JP2010126822A - Polyester filament - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、産業資材用フィラメント、特にベルト布、フィルター等に好適な優れた耐湿熱性能を有するポリエステルフィラメントに関するものである。 The present invention relates to a filament for industrial materials, particularly a polyester filament having excellent moisture and heat resistance suitable for a belt cloth, a filter and the like.
ポリエステルフィラメントは優れた物理的性質を有し、産業資材用フィラメント、特に抄紙カンバスやベルト布あるいはフィルターに好適に使用されている。しかし、産業資材用フィラメントは使用される環境が過酷であり、比較的短期間にフィラメントの劣化が起こり使用できなくなることがある。例えば、ポリエステルフィラメントを用いた抄紙カンバスは、抄紙プレスゾーン並びにその後の乾燥ゾーン等の工程に使用されるため、高温多湿状態にさらされる。そのため、水、熱、水蒸気の影響により、ポリエステルフィラメントが熱及び加水分解劣化を起こし、使用できなくなることが知られている。 Polyester filaments have excellent physical properties, and are suitably used for filaments for industrial materials, particularly for paper-making canvases, belt cloths or filters. However, the filament for industrial materials is used in a severe environment, and the filament may deteriorate in a relatively short period of time, and may not be used. For example, a paper making canvas using a polyester filament is exposed to a high temperature and high humidity condition because it is used in processes such as a paper making press zone and a subsequent drying zone. For this reason, it is known that polyester filaments undergo heat and hydrolysis degradation due to the influence of water, heat, and water vapor, and cannot be used.
水、水蒸気によるポリエステルの加水分解は、水分子のエステル結合部分への攻撃によって生じ、カルボキシル基と水酸基が形成され、ポリマー鎖の分裂が起こり、加水分解劣化が進行していく。さらに、これにより形成されたカルボキシル末端基は、ポリエステルの加水分解反応の触媒的な役割を担い、カルボキシル末端基量の増加に伴い、その加水分解速度は加速される。特に、熱が加わると加水分解は促進される。 Hydrolysis of polyester by water and water vapor occurs by attacking the ester bond portion of water molecules, carboxyl groups and hydroxyl groups are formed, polymer chains are split, and hydrolysis degradation proceeds. Furthermore, the carboxyl end group thus formed plays a catalytic role in the hydrolysis reaction of the polyester, and the hydrolysis rate is accelerated as the amount of the carboxyl end group increases. In particular, hydrolysis is accelerated when heat is applied.
そこで、熱加水分解に対する対応策としてカルボキシル末端基量の少ないポリエステルとすることにより、フィラメントの耐湿熱性能を改良する方法が採用されている。例えば、特許文献1、特許文献2には、カルボジイミド化合物を添加し、カルボキシル末端基の封鎖を行うことによって、耐湿熱性能が改善されたポリエステルフィラメントを得る方法が開示されている。しかしながら、ポリエステルフィラメント中のカルボキシル末端基量を低減させるだけでは、耐湿熱性能を長期間にわたって持続させることは困難であった。 Therefore, as a countermeasure against thermal hydrolysis, a method for improving the heat-and-moisture resistance of the filament by adopting a polyester having a small amount of carboxyl end groups is employed. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a method of obtaining a polyester filament having improved wet heat resistance by adding a carbodiimide compound and blocking carboxyl end groups. However, it has been difficult to maintain the heat-and-moisture resistance over a long period only by reducing the amount of carboxyl end groups in the polyester filament.
また、特許文献3には、ポリエステルにポリオレフィン及びカルボジイミド化合物を含有させることにより、耐湿熱性能を向上させる方法が開示されている。しかしながら、ポリエステルに通常のポリオレフィンを配合すると、相分離を起こしやすく、フィラメントがフィブリル化したり、糸質物性が低下したりするという問題点があった。 Patent Document 3 discloses a method for improving moisture and heat resistance performance by incorporating a polyolefin and a carbodiimide compound into polyester. However, when ordinary polyolefin is blended with polyester, there is a problem that phase separation is liable to occur, and filaments are fibrillated and yarn properties are deteriorated.
そこで、上記の問題を解決するために、特許文献4には、ポリエチレンテレフタレートを主体とするポリエステルに、エチレン成分とメタクリル酸グリシジル成分を有する重合体を含有させ、さらにポリエステル及びエチレン成分とメタクリル酸グリシジル成分との共重合体に対して相溶性を有する相溶化剤を添加することにより、糸中の残存カルボジイミド量をアップさせた耐湿熱性モノフィラメントが提案されている。 Therefore, in order to solve the above problems, Patent Document 4 discloses that a polyester mainly composed of polyethylene terephthalate contains a polymer having an ethylene component and a glycidyl methacrylate component, and further includes the polyester, the ethylene component, and glycidyl methacrylate. There has been proposed a moisture and heat resistant monofilament in which the amount of residual carbodiimide in the yarn is increased by adding a compatibilizer having compatibility with the copolymer with the component.
このエチレン成分とメタクリル酸グリシジル成分を有する重合体であるポリオレフィン成分は、メタクリル酸グリシジル基がポリエステルの末端カルボキシル基と反応するため、ポリエステルとの相分離を低減させることができる。このため、フィブリル化を抑制しながら耐湿熱性に優れたモノフィラメントが得られるものであった。 The polyolefin component which is a polymer having the ethylene component and the glycidyl methacrylate component can reduce phase separation from the polyester because the glycidyl methacrylate group reacts with the terminal carboxyl group of the polyester. For this reason, the monofilament excellent in wet heat resistance was obtained, suppressing fibrillation.
しかしながら、さらに耐湿熱性を向上させるためにメタクリル酸グリシジル成分の共重合比を高くしたポリオレフィンを用いると、ポリエステルとの反応が進行しすぎる結果、溶融粘度の上昇が顕著となり、ポリマーに溶融粘度斑が生じ、製糸性が悪くなる。また、ポリオレフィン自体に耐熱性が無いため、このモノフィラメントは、湿熱処理が高温になればなるほど、耐湿熱性能に劣るものとなるという問題があった。
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、湿熱処理が高温であっても優れた耐湿熱性能を保持することができ、糸質性能が良好で、表面平滑性にも優れ、かつ、操業性よく生産することができるポリエステルフィラメントを提供しようとするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, can maintain excellent moisture and heat resistance performance even when the wet heat treatment is high temperature, good yarn quality performance, excellent surface smoothness, In addition, an object of the present invention is to provide a polyester filament that can be produced with good operability.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討の結果、本発明に到達した。 The inventors of the present invention have reached the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems.
すなわち、本発明は、融点が150℃以上のポリオレフィンを0.1〜20質量%及びカルボジイミド化合物を0.1〜4.0質量%含有するポリエステルからなるフィラメントであって、相対粘度が1.40以上、カルボキシル末端基量が15.0eq/t以下であることを特徴とするポリエステルフィラメントを要旨とするものである。 That is, the present invention is a filament comprising a polyester containing 0.1 to 20% by mass of a polyolefin having a melting point of 150 ° C. or higher and 0.1 to 4.0% by mass of a carbodiimide compound, and having a relative viscosity of 1.40. The gist of the polyester filament is characterized in that the amount of carboxyl end groups is 15.0 eq / t or less.
本発明のポリエステルフィラメントは、高温の湿熱処理を施しても、湿熱処理後の強度の低下が少なく、優れた耐湿熱性を有するものである。また、強度、伸度等の糸質性能及び表面平滑性に優れ、生産性よく得ることが可能である。したがって、本発明のポリエステルフィラメントは、産業資材用のフィラメント、特に工業用織物である抄紙用カンバス糸、ベルト布、フィルター等の製品に好適に用いることができる。 The polyester filament of the present invention has excellent moisture and heat resistance with little decrease in strength after wet heat treatment even when subjected to high temperature wet heat treatment. Further, it is excellent in yarn quality such as strength and elongation and surface smoothness, and can be obtained with high productivity. Therefore, the polyester filament of the present invention can be suitably used for products such as filaments for industrial materials, in particular, canvas yarns for papermaking, which are industrial fabrics, belt fabrics, filters and the like.
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フィラメントを形成するポリエステルとしては、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルを用いることができる。 As polyester which forms the polyester filament of this invention, aliphatic polyester and aromatic polyester can be used.
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのポリ−α−ヒドロキシ酸、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸、ポリ−(β−ヒドロキシ酪酸/β−ヒドロキシ吉草酸)などのポリ−β−ヒドロキシアルカノエート、ポリ−β−プロピオラクトン、ポリ−ε−カプロラクトンなどのポリ−ω−ヒドロキシアルカノエートなどが挙げられる。 Examples of aliphatic polyesters include poly-α-hydroxy acids such as polylactic acid and polyglycolic acid, poly-β-hydroxyalkanos such as poly-β-hydroxybutyric acid and poly- (β-hydroxybutyric acid / β-hydroxyvaleric acid). And poly-ω-hydroxyalkanoates such as poly-β-propiolactone and poly-ε-caprolactone.
芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートを主体としたポリエステルが挙げられ、イソフタル酸、5−スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、およびエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオールや、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸などのヒドロキシカルボン酸、ε−カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン等を共重合していてもよい。 Examples of the aromatic polyester include polyesters mainly composed of polyalkylene terephthalates such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, and polytrimethylene terephthalate. Aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid and 5-sulfoisophthalic acid, adipine Aliphatic dicarboxylic acids such as acid, succinic acid, suberic acid, sebacic acid and dodecanedioic acid, and aliphatic diols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and glycol Acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid, hydroxypentanoic acid, hydroxyheptanoic acid, hydroxyoctanoic acid and other aliphatic carboxylic acids, and ε-caprolactone The emission or the like may be copolymerized.
中でも、本発明のポリエステルフィラメントは高温での湿熱処理に対する耐久性の高いものとするため、用いるポリエステルは融点が155℃以上のものが好ましい。 Among them, the polyester filament of the present invention preferably has a melting point of 155 ° C. or higher in order to make the polyester filament highly resistant to wet heat treatment at high temperatures.
本発明のポリエステルフィラメントは、モノフィラメントでもマルチフィラメントでもよいが、産業資材用途に好適に使用するためには、繊度が100〜20000dtexのものとすることが好ましい。 The polyester filaments of the present invention may be monofilaments or multifilaments, but are preferably those having a fineness of 100 to 20000 dtex for suitable use in industrial materials.
そして、本発明のポリエステルフィラメントは、フィラメントを形成するポリエステル中に融点が150℃以上のポリオレフィンを0.1〜20質量%及びカルボジイミド化合物を0.1〜4.0質量%含有するものである。 And the polyester filament of this invention contains 0.1-20 mass% of polyolefin with a melting | fusing point of 150 degreeC or more in a polyester which forms a filament, and 0.1-4.0 mass% of carbodiimide compounds.
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ−4−メチルペンテン、ポリシクロオレフィン等のホモポリマーや、エチレン−アクリル酸コポリマーやエチレン−メチルメタクリレートコポリマーなどの共重合体を用いることができる。これらのうち、ポリメチルペンテンが耐熱性の観点から特に好ましい。 As the polyolefin, homopolymers such as polyethylene, polypropylene, polybutene, poly-4-methylpentene, and polycycloolefin, and copolymers such as ethylene-acrylic acid copolymer and ethylene-methyl methacrylate copolymer can be used. Of these, polymethylpentene is particularly preferable from the viewpoint of heat resistance.
これらのポリオレフィンの融点は、150℃以上であることが必要であり、中でも180℃以上であることが好ましい。 The melting point of these polyolefins is required to be 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher.
そして、ポリエステル中のポリオレフィンの含有量は、0.1〜20質量%とする必要があり、中でも2.0〜10質量%とすることが好ましい。 And it is necessary to make content of polyolefin in polyester into 0.1-20 mass%, and it is preferable to set it as 2.0-10 mass% especially.
ポリオレフィンの融点が150℃未満であったり、含有量が0.1質量%未満であると、135℃以上の高温での湿熱処理を受けると強度等の糸質性能の低下が生じ、十分な耐湿熱性能を有するポリエステルフィラメントとすることができない。 When the melting point of the polyolefin is less than 150 ° C. or the content is less than 0.1% by mass, the yarn quality performance such as strength is deteriorated when subjected to wet heat treatment at a high temperature of 135 ° C. or more, and sufficient moisture resistance It cannot be made into the polyester filament which has thermal performance.
一方、ポリオレフィンの含有量が20質量%を超えると、製糸性が悪化したり、十分な強度が得られないものとなる。 On the other hand, when the content of the polyolefin exceeds 20% by mass, the spinning property is deteriorated or sufficient strength cannot be obtained.
また、本発明においては、ポリエステルの末端基と反応し、カルボキシル末端基量を低減させるために、末端封鎖剤としてカルボジイミド化合物を含有させるものである。 Moreover, in this invention, in order to react with the terminal group of polyester and to reduce the amount of carboxyl terminal groups, a carbodiimide compound is included as a terminal blocker.
本発明で用いるカルボジイミド化合物の具体例としては、N,N′−ビス(2,6−ジメチルフェニル)カルボジイミド、N,N′−ビス(2,6−ジエチルフェニル)カルボジイミド、N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、N,N′−ビス(2−イソプロピルフェニル)カルボジイミド等が挙げられる。 Specific examples of the carbodiimide compound used in the present invention include N, N′-bis (2,6-dimethylphenyl) carbodiimide, N, N′-bis (2,6-diethylphenyl) carbodiimide, and N, N′-bis. (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide, N, N′-bis (2-isopropylphenyl) carbodiimide and the like.
中でも、耐熱性、工業レベルでの使用が可能であるため、N,N′−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミドが好ましい。 Among these, N, N′-bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide is preferable because it can be used at a heat resistance and industrial level.
ポリエステル中のカルボジイミド化合物の含有量は、0.1〜4.0質量%とすることが必要であり、中でも0.1〜3.5質量%とすることが好ましく、さらには0.5〜2.5質量%とすることが好ましい。含有量が0.1質量%未満であると、カルボキシル末端基の封鎖が不十分となり、十分な耐湿熱性能を有するものとならない。一方、4.0質量%を超えると製糸性が悪化し、強度等の糸質性能も低下する。 The content of the carbodiimide compound in the polyester needs to be 0.1 to 4.0% by mass, preferably 0.1 to 3.5% by mass, and more preferably 0.5 to 2%. It is preferable to set it as 5 mass%. When the content is less than 0.1% by mass, the carboxyl end groups are not sufficiently blocked, and the moisture and heat resistance is not sufficient. On the other hand, if it exceeds 4.0% by mass, the yarn forming property is deteriorated and the yarn quality performance such as strength is also lowered.
そして、本発明のポリエステルフィラメントは、カルボジイミド化合物を上記のような量含有し、フィラメントのカルボキシル末端基量が15.0eq/t以下であることが好ましく、中でも10.0eq/t以下であることが好ましい。 The polyester filament of the present invention contains the carbodiimide compound as described above, and the amount of carboxyl end groups of the filament is preferably 15.0 eq / t or less, and more preferably 10.0 eq / t or less. preferable.
また、本発明のポリエステルフィラメントには、活性状態のカルボジイミド化合物が20〜28000ppm残存することが好ましく、中でも100〜20000ppm残存することが好ましい。 Moreover, it is preferable that 20-28000 ppm of the carbodiimide compound of an active state remains in the polyester filament of this invention, and it is preferable that 100-20000 ppm remains especially.
なお、活性状態とは、カルボキシル基や水分子と反応可能な状態のことをいい、活性状態のカルボジイミド化合物の含有量が20ppm未満であると、カルボジイミド化合物の効果が発現され難く、フィラメントのカルボキシル末端基量を15.0eq/t以下とすることが困難となる。一方、28000ppmを超えるようにするには、カルボジイミド化合物の含有量を4.0質量%を超える量とする必要があり、製糸性が悪化し、得られるフィラメントは強度等の糸質性能が低下する。 The active state means a state capable of reacting with a carboxyl group or a water molecule. When the content of the carbodiimide compound in the active state is less than 20 ppm, the effect of the carbodiimide compound is hardly expressed, and the carboxyl terminal of the filament It becomes difficult to make the base amount 15.0 eq / t or less. On the other hand, in order to make it exceed 28000 ppm, it is necessary to make the content of the carbodiimide compound exceed 4.0% by mass, so that the yarn-making property is deteriorated, and the obtained filaments are deteriorated in yarn quality such as strength. .
さらに、本発明のポリエステルフィラメントは、耐湿熱性能を示す糸質性能として、135℃の飽和水蒸気中で48時間処理(湿熱処理)した後の強度保持率が30%以上であることが好ましく、中でも60%以上であることが好ましい。強度保持率が30%未満であると、高温での湿熱処理を受けると糸質性能が低下し、耐湿熱性能に劣るものとなり、産業資材用途に用いることが困難となりやすい。 Furthermore, the polyester filament of the present invention preferably has a strength retention of 30% or more after being treated in a saturated water vapor at 135 ° C. for 48 hours (wet heat treatment) as a yarn property exhibiting heat-and-moisture resistance. It is preferable that it is 60% or more. If the strength retention is less than 30%, when subjected to a wet heat treatment at a high temperature, the yarn quality is deteriorated and the heat-and-moisture resistance is inferior, so that it is difficult to use for industrial materials.
強度保持率は以下のようにして算出するものである。
強度保持率(%)=(湿熱処理後のポリエステルフィラメントの強度/湿熱処理前のポリエステルフィラメントの強度)×100
ポリエステルフィラメントの強度(cN/dtex)は、島津製作所社製オートグラフ AG−1型を用い、試料長25cm、引張速度30cm/分、初荷重が繊度の1/20で測定するものである。
The strength retention is calculated as follows.
Strength retention (%) = (Strength of polyester filament after wet heat treatment / Strength of polyester filament before wet heat treatment) × 100
The strength (cN / dtex) of the polyester filament is measured using an autograph AG-1 type manufactured by Shimadzu Corporation with a sample length of 25 cm, a tensile speed of 30 cm / min, and an initial load of 1/20 of the fineness.
また、本発明のポリエステルフィラメントの湿熱処理前の強度は、6.0cN/dtex以上であることが好ましく、湿熱処理後の強度は2.4cN/dtex以上であることが好ましい。 The strength of the polyester filament of the present invention before wet heat treatment is preferably 6.0 cN / dtex or higher, and the strength after wet heat treatment is preferably 2.4 cN / dtex or higher.
そして、本発明のポリエステルフィラメントは、相対粘度が1.40以上のものであり、中でも相対粘度が1.44以上であることが好ましい。フィラメントの相対粘度が1.40未満になると十分な強度を満たさないものとなるため、産業資材用途として実用に供することが困難となる。 The polyester filament of the present invention has a relative viscosity of 1.40 or higher, and preferably has a relative viscosity of 1.44 or higher. When the relative viscosity of the filament is less than 1.40, the filament does not satisfy a sufficient strength, so that it is difficult to put it to practical use as an industrial material application.
ポリエステルフィラメントの相対粘度を1.40以上とするには、例えばポリエステルとしてPETを用いる場合であれば、まず、通常の溶融重合法によって相対粘度が1.25〜1.45のプレポリマーを得る。次いで、このプレポリマーのペレットを固相状態で減圧下又は不活性ガス流通下に加熱して固相重合反応を行い、相対粘度が1.43以上(ただし、プレポリマーの相対粘度よりも大)のポリエステルとする。プレポリマーの相対粘度が適当でないと、トータルの重合時間が著しく長くなったり、固相重合後のポリエステルのカルボキシル末端基量を所定の範囲のものとすることができなかったりするので、プレポリマーの相対粘度を上記の範囲とすることが望ましい。 In order to set the relative viscosity of the polyester filament to 1.40 or more, for example, when PET is used as the polyester, first, a prepolymer having a relative viscosity of 1.25 to 1.45 is obtained by an ordinary melt polymerization method. Next, this prepolymer pellet is heated in a solid phase under reduced pressure or an inert gas flow to perform a solid phase polymerization reaction, and a relative viscosity of 1.43 or more (however, greater than the relative viscosity of the prepolymer) Of polyester. If the relative viscosity of the prepolymer is not appropriate, the total polymerization time will be remarkably increased, or the amount of carboxyl end groups of the polyester after solid-phase polymerization cannot be kept within a predetermined range. It is desirable that the relative viscosity be in the above range.
また、固相重合後のポリエステルが相対粘度が1.43未満であると、製糸性が悪化したり、糸質性能が不十分なものとなったりすると共に、溶融紡糸して得られるフィラメントの相対粘度を1.40以上にすることが困難となりやすい。 In addition, when the polyester after solid-phase polymerization has a relative viscosity of less than 1.43, the yarn-making property is deteriorated or the yarn quality is insufficient, and the filaments obtained by melt spinning have a relative viscosity. It tends to be difficult to make the viscosity 1.40 or more.
なお、固相重合により相対粘度がプレポリマーよりも0.10〜0.40程度高くなるように固相重合の条件を選定することが好ましい。これによりポリエステルのカルボキシル末端基量が減少すると共に、オリゴマー等の不純物が除去される。 In addition, it is preferable to select the conditions for the solid phase polymerization so that the relative viscosity is about 0.10 to 0.40 higher than that of the prepolymer by solid phase polymerization. This reduces the amount of carboxyl end groups of the polyester and removes impurities such as oligomers.
また、本発明のポリエステルフィラメント中には、本発明の目的を損なわない範囲であれば、必要に応じて、熱安定剤、結晶核剤、艶消剤、顔料、耐光剤、耐候剤、滑剤、酸化防止剤、抗菌剤、香料、可塑剤、染料、界面活性剤、難燃剤、表面改質剤、各種無機及び有機電解質、その他類似の添加剤を含有していてもよい。 In addition, in the polyester filament of the present invention, if necessary, the heat stabilizer, crystal nucleating agent, matting agent, pigment, light proofing agent, weathering agent, lubricant, as long as the object of the present invention is not impaired. An antioxidant, an antibacterial agent, a fragrance, a plasticizer, a dye, a surfactant, a flame retardant, a surface modifier, various inorganic and organic electrolytes, and other similar additives may be contained.
次に、本発明のポリエステルフィラメント(モノフィラメント)の製造方法について一例を用いて説明する。 Next, the manufacturing method of the polyester filament (monofilament) of this invention is demonstrated using an example.
前記のように固相重合して得られたポリエステルを用い、紡糸温度を350℃以下、好ましくは310℃以下として溶融紡糸を行う。紡出されたフィラメントを液体又は空気中で冷却、固化させる。次に、冷却固化したフィラメントを、一旦巻き取った後又は巻き取ることなく延伸する。 Using the polyester obtained by solid phase polymerization as described above, melt spinning is performed at a spinning temperature of 350 ° C. or lower, preferably 310 ° C. or lower. The spun filament is cooled and solidified in liquid or air. Next, the cooled and solidified filament is stretched after being wound once or without being wound.
延伸は一段又は二段以上の多段で行うことができるが、多段で行うことが好ましい。まず、65〜95℃の液体中又は70〜200 ℃の気体中で3.0〜6.5倍の第一段延伸を行い、続いて第一段延伸よりも高温の150〜300℃の液体又は気体中で全延伸倍率が5.0〜8.0倍となるように第二段目以降の延伸を行う。 Stretching can be performed in a single stage or multiple stages including two or more stages, but is preferably performed in multiple stages. First, 3.0 to 6.5 times the first stage stretching is performed in a liquid at 65 to 95 ° C. or in a gas at 70 to 200 ° C., and then a liquid at 150 to 300 ° C. that is higher in temperature than the first stage stretching. Alternatively, the second and subsequent stages are stretched so that the total stretching ratio is 5.0 to 8.0 times in a gas.
この際、全延伸倍率が第一段延伸倍率よりも高くなるように設定する。延伸温度が上記の範囲より低いと加熱不足となり、延伸斑及び糸切れが発生し、一方、延伸温度が高すぎるとフィラメントの融解及び熱劣化が起こり、好ましくない。また、全延伸倍率が5.0倍未満であると、得られるフィラメントの糸質特性、特に直線強度が低くなりやすい。一方、全延伸倍率を 8.0倍より大きくすると、繊維内での塑性変形に分子配向が対応できなくなるため、繊維中にミクロボイドが発生し、満足な性能を示すフィラメントが得られ難くなる。また、延伸後、150〜500 ℃の気体中で1.0〜15.0%の弛緩率で弛緩熱処理を行うことが好ましい。 At this time, the total draw ratio is set to be higher than the first stage draw ratio. If the stretching temperature is lower than the above range, heating is insufficient, and stretching spots and thread breakage occur. On the other hand, if the stretching temperature is too high, filament melting and thermal deterioration occur, which is not preferable. Further, if the total draw ratio is less than 5.0 times, the yarn quality, particularly the linear strength, of the obtained filament tends to be low. On the other hand, if the total draw ratio is larger than 8.0 times, the molecular orientation cannot cope with plastic deformation in the fiber, so that microvoids are generated in the fiber, and it becomes difficult to obtain a filament exhibiting satisfactory performance. Moreover, it is preferable to perform relaxation heat treatment at a relaxation rate of 1.0 to 15.0% in a gas at 150 to 500 ° C. after stretching.
次に、実施例によって本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の特性値の測定や評価は次のように行った。
〔相対粘度〕
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒とし、濃度0.5g/dl、温度20℃の条件下でウベローデ型粘度計を用いて測定した。
〔活性状態のカルボジイミド化合物の残存量〕
ポリエステルフィラメントをヘキサフルオロイソプロパノールとクロロホルムの混合物に溶解させ、アセトニトリルで再沈殿を行い、 アセトニトリルで希釈したものを測定溶液とし、ヒューレットパッカード社製HPLCを用いて測定した。
〔カルボキシル末端基量〕
ポリエステルフィラメントをベンジルアルコールに溶解し、0.1規定の水酸化カリウムメタノール溶液で滴定して求めた。
〔強度、強度保持率〕
前記の方法で測定、算出した。
〔融点〕
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計DSC−2型を使用し、昇温速度20℃/分の条件で測定した。
〔製糸性〕
300分間連続して溶融紡糸を行い、60分当たりの糸切れの回数により以下の3段階で評価した。
糸切れが1回未満であった場合・・・○
糸切れが1回〜2回であった場合・・・△
糸切れが3回以上であった場合・・・×
〔表面平滑性〕
得られたポリエステルフィラメントの繊維径をマイクロメーターで測定し、その繊維径値の変動率により以下の4段階で評価した。
変動率が4%未満のもの・・・◎
変動率が4%以上、8%未満のもの・・・○
変動率が8%以上、12%未満のもの・・・△
変動率が12%以上のもの・・・×
Next, the present invention will be specifically described by way of examples. In addition, the measurement and evaluation of the characteristic value in an Example were performed as follows.
[Relative viscosity]
An equimass mixture of phenol and ethane tetrachloride was used as a solvent, and measurement was performed using an Ubbelohde viscometer under the conditions of a concentration of 0.5 g / dl and a temperature of 20 ° C.
[Remaining amount of active carbodiimide compound]
The polyester filament was dissolved in a mixture of hexafluoroisopropanol and chloroform, reprecipitated with acetonitrile, and diluted with acetonitrile as a measurement solution, and measured using HPLC manufactured by Hewlett-Packard Company.
[Amount of carboxyl end group]
The polyester filament was dissolved in benzyl alcohol and titrated with a 0.1 N potassium hydroxide methanol solution.
[Strength, strength retention]
It was measured and calculated by the method described above.
[Melting point]
A differential scanning calorimeter DSC-2 manufactured by Perkin Elmer was used, and the measurement was performed under the condition of a heating rate of 20 ° C./min.
[Yarn-making property]
Melt spinning was performed continuously for 300 minutes, and the following three stages were evaluated based on the number of yarn breaks per 60 minutes.
When thread breakage is less than 1 time
When thread breakage is once or twice ... △
When thread breakage is 3 or more times ×
[Surface smoothness]
The fiber diameter of the obtained polyester filament was measured with a micrometer, and evaluated according to the following four stages according to the variation rate of the fiber diameter value.
Fluctuation rate less than 4% ... ◎
The fluctuation rate is 4% or more and less than 8%.
Fluctuation rate of 8% or more and less than 12% ・ ・ ・ △
Fluctuation rate of 12% or more ... ×
実施例1
エチレングリコールとテレフタル酸を常法によって溶融重縮合して、相対粘度1.34、カルボキシル末端基量30.9eq/tのプレポリマーペレットとした後、固相重合反応を行い、相対粘度1.55、カルボキシル末端基量15.8eq/tの固相重合ペレットを得た。このPETペレットに、ポリオレフィンとしてポリメチルペンテン(三井化学社製、TPX DX350、融点233℃)とカルボジイミド化合物としてN,N’―ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド(松本油脂社製、STABAXOL EN-160)を添加した。PET中のポリメチルペンテンの含有量が1.0質量%、カルボジイミド化合物の含有量が1.5質量%となるようにし、溶融紡糸を行った。溶融紡糸は、エクストルーダー型紡糸装置を使用し、紡糸温度295℃で行った。紡出糸条を冷却した後、引取速度500m/分で引き取って未延伸糸条を得た。次に、得られた未延伸糸条に、150℃、延伸倍率3.0倍で第一段延伸を行い、続いて200℃で第二段延伸を行い、全延伸倍率が5.0倍となるように延伸を施した。延伸後、190℃の気体中で5.0%の弛緩率で弛緩熱処理を行った。
得られたポリエステルフィラメント(モノフィラメント)は、繊度160dtex、カルボキシル末端基量4.8eq/tのものであった。
Example 1
Ethylene glycol and terephthalic acid are melt polycondensed by a conventional method to obtain a prepolymer pellet having a relative viscosity of 1.34 and a carboxyl end group amount of 30.9 eq / t, and then a solid-phase polymerization reaction is performed to obtain a relative viscosity of 1.55. A solid phase polymerization pellet having a carboxyl end group amount of 15.8 eq / t was obtained. To this PET pellet, polymethylpentene (manufactured by Mitsui Chemicals, TPX DX350, melting point 233 ° C.) as polyolefin and N, N′-bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide (manufactured by Matsumoto Yushi Co., STABAXOL EN) as carbodiimide compound -160) was added. Melt spinning was performed so that the content of polymethylpentene in PET was 1.0% by mass and the content of carbodiimide compound was 1.5% by mass. The melt spinning was performed using an extruder type spinning apparatus at a spinning temperature of 295 ° C. After cooling the spun yarn, it was drawn at a take-up speed of 500 m / min to obtain an undrawn yarn. Next, the obtained unstretched yarn is subjected to a first stage stretching at 150 ° C. and a stretching ratio of 3.0 times, followed by a second stage stretching at 200 ° C., with a total stretching ratio of 5.0 times. It extended | stretched so that it might become. After stretching, a relaxation heat treatment was performed in a 190 ° C. gas at a relaxation rate of 5.0%.
The obtained polyester filament (monofilament) had a fineness of 160 dtex and a carboxyl end group amount of 4.8 eq / t.
実施例2〜3、比較例2
ポリオレフィン(ポリメチレルペンテン)の含有量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法でポリエステルフィラメントを得た。
Examples 2-3 and Comparative Example 2
A polyester filament was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content of polyolefin (polymethylerpentene) was changed as shown in Table 1.
実施例4〜5、比較例3〜4
カルボジイミド化合物の含有量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法でポリエステルフィラメントを得た。
Examples 4-5, Comparative Examples 3-4
A polyester filament was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content of the carbodiimide compound was changed as shown in Table 1.
実施例6
カルボジイミド化合物として、N,N’―ジイソプロピルカルボジイミドを用い、PET中の含有量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法でポリエステルフィラメントを得た。
Example 6
A polyester filament was obtained in the same manner as in Example 1 except that N, N′-diisopropylcarbodiimide was used as the carbodiimide compound and the content in PET was changed as shown in Table 1.
実施例7、比較例5
ポリオレフィンとして、融点が163℃のポリプロピレンを用い、PET中の含有量を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様の方法でポリエステルフィラメントを得た。
Example 7, Comparative Example 5
Polyester filaments were obtained in the same manner as in Example 1 except that polypropylene having a melting point of 163 ° C. was used as the polyolefin and the content in PET was changed as shown in Table 1.
比較例1
実施例1と同様にして固相重合して得たPETペレットに、実施例1と同様のカルボジイミド化合物のみを含有量1.5質量%となるように含有させた以外は、実施例1と同様の方法で溶融紡糸、延伸を行いポリエステルフィラメントを得た。
Comparative Example 1
The same as in Example 1 except that the PET pellet obtained by solid phase polymerization in the same manner as in Example 1 contains only the same carbodiimide compound as in Example 1 so that the content becomes 1.5% by mass. Polyester filaments were obtained by melt spinning and stretching by the method described above.
比較例6
実施例1と同様にして得られた相対粘度1.34、カルボキシル末端基量30.9eq/tのプレポリマーペレットを固相重合反応を行わずに用いた以外は、実施例2と同様の方法でポリエステルフィラメントを得た。
Comparative Example 6
The same method as in Example 2 except that prepolymer pellets having a relative viscosity of 1.34 and a carboxyl end group amount of 30.9 eq / t obtained in the same manner as in Example 1 were used without performing a solid phase polymerization reaction. A polyester filament was obtained.
実施例1〜7、比較例1〜6で得られたポリエステルフィラメントの特性値、評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the characteristic values and evaluation results of the polyester filaments obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6.
表1から明らかなように、実施例1〜7で得られたポリエステルフィラメントは、湿熱処理後の強度の低下が少なく、強度保持率が高いものであり、耐湿熱性能に優れるものであった。また湿熱処理前の強度が高く、糸質物性に優れ、かつ表面平滑性にも優れ、製糸性よく得られるものであった。 As is clear from Table 1, the polyester filaments obtained in Examples 1 to 7 had a small decrease in strength after wet heat treatment, high strength retention, and excellent moisture heat resistance. In addition, the strength before wet heat treatment was high, the yarn physical properties were excellent, the surface smoothness was excellent, and the yarn production was good.
一方、比較例1のポリエステルフィラメントは、ポリオレフィンを含有していなかったため、比較例3のポリエステルフィラメントは、カルボジイミド化合物を含有していなかったため、ともに耐湿熱性能に劣るものであった。比較例2のポリエステルフィラメントは、ポリオレフィンの含有量が多すぎたため、表面がざらつき、表面平滑性に劣るものであり、製糸性も悪かった。比較例4のポリエステルフィラメントはカルボジイミド化合物の含有量が多すぎたため、製糸性に劣るものであった。比較例5のポリエステルフィラメントは、融点の低いポリオレフィンを用いたため、強度保持率が低く、耐湿熱性能に劣るものであった。比較例6では原料ポリエステルの相対粘度が低く、得られたポリエステルフィラメントの相対粘度が低いものであったため、強度が低く、耐湿熱性能にも劣るものであった。
On the other hand, since the polyester filament of Comparative Example 1 did not contain polyolefin, the polyester filament of Comparative Example 3 did not contain a carbodiimide compound, and both were inferior in moisture and heat resistance. Since the polyester filament of Comparative Example 2 contained too much polyolefin, the surface was rough, the surface smoothness was inferior, and the yarn production was poor. Since the polyester filament of Comparative Example 4 contained too much carbodiimide compound, the yarn filament was inferior. Since the polyester filament of Comparative Example 5 used a polyolefin having a low melting point, the strength retention was low and the heat-and-moisture resistance performance was poor. In Comparative Example 6, since the relative viscosity of the raw material polyester was low and the relative viscosity of the obtained polyester filament was low, the strength was low and the wet heat resistance performance was poor.
Claims (3)
The polyester filament according to claim 1 or 2, wherein the polyolefin having a melting point of 150 ° C or higher is polymethylpentene.
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