JPH08158157A - 改質ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の
弱酸塩を内部析出系微粒子として含有したポリエステル
組成物から改質ポリエステル繊維を得る。 【構成】 ジカルボン酸成分とグリコール成分からなる
ポリエステルに、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類
金属の弱酸塩を内部析出系微粒子として含有したポリエ
ステル組成物から得られる微細孔形成性ポリエステル繊
維であって、前記ジカルボン酸成分に対してアルカリ金
属及び／又はアルカリ土類金属の弱酸塩をＡモル％、お
よび共重合成分として前記ジカルボン酸成分に対して少
なくとも一つのエステル形成性基を有するスルホン酸化
合物の金属塩をＢモル％配合した場合、下記式を満足す
る改質ポリエステル繊維を提供する。 ０．０５Ｂ^1.3 ≦Ａ≦Ｂ^0.2 （但しＢが０の場合、Ａは０．５モル％以下である。） かかる改質ポリエステル繊維に、アルカリ減量処理を施
し、微細孔が形成された改質ポリエステル繊維を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は改質ポリエステルに関す
るものであり、さらに詳しくは、アルカリ金属及び／又
はアルカリ土類金属の弱酸塩を内部析出系微粒子として
用いることで、高速曳糸性を維持し且つアルカリ減量処
理後に繊維表面に微細な凹凸を生成する改質ポリエステ
ル繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は繊維表面の滑らかさ
のために絹のような天然繊維の持つ独特の触感特性に欠
け、また染色時の深色効果も得られにくいという欠点が
あった。これらのポリエステル繊維に特有の性能を改良
するために各種の方法が知られている。例えば、特公昭
４３−１４１８６号、特公昭４３−１６６６５号により
繊維中に微粒子状不活性物質を含有させ、繊維がおかさ
れず微粒子状不活性物質が溶解する酸やアルカリで処理
して、微粒子状不活性物質を除去し、表面を凹凸化する
方法が知られている。また特公昭５９−２４２３３号に
よりシリカゾルなどを用いて繊維表面に不規則に凹凸な
ランダム表面を形成し、さらにそのランダム表面を形成
する凹凸内に超微細な凹凸を形成せしめたポリエステル
系合成繊維が知られている。微細孔形成剤として有機化
合物を用いる例としては、特公昭５７−８９６４１号に
より微細孔形成剤としてリン化合物や分子中にカルボン
酸金属塩基を有しているスルホン酸化合物などを用い、
アルカリ減量処理により繊維表面及び内部に微細孔を形
成し吸水性を発現させる方法が知られてる。

【０００３】しかし上記いずれの公知技術においても、
繊維を溶剤処理することで繊維表面に凹凸形状を付与す
ることは可能でも、高速曳糸性などの面では問題が多
く、技術的安定性、工業的生産性などからみて問題は解
決されてはいなかった。そのため高速曳糸性を維持し且
つアルカリ減量処理後に繊維表面に微細な凹凸を生成す
るポリエステル系繊維の出現が強く望まれているのが実
情である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特公昭４３−１４
１８６号、特公昭４３−１６６６５号に記載の方法によ
れば、ある程度の艶消しの効果は期待できるものの、む
しろ延伸によって生じた空洞が除去された粒子によりさ
らに増大し透明性に欠けた繊維となり、この繊維を染色
しても白っぽい色しか得ることができなくなる。

【０００５】また上記特公昭５９−２４２３３号に記載
の方法によると風合の改善効果は得られるものの、表面
の凹凸を得るための微粒子としてコロイダルシリカなど
の無機化合物を使用するため、添加時に熱ショックによ
り凝集を起こしやすく、一旦凝集を起こした粒子は再分
散させることができないためグリコールなどを分散媒と
して用いる必要がある。そのため例えばジエチレングリ
コールの副生などの弊害が生じてくる。また添加する微
粒子の径が大きいと染色後の深色性に欠けるため、出来
るだけ径の小さな微粒子を使用しなければならない。ま
た添加後も微粒子の凝集を防ぐため激しく攪拌する必要
がある。また有機化合物に比べて硬い無機化合物を含有
するポリマーを長時間にわたって操業しうる紡糸オリフ
ィスを必要とする。

【０００６】また上記特公昭５７−８９６４１号に記載
の方法のように微細孔形成剤として分子中にカルボン酸
金属塩基を有しているスルホン酸化合物を用いた場合、
著しく強いイオン性の分子凝集力を示し、ポリエステル
マトリックス中に大量に析出し白濁したポリマーを与え
るため、高速曳糸性の改善効果は期待できない。

【０００７】以上のように、従来技術では繊維表面に凹
凸形状を付与することは可能であっても、高速曳糸性な
どの面で問題が多く、技術的安定性、工業的生産性など
からみて問題は充分には解決されてはいなかった。また
アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の弱酸塩を、
エステル形成基を有するスルホン酸化合物の金属塩を共
重合させたポリエチレンテレフタレートの製造の際に副
生するジエチレングリコール（以下ＤＥＧと略記する）
などのエーテル結合の抑制剤として添加する例はよく知
られている。しかしながらアルカリ金属及び／又はアル
カリ土類金属の弱酸塩の添加量とエステル形成基を有す
るスルホン酸化合物の金属塩の共重合量の関係が適正化
されていなかったために、該ポリエステルから表面に微
細な凹凸を有する繊維を得るには、新たに微細孔形成剤
を添加する必要があり、工程の煩雑さやコストの面で問
題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
技術では達成できなかった問題点を解決し、絹に最も近
い触感特性及び深色性などを有し且つ技術的、工業的に
安定に生産しうるポリエステル繊維を得るべく鋭意研究
した結果、本発明を完成するに至った。

【０００９】上記課題を解決するための手段、すなわち
本発明の構成は、次のとおりである。 (1) ジカルボン酸成分とグリコール成分からなるポリ
エステルに、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属
の弱酸塩を内部析出系微粒子として含有したポリエステ
ル組成物から得られる微細孔形成性ポリエステル繊維で
あって、前記ジカルボン酸成分に対してアルカリ金属及
び／又はアルカリ土類金属の弱酸塩をＡモル％、および
共重合成分として前記ジカルボン酸成分に対して少なく
とも一つのエステル形成性基を有するスルホン酸化合物
の金属塩をＢモル％配合した場合、下記式を満足するこ
とを特徴とする改質ポリエステル繊維。 ０．０５Ｂ^1.3 ≦Ａ≦Ｂ^0.2 （但しＢが０の場合、Ａは０．５モル％以下である。） (2) 前記(1) 項記載の改質ポリエステル繊維に、アル
カリ減量処理を施し、微細孔が形成された改質ポリエス
テル繊維。

【００１０】本発明に言うポリエステルとは、主たる酸
成分がテレフタル酸またはそのエステル形成誘導体、主
たるグリコール成分がエチレングリコールからなるもの
であるが酸成分として２０ｍｏｌ％以下のシュウ酸、マ
ロン酸、グルタル酸、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、２，５−ノルボルナン
ジカルボン酸などに例示される脂肪族ジカルボン酸また
はこれらのエステル形成誘導体、フタル酸、イソフタル
酸、５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸、ジフェ
ニン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナ
フタレンジカルボン酸、１，２−ビス（フェノキシ）エ
タン−ｐ，ｐ′−ジカルボン酸などの芳香族ジカルボン
酸またはこれらのエステル形成性誘導体を共重合成分と
して含むことができる。また酸成分の２０ｍｏｌ％以下
のｐ−（２−ヒドロキシエトキシ）安息香酸のようなオ
キシカルボン酸またはそのエステル形成誘導体を含むこ
ともできる。グリコール成分としては２０ｍｏｌ％以下
のプロピレングリコール、ジエチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール、１，４−ブタンジオール、１，６
−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノ
ール、１，１０−デカメチレングリコール、４，４′−
ジヒドロキシビスフェノール、１，４−ビス（β−ヒド
ロキシエトキシ）ベンゼン、２，５−ナフタレンジオー
ルこれらのグリコールにエチレンオキシドが付加したグ
リコール、ポリエチレングリコール等を含むことができ
る。

【００１１】もちろんこのポリエステル繊維中には少量
の他の任意の重合体や酸化防止剤、制電剤、染色改良
剤、染料、顔料、艶消剤、蛍光増白剤、その他の添加剤
が含有されていてもよい。

【００１２】本発明に言う内部析出系微粒子とは、重合
系への添加時は系に溶解し均一な溶液を与えるが、重合
中あるいは重合終了後に系から析出し、溶融紡糸後の溶
剤処理により繊維表面に微細な凹凸を形成する添加剤の
ことであり、具体的にはアルカリ金属及び／又はアルカ
リ土類金属の弱酸塩、例えば炭酸、ギ酸、酢酸、プロピ
オン酸、シュウ酸、マロン酸などのナトリウム、リチウ
ム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム塩
が挙げられる。

【００１３】本発明の微細孔形成性ポリエステル繊維を
アルカリ減量処理した場合の表面形態について説明す
る。図１は本発明の微細孔を有するポリエステル繊維の
５０００倍の走査型電子顕微鏡写真である（実施例
１）。通常のポリエステル繊維の場合、繊維表面は平滑
であり、このことが絹のような天然繊維独特の触感特性
に欠け、また染色時の深色効果も得られにくいというポ
リエステル繊維に特有な欠点になっていた。これに対し
本発明の微細孔を有するポリエステル繊維は繊維表面に
円換算直径が１０^-1μｍオーダーの微細孔が多数形成さ
れている。図１の場合は内部析出系微粒子として酢酸ナ
トリウムを用いたが、酢酸リチウムを用いても同様な結
果が得られた（実施例２、図２参照）。

【００１４】以上のように本発明の要点の一つは、繊維
表面の微細な凹凸が内部析出系の添加剤によって発現さ
れることにある。さらに注目すべきこととして酢酸ナト
リウムに代表されるこれらの添加剤の有するもう一つの
機能がある。先述のごとくこれらの添加剤は、重合中の
副生物であるＤＥＧなどのエーテル結合の抑制剤として
機能する。すなわち本発明により、新たに微細孔形成剤
を添加することなく、かかる内部析出系微粒子をＤＥＧ
抑制剤として使用するだけで繊維表面に微細な凹凸を形
成することが可能となり、これにより工程面、コスト面
での実用性も大きく改善されている。

【００１５】かかる内部析出系微粒子の添加量として
は、通常のポリエステル繊維の場合、０．０１〜０．５
ｍｏｌ％／ａｃｉｄが好ましい。０．０１ｍｏｌ％以下
では絹に近い触感特性及び深色性などを発現するに充分
な表面の微細な凹凸が得られず、ＤＥＧ抑制剤としての
機能も併用させるならばＤＥＧの抑制効果も少ない。ま
た０．５ｍｏｌ％以上ではポリマー着色や熱安定性低下
などの欠点を誘起するばかりか、高速曳糸性の面で問題
があり、技術的安定性、工業的生産性などからみて好ま
しくない（比較例１）。

【００１６】またポリエステルの構成単位に、少なくと
も一つのエステル形成基を有するスルホン酸化合物の金
属塩を含む場合には、スルホン酸化合物の金属塩の共重
合量が増加するとポリマーマトリックスとしての極性が
上がり、内部析出系微粒子の溶解度も上昇するため、微
細な凹凸を形成するに必要な添加量も多くなり、また紡
糸時の単糸切れを起こさない最大限界添加量も増加する
ことが分かった。例えば５−（ナトリウムスルホ）イソ
フタル酸（以下ＳＩＰと略記する）をポリマー中の酸成
分に対して１ｍｏｌ％共重合させた場合、酢酸ナトリウ
ムの添加量が０．０３ｍｏｌ％では繊維表面に充分な凹
凸が形成されなかった（比較例２）。ＳＩＰをポリマー
中の酸成分に対して３ｍｏｌ％共重合させた場合は、酢
酸ナトリウムを０．２ｍｏｌ％添加しても繊維表面には
凹凸は形成されなかった（比較例３）。またＳＩＰを１
ｍｏｌ％共重合させた場合、酢酸ナトリウムの添加量が
０．９ｍｏｌ％のときは問題なく溶融紡糸ができた（実
施例３）が、添加量が１．２ｍｏｌ％に増えると紡糸時
に単糸切れが急増し、安定操業が困難となった（比較例
４）。ＳＩＰを３ｍｏｌ％共重合させた場合、酢酸ナト
リウムのポリマーマトリックスに対する最大限界添加量
は１．２ｍｏｌ％であり（実施例４）、それ以上の酢酸
ナトリウムを添加すると紡糸時の単糸切れが急増するこ
とが分かった（比較例５）。

【００１７】スルホン酸化合物の金属塩の共重合量と内
部析出系微粒子の添加量が、溶融紡糸時の単糸切れ及び
繊維表面形態に及ぼす影響を詳細に検討した結果、該内
部析出系微粒子の最適の添加量は擬似的に下記式Ｉで表
されることが分かった。 ０．０５Ｂ^1.3 ≦Ａ≦Ｂ^0.2 (I) Ａは全酸成分に対するアルカリ金属及び／又はアルカリ
金属の弱酸塩のｍｏｌ％、Ｂは少なくとも一つのエステ
ル形成基を有するスルホン酸化合物の金属塩の全酸成分
に対するｍｏｌ％を示す。

【００１８】Ａ＜０．０５Ｂ^1.3 の場合、絹に近い触感
特性及び深色性などを発現するに充分な繊維表面の微細
な凹凸が得られず、ＤＥＧの抑制効果も少ない。Ａ＞Ｂ
^0.2の場合、析出した内部析出系微粒子がポリマー着色
や熱安定性低下などの欠点を誘起するばかりか、高速曳
糸性の面でも問題があり、技術的安定性、工業的生産性
などからみて好ましくない。

【００１９】かかる内部析出系微粒子の添加時期として
は、エステル化反応前、エステル化反応中、エステル化
反応後あるいは重合がある程度進行した後など適宜選択
可能であるが、前記スルホン酸化合物の金属塩を共重合
する場合は、スルホン酸化合物の金属塩の添加時あるい
は添加前であることが好ましい。添加する際には重合後
期を除けば系に可溶なため、特別に攪拌を激しくした
り、エチレングリコールなどのスラリーにする必要もな
く、通常の添加方法で充分である。

【００２０】かかる有機化合物系の内部析出系微粒子を
配合させたポリエステル繊維を紡糸する際には、比較的
硬い無機化合物系の外部析出系微粒子を含有するポリマ
ーを紡糸する際よりも、紡糸オリフィスに負荷がかかり
にくく通常の方法で充分であり、特に注意されるべき点
はない。

【００２１】繊維表面の侵食処理及び減量処理に用いる
溶剤あるいは分解剤としては、例えば水酸化ナトリウム
水溶液が挙げられる。その他に水酸化カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ化合物水溶液及
びクロロフェノール、ニトロベンゼン、フェノール／テ
トラクロロエタンなどの有機溶剤、モノメチルアミン、
モノエチルアミン、ノルマル−プロピルアミン、ノルマ
ル−ブチルアミン、イソブチルアミン、エチレンジアミ
ン、モノエタノールアミンなどで代表されるアルキルア
ミン類、またはこれらと他の有機化合物の溶液などが用
いられる。中でも水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリ
ウム水溶液が特に好ましい。

【００２２】アルカリ化合物の水溶液を使用する場合、
その濃度はアルカリ化合物の種類、処理条件によって異
なるが通常０．０１〜１０重量％の範囲が好ましい。処
理温度は常温〜１００℃の範囲が好ましく、処理時間は
１分〜８時間の範囲で通常行われる。またこのアルカリ
化合物の水溶液の処理によって溶出除去する量は２〜４
０重量％の範囲にするのが適当であり特に１５〜３０重
量％が絹に近い触感特性及び深色性を得る面より好まし
い。

【００２３】本発明が芯鞘構造や背腹構造の複合繊維に
適用可能なことは当然である。この場合、内部析出系微
粒子を含有させたポリエステル系ポリマーを鞘成分ある
いは背腹成分の一成分として、また芯成分あるいは背腹
の他の成分としては上記内部析出系微粒子を含有する
か、また含有率の異なるポリマーないしは異種ポリマー
あるいは内部析出系微粒子を全く含まない同種もしくは
異種ポリマーを配合させた繊維とし、該繊維を当該ポリ
エステルや該内部析出系微粒子に対し可溶性または分解
性を有する溶剤を使用して繊維表面を溶出侵食処理させ
ることにより、繊維表面に微細な凹凸を形成し、触感特
性や深色性などの特徴を付与することもできる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが本発
明はこれら特定の実施例に限定されるものではない。

【００２５】実施例 １ ビスヒドロキシエチルテレフタレート８９０重量部に対
し５ｇ／ｌ濃度の３酸化アンチモンのエチレングリコー
ル溶液を０．５ｌ容量部加え、次いで酢酸ナトリウムを
ポリマー中の酸成分に対して０．０３ｍｏｌ％加えて、
常圧にて２４５℃で１０分間攪拌し溶解させ無色透明の
溶液とした。次いで４５分を要して２７５℃まで昇温し
つつ反応系の圧力を徐々に下げて０．１ｍｍＨｇとして
さらに同温同圧で１８０分間重縮合反応を行った。窒素
で常圧に戻した後、通常の方法にしたがって溶融紡糸を
行い、５ｇ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液中で１００℃
で２時間処理し約２０％減量した。この繊維を５０００
倍の走査型電子顕微鏡で観察すると、その表面に円換算
直径が１０^-1μｍオーダーの微細孔が多数形成されてい
た（図１）。

【００２６】実施例 ２ 内部析出系微粒子を酢酸ナトリウムから酢酸リチウムに
変更したこと以外は実施例１と全く同様にして合成し、
繊維表面を観察した。その表面には円換算直径が１０^-1
μｍオーダーの微細孔が多数形成されていた（図２）。

【００２７】実施例 ３ 酸成分としてビスヒドロキシエチルテレフタレートを８
８１重量部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ビスヒ
ドロキシエチルエステルの３５重量％エチレングリコー
ル溶液（以下ＤＥＳと略記）を０．３６重量部、酢酸ナ
トリウムをポリマー中の酸成分に対して０．９ｍｏｌ％
加え、実施例１と全く同様にして合成したところ、その
繊維表面には円換算直径が１０^-1μｍオーダーの微細孔
が多数形成されていた。

【００２８】実施例 ４ 酸成分としてビスヒドロキシエチルテレフタレートを８
７２重量部、ＤＥＳを１．１重量部、酢酸ナトリウムを
ポリマー中の酸成分に対して１．２ｍｏｌ％加え、実施
例１と全く同様にして合成したところ、その表面には円
換算直径が１０^-1μｍオーダーの微細孔が多数形成され
ていた。

【００２９】比較例 １ 内部析出系微粒子の酢酸ナトリウムの添加量を０．６ｍ
ｏｌ％にしたこと以外は、すべて実施例１と同様にして
合成したところ、アルカリ減量処理後の繊維表面に微細
孔は観察されたものの、溶融紡糸の際に単糸切れが頻繁
に起き操業困難であった。

【００３０】比較例 ２ 内部析出系微粒子の酢酸ナトリウムの添加量を０．０３
ｍｏｌ％にしたこと以外は、すべて実施例３と同様にし
て合成したところ、アルカリ減量処理後の繊維表面に微
細孔はほとんど観察されなかった。

【００３１】比較例 ３ 内部析出系微粒子の酢酸ナトリウムの添加量を０．２ｍ
ｏｌ％にしたこと以外は、すべて実施例４と同様にして
合成したところ、アルカリ減量処理後の繊維表面に微細
孔はほとんど観察されなかった。

【００３２】比較例 ４ 内部析出系微粒子の酢酸ナトリウムの添加量を１．２ｍ
ｏｌ％にしたこと以外は、すべて実施例３と同様にして
合成したところ、アルカリ減量処理後の繊維表面に微細
孔は観察されたものの、溶融紡糸の際に単糸切れが頻繁
に起き操業困難であった。

【００３３】比較例 ５ 内部析出系微粒子の酢酸ナトリウムの添加量を１．４ｍ
ｏｌ％にしたこと以外は、すべて実施例４と同様にして
合成したところ、アルカリ減量処理後の繊維表面に微細
孔は観察されたものの、溶融紡糸の際に単糸切れが頻繁
に起き操業困難であった。

【００３４】ポリエチレンテレフタレートの主鎖に５−
（ナトリウムスルホ）イソフタル酸（以下ＳＩＰと略
記）が共重合されたポリエステルに、内部析出系微粒子
を使用したときの溶融紡糸の際の操業性（単糸切れ）
と、アルカリ減量処理後の繊維表面の微細な凹凸（１０
^-1μｍオーダーの微細孔の有無）の関係をまとめて表１
に示す。

【表１】

【００３５】

【発明の効果】このように本発明により、繊維表面の微
細な凹凸により絹に最も近い触感特性及び深色性などを
有し且つ技術的、工業的に安定に生産しうる改質ポリエ
ステル繊維の製造が可能になった。また本発明に用いる
内部析出系微粒子は反応系に可溶なため、添加時に特別
注意するべき事項もなく容易に取り扱うことができる。
また硬い無機系の外部析出系微粒子とは違って、紡糸の
際にも特別に注意されるべき点はない。さらにかかる内
部析出系微粒子はＤＥＧ抑制剤としても機能するため、
該内部析出系微粒子をＤＥＧ抑制剤として使用するだけ
で、新たに微細孔形成剤を添加することなく繊維表面に
微細な凹凸を形成することが可能となり、工程面、コス
ト面での実用性も大きく改善されている。この点も本発
明における重要な特徴でもある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例により微細孔が形成されたポ
リエステル繊維の５０００倍の走査型電子顕微鏡写真で
ある。

【図２】本発明の他の実施例により微細孔が形成された
ポリエステル繊維の５０００倍の走査型電子顕微鏡写真
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 6/84 ３０５ Ａ Ｄ０６Ｍ 11/38 // Ｄ０６Ｍ 101:32

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジカルボン酸成分とグリコール成分から
   なるポリエステルに、アルカリ金属及び／又はアルカリ
   土類金属の弱酸塩を内部析出系微粒子として含有したポ
   リエステル組成物から得られる微細孔形成性ポリエステ
   ル繊維であって、前記ジカルボン酸成分に対してアルカ
   リ金属及び／又はアルカリ土類金属の弱酸塩をＡモル
   ％、および共重合成分として前記ジカルボン酸成分に対
   して少なくとも一つのエステル形成性基を有するスルホ
   ン酸化合物の金属塩をＢモル％配合した場合、下記式を
   満足することを特徴とする改質ポリエステル繊維。 ０．０５Ｂ^1.3 ≦Ａ≦Ｂ^0.2 （但しＢが０の場合、Ａは０．５モル％以下である。）
2. 【請求項２】 請求項１記載の改質ポリエステル繊維
   に、アルカリ減量処理を施し、微細孔が形成された改質
   ポリエステル繊維。