JPS62299526A - ポリエステル加工糸の製造法 - 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】 く利用分野〉 本発明は、ポリエステル加工糸の製造法に関する。更に
詳しくは、塩基性染料で染色可能で、かつ力学特性にす
ぐれ、高い捲縮率を有するポリエステル加工糸の製造法
に関する。

〈従来技術〉 塩基性染料可染ポリエステル繊維は、そのすぐれた発色
性、高い染色堅牢性等の性能をいかし、トレーニングウ
ェアなどに広く用いられるようになってきた。ところで
従来の塩基性染料可染ポリエステルは、主としてナトリ
ウムスルホイソフタル酸成分を共重合したものであるが
、この共重合体は通常のホモポリエステル例えばポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）に比較して融点、物性
の点で劣り、このため該共重合体からなるフィラメント
糸の仮撚加工時の加工温度はＰＥＴに比較して２０〜３
０℃低くしなければならず、従って得られる仮撚加工糸
は、その風合において、ボリューム感及び腰のない織編
物となる。これに対し、高い捲縮率を得ようとしてヒー
タ一温度を上げ、ＰＥＴ繊維の加工温度と同じ温度で仮
撚加工を行うと、強度低下を生じ、一部では融着が起る
ために、風合が硬くなるという欠点を有している。

〈発明の目的ン 本発明は、塩基性染料可染ポリエステル加工糸における
上述の如き問題を解消し、ＰＥＴ繊維の織編物に比較し
て遜色のない力学特性、ボリューム感や腰を有し、しか
も染色堅牢性の優れたポリエステル加工糸の製造法を提
供することにある。

〈発明の構成〉 本発明者等は上記の目的を達成せんとして種々研究した
結果、従来のナトリウムスルホイソフタル酸に代えて、
スルホン酸ホスホニウム塩を共重合させた変性ポリエス
テルフィラメント糸を用いるとき所望の効果が奏される
ことを究明し、本発明に到達した。

かくして本発明によれば、下記一般式 ％式％ ［式中、Ａは芳香族基又は脂肪族基、Ｘ＋及び×２は同
−又は異なるエステル形成性官能基、Ｒ＋　、Ｒ２、Ｒ
３及びＲ４は水素原子、アルキル基、アリール基及びヒ
ドロキシアルキル基より選ばれた同−又は異なる基、ｎ
は正の整数を示す］ で表わされるスルホン酸ホスホニウム塩を共重合したポ
リエステルで構成され、極限粘度が０．５以上のフィラ
メント糸を下記ａ、ｂの加工条件下に仮撚加工すること
を特徴とするポリエステル加工糸の製造法。

ａ、仮撚数Ｔ　（ｔ／ｍ　） （２０，０００／　ｆｆｉ　）≦Ｔ　≦（３６，０００
／　ｆｆｉ　）ここで［）ｅは仮撚具通過詩のフィラメ
ント糸のデニール ｂ、仮撚加工温度）−１＜”Ｃ） １８０≦Ｈ≦２２０ が提供される。

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ｌｆ！のグリコール、好ましくは
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から選ばれた少なくとも１種のアル
キレングリコールを主たるグリ−１−ル成ブ）とりるポ
リｉメフルを：またる対象とする。

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ってもよく、及び／
又はグリコール成分の一部を主成分以外の上記グリコー
ル若しくは他のジオール成分で置換えたポリエステルで
あってもよい。

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、ジフェニリルジカルボン酸。

ジフェノキシエタンジカルボン酸、β−ヒドロキシエト
キシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、アジピン酸、セバ
シンｌ、　　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。更に本発明の効果が実質的に奏せられ
る範囲で５−ナトリウムスルホイソフタル酸等の金属ス
ルホネート基を有するイソフタル酸を共重合成分として
用いてもよいが、この場合、その使用層をテレフタル酸
成分に対して　１．８モル％未満の量に抑えることが望
ましい。

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、ネオペン
チルグリコール、ビスフェノールＡ。

ビスフェノールＳの如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオ
ール化合物及びポリオキシアルキレングリコール等をあ
げることができる。

更に、ポリエステルが実質的に線状である範囲でトリメ
リット酸、ピロメリット酸の如きポリカルボン酸、グリ
セリン、トリメチロールブＯパン。

ペンタエリスリトールの如きポリオールを使用すること
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
減圧上加熱して所望の重合度になるまで重縮合させる第
２段階の反応によって製造される。

本発明においては、上記ポリエステルのポリマー鎖の中
に下記一般式 ％式％ で表わされるスルホン酸ホスホニウム塩が共重合されて
いることが必要である。上記一般式中Ａは芳香族基又は
脂肪族基であり、芳香族基が好ましい。Ｘ＋及び×２は
エステル形成性官能基であり、カルボキシル基、クロロ
カルボキシル基、ヒトＯキシル基、アシルオキシ基等が
例示され、好ましい具体例としては ＯＯ０ （−ＣＨｚ）ｕＯＨ。

−０（ＣＨ２＋−Ｕ−＋Ｏ（ＣＨ２す１−十］−〇　Ｈ
。

−Ｃｏｏ　　（ＣＨ２す１−辷Ｔ　ＯＨＩ３ （但し、Ｒは低級アルキル基又はフェニル基を、ｐは１
以上の整数を、ｍは２以上の整数を示す）等をあげるこ
とができる。この×１及び×２は同一であっても、異な
っていてもよい。Ｒ＋　、Ｒ２。

Ｒ３及びＲ４は水素原子、アルキル基、アリール基、ヒ
ドロキシアルキル基であり、アルキル基が好ましく、な
かでもブチル基が特に好ましい。このＲ＋　、Ｒ２、Ｒ
３、Ｒ４は同一であって異なっていてもよい。また、ｎ
は正の整数であり、通常は１又は２である。

かかるスルホン酸ホスホニウム塩は、一般に対応するス
ルホン酸とホスフィン類との反応又は対応するスルホン
酸金属塩とホスホニウムハライド類との反応により容易
に合成できる。スルホン酸、とホスフィンより合成する
場合は必ずしも単離する必要はなく、対応するスルホン
酸とホスフィンを改質すべきポリエステルに添加してポ
リエステル反応系内で塩を生成せしめてもよい。しかじ
ながら、スルホン酸金属塩とホスホニウムハライドより
合成する場合は、生成する無灘塩による悪影響、例えば
過剰な副反応による軟化点の低下１重合度の上昇が不可
能になる等の悪影響が発生するので無機塩を十分除去し
た後ポリエステルに添加しなければならない。

上記スルホン酸ホスホニウム塩の具体例としては３．５
−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラメチルホ
スホニウム塩、３．５−ジカルボメトキシベンゼンスル
ホン酸テトラブチルホスホニウム塩、３．５−ジカルボ
メトキシベンゼンスルホン酸トリブチルメチルホスホニ
ウム塩、２．６−ジカルボメトキシナフタレンー　４−
スルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、２．６−ジカ
ルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラメチルホスホニ
ウム塩等があげられる。

上記スルホン酸ホスホニウム塩をポリエステルの主鎖中
に共重合するには、前述したポリエステルの合成が完了
する以前の任意の段階で、好ましくは第１段の反応が終
了する以前の任意の段階で上記化合物を添加すればよい
。この際その使用量は、あまり少ないと最終的に得られ
るポリエステル加工糸中の染＠座席が不足するために塩
基性染料に対する染色性が不充分になり、逆にあまりに
多いと得られるポリマーの軟化点が低くなり、最終的に
得られるポリエステルＩＩＡＨの力学物性等の糸物性が
悪化するようになるので、ポリエステル繊維を構成する
二官能性カルボン酸成分に対して０．５〜３．５モル％
、好ましくは０．７〜２．０モル％となる範囲で使用す
る。

このようにして得られた塩基性染料可染性の改質ポリエ
ステルをｍｍとするには、格別の方法を採用する必要は
なく、通常のポリエステルｉａｍの溶融紡糸方法が任意
に採用される。ここで紡出する繊維は円形であっても異
形であってもよい。

ここで、大事なことはフィラメント糸の極限粘度〔η〕
ｆ　で、その値が０．５０以上、さらに好ましくは０．
５５以上がよく、これを下回る場合は仮撚加工温度が１
８０℃においてざえ融着が発生しやすく、力学的物性が
大巾に低下しやすい。また、毛羽の発生も大きい。一方
、極限粘度は高ければ高いはど捲縮率が高く好ましい。

仮撚加工に供する原糸は溶融紡糸−延伸工程を経た延伸
糸でもよく、３０００ｍ／分程度の紡速で捲取られた中
間配向糸（ＰＯＹ）を用いてもよい。

この中間配向糸を用いる場合は延伸仮撚を同時に行うこ
とができ、コストダウンがはかれ有利である。

次にこのようにして得られた原糸を仮撚又は延伸仮撚加
工する。すなわら上記で得られた糸を仮撚数Ｔ　（ｔ／
＋　）　　（２０，０００／７１テｅ）≦Ｔ≦（３６，
０００／　ｆｆｉ　）　　（ここで（）ｅは仮撚具通過
時のフィラメントのデニールをあられす。）で仮撚加工
を行う。仮撚数Ｔ　（ｔ／ＩＩＩ　）が２０，０００／
石ｎ未満では、これを製織編成した織編物は風合に腰が
なく、一方仮撚数丁が３６，０００／賃Ｉを超える場合
は仮撚加工時に毛羽が発生し、加工糸の強度が低下し、
実用に供し得ないものとなる。

更に、仮撚加工温度が１８０℃未満では、加工糸の捲縮
性が低く、一方２２０℃を超える場合には、強度低下が
著しくなり、繊維間の融着がはげしくなり、毛羽が出や
すく、又条斑が発生しやすくなるため、実用に耐えなく
成る。

く作用・効果〉 このように得られた塩基性染料可染ポリエステルのｈロ
エ糸の捲縮率が、従来のナトリウムスルホイソフタル酸
成分を共重合したポリエステル加工糸のそれに対して高
い値が得られる理由については、その全容が解明されて
いないが次のようなメカニズムに因ると推定される。即
ち、変性剤としてナトリウムスルホイソフタル酸成分が
ポリエステルの中に共重合されている場合は、変性剤の
間の相互作用が高く、このために低重合度（低極限粘度
）にも拘わらず溶融粘度が高くなる傾向が発生し、紡糸
性が悪化し易い。一般にはナトリウムスルホイソフタル
酸成分の共重合ポリエステルの場合極限粘度が０，５を
下まわる場合がほとんどである。このように重合度の低
いポリエステルの場合、オリゴマー等の低分子量成分の
口が多く、高温にさらされた場合に可塑剤として働き、
繊維の可塑化、融着がおこり易い。特に分子間相互作用
の強いナトリウムスルホイソフタル酸成分は、ポリエス
テルの重合の際に、会合したまま重合されるのでナトリ
ウムスルホイソフタル酸成分を多量に含んだオリゴマー
が発生し易く可塑化、融着へと進行し易い。一方、本ポ
リマーにおいてはイオン成分を嵩高な基即ちＲ＋　、Ｒ
２、Ｒ３、Ｒ４でおおってしまうために、イオン的性質
を大巾に低減させ得ることが可能であり、溶融粘度が異
常に上昇する現象を回避でき、高重合度のポリマーとす
ることができ、従ってオリゴマー成分の量を大巾に低下
させることができる。一方、ナトリムスルホイソフタル
酸成分の場合に発生し易いカチオン可染剤を多く含んだ
オリゴマーの発生も抑制され、カチオン可染化のために
必要とされる変性剤のモル数を低目に設定しても染色濃
度が確保される。これらの理由により本発明におけるポ
リマーは、オリゴマーが少なく充分な高重合度が確保さ
れ、均一な特性が得られる。

従って仮撚加工においても、仮撚の変形に対してすべて
塑性変形するのではなく、一部にその歪みを保持するこ
とができ、そのため高い捲縮率が得られると推定される
。このメカニズムば、ウーリー加工温度の限界温度から
も推定できる。例えばポリエステルに対して等量の変性
剤を共重合した場合でも、ナトリウムスルホイソフタル
酸共重合の場合に比較して、１０℃〜３０℃の高いウー
リー加工温度で始めて強度劣化が生じるが、これらの現
象も上記推定を裏づけるものである。即ち両者において
同条件のウーリー加工条件でも捲縮率に差が生じるが、
本発明のポリエステルではさらに加工温度を高めること
ができ、その結果さらに高い捲縮率が得られる利点があ
る。

従って、本発明方法によるポリエステル加工糸によれば
衣料分野又はインテリア分野において画期的な性能を有
するポリエステル製品を製造することが可能である。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明は、これら実施例限定されるものでない。

なお、極限粘度［η］ｆ　は次のようにして測定する。

極限粘度［η］ で与えられ以下のようにして測定して得た値である。

即ち、ηｒｅｌはオルソクロルフェノールを溶媒とする
ポリエステル稀薄溶液の粘度と同温度、同単位で測定し
た前記溶媒の粘度との比であり、Ｃは１００ＣＣ混合溶
液中のポリエステルのグラム数である。

実施例１〜６及び比較例１〜７ テレフタル酸ジメチル１００部、エチレングリコール６
６部、第１表に記載した量の３，５−ジカルボキシベン
ゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩（０〜４．
３部の範囲で岱を変えて実施した。

この量の範囲はテレフタル酸ジメチルに対して０〜３．
５モル％の範囲に相当する。）、酢酸マンガン４水塩０
．０３部（テレフタル酸ジメチルに対して０．０２４モ
ル％）をエステル交換色に仕込み、窒素ガス雰囲気下４
時間かけて１４０℃から２３０℃まで昇温して生成する
メタノールを系外に留去しながらエステル交換反応させ
た。続いて得られた生成物に正リン酸の５６％水溶液０
．０３部（テレフタル酸ジメチルに対して０．０３３モ
ル％）及び三酸化アンチモン０．０４部（０，０２７モ
ル％）を添加して重合色に移した。次いで１時間かけて
７６０ｓ）ｋ＋から１部ｍ）ｂまで減圧し、同時に１時
間３０分かけて２３０℃から２８０℃まで昇温した。１
ｍ）ｋ＋以下の減圧下、重合温度２８０℃で第１表に記
載した極限粘度に達するまで重合した。得られたポリマ
ーの極限粘度を第１表に示す。

得られたポリマーを常法により乾燥し、孔径０．２５　
ａｍの円形紡糸孔を２４個穿設した紡糸口金を使用して
３００℃で溶融し、引取速度１５００ｍ／分で引取った
後、常法で延伸し、７５デニール、２４フイラメントの
原糸を得た。

次いで本原糸を仮撚機により仮撚数３３８０　ｔ／ｍ　
。

仮撚具入側張力をほぼ２０ｇに調節し、仮撚加工温度を
種々変更して仮撚加工した。

一方比較として、ナトリウムスルホイソフタル酸成分を
共重合したポリマーを用い、上記と同様の方法で紡糸−
延伸−仮撚加工した。

比較例−１は塩基性染料の染着座がなく、可染性はない
。比較例−２は剤の添加量が４モル％と高く、単糸間に
軽い融着があり、且つ捲縮率も糸強度も不充分である。

比較例−３は極限粘度が低く、２１０℃のウーリー加工
温度においてさえ単糸間の融着が発生し、糸強度も捲縮
率も大巾に低下している。比較例−４は加工温度不足の
ため捲縮率が不充分である。

一方、実施例１〜６においては加工糸の糸強度が畠く、
捲縮率も２０％を越えると共に塩縫性染料の染着性も充
分である。

また、従来からカチオン可染剤として用いられているナ
トリウムスルホインフタル酸ジメチルを共重合した例を
比較１’／ＩＩ　５〜７に示すがｌ！縮率、糸強度が不
充分である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ［式中、Ａは芳香族基又は脂肪族基、Ｘ＿１及びＸ＿２
   は同一又は異なるエステル形成性官能基、Ｒ＿１、Ｒ＿
   ２、Ｒ＿３及びＲ＿４は水素原子、アルキル基、アリー
   ル基及びヒドロキシアルキル基より選ばれた同一又は異
   なる基、ｎは正の整数を示す］ で表わされるスルホン酸ホスホニウム塩を共重合したポ
   リエステルで構成され、極限粘度が０．５以上のフィラ
   メント糸を下記ａ、ｂの加工条件下に仮撚加工すること
   を特徴とするポリエステル加工糸の製造法。 ａ、仮撚数Ｔ（ｔ／ｍ） （２０，０００／√Ｄｅ）≦Ｔ≦（３６，０００／√Ｄ
   ｅ）ここでＤｅは仮撚具通過時のフィラメント 糸のデニール ｂ、仮撚加工温度Ｈ（℃） １８０≦Ｈ≦２２０
2. （２）スルホン酸ホスホニウム塩の共重合量が、ポリエ
   ステルを構成する二官能性カルボン酸成分に対して０．
   ５〜３．５モル％である特許請求の範囲第１項記載のポ
   リエステル加工糸の製造法。
3. （３）スルホン酸ホスホニウム塩を表わす一般式中のＲ
   ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３及びＲ＿４がブチル基である特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載のポリエステル加工糸
   の製造法。
4. （４）ポリエステルがエチレンテレフタレートを主たる
   構成単位とするポリエステルである特許請求の範囲第１
   項〜第３項のいずれか１項記載のポリエステル加工糸の
   製造法。