JPS6081314A - ポリエステル繊維の製造法 - 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】 く技術分野〉 本発明はポリエステル＃維の製造方法に関する。さらに
詳しくは、ホリエステルを溶融紡糸安定性の面上を図る
と共に、糸質・太さの均−性及び均染性に優れ、がつ十
分実用に耐えうるポリエステル幹維を、紡糸工程のみで
製造する方法に関するものである。

〈従来技術〉 ポリエステルを溶融紡糸するに当って、引取速度を茜連
化することによって、紡糸工程のみで実用上十分な弔性
を有する繊維なイ尋することは、例えば特公昭３５−３
１０４号公報。

繊維学会誌第３３巻Ｔ２Ｏ８頁〜’Ｌ”２１４Ｔ１等に
知られている。これらによれば、例えばポリエチレンテ
レフタレートの場合、引取速度が約５ｏｏｏ＋＋＋／分
以上になると得られる伊維が完全配向糸（従来の延伸糸
）Ｋ近いものになるとされている。

しかし、引取速度の高速化、特に５　ｔｌ　００ｍ７分
以上の速度とすると、紡糸時の単繊維切れ、断糸で（著
しく増加し、操業性が著しく低下する。

また、得られる線維も従来の低速の料地速度で紡糸して
、別工程で延伸して得られる繊維に比較して、初期ヤン
グ率および強度が低〜・という欠点を有しており、かか
る繊維を実用に供するには問題が多い。

一方、部分配向糸の紡糸において、紡糸口金下に加熱帯
を設けて紡出糸条の配向をコントロールする方法（％公
昭３５−１３１５６号公報）、紡糸口金から紡出された
糸条を流体吸引装置で吸引した後、料地装置にて料地る
方法（＊開昭５４−１５１６１１号公報）など特殊な紡
糸方法も提案されているが、これらは繊維物性（強度、
伸度）のコントロール或いは巻フオームの向上を図るた
めのものに過ぎないばかりか、紡糸安定性についても効
果が期待できない。

唯、本発明者は前記のｓｏｏｏｍ／分以上の高速紡糸に
おいて、加熱体を適用することにより、紡出糸の強伸度
が向上ゴるＱ、）ではないかと考え種々検討Ｌｌが、こ
の期待は完全に裏切られ、しかも紡糸安定性に乏しいこ
とを改めて確認した。

しかしながら、上ｎ１１方法は延伸工程を付加すること
なく実用に供し得る糸条を提供できるという可能性を秘
めている点では未だ捨て難いも゛のがある。

そこで、本発明者は更に紡糸安定性及び繊維物性を向上
すべく、前述した個々の紡糸方法は勿論、高速紡糸と加
熱帯とを組み合せた紡糸法において、紡糸条件、例えば
ポリマー粘度、紡糸温度、紡糸ドラフト、冷却　条件等
について種々検討したが、操業上採用される紡糸条件の
範囲では紡糸安定性及び繊維物性を共に向上せしめるこ
とはできなかつｎ。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、かかる従来法の欠点を解消し、ポリエ
ステルを溶融紡糸する際の紡糸安定性の向上を図ると共
に、糸質・太さの均一性、及び均染性に優れ、しかも十
分実用に耐えうるポリエステル繊維を紡糸工程のみで製
造する方法を提供することにある。

〈解決手段〉 本発明者は、上述しｆｃような従来法の欠点をｆｇｔ消
する。ｔめＫは、むしろ溶融ポリマーの改良が効果的で
はないかと考え、この点から鋭意検討を重ねた結果、微
細な不活性微粒子を含有してＩＩるポリエステルを溶融
紡糸し、紡糸１−〕金下方に設置した加熱域を通過せし
めた後高速料地るとき、紡糸安定性が向上し、しかも得
られる繊維の強伸度が向上することを見出し、本発明に
到達した。

すなわち、本発明は紡糸口金より吐出されたポリエステ
ル紡出糸条な、（該ポリエステルのカラス転移温度＋７
０’Ｃ）より低い温度に冷却し、引続き核糸条を２００
〜５００℃の温度に保たれた加熱雰囲気中を走行せしめ
たのち、該紡出糸を３０００ｍ／分以上の速度で料地る
に際し、前記ポリエステルとして平均粒径が１０〜１ｏ
　ｏ　ｍＢの不活性微粒子を含有してなるポリエステル
を溶融吐出することを特徴とするポリエステル繊維の製
造法である。

本発明でいうポリエステルは、テレフタル酸を主たる酸
成分とし、少なくとも１１１４．のグリコール、好まシ
くはエチレンクリフール。

トリノチレングリコール、ナトラメチレングリコールか
ら選ばれた少なくとも１種のフルキシングリコールを主
たるクリコール成分とするポリニスナルを主たる対象と
する。

また、テレフタル酸成分の一部を他の二官能性カルボン
酸成分で置換えたポリエステルでに、つてもよく、及び
／又はクリフール成分の一部を主成分旬外の上記グリフ
ール、若しくは他のジメール成分で僅換えたポリニスプ
ルであってもよい。

ここで使用されるテンフタル酸以外の二官能性カルホン
酸としては、例えばイソフタル酔、ナフタリンジカルボ
ン酸、ジフェニルンカルポン酸、ジフェノキシェタンジ
ヵルボン酸、β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ｐ−オ
ギシ安息香酸、５−ナトリウムスルポインフタル酸、７
ジビン酸、セバシン酸、Ｉ、４−シクロヘキサンジカル
ボン酸の如き芳香族。

脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸をあげることがで
きる。

また上記グリコール以外のジオール化合物としては例え
ばシクロヘキサン−１，４−ジメタツール、イオペンチ
ルグリコール、ヒスフェノールＡ、ビスフェノールＳの
如き脂肪族。

脂環族、芳香族のジオール化合物およびポリオキシアル
キシンンダリコール等をあげることができる− かかるポリエステルは任意の方法によって合成したもの
でよい。例えばポリエチレンテレフタレートについて説
明すれば、通常、テレフタル酸とエチレンブリフールト
ラ直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジメチル
の如きテレフタル酸の低級フルキルニスゾルとエチレン
クリコールとをニスデル交換反応させるかヌはテレフタ
ル酸とエチレン−Ｊ−髪刃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ヌテル及び／ヌはその低１合
体を生成さ七る第１段階の反応と、第１段階の反応生成
物を減圧下加熱して所望の１合度になるまで重縮合反応
させる即２段階の反応によって製造される。

本発明において配合する不活性微粒子としては、酸化ケ
イ素、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム
などの酸化物、リン酸カルシウム、リン酸−水素カルシ
ウム、リン酸二水床カッ１．シウム、リン酸ナトリウム
。

リン酸−水素ブトリウノ・、リン酸二水素ナトリワム、
リン酸カリウム、リン酸−水素カリウム、リン酸二水素
カリウム等のリン酸塩、硫酸バリウム、硫酸カルシウム
等の硫酸塩などが絡げられるが、特に酸化ケイ素が取扱
い性などの面で好ましい。

本発明において用いられるポリエステルは、Ｈ・リエス
テルの製造工程で不活性微粒子を添加するが、かかる不
活性微粒子は、一旦、水分散ゾルとした後、水をエチレ
ンクリコールで置換し、エチレングリフール分散液とし
たものが好ましい。と言５のも、不活性微粒子を直接、
エチレングリフールに分散させたのでは、添加時に凝集
が生じ粗大な粒子が形成される傾向がある。この様な不
活性微粒子のエチレンクリコール分散液を作成するには
、まず不活性微粒子を水中に分散させて、不活性微粒子
の含有量が２０〜３０ｉ量−の水分散ゾルを作成する。

次いで水と当量のエチレンクリコールを加えて、ロータ
リーエバポレーター中で１０　ｒａ＋１１９ＪＪ下の真
空下にて約８０℃に加熱し、水を蒸発させ、エチレング
リコールに置換する。次いで必要忙応じてエチレングリ
フールで稀釈して所望の濃度に調整する。

また、不活性微粒子の水分散ゾルとして市販のものを使
ってもよい、１ また、使用される不活性微粒子は、その平均粒径が１０
〜１００ｍμであることが必要である。ここで、平均粒
径がｌＱｍμ未満の不活性微粒子を用いた場合、得られ
るポリエステルを用いて溶融紡糸しても、紡糸安定性に
欠げ、しかも得られる繊維の強度が低く、しかも伸度が
大きいのでそのまま実用に供し得る強伸度とはならない
。他方、平均粒子径が１００１１μを越える不活性微粒
子を用いた場合、得られるポリエステルを溶融紡糸して
も紡糸安定性を図ることができない。

更に、不活性微粒子のエチレングリコール分散液渋度は
１５重量−以下であることが好ましい。０度が１５重＠
チを越えると、酪加時に、凝集が発生し、単繊維切れ、
断糸の原因となる傾向がある。

このような不活性微粒子のポリエステルへの添加量はポ
リマール、ｉｋに対し、好ましくは０．１−１．０重′
！にチ、特に好ましくは０．３〜０．８Ｍ量−である。

添加量が０．１重量％未洛であると紡糸安定性及び繊維
物性の１１１上が不十分となる傾向がある。また添加量
が１．０重錘チを越えると、凝集粒子が増加し、単繊切
れ、断糸の原因となる傾向がある。

こうして得られたポリエステルを溶融紡糸に供するが、
本発明における溶融紡糸は、紡糸口金の下方に加熱雰囲
気帯を設け、紡出糸条な加熱処理したのち３ｏｏｏｍ／
分以上の速度で料地ることが必要である。

すなわち、前記ポリエステルを紡糸口金より溶融吐出し
た紡出糸を（Ｔｇ＋７ｏ℃）よりも低い温度、好ましく
は（’ｌ”ｇ−４０’Ｃ）〜（Ｔｇ＋４０℃）の温度ま
で冷却する１、ここでＴｇは該紡出糸を形成するポリエ
ステルのガラス転移温度をあられす。このよ５Ｋして冷
却された紡出糸は、直ちに加熱雰囲気帯を走行すること
により雰囲気温度２００〜４００℃にて加熱処理される
、この加熱処理を受ける直前の糸条温度が（７ｇ＋７０
℃）を越える場合、加熱処理が均一に行なわれ難いため
得られる糸条の均質性が悪化する。このために、（’ｌ
’ｇ　＋７０℃）より低温、好ましくは（Ｔｇ＋４０℃
）より低温になった段階で加熱処理を行１ｘ　５べきで
ある。

熱処理手段としては加熱筒あるいはスリット・ヒーター
を使用する−特に赤外線を利用したスリットヒーターは
、他の加熱処理手段に比べ加熱効率がよく、＾紡速下の
加熱処Ｊｌｊとして最も好ましい。この赤外腺スリント
・ヒーターは糸条の走行方面に沼って５０〜１５０ｃｍ
の比較的短い加熱処理ゾーンで糸条を短時間のうちに均
一加熱処理することが可能である。

赤外線は棒状又はフィル状のヒーター（電気抵抗発熱体
）を約５０ｏ”ｃＡＩ上に加熱することにより発生し、
例えば走行糸条を取囲むようにスパイラル状にヒーター
を設け、該ヒーターを約５００℃以上に加熱することに
よって容易に走行糸条に投射することができる。

一般に加熱雰囲気温度は紡糸引ルり速度が比較的低速（
ａｏｏｏ〜ｓｏｏｏｍ／分）の場合には、低目の温度（
２００℃〜２５０℃）が好ましく、比較的高速（ｓｏｏ
ｏｍ／分）の場合には高目の温度（２５０℃〜４００℃
）が好ましい。これらの温度は更に目的とするポリエス
テル繊維の要求糸質（強度、伸度、ヤング率、沸水収縄
率等）Ｋ応じて、適宜設定すればよい。ただし、いずれ
の場合も加熱雰囲気温度が２００℃未満では＃雰囲気中
のドラフト率が小さく、糸条の配向性や結晶付を向上さ
（る効果か少なく、本発明の目的を達成することが内紛
マ・あ々、。一方４００℃より高温又は該雰囲気中での
単紗紺間融効や断糸が発生し易いのて好ましくない。

前記たり！、ＦＪゾーンを出た糸条は、り要に応じてメ
イリングローラー等により適当な仕上げ剤（油剤）が付
与された後、一対のゴデツトＩＪ−ラ又は１ら、接５７
ンイター釦より３０００ｍ／分以上、好ましくは５００
０　Ｍ／分以上＋７）：ｔｉ　ｕ　ｑ−社ｌ　１ｒｏ　
ｃ、　？　７’、　−ｉｆ　！Ｉｆｌｌ　３ｉ　麻カ３
０００１１＋　／分より小さい場合は、得られた糸の特
性（強度。

伸度、初期モジュラス等）が実用には不充分である。

〈作　用〉 本発明の構成を有するポリエステル繊維の製造法によれ
は、一般に半溶融状態にある＋１５リエステル紡出糸は
ドラフトによって分子配向が起きるが、その際に本発明
で規定する不活性微粒子が系中に存在喋ると、かかる微
粒子はポリエステルフィブリル間Ｋ　Ｇ、って６コロ”
の役目を１ろために、分子配向を一層面とによって、配
向結晶化を高めることができ、終局的に得られる糸条は
そのまま実用にイ１１、し得るポリツースチル繊維とな
るのである。

〈発明の効果〉 以上述べた如く、本発明の製造法によれは従来は極めて
内紛であつｆｔ　５０００　ｍ　７分以上の料地速度に
おける安定紡糸が可能となり、紡糸工程のみで均−性及
び均染性に優れ、かつ強度、伸度、ヤング率等そのまま
実用に供し得る特性を不するポリエステル繊維が得られ
る。

しかも、かかるポリエステル繊維は稜工程における熱セ
ット性も極めて良好である。

〈実施例〉 次に実施例をあげて本発明を更に詳述する。

実施例中の部はＭ置部であり、（ｎ）はオルンクロルフ
ェノール溶媒中３０℃で測定した値よりめた極限粘度で
ある。

また、均一性評価として用いたＵｌ値は、市販のＵｓｔ
ｅｒ　Ｅｖｅｎｎｅｓｓ　Ｔｅ５ｔｅｒを用いて測定し
た。

実施例１〜９１比較例１〜６ ジメチルテレフタレート１００部およびエチレングリフ
−ルア０部にジメチルテレフタレートに対し酢酸マンカ
ン０．０２５モルチを添加し、１５０〜２５０℃でメタ
ノールを留去しつつエステル交換反応を行なった。その
際、画風って、エチレンクリコールで置換しておいた水
分散シリカゾル（平均粒径は第１表に示す）の１０重ｉ
チェチレングリコール分散液を、反応温度２００℃でポ
リエステル中の酸化ケイ素の負が第１表の値になるよう
添加した。

−ｘ−７−テル交換反応終了後、トリメチルホスフェー
ト２５部、エチレングリコール７５部を密閉系で５時間
、１５０℃で加熱還流させル１場製したυノ化合物のク
リコール溶液をトリメチルポスフェート換釣でジメチル
テレフタレートに対し０．０３０七ル％添加した。

その後１０分間反応させた後、重縮金融〃１として三酸
化アンチモン０．０３０モルチを加え、更にａ、４ｍ：
Ｉチの二酸化ヂタ／を加え、２０分間反応させた。次い
で得られた反応生成物を（Ｉ押接及びクリコールコンテ
ンサーを設けた爪４（ｈ合反応器に移し、２３０℃から
２８　＋１　’Ｃ迄徐々に昇温すると共に常圧から徐〕
ｌＩＣＭ圧に移行し、Ｉ　Ｔｏｒｒ以下のＡ真空下で重
縮合反応を行なり７’ｒ６得られた止すエステルチップ
を２９０℃で浴融してから紡糸口金より吐出し、温度２
６℃。

相対ω度７０チの冷却風を１５１１１／分の線速度で紡
出糸条に吹きつけて冷却し、該糸条を９０℃まで冷却し
た後、リング状カイトに集速し、引続き該糸％を長さ１
００ｃｍの赤外線加熱スリットヒーター中（空気雰囲気
を第１表に示す）を通過せしめたのち、オイリング１一
ラーにより仕上げ剤を付与し、第１表に示す引取り速度
で引培った。

その際の紡糸性、及び得られた糸物性について第１表に
併せて示した。

尚、従来の延伸糸の糸物性は］記に示す値である。

均染性及び紡糸性は上記従来の延伸糸を標準にして判断
し六。（すなわち、○印は上記延伸糸並、ｘ印は上■（
ｉ延伸糸よりも不良σ）もσ〕”ｃ　Ｐ＋る１　） 第１表より、本発明の範囲内にある実施例１〜９のもの
では、紡糸性が良好であり、得られる糸物性も従来の延
伸糸並みであった。これ罠刻して、本発明の範囲を外れ
る比較例１〜６のものでは、紡糸安定性及び得られる糸
条の糸物性共に満足するものではなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｌ＋　紡糸口金より吐出されたポリエステル紡出糸条
   を、（該ポリエステルのガラス転移温度＋７０℃）より
   低い温度に冷却し、引続き該糸条を２００〜４００℃の
   温度に保たれに加熱雰気中を走行せしめたのち、３００
   ０１１１／分以上の速度で引取るに際し、前記ポリエス
   テルとして、平均粒径が１０〜＋ｏｏｍμの不活性微粒
   子を含有してなるポリエステルを溶融吐出することを特
   徴とするポリエステル繊維の製造法。 （２）　不活性微粒子がポリエステルに対し０．１〜１
   ．０重量％含有する特許請求範囲第（１）￥４記載のポ
   リエステル繊維の製造方法。 （３）　不活性微粒子が酸化ケイ素である特許請求範囲
   第（１１拍又は第＋２１項記載のポリエステル繊