JP3008355B2 - 制電性ポリエステル繊維 - Google Patents

制電性ポリエステル繊維

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、優れた制電性能を有するポリエステル繊維
に関する。
[従来の技術] ポリエチレンテレフタレート及びこれを主体とするポ
リエステルは、優れた物理的及び化学的特性を有し、繊
維、フィルム、成形物等として広く用いられている。
しかしながら、かかるポリエステルは一般に電気の絶
縁体であり、高い絶縁抵抗を示す。従って、摩擦等によ
って極めて容易に帯電し、成形時、加工時及び使用時等
において静電気による種々の障害を引き起こす。
このような問題点を解決するために、従来より、ポリ
エステルに制電性を付与する種々の提案がされている。
最も代表的な方法としては、ポリエステルにポリアルキ
レングリコールとアルキルスルホン酸金属塩とを配合さ
せる方法が例えば特公昭60−11944号公報等で提案され
ている。
しかしながら、かかる方法により制電性ポリエステル
組成物は、制電効果が不十分であったり、制電効果の永
続性に乏しかったり、ポリエステルが本来有する優れた
物性を損ったりするという欠点を有していた。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、後加工による帯電防止処理等が全く不要な
優れた制電効果を有するとともに、繰り返し加工、ある
いはアルカリ減量加工及び製品の繰り返し使用、洗濯処
理等によっても制電効果が低下することのない、制電効
果の永続性に優れた制電性ポリエステル繊維を提供する
ものである。
[課題を解決するための手段] 本発明の要旨とするところは、80モル%以上がエチレ
ンテレフタレート単位で構成されるポリエステルであっ
て、該ポリエステルの主鎖中に下記一般式(I) (式中、R1は芳香族または脂肪族基、M1はアルカリ金属
を示す。) で示される金属スルホネート基含有酸成分が該ポリエス
テルを構成する全酸成分に対して0.01〜10モル%あるい
は更にアジピン酸が全酸成分に対して20モル%を越えな
い範囲で共重合されているポリエステルに、平均分子量
1,000以上のポリアルキレングルコール0.1〜10重量%及
び下記一般式(II) R2−SO3M2 ‥‥(II) (式中、R2は炭素数3〜30のアルキル基または炭素数7
〜40のアリール基もしくはアルキルアリール基、M2はア
ルカリ金属を示す。) で示される有機スルホン酸金属塩0.4〜2重量%を含有
し、JIS L1094摩擦帯電放電曲線測定法による30秒後の
帯電圧が2900V以下であることを特徴とする制電性ポリ
エステル繊維、にある。
本発明における80モル%以上がエチレンテレフタレー
ト単位で構成されるポリエステルとは、テレフタル酸ま
たはそのエステル形成性誘導体を酸成分とし、エチレン
グリコールをアルコール成分とするポリエステルであっ
て、これに20モル%を越えない範囲で従来公知の酸成分
あるいはアルコール成分が共重合されていてもよい。
共重合しうる酸成分の具体例としては、イソフタル
酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン
酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、アジピン酸、セ
バシン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等のジカ
ルボン酸類またはそのエステル形成性誘導体、及び、p
−オキシ安息香酸、p−β−オキシエトキシ安息香酸等
のオキシカルボン酸類またはそのエステル形成性誘導体
があげられる。
また、共重合しうるアルコール成分の具体例として
は、プロピレングリコール、ブチレングリコール等の低
級アルキレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタ
ノール、ネオペンチルグリコール、1,4−ビス(β−オ
キシエトキシ)ベンゼン、ビスフェノールAのビスグリ
コールエーテル等があげられる。
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、ピロメリット酸等のポリカルボン酸、及
びペンタエリスリトールトリメチロールプロパン、グリ
セリン等のポリオール、あるいはモノハイドリックポリ
アルキレンオキシド、フェニル酢酸等の重合停止剤が含
まれてもよい。
本発明においては80モル%以上がエチレンテレフタレ
ート単位で構成されるポリエステルに、前記一般式
(I)で示される金属スルホネート基含有酸成分が共重
合されていることが、本発明の必要要件であるが、かか
る金属スルホネート基含有酸成分の具体例としては、5
−ナトリウムスルホイソフタル酸、2−ナトリウムスル
ホイソフタル酸、1,8−ジカルボキシナフタレン−3−
スルホン酸ナトリウム及びこれらのジメチルエステル、
ビス−β−ヒドロキシエチルエステル等のエステル形成
性誘導体、あるいはこれら化合物のカリウム塩またはリ
チウム塩等があげられる。
金属スルホネート基含有酸成分の共重合割合は、ポリ
エステルを構成する全酸成分に対して0.01〜10モル%、
好ましくは0.1〜8モル%であり、0.01モル%未満では
十分な制電効果が得られない。また、10モル%を超える
と、溶融粘性が著しく高くなり、繊維への溶融賦形が困
難になったり、ポリエステル本来の優れた物性が損なわ
れたりする。
かかる金属スルホネート基含有酸成分を共重合したポ
リエステルは、従来公知の任意の方法により合成でき
る。
更に、本発明を実施するポリエステルの合成にあたっ
ては、公知の触媒、抗酸化剤、着色防止剤、エーテル結
合副生防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、易滑剤、離型
剤、その他を適宜使用することができる。
本発明において、ポリエステルに配合させるポリアル
キレングリコールは、平均分子量が1,000以上、好まし
くは5000以上であることが必要である。平均分子量が1,
000未満であると、十分な制電効果を発揮し難いばかり
か、制電効果の永続性に劣ってしまう。ポリアルキレン
グリコールの平均分子量は1,000以上であれば、いかに
高分子量のものであっても差し支えない。例えば平均分
子量1,000,000〜2,000,000程度のもの、あるいはこれ以
上のものであっても使用できる。
ポリアルキレングリコールの具体例としては、ポリエ
チレングリコール(ポリエチレンオキサイド)のほか、
たとえばエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの
共重合体等であってもよい。
本発明で用いるポリアルキレングリコールは、単独で
用いてもよいが、熱安定性を向上させる目的で、公知の
安定剤、抗酸化剤等を少量添加配合して用いることは好
ましいことでもある。
ポリアルキレングリコールは添加配合する安定剤とし
ては、ヒンダードフェノール系化合物及びチオエーテル
系化合物等があげられる。これらは各々単独に添加して
もよいが、より耐熱性を向上させるために同時添加する
ことが好ましい。
これら化合物の添加量は、ポリアルキレングリコール
に対し、2〜10重量%とすることが好ましい。
ポリエステルに配合させるポリアルキレングリコール
の量は0.1〜10重量%、好ましくは0.2〜5重量%にする
必要がある。0.1重量%未満であると、得られる組成物
の制電性能が十分でなく、また、10重量%を超えると溶
融賦形時の安定性が低下するばかりか、得られた組成物
の強度等の物性も低下するので好ましくない。
また、本発明においては、ポリアルキレングリコール
のほかに、前記一般式(II)で示される有機スルホン酸
金属塩を配合する。
かかる有機スルホン酸金属塩の具体例としては、炭素
数3〜30のアルキルスルホン酸のナトリウム塩もしくは
カリウム塩、リチウム塩、またはトルエンスルホン酸、
ドデシルベンゼンスルホン酸のナトリウム塩もしくはカ
リウム塩、リチウム塩、あるいはこれらの混合物等があ
げられる。
有機スルホン酸金属塩のポリエステルへの配合量は0.
4〜2重量%であり、有機スルホン酸金属塩を配合しな
くても差支えないが、より優れた制電効果を発揮させる
ためには、2重量%を超えない範囲内で添加した方が好
ましい。配合量が2重量%を超えると、得られた組成物
の溶融賦形時の安定性の低下や強度等の物性低下をひき
起こすので好ましくない。
本発明においては、前記一般式(I)で示される金属
スルホネート基含有酸成分を共重合したポリエステルを
用いることによって、はじめてポリアルキレングリコー
ルとの相乗効果が得られ、ポリアルキレングリコール及
び前記一般式(II)で示される有機スルホン酸金属塩の
配合が少量であっても、極めて制電性能に優れ、尚かつ
その永続性に優れたポリエステル繊維が得られる。
ポリエステルへのポリアルキレングリコール及び有機
スルホン酸金属塩の配合は、ポリエステル組成物の賦形
が終了するまでの任意の段階において、任意の方法によ
り実施することができる。
すなわち、ポリエステルの重合反応が完結する以前の
段階で反応容器中に添加混合する方法、重合反応終了後
であってまだ溶融状態にある段階で添加混合する方法、
押出機中で混練する方法、(紡糸時、成膜時、あるいは
成形時等の)溶融賦形段階において添加混合する方法等
があげられる。
ポリアルキレングリコール及び有機スルホン酸金属塩
は同時に、また任意の順序でポリエステルに添加するこ
とができる。また、2回以上に分割添加してもよいし、
あらかじめ別々にポリエステルに配合した後、賦形前等
において混合してもよい。
ただし、ポリアルキレングリコール及び有機スルホン
酸金属塩のポリエステルへの配合にあたっては、配合物
とポリエステルが高温、すなわちポリエステルの溶融開
始温度以上の温度での混合状態で長時間経過するような
方法は好ましくない。
本発明においては実施例でも示すように後述のJIS L
1094(1988年)参考法摩擦帯電放電曲線測定法に従って
評価した30秒後の帯電圧が平均値として2900V以下であ
ることが必要であり、帯電圧が2900Vを超えると十分な
制電効果が得られない。
[実施例] 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
尚、実施例中の各特性値は下記の方法により測定した
ものである。
極限粘度; 試料をフェノール/テトラクロルエタン(50/50重量
比)混合溶媒に溶解し、ウベローデ粘度計により25℃に
て測定した値である。
繊維の制電性能; 得られた原糸を次の条件 経糸:ポリエチレンテレフタレート糸条(50デニール/1
8フィラメント) 緯糸:本実施例により得られた糸条(75デニール/36フ
ィラメント) 経糸密度:40本/cm 緯糸密度:31本/cm で製織した後、JIS L 1094(1988年)参考法である摩擦
帯電放電曲線測定法に従って制電性能の評価を実施し
た。
用いた装置はカネボウエンジニアリング株式会社製摩
擦帯電圧測定装置EST−3であり、測定は、温度20±1
℃、相対湿度30±2%の状態の試験室中で実施した。試
料の洗濯処理、摩擦布の湯洗い、試料及び摩擦布の調整
等はJIS L 1094(1988年)に従った。摩擦布には毛を用
いた。
各々の試料につき、5回ずつ測定して得られた摩擦帯
電放電曲線から、30秒後の帯電圧(V(ボルト))、60
秒後の減衰率(%)、半減期(秒)を平均値として求
め、この操作をさらに各試料につき5回ずつ実施して帯
電圧、減衰率、半減期の各平均値を求めた。なお、ポリ
エステル繊維での帯電電荷はマイナスである。
実施例1 計量ポンプ付溶融注入装置を有する紡糸機を用い、溶
融注入装置に、アルキルスルホン酸ナトリウム(アルキ
ル基の平均鎖長C14〜C15)14重量%、及びヒンダードフ
ェノール系酸化防止剤としてテトラキス〔メチレン(3,
5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシハイドロシンナメ
ート)〕メタン8重量%、チオエーテル系酸化防止剤と
してテトラキス〔メチレン(3−(ドデシルチオ)プロ
ピオネート〕メタン8重量%を配合した平均分子量20,0
00のポリエチレングリコールを供給し、150℃で溶融す
ると共に、これらの混合溶融物を、計量ポンプを経て紡
糸機本体ポリマーラインに定量注入した。
他方、紡糸機本体押出機へは、5−ナトリウムスルホ
イソフタル酸2モル%を共重合した極限粘度0.58のポリ
エチレンテレフタレート共重合体チップを供給し、290
℃で押出した。
ポリエチレングリコール単独成分とポリエチレンテレ
フタレート共重合体の混合比が重量比で2:98となるよ
う、溶融注入装置の計量ポンプを調節し、両者をポリマ
ーライン中で合流させた後、この複合流を直ちに1段当
り2分割の素子を18段有する静止型混合撹拌素子を通過
させ、孔径0.25mmの円形紡糸孔を36個有する紡糸口金を
通して、285℃にて紡出した。吐出糸条を冷却空気にて
冷却固化した後、油剤を付与し、1400m/minの捲取速度
で捲取った。次いでこの未延伸糸を常法に従って延伸、
熱処理し、75デニール/36フェラメントのマルチフィラ
メントを得た。得られた糸条を布帛に製織した後の制電
性能評価結果を第1表に示した。また、原糸を20重量%
以上の高アルカリ減量加工を施しても、あるいは、繰り
返し洗濯処理を50回施した後でも、制電性能は、ほとん
ど低下することがなかった。
実施例2 5−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合率を1モ
ル%に変更した以外は実施例1と同様に実施した。結果
を第1表に示した。
実施例3、比較例1 ポリエチレングリコール単独成分とポリエチレンテレ
フタレート共重合体との混合比が重量比で6:94及び14:8
6(比較例1)になるよう両者の混合比を変更した以外
は実施例1と同様に実施した。結果を第1表に示した。
実施例4 5−ナトリウムスルホイソフタル酸2モル%を共重合
したポリエチレンテレフタレート共重合体チップを、5
−ナトリウムスルホイソフタル酸2モル%及びアジピン
酸5モル%を共重合した極限粘度0.61のポリエチレンテ
レフタレート共重合体チップに変更し、また、紡糸温度
を280℃に変更した以外は、実施例1と同様に実施し
た。結果を第1表に示した。
比較例2〜4 ポリエチレングリコール及びアルキルスルホン酸ナト
リウムを添加せずに、ポリエチレンテレフタレート、5
−ナトリウムスルホイソフタル酸2モル%を共重合した
ポリエチレンテレフタレート共重合体、及び、5−ナト
リウムスルホイソフタル酸2モル%とアジピン酸5モル
%を共重合したポリエチレンテレフタレート共重合体を
各々単独で紡糸した以外は実施例1と同様に実施した。
ただし比較例4における紡糸温度は280℃とした。結果
を第1表に示した。
比較例5〜6 5−ナトリウムスルホイソフタル酸2モル%を共重合
したポリエチレンテレフタレート共重合体チップを、極
限粘度0.72のポリエチレンテレフタレートチップに変更
した以外は、実施例1と同様に実施した。また、同様に
して、アルキルスルホン酸ナトリウムを配合せずに実施
した。結果を第1表に示した。
[発明の効果] 本発明によれば、後加工による帯電防止処理等が全く
不要な、優れた制電効果を有するとともに、繰り返し加
工、あるいは減量加工、製品の繰り返し使用、洗濯処理
等をしても制電効果が低下することのない制電効果の永
続性に優れた制電性ポリエステル組成物を工業的に安定
して提供することができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−122538(JP,A) 特開 昭63−115747(JP,A) 特開 昭53−137250(JP,A) 特開 昭53−134056(JP,A) 特開 昭62−149914(JP,A) 特開 昭54−6050(JP,A) 特開 昭53−137249(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】80モル%以上がエチレンテレフタレート単
    位で構成されるポリエステルであって、該ポリエステル
    の主鎖中に下記一般式(I) (式中、R1は芳香族または脂肪族基、M1はアルカリ金属
    を示す。) で示される金属スルホネート基含有酸成分が該ポリエス
    テルを構成する全酸成分に対して0.01〜10モル%共重合
    されているポリエステルに、平均分子量1,000以上のポ
    リアルキレングルコール0.1〜10重量%及び下記一般式
    (II) R2−SO3M2 ‥‥(II) (式中、R2は炭素数3〜30のアルキル基または炭素数7
    〜40のアリール基もしくはアルキルアリール基、M2はア
    ルカリ金属を示す。) で示される有機スルホン酸金属塩0.4〜2重量%を含有
    し、JIS L1094摩擦帯電放電曲線測定法による30秒後の
    帯電圧が2900V以下であることを特徴とする制電性ポリ
    エステル繊維。
  2. 【請求項2】80モル%以上がエチレンテレフタレート単
    位で構成されるポリエステルであって、該ポリエステル
    の主鎖中に下記一般式(I) (式中、R1は芳香族または脂肪族基、M1はアルカリ金属
    を示す。) で示される金属スルホネート基含有酸成分が該ポリエス
    テルを構成する全酸成分に対して0.01〜10モル%及びア
    ジピン酸が全酸成分に対して20モル%を越えない範囲で
    共重合されているポリエステルに、平均分子量1,000以
    上のポリアルキレングルコール0.1〜10重量%及び下記
    一般式(II) R2−SO3M2 ‥‥(II) (式中、R2は炭素数3〜30のアルキル基または炭素数7
    〜40のアリール基もしくはアルキルアリール基、M2はア
    ルカリ金属を示す。) で示される有機スルホン酸金属塩0.4〜2重量%を含有
    し、JIS L1094摩擦帯電放電曲線測定法による30秒後の
    帯電圧が2900V以下であることを特徴とする制電性ポリ
    エステル繊維。
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