JP4108873B2 - ポリエステル繊維 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、延伸時の糸切れを低減させることができ、その結果、生産性を向上できる酸化チタン（艶消剤）を含まないポリエステル繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル繊維は、機械的特性をはじめ、耐候性、寸法安定性など優れた特性を有しており、衣料用途や産業資材用途などの様々な用途で広く使用されている。このようなポリエステル繊維を製造するうえで、紡糸または延伸時に発生する糸切れは、生産性を著しく低下させ、製糸コストをあげる大きな要因となっている。
また、ポリエステル繊維は、主に衣料用として用いられるが、ポリエステル繊維は基本的に艶があるために、０．０５〜５重量％程度の艶消剤（ダル剤）を添加するのが一般的である。艶消剤としては、一般的に酸化チタンが用いられており、現在、世界中で製造されるポリエステル繊維のほとんどは酸化チタンを添加したものである。一方で、ポリエステル本来の艶を生かした布帛に対する用途に対しては、当然のことながら艶消剤である酸化チタンを添加しないポリエステル繊維を用いることになる。しかしながら、酸化チタンは、艶消効果のみならず、ポリエステルの延伸性向上にも寄与しており、酸化チタンを添加しないポリエステルを溶融紡糸すると、その延伸性が低下するため、延伸時の糸切れ・ラップが多発する。したがって、従来、艶消剤（酸化チタン）を含まないポリエステル繊維の製糸を実施する際には、延伸速度を下げる、または延伸倍率を下げるなどの対策を実施することが必要である。しかしながら、これらの対策は、すべて生産性の低下につながるため、艶消剤を添加せず、生産性を悪化させないポリエステル繊維が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題を解消し、酸化チタンを含まないポリエステルであっても、延伸速度や延伸倍率を低下させることなく、延伸時の断糸やラップの発生が少なく安定して製糸することができ、生産性の高いポリエステル繊維を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し構造単位とするポリエステルであって、テレフタル酸成分を基準として、イソフタル酸および／または１，４−シクロヘキサンジメタノールが０．１〜５．０モル％共重合されており、かつ酸化チタンを含まないポリエステル１００重量部に対し、硫酸バリウム、硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを０．００１〜０．２重量部添加したポリエステル組成物を溶融紡糸して得られる酸化チタン非含有ポリエステル繊維によって、上記課題が達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明では、酸化チタンを含まないポリエチレンテレフタレートに、以下に述べる特定の炭酸や硫酸のアルカリ土類金属塩を所定量添加し、かつ、上記ポリエチレンテレフタレートに少量のテレフタル酸以外のジカルボン酸成分もしくはエチレングリコール以外のグリコール成分のうち特定の成分を共重合させることによって、酸化チタンを含まない繊維の延伸性を有意に向上させる。

【０００６】
本発明のポリエステルにおいては、テレフタル酸成分を基準として、０．１〜５．０モル％の範囲内で、イソフタル酸および／または１，４−シクロヘキサンジメタノールが共重合されていることが必要である。
【０００７】
これらの成分は、テレフタル酸成分を基準として、０．１〜５．０モル％の範囲内で共重合される必要があり、１．０〜３．０モル％の範囲内で共重合されていることが好ましい。共重合量が０．１モル％未満では、本発明の延伸時の断糸やラップを抑制する効果は不十分である。一方、５．０モル％を超えると、延伸性は向上するものの、糸の強度などの物性が低下するために好ましくない。
【０００８】
本発明で用いられるポリエステル組成物には、特定の硫酸のアルカリ土類金属塩および／または炭酸のアルカリ土類金属塩が、上記ポリエステル１００重量部に対して０．００１〜０．２重量部、好ましくは０．０１〜０．１重量部の範囲で含有されていることが必要である。添加量が０．００１重量部未満では、延伸時の断糸やラップ抑制効果が不十分である。一方、０．２重量部を超えると、これらのアルカリ土類金属塩が逆に異物になって断糸やラップを増加させてしまうため好ましくない。ここで、上記硫酸のアルカリ土類金属塩としては、硫酸バリウム、硫酸カルシウムが用いられ、上記炭酸のアルカリ土類金属塩としては、炭酸カルシウムが用いられる。
【０００９】
本発明に用いられるポリエステルの製造は、通常行われている任意の方法で行われる。例えば、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ごと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、また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および／またはその低重合体を生成させる。次いで、この反応生成物を重合触媒の存在下で減圧加熱して所定の重合度になるまで重縮合反応させることによって製造される。
【００１０】
本発明に用いられるポリエステルは、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し構造単位とするポリエステルであって、テレフタル酸成分およびエチレングリコール成分以外に、イソフタル酸もしくは１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合して得られる。この共重合成分の導入は、任意の段階で実施することができるが、例えばポリエステル製造工程の、エステル化もしくはエステル交換反応前の段階、またはエステル化もしくはエステル交換反応前の段階などで実施することができる。
【００１１】
本発明において、上記アルカリ土類金属塩のポリエステルへの添加は、任意の段階で実施することができるが、例えばポリエステル製造工程の、エステル化もしくはエステル交換反応開始前の段階、またはエステル化もしくはエステル交換反応終了前の段階、あるいは紡糸段階で添加することができる。紡糸段階で添加する方法としては、例えば、アルカリ土類金属塩をポリエステルチップに粉体のまま添加するか、これらを添加したポリエステルマスターチップを作っておきこれをポリエステルチップと混合して溶融押出機に投入することができる。
【００１２】
本発明のポリエステル組成物を溶融紡糸して繊維を製造する場合には、任意の製糸条件を何等の支障なく採用することができる。例えば、５００〜２，５００ｍ／分の速度で溶融紡糸し、延伸・熱処理する方法、１，５００〜５，０００ｍ／分の速度で溶融紡糸し、延伸と仮撚加工とを同時にまたは続いて行なう方法、５，０００ｍ／分以上の高速で溶融紡糸し、用途によっては延伸を省略する方法などの任意の製糸条件を採用することができる。５，０００ｍ／分以上紡糸速度では、延伸工程そのものは存在しないが、紡糸時の糸切れに対して効果が見られる。
以上の方法により得られる糸は、艶消剤である酸化チタンを含有せずポリエステル本来の艶を有するため、各種衣料用途をはじめ産業資材用途としても好適に用いることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中、部および％は特に断らない限り重量基準であり、各物性値および測定値は次のようにして測定した。
固有粘度
引き取られた糸を、オルトクロロフェノールを溶媒とし、オストワルド粘度計を用いて３５℃で測定した。単位はｄｌ／ｇである。
糸の強度および伸度
（株）島津製作所製引張試験機「オートグラフＡＧ−１００Ｅ」を使用し、２５℃、試長２５ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分で測定した。
【００１４】
延伸時の破断（最大）延伸倍率、断糸発生率とラップ発生率
２８５℃、巻取速度１，４００ｍで得られる２２５デニール／３６フィラメントの未延伸糸を８５℃に加熱したのち、１８０℃で熱固定する延伸工程において、糸が破断する延伸倍率を求め、最大延伸倍率とした。また３日間連続して紡糸および延伸を行い、延伸断糸発生率およびラップの発生率を測定した。
【００１５】
実施例１
テレフタル酸ジメチル１９０部、エチレングリコール１２４部、イソフタル酸ジメチル３．９部、炭酸カルシウム０．０１６部および酢酸マンガン４水塩０．０６部を精留塔付き反応槽に入れ、常法に従ってエステル交換反応を行い、理論量のメタノールを留出させた。次いで、反応生成物を精留塔付き重縮合用フラスコに入れ、安定剤としてトリメチルホスフェート０．０４部、重縮合触媒として３酸化アンチモン０．０７９部を加え、温度２８５℃、常圧で３０分、さらに３０ｍｍＨｇの減圧下で１５分反応を進行させたのち、系内を徐々に減圧し、攪拌下１１０分間反応させた。最終温度は２８５℃、最終内圧は０．３７ｍｍＨｇであった。得られたエチレンテレフタレート系コポリエステルを、常法に従ってチップに成形した。
上記のチップを２８５℃で溶融し、２８５℃に保持された紡糸パック中に導入し、紡糸口金から吐出し、該吐出糸条を、１，４００ｍ／分の紡糸速度で引き取って、２２５デニール／３６フィラメントの未延伸糸を得た。この未延伸糸を８５℃の加熱ローラーに４３０ｍ／分で供給し、加熱後、３倍に延伸し、１８０℃のヒーター上で熱固定し、７５デニール／３６フィラメントの延伸糸を得た。得られた糸の固有粘度、強度、伸度、延伸時の最大延伸倍率、断糸発生率、およびラップ発生率を表１に示す。
【００１６】
実施例２〜１０、比較例１〜７
共重合成分の種類およびその共重合量、アルカリ土類金属塩の種類およびその添加量を表１のように変更した以外は、実施例１と同様にしてポリエステル組成物を製造し、製糸を行った。得られた結果を表１に示す。
【００１７】
実施例１１
テレフタル酸１６３部、エチレングリコール７５部、イソフタル酸３．３部、炭酸カルシウム０．０１３部を、常法に従いエステル交換反応した。次いで、反応生成物を精留塔付き重縮合用フラスコに入れ、安定剤としてトリメチルホスフェート０．０４部、重縮合触媒として３酸化アンチモン０．０６８部を加え、温度２８５℃、常圧で３０分、さらに３０ｍｍＨｇの減圧下で１５分反応を進行させたのち、系内を徐々に減圧し、攪拌下１１０分間反応させた。最終温度は２８５℃、最終内圧は０．３７ｍｍＨｇであった。得られたエチレンテレフタレート系コポリエステルを、常法に従ってチップに成形した。
さらに、上記のチップを実施例１と同様の方法により溶融紡糸した。得られた結果を表１に示す。
【００１８】
実施例１２
テレフタル酸ジメチル１５５部、エチレングリコール１２４部、イソフタル酸ジメチル３９部、炭酸カルシウム０．１６部および酢酸マンガン４水塩０．０６部を精留塔付き反応槽に入れ、常法に従ってエステル交換反応を行い、理論量のメタノールを留出させた。次いで、反応生成物を精留塔付き重縮合用フラスコに入れ、安定剤としてトリメチルホスフェート０．０４部、重縮合触媒として三酸化アンチモン０．０７９部を加え、温度２８５℃、常圧で３０分、さらに３０ｍｍＨｇの減圧下で１５分反応を進行させた後、系内を徐々に減圧し、攪拌下１１０分間反応させた。最終温度は２８５℃、最終内圧は０．３７ｍｍＨｇであった。得られたエチレンテレフタレート系コポリエステルは、常法に従ってマスターチップに成形した。得られたこのマスターチップ用のポリエステルの固有粘度は、０．６６０であった。これを炭酸カルシウムのマスターチップとする。
上記のマスターチップ１０部と、固有粘度が０．６４０のポリエチレンテレフタレートのチップ９０部とを混合し、実施例１と同様の方法により溶融紡糸した。得られた結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
【発明の効果】
本発明のポリエステル繊維は、酸化チタン（艶消剤）を含まないポリエステル組成物を溶融紡糸する際、延伸時の糸切れやラップが低減されるため、安定して製糸することができ、生産性を著しく向上することができる。また、本発明により得られるポリエステル延伸糸は、ポリエステル繊維本来の艶を有するため、タイツ、水着、靴下などのストレッチ素材、インナー、スポーツウエアー、裏地、スラックス、ブルゾンなどの衣料用途、ブラシ、キャンパス、リボン、テープ、ベルトなどの資材用途に好適に用いることができる。

Claims (1)

1. エチレンテレフタレートを主たる繰り返し構造単位とするポリエステルであって、テレフタル酸成分を基準として、イソフタル酸および／または１，４−シクロヘキサンジメタノールが０．１〜５．０モル％共重合されており、かつ酸化チタンを含まないポリエステル１００重量部に対し、硫酸バリウム、硫酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを０．００１〜０．２重量部添加したポリエステル組成物を溶融紡糸して得られる酸化チタンを含まないポリエステル繊維。