JPS63211322A - ポリエステル極細糸の製造法 - 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】 く利用分野〉 本発明はポリエステル１ＩＳＩ糸の製造法、更に詳しく
は塩基性染料で染色可能で且つ力学特性や製糸特性に優
れたポリエステル極細糸の製造法に関する。

〈従来技術〉 ポリエステルは、多くの優れた特性を有するがゆえに、
繊維として広く用いられているが、染色性が低く、特に
塩基性染料では染色できない、この染色性を改善するた
めに、ナトリウムスルホイソフタル酸成分をポリエステ
ル主鎖中に共重合する方法が知られている。

他方、ポリエステル繊維よりなるｌ１編物に、独特のソ
フトで良好な風合を与えるために単糸繊度を小さくする
ことも知られており、この場合２０００〜４０００ｍ　
７分の高速紡糸を利用して製造した単糸繊度１．０〜０
．１ｄｅの極細糸が利用されている。

しかしながら、上記の金属スルホネート基を含有せしめ
て塩基性染料で染色可能にした変性ポリエステルを用い
て高速紡糸により、単糸繊度１．Ｏｄｅ以下の極細糸を
製造しようとしても、上記変性ポリエステルは曳糸性が
極めて悪く、紡糸中に単糸切れが頻発して紡糸不能であ
ったり、紡糸できたとしても、得られた糸は力学特性が
著しく低く、使用に耐えないなめ、実際には利用されて
いない。

かかる問題を解決するため高速紡糸の条件、例えば紡糸
口金吐出孔の形状、紡糸温度、冷却条件。

フィラメントの集束１口金〜巻取機間走行長の短縮、イ
ンターレースノズルによる集束付与等の改良を試みたが
、これらの方策では限度があり、大幅な改善は期待でき
なかった。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、塩基性染料可染ポリエステル極細糸に
おける上述の問題を解消して力学特性。

製糸性、染色性、染色堅牢性に優れたボリエスル極細糸
の製造法を提供するにある。

〈発明の構成〉 本発明者等は上記の目的を達成せんとして鋭意研究した
結果、従来のナトリウムスルホイソフタル酸に代えて、
スルホン酸ホスホニウム塩を共重合させた変性ポリエス
テルを用いるとき所望の効果が奏されることを究明し、
本発明に到達しな。

即ち、本発明は下記一般式 ％式％ ［式中、Ａは芳香族基又は脂肪族基、Ｘｌ及びＸｌは同
−又は異なるエステル形成性官能基、Ｒｓ　、Ｒｚ　、
Ｒ３及びＲ，は水素原子、アルキル基、アリール基及び
ヒドロキシアルキル基より選ばれた同−又は異なる基、
ｎは正の整数を示す］ で表わされるスルホン酸ホスホニウム塩を共重合した極
限粘度が０．５以上のポリエステルを３０００ｍ／分以
上の引取速度で溶融紡糸して単糸の平均繊度が１．０　
ｄｅ以下のマルチ糸とすることを特徴とするポリエステ
ル極細糸の製造法である。

本発明でいうポリエステルは、テレフタル酸を主たる酸
成分とし、少なくとも１種のグリコール、好ましくはエ
チレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメ
チレングリコールから選ばれた少なくとも１１’Ｊのア
ルキレングリコールを主な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ってもよく、及び／
又はグリコール成分の一部を主成分以外の上記グリコー
ル若しくは他のジオール成分で置換えたポリエステルで
あってもよい。

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、ジフェニルジカルボン酸。

ジフェノキシエタンジカルボン酸、β−しドロキシエト
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。更に本発明の効果が実質的に奏せられる範
囲で５−ナトリウムスルホイソフタル酸等の金属スルホ
ネート基を有するイソフタル酸を共重合成分として用い
てもよいが、この場合、その使用量をテレフタル酸成分
に対して　１．８モル％未満の量に抑えることが望まし
い。

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−ジメタツール、ネオペン
チルグリコール、ビスフェノールＡ。

ビスフェノールＳの如き脂肪族、脂環族、芳香族のジオ
ール化合物及びポリオキシアルキレングリコール等をあ
げることができる。

更に、ポリエステルが実質的に線状である範囲でトリメ
リット酸、ピロメリット酸の如きポリカルボン酸、グリ
セリン、トリメチロールプロパン。

ペンタエリスリトールの如きポリオールを使用すること
ができる。

かかるポリエステルは任意の方法によって合成したもの
でよい０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
減圧上加熱して所望の重合度になるまで重縮合させる第
２段階の反応によって製造される。

本発明においては、上記ポリエステルのポリマー鎖の中
に下記一般式 ％式％ で表わされるスルホン酸ホスホニウム塩が共重合されて
いることが必要である。上記一般式中Ａは芳香族基又は
脂肪族基であり、芳香族基が好ましい、Ｘｌ及びＸ２は
エステル形成性官能基であり、カルボキシル基、クロロ
カルボキシル基、しドロキシル基、アシルオキシ基等が
例示され、好ましい具体例としては ＋ＣＨｚ）ｐＯＨ。

０　　　（ＣＨｚ　　−ｒ−ゴｎ−−Ｅ　Ｏ（Ｃｌ−１
ｚ　　１Ｌ−１Ｔ−士−］「　ＯＨ。

−Ｃ千〇　（ＣＨｚ−ヒ■十ＴＯＨ Ｉ３ （但し、Ｒは低級アルキル基又はフェニル基を、］は１
以上の整数を、ｍは２以上の整数を示す）等をあけるこ
とができる。このＸｌ及び×２は同一であっても、異な
っていてもよい、Ｒ１，ＲｚＲ３及びＲ４は水素原子、
アルキル基、アリール基、ヒドロキシアルキル基であり
、アルキル基か好ましく、なかでもブチル基が特に好ま
しい、このＲ１，Ｒｚ　、Ｒ３、ＲＡは同一であって異
なっていてもよい、また、ｎは正の整数であり、通常は
１又は２である。

かかるスルホン酸ホスホニウム塩は、一般に対応するス
ルホン酸とホスフィン類との反応又は対応するスルホン
酸金属塩とホスホニウムハライド類との反応により容易
に合成できる。スルホン酸とボスフィンより合成する場
合は必ずしも単離する必要はなく、対応するスルホン酸
とホスフィンを改質すべきポリエステルに添加してポリ
エステル反応系内で塩を生成せしめてらよい。しかしな
がら、スルホン酸金属塩とホスホニウムハライドより合
成する場合は、生成する無機塩による悪影響、例えば過
剰な副反応による軟化点の低下１重合度の上昇が不可能
になる等の悪影響が発生するので無機塩を十分除去した
後ポリエステルに添加しなければならない。

上記スルホン酸ホスホニウム塩の具体例としては３．５
−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラメチルホ
スポニウム塩、３．５−ジカルボメトキシベンゼンスル
ホン酸テトラブチルポスホニウム塩、３，５−ジカルボ
メトキシベンゼンスルホン酸トリブチルメチルポスホニ
ウム塩、２，６−ジカルボメトキシナフタレンー４−ス
ルポン酸テトラブチルホスポニウム塩、２．６−”ジカ
ルボメトギシベンゼンスルホン酸テトラメチルホスホニ
ウム塩等があげられる。

上記スルホン酸ホスホニウム塩をポリエステルの主鎖中
に共重合するには、前述したポリエステルの合成が完了
する以前の任意の段階で、好ましくは第１段の反応が終
了する以前の任意の段階で上記化合物を添加すればよい
、この際その使用量は、あまり少ないと最終的に得られ
るポリエステル繊維中の染着座席が不足するために塩基
性染料に対する染色性が不充分になり、逆にあまりに多
いと得られるポリマーの軟化点が低くなり、最終的に得
られるポリエステル繊維の力学特性等の糸物性が悪化す
るようになるので、ポリエステル繊維を構成する二官能
性カルボン酸成分に対して０．５〜３．５モル％、好ま
しくは０．７〜２．０モル％となる範囲で使用する。

このようにして得られる変性ポリエステルは、その極限
粘度［η］が０，５以上、好ましくは０．６以上である
ことが必要である。０．５を下回る場合には、得られる
ポリエステル極細糸の力学特性、特に強度が不足し、本
発明の目的が達成されない。

なお、極限粘度［ワ］は、 ｕｉｌｆｌｎ（ηｒｅｕ））／ｃ Ｃ→０ で与えられる。

ここで７７ｒｃ’ｃはオルソクロルフェノールを溶蝮と
するポリエステル稀薄溶液の粘度と同温度、同単位で測
定した前記溶奴の粘度との比であり、Ｃは１００ＣＣ混
合液中のポリエステルのグラム数である。

本発明にあっては、上記変性ポリエステルを３０００ｍ
　／分量上の引取速度で溶融紡糸して単糸の平均繊度が
１．０ｄ８以下、好ましくは０．８６θ以下、更に好ま
しくは０．６６ｅ以下のマルチ糸にする。従来のナトリ
ウムスルホイソフタル酸を共重合した塩基性染料可染ポ
リエステルでは、かかる極細糸は、製糸特性が著しく劣
るため製造不可能であった。

また、得られるＪ＃ｌＨＪ糸の強度は３．５ｇ／ｄａ以
上、更には４−Ｏｒ／ｄｅ以上にするのが望ましい、従
来の塩基性染料可染ポリエステルでは、かかる強度の繊
維は得られず、その強度は高々２．５〜３．０ｇ／ｄｅ
程度であって、その用途は著しく制限されていた。

上記変性ポリエステルを３０００ｍ　／分量上の引取速
度で溶融紡糸するに当って、下記の（イ）／（ホ）の手
段の１又は２以上を適宜採用するのが有効である。

（イ）紡糸口金から最初の引取ローラ迄の距離を４ｍ以
下にして走行糸にかかる空気抵抗を軽減する。

（ｏｌ　　紡糸口金下流０．３〜２ｍの範囲内で、給油
ガイド等を用いて集束すると共に冷却する。

（７Ｘ）紡糸口金下流１〜４ｍの範囲内に、雰囲気温度
が１５０℃以上の非接触加熱域を設ける。

（二１　吐出糸を巻取る迄の工程において、１個又は複
数個のホットローラ等により熱処理する。

（ホ）　紡糸工程中において必要に応じて空気ノズル及
び／又はガイド等により集束して空気抵抗を軽減する。

このようにして得られた糸は、必要に応じて延伸、熱処
理、捲縮加工等を施すことができる。

〈発明の作用・効果〉 本発明によれば、従来の塩基性染料可染ポリエステル例
えばナトリウムスルホイソフタル酸成分を共重合した変
性ポリエステルでは決して製造できなかった極細糸を、
生産性良く製造することを可能にした。この理由は以下
のｍ構によるものと考えられる。

即ち、従来の変性剤としてナトリウムスルホイソフタル
酸成分を共重合した変性ポリエステルでは、変性剤の間
に、金属イオンを介してイオン性の結合が発生し、分子
鎖は軽い架橋構造をとる。

かかるポリマーを高速で溶融紡糸すると、強い伸張応力
が架橋点に集中し、高速での曳糸性を著しく悪化させる
。特に、単糸繊度の小さい極細糸のときは、空気の抗力
による張力が著しく増加するため、上記の高速時の曳糸
性の悪化は致命的なものになる。

これに対し本発明では、使用する変性剤のイオン成分を
嵩高な置換基Ｒ１，Ｒｚ　、Ｒ３、Ｒ４で覆ってしまう
ため、その立体障害により分子鎖間のイオン性架橋は相
当抑制される。そのなめ紡糸中の伸張応力の集中が生じ
難くなり、極細糸の高速曳糸性が改善される。この効果
は、本明ｍ＠で述べる他技術、例えば吐出マルチ糸の集
束、走行長の短縮等による空気抵抗の軽減等と組合せた
とき、更に大きくなる。このため、本発明によれば、塩
基性染料可染で且つ良好な力学特性特に高い強度や引裂
強度を有するポリエステル極細糸を容易に製造すること
ができる。得られるｆｉＡｌ［Ｉ糸は、特に防水透湿機
能を有する高密度織編物の分野特にスポーツ衣料分野に
最も適した繊維である。従来この分野に分散染料でのみ
染色可能なポリエステル極細糸を用いたのでは、染色の
堅牢性が不充分で色移行の問題が生じていたし、従来の
塩基性染料可染ポリエステル糸を用いるには、高速曳糸
性の欠除に基づく細デニールに限界があるばかりでなく
、糸強度が低いため、布帛の引裂強力が弱くなる等のｌ
？Ｊｆｆ題があり、現実に供しえなかったものである。

かかる分野については、本発明によりはじめてポリエス
テル糸の使用を可能ならしめたのである。

〈実施例〉 以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１〜５及び比較例１〜５ テレフタル酸ジメチル１００部、エチレングリコール６
６部、第１表に記載した量の３．５−ジカルボキシベン
ゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩（Ｏ〜４．
３部の範囲で量を変えて実施した。

この量の範囲はテレフタル酸ジメチルに対して０〜３．
５モル％の範囲に相当する。）、酢酸マンガン４水塩０
．０３部（テレフタル酸ジメチルに対しして０．０２４
モル％）をエステル交換缶に仕込み、窒素ガス雰囲気１
４時間かけて１４０℃から２３０℃まで昇温して生成す
るメタノールを系外に留去しながらエステル交換反応さ
ぜな。続いて得られた生成物に正リン酸の５６％水溶液
０．０３部（テレフタル酸ジメチルに対して０．０３３
モル％）及び三酸化アンチモン０．０４部（０，０２部
モル％）を添加して重合毎に移した０次いで１時間かけ
て７６０　ｎｍｔｌｇから１ｍ＋ｔ１ｇまで減圧し、同
時に１時間３０分かけて２３０℃から２８０℃まで昇温
しな、１部ｍｌｌＱ以下の減圧下、重合温度２８０℃で
第１表に記載した極限粘度に達するまで重合した。

得られたポリエステを１２０℃で６時間真空乾燥し、孔
径０．１５ｍ＋の円形吐出孔を７２個穿設した紡糸口金
を使用して最高３１０℃で溶融し、引取速度毎分４３０
０ｍで高速紡糸して３６デニール／７２フイラメント（
単糸０．５デニール）の極細糸を得た。なお、の時紡糸
口金から第１引取ローラ（ゴデツトローラ）迄の糸条走
行距離は３ｍにした。この時の紡糸調子、得られた極細
糸の物性を第１表に示す。

一方比較のため比較例−４及び−５にナトリウムスルホ
イソフタル酸成分を共重合した変性ポリエステルを用い
、上記と同様の方法で紡糸した結果を第１表に併記した
。

第１表 比較例−１は紡糸調子、力学特性ともに良好であるが、
塩基性染料では染色することができない。

比較例−２は剤の添加量が４モル％と多すぎるため紡糸
調子はかなり悪化する上、得られるポリエステル糸の強
度が低下する。比較例−３は極限粘度が低く、紡糸調子
は一応良好であるが、強度がやはり低いレベルに留る。

比較例−４及び５は従来からカチオン可染剤として用い
られているナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルを共
重合した例であり、紡糸調子が極めて劣っている。これ
に対し実施例−１〜５は本発明によるものであり紡糸調
子、得られた極細糸の強度とも充分良好である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式 Ｘ＿１−Ａ−Ｘ＿２ （ＳＯ＿３＾■Ｐ＾■Ｒ＿１Ｒ＿２Ｒ＿３Ｒ＿４）ｎ［
   式中、Ａは芳香族基又は脂肪族基、Ｘ＿１及びＸ＿２は
   同一又は異なるエステル形成性官能基、Ｒ＿１、Ｒ＿２
   、Ｒ＿３及びＲ＿４は水素原子、アルキル基、アリール
   基及びヒドロキシアルキル基より選ばれた同一又は異な
   る基、ｎは正の整数を示す］ で表わされるスルホン酸ホスホニウム塩を共重合した極
   限粘度が０．５以上のポリエステルを３０００ｍ／分以
   上の引取速度で溶融紡糸して単糸の平均繊度が１．０ｄ
   ｅ以下のマルチ糸とすることを特徴とするポリエステル
   極細糸の製造法。
2. （２）スルホン酸ホスホニウム塩の共重合量が、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．
   ５〜３．５モル％である特許請求の範囲第１項記載のポ
   リエステル極細糸の製造法。
3. （３）スルホン酸ホスニウム塩を表わす一般式中のＲ＿
   １、Ｒ＿２、Ｒ＿３及びＲ＿４がブチル基である特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載のポリエステル極細糸の
   製造法。
4. （４）ポリエステルがエチレンテレフタレートを主たる
   構成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３項のいずれか１項記載のポリエステル極細糸の
   製造法。
5. （５）ポリエステル極細糸の強度が３．５ｇ／ｄｅ以上
   である特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項記
   載のポリエステル極細糸の製造法。
6. （６）ポリエステル極細糸の単糸の平均繊度が０．６ｄ
   ｅ以下である特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか
   １項記載のポリエステル極細糸の製造法。