| 【発明の名称】 |
ポリエステル繊維の製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】山本 智義
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| 【要約】 |
【課題】弾性率及び弾性回復率の改善された、特殊な微細孔を有し、ドライ感に優れたポリエステル繊維の製造方法を提供すること。
【解決手段】トリメチレンテレフタレート系ポリエステルを合成し、得られたポリエステルを溶融紡糸して中実繊維となすに当たり、脂肪族ジカルボン酸及び／又は芳香族ジカルボン酸を該合成系に添加し共重合させ、且つ該溶融紡糸が終了するまでの任意の段階で、０．１〜２５モル％の量のスルホン酸金属塩を配合し、得られた繊維をアルカリ化合物の水溶液で処理して該スルホン酸金属塩の少なくとも一部を除去する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 テレフタル酸を主とする二官能性カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体とトリメチレングリコールを主とするグリコールとを反応させてポリエステルを合成し、得られたポリエステルを溶融紡糸して中実繊維となすに当たり、該ポリエステルを構成する全酸成分を基準として０．０１〜４０モル％の下記一般式（Ｉ）
【化１】
で示されるジカルボン酸を該合成系に添加し共重合させ、且つ該溶融紡糸が終了するまでの任意の段階で、０．１〜２５モル％の量の下記一般式（ＩＩ）
【化２】
で表されるスルホン酸金属塩を配合し、得られた繊維をアルカリ化合物の水溶液で処理して該スルホン酸金属塩の少なくとも一部を除去することを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はポリエステル繊維の製造方法に関する。更に詳細には弾性率及び弾性回復率の改善された、特殊な微細孔を有し、ドライ感に優れたポリエステル繊維の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリエステルは多くの優れた特性を有するがゆえに、合成繊維として広く使用されている。しかしながら、ポリエステル繊維は疎水性であるために、吸水性や吸湿性が要求される分野での使用は制限されている。特に発汗時のべとつきにより不快な着心感を与えるため、シャツやブラウス等の中衣分野や肌着等の内衣分野では、ポリエステル繊維の１００％使いは殆んど行われず、木綿や麻と混合して使用されているにすぎない。また、ポリエチレンテレフタレートからなる繊維は、弾性率が高く風合いが硬くなったり、弾性回復率に乏しくなったりと言った欠点もある。
【０００３】特公昭６３−００５４５号公報によれば、ポリエステル繊維が本来有している、優れたイージーケア性を維持したまま、発汗による湿潤状態でもべとつきが少なく、優れたドライ感を呈するポリエステル繊維を提供することを目的とし、特定のスルホン酸金属塩を配合したポリエステル繊維にアルカリ減量処理を施すことによって、ポリエステル繊維にその表面のみでなく、繊維内部にも連通した多数の微細孔を設け、これによって木綿を上回るドライ感を有する繊維が得られることが報告されている。
【０００４】確かにこの方法によれば上述した問題は解決される。しかしながら、ポリエチレンテレフタレートを用いた繊維は弾性率が高く、弾性回復率にも乏しいため、この点での更なる改良が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、弾性率及び弾性回復率の改善された、特殊な微細孔を有し、ドライ感に優れたポリエステル繊維の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来技術に鑑み、ポリエステル繊維のうち、ポリトリメチレンテレフタレート繊維の弾性率及び弾性回復率が良好であることに着目し、該繊維に微細孔を付与した。しかしながら、得られた繊維は肝心のドライ感が逆に低下してしまうという問題が発生したため、更に鋭意検討を重ね、該ポリトリメチレンテレフタレートに特定の酸成分を共重合させて繊維化し、該繊維表面に微細孔を付与すれば、上記従来技術が有していた問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】すなわち、本発明の目的は、テレフタル酸を主とする二官能性カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体とトリメチレングリコールを主とするグリコールとを反応させてポリエステルを合成し、得られたポリエステルを溶融紡糸して中実繊維となすに当たり、該ポリエステルを構成する全酸成分を基準として０．０１〜４０モル％の下記一般式（Ｉ）
【０００８】
【化３】
【０００９】で示されるジカルボン酸を該合成系に添加し共重合させ、且つ該溶融紡糸が終了するまでの任意の段階で、０．１〜２５モル％の量の下記一般式（ＩＩ）
【００１０】
【化４】
【００１１】で表されるスルホン酸金属塩を配合し、得られた繊維をアルカリ化合物の水溶液で処理して該スルホン酸金属塩の少なくとも一部を除去することを特徴とするポリエステル繊維の製造方法により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法において、繊維となすポリエステルは、テレフタル酸を主とする二官能性カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体とトリメチレングリコールを主とするグリコールとを反応せしめたポリエステルであり、且つ全酸成分を基準として０．０１〜４０モル％の下記一般式（Ｉ）で示されるジカルボン酸を該合成系に添加し共重合されたポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルである。
【００１３】
【化５】
【００１４】該ジカルボン酸の共重合量は全酸成分を基準として０．１〜１０モル％であることが必要であり、更には１．０〜８．０モル％であることが好ましい。０．１モル％未満では微細孔が小さくなりすぎ、ドライ感は低下する。また、１０モル％を越えると繊維自体の強度が低下しすぎてしまう。
【００１５】また本発明で言うポリエステルのグリコール成分の一部をトリメチレングリコール以外のグリコール成分で置きかえてもよく、該グリコール成分として、例えばエチレングリコール、構成炭素数４〜１０のアルキレングリコール、シクロへキサン−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のような脂肪族、脂環式、芳香族のジオール化合物等を挙げることができる。
【００１６】更に、得られるポリエステルが実質的に熱可塑性を有する範囲内であれば３個以上のエステル形成性官能基を有する多官能性化合物、例えばトリメリット酸、ピロメリット酸、グリセリン、ペンタエリスリトール等を併用してもよい。また、充分な高分子量のポリエステルが得られる範囲内であれば単官能性化合物、例えば安息香酸等を併用してもよい。
【００１７】上述のポリトリメチレンテレフタレート系ポリエステルは任意の製造方法によって得ることができる。例えば、テレフタル酸とトリメ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ようなテレフタル酸の低級アルキルエステルとトリメ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トリメチレンオキサイドとを反応させて、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段の反応、次いで第１段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段の反応によって容易に製造される。
【００１８】本発明で使用するスルホン酸金属塩を示す下記一般式（ＩＩ）
【００１９】
【化６】
【００２０】において、Ａｒは芳香族環であり、なかでもベンゼン環又はナフタレン環が好ましい。Ｒはエステル形成官能基であり、−ＣＯＯＲ’（但し、Ｒ’は水素原子、炭素原子１〜４のアルキル基又はフェニル基）又は−ＣＯ−（Ｏ−ＣＨ2）l｝−pＯＨ（但し、ｌは２以上の整数、Ｐは１以上の整数）等が好ましい。Ｍ及びＭ’は金属であり、Ｍとしてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属が好ましく、なかでもＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ1/2、Ｍｇ1/2が特に好ましい。Ｍ’としてはアルカリ金属、アルカリ土類金属、Ｍｎ1/2、Ｚｎ1/2が好ましく、なかでもＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ1/2、Ｍｇ1/2、Ｂａ1/2、が特に好ましい。Ｍ及びＭ’は同一でも異なっていてもよい。ｍは０〜４の整数、ｎは１〜５の整数であって、且つｍ＋ｎが１〜５になる整数である。
【００２１】このようなスルホン酸金属塩の好ましい具体例としては、３−カルボメトキシ・ベンゼンスルホン酸Ｎａ−５−カルボン酸Ｎａ、３−カルボメトキシ・ベンゼンスルホン酸Ｎａ−５−カルボン酸Ｋ、３−カルボメトキシ・ベンゼンスルホン酸Ｋ−５−カルボン酸Ｋ、３−ヒドロキシエトキシカルボニル・ベンゼンスルホン酸Ｎａ−５−カルボン酸Ｎａ、３−カルボキシ・ベンゼンスルホン酸Ｎａ−５−カルボン酸Ｎａ、３−ヒドロキシエトキシカルボニル・ベンゼンスルホン酸Ｎａ−５−カルボン酸Ｍｇ1/2、ベンゼンスルホン酸Ｎａ−３，５−ジ（カルボン酸Ｎａ）、ベンゼンスルホン酸Ｎａ−３，５−ジ（カルボン酸Ｍｇ1/2）、ベンゼンスルホン酸Ｎａ−３−カルボン酸Ｎａ、３−カルボメトキシ・ナフタレン−１−スルホン酸Ｎａ−７−カルボン酸Ｎａ、ナフタレン−１−スルホン酸Ｎａ−３，７−ジ（カルボン酸Ｍｇ1/2）等をあげることができる。
【００２２】上記スルホン酸金属塩は１種のみ単独で使用しても、また２種以上併用してもよい。その添加時期は、ポリエステルを溶融紡糸する紡糸工程が終了する以前の任意の段階でよく、例えばポリエステルの原料中に添加混合しても、ポリエステルの合成中に添加しても、また合成終了から溶融紡糸するまでの問に添加してもよい。いずれにしても、添加後溶融状態で混合されるようにするのが好ましい。
【００２３】上記スルホン酸金属塩の配合量は、少な過ぎると最終的に得られるポリエステル繊維のドライ感が不充分になり、逆に多過ぎるとその添加時期がポリエステルの合成が終了する以前では、充分な重合度のポリエステルが得られ難く、またその添加時期が合成終了後から溶融紡糸終了以前のときは紡糸時にトラブルを発生し易い。このため、添加量は添加すべきポリエステルを構成する酸成分に対し０．１〜２５モル％の範囲にすべきであり、０．３〜１５モル％の範囲が好ましく、なかでも０．５〜５モル％の範囲が特に好ましい。
【００２４】上記スルホン酸金属塩を配合した変性ポリエステルを溶融紡糸して中実繊維とするには、格別な方法を採用する必要はなく、ポリエステルの中実繊維の溶融紡糸方法が任意に採用される。ここで紡出する繊維の横断面における形状は円形であっても異形であってもよく、また、織度についても特に制限する必要はないが、約１ｄｔｅｘ以下になるとドライ感のみならず、吸水性にも優れるようになったり、肌を刺さないようになったりするため、用途によっては約１ｄｔｅｘ以下が好ましい。
【００２５】更に、紡糸するに際して、上記のスルホン酸金属塩を配合した変性ポリエステルとスルホン酸金属塩を配合しない未変性ポリエステルとを使用し、変性ポリエステルを鞘成分とし、未変性ポリエステルを芯成分とする芯鞘型複合繊維にしても、変性ポリエステルと未変性ポリエステルとを用いて２層又はそれ以上の多層のサイド・バイ・サイド型複合繊維にしてもよい。
【００２６】かくして得られるポリエステル繊維から、上記スルホン酸金属塩の少なくとも一部を除去するには、必要に応じて廷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化合物の水溶液に浸漬処理することにより容易に行うことができる。
【００２７】ここで使用するアルカリ化合物としては、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。
【００２８】かかるアルカリ化合物の水溶液の濃度は、アルカリ化合物の種類、処理条件等によって異なるが、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われる。このようにアルカリ化合物の水溶液で処理することによって、上記スルホン酸金属塩と共にポリエステルが選択的に溶出し、繊維表面のみならず繊維内面にまで外部に連通した多数の微細孔を形成せしめることができ、優れたドライ感を呈するようになる。
【００２９】なお、本発明の方法により得られるポリエステル繊維には、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、蛍光増白剤、艶消剤、着色剤、無機微粒子等が含まれていてもよい。
【００３０】
【実施例】以下に実施例をあげて更に具体的に説明を行うが、本発明はこれによって何等限定を受けるものでは無い。実施例中の部は重量部を示し、得られるポリエステル繊維のドライ感は、発汗時の衣服と皮膚の問に介在する汗によるべとつき現象に対応するものであるから、以下の方法によって測定した絶乾時の動摩擦係数と湿潤時の動摩擦係数の比をもって数値化した。また固有粘度・弾性率・弾性回復率は以下に述べる吸水率測定法によって測定した。
【００３１】（１）動摩擦係数比の測定方法温度２０℃、相対湿度８０％に調温調湿したボックス内に設置したテーブル上に水平に張った牛皮上に、幅１０ｃｍ、長さ１０ｃｍの試験布（重量Ｗグラム）を板状台座（重量６０グラム）の底面に固定した状態で置き、更に板状台座上に５０グラムの荷重をかける。台座の先端に連結した紐を水平方向からベアリングを介して垂直上方へ紐の他端に取り付けたストレインゲージまで導き、ストレインゲージを一定速度で上昇させることによって、試験布を１０ｍｍ／分の速度で牛皮上を滑走させて引張応力を自動記録し、付着（ｓｔｉｃｋ）−滑り（ｓｌｉｐ）の平均の引張応力Ｆ（グラム）を読み取り、下式によって動摩擦係数μを求める。
【００３２】
【数１】
【００３３】試験布に一定量の水分を保水させて上記方法により測定した湿潤状態における動摩擦係数と、試験布を絶乾状態にして同様に測定した乾燥状態における動摩擦係数との比として動摩擦係数比を定めた。
【００３４】本方法によって測定した勤摩擦係数比と保水率の関係より、本発明の方法になるポリエステル繊維は通常のポリエステル繊維や木綿に比較して、動摩擦係数比値の１．０からの隔たりが小さく、且つ約１００％の保水率においてさえなお、ほぼ絶乾時の動摩擦係数の水準を維持しており、木綿を凌駕する、優れたドライ感を有していることがわかった。
【００３５】なお、ここで言う保水率とは下式から得たものである。
【００３６】
【数２】
【００３７】（２）固有粘度：ポリマーの固有粘度は、常法に従って３５℃のオルソクロロフェノール溶液で測定した値から求めた。
【００３８】（３）弾性率、弾性回復率：アルカリ減量処理前の糸を用い、（株）島津製作所製引張試験機「オートグラフＡＧ−１００Ｅ」を使用して測定した。弾性率は、２５℃、試長２５ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分から得られる荷伸曲線の初期傾きより求めた。また、弾性回復率は、上記方法で伸長率２０％まで伸長した後、一分間放置し、このあと再び同じ速度でもとの長さまで戻したときの糸長より求めた。
【００３９】［実施例１］テレフタル酸ジメチル９５部、イソフタル酸ジメチル５部（全酸成分を基準として５ｍｏｌ％）、トリメチレングリコール７４部、酢酸カルシウム１水塩０．０６部をエステル交換缶に仕込み、窒素ガス雰囲気下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を行った。続いて得られた生成物にリン酸トリメチル０．０６部、三酸化アンチモン０．０４部、３−ヒドロキシカルボニル・ベンゼンスルホン酸Ｎａ−５−カルボン酸Ｎａの２５％エチレングリコール溶液４部及び二酸化チタンの２０％エチレングリコールスラリー１．５部を添加して重合缶に移した。次いで１時間かけて１０１ｋＰａから０．１ｋＰａまで減圧し、同時に１時間３０分かけて２３０℃から２８０℃まで昇温した。０．１ｋＰａ以下の減圧下、重合温度２８０℃で更に３時間、合計４時間３０分重合して固有粘度０．６４０のポリマーを得、常法に従いチップ化した。
【００４０】このチップを常法により乾燥し、孔径０．３ｍｍの円型紡糸孔を３６個設けた紡糸口金を使用し、常法に従って溶融紡糸して３４０ｄｔｅｘ／３６フィラメントの未延伸糸を得た。次いでこの未延伸糸を常法に従って４．２倍に延伸して８１ｄｔｅｘ／３６フィラメントの延伸マルチフィラメントを得た。
【００４１】得られたマルチフィラメントを密度５２本／インチ×３４本／インチの２８Ｇトリコットハーフ編み物に製編し、常法に従って精練、プリセットを施した後、減量率が２０％になるように１％の水酸化ナトリウム水溶液で沸騰温度にて処理した。この布帛は保水率１００％における動摩擦係数比が１．１０であり、優れたドライ感を有していた。その他の結果は表１に示した。
【００４２】［実施例２］テレフタル酸ジメチル９５部、アジピン酸ジメチル４．５部（全酸成分を基準として５ｍｏｌ％）、トリメチレングリコール７４部、酢酸カルシウム１水塩０．０６部をエステル交換缶に仕込んだ以外は、実施例１と同様に行って減量率２０％のトリコットハーフ編み物を得た。この布帛は保水率１００％における動摩擦係数比が１．１５であり、優れたドライ感を呈した。その他の結果は表１に示した。
【００４３】［実施例３］テレフタル酸ジメチル９５部、シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル４．５部（全酸成分を基準として５ｍｏｌ％）、トリメチレングリコール７４部、酢酸カルシウム１水塩０．０６部をエステル交換缶に仕込んだ以外は、実施例１と同様に行って減量率２０％のトリコットハーフ編み物を得た。この布帛は保水率１００％における動摩擦係数比が１．１２であり、優れたドライ感を呈した。その他の結果は表１に示した。
【００４４】［比較例１］テレフタル酸ジメチル１００部、トリメチレングリコール７４部、酢酸カルシウム１水塩０．０６部をエステル交換缶に仕込んだ以外は、実施例１と同様に行って減量率２０％のトリコットハーフ編み物を得た。この布帛は保水率１００％における動摩擦係数比が１．４０であった。その他の結果は表１に示した。
【００４５】［比較例２］テレフタル酸ジメチル８７部、イソフタル酸ジメチル１３部（全酸成分を基準として１３ｍｏｌ％）、トリメチレングリコール７４部、酢酸カルシウム１水塩０．０６部をエステル交換缶に仕込んだ以外は、実施例１と同様に行って減量率２０％のトリコットハーフ編み物を得た。この布帛は保水率１００％における動摩擦係数比が１．１５であり、ドライ感は良好であったが、表１に示すように、糸の強度が弱かった。
【００４６】［比較例３］テレフタル酸ジメチル１００部、エチレングリコール６０部、酢酸カルシウム１水塩０．０６部をエステル交換缶に仕込んだ以外は、実施例１と同様に行って減量率２０％のトリコットハーフ編み物を得た。この布帛は保水率１００％における動摩擦係数比が１．４１であった。その他の結果は表１に示した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【発明の効果】本発明の方法により、弾性率及び弾性回復率の改善された、特殊な微細孔を有し、ドライ感に優れたポリエステル繊維を製造できるという効果を奏するものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３００１
【氏名又は名称】帝人株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月１４日（２０００．６．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７２６３
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 純博
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３５５１２８（Ｐ２００１−３５５１２８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７８０８４（Ｐ２０００−１７８０８４） |
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