JP3038779B2 - ポリエステル系繊維の製造方法 - Google Patents

ポリエステル系繊維の製造方法

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    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
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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、高強度と高弾性特性を有するポリエステル
系繊維を工業的に安定的に製造する製造方法に関するも
のである。
(従来の技術) ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維に端を発し
た、リオトロピック液晶紡糸による高強度高弾性率繊維
は、サーモトロピック液晶にも応用されるようになり多
くの液晶性のポリアリレートからなる高強力繊維が開発
(矢吹ら「高強度・高弾性率繊維」共立出版,1988,第6
章)されている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら既に開発された液晶性を示すポリアリレ
ートからなる繊維は、未だ実用化されたとはいい難い。
その理由としては、既に実用化されているケプラー(デ
ュポン社製品)繊維に比較して、力学特性は同等以上の
ものが得られることが判明しているが、いずれも原料が
高価であり、工業的に安価に、安定的に製造する方法は
確立するに至っていない。
この発明は、こうした事情に着目してなされたもので
あって、ポリエステル系繊維の高強度、高弾性率化に関
し、従来技術では欠如していた実用性、経済性の課題を
解決し、高強度、高弾性率ポリエステル系繊維を工業的
に安定して製造する新規な製造方法を提供せんとするも
のである。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するための手段、即ち、本発明は、60
モル%以上がエチレンテレフタレート単位からなり、持
続長が15オングストローム以上であり、且つ溶融時に液
晶性を示さない共重合ポリエステルを3000m/分以上の引
取速度で溶融紡糸することを特徴とするポリエステル系
繊維の新規な製造方法である。
本発明者らは液晶性ポリマーの加工技術につき鋭意検
討の結果、分子鎖の剛直性を示す持続長と液晶性の関係
がFloryの理論的予測(P.J.Flory,Proc.Roy.Soc.,A234,
73(1956))によく合うこと、及び特定の持続長以上で
あれば剪断場もしくは伸長場における高分子融液中の分
子鎖は持続長の増加が認められ、擬似液晶紡糸が可能に
なること、すなわち、従来より、温度やせん断場におい
て、等方相と液晶相が相転移することは知られていた
が、驚くべきことに、高分子融液においても、非常に高
いせん断流動場においては、液晶転移の指標となる分子
鎖の持続長が流動方向に増大すること、これは高速紡糸
工程における非等温(冷却過程)の高伸張流動場におい
ては、特に顕著に発現することを発見した。
この結果、非流動場で特定の値以上の持続長を有する
ポリマーでは高速紡糸の高伸張流動場で液晶相を形成す
るのに十分な持続長を得ることができ、実質的に液晶紡
糸と同様の現象が発現することを見出し、これを擬似液
晶紡糸と呼ぶこととした。
持続長が15オングストローム以上となるようなポリエ
ステルを実現しうるモノマーの組合せは際限無いが、本
発明の目的は高強度高弾性率繊維を安価に製造すること
にある。本発明のポリエステル系繊維を構成するポリエ
ステルはエチレンテレフタレート単位を60モル%以上含
み、剛直鎖成分、すなわち、主として芳香族環(特にパ
ラ位で置換されたものが好ましい)や炭素一炭素二重結
合等可撓性を示さない基を主骨格に持つ成分を共重合し
たポリエステルであり、かつ該ポリエステルは溶融状態
で液晶性を示さないが、その持続長は15オングストロー
ム以上である。
ここで持続が15オングストロームを満たない場合にあ
って等方性の融液が擬似液晶に転位しないし、高強度高
弾性率物性が得られない。
持続長は実験的にはL.E.Alexander著、桜田一郎、監
訳、浜田文将、梶 慶輔 共訳「高分子のX線回折
(下)発行所(株)化学同人」特に記載の方法で測定す
る事が出来るが、その測定の方法は困難なものである
が、本願発明のポリエチレンテレフタレートベースの共
重合体の場合には下記のような手順で比較的簡便に得る
事ができる。
目的とするポリマー分子鎖のモデルを組み立て、一般
に知られているC−C結合や、C−O原子間結合距離や
結合角の値を用いると、ポリマーの繰り返し単位の両末
端距離(ユニット長)を算術的に得る事が出来る。方法
は単純な結合の組み合わせで得る事が出来るが、それで
も、計算を容易にするために市販の計算プログラム分子
の組み立て」(講談社サイエンティフィック、1984
年))を用いて計算しても良い。しかし、特に結合状態
を安定化させ、結合角や、結合間距離を最適化する必要
はない。ここで、分子主鎖中にエーテル結合やメチレン
結合等の様に、分子鎖に屈曲性を与える部分を含む場合
には、幾通りもの分子形態が考えられるが、ここではそ
の分子鎖が最も伸びきった状態を代表させてユニット長
を求める。例えばポリマーがポリエチレンテレフタレー
トである場合には、エチレンテレフタレート単位: のユニット長は11オングストロームと求まる。ベンゼン
環や炭素−炭素二重結合等可撓性を示さない基を主骨格
に持つ成分(剛直鎖ユニット)としてジカルボン酸類を
用いる場合には、その片方の末端にエチレングリコール
残基が結合した形、 ここでR1をもって1繰り返し単位とし、ユニット長を求める。剛
直鎖ユニットとしてグリコール類を用いる場合には、そ
の両末端に結合するであろうテレフタル酸残基、及びさ
らにその片方の末端にエチレングリコール残基が結合し
た形、 等をもって1繰り返し単位とし、ユニット長を求める。
さらに共重合ポリエステルポリマーのユニット長を求
める場合は、以下に示す(1)式により求まるユニット
長をもってそれとする。
L=lP・(1−X)+lR・X (1) ただし L :共重合ポリエステルポリマーの平均ユニット長(オ
ングストローム) LP:エチレンテレフタレートのユニット長(オングスト
ローム) lR:剛直鎖成分のユニット長(オングストローム) X :剛直鎖成分の共重合割合(モル比) 本発明者らは共重合ポリエステルの持続長と共重合分
子種の関係を鋭意検討した結果、共重合ポリエステルの
持続長は共重合される分子種によらず、平均ユニット長
から一意的に導かれること、さらに、その関係は下記式
(2)の回帰式であらわされることを明らかにした。
q=L+1(単位はすべてオングストローム) ただしq:特続長 共重合される剛直成分の具体的例を以下に示すが、こ
れにより限定されるものでは無いことは、上述した理由
により明らかである。
剛直成分としては、ビスベンゾイルビフエニルエーテ
ル(ユニット長25.1オングストローム、以下括弧内はオ
ングストローム単位のユニット長を示す)、ビスベンゾ
イルビフェニル(24.0)、ビスベンゾイルターフェニル
(27.9)などのユニット長が19オングストローム以上と
なるようなジカルボン酸類や、ヒドロキノン(23.6)、
メチルヒドロキノン(23.6)、エチルヒドロキノン(2
3.6)、フェニルヒドロキシ(23.6)、4,4′−ジヒドロ
キシビフェニル(27.8)、4,4′−ジヒドロキシターフ
ェニル(33.4)などのグリコール類の中から選ぶ事が出
来る。また、p−ヒドロキシ安息香酸(17.3)、2,6′
−ヒドロキシナフトエ酸(19.8)などのヒドロキシカル
ボン酸も用いる事が出来る。
こうした共重合ポリエステルは、例えばアセチル化さ
れたモノマーを用いて溶融重合する等、従来のポリエス
テルの重縮合方法に準じて製造でき、製法については特
に制限はない。
本発明のポリエステルは、高強度高弾性率繊維を安価
に製造するという目的のためには、その主成分がエチレ
ンテレフタレート単位であることが重要である。そのた
めには、該ポリエステルを形成する成分の60モル%以上
がエチレンテレフタレート単位からなることが好まし
い。エチレンテレフタレート単位が60モル%未満である
と、原料コストの面で有利とはいい難い。
かかる共重合ポリエステルを溶融紡糸する。溶融紡糸
はポリエステルの主成分がエチレンテレフタレート単位
であることと同様、安価に製造するために極めて重要な
キーファクターである。
該ポリエステルは溶融され紡糸口金から吐出される。
溶融状態で押し出された糸条はクエンチ風により冷却固
化される。紡糸速度は等方性の融液が擬似液晶に転移す
るに充分な速度でなくてはならない。持続長によって差
があるが一般にはSSF(紡糸引取速度/紡糸口金からの
ポリマー噴出速度)が250以上であることが必要であ
る。等方性の融液が擬似液晶に転移するに充分な紡糸引
取速度としては通常3000m/分以上となる。ここで引取速
度が3000m/分を下廻ると持続長が15オングストローム以
上を満足していても高強度高弾性率物性が得られなくな
るので好ましくない。
捲取られた繊維は既に延伸の必要がなく、通常強度は
6g/d以上、初期弾性率は300g/d以上を示し、160℃乾熱
収縮率は0.5%以下である。これは、このまま繊維とし
て用いるにも充分な物性であるが、更に物性を改善する
目的で、繊維状で熱処理による固相重合を行ってもよ
い。熱処理は、気体中、真空中、または液体中で、繊維
の融点近傍の温度で行う事ができる。熱の供給方法とし
ては、気体、液体等の媒体を用いる方法、加熱板、赤外
線ヒータ等の輻射熱を利用する方法、高周波等による内
部加熱法、加熱ローラ、ヒータに接触させ加熱する方法
等がある。処理は目的に応じて緊張下、あるいは無緊張
下にて行われる。処理の形態はカセ状、チーズ状、ある
いはローラ間における連続処理によって行われる。かく
して得られた繊維は強度15g/d以上、弾性率300g/d以上
といった高物性を有するようになる。
(実施例) 以下実施例により、本発明を具体的に説明する。
実施例1 テレフタル酸ジメチル(DMT)と過剰量のエチレング
リコール(EG)の窒素気流下、酢酸亜鉛触媒を用い、常
温から徐々に230℃まで昇温して反応させ、ビスヒドロ
キシエチルテレフタレート(BHET)を得た。また、4,
4′−ビス(4−メトキシカルボニルベンゾイル)ジフ
ェニルエーテル(BME)と大過剰のEGを窒素気流下、酢
酸亜鉛触媒を用い、EG還流下で反応を行ってBME/EGエス
テル交換反応を行った。反応生成物は水洗後、10%塩酸
水溶液で還流洗浄した。
次に、BHETとBME/EGエステル交換物を79:21のモル比
で、三酸化アンチモン触媒下280℃で溶融後、減圧して
3時間重合反応を行い、次に示す構造を有する共重合ポ
リエステルポリマーAを得た。
この共重合ポリエステルの場合、前記式(1),
(2)を用いて持続長を見積ると、約15オングストロー
ムとなる。また、0.5g/dlフェノール/テトラクロルエ
タン(3/1)溶液の30℃での対数粘度は1.7dl/g、融点測
定装置により測定したポリマー流動開始温度は245℃で
あった。また、偏光顕微鏡により観察すると、溶融状態
で光学的異方性は示さなかった。この共重合ポリエステ
ルを紡糸温度260℃にて、紡糸口金口径0.5mm、口金孔数
24孔を有する紡糸口金より単孔当り2.5g/分で吐出させ
て引取速度4500m/分で引取った。紡出糸条は、22℃、風
速0.2m/分の整流されたクエンチ風により冷却された。
この様にして得られた紡出糸の物性値を第1表に示
す。実用上充分な強度を備え、高弾性率、低収縮率であ
る繊維を紡糸のみで得ることができた。
実施例2、比較例1〜2 ポリマーAについて、引取り速度を変化させた以外は
実施例1と同様の方法で紡出糸を作った。この場合、引
取り速度が3000m/分未満では、本発明で述べた様な擬似
液晶への転移は起こらず、低い物性のものしか得られな
かった。これらの物性値を第1表に示す。
比較例3 BHETとBME/EGをモル比90:10で共重合させたポリマー
B(見積り持続長13オングストローム)について実施例
1と同様の方法で紡出糸を作った。この繊維の物性値を
第2表に示す。
比較例4 ポリエステルとしてポリエチレンナフタレート(PE
N、見積り持続長14オングストローム)を用い、単孔吐
出量を1.0g/分、紡糸温度310℃とした以外は実施例1と
同様の方法で紡出糸を作った。この繊維の物性値を第2
表に示す。
この場合、高速紡糸により強度は向上しているが、初
期弾性率は低く、また乾熱収縮率は高く、本発明で述べ
たような擬似液晶紡糸にはなっていない。
実施例3、4 実施例1で得られた紡出糸を金属製のカセに巻き付
け、0.1mmHg減圧下、第3表に示す条件で熱処理した。
熱処理の結果、第3表に示す様に破断強度15g/d以上、
初期弾性率300g/d以上の高強度高弾性率繊維が得られ
た。
比較例5 比較例2で得られた紡出糸について、実施例3と同様
の条件で熱処理を行った。この繊維の物性値を第3表に
示す。
比較例6 比較例4で得られた紡出糸について、第3表に示す条
件で熱処理を行った。この繊維の物性値を第3表に示
す。
比較例5、6では、紡糸の段階で本発明で述べたよう
な擬似液晶紡糸が達成されていない為に、熱処理による
強度の向上はみられなかった。
(発明の効果) 本発明によれば、高強度、高弾性率ポリエステル系繊
維を製造するに際し、従来に見ない擬似液晶化紡糸を行
なう事により、高強度高弾性率ポリエステル系繊維の製
糸に関する従来技術では欠如していた実用性経済性の課
題を解決し、高強度高弾性率ポリエステル系繊維を工業
的に安定して製造する新規な方法を提供することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北河 享 滋賀県大津市堅田2丁目1番1号 東洋 紡績株式会社総合研究所内 審査官 澤村 茂実 (56)参考文献 特開 平1−139811(JP,A) 特開 昭59−94615(JP,A) 特開 平1−132823(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 6/62 301 - 308 D01F 6/84 301 - 6/86 307 D01F 6/92 301 - 309

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】60モル%以上がエチレンテレフタレート単
    位からなり、持続長が15オングストローム以上であり、
    且つ溶融時に液晶性を示さない共重合ポリエステルを30
    00m/分以上の引取速度で溶融紡糸することを特徴とする
    ポリエステル系繊維の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1271401B (it) * 1993-05-06 1997-05-28 M & G Ricerche Spa Fibre ad alto modulo da resine poliestere
AU2003272123A1 (en) * 2003-08-22 2005-03-10 Hyosung Corporation High tenacity polyethylene-2,6-naphthalate fibers

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5143089B2 (ja) * 1972-11-14 1976-11-19
PH15509A (en) * 1974-05-10 1983-02-03 Du Pont Improvements in an relating to synthetic polyesters
US4195051A (en) * 1976-06-11 1980-03-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing new polyester filaments
DE2814104A1 (de) * 1978-04-01 1979-10-11 Bayer Ag Polyester-filamente
JPS5947423A (ja) * 1982-09-10 1984-03-17 Teijin Ltd ポリエステル繊維の製造方法
JPS60219224A (ja) * 1984-04-16 1985-11-01 Teijin Ltd ポリエステルの製造方法
DE3803663A1 (de) * 1988-02-06 1989-08-17 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von filamenten, fasern, folien oder anderen formkoerpern aus nichtsteifen, thermotropen polymeren

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