WO2017022569A1 - ポリエチレンテレフタレート繊維およびポリエステル樹脂 - Google Patents

ポリエチレンテレフタレート繊維およびポリエステル樹脂 Download PDF

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WO2017022569A1
WO2017022569A1 PCT/JP2016/071873 JP2016071873W WO2017022569A1 WO 2017022569 A1 WO2017022569 A1 WO 2017022569A1 JP 2016071873 W JP2016071873 W JP 2016071873W WO 2017022569 A1 WO2017022569 A1 WO 2017022569A1
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terminal
polyethylene terephthalate
polyester resin
mass
modified polyester
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PCT/JP2016/071873
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English (en)
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Inventor
牧野正孝
▲はま▼中省吾
田中陽一郎
安竹恵理
山下浩平
佐藤友香
加藤公哉
Original Assignee
東レ株式会社
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/66Polyesters containing oxygen in the form of ether groups
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • D01F6/86Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from polyetheresters

Definitions

  • the present invention relates to a polyethylene terephthalate fiber having excellent hygroscopicity and fiber characteristics, and a polyester resin having high moisture absorption characteristics.
  • polyesters typified by polyethylene terephthalate have been widely used in applications such as fibers, films, and molded articles because of their excellent strength, thermal stability, and chemical resistance.
  • polyethylene terephthalate is hydrophobic in nature, it is extremely poor in hygroscopicity. When used as clothes, it causes a “feeling of peeling” at high humidity, and there are problems in wearing comfort.
  • Patent Document 1 discloses an antifouling polyester fiber obtained by copolymerizing 0.5 to 10% by mass of a one-end-capped polyoxyalkylene glycol component having a molecular weight of 1000 to 6000 with polyester to impart hydrophilicity.
  • Patent Document 2 a readily dyeable polyester fiber in which 2 to 6% by mass of a polyethylene glycol having a molecular weight of 300 to 2000 is copolymerized to reduce the orientation of the amorphous part in the fiber is disclosed.
  • Patent Document 3 discloses a hygroscopic copolyester fiber obtained by copolymerizing 5 to 30% by mass of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 8000 to 20000 in order to impart hygroscopicity.
  • Patent Document 4 discloses a polyester obtained by copolymerizing 5 parts of polyoxyethylene glycol monophenyl ether having a molecular weight of 2000 with respect to 100 parts of dimethyl terephthalate in order to impart hygroscopicity.
  • An example of Patent Document 5 is an antistatic agent composition obtained by copolymerizing polyoxyethylene monool (8.9% by mass) having a number average molecular weight of 4000 with one end blocked with a phenyl group in order to impart antistatic properties.
  • An antistatic thermoplastic resin composition obtained by synthesizing a certain polyether polyester and kneading the obtained polyether polyester into a thermoplastic resin is disclosed.
  • Non-Patent Document 1 discloses polyethylene terephthalate obtained by copolymerizing 9.4 to 17.6% by mass of one end-capped polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 to at least a part of the ends. Reported improvement in performance.
  • JP-A-63-35824 (Claims, Examples) JP 2006-225768 A (Claims, Examples) International Publication No. 2014/050652 JP 2007-70467 A (Claims, Examples) JP 2003-3058 A
  • the fiber disclosed in Patent Document 1 did not have sufficient moisture absorption characteristics. Further, even with the fiber disclosed in Patent Document 2, sufficient moisture absorption characteristics were not obtained. Although the fiber disclosed in Patent Document 3 has excellent moisture absorption properties, the fiber has insufficient light fastness and tends to be inferior in long-term durability. Although the fiber disclosed in Patent Document 4 exhibits a high moisture absorption rate under high humidity conditions, the fiber has a high moisture absorption rate even under low humidity conditions, lacks quick drying properties, and is not sufficiently comfortable to wear as a garment.
  • the composition disclosed in Patent Document 5 has a problem in ejection properties and is not sufficiently hygroscopic. Even the resin disclosed in Non-Patent Document 1 has a problem of insufficient hygroscopicity.
  • An object of the present invention is to provide a polyethylene terephthalate fiber having excellent hygroscopicity and excellent fiber characteristics, and a terminal-modified polyester resin having excellent hygroscopic characteristics and excellent dischargeability and spinnability.
  • the present invention employs the following means in order to solve the steam problem.
  • R is at least one selected from alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms
  • n is an integer of 90 to 460
  • X is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • aryl groups having 6 to 20 carbon atoms are selected from alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms.
  • a polyester resin obtained by copolymerizing at least terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof, ethylene glycol, and a single-end-capped polyalkylene oxide compound represented by the following formula (2) (A) A terminal-modified polyester resin (II) in which the amount of copolymerization of the compound represented by the formula (2) is 5 to 19% by mass and (B) n in the following formula (2) is 90 to 460.
  • R2 is at least one selected from alkylene groups having 1 to 3 carbon atoms
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, and (At least one selected from aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, and m is an integer of 90 to 460.)
  • a method of using the resin of the second invention there is a fiber containing the polyester resin (II).
  • the resin of the second invention As a method for producing the resin of the second invention, at least one terephthalic acid or its ester-forming derivative and a raw material containing ethylene glycol are subjected to esterification reaction or transesterification reaction, and then one end represented by the above formula (2) There is a method for producing a terminal-modified polyester resin (II) in which a blocked polyalkylene oxide compound is added and subjected to a polycondensation reaction.
  • At least a raw material containing at least terephthalic acid or its ester-forming derivative component, ethylene glycol, and the one-end-capped polyalkylene oxide compound represented by the above formula (2) is subjected to esterification or transesterification, and then polycondensed.
  • the terminal modification has excellent moisture absorption characteristics that exhibit low hygroscopicity under low humidity conditions, and exhibits high hygroscopicity under high humidity conditions, and also has excellent ejection properties and spinnability.
  • a combined polyester resin is obtained.
  • (First invention) Polyethylene terephthalate fiber containing terminal-modified polyester resin copolymerized with one end-capped polyalkylene oxide compound
  • the one-end blocked polyalkylene oxide compound is represented by the following formula (1).
  • the one-end blocked polyalkylene oxide compound is represented by the following formula (1), the number-average molecular weight (Mn) of the one-end blocked polyalkylene oxide compound is 5000 or more and 20000 or less, and the formula (1) Terminal-modified polyethylene terephthalate (I) obtained by copolymerizing 5% by weight or more and 19% by weight or less with respect to the total polymer weight.
  • Polyester is generally "esterification reaction of dicarboxylic acid component and diol component” or “transesterification reaction of dicarboxylic acid component consisting of ester-forming derivative of dicarboxylic acid and diol component” followed by polycondensation reaction. And having a structure derived from a dicarboxylic acid component (hereinafter referred to as “dicarboxylic acid residue”) and a structure derived from a diol component (hereinafter referred to as “diol residue”).
  • the polyethylene terephthalate fiber of the present invention is a polyethylene terephthalate having a terephthalic acid residue as a dicarboxylic acid residue, an ethylene glycol residue as a diol residue, and a one-end-capped polyalkylene oxide compound as a copolymerization component.
  • terminal-modified polyethylene terephthalate containing polyethylene terephthalate as a copolymerization component with a one-end blocked polyalkylene oxide compound.
  • the one-end blocked polyalkylene oxide compound as a copolymerization component is a compound represented by the formula (1).
  • the compound of formula (1) of the present invention is preferably a saturated aliphatic compound, and examples of R in the above general formula include residues such as cyclic saturated aliphatic compounds and chain saturated aliphatic compounds. Two or more of these may be used.
  • residue of the cyclic saturated aliphatic compound of the present invention include monocyclic cycloalkanes such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, cycloundecane, and cyclododecane.
  • monocyclic cycloalkanes such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, cycloundecane, and cyclododecane.
  • Examples thereof include a compound and a residue obtained by removing two hydrogen atoms from a bicyclic cycloalkane compound such as decahydronaphthalene. Two or more of these may be used in combination
  • residue of the chain saturated aliphatic compound examples include methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, and dodecane. And a residue obtained by removing two hydrogen atoms from a hydrocarbon compound of 1-12.
  • hydrocarbon compounds may be either a linear structure or a branched structure.
  • R is preferably a residue of a linear saturated aliphatic compound having a linear structure, such as yarn breakage during spinning, etc.
  • a residue obtained by removing two hydrogen atoms from methane, ethane, propane and butane is more preferable, and a polyethylene terephthalate fiber excellent in strength can be obtained.
  • a residue obtained by removing two hydrogen atoms from ethane that is, an ethylene group.
  • polyethylene terephthalate fibers having higher hygroscopicity can be obtained, so that the structure of the compound of the formula (1) is a residue obtained by removing R from ethane in the general formula. is there. More preferably, it is an ethylene group.
  • n is preferably an integer of 110 to 460.
  • the carbon number of X is preferably 10 or less. Further, X is preferably a methyl group.
  • n is preferably an integer of 145 to 460 from the viewpoint that polyethylene terephthalate fibers having higher hygroscopicity can be obtained, and 145 to 230 from the viewpoint that polyethylene terephthalate fibers with improved fineness can be obtained.
  • An integer is more preferable, and an integer of 155 to 230 is particularly preferable.
  • the number n of repeating units of the compound of formula (1) can be calculated by the following procedure. About 0.05 g of polyethylene terephthalate fiber containing terminal-modified polyethylene terephthalate copolymerized with one end-capped polyalkylene oxide compound is collected in a sealable vial, 1 mL of 28 wt% ammonia water is added, and 120 ° C. for 5 hours. Heat to dissolve sample. After standing to cool, 1 ml of purified water and 1.5 ml of 6M hydrochloric acid are added, and the volume is made up to 5 ml with purified water.
  • the mixture After centrifugation, the mixture is filtered through a 0.45 ⁇ m filter, and the number average molecular weight of the one-end blocked polyalkylene oxide compound contained in the filtrate is measured by GPC. Further, by 1H-NMR measurement using FT-NMR JNM-AL400 manufactured by JEOL Ltd., the structural unit of the one-end-capped polyalkylene oxide compound in polyethylene terephthalate fiber, particularly the structure of R, was identified, and the repeating structural unit Calculate the molecular weight.
  • X in the formula (1) is at least one selected from an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Furthermore, at least one selected from an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferable from the viewpoint that a polyethylene terephthalate fiber having excellent hygroscopicity can be obtained.
  • An alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, Examples thereof include aryl groups having 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, a dimethylphenyl group, and a naphthyl group. Of these, a methyl group or a decyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.
  • the number average molecular weight Mn of the compound of the formula (1) is preferably 5000 or more and 20000 or less.
  • Mn is 5000 or more
  • the hygroscopicity of the polyethylene terephthalate fiber is expressed. If it is 20000 or less, the reactivity with polyethylene terephthalate can be maintained, and fineness unevenness during spinning can be prevented. Similarly, since the reactivity can be maintained, elution of the one-end-capped polyalkylene oxide compound into hot water can be suppressed in a high-order processing step using drawn yarn.
  • Mn of the one-end-capped polyalkylene oxide compound is larger than 6500 and not larger than 20000. It is particularly preferable that Mn is greater than 6500 and 15000 or less from the viewpoint that a polyethylene terephthalate fiber with improved fineness spots can be obtained. Most preferably, the Mn is 7000 or more and 15000 or less from the viewpoint that the delayed shrinkage ratio is reduced and a polyethylene terephthalate fiber that hardly causes appearance spots due to winding is obtained.
  • the number average molecular weight of the one terminal blockade polyalkylene oxide compound which is a copolymerization component in this invention points out what was calculated
  • the compound of formula (1) which is a copolymerization component in the fiber, is 5% by mass or more and 19% by mass or less based on the total polymer mass from the viewpoint that a polyethylene terephthalate fiber having excellent hygroscopicity and excellent yarn production can be obtained. It is preferable that In the compound of the formula (1), hydrogen of a hydroxyl group is eliminated by copolymerization, that is, esterification. Therefore, the compound of the formula (1) in the polymer here refers to a compound having a structure in which hydrogen is removed from the hydroxyl group.
  • the amount of copolymerization of the compound of the formula (1), which is a copolymerization component in the fiber is preferably 5% by mass or more and less than 15% by mass from the viewpoint of preventing occurrence of thick and thin yarns during spinning. Preferably, 5 mass% or more and 12 mass% or less are more preferable.
  • the copolymer component of the formula (1) The copolymerization amount of the compound is more preferably 5% by mass or more and 10% by mass or less. From the point that polyethylene terephthalate fibers with improved fineness spots can be obtained, the content is more preferably 5% by mass or more and 9% by mass or less, and a polyethylene terephthalate fiber is obtained in which the delayed shrinkage ratio is small and appearance spots due to winding are less likely to occur. From the point that 5 mass% or more and 8 mass% or less are especially preferable, and the point that the polyethylene terephthalate fiber which is excellent in intensity
  • the dyeability is improved by setting the number average molecular weight and copolymerization amount of the compound of the formula (I), which is a copolymerization component, within the above-mentioned preferable ranges. . Moreover, high light fastness can be obtained.
  • the light fastness can be measured by the following method.
  • the third and fourth grades of blue scale evaluation specified in JIS L0841 are performed by the third exposure method specified in JIS L0842 (2004) using a carbon arc lamp as a light source.
  • the present invention can have a light fastness of grade 3 or higher.
  • the light fastness is 3 to 4 or more, and in the most preferable range, 4 or more.
  • the delayed shrinkage rate (%) of the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) of the present invention is a temperature of 25 ° C., humidity 55% R.V. H. It means the value (%) obtained by dividing the change in the sample length after 7 days in the environment of the above by the initial sample length after 5 minutes of winding.
  • 1.0% or less is preferable, 0.8% or less is more preferable, 0.7% or less is more preferable, and 0.6%
  • the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) of the present invention preferably has a moisture absorption parameter ( ⁇ MR) of 2.0% or more.
  • ⁇ MR moisture absorption parameter
  • ⁇ MR which will be described in detail in Examples, is 20 ° C. ⁇ 65% R.D. H.
  • the higher the ⁇ MR value the better the hygroscopicity.
  • the absolutely dry mass (g) is the mass of a sample that has been dried at 105 ° C.
  • ⁇ MR is preferably 2.2% or more, more preferably 2.6% or more, and most preferably 3.0% or more from the viewpoint that a polyethylene terephthalate fiber having better hygroscopicity can be obtained.
  • the upper limit of ⁇ MR is not particularly limited, but is preferably 10% or less from the viewpoint that the strength of the fiber and fineness unevenness are improved.
  • esterification of terephthalic acid and ethylene glycol is first performed using only a polyethylene terephthalate raw material.
  • a transesterification reaction between an ester-forming derivative of terephthalic acid and ethylene glycol is carried out to obtain a polyethylene terephthalate oligomer.
  • it can be obtained by transferring the polyethylene terephthalate oligomer to a polycondensation reaction tank and adding a one-end-capped polyalkylene oxide compound.
  • the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) of the present invention preferably has a phase separation structure.
  • This phase-separated structure is specifically expressed in the process in which a polymerization reaction proceeds and polyethylene terephthalate and a specific one-end-capped polyalkylene oxide compound are copolymerized. That is, unlike the phase separation structure expressed by melt mixing of incompatible polymer compounds, in the present invention, it is a phase separation structure that develops with the progress of the polymerization reaction.
  • the dispersed phase is referred to as “dispersed phase”). Since the dispersed phase is fine and uniform, the resulting fibers have a phase separation structure, but the fineness spots are small, and the occurrence of dyed spots and fluff is suppressed.
  • phase separation that appears as the polymerization reaction proceeds will be described.
  • the polyethylene terephthalate oligomer and the one-end-capped polyalkylene oxide compound are close in polarity, so that they are compatible and the reaction system is transparent.
  • terminal-modified polyethylene terephthalate is generated, and after about 90 minutes from the start of polymerization, a phase separation state occurs and the reaction system becomes cloudy.
  • This phase-separated structure is produced by the formation of a low-polarity copolymer and a high-polarity copolymer, and the difference between these polarities.
  • the low polarity copolymer has a high proportion of polyethylene terephthalate in the copolymer molecular chain.
  • a highly polar copolymer has a high proportion of one-end-capped polyalkylene oxide compounds.
  • the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin of the present invention preferably has a phase separation structure and further has a continuous phase and a dispersed phase.
  • the component which comprises a continuous phase and a dispersed phase changes according to the ratio with which the polyethylene terephthalate and the one terminal blockade polyalkylene oxide compound are copolymerized.
  • “terminal-modified polyethylene terephthalate” which has a higher proportion of polyethylene terephthalate in the molecular chain, becomes the continuous phase, and the single-end-capped poly (ethylene terephthalate) occupies in the molecular chain.
  • “Terminal-modified polyethylene terephthalate” having a high proportion of the alkylene oxide compound becomes the dispersed phase.
  • “terminal-modified polyethylene terephthalate” which has a higher proportion of one-end-capped polyalkylene oxide compound in the molecular chain, becomes a continuous phase
  • “Terminal-modified polyethylene terephthalate” having a high proportion of polyethylene terephthalate in the inside becomes the dispersed phase.
  • both the continuous phase and the dispersed phase are composed of “terminal-modified polyethylene terephthalate”, and only the composition ratio is different.
  • the phase separation structure has an extremely high affinity between the continuous phase and the dispersed phase. For this reason, even when the copolymer is retained during melt spinning, the dispersed phases are less likely to aggregate and the dispersed phase is less likely to be coarsened. For this reason, it has been clarified that the fibers obtained by melt spinning have reduced fineness spots and can suppress elution of the one-end-capped polyalkylene oxide compound at the time of dyeing and use.
  • the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) preferably has a fiber fineness variation value U% (hi) of 0.1% or more and less than 1.0%.
  • the fineness variation value U% is an index of the thickness unevenness in the fiber longitudinal direction, and the smaller the fineness variation value U% (hi), the smaller the thickness variation in the fiber longitudinal direction.
  • the fineness fluctuation value U% (hi) is preferably as small as possible from the viewpoint of process passability and quality, but the lower limit is 0.1% as a manufacturable range.
  • the fineness variation value U% (hi) is 1.0% or less, the uniformity in the longitudinal direction of the fiber is excellent, and fluctuations in processing tension are suppressed in the warping process, weaving, knitting process, and the like. Is preferable. Fluff and thread breakage are unlikely to occur, defects such as dye spots and streaks are less likely to occur when dyed, and a high-quality fiber structure can be obtained. From this, a fineness variation value of polyethylene terephthalate fiber U% (hi ) Is more preferably 0.9% or less, particularly preferably 0.8% or less, and most preferably 0.7% or less.
  • the fineness fluctuation value U% (hi) of the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyethylene terephthalate (I) will be described in detail in the Examples.
  • the measurement speed is 200 m / min.
  • U% (half inert) was measured under the conditions of a measurement time of 2.5 minutes, a measurement fiber length of 500 m, and a twist number of 12000 / m (S twist). The measurement was performed five times for each sample, and the average value was defined as the fineness variation value U% (hi).
  • the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) is not particularly limited with respect to the cross-sectional shape of the fiber, and may be a perfect circular cross section or a non-circular cross section.
  • Specific examples of non-circular cross sections include, but are not limited to, multi-leaf, polygon, flat, oval, C-shaped, H-shaped, S-shaped, T-shaped, W-shaped, X-shaped, Y-shaped, etc. Not.
  • the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) is not particularly limited with respect to the form of the fiber, and may be any form such as monofilament, multifilament, and staple.
  • Polyethylene terephthalate fibers containing terminal-modified polyester resin (I) can be processed into false twists and twisted yarns in the same manner as general fibers, and weaving and knitting can be handled in the same way as general fibers.
  • the fiber structure containing the polyethylene terephthalate fiber containing terminal modified polyester resin (I) can be set as a woven fabric, a knitted fabric, a pile fabric, a nonwoven fabric, a spun yarn, a filling cotton etc. it can.
  • the fiber structure may be any woven or knitted structure, such as plain weave, twill weave, satin weave, or their changed knitting, warp knitting, weft knitting, circular knitting, lace knitting, or these knitting knitting. Can be suitably employed.
  • the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) may be combined with other fibers by knitting or knitting when forming a fiber structure, or the fiber structure after forming a mixed yarn with other fibers. It may be a body.
  • the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin of the present invention can be specifically obtained by the following method.
  • the terminal-modified polyester resin (I) can be produced by a known polymerization method such as an esterification method or a transesterification method.
  • polyethylene terephthalate oligomer As a specific method, first, only the raw material of polyethylene terephthalate is used to carry out an esterification reaction between terephthalic acid and ethylene glycol, or an ester exchange reaction between an ester-forming derivative of terephthalic acid and ethylene glycol to obtain a polyethylene terephthalate oligomer.
  • the polyethylene terephthalate oligomer is transferred to a polycondensation reaction tank, and one end-capped polyalkylene oxide compound is added.
  • the single-end blocked polyalkylene oxide compound is solid, it is heated (for example, 70 ° C. or higher) and melted, and then the single-end blocked polyalkylene oxide compound is added to the polyethylene terephthalate oligomer. After that, it is preferable to sufficiently stir.
  • the polycondensation reactivity of the one-end-capped polyalkylene oxide compound is improved. Furthermore, the diffusion of the one-end-capped polyalkylene oxide compound into the polyethylene terephthalate oligomer proceeds rapidly, and as a result, when the phase separation structure develops with the progress of the polycondensation reaction, it is fine and uniform and coarse at the time of melt residence It is possible to form a stable dispersed phase in which the conversion is suppressed. In order to reduce the unreacted one-end-capped polyalkylene oxide compound, it is preferable that the polyethylene terephthalate oligomer and the one-end-capped polyalkylene oxide compound are mixed and stirred for 1 hour or more in a compatible state.
  • phase-separated structure in the obtained terminal-modified polyethylene terephthalate if the dispersed phase is fine and uniform, and coarsening during melt residence is suppressed, fineness spots are small when fiberized by melt spinning, Generation of fluff is suppressed.
  • the addition time of the one-end blocked polyalkylene oxide compound may be added together with the raw material before the esterification reaction or the transesterification reaction, It may be added in stages.
  • Polyethylene after esterification and transesterification from the viewpoint of obtaining polyethylene terephthalate fiber containing terminal-modified polyester resin, which has excellent hygroscopicity and suppressed elution of one-end-capped polyalkylene oxide compound in the higher processing step. It is preferably added after the terephthalate oligomer is obtained, that is, before the start of polycondensation.
  • a metal compound such as magnesium acetate, zinc acetate, manganese acetate, calcium acetate, cobalt acetate, lithium acetate, and tetrabutoxide titanium is used as a transesterification reaction catalyst. It can.
  • the esterification reaction proceeds even without catalyst, but the same compound as the transesterification catalyst may be used.
  • antimony trioxide, tetrabutoxide titanium, germanium dioxide, or the like can be used as the reaction catalyst used in the polycondensation.
  • a phosphorus compound may be added as a heat stabilizer in order to improve heat resistance and color tone.
  • the phosphorus compound include phosphoric acid, phosphorous acid, phosphonic acid, phosphinic acid, phosphine oxide, phosphonous acid, phosphinic acid, phosphine, and esterified compounds of these compounds. These phosphorus compounds may be used alone or in combination.
  • a pigment such as titanium oxide and carbon black, a surfactant such as an alkylbenzene sulfonate, a conventionally known antioxidant, and the like within a range not impairing the object of the present invention.
  • a coloring inhibitor such as a light-proofing agent, an antistatic agent, etc. may be added.
  • the antioxidant is preferably selected from phenolic compounds, sulfur compounds, and hindered amine compounds. These antioxidants may use only 1 type and may use 2 or more types together. Phenol compounds are preferred because they have a higher oxidative degradation inhibiting effect.
  • the phenolic compound in the present invention is a radical chain reaction inhibitor having a phenol structure, and specific examples thereof include 2,6-t-butyl-p-cresol, butylhydroxyanisole, 2,6-t-butyl-4. -Ethylphenol, stearyl- ⁇ - (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 3,9-bis ⁇ 1,1-dimethyl-2- ⁇ - (3- t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy ⁇ ethyl ⁇ 2,4,8,10-tetraoxaspiro ⁇ 5,5 ⁇ undecane, 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylpheny
  • pentaerythritol-tetrakis (3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenol) propionate) (manufactured by BASF, “Irganox” (registered trademark, the same applies hereinafter) because of its high oxidative degradation inhibiting effect ) 1010)
  • 2,4,6-tris (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxybenzyl) mesitylene (manufactured by ADEKA, Adeka Stub AO-330)
  • 1,3,5-tris [[ 4- (1,1-dimethylethyl) -3-hydroxy-2,6-dimethylphenyl] methyl] -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione (manufactured by Rianlon) "THANOX" (registered trademark, the same shall apply hereinafter) 1790)
  • the content of the antioxidant in the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) is preferably 0.01 to 2.0% by mass of the fiber mass.
  • the content of the antioxidant is more preferably 0.05% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, and particularly preferably 0.15% by mass or more. On the other hand, if the content of the antioxidant is 2.0% by mass or less, the color tone of the fiber is not deteriorated and the mechanical properties are not impaired, which is preferable.
  • the content of the antioxidant is more preferably 1.7% by mass or less, further preferably 1.5% by mass or less, and particularly preferably 1.0% by mass or less.
  • the antioxidant may be added from the start of production of the terminal-modified polyester resin of the present invention, that is, it may be added together with the raw material before the esterification reaction or transesterification reaction, and the polyethylene containing the terminal-modified polyethylene terephthalate of the present invention It may be added at any stage up to the end of spinning of the terephthalate fiber.
  • the addition of the antioxidant can be performed once or a plurality of times. In view of the ability to suppress oxidative degradation of the single-end-capped polyalkylene oxide compound, the addition of the antioxidant is preferably carried out a plurality of times, and the weight of the terminal-modified polyethylene terephthalate copolymerized with the single-end-capped polyalkylene oxide compound is increased.
  • the condensation it is most preferable to add at the start of the condensation, that is, simultaneously with the one-end-capped polyalkylene oxide compound and two times before the end of the polycondensation of the terminal-modified polyethylene terephthalate.
  • simultaneous addition with the one-end blocked polyalkylene oxide compound oxidative decomposition of the one-end blocked polyalkylene oxide compound during polycondensation can be prevented.
  • the second addition before the end of the terminal-modified polyethylene terephthalate polycondensation is excellent in the dispersibility of the antioxidant, and a higher antioxidant effect is exhibited. Most preferably, it is added before minutes.
  • secondary additives may be added as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Specific examples of secondary additives include compatibilizers, plasticizers, optical brighteners, mold release agents, antibacterial agents, nucleating agents, antistatic agents, regulators, matting agents, antifoaming agents, preservatives , Gelling agent, latex, filler, ink, colorant, dye, pigment, fragrance and the like. These secondary additives may be used alone or in combination.
  • the dicarboxylic acid component isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, 5-sulfoisophthalic acid,
  • dicarboxylic acids such as bisphenol dicarboxylic acid, adipic acid, succinic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid and ester-forming derivatives thereof It may be copolymerized.
  • the amount of the terephthalic acid component in the total dicarboxylic acid component is 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 95 mol% or more.
  • the diol component includes propanediol, 1,4-butanediol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, polypropylene glycol, cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, diethylene glycol bisphenol A ethylene. Oxide adducts and the like, and ester-forming derivatives thereof may be copolymerized.
  • ethylene glycol in the total diol component is 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 95 mol% or more.
  • a polyethylene terephthalate oligomer in the esterification reaction, can be obtained by charging terephthalic acid and ethylene glycol into a reaction vessel and performing an esterification reaction at a temperature of 150 ° C. to 260 ° C. under nitrogen pressure.
  • the polyethylene terephthalate oligomer obtained by the esterification reaction or transesterification reaction is added to a one-end-capped polyalkylene oxide compound to which a polymerization catalyst, a heat stabilizer, and an antioxidant are added, and the pressure is reduced to 500 Pa or less.
  • the terminal-modified polyester resin (I) can be obtained by heating to 260 ° C. to 300 ° C. and reacting for 3 to 5 hours.
  • terminal-modified polyester resin (II) the terminal-modified polyester resin (I) of the present invention.
  • the following description of the method for producing polyethylene terephthalate fibers is also an explanation of the method for converting the terminal-modified polyester resin (II) of the second invention into fibers.
  • the “terminal-modified polyester resin (I)” is referred to as “terminal-modified polyester resin (II)” in the following description of the method for producing fibers. Replace it.
  • the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) of the present invention As a method for producing the polyethylene terephthalate fiber containing the terminal-modified polyester resin (I) of the present invention, a melt spinning method can be used.
  • the terminal-modified polyethylene terephthalate of the present invention usually forms a phase separation structure and the range that can be selected as the yarn-making condition is narrow, the yarn-making condition is appropriately set according to the characteristics of the terminal-modified polyethylene terephthalate.
  • the terminal-modified polyester resin of the present invention also usually forms a phase separation structure. Attempts were made to reduce the discharge line speed and shear rate in order to suppress the swollen spinning line due to the ballast effect, but the discharge from the spinneret was unstable, and the resulting fiber had large fineness spots and dyed spots. Many fluff and fluff were seen. However, as a result of investigations, the phase separation structure composed of the terminal-modified polyethylene terephthalate of the present invention is finely dispersed when shear is applied in the molten state and eventually disappears, but the application of shear is stopped. It was found that the phase separation structure developed again after a certain period of time.
  • the shear rate when the terminal-modified polyethylene terephthalate of the present invention passes through the spinneret is preferably 10,000 to 40,000 s ⁇ 1 .
  • the shear rate when passing through the spinneret is determined by the discharge amount per single hole of the spinneret, the discharge hole diameter, and the melt viscosity of the terminal-modified polyester resin.
  • a shear rate of 10000 s -1 or more when passing through the spinneret is preferable because fibers from the spinneret can be stably discharged, the fineness unevenness is small, and the occurrence of dyed spots and fluff is suppressed.
  • a shear rate of passing through the spinneret is 12000S -1 or more, more preferably 15000S -1 or more.
  • the shear rate when passing through the spinneret is 40000 s ⁇ 1 or less, the spinning stress will not be too high and the discharge from the spinneret will be stable, so the occurrence of sharkskin, melt fracture, etc. is suppressed, Fibers with small fineness spots and suppressed dyeing spots and fluff are easily obtained.
  • More a shear rate of passing through the spinneret is 38000S -1 or less, and more preferably 35000S -1 or less.
  • the discharge linear velocity is preferably 10 to 100 m / min.
  • the discharge linear velocity is determined by the discharge amount per single hole of the spinneret, the discharge hole diameter, and the melt viscosity of the terminal-modified polyester resin copolymerized with the end-capped polyalkylene oxide compound.
  • a discharge linear velocity of 10 m / min or more is preferable because a fiber from which the discharge from the spinneret is stable, the fineness spots are small, and the occurrence of dyed spots and fluff is suppressed can be obtained.
  • the discharge linear velocity is more preferably 15 m / min or more, and further preferably 20 m / min or more.
  • the discharge linear velocity is 100 m / min or less, the spinning stress does not become too high, and the discharge from the spinneret is stable, so the occurrence of sharkskin and melt fracture is suppressed, the fineness spots are small, and dyeing is performed. This is preferable because a fiber in which generation of spots and fluff is suppressed can be obtained.
  • the discharge linear velocity is more preferably 90 m / min or less, and further preferably 80 m / min or less.
  • the spinning draft is preferably 10 to 300.
  • the spinning draft can be calculated by dividing the spinning speed by the discharge linear speed. A spinning draft of 10 or more is preferable because productivity is improved.
  • the spinning draft is more preferably 20 or more, and further preferably 30 or more.
  • the spinning draft is 300 or less, the spinning stress is not excessively high, the spinning property is good, the fineness unevenness is small, and the fibers in which the occurrence of dyed spots and fluff is suppressed are preferable.
  • the spinning draft is more preferably 250 or less, and even more preferably 200 or less.
  • the number of discharge holes can be appropriately selected according to the desired number of filaments.
  • the discharge hole diameter can be appropriately selected according to the shear rate, the discharge linear velocity, and the spinning draft, but is preferably 0.05 to 0.50 mm. If the discharge hole diameter is 0.05 mm or more, the pressure in the spin pack does not become too high, the discharge from the spinneret is stable, the fineness unevenness is small, and the fibers in which the occurrence of dyed spots and fluff is suppressed can be obtained. Therefore, it is preferable.
  • the discharge hole diameter is more preferably 0.10 mm or more, and further preferably 0.15 mm or more.
  • the discharge hole diameter is 0.50 mm or less, it is preferable because the back surface pressure of the spinneret is not insufficient, and the discharge spots between the discharge holes of the spinneret are suppressed. Further, it is preferable because the spinning draft can be increased without lowering the spinning speed and the productivity is improved.
  • the discharge hole diameter is more preferably 0.40 mm or less, and still more preferably 0.30 mm or less.
  • the end-modified polyester resin chip is dried to have a water content of 300 ppm or less before melt spinning.
  • a water content of 300 ppm or less is preferable because molecular weight reduction due to hydrolysis and foaming due to moisture are suppressed during melt spinning, and spinning can be performed stably.
  • the water content is more preferably 200 ppm or less, and still more preferably 100 ppm or less.
  • an antioxidant may be added during melt spinning.
  • the fiber having a terminal-modified polyester resin copolymerized with a one-end-capped polyalkylene oxide compound in the present invention, and a fiber having a phase separation structure is made of a uniform polyester-polyethylene glycol copolymer having no phase separation structure. Since the oxidative degradability is higher than that of the fiber, it is preferable to contain a sufficient amount of an antioxidant in the fiber.
  • a method of adding an antioxidant when performing melt spinning a method in which a terminal-modified polyester resin and an antioxidant are dry-blended in advance and then introduced into a melt spinning machine, and a terminal-modified polyethylene terephthalate and an antioxidant are supplied from separate feeders. Examples thereof include a method of feeding into a melt spinning machine. However, it is not limited to these.
  • the previously dried chips are supplied to a melt spinning machine such as an extruder type or a pressure melter type and melted, and then measured with a measuring pump. Then, after introducing into the spinning pack heated in the spinning block and filtering the molten polymer in the spinning pack, it is discharged from the spinneret to form fiber yarns.
  • a melt spinning machine such as an extruder type or a pressure melter type
  • the fiber yarn discharged from the spinneret is cooled and solidified by a cooling device, taken up by a first godet roller, wound up by a winder through a second godet roller, and taken up as a wound yarn.
  • a heating cylinder or a thermal insulation cylinder having a length of 2 to 20 cm may be installed below the spinneret as necessary.
  • the spinning temperature can be appropriately selected according to the melting point, heat resistance, etc. of the terminal-modified polyester resin copolymerized with one end-capped polyalkylene oxide compound.
  • a temperature of ⁇ 320 ° C. is preferable. If the spinning temperature is 240 ° C. or higher, the elongation viscosity of the fiber yarn discharged from the spinneret is sufficiently lowered, so that the discharge is stable, and further, the spinning tension is not excessively high and the yarn breakage is suppressed. This is preferable.
  • the spinning temperature is more preferably 250 ° C. or higher, and further preferably 260 ° C. or higher. On the other hand, a spinning temperature of 320 ° C.
  • the spinning temperature is more preferably 310 ° C. or lower, and further preferably 300 ° C. or lower.
  • the spinning speed in melt spinning can be appropriately selected according to conditions such as the composition of the terminal-modified polyethylene terephthalate, the spinning temperature, and the spinning draft.
  • the spinning speed in the case of the two-step method in which the melt spinning is once taken up and then separately drawn is preferably 500 to 5000 m / min.
  • a spinning speed of 500 m / min or more is preferable because the running yarn is stable and yarn breakage can be suppressed.
  • the spinning speed in the two-step method is more preferably 1000 m / min or more, and further preferably 1500 m / min or more.
  • a spinning speed of 5000 m / min or less is preferable because the fiber yarn can be sufficiently cooled and stable spinning can be performed.
  • the spinning speed in the two-step method is more preferably 4500 m / min or less, and further preferably 4000 m / min or less.
  • the spinning speed in the case of a one-step method in which spinning and stretching are performed simultaneously without winding is as follows: the first godet roller is 500 to 5000 m / min, the second godet roller is 3000 to 6000 m / min, The rotation speed of the second godet roller is preferably larger than that of the godet roller. If the 1st godet roller and the 2nd godet roller are in the above-mentioned range, it is preferable because the running yarn is stabilized, yarn breakage can be suppressed, and stable spinning can be performed.
  • the spinning speed in the one-step method is more preferably 1000 to 4500 m / min for the first godet roller, 3500 to 5500 m / min for the second godet roller, and 1500 to 4000 m / min for the first godet roller.
  • the second godet roller is more preferably set to 4000 to 5000 m / min.
  • the heating method in stretching is not particularly limited as long as it is a device that can directly or indirectly heat the traveling yarn.
  • Specific examples of the heating method include, but are not limited to, a heating roller, a hot pin, a hot plate, a liquid bath such as hot water and hot water, a gas bath such as hot air and steam, and a laser. These heating methods may be used alone or in combination. Heating methods include control of the heating temperature, uniform heating of the running yarn, and contact with the heating roller, contact with the hot pin, contact with the hot plate, and immersion in a liquid bath from the viewpoint of not complicating the device. It can be suitably employed.
  • the draw ratio in the case of drawing can be appropriately selected according to the strength and elongation of the drawn fiber, but is 1.02 to 7.0 times. It is preferable. A draw ratio of 1.02 or more is preferable because mechanical properties such as fiber strength and elongation can be improved by drawing.
  • the draw ratio is more preferably 1.2 times or more, and further preferably 1.5 times or more.
  • the draw ratio is 7.0 times or less, yarn breakage during drawing is suppressed, and stable drawing can be performed.
  • the draw ratio is more preferably 6.0 times or less, and still more preferably 5.0 times or less.
  • the stretching temperature can be appropriately selected depending on the strength and elongation of the fiber after stretching, but is preferably 60 to 150 ° C.
  • a drawing temperature of 60 ° C. or higher is preferable because the yarn supplied to the drawing is sufficiently preheated, the thermal deformation during drawing becomes uniform, and the occurrence of fineness spots can be suppressed.
  • the stretching temperature is more preferably 65 ° C. or higher, and further preferably 70 ° C. or higher.
  • a stretching temperature of 150 ° C. or lower is preferable because thermal decomposition of the fiber can be suppressed.
  • the stretching temperature is more preferably 145 ° C. or less, and further preferably 140 ° C. or less. Further, heat setting at 60 to 150 ° C. may be performed as necessary.
  • the stretching speed for stretching can be appropriately selected depending on whether the stretching method is a one-step method or a two-step method.
  • the speed of the second godet roller at the spinning speed corresponds to the stretching speed.
  • the stretching speed is preferably 30 to 1000 m / min. A stretching speed of 30 m / min or more is preferable because the running yarn is stable and yarn breakage can be suppressed.
  • the stretching speed is more preferably 50 m / min or more, and further preferably 100 m / min or more.
  • a stretching speed of 1000 m / min or less is preferable because yarn breakage during stretching can be suppressed and stable stretching can be performed.
  • the stretching speed when stretching by the two-step method is more preferably 800 m / min or less, and further preferably 500 m / min or less.
  • the polyethylene terephthalate fiber of the present invention may be dyed in any state of a fiber or a fiber structure as necessary.
  • a disperse dye can be suitably employed as the dye.
  • the method for dyeing the polyethylene terephthalate fiber of the present invention is not particularly limited, and a cheese dyeing machine, a liquid dyeing machine, a drum dyeing machine, a beam dyeing machine, a jigger, a high-pressure jigger, etc. are suitably employed according to known methods. Can do.
  • Terminal-modified polyester resin (II) and production method thereof The terminal-modified polyester resin (II) of the present invention is represented by at least terephthalic acid or an ester-forming derivative component thereof and an ethylene glycol component, and the following formula (2).
  • One end-capped polyalkylene oxide compound is copolymerized.
  • R 2 is at least one selected from alkylene groups having 1 to 3 carbon atoms
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • m is an integer of 90 to 460.
  • the ester-forming derivative component herein may be any component that can form an ester bond by reacting with an ethylene glycol component, such as an alkyl ester such as methyl ester or ethyl ester, an acid chloride, or an acid bromide. And acid halides such as, acid anhydrides and the like.
  • alkyl esters such as methyl ester and ethyl ester are preferable, and methyl ester is particularly preferable.
  • the terminal-modified polyester resin (II) of the present invention may contain an acid component other than the above-mentioned terephthalic acid as the acid component constituting the copolymer polyester.
  • an acid component include known dicarboxylic acid components such as metal sulfoisophthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and adipic acid. These acid components other than terephthalic acid may be used singly or in combination of two or more.
  • the copolymerization amount of the acid component other than terephthalic acid is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, and more preferably 2 mol% or less with respect to the total dicarboxylic acid component. Further preferred. When the copolymerization amount of acid components other than terephthalic acid is within these preferable ranges, it is possible to suppress a decrease in crystallinity and a decrease in mechanical strength.
  • R 1 specific examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, Nonyl group, decyl group, etc. are mentioned.
  • Examples of the cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms include a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, a cyclohexyl group, and a cyclodecyl group.
  • Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include phenyl group, tolyl group, dimethylphenyl group, naphthyl group and the like.
  • Examples of the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms include benzyl group, phenethyl group, methylbenzyl group, 2-phenylpropan-2-yl group, diphenylmethyl group and the like.
  • R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably a methyl group or a decyl group, and particularly preferably a methyl group, from the viewpoint that a terminal-modified polyester resin having better hygroscopicity can be obtained. It is preferable that R1 in the formula (2) is one of these hydrocarbon groups because the hygroscopic property, which is one of the properties of the present invention, is easily exhibited and the compound availability is excellent. Further, repeated is a structural unit of the formula (2) - (O-R 2) - in R 2 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
  • alkylene oxide unit — (O—R 2 ) — examples include, for example, methylene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, and the like. From the viewpoint that a terminal-modified polyester resin having more excellent hygroscopicity can be obtained, ethylene oxide, propylene oxide Can be exemplified as a preferred repeating structural unit, and ethylene oxide is particularly preferred.
  • the repeating structural unit — (O—R 2 ) — constituting the formula (2) may be a single structural unit or a copolymer composed of two or more alkylene oxide units.
  • what added 2 or more types of alkylene oxides in any forms, such as random polymerization, block polymerization, and alternating polymerization may be sufficient.
  • the terminal-modified polyester resin (II) of the present invention may contain a polyalkylene glycol compound other than the compound represented by the formula (2).
  • a polyalkylene glycol compound other than the compound represented by the formula (2) examples include polymethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytrimethylene glycol and the like, preferably polyethylene glycol and polypropylene glycol are preferable, and polyethylene glycol is particularly preferable.
  • the copolymerization amount of the compound represented by the formula (2) with respect to (A) the total polymer mass is preferably 5 to 19% by mass.
  • the lower limit of the amount of copolymerization of the compound represented by formula (2) with respect to the total polymer mass is preferably 7% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more.
  • the copolymerization amount of the compound represented by Formula (2) with respect to the total polymer mass is 17 mass% or less, and it is more preferable that it is 14 mass% or less.
  • the copolymerization amount of the compound represented by the formula (2) with respect to the total polymer mass is in these preferable ranges, the polymer molecular weight is decreased, the discharge property and the mechanical strength are decreased, and the unreacted formula at the time of yarn processing It is preferable because elution of the compound represented by (2) can be suppressed.
  • the upper limit of the number m of repeating units of the compound represented by the formula (2) is preferably 455 or less, and more preferably 230 or less.
  • the number m of repeating units of the compound represented by the formula (2) is in these preferable ranges, it is possible to suppress a decrease in reactivity with the polyester, and the unreacted compound represented by the formula (2) at the time of yarn processing. Since elution can be prevented, it is preferable.
  • the compound of Formula (2) may be a mixture of compounds having different values of the number of repeating units m.
  • the number of repeating units m is calculated by the following procedure. About 0.05 g of a terminal-modified polyester resin copolymerized with one end-capped polyalkylene oxide compound is collected in a sealable vial, 1 mL of 28% by mass of ammonia water is added, and the sample is heated at 120 ° C. for 5 hours. Dissolve. After standing to cool, 1 ml of purified water and 1.5 ml of 6M hydrochloric acid are added, and the volume is made up to 5 ml with purified water. After centrifugation, the mixture is filtered through a 0.45 ⁇ m filter, and the number average molecular weight of the one-end blocked polyalkylene oxide compound contained in the filtrate is measured by GPC.
  • the structural unit of the one-end-capped polyalkylene oxide compound in the terminal-modified polyester resin (II) is identified by 1H-NMR measurement using JEOL FT-NMR JNM-AL400, and the molecular weight of the structural unit is calculated. To do. By dividing the number average molecular weight of the one-end-capped polyalkylene oxide compound calculated by GPC by the molecular weight of the structural unit of the one-end-capped polyalkylene oxide compound calculated by 1H-NMR measurement, The number m of repeating units is calculated.
  • the number average molecular weight Mn of the compound represented by the formula (2) introduced into at least a part of the polymer terminal of the terminal-modified polyester resin of the present invention is such that a polyethylene terephthalate fiber having more excellent hygroscopicity can be obtained. It is preferably greater than 6500 and 20000 or less. It is particularly preferable that Mn is greater than 6500 and 15000 or less from the viewpoint that a polyethylene terephthalate fiber with improved fineness spots can be obtained. Most preferably, the Mn is 7000 or more and 15000 or less from the viewpoint that the delayed shrinkage ratio is reduced and a polyethylene terephthalate fiber that hardly causes appearance spots due to winding is obtained.
  • the number average molecular weight of the one terminal blockade polyalkylene oxide compound which is a copolymerization component in this invention points out what was calculated
  • the mass fraction of alkylene ether structural units with respect to the total polymer is preferably 5 to 19% by mass.
  • the “mass fraction of the alkylene ether structural unit” refers to a copolymerized repeating unit derived from the compound represented by the formula (2) — (O—R2) — and the formula (2).
  • the total mass fraction of the alkylene ether unit derived from the copolymerized polyalkylene glycol compound other than the compound to be produced is shown.
  • the lower limit of the mass fraction of the alkylene ether structural unit relative to the total polymer is preferably 7% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more.
  • the upper limit of the mass fraction of the alkylene ether structural unit relative to the total polymer is preferably 17% by mass or less, and more preferably 14% by mass or less.
  • the discharge property, the mechanical strength is lowered, and the unreacted compound represented by the formula (2) and other polyalkylenes at the time of yarn processing Elution of the glycol compound can be suppressed.
  • the copolymerization amount of the compound represented by the formula (2) with respect to all polymers and the mass fraction of the polyalkylene ether structural unit can be obtained from the charged amount of the raw material when the polymer is produced.
  • the terminal-modified polyester resin (II) of the present invention is preferably such that a part of the polyalkylene ether structure exists as an island phase having a diameter of 0.1 ⁇ m or more in the molten state.
  • island phase has the same meaning as “dispersed phase” described above.
  • the diameter of these island phases is preferably 1 ⁇ m or more, and more preferably 5 ⁇ m or more. When the diameter of the island phase is in these preferable ranges, high moisture absorption characteristics are expressed.
  • the weight average molecular weight of the terminal-modified polyester resin (II) of the present invention is preferably 40,000 or more, particularly preferably 50,000 or more. Moreover, as the upper limit, it can be illustrated that the weight average molecular weight is 200,000 or less, preferably 150,000 or less, and more preferably 100,000 or less. When the weight average molecular weight of the copolyester falls within such a range, physical properties such as thermal properties and mechanical properties tend to be improved.
  • the weight average molecular weight is obtained by connecting hexafluoroisopropanol (0.005N sodium trifluoroacetate added) as a solvent and Shodex GPC HFIP-806M (two) and Shodex GPC HFIP-LG as a column in series.
  • the dispersity (Mw / Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the terminal-modified polyester resin (II) in the present invention is preferably 2.6 or less. .4 or less is more preferable.
  • the lower limit of the degree of dispersion is not particularly limited, but is theoretically 1.0 or more. When the dispersity is in these preferable ranges, the mechanical properties such as toughness can be prevented from being lowered.
  • the melting point of the terminal-modified polyester resin (II) of the present invention is preferably in the range of 245 ° C. to 270 ° C. From the viewpoint of excellent heat resistance, the temperature is preferably 245 to 265 ° C, more preferably 250 to 265 ° C. It is preferable that the terminal-modified polyester has a melting point in these preferred ranges because it has excellent heat resistance and can be melt processed at a temperature at which polymer decomposition does not proceed.
  • the melting point of the terminal-modified polyester resin (II) is a differential scanning calorimeter (DSC), heated from 10 ° C. to 280 ° C. at a heating rate of 16 ° C./min, and held at 280 ° C. for 5 minutes.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the terminal-modified polyester resin (II) of the present invention is excellent in hygroscopicity, it can be suitably used for fibers, films, molded articles and the like after being melt-molded, but can be particularly suitably used as a raw material for synthetic fibers. .
  • the moisture absorption parameter ( ⁇ MR) of the terminal-modified polyester resin is 2% or more. ⁇ MR is more preferably 3% or more. Further, it is preferable that the ⁇ MR of the terminal-modified polyester resin is 10% or less because the spinnability and stretchability tend to be good when the fiber is used.
  • the moisture absorption parameter ( ⁇ MR) is a value obtained by subtracting the saturated moisture absorption rate (%) in a low humidity state of 20 ° C. ⁇ 65% RH from the saturated moisture absorption rate (%) in a high humidity state of 30 ° C. ⁇ 90% RH.
  • the absolutely dry mass refers to the mass of a sample dried at a temperature of 110 ° C. for 24 hours.
  • the measurement of the moisture absorption parameter in the present invention is carried out on a sample that has been subjected to freeze-pulverization of the end-modified polyester resin pellets and then passed through a sieve having an opening of 350 ⁇ m.
  • the terminal-modified polyester resin (II) of the present invention may be produced by any method, but preferred production methods include the following. (I) By subjecting a raw material containing at least terephthalic acid or its ester-forming derivative component and ethylene glycol to an esterification reaction or a transesterification reaction, and then adding a compound of the following formula (2) and subjecting it to a polycondensation reaction Manufacturing method (Manufacturing method 1).
  • a carboxylic acid component and an alcohol component which are raw materials for the terminal-modified polyester (II) are esterified at a predetermined temperature, and are reacted until a predetermined amount of water is distilled off.
  • the transesterification reaction is performed by transesterifying the carboxylic acid ester-forming derivative constituting the terminal-modified polyester and the alcohol component at a predetermined temperature until the predetermined amount of alcohol is distilled off. It is the process of obtaining.
  • the polycondensation reaction starts the polymerization reaction by reducing the pressure in the reactor to which the low polymer obtained by the esterification reaction or transesterification reaction has been added, and the temperature, pressure, and stirring speed in the reactor. Is a step of polymerizing by adjusting the pH to obtain a high molecular weight polyester resin.
  • the above esterification reaction or transesterification reaction may be carried out at any temperature as long as the carboxylic acid component or the ester-forming derivative thereof as a raw material of the terminal-modified polyester resin (II) reacts with the alcohol component.
  • the reaction temperature is preferably 230 to 260 ° C, more preferably 235 to 255 ° C, and further preferably 240 to 250 ° C. It is preferable that the reaction temperature of the esterification reaction or the transesterification reaction is in such a range because decomposition of the reaction raw material is suppressed and the reaction tends to proceed efficiently.
  • the polymerization temperature of the polycondensation reaction may be any temperature as long as the polymerization of the low polymer obtained by the esterification reaction or transesterification proceeds.
  • a preferable polymerization temperature is, for example, a maximum temperature in the range of 280 to 300 ° C., more preferably in the range of 280 to 295 ° C., and more preferably in the range of 285 to 295 ° C.
  • the maximum temperature for carrying out the polycondensation reaction is in such a range, the formation and coloring of by-products due to thermal decomposition of the terminal-modified polyester can be suppressed.
  • the catalyst that can be used for the esterification reaction is a compound such as manganese, cobalt, zinc, titanium, or calcium, but the esterification reaction may be non-catalytic. .
  • a catalyst used for transesterification compounds, such as magnesium, manganese, calcium, cobalt, zinc, lithium, titanium, are used.
  • compounds such as antimony, titanium, aluminum, tin, and germanium are used.
  • Antimony compounds include antimony oxides, antimony carboxylic acids, antimony alkoxides, and the like.
  • antimony oxides include antimony trioxide, antimony pentoxide, and the like.
  • examples include antimony acetate, antimony oxalate, and antimony potassium tartrate.
  • antimony alkoxide include antimony tri-n-butoxide and antimony triethoxide.
  • titanium compounds include titanium alkoxides such as titanium complexes, tetra-i-propyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-n-butyl titanate tetramer, titanium oxides obtained by hydrolysis of titanium alkoxide, and titanium acetylacetonate.
  • a titanium complex having a polycarboxylic acid and / or a hydroxycarboxylic acid and / or a polyhydric alcohol as a chelating agent is preferable from the viewpoint of the thermal stability of the polymer, the color tone, and the small amount of deposit around the mouthpiece.
  • the chelating agent for the titanium compound include lactic acid, citric acid, mannitol, tripentaerythritol and the like.
  • a titanium mannitol chelate complex obtained by the method described in JP-A-2010-100806 is preferable because generation of foreign particles of the polymer can be suppressed.
  • Examples of the aluminum compound include aluminum carboxylate, aluminum alkoxide, aluminum chelate compound, basic aluminum compound, and the like, specifically, aluminum acetate, aluminum hydroxide, aluminum carbonate, aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, aluminum acetyl. Examples include acetonate and basic aluminum acetate.
  • Examples of the tin compound include monobutyltin oxide, dibutyltin oxide, methylphenyltin oxide, tetraethyltin oxide, hexaethylditin oxide, triethyltin hydroxide, monobutylhydroxytin oxide, monobutyltin trichloride, and dibutyltin sulfide.
  • germanium compounds include germanium oxides and germanium alkoxides
  • specific examples of germanium oxides include germanium dioxide, germanium tetroxide, and germanium alkoxides such as germanium tetraethoxide and germanium tetrabutoxide. It is done.
  • Specific examples of the magnesium compound include magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium alkoxide, magnesium acetate, and magnesium carbonate.
  • Specific examples of the manganese compound include manganese chloride, manganese bromide, manganese nitrate, manganese carbonate, manganese acetylacetonate, and manganese acetate.
  • the calcium compound include calcium oxide, calcium hydroxide, calcium alkoxide, calcium acetate, and calcium carbonate.
  • the cobalt compound include cobalt chloride, cobalt nitrate, cobalt carbonate, cobalt acetylacetonate, cobalt naphthenate, and cobalt acetate tetrahydrate.
  • the zinc compound include zinc oxide, zinc alkoxide, and zinc acetate. These metal compounds may be hydrates. *
  • the type of catalyst used in the polycondensation reaction is preferably an antimony compound, particularly antimony trioxide, from the viewpoint of polymer color tone and production efficiency.
  • the amount of the catalyst used for the polycondensation reaction varies depending on the type of catalyst used, it cannot be specified unconditionally, but is preferably 0.005% by mass or more, and more preferably 0.01% by mass or more with respect to the obtained polymer. .
  • the amount of the catalyst used for the polycondensation reaction is preferably 0.1% by mass or less, and more preferably 0.05% by mass or less.
  • a phosphorus compound may be added as a stabilizer.
  • phosphoric acid trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethyl ethyl diethylphosphonoacetate, 3,9-bis (2,6-di-t-butyl-4-methylphenoxy) -2, 4, 8, 10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, tetrakis (2,4-di-t-butyl-5-methylphenyl) [1,1-biphenyl] -4,4'-diylbisphosphonite Etc.
  • the amount of stabilizer to be used varies depending on the type of stabilizer, and thus cannot be defined unconditionally, but is preferably 0.001% by mass or more, and more preferably 0.005% by mass or more based on the obtained polymer. What is the amount of stabilizer added? 0.1 mass% or less is preferable and 0.05 mass% or less is more preferable. It is preferable for the amount of stabilizer added to be in these preferred ranges since the resulting polymer has good thermal stability and polymerizability.
  • an antioxidant can be added at any stage for producing the terminal-modified polyester resin (II), and the inside of the reaction vessel is depressurized before and after the esterification reaction, before and after the transesterification reaction, and after adding the polycondensation catalyst.
  • the polycondensation reaction may be added at any stage from the start to the end.
  • terminal-modified polyester resin (II) of the present invention various modifications may be made by adding other additives as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • specific examples of other additives include acetates such as lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, manganese, cobalt, and zinc, benzoates, chlorides, hydroxides, carbonates, and the like. These additives may be used alone or in combination of two or more. By using these additives, effects such as fluorescent whitening, nucleation promotion, oxidation prevention, antistatic, antifoaming, and coloring can be exhibited.
  • lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, magnesium acetate, calcium acetate, manganese acetate, and cobalt acetate are preferable.
  • manganese acetate and cobalt acetate are more preferable, and cobalt acetate is particularly preferably used. It is done.
  • the preferred addition amount of these additives varies depending on the kind of the additive and cannot be defined unconditionally, but is preferably 0.001% by mass or more, particularly preferably 0.005% by mass or more based on the obtained polymer. Moreover, 0.2 mass% or less is preferable with respect to the polymer obtained, and 0.1 mass% or less is especially preferable.
  • terminal-modified polyester resin (I) and the terminal-modified polyester resin (II) are collectively referred to as a terminal-modified polyester resin.
  • one end-capped polyalkylene oxide in a polyethylene terephthalate fiber containing a terminal-modified polyethylene terephthalate copolymerized with a one-end blocked polyalkylene oxide compound is quantified using a calibration curve prepared with an aqueous polyethylene glycol solution. The amount of copolymerization of the compound was calculated.
  • Apparatus Gel permeation chromatograph GPC Detector: differential refractive index detector RI (RI-8020 manufactured by Tosoh, sensitivity 128x) Photodiode array detector (SPD-M20A manufactured by Shimadzu Corporation) Column: TSKgelG3000PWXL (1) (Tosoh) Solvent: 0.1 M sodium chloride aqueous solution Flow rate: 0.8 mL / min Column temperature: 40 ° C Injection volume: 0.05mL Standard sample: polyethylene glycol.
  • RI-8020 manufactured by Tosoh, sensitivity 128x Photodiode array detector
  • composition analysis of one-end-capped polyalkylene oxide compound represented by formula (1) or formula (2) The composition analysis of terminal-modified polyethylene terephthalate or a polyethylene terephthalate fiber containing the same is performed by using a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR).
  • NMR nuclear magnetic resonance apparatus
  • Device AL-400 manufactured by JEOL Ltd.
  • Deuterated solvent Deuterated HFIP Integration count: 128 times Sample concentration: 50 mg of measurement sample / 1 mL of heavy solvent.
  • Fineness measurement Temperature 20 ° C., humidity 65% R.D. H. Then, 100 m of the fiber obtained in the example was scraped off using an electric measuring machine made by INTEC. The mass of the obtained skein was measured, and the fineness (dtex) was calculated using the following formula. In addition, the measurement was performed 5 times per sample, and the average value was defined as the fineness.
  • Fineness (dtex) mass of fiber 100 m (g) ⁇ 100.
  • Fineness fluctuation value U% (hi) The fineness variation value U% (hi) is obtained by using the fiber obtained in the example as a sample and using a Worcester tester 4-CX manufactured by Zerbegger Worcester, measuring speed 200 m / min, measuring time 2.5 minutes, measured fiber length U% (half inert) was measured under conditions of 500 m and a twist number of 12000 / m (S twist). The measurement was performed five times for each sample, and the average value was defined as the fineness variation value U% (hi). It shows that it is a fiber with few thickness spots in a fiber longitudinal direction, so that the value of this fineness fluctuation
  • the sample was further maintained at 280 ° C. for 5 minutes, and the temperature was decreased from 280 ° C. to 10 ° C. at a rate of 100 ° C./min. Then, the temperature was held at 10 ° C. for 5 minutes, and the peak top temperature of the endothermic peak when the temperature was raised from 10 ° C. to 280 ° C. at 16 ° C./min was defined as the melting point Tm.
  • the moisture absorption rate MR1 (%) was calculated from (W1) and the absolutely dry mass (W0) using the following formula (a).
  • the equilibrium state refers to a point in time when the difference in moisture absorption when the moisture absorption treatment is performed for 2 hours is within 0.03%.
  • the sample was allowed to stand in a thermo-hygrostat adjusted to 30 ° C. and 90% RH, and the sample mass (W2) in an equilibrium state was measured in the same manner, and the moisture absorption rate was calculated using the following formula (b).
  • MR2 (%) was calculated. From MR1 and MR2, ⁇ MR (%) was calculated using the following formula (c).
  • Example 1 A slurry of 7.8 kg of high-purity terephthalic acid (manufactured by Mitsui Chemicals) and 3.5 kg of ethylene glycol (manufactured by Nippon Shokubai) was charged with about 25 kg of bis (hydroxyethyl) terephthalate in advance, at a temperature of 250 ° C. and a pressure of 1.2 ⁇ It supplied over 4 hours to the esterification reaction tank hold
  • the polycondensation tank in which the esterification reaction product was transferred was heated to 70 ° C. and melted, and the added number average molecular weight 20000 (number average repeating unit number 455) single-end methoxy group-capped polyethylene glycol (MPEG ) (Manufactured by Aldrich) 1.0 kg (10% by mass with respect to the terminal-modified polyester resin obtained) diluted with 1000 g of ethylene glycol was added.
  • MPEG number average molecular weight
  • MPEG number average repeating unit number 455
  • MPEG single-end methoxy group-capped polyethylene glycol
  • the obtained terminal-modified polyester resin chip was vacuum-dried at 150 ° C. for 12 hours.
  • the moisture content after drying was 95 ppm.
  • the dried chip was discharged using a round hole cap with a discharge hole diameter of 0.20 mm and 72 holes at a spinning temperature of 290 ° C. and a discharge amount of 50.4 g / min.
  • a spun yarn was obtained.
  • the spun yarn is cooled by cooling air with an air temperature of 20 ° C. and an air speed of 20 m / min, applied with an oil agent by a lubricating device, converged, and taken up by a first godet roller rotating at 3000 m / min.
  • An undrawn yarn of 168 dtex-72 filaments was obtained by winding with a winder via a second godet roller rotating at the same speed as the dead roller.
  • the obtained undrawn yarn was drawn under conditions of a first hot roller temperature of 90 ° C., a second hot roller temperature of 130 ° C., a drawing speed of 600 m / min, and a draw ratio of 2.0 times to obtain a drawn yarn of 84 dtex-72 filaments. It was.
  • the properties of the obtained fiber are shown in Table 1.
  • Example 2 The number average molecular weight 15000 (number average number of repeating units 340) (manufactured by NOF) was changed to MPEG used in Example 1, the addition amount was changed to 1.2 kg (12% by mass), and the polycondensation time was changed to 160 minutes. Otherwise, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain polyethylene terephthalate fiber containing a terminal-modified polyester resin.
  • Example 3 The MPEG used in Example 1 was changed to a number average molecular weight of 10,000 (number average repeating unit number 227) (manufactured by Aldrich), the addition amount was changed to 1.2 kg (12% by mass), and the polycondensation time was changed to 165 minutes.
  • the MPEG used in Example 1 was changed to a number average molecular weight of 10,000 (number average repeating unit number 227) (manufactured by Aldrich), the addition amount was changed to 1.2 kg (12% by mass), and the polycondensation time was changed to 165 minutes.
  • Example 3 The MPEG used in Example 1 was changed to a number average molecular weight of 10,000 (number average repeating unit number 227) (manufactured by Aldrich), the addition amount was changed to 1.2 kg (12% by mass), and the polycondensation time was changed to 165 minutes.
  • Example 4 Except having changed into the addition amount used in Example 3 to 1.0 kg (10 mass%), it implemented similarly to Example 4 and obtained the polyethylene terephthalate fiber containing a copolymerization polyethylene terephthalate.
  • Example 5 The MPEG used in Example 1 was changed to a number average molecular weight of 8000 (number average repeating unit number 181) (manufactured by Kaiyasu Kasei), the addition amount was changed to 1.5 kg (15.0 mass%), and the polycondensation time was changed to 180 minutes. Except having changed, it implemented similarly to Example 1 and obtained the polyethylene terephthalate fiber containing terminal modified polyester resin. However, spinning was carried out in the same manner as in Example 1, but it was a fiber with fine fineness and fineness spots immediately after discharge of the die.
  • Example 6 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the amount of MPEG used in Example 5 was changed to 1.2 kg (12.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 170 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 7 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the amount of MPEG used in Example 5 was changed to 1.0 kg (10.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 170 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 8 Performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of MPEG used in Example 5 was changed to 0.9 kg (9.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 165 minutes. Polyethylene terephthalate fiber was obtained.
  • Example 9 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the amount of MPEG used in Example 5 was changed to 0.8 kg (8.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 160 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 10 The terminal-modified polyester resin was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of MPEG used in Example 5 was changed to 0.7 kg (7.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 155 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 11 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the amount of MPEG used in Example 5 was changed to 0.5 kg (5.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 145 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 12 The terminal-modified polyester resin was prepared in the same manner as in Example 11 except that the polycondensation time was changed to 140 minutes without adding the antioxidant (“Irganox” 1010) before the start of the polycondensation performed in Example 11. Polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 13 The same procedure as in Example 11 was carried out except that the MPEG used in Example 11 was changed to a number average molecular weight of 7000 (number average number of repeating units: 159) (manufactured by Kaiyasu Kasei) and the polycondensation time was changed to 140 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing a modified polyester resin was obtained.
  • Example 14 The same procedure as in Example 1 was performed except that the MPEG used in Example 1 was changed to a number average molecular weight of 6500 (number average number of repeating units: 147) (manufactured by Kaiyasu Kasei) and the polycondensation time was changed to 165 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing a modified polyester resin was obtained.
  • Example 15 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the MPEG used in Example 1 was changed to a number average molecular weight of 5000 (number average repeating unit number 113) (Aldrich) and the polycondensation time was changed to 160 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing a modified polyester resin was obtained.
  • Example 16 Except having changed the polycondensation time into 115 minutes, it implemented similarly to Example 15 and obtained the polyethylene terephthalate fiber containing terminal modified polyester resin.
  • Example 17 The terminal-modified polyester resin was prepared in the same manner as in Example 15 except that the amount of MPEG used in Example 15 was changed to 0.9 kg (9.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 150 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 18 The same procedure as in Example 15 was performed, except that the amount of MPEG used in Example 15 was changed to 0.7 kg (7.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 140 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 19 The terminal-modified polyester resin was prepared in the same manner as in Example 15 except that the amount of MPEG used in Example 15 was changed to 1.2 kg (12.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 180 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 20 The MPEG used in Example 19 was changed to a one-end decanoxy group-capped polyethylene glycol (DPEG) (Daiichi Kogyo Seiyaku) with a number average molecular weight of 15000 (number average repeating unit number 338), and the polycondensation time was changed to 160 minutes. Except that, polyethylene terephthalate fiber containing a terminal-modified polyester resin was obtained in the same manner as in Example 19.
  • DPEG polyethylene glycol
  • Example 21 The DPEG used in Example 20 was changed to a number average molecular weight of 8000 (number average number of repeating units: 178) and the polycondensation time was changed to 170 minutes. Polyethylene terephthalate fiber was obtained.
  • Example 1 A polyethylene terephthalate fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that MPEG was not added and the polycondensation time was changed to 150 minutes in Example 1.
  • Example 2 In Example 1, the copolymerization component was changed to polyethylene glycol having a number average molecular weight of 8300 (number average repeating unit number 189) ("PEG6000S" manufactured by Sanyo Chemical Industries), and the polycondensation time was changed to 135 minutes. In the same manner as in Example 1, a polyethylene terephthalate fiber containing a polyester resin copolymerized with polyethylene glycol was obtained.
  • PEG6000S number average repeating unit number 189
  • Example 3 The same procedure as in Example 5 was conducted except that the amount of MPEG used in Example 5 was changed to 0.2 kg (2.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 140 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 4 The same procedure as in Example 5 was carried out except that the amount of MPEG used in Example 5 was changed to 2.0 kg (20.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 240 minutes. A terminal-modified polyethylene terephthalate copolymerized with an oxide compound was obtained. However, spinning was performed in the same manner as in Example 5. However, a thread-like breakage occurred immediately after discharge of the die, and a copolymer fiber could not be obtained.
  • Example 5 The same procedure as in Example 14 was carried out except that the amount of MPEG used in Example 14 was changed to 0.4 kg (4.0% by mass) and the polycondensation time was changed to 210 minutes. A polyethylene terephthalate fiber containing was obtained.
  • Example 7 Implementation was carried out except that the MPEG used in Example 19 was changed to a number average molecular weight of 4000 (number average repeating unit number average of 91) (“Uniox M-4000” manufactured by NOF Corporation) and the polycondensation time was changed to 190 minutes.
  • a polyethylene terephthalate fiber containing a terminal-modified polyester resin copolymerized with a one-end blocked polyalkylene oxide compound was obtained.
  • Example 8 The same procedure as in Example 1 was performed except that the MPEG used in Example 1 was changed to a molecular weight of 2000 (number of repeating units: n45) (“MPEG-2000” manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.) and the polycondensation time was changed to 420 minutes. Then, a polyethylene terephthalate fiber containing a terminal-modified polyethylene terephthalate copolymerized with a one-end blocked polyalkylene oxide compound was obtained.
  • MPEG-2000 number of repeating units manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.
  • Table 1 shows the results of the examples and comparative examples described so far.
  • the number average molecular weight of the one-end blocked polyalkylene oxide compound is within a specific range, and the one-end blocked polyalkylene oxide compound is within a specific range with respect to the total polymer mass. It turns out that the polyethylene terephthalate fiber which has the outstanding hygroscopic property and the outstanding fiber characteristic is obtained by being the polyethylene terephthalate fiber containing the copolymerization polyethylene terephthalate copolymerized.
  • the number average molecular weight (Mn) of the one-end-capped polyalkylene oxide compound is excellent in hygroscopicity, so that Mn is 5000 or more and 20000. It is preferable that Mn is more than 6500 and 20000 or less. In view of obtaining a polyethylene terephthalate fiber with improved fineness spots, it is particularly preferable that Mn is greater than 6500 and 15000 or less. Further, it can be seen that Mn is most preferably 7000 or more and 15000 or less from the viewpoint that a delayed shrinkage rate is reduced and a polyethylene terephthalate fiber that hardly causes appearance spots due to winding is obtained.
  • polyethylene terephthalate fibers having excellent hygroscopicity and excellent yarn forming properties can be obtained.
  • the copolymerization amount of the polyalkylene oxide compound is 5% by mass or more and preferably 19% by mass or less with respect to the total polymer. From the standpoint of superior spinning properties, it is more preferably less than 15% by mass, and still more preferably 12% by mass or less. 10 mass% or less is still more preferable from the point of the subject of the light fastness fall, generation
  • polyethylene terephthalate fibers containing terminal-modified polyethylene terephthalate copolymerized with one end-capped polyalkylene oxide compound are more hygroscopic than polyethylene glycol.
  • the polycondensation reaction was started by starting depressurization and raising the temperature while stirring at 90 rpm (this time is referred to as polycondensation reaction start).
  • the temperature in the test tube was gradually raised from 250 ° C. to 290 ° C., and the pressure was lowered to 110 Pa.
  • the time to reach the maximum temperature was 90 minutes, and the time to reach the final pressure was 60 minutes.
  • the reaction system was purged with nitrogen and returned to normal pressure to stop the polycondensation reaction.
  • the obtained polymer was discharged in a strand form, cooled, and immediately cut to obtain copolymer polyethylene terephthalate pellets. This is designated manufacturing method 1.
  • the obtained polymer was subjected to phase structure observation, DSC measurement, molecular weight measurement, and ⁇ MR measurement.
  • Example 23 to 24 and Comparative Examples 9 and 10 The same procedure as in Example 22 was conducted except that the type, amount and production conditions of the compound used were as shown in Table 2.
  • surface shows polyethyleneglycol.
  • Examples 25 to 29 and Comparative Examples 11 to 15 The same procedure as in Example 22 was conducted except that the type, amount and production conditions of the compound used were as shown in Table 2.
  • Example 30 After the esterification reaction vessel charged with about 110 g of bis (hydroxyethyl) terephthalate obtained in Production Example 1 was maintained at a temperature of 250 ° C., 143 g of terephthalic acid, 61.5 g of ethylene glycol, MPEG (number average molecular weight 5000, number) An average polymerization degree of 113.6 (manufactured by Aldrich) 36.9 g (12% by mass with respect to the polymer obtained after the polycondensation reaction) of slurry was sequentially supplied over 3 hours, and the ester was further added over 1.5 hours after the supply was completed. An esterification reaction product was obtained.
  • the polycondensation reaction was started by starting depressurization and raising the temperature while stirring at 90 rpm (this time is referred to as polycondensation reaction start).
  • the temperature in the test tube was gradually raised from 250 ° C. to 290 ° C., and the pressure was lowered to 110 Pa.
  • the time to reach the maximum temperature was 90 minutes, and the time to reach the final pressure was 60 minutes.
  • the reaction system was purged with nitrogen and returned to normal pressure to stop the polycondensation reaction.
  • the reaction product was discharged in the form of a strand, cooled, and immediately cut to obtain copolymer polyester pellets. This is the manufacturing method 2.
  • the obtained polymer was subjected to phase structure observation, DSC measurement, GPC measurement, and ⁇ MR measurement.
  • Example 31 The procedure of Example 30 was repeated except that the MPEG used was changed to a number average molecular weight of 10,000, a number average degree of polymerization of 223.7, and a product of Aldrich.
  • Example 32 The polymerization catalyst used is antimony trioxide, the additives are phosphoric acid and cobalt acetate, and the addition amount is 0.0275% by mass, 0.0055% by mass, 0.006% by mass with respect to the obtained polymer, The same operation as in Example 22 was performed. The obtained polymer was subjected to phase structure observation, DSC measurement, GPC measurement, and ⁇ MR measurement. The measurement results are shown in Table 2.
  • Example 33 The same procedure as in Example 32 was carried out except that the types of compounds used were as shown in Table 2.
  • the island phase diameter in the molten state is 0.1 ⁇ m or more, and MR1 is as low as 1.1%, whereas MR2 is as high as 3% or more, so ⁇ MR is as high as 2% or more.
  • the characteristics are shown.
  • Comparative Example 9 since the polymerization degree n of the copolymerized MPEG is as small as 45.5, the island phase in the molten state is less than 0.1 ⁇ m, and ⁇ MR is as low as 1.5%, and moisture absorption The characteristic was not expressed.
  • Example 22 to 24 the molecular weight distribution was 2.6 or less, whereas in Comparative Example 10, since PEG was copolymerized in the main chain, the molecular weight distribution showed a wide value of 3.3. It was. Furthermore, when Example 23 and Comparative Example 10 were compared, Example 23 in which MPEG was copolymerized at the end showed higher ⁇ MR, even though the number of repeating units n of the alkylene ether structure of the introduced compound was the same. It was.
  • the addition amount of MPEG is 10% by mass, 15% by mass, and 5% by mass, but in each case, it has a phase separation structure as in Example 23, and has the same thermal characteristics and molecular weight. A high moisture absorption characteristic was exhibited with a distribution and ⁇ MR of 2% or more.
  • the amount of MPEG added was 4% by mass and the amount of alkylene ether added was small, so that it did not have a phase separation structure and was less than ⁇ MR 2% and did not exhibit moisture absorption characteristics.
  • Comparative Examples 12 and 13 having different MPEG molecular weights as in Comparative Example 11, the moisture absorption characteristics were not expressed.
  • the amount of MPEG added was as large as 25% by mass, so that the polymer molecular weight reached its peak at a low molecular weight due to MPEG end-capping. From these results, it can be seen that the added amount of MPEG to be introduced is preferably within 5 to 19% by mass.
  • Example 32 The ⁇ MR value of the polymer in Example 32 was higher than that in Example 22. Similarly, in Examples 33 and 34, a higher ⁇ MR value was exhibited as compared with Examples 23 and 24, respectively. From the above results, it is understood that a copolyester having high moisture absorption characteristics can be obtained by using antimony trioxide, phosphoric acid and cobalt acetate in the polymerization reaction.
  • the polyethylene terephthalate fiber of the present invention can be suitably used as a comfortable material such as underwear, sportswear and lining as a woven or knitted fabric made of a single yarn.

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Abstract

本発明は優れた吸湿性を有するポリエステル樹脂およびポリエチレンテレフタレート繊維を提供すること。 本発明は式(1)にて表される末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を全ポリマーに対して5質量%以上19質量%以下共重合してある末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維である。 (上記式(1)において、Rは炭素原子数1~12のアルキレン基から選択される少なくとも1種であり、nは90~460の整数であり、Xは炭素原子数1~30のアルキル基および炭素数6~20のアリール基から選択される少なくとも1種である。)

Description

ポリエチレンテレフタレート繊維およびポリエステル樹脂
 本発明は、優れた吸湿性および繊維特性を有するポリエチレンテレフタレート繊維、並びに高い吸湿特性を有するポリエステル樹脂に関するものである。
 従来、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルは、強度、熱安定性および耐薬品性などに優れているため、繊維、フィルムおよび成型体などの用途に広く用いられている。しかしながら、ポリエチレンテレフタレートは、本質的に疎水性であるためきわめて吸湿性に乏しく、衣服として用いられる場合には、高湿時において“むれ感”を生じるたり、着用快適性において課題があった。
 このような欠点を解決する手法として、アルキレンエーテル構造単位を有する化合物をポリエステルと共重合する方法が挙げられる。特許文献1の実施例は、ポリエステルに分子量1000~6000の片末端封鎖ポリオキシアルキレングリコール成分を0.5~10質量%共重合させ、親水性を付与した防汚性ポリエステル繊維を開示している。特許文献2の実施例では、分子量300~2000のポリエチレングリコールを2~6質量%共重合させ、繊維内の非晶部配向性を低下させた易染性ポリエステル繊維を開示している。特許文献3では、吸湿性を付与するため、数平均分子量が8000~20000のポリエチレングリコールを5~30質量%共重合させた吸湿性共重合ポリエステル繊維を開示している。特許文献4では、吸湿性を付与するため、テレフタル酸ジメチル100部に対して、分子量2000のポリオキシエチレングリコールモノフェニルエーテルを5部共重合したポリエステルを開示している。特許文献5の実施例は、制電性を付与するため片末端をフェニル基で封鎖した数平均分子量4000のポリオキシエチレンモノオール(8.9質量%)を共重合した帯電防止剤組成物であるポリエーテルポリエステルを合成し、得られたポリエーテルポリエステルを熱可塑性樹脂に混練することによる帯電防止性熱可塑性樹脂組成物を開示している。
 また、非特許文献1では、分子量2000の片末端封鎖ポリエチレングリコールを少なくとも一部の末端に9.4~17.6質量%共重合したポリエチレンテレフタレートを開示しており、フィルム化した際に表面親水性が向上することを報告している。
特開昭63-35824号公報(特許請求の範囲、実施例) 特開2006-225768号公報(特許請求の範囲、実施例) 国際公開第2014/050652号 特開2007-70467号公報(特許請求の範囲、実施例) 特開2003-3058号公報
Timothy E. Long著「Synthesis and characterization of poly(ethylene glycol) methyl ether endcapped poly(ethylene terephthalate)」Macromolecular Symposia出版、2003年10月、volume.199、issue.1、p.163―172
 特許文献1が開示する繊維は、十分な吸湿特性が得られていなかった。また、特許文献2が開示する繊維でも十分な吸湿特性が得られていなかった。特許文献3が開示する繊維は、優れた吸湿特性を有するものの、この繊維は耐光堅牢性が十分ではなく、長期耐久性に劣る傾向があった。特許文献4が開示する繊維は、高湿度条件では高い吸湿率を示すものの、低湿度条件においても吸湿率が高く、速乾性に欠け、衣料とした際の着用快適性が十分ではなかった。特許文献5が開示する組成物では、吐出性に課題があり、吸湿性が十分でなかった。非特許文献1が開示する樹脂でも吸湿性が十分でないという課題があった。
 本発明では、優れた吸湿性および優れた繊維特性を有するポリエチレンテレフタレート繊維、並びに優れた吸湿特性を有し、かつ吐出性、紡糸性の良好な末端変性ポリエステル樹脂を提供することを課題とする。
 本発明は、蒸気課題を解決するために、次の手段を採用するものである。
第1の発明として
式(1)にて表される末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を全ポリマーに対して5質量%以上19質量%以下共重合してある末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
(上記式(1)において、Rは炭素原子数1~12のアルキレン基から選択される少なくとも1種であり、nは90~460の整数であり、Xは炭素原子数1~30のアルキル基および炭素数6~20のアリール基から選択される少なくとも1種である。)。
 第2の発明として、
少なくとも、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体、エチレングリコール、および下記式(2)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物が共重合されたポリエステル樹脂であって、(A)全ポリマー質量に対する下記式(2)で表される化合物の共重合量が5~19質量%であり、かつ(B)下記式(2)中のnが90~460である末端変性ポリエステル樹脂(II)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 
(上記式(2)において、R2は炭素数1~3のアルキレン基から選択される少なくとも1種であり、Rは炭素数1~30のアルキル基、炭素数6~20のシクロアルキル基および炭素数6~20のアリール基から選ばれる少なくとも1種であり、mは90~460の整数である。)
 第2の発明の樹脂の利用方法として、前記ポリエステル樹脂(II)を含む繊維、がある。
 第2の発明の樹脂の製造方法として
少なくともテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体、およびエチレングリコールを含む原料を、エステル化反応またはエステル交換反応させた後、上記式(2)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を添加し、重縮合反応させる、末端変性ポリエステル樹脂(II)の製造方法、がある。
 また第2の発明の樹脂の別の製造方法として、
少なくともテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体成分、エチレングリコール、および上記式(2)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を含む原料を、エステル化反応またはエステル交換反応させたのち後、重縮合反応させる末端変性共重合ポリエステル樹脂(II)の製造方法、がある。
 第1の発明によれば吸湿性および繊維特性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維を得ることが可能となる。また第2の発明によれば、低湿度条件においては低吸湿性を示し、高湿度条件においては高吸湿性を発現する優れた吸湿特性を有し、かつ吐出性、紡糸性の良好な末端変性合ポリエステル樹脂が得られる。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 (第1の発明)
片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性合ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維
 第1の発明のポリエチレンテレフタレート繊維は、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物が下記式(1)にて表され、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を全ポリマー質量に対して5質量%以上19質量%以下共重合してある末端変性ポリエステル樹脂を含む。
 好ましい実施形態としては、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物が下記式(1)にて表され、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量(Mn)が5000以上20000以下であり、式(1)の化合物を全ポリマー質量に対して5質量%以上19質量%以下共重合してある末端変性ポリエチレンテレフタレート(I)を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(上記式(1)において、Rは炭素原子数1~12のアルキレン基から選択される少なくとも1種であり、nは110~460の整数であり、Xは炭素原子数1~12のアルキル基および炭素数6~10のアリール基から選択される少なくとも1種である。)
 ポリエステルは、一般的に、「ジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応」、または「ジカルボン酸のエステル形成誘導体からなるジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル交換反応」と、それに続く重縮合反応と、により得られ、ジカルボン酸成分に由来する構造(以下「ジカルボン酸残基」という。)とジオール成分に由来する構造(以下「ジオール残基」という。)を有する。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維は、ジカルボン酸残基としてテレフタル酸残基と、ジオール残基としてエチレングリコール残基と、共重合成分として片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を有するポリエチレンテレフタレートである。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維に吸湿性を付与するためには、ポリエチレンテレフタレートに片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合成分とする、末端変性ポリエチレンテレフタレートを用いることが必須である。
 本発明の実施形態において、共重合成分である片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物は、式(1)で示される化合物である。
 本発明の式(1)の化合物が飽和脂肪族化合物であることが好ましく、上記一般式におけるRとしては、環式飽和脂肪族化合物、鎖式飽和脂肪族化合物などの残基が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。
 本発明の前記環式飽和脂肪族化合物の残基の具体例としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロウンデカン、シクロドデカンなどの単環シクロアルカン化合物や、デカヒドロナフタレンなどの二環式シクロアルカン化合物から2つの水素原子を除いた残基などが挙げられる。これらを2種以上併用してもよい。これらシクロアルカン化合物は、分岐構造を含む構造であってもよい。
 本発明の実施形態において、前記鎖式飽和脂肪族化合物の残基の具体例としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカンなどの炭素数が1~12の炭化水素化合物から、2つの水素原子を除いた残基などが挙げられる。これら炭化水素化合物は、直鎖構造であっても分岐構造であってもいずれでもよい。
 本発明の実施形態において、より吸湿性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、上記一般式において、Rは直鎖構造の鎖式飽和脂肪族化合物の残基が好ましく、紡糸時に糸切れ等がなく、製糸性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、メタン、エタン、プロパン、ブタンから2つの水素原子を除いた残基がより好ましく、強度に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、エタンから2つの水素原子を除いた残基、すなわちエチレン基が最も好ましい。
 本発明の実施形態において、より吸湿性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、式(1)の化合物の構造としては、一般式におけるRがエタンから2つの水素原子を除いた残基である。さらに好ましくはエチレン基である。nは110~460の整数であることが好ましい。Xの炭素数はさらに10以下であることが好ましい。さらにXはメチル基であることが好ましい。また、より吸湿性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、nが145~460の整数であることが好ましく、より繊度斑が改善されるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から145~230の整数であることがさらに好ましく、155~230の整数であることが特に好ましい。
 式(1)の化合物の繰り返し単位数nは以下の手順にて算出することができる。片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合した末端変性ポリエチレンテレフタレートを含むポリエチレンテレフタレート繊維、約0.05gを密閉可能なバイアル瓶に採取し、28重量%のアンモニア水1mLを加え、120℃で5時間加熱し試料を溶解する。放冷後、精製水1ml、6M塩酸1.5mlを加え、精製水で5mlに定容する。遠心分離後、0.45μmフィルターで濾過し、濾液に含まれる片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量をGPCにて測定する。さらに、日本電子社製FT-NMR JNM-AL400を用いた1H-NMR測定により、ポリエチレンテレフタレート繊維中の片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の構造単位、特にRの構造を同定し、そして繰り返し構造単位の分子量を算出する。GPCにより算出した片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量を、1H-NMR測定により算出した片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の構造単位の分子量で除することにより、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の繰り返し単位数nを算出する。
 式(1)におけるXは、炭素原子数1~30のアルキル基および炭素数6~20のアリール基から選択される少なくとも1種である。さらに吸湿性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、炭素原子数1~12のアルキル基および炭素数6~10のアリール基から選択される少なくとも1種であることが好ましい。具体例として、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基などの炭素数が1~12のアルキル基、
フェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、ナフチル基などの炭素数が6~10のアリール基などが挙げられる。なかでもメチル基またはデシル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維では、式(1)の化合物の数平均分子量Mnが5000以上20000以下であることが好ましい。Mnが5000以上の場合、ポリエチレンテレフタレート繊維の吸湿性が発現する。20000以下とするとポリエチレンテレフタレートとの反応性が保持できるため、紡糸時の繊度斑を防止することができる。同じく反応性が保持できるため、延伸糸を用いた高次加工工程において片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の熱水への溶出を抑制できる。より吸湿性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物のMnは6500より大きく20000以下であることがさらに好ましい。より繊度斑が改善されるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、Mnが6500より大きく15000以下であることが特に好ましい。遅延収縮率が小さくなり巻締り起因の外観斑が発生し難いポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、Mnが7000以上15000以下であることが最も好ましい。なお、本発明における共重合成分である片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリエチレングリコール換算の値として求めたものを指す。
 より吸湿性に優れ、製糸性にも優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、繊維中の共重合成分である式(1)の化合物が全ポリマー質量に対して5質量%以上19質量%以下であることが好ましい。式(1)の化合物は共重合、すなわちエステル化により、水酸基の水素が脱離する。したがって、ここでいうポリマー中の式(1)の化合物とは、その水酸基から水素を除いた構造のものを言う。式(1)の化合物の共重合量が全ポリマー質量に対して5質量%未満の場合は吸湿性が低下し、19質量%より多い場合は紡糸時に太細発生や糸切れ等が発生し、操業性が低下するといった課題が生じる。紡糸時の太細の発生を防ぎ、糸切れ発生も防ぐことが出来るという点から、繊維中の共重合成分である式(1)の化合物の共重合量は5質量%以上15質量%未満が好ましく、5質量%以上12質量%以下がさらに好ましい。また、耐光堅牢性の低下や、繊度斑の発生、遅延収縮率が大きくなり巻締り起因の外観斑の発生という問題を解消するという観点から、繊維中の共重合成分である式(1)の化合物の共重合量は5質量%以上10質量%以下がより好ましい。繊度斑発生が改善されるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、5質量%以上9質量%以下がさらに好ましく、遅延収縮率が小さくなり巻締り起因の外観斑が発生し難いポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、5質量%以上8質量%以下が特に好ましく、より強度に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、5質量%以上7質量%以下が最も好ましい。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、共重合成分である式(I)の化合物の数平均分子量および共重合量を上述の好ましい範囲とすることで染色性が向上する。また高い耐光堅牢度を得ることができる。
 ここで耐光堅牢度は以下の方法で測定できるものである。光源にカーボンアーク灯を使用するJIS L0842(2004)規定の第3露光法にて、JIS L0841に規定された3級と4級のブルースケール評価を行う。
 本発明では3級以上の耐光堅牢度を有することができる。さらに好ましい範囲では、耐光堅牢度3~4級以上を有し、最も好ましい範囲とすることで、4級以上を有する。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維の遅延収縮率(%)とは、0.26gの荷重を先端にかけた繊維1本を吊り下げ、温度25℃、湿度55%R.H.の環境下での7日後の試料長変化を、巻取5分後の初期試料長で除した値(%)を意味しており、遅延収縮率(%)が小さいほど、巻締り起因の外観斑が発生し難くなる。巻締り起因の外観斑が発生し難いポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、1.0%以下が好ましく、0.8%以下がより好ましく、0.7%以下が更に好ましく、0.6%以下が最も好ましい。下限値は特にないが、0.01%以上であることが好ましい。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、吸湿パラメーター(ΔMR)が2.0%以上であることが好ましい。ΔMRとは、実施例で詳述するが、20℃×65%R.H.の標準状態で24時間調湿し安定化させた試料を30℃×90%R.H.の高湿状態に移して24時間後の質量増加量(g)を試料の絶乾質量(g)で除した値(%)を意味する。ΔMRの値が大きいほど吸湿性に優れている。ここで、絶乾質量(g)とは、105℃での乾燥を行い、質量変化が見られなくなるまで乾燥した試料の質量のことである。より吸湿性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、ΔMRが2.2%以上であることが好ましく、2.6%以上であることがさらに好ましく、3.0%以上であることが最も好ましい。ΔMRの上限値は特に制限ないが、繊維の強度や繊度斑が良好になるという点から10%以下が好ましい。
 詳細な製造方法については後述するが、本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)を含む片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の製造方法として、まずはポリエチレンテレフタレート原料のみで、テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応、またはテレフタル酸のエステル形成誘導体とエチレングリコールとのエステル交換反応を実施し、ポリエチレンテレフタレートオリゴマーを得る。次に、上記ポリエチレンテレフタレートオリゴマーを重縮合反応槽へ移送し、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を添加することで得ることができる。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、相分離構造をもつものであることが好ましい。この相分離構造は、重合反応が進行し、ポリエチレンテレフタレートと特定の片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物とが共重合する過程で特異的に発現するものである。すなわち、非相溶の高分子化合物の溶融混合によって発現する相分離構造とは異なり、本発明では重合反応の進行とともに発現する相分離構造であるため、微細かつ相が均一に分散された状態となる(以下分散された相を「分散相」という)。分散相が微細かつ均一であるため、得られる繊維は相分離構造を有しているにも関わらず、繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制されている。
 前述の重合反応の進行とともに発現する相分離について説明する。重縮合反応の初期にはポリエチレンテレフタレートオリゴマーと片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の極性が近いため、相溶状態にあり、反応系は透明である。重縮合反応の進行とともに末端変性ポリエチレンテレフタレートが生成し、重合開始から約90分経過すると相分離状態となり、反応系は白濁する。この相分離構造は、低極性との共重合体および高極性の共重合体が生成し、これらの極性の違いにより発現するものである。低極性の共重合体は共重合分子鎖中に占めるポリエチレンテレフタレートの割合が高いものである。高極性の共重合体は、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の割合が高いものである。
 さらに本発明の末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、相分離構造を有しさらに連続相と分散相とを有するもことが好ましい。連続相と分散相を構成する成分は、ポリエチレンテレフタレートと片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物とが共重合している割合に応じて変化する。片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物よりもポリエチレンテレフタレートの割合が多い場合には、分子鎖中に占めるポリエチレンテレフタレートの割合が高い「末端変性ポリエチレンテレフタレート」が連続相となり、分子鎖中に占める片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の割合が高い「末端変性ポリエチレンテレフタレート」が分散相となる。一方、ポリエチレンテレフタレートよりも片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の割合が多い場合には、分子鎖中に占める片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の割合が高い「末端変性ポリエチレンテレフタレート」が連続相となり、分子鎖中に占めるポリエチレンテレフタレートの割合が高い「末端変性ポリエチレンテレフタレート」が分散相となる。いずれの場合も連続相、分散相の双方が「末端変性ポリエチレンテレフタレート」からなっており、その組成比が異なっているだけである。そこで分離はしているものの連続相と分散相との親和性が極めて高い相分離構造である。このため、溶融紡糸の際、共重合体に滞留があっても、分散相同士が凝集しにくく、分散相が粗大化しにくい状態となっている。このため、溶融紡糸によって得られた繊維は繊度斑が減少し、かつ、染色時や使用時において片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の溶出を抑制できていることが明らかとなった。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、繊維の繊度変動値U%(hi)が0.1%以上1.0%未満であることが好ましい。繊度変動値U%は繊維長手方向における太さ斑の指標であり、繊度変動値U%(hi)が小さいほど、繊維長手方向における太さ斑が少ないことを示す。繊度変動値U%(hi)は、工程通過性や品位の観点から小さければ小さいほど好ましいが、製造可能な範囲として0.1%が下限である。一方、繊度変動値U%(hi)が1.0%以下であれば、繊維長手方向の均一性が優れており、整経工程や製織、製編工程等で加工張力の変動を抑制することができるため好ましい。毛羽や糸切れが発生しにくく、染色した際に染め斑や染め筋などの欠点が発生しにくく、高品位な繊維構造体が得られるという点から、ポリエチレンテレフタレート繊維の繊度変動値U%(hi)が0.9%以下であることがさらに好ましく、0.8%以下であることが特に好ましく、0.7%以下であることが最も好ましい。
 末端変性ポリエチレンテレフタレート(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維の繊度変動値U%(hi)は、実施例で詳述するが、ツェルベガーウースター製ウースターテスター4-CXを用いて、測定速度200m/分、測定時間2.5分、測定繊維長500m、撚り数12000/m(S撚り)の条件で、U%(half inert)を測定したものである。なお、測定は1試料につき5回行い、その平均値を繊度変動値U%(hi)とした。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、繊維の断面形状に関して特に制限がなく、真円状の円形断面であってもよく、非円形断面であってもよい。非円形断面の具体例として、多葉形、多角形、扁平形、楕円形、C字形、H字形、S字形、T字形、W字形、X字形、Y字形などが挙げられるが、これらに限定されない。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、繊維の形態に関して特に制限がなく、モノフィラメント、マルチフィラメント、ステープルなどのいずれの形態であってもよい。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、一般の繊維と同様に仮撚や撚糸などの加工が可能であり、製織や製編についても一般の繊維と同様に扱うことができる。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維を含む繊維構造体の形態は、特に制限がなく、公知の方法に従い、織物、編物、パイル布帛、不織布や紡績糸、詰め綿などにすることができる。また、その繊維構造体は、いかなる織組織または編組織であってもよく、平織、綾織、朱子織あるいはこれらの変化織や、経編、緯編、丸編、レース編あるいはこれらの変化編などが好適に採用できる。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、繊維構造体にする際に交織や交編などによって他の繊維と組み合わせてもよいし、他の繊維との混繊糸とした後に繊維構造体としてもよい。
 本発明末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維は、具体的に次の方法によって得ることができる。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)の製造方法としては、公知のエステル化法やエステル交換法等の重合方法によって製造できる。
 具体的な方法として、まずはポリエチレンテレフタレートの原料のみで、テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応、またはテレフタル酸のエステル形成誘導体とエチレングリコールとのエステル交換反応を実施し、ポリエチレンテレフタレートオリゴマーを得る。次に、上記ポリエチレンテレフタレートオリゴマーを重縮合反応槽へ移送し、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を添加する。なお、この際、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物が固体の場合には、これを加温(例えば70℃以上)して融解しておき、さらに片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物をポリエチレンテレフタレートオリゴマーに添加した後に、十分に撹拌することが好ましい。
 そうすることで、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の重縮合反応性が向上する。さらに片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物のポリエチレンテレフタレートオリゴマー中への拡散が速やかに進行し、その結果、重縮合反応の進行とともに相分離構造が発現した際に、微細かつ均一で、溶融滞留時における粗大化が抑制された安定な分散相を形成することができる。なお、未反応の片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を少なくするためには、ポリエチレンテレフタレートオリゴマーと片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物が、相溶状態で1時間以上、混合撹拌されることが好ましい。得られた末端変性ポリエチレンテレフタレートにおける相分離構造において、分散相が微細かつ均一で、溶融滞留時における粗大化が抑制されていれば、溶融紡糸によって繊維化した際に繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制される。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)の製造方法として、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の添加時期は、エステル化反応やエステル交換反応前の原料とともに添加してもよく、重縮合反応終了前までのいずれの段階で添加してもよい。吸湿性に優れ、高次加工工程での片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の溶出が抑制された、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得るという点から、エステル化反応やエステル交換反応後のポリエチレンテレフタレートオリゴマーが得られた後に、すなわち重縮合開始前に添加することが好ましい。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)の製造方法では、エステル交換反応触媒として、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸カルシウム、酢酸コバルト、酢酸リチウム、テトラブトキシドチタン等の金属化合物を用いることができる。エステル化反応は無触媒でも反応は進行するが、エステル交換触媒と同様の化合物を用いてもよい。また重縮合の際に用いられる反応触媒としては、三酸化アンチモン、テトラブトキシドチタン、二酸化ゲルマニウム等を用いることができる。
 本発明の末端変性ポリエチレンテレフタレート(I)の製造方法では、耐熱性や色調を向上させるために、熱安定剤としてリン化合物を添加してもよい。リン化合物の具体例としては、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ホスフィンオキサイド、亜ホスホン酸、亜ホスフィン酸、ホスフィンおよびこれら化合物のエステル化化合物などが挙げられる。これらのリン化合物は単独で使用してもよく、複数を併用してもよい。
 本発明の末端変性ポリエチレンテレフタレート(I)の製造方法では、本発明の目的を損なわない範囲で酸化チタン、カーボンブラック等の顔料、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の界面活性剤、従来公知の酸化防止剤、着色防止剤、耐光剤、帯電防止剤等が添加されても勿論良い。
 酸化防止剤は、フェノール系化合物、イオウ系化合物、ヒンダードアミン系化合物から選ばれることが好ましい。これらの酸化防止剤は1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。より酸化分解抑制効果が高い点からフェノール系化合物が好ましい。
 本発明におけるフェノール系化合物は、フェノール構造を有したラジカル連鎖反応禁止剤であり、具体例として、2,6-t-ブチル-p-クレゾール、ブチルヒドロキシアニソール、2,6-t-ブチル-4-エチルフェノール、ステアリル-β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、3,9-ビス{1,1-ジメチル-2-{β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル}2,4,8,10-テトラオキサスピロ{5,5}ウンデカン、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ビス{3,3’-ビス-(4’-ヒドロキシ-3’-t-ブチルフェニル)ブチリックアシッド}グリコールエステル、トコフェロール、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェノール)プロピオネート)、2,4,6-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)メシチレン、1,3,5-トリス[[4-(1,1-ジメチルエチル)-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルフェニル]メチル]-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらのフェノール系化合物は1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 なかでも、酸化分解抑制効果が高い点から、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェノール)プロピオネート)(BASF製、“Irganox”(登録商標、以下同じ)1010)、2,4,6-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)メシチレン(ADEKA製、アデカスタブAO-330)、1,3,5-トリス[[4-(1,1-ジメチルエチル)-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルフェニル]メチル]-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン(Rianlon製、“THANOX”(登録商標、以下同じ)1790)が特に好ましく、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェノール)プロピオネート)(BASF製、Irganox“1010”)が最も好ましい。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維における酸化防止剤の含有量は、繊維質量の0.01~2.0質量%であることが好ましい。酸化防止効果を発揮するために十分な量の酸化防止剤を繊維中へ含ませることにより、長期保管やタンブラー乾燥による片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の酸化分解を抑制することができ、吸湿性、低温低湿度環境下における制電性、機械的特性などの繊維特性の耐久性が向上するため好ましい。酸化防止剤の含有量が0.01質量%以上であれば、酸化分解抑制効果を繊維へ付与できるため好ましい。酸化防止剤の含有量は0.05質量%以上であることがより好ましく、0.1質量%以上であることが更に好ましく、0.15質量%以上であることが特に好ましい。一方、酸化防止剤の含有量が2.0質量%以下であれば、繊維の色調が悪化せず、機械的特性も損なうことがないため好ましい。酸化防止剤の含有量は1.7質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以下であることが更に好ましく、1.0質量%以下であることが特に好ましい。
 酸化防止剤の添加時期は、本発明の末端変性ポリエステル樹脂への製造開始時から、つまりエステル化反応やエステル交換反応前の原料とともに添加してもよく、本発明の末端変性ポリエチレンテレフタレートを含むポリエチレンテレフタレート繊維の紡糸終了前までのいずれの段階で添加してもよい。酸化防止剤の添加は、1回あるいは複数回行うことができる。片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の酸化分解が抑制できるという点から、酸化防止剤の添加は、複数回行うことが好ましく、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエチレンテレフタレートの重縮合開始時、つまりは片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物と同時添加と、末端変性ポリエチレンテレフタレートの重縮合終了前の2回に分けて添加することが最も好ましい。片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物と同時添加することで、重縮合時の片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の酸化分解を防ぐことができる。また、末端変性ポリエチレンテレフタレート重縮合終了前の2回目の添加は、酸化防止剤の分散性に優れ、より高い酸化防止剤効果が発現するという点から、末端変性ポリエチレンテレフタレートの重縮合反応の終了30分前に添加することが最も好ましい。
 酸化防止剤としてペンタエリスリトール-テトラキス(3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェノール)プロピオネート)(BASF製、“Irganox”1010)を使用する場合、末端変性ポリエチレンテレフタレートの重縮合開始時に全ポリマー質量に対して0.01質量%以上0.5質量%以下、末端変性ポリエチレンテレフタレートの重縮合終了30分前に全ポリマー質量に対して0.01質量%以上0.5質量%以下添加するのが好ましい。
 本発明の末端変性エステル樹脂(I)の製造方法としては、本発明の効果を損なわない限り副次的添加物を加えてもよい。副次的添加剤の具体例として、相溶化剤、可塑剤、蛍光増白剤、離型剤、抗菌剤、核形成剤、帯電防止剤、調整剤、艶消し剤、消泡剤、防腐剤、ゲル化剤、ラテックス、フィラー、インク、着色料、染料、顔料、香料などが挙げられるが、これらに限定されない。これらの副次的添加物は単独で使用してもよく、複数を併用してもよい。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)の製造方法では、ジカルボン酸成分として、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ジフェニルジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、5-スルホイソフタル酸、ビスフェノールジカルボン酸、アジピン酸、琥珀酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸等の公知のジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体が共重合されていてもよい。好ましくは全ジカルボン酸成分に占めるテレフタル酸成分の量が80モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)の製造方法では、ジオール成分として、プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールビスフェノールAエチレンオキサイド付加物等、及びそのエステル形成性誘導体等が共重合されていてもよい。好ましくは全ジオール成分中に占めるエチレングリコールが80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。
 エステル化反応では、テレフタル酸とエチレングリコールを反応容器に仕込み、窒素加圧下に150℃~260℃の温度でエステル化反応を行うことでポリエチレンテレフタレートオリゴマーを得ることができる。
 重縮合反応では、エステル化反応またはエステル交換反応により得られたポリエチレンテレフタレートオリゴマーを、重合触媒、熱安定剤、酸化防止剤を添加した片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物に添加し、500Pa以下の減圧下で260℃~300℃の温度に加熱し、3~5時間反応させることによって末端変性ポリエステル樹脂(I)を得ることができる。
 次に、本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維の製造方法を説明する。なお以降のポリエチレンテレフタレート繊維の製造方法の説明は、第2の発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)を繊維にする方法の説明でもある。第2の発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)を繊維にする方法については、以下の繊維を製造する方法の説明において「末端変性ポリエステル樹脂(I)」を「末端変性ポリエステル樹脂(II)」と読み替える。本発明の末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維の製造方法としては、溶融紡糸法を用いることができる。ただ、本発明の末端変性ポリエチレンテレフタレートは、通常は相分離構造を形成しており、製糸条件として選択可能な範囲が狭いため、末端変性ポリエチレンテレフタレートの特性に応じて適切に製糸条件を設定する。しかしながら、後述する製造方法の具体例によれば、相分離構造を有しているにも関わらず、繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制された繊維を安定して得ることができる。
 一般的に、非相溶のポリマーブレンドやポリマーアロイの系においては、ポリマーが紡糸口金から吐出された直後に、バラス効果により紡糸線の膨らみが発生し、細化挙動が不安定になりやすく、極端な場合には繊維化できないことがある。また、得られる繊維についても繊度斑が大きく、染め斑や毛羽の発生により低品位となる。バラス効果による紡糸線の膨らみを低減する方法については、特開2009-79318号公報に記載のように吐出線速度の低下や剪断速度の低下によって吐出安定性を向上させる方法、特開2011-202289号公報に記載のように相溶化剤の添加によって相溶性を向上させる方法がよく知られている。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂も通常は相分離構造を形成している。バラス効果による紡糸線の膨らみを抑制する目的で、吐出線速度や剪断速度を低下させる試みを行ったが、紡糸口金からの吐出は不安定であり、得られる繊維は繊度斑が大きく、染め斑や毛羽が多数見られるものであった。ところが、検討を加えていくと本発明の末端変性ポリエチレンテレフタレートからなる相分離構造は、溶融状態で剪断を付与した場合に相分離構造が微分散化し、やがて消失するが、剪断の付与を停止して一定時間経過すると再び相分離構造が発現することがわかった。バラス効果による紡糸線の膨らみを低減する一般的な方法とは逆に、吐出線速度や剪断速度を高めることで、紡糸口金からの吐出の安定化ができることがわかった。相分離構造を有しているにもかかわらず、繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制された繊維を安定して得ることができる。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、本発明の末端変性ポリエチレンテレフタレートが紡糸口金を通過する際の剪断速度を10000~40000s-1とすることが好ましい。紡糸口金を通過する際の剪断速度は、紡糸口金の単孔当たりの吐出量、吐出孔径、末端変性ポリエステル樹脂の溶融粘度により決定される。紡糸口金を通過する際の剪断速度が10000s-1以上であれば、紡糸口金からの吐出が安定し、繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制された繊維が得られるため好ましい。紡糸口金を通過する際の剪断速度は12000s-1以上であることがより好ましく、15000s-1以上であることが更に好ましい。一方、紡糸口金を通過する際の剪断速度が40000s-1以下であれば、紡糸応力が高くなり過ぎず、紡糸口金からの吐出が安定するため、シャークスキンやメルトフラクチャー等の発生が抑制され、繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制された繊維が得られやすい。紡糸口金を通過する際の剪断速度は38000s-1以下であることがより好ましく、35000s-1以下であることが更に好ましい。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、吐出線速度が10~100m/分であることが好ましい。吐出線速度は、紡糸口金の単孔当たりの吐出量、吐出孔径、末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエステル樹脂の溶融粘度により決定される。吐出線速度が10m/分以上であれば、紡糸口金からの吐出が安定し、繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制された繊維が得られるため好ましい。吐出線速度は15m/分以上であることがより好ましく、20m/分以上であることが更に好ましい。一方、吐出線速度が100m/分以下であれば、紡糸応力が高くなり過ぎず、紡糸口金からの吐出が安定するため、シャークスキンやメルトフラクチャー等の発生が抑制され、繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制された繊維が得られるため好ましい。吐出線速度は90m/分以下であることがより好ましく、80m/分以下であることが更に好ましい。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、紡糸ドラフトが10~300であることが好ましい。紡糸ドラフトは、紡糸速度を吐出線速度で除することで算出することができる。紡糸ドラフトが10以上であれば、生産性が良好となるため好ましい。紡糸ドラフトは20以上であることがより好ましく、30以上であることが更に好ましい。一方、紡糸ドラフトが300以下であれば、紡糸応力が高くなり過ぎず、製糸性が良好となり、繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制された繊維が得られるため好ましい。紡糸ドラフトは250以下であることがより好ましく、200以下であることが更に好ましい。
 末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、公知の紡糸口金を用いることができ、吐出孔数は所望のフィラメント数に応じて適宜選択することができる。吐出孔径は、剪断速度、吐出線速度、紡糸ドラフトに応じて適宜選択することができるが、0.05~0.50mmであることが好ましい。吐出孔径が0.05mm以上であれば、紡糸パック内の圧力が高くなり過ぎず、紡糸口金からの吐出が安定し、繊度斑が小さく、染め斑や毛羽の発生が抑制された繊維が得られるため好ましい。吐出孔径は0.10mm以上であることがより好ましく、0.15mm以上であることが更に好ましい。一方、吐出孔径が0.50mm以下であれば、紡糸口金の背面圧が不足することなく、紡糸口金の吐出孔間における吐出斑が抑制されるため好ましい。また、紡糸速度を低下させることなく、紡糸ドラフトを高くすることができ、生産性が良好となるため好ましい。吐出孔径は0.40mm以下であることがより好ましく、0.30mm以下であることが更に好ましい。
 本発明では溶融紡糸を行う前に、末端変性ポリエステル樹脂のチップを乾燥させ、含水率を300ppm以下としておくことが好ましい。含水率が300ppm以下であれば、溶融紡糸の際に加水分解による分子量低下や水分による発泡が抑制され、安定して紡糸を行うことができるため好ましい。含水率は200ppm以下であることがより好ましく、100ppm以下であることが更に好ましい。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、溶融紡糸を行う際に酸化防止剤を添加してもよい。本発明における片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエステル樹脂からなり、相分離構造を有する繊維は、相分離構造を有さない均一構造のポリエステル-ポリエチレングリコール共重合体からなる繊維と比べ、酸化分解性が高いため、繊維中に十分な量の酸化防止剤を含有させることが好ましい。
 さらには、溶融紡糸時に添加することにより、末端変性ポリエステル樹脂を製造する際に添加する場合と比べて、真空下での酸化防止剤の飛散や、熱分解による酸化防止剤の失活を抑制できるため好ましい。
 溶融紡糸を行う際の酸化防止剤の添加方法として、末端変性ポリエステル樹脂と酸化防止剤を事前にドライブレンドした後に溶融紡糸機へ投入する方法、末端変性ポリエチレンテレフタレートと酸化防止剤を別々のフィーダーから溶融紡糸機へ投入する方法などが挙げられる。ただこれらに限定されない。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、事前に乾燥したチップをエクストルーダー型やプレッシャーメルター型などの溶融紡糸機へ供給して溶融し、計量ポンプで計量する。その後、紡糸ブロックにおいて加温した紡糸パックへ導入して、紡糸パック内で溶融ポリマーを濾過した後、紡糸口金から吐出して繊維糸条とする。
 紡糸口金から吐出された繊維糸条は、冷却装置によって冷却固化し、第1ゴデットローラーで引き取り、第2ゴデットローラーを介してワインダーで巻き取り、巻取糸とする。
 なお、製糸操業性、生産性、繊維の機械的特性を向上させるために、必要に応じて紡糸口金下部に2~20cmの長さの加熱筒や保温筒を設置してもよい。また、給油装置を用いて繊維糸条へ給油してもよく、交絡装置を用いて繊維糸条へ交絡を付与してもよい。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、紡糸温度は、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエステル樹脂トの融点や耐熱性などに応じて適宜選択することができるが、240~320℃であることが好ましい。紡糸温度が240℃以上であれば、紡糸口金より吐出された繊維糸条の伸長粘度が十分に低下するため吐出が安定し、さらには、紡糸張力が過度に高くならず、糸切れを抑制することができるため好ましい。紡糸温度は250℃以上であることがより好ましく、260℃以上であることが更に好ましい。一方、紡糸温度が320℃以下であれば、紡糸時の熱分解を抑制することができ、繊維の機械的特性の低下や着色を抑制できるため好ましい。紡糸温度は310℃以下であることがより好ましく、300℃以下であることが更に好ましい。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、溶融紡糸における紡糸速度は、末端変性ポリエチレンテレフタレートの組成、紡糸温度、紡糸ドラフトなどの条件に応じて適宜選択することができる。
 一旦溶融紡糸を行って巻き取った後、別途延伸を行う二工程法の場合の紡糸速度は、500~5000m/分であることが好ましい。紡糸速度が500m/分以上であれば、走行糸条が安定し、糸切れを抑制することができるため好ましい。二工程法の場合の紡糸速度は1000m/分以上であることがより好ましく、1500m/分以上であることが更に好ましい。一方、紡糸速度が5000m/分以下であれば、繊維糸条を十分に冷却することができ、安定した紡糸を行うことができるため好ましい。二工程法の場合の紡糸速度は4500m/分以下であることがより好ましく、4000m/分以下であることが更に好ましい。また、一旦巻き取ることなく紡糸と延伸を同時に行う一工程法の場合の紡糸速度は、第1ゴデットローラーを500~5000m/分、第2ゴデットローラーを3000~6000m/分とし、第1ゴデットローラーよりも第2ゴデットローラーの回転速度が大きいことが好ましい。第1ゴデットローラーおよび第2ゴデットローラーが上記の範囲内であれば、走行糸条が安定するとともに、糸切れを抑制することができ、安定した紡糸を行うことができるため好ましい。一工程法の場合の紡糸速度は第1ゴデットローラーを1000~4500m/分、第2ゴデットローラーを3500~5500m/分とすることがより好ましく、第1ゴデットローラーを1500~4000m/分、第2ゴデットローラーを4000~5000m/分とすることが更に好ましい。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、一工程法または二工程法により延伸を行う場合には、一段延伸法または二段以上の多段延伸法のいずれの方法によってもよい。延伸における加熱方法としては、走行糸条を直接的あるいは間接的に加熱できる装置であれば、特に限定されない。加熱方法の具体例として、加熱ローラー、熱ピン、熱板、温水、熱水などの液体浴、熱空、スチームなどの気体浴、レーザーなどが挙げられるがこれらに限定されない。これらの加熱方法は単独で使用してもよく、複数を併用してもよい。加熱方法としては、加熱温度の制御、走行糸条への均一な加熱、装置が複雑にならない観点から、加熱ローラーとの接触、熱ピンとの接触、熱板との接触、液体浴への浸漬を好適に採用できる。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、延伸を行う場合の延伸倍率は、延伸後の繊維の強度や伸度などに応じて適宜選択することができるが、1.02~7.0倍であることが好ましい。延伸倍率が1.02倍以上であれば、延伸によって繊維の強度や伸度などの機械的特性を向上させることができるため好ましい。延伸倍率は、1.2倍以上であることがより好ましく、1.5倍以上であることが更に好ましい。一方、延伸倍率が7.0倍以下であれば、延伸時の糸切れが抑制され、安定した延伸を行うことができるため好ましい。延伸倍率は6.0倍以下であることがより好ましく、5.0倍以下であることが更に好ましい。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、延伸温度は、延伸後の繊維の強度や伸度などに応じて適宜選択することができるが、60~150℃であることが好ましい。延伸温度が60℃以上であれば、延伸に供給される糸条の予熱が充分に行われ、延伸時の熱変形が均一となり、繊度斑の発生を抑制できるため、好ましい。延伸温度は65℃以上であることがより好ましく、70℃以上であることが更に好ましい。一方、延伸温度が150℃以下であれば、繊維の熱分解を抑制することができるため好ましい。また、延伸ローラーに対する繊維の滑り性が良好となるため、糸切れが抑制され、安定した延伸を行うことができるため好ましい。延伸温度は145℃以下であることがより好ましく、140℃以下であることが更に好ましい。また、必要に応じて60~150℃の熱セットを行ってもよい。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維の製造では、延伸を行う場合の延伸速度は、延伸方法が一工程法または二工程法のいずれであるかなどに応じて適宜選択することができる。一工程法の場合には、上記紡糸速度の第2ゴデットローラーの速度が延伸速度に相当する。二工程法により延伸を行う場合の延伸速度は、30~1000m/分であることが好ましい。延伸速度が30m/分以上であれば、走行糸条が安定し、糸切れが抑制できるため好ましい。二工程法により延伸を行う場合の延伸速度は50m/分以上であることがより好ましく、100m/分以上であることが更に好ましい。一方、延伸速度が1000m/分以下であれば、延伸時の糸切れが抑制され、安定した延伸を行うことができるため好ましい。二工程法により延伸を行う場合の延伸速度は800m/分以下であることがより好ましく、500m/分以下であることが更に好ましい。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維は、必要に応じて、繊維または繊維構造体のいずれの状態において染色してもよい。本発明では、染料として分散染料を好適に採用することができる。
 本発明のポリエチレンテレフタレート繊維への染色方法は、特に制限がなく、公知の方法に従い、チーズ染色機、液流染色機、ドラム染色機、ビーム染色機、ジッガー、高圧ジッガーなどを好適に採用することができる。
 染料濃度や染色温度に関して特に制限がなく、公知の方法を好適に採用できる。また、必要に応じて、染色加工前に精練を行ってもよく、染色加工後に還元洗浄を行ってもよい。 
 (2)末端変性ポリエステル樹脂(II)およびその製造方法
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)は、少なくともテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体成分とエチレングリコール成分、および下記式(2)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物が共重合されている。
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(上記式(2)において、Rは炭素数1~3のアルキレン基から選択される少なくとも1種であり、Rは炭素数1~30のアルキル基、炭素数6~20のシクロアルキル基および炭素数6~20のアリール基から選ばれる少なくとも1種であり、mは90~460の整数である。)
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)は、ポリアルキレンオキサイド化合物を混練する場合と比較して、高次加工過程における洗浄工程でポリアルキレンオキサイド化合物の溶出がないことから、繊維等の加工品として好適に用いられる。
 mは90~455であることが好ましい。)
 ここでのエステル形成性誘導体成分としては、エチレングリコール成分と反応することによりエステル結合を形成し得るものであれば如何なるものでも良く、メチルエステル、エチルエステルなどのアルキルエステル、酸塩化物や酸臭化物などの酸ハロゲン化物、さらには酸無水物などが例示できる。なかでもメチルエステルやエチルエステルなどのアルキルエステルが好ましく、さらにメチルエステルが特に好ましい具体例として挙げることができる。
 さらに、本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)では、共重合ポリエステルを構成する酸成分として、上記したテレフタル酸以外の酸成分を含んでいても良い。このような酸成分としては、例えば金属スルホイソフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸などの公知のジカルボン酸成分を挙げることができる。なお、これらテレフタル酸以外の酸成分は1種単独でも良いし、2種以上を混合して用いても良い。また、テレフタル酸以外の酸成分の共重合量は、全ジカルボン酸成分に対して5モル%以下であることが好ましく、3モル%以下であることがより好ましく、2モル%以下であることがさらに好ましい。テレフタル酸以外の酸成分の共重合量がこれら好ましい範囲にあることにより、結晶性の低下や、機械強度の低下を抑制することができる。
 式(2)の化合物で、Rとしては炭素数1~30からなるアルキル基の具体例として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
 炭素原子数6~20のシクロアルキル基として、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロヘキシル基、シクロデシル基等が挙げられる。
炭素原子数6~10のアリール基として、フェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
 炭素原子数7~20のアラルキル基として、ベンジル基、フェネチル基、メチルベンジル基、2-フェニルプロパン-2-イル基、ジフェニルメチル基等が挙げられる。
 Rとしては、より吸湿性に優れる末端変性ポリエステル樹脂が得られるという点から、炭素数1~30のアルキル基が好ましく、メチル基またはデシル基がより好ましく、特に好ましくはメチル基である。式(2)におけるR1がこれら炭化水素基であることにより、本発明の特性の1つである、吸湿特性が発現し易く、さらに化合物入手性にも優れるため好ましい。また、式(2)の繰り返し構造単位である-(O-R)-におけるRは、炭素数1~3のアルキレン基である。アルキレンオキサイド単位-(O-R)-の具体例としては、例えばメチレンオキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどが挙げられ、より吸湿性に優れる末端変性ポリエステル樹脂が得られるという点から、エチレンオキシド、プロピレンオキシドを好ましい繰り返し構造単位として例示でき、エチレンオキシドが特に好ましく例示できる。式(2)を構成する繰り返し構造単位-(O-R)-は単一の構造単位でも良いし、2種以上のアルキレンオキシド単位により構成された共重合体でも問題ない。なお、2種以上のアルキレンオキシドより構成される場合は、2種以上のアルキレンオキシドがランダム重合、ブロック重合、交互重合などのいずれの形態で付加したものであっても良い。
 さらに、本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)は、式(2)で表される化合物以外のポリアルキレングリコール化合物を含んでいてもよい。例えば、ポリメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリトリメチレングリコールなどが挙げられ、好ましくはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールが例示でき、ポリエチレングリコールが特に好ましく例示できる。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)は、(A)全ポリマー質量に対する式(2)で表される化合物の共重合量が、5~19質量%であることが好ましい。全ポリマー質量に対する式(2)で表される化合物の共重合量の下限は、7質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましい。全ポリマー質量に対する式(2)で表される化合物の共重合量がこれら好ましい範囲にあることで、十分な吸湿特性を発現できる。また、全ポリマー質量に対する式(2)で表される化合物の共重合量は、17質量%以下であることが好ましく、14質量%以下であることがより好ましく例示できる。全ポリマー質量に対する式(2)で表される化合物の共重合量がこれら好ましい範囲にあることにより、ポリマー分子量の低下や、吐出性、機械強度の低下、また、製糸加工時における未反応の式(2)で表される化合物の溶出を抑制できるため好ましい。
 式(2)の化合物の繰り返し単位数mは、m=90~455であることが好ましい。また、式(2)で表される化合物の繰り返し単位数mの下限としては、90以上が好ましく、113以上がより好ましく、145以上がさらに好ましく、155以上が特に好ましい。式(2)で表される化合物の繰り返し単位数mがこれら好ましい範囲にあることにより、高い吸湿特性を発現できるため好ましい。式(2)で表される化合物の繰り返し単位数mの上限としては、455以下が好ましく、230以下がより好ましい。式(2)で表される化合物の繰り返し単位数mがこれら好ましい範囲にあることにより、ポリエステルとの反応性低下を抑制でき、製糸加工時における未反応の式(2)で表される化合物の溶出を防ぐことができるため好ましい。
 なお、ここで式(2)の化合物は、繰り返し単位数mの値が異なる化合物の混合物であってよく、その場合、繰り返し単位数mは、以下の手順にて算出する。片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエステル樹脂、約0.05gを密閉可能なバイアル瓶に採取し、28質量%のアンモニア水1mLを加え、120℃で5時間加熱し試料を溶解する。放冷後、精製水1ml、6M塩酸1.5mlを加え、精製水で5ml定容する。遠心分離後、0.45μmフィルターにて濾過し、濾液に含まれる片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量をGPCにて測定する。
 さらに、日本電子社製FT-NMR JNM-AL400を用いた1H-NMR測定により、末端変性ポリエステル樹脂(II)中の片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の構造単位を同定し、構造単位の分子量を算出する。GPCにより算出した片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量を、1H-NMR測定により算出した片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の構造単位の分子量で除することにより、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の繰り返し単位数mを算出する。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂の少なくとも一部のポリマー末端に導入される、式(2)で表される化合物の数平均分子量Mnは、より吸湿性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、6500より大きく20000以下であることが好ましい。より繊度斑が改善されるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、Mnが6500より大きく15000以下であることが特に好ましい。遅延収縮率が小さくなり巻締り起因の外観斑が発生し難いポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、Mnが7000以上15000以下であることが最も好ましい。なお、本発明における共重合成分である片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリエチレングリコール換算の値として求めたものを指す。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂は、全ポリマーに対するアルキレンエーテル構造単位の質量分率が、5~19質量%であることが好ましい。ここで、「アルキレンエーテル構造単位の質量分率」とは、共重合された式(2)で表される化合物由来の繰り返し単位である-(O-R2)-および、式(2)で表される化合物以外の共重合されたポリアルキレングリコール化合物由来のアルキレンエーテル単位の合計の質量分率を示す。全ポリマーに対するアルキレンエーテル構造単位の質量分率の下限は、7質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましい。全ポリマー質量に対するアルキレンエーテル構造単位の質量分率がこれら好ましい範囲にあることで、十分な吸湿特性を発現できる。また。全ポリマーに対するアルキレンエーテル構造単位の質量分率の上限は、17質量%以下であることが好ましく、14質量%以下であることがより好ましく例示できる。ポリマーに対するアルキレンエーテル構造単位の質量分率がこれら好ましい範囲にあることで、吐出性、機械強度の低下、また、製糸加工時における未反応の式(2)で表される化合物およびその他のポリアルキレングリコール化合物の溶出を抑制することができる。
 なお、全ポリマーに対する式(2)で表される化合物の共重合量、およびポリアルキレンエーテル構造単位の質量分率は、ポリマーを製造する際の原料の仕込み量から求めることができる。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)は、溶融状態において、ポリアルキレンエーテル構造の一部が直径0.1μm以上の島相として存在するものであることが好ましい。なおここでいう「島相」とは上で説明した「分散相」と同じ意味である。これら島相の直径は、1μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。島相の直径がこれら好ましい範囲にあることで、高い吸湿特性を発現する。なお、これら島相は、280℃で溶融した共重合ポリエステルを、倍率200倍の光学顕微鏡観察にて観察した際に観測されたものである。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)の重量平均分子量は、が40,000以上であることが好ましく、50,000以上であることが特に好ましい。また、その上限としては、重量平均分子量が200,000以下であることが例示でき、150,000以下であることが好ましく、100,000以下であることがさらに好ましく例示できる。共重合ポリエステルの重量平均分子量がこのような範囲となることにより、熱特性や機械特性などの物性が良好となる傾向にある。なお、ここでの重量平均分子量は、溶媒としてヘキサフルオロイソプロパノール(0.005N トリフルオロ酢酸ナトリウム添加)、カラムとしてShodex GPC HFIP-806M(2本)とShodex GPC HFIP-LGを直列に接続したものを用いて、30℃で測定したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって得られる、標準ポリメチルメタクリレートの分子量に対する相対的な重量平均分子量である。
本発明における末端変性ポリエステル樹脂(II)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比で表される分散度(Mw/Mn)は、2.6以下であることが好ましく、2.4以下がより好ましい。分散度の下限値は特に限定されないが、理論上1.0以上である。分散度がこれら好ましい範囲にあることにより、靭性などの機械特性が低下を抑制できる。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)の融点は245℃~270℃の範囲であることが好ましい。耐熱性に優れる点で、245~265℃であることが好ましく、250~265℃であることがより好ましい。末端変性ポリエステルの融点がこれら好ましい範囲にあることにより、耐熱性に優れ、かつポリマー分解が進行しない温度で溶融加工可能であるため好ましい。なお、末端変性ポリエステル樹脂(II)の融点とは、示差走査型熱量計(DSC)を用い、昇温速度16℃/分で10℃から280℃まで昇温し、280℃で5分間保持した後、降温速度100℃/分で280℃から16℃まで降温した後、昇温速度16℃/分で10℃から280℃まで昇温したときに観測される吸熱ピークのピークトップ温度である。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)は、吸湿性に優れているので、溶融成形して繊維、フィルムおよび成形体などに好適に用いられるが、特に合成繊維の原料として好適に用いることができる。その場合、十分な吸湿性を有するためには、末端変性ポリエステル樹脂の吸湿パラメータ(ΔMR)が2%以上であることが好ましい。ΔMRは、より好ましくは3%以上である。また、末端変性ポリエステル樹脂のΔMRが10%以下であることにより、繊維とした際に紡糸性や延伸性が良好となる傾向にあり好ましい。
 ここで、吸湿パラメータ(ΔMR)とは、20℃×65%RHの低湿状態における飽和吸湿率(%)を30℃×90%RHの高湿状態における飽和吸湿率(%)から差し引いた値を、絶乾質量(g)で除した値(%)を意味している。ここで、絶乾質量とは、110℃の温度で24時間乾燥を行った試料の質量をいう。本発明における吸湿パラメータの測定は、末端変性ポリエステル樹脂のペレットを凍結粉砕した後、目開き350μmの篩を通過したサンプルで行う。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)は、いかなる方法により製造しても良いが、好ましい製造方法としては以下のものがあげられる。
(i)少なくともテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体成分、およびエチレングリコールを含む原料を、エステル化反応またはエステル交換反応させた後、下記式(2)の化合物を添加し、重縮合反応させることによる製造方法(製造方法1)。
 (ii)少なくともテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体成分、エチレングリコール、および上記式(2)で表される化合物を含む原料を、エステル化反応またはエステル交換反応させたのち、重縮合反応させることによる製造方法(製造方法2)
を挙げることができる。これら製造方法のうち、製造方法1により製造した末端変性ポリエステル樹脂の方が、より高い吸湿特性を発現する傾向にあるため、製造方法1によって製造することがより好ましい。
 ここでのエステル化反応は、末端変性ポリエステル(II)の原料となるカルボン酸成分とアルコール成分とを所定の温度でエステル化反応させ、所定量の水が留出するまで反応を行い、低重合体を得る工程である。また、エステル交換反応は、末端変性ポリエステルを構成するカルボン酸のエステル形成性誘導体とアルコール成分とを所定の温度でエステル交換反応させ、所定量のアルコールが留出するまで反応を行い、低重合体を得る工程である。また、重縮合反応は、エステル化反応またはエステル交換反応で得られた低重合体が添加された反応器内を減圧にすることにより重合反応を開始し、反応器内の温度、圧力および撹拌速度を調節し重合を行い、高分子量ポリエステル樹脂を得る工程である。
 上記エステル化反応またはエステル交換反応は、末端変性ポリエステル樹脂(II)の原料となるカルボン酸成分またはそのエステル形成性誘導体とアルコール成分とが反応すれば如何なる温度で実施しても良い。反応温度は230~260℃であることが好ましく、235~255℃であることがより好ましく、240~250℃であることがさらに好ましい。エステル化反応またはエステル交換反応の反応温度がこのような範囲にあることにより、反応原料の分解が抑制され、効率よく反応が進行する傾向にあるため好ましい。
 また、重縮合反応の重合温度は、エステル化反応またはエステル交換反応で得られた低重合体の重合が進行すれば如何なる温度でも良い。好ましい重合温度として最高温度が280~300℃の範囲を例示でき、280~295℃の範囲であることがさらに好ましく、285~295℃の範囲であることがより好ましい。重縮合反応を実施する際の最高温度がこのような範囲にあることにより、末端変性ポリエステルの熱分解による副生成物の生成や着色が抑制できる。
 本発明の末端変性ポリエステル樹脂の製造方法において、エステル化反応に用いることができる触媒は、マンガン、コバルト、亜鉛、チタン、カルシウムなどの化合物であるが、エステル化反応は無触媒であっても良い。また、エステル交換反応に用いられる触媒としては、マグネシウム、マンガン、カルシウム、コバルト、亜鉛、リチウム、チタンなどの化合物が用いられる。また、重縮合反応に用いられる触媒としては、アンチモン、チタン、アルミニウム、スズ、ゲルマニウムなどの化合物が用いられる。
 アンチモン化合物としては、アンチモンの酸化物、アンチモンカルボン酸、アンチモンアルコキシドなどが挙げられ、具体的には、アンチモンの酸化物として、3酸化アンチモン、5酸化アンチモンなどが挙げられ、アンチモンカルボン酸としては、酢酸アンチモン、シュウ酸アンチモン、酒石酸アンチモンカリウムなどが挙げられ、アンチモンアルコキシドとして、アンチモントリ-n-ブトキシド、アンチモントリエトキシドなどが挙げられる。チタン化合物としては、チタン錯体、テトラ-i-プロピルチタネート、テトラ-n-ブチルチタネート、テトラ-n-ブチルチタネートテトラマーなどのチタンアルコキシド、チタンアルコキシドの加水分解により得られるチタン酸化物、チタンアセチルアセトナートなどが挙げられる。中でも多価カルボン酸および/またはヒドロキシカルボン酸および/または多価アルコールをキレート剤とするチタン錯体であることが、ポリマーの熱安定性、色調および口金まわりの堆積物の少なさの観点から好ましい。チタン化合物のキレート剤としては、乳酸、クエン酸、マンニトール、トリペンタエリスリトールなどが挙げられる。特に特開2010-100806号公報に記載の方法で得られるチタンマンニトールキレート錯体は、ポリマーの異物粒子の発生を抑制することが出来るため好ましい。アルミニウム化合物としては、カルボン酸アルミニウム、アルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレート化合物、塩基性アルミニウム化合物などが挙げられ、具体的には酢酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸アルミニウム、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、塩基性酢酸アルミニウムなどが挙げられる。スズ化合物としては、モノブチルスズオキサイド、ジブチルスズオキサイド、メチルフェニルスズオキサイド、テトラエチルスズオキサイド、ヘキサエチルジスズオキサイド、トリエチルスズハイドロオキサイド、モノブチルヒドロキシスズオキサイド、モノブチルスズトリクロライド、ジブチルスズサルファイドなどが挙げられる。ゲルマニウム化合物としては、ゲルマニウムの酸化物、ゲルマニウムアルコキシドなどが挙げられ、具体的には、ゲルマニウムの酸化物として、二酸化ゲルマニウム、四酸化ゲルマニウム、ゲルマニウムアルコキシドとして、ゲルマニウムテトラエトキシド、ゲルマニウムテトラブトキシドなどが挙げられる。マグネシウム化合物としては、具体的には、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキシド、酢酸マグネシウム、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。マンガン化合物としては、具体的には、塩化マンガン、臭化マンガン、硝酸マンガン、炭酸マンガン、マンガンアセチルアセトネート、酢酸マンガンなどが挙げられる。カルシウム化合物としては、具体的には酸化カルシウム、水酸化カルシウム、カルシウムアルコキシド、酢酸カルシウム、炭酸カルシウムなどが挙げられる。コバルト化合物としては、具体的には、塩化コバルト、硝酸コバルト、炭酸コバルト、コバルトアセチルアセトネート、ナフテン酸コバルト、酢酸コバルト四水塩などが挙げられる。亜鉛化合物としては、具体的には、酸化亜鉛、亜鉛アルコキシド、酢酸亜鉛などが挙げられる。なお、これら金属化合物は、水和物であっても良い。 
 重縮合反応に用いる触媒の種類は、ポリマー色調、生産効率化の観点からアンチモン化合物、特に三酸化アンチモンが好ましく用いられる。
 重縮合反応に用いる触媒の添加量は、用いる触媒の種類により異なるため、一概には規定できないが、得られるポリマーに対して0.005質量%以上が好ましく、0.01質量%以上がさらに好ましい。一方、重縮合反応に用いる触媒の添加量は0.1質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がさらに好ましい。重縮合反応に用いる触媒の添加量がこれら好ましい範囲にあることにより、十分に重合が進行し、かつ生成したポリマーの分解を抑制することができる。
 また、本発明の共重合ポリエステル樹脂の製造において、安定剤としてリン化合物が添加されても良い。具体的には、リン酸、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、ジエチルホスホノ酢酸エチル、3、9-ビス(2、6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)-2、4、8、10-テトラオキサ-3、9-ジホスファスピロ[5、5]ウンデカン、テトラキス(2、4-ジ-t-ブチル-5-メチルフェニル)[1、1-ビフェニル]-4、4´-ジイルビスホスホナイトなどが挙げられる。色調や熱安定性改善の観点から、リン酸、リン酸トリメチル、3、9-ビス(2、6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)-2、4、8、10-テトラオキサ-3、9-ジホスファスピロ[5、5]ウンデカン(PEP36:旭電化社製)や、テトラキス(2、4-ジ-t-ブチル-5-メチルフェニル)[1、1-ビフェニル]-4、4´-ジイルビスホスホナイト(GSY-P101:大崎工業社製)が好ましく、リン酸、リン酸トリメチルがより好ましく用いられる。
 用いる安定剤の添加量は、安定剤の種類により異なるため、一概には規定できないが、得られるポリマーに対し、0.001質量%以上が好ましく、0.005質量%以上がさらに好ましい。また、安定剤の添加量は。0.1質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がさらに好ましい。安定剤の添加量がこれら好ましい範囲にあることで、得られるポリマーの熱安定性および重合性が良好であるため好ましい。
 本発明では、末端変性ポリエステル樹脂(II)を製造する任意の段階で酸化防止剤を添加することができ、エステル化反応前後、エステル交換反応前後、重縮合触媒を添加後に反応槽内を減圧にして、重縮合反応が開始されてから終了するまでのいずれの段階で添加してもよい。
 さらに、本発明の末端変性ポリエステル樹脂(II)の製造においては、本発明の効果を損なわない限り他の添加物を加えて種々の改質を行っても良い。他の添加剤の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、コバルト、亜鉛などの酢酸塩、安息香酸塩、塩化物、水酸化物、炭酸塩などが例示される。これら添加物は単独で使用しても良く、2種以上を混合して使用しても良い。これら添加剤を用いることで、蛍光増白化、核形成促進、酸化防止、帯電防止、消泡性付与、着色等の効果を発現できる。これら添加剤の中でも、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸マンガン、酢酸コバルトが好ましく、吸湿特性の観点から、酢酸マンガン、酢酸コバルトがより好ましく、酢酸コバルトが特に好ましく用いられる。
 これら添加剤の好ましい添加量は、添加剤の種類により異なるため一概には規定できないが、得られるポリマーに対し0.001質量%以上が好ましく、0.005質量%以上が特に好ましい。また、得られるポリマーに対し0.2質量%以下が好ましく、0.1質量%以下が特に好ましい。
 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。本発明で用いた測定方法を次に示す。
なお、本実施例では、末端変性ポリエステル樹脂(I)および末端変性ポリエステル樹脂(II)を合わせて単に末端変性ポリエステル樹脂という。
 (1) 式(1)または式(2)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量Mnおよび共重合量測定
 末端変性ポリエチレンテレフタレートまたはそれを含むポリエチレンテレフタレート繊維約0.05gをを密閉可能なバイアル瓶に採取し、28重量%のアンモニア水1mLを加え、120℃で5時間加熱し試料を溶解した。放冷後、精製水1ml、6M塩酸1.5mlを加え、精製水で5ml定容した。遠心分離後、0.45μmフィルターにて濾過し、濾液の数平均分子量をGPCにて測定した。また、ポリエチレングリコール水溶液にて作成した検量線を用いてポリエチレングリコールを定量し、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエチレンテレフタレートを含むポリエチレンテレフタレート繊維中の片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の共重合量を算出した。
装 置:ゲル浸透クロマトグラフGPC
検出器:示差屈折率検出器RI(東ソー製RI-8020,感度128x)
フォトダイオードアレイ検出器(島津製作所製SPD-M20A)
カラム:TSKgelG3000PWXL(1本)(東ソー)
溶媒:0.1M塩化ナトリウム水溶液
流速:0.8mL/min
カラム温度:40℃
注入量:0.05mL
標準試料:ポリエチレングリコール  。
 (2) 式(1)または式(2)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の組成分析
  末端変性ポリエチレンテレフタレートまたはそれを含むポリエチレンテレフタレート繊維の組成分析は、核磁気共鳴装置(NMR)を用いて実施した。
装置:日本電子株式会社製 AL-400
重溶媒:重水素化HFIP
積算回数:128回
サンプル濃度:測定サンプル50mg/重溶媒1mL   。
 (3)固有粘度(IV)測定
 末端変性ポリエチレンテレフタレートまたはそれを含むポリエチレンテレフタレート繊維を、o-クロロフェノール溶媒に溶解し、0.5g/dL、0.2g/dL、0.1g/dLの濃度の溶液を調整した。その後、得られた濃度Cの溶液の25℃における相対粘度(ηr)を、ウベローデ粘度計により測定し、(ηr-1)/CをCに対してプロットした。得られた結果を濃度0に外挿することにより、固有粘度を求めた。
 (4)筒編作成
 英光産業製丸編機NCR-BL(釜径3インチ半(8.9cm)、27ゲージ)を用いて、得られた繊維の筒編みを作成した。
 (5)吸湿パラメーター(ΔMR)
 得られた筒編を用い、乾燥温度110℃で24時間、真空乾燥してその質量(Wd)を測定した。以下、この質量を絶乾質量という。
 この試料を20℃×65%R.H.の状態に調湿された恒温恒湿機(エスペック製LHU-123)中に24時間放置し、平衡状態となった試料の質量(W20)を測定し、次いで、恒温恒湿機の設定を30℃×90%R.H.に変更し、更に24時間放置後の質量(W30)測定し、下記数式1により求めた。このΔMRの値が大きい程、優れた吸湿特性と有することを示す。
吸湿パラメーター(ΔMR)=(W30-W20)/Wd(%)    (数式1) 。
 (6)耐光堅牢度測定
 炭酸ナトリウム1g/L、日華化学製界面活性剤“サンモール”(登録商標)BK-80 2g/Lを含む水溶液中、80℃で20分間精練後、60℃の熱風乾燥機内で60分間乾燥した。精練後の筒編みを160℃で2分間乾熱セットし、乾熱セット後の筒編みに対して、分散染料として日本化薬製“Kayalon”(登録商標) Polyester Navy Blue ECXN 350を0.2質量%加え、pHを5.0に調整した染色液中、浴比1:100、染色温度130℃、染色時間30分の条件で染色することで、耐光堅牢度測定用筒編みを得ることができる。
 JIS L0842:2004規定の第3露光法にて、光源にカーボンアーク灯を使用し、JIS L0841:2004に規定された3級と4級のブルースケール評価を行った。級数が大きい程、耐光性に優れる染色性を有することを示す。
 (7)繊度測定
 温度20℃、湿度65%R.H.の環境下において、INTEC製電動検尺機を用いて、実施例によって得られた繊維100mをかせ取りした。得られたかせの質量を測定し、下記式を用いて繊度(dtex)を算出した。なお、測定は1試料につき5回行い、その平均値を繊度とした。
 繊度(dtex)=繊維100mの質量(g)×100   。
 (8)強度、伸度
 強度および伸度は、JIS L1013:1999(化学繊維フィラメント糸試験方法)8.5に準じて算出した。温度20℃、湿度65%RHの環境下において、島津製作所製オートグラフAG-50NISMS型を用いて、初期試料長20cm、引張速度20cm/分の条件で引張試験を行った。最大荷重を示す点の応力(cN)を繊度(dtex)で除して強度(cN/dtex)を算出し、最大荷重を示す点の伸び(L1)と初期試料長(L0)を用いて下記式によって伸度(%)を算出した。なお、測定は1試料につき10回行い、その平均値を強度および伸度とした。
伸度(%)={(L1-L0)/L0}×100    。
 (9)繊度変動値U%(hi)
 繊度変動値U%(hi)は、実施例によって得られた繊維を試料とし、ツェルベガーウースター製ウースターテスター4-CXを用いて、測定速度200m/分、測定時間2.5分、測定繊維長500m、撚り数12000/m(S撚り)の条件で、U%(half inert)を測定した。なお、測定は1試料につき5回行い、その平均値を繊度変動値U%(hi)とした。この繊度変動値U%(hi)の値が小さい程、繊維長手方向における太さ斑が少ない繊維であることを示す。
 (10)遅延収縮率
 遅延収縮率は、0.26gの荷重を先端にかけた繊維1本を吊り下げ、巻取5分後の試料長を初期試料長(M0)とし、温度25℃、湿度55%R.H.の環境下において、7日後の試料長(M1)を測定し、下記式によって遅延収縮率(%)を算出した。
遅延収縮率(%)={(M0-M1)/M0}×100   。
 (11)共重合ポリエチレンテレフタレートの分子量測定
 ポリエチレンテレフタレートの分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により算出した。条件は以下のとおりである。
装置:Waters社製Water Model510
検出器:Waters社製示差屈折計Waters410
カラム:Shodex GPC HFIP-806M(2本)
ガードカラム:Shodex GPC HFIP-LG
溶離液:ヘキサフルオロイソプロパノール(0.005N トリフルオロ酢酸ナトリウム添加)
流速:1.0mL/min
試料濃度:1mg/mL
注入量:0.1mL
標準サンプル:標準ポリメチルメタクリレート  。
 (12)共重合ポリエチレンテレフタレートの相構造観察
 共重合ポリエチレンテレフタレートの溶融状態における相構造観察は、光学顕微鏡およびホットステージを用いて実施した。
光学顕微鏡本体:Nikon製OPTIPHOTO-POL
溶融温度:280℃
倍率:対物レンズ×40、接眼レンズ×5  。
(13)共重合ポリエチレンテレフタレートの熱特性評価
 末端封鎖ポリエステル樹脂など、共重合ポリエチレンテレフタレートを、TAインスツルメント社製示差走査熱量計(DSC Q20)を用いて測定した。試料5mgを窒素雰囲気下中、10℃から速度16℃/minで280℃まで昇温した後、さらに続けて、280℃で5分間保持し、280℃から速度100℃/minで10℃まで降温した後、10℃で5分間保持し、10℃から16℃/minで280℃まで昇温したときの吸熱ピークのピークトップ温度を融点Tmとした。
 (14)共重合ポリエチレンテレフタレートのΔMR測定
 共重合ポリエチレンテレフタレートの吸湿パラメーターΔMR測定には、共重合ポリエチレンテレフタレートを凍結粉砕した後、目開き350μmの篩を通過したサンプルを用いた。始めに、サンプルを20mLのスクリュー管に約3g量りとり、110℃で24時間真空乾燥した後、絶乾質量(W0)を測定した。次いで、温度20℃、湿度65%RHに調湿されたエスペック製恒温恒湿機LHL-113内にサンプルを静置し、質量増加が平衡状態に達するまで吸湿処理を行い、平衡状態のサンプル質量(W1)および絶乾質量(W0)から下記式(a)を用いて吸湿率MR1(%)を算出した。ここでの平衡状態とは、2時間吸湿処理を施した際の吸湿率の差が0.03%以内となった時点のことを指す。続いて、30℃、90%RHに調湿された恒温恒湿機内にサンプルを静置し、同様にして平衡状態のサンプル質量(W2)を測定し、下記式(b)を用いて吸湿率MR2(%)を算出した。MR1およびMR2より、下記式(c)を用いてΔMR(%)を算出した。
  MR1(%)=(W1-W0)/W0×100       (a)
  MR2(%)=(W2―W0)/W0×100       (b)
  ΔMR(%)=MR2-MR1              (c)。
 A.末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維
 [実施例1]
 高純度テレフタル酸(三井化学製)7.8kgとエチレングリコール(日本触媒製)3.5kgのスラリーを、予めビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート約25kgが仕込まれた、温度250℃、圧力1.2×10Paに保持されたエステル化反応槽に4時間かけて供給した。供給終了後もさらに1時間保持して、エステル化反応を完結させた。次に、このエステル化反応生成物のうち9kgを重縮合槽に移送した。
 引き続いて、エステル化反応生成物が移送された前記重縮合槽に、70℃に加熱して溶融した添加した数平均分子量20000(数平均繰返し単位数 455)の片末端メトキシ基封鎖ポリエチレングリコール(MPEG)(Aldrich製)1.0kg(得られる末端変性ポリエステル樹脂に対して10質量%)、をエチレングリコール1000gで希釈したものを添加した。MPEGがエステル化反応生成物に完全に溶解し透明となった後、リン酸トリメチル2.5gを添加し、酸化防止剤として“Irganox”(登録商標。以下同じ。)1010(BASF社製)15g、シリコーン系消泡剤を10g、酢酸コバルトを2.0g及び重合触媒として三酸化アンチモン2.5gを加え100Paの減圧下で290℃の条件下で重縮合を行った。重縮合完了30分前に再度“Irganox”1010を40g添加した。得られる末端変性ポリエチレンテレフタレート100質量部に対する酸化防止剤(“Irganox”1010)の総添加量は0.55質量部である。その後、155分間重縮合反応を行い、その後冷水中にストランド状に吐出、直ちにカッティングして末端変性ポリエステル樹脂のチップを得た。得られたポリマーの特性を表1に記す。
 次いで、得られた末端変性ポリエステル樹脂のチップを150℃で12時間、真空乾燥した。乾燥後の含水率は95ppmであった、乾燥したチップを吐出孔径0.20mm、72ホールの丸孔口金を用いて、紡糸温度290℃、吐出量50.4g/min、の条件で吐出させて紡出糸条を得た。この紡出糸条を風温20℃、風速20m/分の冷却風で冷却し、給油装置で油剤を付与して収束させ、3000m/分で回転する第1ゴデットローラーで引き取り、第1ゴデットローラーと同じ速度で回転する第2ゴデットローラーを介して、ワインダーで巻き取って168dtex-72フィラメントの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を第1ホットローラー温度90℃、第2ホットローラー温度130℃、延伸速度600m/分、延伸倍率2.0倍の条件で延伸し、84dtex-72フィラメントの延伸糸を得た。得られた繊維の特性を表1に記す。
 [実施例2]
 実施例1で用いたMPEGを数平均分子量15000(数平均繰返し単位数 340)(日油製)、添加量を1.2kg(12質量%)に変更し、重縮合時間を160分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例3]
 実施例1で用いたMPEGを数平均分子量10000(数平均繰返し単位数 227)(Aldrich製)、添加量を1.2kg(12質量%)に変更し、重縮合時間を165分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例4]
 実施例3で用いた添加量を1.0kg(10質量%)に変更した以外は実施例4と同様に実施し、共重合ポリエチレンテレフタレートを含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例5]
 実施例1で用いたMPEGを数平均分子量8000(数平均繰返し単位数 181)(海安石化製)、添加量を1.5kg(15.0質量%)に変更し、重縮合時間を180分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。しかし、実施例1と同様に紡糸をおこなったが、口金吐出直後から糸状の太細が発生し、繊度斑がある繊維であった。
 [実施例6]
 実施例5で用いたMPEGの添加量を1.2kg(12.0質量%)に変更し、重縮合時間を170分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例7]
 実施例5で用いたMPEGの添加量を1.0kg(10.0質量%)に変更し、重縮合時間を170分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例8]
 実施例5で用いたMPEGの添加量を0.9kg(9.0質量%)に変更し、重縮合時間を165分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例9]
 実施例5で用いたMPEGの添加量を0.8kg(8.0質量%)に変更し、重縮合時間を160分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例10]
 実施例5で用いたMPEGの添加量を0.7kg(7.0質量%)に変更し、重縮合時間を155分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例11]
 実施例5で用いたMPEGの添加量を0.5kg(5.0質量%)に変更し、重縮合時間を145分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例12]
 実施例11で実施した重縮合開始前における酸化防止剤(“Irganox”1010)の添加を行わず、重縮合時間を140分間に変更した以外は実施例11と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例13]
 実施例11で用いたMPEGを数平均分子量7000(数平均繰返し単位数 159)(海安石化製)に変更し、重縮合時間を140分間に変更した以外は実施例11と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例14]
 実施例1で用いたMPEGを数平均分子量6500(数平均繰返し単位数 147)(海安石化製)に変更し、重縮合時間を165分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例15]
 実施例1で用いたMPEGを数平均分子量5000(数平均繰返し単位数 113)(Aldrich製)に変更し、重縮合時間を160分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、共末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例16]
 重縮合時間を115分間に変更した以外は実施例15と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例17]
 実施例15で用いたMPEGの添加量を0.9kg(9.0質量%)に変更し、重縮合時間を150分間に変更した以外は実施例15と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例18]
 実施例15で用いたMPEGの添加量を0.7kg(7.0質量%)に変更し、重縮合時間を140分間に変更した以外は実施例15と同様に実施し、共重合ポリエチレンテレフタレートを含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例19]
 実施例15で用いたMPEGの添加量を1.2kg(12.0質量%)に変更し、重縮合時間を180分間に変更した以外は実施例15と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例20]
 実施例19で用いたMPEGを数平均分子量15000(数平均繰返し単位数 338)の片末端デカノキシ基封鎖ポリエチレングリコール(DPEG)(第一工業製薬製)に変更し、重縮合時間を160分間に変更した以外は実施例19と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [実施例21]
 実施例20で用いたDPEGを数平均分子量8000(数平均繰返し単位数 178)に変更し、重縮合時間を170分間に変更した以外は実施例20と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [比較例1]
 実施例1にてMPEGを添加せず、重縮合時間を150分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、ポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [比較例2]
 実施例1にて共重合成分を数平均分子量8300(数平均繰返し単位数 189)のポリエチレングリコール(三洋化成工業製“PEG6000S”)に変更し、重縮合時間を135分間に変更したこと以外は実施例1と同様に実施し、ポリエチレングリコールが共重合したポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [比較例3]
 実施例5で用いたMPEGの添加量を0.2kg(2.0質量%)に変更し、重縮合時間を140分間に変更した以外は実施例5と同様に実施し、末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [比較例4]
 実施例5で用いたMPEGの添加量を2.0kg(20.0質量%)に変更し、重縮合時間を240分間に変更した以外は実施例5と同様に実施し、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエチレンテレフタレートを得た。しかし、実施例5と同様に紡糸をおこなったが、口金吐出直後から糸状の糸切れが発生し、共重合繊維を得ることが出来なかった。
 [比較例5]
 実施例14で用いたMPEGの添加量を0.4kg(4.0質量%)に変更し、重縮合時間を210分間に変更した以外は実施例14と同様に実施し、共重合ポリエチレンテレフタレートを含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [比較例6]
 特開昭63-35824号公報(特許文献1)実施例1にしたがい糸を試作した。具体的には以下のとおりである。
 テレフタル酸ジメチル100部、エチレングリコール60部、酢酸カルシウム1水塩0.06部、酢酸コバルト4水塩0.009部を窒素ガス雰囲気下4時間かけて140℃から220℃まで昇温して生成するメタノールを系外に除去しながらエステル交換反応させた。エステル交換反応終了後、リン酸トリメチル0.058部加え、10分後に三酸化アンチモン0.04部を添加し、同時に過剰のエチレングリコールを追出しながら240℃まで昇温後重合缶に移した。重合缶にM-PEG6500(数平均分子量6500、片末端メトキシ基封鎖PEG)を4部添加した後、1時間かけて1mmHg(=133Pa)まで減圧し、同時に1時間30分かけて240℃から280℃まで昇温した。1mmHg以下の減圧下、重合温度280℃で更に2時間重合した時点で“イルガノックス”1010 0.4部を添加し、その後更に30分間重合し、冷水中にストランド状に吐出、直ちにカッティングして片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエチレンテレフタレートチップを得た。
 次いで、得られた末端変性ポリエチレンテレフタレートのチップを150℃で10時間、真空乾燥し、口径0.30mm、24ホールの口金を用いて、紡糸温度285℃、吐出量47.1g/min、紡糸速度3000m/minの条件で紡糸した。そして延伸糸伸度が30%になる延伸倍率で84℃の加熱ローラーと180℃のスリットヒーターを使って延伸熱処理行い、56dtex-24フィラメント(=50デニール/24フィラメント)の延伸糸が得られた。
 [比較例7]
 実施例19で用いたMPEGを数平均分子量4000(数平均繰返し単位数数平均91)(日本油脂製“ユニオックス” M-4000)に変更し、重縮合時間を190分間に変更した以外は実施例19と同様に実施し、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエステル樹脂を含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 [比較例8]
 実施例1で用いたMPEGを分子量2000(繰返し単位数n 45)(東邦化学製“MPEG-2000”)に変更し、重縮合時間を420分間に変更した以外は実施例1と同様に実施し、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエチレンテレフタレートを含むポリエチレンテレフタレート繊維を得た。
 これまで説明した実施例および比較例の結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 上記の実施例および比較例の結果から、本発明において、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量が特定範囲内であり、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を全ポリマー質量に対して特定範囲で共重合してある共重合ポリエチレンテレフタレートを含むポリエチレンテレフタレート繊維であることで、優れた吸湿性および優れた繊維特性を有するポリエチレンテレフタレート繊維が得られることがわかる。
 実施例1~4、6、7、14、15、比較例8の結果から、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量(Mn)は、吸湿性に優れるという点から、Mnが5000以上20000以下であることが好ましく、Mnが6500より大きく20000以下であることがさらに好ましい。より繊度斑が改善されるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、Mnが6500より大きく15000以下であることが特に好ましくい。さらに遅延収縮率が小さくなり巻締り起因の外観斑が発生し難いポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、Mnが7000以上15000以下であることが最も好ましいことがわかる。
 実施例3~7、11~14、比較例3、4、6の結果から、吸湿性に優れ、製糸性にも優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、共重合ポリエチレンテレフタレート中の片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の共重合量は、全ポリマーに対して5質量%以上であり、19質量%以下が好ましい。製糸性により優れることから、15質量%未満がより好ましく、12質量%以下が更に好ましい。耐光堅牢性の低下や、繊度斑の発生、遅延収縮率が大きくなり巻締り起因の外観斑の発生といった課題の点から、10質量%以下が更に好ましい。繊度斑発生が改善るという点から、5質量%以上9質量%以下がさらに好ましい。遅延収縮率が小さくなり巻締り起因の外観斑が発生し難いポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、5質量%以上8質量%以下が特に好ましい。より強度に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、5質量%以上7質量%以下が好ましいことがわかる。
 実施例5、比較例2の結果から、ポリエチレングリコールよりも片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を共重合してある末端変性ポリエチレンテレフタレートを含むポリエチレンテレフタレート繊維のほうが吸湿性に優れることがわかる。
 実施例11、12、比較例5、6の結果から、吸湿性に優れるポリエチレンテレフタレート繊維が得られるという点から、酸化防止剤の添加は重合開始前と吐出30分前の2回添加することが好ましいことがわかる。
B.末端変性共重合ポリエステル樹脂(II)およびその製造方法
[製造例1]
 得られるポリマーに対してマグネシウム原子換算で60ppm相当の酢酸マグネシウムとテレフタル酸ジメチル100gとエチレングリコール59.2gを、150℃、窒素雰囲気下で溶融後、攪拌しながら240℃まで4時間かけて昇温し、メタノールを留出させ、エステル交換反応をおこない、ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレートを得た。
[実施例22]
 製造例1で得られたビス(ヒドロキシエチル)テレフタレートおよび重縮合反応により得られるポリマーに対して12質量%量のMPEG(数平均分子量4000、数平均重合度90.9、日油株式会社製)、酸化防止剤として0.15質量%量のペンタエリスリトール-テトラキス(3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェノール)プロピオネート)(BASF製、“Irganox”1010)を試験管に投入し、250℃で溶融状態を保持した後、得られるポリマーに対して0.025質量%相当の三酸化アンチモン、0.02質量%相当のリン酸トリメチル、0.025質量%相当の酢酸マンガンをエチレングリコール溶液として添加した。
 その後、90rpmで撹拌しながら減圧、昇温を開始して重縮合反応を開始した(この時点を重縮合反応開始とする)。試験管内を250℃から290℃まで徐々に昇温するとともに、圧力を110Paまで下げた。最高温度までの到達時間は90分、最終圧力到達までの時間は60分とした。重縮合開始から3時間後、反応系を窒素パージして常圧に戻して重縮合反応を停止させた。得られたポリマーをストランド状に吐出して冷却後、ただちにカッティングして共重合ポリエチレンテレフタレートのペレットを得た。これを製造方法1とする。得られたポリマーの相構造観察、DSC測定、分子量測定、ΔMR測定を実施した。
 [実施例23~24および比較例9、10]
 用いる化合物の種類、量、製造条件を表2に示すようにした以外は、実施例22と同様に行った。なお、表中のPEGとは、ポリエチレングリコールを示す。
 [実施例25~29および比較例11~15]
 用いる化合物の種類、量、製造条件を表2に示すようにした以外は、実施例22と同様に行った。
 [実施例30]
 製造例1で得られたビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート約110gが仕込まれたエステル化反応槽を温度250℃に保持した後、テレフタル酸143g、エチレングリコール61.5g、MPEG(数平均分子量5000、数平均重合度113.6、Aldrich製)36.9g(重縮合反応後に得られるポリマーに対し12質量%)のスラリーを3時間かけて順次供給し、供給終了後もさらに1.5時間かけてエステル化反応を行い、エステル化反応生成物を得た。
 得られたエステル化反応生成物、および酸化防止剤として得られるポリマー質量に対して0.15質量%量のペンタエリスリトール-テトラキス(3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェノール)プロピオネート)(BASF製、“Irganox”1010)を試験管に投入し、250℃で溶融状態を保持した後、得られるポリマーに対して0.025質量%相当の三酸化アンチモン、0.02質量%相当のリン酸トリメチル、0.025質量%相当の酢酸マンガンをエチレングリコール溶液として添加した。
 その後、90rpmで撹拌しながら減圧、昇温を開始して重縮合反応を開始した(この時点を重縮合反応開始とする)。試験管内を250℃から290℃まで徐々に昇温するとともに、圧力を110Paまで下げた。最高温度までの到達時間は90分、最終圧力到達までの時間は60分とした。重縮合開始から3時間後、反応系を窒素パージして常圧に戻して重縮合反応を停止させた。反応物をストランド状に吐出して冷却後、ただちにカッティングして共重合ポリエステルのペレットを得た。これを製造方法2をする。得られたポリマーの相構造観察、DSC測定、GPC測定、ΔMR測定を実施した。
 [実施例31]
 使用するMPEGを数平均分子量10000、数平均重合度223.7、Aldrich製のものに変更した以外は、実施例30と同様に行った。
 [実施例32]
 使用する重合触媒を三酸化アンチモン、添加剤をリン酸、酢酸コバルトとし、添加量をそれぞれ得られるポリマーに対し0.0275質量%、0.0055質量%、0.006質量%とした以外は、実施例22と同様に行った。得られたポリマーの相構造観察、DSC測定、GPC測定、ΔMR測定を実施した。測定結果を表2に示す。
 [実施例33、34]
 用いる化合物の種類を表2のようにする以外は、実施例32と同様に行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 実施例22~24では溶融状態における島相直径が0.1μm以上、MR1は1.1%と低い値であるのに対し、MR2が3%以上と高いため、ΔMRが2%以上と高い吸湿特性を示した。これらに対し、比較例9では、共重合されたMPEGの重合度nが45.5と小さいため、溶融状態における島相は0.1μm未満であり、かつΔMRが1.5%と低く、吸湿特性を発現しなかった。また、実施例22~24では分子量分布が2.6以下であったのに対し、比較例10では、主鎖にPEGを共重合しているため、分子量分布が3.3と広い値を示した。さらに、実施例23と比較例10の比較により、導入化合物のアルキレンエーテル構造の繰り返し単位数nは同等であるにも関わらず、末端にMPEGを共重合した実施例23の方が高ΔMRを示した。
 以上の結果より、重合度nが90以上であるMPEGを共重合することにより、分子量分布が狭く、高吸湿特性を有する末端封鎖ポリエステル樹脂が得られることが分かる。
 実施例25、26および27ではMPEG添加量が10質量%、15質量%、5質量%であるが、いずれの場合も実施例23と同様に相分離構造を有し、同等の熱特性、分子量分布を示し、かつΔMRが2%以上と高吸湿特性を発現した。これに対し比較例11では、MPEGの添加量が4質量%であり、アルキレンエーテルの添加量が少ないために、相分離構造を有さず、ΔMR2%未満となり吸湿特性を発現しなかった。また、MPEG分子量の異なる比較例12、13においても、比較例11と同様、吸湿特性を発現しなかった。また、比較例14では、MPEG添加量が25質量%と多いため、MPEGの末端封鎖によりポリマー分子量が低分子量で頭打ちとなった。これらの結果より、導入するMPEGの添加量は、5~19質量%以内であることが好ましいことが分かる。
 また、MPEGとPEGをそれぞれ7質量%、5質量%添加した実施例28、29においては、いずれも相分離構造を示し、実施例22~24と同等の熱特性、分子量分布を示し、かつΔMRが2%以上と高吸湿特性を示した。これに対し、比較例15では、アルキレンエーテル構造単位量は実施例28,29と同等であるが、MPEG添加量が4質量%と少ないため、ΔMRが2.0%未満となり、吸湿特性を発現しなかった。以上の結果より、MPEGとPEGを両方共重合することによっても高吸湿特性を発現するが、その場合、MPEGの共重合が5~19質量%となることが好ましいことが分かる。
 実施例30および31に関し、それぞれ実施例23および24と比較してΔMR値は劣るものの、MPEGの代わりにPEGを導入している比較例10よりも高い吸湿特性を示した。以上の結果より共重合ポリエステルの製法に関わらず、MPEGを共重合することにより、高吸湿特性を有する共重合ポリエステルが得られることが分かる。
 実施例32におけるポリマーのΔMR値は、実施例22と比較して高い値を示した。同様に、実施例33、34においても、それぞれ実施例23、24と比較して高いΔMR値を示した。以上の結果より、三酸化アンチモン、リン酸および酢酸コバルトを重合反応で使用することによって、高吸湿特性を有する共重合ポリエステルが得られることが分かる。
本発明のポリエチレンテレフタレート繊維は、単独糸からなる織編物等として、下着、スポーツウェアおよび裏地等の快適素材として好適に用いることができる。
 

Claims (20)

  1. 式(1)にて表される末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を全ポリマーに対して5質量%以上19質量%以下共重合してある末端変性ポリエステル樹脂(I)を含むポリエチレンテレフタレート繊維。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (上記式(1)において、Rは炭素原子数1~12のアルキレン基から選択される少なくとも1種であり、nは90~460の整数であり、Xは炭素原子数1~30のアルキル基および炭素数6~20のアリール基から選択される少なくとも1種である。)
  2. 式(1)のRの炭素数が2である請求項1記載のポリエチレンテレフタレート繊維。
  3. 末端変性共重合ポリエステル樹脂(I)が、式(1)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量が5000以上20000以下であり、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を全ポリマー質量に対して5質量%以上19質量%以下共重合したものである請求項1または2記載のポリエチレンテレフタレート繊維。
  4. 式(1)にて表される、片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を全ポリマー質量に対して10質量%以下共重合したものである請求項3記載のポリエチレンテレフタレート繊維。
  5. 片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の数平均分子量が6500より大きく20000以下であ請求項1~4のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレート繊維。
  6. 末端変性ポリエチレンテレフタレート(I)の吸湿パラメーターΔMRが2.0以上である請求項1~5のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレート繊維。
  7. 繊度変動値U%(hi)が、0.1%以上1.0%未満である請求項1~6のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレート繊維。
  8. 少なくとも、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体、エチレングリコール、および下記式(2)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物が共重合されたポリエステル樹脂であって、(A)全ポリマー質量に対する下記式(2)で表される化合物の共重合量が5~19質量%であり、かつ(B)下記式(2)中のnが90~460である末端変性ポリエステル樹脂(II)。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     
    (上記式(2)において、R2は炭素数1~3のアルキレン基から選択される少なくとも1種であり、Rは炭素数1~30のアルキル基、炭素数6~20のシクロアルキル基および炭素数6~20のアリール基から選ばれる少なくとも1種であり、mは90~460の整数である。)
  9. 少なくとも、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体、エチレングリコール成分、および式(2)で表される化合物が共重合されたものであって、(A)全ポリマー質量に対する下記式(2)で表される化合物の共重合量が5~19質量%であり、かつ(B)下記式(2)中のmが90~455である請求項8記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)。
  10. の炭素数が2である請求項8または9記載の末端変性共重合ポリエステル樹脂(II)。
  11. 片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物の分子量が6500より大きく20000以下であるとする、請求項8~10いずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)。
  12. 全ポリマー質量に対するアルキレンエーテル構造単位の質量分率が、5~19質量%である請求項7~11いずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)。
  13. 溶融状態において、式(2)の化合物に由来するポリアルキレンエーテル構造の一部が、直径0.1μm以上の島相として存在する請求項7~12いずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)。
  14. Mw/Mn(分散度)が2.6以下であることを特徴とする、請求項7~13のいずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)。
    (ここで、Mwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量である。)
  15. 融点が245℃~270℃である請求項8~14いずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂。
  16. 吸湿パラメーターΔMRが2~10%である請求項8~15のいずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)。
  17. 式(2)のRが炭素数1~30のアルキル基である請求項8~16いずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)。
  18. 請求項8~17のいずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)を含むポリエチレンテレフタレート繊維。
  19. 少なくともテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体、およびエチレングリコールを含む原料を、エステル化反応またはエステル交換反応させた後、上記式(2)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を添加し、重縮合反応させる、請求項8~17のいずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)の製造方法。
  20. 少なくともテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体、エチレングリコール、および上記式(2)で表される片末端封鎖ポリアルキレンオキサイド化合物を含む原料を、エステル化反応またはエステル交換反応させた後、重縮合反応させる請求項8~17のいずれかに記載の末端変性ポリエステル樹脂(II)の製造方法。
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