JPS61138720A - ポリエステル系制電性複合繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は制電性を有するポリエステル系複合繊維の製造
方法に関するものである。

さらに詳しくは、制電性に有効なブロックポリエーテル
アミド組成物を繊維中に局在化してなる僅かな訓電性成
分によって高度の制電性を有するポリエステル系制電性
複合繊維の製造方法に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

周知のようにポリエステル繊維は優れた物理的化学的特
性を有するので多方面に応用されている。しかしながら
ポリエステル繊維は疎水性で静電気が発生しやすいとい
う欠点を有するため、その応用分野は一部制限されてい
る。

従来から、かかる欠点を克服するために芯鞘複合紡糸法
によるポリエステル繊維の帯電性を低減もしくは防止す
るための数多くの方法が提案されている。

例えば特開昭５５−１２２０２０号公報にはブロックポ
リエーテルアミド組成物をポリエステルに混合せしめて
なる混合物を芯部とし、ポリエステルを鞘部とするポリ
エステル系制電性複合繊維に関する技術が開示されてい
る。

また特開昭５５−１５８５３３号公報にはブロックポリ
エーテルアミド組成物をポリエステルに混合せしめてな
る混合物を芯部とし、ポリエステルを鞘部とするポリエ
ステル系制電性複合繊維において、単糸繊度が１．５デ
ニール以下である極細繊維に関する技術が開示されてい
る。

しかし、いずれの方法においても従来公知の複合紡糸装
置を適用するため芯鞘複合紡糸すると、微量吐出である
芯成分ポリマの溶融滞留時間が必然的に長くなる。この
ために熱的に不安定な芯成分が劣化し、得られた芯鞘複
合糸を仮ヨリなどの糸加工工程、ファブリックとした場
合の染色、および仕上げ処理を施すと、各工程で熱履歴
を受は芯成分がさらに劣化し、そのため制電性能が十分
発揮できないことがわかった。

さらに従来公知の複合紡糸装置を適用して芯鞘複合紡糸
を実施すると、微細吐出である芯成分ポリマの溶融滞留
時間が必然的に長くなり、このため芯成分が劣化しポリ
マの溶融粘度が低下し、単糸デニールを小さくする極細
繊維全製造する場合には口金背面圧が不足し、芯鞘複合
状態が不良となり、安定した製糸性が得られにくくなる
ことがわかった。

したがって本発明は前記好ましくない点を解消すべく鋭
意検討を重ねた結果到達したものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上述した従来技術の欠点を解消し、ポリ
エステルとしての良好な物理的、化学的特性を保持しつ
つ高次加工工程で受ける熱酸化劣化によっても訓電性能
が低下しにくい優れた制電性を有するポリエステル繊維
を低コストで安定して製造する方法を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

上記目的は下記方法によって達成される。すなわち、ブ
ロックポリエーテルアミド組成物をポリエステルに混合
せしめてなる混合物を芯部とし、ポリエステルを鞘部と
して芯鞘状に複合紡糸する際に下式（１１％　（２１を
同時に満足する紡糸条件で紡糸することを特徴とするポ
リエステル系制電性複合繊維の製造方法。

５≦芯成分の溶融滞留時間（分）＝５０　・・・・・・
・・・　（２］５≦芯成分計量孔部の口金背面圧、芯成
分の滞留時間は本文中で記載する方法で測定した値であ
る。） 本発明で用いられるブロックポリエーテルアミド組成物
は、有機電解質、抗酸化剤を所定量含有したブロックポ
リエーテルアミドが好ましい。ここでいう有機電解質と
は、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリテ／ルベンゼン
スルホン醗、ノニルベンゼンスルホン酸、ヘキサデシル
スルホン酸、ドデシルスルホン酸などのスルホン酸とナ
トリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属から
形成されるスルホン酸のアルカリ金属塩、ジステアリル
リン酸ソーダなどのリン酸のアルカリ金属塩、その他有
機カルボン酸のアルカリ金属塩などがあり、なかで吃ド
デシルベンゼンスルホン酸ソーダナトのスルホン酸の金
属塩が良好である。

抗酸化剤としてはアミン系抗酸化剤、フェノール系抗酸
化剤が考えられるが特にフェノール系の抗酸化剤が好ま
しい。フェノール系抗酸化剤としては１例えば１．３．
５　トリメチル−２，４，６−トリ（５，５ジーｔｅｒ
ｔ−ブチル４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、２．２
’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチル
フェノール）。

２．６〜ジーｔｅｒｔ−ブチルフェノールなどのフェノ
ール系水酸基の隣接位置忙立体障害を有する置換基のは
いった７エ／−ル系誘導体である。

ブロックポリエーテルアミドとはポリエーテルとポリア
ミドとのブロック共重合体のことであり、ポリエーテル
とポリアミドとの単なるブレンド物は本発明でいうブロ
ックポリエーテルアミドに含まれない。

ブロックポリエーテルアミドを構成するポリエーテルと
はポリアルキレンエーテルのことであり、ポリエチレン
エーテル、ポリプロピレンエーテル、ポリエチレンン°
口ビレンエーテルなどのエチレンオキサイドおよび／ま
たはブロピレンオキサイドの重合生成物である。これら
ポリエーテルの分子量は１０００以上好ましくは３００
０〜８０００のものがよく、なかでもポリエチレングリ
コールの使用が最も適している。

一方、ブロックポリエーテルアミドを構成するポリアミ
ドはナイロ／６、ナイロン８、ナイロン１２、ナイロン
６６、ナイロン６１０のようなホモポリアミドあるいは
これら同志または他の共重合成分を含む共重合体で、ポ
リアミド形成成分の重縮合反応により生成するホモまた
はコポリアミドである、 ブロックポリエーテルアミドの製造法としては、例えば
ポリアルキレングリコールの両末端を７アノエチル化し
た後、水素添加してポリアルキレンエーテルジアミン ノ酸やセパ／ノ酸などの適当なンカルボン酸と反応せし
めてナイロン塩を合成し，この塩と前記ポリアミドを形
成するモノマとを重縮合する方法およびポリアルキレン
グリコールの両末端をアミノ化してポリアルキレンエー
テルジアミンとした後、前記の方法と同じ方法で重縮合
する方法などが挙げられるが、これらのブロックポリエ
ーテルアミドの製造方法をとくに限定するものではない
。ブロックポリエーテルアミド中のポリエーテル成分対
ポリアミド成分の重量比は５０〜７０対７０〜３０が適
当である。

ブロックポリエーテルアミドの重縮合方法も、とくに限
定されるものではなく、通常の公知のポリアミドの重縮
合法、例えばナイロン６などでよく採用される常圧重合
法またはナイロン６６などに採用される加圧重合法など
が回分式、連続式を問わず採用することができる。

ブロックポリエーテルアミド組成物中の有機電解質の比
率は１〜１０重量係が好ましい。とくに３〜７重量係の
範囲が好ましい。１重量係以下では制電性向上作用が不
足し、１０重量係以上ではブロックポリエーテルアミド
組成物の溶融粘度の低下による筋形成能の悪化によりか
えって訓電性が低下する。

また、フェノール系抗酸化剤のブロックポリエーテルア
ミド組成物中の比率は１〜１０重量係、とくに３〜７重
量係の範囲が好ましく、１重量係未満では製糸工程、フ
ァブリツタの染色、および仕上工程などにおける熱酸化
劣化による制電性の悪化を十分に抑制することは困叢と
なり、また１０重量％を越えて添加すると熱酸化抑制効
果は飽和し、それ以上の効果は認め難い。

なお、本発明のブロックポリエーテルアミド組成物に対
し有機金属塩、およびフェノール系抗酸化剤の外につや
消削，着色防止剤、螢光剤、対光剤、顔料などの他の添
加剤を加えることは何らさしつかえない。

本発明は、上記ブロックポリエーテルアミド組成物をポ
リエステルに混合せしめてなる混合物を芯部とするもの
であり、一方、鞘部はポリエステルで構成する。

本発明でいうポリエステルは８５モル％以上がポリエチ
レンテレフタレート単位で構成されているものであり、
共重合化することも可能であるが、そのときもポリエチ
レンテレフタレート単位が８５モル幅以上存在するもの
である。

これらブロックポリエーテルアミド組成物をポリエステ
ルに混合せしめてなる混合物とポリエステルの２種成分
を芯鞘状に複合紡糸するに際し紡糸部の装置は芯成分混
合物の溶融ポリマ滞留容積を減少させて芯成分の溶融滞
留時間を減少させるように改良された装置を採用するこ
とが必要である。

芯鞘複合状態を走行糸条すべての単糸に均一に安定化さ
せるためには芯成分計量孔部の口金背面圧を５〜ｓｏ（
ｈ／ｄ）の範囲である必要がある。特に８〜４０（神／
Ｉ−Ｉ１１）の範囲が好ましい。

芯成分の口金背面圧が５０に９／−を越えると、芯成分
の計量孔への詰りを引き起こし、複合異常の原因となり
、さらに０層を含めたトータルのパック内圧が高くなり
すぎるためパックライフが短かくなり操業上問題となる
。

ここでいう芯成分計量孔部の口金背面圧とは後述するよ
うに芯成分組成物が口金部の計量孔を通過する際の口金
背面圧を示し、本発明の条件範囲となるように計量孔部
の枚数を適宜決めればよい。

単成分ポリマでの紡糸では、口金背面圧をある一定の値
以上にすることは公知であるが、複合紡糸系、特に芯鞘
複合紡糸系で芯成分を微量吐出とする系での芯成分の口
金背面圧を規制した例はない。

また、芯成分の溶融滞留時間（メルターから口金吐出孔
部での１パツク当たりの滞留量を芯成分の吐出量で除し
た値）は５〜５０（分）の範囲である必要がある。特に
１０〜４０（分）の範囲が好ましい。

芯成分の溶融滞留時間が５分未満であると訓電性能は良
好であるが芯成分に配合した訓電成分の筋形成がちらく
なり過ぎ延伸時の破断フイラメ／トの延伸ローラーへの
巻きつきが多発する。

一方芯成分の溶融滞留時間が５Ｑ分を越えると紡糸時の
溶融滞留時間が長くなりすぎて芯成分に配合した訓電成
分の熱劣化が起こり筋形成が不良となり、原糸の制電性
能が低下するにとどまらず、製糸性および糸特性が悪化
し仮ヨリ加工、ファブリックの染色、および仕上げ工程
などの高次加工工程で受ける熱酸化劣化によって制電性
能は大巾に低下する。

なお芯成分溶融滞留時間はメルタ一部容積、ポリマ移送
の配管部容積、ギヤポンプ部容積、バック内部容積、口
金部容積を変更することによって任意に設定できるが操
業上比較的簡単に変更可能な配管部容積、パンク内部容
積で設定することが望ましい。

さらに本発明における紡糸温度は、ポリエステル系繊維
で通常採用されている範囲で、任意の温度が可能である
が２７０〜３００℃が好ましい。

好ましい範囲の紡糸温度を採用することによって本発明
の目的に合致した必要な固有の性能を得ることが出来る
。

芯鞘の複合比率は任意に選択することが出来るが、フィ
ブリル化、アルカリ処理による品質低下を抑制するため
の芯成分の比率は全体の５〜３０％が好ましく、７〜２
０％がより好ましい。

芯鞘の複合状態は芯部が糸断面の重心を包含しても重心
を包含しなくて偏在しても良いが、重心を包含すること
が、好ましい。また繊維断面の形状は丸断面・異形断面
のいずれでも良く、丸断面と異形断面が混在していても
よい。

本発明におけるブロックポリアミド組成物のポリアルキ
レンエーテル成分の繊維全体に占める比率は０．１〜２
．０重量％とすることが、良好な制電性と紡糸性を保つ
ために好ましい。

紡糸引取速度は特に限定しないが、制電性能を確保する
観点から８０００ｍ／分以下であれば任意の紡糸引取速
度が採用可能である。

本発明にＬるポリエステル系制電性複合繊維の製造方法
を具体的に図面を用いて説明する。

第１図は本発明に用いる芯鞘複合口金の一例を示す概略
断面図である。

第１図だおいて１はブロックポリエーテルアミド組成物
とポリエステルの混合物からなる芯成分ポリマの口金流
入孔部であり３は芯成分ポリマの口金計量孔部を示す。

２はポリエステルからなる鞘成分ポリマの口金計量孔部
であり会合部４で会合し芯鞘複合流を形成し口金吐出孔
部５から吐出し糸条化される。

本発明でいう芯成分計量孔部とは第１図で示す５ｔ−示
す。芯成分計量孔部を有する部材は通常１枚でよいが本
発明でのべる芯成分口金背面圧の範囲となるごとく複数
の計量孔を設けてもよい。

芯成分の口金背面圧はハーゲンポアズイユの式から算出
することが出来るが口金背面圧の調整は通常、口金孔径
、孔深度によって行なうことが出来る。

さらに同一孔において芯成分の計量孔部の部材枚数を適
宜選ぶことによっても可能である。

〔発明の効果〕

本発明によってポリエステル系制電性複合繊維を製造す
る際に芯鞘複合状態を良好な状態に保ち製糸を長期間安
定して続行させることが出来、さらには、仮ヨリ加工、
ファブリックの染色および仕上げ工程などの高次加工工
程で受ける熱酸化劣化によっても制電性能は低下せずフ
ィブリル化、アルカリ処理によっても品質が低下しない
原糸を製造することが可能となる。

本発明によって得られた制電性ポリエステル繊維は、従
来のポリエステル繊維の各種用途、すなわちフィラメン
ト、ステープルなどの分野にそのまま適用可能である。

また、本発明による繊維と、制電性を有しない一般の合
成繊維、アセテート、レーヨンナトの半合成繊維、＃ｉ
、羊毛、麻などの天然繊維と混紡合糸合撚、または交編
織することによって訓電性の良好な布帛を得ることが出
来るが、特に仮ヨリ加工、ファブリックの染色および仕
上げ工程などの高次加工工程で受ける各種の熱処理によ
っても制電性能が低下しないのでその応用範囲を極めて
広げることが可能となる。

以下実施例全挙げて本発明を具体的に説明する。

なお、実施例中で用いた芯成分ポリマの計量孔部の口金
背面圧、芯成分ポリマの溶融滞留時間、電気比抵抗、相
対粘度、極限粘度は次に示す方法で測定した値である。

〔芯成分ポリマの口金背面圧〕

下記ハーゲンボアズイユの式により溶融温度２９０℃で
算出した値である。

Ｌ・二　口金計量孔部深度（麿） ｌ　：芯成分ポリマの溶融粘度（ｐｏｉ８ｅ　）Ｄ二ロ
金計量孔部孔径（ａ） Ｑ　：芯成分ポリマの吐出量（ｃｃ／分・Ｈｏ１ｅ　）
ノＣ：重力加速度 〔芯成分溶融滞留時間〕 次式により算出する。

ΣＱ×ρ１０Ｆ ただし、ΣＱ：１バンク当たりの全滞留容積（ＣＣ）ρ
：溶融ポリマの密度（グ／ｃｃ） ＯＰ：芯成分ポリマの１バンク当たり の吐出量（）７分） 〔電気比抵抗〕 試料’ｉ　０．２　％のアニオン界面活性剤の弱アルカ
リ水溶液中で電気洗濯機を用いて２時間洗濯後、水洗、
乾燥する。ついで、該試料を長さｆｉ１５工、繊度ｆＤ
１１０００デニールの繊維束に引き揃えて２０℃、４０
％ＲＨ下で２日間調温調湿した後、撮動容量型微小電位
測定装置により、印加電圧５ｏｏｖで試料の抵抗を測定
し次式により算出する。

ρ：体積固有抵抗（Ω・側） Ｒ：抵　　　　抗（Ω） ｄ：試料密度（ｇ／Ｃｎ１） Ｄ二繊　　　　　度（デニール） Ｌ：試　料　長（ｒｙｎ　） ただし原糸をそのまま洗濯に処するものと、２００℃で
２分間弛緩状態で乾熱処理した上で洗濯するものの、２
種の糸について必要に応じ測定する。

〔ブロックポリエーテルアミド組成物の相対粘度〕

試料を７０％の抱水クロラール中に１％′ａ度になるよ
うに溶解し、これをオストワルド粘度計により２５℃で
測定した値である。

〔ポリエステル極限粘度〕

試料をオルトクロロフェノール溶媒に溶解し、オストワ
ルド粘度計により２５℃で測定した値である。

実施例１ ポリエチレングリコールにアルカリ触媒の存在下でアク
リロニトリルを反応させ、さらに水素添加反応を行なう
ことにより両末端の９７％以上がアミン基であるポリエ
チレングリコールジアミン（数平均分子量４０ｏｏ　）
を合成し、これとアジピン酸を常法で塩反応させること
によりポリエチレノグリコールジアンモニウムアジペー
トの４５憾の水溶液を得た。

容′１２ｍ′の濃縮缶に上記４５係のポリエチレングリ
コールジアンモニウムアジベート水溶液を２００１４，
８５４カブロラタタム水溶液を１２０ｋｇ、４０％のへ
キサメチレンジアンモニウムイソフタレート水溶液を１
６呻投入し、常圧で内温か１１０℃になるまで約２時間
加熱し８０４濃度に濃縮した。つづいて容量８００１！
の重合缶に上記濃縮液を移行し、重合缶内に２５／ｍｉ
ｎで窒素を流しながら加熱を開始した。

内温が１２０℃になった時点でドデシルベンゼンスルー
ホン酸ノーダを５．２こと１．３．５　トリメチル−２
，４，６−トリ（３，５ジー’ｒｅｒｔ−ブチル４−ヒ
ドロキ７ペンゼン）ベンゼン５，２　吻ヲｆＦａ加し、
攪拌を開始して内温か２４５℃になるまで、１８時間加
熱し重合を完結させた。

重合終了後缶内に窒素で７吟／　ｔ−Ｊ　ＩＧＩの圧力
をかけ約幅１５−１厚さ１．５ｍのベルト状に溶融ポリ
マを回転無端ベルト（長さ６、ベルト材質ニステンレス
、裏面を水スプレーで冷却）上に押出し、冷却後通常の
方法でペレタイズした。

得られたベレットの相対粘度は２，１８であった。上記
の方法で製造したブロックポリエーテルアミド組成物か
らなるベレットをポリエチレンテレフタレートベレット
に１０重量係混合したベレットを芯成分とし、一方のホ
ッパーから供給し、他方のホッパーから極限粘度０．６
３のポリエチレンテレフタレートを鞘成分として供給し
、鞘対芯の複合比率が重量比で９０対１０であり１繊維
全体に占めるポリアルキレンエーテルの比率は０．４３
重量％の同心円複合繊維を孔径と孔深度を変更し、芯成
分口金背面圧を変更した口金孔数２４個と７２個の口金
芯成分の吐出量３．５　Ｅ　／分、鞘成分の吐出量３１
．５ｇ／分、紡糸温１ｍＦ２９０℃で溶融複合紡糸し、
巻取速度１ｓｏｏｍ／分で巻取った。この時の芯成分溶
融滞留時間＃ｉ３９分である。

得られた未延伸糸をホットローラー温１ｆ８８℃で２．
４２倍に延伸し７５デニール２４フイラメン）、７２フ
イラメントの延伸糸全得た。

得られた結果を表１Ｋまとめた。

表１中の４１．９は本発明の効果を明確にするための比
較例である。

ム１は制電性は良好であるが複合性と製糸性が不良であ
る。さらにＪｌｉ９は複合性、製糸性が不良である。

実施例２ 実施例１と同様に製造したブロックポリエーテルアミド
組成物からなるペレットをポリエチレンテレフタレート
ペレットに１０重量ｓｍ合したペレットを芯成分とし、
一方のホッパーから供給し、他方のホッパーから極限粘
度０．６３のポリエチレンテレフタレートを鞘成分とし
て供給し、鞘対芯の複合比率が重量比で９０対１０であ
り、繊維全体に占めるポリアルキレンエーテルの比率は
０．４５重量憾の同心円複合繊維を芯成分溶融ポリマの
配管部容積、パンク内部容積を変化させることにより芯
成分ポリマの溶融滞留時間を３分〜９０分の範囲で設定
して口金孔数２４傭芯成分計量孔は孔径０．１８、孔深
度０．３６であるｆ口金を用い、芯成分の吐出量５．５
ｇ／分、鞘成分の吐出ｚ３ｔ５ｇ／分、紡糸温複２９０
℃で溶融複合紡糸し、巻取速変１８００ｍ／分で巻取っ
た。この時の口金背面圧は１７．９吻／　ｃｒＡであっ
た。

得られた未延伸糸をホットローラー温１ｆ８８℃で２．
４２倍に延伸し７５デニール２４フイラメントの延伸糸
を得た。

得られた結果を表２にまとめた。

表　　２ 表２の４１１．１９．２０は本発明の効果を明確にする
ための比較例である。

煮１１は制電性は良好であるが製糸性（延伸性）が不良
である。芯成分溶融滞留時間が本発明より長い４１９は
製糸性は安定しているか原糸の制電性、特に熱処理後の
制電性が不足し、訓電性効果が小さくなる。さらにム２
ｏは製糸性、訓電性共に不良である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる芯鞘複合糸製造用口金の一例を
示す概略断面図である。 １：芯成分ポリマの口金導入孔部 ２：鞘成分ポリマの口金導入孔部 ３：芯成分ポリマの計量孔部 ４：芯成分と鞘成分の会合部 ５：口金吐出孔部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ブロックポリエーテルアミド組成物をポリエステルに混
   合せしめてなる混合物を芯部とし、ポリエステルを鞘部
   として芯鞘状に複合紡糸する際に下式（１）、（２）を
   同時に満足する紡糸条件で紡糸することを特徴とするポ
   リエステル系制電性複合繊維の製造方法。 ５≦芯成分計量孔部の口金背面圧（ｋｇ／ｃｍ＾２）≦
   ５０・・・（１） ５≦芯成分の溶融滞留時間（分）≦５０・・・（２） （ただし、芯成分計量孔部の口金背面圧、芯成分の滞留
   時間は本発明の詳細な説明中で記載する方法で測定した
   値である。）