JPH06200410A - 高分子量ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高分子量のポリエチレンテレフタレート系ポ
リエステルから引張強度等の機械的物性のすぐれた繊維
を製造する。 【構成】 固有粘度が１．２以上のポリエチレンテレフ
タレート系ポリエステルを、ｐ―クロロフェノール単独
溶媒またはｐ―クロロフェノールとクロル系溶剤との混
合溶媒に溶解して調製した紡糸原液を、エチレングリコ
ール等の凝固浴を用いて湿式または半乾半湿式紡糸を行
ない、更に必要に応じて延伸する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子量ポリエステル
を湿式ないし半乾半湿式で紡糸することにより、機械的
性質に優れたポリエステル繊維を製造する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維殊にポリエチレンテレ
フタレート繊維は、バランスのとれた物性と紡糸・延伸
性の良さから、衣料用のみならず工業用として広く利用
されている素材である。特に高強度のポリエステル繊維
は、タイヤ用途をはじめ各種の産業資材用途に有用であ
る。

【０００３】ポリエステル繊維は、通常は経済的に有利
な溶融紡糸法が採用されており、工業用途に要求される
高強度を発現させるためには、高重合度のポリエステル
を用いて溶融紡糸し、次いで高倍率の延伸を行なうのが
一般的である。しかし、溶融紡糸を適用できるポリマー
の溶融粘度には上限が存在し、固有粘度１．２以上のポ
リエステルでは、実質的に延伸可能な原糸を紡糸工程で
得ることは困難である。その結果、溶融紡糸では強度１
０ｇ／ｄを超える繊維を工業的に製造することは困難で
あった。

【０００４】これに対し、ポリエステルを有機溶媒に溶
解させて紡糸することによって、さらに高重合度のポリ
エステルを繊維化しようとする方法が、特開昭６１―２
０７６１６号、特開昭６２―３００２４号および特開平
４―７３２１２号で提案されている。しかし、特開昭６
１―２０７６１６号および特開平４―７３２１２号の方
法は、それぞれジクロロ酢酸およびヘキサフロロイソプ
ロパノールを溶媒として用いるもので、前者は酸性が強
く取扱性や紡糸装置等の材質に制限があり、また後者は
極めて高価な溶剤を大量に用いることから、いずれも工
業的な実用に問題がある。また特開昭６２―３００２４
号の方法は、溶媒としてニトロベンゼンを用いるが、ポ
リマーの溶解に２００℃以上に加熱することが必要で、
溶解時の重合度の低下を避けることが困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、高分子量ポリエステルを実用性のある湿式ないし半
乾半湿式プロセスで繊維化することによって、従来の溶
融紡糸では得られなかった強度１０ｇ／ｄを超える機械
的性質に優れたポリエステル繊維の製造方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は固有粘度が、
１．２以上の実質的にエチレンテレフタレート単位から
なるポリエステルをｐ―クロロフェノールまたはｐ―ク
ロロフェノールと他のクロル系溶剤との混合溶媒に溶解
し、湿式または半乾半湿式紡糸を行なうことを特徴とす
る高分子量ポリエステル繊維の製造方法である。

【０００７】本発明において対象とするポリエステル
は、実質的にエチレンテレフタレート単位からなるもの
で、テレフタル酸を主たる酸成分とし、エチレングリコ
ールを主たるグリコール成分とするものである。ここで
「主たる」とは、６０モル％、好ましくは８０モル％を
超えることをいう。従って４０モル％未満、好ましくは
２０モル％未満の他の酸成分および他のジオール成分
（第３成分）が含まれていてもよい。

【０００８】本発明方法における出発原料となるポリエ
ステルに共重合しうる第３成分としては、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、ジフェニルエーテルジカルボン酸等の芳香族ジカル
ボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、
セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン
酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、デカリンジカルボン
酸、テトラリンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、
グリコール酸、ｐ―ヒドロキシ安息香酸等のオキシ酸、
トリメチレングリコール、プロピレングリコール、１，
４―ブタンジオール、１，３―ブタンジオール、ネオペ
ンチルグリコール、１，６―ヘキサンジオール等の脂肪
族ジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロ
デカンジメタノール等の脂環族ジオール、ビスフェノー
ルＡ、ビスフェノールＳ、テトラブロモビスフェノー
ル、ヒドロキノン、ジヒドロキシジフェニル等の芳香族
ジオールなどが例示される。

【０００９】しかしながら、本発明では、ポリエチレン
テレフタレートのホモポリマーが特に好ましい。

【００１０】なお、本発明のポリエステルには、必要に
応じ、紫外線吸収剤等の安定剤、酸化防止剤、可塑剤、
滑剤、難燃剤、離型剤、顔料などを適宜配合することが
できる。

【００１１】本発明方法で使用するポリエステルは、３
５℃のｐ―クロルフェノール／１，１，２，２―テトラ
クロロエタン混合溶媒（４０／６０重量比）で測定した
固有粘度が１．２以上であることが必要である。固有粘
度が１．２未満では分子量が不足し目的とする機械的性
質に優れたポリエステル繊維が得られない。固有粘度は
１．５以上であることが好ましく、１．８以上であるこ
とがさらに好ましい。

【００１２】かかる固有粘度の高い高分子量ポリエステ
ルは、従来公知の固相重合法によって得ることができ
る。

【００１３】本発明のポリエステル繊維の製造方法は、
かかる高分子量のポリエステルをｐ―クロロフェノール
単独溶媒またはｐ―クロロフェノールと他のクロル系溶
剤との混合溶媒に溶解させて紡糸原液とし、これを湿式
紡糸ないし半乾半湿式紡糸によって繊維化するものであ
る。

【００１４】ここで「他のクロル系溶剤」とは１，１，
２，２―テトラクロルエタン、クロロホルム、ジクロル
メタンの単独ないし混合物を言う。このうちポリマーの
溶解性から１，１，２，２―テトラクロルエタンを単独
で用いることが好ましい。

【００１５】ｐ―クロロフェノールとクロル系溶剤との
混合比は、ｐ―クロロフェノールが２０〜１００重量
％、クロル系溶媒が８０〜０重量％の割合で混合されて
いることが好ましい。さらに好ましい組成範囲は、ｐ―
クロロフェノールが４０〜１００重量％、クロル系溶媒
が６０〜０重量％である。

【００１６】本発明方法で使用する紡糸原液のポリマー
濃度は、５〜５０重量％が好ましい。ポリマー濃度が５
０重量％を超えるとポリマーの完全溶解が困難となる。
また５重量％未満では紡糸原液の粘度が低すぎて曳糸性
が低下する傾向がみられる。

【００１７】かくして調製された紡糸原液は、押出装置
を用いて紡糸ノズルから吐出後、凝固浴中に導入するこ
とにより糸条を形成し、ゲル繊維とすることができる。
紡糸方法としては、紡糸原液を凝固浴中で吐出する完全
湿式法および一旦空中に吐出したのち凝固浴中に導入す
る半乾半湿法のいずれをも採用することができる。この
とき、凝固浴の浴液としてエチレングリコールを６０％
以上、好ましくは８０％以上含む液を用いると、均質で
透明性に優れかつ、延伸性の極めて高いゲル繊維を形成
せしめることができる。

【００１８】凝固浴の浴液として、エチレングリコール
に加え得る他成分としては、メタノール、エタノール、
アセトン、水、イソブチルアルコール、ｎ―ブチルアル
コール、プロピレングリコール、グリセリン、テトラク
ロルエタン、クロロホルム、ジクロルメタン等を用いる
ことができる。凝固浴の温度は、特に限定されないが２
０〜１００℃が好適に用いられる。

【００１９】かくして得られたゲル繊維は、エチレング
リコール浴中ないし空気中において、一段または多段で
延伸が可能である。延伸温度は特に限定されないが、２
０〜１００℃が好適に用いられる。

【００２０】このゲル繊維は、エチレングリコール浴中
で溶剤を抽出脱離せしめたのち水洗することによってエ
チレングリコールおよび残留溶剤を脱離し、これを乾燥
することで緻密な固体状の繊維とすることができる。こ
の乾燥後の固体状の繊維（以下乾燥糸とよぶ）は、通常
の溶融紡糸で得られたポリエステル繊維と同様の方法で
延伸および熱処理することができる。

【００２１】このとき、ゲル繊維を延伸した後さらに乾
燥糸を延伸することが好ましい。延伸倍率は全延伸倍率
にして５倍以上とすることが好ましく、６倍以上とする
ことがさらに好ましい。ここで全延伸倍率は、ゲル繊維
の延伸倍率と乾燥糸の延伸倍率の積である。かくして、
延伸条件を適当に選ぶことによって従来の方法で工業的
に製造することが困難であった引張強度１０ｇ／ｄを超
える高強度のポリエステル繊維を得ることができる。

【００２２】

【発明の効果】上述の如く、本発明方法によれば、高重
合度のポリエステルを、分子量の低下を防止し、かつ汎
用の溶媒系で、湿式法ないし半乾半湿式法により紡糸す
ることによりゲル繊維を形成せしめ、このゲル繊維およ
び乾燥糸を高倍率延伸することで高度な繊維配向を発現
させることにより、機械的特性が格段に優れたポリエス
テル繊維を製造することができる。

【００２３】そして、本発明方法で得られる高分子量ポ
リエステル繊維は、その優れた機械特性から、タイヤ、
ベルト等の補強材をはじめ広く産業資材用途に用いるこ
とができる。

【００２４】

【実施例】次に本発明の実施例を詳述する。ただし、以
下の実施例は本発明を限定するものではない。なお、本
発明で用いられる物性値は、以下の方法で測定されたも
のである。

【００２５】（ａ）固有粘度 ｐ―クロロフェノール／１，１，２，２―テトラクロロ
エタン混合溶媒（４０／６０重量比）を用いて３５℃で
測定した。

【００２６】（ｂ）引張特性 繊維の引張強度、破断伸度、ヤング率は試長２５mmの単
繊維を毎分１００％の引張速度で定速引張試験すること
により求めた。

【００２７】

【実施例１】２４０℃の窒素気流下で固相重合すること
で得られた固有粘度２．３７のポリエチレンテレフタレ
ートを、ｐ―クロロフェノールと１，１，２，２―テト
ラクロロエタン混合溶媒（４０／６０重量比）の混合溶
媒に溶解させ２０重量％のポリマー濃度の溶液とした。
このポリマー溶液をブランジャー式押出機を用い、５０
℃で、５０℃のエチレングリコール浴中に押出し、ゲル
繊維を得た。このとき、紡糸ノズルは直径０．１５mm、
吐出線速度２ｍ／分であった。

【００２８】得られたゲル繊維を沸水で洗浄後乾燥ロー
ラ上で定長で乾燥したのち、１２０℃で４倍、さらに２
００℃で１．５倍延伸した。

【００２９】得られた延伸繊維の引張強度は１０．５ｇ
／ｄ、ヤング率は１００ｇ／ｄであった。また、繊維の
固有粘度は２．１０であった。

【００３０】

【実施例２】実施例１と全く同様の方法でゲル繊維を調
製し、ゲル繊維をエチレングリコール中で５．０倍延伸
した後、沸水で洗浄後、乾燥ローラ上で定長で乾燥し、
得られた乾燥糸をさらに２００℃で１．３倍に延伸し
た。

【００３１】得られた延伸繊維の引張強度は１１．０ｇ
／ｄ、ヤング率は１３０ｇ／ｄであった。また、繊維の
固有粘度は２．１５であった。

【００３２】

【実施例３】実施例１と同様の方法で調製したポリマー
溶液をプランジャー式押出し機を用い、一旦空中に吐出
したのち５０℃のエチレングリコール浴中に導入し凝固
させた。

【００３３】得られたゲル繊維を沸水中で洗浄後、乾燥
ローラ上で定長で乾燥し、１２０℃で４倍、さらに２０
０℃で１．６倍延伸した。

【００３４】得られた延伸繊維の引張り強度は１０．７
ｇ／ｄ、ヤング率１１０ｇ／ｄであった。また、繊維の
固有粘度は２．０であった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固有粘度が１．２以上の実質的にエチレ
   ンテレフタレート単位からなるポリエステルをｐ―クロ
   ロフェノールまたはｐ―クロロフェノールと他のクロル
   系溶剤との混合溶媒に溶解し、湿式または半乾半湿式紡
   糸を行なうことを特徴とする高分子量ポリエステル繊維
   の製造方法。
2. 【請求項２】 湿式または半乾半湿式紡糸を行なうにあ
   たり、凝固浴としてエチレングリコールを６０重量％以
   上含む液浴を用いることを特徴とする請求項１に記載の
   高分子量ポリエステル繊維の製造方法。
3. 【請求項３】 紡糸原液のポリマー濃度を５〜５０重量
   ％とすることを特徴とする請求項１または２に記載の高
   分子量ポリエステル繊維の製造方法。
4. 【請求項４】 凝固浴から引取ったゲル繊維を、その状
   態で、１段または２段以上で５倍以上の全延伸倍率で延
   伸することを特徴とする請求項１、２または３に記載の
   高分子量ポリエステル繊維の製造方法。
5. 【請求項５】 凝固浴から引き取ったゲル繊維を、水洗
   乾燥した後に、１段または２段以上で５倍以上の全延伸
   倍率で延伸することを特徴とする請求項１、２または３
   に記載の高分子量ポリエステル繊維の製造法。