JPS622062B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はメルトブロー法により、強力が高く、
しかもポリマー玉の発生のない良質なポリエステ
ル極細繊維ウエブの製造方法に関する。 本明細書でいうポリマー玉とは、ウエブ構成繊
維の直径の10〜100倍程度の直径を有する玉状ポ
リマー又は繊維の端部や中間部に生成したコブ状
ポリマーのことである。このポリマー玉は極めて
小さく肉眼で見出すことは普通は困難である。顕
微鏡を用いて観察するか、又は、ウエブをそのま
ま、もしくはウエブをプレス、カレンダーがけ、
交絡処理その他の手段によつて繊維密度を高めた
うえで染色することによつて容易に検知できる。 メルトブロー法による重合体の紡糸方法につい
ては、インダストリアル・アンド・エンジニアリ
ング・ケミストリー（Industrial and
Engineering Chemistry）48巻、第８号（P1342
〜1346）、1956年に基本的な装置及び方法が開示
されている。しかしながら、本発明者らがこの方
法によりポリエステルをメルトブローイングした
が、得られた繊維ウエブ中に小さなポリマー玉
（繊維径の10〜100倍程度の直径）が多く発生し
た。また、生成するポリマー玉をできるだけ小さ
く且つその数を少なくする目的で、ポリマーの溶
融温度を高くして溶融粘度を下げていくとポリマ
ーの熱分解が甚しくなり、結局、繊維の極限粘度
が著しく低下してしまい、強力の極めて低いウエ
ブしか得られないという別の問題を生じた。かく
して得られる極細繊維ウエブの用途は著しく限定
されてしまい、特に、高強力が要求される人工皮
革用基布としては用いることができない。 一方、特開昭50−46972には、初期固有粘度の
高い（1.4以上）ポリマーを熱劣化させて溶融粘
度を300ボイズ以下に低下させる方法が開示され
ている。しかしながら、この方法でポリエステル
をメルトブローすると、ポリマーが著しく熱分解
するため、前記したポリマー玉の発生やウエブ強
力の著しい低下が起り、更には、ポリマーの分解
物による紡口閉塞やリツプ下面のポリマー分解物
の付着などが発生して長時間に亘つて連続的に紡
糸を続けることができない。また、１ｍ以上の広
巾のウエブを得ようとしても微妙なダイ温度の変
化に依存してポリマーの溶融粘度斑が発生した
り、分解物による溶融ポリマーの流れの不均一化
が起り、巾方向で目付分布の均一なの広巾ウエブ
が得られないという問題もあつた。 本発明者等は前記した問題を解決すべく鋭意研
究した結果、特にポリエステルからポリマー玉の
発生が極めて少なく、しかも高強力な極細繊維ウ
エブを製造する方法を見い出し本発明を完成し
た。 すなわち、本発明の第１の目的は、押出機やダ
イ中におけるポリマーの熱分解を最小限にとどめ
ることができ、その結果、強力の高い繊維ウエブ
を得ることができる方法を提供するにある。 本発明の第２の目的は、ポリエステル樹脂から
ポリマー玉の発生が極めて少なく、人工皮革用基
布用途として好適な柔軟な極細繊維ウエブを得る
ことができる製造方法を提供するにある。 本発明の第３の目的は、ポリマーの熱劣化が防
げるため、紡口の閉塞やリツプ下面の汚れ等の問
題が起らず長時間連続紡糸が可能な方法を提供す
るにある。 本発明の第４の目的は、ダイ中の溶融ポリマー
の流れがよく均一化され、均一な目付分布をもつ
1000mm巾以上の広巾のウエブを得ることのできる
製造方法を提供するにある。 本発明に係るポリエステル繊維の製造方法は、
極限粘度「η」が0.40〜0.80のポリエステル樹脂
を、前記ポリエステル樹脂に対して0.3〜20重量
％のフタル酸エステルの存在下、270〜310℃で加
熱溶融後オリフイスから吐出させ、かつ、このオ
リフイスの開口端近傍に290゜〜450℃に加熱され
たガスを噴射させることにより前記吐出ポリエス
テル樹脂を牽引細化して、0.35〜0.75の極限粘度
を有する繊維群とすることを特徴とする。 本発明で用いられるポリエステル樹脂は、極限
濃度「η」が0.40〜0.80の範囲内にあるものであ
ればいかなるものでもよく、かかるポリエステル
樹脂としては、例えば、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、１・２−ビス（４−カルボフエノキシ）エ
タン、２・６−ナフタリンジカルボン酸などの芳
香族ジカルボン酸やアジピン酸、セバシン酸、シ
ユウ酸などの脂肪族ジカルボン酸と、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ブチレングリ
コール、２・２−ビス（４−β−ヒドロキシエト
キシフエニル）プロパン、ネオペンチルグリコー
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン、ペン
タエリスリトールなどのグリコールとの縮合体が
挙げられる。これらのジカルボン酸成分およびグ
リコール成分の夫々１種づつから形成されていて
もよく、いずれか一方又は双方の成分が２種以上
用いられてもよい。また、つや消し剤、改染剤、
顔料、帯電防止剤などが共重合又は含有されてい
てもよい。ポリエステル樹脂としては、特に、ポ
リエチレンテレフタレートが実用特性が優れてお
り人工皮革基布用として好ましい。 本発明で使用するフタル酸エステルとしては、
フタル酸ジメチル、フタル酸ジブチル、フタル酸
ジ−ｎ−オクチルなどのフタル酸ジノルマルアル
キル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−２−エ
チルヘキシル、フタル酸ジイソデシルなどのフタ
ル酸ジイソアルキル、フタル酸ブチルベンジル、
フタル酸メチルオレイルなどの混基フタル酸エス
テル及びフチルフタリルブチルグリコレートなど
が挙げられるが、これらに格別限定されるもので
はない。前記フタル酸エステルはポリエステル樹
脂に対して0.3〜20重量％添加する。この範囲の
添加量であればポリマーの極限粘度の低下を最小
にとどめることが可能となり高強力繊維ウエブが
得られ、しかも、ポリエステル樹脂からポリマー
玉を発生させずに極細繊維ウエブを長時間安定し
て連続紡糸することができる。フタル酸エステル
の添加量が0.3重量％未満では、ポリマー玉の発
生を抑制することができない。一方、使用量が20
重量％を超えると、ポリマーの極限粘度の低下が
顕著になり、しかも、ポリマー玉の発生が認めら
れるようになる。前記フタル酸エステルの中で、
特にフタル酸ジ−２−エチルヘキシルは、ポリマ
ーの極限粘度の低下が小さいので好ましい。 次に本発明方法を、図面を参照して更に詳細に
説明する。極限粘度が0.40〜0.80のポリエステル
樹脂を押出機（図示されていない）で溶融し、第
１図に示されたメルトブローダイに送り込む。フ
タル酸エステルの添加方法は、特に限定はされな
いが、例えば、ポリエステル樹脂チツプにコーテ
イングする方法、ポリマーのメルトラインに注入
する方法などに依ることができる。この際、メル
トラインの途中にスタテイツクミキサーを設置し
てポリマーとの混合を増進することが好ましい。
メルトブローダイは270〜310℃に加熱されてお
り、この温度に加熱された溶融ポリマーはダイの
オリフイス４から吐出される。吐出ポリマーは、
オリフイス開口部の近傍、好ましくは図示のよう
に至近位置に開口をもつ流体スリツト６を通じて
噴射される290〜450℃の高速熱気流と接触し、こ
の熱気流に牽引細化されて極細繊維群を形成す
る。この極細繊維群はダイの下方に設置された移
動する捕集面（図示されていない）上に集められ
ウエブとして巻取られる。 前記ポリエステル樹脂の極限粘度が0.80以上で
ある場合は、ポリマーの極限粘度を著しく低下せ
しめないとポリマー玉の発生を抑制することがで
きない。実用上支障ない程度にポリマー玉の発生
を抑制すると、繊維ウエブの極限粘度は0.30以下
となつてしまい、強度が不足し実用上用いられな
い。一方、当初から極限粘度0.40以下のポリマー
を用いた場合も、得られるウエブの強力が小さす
ぎてしまう。したがつて、ポリエステル樹脂の極
限粘度は0.40〜0.80の範囲であることが必要であ
る。 又、前記メルトブローダイの温度は270〜310
℃、好ましくは280〜305℃を用いる必要がある。
310℃より高温を用いるとウエブの極限粘度の低
下が顕著になるし、逆に、270℃より低温にする
とポリマーの溶融粘度が高すぎポリマー玉が発生
し、しかも充分に極細化されない。吐出ポリマー
を牽引細流化するためのガスの温度は290〜450
℃、好ましくは310〜420℃である。この温度は第
１図のガスヘツダ第ー内５でのガス温度である。
420℃より高温を用いると極限粘度の低下とポリ
マー玉の発生が大きくなり、290℃より低温の場
合もやはりポリマー玉の発生がみられる。又、前
記ガスヘツダー内５でのガスの圧力は1.5〜3.0
Kg／cm²が好適に用いられ、ガスの種類としてはス
チーム、空気などが用いられるが、本発明におい
ては、不活性ガスであるスチームが好ましい。 本発明において、ダイまでに溶融ポリマーを送
るための押出機、その他スタテイツクミキサーな
どのメルトラインの温度はさほど重要ではない
が、ポリエステルの熱劣化等をできるだけ防ぐ意
味で300℃以下にするのが好ましい。 本発明の構成要件を全て組合せることにより、
得られるウエブの極限粘度の低下を極小（約0.5
〜2.0）にとどめることができる。即ち、押出
機、その他メルトライン、ダイ中の溶融ポリマー
の滞留時間が長く（約10〜30分）なつてもポリマ
ーの実質的熱分解を起さずに所望の溶融粘度
（100〜1000ポイズ）が得られる。したがつて、本
発明方法によると、繊維ウエブ構成重合体の極限
粘度が0.35〜0.75であつてウエブの強力が極めて
高く、しかもポリマー玉の発生がない柔軟な極細
繊維ウエブ（平均繊維径0.1〜6.0μｍ）を得るこ
とができる。このウエブは人工皮革用基布として
最適であり、その他種々の用途への展開が可能と
なるものである。 繊維ウエブ中にポリマー玉が存在すると、極め
て小さなものであつても、人工皮革用基布として
用いる場合は好ましくない。即ち、人工皮革表面
にポリマー玉が多く出現し、キラツキ等外観上の
品位を低下させるばかりでなく、ザラザラとした
感触を与える。本発明で得られるポリエステル極
細繊維ウエブは前記の如くのポリマー玉の発生が
ないため、繊維相互を交絡させた後、繊維間隙に
ポリウレタンのようなゴム状弾性重合体を介在さ
せ、表面を起毛、染色することにより、極細繊維
の滑らかな風合をもつ又バツクタイプやスウエー
ドタイプの人工皮革を得ることができる。 前記したポリマー玉の発生を減少せしめようと
して、ポリエステル樹脂の初期極限粘度を0.4よ
り低くして熱分解を防ぎながら溶融粘度を300ポ
イズ以下にした場合は、得られるウエブの極限粘
度は0.3以下となり強力が極めて低い。また、当
初用いるポリエステル樹脂の極限粘度が0.5より
高いものを用いた場合はダイ温度を320℃以上の
高温を用いてポリマーを極度に熱劣化せしめない
と所望する溶融粘度は得難い。このような条件を
とつてもポリエステルの場合はポリマー玉がかな
り発生する。又、前記した熱劣化を伴う紡糸方法
では、長時間紡糸を続けようとした場合ポリマー
分解物により紡口閉塞などのトラブルの原因とな
る。この紡口閉塞は、オリフイスの途中に分解物
がひつかかつた程度の軽度なものであつても糸曲
りの原因となり、付近の正常な糸立ちを妨害して
しまいポリマー玉の発生の原因となり、連続運転
する際の大きな障害となる。更に、熱劣化により
ポリマーの溶融粘度を低下せしめると、広巾のウ
エブを得ようとした場合巾方向での目付斑が大き
いという問題を生じる。広巾ウエブを得る場合は
ダイ中でポリマーを巾方向に広げる必要があり、
中央を流れる溶融ポリマーと端部を流れる溶融ポ
リマーとの間にダイ滞留時間に差が生じる。ダイ
中で熱劣化を生じさせる場合、この滞留時間差に
基づいて分解の程度が異なり、これがポリマーの
溶融粘度斑となる。したがつて、一般に滞留時間
の長い部分は、より溶融粘度が低下してしまい、
ポリマー吐出量が大きくなり、逆に、滞留時間の
短い部分は溶融粘度が比較的高くポリマー吐出量
が小さくなり、巾方向での目付分布が不均一とな
る。そして、ウエブを染色する際には染色斑とも
なる。また、分解物が生じるとこれがゲル化して
溶融ポリマーの流れを部分的にかえてしまい、目
付斑の発生原因となる。ところが、本発明方法は
実質的な熱分解がなくしかも、フタル酸エステル
で適正な溶融粘度を得ているため前記した問題は
起らず均一な目付分布の広巾ウエブが得られる。 次に、本発明方法を以下の実施例について具体
的に説明するが、本発明はこの例に限定されるも
のではない。 尚、実施例中の部は全て重量部を示す。また、
ウエブの引張り強度は、ウエブ目付100ｇ／m²、
ウエブ幅1.0cm、把持長1.0cmでテンシロンを用い
て測定した値（ｇ／cm）である。また、極限粘度
フエノールとテトラクロルエタンの混合溶媒（容
積比３：２）で35℃で測定した溶液粘度から求め
た値である。 実施例 １ 極限粘度「η」が0.65のポリエチレンテレフタ
レートチツプ100部に、フタル酸ジ−２−エチル
ヘキシル2.0部をブレンドしてチツプ表面にコー
テイングした。このコーテイングチツプを押出機
で280℃で溶融後、280℃に加熱されたスタテイツ
クミキサーに送り込み、引続き300℃に加熱され
たダイ（第１図に示す）に送り込んだ。１mmピツ
チで1000個一列に並んだ0.3mmφのオリフイスか
ら0.20ｇ／分／オリフイスの吐出量で、高速スチ
ーム流中に吐出させた。前記スチームは、ヘツダ
ー内（第１図、５）での温度が340℃、圧力は2.0
Kg／cm²Ｇであつた。生成した繊維群をダイオリフ
イス下50cmに位置せしめた移動する捕集面上に
1000mm巾ウエブとして連続的に集積し巻取つた。 紡糸は500時間連続的に行つたが、紡口の閉塞
やリツプ下面のポリマー汚れ等のトラブルは発生
せず安定して操業できた。また、巾1000mmにおけ
る巾方向の目付斑は３％と極めて良好な結果であ
つた。 得られたウエブの極限粘度は0.53であり、ウエ
ブの引張り強度は860ｇ／cmであり、引裂き強度
も極めて高かつた。 また、ポリマー玉の発生は認められず、平均繊
維径2.0μｍの柔軟で良質な極細繊維ウエブであ
つた。高速水流を用いてウエブ繊維を三次元的に
交絡させた後、繊維間隙にポリウレタンを40％含
浸させ、表面を起毛後染色したところ、表面にポ
リマー玉が出現されず、極めて柔軟で天然ドイツ
ボツクスカーフ皮に酷似した外観と感触をもつ人
工皮革が得られた。 実施例 ２ 極限粘度「η」が0.65のポリエチレンテレフタ
レート100部を押出機で280℃で溶融後、メルトラ
イン中に表１に示す量のフタル酸ジ−２−エチル
ヘキシルを注入方法により注入した。スタテイツ
クミキサーで混合後、270℃に加熱されたダイ
（第１図）に送り込み、１mmピツチで1000個一列
に並んだ0.3mmφのオリフイスから0.15ｇ／分／
オリフイスの吐出量で、高速スチーム流中に吐出
させた。前記スチームは、ヘツダー内（第１図、
５）での温度が360℃、圧力は2.5Kg／cm²Ｇであつ
た。生成した繊維群を捕集面上にウエブとして連
続的に集積し巻取つた。

【表】 上表から明らかなように、フタル酸ジ−２−エ
チルヘキシルの添加量が0.3〜20.0重量％のとき
生成ウエブの極限粘度の低下が著しく少なく、ウ
エブ強度が高く、しかもポリマー玉の発生のない
良質な極細繊維が得られることがわかる。 実施例 ３ 表２に示す種々の極限粘度を有するポリエチレ
ンテレフタレートを実施例１に示す方法と同様に
して紡糸した。

【表】 上表から明らかなようにポリエチレンテレフタ
レートの極限粘度「η」が0.40〜0.80のものがポ
リマー玉の発生がなく、しかも極限粘度の低下度
も小さく生成ウエブの強度が高い。 実施例 ４ ジメチルテレフタレート49部、エチレングリコ
ール34.5部、酢酸カルシウム0.067部、三酸化ア
ンチモン0.015部および５−スルホイソフタル酸
ジメチルソーダ1.6部を混合して得られる混合物
を３時間にわたつて165〜220℃に加熱して反応さ
せ、その間に副生するメタノールは系外へ除去し
た。次に、反応圧力を１mmHgに減圧し、反応生
成物を275℃の温度でさらに５時間加熱して重合
体を得た。このポリエステルの融点は255℃であ
り、そのオルトクロロフエノール中における35℃
での極限粘度は0.60であつた。 このポリエステル100部を押出機で282℃で溶融
後、メルトライン中にフタル酸ジ−ｎ−オクチル
5.0部を注入し、スタテイツクミキサーで混合
後、290℃に加熱されたダイに送り込み、0.25
ｇ／分／オリフイスの吐出量で高速スチーム流中
に吐出させた。スチームは、ヘツダー内（第１
図、５）での温度が380℃、圧力は1.7Kg／cm²であ
つた。 得られたウエブの極限粘度は0.49であり、ウエ
ブの引張り強度は760ｇ／cmであり、引裂き強度
も極めて高いものであつた。また、ポリマー玉の
発生は認められなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の実施に用いられるメル
トブローダイの一例を示す断面図である。 １……紡糸口金、２……リツプ、３……ポリマ
ー流路、４……オリフイス、５……ガスヘツダ
ー、６……ガス噴出スリツト、７……ガス導入
口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 極限粘度「η」が0.40〜0.80のポリエステル
   樹脂を、前記ポリエステル樹脂に対して0.3〜20
   重量％のフタル酸エステルの存在下、270〜310℃
   で加熱溶融後オリフイスから吐出させ、かつ、こ
   のオリフイスの開口端近傍に290゜〜450℃に加熱
   されたガスを噴射させることにより前記吐出ポリ
   エステル樹脂を牽引細化して、0.35〜0.75の極限
   粘度を有する繊維群とすることを特徴とするポリ
   エステル繊維の製造方法。 ２ 前記ポリエステル樹脂がポリエチレンチレフ
   タレートであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の製造方法。 ３ 前記フタル酸エステルがフタル酸ジ−２−エ
   チルヘキシルであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の製造方法。 ４ 前記繊維の平均繊維径が0.1〜6.0μｍである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３
   項のいずれかに記載の製造方法。