JPS6134022A - ポリエステルの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、常圧で塩基性染料、分散染料の両染料に染色
可能で、耐光堅牢性に優れたポリエステルの製造方法に
関する。

〔従来の技術〕

ポリエステル＃＃１ｍ、特にポリエチレンテレフタレー
ト繊維は、強伸度、屈曲強度、耐薬品性等において優れ
た性能を有し、あらゆる用途に広く用いられている。し
かし、特に衣料用途を対象とする場合には、染色性能の
点で天然繊維をはじめとする他の繊維に劣ることが欠点
とされている。このため、ポリエステル繊維に易染性を
付与するために今日まで種々のポリエステル共重合ポリ
マーが提案されている。

しかしながら、従来の方法では、いずれの場合にもポリ
エチレンフタレート繊維の本来の゛良好な性質が低下す
ることに加え、特に塩基性染料での染色後の耐′光堅牢
性が悪くなる傾向が認められ、未だ満足できるものでは
なかった。

また、染色性向上のための共重合成分を多量に使用する
ことにより、ポリマーの融点が低下し。

これに伴う延伸、仮撚工程温度の低下は、繊維としての
性質を著しく低下させ、この点に於いても満足のいくも
のは得られていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明者らは、ポリエチレンテレフタレート繊
維の本質的な性能を低下させずに、常圧で、塩基性染料
、分散染料の両染料に染色可能で、耐光堅牢性に優れた
ポリエステル重合体の製造方法について鋭意検討した結
果、特定の化合物を特定量、特定の時期に添加すること
により、その目的を達成することを見出し、本発明に到
達し〔問題点を解決するための手段〕 すなわち本発明は、ジカルボン酸成分が、テレフタル酸
、５−ナトリウムスルホイソフタル酸およびアジピン酸
、ジオール成分が、主としてエチレングリコールから構
成されるポリエステルを合成するに際し、 （１）全ジカルボン酸成分に対し、５−ナトリウムスル
ホイソフタル酸成分の構成比率を　２〜３モル％、アジ
ピン酸成分の構成比率を３〜６モル％とし、 （２）５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分は、ジメ
チルエステルのかたちでエステル交換反応が開始する前
に添加し、 （３）アジピン＃１１成分は、エチレングルコール／ア
ジピン酸のモル比が３．５〜５の混合物を加熱反応し、
ガスクロマトグラフィーで測定したエステル化反応率が
９０％以上でかつアジピン酸のビス（２〜ヒドロキシエ
チル）アジペートへの転化率が８０％以上のものを、実
質的にエステル交換反応が終った時点からエチレングル
コール／（テレフタル酸＋５−ナトリウムスルホイソフ
タル酸）の成分モル比が１．１に達するまでの間に添加
し、 重縮合を行なうことを特徴とするポリエステルの製造方
法である。

〔発明を実施するための好適な態様〕

本発明の方法によるポリエステル重合体を構成する５−
ナトリウムスルホイソフタル酸成分は、全ジカルボン酸
成分の２〜３モル％とすることが適当である。これより
添加量を少なくすると、塩基性染料に対する染色性の改
善に乏しくなる傾向となるので好ましくない。一方、３
モル％より多く添加すると得られるポリマーの溶融粘度
の上昇およびポリマーの相対粘度の低下により重合以後
の工程での取扱いが難しくなる傾向となる。加えて、融
１点の低下が大きい割には染色性の改善効果は少ないた
め好ましくない。

重合過程に於ける５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジ
メチルの添加は、粉体、エチレングリコールとのスラリ
ーのいずれのかたちによっても実施できるが、エチレン
グルコールとのスラリーで添加する場合には、経時的に
５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルが膨潤し、
スラリー粘度が極度に高くなるため、粉体での添加が好
ましい。５−ナトリウムスルホイソフタル酸のビス（２
−ヒドロキシエチル）エステルのエチレングルコール溶
液をエステル交換反応が実質的に終了してから添加する
方法もあるが、この方法は、アジピン酸成分の添加と重
なり、多量のエチレングリコールを添加することとなり
重合時間の延長や副生ずるジエチレングルコール量の増
大を招き好ましくない。

本発明により共重合ポリエステルのテレフタル酸以外の
もう一つの共重合ジカルボン酸成分としては、アジピン
酸を使用する。アジピン酸成分の添加量は、全ジカルボ
ン酸成分の３・−・６モル％が適当である。３モル％よ
り少ない場合は常圧における一染色性に劣る傾向となり
、８モル％より多いとポリマーの融点の低下による品質
低下が生ずる傾向となる。

アジピン酸成分の添加時期は、実質的にエステル交換反
応が終了した時点からエチレングルコール／（テレフタ
ル酸＋５−ナトリウムスルホイソフタル酸）成分のモル
比が１．１に達するまでの間が望ましい。エステル交換
反応終了前に添加するとエステル交換反応を阻害するば
かりでなく、アジピン酸成分が長時間熱に曝されること
によるポリマーの着色の原因となるため好ましくない。

エチレングリコール／（テレフタル酸＋５−ナトリウム
スルホイソフタル酸）の成分のモル比が１．１より小さ
くなってから添加すると重合時間の延長やそれに伴うポ
リマーの着色が大きくなる傾向となるので好ましくない
。

該アジピン酸成分は、エチレングルコール／アジピン酸
のモル比が３．５〜５の混合物を加熱反応し、ガスクロ
マトグラフィーで測定したエステル化反応率８０％以上
で、かつアジピン酸のビス（２−ヒドロキシエチル）ア
ジペートへの転化率８０％以上のものを用いるのが好ま
しい、仕込みのエチレングリコール／アジピン酸のモル
比が３．５より小さい場合には、アジピン酸を充分にエ
ステル化するには反応温度を高くする必要があり、副生
ずるジエチレングリコール量が多くなり好ましくない６
モル比が５より大きいとエチレングルコール量が多くな
り、重合時間が長くなるのみならず、雄加後のジエチレ
ングルコールの増加の原因となるため好ましくない。

アジピン酸成分の添加方法としては、アジピン酸のジメ
チルエステルをエステル交換反応開始時に添加する方法
も考えられるが、アジピン酸ジメチルは沸点が低く、ア
ジピン酸成分の共重合量のコントロールが難しいため好
ましくない。

本発明の方法によるポリエステル重合体を製造するに際
しては、前述したジカルボン酸成分の構成比率、その添
加形態、および添加時期を除けば、従来公知の通常のエ
ステル交換法によるポリエチレンテレフタレートの製造
条件（例えば重合温度、重合触媒等）がそのまま採用で
きる。

本発明の製造法を使用することによって、常圧で塩基性
染料、分散染料の両染料に染色可能で、両光堅牢性に優
れたポリエステルが製造できる理由は定かでないが、充
分にランダムに配置されたアジピン酸成分により、ポリ
エチレンテレフタレート結晶に乱が付与され、染料がポ
リエステル内に入り易くなったため常圧での染色性に優
れたものとなり、また、アジピン酸は２個のカルボン酸
基の間の炭素数がテレフタル酸と同じく４個であるため
、分子鎖中で、テレフタル酸類似の構造を保つ所謂同形
置換的状態となるため、結晶構造の乱れは本質的には小
さく、両光堅牢性に優れたものが得られるものと思われ
る。

〔本発明の効果〕

上述の如く構成された本発明の方法によれば、ポリエチ
レンテレフタレート繊維の木質的な性能を低下させずに
常圧で塩基性染料、分散染料の両染料に染色可能で、し
かも両光堅牢性の優れた繊維用ポリエステルが得られる
という格別の作用効果を奏するものである。

〔実施例〕

以下、本発明のポリエステルの製造方法につき実施例に
従ってより詳細に説明する。

実施例１ ジメチルテレフタレート２７８Ｋｇ、エチレングリコー
ル２２７Ｋｇを精留塔のついた１　ｍ’の反応釜に添加
し、１０．５Ｋｇの５−ナトリウムスルホイソフタル酸
ジメチルを粉体で加え、酢酸マグネシウムの２重量％エ
チレングリコール溶液を１１．８Ｋｇ添加し、１４０〜
２２０℃まで徐々に昇温しながら副生ずるメタノールを
系外に留出した。メタノールが１３１Ｋｇ留出し実質的
にエステル交換反応が終了した後、易滑剤としてＴｉＯ
２の２０重量％エチレングリコールスラリーを０．７５
Ｋｇ添加し、続いてエチレングリコール／アジピン酸モ
ル比４の混合物を加熱反応し、エステル化反応率が９２
％でビス（２−ヒドロキシエチル）アジペートへの転化
率８５％の反応物をアジピン酸ジメチルが１１．３Ｋｇ
となるように添加し。

同時に水酸化ナトリウムの２．８重量％エチレングリコ
ール溶液を３．２Ｋｇ添加した。安定剤としてトリメチ
ルホスフェートの１０重量％エチレングリコール溶液１
．８Ｋｇ、重合触媒として三酸化アンチモン　１．５重
量％エチレングリコール溶液８．０Ｋｇヲ添加し、重合
釜に移液した後２７５℃、　０．１Ｔｏｒｒにて２時間
５８分重合した。得られたポリマーの相対粘度（ηｒｅ
１）は１．５１２　、ジエチレングリコール１゜７４重
量％、Ｌ値６７．５、ａ値−２，０，ｂ値６．０と良好
なポリマーが得られた。このポリマーを使用して７５デ
ニール／４８フイラメントの延伸糸を製造したところ、
伸度２８．７％、破断強度３．３ｇ／デニールであった
。この延伸糸で筒編地を製編し、分散染料、塩基性染料
で常圧染色を行なった結果、充分濃色に染色されている
ことを確認した。また、カーボンアーク法フェードメー
ターにて４０時間照射した後に染料の耐光堅牢度を調べ
た結果、４〜５級と耐光性は良好であった。

実施例２ ５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルの添加量を
１３．７Ｋｇ、アジピン酸成分をエステル化反応率８５
％、かつビス（２−ヒドロキシエチル）アジペートへの
転化率８０％の反応物をアジピン酸換算重量が１３．５
ｋｇとなるように添加した以外は実施例１と同様にして
２時間５５分の重合を実施した。得られたポリマーは、
相対粘度１．５０！Ｉｆ、ジエチレングリコール１．８
８重量％、Ｌ値６６．８、ａ値−２，１，ｂ値５．７と
良好なものであった。このポリマーを使用して、７５デ
ニール／４８フイラメントの延伸糸を製造したところ、
伸度３０．１％、破断強度３．０ｇ／デニールであった
。この延伸糸で筒編地を製編し、分散染料、塩基性染料
で染色を行ない、充分濃色に染色されることを確認した
。また実施例１と同様にして測定した耐光堅牢性は４〜
５級と良好であった。

比較例１ ５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルの添加量２
３．ＥｉＫｇ、アジピン酸成分をエステル化反応率が９
２％でビス（２−ヒドロキシエチル）アジペートの転化
率８５％の反応物をアジピン酸換算重量が１１．６Ｋｇ
となるように添加した以外は、実施例１と同様にして２
時間２７分の重合を実施した。得られたポリマーは、相
対粘度１．４７２、ジエチレングリコール１．８８重量
％、Ｌ値Ｂ５．２、ａ値−２，０、ｂ値６．１と若干溶
液粘度の低いポリマーが得られた。このポリマーを使用
して７５デニール／４８フイラメントの延伸糸を製造し
たところ、伸度３０．２％、破断強度２．１ｇ／デニー
ルと強度の低いものが得られた。この延伸糸を用いて筒
ｒＡ地を製編し、分散染料、塩基性染料で常圧染色を行
なったところ、充分濃色に染色されたが、耐光堅牢度は
２〜３級と低かった、 比較例２ 実施例１のアジピン酸の代わりに、イソフタル酸のエス
テル化反応率が９０％でビス（２−ヒドロキシエチル）
インフタレートへの転化率８１％の反応物をインフタル
酸換算重量が１２．８Ｋｇとなるよう添加した以外は実
施例１と同様にして２時間５７分の重合を実施した。得
られたポリマーは、相対粘度１．５１２、ジエチレング
リコール１．７４重量％、Ｌ値６１．２、ａ値−２，０
，ｂ値７．８と黄色味の強いポリマーが得られた。この
ポリマーを使用して７５デニール／４８フイラメントの
延伸糸を製造したところ伸度３０．５％、破断強度２．
７ｇ／デニールとやや強度の低いものが得られた。この
延伸糸を用いて筒編地を製編し、分散染料、塩基性染料
で常圧染色を行なったところ、濃色に染色されたが、耐
光堅牢度は３〜４級とあまり良くなかった。

比較例３ アジピン酸成分のエステル化反応率が７１％でビス（２
−ヒドロキシエチル）アジペートへの転化率５２％の反
応物を使用した以外は、実施例１と同様にして重合を実
施した６重合時間は３時間２４分とかなり長く、得られ
たポリマーの相対粘度は１．５０９　、　ジエチレング
リコール１．８６重量％、゛・Ｌ値５９．８、ａ値−２
，０、ｂ値８．３で、かつ黄色に着色したものであり、
商品価値がなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ジカルボン酸成分が、テレフタル酸、５−ナトリウ
   ムスルホイソフタル酸およびアジピン酸、ジオール成分
   が、主としてエチレングリコールから構成されるポリエ
   ステルを合成するに際し、 （１）全ジカルボン酸成分に対し、５−ナトリウムスル
   ホイソフタル酸成分の構成比率を２〜３モル％、アジピ
   ン酸成分の構成比率を３〜６モル％とし、 （２）５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分は、ジメ
   チルエステルのかたちでエステル交換反応が開始する前
   に添加し、 （３）アジピン酸成分は、エチレングルコール／アジピ
   ン酸のモル比が３．５〜５の混合物を加熱反応し、ガス
   クロマトグラフィーで測定したエステル化反応率が９０
   ％以上でかつアジピン酸のビス（２−ヒドロキシエチル
   ）アジペートへの転化率が８０％以上のものを、実質的
   にエステル交換反応が終った時点からエチレングルコー
   ル／（テレフタル酸＋５−ナトリウムスルホイソフタル
   酸）の成分モル比が１．１に達するまでの間に添加し、
   重縮合を行なうことを特徴とするポリエステルの製造方
   法。