ポリエステル繊維及びその製造方法
【課題】 繊維物性が良好で、かつその製糸時の生産性の高いポリエステル繊維を提供し、またかかるポリエステル繊維を紡糸を含む製糸工程での糸切れ等のトラブルもなく生産性高く得る。
【解決手段】 ポリエステルに、２００〜２５０℃での剛性率が該ポリエステルの２０〜１０００倍の非相溶ポリマーが、ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で含有されたポリエステルからなるポリエステル繊維、及び、ポリエステルを溶融紡糸してポリエステル繊維を製造するに際し、該ポリエステルの生成中又は生成後に、２００〜２５０℃での剛性率が該ポリエステルの２０〜１０００倍の非相溶ポリマーを添加する。
【解決手段】 ポリエステルに、２００〜２５０℃での剛性率が該ポリエステルの２０〜１０００倍の非相溶ポリマーが、ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で含有されたポリエステルからなるポリエステル繊維、及び、ポリエステルを溶融紡糸してポリエステル繊維を製造するに際し、該ポリエステルの生成中又は生成後に、２００〜２５０℃での剛性率が該ポリエステルの２０〜１０００倍の非相溶ポリマーを添加する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、その製糸時の生産性の高いポリエステル繊維及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ポリエチレンテレフタレート繊維で代表されるポリエステル繊維の生産性向上の手法として、溶融紡糸の際に、引き取り速度を高くし、かつ紡糸口金からの吐出量を増加させる方法があり、この方法は簡単で有効な手法である。しかしながら、この方法では、引き取り速度の増加により紡糸により得られた繊維の分子配向が大きくなり、残留伸度が低下するという現象が生じる。そのため紡糸時の生産性は向上しても、その後の工程で引き取り速度が低い場合と同等の糸質の繊維を得ることは困難である。特にいったん未延伸糸を得て更に延伸するという製糸方法においては、未延伸糸の延伸又は延伸仮撚時の延伸比を小さくせざるを得ず、引き取り速度の上昇による吐出量増加効果が延伸比の低下によって相殺されるということが起こる。
【０００３】この問題を解決するには、紡糸引き取り速度を高くしても、得られた繊維の分子配向が大きくならないようにすることが必要である。その一手段として、ポリエステルにペンタエリスリトール等の連鎖分岐剤を共重合させ、吐出量、延伸比を増大させポリエステル繊維の生産性を向上させる方法が特開昭５３−２９２号公報にて提案されているが、この方法では、特別な重合条件を採用する必要があり、また低い紡糸速度では全く効果がなく紡糸速度域に制限がある、毛羽が発生し易くなる等の問題がある。
【０００４】一方、ポリエステルに特定のポリマーを配合し、ポリエステル繊維の生産性を向上させる方法も提案されている。例えば、特開昭５６−９１０３０号公報にてポリエステルにスチレン系ポリマーを配合する方法が提案されているが、十分な生産性向上効果を得るためには大量の配合量を必要とし、このため糸切れの原因を作るという問題がある。また特開昭５７−４７９１２号公報、特開平６−１７３１７号公報にてポリエステルにポリメチルメタクリレート等の添加剤を配合する方法が提案されているが、生産性向上効果が低く、紡糸温度域での添加剤の熱安定性が悪く糸切れの原因となるという問題がある。またWO99-07927号公報にてポリエステルの溶融粘度の１〜１０倍の粘度を有するポリマーを含有する方法が提案されているが、生産性向上の効果が低く、後加工時に毛羽等のトラブルが発生するという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、繊維物性が良好で、かつその製糸時の生産性の高いポリエステル繊維を提供し、またかかるポリエステル繊維を紡糸を含む製糸工程での糸切れ等のトラブルもなく生産性高く得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルに、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下の非相溶ポリマーが、ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で含有されたポリエステルからなることを特徴とするポリエステル繊維、及び、テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルを溶融紡糸してポリエステル繊維を製造するに際し、該ポリエステルの生成中又は生成後の系に、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下の非相溶ポリマーを、生成ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で添加することを特徴とするポリエステル繊維の製造方法、にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明におけるポリエステルは、テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルであり、実用上十分な繊維強度を確保するためには、フェノール／テトラクロロエタン（５０／５０）混合溶媒中、２５℃において測定した極限粘度が０．５以上であることが好ましく、より好ましくは０．６以上である。またポリエステル繊維としての物性を著しく低下させない範囲でジカルボン酸成分及び又はジオール成分の一部を他のジカルボン酸成分或いはジオール成分で置き換えたものであってもよい。
【０００８】置き換え可能な他のジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、５−スルホイソフタル酸或いは２−スルホイソフタル酸、１，８−ジカルボキシナフタレン−３−スルホン酸等のアルカリ金属塩、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、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等のジカルボン酸類又はこれらのエステル形成性誘導体、ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸類又はこれらのエステル形成性誘導体、５−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸、５−テトラフェニルホスホニウムスルホイソフタル酸、５−フェニルトリブチルホスホニウムスルホイソフタル酸、５−ブチルトリフェニルホスホニウムスルホイソフタル酸等のスルホン酸ホスホニウム塩含有ジカルボン酸類又はこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。
【０００９】置き換え可能な他のジオール成分としては、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール等の炭素数２〜１０の低級アルキレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコ−ル、１,４−ビス（β−オキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノ−ル−Ａのビスグリコ−ルエ−テル、各種分子量のポリエチレングリコ−ル又はポリプロピレングリコ−ル、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、或いはポリアルキレングリコ−ルの各種誘導体等が挙げられる。
【００１０】また、ポリエステルが実質的に線状である範囲内で、トリメリット酸、ピロメリット酸等のポリカルボン酸、トリメチロ−ルプロパン又はそのエチレンオキサイド付加誘導体、ペンタエリスリト−ル、グリセリン又はそのエチレンオキサイド付加誘導体等のポリオ−ルが含まれていてもよい。更に、各種分子量のモノハイドリックポリアルキレンオキサイド又はその誘導体、フェニル酢酸等の重合停止剤が含まれていてもよい。
【００１１】本発明のポリエステルの生成に際しては、従来公知の任意のポリエステル合成用触媒を用いることができる。また、公知の抗酸化剤等の安定剤、着色防止剤、エ−テル結合副生抑制剤、易滑剤、艶消し剤、難燃剤、蛍光剤、その他の添加剤が適宜含まれていてもよい。
【００１２】本発明におけるポリエステルに含有される非相溶ポリマーは、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下であるポリマーである。この剛性率は、市販の評価装置、例えばレオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー（株）製レオメーター等で測定することにより容易に求められる。非相溶ポリマーの剛性率は、２００℃から２５０℃の範囲内でポリエステルの２０倍以上１０００倍以下であればよいが、好ましくは３０倍以上５００倍以下、より好ましく３０倍以上２００倍以下である。剛性率が２０倍未満や１０００倍を超える場合は、生産性向上の効果が低いものとなる。
【００１３】本発明における非相溶ポリマーの非相溶とはポリエステルの溶融状態においてポリエステルと２相分離し得ることを意味する。従って本発明において非相溶ポリマーとしては、このような性質を持つポリマーであれば特に限定されないが、スチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーが好ましい例として挙げられる。
【００１４】本発明においては、ポリエステル中に非相溶ポリマーが、ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で含有されていることが必要であり、好ましくは０．１〜１．０重量部、より好ましくは０．３〜０．８重量部の比で含有される。非相溶ポリマーの含有量が０．０１重量部未満では、その製糸時の生産性向上の効果がなく、１０重量部を超えると、糸切れ等製糸時にトラブルが発生する。
【００１５】本発明におけるポリエステル中において、含有される非相溶ポリマーのドメインの分散状態は、繊維軸に対し垂直方向の繊維横断面において直径が０．５μｍ以下で、かつ繊維軸に対し平行方向の繊維縦断面において長さが１μｍ以上であればよいが、直径が０．４μｍ以下、長さが２μｍ以上であることがより好ましい。直径が０．５μｍを超える場合は、糸切れし易く、長さが１μｍ未満の場合は、生産性向上の効果が小さくなる。
【００１６】本発明におけるポリエステルに含有される非相溶ポリマーの好ましい例としては、前記のようにスチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーが挙げられるが、更にこの共重合ポリマーについて説明する。共重合ポリマーの成分の単位を構成するスチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン誘導体が挙げられ、（メタ）アクリロニトリルとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられ、Ｎ−置換マレイミドとしては、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のＮ−脂肪族置換マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド等のＮ−芳香族置換マレイミドが挙げられる。
【００１７】共重合ポリマーの組成は、特に限定されないが、２種の成分からなる場合は、どのような組合せにおいても、どちらかの成分が２０〜８０重量％、他の成分が８０〜２０重量％含まれることが好ましい。共重合ポリマーが３種の成分からなる場合は、各成分が少なくとも５重量％含まれることが好ましく、より好ましい組成は、スチレン系化合物単位が４０〜８０重量％、（メタ）アクリロニトリル単位が５〜４５重量％及びＮ−置換マレイミド単位が１５〜５５重量％である。
【００１８】かかる共重合ポリマーの具体的な例としては、スチレンとアクリロニトリルの共重合体、スチレンとＮ−フェニルマレイミドの共重合体、或いはスチレン、アクリロニトリル及びＮ−フェニルマレイミドの共重合体等が挙げられる。これらの共重合ポリマーの中で２種の成分のうちの一つ或いは３種の成分のうちの一つに（メタ）アクリロニトリルが含まれることがポリエステル中での分散性の点からより好ましく、更により好ましいものとして、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／アクリロニトリル／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体が挙げられる。
【００１９】非相溶ポリマーとして用いる共重合ポリマーは、その分子量が任意のものであってよいが、数平均分子量で１００００〜５０００００のポリマーであることが好ましく、数平均分子量で４００００〜２０００００のポリマーであることがより好ましい。数平均分子量が１００００未満では、生産性向上の効果が低くなる傾向にあり、５０００００を超えると、ポリエステル中での分散性が悪くなる傾向にある。
【００２０】また共重合ポリマーは、そのガラス転移温度が１１０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１３０℃以上で、ポリエステルの融点以下であることが好ましく、より好ましくは１５０℃未満である。ガラス転移温度が１１０℃未満では、製糸時の生産性向上の効果が低くなる傾向にあり、ポリエステルの融点を超えると、ポリエステル中での分散が悪くなり、製糸時に糸切れ等のトラブルが起こったり、得られた繊維の物性に悪影響を及ぼす傾向にある。
【００２１】本発明のポリエステル繊維は、紡糸速度、即ち紡糸引き取り速度を高くしても、得られた繊維の分子配向が大きくならず製糸生産性を向上させる働きがある。この理由は、明らかではないが、繊維を形成させるポリエステルの紡糸の際に、溶融状態から繊維として固化するまでの温度域で通常のポリエステルに比して高い剛性率を有することに加え、線状に引き延ばされ繊維長手方向に連続したような構造となるため繊維全体にかかる応力が添加した共重合ポリマー側に比較的多くかかり、結果的にポリエステルの配向がかかり難くするものと推定される。
【００２２】本発明のポリエステル繊維は、次のようにして製造することができる。即ち、テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからポリエステルを溶融紡糸し、ポリエステル繊維を製造するに際し、用いるポリエステルの生成中又は生成後の系に、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下である非相溶ポリマー、例えばスチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーを、生成ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１〜１重量部、より好ましくは０．３〜０．８重量部の比で添加することにより本発明のポリエステル繊維を得ることができる。
【００２３】本発明のポリエステル繊維は、非相溶ポリマーが含有されたポリエステルから構成されており、本発明のポリエステル繊維は、紡糸直前の溶融状態において、ポリエステルポリマーが海、非相溶ポリマーが島の海島構造にあり、非相溶ポリマーが走査型電子顕微鏡観察による非相溶ポリマー相の平均分散粒径で０．５μｍ未満で含有されていることが好ましい。含有された非相溶ポリマーの平均分散粒径が０．５μｍ以上である場合は、紡糸の際に糸切れを起こしたり、布帛にしたときに筋斑の発生等の問題が起こり易くなる。
【００２４】非相溶ポリマーのポリエステルへの添加方法は、ポリエステルの生成中又は生成後の系に添加され、紡糸直前に生成したポリエステルに混合することも可能であるが、非相溶ポリマーがポリエステル中に島、ポリエステルが海の海島構造に均一に分散させるためには、ポリエステルの生成中の系に添加することが好ましく、特に重縮合反応系に添加することがより好ましい。
【００２５】また、非相溶ポリマーをポリエステルへ添加する際、熱劣化、着色等の問題を防止するために公知の抗酸化剤等の安定剤、着色防止剤や、易滑剤、難燃剤、蛍光剤、その他の添加剤を適宜添加してもよい。ポリエステルの生成工程で添加する場合や比較的高温で紡糸する場合等長い、或いは高い温度の熱履歴が加わる場合は抗酸化剤を用いることが好ましい。抗酸化剤としては、例えばフェノール系、ホスファイト系やチオエーテル系等が用いられる。
【００２６】本発明のポリエステル繊維の製造における溶融紡糸は、非相溶ポリマーを添加したポリエステルを通常の紡糸機を用いて紡糸されるが、紡糸速度としては、１０００〜６０００ｍ／分未満の紡糸速度で紡糸することが好ましい。本発明のポリエステル繊維の製造方法によれば、非相溶ポリマーを添加することにより、非相溶ポリマーを添加しないポリエステルの溶融紡糸に比べ、同等の繊維物性の繊維を得る場合に、紡糸速度を高めることができ、製糸時の生産性を向上させることができる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例中の各特性値は、下記の方法により測定した。また、実施例中の部は重量部を意味する。
【００２８】（繊維強度、伸度）島津製作所社製オ−トグラフＳＤ−１００−Ｃを用いて、試料長２００mm、引張速度２００ｍｍ／分で応力−伸長曲線を測定し、繊維の破断点の強度及び伸度を求めた。
（複屈折率)浸漬液としてグリセリンを用い、ステップコンペンセーター法により求めた。
（最大延伸倍率)得られた未延伸糸を、延伸速度６００ｍ／分で延伸し、破断する延伸倍率を最大延伸倍率とした。
【００２９】（溶融状態での剛性率）レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー（株）製レオメーターＲＤＡ−７００を用いて、パラレルプレート：２５ｍｍφ、プレート間隔：２ｍｍ、角周波数：１０ｒａｄ／ｓｅｃ、初期設定歪み：１０％、初期設定温度：３００℃、降温速度：１５℃／ｍｉｎ、雰囲気：窒素の条件で、２００〜２５０℃での非相溶ポリマーの剛性率Ｇ（ａ）とポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）からＧ（ａ）／Ｇ（ｂ）を剛性率比として求めた。非相溶ポリマーを重縮合系中に添加した場合は、非相溶ポリマーを添加したポリエステルと同一極限粘度を有する非相溶性ポリマーを添加していないポリエステルの剛性率をＧ（ｂ）とした。また、剛性率比は２００〜２５０℃で剛性率比が最大になる温度、最小になる温度でのデータで示した。
【００３０】（電子顕微鏡観察）繊維を包埋処理した後、ダイヤモンドナイフにて薄切試料を得、透過型電子顕微鏡用シ−トメッシュ（１５０メッシュ）に積載し、１％ＲｕＯ４水溶液上に曝し、蒸気染色をした後、日本電子(株)社製透過型電子顕微鏡ＪＥＭ-１００ＣＸ−ＩＩにて非相溶ポリマーの分散状態を観察した。
【００３１】（実施例１）テレフタル酸８５．５部、エチレングリコール４８．０部（ジカルボン酸：ジオールの仕込みモル比＝１：１．５、ポリエステルとして１００部となる）を反応槽に仕込み、窒素雰囲気下２６５℃まで昇温して、余剰の水及びエチレングリコールを系外へ留去しながらエステル化反応させた。その後、アンチモン系触媒０．０４部、リン系安定剤０．０３部、酸化チタン０．４６部を反応槽に仕込み、徐々に重合槽内を減圧していき、高真空下２９０℃まで昇温して、余剰のエチレングリコールを系外へ留去しながら重縮合反応させた。減圧開始から２０分後一旦常圧に戻し、非相溶ポリマーとしてガラス転移温度が１４５℃、数平均分子量が６５０００のスチレン／アクリロニトリル／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体（重量比５３／１４／３３）、（ＰＳＡＭＨと略す）をペレットの状態で０．５部添加し、反応生成物との混合物を調製後、徐々に重合槽内を減圧していき、高真空下２９０℃にて４０分間重縮合反応を更に進行させ、極限粘度０.７１のポリエステルを得た。
【００３２】得られたポリエステルを、常法によりチップ化した後、真空乾燥し、孔径０.２５ｍｍの円形紡糸孔を３６個有する紡糸口金を通して、紡糸温度２９２℃にて溶融紡糸した。吐出糸条を冷却気流で冷却固化した後、油剤を付与し、３０００ｍ／分の紡糸速度で巻取った。なお、紡糸機からの放流ポリマー中でのＰＳＡＭＨの平均分散粒径は０．３４μｍで、また紡糸時のトラブルもなかった。得られた未延伸糸は、８３ｄｔｅｘであり、得られた未延伸糸の繊維物性を表１に示した。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＳＡＭＨの剛性率比も表１に示した。なお、ＰＳＡＭＨの剛性率Ｇ（ａ）と本実施例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＳＡＭＨを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２４０℃で最大８２（Ｇ（ａ）＝１６．６ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．２０３ＭＰａ）、２００℃で最小５４（Ｇ（ａ）＝９１．２ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）であった。
【００３３】（比較例１）実施例１において、非相溶ポリマーを添加しない以外は、実施例１と同様にしてポリエステルを得た。また紡糸速度を２０００ｍ／分とした以外は実施例１と同様の方法にて紡糸し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の繊維物性を評価し、表１に示した。
【００３４】実施例１と比較例１とを比べると、実施例１で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例１で得られた未延伸糸と同等であり、実施例１では紡糸速度が３０００ｍ／分であるのに対し比較例１では紡糸速度が２０００ｍ／分であることから、非相溶ポリマーとしてＰＳＡＭＨを添加することにより紡糸速度で１．５倍の生産性向上の効果が得られた。
【００３５】（実施例２）実施例１において、添加する非相溶ポリマーをガラス転移温度が１３５℃、数平均分子量が６５０００のスチレン／アクリロニトリル／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体（重量比５５／２２／２３）（ＰＳＡＭＬと略す）に代えた以外は、実施例１と同様にしてポリエステルを得た。引き続き、紡糸速度を２５００ｍ／分とした以外は実施例１と同様の方法にて紡糸し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の繊維物性を評価し、表１に示した。なお、紡糸機からの放流ポリマー中でのＰＳＡＭＬの平均分散粒径は０．２４μｍで、紡糸時のトラブルもなかった。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＳＡＭＬの剛性率比は表１に示した。なお、ＰＳＡＭＬの剛性率Ｇ（ａ）と本実施例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＳＡＭＬを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２２５℃で最大４４（Ｇ（ａ）＝１８．４ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．４２０ＭＰａ）、２００℃で最小３３（Ｇ（ａ）＝５６．７ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）であった。
【００３６】実施例２と比較例１とを比べると、実施例２で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例１で得られた未延伸糸と同等であり、実施例２では紡糸速度が２５００ｍ／分であるのに対し比較例１では紡糸速度が２０００ｍ／分であることから、非相溶ポリマーとしてＰＳＡＭＬを添加することにより紡糸速度で１．２５倍の生産性向上の効果が得られた。
【００３７】（実施例３）実施例１において、添加する非相溶ポリマーをガラス転移温度が１１２℃、数平均分子量が１４７０００のスチレン／アクリロニトリル共重合体（重量比７１／２９）（ＰＡＳと略す）に代えた以外は、実施例１と同様にしてポリエステルを得た。引き続き、実施例２と同様の方法にて紡糸し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の繊維物性を評価し、表１に示した。なお、紡糸機からの放流ポリマー中でのＰＡＳの平均分散粒径は０．２７μｍで、紡糸時のトラブルもなかった。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＡＳの剛性率比は表１に示した。なお、ＰＡＳの剛性率Ｇ（ａ）と本実施例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＡＳを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２５０℃で最大１５１（Ｇ（ａ）＝２２．４ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．１４８ＭＰａ）、２００℃で最小５１（Ｇ（ａ）＝８７．３ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）であった。
【００３８】実施例３と比較例１とを比べると、実施例３で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例１で得られた未延伸糸と同等であり、実施例３では紡糸速度が２５００ｍ／分であるのに対し比較例１では紡糸速度が２０００ｍ／分であることから、非相溶ポリマーとしてＰＡＳを添加することにより紡糸速度で１．２５倍の生産性向上の効果が得られた。
【００３９】（実施例４〜５）非相溶ポリマーを添加しない以外は実施例１と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルにＰＳＡＭＨをペレットの形態で紡糸時のポリエステルに添加量を変更して添加した。次いで溶融温度２９５℃で紡糸孔を３６個有する紡糸口金より紡出し、紡糸速度３０００ｍ／分で巻き取り、１３３ｄｔｅｘの未延伸糸を得た。なお、紡糸機からの放流ポリマー中でのＰＳＡＭＨの平均分散粒径は、ＰＳＡＭＨの添加量が０．５部の場合が０．３８μｍ、０．８部の場合が０．４２μｍで、紡糸時のトラブルもなかった。得られた未延伸糸の繊維物性を表１に示した。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＳＡＭＨの剛性率比も表１に示した。なお、ＰＳＡＭＨの剛性率Ｇ（ａ）と本実施例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＳＡＭＨを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２４０℃で最大８２（Ｇ（ａ）＝１６．６ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．２０３ＭＰａ）、２００℃で最小５４（Ｇ（ａ）＝９１．２ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）であった。
【００４０】（比較例２〜３）非相溶ポリマーを添加しない以外は実施例１と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルに非相溶ポリマーを添加せずに紡糸速度を２３００ｍ／分、１８００ｍ／分にそれぞれ変更して巻き取る以外は実施例４〜５と同様の条件にて未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の物性を表１に示した。
【００４１】実施例４と比較例２とを比べると、実施例４で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例２で得られた未延伸糸と同等であり、実施例４では紡糸速度が３０００ｍ／分であるのに対し比較例２では紡糸速度が２３００ｍ／分であることから、ＰＳＡＭＨの添加により紡糸速度で１．３０倍の生産性向上の効果が得られ、また、実施例５と比較例３とを比べると、実施例５で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例３で得られた未延伸糸と同等であり、実施例５では紡糸速度が３０００ｍ／分であるのに対し比較例３では紡糸速度が１８００ｍ／分であることから、非相溶ポリマーとしてＰＳＡＭＨを添加することにより紡糸速度で１．６７倍の生産性向上の効果が得られた。
【００４２】（比較例４）ＰＳＡＭＨに代えてガラス転移温度が９６℃、数平均分子量が６７０００のポリスチレン（ＰＳと略す）を０．５部紡糸時に添加したこと以外は、実施例４〜５と同様にして紡糸（紡糸速度３０００ｍ／分）し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の物性を表１に示した。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＳの剛性率比も表１に示した。なお、ＰＳの剛性率Ｇ（ａ）と本比較例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＳを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２００℃で最大４（Ｇ（ａ）＝６．１７ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）、２５０℃で最小２（Ｇ（ａ）＝０．２９１ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．１２７ＭＰａ）であった。
【００４３】（比較例５）非相溶ポリマーを添加しない以外は実施例１と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルに非相溶ポリマーを添加しない以外は比較例４と同じ紡糸条件にて紡糸し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の物性を表１に示した。
【００４４】比較例４と比較例５とを比べると、比較例４で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例５で得られた未延伸糸と同等であり、比較例４及び比較例５ではともに紡糸速度が３０００ｍ／分であることから、ＰＳの添加によっても特段の生産性向上の効果は得られなかった。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【発明の効果】本発明のポリエステル繊維は、繊維物性が良好で、かつその製糸時の生産性の高いポリエステル繊維であり、また、本発明の製造方法によれば、従来の技術では達成することができなかったポリエステル繊維の生産性向上を達成するものであり、紡糸及び延伸或いは延伸仮撚等を含む製糸工程での糸切れ等のトラブルもなく、紡糸速度を高めて生産性高くポリエステル繊維を得ることができる。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、その製糸時の生産性の高いポリエステル繊維及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ポリエチレンテレフタレート繊維で代表されるポリエステル繊維の生産性向上の手法として、溶融紡糸の際に、引き取り速度を高くし、かつ紡糸口金からの吐出量を増加させる方法があり、この方法は簡単で有効な手法である。しかしながら、この方法では、引き取り速度の増加により紡糸により得られた繊維の分子配向が大きくなり、残留伸度が低下するという現象が生じる。そのため紡糸時の生産性は向上しても、その後の工程で引き取り速度が低い場合と同等の糸質の繊維を得ることは困難である。特にいったん未延伸糸を得て更に延伸するという製糸方法においては、未延伸糸の延伸又は延伸仮撚時の延伸比を小さくせざるを得ず、引き取り速度の上昇による吐出量増加効果が延伸比の低下によって相殺されるということが起こる。
【０００３】この問題を解決するには、紡糸引き取り速度を高くしても、得られた繊維の分子配向が大きくならないようにすることが必要である。その一手段として、ポリエステルにペンタエリスリトール等の連鎖分岐剤を共重合させ、吐出量、延伸比を増大させポリエステル繊維の生産性を向上させる方法が特開昭５３−２９２号公報にて提案されているが、この方法では、特別な重合条件を採用する必要があり、また低い紡糸速度では全く効果がなく紡糸速度域に制限がある、毛羽が発生し易くなる等の問題がある。
【０００４】一方、ポリエステルに特定のポリマーを配合し、ポリエステル繊維の生産性を向上させる方法も提案されている。例えば、特開昭５６−９１０３０号公報にてポリエステルにスチレン系ポリマーを配合する方法が提案されているが、十分な生産性向上効果を得るためには大量の配合量を必要とし、このため糸切れの原因を作るという問題がある。また特開昭５７−４７９１２号公報、特開平６−１７３１７号公報にてポリエステルにポリメチルメタクリレート等の添加剤を配合する方法が提案されているが、生産性向上効果が低く、紡糸温度域での添加剤の熱安定性が悪く糸切れの原因となるという問題がある。またWO99-07927号公報にてポリエステルの溶融粘度の１〜１０倍の粘度を有するポリマーを含有する方法が提案されているが、生産性向上の効果が低く、後加工時に毛羽等のトラブルが発生するという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、繊維物性が良好で、かつその製糸時の生産性の高いポリエステル繊維を提供し、またかかるポリエステル繊維を紡糸を含む製糸工程での糸切れ等のトラブルもなく生産性高く得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルに、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下の非相溶ポリマーが、ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で含有されたポリエステルからなることを特徴とするポリエステル繊維、及び、テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルを溶融紡糸してポリエステル繊維を製造するに際し、該ポリエステルの生成中又は生成後の系に、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下の非相溶ポリマーを、生成ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で添加することを特徴とするポリエステル繊維の製造方法、にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明におけるポリエステルは、テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルであり、実用上十分な繊維強度を確保するためには、フェノール／テトラクロロエタン（５０／５０）混合溶媒中、２５℃において測定した極限粘度が０．５以上であることが好ましく、より好ましくは０．６以上である。またポリエステル繊維としての物性を著しく低下させない範囲でジカルボン酸成分及び又はジオール成分の一部を他のジカルボン酸成分或いはジオール成分で置き換えたものであってもよい。
【０００８】置き換え可能な他のジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、５−スルホイソフタル酸或いは２−スルホイソフタル酸、１，８−ジカルボキシナフタレン−３−スルホン酸等のアルカリ金属塩、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、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等のジカルボン酸類又はこれらのエステル形成性誘導体、ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸類又はこれらのエステル形成性誘導体、５−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸、５−テトラフェニルホスホニウムスルホイソフタル酸、５−フェニルトリブチルホスホニウムスルホイソフタル酸、５−ブチルトリフェニルホスホニウムスルホイソフタル酸等のスルホン酸ホスホニウム塩含有ジカルボン酸類又はこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。
【０００９】置き換え可能な他のジオール成分としては、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール等の炭素数２〜１０の低級アルキレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコ−ル、１,４−ビス（β−オキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノ−ル−Ａのビスグリコ−ルエ−テル、各種分子量のポリエチレングリコ−ル又はポリプロピレングリコ−ル、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、或いはポリアルキレングリコ−ルの各種誘導体等が挙げられる。
【００１０】また、ポリエステルが実質的に線状である範囲内で、トリメリット酸、ピロメリット酸等のポリカルボン酸、トリメチロ−ルプロパン又はそのエチレンオキサイド付加誘導体、ペンタエリスリト−ル、グリセリン又はそのエチレンオキサイド付加誘導体等のポリオ−ルが含まれていてもよい。更に、各種分子量のモノハイドリックポリアルキレンオキサイド又はその誘導体、フェニル酢酸等の重合停止剤が含まれていてもよい。
【００１１】本発明のポリエステルの生成に際しては、従来公知の任意のポリエステル合成用触媒を用いることができる。また、公知の抗酸化剤等の安定剤、着色防止剤、エ−テル結合副生抑制剤、易滑剤、艶消し剤、難燃剤、蛍光剤、その他の添加剤が適宜含まれていてもよい。
【００１２】本発明におけるポリエステルに含有される非相溶ポリマーは、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下であるポリマーである。この剛性率は、市販の評価装置、例えばレオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー（株）製レオメーター等で測定することにより容易に求められる。非相溶ポリマーの剛性率は、２００℃から２５０℃の範囲内でポリエステルの２０倍以上１０００倍以下であればよいが、好ましくは３０倍以上５００倍以下、より好ましく３０倍以上２００倍以下である。剛性率が２０倍未満や１０００倍を超える場合は、生産性向上の効果が低いものとなる。
【００１３】本発明における非相溶ポリマーの非相溶とはポリエステルの溶融状態においてポリエステルと２相分離し得ることを意味する。従って本発明において非相溶ポリマーとしては、このような性質を持つポリマーであれば特に限定されないが、スチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーが好ましい例として挙げられる。
【００１４】本発明においては、ポリエステル中に非相溶ポリマーが、ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で含有されていることが必要であり、好ましくは０．１〜１．０重量部、より好ましくは０．３〜０．８重量部の比で含有される。非相溶ポリマーの含有量が０．０１重量部未満では、その製糸時の生産性向上の効果がなく、１０重量部を超えると、糸切れ等製糸時にトラブルが発生する。
【００１５】本発明におけるポリエステル中において、含有される非相溶ポリマーのドメインの分散状態は、繊維軸に対し垂直方向の繊維横断面において直径が０．５μｍ以下で、かつ繊維軸に対し平行方向の繊維縦断面において長さが１μｍ以上であればよいが、直径が０．４μｍ以下、長さが２μｍ以上であることがより好ましい。直径が０．５μｍを超える場合は、糸切れし易く、長さが１μｍ未満の場合は、生産性向上の効果が小さくなる。
【００１６】本発明におけるポリエステルに含有される非相溶ポリマーの好ましい例としては、前記のようにスチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーが挙げられるが、更にこの共重合ポリマーについて説明する。共重合ポリマーの成分の単位を構成するスチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン誘導体が挙げられ、（メタ）アクリロニトリルとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられ、Ｎ−置換マレイミドとしては、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のＮ−脂肪族置換マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド等のＮ−芳香族置換マレイミドが挙げられる。
【００１７】共重合ポリマーの組成は、特に限定されないが、２種の成分からなる場合は、どのような組合せにおいても、どちらかの成分が２０〜８０重量％、他の成分が８０〜２０重量％含まれることが好ましい。共重合ポリマーが３種の成分からなる場合は、各成分が少なくとも５重量％含まれることが好ましく、より好ましい組成は、スチレン系化合物単位が４０〜８０重量％、（メタ）アクリロニトリル単位が５〜４５重量％及びＮ−置換マレイミド単位が１５〜５５重量％である。
【００１８】かかる共重合ポリマーの具体的な例としては、スチレンとアクリロニトリルの共重合体、スチレンとＮ−フェニルマレイミドの共重合体、或いはスチレン、アクリロニトリル及びＮ−フェニルマレイミドの共重合体等が挙げられる。これらの共重合ポリマーの中で２種の成分のうちの一つ或いは３種の成分のうちの一つに（メタ）アクリロニトリルが含まれることがポリエステル中での分散性の点からより好ましく、更により好ましいものとして、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／アクリロニトリル／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体が挙げられる。
【００１９】非相溶ポリマーとして用いる共重合ポリマーは、その分子量が任意のものであってよいが、数平均分子量で１００００〜５０００００のポリマーであることが好ましく、数平均分子量で４００００〜２０００００のポリマーであることがより好ましい。数平均分子量が１００００未満では、生産性向上の効果が低くなる傾向にあり、５０００００を超えると、ポリエステル中での分散性が悪くなる傾向にある。
【００２０】また共重合ポリマーは、そのガラス転移温度が１１０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１３０℃以上で、ポリエステルの融点以下であることが好ましく、より好ましくは１５０℃未満である。ガラス転移温度が１１０℃未満では、製糸時の生産性向上の効果が低くなる傾向にあり、ポリエステルの融点を超えると、ポリエステル中での分散が悪くなり、製糸時に糸切れ等のトラブルが起こったり、得られた繊維の物性に悪影響を及ぼす傾向にある。
【００２１】本発明のポリエステル繊維は、紡糸速度、即ち紡糸引き取り速度を高くしても、得られた繊維の分子配向が大きくならず製糸生産性を向上させる働きがある。この理由は、明らかではないが、繊維を形成させるポリエステルの紡糸の際に、溶融状態から繊維として固化するまでの温度域で通常のポリエステルに比して高い剛性率を有することに加え、線状に引き延ばされ繊維長手方向に連続したような構造となるため繊維全体にかかる応力が添加した共重合ポリマー側に比較的多くかかり、結果的にポリエステルの配向がかかり難くするものと推定される。
【００２２】本発明のポリエステル繊維は、次のようにして製造することができる。即ち、テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからポリエステルを溶融紡糸し、ポリエステル繊維を製造するに際し、用いるポリエステルの生成中又は生成後の系に、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下である非相溶ポリマー、例えばスチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーを、生成ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１〜１重量部、より好ましくは０．３〜０．８重量部の比で添加することにより本発明のポリエステル繊維を得ることができる。
【００２３】本発明のポリエステル繊維は、非相溶ポリマーが含有されたポリエステルから構成されており、本発明のポリエステル繊維は、紡糸直前の溶融状態において、ポリエステルポリマーが海、非相溶ポリマーが島の海島構造にあり、非相溶ポリマーが走査型電子顕微鏡観察による非相溶ポリマー相の平均分散粒径で０．５μｍ未満で含有されていることが好ましい。含有された非相溶ポリマーの平均分散粒径が０．５μｍ以上である場合は、紡糸の際に糸切れを起こしたり、布帛にしたときに筋斑の発生等の問題が起こり易くなる。
【００２４】非相溶ポリマーのポリエステルへの添加方法は、ポリエステルの生成中又は生成後の系に添加され、紡糸直前に生成したポリエステルに混合することも可能であるが、非相溶ポリマーがポリエステル中に島、ポリエステルが海の海島構造に均一に分散させるためには、ポリエステルの生成中の系に添加することが好ましく、特に重縮合反応系に添加することがより好ましい。
【００２５】また、非相溶ポリマーをポリエステルへ添加する際、熱劣化、着色等の問題を防止するために公知の抗酸化剤等の安定剤、着色防止剤や、易滑剤、難燃剤、蛍光剤、その他の添加剤を適宜添加してもよい。ポリエステルの生成工程で添加する場合や比較的高温で紡糸する場合等長い、或いは高い温度の熱履歴が加わる場合は抗酸化剤を用いることが好ましい。抗酸化剤としては、例えばフェノール系、ホスファイト系やチオエーテル系等が用いられる。
【００２６】本発明のポリエステル繊維の製造における溶融紡糸は、非相溶ポリマーを添加したポリエステルを通常の紡糸機を用いて紡糸されるが、紡糸速度としては、１０００〜６０００ｍ／分未満の紡糸速度で紡糸することが好ましい。本発明のポリエステル繊維の製造方法によれば、非相溶ポリマーを添加することにより、非相溶ポリマーを添加しないポリエステルの溶融紡糸に比べ、同等の繊維物性の繊維を得る場合に、紡糸速度を高めることができ、製糸時の生産性を向上させることができる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例中の各特性値は、下記の方法により測定した。また、実施例中の部は重量部を意味する。
【００２８】（繊維強度、伸度）島津製作所社製オ−トグラフＳＤ−１００−Ｃを用いて、試料長２００mm、引張速度２００ｍｍ／分で応力−伸長曲線を測定し、繊維の破断点の強度及び伸度を求めた。
（複屈折率)浸漬液としてグリセリンを用い、ステップコンペンセーター法により求めた。
（最大延伸倍率)得られた未延伸糸を、延伸速度６００ｍ／分で延伸し、破断する延伸倍率を最大延伸倍率とした。
【００２９】（溶融状態での剛性率）レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー（株）製レオメーターＲＤＡ−７００を用いて、パラレルプレート：２５ｍｍφ、プレート間隔：２ｍｍ、角周波数：１０ｒａｄ／ｓｅｃ、初期設定歪み：１０％、初期設定温度：３００℃、降温速度：１５℃／ｍｉｎ、雰囲気：窒素の条件で、２００〜２５０℃での非相溶ポリマーの剛性率Ｇ（ａ）とポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）からＧ（ａ）／Ｇ（ｂ）を剛性率比として求めた。非相溶ポリマーを重縮合系中に添加した場合は、非相溶ポリマーを添加したポリエステルと同一極限粘度を有する非相溶性ポリマーを添加していないポリエステルの剛性率をＧ（ｂ）とした。また、剛性率比は２００〜２５０℃で剛性率比が最大になる温度、最小になる温度でのデータで示した。
【００３０】（電子顕微鏡観察）繊維を包埋処理した後、ダイヤモンドナイフにて薄切試料を得、透過型電子顕微鏡用シ−トメッシュ（１５０メッシュ）に積載し、１％ＲｕＯ４水溶液上に曝し、蒸気染色をした後、日本電子(株)社製透過型電子顕微鏡ＪＥＭ-１００ＣＸ−ＩＩにて非相溶ポリマーの分散状態を観察した。
【００３１】（実施例１）テレフタル酸８５．５部、エチレングリコール４８．０部（ジカルボン酸：ジオールの仕込みモル比＝１：１．５、ポリエステルとして１００部となる）を反応槽に仕込み、窒素雰囲気下２６５℃まで昇温して、余剰の水及びエチレングリコールを系外へ留去しながらエステル化反応させた。その後、アンチモン系触媒０．０４部、リン系安定剤０．０３部、酸化チタン０．４６部を反応槽に仕込み、徐々に重合槽内を減圧していき、高真空下２９０℃まで昇温して、余剰のエチレングリコールを系外へ留去しながら重縮合反応させた。減圧開始から２０分後一旦常圧に戻し、非相溶ポリマーとしてガラス転移温度が１４５℃、数平均分子量が６５０００のスチレン／アクリロニトリル／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体（重量比５３／１４／３３）、（ＰＳＡＭＨと略す）をペレットの状態で０．５部添加し、反応生成物との混合物を調製後、徐々に重合槽内を減圧していき、高真空下２９０℃にて４０分間重縮合反応を更に進行させ、極限粘度０.７１のポリエステルを得た。
【００３２】得られたポリエステルを、常法によりチップ化した後、真空乾燥し、孔径０.２５ｍｍの円形紡糸孔を３６個有する紡糸口金を通して、紡糸温度２９２℃にて溶融紡糸した。吐出糸条を冷却気流で冷却固化した後、油剤を付与し、３０００ｍ／分の紡糸速度で巻取った。なお、紡糸機からの放流ポリマー中でのＰＳＡＭＨの平均分散粒径は０．３４μｍで、また紡糸時のトラブルもなかった。得られた未延伸糸は、８３ｄｔｅｘであり、得られた未延伸糸の繊維物性を表１に示した。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＳＡＭＨの剛性率比も表１に示した。なお、ＰＳＡＭＨの剛性率Ｇ（ａ）と本実施例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＳＡＭＨを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２４０℃で最大８２（Ｇ（ａ）＝１６．６ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．２０３ＭＰａ）、２００℃で最小５４（Ｇ（ａ）＝９１．２ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）であった。
【００３３】（比較例１）実施例１において、非相溶ポリマーを添加しない以外は、実施例１と同様にしてポリエステルを得た。また紡糸速度を２０００ｍ／分とした以外は実施例１と同様の方法にて紡糸し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の繊維物性を評価し、表１に示した。
【００３４】実施例１と比較例１とを比べると、実施例１で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例１で得られた未延伸糸と同等であり、実施例１では紡糸速度が３０００ｍ／分であるのに対し比較例１では紡糸速度が２０００ｍ／分であることから、非相溶ポリマーとしてＰＳＡＭＨを添加することにより紡糸速度で１．５倍の生産性向上の効果が得られた。
【００３５】（実施例２）実施例１において、添加する非相溶ポリマーをガラス転移温度が１３５℃、数平均分子量が６５０００のスチレン／アクリロニトリル／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体（重量比５５／２２／２３）（ＰＳＡＭＬと略す）に代えた以外は、実施例１と同様にしてポリエステルを得た。引き続き、紡糸速度を２５００ｍ／分とした以外は実施例１と同様の方法にて紡糸し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の繊維物性を評価し、表１に示した。なお、紡糸機からの放流ポリマー中でのＰＳＡＭＬの平均分散粒径は０．２４μｍで、紡糸時のトラブルもなかった。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＳＡＭＬの剛性率比は表１に示した。なお、ＰＳＡＭＬの剛性率Ｇ（ａ）と本実施例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＳＡＭＬを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２２５℃で最大４４（Ｇ（ａ）＝１８．４ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．４２０ＭＰａ）、２００℃で最小３３（Ｇ（ａ）＝５６．７ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）であった。
【００３６】実施例２と比較例１とを比べると、実施例２で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例１で得られた未延伸糸と同等であり、実施例２では紡糸速度が２５００ｍ／分であるのに対し比較例１では紡糸速度が２０００ｍ／分であることから、非相溶ポリマーとしてＰＳＡＭＬを添加することにより紡糸速度で１．２５倍の生産性向上の効果が得られた。
【００３７】（実施例３）実施例１において、添加する非相溶ポリマーをガラス転移温度が１１２℃、数平均分子量が１４７０００のスチレン／アクリロニトリル共重合体（重量比７１／２９）（ＰＡＳと略す）に代えた以外は、実施例１と同様にしてポリエステルを得た。引き続き、実施例２と同様の方法にて紡糸し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の繊維物性を評価し、表１に示した。なお、紡糸機からの放流ポリマー中でのＰＡＳの平均分散粒径は０．２７μｍで、紡糸時のトラブルもなかった。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＡＳの剛性率比は表１に示した。なお、ＰＡＳの剛性率Ｇ（ａ）と本実施例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＡＳを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２５０℃で最大１５１（Ｇ（ａ）＝２２．４ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．１４８ＭＰａ）、２００℃で最小５１（Ｇ（ａ）＝８７．３ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）であった。
【００３８】実施例３と比較例１とを比べると、実施例３で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例１で得られた未延伸糸と同等であり、実施例３では紡糸速度が２５００ｍ／分であるのに対し比較例１では紡糸速度が２０００ｍ／分であることから、非相溶ポリマーとしてＰＡＳを添加することにより紡糸速度で１．２５倍の生産性向上の効果が得られた。
【００３９】（実施例４〜５）非相溶ポリマーを添加しない以外は実施例１と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルにＰＳＡＭＨをペレットの形態で紡糸時のポリエステルに添加量を変更して添加した。次いで溶融温度２９５℃で紡糸孔を３６個有する紡糸口金より紡出し、紡糸速度３０００ｍ／分で巻き取り、１３３ｄｔｅｘの未延伸糸を得た。なお、紡糸機からの放流ポリマー中でのＰＳＡＭＨの平均分散粒径は、ＰＳＡＭＨの添加量が０．５部の場合が０．３８μｍ、０．８部の場合が０．４２μｍで、紡糸時のトラブルもなかった。得られた未延伸糸の繊維物性を表１に示した。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＳＡＭＨの剛性率比も表１に示した。なお、ＰＳＡＭＨの剛性率Ｇ（ａ）と本実施例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＳＡＭＨを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２４０℃で最大８２（Ｇ（ａ）＝１６．６ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．２０３ＭＰａ）、２００℃で最小５４（Ｇ（ａ）＝９１．２ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）であった。
【００４０】（比較例２〜３）非相溶ポリマーを添加しない以外は実施例１と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルに非相溶ポリマーを添加せずに紡糸速度を２３００ｍ／分、１８００ｍ／分にそれぞれ変更して巻き取る以外は実施例４〜５と同様の条件にて未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の物性を表１に示した。
【００４１】実施例４と比較例２とを比べると、実施例４で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例２で得られた未延伸糸と同等であり、実施例４では紡糸速度が３０００ｍ／分であるのに対し比較例２では紡糸速度が２３００ｍ／分であることから、ＰＳＡＭＨの添加により紡糸速度で１．３０倍の生産性向上の効果が得られ、また、実施例５と比較例３とを比べると、実施例５で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例３で得られた未延伸糸と同等であり、実施例５では紡糸速度が３０００ｍ／分であるのに対し比較例３では紡糸速度が１８００ｍ／分であることから、非相溶ポリマーとしてＰＳＡＭＨを添加することにより紡糸速度で１．６７倍の生産性向上の効果が得られた。
【００４２】（比較例４）ＰＳＡＭＨに代えてガラス転移温度が９６℃、数平均分子量が６７０００のポリスチレン（ＰＳと略す）を０．５部紡糸時に添加したこと以外は、実施例４〜５と同様にして紡糸（紡糸速度３０００ｍ／分）し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の物性を表１に示した。また２００〜２５０℃でのポリエステルに対するＰＳの剛性率比も表１に示した。なお、ＰＳの剛性率Ｇ（ａ）と本比較例におけるポリエステルと同一極限粘度を有するＰＳを添加していないポリエステルの剛性率Ｇ（ｂ）との剛性率比は２００℃で最大４（Ｇ（ａ）＝６．１７ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝１．７０ＭＰａ）、２５０℃で最小２（Ｇ（ａ）＝０．２９１ＭＰａ、Ｇ（ｂ）＝０．１２７ＭＰａ）であった。
【００４３】（比較例５）非相溶ポリマーを添加しない以外は実施例１と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルに非相溶ポリマーを添加しない以外は比較例４と同じ紡糸条件にて紡糸し未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の物性を表１に示した。
【００４４】比較例４と比較例５とを比べると、比較例４で得られた未延伸糸の繊維物性は、比較例５で得られた未延伸糸と同等であり、比較例４及び比較例５ではともに紡糸速度が３０００ｍ／分であることから、ＰＳの添加によっても特段の生産性向上の効果は得られなかった。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【発明の効果】本発明のポリエステル繊維は、繊維物性が良好で、かつその製糸時の生産性の高いポリエステル繊維であり、また、本発明の製造方法によれば、従来の技術では達成することができなかったポリエステル繊維の生産性向上を達成するものであり、紡糸及び延伸或いは延伸仮撚等を含む製糸工程での糸切れ等のトラブルもなく、紡糸速度を高めて生産性高くポリエステル繊維を得ることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルに、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下の非相溶ポリマーが、ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で含有されたポリエステルからなることを特徴とするポリエステル繊維。
【請求項２】 ポリエステル中において、非相溶ポリマーが、繊維軸に対し平行に伸長した構造を有し、繊維軸に対し垂直方向の繊維横断面において非相溶ポリマーのドメインの直径が０．５μｍ以下で、かつ平行方向の繊維縦断面において非相溶ポリマーのドメインの長さが１μｍ以上である請求項１記載のポリエステル繊維。
【請求項３】 非相溶ポリマーが、スチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーである請求項１又は請求項２記載のポリエステル繊維。
【請求項４】 非相溶ポリマーが、スチレン系化合物単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも１種及び（メタ）アクリロニトリル単位を成分とする共重合ポリマーである請求項１又は請求項２記載のポリエステル繊維。
【請求項５】 共重合ポリマーが、数平均分子量１００００〜５０００００のポリマーである請求項３又は請求項４記載のポリエステル繊維。
【請求項６】 共重合ポリマーが、ガラス転移温度１１０℃以上、ポリエステルの融点以下のポリマーである請求項３、請求項４又は請求項５記載のポリエステル繊維。
【請求項７】 テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルを溶融紡糸してポリエステル繊維を製造するに際し、該ポリエステルの生成中又は生成後の系に、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下の非相溶ポリマーを、生成ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で添加することを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。
【請求項８】 非相溶ポリマーとして、スチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーを用いる請求項７記載のポリエステル繊維の製造方法。
【請求項１】 テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルに、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下の非相溶ポリマーが、ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で含有されたポリエステルからなることを特徴とするポリエステル繊維。
【請求項２】 ポリエステル中において、非相溶ポリマーが、繊維軸に対し平行に伸長した構造を有し、繊維軸に対し垂直方向の繊維横断面において非相溶ポリマーのドメインの直径が０．５μｍ以下で、かつ平行方向の繊維縦断面において非相溶ポリマーのドメインの長さが１μｍ以上である請求項１記載のポリエステル繊維。
【請求項３】 非相溶ポリマーが、スチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーである請求項１又は請求項２記載のポリエステル繊維。
【請求項４】 非相溶ポリマーが、スチレン系化合物単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも１種及び（メタ）アクリロニトリル単位を成分とする共重合ポリマーである請求項１又は請求項２記載のポリエステル繊維。
【請求項５】 共重合ポリマーが、数平均分子量１００００〜５０００００のポリマーである請求項３又は請求項４記載のポリエステル繊維。
【請求項６】 共重合ポリマーが、ガラス転移温度１１０℃以上、ポリエステルの融点以下のポリマーである請求項３、請求項４又は請求項５記載のポリエステル繊維。
【請求項７】 テレフタル酸を主とするジカルボン酸成分及びエチレングリコールを主とするジオール成分とからなるポリエステルを溶融紡糸してポリエステル繊維を製造するに際し、該ポリエステルの生成中又は生成後の系に、２００℃から２５０℃の範囲内での剛性率が該ポリエステルの２０倍以上１０００倍以下の非相溶ポリマーを、生成ポリエステル１００重量部に対し０．０１〜１０重量部の比で添加することを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。
【請求項８】 非相溶ポリマーとして、スチレン系化合物単位、（メタ）アクリロニトリル単位及びＮ−置換マレイミド単位のうちの少なくとも２種を成分とする共重合ポリマーを用いる請求項７記載のポリエステル繊維の製造方法。
【公開番号】特開２０００−３２８３６５（Ｐ２０００−３２８３６５Ａ）
【公開日】平成１２年１１月２８日（２０００．１１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−６０８５（Ｐ２０００−６０８５）
【出願日】平成１２年１月１１日（２０００．１．１１）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年１１月２８日（２０００．１１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年１月１１日（２０００．１．１１）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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