JP4214071B2 - Polyester fiber - Google Patents
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Description
本発明は、耐加水分解性に優れると共に、耐乾熱分解性にも優れ、抄紙ドライヤーキャンバス、不織布の熱接着工程用ベルト織物および熱処理炉内搬送ベルト用織物を代表とする各種工業用織物の構成素材として有用なポリエステル繊維に関するものである。 The present invention is excellent in hydrolysis resistance, dry heat decomposition resistance, and construction of various industrial fabrics represented by paper fabric dryer canvas, belt fabric for thermal bonding process of nonwoven fabric and fabric for conveyor belt in heat treatment furnace. The present invention relates to a polyester fiber useful as a material.
ポリエステル繊維は、優れた物性を有しているため、抄紙ドライヤーキャンバス、不織布の熱接着工程用ベルト織物、熱処理炉内搬送ベルト用織物およびタイヤコード用簾織物等の各種工業用織物の構成素材として広く使用されてきた。 Polyester fiber has excellent physical properties, so it can be used as a constituent material for various industrial fabrics such as paper-made dryer canvas, belt fabric for thermal bonding process of nonwoven fabric, fabric for conveyor belt in heat treatment furnace, and woven fabric for tire cord. Have been widely used.
しかしながら、ポリエステル繊維を高温・多湿など加水分解されやすい条件下で使用される用途、例えば抄紙ドライヤーキャンバスの構成素材として使用した場合は、使用中にポリエステル繊維が加水分解劣化により強度低下を起こすため、長期間の使用に耐えることが困難であった。 However, when the polyester fiber is used as a constituent material of a paper-making dryer canvas, for example, when it is used under conditions that are easily hydrolyzed such as high temperature and high humidity, the polyester fiber causes a decrease in strength due to hydrolysis degradation during use. It was difficult to withstand long-term use.
このようなポリエステル繊維の欠点である耐加水分解性を向上するために、従来から種々の提案がなされてきた。 In order to improve the hydrolysis resistance, which is a drawback of such polyester fibers, various proposals have heretofore been made.
例えば、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1,ポリスチレンなどのポリオレフィンを特定量添加したポリエステルモノフィラメント(例えば、特許文献1参照)が知られているが、この技術で得られるモノフィラメント、例えばポリエチレンを添加したポリエチレンテレフタレート製モノフィラメントは、耐加水分解性向上効果が小さく実用的ではない。 For example, a polyester monofilament (for example, see Patent Document 1) to which a specific amount of polyolefin such as polyethylene, polypropylene, polybutene, poly-4-methylpentene 1, and polystyrene is added is known. A monofilament made of polyethylene terephthalate to which polyethylene is added has little effect on improving hydrolysis resistance and is not practical.
また、カルボジイミド化合物を添加することによりポリエステルの耐加水分解性を向上せしめる方法が知られている。例えば、モノまたはビスカルボジイミド化合物を添加し、短時間で混練紡糸することにより未反応カルボジイミドを含有しないフィラメントを形成させる方法(例えば、特許文献2参照)、分子内に3個以上のカルボジイミド基を有するポリカルボジイミド化合物を添加する方法(例えば、特許文献3参照)、カルボキシル末端基がカルボジイミドとの反応でキャップされ、遊離のモノおよび/またはビスカルボジイミド化合物30〜200ppmと遊離のポリカルボジイミドまたはなお反応性を有するポリカルボジイミド基を含む反応生成物を少なくとも0.02重量%含有するポリエステル繊維およびフィラメント(例えば、特許文献4参照)が提案されている。 Moreover, the method of improving the hydrolysis resistance of polyester by adding a carbodiimide compound is known. For example, a method of forming a filament not containing unreacted carbodiimide by adding a mono- or biscarbodiimide compound and kneading and spinning in a short time (see, for example, Patent Document 2), having 3 or more carbodiimide groups in the molecule A method of adding a polycarbodiimide compound (see, for example, Patent Document 3), wherein the carboxyl end group is capped by reaction with carbodiimide, and 30 to 200 ppm of free mono and / or biscarbodiimide compound and free polycarbodiimide or still reactive Polyester fibers and filaments containing at least 0.02% by weight of a reaction product containing polycarbodiimide groups are proposed (see, for example, Patent Document 4).
さらに、特定量のリンを含むポリエステルに特定のカルボジイミド化合物を添加する工業用ポリエステルモノフィラメントの製造方法(例えば、特許文献5参照)、末端カルボキシル基濃度が10当量/ポリエステル106g以下であって、カルボジイミド化合物を未反応の状態で0.005〜1.5重量%含有し、かつ弗素系重合体を0.01〜30重量%含有したポリエステルモノフィラメント(例えば、特許文献6参照)、未反応のモノカルボジイミド化合物(A)を230ppm〜1.5重量%含有し、未反応のポリカルボジイミド化合物および/またはポリエステルのカルボキシル末端基と一部反応し、かつ未反応のカルボジイミド基を有するポリカルボジイミド化合物(B)を0.05〜1.5重量%含有するポリエステルモノフィラメント(例えば、特許文献7参照)、ポリマ成分が、末端カルボキシル基濃度が10当量/106g以下のポリエステル(A)99.8〜60重量%と、フッ素原子を含有しない熱可塑性ポリマ(B)0.2〜40重量%からなり、該ポリマ成分が未反応の状態のカルボジイミド化合物(C)を0.005〜1.5重量%含有するポリエステルモノフィラメント(例えば、特許文献8参照)、シンジオタクチック構造などのポリスチレンと未反応の状態のモノカルボジイミド化合物およびポリカルボジイミド化合物とを特定量含有するポリエステル組成物からなるモノフィラメント(例えば、特許文献9参照)、およびエチレン・アクリル酸エステル共重合体とカルボジイミド化合物を特定量添加したポリエステルモノフィラメント(例えば、特許文献10参照)などが提案され、種々の改善がなされてきた。 Furthermore, a method for producing an industrial polyester monofilament in which a specific carbodiimide compound is added to a polyester containing a specific amount of phosphorus (see, for example, Patent Document 5), the terminal carboxyl group concentration is 10 equivalents or 10 6 g or less of polyester, Polyester monofilament containing 0.005 to 1.5% by weight of a carbodiimide compound in an unreacted state and 0.01 to 30% by weight of a fluorine-based polymer (see, for example, Patent Document 6), unreacted mono Polycarbodiimide compound (B) containing 230 ppm to 1.5% by weight of carbodiimide compound (A), partially reacting with carboxyl end groups of unreacted polycarbodiimide compound and / or polyester, and having unreacted carbodiimide groups Containing 0.05 to 1.5% by weight of polyester mono Iramento (e.g., see Patent Document 7), polymer component, terminal carboxyl group concentration of 10 99.8 to 60 wt% eq / 10 6 g or less of the polyester (A), a thermoplastic polymer containing no fluorine atom (B ) Polyester monofilament comprising 0.2 to 40% by weight and containing 0.005 to 1.5% by weight of the carbodiimide compound (C) in which the polymer component is unreacted (for example, see Patent Document 8), syndiotactic A monofilament comprising a polyester composition containing a specific amount of polystyrene and an unreacted monocarbodiimide compound and polycarbodiimide compound such as a tic structure (see, for example, Patent Document 9), and an ethylene / acrylate copolymer and a carbodiimide Polyester monofilament with a specific amount of compound ( Eg to be proposed and Patent Document 10), various improvements have been made.
しかしながら、前記した各方法により耐加水分解性を改善したポリエステルモノフィラメントであっても、耐乾熱分解性の必要な用途、例えば抄紙ドライヤーの乾燥温度の高い工程における抄紙ドライヤーキャンバスの構成素材として使用しようとする場合や、紙の生産性を高める目的で乾燥温度を従来よりも高温化した抄紙ドライパートに使用される抄紙ドライヤーキャンバスおよび湿紙の接触しない一層高温に曝される耳部の構成素材として使用しようとする場合には、耐加水分解性がいまだに十分ではないばかりか、耐乾熱分解性も不十分であるという問題が残されており、高価なPPSモノフィラメントの使用を余儀なくされていたのが実情である。
本発明は、上述した従来技術における問題点を解決するために検討した結果なされたものであり、従来のものより一層優れた耐加水分解性を有すると共に、耐乾熱分解性にも優れ、抄紙ドライヤーキャンバス、不織布の熱接着工程用ベルト織物および熱処理炉内搬送ベルト用織物などを代表とする各種工業用織物の構成素材として有用なポリエステル繊維、の提供を目的とするものである。 The present invention has been made as a result of studies to solve the above-described problems in the prior art, has a hydrolysis resistance superior to that of the conventional one, and is also excellent in dry pyrolysis resistance, and is a papermaking dryer. The object of the present invention is to provide polyester fibers useful as constituent materials for various industrial fabrics, such as canvas, nonwoven fabric for thermal bonding of thermal bonding processes, and fabric for conveyor belt in heat treatment furnace.
本発明の目的を達成するために本発明によれば、ポリエステル以外の成分として、エチレンと1-オクテンとの共重合体0.3〜20重量%、モノカルボジイミド化合物0.01〜1.5重量%、ポリカルボジイミド化合物0〜3重量%およびフェノール系抗酸化剤を0〜2重量%含有するポリエステル繊維であって、カルボキシル末端基濃度が10当量/ポリエステル繊維106g以下であり、前記ポリカルボジイミド化合物が、このポリカルボジイミド化合物中の未反応のカルボジイミド基(D1)と、ポリエステルのカルボキシル末端基および/またはヒドロキシル末端基とが一部反応しているカルボジイミド基(D2)との合計[(D1)+(D2)]で1分子中に5〜100個のカルボジイミド基を含有することを特徴とするポリエステル繊維が提供される。 In order to achieve the object of the present invention, according to the present invention, as a component other than polyester, a copolymer of ethylene and 1-octene is 0.3 to 20% by weight, a monocarbodiimide compound is 0.01 to 1.5% by weight. %, A polyester fiber containing 0 to 3% by weight of a polycarbodiimide compound and 0 to 2% by weight of a phenolic antioxidant, wherein the carboxyl end group concentration is 10 equivalents or less than 10 6 g of polyester fiber, and the polycarbodiimide The compound is the sum of the unreacted carbodiimide group (D1) in the polycarbodiimide compound and the carbodiimide group (D2) in which the carboxyl end group and / or hydroxyl end group of the polyester are partially reacted [(D1) + (D2)] containing 5 to 100 carbodiimide groups in one molecule Steal fiber is provided.
なお本発明のポリエステル繊維においては、
前記エチレンと1-オクテンとの共重合体の、DSC法(窒素ガス中、昇温速度10℃/分)融点が50℃以上、かつショアA硬度(ASTM D−2240に準拠)が70以上であること、
前記モノカルボジイミド化合物が、N,N´−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドであること、
前記ポリカルボジイミド化合物が、カルボジイミド基に対して、フェニル基のオルトの位置がイソプロピル基で置換された芳香族ポリカルボジイミド化合物であること、
前記フェノール系抗酸化剤が、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンであること、および
繊維がモノフィラメントであること
が、いずれも好ましい条件であり、これらの条件の少なくとも一つの条件を満たすことによって、一層優れた効果の取得を期待することができる。
In the polyester fiber of the present invention,
The copolymer of ethylene and 1-octene has a DSC method (in nitrogen gas, heating rate 10 ° C./min) melting point of 50 ° C. or higher and a Shore A hardness (according to ASTM D-2240) of 70 or higher. There is,
The monocarbodiimide compound is N, N′-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide,
The polycarbodiimide compound is an aromatic polycarbodiimide compound in which the ortho position of the phenyl group is substituted with an isopropyl group with respect to the carbodiimide group,
The phenolic antioxidant is tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, and the fiber is a monofilament. Is also a preferable condition, and by satisfying at least one of these conditions, it can be expected to obtain a more excellent effect.
また、本発明のポリエステル繊維は、工業用織物の少なくとも一部の構成素材として使用するためのものであることを特徴とし、なかでも前記工業用織物が抄紙ドライヤーキャンバス、不織布の熱接着工程用ベルト織物および熱処理炉内搬送ベルト用織物から選ばれた少なくとも1種である場合に最良の効果を発揮する。 Further, the polyester fiber of the present invention is for use as a constituent material of at least a part of an industrial fabric, and in particular, the industrial fabric is a papermaking dryer canvas, a belt for a thermal bonding process of a nonwoven fabric. The best effect is exhibited when the material is at least one selected from a woven fabric and a woven fabric for a conveyor belt in a heat treatment furnace.
以下に説明するとおり、本発明のポリエステル繊維は、優れた耐加水分解性を有すると共に、耐乾熱分解性にも優れたものであり、抄紙ドライヤーキャンバス、不織布の熱接着工程用ベルト織物および熱処理炉内搬送ベルト用織物などを代表とする各種工業用織物の構成素材として特に好適であることから、抄紙産業などの産業上における利用価値の高いものである。 As will be described below, the polyester fiber of the present invention has excellent hydrolysis resistance and excellent dry heat decomposition resistance, and is a papermaking dryer canvas, a belt fabric for a thermal bonding process of a nonwoven fabric, and a heat treatment furnace. Since it is particularly suitable as a constituent material of various industrial fabrics such as the inner transport belt fabric, it has high utility value in industries such as the papermaking industry.
以下、本発明について具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described.
本発明のポリエステル繊維におけるポリエステルは、ジカルボン酸成分と、グリコール成分とからなるものである。ジカルボン酸成分としては、例えばテレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられる。また、グリコール成分としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。これらのジカルボン酸成分とグリコール成分とを適宜組み合わせて使用することができる。また、上記のジカルボン酸成分の一部を、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、スルホン酸金属塩置換イソフタル酸などで置き換えてもよく、上記のグリコール成分の一部を、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、ポリアルキレングリコールなどで置き換えてもよい。さらに、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、トリメリット酸、トリメシン酸、硼酸などの鎖分岐剤を少量併用することもできる。なお、ポリエステルは、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリエチレンサクシネートおよびポリカプロラクトンなどの脂肪族ポリエステルをも含むものである。 The polyester in the polyester fiber of the present invention comprises a dicarboxylic acid component and a glycol component. Examples of the dicarboxylic acid component include terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, isophthalic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and the like. Examples of the glycol component include ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, and 1,4-cyclohexanedimethanol. These dicarboxylic acid components and glycol components can be used in appropriate combination. Further, a part of the dicarboxylic acid component may be replaced with adipic acid, sebacic acid, dimer acid, sulfonic acid metal salt-substituted isophthalic acid, etc., and a part of the glycol component may be diethylene glycol, neopentyl glycol, It may be replaced by 1,4-cyclohexanediol, polyalkylene glycol or the like. Furthermore, a small amount of chain branching agents such as pentaerythritol, trimethylolpropane, trimellitic acid, trimesic acid and boric acid can be used in combination. The polyester includes aliphatic polyesters such as polylactic acid, polybutylene succinate adipate, polyethylene succinate and polycaprolactone.
これらの内でも、ジカルボン酸成分の90モル%以上がテレフタル酸からなり、グリコール成分の90モル%以上がエチレングリコールからなるポリエチレンテレフタレート(以下、PETという)の使用が最も好適である。 Among these, it is most preferable to use polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) in which 90 mol% or more of the dicarboxylic acid component is made of terephthalic acid and 90 mol% or more of the glycol component is made of ethylene glycol.
ポリエステルには、酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チッ化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、ジルコニウム酸、カーボンブラックなどの各種無機粒子や架橋高分子粒子、各種金属粒子などの粒子類のほか、従来公知の金属イオン封鎖剤、イオン交換剤、着色防止剤、耐光剤、包接化合物、帯電防止剤、各種着色剤、ワックス類、シリコーンオイル、各種界面活性剤、各種強化繊維類などが添加されていてもよい。 Polyester includes titanium oxide, silicon oxide, calcium carbonate, silicon nitride, clay, talc, kaolin, zirconium acid, carbon black and other inorganic particles, cross-linked polymer particles, various metal particles and other conventional particles. Known sequestering agents, ion-exchange agents, anti-coloring agents, light-proofing agents, inclusion compounds, antistatic agents, various colorants, waxes, silicone oils, various surfactants, various reinforcing fibers, etc. are added. May be.
本発明で使用するポリエステルの極限粘度は、通常は0.5以上であればよいが、0.7以上であることが、強度に優れることからより好ましい。ここで、極限粘度とは、o-クロルフェノール溶液中25℃で測定した粘度より求めた極限粘度であり、〔η〕で表わされる値である。 The intrinsic viscosity of the polyester used in the present invention is usually 0.5 or more, but 0.7 or more is more preferable because of excellent strength. Here, the intrinsic viscosity is an intrinsic viscosity determined from a viscosity measured at 25 ° C. in an o-chlorophenol solution, and is a value represented by [η].
なお、ポリエステル繊維を構成するポリエステルは、溶融重縮合に引き続いて固相重縮合を行ったものであることが好ましい。固相重合を行うことは、ポリエステルの高分子量化と共に、カルボキシル末端基(以下、COOH末端基という)濃度を低減できるためにも好適である。 In addition, it is preferable that the polyester which comprises a polyester fiber is what carried out the solid phase polycondensation following melt polycondensation. Performing solid-phase polymerization is preferable because the concentration of carboxyl end groups (hereinafter referred to as COOH end groups) can be reduced along with the increase in the molecular weight of polyester.
本発明のポリエステル繊維のCOOH末端基濃度は、10当量(以下、eqという)/ポリエステル繊維106g以下であることから、ポリエステルのカルボキシル末端基濃度は、10当量/ポリエステル106g以下であることが好ましく、5eq/ポリエステル106g以下であることがさらに好ましい。 Since the COOH end group concentration of the polyester fiber of the present invention is 10 equivalents (hereinafter referred to as eq) / 10 6 g or less of polyester fiber, the carboxyl end group concentration of the polyester is 10 equivalents / 10 6 g or less of polyester. It is preferably 5 eq / polyester 10 6 g or less.
ここで、ポリエステルのCOOH末端基濃度の測定は、PohlによりANALYTICAL CHEMISTRY 第26巻、1614頁に記載された方法で測定したものである。 Here, the COOH end group concentration of the polyester was measured by the method described by Pohl in ANALYTICAL CHEMISTRY Vol. 26, page 1614.
本発明のポリエステル繊維は、ポリエステル以外の成分として、エチレンと1−オクテンとの共重合体(以下、ET/OCT共重合体という)を0.3〜20重量%含有するものである。 The polyester fiber of the present invention contains 0.3 to 20% by weight of a copolymer of ethylene and 1-octene (hereinafter referred to as ET / OCT copolymer) as a component other than polyester.
ET/OCT共重合体は、エチレンと1−オクテンとを原料に、一種のメタロセン触媒系で製造された共重合体であり、比較的均一な分子量分布を有し、可撓性、柔軟性、ゴム弾性、低永久ひずみ、耐熱性などを有する共重合体である。 The ET / OCT copolymer is a copolymer produced from ethylene and 1-octene as a kind of metallocene catalyst system, has a relatively uniform molecular weight distribution, flexibility, flexibility, A copolymer having rubber elasticity, low permanent strain, heat resistance and the like.
ET/OCT共重合体は、エチレンと1−オクテンとの共重合比率によって硬度および融点の異なったものが存在し、いずれのものも使用することができるが、なかでもDSC法(窒素ガス中、昇温速度10℃/分)で測定した融点が50℃以上で、ASTM D−2240に準拠して測定したショアA硬度が55以上である共重合体を使用する場合には、得られるポリエステル繊維の強度が良好なものとなるため好ましい。融点が60℃以上でショアA硬度が70以上であることががさらに好ましく、融点が70℃以上でショアA硬度が80以上であることが一層好ましい。 The ET / OCT copolymer has different hardness and melting point depending on the copolymerization ratio of ethylene and 1-octene, and any of them can be used. Among them, the DSC method (in nitrogen gas, When using a copolymer having a melting point measured at a heating rate of 10 ° C./min) of 50 ° C. or higher and a Shore A hardness of 55 or higher measured according to ASTM D-2240, the resulting polyester fiber This is preferable because the strength of the is good. More preferably, the melting point is 60 ° C. or more and the Shore A hardness is 70 or more, and the melting point is 70 ° C. or more and the Shore A hardness is 80 or more.
上記したET/OCT共重合体としては、エンゲージ(登録商標)(デュポン ダウ エラストマージャパン社製品)が市販されており、これを入手して使用することができる。 As the ET / OCT copolymer described above, Engage (registered trademark) (a product of DuPont Dow Elastomer Japan Co., Ltd.) is commercially available, and can be obtained and used.
ポリエステル繊維中に含まれるET/OCT共重合体の含有量は、0.3〜20重量%、特に1〜10重量%の範囲が好ましく、含有量が0.3重量%未満ではポリエステル繊維の耐加水分解性が不足し、20重量%を超えるとポリエステル繊維の強度が不足するため好ましくない。 The content of the ET / OCT copolymer contained in the polyester fiber is preferably 0.3 to 20% by weight, particularly preferably 1 to 10% by weight. When the content is less than 0.3% by weight, the resistance of the polyester fiber is reduced. If the hydrolyzability is insufficient and it exceeds 20% by weight, the strength of the polyester fiber is insufficient, which is not preferable.
ET/OCT共重合体は、ポリエステル繊維中において微細なフィブリル状に分散し、別に添加されるモノカルボジイミド化合物をその微細な分散体の内部に取り込むことで、モノカルボジイミドがポリエステルのヒドロキシル末端基と副反応して失活消費されることを抑制する作用を有するものであり、ET/OCT共重合体がポリエステル繊維中に存在することにより、ポリエステル繊維中におけるモノカルボジイミド化合物の含有量を増加せしめる作用を奏する。 The ET / OCT copolymer is dispersed in the form of fine fibrils in the polyester fiber, and the monocarbodiimide compound added separately is incorporated into the fine dispersion, so that the monocarbodiimide and the hydroxyl end groups of the polyester are added to the side chain. It has the effect of suppressing deactivation and consumption by reaction, and the presence of the ET / OCT copolymer in the polyester fiber has the effect of increasing the content of the monocarbodiimide compound in the polyester fiber. Play.
本発明のポリエステル繊維は、さらにモノカルボジイミド化合物(以下、MCD化合物という)0.01〜1.5重量%を含有する。 The polyester fiber of the present invention further contains 0.01 to 1.5% by weight of a monocarbodiimide compound (hereinafter referred to as MCD compound).
本発明のポリエステルモノフィラメントが含有するMCD化合物とは、ポリエステル繊維中において、分子中に1個のカルボジイミド基(−N=C=N−)を含有する化合物である。 The MCD compound contained in the polyester monofilament of the present invention is a compound containing one carbodiimide group (—N═C═N—) in the molecule in the polyester fiber.
MCD化合物としては、1分子中に1個のカルボジイミド基を有する化合物であればいかなるものでもよく、例えば、N,N´−ジ−o−トリイルカルボジイミド、N,N´−ジフェニルカルボジイミド、N,N´−ジオクチルデシルカルボジイミド、N,N´−ジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、N−トリイル−N´−シクロヘキシルカルボジイミド、N,N´−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−2,6−ジ−tert. −ブチルフェニルカルボジイミド、N−トリイル−N´−フェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−p−ニトロフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−p−アミノフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−p−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、N,N´−ジ−p−トリイルカルボジイミドなどが挙げられる。これらのMCD化合物の中から1種または2種以上の化合物を任意に選択しポリエステル繊維に含有させればよいが、ポリエステルに添加後の安定性から、芳香族骨格を有する化合物が有利な傾向にあり、中でもN,N´−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−2,6−ジ−tert. −ブチルフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、N,N´−ジ−o−トリイルカルボジイミドなどが有利な傾向にあり、特にN,N´−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド(以下、TICという)が好適である。このTICは、市販品である Rhein-Chemie社製の“STABAXOL”(登録商標)またはRaschig AG社製の“Stabilizer”(登録商標)7000などを使用することができる。またMCD化合物はET/OCT共重合体に予め高濃度に含有させたマスターバッチとして用いることができる。 The MCD compound may be any compound having one carbodiimide group in one molecule. For example, N, N′-di-o-triylcarbodiimide, N, N′-diphenylcarbodiimide, N, N′-dioctyldecylcarbodiimide, N, N′-di-2,6-dimethylphenylcarbodiimide, N-triyl-N′-cyclohexylcarbodiimide, N, N′-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide, N, N '-Di-2,6-di-tert.-butylphenylcarbodiimide, N-triyl-N'-phenylcarbodiimide, N, N'-di-p-nitrophenylcarbodiimide, N, N'-di-p-amino Phenylcarbodiimide, N, N'-di-p-hydroxyphenylcarbodiimide, N, N'-di-cyclohexylca Bojiimido, N, etc. N'- di -p- triyl carbodiimide. One or two or more compounds may be arbitrarily selected from these MCD compounds and included in the polyester fiber, but the compound having an aromatic skeleton tends to be advantageous from the viewpoint of stability after addition to the polyester. Among them, N, N'-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide, N, N'-di-2,6-di-tert.-butylphenylcarbodiimide, N, N'-di-2,6-dimethyl Phenylcarbodiimide, N, N′-di-o-triylcarbodiimide and the like tend to be advantageous, and N, N′-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide (hereinafter referred to as TIC) is particularly preferable. As this TIC, commercially available products such as “STABAXOL” (registered trademark) manufactured by Rhein-Chemie or “Stabilizer” (registered trademark) 7000 manufactured by Raschig AG can be used. Further, the MCD compound can be used as a master batch which is previously contained in the ET / OCT copolymer at a high concentration.
本発明のポリエステル繊維が含有するMCD化合物は、ポリエステルの加水分解を促進する触媒作用を有するポリエステル自身のCOOH末端基を反応封鎖・不活性化する作用を有する。 The MCD compound contained in the polyester fiber of the present invention has an action of reaction-blocking / inactivating the COOH end group of the polyester itself having a catalytic action for promoting the hydrolysis of the polyester.
ポリエステルのCOOH末端基は、原料由来、重縮合起因、溶融成型時の熱や加水分解、および湿熱雰囲気中で使用中の加水分解によって発生する。 The COOH end group of the polyester is generated by raw material origin, polycondensation, heat and hydrolysis during melt molding, and hydrolysis during use in a moist heat atmosphere.
ポリエステルの加水分解を抑制するためには、溶融成形前のポリエステルにMCD化合物を含有させてCOOH末端基を不活性化すると共に、成形品中にもMCD化合物を含有させることにより、湿熱雰囲気中で使用中の加水分解によって発生するCOOH末端基を不活性化する必要がある。したがって、ポリエステル繊維の耐用期間を延長する上では繊維中にいかに多量のMCD化合物を含有させるかが重要になる。 In order to suppress the hydrolysis of the polyester, the polyester before melt molding contains an MCD compound to inactivate the COOH end groups, and the molded product also contains the MCD compound in a moist heat atmosphere. It is necessary to deactivate COOH end groups generated by hydrolysis during use. Therefore, in order to extend the service life of the polyester fiber, it is important how much MCD compound is contained in the fiber.
したがって、ポリエステル繊維中に含まれるMCD化合物の含有量は、0.01〜1.5重量%、特に0.015〜1.2重量%の範囲が好ましく、含有量が0.01重量%未満では耐加水分解性が不足し 、1.5重量%を超えると溶融紡糸が不安定となるため好ましくない。 Therefore, the content of the MCD compound contained in the polyester fiber is preferably in the range of 0.01 to 1.5% by weight, particularly 0.015 to 1.2% by weight, and if the content is less than 0.01% by weight If the hydrolysis resistance is insufficient and it exceeds 1.5% by weight, melt spinning becomes unstable, which is not preferable.
ここで、本発明にいうポリエステル繊維中のMCD化合物の含有量は次の方法で測定したものである。
(1)100mlメスフラスコに試料約200mgを秤取する、
(2)ヘキサフルオロイソプロパノール/クロロホルム(容量比1/1)2mlを加えて試料を溶解させる、
(3)試料が溶解したら、クロロホルム8mlを加える、
(4)アセトニトリル/クロロホルム(容量比9/1)を徐々に加えポリマを析出させながら100mlとする、
(5)試料溶液を目開き0.45μmのディスクフィルターで濾過し、HPLCで定量分析する。HPLC分析条件は次の通り、
カラム:Inertsil ODS−2 4.6mm×250mm
移動相:アセトニトリル/水(容量比94/6)
流 量:1.5ml/min.
試料量:20μl
検出器:UV(280nm)。
Here, the content of the MCD compound in the polyester fiber referred to in the present invention is measured by the following method.
(1) Weigh about 200 mg of sample into a 100 ml volumetric flask.
(2) Add 2 ml of hexafluoroisopropanol / chloroform (volume ratio 1/1) to dissolve the sample,
(3) When the sample is dissolved, add 8 ml of chloroform.
(4) Acetonitrile / chloroform (volume ratio 9/1) was gradually added to make 100 ml while precipitating the polymer.
(5) The sample solution is filtered through a disk filter having an aperture of 0.45 μm and quantitatively analyzed by HPLC. The HPLC analysis conditions are as follows:
Column: Inertsil ODS-2 4.6 mm × 250 mm
Mobile phase: acetonitrile / water (volume ratio 94/6)
Flow rate: 1.5 ml / min.
Sample volume: 20 μl
Detector: UV (280 nm).
本発明のポリエステル繊維は、さらにポリカルボジイミド化合物を0〜3重量%含有する。ただし、ポリカルボジイミド化合物は、該ポリカルボジイミド化合物中の未反応のカルボジイミド基(D1)と、ポリエステルのCOOH末端基および/またはヒドロキシル末端基とが一部反応しているカルボジイミド基(D2)との合計[(D1)+(D2)]で1分子中に5〜100個のカルボジイミド基を含有するものである。 The polyester fiber of the present invention further contains 0 to 3% by weight of a polycarbodiimide compound. However, the polycarbodiimide compound is a total of the unreacted carbodiimide group (D1) in the polycarbodiimide compound and the carbodiimide group (D2) in which the COOH terminal group and / or the hydroxyl terminal group of the polyester are partially reacted. [(D1) + (D2)] contains 5 to 100 carbodiimide groups in one molecule.
本発明のポリエステル繊維が含有するポリカルボジイミド化合物(以下、PCD化合物という)としては、例えば、カルボジイミド基に結合するベンゼン環の2,6−位および/または2,4,6−位にイソプロピル基が置換した構造を繰り返し単位とする芳香族PCD化合物、1,3,5−トリス(1-メチルエチル)−2,4−ジイソシアナトベンゼンから合成される芳香族PCD化合物、1,3,5−トリス(1-メチルエチル)−2,4−ジイソシアナトベンゼンと2,6−ジイソプロピルベンゼンジイソシアネートとの混合体から合成される芳香族PCD化合物、1,3,5−トリス(1−メチルエチル)−2,4−ジイソシアナトベンゼンと1,3,5−トリス(イソプロピル)−2,4−ジイソシアナトベンゼンとの混合体から合成される芳香族PCD化合物およびポリ[1,1'−ジシクロヘキシルメタン(4,4'−ジイソシアネート)]から合成される脂環式PCD化合物を好ましく挙げることができる。ただし、これに何ら制限されるものではない。 Examples of the polycarbodiimide compound (hereinafter referred to as PCD compound) contained in the polyester fiber of the present invention include an isopropyl group at the 2,6-position and / or the 2,4,6-position of the benzene ring bonded to the carbodiimide group. Aromatic PCD compound having a substituted structure as a repeating unit, aromatic PCD compound synthesized from 1,3,5-tris (1-methylethyl) -2,4-diisocyanatobenzene, 1,3,5- Aromatic PCD compound synthesized from a mixture of tris (1-methylethyl) -2,4-diisocyanatobenzene and 2,6-diisopropylbenzene diisocyanate, 1,3,5-tris (1-methylethyl) Aromatic PCD synthesized from a mixture of -2,4-diisocyanatobenzene and 1,3,5-tris (isopropyl) -2,4-diisocyanatobenzene Preferred examples include alicyclic PCD compounds synthesized from a compound and poly [1,1′-dicyclohexylmethane (4,4′-diisocyanate)]. However, there is no limitation to this.
これらのPCD化合物の中では、カルボジイミド基に結合するベンゼン環の2,6位および/または2,4,6−位にイソプロピル基が置換した構造を繰り返し単位とする芳香族PCD化合物が特に好ましい。 Among these PCD compounds, aromatic PCD compounds having a structure in which an isopropyl group is substituted at the 2,6 position and / or 2,4,6-position of a benzene ring bonded to a carbodiimide group are particularly preferable.
前記カルボジイミド基に結合するベンゼン環の2,6位および/または2,4,6−位にイソプロピル基が置換した構造を繰り返し単位とする芳香族PCD化合物は、例えば平均分子量約3,000 の“STABAXOL”(登録商標)P(Rhein Chemie社製品)、平均分子量約10,000の“STABAXOL”(登録商標)P100(Rhein Chemie社製品)および平均分子量約20,000の“STABILIZER”(登録商標)9000(Raschig社製品)が市販されており、これらを入手して使用することができる。また、前記ポリ[1,1'−ジシクロヘキシルメタン(4,4'−ジイソシアネート)]から合成される脂環式PCD化合物は、例えば“CARBODILITE”(登録商標)HMV-8CA(日清紡績株式会社製品)が市販されており、これらを入手して使用することができる。 An aromatic PCD compound having a structure in which an isopropyl group is substituted at the 2,6 position and / or 2,4,6-position of the benzene ring bonded to the carbodiimide group is, for example, “STABAXOL” having an average molecular weight of about 3,000. (Registered trademark) P (Rhein Chemie product), “STABAXOL” (registered trademark) P100 (Rhein Chemie product) with an average molecular weight of about 10,000 and “STABILIZER” (registered trademark) 9000 (product of Raschig) with an average molecular weight of about 20,000 Are commercially available and can be obtained and used. The alicyclic PCD compound synthesized from the poly [1,1′-dicyclohexylmethane (4,4′-diisocyanate)] is, for example, “CARBODILITE” (registered trademark) HMV-8CA (Nisshinbo Co., Ltd. product). Are commercially available and can be obtained and used.
これらのPCD化合物は、予めポリエステルに練り込んだマスターバッチとしても市販されており、例えば前記した平均分子量約10,000の“STABAXOL”(登録商標)P100を15重量%含有するPETマスターバッチである“STABAXOL”(登録商標)KE-7646(Rhein Chemie社製品)、および前記した平均分子量約20,000の“STABILIZER”(登録商標)9000を15重量%含有するPETマスターバッチである“STABILIZER”9500(登録商標)(Raschig社製品)などが知られている。またPCD化合物とMCD化合物とはお互いに溶解混合して使用することができる。 These PCD compounds are also commercially available as masterbatches previously kneaded into polyester. For example, “STABAXOL” is a PET masterbatch containing 15% by weight of “STABAXOL” (registered trademark) P100 having an average molecular weight of about 10,000. "STABILIZER" 9500 (registered trademark) which is a PET masterbatch containing 15% by weight of "(registered trademark) KE-7646 (product of Rhein Chemie) and the above-mentioned" STABILIZER "(registered trademark) 9000 having an average molecular weight of about 20,000 (Raschig products) are known. The PCD compound and the MCD compound can be used by dissolving and mixing each other.
PCD化合物の含有量は、目的の耐加水分解性レベルによって0〜3重量%の範囲で調整することができる。PCD化合物の存在によって、ポリエステル繊維の加水分解劣化を一層抑制することができる。ただし、PCD化合物の含有量が3重量%を越えるとポリエステルの溶融粘度が上昇しすぎたり、吐出や成形が困難になるため好ましくない。 The content of the PCD compound can be adjusted in the range of 0 to 3% by weight depending on the target hydrolysis resistance level. The presence of the PCD compound can further suppress degradation of the polyester fiber by hydrolysis. However, if the content of the PCD compound exceeds 3% by weight, it is not preferable because the melt viscosity of the polyester is excessively increased or the discharge and molding become difficult.
本発明のポリエステル繊維は、さらにフェノール系抗酸化剤を0〜2重量%、好ましくは0.05〜1重量%含有する。 The polyester fiber of the present invention further contains 0 to 2% by weight, preferably 0.05 to 1% by weight, of a phenolic antioxidant.
本発明におけるフェノール系抗酸化剤としては、例えば2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチルヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、22'−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4'−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4'−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、3,9−ビス〔1,1'-ジメチル−2−[β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−〔メチレン−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、ビス[3,3'−ビス−(4'-ヒドロキシ−3'−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、および1,3,5−トリス(3',5'−ジ−t−ブチル−4'−ヒドロキシベンジル)−S−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)トリオンなどを挙げることができる。ただし、これに何ら制限されるものではない。 Examples of the phenol-based antioxidant in the present invention include 2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylhydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β- ( 3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 22'-methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol) 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 3,9-bis [1,1′-dimethyl- 2- [β- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] ethyl] 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, 1,1,3- Tris (2-methyl-4-hydroxy-5 -T-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ' , 5′-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3′-bis- (4′-hydroxy-3′-tert-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, and 1,3,5-tris (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxybenzyl) -S-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) trione and the like. it can. However, there is no limitation to this.
これらのフェノール系抗酸化剤の中では、テトラキス−〔メチレン−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンが特に好ましい。このテトラキス−〔メチレン−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンは、例えば“Irganox”(登録商標)1010(チバ・スペシャリテイ・ケミカルズ社製品)が市販されており、これを入手して使用することができる。 Of these phenolic antioxidants, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane is particularly preferred. The tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane is, for example, “Irganox” (registered trademark) 1010 (product of Ciba Specialty Chemicals) Is commercially available and can be obtained and used.
フェノール系抗酸化剤を含有することにより、本発明のポリエステル繊維がさらに十分な耐乾熱分解性を有するものとなる。ただし、フェノール系抗酸化剤の含有量が2重量%を越えると耐加水分解性が低下するため好ましくない。 By containing the phenol-based antioxidant, the polyester fiber of the present invention has further sufficient dry heat decomposition resistance. However, if the content of the phenolic antioxidant exceeds 2% by weight, the hydrolysis resistance is lowered, which is not preferable.
本発明のポリエステル繊維のCOOH末端基濃度は、10eq/ポリエステル繊維106g以下であり、さらに好ましくは5eq/ポリエステル繊維106g以下である。 The COOH end group concentration of the polyester fiber of the present invention is 10 eq / 10 6 g or less of polyester fiber, more preferably 5 eq / 10 6 g or less of polyester fiber.
本発明のポリエステル繊維の製造は、ポリエステルと、ET/OCT共重合体0.3〜20重量%、MCD化合物0.01〜1.5重量%、PCD化合物0〜3重量%およびフェノール系抗酸化剤0〜2重量%とを溶融混練した後、溶融紡糸することにより行うことができる。 The production of the polyester fiber of the present invention comprises polyester, ET / OCT copolymer 0.3 to 20% by weight, MCD compound 0.01 to 1.5% by weight, PCD compound 0 to 3% by weight and phenolic antioxidant. It can be carried out by melt-kneading the agent 0 to 2% by weight and then melt spinning.
本発明のポリエステル繊維の具体的な製造例としては、例えば、1軸もしくは2軸エクストルダに必要量のポリエステルペレットとET/OCT共重合体ペレットおよび必要に応じて所定量のPCD化合物を高濃度に含有したポリエステルマスタバッチペレットとフェノール系抗酸化剤とを計量供給し、エクストルダの入り口または、エクストルダのバレルの途中から液体状のMCD化合物を計量添加して溶融混練した後、エクストルダ先端に設けた計量ギアポンプを介して紡糸口金より押し出し、冷却・延伸・熱セットを行うなどの方法(以下、製造方法1という)、または、1軸もしくは2軸エクストルダに必要量のポリエステルペレット、ET/OCT共重合体ペレット、必要に応じて粉末状PCD化合物およびフェノール系抗酸化剤とを計量供給し、エクストルダの入り口または、エクストルダのバレルの途中から液体状のMCD化合物を計量添加して溶融混練した後、エクストルダ先端に設けた計量ギアポンプを介して紡糸口金より押し出し、冷却・延伸・熱セットを行うなどの方法などを挙げることができる。これらの方法のうちでは、前記製造方法1が工業的に有利である。 Specific examples of the production of the polyester fiber of the present invention include, for example, a required amount of polyester pellets and ET / OCT copolymer pellets in a uniaxial or biaxial extruder and a predetermined amount of PCD compound in a high concentration as required. Metered polyester masterbatch pellets and phenolic antioxidants are weighed and metered at the top of the extruder after melted and kneaded by adding liquid MCD compound from the entrance of the extruder or from the middle of the barrel of the extruder. Extrusion from the spinneret through a gear pump, cooling, stretching, heat setting, etc. (hereinafter referred to as production method 1), or the necessary amount of polyester pellets or ET / OCT copolymer for a single or twin screw extruder Metering pellets, if necessary, powdered PCD compound and phenolic antioxidant, After liquid MCD compound is metered and melted and kneaded from the entrance of the extruder or from the middle of the barrel of the extruder, it is extruded from the spinneret through a measuring gear pump provided at the end of the extruder, and then cooled, stretched, and heat set. The method of etc. can be mentioned. Among these methods, the production method 1 is industrially advantageous.
これらの製造方法において、ポリエステル、ET/OCT共重合体、MCD化合物、PCD化合物およびフェノール系抗酸化剤とを溶融混練する時の温度は、ポリエステルの融点以上、295℃以下に調節することが有利であり、275℃〜290℃の範囲に調節するのがさらに有利である。また、溶融してから紡出するまでの滞留時間は7分以下が有利であり、5分以下がさらに有利である。溶融混練温度と溶融してから紡出するまでの滞留時間とを上記の範囲に調節することにより、耐加水分解性と耐乾熱分解性に優れた本発明のポリエステル繊維を好ましく製造することができる。 In these production methods, it is advantageous to adjust the temperature at which the polyester, the ET / OCT copolymer, the MCD compound, the PCD compound, and the phenolic antioxidant are melt-kneaded to be not less than the melting point of the polyester and not more than 295 ° C. It is more advantageous to adjust the temperature within the range of 275 ° C to 290 ° C. Further, the residence time from melting to spinning is advantageously 7 minutes or less, more preferably 5 minutes or less. By adjusting the melt-kneading temperature and the residence time from melting to spinning within the above range, the polyester fiber of the present invention excellent in hydrolysis resistance and dry pyrolysis resistance can be preferably produced. .
本発明のポリエステル繊維単糸の繊維軸方向に垂直な断面の形状(以下、断面形状もしくは断面という)は、円、中空、扁平、正方形、T形、Y形、半月状、三角形、5角以上の多角形、多葉状、ドッグボーン状、繭型などいかなる断面形状を有するものでもよい。 The shape of the cross section perpendicular to the fiber axis direction of the polyester fiber single yarn of the present invention (hereinafter referred to as cross-sectional shape or cross section) is a circle, hollow, flat, square, T-shaped, Y-shaped, half-moon shaped, triangular, five or more corners It may have any cross-sectional shape such as a polygonal shape, a multileaf shape, a dogbone shape, and a saddle shape.
本発明のポリエステル繊維の形態は、マルチフィラメント、モノフィラメント、短繊維、綿状および不織布など任意であるが、本発明のポリエステル繊維が抄紙ドライヤーキャンバス、不織布の熱接着工程用ベルト織物および熱処理炉内搬送ベルト用織物を代表とする各種工業用織物の構成素材である場合には、モノフィラメントであることが特に好ましい。ここでいうモノフィラメントは、1本の単糸からなる連続糸である。 The form of the polyester fiber of the present invention is arbitrary such as multifilament, monofilament, short fiber, cotton-like and non-woven fabric, but the polyester fiber of the present invention is a paper-making dryer canvas, belt fabric for thermal bonding process of non-woven fabric, and conveyance in heat treatment furnace In the case of a constituent material of various industrial fabrics typified by belt fabrics, monofilaments are particularly preferable. The monofilament here is a continuous yarn composed of one single yarn.
本発明のモノフィラメントを工業用織物の構成素材として用いる場合には、モノフィラメントの断面形状が円もしくは扁平の形状であることが好ましい。特に、モノフィラメントを抄紙ドライヤーキャンバスの経糸として用いる場合には、防汚性を有効に発現させることとと、抄紙ドライヤーキャンバスの平坦性という観点から、モノフィラメントの断面形状が扁平なものが好ましく用いられる。ここで扁平とは、楕円、正方形もしくは長方形のことであるが、数学的に定義される正確な楕円、正方形もしくは長方形以外に、概ね楕円、正方形もしくは長方形に類似した形状、例えば正方形および長方形の角を丸くした形状を含むものである。また、楕円の場合は、楕円の中心で直角に交わる長軸の長さ(LD)と短軸の長さ(SD)とが式1.0≦LD/SD≦10を満足する関係にあることが好ましく、正方形もしくは長方形の場合にも、長方形の長辺の長さ(LD)と短辺の長さ(SD)とが式1.0≦LD/SD≦10を満足する関係にあることが好ましい。 When the monofilament of the present invention is used as a constituent material for industrial fabrics, the cross-sectional shape of the monofilament is preferably a circle or a flat shape. In particular, when a monofilament is used as a warp for a papermaking dryer canvas, a monofilament having a flat cross-sectional shape is preferably used from the viewpoint of effectively exhibiting antifouling properties and flatness of the papermaking dryer canvas. Here, flat means an ellipse, square, or rectangle, but other than an exact ellipse, square, or rectangle defined mathematically, a shape that is generally similar to an ellipse, square, or rectangle, for example, square and rectangular corners. Including a rounded shape. In the case of an ellipse, the length of the major axis (LD) and the length of the minor axis (SD) intersecting at right angles at the center of the ellipse satisfy the expression 1.0 ≦ LD / SD ≦ 10. In the case of a square or a rectangle, the length (LD) of the long side and the length (SD) of the short side of the rectangle may satisfy the expression 1.0 ≦ LD / SD ≦ 10. preferable.
モノフィラメント断面の重心を通る線分の長さは、用途によって適宜選択することができるが、0.05〜2.5mmの範囲が好ましい。また、糸の必要強度は用途により異なるが、概ね2cN/dtex以上であることが好ましい。 The length of the line segment passing through the center of gravity of the monofilament cross section can be appropriately selected depending on the application, but is preferably in the range of 0.05 to 2.5 mm. Further, the required strength of the yarn varies depending on the use, but is preferably approximately 2 cN / dtex or more.
かくして得られる本発明のポリエステル繊維は、従来のものより耐加水分解性に優れ、かつ十分な耐乾熱分解性を有するものであり、工業用織物の少なくとも一部の構成素材として好適である。 The polyester fiber of the present invention thus obtained is superior in hydrolysis resistance compared to conventional ones and has sufficient dry heat decomposition resistance, and is suitable as a constituent material of at least a part of industrial fabrics.
本発明における工業用織物とは、例えば抄紙ワイヤー(紙漉き用の網)、抄紙ドライヤーキャンバス、不織布の熱接着工程用ベルト織物、熱処理炉内搬送ベルト用織物、タイヤコード用簾織物もしくは各種フィルター織物のことである。 The industrial fabrics in the present invention are, for example, papermaking wires (papermaking nets), papermaking dryer canvas, belt fabrics for thermal bonding processes of nonwoven fabrics, fabrics for conveyor belts in heat treatment furnaces, fabrics for tire cords, and various filter fabrics. That is.
ここで、抄紙ワイヤーとは、平織、二重織および三重織など様々な織物として、紙の漉き上げ工程で使用される織物のことで長網あるいは丸網などとして用いられるものである。抄紙ドライヤーキャンバスとは、平織り、二重織および三重織など様々な織物(相前後する緯糸と緯糸とがスパイラル状の経糸用モノフィラメントによって織継がれたスパイラル状織物を含む)として、抄紙機のドライヤー内で紙を乾燥させるために使用される織物のことである。不織布の熱接着工程用ベルト織物とは、不織布を構成する低融点のポリエチレンのような熱接着性繊維を融着させるために不織布を炉中に通過させるための織物であり、平織り、二重織、などの織物である。熱処理炉内搬送ベルト用織物とは、各種半製品の乾燥、熱硬化、殺菌、加熱調理などのために、高温ゾーン内において半製品を搬送する織物のことである。タイヤコード用簾織物とは、自動車タイヤなどの補強剤としてゴム中に埋め込まれる簾状の織物のことであり、各種フィルターとは、高温の液体、気体、粉体等をろ過する織物のことである。 Here, the papermaking wire is a woven fabric used in the paper winding process as various woven fabrics such as plain weave, double woven fabric, and triple woven fabric, and is used as a long mesh or a round mesh. Paper machine dryer canvas is a dryer for paper machines as various fabrics such as plain weave, double weave, and triple weave (including spiral fabrics in which weft and weft yarns interwoven by spiral monofilaments are used) It is the fabric used to dry the paper inside. The belt woven fabric for the thermal bonding process of the nonwoven fabric is a woven fabric for allowing the nonwoven fabric to pass through a furnace in order to fuse the low-melting-point polyethylene fibers constituting the nonwoven fabric. , Etc. The fabric for a conveyor belt in a heat treatment furnace refers to a fabric that transports a semi-finished product in a high-temperature zone for drying, thermosetting, sterilizing, cooking, and the like of various semi-finished products. Tire cord woven fabric is a woven fabric that is embedded in rubber as a reinforcing agent for automobile tires. Various filters are woven fabrics that filter high-temperature liquids, gases, powders, etc. is there.
本発明のポリエステル繊維は、これらの中でも高度な耐加水分解性と高度な耐乾熱分解性が要求される抄紙ドライヤーキャンバス、不織布の熱接着工程用ベルト織物および熱処理炉内搬送ベルト用織物から選ばれた工業用織物の少なくとも一部の構成素材として特に好適である。 Among these, the polyester fiber of the present invention is selected from a papermaking dryer canvas, a belt fabric for a thermal bonding process of a nonwoven fabric, and a fabric for a conveyor belt in a heat treatment furnace, which require high hydrolysis resistance and high dry heat resistance. It is particularly suitable as a constituent material of at least a part of the industrial fabric.
以下、本発明のポリエステル繊維の好ましい形態であるポリエステルモノフィラメントの実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples of polyester monofilaments which are preferred forms of the polyester fiber of the present invention.
なお、以下の実施例における特性値は各実施例の中で特に記さない限り、次に示す方法によって測定したものである。 The characteristic values in the following examples are measured by the following methods unless otherwise specified in each example.
1.モノフィラメントの引張試験
JIS L1013−1992に準拠して行なった。
(1)サンプルつかみ間隔 25cm
(2)引張速度 30cm/min.
(3)試験温度 20℃
1. Monofilament tensile test It was performed according to JIS L1013-1992.
(1) Sample grip interval 25cm
(2) Tensile speed 30 cm / min.
(3) Test temperature 20 ° C
2.モノフィラメントの耐加水分解性
モノフィラメントを100リットルのオートクレーブに入れ、121℃飽和 水蒸気中で14日間、16日間、18日間処理した後、処理後のモノフィラメントの強力を上記のモノフィラメントの引張試験により求め、処理前のモノフィラメントの強力と比較した強力保持率を耐加水分解性の尺度とした(以下、蒸熱処理後の強力保持率という)。蒸熱処理後の強力保持率が高いほど耐加水分解性が優れることを表す。
2. Hydrolysis resistance of monofilaments Monofilaments are put into a 100 liter autoclave and treated for 14 days, 16 days, and 18 days in 121 ° C saturated steam, and then the strength of monofilaments after treatment is determined by tensile test of the above monofilaments. The strength retention compared with the strength of the previous monofilament was used as a measure of hydrolysis resistance (hereinafter referred to as strength retention after steaming). The higher the strength retention after steaming, the better the hydrolysis resistance.
3.モノフィラメントの耐乾熱分解性
モノフィラメントを熱風循環式耐熱性試験機に入れ、180℃加熱空気中で15日間、18日間、20日間処理した後、処理後のモノフィラメントの強力を上記のモノフィラメントの引張試験により求め、処理前のモノフィラメントの強力と比較した強力保持率を耐乾熱分解性の尺度とした(以下、乾熱処理後の強力保持率という)。乾熱処理後の強力保持率が高いほど耐乾熱分解性が優れることを表す。
3. Resistance to dry pyrolysis of monofilaments Monofilaments are placed in a hot air circulation type heat resistance tester and treated in heated air at 180 ° C for 15 days, 18 days, and 20 days, and then the strength of the monofilaments after treatment is determined by the tensile test of the above monofilaments. The strength retention compared with the strength of the monofilament before treatment was determined as a measure of dry pyrolysis resistance (hereinafter referred to as strength retention after dry heat treatment). The higher the strength retention after dry heat treatment, the better the dry pyrolysis resistance.
〔実施例1〜12,比較例1〕
原料として、公知の溶融重縮合と固相重縮合とによって製造した極限粘度0.94、末端カルボキシル基濃度15eq/106gのポリエチレンテレフタレート乾燥チップ(以下、PETチップという)、ET/OCT共重合体の1種であり融点50℃、ショアA硬度60のエンゲージ(登録商標)(以下“Eng”という)(デュポン ダウ エラストマージャパン(株)製品)ENR8137(ブロッキング防止剤としてペレット表面にタルク1重量%以下含有)、同じくET/OCT共重合体の1種であり融点60℃、ショアA硬度75の“Eng”8200および同じくET/OCT共重合体の1種であり融点98℃、ショアA硬度94の“Eng”8440、MCD化合物としてTIC(“STABAXOL”(登録商標)I(Rhein Chemie社製品))、カルボジイミド基に結合するベンゼン環の2,6−位および/または2,4,6−位にイソプロピル基が置換した構造を繰り返し単位とする芳香族PCD化合物を15重量%含有するPETマスターバッチ(以下、PCD−MBという)である“STABAXOL”(登録商標)KE7646(Rhein Chemie社製品)およびフェノール系抗酸化剤の一種であるテトラキス−〔メチレン−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン(“Irganox”(登録商標)1010(チバ・スペシャリテイ・ケミカルズ社製品))(以下、IR1010という)を用意した。
[Examples 1 to 12, Comparative Example 1]
As raw materials, a polyethylene terephthalate dry chip (hereinafter referred to as a PET chip) having an intrinsic viscosity of 0.94 and a terminal carboxyl group concentration of 15 eq / 10 6 g produced by known melt polycondensation and solid phase polycondensation, ET / OCT co-polymerization Engage (registered trademark) (hereinafter referred to as “Eng”) having a melting point of 50 ° C. and a Shore A hardness of 60 (hereinafter “Eng” product) ENR8137 (1% by weight of talc on the pellet surface as an antiblocking agent) ), Which is also an ET / OCT copolymer having a melting point of 60 ° C. and Shore A hardness of 75 “Eng” 8200 and also an ET / OCT copolymer having a melting point of 98 ° C. and a Shore A hardness of 94 "Eng" 8440, TIC ("STABAXOL" (registered trademark) I (product of Rhein Chemie)) as an MCD compound, bound to a carbodiimide group PET masterbatch containing 15% by weight of an aromatic PCD compound having a structure in which an isopropyl group is substituted at the 2,6-position and / or 2,4,6-position of the benzene ring to be combined (hereinafter referred to as PCD- “STABAXOL” (registered trademark) KE7646 (product of Rhein Chemie) which is MB) and tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4) which is a kind of phenolic antioxidant -Hydroxyphenyl) propionate] methane ("Irganox" (registered trademark) 1010 (product of Ciba Specialty Chemicals)) (hereinafter referred to as IR1010) was prepared.
前記のPETチップ、ET/OCT共重合体類、KE7646およびIR1010を表1に示した量比で計量しながら、1軸エクストルダーのホッパーおよびホッパー下部のポリマ配管を経由して1軸エクストルダーに連続供給した。同時にホッパー下部のポリマ配管中の上記チップに液体TICを表1に示した量比で計量しながら連続供給した。1軸エクストルダー内で約282℃で3分間溶融混練した溶融ポリマを<ギアポンプを経て紡糸パック内の濾過層を通して円形断面糸用紡糸口金より紡出した。紡出モノフィラメントを70℃の湯浴で冷却後、常法に従い合計5.0倍に延伸および熱セットを行ない、直径0.45mmの断面形状が円形のモノフィラメントを得た。 While weighing the PET chips, ET / OCT copolymers, KE7646 and IR1010 at the quantitative ratios shown in Table 1, they are converted into a single-screw extruder via the hopper of the single-screw extruder and the polymer pipe at the bottom of the hopper. Continuous supply. At the same time, the liquid TIC was continuously supplied to the chip in the polymer pipe below the hopper while being metered at the quantitative ratio shown in Table 1. A melt polymer melt-kneaded for 3 minutes at about 282 ° C. in a single-screw extruder was spun from a spinneret for circular cross-section yarns through a filtration layer in a spin pack via a gear pump. The spun monofilament was cooled in a hot water bath at 70 ° C. and then stretched and heat-set by a total of 5.0 times according to a conventional method to obtain a monofilament having a diameter of 0.45 mm and a circular cross section.
得られたモノフィラメントの組成および特性を表1に示す。 The composition and properties of the obtained monofilament are shown in Table 1.
実施例1〜12および比較例1の結果から、ET/OCT共重合体類とMCD化合物とを含有する本発明のポリエステル繊維であるポリエステルモノフィラメント(実施例10〜12)は、耐加水分解性に優れたものであることがわかる。また、ET/OCT共重合体類とMCD化合物に加えて、PCD化合物を含有する本発明のポリエステルモノフィラメント(実施例4〜6)は、耐加水分解性が一層良好なことがわかる。さらに、ET/OCT共重合体類とMCD化合物に加えてフェノール系抗酸化剤を含有する本発明のポリエステルモノフィラメント(実施例7〜9)は、耐加水分解性と耐乾熱分解性に優れたものであることがわかる。さらにまた、ET/OCT共重合体類、MCD化合物、PCD化合物およびフェノール系抗酸化剤を含有する本発明のポリエステルモノフィラメント(実施例1〜3)は、優れた耐加水分解性と十分な耐乾熱分解性を兼ね備えているものであり、高温高湿雰囲気下で長期間使用される抄紙ドライヤーキャンバスなどの抄紙機に装着される織物類、不織布の熱接着工程用ベルト織物、および熱処理炉内搬送ベルト用織物を代表とする各種工業用織物の少なくとも一部の構成素材用として有用なものであることがわかる。 From the results of Examples 1 to 12 and Comparative Example 1, the polyester monofilaments (Examples 10 to 12) which are the polyester fibers of the present invention containing ET / OCT copolymers and an MCD compound are resistant to hydrolysis. It turns out that it is excellent. Moreover, it turns out that the polyester monofilament (Examples 4-6) of this invention containing a PCD compound in addition to ET / OCT copolymers and an MCD compound has much better hydrolysis resistance. Furthermore, the polyester monofilaments of the present invention (Examples 7 to 9) containing a phenolic antioxidant in addition to the ET / OCT copolymers and MCD compounds are excellent in hydrolysis resistance and dry heat degradation resistance. It can be seen that it is. Furthermore, the polyester monofilaments of the present invention (Examples 1 to 3) containing ET / OCT copolymers, MCD compounds, PCD compounds and phenolic antioxidants have excellent hydrolysis resistance and sufficient dry heat resistance. Fabrics that have decomposability and are used in paper machines such as paper dryer canvas, etc. that are used for a long time in a high-temperature and high-humidity atmosphere, belt fabrics for thermal bonding processes of nonwoven fabrics, and conveyor belts in heat treatment furnaces It can be seen that it is useful as a constituent material for at least a part of various industrial fabrics represented by industrial fabrics.
本発明のポリエステル繊維は、優れた耐加水分解性と十分な耐乾熱分解性を有するものであることから、抄紙ドライヤーキャンバスなどの抄紙機に装着される織物類、不織布の熱接着工程用ベルト織物、および熱処理炉内搬送ベルト用織物を代表とする各種工業用織物の少なくとも一部の構成素材用として有用であり、従来より長期間の使用が可能となり産業用の利用価値の高いものとなる。 The polyester fiber of the present invention has excellent hydrolysis resistance and sufficient dry heat decomposition resistance, so that it can be attached to a paper machine such as a paper machine dryer canvas or a belt fabric for a thermal bonding process of a nonwoven fabric. In addition, it is useful as a constituent material for at least a part of various industrial fabrics typified by fabrics for conveyor belts in heat treatment furnaces, and can be used for a longer period of time than before and has high industrial utility value.
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