JPH10298271A

JPH10298271A - 低融点コポリエステルとその製造法

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Publication number: JPH10298271A
Application number: JP12326597A
Authority: JP
Inventors: Yurika Seko; ゆりか瀬古; Bunpei Hosoi; 文平細井
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで、操業性良く製造することがで
き、バインダー繊維としたとき、有効に接着することが
可能で、高温雰囲気下で使用しても接着強度の低下が少
ない風合いの柔らかい接着繊維構造物を与える低融点コ
ポリエステルを提供する。【解決手段】モル比90／10〜60／40のテレフタル酸と
アジピン酸を主たる酸成分とし、モル比80／20〜30／70
のエチレングリコールと1,４−ブタンジオールを主たる
ジオール成分とし、結晶融点が 100〜190 ℃、極限粘度
が0.45以上、色調ｂ値が10以下であるコポリエステル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた接着性を有
し、耐熱性及び風合いの良好な接着繊維製品を与えるホ
ットメルト型バインダー繊維用として好適なコポリエス
テルとその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ルーフィング資材、自動車用内装
材、カーペットの基布等に用いる不織布、枕やマットレ
ス等の寝装用品の詰物、キルティング用の中入れ綿等の
繊維構造物において、構成繊維（主体繊維という）相互
間を接着する目的で、ホットメルト型バインダー繊維が
広く使用されている。

【０００３】そして、主体繊維としては、比較的安価
で、優れた物性を有するポリエステル繊維が最も多く使
用されており、これを接着するバインダー繊維もポリエ
ステル系のものが好ましく、種々のポリエステル系バイ
ンダー繊維及びそれを用いて接着したポリエステル繊維
構造物が提案されている（例えば、米国特許第4,129,67
5 号ほか多数）。

【０００４】ところで、ポリエステル系バインダー繊維
は、一般にコポリエステルを用いるので、明確な結晶融
点を示さないものが多く、通常、90〜200 ℃で軟化する
ので、その軟化点以上、主体繊維の融点未満の温度で熱
処理して主体繊維相互間を接着するものである。

【０００５】ところが、バインダー繊維のガラス転移点
以上の高温雰囲気下で使用される産業資材用の繊維製品
の場合、明確な結晶融点を示さないバインダー繊維で接
着すると、高温雰囲気下においては、接着強度が低下
し、製品の強度低下、嵩高保持性低下等が起こるという
問題があった。

【０００６】そこで、結晶融点を示すコポリエステルか
らなるホットメルト型バインダー繊維も提案されてお
り、例えば、特開昭51−125424号公報には、ポリブチレ
ンテレフタレート／ポリブチレンイソフタレート系コポ
リエステルからなるものが開示されている。しかし、こ
れを用いて、例えば、不織ウエブを接着すると、接着不
織布がペーパーライクな手触りの硬いものになる場合が
あるという問題があった。

【０００７】また、特開昭53− 82840号公報には、テレ
フタル酸、アジピン酸及び1,４−ブタンジオールからの
コポリエステルが開示されている。しかし、このコポリ
エステルは、重縮合反応時に反応温度を 280℃程度の高
温にすると熱分解反応が進み、重合度が上昇せず、一
方、反応温度を 260℃程度の低温とすると高重合度のポ
リマーを得るには長時間を要するという問題があった。
また、バインダー繊維とするとき、グリコール成分が全
て1,４−ブタンジオールであるため、熱安定性が悪く、
紡糸時に糸切れが多発して操業性が悪く、さらに、コス
トが高くなるといった問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
なコポリエステルの問題点を解消し、低コストで、操業
性良く製造することができ、バインダー繊維としたと
き、有効に接着することが可能で、高温雰囲気下で使用
しても接着強度の低下が少ない風合いの柔らかい接着繊
維構造物を与える低融点コポリエステル及びこのコポリ
エステルを効率的に製造す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、上記の課題を
解決するもので、その要旨は、次の通りである。１．モル比90／10〜60／40のテレフタル酸とアジピン酸
を主たる酸成分とし、モル比80／20〜30／70のエチレン
グリコールと1,４−ブタンジオールを主たるジオール成
分とし、結晶融点が 100〜190 ℃、極限粘度が0.45以
上、色調ｂ値が10以下であるコポリエステル。２．上記のコポリエステルを製造するに際し、コポリエ
ステルを構成する酸成分１モルに対し、アンチモン化合
物１×10^-4〜５×10^-4モルとチタン化合物0.05×10^-4〜
１×10^-4モルとからなる重縮合触媒の存在下で重縮合反
応を行うことを特徴とするコポリエステルの製造法。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のコポリエステルは、明確
な結晶融点を有し、結晶化速度の大きいものであり、モ
ル比90／10〜60／40のテレフタル酸（ＴＰＡ）とアジピ
ン酸（ＡＤ）を主たる酸成分とし、モル比80／20〜30／
70、好ましくは75／25〜50／50のエチレングリコール
（ＥＧ）と1,４−ブタンジオール（ＢＤ）を主たるジオ
ール成分とする結晶融点が 100〜190 ℃のものである。

【００１１】結晶融点が 100℃未満のものでは、バイン
ダー繊維としたとき、接着した繊維製品を高温雰囲気下
で使用すると接着強度が低下して好ましくなく、一方、
190℃を超えると接着温度を主体繊維の融点に近い高温
にしなければならないため、主体繊維の物性や繊維構造
物の形状を損ない好ましくない。

【００１２】このような結晶融点が 100〜190 ℃の低融
点コポリエステルは、ＴＰＡとＡＤとからなる酸成分
と、ＥＧとＢＤとからなるジオール成分とを上記モル比
の範囲内で、所定の結晶融点となるように酸成分とジオ
ール成分のモル比を選定して共重合することにより得る
ことができる。

【００１３】ＡＤ成分の割合が酸成分の40モル％を超え
ると、明確な融点を示さなくなり、ポリマーの結晶性が
低下するため、繊維構造物の耐熱性が悪くなる。一方、
ＡＤ成分の割合が酸成分の10モル％に満たないと、融点
が高くなり、繊維構造物を熱接着する際の接着温度を高
温にすることが必要となり好ましくない。

【００１４】また、ＢＤ成分の割合がジオール成分の20
モル％に満たないと、結晶性が悪くなり、一方、ＢＤ成
分の割合がジオール成分の80モル％を超えると、重縮合
反応時にテトラヒドロフランが多量に生成して、熱安定
性が悪くなり、紡糸時に糸切れが多発する等、操業性が
悪くなる。

【００１５】なお、コポリエステルには、その特性が大
きく変化しない範囲で、他の成分、例えば、イソフタル
酸、フタル酸、トリメリット酸、セバシン酸等のカルボ
ン酸、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ペンタエリスリトー
ル、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加物等のポ
リオール等を共重合成分として少量含有させることがで
きる。

【００１６】また、コポリエステルは、極限粘度が0.45
以上のものであることが必要であり、これより極限粘度
が小さいものでは、円滑な紡糸が困難であると同時に、
繊維構造物の耐熱性が悪くなる。

【００１７】また、コポリエステルは、色調ｂ値が10以
下のものであることが必要であり、これよりｂ値の大き
いものでは、色調が悪く実用に供することが困難であ
る。

【００１８】本発明のコポリエステルは、重縮合触媒と
して、アンチモン化合物とチタン化合物とを併用して重
縮合反応行うことにより品質の良いものを効率的に製造
することができる。すなわち、両化合物を併用すると、
両者を単独で使用するときよりも少量でよく、比較的低
温で高重合度化が可能となり、色調の良好なコポリエス
テルが得られる。

【００１９】両者を単独で使用する場合、実用レベルの
重合度を達成できる量で添加すると、アンチモン化合物
では、ポリマーが黒味を帯び、チタン化合物では、ポリ
マーが赤味を帯びる。

【００２０】重縮合触媒の量は、コポリエステルを構成
する酸成分１モルに対し、アンチモン化合物１×10^-4〜
５×10^-4モル、チタン化合物0.05×10^-4〜１×10^-4モル
とすることが必要である。これらの量が少なすぎると短
時間で高重合度化することが困難であり、一方、多すぎ
ると、得られるコポリエステルの色調が悪化して好まし
くない。

【００２１】アンチモン化合物としては、三酸化アンチ
モン、チタン化合物としては、テトラブチルチタネート
が好ましく用いられる。

【００２２】また、重縮合反応は、 240〜270 ℃の範囲
の温度で行うのが適当であり、特に250〜265 ℃の範囲
の温度で行うとコポリエステルの色調悪化及び熱分解を
抑制するうえで好ましい。

【００２３】本発明のコポリエステルは、具体的には、
例えば、次のようにして製造することができる。まず、
温度 230〜250 ℃で、窒素ガス制圧下、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の存在
するエステル化反応槽に、モル比１／1.6 のＴＰＡとＥ
Ｇとのスラリーを投入し、常圧下、滞留時間７〜８時間
でエステル化反応を行い、反応率95％のエステル化物を
得る。これを重縮合反応缶に移送し、ＡＤとＢＤとのス
ラリーを所定量投入し、温度 230〜250 ℃で、１〜２時
間エステル化反応を行う。次に、重縮合触媒及び必要な
添加剤を添加し、温度を 250〜280 ℃に上げ、0.01〜1
3.3hPa 以下の減圧下で、極限粘度が0.45以上のコポリ
エステルが得られるまで重縮合反応を行う。

【００２４】コポリエステルを製造する際に、反応系に
酸化防止剤を添加するとコポリエステルの熱分解を防止
することができ、より色調の良好なコポリエステルが得
られて望ましい。酸化防止剤としては、ヒンダードフェ
ノール系又はリン系酸化防止剤が好適であり、これらは
は単独で使用してもよいし、併用してもよい。

【００２５】ヒンダードフェノール系酸化防止剤の具体
例としては、旭電化社製の「アデカスタブＡＯ−20、Ａ
Ｏ−30、ＡＯ−40、ＡＯ−50、ＡＯ−60、ＡＯ−70、Ａ
Ｏ−80」や住友化学社製の「スミライザーＧＡ−80、Ｂ
ＨＴ」、チバガイギー社製の「イルガノックス1010」等
が挙げられる。

【００２６】リン系酸化防止剤としては、トリアリール
ホスファイト、アルキルアリールホスファイト、アルキ
ルホスファイト等があり、具体例としては、旭電化社製
の「ＰＥＰ−24Ｇ、ＰＥＰ−36」、住友化学社製の「ス
ミライザーＰ−16」、チバガイギー社製の「イルガフォ
ス 168」等が挙げられる。

【００２７】酸化防止剤の添加量は、生成するコポリエ
ステルに対して0.05〜１重量％とするのが好ましい。こ
の添加量が少ないと効果が乏しく、多すぎるとかえって
コポリエステルの色調が悪くなる。

【００２８】なお、酸化防止剤のほか、難燃剤、帯電防
止剤、艶消剤等の添加剤を含有させてもよい。

【００２９】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、特性値等の測定、評価法は、次のとおりであ
る。 (a) 極限粘度〔η〕フェノールと四塩化エタンとの等重量混合溶媒を用い、
濃度0.5g/1dl、温度20℃で測定した。 (b) 融点パーキンエルマー社製示差走査熱量計 DSC-7型を用い、
昇温速度20℃／分で測定した。 (c) コポリエステルの共重合組成試料 0.5ｇにメタノールを加えて加熱、分解して酸成分
をメチルエステル体とし、メチルエステル体とグリコー
ル成分とを、島津製作所製ガスクロマトグラフGC-9A を
用いて定量して求めた。 (d) コポリエステルの色調ｂ値日本電色工業社製の色差計ND−Σ80型を用いて測定し
た。ｂ値は黄青系の色相（＋側は黄色、−側は青味）
で、極端に小さくならない限り小さい方がよい。 (e) 熱安定性コポリエステルを単独で溶融紡糸し、紡糸前のコポリエ
ステルの〔η〕と紡糸後の繊維の〔η〕との差により、
評価した。 ○：〔η〕の差が0.07以内、 ×：〔η〕の差が0.07よ
り大 (f) 不織布強力不織布を幅25mm、長さ 100mmの試料となし、オリエンテ
ィック社製定速伸長型引張試験機 UTM-4-100型を用い、
引張速度 100mm／分で測定した。加熱下の強力は、試料
設置部を所定の雰囲気温度の炉中に90秒間放置した後測
定した。

【００３０】実施例１ビス（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート及びその
低重合体の存在するエステル化反応缶にＴＰＡとＥＧと
のモル比１／1.6 のスラリーを連続的に供給し、温度 2
50℃、圧力0.1MPaの条件で反応させ、滞留時間を８時間
として、反応率95％のエステル化物を連続的に得た。こ
のエステル化物を重縮合反応缶に移送し、これにＡＤと
ＢＤとのスラリーを表１に示す仕込組成となるように投
入し、重縮合触媒として、酸成分１モルに対して、三酸
化アンチモンを３×10^-4モルとテトラブチルチタネート
を 0.2×10^-4モル、酸化防止剤として、「イルガノック
ス1010」を生成コポリエステルに対して 0.1重量％とな
る量で添加し、温度 240℃、圧力0.1MPaの条件で撹拌し
ながら、エステル化反応を１時間行った。次いで、反応
缶内の温度を30分間で 265℃に昇温し、反応器内の圧力
を徐々に減じて60分後に1.2hPa以下にした。この条件下
で撹拌しながら重縮合反応を３時間行い、〔η〕0.69の
コポリエステルを得た。このコポリエステルと極限粘度
0.68、融点 256℃のポリエチレンテレフタレートとを同
心芯鞘型複合溶融紡糸装置に供給し、吐出孔数 225の紡
糸口金により、紡糸温度 270℃、吐出量 227ｇ／分、複
合重量比１／１で、前者が鞘となるように溶融紡糸し、
冷却後、 700ｍ／分の速度で巻き取り複合未延伸糸を得
た。この未延伸糸を10万ｄのトウに集束し、延伸温度62
℃、延伸倍率 3.2で延伸し、押し込み式クリンパーで捲
縮を与えた後、長さ51mmに切断して、繊度４ｄのバイン
ダー繊維を得た。このバインダー繊維30重量％と長さ51
mm、繊度２ｄのポリエチレンテレフタレート繊維70重量
％とを混綿し、カードに通して50ｇ／m²の目付のウエブ
とし、 180℃の回転乾燥機で２分間熱処理し、不織布を
得た。

【００３１】実施例２〜６及び比較例１〜３仕込組成、重縮合触媒、酸化防止剤の添加量及び不織布
化時の熱処理温度を表１及び表２に示すように変えた以
外は、実施例１と同様に実施した。

【００３２】上記の実施例及び比較例の結果を表１及び
表２に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】実施例で得られたコポリエステルは、色調
が良好で、また、これを繊維化したバインダー繊維を用
いた不織布は、風合いが柔らかく、良好な強力と耐熱性
を示すものであった。これに対して、比較例１では、コ
ポリエステルの〔η〕が低いため円滑な紡糸ができなか
った。また、比較例２、３では、コポリエステルの色調
が悪く、実用に供し得ないものであった。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、低コストで、操業性良
く製造することができ、バインダー繊維としたとき、有
効に接着することが可能で、高温雰囲気下で使用しても
接着強度の低下が少ない風合いの柔らかい接着繊維構造
物を与える低融点コポリエステルが提供される。また、
本発明の方法によれば、色調の良好なコポリエステルを
効率的に製造することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モル比90／10〜60／40のテレフタル酸と
アジピン酸を主たる酸成分とし、モル比80／20〜30／70
のエチレングリコールと1,４−ブタンジオールを主たる
ジオール成分とし、結晶融点が 100〜190 ℃、極限粘度
が0.45以上、色調ｂ値が10以下であるコポリエステル。
【請求項２】請求項１のコポリエステルを製造するに
際し、コポリエステルを構成する酸成分１モルに対し、
アンチモン化合物１×10^-4〜５×10^-4モルとチタン化合
物0.05×10^-4〜１×10^-4モルとからなる重縮合触媒の存
在下で重縮合反応を行うことを特徴とするコポリエステ
ルの製造法。
【請求項３】反応系に酸化防止剤を生成するコポリエ
ステルに対して0.05〜１重量％添加する請求項２記載の
コポリエステルの製造法。