JPS59199815A - ポリエステル繊維の製造方法 - 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】 本発明は改質されたポリエステル繊維の製造方法、特に
低結晶性重合体を乾燥し繊維を形成する方法に関するも
のである。

近年ポリエステル繊維製品は、高次加エエ稈？よび時系
工程での改良による性能の向上とともに、共重合による
改質も盛んに研究されている。

ポリエステル繊維、特にポリエチレンテレフタレー）（
ＰＥＴ）はそのすぐれた風合、化学的、力学的特性から
広範な分野に使用されているが。

さらに、　ＰＥＴを主成分としたポリエステルが熱接着
性繊維として詰綿用、抄紙用、不織゛商用、さらに強撚
調の交互仮撚糸を熱接着させる用途などに？いても注目
されている。熱接着性繊維は通常ポリエステル繊ｍなど
の主素材と混綿。

混繊あるいは交編織し熱処理することによって十分な接
着力を示すことが必須条件である。それゆえポリエステ
ル繊維に熱接着能を伺与するには、主素材の融点よりも
低い熱処理温度で接着能を発現させなければならない。

ボリエステルの融点を低下させる方法は、共重合手法が
一般的である。

しかしながら共重合成分を増加させると融点低下ととも
に重合体の結晶性も低下することが一般に知られている
。

回分式重合法で得られるポリエステル粒子は乾燥せずに
紡糸を行なうと重合体粒子に含寸れる水分によって加水
分解を生じ品質の劣化を１ねく。したがって乾燥が必須
であることは多くの文献１例えば水谷久−著「合成繊維
（”Ｉ）ナイロントチトロンＪＰ３１２　Ｋ提示されて
いるよウニ。

ポリエステルチップの乾燥は特に厳密に行なう必要があ
る。もし水分を含有した状態で溶融すると、平衡反応に
よって解重合が起る傾向が大きくそのため減圧にして基
本単位１モルにつき水分０．００５モル以下に乾燥する
必要があると記載されている。

ここで本発明のポリエステルは低結晶性であり融点も低
いものである。それゆえ該ポリエステルの乾燥に際して
一般的な乾燥温度とじて１００℃り上例えば１２０℃〜
１８０℃の温間で乾燥すると、該重合体は乾燥器内に溶
融刺着したり、重合体粒子同志が何着塊状化し、紡糸機
への供給が困難となり紡糸が不能となる。

本発明は、低結晶性ポリエステルを乾燥し重合体粒子の
９０ｉ量係以上が目の開き（ＪＩＳ標準篩２８８０ｊ−
４９６６）１．３９７ｍ／ｍより犬ぎ＜ｉｉ、＋。

ｍ　／　ｍより小さい重合体粒子形体を保持した状態で
紡糸工性に供給し、接離形成する方法である。

すなわち１本発明はポリエチレンテレフタレート又はポ
リブチレンテレフクレートヲ主成分とするポリエステル
に？いて、テレフタル酸以外の少なくとも一種の芳香族
あるいは脂肪族ジカルボン酸か又はオキ／カルボン酸成
分を共重合した低結晶性ポリエステル重自体粒子を、全
重合体の９０重量係以上が目の開き１．３９７ｍ／ｍよ
り犬ぎ（６，７３ｍ／ｍより小さい該重合体粒子を乾燥
するに際し、乾燥温度（ＴＤ：℃）と重合体のカラス転
移温度（Ｔ、：℃）との関係が次式５式％ を満足する温度で乾燥した後、５００ボイズ以上７５０
０ボイズ壇下の゛溶融粘度（η）で溶融紡糸することを
特徴とするポリエステル繊維の製造方法である。本発明
でいう低結晶性ポリエステルとは、示差走査熱量計を用
い、試料を室温で５分間窒素置換し、窒素気流下で１６
℃／　ｍｉＩの昇温速度で２８０℃としたのち５分間恒
温とし、ついで室温１で急冷した後、再び同一昇温速度
で昇温し２８０℃点で１６℃／　ｓｉｎの降温速度で室
温とする測定法において再昇温時に」１］定したときに
結晶化ピークが認められないポリエステルである。

乾燥に供する重合体粒子は、板状に吐出してダイス型形
状に粒子化する方法、水中に吐出して丸状もしくは粒体
状型形状に粒子化する方法、ガツト状に吐出して円柱型
形状に′Ｆ量子化する方法により、目の開きを１．５９
７ｍ／ｍより大きく６．７３’ｍ／ｍより小さい粒子と
するのがよい。より好ましくは粒子化する際には一般に
溶融重合体を水で十分に冷却し、カッターへ併給して粒
子化するが重合体と接するカッター刃も十分冷却してお
くのが好ましい。

本発明の乾燥方法では１粒子化した重合体形状を損なう
ことなく乾燥することができる。

乾燥温度がＴ＋１５℃より高いと１重合体は乾燥器内に
溶融付着したり重合体の粒子同志が付着しポリマは乾燥
後に堅い塊りとなるため紡糸の場への供給が困難となる
。

また３０℃未満の乾燥温度では乾燥に極めて長い時間を
要するとともに十分な乾燥がなされ々いため紡糸時に重
合体が加水分解されＳｔしくない。特に好ましい乾燥温
度は、４５℃≦ＴＤ≦Ｔ＋８℃でちる。

乾燥に用いる乾燥器は棚段式１回転式、流動床式、移動
床式のいずれでもよく、加熱空気の吹込み方式、加熱不
活性ガスの吹込方式、減圧方式で乾燥することができる
が１回転式の乾燥器を用いて加熱空気か加熱不活性ガス
の吹込み方式か又は減圧下で乾燥するのが好せしい。

回転式乾燥器の回転数は１〜＋　２　ｒｌ）ｍが適当で
あるが、２〜８　ｒｐｒｎが好ましい。

乾燥時は、該重合体粒子温度が５０℃≦Ｔ≦Ｔｇ−４−
１５℃でかつ重合体粒子間に温度差を生じさせないよう
に乾燥器内を温度調節して局部加熱をさけることが望ま
しい。局部加熱は、重合体粒子間あるいは、乾燥器内壁
に重合体粒子の波状化を誘発し好捷しくない。

乾燥は加熱気体の吹込み方式か、減圧下で行なうのが好
ましく、乾燥器に重合体を仕込んだ時点で吹込みあるい
は減圧にする方法が効率的であり好ましい。乾燥に供す
る該重合体粒子の水分率は、０１係以下とすることが好
寸しく、重合した溶融重合体を水で冷却し切断して粒子
化する際にはカッターの前で乾燥した空気か不活性ガス
を吹きつけて水分を発散させるか１粒子化した後に吹き
つけて発散させるのが好ましい。乾燥時間は、３０℃≦
ＴＤ≦Ｔｇ＋１５℃の温度範囲で３時間〜２５時間の乾
燥が適当で、好捷しくは８時間以上である。

以上述べたような乾燥方法を適用することによつ−Ｃ１
乾燥後の重合体粒子の９０重量係以上が目の開き１．３
９７ｍ／ｍより大ぎ＜１１．１０ｍ／ｍより小さい粒子
形状で乾燥重合体粒子を紡糸の場へ安定して供給するこ
とができる。

乾燥した重合体は、プレツンヤーメルク一方式、エクス
トルーダ一方式の紡糸機へ供給され、紡出糸を得るが、
本発明の方法により乾燥された低結晶性重合体粒子は配
管内での詰りゃブリッジの形成もなく安定に供給され、
品質的にも一定した繊維を得ることができる。

本発明でいう溶融紡糸における溶融粘度は、単独繊維形
式は勿論のこと、バイメタル方式の複合、海島方式、芯
鞘方式等の複合繊維が容易にでき、特にＰＥＴとの複合
繊維形成能に優れることを特徴とし安定的に繊維形成で
きる溶融粘度であって５００ボイズ≦η≦７５００ボイ
ズの範囲が好１しく、より好ましくはｉ＋ｏｏボイズ≦
η≦５５００ボイズである。これはこの範囲であれば繊
維形成の際の熱履歴による溶融粘度低下を十分補い安定
的に繊維形成することができるが溶融粘度が５００ボイ
ズ未満であると安定的に繊維形成できず、紡糸時にドリ
ップの多発を１ねき、糸状として巻取ることが困難とな
る。また溶融粘度が７５００ポイズを越えると特にＰＥ
Ｔとの複合の際に紡糸が困難となる。

本発明でいうテレフタル酸以外の少なくとも一種の芳香
族あるいは脂肪族ジカルボン酸か又はオキ７力ルボン酸
成分の全共重合量は２５モル係以上５０モル係未満が好
ましい。この範囲内の共重合量であれば僚維形成能も満
足され、熱接着能を低温で発現できるが、共重合成分が
２５モル係未満では、熱接着能を低温で発現させること
ができない。また共重合成分が５０モル係以上では１重
合体の粒子化および繊維形成が困難となり好１しくない
。

共重合成分は、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、インフタル酸
、４．４’−ジフェニルメタンジカルボン酸、４．４’
−ジフェニルエーテルジヵルホ゛ン酸。

４．４′−ジフェニルジカルボンｌ’ｉ１２，１．２’
−シフエノキ／エタン−ｐ、ｐ’ジカルボン酸、２，６
−ナフタリンジカルボン酸。５−ノンウムスルポイノフ
タル酸、５−ボタ／ウムスルポイソフクル酸、アジピン
酸、セバシン酸が適用できるが、なかでもイソフタル酸
成分が又はインフタル酸成分と５−ンジウムスルホイン
フタル酸成分との９１用系が好ましい。イソフタル酸成
分および５−ンジウムスルホインフタル酸成分はＰＥＴ
やポリブチレンチレフタレ−）（ＰＢＴ）の合成に際し
て実施される反応処方で容易に共重合できるので好捷し
く採用され、又熱接着機能をも十分発揮する。

特にイノフタル酸と５−ンジウムスルポインフタル酸と
の併用系は、熱接着機能が著しく増加するのに加えて、
アルカリ減量速度が高いため強撚調交互仮撚糸を熱接着
させた後、アルカリ分解により接着成分を除去すること
が容易である。５−ンジウムスルホイノフタル酸成分の
共重合量は、全酸成分に対して２モル％から１００モル
％よく、より好ましくは２．４モル％から６モル％であ
る。本発明でいう低結晶１生ポリエステルは、テレフタ
ル酸以外の少なくとも一種の芳香族あるいは脂肪族ジカ
ルボン酸か又はオキシカルホン酸成分とエチレングリコ
ール、１．４ブタンジオールからなるポリエステルであ
り、　ＰＥＴ　ｓ？ＰＢＴと同処万で合成できるため、
生産性、コスト面で非常に有利である。

一方１本発明以外のジオール成分を共重合成分とするポ
リエステルでは、ジエチレングリフールの場合のように
重合時に添加量の一部が留出するため共重合成分比が安
定化しなかったり、ヘキサンジオールのように常温で固
形のため取扱いにくかったり、また、プロパンジオール
やベンタンジオールのようにゴム状になり易く。

重合後の粒子化が困難′ｆｔ極めたりする。一般にエチ
レングリコール又は１，４ブタンジオールに比較すると
これらジオール成分は痩応性が劣り。

重合体の生産性も大幅に低下して好ましくない。

又重合時の留出ジオールの再利用面においても専用装置
を必要とすることになり、生産性が悪くコスト的に不利
は壕ぬがれない。

本発明のポリエステル線維の主成分は、　ＰＥＴが好ま
しいが他Ｋ　ＰＢＴにも有効に適用できる。

本発明のポリエステルの合成にあたっては周知の触媒、
着色防止剤、エーテル結合副生防止剤、抗酸化剤、難撚
化剤、制電化剤等を適宜使用することができる。また該
ポリエステルはケイ素化合物、チタン化合物、カーボン
等の微粒子化合物を含むものであってもよい。

以上詳述したように本発明はテレフタル酸以外の少なく
とも一種の芳香族あるいは脂肪族ジカルボン酸か又はオ
キシカルホン酸成分を共重合した低結晶性改質ポリエス
テルを繊維形成するＫあたり新しい知見を与えるもので
ある。

以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお実
施例中の各測定値は次の方法によっ　　　　　（て求め
た。

〔ガラス転移温度〕

示差走査熱量計（ＰＥＲＫＩ　Ｎ−ＥＬＭＥＲ社製ＤＳ
Ｃ１Ｂ型）を用い１次の方法で測定した。試料を室温で
５分間窒素置換したのち、窒素気流下で１分間に１６℃
の昇温速度で２８０℃としたのも５分間恒温とする。つ
いで室温まで急冷し再び同一昇温速度で昇温し２８０℃
点で１分間に１６℃のＭ温速度で室温とする測定法にお
いて、再昇温時に測定したガラス転移温度で表示する。

〔溶融粘度〕

メルトインデクサ−（ＴＡＫＡＲＡ工業■製）を使用し
溶融紡糸温度で測定した値で表示する。

〔熱接着機能〕

単糸２デニール、カット長５０１ｍのＰＥＴステープル
５ｇと本発明製造法で得た単糸２デニール、カット長５
０１Ｊのステープルをノ・ンドカードで混繊し１３０φ
×１５嫡の容器に詰め１００ｇの荷重下で１００℃で５
分間熱処理する。

冷却後荷重を取りはずしたとき［３０φ×１５朝の形状
が容量の５％未満の範囲で増加している糸を熱接着機能
良好、容量が５〜２０係未満の範囲で増加する糸を良、
２０係以上増加した糸を熱接着機能不良として順位づけ
る。

〔接着温度〕

昇温速度が０５℃／分に制御された加熱装置を備えた偏
光装置付光学融点顕微鏡を用いた。

１ｃｍの単糸２本を十字型にカバーカラス上に置き、試
料の上にもう一枚のカバーガラスを載せ更に１ｇの荷重
を載せる。偏光装置を操作し。

試料の外形線が鮮明になるように調節し、ついで昇温を
開始し、試料が形成している十字交叉部の正方形が暗黒
色になった温度で表示する。

実施例１ （１）ジメチルテレフタレート、ジメチルインツクレー
トを表１のモル比で、エチレングリコールを全酸成分の
２倍モル量、そして全酸成分に対して酢酸カル／ラム１
水和塩００８重量係を仕込んでエステル交換反応した。

ついで全ポリマ量に対して三酸化アンチモン００６重量
％、）・リメチルフオスフエ−ｈ　ｏ、　０３　重量％
、酸化チタン０５重量ヂを添加して２９０℃で所定時間
重合した。

ついで重合体を水層に導びキ冷却し、水層から取り出し
た後、乾燥した空気を該重合体に吹きつけポリマ表面の
付着水分を減少させたのち、目の開き５．９６２ｍ／ｒ
ｎの大きさにυ子化した。

（２）　　粒子化した重合体を常温で窒素ガス流通下で
回転式真空乾燥器に仕込む。回転開始と同時に０．５ｗ
ＩＩ（ｇまで減圧にし、常温から表１に示した乾燥温度
に２時間で直線的に昇温したのち恒温とし２０時間乾燥
した。

（３）　　乾燥した重合体粒子をグレソシャーメルタ一
方式の紡糸機の窒素気流下にあるメルトホッパーに仕込
んだ。

ついで０．２３φの口金孔３６ホール、吐出１２８　ｇ
／ｓｉｎ、紡糸温度２７０℃で紡出し、　４４００　ｍ
／ｓｉｎの引取速度で捲取り、単糸デニール５デニール
の熱接着繊維を得た。

本発明の乾燥後の重合体粒子（実験扁１〜９）は９７重
出係以上が目の開き１．３９７ｍ／ｍより大きく＋ｔ１
０ｍ／ｍより小さい範囲にあり良好で。

繊薪形成１！４も極めて良好であり、繊維の熱接着機能
も十分発揮した。他の酸成分を添加したものについても
実験届７〜９として表１に併記また。

乾燥後の溶融粘度が本発明範囲間の〔η〕が４００　ボ
イズのものは１轍維形成することができなかった。また
、乾燥温度がＴｇ−１−１５℃以」＝になると重合体粒
子は塊状化して紡糸の場へ供することができなかった。

実施例２ 実施例１実験ＡＧ　５と同条件で得た重合体粒子を７４
℃の空気気流下にある回転式乾燥器で２０時間乾燥した
重合体粒子の９７重量幅が目の開き１．３９７ｍ／ｎｏ
より大きく１１、ｊａｍ／ｍＪ：り小さい乾燥後の重合
体の溶融粘度が１５００ボイズである重合体粒子を、グ
レソンヤーメルタ一方式の芯鞘複合紡糸機の窒素気流下
にある鞘部メルトホラ・シーに仕込み、同じく窒素気流
下にある芯部メルトホッパーにポリエチレンテレフタレ
ート：　ＰＥＴ　（オルトクロロフェノール溶媒中２５
℃で測定した極限粘度０．６表ｇ　／ｄ／？）を仕込ん
だ。

ついで、鞘部溶融温度２７０℃、芯部溶融温度２９０℃
、接合部温度２９０℃、吐出量を各々１５　ｇ　／　ｗ
ｉｎの芯鞘複合比５０：５０、単糸１８デニールの芯鞘
複合糸を得た。

つづいて９５℃の液浴中で６．６倍に延伸し。

糸強度３．９３／ｄ、伸度５４％の良好な芯鞘複合糸を
得た。この複合糸の繊維形成および熱接着機実施例３ （１）　　ジメチルテレフタレート、ジメチルインフク
レ−１・、ジノチル−５−ソジウムスルホインフタレ−
１・を表２のモル比で、エチレングリコールを全酸成分
の２倍モル量、そして全酸成分に対して酢酸カル／ラム
１水和塩００８ｉＪｉｔ％を仕込んでエステル交換反応
した。ついで全ポリマ量に対して三酸化アンチモン０，
０３重量％、トリメチルフォスフェート０．０３　重量
％、酸化チタン０．５重量％を添加して重合した。

ついで重合体を水層に導ひき冷却し、水層から取り出し
た後、乾燥した空気を該重合体に吹きつけ、ポリマ表面
の付着水分を減少させたのち、目の開き３．９６２ｍ／
ｍの大きさに粒子化した。

（２）　　粒子化した重合体を常温で窒素ガス流通下で
回転式真空乾燥器に仕込む。回転開始と同時に０．！ｌ
ｆｆＨｇ１で減圧にし、常温から表２に示した乾燥温度
に２時間で直線的に昇温したのち恒温とし２０時間乾燥
した。

（３）　　乾燥した重合体粒子をプレッシャーメルタ一
方式の紡糸機の窒素気流下にあるメルトホッパーに仕込
んだ。

ついで０２３φの口金孔２４ホール、吐出量２８　ｇ　
／　ｇｉｎ、紡糸温度２７０℃で紡出し、１４００　ｍ
　／ｓｉ＋　の引取速度で単糸７５デニールで紡出捲取
りした。つづいて熱ビン温度９８℃、熱板温度１４５℃
、延伸倍ｉ　３．５１倍に延伸し、単糸デニール２デニ
ールの熱接着繊維を得た。本発明の範囲にあっては、乾
燥後の重合体粒子の９７重量％以上が目の開き１１９７
ｍ／ｍより太きく１１．１０ｍ／ｍより小さし１範囲に
あり、溶融粘度も維持できる。そしてまた繊維形成も安
定的で、接着能も十分発揮した。

一方比較実施例で示したように、イソフタル酸成分の共
重合量が本発明の範囲外では。

低温接着能が十分でない（Ａｃ１）。逆に多すき“ると
紡糸温度における溶融粘度が小さく繊維形成する際ドリ
ップが多発した（４１２）。また乾燥温度が本発明の範
囲外Ｖｃｇいては、＃燥が不十分となり、加水分解がす
すみ紡糸温度Ｋｆ６ける溶融粘度の低下が著しく繊維形
成が困難である（　Ａ　１５　）。

本発明範囲以上（ＩＧ１５）では、乾燥後の粒子形状が
大部分１１．１０ｍ／ｍ以」：の塊状となり、同じく乾
燥温度を本発明の範囲以上（扁１４）にすると粒子形状
の保持ができず紡糸の場へ供せなかった。

実施例４ 実施例１実験扁５と同条件で得た重合体粒子を回転式乾
燥器で２０時間乾燥し重合体粒子の９７重重量風上が目
の開き１．３９７ｍ／ｍより太きく１ｔ＋Ｏｍ／ｍより
小さい乾燥後の重合体の溶融粘度が２２００ボイズの重
合体粒子を、プレッ／ヤーメルタ一方式の芯鞘複合紡糸
機の窒素気流下にある鞘部メルトホッパーに仕込み、同
じく窒素気流下にある芯部メルトホッパーＶｃＰＥＴ（
オルトクロロフェノール溶媒中２５℃で測定した極限粘
度０．６３ｇ／ｄＪ？）を仕込んだ。

ついで、鞘部溶融温度２５５℃、芯部溶融温度２９０℃
、接合部温度２９０℃、吐出量を各々６．７６．２７．
０４　ｇ　／　ｓｉ＋の芯鞘複合比ａ　ｏ　：　２０゜
単糸１０デニールの芯鞘複合糸を得た。

つづいて熱ビン温度９８℃、熱板温度１５０℃、延伸倍
率３３５倍に延伸し、単糸３デニールの複合繊維を得た
。この複合糸の繊維形成および熱接着能は満足すべきも
のであった。

実施例５ 実施例６．実験石６と同処方で得た重合体を表３に示し
た重合体粒子サイズにして乾燥し、繊維形成状況を表示
した。

本発明の範囲内においては、乾燥後重合体粒子形状は、
はとんど損なわれることなく良好で繊維形成も良好であ
った。

一万本発明外の粒子サイズでは、乾燥後の粒子サイズが
大きくなりすき゛、したがって繊維形成する際に配管内
への詰り等のトラブルが多発した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンチレフク
   レートを主成分とするポリエステルにおいて、テレフタ
   ル酸以外の少なくとも一種の芳香族あるいは脂肪族ジカ
   ルボン酸か又はオキシカルボン酸成分を共重合した低結
   晶性ポリエステル重合体粒子を、全重合体の９０重景％
   以上が目の開き１．３９７ｍ／ｍより大ぎ（６，７３ｍ
   ／ｍより小さい該重合体粒子を乾燥するに際し、乾燥温
   度（ＴＤ：℃）と重合体のガラス転移温ｖ（Ｔｇ：℃）
   との関係が次式 ％式％ を満足する温度で乾燥した後、５００ポイズ以上７５０
   ０ボイズ以下の溶融粘度（η）で溶融紡糸することを特
   徴とするポリエステル繊維の製造方法。