JPS6352663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は染色性が改善され、染色物の耐光性が
優れた共重合ポリエステルの製造法に関する。 ポリエチレンテレフタレートに代表される芳香
族ポリエステル類は機械的性能、耐光性、耐熱
性、耐薬品性などに優れているため、繊維、フイ
ルム、その他の成形品として広く使用されてい
る。しかしながら芳香族ポリエステルは染色され
にくく、高温、高圧条件で染めるとか、キヤリヤ
ー染色しなければならないなど、経済的、操業的
な欠点を持つうえに、鮮明な色彩を出しにくいと
いう品質上の欠点を有する。 これらの欠点をなくすため、芳香族ポリエステ
ルに５―ナトリウムスルホイソフタル酸のような
酸性基をもつた化合物を共重合する方法が、特公
昭34−10497号によつて知られているが、このポ
リエステルを塩基性染料ないしは分散性染料で染
色する場合、常圧、100℃附近の温度でかつキヤ
リヤーなしの染色条件で充分に染まるためには、
たとえば５―ナトリウムスルホイソフタル酸は、
ポリエステル酸成分の５モル％より多く含れるこ
とが必要である。しかしながら、このように酸性
基をもつた共重合成分が多いポリエステルは、製
糸工程での操業性が著しく悪く、しかも製品の耐
加水分解性も悪くなるため、実用には供し難いと
いう欠点を有する。別の共重合成分としてアジピ
ン酸、セバシン酸、１，10―デカンジカルボン酸
のような直鎖炭化水素系のジカルボン酸、イソフ
タル酸のような芳香族ジカルボン酸あるいはこれ
らのアルキルエステル、１，４―ビス（β―ヒド
ロキシエトキシ）ベンゼン、ビス―エトキシル化
２，２―ビス（２，５―ジメチル―４―ヒドロキ
シフエニル）プロパン、ネオペンチルグリコー
ル、シクロヘキサンジメタノールのようなグリコ
ールなどを５―ナトリウムスルホイソフタル酸な
どと併用して用いることも知られているが、これ
らの場合には易染化効果が充分でないか、充分な
易染性にした場合には、得られたポリエステルの
融点を著しく低下させるという品質上の問題があ
る。ポリエステルに分子量が200以上の高分子量
ポリオキシエチレングリコールないしその同族体
を共重合すると、易染化に卓効があり、かつ得ら
れたポリエステルの融点をを大幅に下げないこと
は公知であるが、この変性ポリエステルの最大の
欠点は、その染色物の耐光性がきわめて劣ること
である。 耐光性の低下を抑えて易染化効果をあげる方法
として、金属塩の形をしたスルホネート基とエス
テル結合形成性基とを併有する化合物と、ジエチ
レングリコールとを共重合成分とするポリエステ
ルの製造方法が、特公昭49−10835号によつて知
られている。しかしながら、この場合には、ポリ
エステル製造段階で仕込まれたジエチレングリコ
ールの一部が重縮合反応中に留出してしまうこと
と、ポリエステルのグリコール成分としてエチレ
ングリコールを用いたときにジエチレングリコー
ルを副生することとの関係から、現実にはポリエ
ステル中のジエチレングリコール量を一定にコン
トロールし難いという重大な欠点があり、ジエチ
レングリコール含有量のバラツキのため製品の染
色性を一定に保つことが困難である。そのうえ得
られたポリエステルの融点がジエチレングリコー
ルの添加によつて顕著に低下するため、製品の耐
熱性が悪いという難点も併せもつ。 本発明者らは、以上の諸欠点をなくし、常圧
下、100℃付近の温度でキヤリヤーを用いなくて
も塩基性染料によつて鮮明に染色でき、かつ分散
性染料にも濃色に染まるポリエステルを得るべく
鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに至つ
た。 すなわち本発明は全ジカルボン酸量に対して、
95.0〜99.5モル％がテレフタル酸またはそのエス
テル形成性誘導体、および0.5〜5.0モル％が５―
金属スルホイソフタル酸またはそのエステル形成
性誘導体からなるジカルボン酸と、全グリコール
成分に対して、85.0〜97.5モル％がエチレングリ
ゴールおよび2.5〜15.0モル％がトリエチレング
リコールおよび／またはテトラエチレングリコー
ルからなるグリコールとを重合して得ることを特
徴とする共重合ポリエステルの製造法である。 本発明共重合ポリエステルを得る場合、トリエ
チレングリコールあるいはテトラエチレングリコ
ールのポリエステル中における含有量が、これら
グリコールの沸点が高いために制御し易く、品質
の安定した製品が得られる。また得られたポリエ
ステルの易染色性はきわめて大きく、高分子量ポ
リエチレングリコールやジエチレングリコールを
共重合成分として用いた場合よりも優れた染色物
耐光性を示す。この理由は明確ではないが、共重
合グリコール分子中のエーテル含有量が多くなる
ほど顕著になる耐光性の低下と、エーテル含有量
が多くなるほど高まる染料拡散促進による染着性
の向上と、それに起因する耐光性の向上とのバラ
ンスにおいて、グリコール成分の一部にトリエチ
レングリコールまたはテトラエチレングリコール
を用いたときに、易染化効果と耐光性に最適効果
が得られるものと推察される。さらにジエチレン
グリコールを共重合成分として用いた場合に比
べ、ポリエステルの融点低下が少ないという利点
がある。 本発明においてジカルボン酸成分のうち95.0〜
99.9モル％はテレフタル酸またはそのエステル形
成性誘導体であり、0.5〜5.0モル％が５―金属ス
ルホイソフタル酸またはそのエステル形成誘導体
である。５―属スルホイソフタル酸の金属は、ス
ルホン基と塩を形成し得るものであり、ナトリウ
ム、カリウム、リチウム、カルシウム、バリウ
ム、鉛、ランタンなどが具体的に例示され、特に
ナトリウムが好ましい。上記のジカルボン酸のほ
かに共重合ポリエステルの品質を落さない範囲
で、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸のよ
うな芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成
性誘導体、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン
酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸または
そのエステル形成性誘導体、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などを共重合成分
として使用することができる。以上のジカルボン
酸またはオキシカルボン酸のエステル形成性誘導
体としてはメタノールやエタノールの如き低級ア
ルコールとのエステルが一般的に使用されるが、
エチレングリコールのようなグリコールとのエス
テルも使用してもよい。 本発明のポリエステルにおいてグリコール成分
としては、その85.0〜97.5モル％がエチレングリ
コール、である。グリコール成分の2.5〜15モル
％はトリエチレングリコールおよび／またはテト
ラエチレングリコールである。このトリエチレン
グリコールないしはテトラエチレングリコールの
かわりに、エチレンオキシド単位が５以上の、い
わゆるポリエチレングリコールを用いると、染色
物の耐光性は実用性のない悪いものになつてしま
う。なお上記のグリコールの他に少量のネオペン
チルグリコール、プロピレングリコール、１，４
―シクロヘキサンジオール、１，４―ビス（β―
ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、ビスフエノール
Ａ、ビス―エトキシル化２，２―ビス（２，５―
ジメチル―４―ヒドロキシフエニル）プロパンな
どを、本発明の効果を損なわない範囲で用いるこ
とができる。 本発明共重合ポリエステルが優れた易染性を示
すためには、５―金属スルホイソフタル酸または
そのエステル形成性誘導体がジカルボン酸成分の
0.5〜5.0モル％、トリエチレングリコールおよ
び／またはテトラエチレングリコールがグリコー
ル成分の2.5〜15モル％必要である。これらの成
分が上記の低い方の各値より少ないと易染化効果
は充分でなく、また高い方の値より多いと、紡糸
などの成形時の操業性が悪化し、耐光性や耐加水
分解性が低下する。これら成分のより好ましい量
は、５―金属スルホイソフタル酸またはそのエス
テル形成性誘導体がジカルボン酸成分の1.0〜3.0
モル％、トリエチレングリコールおよび／または
テトラエチレングリコールがグリコール成分の
5.0〜10.0モル％である。 本発明共重合ポリエステルは、ジカルボン酸エ
ステルとグリコールとをエステル交換反応したあ
と重縮合反応する方法、ジカルボン酸とグリコー
ルとをエステル化反応したあと重縮合反応する方
法など、通常のポリエステル製造方法に従つて得
られるが、エステル化反応を経てポリエステルを
得る方法が採用されるときは、トリエチレングリ
コールおよび／またはテトラエチレングリコール
は、エステル化反応終了の直前から重縮合反応開
始時の間に添加することが、トリエチレングリコ
ールまたはテトラエチレングリコールの分解を抑
制する点でとくに好ましい。 なお、前記ジカルボン酸としてテレフタル酸ま
たはそのエステル形成性誘導体と５―属スルホイ
ソフタル酸またはそのエステル形成性誘導体とを
同時に反応させているが、これらのジカルボン酸
成分は別々にグリコール成分と反応させておい
て、重縮合反応段階で２者を混合してもよい。 本発明共重合ポリエステルを得る際に用いられ
る触媒、艶消剤や安定剤などの添加剤についての
制限はなく、得られたポリエステルの成形は公知
の方法によつて行なわれ、紡糸、成膜、成形され
る。 以上の本発明方法によつて得られる共重合ポリ
エステルは芳香族ポリエステル本来の優れた性質
をもち、副生成されるジエチレングリコールの含
有量も約2.3〜2.5モル％であり、常に一定量に抑
えられている。また本発明共重合ポリエステルは
染色され易く、かつ非常に耐光性に優れたもので
ある。 以下に実施例によつて本発明を具体的に示す
が、実施例中の部は重量部を意味する。 ポリエステル中のグリコール成分の分析は、ポ
リエステルを250℃でメタノール分解したのち、
ガスクロマトグラフによつて行なつた。またポリ
エステルの融点は、DSCによりサンプル量10mg
窒素雰囲気下、昇温速度20℃／minの条件下に測
定した。 分散性染料による染着率は、デイスパーゾルフ
アーストスカーレツトＢ（I.C.I.社製、分散性染
料）4.0％owf、デイスパーTL（明星化学工業社
製、分散剤）１ｇ／、浴比１：100、常圧沸と
う温度（98℃）で試料を90分間染色し、塩基性染
料による染着率は、セブロンブルーＢ（デユポン
社製、塩基性染料）5.0％owf、酢酸および酢酸
ナトリウム各々0.2ｇ／ｌ、浴比１：100、常圧沸
とう温度で試料を90分間染色し、それぞれ染色前
後の染色液吸光度を測定して、次式により算出し
た。 染着率（％）＝100（Ｘ−Ｙ）／Ｘ Ｘ：染色前の染色液吸光度、 Ｙ：染色後の染色液吸光度 耐光性は、レゾリンレツドFB（バイエル社製、
分散性染料）0.2％owf、デイスパーTL1ｇ／ｌ、
浴比１：100、常圧沸とう温度で60分間試料を染
色し、常法に従つて還元洗浄したあと、JIS−Ｌ
―0842に準じて染色物をフエード・オ・メーター
で40時間照射して光退色させ、ブルースケール基
準の堅牢度（級）として表わした。耐加水分解性
は、試料繊維を純水（PH5.7）に浴比１：100で浸
漬し、常圧沸とう温度で４時間処理したのち、テ
ンシロンによつて単糸の破断強度（ｇ／ｄ）を測
定し、処理前の破断強度に対する保持率として表
わした。 実施例１〜４ 比較例１〜６ ジメチルテレフタレート（DMT）1000部、５
―ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルエステ
ル（DSN）所定量、エチレングリコール（EG）
700部のほかに、ジエチレングリコール（DEG）、
トリエチレングリコール（TEG）、テトラエチレ
ングリコール（Tetra EG）およびポリエチレン
グリコール（PEG）より選ばれたグリコール１
種を所定量、エステル交換反応器にとり、これに
酢酸亜鉛２水塩0.38部、酢酸ナトリウム0.50部お
よび三酸化アンチモン0.33部添加して、150〜210
℃まで130分をかけて昇温しつつ、副生メタノー
ルを留去しながらエステル交換反応を行なつた。
この反応系に22％二酸化チタンのEG分散液17部
を添加し、さらにジエチル―２―カルボエトキシ
エチルホスホネート0.8部を添加して10分間保持
した。得られた生成物を210℃の重縮合缶に移し、
80分間に内温を210〜275℃に昇温しつつ、系を
徐々に減圧にし、以後275℃、0.1mmＨｇで重縮合
反応を、約40分間行なつて所定組成の共重合ポリ
エステルを得た。 この共重合ポリエステルを押圧し型紡糸機によ
り、紡糸温度290℃、まき取り速度900m／minで
紡糸した。得られた未延伸糸を常法によつて延伸
し、150デニール／72フイラメントの延伸フイラ
メントを得、目付200ｇ／m²のインターロツクに
編みたてて、精練ののち、前記の方法によつて染
着率、耐光性および耐加水分解性を測定した。こ
れらの結果および共重合ポリエステル組成と共重
合ポリエステルの融点とを表１に示す。

【表】 表―１より本発明共重合ポリエステルは、染色
性が優れており、融点低下も少なく、染色物の耐
光性、耐加水分解性も良いことが判る。 実施例５，６ 比較例７，８ 実施例２および比較例３とそれぞれまつたく同
様にして共重合ポリエステルおよびインターロツ
クをつくり、共重合ポリエステル組成と染着率を
分析、測定して再現性を調べた。結果を表２に示
す。

【表】 表―２より本発明の方法によるTEGを用いた
ときには、共重合ポリエステル組成は一定してお
り染色性も変わらないが、DEGを用いたときに
は、共重合ポリエステル組成が変動し、染色性も
一定していないことが判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 全ジカルボン酸量に対して、95.0〜99.5モル
   ％がテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導
   体、および0.5〜5.0モル％が５―金属スルホイソ
   フタル酸またはそのエステル形成性誘導体からな
   るジカルボン酸と、全グリコール成分に対して、
   85.0〜97.5モル％がエチレングリコールおよび2.5
   〜15.0モル％がトリエチレングリコールおよび／
   またはテトラエチレングリコールからなるグリコ
   ールとを重合して得ることを特徴とする共重合ポ
   リエステルの製造法。