JP2006169358A - Flame-retardant polyester for fiber and method for producing the same - Google Patents

Flame-retardant polyester for fiber and method for producing the same Download PDF

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祐路 種田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyester having no coloration problem and excellent flame retardancy and being applicable to fibers for clothing, fibers for industrial materials, and like things. <P>SOLUTION: The flame-retardant polyester for the fibers is a polyester based on ethylene terephthalate units and is characterized by containing a copolymerized organophosphorus compound (1) in an amount of 500 to 15,000 ppm in terms of a phosphorus content in the polyester, containing a 100-400 ppm solid solution comprising an aluminum compound and a magnesium compound, and having a limiting viscosity of less than 0.6 and an L value in the Hunter's Lab color space of less than 50. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、難燃性に優れた繊維用ポリエステル及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a fiber polyester excellent in flame retardancy and a method for producing the same.

ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する)はその優れた機械的特性及び化学的特性のため、衣料用、産業用等の繊維のほか、磁気テープ用、コンデンサー用等のフィルムあるいはボトル等の成形物用として広く用いられている。近年、火災予防の観点から合成繊維や各種プラスチック製品の難燃性への要請が強まっている。   Polyester, especially polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET), because of its excellent mechanical and chemical properties, in addition to fibers for clothing and industrial use, films or bottles for magnetic tape, capacitors, etc. It is widely used for moldings. In recent years, there has been an increasing demand for flame retardancy of synthetic fibers and various plastic products from the viewpoint of fire prevention.

従来、ポリエステルに難燃性を付与する試みは種々なされており、リン化合物を含有させる方法が有効であるとされている。リン化合物としては、各種提案されているが、その中でも下記一般式〔2〕で示される有機リン化合物(2)は難燃性能の点で良好である。しかし、この有機リン化合物は、ポリエステルの重合触媒として一般的である三酸価アンチモンに代表されるアンチモン化合物を用いた場合、アンチモン化合物との反応により三酸化アンチモンが、ポリエステルに不溶な金属アンチモンに還元されるため、重合反応時においては重合性が低下し、目標の極限粘度のポリエステルが得られない、また、金属アンチモンにより、ポリエステルが黒色に着色するという問題があった。   Conventionally, various attempts have been made to impart flame retardancy to polyester, and a method of containing a phosphorus compound is considered to be effective. Various phosphorus compounds have been proposed. Among them, the organic phosphorus compound (2) represented by the following general formula [2] is excellent in terms of flame retardancy. However, when an antimony compound represented by antimony triacid, which is a general polyester polymerization catalyst, is used for this organophosphorus compound, antimony trioxide is converted into antimony metal insoluble in polyester by reaction with the antimony compound. Due to the reduction, there is a problem in that the polymerizability is lowered during the polymerization reaction, a polyester having a target intrinsic viscosity cannot be obtained, and the polyester is colored black by metal antimony.

そこで、三酸化アンチモンの代わりに、酸化ゲルマニウムを用いることで、リン化合物と反応が行われなくなり、ポリエステルの着色は改善されるが、酸化ゲルマニウムのコストが非常に高いという問題がある。(特許文献1)
特開平01−284521号公報
Therefore, by using germanium oxide instead of antimony trioxide, the reaction with the phosphorus compound is not carried out and the coloring of the polyester is improved, but there is a problem that the cost of germanium oxide is very high. (Patent Document 1)
Japanese Unexamined Patent Publication No. 01-284521

上記のような現状に鑑み、本発明の課題は、着色の問題がなく、難燃性に優れた繊維用ポリエステルを提供することにある。   In view of the present situation as described above, an object of the present invention is to provide a polyester for fibers that has no problem of coloring and is excellent in flame retardancy.

本発明は上記の課題を解決するものであって、以下の内容を要旨とするものである。
1.エチレンテレフタレート単位を主成分とするポリエステルであり、下記一般式〔1〕で示される有機リン化合物(1)がポリエステル中のリン原子の含有量として500〜15000ppmとなるよう共重合されており、アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を100〜400ppm含有し、極限粘度が0.6以上、ハンターのLab表色法におけるL値が50以上であることを特徴とする繊維用難燃性ポリエステル。
The present invention solves the above-mentioned problems and has the following contents.
1. It is a polyester having ethylene terephthalate units as a main component, and an organic phosphorus compound (1) represented by the following general formula [1] is copolymerized so that the phosphorus atom content in the polyester is 500 to 15000 ppm. A flame-retardant polyester for fibers, comprising 100 to 400 ppm of a solid solution composed of a compound and a magnesium compound, having an intrinsic viscosity of 0.6 or more and an L value in Hunter's Lab color method of 50 or more.

(式中、Xはアルキル基の水素原子のうち2個以上がカルボキシル基で置換されたアルキル基を表す。)
2.エチレンテレフタレート単位を主成分とするポリエステルの製造方法において、ポリエステルオリゴマーに、下記一般式〔2〕で示される有機リン化合物(2)と脂肪族不飽和ジカルボン酸との反応により得られる有機リン化合物(1)を添加し、重縮合触媒として、アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を用いて、重縮合反応を行うことを特徴とする上記繊維用難燃性ポリエステルの製造方法。
(In the formula, X represents an alkyl group in which two or more of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a carboxyl group.)
2. In the method for producing a polyester mainly composed of an ethylene terephthalate unit, an organic phosphorus compound (2) obtained by reacting an organic phosphorus compound (2) represented by the following general formula [2] with an aliphatic unsaturated dicarboxylic acid ( 1) is added, and a polycondensation reaction is performed using a solid solution composed of an aluminum compound and a magnesium compound as a polycondensation catalyst.

本発明のポリエステルは、重縮合触媒として、マグネシウム化合物とアルミニウム化合物の固溶体を用いることによって、マグネシウム化合物とアルミニウム化合物の複合効果が得られ、適度な重合活性が得られる。加えて、マグネシウム化合物とアルミニウム化合物固溶体は、難燃成分として使用するリン化合物との反応が起こらないため、アンチモン触媒を使用した場合のような着色やくすみがなく、難燃性も良好なポリエステルを得ることができる。   By using a solid solution of a magnesium compound and an aluminum compound as the polycondensation catalyst, the polyester of the present invention can obtain a combined effect of the magnesium compound and the aluminum compound and obtain an appropriate polymerization activity. In addition, since the magnesium compound and aluminum compound solid solution does not react with the phosphorus compound used as a flame retardant component, there is no coloration or dullness as in the case of using an antimony catalyst, and a polyester with good flame retardancy is used. Obtainable.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のポリエステルにおいては、エチレンテレフタレート単位を主成分とする。エチレンテレフタレート単位の割合は特に規定はないが、80モル%以上が好ましい。   In the polyester of the present invention, an ethylene terephthalate unit is a main component. The ratio of the ethylene terephthalate unit is not particularly specified, but is preferably 80 mol% or more.

本発明のポリエステルには、下記一般式〔1〕で示される有機リン化合物(1)が、ポリエステル中のリン原子の含有量として500〜15000ppmとなるよう共重合されていることが必要で、好ましくは1000〜10000ppmである。   It is necessary for the polyester of the present invention that the organophosphorus compound (1) represented by the following general formula [1] is copolymerized so that the content of phosphorus atoms in the polyester is 500 to 15000 ppm, preferably Is 1000-10000 ppm.

(式中、Xはアルキル基の水素原子のうち2個以上がカルボキシル基で置換されたアルキル基を表す。) (In the formula, X represents an alkyl group in which two or more of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a carboxyl group.)

上記有機リン化合物(1)の共重合割合が、リン原子の含有量として500ppm未満では、十分な難燃性能が得られない。一方、15000ppmを超えると、ポリエステルの重合性が悪くなるため重合度を十分に上げることが困難となる。   When the copolymerization ratio of the organophosphorus compound (1) is less than 500 ppm as the phosphorus atom content, sufficient flame retardancy cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 15000 ppm, the polymerizability of the polyester deteriorates, making it difficult to sufficiently increase the degree of polymerization.

上記有機リン化合物(1)をポリエステルに共重合する方法としては、予め、下記式〔2〕で表される有機リン化合物(2)と脂肪族不飽和ジカルボン酸を反応させることで、有機リン化合物(1)とした後、反応系に添加することが好ましい。   As a method of copolymerizing the organophosphorus compound (1) with polyester, an organophosphorus compound is prepared by reacting an organophosphorus compound (2) represented by the following formula [2] with an aliphatic unsaturated dicarboxylic acid in advance. After (1), it is preferably added to the reaction system.

脂肪族不飽和ジカルボン酸の具体例としては、フマル酸、マレイン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸等、もしくはそれらの無水物やそれらのエステル化合物が挙げられるが、最も好ましいのはイタコン酸である。   Specific examples of the aliphatic unsaturated dicarboxylic acid include fumaric acid, maleic acid, mesaconic acid, citraconic acid, glutaconic acid, itaconic acid and the like, or anhydrides thereof and ester compounds thereof. Itaconic acid.

有機リン化合物(2)と脂肪族不飽和ジカルボン酸との反応条件については、特に規定はないが、脂肪族不飽和ジカルボン酸を、有機リン化合物(2)に対し、1.0〜1.05倍当量の割合とし、エチレングリコール溶液下において、反応温度100℃〜150℃にて1〜10時間反応させ、反応溶液中の有機リン化合物(2)と脂肪族不飽和ジカルボン酸との反応率が90%以上となることが好ましい。   The reaction conditions of the organophosphorus compound (2) and the aliphatic unsaturated dicarboxylic acid are not particularly specified, but the aliphatic unsaturated dicarboxylic acid is 1.0 to 1.05 with respect to the organophosphorus compound (2). The reaction rate is 100% to 150 ° C. for 1 to 10 hours in an ethylene glycol solution, and the reaction rate between the organophosphorus compound (2) and the aliphatic unsaturated dicarboxylic acid in the reaction solution is It is preferably 90% or more.

なお、本発明のポリエステルは、本発明の効果を損ねない範囲で、有機リン化合物(1)と脂肪族不飽和ジカルボン酸以外の共重合成分を含有していてもよい。このような共重合成分の例としては、イソフタル酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸成分、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ダイマー酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸成分、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール等の脂肪族グリコール成分、1,4ーシクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール成分、ポリエチレングリコール等のポリアルキレンエーテル成分、ビスフェノールAやビスフェノールSのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族グリコール成分、4−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸成分が挙げられる。   The polyester of the present invention may contain a copolymer component other than the organic phosphorus compound (1) and the aliphatic unsaturated dicarboxylic acid as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such copolymer components include aromatic dicarboxylic acid components such as isophthalic acid, phthalic anhydride, and naphthalenedicarboxylic acid, saturated succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, dimer acid, and the like. Aliphatic dicarboxylic acid component, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol , Aliphatic glycol components such as 1,4-butylene glycol, alicyclic glycol components such as 1,4-cyclohexanedimethanol, polyalkylene ether components such as polyethylene glycol, and alkylene oxide adducts of bisphenol A and bisphenol S Aromatic glycol component, 4-hydroxybenzoic acid, a hydroxycarboxylic acid component such as ε- caprolactone.

本発明のポリエステルにおいて、アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を100〜400ppm含有することが必要である。アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体とは、それぞれが溶け合って均一な相となった固体であり、重縮合触媒として用いられる。含有量が100ppm未満の場合は、重合性が低いため重合度を十分に上げることが困難となる。含有量が400ppmを超えると重合性が飽和するばかりで、得られるポリエステルの色調が低下する。   In the polyester of the present invention, it is necessary to contain 100 to 400 ppm of a solid solution composed of an aluminum compound and a magnesium compound. A solid solution composed of an aluminum compound and a magnesium compound is a solid in which they are dissolved to form a uniform phase, and is used as a polycondensation catalyst. When the content is less than 100 ppm, it is difficult to sufficiently increase the degree of polymerization because of low polymerizability. If the content exceeds 400 ppm, not only the polymerizability is saturated, but the color tone of the resulting polyester is lowered.

固溶体を形成するアルミニウム化合物の例としては、酢酸アルミニウム、安息香酸アルミニウムなどのカルボン酸塩、塩化アルミニウム、炭酸アルミニウムなどの無機酸塩、アルミニウムメトキサイドなどのアルミニウムキレート化合物、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、金属アルミニウムなどの無機酸塩が挙げられる。これらのうちカルボン酸塩および無機酸塩が好ましく、これらの中でもさらに水酸化アルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化アルミニウムが特に好ましい。   Examples of aluminum compounds that form solid solutions include aluminum acetate, carboxylates such as aluminum benzoate, inorganic acid salts such as aluminum chloride and aluminum carbonate, aluminum chelate compounds such as aluminum methoxide, aluminum hydroxide, aluminum oxide, Examples include inorganic acid salts such as metallic aluminum. Of these, carboxylates and inorganic acid salts are preferred, and among these, aluminum hydroxide, aluminum acetate, and aluminum chloride are particularly preferred.

また、固溶体を形成するマグネシウム化合物としては、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、酢酸以外のカルボン酸塩などが挙げられ、特に水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムが好ましい。   Moreover, as a magnesium compound which forms a solid solution, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium acetate, carboxylates other than acetic acid, etc. are mentioned, Especially magnesium hydroxide and magnesium carbonate are preferable.

また、本発明のポリエステルに含有する固溶体中には、マグネシウム、アルミニウム以外の他の金属またはそれらの化合物が含有されていてもよい。他の金属としては亜鉛、チタン、錫、コバルト、マンガンなどが挙げられる。   Moreover, in the solid solution contained in the polyester of the present invention, metals other than magnesium and aluminum or compounds thereof may be contained. Other metals include zinc, titanium, tin, cobalt, manganese, and the like.

本発明のポリエステルの極限粘度は、0.6以上であることが必要である。0.6未満では、繊維等に加工することができない、または、加工後の強度等が不充分なものとなる。   The intrinsic viscosity of the polyester of the present invention needs to be 0.6 or more. If it is less than 0.6, it cannot be processed into a fiber or the like, or the strength after processing becomes insufficient.

本発明のポリエステルのハンターのLab表色法におけるL値が50以上であることが必要である。L値が50未満では、繊維として使用する場合、黒味が強すぎて実用上使用できない。   It is necessary that the L value in the Lab colorimetric method of the polyester hunter of the present invention is 50 or more. When the L value is less than 50, when used as a fiber, the blackness is too strong to be used practically.

また、本発明の目的を損なわない範囲において、本発明のポリエステルには、ヒンダードフェノール系化合物のような抗酸化剤、コバルト化合物、蛍光剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような顔料、酸化セリウムのような耐光性改良材等の添加剤が添加されていてもよい。   In addition, the polyester of the present invention includes antioxidants such as hindered phenol compounds, color improvers such as cobalt compounds, fluorescent agents, and dyes, and titanium dioxide as long as the object of the present invention is not impaired. Additives such as pigments and light resistance improvers such as cerium oxide may be added.

本発明のポリエステルは、例えば次のような方法により製造することができる。   The polyester of the present invention can be produced, for example, by the following method.

エチレングリコール溶媒下で、有機リン化合物(2)と脂肪族不飽和ジカルボン酸を、有機リン化合物(2)に対して脂肪族不飽和ジカルボン酸が1.0〜1.05倍当量の割合とし、反応温度100℃〜150℃にて1〜10時間反応させることで、有機リン化合物(1)とする。   Under an ethylene glycol solvent, the organophosphorus compound (2) and the aliphatic unsaturated dicarboxylic acid are adjusted to a ratio of 1.0 to 1.05 times equivalent of the aliphatic unsaturated dicarboxylic acid to the organophosphorus compound (2), It is set as the organophosphorus compound (1) by making it react at reaction temperature 100 to 150 degreeC for 1 to 10 hours.

次に、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート及びその低重合体の存在するエステル化反応槽に、テレフタル酸とエチレングリコールとのスラリーを連続的に供給し、250℃の温度で3〜8時間程度反応させて、エステル化反応率95%付近のポリエステルオリゴマーを連続的に得る。これを重合缶に移送し、上記の有機リン化合物(1)のエチレングリコール溶液を添加し、230〜260℃の温度で0.5〜2時間解重合を行った後、重縮合触媒としてアルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を添加し、重縮合反応を開始させ、反応開始後に所定温度まで内温を上昇させる。   Next, a slurry of terephthalic acid and ethylene glycol is continuously supplied to an esterification reaction vessel in which bis (β-hydroxyethyl) terephthalate and its low polymer are present, and the temperature of 250 ° C. is about 3 to 8 hours. By reacting, a polyester oligomer having an esterification reaction rate of about 95% is continuously obtained. This was transferred to a polymerization can, an ethylene glycol solution of the above organophosphorus compound (1) was added, and depolymerization was performed at a temperature of 230 to 260 ° C. for 0.5 to 2 hours, and then an aluminum compound as a polycondensation catalyst. And a solid solution composed of magnesium compound is added to start a polycondensation reaction, and the internal temperature is raised to a predetermined temperature after the reaction starts.

重縮合反応は、通常、0.12〜12hPa程度の減圧下、250〜290℃の温度で、極限粘度が0.6以上となるまで行うことが好ましい。   The polycondensation reaction is usually preferably carried out under a reduced pressure of about 0.12 to 12 hPa at a temperature of 250 to 290 ° C. until the intrinsic viscosity becomes 0.6 or more.

本発明のポリエステルは、繊維やフィルム、成形用など各種用途に用いることが可能である。   The polyester of the present invention can be used for various applications such as fibers, films, and molding.

次に、実施例により本発明を具体的に説明する。   Next, the present invention will be described specifically by way of examples.

なお、実施例及び比較例中に示したポリエステルの特性は、以下の方法により測定もしくは評価したものである。
(1)極限粘度〔η〕
フェノールとテトラクロロエタンとの等質量混合物を溶媒とし、温度20℃で測定した。
(2)ポリエステルの色調(L値、b値)
日本電色工業社製の色差計ND−Σ80型を用いて測定した。色調の判定は、ハンターのLab表色計で行った。L値は白−黒系(+は白味、−は黒味)、b値は黄−青系(+は黄味、−は青味)を表す。L値が50以上、b値が10以下であれば合格である。
(3)リン原子、固溶体の含有量
蛍光X線スぺクトロメーター(リガク社製3270型)を用いて、蛍光X線法により定量した。
(4)不飽和ジカルボン酸の比率
日本電子工業社製1H−NMRスペクトロメータJNM−LA400装置で測定した。
(5)難燃性
乾燥したポリエステルを、通常の溶融紡糸装置を用いて、紡糸温度300℃、吐出量39.6g/分で、ノズルパック内に装着された直径100φ、目開き2000#のフィルターにより濾過し、直径0.25φ、L/D=2の孔を36個有するノズルから紡出して3200m/分の速度で半未延伸糸を捲き取った。得られた半未延伸糸を延伸機に供給し、80℃で予熱した後、温度150℃のヒートプレートに接触させながら1.5倍に延伸、熱処理して捲き取り83dtex/36Fのフィラメントヤーンを得た。得られたフィラメントヤーンを筒編みし、JIS K 7201に準拠してLOI値(限界酸素指数)を測定し、28以上のものを合格とした。
In addition, the characteristic of polyester shown in the Example and the comparative example was measured or evaluated by the following method.
(1) Intrinsic viscosity [η]
The measurement was performed at a temperature of 20 ° C. using a mixture of equal mass of phenol and tetrachloroethane as a solvent.
(2) Color tone of polyester (L value, b value)
Measurement was performed using a color difference meter ND-Σ80 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The color tone was determined using a Hunter Lab colorimeter. The L value represents white-black (+ is white,-is black), and the b value is yellow-blue (+ is yellow,-is blue). If the L value is 50 or more and the b value is 10 or less, it is acceptable.
(3) Content of phosphorus atom and solid solution Quantification was performed by a fluorescent X-ray method using a fluorescent X-ray spectrometer (model 3270 manufactured by Rigaku Corporation).
(4) Ratio of unsaturated dicarboxylic acid It measured with the 1H-NMR spectrometer JNM-LA400 apparatus by JEOL.
(5) Flame retardance Using a normal melt spinning apparatus, the dried polyester is a filter having a diameter of 100φ and an opening of 2000 # mounted in a nozzle pack at a spinning temperature of 300 ° C. and a discharge rate of 39.6 g / min. And was spun from a nozzle having 36 holes having a diameter of 0.25φ and L / D = 2, and the semi-undrawn yarn was wound off at a speed of 3200 m / min. The obtained semi-undrawn yarn is supplied to a drawing machine, preheated at 80 ° C., drawn 1.5 times while being in contact with a heat plate at a temperature of 150 ° C., and heat-treated to obtain a 83 dtex / 36 F filament yarn. Obtained. The obtained filament yarn was knitted and the LOI value (limit oxygen index) was measured according to JIS K 7201.

実施例1
[1]有機リン化合物(1)の調製
有機リン化合物(2)(10kg)と、脂肪族不飽和ジカルボン酸としてイタコン酸(6.3kg(有機リン化合物(2)に対し1.02当量))と、エチレングリコール(38.7kg)とを反応缶に入れ、常圧下、130℃で3時間加熱して反応させ、有機リン化合物(1)のエチレングリコール溶液を得た。
[2]ポリエステルの製造
PETオリゴマーの存在するエステル化反応缶に、テレフタル酸とエチレングリコールとの物質量比が1:1.6であるスラリーを連続的に供給し、温度250℃、圧力0.1MPa、滞留時間8時間の条件で、エステル化反応を行い、反応率95%のPETオリゴマーを連続的に得た。
このエステル化反応させたPETオリゴマー47.3kgを重縮合反応缶に移送し、上記[1]で得られた有機リン化合物(1)の溶液12.9kgを添加して、250℃の温度で60分間解重合を行った後、触媒として、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム及び炭酸マグネシウムからなり、アルミニウム/マグネシウムのモル比率が0.4である固溶体(堺化学工業社製HT−P)12.5gの1.5質量%エチレングリコールスラリーを添加した。その5分後、減圧を開始して60分後に1.2hPa以下とし、反応缶内の温度は減圧開始後30分間で275℃まで昇温させた。この条件で、攪拌しながら4時間重縮合反応を行った後、常法により払い出してペレット化して、本発明のポリエステルを得た。このポリエステルの極限粘度は0.63、L値62、b値10、リン化合物の共重合量は、ポリエステル中のリン化合物として7000ppmであり、固溶体の含有量は、250ppmであった。
次に、このポリエステルを常法により乾燥した後、通常の溶融紡糸装置を用いて紡糸温度295℃で溶融紡糸し、3200m/分の速度で半未延伸糸を捲き取った。この半未延伸糸を延伸機に供給し、80℃で予熱した後、温度150℃のヒートプレートに接触させながら1.5倍に延伸、熱処理して捲き取ることにより、83dtex/36Fのポリエステルフィラメントヤーンを得た。このポリエステルフィラメントヤーンを用いて、難燃性能(LOI値)を測定したところ、35で良好であった。
Example 1
[1] Preparation of organophosphorus compound (1) Organophosphorus compound (2) (10 kg) and itaconic acid (6.3 kg (1.02 equivalent to organophosphorus compound (2)) as aliphatic unsaturated dicarboxylic acid) And ethylene glycol (38.7 kg) were placed in a reaction vessel and reacted by heating at 130 ° C. for 3 hours under normal pressure to obtain an ethylene glycol solution of the organophosphorus compound (1).
[2] Manufacture of polyester A slurry in which the mass ratio of terephthalic acid and ethylene glycol is 1: 1.6 is continuously fed to an esterification reaction can in which a PET oligomer exists, at a temperature of 250 ° C. and a pressure of 0. An esterification reaction was performed under the conditions of 1 MPa and a residence time of 8 hours, and a PET oligomer having a reaction rate of 95% was continuously obtained.
47.3 kg of this esterified PET oligomer was transferred to a polycondensation reaction can, 12.9 kg of the solution of the organophosphorus compound (1) obtained in [1] above was added, and the temperature was set at 60 ° C. After performing depolymerization for 1 minute, 12.5 g of a solid solution (HT-P manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) consisting of aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and magnesium carbonate and having an aluminum / magnesium molar ratio of 0.4 is used as a catalyst. Of 1.5 wt% ethylene glycol slurry was added. Five minutes later, the pressure reduction was started, and 60 minutes later, the pressure was reduced to 1.2 hPa or less. The temperature in the reaction vessel was raised to 275 ° C. in 30 minutes after the pressure reduction started. Under these conditions, the polycondensation reaction was carried out for 4 hours with stirring, and then discharged by a conventional method and pelletized to obtain the polyester of the present invention. This polyester had an intrinsic viscosity of 0.63, an L value of 62, a b value of 10, the copolymerization amount of the phosphorus compound was 7000 ppm as the phosphorus compound in the polyester, and the solid solution content was 250 ppm.
Next, after drying this polyester by a conventional method, it was melt-spun at a spinning temperature of 295 ° C. using an ordinary melt spinning apparatus, and the semi-undrawn yarn was scraped off at a speed of 3200 m / min. This semi-undrawn yarn is supplied to a drawing machine, preheated at 80 ° C., drawn 1.5 times while being in contact with a heat plate at a temperature of 150 ° C., and heat-treated to obtain a polyester filament of 83 dtex / 36F. I got a yarn. When this polyester filament yarn was used to measure flame retardancy (LOI value), it was good at 35.

実施例2〜4、比較例1〜4
リン原子の含有量と、アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体の含有量とを表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様に行うことにより、ポリエステルを得た。
Examples 2-4, Comparative Examples 1-4
A polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that the phosphorus atom content and the solid solution content composed of an aluminum compound and a magnesium compound were changed as shown in Table 1.

比較例5
アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体のかわりに、三酸化アンチモンを250ppm添加した以外は実施例1と同様に行うことにより、ポリエステルを得た。
Comparative Example 5
A polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that 250 ppm of antimony trioxide was added instead of the solid solution composed of the aluminum compound and the magnesium compound.

上記の実施例及び比較例で得られたポリエステルの特性について測定及び評価した結果を下記表1にまとめて示した。   The results of measurement and evaluation on the properties of the polyesters obtained in the above Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1 below.

表1に示された結果から明らかなように、実施例1〜4では、色調や難燃性の良好な本発明のポリエステルを得ることができた。一方、比較例1〜5では、次のような問題があった。
比較例1では、リン原子の含有量が少なかったため、得られた繊維のLOI値が低く、満足な難燃性が得られなかった。
比較例2では、リン原子の含有量が多かったため、ポリエステルの重合性が低くなり、目標の極限粘度に到達できず、紡糸及び難燃評価ができなかった。
比較例3では、固溶体の含有量が少なかったため、ポリエステルの重合性が低くなり、目標の極限粘度に到達できず、紡糸及び難燃評価ができなかった。
比較例4では、固溶体の含有量が多かったため、ポリエステルの色調が良好でなく、b値が高かった。
比較例5では、固溶体の代わりに三酸化アンチモンを用いたところ、金属アンチモンが生成し、ポリエステルが黒く着色し、L値が低かった。

As is clear from the results shown in Table 1, in Examples 1 to 4, the polyester of the present invention having good color tone and flame retardancy could be obtained. On the other hand, Comparative Examples 1 to 5 have the following problems.
In Comparative Example 1, since the phosphorus atom content was small, the LOI value of the obtained fiber was low, and satisfactory flame retardancy was not obtained.
In Comparative Example 2, since the content of phosphorus atoms was large, the polymerizability of the polyester was lowered, the target intrinsic viscosity could not be reached, and spinning and flame retardant evaluation could not be performed.
In Comparative Example 3, since the content of the solid solution was small, the polymerizability of the polyester was lowered, the target intrinsic viscosity could not be reached, and spinning and flame retardancy evaluation could not be performed.
In Comparative Example 4, since the solid solution content was large, the color tone of the polyester was not good and the b value was high.
In Comparative Example 5, when antimony trioxide was used instead of the solid solution, metal antimony was produced, the polyester was colored black, and the L value was low.

Claims (2)

エチレンテレフタレート単位を主成分とするポリエステルであり、下記一般式〔1〕で示される有機リン化合物(1)がポリエステル中のリン原子の含有量として500〜15000ppmとなるよう共重合されており、アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を100〜400ppm含有し、極限粘度が0.6以上、ハンターのLab表色法におけるL値が50以上であることを特徴とする繊維用難燃性ポリエステル。
(式中、Xはアルキル基の水素原子のうち2個以上がカルボキシル基で置換されたアルキル基を表す。)
It is a polyester having ethylene terephthalate units as a main component, and an organic phosphorus compound (1) represented by the following general formula [1] is copolymerized so that the phosphorus atom content in the polyester is 500 to 15000 ppm. A flame-retardant polyester for fibers, comprising 100 to 400 ppm of a solid solution composed of a compound and a magnesium compound, having an intrinsic viscosity of 0.6 or more and an L value in Hunter's Lab color method of 50 or more.
(In the formula, X represents an alkyl group in which two or more of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a carboxyl group.)
エチレンテレフタレート単位を主成分とするポリエステルの製造方法において、ポリエステルオリゴマーに、下記一般式〔2〕で示される有機リン化合物(2)と脂肪族不飽和ジカルボン酸との反応により得られる有機リン化合物(1)を添加し、重縮合触媒として、アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を用いて、重縮合反応を行うことを特徴とする請求項1記載の繊維用難燃性ポリエステルの製造方法。
In the method for producing a polyester mainly composed of an ethylene terephthalate unit, an organic phosphorus compound (2) obtained by reacting an organic phosphorus compound (2) represented by the following general formula [2] with an aliphatic unsaturated dicarboxylic acid ( The method for producing a flame retardant polyester for fibers according to claim 1, wherein 1) is added and a polycondensation reaction is performed using a solid solution composed of an aluminum compound and a magnesium compound as a polycondensation catalyst.
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