JPH06248521A

JPH06248521A - 架橋したポリエステル繊維の製造法

Info

Publication number: JPH06248521A
Application number: JP6100093A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Watanabe; 智子渡辺; Bunpei Hosoi; 文平細井; Tsuneyuki Osawa; 恒之大澤; Atsuko Ueda; 敦子植田; Tetsuo Matsumoto; 哲夫松本
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1994-09-06

Abstract

(57)【要約】【構成】紡糸直後の溶融状態の糸条を、架橋剤として
不飽和結合を有する側鎖を２つ以上持つ有機化合物を0.
5 〜40重量％含む70〜150 ℃の溶液に浸漬し、次いで延
伸しながら糸条に電子線を照射する、ポリエステル繊維
の製造法。【効果】耐熱性に優れ、タバコ防融性等の機能を有す
るポリエステル繊維を操業性よく製造することが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子線を照射して架橋
させることによって、優れた耐熱性を有し、タバコ防融
性等に優れたポリエステル繊維を製造する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】耐熱性の高分子として、全芳香族ポリエ
ステル（ポリアリレート）がよく知られている。一般に
全芳香族ポリエステルは物性には優れているが、融点及
び溶融粘度が非常に高いため、高温高圧で加工しなけれ
ばならず、経済的に不利である。また、高温に長時間曝
露することは、ポリエステルの分解の面からみても得策
ではなかった。

【０００３】特開昭60-185821 号公報には、繊維に耐熱
性や難燃性を付与する方法として、改質剤を膨潤剤に溶
解し、膨潤剤と一緒に付与する方法が開示されている
が、改質剤が単に繊維の表面に付着しているだけなの
で、改質効果が十分に持続しなかった。

【０００４】また、特開昭53-92894号公報には、脂肪族
系不飽和化合物を共重合させたポリエステルに、電子線
を照射して架橋処理を行い、耐熱性等に優れたポリエス
テル繊維やフィルムを得る方法が記載されている。

【０００５】しかしながら、上記の方法では、架橋処理
をポリエステルの糸条やフィルムを延伸した後に施して
おり、十分な架橋処理を行うためには高温下で長時間、
電子線を照射する必要があり、操業性、コスト面で問題
があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解消し、優れた耐熱性を有し、タバコ防融性等に優
れた架橋したポリエステル繊維の製造法を提供すること
を技術的な課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究を行った結果、ポリエステ
ルの溶融紡糸において、溶融状態の糸条を、不飽和結合
を側鎖に有する化合物を架橋剤として含む溶液に浸漬す
ることによって不飽和化合物を付与し、次いで延伸しな
がら電子線を照射すると不飽和結合が開裂し、容易に架
橋したポリエステル繊維が得られることを見出し、本発
明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明は、ポリエステルを溶融
紡糸し、紡糸直後の溶融状態の糸条を、架橋剤として不
飽和結合を有する側鎖を２つ以上持つ有機化合物を0.5
〜40重量％含む70〜150 ℃の溶液に浸漬し、次いで延伸
しながら糸条に電子線を照射することを特徴とする架橋
したポリエステル繊維の製造法を要旨とするものであ
る。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明に用いられるポリエステルとしては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びこれ
らを主体とし、イソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソ
フタル酸、アジピン酸、トリメリット酸、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、1,4-シクロヘキサン
ジメタノール、1,4-ブタンジオール、ペンタエリスリト
ール等を共重合したものが挙げられる。

【００１０】また、ポリエステル繊維の架橋効果を上げ
るためには、不飽和結合を共重合により導入したり、不
飽和結合を有するポリマーをブレンドしたポリエステル
繊維が好ましい。不飽和結合を有するポリエステルとし
てはマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン
酸、シトラコン酸、メサコン酸、プロピリデンマロン
酸、ブチリデンマロン酸、ベンジリデンマロン酸、2-ブ
テン-1,4- ジカルボン酸、3-ヘキセン-1,6- ジカルボン
酸、4-シクロヘキセン1,2-ジカルボン酸、3-シクロヘキ
セン-1,2- ジカルボン酸、4-ヘプテン-1,2- ジカルボン
酸、4-オクテン-1,2- ジカルボン酸、4-デカン-1,2- ジ
カルボン酸、2-ブテン-1,4- ジオール、3-ヘキセン-1,6
- ジオール等を共重合したものがあるが、添加量は操業
性の面で５モル％以下の少量とすることが好ましい。

【００１１】本発明では、前記したポリマーを溶融紡糸
し、溶融状態の糸条を架橋剤を含む溶液に浸漬させて、
架橋剤を糸条に連続的に付与する。

【００１２】本発明で用いる架橋剤は、不飽和結合を有
する側鎖を２つ以上持つ有機化合物であるが、例えば、
トリアリルイソシアヌレート、キシリレンビスジアリル
イソシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルベン
ゼンホスホネート等がある。

【００１３】この架橋剤を溶解させる溶剤としては、架
橋剤を溶解あるいは相溶するものであれば特に限定され
るものではないが、ポリエステルと親和性のよい、ポリ
エチレングリコール（ＰＥＧ）、エチレングリコール
（ＥＧ）、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミ
ド、テトラメチレングリコール等がより効果的である。

【００１４】架橋剤の濃度は0.5 〜40重量％とする必要
があり、特に、１〜20重量％が好ましい。使用する架橋
剤、あるいは溶剤によって溶解度が異なるが、40重量％
を超えると、過剰に浸透した架橋剤が延伸、加工等の後
工程で自己架橋し、ローラ、ヒータ、ガイド類等を汚染
する原因となる。また、0.5 重量％未満では、糸条に付
着する架橋剤が少なすぎて電子線を照射しても十分に架
橋しないため、目的とするポリエステル繊維を得ること
ができない。

【００１５】架橋剤の溶液の温度は、70〜150 ℃とす
る。溶液の温度が150 ℃を超えると、糸条がほとんど固
化しないので、糸条同士の密着が起きたり、架橋剤が架
橋反応を開始するため、延伸、加工等の後工程の操業が
困難になる。また、70℃未満では急冷しすぎ、ポリマー
が完全に固化してしまうので糸条の中に架橋剤が浸透し
にくくなる。

【００１６】糸条を良好に架橋させるためには、架橋剤
の糸条への付着量は、0.1 〜10重量％とすることが好ま
しく、そのため、糸条を架橋剤に0.05〜0.5 秒間浸漬さ
せることが好ましい。

【００１７】紡出糸条には、必要に応じて油剤が付与さ
れる。油剤の付与は、架橋剤を付与するのと同時、ある
いは架橋剤を付与した後に行ってもよいが、架橋剤の付
与、浸透はある程度温度が高い状態で行われるため、架
橋剤を付与した後に油剤を付着させることが好ましい。
また、使用する油剤は、特に限定されるものではなく、
通常用いられる紡糸油剤を用いることができる。

【００１８】次に、架橋剤を付与された糸条に延伸を行
いながら電子線を照射する。電子線を照射することによ
って、架橋剤の不飽和基から分子が励起又はイオン化
し、励起分子の分解反応により架橋剤とポリエステル分
子の架橋が可能となる。この場合、電子線は供給ローラ
と延伸ローラの間で完全に配向していない状態の糸条に
照射することが必要である。

【００１９】架橋に必要な電子線の照射量は、0.5 〜10
0 Mradが好ましく、照射線量が0.5Mrad 未満ではポリエ
ステル分子の動きが遅くて架橋が生じにくく、照射量が
100Mradを超えると、ポリエステルの分子鎖の切断等が
起こり、繊維が切断しやすくなったり、性能を低下させ
る傾向がある。

【００２０】また、電子線の到達深度は加速電圧に比例
して直線的に増加するので、糸条の径に応じて加速電圧
を増すことが好ましい。加速電圧は通常10〜1000kV、好
ましくは150 〜300kV の範囲である。

【００２１】また、電子線の照射は、室温からポリエス
テルの融点以下の温度の範囲で行われる。照射時の温度
があまりに低いと十分に架橋せず、また、あまり温度が
高すぎると、照射時にポリエステルの糸条が熱変形を起
こし好ましくない。

【００２２】本発明で得られる架橋したポリエステル繊
維は、通常のポリエステルの溶剤に対し、５％以上が不
溶化する。

【００２３】上記の延伸工程は、ローラを用いた通常の
延伸機に電子線照射装置を付設した装置で行うことがで
きるが、延伸温度120 〜180 ℃で延伸倍率2.7 〜3.5 倍
に延伸することが好ましい。

【００２４】

【作用】本発明によると、ラジカルや活性基が多く存在
し、反応性が高い溶融状態にあるポリエステルに架橋剤
を接触させるため、数秒の接触時間でも容易にポリエス
テル中に架橋剤を浸透させることができ、さらに、延伸
前の完全に配向していない状態の糸条に電子線を照射す
ると、架橋剤の不飽和基から分子が励起、又はイオン化
し、励起分子の分解反応によって容易に架橋剤とポリエ
ステル分子を架橋させることができる。このように、ポ
リエステル分子が十分に架橋されると、耐熱性が向上
し、タバコ防融性等に優れたポリエステル繊維となり、
架橋の程度がやや低い場合でも耐熱性、寸法安定性、機
械的特性（例えば強度、弾性）等が向上する。

【００２５】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、実施例における特性値の測定法等は次のと
おりである。 (1) 極限粘度フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒と
し、20℃で測定した。 (2) 融点パーキンエルマー社製示差走査型熱量計DSC-2 型を用
い、昇温速度10℃/minで測定した。 (3) ゲル分率フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒と
し、90℃で30分間溶解し、不溶解量の試料に対する割合
を測定した。 (4) タバコ防融性筒編地に火の着いたタバコを５秒間接触させ、穴があく
かどうかをみた。穴のあかなかったものを○、あいたも
のを×とした。

【００２６】実施例１極限粘度0.68のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
を、通常の溶融紡糸装置を用いて290 ℃で溶融し、孔数
24ホールの紡糸口金（直径90mm）から押し出した。押し
出された溶融状態の糸条を、紡糸口金から30cmの距離に
設けられ、80℃に制御したされた濃度５重量％のトリア
リルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）／ＰＥＧ溶液浴（浸
漬距離２ｍ）に0.1 秒間浸漬し、油剤を付与して1200m/
分の速度で巻き取った。その後、供給ローラ、熱板、延
伸ローラの順に設置された通常の延伸機の供給ローラと
熱板の間に照射装置を設け、供給ローラの表面温度80
℃、熱板温度150℃、延伸倍率3.2 倍、延伸速度633m/
分の条件で延伸しながら、加速電圧200 kvで30、40、50
Mradの電子線量をそれぞれ照射し、３種類の75デニール
／24フィラメントの延伸糸を得た。この３種類の糸条の
ゲル分率と、これらの糸条をそれぞれ筒編みした布帛の
タバコ防融性を測定した。

【００２７】実施例２〜３極限粘度0.67のＰＥＴを用い、架橋剤の濃度を変更した
以外は実施例１と同様に実施した。

【００２８】実施例４架橋剤の種類と濃度を変更した以外は実施例１と同様に
実施した。

【００２９】実施例５架橋剤の温度を変更した以外は実施例１と同様に実施し
た。

【００３０】実施例６イタコン酸（ＩＡ）を１mol ％共重合した極限粘度0.64
の共重合ＰＥＴを用い、架橋剤の濃度を変更した以外は
実施例１と同様に実施した。

【００３１】実施例１〜６で用いたポリマーの種類、ポ
リマーの極限粘度、架橋剤の種類、濃度及び温度と得ら
れたポリエステル繊維の性状を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から明らかなように、実施例１〜６で
得られた糸条は、ゲル分率が５％以上であり、架橋して
おり、タバコ防融性にも優れたものであった。

【００３４】比較例１溶融状態の糸条をＰＥＧ溶液浴に浸漬させなかった以外
は実施例１と同様に実施した。

【００３５】比較例２実施例１で用いた架橋剤を紡糸直前に混合した以外は実
施例１と同様に実施した。

【００３６】比較例３〜４架橋剤の濃度を変更した以外は実施例１と同様に実施し
た。

【００３７】比較例５〜６架橋剤の温度を変更した以外は実施例１と同様に実施し
た。

【００３８】比較例７溶融状態の糸条に濃度を変更した架橋剤を付与して、加
速電圧200kV で40Mradの電子線を照射した後、一旦巻き
取った糸条に延伸を施した以外は、実施例１と同様に実
施した。

【００３９】比較例１〜７で用いたポリマーの種類、ポ
リマーの極限粘度、架橋剤の種類、濃度及び温度と得ら
れたポリエステル繊維の性状を表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】比較例１は、糸条に架橋剤を付与しなかっ
たため、得られた糸条は架橋しておらず、タバコ防融性
に劣っていた。比較例２は、架橋剤を紡糸直前に混合し
て紡糸したため、紡糸中に架橋が進行し、紡糸の継続が
困難であった。比較例３は、糸条に付与した架橋剤の濃
度が本発明の範囲より低かったため、架橋しておらず、
タバコ防融性に劣っていた。比較例４は、糸条に付与し
た架橋剤の濃度が本発明の範囲より高かったため、過剰
に浸透した架橋剤が延伸工程で自己架橋し、糸切れが多
発した。比較例５は、糸条に付与した架橋剤の温度が本
発明の範囲より低かったため、糸条の中に十分に架橋剤
が浸透せず、50Mradの電子線を照射した糸条も十分に架
橋せず、タバコ防融性に劣っていた。比較例６は、糸条
に付与した架橋剤の温度が本発明の範囲より高かったた
め、糸条同士の密着が起きて延伸工程で糸切れが多発
し、延伸できなかった。比較例７は、溶融状態の糸条に
架橋剤を付与し、電子線を照射しながら巻き取り、次
に、延伸を施したため、延伸中に糸切れが多発し、延伸
できなかった。

【００４２】

【発明の効果】本発明によると、ポリエステル中に架橋
剤を容易に浸透、架橋させることができ、操業性よく、
コスト的にも有利に、耐熱性に優れ、タバコ防融性等の
機能を有するポリエステル繊維を製造することができ
る。さらに、電子線の照射線量で架橋反応が制御できる
ため、架橋密度の調節が可能であり、架橋を効率的に行
うことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０６Ｍ 15/572 // Ｄ０６Ｍ 101:32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステルを溶融紡糸し、紡糸直後の
溶融状態の糸条を、架橋剤として不飽和結合を有する側
鎖を２つ以上持つ有機化合物を0.5 〜40重量％含む70〜
150 ℃の溶液に浸漬し、次いで延伸しながら糸条に電子
線を照射することを特徴とする架橋したポリエステル繊
維の製造法。