JPH11247024A - 製糸性の改善されたポリエステル繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維伸度が高く、高速紡糸時の製糸性が改善
されたポリエステル繊維を提供すること。 【解決手段】 ポリエステルからなる繊維であって、該
ポリエステルに、更に、トリメリット酸成分並びにＣａ
及び／又はＢａを下記式の範囲で含有する。 ０．１≦Ｘ≦３．０ ・・・ （Ｉ） ０．４５≦Ｙ／Ｘ≦１．０ ・・・ （II） （式中、Ｘはポリエステルを構成する全酸成分を基準と
したときのトリメリット酸成分の割合（モル％）を、Ｙ
はポリエステルを構成する全酸成分を基準としたとき
の、ＣａとＢａとの合計量の割合（モル％）を各々示
す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリエステル繊維に
関し、更に詳しくは、繊維伸度が高く、高速紡糸時の製
糸性が改善されたポリエステル繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は、機械的特性をはじ
めとして様々の優れた特性を有しており、衣料用途をは
じめ産業用資材にも広く利用されている。

【０００３】従来、ポリエステル繊維を得るためには、
重合体を溶融紡糸し、次いで延伸する、いわゆる２工程
法が一般的であった。溶融紡糸しただけの繊維はその内
部構造が発達しておらず、力学特性や寸法安定性に劣る
ため、別工程での引き伸ばしによる構造の形成と固定を
行うものである。その延伸倍率は溶融紡糸条件、特に引
取速度に依存しており、過大な延伸倍率は糸切れや風合
いの低下につながるので、延伸倍率には限度がある。

【０００４】ところで、紡糸工程における生産性は単位
時間あたりの吐出量に大きく依存するので、所望のデニ
ールの繊維を得るに際し吐出量をあげ、それに比例して
引き取り速度をあげれば生産性は向上する。しかしなが
らレギュラーのポリエステル繊維においては、引き取り
速度をあげると糸の伸度が低下するため、紡糸工程での
糸の引き取り速度を上げた場合には、後に続く延伸又は
延伸仮撚の工程での延伸倍率をさげなければ工程調子が
悪化する。その結果、後に続く延伸又は延伸仮撚時の延
伸比が小さくなり、引き取り速度上昇による吐出量増加
効果が、延伸比の低下によって相殺されてしまう。

【０００５】すなわち一定繊度の延伸糸又は延伸仮撚糸
を得ようとする場合に、延伸比が低下すれば、それに見
合うだけの紡糸口金からのポリマー吐出量を低下させな
ければならないことになり、引き取り速度上昇によって
もたらされる吐出量増加の効果を打ち消してしまう結果
となる。

【０００６】このような問題点を解決するためには、紡
糸引き取り速度を高くしても、紡糸糸条の分子配向が大
きくならないようにすれば良いわけであり、その方法と
して、ポリマーに微量の分岐成分を導入することが提案
されている（特開昭５３−２９２号公報、特開昭６３−
７５１１２号公報、特開昭６３−７５１１４号公報
等）。

【０００７】これらの方法によれば、確かに分子配向は
抑制されるが、ある程度以上の分岐成分を導入すると製
糸性が極端に悪化し断糸が多発するため、生産性向上の
程度は小さい。また、マトリックスポリマーに対し、少
量のマトリックスポリマーに非相溶のポリマーをブレン
ド紡糸することも提案されている。例えば、スチレン系
重合体を添加する方法（特開昭５６−９１０１３号公
報）、ポリ４−メチル−１−ペンテンを添加する方法
（特開昭５７−４７９１２号公報）、液晶ポリマーを添
加する方法（特開昭５７−１１２１１号）が提案されて
いる。

【０００８】これらの方法は配向は抑制されるものの、
添加するポリマーに対して悪影響を及ぼすことが懸念さ
れ、例えばポリスチレンのように低軟化点温度を有する
ポリマーを添加した場合には、表層に存在する低軟化点
ポリマーのために、高温の熱処理を必要とする仮撚加工
等の処理を行うと融着をおこす場合がある。また非相溶
であるため、白濁したり、染色品の発色性が不十分とな
ることが多い。これらの問題点を解決するため、ポリエ
ステルを複合繊維として、芯部に伸長粘度がポリエステ
ルより高いポリマーを０.０１〜１５％ブレンドしたポ
リマーを使用することが提案されている（特開平８−２
４６２４７号公報）。

【０００９】しかしながら複合繊維を安定して紡糸する
ことは、通常の繊維を紡糸するよりも困難であり、また
複合繊維の紡糸設備は通常の繊維の紡糸設備よりも高価
となるため、本方法を採用することは、かえってコスト
アップとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、前記従来技術を解消し、繊維伸度が高く、高速紡糸
時の製糸性が改善されたポリエステル繊維を提供するこ
とにある。更に、本発明の他の目的は、上記のポリエス
テル繊維の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、２価以上の陽イオ
ンで置換されたトリメリット酸構造を少量共重合させた
ポリエステルを製糸することにより、上記問題点を解決
し、生産性に優れたポリエステル繊維を得ることができ
ることを見出し本発明に到達した。

【００１２】即ち、本発明の第一の目的は、ポリエステ
ルを構成する全酸成分の８０モル％以上がテレフタル酸
であり、ポリエステルを構成する全グルコール成分の８
０モル％以上がエチレングリコールである、ポリエステ
ルからなる繊維において、該ポリエステルが、更に、ト
リメリット酸成分並びにＣａ及び／又はＢａを下記式
（Ｉ）及び式（II）を満足するような範囲で含有するこ
とを特徴とする、製糸性の改善されたポリエステル繊維
により達成することができる。

【００１３】

【数２】 ０．１≦Ｘ≦３．０ ・・・ （Ｉ） ０．４５≦Ｙ／Ｘ≦１．０ ・・・ （II） （式中、Ｘはポリエステルを構成する全酸成分を基準と
したときのトリメリット酸成分の割合（モル％）を、Ｙ
はポリエステルを構成する全酸成分を基準としたとき
の、ＣａとＢａとの合計量の割合（モル％）を各々示
す。）

【００１４】更に、本発明の他の目的は、請求項１記載
のポリエステル繊維を製造するに際し、ポリエステルの
エステル交換反応終了後で、且つ重縮合反応完結以前の
段階にトリメリット酸のＣａ塩及び／又はＢａ塩を添加
して、得られたポリエステルを製糸することを特徴とす
る、製糸性の改善されたポリエステル繊維の製造方法に
より達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明におけるポリエステル繊維
は、ポリエステルを構成する全酸成分を基準として８０
モル％以上がテレフタル酸であり、ポリエステルを構成
する全グルコール成分を基準として８０モル％以上がエ
チレングルコールである、ポリエステルから形成されて
いる必要がある。

【００１６】該テレフタル酸成分が８０モル％未満であ
るか、又は、該エチレングルコールが８０モル％未満で
あると、ポリエチレンテレフタレートの特性である強
度、熱安定性等が損なわれる可能性がある。

【００１７】また、該ポリエステルが、更に、トリメリ
ット酸成分並びにＣａ及び／又はＢａを下記式（Ｉ）及
び式（II）を満足するような範囲で含有することが必要
である。

【００１８】

【数３】 ０．１≦Ｘ≦３．０ ・・・ （Ｉ） ０．４５≦Ｙ／Ｘ≦１．０ ・・・ （II） （式中、Ｘはポリエステルを構成する全酸成分を基準と
したときのトリメリット酸成分の割合（モル％）を、Ｙ
はポリエステルを構成する全酸成分を基準としたとき
の、ＣａとＢａとの合計量の割合（モル％）を各々示
す。）

【００１９】上記の式（Ｉ）において、Ｘが０．１未満
の場合には、本発明が目的とする、配向抑制効果は得ら
れない。また、Ｘが３．０を越えると、配向抑制の効果
は増大するが、製糸性が悪化する。このＸの好ましい範
囲としては、０．２〜１．５モル％、より好ましい範囲
は０．４〜１．０モル％である。

【００２０】上記の式（II）において、Ｙ／Ｘが０．４
５未満の場合には、製糸性が悪化する、繊維強度が低下
する等の悪影響がある。一方、Ｙ／Ｘが１．０を越える
場合には、ポリマー中に発生する異物量が増加し、製糸
性が悪化する。このＹ／Ｘの好ましい範囲としては０．
５〜０．９、より好ましい範囲は０．５〜０．７であ
る。

【００２１】本発明の製造方法においては、トリメリッ
ト酸成分のＣａ塩及び／又はＢａ塩をポリエステルのエ
ステル交換反応終了後、重縮合反応完結以前の任意の段
階で添加する必要がある。この段階に添加することで、
効率よくポリエステルを製造することができる。

【００２２】尚、トリメリット酸とＣａ及び／又はＢａ
化合物を別々に添加しても構わないが、予めトリメリッ
ト酸のＣａ塩及び／又はＢａ塩を形成させた場合には、
トリメリット酸が塩の形で反応するため製糸性が更に向
上する。

【００２３】該塩の製造方法としては、無水トリメリッ
ト酸をエチレングリコール中に溶解させ、該溶液に所定
量の水酸化カルシウム、酢酸カルシウム等を添加し加熱
・攪拌すればよい。

【００２４】本発明のポリエステル繊維を製造するに
は、ポリエステル繊維の紡糸速度が３０００ｍ／分〜１
００００ｍ／分の範囲に設定することが好ましい。紡糸
速度がこの範囲にあるときには、生産性向上効果が一段
と奏される。

【００２５】また、繊維伸度が１００〜２００％の範囲
にあることが好ましく、前記範囲内にあるときには、紡
糸速度と同様に、生産性向上効果が一段と奏される。

【００２６】紡糸速度４５００ｍ／分以上で且つ伸度１
００％以上となる場合には生産性向上効果は特に大き
い。

【００２７】しかしながら、紡糸速度を１００００ｍ／
分以上に設定すると、逆に製糸性が不調となり、生産性
が悪化する。

【００２８】本発明のポリエステル繊維を構成するポリ
エステルは、ポリエステルを構成する全酸成分を基準と
して８０モル％以上がテレフタル酸成分、ポリエステル
を構成する全グルコール成分を基準として８０モル％以
上をエチレングルコール成分から形成されていれば、そ
の用途に応じて、酸成分として、フタル酸成分、イソフ
タル酸成分、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分、
２，６−ナフタレンジカルボン酸成分、１，５ナフタレ
ンジカルボン酸成分、ジフェニルジカルボン酸成分、セ
バシン酸成分、アジピン酸成分、１，４−シクロヘキサ
ンジカルボン酸成分、ダイマ−酸成分等の脂肪族、脂環
式、あるいは芳香族ジカルボン酸成分、ジオール成分と
して、テトラメチレングリコール成分、トリメチレング
リコール成分、ヘキサメチレングリコール成分、シクロ
ヘキサン−１、４−ジメタノール成分、ネオペンチルグ
リコール成分、ビスフェノールＡ成分、ビスフェノール
Ａのエチレンオキサイド付加体、ビスフェノールＳのエ
チレンオキサイド付加体、ダイマージオール成分のよう
な脂肪族、脂環式、あるいは芳香族ジオール成分を併用
して、共重合ポリエステルとしてもよい。上記成分を同
時に使用し、共重合ポリエステルとすることも特に問題
はなく、用途によっては好ましい。更に、用途に応じて
艶消し剤、制電剤、熱安定剤、光安定剤等をポリエステ
ルの物性を損なわない範囲で添加しても良い。

【００２９】

【作用】本発明がその効果を奏する理由は、おそらく以
下の通りであると推察される。即ち、 トリメリット酸のＣａ及び／又はＢａ塩が分子鎖中に
取り込まれ、 ２価のイオンにより分子鎖同士がイオン的に結合さ
れ、 分子鎖の運動が抑制されるので、 配向が抑制される。という理由により発現するものと
考えられる。 また単純に分岐剤を使用した場合とは異なり分子鎖同士
の結合がイオン的な結合状態にあり、高温での結合力は
弱いので、製糸性の悪化は見受けられない。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば製糸性が改善されたポリ
エステル繊維を得ることができ、該繊維は、生糸のまま
で、あるいは撚糸、仮撚加工糸として、タイツ、水着、
靴下などのストレッチ素材やインナーウエアー、スポー
ツウエアー、ブラシ、キャンバスなどの用途、及び裏
地、スラックス、ブルゾンなどの衣料用途、リボン、テ
ープ、ベルトなどの資材用途に好適に用いることができ
る。

【００３１】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれにより何等限定されるものでは
ない。尚、実施例中の部は重量部を意味する。また、実
施例中の各値は以下の方法により測定した。

【００３２】固有粘度（ＩＶ）：オルトクロロフェノー
ル中３５℃で測定した。 応力−伸長曲線：島津製作所製引っ張り試験機「オ−ト
グラフＡＧ−１００Ｅ」を使用、試料長２５cm、引っ張
り速度２０cm／分の条件で応力−伸長曲線を求めた。次
に伸びを初期試料長で割り伸度とした。 ポリマー中の金属種の含有量：ＪＯＢＩＮ ＹＶＯＮ社
製 ＩＣＰ（高周波誘導プラズマ）「ＪＹ１７０」を使
用し分析を行なった。

【００３３】尚、実施例中の金属種含有量（ｍｏｌ％）
はポリエステルを構成する全酸成分を基準とする割合で
ある。

【００３４】［参考例］ トリメリット酸カルシウム塩及びバリウム塩の製造： エチレングルコール１８０部に無水トリメリット酸１
９．２部を予め溶解した溶液に、水酸化カルシウム４．
０部を添加し２０分間激しく攪拌を行った。この溶液を
以下、Ａ液とする。

【００３５】エチレングルコール１８０部に無水トリ
メット酸１９．２部を予め溶解した溶液に、水酸化カル
シウム２．０部を添加し２０分間激しく攪拌を行った。
この溶液を以下、Ｂ液とする。

【００３６】エチレングルコール１８０部に無水トリ
メリット酸１９．２部を予め溶解した溶液に、水酸化カ
ルシウム部を添加し２０分間激しく攪拌を行った。この
溶液を以下、Ｃ液とする。

【００３７】エチレングルコール１８０部に無水トリ
メリット酸１９．２部を予め溶解した溶液に、水酸化バ
リウム９．４部を添加し２０分間激しく攪拌を行った。
この溶液を以下、Ｄ液とする。

【００３８】［実施例１］テレフタル酸ジメチル１９４
部、エチレングルコール１２４部及び酢酸カルシウム１
水塩０．１２３部を精留塔付き反応槽にいれ、常法に従
ってエステル交換反応を行い、理論量のメタノールを留
出させた。次いで反応生成物を精留塔付き重縮合用フラ
スコへ入れ、安定剤としてトリメチルホスフェート０．
１１２部、重縮合触媒として三酸化アンチモン０．０７
９部を加え、更に参考例の操作にて得られたＡ液を１
０．２部添加し、温度２８５℃、常圧で３０分、更に３
０ｍｍＨｇの減圧下で１５分反応を進行させた後、系内
を徐々に減圧にし、撹袢下１１０分間反応させた。最終
内温は２８５℃、最終内圧は０．３７ｍｍＨｇであり、
得られたコポリエステルの固有粘度は０．６３であっ
た。

【００３９】得られたコポリエステルを、内温を２９５
℃に設定した２軸ルーダーに通過させて溶融混練した
後、２９５℃に保持した紡糸パック中に導き、孔数２４
の紡糸口金から吐出して、紡糸速度４５００ｍ／分で直
接巻き取った。この際、コポリエステルの吐出量は巻き
取り糸の繊度が１５０ｄｅ／２４ｆｉｌとなるよう調整
した。

【００４０】得られたコポリエステル繊維の固有粘度は
０．６１、繊維中に含有されるＣａの量は０．３４ｍｏ
ｌ％、トリメリット酸成分の量は０．５ｍｏｌ％であっ
た。

【００４１】尚、製糸操作は３日間連続して行なった。
繊維の伸度と１日あたりの断糸回数とを表１に示す。

【００４２】［実施例２］実施例１において、Ａ液を２
０．４部添加すること以外は同様の操作を行った。得ら
れたコポリエステルの固有粘度は０．６３、ポリエステ
ル繊維の固有粘度は０．６２、繊維中に含まれるＣａの
量は０．６１ｍｏｌ％、トリメリット酸成分の量は１．
０ｍｏｌ％であった。繊維の伸度と１日あたりの断糸回
数を表１に示す。

【００４３】［実施例３］実施例１において、参考例の
操作により得られたＡ液を４０．８部添加すること以外
は同様の操作を行った。得られたコポリエステルの固有
粘度は０．６２、ポリエステル繊維の固有粘度は０．６
０、繊維中に含まれるＣａの量は１．１５ｍｏｌ％、ト
リメリット酸成分の量は２ｍｏｌ％であった。繊維の伸
度と一日あたりの断糸回数を表１に示す。

【００４４】［実施例４］実施例１において、Ａ液から
代えて、参考例の操作により得られたＤ液を１０．４部
添加すること以外は同様の操作を行った。得られたポリ
エステルチップの固有粘度は０．６３、ポリエステル繊
維の固有粘度は０．６２、繊維中に含まれるＣａの量は
０．０７ｍｏｌ％、Ｂａの量は０．２８ｍｏｌ％、トリ
メリット酸成分の量は０．５ｍｏｌ％であった。繊維の
伸度と１日あたりの断糸回数を表１に示す。

【００４５】［比較例１］テレフタル酸ジメチル１９４
部、エチレングルコール１２４部及び酢酸カルシウム１
水塩０．１２３部を精留塔付き反応層にいれ、常法に従
ってエステル交換反応を行い、理論量のメタノールの留
出せしめた。次いで反応生成物を精留塔付き重縮合用フ
ラスコへ入れ、安定剤としてトリメチルホスフェート
０．１１２部、重縮合触媒として三酸化アンチモン０．
０７９部を加え、さらに無水トリメリット酸０．９６部
を添加し、温度２８５℃、常圧で３０分、更に３０ｍｍ
Ｈｇの減圧下で１５分反応を進行させた後、系内を徐々
に減圧にし、撹袢下１１０分間反応させた。最終内温は
２８５℃、最終内圧は０．３７ｍｍＨｇであり、得られ
たコポリエステルの固有粘度は０．６３であった。

【００４６】得られたコポリエステルを用い、実施例１
と同様の操作によって溶融紡糸を行った。繊維中に含ま
れるＣａの量は０．０７ｍｏｌ％、トリメリット酸成分
の量は０．５ｍｏｌ％であった。繊維伸度と一日あたり
の断糸回数を表１に示す。

【００４７】［比較例２］比較例１において、無水トリ
メリット酸の添加量を１．９２部とすること以外は同様
の操作を行った。このコポリエステルは重合反応時にゲ
ル化を生じた。このコポリエステルのＣａ量は０．０７
ｍｏｌ％、トリメリット酸成分量は１．０ｍｏｌ％であ
った。

【００４８】［比較例３］実施例１において、Ａ液から
代えて、参考例の操作により得られたＢ液を４０．８部
添加すること以外は同様の操作を行った。このコポリエ
ステルは重合反応時にゲル化を生じた。このコポリエス
テルのＣａ量は０．６０ｍｏｌ％、トリメリット酸成分
量は２．０ｍｏｌ％であった。

【００４９】［比較例４］実施例１において、Ａ液から
代えて、参考例の操作により得られたＣ液を１０．２部
添加すること以外は同様の操作を行った。得られたポリ
エステルチップの固有粘度は０．６１、ポリエステル繊
維の固有粘度は０．６０、繊維中に含まれるＣａの量は
０．８２ｍｏｌ％、トリメリット酸成分の量は０．５ｍ
ｏｌ％であった。繊維の伸度と１日あたりの断糸回数を
表１に示す。このポリマー中には白色異物が多数見られ
た。

【００５０】［比較例５］実施例１において、Ａ液を添
加しないこと以外は同様の操作を行った。得られたポリ
エステルチップの固有粘度は０．６４、ポリエステル繊
維の固有粘度は０．６２、繊維中に含まれるＣａの量は
０．０７ｍｏｌ％、トリメリット酸成分の量は０．０ｍ
ｏｌ％であった。繊維の伸度と一日あたりの断糸回数を
表１に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】上述の実施例１〜４と比較例１〜４との対
比からも明らかな通り、トリメリット酸成分、Ｃａ及び
／又はＢａを特定量含有することにより、繊維の内部構
造において結晶配向が抑制されるため製糸性が良好であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルを構成する全酸成分の８０
   モル％以上がテレフタル酸であり、ポリエステルを構成
   する全グルコール成分の８０モル％以上がエチレングリ
   コールである、ポリエステルからなる繊維において、 該ポリエステルが、更に、トリメリット酸成分並びにＣ
   ａ及び／又はＢａを下記式（Ｉ）及び式（II）を満足す
   るような範囲で含有することを特徴とする、製糸性の改
   善されたポリエステル繊維。 【数１】 ０．１≦Ｘ≦３．０ ・・・ （Ｉ） ０．４５≦Ｙ／Ｘ≦１．０ ・・・ （II） （式中、Ｘはポリエステルを構成する全酸成分を基準と
   したときのトリメリット酸成分の割合（モル％）を、Ｙ
   はポリエステルを構成する全酸成分を基準としたとき
   の、ＣａとＢａとの合計量の割合（モル％）を各々示
   す。）
2. 【請求項２】 請求項１記載のポリエステル繊維を製造
   するに際し、 ポリエステルのエステル交換反応終了後で、且つ重縮合
   反応完結以前の段階にトリメリット酸のＣａ塩及び／又
   はＢａ塩を添加して、得られたポリエステルを製糸する
   ことを特徴とする、製糸性の改善されたポリエステル繊
   維の製造方法。