JPH04194024A - ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はポリエステル繊維の製造方法に関し、さらに詳
しくは超高速紡糸方法によって優れた物性を有するポリ
エステル繊維を製造する方法に関する。

［従来の技術］ ポリエステル繊維、特にポリエチレンテレフタレート繊
維は、耐熱性、耐薬品性および機械的特性などに優れて
いるので、衣料用途や産業用途に広く利用されている。

単糸デニールが２〜３デニ一ル程度の通常の衣料用ポリ
エステル繊維は、溶融したポリエステルを紡糸ノズルか
ら繊維状に押し出し、１０００〜３５００ｍ／分の引取
速度で巻き取り、次いで延伸、熱セットなどを行なうこ
とによって製造されている。近年、製糸技術の進歩など
により、引取速度を６００’Ｏｍ／分付近とした高速製
糸方法によって紡糸工程のみで実用上、十分な繊維物性
を有するポリエステル繊維を得る方法が採用されつつあ
る。この高速製糸方法では、従来の延伸工程が不要にな
るだけでなく、生産性が著しく向上するという利点があ
る。

しかしながら、さらに生産性を向上させるために引取速
度を上げると、得られる繊維の機械的物性、特に強度・
伸度特性が引取速度６０００ｍ／分付近を最大として低
下してしまう（清水二部ら、繊維学会誌、３７、Ｔ−１
３５（１９８１）参照）。また、単糸デニールが小さく
なると、得られる繊維の機械的物性が最大となる引取速
度はさらに低下してしまい、例えば、単糸デニールが０
．３デニールの極細繊維を得ようとすると、得られる繊
維の機械的物性が最大となる引取速度は５０００ｍ／分
程度まで低下してしまう。

したがって、従来の高速紡糸方法で採用されている引取
速度を越えて紡糸を行なう超高速紡糸方法を採用するこ
とは得られる繊維の機械的物性を低下するため、実用的
には困難であるとされていた。

この問題を解決するために、ポリエステルにパラオキシ
安息香酸を共重合する方法（特開昭５９−４７４２３号
公報）、銀化合物を添加する方法（特開昭５９−１００
７１４号公報）、ポリメチルメタクリレートなとの重合
体を添加する方法（特開昭６２−２１８１７号公報）、
ビス（４−カルボキシフェノキシ）エタンを共重合する
方法（特開昭６３−１９００１５号公報）が提案されて
いる。しかしながら、これらの改善効果は十分でなく、
満足できるレベルではなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、前記した超高速紡糸方法で機械的物性
、すなわち、強度および伸度特性がともに優れた′ポリ
エステル繊維を製造する方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、超高速紡糸方法で紡糸して
も、断糸、単糸切れ等のトラブルの発生が少ないポリエ
ステル繊維の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記した本発明の目的は、ポリエステルを構成する全ジ
カルボン酸成分の２〜２０モル％か炭素数８以上の脂肪
族ジカルボン酸成分、９８〜８０モル％がテレフタル酸
成分であり、ポリエステルを構成する主たるジオール成
分がエチレングリコールであるポリエステルを（Ｉ）式
を満足する引取速度で紡糸することを特徴とするポリエ
ステル繊維の製造方法によって達成できる。

■≧（Ｎ　ｏｇｄ＋６．５）×１０００・・・・・　（
Ｉ） Ｖ：引取速度（ｍ／分） ｄ：引取糸の単糸デニール（デニール）本発明のポリエ
ステルを構成する全ジカルボン酸成分の２〜２０モル％
は炭素数８以上の脂肪族ジカルボン酸であり、９８〜８
０モル％はテレフタル酸成分である。

本発明における炭素数８以上の脂肪族ジカルボン酸成分
は、その２個のカルボキシル基間に、カルボキシル基を
構成する炭素原子を含んで８個以上の炭素原子がある脂
肪族ジカルボン酸成分であり、直鎖状でも、分岐状でも
良い。具体例として、スペリン酸（炭素数＝８）、アゼ
ライン酸（炭素数−９）、セバシン酸（炭素数−１０）
、ドデカンニ酸（炭素数−１２）、ブラシル酸（炭素数
＝１３）、エイコサンニ酸（炭素数−２０）、ダイマー
酸（炭素数＝３６など）などの脂肪族ジカルボン酸成分
を挙げることができる。より機械的物性に優れた繊維が
得られることから、炭素数が８〜３６の脂肪族ジカルボ
ン酸成分であることが好ましく、炭素数が８〜２２の脂
肪族ジカルボン酸成分であることがより好適であり、セ
バシン酸成分であることがさらにより好適である。上記
した脂肪族ジカルボン酸成分は複数組み合わせて使用し
ても良い。

また、本発明において、上記した脂肪族ジカルボン酸成
分量は、ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分の
２〜２０モル％であり、６〜１３モル％であることが好
適である。２モル％未満では、得られる繊維の機械的物
性に対する改善効果が小さくなり、２０モル％を越える
と得られる繊維の耐熱性が低くなる。

本発明に使用するポリエステルは、上記したテレフタル
酸成分および炭素数８以上の脂肪族ジカルボン酸成分を
必須のジカルボン酸成分とするが、それら以外のジカル
ボン酸成分、たとえば、コハク酸、アジピン酸などの炭
素数が７以下である脂肪族ジカルボン酸成分、イソフタ
ル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジ
カルボン酸成分などを本発明の目的を逸脱しない範囲で
併用しても良い。

本発明のポリエステルを構成する主たるジオール成分は
エチレングリコールであるが、それ以外の成分、たとえ
ば、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオー
ル、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリ
コール、１．４−シクロヘキサンジメタツールなどのジ
オール成分などを、本発明の目的を逸脱しない範囲で併
用しても良い。

また、本発明のポリエステルは、ペンタエリスリトール
、トリメリット酸などの多官能性化合物をポリエステル
が実質的に線状である範囲で共重合しても良い。さらに
、各種の添加剤、たとえば、艶消剤、難燃剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、螢光増白
剤などを必要に応じて共重合または混合していても良い
。

本発明のポリエステルは、通常、テレフタル酸とエチレ
ングリコールとのエステル化反応、テレフタル酸ジメチ
ルとエチレングリコールとのエステル交換反応、あるい
はテレフタル酸とエチレンオキサイドとの付加反応によ
ってビス（２−ヒドロキシエチルテレフタレート）およ
び／またはその低重合体を合成し、続いて、これを所定
の重合度になるまで加熱・減圧下で重縮合することによ
って製造されている通常のポリエチレンテレフタレート
の製造工程において、たとえば、重縮合反応が完結する
以前の任意の段階で、炭素数８以上の脂肪族ジカルボン
酸成分を、ジカルボン酸あるいはジカルボン酸の低級ア
ルキルエステルとして、上記の反応系に添加し共重合す
ることによらで製造できる。その際、炭素数８以上の脂
肪族ジカルボン酸成分は、粉末状、あるいはエチレング
リコールなどの適当な溶剤に分散、溶解、または加熱処
理してから添加してもよい。

こうして得られたポリエステルを溶融紡糸に供するが、
本発明における溶融紡糸は、引取速度（Ｖ　：　ｍ／分
）が、引取糸の単糸デニール（ｄ：デニール）に対して
、 ■≧（Ｎ　ｏｇｄ＋６．５）×１０００を満足する引取
速度で行なう。本発明のポリエステルは、上式を満足す
る引取速度で紡糸すると、製糸工程でのトラブルがなく
、得られる繊維の過度の強度および伸度の低下を防ぐこ
とができるので、ポリエステル繊維の生産性を向上する
ことが可能になる。

本発明の方法によって得られる繊維の物性が、前出の式
で示される引取速度範囲である超高速紡糸方法を採用し
ても優れている理由は明らかではないが、炭素数が８以
上であるメチレン基含量の高い脂肪族ジカルボン酸成分
を比較的多量共重合しているので、通常のポリエステル
よりも、ポリエステルの単位体積当りに含まれる芳香族
環濃度が小さくなり、分子鎖の柔軟性が増加するため、
ポリエステル分子鎖間の相互作用が小さく、超高速紡糸
領域での紡糸張力が単糸断面方向に均一化するためと考
えられる。

［実施例］ 以下に実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。実施例
中の各特性値は次の方法にしたがって求めた。

（Ａ）固有粘度： オルトクロロフェノール溶液とし、２５℃で測定した。

（Ｂ）融点： パーキン・ニルマー社製ＤＳＣ−４型を用いて昇温速度
１０°Ｃ／分で測定した。

（Ｃ）繊維の強度、伸度： 東洋ボールドウィン社製テンシロン引張試験機を用いて
荷重伸長曲線から求めた。

（Ｄ）繊維の強度および伸度の増加率：共重合したポリ
エステルを紡糸して得た繊維の強度（Ｋ）および伸度（
Ｓ）と、それと同一単糸デニールの、同じ引取速度で得
た共重合していない通常のポリエチレンテレフタレート
繊維の強度（Ｋｏ　）および伸度（Ｓｏ　）より、次式
により求めた。

強度増加率（％）　−（Ｋ−Ｋｏ　　）　／Ｋ。

×１００ 伸度増加率（％）　＝　（Ｓ−８ｏ　　）　／Ｓ。

×１００ 参考例１ テレフタル酸１６６重量部とエチレングリコール７５重
量部からの通常のエステル化反応によって得た低重合体
に、着色防止剤として正リン酸８５％水溶液を０，０３
重量部、重縮合触媒として三酸化アンチモンを０．０６
重量部、調色剤として酢酸コバルト４水塩を０．０６重
量部添加して重縮合反応を行ない、固有粘度０゜６５、
融点２５６℃のポリエチレンテレフタレートを得た。こ
のポリマを用いて、３００℃で引取速度を変更して溶融
紡糸し、５０デニール／２４フイラメント（単糸２．０
８デニール）のポリエステル繊維を得た。得られた繊維
の強度および伸度を表−１に示した。強度は、引取速度
６０００ｍ／分での値を最大とし、それを越えた引取速
度での低下が大きい。また、伸度は引取速度の上昇と共
に低下し、しかもその低下幅が大きい。

実施例１ テレフタル酸１５０重量部、セバシン酸２０重量部（全
ジカルボン酸に対して１０モル％）、およびエチレング
リコール７５重量部からの通常のエステル化反応によっ
て得た低重合体に、着色防止剤として正リン酸８５％水
溶液を０゜０３重量部、重縮合触媒として三酸化アンチ
モンを０．０６重量部、調色剤として酢酸コバルト４水
塩を０，０６重量部添加して重縮合反応を行ない、固有
粘度０．６８、融点２３５℃の共重合ポリエステルを得
た。このポリマを３００℃で引取速度を変更して溶融紡
糸し、５０デニール／２４フイラメント（単糸２．０８
デニール）のポリエステル繊維を得た。得られた繊維の
強度、伸度、およびそれらの値を参考例１で得た表−１
と比較することによって求めた強度増加率と伸度増加率
を表−２に示した。表−２から明らかなように、本発明
の引取速度範囲、すなわち、（ｆｆ　ｏｇ２．０８＋６
．５）ＸＩＯ００＝６８２０ｍ／分以上で得たポリエス
テ分繊上は、強度や伸度の増加率が大きく、実用上十分
な繊維物性を有している。

実施例２ 共重合する種々の共重合成分を用いて共重合量を変更し
た共重合ポリエステルを、上記と同様の方法で得た。得
られた共重合ポリエステルの固有粘度および融点を表−
３に示した。これらのポリマを３００℃で引取速度を変
更して溶融紡糸し、５０デニール／２４フイラメント（
単糸２．０８デニール）のポリエステル繊維を得た。得
られた繊維の強度、伸度、およびそれらの値を参考例１
で得た表−１と比較することにより求めた強度増加率と
伸度増加率を表−４に示した。表−４から明らかなよう
に、本発明の共重合ポリエステルであるポリマＢ、Ｃ１
Ｄから得られた超高速紡糸繊維は、強度および伸度の増
加率が１０％以上と大きく、実用上十分な繊維物性を有
していることがわかる。これらに対して、共重合成分が
２モル％未満であるポリマＡ１本発明の共重合成分を含
まないポリマＥ、Ｆは、強度あるいは伸度の増加率が１
０％に満たず、機械的物性の向上効果がないものであっ
た。

参考例２ 参考例１で得たポリエチレンテレフタレートを用いて、
３００℃で引取速度を変更して溶融紡糸し、３６デニー
ル／１２０フイラメント（単糸０．３０デニール）のポ
リエステル繊維を得た。得られた繊維の強度および伸度
を表＝５に示した。強度は、引取速度５０００ｍ／分で
の値を最大とし、それを越えた引取速度での低下が大き
い。また、伸度は引取速度の上昇と共に低下し、しかも
その低下幅が大きい。

実施例３ 実施例１で得たセバシン酸を１０モル％共重合したポリ
エステルを３００℃で引取速度を変更して溶融紡糸し、
３６デニール／１２０フイラメント（単糸０．３０デニ
ール）のポリエステル繊維を得た。得られた繊維の強度
、伸度、およびそれらの値を参考例２で得た表−５と比
較することによって求めた強度増加率と伸度増加率を表
−６に示した。表−６から明らかなように、本発明の引
取速度範囲、すなわち、（Ｕ　ｏｇＯ，３０＋６．５）
ｘ１０００＝５９８０ｍ以上で得たポリエステル繊維は
、強度や伸度の増加率が大きく、実用上十分な繊維物性
を有していることがわかる。

（以下余白） 「発明の効果」 本発明の方法によれば、従来の高速製糸方法で採用され
ている引取速度を越えた超高速製糸方法を採用しても、
強度特性だけでなく伸度特性も同時に優れ、かっ、耐熱
性や製糸性に優れたポリエステル繊維を提供できる。

したがって、超高速紡糸方法におけるポリエステル繊維
の生産性を著しく向上できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分の２〜２０
   モル％が炭素数８以上の脂肪族ジカルボン酸成分、９８
   〜８０モル％がテレフタル酸成分であり、ポリエステル
   を構成する主たるジオール成分がエチレングリコールで
   あるポリエステルを（ I ）式を満足する引取速度で紡
   糸することを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。 Ｖ≧（ｌｏｇｄ＋６．５）×１０００ ・・・・（ I ） Ｖ：引取速度（ｍ／分） ｄ：引取糸の単糸デニール（デニール）