JPS63135517A - 潜在抗ピル性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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は潜在的な抗ピル性（いわゆる毛玉の生じ難い特
性）を有するポリエステル繊維を製造する方法に関する
ものである。

［従来の技術］ ポリエステル繊維、殊にポリエチレンテレフタレート繊
維は、他の合成繊維に比べて高ヤング率、高弾性回復率
を示し、且つ耐久性、耐薬品性、耐摩耗性等においても
非常に優れたものであるところから、衣料用素材をはじ
めとして広く使　用されている。しかしながらこの繊維
は、引張強度（ＤＴ）、結節強度（ＫＴ）および耐摩耗
性が高いという特徴がかえってわざわいして、編織物と
しての用途においては、表面に露出している繊維の単糸
切れやほつれ等によって毛玉が発生し易く、且つ一旦生
じた毛玉は脱落しにくいため外観を著しく損なうという
欠点を有している。そのため高級衣料用としての適性を
欠くものとされている。

こうした難点を改善し抗ピル性を付与する方法として、
■極限粘度が０．４５以下の低重合度ポリエステルを用
いて繊維強度を低くする方法、■高重合度ポリエステル
の使用によって高レベルの繊維強度を確保しつつ、抗ピ
ル性については繊維断面の異形化あるいは延伸法の改善
によって向上させようとする試み、更には■特開昭４９
−２６５１６号公報や特公昭５１−４３０８９号公報に
開示されている如く繊維強度を高める一方結節強度は低
めに抑えることによって抗ピル性を改善する方法等が知
られている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが前記■の方法では、重合度の低下による強力低
下が避けられず、それに伴って製糸および後加工の操業
性が著しく低下するためコスト高となり、更には繊維に
要求される他の物性にも悪影響を及ぼすという問題があ
る。また前記■の方法は実験室規模で一応の効果が確認
されてはいるものの、工業的規模では現在のところ充分
な抗ピル性は得られていない。更に前記■の方法では、
低結節強度であることに対応して紡績段階でのカード通
過性は良好であるものの、低分子量重合体の使用による
紡糸・延伸操業性に問題が残されている。

また後加工段階で薬剤処理等により抗ピル性を付与する
方法も多数提案されているが、それらの方法は何れも生
産性が低く、且つ使用薬剤の後処理の問題（廃液処理に
よる高コスト化）がある他、染色トラブルを生ずるなど
、実用に即したものとは言い難い。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は、上記従来技術で指摘される問題点を解消
し、殊にポリエステル繊維の製造工程を工夫することに
よって、染色加工等の後処理工程で優れた抗ビル性を発
現し得る様な、潜在抗ビル性を有するポリエステル繊維
の製造法を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成することのできた本発明繊維の構成は
、テレフタル酸を主体とするジカルボン酸とエチレング
リコールを主体とするアルキレングリコールからポリエ
ステルを製造するに当たり、エステル化反応又はエステ
ル交換反応終了から重縮合反応終了までの任意の段階で
、りん酸、ホスホン酸及びこれらの誘導体よりなる群か
ら選択される少なくとも１種のりん化合物を添加し、得
られる含りんポリエステルを溶融紡糸後延伸して含りん
ポリエステル繊維とした後、１９０℃以上ポリエステル
の融点より１０℃低い温度以下の温度で０．４秒以上熱
処理するところに要旨を有するものである。

［作用］ 本発明で使用されるポリエステルは、主たる酸成分がテ
レフタル酸またはそのエステル形成性誘導体であり、ま
た主たるグリコール成分がエチレングリコールから成る
ものであるが、酸成分として２０モル％程度以下の他の
酸成分、たとえば蓚酸、マロン酸、マレイン酸、グルタ
ル酸、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、２．５−ノルボルナンジカルボン酸な
どの脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性
誘導体、フタル酸、イソフタル酸、５−（アルカリ金属
）スルホイソフタル酸、シフエニン酸、１．４−ナフタ
レンジカルボン酸、２．６−ナフタレンジカルボン酸、
１．２−ビス（フェノキシ）エタン−Ｐ、Ｐ’−ジカル
ボン酸などの芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステ
ル形成性誘導体等を共重合成分として含むものであって
もよい。また酸成分の２０モル％程度以下の量でＰ−（
２−ヒドロキシエトキシ）安息香酸のようなオキシカル
ボン酸またはそのエステル形成性誘導体を含むこともで
きる。

グリコール成分についても２０％程度以下がエチレング
リコール以外のグリコール、たとえばプロピレングリコ
ール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール
、１．４−ブタンジオール、１．６−ヘキサンジオール
、１．４−シクロヘキサンジメタツール、１．１０−デ
カメチレングリコール、４．４’−ジヒドロキシビフェ
ニル、１．４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼ
ン、２，５−ナフタレンジオール、これらのグリコール
にエチレンオキシドが付加したグリコール、ポリエチレ
ングリコールなとであってもかまわない。

本発明においてポリエステル中に含有せしめられるりん
化合物はりん酸、ホスホン酸およびそれらの誘導体であ
り、誘導体としては重合体、エステル類、金属塩類、ア
ルキルまたはアリールホスホン酸およびそれらのエステ
ル類や金属塩類等が挙げられる。亜りん酸、亜ホスホン
酸およびそれらのお導体は灰色味の強いポリエステルを
与えるので好ましくない。尚りん化合物の添加量があま
り少ないと潜在抗ビル化効果が不十分で、逆にあまり多
いとポリエステルの物性を劣化させるので、重縮合反応
終了後のポリエステル中の含有量がりん原子換算で７０
０〜１３００ｐｐｍ程度となる様に添加量を調整するこ
とが望まれる。

本発明では、前述のジカルボン酸とアルキレングリコー
ルを用いて常法によりポリエステルを製造するに当たっ
て、エステル化またはエステル交換反応が完了した後重
縮合反応が完結するまでの任意の段階で上記りん化合物
が配合される。りん化合物の添加による潜在抗ピル性改
善機構については後で詳述するが、りん化合物をエステ
ル化またはエステル交換反応の完了前に添加すると、生
成物中に多量のアルキレングリコールが残ってポリエス
テルの融点が低下し、溶融紡糸性が悪化するばかりでな
く繊維が強力不足となるので特に注意しなければならな
い。なお上記ポリエステルの製造に当たっては、必要に
よりエステル交換触媒、エステル化触媒、重縮合触媒あ
るいは通常の添加剤、たとえば艶消剤、光安定剤、帯電
防止剤、酸化防止剤等を使用することも勿論可能である
。

上記ポリエステルを繊維状とするための溶融紡糸は常法
に準じて実施することができるが、優れた潜在抗ピル性
及びその他の物性並びに生産性を確保するうえで好まし
い巻取速度は１０００ｍ／分以上、より好ましくは１５
００ｍ／分以上である。但し巻取速度が速過ぎると単糸
切れを起こし易くなるので３０００ｍ／分程度以下に抑
えるべきである。

また紡糸して得られる含りんポリエステル繊維の極限粘
度は０．５以上にすべきであり、０．５未満では紡糸の
際の溶融粘度が低くなり過ぎるために紡糸操業性が悪化
するほか、紡糸以降の工程でも様々のトラブルを生じ易
くなる。

この様にして得られる紡出糸は必要により延伸処理に付
される。延伸は従来公知の方法を採用することができ、
温浴中での温熱延伸、ホットプレート上での乾熱延伸の
いずれでもかまわない。

延伸温度は６０〜１６０℃、好ましくは７０〜１３０℃
とし、最大延伸倍率の５０〜８５％で延伸して伸度１５
〜４５％の範囲になるようにコントロールする。又紡糸
後未延伸糸を巻取らずに引続き延伸する延伸法を採用し
てもかまわない。

次いで行なわれる熱処理は繊維に潜在抗ビル性を与える
うえで重要な工程であり、ポリエステル繊維に結晶サイ
ズの増大と非晶部の無配向化に代表される構造変化を与
え、微細構造とすることによって繊維に適度なもろさを
与えて潜在抗ビル性をもたせると共に薬剤浸透性を与え
る。

この熱処理は緊張、定長、弛緩下の任意の方法で行なわ
れるが、次いで行なわれる染色加工等で薬剤の浸透性を
効率良く進めるうえでは弛緩熱処理が最も好ましく、弛
緩率は５〜１０％が最適である。熱処理の際の加熱手段
としては、加熱気体又は加熱流体による方法、ホットプ
レート又はホットローラーによる方法、電磁波加熱によ
る方法等が考えられるが、コスト及び加熱効率の点で加
熱気体やホットプレートによる加熱方法が好ましい。本
発明の目的を達成するためには温度を１９０℃以上ポリ
エステルの融点より１０を低い温度以下に設定しなけれ
ばならず、１９０℃未満である場合は充分な構造改質が
起こらず、繊維に十分なパもろさ゛を付与することがで
きない。

但し熱処理温度が高過ぎる場合、結晶サイズの生長・増
大により°′もろさパは助長されるものの、融着糸等が
発生するので当該ポリエステルの融点より１０℃低い温
度までに抑えなければならない。

上記の構造改質効果を発現させるための好ましい熱処理
時間は０．４秒以上であり、０．４秒未満では十分な構
造改質効果が得られ難い。但し熱処理時間が長ずざると
引張強度が高くなりすぎて抗ビル性が低下傾向を示す様
になるので、３秒程度以下に抑えることが望まれる。

この様にして得られる熱処理繊維は優れた潜在抗ピル性
を有しており、この繊維を染色加工等の後処理に付すと
抗ビル性が顕出し、抗ピル性の高いポリエステル繊維が
得られる。尚抗ピル性を発現させるための後処理とは、
染色、精錬、減量、浸染、還元洗浄等を含めた広い概念
の処理を合名するが、何れにしても１００〜１８０℃程
度の温度が３０〜１２０分程度加わる後処理であれば、
当該処理によって抗ピル性が現われてくる。

但し発現する抗ビル性を優れたものとするためには、後
処理後のポリエステル繊維の極限粘度が０．４０〜０４
４程度となる様に重縮合条件や後加工条件を調整するこ
とが望まれる。その理由は、後処理後におけるポリエス
テル繊維の極限粘度が０．４４を超える場合は潜在抗ビ
ル性が乏しく、一方０．４０未満になると繊維が脆弱に
なって編織物としたときに破れや抜けが生じ易くなるか
らである。

本発明によって得られる潜在抗ビル性ポリエステル繊維
は、上記の様にジカルボン酸とアルキレングリコールか
らポリエステルを製造する際のある定められた時期にり
ん化合物を配合し、次いで溶融紡糸の後（あるいは更に
必要により延伸ｆｉ理の後）特定条件で熱処理すること
によって得られるが、これらの条件設定により潜在抗ビ
ル性が与えられる理由は次の様に考えられる。

繊維に°゛もろさ″を与えることによって抗ビル性が向
上することは知られており、その為の手段として高速紡
糸による繊維の高次構造改質が挙げられる。即ち高速紡
糸を行なうと分子配向、結晶性共に内層部よりも外層部
の方が高くなり、繊維の断面方向に不均一な高次構造を
発現することが知られている。このような構造上の不均
一性と、特に表層部における結晶サイズの増大が、繊維
に゛もろさ°を与え結節強度（ＫＴ）を相対的に低下さ
せて抗ビル性を高めるものと考えられている。しかしな
がら、単に高速紡糸しただけでは、結節強度、引張強度
ともに高くなって満足のいく抗ピル性は得られ難い。又
高速紡糸後に熱処理を施すと、表層結晶サイズは更に増
大し、°もろさ°゛は助長されるが、その様な工程を付
加したとしても十分な抗ピル性が得られるとは限らない
。

他方、繊維強度の低下により抗ビル性を改善する方法と
して後処理による分子鎖切断（ＩＶ低下）が挙げられる
が、未変性ポリエステルの場合、温和な条件下での糸質
変化は殆んど起こらず、また仮に強アルカリまたは強酸
性下の処理で糸質を低下させることができたとしても、
結節強度（ＫＴ）と引張強度（ＤＴ）の双方が低下する
ため（ＫＴ／ＤＴ）比は変化せず、本発明で意図する様
な抗ビル効果は得られない。ところがポリエステルの製
造工程でりん化合物を添加することによってポリエステ
ル中に易加水分解性のりん酸エチレングリコールエステ
ル単位を導入した後溶融紡糸し、次いで前述の条件で熱
処理を行なえば、その後に行なわれる染色加工等の熱処
理によって、繊維に適度の°もろさ°と薬剤浸透性を与
える微細構造が付与され、抗ビル性の良好なポリエステ
ル繊維となる。しかもこの潜在抗ピル性繊維は、染色加
工等の後処理条件の下でりん化合物の加水分解により繊
維表面で分子鎖切断を起こし、繊維表層の”もろさ°°
が助長されて卓越した抗ピル性能を発現する様にになる
。

この様に本発明では、りん化合物が加水分解の可能なト
リエチレングリコールエステルの形で導入されていると
鮒に最も優れた潜在抗ピル性を発揮するものであり、従
ってりん化合物としてはりん酸およびその話導体が最適
である。

本発明によって得られる潜在抗ピル性ポリエステル繊維
は、優れた潜在抗ビル性を生かして広汎の用途に適用す
ることができ、たとえばドレスシャツ、カジュアルシャ
ツ、婦人ブラウス、婦人スカート、肌着、スラックス、
メンズフォーマルウェア、レゾイスフォーマルウェア、
ニットウェア、スポーツウェア、コート、アウトウェア
一般、ベビーウェア、子供服全般、紳士スーツ、ジャケ
ット、ブルゾン、無塵衣、着物、和装肌着、和装裏地、
家庭用品（エプロン、テーブルクロス、手袋、帽子等）
、寝具または寝衣（布団、シーツ、布団カバー、パジャ
マ等）、自動車用内装天井材及び床材、インチリヤ用品
、カーペット他産業用資材等があるが、もちろんこれら
例示の用途に限定されるものではない。

［実施例］ 以下に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明はもとよりこれらに限定されるもので
はない。

なお、実施例における各測定項目は以下の方法によって
測定した。

極限粘度（ＩＶ） フェノール／テトラクロロエタン（６部４重量比）混合
溶媒に供試ポリエステル０．１０００ｇを溶解させ２５
ｍ１とし、３０±０．５℃の恒温槽中で相対粘度（ηｒ
ｅｌ　）を測定し、下式によりＩＶを算出した。

（Ｗ：試料採取量＝　０．１０００ｇ　”）破断強度（
ＤＴ）および破断伸度（ＤＥ）テンシロンを用い、ゲー
ジ長２００　＋ｎｍ、伸長速伸長速度１０公 で試料を伸長し、記録速度５００ｍｍ／ｍｉｎで描いた
Ｓ−Ｓ曲線から破断時の強度および伸度を算出した。

結節強度（ＫＴ）および結節伸度（ＫＥ）ＪＩＳ　　Ｌ
１０１３−１９８１の方法に準じて測定した。

抗ピル性 ＪＩＳ　　Ｌ１０７６−１９８５のＡ法に準じて測定し
た。

実施例１ テレフタル酸１０００部、エチレングリコール８２２部
、トリエチルアミン１．８部を精留塔付きの反応槽に仕
込み窒素ガスで槽内を２．５　Ｋｇ／　Ｃｍに加圧し２
３０〜２４０℃の温度で１２０分エステル化反応を行な
った。次いで、この反応生成物を重合反応槽に移送し、
トリメチルホスフェートをりん原子換算で１９３６ｐｐ
ｍ　／ポリマー及び三酸化アンチモン０．４４部を添加
したのち、昇温、減圧し最終的には温度２７５℃、圧力
０．１　ｍｍＨｇで１時間重縮合反応させ、極限粘度０
．６０９　、りん原子残存量９３０ｐｐｍ，ジエチレン
グリコール含有量３．５モル％のポリエステルを得、こ
れを重合反応槽から押し出してポリエステルチップとし
た。このチップを乾燥機で乾燥した後溶融紡糸し２５０
０ｍ　／分で巻取り、次いで延伸後弛緩率８％、２２５
℃で１、６秒間熱処理を行ない極限粘度０．４９８、１
００デニール／４８フイラメントの潜在抗ピル性ポリエ
ステルフィラメントを得た。この間紡糸フィルター詰ま
りや延伸ローラー巻き付き等の紡糸、延伸工程でのトラ
ブルはなく、良好に紡糸・延伸・熱処理を行なうことが
できた。

上記で得たポリエステルフィラメントをクリンパ−にか
けてクリンプ付与した後３８ｎ＋＋ｎにカットした。こ
のカット綿を紡績糸としたあと筒編地にし、１３０℃で
６０分間浸染々色した。染色前のポリエステル繊維の極
限粘度は０．４９８　、引張強度（ＤＴ）は２．９８ｇ
　／　ｄ　、引張伸度（ＤＥ）は１５．５％、結節強度
（ＫＴ）は２．７２ｇ　／　ｄ　、結節伸度（ＫＥ）は
１１．９％、結節強度／引張強度比（ＫＴ／ＤＴ）は０
．９１であり、抗ピル性は１級であったが、染色後の極
限粘度は０．４２９　、引張強度（ＤＴ）は２．６７ｇ
　／　ｄ、引張伸度（ＤＥ）は１２．８％、結節強度（
ＫＴ）は１．３８ｇ／ｄ，結節伸度は６、０％、結節強
度／引張強度比（ＫＴ／ＤＴ）は０、５２であり、抗ビ
ル性は４−５級を示した。

実施例２ りん化合物としてエチルアシッドホスフェート（モノエ
チル体とジエチル体の混合物）をりん原子換算で１２７
４ｐｐｍ　／ポリマー添加した以外は実施例１と同様に
して、極限粘度０．５７３　、りん原子残秤量１１０７
０ｐｐ　・ポリマー、ジエチレングリコール含有量４．
１モル％のポリエステルを得た。以下実施例１と同一条
件下で製糸、紡績した後、筒編地とし１３０℃で６０分
間浸染々色した。

結果は第１表に示す通りであり、紡糸・延伸等に悪影響
を及ぼすことなく、染色工程で優れた抗ビル性を発現さ
せることができた。

実施例３ 実施例２と同様にして得たりん含有ポリエステルを用い
、溶融紡糸時の巻取り速度を１８００ｍ　７分とした他
は実施例１と全く同様にして製糸、紡績、筒編地加工及
び浸染４色を行ない抗ピル性等を調べた。

結果は第１表に示す通りであり、他に何ら問題を生じる
ことなく染色加工後の抗ビル性を著しく改良することが
できた。

実施例４ 実施例２と同様にして得たりん含有ポリエステルを用い
、溶融紡糸時の巻取り速度を１３００ｍ　７分とした以
外は実施例１と全く同様にして製糸、紡績、筒編地加工
及び浸染４色を行ない抗ビル性等を調べた。

結果は第１表に示す通りであり、他に何ら問題を生じる
ことなく染色加工後の抗ピル性を改良することができた
。

実施例５ 実施例２と同様にして得たりん含有ポリエステルを用い
、巻取り速度１８００ｍ　７分で溶融紡糸した後１９５
℃で熱処理した以外は実施例１と全く同様にして製糸、
紡績、筒編地加工及び浸染々色を行ない抗ピル性等を調
べた。

結果は第１表に示す通りであり、何ら問題なく染色加工
後の抗ピル性を改良することができた。

実施例６ 実施例２と同様にして得たりん含有ポリエステルを用い
、巻取り速度１８００ｍ　７分で溶融紡糸した後、２２
５℃で０．８秒間熱処理を行なった以外は実施例１と全
く同様にして製糸、紡績、筒編地加工及び浸染４色を行
ない抗ビル性等を調べた。

結果は第１表に示す通りであり、何ら問題なく染色加工
後の抗ピル性を改良することができた。

実施例７ 実施例２と同様にして得たりん含有ポリエステルを用い
、巻取り速度１８００ｍ　７分で溶融紡糸した後、２２
５℃で２．４秒間熱処理を行なった以外は実施例１と全
く同様にして製糸、紡績、筒編地加工及び浸染４色を行
ない抗ピル性等を調べた。

結果は第１表に示す通りであり、何ら問題なく抗ピル性
を改良することができた。

比較例１ りん化合物の添加を省略したほかは実施例１と全く同様
にして実験を行なった。

結果は第１表に示す通りであり、熱処理によって′°も
ろさ”は付与し得るものの、染色の前後でほとんど糸質
が変化しないため、抗ピル性改良効果は認められなかっ
た。

比較例２ 実施例１と同様にして得たりん含有ポリエステルを用い
、２５００ｍ　７分の巻取り速度で溶融紡糸後、熱処理
を省略した以外は、実施例１と全く同様にして実験を行
なった。

結果は第１表に示す通りであり、熱処理による構造改質
効果ギ発現していないため、染色加工後抗ピル性改良効
果は認められなかった。

比較例３ 熱処理時間を０．３秒にした以外は、実施例２と全く同
様にして実験を行なった。

結果は第１表に示す通りであり、熱処理による構造改質
効果が不十分であるため、潜在抗ピル性改良効果は認め
られなかった。

比較例４ 熱処理温度を１８０℃にした以外は、実施例２と全く同
様にして実験を行なった。

結果は第１表に示す通りであり、充分な構造変化が発現
していないため、抗ビル性改良効果は認められなかった
。

［発明の効果〕 本発明は以上の様に構成されており、ポリエステルの製
造工程で特定のりん化合物を含有させると共に紡糸・延
伸後特定条件の下で熱処理を施すことによって、生産性
等に何ら支障を生じることなく、また他の繊維特性にも
あまり悪影響を及ぼすことなく潜在抗ピル性の優れたポ
リエステル繊維を提供することができた。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）テレフタル酸を主体とするジカルボン酸とエチレ
   ングリコールを主体とするアルキレングリコールからポ
   リエステルを製造するに当たり、エステル化反応又はエ
   ステル交換反応終了から重縮合反応終了までの任意の段
   階で、りん酸、ホスホン酸及びこれらの誘導体よりなる
   群から選択される少なくとも１種のりん化合物を添加し
   、得られる含りんポリエステルを溶融紡糸後延伸して含
   りんポリエステル繊維とした後、１９０℃以上ポリエス
   テルの融点より１０℃低い温度以下の温度で０．４秒以
   上熱処理することを特徴とする潜在抗ピル性ポリエステ
   ル繊維の製造法。
2. （２）重縮合反応終了時点でのポリエステル中のりん化
   合物含有量をりん原子換算で７００〜１３００ｐｐｍと
   する特許請求の範囲第１項に記載の製造法。
3. （３）溶融紡糸時の巻取速度を１０００ｍ／分以上とす
   る特許請求の範囲第１又は２項に記載の製造法。