JPH04300323A - ポリエーテルエステル系弾性繊維 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は衣料用及び産業資材用と
して用いることのできる優れた弾性回復率を有し、かつ
、耐薬品性、耐候性、耐熱性の優れたポリエーテルエス
テル系弾性繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、弾性繊維としては、ポリウレタン
系弾性繊維が主に用いられているが、耐熱性、耐薬品性
、耐候（光）性が劣るという欠点があり、近年、ポリエ
チレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートの
ような高結晶性のポリエステルをハードセグメントとし
、ポリテトラメチレングリコールに代表されるポリアル
キレングリコールをソフトセグメントとしたポリエーテ
ルエステル系弾性繊維が注目されている（特公昭４７−
１４０５４号公報、特公昭６３−６０１２７号公報）。

【０００３】しかしながら、この弾性繊維は、弾性回復
率は比較的高いが、回復力が十分でない場合があったり
、さらに、伸長を数多く繰り返すことにより、弾性回復
率も小さくなってしまうという欠点があり、理想的な弾
性、すなわち、ゴム弾性は十分でなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱性、耐
候（光）性、耐薬品性に優れた性質を維持しつつ、繰り
返し伸長による弾性回復率の低下が少なく、さらに、ゴ
ム弾性に近い回復力を有するポリエーテルエステル系弾
性繊維を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究した結果、ポリアルキレン
テレフタレートを主とするポリエステルをハードセグメ
ント、ポリテトラメチレングリコールをソフトセグメン
トとするポリエーテルエステルに特定の分岐剤を共重合
することにより、ポリエーテルエステル系弾性重合体の
弾性回復性が向上することを見出し、本発明に到達した
。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は、ポリアルキレ
ンテレフタレートを主とするポリエステルをハードセグ
メント、平均分子量５００〜５０００のポリテトラメチ
レングリコールをソフトセグメントとし、分岐剤として
３官能アルコールにアルキレンオキシドが付加した平均
分子量１０００〜３０００の化合物が０．２〜２．０モ
ル％共重合されたポリエーテルエステルからなることを
特徴とするポリエーテルエステル系弾性繊維にある。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。まず、ハ
ードセグメントのポリエステルとしては、ポリエチレン
テレフタレートもしくはポリブチレンテレフタレート又
はこれらの共重合体や混合物が用いられる。これらのポ
リエステルは結晶性に優れており、生成した結晶部がハ
ードセグメントの役割をするのである。ポリエチレンテ
レフタレートとポリブチレンテレフタレートとは目的に
応じて選択して使用され、弾性回復率のみを大きくした
い場合にはポリブチレンテレフタレートを用いるのが好
ましく、弾性回復率を少々犠牲にしてもポリエステル繊
維独特の風合が欲しい場合にはポリエチレンテレフタレ
ートを用いるとよい。また、両者の中間の性能が欲しい
場合にはポリブチレンテレフタレートとポリエチレンテ
レフタレートの共重合物もしくは混合物を用いるとよい
。

【０００８】次に、ソフトセグメントとしては、平均分
子量が５００〜５０００、好ましくは１０００〜３００
０のポリテトラメチレングリコールが用いられる。この
平均分子量が５００未満のものでは十分な弾性特性が得
られず、逆に５０００を超えるとハードセグメント形成
成分との相溶性が悪くなり、均一な重合体が得られず、
弾性回復率が低下する。

【０００９】ハードセグメントとソフトセグメントとの
割合は、優れた弾性回復率と物性を保つためには、ハー
ドセグメント／ソフトセグメントの重量比を２０／８０
〜６０／４０の範囲にするのが好ましい。ソフトセグメ
ントの量が４０重量％未満では弾性性能や弾性回復率が
低くなるので好ましくなく、ソフトセグメントの量が８
０重量％を超えると高温時や熱処理後の機械的特性が低
下するので好ましくない。

【００１０】また、分岐剤としては、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリメチ
ロールブタンのような３官能のアルコールにエチレンオ
キシドやプロピレンオキシドのようなアルキレンオキシ
ドを付加した化合物が用いられる。　（なお、分岐剤と
して４〜５官能の化合物を用いることも可能であるが、
これらは高価であり、実用的でない。）

【００１１】分岐剤は、平均分子量が１０００〜３００
０の化合物であることが必要であり、平均分子量が１０
００未満の低分子量の化合物では、重合体の分子鎖を固
定してしまい、小さい伸長の時の回復率は高いが、大き
く伸長させることが難しいため、大きく伸長させた後の
回復率が劣るものとなってしまう。逆に、平均分子量が
３０００を超える高分子量の化合物では、ソフトセグメ
ントのポリテトラメチレングリコールと同様の作用しか
奏しなくなり、架橋剤としての効果が現れない。

【００１２】分岐剤の共重合量は、ポリエステルを構成
するジカルボン酸成分に対し、０．２〜２．０モル％と
することが必要である。この共重合量が０．２モモル％
未満であると架橋剤としての効果が不十分となり、逆に
、２．０モル％を超えると重合体のゲル化が進行し、溶
融紡糸が困難になったり、得られる繊維が脆く、硬いも
のとなってしまうので好ましくない。

【００１３】分岐剤の添加時期は、ポリエーテルエステ
ル製造の重縮合反応が完了する以前であればよいが、極
限粘度１．５以上の高重合度のポリエーテルエステルを
製造する場合には、高重合度になってから添加すると重
合度安定性が低下し、品質むらを生じ易いので、添加時
期を極限粘度が１．０以下の間とするのが好ましい。

【００１４】ポリエーテルエステルの製造は常法によっ
て行うことができる。すなわち、テレフタル酸又とその
エステル形成性誘導体、エチレングリコール又は１，４
−ブタンジオール、ポリテトラメチレングリコール及び
分岐剤を反応させるか、あるいはポリエチレンテレフタ
レート又はポリブチレンテレフタレートを予め合成して
おき、これとポリテトラメチレングリコール及び分岐剤
を反応させる方法等によって製造することができる。

【００１５】ポリエーテルエステル製造の具体的な方法
の一例を次に示す。まず、エステル化反応缶にテレフタ
ル酸ジメチルと１，４−ブタンジオールとをモル比１／
１．６で仕込み、常圧下、１６０〜２３０℃の温度で２
〜５時間エステル交換反応を行い、エステル交換反応物
を得る。

【００１６】得られた反応物を重合反応缶に移送し、必
要量のポリテトラメチレングリコールと分岐剤とを添加
し、次いで、２３０〜２６０℃の温度で、１トル以下の
減圧下で所定の極限粘度に達するまで、通常、１〜５時
間重縮合反応を行い、ポリエーテルエステルを得る。

【００１７】重縮合反応は、重縮合触媒の存在下に行わ
れ、重縮合触媒としては、チタン化合物、アンチモン化
合物、スズ化合物、カルシウム化合物、マンガン化合物
、ゲルマニウム化合物等があげられるが、特に好ましい
重縮合触媒はチタン化合物及びアンチモン化合物である
。

【００１８】また、ポリエーテルエステルの製造時に各
種安定剤や顔料等を必要に応じて添加してもよい。

【００１９】優れた機械的特性（強度、弾性回復率等）
を保持するには、高重合度のポリエーテルエステルが好
ましく、極限粘度が１．０〜３．５、特に１．５〜３．
０のものが好ましい。

【００２０】本発明の繊維は上記のようなポリエーテル
エステルを常法に従って製糸することよって製造される
。すなわち、常法に従って溶融紡糸法し、得られた未延
伸糸を熱処理もしくは延伸熱処理することにより、優れ
た性能を有する弾性繊維を得ることができる。

【００２１】本発明の繊維は、常温における機械的特性
のみならず、高温下、熱処理後の機械的特性が優れてい
る。また、長時間伸長後の弾性回復率が極めて優れてい
る。すなわち、伸度が３５０％以上で、２００％伸長時
における弾性回復率が８０％以上という優れた弾性回復
率を示し、さらに高温時や熱処理後もこれらの機械的特
性が低下しないので、衣料用弾性繊維として適している
。

【００２２】

【作用】従来のポリエーテルエステル系弾性繊維は、ハ
ードセグメントの高結晶性ポリエステルが架橋剤の役目
をしているが、糸条に大きな力が働き、ハードセグメン
トの非晶部や結晶部にずれが生じた場合、このずれが元
に戻ることはなく、弾性回復率が低い。

【００２３】ハードセグメントの架橋効果を高めるため
、多官能化合物を共重合し、大きな力や熱が加わった場
合のずれを少なくし、弾性回復率を高くする方法もある
が、通常の低分子量の多官能化合物では重合体の分子鎖
を固定してしまい、小さい伸長の時の回復率は高いが、
大きく伸長させることが難しいため、大きく伸長させた
後の回復率が劣るものとなってしまう。

【００２４】本発明のポリエーテルエステル系弾性繊維
は、比較的高分子量の分岐剤が共重合されており、しか
も分岐剤自体が弾性回復性を有するため、大きく伸長し
た場合に高回復性を有し、かつ、回復力が大きく、さら
に伸長と回復を数多く繰り返した後も回復率が高いので
ある。

【００２５】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、例中の測定及び評価法は、次のとおりである
。 （１）　極限粘度 フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし
て、温度２０℃で測定した。 （２）　弾性回復率 オリエンティック社製テンシロンＵＴＭ−４−１００型
を用い、試料長１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分で２０
０％まで伸長した後、同速度で元の長さまで戻し、再び
、伸長し、応力が現れた時の長さを求め、次式によって
弾性回復率を求めた。 弾性回復率（％）＝〔　（Ｅ０−Ｅ１）／Ｅ０〕×１０
０Ｅ０：最初に伸長した長さ Ｅ１：再度、伸長し、応力が現れた時の長さ（３）　繊
度 繊維を弛緩状態で３０分間放置した後、９０ｃｍサンプ
リングして重量を測定し、換算して求めた。 （４）　強伸度 オリエンティック社製テンシロンＵＴＭ−４−１００型
用い、試料長１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分で測定し
た。

【００２６】実施例１ 反応器にテレフタル酸ジメチル１９．４ｋｇ、１，４−
ブタンジオール１４．４ｋｇを仕込み、テトラブチルチ
タネート１０ｇを触媒として加え、常圧下、２１０℃で
２時間３０分エステル交換反応を行った。

【００２７】得られた反応物を重合缶に移送し、平均分
子量２０００のポリテトラメチレングリコール３３ｋｇ
と平均分子量１２００の３−ＰＥＧ（トリメチロールプ
ロパンにエチレンオキシドを付加した化合物）　３６０
ｇを添加し、次いで２５０℃の温度で３時間、１　トル
以下の減圧下で重縮合反応を行い、極限粘度２．２４、
軟化温度１７９℃のポリエーテルエステルを得た。

【００２８】このポリエーテルエステルを、減圧乾燥後
、通常の溶融紡糸機を用い、紡糸温度２４０℃、紡糸速
度６００ｍ／分、吐出量４０ｇ／分で溶融紡糸し、６０
０　ｄ／１０ｆの未延伸糸を得た。

【００２９】得られた未延伸糸を延伸速度２００ｍ／分
、延伸倍率３倍で延伸した後、１２０℃の熱処理板上を
通過させ５０％の熱収縮処理を行い、弾性糸を得た。

【００３０】実施例２〜７、比較例１〜６ポリエーテル
エステルとして表１に示した組成のものを用い、実施例
１と同様な試験を行った。

【００３１】実施例８ テレフタル酸とエチレングリコールとをモル比１．６で
エステル化反応器に仕込み、２５０℃で５時間エステル
化反応を行った。

【００３２】得られた反応物を重合缶に移送し、テトラ
ブチルチタネート１０ｇを触媒として加えた他は実施例
１に準じて重縮合反応を行い、実施例１と同様にして弾
性糸を製造した。以上の実施例及び比較例の結果をまと
めて表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、耐熱性、耐候（光）性
、耐薬品性に優れた性質を維持しつつ、繰り返し伸長に
よる弾性回復率の低下が少なく、さらに、ゴム弾性に近
い回復力を有するポリエーテルエステル系弾性繊維が提
供される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ポリアルキレンテレフタレートを主と
   するポリエステルをハードセグメント、平均分子量５０
   ０〜５０００のポリテトラメチレングリコールをソフト
   セグメントとし、分岐剤として３官能アルコールにアル
   キレンオキシドが付加した平均分子量１０００〜３００
   ０の化合物が０．２〜２．０モル％共重合されたポリエ
   ーテルエステルからなることを特徴とするポリエーテル
   エステル系弾性繊維。