといった、種々の用
途分野で様々な利点が得られる。
【0004】このような観点より、ポリエステルに酸性
染料可染性を付与しようとする試みは、従来から種々な
されている。しかし、これらは殆んどがアミン化合物を
共重合又はブレンドする方法であるため、得られるポリ
マーは着色し易く、かつ耐光性にも劣るといった問題点
があり、未だ実用に供せられていないのが実情である。
【0005】また、酸性染料可染性のポリエステルを得
る別の方法としては、第4級ホスホニウム化合物を配合
する方法が、例えば特公昭44−32302号公報に提
案されている。しかし、この方法で得られるポリエステ
ルは酸性染料のみならばカチオン染料にも染色性を有し
ているので、カチオン染料可染PET、酸性染料可染P
ET及び通常のPETを用い、3色の染め分けをすると
いったことはできない。
【0006】さらに同公報には、[R1 2 3
4 P]Xで表わされるモノ第4級ホスホニウム化合物を
配合する方法も開示されているが、この方法では、第4
級ホスホニウムとポリエステルとの親和性が低いため
か、得られる染色物の鮮明性が劣るとともに、洗濯堅牢
度(耐汚染性、耐ドライクリーニング性)も低いといっ
た欠点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、PETで代
表されるポリエステルに酸性染料で染色可能、カチオン
染料で染色不能という性能を付与しようとするものであ
り、また、ポリマーの着色が少なく、かつ耐光性、耐洗
濯性等の性能にも優れたポリエステルを提供しようとす
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、第4級ホ
スホニウム化合物の中で、280℃といった高温のポリ
エステル溶融温度においても着色が少なく、かつ酸性染
料にのみ染色されカチオン染料には親和性を有さない化
合物を種々検討した結果、第4級ホスホニウム塩基が1
分子中に2つ存在する特定のホスホニウム化合物が上記
目的を達成するに適していることを見い出し、本発明に
到達したものである。
【0009】すなわち、本発明によれば、芳香族ジカル
ボン酸を主たる酸成分とし、脂肪族ジオール及び/又は
脂環族ジオールを主たるグリコール成分とするポリエス
テル100重量部に対して、下記一般式(I)で表わさ
れる第4級ホスホニウム化合物が5×10-4〜5×10
-2モル配合されていることを特徴とする酸性染料可染性
ポリエステル組成物、
【0010】
【化2】 [但し、R1 ,R2 ,R3 ,R5 ,R6 ,R7 は、同一
又は異なっていてもよい炭素数4〜10の1価の炭化水
素基、R4 は炭素数4〜16の2価の炭化水素基、X-
はスルホン酸アニオンを示す。]が提供される。
【0011】本発明で用いられるポリエステルは、芳香
族ジカルボン酸を主たる酸成分とし、脂肪族ジオール及
び/又は脂環族ジオールを主たるグリコール成分とする
ポリエステルであって、芳香族ジカルボン酸及び/又は
そのエステル形成性誘導体と、脂肪族ジオール及び/又
は脂環族ジオール、及び/又はこれらのエステル形成性
誘導体とを重縮合反応せしめて得られる重合体である。
【0012】ここでいう芳香族ジカルボン酸としては、
例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル
酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフレ
タンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、
1,5−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ジフェニ
ルジカルボン酸、3,3′−ジフェニルジカルボン酸、
4,4′−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4′
−ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4′−ジフェニ
ルスルホンジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)
エタン−4,4′−ジカルボン酸等をあげることがで
き、なかでもテレフタル酸が好ましい。
【0013】これらの芳香族ジカルボン酸は2種以上併
用してもよい。なお、少量であればこれらの芳香族ジカ
ルボン酸とともにアジピン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、ドデカンジオン酸の如き脂肪族ジカルボン酸、シク
ロヘキサンジカルボン酸の如き脂環族ジカルボン酸等を
1種又は2種以上併用することができる。
【0014】また、脂肪族ジオール化合物としては、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブチレング
リコール、ヘキシレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール等を例示する
ことができ、一方脂環族ジオール化合物としては、1,
4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサン
ジメタノール等を例示することができる。なかでも、エ
チレングリコール又はブチレングリコールが特に好まし
い。なお、これらのグリコール成分は1種又は2種以上
併用することができ、また、少量であればこれらのジオ
ール化合物と共に両末端又は片末端が未封鎖のポリオキ
シアルキレングリコールを共重合することができる。
【0015】更に、ポリエステルが実質的に線状である
範囲でトリメリット酸、ピロメリット酸の如きポリカル
ボン酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトールの如きポリオールを使用することができ
る。
【0016】かかるポリエステルは任意の方法によって
合成される。例えばポリエチレンテレフタレートについ
て説明すれば、通常テレフタル酸とエチレングリコール
とを直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジメチ
ルの如きテレフタル酸の低級アルキルエステルとエチレ
ングリコールとをエステル交換反応させるか又はテレフ
タル酸とエチレンオキサイドとを反応させるかしてテレ
フタル酸のグリコールエステル及び/又はその低重合体
を生成させる第1段階の反応と、第1段階の反応生成物
を減圧下加熱して所望の重合度になるまで重縮合反応さ
せる第2段階の反応によって製造される。
【0017】本発明のポリエステル組成物にあっては、
上記ポリエステルに下記一般式(I)で表わされる第4
級ホスホニウム化合物が配合されている必要がある。
【0018】
【化3】
【0019】式中、R1 ,R2 ,R3 ,R5 ,R6 ,R
7 は炭素数4〜10の1価の炭化水素基を示し、具体的
にはフェニル基、ブチル基等を例示することができ、特
にフェニル基の場合、ポリエステルへの分散性が向上し
て染色鮮明性が向上するので好ましい。炭化水素基の炭
素数が4未満の場合には、染色処理時に該第4級ホスホ
ニウム化合物が脱離し易くなるだけでなく、染色物の耐
久性(耐汚染性、耐ドライクリーニング性、耐転染性
等)が低下するため好ましくない。一方、10を越える
場合には、ポリエステルとの相溶性が低下して染色布の
鮮明性が低下するとともに、同一濃度に染色するために
配合するべき第4級ホスホニウム化合物の重量が増加し
て、該組成物の成形性や得られる成形物の物性(耐フィ
ブリル性、耐アルカリ性等)が低下するため好ましくな
い。
【0020】またR4 は、炭素数4〜16の炭化水素基
を示し、特に直鎖状のポリメチレン基又はこの一部の水
素がメチル基に置換されたものが好ましい。具体的に
は、−(CH2 4 −,−(CH2 6 −,−(C
2 10−,−(CH2 12−,−(CH2 16−,−
CH2 CH2 CH(CH3 )CH2 CH2 −をあげるこ
とができ、特に−(CH2 10−,−(CH2 12−が
好ましい。
【0021】またXはRSO3 −で表わされるスルホン
酸残基を示し、なかでもメタンスルホン酸アニオン、p
−トルエンスルホン酸アニオンが好ましく、特にメタン
スルホン酸アニオンの場合、ポリエステルへの相溶性が
向上して染色物の鮮明性が向上するので好ましい。
【0022】かかる第4級ホスホニウム化合物は、例え
ば以下の如くして製造される。すなわち、ヘキサンジオ
ール、デカンジオール等のジオール化合物を第3級アミ
ン化合物存在下パラトルエンスルホン酸クロライド等の
スルホン酸塩化物と反応させてジスルホン酸エステルと
なし、次いでトリフェニルホスフィン、トリブチルホス
フィン等のホスフィン化合物と100℃以上の温度下で
反応させることにより、容易に得ることができる。
【0023】好ましく用いられる第4級ホスホニウム化
合物としては、
【0024】
【化4】 等をあげることができ、これらは単独で使用しても、2
種以上を併用してもよい。なかでも、 Ph3 P(CH2 10PPh3 ・(CH3 SO3 - 2 Ph3 P(CH2 12PPh3 ・(CH3 SO3 - 2 はポリエチレンテレフタレートとの相溶性が良好で、且
つ耐熱性及び酸性染料との親和性も良好なので、容易に
鮮明な染色物が得られるので好ましい。
【0025】かかる第4級ホスホニウム化合物のポリエ
ステルへの配合量は、ポリエステル100重量部に対し
て5×10-4〜5×10-2モル好ましくは1×10-3
2×10-2モルの範囲にある必要がある。該配合量が5
×10-2モルを越える場合には、酸性染料可染性は飽和
して最早著しい向上は得られず、かえってポリエステル
の物性が低下する。一方5×10-4モル未満の場合に
は、酸性染料に対する染色性が不十分になり本発明の目
的は達成できなくなるため好ましくない。
【0026】上記した第4級ホスホニウム化合物をポリ
エステルに配合せしめるには、該ポリエステルを成形す
る以前の任意の段階で行うことができる。例えば前述し
たポリエステル合成の第1段階反応開始前にポリエステ
ル原料中に混合しておいてもよいし、第1段階反応の終
了から第2段階反応の開始までの間に添加しても、また
第2段階反応中に添加してもよい。さらには、得られた
ポリエステルを繊維等に成形する際に溶融添加してもよ
い。なかでも、第4級ホスホスニウム化合物が高温度の
雰囲気にさらされる時間が短くなって、得られる組成物
の色調が良くなるといった点より、ポリエステル合成反
応の第2段階反応開始以後、特にポリエステルの固有粘
度が0.3以上に達した後に添加するのが望ましい。
【0027】かくして得られる本発明のポリエステル組
成物は、ポリエステルの重合度があまりに低いと、例え
ば繊維等の成形物に為した際の成形物の機械的物性が不
充分となるので、固有粘度(35℃下オルソクロロフェ
ノール中で測定)は0.3以上、特に0.4〜1.0の
範囲内にするのが望ましい。
【0028】なお、本発明のポリエステル組成物には、
必要に応じて任意の添加剤、例えば染料、顔料、艶消
剤、着色防止剤、難燃剤、酸化防止剤、制電剤、無機微
粒子等が含まれていてもよい。
【0029】
【発明の効果】本発明の酸性染料可染性ポリエステル組
成物は、従来提案されているものに比し極めて着色が少
なく、繊維等に成形した後酸性染料で染色すると極めて
美麗に染色することができる。また、本願で用いられる
酸性染料可染化剤は、ポリエステルとの親和性に優れ、
かつ酸性染料との親和性に優れているためと推定される
が、通常ナイロンを酸性染料で染色する場合には染色後
フィックス処理が施されるのに対して、本発明のポリエ
ステル組成物ではこのフィックス処理を施さなくても汚
染(洗濯時の染料脱落、移行)が発生しないといった特
徴を有する。
【0030】また、本発明で用いられる酸性染料可染化
剤は汎用の原料から容易に製造することができ、しかも
耐熱性に優れていて通常のポリエチレンテレフタレート
を製造するに採用されている溶融重合温度条件下でも着
色が極めて少ないので、高品質の酸性染料可染性ポリエ
ステル組成物が安価に得られるといった利点をも有す
る。
【0031】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。な
お、実施例における部は重量部を示す。また、各評価項
目は下記に従った。
【0032】 固有粘度[η]オルソクロロフェノー
ルに溶解し、オストワルド粘度管を用いて35℃下で測
定した。
【0033】 ポリマーカラー JIS Z8722にしたがった。
【0034】 ポリマーヘーズ値 ポリマー20mgを顕微鏡用カバーグラス2枚の間に置
き、280℃のホットプレート上で加熱軟化させた後、
押え付けて直径約10mmの円形状となし、直ちにカバー
グラスと共に氷水中に入れて急冷したものをヘーズ値測
定用の試料(気泡のないもの)とする。この試料を積分
球式濁度計で白板法を用いて測定した。
【0035】 染着率 染色後の残液を比色定量して求めた。
【0036】 染色処理 酸性染料による染色条件は下記の表1にしたがった。
【0037】
【表1】
【0038】 耐光堅牢度 染色布にキセノンアーク灯を照射し、その変退色から、
ブルースケールを基準に評価した。
【0039】 染色堅牢度(耐汚染性) JIS L0846のA法にしたがった。
【0040】 染色堅牢度(耐ドライクリーニング
性) JIS L0860にしたがった。
【0041】
【参考例】第4級ホスホニウム化合物の合成例 デカンジオールとメタンスルホン酸クロライドとをピリ
ジン中で反応させ、得られた反応生成物を充分水洗後低
温乾燥し、次いでアセトンから再結晶させて下記式で表
わされるジスルホン酸エステルを得た。 CH3 −SO3 −(CH2 10−O3 S−CH3 得られたジスルホン酸エステル化合物とトリフェニルホ
スフィンとを130℃下2時間、次いで160℃下30
分反応させて下記に示す第4級ホスホニウム化合物を得
た。 (Ph)3 P + -(CH2 ) 10-P+ (Ph)3 ・ (CH3 -SO 3 - ) 2
【0042】
【実施例1】テレフタル酸ジメチル100部、エチレン
グリコール70部、酢酸マンガン・4水塩0.02部を
ガラスフラスコに仕込み、窒素ガス雰囲気下4時間かけ
て140℃から230℃まで昇温し、生成するメタノー
ルを系外に留出してエステル交換反応を行った。得られ
た反応生成物にリン酸を0.02部加え、次いで三酸化
アンチモンを0.05部添加して全量を重合用フラスコ
に移した。次いで、反応温度を230℃から275℃に
徐々に昇温するとともに、圧力を760mmHgから徐々に
減圧して重縮合せしめ、ポリエステルの固有粘度が0.
3に到達した時点で酸性染料可染化剤として参考例で合
成した第4級ホスホニウム化合物4.27部(得られる
ポリエステル100重量部に対して5×10-3モル)添
加し、更に275℃、0.5mmHg下1時間反応せしめて
固有粘度0.6、ポリマーカラーL値78、b値2.3
の極めて白度良好なポリマーを得た。
【0043】得られたポリマーはチップとなした後、常
法にしたがって溶融紡糸(紡糸温度280℃)して未延
伸糸を得、これを4.5倍に延伸して75デニール/2
4フィラメントのマルチフィラメントを得た。
【0044】この延伸糸をメリヤス編にした後、前記染
色条件で染色したところ染着率は100%であり、酸性
染料可染性は極めて良好であった。また、得られた染色
布の評価結果を表2に示す。
【0045】なお、酸性染料のかわりにカチオン染料
(Aizen Cathilon Pink FGH 2%owf)を用いて130
℃下1時間染色したが、汚染程度にしか染色されておら
ず、実質的には染色されていなかった。
【0046】
【実施例2〜7,比較例1〜3】実施例1で用いた第4
級ホスホニウム化合物に代えて、表2に記載の第4級ホ
スホニウム化合物を用いる以外は実施例1と同様(但
し、比較例1〜3はホスホニウムカチオン基の量を等し
くするために2倍モル添加)にして得られた結果を表2
に示す。
【0047】
【表2】 なお、表中第4級ホスホニウム化合物イ〜ヌは、下記に
示されるものである。 イ:Ph3 P(CH2 10PPh3 ・(OMs)2 ロ:Ph3 P(CH2 10PPh3 ・(OTs)2 ハ:Bu3 P(CH2 10PBu3 ・(OMs)2 ニ:Ph3 P(CH2 12PPh3 ・(OMs)2 ホ:Bu3 P(CH2 6 PBu3 ・(OMs)2 ヘ:Ph3 P(CH2 4 PPh3 ・(OTs)2 ト:Ph3 P(CH2 16PPh3 ・(OTs)2 チ:Ph4 P・Cl リ:Ph3 PCH3 ・(OTs) ヌ:Ph3 P(CH2 17CH3 ・(OMs) (但し、OMsはメタンスルホン酸残基、OTsはパラ
トルエンスルホン酸残基を示す。)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01F 6/92 301 D01F 6/92 301K

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芳香族ジカルボン酸を主たる酸成分とし、
    脂肪族ジオール及び/又は脂環族ジオールを主たるグリ
    コール成分とするポリエステル100重量部に対して、
    下記一般式(I)で表わされる第4級ホスホニウム化合
    物が5×10-4〜5×10-2モル配合されていることを
    特徴とする酸性染料可染性ポリエステル組成物。 【化1】 [但し、R1 ,R2 ,R3 ,R5 ,R6 ,R7 は、同一
    又は異なっていてもよい炭素数4〜10の1価の炭化水
    素基、R4 は炭素数4〜16の2価の炭化水素基、X-
    はスルホン酸アニオンを示す。]
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