JPS6244065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中空繊維の製造法、特に吸水性、吸湿
性に優れ且つ強度低下の少ないポリエステル成分
よりなる中空繊維の製造法に関する。 ポリエステル、特に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の如きポリエス
テルは多くの優れた特性を有しているために合成
繊維として極めて広い用途を有している。しかし
ながら、ポリエステル繊維は、疎水性であるため
吸水性、吸湿性が要求される分野での使用は制限
されている。 従来、ポリエステル繊維に吸水性、吸湿性を付
与する方法として、繊維に成型する以前に、ポリ
エステルに親水性化合物、例えばポリオキシエチ
レングリコール、又はポリオキシエチレングリコ
ールと有機スルホン酸金属塩とを配合する方法が
提案されている。しかしながら、かかる方法によ
つて得られる繊維は吸水性、吸湿性が充分でな
く、またその耐久性も洗濯等により容易に低下
し、更にその耐候性、耐熱性等の物性も低下する
等の欠点がある。 また、上記のポリオキシエチレングリコール、
又はポリオキシエレングリコールと有機スルホン
酸金属塩を配合して得られるポリエステル繊維を
アルカリ水溶液で処理して繊維表面に、繊維軸方
向に配列した皺状の微細孔を形成させて吸水性、
吸湿性を向上させる方法も提案されている。しか
しながら、かかる方法によつて得られるポリエス
テル繊維は、強度低下が著しく、使用に耐えな
い。 本発明者は、上記欠点のない吸水性、吸湿性に
優れたポリエステル繊維を提供せんとして鋭意検
討を重ねた結果、有機スルホン酸金属塩を配合し
たポリエステルを用いて中空繊維となし、この中
空繊維から有機スルホン酸金属塩の少なくとも一
部を除去することによつて、中空繊維の横断面全
体に散在し、繊維軸方向に配列し且つその少なく
とも一部が連通している微細孔を形成することが
でき、こうすることによつて吸水性、吸湿性及び
その耐久性のいずれも優れ且つ実用に耐える強度
を有するポリエステル繊維が得られることを知
り、先に提案した。 しかしながら、このようにして得られるポリエ
ステル繊維も、或る程度の強度低下があり、用途
によつては更に強度低下を少なくすることが要求
される。 本発明者は、吸水性、吸湿性及びその耐久性に
充分に優れ、その上に強度低下も充分に少ないポ
リエステル繊維を提供せんとして、更に検討を重
ねた結果、驚くべきことに、予め有機スルホン酸
金属塩を添加して変性したポリエステルを未変性
のポリエステルに再配合し、この混合ポリエステ
ルより中空繊維を紡糸し、この中空繊維をアルカ
リ水溶液で処理すれば、上記目的が達成し得るこ
とを知つた。本発明はこの知見に基いて完成した
ものである。 即ち、本発明は、ポリエステルの合成が完了す
る以前の任意の段階で下記一般式 RSO₃M 〔式中、Ｒは炭素数３〜30のアルキル基又は炭
素数７〜40のアリール基若しくはアルキルアリー
ル基、Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を
示す。〕 で表わされる有機スルホン酸金属塩を添加配合し
て得た変性ポリエステルを合成の完了した未変性
ポリエステルに配合し、得られた混合ポリエステ
ルを溶融紡糸して中空繊維となし、該中空繊維を
アルカリ性化合物の水溶液で処理して該中空繊維
中に含有される変性ポリエステルの少なくとも１
部を除去することによつて該中空繊維断面全体に
散在し、繊維軸方向に配列し且つその少なくとも
１部は中空部まで連通している微細孔を形成せし
めることを特徴とする中空繊維の製造法である。 本発明で言うポリエステルは、テレフタル酸を
主たる酸成分とし、炭素数２〜６のアルキレング
リコール、即ちエチレングリコール、トリメチレ
ングリコール、テトラメチレングリコール、ペン
タメチレングリコール、ヘキサメチレングリコー
ルから、特に好ましくはエチレングリコール、テ
トラメチレングリコールから選ばれた少なくとも
一種のグリコールを主たるグリコール成分とする
ポリエステルを主たる対象とする。また、テレフ
タル酸成分の一部を他の二官能性カルボン酸成分
で置換えたポリエステルであつてもよく、及び／
又はグリコール成分の一部を上記グリコール以外
のジオール成分で置換えたポリエステルであつて
もよい。 ここで使用されるテレフタル酸以外の二官能性
カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフ
タリンジカルボン酸、ジフエニルジカルボン酸、
ジフエノキシエタンジカルボン酸、β―オキシエ
トキシ安息香酸、Ｐ―オキシ安息香酸、アジピン
酸、セバシン酸、１，４―シクロヘキサンジカル
ボン酸の如き芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性
カルボン酸をあげることができる。また、上記グ
リコール以外のジオール化合物としては例えばシ
クロヘキサン―１，４―ジメタノール、ネオペン
チルグリコール、ビスフエノールＡ、ビスフエノ
ールＳの如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオール
化合物をあげることができる。 かかるポリエステルは任意の方法によつて合成
したものでよい。例えばポリエチレンテレフタレ
ートについて説明すれば、通常、テレフタル酸と
エチレングリコールとを直接エステル化反応させ
るか、テレフタル酸ジメチルの如きテレフタル酸
の低級アルキルエステルとエチレングリコールと
をエステル交換反応させるか又はテレフタル酸と
エチレンオキサイドとを反応させるかしてテレフ
タル酸のグリコールエステル及び／又はその低重
合体を生成させる第１段階の反応と、第１段階の
反応生成物を減圧下加熱して所望の重合度になる
まで重縮合反応させる第２段階の反応によつて製
造される。 本発明にあつては、このようにして得られる未
変性ポリエステルと、有機スルホン酸金属塩を添
加して変性した変性ポリエステルとを使用する。
この変性ポリエステルを製造するには、上記ポリ
エステルの合成が完了する以前の任意の段階で有
機スルホン酸金属塩を添加配合すればよい。例え
ば、有機スルホン酸金属塩を、ポリエステル合成
の際の原料に予め添加するか、ポリエステル合成
中に添加し、しかる後ポリエステルの合成を完了
すればよい。 ここで使用する有機スルホン酸金属塩は下記一
般式 RSO₃M で表わされるものである。式中、Ｒは炭素数３〜
30のアルキル基又は炭素数７〜40のアリール基若
しくはアルキルアリール基であり、Ｒがアルキル
基又はアルキルアリール基のときは直鎖状であつ
ても又は分岐した側鎖を有していてもよい。Ｍは
Na，Ｋ，Li等のアルカリ金属又はMg，Ca等のア
ルカリ土類金属であり、なかでもNa，Ｋが好ま
しい。かかる有機スルホン酸金属塩は１種でも２
種以上の混合物としても使用でき、好ましい具体
例としてはステアリルスルホン酸ソーダ、オクチ
ルスルホン酸ソーダ、ドデシルスルホン酸ソー
ダ、炭素数の平均が14であるアルキルスルホン酸
ソーダ混合物等をあげることができる。有機スル
ホン酸金属塩のポリエステルへの添加量は、あま
りに少ないと最終的に得られる中空繊維の吸水
性、吸湿性が不充分になり、またあまりに多くな
ると混合操作、チツプ化等が困難になるので、添
加すべきポリエステルを構成する二官能性カルボ
ン酸成分に対して0.1〜25モル％となる量にすべ
きであり、特に0.5〜20モル％の範囲が好まし
い。 かくして得られた変性ポリエステルと未変性ポ
リエステルとを混合し、溶融紡糸して中空繊維に
するに際し、変性ポリエステルと未変性ポリエス
テルとの混合には任意の方法が採用されるが、両
者を溶融状態であまりに長時間撹拌混合すると、
最終的に得られる中空繊維の強度が低下し、本発
明の目的が達成し難くなる傾向がある。従つて、
両者を溶融状態で混合する際には、あまり長時間
の混合は避けるのが好ましい。好ましい混合方法
としては例えば、 両者を、粉粒状のまま混合し、そのまま又は
一旦スクリユウ式押出機等により溶融混練して
チツプ化して紡糸工程に供給する方法。 両者を夫々溶融状態で合流し、スタチツクミ
キサー、スクリユウ押出機等により混合し、そ
のまま又は一旦チツプ化して紡糸工程に供給す
る方法。 等をあげることができる。 変性ポリエステルと未変性ポリエステルとの混
合割合は、変性ポリエステルの混合量があまりに
少ないと最終的に得られる中空繊維の吸水性、吸
湿性が不充分になり、あまりに多いと、紡糸工程
が不安定になると共に、得られる中空繊維の強度
等の特性が悪化するようになるため、未変性ポリ
エステル100重量部に対して変性ポリエステル５
〜100重量部となる割合が好ましい。なお、変性
ポリエステルを構成するポリエステルは、未変性
ポリエステルと同一でも、異なつていてもよく、
また両者はその重量度において異なつていてもよ
い。 変性ポリエステルと未変性ポリエステルとの混
合物を溶融紡糸して中空繊維を製造するには、格
別な方法を採用する必要はなく、ポリエステルの
中空繊維の溶融紡糸方法が任意に採用される。 こうして得られる中空繊維の中空率は、あまり
に低いと中空にすることによる吸水性、吸湿性の
改善効果が低下するようになり、あまりに高いと
中空部が潰れ易くなり、一旦潰れると吸水性、吸
湿性が低下するようになるので、中空率即ち見掛
けの繊維の横断面に対する中空部の横断面の割合
は５〜50％の範囲が好ましい。 また、中空繊維の横断面における外形及び中空
部の形状は如何なる形状をしていてもよく、例え
ば外形及び中空部がいずれも円形の場合、外形及
び中空部のいずれか一方が円形で他方が異形の場
合、外形及び中空部共に類似の又は非類似の異形
であつてもよい。また、外径の大きさについては
特に制限する必要がない。 更に、中空繊維を紡糸するに際し、変性ポリエ
ステルと未変性ポリエステルとの混合物と、変性
ポリエステルを配合しない未変性ポリエステルの
みとを用いて二層又はそれ以上の多層の複合中空
繊維となしてもよい。かかる複合中空繊維を紡糸
するに当つては、変性ポリエステルを配合した混
合成分が、繊維表面より中空部まで達しているよ
うに配置する必要がある。 かくして得られる中空繊維から変性ポリエステ
ルの少なくとも一部を除去するには、必要に応じ
て延伸熱処理又は仮撚加工等を施した後、又は更
に布帛にした後アルカリ性化合物の水溶液に浸漬
処理することにより容易に行なうことができる。 ここで使用するアルカリ性化合物としては水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム等をあげることができる。なか
でも水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好
ましい。 かかるアルカリ性化合物の水溶液の濃度は、ア
ルカリ性化合物の種類、処理条件等によつて異な
るが、通常0.01〜40重量％の範囲が好ましく、特
に0.1〜30重量％の範囲が好ましい。処理温度は
常温〜100℃の範囲が好ましく、処理時間は１分
〜４時間の範囲で通常行なわれる。また、このア
ルカリ性化合物の水溶液の処理によつて溶出除去
する変性ポリエステルの量は、未変性ポリエステ
ルに配合した量の少なくとも10重量％除去するの
が好ましい。このようにアルカリ性化合物の水溶
液で処理することによつて、中空繊維横断面全体
に散在し、繊維軸方向に配列し且つその少なくと
も１部は中空部まで連通している直径が略0.001
〜５μｍの微細孔が形成され、優れた吸水性、吸
湿性を呈するようになる。 なお、本発明の方法により得られる中空繊維に
は、必要に応じて任意の添加剤、例えば触媒、着
色防止剤、耐熱剤、難燃剤、螢光増白剤、艶消
剤、着色剤、無機微粒子等が含まれていてもよ
い。 以下に実施例をあげて更に説明する。実施例中
の部は重量部を示し、得られる中空繊維の吸水
性、吸湿性、アルカリ処理後の強度低下率は以下
の方法で測定した。 (i) 吸水速度試験法（JIS―L1018に準ず） 繊維を布帛になし、この布帛をアニオン性洗
剤ザブ（花王石鹸社製）の0.3％水溶液で家庭
用電気洗濯機により40℃で30分の洗濯を所定回
数繰返し、次いで乾燥して得られる試料を水平
に張り、試料の上１cmの高さから水滴を１滴
（0.04c.c.）滴下し、水が完全に試料に吸収され
反射光が観測されなくなるまでの時間を測定す
る。 (ii) 吸水率測定法 布帛を乾燥して得られる試料を水中に30分以
上浸漬した後家庭用電気洗濯機の脱水機で５分
間脱水する。乾燥試料の重量と脱水後の試料の
重量から下記式により求めた。 吸水率＝脱水後の試料重量−乾燥試料重量／乾燥試料重
量（％） (iii) アルカリ処理による強度低下率 アルカリ処理する前の布帛を解舒して得た繊
維の強度とアルカリ処理後の布帛を解舒して得
た繊維の強度を比較した。 変性ポリエステルの製造 テレフタル酸ジメチル197部、エチレングリコ
ール124部及びエステル交換触媒として酢酸カル
シウム―水塩0.118部を精留塔付反応槽に入れ、
常法に従つてエステル交換反応を行ない、理論量
のメタノールが留出した後、反応生成物を精留塔
付重合槽に移し、安定剤としてトリメチルホスフ
エート0.112部及び重縮合触媒として三酸化アン
チモン0.079部を加え、温度280℃で常圧下30分、
30mmＨｇの減圧下15分重縮合反応させた後、一旦
常圧に戻し、炭素数８〜20で平均炭素数14のアル
キルスルホン酸ナトリウムの混合物10部を添加
し、再び徐々に減圧にし、撹拌下80分重縮合反応
させた。最終内圧は0.32mmＨｇであり、得られた
変性ポリエステルを常法によりチツプ化した。こ
のチツプの極限粘度は0.605であつた。以下この
チツプをポリエステルＡと言う。 未変性ポリエステルの製造 アルキルスルホン酸ナトリウムを添加しない他
は、上記変性ポリエステルの製造と同様に行ない
極限粘度0.640の未変性ポリエチレンテレフタレ
ートチツプを得た。以下、このチツプをポリエス
テルＢと言う。 実施例 １ ポリエステルA20部とポリエステルB80部とを
ナウタ・ミキサー（細川鉄工所製）を使用して５
分間混合した後、110℃で２時間、更に160℃で５
時間乾燥し、次いで二軸のスクリウ式押出機を用
いて290℃で溶融混練してチツプ化した。このチ
ツプの極限粘度は0.575であつた。 このチツプを常法により乾燥し、紡糸口金に巾
0.05mm、径0.6mmである円形スリツトの２箇所が
閉じた円弧状の開口部をもつものを使用し、常法
に従つて紡糸し、外径と内径の比が２：１の中空
繊維（中空率25％）を作つた。この原糸は314デ
ニール／24フイラメントであり、この原糸を用い
常法に従つて延伸倍率4.3倍で延伸し、73デニー
ル／24フイラメントのマルチフイラメントを得
た。 このマルチフイラメントをメリヤス編地にな
し、常法により精練、乾燥後沸騰している１％の
水酸化ナトリウム水溶液に180分間浸漬処理し
た。処理後の布帛の吸水速度、吸水率及びアルカ
リ処理による強度低下率を第１表に示した。 実施例 ２ ポリエステルA20部とポリエステルB80部とを
ナウタ・ミキサーで５分間混合して得たチツプ混
合物を、二軸スクリウ式押出機を通過させること
なく、乾燥後直接紡糸する以外は実施例１と同様
に行ない、結果を第１表に示した。 実施例 ３ ポリエステルＡの使用量を40部、ポリエステル
Ｂの使用量を60部とし、更に水酸化ナトリウム水
溶液の処理時間を120分にする以外は実施例１と
同様に行ない、結果を第１表に示した。 実施例 ４ ポリエステルA40部とポリエステルB60部との
混合チツプを実施例１と同様にして製造し、この
混合チツプとポリエステルＢとを１：１の割合
で、紡糸孔の底部に２個の円弧状のスリツトを有
するサイド・バイ・サイド型４層複合中空繊維用
紡糸口金装置より溶融押出して、４層からなる中
空率25％のサイド・バイ・サイド型の多層中空繊
維（72デニール／24フイラメント）にする以外は
実施例１と同様に行ない、結果を第１表に示し
た。 比較例 １ アルキルスルホン酸ナトリウムの使用量を２部
にする他は前記“変性ポリエステルの製造”と同
様にして極限粘度0.602の変性ポリエステルチツ
プを得、このチツプのみを用いて中空率25％の中
空繊維（73デニール／24フイラメント）を得、以
下実施例１と同様に行ない、結果を第１表に示し
た。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリエステルの合成が完了する以前の任意の
   段階で下記一般式 RSO₃M 〔式中、Ｒは炭素数３〜30のアルキル基又は炭
   素数７〜40のアリール基若しくはアルキルアリー
   ル基、Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を
   示す。〕 で表わされる有機スルホン酸金属塩を添加配合し
   て得た変性ポリエステルを合成の完了した未変性
   ポリエステルに配合し、得られた混合ポリエステ
   ルを溶融紡糸して中空繊維となし、該中空繊維を
   アルカリ性化合物の水溶液で処理して該中空繊維
   中に含有される変性ポリエステルの少なくとも１
   部を除去することによつて該中空繊維断面全体に
   散在し、繊維軸方向に配列し且つその少なくとも
   １部は中空部まで連通している微細孔を形成せし
   めることを特徴とする中空繊維の製造法。 ２ 変性ポリエステルに添加した有機スルホン酸
   金属塩の量が、該変性ポリエステルを構成する二
   官能性カルボン酸成分に対して0.1〜25モル％と
   なる量である特許請求の範囲第１項記載の中空繊
   維の製造法。 ３ 未変性ポリエステルに配合する変性ポリエス
   テルの量が、未変性ポリエステル100重量部に対
   して５〜100重量部である特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の中空繊維の製造法。 ４ アルカリ性化合物の水溶液の処理により中空
   繊維中に含有されている変性ポリエステルの少な
   くとも10重量％を除去する特許請求の範囲第１項
   〜第３項のいずれか１項記載の中空繊維の製造
   法。 ５ ポリエステルがエチレンテレフタレート又は
   ブチレンテレフタレートを主たる繰返単位とする
   ポリエステルである特許請求の範囲第１項〜第４
   項のいずれか１項記載の中空繊維の製造法。