JPS5891819A - 弾性糸の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は弾性的性質が棲めて優れたプルツク共重合ポリ
エーテルのポリエステルからなる弾性糸の製造法に関す
る。更に詳しくはポリブチレンテレフタレート系ポリエ
ステルをハードセグメントとし、ポリオキシブチレンク
リコール系ポリエーテルをソフトセグメントとするブロ
ック共重合ポリエーテルポリエステルを溶融紡糸し、次
いで熱処理することを％徴とする弾性糸の装造方法に関
するものである。

従来より、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル
をハードセグメントとし、ポリオキシブチレンクリコー
ル系ポリエーテルをソフトセグメントとするブロック共
重合ポリエーテルポリエステルが弾性を呈することは知
られており　かかるポリエチレンテレフタレート系弾性
体を溶融紡糸して弾性糸にすることも提案されている。

しかしながら、ポリエチレ／テレフタレート糸弾性糸は
、その溶融紡糸性及び弾性特性の点で満足されるもので
な（、実用化されるに至っていない。その＃噛紡糸性に
関する最も大ぎな問題点は、紡糸より捲取りに到る間で
単糸相互及びマルチフィラメント相互の融着が生じる点
であり、捲取不能になることさえある。この問題点を解
決する方策として、ハードセグメントの重量割合を増加
させること、及び浴融押出後の冷却域を長くすることが
考えられる。しかしながら、前者の方策では、融層を充
分に防止することができないばかりが、得られる弾性糸
の弾性特性が悪化する。また、後者の方策では、冷却域
が長くなるに従って空気抵抗が大になるため、紡出糸条
にかかる張力が高（なり、断糸が発生したり、焼増性が
悪化し、更には捲取不能になる。

弾性特性の点については、ブロック共１合ポリゴーケル
ポリエステルは、結晶化したハードセグメンＬ　Ｍ１分
が小さな結晶として非晶質のソフトセグメント中に、削
かく１つ広く分布し、ハードセグメント部分がソフトセ
グメン１の非晶部分をつなぎとめるゴム状網目栴糸の交
絡点の役割になっている。央際には、結晶化したバー［
゛セグメント部分、応力が発生した際に配向結晶化する
ソフトセグメント部分及び全（非晶のソフトセグメント
部分の３つに分けて考えるのが一般的であって、ソフト
セグメントによる弾性回復力の発生は、応力発生時にお
けるハードセグメントのつなぎとめ効果の大小に犬ぎく
影智され、ハートセグメントの結晶性が高いこと、ハー
ドセグメント結晶を効率よく分布させることが必要であ
って、弾性糸としてはハードセグメントの乗合割合を増
加させることは得策でない。ポリエチレンテレフタレー
トは結晶性力充分でなく、これをハードセグメントとし
て使用したのではつなぎとめ効果が弱いため、延伸や熱
処理の如き後処理な糺合せる必要がある。しかしながら
、ポリエチレンテレフタレート系弾性糸の場合卸二伸処
理は雛かしく、また熱処理のみでは、内部槙造的に結Ｉ
ｌｈ化は不光分であって効果的でない。

このように、ポリエチレンテレフタレート系弾性糸は、
Ｉｖ−紡糸特性が恋く、しかも弾性特性も充分でないた
め実用化されていない。本発明者は、痔融紡禾法によっ
て安価に且っ容易に弾性特性の漬れた弾性糸を提供せん
として鋭慈検バ・工した結果、本発明に到達したもので
ある。

即ち、本発明はポリブチレンテレフタレート糸ポリエス
テルをハートセグメントとし、ポリオキシグナレングリ
コール糸ポリエーテルをソフトセグメントとするブーツ
ク共亜合ポリエーテルポリエステルな的融紡糸し、次い
で熱処理することを特徴とする弾性糸の製造法に沸るも
のである。

本発明の弾性糸の基体となるブロック共ｉ合ポリエーテ
ルポリエステルのハードセグメントをダに成するポリエ
ステル部分は、テレンタル酸成分とブナレンゲリコール
成分とからなるポリブチレンテレフタレートを主たる対
象とする。

しかしながら、この酸成分の一部、通常３ｏ七　５− ルチ以下をテレンタル酸成分以外のジヵルホン酸成分や
オキシカルボン酸成分で置き換えても及び／又はグリコ
ール成分の一部、通常３０モルφ以下をブチレングリコ
ール成分以外のジオキシ成分で置き換えたポリエステル
であってもよい。また、ソフトセグメントを構成するポ
リエーテル部分は、ポリオキソブナレンゲリコールを主
たる対象とするが、その経皮単位の３０チ以下をブチレ
ングリコール成分以外のジオキシ成分で置キ換えたポリ
エーテルであってもよい。

上記ポリエーテル部分の平均分子量は、あまりに少ない
と充分な弾性特性が得られ難く、逆にあまりに多いとハ
ードセグメントとの相溶性が悪化するようになるので、
５００〜５ｏｏｏの範囲が好ましく、８００〜３０００
の範囲が特に好ましい。また、上記ポリエーテル部分の
ポリエステル部分圧対する割きは、あまりに少ないと充
分なｌ１ｉｌＬ性特性が得られ難く、逆にあまりに多（
なると融点低下が太き（なって充分な熱的特性　６− が得れ作（なるため、事績割合で０２５〜４（）４７〜
の範囲が好ましく、０４〜２５倍の範囲が特に好ましい
。

−に記ブロック共乗合ポリエーテルポリエステルを製造
するには任意の方法が採用される。；！Ｊｌ常テレフタ
ル酸又はテレフタル酸ンメナルとブチレングリコールと
ポリオキシブチレンクリフールとを加熱反１６させろか
、又は予めブチレンテレフタｌ／　−）を合成し、こね
どポリオキシブチレングリコールとを加熱反応させる方
法が採用される１、この際、必要に応じて１（意の触媒
を使用でき、また各楯安宇剤、紫外絢吸収剤、増粘分岐
剤、艶消剤１着色剤、その他各種の改良剤等も必９　Ｋ
　Ｅｌ−ｉじて任意に使用できる。

上記ブロック共重合ポリエーテルポリエステルは、溶融
紡糸時において、固化し易いのでフィラメント相互の融
着は生じ難く、極めて容易に溶融紡糸できる。なお、こ
の溶融紡糸には特別の手段を侠せず、一般の熱用ＷＩ性
合成１に合体の浴薩紡糸法に準じて行なうことができる
。

則ち、ポリウレタン弾性糸と異なり通常のポリエステル
繊維と同様Ｋ、糸条及び葦糸デニールを任意に設定可能
である。

上記のブロック共重合ポリエーテルポリエステルを溶融
紡糸して得られた糸は弾性を呈するが、通常ポリエステ
ルと同様ハードセグメントの結晶化度は、それ程高くは
ない。一方、ポリブチレンテレフタレートはポリエチレ
ンテレフタレートと比較して結具化速叩も速く、結晶化
度も高いという性質をもっている。したがって、ポリブ
チレンテレフタレート系弾性糸の場合、まだ十分に結晶
化されていない）・−ドセグメント部分を熱処理し、結
晶化度を上げ結りによるつなぎとめ効果を向上させるこ
とで更に瞬間伸長回復率、伸長弾性率、長時間伸長回復
率などの弾性的性質を向上させることが可能である。

熱処理温度は、ハードセグメントのポリブチレンチレフ
タル系ポリエステルのガラス転移温度付近の２０℃以上
から１６０℃まで可能である、１６０℃を超えるとメル
トフローが起り（工じめ弾性特性の改良効果がなくなる
。経験的には２０〜１００℃が好ましく、ポリエチレン
テレフタル系弾性糸に比べ低温領域での熱処理が可能で
あるという点で％徴をもっている。

熱処理時間は、熱部ｆｌＩ！温度と糸条の目標とする物
性によって瞬時から数カ月まで任意に設定できる。

熱処理のＩ寺期は、任意であるが、延伸することなく熱
処理することが必賛である。延伸後熱処理したのでは低
伸長下での応力が大ぎくなり、所望の荷重伸長挙動を呈
する糸条が得られない。

この熱処理は、弛緩９足長、伸長のいずれの状ｐＨ下で
行なってもよいが、特に足長下又は伸長下で行なった場
合が均一な熱処理が行なえ、かつ次に述べるような理由
から好ましい。即ち熱処理は、結晶性を高めるために行
なわれるものであって、温度９時間が同条件であれば定
長熱処理、弛緩熱処理、伸長熱処理のいずれにおいても
結晶化度は変わらない。しかし、構造的には三基の間に
大ぎな差があり、定長熱処理及　９− び伸長熱処理と弛緩熱処理とではＸ〜により求めたハー
ドセグメントの結ｌ１１１＋フイズが異なり、後者の処
理を施された弾性糸の結ｎザイスは６１１名の熱処理を
施されたそれの約２〜５侶と非常に太ぎくなる。この現
象は無張力下の熱処理の場合、熱処理とそれＫよる絆和
によって、・・−ドセグメント同志の東金化がおこりや
すく、結晶サイズが大ぎくなるものと考えられる。した
がって、結晶化度は同一であっても定長又は伸長熱処理
の弾性糸は、弛緩熱処理のそれと比へより小さな結晶を
約２〜５倍程度多くもっていることになり、より結晶が
分散されていることＫなる。このことは弾性的性質をよ
り優れたものとするためのハードセグメント結晶による
つなぎとめ効果については定長又は伸長熱処理品の方が
概れていることを表わしている。実際にも瞬間伸長回係
率、伸長弾性率、クリープ性について優れた結果が得ら
れている。

弛稙収瑯下での熱処理は、収縮率を３０％以下として行
うのが望ましく、また伸長下での熱１０−一 処理は、２０％以下の伸長率で行なうのか好ましい。

このようＫして倚られた弾性糸の荷皿曲紛は図の（ｂ）
に下すよう１工形をとり、熱処理を施さない弾性糸の荷
伸曲＃＋！　ｆａ＋とは大きく異なった形となる。この
曲線は紡出糸条に定長熱処理を施したものであるが定長
熱処理を施すことで３つの大きな特徴が見い出された。

第１は、破断時の伸長が大きくなること、第２に伸長が
大ぎくなっても破＠時の応力はけとんと変化せず、向伸
曲線が高伸長側へ平行移動した曲線になること、第３に
初期モジュラスが低くなることである。

第３１に目の初回モンユラスが低くなることが弾性糸と
して最も１賛な要素となる。即ち、弾性糸としては、低
応力で伸長が直くなることが必髪条件であって、禍°造
的にも紡糸時にわずかに起とると思われる非晶部の配向
も熱処理によって束縛がとかれ、非晶部がよりランタム
になっておりこの構造は伸性向上により好ましいものと
考えられる。

このような構造、物性を持つ本発明の方法によって得ら
れた弾性糸は、１００％以下の低伸長下で良好な伸長回
復性を示し、ポリウレタン弾性糸の欠点である伸びすぎ
て小変形ストレッチ領域での加工性が悪いという問題を
！＃消することができ、従来ポリウレタン弾性糸が使わ
れていた分野、例えば、小変形ストレッチ分野であるジ
ャケット、スラックス、スーツ、史にはランジェリ−１
りつ下等に使用して、加工性を改良することができる。

また、本方法により図に示した荷伸曲１ｆＭ　（ｂ）の
伸度が５０〜１５０％の部分のｑち上がり部をコントー
ールすることがある程度可能でもあり、かつ伸度が１氏
い領域では低応力で伸長され、除々に高応力になるほど
伸長しＫ＜くなるという応力−伸長パターンであるため
、適当な熱処理条件を設定することで衝撃吸収ベルト用
等の素材としても利用できる。

以下に実施例をあげて本発明を更に詳述する。

なお、実施例中の部は重量であり、製品糸の強度、伸度
９弾性％性は下記に示す方法で測冗した。

１　強度、伸度 長さ５σの試料を毎分＋ｏｏｏ％の速度で伸長し、強度
は破断時のデニール当りの強力（＃／ｄｅ）、伸度は破
断時の伸長（％）で示す。

２　伸長回復性 ｍ　　＃４間伸長回復率 試料１０ｃｍに、５０％又は１００カ伸長するに対応す
る荷重をかけて素早く５０％又は１００％伸長させ、５
秒後に荷重を取り除と素早く試料の長さ１ｃｍを読みと
り、次式により算出する。

（２）伸長弾性率 ＪＩＳ　Ｌ　１０７３（＋９７７）合成繊維試験法の伸
長弾性率Ｂ法に定められた１ｌＩ１１定方法により１０
％、ＳＯ％又はｌｏｏ％伸長時の伸長弾性率で示す。

　１３− （３）長時間伸長回復率 長さ１ＯｃＩｎの試料に、１００％伸長するに相当する
荷ｌをかけて４時間数１１１Ｌ（このとぎの試料長ｌ傭
）、次に＃電を堆り除いて４時間放置後の試料長／傭を
測定し、次式によって算出する。

３　クリープ 長さ１０ｃＩｎの試料に、１００チ伸長するに相当する
＃ｌをかけて４時間放置し、この時の試料長１ｃｍを測
定し、次式によって算出す実施例１ テレフタル酸ジメナル２３０＠、テトラメナレングリコ
ール１５９部、数平均分子１２０００のポリオキシズチ
レングリコールｔＯＳ部、ペンタエリスリトール０．１
１部、チタニウムテト１４− ラグトキシド０．２６部を反応釜へ入れ、内温１７０℃
でエステル交換反応を行い、Ｊ！Ｉ！ｂｍの６５％のメ
タノールを留出させた後内温を２００〜２４５℃に昇温
し、弱真空下で６０分、次いで高真９下で２００分反応
させた。ここで安定剤としてイルガノックス１０＋０（
ナバガイキー社製）３５部、チヌヒン３２７（チバガイ
ギー？１製）０２１部を飽加し、２０分撹拌後反応を終
了させた。

このよう圧して得たポリマーはソフト成分が全ポリマー
重量に対し３ｏ＊ｉａｓで、還元比粘度１．８＋１．ｌ
ｆｉ点２１０℃であった。このポリマーを２６０　’（
：で＃Ｔ融紡糸して１３５デニールの弾性糸を得た。そ
の強度はｏ、４４１／ｄｅ、伸度は２５０％、Ｘ間伸長
１０＋復率は５０％伸長時８２％、１００％伸長時７３
％であり、伸長弾性率は１０％伸長時１００％、５０％
伸長時７４％、１００％伸長時５２％、長時間伸長回復
率は６５％、クリープは３０％であった。

このような弾性糸を紡糸して３日ｔｈ１６０　℃の乾熱
器でｌＯ秒関定長で熱処理した。このようにして得られ
た弾性糸の強度は０．４６１ｊ／ｄｅ＋伸度２８０％、
瞬間伸長回復率は５０％伸長時８８％、１００％伸長時
７６％であり、伸長弾性率は１０γ・伸長時１００％、
５０襲伸長時８１％１１０θ％伸長時６０％、長時間伸
長回復率は５８％、クリープは２０％と、わずかな熱処
理により弾性面で優れたものが得られた。

尚、侍られた弾性糸の荷１曲脚は図の（ｂ）Ｋ示す通り
であり、熱処理を施さなかった場合の糸条の荷重曲線は
図の（、）に示すようになる、。

実施例２ テレフタル酸ジメナル１６７部、テトラメチレングリコ
ール１０５部、数平均分子Ｊｉ：２００＋１のポリオキ
シブチレングリコール３２５　部、ペンタニルスリトー
ル０５部、チタニウムテトラブトキシド０３５部を反応
釜へ入ね、内温１７０℃でエステル交換反応を行い、理
論開のｂ５％のメタノールなＷ（出させた後内温を２０
０℃〜２４５℃に昇温し、物＾９丁で６０分、次いで高
真空下で２００分反応させた。ここで安定剤イルガノッ
クス１０１０（チバガイ片−社製）５部、チヌビン３２
７（チバガイキー社製）０３部を冷加し、２０分攪拌後
反応を終了させた。

得られたポリマーはソフト成分が全ポリマーに対し６５
′Ｍ童チであり、還元比粘度は２１９゜融点１９１℃で
あった。このポリマーを２６０℃で溶融紡糸して、１３
５デニールの９Ａ性糸を得た。その強度は０．９２　、
ｌ／　／　ｄｅ　、伸度４００％。

瞬間伸長回復率は５０％伸長時９５％、１００頭伸長時
８８φ、伸長弾性率はｌＯ％伸長時１００％、５０％伸
長時８０％、１００襲伸長時７５％、長時間伸長回復率
は１４０％１クリープは６０％であった。

このような弾性糸を紡糸して１時…１後１６５℃で２０
秒間乾熱処理な定長で実施した。この時の弾性糸の強度
は０．９２　ｉ　／　ｄｅ　＋伸度４５０俤、瞬間伸長
回復率は５０％伸長時９７％。

　１７− １００％伸長時９１９Ｉ）、伸長弾性率は１０≠伸長時
１００％、５０％伸長時８６％、１００％伸長時７９％
、長時間弾性回復率は１２０％。

クリープは５０≠であった。

この弾性糸は、俗離紡糸性、弾性的性ηにをれ、操業性
に富んだ弾性糸が得られた。

【図面の簡単な説明】

Ｍは弾性糸の荷仰曲勝を下すものであり、（ａ）は未熟
処理系、（ｂ）は本発明の方法によって熱処理系の荷伸
曲肪を示す。 　１８−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ポリブチレンテレフタレート系ポリエステルをハ
   ードセグメントとし、ポリオキシブチレンクリコール系
   ポリエーテルをソフトセグメントとするブロック共重合
   ポリエーテルポリエステルを溶融紡糸し、次いで熱処理
   することを特徴とする弾性糸の製造法。 λ　熱処理温度が２０〜１６０℃である特許請求の範囲
   第１項記載の弾性糸の製造法。 ３、　熱処理を３０％以下の収縮下で行なう特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の弾性糸の製造法− ４、熱処理を２０％以下の伸長下で行なう特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の弾性糸の製造法。 ５　熱処理を定長下で行な５％許請求の範囲第１ｇ４又
   は第２項記載の弾性糸の製造法、