JPH0135926B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリエステル繊維の紡糸方法、更に詳
しくはポリエステルを2000ｍ／分以上の引取速度
で溶融紡糸する方法に関するものである。

ポリエチレンテレフタレートで代表されるポリ
エステルは、多くの優れた特性を有しているた
め、種々の用途、特に繊維に広く利用されてい
る。ポリエステル繊維は、通常溶融紡糸、延伸、
熱セツトすることにより使用に供されている。近
年、製糸技術の進歩により、溶融紡糸時の引取速
度は、従来の1000〜1500ｍ／分から2000ｍ／分以
上、更には2500〜4000ｍ／分に迄大幅に上昇させ
ることが可能になつた。特に、引取速度を2500〜
4000ｍ／分にして得た中間配向未延伸糸は、通常
そのまま延伸仮撚捲縮加工に供されており、近年
この用途はめざましく進展しつつあり、製糸技術
の主流をなしつつある。

一方、引取速度を更に4000ｍ／分以上にする超
高速紡糸も試みられている。しかしながら、かか
る超高速紡糸では、紡糸時の糸切れが多発するよ
うになり、その上製品糸の強度が低下する欠点も
ある。この欠点を解消するため、紡糸条件例えば
紡糸温度、冷却風量、冷却風温度等の適正化、更
には紡糸筒や紡糸口金ノズル等の構造の改良を試
みたが、これらの方策では限度があり、大巾な改
善は期待できない。

本発明者は、上記欠点の原因について検討し、
ポリエステルはポリエチレンやポリアミド等に比
して結晶化し難い性質を有しているが、溶融紡糸
時の引取速度が2000ｍ／分以上になると、分子配
向を生じ、これに併つて結晶化が生じること、こ
の傾向は特に4000ｍ／分以上になると著しくな
り、紡出糸の配向が充分に進行していないにも拘
らず結晶化が大きく進行し、このため上記欠点が
生じることを究明した。この事実より、高速紡糸
時において高配向で且つ低結晶化になるポリエス
テルについて、その結晶化挙動の面より更に検討
した結果、ポリエステルの重合触媒として使用さ
れているアンチモン化合物がポリエステルの核剤
として作用すること、更に驚くべきことに、この
アンチモン化合物は充分ではないが、高速紡糸に
おける分子配向時の結晶化を抑制する作用がある
ことを知つた。

更に、この分子配向時の結晶化を抑制せしめる
べく各種添加剤について検討した結果、 アジピン酸と１，３−ブチレングリコールとの
重合体を添加共重合することにより著しい効果が
認められることを見い出した。本発明は、これら
の知見にもとづいて更に検討を重ねた結果完成し
たものである。

即ち、本発明はポリエステルを2000ｍ／分以上
の引取速度で溶融紡糸するに当り、ポリエステル
としてエチレンテレフタレートを主たる構成単位
とし且つその重縮合反応が完結する以前の任意の
段階で該ポリエステルを構成する酸成分に対して
0.01〜2.0重量％の下記(1)式 OH〔−OC−（CH₂）_x−COO−（CH₂）_y−Ｏ−〕_oＨ
……(1) Ｘ＝０〜10 Ｙ＝２〜10 ｎ＝２〜100 で示される脂肪族ポリエステルを添加共重合して
得られるポリエステルを使用することを特徴とす
るポリエステル繊維の紡糸方法である。

本発明で言うポリエステルとは、テレフタル酸
成分とエチレングリコール成分とからなるポリエ
チレンテレフタレートを主たる対象とするが、テ
レフタル酸成分の一部（通常20モル％以下）を他
の二官能性カルボン酸成分で置換えたポリエステ
ルであつても、またエチレングリコール成分の一
部（通常20モル％以下）を他のジオール成分で置
換えたポリエステルであつてもよい。更に、各種
添加剤、例えば易染剤、難燃剤、制電剤、親水
剤、着色剤等を必要に応じて共重合又は混合した
ポリエステルであつてもよい。

かかるポリエステルは、通常テレフタル酸とエ
チレングリコールとをエステル化反応せしめる
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
エステル交換反応せしめるか又はテレフタル酸と
エチレンオキサイドとを反応せしめるかしてテレ
フタル酸のグリコールエステル及び／又はその低
重合体を生成せしめ、次いでこの生成物を減圧下
加熱して所定の重合度になるまで重縮合反応せし
めることによつて製造される。

本発明にあたつては、上記ポリエステルの製造
反応が完結する以前に下記(1)式に示す脂肪族ポリ
エステル HO〔−OC−（CH₂）_X−COO−（CH₂）_Y−Ｏ−〕_oＨ
…(1) Ｘ＝０〜10 Ｙ＝２〜10 ｎ＝２〜100 を添加共重合して得られるポリエステルを溶融紡
糸する。上記脂肪族ポリエステルは、脂肪族ジカ
ルボン酸とジオールのエステル化反応及び重縮合
反応によつて容易に得られる。代表的な脂肪族ジ
カルボン酸としてはＸ＝０のシユウ酸、Ｘ＝１の
マロン酸、Ｘ＝２のコハク酸、Ｘ＝３のグルタル
酸、Ｘ＝４のアジピン酸、Ｘ＝５のピメリン酸、
Ｘ＝６のスベリン酸、Ｘ＝７のアゼライン酸、Ｘ
＝８のセバシン酸等があげられ、代表的なジオー
ルとしてはＹ＝２のエチレングリコール、Ｙ＝３
のプロピレングリコール、Ｙ＝４のブチレングリ
コール等があげられる。かかる脂肪族ポリエステ
ルの使用量は、あまりに少ないと配向結晶化抑制
効果が得られず、逆にあまりに多くすると得られ
るポリエステルの軟化点が低下したり、黄色味が
増すため、ポリエステルの原料として使用する二
官能性カルボン酸に対して0.01〜2.0重量％、好
ましくは0.05〜1.0重量％の範囲を適宜選択すれ
ばよい。また、その添加時期は、ポリエステルの
製造反応が完結する迄の任意の時点でよく、ポリ
エステルの製造に使用する他の添加剤、例えば触
媒、安定剤と同時に添加してもよい。また、添加
に際しては、そのまま添加しても、グリコールの
如き適当な溶剤に分散又は溶解して添加してもよ
い。

本発明の方法によつて製造されたポリエステル
を用いて引取速度2000ｍ／分以上で溶融紡糸を行
なつた場合、特に4000ｍ／分以上の高速紡糸域で
配向結晶化が抑制されるため、紡糸時の糸切れが
大幅に減少する他、糸の強度も大きくなる傾向が
認められる。なお、紡糸条件としてはポリエステ
ルの溶融紡糸条件を任意に採用することができ
る。

次に実施例をあげて本発明を更に詳述する。実
施例中の部は重量部であり、〔η〕はオルソクロ
ルフエノール溶媒中30℃で測定した値より求めた
極度粘度である。重合体の色調を表わすＬ値及び
ｂ値はハンター型色差計を用いて測定した値であ
り、Ｌ値が大きい程白度が向上していることを示
し、ｂ値が大きい程黄色味の強いことを示してい
る。また、紡糸中の糸切れは、100本（2.5Kg捲）
捲上げ際の糸切れ発生本数で示した。

実施例 テレフタル酸ジメチル970部、エチレングリコ
ール640部及びエステル交換触媒として酢酸マン
ガン0.31部（25ミリモル％対テレフタル酸ジメチ
ル）を撹拌後、精留塔及びメタノール留出コンデ
ンサーを設けた反応器に仕込み、140℃から230℃
に加熱し、反応の結果生成するメタノールを系外
に留出させながらエステル交換反応させた。反応
開始後３時間で内温は230℃に達し、320部のメタ
ノールが留出した。ここで安定剤としてトリメチ
ルフオスフエート0.18部（25ミリモル％対テレフ
タル酸ジメチル）を加え、10分間反応させた後重
縮合触媒として三酸化アンチモン0.44部（30ミリ
モル％対テレフタル酸ジメチル）及び艶消剤とし
て二酸化チタン2.91部を加え、更に、アジピン酸
−ブチレングリコール系ポリエステル（重合度＝
10）9.7部（1.0重量％対ラレフタル酸ジメチル）
を加え、20分間反応させてエステル交換反応を終
了した。次いで得られた反応生成物を撹拌機及び
グリコールコンデンサーを設けた重縮合反応器に
移し、230℃から285℃に徐々に昇温すると共に常
圧から１mmHgの高真空に圧力を下げながら重縮
合反応させた。重縮合反応時間３時間30分で
〔η〕0.64、軟化点260.8℃、色相Ｌ値71.5、ｂ値
7.8のポリマーを得た。

このポリマーを紡糸温度290℃、吐出量38ｇ／
分、冷却風線速度15ｍ／分（26℃、相対温度70
％）、引取速度3000ｍ／分で115デニール／36フイ
ラメントの中間配向糸を捲取つた。この中間配向
糸は△ｎ（複屈折率）0.055、熱水収縮率（60℃の
温水中で30分間処理後の収縮率）61％、強度2.8
ｇ／デニール、伸度132％であり、紡糸中の糸切
れは０本であつた。

次いで、この中間配向糸をウレタンデイスク使
用の高速仮撚機で延伸倍率1.53倍、ヒーター温度
220℃、糸速700ｍ／分の条件で75デニール／36フ
イラメントの加工糸を捲取つた。加工断糸は認め
られなかつた。

別に、上記ポリマーを紡糸温度290℃、吐出量
40ｇ／分、冷却風線速度15ｍ／分（26℃、相対湿
度70％）、引取速度5000ｍ／分で75デニール／24
フイラメントを捲取つた。このフイラメント△
n0.103、伸度57％、強度3.9ｇ／デニールと強度
は充分であり、また紡糸中の糸切れは０本であつ
た。

比較例 １ アジピン酸−ブチレングリコール系ポリエステ
ルを添加しない以外は、実施例１と同様に行なつ
た。得られたポリマーは〔η〕0.64、軟化点
262.5℃、色相Ｌ値71.0、ｂ値8.0であつた。

引取速度3000ｍ／分で得た中間配向糸は△
n0.045、熱水収縮率45％、強度2.3ｇ／デニール、
伸度120％であり、紡糸中の糸切れは５本であつ
た。この中間配向糸を仮撚加工した際の加工断糸
は15本と不良であつた。

また、引取速度5000ｍ／分で得たフイラメント
は△n0.085、伸度70％、強度3.2ｇ／デニールと
強度は低く、しかも紡糸中の糸切れは20本と極め
て不良であつた。

実施例 ２ 実施例１において使用したアジピン酸−ブチレ
ングリコール系ポリエステルに代えてセバシン酸
−プロピレングリコール系ポリエステル（重合度
＝50）を使用する以外は、実施例１と同様に行な
つた。得られたポリマーは〔η〕0.64、軟化点
260.2℃、色相Ｌ値71.6、ｂ値7.5であつた。

引取速度3000ｍ／分で得た中間配向糸は△
n0.054、熱水収縮率62％、強度2.7ｇ／デニール、
伸度134％であり、紡糸中の糸切れは０本であつ
た。この中間配向糸を仮撚加工した際の加工断糸
も０本と良好であつた。

また、引取速度5000ｍ／分で得たフイラメント
は△n0.105、伸度59％、強度3.9ｇ／デニールで
あり、紡糸中の糸切れは０本であつた。

実施例 ３ テレフタル酸860部及びエチレングリコール390
部を耐圧性オートクレーブに仕込み、N₂による
３Kg／cm²Ｇの加圧下、220〜260℃で３時間発生す
る水を留去しつつエステル化反応させた。約180
部の水が留出した後安定剤としてトリメチルフオ
スフエート0.04部（５ｍmol％対テレフタル酸）
を添加し、10分後に重縮合触媒として三酸化アン
チモン0.45部（30ｍmol％対テレフタル酸）及び
アジピン酸−ブチレングリコール系ポリエステル
（重合度10）8.60部（1.0wt％対テレフタル酸）を
添加し、更に艶消剤として二酸化チタン2.58部を
加え、10分間反応させてエステル化反応を終了し
た。次いで実施例１と同様の方法で重縮合反応を
行ない、全重縮合反応時間３時間で〔η〕0.64、
軟化点259.6℃、色相Ｌ値68.1、ｂ値5.0のポリエ
チレンテレフタレートを得た。次いで、実施例１
と同様にして溶融紡糸を行なつて得られた中間配
向糸は△n0.057、熱水収縮率62％、強度2.8％／
デニール、伸度134％であり、紡糸中の糸切れは
０本、加工断糸も認められなかつた。

また、引取速度5000ｍ／分で得られたフイラメ
ントは△n0.117、伸度58％、強度4.1ｇ／デニー
ルと強度は充分であり、紡糸中の糸切れも０本と
極めて良好であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリエステルを2000ｍ／分以上の引取速度で
   溶融紡糸するに当り、ポリエステルとしてエチレ
   ンテレフタレートを主たる構成単位とし且つその
   重縮合反応が完結する以前の任意の段階で該ポリ
   エステルを構成する酸成分に対して0.01〜2.0重
   量％の下記(1)式 HO［−OC−（CH₂）_X−COO−（CH₂）_Y−Ｏ−］_oＨ
   …(1) Ｘ＝０〜10 Ｙ＝２〜10 ｎ＝２〜100 で示される脂肪族ポリエステルを添加共重合して
   得られるポリエステルを使用することを特徴とす
   るポリエステル繊維の紡糸方法。