JPH04343711A

JPH04343711A - ポリエステル繊維の製造方法

Info

Publication number: JPH04343711A
Application number: JP11163191A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Tatsumi; 巽　弘明; Minoru Tagaya; 多賀谷　実; Takehiko Mitsuyoshi; 三吉　威彦
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1992-11-30
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JP2946823B2

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造する方法に関
する。

【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。単糸繊度が２〜３デニール程度の通常の
衣料用ポリエステル繊維は、溶融したポリエステルを紡
糸ノズルから繊維状に押し出し、１０００〜３５００ｍ
／分の引取速度で巻き取り、次いで延伸、熱セットなど
を行なうことによって製造されている。近年、製糸技術
の進歩などにより、引取速度を６０００ｍ／分付近とし
た高速紡糸方法によって、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。この高速紡糸方法では、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、単糸繊度が２〜３デニール
程度の場合、さらに生産性を向上させるために引取速度
の水準を上げると、得られる繊維の機械的物性、特に強
度が引取速度６０００ｍ／分付近の水準を最大として低
下し、伸度も低下する（清水二郎ら、繊維学会誌、３７
、Ｔ−１３５（１９８１）参照）。また、単糸繊度が小
さくなると、得られる繊維の機械的物性が最大となる引
取速度の水準が低下する。例えば、単糸繊度が０．３デ
ニールの極細繊維を得ようとすると、得られる繊維の機
械的物性が最大となる引取速度は５０００ｍ／分程度の
水準まで低下する。

【０００４】したがって、高速紡糸方法で採用されてい
る５０００〜６０００ｍ／分程度の引取速度の水準をは
るかに越えた引取速度の水準である超高速紡糸方法を採
用すると、得られる繊維の機械的物性が低下してしまう
という問題があった。

【０００５】この問題を解決するために、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）、銀化合物を添加する方法（特開昭
５９−１００７１４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６２−２１８１
７号公報）、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６３−１９００１５号公報）
が提案されている。しかしながら、これらの改善効果は
十分でなく、満足できるレベルではなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
した超高速紡糸方法で機械的物性、すなわち、強度およ
び伸度特性が同時に優れたポリエステル繊維を製造する
方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は
、超高速紡糸方法で紡糸しても、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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的は
、主たる繰り返し単位をエチレンテレフタレートとし、
かつポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分に対し
、下記（Ｉ）式で示される芳香族ジオール成分を０．１
〜２０モル％共重合したポリエステルを、下記（ＩＩ）
式を満足する引取速度で紡糸す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。

【０００８】

【化２】

【０００９】Ｒ１　、Ｒ２　：炭素数２〜５のアルキレ
ン基。Ｒ１　とＲ２　は同一でも良い。

【００１０】ｍ、ｎ：自然数。ｍとｎは同一でも良い。

【００１１】　　Ｖ≧（ｌｏｇｄ＋６．５）×１０００　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　………（ＩＩ）Ｖ：
引取速度（ｍ／分）ｄ：引取糸の単糸繊度（デニール）以下、本発明を詳細に説明する。本発明のポリエステル
は、主たる繰り返し単位をエチレンテレフタレートとす
る。ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分以外に、
たとえば、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸などの
脂肪族ジカルボン酸成分、イソフタル酸、２，６−ナフ
タレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸成分、１
，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカル
ボン酸成分などを本発明の目的を逸脱しない範囲で含ん
でいても良い。また、ポリエステル主鎖用ジオール成分
としてエチレングリコール成分以外に、たとえば、１，
４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ポリ
エチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、
１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリ
コールなどの脂肪族ジオール成分を、本発明の目的を逸
脱しない範囲で含んでいても良い。

【００１２】本発明のポリエステルは、共重合用ジオー
ル成分としてポリエステルを構成する全ジカルボン酸成
分に対し０．１〜２０モル％を下記（Ｉ）式で示される
芳香族ジオール成分を含んでいることが必要である。

【００１３】

【化３】

【００１４】Ｒ１　、Ｒ２　：炭素数２〜５のアルキレ
ン基。Ｒ１　とＲ２　は同一でも良い。

【００１５】ｍ、ｎ：自然数。ｍとｎは同一でも良い。

【００１６】ポリエチレンテレフタレートに上記の芳香
族ジオール成分を特定量共重合することにより、超高速
紡糸方法において配向結晶化が抑制されるため、強度お
よび伸度特性が同時に優れるポリエステル繊維を得るこ
とが可能であり、また、超高速紡糸において断糸、単糸
切れ等のトラブルの発生が少ない。本発明のポリエステ
ルにおける（Ｉ）式で示される芳香族ジオール成分の共
重合率は、ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分
に対し０．１〜２０モル％であるが、２〜１７モル％で
あることが好ましく、６〜１３モル％であることがさら
に好ましい。０．１モル％未満では、得られる繊維の機
械的物性および紡糸性に対する改善効果が小さくなり、
２０モル％を越えると、得られる繊維の融点が低下し耐
熱性が低くなる。

【００１７】また、本発明のポリエステルは、パラオキ
シ安息香酸、ε−カプロラクトンなどのオキシカルボン
酸成分を本発明の目的を逸脱しない範囲で共重合しても
良く、ペンタエリスリトール、トリメリット酸などの多
官能性成分をポリエステルが実質的に線状である範囲で
共重合しても良い。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、末端基封鎖剤などを必要
に応じて共重合または混合していても良い。

【００１８】本発明のポリエステルは、通常、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、テレフ
タル酸ジメチルとエチレングリコールとのエステル交換
反応、あるいはテレフタル酸とエチレンオキサイドとの
付加反応によって、ビス（２−ヒドロキシエチルテレフ
タレート）および／またはその低重合体を合成し、続い
て、これを所定の重合度になるまで加熱・減圧下で重縮
合することによって製造されている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、前記した（Ｉ）式
で示される芳香族ジオール成分を、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、（Ｉ）
式で示される芳香族ジオール成分は、粉末状態、溶融状
態で、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。

【００１９】こうして得られたポリエステルを溶融紡糸
に供するが、本発明における溶融紡糸は、引取速度（Ｖ
：ｍ／分）が、引取糸の単糸繊度（ｄ：デニール）に対
して、下記（ＩＩ）式　　Ｖ≧（ｌｏｇｄ＋６．５）×１０００　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　………（ＩＩ）を満
足する引取速度で行なう。本発明のポリエステルは、上
式を満足する引取速度で紡糸すると、紡糸張力が適度と
なり、強度および伸度特性が同時に優れるポリエステル
繊維を得ることができる。この引取速度より低い速度で
紡糸した繊維は降伏点応力が低いため、高次工程で高張
力がかかった際に塑性変形してしまう問題があり、通常
の織編物用途に使用できない。なお、１５０００ｍ／分
を越えた引取速度を採用すると、糸切れが多くなる傾向
があるので、引取速度の上限は１５０００ｍ／分とする
ことが好ましい。

【００２０】本発明の方法によって得られる繊維の物性
が優れる理由は明らかではないが、本発明のポリエステ
ルは、比較的分子鎖が長く、剛直かつ嵩高性を有する芳
香族成分を多量共重合しているので、紡糸工程において
配向結晶化が抑制されるため、高い紡糸張力のかかる超
高速紡糸方法を採用することによりはじめて優れた物性
を有する繊維が得られると考えられる。

【００２１】

【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
。

【００２２】（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。（Ｂ）　共重合成分の共重合率：ポリマをナトリウムメ
チラート／メタノール溶液で分解し、液体クロマトグラ
フィーを用いて測定した。（Ｃ）　融点：パーキン・エルマー社製ＤＳＣ−４型を
用いて、試料量１０ｍｇ、昇温速度１０℃／分で測定し
た。（Ｄ）　繊維の強度、伸度：東洋ボールドウィン社製テ
ンシロン引張試験機を用いて、試料長２０ｃｍ、引張速
度２０ｃｍ／分で得た荷重伸長曲線から求めた。（Ｅ）　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、それと同一単糸繊度の、同じ引取速度で得た
共重合していない通常の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、次式に
より求めた。強度増加率（％）＝（Ｋ−Ｋ０　）／Ｋ０　×１００伸
度増加率（％）＝（Ｓ−Ｓ０　）／Ｓ０　×１００参考
例１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０．６２、
融点２５６℃の通常用いられる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、５０デニール／２４フィラメン
ト（単糸２．０８デニール）のポリエステル繊維を得た
。得られた繊維の強度および伸度を表１に示した。強度
は、引取速度６０００ｍ／分での値を最大とし、それを
越えた引取速度での低下が大きい。また、伸度は引取速
度の上昇と共に低下し、しかもその低下幅が大きい。

【００２３】

【表１】

【００２４】実施例１テレフタル酸１６６重量部、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、および次式で示される芳香族ジオール成分

【００
２５】

【化４】

【００２６】を３３．８重量部添加して重縮合反応を行
ない、テレフタル酸成分に対して上式の芳香族ジオール
成分を１０モル％共重合した極限粘度０．６１、融点２
３４℃のポリエステルを得た。このポリマを３００℃で
引取速度を変更して溶融紡糸し、５０デニール／２４フ
ィラメント（単糸２．０８デニール）のポリエステル繊
維を得た。得られた繊維の強度、伸度、およびそれらの
値を参考例１で得た表１と比較することによって求めた
強度増加率と伸度増加率を表２に示した。表２から明ら
かなように、本発明の引取速度範囲、すなわち、（ｌｏ
ｇ２．０８＋６．５）×１０００＝６８２０ｍ／分以上
で得たポリエステル繊維は、強度や伸度の増加率が大き
く、実用上十分な繊維物性を有していることがわかる。これらに対して、本発明の引取速度の範囲が外れると、
同じ引取速度で得た共重合していないポリエステル繊維
よりも強度の低い繊維しか得られなかった。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例２共重合量あるいは共重合成分を変更する以外は、実施例
１と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共
重合ポリエステルの極限粘度および融点を表３に示した
。これらのポリマを３００℃で引取速度を変更して溶融
紡糸し、５０デニール／２４フィラメント（単糸２．０
８デニール）のポリエステル繊維を得た。得られた繊維
の強度、伸度、およびそれらの値を参考例１で得た表１
と比較することによって求めた強度増加率と伸度増加率
を表４に示した。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、Ｅから得ら
れた超高速紡糸繊維は、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０．１モル
％未満であるポリマＡ、本発明と共重合成分が異なるポ
リマＦ、Ｇ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。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】参考例２参考例１で得たポリエチレンテレフタレートを用いて、
３００℃で引取速度を変更して溶融紡糸し、３６デニー
ル／１２０フィラメント（単糸０．３０デニール）のポ
リエステル繊維を得た。得られた繊維の強度および伸度
を表５に示した。強度は、引取速度５０００ｍ／分での
値を最大とし、それを越えた引取速度での低下が大きい
。また、伸度は引取速度の上昇と共に低下し、しかもそ
の低下幅が大きい。

【００３２】

【表５】

【００３３】実施例３実施例１で得た共重合ポリエステルを３００℃で引取速
度を変更して溶融紡糸し、３６デニール／１２０フィラ
メント（単糸０．３０デニール）のポリエステル繊維を
得た。得られた繊維の強度、伸度、およびそれらの値、
および参考例２で得た表５と比較することによって求め
た強度増加率と伸度増加率を表６に示した。表６から明
らかなように、本発明の引取速度の範囲、すなわち（ｌ
ｏｇ０．３０＋６．５）×１０００＝５９８０ｍ／分以
上で得たポリエステル繊維は、強度や伸度の増加率が大
きく、実用上十分な繊維物性を有していることがわかる
。これらに対して、本発明の引取速度の範囲が外れると
、同じ引取速度で得た共重合していないポリエステル繊
維よりも強度の低い繊維しか得られなかった。

【００３４】

【表６】

【００３５】

【発明の効果】本発明の方法によれば、従来の高速紡糸
方法で採用されている引取速度の水準を越えた超高速紡
糸方法を採用することにより、強度特性だけでなく伸度
特性も同時に優れ、かつ、耐熱性や製糸性に優れたポリ
エステル繊維を提供できるので、より高い引取速度を採
用することによりポリエステル繊維の生産性を著しく向
上できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　主たる繰り返し単位をエチレンテレフ
タレートとし、かつポリエステルを構成する全ジカルボ
ン酸成分に対し、下記（Ｉ）式で示される芳香族ジオー
ル成分を０．１〜２０モル％共重合したポリエステルを
、下記（ＩＩ）式を満足する引取速度で紡糸することを
特徴とするポリエステル繊維の製造方法。【化１】Ｒ１　、Ｒ２　：炭素数２〜５のアルキレン基。Ｒ１　
とＲ２　は同一でも良い。ｍ、ｎ：自然数。ｍとｎは同一でも良い。　　Ｖ≧（ｌｏｇｄ＋６．５）×１０００　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　………（ＩＩ）Ｖ：
引取速度（ｍ／分）ｄ：引取糸の単糸繊度（デニール）