JP2007238703A - 製糸性に優れたポリエステル組成物およびそれよりなる繊維 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエステルを構成する全繰返し単位の90モル%以上がエチレンテレフタレート単位であるポリエステルであり、ポリエステル中に含有されているアンチモン元素量が15質量ppm未満であるポリエステルであって、非金属イオン性化合物をポリエステルを構成する全繰返し単位に対して0.005〜5モル%の範囲で含有している、製糸性に優れたポリエステル組成物。及びこれを溶融成形して得られる繊維によって達成される。
【選択図】なし
Description
このような方法によって製造されたポリエチレンテレフタレートは確かに口金孔周辺の堆積物が大幅に減少し、繊維製造工程を安定化させることが可能である。
すなわち本発明は、ポリエステルを構成する全繰返し単位の90モル%以上がエチレンテレフタレート単位であるポリエステルであって、ポリエステル中に含有されているアンチモン元素量が15質量ppm未満であるポリエステルであって、非金属イオン性化合物をポリエステルを構成する全繰返し単位に対して0.005〜5モル%の範囲で含有している、製糸性に優れたポリエステル組成物及びこれを溶融紡糸して得られる繊維であり、これによって上記の課題が解決できる。
本発明におけるポリエステルとは、ポリエステルを構成する全繰返し単位の90モル%以上がエチレンテレフタレート単位であるポリエステルのことである。エチレンテレフタレート単位が少ないと引張強度などの力学的物性が低下することがある。
しかしながら、本発明の効果をより高く発現させる為には紡糸速度は3000〜9000m/分、更に好ましくは3500〜8000m/分の範囲で溶融紡糸することが好ましく選択される。
ポリエステル組成物チップを100℃、60分間でオルトクロロフェノールに溶解した希薄溶液を、35℃でウベローデ粘度計を用いて測定した値から求めた。
ヒドラジンヒドラート(抱水ヒドラジン)を用いてポリエステル組成物チップを分解し、この分解生成物中のジエチレングリコールの含有量をガスクロマトグラフィ−(ヒューレットパッカード社製(HP6850型))を用いて測定した。
ポリマーチップを285℃、真空下で10分間溶融し、これをアルミニウム板上で厚さ3.0±1.0mmのプレートに成形後ただちに氷水中で急冷し、該プレートを140℃、2時間乾燥結晶化処理を行った。その後、色差計調整用の白色標準プレート上に置き、プレート表面のL*、a*及びb*を、ミノルタ社製ハンター型色差計(CR−200型)を用いて測定した。L*は明度を示し、その数値が大きいほど明度が高いことを示し、a*はその値が大きいほど赤着色の度合いが大きいことを示し、b*はその値が大きいほど黄着色の度合いが大きいことを示す。また他の詳細な操作はJIS Z−8729に準じて行った。
ポリマーチップを295℃、真空下で10分間溶融し、溶融後窒素を封入して常圧とし、窒素雰囲気下にて電気抵抗測定器の電極の陽極、陰極を1cmの間隔を保った状態で、溶融したポリマー中に浸し、1分毎に電気抵抗を10分間測定し、その平均値を記した。
触媒として用いるポリマー中のアンチモン金属元素量、ゲルマニウム金属元素量、アルミニウムは粒状のポリマーサンプルをスチール板上で加熱溶融した後、圧縮プレス機で平坦面を有する試験成形体を作成した。この試験成形体を使って蛍光X線装置(理学電機工業株式会社製3270E型)を用いて求めた。触媒としてチタン化合物を使用したものについては、サンプルをオルトクロロフェノールに溶解した後、0.5規定塩酸で抽出操作を行った。この抽出液について日立製作所製Z−8100型原子吸光光度計を用いて定量を行った。ここで0.5規定塩酸抽出後の抽出液中に酸化チタンの分散が確認された場合は遠心分離機で酸化チタン粒子を沈降させた。次に傾斜法により上澄み液のみを回収して、同様の操作を行った。これらの操作によりサンプル中に酸化チタンを含有していても触媒として添加しているポリエステルに可溶性のチタン元素の定量が可能となる。
JIS L1013記載の方法に準拠して測定を行った。
JIS L1013 8.18.2記載の測定方法(A法)において、150℃で測定を行った。
ポリエステルチップを290℃で溶融し、孔径0.15mmφ、孔数12個の紡糸口金から吐出し、600m/分で2日間紡糸し、口金の吐出口外縁に発生する付着物の層の高さを測定した。この付着物層の高さが大きいほど吐出されたポリエステル組成物の溶融物のフィラメント状流にベンディングが発生しやすく、このポリエステルの成形性は低くなる。すなわち、紡糸口金に発生する付着物層の高さは、当該ポリエステルの成形性の指標である。
ポリエステルチップを重水素化トリフルオロ酢酸/重水素化クロロホルム=1/1混合溶媒に溶解後、日本電子(株)製JEOL A−600 超伝導FT−NMRを用いて核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR)を測定して、そのスペクトルパターンから常法に従って、非金属イオン性化合物含有量を定量した。
無水トリメリット酸のエチレングリコール溶液(0.2重量%)にテトラブトキシチタンを無水トリメリット酸に対して1/2モル添加し、空気中常圧下で80℃に保持して60分間反応せしめた。その後常温に冷却し、10倍量のアセトンによって生成触媒を再結晶化させた。析出物をろ紙によって濾過し、100℃で2時間乾燥せしめ、目的の化合物を得た。これをチタン触媒Aとする。
・ポリエステル組成物チップの製造
テレフタル酸ジメチル100質量部とエチレングリコール70質量部との混合物に、参考例1で調製したチタン触媒A 0.016質量部を加圧反応が可能なSUS製容器に仕込んだ。0.07MPaの加圧を行い140℃から240℃に昇温しながらエステル交換反応させた後、トリエチルホスホノアセテート0.012質量部を添加し、エステル交換反応を終了させた。その後、反応生成物に水酸化テトラエチルアンモニウムの20%水溶液を1.14質量部、整色剤としてC.I.Solvent Blue45を0.0002質量部、C.I.Solvent Violet36を0.0001質量部、二酸化チタンの20質量%エチレングリコールスラリー1.5質量部を添加して、撹拌装置、窒素導入口、減圧口及び蒸留装置を備えた反応容器に移した。反応容器内温を285℃まで昇温し、30Pa以下の高真空で重縮合反応を行って、固有粘度0.63、ジエチレングリコール含有量が1.0質量%であるポリエステル組成物を得た。さらに常法に従いチップ化した。結果を表1、2に示す。
・ポリエステル繊維の製造
チップを160℃、4時間乾燥後、紡糸温度290℃、巻取速度4000m/分で100dtex/36filの繊維を得た。得られた繊維の結果を表3に示す。
実施例1において、水酸化テトラエチルアンモニウムを表1に示す量に変更したこと以外は実施例1と同様に実施した。結果を表1〜3に示す。
実施例1において、水酸化テトラエチルアンモニウムの代わりに表1に示す添加剤、量に変更したこと以外は実施例1と同様に実施した。結果を表1〜3に示す。
実施例1において、水酸化テトラエチルアンモニウムを添加しなかったこと以外は実施例1と同様に実施した。結果を表1〜3に示す。
予め225質量部のオリゴマーが滞留する反応器内に、撹拌下、窒素雰囲気で255℃、常圧下に維持された条件下に、179質量部の高純度テレフタル酸と95質量部のエチレングリコールとを混合して調製されたスラリーを一定速度で供給した。反応で発生する水とエチレングリコールを系外に留去ながら、エステル化反応を4時間し反応を完結させた。この時のエステル化率は、98%以上で、生成されたオリゴマーの重合度は、約5〜7であった。
実施例5において、重合触媒、リン化合物等を表1に示す種類、量に変更したこと以外は実施例5と同様に実施した。結果を表1〜3に示す。
実施例5において、水酸化テトラエチルアンモニウムを添加しなかったこと以外は実施例5と同様に実施した。結果を表1〜3に示す。
表3からも明らかなように、本発明のポリエステル組成物は良好な性能が得られたが、本発明の範囲を外れるものは得られた原糸の特性が不十分であった。更に本発明の請求項5を満たすものは、口金異物の堆積が少なく、長期間安定した製糸が可能であった。
Claims (9)
- ポリエステルを構成する全繰返し単位の90モル%以上がエチレンテレフタレート単位であるポリエステルであって、ポリエステル中に含有されているアンチモン元素量が15質量ppm未満であるポリエステルであって、非金属イオン性化合物をポリエステルを構成する全繰返し単位に対して0.005〜5モル%の範囲で含有している、製糸性に優れたポリエステル組成物。
- 非金属イオン性化合物が、有機アンモニウム塩化合物、有機ホスホニウム塩化合物のいずれか1種以上である、請求項1に記載の製糸性に優れたポリエステル組成物。
- 非金属イオン性化合物が、スルホン酸アンモニウム塩化合物、スルホン酸ホスホニウム塩化合物、水酸化アンモニウム塩化合物、水酸化ホスホニウム塩化合物、酢酸アンモニウム塩化合物、酢酸ホスホニウム塩化合物、リン酸アンモニウム塩化合物及びリン酸ホスホニウム塩化合物のいずれか1種以上である、請求項1〜2のいずれか1項に記載の製糸性に優れたポリエステル組成物。
- 窒素雰囲気下、295℃での溶融状態の電気抵抗が70MΩ以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製糸性に優れたポリエステル組成物。
- ポリエステルを製造する際の重合触媒が、チタン化合物、ゲルマニウム化合物及びアルミニウム化合物のいずれか1種以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載の製糸性に優れたポリエステル組成物。
- ポリエステル組成物中に含まれている、比重5.0を超えるアンチモン元素以外の金属元素の含有量が10質量ppm以下である、請求項1〜6に記載の製糸性に優れたポリエステル組成物。
- 溶融温度290℃、紡糸速度4000m/分で溶融紡糸した際に得られた繊維の引張強度が2.5cN/dtex以上、150℃の乾熱収縮率が20%以上である、請求項1〜7のいずれか1項記載の製糸性に優れたポリエステル組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリエステル組成物を溶融紡糸することによって得られたポリエステル繊維。
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