JPS622073B2 - - Google Patents

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JPS622073B2
JPS622073B2 JP639386A JP639386A JPS622073B2 JP S622073 B2 JPS622073 B2 JP S622073B2 JP 639386 A JP639386 A JP 639386A JP 639386 A JP639386 A JP 639386A JP S622073 B2 JPS622073 B2 JP S622073B2
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JP
Japan
Prior art keywords
polyester
hollow
hollow fiber
water absorption
spinning
Prior art date
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Expired
Application number
JP639386A
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Japanese (ja)
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JPS61167080A (en
Inventor
Motoyoshi Suzuki
Kyokazu Tsunawaki
Osamu Wada
Akio Kimura
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Priority to JP639386A priority Critical patent/JPS61167080A/en
Publication of JPS61167080A publication Critical patent/JPS61167080A/en
Publication of JPS622073B2 publication Critical patent/JPS622073B2/ja
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  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中空繊維の製造法に関する。更に詳細
には特殊な微細孔を有し、吸水性、吸湿性に優れ
たポリエステルよりなる中空繊維の製造法に関す
るものである。 ポリエステルは多くの優れた特性を有している
ために合成繊維として極めて広い用途を有してい
る。しかしながら、ポリエステル繊維は疎水性で
あるため、吸水性、吸湿性が要求される分野での
使用は制限されている。 従来、ポリエステル繊維に吸水性、吸湿性を付
与する方法として、繊維に成形する以前に、ポリ
エステルに親水性化合物、例えばポリアルキレン
グリコール又はポリアルキレングリコールとスル
ホン酸金属塩、リン酸金属塩、亜リン酸金属塩又
はホスホン酸金属塩とを配合する方法が提案され
ている。しかしながら、かかる方法によつて得ら
れる繊維は吸水性、吸湿性が充分でなく、またそ
の耐久性も洗濯等により容易に低下し、更にその
耐光性、耐熱性等の物性も低下する等の欠点があ
る。また、上記のポリアルキレングリコール又は
ポリアルキレングリコールとスルホン酸金属塩、
リン酸金属塩、亜リン酸金属塩又はホスホン酸金
属塩を配合して得られるポリエステル繊維をアル
カリ水溶液で処理して繊維表面に繊維軸方向に配
列した皺状の微細孔を形成させて吸水性、吸湿性
を向上させる方法も提案されている。しかしなが
ら、かかる方法によつて得られるポリエステル繊
維は強度低下が著しく、使用に耐えない。 本発明者は、上記欠点のない吸水性、吸湿性に
優れたポリエステル繊維を提供せんとして鋭意検
討を重ねた結果、ポリエステルの溶融温度におい
てポリエステルよりも低粘性のスルホン酸金属塩
を配合したポリエステルを用いて中空繊維とな
し、この中空繊維からスルホン酸金属塩の少なく
とも一部を除去することによつて、中空繊維の横
断面全体に散在し、繊維軸方向に配列し且つその
少なくとも一部は中空部まで連通している微細孔
を形成することができ、こうすることによつて吸
水性、吸湿性及びその耐久性のいずれも優れ且つ
実用に耐える強度を有するポリエステル繊維が得
られることを知り、先に提案した。 しかしながら、このようにして得られるポリエ
ステル繊維も、着用中の摩耗によりフイルブリル
化が認められる場合があり、用途によつては更に
フイブリルの発生しにくいものにすることが要求
される。 本発明者は吸水性、吸湿性及びその耐久性に充
分に優れ、強度低下も充分に少なく且つフイブリ
ル化し難いポリエステル繊維を提供せんとして検
討を重ねた結果、ポリエステルの合成中に特定量
のリン酸モノメチルジナトリウムを添加して得た
変性ポリエステルを使用して中空繊維を溶融紡糸
し、得られた中空繊維をアルカリ水溶液で処理す
れば、上記目的を達成し得ることを知つた。そし
て、このようにして得られた中空繊維の構造につ
いて詳細に検討した結果、このようにして得られ
た中空繊維と前記低粘性スルホン酸金属塩を混合
して得た中空繊維をアルカリ水溶液で処理した中
空繊維とは、夫々の有する微細孔の形状が全く異
なることを知つた。即ち、前記の低粘性スルホン
酸金属塩を混合した中空繊維をアルカリ水溶液で
処理して得た中空繊維の微細孔は、その横断面直
径に対して極めて長い形状を呈している。これに
対して、ポリエステルの溶融温度において不融性
である上記のリン化合物を添加したポリエステル
から中空繊維になし、これをアルカリ水溶液で処
理して得た中空繊維の微細孔は、極めて短く、両
者はその微細孔の形状において明らかに相違し、
この相違が強度及び耐フイブリル性に大きく影響
することを知つた。即ち、前記の低粘性スルホン
酸金属塩を使用して得た中空繊維の微細孔の多く
は直径が0.01〜0.4μmで、長さは直径の200倍以
上にも達する。これに対し、上記の不融性のリン
化合物を使用して得た中空繊維の微細孔は、直径
が0.01〜2μmの範囲にあり、その長さは長いも
のでも直径の20倍止まりであつて、前記低粘性ス
ルホン酸金属塩を使用した中空繊維とは、その微
細孔の形状において明らかに相違する。そしてこ
の微細孔の形状の相違によつて奏する効果、特に
繊維強度及び耐フイブリル性が大きく異なること
を知つた。本発明者は、かかる知見に基いて更に
検討を重ねた結果、ポリエステル溶融温度におい
て不融性のみならず、ポリエステルよりも高粘性
のリン化合物を用いても、同様な好結果が得られ
ることを知り、本発明を完成したものである。 即ち、本発明はテレフタル酸を主とする二官能
性カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体と炭
素数2〜6のアルキレングリコールを主とするグ
リコール又はそのエステル形成性誘導体とを反応
せしめてポリエステルを合成し、得られたポリエ
ステルを溶融紡糸して中空繊維となすに当り、該
溶融紡糸が終了するまでの任意の段階で下記一般
式() [式中、Rは一価の有機基、Xは−OH、−OR′、−
OM2又は一価の有機基(但し、R′は一価の有機
基、M2は金属)、M1は金属、mは0又は1を示
す。] で表わされるリン化合物の少なくとも1種を該二
官能性カルボン酸成分に対して0.3〜15モル%添
加し、得られた中空繊維をアリカリ化合物の水溶
液で処理して該中空繊維からその2〜50重量%を
溶出することによつて該中空繊維の横断面に散在
し、繊維軸方向に配列し且つその少なくとも一部
は中空部まで連通している微細孔を形成せしめる
ことを特徴とする中空繊維の製造法である。 本発明で言うポリエステルは、テレフタル酸を
主たる酸成分とし、炭素数2〜6のアルキレング
リコール、即ちエチレングリコール、トリメチレ
ングリコール、テトラメチレングリコール、ペン
タメチレングリコール、ヘキサメチレングリコー
ルから、特に好ましくはエチレングリコール、テ
トラメチレングリコールから選ばれた少なくとも
一種のグリコールを主たるグリコール成分とする
ポリエステ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あつてもよく、及び/
又はグリコール成分の一部を上記グリコール以外
のジオール成分で置換えたポリエステルであつて
もよい。 ここで使用されるテレフタル酸以外の二官能性
カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフ
タリンジカルボン酸、ジフエニルジカルボン酸、
ジフエノキシエタンジカルボン酸、β−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−ジメタノール、ネオペ
ンチルグリコール、ビスフエノールA、ビスフエ
ノールSの如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオー
ル化合物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つて合成
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
エチレングリコールとを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又はテレフタル酸と
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及び/又はその低重
合体を生成させる第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重合度になる
まで重縮合反応させる第2段階の反応によつて製
造される。 本発明で使用するリン化合物を示す下記一般式
() 式中、M1は金属であり、特にアルカリ金属、
アルカリ土類金属、Mn1/2、Co1/2、又はZn1/2
が好ましく、なかでもLi、Na、K、Ca1/2、Mg
1/2が特に好ましい。mは0又は1である。Rは
一価の有機基であり、具体的にはアルキル基、ア
リール基、アルキルアリール基、アリールアルキ
ル基又は[(CH2)lO]pR″(但し、R″は水素原
子、アルキル基又はフエニル基、lは2以上の整
数、pは1以上の整数)等が好ましい。Xは−
OH、−OR′、−OM2又は一価の有機基であり、
R′とRとは同一でも異なつていてもよく、M2
上記M1の定義と同様であり、M2とM1とは同一で
も異なつていてもよく、また一価の有機基として
は、上記Rにおける有機基の定義と同様であつ
て、Rと同一でも異なつていてもよい。 かかるリン化合物の好ましい具体例としてはリ
ン酸モノメチルジナトリウム、リン酸ジメチルモ
ノナトリウム、リン酸モノフエニルジカリウム、
リン酸モノメチルモノマグネシウム、リン酸モノ
メチルマンガン、ポリオキシエチレン(EO5モル
付加)ラウリルエーテルホスフエートカリウム塩
(但し、EO5モル付加とはエチレンオキサイド5
モル付加を意味し、以下同様の意味を示す)、ポ
リオキシエチレン(EO5モル付加)ラウリルエー
テルホスフエートマグネシウム塩、ポリオキシエ
チレン(EO50モル付加)メチルエーテルホスフ
エートナトリウム塩、亜リン酸モノエチルジカリ
ウム、亜リン酸ジフエニールモノナトリウム、ポ
リオキシエチレン(EO50モル付加)メチルエー
テルホスフアイトジナトリウム、フエニルホスホ
ン酸モノメチルモノナトリウム、ノニルベンゼン
ホスホン酸モノメチルモノカリウム、フエニルホ
スフイン酸モノメチルモノナトリウム等をあげる
ことができる。 上記リン化合物は1種のみ単独で使用しても、
また2種以上併用してもよい。その添加時期は、
ポリエステルを中空繊維に溶融紡糸する紡糸工程
が終了する以前の任意の段階でよく、例えばポリ
エステルの原料中に添加配合しても、ポリエステ
ルの合成中に添加しても、また合成終了後から溶
融紡糸するまでの間に添加してもよい。いずれに
しても、添加後溶融状態で混合されるようにする
のが好ましい。 上記化合物の添加量は、あまりに少ないと、最
終的に得られる中空繊維の吸水性、吸湿性が不充
分になり、逆にあまりに多いと、その添加時期が
ポリエステルの合成が終了する以前では、充分な
重合度のポリエステルが得られ難く、またその添
加時期が合成終了後から溶融紡糸終了以前のとき
は紡糸時にトラブルを発生し易い。このため添加
量は、添加すべきポリエステルを構成する酸成分
に対し0.3〜15モル%の範囲にすべきであり、0.5
〜5モル%の範囲が好ましい。 上記化合物を添加した変性ポリエステルを溶融
紡糸して中空繊維とするには、格別な方法を採用
する必要はなく、ポリエステルの中空繊維の溶融
紡糸方法が任意に採用される。 こうして得られる中空繊維の中空率は、あまり
に低いと中空にすることによる吸水性、吸湿性の
改善効果が低下するようになり、あまりに高いと
中空部が潰れ易くなり、一旦潰れると吸水性、吸
湿性が低下するようになるので、中空率即ち見掛
けの繊維の横断面に対する中空部の横断面の割合
は5〜50%の範囲が好ましい。 また、中空繊維の横断面における外形及び中空
部形状は如何なる形状をしていてもよく、例えば
外形及び中空部がいずれも円形の場合、外形及び
中空部のいずれか一方が円形で他方が異形の場
合、外形及び中空部共に類似の又は非類似の異形
であつてもよい。また、外径の大きさについては
特に制限する必要がない。 更に、中空繊維を紡糸するに際し、上記化合物
を添加した変性ポリエステルと、未添加の未変性
ポリエステルとを用いて二層又はそれ以上の多層
の複合中空繊維となしてもよい。かかる複合中空
繊維を紡糸するに当つては、上記化合物を添加し
た変性ポリエステル成分が、繊維表面より中空部
まで達しているように配置する必要がある。 かくして得られる中空繊維から変性ポリエステ
ルの一部を除去するには、必要に応じて延伸熱処
理又は仮撚加工等を施した後、又は更に布帛にし
た後アルカリ化合物の水溶液に浸漬処理すること
により容易に行なうことができる。 ここで使用するアルカリ化合物としては水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム等をあげることができる。なかでも
水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好まし
い。 かかるアルカリ化合物の水溶液の濃度は、アル
カリ化合物の種類、処理条件等によつて異なる
が、通常0.01〜40重量%の範囲が好ましく、特に
0.1〜30重量%の範囲が好ましい。処理温度は常
温〜100℃の範囲が好ましく、処理時間は1分〜
4時間の範囲で通常行なわれる。また、このアル
カリ化合物の水溶液の処理によつて溶出除去する
変性ポリエステルの量は、繊維重量に対して2〜
50重量%の範囲にすべきである。このようにアル
カリ化合物の水溶液で処理することによつて、中
空繊維横断面に散在し、繊維軸方向に配列し且つ
その少なくとも1部は中空部まで連通している直
径が略0.01〜3μm、長さは直径の50倍以下の微
細孔が形成され、優れた吸水性、吸湿性を呈する
ようになる。 なお、本発明の方法により得られる中空繊維に
は、必要に応じて任意の添加剤、例えば触媒、着
色防止剤、耐熱剤、難燃剤、螢光増白剤、艶消
剤、着色剤、無機微粒子等が含まれていてもよ
い。 以下に実施例をあげて更に説明する。実施例中
の部は重量部を示し、得られる中空繊維の吸水
性、吸湿性、アルカリ処理後の強度低下率および
耐フイブリル性は以下の方法で測定した。 (i) 吸水速度試験法(JIS−L1018に準ず) 繊維を布帛になし、この布帛をアニオン性洗
剤ザブ(花王石鹸社製)の0.3%水溶液で家庭
用電気洗濯機により40℃で30分の洗濯を所定回
数繰返し、次いで乾燥して得られる試料を水平
に張り、試料の上1cmの高さから水滴を1滴
(0.04c.c.)滴下し、水が完全に試料に吸収され
反射光が観測されなくなるまでの時間を測定す
る。 (ii) 吸水率測定法 布帛を乾燥して得られる試料を水中に30分以
上浸漬した後家庭用電気洗濯機の脱水機で5分
間脱水する。乾燥試料の重量と脱水後の試料の
重量から下記式により求めた。 吸水率=(脱水後の試料重量−乾燥試料重量) /乾燥試料重量(%) (iii) アルカリ処理による強度低下率 アルカリ処理する前の布帛を解舒して得た繊
維の強度とアルカリ処理後の布帛を解舒して得
た繊維の強度を比較した。 (iv) 耐フイブリル性 摩擦堅ろう度試験用の学振型平面摩耗機を使
用して、摩擦布としてポリエチレンテレフタレ
ート100%からなるジヨーゼツトを用い、試験
布500gの加重下で所定回数平面摩耗して、フ
イブリル化の発生の有無を調べた。 実施例 1 テレフタル酸ジメチル197部、エチレングリコ
ール124部、酢酸カルシウム・1水塩0.118部を精
留塔付ガラスフラスコに入れ、常法に従つてエス
テル交換反応を行ない、理論量のメタノールが留
出した後反応生成物を精留塔付重縮合用フラスコ
に入れ、安定剤としてリン酸トリメチル0.112部
及び重縮合触媒として三酸化アンチモン0.079
部、リン酸モノメチルジナトリウム1.1部(テレ
フタル酸ジメチルに対して0.7モル%)を加え、
温度280℃で、常圧下20分、30mmHgの減圧下15分
反応させた後高真空下で80分間反応させた。最終
内圧は0.35mmHgであり、得られた変性ポリマー
の極限粘度は0.636、軟化点は260℃であつた。反
応終了後変性ポリマーを常法に従いチツプ化し
た。 このチツプを常法により乾燥し、紡糸口金に巾
0.05mm、径0.6mmである円形スリツトの2個所が
閉じた円弧状の開口部をもつ紡糸孔を穿設したも
のを使用し、常法に従つて紡糸し、外径と内径の
比が2:1の中空繊維(中空率25%)を作つた。
この原糸は300デニール/24フイラメントであ
り、この原糸を用い常法に従つて延伸倍率4.2倍
で延伸し、71デニール/24フイラメントのマルチ
フイラメントを得た。このマルチフイラメントを
メリヤス編地になし、常法により精練、乾燥後、
第1表記載の濃度のカセイソーダ水溶液で沸騰温
度にて表記載の時間処理してアルカリ減量率20%
の布帛を得た。この布帛の吸水速度、吸水率及び
アルカリ処理による強度低下率は第1表に示した
通りであつた。また、摩耗200回後の顕微鏡観察
でフイブリル化は認められなかつた。 実施例 2 実施例1において使用したリン酸モノメチルジ
ナトリウムに代えてリン酸モノメチルモノマグネ
シウム0.95部(テレフタル酸ジメチルに対して
0.7モル%)を使用する以外は実施例1と同様に
して極限粘度0.622、軟化点257℃の変性ポリマー
を得、後は実施例1と同様に行なつた。得られた
布帛の吸水速度、吸水率及びアルカリ処理による
強度低下率は第1表に示した通りであり、この布
帛の摩耗200回後の顕微鏡観察でフイブリルは認
められなかつた。 実施例 3 実施例1において使用したリン酸モノメチルジ
ナトリウムに代えてポリオキシエチレン(EO5モ
ル付加)ラウリルエーテルホスフエートカリウム
塩2部を使用する以外は実施例1と同様にして極
限粘度0.584、軟化点260℃の変性ポリマーを得、
後は実施例1と同様に行なつた。得られた布帛の
吸水速度、吸水率及びアルカリ処理による強度低
下率は第1表に示した通りであり、この布帛の摩
耗200回後におけるフイブリルは認められなかつ
た。 実施例 4 実施例1において使用したリン酸モノメチルジ
ナトリウムに代えてポリオキシエチレン(EO5モ
ル付加)ラウリルエーテルホスフエートマグネシ
ウム塩2部を使用する以外は実施例1と同様にし
て極限粘度0.636、軟化点257℃の変性ポリマーを
得、後は実施例1と同様に行なつた。得られた布
帛の吸水速度、吸水率及びアルカリ処理による強
度低下率は第1表に示した通りであり、この布帛
の摩耗200回後におけるフイブリルは認められな
かつた。 実施例 5及び6 実施例1において使用したリン酸モノメチルジ
ナトリウムに代えて、フエニルホスホン酸モノエ
チルモノナトリウム4部又は亜リン酸ジフエニル
モノナトリウム2部をを夫々使用する以外は実施
例1と同様に行なつた。得られた夫々の布帛の吸
水速度、吸水率及びアルカリ処理による強度低下
率は第1表に示した通りであり、この布帛の摩耗
200回後の顕微鏡観察でフイブリルは認められな
かつた。 比較例 1 テレフタル酸ジメチル197部、エチレングリコ
ール124部、o−ベンゾイル安息香酸メチル(ゲ
ル化防止剤)1.2部、酢酸カルシウム・1水塩
0.118部を精留塔付ガラスフラスコに入れ、常法
に従つてエステル交換反応を行ない、理論量のメ
タノールが留出した後、反応生成物を精留塔付重
縮合用フラスコに入れ、リン酸トリメチル1.42部
(テレフタル酸ジメチルに対して1モル%)及び
重縮合触媒として三酸化アンチモン0.079部を加
え、温度280℃で常圧下20分、30mmHgの減圧下15
分反応をさせた後高真空下で80分間反応させた。
最終内圧は0.38mmHgであり、得られた変性ポリ
マーの極限粘度は、0.540、軟化点は255℃であつ
た。反応終了後変性ポリマーを常法に従いチツプ
化し、以下このチツプを用いて実施例1と同様に
行なつた。得られた布帛の吸水速度、吸水率及び
アルカリ処理による強度低下率は第1表に示した
通りであつた。 比較例 2 実施例1において使用したリン酸モノメチルジ
ナトリウムに代えてリン酸ナトリウム
(Na3PO4・12H2O)4部(テレフタル酸ジメチル
に対して1.03モル%)を使用する以外は実施例1
と同様に行なつて極限粘度0.653のチツプを得
た。このチツプは5μm以上の粗大な不溶性リン
酸ナトリウム結晶を含有し、このチツプを実施例
1と同様にして紡糸したところ、紡糸圧力が急上
昇して紡糸不能であつた。 比較例 3 テレフタル酸ジチメル197部、エチレングリコ
ール124部、酢酸カルシウム・1水塩0.118部を精
留塔付ガラスフラスコに入れ、常法に従つてエス
テル交換反応を行ない、理論量のメタノールが留
出した後、反応生成物を精留塔付重縮合用フラス
コに入れ、トリメチルホスフエート0.112部及び
三酸化アンチモン0.079部を加え、温度280℃で常
圧下20分、30mmHgの減圧下15分反応を進行させ
た後、一旦常圧にもどし、炭素数8〜20で平均炭
素数が14であるアルキルスルホン酸ソーダ混合物
を50部添加した後系内を徐々に減圧し、撹拌下80
分間反応させた。最終内圧は0.32mmHgであり、
得られたポリマーの極限粘度は0.622であつた。
反応終了後常法に従つてチツプ化した。このチツ
プを用いて紡糸以下実施例7と同様に行なつた。
得られた布帛の吸水速度、吸水率及びアルカリ処
理による強度低下率は第2表に示した通りであ
り、この布帛の摩耗200回後の顕微鏡観察でフイ
ブリルの発生が認められた。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing hollow fibers. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing hollow fibers made of polyester having special micropores and excellent water absorption and hygroscopicity. Polyester has many excellent properties and therefore has an extremely wide range of uses as a synthetic fiber. However, since polyester fibers are hydrophobic, their use in fields where water absorption and hygroscopicity are required is limited. Conventionally, as a method of imparting water absorbency and hygroscopicity to polyester fibers, a hydrophilic compound such as polyalkylene glycol or polyalkylene glycol and a metal sulfonic acid salt, a metal phosphate salt, or a phosphorous salt is added to the polyester fiber before forming it into a fiber. A method of blending with an acid metal salt or a phosphonate metal salt has been proposed. However, the fibers obtained by this method do not have sufficient water absorption and hygroscopicity, and their durability easily decreases due to washing, etc., and their physical properties such as light resistance and heat resistance also decrease. There is. In addition, the above polyalkylene glycol or polyalkylene glycol and sulfonic acid metal salt,
Polyester fibers obtained by blending metal phosphates, metal phosphites, or metal phosphonates are treated with an alkaline aqueous solution to form wrinkle-like micropores arranged in the fiber axis direction on the fiber surface to improve water absorption. , methods for improving hygroscopicity have also been proposed. However, the polyester fibers obtained by this method have a significant decrease in strength and cannot be used. The inventors of the present invention have made extensive studies to provide polyester fibers with excellent water absorption and hygroscopicity that do not have the above-mentioned drawbacks, and have developed a polyester blended with a sulfonic acid metal salt that has a lower viscosity than polyester at the melting temperature of polyester. By removing at least a portion of the sulfonic acid metal salt from the hollow fiber, the sulfonic acid metal salt is scattered over the entire cross section of the hollow fiber, arranged in the fiber axis direction, and at least a portion of which is hollow. I learned that it is possible to form micropores that communicate with the fibers, and by doing so, it is possible to obtain polyester fibers that have excellent water absorption, hygroscopicity, and durability, and are strong enough to withstand practical use. I suggested it earlier. However, the polyester fibers obtained in this manner may also show fibrillation due to abrasion during wear, and depending on the use, it is required to make the fibers even less likely to generate fibrils. The inventor of the present invention has conducted repeated studies in an effort to provide a polyester fiber that is sufficiently superior in water absorption, hygroscopicity, and durability, has a sufficiently low decrease in strength, and is difficult to fibrillate. It has been found that the above object can be achieved by melt-spinning hollow fibers using a modified polyester obtained by adding monomethyl disodium and treating the obtained hollow fibers with an aqueous alkaline solution. As a result of a detailed study of the structure of the hollow fibers obtained in this way, the hollow fibers obtained by mixing the hollow fibers obtained in this way and the low-viscosity metal sulfonate were treated with an aqueous alkaline solution. It was found that the shape of the micropores of each hollow fiber is completely different from that of the hollow fiber. That is, the micropores of the hollow fiber obtained by treating the hollow fiber mixed with the low-viscosity sulfonic acid metal salt with an alkaline aqueous solution have an extremely long shape with respect to its cross-sectional diameter. On the other hand, hollow fibers made from polyester containing the above-mentioned phosphorus compound, which is infusible at the melting temperature of polyester, and treated with an alkaline aqueous solution have extremely short micropores, and both are clearly different in the shape of their micropores,
It has been found that this difference greatly affects strength and fibril resistance. That is, most of the micropores of the hollow fiber obtained using the low-viscosity sulfonic acid metal salt have a diameter of 0.01 to 0.4 μm, and a length of more than 200 times the diameter. On the other hand, the micropores of hollow fibers obtained using the above-mentioned infusible phosphorus compound have a diameter in the range of 0.01 to 2 μm, and the length is no more than 20 times the diameter. , is clearly different from the hollow fiber using the low-viscosity sulfonic acid metal salt in the shape of its micropores. It has also been found that the effects, especially fiber strength and fibril resistance, vary greatly depending on the shape of the micropores. As a result of further studies based on this knowledge, the present inventor found that similar good results can be obtained even when using a phosphorus compound that is not only infusible at the polyester melting temperature but also has a higher viscosity than polyester. With this knowledge, the present invention has been completed. That is, the present invention synthesizes a polyester by reacting a difunctional carboxylic acid mainly consisting of terephthalic acid or its ester-forming derivative with a glycol mainly consisting of alkylene glycol having 2 to 6 carbon atoms or its ester-forming derivative. When melt-spinning the obtained polyester to form hollow fibers, the following general formula () can be used at any stage until the melt-spinning is completed. [Wherein, R is a monovalent organic group, X is -OH, -OR', -
OM 2 or a monovalent organic group (R' is a monovalent organic group, M 2 is a metal), M 1 is a metal, and m is 0 or 1. ] At least one type of phosphorus compound represented by 0.3 to 15 mol % is added to the bifunctional carboxylic acid component, and the obtained hollow fiber is treated with an aqueous solution of an alkali compound to remove the phosphorus compound from the hollow fiber. By eluting 50% by weight of the hollow fiber, micropores are formed that are scattered in the cross section of the hollow fiber, arranged in the fiber axis direction, and at least a part of which communicates with the hollow part. It is a method of manufacturing fibers. The polyester used in the present invention has terephthalic acid as a main acid component, and is selected from alkylene glycols having 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, pentamethylene glycol, and hexamethylene glycol, particularly preferably ethylene glycol. The main target is polyester whose main glycol component is at least one type of glycol selected from , tetramethylene glycol. It may also be a polyester in which part of the terephthalic acid component is replaced with another difunctional carboxylic acid component, and/
Alternatively, it may be a polyester in which a part of the glycol component is replaced with a diol component other than the above-mentioned glycol. Examples of difunctional carboxylic acids other than terephthalic acid used here include isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, diphenyl dicarboxylic acid,
Examples include aromatic, aliphatic, and alicyclic difunctional carboxylic acids such as diphenoxyethanedicarboxylic acid, β-adipic acid, sebacic acid, and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid. Examples of diol compounds other than the above-mentioned glycols include aliphatic, alicyclic, and aromatic diol compounds such as cyclohexane, 1,4-dimethanol, neopentyl glycol, bisphenol A, and bisphenol S. can. Such polyesters may be synthesized by any method. For example, in the case of polyethylene terephthalate, usually terephthalic acid and ethylene glycol are directly esterified, a lower alkyl ester of terephthalic acid such as dimethyl terephthalate is transesterified with ethylene glycol, or terephthalic acid and ethylene glycol are transesterified. The first stage reaction is to react with terephthalic acid to produce a glycol ester and/or its low polymer, and the first stage reaction product is heated under reduced pressure until the desired degree of polymerization is achieved. It is produced by a second step of polycondensation reaction. The following general formula () showing the phosphorus compound used in the present invention where M 1 is a metal, especially an alkali metal,
Alkaline earth metal, Mn1/2, Co1/2, or Zn1/2
are preferred, especially Li, Na, K, Ca1/2, Mg
Particularly preferred is 1/2. m is 0 or 1. R is a monovalent organic group, specifically an alkyl group, an aryl group, an alkylaryl group, an arylalkyl group, or [(CH 2 )lO]pR″ (where R″ is a hydrogen atom, an alkyl group, or a phenyl group). group, l is an integer of 2 or more, p is an integer of 1 or more), etc. are preferable. X is-
OH, -OR', -OM2 or a monovalent organic group,
R′ and R may be the same or different, M 2 is the same as the definition of M 1 above, M 2 and M 1 may be the same or different, and are monovalent organic groups. is the same as the definition of the organic group for R above, and may be the same as or different from R. Preferred specific examples of such phosphorus compounds include monomethyl disodium phosphate, dimethyl monosodium phosphate, monophenyl dipotassium phosphate,
Monomethyl monomagnesium phosphate, monomethyl manganese phosphate, polyoxyethylene (addition of 5 moles of EO), potassium lauryl ether phosphate (however, addition of 5 moles of EO means ethylene oxide 5
), polyoxyethylene (5 mole addition of EO) lauryl ether phosphate magnesium salt, polyoxyethylene (50 mole addition of EO) methyl ether phosphate sodium salt, monoethyl dipotassium phosphite , diphenyl monosodium phosphite, polyoxyethylene (50 moles of EO added) disodium methyl ether phosphite, monomethyl monosodium phenylphosphonate, monomethyl monopotassium nonylbenzenephosphonate, monomethyl monosodium phenylphosphinate, etc. I can do it. Even if the above phosphorus compound is used alone,
Moreover, two or more types may be used in combination. The timing of its addition is
It can be done at any stage before the end of the spinning process of melt spinning polyester into hollow fibers, for example, it can be added to the polyester raw materials, added during polyester synthesis, or melt spun after the end of synthesis. It may be added during this period. In any case, it is preferable to mix the components in a molten state after addition. If the amount of the above compound added is too small, the water absorbency and hygroscopicity of the hollow fibers finally obtained will be insufficient; on the other hand, if it is too large, the addition time will be insufficient before the synthesis of polyester is completed. It is difficult to obtain polyester with a certain degree of polymerization, and if it is added between after the completion of synthesis and before the completion of melt spinning, troubles are likely to occur during spinning. Therefore, the amount added should be in the range of 0.3 to 15 mol% based on the acid component constituting the polyester to be added, and 0.5
A range of 5 mol % is preferred. There is no need to employ any special method for melt-spinning the modified polyester to which the above-mentioned compound has been added to form hollow fibers, and any method for melt-spinning polyester hollow fibers may be employed. If the hollowness ratio of the hollow fiber obtained in this way is too low, the effect of improving water absorption and hygroscopicity by making it hollow will decrease, and if it is too high, the hollow part will be easily crushed, and once it is crushed, the water absorption and hygroscopicity will decrease. Therefore, the hollowness ratio, ie, the ratio of the cross section of the hollow portion to the apparent cross section of the fiber, is preferably in the range of 5 to 50%. Further, the outer shape and the hollow part shape in the cross section of the hollow fiber may have any shape. For example, when the outer shape and the hollow part are both circular, one of the outer shape and the hollow part is circular and the other is irregularly shaped. In this case, both the outer shape and the hollow portion may have similar or dissimilar shapes. Further, there is no need to particularly limit the size of the outer diameter. Furthermore, when spinning hollow fibers, a two-layer or more multilayer composite hollow fiber may be obtained by using a modified polyester to which the above compound is added and an unmodified polyester to which no compound is added. When spinning such a composite hollow fiber, it is necessary to arrange the modified polyester component to which the above compound is added so as to reach the hollow portion from the fiber surface. Part of the modified polyester can be easily removed from the hollow fibers thus obtained by subjecting them to stretching heat treatment or false twisting as necessary, or by immersing them in an aqueous solution of an alkaline compound after forming them into a fabric. can be done. The alkaline compounds used here include sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, sodium carbonate,
Examples include potassium carbonate. Among these, sodium hydroxide and potassium hydroxide are particularly preferred. The concentration of such an aqueous solution of an alkali compound varies depending on the type of alkali compound, processing conditions, etc., but is usually preferably in the range of 0.01 to 40% by weight, particularly
A range of 0.1 to 30% by weight is preferred. The processing temperature is preferably in the range of room temperature to 100°C, and the processing time is 1 minute to 1 minute.
It is usually carried out for a period of 4 hours. In addition, the amount of modified polyester to be eluted and removed by treatment with this aqueous solution of an alkali compound is 2 to 2
It should be in the range of 50% by weight. By treating with an aqueous solution of an alkaline compound in this way, the hollow fibers are dispersed in the cross section of the fibers, arranged in the fiber axis direction, and at least a portion of which is connected to the hollow part, with a diameter of about 0.01 to 3 μm and a long length. Micropores are formed that are less than 50 times the diameter, and exhibit excellent water absorption and hygroscopicity. Note that the hollow fibers obtained by the method of the present invention may contain optional additives, such as catalysts, color inhibitors, heat resistant agents, flame retardants, fluorescent whitening agents, matting agents, colorants, and inorganic Fine particles etc. may be included. Further explanation will be given below with reference to Examples. In the examples, parts indicate parts by weight, and the water absorption, hygroscopicity, strength reduction rate after alkali treatment, and fibrillation resistance of the obtained hollow fibers were measured by the following methods. (i) Water absorption rate test method (according to JIS-L1018) The fibers are made into cloth, and the cloth is washed with a 0.3% aqueous solution of anionic detergent Zab (manufactured by Kao Soap Co., Ltd.) at 40℃ for 30 minutes in a household electric washing machine. Repeat the washing a specified number of times, then dry the sample, hang it horizontally, drop 1 drop of water (0.04 cc) from a height of 1 cm above the sample, and make sure that the water is completely absorbed by the sample and reflected light is observed. Measure the time until it disappears. (ii) Water absorption measurement method A sample obtained by drying a fabric is immersed in water for at least 30 minutes, and then dehydrated for 5 minutes in a dehydrator of a household electric washing machine. It was calculated from the weight of the dry sample and the weight of the sample after dehydration using the following formula. Water absorption rate = (sample weight after dehydration - dry sample weight) / dry sample weight (%) (iii) Strength reduction rate due to alkali treatment The strength of the fiber obtained by unraveling the fabric before alkali treatment and after alkali treatment The strength of the fibers obtained by unraveling the fabrics was compared. (iv) Fibril resistance Using a Gakushin type flat abrasion machine for friction fastness testing, using a dioset made of 100% polyethylene terephthalate as the friction cloth, the test cloth was abraded a specified number of times under a load of 500 g. The presence or absence of fibrillation was investigated. Example 1 197 parts of dimethyl terephthalate, 124 parts of ethylene glycol, and 0.118 parts of calcium acetate monohydrate were placed in a glass flask equipped with a rectification column, and a transesterification reaction was carried out according to a conventional method, until a theoretical amount of methanol was distilled out. After that, the reaction product was placed in a polycondensation flask equipped with a rectification column, and 0.112 parts of trimethyl phosphate was added as a stabilizer and 0.079 parts of antimony trioxide was added as a polycondensation catalyst.
1 part, 1.1 parts of monomethyl disodium phosphate (0.7 mol% based on dimethyl terephthalate),
The reaction was carried out at a temperature of 280° C. for 20 minutes under normal pressure and 15 minutes under reduced pressure of 30 mmHg, and then for 80 minutes under high vacuum. The final internal pressure was 0.35 mmHg, the intrinsic viscosity of the obtained modified polymer was 0.636, and the softening point was 260°C. After the reaction was completed, the modified polymer was made into chips according to a conventional method. The chips are dried in a conventional manner and placed in a spinneret.
Using a circular slit with a circular slit of 0.05 mm and a diameter of 0.6 mm, which had a spinning hole with an arc-shaped opening closed at two places, the yarn was spun according to a conventional method, and the ratio of the outer diameter to the inner diameter was 2. :1 hollow fiber (hollowness ratio 25%) was made.
This raw yarn was 300 denier/24 filaments, and was drawn in a conventional manner at a draw ratio of 4.2 times to obtain a multifilament of 71 denier/24 filaments. This multifilament is knitted into stockinette fabric, and after scouring and drying by the usual method,
Alkali weight loss rate: 20% by treatment with a caustic soda aqueous solution with the concentration listed in Table 1 at boiling temperature for the time listed in the table.
fabric was obtained. The water absorption rate, water absorption rate, and strength reduction rate due to alkali treatment of this fabric were as shown in Table 1. Furthermore, no fibrillation was observed in microscopic observation after 200 wears. Example 2 0.95 parts of monomethyl monomagnesium phosphate (based on dimethyl terephthalate) was used in place of the monomethyl disodium phosphate used in Example 1.
A modified polymer having an intrinsic viscosity of 0.622 and a softening point of 257° C. was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.7 mol %) was used, and the rest was carried out in the same manner as in Example 1. The water absorption rate, water absorption rate, and strength reduction rate due to alkali treatment of the fabric obtained are shown in Table 1, and no fibrils were observed when the fabric was observed under a microscope after being abraded 200 times. Example 3 Intrinsic viscosity 0.584, softening was carried out in the same manner as in Example 1 except that 2 parts of polyoxyethylene (added with 5 moles of EO) lauryl ether phosphate potassium salt was used in place of the monomethyl disodium phosphate used in Example 1. Obtain a modified polymer with a temperature of 260℃,
The rest was carried out in the same manner as in Example 1. The water absorption rate, water absorption rate, and strength reduction rate due to alkali treatment of the fabric obtained are as shown in Table 1, and no fibrils were observed after the fabric was abraded 200 times. Example 4 Intrinsic viscosity 0.636, softening was carried out in the same manner as in Example 1 except that 2 parts of polyoxyethylene (5 moles of EO added) lauryl ether phosphate magnesium salt was used in place of the monomethyl disodium phosphate used in Example 1. A modified polymer having a temperature of 257°C was obtained, and the rest was carried out in the same manner as in Example 1. The water absorption rate, water absorption rate, and strength reduction rate due to alkali treatment of the fabric obtained are as shown in Table 1, and no fibrils were observed after the fabric was abraded 200 times. Examples 5 and 6 Same as Example 1 except that 4 parts of monoethyl monosodium phenylphosphonate or 2 parts of diphenyl monosodium phosphite were used in place of monomethyl disodium phosphate used in Example 1. I went to The water absorption rate, water absorption rate, and strength reduction rate due to alkali treatment of each of the fabrics obtained are shown in Table 1.
Microscopic observation after 200 times revealed no fibrils. Comparative Example 1 197 parts of dimethyl terephthalate, 124 parts of ethylene glycol, 1.2 parts of methyl o-benzoylbenzoate (gelling inhibitor), calcium acetate monohydrate
0.118 parts was placed in a glass flask equipped with a rectification tower, and transesterification was carried out according to a conventional method. After the theoretical amount of methanol was distilled out, the reaction product was placed in a polycondensation flask equipped with a rectification tower, and phosphoric acid was added. Add 1.42 parts of trimethyl (1 mol % based on dimethyl terephthalate) and 0.079 parts of antimony trioxide as a polycondensation catalyst, and heat at 280°C for 20 minutes under normal pressure, and under reduced pressure of 30 mmHg for 15 minutes.
After reacting for 80 minutes under high vacuum.
The final internal pressure was 0.38 mmHg, the intrinsic viscosity of the obtained modified polymer was 0.540, and the softening point was 255°C. After the reaction was completed, the modified polymer was made into chips according to a conventional method, and the same procedure as in Example 1 was carried out using these chips. The water absorption rate, water absorption rate, and strength reduction rate due to alkali treatment of the obtained fabric were as shown in Table 1. Comparative Example 2 Example except that 4 parts of sodium phosphate (Na 3 PO 4 12H 2 O) (1.03 mol % based on dimethyl terephthalate) was used in place of monomethyl disodium phosphate used in Example 1. 1
A chip with an intrinsic viscosity of 0.653 was obtained in the same manner as above. This chip contained coarse insoluble sodium phosphate crystals of 5 μm or more, and when this chip was spun in the same manner as in Example 1, the spinning pressure suddenly increased and spinning was impossible. Comparative Example 3 197 parts of dithymer terephthalate, 124 parts of ethylene glycol, and 0.118 parts of calcium acetate monohydrate were placed in a glass flask equipped with a rectification column, and a transesterification reaction was carried out according to a conventional method, and a theoretical amount of methanol was distilled out. After that, the reaction product was placed in a polycondensation flask equipped with a rectification column, 0.112 parts of trimethyl phosphate and 0.079 parts of antimony trioxide were added, and the reaction proceeded at a temperature of 280°C for 20 minutes under normal pressure and 15 minutes under reduced pressure of 30 mmHg. After that, the pressure was returned to normal pressure, and after adding 50 parts of a mixture of sodium alkyl sulfonates having 8 to 20 carbon atoms and an average carbon number of 14, the pressure inside the system was gradually reduced, and the pressure was reduced to 80% while stirring.
Allowed to react for minutes. The final internal pressure is 0.32mmHg,
The intrinsic viscosity of the obtained polymer was 0.622.
After the reaction was completed, chips were formed according to a conventional method. Using this chip, spinning was carried out in the same manner as in Example 7.
The water absorption rate, water absorption rate, and strength reduction rate due to alkali treatment of the fabric obtained are shown in Table 2, and the generation of fibrils was observed by microscopic observation after the fabric was abraded 200 times. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 テレフタル酸を主とする二官能性カルボン酸
又はそのエステル形成性誘導体と炭素数2〜6の
アルキレングリコール又はそのエステル形成性誘
導体とを反応せしめてポリエステルを合成し、得
られたポリエステルを溶融紡糸して中空繊維とな
すに当り、溶融紡糸が終了するまでの任意の段階
で下記一般式() [式中、Rは一価の有機基、Xは−OH、−OR′、−
OM2又は一価の有機基(但し、R′は一価の有機
基、M2は金属)、M1は金属、mは0又は1を示
す。] で表わされるリン化合物の少なくとも1種を該二
官能性カルボン酸成分に対して0.3〜15モル%添
加し、次いで得られた中空繊維をアルカリ化合物
の水溶液で処理して該中空繊維からその2〜50重
量%を溶出することによつて該中空繊維の横断面
に散在し、繊維軸方向に配列し且つその少なくと
も一部は中空部まで連通している微細孔を形成せ
しめることを特徴とする中空繊維の製造法。
[Scope of Claims] 1 A polyester is synthesized by reacting a bifunctional carboxylic acid, mainly terephthalic acid, or an ester-forming derivative thereof with an alkylene glycol having 2 to 6 carbon atoms or an ester-forming derivative thereof. When melt-spinning the obtained polyester into hollow fibers, the following general formula () can be used at any stage until the melt-spinning is completed. [Wherein, R is a monovalent organic group, X is -OH, -OR', -
OM 2 or a monovalent organic group (R' is a monovalent organic group, M 2 is a metal), M 1 is a metal, and m is 0 or 1. ] At least one type of phosphorus compound represented by 0.3 to 15 mol % is added to the bifunctional carboxylic acid component, and then the obtained hollow fiber is treated with an aqueous solution of an alkali compound to remove the phosphorus compound from the hollow fiber. By eluting ~50% by weight, micropores are formed that are scattered in the cross section of the hollow fiber, arranged in the fiber axis direction, and at least a part of which communicates with the hollow part. Hollow fiber manufacturing method.
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