JP2023553510A - 衣料用難燃性ポリエステル繊維およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
多数の火事報告によって、燃えるポリエステルの滴下は火傷や二次災害などを誘発しやすいので、リン系難燃剤により改質したポリエステルは防護服、ベビー服、軍服などの応用要求にまだ満たさないである。
テレフタル酸セグメント、エチレングリコールセグメント、2,6ーピリジンジカルボン酸セグメント及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントを含み、さらに
異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントは、それらの二つのカルボニルO原子とピリジンN原子が配位子として、Zn2+と配位し、
テレフタル酸セグメントと2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントと2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸とのモル比は1:0.06~0.08:0.03~0.05とする
ポリエステルより作った衣料用難燃性ポリエステル繊維を提供する。
異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントはZn2+と配位してくる錯体構造は、
かつ、それは5%重量減少温度(T5%)が425~432℃、最速分解温度(Tdm)が467~488℃、限界酸素指数が30%以上、燃え続けない15秒内の火玉滴下数が0とする難燃性及び、
繊度が75~100dtex、破断強度が3.5cN/dtex以上、破断伸度が35.0±3.0%、線密度偏差値が0.7%以下、破断強度CV値が6.0%以下、破断伸度CV値が10.0%以下、糸むらが2.00%以下、沸水収縮率が7.5±0.5%、含油率が0.90±0.20%とする物性が有する。
(1)エステル化反応では、
テレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸及び難燃剤の2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸をスラリーに調製し、重合触媒、安定剤及び塩化亜鉛を添加して均一に混合し、窒素雰囲気の中に常圧~0.3MPaの圧力及び250~260℃の温度の下で反応させ、生じた水の抜き出す量が理論値の90%を超える際に反応終点を決めることである。
(2)重縮合反応では、
エステル化反応の産物に常圧から絶対圧力500Pa以下まで30~50分間かけて徐々に下がる負圧を与えて250~260℃で反応を30~50分間続け、さらに負圧を100Pa以下まで持続的に与えて270~282℃で反応を50~90分間行うことである。
そのうちに、テレフタル酸セグメントと2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントと2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸とのモル比は1:0.06~0.08:0.03~0.05とし、三酸化アンチモン、アンチモングリコレートまたは酢酸アンチモンとする重合触媒の添加量はテレフタル酸の用量の0.01~0.05wt%とし、リン酸トリフェニル、リン酸トリメチルまたは亜リン酸トリメチルとする安定剤の添加量はテレフタル酸の用量の0.01~0.05wt%とする。得られた改質ポリエステルの数平均分子量は20000~25000とする。
紡糸温度 280~290℃
冷却温度 20~25℃
エアジェット圧力 0.20~0.30MPa
ローラー1速度 2200~2600m/min
ローラー1温度 75~85℃
ローラー2速度 3600~3900m/min
ローラー2温度 135~165℃
巻取速度 3550~3840m/min
(1)本発明における衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法において、亜鉛イオンは2,6ーピリジンジカルボン酸と共に配位して、ポリエステルの熱分解活性化エネルギーを効率的向上しその熱分解温度を高める。
(2)本発明は配位によりポリエステルの熱分解温度を高めてその火玉滴下を効率的低減する。
衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、以下のとおりである。
(1)改質ポリエステルの重合として、
(1.1)エステル化として、
モル比の1:1.2:0.06:0.03でテレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸をスラリーに調製し、テレフタル酸用量に対して、0.02wt%の触媒の三酸化アンチモン、0.01wt%の安定剤のリン酸トリフェニル、及び0.9mol%の塩化亜鉛を添加して均一に混合し、窒素雰囲気の中に0.2MPaと252℃の下で反応させ、生じた水の抜き出す量が理論値の95%になる際に反応終点を決める。
(1.2)重合として、
エステル化反応の産物に常圧から絶対圧力500Paまで30分間かけて徐々に下がる負圧を与え、254℃で40分間かけて反応を続け、さらに負圧を100Paまで持続的に与え、温度を276℃に制御して70分間かけて反応を行い、最後に数平均分子量の20000の改質ポリエステルを得る。
(2)改質ポリエステルを固相重合させ、以下のパラメータにより紡糸し、巻き取って繊維になる。
紡糸温度 280℃
冷却温度 20℃
エアジェット圧力 0.20MPa
ローラー1速度 2200m/min
ローラー1温度 75℃
ローラー2速度 3600m/min
ローラー2温度 135℃
巻取速度 3550m/min
得られた衣料用難燃性ポリエステル繊維はテレフタル酸セグメント、エチレングリコールセグメント、2,6ーピリジンジカルボン酸セグメント及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントを含み、そのうえに、テレフタル酸セグメントと2,5ーピリジンジカルボン酸セグメントと2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントとのモル比が1:0.06:0.03とする。さらに、異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントは、二つのカルボン基O原子及びピリジンのN原子が配位子として、Zn2+と共に
衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、以下のとおりである。
(1)改質ポリエステルの重合として、
(1.1)エステル化として、
モル比の1:1.2:0.07:0.03でテレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸をスラリーに調製し、テレフタル酸用量に対して、0.01wt%の触媒の三酸化アンチモン、0.02wt%の安定剤のリン酸トリフェニル、及び1mol%の塩化亜鉛を添加して均一に混合し、窒素雰囲気の中に0.1MPaと250℃の下で反応させ、生じた水の抜き出す量が理論値の90%になる際に反応終点を決める。
(1.2)重合として、
エステル化反応の産物に常圧から絶対圧力480Paまで32分間かけて徐々に下がる負圧を与え、252℃で45分間かけて反応を続け、さらに負圧を30Paまで持続的に与え、温度を272℃に制御して80分間かけて反応を行い、最後に数平均分子量の21000の改質ポリエステルを得る。
(2)改質ポリエステルを固相重合させ、以下のパラメータにより紡糸し、巻き取って繊維になる。
紡糸温度 282℃
冷却温度 21℃
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ローラー1速度 2300m/min
ローラー1温度 77℃
ローラー2速度 3650m/min
ローラー2温度 140℃
巻取速度 3600m/min
得られた衣料用難燃性ポリエステル繊維はテレフタル酸セグメント、エチレングリコールセグメント、2,6ーピリジンジカルボン酸セグメント及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントを含み、そのうえに、テレフタル酸セグメントと2,5ーピリジンジカルボン酸セグメントと2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントとのモル比が1:0.07:0.03とする。さらに、異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントは、二つのカルボン基O原子及びピリジンのN原子が配位子として、Zn2+と共に
衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、以下のとおりである。
(1)改質ポリエステルの重合として、
(1.1)エステル化として、
モル比の1:1.2:0.08:0.03でテレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸をスラリーに調製し、テレフタル酸用量に対して、0.03wt%の触媒の三酸化アンチモン、0.02wt%の安定剤のリン酸トリエチル、及び1.1mol%の塩化亜鉛を添加して均一に混合し、窒素雰囲気の中に0.2MPaと254℃の下で反応させ、生じた水の抜き出す量が理論値の95%になる際に反応終点を決める。
(1.2)重合として、
エステル化反応の産物に常圧から絶対圧力440Paまで34分間かけて徐々に下がる負圧を与え、250℃で50分間かけて反応を続け、さらに負圧を20Paまで持続的に与え、温度を274℃に制御して75分間かけて反応を行い、最後に数平均分子量の22000の改質ポリエステルを得る。
(2)改質ポリエステルを固相重合させ、以下のパラメータにより紡糸し、巻き取って繊維になる。
紡糸温度 284℃
冷却温度 21℃
エアジェット圧力 0.20MPa
ローラー1速度 2400m/min
ローラー1温度 78℃
ローラー2速度 3700m/min
ローラー2温度 145℃
巻取速度 3650m/min
得られた衣料用難燃性ポリエステル繊維はテレフタル酸セグメント、エチレングリコールセグメント、2,6ーピリジンジカルボン酸セグメント及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントを含み、そのうえに、テレフタル酸セグメントと2,5ーピリジンジカルボン酸セグメントと2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントとのモル比が1:0.08:0.03とする。さらに、異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントは、二つのカルボン基O原子及びピリジンのN原子が配位子として、Zn2+と共に
衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、以下のとおりである。
(1)改質ポリエステルの重合として、
(1.1)エステル化として、
モル比の1:1.2:0.06:0.04でテレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸をスラリーに調製し、テレフタル酸用量に対して、0.02wt%の触媒のアンチモングリコレート、0.03wt%の安定剤のリン酸トリエチル、及び1.2mol%の塩化亜鉛を添加して均一に混合し、窒素雰囲気の中に0.2MPaと256℃の下で反応させ、生じた水の抜き出す量が理論値の96%になる際に反応終点を決める。
(1.2)重合として、
エステル化反応の産物に常圧から絶対圧力420Paまで36分間かけて徐々に下がる負圧を与え、256℃で35分間かけて反応を続け、さらに負圧を19Paまで持続的に与え、温度を270℃に制御して90分間かけて反応を行い、最後に数平均分子量の23000の改質ポリエステルを得る。
(2)改質ポリエステルを固相重合させ、以下のパラメータにより紡糸し、巻き取って繊維になる。
紡糸温度 285℃
冷却温度 22℃
エアジェット圧力 0.3MPa
ローラー1速度 2450m/min
ローラー1温度 79℃
ローラー2速度 3750m/min
ローラー2温度 150℃
巻取速度 3700m/min
得られた衣料用難燃性ポリエステル繊維はテレフタル酸セグメント、エチレングリコールセグメント、2,6ーピリジンジカルボン酸セグメント及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントを含み、そのうえに、テレフタル酸セグメントと2,5ーピリジンジカルボン酸セグメントと2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントとのモル比が1:0.06:0.04とする。さらに、異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントは、二つのカルボン基O原子及びピリジンのN原子が配位子として、Zn2+と共に
衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、以下のとおりである。
(1)改質ポリエステルの重合として、
(1.1)エステル化として、
モル比の1:1.2:0.07:0.04でテレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸をスラリーに調製し、テレフタル酸用量に対して、0.05wt%の触媒のアンチモングリコレート、0.04wt%の安定剤の亜リン酸トリフェニル、及び1.3mol%の塩化亜鉛を添加して均一に混合し、窒素雰囲気の中に0.3MPaと258℃の下で反応させ、生じた水の抜き出す量が理論値の96%になる際に反応終点を決める。
(1.2)重合として、
エステル化反応の産物に常圧から絶対圧力400Paまで38分間かけて徐々に下がる負圧を与え、258℃で33分間かけて反応を続け、さらに負圧を18Paまで持続的に与え、温度を278℃に制御して65分間かけて反応を行い、最後に数平均分子量の24000の改質ポリエステルを得る。
(2)改質ポリエステルを固相重合させ、以下のパラメータにより紡糸し、巻き取って繊維になる。
紡糸温度 286℃
冷却温度 23℃
エアジェット圧力 0.3MPa
ローラー1速度 2500m/min
ローラー1温度 82℃
ローラー2速度 3800m/min
ローラー2温度 155℃
巻取速度 3800m/min
得られた衣料用難燃性ポリエステル繊維はテレフタル酸セグメント、エチレングリコールセグメント、2,6ーピリジンジカルボン酸セグメント及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントを含み、そのうえに、テレフタル酸セグメントと2,5ーピリジンジカルボン酸セグメントと2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントとのモル比が1:0.07:0.04とする。さらに、異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントは、二つのカルボン基O原子及びピリジンのN原子が配位子として、Zn2+と共に
衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、以下のとおりである。
(1)改質ポリエステルの重合として、
(1.1)エステル化として、
モル比の1:1.2:0.08:0.05でテレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸をスラリーに調製し、テレフタル酸用量に対して、0.04wt%の触媒の酢酸アンチモン、0.05wt%の安定剤の亜リン酸トリフェニル、及び1.4mol%の塩化亜鉛を添加して均一に混合し、窒素雰囲気の中に0.3MPaと260℃の下で反応させ、生じた水の抜き出す量が理論値の97%になる際に反応終点を決める。
(1.2)重合として、
エステル化反応の産物に常圧から絶対圧力380Paまで45分間かけて徐々に下がる負圧を与え、259℃で32分間かけて反応を続け、さらに負圧を17Paまで持続的に与え、温度を280℃に制御して60分間かけて反応を行い、最後に数平均分子量の24500の改質ポリエステルを得る。
(2)改質ポリエステルを固相重合させ、以下のパラメータにより紡糸し、巻き取って繊維になる。
紡糸温度 288℃
冷却温度 24℃
エアジェット圧力 0.3MPa
ローラー1速度 2550m/min
ローラー1温度 84℃
ローラー2速度 3850m/min
ローラー2温度 160℃
巻取速度 3820m/min
得られた衣料用難燃性ポリエステル繊維はテレフタル酸セグメント、エチレングリコールセグメント、2,6ーピリジンジカルボン酸セグメント及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントを含み、そのうえに、テレフタル酸セグメントと2,5ーピリジンジカルボン酸セグメントと2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントとのモル比が1:0.08:0.05とする。さらに、異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントは、二つのカルボン基O原子及びピリジンのN原子が配位子として、Zn2+と共に
衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、以下のとおりである。
(1)改質ポリエステルの重合として、
(1.1)エステル化として、
モル比の1:1.2:0.08:0.05でテレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸をスラリーに調製し、テレフタル酸用量に対して、0.05wt%の触媒の酢酸アンチモン、0.05wt%の安定剤の亜リン酸トリフェニル、及び1.5mol%の塩化亜鉛を添加して均一に混合し、窒素雰囲気の中に0.3MPaと260℃の下で反応させ、生じた水の抜き出す量が理論値の97%になる際に反応終点を決める。
(1.2)重合として、
エステル化反応の産物に常圧から絶対圧力360Paまで50分間かけて徐々に下がる負圧を与え、260℃で30分間かけて反応を続け、さらに負圧を15Paまで持続的に与え、温度を282℃に制御して50分間かけて反応を行い、最後に数平均分子量の25000の改質ポリエステルを得る。
(2)改質ポリエステルを固相重合させ、以下のパラメータにより紡糸し、巻き取って繊維になる。
紡糸温度 290℃
冷却温度 25℃
エアジェット圧力 0.3MPa
ローラー1速度 2600m/min
ローラー1温度 85℃
ローラー2速度 3900m/min
ローラー2温度 165℃
巻取速度 3840m/min
得られた衣料用難燃性ポリエステル繊維はテレフタル酸セグメント、エチレングリコールセグメント、2,6ーピリジンジカルボン酸セグメント及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントを含み、そのうえに、テレフタル酸セグメントと2,5ーピリジンジカルボン酸セグメントと2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントとのモル比が1:0.08:0.05とする。さらに、異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントは、二つのカルボン基O原子及びピリジンのN原子が配位子として、Zn2+と共に
Claims (10)
- テレフタル酸セグメント、エチレングリコールセグメント、2,6ーピリジンジカルボン酸セグメント及び難燃剤の2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントを含み、
テレフタル酸セグメントと2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントと難燃剤の2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸セグメントとのモル比は1:0.06~0.08:0.03~0.05であり、
異なる2,6ーピリジンジカルボン酸セグメントは、二つのカルボン基O原子及びピリジンのN原子が配位子として、Zn2+により互いに配位する
ことを特徴とする衣料用難燃性ポリエステル繊維。 - 5%重量減少温度が425~432℃、最大分解温度(Tdm)が467~488℃、限界酸素指数が30%以上、残炎時間がなく、15秒内の溶融滴下数が0であることを特徴とする請求項1に記載の衣料用難燃性ポリエステル繊維。
- 繊度が75~100dtex、破断強度が3.5cN/dtex以上、破断伸度が35.0±3.0%、線密度偏差値が0.7%以下、破断強度CV値が6.0%以下、破断伸度CV値が10.0%以下、糸むらが2.00%以下、沸水収縮率が7.5±0.5%、含油率が0.90±0.20%であることを特徴とする請求項1に記載の衣料用難燃性ポリエステル繊維。
- テレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸、難燃剤の2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸及び塩化亜鉛を均一に混合し、順にエステル化させ、重縮合させることで改質ポリエステルを得て、
改質ポリエステルを固相重縮合させ、紡糸し、巻き取って衣料用難燃性ポリエステル繊維を得る
ことを特徴とする衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法。 - エステル化反応であって、テレフタル酸、エチレングリコール、2,6ーピリジンジカルボン酸及び2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸をスラリーに調製し、触媒、安定剤及び塩化亜鉛を添加して均一に混合し、窒素雰囲気の中に常圧~0.3MPaの圧力及び250~260℃の温度で反応させ、反応で留出し水が理論値の90%以上になる時点で反応を終了させるエステル化反応と、
重縮合反応であって、エステル化反応終了後、常圧から絶対圧力500Pa以下まで30~50分間かけて漸次減圧する負圧条件で、250~260℃で30~50分間低真空段階の重縮合反応を進行させ、さらに絶対圧力100Pa以下まで減圧して270~282℃で50~90分間高真空段階の重縮合反応を進行させる重縮合反応と、
により改質ポリエステルを製造する
ことを特徴とする請求項5に記載の衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法。 - 改質ポリエステルの数平均分子量は20000~25000とすることを特徴とする請求項6に記載の衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法。
- テレフタル酸とエチレングリコールと2,6ーピリジンジカルボン酸と難燃剤の2-ヒドロキシエチルフェニルホスフィン酸とのモル比は1:1.2~2.0:0.06~0.08:0.03~0.05であり、触媒、安定剤及び塩化亜鉛の添加量は、テレフタル酸の添加量に対して、それぞれ0.01~0.05wt%、0.01~0.05wt%、0.9~1.5mol%であることを特徴とする請求項6に記載の衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法。
- 前記触媒は三酸化アンチモン、アンチモングリコレートまたは酢酸アンチモンであり、前記安定剤はリン酸トリフェニル、リン酸トリメチルまたは亜リン酸トリメチルであることを特徴とする請求項8に記載の衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法。
- 紡糸工程に関するパラメータは、
紡糸温度 280~290℃
冷却温度 20~25℃
インターレース圧力 0.20~0.30MPa
ローラー1速度 2200~2600m/min
ローラー1温度 75~85℃
ローラー2速度 3600~3900m/min
ローラー2温度 135~165℃
巻取速度 3550~3840m/min
であることを特徴とする請求項9に記載の衣料用難燃性ポリエステル繊維の製造方法。
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