JP4180750B2 - 分割型ポリエステル複合繊維 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方の成分が他方の成分により複数個に分割された繊維横断面形状を有する分割型ポリエステル複合繊維に関する。さらに詳しくは、本発明は、アルカリ水溶液で処理することによって容易、且つ効率的に極細繊度のポリエステル繊維を提供することのできる、分割型ポリエステル複合繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルカリ易溶解性成分が、アルカリ難溶解性成分（もしくはアルカリ非溶解性成分）を複数個に分割するように配置された分割型複合繊維は、アルカリ易溶解性成分を除去することによって、極細繊維糸条が得られること、及び該複合繊維を布帛となした後にアルカリ処理すると絹様風合を呈する布帛を得られること等が広く知られている（特開昭５４−１３８６２号公報、特公昭４７−４７５３２号公報、特開平５−９８１１号公報等）。
【０００３】
また、このような方法によって得られる極細ポリエステル繊維は、高融点、高強度、高ヤング率、良好な電気的特性、耐薬品性などの優れた特性を有していることから、絹様織編物、スポーツ衣料、フィルター、その他各種衣料用、工業用分野への展開が期待されている。
【０００４】
このような分割型複合繊維を製造するに際し、例えば１００℃近辺の苛酷な条件下でアルカリ減量処理を行うと、アルカリ難溶解性成分までがアルカリ減量処理の影響を受けて、得られる繊維の太さが不均一となったり、物性が劣化したりすると共に、安全性、コストの面でも問題が起こる。
【０００５】
従って、より温和な条件（例えば５０℃前後）下におけるアルカリ減量処理にてアルカリ易溶解性成分を分解除去可能とするために、アルカリ易溶解性成分とアルカリ難溶解性成分（もしくはアルカリ非溶解性成分）との溶解速度差が十分に大きいこと、アルカリ易溶解性成分を溶解除去する際にアルカリ難溶解性成分（もしくはアルカリ非溶解性成分）が均一に分離されていること（該処理時に、アルカリ難溶解性成分同士が密着しないこと。）等を満足することが好ましいが、これらの特性を全て満足し得るポリエステル複合繊維は、未だ提案されていないのが実状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術が有していた問題点を鑑みなされたもので、その目的は、操業生産の安定性に優れ、且つ容易に単繊維繊度が０．３ｄｔｅｘ以下の極細繊維を得ることができる新規な分割型ポリエステル複合繊維を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記従来技術に鑑み、鋭意検討を行った結果、分割型複合繊維の一部に、ポリオキシアルキレングリコールを含む、スルホイソフタル酸金属塩基を共重合したポリエステルに、特定量のカルボン酸アルカリ金属塩とヒンダードフェノール化合物とを添加した、共重合ポリエステル組成物を配することによって、熱安定性が向上し、紡糸時の断糸が減少して工程安定性が向上すると共に、アルカリ減量処理における十分なアルカリ減量速度を得ることができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の目的は、
成分Ａおよび成分Ｂからなり、該成分Ｂが、該成分Ａにより複数個に分割された繊維断面形状を有する分割型ポリエステル複合繊維において、該成分Ｂとしてトリメ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ポリエステルを配し、該成分Ａとして、スルホイソフタル酸金属塩基を、ポリエステルを構成する全酸成分（スルホイソフタル酸金属塩基を含む。）を基準として２〜４モル％共重合した共重合ポリエステルに、さらに該成分Ａを基準として数平均分子量が１００００〜５００００のポリオキシアルキレングリコールを２〜４重量％、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％、カルボン酸アルカリ金属塩を共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準として１００〜４００ミリモル％含有する、共重合ポリエステル組成物を配してなることを特徴とする、分割型ポリエステル複合繊維により達成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の複合繊維は、成分Ａ及び成分Ｂからなり、該成分Ｂが、該成分Ａにより複数個に分割された繊維断面形状を有する。ここで、該成分Ａは、スルホイソフタル酸金属塩基を２〜４モル％共重合した共重合ポリエステルに、さらに該成分Ａを基準として数平均分子量１００００〜５００００のポリオキシアルキレングリコールを２〜４重量％、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％、カルボン酸アルカリ金属塩を共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準として１００〜４００ミリモル％含有する共重合ポリエステル組成物である。
【００１０】
ここで、スルホイソフタル酸金属塩基としては、５−リチウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−カリウムスルホイソフタル酸等を挙げることができ、これらのスルホイソフタル酸金属塩は、共重合ポリエステルを構成する全酸成分（スルホイソフタル酸金属塩基を含む。）を基準として１〜５モル％、より好ましくは２〜４％共重合されていることが必要である。１モル％未満の場合は、十分なアルカリ減量性が得られず、５モル％より多い場合は、溶融粘度が上昇して、高重合度のポリマーが得られず、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪化する傾向があるので不適当である。
【００１１】
また、この成分Ａとして用いる共重合ポリエステル組成物は、数平均分子量が６０００〜６００００、好ましくは１００００〜５００００のポリオキシアルキレングリコールを１〜２０重量％、好ましくは２〜４重量％含有していることが必要である。該ポリオキシアルキレングリコールの数平均分子量が６０００未満では、十分なアルカリ減量速度が得られない。
【００１２】
また、該ポリオキシアルキレングリコールの含有量が１重量％未満の場合は、十分なアルカリ減量速度が得られず、該ポリオキシアルキレングリコールの含有量が２０重量％より多い場合は、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪化する傾向があるので不適当である。
【００１３】
さらに、成分Ａとして用いる共重合ポリエステル組成物は、カルボン酸金属塩を、上記共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準として２０〜５００ミリモル％、好ましくは１００〜４００ミリモル％含有していることが必要である。該カルボン酸金属塩の含有量が２０ミリモル％未満の場合は、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）含有量が増加して、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、一方５００ミリモル％を越えた場合も、熱安定性が悪化して、紡糸時の断糸が増加し、紡糸調子が悪くなる。該カルボン酸金属塩としては、例えば、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなどを挙げることができる。
【００１４】
さらに加えて、成分Ａとして用いる共重合ポリエステル組成物は、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％、好ましくは０．１〜２重量％含有していることが必要である。該ヒンダードフェノール化合物の含有量が０．０２重量％未満の場合は、熱安定性が悪く、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、一方、３重量％を越えた場合も、紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪化する。
【００１５】
本発明において、成分Ａとして用いる共重合ポリエステル組成物は、任意の方法により製造することができ、例えば、スルホイソフタル酸金属塩基を共重合したポリエステルの合成反応が完了する以前の任意の段階で、前記ポリオキシアルキレングリコール、カルボン酸金属塩、ヒンダードフェノール化合物を添加する方法、または、予め合成したポリエステルと前記ポリオキシアルキレングリコール、カルボン酸金属塩、ヒンダードフェノール化合物とを、エクストルーダーを使用して溶融混練する方法などにより製造することができる。
【００１６】
なお、本発明の目的を損わない範囲内であれば該共重合ポリエステルに、さらに、エチレングリコール、テトラメチレングリコール等の低分子量グリコールを少量共重合してもよい。
【００１７】
なお、成分Ａに用いられるポリエステルは、溶融紡糸時の製糸性が良好、あるいは複合繊維の取扱い性が良好といった点から、以下に説明する成分Ｂに用いられるポリエステルと同じポリトリメチレンテレフタレートとするか、またはポリエチレンテレフタレートとすることが好ましい。
【００１８】
本発明において、成分Ｂに用いられるポリエステルは、トリメ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ポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルであって、本発明の目的が達せられる限り、テレフタル酸成分の一部を他の二官能性カルボン酸成分で置換したポリエステルであってもよく、トリメチレングリコール成分の一部を他のジオール成分で置換したポリエステルであってもよく、さらに両成分が置換されていても構わない。ここで「主たる」とは該成分が全成分を基準として８０％以上を占めていることをいう。
【００１９】
なお、テレフタル酸成分以外の他の二官能性カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、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のような芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸成分を挙げることができる。また、トリメチレングリコール成分以外の他のジオール化合物としては、例えばエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳのような芳香族、脂肪族、脂環族のジオール成分を挙げることができる。
【００２０】
本発明においては、Ａ成分とＢ成分とのアルカリ減量速度差によって、アルカリ難溶解性成分からなる分割繊維を得るものであり、その溶解度差は大きい程好ましく、Ａ成分のアルカリ減量速度はＢ成分の１０倍以上、さらに２０倍以上であることが好ましいが、該Ｂ成分を構成するポリエステルをポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルとすることにより上記の減量速度比を達成することができる。
【００２１】
上記した成分Ａと成分Ｂとの複合形状及び夫々の成分の断面形状は、成分Ａにより成分Ｂが複数個に分割された形状を示すものであれば任意であり、そのいくつかの例を図１（ａ）〜（ｉ）に示す。
【００２２】
図１において、Ａは共重合ポリエステル組成物（成分Ａ）であり、Ｂはポリエステル（成分Ｂ）である。（ａ）〜（ｃ）は、成分Ｂが成分Ａにより１６に分割されている分割型複合繊維である。（ｄ）は、成分Ａを海、成分Ｂを島とした海島型の分割型複合繊維であり、成分Ｂが成分Ａにより２６に分割されている。（ｅ）、（ｆ）は、偏平断面形状の分割型複合繊維であり、（ｇ）〜（ｉ）は、それぞれ（ａ）〜（ｃ）の外周部を成分Ａで被覆したものである。
【００２３】
上記分割型複合繊維は、布帛になした後アルカリ処理することによって、極細繊維となすことができるとともに繊維間に空間を持たせることができるので、嵩高でソフトな風合を呈する布帛を得るのに適している。
【００２４】
成分Ａと成分Ｂとの分割型ポリエステル複合繊維における複合比率は、アルカリ処理による分割の容易性と複合繊維の繊維物性とを両立させるという観点から、（成分Ａ：成分Ｂ）は重量比で（８０：２０）〜（２：９８）の範囲とすることが好ましく、（６０：４０）〜（５：９５）の範囲とすることがさらに好ましい。
【００２５】
また、本発明の分割型ポリエステル複合繊維は、成分Ｂからなる構成単位を０．３ｄｔｅｘ以下とし、且つ該構成単位の数を１６以上、特に２４以上とする時、得られる効果が顕著となり好ましい。
【００２６】
なお、本発明で成分Ｂとして使用するポリエステル及び成分Ａとして用いる共重合ポリエステル組成物は、溶融紡糸時の断糸を減少させ、工程安定性をさらに向上させるために、共に固有粘度（３５℃のオルソクロロフェノール中で測定）を０．４５以上とすることが好ましい。
【００２７】
なお、これらポリエステルおよび共重合ポリエステル組成物には、本発明の目的を達成する限りにおいて、二酸化チタンなどの艶消剤、着色防止剤、酸化防止剤、アニオン系、カチオン系、非イオン系等の界面活性剤、帯電防止剤、易染化剤、無機微粒子、着色剤、難燃剤等をさらに含んでいてもよい。
【００２８】
以上に説明した本発明の分割型ポリエステル複合繊維を製造するには、従来公知の複合紡糸口金及び複合紡糸装置を用い、任意の製糸条件を何らの支障なく採用することができる。例えば５００〜２５００ｍ／分の速度で溶融紡糸し、延伸、熱処理する方法、１５００〜５０００ｍ／分の速度で溶融紡糸し、延伸と仮撚加工とを同時に又は続いて行う方法、５０００ｍ／分以上の高速で溶融紡糸し、用途によっては延伸工程を省略する方法、などにおいて任意の製糸条件を採用することができる。また得られた繊維又はこの繊維から製造された織編物を１００℃以上の温度で熱処理して構造の安定性を向上させても良いし、さらに必要に応じて弛緩熱処理などを併用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の成分Ａ中に配合されているポリエーテルエステル、ポリオキシアルキレングリコールの内少なくとも１種の成分は共重合ポリエステル組成物中に溶解しているのではなく分散状態で存在し、複合繊維となした時に繊維軸方向に筋状に分散するので、アルカリ減量速度増加効果が得られる。
【００３０】
したがって、このような特徴を有する本発明によれば、成分Ａ中に存在させる第３成分の量を少なくしても良好なアルカリ減量速度を維持することができ、製糸時の工程安定性を損うことなく、極細繊度のポリトリメチレンテレフタレート繊維を温和な条件下で容易に得ることができるといった、極めて顕著な効果を奏するものであり、その工業的意義は極めて大である。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれにより何等限定を受けるものでは無い。
【００３２】
［実施例１］
テレフタル酸ジメチル１００部、５―ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル３．３７部、エチレングリコール６２部、酢酸カルシウム０．０６部、酢酸ナトリウム０．１１部をエステル交換反応器に仕込み、３時間かけて１４０℃から２２０℃まで昇温して、生成するメタノールを系外に留去しながらエステル交換反応させた。２２０℃で２０分間撹拌した後、安定剤として正リン酸０．０６部を添加し、同時に過剰エチレングリコールの昇温追い出しを開始した。１０分後、重合触媒として三酸化アンチモン０．０４部を添加した。内温が２４０℃に到達した時点でエチレングリコールの追い出しを終了し、反応生成物を重合反応器に移した。次いで昇温し、内温を２６０℃に到達させた後、１時間かけて１．０１×１０⁵Ｐａから１．３３×１０²Ｐａまで減圧し、同時に１時間かけて内温を２８０℃まで昇温した。ここで、数平均分子量２００００のポリオキシエチレングリコール２部、ヒンダードフェノール化合物（住友化学工業株式会社製、スミライザーＧＡ―８０）０．２０部を添加し、さらに３０分重合した時点で重合反応を打ち切り、常法に従ってチップ化した。
【００３３】
得られた共重合ポリエステル組成物は、５―ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量が２．２モル％、ポリオキシエチレングリコール（数平均分子量２００００）の含有量が２重量％、酢酸ナトリウムの含有量が変性ポリエステルの全酸成分を基準として１６０ミリモル％、ヒンダードフェノール化合物の含有量が０．２重量％、固有粘度が０．５０であった。
【００３４】
このようにして得た共重合ポリエステル組成物を成分Ａとして用い、一方、成分Ｂのポリエステルとして、固有粘度が０．６４のポリトリメチレンテレフタレートを用いて、常法に従って複合紡糸、延伸して、図１の（ｄ）に示すような、海島型複合繊維（但し、複合比５０／５０、８３．２５ｄｔｅｘ（７５デニール）／２０フィラメント）を得た。紡糸時の断糸はほとんど発生せず、紡糸調子は良好であり、工程安定性も良好であった。
【００３５】
次いで、得られた複合繊維を平織物とし、温度１００℃の水酸化ナトリウム水溶液（濃度３５ｇ／リットル）中で、アルカリ減量処理を行った。成分Ｂの分割に必要なアルカリ減量率は、５３％であり、成分Ｂ（ポリエチレンテレフタレート）をあまり加水分解させることなく（すなわち減量率が低い段階で）、極細繊維に分割できた。
【００３６】
［比較例１］
実施例１において、５―ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量を２．２モル％から変えて、０．７重量％としたこと以外は同様の操作を行った。成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率は７０％であった。
【００３７】
［比較例２］
実施例１において、５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量を２．２モル％から変えて、６重量％としたこと以外は同様の操作を行ったが、複合繊維の紡糸時に断糸が発生して、工程安定性が悪化した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分割型ポリエステル複合繊維の例を示す拡大横断面図である。
【符号の説明】
Ａ 成分Ａ
Ｂ 成分Ｂ

Claims (6)

1. 成分Ａおよび成分Ｂからなり、該成分Ｂが、該成分Ａにより複数個に分割された繊維断面形状を有する分割型ポリエステル複合繊維において、該成分Ｂとしてトリメ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ポリエステルを配し、該成分Ａとして、スルホイソフタル酸金属塩基を、ポリエステルを構成する全酸成分（スルホイソフタル酸金属塩基を含む。）を基準として２〜４モル％共重合した共重合ポリエステルに、さらに該成分Ａを基準として数平均分子量が１００００〜５００００のポリオキシアルキレングリコールを２〜４重量％、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％、カルボン酸アルカリ金属塩を共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準として１００〜４００ミリモル％含有する、共重合ポリエステル組成物を配してなることを特徴とする、分割型ポリエステル複合繊維。
2. 成分Ａの共重合ポリエステルが、共重合ポリエチレンテレフタレートである、請求項１記載の複合繊維。
3. 成分Ａの共重合ポリエステルが、共重合ポリトリメチレンテレフタレートである、請求項１記載の複合繊維。
4. ポリエステルの固有粘度と共重合ポリエステル組成物の固有粘度とが、共に０．４５以上である、請求項１記載の複合繊維。
5. 成分Ａと成分Ｂの複合比率が重量比率で８０：２０〜２：９８である請求項１〜４のいずれか１項記載の複合繊維。
6. 成分Ｂからなる構成単位の数が１６個以上である請求項１〜５のいずれか１項記載の複合繊維。

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