(57)【要約】【課題】  染色性と力学性能に優れた多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  改質ポリエステルをノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線である一連の楕円に沿って配列する多孔口金により紡糸して、つまり、改質ポリエステルペッレトが計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維になる。テレフタル酸とエチレングリコールがエステル化させるエチレンテレフタレートに、テレフタル酸と分岐ヘキサンジオールがエステル化させるジオールテレフタレートを添加し、反応を続けて改質ポリエステルを得ることである。本発明における多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維は、線密度偏差率が≦0.5%、破断強度CV値が≦4.0%、破断伸度CV値が≦8.0%、糸むらが≦2.0%などの指標と示す優れた性能を持つ。【選択図】  図１
2019515152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレフタル酸とエチレングリコールと分岐ヘキサンジオールとのセグメントを含み、前記分岐ヘキサンジオールセグメントに5〜10つ炭素数のアルキル側鎖がこのセグメントの非末端炭素に連接する改質ポリエステルを原料とし、
単糸繊度が0.2〜0.5dtex、弾性率が≦65cN/dtex、破断強度が≧3.8cN/dtex、破断伸度が35.0±3.0%、80〜130℃下の内部の分子鎖隙間増加率が10〜30v/v%、260〜290℃下の溶融粘度低下率が10〜20%、線密度偏差率が≦0.5%、破断強度CV値が≦4.0%、破断伸度CV値が≦8.0%、糸むらが≦2.0%であり、前記分子鎖隙間向上は改質ポリエステルと同じ温度下の常用ポリエステルの分子鎖隙間比較である
ことを特徴とする多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維。
【請求項２】
請求項1に記載の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法であって、
前記改質ポリエステルの紡糸における多孔口金に開けられたノズルが同心楕円状に配列し、前記同心楕円状配列の意味はノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円に沿って並ぶことであり、
つまり、改質ポリエステルが計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維になり、
前記改質ポリエステルの製造方法は下記のステップを含含む：
（１）ジオールテレフタレートの調製度して；
テレフタル酸および分岐ヘキサンジオールのスラリーを調製し、さらに反応器に移し、濃硫酸で触媒するエステル化させることよりジオールテレフタレートになり、前記分岐ヘキサンジオールは5〜10つ炭素数のアルキレン分岐がヘキサンジオールセグメントの非末端炭素に連接するものであり、
（２）エチレンテレフタレートの調製どして；
テレフタル酸とエチレングリコールのスラリーを調製し、さらに反応器に移し、エステル化させることよりエチレンテレフタレートになり、
（３）改質ポリエステルの製備どして；
ステップ（２）におけるエステル化反応終了後、ステップ（１）におけるジオールテレフタレートを添加し、攪拌でかき混ぜ、触媒剤と安定剤を与え、負圧で低真空段階と高真空段階の重縮合を順次に経ることより改質ポリエステルになる
ことを特徴とする多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項３】
（１）ジオールテレフタレートの調製として；
テレフタル酸と分岐ヘキサンジオールをスラリーに調製し、触媒剤の濃硫酸を添加し、さらに窒素雰囲気の中に常圧〜0.3MPaの圧力及び180〜240℃の温度の下でエステル化反応を続け、生じた水が理論値の90％以上を超える時点まで反応を終了することによって、ジオールテレフタレートになり、
（２）エチレンテレフタレートの調製どして；
テレフタル酸とエチレングリコールをスラリーに調製し、窒素雰囲気の中に常圧〜0.3MPaの圧力及び250〜260℃の温度の下でエステル化反応を続け、生じた水が理論値の90％以上を超える時点まで反応を終了することによって、エチレンテレフタレートになり、
（３）改質ポリエステルの製備として；
ステップ（２）におけるエステル化反応終了後、ステップ（１）におけるジオールテレフタレートを添加し、15〜20分間かけてかき混ぜ、触媒剤と安定剤を与え、常圧から500Pa以下に漸次減圧し、温度を260〜270℃に制御し、30〜50分間低真空段階の重縮合反応を進行させる後、100Pa未満への減圧を続け、温度を275〜280℃に制御し、50〜90分間高真空段階の重縮合をさらに継続することによって、改質ポリエステルになり、
主な紡糸技術パラメータとしては、
押出しの温度が290〜295℃、
冷却の風温度が20〜25℃、
HT1の温度が75〜95℃、
HT2の温度が120〜130℃、
巻取りの速度が4000〜5000m/minである
請求項２に記載の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項４】
ステップ（１）におけるテレフタル酸の分岐ヘキサンジオールに対するモル比が1:1.3〜1.5、濃硫酸添加量のテレフタル酸に対する質量百分率は0.3〜0.5%、前記濃硫酸の濃度は50〜60wt%であり、
ステップ（２）におけるテレフタル酸のエチレングリコールに対するモル比が1:1.2〜2.0であり、
ステップ（３）おけるジオールテレフタレートのエチレンテレフタレートに対するモル百分比が2〜5%で、前記触媒剤が三酸化二アンチモンとエチレングリコールアンチモンと酢酸アンチモンとのいずれか１種で、その添加量がテレフタル酸の質量に対して0.01〜0.05%で、前記安定剤はリン酸トリフェニルとリン酸トリメチルと亜リン酸トリメチルとのいずれか１種で、その添加量がテレフタル酸の質量に対して0.01〜0.05%であり、
前記改質ポリエステルの数平均分子量は15000〜30000である
請求項２に記載の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項５】
前記分岐ヘキサンジオールの成分は、2-アミル-1,6-ヘキサンジオール、2-へキシル-1,6-ヘキサンジオール、2-へプチル-1,6-ヘキサンジオール、2-オクチル-1,6-ヘキサンジオール、2-ノニル-1,6-ヘキサンジオール、2-デシル-1,6-ヘキサンジオールなどが挙げられて、中の1種または2種以上の混合物である
請求項２に記載の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項６】
前記紡糸用多孔口金に開けられたノズルが楕円の長軸および/または短軸について対称的に配列する
請求項２に記載の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項７】
前記紡糸用多孔口金にノズル配列のよる楕円の長径と短径の比が1.3〜1.8であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.5mm以上にする
請求項２に記載の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項８】
前記紡糸用多孔口金が円または楕円の形がして、前記円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が10mmを超え、前記楕円形口金の長径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が10mmを超える。
請求項２に記載の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項９】
前記紡糸用多孔口金にノズルのガイド穴の直径が1.5〜2.5mm、ノズルの数が192以上である
請求項２に記載の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項１０】
前記紡糸用多孔口金のノズルは円形、正方形、菱形、スリット、三角形、Y形、中空形、あるいは扁平形などの異形断面がしている
請求項２に記載の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル繊維分野に属し、特に、1種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレート（以下PETまたはポリエステルと略記する）繊維は世に出して以来、高破断強度・高弾性率、適切な弾性回復率の利点を持ち、形状安定性、耐高温、耐光、耐薬品、耐腐食などにも優れ、その織物がしわになりにくく、腰があるため、服装、家庭用紡績品などの分野に広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、PETの結晶化度が高く、構造がち密で、更に染料と結合する染着座席がないため、染料分子の繊維中への移行または繊維の染着がしにくく、色鮮やかで、特別な風格がある織物の需要に応えない。
【０００４】
PETの分子鎖は、分岐を含まず、対称な直鎖で、規則性がかなり高いである。PETの主鎖が剛性のブンゼン環と柔軟なアルキレン鎖を持つ上に、ベンゼン環に直接的に連接するエステル結合がベンゼン環と一緒に共役系になって、アルキレン鎖の内部回転に障害を与える。このような分子構造はPETのセグメントの運動のポテンシャル障壁の高さを増やし、PETのグラス転移温度も増加するため、染料分子の繊維内部への拡散または染色性向上に高い温度が必要である。とにかく、PET分子鎖は規則性が高く、結晶性が良く、配列が均整なため、PET繊維の染色は難しいである。
【０００５】
したがって、PET繊維の染色は通常高温高圧で行って、分散染料を使用することだけど、温度がPETのガラス転移温度の上に上げてもPETの自由体積の増加量がまだ小さく、染色速度が遅いため、染色性が不十分である。つまり、高温高圧に伴うエネルギー消費と低い染着率はPET繊維の染色における主な問題である。一方、高い溶融粘度がPETの加工にも不利である。
【０００６】
昨今、PET繊維の作り方が多いだけど、溶融紡糸は最も汎用的なPET繊維の工業生産方法の1種類である。溶融紡糸において、繊維成形の履歴および得られた繊維の構造と機能を決定する様々な技術パラメータがある。それらのパラメータを制御することにより予想機能を持つ繊維の生産ができる。技術プロセスによって、制御パラメータは溶融条件、押出し条件、固化条件、巻取り条件などに別々に帰属できる一方、中の冷却固化条件は繊維の構造と機能に決定的な影響がある。紡糸中に、ポリマー流の冷却速度と均一性を制御するために、一般的に冷却風を吹かせている。冷却風はポリマー流の冷却更に紡糸を加速し、走行糸周辺の空気対流を強化させて糸束の内部と外部を均一的に冷却することより、多孔口金の使用ができる。つまり、冷却風は未延伸繊維の品質と延伸性能を高めて、紡糸装置の生産性を促進する。
【０００７】
長い間以来、化学繊維生産中に冷却風を繊維に直交して一方向から吹き付けているが（以下サイドブローと略称する）、そのエネルギー消費はフィラメント生産コストの大部分を占めている。今の化学繊維の性能と品質にもっと高い要求を提出されていることにより、化学繊維のフィラメント新製品の開発は高い付加価値を付与した差別化繊維に進んでいる。よって、更に優れた冷却条件、すなわち冷却風が繊維の円周から吹き付けること（以下リングブローと略称する）を提出されている。リングブローはそれぞれの糸の風受けを均一的にする上に、そのエネルギー消費が相対的に低くて、サイドブローの大きい送風面積から生じたエネルギー損失を避ける。
【０００８】
溶融紡糸中のリングブローは優勢がはっきりしているが、以下の問題がまだある：円形の口金に開けられたノズルから押出する繊維はリングブローで冷却される時、ノズル数が多くて、冷却風が糸束の内部に走行しにくいために、外部の繊維冷却した時に内部の繊維はまだ冷却しないこともうある；よって、得られた繊維の繊度、強度あるいは染色性に不均一性が生じて、後加工が困難になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来のポリエステル繊維における染色性不均一や力学性能低下などの問題を解決して繊維の量産を実現することを目的として、１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維及びその製造方法を提供する。本発明における多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の原料は分子鎖に分岐ヘキサンジオールセグメントを導入した改質ポリエステルである。ある温度下で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステ繊維の分子鎖の隙間の増加量が同じ温度下の分岐ないポリエステルよりはるかに上回って、染色剤のような微粒子のポリエステル内部への奥行きが増加して、ポリエステル繊維の染色速度が向上する。その上に、分岐ないポリエステルより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維は溶融粘度が低下して、加工温度と熱分解も減って、加工が便利になる。さらに、分岐を有るヘキサンジオールセグメントは多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の規則性に影響をあまり与えないために、ポリエステル繊維の良い物性を保つ。なお、本発明における紡糸口金には開けられたノズルが同心楕円状に配列して、吐出した繊維の均一的で十分な冷却ができるため、繊維の性能差と構造差が小さくなって、染色性と力学性能が向上する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を提供する。述べた多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の原料としては、テレフタル酸とエチレングリコールと分岐ヘキサンジオールとのセグメントを含み、述べた分岐ヘキサンジオールに5〜10つ炭素数の直鎖の分岐が主鎖の非末端炭素に連接する改質ポリエステルである。
【００１１】
述べた多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維は、単糸繊度が0.20〜0.50dtex、弾性率が≦65cN/dtex、破断強度が≧3.8cN/dtex、破断伸度が35.0±3.0%、80〜130℃下の内部の分子鎖隙間増加量が10〜30v/v%、260〜290℃下で溶融粘度低下率が10〜20%、線密度偏差率が≦0.5%、破断強度CV値が≦4.0%、破断伸度CV値が≦8.0%、糸むらが≦2.0%である。
【００１２】
本発明は１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法も提供する。つまり、改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維に紡糸することである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状で配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線する一連の楕円により並ぶことである。
【００１３】
述べた多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は、改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより繊維になることである。
【００１４】
述べた改質ポリエステルの製造方法は下記のステップを含む：
（１）ジオールテレフタレートの調製
テレフタル酸および分岐ヘキサンジオールのスラリーを調製し、さらに濃硫酸で触媒するエステル化させることよりジオールテレフタレートを得る。述べた分岐ヘキサンジオールは5〜10つ炭素数のアルキル側鎖がヘキサンジオールセグメントの非末端炭素に連接するものである。
分岐ヘキサンジオールにおける分岐鎖はアルキル基として求電子剤であって、ジオールの分子体積が膨大させて、溶媒和を弱めて、プロトン脱離を困難にするため、分岐ヘキサンジオールはエチレングリコールよりテレフタル酸との反応性が低いである。よって、分岐ヘキサンジオールがエチレングリコールと２種混合ジオールとしてエステル化に用いられると、それはテレフタル酸との反応は不十分であって、最後のポリエステル大分子中の分岐セグメントの割合さらにポリエステルの性能に良くない影響を与える。本発明において、分岐ヘキサンジオールがテレフタル酸とあらかじめエステル化させており、その産物をエチレングリコールとテレフタル酸とのエステル化反応終了の際に添加することより分岐ヘキサンジオールの割合を安定する。
（２）エチレンテレフタレートの調製
テレフタル酸とエチレングリコールのスラリーを調製し、さらにエステル化させることよりエチレンテレフタレートを得る。
（３）改質ポリエステルの製備
ステップ（２）におけるエステル化反応終了後、ステップ（１）におけるジオールテレフタレートを添加し、攪拌でかき混ぜ、触媒剤と安定剤を与え、負圧で低真空段階と高真空段階の重縮合を順次に経ることより、改質ポリエステルを得る。
【００１５】
好ましくは、前記の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法における改質ポリエステルの製備が、具体的に下記のステップを含む：
（１）ジオールテレフタレートの調製
テレフタル酸と分岐ヘキサンジオールをスラリーに調製し、触媒剤の濃硫酸を添加し、さらに窒素雰囲気の中に常圧〜0.3MPaの圧力及び180〜240℃の温度の下でエステル化反応を続け、生じた水が理論値の90％以上を超える時点まで反応を終了することによって、ジオールテレフタレートを得る。
（２）エチレンテレフタレートの調製
テレフタル酸とエチレングリコールをスラリーに調製し、窒素雰囲気の中に常圧〜0.3MPaの圧力及び250〜260℃の温度の下でエステル化反応を続け、生じた水が理論値の90％以上を超える時点まで反応を終了することによって、エチレンテレフタレートを得る。
（３）改質ポリエステルの製備
ステップ（２）におけるエステル化反応終了後、ステップ（１）におけるジオールテレフタレートを添加し、15〜20分間かけてかき混ぜ、触媒剤と安定剤を与え、常圧から500Pa以下に漸次減圧し、温度を260〜270℃に制御し、30〜50分間低真空段階の重縮合反応を進行させる後、100Pa未満への減圧を続け、温度を275〜280℃に制御し、50〜90分間高真空段階の重縮合をさらに継続することによって、改質ポリエステルを得る。
【００１６】
述べた多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の主な紡糸技術パラメータとしては、
押出しの温度が290〜295℃、
冷却の風温度が20〜25℃、
HT1の温度が75〜95℃、
HT2の温度が120〜130℃、
高速巻取りの速度が4000〜5000m/minである。
【００１７】
前記の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法においては、
ステップ（１）におけるテレフタル酸の分岐ヘキサンジオールに対するモル比が1:1.3〜1.5、濃硫酸添加量のテレフタル酸に対する質量百分率は0.3〜0.5%、述べた濃硫酸の濃度は50〜60wt%であり、
ステップ（２）におけるテレフタル酸のエチレングリコールに対するモル比が1:1.2〜2.0であり、
ステップ（３）おけるジオールテレフタレートのエチレンテレフタレートに対するモル百分比が2〜5%で、述べた触媒剤が三酸化二アンチモンとエチレングリコールアンチモンと酢酸アンチモンとのいずれか１種で、その添加量がテレフタル酸の質量に対して0.01〜0.05%で、述べた安定剤はリン酸トリフェニルとリン酸トリメチルと亜リン酸トリメチルとのいずれか１種で、その添加量がテレフタル酸の質量に対して0.01〜0.05%である。
【００１８】
述べた改質ポリエステルの数平均分子量は15000〜30000である。
【００１９】
前記の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法における分岐ヘキサンジオールの成分は、2-アミル-1,6-ヘキサンジオール、2-へキシル-1,6-ヘキサンジオール、2-へプチル-1,6-ヘキサンジオール、2-オクチル-1,6-ヘキサンジオール、2-ノニル-1,6-ヘキサンジオール、2-デシル-1,6-ヘキサンジオールなどが挙げられて、中の1種または2種以上の混合物である。
【００２０】
前記の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法における口金には、開けられたノズルが楕円の長軸および/または短軸について対称的に配列する。
【００２１】
前記の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法における口金には、ノズル配列のよる楕円の長径と短径の比が1.3〜1.8で、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.5mm以上にする。同じ有効面積の口金に、楕円は円より周長が大きいので、同心楕円の層数が同心円の層数より少ないだけれども、楕円に沿って配列したノズルが円に沿って配列したノズルより多いである。そのように、ノズルの楕円に沿って配列することはリングブローの冷却効果強化および得られた繊維の性能向上に利点とする。長径と短径の比が１に近く、つまり楕円が円に近いほど、冷却効率差と冷却効果差が小さいである。実に、長径と短径の比は1.3にすると冷却効果がはっきり向上し、ノズル数が一輪毎に16%増えて、1.8にすると冷却効果がかなり向上し、ノズル数が一輪毎に33%増える。ノズル数が同じだったら、本発明における楕円に沿って配列は円に沿って配列より輪数が少ないため、リングブローの突き抜け及び同心楕円内外の繊維の冷却均一性に役立つ。しかしながら、長径と短径の比は1.8を超えた時に、楕円がもっと扁平の形に近く、穴が開けにくく、冷却効果が増えないである。よって、長径と短径の比を1.3〜1.8に制御したら、高い冷却効率ならびに良い冷却効果ができる。
【００２２】
前記の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法において、述べた口金は円または楕円の形がして、述べた円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が10mmを超え、述べた楕円形口金の長径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が10mmを超える。
【００２３】
前記の多孔質・超ソト・超極細ポリエステル繊維の製造方法における口金には、ノズルのガイド穴の直径が1.5〜2.5mm、ノズルの数が192以上である。
【００２４】
前記の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法における口金のノズルは、円形、正方形、菱形、スリット、三角形、Y形、中空形、あるいは扁平形などの異形断面がしている。
【００２５】
本発明の原理としては、
分岐ない汎用ポリエステルにおいて、その分子構造がベンゼン環を含む直鎖で、官能基の配列が均整で、分子鎖の規則性が良く、柔軟性が低下であり、そして温度が上げても自由体積の増加量が小さく、染料の繊維内部への移行が妨害され、染色性が不十分である；
本発明が提供するポリエステル繊維の原料とする改質ポリエステルにおいて、その分子鎖が分岐を含み、温度がガラス転移温度の上に上げると側鎖が主鎖より早く移動し、それゆえに自由体積の増加幅が分岐ないポリエステルと比べてはるかに上回り、微粒子のポリエステル内部への奥行きが向上し、改質ポリエステルによって製備する繊維の自由体積が分岐ないポリエステル繊維よりもっと大きく、そして染料の拡散が促進され、繊維の染色性が向上し、なお、分岐のポリエステルに導入することがポリエステルの溶融粘度を減らし、その加工性能を促進し、さらにポリエステル繊維の構造規則性をあまりに影響しなく、ポリエステル繊維の良い物性を保つ；
同じ有効面積の口金に、楕円は円より周長が大きいので、同心楕円の層数が同心円の層数より少ないだけれども、楕円に沿って配列したノズルが円に沿って配列したノズルより多いであり、よって、ノズルの楕円に沿って配列する口金をもちいると、繊維の速くで、均一的な冷却が遂げられ、繊維の構造差と性能差が小さいであり、それが繊維の染色均一性と性能の向上に役立つ。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の利点としては、
１．口金に開けられたノズルが一連の同心楕円に沿って配列するため、口金有効面積が同じだったら、円に沿って配列することよりそれらの輪数が少ないであって、リングブローがポリマー流を突き抜けることがしやすく、ポリマー流の冷却効果がもっと良く、それゆえにもっと優れた繊維が得られる;
２．口金に開けられたノズルが一連の同心楕円に沿って配列するため、口金有効面積が同じだったら、円に沿って配列することよりそれらの一輪毎に穴数が多いであって、冷却程度すなわち冷却効率が著しく向上できる；
３．改質ポリエステルが分岐ヘキサンジオールセグメントを含み、温度がガラス転移温度の上に上げると側鎖が主鎖より早く移動し、それゆえに自由体積の増加幅が分岐ないポリエステルと比べてはるかに上回り、微粒子のポリエステル内部への奥行きが向上し、分岐によって繊維の自由体積を増加し、染料の拡散を促進し、ポリエステル繊維の染色性が向上できる；
４．改質ポリエステルの自由体積が増えることより溶融粘度が低下するため、その加工性能が改善できる；
５．分岐のポリエステルに導入することがポリエステル繊維の構造規則性をあまりに影響しなく、ポリエステル繊維の良い物性が維持できる；
６．本発明における多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維は、弾性率が≦65cN/dtex、線密度偏差率が≦0.5%、破断強度CV値が≦4.0%、破断伸度CV値が≦8.0%、糸むらが≦2.0%などの指標と示す優れた性能を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の穴径が2.0mmであって、直径と短径の比が1.3である一連の楕円に沿う374個ノズルの配列を示す模式図
【図２】本発明の穴径が2.0mmであって、一連の円に沿う370個ノズルの配列を示す模式図
【図３】本発明の穴径が2.0mmであって、直径と短径の比が1.6である一連の楕円に沿う382個ノズルの配列を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、実施例を挙げてさらに詳細に本発明を説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例によって限定されるものではない。なお、本発明の内容を読んだこの分野の技術者のいろいろな本発明を改正することを許されても、それは本発明の等価形として、本発明の請求の範囲内にも限定されている。
【００２９】
実施例１〜２８
1種の改質ポリエステルの製造方法は、具体的に下記のステップを含む：
（１）ジオールテレフタレートの調製
モル比がAとするテレフタル酸とジオールBをスラリーに調整して反応器に移し、触媒剤のCwt%の濃硫酸（テレフタル酸に対しDwt%）を添加し、窒素雰囲気の中にE MPa及びF℃の下でエステル化反応をさらに継続し、生じた水が理論値のG％に到達する時点で反応を終了することによって、ジオールテレフタレートを得る。
（２）エチレンテレフタレートの調製
テレフタル酸とエチレングリコール（Hモル比）から調製するスラリーを反応器に移し、窒素雰囲気の中にI MPa及びJ℃の下でエステル化反応をさらに継続し、生じた水が理論値のK％に到達する時点で反応を終了することによって、エチレンテレフタレートを得る。
（３）改質ポリエステルの製備
ステップ（２）におけるエステル化反応終了後、ステップ（１）におけるジオールテレフタレート（エチレンテレフタレートに対しLmol%）を添加し、M分間かけてかき混ぜ、触媒剤のO（テレフタル酸に対しNwt%）と安定剤のQ（テレフタル酸に対しPwt%）を与え、常圧からRPaに漸次減圧し、温度をS℃に制御し、T分間低真空段階の重縮合反応を進行させる後、UPaへの減圧を続け、温度をV℃に制御し、W分間高真空段階の重縮合をさらに継続することによって、改質ポリエステルを得る。
【００３０】
2019515152.tif 000003
【００３１】
【表１】
2019515152.tif 000004
【００３２】
実施例２９
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
図１で示すことにより、ノズル配列のよる楕円の長径と短径の比が1.3であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.5mmを足し、口金の形が円とし、円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が11mm、ノズルのガイド穴の直径が2.0mm、穴数が374、ノズルの断面形状が円形である。
【００３３】
実施例１により得られた改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が295℃、冷却の風温度が25℃、 HT1の温度が75℃、HT2の温度が125℃、高速巻取りの速度が4500m/minである。
得られた多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維は、単糸繊度が0.42dtex、弾性率が63cN/dtex、破断強度が4.7cN/dtex、破断伸度が34.7%であり、80℃下で内部の分子鎖の隙間が15v/v%増加し、289℃下で溶融粘度が16%低下し、なお、線密度偏差率が0.4%、破断強度CV値が3.2%、破断伸度CV値が6.9%、糸むらが1.8%である。
【００３４】
実施例３０
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
【００３５】
図３で示すことにより、ノズル配列のよる楕円の長径と短径の比が1.6であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.5mmを足し、口金の形が円とし、円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が11mm、ノズルのガイド穴の直径が2.0mm、穴数が382、ノズルの断面形状が円形である。
実施例１により得られた改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が295℃、冷却の風温度が25℃、 HT1の温度が75℃、HT2の温度が125℃、高速巻取りの速度が4500m/minである。
得られた多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維は、単糸繊度が0.50dtex、弾性率が65cN/dtex、破断強度が5.4cN/dtex、破断伸度が35.2%であり、80℃下で内部の分子鎖の隙間が15v/v%増加し、289℃下で溶融粘度が16%低下し、なお、線密度偏差率が0.2%、破断強度CV値が2.2%、破断伸度CV値が5.9%、糸むらが1.4%である。
【００３６】
比較例１
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心円状に配列している。述べた同心円状配列の意味は、ノズルの中心が一連の円により並ぶことである。図２で示すことにより、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.5mmを足し、口金の形が円とし、円形口金の直径から一連の円の最大の直径を引いた差が11mm、ノズルのガイド穴の直径が2.0mm、穴数が370、ノズルの断面形状が円形である。
実施例１により得られた改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が295℃、冷却の風温度が25℃、 HT1の温度が75℃、HT2の温度が125℃、高速巻取りの速度が4500m/minである。
得られた多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維は、単糸繊度が0.12dtex、弾性率が60cN/dtex、破断強度が3.8cN/dtex、破断伸度が36.0%であり、80℃下で内部の分子鎖の隙間が15v/v%増加し、289℃下で溶融粘度が16%低下し、なお、線密度偏差率が0.7%、破断強度CV値が5.2%、破断伸度CV値が9.1%、糸むらが2.8%である。
【００３７】
実施例29と対照することによって、口金の有効面積が同じ、なお、ノズル数が近い（円に沿って配列するノズル数370、楕円に沿って配列するノズル数374）際に、楕円形で配列するノズルの輪数が6として円形で配列するノズルの輪数8より少ないので、冷却効果がもっと良いである。実施例30と対照することによって、口金の有効面積が同じの際に、楕円形で配列するノズルの輪数が5として円形で配列するノズルの輪数8より少ないので、冷却効果がもっと良いであり、さらに楕円形での382穴数が円形での370穴数より多く、冷却効率がもっと高いである。繊維の性能を比べる結果によって、実施例29と実施例30における繊維の線密度偏差率、破断強度CV値、破断伸度CV値及び糸むらが比較例１より小さいである。よって、同じ技術条件で、円形の状況に対してノズルが楕円形に沿って配列する口金から得られた繊維の性能はもっと優秀である。
【００３８】
実施例３１〜３３
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
なお、口金あたりのノズルが楕円の長軸によって対称的に配列し、楕円の長径と短径の比が1.4であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.6mmを足し、口金の形が円とし、円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が12mm、ノズルのガイド穴の直径が1.5mm、穴数が192、ノズルの断面形状が正方形である。
【００３９】
改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が290℃、冷却の風温度が20℃、 HT1の温度が95℃、HT2の温度が130℃、高速巻取りの速度が4000m/minである。80℃下で繊維内部の分子鎖の隙間の増加率、260℃下で溶融粘度の低下率及び繊維の力学性能を下表に示した。
【００４０】
【表２】
2019515152.tif 000005
【００４１】
実施例３4〜３6
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
なお、口金あたりのノズルが楕円の短軸によって対称的に配列し、楕円の長径と短径の比が1.4であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.7mmを足し、口金の形が楕円とし、楕円形口金の長径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が12mm、ノズルのガイド穴の直径が1.8mm、穴数が200、ノズルの断面形状が菱形である。
改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が295℃、冷却の風温度が25℃、 HT1の温度が75℃、HT2の温度が120℃、高速巻取りの速度が5000m/minである。130℃下で繊維内部の分子鎖の隙間の増加率、289℃下で溶融粘度の低下率及び繊維の力学性能を下表に示した。
【００４２】
【表３】
2019515152.tif 000006
【００４３】
実施例３７〜３９
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
なお、口金あたりのノズルが楕円の長軸および短軸によって対称的に配列し、楕円の長径と短径の比が1.4であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.8mmを足し、口金の形が円とし、円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が13mm、ノズルのガイド穴の直径が2.5mm、穴数が200、ノズルの断面形状がスリットである。
改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が291℃、冷却の風温度が21℃、 HT1の温度が75℃、HT2の温度が125℃、高速巻取りの速度が4400m/minである。100℃下で繊維内部の分子鎖の隙間の増加率、290℃下で溶融粘度の低下率及び繊維の力学性能を下表に示した。
【００４４】
【表４】
2019515152.tif 000007
【００４５】
実施例４０〜４２
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
なお、口金あたりのノズルが楕円の長軸および短軸によって対称的に配列し、楕円の長径と短径の比が1.7であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.9mmを足し、口金の形が楕円とし、楕円形口金の長径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が14mm、ノズルのガイド穴の直径が1.5mm、穴数が210、ノズルの断面形状が三角形である。
改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が291℃、冷却の風温度が24℃、 HT1の温度が85℃、HT2の温度が122℃、高速巻取りの速度が4340m/minである。110℃下で繊維内部の分子鎖の隙間の増加率、289℃下で溶融粘度の低下率及び繊維の力学性能を下表に示した。
【００４６】
【表５】
2019515152.tif 000008
【００４７】
実施例４３〜４５
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
なお、口金あたりのノズルが楕円の短軸によって対称的に配列し、楕円の長径と短径の比が1.8であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.5mmを足し、口金の形が円とし、円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が15mm、ノズルのガイド穴の直径が1.8mm、穴数が240、ノズルの断面形状がY形である。
改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が294℃、冷却の風温度が23℃、 HT1の温度が78℃、HT2の温度が122℃、高速巻取りの速度が4390m/minである。120℃下で繊維内部の分子鎖の隙間の増加率、270℃下で溶融粘度の低下率及び繊維の力学性能を下表に示した。
【００４８】
【表６】
2019515152.tif 000009
【００４９】
実施例４６〜４９
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
なお、口金あたりのノズルが楕円の長軸によって対称的に配列し、楕円の長径と短径の比が1.8であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.6mmを足し、口金の形が円とし、円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が16mm、ノズルのガイド穴の直径が2.2mm、穴数が250、ノズルの断面形状が中空形である。
改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が291℃、冷却の風温度が25℃、 HT1の温度が79℃、HT2の温度が129℃、高速巻取りの速度が4600m/minである。80℃下で繊維内部の分子鎖の隙間の増加率、275℃下で溶融粘度の低下率及び繊維の力学性能を下表に示した。
【００５０】
【表７】
2019515152.tif 000010
【００５１】
実施例５０〜５３
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
なお、口金あたりのノズルが楕円の短軸によって対称的に配列し、楕円の長径と短径の比が1.8であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.8mmを足し、口金の形が円とし、円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が15mm、ノズルのガイド穴の直径が2.5mm、穴数が260、ノズルの断面形状が扁平形である。
改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が295℃、冷却の風温度が23℃、 HT1の温度が75℃、HT2の温度が125℃、高速巻取りの速度が4950m/minである。80℃下で繊維内部の分子鎖の隙間の増加率、289℃下で溶融粘度の低下率及び繊維の力学性能を下表に示した。
【００５２】
【表８】
2019515152.tif 000011
【００５３】
実施例５４〜５７
本発明における１種の多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の製造方法は改質ポリエステルが多孔口金で多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維にすることである。述べた多孔口金には、開けられたノズルが同心楕円状に配列している。述べた同心楕円状配列の意味は、ノズルの中心が長軸も短軸も別々に共線にする一連の楕円により並ぶことである。
なお、口金あたりのノズルが楕円の短軸によって対称的に配列し、楕円の長径と短径の比が1.8であり、隣接するノズルの間隔がノズルのガイド穴の直径より1.5mmを足し、口金の形が円とし、円形口金の直径から一連の楕円の最大の長径を引いた差が16mm、ノズルのガイド穴の直径が1.8mm、穴数が300、ノズルの断面形状が中空形である。
改質ポリエステルをチップ化してペッレトにし、さらに計量、押出し、冷却、オイリング、高速巻取りなどのステップにより多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を得る。主な紡糸技術パラメータとしては、押出しの温度が290℃、冷却の風温度が25℃、 HT1の温度が85℃、HT2の温度が127℃、高速巻取りの速度が4600m/minである。130℃下で繊維内部の分子鎖の隙間の増加率、260℃下で溶融粘度の低下率及び繊維の力学性能を下表に示した。
【００５４】
【表９】
2019515152.tif 000012
【００５５】
実施例５８
多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の染色技術は、下記の内容を含む：
実施例２９における多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を、高温高圧染色機で、染色に先立ち非イオン界面活性剤によって60℃で30分間処理し、次いで2.0%(o.w.f.)の分散染料や1.2g/Lの分散剤ＮＮＯを含む染色液に投入し、pHが5、浴比が1:50にし、さらに60℃から90℃、 100℃、 110℃、 120℃、 あるいは130℃中のいずれか温度に昇温し、恒温で1時間染色する。
普通のポリエステル繊維の染色技術が多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維と同様にする。
【００５６】
繊維の染着率は残液比色法で測定する。具体的に、最後のN,N’-ジメチルホルムアミドと水の体積比は70/30の程度まで適量の染色原液または染色残液へ別々にN,N’-ジメチルホルムアミドと蒸留水を添加してサンプル液を調製して、サンプル液の吸光度が紫外可視分光光度計で測定して、式
染着率＝100%ｘ(1-A1/A0)  （A0:染色原液の吸光度、A1:染色残液の吸光度）
により染着率を計算する。
分散染料は別々に分散赤3B、分散青SE-2R、あるいは分散青緑S-GLにすると、繊維の染着率が下表のとおりである。
【００５７】
【表１０】
2019515152.tif 000013
【００５８】
普通ポリエステル繊維より多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維が明らかに染色性に優れることは、以下の事実を示す：本発明における分岐ジオールセグメントを含む改質ポリエステルは分岐ないポリエステルより自由体積の増加幅がはるかに上回るため、微粒子のポリエステルへ内部の奥行きが向上する；したがって、改質ポリエステルを作る繊維の自由体積が同じ温度下の普通ポリエステル繊維よりすごく大きくになって、染料の拡散程度が増加させ、ポリエステル繊維の染色性が改善させる。
【００５９】
実施例５９
多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維の染色技術は、下記の内容を含む：
実施例３１における多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維を、高温高圧染色機で、染色に先立ち非イオン界面活性剤によって60℃で30分間処理し、次いで2.0%(o.w.f.)の分散染料や1.2g/Lの分散剤ＮＮＯを含む染色液に投入し、pHが5、浴比が1:50にし、さらに60℃から90℃、 100℃、 110℃、 120℃、 あるいは130℃中のいずれか温度に昇温し、恒温で1時間染色する。
普通のポリエステル繊維の染色技術が多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維と同様にする。
【００６０】
繊維の染着率は残液比色法で測定する。具体的に、最後のN,N’-ジメチルホルムアミドと水の体積比は70/30の程度まで適量の染色原液または染色残液へ別々にN,N’-ジメチルホルムアミドと蒸留水を添加してサンプル液を調製して、サンプル液の吸光度が紫外可視分光光度計で測定して、式
染着率＝100%ｘ(1-A1/A0)  （A0:染色原液の吸光度、A1:染色残液の吸光度）
により染着率を計算する。
分散染料は別々に分散赤3B、分散青SE-2R、あるいは分散青緑S-GLにすると、繊維の染着率が下表のとおりである。
【００６１】
【表１１】
2019515152.tif 000014
【００６２】
普通ポリエステル繊維より多孔質・超ソフト・超極細ポリエステル繊維が明らかに染色性に優れることは、以下の事実を示す：本発明における分岐ジオールセグメントを含む改質ポリエステルは分岐ないポリエステルより自由体積の増加幅がはるかに上回るため、微粒子のポリエステルへ内部の奥行きが向上する；したがって、改質ポリエステルを作る繊維の自由体積が同じ温度下の普通ポリエステル繊維よりすごく大きくになって、染料の拡散程度が増加させ、ポリエステル繊維の染色性が改善させる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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