JPH11279835A - 耐熱性と耐アルカリ加水分解性とが改善された共重合ポリエステル及びそれよりなる高収縮性共重合ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性と耐アルカリ加水分解性とが改善され
た共重合ポリエステルおよび耐アルカリ加水分解性が改
善された高収縮性繊維を提供すること。 【解決手段】 ポリエチレンテレフタレート系共重合ポ
リマーの共重合成分として、ｐ−ヒドロキシメチル安息
香酸もしくはそのエステル誘導体を１．０〜３０ｍｏｌ
％共重合しており、且つ下記特性（ａ）および（ｂ）を
同時に満足する。 （ａ）ガラス転移温度が７４〜８０℃の範囲内にあるこ
と。 （ｂ）固有粘度が０.５〜１.０ｄｌ／ｇの範囲にあるこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共重合ポリエステ
ルおよびそれよりなる繊維に関し、更に詳しくは、耐熱
性と耐アルカリ加水分解性とが改善された共重合ポリエ
ステルおよびこの共重合ポリエステルを溶融紡糸して得
られる高収縮性共重合ポリエステル繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、特にポリエチレンテレフ
タレートは多くの優れた特性を有しているため、特に繊
維、フィルムなど様々な用途に広く利用されており、こ
れらは一般に溶融成形によって形成されるが、この溶融
成形性を更に改良するために様々な検討がなされてい
る。

【０００３】一般的な成形性の改良方法としては共重合
によって融点を低下させる方法を挙げることができる
が、多くの場合、共重合によりポリエステルのガラス転
移温度も低下する。ポリエステルポリマーはガラス転移
温度以上の雰囲気下で熱による変形が起こることから、
ガラス転移温度が高ければ高いほど成形物の耐熱性は高
くなり、使用温度範囲は広くなる。従って、ガラス転移
温度が高い共重合ポリエステルポリマーが求められてい
た。

【０００４】また、共重合ポリエステルよりなる繊維は
高収縮性繊維としても利用されている。高収縮性繊維の
利用方法は種々のものが知られており、例えば、高収縮
性繊維と低収縮性繊維とを組み合わせた複合糸を製造し
た後、熱処理により糸長差を生じさせ、布帛に膨らみ感
を持たせる方法などを挙げることが出来る。

【０００５】従来、このような高収縮性繊維は、ポリエ
ステルに何らかの共重合成分を共重合する、例えばポリ
エチレンテレフタレートポリマーに該ポリマー重量を基
準として５〜１５％程度イソフタル酸やビスフェノール
Ａのアルキレンオキシド付加物などを共重合することに
より製造されてきた。

【０００６】しかしながら、これらの共重合ポリエステ
ルは耐アルカリ性が低く、前記のような複合糸は２種の
繊維間で耐アルカリ性の差が大きすぎるために風合いを
改良するためにアルカリ減量加工を施すことが困難であ
り、耐アルカリ性が改善された高収縮性繊維が求められ
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、耐熱性と耐アルカリ加水分解性とが改善された共重
合ポリエステルを提供することにある。更に、本発明の
第２の目的は、耐アルカリ加水分解性が改善された高収
縮性ポリエステル共重合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】本発明者等は上記従来技
術が有していた問題点を解消するため、共重合ポリエス
テルの、特にその共重合成分について鋭意検討を重ねた
結果、特定の共重合成分をポリエステルポリマーに共重
合したとき、ホモポリエステルポリマーと同等のガラス
転移温度をもつ共重合ポリエステルが得られること、さ
らにその共重合ポリエステルを溶融紡糸して得られる繊
維は、従来公知の共重合ポリエステルよりなる繊維と比
較して収縮性能と耐アルカリ加水分解性とを高い水準に
て兼備することを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明の第１の目的は、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
るジオール成分とする共重合ポリエステルにおいて、共
重合成分として、該テレフタル酸成分を基準としてｐ−
ヒドロキシメチル安息香酸成分が１.０〜３０ｍｏｌ％
共重合されており、且つ下記特性（ａ）および（ｂ）を
同時に満足することを特徴とする、耐熱性と耐アルカリ
加水分解性とが改善された共重合ポリエステルにより達
成される。 （ａ）ガラス転移温度が７４〜８０℃の範囲内にあるこ
と。 （ｂ）固有粘度が０.５〜１.０ｄｌ／ｇの範囲にあるこ
と。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、請求項１記
載の共重合ポリエステルを溶融紡糸してなるポリエステ
ル繊維であって、下記特性（ｃ）および（ｄ）を同時に
満足することを特徴とする、耐アルカリ加水分解性が改
善された高収縮性共重合ポリエステル繊維により達成す
ることができる。 （ｃ）９５℃における繊維の湿熱収縮率が１６．５〜３
０．０％の範囲にあること。 （ｄ）下記数式（Ｉ）より得られるアルカリ加水分解速
度定数ｋが１．０×１０^-7〜２.２×１０^-7（ｃｍ／ｍ
ｉｎ）の範囲にあること。

【００１１】

【数２】

【００１２】（但し、式中Ｒはｔ分後の不溶解分重量割
合（％）、ρは密度（ｇ／ｃｍ³）、Ｄｅは単糸デニー
ル、ｔは減量時間（ｍｉｎ）、ｋはアルカリ減量速度定
数（ｃｍ／ｍｉｎ）を各々示す。）

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明においては、ｐ−ヒドロキ
シメチル安息香酸成分をテレフタル酸成分を基準として
１.０〜３０ｍｏｌ％の範囲内で共重合していることが
必要である。該共重合量が３０ｍｏｌ％を越える場合に
は、得られる共重合ポリマーは非晶性となるので成形物
として使用できず、また製糸も困難である。一方、該共
重合量が１．０ｍｏｌ％未満であると、得られる共重合
ポリマーの融点が下がらず、成形性の改良は見られない
し、高収縮性能も発現しない。該共重合量は好ましくは
５〜２０ｍｏｌ％である。

【００１４】本発明において、共重合ポリエステルのガ
ラス転移温度は、７４〜８０℃の範囲内にあることが必
要である。上記範囲内にないと、本発明の目的とする耐
熱性、および耐加水分解性が改善された共重合ポリエス
テルが得られない。

【００１５】更に、該共重合ポリエステルの固有粘度
は、０.５〜１.０ｄｌ／ｇの範囲内にあることが必要で
ある。該固有粘度が０.５ｄｌ／ｇ未満であると、得ら
れる成形物の強度は非常に低く、成形物としての使用は
困難である。一方１.０ｄｌ／ｇを越えると、溶融粘度
が大きくなりすぎて成形性が極度に悪化する。該固有粘
度は、０.６０〜０.７０ｄｌ／ｇの範囲にあることが好
ましい。

【００１６】本発明において、上記の共重合ポリエステ
ルを溶融紡糸して得られる高収縮性共重合ポリエステル
繊維は、９５℃における繊維の湿熱収縮率が１６．５〜
３０．０％の範囲にあることが必要である。湿熱収縮率
が１６．５％未満では、低収縮性繊維と組み合わせて熱
処理を行った場合、糸長差が小さくなり、目的とする布
帛の膨らみ感が得られない。一方、３０．０％を越える
と糸が収縮硬化し、糸として使用に供することができな
い。

【００１７】更に、該高収縮性繊維は、下記数式（Ｉ）
より得られるアルカリ加水分解速度定数ｋが１．０×１
０^-7〜２.２×１０^-7（ｃｍ／ｍｉｎ）の範囲にあるこ
とが必要である。

【００１８】

【数３】

【００１９】（但し、式中Ｒはｔ分後の不溶解分重量割
合（％）、ρは密度（ｇ／ｃｍ³）、Ｄｅは単糸デニー
ル、ｔは減量時間（ｍｉｎ）、ｋはアルカリ減量速度定
数（ｃｍ／ｍｉｎ）を各々示す。）

【００２０】該アルカリ加水分解速度定数ｋが１．０×
１０^-7（ｃｍ／ｍｉｎ）未満であると、アルカリ処理す
る場合にその処理時間が長くなり、生産性が非常に悪く
なる。一方、該アルカリ加水分解速度定数ｋが２.２×
１０^-7（ｃｍ／ｍｉｎ）を越えるような高収縮性繊維
と、公知の低収縮性繊維とを組み合わせた複合糸は、耐
アルカリ加水分解性の差が大きすぎるため風合いを改良
するためのアルカリ減量加工ができない。

【００２１】本発明において、ｐ−ヒドロキシメチル安
息香酸もしくはそのエステル誘導体を共重合させるポリ
エステルポリマーとしては、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ジオール成分とす
るポリエチレンテレフタレートであり、ここで、「主た
る」とは、本発明の効果が実質的に損なわれない範囲
内、具体的にはテレフタル酸成分を基準として１０ｍｏ
ｌ％以下の範囲内で、テレフタル酸以外の二官能性カル
ボン酸成分、エチレングリコール以外のジオール成分お
よび／またはヒドロキシカルボン酸類を共重合してもよ
いことを意味する。

【００２２】本発明において、使用される二官能性カル
ボン酸としては、例えばアジピン酸、セバシン酸、１，
４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪族、脂環式
の二官能性ジカルボン酸、またはイソフタル酸、ナフタ
レンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノ
キシエタンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフ
タル酸などの二官能性芳香族カルボン酸をあげることが
できる。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、例えばその構成炭素数が３個以上のアルキレ
ングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、
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のような脂肪族、脂環式、芳香族のジオール化
合物およびポリオキシアルキレングリコールを挙げるこ
とができる。また、ヒドロキシカルボン酸類としては、
β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸
などが挙げられる。

【００２３】上記のポリエステルポリマーは任意の方法
によって製造することができ、たとえば、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させる方
法、テレフタル酸ジメチルのようなテレフタル酸の低級
アルキルエステルとエチレングリコールとをエステル交
換反応させるかまたはテレフタル酸とエチレンオキサイ
ドとを反応させるかしてテレフタル酸のグリコールエス
テルおよび／またはその低重合体を生成させる第一段階
の反応と、第一段階の反応生成物を重合触媒の存在下で
減圧加熱して所望の重合度になるまで重縮合反応させる
第二段階の反応によって製造すればよく、ｐ−ヒドロキ
シメチル安息香酸成分を共重合するために、ｐ−ヒドロ
キシメチル安息香酸もしくはそのエステル誘導体を、上
記のエステル化あるいはエステル交換反応終了以前の任
意の段階で添加すればよく、添加した後で引き続きエス
テル化あるいはエステル交換反応終了後に真空下にて重
縮合反応を行えば本発明の共重合ポリエステルを製造す
ることができる。なお、ここでｐ−ヒドロキシメチル安
息香酸のエステル誘導体とは、メチルエステル、エチル
エステル、フェニルエステルなど、任意のエステルを用
いて修飾した誘導体のことを言う。

【００２４】本発明の共重合ポリエステルには、必要に
応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、蛍光増白
剤、艶消剤、着色剤、消泡剤その他の添加剤等を配合し
てもよい。

【００２５】本発明の共重合ポリエステルから溶融紡糸
によって繊維を製造する場合には、任意の製糸条件を何
ら支障なく採用することができる。例えば５００〜２５
００ｍ／ｍｉｎ程度の紡糸速度で溶融紡糸し、延伸・熱
処理する方法、１５００〜５０００ｍ／ｍｉｎ程度の紡
糸速度で溶融紡糸し、延伸と仮撚加工とを同時にまたは
続いて行う方法、５０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速溶融紡
糸により、用途によっては延伸を省略する方法等の任意
の製糸条件をいずれも採用することができる。

【００２６】

【作用】本発明において、ｐ−ヒドロキシメチル安息香
酸もしくはそのエステル誘導体を共重合成分として導入
した共重合ポリエステルが、本発明の効果を奏する理由
は明らかではないが、以下のように推察される。

【００２７】すなわち、ｐ−ヒドロキシメチル安息香酸
もしくはそのエステル誘導体はその分子鎖が、ポリエス
テルポリマーの構成成分であるグリコール成分の分子鎖
と比べて剛直なので、共重合成分としてポリエステルポ
リマーに導入しても共重合ポリエステルのガラス転移温
度を低下させることがなく、また、他の成分を共重合成
分として導入した共重合ポリエステルに比べて分子の主
鎖が動きにくく、それゆえ繊維をアルカリ処理した時に
は、水酸化物イオンが繊維中に入りにくくなり、その為
耐アルカリ性が向上するものと考えられる。

【００２８】

【発明の効果】本発明により得られる高収縮性共重合ポ
リエステル繊維は、耐アルカリ性が改善されており、高
収縮性繊維と低収縮性繊維とを組み合わせた複合糸を製
造した後、熱処理により糸長差を生じさせ、布帛に膨ら
み感を持たせる際に、更に風合いを改良するためのアル
カリ減量加工を施すことができる。

【００２９】

【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、本発明はこの実施例により何等限定されるも
のではない。なお、実施例中の各測定値は下記の方法に
従った。

【００３０】（１）固有粘度：ポリマーの固有粘度は、
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。

【００３１】（２）融点、ガラス転移温度の測定：ＤＳ
Ｃ（示差走査型熱量計 理学社製ＴＧ８１１０Ｄ）にて
昇温速度２０℃／ｍｉｎで測定して得た。

【００３２】（３）耐熱性評価：試料ポリマーのチップ
を１６０℃で５時間熱風乾燥した後、射出成形機（Ｍ−
１００ＤＭ 名機製作所製）を用い、シリンダー設定温
度を３００℃とし、射出成形してプリフォームを得た。
このプリフォームを９５〜１１０℃でボトル状金型内で
軸方向に延伸しつつ、１０〜２０ｋｇ／ｃｍ２に加圧し
た窒素ガスにより横方向に膨張させて内容積１０４０〜
１０５０ｍｌ程度のボトルを成型し、得られたボトル中
に８５℃の熱水１０００ｍｌを注ぎ、３分間放置し、そ
の後ただちにボトルを氷水中に入れて急冷した。処理後
のボトルの容積を測定し、処理前の容積と比較し、その
容積収縮率（％）を測定した。

【００３３】（４）繊維の湿熱収縮率：得られた繊維を
９５℃の熱水中に一時間設置し、処理前後の糸の長さを
比較することにより繊維の収縮率を求めた。

【００３４】（５）耐アルカリ加水分解性の評価：１ｗ
ｔ％ＮａＯＨ水溶液の還流下、繊維を布帛に形成した試
験片を用いて重量減少速度を調べ、下記数式（Ｉ）より
アルカリ加水分解速度定数ｋを求めた。

【００３５】

【数４】

【００３６】（但し、式中Ｒはｔ分後の不溶解分重量割
合（％）、ρは密度（ｇ／ｃｍ³）、Ｄｅは単糸デニー
ル、ｔは減量時間（ｍｉｎ）、ｋはアルカリ減量速度定
数（cｍ／ｍｉｎ）を各々示す。）

【００３７】［実施例１］テレフタル酸ジメチル１００
重量部、エチレングリコール６０重量部、酢酸マンガン
４水塩０.０３１重量部、ｐ−ヒドロキシメチル安息香
酸メチル８．６重量部をエステル交換缶に仕込み、窒素
ガス雰囲気下３時間かけて１４０℃から２４０℃まで昇
温して生成するメタノールを系外に留出しながらエステ
ル交換反応した。

【００３８】エステル交換を終了させた後、安定剤とし
てリン酸０.０２４重量部および重縮合反応触媒として
三酸化アンチモン０.０４重量部を添加し、ただちに２
８５℃まで昇温し、減圧下重縮合反応を行って、共重合
ポリマーを得た。

【００３９】このポリマーを用いてボトルを成型し、そ
の容積収縮率を求めた結果、収縮率は４.３％であっ
た。

【００４０】また、得られたポリマーを常法により乾燥
した後、２８５℃で溶融し、スリット幅０.１５ｍｍの
孔を２４個有する紡糸口金を使用して、紡糸速度４００
ｍ／ｍｉｎで紡糸し、ついで得られる延伸糸の伸度が３
５％になるような延伸倍率で延伸し、８５℃の加熱ロー
ラーと１６０℃のプレートヒーターを用いて延伸・熱処
理を行い、７５デニール、２４フィラメントの糸を得
た。

【００４１】さらに得られた延伸糸を常法に従ってメリ
ヤス編地に製編後、それぞれの評価に用いた。評価結果
は表１に示した。

【００４２】［実施例２、３並びに比較例１、２］実施
例１において、ｐ−ヒドロキシメチル安息香酸メチルの
共重合量を表１に記載した通りに変更すること以外は同
様の操作を行った。評価結果を表１に示す。

【００４３】［比較例３］実施例１において、ｐ−ヒド
ロキシメチル安息香酸メチルに代えてイソフタル酸ジメ
チル１０重量部を添加すること以外は同様の操作を実施
した。結果を表１に示す。

【００４４】［比較例４］実施例１において、共重合成
分としてのｐ−ヒドロキシメチル安息香酸メチルを導入
しないこと以外は同様の操作を行った。結果を表１に示
す。

【００４５】

【表１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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ジオール成分とする共重合ポリ
   エステルにおいて、 共重合成分として、該テレフタル酸成分を基準としてｐ
   −ヒドロキシメチル安息香酸成分が１.０〜３０ｍｏｌ
   ％共重合されており、且つ下記特性（ａ）および（ｂ）
   を同時に満足することを特徴とする、耐熱性と耐アルカ
   リ加水分解性とが改善された共重合ポリエステル。 （ａ）ガラス転移温度が７４〜８０℃の範囲内にあるこ
   と。 （ｂ）固有粘度が０.５〜１.０ｄｌ／ｇの範囲にあるこ
   と。
2. 【請求項２】 請求項１記載の共重合ポリエステルを溶
   融紡糸してなるポリエステル繊維であって、下記特性
   （ｃ）および（ｄ）を同時に満足することを特徴とす
   る、耐アルカリ加水分解性が改善された高収縮性共重合
   ポリエステル繊維。 （ｃ）９５℃における繊維の湿熱収縮率が１６．５〜３
   ０．０％の範囲にあること。 （ｄ）下記数式（Ｉ）より得られるアルカリ加水分解速
   度定数ｋが１．０×１０^-7〜２.２×１０^-7（ｃｍ／ｍ
   ｉｎ）の範囲にあること。 【数１】 （但し、式中Ｒはｔ分後の不溶解分重量割合（％）、ρ
   は密度（ｇ／ｃｍ³）、Ｄｅは単糸デニール、ｔは減量
   時間（ｍｉｎ）、ｋはアルカリ減量速度定数（ｃｍ／ｍ
   ｉｎ）を各々示す。）