JPH055212A

JPH055212A - ポリエステル繊維の製法

Info

Publication number: JPH055212A
Application number: JP15175691A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Tatsumi; 弘明巽; Minoru Tagaya; 実多賀谷; Yuhei Maeda; 裕平前田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【構成】ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分
に対し、ネオペンチルグリコール成分を０．１〜２０モ
ル％共重合したポリエステルを、下記式を満足する引取
速度で紡糸する。Ｖ≧（ｌｏｇｄ＋６．５）×１０００Ｖ：引取速度（ｍ／分）ｄ：引取糸の単糸繊度（デニール）【効果】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が得ら
れる。

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の製法に関する。

【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。

【０００３】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。

【０００４】しかしながら、前記単糸繊度が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。

【０００５】したがって、高速紡糸方法で採用されてい
る５０００〜６０００ｍ／分程度の水準の引取速度をは
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を低下してしまうと
いう問題があった。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−
２１８１７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６３−１９００１
５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の製法を提
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
たポリエステルであって、該ポリエステルを構成する全
ジカルボン酸成分に対し、ネオペンチルグリコール成分
０．１〜２０モル％を共重合したポリエステルを、下記
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
エステル繊維の製法によって達成できる。Ｖ≧（ｌｏｇｄ＋６．５）×１０００Ｖ：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併
用しても良い。また、ポリエステル主鎖用のジオール成
分として、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
タノールなどのジオール成分などを、本発明の目的を逸
脱しない範囲で併用しても良い。

【０００８】本発明のポリエステルは共重合成分とし
て、ネオペンチルグリコール成分を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％を共
重合することが必要である。ポリエチレンテレフタレー
トにこのネオペンチルグリコール成分を共重合すること
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くする
ことができる。

【０００９】本発明におけるネオペンチルグリコール成
分の共重合率は０．１〜２０モル％とする必要がある
が、２〜１７モル％とすることが好ましく、６〜１３モ
ル％とす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。

【００１０】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。

【００１１】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、ネオペンチルグリ
コールを、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、ネオペンチルグリコールは、そ
のまま、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。

【００１２】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、Ｖ≧（ｌｏｇｄ＋６．５）×１０００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、１５００
０ｍ／分を越えた引取速度を採用すると、糸切れが多く
なる傾向にあるので引取速度の上限は１５０００ｍ／分
とすることが好ましい。

【００１３】本発明の方法によって得られる繊維の物性
が優れている理由は明らかではないが、本発明のポリエ
ステルは、比較的低分子量で適度の嵩高性を有している
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。

【００１４】

【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。 (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２
０ｃｍ／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（単糸繊度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。

【００１５】

【表１】

【００１６】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
量部およびネオペンチルグリコール１３重量部添加して
重縮合反応を行ない、極限粘度０．６１、融点２３５℃
のネオペンチルグリコールを１０モル％共重合したポリ
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
（単糸繊度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、本発明の引取速度の範囲、すなわち、（ｌｏｇ
２．０８＋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を外れると、
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。

【００１７】

【表２】

【００１８】実施例２共重合成分あるいは共重合量を変更する以外は、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（単糸繊度
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１
０％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Ｅ、Ｆ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。

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【００２１】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（単糸繊度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。

【００２２】

【表５】

【００２３】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（単糸繊度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、（ｌｏｇ０．３０＋６．５）×１０００＝５９８０
ｍ／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。

【００２４】

【表６】

【００２５】

【発明の効果】本発明の方法によれば、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、超高速紡糸方法を採用するこ
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
レートとしたポリエステルであって、該ポリエステルを
構成する全ジカルボン酸成分に対し、ネオペンチルグリ
コール成分を０．１〜２０モル％共重合したポリエステ
ルを、下記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法。Ｖ≧（ｌｏｇｄ＋６．５）×１０００Ｖ：引取速度（ｍ／分）ｄ：引取糸の単糸繊度（デニール）