JPH04245917A - ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステル繊維の製造
方法に関し、さらに詳しくは引取速度７５００ｍ／分以
上の超高速紡糸方法によって優れた物性を有するポリエ
ステル繊維を製糸性良く製造する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維、特にポリエチレンテ
レフタレート繊維は、耐熱性、耐薬品性および機械的特
性などに優れているので、衣料用途や産業用途に広く利
用されている。近年、製糸技術の進歩などにより、引取
速度を６０００〜７０００ｍ／分付近とした高速製糸方
法によって紡糸工程のみで実用上十分な繊維物性を有す
るポリエステル繊維を得る方法が採用されつつある。こ
の高速製糸方法では、従来の延伸工程が不要になるだけ
でなく、生産性が著しく向上するという利点がある。

【０００３】しかしながら、ポリエチレンテレフタレー
トにおいてさらに生産性を向上させるために引取速度を
上げると、得られる繊維の機械的物性、特に強度特性が
引取速度６０００ｍ／分付近を最大として低下してしま
う（清水二郎ら、繊維学会誌、３７、Ｔ−１３５（１９
８１）参照）。また、速度の上昇にしたがって断糸、単
糸切れなどのトラブルが頻繁に発生するようになり、引
取速度７５００ｍ／分以上の紡糸は事実上困難である。

【０００４】この問題をポリエステルの改質によって解
決するために、下記の方法が提案さ６ている。しかしな
がら、ポリエステルにパラオキシ安息香酸を共重合する
方法（特開昭５９−４７４２３号公報）、ポリメチルメ
タクリレートなどの重合体を添加する方法（特開昭６２
−２１８１７号公報）、またビス（４−カルボキシフェ
ノキシ）エタンを共重合する方法（特開昭６３−１９０
０１５号公報）というこれらの方法は、製糸性について
は極めて短時間で数回の糸切れを生じたり少量の製品巻
き取りの間に糸切れが生じるなど、長時間の安定な生産
を確保するという観点からは、製糸性が十分とは言い難
い。また、特開昭６３−５９４１２号公報においては、
極限粘度が１．０以下のポリトリメチレンテレフタレー
ト、ポリテトラメチレンテレフタレート、またはポリヘ
キサメチレンテレフタレートを主体とするポリエステル
を用いる方法が提案されているが、衣料用繊維として極
めて優れたバランスのとれた特性を有し、かつ大量に生
産されコスト的にもメリットのあるポリエチレンテレフ
タレートでは不可能とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
エチレンテレフタレートを改質することにより引取速度
７５００ｍ／分以上の極めて生産性の高い超高速紡糸領
域においても、得られる繊維の機械的物性、特に強度に
優れたポリエステル繊維の製造方法を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、７５００ｍ／分以上の
超高速紡糸においても、断糸、単糸切れ等のトラブルの
発生が少ないポリエステル繊維の製造方法を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、主たる
ジカルボン酸成分がテレフタル酸であり、全ジカルボン
酸成分の２〜２０モル％が炭素数８以上の脂肪族ジカル
ボン酸であり、主たるジオール成分がエチレングリコー
ルであるポリエステルであって、２５℃オルトクロロフ
ェノール溶液により求めた極限粘度［η］が０．４０（
ｄｌ／ｇ）以上０．６０（ｄｌ／ｇ）以下のポリエステ
ルを、引取速度７５００ｍ／分以上で引き取ることを特
徴とするポリエステル繊維の製造方法によって達成でき
る。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
ポリエステルは、全ジカルボン酸成分の２〜２０モル％
が炭素数８以上の脂肪族ジカルボン酸成分で構成される
共重合ポリエチレンテレフタレートである。

【０００８】本発明における炭素数８以上の脂肪族ジカ
ルボン酸成分は、その２個のカルボキシル基間に、カル
ボキシル基を構成する炭素原子を含んで８個以上の炭素
原子がある脂肪族ジカルボン酸成分である。具体例とし
て、スベリン酸（炭素数＝８）、アゼライン酸（炭素数
＝９）、セバシン酸（炭素数＝１０）、ドデカン二酸（
炭素数＝１２）、ブラシル酸（炭素数＝１３）、エイコ
サン二酸（炭素数＝２０）、ダイマー酸（炭素数＝３６
など）などの脂肪族ジカルボン酸成分を挙げることがで
きる。より機械的物性に優れた繊維が得られることから
、炭素数が８〜３６の脂肪族ジカルボン酸成分であるこ
とが好ましく、炭素数が８〜２２の脂肪族ジカルボン酸
成分であることがより好適であり、炭素数が８〜１６の
脂肪族ジカルボン酸成分であることがさらに好適である
。上記した脂肪族ジカルボン酸成分は複数種の化合物を
組み合わせて使用しても良い。

【０００９】また、本発明において、上記した脂肪族ジ
カルボン酸成分量は、ポリエステルを構成する全ジカル
ボン酸成分の２〜２０モル％であり、６〜１３モル％で
あることが好適である。２モル％未満では、得られる繊
維の超高速製糸における機械的物性に対する改善効果が
小さく、また２０モル％を越えると得られる繊維の耐熱
性が低くなったり、超高速紡糸時に糸切れが頻発するよ
うになるなどの点から好ましくない。

【００１０】本発明に使用するポリエステルは、前記範
囲の脂肪族ジカルボン酸を共重合した共重合ポリエチレ
ンテレフタレートであるが、７モル％以内の範囲でかつ
、脂肪族ジカルボン酸の添加量（モル分率）を越えない
範囲の他のジカルボン酸及び又はジオールを含有するこ
とができる。さらに、各種の添加剤、たとえば、艶消剤
、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、
結晶核剤、螢光増白剤などを必要に応じて共重合または
混合していても良い。

【００１１】本発明において、前記したポリエステルは
オルトクロロフェノール溶液として２５℃で測定した極
限粘度［η］が０．４０〜０．６０（ｄｌ／ｇ）とする
必要がある。極限粘度［η］が０．６０（ｄｌ／ｇ）を
越える場合には本発明の製糸性改善効果が低減するし、
０．４（ｄｌ／ｇ）未満では得られる繊維の機械的強度
が低くなり実用的でない。

【００１２】本発明のポリエステルの製造は、通常のポ
リエチレンテレフタレートの製造工程において、たとえ
ば、重縮合反応が完結する以前の任意の段階で、炭素数
８以上の脂肪族ジカルボン酸成分を、ジカルボン酸ある
いはジカルボン酸の低級アルキルエステルとして、上記
の反応系に添加し共重合することによって製造できる。 その際、炭素数８以上の脂肪族ジカルボン酸成分は、粉
末状、あるいはエチレングリコールなどの適当な溶剤に
分散、溶解、または加熱処理してから添加してもよい。

【００１３】かかる本発明のポリエステルを７５００ｍ
／分以上の引取速度である超高速紡糸方法により溶融紡
糸して繊維に形成する。本発明の改質ポリエステルは７
５００ｍ／分以上の引取速度で紡糸することにより、本
発明の特異な化合物を共重合していないポリエチレンテ
レフタレートに比べて、機械的物性の優れた繊維を断糸
、糸切れがなく安定して極めて高い生産性で製造するこ
とができる。この効果は引取速度を８０００ｍ／分以上
とすることでより顕著となり好ましい。

【００１４】紡糸工程においては口金面下の雰囲気温度
を口金下から６００ｍｍ以内の範囲において、１５０℃
以上紡糸温度以下に保つことが製糸性の点から好ましい
。例えば、紡糸パックが装着されるスピンボックス下に
、１５０℃以上紡糸温度以下の温度に加熱した長さ５０
ｍｍ以上６００ｍｍ以下、より好ましくは２００ｍｍ以
上４００ｍｍ以下の加熱筒を使用することで達成される
。また、別の方法として、スピンボックスに装着される
紡糸パックの位置を調整し、口金面とスピンボックスの
下面との長さが５０ｍｍ以上６００ｍｍ以下、より好ま
しくは２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下になるようにして
も口金面下雰囲気温度を上記の好ましい範囲とすること
ができる。上記のような口金面下雰囲気温度とすること
で紡出後のポリマの配向が抑制されるため、後述する本
発明のポリエステルの効果をさらに高めているものと考
えられる。引取方法においては従来より知られている方
法を採用することができ、例えばゴデーローラにより引
き取る方法、直接巻き取る方法などの他、冷却した後流
体により搬送し、直接布帛となすいわゆるスパンボンド
法などが採用できる。

【００１５】本発明の方法で得られた繊維は、通常の織
編用途、強撚、仮撚加工などの衣料用途において、十分
な機械的物性を保ちつつ、超高速紡糸繊維特有のソフト
性、易染性などの特徴をもった繊維として使用すること
ができる。なかでも起毛用途として好適なポリエステル
繊維を製造することができる。また、スパンボンド不織
布としても、従来のポリエステルスパンボンドに劣らな
い優れた特性をもつ不織布として使用することができる
。

【００１６】本発明の方法によって得られる繊維の物性
が、超高速紡糸方法を採用しても強度低下しにくく、製
糸性が良好となる理由は明らかではないが、本発明のポ
リエステルは炭素数が８以上であるメチレン基含量の高
い脂肪族ジカルボン酸成分を比較的多量に共重合し、通
常のポリエチレンテレフタレートよりもポリエステル単
位体積当りに含まれる芳香族環の濃度が小さくなるよう
に設計されている。そのため、分子鎖の柔軟性が増加す
ると共にポリエステル分子鎖間の相互作用が小さくなり
、超高速紡糸過程における分子鎖の配向が、本発明の共
重合成分を共重合していないポリエチレンテレフタレー
トに対して進みにくく、配向結晶化現象が本発明の共重
合成分を共重合していないポリエチレンテレフタレート
より高速における領域で起こるためであると考えられる
。そのために共重合成分としては、電子相互作用の低い
脂肪族鎖からなる脂肪族ジカルボン酸が必須となり、芳
香族環あるいは極性基を有する共重合成分からは本発明
の効果は得られないと考えられる。さらに、該ポリエス
テルの極限粘度［η］が０．６０以下となるような重合
度とすることで、溶融粘度が低下し、また分子鎖間の絡
み合いが減少するので繊維構造の形成が進みにくくなり
、高速域にて繊維構造の形成が起こるようになると共に
、繊維構造内部の分子鎖間相互作用の欠陥部分が減少す
ることにより製糸性が向上するものと考えられる。

【００１７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。実施例中の各特性値は次の方法にしたがって求めた
。

【００１８】（Ａ）　極限粘度 オルトクロロフェノール溶液とし、２５℃で測定した。

【００１９】（Ｂ）　融点 パーキン・エルマー社製ＤＳＣ−４型を用い、昇温速度
１０℃／分で求めた。（Ｃ）　繊維の強度、伸度オリエ
ンテック社製テンシロン引張試験機を用いて、試料長２
００ｍｍ、引張り速度２００ｍｍ／分で荷重伸長曲線を
測定し、求めた。

【００２０】（Ｄ）　繊維の強度および伸度の増加率共
重合したポリエステルを紡糸して得た繊維の強度（Ｋ）
および伸度（Ｓ）と、それと同ー単糸デニールの、同じ
引取速度で得た共重合していないポリエチレンテレフタ
レート繊維の強度（Ｋ０　）および伸度（Ｓ０　）より
次式、すなわち、 強度増加率（％）＝（Ｋ−Ｋ０　）／Ｋ０　×１００伸
度増加率（％）＝（Ｓ−Ｓ０　）／Ｓ０　×１００によ
り求めた。

【００２１】（Ｅ）　製糸性 ポリマ１ｔあたりの平均糸切れ回数から次のように判定
した。 ○…糸切れが０〜１回未満 △…糸切れが１〜５回 ×…糸切れが５回以上。

【００２２】参考例 テレフタル酸１６６重量部とエチレングリコール７５重
量部からの通常のエステル化反応によって得た低重合体
に、着色防止剤として正リン酸８５％水溶液を０．０３
重量部、重縮合触媒として三酸化アンチモンを０．０６
重量部、調色剤として酢酸コバルト４水塩を０．０６重
量部添加して重縮合反応を行ない、極限粘度０．６５、
融点２５６℃のポリエチレンテレフタレートを得た。こ
のポリマを用いて、３００℃で引取速度を変更して溶融
紡糸し、４０デニール／１８フィラメントのポリエステ
ル繊維を得た。得られた繊維の強度、伸度および製糸性
を表１に示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１から明らかなように、７０００ｍ／分
以上の引取速度において、強度は減少することがわかる
。また、引取速度７５００ｍ／分以上では製糸性が悪化
することがわかる。

【００２５】実施例１〜４および比較例１〜５テレフタ
ル酸１５０重量部、セバシン酸２０重量部（全ジカルボ
ン酸に対して１０モル％）、およびエチレングリコール
７５重量部からの通常のエステル化反応によって得た低
重合体に、着色防止剤として正リン酸８５％水溶液を０
．０３重量部、重縮合触媒として三酸化アンチモンを０
．０６重量部、調色剤として酢酸コバルト４水塩を０．
０６重量部添加して重縮合反応を行ない、極限粘度０．
５８，０．５２，０．４５，０．４０の共重合ポリエス
テルを得た。このポリマを紡糸温度２８０℃とし、長さ
２００ｍｍで２５０℃に加熱した加熱筒をスピンボック
ス下に装着し、引取速度を変更して溶融紡糸し、４０デ
ニール／１８フィラメントのポリエステル繊維を得た。 得られた繊維の強度、伸度および製糸性を表２に示した
。また、強度と伸度について、参考例１で得た表１との
比較から求めた強度増加率と伸度増加率を表２に示した
。

【００２６】比較実施例として、極限粘度が０．６３、
０．７４の共重合ポリエステルを上記の方法にて重合し
、溶融紡糸して得たポリエステル繊維の強度、伸度、製
糸性、強度増加率と伸度増加率を表２に示した。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例１〜４と比較例１〜２との比較から
、本発明の範囲内である極限粘度が０．６０以下におい
て引取速度７５００ｍ／分以上での製糸性が良好である
ことがわかる。また、比較例３〜５から、引取速度７０
００ｍ／分においては極限粘度が本発明範囲内であって
も強度の増加率が低いことがわかる。

【００２９】実施例５〜７、比較例６〜８共重合する種
々の共重合成分を用いて共重合量を変更した共重合ポリ
エステルを上記と同様の方法で得た。得られた共重合ポ
リエステルの極限粘度［η］と融点を表３に示した。

【００３０】

【表３】

【００３１】これらのポリマを紡糸温度を（融点＋４５
）℃とし引取速度を変更し実施例１〜４と同様の方法に
て溶融紡糸し、４０デニール／１８フィラメントのポリ
エステル繊維を得た。得られた繊維の強度、伸度、製糸
性を表４に示した。また、強度と伸度について、参考例
で得た表１との比較から求めた強度増加率と伸度増加率
を表４に示した。

【００３２】

【表４】

【００３３】表４から明らかなように、本発明の共重合
ポリエステルであるポリマＢ，Ｃ，Ｄから得られた超高
速紡糸繊維（実施例５〜７）は、強度および伸度の増加
率が１０％以上と大きく、実用上十分な繊維物性と共に
良好な製糸性を有していることがわかる。これらに対し
て、共重合成分が２モル％未満であるポリマＡ（比較例
６），本発明の共重合成分を含まないポリマＥ（比較例
７），Ｆ（比較例８）は、強度あるいは伸度の増加率が
１０％に満たず、機械的物性の向上効果がないものであ
った。

【００３４】

【発明の効果】本発明のポリエステル繊維の製造方法よ
り、従来の高速製糸方法で採用されている引取速度を越
えた超高速製糸方法を採用しても、強度、伸度などの物
性に優れたポリエステル繊維を良好な製糸性で提供でき
るので、ポリエステル繊維を極めて高い生産性で製造す
ることができる。また、本発明によって得られる繊維は
ソフトな風合い、易染性を有しており、起毛用途やスパ
ンボンド不織布として好適な繊維である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主たるジカルボン酸成分がテレフタル
   酸であり、全ジカルボン酸成分の２〜２０モル％が炭素
   数８以上の脂肪族ジカルボン酸であり、主たるジオール
   成分がエチレングリコールであるポリエステルであって
   、２５℃オルトクロロフェノール溶液により求めた極限
   粘度［η］が０．４０（ｄｌ／ｇ）以上０．６０（ｄｌ
   ／ｇ）以下のポリエステルを、引取速度７５００ｍ／分
   以上で引き取ることを特徴とするポリエステル繊維の製
   造方法。