カチオン可染性ポリエステル
【課題】強力の高い繊維を得ることができるカチオン可染性ポリエステルを提供する。
【解決手段】主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートより構成されるポリエステルであり、該ポリエステルを構成する酸成分中にスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）、および下記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）を下記数式（１）及び（２）を同時に満足する状態で含有する共重合ポリエステルであって、該共重合ポリエステル中のジエチレングリコール含有量が２．５重量％以下であり、且つ得られるポリエステルの固有粘度が０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲にある。
［上記式中、Ｒは水素原子又は炭素数１〜１０個のアルキル基を表し、Ｘは４級ホスホニウムイオン又は４級アンモニウムイオンを表す。］０．３≦Ａ＋Ｂ≦３．０（１）０．２≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７（２）［上記数式中、Ａ及びＢはそれぞれ金属塩（Ａ）及び化合物（Ｂ）の共重合量（モル％）を表す。］
【解決手段】主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートより構成されるポリエステルであり、該ポリエステルを構成する酸成分中にスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）、および下記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）を下記数式（１）及び（２）を同時に満足する状態で含有する共重合ポリエステルであって、該共重合ポリエステル中のジエチレングリコール含有量が２．５重量％以下であり、且つ得られるポリエステルの固有粘度が０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲にある。
［上記式中、Ｒは水素原子又は炭素数１〜１０個のアルキル基を表し、Ｘは４級ホスホニウムイオン又は４級アンモニウムイオンを表す。］０．３≦Ａ＋Ｂ≦３．０（１）０．２≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７（２）［上記数式中、Ａ及びＢはそれぞれ金属塩（Ａ）及び化合物（Ｂ）の共重合量（モル％）を表す。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カチオン染料に可染性であるカチオン可染性ポリエステル及びそれよりなる繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート及びポリテトラメチレンテレフタレートは、その機械的、物理的、化学的特性が優れているため、繊維、フィルム、その他の成形物として広く利用されている。特にポリエチレンテレフタレートはその特性、価格の面から非常に幅広い用途で利用されている。
【０００３】
ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルは、用途に応じて様々な改質がなされており、様々な成分を共重合させた共重合ポリエステルが広く知られている。中でもカチオン可染性を有する成分を共重合せしめたカチオン可染ポリエステルは衣料用途を中心に広く知られている。
【０００４】
このようなカチオン可染性ポリエステルを得るために通常用いられるポリエチレンテレフタレートは、通常例えば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、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エチレングリコールとをエステル交換反応させる、又はテレフタル酸とエチレンオキサイドとを反応させてテレフタル酸のエチレングリコールジエステル及び／又はその低重合体を生成させる。次いでこの反応生成物を重縮合触媒の存在下で減圧加熱して所定の重合度になるまで重縮合反応させることによって製造されており、この製造工程のいずれかの段階で共重合成分であるスルホイソフタル酸の金属塩に代表されるカチオン可染性モノマーを２〜３モル％共重合させてカチオン可染性ポリエステルを得て、これを高温・高圧下で染色する方法が採用されている（例えば特許文献１参照。）
【０００５】
しかしながら、代表的なカチオン可染性モノマーである５−ナトリウムスルホイソフタル酸及びその誘導体をはじめとする、一般的なカチオン可染性モノマーはイオン成分であることから、ポリエステルの重合段階において、イオン結合性分子間力が働き、溶融粘度が上昇してしまうため、高分子量のカチオン可染性ポリエステルを製造することは困難であり、溶融紡糸して得られた繊維の強度も低いという問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するため、イオン結合性分子間力の小さいカチオン可染性モノマーを共重合する技術が開示されている（例えば特許文献２、特許文献３参照。）。イオン結合性分子間力の小さいカチオン可染性モノマーとしては、５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネートなどが例示されているが、これらのカチオン可染性モノマー共重合ポリエステルは熱安定性が悪く、重縮合工程で使用する触媒の種類によってはポリエステルの品質が大きく左右されることは良く知られている。また、得られる糸の強度は、前述の５−ナトリウムスルホイソフタル酸及びその誘導体を使用した場合よりは改善されるものの、使用する５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネートは非常に高価であり、結果として得られるカチオン可染性ポリエステルのコストが大幅に増大するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特公昭３４−１０４９７号公報
【特許文献２】特開平１−１６２８２２号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題を解決するものであり、カチオン染色が可能で強力の高い繊維を得ることができるカチオン可染性ポリエステル及びそれからなるカチオン可染性ポリエステル繊維を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題に鑑み本発明者らは鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートより構成される共重合ポリエステルであり、該共重合ポリエステルを構成する酸成分中にスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び下記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）を下記数式（１）及び（２）を同時に満足する状態で含有する共重合ポリエステルであって、該共重合ポリエステルのガラス転移温度が７０〜８５℃の範囲にあり、且つ得られる共重合ポリエステルの固有粘度が０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲にあることを特徴とするカチオン可染ポリエステルであり、これにより上記の課題が解決できる。
【００１０】
【化１】
［上記式中、Ｒは水素原子又は炭素数１〜１０個のアルキル基を表し、Ｘは４級ホスホニウムイオン又は４級アンモニウムイオンを表す。］
０．３≦Ａ＋Ｂ＜３．０ （１）
０．２≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７ （２）
［上記数式中、Ａは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とするスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）の共重合量（モル％）、Ｂは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とする上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）の共重合量（モル％）を表す。］
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ポリエステルの優れた特性を保持しながら、カチオン染色による染着性が良好で、且つ従来のカチオン可染性ポリエステルよりも強度の高いポリエステル繊維を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。 本発明に使用される共重合ポリエステルとは、テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体と、エチレングリコール成分とを重縮合反応せしめて得られるエチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とする共重合ポリエステルであり、共重合成分としてスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び下記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）を下記数式（１）及び（２）を同時に満足する状態で含有する共重合ポリエステルであり、該共重合ポリエステルのガラス転移温度が７０〜８５℃の範囲にあり、且つ得られる共重合ポリエステルの固有粘度が０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲にあることを特徴とするポリエステルである。
【００１３】
【化２】
［上記式中、Ｒは水素原子又は炭素数１〜１０個のアルキル基を表し、Ｘは４級ホスホニウム塩又は４級アンモニウム塩を表す。］
０．３≦Ａ＋Ｂ＜３．０ （１）
０．２≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７ （２）
［上記数式中、Ａは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とするスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）の共重合量（モル％）、Ｂは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とする上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）の共重合量（モル％）を表す。］
【００１４】
ここでテレフタル酸のエステル形成性誘導体とは、テレフタル酸の、ジメチルエステル、ジエチルエステル、ジプロピルエステル、ジブチルエステル、ジヘキシルエステル、ジオクチルエステル、ジデシルエステル、若しくはジフェニルエステル又はテレフタル酸ジクロライド、テレフタル酸ジブロマイドを挙げる事ができるが、これらの中でもテレフタル酸ジメチルエステルが好ましい。
【００１５】
（共重合ポリエステルについて）
本発明における共重合ポリエステルとはエチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とするポリエステルであり、主たる繰り返し単位とは共重合ポリエステルを構成する全繰り返し単位あたり８０モル％以上がエチレンテレフタレート単位であることを指している。他の２０モル％以下の範囲内で他の成分が共重合されていても良い。好ましくは９０モル％以上がエチレンテレフタレート単位であることである。その他の共重合成分としては、ジカルボン酸成分としてイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルメタンジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸を挙げる事ができ、グリコール成分として１，２−プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘプタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ビス（トリメチレングリコール）、ビス（テトラメチレングリコール）、トリエチレングリコール、１，４−ジヒドロキシシクロヘキサン、１，４−シクロヘキサンジメタノールが挙げる事ができ、これらの１種以上のジカルボン酸と１種以上のグリコール成分を反応させて得られる成分を繰り返し単位として共重合されていても良い。
【００１６】
（スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）について）
本発明で使用されるスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）としては、５−スルホイソフタル酸のアルカリ金属塩（リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩）が例示される。必要に応じてこれら化合物のマグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類塩を併用しても良い。また、これらのエステル形成性誘導体も好ましく例示される。エステル形成性誘導体としてはジメチルエステル、ジエチルエステル、ジプロピルエステル、ジブチルエステル、ジヘキシルエステル、ジオクチルエステル、ジデシルエステル、ジフェニルエステル、５−スルホイソフタル酸金属塩のジハロゲン化物を挙げる事ができるが、これらの中でもジメチルエステルが好ましい。これらの化合物群の中では、熱安定性、コストなどの面から、５−スルホイソフタル酸のアルカリ金属塩が好ましく例示され、特に５−ナトリウムスルホイソフタル酸又はそのジメチルエステルである５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルが特に好ましく例示される。これらの条件を満たす化合物である場合に、ポリエステル繊維とした場合の充分なカチオン可染性と充分な繊維強度の両立が可能となる。
【００１７】
（化合物（Ｂ）について）
また、上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）としては、５−スルホイソフタル酸又はその低級アルキルエステルの４級ホスホニウム塩又は４級アンモニウム塩である。４級ホスホニウム塩、４級アンモニウム塩としては、リン原子又は窒素原子にアルキル基、ベンジル基又はフェニル基が結合した４級ホスホニウム塩、４級アンモニウム塩が好ましく、特に４級ホスホニウム塩であることが好ましい。また、４つある置換基は同一であっても異なっていても良い。上記式（Ｉ）で表される化合物の具体例としては、５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸エチルトリブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ベンジルトリブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸フェニルトリブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラフェニルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ブチルトリフェニルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ベンジルトリフェニルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラメチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラエチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラブチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラフェニルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩、あるいはこれらイソフタル酸誘導体のジメチルエステル、ジエチルエステル、ジプロプルエステル、ジブチルエステル、ジへキシルエステル、ジオクチルエステル、ジデシルエステルが好ましく例示される。これらのイソフタル酸誘導体の中でも、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルベンジルトリブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラフェニルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラメチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラエチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラブチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルベンジルトリメチルアンモニウム塩がより好ましく例示される。これらの条件を満たす化合物である場合に、ポリエステル繊維とした場合の充分なカチオン可染性と充分な繊維強度の両立が可能となる。
【００１８】
（数式（１）について）
本発明において、ポリエステルに共重合させる上記のスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）と上記の化合物（Ｂ）の合計は共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準として、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の和Ａ＋Ｂが０．３モル％以上３．０モル％未満の範囲である必要がある。０．３モル％より少ないと、カチオン染料に対する染色性が不十分となる。一方、３．０モル％以上となると、得られるポリエステル糸の強度が低下するため好ましくない。好ましくは０．５〜２．８モル％であり、より好ましくは１．０〜２．７モル％である。
【００１９】
（数式（２）について）
また、スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）と化合物（Ｂ）の成分比は上記のモル％の値にて、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２〜０．７の範囲にある必要がある。０．２以下、つまり成分Ａの割合が多い状態では、スルホイソフタル酸金属塩による増粘効果により、得られる共重合ポリエステルの重合度を上げることが困難になる。一方、０．７以上、つまり化合物（Ｂ）の割合が多い状態では、重縮合反応が遅くなり、さらに化合物（Ｂ）の比率が多くなると熱分解反応が進むため重合度を上げることが困難となる。さらに、化合物（Ｂ）の比率多くなると共重合ポリエステルの熱安定性が悪化し、溶融紡糸段階で再溶融した際の熱分解反応による分子量の低下が大きくなるため、得られるポリエステル糸の強度が低下するため、好ましくない。好ましくは０．２３〜０．６５であり、より好ましくは０．２５〜０．６０である。
【００２０】
スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）をポリエステルに共重合することによりカチオン可染性は付与する事ができるが、スルホン酸金属塩基間のイオン結合に由来すると思われる共重合ポリエステルの溶融粘度の増粘効果のため共重合ポリエステルを高重合度化することが困難であった。そのため十分に高い重合度、高い固有粘度を有する共重合ポリエステルが得られず、その高い固有粘度でない共重合ポリエステルから得られるポリエステル繊維は、繊維強度が著しく低下する問題があった。一方その問題を解消するためにスルホイソフタル酸のテトラアルキルアンモニウム塩又はスルホイソフタル酸のテトラアルキルホスホニウム塩、即ち化合物（Ｂ）をポリエステルに共重合することが開示されているが、当該化合物は重合反応中に熱分解を起こしやすいため、共重合量を上げようとすると熱分解反応が進みやすい問題があり、繊維強度を高い値にすることが依然として困難であった。本発明の共重合ポリエステルにおいては、これらのスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）と化合物（Ｂ）を併用し、双方の化合物の共重合量、共重合比率、共重合ポリエステルのガラス転移温度及び固有粘度を特定の範囲に設定することによって、充分なカチオン染料による染色性と高い繊維強度を両立させる事を見出し本発明に至ったものである。
【００２１】
（ガラス転移温度について）
本発明の共重合ポリエステルは、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）法による測定方法（昇温速度＝２０℃／ｍｉｎ）でのガラス転移温度（Ｔｇ）が７０〜８５℃の範囲である必要がある。Ｔｇが７０℃以下の場合、溶融紡糸による得られたポリエステル繊維の熱セット性が悪化し、仮撚捲縮加工性が悪化し、撚りがかからない状態となるため、該共重合ポリエステルからなるポリエステル繊維から得られる布帛の風合いが悪化する。ガラス転移温度を下げる方法としては、アジピン酸、セバシン酸、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどを共重合することで成されるが、本発明においてはこれら共重合成分が、上記のガラス転移温度の条件を満足する範囲であれば微量共重合されていても良い。Ｔｇの好ましい値の範囲は７１〜８２℃であり、より好ましくは７５〜８０℃である。
【００２２】
一方通常、ポリエチレンテレフタレートのガラス転移温度は７０〜８０℃くらいであることが知られているので、本発明の共重合ポリエステルにおいては、上述のように他の共重合成分が共重合されていても良いが、共重合した結果ガラス転移温度を著しく降下させる成分については共重合させることは好ましくない。ガラス転移温度を上記の値の範囲にするには、例えば上述の共重合ポリエステルの説明の項で挙げた共重合されても良い化合物の種類・共重合率を適宜調整して共重合させることを挙げる事ができる。
【００２３】
（固有粘度について）
本発明の共重合ポリエステルの固有粘度（溶媒：オルトクロロフェノール、測定温度：３５℃）は０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲であることが好ましい。固有粘度が０．５５ｄＬ／ｇ以下である場合、得られるポリエステル繊維の強度が不足し、一方、１．００ｄＬ／ｇ以上とする場合、溶融粘度が高くなりすぎて溶融成型が困難になるため好ましくなく、また、溶融重合法に引続いて固相重合法により共重合ポリエステルの重縮合工程での生産コストが大幅に増大するため好ましくない。カチオン可染性ポリエステルの固有粘度としては、０．６０〜０．９０ｄＬ／ｇの範囲が更に好ましい。共重合ポリエステルの固有粘度を０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲するためには、溶融重合を行う際の最終の重合温度、重合時間を調整したり、溶融重合法のみでは困難な場合には固相重合を行って適宜調整することができる。本発明においては、スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び化合物（Ｂ）を上記数式（１）及び（２）を満たすようにポリエチレンテレフタレートに対して共重合を行うことで上述のような手法により固有粘度を０．５５〜１．００ｄＬ／ｇにすることが可能となる。
【００２４】
（ＤＥＧ含有量について）
本発明におけるカチオン可染性ポリエステルに含有されるジエチレングリコールは、２．５重量％以下であることが好ましい。より好ましくは２．０重量％以下、更により好ましくは１．４０〜１．７０重量％である。一般にカチオン可染性ポリエステルを製造する際には、ポリエステルの製造工程において副生するジエチレングリコール（ＤＥＧ）量を抑制するために、ＤＥＧ抑制剤として少量のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、水酸化テトラアルキルホスホニウム、水酸化テトラアルキルアンモニウム、トリアルキルアミンなどの少なくとも１種類を、使用するカチオン可染性モノマー（本発明の場合はスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び化合物（Ｂ）の全モル量）に対して、１〜２０モル％程度を添加することが好ましい。
【００２５】
（共重合ポリエステルの製造方法について）
本発明における共重合ポリエステルの製造は特に限定されず、スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）（以下化合物Ａと略称することがある。）及び化合物（Ｂ）を請求項１に記載の条件を満たすように留意する他は、通常知られているポリエステルの製造方法が用いられる。すなわち、テレフタル酸とエチレングリコールの直接エステル化反応させる、あるいはテレフタル酸ジメチルに代表されるテレフタル酸のエステル形成性誘導体とエチレングリコールとをエステル交換反応させて低重合体を製造する。次いでこの反応生成物を重縮合触媒の存在下で減圧加熱して所定の重合度になるまで重縮合反応させることにより製造される。スルホイソフタル酸を含有する芳香族ジカルボン酸及び／又はそのエステル誘導体（スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び化合物（Ｂ））を共重合する方法についても通常知られている製造方法を用いる事ができる。これらの化合物の反応工程への添加時期は、エステル交換反応又はエステル化反応の開始当初から重縮合反応の開始までの任意の時期に添加することができる。
【００２６】
またエステル交換反応時の触媒についても通常のエステル交換反応を行う際に用いられる触媒化合物を用いる事ができる。重縮合触媒についても通常用いられるアンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物を用いる事ができる。またチタン化合物と芳香族多価カルボン酸又はその無水物との反応生成物、チタン化合物とリン化合物の反応生成物を用いても良い。
【００２７】
（その他添加剤について）
また、本発明における共重合ポリエステルは、必要に応じて少量の添加剤、例えば酸化防止剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、抗菌剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、遮光剤又は艶消し剤などを含んでいても良い。特に酸化防止剤、艶消し剤などは特に好ましく添加される。
【００２８】
（溶融紡糸について）
本発明における共重合ポリエステルの製糸方法は、特に制限は無く、従来公知の方法が採用される。すなわち、乾燥した共重合ポリエステルを２７０℃〜３００℃の範囲で溶融紡糸して製造することが好ましく、溶融紡糸の引取り速度は４００〜５０００ｍ／分で紡糸することが好ましい。紡糸速度がこの範囲にあると、得られるポリエステル繊維の強度も十分なものであると共に、安定して巻取りを行うこともできる。さらに、上述の方法で得られた未延伸糸若しくは部分延伸糸を、延伸工程にて１．２倍〜６．０倍程度の範囲で延伸することが好ましい。この延伸は未延伸ポリエステル繊維を一旦巻き取ってから行ってもよく、一旦巻き取ることなく連続的に行ってもよい。また、紡糸時に使用する口金の形状についても特に制限は無く、円形、三角形・四角形等の多角形、３以上の多葉形、Ｃ型断面、Ｈ型断面、Ｘ型断面、中空断面のいずれであってもよい。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例を挙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制限されるものではない。なお、実施例中の分析項目などは、下記記載の方法により測定した。
（ア）固有粘度：
ポリエステル試料を１００℃、６０分間でオルトクロロフェノールに溶解した希薄溶液を、３５℃でウベローデ粘度計を用いて測定した値から求めた。なお、チップの固有粘度をηＣ、紡糸後の未延伸糸の固有粘度をηＦとする。
（イ）ジエチレングリコール（ＤＥＧ）含有量：
ヒドラジンヒドラート（抱水ヒドラジン）を用いてポリエステル試料チップを分解し、この分解生成物中のジエチレングリコールの含有量をガスクロマトグラフィー（ヒューレットパッカード社製（ＨＰ６８５０型））を用いて測定した。
（ウ）ポリエステル繊維の引張強度（破断強度）、引張伸度（破断伸度）
ＪＩＳ Ｌ１０１３：１９９９ ８．５に記載の方法に準拠して測定を行った。
（エ）カチオン可染性：
ＣＡＴＨＩＬＯＮ ＢＬＵＥ ＣＤ−ＦＲＬＨ）０．２ｇ／Ｌ、ＣＤ−ＦＢＬＨ０．２ｇ／Ｌ（いずれも保土ヶ谷化学株式会社製のカチオン可染性染料）、硫酸ナトリウム３ｇ／Ｌ、酢酸０．３ｇ／Ｌの染色液中にて１２５℃で１時間、浴比１：５０で染色し、次式により染着率を求めた。
染着率＝（ＯＤ０−ＯＤ１）／ＯＤ０
ＯＤ０：染色前の染液の５７６ｎｍの吸光度
ＯＤ１：染色後の染液の５７６ｎｍの吸光度
本発明の実施例では、染着率９8％以上のものを可染性良好と判断した。
【００３０】
［実施例１］
テレフタル酸ジメチル１００重量部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル２．９重量部とエチレングリコール６０重量部の混合物に、酢酸マンガン０．０３重量部、酢酸ナトリウム三水和物０．１２重量部を添加し、１４０℃から２４０℃まで徐々に昇温しつつ、反応の結果生成するメタノールを系外に留出させながらエステル交換反応を行った。その後、正リン酸０．０３重量部を添加し、エステル交換反応を終了させた。
その後、反応生成物に三酸化アンチモン０．０５重量部と５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネート２．０重量部と水酸化テトラエチルアンモニウム０．３重量部とトリエチルアミン０．００３重量部を添加して重縮合槽に移し、２８５℃まで昇温し、３０Ｐａ以下の高真空にて重縮合反応を行い、重縮合槽の攪拌機電力の値が所定電力に到達した段階若しくは所定時間を経過した段階で反応を終了させ、常法に従いチップ化した。
このようにして得られたポリエステルチップを１４０℃、５時間乾燥後、紡糸温度２８５℃巻取り速度４００ｍ／ｍｉｎで３３０ｄｔｅｘ／３６フィラメントの原糸を作り、５．３倍に延伸して８３ｄｔｅｘ／３６フィラメントの延伸糸を得た。共重合ポリエステルの製造条件と評価結果の詳細を表１に示した。
【００３１】
［実施例２〜４、比較例１〜８］
実施例１において、５−スルホイソフタル酸ナトリウム及び５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネートの添加量を表１となるように変更した事以外は実施例１と同様に実施した。共重合ポリエステルの製造条件と評価結果の詳細を表１に示した。
【００３２】
［比較例９］
実施例２において、重縮合反応での攪拌機電力の値が低い段階で反応を終了させること以外は実施例２と同様に実施した。共重合ポリエステルの製造条件と評価結果の詳細を表１に示した。
【００３３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、ポリエステルの優れた特性を保持しながら、カチオン染色による染着性が良好で、且つ従来のカチオン可染性ポリエステルよりも強度の高いポリエステル繊維を提供することができる。その産業上の意義はきわめて大きい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カチオン染料に可染性であるカチオン可染性ポリエステル及びそれよりなる繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート及びポリテトラメチレンテレフタレートは、その機械的、物理的、化学的特性が優れているため、繊維、フィルム、その他の成形物として広く利用されている。特にポリエチレンテレフタレートはその特性、価格の面から非常に幅広い用途で利用されている。
【０００３】
ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルは、用途に応じて様々な改質がなされており、様々な成分を共重合させた共重合ポリエステルが広く知られている。中でもカチオン可染性を有する成分を共重合せしめたカチオン可染ポリエステルは衣料用途を中心に広く知られている。
【０００４】
このようなカチオン可染性ポリエステルを得るために通常用いられるポリエチレンテレフタレートは、通常例えば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、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エチレングリコールとをエステル交換反応させる、又はテレフタル酸とエチレンオキサイドとを反応させてテレフタル酸のエチレングリコールジエステル及び／又はその低重合体を生成させる。次いでこの反応生成物を重縮合触媒の存在下で減圧加熱して所定の重合度になるまで重縮合反応させることによって製造されており、この製造工程のいずれかの段階で共重合成分であるスルホイソフタル酸の金属塩に代表されるカチオン可染性モノマーを２〜３モル％共重合させてカチオン可染性ポリエステルを得て、これを高温・高圧下で染色する方法が採用されている（例えば特許文献１参照。）
【０００５】
しかしながら、代表的なカチオン可染性モノマーである５−ナトリウムスルホイソフタル酸及びその誘導体をはじめとする、一般的なカチオン可染性モノマーはイオン成分であることから、ポリエステルの重合段階において、イオン結合性分子間力が働き、溶融粘度が上昇してしまうため、高分子量のカチオン可染性ポリエステルを製造することは困難であり、溶融紡糸して得られた繊維の強度も低いという問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するため、イオン結合性分子間力の小さいカチオン可染性モノマーを共重合する技術が開示されている（例えば特許文献２、特許文献３参照。）。イオン結合性分子間力の小さいカチオン可染性モノマーとしては、５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネートなどが例示されているが、これらのカチオン可染性モノマー共重合ポリエステルは熱安定性が悪く、重縮合工程で使用する触媒の種類によってはポリエステルの品質が大きく左右されることは良く知られている。また、得られる糸の強度は、前述の５−ナトリウムスルホイソフタル酸及びその誘導体を使用した場合よりは改善されるものの、使用する５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネートは非常に高価であり、結果として得られるカチオン可染性ポリエステルのコストが大幅に増大するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特公昭３４−１０４９７号公報
【特許文献２】特開平１−１６２８２２号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題を解決するものであり、カチオン染色が可能で強力の高い繊維を得ることができるカチオン可染性ポリエステル及びそれからなるカチオン可染性ポリエステル繊維を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題に鑑み本発明者らは鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートより構成される共重合ポリエステルであり、該共重合ポリエステルを構成する酸成分中にスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び下記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）を下記数式（１）及び（２）を同時に満足する状態で含有する共重合ポリエステルであって、該共重合ポリエステルのガラス転移温度が７０〜８５℃の範囲にあり、且つ得られる共重合ポリエステルの固有粘度が０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲にあることを特徴とするカチオン可染ポリエステルであり、これにより上記の課題が解決できる。
【００１０】
【化１】
［上記式中、Ｒは水素原子又は炭素数１〜１０個のアルキル基を表し、Ｘは４級ホスホニウムイオン又は４級アンモニウムイオンを表す。］
０．３≦Ａ＋Ｂ＜３．０ （１）
０．２≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７ （２）
［上記数式中、Ａは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とするスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）の共重合量（モル％）、Ｂは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とする上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）の共重合量（モル％）を表す。］
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ポリエステルの優れた特性を保持しながら、カチオン染色による染着性が良好で、且つ従来のカチオン可染性ポリエステルよりも強度の高いポリエステル繊維を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。 本発明に使用される共重合ポリエステルとは、テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体と、エチレングリコール成分とを重縮合反応せしめて得られるエチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とする共重合ポリエステルであり、共重合成分としてスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び下記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）を下記数式（１）及び（２）を同時に満足する状態で含有する共重合ポリエステルであり、該共重合ポリエステルのガラス転移温度が７０〜８５℃の範囲にあり、且つ得られる共重合ポリエステルの固有粘度が０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲にあることを特徴とするポリエステルである。
【００１３】
【化２】
［上記式中、Ｒは水素原子又は炭素数１〜１０個のアルキル基を表し、Ｘは４級ホスホニウム塩又は４級アンモニウム塩を表す。］
０．３≦Ａ＋Ｂ＜３．０ （１）
０．２≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７ （２）
［上記数式中、Ａは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とするスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）の共重合量（モル％）、Ｂは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とする上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）の共重合量（モル％）を表す。］
【００１４】
ここでテレフタル酸のエステル形成性誘導体とは、テレフタル酸の、ジメチルエステル、ジエチルエステル、ジプロピルエステル、ジブチルエステル、ジヘキシルエステル、ジオクチルエステル、ジデシルエステル、若しくはジフェニルエステル又はテレフタル酸ジクロライド、テレフタル酸ジブロマイドを挙げる事ができるが、これらの中でもテレフタル酸ジメチルエステルが好ましい。
【００１５】
（共重合ポリエステルについて）
本発明における共重合ポリエステルとはエチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とするポリエステルであり、主たる繰り返し単位とは共重合ポリエステルを構成する全繰り返し単位あたり８０モル％以上がエチレンテレフタレート単位であることを指している。他の２０モル％以下の範囲内で他の成分が共重合されていても良い。好ましくは９０モル％以上がエチレンテレフタレート単位であることである。その他の共重合成分としては、ジカルボン酸成分としてイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルメタンジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸を挙げる事ができ、グリコール成分として１，２−プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘプタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ビス（トリメチレングリコール）、ビス（テトラメチレングリコール）、トリエチレングリコール、１，４−ジヒドロキシシクロヘキサン、１，４−シクロヘキサンジメタノールが挙げる事ができ、これらの１種以上のジカルボン酸と１種以上のグリコール成分を反応させて得られる成分を繰り返し単位として共重合されていても良い。
【００１６】
（スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）について）
本発明で使用されるスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）としては、５−スルホイソフタル酸のアルカリ金属塩（リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩）が例示される。必要に応じてこれら化合物のマグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類塩を併用しても良い。また、これらのエステル形成性誘導体も好ましく例示される。エステル形成性誘導体としてはジメチルエステル、ジエチルエステル、ジプロピルエステル、ジブチルエステル、ジヘキシルエステル、ジオクチルエステル、ジデシルエステル、ジフェニルエステル、５−スルホイソフタル酸金属塩のジハロゲン化物を挙げる事ができるが、これらの中でもジメチルエステルが好ましい。これらの化合物群の中では、熱安定性、コストなどの面から、５−スルホイソフタル酸のアルカリ金属塩が好ましく例示され、特に５−ナトリウムスルホイソフタル酸又はそのジメチルエステルである５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルが特に好ましく例示される。これらの条件を満たす化合物である場合に、ポリエステル繊維とした場合の充分なカチオン可染性と充分な繊維強度の両立が可能となる。
【００１７】
（化合物（Ｂ）について）
また、上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）としては、５−スルホイソフタル酸又はその低級アルキルエステルの４級ホスホニウム塩又は４級アンモニウム塩である。４級ホスホニウム塩、４級アンモニウム塩としては、リン原子又は窒素原子にアルキル基、ベンジル基又はフェニル基が結合した４級ホスホニウム塩、４級アンモニウム塩が好ましく、特に４級ホスホニウム塩であることが好ましい。また、４つある置換基は同一であっても異なっていても良い。上記式（Ｉ）で表される化合物の具体例としては、５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸エチルトリブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ベンジルトリブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸フェニルトリブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラフェニルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ブチルトリフェニルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ベンジルトリフェニルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラメチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラエチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラブチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸テトラフェニルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩、あるいはこれらイソフタル酸誘導体のジメチルエステル、ジエチルエステル、ジプロプルエステル、ジブチルエステル、ジへキシルエステル、ジオクチルエステル、ジデシルエステルが好ましく例示される。これらのイソフタル酸誘導体の中でも、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルベンジルトリブチルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラフェニルホスホニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラメチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラエチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラブチルアンモニウム塩、５−スルホイソフタル酸ジメチルベンジルトリメチルアンモニウム塩がより好ましく例示される。これらの条件を満たす化合物である場合に、ポリエステル繊維とした場合の充分なカチオン可染性と充分な繊維強度の両立が可能となる。
【００１８】
（数式（１）について）
本発明において、ポリエステルに共重合させる上記のスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）と上記の化合物（Ｂ）の合計は共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準として、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の和Ａ＋Ｂが０．３モル％以上３．０モル％未満の範囲である必要がある。０．３モル％より少ないと、カチオン染料に対する染色性が不十分となる。一方、３．０モル％以上となると、得られるポリエステル糸の強度が低下するため好ましくない。好ましくは０．５〜２．８モル％であり、より好ましくは１．０〜２．７モル％である。
【００１９】
（数式（２）について）
また、スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）と化合物（Ｂ）の成分比は上記のモル％の値にて、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が０．２〜０．７の範囲にある必要がある。０．２以下、つまり成分Ａの割合が多い状態では、スルホイソフタル酸金属塩による増粘効果により、得られる共重合ポリエステルの重合度を上げることが困難になる。一方、０．７以上、つまり化合物（Ｂ）の割合が多い状態では、重縮合反応が遅くなり、さらに化合物（Ｂ）の比率が多くなると熱分解反応が進むため重合度を上げることが困難となる。さらに、化合物（Ｂ）の比率多くなると共重合ポリエステルの熱安定性が悪化し、溶融紡糸段階で再溶融した際の熱分解反応による分子量の低下が大きくなるため、得られるポリエステル糸の強度が低下するため、好ましくない。好ましくは０．２３〜０．６５であり、より好ましくは０．２５〜０．６０である。
【００２０】
スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）をポリエステルに共重合することによりカチオン可染性は付与する事ができるが、スルホン酸金属塩基間のイオン結合に由来すると思われる共重合ポリエステルの溶融粘度の増粘効果のため共重合ポリエステルを高重合度化することが困難であった。そのため十分に高い重合度、高い固有粘度を有する共重合ポリエステルが得られず、その高い固有粘度でない共重合ポリエステルから得られるポリエステル繊維は、繊維強度が著しく低下する問題があった。一方その問題を解消するためにスルホイソフタル酸のテトラアルキルアンモニウム塩又はスルホイソフタル酸のテトラアルキルホスホニウム塩、即ち化合物（Ｂ）をポリエステルに共重合することが開示されているが、当該化合物は重合反応中に熱分解を起こしやすいため、共重合量を上げようとすると熱分解反応が進みやすい問題があり、繊維強度を高い値にすることが依然として困難であった。本発明の共重合ポリエステルにおいては、これらのスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）と化合物（Ｂ）を併用し、双方の化合物の共重合量、共重合比率、共重合ポリエステルのガラス転移温度及び固有粘度を特定の範囲に設定することによって、充分なカチオン染料による染色性と高い繊維強度を両立させる事を見出し本発明に至ったものである。
【００２１】
（ガラス転移温度について）
本発明の共重合ポリエステルは、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）法による測定方法（昇温速度＝２０℃／ｍｉｎ）でのガラス転移温度（Ｔｇ）が７０〜８５℃の範囲である必要がある。Ｔｇが７０℃以下の場合、溶融紡糸による得られたポリエステル繊維の熱セット性が悪化し、仮撚捲縮加工性が悪化し、撚りがかからない状態となるため、該共重合ポリエステルからなるポリエステル繊維から得られる布帛の風合いが悪化する。ガラス転移温度を下げる方法としては、アジピン酸、セバシン酸、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどを共重合することで成されるが、本発明においてはこれら共重合成分が、上記のガラス転移温度の条件を満足する範囲であれば微量共重合されていても良い。Ｔｇの好ましい値の範囲は７１〜８２℃であり、より好ましくは７５〜８０℃である。
【００２２】
一方通常、ポリエチレンテレフタレートのガラス転移温度は７０〜８０℃くらいであることが知られているので、本発明の共重合ポリエステルにおいては、上述のように他の共重合成分が共重合されていても良いが、共重合した結果ガラス転移温度を著しく降下させる成分については共重合させることは好ましくない。ガラス転移温度を上記の値の範囲にするには、例えば上述の共重合ポリエステルの説明の項で挙げた共重合されても良い化合物の種類・共重合率を適宜調整して共重合させることを挙げる事ができる。
【００２３】
（固有粘度について）
本発明の共重合ポリエステルの固有粘度（溶媒：オルトクロロフェノール、測定温度：３５℃）は０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲であることが好ましい。固有粘度が０．５５ｄＬ／ｇ以下である場合、得られるポリエステル繊維の強度が不足し、一方、１．００ｄＬ／ｇ以上とする場合、溶融粘度が高くなりすぎて溶融成型が困難になるため好ましくなく、また、溶融重合法に引続いて固相重合法により共重合ポリエステルの重縮合工程での生産コストが大幅に増大するため好ましくない。カチオン可染性ポリエステルの固有粘度としては、０．６０〜０．９０ｄＬ／ｇの範囲が更に好ましい。共重合ポリエステルの固有粘度を０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲するためには、溶融重合を行う際の最終の重合温度、重合時間を調整したり、溶融重合法のみでは困難な場合には固相重合を行って適宜調整することができる。本発明においては、スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び化合物（Ｂ）を上記数式（１）及び（２）を満たすようにポリエチレンテレフタレートに対して共重合を行うことで上述のような手法により固有粘度を０．５５〜１．００ｄＬ／ｇにすることが可能となる。
【００２４】
（ＤＥＧ含有量について）
本発明におけるカチオン可染性ポリエステルに含有されるジエチレングリコールは、２．５重量％以下であることが好ましい。より好ましくは２．０重量％以下、更により好ましくは１．４０〜１．７０重量％である。一般にカチオン可染性ポリエステルを製造する際には、ポリエステルの製造工程において副生するジエチレングリコール（ＤＥＧ）量を抑制するために、ＤＥＧ抑制剤として少量のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、水酸化テトラアルキルホスホニウム、水酸化テトラアルキルアンモニウム、トリアルキルアミンなどの少なくとも１種類を、使用するカチオン可染性モノマー（本発明の場合はスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び化合物（Ｂ）の全モル量）に対して、１〜２０モル％程度を添加することが好ましい。
【００２５】
（共重合ポリエステルの製造方法について）
本発明における共重合ポリエステルの製造は特に限定されず、スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）（以下化合物Ａと略称することがある。）及び化合物（Ｂ）を請求項１に記載の条件を満たすように留意する他は、通常知られているポリエステルの製造方法が用いられる。すなわち、テレフタル酸とエチレングリコールの直接エステル化反応させる、あるいはテレフタル酸ジメチルに代表されるテレフタル酸のエステル形成性誘導体とエチレングリコールとをエステル交換反応させて低重合体を製造する。次いでこの反応生成物を重縮合触媒の存在下で減圧加熱して所定の重合度になるまで重縮合反応させることにより製造される。スルホイソフタル酸を含有する芳香族ジカルボン酸及び／又はそのエステル誘導体（スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び化合物（Ｂ））を共重合する方法についても通常知られている製造方法を用いる事ができる。これらの化合物の反応工程への添加時期は、エステル交換反応又はエステル化反応の開始当初から重縮合反応の開始までの任意の時期に添加することができる。
【００２６】
またエステル交換反応時の触媒についても通常のエステル交換反応を行う際に用いられる触媒化合物を用いる事ができる。重縮合触媒についても通常用いられるアンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物を用いる事ができる。またチタン化合物と芳香族多価カルボン酸又はその無水物との反応生成物、チタン化合物とリン化合物の反応生成物を用いても良い。
【００２７】
（その他添加剤について）
また、本発明における共重合ポリエステルは、必要に応じて少量の添加剤、例えば酸化防止剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、抗菌剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、遮光剤又は艶消し剤などを含んでいても良い。特に酸化防止剤、艶消し剤などは特に好ましく添加される。
【００２８】
（溶融紡糸について）
本発明における共重合ポリエステルの製糸方法は、特に制限は無く、従来公知の方法が採用される。すなわち、乾燥した共重合ポリエステルを２７０℃〜３００℃の範囲で溶融紡糸して製造することが好ましく、溶融紡糸の引取り速度は４００〜５０００ｍ／分で紡糸することが好ましい。紡糸速度がこの範囲にあると、得られるポリエステル繊維の強度も十分なものであると共に、安定して巻取りを行うこともできる。さらに、上述の方法で得られた未延伸糸若しくは部分延伸糸を、延伸工程にて１．２倍〜６．０倍程度の範囲で延伸することが好ましい。この延伸は未延伸ポリエステル繊維を一旦巻き取ってから行ってもよく、一旦巻き取ることなく連続的に行ってもよい。また、紡糸時に使用する口金の形状についても特に制限は無く、円形、三角形・四角形等の多角形、３以上の多葉形、Ｃ型断面、Ｈ型断面、Ｘ型断面、中空断面のいずれであってもよい。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例を挙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制限されるものではない。なお、実施例中の分析項目などは、下記記載の方法により測定した。
（ア）固有粘度：
ポリエステル試料を１００℃、６０分間でオルトクロロフェノールに溶解した希薄溶液を、３５℃でウベローデ粘度計を用いて測定した値から求めた。なお、チップの固有粘度をηＣ、紡糸後の未延伸糸の固有粘度をηＦとする。
（イ）ジエチレングリコール（ＤＥＧ）含有量：
ヒドラジンヒドラート（抱水ヒドラジン）を用いてポリエステル試料チップを分解し、この分解生成物中のジエチレングリコールの含有量をガスクロマトグラフィー（ヒューレットパッカード社製（ＨＰ６８５０型））を用いて測定した。
（ウ）ポリエステル繊維の引張強度（破断強度）、引張伸度（破断伸度）
ＪＩＳ Ｌ１０１３：１９９９ ８．５に記載の方法に準拠して測定を行った。
（エ）カチオン可染性：
ＣＡＴＨＩＬＯＮ ＢＬＵＥ ＣＤ−ＦＲＬＨ）０．２ｇ／Ｌ、ＣＤ−ＦＢＬＨ０．２ｇ／Ｌ（いずれも保土ヶ谷化学株式会社製のカチオン可染性染料）、硫酸ナトリウム３ｇ／Ｌ、酢酸０．３ｇ／Ｌの染色液中にて１２５℃で１時間、浴比１：５０で染色し、次式により染着率を求めた。
染着率＝（ＯＤ０−ＯＤ１）／ＯＤ０
ＯＤ０：染色前の染液の５７６ｎｍの吸光度
ＯＤ１：染色後の染液の５７６ｎｍの吸光度
本発明の実施例では、染着率９8％以上のものを可染性良好と判断した。
【００３０】
［実施例１］
テレフタル酸ジメチル１００重量部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル２．９重量部とエチレングリコール６０重量部の混合物に、酢酸マンガン０．０３重量部、酢酸ナトリウム三水和物０．１２重量部を添加し、１４０℃から２４０℃まで徐々に昇温しつつ、反応の結果生成するメタノールを系外に留出させながらエステル交換反応を行った。その後、正リン酸０．０３重量部を添加し、エステル交換反応を終了させた。
その後、反応生成物に三酸化アンチモン０．０５重量部と５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネート２．０重量部と水酸化テトラエチルアンモニウム０．３重量部とトリエチルアミン０．００３重量部を添加して重縮合槽に移し、２８５℃まで昇温し、３０Ｐａ以下の高真空にて重縮合反応を行い、重縮合槽の攪拌機電力の値が所定電力に到達した段階若しくは所定時間を経過した段階で反応を終了させ、常法に従いチップ化した。
このようにして得られたポリエステルチップを１４０℃、５時間乾燥後、紡糸温度２８５℃巻取り速度４００ｍ／ｍｉｎで３３０ｄｔｅｘ／３６フィラメントの原糸を作り、５．３倍に延伸して８３ｄｔｅｘ／３６フィラメントの延伸糸を得た。共重合ポリエステルの製造条件と評価結果の詳細を表１に示した。
【００３１】
［実施例２〜４、比較例１〜８］
実施例１において、５−スルホイソフタル酸ナトリウム及び５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネートの添加量を表１となるように変更した事以外は実施例１と同様に実施した。共重合ポリエステルの製造条件と評価結果の詳細を表１に示した。
【００３２】
［比較例９］
実施例２において、重縮合反応での攪拌機電力の値が低い段階で反応を終了させること以外は実施例２と同様に実施した。共重合ポリエステルの製造条件と評価結果の詳細を表１に示した。
【００３３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、ポリエステルの優れた特性を保持しながら、カチオン染色による染着性が良好で、且つ従来のカチオン可染性ポリエステルよりも強度の高いポリエステル繊維を提供することができる。その産業上の意義はきわめて大きい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートより構成される共重合ポリエステルであり、該共重合ポリエステルを構成する酸成分中にスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び下記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）を下記数式（１）及び（２）を同時に満足する状態で含有する共重合ポリエステルであって、該共重合ポリエステルのガラス転移温度が７０〜８５℃の範囲にあり、且つ得られる共重合ポリエステルの固有粘度が０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲にあることを特徴とするカチオン可染ポリエステル。
【化１】
［上記式中、Ｒは水素原子又は炭素数１〜１０個のアルキル基を表し、Ｘは４級ホスホニウムイオン又は４級アンモニウムイオンを表す。］
０．３≦Ａ＋Ｂ＜３．０ （１）
０．２≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７ （２）
［上記数式中、Ａは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とするスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）の共重合量（モル％）、Ｂは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とする上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）の共重合量（モル％）を表す。］
【請求項２】
該共重合ポリエステル中のジエチレングリコール含有量が２．５重量％以下である請求項１記載のカチオン可染性ポリエステル。
【請求項３】
スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）が、５−ナトリウムスルホイソフタル酸又は５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルである請求項１又は２記載のカチオン可染性ポリエステル。
【請求項４】
上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）が、５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネート又は５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラブチルホスホネートである請求項１〜３のいずれか１項記載のカチオン可染性ポリエステル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載のカチオン可染性ポリエステルを溶融紡糸して得られるカチオン可染性ポリエステル繊維。
【請求項１】
主たる繰返し単位がエチレンテレフタレートより構成される共重合ポリエステルであり、該共重合ポリエステルを構成する酸成分中にスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）及び下記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）を下記数式（１）及び（２）を同時に満足する状態で含有する共重合ポリエステルであって、該共重合ポリエステルのガラス転移温度が７０〜８５℃の範囲にあり、且つ得られる共重合ポリエステルの固有粘度が０．５５〜１．００ｄＬ／ｇの範囲にあることを特徴とするカチオン可染ポリエステル。
【化１】
［上記式中、Ｒは水素原子又は炭素数１〜１０個のアルキル基を表し、Ｘは４級ホスホニウムイオン又は４級アンモニウムイオンを表す。］
０．３≦Ａ＋Ｂ＜３．０ （１）
０．２≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７ （２）
［上記数式中、Ａは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とするスルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）の共重合量（モル％）、Ｂは共重合ポリエステルを構成する全酸成分を基準とする上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）の共重合量（モル％）を表す。］
【請求項２】
該共重合ポリエステル中のジエチレングリコール含有量が２．５重量％以下である請求項１記載のカチオン可染性ポリエステル。
【請求項３】
スルホイソフタル酸の金属塩（Ａ）が、５−ナトリウムスルホイソフタル酸又は５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルである請求項１又は２記載のカチオン可染性ポリエステル。
【請求項４】
上記式（Ｉ）で表される化合物（Ｂ）が、５−スルホイソフタル酸テトラブチルホスホネート又は５−スルホイソフタル酸ジメチルテトラブチルホスホネートである請求項１〜３のいずれか１項記載のカチオン可染性ポリエステル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載のカチオン可染性ポリエステルを溶融紡糸して得られるカチオン可染性ポリエステル繊維。
【公開番号】特開２００９−１６１６７０（Ｐ２００９−１６１６７０Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３８８（Ｐ２００８−１３８８）
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
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