JPS63159520A - 水可溶性ポリエステル繊維 - 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、溶融紡糸により製造することができ、しかも
、熱水、温水あるいはさらに希アルカリ水（以下、熱水
等と総称する〉により容易に溶解除去することができる
水可溶性ポリエステル繊維に関するものであり、このｕ
ｉ４維は、ケミカルレース用す布の製造、編物や織物の
柄出し、連続して編成した靴下やセーターのセパレーシ
ョンなどの工程における高品質化や省力化などに極めて
有用である。

［従来の技術］ 水に溶解できる繊維としては、ポリビニルアルコール（
以下、ＰＶＡと略す）からなる繊維が広く用いられてい
る。しかしながら、このＰＶＡＩａ維は、一般に乾式紡
糸法により製造されるので、溶融紡糸する場合に比べて
生産性が低く￥！造ココスト高いという問題がある。

また、他の水溶性ポリマとして、共重合により水溶性化
した共重合ポリエステルや共重合ポリアミドが提案され
ている。

例えば、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩を２０〜
６０モル％と多聞に共重合させることによりポリエステ
ルを水可溶性にし、これを複合繊維の一成分として用い
ることが、特公昭５Ｂ−３９９２６号公報により提案さ
れている。しかしなガら、この公報に記￥＆されている
ように多口の５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩を添
加すると、縮重合反応時の発泡・増粘作用で十分な重合
度のものが得られにくいし、また、溶融紡糸時の製糸性
も＠足できるものとはならない。しかも、この水溶性ポ
リエステルは、冷水でも溶出するために重合反応後の溶
融ポリマ吐出、ガラ１〜化の際の冷却に水が使用できず
、吐出空冷のような特殊な装置で冷却することが必要で
おる。この吐出空冷の場合、長い冷却ゾーンでかつポリ
マを送るベルトないしはロールが必要となるが、このよ
うに長い冷却ゾーンはポリマの酸化分解を招くことにな
る。

ざらに、繊維とした後の取扱い時に、空気中の水分によ
って変形を受けるので、後加工時の取り汲いが難しく、
未だ実用化には至っていない。

さらに、水溶性ポリエステルは接着剤・サイジング剤・
塗料などのように水溶液として用いる用途にも数多く提
案（例えば特公昭４７−４０８７３号公報、５７−２６
３０９号公報、６０−１３３４号公報など）されている
が、これら提案では、いずれも水溶液としての使用しか
検討されていない。

さらにまた、特公昭５５−１３７４月公報に記載されて
いる水溶性ポリアミドは、高温時の熱安定性が悪いこと
、含まれるオリゴマやモノマによって製糸性が悪いこと
、しかも、熱水溶解に長時間を要することなどの多くの
問題がおり、実用化には至っていない。

このように、溶融紡糸可能な水溶性ポリマも種々提案さ
れてぎているが、実際に生産する上には、製糸性や後加
工時の取扱い性などに問題点が多く、ＰＶＡ系水溶性繊
維に、替り１７ろ水可溶性繊維は、得られていないのが
現状である。

［発明が解決しようとする問題点］ すなわち、本発明は、上記した欠点がなく、溶融紡糸に
より容易に繊維化することができ、後加工時の取扱いや
、熱水等による溶解除去が容易であり、かつ、冷水不溶
、熱水等に可溶の特性を有するポリエステル繊維を提供
することを、主な目的とする。

すなわち、本発明は、高い生産性で製糸することができ
、しかも、加工しやすく、工業生産するに適した水可溶
性ポリエステル繊維を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明は、テレフタル酸とエ
チレングリコールとを主たる構成成分とし、仝酸成分に
対し、８〜１６モル％の５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸、５〜４０モル％のイソフタル酸、および全ポリマ
に対し０〜２０ｗ１％のポリアルキレングリコール（数
平均分子団４００〜６０００＞もしくはその誘導体を含
有する共重合ポリエステルから構成される実質的に単一
成分の繊維であって、かつ、繊維強度が少なくとも０．
８　！Ｊ／ｄである水可溶性ポリエステル繊維からなる
。

このように、本発明は、ポリエチレンデレフタレーＦ・
に、少なくとも５−ナトリウムスルホイソフタル酸とイ
ソフタル酸とを、さらに必要に応じて特定分子量のポリ
アルキレングリコール類をも、特定９１合で共重合して
なる熱水可溶性共重合ポリエステルから製造された実質
的に単一成分の繊維であることを特徴とする。

共重合成分の５−す１〜リウムスルホイソフタル酸は、
仝酸成分に対し８〜１６モル％、好ましくは１０〜１４
モル％かよい。８モル％未満では熱水等による溶解除去
性が不十分である。他方、１６モル％を越えると冷水で
も溶出されるようになるので、製造ポリマの冷却、溶融
紡糸や延伸時にお（プる取扱いなどが難しくなり、工業
生産には適さなくなる。

さらに、上記した５−すトリウムスルボイソフタル酸と
共に、仝酸成分に対し５〜４０−しル％のイソフタル酸
も共重合させることが必要である。

イソフタル酸か５モル％未満では熱水等への溶解性が低
下し、熱水等溶解時にフレーク状の不溶物が残存する。

他方、このイソフタル酸が４０モル％を越えると、得ら
れるポリマの軟化点が低くなりづぎるため、溶融紡糸前
の乾燥が十分に行なえないので溶融紡糸することが難し
く、しかも、溶融紡糸できたにしても紡糸や延伸時の巻
取糸に単糸間あるいは糸条間融着が生じるので、実用上
満足できる繊維は１１られ難い。

この共重合ポリエステルは、主たる構成成分（すなわち
、全構成成分のうらの約５０モル％以上〉がテレフタル
酸とエチレングリコールとである。このテレフタル酸の
割合が少な過ぎると、ポリマの軟化点が低くなりすぎる
ため、溶融紡糸前のチップ乾燥や、紡糸、延伸時の巻取
糸にトラブルが生じる。

この共重合ポリエステルは、前記した必須共重合成分の
他に、親水性のポリオールなどを、冷水に不溶、熱水や
温水に可溶などの優れた特性を阻害しない少量であれば
共重合していてもよい。

共重合させる親水性のポリオール成分としては、数平均
分子量４００〜６０００のポリアルキレングリコールも
しくはその誘導体が好ましく、その共重合割合は、全ポ
リマに対し、２０ｗｔ％以下、さらには、３〜’１５ｗ
ｔ％とすることが好ましい。

希アルカリ水への可溶性効果を得るためには、少なくと
も３ｗ１％共口合することが望ましい、一方、２０ｗｔ
％を越えると、冷水に対する繊維の安定性が低下する。

このポリアルキレングリコールとしては、例えば、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ
テトラメチレングリコールが挙げられる。また、その誘
導体としては、ビスフェノールＡなどのビスフェノール
化合物のフェノール性水酸基にエチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどを開環付
加させて得られるポリエーテル化合物などが挙げられる
。

このポリアルキレングリコール類の数平均分子量は、４
００〜６０００．ざらには６００〜４０００が好ましい
。この数平均分子量を外れると、得られる共重合ポリマ
の繊維形成性が不十分になるので、繊維製造が困難とな
る。

［作用］ 本発明に係る繊維は、冷水に不溶りり熱水等に可溶の特
性をもつ共重合ポリエステルから構成される実質的に単
一成分のｗ４維である。この冷水に不溶で熱水等に可溶
である性質は、溶融紡糸により繊維を製造する上で非常
に重要である。すなわち、冷水にも可溶であると、縮重
合の反応終了後溶融ポリマを吐出ガツト化する際一般に
用いられている水浴中への吐出冷却法が用いられないし
、また、チップや繊維が空気中の水分によって変形を受
（プるので、安定的に工業生産することが困難である。

ポリエステルの水溶化には特定量の５−スルホイソフタ
ル酸の共重合が不可欠ではあるが、熱水や温水に可溶で
かつ冷水に不溶とし、チップや繊維の！！８！造および
それらの取扱いを容易にするためには、特定量のイソフ
タル酸をも共重合させることが必要である。

ざらに、その他の共重合成分として、前記したポリアル
キレングリコール類を特定量共重合させると、熱水や温
水に可溶かつ冷水に不溶の特性を損なわずに、希アルカ
リ水にも可溶とすることができる。希アルカリ水として
は、Ｃｒｆｏ、２〜２Ｎ程度が用いられ、例えば、水酸
化ナトリウム水れる。なお、この程度に薄い濃度の希ア
ルカリ水は、廃水処理する際に、はとんど希釈する必要
がないので、■業的に利用する場合に有利である。

５−スルホイソフタル酸とともにイソフタル酸、あるい
はさらにポリアルキレングリコール類を、共重合してな
る本発明に係る水可溶性ｖａ維は、熱水や温水あるいは
さらに希アルカリ水中に溶解させることにより、透明液
、あるいは乳化微分散状態の液とすることができ、何ら
助剤を用いることなく熱水等に異物残存物を残さずに溶
解することができる。

また、本発明に係る繊維は、０．８ｇ／ｄ以上、好まし
くは１．０ｇ／ｄ以上の水準の繊維強度を有するので、
編成、織成などによる通常の繊＄１　製品製造工程で、
その繊維のみで、あるいは、他の繊維と混用して容易に
製品化することができる。

この本発明に係る繊維は、紡糸油剤おＪ：び製糸時の加
熱条件を下記のように適切に選べば、通常のポリエチレ
ンテレフタレート繊維の製糸方法に準じた溶融紡糸によ
る製糸方法や条件で容易に製造することができる。例え
ば、溶融紡糸し、一旦パッケージに巻取った後、延伸す
る製糸方法や、紡糸と延伸とを連続して行う製糸方法や
、高速で紡糸し機械的延伸を施さずにそのまま巻取るい
わゆる高速製糸方法などで製糸すればよい。また、その
紡糸温度や未延伸糸巻取り時の巻取り速度などの条件は
、基本的には、通常のポリエチレンテレフタレート繊維
の製糸条イ′［に準じて設定すればよい。ただし、本発
明に係る繊維の場合は、０．８ｑ／ｄ以上の繊維強度を
得るために、紡糸時給油に非含水油剤を用いること、お
よび、製糸工程において９０度以上の加熱を行うことが
必要である。

非含水油剤は、実質的に水を含まない油剤である。例え
ば、オレイルアルコールにエチレンオキサイドを付加し
た化合物などの平滑剤を主体とし、帯電防止剤や、乳化
剤などを添加し、鉱物油で希釈してなる油剤が挙げられ
る。ごく受石の水は許容されるが、その晴は多くとも３
％以下とする必要がある。

また、製糸工程にお（プるｈｎ熱の程度は、９０℃以上
、かつ、ポリマの軟化温度より３℃低い温度以下程度で
あればよい。

（ｑられた繊維は、例えば、編織等により域、Ｉｆｆ製
品を製造する際に編織工程の都合上仮に混用する素材と
して用いることができる。例えば、索材繊維と混用して
、ケミカルレース用基布９編織柄のある編物、織物類を
編織し、その後、得られた編織物類を熱水等に浸漬する
などの手段により処理して、本発明に係る繊維のみ繊維
製品中から溶解除去する方法により、透かしを有する編
織物類を効率的に製造することができる。また、靴下や
セーターなどを連続して編成づる際の分割位置に用いて
、そのセパレーション作業を熱水等でのＪｕｌで行うこ
ともできる。

これら繊維製品を製造する過程において、本発明に係る
繊維も、通常の非水溶性繊維同様に撚糸やカーディング
ニＬ程などを経るが、冷水不溶の特性を有するため、こ
れら加工工程において、糸切れ、毛羽立ち、もつれなど
の加工トラプルを生じることなく安定に加工することが
できる。

［実施例］ 以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例中の部は重量部を意味し、繊維の冷水、熱水ある
いは希アルカリ水に対する溶解性、強伸度、およびポリ
マの軟化点、耐熱性は、次の方法で評価した。

冷水への溶解性：　３０℃の水１００ｇ中に、総状の糸
１ｑを２０時間浸消した後、取出して真空９２燥し、そ
の糸の重量変化を調ぺた。

熱水への溶解性：９５°Ｃの熱水１００Ｑ中に総状の糸
１ｑを２０分間浸漬した後、取出して真空乾燥し、その
糸の表面、断面の変化を観察および断面顕微鏡写真によ
り調べ、また、その重量変化を調べた。

希アルカリ水への溶解性：　水酸化す１〜リウム０．１
ｗｔ％の３０’Ｃの希アルカリ水１００ｑ中に総状の糸
１Ωを２０分間浸漬した後、取出して真空乾燥し、その
糸の表面、断面の変化を観察および断面顕微鏡写真によ
り調べ、また、その＠量変化を調べた。

強伸度：　東洋ボールドウィン（株）製テンシロンＲＴ
Ｍ−１００を用い、サンプル長２０ｃｍの試料繊維を、
引張り速度２０ｃｍ／ｍｉｎで、２０℃、６５％ＲＨの
雰囲気下で測定した。

軟化点：　ポリマチップを熱処理（７０’ＣＸ３ｈｒ）
した後、ペネトロメータで測定した。背温速度１０’Ｃ
／分で、厚み３ｍｍのチップか０．１ｍｍ変型する温度
を軟化点とした。

耐熱性：　チップをその軟化点より１０’Ｃ低い温度で
８時間真空乾燥した後、ヌルｌへインデク１ノーで、２
８５°Ｃで溶融貯留時間１０分および３０分における粘
度を測定した。

・　実施例１ テレフタル酸（ＴＰΔ）のメチルエステルであるテレフ
タル酸ジメチル９９．７部、イソフタルＭ（ＩＰＡ）の
メチルエステルであるイソフタル酸ジメチル２５．７部
、エヂレングリコール９３．３部および酢酸カルシウム
０．１３５部を反応容器に仕込み１３０〜２３０℃で副
生メタノールを留出しながらエステル交換反応させた。

次いで、５−ナトリウムスルホイソフタル酸（ＳＩ）の
メチルエステルである５−ナトリウムスルホイソフタル
酸ジメチル２６．１部、三酸化アンチモン０．０３部、
リン酸０．００７５部および酢酸リチウム０．３部を連
添し、２３０〜２５０℃で１時間反応した後、２５０〜
２７５℃かつ減圧下（ｌｍｍＨｇ以下）で３時間の縮重
合を行なった。車台後、常温の水浴中にポリマを吐出、
冷却して、ガツト化し、切断してチップとした。得られ
たポリマのＩＶ（オルソクロロフェノール溶液での固有
粘度）は０．６０、軟化点は１３０℃、２８５°Ｃの溶
融貯留時間１０分での溶融粘度は３６１８ポイズ、溶融
貯留時間３０分での溶融粘度は３３７９ボイズであった
。

１ｑられだチップを９０℃で２４時間真空乾燥した後、
直径０．２３ｍｍ、孔数１０の紡糸口金を用いて、２９
５℃で溶融紡糸した。紡出しだ糸条は、空冷し、非含水
油剤でオイリングした後、２０００ｍ／分、９０℃の加
熱された第一ネルソンローラに６回周回させ、次いで、
３５００ｍ／分、１１０℃の加熱された第二ネルソンロ
ーラに５回周回させて延伸し、巻取った。１ワられた糸
条は、約３０デニール、１０フイラメントであり、第１
表に示す特性を有した。なお、非含水油剤としては、オ
レイルアルコールのエチレンオキサイド付加物、イミダ
シリン系制電剤と鉱物油からなる油剤を用いた。

３５００ｍ／分という高速で直接紡糸延伸により製糸し
たが、製糸時の糸切れはほとんど問題とならず、安定し
て製糸することができた。また、第１表に示したように
、冷水に不溶かつ熱水に易溶であり、しかも、糸強度は
、１．４７ｇ／ｄと、後加工工程にも十分耐え１りる水
準であった。

次いで、ストッキングを連続して編立てする際の分υｊ
位置に、得られた水溶性繊維を用いて編成し、その１赴
、清水中に２０分間浸潰し乾燥したところ、優れた分割
性を示した。

・　実施例２〜３および比較例１〜５ 共重合ポリエステルにおけるＴＰＡ、ＩＰＡ。

ＳＩの共重合割合を変更し、あるいは、ざらに数平均分
子ｆｆ１ｌ　０００のボリエヂレングリコール（ＰＥＧ
）を共重合させて、実施例１と同様にして、第１表に示
す各種組成の共重合ポリエステルを重合した。それらの
共重合ポリエステルを用いた以外は、実施例１と同様に
して乾燥、溶融紡糸、延伸して製糸した。その結末を第
１表に示した。

第１表の結果から、本発明で特定した組成の共重合ポリ
エステルから得られた水溶性繊維は、熱水易溶性と冷水
不溶性とをあわせもち、しかも、後加工工程にも十分耐
え得る糸強度を有していた。

これに対し、比較例１〜３および５の共重合ポリエステ
ルからの水溶性繊維は、熱水への溶解性が不十分であっ
たり、また、冷水にも溶解したりで、いずれも、取板い
が容易で熱水易溶な繊維ではなかった。また、比較例４
では、ポリマを乾燥する段階でのポリマ融着が多く溶融
紡糸すること自体困難であった。

［発明の効果］ 本発明に係る熱水可溶性ポリエステル繊維は、冷水不溶
かつ熱水等可溶という特性を有するため、後加工時の取
扱いが容易であり、しかも、熱水等で処理することによ
り繊維製品中から容易に溶解除去することができる。

しかも、この繊維は、通常の非水溶性繊維の場合と同様
な溶融紡糸法により製糸することができ、高い生産性で
製造することができる。

ざらに、用いたポリマが十分な耐熱性と曳糸性を右する
ので、製糸時の油剤、加熱条イ′［を適正化することに
より、編成や織成などの後加工工程で必要とされる強度
条イ′１を満ず繊維を得ることができる。

その上、本発明に係る繊維は、温水や熱水、あるいはざ
らに希アルカリ水で溶解除去することができるので、を
水処理上からも工業的利用に右利である。

このように、本発明に係る繊維は、溶融紡糸により高い
生産性で製造でき、しかも、取扱いが容易であるなどの
優れた特性を有するので、その冷水不溶、熱水等可溶の
特性を生かした用途に広く利用できる。例えば、ケミカ
ルレース用基布の製造、編物や織物の柄出し、靴下やセ
ーターのセパレーションなどの工程において用いられる
仮混用の繊維、すなわち、編械口、１に混用されるが、
俊で製品中から除去される繊維として広く用いることが
できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. テレフタル酸とエチレングリコールとを主たる構成成分
   とし、全酸成分に対し、８〜１６モル％の５−ナトリウ
   ムスルホイソフタル酸、５〜４０モル％のイソフタル酸
   、および全ポリマに対し０〜２０ｗｔ％のポリアルキレ
   ングリコール（数平均分子量４００〜６０００）もしく
   はその誘導体を含有する共重合ポリエステルから構成さ
   れる実質的に単一成分の繊維であって、かつ、繊維強度
   が少なくとも０．８ｇ／ｄであることを特徴とする水可
   溶性ポリエステル繊維。