JPH07173718A

JPH07173718A - 抗ピリング性ポリエステル繊維の製造法

Info

Publication number: JPH07173718A
Application number: JP34510393A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kizuka; 良幸木束; Atsuko Ueda; 敦子植田; Ryokichi Kinoshita; 良吉木下
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【構成】テレフタル酸成分又はテレフタル酸成分及び
５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分とエチレングリ
コールとからポリエステルを製造する際に、アゼライン
酸、1,６−ヘキサンジオール等の脂肪族２官能性化合物
を全酸成分に対して１〜10モル％とリン酸又はリン酸エ
ステルを全酸成分に対して0.01〜１モル％添加して得ら
れた極限粘度0.37〜0.80のポリエステルを製糸し、次い
で湿熱処理する。【効果】優れた抗ピリング性を有し、染色性の良好な
高強度のポリエステル繊維を製糸性良く製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抗ピリング性を有する
ポリエステル繊維の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート繊維は、優
れた性質を有し、衣料用及び工業用繊維として広範に使
用されている。しかしながら、ポリエチレンテレフタレ
ート繊維を衣料用に使用する場合、ピリング（毛玉現
象）の発生等好ましくない現象が発現し、実用上大きな
欠点の一つになっている。このため、ピリングの発生を
防止する方法が種々提案されている。

【０００３】例えば、低重合度のポリエステルを紡糸し
て抗ピリング性を有する繊維を得る方法 (特公昭35−85
62号等) がある。しかし、この方法で十分な抗ピリング
性を有する繊維を得るためには、ポリエステルの重合度
を大幅に低下させなくてはならず、このため曳糸性が極
めて悪くなり、製糸性が大幅に損われるという欠点があ
り、さらに加工性、紡績性も著しく損なわれるという欠
点もある。

【０００４】また、ポリエステル繊維を織編物に加工
後、繊維の強度を低下させる表面処理を施す方法 (特開
昭58−120872号等) がある。しかし、この方法は工程が
繁雑な上、効果も一時的で、その上織編物の風合いを損
なうことが多く、特定の用途にしか使用できないという
欠点がある。

【０００５】また、他の方法として、ポリエステルの主
鎖中に比較的切断しやすい結合、例えば、シラノールの
カルボン酸エステル結合等を導入しておき、紡糸時には
高重合度の状態を保持して紡糸を行い、繊維あるいは織
編物にした後、適当な処理により、ポリエステル中の切
断しやすい結合のみを切断して重合度を低下させ、繊維
強度を下げて抗ピリング性を付与する方法 (特開昭53−
124562号) がある。しかしながら、この方法において
は、低分子の状態では切断しやすい結合であっても、一
旦高重合度のポリエステルの主鎖中に導入されると、切
断され難くなり、十分な効果が発揮されないという問題
がある。すなわち、例えば、ポリエチレンテレフタレー
ト中のシラノールのカルボン酸エステル結合は、ポリエ
ステルが低重合度の場合には熱水又は水蒸気で容易に切
断されるが、重合度がある程度に達した場合には、熱水
又は水蒸気程度では切断され難くなる。

【０００６】さらに、ポリエチレンテレフタレートにペ
ンタエリスリトールのような多官能性の分岐剤を共重合
する方法 (特公昭43−4545号）もあるが、抗ピリング性
は付与されるが、糸強度が低く、紡糸や紡績時に操業性
が悪いという欠点がある。

【０００７】さらに、他の方法として、ポリエチレンテ
レフタレート中にリン酸エステル結合を導入する方法
（特公昭58− 18447号) がある。しかし、抗ピリング性
が発現するに十分な量のリン酸又はリン酸エステルを添
加すると、これらがエーテル結合の副生を促進する触媒
となるためにジエチレングリコール結合濃度が増加し、
その結果、ポリエステルの重合度が上がらず、高強力の
繊維が得られなかったり、ポリエステルが一部で三次元
化して紡糸操業性を悪化させたりするという欠点があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
欠点を解消し、優れた抗ピリング性を有する高強度のポ
リエステル繊維を製糸性良く製造することのできる方法
を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するもので、その構成は次のとおりである。テレフタ
ル酸成分又はテレフタル酸成分を主体とする芳香族ジカ
ルボン酸成分とエチレングリコールとからポリエステル
を製造する際に、下記構造式で表される脂肪族２官能
性化合物を全酸成分に対して１〜10モル％と下記構造式
で表されるリン化合物を全酸成分に対して0.01〜１モ
ル％添加して得られた極限粘度0.37〜0.80のポリエステ
ルを製糸し、次いで湿熱処理をすることを特徴とする抗
ピリング性ポリエステル繊維の製造法。Ｒ¹−Ｒ²−Ｒ³ （Ｒ¹及びＲ³はエステル形成性官能基、Ｒ²は炭素数５
〜18の２価の脂肪族基を示す。）

【００１０】

【化２】

【００１１】（Ｒ⁴〜Ｒ⁶は水素又は炭素数１〜６のアル
キル基を示す。）

【００１２】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明においてポリエステルを形成する酸成分としては、
テレフタル酸（ＴＰＡ）成分又はこれを主体とする芳香
族ジカルボン酸成分が用いられるが、ＴＰＡ成分とスル
ホン酸塩基を有するイソフタル酸（ＳＩＰ）成分を併用
すると常圧染色が可能なポリエステル繊維を得ることが
できて好ましい。

【００１３】ＴＰＡ成分とＳＩＰ成分を併用する場合、
ＴＰＡ成分99〜95モル％、ＳＩＰ成分１〜５モル％の割
合となるようにするのが好ましい。ＳＩＰ成分の量が１
モル％未満であると染色性が不十分であり、５モル％を
超えるとポリエステルの溶融粘度が高くなるため、重合
度を十分に上げることができず、繊維の強度が低下す
る。

【００１４】ＳＩＰ成分の具体例としては、５−ナトリ
ウムスルホイソフタル酸(SIPA-Na)、５−カリウムスル
ホイソフタル酸(SIPA-K)、５−リチウムスルホイソフタ
ル酸（SIPA-Li)、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジ
メチル(SIPM-Na) 、５−カリウムスルホイソフタル酸ジ
メチル(SIPM-K)、５−リチウムスルホイソフタル酸ジメ
チル(SIPM-Li) 、3,５−ジ（β−ヒドロキシエトキシカ
ルボニル）ベンゼンスルホン酸ナトリウム(SIPG-Na) 、
3,５−ジ（β−ヒドロキシエトキシカルボニル）ベンゼ
ンスルホン酸カリウム(SIPG-K)、3,５−ジ（β−ヒドロ
キシエトキシカルボニル）ベンゼンスルホン酸リチウム
(SIPG-Li) 等が挙げられる。

【００１５】ＴＰＡ成分とＳＩＰ成分を併用する場合、
得られるポリエステル中のジエチレングリコール結合の
含有量が多くなりやすいので、これを抑制するため、エ
ステル化又はエステル交換反応開始前から重縮合反応終
了までの任意の時点で、アルカリ金属化合物やアンモニ
ウム化合物を添加することが望ましい。

【００１６】アルカリ金属化合物としては、アルカリ金
属（ナトリウム、カリウム及びリチウム）の水酸化物、
ギ酸塩、酢酸塩等の有機カルボン酸塩、炭酸塩、重炭酸
塩、ホウ酸塩等の無機弱酸塩、メチラート、エチラー
ト、ブチラート等のアルコラートが好適である。また、
アンモニウム化合物としては、テトラアルキルアンモニ
ウムヒドロキシド等の第四級アンモニウムヒドロキシド
が好適である。

【００１７】アルカリ金属化合物やアンモニウム化合物
の添加量は、ポリエステルの全酸成分１モルに対して１
×10^-3〜８×10^-3モルとするのが適当である。この添加
量があまり少ないとジエチレングリコール結合の生成を
抑制する効果が乏しく、逆に多すぎるとポリエステルと
相溶せず、異物となるので好ましくない。

【００１８】本発明においては、まず、ＴＰＡ成分又は
これを主体とする芳香族ジカルボン酸成分とエチレング
リコールとから、常法に従ってエステル化又はエステル
交換反応及び重縮合反応を経てポリエステルを製造する
際に、エステル化又はエステル交換反応開始前から重縮
合反応終了までの任意の段階で、所定量の前記式の脂
肪族２官能性化合物と式のリン化合物とを添加して共
重合ポリエステルを得る。

【００１９】式の脂肪族２官能性化合物の具体例とし
ては、アゼライン酸、セバシン酸、ピメリン酸、スベリ
ン酸、1,12−ドデカン二酸、1,14−テトラデカン二酸、
1,15−ペンタデカン二酸、1,16−ヘキサデカン二酸等の
脂肪族ジカルボン酸及び1,５−ペンタンジオール、1,６
−ヘキサンジオール、1,７−ヘプタンジオール、1,10−
デカンジオール、1,18−オクタデカンジオール等の脂肪
族ジオール並びにこれらのエステル形成性誘導体が挙げ
られる。

【００２０】式の脂肪族２官能性化合物の添加量は、
全酸成分に対して１〜10モル％とすることが必要であ
る。この量が１モル％未満であると実質的に抗ピリング
性が発現せず、逆に10モル％を超えるとポリエステルの
融点が著しく低下して乾燥や紡糸工程での操業性が低下
したり、繊維の強度が低下したりして好ましくない。

【００２１】また、式のリン化合物の具体例として
は、リン酸、ジメチルホスフェート、ジエチルホスフェ
ート、ジプロピルホスフェート、ジブチルホスフェー
ト、ジアミルホスフェート、ジヘキシルホスフェート、
トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、ト
リプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、ト
リアミルホスフェート、トリヘキシルホスフェート等が
挙げられる。

【００２２】式のリン化合物の添加量は、全酸成分に
対して0.01〜１モル％とすることが必要である。この量
が0.01モル％未満であると実質的に抗ピリング性が発現
せず、逆に１モル％を超えるとポリエステルが三次元化
し、ポリエステルの優れた特性が損なわれる。

【００２３】ポリエステルの製造は常法によって行うこ
とができ、例えば、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で得られた反応物に上記２種の化合
物を添加し、0.01〜10トル程度の減圧下で 260〜310
℃、好ましくは 275〜290 ℃の温度で所定の重合度のも
のが得られるまで重縮合反応を行えばよい。

【００２４】なお、重縮合反応は、触媒の存在下に行わ
れ、触媒としては従来一般に用いられているアンチモ
ン、ゲルマニウム、スズ、チタン、亜鉛、アルミニウ
ム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、コバルト等
の金属化合物のほか、スルホサリチル酸、ｏ−スルホ安
息香酸無水物等の有機スルホン酸化合物が好ましく用い
られる。触媒の添加量は、ポリエステルの酸成分１モル
にに対して１×10^-5〜１×10^-2モル、好ましくは５×10
^-5〜５×10^-3モル、最適には１×10^-4〜３×10^-3モルで
ある。

【００２５】また、ポリエステルには、ヒンダードフェ
ノール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光増
白剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような
艶消剤、顔料、制電剤、難燃剤、易染化剤等の各種添加
剤を含有させても差し支えない。

【００２６】ポリエステル繊維の製造は、常法によって
溶融紡糸し、延伸することによって行うことができる。

【００２７】本発明においては、得られた繊維を湿熱処
理することが必要であり、これにより、抗ピリング性の
優れたポリエステル繊維となる。湿熱処理は、繊維状で
行ってもよいが、通常は、織編物に加工した状態で行わ
れる。

【００２８】湿熱処理は、熱水、熱水溶液又は水蒸気等
を用いて行われ、80〜160 ℃の温度で、 0.5〜３時間程
度行うのが好ましい。処理温度が80℃未満では本発明の
目的を十分達成することが難しく、160 ℃を超える温度
ではポリエステル繊維の強度が低くなりすぎ、ポリエス
テル繊維本来の好ましい性質が損なわれて好ましくな
い。なお、湿熱処理は、それ自体単独の工程として行っ
てもよいし、繊維又は布帛の種々の加工工程、例えば染
色工程等と兼用してもよい。また、湿熱処理は、通常、
ｐＨ３〜10の範囲で行われるが、目的によってはこれ以
外の条件で行ってもよい。

【００２９】本発明の方法で得られるポリエステル繊維
は、抗ピリング性が優れているばかりでなく、染色性も
良好であり、特にＴＰＡ成分とＳＩＰ成分を併用したも
のは常圧染色が可能である。

【００３０】

【作用】本発明の方法で得られるポリエステル繊維が優
れた抗ピリング性を示す理由は明らかではないが、ポリ
エステル中の式のリン化合物が関与した結合が湿熱処
理により、加水分解され、その結果、重合度が低下して
繊維強度が低下するためと認められる。また、式の化
合物を共重合することによって、ポリエステルの結晶構
造がルーズになり、染色工程やアルカリ減量工程等の湿
熱処理の際に水分や染料が繊維内部へ浸透しやすくな
り、加水分解が促進されるとともに、染色性が良好にな
るものと推察される。特に、ＴＰＡ成分とＳＩＰ成分と
を併用するとポリエステルの結晶構造が一層ルーズにな
り、常圧染色が可能なポリエステル繊維が得られる。な
お、式の化合物のみで抗ピリング性を与えようとする
と、かなり多量に添加しなければならず、ポリエステル
の優れた特性が損なわれ、実用に供し得なくなる。

【００３１】

【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、特性値の測定方法及び評価方法は、次のと
おりである。 (a) ポリエステルの極限粘度〔η〕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。 (b) 融点及びガラス転移点示差走査熱量計（パーキンエルマー社製 DSC−２型）を
用いて、昇温速度20℃／分で測定した。 (c) 強伸度オリエンティック社製テンシロン UTM-4-100型を用い、
試料長20mm、引張速度20mm／分で測定した。 (d) 抗ピリング性 JIS L 1076 A法による測定法で判定し、１級から５級に
分類した。(３級以上が合格である。) (e) 飽和染料吸着量延伸糸又は紡績糸を筒編し、分散染料；バイエル社製 R
esolin Blue GRL を20owf 、分散剤；明成化学社製ディ
スパーＶＧを２ｇ／ｌ含む浴比１：50、温度 100℃の染
浴で60分間染色する。染色後の筒編地１ｇをとり、60℃
のジメチルホルムアミド50mlを用いて抽出し、純水が10
00mlに希釈する。この液の透過度を日立製作所製分光光
度計 EPS-3T 型を用い、使用染料の最大吸収波長で測定
し、予め作成した検量線により染料の吸着量を求めた。
（ポリエチレンテレフタレート繊維を 130℃で加圧染色
したときの飽和染着量に相当する50mg以上が常圧染色可
能繊維として合格である。)

【００３２】実施例１ＴＰＡとエチレングリコールとのエステル化反応で得ら
れたビス（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート及び
その低重合体に、式の化合物としてアゼライン酸を全
酸成分に対して３モル％、式の化合物としてリン酸を
全酸成分に対して 0.5モル％、触媒として三酸化アンチ
モンを酸成分１モルに対して２×10^-4モル加え、285
℃、0.4トルで４時間重縮合した。得られたポリエステ
ルは、〔η〕＝0.687、融点＝240℃、ガラス転移温度＝
74℃であった。このポリエステルを孔径 0.3mm、孔数 7
20個の紡糸口金を用いて、紡糸温度 270℃、紡糸速度 9
00ｍ／分、吐出量 360ｇ／分の紡糸条件で溶融紡糸し、
集束して12万デニールの未延伸トウを得た。次いで、こ
の未延伸トウを温度65℃の供給ローラと非加熱の第１延
伸ローラとの間で 3.3倍に第１段延伸し、第１延伸ロー
ラと温度60℃の第２延伸ローラとの間で 1.1倍に第２段
延伸し、さらに温度 190℃の熱処理ローラで熱処理した
後、押し込み捲縮機で捲縮を施し、長さ51mmに切断して
短繊維を得た。得られた短繊維は、強度 4.0ｇ／ｄ、伸
度35％、捲縮数17個／25mm、捲縮率14％であった。この
短繊維を常法によって紡績し、英式番手 40sの紡績糸と
し、筒編地を作製し、120 ℃の熱水中で30分間処理し
た。得られた編地の抗ピリング性は、５級であった。

【００３３】実施例２〜６及び比較例１〜８式及び式の化合物の種類及び添加量を表１に示した
量に変えた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル
繊維を得た。得られたポリエステル繊維の特性値を表１
に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】実施例７ＴＰＡとエチレングリコールとのエステル化反応で得ら
れたビス（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート及び
その低重合体に、SIPG-Na を全酸成分に対して1.5モル
％、酢酸ナトリウムを酸成分１モルに対して20×10^-4モ
ル、式の化合物としてアゼライン酸を全酸成分に対し
て６モル％、式の化合物としてリン酸を全酸成分に対
して0.75モル％、触媒として三酸化アンチモンを酸成分
１モルに対して２×10^-4モル加え、285℃、0.6トルで
3.5時間重縮合した。得られたポリエステルは、〔η〕
＝0.687、融点＝230℃、ガラス転移温度＝60℃であっ
た。このポリエステルを孔径 0.3mm、孔数 720個の紡糸
口金を用いて、紡糸温度 270℃、紡糸速度 900ｍ／分、
吐出量 360ｇ／分の紡糸条件で溶融紡糸し、集束して12
万デニールの未延伸トウを得た。次いで、この未延伸ト
ウを温度60℃の供給ローラと非加熱の延伸ローラとの間
で 3.7倍に延伸し、温度 180℃の熱処理ローラで熱処理
した後、押し込み捲縮機で捲縮を施し、長さ51mmに切断
して短繊維を得た。得られた短繊維は、強度 4.0ｇ／
ｄ、伸度35％、捲縮数17個／25mm、捲縮率％であった。
この短繊維を常法によって紡績し、英式番手 40sの紡績
糸とし、筒編地を作製し、120 ℃の熱水中で30分間処理
した。得られた編地は、抗ピリング性５級、飽和染料吸
着量85mgであった。

【００３６】実施例８〜11及び比較例９〜18 式、式の化合物及びＳＩＰ成分の種類及び添加量を
表２に示した量に変えた以外は、実施例７と同様にして
ポリエステル繊維を得た。得られたポリエステル繊維の
特性値を表２に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、優れた抗ピリング性を
有し、染色性の良好な高強度のポリエステル繊維を製糸
性良く製造することができる。特に、特にＴＰＡ成分と
ＳＩＰ成分を併用すると常圧染色が可能なポリエステル
繊維が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テレフタル酸成分又はこれを主体とする
芳香族ジカルボン酸成分とエチレングリコールとからポ
リエステルを製造する際に、下記構造式で表される脂
肪族２官能性化合物を全酸成分に対して１〜10モル％と
下記構造式で表されるリン化合物を全酸成分に対して
0.01〜１モル％添加して得られた極限粘度0.37〜0.80の
ポリエステルを製糸し、次いで湿熱処理をすることを特
徴とする抗ピリング性ポリエステル繊維の製造法。Ｒ¹−Ｒ²−Ｒ³ （Ｒ¹及びＲ³はエステル形成性官能基、Ｒ²は炭素数５
〜18の２価の脂肪族基を示す。）【化１】（Ｒ⁴〜Ｒ⁶は水素又は炭素数１〜６のアルキル基を示
す。）
【請求項２】テレフタル酸成分を主体とする芳香族ジ
カルボン酸成分がテレフタル酸成分99〜95モル％とスル
ホン酸塩基を有するイソフタル酸成分１〜５モル％とか
らなるものである請求項１記載の抗ピリング性ポリエス
テル繊維の製造法。