JPS6359414A - 改質ポリエステル繊維 - 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） 本発明はカチオン染料可染性で、糸強力が高く、耐アル
カリ性に優れ、かつ耐光堅牢度の良好な改質ポリエステ
ル繊維に関するものである。

（従来の技術） 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、フィルム、その他の成形品と
して広（用いられている。しかしながら芳香族ポリエス
テルは分散染料でしか染色出来ず、鮮明な色彩を出しに
（いとか、用途によっては移染汚染があるという欠点を
任している。

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った
化合物を共重合することにより、カチオン染料可染型ポ
リエステルに改質する方法が、特公昭３４−１０４９７
号によって知られている。しかし、この方法によって、
実用レベルの染色性を得る為には金属スルホネート基を
含存するインフタル酸成分（Ｓ成分）を通常２モル以上
となるように多量に共重合せねばならない。このような
多量のＳ成分の共重合はＳ成分の増粘作用の為、繊維と
して十分な強力を示し得る重合度のポリマーに溶融重合
し、紡糸しようとすると溶融粘度が高くなりすぎ、重合
管紡糸が困難となる。

この為、通常の方法で重合拳紡糸する為には溶融粘度を
通常の重合や紡糸が出来る範囲まで低下させる必要があ
り、ポリマー重合度を下げなければならない。その結果
、得られる糸の強力が低くなり、その用途が限定される
こととなる。さらに、多量のＳ成分の共重合により、製
品の耐加水分解性が悪くなり、このことによってもその
用途が限定されることとなる。特に、ポリエステルフィ
ラメント製品に広く行なわれているアルカリ減量処理に
おいて、著しく速いアルカリ減量速度を示し、工程管理
や製品品質上の大きな問題となっている。

カチオン染料可染性を付与しながらも、この様なＳ成分
共重合による欠点を出来る限り押え、ポリエステル繊維
本来の物性を出来る限り保持する為Ｓ成分を０．８〜１
．８モル％に限定することが特開昭５８−１２６３７６
．５９−３０９０３゜５９−４７４８５．５９−６０５
８０．５９−７１４８７．５θ−７１４８８，５９−７
６９８７等に開示されている。しかしながら、Ｓ成分を
２モル％以下に限定することは染色性の低下は免れず、
濃色が得られない等染色性の面から、その用途が限定さ
れることになる。

上記の問題点を改善する為に、Ｓ成分を減少させ、それ
による染色性の低下を補う為にイソフタル酸やアジピン
酸などの酸成分を共重合する方法が公知であるが（特開
昭５７−８８１１９）、得られたポリエステルの融点が
著しく低下して製品の耐熱性が不足するという他の問題
点が生じる。

又、ポリエステルに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効果があ
り、かつ得られたポリエステルの融点を大幅に下げない
ことは公知であるが（特開昭５７−６３３２５）　、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。この為、特開昭５９−２
６５２１においては、共重合するグリコール成分を０．
５〜１．９ｆｆＩｆｆｉ％に限定している。しかし、易
染化剤の共１合量をある一定量以下に限定すると、当然
染色性を清足させることができない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はカチオン染料可染性ポリエステル繊維における
前記従来の欠点すなわち、低い糸強力、高加水分解性（
減量速度早く、減量重大）および耐光堅牢度が劣るとい
う問題を解消し、なおかつ実用レベルの染色性を備えた
カチオン染料可染性ポリエステルｖＡＩｌｊｆｒ−提供
せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく鋭意研究の結果本発明に到達し
た。すなわち本発明はエチレンテレフタレートを主たる
成分とするポリエステル繊維であって、原糸の糸物性が
下記式を満足し、ＤＴＸ石≧２５ 原糸のアルカリ減量率が下記式で示される範囲であり、 （Ｄ：原糸の単糸デニール） かつ、原糸のカチオン染料染廿率が下記式で示されるこ
とを特徴とする改質ポリエステル繊維である。ここで原
糸とは紡糸延伸後の繊維を意味する。

本発明で規定する“ＤＴＸ。凸テｊ−”は一般に“タフ
ネス”と吹ばれる数値で繊維の実質的な強度を示してい
る。

この値が２５以下であると作業衣やスポーツ衣料などの
過大な力がかかる衣料用布帛としての強度を満足するこ
とができない。

４５／ＪＤで示されるアルカリ減量率は繊維のアルカリ
加水分解されやすさを示す数値で、この値が４５／２ｒ
６−よりも大きいとレギュラーポリエステルとの減量速
度差が大きくなり、レギュラーポリエステルとの混用品
として用いて減量処理するとき改質ポリエステルだけが
選択的にｅｔｍされる。また４５／ＪＴｆｒ−よりも大
きいと減量速度が早すぎてアルカリ減量処理条件のバラ
ツキの影９を受けやすいという欠点が生じる。

染色性（染まりやすさ）を示すカチオン染料束ａ率は本
発明では８７／ｆＴ；以上でなければならない。これよ
りも低いと充分な濃色が得られないからである。

すなわち本発明でいうエチレンテレフタレートを主たる
成分とするカチオン染料可染性ポリエステル繊維とは、
ジカルボン酸成分とグリコール成分とから得られる共重
合ポリエステルにおいて、ジカルボン酸成分のうち８０
モル％以上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、グリコール成分のうち８０モル％以上がエ
チレングリコール、テトラメチレングリコール、１．４
−シクロヘキサンジメタツールより選ばれた１種または
２ｇ以上のグリコールであって、生成ポリエステルに対
して１〜１０重量％が下記一般式（４）％式％（４） （式中、Ｒは炭素原子数４〜２０の二価の脂肪族炭化水
素基、ｍ、ｎは同一または異なる整数で１≦ｍ＋ｎ≦１
０である。）で示されるグリコールであって、前記ジカ
ルボン酸成分のうち８０モル％以上がテレフタル酸また
はそのエステル形成性誘導体で、０．７５〜１．２モル
％が５−金属スルホイソフタル酸（Ｓ成分）またはその
エステル形成性誘導体である上記共重合ポリエステルで
ある。

本発明において最も好ましい改質ポリエステルとしては
８０モル％以上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、かつ０．７５〜１．２モル％が５−ア
ルカリ金属スルホイソフタル酸またはそのエステル形成
性Ｎ導体からなるジカルボン酸成分と、８０モル％１以
上がエチレングリコール、テトラメチレングリコールよ
り選ばれたグリコールであり、生成ポリエステルに対し
て２．０〜５．０重量％となる分子ｆｆ１２００から４
００のポリアルキレンオキシド系グリコールとからなる
グリコール成分とから得られる共ｍ合ポリエステルを溶
融紡糸し、必要に応じて延伸して得られる共重合ポリエ
ステルｔａｇであることを特徴とする改質ポリエステル
繊維があげられ、分子量２００から４００のグリコール
としては下記一般式で示されるグリコールが望ましい。

ＨＯ＋（ＣＨ２−（ＣＨ２−０猛Ｒ−０（（ＣＨ２−（
ＣＨ２−０）；ＬＨ（４）（式中Ｒは炭素数４〜１５の
２価の脂肪族または芳香族炭化水素基、ｍ、ｎは同一ま
たは異なる整数で平均値として１≦ｍ＋ｎ≦６．５であ
る。）すなわち、Ｓ成分が０．７５モル％より少なくな
ると、カチオン染料に対する染む座席そのものが少なく
なる為、易染化剤としてのグリコール成分の共重合量を
増加しても、式（３）を満足する染色性が得られない。

一方、Ｓ成分が１．２モル％を越える場合には通常の方
法で紡糸可能な溶融粘度の重合度では式（星）を満足す
るファイバーの糸質が得られないばかりか、耐加水分解
性の低下により式（２）を満足するアルカリ減量特性を
満足し得ない。又、易染化剤としてのポリアルキレンオ
キシド系グリコールの共重合量が生成ポリエステルに対
して２　、ＯｆｆＩ景％に満たない時には、充分な８染
化効果が得られず式（３）を滴定出来ない。５．０重１
％を越える場合には耐光堅牢度が低下すると共に、耐加
水分解性も低下し式（２）を満足するアルカリ減量特性
が得られない。さらに、このポリアルキレフオキシド系
グリコールの分子量が２００未膚の場合にはその沸点が
低いことに起因して重合反応中に系外へのグリコール成
分の留出量が多くなり、易染化剤グリコールの仕込み公
に対するポリエステル中の含存量比が低くなり、含Ｗｆ
ｌが制御し難い。一方、分子量が４００を越えると、耐
光堅牢度への影響が大きくなり、充分な８染化効果を得
る為の２ｆｆｉ量％以上の共重合が出来なくなる。すな
わち、易染化剤として共重合するポリアルキレンオキシ
ド系グリコールを分子ｆｆ１２００〜４００、共重合量
２．０〜５．０重ｆ；１９Ａの範囲に限定することによ
り始めて、実用的な操業性と染色性と耐光堅牢度のバラ
ンスを満足することが出来るのである。さらに、好まし
くはポリアルキレンオキシド系グリコールが、一般式（
４）で示されるグリコールであることが望ましい。一般
式（４）においてＲは炭素数４〜１５の２価の脂肪族ま
たは芳香族炭化水素基であり、具体的にたとえば（ＣＨ
、＞４．（ＣＩＬ　）ｓ　などの直鎖伏脂肪族炭化水素
基、 Ｃ−ｎＨ（３ などの側鎖を存する脂肪族炭化水素基１．−ＣＩ＋、　
−−（ＣＨ２−などの脂肪族環を存する炭化水素基、 などの芳香族炭化水素基が挙げられ、その中で側鎖を有
する脂肪族が特に好ましい。

なお、一般式（Φで示されるグリコールの合成法として
はそれぞれＨＯ−Ｒ−０−ｎＨ（で示されるグリコール
に常法によってエチレンオキシドを付加して合成するこ
とができる。なお、プロピレンオキシドなどその他のア
ルキレンオキシドを付加したものを、本発明効果を損わ
ない範囲であれば併用してもよい。

一般式（４）においてｍ、ｎともに０であるＨＯ−Ｒ−
ＯＨで示されるグリコール、またはｍ＋ｎの平均値が１
より小さい変性グリコール混合物の場合には、前記の留
出に関わる諸欠点と、得られたポリエステルの融点が下
るという欠点があり、ｍ＋ｎ≧１が必要である。一方、
ｍ　＋　ｎが平均値として６，５を越えると、得られた
ポリエステル染色物の耐光性低下が顕著になり、実用性
に欠けるので好ましくない。

好ましい範囲は２≦ｍ＋ｎ≦６であり、さらに好ましく
は３≦ｍ＋ｎ≦６である。なお、本発明の効果を損わな
い範囲であれば、少量のＨＯ−Ｒ−ＯＨで示されるグリ
コールや一般式（Ｉ）におけるｍ＋ｎ＞１０のグリコー
ルが含まれてもよく、上記のｘＩｏ□−Ｒ−ｏＨで示さ
れるグリコール以外に少量のジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、プロピレングリコール、１．４
−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェ
ノールＡ１ビス−エトキシル化２．２−ビス（２，５−
ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）フロパン、ジフェ
ニルシラノールなどを、本発明の効果を損なわない範囲
で用いることができる。

またポリエステルの成形性を損わない程度のペンタエリ
スリトール、ピロメリット酸などの分岐剤が共重合され
てもよい。

本発明繊維を形成する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ｆｆ［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って得られるが、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、−般式（４）で示されるグリコールをエステル化
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、エーテル結合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−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とを用いる場合、こ
れらを同時に反応させてもよいし、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。

（実施例） 以下実施例によっ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。なお、実施例における特性値
の測定方法は次の通りである。

（（４）式で示されるグリコール成分及びＳ成分のポリ
マー中における存在量の定ｆｉｔ） グリコール成分はＮＭＲによるＨ原子量を定量化する方
法で定量し、Ｓ成分は蛍光Ｘ１１で定量した。

（ＤＴＸ　ｆＴ正） ＤＴ、ＤＥはそれぞれテンシロンで測定した完成糸の破
断強力（ｇ／ｄ）および破断伸度（％）である。

（アルカリ減量率） 試料をｆ３０ｇ／ｌの苛性ソーダ水溶液により、浴比１
：３０で９０℃、６０分処理したときのｆｆ［１１減少
率（％）を測定した。

（染着率） 試料をニストロール　ブルー　Ｎ−３ＲＬ　（カチオン
染料：化皮化学製）１．５％ｏｗｆ、酢酸０．２ｇ／ｌ
、酢酸ソーダ０．２ｇ／悲、浴比１：５０で１３０℃、
６０分間染色した後、常法に従いハイドロサルファイド
２ｇ／ｌ、苛性ソーダ２ｇ／ｌで８０℃、２０分分間光
洗浄を行ない、水洗、乾燥した。

このあと、染色物をフェード・オｅメーターを用いてＪ
ＩＳ　Ｌ−１０４４に準じて光退色させてブルースケー
ル基準で級判定した。

実施例１〜４．比較例１〜８ 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
　：　Ｓ成分）所定量、エチレングリコール（ＥＧ）７
００部および一般式（４）においてＲが２．２−ジメチ
ルプロピレン基であり、ｍ＋ｎ＝４のグリコールの所定
量をエステル交換窓器にとり、これに酢酸亜鉛２水塩０
．３８部、酢酸ナトリウム０．５０部（ただしＤＳＮを
添加しないときは０部）および二酸化ア／チモン０．３
３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
換反応を行なった。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℃の重相合缶に移し、８０分間
に内温を２１０〜２７５℃に昇温しつつ、系を除々に減
圧にし、以後２７５℃、０．１部ｍ１１ｇで重縮合反応
を、約４０分間行なっ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出し型紡糸機によ
り、紡糸ぬ度２９０℃、まき取り速度９００ｍ／ｗｉｎ
で紡糸した。得られた未延伸糸を常法によって延伸し、
７５デニール／２４フイラメントの延伸フィラメシート
を得、目付２００ｇ／ｗｌのインターロックに編みたて
て、精練ののち、前記の方法によってＤＴＸＤＥ。

アルカリ減量率、染着率及び射光堅牢度を測定した。こ
れらの結果および共重合ポリエステル組成を表−１に示
す。

以　　下　　余　　白 表−１の結果から本発明の方法による改質ポリエステル
ｃＡｍが優れた力学特性と実用的染着性をもち、同時に
おだやかなアルカリ減量性と良好な耐光堅牢度をもつこ
とがわかる。

これに対し比較例は ＤＴＸ斤可≧２５゜ を全て１−たす繊維は得られなかった。

（発明の効果）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレンテレフタレートを主たる成分とするポリ
   エステル繊維であって、原糸糸物性が下記式（１）を満
   足し、 ＤＴ×√（ＤＥ）≧２５−−−−−−−（１） 〔ＤＴ：原糸の破断強度ｇ／ｄ ＤＥ：原糸の破断伸度％〕 原糸のアルカリ減量率が下記式（２）で示される範囲で
   あり アルカリ減量率≦４５／√Ｄ−−−−（２） （Ｄ：原糸の単糸デニール） かつ、原糸のカチオン染料染着率が下記式（３） 染着率≧３７／√Ｄ−−−−（３） で示されることを特徴とする改質ポリエステル繊維。
2. （２）カチオン染料可染型共重合ポリエステル繊維が、
   ８０モル％以上のテレフタル酸またはそのエステル形成
   性誘導体および０．７５〜１．２モル％の５−アルカリ
   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成分と、８０モル％以上のエチ
   レングリコール、または／およびテトラメチレングリコ
   ールと生成ポリエステルに対して２．０〜５．０重量％
   となる分子量２００から４００のポリアルキレンオキシ
   ド系グリコールからなるグリコール成分とから得られる
   共重合ポリエステルを溶融紡糸し、必要に応じて延伸し
   で得られることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の改質ポリエステル繊維。
3. （３）分子量２００から、４００のグリコールが下記一
   般式で示されるグリコールであることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の改質ポリエステル繊維。 ＨＯ−（ＣＨ＿２−ＣＨ＿−Ｏ）−＿ｍＲ−Ｏ−（ＣＨ
   ＿２−ＣＨ＿２−Ｏ）−＿ｎＨ（４） （式中Ｒは炭素数４〜１５の２価の脂肪族または芳香族
   炭化水素基、ｍ、ｎは同一または異なる整数で平均値と
   して１≦ｍ＋ｎ≦６．５である。）