JP2004339685A - Copolymerized poly(trimethylene terephthalate) fiber - Google Patents

Copolymerized poly(trimethylene terephthalate) fiber Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide poly(trimethylene terephthalate) (PTT) fiber having high toughness, causing little shrinkage in dyeing or heat-setting and having excellent processing properties, and to provide a method for producing the fiber. <P>SOLUTION: The copolymerized poly(trimethylene terephthalate) fiber satisfies the following conditions (1) to (6): (1) ester-forming sulfonate of 0.5-5 mol% is copolymerized based on a total dicarbonic acid component, (2) bis(3-hydroxypropyl) ether of 0.1-2.5 wt.% is copolymerized, (3) intrinsic viscosity is 0.65-1.5 dl/g, (4) amount of terminal carboxy groups is ≤25 milli-equivalent/kg-fiber, (5) toughness is ≥16, wherein the toughness is calculated by the following equation: Toughness=[Strength (cN/dtex)]×[Elongation (%)]<SP>1/2</SP>and (6) U% is 0-3%. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、共重合ポリトリメチレンテレフタレート(以下、ポリトリメチレンテレフタレートをPTTと略記する)、その製造方法、それを用いた繊維及び繊維製品に関する。詳しくは、カチオン染料可染性のPTT繊維の原料となる、高い分子量を有する共重合PTT及びその製造方法、それを用いた繊維及び繊維製品に関する。
更に詳しくは、高い固相重合速度で生産でき、溶融時の粘度の低下速度が小さい、カチオン染料可染性のPTT繊維の原料となる、色相に優れた高分子量の共重合PTT、及び、タフネスが高く、染色や熱セット時に大きく収縮せず、加工特性に優れたカチオン染料可染性のPTT繊維及び該繊維製品に関する。
The present invention relates to copolymerized polytrimethylene terephthalate (hereinafter, polytrimethylene terephthalate is abbreviated as PTT), a method for producing the same, fibers and a fiber product using the same. Specifically, the present invention relates to a copolymerized PTT having a high molecular weight, which is a raw material of a PTT fiber dyeable with a cationic dye, a method for producing the same, and a fiber and a fiber product using the same.
More specifically, a high-molecular-weight copolymerized PTT having excellent hue, which can be produced at a high solid-state polymerization rate, has a low rate of decrease in viscosity upon melting, and is a raw material for cationic dye-dyeable PTT fibers, and The present invention relates to a cationic dye-dyeable PTT fiber which has high processability, does not significantly shrink during dyeing or heat setting, and has excellent processing properties, and the fiber product.

テレフタル酸やテレフタル酸の低級アルコールエステルと1,3−プロパンジオール(トリメチレングリコールともいう)の重縮合体から溶融紡糸によって得られるPTT繊維は、従来にない驚くべきほどのソフトな風合いやドレープ性、優れたストレッチ性、低温染色性、耐候性等、ポリエチレンテレフタレート繊維(以下、ポリエチレンテレフタレートをPETと略記する)やナイロン6繊維等の既存の合成繊維では得られない、多くの特徴を兼ね備えている。
本出願人は、PTT、PTT繊維、及び、その加工、商品等の開発に関連する数多くの困難を克服し、世界で初めてPTT繊維(登録商標「ソロ」繊維)を最近上市した。
PTT繊維は、他の素材繊維と複合することや後加工処理することで、その用途を一層拡大することができる。しかしながら、これまでのPTT繊維では、複合する相手の繊維や加工技術の種類によっては、染色に関わる問題が生じる場合があった。例えば、PTT繊維は実質的に分散染料でしか染色することができないので、PTT繊維をポリウレタン弾性糸と複合したり、またはPTT繊維の布帛をポリウレタン樹脂加工したりする場合は、分散染料が構造の粗なウレタン弾性糸や樹脂に移行し、洗濯堅牢性、汗堅牢性やドライクリーニング堅牢性等の染色堅牢性が低下するという問題があった。
これに対し、PTT繊維をカチオン染料に対して可染化すると、カチオン染料は、PTT中に導入された染着座席であるスルホン酸塩にイオン結合するので、上記のような染料が移行するという問題が起こらず、高い染色堅牢性が達成される。また、染色後の布帛の鮮明性が高くなるという特徴も発現する。
PTT fiber obtained by melt spinning from a polycondensate of terephthalic acid or a lower alcohol ester of terephthalic acid and 1,3-propanediol (also referred to as trimethylene glycol) has a surprisingly soft texture and drapability that have never been achieved before. It has many features that cannot be obtained with existing synthetic fibers such as polyethylene terephthalate fiber (hereinafter, polyethylene terephthalate is abbreviated as PET) and nylon 6 fiber, such as excellent stretchability, low-temperature dyeability, and weather resistance. .
The Applicant has recently launched the world's first PTT fiber (registered trademark "Solo" fiber), overcoming many difficulties associated with the development of PTT, PTT fiber, and its processing, products, and the like.
The use of PTT fiber can be further expanded by combining it with other material fibers or by performing post-processing. However, in the case of the conventional PTT fiber, there may be a problem with dyeing depending on the type of the fiber to be combined and the type of processing technique. For example, since PTT fiber can be substantially dyed only with a disperse dye, when the PTT fiber is combined with a polyurethane elastic yarn, or when a PTT fiber fabric is processed with a polyurethane resin, the disperse dye has a structure. There is a problem in that the dye is transferred to coarse urethane elastic yarn or resin, and dyeing fastness such as washing fastness, sweat fastness and dry cleaning fastness is reduced.
On the other hand, when the PTT fiber is dyed with a cationic dye, the cationic dye is ionically bonded to a sulfonate, which is a dyeing seat introduced into the PTT fiber, so that the dye is transferred. No problems occur and high color fastness is achieved. In addition, a characteristic that the sharpness of the fabric after dyeing is increased is also exhibited.

本発明者らは、染色に関わる上記の問題を解決しつつ、PTT繊維の優れた特徴をより一層生かす手段として、カチオン染料可染性を有するPTT繊維(以下、CD−PTT繊維と略記する)をすでに提案した(特許文献1)。この技術は、ジカルボン酸成分であるテレフタル酸又は/及びテレフタル酸ジメチルに代表されるテレフタル酸の低級アルコールエステルと、ジオール成分である1,3−プロパンジオールとをエステル化反応させ、次いで重縮合反応する際の任意の段階で、カチオン染料の染着座席となるエステル形成性スルホン酸金属塩を添加することにより、CD−PTT繊維の原料となり得るカチオン染料可染性を有するPTT(以下、CD−PTTと略記する)及びその繊維を提供するものである。この技術は、従来困難であったカチオン染料可染性を有するPTTを提供するという点において優れているものの、工業的生産性の点からはまだ不充分な点があった。また、前記技術により得られるCD−PTTは、白度においても優れてはいるものの、更に高レベルの白度や強度が要求される繊維用途においては必ずしも満足のいくものではなかった。
一方、CD−PTTではなく、PTTのホモポリマー(以下、ホモPTTという)について、特許文献2には、1,3−プロパンジオールとテレフタル酸成分とをエステル化反応させ、得られたエステル化反応物を重縮合して極限粘度が0.7〜0.8のプレポリマーを得た後、得られたプレポリマーを190〜210℃の温度で固相重縮合して極限粘度を0.9以上とすることにより、b値が10以下でオリゴマー含有量が1wt%以下のPTTを得る方法が開示されている。また、特許文献3には、チタン触媒とマグネシウム触媒を組み合わせて、固相重合速度、溶融安定性に優れたホモPTTの重合技術が開示されている。
The present inventors have solved the above-mentioned problems relating to dyeing, and as a means for further utilizing the excellent characteristics of PTT fiber, PTT fiber having cationic dye dyeability (hereinafter abbreviated as CD-PTT fiber). Has already been proposed (Patent Document 1). This technology involves an esterification reaction of terephthalic acid or a lower alcohol ester of terephthalic acid typified by dimethyl terephthalate with a diol component of 1,3-propanediol, followed by a polycondensation reaction. By adding an ester-forming sulfonic acid metal salt serving as a dyeing seat of a cationic dye at an arbitrary stage during the dyeing, a PTT having a cationic dye-dyeing property (hereinafter referred to as CD- PTT) and its fibers. Although this technique is excellent in that it provides a PTT having cationic dye dyeability, which has been difficult in the past, it still has an insufficient point in terms of industrial productivity. Further, although the CD-PTT obtained by the above technique is excellent in whiteness, it is not always satisfactory in fiber applications that require a higher level of whiteness and strength.
On the other hand, Patent Literature 2 discloses an esterification reaction of 1,3-propanediol and a terephthalic acid component with respect to not a CD-PTT but a homopolymer of PTT (hereinafter referred to as homoPTT). After obtaining a prepolymer having an intrinsic viscosity of 0.7 to 0.8 by subjecting the product to polycondensation, the obtained prepolymer is subjected to solid-phase polycondensation at a temperature of 190 to 210 ° C. to obtain an intrinsic viscosity of 0.9 or more. Thus, a method of obtaining a PTT having a b value of 10 or less and an oligomer content of 1 wt% or less is disclosed. Patent Literature 3 discloses a homo-PTT polymerization technique that combines a titanium catalyst and a magnesium catalyst and has excellent solid-state polymerization speed and melt stability.

しかしながら、前記いずれの公報にも、CD−PTTやエステル形成性スルホン酸金属塩を共重合する意義については記載も示唆もない。特に、後述のとおり、共重合成分としてエステル形成性スルホン酸金属塩を用いた場合には、ホモPTTよりも溶融安定性が悪くなるため、ホモPTTで用いられている技術をそのままCD−PTTに適用しても同様の効果は期待できないが、前記の公報にはその解決策についても何ら記載も示唆もない。また、いずれの公報に記載のホモPTTも白度の点から充分なものではなく、特に前記特許文献3では、重合時にマグネシウム触媒を併用しているので、ポリマーのL値(明るさ)が70未満であり、黒ずんだポリマーしか得ることができず、鮮明な発色が要求されるCD−PTT繊維への適用はできない。
公知のCD−PTT繊維についても、CD−PTTポリマーと同様に改善すべき点があった。すなわち、従来のCD−PTT繊維は、1)分子量の低いポリマーからできているのでタフネスが低く(タフネスとは繊維の強靱さを示すものであり、通常は繊維強度と伸度の1/2乗の積で表される。)、布帛にした時に破れやすいという問題、及び、2)分子量が低いにもかかわらず過度に延伸されているので、染色や熱セット等の加工時の熱で非晶部分の分子が配向緩和を起こして大きく収縮するので、ごわごわになりソフトな風合いを十分に発現させることが難しいという問題があった。
However, neither of these publications describes or suggests the significance of copolymerizing CD-PTT or an ester-forming metal salt of sulfonic acid. In particular, as described later, when an ester-forming sulfonic acid metal salt is used as a copolymerization component, the melt stability is worse than that of homo-PTT. Therefore, the technology used for homo-PTT is directly applied to CD-PTT. Although the same effect cannot be expected even if it is applied, the above publication does not describe or suggest any solution. Further, the homo-PTT described in any of the publications is not sufficient in terms of whiteness, and particularly in Patent Document 3, since a magnesium catalyst is used in combination at the time of polymerization, the L value (brightness) of the polymer is 70. , And only a darkened polymer can be obtained, and it cannot be applied to CD-PTT fiber which requires sharp color development.
As for the known CD-PTT fiber, there is a point to be improved similarly to the CD-PTT polymer. That is, the conventional CD-PTT fiber is 1) low in toughness because it is made of a polymer having a low molecular weight (toughness indicates the toughness of the fiber, and is usually 1/2 power of fiber strength and elongation). The problem is that the material is easily broken when it is made into a fabric, and 2) Since it is excessively stretched despite its low molecular weight, it is amorphous due to heat during processing such as dyeing and heat setting. There is a problem that since the molecules of the portion cause the orientation to relax and largely shrink, it becomes stiff and it is difficult to sufficiently develop a soft texture.

国際公開第99/09238号パンフレットWO 99/09238 pamphlet 特開平08−311177号公報JP-A-08-31177 特開2000−159876号公報JP 2000-159876 A

本発明者らは、CD−PTTの重合技術や紡糸技術に関する研究を精力的に進める段階で、以下のような問題を見いだした。
CD−PTTの溶融重合においては、共重合されたスルホン酸金属塩同士が溶融状態で互いにイオン架橋するために、溶融粘度が著しく上昇する。そのために、重縮合反応段階で1,3−プロパンジオールの留去が阻害されて、重合度が上がりにくくなるという問題がある。更にCD−PTTは、類似構造を有するPETやポリブチレンテレフタレート、ホモPTTに比べて、溶融時の熱安定性が低く、重縮合時間を長くしても分子量が上がらず、繊維化に必要な分子量に高める前に熱分解による解重合が起こり、ポリマー自体も黄色く着色して、高分子量のCD−PTTを得ることができないという問題がある。
本発明者らは、CD−PTTの高分子量化の検討を進めた結果、低分子量のCD−PTT(以下、プレポリマーと略記する)を一旦作成し、プレポリマーを固相重合することにより、溶融重合では到達できないほどの高分子量を有するCD−PTTを得ることに成功した。しかしながら、詳細に溶融重合特性、色相、固相重合特性を検討した結果、工業的にこの技術を実施するには以下のような課題があった。
The present inventors have found the following problems at the stage where the research on the polymerization technology and the spinning technology of CD-PTT is energetically advanced.
In the melt polymerization of CD-PTT, the copolymerized sulfonic acid metal salts are ion-crosslinked to each other in a molten state, so that the melt viscosity is significantly increased. For this reason, there is a problem that the distillation of 1,3-propanediol is inhibited in the polycondensation reaction stage, and the degree of polymerization is hardly increased. Furthermore, CD-PTT has lower thermal stability at the time of melting than PET, polybutylene terephthalate, and homo-PTT having a similar structure, and does not increase the molecular weight even if the polycondensation time is prolonged. However, there is a problem in that depolymerization due to thermal decomposition occurs before the temperature is increased, and the polymer itself is also colored yellow, so that high-molecular-weight CD-PTT cannot be obtained.
The present inventors proceeded with the study of increasing the molecular weight of CD-PTT, and as a result, once produced a low-molecular-weight CD-PTT (hereinafter abbreviated as a prepolymer), and solid-phase polymerized the prepolymer. We have succeeded in obtaining CD-PTT having a high molecular weight that cannot be reached by melt polymerization. However, as a result of examining the melt polymerization characteristics, hue, and solid-phase polymerization characteristics in detail, there were the following problems in implementing this technology industrially.

すなわち、溶融重合でできるプレポリマーの末端カルボキシル基量等の特性がある特定の範囲から外れると、固相重合速度や得られた高分子量CD−PTTの溶融安定性や色相が大きく低下する。特に、末端カルボキシル基量は、エステル形成性スルホン酸塩の共重合比率、触媒、添加剤、重縮合反応条件等と深い関係がある。そのため、本発明の目的とする高分子量のCD−PTTを得るためには、これらの条件を精密に制御する必要があることを、本発明者らは新たに見出した。
一方、繊維化においては、分子量が低いCD−PTTを原料として用いた場合、溶融紡糸後、高い延伸倍率を適用することにより、引張強度は比較的高くできるものの、強度を高めるために分子を過度に引き伸ばしているために繊維の収縮率は高くなる。このような収縮率の高い繊維は、布帛化して染色等の後加工をすると、繊維が大きく収縮して布帛が硬くなり、PTTの低弾性率から予想されるソフトな風合いを十分発現することはできない。
That is, if the properties such as the amount of terminal carboxyl groups of the prepolymer formed by melt polymerization deviate from a specific range, the solid-state polymerization rate, the melt stability and the hue of the obtained high-molecular-weight CD-PTT significantly decrease. In particular, the amount of terminal carboxyl groups is closely related to the copolymerization ratio of the ester-forming sulfonic acid salt, the catalyst, the additives, the polycondensation reaction conditions, and the like. Therefore, the present inventors have newly found that these conditions must be precisely controlled in order to obtain a high-molecular-weight CD-PTT which is the object of the present invention.
On the other hand, in the case of fiberization, when a CD-PTT having a low molecular weight is used as a raw material, the tensile strength can be relatively increased by applying a high draw ratio after melt spinning. The fiber shrinkage increases due to stretching. When such a fiber with a high shrinkage rate is made into a fabric and subjected to post-processing such as dyeing, the fiber shrinks greatly and the fabric becomes hard, and the soft texture expected from the low elastic modulus of PTT can be sufficiently expressed. Can not.

このような現象は、PTTと類似構造を有するPET繊維ではあまり起こらない。この理由は、PETの分子構造は伸びきり構造を取りやすいのに対して、PTTは螺旋状の分子構造をしているためであり、PTT繊維では延伸で分子を無理に引き伸ばすことができたとしても、加熱すると非晶部分は大きく収縮して分子が安定な螺旋構造を取るので、結果として繊維が大きく収縮するからである。また、収縮率の大きさを考慮してソフトな風合いを出すこともできるが、布帛作成時に織り密度、編み密度を非常に低く設定しなくてはならず、その設計が非常に難しいのが現状であった。
本発明の第1の課題は、高い固相重合速度で生産でき、溶融時の粘度の低下速度が小さく、カチオン染料可染性のPTT繊維の原料として好適で、色相に優れた高分子量の共重合PTTとその製造方法を提供することである。
本発明の第2の課題は、タフネスが高く、染色や熱セット時に大きく収縮せず、加工特性に優れたカチオン染料可染性のPTT繊維とその製造方法を提供することである。
Such a phenomenon rarely occurs in PET fibers having a structure similar to PTT. The reason is that while the molecular structure of PET is likely to have a stretched structure, PTT has a helical molecular structure, and in the case of PTT fiber, it is possible to stretch the molecule by stretching. This is because, when heated, the amorphous portion shrinks greatly and the molecule takes a stable helical structure, and as a result, the fiber shrinks greatly. In addition, soft texture can be given in consideration of the degree of shrinkage, but the weaving density and knitting density must be set very low when fabric is made, and the design is very difficult at present. Met.
A first object of the present invention is to produce a polymer having a high solid-state polymerization rate, a small rate of decrease in viscosity upon melting, suitable as a raw material of a PTT fiber capable of dyeing a cationic dye, and having a high molecular weight copolymer having an excellent hue. An object of the present invention is to provide a polymerized PTT and a method for producing the same.
A second object of the present invention is to provide a cationic dye-dyeable PTT fiber which has high toughness, does not largely shrink during dyeing or heat setting, and has excellent processing characteristics, and a method for producing the same.

本発明者らは、CD−PTTの溶融重合特性、固相重合特性を詳細に検討した結果、カチオン染料の染着座席となるエステル形成性スルホン酸金属を用い、溶融重合の終了段階での末端カルボキシル基量を特定の範囲にすることにより、上記課題を解決できる可能性を見いだした。更に、良好なカチオン染料染色性、染色堅牢性を達成するために必要とされるポリマーの要件を見出し、本発明のCD−PTTに到達した。
更に、本発明者らは、均一に押し出すことのできる特定範囲の高重合度CD−PTTを、紡口表面温度や紡口周りの雰囲気温度を特定範囲とした紡口より押し出し、配向性、結晶性が低く延伸性の良好な未延伸糸を経て、該未延伸糸を特定範囲の倍率で延伸することにより、タフネスが高く、染色や熱セット時に大きく収縮せず、加工特性に優れた繊維が得られることを見出し、本発明のPTT繊維に到達した。
The present inventors have studied in detail the melt polymerization characteristics and solid-state polymerization characteristics of CD-PTT. By setting the amount of the carboxyl group in a specific range, it has been found that the above problem can be solved. Furthermore, they have found the requirements for a polymer required to achieve good cationic dye dyeability and color fastness, and have reached the CD-PTT of the present invention.
Furthermore, the present inventors have extruded a specific range of high polymerization degree CD-PTT that can be uniformly extruded from a spinneret having a specific range of the spinneret surface temperature and the ambient temperature around the spinneret, and the orientation and crystallinity. By drawing the undrawn yarn with a low drawability and good drawability, stretching the undrawn yarn at a specific range of magnification, the fiber has high toughness, does not significantly shrink during dyeing or heat setting, and has excellent processing characteristics. It was found that the PTT fiber of the present invention was obtained.

すなわち、本発明は下記の通りである。
1.下記の(1)〜(6)を満足することを特徴とする共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維。
(1)エステル形成性スルホン酸塩が全ジカルボン酸成分に対して0.5〜5モル%共重合されていること。
(2)0.1〜2.5wt%のビス(3−ヒドロキシプロピル)エーテルが共重合されていること。
(3)極限粘度が0.65〜1.4dl/gであること。
(4)末端カルボキシル基量が5〜40ミリ当量/kg繊維以下であること。
(5)タフネスが16以上であること。
ここでタフネスは次式より計算した値である。
タフネス=[強度(cN/dtex)]×[伸度(%)]1/2
(6)U%が0〜3%であること。
2.下記の(7)及び(8)を満足することを特徴とする上記1.記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維。
(7)動的損失正接のピーク温度が105〜140℃であること。
(8)沸水収縮率が0〜16%であること。
That is, the present invention is as follows.
1. A copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber satisfying the following (1) to (6).
(1) The ester-forming sulfonic acid salt is copolymerized in an amount of 0.5 to 5 mol% based on all dicarboxylic acid components.
(2) 0.1 to 2.5 wt% of bis (3-hydroxypropyl) ether is copolymerized.
(3) The intrinsic viscosity is 0.65 to 1.4 dl / g.
(4) The amount of terminal carboxyl groups is 5 to 40 meq / kg fiber or less.
(5) Toughness is 16 or more.
Here, toughness is a value calculated from the following equation.
Toughness = [strength (cN / dtex)] x [elongation (%)] 1/2
(6) U% is 0 to 3%.
2. (1) characterized by satisfying the following (7) and (8). The copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to the above.
(7) The peak temperature of the dynamic loss tangent is 105 to 140 ° C.
(8) The boiling water shrinkage is 0 to 16%.

3.タフネスが17.5以上であることを特徴とする上記1.又は2.記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維。
4.下記(a)〜(d)を満足する共重合体ポリトリメチレンテレフタレートを紡口表面温度を250〜295℃で、下記式で示される紡糸ドラフトが50〜1500になるように紡口より押出し、冷却固化させた後、100〜3000m/分の速度で破断伸度が200〜400%、結晶化ピーク温度が64〜80℃である未延伸糸を引取り、該未延伸糸をを45〜80℃の温度にて最高延伸倍率の60〜90%の延伸倍率で延伸し、100〜160℃の温度にて熱処理することを特徴とする上記1.〜3.のいずれかに記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方法。
(a)エステル形成性スルホン酸塩が全ジカルボン酸成分に対して0.5〜5モル%共重合されていること。
(b)0.1〜2.5wt%のビス(3−ヒドロキシプロピル)エーテルが共重合されていること。
(c)極限粘度が0.65〜1.5dl/gであること。
(d)末端カルボキシル基量が25ミリ当量/kg樹脂以下であること。
紡糸ドラフト=(V2)/(V1)
V1:紡口から押出される際のポリマーの線速度(m/分)
V2:第一ロール速度(m/分)(第一ロールを使用しない場合は、巻き取り速度)
3. (1) The toughness is 17.5 or more. Or 2. The copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to the above.
4. A copolymer polytrimethylene terephthalate satisfying the following (a) to (d) is extruded from a spinneret at a spinning surface temperature of 250 to 295 ° C and a spinning draft represented by the following formula becomes 50 to 1500, After cooling and solidifying, the unstretched yarn having a breaking elongation of 200 to 400% and a crystallization peak temperature of 64 to 80 ° C. is taken at a speed of 100 to 3000 m / min, and the unstretched yarn is cooled to 45 to 80%. (1) stretching at a temperature of 100 ° C. at a stretching ratio of 60 to 90% of the maximum stretching ratio and heat-treating at a temperature of 100 to 160 ° C. ~ 3. The method for producing a copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to any one of the above.
(A) 0.5 to 5 mol% of the ester-forming sulfonic acid salt is copolymerized with respect to all dicarboxylic acid components.
(B) 0.1 to 2.5 wt% of bis (3-hydroxypropyl) ether is copolymerized.
(C) The intrinsic viscosity is 0.65 to 1.5 dl / g.
(D) The amount of terminal carboxyl groups is not more than 25 meq / kg resin.
Spinning draft = (V2) / (V1)
V1: Linear velocity of polymer when extruded from spinneret (m / min)
V2: First roll speed (m / min) (take-up speed when the first roll is not used)

5.共重合ポリトリメチレンテレフタレートを、紡口下に長さ50〜300mm、温度150〜350℃の加熱筒を備えた紡口から押出すことを特徴とする上記4.記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方法。
6.未延伸糸を、一旦巻き取った後、延伸することを特徴とする上記4.又は5.に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方法。
7.引き取った未延伸糸を、一旦巻き取ることなく、続けて延伸することを特徴とする上記4.又は5.に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方法。
8.上記1.又は2.に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維を捲縮処理した後に切断して得られる共重合ポリトリメチレンテレフタレート短繊維であって、繊維長が3〜300mm、捲縮度が5%以上であることを特徴とする共重合ポリトリメチレンテレフタレートの短繊維。
9.上記1.又は2.に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維を一部又は全部に用いた繊維製品。
10.上記8.に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレートの短繊維を一部又は全部に用いた繊維製品。
5. 3. The above-mentioned item 4, wherein the copolymerized polytrimethylene terephthalate is extruded from a spout provided with a heating cylinder having a length of 50 to 300 mm and a temperature of 150 to 350 ° C under the spout. A process for producing the copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to the above.
6. 3. The above-mentioned item 4, wherein the undrawn yarn is once wound and then drawn. Or 5. 3. The method for producing a copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to item 1.
7. 3. The drawn undrawn yarn is continuously drawn without being wound once. Or 5. 3. The method for producing a copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to item 1.
8. The above 1. Or 2. A copolymerized polytrimethylene terephthalate staple fiber obtained by crimping the copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber described in the above, having a fiber length of 3 to 300 mm and a degree of crimp of 5% or more. Short fibers of copolymerized polytrimethylene terephthalate, characterized by the following characteristics.
9. The above 1. Or 2. A fiber product using the copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber described in 1 or 2 above in part or in whole.
10. 8 above. A fiber product using partially or entirely the short fiber of the copolymerized polytrimethylene terephthalate described in 1. above.

タフネスが高く、染色や熱セット時に大きく収縮せず、加工特性に優れたカチオン染料可染性のPTT繊維とその製造方法が提供できた。   A cationic dye-dyeable PTT fiber which has high toughness, does not largely shrink during dyeing or heat setting, and has excellent processing characteristics, and a method for producing the same can be provided.

本発明の共重合PTTは、PTTにエステル形成性スルホン酸塩を0.5〜5モル%共重合したポリエステルである。ここで、PTTとは、テレフタル酸を酸成分とし、1,3−プロパンジオールをジオール成分としたポリエステルである。エステル形成性スルホン酸塩は、カチオン染料の染着座席となるもので、本発明の目的を達成するためには必須な共重合成分である。理由は不明であるが、エステル形成性スルホン酸塩を共重合することにより、ホモPTTよりも遙かに色相が優れるという驚くべき効果を奏する。
本発明で用いるエステル形成性スルホン酸塩としては、下記一般式で表されるようなスルホン酸塩基を含有する化合物が例示されるが、PTTに共重合することができ、スルホン酸塩部分を有していれば特に制限はない。例えば、金属塩ではなく、テトラアルキルホスホニウム塩、テトラアルキルアンモニウム塩のような有機塩であってもよい。良好な色相のPTTが得られるという点から、下記式のような金属塩が好ましい。
The copolymerized PTT of the present invention is a polyester obtained by copolymerizing PTT with an ester-forming sulfonate in an amount of 0.5 to 5 mol%. Here, PTT is a polyester containing terephthalic acid as an acid component and 1,3-propanediol as a diol component. The ester-forming sulfonate serves as a seat for dyeing the cationic dye, and is an essential copolymer component for achieving the object of the present invention. For unknown reasons, the copolymerization of the ester-forming sulfonic acid salt has a surprising effect that the color is far superior to that of homo-PTT.
Examples of the ester-forming sulfonate used in the present invention include a compound containing a sulfonate group represented by the following general formula, which can be copolymerized with PTT and has a sulfonate moiety. If you do, there is no particular limitation. For example, instead of a metal salt, an organic salt such as a tetraalkylphosphonium salt or a tetraalkylammonium salt may be used. From the viewpoint that a PTT having a good hue is obtained, a metal salt represented by the following formula is preferable.

Figure 2004339685
式中、R1 、R2 は、−COOH、−COOR、−OCOR、−(CH2nOH、−(CH2n〔O(CH2mpOH、または、−CO〔O(CH2nmOH、であり、R1、R2は同一の基でも、相異なる基でもよい。Rは炭素数1〜10のアルキル基であり、n、m、pは1以上の整数である。Mは金属、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属である。Zは炭素数1〜30までの3価の有機基で、好ましくは3価の芳香族基である。
Figure 2004339685
In the formula, R 1 and R 2 represent —COOH, —COOR, —OCOR, — (CH 2 ) n OH, — (CH 2 ) n [O (CH 2 ) m ] p OH, or —CO [O (CH 2 ) n ] m OH, and R 1 and R 2 may be the same or different groups. R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n, m, and p are integers of 1 or more. M is a metal, preferably an alkali metal or an alkaline earth metal. Z is a trivalent organic group having 1 to 30 carbon atoms, preferably a trivalent aromatic group.

好ましいエステル形成性スルホン酸塩化合物の具体例としては、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、5−リチウムスルホイソフタル酸、2−ナトリウムスルホテレフタル酸、2−カリウムスルホテレフタル酸、4−ナトリウムスルホ−2,6−ナフタレンジカルボン酸、2−ナトリウムスルホ−4−ヒドロキシ安息香酸等、またはこれらのメチルエステル、ジメチルエステル等のエステル誘導体が挙げられる。特にこれらのメチルエステル、ジメチルエステル等のエステル誘導体は、ポリマーの白度、重合速度が優れるという点で好ましく用いられる。
エステル形成性スルホン酸塩の共重合比率は、ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分の総モル数に対して0.5〜5モル%であることが必要である。エステル形成性スルホン酸塩化合物の共重合比率が0.5モル%未満になると、カチオン染料で染色したときの発色性が低くなる。また、エステル形成性スルホン酸塩化合物の割合が5モル%を超えると、ポリマーの耐熱性が悪化し、重合性、紡糸性が非常に悪化する他、繊維が黄変しやすくなる。カチオン染料に対する染色性を十分維持しながら、重合性、紡糸性を兼ね備えるという観点から、好ましくは1〜3モル%、特に好ましくは、1.2〜2.5モル%である。
Specific examples of preferred ester-forming sulfonate compounds include 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-potassium sulfoisophthalic acid, 5-lithium sulfoisophthalic acid, 2-sodium sulfoterephthalic acid, 2-potassium sulfoterephthalic acid, -Sodium sulfo-2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2-sodium sulfo-4-hydroxybenzoic acid, and the like, and ester derivatives such as methyl ester and dimethyl ester thereof. In particular, these ester derivatives such as methyl ester and dimethyl ester are preferably used in that the polymer has excellent whiteness and polymerization rate.
The copolymerization ratio of the ester-forming sulfonic acid salt needs to be 0.5 to 5 mol% based on the total number of moles of all dicarboxylic acid components constituting the polyester. When the copolymerization ratio of the ester-forming sulfonate compound is less than 0.5 mol%, the color developability when dyed with a cationic dye is reduced. On the other hand, when the proportion of the ester-forming sulfonate compound exceeds 5 mol%, the heat resistance of the polymer is deteriorated, the polymerizability and the spinnability are extremely deteriorated, and the fiber is liable to yellow. From the viewpoint of having both polymerizability and spinnability while sufficiently maintaining the dyeability for the cationic dye, the amount is preferably 1 to 3 mol%, particularly preferably 1.2 to 2.5 mol%.

更に、本発明のCD−PTTには、ビス(3−ヒドロキシプロピル)エーテル(以下、BPEと略記する)がポリマー質量に対して0.1〜2.5wt%共重合されていることが必要である。BPEは下記の構造式で示される化学物質である。
HOCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OH
BPEは、CD−PTTの原料である1,3−プロパンジオールが脱水2量化して生成する物質である。
ホモPTT製造の際、原料としてテレフタル酸ジメチルのようなテレフタル酸低級アルコールエステルを用いて重合すると、通常0.1wt%未満のBPEが副生してポリマーに共重合される。また、原料としてテレフタル酸を用いて重合すると、テレフタル酸のプロトンが1,3−プロパンジオールの2量化の触媒となるために、0.3wt%以上のBPEがポリマーに共重合される。これに対し、CD−PTT製造の際、エステル形成性スルホン酸塩もBPE生成の触媒となり、BPEの共重合比率は、どのようなテレフタル酸誘導体を原料に用いようともホモPTTの場合よりも高くなる。BPE量が多くなると、ポリマーの溶融安定性や重合反応性、耐光性に悪影響を及ぼすが、適度に存在すると染色時の染料吸尽率を高めたり、アルカリ減量加工しやすいという効果を奏する。従って、BPE量を精密に制御することがポリマー設計上重要となる。
BPEが0.1wt%未満では、融点は高くなり、溶融安定性は高くなるが、カチオン染料の吸尽率がやや低くなるという欠点が生じる。2.5wt%を超えると、融点が低くなり、熱安定性が低くなったり、耐光性が低下したりする。BPEの共重合比率は、用いる原料カルボン酸誘導体によって異なるが、テレフタル酸の低級アルコールエステルの場合は0.1〜0.4wt%、テレフタル酸を用いる場合は0.4〜2.5wt%が好ましく、繊維の熱安定性、耐光性と染料吸尽率の好ましいバランスから、好ましくは0.11〜2.2wt%、より好ましくは0.15〜1.8wt%である。
Furthermore, the CD-PTT of the present invention requires that bis (3-hydroxypropyl) ether (hereinafter, abbreviated as BPE) is copolymerized in an amount of 0.1 to 2.5 wt% based on the mass of the polymer. is there. BPE is a chemical substance represented by the following structural formula.
HOCH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 OH
BPE is a substance produced by dehydration and dimerization of 1,3-propanediol which is a raw material of CD-PTT.
In the production of homo-PTT, when polymerization is performed using a lower alcohol ester of terephthalic acid such as dimethyl terephthalate as a raw material, usually less than 0.1 wt% of BPE is by-produced and copolymerized with the polymer. When polymerization is performed using terephthalic acid as a raw material, 0.3 wt% or more of BPE is copolymerized with the polymer because protons of terephthalic acid serve as a catalyst for dimerization of 1,3-propanediol. On the other hand, during the production of CD-PTT, the ester-forming sulfonic acid salt also serves as a catalyst for BPE generation, and the copolymerization ratio of BPE is higher than that of homo-PTT regardless of what terephthalic acid derivative is used as a raw material. Become. When the amount of BPE is increased, the melt stability, polymerization reactivity, and light resistance of the polymer are adversely affected. However, when the BPE is present in an appropriate amount, the effect of increasing the dye exhaustion rate during dyeing and facilitating alkali weight reduction processing is exerted. Therefore, precise control of the amount of BPE is important in polymer design.
If BPE is less than 0.1 wt%, the melting point is high and the melt stability is high, but there is a drawback that the exhaustion rate of the cationic dye is slightly lower. If it exceeds 2.5 wt%, the melting point will be low, the thermal stability will be low, and the light resistance will be low. The copolymerization ratio of BPE varies depending on the starting carboxylic acid derivative used, but is preferably 0.1 to 0.4 wt% in the case of a lower alcohol ester of terephthalic acid, and 0.4 to 2.5 wt% in the case of using terephthalic acid. It is preferably 0.11 to 2.2 wt%, more preferably 0.15 to 1.8 wt%, from the preferable balance between the thermal stability, light resistance and dye exhaustion of the fiber.

本発明のCD−PTTには、本発明の目的を阻害しない範囲で、エステル形成性スルホン酸塩以外の成分を共重合してもよい。このような共重合成分としては、例えば、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタメチレングリコール、1,6−ヘキサメチレングリコール、ヘプタメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、セバシン酸、ドデカン二酸、2−メチルグルタル酸、2−メチルアジピン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、イソフタル酸、分子量400〜100000のポリエチレングリコール、分子量400〜100000のポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。共重合比率としては、共重合成分により異なるが、通常はポリマー質量に対して10wt%以下である。   A component other than the ester-forming sulfonate may be copolymerized with the CD-PTT of the present invention as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of such a copolymer component include 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentamethylene glycol, and 1,6-hexamethylene. Glycol, heptamethylene glycol, octamethylene glycol, decamethylene glycol, dodecamethylene glycol, 1,4-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3 -Cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanedimethanol, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, heptandioic acid, octanedioic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, 2-methylglutaric acid, -Methyl adipic acid, fumaric , Maleic acid, itaconic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, isophthalic acid, polyethylene glycol having a molecular weight of 400 to 100,000, and polytetramethylene having a molecular weight of 400 to 100,000 Glycol and the like. The copolymerization ratio varies depending on the copolymerization component, but is usually 10% by weight or less based on the mass of the polymer.

更に必要に応じて、本発明のCD−PTTに各種の添加剤、例えば、酸化チタン等の艶消し剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、蛍光増白剤などを、共重合、または混合してもよい。特に、艶消し剤として酸化チタンを用いる場合は、ポリマー質量当たり0.01〜0.1wt%が好ましい。
本発明のCD−PTTは、極限粘度が0.65〜1.5dl/gであることが必要である。極限粘度が0.65dl/g未満の場合は、得られる繊維の強度が低い。また、極限粘度が1.5dl/gを越える場合は、溶融粘度が高すぎるために、ギアポンプでの計量がスムーズに行われなくなり、吐出不良等で紡糸性は低下する。好ましくは0.7〜1.5dl/g、特に好ましくは0.85〜1.25dl/gで、強度、紡糸性に優れたCD−PTTを得ることができる。
Further, if necessary, various additives may be added to the CD-PTT of the present invention, for example, matting agents such as titanium oxide, heat stabilizers, defoaming agents, tinting agents, flame retardants, antioxidants, ultraviolet absorbers. , An infrared absorber, a crystal nucleating agent, a fluorescent whitening agent, and the like may be copolymerized or mixed. In particular, when using titanium oxide as a matting agent, the amount is preferably 0.01 to 0.1 wt% per mass of the polymer.
The CD-PTT of the present invention needs to have an intrinsic viscosity of 0.65 to 1.5 dl / g. When the intrinsic viscosity is less than 0.65 dl / g, the strength of the obtained fiber is low. On the other hand, when the intrinsic viscosity exceeds 1.5 dl / g, the melt viscosity is too high, so that the metering by the gear pump is not performed smoothly, and the spinnability is reduced due to poor discharge or the like. It is preferably 0.7 to 1.5 dl / g, particularly preferably 0.85 to 1.25 dl / g, and a CD-PTT having excellent strength and spinnability can be obtained.

本発明のCD−PTTは、末端カルボキシル基量が25ミリ当量/kg樹脂以下であることが必要である。ここで、ミリ当量/kg樹脂とは、1kgのCD−PTT当たりの末端カルボキシル基量を示す。また、ミリ当量/kg繊維という単位は、1kgのCD−PTT繊維当たりの末端カルボキシル基量を示す。末端カルボキシル基量が25ミリ当量/kg樹脂を越えると、溶融安定性が不十分になったり、染色加工等の加熱水溶液処理中での強度の低下が起こりやすくなる。好ましくは、2〜25ミリ当量/kg樹脂であり、更に好ましくは2〜20ミリ当量/kg樹脂であり、最も好ましくは2〜15ミリ当量/kg樹脂である。
本発明のCD−PTTは、カチオン染料で染色したときに鮮やかな発色性を達成するという観点から、L値が70以上、更には80以上であることが好ましい。また、鮮やかな発色性を達成するという観点から、b*値が−5〜8、更には−2〜6であることが好ましく、最も好ましくは−1〜5である。
本発明のCD−PTTの融点は、溶融安定性の観点から、好ましくは223℃以上、更に好ましくは、225℃以上である。
The CD-PTT of the present invention needs to have a terminal carboxyl group content of 25 meq / kg resin or less. Here, the milliequivalent / kg resin indicates the amount of terminal carboxyl groups per 1 kg of CD-PTT. Also, the unit of milliequivalent / kg fiber indicates the amount of terminal carboxyl groups per kg of CD-PTT fiber. If the amount of the terminal carboxyl group exceeds 25 meq / kg resin, the melt stability becomes insufficient or the strength tends to decrease during the treatment with a heated aqueous solution such as dyeing. Preferably, it is 2 to 25 meq / kg resin, more preferably 2 to 20 meq / kg resin, and most preferably 2 to 15 meq / kg resin.
The L-value of the CD-PTT of the present invention is preferably 70 or more, more preferably 80 or more, from the viewpoint of achieving vivid color development when dyed with a cationic dye. Further, from the viewpoint of achieving vivid color development, the b * value is preferably -5 to 8, more preferably -2 to 6, and most preferably -1 to 5.
The melting point of the CD-PTT of the present invention is preferably 223 ° C. or higher, more preferably 225 ° C. or higher, from the viewpoint of melt stability.

本発明のCD−PTTの好ましい製造方法について、以下に説明する。
本発明のCD−PTTの製造方法は、テレフタル酸の低級アルコールエステルを用いる場合とテレフタル酸を用いる場合では、重合方法が若干異なるので分けて説明する。
まず最初に、実質的にテレフタル酸は用いずに、テレフタル酸の低級アルコールエステルを用いる場合について説明する。
本発明のCD−PTTは、主たるジカルボン酸成分であるテレフタル酸の低級アルコールエステルと、主たるジオール成分である1,3−プロパンジオールを反応させて、テレフタル酸の1,3−プロパンジオールエステル又は/及びそのオリゴマーを生成させ、その後、重縮合反応を完結させて、得られたポリマーを一旦固化させた後、固相状態で加熱して、少なくとも極限粘度を重縮合反応終了時点での極限粘度よりも0.1dl/g以上上げるという方法で、かつ、以下の(a)、(b)の条件を満たす重合方法で製造できる。
(a)反応開始から重縮合反応終了までの任意の段階で、全ジカルボン酸成分の0.5〜5モル%に相当する量のエステル形成性スルホン酸塩を添加すること。
(b)固相重合開始前の共重合PTTの末端カルボキシル基量が5〜40ミリ当量/kg樹脂以下であること。
本発明のCD−PTTの製造方法は、テレフタル酸の低級アルコールエステルと1,3−プロパンジオールを縮合させて、テレフタル酸の1,3−プロパンジオールエステル又は/及びそのオリゴマーを生成するエステル交換反応工程、得られた縮合物を加熱して1,3−プロパンジオールを留去しながらプレポリマーを得る重縮合反応工程、そしてプレポリマーを固相重合する工程からなる。
A preferred method for producing the CD-PTT of the present invention will be described below.
The method for producing CD-PTT of the present invention will be described separately because the polymerization method is slightly different between using a lower alcohol ester of terephthalic acid and using terephthalic acid.
First, a case where a lower alcohol ester of terephthalic acid is used without substantially using terephthalic acid will be described.
The CD-PTT of the present invention is obtained by reacting a lower alcohol ester of terephthalic acid as a main dicarboxylic acid component with 1,3-propanediol as a main diol component to obtain 1,3-propanediol ester of terephthalic acid or / And its oligomers are generated, and then the polycondensation reaction is completed, and after the obtained polymer is once solidified, it is heated in a solid state, and at least the intrinsic viscosity is calculated from the intrinsic viscosity at the end of the polycondensation reaction. Can also be produced by a method of increasing 0.1 dl / g or more and by a polymerization method satisfying the following conditions (a) and (b).
(A) At any stage from the start of the reaction to the end of the polycondensation reaction, an ester-forming sulfonic acid salt in an amount corresponding to 0.5 to 5 mol% of the total dicarboxylic acid component is added.
(B) The amount of terminal carboxyl groups of the copolymerized PTT before the start of solid phase polymerization is 5 to 40 meq / kg resin or less.
The method for producing CD-PTT of the present invention comprises a transesterification reaction in which a lower alcohol ester of terephthalic acid is condensed with 1,3-propanediol to produce a 1,3-propanediol ester of terephthalic acid or / and an oligomer thereof. A polycondensation reaction step of obtaining a prepolymer while heating the obtained condensate to distill off 1,3-propanediol, and a solid phase polymerization step of the prepolymer.

まず最初に、エステル交換反応工程から説明する。
重合原料であるテレフタル酸の低級アルコールエステルに対する1,3−プロパンジオールの仕込み比率は、モル比で0.8〜3であることが好ましい。仕込み比率が0.8未満では、エステル交換反応が進行しにくく、また、仕込み比率が3より大きくなると融点が低くなる他、得られたポリマーの白度が低下する傾向がある。好ましくは、1.4〜2.5であり、更に好ましくは、1.5〜2.3である。
触媒は、反応を円滑に進行させるために用いることが好ましく、例えば、チタンテトラブトキシド、チタンテトライソプロポキシドに代表されるチタンアルコキサイド、非晶性酸化チタン沈殿物、非晶性酸化チタン/シリカ共沈殿物、非晶性ジルコニア沈殿物等の金属酸化物、酢酸カルシウム、酢酸マンガン、酢酸コバルト、酢酸アンチモン等の金属カルボン酸塩等を、全カルボン酸成分モノマーに対して0.01〜0.2wt%用いることが、反応速度、ポリマーの白度、熱安定性を兼ね備えることから好ましい。これらの触媒のうち、エステル形成性スルホン酸塩と反応して不融の異物の生成量が少ないという点で、チタン化合物、酢酸カルシウム、酢酸コバルトが好ましい。反応温度としては200〜250℃程度で、副生するメタノール等のアルコールを留去しながら反応を行うことができる。反応時間は通常2〜10時間、好ましくは2〜4時間である。こうして得られた反応物は、テレフタル酸の1,3−プロパンジオールエステル又は/及びそのオリゴマーを含むものである。
First, the transesterification step will be described.
The charging ratio of 1,3-propanediol to the lower alcohol ester of terephthalic acid, which is a raw material for polymerization, is preferably 0.8 to 3 in molar ratio. When the charge ratio is less than 0.8, the transesterification reaction hardly proceeds, and when the charge ratio is more than 3, the melting point is lowered, and the whiteness of the obtained polymer tends to decrease. Preferably it is 1.4-2.5, More preferably, it is 1.5-2.3.
The catalyst is preferably used to make the reaction proceed smoothly, for example, titanium tetrabutoxide, titanium alkoxide represented by titanium tetraisopropoxide, amorphous titanium oxide precipitate, amorphous titanium oxide / Silica coprecipitates, metal oxides such as amorphous zirconia precipitates, metal carboxylate salts such as calcium acetate, manganese acetate, cobalt acetate, antimony acetate, etc. may be used in an amount of 0.01 to 0 with respect to all carboxylic acid component monomers. It is preferable to use 0.2 wt% because it has both the reaction rate, the whiteness of the polymer, and the thermal stability. Among these catalysts, a titanium compound, calcium acetate, and cobalt acetate are preferable in that the amount of insoluble foreign matter generated by reacting with the ester-forming sulfonate is small. The reaction can be performed at a reaction temperature of about 200 to 250 ° C. while distilling off by-product alcohol such as methanol. The reaction time is usually 2 to 10 hours, preferably 2 to 4 hours. The reaction product thus obtained contains 1,3-propanediol ester of terephthalic acid or / and an oligomer thereof.

エステル交換反応の後には、重縮合反応を行う。重縮合反応では、必要に応じて更に、チタンテトラブトキシド、チタンテトライソプロポキシドに代表されるチタンアルコキサイド、非晶性酸化チタン沈殿物、非晶性酸化チタン/シリカ共沈殿物、非晶性ジルコニア沈殿物等の金属酸化物を、全カルボン酸成分モノマーに対して0.01〜0.2wt%添加し、公知の方法に従って重縮合反応を行うことができる。
本発明が目的とする、固相重合速度が速く、溶融安定性や色相に優れたCD−PTTを得るためには、重縮合反応が終了した時点のプレポリマーの末端カルボキシル基量が5〜40ミリ当量/kg樹脂であることが必要である。40ミリ当量/kg樹脂を越えると、固相重合速度が著しく低下すると共に、溶融時の安定性が悪くなり、分子量低下が起こりやすく、得られたCD−PTTの色相も悪くなる。また、5ミリ当量/kg樹脂よりも少ないと、エステル結合できるカルボキシル基量が少なすぎて、固相重合速度が低下する。好ましくは5〜35ミリ当量/kg樹脂、更に好ましくは10〜32ミリ当量/kg樹脂である。
After the transesterification reaction, a polycondensation reaction is performed. In the polycondensation reaction, if necessary, titanium tetrabutoxide, titanium alkoxide represented by titanium tetraisopropoxide, amorphous titanium oxide precipitate, amorphous titanium oxide / silica coprecipitate, amorphous A polycondensation reaction can be performed according to a known method by adding 0.01 to 0.2 wt% of a metal oxide such as a reactive zirconia precipitate to all the carboxylic acid component monomers.
In order to obtain CD-PTT having a high solid-state polymerization rate and excellent melt stability and hue, which is an object of the present invention, the amount of terminal carboxyl groups of the prepolymer at the time when the polycondensation reaction is completed is 5 to 40. It is necessary to be a milliequivalent / kg resin. If the amount exceeds 40 meq / kg resin, the solid-state polymerization rate is remarkably reduced, the stability at the time of melting is deteriorated, the molecular weight is easily reduced, and the hue of the obtained CD-PTT is also deteriorated. On the other hand, if the amount is less than 5 meq / kg resin, the amount of carboxyl groups capable of ester bonding is too small, and the solid-state polymerization rate decreases. Preferably, it is 5 to 35 meq / kg resin, and more preferably, 10 to 32 meq / kg resin.

このようなプレポリマーの末端カルボキシル基量を達成する方法としては、例えば、重縮合反応の温度としては240〜270℃で、プレポリマーの末端カルボキシル基量を評価しながら、最適重合時間、通常は4時間以内、好ましくは1〜3時間の範囲の時間を設定することである。重縮合温度は、好ましくは250〜270℃であり、真空度としては、0.13〜133Paである。また、重縮合時の1,3−プロパンジオールの留去を効率的に行うためには、重合物の表面積を高くすることが大切である。そのためには、例えば、ヘリカル型撹拌機等を用いて効率的な撹拌を行うと共に、釜の容積に対する原料仕込みの比率を70%以下、好ましくは60%以下にすることがよい。更に、重縮合反応段階の溶融物の粘度が時間の経過と共に上昇するうちに重縮合反応を停止することが好ましい。時間を伸ばしても溶融粘度が上がらなかったり、むしろ下がったりする前に重縮合反応を終えることが大切である。なぜならば、時間を伸ばしても溶融粘度が上がらなかったり、むしろ下がったりする場合は、重合反応よりも熱分解反応が優位になり、熱分解によって生成する末端カルボキシル基量が増加するからである。   As a method for achieving such an amount of terminal carboxyl groups of the prepolymer, for example, at a polycondensation reaction temperature of 240 to 270 ° C., while evaluating the amount of terminal carboxyl groups of the prepolymer, the optimal polymerization time, usually It is to set the time within 4 hours, preferably in the range of 1 to 3 hours. The polycondensation temperature is preferably from 250 to 270 ° C, and the degree of vacuum is from 0.13 to 133 Pa. In order to efficiently remove 1,3-propanediol during polycondensation, it is important to increase the surface area of the polymer. For this purpose, for example, efficient stirring is performed using a helical stirrer or the like, and the ratio of charging the raw materials to the capacity of the kettle is preferably 70% or less, and more preferably 60% or less. Further, it is preferable to stop the polycondensation reaction while the viscosity of the melt in the polycondensation reaction step increases with time. It is important that the polycondensation reaction be completed before the melt viscosity does not increase or rather decreases even if the time is extended. This is because, if the melt viscosity does not increase or decreases even if the time is extended, the thermal decomposition reaction becomes superior to the polymerization reaction, and the amount of terminal carboxyl groups generated by the thermal decomposition increases.

エステル形成性スルホン酸塩の添加は、エステル交換反応開始段階から重縮合反応終了後までの任意の段階で行うことができ、この場合、CD−PTTに実質的に共重合される。添加量は、前記と同様の理由から、全ジカルボン酸成分の0.5〜5モル%である。
エステル形成性スルホン酸塩の添加方法は、固体のまま添加しても、また適当な溶剤に溶解してから添加してもよく、特に好ましくは1,3−プロパンジオールに溶解させて添加することが、添加のしやすさ、計量の正確性の観点から好ましい、1,3−プロパンジオール等の溶剤に溶解させる場合は、できる限り溶剤量を減らすことが融点の低下を防ぐ観点から好ましい。また、溶解させる場合には加熱してもよい。溶解の段階で1,3−プロパンジオールと反応させてもよく、そのために、触媒として公知のエステル交換触媒であるリチウム、カルシウム、コバルト、マンガン、チタン、アンチモン、亜鉛、すず等のカルボン酸塩、チタンアルコキシド、非晶性金属酸化物塩を、エステル形成性スルホン酸塩に対して0.01〜200wt%添加してもよい。
The addition of the ester-forming sulfonate can be carried out at any stage from the start of the transesterification reaction to the end of the polycondensation reaction, in which case it is substantially copolymerized with CD-PTT. The addition amount is 0.5 to 5 mol% of the total dicarboxylic acid component for the same reason as described above.
The method of adding the ester-forming sulfonic acid salt may be added as it is, or may be added after dissolving it in a suitable solvent. Particularly preferably, it is added by dissolving in 1,3-propanediol. However, when dissolved in a solvent such as 1,3-propanediol, which is preferable from the viewpoint of easiness of addition and accuracy of measurement, it is preferable to reduce the amount of the solvent as much as possible from the viewpoint of preventing a decrease in the melting point. When dissolving, heating may be performed. It may be reacted with 1,3-propanediol at the stage of dissolution, and for that purpose, known transesterification catalysts such as lithium, calcium, cobalt, manganese, titanium, antimony, zinc, carboxylate salts such as tin, Titanium alkoxide and an amorphous metal oxide salt may be added in an amount of 0.01 to 200% by weight based on the ester-forming sulfonate.

例えば、エステル形成性スルホン酸塩として、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルを用いた場合、1,3−プロパンジオール中で5−ナトリウムスルホイソフタル酸モノ(1,3−プロパンジオール)、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ビス(1,3−プロパンジオール)、5−ナトリウムスルホイソフタル酸モノメチルモノ(1,3−プロパンジオール)等に変化していてもよく、また、1,3−プロパンジオール中に含まれる微量水分によって5−ナトリウムスルホイソフタル酸やそのモノメチルエステルに加水分解されていてもよい。
本発明のCD−PTTの製造方法において、末端カルボキシル基量の低下、熱安定性、溶融安定性やポリマーの白度を高める方法としては、上記の好ましい触媒量、反応温度等を適用すると同時に、重合の任意の段階で熱安定剤や着色抑制剤を添加することが特に好ましい。
For example, when dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate is used as the ester-forming sulfonate, monosodium 5-sodium sulfoisophthalate (1,3-propanediol) and 5-sodium sulfoisophthalate in 1,3-propanediol are used. It may be changed to bis (1,3-propanediol) isophthalate, monomethyl mono (1,3-propanediol) 5-sodium sulfoisophthalate, or a trace amount contained in 1,3-propanediol. It may be hydrolyzed by water to 5-sodium sulfoisophthalic acid or its monomethyl ester.
In the method for producing CD-PTT of the present invention, as a method for reducing the amount of terminal carboxyl groups, heat stability, melt stability and increasing the whiteness of the polymer, the above-mentioned preferable amount of catalyst, reaction temperature and the like are applied, It is particularly preferred to add a heat stabilizer and a color inhibitor at any stage of the polymerization.

熱安定剤としては、5価または3価のリン化合物やヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。例えば、5価または3価のリン化合物としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、リン酸、亜リン酸等が挙げられ、ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、ペンタエリスリトール−テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、3,9−ビス{2−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンゼン)イソフタル酸、トリエチルグリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2−チオ−ジエチレン−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等が挙げられる。   As the heat stabilizer, a pentavalent or trivalent phosphorus compound or a hindered phenol-based antioxidant is preferable. For example, the pentavalent or trivalent phosphorus compound includes trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, triphenyl phosphate, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, triphenyl phosphite, phosphoric acid, phosphorous acid, and the like. Hindered phenolic antioxidants include pentaerythritol-tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] and 1,1,3-tris (2-methyl-4-). (Hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, 3,9-bis} 2- [3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methyl [Phenyl] propionyloxy] -1,1-dimethylethyl} -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, 1,3,5-tris (4-tert-butyl-3-hydroxy- 2,6-dimethylbenzene) isophthalic acid, triethylglycol-bis [3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,6-hexanediol-bis [3- (3 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 2,2-thio-diethylene-bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3 -(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] and the like.

添加量としては、CD−PTTに対し0.01〜0.5wt%が好ましく、さらに好ましくは0.02〜0.1wt%添加する。尚、この範囲であっても、触媒量との量比の関係で、熱安定剤が多くなると、重縮合反応や固相重合反応の速度を低下させる場合があるので、量比を適宜実験の上設定することが好ましい。このような量比の決定は、当業者であれば何ら困難なく行うことができる。
また、着色抑制剤としては、酢酸コバルト、蟻酸コバルト等のコバルト化合物、市販の蛍光増白剤等が挙げられ、CD−PTTに対し0.0001〜0.1wt%添加することもできる。これらの添加剤は、重合の任意の段階で添加することができる。
The addition amount is preferably from 0.01 to 0.5 wt%, more preferably from 0.02 to 0.1 wt%, based on the CD-PTT. Even in this range, the rate of the polycondensation reaction or the solid-state polymerization reaction may decrease when the amount of the heat stabilizer is increased due to the relationship between the amount of the catalyst and the amount of the catalyst. It is preferable to set above. A person skilled in the art can determine such a quantitative ratio without any difficulty.
Examples of the coloring inhibitor include a cobalt compound such as cobalt acetate and cobalt formate, a commercially available fluorescent whitening agent, and the like, and 0.0001 to 0.1 wt% of CD-PTT can be added. These additives can be added at any stage of the polymerization.

更に、触媒、熱安定剤とごく少量のエステル形成性スルホン酸金属塩が変性してできる不融性凝集物を減らすために、酢酸リチウム、炭酸リチウム、蟻酸リチウム、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、蟻酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ金属塩又は/及びアルカリ土類金属塩を重合の任意の段階で添加することが好ましく、その添加量としては、エステル形成性スルホン酸塩に対し1〜100モル%が好ましく、さらに好ましくは1〜20モル%である。特に好ましくはアルカリ金属塩の使用であり、その中でも特に好ましくはリチウム塩、水酸化塩の使用である。
不融性凝集物の量が多いと、紡口パック内の圧力上昇が大きくなって、糸切れが起こりやすくなったり、それを防ぐために紡口パックの交換頻度が多くなって、生産性が低下するといった問題が生じるが、上記の添加剤を用いることでこの問題を回避できる。このアルカリ金属塩の添加は、重合の任意の段階で添加することができるが、エステル交換反応が終了する時点で添加することが、効果を達成するうえで好ましく、エステル形成性スルホン酸金属塩と同時に添加することが特に好ましい。
Further, in order to reduce insoluble aggregates formed by modification of the catalyst, heat stabilizer and a small amount of the ester-forming sulfonic metal salt, lithium acetate, lithium carbonate, lithium formate, sodium acetate, sodium carbonate, sodium formate are used. It is preferable to add an alkali metal salt such as sodium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide and / or an alkaline earth metal salt at any stage of the polymerization. Is preferably 1 to 100 mol%, more preferably 1 to 20 mol%. The use of alkali metal salts is particularly preferred, and the use of lithium salts and hydroxide salts is particularly preferred.
If the amount of infusible agglomerates is large, the pressure inside the spinning pack will increase and the yarn breakage will easily occur, or the frequency of replacing the spinning pack to prevent it will increase, reducing productivity. However, this problem can be avoided by using the above additive. The addition of the alkali metal salt can be added at any stage of the polymerization, but it is preferable to add the alkali metal salt at the end of the transesterification reaction in order to achieve the effect. It is particularly preferred to add them simultaneously.

以上説明したようにして得られたプレポリマーは、固相重合によって極限粘度を高めることが必要である。特に、固相重合することなしに極限粘度を0.65以上に高めることは困難である。これは、極限粘度を上げるために重縮合の反応温度を高くしたりすると、熱分解が起こり粘度が上がらなくなってしまう場合があるからである。固相重合を行うことにより、溶融安定性や色相を低下させることなく、極限粘度を0.65以上に高めることも容易にできる。固相重合は、チップ状、粉状、繊維状、板状、ブロック状等にしたプレポリマーを、窒素、アルゴン等の不活性ガスの存在下、あるいは1.33×104Pa以下、好ましくは1.33×103Pa以下の減圧下で、170〜220℃、3〜48時間程度行うことができる。
固相重合を行う利点としては、極限粘度を上げることができることの他、昇華性を有しているオリゴマーが固相重合中にポリマーから抜け出すので、ポリマー中の環状、線状オリゴマーの量を2wt%以下、好ましくは1wt%以下にすることができる。また、本発明の方法で得たプレポリマーを用いる限り、固相重合によってCD−PTTの色相が悪くなることはほとんどない。更に、溶融重合で得たプレポリマーに対して、末端カルボキシル基量を大きく低下させることができ、その結果、溶融安定性、白度に優れたCD−PTTを得ることができる。
It is necessary to increase the intrinsic viscosity of the prepolymer obtained as described above by solid phase polymerization. In particular, it is difficult to increase the intrinsic viscosity to 0.65 or more without performing solid-state polymerization. This is because if the reaction temperature of the polycondensation is raised to increase the intrinsic viscosity, thermal decomposition may occur and the viscosity may not be increased. By performing solid-phase polymerization, the intrinsic viscosity can be easily increased to 0.65 or more without lowering the melt stability or hue. Solid-state polymerization is a process in which a prepolymer in the form of a chip, a powder, a fiber, a plate, or a block is formed in the presence of an inert gas such as nitrogen or argon, or 1.33 × 10 4 Pa or less, preferably The reaction can be performed under reduced pressure of 1.33 × 10 3 Pa or less at 170 to 220 ° C. for about 3 to 48 hours.
The advantage of performing solid-phase polymerization is that the intrinsic viscosity can be increased, and the oligomer having sublimability escapes from the polymer during the solid-phase polymerization, so that the amount of the cyclic or linear oligomer in the polymer is reduced to 2 wt. %, Preferably 1% by weight or less. Further, as long as the prepolymer obtained by the method of the present invention is used, the hue of CD-PTT hardly deteriorates due to solid-phase polymerization. Further, the amount of terminal carboxyl groups can be greatly reduced with respect to the prepolymer obtained by melt polymerization, and as a result, CD-PTT having excellent melt stability and whiteness can be obtained.

次に、テレフタル酸を用いる場合の好ましい製造方法について説明する。
本発明のCD−PTTは、主たるジカルボン酸成分であるテレフタル酸と、主たるジオール成分である1,3−プロパンジオールを反応させて、テレフタル酸の1,3−プロパンジオールエステル又は/及びそのオリゴマーを生成させ、その後、重縮合反応を完結させ、得られたポリマーを一旦固化させた後、固相状態で加熱して、少なくとも極限粘度を重縮合反応終了時点での極限粘度よりも0.1dl/g以上上げること、及び、下記の(a)〜(c)の条件を満たすことを特徴とする共重合ポリトリメチレンテレフタレートの製造方法により製造できる。
(a)テレフタル酸に対する1,3−プロパンジオールのモル比が0.8〜2.5であること。
(b)テレフタル酸と1,3−プロパンジオールを主とするジオールの反応において、テレフタル酸の反応率が75〜100%の段階で、全ジカルボン酸成分の0.5〜5モル%に相当する量のエステル形成性スルホン酸塩を添加すること。
(c)固相重合開始前の共重合ポリトリメチレンテレフタレートの末端カルボキシル基量が5〜40ミリ当量/kg樹脂であること。
本発明のCD−PTTの製造方法は、テレフタル酸と1,3−プロパンジオールを縮合させて、テレフタル酸の1,3−プロパンジオールエステル又は/及びそのオリゴマーを生成させるエステル化反応、得られた縮合物を加熱して1,3−プロパンジオールを留去しながらプレポリマーを得る重縮合反応、そしてプレポリマーを固相重合する方法からなる。
Next, a preferred production method when terephthalic acid is used will be described.
The CD-PTT of the present invention reacts terephthalic acid, which is a main dicarboxylic acid component, with 1,3-propanediol, which is a main diol component, to form a 1,3-propanediol ester of terephthalic acid or / and an oligomer thereof. After completion of the polycondensation reaction, the obtained polymer is once solidified, and then heated in a solid state, so that the intrinsic viscosity is at least 0.1 dl / l less than the intrinsic viscosity at the end of the polycondensation reaction. g or more, and satisfying the following conditions (a) to (c): can be produced by a method for producing copolymerized polytrimethylene terephthalate.
(A) The molar ratio of 1,3-propanediol to terephthalic acid is 0.8 to 2.5.
(B) In the reaction between terephthalic acid and a diol mainly composed of 1,3-propanediol, the reaction rate of terephthalic acid is 75 to 100%, which corresponds to 0.5 to 5 mol% of the total dicarboxylic acid component. Add the amount of ester-forming sulfonate.
(C) The amount of terminal carboxyl groups of the copolymerized polytrimethylene terephthalate before the start of solid phase polymerization is 5 to 40 meq / kg resin.
In the method for producing CD-PTT of the present invention, an esterification reaction in which terephthalic acid and 1,3-propanediol are condensed to produce 1,3-propanediol ester of terephthalic acid or / and an oligomer thereof is obtained. The method comprises a polycondensation reaction for obtaining a prepolymer while heating the condensate to distill off 1,3-propanediol, and a method for solid-state polymerization of the prepolymer.

まず最初に、エステル化反応から説明する。
重合原料であるテレフタル酸に対する1,3−プロパンジオールの仕込み比率は、モル比で0.8〜2.5であることが必要である。仕込み比率が0.8未満では、エステル化工程は完全には進行しない。また、仕込み比率が2.5より大きくなると融点が低くなる他、得られたポリマーの白度が低下する。好ましくは0.8〜1.5であり、更に好ましくは1〜1.3である。
エステル化反応を円滑に進行させるために好ましく用いられる触媒の種類、添加量、またエステル化反応の条件等は、すでに述べたテレフタル酸の低級アルコールエステルを用いたエステル交換反応の場合と同様である。尚、この場合、反応系の外に留去されるものは水である。
First, the esterification reaction will be described.
The charge ratio of 1,3-propanediol to terephthalic acid, which is a polymerization raw material, needs to be 0.8 to 2.5 in molar ratio. If the charging ratio is less than 0.8, the esterification step does not proceed completely. On the other hand, when the charging ratio is larger than 2.5, the melting point is lowered and the whiteness of the obtained polymer is lowered. Preferably it is 0.8-1.5, More preferably, it is 1-1.3.
The type and amount of the catalyst preferably used for smoothly proceeding the esterification reaction, the conditions of the esterification reaction, and the like are the same as those in the case of the transesterification reaction using the lower alcohol ester of terephthalic acid described above. . In this case, what is distilled out of the reaction system is water.

エステル形成性スルホン酸塩の添加は、エステル化反応の反応率、すなわち、テレフタル酸の反応率が75〜100%の段階で、全ジカルボン酸成分の0.5〜5モル%に相当する量のエステル形成性スルホン酸塩を添加することが、本発明のCD−PTTを得るために必要な条件である。反応率が75%未満では、BPEの共重合比率が多くなって本発明の範囲を外れてしまう。これは、反応率が低いと、未反応のテレフタル酸由来のプロトンの量が多く、それがBPEの生成を加速するからである。反応率が90%以上で添加することが好ましく、95%以上エステル化反応が完了してから添加することが最も好ましい。エステル形成性スルホン酸塩の添加方法は、テレフタル酸の低級アルコールエステルを用いた時と同様の方法が適用できる。
エステル化反応の後には、重縮合反応、固相重合を行うが、この条件は、すでに述べたテレフタル酸の低級アルコールエステルを用いた重縮合反応の場合と同様であり、添加剤も同じように使用できる。
以上のようにして得られる高分子量のCD−PTTは、原料ポリマーが白度に優れているので、公知の紡糸方法によって、カチオン染料に染色可能で、しかも公知のCD−PTT繊維よりもはるかに優れた発色性、鮮明性を示す繊維となる。特に、以下に示す特定の紡糸を行うことにより、本発明の目的とする高タフネスであって、加工時に過度に収縮しない加工性のよい繊維となる。
The addition of the ester-forming sulfonate is carried out in an amount corresponding to 0.5 to 5 mol% of the total dicarboxylic acid component at a stage where the conversion of the esterification reaction, that is, the conversion of terephthalic acid is 75 to 100%. The addition of an ester-forming sulfonate is a necessary condition for obtaining the CD-PTT of the present invention. If the reaction rate is less than 75%, the copolymerization ratio of BPE will increase, and will fall outside the scope of the present invention. This is because when the conversion is low, the amount of unreacted terephthalic acid-derived protons is large, which accelerates the production of BPE. The addition is preferably performed at a reaction rate of 90% or more, and most preferably performed after the esterification reaction is completed at 95% or more. As a method for adding the ester-forming sulfonate, the same method as when using the lower alcohol ester of terephthalic acid can be applied.
After the esterification reaction, a polycondensation reaction and solid-phase polymerization are performed.The conditions are the same as those for the polycondensation reaction using the lower alcohol ester of terephthalic acid described above. Can be used.
The high molecular weight CD-PTT obtained as described above can be dyed with a cationic dye by a known spinning method because the raw material polymer is excellent in whiteness, and is far more than a known CD-PTT fiber. Fibers exhibiting excellent coloring and sharpness. In particular, by performing the following specific spinning, a fiber having high toughness aimed at by the present invention and excellent in processability which does not excessively shrink during processing is obtained.

すなわち、本発明の好ましいCD−PTT繊維は、エステル形成性スルホン酸塩が全ジカルボン酸成分に対して0.5〜5モル%共重合されているポリトリメチレンテレフタレートからなり、下記(A)〜(C)を満足することを特徴とするPTT繊維である。
(A)極限粘度 :0.65〜1.4dl/g
(B)動的損失正接のピーク温度 :105〜140℃
(C)沸水収縮率 :0〜16%
本発明のCD−PTT繊維の極限粘度は0.65〜1.4dl/gであることが必要である。極限粘度がこの範囲であることにより、初めてタフネスの高い繊維となる。極限粘度が0.65dl/g未満の場合は、重合度が低すぎるために満足できるタフネスが達成できない。一方、極限粘度が1.4dl/gを越える場合は、紡糸時に溶融粘度が高すぎるためにメルトフラクチャー等が生じ、均一な繊維にならず、その結果、かえってタフネスが低下してしまう。また、紡糸条件を調整しても分子の緊張状態を下げることが難しく、沸水収縮率が高くなってしまう。繊維の極限粘度は好ましくは0.68〜1.3dl/g、特に好ましくは0.7〜1.2dl/gである。
That is, the preferred CD-PTT fiber of the present invention is composed of polytrimethylene terephthalate in which the ester-forming sulfonic acid salt is copolymerized in an amount of 0.5 to 5 mol% with respect to all dicarboxylic acid components, and PTT fiber satisfying (C).
(A) Intrinsic viscosity: 0.65 to 1.4 dl / g
(B) Peak temperature of dynamic loss tangent: 105-140 ° C
(C) Boiling water shrinkage: 0 to 16%
The intrinsic viscosity of the CD-PTT fiber of the present invention needs to be 0.65 to 1.4 dl / g. When the intrinsic viscosity is in this range, a fiber having high toughness is obtained for the first time. If the intrinsic viscosity is less than 0.65 dl / g, satisfactory toughness cannot be achieved because the polymerization degree is too low. On the other hand, if the intrinsic viscosity exceeds 1.4 dl / g, the melt viscosity is too high at the time of spinning, so that melt fracture or the like occurs, and the fiber does not become uniform. As a result, the toughness is rather reduced. Further, even if the spinning conditions are adjusted, it is difficult to reduce the molecular tension, and the boiling water shrinkage rate increases. The intrinsic viscosity of the fibers is preferably from 0.68 to 1.3 dl / g, particularly preferably from 0.7 to 1.2 dl / g.

本発明のCD−PTT繊維の動的損失正接のピーク温度(以下、Tmaxと略記する)は105〜140℃であることが必要である。Tmaxは、動的粘弾性測定から求められる値であり、非晶部分の分子の緻密性に対応する。この値が大きくなるほど非晶部分が緻密な構造となっていることを表す。Tmaxが105℃未満では、非晶部分の緻密性が低く、分子の繊維軸方向への配向が悪くなって繊維のタフネスが小さくなり、布帛にした場合に破れやすくなる場合がある。一方、140℃を越えると、非晶部分の分子の緻密性が高くなりすぎて、カチオン染料が入りにくくなり、染色物が濃色に発色しなくなることがある。タフネスと染色物の発色のかねあいから、Tmaxは110〜120℃が特に好ましい。
本発明のCD−PTT繊維の沸水収縮率(以下、BWSと略記する)は、0〜16%であることが必要である。BWSが16%を越える場合は、分子が過度に緊張した状態になっているために、得られる布帛を染色等の後加工で熱処理した際、大きく収縮してしまい、布帛が硬くごわごわした風合となり、PTT繊維が本来有するソフトな風合いが発現しない場合がある。一方、0%未満、すなわち沸水中で繊維が伸びる場合は、熱セット等の後処理をしてもシワの無い布帛を得ることができない場合がある。BWSは、より好ましくは3〜15%であり、更に好ましくは、5〜14%である。
The peak temperature of the dynamic loss tangent (hereinafter, abbreviated as Tmax) of the CD-PTT fiber of the present invention needs to be 105 to 140 ° C. Tmax is a value obtained from dynamic viscoelasticity measurement, and corresponds to the denseness of molecules in an amorphous part. As this value increases, it indicates that the amorphous portion has a dense structure. When Tmax is less than 105 ° C., the amorphous portion has low density, the orientation of molecules in the fiber axis direction is poor, the toughness of the fiber is small, and the fiber may be easily broken when formed into a fabric. On the other hand, if the temperature exceeds 140 ° C., the denseness of the molecules in the amorphous portion becomes too high, so that the cationic dye becomes difficult to enter, and the dyed product may not develop a dark color. Tmax is particularly preferably 110 to 120 ° C. in consideration of toughness and color development of the dyed product.
The boiling water shrinkage (hereinafter abbreviated as BWS) of the CD-PTT fiber of the present invention needs to be 0 to 16%. When the BWS exceeds 16%, the molecules are in an excessively tensed state, and when the resulting fabric is heat-treated by post-processing such as dyeing, the fabric shrinks greatly, and the fabric is hard and stiff. In some cases, the soft texture inherent in the PTT fiber may not be exhibited. On the other hand, when the fiber is less than 0%, that is, when the fiber is stretched in boiling water, a post-treatment such as heat setting may not be able to obtain a wrinkle-free fabric. BWS is more preferably 3 to 15%, and still more preferably 5 to 14%.

本発明のCD−PTT繊維の破断伸度は20〜70%であることが好ましい。繊維のタフネスを向上し、延伸時や後加工時の毛羽や糸切れの発生を抑制する点から、破断伸度は20%以上であることが好ましい。また、繊維のタフネスを向上させ、均一に延伸して、太さムラの小さい繊維を得るという点から、破断伸度は70%以下であることが好ましい。破断伸度のより好ましい範囲は25〜65%であり、更に好ましくは30〜60%、特に好ましくは35〜55%である。 本発明のCD−PTT繊維のタフネスは、16以上であることが好ましい。ここでタフネスは、下記式より計算した値である。
タフネス=[強度(cN/dtex)]×[伸度(%)]1/2
タフネスが16以上では、得られる布帛は裂けにくくなる。タフネスの上限は特に限定されるものではなく、高ければ高いほどよい。本発明のCD−PTTの高分子量の効果が十分に生かされ、得られた繊維製品の耐久性、強靱性を十分に発揮させるためには、タフネスは17.5以上が好ましく、更に好ましくは18以上、最も好ましくは19以上である。
The breaking elongation of the CD-PTT fiber of the present invention is preferably 20 to 70%. The elongation at break is preferably 20% or more from the viewpoint of improving the toughness of the fiber and suppressing the generation of fluff or yarn breakage during stretching or post-processing. Further, the elongation at break is preferably 70% or less from the viewpoint that the toughness of the fiber is improved and the fiber is uniformly stretched to obtain a fiber having a small thickness unevenness. The more preferable range of the elongation at break is 25 to 65%, further preferably 30 to 60%, and particularly preferably 35 to 55%. The toughness of the CD-PTT fiber of the present invention is preferably 16 or more. Here, toughness is a value calculated from the following equation.
Toughness = [strength (cN / dtex)] x [elongation (%)] 1/2
When the toughness is 16 or more, the obtained fabric is difficult to tear. The upper limit of toughness is not particularly limited, and the higher the better, the better. In order to make full use of the effect of the high molecular weight of the CD-PTT of the present invention and sufficiently exhibit the durability and toughness of the obtained fiber product, the toughness is preferably 17.5 or more, more preferably 18 or more. Above, most preferably 19 or more.

本発明のCD−PTT繊維の破断強度は、2.2cN/dtex以上であることが好ましい。2.2cN/dtex未満では、強度が低いために、タフネスを高めようとした場合、伸度を大きくする必要があり、布帛にした際に力の加わった部分が変形したままになる、いわゆる型抜けが発生しやすくなる。破断強度は、より好ましくは2.4cN/dtex以上、更に好ましくは2.6cN/dtex以上、特に好ましくは2.8cN/dtex以上である。
本発明のCD−PTT繊維の20%伸長時の弾性回復率は、PTTが本来有する優れたストレッチ性を達成するために、60%以上であることが好ましい。更に好ましくは、65%以上、特に好ましくは70%以上である。
本発明のCD−PTT繊維の密度は1.330g/cm3以上であることが好ましい。密度は、繊維の結晶性を表す指標である。密度が高いほど結晶化度が高いことを示す。結晶化度を十分に高め、PTT特有の優れたストレッチ性を発揮するため、また結晶化により分子を十分に固定して、BWSを本発明の好ましい範囲とするためには、密度が1.330g/cm3以上であることが好ましい。一方、PTTの結晶密度が1.431g/cm3(材料、第35巻、第396号、第1067頁、1986年発行参照)であることより、共重合しているCD−PTTの密度の上限もこの値を越えることはないと考えられる。密度は、より好ましくは1.335g/cm3以上、更に好ましくは1.340g/cm3以上である。
本発明のCD−PTT繊維のU%は0〜3%であることが好ましい。
The breaking strength of the CD-PTT fiber of the present invention is preferably 2.2 cN / dtex or more. If it is less than 2.2 cN / dtex, the strength is low. Therefore, in order to increase the toughness, it is necessary to increase the elongation, and when a fabric is formed, the part to which the force is applied remains deformed. Dropouts are likely to occur. The breaking strength is more preferably at least 2.4 cN / dtex, still more preferably at least 2.6 cN / dtex, particularly preferably at least 2.8 cN / dtex.
The elastic recovery of the CD-PTT fiber of the present invention at 20% elongation is preferably 60% or more in order to achieve the excellent stretch property inherent in PTT. It is more preferably at least 65%, particularly preferably at least 70%.
The density of the CD-PTT fiber of the present invention is preferably 1.330 g / cm 3 or more. The density is an index indicating the crystallinity of the fiber. The higher the density, the higher the crystallinity. In order to sufficiently increase the crystallinity and exhibit the excellent stretch property peculiar to PTT, and to sufficiently fix the molecules by crystallization to make the BWS within the preferred range of the present invention, the density is 1.330 g. / Cm 3 or more. On the other hand, since the crystal density of PTT is 1.431 g / cm 3 (material, see Vol. 35, No. 396, p. 1067, published in 1986), the upper limit of the density of the copolymerized CD-PTT is obtained. Is not expected to exceed this value. The density is more preferably 1.335 g / cm 3 or more, and still more preferably 1.340 g / cm 3 or more.
The U-% of the CD-PTT fiber of the present invention is preferably 0 to 3%.

一定速度にて繊維をUSTER・TESTER3に通すと、図1に示すようなむら曲線(繊維の質量変化)が得られる。この結果より下記式(1)に従ってU%を求めることができる。後加工時の毛羽や糸切れを抑制し、機械物性ムラや染めムラを抑えるという点から、U%は2%以下であることが好ましく、更に好ましくは1.5%以下である。
U%=[a/(Xave×T)]×100 ・・・(1)
式中の符号は、図1において、Xaveは平均値、aは質量の瞬時値(Xi)とXaveとの間の面積(斜線部)、Tは測定時間を表す。
本発明のCD−PTT繊維の色相は、YI値(黄色度)が−30〜5、かつWI値(白色度)が50〜150であることが好ましい。色相がこの範囲であることにより、淡色に染色する際に、希望した色の布帛としたり、優れた発色性としたりすることが容易となる。このような範囲の色相とするためには、ポリマーの白度を本発明における範囲のb*及びL値とすると共に、溶融、押出温度等を本発明の範囲内として、熱分解による着色を抑制することが重要である。YI値は−20〜4.5がより好ましく、−10〜3が更に好ましい。また、WI値は60〜100がより好ましく、70〜90が更に好ましい。
When the fiber is passed through the USTER TESTER 3 at a constant speed, an uneven curve (mass change of the fiber) as shown in FIG. 1 is obtained. From this result, U% can be obtained according to the following equation (1). U% is preferably 2% or less, more preferably 1.5% or less, from the viewpoint of suppressing fluff and yarn breakage during post-processing and suppressing mechanical property unevenness and dye unevenness.
U% = [a / (Xave × T)] × 100 (1)
In FIG. 1, Xave represents the average value, a represents the area between the instantaneous mass value (Xi) and Xave (shaded portion), and T represents the measurement time in FIG.
The hue of the CD-PTT fiber of the present invention preferably has a YI value (yellowness) of -30 to 5 and a WI value (whiteness) of 50 to 150. When the hue is in this range, it becomes easy to obtain a fabric of a desired color or to obtain excellent coloring properties when dyeing a light color. In order to obtain a hue in such a range, the whiteness of the polymer is set to the b * and L values in the range of the present invention, and melting, extrusion temperature and the like are within the range of the present invention, and coloring due to thermal decomposition is suppressed. It is important to. The YI value is more preferably -20 to 4.5, and further preferably -10 to 3. Further, the WI value is more preferably 60 to 100, and further preferably 70 to 90.

本発明のCD−PTT繊維は、マルチフィラメント、スフ、短繊維、紡績糸、モノフィラメント等、用途に応じて任意の形態をとることができる。例えば、仮撚り糸や撚糸といった加工糸であってもよい。総繊度は特に限定されないが、通常5〜1000dtex、好ましくは10〜300dtex、単糸繊度は特に限定されないが、通常0.1〜20dtex、好ましくは0.5〜10dtex、更に好ましくは1〜5dtexである。特にモノフィラメントの場合は、5〜10000dtexの間で用途に応じて適宜選択することが望ましい。
繊維の断面形状は、丸、三角、その他の多角形、扁平、L型、W型、十字型、井型、ドッグボーン型など特に制限はなく、中実繊維であっても中空繊維であってもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲であれば、艶消し剤の含有量や極限粘度等の異なる2種類以上の本発明の範囲内のポリマーを用いて、鞘芯、サイドバイサイド、積層構造等の複合構造繊維としたり、断面形状やポリマー種を変えた複合混繊繊維としても良い。
The CD-PTT fiber of the present invention can take any form, such as a multifilament, a staple, a short fiber, a spun yarn, a monofilament, or the like depending on the use. For example, a processed yarn such as a false twist yarn or a twist yarn may be used. The total fineness is not particularly limited, but is usually 5 to 1000 dtex, preferably 10 to 300 dtex, and the single yarn fineness is not particularly limited, but is usually 0.1 to 20 dtex, preferably 0.5 to 10 dtex, and more preferably 1 to 5 dtex. is there. In particular, in the case of a monofilament, it is desirable to appropriately select from 5 to 10,000 dtex depending on the application.
The cross-sectional shape of the fiber is not particularly limited, such as round, triangular, other polygonal, flat, L-shaped, W-shaped, cross-shaped, well-shaped, dogbone-shaped, and may be a solid fiber or a hollow fiber. Is also good. Further, as long as the object of the present invention is not impaired, by using two or more kinds of polymers within the scope of the present invention having different matting agent contents and limiting viscosities, a sheath core, side-by-side, a laminated structure, etc. It may be a composite fiber or a composite fiber having a different cross-sectional shape or polymer type.

本発明のCD−PTT繊維は、パーン、チーズ状パッケージ等、いかなる形態で巻かれていてもよい。
チーズ状パッケージの場合は、バルジ率が20%以下であることが好ましい。図2(A)は糸が望ましい形状に巻かれたチーズ状パッケージ(100)を示す。糸は糸管等の巻芯(103)上に平らな端面(102)を形成した円筒状糸層(104)に巻かれている。バルジは、図2(B)に示すように、巻糸の収縮による締め付け力が強く働き、巻糸が滑った時に起こるチーズ状パッケージ(100)の膨らみのある端面(102a)である。バルジ率とは、図2(A)または図2(B)に示す最内層の巻幅Q、及び、最も膨らんでいる部分の巻幅Rを測定して、下記式を用いて算出した値である。
バルジ率(%)={(R−Q)/Q}×100
The CD-PTT fiber of the present invention may be wound in any form such as a pan or cheese-like package.
In the case of a cheese-like package, the bulge ratio is preferably 20% or less. FIG. 2A shows a cheese-like package (100) with the yarn wound into a desired shape. The yarn is wound on a cylindrical yarn layer (104) having a flat end surface (102) formed on a winding core (103) such as a yarn tube. As shown in FIG. 2B, the bulge is a bulging end surface (102a) of the cheese-like package (100) that is generated when the winding thread slides due to a strong tightening force due to shrinkage of the winding thread. The bulge ratio is a value obtained by measuring the winding width Q of the innermost layer and the winding width R of the most bulging portion shown in FIG. is there.
Bulge rate (%) = {(RQ) / Q} × 100

バルジ率が20%以下のチーズ状パッケージは、本発明の範囲内の極限粘度、Tmax、BWSとすることで達成することが容易となる。チーズ状パッケージのバルジ率が20%を越えるものは、運搬時に巻糸が崩れ解舒できなくなったり、解舒張力の斑による糸切れ、毛羽、染色斑等が起こりやすい。最悪の場合は、端面が糸管よりも出っ張るために運搬することができなくなる。また巻締まりが大きくなるため、巻取機のスピンドルから取り外し出来なくなる場合も多い。
バルジ率は好ましくは15%以下であり、更に好ましくは10%以下、最も好ましくは0%である。
チーズ状パッケージは、繊維を解舒する際の張力を下げるとともに、張力の変動を抑えるためには、巻幅Qを40〜300mm、糸管の直径を50〜250mmとすることが好ましい。
A cheese-like package having a bulge ratio of 20% or less can be easily achieved by setting the intrinsic viscosity, Tmax, and BWS within the range of the present invention. When the bulge ratio of the cheese-like package exceeds 20%, the winding yarn collapses during transportation and cannot be unwound, and yarn breakage, fluff, and stain spots due to uneven unwinding tension easily occur. In the worst case, the end face protrudes beyond the thread tube and cannot be transported. Further, since the tightening of the winding is increased, it is often impossible to remove the winding from the spindle of the winding machine.
The bulge ratio is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and most preferably 0%.
The cheese-like package preferably has a winding width Q of 40 to 300 mm and a diameter of the yarn tube of 50 to 250 mm in order to reduce the tension when unwinding the fiber and suppress the fluctuation of the tension.

次に、本発明のCD−PTT繊維の好ましい製造方法を示す。
基本的には、本発明のCD−PTT繊維は、エステル形成性スルホン酸塩が、全ジカルボン酸成分に対して0.5〜5モル%共重合されており極限粘度が0.65〜1.5dl/gのポリトリメチレンテレフタレートを溶融紡糸するに際し、該ポリトリメチレンテレフタレートを、紡口表面温度を250〜295℃で紡口より押出し、冷却固化させた後、100〜3000m/分の速度で引き取って得られる未延伸糸を、30〜90℃の温度にて最高延伸倍率の30〜99%の延伸倍率にて延伸し、100〜200℃の温度にて熱処理することによって製造できる。CD−PTTは、本発明の原出願明細書の請求項1に記載されたCD−PTTを使用することが最も好ましい。
本発明のCD−PTT繊維の製造方法においては、引き取った未延伸糸を一旦巻き取った後に延伸するコンベンショナルな方法(以下、コンベ法という)、一旦巻き取ることなく続けて延伸する、いわゆるスピンドローテイクアップ法(以下、SDTU法と略す)のいずれでも良い。未延伸糸を引き取るとは、コンベ法では、図3に示す巻取機12で巻き取ることを指し、SDTU法では、図5に示す第1ロール18に巻き付けるまでを指す。乾燥から未延伸糸を引き取るまでは、コンベ法もSDTU法も同じなので、図3を用いて説明する。
Next, a preferred method for producing the CD-PTT fiber of the present invention will be described.
Basically, in the CD-PTT fiber of the present invention, the ester-forming sulfonic acid salt is copolymerized in an amount of 0.5 to 5 mol% with respect to all dicarboxylic acid components, and has an intrinsic viscosity of 0.65 to 1. When melt-spinning 5 dl / g of polytrimethylene terephthalate, the polytrimethylene terephthalate is extruded from the spinneret at a spinneret surface temperature of 250 to 295 ° C., solidified by cooling, and then at a speed of 100 to 3000 m / min. The undrawn yarn obtained by drawing is drawn at a temperature of 30 to 90 ° C at a draw ratio of 30 to 99% of the maximum draw ratio, and heat-treated at a temperature of 100 to 200 ° C. Most preferably, the CD-PTT uses the CD-PTT described in claim 1 of the specification of the original application of the present invention.
In the method for producing a CD-PTT fiber according to the present invention, a conventional method (hereinafter, referred to as a conveyor method) in which the drawn undrawn yarn is once wound and then drawn, or a so-called spin draw in which the undrawn yarn is continuously drawn without being wound once Any of the take-up method (hereinafter abbreviated as SDTU method) may be used. Withdrawing the undrawn yarn refers to winding by the winding machine 12 shown in FIG. 3 in the conveyor method, and refers to winding up to the first roll 18 shown in FIG. 5 in the SDTU method. Since the conveyor method and the SDTU method are the same from the drying to the drawing of the undrawn yarn, the explanation will be made with reference to FIG.

乾燥機1で100ppm以下の水分率まで乾燥されたCD−PTTを、250〜290℃に設定された押出機2に供給し溶融する。溶融されたCD−PTTは、250〜295℃に設定されたスピンヘッド4に送液され、ギヤポンプで計量される。その後、紡口パック5に装着された複数の孔を有する紡口6より押出される。押出機に供給するCD−PTTの水分率は、ポリマーの重合度低下を抑制するという観点から50ppm以下が好ましく、更に好ましくは30ppm以下である。
本発明のCD−PTT繊維を製造するために重要な第1のポイントは、高い重合度で、且つ、配向性、結晶性が低く、延伸性の良好な未延伸糸を得ることである。
The CD-PTT dried in the dryer 1 to a water content of 100 ppm or less is supplied to the extruder 2 set at 250 to 290 ° C. and melted. The melted CD-PTT is sent to the spin head 4 set at 250 to 295 ° C., and measured by a gear pump. After that, it is extruded from a spinneret 6 having a plurality of holes attached to the spinneret pack 5. The water content of the CD-PTT supplied to the extruder is preferably 50 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, from the viewpoint of suppressing a decrease in the degree of polymerization of the polymer.
A first important point for producing the CD-PTT fiber of the present invention is to obtain an undrawn yarn having a high degree of polymerization, low orientation and crystallinity, and good stretchability.

高い重合度の未延伸糸とするためには、本発明のCD−PTTのように分子量が高く、溶融安定性に優れたポリマーを使用すると共に、重合度が低下しないように、溶融温度を下げてポリマーの分解を抑制することが望ましい。分解が激しくなると、繊維が着色するという好ましくない問題も発生する。一方、延伸性の良好な未延伸糸を得るためには、溶融温度を上げてポリマーを完全に溶融させ、延伸を阻害するような分子鎖の絡み合いを十分解きほぐす必要がある。特に高重合度ポリマーでは、絡み合いが激しいので、溶融温度を高めることが望ましい。
これらを両立させるためには、特定の範囲の温度条件を選定することが望ましい。すなわち、押出機の温度を好ましくは250〜280℃、より好ましくは255〜275℃、更に好ましくは260〜270℃とし、スピンヘッドの温度を好ましくは260〜295℃、より好ましくは265〜290℃、更に好ましくは270〜285℃として、且つ、押出機の温度よりスピンヘッドの温度を高くすることが好ましく、5℃以上高くすることがより好ましい。スピンヘッドの温度は、後述する、紡口表面温度とも密接に関わるので、紡口表面温度が適正な範囲となるように、上記範囲内より選択するのが望ましい。
In order to obtain an undrawn yarn having a high degree of polymerization, a polymer having a high molecular weight and excellent melt stability such as the CD-PTT of the present invention is used, and the melting temperature is lowered so that the degree of polymerization does not decrease. Therefore, it is desirable to suppress the decomposition of the polymer. When the decomposition is severe, there is also an undesired problem that the fibers are colored. On the other hand, in order to obtain an undrawn yarn having good drawability, it is necessary to raise the melting temperature to completely melt the polymer and sufficiently unravel the entanglement of the molecular chains that hinders drawing. In particular, in the case of a polymer having a high degree of polymerization, entanglement is severe, and therefore, it is desirable to increase the melting temperature.
In order to achieve both, it is desirable to select a specific range of temperature conditions. That is, the temperature of the extruder is preferably from 250 to 280 ° C, more preferably from 255 to 275 ° C, still more preferably from 260 to 270 ° C, and the temperature of the spin head is preferably from 260 to 295 ° C, more preferably from 265 to 290 ° C. The temperature is more preferably 270 to 285 ° C., and the temperature of the spin head is preferably higher than the temperature of the extruder, and more preferably 5 ° C. or more. Since the temperature of the spin head is closely related to the spinning surface temperature, which will be described later, it is desirable to select the temperature from the above range so that the spinning surface temperature is in an appropriate range.

次に、高重合度のCD−PTTでは、分子間の相互作用が強いために、ポリマーを押し出す時から冷却固化させて繊維を引き取るまでの間に分子が配向しやすいので、分子の配向を抑えて未延伸糸の配向度を下げる必要がある。この点が本発明においては、非常に重要なポイントである。未延伸糸の配向度を下げるためには、紡口下のポリマーを分子間相互作用の少ない状態にし、且つ、分子の急激な変形を抑制する必要がある。このためには、紡口表面温度を高めることにより、押し出すポリマーの温度を高め、且つ押し出したポリマーをゆっくりと固化させ、ポリマーの細化速度、すなわち、変形速度を下げる必要がある。
従って、本発明においては、紡口表面温度を250〜295℃といった特定温度範囲にすることが重要なポイントの一つである。紡口表面温度が250℃未満では、糸切れや毛羽の多発や糸ムラの発生等の問題が発生する。また、紡口表面温度が295℃を越えると熱分解が激しくなり、未延伸糸の重合度が低くなってしまったり、着色してしまったりする。紡口表面温度は255〜290℃が好ましく、260〜285℃が更に好ましい。
Next, in the case of CD-PTT having a high degree of polymerization, since the interaction between the molecules is strong, the molecules are easily oriented from the time of extruding the polymer to the time of cooling and solidifying to take up the fiber, so that the orientation of the molecules is suppressed. It is necessary to lower the degree of orientation of the undrawn yarn. This is a very important point in the present invention. In order to reduce the degree of orientation of the undrawn yarn, it is necessary to keep the polymer under the spinneret in a state in which there is little intermolecular interaction and to suppress sudden deformation of the molecule. For this purpose, it is necessary to raise the temperature of the spinning surface to raise the temperature of the extruded polymer, to slowly solidify the extruded polymer, and to reduce the thinning rate of the polymer, that is, the deformation rate.
Therefore, in the present invention, it is one of the important points to keep the spinning surface temperature in a specific temperature range of 250 to 295 ° C. If the spinning surface temperature is lower than 250 ° C., problems such as yarn breakage, frequent fluffing, and yarn unevenness occur. On the other hand, when the spinning surface temperature exceeds 295 ° C., the thermal decomposition becomes severe, and the degree of polymerization of the undrawn yarn is reduced or the undrawn yarn is colored. The spinning surface temperature is preferably from 255 to 290C, more preferably from 260 to 285C.

このような紡口表面温度にするためには、スピンヘッド温度を適切にするとともに、紡口直下に加熱筒を設置することが好ましい。紡口表面温度を高めるためにスピンヘッド温度を高くし過ぎすると、熱分解が激しくなって得られた繊維が着色したり、重合度が下がってしまう。加熱筒を用いることにより、ポリマーの熱分解を抑制し、且つ、紡口表面及び、紡口下の雰囲気温度を高めて、押し出されたポリマーが急激に冷却固化することを抑制できる。
加熱筒温度は100〜350℃が好ましく、150〜300℃が更に好ましく、260〜250℃が特に好ましい。加熱筒の長さは、ポリマー分子の絡み合いをほぐす効果と紡糸の作業性より考えて、50〜300mmが好ましく、100〜250mmが更に好ましい。
In order to achieve such a spinning surface temperature, it is preferable to set the spin head temperature to an appropriate value and to install a heating cylinder immediately below the spinning nozzle. If the spin head temperature is set too high in order to increase the spinning surface temperature, thermal decomposition will be severe and the resulting fiber will be colored or the degree of polymerization will be reduced. By using the heating tube, thermal decomposition of the polymer can be suppressed, and the temperature of the spinning surface and the atmosphere under the spinning can be increased, so that the extruded polymer can be prevented from being rapidly cooled and solidified.
The heating cylinder temperature is preferably from 100 to 350C, more preferably from 150 to 300C, and particularly preferably from 260 to 250C. The length of the heating cylinder is preferably from 50 to 300 mm, more preferably from 100 to 250 mm, in view of the effect of loosening the entanglement of the polymer molecules and the workability of spinning.

ポリマーの変形速度を下げるためには、ドラフトを低くすることも好ましい。紡糸時のドラフトは10〜2000の範囲とすることが好ましい。ここで紡糸ドラフトとは、下記の式で表される値である。
紡糸ドラフト=(V2)/(V1)
ただし、V1は、紡口から押し出される際のポリマーの線速度(m/分)であり、V2は、第1ロール速度(m/分)(第1ロールを使用しない場合は、巻取り速度)である。
ドラフトが10未満では、紡口径が小さくなりすぎるために押出圧力が高くなって、メルトフラクチャー等が発生するために、均一に押し出すことが容易でなくなる。ドラフトが2000を越えると、ポリマーの変形速度が大きくなるため、未延伸糸の配向度が高くなりやすい。紡糸ドラフトは50〜1500がより好ましく、さらに好ましくは100〜1000、特に好ましくは150〜500である。
To reduce the deformation rate of the polymer, it is also preferable to lower the draft. The draft at the time of spinning is preferably in the range of 10 to 2000. Here, the spinning draft is a value represented by the following equation.
Spinning draft = (V2) / (V1)
Here, V1 is the linear velocity (m / min) of the polymer when extruded from the spinneret, and V2 is the first roll velocity (m / min) (the winding velocity when the first roll is not used). It is.
If the draft is less than 10, the extrusion pressure becomes too high because the spinning diameter becomes too small, and melt fracture or the like occurs, making it difficult to uniformly extrude. If the draft exceeds 2,000, the deformation rate of the polymer increases, and the degree of orientation of the undrawn yarn tends to increase. The spinning draft is more preferably from 50 to 1500, further preferably from 100 to 1000, particularly preferably from 150 to 500.

本発明で用いる紡口は、直径が0.2〜0.7mm、直径と長さの比が1:0.25〜1:3の範囲であることが好ましい。直径が0.2mm未満であったり、直径と長さの比が3を越えると、押出圧力が高くなり、メルトフラクチャー等が発生するために、均一に押し出すことが容易でなくなる。一方、直径が0.7mmを越えると、繊維のムラが大きくなりやすかったり、ドラフトが高くなるために繊維が配向し、延伸性が低下することがある。また、直径と長さの比が0.25未満では、長期間紡口を用いるうちに紡口が変形したり、欠けたりしてしまうことがある。紡口の直径は0.25〜0.6mmがより好ましく、0.3〜0.5mmが更に好ましい。また、直径と長さの比は1:0.5〜1:2がより好ましく、1:0.75〜1:1.5が更に好ましい。
紡口より押し出されたポリマーは、冷却固化されて繊維となる。冷却は、0〜40℃の冷風をポリマーに当てて行うことが好ましい。
冷却固化された繊維は、直接巻き取っても良いが、図3に示す第1引き取りロール等を経由して巻取機で巻き取るか、図5に示す第1ロールで引き取った後、続けて延伸を行うことが好ましい。
The spinner used in the present invention preferably has a diameter of 0.2 to 0.7 mm and a ratio of diameter to length of 1: 0.25 to 1: 3. If the diameter is less than 0.2 mm or the ratio of the diameter to the length exceeds 3, the extrusion pressure increases and melt fracture or the like occurs, making it difficult to extrude uniformly. On the other hand, if the diameter exceeds 0.7 mm, the fiber unevenness tends to increase, or the draft becomes high, whereby the fiber is oriented, and the drawability may decrease. If the ratio of the diameter to the length is less than 0.25, the spinning may be deformed or chipped over a long period of time. The diameter of the spinneret is more preferably 0.25 to 0.6 mm, even more preferably 0.3 to 0.5 mm. Further, the ratio between the diameter and the length is more preferably 1: 0.5 to 1: 2, and still more preferably 1: 0.75 to 1: 1.5.
The polymer extruded from the spinneret is cooled and solidified into fibers. The cooling is preferably performed by blowing cold air at 0 to 40 ° C. onto the polymer.
The cooled and solidified fiber may be directly wound up, but may be wound up by a winder via a first take-up roll or the like shown in FIG. 3 or may be taken up by a first roll shown in FIG. Preferably, stretching is performed.

本発明においては、未延伸糸を巻き取る速度、あるいは、ロール等に引き取る速度を100〜3000m/分とすることも重要なポイントである(以下、「引き取り速度」と記載した場合は、未延伸糸を巻き取る速度と、ロール等に引き取る速度の両方を意味する)。この範囲内の引き取り速度とすることで、未延伸糸の配向を抑えることが容易となる。押し出されポリマーは自重で落下するので、引き取り速度を100m/分未満とするのは困難である。一方、引き取り速度が3000m/分を越えると、ポリマーの変形速度が大きくなり、且つ、空気抵抗が大きくなるので、未延伸糸の配向を抑えることが困難となる。
引き取り速度は300〜2000m/分が好ましく、600〜1600m/分が更に好ましく、800〜1200m/分が特に好ましい。
In the present invention, it is also an important point that the speed at which the undrawn yarn is wound or the speed at which the undrawn yarn is taken up by a roll or the like is set to 100 to 3000 m / min. It means both the speed at which the yarn is wound and the speed at which the yarn is taken up by a roll or the like) By setting the take-up speed within this range, it becomes easy to suppress the orientation of the undrawn yarn. Since the extruded polymer falls under its own weight, it is difficult to make the take-off speed less than 100 m / min. On the other hand, if the take-up speed exceeds 3000 m / min, the deformation speed of the polymer increases and the air resistance increases, so that it is difficult to suppress the orientation of the undrawn yarn.
The take-up speed is preferably 300 to 2000 m / min, more preferably 600 to 1600 m / min, and particularly preferably 800 to 1200 m / min.

本発明における未延伸糸は、破断伸度が150〜600%、結晶化ピーク温度が64〜80℃であることが望ましい。破断伸度が150%未満では、分子の絡み合いが激しいために、延伸により繊維を十分配向させ、破断エネルギーを高めることが困難となる傾向がある。一方、破断伸度が600%を越える場合は、未延伸糸が脆くなり、糸切れのため、安定して延伸することが困難となる傾向がある。破断伸度は180〜500%がより好ましく、200〜400%が特に好ましい。
一方、結晶化ピーク温度とは、入力補償型示差走査熱量計を用いて20℃/分で未延伸糸の熱分析を行った際に見られる結晶化ピークのピークトップの温度である。未延伸糸の分子の規則性が高くなるに従い、より低温で結晶化するために、結晶化ピーク温度は低くなる。本発明では、結晶化させないで、できるだけ高倍率延伸をすることが望ましいので、結晶化ピーク温度はできるだけ高い方が好ましい。結晶化ピーク温度が64℃未満では、延伸の際にすぐに結晶化してしまい、高倍率延伸することが困難となる傾向がある。CD−PTTでは、結晶化ピーク温度が80℃を越えることはない。結晶化ピーク温度は、より好ましくは66〜80℃、更に好ましくは68〜80℃である。
The undrawn yarn in the present invention preferably has an elongation at break of 150 to 600% and a crystallization peak temperature of 64 to 80 ° C. If the elongation at break is less than 150%, the entanglement of the molecules is so severe that it tends to be difficult to sufficiently orient the fiber by stretching and increase the breaking energy. On the other hand, when the elongation at break exceeds 600%, the undrawn yarn becomes brittle, and there is a tendency that it becomes difficult to stably draw the yarn due to yarn breakage. The elongation at break is more preferably from 180 to 500%, particularly preferably from 200 to 400%.
On the other hand, the crystallization peak temperature is the temperature of the peak of the crystallization peak observed when the undrawn yarn is subjected to thermal analysis at 20 ° C./min using an input compensation type differential scanning calorimeter. As the molecular regularity of the undrawn yarn increases, the crystallization peak temperature decreases due to crystallization at a lower temperature. In the present invention, since it is desirable to perform stretching at as high a magnification as possible without causing crystallization, the crystallization peak temperature is preferably as high as possible. If the crystallization peak temperature is lower than 64 ° C., crystallization occurs immediately during stretching, and it tends to be difficult to perform high-magnification stretching. With CD-PTT, the crystallization peak temperature does not exceed 80 ° C. The crystallization peak temperature is more preferably 66 to 80 ° C, still more preferably 68 to 80 ° C.

冷却固化された繊維は、引き取られるまでに、仕上げ剤付与装置9によって仕上げ剤を付与されることが好ましい。仕上げ剤を付与することにより、繊維の集束性、制電性、滑り性などが良好となり、巻取時や後加工時に毛羽や糸切れが発生することを抑制することができる。ここで仕上げ剤とは、乳化剤を用いて油剤を乳化した水エマルジョン液、油剤を溶剤に溶かした溶液、あるいは油剤そのものであり、繊維の集束性、制電性、滑り性などを向上させるものである。ここで油剤とは、脂肪族エステル、鉱物油、分子量1000〜20000のポリエーテルの1種類以上を含み、これらの和が40〜90wt%である混合物が好ましく、必要に応じて成分を選択することが好ましい。   It is preferable that the finishing agent is applied by the finishing agent applying device 9 before the cooled and solidified fiber is taken out. By providing the finishing agent, the fiber convergence, antistatic properties, slipperiness, and the like are improved, and the generation of fluff and yarn breakage during winding or post-processing can be suppressed. Here, the finishing agent is a water emulsion liquid obtained by emulsifying an oil agent using an emulsifier, a solution in which the oil agent is dissolved in a solvent, or the oil itself, which improves fiber convergence, antistatic properties, slipperiness, and the like. is there. Here, the oil agent is preferably a mixture containing at least one kind of an aliphatic ester, a mineral oil, and a polyether having a molecular weight of 1,000 to 20,000, and the sum of these is preferably 40 to 90 wt%. Is preferred.

本発明において、油剤は、濃度1〜50wt%の水エマルジョン液として繊維に付与することが好ましい。水エマルジョン液とすることにより油剤の付着ムラを抑制したり、巻糸のフォームを良好にすることが容易となる。水エマルジョン液の濃度は5〜40wt%がより好ましく、10〜30wt%が特に好ましい。油剤の濃度が低い場合は、好ましい油剤量を繊維に付着させるためには、多量の仕上げ剤を繊維に付与する必要がある。濃度が1wt%未満では、仕上げ剤量が多くなりすぎ、繊維に付与することが困難となる。一方、濃度が50wt%を越えると、仕上げ剤の粘度が高く、しかも一定量の油剤を繊維に付着させようとしたときに仕上げ剤の量が少なくなるため、繊維に均一に油剤を付与しにくくなる。
油剤は、繊維の質量に対して0.2〜3wt%付着させることが好ましい。0.2wt%未満では、油剤の効果が小さく、静電気により糸がばらけたり、摩擦により糸切れや毛羽が発生したりする場合がある。また3wt%を越えると、繊維の走行時の抵抗が大きくなりすぎたり、油剤がロール、熱板、ガイド等に付着してこれらを汚したりする場合がある。油剤は、繊維の質量に対して0.25〜2.5wt%付着させることが好ましく、特に好ましくは0.3〜2wt%である。もちろん油剤の一部が繊維内部に浸透していてもよい。
In the present invention, the oil agent is preferably applied to the fiber as a water emulsion liquid having a concentration of 1 to 50% by weight. By using the water emulsion liquid, it becomes easy to suppress uneven adhesion of the oil agent and to improve the wound yarn form. The concentration of the water emulsion is more preferably 5 to 40 wt%, particularly preferably 10 to 30 wt%. When the concentration of the oil agent is low, it is necessary to apply a large amount of finish to the fiber in order to attach a preferable amount of the oil agent to the fiber. If the concentration is less than 1% by weight, the amount of the finish is too large, and it is difficult to give the finish to the fiber. On the other hand, if the concentration exceeds 50% by weight, the viscosity of the finishing agent is high, and the amount of the finishing agent decreases when a certain amount of the oiling agent is to be adhered to the fibers. Become.
It is preferable that the oil agent is attached in an amount of 0.2 to 3 wt% based on the mass of the fiber. If the amount is less than 0.2 wt%, the effect of the oil agent is small, and the yarn may be broken due to static electricity, or the yarn may be broken or fuzzed due to friction. On the other hand, if it exceeds 3 wt%, the resistance during running of the fiber may be too large, or the oil agent may adhere to the rolls, the hot plate, the guides, etc. to stain them. The oil agent is preferably attached to the fiber in an amount of 0.25 to 2.5 wt%, more preferably 0.3 to 2 wt%, based on the weight of the fiber. Of course, a part of the oil agent may permeate into the fiber.

仕上げ剤を付与する方法としては、公知のオイリングロールを用いる方法や、例えば特開昭59−116404号公報などに記載されているガイドノズルを用いる方法が可能であるが、仕上げ剤付与装置自体の摩擦による糸切れ、毛羽の発生を抑制するためには、ガイドノズルを用いる方法が好ましい。
コンベ法では、図3に示す、第1引き取りロール10、第2引き取りロール11等の2組以上の引き取りロールを用いて、巻取り張力を制御して未延伸糸を巻き取ることが好ましい。この結果、未延伸糸の巻姿を良好にできるため、延伸する際に、未延伸糸を解舒する張力の変動が少なくなり、毛羽、糸切れ発生の少ない、均一で品位の良い繊維を得ることが容易となる。未延伸糸の巻取り張力は、0.04〜0.3cN/dtexが好ましく、0.05〜0.2cN/dtexがより好ましく、0.06〜0.15cN/dtexが特に好ましい。
As a method of applying the finish, a method using a known oiling roll or a method using a guide nozzle described in, for example, JP-A-59-116404 can be used. In order to suppress the occurrence of yarn breakage and fluff due to friction, a method using a guide nozzle is preferable.
In the conveyor method, it is preferable that the undrawn yarn is wound by controlling the winding tension using two or more sets of take-up rolls such as a first take-up roll 10 and a second take-up roll 11 shown in FIG. As a result, since the undrawn yarn can have a good winding form, fluctuations in the tension for unwinding the undrawn yarn during stretching are reduced, and a uniform and high-quality fiber with less fluff and yarn breakage is obtained. It becomes easier. The winding tension of the undrawn yarn is preferably 0.04 to 0.3 cN / dtex, more preferably 0.05 to 0.2 cN / dtex, and particularly preferably 0.06 to 0.15 cN / dtex.

次に、未延伸糸を延伸する方法を説明する。
本発明の繊維を製造するために重要な第2のポイントは、前記した、配向度の低い未延伸糸を、適正な範囲の倍率で延伸することである。このためには、最高延伸倍率の30〜99%の延伸倍率にて延伸を行う必要がある。ここで最高延伸倍率とは、実際に繊維を製造する場合と同様な延伸設備、条件にて、延伸を行った際、延伸倍率を上げていって、繊維が破断しない最高の延伸倍率を言う。延伸倍率が最高延伸倍率の99%を越える場合は、糸切れが発生するために、安定して延伸することが困難となる。延伸倍率が最高延伸倍率の30%未満では、均一に延伸することが困難となり、太さムラの大きい繊維となりやすい。延伸を行う倍率は、最高延伸倍率の50〜95%が好ましく、60〜90%が更に好ましい。
このような延伸を行う際の温度は30〜90℃が好ましい。ここで延伸を行う際の温度とは、延伸前に繊維を加熱する温度であり、コンベ法(図4)では第1延伸ロール、SDTU法(図5)では第1ロールの温度に該当する。温度をこの範囲とすることで、延伸時の糸切れや毛羽の発生を抑制して高倍率延伸することが容易となり、本発明の目的とする破断エネルギーの大きい繊維を得ることが容易となる。延伸温度は45〜80℃がより好ましく、55〜75℃が特に好ましい。
延伸された繊維は、結晶化させて、収縮率を下げ、強度を高めるために、熱処理を行うことが好ましい。熱処理は、工程を単純にするために、延伸に続けて行うことが好ましい。
Next, a method of stretching an undrawn yarn will be described.
The second important point for producing the fiber of the present invention is to draw the above-mentioned unoriented yarn having a low degree of orientation at an appropriate range of magnification. For this purpose, it is necessary to perform stretching at a stretching ratio of 30 to 99% of the maximum stretching ratio. Here, the maximum draw ratio refers to the highest draw ratio at which the draw ratio is increased and the fiber is not broken when drawing is performed under the same drawing equipment and conditions as those for actually producing the fiber. If the stretching ratio exceeds 99% of the maximum stretching ratio, thread breakage occurs, making it difficult to perform stable stretching. If the stretching ratio is less than 30% of the maximum stretching ratio, it is difficult to stretch uniformly, and fibers having large unevenness in thickness tend to be formed. The stretching ratio is preferably from 50 to 95% of the maximum stretching ratio, more preferably from 60 to 90%.
The temperature at which such stretching is performed is preferably 30 to 90 ° C. Here, the temperature at which the drawing is performed is a temperature at which the fiber is heated before drawing, and corresponds to the temperature of the first drawing roll in the conveyor method (FIG. 4) and the temperature of the first roll in the SDTU method (FIG. 5). By setting the temperature within this range, it is easy to perform high-magnification stretching while suppressing the occurrence of yarn breakage and fluff during stretching, and it is easy to obtain a fiber having a high breaking energy, which is the object of the present invention. The stretching temperature is more preferably 45 to 80 ° C, particularly preferably 55 to 75 ° C.
The drawn fiber is preferably subjected to a heat treatment in order to crystallize, reduce the shrinkage, and increase the strength. The heat treatment is preferably performed after the stretching to simplify the process.

熱処理温度は50〜200℃、熱処理時間は0.001〜1秒であることが好ましい。温度が50℃未満、あるいは、時間が0.001秒未満では、繊維を十分結晶化させて構造を固定することができにくいために、収縮率を下げたり、繊維の破断エネルギーを高めることが困難となったりする傾向がある。一方、200℃を越えると、糸切れや毛羽が発生して、連続して繊維を延伸することが困難となる傾向がある。熱処理の温度は、好ましくは60〜180℃、更に好ましくは80〜160℃である。
熱処理時間は長くても良いが、繊維を連続して延伸−熱処理する場合は、生産性や設備のサイズより考えて、1秒以下であることが好ましい。結晶化度は、熱処理温度と熱処理時間によって決まるので、延伸速度に応じて熱処理温度、熱処理時間を選ぶことがより好ましい。
コンベ法で繊維を製造する場合は、通常PETやナイロン繊維等をコンベ法で製造する際に用いる延撚機や、ロール延伸機等を用いて延伸を行うことができる。
The heat treatment temperature is preferably 50 to 200 ° C., and the heat treatment time is preferably 0.001 to 1 second. When the temperature is less than 50 ° C. or the time is less than 0.001 second, it is difficult to sufficiently crystallize the fiber and fix the structure. It tends to be. On the other hand, when the temperature exceeds 200 ° C., yarn breakage or fluff occurs, and it tends to be difficult to continuously draw the fiber. The temperature of the heat treatment is preferably from 60 to 180C, more preferably from 80 to 160C.
The heat treatment time may be long, but when the fiber is continuously drawn and heat-treated, it is preferably 1 second or less in view of productivity and the size of equipment. Since the crystallinity is determined by the heat treatment temperature and the heat treatment time, it is more preferable to select the heat treatment temperature and the heat treatment time according to the stretching speed.
When producing the fiber by the conveyor method, the drawing can be performed by using a draw-twisting machine, a roll stretching machine or the like which is usually used when producing PET or nylon fiber by the conveyor method.

コンベ法にて未延伸糸を延伸する方法の一例を、図4を用いて説明する。
コンベ法で得られた未延伸糸13は、前記した延伸温度に加熱された第1延伸ロールと第2延伸ロールの間で延伸され、前記した熱処理温度に加熱されたホットプレート15で熱処理された後、巻取機17で巻き取られる。途中に延伸点を固定させるための延伸ピンや、繊維を交絡させる装置、繊維を偏向させるためのロールやガイド類を設置しても良い。また、巻き取ると同時に撚りを掛けることも好ましい。
An example of a method of drawing an undrawn yarn by the conveyor method will be described with reference to FIG.
The undrawn yarn 13 obtained by the conveyor method was drawn between the first drawing roll and the second drawing roll heated to the above-mentioned drawing temperature, and was heat-treated by the hot plate 15 heated to the above-mentioned heat treatment temperature. Thereafter, it is wound up by the winder 17. A drawing pin for fixing the drawing point, a device for entanglement of the fibers, and rolls and guides for deflecting the fibers may be provided on the way. In addition, it is also preferable to twist at the same time as winding.

次に、SDTU法で繊維を製造する方法の一例を図5を用いて説明する。
前記した延伸温度に加熱した第1ロール18にて引き取られた未延伸糸は、次に、前記した熱処理温度に加熱した第2ロール19に巻き付け、第1ロール18と、第1ロール18よりも速度を速めた第2ロール19との間で延伸した後、第2ロールで熱処理を行い、第2ロールよりも低速の巻取機21を用いて巻き取られる。ここで20は自己駆動しないフリーロールである。
第1ロール18の速度は、前記した未延伸糸の引き取り速度の範囲とすることが重要である。第2ロール19の速度は延伸倍率によって決定されるが、通常600〜6000m/分である。
延伸−熱処理された繊維は、巻取機21を用いて巻き取られる。
巻取速度は、延伸倍率、リラックス倍率によって決定されるが、通常600〜6000m/分である。
Next, an example of a method for producing a fiber by the SDTU method will be described with reference to FIG.
The undrawn yarn taken up by the first roll 18 heated to the above-mentioned drawing temperature is then wound around the second roll 19 heated to the above-mentioned heat treatment temperature, and the first roll 18 and the first roll 18 After being stretched between the second roll 19 at an increased speed, heat treatment is performed with the second roll, and the roll is wound using a winder 21 that is lower in speed than the second roll. Here, reference numeral 20 denotes a non-self-driving free roll.
It is important that the speed of the first roll 18 be in the range of the undrawn yarn drawing speed described above. The speed of the second roll 19 is determined by the stretching ratio, and is usually 600 to 6000 m / min.
The drawn and heat-treated fiber is wound up using a winder 21.
The winding speed is determined by the stretching ratio and the relaxing ratio, but is usually 600 to 6000 m / min.

また、巻取機21の速度は、第2ロール19よりも低くすることがSDTU法においては好ましい。本発明のCD−PTT繊維を、巻取機21の速度が第2ロール19の速度と同じにして製造した場合、巻き取られた繊維が収縮し、その収縮力によって糸管が締め付けられるために、1kg以下という少量の巻き量でも、チーズ状パッケージを巻取機のスピンドルより取り外すことができなくなったり、20%以上のバルジ率となるような現象、いわゆる巻締まりが発生する場合がある。この結果、良好な繊維を得ることができなかったり、パッケージからの解舒張力が高くなり且つ大きく変動するために、安定して後加工を行うことが困難となる。これに対して、巻取機の速度を第2ロールよりも低くすると、得られるパッケージの巻締まりを抑制することができる。   In the SDTU method, it is preferable that the speed of the winder 21 be lower than that of the second roll 19. When the CD-PTT fiber of the present invention is manufactured with the speed of the winder 21 being the same as the speed of the second roll 19, the wound fiber shrinks, and the shrinkage force tightens the yarn tube. Even with a small winding amount of 1 kg or less, a phenomenon that the cheese-like package cannot be removed from the spindle of the winder or a bulge ratio of 20% or more, that is, so-called tight tightening may occur. As a result, good fibers cannot be obtained, or the unwinding tension from the package is high and greatly fluctuates, so that it is difficult to stably perform post-processing. On the other hand, when the speed of the winder is lower than that of the second roll, it is possible to suppress the tightening of the obtained package.

リラックス比(巻取機速度/第2ロール速度)は0.8〜0.999が好ましく、より好ましくは0.83〜0.99、更に好ましくは0.85〜0.95である。しかしながら、このようなリラックス比を適用しても、巻量を2kgより多くすると巻締まりが生じる場合がある。この場合、樹脂、金属あるいは肉厚の紙製などの強度の高い糸管を用いて巻締まりによる糸管の変形を防止すれば、巻取り機のスピンドルから容易に取り外すことができる。また巻量を、例えば2kg以下の少ない量にして巻き取ることも巻締まりを抑制する有効な方法となる。巻締まりを抑制するためには、巻き取る前に、繊維を20℃(ポリマーのガラス転移点)以下に冷却することが好ましい。CD−PTTは、例えばPETと比較して、分子が屈曲構造をしているために比較的低温でも動きやすく、巻き取られている間も熱によって収縮しやすく、巻締まりが極めて起こりやすい。   The relaxation ratio (winding machine speed / second roll speed) is preferably 0.8 to 0.999, more preferably 0.83 to 0.99, and still more preferably 0.85 to 0.95. However, even if such a relaxation ratio is applied, if the winding amount is more than 2 kg, the winding may be tightened. In this case, by using a high-strength thread tube made of resin, metal, or thick paper to prevent deformation of the thread tube due to tight tightening, the thread tube can be easily removed from the spindle of the winder. Winding with a small winding amount of, for example, 2 kg or less is also an effective method of suppressing tightening. In order to suppress the tightening, it is preferable to cool the fiber to 20 ° C. (the glass transition point of the polymer) or less before winding. CD-PTT is easy to move even at a relatively low temperature because the molecule has a bent structure, for example, and is easily contracted by heat even during winding, as compared with PET, for example.

そこで、このような冷却を施すことで、分子運動を抑制することが可能となり、その結果、巻締まりを抑制することができる。冷却後の糸温度は低ければ低いほど良いが、通常10〜70℃、好ましくは0〜50℃である。糸の冷却方法としては、冷風を吹き付けたり、水、有機溶媒等の冷却液に浸漬したり、低温の板やロール上を滑らせたりする等の方法を用いることができるが、繊維を冷却するためのロールを、第2ロール19と巻取機21の間に設置することが最も好ましい。このような方法により、2kg以上、好ましくは5kg以上の巻量とすることも可能である。第2ロール19と巻取機21の間の張力は0.02〜0.20cN/dtexであることが好ましい。この範囲の張力となるように、巻取機の速度を調整することが好ましい。   Therefore, by performing such cooling, it becomes possible to suppress the molecular motion, and as a result, it is possible to suppress the tightening of the winding. Although the lower the yarn temperature after cooling, the better, it is usually 10 to 70C, preferably 0 to 50C. As a method for cooling the yarn, a method such as blowing cold air, immersing in a cooling liquid such as water or an organic solvent, or sliding on a low-temperature plate or roll can be used. Is most preferably provided between the second roll 19 and the winder 21. By such a method, it is possible to set the winding amount to 2 kg or more, preferably 5 kg or more. The tension between the second roll 19 and the winder 21 is preferably 0.02 to 0.20 cN / dtex. It is preferable to adjust the speed of the winder so that the tension is in this range.

従来行われてきたPETやナイロンの溶融紡糸では、このように低い張力で巻き取ろうとすると、糸の走行が安定せず、糸が巻取機のトラバースから外れたりして糸切れが発生したり、巻糸を次の糸管に自動で切り替える時に切替ミスが発生したりする。しかしながら、驚くべきことに、CD−PTT繊維では、本発明のように極く低い張力で巻き取ってもこのような問題が発生せず、しかも低い張力とすることにより、巻締まりがなく良好な巻姿のチーズ状パッケージを得ることが容易となる。このように低い張力でも安定して巻取りができるのは、PTT繊維の特徴である低弾性率と高弾性回復率に起因していると考えられる。
張力が0.02cN/dtex未満では、張力が弱すぎるために巻取機の綾振りガイドでの綾振りが良好にできず、巻フォームが悪くなってしまったり、トラバースより糸が外れ、糸切れが起こったりしやすい。また、0.20cN/dtexを越えると、たとえ繊維を冷却して巻き取ったとしても巻締まりが発生しやすくなる。巻き取るときの張力は、好ましくは0.025〜0.15cN/dtex、更に好ましくは0.03〜0.10cN/dtexである。
本発明では、紡糸過程で必要に応じて、交絡処理を行ってもよい。交絡処理は、仕上げ剤付与の前後、巻取前のいずれか、あるいは複数の場所で行っても良い。
In the conventional spinning of PET or nylon, when winding at such a low tension, the running of the yarn is not stable, and the yarn may come off from the traverse of the winding machine, and the yarn may break. When the winding yarn is automatically switched to the next yarn tube, a switching error may occur. However, surprisingly, in the case of the CD-PTT fiber, such a problem does not occur even when the fiber is wound at an extremely low tension as in the present invention. It is easy to obtain a rolled cheese-like package. It is considered that the reason why the winding can be performed stably even at such a low tension is due to the low elastic modulus and the high elastic recovery characteristic of the PTT fiber.
If the tension is less than 0.02 cN / dtex, the tension is too weak to achieve good traverse with the traverse guide of the winding machine, resulting in a poor winding form, a detachment of the yarn from the traverse, and a breakage of the yarn. Easy to happen. On the other hand, if it exceeds 0.20 cN / dtex, even if the fiber is cooled and wound up, it becomes easy to cause tightness. The tension at the time of winding is preferably from 0.025 to 0.15 cN / dtex, and more preferably from 0.03 to 0.10 cN / dtex.
In the present invention, entanglement treatment may be performed as needed in the spinning process. The entanglement treatment may be performed before or after applying the finish, before winding, or at a plurality of places.

本発明に用いる巻取機21としては、スピンドル駆動方式、タッチロール駆動方式、スピンドルとタッチロールの双方が駆動している方式等のいずれの巻取機でもよいが、スピンドルとタッチロールの双方が駆動している方式の巻取機が、糸を多量に巻き取るためには好ましい。タッチロールあるいはスピンドルどちらか一方のみが駆動する巻取機の場合、他方は駆動軸からの摩擦により回転しているため、スピンドルに取り付けられている糸管とタッチロールでは滑りにより表面速度が異なってしまう。このためタッチロールからスピンドルに糸が巻き付けられる際、糸が伸ばされたり、ゆるんだりしてしまい張力が変わって巻姿が悪化してしまったり、糸がこすられてダメージを受けたりしやすい。スピンドルとタッチロールの双方が駆動することによりタッチロールと糸管の表面速度の差を制御することが可能となって滑りを減らすことができ、糸の品質や、巻姿を良好にすることができる。   The winder 21 used in the present invention may be any winder such as a spindle drive system, a touch roll drive system, or a system in which both the spindle and the touch roll are driven. A driven winder is preferable for winding a large amount of yarn. In the case of a winder in which only one of the touch roll and the spindle is driven, the other is rotated by friction from the drive shaft, so the surface speed differs due to slippage between the thread tube attached to the spindle and the touch roll. I will. For this reason, when the thread is wound from the touch roll to the spindle, the thread is stretched or loosened, the tension is changed and the wound appearance is deteriorated, or the thread is easily rubbed and damaged. By driving both the spindle and the touch roll, it is possible to control the difference between the surface speeds of the touch roll and the thread tube, reduce slippage, and improve the yarn quality and winding appearance. it can.

繊維を巻き取る際の綾角は3.5〜8°であることが好ましい。3.5°未満では、糸同士があまり交差していないために滑りやすく、綾落ちやバルジの発生が起こりやすい。また8°を越えると、糸管の端部に巻かれる糸の量が多くなるために、中央部に比べ端部の径が大きくなる。このため巻き取っている際は、端部のみがタッチロールに接触してしまい糸品質が悪化してしまったり、また、巻き取った糸を解舒する際の張力変動が大きくなり、毛羽や糸切れが多発したりしやすい。綾角は4〜7°が更に好ましく、5〜6.5°が特に好ましい。
以上のようにして得られたCD−PTT繊維は、短繊維としても用いることもできる。短繊維とする場合は、繊維長が3〜300mm、捲縮度が5%以上であることが好ましい。このような短繊維とすることで、紡績糸からなるインナー、スポーツ等の衣料用素材、詰め綿、不織布等の資材分野に好適に使用することができる。繊維長が3mm未満であったり、捲縮度が5%未満では、繊維同士を絡み合わせることが容易でなくなり、300mmを越えると、紡績工程等の工程通過性が悪化する。繊維長は5〜200mmがより好ましく、10〜150mmが更に好ましい。捲縮度は8〜35%がより好ましい。
It is preferable that the helix angle at the time of winding the fiber is 3.5 to 8 °. If the angle is less than 3.5 °, the yarns do not intersect with each other so much that the yarns are slippery and tend to cause twill drop and bulge. On the other hand, when the angle exceeds 8 °, the amount of yarn wound around the end of the yarn tube increases, so that the diameter of the end is larger than that of the center. For this reason, when winding, only the end comes into contact with the touch roll and the quality of the yarn is degraded, and the tension fluctuation when unwinding the wound yarn is increased, and the fluff or the yarn is removed. It is easy to cut frequently. The helix angle is more preferably 4 to 7 °, and particularly preferably 5 to 6.5 °.
The CD-PTT fiber obtained as described above can also be used as a short fiber. When short fibers are used, the fiber length is preferably 3 to 300 mm and the degree of crimp is preferably 5% or more. By using such short fibers, it can be suitably used in the field of materials such as inner materials made of spun yarn, materials for clothing such as sports, wadding, and nonwoven fabrics. If the fiber length is less than 3 mm or the degree of crimp is less than 5%, it becomes difficult to entangle the fibers, and if it exceeds 300 mm, the processability such as a spinning process is deteriorated. The fiber length is more preferably from 5 to 200 mm, even more preferably from 10 to 150 mm. The degree of crimp is more preferably from 8 to 35%.

また、このような短繊維は、10%伸長時の弾性回復率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。弾性回復率が80%未満では、ストレッチ性が劣ったものとなりやすい。更に、短繊維は屈曲回復率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。屈曲回復率が80%未満では、詰め綿等に使用した場合、復元性に欠け、へたり易くなる傾向がある。
このような短繊維は、本発明で得られた長繊維を、スタッファボックス捲縮、スチームジェットまたは他の熱流体捲縮、ギヤ捲縮などの方法を用いて捲縮させた後に切断して得ることができる。繊維は、予備コンデショニングせずに捲縮させても良いが、弾性回復率や屈曲回復率を高めるためには、熱処理を行った後に捲縮させることが好ましい。熱処理は、定長または緊張下が好ましい。また、熱処理温度は100〜160℃、熱処理時間は0.01〜90分であることが好ましい。
Further, such a short fiber preferably has an elastic recovery rate at 10% elongation of 80% or more, more preferably 90% or more. If the elastic recovery is less than 80%, the stretchability tends to be poor. Further, the short fiber preferably has a flexural recovery of 80% or more, more preferably 90% or more. If the flexural recovery rate is less than 80%, when used for wadding and the like, there is a tendency that the material lacks resilience and is easily sagged.
Such short fibers, the long fibers obtained in the present invention, stuffer box crimping, steam jet or other thermal fluid crimping, crimping using a method such as gear crimping and then cutting. Obtainable. Although the fiber may be crimped without preliminary conditioning, it is preferable to crimp the fiber after heat treatment in order to increase the elastic recovery rate and the bending recovery rate. The heat treatment is preferably performed under constant length or under tension. Further, the heat treatment temperature is preferably 100 to 160 ° C., and the heat treatment time is preferably 0.01 to 90 minutes.

以上のようにして得られたCD−PTT繊維又は短繊維は、単独使い、または布帛の一部に使用することで、ソフト性、ストレッチ性、発色性の優れた繊維製品となる。
尚、本発明において、繊維製品とは、本発明のCD−PTT繊維又は短繊維を用いた製品であれば特に制限はなく、アウター、インナー、裏地、スポーツ等の衣料用の他、カーペット用原糸、芯地、フロッキー、バック、カーシート、合皮等の資材用等が挙げられる。繊維製品中における本発明のCD−PTT繊維又は短繊維の混合割合については特に制限はなく、目的に応じて任意に設定できるが、通常は1〜100%、好ましくは5〜100%である。特に本発明の繊維又は短繊維は、高タフネスかつ収縮率が小さいので、単独、または布帛の一部に使用した織編物に、染色等の熱処理を受ける後加工を施しても、布帛が過度に収縮せず、非常にソフトな風合いが維持できるとともに、優れた破裂強度、引き裂き強度を有する布帛とすることができる。
The CD-PTT fiber or staple fiber obtained as described above becomes a fiber product excellent in softness, stretchability, and color development by being used alone or as a part of a fabric.
In the present invention, the fiber product is not particularly limited as long as it is a product using the CD-PTT fiber or the short fiber of the present invention, and is used for clothing such as outerwear, innerwear, lining, sports, etc. For materials such as yarn, interlining, flocky, back, car seat, and synthetic leather. The mixing ratio of the CD-PTT fiber or the short fiber of the present invention in the fiber product is not particularly limited and can be arbitrarily set according to the purpose, but is usually 1 to 100%, preferably 5 to 100%. In particular, the fibers or staple fibers of the present invention have high toughness and a small shrinkage ratio. A fabric that does not shrink and can maintain a very soft texture and has excellent burst strength and tear strength can be obtained.

布帛の一部に他の繊維を使用する場合、他の繊維としては特に制限はないが、特にポリウレタン弾性糸に代表されるストレッチ繊維、セルロース繊維、ウール、絹、アセテート等の繊維と混用することにより、ナイロン繊維やPET繊維を用いた布帛では得られない特徴を発現させることができる。すなわち、例えば、カチオン染料又は/及び分散染料を用いて常圧染色できると共に、従来になかったソフトさ、ストレッチ性を持つ独特の風合いの布帛となる。
本発明の繊維製品は、その形態、製編織方法について特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。例えば、本発明の繊維又は短繊維を経糸または緯糸に用いる平織物、リバーシブル織物等の織物、経編、緯編、丸編等の編物などが挙げられ、その他の交撚、合糸、交絡を施しても良い。
When other fibers are used for a part of the fabric, the other fibers are not particularly limited, but may be mixed with fibers such as stretch fibers typified by polyurethane elastic yarn, cellulose fibers, wool, silk, and acetate. Thereby, characteristics that cannot be obtained with a fabric using nylon fibers or PET fibers can be exhibited. That is, for example, the fabric can be dyed at normal pressure by using a cationic dye and / or a disperse dye, and has a unique texture with softness and stretchability that has not been achieved in the past.
The form and knitting and weaving method of the fiber product of the present invention are not particularly limited, and known methods can be used. For example, plain fabrics using the fibers or short fibers of the present invention for warp or weft, fabrics such as reversible fabrics, warp knits, wefts, knits such as circular knits, etc. May be applied.

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例などにより何ら限定されるものではない。
なお、測定方法、評価方法等は下記の通りである。
(1)極限粘度[η]
極限粘度(dl/g)は、オストワルド粘度管を用い、35℃にて、o−クロロフェノールを用いて、比粘度ηspと濃度C(g/100ml)の比ηsp/Cを濃度ゼロに外挿し、以下の式に従って求めた。
[η]=lim(ηsp/C)
C→0
(2)BPEの共重合比率微粉末化したポリマー2gを精秤後、2Nの水酸化カリウムのメタノール溶液25mlに加え、還流下、4時間かけて加溶媒分解した。得られた分解物を用い、ガスクロマトグラフィーにより定量した。
カラムは、DURABONDDB−WAX0.25mm×30m(0.25μm)を用い、ヘリウムを100ml/分で流しながら、150〜230℃まで20℃/分の昇温速度で測定した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples and the like.
In addition, the measuring method, the evaluation method, etc. are as follows.
(1) Intrinsic viscosity [η]
The limiting viscosity (dl / g) is obtained by extrapolating the specific viscosity ηsp and the ratio ηsp / C of the concentration C (g / 100 ml) to zero using an Ostwald viscometer at 35 ° C. and o-chlorophenol. Was determined according to the following equation.
[Η] = lim (ηsp / C)
C → 0
(2) Copolymerization ratio of BPE 2 g of the finely powdered polymer was precisely weighed, added to 25 ml of a 2N methanol solution of potassium hydroxide, and subjected to solvolysis under reflux for 4 hours. It quantified by gas chromatography using the obtained decomposition product.
The column was measured using a DURABONDDB-WAX 0.25 mm × 30 m (0.25 μm) at a heating rate of 20 ° C./min from 150 to 230 ° C. while flowing helium at 100 ml / min.

(3)融点
融点は、PerkinElmer社製Pyris1DSC(入力補償型示差走査熱量計)を用いて測定した。一旦、室温から280℃まで100℃/分で昇温し、2分間放置後、500℃/分で0℃まで降温後、1分間放置し、その後20℃/分で280℃まで昇温して測定した。尚、融点の測定において、一度溶解後、冷却してから融点を測定するのは、重合後のポリマー取り出し時にポリマーが受ける熱履歴を一度キャンセルするためである。
融点は、融解ピークのピーク値とした。ピーク値は、測定者によるバラツキを避けるために、付属の解析ソフトを用いて決定した。
(4)末端カルボキシル基量
ポリマー(樹脂)1gにベンジルアルコール25mlを加え、窒素雰囲気下で200℃で15分間加熱した。その後、フェノールフタレイン指示薬を3滴、クロロホルム25mlを添加した後、0.02Nの水酸化カリウムのベンジルアルコール溶液で滴定し、末端カルボキシル基量(ミリ当量/kg樹脂)を求めた。
(3) Melting point The melting point was measured using a Pyris1 DSC (input compensation type differential scanning calorimeter) manufactured by PerkinElmer. Once the temperature was raised from room temperature to 280 ° C. at 100 ° C./min, left for 2 minutes, lowered to 0 ° C. at 500 ° C./min, left for 1 minute, and then raised to 280 ° C. at 20 ° C./min. It was measured. In the measurement of the melting point, the reason why the melting point is measured after cooling once after melting is to cancel the heat history of the polymer once when the polymer is taken out after the polymerization.
The melting point was the peak value of the melting peak. The peak value was determined using attached analysis software in order to avoid variation by the operator.
(4) Terminal Carboxyl Group Content To 1 g of the polymer (resin) was added 25 ml of benzyl alcohol, and the mixture was heated at 200 ° C. for 15 minutes under a nitrogen atmosphere. Thereafter, 3 drops of a phenolphthalein indicator and 25 ml of chloroform were added, and the mixture was titrated with a 0.02N solution of potassium hydroxide in benzyl alcohol to determine the amount of terminal carboxyl groups (meq / kg resin).

(5)ポリマーの色相(L値、b*値)
ポリマーの色相は、スガ試験機(株)のカラーコンピューターを用いて測定した。L値はポリマーの明るさを示し、b*値は黄色の程度を示す。いずれの値も、数値が高いほどその程度が大きくなる。
(6)溶融安定性
得られたポリマー1gを30mlのガラス製封管に入れ、130℃で24時間真空乾燥した。乾燥後、封管の口部を内部が真空のまま溶融し、外部から空気が入らないようにした。樹脂の入った封管をオイルバス中で270℃、2時間保持した。溶融後、封管からポリマーを取り出し、溶融させる前の極限粘度に対する溶融後の極限粘度の比率を溶融安定度とした。
(5) Hue of polymer (L value, b * value)
The hue of the polymer was measured using a color computer of Suga Test Instruments Co., Ltd. The L value indicates the brightness of the polymer, and the b * value indicates the degree of yellow. In any case, the higher the numerical value, the greater the degree.
(6) Melt Stability 1 g of the obtained polymer was placed in a 30 ml glass sealed tube and vacuum-dried at 130 ° C. for 24 hours. After drying, the mouth of the sealed tube was melted while keeping the inside vacuum, so that air did not enter from the outside. The sealed tube containing the resin was kept in an oil bath at 270 ° C. for 2 hours. After melting, the polymer was taken out of the sealed tube, and the ratio of the intrinsic viscosity after melting to the intrinsic viscosity before melting was defined as the melt stability.

(7)エステル化反応率
エステル化反応において、テレフタル酸の反応率をエステル化反応率とした。この場合、テレフタル酸の反応は下記の式に従うが、テレフタル酸1モル中の全カルボキシル基が反応すると、2モルの水が生成する。2モルの水が生成した時、エステル化反応率は100%と定義し、エステル化反応時に生成した水の量からエステル化反応率を求めた。
HOOCφCOOH+HOCH2CH2CH2OH
→テレフタル酸エステル+2H2
なお、式中、φはフェニレン基を表す。
(8)動的損失正接のピーク温度(Tmax)
オリエンテック社製レオバイブロンを用い、乾燥空気中、測定周波数110Hz、昇温速度5℃/分にて、各温度における動的損失正接(tanδ)、および動的弾性率を測定した。その結果から、動的損失正接−温度曲線を求め、この曲線上で動的損失正接のピーク温度であるTmax(℃)を求めた。
(7) Esterification reaction rate In the esterification reaction, the reaction rate of terephthalic acid was defined as the esterification reaction rate. In this case, the reaction of terephthalic acid follows the following formula. When all the carboxyl groups in one mole of terephthalic acid react, two moles of water are generated. When 2 mol of water was generated, the esterification reaction rate was defined as 100%, and the esterification reaction rate was determined from the amount of water generated during the esterification reaction.
HOOCφCOOH + HOCH 2 CH 2 CH 2 OH
→ terephthalic acid ester + 2H 2 O
In the formula, φ represents a phenylene group.
(8) Peak temperature of dynamic loss tangent (Tmax)
The dynamic loss tangent (tan δ) and the dynamic elastic modulus at each temperature were measured at a measurement frequency of 110 Hz and a heating rate of 5 ° C./min in dry air using Leo Vibron manufactured by Orientec. From the results, a dynamic loss tangent-temperature curve was determined, and Tmax (° C.), which is the peak temperature of the dynamic loss tangent, was determined on this curve.

(9)沸水収縮率(BWS)
JIS−L−1013に基づき、かせ収縮率として求めた。
(10)強度(破断強度)、伸度(破断伸度)、タフネス
JIS−L−1013に基づいて定速伸長型引張試験機であるオリエンテック(株)社製テンシロンを用いて、つかみ間隔20cm、引張速度20cm/分にて測定した。
タフネスは上記の方法にて測定した強度、伸度を用いて、下記式より計算した。
タフネス=[強度(cN/dtex)]×[伸度(%)]1/2
(11)弾性回復率
弾性回復性は、下記の方法で得られる弾性回復率として求めた。
繊維をチャック間距離20cm(L0)で引っ張り試験機に取り付け、所定の伸長率まで引っ張り速度20cm/分で伸長し、1分間放置する。この後、再び同じ速度で収縮させ、応力−歪み曲線を描く。収縮中、応力がゼロになった時の伸度を残留伸度(La)とする。弾性回復率は以下の式に従って求めた。
弾性回復率(%)=[(L0−La)/L0]×100
(9) Boiling water shrinkage (BWS)
Based on JIS-L-1013, it was determined as a skein contraction rate.
(10) Strength (rupture strength), elongation (elongation at break), toughness 20 cm between grips using Tensilon manufactured by Orientec Co., Ltd., which is a constant speed elongation type tensile tester based on JIS-L-1013. And a tensile speed of 20 cm / min.
The toughness was calculated from the following equation using the strength and elongation measured by the above methods.
Toughness = [strength (cN / dtex)] x [elongation (%)] 1/2
(11) Elastic recovery rate The elastic recovery was determined as an elastic recovery rate obtained by the following method.
The fiber is attached to a tensile tester with a distance between chucks of 20 cm (L0), stretched to a predetermined stretching rate at a stretching speed of 20 cm / min, and left for 1 minute. Thereafter, the material is contracted again at the same speed, and a stress-strain curve is drawn. During the contraction, the elongation when the stress becomes zero is defined as the residual elongation (La). The elastic recovery was determined according to the following equation.
Elastic recovery rate (%) = [(L0−La) / L0] × 100

(12)複屈折率
繊維便覧(原料編)、第969頁(第5刷、1978年丸善株式会社発行)に準じ、光学顕微鏡とコンペンセーターを用いて、繊維の表面に観察される偏光のリターデーションから求めた。
(13)密度
JIS−L−1013に基づいて、四塩化炭素およびn−ヘプタンにより作成した密度勾配管を用いて、密度勾配管法にて測定を行った。
(14)U%
ツェルベガーウスター株式会社製のUSTER・TESTER3を用い、下記の条件にて測定して求めた。
測定速度:100m/分
測定時間:1分
測定回数:2回
撚り種類:S撚り
(12) Birefringence Refraction of polarized light observed on the surface of a fiber using an optical microscope and a compensator according to Fiber Handbook (raw material edition), page 969 (5th printing, issued by Maruzen Co., Ltd., 1978). Determined from the date.
(13) Density Based on JIS-L-1013, the density was measured by a density gradient tube method using a density gradient tube made of carbon tetrachloride and n-heptane.
(14) U%
It was obtained by measuring under the following conditions using USTER TESTER 3 manufactured by Zellbeger Worcester Co., Ltd.
Measurement speed: 100m / min Measurement time: 1 minute Number of measurements: twice Twist type: S twist

(15)繊維の色
下記の方法にて作成した評価布帛を用いて行った。ASTM−E313−73に準拠した方法にて白色度であるWI値を、ASTM−D1925−70に準拠した方法にて黄色度であるYI値を、下記の条件にて測定した。
〔評価布帛の作成方法〕
1)サンプルを一口編み地とする。
2)スコアロールFC−250を2g/リットル入れた70℃の温水中にて20分精練する。
3)テンターを用いて、180℃で30秒間熱セットを行う。
〔測定方法〕
装置:分光測色計:MacbethCE−3000(マクベス社製)
測定条件:ASTM−D1925−70(YI値)、ASTM−E313−73(WI値)に準拠して、下記の方法にて測定を行った。
視野:2°
光源:C(CIE−1964)
鏡面光沢:含む
UV光:含む
計算は、次式に従って行い、YI値、WI値を算出した。
YI=100×(1.28X−1.06Z)/Y
WI=4×0.847Z−3Y
ここでX、Y、Zは、試料のXYZ表色系における三刺激値である。
(15) Color of fiber The evaluation was carried out using an evaluation fabric prepared by the following method. The WI value, which is whiteness, was measured by a method based on ASTM-E313-73, and the YI value, which was yellowness, was measured by a method based on ASTM-D1925-70 under the following conditions.
[Method of making evaluation cloth]
1) Use the sample as a single-knit fabric.
2) Scouring is performed in warm water of 70 ° C. containing 2 g / l of score roll FC-250 for 20 minutes.
3) Perform heat setting at 180 ° C. for 30 seconds using a tenter.
〔Measuring method〕
Apparatus: spectrophotometer: Macbeth CE-3000 (manufactured by Macbeth)
Measurement conditions: Measurement was carried out according to the following method in accordance with ASTM-D1925-70 (YI value) and ASTM-E313-73 (WI value).
Field of view: 2 °
Light source: C (CIE-1964)
Specular gloss: Included UV light: Included The calculation was performed according to the following formula, and the YI value and WI value were calculated.
YI = 100 × (1.28X−1.06Z) / Y
WI = 4 × 0.847Z-3Y
Here, X, Y, and Z are tristimulus values in the XYZ color system of the sample.

(16)バルジ率
図2(A)または図2(B)に示す糸層(104)の最内層の巻幅Q、及び、最も膨らんでいる部分の巻幅Rを測定して、以下の式に従って算出した。
バルジ率(%)={(R−Q)/Q}×100
(17)未延伸糸の結晶化ピーク温度
PerkinElmer社製Pyris1DSC(入力補償型示差熱量計)を用いて、下記の条件にて測定し、結晶化に由来する発熱ピークのピーク値を結晶化ピーク温度とした。ピーク値は、付属の解析ソフトを用いて決定した。
測定温度:0〜280℃
昇温速度:20℃/分
(18)油剤付着率
JIS−L−1013に基づき、繊維をジエチルエーテルで洗浄し、ジエチルエーテルを留去して、繊維表面に付着した純油剤量を繊維質量で割って求めた比率を油剤付着率とした。
(16) Bulge ratio The winding width Q of the innermost layer of the yarn layer (104) shown in FIG. 2A or FIG. 2B and the winding width R of the bulging portion are measured, and the following formula is obtained. It calculated according to.
Bulge rate (%) = {(RQ) / Q} × 100
(17) Crystallization peak temperature of undrawn yarn Measured under the following conditions using Pyris1 DSC (input compensation type differential calorimeter) manufactured by PerkinElmer, and the peak value of the exothermic peak due to crystallization was determined as the crystallization peak temperature. And The peak value was determined using the attached analysis software.
Measurement temperature: 0 to 280 ° C
Heating rate: 20 ° C./min (18) Adhesion rate of oil agent Based on JIS-L-1013, the fiber was washed with diethyl ether, and diethyl ether was distilled off. The ratio obtained by dividing was defined as the oil agent adhesion rate.

(19)捲縮度
試料に初荷重0.01764cN/dtex(0.02mg/デニール)をかけた時の長さをa、0.265cN/dtex(0.3mg/デニール)の荷重をかけた時の長さをbとし、次式に従って求めた。試験は10回行い、平均値を捲縮度の値として用いた。
捲縮度(%)=[(b−a)/b]×100
(20)屈曲回復率
切断前の繊維を、幅30mm、長さ40mm、厚さ40μmの板に、0.0294cN/dtex(1/30mg/デニール)の初荷重をかけた状態で繊維が重ならないように5回巻き付け、繊維の折り曲げ部に1kgの荷重をかける。30秒後に荷重を取り外し、板の中央で繊維を切り、10分後の回復角度を測定し、回復率を算出した。
(19) Degree of crimp The length of the sample when an initial load of 0.01764 cN / dtex (0.02 mg / denier) is applied, and the length when a load of 0.265 cN / dtex (0.3 mg / denier) is applied Was determined according to the following equation, where b is the length. The test was performed 10 times, and the average value was used as the value of the degree of crimp.
Crimping degree (%) = [(ba) / b] × 100
(20) Bending recovery rate The fibers before cutting are not overlapped with each other in a state where an initial load of 0.0294 cN / dtex (1/30 mg / denier) is applied to a plate having a width of 30 mm, a length of 40 mm, and a thickness of 40 μm. 5 times, and apply a load of 1 kg to the bent portion of the fiber. After 30 seconds, the load was removed, the fiber was cut at the center of the plate, the recovery angle after 10 minutes was measured, and the recovery rate was calculated.

〔実施例1〕
テレフタル酸ジメチル1300g(6.7モル)、1,3−プロパンジオール1144g(15モル)、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル40.5g(0.14モル)、酢酸カルシウム1水和塩2.4g(0.014モル)、酢酸リチウム2水和塩1.0g(0.01モル)を3リットルのオートクレーブに仕込み、220℃でメタノールを留去しながらエステル交換反応を行った。エステル交換反応率は95%であった。エステル交換反応終了後、トリメチルホスフェート0.65gとチタンテトラブトキシド1.34gを添加し、30分攪拌後、1,3−プロパンジオールを留去しながら、13.3〜66.5Paの真空度で、270℃、1.5時間重縮合反応を行った。重縮合反応終了後、得られた溶融物を水中にロープ状にして投入し、得られたロープ状物を細かく切断して、チップ状のプレポリマーを得た。尚、重縮合反応の終了時点では、溶融粘度は、時間の経過と共にまだ高くなる傾向を示していた。
[Example 1]
1300 g (6.7 mol) of dimethyl terephthalate, 1144 g (15 mol) of 1,3-propanediol, 40.5 g (0.14 mol) of dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate, 2.4 g of calcium acetate monohydrate ( 0.014 mol) and 1.0 g (0.01 mol) of lithium acetate dihydrate were placed in a 3 liter autoclave, and transesterification was carried out at 220 ° C. while distilling off methanol. The transesterification rate was 95%. After completion of the transesterification reaction, 0.65 g of trimethyl phosphate and 1.34 g of titanium tetrabutoxide are added, and after stirring for 30 minutes, while distilling off 1,3-propanediol, at a degree of vacuum of 13.3 to 66.5 Pa. A polycondensation reaction was performed at 270 ° C. for 1.5 hours. After the completion of the polycondensation reaction, the obtained melt was put into water in the form of a rope, and the obtained rope was cut finely to obtain a chip-shaped prepolymer. At the end of the polycondensation reaction, the melt viscosity still showed a tendency to increase over time.

プレポリマーの極限粘度は0.54dl/g、末端カルボキシル基量は16ミリ当量/kg樹脂であった。得られたプレポリマーを215℃、窒素気流下で固相重合を行った。プレポリマーの固相重合速度は速く、得られたCD−PTTは、溶融安定性に優れ、優れた色相を示した(表1)。
得られたポリマーチップを水分率30%まで乾燥後、押出機で265℃で溶融して、285℃のスピンヘッドに送液し、直径0.35mm、長さ0.35mmの丸型孔が36個開いた紡口を経て押し出した。紡口下には、250℃に加熱した長さ100mmの加熱筒を設置した。この時の紡口表面温度は271℃であった。紡糸速度800m/分で紡糸して未延伸糸を作成した。次いで、得られた未延伸糸をホットロール60℃、ホットプレート140℃にて、伸度が40%になるように延伸速度600m/分で延撚を行い、56dtex/36f、極限粘度0.86、強度2.8cN/dtex、伸度40%、弾性率2.0cN/dtex、Tmax116℃、BWS13.1%の延伸糸を得た。
The intrinsic viscosity of the prepolymer was 0.54 dl / g, and the amount of terminal carboxyl groups was 16 meq / kg resin. The obtained prepolymer was subjected to solid-state polymerization at 215 ° C. under a nitrogen stream. The solid-state polymerization rate of the prepolymer was high, and the obtained CD-PTT was excellent in melt stability and exhibited excellent hue (Table 1).
After drying the obtained polymer chip to a moisture content of 30%, it was melted at 265 ° C. by an extruder and sent to a spin head at 285 ° C., and a circular hole having a diameter of 0.35 mm and a length of 0.35 mm was formed into 36. It was extruded through an open spout. A heating cylinder heated to 250 ° C. and having a length of 100 mm was provided under the spinneret. The spinning surface temperature at this time was 271 ° C. An undrawn yarn was prepared by spinning at a spinning speed of 800 m / min. Next, the obtained undrawn yarn is stretched at a drawing speed of 600 m / min at a hot roll of 60 ° C. and a hot plate of 140 ° C. so that the elongation becomes 40%, 56 dtex / 36 f, intrinsic viscosity 0.86. A drawn yarn having a strength of 2.8 cN / dtex, an elongation of 40%, an elasticity of 2.0 cN / dtex, a Tmax of 116 ° C. and a BWS of 13.1% was obtained.

得られた繊維を一口編地にし、カチオン染料を用いて染色を行った。カチオン染料としてはカヤクリルブラックBS−ED(日本化薬(株)製、8%omf、浴比1:50)を用い、分散剤としてはディスパーTL(明成化学(株)製)を1g/リットル使用した。硫酸ナトリウム3g/リットルと酢酸と酢酸ナトリウムを用いてpHを4に調整した水溶液に染料を加えて染液とした。120℃、1時間染色を行った後、センカノールA−900(センカ(株)製)1g/リットル、浴比1:50で70℃、15分間ソーピングした。染料の吸尽率は85%であり、得られた染色物は濃色に染色されていた。
また、フェードメーターを用いて、耐光性テストを63℃で30時間行ったが、退色はほとんどなかった。
The obtained fiber was made into a single-knit fabric and dyed using a cationic dye. Kayacryl Black BS-ED (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., 8% omf, bath ratio 1:50) is used as a cationic dye, and 1 g / liter of Disper TL (manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd.) is used as a dispersant. used. A dye was added to an aqueous solution whose pH was adjusted to 4 using 3 g / liter of sodium sulfate, acetic acid and sodium acetate, to obtain a dye solution. After dyeing at 120 ° C. for 1 hour, the resultant was subjected to soaping at 70 ° C. for 15 minutes at 1 g / liter of Senkanol A-900 (manufactured by Senka Co., Ltd.) at a bath ratio of 1:50. The exhaustion of the dye was 85%, and the obtained dyed product was dyed dark.
The light resistance test was conducted at 63 ° C. for 30 hours using a fade meter, but there was almost no fading.

〔実施例2〕
実施例1にて、重縮合反応を260℃、1.5時間で行った以外は、実施例1と同様にしてプレポリマーを得た。プレポリマーの極限粘度は0.52dl/g、末端カルボキシル基量は16ミリ当量/kg樹脂であった。得られたプレポリマーを215℃で窒素気流下にて固相重合を行った。プレポリマーの固相重合速度は速く、得られたCD−PTTは、溶融安定性に優れ、優れた色相を示した(表1)。
〔比較例1〕
実施例1にて、重縮合反応を290℃、2時間で行った以外は、実施例1と同様にしてプレポリマーを得た。プレポリマーの極限粘度は0.58dl/g、末端カルボキシル基量は45ミリ当量/kg樹脂であった。得られたプレポリマーを215℃で窒素気流下にて固相重合を行った。プレポリマーの固相重合速度は実施例1のプレポリマーと比べて遅く、得られたCD−PTTは、溶融安定性、色相が低下していた(表1)。
[Example 2]
A prepolymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polycondensation reaction was performed at 260 ° C. for 1.5 hours. The intrinsic viscosity of the prepolymer was 0.52 dl / g, and the amount of terminal carboxyl groups was 16 meq / kg resin. The obtained prepolymer was subjected to solid-state polymerization at 215 ° C. under a nitrogen stream. The solid-state polymerization rate of the prepolymer was high, and the obtained CD-PTT was excellent in melt stability and exhibited excellent hue (Table 1).
[Comparative Example 1]
A prepolymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polycondensation reaction was performed at 290 ° C. for 2 hours. The intrinsic viscosity of the prepolymer was 0.58 dl / g, and the amount of terminal carboxyl groups was 45 meq / kg resin. The obtained prepolymer was subjected to solid-state polymerization at 215 ° C. under a nitrogen stream. The solid-state polymerization rate of the prepolymer was slower than that of the prepolymer of Example 1, and the obtained CD-PTT had reduced melt stability and hue (Table 1).

〔比較例2〕
重縮合反応を2.5時間にした以外は、実施例1と同様にして重合実験を行った。重縮合反応が約2時間経過した段階から重縮合反応が終了するまでの間は、溶融粘度が上がらない状態となっていた。重縮合反応による分子鎖の成長と熱分解による解重合がほぼ平衡状態になっていたものと思われる。
プレポリマーの極限粘度は0.60dl/g、末端カルボキシル基量は43ミリ当量/kg樹脂であった。得られたプレポリマーを215℃、窒素気流下固相重合を行った。プレポリマーの固相重合速度は、実施例1におけるプレポリマーの場合と比べて遅く、得られたCD−PTTは、溶融安定性、色相が低下していた(表1)。
[Comparative Example 2]
A polymerization experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the polycondensation reaction was performed for 2.5 hours. From the stage where the polycondensation reaction has elapsed for about 2 hours to the end of the polycondensation reaction, the melt viscosity has not been increased. It is considered that the growth of the molecular chain by the polycondensation reaction and the depolymerization by the thermal decomposition were almost in an equilibrium state.
The intrinsic viscosity of the prepolymer was 0.60 dl / g, and the amount of terminal carboxyl groups was 43 meq / kg resin. The obtained prepolymer was subjected to solid-state polymerization at 215 ° C. under a nitrogen stream. The solid-state polymerization rate of the prepolymer was lower than that of the prepolymer in Example 1, and the obtained CD-PTT had reduced melt stability and hue (Table 1).

〔比較例3〕
実施例1において、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルを用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして、極限粘度0.92のホモPTTを得た。得られたCD−PTTの物性については、表1に記載されているように、SIPM量、BPE量が、本発明の範囲を外れていた。
また、色相、特にb*値が悪かった。理由は必ずしも明らかではないが、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルを用いなかったためと考えられる。したがって、エステル形成性スルホン酸塩は、ポリマーの白度を高める効果があると考えられる。
また、実施例1と同様にカチオン染料による染色実験を行ったが、吸尽率は8%であった。エステル形成性スルホン酸塩を共重合しないと、カチオン染料では染色できないことが判った(表1)。
〔実施例3〕
5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルのモル数を2.5モル%にした以外は、実施例1と同様にして行った。得られたポリマーは、溶融安定性に優れ、優れた色相を示した(表1)。
[Comparative Example 3]
In Example 1, homoPTT having an intrinsic viscosity of 0.92 was obtained in the same manner as in Example 1 except that dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate was not used. Regarding the physical properties of the obtained CD-PTT, as shown in Table 1, the amounts of SIPM and BPE were out of the range of the present invention.
Further, the hue, particularly the b * value, was poor. Although the reason is not necessarily clear, it is considered that dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate was not used. Therefore, it is considered that the ester-forming sulfonate has an effect of increasing the whiteness of the polymer.
A dyeing experiment with a cationic dye was conducted in the same manner as in Example 1, but the exhaustion rate was 8%. It was found that the dye could not be dyed with the cationic dye unless the ester-forming sulfonate was copolymerized (Table 1).
[Example 3]
The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the number of moles of dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate was changed to 2.5 mol%. The obtained polymer was excellent in melt stability and exhibited excellent hue (Table 1).

〔比較例4〕
テレフタル酸ジメチルとエチレングリコール(モル比1:1.6)を用い、酢酸マンガン(テレフタル酸ジメチル量の0.05wt%)を触媒としてエステル交換反応させた。得られたテレフタル酸ビス(ヒドロキシエチル)0.98モルに、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル0.02モル、酢酸リチウム2水和塩200mg、触媒として三酸化アンチモン125mg(この場合、チタンテトラブトキシドを用いると、ポリマーはひどく着色する。)、熱安定剤としてトリメチルホスフェート130mgを加え、290℃、13.3〜66.5Paの真空下で溶融重合を行った。得られた共重合PETの極限粘度は0.50dl/g、融点は256℃、末端カルボキシル基量は45ミリ当量/kg樹脂、b*値は7.8であった。
こうして得られた共重合PETを乾燥後、20μmの焼結フィルターを通して紡口パックから25g/分の吐出量で、0.23mmの24個の孔から押し出したところ、1週間でパック内の圧力が紡糸開始時点より約1.96×104kPa上がった。
これに対し、同様の実験を実施例1のCD−PTTを用いて行ったところ、1週間でパック内の圧力は紡糸開始時点から約2.94×103kPaしか上がらなかった。
5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルをポリエチレンテレフタレートに共重合すると、スルホン酸塩が変性して不融化した凝集物(マンガン、5−ナトリウムスルホイソフタル酸とリン化合物の錯体)が大量に生成するが、本発明のCD−PTTでは、そのような凝集物の生成量は少ないことがわかる。
[Comparative Example 4]
A transesterification reaction was performed using dimethyl terephthalate and ethylene glycol (molar ratio 1: 1.6) and manganese acetate (0.05 wt% of dimethyl terephthalate) as a catalyst. To 0.98 mol of the obtained bis (hydroxyethyl) terephthalate, 0.02 mol of dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate, 200 mg of lithium acetate dihydrate, and 125 mg of antimony trioxide as a catalyst (in this case, titanium tetrabutoxide was used. When used, the polymer is severely colored.), And 130 mg of trimethyl phosphate was added as a heat stabilizer, and melt polymerization was performed at 290 ° C. under a vacuum of 13.3 to 66.5 Pa. The intrinsic viscosity of the obtained copolymerized PET was 0.50 dl / g, the melting point was 256 ° C., the amount of terminal carboxyl groups was 45 meq / kg resin, and the b * value was 7.8.
After drying the thus obtained copolymerized PET, it was extruded through 24 pores of 0.23 mm through a 20 μm sintered filter at a discharge rate of 25 g / min from the spinning pack. It increased by about 1.96 × 10 4 kPa from the start of spinning.
On the other hand, when the same experiment was performed using the CD-PTT of Example 1, the pressure in the pack increased only about 2.94 × 10 3 kPa from the start of spinning in one week.
When dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate is copolymerized with polyethylene terephthalate, a large amount of aggregates (complexes of manganese, 5-sodium sulfoisophthalic acid and a phosphorus compound) that are modified and infused with a sulfonate are produced. It can be seen that the CD-PTT of the invention produces a small amount of such aggregates.

〔参考例1〕
テレフタル酸1300g(7.8モル)、1,3−プロパンジオール911g(12.0モル)、チタンテトライソプロポキシド1.35g、酢酸コバルト4水和塩0.13gを3リットルのオートクレーブに仕込み、250℃で精留塔を用いて水を留去しながらエステル化反応を行った。エステル化反応率は98%であった。エステル化反応率は、留去した水の量から算出した。
エステル化終了後(エステル化反応率98%)、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル47.3g(0.16モル)と酢酸リチウム2水和塩1.09g(0.01モル)を添加した。このとき、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルと酢酸リチウム2水和塩は1,3−プロパンジオールの15%溶液として添加した。テレフタル酸に対する1,3−プロパンジオールのモル比(以下、G値と略記する)は、1.5であった。スルホン酸塩のモル数は、全カルボン酸モル数の2.0モル%に相当する。
[Reference Example 1]
1300 g (7.8 mol) of terephthalic acid, 911 g (12.0 mol) of 1,3-propanediol, 1.35 g of titanium tetraisopropoxide, and 0.13 g of cobalt acetate tetrahydrate were charged into a 3 liter autoclave, The esterification reaction was carried out at 250 ° C. using a rectification column while distilling off water. The esterification reaction rate was 98%. The esterification reaction rate was calculated from the amount of water distilled off.
After the esterification was completed (esterification reaction rate: 98%), 47.3 g (0.16 mol) of dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate and 1.09 g (0.01 mol) of lithium acetate dihydrate were added. At this time, dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate and lithium acetate dihydrate were added as a 15% solution of 1,3-propanediol. The molar ratio of 1,3-propanediol to terephthalic acid (hereinafter abbreviated as G value) was 1.5. The number of moles of the sulfonic acid salt corresponds to 2.0 mole% of the total number of moles of carboxylic acid.

次いで、トリメチルホスフェートを0.65g添加し、1,3−プロパンジオールを留去しながら、13.3〜66.5Paの真空度で3時間重縮合反応を行った。重縮合反応終了後、得られた溶融物を水中にロープ状にして投入し、得られたロープ状物を細かく切断して、チップ状のポリマーを得た。得られたポリマーは、溶融安定性に優れ、優れた色相を示した(表2)。
得られたポリマーを用いて、表3に示す条件で紡糸を行った。得られた繊維(56dtex/36f)は、強度2.5cN/dtex、伸度35%、弾性率22cN/dtex、Tmax117℃、BWS13.3%であった。
得られた繊維を一口編地にし、実施例1と同様にカチオン染料を用いて染色を行った。染料の吸尽率は75%であり、得られた染色物は濃色に染色されていた。また、フェードメーターを用いて、耐光性テストを63℃で30時間行ったが、退色はほとんどなかった。
また、このCD−PTTを用いて、比較例4と同様にパック内の圧力上昇のテストを行ったところ、1週間でパック内の圧力は紡糸開始時点から約2.94×103kPaしか上がらなかった。5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルをポリエチレンテレフタレートに共重合すると、スルホン酸塩が変性して不融化した凝集物が大量に生成するが、本発明のCD−PTTでは、そのような凝集物の生成量は少ないことがわかる。
Next, 0.65 g of trimethyl phosphate was added, and a polycondensation reaction was performed at a vacuum degree of 13.3 to 66.5 Pa for 3 hours while distilling off 1,3-propanediol. After the completion of the polycondensation reaction, the obtained melt was put into water in the form of a rope, and the obtained rope was cut finely to obtain a chip-shaped polymer. The obtained polymer was excellent in melt stability and exhibited excellent hue (Table 2).
Using the obtained polymer, spinning was performed under the conditions shown in Table 3. The obtained fiber (56 dtex / 36f) had a strength of 2.5 cN / dtex, an elongation of 35%, an elasticity of 22 cN / dtex, a Tmax of 117 ° C., and a BWS of 13.3%.
The obtained fiber was made into a single-knit fabric, and dyed with a cationic dye in the same manner as in Example 1. The exhaustion rate of the dye was 75%, and the obtained dyed product was dyed dark. The light resistance test was conducted at 63 ° C. for 30 hours using a fade meter, but there was almost no fading.
In addition, a test for pressure rise in the pack was performed using this CD-PTT in the same manner as in Comparative Example 4, and the pressure in the pack increased only about 2.94 × 10 3 kPa from the start of spinning in one week. Did not. When dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate is copolymerized with polyethylene terephthalate, a large amount of aggregates in which the sulfonate is modified and made infusible are formed. Is small.

〔参考例2〕
G値を変えて、参考例1と同様にして行った。得られたポリマーは、溶融安定性に優れ、優れた色相を示した(表2)。
〔比較例5〕
5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルをエステル化反応する前に、すなわち、重合開始前にテレフタル酸と一緒にオートクレーブに仕込んだ以外は、参考例1と同様にして行った。得られたポリマーは、融点が大きく低下し、溶融安定性、色相の低下が見られた(表2)。
また、重合時間を更に延長しても、極限粘度は0.6dl/g以上に高くはならなかった。これに対して、参考例1のポリマーは、重合時間を延長すると、最大極限粘度は0.8dl/gまで到達した。
〔比較例6〕
G値を3.0にした以外は参考例1と同様にして行った。得られたポリマーは、融点が低下し、溶融安定性、色相の低下が見られた(表2)。
[Reference Example 2]
The procedure was performed in the same manner as in Reference Example 1 except that the G value was changed. The obtained polymer was excellent in melt stability and exhibited excellent hue (Table 2).
[Comparative Example 5]
This was carried out in the same manner as in Reference Example 1 except that dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate was charged into an autoclave together with terephthalic acid before the esterification reaction, that is, before the polymerization was started. The melting point of the obtained polymer was greatly reduced, and the melt stability and the hue were reduced (Table 2).
Even when the polymerization time was further extended, the intrinsic viscosity did not increase to 0.6 dl / g or more. In contrast, the polymer of Reference Example 1 reached a maximum intrinsic viscosity of 0.8 dl / g when the polymerization time was extended.
[Comparative Example 6]
The procedure was performed in the same manner as in Reference Example 1 except that the G value was set to 3.0. The obtained polymer had a lower melting point, lower melt stability and lower hue (Table 2).

〔比較例7〕
エステル化反応率が60%の時に5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルを添加した以外は、参考例1と同様にして行った。得られたポリマーは、融点が低下し、溶融安定性、色相の低下が見られた(表2)。
〔比較例8〕
参考例1において、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルを添加しなかったこと以外は、参考例1と同様にして行った。得られたポリマーは、重合度や溶融粘度も高いが、カチオン染料では実質的に染色できず、b*値が高かった(黄色みが強かった)(表2)。
〔実施例4〕
参考例2で得たCD−PTTを、窒素雰囲気下、215℃で固相重合した。得られたポリマーは、溶融安定性に優れ、優れた色相を示した(表2)。
〔参考例3〕
参考例1において、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルと酢酸リチウム2水和塩を1,3−プロパンジオールに溶解せず、そのまま固体で添加した以外は、参考例1と同様にして行った。得られたポリマーは、溶融安定性に優れ、優れた色相を示した(表2)。
[Comparative Example 7]
The procedure was performed in the same manner as in Reference Example 1, except that dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate was added when the esterification reaction rate was 60%. The obtained polymer had a lower melting point, lower melt stability and lower hue (Table 2).
[Comparative Example 8]
The procedure was performed in the same manner as in Reference Example 1, except that dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate was not added. Although the obtained polymer had a high degree of polymerization and a high melt viscosity, it could not substantially be dyed with a cationic dye, and had a high b * value (high yellowness) (Table 2).
[Example 4]
The CD-PTT obtained in Reference Example 2 was subjected to solid-state polymerization at 215 ° C. under a nitrogen atmosphere. The obtained polymer was excellent in melt stability and exhibited excellent hue (Table 2).
[Reference Example 3]
In Reference Example 1, the procedure was performed in the same manner as in Reference Example 1, except that dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate and lithium acetate dihydrate were not dissolved in 1,3-propanediol and were added as they were as solids. The obtained polymer was excellent in melt stability and exhibited excellent hue (Table 2).

〔実施例5〜8〕
テレフタル酸ジメチル1300g(6.7モル)、1,3−プロパンジオール1144g(15モル)、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル40.5g(0.14モル)、酢酸カルシウム1水和塩2.4g(0.014モル)、酢酸リチウム2水和塩1.0g(0.01モル)を3リットルのオートクレーブに仕込み、220℃でメタノールを留去しながらエステル交換反応を行った。次いで、トリメチルフォスフェート0.65g、チタンテトラブトキシド1.34g、二酸化チタンを理論ポリマー量の0.05wt%添加した後、1,3−プロパンジオールを留去しながら、13.3〜66.5Paの真空度で、270℃、2時間重縮合反応を行った。
得られたプレポリマー(末端カルボキシル基量は19ミリ当量/kg樹脂)を更に、窒素気流下、210℃にて固相重合し、表3に示した極限粘度のポリマーを得た。得られたポリマーチップは、いずれもb*が−3〜5の範囲内で、かつL値が85以上であり、白度に優れていた。
得られたポリマーチップを水分率50%まで乾燥後、押出機で265℃で溶融して、285℃のスピンヘッドに送液し、直径0.35mm、長さ0.35mmの丸型孔が36個開いた紡口を経て押し出した。紡口下には、250℃に加熱した100mmの加熱筒を設置した。用いた加熱筒の温度、紡口表面温度、紡糸ドラフトは表3に記載した。
[Examples 5 to 8]
1300 g (6.7 mol) of dimethyl terephthalate, 1144 g (15 mol) of 1,3-propanediol, 40.5 g (0.14 mol) of dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate, 2.4 g of calcium acetate monohydrate ( 0.014 mol) and 1.0 g (0.01 mol) of lithium acetate dihydrate were placed in a 3 liter autoclave, and transesterification was carried out at 220 ° C. while distilling off methanol. Next, after adding 0.65 g of trimethyl phosphate, 1.34 g of titanium tetrabutoxide and 0.05 wt% of the theoretical polymer amount, 13.3 to 66.5 Pa while distilling off 1,3-propanediol. The polycondensation reaction was performed at 270 ° C. for 2 hours at a degree of vacuum.
The obtained prepolymer (terminal carboxyl group content was 19 meq / kg resin) was further subjected to solid-state polymerization at 210 ° C. under a nitrogen stream to obtain a polymer having an intrinsic viscosity shown in Table 3. In each of the obtained polymer chips, b * was in the range of −3 to 5, and the L value was 85 or more, and the whiteness was excellent.
After drying the obtained polymer chip to a water content of 50%, it was melted at 265 ° C. by an extruder and sent to a spin head at 285 ° C., and a circular hole having a diameter of 0.35 mm and a length of 0.35 mm was formed into 36. It was extruded through an open spout. A 100 mm heating tube heated to 250 ° C. was installed under the spinneret. Table 3 shows the temperature of the heating cylinder, the surface temperature of the spinneret, and the spinning draft used.

次に、押し出した溶融フィラメントに、温度20℃、風速0.4m/分の冷風を当てて冷却固化した後、ガイドノズルを用いて、ステアリル酸オクチル60wt%、ポリオキシエチレンアルキルエーテル15wt%、リン酸カリウム3wt%を含んだ油剤を濃度20wt%の水エマルジョン仕上げ剤として、繊維に対して油剤付着率が1.0wt%となるように付与した。
油剤を付与した繊維は、表3に示した巻取速度の第1引き取りロールを介した後、第2引き取りロールを介して、張力が0.1cN/dtexとなるようにして、巻取機12に巻き取って未延伸糸を得た。巻き取った未延伸糸の物性は表3に示した。いずれの未延伸糸も、本発明で示した好ましい範囲の伸度、結晶化ピーク温度であった。
巻き取った未延伸糸を、図4に示す延伸機にて、第1延伸ロールを60℃、ホットプレートを140℃として、表3に示す延伸倍率にて延伸を行い、56dtex/24フィラメントの繊維を得た。
得られた繊維の物性を表5に記す。いずれの場合も紡糸、延伸時に毛羽の発生は認められなかった。また、いずれの繊維も本発明の範囲に相当するものであり、収縮率が低くタフネスが大きい繊維であった。
Next, the extruded molten filament is cooled and solidified by applying cold air at a temperature of 20 ° C. and an air velocity of 0.4 m / min. Then, using a guide nozzle, octyl stearylate 60 wt%, polyoxyethylene alkyl ether 15 wt%, phosphorus An oil agent containing 3 wt% of potassium acid was applied as a water emulsion finish having a concentration of 20 wt% so that the oil agent adhesion rate to the fiber was 1.0 wt%.
The fiber to which the oil agent was applied passed through the first take-up roll at the take-up speed shown in Table 3, and then passed through the second take-up roll so that the tension became 0.1 cN / dtex. To obtain an undrawn yarn. The physical properties of the wound undrawn yarn are shown in Table 3. Each of the undrawn yarns had the elongation and crystallization peak temperature in the preferred ranges shown in the present invention.
The undrawn yarn thus wound was drawn at a draw ratio shown in Table 3 with the first drawing roll at 60 ° C. and the hot plate at 140 ° C. by a drawing machine shown in FIG. 4 to obtain a fiber of 56 dtex / 24 filament. Got.
Table 5 shows the physical properties of the obtained fiber. In each case, no fluff was generated during spinning and stretching. In addition, all the fibers corresponded to the scope of the present invention, and were fibers having a low shrinkage and a high toughness.

〔比較例9〜11〕(コンベ法)
種々のCD−PTTを用い、実施例5と同様にして繊維を製造した。得られた繊維の物性を表5に示す。
比較例9では、用いたポリマーの重合度が低いために、得られた繊維の重合度が低く、タフネスも低く、且つ、BWSが大きいものであった。
比較例10では、加熱筒がないために紡口表面温度が低下するので、得られた未延伸糸は結晶化ピーク温度が低いものであった。得られた未延伸糸を延伸したが、Tmaxが105℃未満、BWSが16%を越え、本発明の範囲より外れていた。また、繊維のタフネスが低く、満足できる繊維ではなかった。
比較例11では、引き取り速度が速いために、未延伸糸の伸度、結晶化ピーク温度が共に低いものであった。得られた未延伸糸を延伸したが、Tmaxが105℃未満、BWSが16%を越え、本発明の範囲より外れていた。また、繊維のタフネスが低い繊維であった。
[Comparative Examples 9 to 11] (Conveying method)
Fibers were produced in the same manner as in Example 5 using various CD-PTTs. Table 5 shows the physical properties of the obtained fiber.
In Comparative Example 9, since the degree of polymerization of the polymer used was low, the degree of polymerization of the obtained fiber was low, the toughness was low, and the BWS was large.
In Comparative Example 10, the spun surface temperature was reduced due to the absence of the heating tube, and thus the obtained undrawn yarn had a low crystallization peak temperature. The obtained undrawn yarn was drawn, but had a Tmax of less than 105 ° C. and a BWS of more than 16%, out of the range of the present invention. Further, the toughness of the fiber was low, and the fiber was not satisfactory.
In Comparative Example 11, both the elongation and the crystallization peak temperature of the undrawn yarn were low because the take-up speed was high. The obtained undrawn yarn was drawn, but had a Tmax of less than 105 ° C. and a BWS of more than 16%, out of the range of the present invention. Further, the fiber had low toughness.

〔実施例9及び10〕(SDTU法)
実施例5と同様にして得たポリマー(表4に記載)を用いて、図5に示すSDTU紡糸装置にて紡糸した。紡糸は、表4に示した条件以外は実施例5と同様にして行い、乾燥〜仕上げ剤付与を行った。仕上げ剤を付与した繊維は、表4に示した条件に設定した第1ロール、第2ロール、巻取機を用いて、表4に示した条件にて、延伸、熱処理、巻取りを行い86dtex/24フィラメントの繊維を得た。得られた繊維物性を表5に記す。
また、延伸を行う前の未延伸糸の物性を測定するために、第一ロールと同じ速度にて直接巻き取った未延伸糸の物性を測定した。結果を表4に示す。
未延伸糸の物性は、いずれの場合も伸度、結晶化ピーク温度が好ましい範囲であった。得られた繊維は、いずれの場合も紡糸時に毛羽の発生は認められず、得られた繊維の物性も本発明の範囲に相当するものであり、収縮率が低く、タフネスが大きい繊維であった。
また、繊維を4kg巻き取って得たチーズ状パッケージは、巻取機のスピンドルより容易に取り外すことができ、バルジ率も表5に示すように本発明の範囲であり、巻締まり現象は見られなかった。
[Examples 9 and 10] (SDTU method)
Using the polymer obtained in the same manner as in Example 5 (described in Table 4), spinning was performed using an SDTU spinning apparatus shown in FIG. Spinning was carried out in the same manner as in Example 5 except for the conditions shown in Table 4, and drying and finishing were applied. The fiber to which the finishing agent was applied was drawn, heat-treated, and wound under the conditions shown in Table 4 using a first roll, a second roll, and a winder set to the conditions shown in Table 4, and 86 dtex. / 24 filament fiber was obtained. Table 5 shows the obtained fiber properties.
In addition, in order to measure the physical properties of the undrawn yarn before stretching, the physical properties of the undrawn yarn directly wound at the same speed as the first roll were measured. Table 4 shows the results.
Regarding the physical properties of the undrawn yarn, the elongation and the crystallization peak temperature were in the preferable ranges in each case. In each case, the resulting fibers did not show any fluff during spinning, and the physical properties of the obtained fibers were also within the scope of the present invention. The fibers had low shrinkage and high toughness. .
In addition, the cheese-like package obtained by winding 4 kg of the fiber can be easily removed from the spindle of the winder, and the bulge ratio is within the scope of the present invention as shown in Table 5; Did not.

〔比較例12〕(SDTU法)
表4に示した条件以外は、実施例9と同様にして紡糸を行い、繊維を得た。得られた繊維の物性を表5に示す。
比較例12では、加熱筒がないために、得られた繊維のTmaxが105℃未満であり、本発明の範囲より外れていた。また、繊維のタフネスが低い繊維であった。また、繊維を4kg巻き取ったところ、巻締まりが激しく、チーズ状パッケージを巻取機のスピンドルより取り外すことができなかった。
また、延伸を行う前の未延伸糸の物性を測定するために、第1ロールと同じ速度にて直接巻き取った未延伸糸の物性を測定した。未延伸糸は、表4に示すように、結晶化ピーク温度が本発明の好ましい範囲より低いものであった。
[Comparative Example 12] (SDTU method)
Spinning was performed in the same manner as in Example 9 except for the conditions shown in Table 4, to obtain fibers. Table 5 shows the physical properties of the obtained fiber.
In Comparative Example 12, since there was no heating tube, the obtained fiber had a Tmax of less than 105 ° C, which was out of the range of the present invention. Further, the fiber had low toughness. When 4 kg of the fiber was wound, the tightness of the winding was so high that the cheese-like package could not be removed from the spindle of the winder.
In addition, in order to measure the physical properties of the undrawn yarn before stretching, the physical properties of the undrawn yarn directly wound at the same speed as the first roll were measured. As shown in Table 4, the undrawn yarn had a crystallization peak temperature lower than the preferred range of the present invention.

〔実施例11〕
実施例5で得られた繊維を、150℃、5分間の定長湿熱処理した後、スタッファボックス捲縮により捲縮付与し、切断して短繊維を得た。得られた短繊維は繊維長が60mm、捲縮度14%、弾性回復率が95%であった。また切断前の捲縮繊維の屈曲回復率は90%と良好であった。
得られた短繊維は、染色性が良好で、ソフトな風合いを有し、且つ、ストレッチ性の優れた紡績糸や詰め綿等とすることができた。
[Example 11]
The fiber obtained in Example 5 was subjected to a constant-length moist heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes, and then crimped by stuffer box crimping and cut to obtain short fibers. The obtained short fibers had a fiber length of 60 mm, a degree of crimp of 14%, and an elastic recovery of 95%. Further, the bending recovery rate of the crimped fiber before cutting was as good as 90%.
The obtained short fibers had good dyeing properties, had a soft texture, and could be made into spun yarn, wadding, and the like having excellent stretchability.

〔実施例12〕
実施例5で得られた繊維と233dtexのロイカ(旭化成工業株式会社製のポリウレタン系弾性繊維)を用いて経編地を編成した。編成のゲージは28G、ループ長はCD−PTT繊維が1080mm/480コース、ストレッチ繊維が112mm/480コースとし、打ち込み密度を90コース/2.54cmとした。また、CD−PTT繊維の混率は75%に設定した。
得られた生地を90℃、2分間リラックス精練し、160℃、1分間乾熱セットを施した。次いで、染料としてカヤクリルブラックBS−ED(日本化薬(株)製カチオン染料)8%omfを用い、分散剤としてディスパーTL(明成化学(株)製、非イオン系活性剤)を1g/リットル使用し、硫酸ナトリウム3g/リットルと酢酸と酢酸ナトリウムを用いて、pHを4に調整した水溶液に染料を加えて染液とし、染料濃度8%omf、浴比1:50で105℃、1時間染色を行った。染色後、常法により仕上げを行った。
得られた染色布帛は十分に染色され、また、染色堅牢性にも優れていた。この染色編地は、染色の際に過度に収縮することもなく、非常にソフトで、ストレッチ性に富み、且つ、張り、腰のある優れた風合いを示した。
以上の実施例及び比較例を表に示す。
[Example 12]
A warp knitted fabric was knitted using the fiber obtained in Example 5 and 233 dtex Leica (polyurethane-based elastic fiber manufactured by Asahi Kasei Corporation). The knitting gauge was 28 G, the loop length was 1080 mm / 480 course for CD-PTT fiber, 112 mm / 480 course for stretch fiber, and the driving density was 90 course / 2.54 cm. The mixing ratio of the CD-PTT fiber was set to 75%.
The obtained dough was subjected to relaxing scouring at 90 ° C. for 2 minutes and subjected to dry heat setting at 160 ° C. for 1 minute. Next, 8% omf of Kayacryl Black BS-ED (a cationic dye manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used as a dye, and 1 g / liter of Disper TL (a nonionic activator manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd.) was used as a dispersant. A dye was added to an aqueous solution adjusted to pH 4 using 3 g / liter of sodium sulfate, acetic acid and sodium acetate to form a dye liquor. The dye concentration was 8% omf, and the bath ratio was 1:50 at 105 ° C. for 1 hour. Staining was performed. After dyeing, finishing was performed by a conventional method.
The obtained dyed fabric was sufficiently dyed, and was also excellent in dyeing fastness. This dyed knitted fabric did not excessively shrink during dyeing, was very soft, had excellent stretchability, and exhibited an excellent texture with tension and waist.
The above Examples and Comparative Examples are shown in the table.

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本発明により、融点が高く、その結果、溶融時の粘度低下が小さく、色相に優れたCD−PTT繊維の原料として好適な高い分子量を有するCD−PTTを得ることができる。
更に、本発明のポリマー及びその製造方法は、従来予想しえなかったほどの優れた特徴を有する。
優れた特徴の第一は、本発明のCD−PTTは、同様の方法に従って重合したホモPTTに比べてポリマーの白度が大きく向上することである。この理由は明らかではないが、白度が高いということは、繊維に加工したときの発色性が一層優れるという観点から極めて好ましい効果である。特に、鮮明性が要求されるカチオン染料による染色では、繊維の白度が高いことにより発色性を高めることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a CD-PTT having a high molecular weight, which has a high melting point and, as a result, has a small decrease in viscosity upon melting and is suitable as a raw material for a CD-PTT fiber excellent in hue.
Further, the polymer of the present invention and the method for producing the same have excellent characteristics which could not be expected in the past.
The first excellent feature is that the CD-PTT of the present invention greatly improves the whiteness of the polymer as compared with the homo-PTT polymerized according to the same method. Although the reason for this is not clear, high whiteness is a very favorable effect from the viewpoint of further improving the color developability when processed into fibers. In particular, in the case of dyeing with a cationic dye requiring sharpness, the color developability can be enhanced by the high whiteness of the fiber.

第二は、CD−PTTと類似構造を持つカチオン染料可染性のポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基量は、通常40ミリ当量/kg樹脂より大きな値となるが、それに対して、本発明のPTTの末端カルボキシル基量はかなり低い値であるということである。末端カルボキシル基量が大きいと、溶融重合終了段階でプレポリマーを重合釜から出す時に、払い出し時間と共に白度、極限粘度が低下したり、プレポリマーの物性が大きく変化したりするという問題がある。また、繊維としては、染色や加工時の繊維強度が大きく低下したりしてしまうという問題がある。これに対して、本発明におけるプレポリマーから得られるCD−PTT、CD−PTT繊維ではそのような問題はほとんど生じない。   Second, the terminal carboxyl group content of cationic dye-dyeable polyethylene terephthalate having a structure similar to that of CD-PTT is usually larger than 40 meq / kg resin, whereas the PTT of the present invention has This means that the amount of terminal carboxyl groups is quite low. When the amount of terminal carboxyl groups is large, there is a problem that when the prepolymer is discharged from the polymerization vessel at the stage of completion of the melt polymerization, the whiteness and the intrinsic viscosity decrease with the time of dispensing, and the physical properties of the prepolymer greatly change. In addition, there is a problem that the fiber strength of the fiber during dyeing or processing is greatly reduced. On the other hand, such problems hardly occur in the CD-PTT and CD-PTT fibers obtained from the prepolymer in the present invention.

第三は、本発明のCD−PTTは、エステル形成性スルホン酸金属塩、触媒、熱安定剤等に由来する不融性凝集物の生成量が少ないことである。凝集物が少ないと、紡口パックの交換周期が長くなり、長期の連続紡糸が可能となるために、高い生産性が達成できる。また、凝集物が少ないと、毛羽や糸切れが少なくなり、紡糸収率が高くなる。類似構造を持つカチオン染料可染性のポリエチレンテレフタレートでは、用いる触媒等が異なるので多量の凝集物が含まれ、凝集物の問題が今なお完全には解決されていない。
以上のように、本発明のCD−PTTは優れた性能を有しているので、繊維をはじめ、成型体、フィルム等の原料としても有用である。特に本発明のCD−PTT繊維は、カチオン染料で染色でき、高タフネスで、染色、加工等での過度の収縮がないので、布帛設計が容易であり様々な衣料に応用可能である。特に、ウレタン弾性糸、ポリエステル弾性糸等の複合化、ウレタン樹脂加工をする用途に特に好適である。
具体的な用途である繊維製品としては、アウター、インナー、スポーツ等の衣料一般、カーペット、フロッキー、モノフィラメント、バック等の資材、スパンボンド、マイクロウエブ、スパンレース等の不織布等が挙げられる。
Third, the CD-PTT of the present invention has a small amount of infusible aggregates derived from ester-forming metal salts of sulfonic acids, catalysts, heat stabilizers and the like. When the amount of aggregates is small, the exchange cycle of the spinning pack becomes long, and long-term continuous spinning becomes possible, so that high productivity can be achieved. In addition, when the amount of aggregates is small, fluff and yarn breakage are reduced, and the spinning yield is increased. Cationic dye-dyeable polyethylene terephthalate having a similar structure contains a large amount of aggregates because the catalyst used is different, and the problem of aggregates has not yet been completely solved.
As described above, since the CD-PTT of the present invention has excellent performance, it is useful as a raw material for fibers, molded products, films, and the like. In particular, the CD-PTT fiber of the present invention can be dyed with a cationic dye, has high toughness, and has no excessive shrinkage due to dyeing, processing, and the like, so that fabric design is easy and can be applied to various clothing. In particular, it is particularly suitable for use in compounding urethane elastic yarn, polyester elastic yarn, and the like, and for processing urethane resin.
Specific examples of textile products that are used include clothing such as outerwear, innerwear, and sports, materials such as carpets, flocky, monofilament, and bags, and nonwoven fabrics such as spunbond, microweb, and spunlace.

繊維をUSTER・TESTER3に通した際の、むら曲線(繊維の質量変化)を示す図である。図1において、Mは質量、tは時間、Xiは質量の瞬間値、Xaveは平均値、Tは測定時間、aはXiとXaveとの間の面積(斜線部分)を表す。It is a figure which shows a nonuniformity curve (mass change of fiber) when a fiber is passed through USTER TESTER3. In FIG. 1, M represents mass, t represents time, Xi represents an instantaneous value of mass, Xave represents an average value, T represents measurement time, and a represents an area (shaded area) between Xi and Xave. (A)は、本発明のPTT繊維を糸管に巻き付けたチーズ状パッケージの状態(望ましい形状)を示す概略図である。 (B)は、バルジのあるチーズ状パッケージの状態(望ましくない形状)を示す概略図である。(A) is the schematic diagram which shows the state (desired shape) of the cheese-like package which wound the PTT fiber of this invention around the yarn tube. (B) is a schematic diagram showing a state (undesired shape) of a bulge-like cheese-like package. 本発明のCD−PTT繊維の製造方法の一例(コンベ法)を模式的に示す概略図である。It is the schematic which shows typically an example (conveying method) of the manufacturing method of the CD-PTT fiber of this invention. 本発明のCD−PTT繊維の製造方法の一例(コンベ法)において、一旦巻き取った未延伸糸を延伸する工程の一例を模式的に示す概略図である。It is the schematic which shows typically an example of the process of extending | stretching the undrawn yarn once wound up in an example (conveying method) of the manufacturing method of CD-PTT fiber of this invention. 本発明のCD−PTT繊維の製造方法の他の一例(SDTU法)を模式的に示す概略図である。It is the schematic which shows typically another example (SDTU method) of the manufacturing method of CD-PTT fiber of this invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

1:乾燥機
2:押出機
3:ベンド
4:スピンヘッド
5:紡口パック
6:紡口
7:加熱筒
8:冷却風
9:仕上げ剤付与装置
10:第1引き取りロール
11:第2引き取りロール
12:巻取機(パッケージ)
13:未延伸糸
14:第1延伸ロール
15:ホットプレート
16:第2延伸ロール
17:巻取機
18:第1ロール
19:第2ロール
20:フリーロール
21:巻取機
21a:スピンドル
21b:タッチロール
1: Dryer 2: Extruder 3: Bend 4: Spin head 5: Spinner pack 6: Spinner 7: Heating tube 8: Cooling air 9: Finishing agent applying device 10: First take-up roll 11: Second take-up roll 12: Winding machine (package)
13: undrawn yarn 14: first drawn roll 15: hot plate 16: second drawn roll 17: winder 18: first roll 19: second roll 20: free roll 21: winder 21a: spindle 21b: Touch roll

Claims (10)

下記の(1)〜(6)を満足することを特徴とする共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維。
(1)エステル形成性スルホン酸塩が全ジカルボン酸成分に対して0.5〜5モル%共重合されていること。
(2)0.1〜2.5wt%のビス(3−ヒドロキシプロピル)エーテルが共重合されていること。
(3)極限粘度が0.65〜1.4dl/gであること。
(4)末端カルボキシル基量が5〜40ミリ当量/kg繊維以下であること。
(5)タフネスが16以上であること。
ここでタフネスは次式より計算した値である。
タフネス=[強度(cN/dtex)]×[伸度(%)]1/2
(6)U%が0〜3%であること。
A copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber satisfying the following (1) to (6).
(1) The ester-forming sulfonic acid salt is copolymerized in an amount of 0.5 to 5 mol% based on all dicarboxylic acid components.
(2) 0.1 to 2.5 wt% of bis (3-hydroxypropyl) ether is copolymerized.
(3) The intrinsic viscosity is 0.65 to 1.4 dl / g.
(4) The amount of terminal carboxyl groups is 5 to 40 meq / kg fiber or less.
(5) Toughness is 16 or more.
Here, toughness is a value calculated from the following equation.
Toughness = [strength (cN / dtex)] x [elongation (%)] 1/2
(6) U% is 0 to 3%.
下記の(7)及び(8)を満足することを特徴とする請求項1記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維。
(7)動的損失正接のピーク温度が105〜140℃であること。
(8)沸水収縮率が0〜16%であること。
The copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to claim 1, wherein the following (7) and (8) are satisfied.
(7) The peak temperature of the dynamic loss tangent is 105 to 140 ° C.
(8) The boiling water shrinkage is 0 to 16%.
タフネスが17.5以上であることを特徴とする請求項1又は2記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維。   The copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to claim 1 or 2, wherein the toughness is 17.5 or more. 下記(a)〜(d)を満足する共重合体ポリトリメチレンテレフタレートを紡口表面温度を250〜295℃で、下記式で示される紡糸ドラフトが50〜1500になるように紡口より押出し、冷却固化させた後、100〜3000m/分の速度で破断伸度が200〜400%、結晶化ピーク温度が64〜80℃である未延伸糸を引取り、該未延伸糸を45〜80℃の温度にて最高延伸倍率の60〜90%の延伸倍率で延伸し、100〜160℃の温度にて熱処理することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方法。
(a)エステル形成性スルホン酸塩が全ジカルボン酸成分に対して0.5〜5モル%共重合されていること。
(b)0.1〜2.5wt%のビス(3−ヒドロキシプロピル)エーテルが共重合されていること。
(c)極限粘度が0.65〜1.5dl/gであること。
(d)末端カルボキシル基量が25ミリ当量/kg樹脂以下であること。
紡糸ドラフト=(V2)/(V1)
V1:紡口から押出される際のポリマーの線速度(m/分)
V2:第一ロール速度(m/分)(第一ロールを使用しない場合は、巻き取り速度)
A copolymer polytrimethylene terephthalate satisfying the following (a) to (d) is extruded from a spinneret at a spinning surface temperature of 250 to 295 ° C and a spinning draft represented by the following formula becomes 50 to 1500, After being cooled and solidified, an undrawn yarn having a breaking elongation of 200 to 400% and a crystallization peak temperature of 64 to 80 ° C is taken at a speed of 100 to 3000 m / min, and the undrawn yarn is heated to 45 to 80 ° C. The copolymerized polytrimethylene according to any one of claims 1 to 3, wherein the film is stretched at a temperature of from 60 to 90% of the maximum stretching ratio and heat-treated at a temperature of from 100 to 160 ° C. A method for producing terephthalate fiber.
(A) 0.5 to 5 mol% of the ester-forming sulfonic acid salt is copolymerized with respect to all dicarboxylic acid components.
(B) 0.1 to 2.5 wt% of bis (3-hydroxypropyl) ether is copolymerized.
(C) The intrinsic viscosity is 0.65 to 1.5 dl / g.
(D) The amount of terminal carboxyl groups is not more than 25 meq / kg resin.
Spinning draft = (V2) / (V1)
V1: Linear velocity of polymer when extruded from spinneret (m / min)
V2: First roll speed (m / min) (take-up speed when the first roll is not used)
共重合ポリトリメチレンテレフタレートを、紡口下に長さ50〜300mm、温度150〜350℃の加熱筒を備えた紡口から押出すことを特徴とする請求項4記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方法。   5. The copolymerized polytrimethylene terephthalate according to claim 4, wherein the copolymerized polytrimethylene terephthalate is extruded from a spout provided with a heating tube having a length of 50 to 300 mm and a temperature of 150 to 350 ° C. under the spout. Fiber manufacturing method. 未延伸糸を、一旦巻き取った後、延伸することを特徴とする請求項4又は5に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方法。   6. The method for producing a copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to claim 4, wherein the undrawn yarn is once wound and then drawn. 引き取った未延伸糸を、一旦巻き取ることなく、続けて延伸することを特徴とする請求項4又は5に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維の製造方法。   The method for producing a copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to claim 4 or 5, wherein the drawn undrawn yarn is continuously drawn without being wound once. 請求項1又は2に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維を捲縮処理した後に切断して得られる共重合ポリトリメチレンテレフタレート短繊維であって、繊維長が3〜300mm、捲縮度が5%以上であることを特徴とする共重合ポリトリメチレンテレフタレートの短繊維。   A copolymerized polytrimethylene terephthalate short fiber obtained by crimping the copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to claim 1 or 2, wherein the fiber length is 3 to 300 mm and the degree of crimp is 5 % Or less of copolymerized polytrimethylene terephthalate. 請求項1又は2に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレート繊維を一部又は全部に用いた繊維製品。   A fiber product using the copolymerized polytrimethylene terephthalate fiber according to claim 1 or 2 partially or entirely. 請求項8に記載の共重合ポリトリメチレンテレフタレートの短繊維を一部又は全部に用いた繊維製品。   A fiber product in which the short fibers of the copolymerized polytrimethylene terephthalate according to claim 8 are partially or wholly used.
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