JPH055213A - ポリエステル繊維の製造法 - Google Patents

ポリエステル繊維の製造法

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JPH055213A
JPH055213A JP15176091A JP15176091A JPH055213A JP H055213 A JPH055213 A JP H055213A JP 15176091 A JP15176091 A JP 15176091A JP 15176091 A JP15176091 A JP 15176091A JP H055213 A JPH055213 A JP H055213A
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JP15176091A
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Hiroaki Tatsumi
弘明 巽
Minoru Tagaya
実 多賀谷
Mototada Fukuhara
基忠 福原
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Toray Industries Inc
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    • 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
    • C08G63/668Polyesters containing oxygen in the form of ether groups derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/672Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • 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
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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、分子量が110〜380のポリアルキレングリ
コール成分を2〜20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)×1000 V: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造
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造法に関する。
【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造法を提
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、分子量が110〜380のポ
リアルキレングリコール成分を2〜20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造法によって
達成できる。 V≧(logd+6.5)×1000 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、1,4−シクロヘキサンジメタノ
ール、分子量が380を越える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、ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分に対
し、分子量が110〜380のポリアルキレングリコー
ル成分を2〜20モル%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特定のポリアルキレ
ン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】本発明における分子量が110〜380の
ポリアルキレングリコール成分の共重合率は2〜20モ
ル%とする必要があるが、6〜17モル%とすることが
好ましい。2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。また共重合成分するポリアルキレングリコー
ル成分の分子量が110未満では得られる繊維の伸度増
加に対する改善効果が小さく、380を越えると、得ら
れる繊維の強度増加に対する改善効果が小さい。なお、
本発明におけるポリアルキレングリコール成分の分子量
は分子鎖の両末端基を水酸基とした構造における分子量
を言う。ポリアルキレングリコール成分として、具体的
には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコールなどを挙げること
ができ、またこれらの両末端または片末端がカルボキシ
ル基であるものであっても良い。
【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、分子量が110〜
380のポリアルキレングリコールを、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、ポ
リアルキレングリコールは、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または溶解してか
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、比較的低分子量のポリアルキレングリコール
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
量部および分子量が238のポリエチレングリコール2
3.8重量部(10モル%)添加して重縮合反応を行な
い、極限粘度0.70、融点235℃の共重合ポリエス
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、(log2.08
+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、F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2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G、H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、従来の高速紡糸
方法で採用されている引取速度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、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 (1)

  1. 【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、分子量が110〜
    380のポリアルキレングリコール成分を2〜20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造
    法。 V≧(logd+6.5)×1000 V:引取速度(m/分) d:引取糸の単糸繊度(デニール)
JP15176091A 1991-06-24 1991-06-24 ポリエステル繊維の製造法 Pending JPH055213A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5708238A (en) * 1994-07-27 1998-01-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust silencing device
CN102482964A (zh) * 2009-08-28 2012-05-30 丰田自动车株式会社 内燃机的排气装置

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