JPH11269720A

JPH11269720A - 高強力ポリエステル原着繊維

Info

Publication number: JPH11269720A
Application number: JP6684198A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Maruo; 潔丸雄; Hisao Okumura; 久雄奥村; Toshio Yamauchi; 俊男山内
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】顔料粒子が凝集することなく分散し、高強力
でかつ耐候性および耐久性にも優れた産業資材用途に適
したポリエステル原着繊維を提供する。【解決手段】主たる繰返し単位がエチレンテレフタレ
ートからなる固有粘度が０．８以上のポリエステル中
に、融点が５０℃以上１５０℃未満のポリエステルＡ、
融点が１５０℃以上２４０℃未満のポリエステルＢおよ
び顔料が分散混合された、強度が８．０ｇ／ｄｅ以上で
ある高強力ポリエステル原着繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強力ポリエステ
ル原着繊維に関するものである。さらに詳しくは、本発
明は、高強力でかつ耐久性に優れ、スリングベルト、タ
ーポリン、土木ネット、ロープ、漁網等の産業資材用途
に適した高強力ポリエステル原着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高強力であり、耐熱
性、寸法安定性にも優れ、産業資材用途に広く使用され
ている。近年、染色工程の合理化および染色排水処理の
公害問題、並びに、原着化による耐候性および耐久性の
向上の観点から、ポリエステル繊維の原着化への要求が
高まっている。

【０００３】しかしながら、通常繊維の原着化は顔料粒
子を含有させることにより行われるが、この顔料粒子が
異物として作用するため、製糸工程で単糸切れが発生し
て毛羽が発生し易くなり、従来糸並みの高強力、高タフ
ネスなポリエステル原着繊維を工業的に製造することは
困難であった。

【０００４】従来、かかる異物を除去するために、紡糸
パック内での濾過を強化する方法が提案されている。確
かにこの方法によれば、毛羽発生を減少させることがで
きるものの、急激なパック圧力上昇を生ずるため、パッ
クフィルターの交換周期が極端に短くなり、実用上の解
決方法にはなってない。

【０００５】一方、顔料粒子を小さくした状態で溶融ポ
リマー内に分散させて異物としての作用を抑制するた
め、顔料粒子寸法を小さくしたり、溶融ポリマー中に混
練する際の顔料凝集を防ぐ方法等が種々提案されてい
る。例えば特開平７−２５８９１８号公報には、粒径分
布が３〜２０ｎｍの非常に小さな顔料粒子、特にカーボ
ンブラックを用いる方法が開示されているが、この粒径
は溶融ポリマーに混練する前のものであり、実際には溶
融粘度の高いポリマー中で顔料の凝集が起こって粗大凝
集粒子が発生し、高強力原着糸を製造する際に単糸切れ
が多発するという問題があった。

【０００６】かかる混練時の凝集粒子発生を抑制するた
めに、例えば特開昭５８−１４９３１１号公報、特開昭
６０−４５６８９号公報等には、液状ポリエステルを分
散媒体とした液状ポリエステル用着色剤が提案されてい
る。確かにこれらの方法によれば顔料の分散性は向上す
るものの、液状ポリエステルを溶融混合することになる
ので強力が低下するという問題がある。一方特開昭５８
−１４５７６２号公報には、分散媒体としてポリエステ
ルオリゴマーを使用した顔料分散体が提案されている
が、この方法によっても、顔料の分散性は改善されるも
ののポリエチレンテレフタレートとの相溶性が悪いため
に、やはり強力は低下するという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術における問題を解決するためになされたもので、そ
の目的は、固有粘度が０．８以上の高重合度ポリエステ
ル中に顔料粒子が凝集することなく分散し、強度が８．
０ｇ／ｄｅ以上といった高強力を有し、且つ耐候性およ
び耐久性に優れ、産業資材用として好適なポリエステル
原着繊維を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、上記目的は、「主たる繰返し単位がエチレンテレフ
タレートからなるポリエステル中に、融点が５０℃以上
１５０℃未満のポリエステル（Ａ）、融点が１５０℃以
上２４０℃未満のポリエステル（Ｂ）および顔料（Ｃ）
が分散混合されたポリエステル原着繊維であって、該繊
維の固有粘度が０．８以上でかつ強度が８．０ｇ／ｄｅ
以上である高強力ポリエステル原着繊維。」により達成
できることが見出された。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の原着繊維を構成するポリ
エステルは、その主たる繰返し単位がエチレンテレフタ
レートからなるものである。なおここでいう「主たる」
とは、繰返し単位の９５モル％以上であることをいい、
好ましくは９７モル％以上、特に全ての繰返し単位がエ
チレンテレフタレートであるポリエチレンテレフタレー
トが、得られる繊維の機械的特性が良好なので好まし
い。

【００１０】かかるポリエステルの固有粘度は、高強力
で且つ耐候性、耐久性といった特性を兼ね備えるために
０．８以上、好ましくは０．８５〜１．２が必要であ
り、固有粘度が０．８未満の場合には，耐久性が低下し
て産業資材用としては不適当になる。

【００１１】また本発明の原着繊維は、強度が８．０ｇ
／ｄｅ以上、好ましくは８．５ｇ／ｄｅ以上が必要であ
り、８．０ｇ／ｄｅ未満の場合には産業資材用としては
強度、耐久性が不十分となるので好ましくなく、また、
この様な低強度繊維は従来の原着繊維製造方法でも比較
的安定に製造できるので、本発明の効果は小さい。一方
上限は特に限定する必要はないが、あまりに強度が大き
すぎる場合には安定に製糸することが難しくなるので１
１．０ｇ／ｄｅ以下、好ましくは１０．５ｇ／ｄｅ以下
とするのが適当である。

【００１２】本発明の原着繊維は、上記のポリエステル
中に、融点が５０℃以上１５０℃未満、好ましくは１０
０℃以上１５０℃未満のポリエステル（Ａ）、融点が１
５０℃以上２４０℃未満のポリエステル（Ｂ）、および
顔料（Ｃ）が分散混合されている必要がある。顔料
（Ｃ）を融点が５０℃以上１５０℃未満のポリエステル
（Ａ）と共に前記ポリエチレンテレフタレート系ポリエ
ステル中に分散混合していない場合には、顔料の凝集が
発生して均一に分散させることが困難となり、製糸時の
毛羽発生が多くなるので好ましくない。また、顔料
（Ｃ）を前記ポリエステル（Ａ）と共に前記（ポリエチ
レンテレフタレート系）ポリエステル中に分散混合する
際、前記ポリエステル（Ｂ）を共に混合しない場合に
は、得られる原着繊維の強度が低下しやすく本発明の目
的を達成することが困難になる。

【００１３】また上記のとおり、ポリエステル（Ａ）の
融点は５０℃以上１５０℃未満である必要があり、５０
℃未満の場合には得られる原着繊維の強度が低下し、逆
に１５０℃以上の場合には顔料の凝集抑制効果が不十分
となって製糸時の毛羽発生が多くなり好ましくない。一
方ポリエステル（Ｂ）の融点は１５０℃以上２４０℃未
満である必要があり、１５０℃未満の場合には前記ポリ
エステル（Ａ）使用によって得られる原着繊維の強度低
下を抑制することが困難になり、逆に２４０℃以上の場
合には前記ポリエステル（Ａ）使用による顔料の凝集抑
制効果を低下させるので好ましくない。

【００１４】好ましく用いられるポリエステル（Ａ）と
しては、酸成分が、例えばテレフタル酸、イソフタル
酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、
アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジカルボン酸などの
脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸など
の脂環族ジカルボン酸で、またグリコール成分が、例え
ばエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオ
ール、オクタンジオールなどで、融点が前記条件を満た
す側鎖を有しないポリエステルが挙げられ、なかでもア
ジピン酸、セバチン酸および／またはイソフタル酸を酸
成分とし、エチレングリコールまたはブタンジオールを
グリコール成分とするポリエステルは、ポリエチレンテ
レフタレート系ポリエステルに対する親和性が良好なの
で、顔料の分散性が向上する。

【００１５】一方、好ましく用いられるポリエステル
（Ｂ）としては、酸成分が例えばテレフタル酸、イソフ
タル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボ
ン酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジカルボン酸
などの脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン
酸などの脂環族ジカルボン酸で、またグリコール成分が
エチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオー
ル、オクタンジオールなどで融点が前記条件を満たすも
のを挙げることができる。なかでも、テレフタル酸また
はイソフタル酸を酸成分とし、エチレングリコール、ブ
タンジオール、ヘキサンジオールまたはオクタンジオー
ルをグリコール成分とした、側鎖を有しないポリエステ
ルは、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルに対
する親和性が良好なので、顔料の分散性が向上する。

【００１６】なお、上記のポリエステル（Ａ）およびポ
リエステル（Ｂ）は、ポリエチレンテレフタレート系ポ
リエステルと溶融混練する際にエステル交換反応や重縮
合反応が進行すると顔料の凝集抑制効果が減少する場合
があるので、ポリエステル（Ａ）およびポリエステル
（Ｂ）はいずれもその両末端をアルキル基で封鎖するの
が好ましい。そのためには、これらのポリエステルを製
造する際に一価アルコールであるエタノール、ブタノー
ル、ヘキサノール、オクタノールなどを併用して反応さ
せればよい。また、これらのポリエステルの固有粘度
は、いずれも０．４０〜０．６０の範囲が適当であり、
さらに常温で固形となるものが好ましい。

【００１７】このようなポリエステル（Ａ）およびポリ
エステル（Ｂ）の原着繊維における混合量（Ｗ_A、
Ｗ_B）は、あまりに多くなりすぎると顔料分散性はもは
や向上せず、逆に得られる繊維の強度が低下するので、
これらの合計は１．０重量％以下であるのが適当であ
る。また、ポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）の
混合割合は、ポリエステル（Ａ）の割合が多くなりすぎ
ると繊維強度が低下する傾向にあり、一方ポリエステル
（Ｂ）の割合が多くなりすぎると顔料の分散性が低下す
る傾向にあるので重量比（Ｗ_A／Ｗ_B）は１／２〜２／
１の範囲が適当である。

【００１８】次に本発明における顔料（Ｃ）は、ポリエ
ステル樹脂の着色に用いられる顔料であって、その粒子
径が通常５．０μｍ以下、好ましくは平均粒子径が１．
０μｍ以下であればどのようなものでも用いることがで
き、例えばカーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、
酸化クロム、酸化鉄等の無機系顔料、フタロシアニン
系、アゾ系、ペリノン系、ペリレン系、アントラキノン
系等の有機系顔料をあげることができる。さらにカオリ
ン、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、シリカゲル、
酸化ケイソ等も使用することができる。

【００１９】このような顔料の原着繊維中における含有
量は、通常０．０５〜１．０重量％の範囲であるが、前
記のポリエステル（Ａ）およびポリエステル（Ｂ）の合
計混合量Ｗ_A＋Ｗ_Bと、顔料（Ｃ）の混合量Ｗ_Cとの重
量比（（Ｗ_A＋Ｗ_B）／Ｗ_C）は０．１〜１．０の範囲
とするのが好ましい。該重量比が０．１未満の場合に
は、顔料凝集抑制効果が低下する傾向にあり、一方１．
０を越える場合には、もはや凝集抑制効果は増加しない
だけでなく繊維の強度が低下しやすくなる。

【００２０】本発明の原着繊維には、上記のポリエステ
ル（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）および顔料（Ｃ）の他
に、本発明の目的を阻害しない範囲内で酸化防止剤、紫
外線吸収剤、制電剤、艶消剤、難燃剤などの各種添加剤
を配合してもよい。

【００２１】ポリエステル繊維中に前記ポリエステル
（Ａ）、ポリエステル（Ｂ）および顔料（Ｃ）を分散混
合するには特別な方法を採用する必要はなく、例えば顔
料をマスターペレット化した後に顔料を含有しないベー
スポリマーと混練する方法において、予めマスターチッ
プ中に該ポリエステル（Ａ）およびポリエステル（Ｂ）
を混合しておく方法、マスターチップとベースポリマー
とを溶融混練する際に該ポリエステル（Ａ）およびポリ
エステル（Ｂ）を添加溶融混練する方法などがあげられ
る。なかでも、ポリエステル（Ａ）およびポリエステル
（Ｂ）を予め細かく粉砕し、これを顔料と溶融混合して
顔料含有着色剤を一旦作成し、次にこれと顔料を含有し
ないベースポリマーとを溶融混練してマスターペレット
を作成する方法が顔料の分散性が良好なので特に好まし
い。いずれの方法であっても、混合分散後は公知の溶融
紡糸・延伸方法によって繊維化することができる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明する。なお実施例中の各物性値は以下のようにし
て求めた。＜固有粘度＞オルソクロロフェノールを溶媒とし、オス
トワルド粘度計を用いて２５℃で測定した。＜強伸度＞テンシロン引張試験機を使用して、糸長２５
０ｍｍ，引張速度２５０ｍｍ／分で測定した。＜顔料凝集抑制効果（圧力上昇値）＞日本精線（株）製
焼結フィルターＮＦー１２（濾過精度４０μｍ）使用の
パックに、顔料を分散混練した溶融ポリマーサンプルを
フィルター面積１ｃｍ²当たり２０ｋｇ通過させた際の
圧上昇値を測定した。この値が１０ｋｇ／ｃｍ²未満で
あれば顔料粒子の凝集抑制効果は良好であると判定し
た。

【００２３】＜ワーパー毛羽＞２８００ｍ／分で走行し
ている延伸糸を、非接触型赤外線光学方式の毛羽測定装
置（ＭＥＩＮＥＲ−ＤＥＬ社製毛羽発見機ＢＦＤ−８Ｐ
−Ｂ型）を使用して測定し、１００万ｍ長さ当りの毛羽
数として検出した。

【００２４】［実施例１］粒径が５．０μｍ以下である
イエロー、レッド顔料を１：１の重量比率で混合した顔
料５０部と、アジピン酸、イソフタル酸、エチレングリ
コールを縮重合して得られた固有粘度が０．５０、融点
が９０℃のポリエステル（Ａ）２５部と、固有粘度が
０．５５、融点が２１６℃のポリブチレンテレテレフタ
レート（ポリエステル（Ｂ））２５部とを粉砕混合した
後、ボールミル式溶融混練分散機で混練して顔料含有着
色剤を得た。この顔料含有着色剤を、固有粘度が０．６
５のポリエチレンテレフタレートチップとを、得られる
マスターチップの顔料濃度が２５重量％となる割合で均
一に粉砕混合混合した後、二軸押出機にて溶融混練して
直径２〜３ｍｍ、長さ３〜４ｍｍの円筒状原着マスター
チップを得た。

【００２５】固有粘度１．００のポリエチレンテレフタ
レートベースチップと上記マスターチップとを、重量比
４９：１で計量混合してエクストルーダー型紡糸機で紡
糸温度３００℃にて溶融した後、パックに装填した濾過
精度５０μｍの焼結フィルターを通過させた後、孔径
０．６ｍｍ、１４４ホールの紡糸口金から吐出した。吐
出糸状は雰囲気温度が３５０℃の加熱筒を通過させた
後、冷却固化させ、油剤を付与して引取り、引続いて２
段延伸にて全延伸倍率５．６倍で延伸を行い、同時に２
２５℃の温度で熱セットして２８００ｍ／分で捲取り、
強度９．０１ｇ／ｄｅ、総繊度１５００ｄｅの延伸糸を
得た。

【００２６】［実施例２］ポリエステル（Ａ）として、
アジピン酸とイソフタル酸の共重合割合を変えた、固有
粘度が０．５０、融点が１３０℃のポリエステルを使用
する以外は実施例１と同様にして強度９．０２ｇ／ｄ
ｅ、総繊度１５００ｄｅの延伸糸を得た。

【００２７】［実施例３］実施例２において、顔料含有
着色剤を作成する際の顔料とポリエステル（Ａ）とポリ
エステル（Ｂ）との混合割合を６０部：２０部：２０部
に変更する以外は実施例２と同様にして強度９．００ｇ
／ｄｅ、総繊度１５００ｄｅの延伸糸を得た。

【００２８】［実施例４］ポリエステル（Ａ）として、
アジピン酸、イソフタル酸、エチレングリコールおよび
エタノールを縮重合して得られた固有粘度が０．５０、
融点が１３０℃のポリエステルを、またポリエステル
（Ｂ）として、テレフタル酸、ブタンジオールおよびブ
タノールを縮重合して得た固有粘度が０．４５の末端封
鎖ポリブチレンテレフタレートを用いる以外は実施例１
と同様にして、強度９．０４ｇ／ｄｅ、総繊度１５００
ｄｅの延伸糸を得た。

【００２９】［比較例１］粒径が５．０μｍ以下である
イエロー、レッド顔料を１：１の重量比率で混合した顔
料１５部と、固有粘度が０．６５のポリエチレンテレフ
タレートチップ８５部を均一に混合した後１５０℃の熱
風乾燥機にて８時間乾燥し、ついで二軸押出機にて溶融
混練して直径２〜３ｍｍ、長さ３〜４ｍｍの円筒状原着
マスターチップを得た。固有粘度１．００のポリエチレ
ンテレフタレートベースチップと上記マスターチップと
を、実施例１と同様に重量比２９：１で計量混合して溶
融紡糸延伸を行い、この際延伸倍率及び吐出量を調整し
て強度９．００ｇ／ｄｅ、総繊度１５００ｄｅの延伸糸
を得た。

【００３０】［比較例２］粒径が５．０μｍ以下である
イエロー、レッド顔料を１：１の重量比率で混合した顔
料５０部と、固有粘度が０．５５、融点が２１６℃のポ
リブチレンテレテレフタレート５０部とを粉砕混合した
後、ボールミル式溶融混練分散機で混練して顔料含有着
色剤を得た。この顔料含有着色剤を、固有粘度が０．６
５のポリエチレンテレフタレートチップとを均一に粉砕
混合混合した後、二軸押出機にて溶融混練して直径２〜
３ｍｍ、長さ３〜４ｍｍ、顔料濃度２５％の円筒状原着
マスターチップを得た。

【００３１】固有粘度１．００のポリエチレンテレフタ
レートベースチップと上記マスターチップとを、重量比
４９：１で計量混合して溶融紡糸延伸を行い、この際延
伸倍率及び吐出量を調整して強度９．０１ｇ／ｄｅ、総
繊度１５００ｄｅの延伸糸を得た。

【００３２】［比較例３］粒径が５．０μｍ以下である
イエロー、レッド顔料を１：１の重量比率で混合した顔
料３４部と、アジピン酸、イソフタル酸、エチレングリ
コールを縮重合して得られた固有粘度が０．５０、融点
が９０℃のポリエステル（Ａ）３３部とを粉砕混合した
後、ボールミル式溶融混練分散機で混練して顔料含有着
色剤を得た。この顔料含有着色剤を、固有粘度が０．６
５のポリエチレンテレフタレートチップとを均一に粉砕
混合混合した後、二軸押出機にて溶融混練して直径２〜
３ｍｍ、長さ３〜４ｍｍ、顔料濃度２５％の円筒状原着
マスターチップを得た。

【００３３】固有粘度１．００のポリエチレンテレフタ
レートベースチップと上記マスターチップとを、重量比
４９：１で計量混合して溶融紡糸延伸を行い、この際延
伸倍率及び吐出量を調整して強度９．０１ｇ／ｄｅ、総
繊度１５００ｄｅの延伸糸を得た。以上の結果を表１に
まとめて示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】以上に説明した本発明のポリエステル原
着繊維は、顔料をポリエステル中に分散させる際の凝集
が抑制されているため、その製糸時の延伸性は良好で強
度８．０ｇ／ｄｅ以上といった高強力繊維でもタフネス
が良好で耐久性に優れ、また単糸切れも抑制されて品位
も良好なので、スリングベルト、ターポリン、土木ネッ
ト、ロープ、漁網等の産業資材用途に極めて有用なもの
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主たる繰返し単位がエチレンテレフタレ
ートからなるポリエステル中に、融点が５０℃以上１５
０℃未満のポリエステル（Ａ）、融点が１５０℃以上２
４０℃未満のポリエステル（Ｂ）および顔料（Ｃ）が分
散混合されたポリエステル原着繊維であって、該繊維の
固有粘度が０．８以上でかつ強度が８．０ｇ／ｄｅ以上
である高強力ポリエステル原着繊維。
【請求項２】ポリエステル（Ａ）およびポリエステル
（Ｂ）の末端がアルキル基で封鎖されている請求項１に
記載の高強力ポリエステル原着繊維。
【請求項３】ポリエステル（Ａ）の混合量Ｗ_Aおよび
ポリエステル（Ｂ）の混合量Ｗ_Bの合計が１．０重量％
以下であって、Ｗ_A／Ｗ_Bが１／２〜２／１である請求
項１または２に記載の高強力ポリエステル原着繊維。
【請求項４】ポリエステル（Ａ）およびポリエステル
（Ｂ）の合計混合量Ｗ_A＋Ｗ_Bと、顔料（Ｃ）の混合量
Ｗ_Cとの重量比（（Ｗ_A＋Ｗ_B）／Ｗ_C）が０．１〜
１．０である請求項１〜３のいずれか１項に記載の高強
力ポリエステル原着繊維。