JP2004270101A - Polyester fiber - Google Patents

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JP2004270101A
JP2004270101A JP2003064818A JP2003064818A JP2004270101A JP 2004270101 A JP2004270101 A JP 2004270101A JP 2003064818 A JP2003064818 A JP 2003064818A JP 2003064818 A JP2003064818 A JP 2003064818A JP 2004270101 A JP2004270101 A JP 2004270101A
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Hiroshi Kitahara
洋 北原
Shinichi Takahashi
真一 高橋
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyester fiber having a good color, transparency and excellent luster. <P>SOLUTION: The polyester fiber is a modified cross-section fiber composed of a polyester polymer obtained by the polycondensation of an aromatic dicarboxylate ester in the presence of a catalyst containing a specific titanium compound component and a phosphorus component. The molar ratio of the phosphorus element/titanium metal element is 1-15, the sum of the elements is 10-100 m-mol% in one repeating unit and the value obtained by dividing the circumferential length of the fiber cross-section by the circle-equivalent diameter of the cross-section is ≥3.15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステル繊維に関し、さらに詳しくは、良好な色相を有し、光沢性に優れた異型ポリエステル繊維に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
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、化学的性能が優れているため、繊維、フィルム、その他の成形物に広く利用されている。
【0003】
例えばポリエチレンテレフタレートは、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か又はテレフタル酸とエチレンオキサイドとを反応させることにより、テレフタル酸のエチレングリコールエステル及び/又はその低重合体を含む反応生成物を調製し、次いでこの反応生成物を重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いる。また、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、ポリテトラメチレンテレフタレートも上記と同様の方法によって製造されている。
【0004】
これらの重縮合反応段階で使用する触媒の種類によって、反応速度および得られるポリエステルの品質が大きく左右されることはよく知られている。ポリエチレンテレフタレートの重縮合触媒としては、アンチモン化合物が、優れた重縮合触媒性能を有し、かつ比較的色相の良好なポリエステルが得られるなどの理由から最も広く使用されている。
【0005】
しかしながらアンチモン化合物に含まれる金属アンチモンは濃色であり、重縮合時に金属アンチモンが析出して白度が低下し光沢が失われるという問題があった。
【0006】
一方、ポリエステル繊維に絹様の光沢や風合い、さらには天然繊維には無い特殊光沢や特殊風合いを付与し高付加価値とするために、繊維断面形状を三角断面に代表されるような異形断面にする技術が従来から用いられている。しかし、異型断面とした場合には表面積が増加するため、この場合にはポリエステル重合時に用いられているアンチモン化合物由来の白度の低下が強調され、よりくすんだ光沢になってしまうという問題があった。
【0007】
ちなみに、光沢を高めるために異形度を大きくしたとしても、紡糸時の操業性が低下したり、単糸内において冷却斑が生じ染斑につながるといった問題や、紡糸、延伸工程や後工程での熱処理や接糸部の摩擦によりフィブリル化が発生し、光沢や品位の低下が生じるといった問題があった。また、アンチモン化合物を重縮合触媒として使用した場合、ポリエステルを長時間にわたって連続的に溶融紡糸すると、口金孔周辺に異物(以下、単に口金異物と称することがある。)が付着堆積し、溶融ポリマー流れの曲がり現象(ベンディング)が発生し、これが原因となって紡糸、延伸工程においてフィブリル化や断糸などを発生するという成形性の問題もあった。
【0008】
これらの問題を回避するため、該アンチモン化合物以外の重縮合触媒として、チタンテトラブトキシドのようなチタン化合物を用いることも提案されているが、このようなチタン化合物を使用した場合、得られたポリエステル自身が黄色く変色したり、溶融熱安定性も不良であるという新たな問題が発生する。
【0009】
そこで、例えば特許文献1にはチタン化合物とトリメリット酸とを反応させて得られた生成物を、また特許文献2にはチタン化合物と亜リン酸エステルとを反応させて得られた生成物を、それぞれポリエステル製造用触媒として使用することが開示されている。確かに、これら方法によれば、ポリエステルの溶融熱安定性はある程度向上しているもののその効果は不十分であり、また色調の改善が必要である。さらに、特許文献3においては、チタン化合物とリン化合物との錯体をポリエステル製造用触媒とすることが提案されていており、この方法によっても溶融熱安定性もある程度は向上するもののその効果は十分なものではなく、色調も改善が必要であるという問題があった。
【0010】
【特許文献1】
特公昭59−46258号公報
【特許文献2】
特開昭58−38722号公報
【特許文献3】
特開平7−138354号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術が有していた問題点を解消し、良好な色相を有し、透明性があり光沢に優れたポリエステル繊維を提供することにある。
【0012】
【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鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【0013】
すなわち、本発明のポリエステル繊維は、ポリエステルポリマーから構成される繊維であって、該ポリエステルポリマーがチタン化合物成分とリン化合物とを含む触媒の存在下に芳香族ジカルボキシレートエステルを重縮合して得られるポリマーであり、該チタン化合物成分が下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシド及び下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシドと下記一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸又はその無水物とを反応させた生成物からなる群から選ばれた少なくとも一種を含む成分であり、該リン化合物が下記一般式(III)で表される化合物であり、チタンとリンの含有濃度が下記数式(1)及び(2)を同時に満足し、かつ該繊維が下記式(3)を満足することを特徴とする。
【0014】
【化6】

Figure 2004270101
【0015】
【化7】
Figure 2004270101
【0016】
【化8】
Figure 2004270101
【0017】
【数2】
Figure 2004270101
【0018】
OL/D≧3.15 (3)
(式中、OLは繊維断面の周囲長(mm)、Dは繊維断面の円相当直径(mm)を表す。)
さらに、芳香族ジカルボキシレートエステルが、チタン化合物成分を含む触媒の存在下で、芳香族ジカルボン酸のジアルキルエステルと脂肪族グリコールとのエステル交換反応により得られたジエステルであり、該チタン化合物成分が下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシド及び下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシドと下記一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸又はその無水物とを反応させた生成物からなる群から選ばれた少なくとも一種を含む成分であることが好ましい。
【0019】
【化9】
Figure 2004270101
【0020】
【化10】
Figure 2004270101
【0021】
また、ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレートであることが特に好ましい。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリエステル繊維は、ポリエステルポリマーから構成されており、該ポリエステルポリマーはチタン化合物成分とリン化合物とを含む触媒の存在下に芳香族ジカルボキシレートエステルを重縮合して得られるポリマーである。
【0023】
そして本発明で用いられるチタン化合物成分は、下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシド及び下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシドと下記一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸又はその無水物とを反応させた生成物からなる群から選ばれた少なくとも一種を含む成分である。
【0024】
この本発明で用いられる、重縮合反応に触媒として用いられるチタン化合物成分は、最終製品の触媒に起因する異物を低減する観点から、ポリマー中に可溶なチタン化合物であることが必要であり、該チタン化合物成分としては、下記一般式(I)で表される化合物、若しくは一般式(II)で表される化合物と下記一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸又はその無水物とを反応させた生成物である必要がある。
【0025】
【化11】
Figure 2004270101
【0026】
【化12】
Figure 2004270101
【0027】
ここで、一般式(I)で表されるチタンアルコキシドとしては、具体的にはテトライソプロポキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラフェノキシチタン、オクタアルキルトリチタネート、及びヘキサアルキルジチタネートなどが好ましく用いられる。
【0028】
また、本発明の該チタンアルコキシドと反応させる一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸又はその無水物としては、フタル酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸、ピロメリット酸及びこれらの無水物が好ましく用いられる。
【0029】
上記チタンアルコキシドと芳香族多価カルボン酸又はその無水物とを反応させる場合には、溶媒に芳香族多価カルボン酸又はその無水物の一部または全部を溶解し、この混合液にチタンアルコキシドを滴下し、0〜200℃の温度で少なくとも30分間、好ましくは30〜150℃の温度で40〜90分間加熱することによって行われる。この際の反応圧力については特に制限はなく、常圧で十分である。なお、芳香族多価カルボン酸またはその無水物を溶解させる溶媒としては、エタノール、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ベンゼン及びキシレン等から所望に応じていずれを用いることもできる。
【0030】
ここで、チタンアルコキシドと芳香族多価カルボン酸またはその無水物との反応モル比には特に限定はないが、チタンアルコキシドの割合が高すぎると、得られるポリエステルの色調が悪化したり、軟化点が低下したりすることがあり、逆にチタンアルコキシドの割合が低すぎると重縮合反応が進みにくくなることがある。このため、チタンアルコキシドと芳香族多価カルボン酸又はその無水物との反応モル比は、2/1〜2/5の範囲内とすることが好ましい。
【0031】
本発明で用いられる重縮合用の触媒系は、上記のチタン化合物成分と、下記一般式(III)により表されるリン化合物とを含むものであり、両者の未反応混合物から実質的になるものである。
【0032】
【化13】
Figure 2004270101
【0033】
上記一般式(III)のリン化合物(ホスホネート化合物)としては、カルボメトキシメタンホスホン酸、カルボエトキシメタンホスホン酸、カルボプロポキシメタンホスホン酸、カルボブトキシメタンホスホン酸、カルボメトキシフェニルメタンホスホン酸、カルボエトキシフェニルメタンホスホン酸、カルボプロトキシフェニルメタンホスホン酸、カルボブトキシフェニルメタンホスホン酸等のホスホン酸誘導体のジメチルエステル類、ジエチルエステル類、ジプロピルエステル類、ジブチルエステル類等から選ばれることが好ましい。
【0034】
上記のホスホネート化合物は、通常安定剤として使用されるリン化合物に比較して、チタン化合物との反応が比較的緩やかに進行するので、反応中における、チタン化合物の触媒活性持続時間が長く、結果として該チタン化合物のポリエステルへの添加量を少なくすることができる。また、一般式(III)のリン化合物を含む触媒系に多量に安定剤を添加しても、得られるポリエステルの熱安定性を低下させることがなく、その色調を不良化することが無い。
【0035】
本発明では、上記のチタン化合物成分とリン化合物とを含む触媒が、下記数式(1)及び(2)を同時に満足するものである必要がある。
【0036】
【数3】
Figure 2004270101
【0037】
ここで、(P/Ti)は1以上15以下であるが、2以上15以下であることが好ましく、さらには10以下であることが好ましい。この(P/Ti)が1未満の場合、ポリエステルの色相が黄味を帯びたものであり、好ましくない。また、(P/Ti)が15を越えるとポリエステルの重縮合反応性が大幅に低下し、目的とするポリエステルを得ることが困難となる。この(P/Ti)の適正範囲は通常の金属触媒系よりも狭いことが特徴的であるが、適正範囲にある場合、本発明のような従来にない効果を得ることができる。
【0038】
一方、(Ti+P)は10以上100以下であるが、20以上70以下であることがより好ましい。(Ti+P)が10に満たない場合は、製糸プロセスにおける生産性が大きく低下し、満足な性能が得られなくなる。また、(Ti+P)が100を越える場合には、触媒に起因する異物が少量ではあるが発生し好ましくない。
【0039】
上記式中、Tiの量としては2〜15ミリモル%程度が適当である。 本発明で用いられているポリエステルポリマーは、上記のチタン化合物成分とリン化合物とを含む触媒の存在下に芳香族ジカルボキシレートエステルを重縮合して得られるポリマーであるが、本発明においては、芳香族ジカルボキシレートエステルが、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールからなるジエステルであることが好ましい。
【0040】
ここで芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸を主とすることが好ましい。より具体的には、テレフタル酸が全芳香族ジカルボン酸を基準として70モル%以上を占めていることが好ましく、さらには該テレフタル酸は、全芳香族ジカルボン酸を基準として80モル%以上を占めていることが好ましい。ここでテレフタル酸以外の好ましい芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸等を挙げることができる。
【0041】
もう一方の脂肪族グリコールとしては、アルキレングリコールであることが好ましく、例えば、エチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンメチレングリコール、ドデカメチレングリコールを用いることができるが、特にエチレングリコールであることが好ましい。
【0042】
本発明ではポリエステルが、ポリエチレンテレフタレートであることが特に好ましい。ここでポリエステルが、テレフタル酸とエチレングリコールからなるエチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルであることも好ましい。ここで「主たる」とは該エチレンテレフタレート繰り返し単位がポリエステル中の全繰り返し単位を基準として70モル%以上を占めていることをいう。
【0043】
また本発明で用いるポリエステルは、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールからなる主たる繰り返し単位以外に、酸成分またはジオール成分としてポリエステルを構成する成分を共重合した、共重合ポリエステルとしてもよい。
【0044】
共重合する成分としては、酸成分として、上記の芳香族ジカルボン酸はもちろん、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸などの二官能性カルボン酸成分又はそのエステル形成性誘導体を原料として使用することができる。また、共重合するジオール成分としては上記の脂肪族ジオールはもちろん、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環式グリコール、ビスフェノール、ハイドロキノン、2,2−ビス(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン類などの芳香族ジオールなどを原料として使用することができる。
【0045】
さらに、トリメシン酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールメタン、ペンタエリスリトールなどの多官能性化合物を原料として共重合させ使用することができる。
これらは一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
【0046】
本発明においては、上記のような芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールからなる芳香族ジカルボキシレートエステルが用いられるが、この芳香族ジカルボキシレートエステルは、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとのジエステル化反応により得ることもできるし、あるいは芳香族ジカルボン酸のジアルキルエステルと脂肪族グリコールとのエステル交換反応により得ることもできる。ただし、芳香族ジカルボン酸のジアルキルエステルを原料とし、エステル交換反応を経由する方法とした方が、芳香族ジカルボン酸を原料としジエステル化反応させる方法に比較し、重縮合反応中に安定剤として添加したリン化合物の飛散が少ないという利点がある。
【0047】
さらに、チタン化合物の一部及び/又は全量をエステル交換反応開始前に添加し、エステル交換反応触媒と重縮合反応触媒との二つの触媒として兼用させることが好ましい。このようにすることにより、最終的にポリエステル中のチタン化合物の含有量を低減することができる。ポリエチレンテレフタレートの例で、さらに具体的に述べると、テレフタル酸を主とする芳香族ジカルボン酸のジアルキルエステルとエチレングリコールとのエステル交換反応を、下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシド、及び下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシドと下記一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸又はその無水物とを反応させた生成物からなる群から選ばれた少なくとも1種を含むチタン化合物成分の存在下に行い、このエステル交換反応により得られた、芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールとのジエステルを含有する反応混合物に、更に下記一般式(III)により表されるリン化合物を添加し、これらの存在下に重縮合することが好ましい。
【0048】
【化14】
Figure 2004270101
【0049】
【化15】
Figure 2004270101
【0050】
【化16】
Figure 2004270101
【0051】
なお、該エステル交換反応を行う場合には通常は常圧下で実施されるが、0.05〜0.20MPaの加圧下に実施すると、チタン化合物成分の触媒作用による反応が更に促進され、かつ副生物のジエチレングリコールが大量に発生することもないので、熱安定性などの特性が更に良好なものとなる。温度としては160〜260℃が好ましい。
【0052】
また、本発明において、芳香族ジカルボン酸がテレフタル酸である場合には、ポリエステルの出発原料としてテレフタル酸及びテレフタル酸ジメチルが用いられるが、その場合にはポリアルキレンテレフタレートを解重合することによって得られた回収テレフタル酸ジメチル又はこれを加水分解して得られる回収テレフタル酸を使用することもできる。この場合、前記ポリアルキレンテレフタレートは、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましく、特に回収されたPETボトル、回収された繊維製品、回収されたポリエステルフィルム製品、さらには、これら製品の製造工程において発生するポリマー屑などをポリエステル製造用原料源とする再生ポリエステルを用いることは、資源の有効活用の観点から好ましいことである。
【0053】
本発明で用いられるポリエステルの固有粘度は、0.40〜0.80の範囲にあることが好ましく、さらに0.45〜0.75、特に0.50〜0.70の範囲が好ましい。固有粘度が0.40未満であると、繊維の強度が不足するため好ましくない。他方、固有粘度が0.80を越えると、原料ポリマーの固有粘度を過剰に引き上げる必要があり不経済である。
【0054】
本発明で用いるポリエステルは、必要に応じて少量の添加剤、例えば滑剤、顔料、染料、酸化防止剤、固相重合促進剤、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、艶消剤等を含んでいてもよく、特に艶消剤として酸化チタン、安定剤としての酸化防止剤は好ましく添加され、酸化チタンとしては、平均粒径が0.01〜2μmの酸化チタンを、最終的に得られるポリエステル組成物中に0.01〜10重量%含有させるように添加することが好ましい。また、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系の酸化防止剤が好ましい。またヒンダードフェノール系酸化防止とチオエーテル系二次酸化防止剤を併用して用いることも好ましく実施される。
【0055】
該酸化防止剤のポリエステルへの添加方法は特に制限はないが、好ましくはエステル交換反応、またはエステル化反応終了後、重合反応が完了するまでの間の任意の段階で添加する方法が挙げられる。
【0056】
本発明は、上記のポリエステルポリマーから構成される繊維である。これだけでも色相の優れた繊維は得られるが、本発明におけるポリエステル繊維の断面形状は下記式(3)を満足することが必要であり、このようなOL/Dの値の高い繊維断面とすることにより、さらに優れた光沢を有する繊維とすることができる。
【0057】
OL/D≧3.15 (3)
(式中OLは繊維断面周囲長(mm)、Dは繊維断面の円相当直径(mm)を表す。ここで円相当直径とは、異型の繊維断面の面積から、同じ面積となる円を導いたとき、その同面積の円の直径である。)
【0058】
またOL/Dの値の最大値としては、形状にもよるが一般には20程度であることが好ましく、例えばY型断面をとる場合には6以下であることが好ましい。さらには物性等のバランスからOL/Dの値が4〜6の範囲であることがより好ましい。
【0059】
また、本発明の繊維は通常、異形断面繊維と呼ばれるものであり、その形状としては例えば多葉、扁平、Y型、C型、V型、W型、I型等が挙げられるが、これに限定されるものではない。ただし物性や光沢のバランスからはY型が最も好ましい。
【0060】
このような本発明のポリエステル繊維は、上記した方法で得られたポリエステルポリマーを、従来公知のポリエステルの溶融紡糸法により紡糸・延伸することにより得ることができ、例えばポリエステルを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、得られる繊維の強度も十分なものであると共に、安定して巻き取りを行うこともできる。また延伸はポリエステル繊維を巻き取ってから、あるいは一旦巻き取ることなく連続的に延伸処理することによって、延伸糸を得ることができる。さらに本発明のポリエステル繊維には風合いを高める為に、アルカリ減量処理も好ましく実施される。
【0061】
そして本発明のように繊維断面が異形である繊維の製造方法としては、異形オリフィスを有する紡糸口金から直接ポリマーを吐出することによって製造する方法が最も簡便であるが、溶解速度の異なる複数成分のポリマーを同一オリフィスあるいは異なるオリフィスから吐出し接合する所謂複合紡糸によって製造した後、後工程で易溶出成分を溶解処理して異形化する方法を用いることもできる。
【0062】
このようにして得られる本発明のポリエステル繊維は、良好な色相を有しながら透明感のある光沢に優れ、かつフィブリル化の少ない品質の優れた繊維である。また、特に本発明のポリエステル繊維を用いて、スルーザー織機等によりメッシュ織物として製織した印刷用のスクリーン紗は、フィブリル化が少なく、これを用いた場合の印刷物の品位を向上させることができる。
【0063】
本発明のポリエステル繊維は、衣料用繊維、カーテン、カーペット、ふとんわた等に代表されるインテリア・寝装用繊維、各種織物、各種編物、短繊維不織布、長繊維不織布用、等の各種繊維用途に好適に用いられるものである。
【0064】
【実施例】
以下、本発明を更に下記実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例により何等限定を受けるものではない。なお、固有粘度、色相、チタン含有量及び紡糸口金に発生する付着物の層については、下記記載の方法により測定した。
【0065】
(1)固有粘度:
ポリエステルポリマーの固有粘度は、35℃オルソクロロフェノール溶液にて、常法に従って35℃において測定した粘度の値から求めた。
【0066】
(2)ポリエステル中のチタン、リン含有量:
粒状のポリエステルサンプルをアルミ板上で加熱溶融した後、圧縮プレス機で平面を有する成型体に形成し、蛍光X線測定装置(理学電機工業株式会社製3270型)に供して、定量分析した。
【0067】
ただし、艶消し剤として酸化チタンを添加したポリマー中のチタン原子濃度については、サンプルをヘキサフルオロイソプロパノールに溶解し、遠心分離機で前記溶液から酸化チタン粒子を沈降させ、傾斜法により上澄み液のみを回収し、溶剤を蒸発させて供試サンプルを調整し、このサンプルについて測定した。
【0068】
(3)ジエチレングリコール(DEG)量:
抱水ヒドラジンを用いてポリマーを分解し、ガスクロマトグラフィ−(株式会社日立製作所製「263−70」)を用い、常法に従って測定した。
【0069】
(4)色相(L*−b*)値
ポリエステル繊維を12ゲージ丸編機で30cm長の筒編みとし、ミノルタ株式会社製ハンター型色差計CR−200を用い、L*値、b*値を測定し、その差を(L*−b*)値とした。数値が高い方が、色相が好ましいことをあらわしている。94〜99が好ましい範囲である。
【0070】
(5)紡糸口金に発生する付着物の層:
各実施例に示す方法、条件で溶融紡糸を行った後、紡糸口金表面に離型剤を吹き付けて、吐出ポリマーが付着しないようにして、紡糸口金を取り外し、顕微鏡にて吐出孔周辺に付着・堆積した口金異物高さを測定した。全ての吐出孔について口金異物の高さを測定し、それらの平均値で表した。この口金異物高さが大きいほど吐出されたポリエステルのフィラメント状流にベンディングが発生しやすく、このポリエステルの成形性は低くなる。すなわち、紡糸口金に発生する付着物層の高低は、当該ポリエステルの成形性の指標であり、0μmに近い方が当然ながら成形性は良好であり、フィブリルの発生も少ない。
【0071】
[実施例1]
テレフタル酸ジメチル100部とエチレングリコール70部との混合物に、テトラ−n−ブチルチタネート0.009部を加圧反応が可能なステンレス製容器に仕込み、0.07MPaの加圧を行い140℃から240℃に昇温しながらエステル交換反応させた後、トリエチルホスホノアセテート0.035部を添加し、エステル交換反応を終了させた。
【0072】
その後、反応生成物を重合容器に移し、290℃まで昇温し、26.67Pa以下の高真空にて重縮合反応を行って、固有粘度0.60、ジエチレングリコール量が1.5%であるポリエステルを得て、常法に従いペレットとした。
【0073】
次に得られたペレットを150℃で5時間乾燥した後、スクリュー式押出機を装備した溶融紡糸設備にて290℃で溶融し、Y型の吐出孔を24個有する紡糸口金にて吐出し、常法に従って冷却・固化・オイリング後、1300m/分の速度で引き取った。引続き90℃に加熱された予熱ローラーと110℃に加熱されたプレートヒーターを介して延伸ローラーとの間で3.0倍に延伸して84dtex24フィラメントのポリエステル繊維を得た。上記溶融紡糸操作は7日間連続して行った。
【0074】
得られたポリエステル繊維は、良好な色相を有しながら透明感のある光沢に優れ、かつフィブリル化の少ない品質の優れた繊維であった。また、紡糸径時に伴う口金異物の付着・堆積は極めて少なく、ポリマー吐出状態は長期にわたり安定であった。表1にその物性を示す。
【0075】
[参考例]
トリメリット酸チタンの合成方法:
無水トリメリット酸のエチレングリコール溶液(0.2%)にテトラブトキシチタンを無水トリメリット酸に対して1/2モル添加し、空気中常圧下で80℃に保持して60分間反応させて、その後、常温に冷却し、10倍量のアセトンによって生成触媒を再結晶化させ、析出物をろ紙によって濾過し、100℃で2時間乾燥させて、目的とするチタン化合物を得た。
【0076】
[実施例2]
実施例1において、チタン化合物として、上記参考例の方法にて合成したトリメリット酸チタン0.016部に変更したこと以外は同様の操作を行った。結果を表1に示す。
【0077】
[実施例3〜7並びに比較例1〜3]
チタン化合物及びリン化合物を表1示す化合物及び添加量に変更したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
【0078】
[比較例4]
テレフタル酸ジメチル100部とエチレングリコール70部との混合物に、酢酸カルシウム一水和物0.064重量部を加圧反応が可能なステンレス製容器に仕込み、0.07MPaの加圧を行い140℃から240℃に昇温しながらエステル交換反応させた後、56重量%濃度のリン酸水溶液0.044重量部を添加し、エステル交換反応を終了させた。
【0079】
その後、反応生成物を重合容器に移し、三酸化二アンチモンを表に示す量を添加して290℃まで昇温し、(26.67Pa)以下の高真空にて重縮合反応を行ってポリエステルを得て、常法に従いペレットとした。
【0080】
以下実施例1と同様にペレットを処理し、Y型の84dtex24フィラメントのポリエステル繊維を得た。結果を表1に示す。
【0081】
[比較例5]
口金吐出孔形状を丸型とした以外は実施例1と同様の操作を行いポリエステル繊維を作成した。この繊維は色相が劣るものであり、絹のような光沢や風合いは得られなかった。結果を表1に併せて示した。
【0082】
【表1】
Figure 2004270101
【0083】
【発明の効果】
本発明によれば、良好な色相を有し、透明性があり光沢に優れたポリエステル繊維が提供される。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyester fiber, and more particularly, to a modified polyester fiber having a good hue and excellent gloss.
[0002]
[Prior art]
Polyester, especially polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polytrimethylene terephthalate and polytetramethylene terephthalate are widely used in fibers, films and other molded products because of their excellent mechanical, physical and chemical properties. I have.
[0003]
For example, polyethylene terephthalate is usually subjected to a direct esterification reaction between terephthalic acid and ethylene glycol, a transesterification reaction between a lower alkyl ester of terephthalic acid such as dimethyl terephthalate and ethylene glycol, or a reaction between terephthalic acid and ethylene oxide. By reacting, a reaction product containing an ethylene glycol ester of terephthalic acid and / or a low polymer thereof is prepared, and the reaction product is heated under reduced pressure in the presence of a polymerization catalyst until a predetermined polymerization degree is reached. It is produced by a polycondensation reaction. Further, polyethylene naphthalate, polytrimethylene terephthalate, and polytetramethylene terephthalate are also manufactured by the same method as described above.
[0004]
It is well known that the type of catalyst used in these polycondensation reaction steps greatly affects the reaction rate and the quality of the resulting polyester. As a polycondensation catalyst for polyethylene terephthalate, an antimony compound is most widely used because it has excellent polycondensation catalyst performance and a polyester having a relatively good hue can be obtained.
[0005]
However, the metal antimony contained in the antimony compound has a dark color, and there has been a problem that the metal antimony precipitates during polycondensation to reduce whiteness and lose gloss.
[0006]
On the other hand, in order to give the polyester fiber a silky luster and texture, and a special luster and special texture not found in natural fibers, and to add high value, the fiber cross-section has a modified cross-section such as a triangular cross-section. Has been used in the past. However, in the case of an irregular cross-section, the surface area increases, and in this case, the decrease in whiteness derived from the antimony compound used during the polymerization of the polyester is emphasized, resulting in a problem that the gloss becomes more dull. Was.
[0007]
By the way, even if the degree of irregularity is increased in order to increase the gloss, the operability at the time of spinning is reduced, and cooling spots are generated in the single yarn, leading to dye spots, and the spinning, drawing step and post-process There has been a problem that fibrillation occurs due to heat treatment and friction of the yarn-attached portion, resulting in a decrease in gloss and quality. Further, when an antimony compound is used as a polycondensation catalyst, when the polyester is continuously melt-spun for a long period of time, foreign substances (hereinafter, sometimes simply referred to as foreign matters of the die) adhere and accumulate around the hole of the die, and the molten polymer is deposited. A flow bending phenomenon (bending) occurs, which causes fibrillation and thread breakage in the spinning and drawing steps.
[0008]
In order to avoid these problems, it has been proposed to use a titanium compound such as titanium tetrabutoxide as a polycondensation catalyst other than the antimony compound. A new problem arises in that the toner itself discolors yellow and the melting heat stability is poor.
[0009]
Therefore, for example, Patent Literature 1 discloses a product obtained by reacting a titanium compound with trimellitic acid, and Patent Literature 2 discloses a product obtained by reacting a titanium compound with a phosphite. , Respectively, are disclosed for use as catalysts for polyester production. Certainly, according to these methods, the melt heat stability of the polyester is improved to some extent, but the effect is insufficient, and the color tone needs to be improved. Further, Patent Document 3 proposes that a complex of a titanium compound and a phosphorus compound is used as a catalyst for polyester production. This method also improves the melting heat stability to some extent, but the effect is not sufficient. However, there is a problem that the color tone needs to be improved.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-B-59-46258 [Patent Document 2]
JP-A-58-38722 [Patent Document 3]
JP-A-7-138354
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a polyester fiber having a good hue, being transparent and having excellent gloss.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The inventor of the present invention has made intensive studies in view of the above-mentioned prior art, and as a result, completed the present invention.
[0013]
That is, the polyester fiber of the present invention is a fiber composed of a polyester polymer, and the polyester polymer is obtained by polycondensing an aromatic dicarboxylate ester in the presence of a catalyst containing a titanium compound component and a phosphorus compound. Wherein the titanium compound component is a titanium alkoxide represented by the following general formula (I), a titanium alkoxide represented by the following general formula (I), and an aromatic polyvalent represented by the following general formula (II) A component containing at least one selected from the group consisting of a product obtained by reacting a carboxylic acid or an anhydride thereof, wherein the phosphorus compound is a compound represented by the following general formula (III); The fiber is characterized in that the content satisfies the following formulas (1) and (2) simultaneously, and the fiber satisfies the following formula (3).
[0014]
Embedded image
Figure 2004270101
[0015]
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Figure 2004270101
[0016]
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Figure 2004270101
[0017]
(Equation 2)
Figure 2004270101
[0018]
OL / D ≧ 3.15 (3)
(In the formula, OL represents the perimeter of the fiber cross section (mm), and D represents the equivalent circle diameter (mm) of the fiber cross section.)
Further, the aromatic dicarboxylate ester is a diester obtained by a transesterification reaction between a dialkyl ester of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic glycol in the presence of a catalyst containing a titanium compound component, wherein the titanium compound component is Reacting a titanium alkoxide represented by the following general formula (I) and a titanium alkoxide represented by the following general formula (I) with an aromatic polycarboxylic acid or an anhydride thereof represented by the following general formula (II) It is preferably a component containing at least one selected from the group consisting of the above products.
[0019]
Embedded image
Figure 2004270101
[0020]
Embedded image
Figure 2004270101
[0021]
It is particularly preferable that the polyester is polyethylene terephthalate.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polyester fiber of the present invention is composed of a polyester polymer, which is a polymer obtained by polycondensing an aromatic dicarboxylate ester in the presence of a catalyst containing a titanium compound component and a phosphorus compound.
[0023]
The titanium compound component used in the present invention includes a titanium alkoxide represented by the following general formula (I), a titanium alkoxide represented by the following general formula (I), and an aromatic polyamine represented by the following general formula (II). It is a component containing at least one selected from the group consisting of a product obtained by reacting a polyvalent carboxylic acid or an anhydride thereof.
[0024]
The titanium compound component used as a catalyst in the polycondensation reaction used in the present invention needs to be a titanium compound soluble in a polymer, from the viewpoint of reducing foreign substances caused by the catalyst of the final product, The titanium compound component includes a compound represented by the following general formula (I) or a compound represented by the following general formula (II) and an aromatic polycarboxylic acid represented by the following general formula (II) or an anhydride thereof. It must be a product obtained by reacting with a substance.
[0025]
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Figure 2004270101
[0026]
Embedded image
Figure 2004270101
[0027]
Here, specific examples of the titanium alkoxide represented by the general formula (I) include tetraisopropoxytitanium, tetrapropoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetraphenoxytitanium, octaalkyltrititanate, And hexaalkyl dititanate are preferably used.
[0028]
Examples of the aromatic polycarboxylic acid represented by the general formula (II) or an anhydride thereof to be reacted with the titanium alkoxide of the present invention include phthalic acid, trimellitic acid, hemi-mellitic acid, pyromellitic acid and the like. Anhydrides are preferably used.
[0029]
When reacting the titanium alkoxide with an aromatic polycarboxylic acid or an anhydride thereof, a part or all of the aromatic polycarboxylic acid or an anhydride thereof is dissolved in a solvent, and the titanium alkoxide is added to the mixed solution. It is carried out by dropping and heating at a temperature of 0 to 200 ° C for at least 30 minutes, preferably at a temperature of 30 to 150 ° C for 40 to 90 minutes. The reaction pressure at this time is not particularly limited, and normal pressure is sufficient. As a solvent for dissolving the aromatic polycarboxylic acid or its anhydride, any of ethanol, ethylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, benzene, xylene and the like can be used as desired.
[0030]
Here, the reaction molar ratio of the titanium alkoxide and the aromatic polycarboxylic acid or its anhydride is not particularly limited. However, if the proportion of the titanium alkoxide is too high, the color tone of the obtained polyester is deteriorated or the softening point is lowered. May decrease, and conversely, if the proportion of the titanium alkoxide is too low, the polycondensation reaction may not easily proceed. For this reason, the reaction molar ratio between the titanium alkoxide and the aromatic polycarboxylic acid or its anhydride is preferably in the range of 2/1 to 2/5.
[0031]
The catalyst system for polycondensation used in the present invention contains the above-mentioned titanium compound component and a phosphorus compound represented by the following general formula (III), and consists essentially of an unreacted mixture of the two. It is.
[0032]
Embedded image
Figure 2004270101
[0033]
Examples of the phosphorus compound (phosphonate compound) of the above general formula (III) include carbomethoxymethanephosphonic acid, carbethoxymethanephosphonic acid, carbopropoxymethanephosphonic acid, carbbutoxymethanephosphonic acid, carbomethoxyphenylmethanephosphonic acid, and carbethoxyphenyl It is preferably selected from dimethyl esters, diethyl esters, dipropyl esters, dibutyl esters, and the like of phosphonic acid derivatives such as methanephosphonic acid, carboxypropylphenylmethanephosphonic acid, and carbbutoxyphenylmethanephosphonic acid.
[0034]
Since the above-mentioned phosphonate compound proceeds relatively slowly with the titanium compound as compared with the phosphorus compound usually used as a stabilizer, the duration of the catalytic activity of the titanium compound during the reaction is long, and as a result, The amount of the titanium compound added to the polyester can be reduced. Further, even if a large amount of a stabilizer is added to the catalyst system containing the phosphorus compound of the general formula (III), the resulting polyester does not deteriorate in thermal stability and does not deteriorate its color tone.
[0035]
In the present invention, the catalyst containing the titanium compound component and the phosphorus compound needs to satisfy the following mathematical expressions (1) and (2) simultaneously.
[0036]
[Equation 3]
Figure 2004270101
[0037]
Here, (P / Ti) is 1 or more and 15 or less, but is preferably 2 or more and 15 or less, and more preferably 10 or less. When this (P / Ti) is less than 1, the hue of the polyester is yellowish, which is not preferable. When (P / Ti) exceeds 15, the polycondensation reactivity of the polyester is greatly reduced, and it is difficult to obtain the desired polyester. Although the proper range of (P / Ti) is characteristically narrower than that of a normal metal catalyst system, when it is within the proper range, an effect which has not been achieved conventionally can be obtained as in the present invention.
[0038]
On the other hand, (Ti + P) is 10 or more and 100 or less, but is more preferably 20 or more and 70 or less. When (Ti + P) is less than 10, the productivity in the spinning process is greatly reduced, and satisfactory performance cannot be obtained. On the other hand, when (Ti + P) exceeds 100, a small amount of foreign matter due to the catalyst is generated, which is not preferable.
[0039]
In the above formula, a suitable amount of Ti is about 2 to 15 mmol%. The polyester polymer used in the present invention is a polymer obtained by polycondensing an aromatic dicarboxylate ester in the presence of a catalyst containing the above titanium compound component and a phosphorus compound, but in the present invention, Preferably, the aromatic dicarboxylate ester is a diester comprising an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic glycol.
[0040]
Here, it is preferable that the aromatic dicarboxylic acid is mainly terephthalic acid. More specifically, terephthalic acid preferably accounts for 70 mol% or more based on the total aromatic dicarboxylic acid, and furthermore, the terephthalic acid accounts for 80 mol% or more based on the total aromatic dicarboxylic acid. Is preferred. Here, preferred aromatic dicarboxylic acids other than terephthalic acid include, for example, phthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, and the like.
[0041]
The other aliphatic glycol is preferably an alkylene glycol, and for example, ethylene glycol, trimethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, neopentyl glycol, hexane methylene glycol, dodecamethylene glycol can be used. And particularly preferably ethylene glycol.
[0042]
In the present invention, it is particularly preferred that the polyester is polyethylene terephthalate. Here, it is also preferable that the polyester is a polyester containing ethylene terephthalate composed of terephthalic acid and ethylene glycol as a main repeating unit. Here, "main" means that the ethylene terephthalate repeating unit accounts for 70 mol% or more based on all repeating units in the polyester.
[0043]
The polyester used in the present invention may be a copolymerized polyester obtained by copolymerizing a component constituting the polyester as an acid component or a diol component, in addition to the main repeating unit composed of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic glycol.
[0044]
As the component to be copolymerized, as the acid component, not only the above aromatic dicarboxylic acids, but also adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as decanedicarboxylic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid, and the like. The bifunctional carboxylic acid component or an ester-forming derivative thereof can be used as a raw material. Examples of the diol component to be copolymerized include not only the above-mentioned aliphatic diols, but also alicyclic glycols such as cyclohexanedimethanol, aromatic compounds such as bisphenol, hydroquinone, and 2,2-bis (4-β-hydroxyethoxyphenyl) propane. An aromatic diol or the like can be used as a raw material.
[0045]
Further, polyfunctional compounds such as trimesic acid, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolmethane, and pentaerythritol can be copolymerized and used as a raw material.
These may be used alone or in combination of two or more.
[0046]
In the present invention, an aromatic dicarboxylate ester composed of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic glycol as described above is used, and the aromatic dicarboxylate ester is a diester of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic glycol. It can also be obtained by an esterification reaction or a transesterification reaction between a dialkyl ester of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic glycol. However, the method using a transesterification reaction using a dialkyl ester of an aromatic dicarboxylic acid as a raw material is added as a stabilizer during the polycondensation reaction in comparison with the method of performing a diesterification reaction using an aromatic dicarboxylic acid as a raw material. There is an advantage that scattering of the phosphorus compound is small.
[0047]
Further, it is preferable that a part and / or the whole amount of the titanium compound is added before the start of the transesterification reaction, so that the titanium compound is also used as the two catalysts, the transesterification catalyst and the polycondensation reaction catalyst. By doing so, the content of the titanium compound in the polyester can be finally reduced. More specifically, in the example of polyethylene terephthalate, a transesterification reaction between a dialkyl ester of an aromatic dicarboxylic acid mainly composed of terephthalic acid and ethylene glycol is carried out by a titanium alkoxide represented by the following general formula (I), and At least one selected from the group consisting of products obtained by reacting a titanium alkoxide represented by the following general formula (I) with an aromatic polycarboxylic acid or an anhydride thereof represented by the following general formula (II) The reaction mixture containing a diester of an aromatic dicarboxylic acid and ethylene glycol obtained by the transesterification reaction is performed in the presence of a titanium compound component containing a phosphorus compound represented by the following general formula (III). And it is preferable to carry out polycondensation in the presence of these.
[0048]
Embedded image
Figure 2004270101
[0049]
Embedded image
Figure 2004270101
[0050]
Embedded image
Figure 2004270101
[0051]
When the transesterification is carried out, it is usually carried out under normal pressure. However, when carried out under a pressure of 0.05 to 0.20 MPa, the reaction by the catalytic action of the titanium compound component is further promoted, and Since a large amount of biological diethylene glycol is not generated, properties such as thermal stability are further improved. The temperature is preferably from 160 to 260 ° C.
[0052]
In the present invention, when the aromatic dicarboxylic acid is terephthalic acid, terephthalic acid and dimethyl terephthalate are used as starting materials for the polyester, and in that case, it is obtained by depolymerizing polyalkylene terephthalate. The recovered dimethyl terephthalate or the recovered terephthalic acid obtained by hydrolyzing the recovered dimethyl phthalate can also be used. In this case, the polyalkylene terephthalate is preferably polyethylene terephthalate, and in particular, a recovered PET bottle, a recovered fiber product, a recovered polyester film product, and polymer waste generated in a process of manufacturing these products. It is preferable to use a recycled polyester which is a raw material source for polyester production from the viewpoint of effective utilization of resources.
[0053]
The intrinsic viscosity of the polyester used in the present invention is preferably in the range of 0.40 to 0.80, more preferably 0.45 to 0.75, particularly preferably 0.50 to 0.70. If the intrinsic viscosity is less than 0.40, the strength of the fiber becomes insufficient, which is not preferable. On the other hand, if the intrinsic viscosity exceeds 0.80, it is necessary to raise the intrinsic viscosity of the raw material polymer excessively, which is uneconomical.
[0054]
The polyester used in the present invention may contain a small amount of additives as necessary, for example, a lubricant, a pigment, a dye, an antioxidant, a solid-phase polymerization accelerator, a fluorescent brightener, an antistatic agent, an antibacterial agent, an ultraviolet absorber, and light. Stabilizers, heat stabilizers, light-shielding agents, may also contain a matting agent, etc., especially titanium oxide as a matting agent, an antioxidant as a stabilizer is preferably added, as titanium oxide, the average particle size It is preferable to add 0.01 to 2 μm of titanium oxide so that 0.01 to 10% by weight is contained in the finally obtained polyester composition. As the antioxidant, a hindered phenol-based antioxidant is preferable. It is also preferable to use a combination of a hindered phenol-based antioxidant and a thioether-based secondary antioxidant.
[0055]
The method of adding the antioxidant to the polyester is not particularly limited, but preferably includes a method of adding the antioxidant at an arbitrary stage after completion of the transesterification reaction or esterification reaction until completion of the polymerization reaction.
[0056]
The present invention is a fiber composed of the above polyester polymer. Although a fiber having an excellent hue can be obtained by this alone, the cross-sectional shape of the polyester fiber in the present invention needs to satisfy the following expression (3), and such a fiber cross-section having a high OL / D value is required. Thereby, a fiber having more excellent gloss can be obtained.
[0057]
OL / D ≧ 3.15 (3)
(In the formula, OL represents the circumference of the fiber cross section (mm), and D represents the equivalent circle diameter of the fiber cross section (mm). Here, the circle equivalent diameter derives a circle having the same area from the area of the irregular fiber cross section. Is the diameter of a circle of the same area.)
[0058]
The maximum value of OL / D is generally preferably about 20, although it depends on the shape. For example, in the case of taking a Y-shaped cross section, it is preferably 6 or less. Further, it is more preferable that the value of OL / D is in the range of 4 to 6 from the balance of physical properties and the like.
[0059]
In addition, the fiber of the present invention is generally called a modified cross-section fiber, and examples of the shape include multi-leaf, flat, Y-type, C-type, V-type, W-type, and I-type. It is not limited. However, from the balance of physical properties and gloss, the Y type is most preferable.
[0060]
Such a polyester fiber of the present invention can be obtained by spinning and drawing the polyester polymer obtained by the above-described method by a conventionally known polyester melt spinning method. It is preferable to produce by melt spinning within the range, and it is preferable to spin at a melt spinning speed of 400 to 5000 m / min. When the spinning speed is in this range, the strength of the obtained fiber is sufficient, and the winding can be performed stably. In the drawing, a drawn yarn can be obtained by winding the polyester fiber or by continuously drawing without once winding. Further, the polyester fiber of the present invention is preferably subjected to an alkali weight reduction treatment in order to enhance the feeling.
[0061]
As a method for producing a fiber having a heterogeneous fiber cross section as in the present invention, a method of producing the fiber by directly discharging a polymer directly from a spinneret having a deformed orifice is the simplest, but a method of dissolving a plurality of components having different dissolution rates. A method in which a polymer is produced by so-called composite spinning in which a polymer is discharged from the same orifice or different orifices and joined, and then a readily eluting component is dissolved in a subsequent step to deform the polymer is used.
[0062]
The polyester fiber of the present invention obtained in this way is a fiber having excellent transparency, excellent gloss and excellent quality, with less fibrillation. In particular, a printing screen gauze woven as a mesh fabric using a polyester fiber of the present invention as a mesh fabric by a throughr weaving machine or the like has little fibrillation, and can improve the quality of a printed material when it is used.
[0063]
The polyester fiber of the present invention is suitable for various fiber applications such as clothing fibers, curtains, carpets, interior / bedding fibers represented by futon, etc., various woven fabrics, various knitted fabrics, short fiber nonwoven fabrics, long fiber nonwoven fabrics, and the like. It is used for.
[0064]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the following Examples, but the scope of the present invention is not limited by these Examples. In addition, the intrinsic viscosity, the hue, the titanium content, and the layer of deposits generated on the spinneret were measured by the methods described below.
[0065]
(1) Intrinsic viscosity:
The intrinsic viscosity of the polyester polymer was determined from the value of the viscosity measured at 35 ° C. in a 35 ° C. orthochlorophenol solution according to a conventional method.
[0066]
(2) Content of titanium and phosphorus in polyester:
After the granular polyester sample was heated and melted on an aluminum plate, it was formed into a molded body having a flat surface by a compression press, and then subjected to a fluorescent X-ray measuring apparatus (Rigaku Denki Kogyo KK, model 3270) for quantitative analysis.
[0067]
However, regarding the titanium atom concentration in the polymer to which titanium oxide was added as a matting agent, the sample was dissolved in hexafluoroisopropanol, the titanium oxide particles were precipitated from the solution by a centrifugal separator, and only the supernatant liquid was decanted. The test sample was prepared by collecting and evaporating the solvent, and the sample was measured.
[0068]
(3) Amount of diethylene glycol (DEG):
The polymer was decomposed using hydrazine hydrate, and measured by gas chromatography ("263-70" manufactured by Hitachi, Ltd.) according to a conventional method.
[0069]
(4) Hue (L * -b *) value Using a 12 gauge circular knitting machine, the polyester fiber is made into a 30 cm long tubular knit, and the L * value and the b * value are measured using a hunter type color difference meter CR-200 manufactured by Minolta Co., Ltd. It measured and made the difference into (L * -b *) value. A higher numerical value indicates that the hue is more preferable. 94-99 is a preferable range.
[0070]
(5) Layer of deposits generated on the spinneret:
After performing melt spinning under the method and conditions described in each example, a release agent is sprayed on the surface of the spinneret to prevent the discharge polymer from adhering, the spinneret is removed, and the spinneret is removed around the discharge hole with a microscope. The height of the deposited foreign matter was measured. The height of the cap foreign matter was measured for all the ejection holes, and the height was represented by an average value thereof. As the height of the foreign matter in the die increases, bending tends to occur in the discharged polyester filamentous flow, and the moldability of the polyester decreases. That is, the height of the deposit layer generated on the spinneret is an index of the moldability of the polyester, and the closer to 0 μm, of course, the better the moldability and the less the generation of fibrils.
[0071]
[Example 1]
To a mixture of 100 parts of dimethyl terephthalate and 70 parts of ethylene glycol, 0.009 part of tetra-n-butyl titanate is charged into a stainless steel container capable of performing a pressure reaction, and pressurized at 0.07 MPa to 140 ° C. to 240 ° C. After transesterification while raising the temperature to ° C, 0.035 parts of triethylphosphonoacetate was added to terminate the transesterification reaction.
[0072]
Thereafter, the reaction product was transferred to a polymerization vessel, the temperature was raised to 290 ° C., and a polycondensation reaction was performed under a high vacuum of 26.67 Pa or less to obtain a polyester having an intrinsic viscosity of 0.60 and a diethylene glycol content of 1.5%. Was obtained and pelletized according to a conventional method.
[0073]
Next, the obtained pellets were dried at 150 ° C. for 5 hours, then melted at 290 ° C. in a melt spinning equipment equipped with a screw type extruder, and discharged by a spinneret having 24 Y-shaped discharge holes, After cooling, solidifying, and oiling according to a conventional method, it was taken out at a speed of 1300 m / min. Subsequently, it was drawn 3.0 times between a drawing roller and a preheating roller heated to 90 ° C. and a plate heater heated to 110 ° C. to obtain a polyester fiber of 84 dtex 24 filaments. The above melt spinning operation was performed continuously for 7 days.
[0074]
The obtained polyester fiber was an excellent fiber having a good hue, excellent transparency and gloss, and less fibrillation. In addition, adhesion and accumulation of foreign matter in the spinneret accompanying spinning diameter were extremely small, and the polymer discharge state was stable for a long period of time. Table 1 shows the physical properties.
[0075]
[Reference example]
Synthesis method of titanium trimellitate:
To a solution of trimellitic anhydride in ethylene glycol (0.2%), add 1/2 mol of tetrabutoxytitanium to trimellitic anhydride, react at 80 ° C. under normal pressure in air, and react for 60 minutes. After cooling to room temperature, the resulting catalyst was recrystallized with 10 times the amount of acetone, and the precipitate was filtered through filter paper and dried at 100 ° C. for 2 hours to obtain the desired titanium compound.
[0076]
[Example 2]
The same operation was performed as in Example 1, except that the titanium compound was changed to 0.016 part of titanium trimellitate synthesized by the method of the above reference example. Table 1 shows the results.
[0077]
[Examples 3 to 7 and Comparative Examples 1 to 3]
The same operation as in Example 1 was performed except that the titanium compound and the phosphorus compound were changed to the compounds and the addition amounts shown in Table 1. Table 1 shows the results.
[0078]
[Comparative Example 4]
A mixture of 100 parts of dimethyl terephthalate and 70 parts of ethylene glycol is charged with 0.064 parts by weight of calcium acetate monohydrate in a stainless steel container capable of performing a pressure reaction, and pressurized at 0.07 MPa to 140 ° C. After the transesterification reaction was performed while the temperature was raised to 240 ° C., 0.044 parts by weight of a 56% by weight phosphoric acid aqueous solution was added to terminate the transesterification reaction.
[0079]
Thereafter, the reaction product was transferred to a polymerization vessel, the amount of diantimony trioxide shown in the table was added, the temperature was raised to 290 ° C., and a polycondensation reaction was carried out under a high vacuum of (26.67 Pa) or less to obtain a polyester. Obtained and pelletized according to a conventional method.
[0080]
Thereafter, the pellets were treated in the same manner as in Example 1 to obtain a Y type 84dtex24 filament polyester fiber. Table 1 shows the results.
[0081]
[Comparative Example 5]
A polyester fiber was prepared by performing the same operation as in Example 1 except that the shape of the nozzle discharge hole was round. This fiber was inferior in hue, and did not have silky luster or texture. The results are shown in Table 1.
[0082]
[Table 1]
Figure 2004270101
[0083]
【The invention's effect】
According to the present invention, a polyester fiber having a good hue, being transparent, and having excellent gloss is provided.

Claims (3)

ポリエステルポリマーから構成される繊維であって、該ポリエステルポリマーがチタン化合物成分とリン化合物とを含む触媒の存在下に芳香族ジカルボキシレートエステルを重縮合して得られるポリマーであり、該チタン化合物成分が下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシド及び下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシドと下記一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸又はその無水物とを反応させた生成物からなる群から選ばれた少なくとも一種を含む成分であり、該リン化合物が下記一般式(III)で表される化合物であり、チタンとリンの含有濃度が下記数式(1)及び(2)を同時に満足し、かつ該繊維が下記式(3)を満足することを特徴とするポリエステル繊維。
Figure 2004270101
Figure 2004270101
Figure 2004270101
Figure 2004270101
OL/D≧3.15 (3)
(式中、OLは繊維断面の周囲長(mm)、Dは繊維断面の円相当直径(mm)を表す。)
A fiber comprising a polyester polymer, wherein the polyester polymer is a polymer obtained by polycondensing an aromatic dicarboxylate ester in the presence of a catalyst containing a titanium compound component and a phosphorus compound, wherein the titanium compound component Reacts a titanium alkoxide represented by the following general formula (I) and a titanium alkoxide represented by the following general formula (I) with an aromatic polycarboxylic acid or an anhydride thereof represented by the following general formula (II) The phosphorus compound is a compound represented by the following general formula (III), and the content of titanium and phosphorus is represented by the following formula (1): A polyester fiber which simultaneously satisfies (2) and wherein the fiber satisfies the following formula (3).
Figure 2004270101
Figure 2004270101
Figure 2004270101
Figure 2004270101
OL / D ≧ 3.15 (3)
(In the formula, OL represents the perimeter of the fiber cross section (mm), and D represents the equivalent circle diameter (mm) of the fiber cross section.)
芳香族ジカルボキシレートエステルが、チタン化合物成分を含む触媒の存在下で、芳香族ジカルボン酸のジアルキルエステルと脂肪族グリコールとのエステル交換反応により得られたジエステルであり、該チタン化合物成分が下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシド及び下記一般式(I)で表されるチタンアルコキシドと下記一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸又はその無水物とを反応させた生成物からなる群から選ばれた少なくとも一種を含む成分である請求項1記載のポリエステル繊維。
Figure 2004270101
Figure 2004270101
The aromatic dicarboxylate ester is a diester obtained by a transesterification reaction between a dialkyl ester of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic glycol in the presence of a catalyst containing a titanium compound component, wherein the titanium compound component has the following general formula: Formation by reacting a titanium alkoxide represented by the formula (I) and a titanium alkoxide represented by the following general formula (I) with an aromatic polycarboxylic acid represented by the following general formula (II) or an anhydride thereof The polyester fiber according to claim 1, which is a component containing at least one selected from the group consisting of a product.
Figure 2004270101
Figure 2004270101
ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレートである請求項1または2記載のポリエステル繊維。The polyester fiber according to claim 1, wherein the polyester is polyethylene terephthalate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009019311A (en) * 2007-07-13 2009-01-29 Teijin Fibers Ltd Flat fiber for fleece pile fabric, and method for producing the same

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