JPH0466928B2 - - Google Patents
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Description
本発明はポリエステルの製造方法、更に詳しく
はポリエステル繊維を5000m/分以上の超高速度
で溶融紡糸する方法に関する。 [従来の技術] ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレー
ト繊維は高強度、高ヤング率、耐熱寸法安定性等
多くの優れた特性を有するため、衣料用あるいは
産業用など巾広い分野にしかも大量に利用されて
いる。かかるポリエステル繊維は一般的にテレフ
タル酸あるいはテレフタル酸ジメチルとエチレン
グリコールとを出発原料としてエステル化あるい
はエステル交換反応後、重縮合反応して得られた
ポリエステルを溶融状態で紡糸後、巻取り、次い
で延伸することによつて得られる。 一方、近年ポリエステル製糸工程の合理化プロ
セスとして特公昭35−3104号公報に開示されてい
るように、紡糸速度が約5000m/分以上の超高速
紡糸によつ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提案さ
れている。 しかしながら、この方法によつて得られた繊維
は一応実用上十分な物性を備えた繊維ではある
が、延伸工程を経た従来の延伸糸に比較して、例
えば衣料用として一般的な極限粘度[η]が0.62
のポリエステルでの紡糸速度6000m/分付近で巻
き取られたポリエステル繊維の繊維物性をみると
強度、ヤング率が低く伸度が高いという特異性を
有している。このため、超高速紡糸で得られたポ
リエステル繊維は高次加工工程で糸が切れたり、
延伸されたりしないように特別の配慮をする必要
があつた。そこで、紡糸速度6000m/分付近で得
られた繊維でも延伸糸並の繊維物性を有する繊維
の出現が強く望まれていた。 かかる速度、ヤング率の物性改善を紡糸速度の
高速化のみで達成できるならば一方で原糸製造
上、大幅なコストダウンも可能となる。しかしな
がら、単に紡糸速度を6000m/分、更に7000m/
分以上へと高速化を進めただけでは、得られた繊
維の繊維物性は不十分であり、例えば清水二郎
ら、繊維学会誌、37,4,T―135(1981)の報文
に記載されているように紡糸速度6000m/分付近
を極大値にそれ以上の高速ではむしろ低下してし
まうのである。すなわち、繊維物性面から見る
と、7000m/分以上の超高速紡糸条件下では、か
かる問題点は解決できなかつた。すなわち、紡糸
速度に対する強度の向上はある一定の紡糸速度で
極大値をとり、それ以上の超高速度では、強度が
低下することが知られている。一方、かかる超高
速紡糸での大きな問題点として紡糸速度を高速化
するに従い紡糸工程での糸切れが増加することも
よく知られている。 このように高速紡糸した糸の強度向上、ヤング
率向上と、より革新的なコストダウンプロセスの
ための超高速紡糸法は得られる物性面及び紡糸工
程での糸切れ面から、実現でき得ていないのが実
情である。 前記超高速紡糸の強度低下の問題点は、ポリエ
ステルの固有粘度や巻取糸の単糸デニールによ
り、強度の極大値をとる速度は変化するものの本
質的に同様の問題を含んでいる。 かかる問題を解決するため、紡糸条件、例えば
紡糸温度、冷却風量、冷却風温度などの適性化、
更には紡糸筒や紡糸口金ノズル等の構造の改善な
ど種々の検討を行なつたが、これらの方法では限
度があり、得られる繊維物性を向上せしめること
はできなかつた。また、この問題をポリエステル
改善により解決しようとする提案が見られる。例
えば差動走査熱量計で測定した冷却結晶化ピーク
において生成する球晶の径が小さいポリエステル
を用いることによる高速紡糸における繊維形成時
の分子配向下での結晶化を抑制する方法、例え
ば、特開昭56−96913号公報、特開昭57−42920号
公報、特開昭57−42921号公報、特開昭57−51814
号公報、特開昭57−51815号公報あるいは特開昭
56−107018号公報で示されるような結晶化促進剤
等を添加練込む方法も挙げられるが、これらの方
法によつて得られた繊維物性の向上および紡糸時
の糸切れ減少はなお不十分であつた。 又、特開昭59−100714号公報ではポリエステル
に銀化合物を添加し高強力、高ヤング率のポリエ
ステル繊維を得る方法が開示されているが、得ら
れたポリエステル繊維が黒く着色しているため、
白度を要求される分野への適用には問題があつ
た。一方紡糸工程での糸切れを減少させるために
はパツク内での高度な過が必要でありポリマか
らの強度向上を狙うには高度な過に耐えるポリ
マを作ることも必要であつた。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明者らは5000m/分以上での超高速紡糸に
よつて得られたポリエステル繊維の前記問題点を
解決するため、超高速紡糸に用いるポリエステル
と得られる繊維の繊維物性及び超高速紡糸域での
紡糸工程での糸切れについて鋭意検討を続けた結
果、特定のリン化合物を添加したポリエステルを
用いる場合に限り、超高速紡糸領域での超高速紡
糸によつて得られるポリエステル繊維の繊維物性
のうち、強度、ヤング率が向上し、しかも耐熱寸
法安定性も優れ、さらに超高速紡糸領域での紡糸
工程での糸切れの発生が少なく、特に6000m/分
以上、更には7000m/分以上の超高速紡糸化での
問題が解決されることを見い出し本発明に到達し
たものである。 本発明の目的は紡糸速度5000m/分以上の超高
速紡糸法によつて得られるポリエステル繊維の繊
維物性向上にあり、特に強度、ヤング率の向上し
たポリエステル繊維を紡糸工程での糸切れもなく
安定して得る紡糸方法を提供することにある。 [問題点を解決するための手段] すなわち、本願発明の前記目的はポリエステル
を5000m/分以上の紡糸速度で溶融紡糸するに当
たり、エチレンテレフタレートを主たる構成単位
とするポリエステルであつて、該ポリエステルを
製造するにあたり、ホスホン酸化合物をポリエス
テルを構成する酸成分に対して0.01〜1.0重量%
添加して得られたポリエステルを用いることを特
徴とするポリエステル繊維の製造方法によつて達
成できる。 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明で用いるポリエステルの製造にあたり、
最も重要なことはポリエステルの重縮合反応終了
までの任意の段階でホスホン酸化合物をポリエス
テルを構成する酸成分に対して0.01〜1.0重量%
添加することにある。かかるホスホン酸化合物は
次の一般式[]および[]式で示される。 式中のR1はフエニル基または炭素数1〜4の
アルキル基、R2,R3は水素基、炭素数1〜15の
アルキル基、フエニル基またはヒドロキシアルキ
ル基でり、R2,R3は同一でも異なつていてもよ
い。はR4はn=2〜4の(CH2)nである。 そして、前記一般式[]で表わされるホスホ
ン酸化合物の具体例としては、フエニルホスホン
酸、メチルホスホン酸、フエニルホスホン酸モノ
メチルエステル、フエニルホスホン酸ジメチルエ
ステル、フエニルホスホン酸ジエチルエステル、
メチルホスホン酸ジメチルエステル、エチルホス
ホン酸ジメチルエステル、フエニルホスホン酸ジ
フエニルエステル、フエニルホスホン酸ジ・エチ
レングリコールエステル、フエニルホスホン酸
ジ・プロピレングリコールエステル、フエニルホ
スホン酸ジ・ブチレングリコールエステル、メチ
ルホスホン酸ジ・エチレングリコールエステル、
メチルホスホン酸ジ・プロピレングリコールエス
テル等が挙げられる。 また、一般式[]で表わされるホスホン酸化
合物の具体例としてはフエニルホスホン酸とエチ
レングリコール、プロピレングリコールまたはブ
チレングリコールとの環状エステル、メチルホス
ホン酸とエチレングリコール、プロピレングリコ
ールまたはブチレングリコールとの環状エステル
等が挙げられる。しかしながら、本願発明のホス
ホン酸化合物は、一般式[』および[]で表
わされる化合物であればどんなものでもよく、上
記の具体例に限定されるものではない。これらホ
スホン酸化合物は単独でも、また2種以上組み合
わせて使用してもよい。さらに、ポリエステルの
着色防止剤として通常使用されている。前記ホス
ホン酸化合物以外のリン化合物を、本発明の目的
を逸脱しない範囲で併用添加しても何らさしつか
えない。また添加に際しては、そのまま添加して
も、グリコールのごとき適当な溶剤に分散または
溶解しても、あるいはグリコール中で加熱処理し
たものでもよい。このようなホスホン酸化合物の
ポリエステルへの添加量はポリエステルを構成す
る酸成分に対して0.01〜1.0重量%、好ましくは
0.02〜0.5重量%、さらに好ましくは0.03〜0.20重
量%の範囲を適宜選択すればよい。ホスホン酸化
合物の添加量が0.01重量%未満の場合には、超高
速紡糸法で得た繊維の強度、ヤング率は低く本発
明の効果は得られない。また、1.0重量%を越え
る場合には、重縮合反応が阻害されるばかりでな
く、ポリエステル中に不溶性の異物が生成し、溶
融紡糸工程でのパツク内圧上昇が激しく、長時間
の安定紡糸ができない。なお、ホスホン酸化合物
の添加はポリエステルの重縮合反応終了までの任
意の段階で行なうことができるが、エステル化あ
るいはエステル交換反応が実質的に終了した後か
ら重縮合反応を開始するまでの間に添加するのが
より好ましい。 本発明のポリエステル繊維の製造方法を採用す
ることによつて、得られる繊維の物性が向上する
ため紡糸工程の糸切れ減少は改善される。さらに
紡糸工程での糸切れ減少の効果をより一層発現さ
せるためには、ポリマ中の粗大異物あるいは、極
めて少ない確率で存在する20μを越える粗大内部
粒子を除去するため、パツク内に設けた絶対過
径20μ以下のフイルターで前記ポリエステルを
過し、しかる後5000m/分以上の紡速で溶融紡糸
することが好ましい。本発明でいうポリエステル
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
き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き換えたポリエステルであつ
てもよい。更に、各種添加剤、例えば艶消剤、易
滑剤、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。 本発明の方法によつて何故紡糸速度5000m/分
以上で得られるポリエステル繊維の物性を向上で
きるかについては、まだ明らかではないが本発明
で用いる特定のリン化合物であるホスホン酸化合
物を特定量添加することによつて、ポリエステル
中に触媒等で添加した他の添加剤との反応等によ
つて微細な内部粒子が生成して、この粒子が紡糸
速度5000m/分以上の高速紡糸における繊維形成
時の非晶部の分子配向および結晶化を促進させて
いるものと推測される。 本発明のポリエステルの25℃のオルソクロロフ
エノール溶液で測定した極限粘度[η]は0.45以
上、好ましくは0.55〜0.85の範囲が本発明のポリ
エステル繊維の機械的及び熱的性質が優れ好まし
い。極限粘度[η]が0.45未満では得られる繊維
の強度が低くなる。 次に本発明で言う5000m/分以上の紡速で溶融
紡糸する具体的な実施形態の一例を第1図をもつ
て説明する。 溶融されたポリエステルはパツクハウジング2
内のパツク1から吐出されて糸条となる。ここで
パツク1内でポリエステルはフイルタによる過
される。吐出された糸条は冷却固化されて給油装
置4にて給油され、5000m/分以上の紡糸速度で
回転する第1ゴデイロール(以下第1GDという)
5と第2ゴデイロール(以下第2GDという)
5′を経て捲取機で巻き取られる。このように紡
糸速度とは口金から吐出された糸条が最初に接す
る駆動ロール(第1GD)の表面速度を意味し、
巻取速度ではない。ただ、第1GD、第2GDを用
いない場合は巻取速度が紡糸速度となる。 また、本発明においては第1GDと第2GDで連
続的に延伸を行なういわゆる直接紡糸延伸法等も
適用される。5000m/分以上の紡糸速度で得られ
る繊維物性を向上させると紡糸工程中の糸切れは
減少するもののさらに糸切れ減少の効果をより一
層発現させるためには、前記したポリエステルを
パツク内で絶対過径20μ以下のフイルターで
過し、しかる後5000m/分以上の紡速で溶融紡糸
することが好ましい。 ここで、絶対過径とは、JIS―B8356の方法
により、フイルタメデイアを通過したガラスビー
ズの最大径を指す。本発明における好ましい絶対
過径は20μ以下、更に好ましくは15μ以下であ
る。ただし、あまり細かい過径、例えば絶対
過径2μというようなフイルターを用いるとパツ
ク内圧の上昇が激しくなり好ましくない。絶対
過径20μ以下のフイルターとしては、特にステン
レススチールからなる繊維が好ましく、繊維は特
に不織布であることが一層効果的である。紡糸パ
ツク内のフイルターの少なくとも一層は20μであ
ることが好ましい。また、パツク内圧のフイルタ
ーの絶対過径を上層より下層に順次細かくして
構成することが紡糸内圧をより有効に抑制できる
点で好ましい。また、絶対過径20μ以下のフイ
ルターとワイアーメツシユ材あるいは粉末焼結
金属ろ材、あるいは従来一般に用いられてきたサ
ンド等の層との併用が可能である。しかし、い
かなる材との組合わせにおいても、絶対過径
20μ以下のフイルターを用いることが好ましい。 [実施例] 以下、本発明を実施例により、さらに詳細に説
明する。 なお、実施例中の物性は次のようにして測定し
た。 A 強度、伸度 東洋ボールドウイ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。 B.ヤング率 東洋ボードウイン社製テンシロン引張試験機を
用いて試料長200mm、引張速度200m/分、チヤー
ト速度1000m/分で測定して得た荷重伸長曲線よ
り、第2図に示した荷重K(g)および伸長S
(mm)を求め、次式で計算した。 M=K÷(S÷200)÷D M:ヤング率(g/d) D:フイラメントデニール(d) C 沸騰水収縮率 周長1mのカセ取り機で10回巻き取つた試料に
0.1g/dの荷重をかけながら、原長L0(mm)を測
定したのち沸騰水中で15分間処理した。さらに、
処理した試料を風乾後、0.1g/dの荷重をかけ
たまま試料長L1(mm)を測定し、次式で計算し
た。 ΔSw=(L0−L1)÷L0×100 ΔSw:沸騰水収縮率(%) 実施例 1 テレフタル酸100部、エチレングリコール50部
を仕込み通常のエステル化反応を行ないビス―
(β―ヒドロキシエチル)テレフタレート低重合
体を得、次いで、三酸化アンチモン0.04部、フエ
ニルホスホン酸ジメチルエステル0.15部を添加し
て、重縮合反応を行ない、極限粘度0.63、軟化点
260.3℃、のポリエチレンテレフタレートを得た。
得られたポリエチレンテレフタレートを第1図に
示す装置を用いて、紡糸温度298℃で、孔径0.33
mmφ、孔数24の紡糸口金より紡出し、糸条の走行
方向に対して直交に供給される25℃の空気の流れ
によつて冷却固化させた後、油剤を付与して
5000m/分〜8000m/分の紡糸速度で巻き取つて
50d/24fのポリエチレンテレフタレート繊維を得
た。これらの繊維物性を表1にまとめて示す。
はポリエステル繊維を5000m/分以上の超高速度
で溶融紡糸する方法に関する。 [従来の技術] ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレー
ト繊維は高強度、高ヤング率、耐熱寸法安定性等
多くの優れた特性を有するため、衣料用あるいは
産業用など巾広い分野にしかも大量に利用されて
いる。かかるポリエステル繊維は一般的にテレフ
タル酸あるいはテレフタル酸ジメチルとエチレン
グリコールとを出発原料としてエステル化あるい
はエステル交換反応後、重縮合反応して得られた
ポリエステルを溶融状態で紡糸後、巻取り、次い
で延伸することによつて得られる。 一方、近年ポリエステル製糸工程の合理化プロ
セスとして特公昭35−3104号公報に開示されてい
るように、紡糸速度が約5000m/分以上の超高速
紡糸によつ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提案さ
れている。 しかしながら、この方法によつて得られた繊維
は一応実用上十分な物性を備えた繊維ではある
が、延伸工程を経た従来の延伸糸に比較して、例
えば衣料用として一般的な極限粘度[η]が0.62
のポリエステルでの紡糸速度6000m/分付近で巻
き取られたポリエステル繊維の繊維物性をみると
強度、ヤング率が低く伸度が高いという特異性を
有している。このため、超高速紡糸で得られたポ
リエステル繊維は高次加工工程で糸が切れたり、
延伸されたりしないように特別の配慮をする必要
があつた。そこで、紡糸速度6000m/分付近で得
られた繊維でも延伸糸並の繊維物性を有する繊維
の出現が強く望まれていた。 かかる速度、ヤング率の物性改善を紡糸速度の
高速化のみで達成できるならば一方で原糸製造
上、大幅なコストダウンも可能となる。しかしな
がら、単に紡糸速度を6000m/分、更に7000m/
分以上へと高速化を進めただけでは、得られた繊
維の繊維物性は不十分であり、例えば清水二郎
ら、繊維学会誌、37,4,T―135(1981)の報文
に記載されているように紡糸速度6000m/分付近
を極大値にそれ以上の高速ではむしろ低下してし
まうのである。すなわち、繊維物性面から見る
と、7000m/分以上の超高速紡糸条件下では、か
かる問題点は解決できなかつた。すなわち、紡糸
速度に対する強度の向上はある一定の紡糸速度で
極大値をとり、それ以上の超高速度では、強度が
低下することが知られている。一方、かかる超高
速紡糸での大きな問題点として紡糸速度を高速化
するに従い紡糸工程での糸切れが増加することも
よく知られている。 このように高速紡糸した糸の強度向上、ヤング
率向上と、より革新的なコストダウンプロセスの
ための超高速紡糸法は得られる物性面及び紡糸工
程での糸切れ面から、実現でき得ていないのが実
情である。 前記超高速紡糸の強度低下の問題点は、ポリエ
ステルの固有粘度や巻取糸の単糸デニールによ
り、強度の極大値をとる速度は変化するものの本
質的に同様の問題を含んでいる。 かかる問題を解決するため、紡糸条件、例えば
紡糸温度、冷却風量、冷却風温度などの適性化、
更には紡糸筒や紡糸口金ノズル等の構造の改善な
ど種々の検討を行なつたが、これらの方法では限
度があり、得られる繊維物性を向上せしめること
はできなかつた。また、この問題をポリエステル
改善により解決しようとする提案が見られる。例
えば差動走査熱量計で測定した冷却結晶化ピーク
において生成する球晶の径が小さいポリエステル
を用いることによる高速紡糸における繊維形成時
の分子配向下での結晶化を抑制する方法、例え
ば、特開昭56−96913号公報、特開昭57−42920号
公報、特開昭57−42921号公報、特開昭57−51814
号公報、特開昭57−51815号公報あるいは特開昭
56−107018号公報で示されるような結晶化促進剤
等を添加練込む方法も挙げられるが、これらの方
法によつて得られた繊維物性の向上および紡糸時
の糸切れ減少はなお不十分であつた。 又、特開昭59−100714号公報ではポリエステル
に銀化合物を添加し高強力、高ヤング率のポリエ
ステル繊維を得る方法が開示されているが、得ら
れたポリエステル繊維が黒く着色しているため、
白度を要求される分野への適用には問題があつ
た。一方紡糸工程での糸切れを減少させるために
はパツク内での高度な過が必要でありポリマか
らの強度向上を狙うには高度な過に耐えるポリ
マを作ることも必要であつた。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明者らは5000m/分以上での超高速紡糸に
よつて得られたポリエステル繊維の前記問題点を
解決するため、超高速紡糸に用いるポリエステル
と得られる繊維の繊維物性及び超高速紡糸域での
紡糸工程での糸切れについて鋭意検討を続けた結
果、特定のリン化合物を添加したポリエステルを
用いる場合に限り、超高速紡糸領域での超高速紡
糸によつて得られるポリエステル繊維の繊維物性
のうち、強度、ヤング率が向上し、しかも耐熱寸
法安定性も優れ、さらに超高速紡糸領域での紡糸
工程での糸切れの発生が少なく、特に6000m/分
以上、更には7000m/分以上の超高速紡糸化での
問題が解決されることを見い出し本発明に到達し
たものである。 本発明の目的は紡糸速度5000m/分以上の超高
速紡糸法によつて得られるポリエステル繊維の繊
維物性向上にあり、特に強度、ヤング率の向上し
たポリエステル繊維を紡糸工程での糸切れもなく
安定して得る紡糸方法を提供することにある。 [問題点を解決するための手段] すなわち、本願発明の前記目的はポリエステル
を5000m/分以上の紡糸速度で溶融紡糸するに当
たり、エチレンテレフタレートを主たる構成単位
とするポリエステルであつて、該ポリエステルを
製造するにあたり、ホスホン酸化合物をポリエス
テルを構成する酸成分に対して0.01〜1.0重量%
添加して得られたポリエステルを用いることを特
徴とするポリエステル繊維の製造方法によつて達
成できる。 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明で用いるポリエステルの製造にあたり、
最も重要なことはポリエステルの重縮合反応終了
までの任意の段階でホスホン酸化合物をポリエス
テルを構成する酸成分に対して0.01〜1.0重量%
添加することにある。かかるホスホン酸化合物は
次の一般式[]および[]式で示される。 式中のR1はフエニル基または炭素数1〜4の
アルキル基、R2,R3は水素基、炭素数1〜15の
アルキル基、フエニル基またはヒドロキシアルキ
ル基でり、R2,R3は同一でも異なつていてもよ
い。はR4はn=2〜4の(CH2)nである。 そして、前記一般式[]で表わされるホスホ
ン酸化合物の具体例としては、フエニルホスホン
酸、メチルホスホン酸、フエニルホスホン酸モノ
メチルエステル、フエニルホスホン酸ジメチルエ
ステル、フエニルホスホン酸ジエチルエステル、
メチルホスホン酸ジメチルエステル、エチルホス
ホン酸ジメチルエステル、フエニルホスホン酸ジ
フエニルエステル、フエニルホスホン酸ジ・エチ
レングリコールエステル、フエニルホスホン酸
ジ・プロピレングリコールエステル、フエニルホ
スホン酸ジ・ブチレングリコールエステル、メチ
ルホスホン酸ジ・エチレングリコールエステル、
メチルホスホン酸ジ・プロピレングリコールエス
テル等が挙げられる。 また、一般式[]で表わされるホスホン酸化
合物の具体例としてはフエニルホスホン酸とエチ
レングリコール、プロピレングリコールまたはブ
チレングリコールとの環状エステル、メチルホス
ホン酸とエチレングリコール、プロピレングリコ
ールまたはブチレングリコールとの環状エステル
等が挙げられる。しかしながら、本願発明のホス
ホン酸化合物は、一般式[』および[]で表
わされる化合物であればどんなものでもよく、上
記の具体例に限定されるものではない。これらホ
スホン酸化合物は単独でも、また2種以上組み合
わせて使用してもよい。さらに、ポリエステルの
着色防止剤として通常使用されている。前記ホス
ホン酸化合物以外のリン化合物を、本発明の目的
を逸脱しない範囲で併用添加しても何らさしつか
えない。また添加に際しては、そのまま添加して
も、グリコールのごとき適当な溶剤に分散または
溶解しても、あるいはグリコール中で加熱処理し
たものでもよい。このようなホスホン酸化合物の
ポリエステルへの添加量はポリエステルを構成す
る酸成分に対して0.01〜1.0重量%、好ましくは
0.02〜0.5重量%、さらに好ましくは0.03〜0.20重
量%の範囲を適宜選択すればよい。ホスホン酸化
合物の添加量が0.01重量%未満の場合には、超高
速紡糸法で得た繊維の強度、ヤング率は低く本発
明の効果は得られない。また、1.0重量%を越え
る場合には、重縮合反応が阻害されるばかりでな
く、ポリエステル中に不溶性の異物が生成し、溶
融紡糸工程でのパツク内圧上昇が激しく、長時間
の安定紡糸ができない。なお、ホスホン酸化合物
の添加はポリエステルの重縮合反応終了までの任
意の段階で行なうことができるが、エステル化あ
るいはエステル交換反応が実質的に終了した後か
ら重縮合反応を開始するまでの間に添加するのが
より好ましい。 本発明のポリエステル繊維の製造方法を採用す
ることによつて、得られる繊維の物性が向上する
ため紡糸工程の糸切れ減少は改善される。さらに
紡糸工程での糸切れ減少の効果をより一層発現さ
せるためには、ポリマ中の粗大異物あるいは、極
めて少ない確率で存在する20μを越える粗大内部
粒子を除去するため、パツク内に設けた絶対過
径20μ以下のフイルターで前記ポリエステルを
過し、しかる後5000m/分以上の紡速で溶融紡糸
することが好ましい。本発明でいうポリエステル
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
き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き換えたポリエステルであつ
てもよい。更に、各種添加剤、例えば艶消剤、易
滑剤、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。 本発明の方法によつて何故紡糸速度5000m/分
以上で得られるポリエステル繊維の物性を向上で
きるかについては、まだ明らかではないが本発明
で用いる特定のリン化合物であるホスホン酸化合
物を特定量添加することによつて、ポリエステル
中に触媒等で添加した他の添加剤との反応等によ
つて微細な内部粒子が生成して、この粒子が紡糸
速度5000m/分以上の高速紡糸における繊維形成
時の非晶部の分子配向および結晶化を促進させて
いるものと推測される。 本発明のポリエステルの25℃のオルソクロロフ
エノール溶液で測定した極限粘度[η]は0.45以
上、好ましくは0.55〜0.85の範囲が本発明のポリ
エステル繊維の機械的及び熱的性質が優れ好まし
い。極限粘度[η]が0.45未満では得られる繊維
の強度が低くなる。 次に本発明で言う5000m/分以上の紡速で溶融
紡糸する具体的な実施形態の一例を第1図をもつ
て説明する。 溶融されたポリエステルはパツクハウジング2
内のパツク1から吐出されて糸条となる。ここで
パツク1内でポリエステルはフイルタによる過
される。吐出された糸条は冷却固化されて給油装
置4にて給油され、5000m/分以上の紡糸速度で
回転する第1ゴデイロール(以下第1GDという)
5と第2ゴデイロール(以下第2GDという)
5′を経て捲取機で巻き取られる。このように紡
糸速度とは口金から吐出された糸条が最初に接す
る駆動ロール(第1GD)の表面速度を意味し、
巻取速度ではない。ただ、第1GD、第2GDを用
いない場合は巻取速度が紡糸速度となる。 また、本発明においては第1GDと第2GDで連
続的に延伸を行なういわゆる直接紡糸延伸法等も
適用される。5000m/分以上の紡糸速度で得られ
る繊維物性を向上させると紡糸工程中の糸切れは
減少するもののさらに糸切れ減少の効果をより一
層発現させるためには、前記したポリエステルを
パツク内で絶対過径20μ以下のフイルターで
過し、しかる後5000m/分以上の紡速で溶融紡糸
することが好ましい。 ここで、絶対過径とは、JIS―B8356の方法
により、フイルタメデイアを通過したガラスビー
ズの最大径を指す。本発明における好ましい絶対
過径は20μ以下、更に好ましくは15μ以下であ
る。ただし、あまり細かい過径、例えば絶対
過径2μというようなフイルターを用いるとパツ
ク内圧の上昇が激しくなり好ましくない。絶対
過径20μ以下のフイルターとしては、特にステン
レススチールからなる繊維が好ましく、繊維は特
に不織布であることが一層効果的である。紡糸パ
ツク内のフイルターの少なくとも一層は20μであ
ることが好ましい。また、パツク内圧のフイルタ
ーの絶対過径を上層より下層に順次細かくして
構成することが紡糸内圧をより有効に抑制できる
点で好ましい。また、絶対過径20μ以下のフイ
ルターとワイアーメツシユ材あるいは粉末焼結
金属ろ材、あるいは従来一般に用いられてきたサ
ンド等の層との併用が可能である。しかし、い
かなる材との組合わせにおいても、絶対過径
20μ以下のフイルターを用いることが好ましい。 [実施例] 以下、本発明を実施例により、さらに詳細に説
明する。 なお、実施例中の物性は次のようにして測定し
た。 A 強度、伸度 東洋ボールドウイ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。 B.ヤング率 東洋ボードウイン社製テンシロン引張試験機を
用いて試料長200mm、引張速度200m/分、チヤー
ト速度1000m/分で測定して得た荷重伸長曲線よ
り、第2図に示した荷重K(g)および伸長S
(mm)を求め、次式で計算した。 M=K÷(S÷200)÷D M:ヤング率(g/d) D:フイラメントデニール(d) C 沸騰水収縮率 周長1mのカセ取り機で10回巻き取つた試料に
0.1g/dの荷重をかけながら、原長L0(mm)を測
定したのち沸騰水中で15分間処理した。さらに、
処理した試料を風乾後、0.1g/dの荷重をかけ
たまま試料長L1(mm)を測定し、次式で計算し
た。 ΔSw=(L0−L1)÷L0×100 ΔSw:沸騰水収縮率(%) 実施例 1 テレフタル酸100部、エチレングリコール50部
を仕込み通常のエステル化反応を行ないビス―
(β―ヒドロキシエチル)テレフタレート低重合
体を得、次いで、三酸化アンチモン0.04部、フエ
ニルホスホン酸ジメチルエステル0.15部を添加し
て、重縮合反応を行ない、極限粘度0.63、軟化点
260.3℃、のポリエチレンテレフタレートを得た。
得られたポリエチレンテレフタレートを第1図に
示す装置を用いて、紡糸温度298℃で、孔径0.33
mmφ、孔数24の紡糸口金より紡出し、糸条の走行
方向に対して直交に供給される25℃の空気の流れ
によつて冷却固化させた後、油剤を付与して
5000m/分〜8000m/分の紡糸速度で巻き取つて
50d/24fのポリエチレンテレフタレート繊維を得
た。これらの繊維物性を表1にまとめて示す。
【表】
表1から明らかなように強度、ヤンク率が高
く、沸騰水収縮率の低い機械的特性、熱的特性の
優れたポリエステル繊維が得られた。特に紡糸速
度7000m/分、8000m/分においても強度の向上
したポリエステル繊維であつた。 比較実施例 1 テレフタル酸100部、エチレングリコール50部
を仕込み通常のエステル化反応を行ない、ビス―
(β―ヒドロキシエチル)テレフタレート低重合
体を得、次いで、三酸化アンチモン0.04部、リン
酸トリメチルエステル0.03部添加して、重縮合反
応を行ない、極限粘度0.63、軟化点259.7℃、の
ポリエチレンテレフタレートを得た。得られたポ
リマを実施例1と同様にして溶融紡糸を行ない
50d/24fのポリエチレンテレフタレート繊維を得
た。これらの繊維物性を表2にまとめて示す。
く、沸騰水収縮率の低い機械的特性、熱的特性の
優れたポリエステル繊維が得られた。特に紡糸速
度7000m/分、8000m/分においても強度の向上
したポリエステル繊維であつた。 比較実施例 1 テレフタル酸100部、エチレングリコール50部
を仕込み通常のエステル化反応を行ない、ビス―
(β―ヒドロキシエチル)テレフタレート低重合
体を得、次いで、三酸化アンチモン0.04部、リン
酸トリメチルエステル0.03部添加して、重縮合反
応を行ない、極限粘度0.63、軟化点259.7℃、の
ポリエチレンテレフタレートを得た。得られたポ
リマを実施例1と同様にして溶融紡糸を行ない
50d/24fのポリエチレンテレフタレート繊維を得
た。これらの繊維物性を表2にまとめて示す。
【表】
表2から明らかなように、得られたポリエステ
ル繊維は強度、ヤング率が低く満足すべきもので
はなかつた。特に紡糸速度7000m/分、8000m/
分では強度が低い繊維であり、実用上不十分であ
つた。 実施例 2 実施例1において、リン化合物の種類と添加量
を変更して極限粘度[η]=0.63のポリエチレン
テレフタレートを得た。得られたポリエチレンテ
レフタレートを紡糸速度7200m/分で巻き取つ
て、75d/24fのポリエチレンテレフタレート繊維
を実施例1と同様の紡糸方法で得た。 超高速紡糸に供したポリエチレンテレフタレー
トより得られた繊維の繊維物性を表3にまとめ
た。
ル繊維は強度、ヤング率が低く満足すべきもので
はなかつた。特に紡糸速度7000m/分、8000m/
分では強度が低い繊維であり、実用上不十分であ
つた。 実施例 2 実施例1において、リン化合物の種類と添加量
を変更して極限粘度[η]=0.63のポリエチレン
テレフタレートを得た。得られたポリエチレンテ
レフタレートを紡糸速度7200m/分で巻き取つ
て、75d/24fのポリエチレンテレフタレート繊維
を実施例1と同様の紡糸方法で得た。 超高速紡糸に供したポリエチレンテレフタレー
トより得られた繊維の繊維物性を表3にまとめ
た。
【表】
水準1,2は本発明外であり、水準3,4が本
発明の範囲内である。水準3,4で示すように本
発明の方法により高強度、高ヤング率の繊維を得
ることができた。 実施例 3 実施例1と同様の方法によりフエニルホスホン
酸ジメチルエステル0.08部添加して極限粘度
[η]=0.61のポリエチレンテレフタレートを得
た。得られたポリエチレンテレフタレートを絶対
過径20μのパツク内フイルターで過後
7500m/分で巻き取つて、75d/24fのポリエチレ
ンテレフタレート繊維を実施例1と同様の紡糸方
法で得た。紡糸工程での糸切れ発生は18回/ton
と少なく紡糸性は良好であつた。 [発明の効果] 本発明のポリエステル繊維の製造方法によれ
ば、 (1) 超高速紡糸によつて得た繊維にもかかわら
ず、高強度、高ヤング率であり、しかも沸騰水
収縮率は従来の繊維並となり、機械的及び熱的
特性に優れた繊維物性を有する繊維が得られ
る。 (2) 超高速化にともなつて発生する繊維物性の低
下の問題が回避でき、さらに紡糸工程での糸切
れが減少するため、超高速化が可能になり、大
幅なコストダウンが可能となる。 (3) 繊維物性が向上するため、高次工程での高速
化に対応可能な繊維となる。
発明の範囲内である。水準3,4で示すように本
発明の方法により高強度、高ヤング率の繊維を得
ることができた。 実施例 3 実施例1と同様の方法によりフエニルホスホン
酸ジメチルエステル0.08部添加して極限粘度
[η]=0.61のポリエチレンテレフタレートを得
た。得られたポリエチレンテレフタレートを絶対
過径20μのパツク内フイルターで過後
7500m/分で巻き取つて、75d/24fのポリエチレ
ンテレフタレート繊維を実施例1と同様の紡糸方
法で得た。紡糸工程での糸切れ発生は18回/ton
と少なく紡糸性は良好であつた。 [発明の効果] 本発明のポリエステル繊維の製造方法によれ
ば、 (1) 超高速紡糸によつて得た繊維にもかかわら
ず、高強度、高ヤング率であり、しかも沸騰水
収縮率は従来の繊維並となり、機械的及び熱的
特性に優れた繊維物性を有する繊維が得られ
る。 (2) 超高速化にともなつて発生する繊維物性の低
下の問題が回避でき、さらに紡糸工程での糸切
れが減少するため、超高速化が可能になり、大
幅なコストダウンが可能となる。 (3) 繊維物性が向上するため、高次工程での高速
化に対応可能な繊維となる。
第1図は本発明の溶融紡糸工程を示す概略図で
ある。第2図は本発明のヤング率の測定を説明す
る図である。 1:パツク、2:パツクハウジング、3:冷却
筒、4:給油装置、5:第1GD、5′:第2GD、
6:巻取機。
ある。第2図は本発明のヤング率の測定を説明す
る図である。 1:パツク、2:パツクハウジング、3:冷却
筒、4:給油装置、5:第1GD、5′:第2GD、
6:巻取機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ポリエステルを5000m/分以上の紡糸速度で
溶融紡糸するに当たり、エチレンテレフタレート
を主たる構成単位とするポリエステルであつて、
該ポリエステルを製造するにあたり、ホスホン酸
化合物をポリエステルを構成する酸成分に対して
0.01〜1.0重量%添加して得られたポリエステル
を用いることを特徴とするポリエステル繊維の製
造方法。 2 溶融紡糸をするに当たり、パツク内で絶対
過径20μ以下のフイルターで過することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のポリエステル
繊維の製造方法。
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JP60-265375 | 1985-11-26 | ||
JP26537585 | 1985-11-26 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62206018A JPS62206018A (ja) | 1987-09-10 |
JPH0466928B2 true JPH0466928B2 (ja) | 1992-10-26 |
Family
ID=17416307
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27669586A Granted JPS62206018A (ja) | 1985-11-26 | 1986-11-21 | ポリエステル繊維の製造方法 |
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Families Citing this family (9)
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---|---|---|---|---|
JP2002105753A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Toray Ind Inc | ポリエステル繊維の製造方法 |
PT1437373E (pt) * | 2001-09-20 | 2008-05-19 | Teijin Ltd | Processo para produzir resina de poli(etileno-éster dicarboxilato aromático) e produto de resina |
EP2261403B1 (en) | 2009-01-16 | 2012-03-21 | Teijin Fibers Limited | Polyester fiber, process for producing the polyester fiber, and tire code, tire, fiber material for reinforcing belt and belt each comprising the polyester fiber |
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