JP6988891B2 - ポリエステル - Google Patents

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Description

本発明は吸湿性に優れたポリエステルに関する。
ポリエステルは、その優れた特性により、繊維、フィルム、プラスチックなどの分野で幅広い用途がある。しかしながら、ポリエステルは、規則的な構造のために、疎水性が強く、綿または麻のような天然繊維と比較して、ポリエステル繊維は吸水性および吸湿性に乏しく、吸湿性を必要とする環境におけるポリエステル繊維の用途が大きく制限される。ポリエステル繊維から得られた織物を下着に用いる場合、ポリエステル繊維の吸湿性が乏しいため、蒸し暑さを引き起こすため、ポリエステル繊維は夏服に適していない。
ポリエステル繊維の吸水性と吸湿性が低い問題を解決するために、当業者は多くの方法を検討してきた。例えば、主に繊維の表面を多孔質にして毛細管原理を用いて繊維の吸湿性を改善するように、繊維の表面を変性する。また、繊維表面の変性は、放電処理、光グラフト変性、および低温プラズマ処理などの方法によっても達成することができる。しかしながら、これらの方法で得られた繊維を織物にした後は、発汗状態での蒸し暑さを低減するなどの効果が少なく、綿や麻などの天然繊維の清涼感はない。これらの方法の他に、繊維表面に親水性フィルムを被覆する方法があるが、この方法は繊維とフィルムとの親和性が悪く、洗濯後の耐久性が劣るという欠点を有することが多い。
ポリエステル繊維を化学的にグラフトすることによって繊維の吸湿性を改善することも可能である。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維に15%程度のアクリル酸とメタクリル酸をグラフト共重合した後、ナトリウムイオン交換処理を行うことで、綿と同等の吸湿率は得られる。しかしながら、このような繊維は、吸湿速度が非常に遅く、ポリエステル繊維の基本特性が大きく失われており、基本的に応用価値がないため、工業生産はされていない。
また、吸湿性を向上させるために高分子量ポリエーテル化合物も使用されているが、高分子量ポリエーテル化合物はポリエステルマトリックスと完全に共重合されておらず、ほとんどが分離相の状態でポリエステル中に存在していることによって、重合物が溶融して保持されるときに、粗大化されて不安定な相分離構造を形成し、重合反応終了後の吐出及び紡糸中の口金部の吐出が不安定となり、繊維の繊度斑、染色斑の増大、毛羽立ちが生じる。特開2007−70467号において、PETの吸湿性を向上させるために、特殊なPEGとPETとの共重合が用いられている。しかし、PEGの添加量が少なすぎると、吸湿性が高くないため、多量の添加が必要となり、その結果、ポリエステルは繊維として形成された後に繊維の基本特性が失われ、且つ耐熱性、耐熱水性、耐酸化発熱性が著しく低下し、使用価値が非常に低くなる。
特開2007−70467号公報
本発明の目的は、紡糸して得た繊維が優れた耐熱水性及び耐酸化発熱性を有する吸湿性に優れたポリエステルを提供することである。
本発明の技術案は以下のとおりである。
ポリエステルであって、芳香族ジカルボン酸又はその誘導体と脂肪族ジオールを主な組成成分、ポリエチレングリコールを共重合成分として形成された重合体であって、ポリエチレングリコールの数平均分子量が2000〜30000g/mol、共重合率が25〜55wt%であり、且つポリエステルには式1に示されるハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤が含まれている。
Figure 0006988891
(式中、R1は炭化水素、酸素、窒素のうちの1種又は複数種が結合されてなる基、R2は水素、炭化水素、酸素、窒素のうちの1種又は複数種が結合されてなる基である。)
前記ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量は、好ましくは、ポリエステルの全重量の1.0〜8.0wt%を占める。
前記ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤は、好ましくは、式2に示される酸化防止剤である3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロパノイルオキシ]エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、又は、式3に示される1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオンである。
Figure 0006988891
Figure 0006988891
前記ポリエチレングリコールの共重合率は、好ましくは、35〜55wt%である。
前記脂肪族ジオールは、好ましくは、エチレングリコール又は1,4−ブタンジオールであり、脂肪族ジオールが好ましくはエチレングリコールである場合、前記ポリエチレングリコールの数平均分子量は、好ましくは、4000〜30000g/molである。
本発明の前記ポリエステルでは、ポリエチレングリコールの共重合率が高く、ポリエステルチップの吸湿性に優れて、且つ前記ポリエステルが繊維に形成された後、繊維染色前後の吸湿率差の差分が小さい。また、ポリエステルは、耐熱性が良好で、耐黄変性に優れて、応用価値が高い。
本発明の前記ポリエステルは、芳香族ジカルボン酸又はその誘導体、脂肪族ジオールを主なモノマー、ポリエチレングリコールを共重合成分として共重合して得たポリエーテルエステルであり、良好な耐熱性及び機械的特性を有する。
前記芳香族ジカルボン酸又はその誘導体として、具体的には、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、イソフタル酸−5−スルホン酸ナトリウム、イソフタル酸−5−スルホン酸リチウム、5−(テトラアルキル)−イソフタル酸スルホン酸リン化合物、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられるが、これらに制限されず、その中でも、テレフタル酸が好ましい。
前記脂肪族ジオールとして、具体的には、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられるが、これらに制限されない。特に、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオールは、製造及び使用時に取り扱い性に優れるため好ましい。耐熱性及び機械的特性の点から、エチレングリコールがより好ましく、結晶性の点から、1,4−ブタンジオールがより好ましい。
本発明の前記ポリエステルでは、その共重合成分であるポリエチレングリコールの数平均分子量は、ポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜選択されてもよい。本発明のポリエステルにおいて、ポリエチレングリコールの共重合率が25〜55wt%である。ポリエチレングリコールの共重合率が25wt%未満である場合、ポリエステルの吐出性が悪く、ポリエチレングリコールの共重合率が55wt%より大きい場合、得られたポリエステルから形成された繊維の物性が低下する。ポリエチレングリコールの共重合率が25〜35wt%であるときに、得られたポリエステルの吐出性が一般的であるため、より優れた吐出性を有するポリエステルを得るために、本発明では、好ましくは、ポリエチレングリコールの共重合率が35〜55wt%である。
好適範囲がポリエステルの組成成分によって異なる。たとえば、ポリエステルの組成成分である脂肪族ジオールがエチレングリコールである場合、ポリエステル分子量が低すぎると、重合温度が高すぎるため、ポリエチレングリコールが深刻に分解されてしまい、その結果、ポリエステル、ひいては製造された繊維の吸湿率が低下する。また、ポリエステルの組成成分である脂肪族ジオールが1,4−ブタンジオールである場合、上記エチレングリコールを使用する場合に比べて、重合温度が低いため、ポリエチレングリコールの分解は比較的緩和されて、それによりポリエステルの吸湿性、ひいては繊維に製造された後の吸湿性も向上する。
本発明の前記脂肪族ジオールがエチレングリコールである場合、ポリエチレングリコールの数平均分子量は、好ましくは、4000〜30000g/mol、ポリエチレングリコールの共重合率は、好ましくは、35〜55wt%である。ポリエチレングリコールの数平均分子量が4000g/mol以上である場合、ポリエステルは、吸湿性が高く、単独で紡糸しても複合して紡糸しても、吸湿性に優れた繊維を得ることができる。また、ポリエステルの結晶性低下及び外挿溶融開始温度の低減を抑制でき、紡糸後の糸切れや毛羽立ちの発生が少なくなるため、工程通過性が良好で、織物や編物などの繊維構造体を形成するときに染色斑及び毛羽立ちの発生が少なくなり、品質が高まる。一方、ポリエチレングリコールの数平均分子量が30000g/mol以下である場合、重縮合反応性が高く、未反応のポリエチレングリコールが減少され、それによって染色などの熱水処理時の熱水中の溶け出しを抑制することができ、熱水処理後の吸湿特性が維持される。ポリエチレングリコールの数平均分子量は、好ましくは、25000g/mol以下、より好ましくは、20000g/mol以下である。
また、ポリエチレングリコールの共重合率が35wt%以上である場合、ポリエステルは、吸湿性が高く、単独で紡糸しても、複合して紡糸しても吸湿性に優れた繊維を得ることができる。一方、ポリエチレングリコールの共重合率が55wt%以下である場合、ポリエステルを紡糸した後、糸切れや毛羽立ちの発生が少なくなるため、工程通過性が良好で、織物や編物などの繊維構造体を形成するときに染色斑及び毛羽立ちの発生が少なくなり、品質が高まる。さらに、染色などの熱水処理時のポリエチレングリコールの溶け出しを抑制し、熱水処理後に繊維の吸湿性が維持され得る。
本発明の前記脂肪族ジオールが1,4−ブタンジオールである場合、ポリエチレングリコールの数平均分子量は、好ましくは、2000〜30000g/molであり、ポリエチレングリコールの共重合率は、好ましくは、35〜55wt%である。ポリエチレングリコールの数平均分子量が2000g/mol以上である場合、ポリエステルは、吸湿性が高く、単独で紡糸しても、複合して紡糸しても吸湿性に優れた繊維を得ることができる。同時に、ポリエステルの結晶性の低下を抑制する。同時に、ポリエチレングリコールの数平均分子量が2000g/mol以上である場合、ポリエステルの結晶性の低下及び外挿溶融開始温度の低減を抑制することができ、延伸及び仮撚工程において糸切れや毛羽立ちの発生が少なくなるため、工程通過性が良好で、織物や編物などの繊維構造体を形成するときに染色斑及び毛羽立ちの発生が少なくなり、品質が高まる。一方、ポリエチレングリコールの数平均分子量が30000g/mol以下である場合、重縮合反応性が高く、未反応のポリエチレングリコールが減少され、染色などの熱水処理時の熱水での溶け出しを抑制し、熱水処理後の吸湿特性が維持され得る。ポリエチレングリコールの数平均分子量は、好ましくは、27000g/mol以下、より好ましくは、25000g/mol以下、最も好ましくは、20000g/mol以下である。同時に、ポリエチレングリコールの共重合率が35wt%以上である場合、ポリエステルは、吸湿性が高く、単独で紡糸しても、複合して紡糸しても吸湿性に優れた繊維を得ることができる。一方、ポリエチレングリコールの共重合率が55wt%以下である場合、延伸及び仮撚工程において糸切れや毛羽立ちの発生が少なくなるため、工程通過性が良好で、織物や編物などの繊維構造体を形成するときに染色斑及び毛羽立ちの発生が少なくなり、品質が高まる。同時に、染色などの熱水処理時の熱水での溶け出しを抑制し、熱水処理後の吸湿特性が維持され得る。
周知のように、ポリエステルに大量のポリエーテル系化合物が添加される場合、エーテル結合が加熱されて酸化分解して、ポリエステルから形成された繊維の吸湿性が大幅に低下する。このため、ポリエステルの合成過程において、一般的にヒンダードフェノール系酸化防止剤を添加するが、ポリエステルから繊維を製造した後、高温染色過程において、酸化分解したエーテル結合の遊離基がヒンダードフェノール系酸化防止剤のフェノール性水酸基のパラ位を攻撃して、キノン類黄色物質を生成する。同様なメカニズムによって、NOと作用しても黄色物質が生成され、それによって繊維の窒素酸化物堅牢度が劣化して、繊維の使用性能に悪影響を与える。ポリエチレングリコールの共重合率が25wt%未満である場合、添加されたヒンダードフェノール系酸化防止剤量は一般的に少ないため、上記黄変問題を発生させることがなく、一方、ポリエチレングリコールの共重合率が25wt%より高い場合、黄変の問題が比較的深刻である。本発明では、式1に示されるハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤が使用されるため、加熱されて酸化分解することで生じたエーテル結合の遊離基が存在する場合にも、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤のフェノール性水酸基のオルト位にメチル基を有するため、立体障害効果が小さく、エーテル結合の遊離基がハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤のフェノール性水酸基のメタ位を攻撃し、このため、黄色キノン類物質を生成することはない。
Figure 0006988891
(式中、R1は炭化水素、酸素、窒素のうちの1種又は複数種が結合されてなる基、R2は水素、炭化水素、酸素、窒素のうちの1種又は複数種が結合されてなる基である。)
本発明の前記ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤は、好ましくは、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロパノイルオキシ]エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、又は1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオンであり、その添加量がポリエチレングリコールの量によって変わり、最終的にポリエステルにおけるハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量が好ましくは、1.0〜8.0wt%である。ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量が低すぎると、ポリエステルから形成された繊維の耐酸化特性が劣化して、ポリエチレングリコールの酸化分解によりポリエステル繊維の吸湿性が低下し、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量が高すぎると、酸化防止剤自体の分解によってもポリエステル繊維が黄変する。
本発明では、前記ポリエステルは、吸湿率差(△MR)13.0wt%以上のポリエーテルエステル化合物である。本発明の前記吸湿率差(△MR)とは、明細書に記載の方法によって測定した値である。該ポリエステルは、通常の紡糸方法により単独で紡糸しても、又はほかの成分重合体と複合して紡糸しても、吸湿性に優れた繊維を得ることができる。
本発明では、前記ポリエステルを用いて通常の単独又は複合紡糸方法で製造された繊維は、130℃の熱水で処理した後、未熱水処理に比べて、繊維の色調L値の変化が6以下、好ましくは4以下である。一方、繊維について窒素酸化物堅牢度テストを行ったところ、色調黄変値△YIは、10.0以下、好ましくは、8.0以下、より好ましくは、7.5以下である。△YIが7.5以下である場合、窒素酸化物堅牢度は4〜5級、△YIが7.5以上である場合、窒素酸化物堅牢度は4級である。
上記ポリエステルを合成するときに、チタン元素又はアンチモン元素を含有する化合物を触媒として添加してもよい。チタン含有触媒の触媒活性が高くて、副反応を促進して、最終的なポリエステル繊維の色調安定性へ悪影響を与えやすいため、チタン含有触媒を用いる場合、添加量が、チタン元素基準でポリエステルの10〜150ppmの範囲に制御されるのが好ましい。アンチモン元素の化合物を触媒として用いる場合、アンチモン元素基準で、添加量がポリエステルの150〜300ppmの範囲内である。
上記ポリエステルを合成するときに、各種の副次的添加剤を添加してもよい。副次的添加剤としては、具体的には、ほかのタイプの酸化防止剤、相溶剤、可塑剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、抗菌剤、核剤、熱安定剤、帯電防止剤、消光剤、消泡剤、染料、顔料、香料などが挙げられるが、これらに制限されない。上記添加助剤は、単独で使用してもよく、混合して使用してもよい。
本発明のポリエステルの外挿溶融開始温度は180℃以上である。本発明のポリエステルの外挿溶融開始温度とは、明細書に記載の方法で算出した値である。複数の溶融ピークが検出された場合、温度が最も低い融解ピークから算出する。ポリエステルの外挿溶融開始温度が180℃以上である場合、ポリエステルから繊維が形成された後、糸切れや毛羽立ちの発生が少なくなるため、工程通過性が良好で、織物や編物などの繊維構造体を形成するときに染色斑及び毛羽立ちの発生が少なくなり、品質が高まる。
本発明のポリエステルを用いて、通常の紡糸方法により単独で紡糸し又はほかの成分と複合して紡糸して製造された繊維、及びそれから形成された仮撚糸、繊維構造体は、吸湿性に優れる。従って、快適性及び高品質が求められる用途に適用できる。たとえば、一般衣料品用途、スポーツ衣料用途、寝具用途、室内装飾用途、資材用途などが挙げられるが、これらに限定されない。
以下、具体的な実施例にて本発明について詳細に説明する。同時に、実施例における各特性の値は以下の方法でテストされるものである。
A.ポリエステル及び繊維の吸湿率差(△MR)
ポリエステル及び繊維をサンプルとして、まず、60℃で30分間熱風乾燥させた後、温度20℃、湿度65%RHのESPEC社製恒温恒湿機LHU−123内に24時間静置して、重合体の重量(W1)を測定し、次に、温度30℃、湿度90%RHの恒温恒湿機内に24時間静置して、重合体の重量(W2)を測定する。次に、105℃で2時間熱風乾燥させ、絶乾した重合体の重量(W3)を測定する。下記式により重合体の重量W1、W3を用いて、絶乾状態から20℃、湿度65%RHの雰囲気下で24時間静置した後の吸湿率MR1(%)を算出し、下記式により重合体の重量W2、W3を用いて、絶乾状態から30℃、湿度90%RHの雰囲気下で24時間静置した後の吸湿率MR2(%)を算出し、次に下記式により吸湿率差(△MR)を算出する。ただし、1個のサンプルごとに5回測定して、平均値を吸湿率差(△MR)として取る。
MR1(%)={(W1−W3)/W3}×100、
MR2(%)={(W2−W3)/W3}×100、
吸湿率差(△MR)(%)=MR2−MR1。
B.繊維の熱水黄変特性
実施例で製造されたポリエステルを、通常の方法により単独で紡糸し又はほかの成分と複合して紡糸して形成された繊維について、130℃×20分間の条件において熱水処理を行い、得られたサンプルを色差計(USTC−datacolor)でL値を測定してL2とし、熱水処理前のL値をL1として測定し、L2−L1を熱水処理黄変値とする。
C.繊維の黄変値テスト
実施例で製造されたポリエステルを、通常の方法により単独で紡糸し又はほかの成分と複合して紡糸して形成された繊維をテストサンプルとして、密閉容器にNOxガス発生剤(85%リン酸及び2%の亜硝酸水溶液)を入れて、次に試験片及びブルースタンダード染色布を容器に入れて、ブルースタンダード布の色が退色して標準グレイボード3号となったとき、ブルースタンダード染色布を交換して、色が再び標準グレイボード3号となったとき、試験片を取り出して、2回洗浄して、乾燥させる。Datacolor 650分光光度計で黄変値を測定する。
D.ポリエチレングリコールの共重合率
ポリエチレングリコールの共重合率:(エーテル結合におけるHのピーク面積/エーテル結合におけるHの個数*ポリエーテル化合物の構造単位の分子量)/[(エーテル結合におけるHのピーク面積/エーテル結合におけるHの個数*ポリエーテル化合物の構造単位の分子量)+(スルホン酸ナトリウムを含有するイソフタル酸におけるHのピーク面積/3*スルホン酸ナトリウムを含有するイソフタル酸から形成されたエステルの分子量)+PTAにおけるHのピーク面積/4*PETの分子量+ポリエステルにおけるEG単位構造のHのピーク面積/4*EG単位構造の分子量]。
E.含まれるポリエチレングリコールの数平均分子量(Mn)
フラスコで試験片50mgを秤量して、アンモニア水1mLを加えてシールし、120℃の温度で3時間加熱する。冷却後、試験片を粉砕した後、さらに120℃で2時間加熱する。冷却後、蒸留水1Ml、6M塩酸1.5mLを添加して、5MLメスフラスコで定容する。遠心分離(3500rpm×10分)後、0.45μmの濾過フィルタで濾過して、得た濾液についてGPCテストを行う。該試験片について、以下の条件でGPCテスト(Waters製Alliance2690)を行う。分子量1800未満の場合は、不純物と分離できず、この場合を除いて、数平均分子量を求める。
検出器:日本「東ソー」製のRI−8020、感度128x
カラム:日本「東ソー」製のTSKge1G3000PWXL I
溶剤:0.1M塩化ナトリウム水溶液
注入量:200μm
カラム温度:40℃
標準物質:ポリエチレングリコール(「エーエムアル株式会社」製Mn106〜101000g/mol)。
F.ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量
前処理:ポリエステル8gについて、溶剤トルエン150mlで還流処理を35分間行い、処理終了後、100℃に冷却して、次に遠心分離管に投入し、次に、遠心分離を行い、上層液体を0.45μmのフィルタで濾過し、次にメタノールで希釈して、遠心分離して上層液体を得て、最終的に内部標準物を添加して、0.45μmのフィルタで濾過後、HPLCで測定する。
HPLC測定:移動相A/B:メタノール/水(12%);流速:1.3ml/min;カラム温度:40度;紫外線波長:284nm;時間:15min。
G.外挿溶融開始温度
芯成分、鞘成分である重合体及び実施例で得られた繊維を試験片として、TA Instruments社製のQ2000型示差走査熱量計(DSC)を用いて、外挿溶融開始温度を測定する。先ず、窒素ガスの雰囲気下で、試験片5mgを50℃/分の昇温速度で0℃から280℃に昇温し、280℃の状態で5分間保持し、熱履歴を解消する。次に、280℃から0℃に急冷させて、次に3℃/分の速度で0℃から280℃に昇温し、温度変調幅を±1℃として、温度変調周期60秒後、昇温して、TMDSCの測定を行う。JISK7121:1987(プラスチックの転移温度の測定方法)9.1標準に準じて、2回目の昇温過程において観察した融解ピークに基づいて、外挿溶融開始温度を算出する。1サンプルごとに3回測定して、その平均値を外挿溶融開始温度とする。且つ、複数の融解ピークが観察された場合、最低温側の融解ピークに基づいて外挿溶融開始温度を算出する。
実施例1
テレフタル酸10.9Kgとエチレングリコール4.7Kgをエステル化釜に投入して、撹拌しながら230℃に昇温してエステル化反応を行った後、重縮合釜に移し、最終的なポリエステルの総量に対して35wt%のポリエチレングリコール8300(数平均分子量8300g/molのポリエチレングリコール、略語PEG8300)を加えて、アンチモン元素基準で、最終的なポリエステルの総含有量に対して250ppmの三酸化アンチモンを重合触媒として、且つ最終的なポリエステルの総量に対して安定剤であるリン酸トリメチル250ppmを加え、5分後、減圧して昇温し、最終温度285℃、最終圧力になった後、反応系に最終的なポリエステルの総量に対して1.0wt%のハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤である1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン(CN1790)を添加し、10分間撹拌後、反応系に窒素ガスを導入して常圧にし、重縮合反応を停止して、共重合ポリエステルを得た。
上記得られたポリエステルチップを、紡糸速度3Km/minで溶融紡糸して、半延伸糸を得た。次に得られた部分配向糸について、第1ヒーターの温度を180℃、第2ヒーターの温度を常温、延伸倍率を1.7とした加工条件下で、仮撚加工を行って、高吸湿性ポリエステル繊維を得た。ポリエステル及び繊維の具体的な物性を表1に示した。
実施例2
PEG8300の添加量を40wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.1wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的に表1に示される。
実施例3
PEG11000(数平均分子量11000g/mol)の添加量を35wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例4
PEG20000(数平均分子量20000g/mol)の添加量を35wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例5
PEG30000(数平均分子量30000g/mol)の添加量を35wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例6
PEG8300の添加量を35wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を3.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例7
PEG8300の添加量を35wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を5.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例8
PEG8300の添加量を35wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤である3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロパノイルオキシ]エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(AO80)の添加量を1.6wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例9
PEG8300の添加量を35wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を4.7wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例10
PEG8300の添加量を35wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を8.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例11
PEG8300の添加量を30wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例12
PEG8300の添加量を27wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を10.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表1に示される。
実施例13
テレフタル酸10.9Kgと1,4−ブタンジオール11.8Kgをエステル化釜に投入して、最終的なポリエステルの総量に対してチタン酸テトラブチル触媒450ppmを加えて、撹拌しながら230℃に昇温してエステル化反応を行った後、重縮合釜に移し、最終的なポリエステルの総量に対して45wt%のポリエチレングリコール3400(数平均分子量3400g/molのポリエチレングリコール、略語PEG3400)を加えて、最終的なポリエステルの総量に対してチタン酸テトラブチル触媒900ppm、及び最終的なポリエステルの総量に対して安定剤であるリン酸トリメチル250ppmを加え、5分後、減圧して昇温し、最終温度250℃、最終圧力になった後、反応系に最終的なポリエステルの総量に対して1.3wt%のハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤である1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン(CN1790)を添加し、10分間撹拌後、反応系に窒素ガスを導入して常圧にし、重縮合反応を停止して、共重合ポリエステルを得た。
上記得られたポリエステルチップを、紡糸速度3Km/minで溶融紡糸して、半延伸糸を得た。次に得られた半延伸糸について、第1ヒーターの温度を180℃、第2ヒーターの温度を常温、延伸倍率を1.7とした加工条件下で、仮撚加工を行って、高吸湿性ポリエステル繊維を得た。ポリエステル及び繊維の具体的な物性を表2に示した。
実施例14
PEG3400の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.4wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例15
PEG3400の添加量を58wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.8wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例16
PEG11000の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.4wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例17
PEG20000の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.4wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例18
PEG3400の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を4.2wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例19
PEG3400の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を8.0wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例20
PEG3400の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤である3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロパノイルオキシ]エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(AO80)の添加量を2.2wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例21
PEG3400の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を6.6wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例22
PEG3400の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO−80の添加量を8.0wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例23
PEG3400の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を10.0wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表2に示される。
実施例24
テレフタル酸10.9Kgとエチレングリコール4.7Kgをエステル化釜に投入して、撹拌しながら230℃に昇温してエステル化反応を行った後、重縮合釜に移し、最終的なポリエステルの総量に対して50wt%のポリエチレングリコール8300(数平均分子量8300g/molのポリエチレングリコール、略語PEG8300)を加えて、アンチモン元素基準で、最終的なポリエステルの総含有量に対して250ppmの三酸化アンチモンを重合触媒とし、最終的なポリエステルの総量に対して安定剤であるリン酸トリメチル250ppmを加え、5分後、減圧して昇温し、最終温度285℃、最終圧力になった後、反応系に最終的なポリエステルの総量に対して1.0wt%のハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤である1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン(CN1790)を添加し、10分間撹拌後、反応系に窒素ガスを導入して常圧にし、重縮合反応を停止して、共重合ポリエステルを得た。
上記ポリエステルを島成分、ポリエチレンテレフタレート(IV=0.66)を海成分として、それぞれ150℃の条件において12時間真空乾燥後、島成分20wt%、海成分80wt%の配合比率で、スクリュー型複合紡糸機内に供給してそれぞれ溶融し、紡糸温度285℃、吐出量36g/分で海島型複合用紡糸口金(1つの吐出孔ごとに24個の島を有する)を用いて糸条を紡出した。紡出した糸条を、風温20℃、風速20m/分の冷風で冷却させて、給油装置で給油して集束し、2500m/分で回転している第1段ローラで延伸して、第1段ローラと同一の回転速度を有する第2段ローラで巻き取り、144dtex−36fの未延伸糸を得た。次に、延伸仮撚機(加撚部:摩擦ディスク式、ヒータ部:接触式)を用いて、得た未延伸糸をヒータの温度170℃、倍率1.7倍の条件において延伸して仮撚し、84dtex−36fの仮撚糸を得た。
得られた繊維の繊維特性、生地特性及び工程通過性の評価結果を表3に示した。仮撚するときの糸切れの回数は0回であり、工程通過性は極めて良好であった。また、熱水処理後の吸湿性はほぼ低下しておらず、熱水処理後の吸湿性にも優れている。且つ、均染性も品質も合格レベルに達した。具体的には表3に示される。
実施例25
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を3.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例26
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を5.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例27
PEG8300の添加量を45wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を5.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例28
PEG8300の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を5.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例29
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を1.6wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例30
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を4.7wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例31
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を8.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例32
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を2.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例33
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を4.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例34
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を6.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例35
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を9.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例36
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を0.9wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表3に示される。
実施例37
テレフタル酸10.9Kgと1,4−ブタンジオール11.8Kgをエステル化釜に投入して、最終的なポリエステルの総量に対してチタン酸テトラブチル触媒450ppmを加えて、撹拌しながら230℃に昇温してエステル化反応を行った後、重縮合釜に移し、最終的なポリエステルの総量に対して50wt%のポリエチレングリコール8300(数平均分子量8300g/molのポリエチレングリコール、略語PEG8300)を加え、最終的なポリエステルの総量に対してチタン酸テトラブチル触媒900ppm、及び最終的なポリエステルの総量に対して安定剤であるリン酸トリメチル250ppmを添加し、5分後、減圧して昇温し、最終温度250℃、最終圧力になった後、反応系に最終的なポリエステルの総量に対して1.3wt%のハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤である1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン(CN1790)を添加し、10分間撹拌後、反応系に窒素ガスを導入して常圧にし、重縮合反応を停止して、共重合ポリエステルを得た。残りは実施例24と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例38
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を2.4wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例39
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を4.2wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例40
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を8.0wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例41
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を2.2wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例42
ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を6.6wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例43
PEG8300の添加量を45wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を6.6wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例44
PEG8300の添加量を55wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を6.6wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例45
PEG8300の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を8.0wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例46
PEG8300の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を2.0wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例47
PEG8300の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を3.0wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例48
PEG8300の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を5.0wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例49
PEG8300の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を4.0wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例50
PEG8300の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤AO80の添加量を6.0wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
実施例51
PEG8300の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を9.0wt%とした以外、実施例37と同様であった。具体的には表4に示される。
比較例1
PEG8300の添加量を12wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表5に示される。PEGの添加量が少ないことによって、高吸湿性効果を実現できなかった。
比較例2
PEG8300の添加量を20wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表5に示される。PEGの添加量が少ないことによって、高吸湿性効果を実現できなかった。
比較例3
PEG100000(数平均分子量100000g/mol)の添加量を30wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を2.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表5に示される。超高分子量PEGを添加しため、吐出後に膨張して、吐出しにくくなった。
比較例4
PEG3400の添加量を12wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を0.8wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表5に示される。PEGの添加量が少ないことによって、高吸湿性効果を実現できなかった。
比較例5
PEG3400の添加量を70wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を4.6wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表5に示される。PEG3400の添加量が高すぎるため、最終的なポリエステルの外挿溶融開始温度が過度に低下して、ポリエステルから形成された繊維には、糸切れ及び毛羽立ちの発生が多くなり、工程通過性が劣化して、織物や編物などの繊維構造体を形成したときに染色斑及び毛羽立ちの発生が多くなり、品質が劣化した。
比較例6
PEG600(数平均分子量600g/mol)の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を3.3wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表5に示される。PEGの分子量が低すぎるため、重合過程に大量飛散し、大量添加しても、得られたポリエステルの吸湿性が悪かった。
比較例7
PEG100000の添加量を50wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を3.3wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表5に示される。超高分子量PEGが添加されたため、吐出後に膨張して、吐出しにくくなった。
比較例8
PEG3400の添加量を20wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.0wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表5に示される。PEGの添加量が少ないことによって、高吸湿性効果を実現できなかった。
比較例9
PEG8300の添加量を20wt%、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(IR1010)の添加量を0.5wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表5に示される。ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤に比べて、ヒンダードフェノール系酸化防止剤はポリエステルの黄変を引き起こしやすかった。PEG添加量が少ない場合、ヒンダードフェノール系酸化防止剤であるテトラキス[β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸]ペンタエリトリトールIR1010を少量添加しても、ポリエステルの黄変指数が許容可能な範囲内であるものの、ポリエステルの抗酸化効果が低下し、染色前後のポリエステル繊維の吸湿率差の差分が大きく、このことから、染色後のポリエステル繊維の吸湿性が著しく低下することを示した。
比較例10
PEG8300の添加量を50wt%、ヒンダードフェノール系酸化防止剤IR1010の添加量を3.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表5に示される。ヒンダードフェノール系酸化防止剤が大量添加された場合、抗酸化効果が高いが、繊維には黄変が発生し易かった。
比較例11
PEG8300の添加量を50wt%、ヒンダードフェノール系酸化防止剤IR1010の添加量を0.5wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表5に示される。ヒンダードフェノール系酸化防止剤が少量添加された場合、繊維の黄変を抑制できるものの、抗酸化効果が低下した。
比較例12
PEG3400の添加量を20wt%、ヒンダードフェノール系酸化防止剤IR1010の添加量を0.5wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表5に示される。ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤に比べて、ヒンダードフェノール系酸化防止剤はポリエステルの黄変を引き起こしやすかった。PEG添加量が少ない場合、ヒンダードフェノール系酸化防止剤IR1010を少量添加しても、ポリエステルの黄変指数が許容可能な範囲内であるものの、ポリエステルの抗酸化効果が低下し、染色前後のポリエステル繊維の吸湿率差の差分が大きく、このことから、染色後のポリエステル繊維の吸湿性が著しく低下することを示した。
比較例13
PEG3400の添加量を50wt%、ヒンダードフェノール系酸化防止剤IR1010の添加量を3.0wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表5に示される。ヒンダードフェノール系酸化防止剤が大量添加された場合、抗酸化効果が高いが、繊維には黄変が発生し易かった。
比較例14
PEG3400の添加量を50wt%、ヒンダードフェノール系酸化防止剤IR1010の添加量を0.5wt%とした以外、実施例13と同様であった。具体的には表5に示される。ヒンダードフェノール系酸化防止剤が少量添加された場合、繊維の黄変を抑制できるものの、抗酸化効果が低下した。
比較例15
PEG8300の添加量を22wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表5に示される。PEG8300の添加量が不適であることにより、吐出性が不良であった。
比較例16
PEG8300の添加量を25wt%、ハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤CN1790の添加量を1.0wt%とした以外、実施例1と同様であった。具体的には表5に示される。PEG8300の添加量が不適であることにより、吐出性が不良であった。
比較例17
PEG8300の添加量を50wt%、ヒンダードフェノール系酸化防止剤IR1010の添加量を3.0wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表6に示される。複合して紡糸する場合、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が大量添加された場合、抗酸化効果が高いが、繊維には黄変が発生し易かった。
比較例18
PEG8300の添加量を50wt%、ヒンダードフェノール系酸化防止剤IR1010の添加量を0.8wt%とした以外、実施例24と同様であった。具体的には表6に示される。複合して紡糸する場合、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が少量添加された場合、繊維の黄変を抑制できるものの、抗酸化効果が低下した。
比較例19
PEG8300の添加量を50wt%とし、酸化防止剤を添加しない以外、実施例24と同様であった。具体的には表6に示される。酸化防止剤を添加していないため、繊維には黄変が生じることがないものの、抗酸化効果を具備していない。
Figure 0006988891
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Claims (3)

  1. ポリエステルであって、
    芳香族ジカルボン酸又はその誘導体と1,4−ブタンジオールを主な組成成分、ポリエチレングリコールを共重合成分として形成された重合体であって、ポリエチレングリコールの数平均分子量が2000〜30000g/mol、共重合率が25〜55wt%であり、且つポリエステルにおいて式2に示されるハーフヒンダードフェノール系酸化防止剤を5.21〜8.0wt%含むことを特徴とするポリエステル。
    Figure 0006988891
  2. 前記ポリエチレングリコールの共重合率が35〜55wt%であることを特徴とする請求項1に記載のポリエステル。
  3. 前記芳香族ジカルボン酸又はその誘導体はテレフタル酸またはテレフタル酸の誘導体である請求項2に記載のポリエステル。
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