JPH0710980A - 改質ポリエステル及びその繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カチオン染料及び分散染料による染色性が良
好であり、アルカリ減量速度が速過ぎず、アルカリ減量
加工が可能な繊維とすることのできるポリエステル組成
物及び該組成物で形成された繊維を提供する。 【構成】 ポリ（エチレンテレフタレート）に、下記一
般式で表わされるスルホン酸塩基含有化合物を、全グリ
コール成分に対して０．１〜１０モル％共重合せしめ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カチオン染料及び分散
染料による染色性が良好であり、アルカリ減量速度が速
過ぎず、風合を向上させるためのアルカリ減量加工が可
能な繊維を得ることのできる改質ポリエステル、及び該
改質ポリエステルで形成された繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルは多くの優れた特性を有す
るがゆえに繊維やフィルムとして広く用いられている
が、分子構造が緻密であるために、染色性が劣り、特に
カチオン染料での染色は困難である。

【０００３】この染色性を改良するために、種々の提案
がなされている。その一つとして、従来からスルホン酸
金属塩基を含有するイソフタル酸成分、例えば５―ナト
リウムスルホイソフタル酸成分をポリエステルに共重合
することにより、カチオン染料での染色を可能にする方
法が知られている（特公昭３４−１０４９７号公報参
照）。

【０００４】また、カチオン染料可染化剤として、スル
ホン酸４級ホスホニウム塩基を有するイソフタル酸成分
を用いる方法が知られている（特公昭４７−２２３３４
号公報、米国特許第３，７３２，１８３号明細書参
照）。この方法によれば、重合反応中での増粘作用が小
さいので、改質ポリエステルの重合度を高くしても、溶
融粘度が通常紡糸できる範囲に抑えられる。このため、
高強度のカチオン染料可染型ポリエステル繊維が容易に
得られるようになり、カチオン染料が有する鮮明発色性
と非転染性という長所に加えて、糸の高強力を活用し
て、例えばスポーツウェア分野などへの用途拡大の可能
性がある。

【０００５】これらの方法により製造されたカチオン染
料可染型ポリエステルは、紡糸、製編織したのち、風合
いを向上するためアルカリ水溶液中に浸漬し、減量操作
を行なうことが多い。しかしながら、この際にカチオン
染料可染化剤を使用したポリエステルは、アルカリ減量
速度が速すぎて、通常の糸との交織、交編布の場合、カ
チオン可染糸のみが先に減量されてしまい、交織、交編
した通常の糸が減量されにくく、目的とする風合いを得
ることが極めて困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
を解決し、アルカリ減量速度が速過ぎることなく、風合
を向上させるためのアルカリ減量加工が可能であり、し
かも、カチオン染料及び分散染料による染色性が良好な
ポリエステル繊維を得るに適した改質ポリエステル及び
それからなる繊維を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、特定の構造を有する改
質剤をポリエステルに共重合することにより、良好な染
色性が得られると共に、アルカリ減量速度も適度に制御
できることを見出し、本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明によれば、（１）ポリ
（エチレンテレフタレート）に下記一般式（Ｉ）で表わ
されるスルホン酸塩基含有化合物を、全グリコール成分
に対して０．１〜１０モル％共重合せしめたことを特徴
とする改質ポリエステル、及び（２）前記（１）に記載
の改質ポリエステルからなる繊維が提供される。

【０００９】

【化２】

【００１０】〔式中、Ｒ1 は、エチレン基、イソプロピ
レン基、ｎ―ブチレン基より選ばれた基を示し、Ｘは―
Ｃ（ＣＨ3 ）2 ―を示し、Ｙ及びＺは、―ＳＯ3 Ｍ又は
―Ｈを示し、かつ、少なくともその一方が―ＳＯ3 Ｍ
（Ｍは、金属原子又はＰＲ2 Ｒ3 Ｒ4 Ｒ5 で表わされる
ホスホニウム基（但し、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、Ｒ5 は、ア
ルキル基及びアリール基よりなる群から選ばれた同一又
は異なる基）を示す）であり、ｍ及びｎは、１〜６０の
整数を示す。〕

【００１１】本発明の改質ポリエステルは、上記一般式
（Ｉ）で表わされるスルホン酸塩基含有化合物が全グリ
コール成分に対して０．１〜１０モル％共重合されてい
る必要がある。

【００１２】上記一般式（Ｉ）において、Ｍはナトリウ
ム、カリウム、リチウム、テトラブチルホスホニウム、
テトラフェニルホスホニウムが特に好ましい。

【００１３】かかるスルホン酸塩基を有する化合物の好
ましい具体例としては、下記のものを挙げることができ
る。

【００１４】

【化３】

【００１５】（ｍ、ｎは１〜６０の整数を示す。） 本発明の改質ポリエステルでは、上記一般式（Ｉ）で表
わされる化合物の共重合量が、全グリコール成分に対し
て０．１〜１０モル％であることが必要である。０．１
モル％未満では、カチオン染料に対する染色性が不十分
となり、１０モル％を越えると、強度をはじめとする繊
維物性が低下するため不適当である。

【００１６】本発明の改質ポリエステルは、本発明の目
的、すなわち、アルカリ減量速度を過度に速くしない範
囲内で、テレフタル酸以外の二官能性カルボン酸成分及
び／又はエチレングリコール以外のジオール成分を共重
合せしめたものであってもよい。

【００１７】ここで使用されるテレフタル酸以外の二官
能性カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフタ
リンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノ
キシエタンジカルボン酸、β―ヒドロキシエトキシ安息
香酸、ｐ―オキシ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、
１，４―シクロヘキサンジカルボン酸などの芳香族、脂
肪族、脂環族の二官能性カルボン酸を挙げることができ
る。

【００１８】また、エチレングリコール以外のジオール
化合物としては、例えばプロパンジオール、ブタンジオ
ール、シクロヘキサン―１，４―ジメタノール、ネオペ
ンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノール
Ｓなどの脂肪族、脂環族、芳香族のジオール化合物及び
ポリオキシアルキレングリコールなどを挙げることがで
きる。

【００１９】さらに、ポリエステルが実質的に線状であ
る範囲で、トリメリット酸、ピロメリット酸などのポリ
カルボン酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリスリトールなどのポリオールを使用することが
できる。

【００２０】かかる共重合成分の共重合割合は、全酸成
分に対して通常は１０モル％以下、特に５モル％以下と
することが望ましい。

【００２１】本発明の改質ポリエステルは、任意の方法
によって合成することができる。

【００２２】例えばテレフタル酸とエチレングリコール
とを直接エステル化反応に付すか、テレフタル酸ジメチ
ルとエチレングリコールとをエステル交換反応に付すか
して、テレフタル酸のグリコールエステル及び／又はそ
の低重合体を生成させる第１段階の反応の際に、本発明
のスルホン酸塩基を有する化合物を添加して反応させ、
引き続き、第１段階の反応生成物を減圧下で加熱して、
所望の重合度になるまで重縮合反応させる第２段階の反
応を行なうことで製造することができる。

【００２３】これらの反応には、必要に応じて任意の触
媒を使用することができる。なかでも、エステル交換法
を採用するときは、エステル交換触媒としてカルシウム
化合物、マンガン化合物、マグネシウム化合物、亜鉛化
合物、コバルト化合物などが好ましく、これらは１種又
は２種以上併用してもよい。その使用量は、ポリエステ
ル原料として使用する二官能性カルボン酸成分に対し
０．０１〜０．１モル％が好ましい。

【００２４】また、重縮合触媒としては、アンチモン化
合物、チタン化合物、ゲルマニウム化合物が好ましく用
いられる。これら重縮合触媒も、１種又は２種以上併用
してもよく、その使用量は二官能性カルボン酸成分に対
して０．００３〜０．１モル％が好ましい。

【００２５】本発明においては、安定剤、艶消し剤、着
色剤、滑剤、難燃剤、紫外線吸収剤、制電剤などの添加
剤を必要に応じて添加することができる。特に、ポリエ
ステルの熱安定性をより一層高めるために、従来から知
られ、また用いられている安定剤を添加することは好ま
しいことである。この安定剤としては、例えばリン酸、
亜リン酸、ホスフィン酸、これらのエステルなどのリン
化合物、ヒンダードフェノール系化合物などを挙げるこ
とができる。

【００２６】また、必要に応じて、ポリエステルは、不
活性微粒子を含有していてもよい。ポリエステル中に不
活性微粒子を含有させる方法としては、従来から知られ
ている外部添加法及び内部析出法のいずれをも採用する
ことができる。不活性微粒子を添加する場合には、該微
粒子として、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化チタ
ン、カオリン、クレー、テレフタル酸カルシウムなどが
好ましく例示できる。

【００２７】本発明の改質ポリエステルから繊維を製造
する場合には、任意の製糸条件を何等の支障なく採用す
ることができる。例えば、５００〜２５００ｍ／分の速
度で溶融紡糸し、延伸、熱処理する方法、１５００〜５
０００ｍ／分の速度で溶融紡糸し、延伸と仮撚加工とを
同時に、又は続いて行う方法、５０００ｍ／分以上の高
速で溶融紡糸し、用途によっては延伸工程を省略する方
法などにおいて、任意の製糸条件を採用することができ
る。

【００２８】また、本発明の改質ポリエステルは、フィ
ルムやシートの製造にも使用することができる。この成
形工程においても、任意の成形条件を何等の支障なく採
用することができる。例えば製膜後一方向のみに張力を
作用させて異方性膜を製造する方法、同時に、または、
任意の順序で膜を二方向に延伸する方法、および膜を２
段以上に多段延伸する方法などを、任意の条件で採用す
ることができる。

【００２９】

【作用】上記一般式（Ｉ）で表わされるスルホン酸塩基
含有化合物を共重合させた場合に、アルカリ減量速度が
速くなり過ぎない理由は、未だ明確にされてはいない
が、カチオン可染化剤として一般に広く用いられている
スルホン酸塩基を有する芳香族ジカルボン酸を共重合し
たポリエステルに比較して、ポリマー中のエステル基の
部分が加水分解反応を起しにくいためと推定される。

【００３０】

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をさらに詳細
に説明する。実施例中の部および％は、それぞれ重量部
および重量％を示す。また、実施例中の各測定項目は、
次のようにして求めた値である。 （１）固有粘度 ポリエステルの固有粘度〔ＩＶ〕は、３５℃のオルソク
ロロフェノール溶液で測定した値から求めたものであ
る。 （２）カチオン染料可染性（染色性） カチオン染料可染性は、得られた延伸糸を編成したメリ
ヤス編布を、カチオン染料Ｃａｔｈｉｌｏｎ ＣＤ−Ｆ
ＲＬＨ／Ｃａｔｈｉｌｏｎ Ｂｌｕｅ ＣＤ−ＦＢＬＨ
＝１／１〔保土谷化学（株）製〕を２％ｏｗｆ含む染浴
（助剤として芒硝３ｇ／リットル、酢酸０．３ｇ／リッ
トルを含む）により１２０℃で６０分間染色して、目視
により評価した。 （３）アルカリ減量速度 アルカリ減量時の減量速度は、得られた延伸糸を編成し
たメリヤス編布を、苛性ソーダ１％水溶液中で１時間煮
沸し、処理前後の重量変化を測定することで評価した。
この値が小さいほど、アルカリ減量速度が遅いことを示
す。

【００３１】

【実施例１】テレフタル酸ジメチル１００部、エチレン
グリコール６３部、酢酸カルシウム０．０６部及び下記
式

【００３２】

【化４】

【００３３】で示されるスルホン酸塩基含有化合物５．
７部をエステル交換反応器に仕込み、窒素ガス雰囲気
下、３時間かけて１４０℃から２２０℃まで昇温して、
生成するメタノールを系外に留去しながらエステル交換
反応させた。

【００３４】２２０℃で２０分間撹拌したのち、安定剤
として正リン酸０．０６部を添加し、同時に過剰エチレ
ングリコールの昇温追い出しを開始した。１０分後、重
合触媒として三酸化アンチモン０．０４部を添加した。
内温が２４０℃に到達した時点でエチレングリコールの
追い出しを終了し、反応生成物を重合反応器に移した。
次いで、昇温しながら内温が２６０℃に到達するまで
常圧反応させたのち、１時間かけて７６０ｍｍＨｇから
１ｍｍＨｇまで減圧し、同時に１時間３０分かけて内温
を２８０℃まで昇温した。１ｍｍＨｇ以下の減圧下、重
合温度２８０℃で、さらに２時間重合した時点で重合反
応を打切り、常法に従ってチップ化した。得られたポリ
マーの固有粘度を表１に示す。

【００３５】得られたチップを乾燥して、孔径０．３ｍ
ｍの円形紡糸孔を２４個穿設した紡糸口金を使用して２
８５℃で溶融紡糸した。次いで、得られた未延伸糸を、
最終的に得られる延伸糸の伸度が３０％になる延伸倍率
で、８４℃の供給ローラと１８０℃のプレートヒータを
使って延伸、熱処理して７５デニール／２４フィラメン
トの延伸糸を得た。

【００３６】この糸をメリヤス編布とし、カチオン染料
可染性及びアルカリ減量速度を測定した。結果を表１に
示す。

【００３７】

【実施例２、３】実施例１において使用したスルホン酸
塩基含有化合物に代えて、下記式

【００３８】

【化５】

【００３９】

【化６】

【００４０】で示されるスルホン酸塩基含有化合物をそ
れぞれ使用した以外は、実施例１と同様にして、ポリエ
ステルを製造し、延伸糸を作り、評価を行なった。結果
は表１に示す通りであった。

【００４１】

【比較例１】ポリエチレンテレフタレートに、下記式

【００４２】

【化７】

【００４３】で示される５―テトラブチルホスホニウム
スルホイソフタル酸を、全酸成分に対し１．５モル％共
重合したポリマー（〔η〕＝０．６４）を使用し、実施
例１と同様にして延伸糸を作り、評価を行なった。結果
を表１に示す。

【００４４】

【比較例２】ポリエチレンテレフタレートに、下記式

【００４５】

【化８】

【００４６】で示される５―ナトリウムスルホイソフタ
ル酸を、全酸成分に対し１．５モル％共重合したポリマ
ー（〔η〕＝０．６０）を使用し、実施例１と同様にし
て延伸糸を作り、評価を行なった。結果を表１に示す。

【００４７】

【参考例】ポリエチレンテレフタレート（〔η〕＝０．
６４）を使用して、実施例１と同様に延伸糸を作成し、
評価を行なった。結果を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】以上の結果から明らかなように、本発明の
改質ポリエステル（実施例１〜３）では、アルカリ減量
速度が速くなり過ぎず、アルカリ減量加工が可能であ
り、染色性も良好であるが、従来から広く用いられてい
るスルホン酸塩基含有芳香族ジカルボン酸を共重合した
ポリエステル（比較例１、２）では、アルカリ減量速度
が速くなり過ぎて不適当である。

【００５０】なお、ポリエチレンテレフタレートホモポ
リマーの場合（参考例）は、染色性が劣ったものとな
る。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、カチオン染料及び分散
染料による染色性に優れ、アルカリ減量速度が速過ぎる
ことがなく、アルカリ減量加工が可能な繊維とすること
のできる改質ポリエステル及び該改質ポリエステルで形
成された繊維が提供される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリ（エチレンテレフタレート）に下記
   一般式（Ｉ）で表わされるスルホン酸塩基含有化合物
   を、全グリコール成分に対して０．１〜１０モル％共重
   合せしめたことを特徴とする改質ポリエステル。 【化１】 〔式中、Ｒ1 は、エチレン基、イソプロピレン基、ｎ―
   ブチレン基より選ばれた基を示し、Ｘは―Ｃ（ＣＨ3 ）
   2 ―を示し、Ｙ及びＺは、―ＳＯ3 Ｍ又は―Ｈを示し、
   かつ、少なくともその一方が―ＳＯ3 Ｍ（Ｍは、金属原
   子又はＰＲ2 Ｒ3 Ｒ4 Ｒ5 で表わされるホスホニウム基
   （但し、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、Ｒ5 は、アルキル基及びア
   リール基よりなる群から選ばれた同一又は異なる基）を
   示す）であり、ｍ及びｎは、１〜６０の整数を示す。〕
2. 【請求項２】 請求項１に記載の改質ポリエステルから
   なる繊維