分割型ポリエステル複合繊維
【目的】 紡糸時の断糸が少なくて工程安定性に優れ、アルカリ減量処理により容易にかつ効率的に極細繊維を得ることができる分割型ポリエステル複合繊維を提供する。
【構成】 特定量のポリエチレングリコール、カルボン酸金属塩、ヒンダードフェノール化合物を含有する、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレート（成分Ａ）と、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステル（成分Ｂ）とからなり、前者によって後者が複数個に分割された繊維断面形状を有する分割型ポリエステル複合繊維。
【構成】 特定量のポリエチレングリコール、カルボン酸金属塩、ヒンダードフェノール化合物を含有する、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレート（成分Ａ）と、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステル（成分Ｂ）とからなり、前者によって後者が複数個に分割された繊維断面形状を有する分割型ポリエステル複合繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一方の成分が、他方の成分により複数個に分割された繊維断面形状を有する分割型ポリエステル複合繊維に関するものであり、更に詳しくは、アルカリ減量処理によって、容易にかつ効率良く極細繊度のポリエステル繊維を得ることができ、しかも紡糸時の工程安定性に優れた分割型ポリエステル複合繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】複合繊維から一方の成分を除去して極細繊維を得る方法は、従来より知られている。なかでも、ポリエチレンテレフタレート成分とアルカリ加水分解速度がポリエチレンテレフタレートより速い変性ポリエステル成分とからなる分割型ポリエステル複合繊維から、アルカリ減量により変性ポリエステル成分を分解除去する方法が種々提案されている。かかる方法により得られる極細ポリエチレンテレフタレート繊維は、高融点、高強度、高ヤング率、良好な電気特性、耐薬品性等の優れた特性を有していることから、絹様織編物、スポーツ衣料、フィルター、その他各種衣料用、工業分野への展開が期待されている。
【０００３】かかる分割型ポリエステル複合繊維としては、変性ポリエステル成分とポリエチレンテレフタレート成分とのアルカリ減量速度差が十分に大きく、アルカリ減量処理により、変性ポリエステル成分が効率的に分解除去されて、ポリエチレンテレフタレートの極細繊維が得られ、しかも紡糸時の断糸が少なく、工程安定性に優れていることが望まれる。しかしながら、これらを満足し得るものは、未だ見出されていないのが実情である。
【０００４】アルカリ易溶解性成分として、各種第３成分を共重合したポリエステルを用いた分割型複合繊維も多数提案されている。例えば、特開昭５４−１３８６２０号公報には、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を共重合したポリエステルを用いる方法が提案されている。しかし、５−ナトリウムスルホイソフタル酸共重合ポリエステルは、ポリマー増粘性を有しており、重合反応の際、溶融粘度が著しく増大するため、重合度を十分に上げることが難しく、その結果、紡糸性が低下し、紡糸時の工程安定性が悪化する。アルカリ減量速度を高めようとして、５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量を多くすると、この傾向はさらに顕著となる。
【０００５】また、アルカリ易溶解性成分として、ポリエステルと非反応性のアルカリ易溶解性成分をを配合したポリエステルを用いた分割型複合繊維も種々提案されている。例えば、特公昭４７−４７５３２号公報には、平均分子量が１０，０００以上のポリオキシアルキレングリコールを配合したポリエステルを用いる方法が提案されている。しかし、ポリオキシアルキレングリコールを添加すると、熱安定性が悪くなり、紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が低下する。従って、十分なアルカリ減量速度が得られる程度まで、ポリオキシアルキレングリコールの配合量を多くすることは困難である。
【０００６】更に、特開昭５９−３６７７５号公報では、変性ポリエステルとして、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したポリマーにポリオキシアルキレングリコールをブレンドしたポリエステルが用いられている。しかし、この変性ポリエステルを用いた場合も、紡糸時の断糸が多く、工程安定性は満足できるものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点を解消し、アルカリ減量処理で、容易にかつ効率良くポリエステル極細繊維を得ることができ、しかも紡糸時の工程安定性に優れた分割型ポリエステル複合繊維を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を達成するため鋭意検討した結果、アルカリ易溶解性成分の変性ポリエステルとして、ポリオキシアルキレングリコールを含む５−ナトリウムスルホイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートに、特定量のカルボン酸アルカリ金属塩とヒンダードフェノール化合物とを添加したものを使用することによって、熱安定性が向上して、紡糸時の断糸が減少し、工程安定性が向上すると共に、アルカリ減量処理における十分なアルカリ減量速度を得ることができることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】即ち、本発明によれば、成分Ａ及び成分Ｂからなり、該成分Ｂが、該成分Ａにより複数個に分割された繊維断面形状を有する複合繊維であって、該成分Ａが、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸を１〜５モル％共重合したポリエチレンテレフタレートからなる変性ポリエステルであり、数平均分子量が６，０００以上のポリエチレングリコールを１〜５重量％、カルボン酸アルカリ金属塩を変性ポリエステルの全酸成分に対して２０〜５００ミリモル％、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％含有しており、該成分Ｂが、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルであることを特徴とする分割型ポリエステル複合繊維が提供される。
【００１０】本発明において、成分Ｂとして用いるポリエステルは、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルであって、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き換えたポリエステルであってもよく、さらには、エチレングリコール成分の一部を他のジオール成分で置き換えたポリエステルであってもよい。特に、アルカリ難溶解性であるという点で、ポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。
【００１１】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、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などの芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸を挙げることができる。また、エチレングリコール以外のジオール化合物としては、例えば、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサン―１，４―ジメタノール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳなどの脂肪族、脂環族、芳香族のジオール化合物を挙げることができる。
【００１２】かかるポリエステルは、任意の方法によって合成することができる。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、あるいは、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下で加熱して、所望の重合度になるまで重縮合反応させる第２段階の反応によって製造される。
【００１３】一方、本発明において、成分Ｂを複数個に分割する成分Ａは、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸成分を１〜５モル％共重合したポリエチレンテレフタレートからなる変性ポリエステルであることが必要である。
【００１４】該共重合ポリエチレンテレフタレートのスルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸成分としては、５−リチウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−カリウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。
【００１５】該共重合ポリエチレンテレフタレートには、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸成分が１〜５モル％、より好ましくは２〜４％共重合されていることが必要である。１モル％未満の場合は、十分なアルカリ減量性が得られず、５モル％より多い場合は、溶融粘度が上昇して、高重合度のポリマーが得られず、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪化する傾向があるので不適当である。
【００１６】また、この成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、数平均分子量が６，０００以上、好ましくは１０，０００〜５０，０００のポリエチレングリコールを１〜５重量％、好ましくは２〜４重量％含有していることが必要である。該ポリエチレングリコールの数平均分子量が６，０００未満では、十分なアルカリ減量速度が得られない。また、該ポリエチレングリコールの含有量が１重量％未満の場合は、十分なアルカリ減量速度が得られず、該ポリエチレングリコールの含有量が５重量％より多い場合は、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪化する傾向があるので不適当である。
【００１７】更に、成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、カルボン酸金属塩を変性ポリエステルの全酸成分に対して２０〜５００ミリモル％、好ましくは１００〜４００ミリモル％含有していることが必要である。該カルボン酸金属塩の含有量が２０ミリモル％未満の場合は、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）含有量が増加して、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、５００ミリモル％を越えた場合も、熱安定性が悪化して、紡糸時の断糸が増加し、紡糸調子が悪くなる。
【００１８】該カルボン酸金属塩としては、例えば、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなどを挙げることができる。
【００１９】更に加えて、成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％、好ましくは０．１〜２重量％含有していることが必要である。該ヒンダードフェノール化合物の含有量が０．０２重量％未満の場合は、熱安定性が悪く、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、３重量％を越えた場合も、紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪化する。
【００２０】該ヒンダードフェノール化合物としては、例えば、下記の構造単位を有する化合物を挙げることができる。
【００２１】
【化１】
【００２２】（式中、ＲはＨ、―ＣＨ3又は―Ｃ2Ｈ5を表し、ｔ―Ｂｕは―Ｃ（ＣＨ3）3を表す。）
本発明において、成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、任意の方法により製造することができ、例えば、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレートを合成する反応中の任意の時期に、前記ポリエチレングリコール、カルボン酸金属塩、ヒンダードフェノール化合物を添加する方法、あらじめ合成したポリエチレンテレフタレートと前記ポリエチレングリコール、カルボン酸金属塩、ヒンダードフェノール化合物とを、エクストルーダーを使用してを溶融混合させる方法などにより製造することができる。
【００２３】本発明で成分Ｂとして使用するポリエステル及び成分Ａとして使用する変性ポリエステルは、溶融紡糸時の断糸を減少させ、工程安定性を向上させるうえで、共に、固有粘度（３５℃のオルソクロロフェノール中で測定）が０．４５以上であることが望ましい。
【００２４】なお、本発明において、成分Ｂとして用いるポリエステルと成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、二酸化チタンなどの艶消剤、着色防止剤、酸化防止剤、アニオン系、カチオン系、非イオン系等の界面活性剤、帯電防止剤、易染化剤、無機微粒子着色剤、難燃剤等を含んでいてもよい。
【００２５】本発明においては、成分Ａと成分Ｂとのアルカリ減量速度差によって、アルカリ難溶解性成分である成分Ｂからなる分割極細繊維を得るものであり、そのアルカリ溶解度差は、大きいほど望ましく、成分Ａのアルカリ減量速度は、成分Ｂの１０倍以上、好ましくは２０倍以上であることが望ましい。従って、成分Ｂを構成するポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。
【００２６】前記変性ポリエステル成分Ａとポリエステル成分Ｂとの複合形態及び各成分の断面形状は、成分Ａにより成分Ｂが複数個に分割された形態であれば任意であり、そのいくつかの例を図１（ａ）〜（ｉ）に示す。
【００２７】図１において、Ａは変性ポリエステル成分（成分Ａ）であり、Ｂはポリエステル成分（成分Ｂ）である。（ａ）〜（ｃ）は、成分Ｂが成分Ａにより１６に分割されている分割型複合繊維である。（ｄ）は、成分Ａを海、成分Ｂを島とした海島型の分割型複合繊維であり、成分Ｂが成分Ａにより２６に分割されている。（ｅ）、（ｆ）は、偏平断面形状の分割型複合繊維であり、（ｇ）〜（ｉ）は、それぞれ（ａ）〜（ｃ）の外周部を成分Ａで被覆したものである。
【００２８】このような分割型複合繊維は、布帛とした後、アルカリ処理することにより、成分Ａが溶解し、成分Ｂが分割されて極細繊維となると共に、繊維間に空間を持たせることができるので、嵩高でソフトな風合いを呈する布帛とすることができる。
【００２９】成分Ａと成分Ｂとからなる分割型ポリエステル複合繊維における両成分の複合比率は、成分Ａが多いほどアルカリ処理による分割が容易となるが、逆に多すぎると、複合繊維の物性が低下するため、後工程での取扱い性が悪化し、さらには、溶解除去成分が多くなるから、コスト的にも不利となる。かかる観点から、成分Ａ：成分Ｂは、重量比で８０：２０〜２：９８の範囲が好ましく、６０：４０〜５：９５の範囲がより好ましい。
【００３０】また、本発明の分割型ポリエステル複合繊維は、成分Ｂからなる極細繊維構成単位を０．３デニール以下とし、かつ該構成単位の数を１６以上、特に２４以上とすると、効果が顕著となり好ましい。
【００３１】以上説明した本発明の分割型ポリエステル複合繊維は、従来公知の複合紡糸口金及び複合紡糸装置を用いて、常法により製造することができる。例えば、５００〜２，５００ｍ／分の引取速度で溶融紡糸し、延伸、熱処理する方法、１，５００〜５，０００ｍ／分の引取速度で溶融紡糸し、延伸と仮撚加工とを同時又は逐次的に行う方法、５，０００ｍ／分以上の高速で溶融紡糸し、用途によっては延伸工程をを省略する方法などを採用することができる。また、得られた極細繊維又はその極細繊維から製造された布帛を、１００℃以上の温度で熱処理して構造の安定性を向上させてもよいし、更に、必要に応じて弛緩熱処理などを併用してもよい。
【００３２】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例中の部は重量部を示す。紡糸調子は、紡糸中、断糸がほとんど発生せず、安定している場合を○、ときどき断糸が発生するが、おおむね安定している場合を△、断糸が多発して不安定な場合を×とした。また、固有粘度は、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。
【００３３】［実施例１］テレフタル酸ジメチル１００部、５―ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル３．３７部、エチレングリコール６２部、酢酸カルシウム０．０６部、酢酸ナトリウム０．１１部をエステル交換反応器に仕込み、３時間かけて１４０℃から２２０℃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せた。２２０℃で２０分間撹拌した後、安定剤として正リン酸０．０６部を添加し、同時に過剰エチレングリコールの昇温追い出しを開始した。１０分後、重合触媒として三酸化アンチモン０．０４部を添加した。内温が２４０℃に到達した時点でエチレングリコールの追い出しを終了し、反応生成物を重合反応器に移した。次いで昇温し、内温を２６０℃に到達させた後、１時間かけて７６０ｍｍＨｇから１ｍｍＨｇまで減圧し、同時に１時間かけて内温を２８０℃まで昇温した。ここで、数平均分子量２０，０００のポリエチレングリコール２部、ヒンダードフェノール化合物（住友化学工業株式会社製、スミライザーＧＡ―８０）０．２０部を添加し、更に３０分重合した時点で重合反応を打ち切り、常法に従ってチップ化した。
【００３４】得られた変性ポリエステルは、５―ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量が２．２モル％、ポリエチレングリコール（数平均分子量２０，０００）の含有量が２重量％、酢酸ナトリウムの含有量が変性ポリエステルの全酸成分に対して１６０ミリモル％、ヒンダードフェノール化合物の含有量が０．２重量％、固有粘度が０．５０であった。
【００３５】このようにして得た変性ポリエステルを成分Ａとして用い、一方、成分Ｂのポリエステルとして、固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレートを用い、常法に従って複合紡糸、延伸して、図１の（Ｃ）に示す中空環状多層貼合型複合繊維（但し、成分Ａ、成分Ｂは、それぞれ８層、複合比５０／５０、７５デニール／２０フィラメント）を得た。紡糸時の断糸はほとんど発生せず、紡糸調子は○であり、工程安定性は良好であった。
【００３６】得られた複合繊維を平織物とし、温度１００℃の水酸化ナトリウム水溶液（濃度３５ｇ／リットル）中で、アルカリ減量処理を行った。成分Ｂの分割に必要なアルカリ減量率は、５３％であり、成分Ｂ（ポリエチレンテレフタレート）をあまり分解させることなく（すなわち減量率が低い段階で）、極細繊維に分割できた。
【００３７】［実施例２〜１１、比較例１〜５］実施例１において、５―ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量並びにポリエチレングリコールの数平均分子量及び含有量を表１に示すように変更し、その他の条件は実施例１と同様にして、複合繊維を作成した。
【００３８】紡糸調子及び成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率は表１に示す通りであった。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１の結果から明かなように、本発明の複合繊維（実施例２〜１１）は、紡糸調子が良好であり、アルカリ減量が速やかに進行して、アルカリ難溶解性成分Ｂ（ポリエチレンテレフタレート）をあまり分解させることなく（すなわち減量率が低い段階で）、極細繊維に分割できることがわかる。これに対して、成分Ｂの変性ポリエステルの５―ナトリウムスルホイソフタル酸共重合量が１重量％未満である場合（比較例１）は、十分なアルカリ減量速度が得られず、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率が大きくなる。一方、５―ナトリウムスルホイソフタル酸共重合量が５重量％を越える場合（比較例２）は、複合繊維の紡糸時に断糸が発生するようになり、工程安定性が悪化する。また、ポリエチレングリコールの数平均分子量が６，０００未満の場合（比較例３）は、十分なアルカリ減量速度が得られず、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率が大きくなる。更に、ポリエチレングリコールの含有量が１重量％未満である場合（比較例４）は、十分なアルカリ減量速度が得られず、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率が大きくなり、５重量％を越える場合（比較例５）は、複合繊維の紡糸時に断糸が発生するようになり、工程安定性が悪化する。
【００４１】［実施例１２〜１９、比較例６〜９］実施例１において、酢酸ナトリウム及びヒンダードフェノール化合物の含有量を表２に示すように変更し、その他の条件は実施例１と同様にして、複合繊維を作成した。
【００４２】紡糸調子及び成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率は表２に示す通りであった。
【００４３】
【表２】
【００４４】表２の結果から明かなように、本発明の複合繊維（実施例１２〜１９）は、紡糸調子が良好であり、アルカリ減量が速やかに進行して、アルカリ難溶解性成分Ｂ（ポリエチレンテレフタレート）をあまり分解させることなく（すなわち減量率が低い段階で）、極細繊維に分割できることがわかる。これに対して、成分Ｂの変性ポリエステルの酢酸ナトリウム含有量が変性ポリエステルの全酸成分に対して２０ミリモル％未満である場合（比較例６）は、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、５００ミリモル％を越えた場合（比較例７）も、熱安定性が悪化して、紡糸時の断糸が増加し、紡糸調子が悪くなる。また、ヒンダードフェノール化合物の含有量が０．０２重量％未満である場合（比較例８）は、熱安定性が悪く、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、３重量％を越えた場合（比較例９）も、紡糸時の断糸が増加し、紡糸調子が悪化する。
【００４５】［実施例２０］実施例１において、成分Ｂのポリエチレンテレフタレートに代えて、３モル％のイソフタル酸を共重合させたポリエチレンテレフタレート（固有粘度０．６４）を用い、成分Ａの酢酸ナトリウムに代えて、酢酸カリウムを用いた以外は、実施例１と同様にして複合繊維を作成した。
【００４６】紡糸時の断糸はほとんど発生せず、紡糸工程安定性は良好であり、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率は５４％であり、アルカリ減量処理による複合繊維の分割性も良好で、成分Ｂの極細繊維を容易に得ることができた。
【００４７】［実施例２１］実施例１において、海島型複合繊維紡糸装置を使用し、成分Ａを海成分、成分Ｂを島成分として、それ以外の条件は実施例１と同様にして、図１の（ｄ）に示す海島型複合繊維（成分Ａ／成分Ｂの複合比＝５０／５０、７５デニール／２０フィラメント）を得た。
【００４８】紡糸時の断糸はほとんど発生せず、紡糸工程安定性は良好であり、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率は５４％であり、アルカリ減量処理による複合繊維の分割性も良好で、成分Ｂの極細繊維を容易に得ることができた。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、断糸を伴うことなく、良好な紡糸工程安定性の下で、分割型ポリエステル複合繊維を紡糸することができ、得られた複合繊維は、アルカリ減量処理により分割することができ、容易にかつ効率良く極細繊維を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分割型ポリエステル複合繊維の例を示す拡大横断面図である。
【符号の説明】
Ａ 成分Ａ
Ｂ 成分Ｂ
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一方の成分が、他方の成分により複数個に分割された繊維断面形状を有する分割型ポリエステル複合繊維に関するものであり、更に詳しくは、アルカリ減量処理によって、容易にかつ効率良く極細繊度のポリエステル繊維を得ることができ、しかも紡糸時の工程安定性に優れた分割型ポリエステル複合繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】複合繊維から一方の成分を除去して極細繊維を得る方法は、従来より知られている。なかでも、ポリエチレンテレフタレート成分とアルカリ加水分解速度がポリエチレンテレフタレートより速い変性ポリエステル成分とからなる分割型ポリエステル複合繊維から、アルカリ減量により変性ポリエステル成分を分解除去する方法が種々提案されている。かかる方法により得られる極細ポリエチレンテレフタレート繊維は、高融点、高強度、高ヤング率、良好な電気特性、耐薬品性等の優れた特性を有していることから、絹様織編物、スポーツ衣料、フィルター、その他各種衣料用、工業分野への展開が期待されている。
【０００３】かかる分割型ポリエステル複合繊維としては、変性ポリエステル成分とポリエチレンテレフタレート成分とのアルカリ減量速度差が十分に大きく、アルカリ減量処理により、変性ポリエステル成分が効率的に分解除去されて、ポリエチレンテレフタレートの極細繊維が得られ、しかも紡糸時の断糸が少なく、工程安定性に優れていることが望まれる。しかしながら、これらを満足し得るものは、未だ見出されていないのが実情である。
【０００４】アルカリ易溶解性成分として、各種第３成分を共重合したポリエステルを用いた分割型複合繊維も多数提案されている。例えば、特開昭５４−１３８６２０号公報には、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を共重合したポリエステルを用いる方法が提案されている。しかし、５−ナトリウムスルホイソフタル酸共重合ポリエステルは、ポリマー増粘性を有しており、重合反応の際、溶融粘度が著しく増大するため、重合度を十分に上げることが難しく、その結果、紡糸性が低下し、紡糸時の工程安定性が悪化する。アルカリ減量速度を高めようとして、５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量を多くすると、この傾向はさらに顕著となる。
【０００５】また、アルカリ易溶解性成分として、ポリエステルと非反応性のアルカリ易溶解性成分をを配合したポリエステルを用いた分割型複合繊維も種々提案されている。例えば、特公昭４７−４７５３２号公報には、平均分子量が１０，０００以上のポリオキシアルキレングリコールを配合したポリエステルを用いる方法が提案されている。しかし、ポリオキシアルキレングリコールを添加すると、熱安定性が悪くなり、紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が低下する。従って、十分なアルカリ減量速度が得られる程度まで、ポリオキシアルキレングリコールの配合量を多くすることは困難である。
【０００６】更に、特開昭５９−３６７７５号公報では、変性ポリエステルとして、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したポリマーにポリオキシアルキレングリコールをブレンドしたポリエステルが用いられている。しかし、この変性ポリエステルを用いた場合も、紡糸時の断糸が多く、工程安定性は満足できるものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点を解消し、アルカリ減量処理で、容易にかつ効率良くポリエステル極細繊維を得ることができ、しかも紡糸時の工程安定性に優れた分割型ポリエステル複合繊維を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を達成するため鋭意検討した結果、アルカリ易溶解性成分の変性ポリエステルとして、ポリオキシアルキレングリコールを含む５−ナトリウムスルホイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートに、特定量のカルボン酸アルカリ金属塩とヒンダードフェノール化合物とを添加したものを使用することによって、熱安定性が向上して、紡糸時の断糸が減少し、工程安定性が向上すると共に、アルカリ減量処理における十分なアルカリ減量速度を得ることができることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】即ち、本発明によれば、成分Ａ及び成分Ｂからなり、該成分Ｂが、該成分Ａにより複数個に分割された繊維断面形状を有する複合繊維であって、該成分Ａが、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸を１〜５モル％共重合したポリエチレンテレフタレートからなる変性ポリエステルであり、数平均分子量が６，０００以上のポリエチレングリコールを１〜５重量％、カルボン酸アルカリ金属塩を変性ポリエステルの全酸成分に対して２０〜５００ミリモル％、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％含有しており、該成分Ｂが、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルであることを特徴とする分割型ポリエステル複合繊維が提供される。
【００１０】本発明において、成分Ｂとして用いるポリエステルは、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルであって、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き換えたポリエステルであってもよく、さらには、エチレングリコール成分の一部を他のジオール成分で置き換えたポリエステルであってもよい。特に、アルカリ難溶解性であるという点で、ポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。
【００１１】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、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などの芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸を挙げることができる。また、エチレングリコール以外のジオール化合物としては、例えば、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサン―１，４―ジメタノール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳなどの脂肪族、脂環族、芳香族のジオール化合物を挙げることができる。
【００１２】かかるポリエステルは、任意の方法によって合成することができる。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、あるいは、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下で加熱して、所望の重合度になるまで重縮合反応させる第２段階の反応によって製造される。
【００１３】一方、本発明において、成分Ｂを複数個に分割する成分Ａは、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸成分を１〜５モル％共重合したポリエチレンテレフタレートからなる変性ポリエステルであることが必要である。
【００１４】該共重合ポリエチレンテレフタレートのスルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸成分としては、５−リチウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−カリウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。
【００１５】該共重合ポリエチレンテレフタレートには、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸成分が１〜５モル％、より好ましくは２〜４％共重合されていることが必要である。１モル％未満の場合は、十分なアルカリ減量性が得られず、５モル％より多い場合は、溶融粘度が上昇して、高重合度のポリマーが得られず、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪化する傾向があるので不適当である。
【００１６】また、この成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、数平均分子量が６，０００以上、好ましくは１０，０００〜５０，０００のポリエチレングリコールを１〜５重量％、好ましくは２〜４重量％含有していることが必要である。該ポリエチレングリコールの数平均分子量が６，０００未満では、十分なアルカリ減量速度が得られない。また、該ポリエチレングリコールの含有量が１重量％未満の場合は、十分なアルカリ減量速度が得られず、該ポリエチレングリコールの含有量が５重量％より多い場合は、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪化する傾向があるので不適当である。
【００１７】更に、成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、カルボン酸金属塩を変性ポリエステルの全酸成分に対して２０〜５００ミリモル％、好ましくは１００〜４００ミリモル％含有していることが必要である。該カルボン酸金属塩の含有量が２０ミリモル％未満の場合は、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）含有量が増加して、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、５００ミリモル％を越えた場合も、熱安定性が悪化して、紡糸時の断糸が増加し、紡糸調子が悪くなる。
【００１８】該カルボン酸金属塩としては、例えば、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなどを挙げることができる。
【００１９】更に加えて、成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％、好ましくは０．１〜２重量％含有していることが必要である。該ヒンダードフェノール化合物の含有量が０．０２重量％未満の場合は、熱安定性が悪く、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、３重量％を越えた場合も、紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪化する。
【００２０】該ヒンダードフェノール化合物としては、例えば、下記の構造単位を有する化合物を挙げることができる。
【００２１】
【化１】
【００２２】（式中、ＲはＨ、―ＣＨ3又は―Ｃ2Ｈ5を表し、ｔ―Ｂｕは―Ｃ（ＣＨ3）3を表す。）
本発明において、成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、任意の方法により製造することができ、例えば、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸成分を共重合したポリエチレンテレフタレートを合成する反応中の任意の時期に、前記ポリエチレングリコール、カルボン酸金属塩、ヒンダードフェノール化合物を添加する方法、あらじめ合成したポリエチレンテレフタレートと前記ポリエチレングリコール、カルボン酸金属塩、ヒンダードフェノール化合物とを、エクストルーダーを使用してを溶融混合させる方法などにより製造することができる。
【００２３】本発明で成分Ｂとして使用するポリエステル及び成分Ａとして使用する変性ポリエステルは、溶融紡糸時の断糸を減少させ、工程安定性を向上させるうえで、共に、固有粘度（３５℃のオルソクロロフェノール中で測定）が０．４５以上であることが望ましい。
【００２４】なお、本発明において、成分Ｂとして用いるポリエステルと成分Ａとして用いる変性ポリエステルは、二酸化チタンなどの艶消剤、着色防止剤、酸化防止剤、アニオン系、カチオン系、非イオン系等の界面活性剤、帯電防止剤、易染化剤、無機微粒子着色剤、難燃剤等を含んでいてもよい。
【００２５】本発明においては、成分Ａと成分Ｂとのアルカリ減量速度差によって、アルカリ難溶解性成分である成分Ｂからなる分割極細繊維を得るものであり、そのアルカリ溶解度差は、大きいほど望ましく、成分Ａのアルカリ減量速度は、成分Ｂの１０倍以上、好ましくは２０倍以上であることが望ましい。従って、成分Ｂを構成するポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。
【００２６】前記変性ポリエステル成分Ａとポリエステル成分Ｂとの複合形態及び各成分の断面形状は、成分Ａにより成分Ｂが複数個に分割された形態であれば任意であり、そのいくつかの例を図１（ａ）〜（ｉ）に示す。
【００２７】図１において、Ａは変性ポリエステル成分（成分Ａ）であり、Ｂはポリエステル成分（成分Ｂ）である。（ａ）〜（ｃ）は、成分Ｂが成分Ａにより１６に分割されている分割型複合繊維である。（ｄ）は、成分Ａを海、成分Ｂを島とした海島型の分割型複合繊維であり、成分Ｂが成分Ａにより２６に分割されている。（ｅ）、（ｆ）は、偏平断面形状の分割型複合繊維であり、（ｇ）〜（ｉ）は、それぞれ（ａ）〜（ｃ）の外周部を成分Ａで被覆したものである。
【００２８】このような分割型複合繊維は、布帛とした後、アルカリ処理することにより、成分Ａが溶解し、成分Ｂが分割されて極細繊維となると共に、繊維間に空間を持たせることができるので、嵩高でソフトな風合いを呈する布帛とすることができる。
【００２９】成分Ａと成分Ｂとからなる分割型ポリエステル複合繊維における両成分の複合比率は、成分Ａが多いほどアルカリ処理による分割が容易となるが、逆に多すぎると、複合繊維の物性が低下するため、後工程での取扱い性が悪化し、さらには、溶解除去成分が多くなるから、コスト的にも不利となる。かかる観点から、成分Ａ：成分Ｂは、重量比で８０：２０〜２：９８の範囲が好ましく、６０：４０〜５：９５の範囲がより好ましい。
【００３０】また、本発明の分割型ポリエステル複合繊維は、成分Ｂからなる極細繊維構成単位を０．３デニール以下とし、かつ該構成単位の数を１６以上、特に２４以上とすると、効果が顕著となり好ましい。
【００３１】以上説明した本発明の分割型ポリエステル複合繊維は、従来公知の複合紡糸口金及び複合紡糸装置を用いて、常法により製造することができる。例えば、５００〜２，５００ｍ／分の引取速度で溶融紡糸し、延伸、熱処理する方法、１，５００〜５，０００ｍ／分の引取速度で溶融紡糸し、延伸と仮撚加工とを同時又は逐次的に行う方法、５，０００ｍ／分以上の高速で溶融紡糸し、用途によっては延伸工程をを省略する方法などを採用することができる。また、得られた極細繊維又はその極細繊維から製造された布帛を、１００℃以上の温度で熱処理して構造の安定性を向上させてもよいし、更に、必要に応じて弛緩熱処理などを併用してもよい。
【００３２】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例中の部は重量部を示す。紡糸調子は、紡糸中、断糸がほとんど発生せず、安定している場合を○、ときどき断糸が発生するが、おおむね安定している場合を△、断糸が多発して不安定な場合を×とした。また、固有粘度は、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。
【００３３】［実施例１］テレフタル酸ジメチル１００部、５―ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル３．３７部、エチレングリコール６２部、酢酸カルシウム０．０６部、酢酸ナトリウム０．１１部をエステル交換反応器に仕込み、３時間かけて１４０℃から２２０℃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せた。２２０℃で２０分間撹拌した後、安定剤として正リン酸０．０６部を添加し、同時に過剰エチレングリコールの昇温追い出しを開始した。１０分後、重合触媒として三酸化アンチモン０．０４部を添加した。内温が２４０℃に到達した時点でエチレングリコールの追い出しを終了し、反応生成物を重合反応器に移した。次いで昇温し、内温を２６０℃に到達させた後、１時間かけて７６０ｍｍＨｇから１ｍｍＨｇまで減圧し、同時に１時間かけて内温を２８０℃まで昇温した。ここで、数平均分子量２０，０００のポリエチレングリコール２部、ヒンダードフェノール化合物（住友化学工業株式会社製、スミライザーＧＡ―８０）０．２０部を添加し、更に３０分重合した時点で重合反応を打ち切り、常法に従ってチップ化した。
【００３４】得られた変性ポリエステルは、５―ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量が２．２モル％、ポリエチレングリコール（数平均分子量２０，０００）の含有量が２重量％、酢酸ナトリウムの含有量が変性ポリエステルの全酸成分に対して１６０ミリモル％、ヒンダードフェノール化合物の含有量が０．２重量％、固有粘度が０．５０であった。
【００３５】このようにして得た変性ポリエステルを成分Ａとして用い、一方、成分Ｂのポリエステルとして、固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレートを用い、常法に従って複合紡糸、延伸して、図１の（Ｃ）に示す中空環状多層貼合型複合繊維（但し、成分Ａ、成分Ｂは、それぞれ８層、複合比５０／５０、７５デニール／２０フィラメント）を得た。紡糸時の断糸はほとんど発生せず、紡糸調子は○であり、工程安定性は良好であった。
【００３６】得られた複合繊維を平織物とし、温度１００℃の水酸化ナトリウム水溶液（濃度３５ｇ／リットル）中で、アルカリ減量処理を行った。成分Ｂの分割に必要なアルカリ減量率は、５３％であり、成分Ｂ（ポリエチレンテレフタレート）をあまり分解させることなく（すなわち減量率が低い段階で）、極細繊維に分割できた。
【００３７】［実施例２〜１１、比較例１〜５］実施例１において、５―ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量並びにポリエチレングリコールの数平均分子量及び含有量を表１に示すように変更し、その他の条件は実施例１と同様にして、複合繊維を作成した。
【００３８】紡糸調子及び成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率は表１に示す通りであった。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１の結果から明かなように、本発明の複合繊維（実施例２〜１１）は、紡糸調子が良好であり、アルカリ減量が速やかに進行して、アルカリ難溶解性成分Ｂ（ポリエチレンテレフタレート）をあまり分解させることなく（すなわち減量率が低い段階で）、極細繊維に分割できることがわかる。これに対して、成分Ｂの変性ポリエステルの５―ナトリウムスルホイソフタル酸共重合量が１重量％未満である場合（比較例１）は、十分なアルカリ減量速度が得られず、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率が大きくなる。一方、５―ナトリウムスルホイソフタル酸共重合量が５重量％を越える場合（比較例２）は、複合繊維の紡糸時に断糸が発生するようになり、工程安定性が悪化する。また、ポリエチレングリコールの数平均分子量が６，０００未満の場合（比較例３）は、十分なアルカリ減量速度が得られず、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率が大きくなる。更に、ポリエチレングリコールの含有量が１重量％未満である場合（比較例４）は、十分なアルカリ減量速度が得られず、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率が大きくなり、５重量％を越える場合（比較例５）は、複合繊維の紡糸時に断糸が発生するようになり、工程安定性が悪化する。
【００４１】［実施例１２〜１９、比較例６〜９］実施例１において、酢酸ナトリウム及びヒンダードフェノール化合物の含有量を表２に示すように変更し、その他の条件は実施例１と同様にして、複合繊維を作成した。
【００４２】紡糸調子及び成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率は表２に示す通りであった。
【００４３】
【表２】
【００４４】表２の結果から明かなように、本発明の複合繊維（実施例１２〜１９）は、紡糸調子が良好であり、アルカリ減量が速やかに進行して、アルカリ難溶解性成分Ｂ（ポリエチレンテレフタレート）をあまり分解させることなく（すなわち減量率が低い段階で）、極細繊維に分割できることがわかる。これに対して、成分Ｂの変性ポリエステルの酢酸ナトリウム含有量が変性ポリエステルの全酸成分に対して２０ミリモル％未満である場合（比較例６）は、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、５００ミリモル％を越えた場合（比較例７）も、熱安定性が悪化して、紡糸時の断糸が増加し、紡糸調子が悪くなる。また、ヒンダードフェノール化合物の含有量が０．０２重量％未満である場合（比較例８）は、熱安定性が悪く、複合繊維紡糸時の断糸が増加し、工程安定性が悪くなり、３重量％を越えた場合（比較例９）も、紡糸時の断糸が増加し、紡糸調子が悪化する。
【００４５】［実施例２０］実施例１において、成分Ｂのポリエチレンテレフタレートに代えて、３モル％のイソフタル酸を共重合させたポリエチレンテレフタレート（固有粘度０．６４）を用い、成分Ａの酢酸ナトリウムに代えて、酢酸カリウムを用いた以外は、実施例１と同様にして複合繊維を作成した。
【００４６】紡糸時の断糸はほとんど発生せず、紡糸工程安定性は良好であり、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率は５４％であり、アルカリ減量処理による複合繊維の分割性も良好で、成分Ｂの極細繊維を容易に得ることができた。
【００４７】［実施例２１］実施例１において、海島型複合繊維紡糸装置を使用し、成分Ａを海成分、成分Ｂを島成分として、それ以外の条件は実施例１と同様にして、図１の（ｄ）に示す海島型複合繊維（成分Ａ／成分Ｂの複合比＝５０／５０、７５デニール／２０フィラメント）を得た。
【００４８】紡糸時の断糸はほとんど発生せず、紡糸工程安定性は良好であり、成分Ｂを分割するために必要なアルカリ減量率は５４％であり、アルカリ減量処理による複合繊維の分割性も良好で、成分Ｂの極細繊維を容易に得ることができた。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、断糸を伴うことなく、良好な紡糸工程安定性の下で、分割型ポリエステル複合繊維を紡糸することができ、得られた複合繊維は、アルカリ減量処理により分割することができ、容易にかつ効率良く極細繊維を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分割型ポリエステル複合繊維の例を示す拡大横断面図である。
【符号の説明】
Ａ 成分Ａ
Ｂ 成分Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 成分Ａ及び成分Ｂからなり、該成分Ｂが、該成分Ａにより複数個に分割された繊維断面形状を有する複合繊維であって、該成分Ａが、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸を１〜５モル％共重合したポリエチレンテレフタレートからなる変性ポリエステルであり、数平均分子量が６，０００以上のポリエチレングリコールを１〜５重量％、カルボン酸アルカリ金属塩を変性ポリエステルの全酸成分に対して２０〜５００ミリモル％、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％含有しており、該成分Ｂが、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルであることを特徴とする分割型ポリエステル複合繊維。
【請求項２】 成分Ａの変性ポリエステルの固有粘度及び成分Ｂのポリエステルの固有粘度が、共に０．４５以上である請求項１記載の分割型ポリエステル複合繊維。
【請求項１】 成分Ａ及び成分Ｂからなり、該成分Ｂが、該成分Ａにより複数個に分割された繊維断面形状を有する複合繊維であって、該成分Ａが、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸を１〜５モル％共重合したポリエチレンテレフタレートからなる変性ポリエステルであり、数平均分子量が６，０００以上のポリエチレングリコールを１〜５重量％、カルボン酸アルカリ金属塩を変性ポリエステルの全酸成分に対して２０〜５００ミリモル％、ヒンダードフェノール化合物を０．０２〜３重量％含有しており、該成分Ｂが、エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルであることを特徴とする分割型ポリエステル複合繊維。
【請求項２】 成分Ａの変性ポリエステルの固有粘度及び成分Ｂのポリエステルの固有粘度が、共に０．４５以上である請求項１記載の分割型ポリエステル複合繊維。
【図１】
【公開番号】特開平８−１０９５２２
【公開日】平成８年（１９９６）４月３０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−２４５２２６
【出願日】平成６年（１９９４）１０月１１日
【出願人】（０００００３００１）帝人株式会社 (1,209)
【公開日】平成８年（１９９６）４月３０日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）１０月１１日
【出願人】（０００００３００１）帝人株式会社 (1,209)
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