JP3925176B2 - Polyester resin composition - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脂肪族ポリエステルに芳香族ポリエステルがブレンドされた高温力学特性に優れたポリエステル樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、地球的規模での環境問題に対して、自然環境の中で分解するポリマー素材の開発が切望されており、脂肪族ポリエステル等、様々なポリマーの研究・開発、また実用化の試みが活発化している。そして、微生物により分解されるポリマー、すなわち生分解性ポリマーに注目が集まっている。
【0003】
一方、従来のポリマーはほとんど石油資源を原料としているが、石油資源が将来的に枯渇するのではないかということ、また石油資源を大量消費することにより、地質時代より地中に蓄えられていた二酸化炭素が大気中に放出され、さらに地球温暖化が深刻化することが懸念されている。しかし、二酸化炭素を大気中から取り込み成長する植物資源を原料としてポリマーが合成できれば、二酸化炭素循環により地球温暖化を抑制できることが期待できるのみならず、資源枯渇の問題も同時に解決できる可能性がある。このため、植物資源を原料とするポリマー、すなわちバイオマス利用ポリマーに注目が集まっている。
【0004】
上記2つの点から、バイオマス利用の生分解性ポリマーが大きな注目を集め、石油資源を原料とする従来のポリマーを代替していくことが期待されている。しかしながら、バイオマス利用の生分解性ポリマーは一般に力学特性、耐熱性が低く、また高コストとなるといった課題あった。これらを解決できるバイオマス利用の生分解性ポリマーとして、現在、最も注目されているのは脂肪族ポリエステルの一種であるポリ乳酸である。ポリ乳酸は植物から抽出したでんぷんを発酵することにより得られる乳酸を原料としたポリマーであり、バイオマス利用の生分解性ポリマーの中では力学特性、耐熱性、コストのバランスが最も優れている。そして、これを利用した樹脂製品、繊維、フィルム、シート等の開発が急ピッチで行われている。
【0005】
しかし、このように最も有望なポリ乳酸でさえ、従来の石油資源を原料とするポリマーに比べるといくつかの欠点を有している。このうち大きなものとして、高温力学特性が悪いことが挙げられる。ここで、高温力学特性が悪いとは、ポリ乳酸ポリマーのガラス転移温度(Tg)である60℃を超えると急激に軟化することを指している。例えば、温度を変更してポリ乳酸繊維の引っ張り試験を行うと、70℃付近から急激に軟化し、90℃では流動に近い形状を示し、寸法安定性が大きく低下するのである(図3)。一方、従来のポリマーであるナイロン6ではこのような軟化現象は緩やかであり、90℃でも充分な力学特性を発揮している(図3)。
【0006】
ポリ乳酸は上記したように高温での力学特性が不良であるため、実際に種々の問題が発生している。例えば、ポリ乳酸の射出成形による自動車用ダッシュボードは60〜70℃で軟化するため、夏季の車内温度80〜100℃では容易に変形してしまう問題があった。また、繊維では以下のような問題があった。
例えば、ポリ乳酸繊維を織物の経糸に用いるときは、糸の集束性を高め製織性を向上させる目的で糸を糊付けするが、熱風乾燥を行うと経糸をぴんと張るためにかけている張力により、糸が伸びてしまうトラブルが発生した。また、ポリ乳酸繊維に仮撚を施すと、熱板上で糸が急激に軟化するため、糸に撚りがかからず捲縮特性が劣るばかりか、熱板上で糸が破断してしまい、仮撚そのものが困難となる場合もあった。さらに、このような熱板上でのトラブルのため、熱板温度は高々110℃までしか上げられず、熱セットが不足するため捲縮特性が低いのみならず、沸騰水中での糸の収縮率(沸収)を実用レベルである20%以下まで低下させることも困難であった。
【0007】
さらに、脂肪族ポリエステルは一般に融点が低く、融点が最も高い部類であるポリ乳酸でさえ170℃程度であり、例えばポリ乳酸繊維からなる布帛をアイロン掛けするとポリ乳酸繊維の融解により布帛に穴が空くといった問題があった。
【0008】
以上のような問題から、ポリ乳酸をはじめとする脂肪族ポリエステルは用途展開に大きな制限があった。このため、高温での力学特性や融点を向上させた脂肪族ポリエステルが切望されていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、優れた高温力学特性、耐熱性を有する従来には無かった、脂肪族ポリエステルを主成分とするポリエステル樹脂組成物を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、脂肪族ポリエステルに、炭素数が6以上のジオール成分が全カルボン酸量に対し2〜15mol%あるいは2〜15重量%共重合された芳香族ポリエステルが5〜40重量%ブレンドされていることを特徴とするポリエステル樹脂組成物により達成される。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明でいう脂肪族ポリエステルとは、脂肪族アルキル鎖がエステル結合で連結されたポリマーのことをいい、例えばポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリブチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン等が挙げられる。このうち、前記したようにポリ乳酸が最も好ましい。
また、ポリ乳酸とは乳酸を重合したものを言い、L体あるいはD体の光学純度は90%以上であると、融点が高く好ましい。また、ポリ乳酸の性質を損なわない範囲で、乳酸以外の成分を共重合していても、ポリ乳酸以外のポリマーや粒子、難燃剤、帯電防止剤等の添加物を含有していても良い。ただし、バイオマス利用、生分解性の観点から、ポリマーとして乳酸モノマーは50重量%以上とすることが重要である。乳酸モノマーは好ましくは75重量%以上、より好ましくは96重量%以上である。また、ポリ乳酸ポリマーの分子量は、重量平均分子量で5万〜50万であると、力学特性と成形性のバランスが良く好ましい。
【0012】
本発明でいう芳香族ポリエステルとは、主鎖あるいは側鎖中に芳香環を含むポリエステルのことをいい、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート(PPT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリヘキサメチレンテレフタレート(PHT)等が挙げられる。しかし、ホモPETやホモPBTは一般に脂肪族ポリエステルとの相溶性が低いため、実質的に脂肪族ポリエステルとのポリマーブレンドは不可能であった。このため、芳香族ポリエステルと脂肪族ポリエステルとの相溶性を高めるために、芳香族ポリエステルの主鎖あるいは側鎖に脂肪族性を導入することが重要である。より具体的には、芳香族ポリエステルのジオール成分の炭素数が6以上としたり、芳香族ポリエステルに炭素数が6以上のジオール成分および/またはジカルボン酸成分を共重合することが重要である。共重合成分としては、長鎖アルキル鎖やビスフェノールA誘導体等が好ましい。長鎖アルキル鎖とは、例えば、アルキレンジオールや長鎖ジカルボン酸等を挙げることができる。ここで、アルキレンジオールとは、例えばポリエチレングリコール等のアルキレンオキサイドポリマーやオリゴマー、またネオペンチルグリコールやヘキサメチレングリコール等の炭素数の多いジオールが挙げられる。また、長鎖ジカルボン酸としてはアジピン酸やセバシン酸等を挙げることができる。共重合比としては、ジオールの場合は全カルボン酸量、ジカルボン酸の場合は全ジオール量に対し、2〜15mol%あるいは2〜15重量%とすることが好ましい。なお、本発明で用いる、ジオール成分の炭素数が6以上の芳香族ポリエステルまたは炭素数が6以上のジオール成分および/またはジカルボン酸が共重合された芳香族ポリエステルを、簡便のため以下単に「特定の芳香族ポリエステル」と記載する。
【0013】
さらに、一般に脂肪族ポリエステルの融点が170℃以下であるため、ブレンド温度をなるべく低温化することを考慮し、特定の芳香族ポリエステルにはさらにイソフタル酸等を共重合して低融点化することが好ましい。特定の芳香族ポリエステルの融点は、好ましくは250℃以下、より好ましくは230℃以下である。ただし、脂肪族ポリエステルに特定の芳香族ポリエステルをブレンドしたブレンドポリエステル樹脂やその成形体の耐熱性を向上させる観点から、特定の芳香族ポリエステルの融点は好ましくは170℃以上、より好ましくは200℃以上である。
【0014】
また、脂肪族ポリエステルに特定の芳香族ポリエステルをブレンドしたブレンドポリエステル樹脂の成形性、成形体の寸法安定性を向上させるために、該ブレンドポリエステル樹脂が結晶性であることが好ましい。このため、ブレンドする特定の芳香族ポリエステルも結晶性であることが好ましい。なお、示差走査熱量計(DSC)測定において融解ピークを観測できれば、そのポリマーは結晶性であると判断できる。
【0015】
また、該ブレンドポリエステル樹脂の生分解性を考慮すると、特定の芳香族ポリエステルのブレンド比は該ブレンドポリエステル樹脂全体に対し40重量%以下であることが重要である。一方、高温力学特性を向上させる点を考慮すると特定の芳香族ポリエステルのブレンド比は5重量%以上であることが重要である。特定の芳香族ポリエステルのブレンド比は、好ましくは15〜30重量%である。
【0016】
本発明において、高温力学特性が向上する理由は以下のように考えられる。すなわち、通常、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステルでは分子鎖間相互作用が弱く、分子鎖同士がすり抜けやすいため高温力学特性が低いと考えられる。そこで、特定の芳香族ポリエステルの持つ芳香環同士強固な相互作用により、脂肪族ポリエステル分子鎖を強力に拘束することにより、脂肪族ポリエステル分子鎖を支えることで、ブレンドポリエステル樹脂の高温力学特性が向上したと考えられる。
【0017】
このためには、特定の芳香族ポリエステルの結晶化あるいは高いTgを利用することが好ましい。また、結晶化あるいは高いTgの効果を充分発揮させるためには、特定の芳香族ポリエステルと脂肪族ポリエステルは適度に相溶していることが好ましい。ここで、適度に相溶しているとは、特定の芳香族ポリエステルと脂肪族ポリエステルは相分離し、いわゆる海島構造を採っているが、特定の芳香族ポリエステルドメイン中に脂肪族ポリエステルがある程度侵入していることを指している。このような特異なブレンド状態を実現できると、特定の芳香族ポリエステルが脂肪族ポリエステルを強く拘束することができるのである。この状態は例えば、該ブレンドポリエステル成形体のスライスを透過型電子顕微鏡(TEM)観察し、脂肪族ポリエステルと特定の芳香族ポリエステルの仕込み比とTEM観察で得られた海島比との比較から確かめることができる。また、小角X線散乱による長周期の測定からも情報を得ることができる。
【0018】
例えば、実施例1に示したポリ乳酸80重量%、共重合PET20重量%のブレンド繊維の系では、TEM観察(図1)で得られた海島比は45面積%:55面積%と、仕込み比から予測された海島比81面積%:19面積%と比較すると大幅に島比が高く、ポリ乳酸が共重合PETドメイン中に侵入していることが示唆される。しかも共重合PETの長周期は通常10nm程度であるが、実施例1では19nmと約2倍にも達しており、共重合PET分子鎖が一部ポリ乳酸分子鎖を挟み込んでいると解釈できる。
【0019】
一方、特定の芳香族ポリエステルと脂肪族ポリエステルが分子レベルで完全に相溶してしまうと、成形性は良いが、お互いの結晶化を阻害したり、Tgの加成性によりブレンドポリエステルとしてのTg上昇が小さくなり、上記したような特定の芳香族ポリエステルによる拘束効果が発現せず、高温力学特性を向上させることができない場合がある。
【0020】
また、特定の芳香族ポリエステルと脂肪族ポリエステルがいわゆる非相溶な場合は、特定の芳香族ポリエステルドメイン中に脂肪族ポリエステルが侵入できず、やはり上記したような効果が発現せず、高温力学特性を向上させることができないのである。さらに、非相溶系では相分離に基づく弾性的挙動が強く発現する場合が多く、該ブレンドポリエステルの成形性が著しく損なわれるのである。従来、ホモPETやホモPBTと脂肪族ポリエステルではこの非相溶系となり、実質的にポリマーブレンドが不可能であった。
【0021】
このように、高温力学特性と成形性を両立させるためには、いわゆるブレンド状態は海島構造を採っており、しかも島ドメインのサイズが直径換算で0.001〜10μmである部分を少なくとも一部に有していることが好ましい。特に繊維、フィルムの場合は、島ドメインのサイズが直径換算で0.001〜1μmである部分を少なくとも一部に有していることが好ましい。ここで、島ドメインサイズは、該ブレンドポリエステル樹脂あるいはその成形体をスライスし、TEMで観察することにより測定することができる。また、該ブレンドポリエステルの一部においては、海島構造の海と島が判別しがたいような海島が入り乱れた構造を採っていることも、成形性を向上させる観点から好ましい。例えば、前記した実施例1では繊維内層部にその様な状態が観察できる(図1)。
【0022】
本発明のポリエステル樹脂組成物は成形性に優れているため、射出成形、押出成形、ブロー成形のような通常の樹脂成形は元より、紡糸による繊維化や製膜によるフィルム化といったより高度な溶融成形にも適用可能である。通常、樹脂の高性能化にはガラス繊維ブレンドが利用されているが、ガラス繊維のサイズがミクロンオーダー以上であるため、繊維やフィルムに適用した場合、繊維径やフィルム厚以上のサイズとなるため、実質的に製糸や製膜は不可能であった。しかし、本発明の該ブレンドポリエステルでは、ブレンドされる特定の芳香族ポリエステルはサブミクロンオーダー以下であるため、そのような問題が無く、脂肪族ポリエステルの高性能化、用途拡大に大いに寄与できるのである。特に、繊維および繊維製品はそれを用いた2次加工も容易であり、好ましい。
【0023】
本発明のポリエステル樹脂組成物を利用した繊維では、工程通過性や製品の力学的強度を充分高く保つためには、室温での強度は1.0cN/dtex以上とすることが好ましい。室温での強度は好ましくは2.0cN/dtex以上である。また、本発明の繊維の室温での伸度は15〜70%であると、繊維製品にする際の工程通過性が向上し、好ましい。室温での伸度は、より好ましくは25〜50%である。
【0024】
脂肪族ポリエステルの代表例であるポリ乳酸繊維では、前記したように90℃では流動に近い強伸度曲線形状(図3)となってしまい、強度も0.5cN/dtex以下となってしまうが、本発明の繊維では90℃においても強度を0.7cN/dtex以上まで引き上げることが可能であり、しかもクリープ特性も大幅に向上させることができる。クリープ特性としては、90℃で0.5cN/dtex応力下での伸びを指標とするが、本発明の繊維ではこれを15%以下とすることができる。ここで、90℃で0.5cN/dtex応力下での伸びとは、90℃で繊維の引っ張り試験を行い、強伸度曲線図において、応力0.5cN/dtexでの伸度を読むことにより得ることができる(図2)。90℃で0.5cN/dtex応力下での伸びは、好ましくは10%以下である。また、90℃での強度が0.7cN/dtex以上であれば、ポリ乳酸繊維からなる繊維製品の高温での強度を向上でき、好ましいのである。90℃での強度はより好ましくは1.0cN/dtex以上である。
【0025】
本発明の繊維では、沸収が0〜20%であれば繊維および繊維製品の寸法安定性が良く好ましい。沸収は好ましくは3〜10%である。
【0026】
本発明の繊維の断面形状については丸断面、中空断面、三葉断面等の多葉断面、その他の異形断面についても自由に選択することが可能である。また、繊維の形態は、長繊維、短繊維等特に制限は無く、長繊維の場合はマルチフィラメントでもモノフィラメントでも良い。
【0027】
本発明の繊維は、織物、編物、不織布の他、カップやボード等の熱圧縮成形体等の様々な繊維製品の形態を採ることができる。
【0028】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、樹脂成形用途においてはケース、ボード、生活資材、車両用資材、産業資材等に好適に用いることができる。また、繊維用途においては、仮撚加工用の原糸、シャツやブルゾン、パンツといった衣料用途のみならず、カップやパッド等の衣料資材、カーテンやカーペット、マット、家具等のインテリアや車両内装やベルト、ネット、ロープ、重布、袋類、縫い糸、フェルト、不織布、フィルター、人工芝等の産業資材用途にも好適に用いることができる。また、フィルム、シート用途においては、包装材、ラベルの他、ラップフィルム等の生活資材、セパレーター等の産業資材にも好適に用いることができる。
【0029】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。
【0030】
A.脂肪族ポリエステルの重量平均分子量
試料のクロロホルム溶液にテトラヒドロフランを混合し測定溶液とした。これをGPCで測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。
【0031】
B.芳香族ポリエステルの極限粘度[η]
オルソクロロフェノール中25℃で測定した。
【0032】
C.室温での強度および伸度
室温(25℃)で、初期試料長=200mm、引っ張り速度=200mm/分とし、JIS L1013に示される条件で荷重−伸長曲線を求めた。次に破断時の荷重値を初期の繊度で割り、それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り、伸度として強伸度曲線を求めた。
【0033】
D.90℃で0.5cN/dtex応力下での伸び
測定温度90℃で、上記Cと同様に強伸度曲線を求め、0.5cN/dtexでの伸度を読み、90℃で0.5cN/dtex応力下での伸びとした。
【0034】
E.90℃での強度
測定温度90℃で、上記Dと同様に強伸度曲線を求め、荷重値を初期の繊度で割り90℃での強度とした。
【0035】
F.沸収
沸収(%)=[(L0-L1)/L0)]×100(%)
L0:延伸糸をかせ取りし初荷重0.09cN/dtex下で測定したかせの原長
L1:L0を測定したかせを実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中で15分間処理し、風乾後初荷重0.09cN/dtex下でのかせ長
G.ポリマーのTgおよび融点
PERKIN ELMER社製DSC-7を用いて2nd runでTgおよび融点を測定した。この時、試料重量を10mg、昇温速度を16℃/分とした。
【0036】
H.ブレンドポリエステルのブレンド状態観察
ブレンド繊維の横断面方向に超薄切片を切り出し、透過型電子顕微鏡(TEM)にてポリエステルのブレンド状態を観察した。
【0037】
TEM装置 :日立社製H-7100FA型
条件 :加速電圧 100kV
ここで、島ドメインのサイズとしては、ドメインを円と仮定し面積から直径換算でサイズを計算した。また、海島比は画像解析ソフトを用いて算出した。
【0038】
I.広角X線回折
理学電機社製4036A2型X線回折装置を用い、以下の条件で赤道線方向の回折強度を測定した。
【0039】
X線源 : Cu-Kα線(Niフィルター)
出力 : 40kV×20mA
スリット : 2mmφ−1゜−1゜
検出器 : シンチレーションカウンター
計数記録装置 : 理学電機社製RAD-C型
ステップスキャン : 0.05゜ステップ
積算時間 : 2秒
J.小角X線散乱
理学電機社製RU-200型X線発生装置を用い、小角X線散乱写真を撮影した。
【0040】
X線源 : Cu-Kα線(Niフィルター)
出力 : 50kV×150mA
スリット : 0.5mmφ
カメラ半径 : 405mm
露出時間 : 300分
フィルム : Kodak DEF-5
そして、写真上の散乱点間距離r(mm)からBraggの式を用いて長周期を算出した。
【0041】
J=λ/2sin[{tan-1(r/R)}/2]
J :長周期(nm)
R :カメラ半径(405mm)
λ:X線の波長(0.15418nm)
K.仮撚加工糸の捲縮特性、CR値
仮撚加工糸をかせ取りし、実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中15分間処理し、24時間風乾した。このサンプルに0.088cN/dtex(0.1gf/d)相当の荷重をかけ水中に浸漬し、2分後のかせ長L'0を測定した。次に、水中 0.0018cN/dtex(2mgf/d)相当の微荷重に交換し、2分後のかせ長L'1を測定した。そして下式によりCR値を計算した。
【0042】
CR(%)=[(L'0−L'1)/L'0]×100(%)
L.捲縮糸の捲縮数
捲縮糸を実質的に荷重フリーの状態で100℃熱水中で自由に収縮させた後、捲縮数を数えた。
【0043】
実施例1
特定の芳香族ポリエステルとしてビスフェノールAエチレンオキサイド付加物を6mol%、さらにイソフタル酸を6mol%共重合した極限粘度0.65の共重合PET(融点220℃)を用い、これと重量平均分子量15万のホモポリL乳酸(光学純度99%L乳酸)を235℃で2軸混練機を用い溶融ブレンドし、ブレンドポリエステルチップを得た。この時、共重合PETのブレンド比はブレンドポリエステルに対し20重量%とした。このブレンドポリエステルチップのTgは61℃とホモポリL乳酸の60℃とほぼ同等であった。このブレンドポリエステルチップを乾燥し、紡糸温度を235℃として溶融紡糸し、紡出した糸条5をチムニー4により25℃の冷却風で冷却固化させた後、集束給油ガイド6により繊維用油剤を塗布し、交絡ガイド7により糸に交絡を付与した(図4)。これの溶融紡糸性には全く問題が無く、100kg巻き取りでの糸切れはゼロであった。その後、周速1500m/分の非加熱の第1引き取りローラー8で引き取った後、非加熱の第2引き取りローラー9を介し巻き取った。この糸を第1ローラー13温度90℃で予熱した後、2.8倍に延伸し、第2ローラー14で130℃で熱セットを行い、非加熱の第3ローラー15を介し巻き取り、84dtex、36フィラメント、丸断面の延伸糸16を得た。ここでの延伸性にも全く問題が無く、100kg巻き取りでの糸切れはゼロであった。
【0044】
得られた繊維の90℃での強伸度曲線を図2、物性値を表1に示すが、従来のポリ乳酸繊維(比較例1)に比べ降伏応力が高く、90℃での力学特性が大幅に向上していた。また、これの広角X線回折を行ったところ、PET部分が配向結晶化していることが確認された。さらに、これの小角X線散乱により長周期を測定したところ19nmと共重合PET単独糸(参考例1)の10nmに比べ大幅に増加していた。また、糸横断面のTEM観察を行ったところ、図1に示すように均一に分散した海島構造を採っており、島のドメインサイズは直径換算でサブミクロンオーダーであった。さらに、海島が逆転している部分も有り、相溶性に優れていることを示唆するものであった。また、画像解析により求めた海島比は45面積%:55面積%であり、仕込み比から予想された81面積%:19面積%よりも大幅に島比が大きく、ポリ乳酸が共重合PETドメインに侵入し見かけ上島比が増大しているものと考えられた。さらに、PET部分の長周期構造が19nmと共重合PET単独糸の10nmに比べ約2倍となっていることから、PET分子鎖がポリ乳酸分子鎖を挟み込んで強く拘束していると考えられた。
【0045】
さらにこの繊維を筒編みし、180℃でアイロン掛けテストを行ったが、筒編み地に穴が空くことは無く、従来のポリ乳酸繊維(比較例1)に比べ耐熱性が格段に向上していた。
【0046】
参考例1
実施例1で用いた共重合PETを紡糸温度280℃で実施例1と同様に、溶融紡糸した後、延伸倍率3.0倍、延伸温度90℃、熱セット温度130℃で延伸・熱処理し、84dtex、36フィラメントの丸断面延伸糸を得た。これの小角X線散乱を測定したところ、長周期は10nmであった。
【0047】
実施例2
共重合PETのブレンド比を35重量%とした以外は実施例1と同様に、紡糸、延伸を行い84dtex、72フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。これの物性値を表1に示すが、従来のポリ乳酸繊維(比較例1)に比べ90℃での力学特性が大幅に向上していた。
【0048】
実施例3
共重合PETのブレンド比を10重量%とした以外は実施例1と同様に、紡糸、延伸を行い84dtex、144フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。この物性値を表1に示すが、従来のポリ乳酸繊維(比較例1)に比べ90℃での力学特性が大幅に向上していた。
【0049】
実施例4
特定の芳香族ポリエステルとして分子量1000のポリエチレングリコールを4重量%、さらにイソフタル酸を6mol%共重合した極限粘度0.55の共重合PET(融点240℃)を用い、これと重量平均分子量20万のホモポリL乳酸(光学純度99%L乳酸)を250℃で2軸混練機を用い溶融ブレンドし、ブレンドポリエステルチップを得た。この時、共重合PETのブレンド比はブレンドポリエステルに対し20重量%とした。このブレンドポリエステルチップを乾燥し、紡糸温度を250℃とした以外は実施例1と同様に紡糸、延伸を行い164dtex、48フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。これの物性値を表1に示すが、従来のポリ乳酸繊維(比較例1)に比べ90℃での力学特性が大幅に向上していた。
【0051】
比較例1
実施例1で使用したポリ乳酸を乾燥した後、220℃で溶融紡糸し、紡出した糸条5をチムニー4により25℃の冷却風で糸を冷却固化させた後、集束給油ガイド6により繊維用油剤を塗布し、交絡ガイド7により糸に交絡を付与した(図4)。その後、周速1500m/分の非加熱の第1引き取りローラー8で引き取った後、非加熱の第2引き取りローラー9を介して糸を巻き取った。この未延伸糸11を第1ローラー13温度90℃で予熱した後、2.8倍に延伸し、第2ローラー14で130℃で熱セットを行い、非加熱の第3ローラー15を介し巻き取り、84dtex、24フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。これの90℃での強伸度曲線を図2、物性値を表1に示すが、90℃での力学特性が低いものであった。さらにこの繊維を筒編みし、180℃でアイロン掛けテストを行ったが、ポリ乳酸繊維の融解のため筒編み地に大きな穴が空き、耐熱性が不良なものであった。
【0052】
比較例2
芳香族ポリエステルとして極限粘度0.55のホモPETを用いた以外は、実施例4と同様に2軸混練機を用い280℃で溶融ブレンドし、ブレンドポリエステルチップを得た。ここで、ホモPETのブレンド比はブレンドポリエステルに対し10重量%とした。しかし、ホモPETとポリ乳酸の相溶性が悪いため、きれいなガットが曳けずチップ品質の悪いもののとなった。さらに、溶融ブレンド温度が高すぎるためポリ乳酸の分解による発煙が見られた。このブレンドポリエステルチップを乾燥し、紡糸温度280℃として実施例4と同様に溶融紡糸を行ったが、ホモPETとポリ乳酸の相溶性が悪いためゴム様の弾性的挙動が強く発現し、曳糸性に乏しく紡糸不能であった。ここで得られた吐出物をスライスしTEM観察を行ったところ、ホモPETとポリ乳酸が完全に相分離していた。
【0053】
比較例3
芳香族ポリエステルとして極限粘度0.85のホモPBTを用い、250℃で比較例2と同様にポリ乳酸と溶融ブレンドを行った。ここで、ホモPBTのブレンド比はブレンドポリエステルに対し10重量%とした。しかし、比較例3同様、ホモPBTとポリ乳酸の相溶性が悪いため、きれいなガットが曳けずチップ品質の悪いもののとなった。このブレンドポリエステルチップを乾燥し、紡糸温度250℃として比較例3と同様に溶融紡糸を行ったが、ホモPBTとポリ乳酸の相溶性が悪いためゴム様の弾性的挙動が強く発現し、曳糸性に乏しく紡糸不能であった。ここで得られた吐出物をスライスしTEM観察を行ったところ、ホモPETとポリ乳酸が完全に相分離していた。
【0054】
比較例4
ポリ乳酸と分子レベルで完全に相溶する高Tgポリマーとして、ポリメチルメタクリレート(PMMA)をポリ乳酸にブレンドした例を示す。PMMA(住友化学社製スミペックスLG21、Tg=105℃)と乾燥した実施例1で使用したポリ乳酸を220℃で2軸混練機を用い溶融ブレンドし、ブレンドポリマーチップを得た。この時、PMMAのブレンド比はブレンドポリマーに対し50重量%とした。このブレンドポリマーチップのTgは75℃とホモポリL乳酸の60℃に比べ大きく向上した。このブレンドポリマーチップを乾燥し、紡糸温度を220℃として実施例1と同様に溶融紡糸した。巻き取った未延伸糸11を第1ローラー13温度90℃で予熱した後、1.7倍に延伸し、第2ローラー14で130℃で熱セットを行い、非加熱の第3ローラー15を介し巻き取り、100dtex、36フィラメント、丸断面の延伸糸16を得た。この糸の物性を表1に示すが、室温強度が低く、また90℃での力学特性も低いものであった。このように、完全相溶系ではTgの加成性が成立しブレンドポリマーのTg向上が不充分であり、かつ高Tgとなっても必ずしも高温力学特性の向上につながるわけではなかった。
【0055】
比較例5
特開2000-109664号公報の実施例2記載の方法で重合した重量平均分子量19万の脂肪族ポリエステルカーボネート(カーボネート単位が14%)と乾燥した光学純度99%、重量平均分子量20万のホモポリL乳酸を240℃で2軸混練機を用い溶融ブレンドし、ブレンドポリマーチップを得た。この時、脂肪族ポリエステルカーボネートのブレンド比はブレンドポリマーに対し50重量%とした。このブレンドポリマーチップのTgは65℃であった。このブレンドポリマーチップを乾燥し、紡糸温度を240℃とした以外は実施例4と同様に溶融紡糸したが、脂肪族ポリエステルカーボネートとポリ乳酸の相溶性が不良であるため、糸切れが頻発した。巻き取った未延伸糸を第1ローラー13温度90℃で予熱した後、1.5倍に延伸し、第2ローラー14で130℃で熱セットを行い、非加熱の第3ローラー15を介し巻き取り、100dtex、36フィラメント、丸断面の延伸糸16を得たが、延伸性は劣悪であり糸切れが頻発した。この糸の物性を表1に示すが、室温強度が低く、また90℃での力学特性も劣悪であった。
【0056】
【表1】
実施例6
実施例1で得た高温力学特性に優れたポリ乳酸繊維に、延伸倍率1.1倍、ヒーター温度130℃、加工速度400m/分でフリクションディスク仮撚加工を施した。加工性に問題無く、糸切れ、毛羽は発生しなかった。また、捲縮特性の指標であるCR値は28%と仮撚加工糸として充分な捲縮を有していた。さらに、沸収も5%と充分低いものであった。
【0057】
実施例7
紡糸速度を3000m/分として実施例1と同様に溶融紡糸を行い、高配向未延伸糸を得た。これに延伸倍率1.5倍、ヒーター温度130℃、加工速度400m/分でフリクションディスク仮撚加工を施した。加工性に問題無く、糸切れ、毛羽は発生しなかった。また、捲縮特性の指標であるCR値は25%と仮撚加工糸として充分な捲縮を有していた。さらに、沸収も5%と充分低いものであった。
【0058】
比較例6
比較例1で得た従来ポリ乳酸繊維に、延伸倍率1.3倍、ヒーター温度130℃、加工速度400m/分でフリクションディスク仮撚加工を施したが、熱板上で糸が弛み糸かけ不能であった。次に、熱板温度110℃に下げて加工を施したところ、やはり糸かけに問題があったが、糸を巻き取ることは可能であった。ただし、捲縮特性の指標であるCR値は10%と捲縮がほとんど無いものであった。さらに、熱セットが不足したため沸収も25%と高すぎるものであった。
【0059】
実施例8
実施例1で得られた糸を経糸および緯糸に用い、平織りを作製した。経糸の糊付け乾燥を110℃で行ったが、糸が伸びるトラブルは発生しなかった。得られた平織りを常法にしたがい60℃で精練した後、140℃で中間セットを施した。さらに常法にしたがい110℃で染色した。得られた布帛は、きしみ感、ソフト感があり、衣料用として優れた風合いを有していた。
【0060】
比較例7
比較例1で得られた糸を経糸および緯糸に用い、平織りを作製した。経糸の糊付け乾燥を110℃で行ったが、糸が伸びてしまい乾燥が不可能であった。
【0061】
実施例9
実施例1で得たブレンドポリマーを溶融紡糸し、これを1600m/分で引き取りトウとし、90℃水槽中で4倍に延伸した。そして、クリンパーを通した後、カットし、90℃で弛緩熱処理を施し、単糸繊度6dtex、繊維長60mmのカットファイバーを得た。これを220℃で熱圧縮成形し厚さ3mmのボードを得た。これを幅2cmにカットし、支点間距離50cmとして、中心に1kgの重りを乗せ、100℃で20分間保持した。冷却後、重りを取り去りボードの残留ソリを観察したがソリは見られなかった。
【0062】
比較例8
比較例1で使用したポリ乳酸を用いた以外は、実施例9と同様にしてボードを得た。これを実施例9と同様にソリを観察したところ、顕著な残留ソリが見られた。
【0063】
実施例10
実施例1で得られたブレンドポリエステルチップを乾燥し、240℃で溶融紡糸を行った。このとき、口金吐出孔はY型とし、その口金吐出孔長は0.5mmのものを用いた。紡出糸は800m/分で引き取り、次いで、1段目の延伸倍率を1.4倍、トータル倍率を4.0倍の条件で2段延伸を行い、さらにジェットノズルを用いて捲縮を付与してから450dtex、90フィラメントのカーペット用の嵩高加工糸を巻き取った。これの捲縮数は15個/mであり、良好な捲縮を示した。
【0064】
比較例9
比較例1で使用したポリ乳酸を用いた以外は、実施例10と同様にしてカーペット用嵩高加工糸を得た。これの捲縮数は6個/mであり、不充分な捲縮であった。
【0065】
実施例11
実施例1で得られたブレンドポリエステルチップを乾燥し、240℃に加熱された直径150mmのスクリューを備えた単軸押出機に投入して、溶融押出を行い、繊維焼結ステンレス金属フィルター内で濾過した後、Tダイよりシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷却ドラム上に、ドラフト比3で20m/分の速度で密着固化させ急冷し、実質的に無配向の未延伸フィルムを得た。
【0066】
続いて、該未延伸フィルムを、加熱された複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速差を利用して、85℃の温度でフィルムの縦方向に3.5倍の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をクリップで把持して、テンターに導き、延伸温度85℃、延伸倍率3.0倍でフィルムの幅方向に延伸した。次いで、160℃の温度で熱処理を行った後、室温まで冷却した後、フィルムエッジを除去し、厚さ20μmの二軸配向フィルムを得た。
【0067】
これの縦方向強度は100MPa、横方向強度は130MPa、縦方向熱収縮は0.5%、横方向熱収縮は0.5%であり、強度、収縮とも充分なものであった。なお、熱収縮は乾熱120℃雰囲気中に無荷重下30分間放置した時の寸法変化から求めた。また、90℃での強度は縦方向は45MPa、横方向が50MPaと充分なものであった。
【0068】
比較例10
比較例1で使用したポリ乳酸を用いた以外は、実施例11と同様にして、製膜を行ったが160℃での熱処理した際にポリ乳酸の部分融解が原因と考えられる破れが発生し、実質的に製膜不能であった。そこで、熱処理温度を160℃から140℃に低下させて製膜を行い、厚さ20μmの二軸配向フィルムを得た。
【0069】
これの縦方向強度は110MPa、横方向強度は150MPa、縦方向熱収縮は2.5%、横方向熱収縮は2.5%であり、強度は充分であったが、収縮が大きくなってしまった。さらに、90℃での強度は縦方向は10MPa、横方向が13MPaと高温力学特性が著しく劣るものであった。
【0070】
実施例12
実施例1で得られたブレンドポリエステルチップを乾燥し、240℃に加熱された直径150mmのスクリューを備えた単軸押出機に投入して、シリンダー温度240℃、金型温度40℃で射出成形し、縦100mm、横20mm、厚さ3mmの試験片を作製した。雰囲気温度120℃とし、これに支点間距離80mmで1kgの重りを30分間乗せたが、室温まで冷却した時の残留変形は無かった。
【0071】
比較例11
比較例1で使用したポリ乳酸を用い、押出機温度およびシリンダー温度を220℃とした以外は、実施例12と同様にして試験片を作製した。雰囲気温度120℃とし、これに支点間距離80mmで1kgの重りを30分間乗せたが、室温まで冷却した時に顕著な残留変形が見られた。
【0072】
実施例13
脂肪族ポリエステルとして実施例1で用いたポリ乳酸とポリブチレンサクシネート(昭和高分子“ビオノーレ”融点118℃)を3:1でブレンドしたものを用い、これに実施例1と同様に共重合PETを20重量%ブレンドしたブレンドポリエステルチップを235℃で作製した。そして、やはり実施例1と同様にして、84dtex、36フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。これの90℃での強度は0.7cN/dtex、0.5cN/dtex応力下での伸びは12%と充分な高温力学特性を有していた。
【0073】
実施例14
脂肪族ポリエステルとして実施例13のポリブチレンサクシネートを用いた以外は、実施例1と同様にして、84dtex、36フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。これの90℃での強度は0.7cN/dtex、0.5cN/dtex応力下での伸びは14%と充分な高温力学特性を有していた。
【0074】
比較例12
実施例13のポリブチレンサクシネートを比較例1と同様に220℃で溶融紡糸し、さらに延伸倍率2.2倍、延伸温度75℃、熱セット温度85℃で延伸・熱処理することにより84dtex、36フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。これの90℃での強度は0.2cN/dtexと高温力学特性が著しく劣るものであった。
【0075】
【発明の効果】
本発明の脂肪族ポリエステルに特定の芳香族ポリエステルがブレンドされていることを特徴とするポリエステル樹脂組成物を使用することにより、脂肪族ポリエステルの欠点であった高温力学特性や耐熱性を大幅に向上することができ、脂肪族ポリエステルの用途展開を大きく拡げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブレンドポリエステル内の特定の芳香族ポリエステルと脂肪族ポリエステルのブレンド状態を示すTEM写真である。(図1(a)はTEM写真の複写、図1(b)はTEM写真。)
【図2】本発明および従来ポリ乳酸繊維の90℃での強伸度曲線を示す図である。
【図3】従来ポリ乳酸繊維およびナイロン6繊維の強伸度曲線を示す図である。
【図4】紡糸、延伸装置を示す図である。
【符号の説明】
1:スピンブロック
2:紡糸パック
3:口金
4:チムニー
5:糸条
6:集束給油ガイド
7:交絡ガイド
8:第1引き取りローラー
9:第2引き取りローラー
10:巻き取り糸
11:未延伸糸
12:フィードローラー
13:第1ローラー
14:第2ローラー
15:第3ローラー
16:延伸糸
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyester resin composition excellent in high-temperature mechanical properties in which an aromatic polyester is blended with an aliphatic polyester.
[0002]
[Prior art]
Recently, there has been a strong demand for the development of polymer materials that can be decomposed in the natural environment in response to environmental problems on a global scale, and research and development of various polymers such as aliphatic polyesters and attempts to put them into practical use are active. It has become. Attention has been focused on polymers that are degraded by microorganisms, that is, biodegradable polymers.
[0003]
On the other hand, most of the conventional polymers are made from petroleum resources, but they have been stored in the ground since the geological era due to the fact that the petroleum resources will be depleted in the future and that they are consumed in large quantities. There is concern that carbon dioxide will be released into the atmosphere and global warming will become more serious. However, if a polymer can be synthesized using plant resources that grow by taking in carbon dioxide from the atmosphere, it is possible not only to suppress global warming by carbon dioxide circulation, but also to solve the problem of resource depletion at the same time. . For this reason, attention has been focused on polymers using plant resources as raw materials, that is, polymers using biomass.
[0004]
From the above two points, biodegradable polymers using biomass attract great attention and are expected to replace conventional polymers made from petroleum resources. However, biodegradable polymers using biomass generally have problems such as low mechanical properties and heat resistance and high cost. As a biodegradable polymer utilizing biomass that can solve these problems, polylactic acid, which is a kind of aliphatic polyester, is currently attracting the most attention. Polylactic acid is a polymer made from lactic acid obtained by fermenting starch extracted from plants. Among biodegradable polymers using biomass, it has the best balance of mechanical properties, heat resistance, and cost. Development of resin products, fibers, films, sheets, and the like using this has been performed at a rapid pitch.
[0005]
However, even the most promising polylactic acid has several drawbacks compared to conventional petroleum-based polymers. Among these, a large thing is that the high-temperature mechanical properties are poor. Here, poor high temperature mechanical properties mean that the glass transition temperature (Tg) Indicates that it softens rapidly when it exceeds 60 ° C. For example, when a tensile test of polylactic acid fiber is performed at a different temperature, it softens rapidly from around 70 ° C., shows a shape close to flow at 90 ° C., and the dimensional stability is greatly reduced (FIG. 3). On the other hand, in nylon 6 which is a conventional polymer, such softening phenomenon is gradual and exhibits sufficient mechanical properties even at 90 ° C. (FIG. 3).
[0006]
Since polylactic acid has poor mechanical properties at high temperatures as described above, various problems have actually occurred. For example, a dashboard for automobiles made by injection molding of polylactic acid is softened at 60 to 70 ° C., so that there is a problem that it is easily deformed at a car interior temperature of 80 to 100 ° C. in summer. In addition, the fiber has the following problems.
For example, when polylactic acid fibers are used for warp of a woven fabric, the yarn is glued for the purpose of improving the weaving property of the yarn and improving the weaving property. There was a problem of stretching. In addition, when false twist is applied to the polylactic acid fiber, the yarn softens rapidly on the hot plate, so the yarn does not twist and the crimp characteristics are inferior, and the yarn breaks on the hot plate, In some cases, false twisting itself becomes difficult. In addition, due to such troubles on the hot plate, the hot plate temperature can only be raised to 110 ° C at most, and not only the crimping property is low due to insufficient heat setting, but also the shrinkage rate of the yarn in boiling water It was also difficult to reduce (boiling) to a practical level of 20% or less.
[0007]
Furthermore, aliphatic polyester generally has a low melting point, and even polylactic acid, which is the highest melting point, is about 170 ° C. For example, when a fabric made of polylactic acid fiber is ironed, a hole is formed in the fabric due to melting of the polylactic acid fiber. There was a problem.
[0008]
Due to the above problems, aliphatic polyesters such as polylactic acid have a great limitation in application development. For this reason, aliphatic polyesters with improved mechanical properties and melting points at high temperatures have been desired.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a polyester resin composition mainly composed of an aliphatic polyester, which has not been heretofore provided with excellent high-temperature mechanical properties and heat resistance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  Above purposeThe fatThe aliphatic polyester is blended with 5 to 40% by weight of an aromatic polyester obtained by copolymerizing 2 to 15 mol% or 2 to 15% by weight of a diol component having 6 or more carbon atoms with respect to the total amount of carboxylic acid. This is achieved by the polyester resin composition.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The aliphatic polyester as used in the present invention refers to a polymer in which aliphatic alkyl chains are linked by an ester bond, and examples thereof include polylactic acid, polyhydroxybutyrate, polybutylene succinate, polyglycolic acid, and polycaprolactone. It is done. Of these, polylactic acid is most preferred as described above.
Polylactic acid refers to a product obtained by polymerizing lactic acid, and the optical purity of L-form or D-form is preferably 90% or higher because of its high melting point. Moreover, in the range which does not impair the property of polylactic acid, you may copolymerize components other than lactic acid, or may contain additives, such as a polymer other than polylactic acid, particle | grains, a flame retardant, and an antistatic agent. However, from the viewpoint of biomass utilization and biodegradability, it is important that the lactic acid monomer is 50% by weight or more as a polymer. The lactic acid monomer is preferably 75% by weight or more, more preferably 96% by weight or more. Further, the molecular weight of the polylactic acid polymer is preferably 50,000 to 500,000 in terms of weight average molecular weight, which is preferable because of a good balance between mechanical properties and moldability.
[0012]
The aromatic polyester referred to in the present invention means a polyester containing an aromatic ring in the main chain or side chain, for example, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene terephthalate (PPT), polybutylene terephthalate (PBT), polyhexamethylene. Examples include terephthalate (PHT). However, since homo-PET and homo-PBT generally have low compatibility with aliphatic polyesters, polymer blending with aliphatic polyesters has been virtually impossible. For this reason, in order to enhance the compatibility between the aromatic polyester and the aliphatic polyester, it is important to introduce aliphaticity into the main chain or side chain of the aromatic polyester. More specifically, it is important that the aromatic polyester has a diol component having 6 or more carbon atoms, or that the aromatic polyester is copolymerized with a diol component having 6 or more carbon atoms and / or a dicarboxylic acid component. As the copolymer component, a long alkyl chain, a bisphenol A derivative, and the like are preferable. Examples of the long-chain alkyl chain include alkylene diols and long-chain dicarboxylic acids. Here, the alkylene diol includes, for example, alkylene oxide polymers and oligomers such as polyethylene glycol, and diols having a large number of carbon atoms such as neopentyl glycol and hexamethylene glycol. Examples of the long chain dicarboxylic acid include adipic acid and sebacic acid. The copolymerization ratio is preferably 2 to 15 mol% or 2 to 15% by weight based on the total amount of carboxylic acid in the case of diol and the total amount of diol in the case of dicarboxylic acid. For convenience, the aromatic polyester having 6 or more carbon atoms of the diol component or the aromatic polyester copolymerized with a diol component having 6 or more carbon atoms and / or a dicarboxylic acid to be used in the present invention will be simply specified below. Of aromatic polyester ”.
[0013]
Furthermore, since the melting point of the aliphatic polyester is generally 170 ° C. or lower, considering that the blending temperature should be lowered as much as possible, it is possible to lower the melting point by further copolymerizing a specific aromatic polyester with isophthalic acid or the like. preferable. The melting point of the specific aromatic polyester is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 230 ° C. or lower. However, the melting point of the specific aromatic polyester is preferably 170 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, from the viewpoint of improving the heat resistance of the blend polyester resin in which the specific aromatic polyester is blended with the aliphatic polyester or a molded product thereof. It is.
[0014]
Moreover, in order to improve the moldability and the dimensional stability of the molded polyester resin obtained by blending a specific aromatic polyester with an aliphatic polyester, the blended polyester resin is preferably crystalline. For this reason, it is preferable that the specific aromatic polyester to be blended is also crystalline. In addition, if a melting peak can be observed in the differential scanning calorimeter (DSC) measurement, it can be determined that the polymer is crystalline.
[0015]
In consideration of the biodegradability of the blended polyester resin, it is important that the blend ratio of the specific aromatic polyester is 40% by weight or less based on the whole blended polyester resin. On the other hand, considering the point of improving the high-temperature mechanical properties, it is important that the blend ratio of the specific aromatic polyester is 5% by weight or more. The blend ratio of the specific aromatic polyester is preferably 15 to 30% by weight.
[0016]
In the present invention, the reason why the high temperature mechanical properties are improved is considered as follows. That is, in general, aliphatic polyesters such as polylactic acid are considered to have low high-temperature mechanical properties because the interaction between the molecular chains is weak and the molecular chains are easy to slip through. Therefore, the high-temperature mechanical properties of the blended polyester resin are improved by supporting the aliphatic polyester molecular chain by strongly restraining the aliphatic polyester molecular chain by the strong interaction between the aromatic rings of a specific aromatic polyester. It is thought that.
[0017]
For this, crystallization of certain aromatic polyesters or high TgIs preferably used. Also, crystallization or high TgIn order to sufficiently exhibit the effect, it is preferable that the specific aromatic polyester and the aliphatic polyester are appropriately compatible. Here, moderately compatible means that a specific aromatic polyester and an aliphatic polyester are phase-separated and adopt a so-called sea-island structure, but the aliphatic polyester penetrates to a certain extent in a specific aromatic polyester domain. It points to what you are doing. If such a unique blend state can be realized, the specific aromatic polyester can strongly restrain the aliphatic polyester. This state can be confirmed, for example, by observing a slice of the blended polyester molded body with a transmission electron microscope (TEM) and comparing the charged ratio of the aliphatic polyester and the specific aromatic polyester with the sea-island ratio obtained by TEM observation. Can do. Information can also be obtained from long period measurements by small angle X-ray scattering.
[0018]
For example, in the blended fiber system of polylactic acid 80% by weight and copolymerized PET 20% by weight shown in Example 1, the sea-island ratio obtained by TEM observation (FIG. 1) is 45 area%: 55 area%, and the charging ratio Compared with the predicted area ratio of 81% by area to 19% by sea area, the island ratio is significantly higher, suggesting that polylactic acid penetrates into the copolymerized PET domain. Moreover, the long period of the copolymerized PET is usually about 10 nm, but in Example 1, it is 19 nm, which is about twice as long, and it can be interpreted that the copolymerized PET molecular chain partially sandwiches the polylactic acid molecular chain.
[0019]
On the other hand, if a specific aromatic polyester and aliphatic polyester are completely compatible with each other at the molecular level, the moldability is good.gT as a blended polyester due to the additivity ofgIn some cases, the increase is small, the restraining effect of the specific aromatic polyester as described above is not exhibited, and the high-temperature mechanical properties cannot be improved.
[0020]
In addition, when a specific aromatic polyester and an aliphatic polyester are so-called incompatible, the aliphatic polyester cannot penetrate into a specific aromatic polyester domain, and the above-described effects are not exhibited, and high temperature mechanical properties Cannot be improved. Furthermore, in incompatible systems, the elastic behavior based on phase separation often develops strongly, and the moldability of the blended polyester is significantly impaired. Conventionally, homo-PET, homo-PBT, and aliphatic polyester are incompatible with each other, and polymer blending is virtually impossible.
[0021]
Thus, in order to achieve both high-temperature mechanical properties and moldability, the so-called blended state has a sea-island structure, and the island domain size is at least partly 0.001 to 10 μm in terms of diameter. It is preferable. In particular, in the case of fibers and films, it is preferable that at least part of the island domain size is 0.001 to 1 μm in terms of diameter. Here, the island domain size can be measured by slicing the blended polyester resin or a molded product thereof and observing with a TEM. In addition, it is also preferable from the viewpoint of improving moldability that a part of the blended polyester adopts a structure in which sea islands are difficult to distinguish between the sea and islands of the sea island structure. For example, in Example 1 described above, such a state can be observed in the fiber inner layer portion (FIG. 1).
[0022]
Since the polyester resin composition of the present invention is excellent in moldability, it is not only used for ordinary resin molding such as injection molding, extrusion molding, and blow molding, but more advanced melting such as fiberization by spinning and film formation by film formation. It can also be applied to molding. Usually, glass fiber blends are used to improve the performance of resins. However, since the size of glass fibers is on the order of micron or more, when applied to fibers or films, the fiber diameter or film thickness is exceeded. Thus, it was practically impossible to produce yarn or film. However, in the blended polyester of the present invention, the specific aromatic polyester to be blended is sub-micron order or less, so that there is no such problem, and it can greatly contribute to the enhancement of the performance and the use of the aliphatic polyester. . In particular, fibers and fiber products are preferable because secondary processing using them is easy.
[0023]
In the fiber using the polyester resin composition of the present invention, the strength at room temperature is preferably 1.0 cN / dtex or more in order to keep the process passability and the mechanical strength of the product sufficiently high. The strength at room temperature is preferably 2.0 cN / dtex or more. Further, it is preferable that the elongation of the fiber of the present invention at room temperature is 15 to 70%, since the process passability when making the fiber product is improved. The elongation at room temperature is more preferably 25 to 50%.
[0024]
In the polylactic acid fiber which is a representative example of the aliphatic polyester, as described above, at 90 ° C., it becomes a strong elongation curve shape (FIG. 3) close to flow, and the strength becomes 0.5 cN / dtex or less. The fiber of the present invention can raise the strength to 0.7 cN / dtex or more even at 90 ° C., and the creep characteristics can be greatly improved. As the creep property, the elongation under 0.5 cN / dtex stress at 90 ° C. is used as an index. In the fiber of the present invention, this can be made 15% or less. Here, elongation at 90 ° C under 0.5cN / dtex stress is obtained by conducting a tensile test on the fiber at 90 ° C and reading the elongation at a stress of 0.5cN / dtex in the strong elongation curve diagram. (Fig. 2). The elongation at 90 ° C. under 0.5 cN / dtex stress is preferably 10% or less. Further, if the strength at 90 ° C. is 0.7 cN / dtex or more, the strength at high temperature of the fiber product made of polylactic acid fiber can be improved, which is preferable. The strength at 90 ° C. is more preferably 1.0 cN / dtex or more.
[0025]
In the fiber of the present invention, if the boiling yield is 0 to 20%, the dimensional stability of the fiber and the fiber product is good and preferable. The boiling yield is preferably 3-10%.
[0026]
Regarding the cross-sectional shape of the fiber of the present invention, a round cross-section, a hollow cross-section, a multi-leaf cross-section such as a trilobal cross-section, and other irregular cross-sections can be freely selected. The form of the fiber is not particularly limited, such as long fiber or short fiber. In the case of long fiber, it may be multifilament or monofilament.
[0027]
The fiber of this invention can take the form of various textile products, such as hot compression molded objects, such as a cup and a board, besides a textile fabric, a knitted fabric, and a nonwoven fabric.
[0028]
The polyester resin composition of the present invention can be suitably used for cases, boards, life materials, vehicle materials, industrial materials, etc. in resin molding applications. Also, in textile applications, not only garments such as false twisting yarns, shirts, blousons, and pants, but also clothing materials such as cups and pads, interiors such as curtains, carpets, mats, and furniture, vehicle interiors, and belts. , Nets, ropes, heavy cloths, bags, sewing threads, felts, non-woven fabrics, filters, artificial turf, and other industrial materials. In addition, in film and sheet applications, it can be suitably used for packaging materials, labels, living materials such as wrap films, and industrial materials such as separators.
[0029]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. In addition, the measuring method in an Example used the following method.
[0030]
A. Weight average molecular weight of aliphatic polyester
Tetrahydrofuran was mixed with the chloroform solution of the sample to obtain a measurement solution. This was measured by GPC, and the weight average molecular weight was calculated in terms of polystyrene.
[0031]
B. Intrinsic viscosity of aromatic polyester [η]
Measured in orthochlorophenol at 25 ° C.
[0032]
C. Strength and elongation at room temperature
At room temperature (25 ° C.), an initial sample length = 200 mm, a pulling rate = 200 mm / min, and a load-elongation curve was obtained under the conditions shown in JIS L1013. Next, the load value at the time of breaking was divided by the initial fineness, which was taken as the strength, the elongation at break was divided by the initial sample length, and a strong elongation curve was obtained as the elongation.
[0033]
D. Elongation at 90 ° C under 0.5 cN / dtex stress
At a measurement temperature of 90 ° C., a strong elongation curve was obtained in the same manner as in C above, and the elongation at 0.5 cN / dtex was read to determine the elongation at 90 ° C. under a 0.5 cN / dtex stress.
[0034]
E. Strength at 90 ° C
At a measurement temperature of 90 ° C., a strong elongation curve was obtained in the same manner as D above, and the load value was divided by the initial fineness to obtain the strength at 90 ° C.
[0035]
F. Boiling
Boiling (%) = [(L0-L1) / L0)] x 100 (%)
L0: Original length of the skein measured with an initial load of 0.09 cN / dtex after scraping the drawn yarn
L1: The skein measured at L0 was treated in boiling water for 15 minutes in a substantially load-free state, and after air drying, the skein length under an initial load of 0.09 cN / dtex
G. Polymer TgAnd melting point
T with 2nd run using PERKIN ELMER DSC-7gAnd the melting point was measured. At this time, the sample weight was 10 mg, and the temperature elevation rate was 16 ° C./min.
[0036]
H. Observation of blended state of blended polyester
An ultrathin slice was cut in the cross-sectional direction of the blended fiber, and the blended state of the polyester was observed with a transmission electron microscope (TEM).
[0037]
TEM equipment: Hitachi H-7100FA type
Condition: Acceleration voltage 100kV
Here, as the size of the island domain, the domain was assumed to be a circle, and the size was calculated in terms of diameter from the area. The sea-island ratio was calculated using image analysis software.
[0038]
I. Wide angle X-ray diffraction
Using a 4036A2 type X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Corporation, the diffraction intensity in the equator direction was measured under the following conditions.
[0039]
X-ray source: Cu-Kα ray (Ni filter)
Output: 40kV x 20mA
Slit: 2mmφ-1 ° -1 °
Detector: Scintillation counter
Counting recording device: RAD-C type manufactured by Rigaku Corporation
Step scan: 0.05 ° step
Integration time: 2 seconds
J. et al. Small angle X-ray scattering
A small angle X-ray scattering photograph was taken using a RU-200 type X-ray generator manufactured by Rigaku Corporation.
[0040]
X-ray source: Cu-Kα ray (Ni filter)
Output: 50kV x 150mA
Slit: 0.5mmφ
Camera radius: 405mm
Exposure time: 300 minutes
Film: Kodak DEF-5
The long period was calculated from the distance r (mm) between the scattering points on the photograph using the Bragg equation.
[0041]
    J = λ / 2sin [{tan-1(r / R)} / 2]
    J: Long period (nm)
    R: Camera radius (405mm)
    λ: X-ray wavelength (0.15418 nm)
  K. Crimp characteristics and CR value of false twisted yarn
  The false twisted yarn was scraped off, treated in boiling water for 15 minutes in a substantially load-free state, and air-dried for 24 hours. The sample was immersed in water under a load equivalent to 0.088 cN / dtex (0.1 gf / d), and the skein length L′ 0 after 2 minutes was measured. Then underwaterso 0The skein length L′ 1 after 2 minutes was measured after exchanging with a fine load equivalent to .0018 cN / dtex (2 mgf / d). And CR value was calculated by the following formula.
[0042]
CR (%) = [(L'0-L'1) / L'0] x 100 (%)
L. Number of crimps of crimped yarn
The crimped yarn was freely shrunk in 100 ° C hot water in a substantially load-free state, and then the number of crimps was counted.
[0043]
Example 1
As a specific aromatic polyester, a copolymer PET (melting point 220 ° C.) having an intrinsic viscosity of 0.65 obtained by copolymerizing 6 mol% of bisphenol A ethylene oxide adduct and 6 mol% of isophthalic acid, and this and a homopoly L having a weight average molecular weight of 150,000 are used. Lactic acid (optical purity 99% L lactic acid) was melt blended at 235 ° C. using a biaxial kneader to obtain a blended polyester chip. At this time, the blending ratio of the copolymerized PET was 20% by weight with respect to the blended polyester. T of this blend polyester chipgWas approximately equal to 61 ° C. and 60 ° C. for homopoly-L-lactic acid. This blended polyester chip is dried, melt-spun at a spinning temperature of 235 ° C., and the spun yarn 5 is cooled and solidified with a cooling air of 25 ° C. by the chimney 4, and then a fiber oil agent is applied by the converged oil supply guide 6. Then, the yarn was entangled by the entanglement guide 7 (FIG. 4). There was no problem with the melt spinnability, and there was no yarn breakage after 100 kg winding. Then, after taking up with the non-heated 1st take-up roller 8 of the peripheral speed of 1500 m / min, it wound up via the non-heated 2nd take-up roller 9. This yarn was preheated at 90 ° C on the first roller 13 and then stretched 2.8 times, heat-set at 130 ° C on the second roller 14, wound up through the non-heated third roller 15, 84 dtex, 36 filaments A drawn yarn 16 having a round cross section was obtained. There was no problem with the stretchability here, and there was no yarn breakage after 100 kg winding.
[0044]
The strength elongation curve of the obtained fiber at 90 ° C is shown in Fig. 2, and the physical properties are shown in Table 1. The yield stress is higher than that of the conventional polylactic acid fiber (Comparative Example 1), and the mechanical properties at 90 ° C are It was greatly improved. Further, when wide-angle X-ray diffraction was performed, it was confirmed that the PET portion was oriented and crystallized. Further, when the long period was measured by small-angle X-ray scattering, it was significantly increased compared with 19 nm and 10 nm of the copolymerized PET single yarn (Reference Example 1). Further, when TEM observation of the cross section of the yarn was performed, a uniformly distributed sea island structure was adopted as shown in FIG. 1, and the domain size of the island was in the submicron order in terms of diameter. Furthermore, there was a part where the sea islands were reversed, suggesting excellent compatibility. In addition, the sea-island ratio determined by image analysis is 45 area%: 55 area%, and the island ratio is much larger than 81 area%: 19 area% predicted from the preparation ratio, and polylactic acid is a copolymerized PET domain. It seemed that the ratio of Kamijima seemed to increase after invading. Furthermore, since the long-period structure of the PET part is 19 nm, which is about twice that of the copolymerized PET single thread of 10 nm, the PET molecular chain is thought to be strongly constrained by sandwiching the polylactic acid molecular chain. .
[0045]
Furthermore, this fiber was knitted and ironed at 180 ° C. However, there was no hole in the knitted fabric, and heat resistance was significantly improved compared to the conventional polylactic acid fiber (Comparative Example 1). It was.
[0046]
Reference example 1
The copolymerized PET used in Example 1 was melt spun at a spinning temperature of 280 ° C. in the same manner as in Example 1, and then stretched and heat-treated at a stretching ratio of 3.0 times, a stretching temperature of 90 ° C., and a heat setting temperature of 130 ° C., 84 dtex, A 36 filament round cross-section drawn yarn was obtained. When the small-angle X-ray scattering was measured, the long period was 10 nm.
[0047]
Example 2
Except that the blending ratio of the copolymerized PET was 35% by weight, spinning and drawing were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a drawn yarn having 84 dtex, 72 filaments and a round cross section. The physical property values thereof are shown in Table 1. The mechanical properties at 90 ° C. were significantly improved as compared with the conventional polylactic acid fiber (Comparative Example 1).
[0048]
Example 3
Except that the blending ratio of copolymerized PET was set to 10% by weight, spinning and drawing were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a drawn yarn having 84 dtex, 144 filaments and a round cross section. The physical property values are shown in Table 1. The mechanical properties at 90 ° C. were greatly improved as compared with the conventional polylactic acid fiber (Comparative Example 1).
[0049]
Example 4
As a specific aromatic polyester, a copolymerized PET (melting point 240 ° C.) having an intrinsic viscosity of 0.55 obtained by copolymerizing 4% by weight of polyethylene glycol having a molecular weight of 1000 and 6 mol% of isophthalic acid, and this is homopoly L having a weight average molecular weight of 200,000. Lactic acid (optical purity 99% L lactic acid) was melt blended at 250 ° C. using a biaxial kneader to obtain a blended polyester chip. At this time, the blending ratio of the copolymerized PET was 20% by weight with respect to the blended polyester. This blended polyester chip was dried, and spinning and drawing were carried out in the same manner as in Example 1 except that the spinning temperature was 250 ° C. to obtain a drawn yarn having 164 dtex, 48 filaments and a round cross section. The physical property values thereof are shown in Table 1. The mechanical properties at 90 ° C. were significantly improved as compared with the conventional polylactic acid fiber (Comparative Example 1).
[0051]
Comparative Example 1
The polylactic acid used in Example 1 was dried, melt-spun at 220 ° C., and the spun yarn 5 was cooled and solidified by a chimney 4 with a cooling air of 25 ° C., and then the fiber was fed by a focused oiling guide 6. The oil was applied and entangled with the yarn by the entanglement guide 7 (FIG. 4). Thereafter, the yarn was taken up by the non-heated first take-up roller 8 at a peripheral speed of 1500 m / min, and then wound around the non-heated second take-up roller 9. The undrawn yarn 11 was preheated at a first roller 13 temperature of 90 ° C., then drawn 2.8 times, heat-set at 130 ° C. with a second roller 14, wound through an unheated third roller 15, and 84 dtex , 24 filaments, drawn yarn having a round cross section was obtained. The strong elongation curve at 90 ° C. is shown in FIG. 2 and the physical properties are shown in Table 1. The mechanical properties at 90 ° C. were low. Further, this fiber was knitted and ironed at 180 ° C., but due to melting of the polylactic acid fiber, a large hole was formed in the knitted fabric, and the heat resistance was poor.
[0052]
Comparative Example 2
A blended polyester chip was obtained by melt blending at 280 ° C. using a biaxial kneader in the same manner as in Example 4 except that homo-PET having an intrinsic viscosity of 0.55 was used as the aromatic polyester. Here, the blend ratio of homo-PET was 10% by weight with respect to the blended polyester. However, the compatibility between homo-PET and polylactic acid was poor, so a clean gut could not be produced and the chip quality was poor. Furthermore, since the melt blending temperature was too high, fuming due to decomposition of polylactic acid was observed. This blended polyester chip was dried and melt spun at a spinning temperature of 280 ° C. in the same manner as in Example 4. However, because of the poor compatibility of homo-PET and polylactic acid, rubber-like elastic behavior was strongly developed, and It was poor in spinning and could not be spun. When the ejected material obtained here was sliced and observed by TEM, homo-PET and polylactic acid were completely phase-separated.
[0053]
Comparative Example 3
A homo-PBT having an intrinsic viscosity of 0.85 was used as the aromatic polyester and melt blended with polylactic acid at 250 ° C. in the same manner as in Comparative Example 2. Here, the blend ratio of homo PBT was 10% by weight with respect to the blended polyester. However, as in Comparative Example 3, the compatibility between homo-PBT and polylactic acid was poor, so a clean gut was not produced and the chip quality was poor. This blended polyester chip was dried and melt spun at a spinning temperature of 250 ° C. in the same manner as in Comparative Example 3. However, because of the poor compatibility between homo-PBT and polylactic acid, rubber-like elastic behavior was strongly developed, and the kite yarn It was poor in spinning and could not be spun. When the ejected material obtained here was sliced and observed by TEM, homo-PET and polylactic acid were completely phase-separated.
[0054]
Comparative Example 4
High T completely compatible with polylactic acid at the molecular levelgAn example in which polymethyl methacrylate (PMMA) is blended with polylactic acid as a polymer is shown. PMMA (Sumitomo Chemical's Sumipex LG21, Tg= 105 ° C.) and dried, the polylactic acid used in Example 1 was melt blended at 220 ° C. using a twin-screw kneader to obtain a blend polymer chip. At this time, the blend ratio of PMMA was 50% by weight with respect to the blend polymer. T of this blend polymer chipgWas significantly improved compared to 75 ° C. and 60 ° C. of homopoly L-lactic acid. This blend polymer chip was dried and melt-spun as in Example 1 at a spinning temperature of 220 ° C. The pre-stretched unwound yarn 11 is preheated at a first roller 13 temperature of 90 ° C., then drawn by 1.7 times, heat-set at a second roller 14 at 130 ° C., and wound through an unheated third roller 15. , 100 dtex, 36 filament, drawn yarn 16 having a round cross section was obtained. The physical properties of this yarn are shown in Table 1. The room temperature strength was low, and the mechanical properties at 90 ° C. were also low. In this way, in the completely compatible system, TgT of blend polymergInsufficient improvement and high TgEven if it became, it did not necessarily lead to the improvement of high-temperature mechanical characteristics.
[0055]
Comparative Example 5
Polymerized by the method described in Example 2 of JP-A-2000-109664, aliphatic polyester carbonate having a weight average molecular weight of 190,000 (carbonate unit is 14%), dried optical purity 99%, and homopoly L having a weight average molecular weight of 200,000 Lactic acid was melt blended at 240 ° C. using a twin-screw kneader to obtain a blend polymer chip. At this time, the blend ratio of the aliphatic polyester carbonate was 50% by weight with respect to the blend polymer. T of this blend polymer chipgWas 65 ° C. This blend polymer chip was dried and melt spun in the same manner as in Example 4 except that the spinning temperature was 240 ° C. However, the thread breakage occurred frequently because the compatibility between the aliphatic polyester carbonate and polylactic acid was poor. The pre-wound unwound yarn is preheated at the first roller 13 temperature of 90 ° C., then drawn 1.5 times, heat-set at 130 ° C. with the second roller 14, and wound through the unheated third roller 15, Although a drawn yarn 16 having 100 dtex, 36 filaments and a round cross section was obtained, the drawability was poor and the yarn breakage occurred frequently. The physical properties of this yarn are shown in Table 1. The room temperature strength was low, and the mechanical properties at 90 ° C. were also poor.
[0056]
[Table 1]
Example 6
The polylactic acid fiber having excellent high-temperature mechanical properties obtained in Example 1 was subjected to friction disk false twisting at a draw ratio of 1.1 times, a heater temperature of 130 ° C., and a processing speed of 400 m / min. There was no problem in processability, and thread breakage and fluff did not occur. The CR value, which is an index of crimp characteristics, was 28%, which was sufficient for crimped yarn. Further, the boiling yield was 5%, which was sufficiently low.
[0057]
Example 7
Melt spinning was carried out at a spinning speed of 3000 m / min in the same manner as in Example 1 to obtain a highly oriented undrawn yarn. This was subjected to friction disk false twisting at a draw ratio of 1.5 times, a heater temperature of 130 ° C., and a processing speed of 400 m / min. There was no problem in processability, and thread breakage and fluff did not occur. Further, the CR value, which is an index of crimp characteristics, was 25%, which was sufficient as a false twisted yarn. Further, the boiling yield was 5%, which was sufficiently low.
[0058]
Comparative Example 6
The conventional polylactic acid fiber obtained in Comparative Example 1 was subjected to friction disk false twisting at a draw ratio of 1.3 times, a heater temperature of 130 ° C., and a processing speed of 400 m / min. It was. Next, when the hot plate temperature was lowered to 110 ° C. and processing was performed, there was still a problem with threading, but it was possible to wind the yarn. However, the CR value, which is an index of crimp characteristics, was 10% and there was almost no crimp. Furthermore, the boiling point was too high at 25% due to lack of heat setting.
[0059]
Example 8
A plain weave was prepared using the yarn obtained in Example 1 as warp and weft. The warp sizing and drying was performed at 110 ° C., but there was no trouble that the yarn was stretched. The obtained plain weave was scoured at 60 ° C. according to a conventional method, and then an intermediate set was applied at 140 ° C. Furthermore, it dye | stained at 110 degreeC according to the conventional method. The obtained fabric had a squeaky feeling and a soft feeling, and had an excellent texture for clothing.
[0060]
Comparative Example 7
A plain weave was prepared using the yarn obtained in Comparative Example 1 as warp and weft. The warp paste was dried at 110 ° C., but the yarn was stretched and could not be dried.
[0061]
Example 9
The blend polymer obtained in Example 1 was melt-spun, taken up at 1600 m / min to make a tow, and stretched 4 times in a 90 ° C. water bath. Then, after passing through a crimper, it was cut and subjected to relaxation heat treatment at 90 ° C. to obtain a cut fiber having a single yarn fineness of 6 dtex and a fiber length of 60 mm. This was hot compression molded at 220 ° C. to obtain a 3 mm thick board. This was cut into a width of 2 cm, the distance between the fulcrums was 50 cm, a 1 kg weight was placed on the center, and held at 100 ° C. for 20 minutes. After cooling, the weight was removed and the board was observed for residual warpage, but no warpage was found.
[0062]
Comparative Example 8
A board was obtained in the same manner as in Example 9 except that the polylactic acid used in Comparative Example 1 was used. When this was observed in the same manner as in Example 9, significant residual warpage was observed.
[0063]
Example 10
The blended polyester chip obtained in Example 1 was dried and melt-spun at 240 ° C. At this time, the nozzle discharge hole was Y-shaped, and the nozzle discharge hole length was 0.5 mm. The spun yarn is taken up at 800 m / min, then stretched in two stages under the condition that the first stage draw ratio is 1.4 times and the total ratio is 4.0 times, and further crimped using a jet nozzle and then 450 dtex Rolled up bulky yarn for 90-filament carpets. The number of crimps was 15 / m, indicating good crimps.
[0064]
Comparative Example 9
A bulky processed yarn for carpet was obtained in the same manner as in Example 10 except that the polylactic acid used in Comparative Example 1 was used. The number of crimps was 6 / m, which was insufficient.
[0065]
Example 11
The blended polyester chip obtained in Example 1 was dried, put into a single-screw extruder equipped with a 150 mm diameter screw heated to 240 ° C., melt-extruded, and filtered in a fiber sintered stainless metal filter. After that, the sheet is discharged from a T-die into a sheet shape, and the sheet is solidified and rapidly cooled on a cooling drum having a surface temperature of 25 ° C. at a draft ratio of 3 at a speed of 20 m / min. Got.
[0066]
Subsequently, the unstretched film is stretched at a magnification of 3.5 times in the longitudinal direction of the film at a temperature of 85 ° C. using a difference in peripheral speed of the roll by using a longitudinal stretching machine composed of a plurality of heated roll groups. did. Thereafter, both ends of the film were held with clips and led to a tenter, and stretched in the width direction of the film at a stretching temperature of 85 ° C. and a stretching ratio of 3.0. Next, heat treatment was performed at a temperature of 160 ° C., and after cooling to room temperature, the film edge was removed to obtain a biaxially oriented film having a thickness of 20 μm.
[0067]
The longitudinal strength was 100 MPa, the transverse strength was 130 MPa, the longitudinal heat shrinkage was 0.5%, and the transverse heat shrinkage was 0.5%. Both strength and shrinkage were sufficient. The heat shrinkage was obtained from the dimensional change when left in a dry heat 120 ° C. atmosphere for 30 minutes under no load. Further, the strength at 90 ° C. was sufficiently high at 45 MPa in the vertical direction and 50 MPa in the horizontal direction.
[0068]
Comparative Example 10
A film was formed in the same manner as in Example 11 except that the polylactic acid used in Comparative Example 1 was used. However, when heat treatment was performed at 160 ° C., a tear that might be caused by partial melting of polylactic acid occurred. The film could not be formed. Therefore, the film was formed by reducing the heat treatment temperature from 160 ° C. to 140 ° C. to obtain a biaxially oriented film having a thickness of 20 μm.
[0069]
The longitudinal strength was 110 MPa, the transverse strength was 150 MPa, the longitudinal heat shrinkage was 2.5%, and the transverse heat shrinkage was 2.5%. Although the strength was sufficient, the shrinkage increased. Furthermore, the strength at 90 ° C was 10MPa in the longitudinal direction and 13MPa in the lateral direction.
[0070]
Example 12
The blended polyester chip obtained in Example 1 was dried, put into a single screw extruder equipped with a 150 mm diameter screw heated to 240 ° C., and injection molded at a cylinder temperature of 240 ° C. and a mold temperature of 40 ° C. A test piece having a length of 100 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 3 mm was produced. The ambient temperature was 120 ° C, and a 1 kg weight was placed for 30 minutes at a fulcrum distance of 80 mm, but there was no residual deformation when cooled to room temperature.
[0071]
Comparative Example 11
A test piece was prepared in the same manner as in Example 12 except that the polylactic acid used in Comparative Example 1 was used and the extruder temperature and cylinder temperature were set to 220 ° C. The ambient temperature was 120 ° C, and a 1 kg weight was placed on the fulcrum at a distance of 80 mm for 30 minutes, but significant residual deformation was observed when cooled to room temperature.
[0072]
Example 13
As the aliphatic polyester, a blend of polylactic acid and polybutylene succinate used in Example 1 (Showa High Polymer “Bionore” melting point 118 ° C.) at a ratio of 3: 1 was used. A blended polyester chip blended with 20% by weight was prepared at 235 ° C. And in the same manner as in Example 1, 84 dtex, 36 filaments, drawn yarn having a round cross section was obtained. The strength at 90 ° C was 0.7cN / dtex, and the elongation under 0.5cN / dtex stress was 12%.
[0073]
Example 14
Except for using polybutylene succinate of Example 13 as the aliphatic polyester, a drawn yarn having 84 dtex, 36 filaments, and round cross section was obtained in the same manner as in Example 1. The strength at 90 ° C was 0.7 cN / dtex, and the elongation under 0.5 cN / dtex stress was 14%.
[0074]
Comparative Example 12
The polybutylene succinate of Example 13 was melt-spun at 220 ° C. as in Comparative Example 1, and further stretched and heat treated at a draw ratio of 2.2 times, a stretching temperature of 75 ° C., and a heat setting temperature of 85 ° C. to obtain 84 dtex, 36 filaments, A drawn yarn having a round cross section was obtained. The strength at 90 ° C was 0.2 cN / dtex, which was extremely inferior in high-temperature mechanical properties.
[0075]
【The invention's effect】
By using a polyester resin composition characterized in that a specific aromatic polyester is blended with the aliphatic polyester of the present invention, the high temperature mechanical properties and heat resistance, which were the disadvantages of the aliphatic polyester, are greatly improved. The application development of aliphatic polyester can be greatly expanded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a TEM photograph showing a blend state of a specific aromatic polyester and aliphatic polyester in a blended polyester of the present invention.(FIG. 1A is a copy of a TEM photograph, and FIG. 1B is a TEM photograph.)
FIG. 2 is a diagram showing a strong elongation curve at 90 ° C. of the present invention and a conventional polylactic acid fiber.
FIG. 3 is a diagram showing the strength and elongation curves of conventional polylactic acid fibers and nylon 6 fibers.
FIG. 4 is a view showing a spinning and drawing apparatus.
[Explanation of symbols]
      1: Spin block
      2: Spin pack
      3: Base
      4: Chimney
      5: Yarn
      6: Focused lubrication guide
      7: Confounding guide
      8: First take-up roller
      9: Second take-up roller
    10: Winding yarn
    11: Undrawn yarn
    12: Feed roller
    13: First roller
    14: Second roller
    15: Third roller
    16: drawn yarn

Claims (8)

脂肪族ポリエステルに、炭素数が6以上のジオール成分が全カルボン酸量に対し2〜15mol%あるいは2〜15重量%共重合された芳香族ポリエステルが5〜40重量%ブレンドされていることを特徴とするポリエステル樹脂組成物。  The aliphatic polyester is blended with 5 to 40% by weight of an aromatic polyester obtained by copolymerizing 2 to 15 mol% or 2 to 15% by weight of a diol component having 6 or more carbon atoms with respect to the total amount of carboxylic acid. A polyester resin composition. 芳香族ポリエステルが結晶性であり、融点が170〜250℃であることを特徴とする請求項1記載のポリエステル樹脂組成物。Aromatic polyester is crystalline, polyester resin composition according to claim 1 Symbol placement, wherein the melting point of 170 to 250 ° C.. 脂肪族ポリエステルがポリ乳酸であることを特徴とする請求項1記載のポリエステル樹脂組成物。The polyester resin composition of claim 1 Symbol placement, wherein the aliphatic polyester is polylactic acid. 請求項1記載のポリエステル樹脂組成物を少なくとも一部に有することを特徴とする成形体。Shaped body, characterized in that it comprises at least a portion of the polyester resin composition of claim 1 Symbol placement. 成形体が繊維または繊維製品であることを特徴とする請求項記載の成形体。The molded body according to claim 4, wherein the molded body is a fiber or a fiber product. 繊維が捲縮糸であることを特徴とする請求項記載の成形体。6. The shaped product according to claim 5 , wherein the fiber is a crimped yarn. 成形体がフィルムまたはシートであることを特徴とする請求項記載の成形体。The molded body according to claim 4, wherein the molded body is a film or a sheet. 成形体が射出成形体または押出成形体またはブロー成形体であることを特徴とする請求項記載の成形体。The molded body according to claim 4, wherein the molded body is an injection molded body, an extrusion molded body, or a blow molded body.
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