JP2005220485A - 繊維用ポリエステル組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、機械的強度および耐擦傷性が改質され成形加工性が優れた繊維用ポリエステル組成物を提供すること。
【解決手段】 無機微粒子を含有する繊維用ポリエステル組成物であって、下記（１）〜（３）を同時に満足した粒子が配合されていることを特徴とする繊維用ポリエステル組成物を提供することによる。
（１）Ａの含有量がポリエステル組成物に対して０．０１〜５．０重量％。
（２）Ｂの含有量がポリエステル組成物に対して０．０５〜５．０重量％。
（３）ＡとＢの合計含有量が７．０重量％以下。
（ここで、Ａは二酸化チタン、炭酸カルシウム、カーボンブラックから選ばれた少なくとも１種であり、Ｂはαアルミナ、γアルミナ、δアルミナから選ばれた少なくとも１種を表す）
【選択図】なし

Description

本発明は、繊維用途に好適なポリエステル組成物に関するものであり、詳しくは特定種、特定量の無機微粒子を配合することにより、機械的強度および耐擦傷性が改質された繊維用ポリエステル組成物に関するものである。

ポリエステル繊維は、その優れた力学特性、耐熱性等から衣料用、工業資材用として広く利用されている。

しかし、その優れた特性にも関わらず、特に多量に無機微粒子を含有した繊維では、紡糸、延伸等の成形工程において、繊維からの無機微粒子の脱落による工程汚染、生産設備の汚染、摩耗あるいは無機微粒子とポリマーとのなじみ不良による繊維の機械的強度が低下、糸切れが発生するという問題があった。

これらの問題を解決するため、例えば粒子を微分散させたり(特許文献１)、粒子表面に被膜処理させたりしている(特許文献２)が、十分な改善効果は得られていなかった。
特開平７−１５６１３９号公報 特開平５−１３２６１１号公報

本発明は、上記従来技術で達成されなかった問題点を解決するものであり、その目的は、機械的強度および耐擦傷性が改質され成形加工性が優れた繊維用ポリエステル組成物を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、無機微粒子の他にアルミナ微粒子を特定量配合させることで繊維表面の機械的強度、耐擦傷性が向上し、成形加工性が著しく改善されることを見いだし、本発明に到達した。

すなわち、無機微粒子を含有する繊維用ポリエステル組成物であって、下記（１）〜（３）を同時に満足した粒子を配合させた繊維用ポリエステル組成物によって達成することができる。
（１）Ａの含有量がポリエステル組成物に対して０．０１〜５．０重量％。
（２）Ｂの含有量がポリエステル組成物に対して０．０５〜５．０重量％。
（３）ＡとＢの合計含有量が７．０重量％以下。
（ここで、Ａは二酸化チタン、炭酸カルシウム、カーボンブラックから選ばれた少なくと１種であり、Ｂはαアルミナ、γアルミナ、δアルミナから選ばれた少なくとも１種を表す）

本発明によれば、特定種、特定量の無機微粒子を配合させることにより、成形加工する際に機械的強度および耐擦傷性が改質され、生産性に優れた繊維用ポリエステル組成物を提供することができる。

本発明におけるポリエステルとは、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアルキレンナフタレートなどのポリエステルであるが、主酸成分をテレフタル酸、主グリコール成分をエチレングリコールとして構成されるポリエチレンテレフタレートが特に適している。

また、上記成分の他に他の成分が共重合されていてもよい。テレフタル酸以外の他の酸成分としては、例えばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、５−スルホイソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸、シュウ酸、コハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸などのジカルボン酸が挙げられる。

エチレングリコール以外の他のグリコール成分としては、例えばプロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。また、トリメリット酸、トリメシン酸、トリメチロールプロパンなどの多官能化合物、ｐ−オキシ安息香酸などのオキシカルボン酸も利用され得る。

本発明における無機微粒子は、二酸化チタン、炭酸カルシウム、カーボンブラックから選ばれた少なくとも１種であり、その含有量はポリエステル組成物に対して０．０１〜５．０重量％であることが必要であり、さらに好ましくは０．０１〜３．０重量％である。５．０重量％を超えるとポリエステル中の粗大粒子量が増大し易くなり紡糸での単糸切れ、断糸、紡糸口金孔周辺部への異物堆積といった製糸工程上の問題が多発し、得られる繊維も機械的特性が低く、毛羽の発生の多い品質の劣ったものとなり易いため好ましくない。

また、アルミナ微粒子はα、γ、δ型のアルミナから選ばれた少なくとも１種であり、その含有量はポリエステル組成物に対して０．０５〜５．０重量％であることが必要であり、さらに好ましくは０．１〜３．０重量％である。０．０５重量％未満では繊維表面の機械的強度、耐擦傷性が不十分となり、５．０重量％を超えると前記無機微粒子と同様、操業、品質特性が劣り易くなり好ましくない。

本発明において、無機微粒子とアルミナ微粒子の合計含有量は７．０重量％以下とする必要がある。７．０重量％を超えると本願目的が達成されないばかりか粗大粒子量が増大し、操業、品質特性が劣り易くなり好ましくない。本発明の繊維用ポリエステル組成物は、エステル化反応あるいはエステル交換反応と引き続く重縮合反応により製造することができる。製造過程において各粒子のポリエステル重合反応系への添加時期は、出発原料の仕込みからポリエステルの重合反応が完結するまでの間ならいつでも構わないが、エステル化後あるいはエステル交換後から重縮合初期までの間が好ましい。

次に本発明の繊維用ポリエステル組成物の製造方法をエステル交換反応によって得られるポリエチレンテレフタレートを例に説明する。攪拌装置、精留塔、凝縮器を備えたエステル交換反応器にジメチルテレフタレートとエチレングリコールを供給した後、エステル反応触媒の存在下で１４０〜２４０℃まで３〜４時間を要して徐々に昇温する。エステル交換反応で生成したメタノールは連続的に反応系外へ留出させる。次いで、リン化合物、アンチモン化合物を添加した後、過剰のエチレングリコールを留出させ、ビス−β−ヒドロキシエチルテレフタレートおよびその低重合体を得る。続いて、反応生成物を重縮合反応器に移行させた後、反応系を徐々に加熱減圧して重縮合反応を行い、最終的に反応系の温度を２９０〜３００℃、減圧度を０．１ｋＰａ以下にすることによりポリエチレンテレフタレートを得る。

エステル化またはエステル交換反応触媒は従来公知のものを任意に使用することができる。かかる触媒として、例えばアルカリ土類金属、亜鉛、鉛、マンガン、コバルト、アルミニウム、リンなどの化合物が挙げられる。重縮合触媒についても従来公知のものを任意に使用することができる。かかる触媒として、例えばアンチモン、ゲルマニウムなどの化合物が挙げられる。エステル化またはエステル交換反応触媒および重縮合触媒の添加量は、ポリエステルの反応性、耐熱性を損なわない限りにおいて任意でよい。

各微粒子のポリエステル重合反応系への添加時期は、エステル化またはエステル交換反応が実質的に終了した時点から初期重合反応までの任意の段階で添加すればよいが、重合反応系に直接添加する方法以外にも例えば粒子粉体あるいはスラリー状態で溶融したポリエステルに練り込む方法でも構わない。また、各微粒子は攪拌、超音波処理あるいは湿式媒体型分散機を用いて分散性を向上させたり、分級や濾過などによって凝集粒子や粗大粒子を除去することが好ましい。添加する時のアルミナ微粒子の平均粒子径は０．５μｍ以下が好ましく、さらには０．３μｍ以下が好ましい。

さらに本発明の繊維用ポリエステル組成物を製造するにあたり、必要により酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、末端封鎖剤などの添加剤も適宜使用することができる。

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、本実施例における評価項目は下記方法による。

（１）断糸率
紡糸温度２９０℃、速度３０００ｍ／分で３００ｄｔｅｘ／４８フィラメントのマルチフィラメントとして溶融紡糸した際、１０トン紡糸当たりの断糸発生回数を示し、４回以下を合格とした。
４回以下…○、５回〜７回…△、８回以上…×
（２）毛羽発生率
紡糸温度２９０℃、速度３０００ｍ／分で３００ｄｔｅｘ／４８フィラメントのマルチフィラメントの糸条を１０ｋｇ巻きドラムとする。このドラムの端面を目視観察した際、１００ドラム当たりの毛羽発生ドラム数を百分率で示し、２％以下を合格とした。
２％以下…○、３％〜５％…△、６％以上…×
実施例１
チタン粒子とδ型アルミナ粒子をそれぞれエチレングリコール中にて粗粒除去、分散させ、エチレングリコールスラリーを得た。このスラリーをポリエステルに対してチタンが０．４重量％、粗粒除去、分散処理後の平均粒子径０．２μｍのアルミナが０．３重量％となるように重合反応系に添加し、固有粘度０．６６のポリエステルペレットを得た。このペレットを前述した方法で紡糸した。この結果、断糸率、毛羽発生率は表１に示すとおり良好であった。

実施例２〜１１、比較例１〜５
粒子種と粒子の含有量を変更する以外は実施例１と同様に行った。この結果を表１に示すが、本発明範囲の繊維用ポリエステルを用いた場合は断糸率、毛羽発生率が良好であるのに対して、そうでないものは不十分であることが判る。

Claims (1)

1. 無機微粒子を含有する繊維用ポリエステル組成物であって、下記（１）〜（３）を同時に満足した粒子が配合されていることを特徴とする繊維用ポリエステル組成物。
   （１）Ａの含有量がポリエステル組成物に対して０．０１〜５．０重量％。
   （２）Ｂの含有量がポリエステル組成物に対して０．０５〜５．０重量％。
   （３）ＡとＢの合計含有量が７．０重量％以下。
   （ここで、Ａは二酸化チタン、炭酸カルシウム、カーボンブラックから選ばれた少なくとも１種であり、Ｂはαアルミナ、γアルミナ、δアルミナから選ばれた少なくとも１種を表す）