JP4634526B1 - Polyester fiber and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

【課題】触媒粒子等に起因するボイド等の欠点が少なく、物性バラツキや毛羽発生の少ないポリエステル繊維を提供する。
【解決手段】ポリエステルからなる繊維であって、1辺の長さが5〜100nm、層間間隔が1〜5nmである金属−リン系の層状ナノ粒子を含むことを特徴とするポリエステル繊維。さらには、該層状ナノ粒子中の金属元素が二価金属であることや、該二価金属が周期律表における第4〜5周期かつ3〜12族の金属元素およびMgの群より選ばれる少なくとも1種以上の金属元素であること、該二価金属が、Zn、Mn、Co、Mgの群から選ばれる少なくとも1種以上の金属元素であることが好ましい。さらには該層状ナノ粒子を構成する金属−リン化合物がフェニルホスホン酸誘導体であることが好ましい。
【選択図】図1
The present invention provides a polyester fiber that has few defects such as voids caused by catalyst particles and the like, and has little variation in physical properties and generation of fluff.
A polyester fiber comprising metal-phosphorous layered nanoparticles having a side length of 5 to 100 nm and an interlayer spacing of 1 to 5 nm. Furthermore, the metal element in the layered nanoparticle is a divalent metal, or the divalent metal is selected from the group consisting of a metal element of Group 4 to 5 and Group 3 to 12 in the periodic table and Mg. It is preferable that it is one or more metal elements, and that the divalent metal is at least one metal element selected from the group consisting of Zn, Mn, Co, and Mg. Furthermore, it is preferable that the metal-phosphorus compound constituting the layered nanoparticle is a phenylphosphonic acid derivative.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は産業資材等、特に繊維・高分子複合体などの補強用繊維として有用な、高強力ポリエステル繊維及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a high-strength polyester fiber useful as a reinforcing fiber for industrial materials and the like, in particular, a fiber / polymer composite, and a method for producing the same.

ポリエステル繊維は高強度、高ヤング率、耐熱寸法安定性等の多くの優れた特性を有するため、衣料用あるいは産業用などの幅広い分野に使用されている。そしてこのポリエステル繊維の物性は、ポリマーの重縮合反応の触媒の種類によって大きく異なることが知られている。   Polyester fibers have many excellent properties such as high strength, high Young's modulus, and heat-resistant dimensional stability, and are therefore used in a wide range of fields such as clothing and industrial use. It is known that the physical properties of this polyester fiber vary greatly depending on the type of catalyst for the polymer polycondensation reaction.

例えばポリエチレンテレフタレート繊維の重縮合触媒としては、アンチモン化合物が、優れた重縮合触媒機能を有する点から広く使用されている。また特許文献1等には特定のリン化合物を添加する例が記載されている。特許文献2にはチタン化合物とリン化合物との反応生成物を用いた例が記載されている。   For example, as a polycondensation catalyst for polyethylene terephthalate fibers, antimony compounds are widely used because they have an excellent polycondensation catalyst function. Patent Document 1 and the like describe an example in which a specific phosphorus compound is added. Patent Document 2 describes an example using a reaction product of a titanium compound and a phosphorus compound.

しかし、いずれの触媒を用いた場合でも、製糸性改善の効果は見られるものの、その効果は不十分であり、さらなる製糸性向上が求められていた。またその製糸性の不良に対応し、得られる繊維物性にばらつき等が発生しており、さらなる高性能なポリエステル繊維の開発が求められていた。   However, even when any catalyst is used, although the effect of improving the spinning property is seen, the effect is insufficient and further improvement of the spinning property has been demanded. In addition, since the fiber properties obtained vary in response to the poor yarn-making properties, development of higher-performance polyester fibers has been demanded.

特開昭62−206018号公報JP-A-62-206018 特開2002−293909号公報JP 2002-293909 A

本発明は触媒粒子等に起因するボイド等の欠点が少なく、物性バラツキや毛羽発生の少ないポリエステル繊維を提供することにある。   It is an object of the present invention to provide a polyester fiber that has few defects such as voids caused by catalyst particles and the like, and has little variation in physical properties and generation of fluff.

本発明のポリエステル繊維は、ポリエステルからなる繊維であって、二価金属とリン化合物からなりかつ1辺の長さが5〜100nm、層間間隔が1〜5nmである金属−リン系の層状ナノ粒子を含むことを特徴とする。 The polyester fiber of the present invention is a fiber made of polyester, which is composed of a divalent metal and a phosphorus compound, has a side length of 5 to 100 nm, and an interlayer spacing of 1 to 5 nm. It is characterized by including.

さらには、該層状ナノ粒子中の金属元素である該二価金属が周期律表における第4〜5周期かつ3〜12族の金属元素およびMgの群より選ばれる少なくとも1種以上の金属元素であること、該二価金属が、Zn、Mn、Co、Mgの群から選ばれる少なくとも1種以上の金属元素であることが好ましい。 Furthermore, the divalent metal which is a metal element in the layered nanoparticle is at least one metal element selected from the group consisting of a metal element of Group 4 to 5 and Group 3 to 12 and Mg in the periodic table. It is preferable that the divalent metal is at least one metal element selected from the group consisting of Zn, Mn, Co, and Mg.

また、該層状ナノ粒子を構成する金属−リン化合物が、下記一般式(I)で表されるリン化合物由来であることが、さらには該層状ナノ粒子を構成する金属−リン化合物がフェニルホスホン酸誘導体であることが好ましい。   Further, the metal-phosphorus compound constituting the layered nanoparticles is derived from the phosphorus compound represented by the following general formula (I), and further the metal-phosphorus compound constituting the layered nanoparticles is phenylphosphonic acid. A derivative is preferred.

(上の式中、Arは未置換のもしくは置換された6〜20個の炭素原子を有するアリール基を、Rは水素原子またはOH基を、Rは水素原子、または未置換のもしくは置換された1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基を示す。) (In the above formula, Ar represents an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, R 1 represents a hydrogen atom or OH group, R 2 represents a hydrogen atom, or unsubstituted or substituted. Represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)

また、ポリエステル中の金属およびリンの含有量が下記(III)式及び(IV)式を満たしていることが好ましい。
10≦M≦1000 (III)
0.8≦P/M≦2.0 (IV)
(ただし、式中Mはポリエステルを構成するジカルボン酸成分に対する金属元素のミリモル%、Pはリン元素のミリモル%を示す。)
Moreover, it is preferable that content of the metal and phosphorus in polyester satisfy | fills the following (III) Formula and (IV) Formula.
10 ≦ M ≦ 1000 (III)
0.8 ≦ P / M ≦ 2.0 (IV)
(In the formula, M represents mmol% of the metal element with respect to the dicarboxylic acid component constituting the polyester, and P represents mmol% of the phosphorus element.)

本発明のポリエステル繊維のポリエステルの主たる繰り返し単位が、エチレンテレフタレート、エチレン−2,6−ナフタレート、トリメチレンテレフタレート、トリメチレン−2,6−ナフタレート、ブチレンテレフタレート、ブチレン−2,6−ナフタレートからなる群から選択されたものであることや、特にはポリエステルがポリエチレンテレフタレートであることが好ましく、繊維の赤道方向のXRD回折において、2θ=5〜7°に回折ピークを有することが好ましい。   The main repeating unit of polyester of the polyester fiber of the present invention is selected from the group consisting of ethylene terephthalate, ethylene-2,6-naphthalate, trimethylene terephthalate, trimethylene-2,6-naphthalate, butylene terephthalate, butylene-2,6-naphthalate. It is preferable that the polyester is polyethylene terephthalate, and the polyester preferably has a diffraction peak at 2θ = 5 to 7 ° in the XRD diffraction in the equator direction of the fiber.

もう一つの本発明のポリエステル繊維の製造方法は、層状ナノ粒子を含むポリエステルを溶融紡糸するポリエステル繊維の製造方法であって、該層状ナノ粒子が二価金属とリン化合物からなり、かつその形状が1辺の長さが5〜100nm、層間間隔が1〜5nmであることを特徴とする。 Another method for producing a polyester fiber according to the present invention is a method for producing a polyester fiber by melt spinning a polyester containing layered nanoparticles, wherein the layered nanoparticles are composed of a divalent metal and a phosphorus compound, and the shape thereof is The length of one side is 5 to 100 nm, and the interlayer spacing is 1 to 5 nm.

また、該層状ナノ粒子が、二価金属とリン化合物を製造工程中に添加することにより内部析出したものであることが好ましい。
Further, the layered nanoparticles, and this is preferable that the internally precipitated by the addition of divalent metal and phosphorus compound during the production process.

本発明によれば、触媒粒子等に起因するボイド等の欠点が少なく、物性バラツキや毛羽発生の少ないポリエステル繊維が提供される。   According to the present invention, there is provided a polyester fiber that has few defects such as voids caused by catalyst particles and the like, and has few variations in physical properties and generation of fluff.

実施例1で得られたポリエステル繊維の透過型電子顕微鏡(TEM)写真である。なお、図中の矢印は繊維軸方向を示したものである。2 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of the polyester fiber obtained in Example 1. FIG. In addition, the arrow in a figure shows the fiber axis direction. 実施例1及び比較例1で得られたポリエステル繊維のX線回折結果である。縦軸は回折強度、横軸は角度2θ(°)である。It is an X-ray-diffraction result of the polyester fiber obtained in Example 1 and Comparative Example 1. The vertical axis represents the diffraction intensity, and the horizontal axis represents the angle 2θ (°).

本発明のポリエステル繊維に用いられるポリエステルポリマーとしては、産業資材等、特にタイヤコードや伝動ベルトなどのゴム補強用繊維として優れた特性を有する汎用的なポリエステルポリマーが用いられる。中でもポリエステルの主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレート、エチレン−2,6−ナフタレート、トリメチレンテレフタレート、トリメチレン−2,6−ナフタレート、ブチレンテレフタレート、ブチレン−2,6−ナフタレートからなる群から選択されたものであることが好ましい。とりわけ物性に優れ、大量生産に適したポリエチレンテレフタレートからなるものであることが好ましい。ポリエステルの主たる繰返し単位としては、ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分に対して、その繰り返し単位が80モル%以上含有されていることが好ましい。特には90モル%以上含むポリエステルであることが好ましい。またポリエステルポリマー中に少量であれば、適当な第3成分を含む共重合体であっても差し支えない。   As the polyester polymer used in the polyester fiber of the present invention, a general-purpose polyester polymer having excellent properties as a fiber for reinforcing rubber such as industrial materials, particularly tire cords and transmission belts is used. Among them, the main repeating unit of polyester is selected from the group consisting of ethylene terephthalate, ethylene-2,6-naphthalate, trimethylene terephthalate, trimethylene-2,6-naphthalate, butylene terephthalate, butylene-2,6-naphthalate. It is preferable. In particular, it is preferably made of polyethylene terephthalate which has excellent physical properties and is suitable for mass production. As a main repeating unit of polyester, it is preferable that 80 mol% or more of the repeating unit is contained with respect to all dicarboxylic acid components constituting the polyester. Particularly preferred is a polyester containing 90 mol% or more. Moreover, if it is a small amount in the polyester polymer, it may be a copolymer containing an appropriate third component.

そして本発明のポリエステル繊維は上記のようなポリエステルからなる繊維であって、かつ1辺の長さが5〜100nm、層間間隔が1〜5nmである金属−リン系の層状ナノ粒子を含むことを必須とする。さらには該層状ナノ粒子が金属−リン化合物であって、該層状ナノ粒子の構成成分である金属元素が二価金属であることが好ましい。通常ポリエステル繊維は、そのエステル交換触媒・重縮合触媒として用いられた球状の触媒粒子を含むことが多いが、本発明ではその触媒粒子の形状が、層状ナノ粒子であることにその最大の特徴がある。この本発明の作用機構は定かではないが、ポリマー中の粒子形状が層状構造をとることにより、球状粒子に比べてその表面積が大きくなり表面エネルギー活性も高く、結晶核剤としての作用を促進させるためであると考えられる。そしてこの触媒微粒子が1辺の長さが5〜100nm、層間間隔が1〜5nmとの微小構造をとることによりさらにポリマーの結晶性が向上し、結晶構造の均一化や微分散化が促進され、分子配向を適切に抑制するため、繊維の物性が著しく向上したものであると考えられる。なお、このときの触媒粒子は一般には金属含有粒子である。   The polyester fiber of the present invention is a fiber made of polyester as described above, and includes metal-phosphorous layered nanoparticles having a side length of 5 to 100 nm and an interlayer spacing of 1 to 5 nm. Required. Furthermore, the layered nanoparticles are preferably a metal-phosphorus compound, and the metal element that is a constituent component of the layered nanoparticles is preferably a divalent metal. Usually, the polyester fiber often includes spherical catalyst particles used as the transesterification catalyst / polycondensation catalyst. In the present invention, the greatest feature is that the shape of the catalyst particles is layered nanoparticles. is there. Although the mechanism of action of the present invention is not clear, the particle shape in the polymer has a layered structure, so that the surface area is larger and the surface energy activity is higher than that of spherical particles, and the action as a crystal nucleating agent is promoted. This is probably because of this. The catalyst fine particles have a microstructure with a side length of 5 to 100 nm and an interlayer spacing of 1 to 5 nm, thereby further improving the crystallinity of the polymer and promoting the homogenization and fine dispersion of the crystal structure. It is considered that the physical properties of the fiber are remarkably improved in order to appropriately suppress the molecular orientation. The catalyst particles at this time are generally metal-containing particles.

層状ナノ粒子の一辺の長さとしてはさらには6〜80nmであることが好ましく、10〜60nmであることがさらに好ましい。このような本発明のポリエステル繊維中の層状ナノ粒子は透過型電子顕微鏡により確認することができる。層状ナノ粒子の大きさが100nmより大きいと繊維中で異物として作用し断糸や単糸切れが発生しやすく、強度やモジュラス等の物理的特性、ひいてはタイヤやベルトなどの補強用繊維に用いた場合にも、当該製品の耐久性の低下を引き起こしてしまう。一方、粒子が小さすぎる場合には、ポリマーの結晶性向上や製糸性向上などの効果が得られにくく、得られる繊維の物性、特にタイヤの補強用繊維として用いた場合はその耐久性やユニフォーミニティー、ベルト用途に用いた場合にはその耐久性や寸法安定性が低下する。   The length of one side of the layered nanoparticle is further preferably 6 to 80 nm, and more preferably 10 to 60 nm. Such layered nanoparticles in the polyester fiber of the present invention can be confirmed by a transmission electron microscope. When the size of the layered nanoparticle is larger than 100 nm, it acts as a foreign substance in the fiber, and breakage or single yarn breakage is likely to occur. It was used for physical properties such as strength and modulus, and for reinforcing fibers such as tires and belts. Even in this case, the durability of the product is reduced. On the other hand, if the particles are too small, it is difficult to obtain the effects of improving the crystallinity of the polymer and improving the yarn production, and the physical properties of the obtained fibers, particularly when used as reinforcing fibers for tires, the durability and the uniform mini When used for tee and belt applications, its durability and dimensional stability are reduced.

本発明ではこのように100nm以下の層状ナノ粒子をポリエステル繊維中に含有するが、層状ナノ粒子としてはポリエステル中にて二価金属とリン化合物を添加することにより内部析出したものであることが好ましい。層状珪酸塩等の通常の層状粒子を外部添加した場合には層状粒子が凝集する傾向にあり、このような微小な粒子をポリエステル中に含有させることは困難である。そして本発明においては、含有する層状ナノ粒子の大きさが100nm以下、さらには80nm以下のみであることが好ましい。   In the present invention, the layered nanoparticles of 100 nm or less are thus contained in the polyester fiber, and the layered nanoparticles are preferably those that are internally precipitated by adding a divalent metal and a phosphorus compound in the polyester. . When normal layered particles such as layered silicate are externally added, the layered particles tend to aggregate, and it is difficult to incorporate such fine particles in the polyester. And in this invention, it is preferable that the magnitude | size of the layered nanoparticle to contain is 100 nm or less, Furthermore, it is only 80 nm or less.

また層状ナノ粒子の各層の層間間隔としては1〜5nm、さらには1.5〜3nmであることが好ましい。層状ナノ粒子の一辺の長さが長すぎると微小構造とならずに欠点が目立つようになる。また一辺の長さが小さすぎると層状構造をとりにくくなる。一方、この層状ナノ粒子の層間間隔としては通常1〜5nm、さらに多くは1.5〜3nmの範囲をとることが好ましい。なおここで層間間隔とは、主に金属元素から成る層と、それ以外の元素である炭素、リン、酸素などの元素からなる層の間隔である。また層状構造とは、各層が少なくとも3層以上、好ましくは5〜100層並行して並んでいる状態である。またその各層の間隔は、各層の配列のほぼ直角方向に、各層の長さの1/5以下の間隔にて並んでいる状態であることが好ましい。   The interlayer spacing of each layer of the layered nanoparticles is preferably 1 to 5 nm, more preferably 1.5 to 3 nm. If the length of one side of the layered nanoparticle is too long, a defect is noticeable without forming a microstructure. If the length of one side is too small, it becomes difficult to take a layered structure. On the other hand, the interlayer spacing of the layered nanoparticles is preferably 1 to 5 nm, more preferably 1.5 to 3 nm. Here, the interlayer distance is the distance between a layer mainly made of a metal element and a layer made of an element other than that, such as carbon, phosphorus and oxygen. The layered structure is a state where each layer is arranged in parallel with at least 3 layers, preferably 5 to 100 layers. Moreover, it is preferable that the space | interval of each layer is the state which has located in a line at the space | interval of 1/5 or less of the length of each layer in the substantially orthogonal direction of the arrangement | sequence of each layer.

本発明のポリエステル繊維はこのような金属−リン系の層状ナノ粒子を含むことを必須とするが、好ましくは粒子の50%以上が金属とリン化合物からなる層状構造をとることが好ましく、さらには70%以上が、最も好ましくは全ての粒子が金属含有の層状構造であることが好ましい。   The polyester fiber of the present invention is required to contain such metal-phosphorous layered nanoparticles, but preferably 50% or more of the particles have a layered structure composed of a metal and a phosphorus compound. 70% or more, most preferably all the particles have a metal-containing layered structure.

さらに本発明のポリエステル繊維は、繊維の赤道方向の広角X線回折(XRD回折)回折において、2θ(シータ)=2〜7°に回折ピークを有することが好ましい。この数値は、nmオーダーの層間間隔を有する層状ナノ粒子が繊維軸方向に規則正しく配向していることを示すものである。このように繊維軸方向に特異的に配向することによって、本発明のポリエステル繊維は、ポリエステル製糸工程での断糸率が極めて低くなる。つまり生産性が飛躍的に向上する。また得られたポリエステル繊維も欠点が少なくなり、その物性を極めて高いレベルにすることが可能となった。その結果として補強用途、特にタイヤコード用途やベルト用途等のゴム補強用途に適した繊維となった。   Furthermore, the polyester fiber of the present invention preferably has a diffraction peak at 2θ (theta) = 2 to 7 ° in wide-angle X-ray diffraction (XRD diffraction) diffraction in the equator direction of the fiber. This numerical value indicates that layered nanoparticles having an interlayer spacing on the order of nm are regularly oriented in the fiber axis direction. Thus, by specifically orienting in the fiber axis direction, the polyester fiber of the present invention has a very low yarn breaking rate in the polyester yarn production process. That is, productivity is dramatically improved. Further, the obtained polyester fiber has fewer defects, and its physical properties can be made extremely high. As a result, it became a fiber suitable for reinforcement applications, particularly rubber reinforcement applications such as tire cord applications and belt applications.

また、本発明の層状ナノ粒子は、金属−リン系であることを必須とし、この層状ナノ粒子の構成成分である金属元素としては二価金属であることが好ましい。金属−リン系の層状ナノ粒子としては、二価金属とリン化合物からなることが好ましい。さらに金属元素としては、周期律表における第4〜5周期かつ3〜12族の金属元素およびMgの群より選ばれる少なくとも1種以上の金属元素であることが好ましい。さらには層状ナノ粒子としては、Zn、Mn、Co、Mgの群から選ばれる少なくとも1種以上の金属元素を含む化合物から構成されていることが好ましい。このような金属元素は、本発明の微小な層状ナノ粒子を構成しやすいとともに、触媒活性が高く好ましい。   Further, the layered nanoparticles of the present invention must be metal-phosphorous, and the metal element that is a constituent component of the layered nanoparticles is preferably a divalent metal. The metal-phosphorous layered nanoparticles are preferably composed of a divalent metal and a phosphorus compound. Further, the metal element is preferably at least one metal element selected from the group consisting of a metal element of the 4th to 5th period and 3 to 12 group in the periodic table and Mg. Furthermore, the layered nanoparticles are preferably composed of a compound containing at least one metal element selected from the group consisting of Zn, Mn, Co, and Mg. Such a metal element is preferable because it easily constitutes the minute layered nanoparticles of the present invention and has high catalytic activity.

さらに本発明で用いられる層状ナノ粒子は、金属−リン系であることを必須とするが、この金属−リン系の層状ナノ粒子に用いられるリン化合物としては、下記一般式(I)で表されるリン化合物由来であることが好ましい。   Furthermore, the layered nanoparticles used in the present invention must be metal-phosphorous, and the phosphorus compound used in the metal-phosphorous layered nanoparticles is represented by the following general formula (I). It is preferably derived from a phosphorus compound.

(上の式中、Arは未置換のもしくは置換された6〜20個の炭素原子を有するアリール基を、Rは水素原子またはOH基を、Rは水素原子、または未置換のもしくは置換された1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基を示す。) (In the above formula, Ar represents an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, R 1 represents a hydrogen atom or OH group, R 2 represents a hydrogen atom, or unsubstituted or substituted. Represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)

このような一般式(I)の化合物としては、例えばフェニルホスホン酸、フェニルホスホン酸モノメチル、フェニルホスホン酸モノエチル、フェニルホスホン酸モノプロピル、フェニルホスホン酸モノフェニル、フェニルホスホン酸モノベンジル、(2−ヒドロキシエチル)フェニルホスホネート、2−ナフチルホスホン酸、1−ナフチルホスホン酸、2−アントリルホスホン酸、1−アントリルホスホン酸、4−ビフェニルホスホン酸、4−メチルフェニルホスホン酸、4−メトキシフェニルホスホン酸、フェニルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸メチル、フェニルホスフィン酸エチル、フェニルホスフィン酸プロピル、フェニルホスフィン酸フェニル、フェニルホスフィン酸ベンジル、(2−ヒドロキシエチル)フェニルホスフィネート、2−ナフチルホスフィン酸、1−ナフチルホスフィン酸、2−アントリルホスフィン酸、1−アントリルホスフィン酸、4−ビフェニルホスフィン酸、4−メチルフェニルホスフィン酸、4−メトキシフェニルホスフィン酸などを挙げることができる。   Examples of the compound of the general formula (I) include phenylphosphonic acid, monomethyl phenylphosphonate, monoethyl phenylphosphonate, monopropyl phenylphosphonate, monophenyl phenylphosphonate, monobenzyl phenylphosphonate, (2-hydroxy Ethyl) phenylphosphonate, 2-naphthylphosphonic acid, 1-naphthylphosphonic acid, 2-anthrylphosphonic acid, 1-anthrylphosphonic acid, 4-biphenylphosphonic acid, 4-methylphenylphosphonic acid, 4-methoxyphenylphosphonic acid , Phenylphosphinic acid, methyl phenylphosphinate, ethyl phenylphosphinate, propylphenylphosphinate, phenylphenylphosphinate, benzylphenylphosphinate, (2-hydroxyethyl) phenylphosphine , 2-naphthylphosphinic acid, 1-naphthylphosphinic acid, 2-anthrylphosphinic acid, 1-anthrylphosphinic acid, 4-biphenylphosphinic acid, 4-methylphenylphosphinic acid, 4-methoxyphenylphosphinic acid, etc. be able to.

ちなみに式中で用いられているArは未置換のもしくは置換された6〜20個の炭素原子を有するアリール基を、Rは水素原子、またはOH基を、Rは水素原子、または未置換のもしくは置換された1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基を挙げることができる。さらにはRの炭化水素基としては、アルキル基、アリール基、ベンジル基であることが好ましく、それらは未置換のもしくは置換されたものであっても良い。このときRの置換基としては立体構造を阻害しないのであることが好ましい。例えば、ヒドロキシル基、エステル基、アルコキシ基等で置換されているものを挙げることができる。また上記(I)のArで示されるアリール基は、例えば、アルキル基、アリール基、ベンジル基、アルキレン基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子で置換されていても良い。 Incidentally, Ar used in the formula represents an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, R 1 represents a hydrogen atom or OH group, R 2 represents a hydrogen atom or unsubstituted And hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms which are substituted or substituted. Furthermore, the hydrocarbon group for R 2 is preferably an alkyl group, an aryl group, or a benzyl group, which may be unsubstituted or substituted. At this time, the substituent of R 2 preferably does not inhibit the steric structure. Examples thereof include those substituted with a hydroxyl group, an ester group, an alkoxy group, and the like. The aryl group represented by Ar in the above (I) may be substituted with, for example, an alkyl group, an aryl group, a benzyl group, an alkylene group, a hydroxyl group, or a halogen atom.

かかる置換基で置換されたアリール基としては、好適には、下記官能基及びその異性体を例示することができる。   Preferable examples of the aryl group substituted with such a substituent include the following functional groups and isomers thereof.

しかし、例えばフェニルホスホン酸ジメチルなどのアルキルジエステルではアルキル基の存在により立体障害が起き、層状構造をとることができないために好ましくない。
またこのようなアリール基を有するリン化合物を添加すると、高い結晶性向上効果が現れる傾向にあり、好ましい。
However, for example, alkyl diesters such as dimethyl phenylphosphonate are not preferable because steric hindrance occurs due to the presence of an alkyl group and a layered structure cannot be formed.
Addition of such a phosphorus compound having an aryl group is preferable because a high crystallinity improving effect tends to appear.

特にはこのリン化合物としては、フェニルホスホン酸、フェニルホスフィン酸およびそれら誘導体であることが最適である。中でも下記式で表されるフェニルホスホン酸およびその誘導体は使用量も少なくて済むため有効である。物性面として、得られるポリエステルの色相・溶融安定性、製糸性、高い層状ナノ粒子の形成能などが向上する。作業性の面として、ポリエステル製造工程での副生成物が発生しない点などに優れる。特にフェニルホスホン酸であることが最も好ましい。   In particular, the phosphorus compound is most preferably phenylphosphonic acid, phenylphosphinic acid, and derivatives thereof. Of these, phenylphosphonic acid and its derivatives represented by the following formula are effective because they can be used in small amounts. In terms of physical properties, the hue and melt stability of the resulting polyester, the spinning performance, the ability to form high layered nanoparticles, and the like are improved. From the viewpoint of workability, it is excellent in that no by-product is produced in the polyester production process. Particularly preferred is phenylphosphonic acid.

(上の式中、Arは未置換のもしくは置換された6〜20個の炭素原子を有するアリール基を、Rは水素原子、または未置換のもしくは置換された1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基を示す。) (Wherein Ar represents an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom, or an unsubstituted or substituted 1 to 20 carbon atom. The hydrocarbon group which has is shown.)

逆に水酸基を有さないフェニルホスホン酸ジメチルなどのジアルキルエステルでは沸点が低く、真空下で飛散しやすいため本願では好ましくない傾向にある。飛散した場合には、添加したリン化合物がポリエステル中に残存する量が減り効果が得られない傾向にある。そのように飛散した場合には、真空系の閉塞が発生しやすい傾向にある。ホスホン酸のジアルキルエステルには水酸基を有さず飛散性が高いため、高温で溶融・吐出される紡糸工程において、ポリマーから遊離・溶出する現象が発生し、口金に固着した異物を形成しやすい欠点がある。このため長期間での製糸の安定性を悪化させる要因となり、好ましくない。また、ホスホン酸ジアルキルエステルではリンに直接結合する水酸基を有していない。このためエステル交換触媒・重合触媒などの金属化合物を失活する能力が低く、得られるポリマーの溶融安定性・色相の悪化を招き、好ましくない。   Conversely, dialkyl esters such as dimethyl phenylphosphonate that does not have a hydroxyl group have a low boiling point and are likely to be scattered under vacuum, which tends to be undesirable in the present application. When scattered, the amount of the added phosphorus compound remaining in the polyester tends to decrease, and the effect tends not to be obtained. In such a case, the vacuum system tends to be clogged. The dialkyl ester of phosphonic acid has no hydroxyl group and has high scattering properties, so in the spinning process where it is melted and discharged at high temperatures, the phenomenon of liberation and elution from the polymer occurs, and it is easy to form foreign matter fixed to the die. There is. For this reason, it becomes a factor which worsens the stability of the yarn production in a long term, and is not preferable. Further, phosphonic acid dialkyl esters do not have a hydroxyl group directly bonded to phosphorus. For this reason, the ability to deactivate a metal compound such as a transesterification catalyst or a polymerization catalyst is low, which leads to deterioration of the melt stability and hue of the resulting polymer, which is not preferable.

本発明で用いられる層状ナノ粒子は金属成分とリン成分からなることが好ましいが、この場合本発明に用いられているポリエステル中の金属およびリンの含有量としては、下記の数式(III)式及び数式(IV)式を満たしていることが好ましい。
10≦M≦1000 (III)
0.8≦P/M≦2.0 (IV)
(ただし、式中Mはポリエステルを構成するジカルボン酸成分に対する金属元素のミリモル%、Pはリン元素のミリモル%を示す。)
The layered nanoparticles used in the present invention are preferably composed of a metal component and a phosphorus component. In this case, the contents of the metal and phosphorus in the polyester used in the present invention include the following formula (III) and It is preferable that the formula (IV) is satisfied.
10 ≦ M ≦ 1000 (III)
0.8 ≦ P / M ≦ 2.0 (IV)
(In the formula, M represents mmol% of the metal element with respect to the dicarboxylic acid component constituting the polyester, and P represents mmol% of the phosphorus element.)

金属含有量が少なすぎると、結晶核剤として機能する層状ナノ粒子の量が不十分であり、製糸性向上の効果が得にくい傾向にある。逆に多すぎると異物として繊維中に残存し物性を低下させる、ポリマーの熱劣化が激しくなるなどの傾向にある。また式(IV)で示されるP/M比が小さすぎる場合には、金属化合物濃度Mが過剰となり、過剰金属原子成分がポリエステルの熱分解を促進し、熱安定性を著しく損なうため好ましくない。一方、P/M比が大きすぎる場合には、逆にリン化合物が過剰となり、過剰なリン化合物成分がポリエステルの重合反応を阻害し、繊維物性が低下する傾向にある。さらに好ましいP/M比としては0.9〜1.8であることが好ましい。   When the metal content is too small, the amount of the layered nanoparticles functioning as a crystal nucleating agent is insufficient, and the effect of improving the spinning property tends to be difficult to obtain. On the other hand, if the amount is too large, it tends to remain in the fiber as a foreign substance, resulting in a decrease in physical properties, and a severe thermal deterioration of the polymer. On the other hand, when the P / M ratio represented by the formula (IV) is too small, the metal compound concentration M becomes excessive, and the excess metal atom component accelerates the thermal decomposition of the polyester and significantly deteriorates the thermal stability. On the other hand, when the P / M ratio is too large, the phosphorus compound becomes excessive, and the excessive phosphorus compound component tends to inhibit the polymerization reaction of the polyester and the fiber physical properties tend to decrease. A more preferable P / M ratio is preferably 0.9 to 1.8.

本発明のポリエステル繊維は上記の層状ナノ粒子を含むことをその特徴とするものであるが、ポリエステル繊維を構成するポリエステルポリマーとしては、より具体的には次のような製造方法にて得られるものであることが好ましい。   The polyester fiber of the present invention is characterized by containing the above-mentioned layered nanoparticles. More specifically, the polyester polymer constituting the polyester fiber is obtained by the following production method. It is preferable that

例えば、本発明で用いられるポリエステルポリマーとしては、テレフタル酸あるいはナフタレン−2,6−ジカルボン酸またはその機能的誘導体を触媒の存在下で、適当な反応条件の下に重合することができる。また、ポリエステルの重合完結前に、適当な1種または2種以上の第3成分を添加すれば、共重合ポリエステルが合成される。   For example, as the polyester polymer used in the present invention, terephthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid or a functional derivative thereof can be polymerized in the presence of a catalyst under appropriate reaction conditions. In addition, a copolymerized polyester is synthesized by adding one or more appropriate third components before the completion of polymerization of the polyester.

適当な第3成分としては、(a)2個のエステル形成官能基を有する化合物、例えば、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸;シクロプロパンジカルボン酸、シクロブタンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸などの脂環族ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン―2,7―ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸;ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、3,5―ジカルボキシベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのカルボン酸;グリコール酸、p―オキシ安息香酸、p―オキシエトキシ安息香酸などのオキシカルボン酸;プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチレングリコール、p―キシリレングリコール、1,4―シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、p,p′―ジフェノキシスルホン―1,4―ビス(β―ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、2,2―ビス(p―β―ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、ポリアルキレングリコール、p―フェニレンビス(ジメチルシクロヘキサン)などのオキシ化合物、あるいはその機能的誘導体;前記カルボン酸類、オキシカルボン酸類、オキシ化合物類またはその機能的誘導体から誘導される高重合度化合物などや、(b)1個のエステル形成官能基を有する化合物、例えば、安息香酸、ベンゾイル安息香酸、ベンジルオキシ安息香酸、メトキシポリアルキレングリコールなどが挙げられる。さらに(c)3個以上のエステル形成官能基を有する化合物、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、トリカルバリル酸、トリメシン酸、トリメリット酸なども、重合体が実質的に線状である範囲内で使用可能である。   Suitable third components include: (a) compounds having two ester-forming functional groups, for example, aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid; cyclopropanedicarboxylic acid, Cycloaliphatic dicarboxylic acids such as cyclobutane dicarboxylic acid and hexahydroterephthalic acid; aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, naphthalene-2,7-dicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid; diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenylsulfone dicarboxylic acid, Carboxylic acids such as diphenoxyethanedicarboxylic acid and sodium 3,5-dicarboxybenzenesulfonate; oxycarboxylic acids such as glycolic acid, p-oxybenzoic acid, p-oxyethoxybenzoic acid; propylene glycol, trimethylene glycol, and diethyl Glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentylene glycol, p-xylylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bisphenol A, p, p'-diphenoxysulfone-1,4-bis (β- Hydroxyoxy) benzene, 2,2-bis (p-β-hydroxyethoxyphenyl) propane, polyalkylene glycol, oxy compounds such as p-phenylenebis (dimethylcyclohexane), or functional derivatives thereof; carboxylic acids, oxycarboxylic Compounds having a high degree of polymerization derived from acids, oxy compounds or functional derivatives thereof, and (b) compounds having one ester-forming functional group such as benzoic acid, benzoylbenzoic acid, benzyloxybenzoic acid, methoxy Polyalkyle Glycol and the like. Furthermore, (c) compounds having three or more ester-forming functional groups, such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, tricarballylic acid, trimesic acid, trimellitic acid, etc., are substantially linear in polymer. It can be used within the range.

また、前記ポリエステル中には、各種の添加剤、たとえば二酸化チタンなどの艶消剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、蛍光増白剤、可塑剤、耐衝撃剤の添加剤、または補強剤としてモンモリナイト、ベントナイト、ヘクトライト、板状酸化鉄、板状炭酸カルシウム、板状ベーマイト、あるいはカーボンナノチューブなどの添加剤が含まれていても良いことはいうまでもない。   In the polyester, various additives such as matting agents such as titanium dioxide, heat stabilizers, antifoaming agents, color modifiers, flame retardants, antioxidants, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, fluorescent agents Additives such as montmorillonite, bentonite, hectorite, plate-like iron oxide, plate-like calcium carbonate, plate-like boehmite, or carbon nanotubes are included as additives for whitening agents, plasticizers, impact agents, or reinforcing agents. It goes without saying.

より具体的に本発明で用いられるポリエステルポリマーの製造方法を述べると、従来公知のポリエステルポリマーの製造方法を挙げることができる。すなわち製造方法としては、まず酸成分として、テレフタル酸ジメチル(DMT)あるいはナフタレン−2,6−ジメチルカルボキシレート(NDC)に代表されるジカルボン酸のジアルキルエステルとグリコール成分であるエチレングリコールとでエステル交換反応させる。その後、この反応の生成物を減圧下で加熱して、余剰のジオール成分を除去しつつ重縮合させる方法である。あるいは従来公知の直接重合法により、まず酸成分としてテレフタル酸(TA)あるいは2,6−ナフタレンジカルボン酸とジオール成分であるエチレングリコールとでエステル化させることにより、製造することもできる。   More specifically, a method for producing a polyester polymer used in the present invention can be described as a conventionally known method for producing a polyester polymer. That is, as a production method, first, as an acid component, transesterification is performed between a dialkyl ester of a dicarboxylic acid represented by dimethyl terephthalate (DMT) or naphthalene-2,6-dimethylcarboxylate (NDC) and ethylene glycol as a glycol component. React. Thereafter, the product of this reaction is heated under reduced pressure to perform polycondensation while removing excess diol components. Alternatively, it can also be produced by esterification with terephthalic acid (TA) or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid as an acid component and ethylene glycol as a diol component by a conventionally known direct polymerization method.

エステル交換反応を利用した方法の場合に用いるエステル交換触媒としては、上記の層状ナノ粒子を構成する金属を用いることが効率的であるが、それ以外の金属を用いてもよい。一般的には、マンガン、マグネシウム、チタン、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、コバルト、ナトリウム、リチウム、鉛化合物などを用いることができる。触媒となる化合物としては、例えばマンガン、マグネシウム、チタン、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、コバルト、ナトリウム、リチウム、鉛の酸化物、酢酸塩、カルボン酸塩、水素化物、アルコラート、ハロゲン化物、炭酸塩、硫酸塩等を挙げることができる。   As the transesterification catalyst used in the case of the method utilizing transesterification, it is efficient to use the metal constituting the layered nanoparticles, but other metals may be used. In general, manganese, magnesium, titanium, zinc, aluminum, calcium, cobalt, sodium, lithium, lead compounds, and the like can be used. Examples of the catalyst compound include manganese, magnesium, titanium, zinc, aluminum, calcium, cobalt, sodium, lithium, lead oxide, acetate, carboxylate, hydride, alcoholate, halide, carbonate, sulfuric acid. A salt etc. can be mentioned.

中でも、ポリエステルの溶融安定性、色相、ポリマー不溶異物の少なさ、紡糸の安定性の観点から、マンガン、マグネシウム、亜鉛、チタン、コバルト化合物が好ましい。さらにマンガン、マグネシウム、亜鉛化合物が好ましい。これらの化合物は二種以上を併用してもよい。   Among these, manganese, magnesium, zinc, titanium, and cobalt compounds are preferable from the viewpoints of the melt stability of polyester, the hue, the small amount of insoluble foreign matter in the polymer, and the stability of spinning. Further, manganese, magnesium and zinc compounds are preferable. Two or more of these compounds may be used in combination.

重合触媒については、アンチモン、チタン、ゲルマニウム、アルミニウム化合物が好ましい。このような化合物としては、例えばアンチモン、チタン、ゲルマニウム、アルミニウムの酸化物、酢酸塩、カルボン酸塩、水素化物、アルコラート、ハロゲン化物、炭酸塩、硫酸塩等を挙げることができる。また、これらの化合物は二種以上を併用してもよい。   As for the polymerization catalyst, antimony, titanium, germanium, and an aluminum compound are preferable. Examples of such compounds include antimony, titanium, germanium, aluminum oxides, acetates, carboxylates, hydrides, alcoholates, halides, carbonates, sulfates, and the like. Moreover, these compounds may use 2 or more types together.

中でも、アンチモン化合物が特に好ましい。ポリエステルの重合活性、固相重合活性、溶融安定性、色相に優れ、かつ得られる繊維が高強度で、優れた製糸性、延伸性を有するからである。   Of these, antimony compounds are particularly preferred. This is because the polyester has excellent polymerization activity, solid-phase polymerization activity, melt stability, and hue, and the resulting fiber has high strength and excellent spinning properties and stretchability.

なお、テレフタル酸のごとき芳香族ジカルボン酸成分と、エチレングリコールのごときグリコール成分とを直接エステル化反応させる方法においては、上記のようなエステル交換触媒やその直接エステル化反応の際の触媒は本来は不要である。しかし本発明の効果を発現させるために、あえて層状ナノ粒子を形成しうる触媒成分を含有せしめることが必要となる。触媒中の金属成分の含有量としては、ポリエステルを構成する全繰返し単位に対して10〜1000ミリモル%の範囲内であることが好ましい。   In the method of directly esterifying an aromatic dicarboxylic acid component such as terephthalic acid and a glycol component such as ethylene glycol, the transesterification catalyst as described above and the catalyst in the direct esterification reaction are originally It is unnecessary. However, in order to express the effects of the present invention, it is necessary to include a catalyst component that can form layered nanoparticles. The content of the metal component in the catalyst is preferably in the range of 10 to 1000 mmol% with respect to all repeating units constituting the polyester.

また、本発明では最終的にはポリエステル中に層状ナノ粒子を含有するが、この層状ナノ粒子としてはポリエステルポリマーを製造する任意の段階にて金属およびリン化合物を系外から外部添加することにより、内部析出したものであることが好ましい。   In addition, in the present invention, the layered nanoparticles are finally contained in the polyester, but as the layered nanoparticles, by adding a metal and a phosphorus compound from outside the system at any stage of producing the polyester polymer, It is preferable that they are precipitated internally.

本発明のポリエステル繊維の製造方法としては、本発明の製造方法に用いられるポリエステル中の層状ナノ粒子が、ポリエステル中に金属元素とリン化合物を添加することにより生じたものであることが好ましいが、このように層状ナノ粒子が内部析出することにより、外部から層状ナノ粒子を添加する場合に比べ、さらに層状ナノ粒子の微分散化を促進させることができ、得られる繊維の性能が向上する。また、このような層状ナノ粒子を高濃度含有するポリエステルマスターポリマーをあらかじめ作成し、ポリエステルベースポリマーにて希釈して用いることも好ましい態様の一つである。   As a method for producing the polyester fiber of the present invention, the layered nanoparticles in the polyester used in the production method of the present invention are preferably produced by adding a metal element and a phosphorus compound to the polyester, Thus, when the layered nanoparticles are precipitated internally, the fine dispersion of the layered nanoparticles can be further promoted compared to the case where the layered nanoparticles are added from the outside, and the performance of the resulting fiber is improved. It is also one of preferred embodiments that a polyester master polymer containing such layered nanoparticles in high concentration is prepared in advance and diluted with a polyester base polymer.

さらに詳しくは、ジカルボン酸成分とジオール成分とでエステル化反応させる製造方法の場合、エステル化反応から製糸直前までのどの段階においても、前記金属およびリン化合物を添加させ、層状ナノ粒子をポリエステルの内部で析出させることができる。   More specifically, in the case of a production method in which an esterification reaction is performed with a dicarboxylic acid component and a diol component, the metal and the phosphorus compound are added at any stage from the esterification reaction to immediately before the yarn production, and the layered nanoparticles are added to the interior of the polyester. Can be deposited.

ジカルボン酸のジアルキルエステルとジオール成分とでエステル交換反応させる製造方法の場合、エステル交換反応から製糸直前までのどの段階においても、前記金属およびリン化合物を添加させ、層状ナノ粒子をポリエステルの内部で析出させることができる。より好ましくは重縮合が完了する以前に、金属およびリン化合物を添加することが好ましい。重縮合後では、ポリマーの粘度が高く、金属およびまたはリン化合物を均一に均一に分散させることが困難であるためである。   In the case of a production method in which a dialkyl ester of a dicarboxylic acid and a diol component are subjected to an ester exchange reaction, the metal and the phosphorus compound are added at any stage from the ester exchange reaction to immediately before the yarn production, and the layered nanoparticles are precipitated inside the polyester. Can be made. More preferably, the metal and the phosphorus compound are added before the polycondensation is completed. This is because after the polycondensation, the viscosity of the polymer is high and it is difficult to uniformly and uniformly disperse the metal and / or phosphorus compound.

なお金属およびリン化合物の添加順序は同時でも、別々でも、あるいはいずれが先であっても構わない。好ましくは、いずれか片方を先に添加させ攪拌装置などを用い十分に分散させた後に、もう片方を添加すること方法を提示できる。この方法により、層状ナノ粒子の凝集を抑制することが可能となる。ただしエステル交換反応による製造方法の場合には、後述の反応阻害の問題があるため、リン化合物の添加時期に注意が必要である。また金属としては二価金属であることが好ましい。   Note that the addition order of the metal and the phosphorus compound may be simultaneous, separate, or whichever comes first. Preferably, it is possible to present a method in which one of the two components is added first and sufficiently dispersed using a stirrer or the like, and then the other is added. This method makes it possible to suppress aggregation of the layered nanoparticles. However, in the case of the production method by transesterification, since there is a problem of reaction inhibition described later, it is necessary to pay attention to the addition timing of the phosphorus compound. The metal is preferably a divalent metal.

層状ナノ粒子を生成するためには、触媒成分としての金属が存在するポリエステル中にリン化合物を添加することが好ましいのである。このリン化合物のポリエステルポリマー中の含有量としては、次式を満たす範囲が好適である。
0.8≦P/M≦2.0 (IV)
(ただし、式中Mはポリエステルを構成するジカルボン酸成分に対する金属元素のミリモル%、Pはリン元素のミリモル%を示す。)
In order to produce layered nanoparticles, it is preferable to add a phosphorus compound to polyester in which a metal as a catalyst component exists. As content in the polyester polymer of this phosphorus compound, the range satisfy | filling following Formula is suitable.
0.8 ≦ P / M ≦ 2.0 (IV)
(In the formula, M represents mmol% of the metal element with respect to the dicarboxylic acid component constituting the polyester, and P represents mmol% of the phosphorus element.)

式(IV)で示されるP/M比が小さすぎる場合には、金属化合物濃度Mが過剰となり、過剰金属原子成分がポリエステルの熱分解を促進し、熱安定性を著しく損なうため好ましくない。一方、P/M比が大きすぎる場合には、逆にリン化合物が過剰となり、過剰なリン化合物成分がポリエステルの重合反応を阻害し、繊維物性が低下する傾向にある。さらに好ましいP/M比としては0.9〜1.8であることが好ましい。   When the P / M ratio represented by the formula (IV) is too small, the metal compound concentration M becomes excessive, and the excess metal atom component accelerates the thermal decomposition of the polyester and remarkably impairs the thermal stability. On the other hand, when the P / M ratio is too large, the phosphorus compound becomes excessive, and the excessive phosphorus compound component tends to inhibit the polymerization reaction of the polyester and the fiber physical properties tend to decrease. A more preferable P / M ratio is preferably 0.9 to 1.8.

このリン化合物の添加時期は、特に限定されるものではない。ポリエステル製造の任意の工程において添加することができる。好ましくは、エステル交換反応又はエステル化反応の開始当初から重合終了する間である。より好ましくはエステル交換反応又はエステル化反応の終了した時点から重合反応の終了時点の間である。特にエステル交換反応の場合、エステル交換反応の終了後にリン化合物を添加することが好ましい。エステル交換反応前の添加では、リン化合物によりエステル交換の反応が阻害され、生産性の低下や得られるポリエステルポリマーの色相悪化などの問題が生じる場合がある。   The addition time of this phosphorus compound is not particularly limited. It can be added at any step of the polyester production. Preferably, the polymerization is completed from the beginning of the transesterification or esterification reaction. More preferably, it is between the time when the transesterification or esterification reaction is completed and the time when the polymerization reaction is completed. Particularly in the case of transesterification, it is preferable to add a phosphorus compound after completion of the transesterification. In the addition before the transesterification reaction, the transesterification reaction is inhibited by the phosphorus compound, which may cause problems such as a decrease in productivity and a deterioration in the hue of the resulting polyester polymer.

あるいは、ポリエステルの重合後に、混練機を用いて、リン化合物を練り込む方法を採用することもできる。混練する方法は特に限定されるものではないが、通常の一軸、二軸混練機を使用することが好ましい。さらに好ましくは、得られるポリエステル組成物の重合度の低下を抑制するために、ベント式の一軸、二軸混練機を使用する方法を例示できる。   Alternatively, a method of kneading the phosphorus compound using a kneader after polymerization of the polyester can also be employed. The method of kneading is not particularly limited, but it is preferable to use a normal uniaxial or biaxial kneader. More preferably, in order to suppress a decrease in the degree of polymerization of the resulting polyester composition, a method of using a vented uniaxial or biaxial kneader can be exemplified.

この混練時の条件は特に限定されるものではないが、例えばポリエステルの融点以上、滞留時間は1時間以内、さらに好ましくは1分〜30分である。また、混練機へのリン化合物、ポリエステルの供給方法は特に限定されるものではない。例えばリン化合物、ポリエステルを別々に混練機に供給する方法、高濃度のリン化合物を含有するマスターチップとポリエステルを適宜混合して供給する方法などを挙げることができる。   The conditions at the time of kneading are not particularly limited. For example, the melting point is higher than the melting point of the polyester, and the residence time is 1 hour or less, and more preferably 1 minute to 30 minutes. Moreover, the supply method of the phosphorus compound and polyester to a kneading machine is not specifically limited. Examples thereof include a method of separately supplying a phosphorus compound and polyester to a kneader, and a method of appropriately mixing and supplying a master chip containing a high concentration phosphorus compound and polyester.

このように重合された、本発明で用いられるポリエステルのポリマーは、紡糸直前の樹脂チップの極限粘度としては、公知の溶融重合や固相重合を行うことによって、ポリエチレンテレフタレートでは0.80〜1.20、ポリエチレンナフタレートでは0.65〜1.2の範囲とすることが好ましい。樹脂チップの極限粘度が低すぎる場合には溶融紡糸後の繊維を高強度化させることが困難となる。また極限粘度が高すぎると固相重合時間が大幅に増加し、生産効率が低下するため工業的観点等からも好ましくない。極限粘度としては、さらにはそれぞれポリエチレンテレフタレートでは0.9〜1.1、ポリエチレンナフタレートでは0.7〜1.0の範囲内であることが好ましい。   The polyester polymer used in the present invention that has been polymerized in this way has an intrinsic viscosity of the resin chip immediately before spinning of 0.80-1. In the case of 20, polyethylene naphthalate, the range of 0.65 to 1.2 is preferable. If the intrinsic viscosity of the resin chip is too low, it is difficult to increase the strength of the fiber after melt spinning. On the other hand, if the intrinsic viscosity is too high, the solid-state polymerization time is greatly increased and the production efficiency is lowered, which is not preferable from the industrial viewpoint. The intrinsic viscosity is preferably in the range of 0.9 to 1.1 for polyethylene terephthalate and 0.7 to 1.0 for polyethylene naphthalate, respectively.

本発明のポリエステル繊維は、このようにして得られた層状ナノ粒子を含むポリエステルポリマーを溶融紡糸することによって製造することができる。
すなわち、もう一つの本発明のポリエステル繊維の製造方法としては、層状ナノ粒子を含むポリエステルを溶融紡糸するポリエステル繊維の製造方法であって、該層状ナノ粒子が金属とリン化合物からなり、かつその形状が1辺の長さが5〜100nm、層間間隔が1〜5nmであることを必須とする。さらには層状ナノ粒子中の金属が二価金属であり、さらにはこの層状ナノ粒子が、金属とリン化合物を製造工程中に外部添加することにより層状ナノ粒子を発生させたものであることが好ましい。
The polyester fiber of the present invention can be produced by melt spinning the polyester polymer containing the layered nanoparticles thus obtained.
That is, another method for producing a polyester fiber according to the present invention is a method for producing a polyester fiber by melt spinning a polyester containing layered nanoparticles, wherein the layered nanoparticles are composed of a metal and a phosphorus compound, and the shape thereof However, it is essential that the length of one side is 5 to 100 nm and the interlayer interval is 1 to 5 nm. Furthermore, the metal in the layered nanoparticle is a divalent metal, and it is further preferable that the layered nanoparticle is generated by externally adding a metal and a phosphorus compound during the production process. .

より具体的な本発明のポリエステル繊維の製造方法としては、得られたポリエステルポリマーを285〜335℃の温度にて溶融し、紡糸口金としてはキャピラリーを具備したものを用いて紡糸することができる。また、紡糸口金から吐出直後に溶融ポリマー温度以上の加熱紡糸筒を通過させることが好ましい。加熱紡糸筒の長さとしては10〜500mmであることが好ましい。紡糸口金から吐出された直後のポリマーはすぐに配向しやすく、単糸切れを発生しやすいため、このように加熱紡糸筒をもちいて遅延冷却させることが好ましい。   As a more specific method for producing the polyester fiber of the present invention, the obtained polyester polymer can be melted at a temperature of 285 to 335 ° C., and a spinneret equipped with a capillary can be used for spinning. Moreover, it is preferable to pass through a heated spinning cylinder having a temperature equal to or higher than the molten polymer temperature immediately after discharging from the spinneret. The length of the heated spinning cylinder is preferably 10 to 500 mm. Since the polymer immediately after being discharged from the spinneret tends to be easily oriented, and single yarn breakage is likely to occur, it is preferable to use the heated spinning cylinder for delayed cooling in this way.

加熱紡糸筒を通過した紡出糸条は、次いで30℃以下の冷風を吹き付けて冷却することが好ましい。さらには25℃以下の冷風であることが好ましい。次いで、冷却された糸状については、油剤を付与することが好ましい。   The spun yarn that has passed through the heated spinning cylinder is preferably cooled by blowing cold air of 30 ° C. or lower. Furthermore, it is preferable that it is a cold wind of 25 degrees C or less. Next, it is preferable to apply an oil agent to the cooled thread form.

また、このようにして溶融ポリマー組成物を紡糸口金から吐出し成形する場合、紡糸速度としては300〜6000m/分であることが好ましい。さらには本発明の製造方法における成形方法としては、紡糸後さらに延伸する方法が、高効率の生産が行える点から好ましい。   When the molten polymer composition is discharged from the spinneret and molded in this manner, the spinning speed is preferably 300 to 6000 m / min. Furthermore, as a forming method in the production method of the present invention, a method of further stretching after spinning is preferable from the viewpoint of high-efficiency production.

特に本発明のポリエステル繊維は、高速にて紡糸することが好ましく、紡糸速度としては1500〜5500m/分であることが好ましい。この場合、延伸前に得られる繊維は部分配向糸となる。このように高速にて紡糸し、繊維を高度に配向結晶化させた場合、従来では紡糸段階で断糸することが多かった。しかし本発明では上記の層状ナノ粒子をポリマー中に分散形成し含有せしめる効果により、配向結晶化が均一に進み紡糸欠点を低減することができたものと推定される。そして結果的には製糸性が大幅に向上することを見出したのである。   In particular, the polyester fiber of the present invention is preferably spun at a high speed, and the spinning speed is preferably 1500 to 5500 m / min. In this case, the fiber obtained before drawing becomes a partially oriented yarn. When spinning at such a high speed and the fibers are highly oriented and crystallized, conventionally, the yarn is often cut at the spinning stage. However, in the present invention, it is presumed that the orientation crystallization progressed uniformly and the spinning defects could be reduced due to the effect of forming the layered nanoparticles dispersed in the polymer. As a result, it has been found that the spinning performance is greatly improved.

また延伸する条件としては、紡糸後に1.5〜10倍に延伸することが好ましい。このように紡糸後に延伸することによって、より高強度の延伸繊維を得ることが可能である。従来は例え低倍率で紡糸したとしても延伸時に結晶の欠点に起因する強度の弱い部分が存在するため、断糸が起こることが多かったのである。しかし本発明では層状ナノ化合物の存在により延伸による結晶化において微細結晶が均一に形成され、延伸欠点が発生しにくい。結果として高倍率に延伸でき、繊維を高強度化することが可能となったものである。   The stretching condition is preferably 1.5 to 10 times after spinning. Thus, it is possible to obtain a drawn fiber with higher strength by drawing after spinning. Conventionally, even when spinning at a low magnification, there is often a portion where the strength is weak due to the defect of the crystal at the time of drawing. However, in the present invention, due to the presence of the layered nanocompound, fine crystals are uniformly formed in crystallization by stretching, and stretching defects are less likely to occur. As a result, the fiber can be stretched at a high magnification, and the fiber can be increased in strength.

本発明のポリエステル繊維を得るための延伸方法としては、引取りローラーから一旦巻取って、いわゆる別延伸法で延伸してもよい。あるいは引取りローラーから連続的に延伸工程に未延伸糸を供給する、いわゆる直接延伸法で延伸しても構わない。また延伸条件としては1段ないし多段延伸であり、延伸負荷率としては60〜95%であることが好ましい。延伸負荷率とは繊維が実際に断糸する張力に対する、延伸を行う際の張力の比である。   As a stretching method for obtaining the polyester fiber of the present invention, the polyester fiber may be temporarily wound from a take-up roller and then stretched by a so-called separate stretching method. Or you may extend | stretch by what is called a direct extending | stretching method which supplies an undrawn thread | yarn continuously to a extending process from a take-off roller. The stretching conditions are one-stage or multi-stage stretching, and the stretching load factor is preferably 60 to 95%. The drawing load factor is the ratio of the tension at the time of drawing to the tension at which the fiber actually breaks.

延伸時の予熱温度としては、ポリエステル未延伸糸のガラス転移点より20℃低い温度以上、結晶化開始温度より20℃低い温度以下にて行うことが好ましい。延伸倍率は紡糸速度に依存するが、破断延伸倍率に対し延伸負荷率が60〜95%となる延伸倍率にて延伸を行うことが好ましい。また、繊維の強度を維持し寸法安定性を向上させるためにも、延伸工程で170℃から繊維の融点以下の温度で熱セットを行うことが好ましい。さらには延神時の熱セット温度が170〜270℃の範囲であることが好ましい。   The preheating temperature at the time of drawing is preferably carried out at a temperature not lower than 20 ° C. below the glass transition point of the polyester undrawn yarn and not higher than 20 ° C. below the crystallization start temperature. Although the draw ratio depends on the spinning speed, it is preferable to draw at a draw ratio at which the draw ratio is 60 to 95% with respect to the breaking draw ratio. In order to maintain the strength of the fiber and improve the dimensional stability, it is preferable to perform heat setting at a temperature from 170 ° C. to the melting point of the fiber or less in the drawing step. Furthermore, it is preferable that the heat setting temperature at the time of Enjin is in the range of 170 to 270 ° C.

このような本発明の製造方法においては、ポリエステルポリマーが本発明特有の層状ナノ粒子を含有することにより、ポリマー組成物の結晶性が向上する。そして溶融し、紡糸口金から吐出する段階で、微小結晶を多数形成することとなる。この微小結晶が、紡糸及び延伸工程で生じる粗大な結晶成長を抑制し結晶を微分散化させる。結晶の微分散化が各工程での断糸率を大幅に低下させ、最終的に得られるポリエステル繊維の物性が向上したのであると考えられる。   In such a production method of the present invention, the crystallinity of the polymer composition is improved by the polyester polymer containing layered nanoparticles unique to the present invention. At the stage of melting and discharging from the spinneret, a large number of microcrystals are formed. The microcrystals suppress coarse crystal growth that occurs in the spinning and drawing processes and finely disperse the crystals. It is considered that the fine dispersion of crystals significantly reduced the yarn breaking rate in each step, and the physical properties of the finally obtained polyester fiber were improved.

このとき本発明のポリエステル繊維の製造方法としては、本発明の製造方法に用いられるポリエステル中の層状ナノ粒子が、金属元素とリン化合物をポリエステル製造工程中に外部添加することにより生じたものであることが好ましい。このように層状ナノ粒子が内部析出することにより、外部から層状ナノ粒子を添加する場合に比べ、さらに層状ナノ粒子の微分散化を促進させることができ、得られる繊維の性能が向上する。また、このような層状ナノ粒子を高濃度含有するポリエステルマスターポリマーをあらかじめ作成し、ポリエステルベースポリマーにて希釈して用いることも好ましい態様の一つである。   At this time, as a method for producing the polyester fiber of the present invention, the layered nanoparticles in the polyester used in the production method of the present invention are produced by externally adding a metal element and a phosphorus compound during the polyester production process. It is preferable. Thus, when the layered nanoparticles are precipitated internally, the fine dispersion of the layered nanoparticles can be further promoted compared to the case where the layered nanoparticles are added from the outside, and the performance of the resulting fiber is improved. It is also one of preferred embodiments that a polyester master polymer containing such layered nanoparticles in high concentration is prepared in advance and diluted with a polyester base polymer.

従来よりポリエステル繊維を高速紡糸するためにはさまざまな工夫が行われているが、本発明では本発明特有の層状ナノ粒子を含有することにより、紡糸安定性が飛躍的に向上し、高速紡糸も可能となった。さらに断糸が起きにくいことから、実用的な延伸倍率を高めることができ、より高い強度のポリエステル繊維を得ることが可能となったのである。   Various devices have been conventionally used for high-speed spinning of polyester fibers. However, in the present invention, by including layered nanoparticles unique to the present invention, spinning stability has been dramatically improved, and high-speed spinning has also been achieved. It has become possible. Furthermore, since yarn breakage hardly occurs, a practical draw ratio can be increased, and a polyester fiber having higher strength can be obtained.

本発明のポリエステル繊維は、繊維の極限粘度IVfの低下が少なく、破断紡糸速度が非常に高い。そして高強度、低荷伸(高モジュラス)かつ強伸度のバラツキが小さく、さらに低乾収の繊維であるにもかかわらず毛羽欠点が少なく、製糸性も良好となる。   The polyester fiber of the present invention has little decrease in the intrinsic viscosity IVf of the fiber and has a very high breaking spinning speed. In addition, there is little variation in high strength, low unloading (high modulus), and high elongation, and even with low dry yield, there are few fuzz defects and good yarn production.

この本発明の効果を発揮するメカニズムは必ずしも明確ではないが、微小な層状ナノ粒子を含有し、この微粒子が分散することにより、ポリエステルポリマーが補強され、あるいは欠点への応力の集中を抑制し、繊維の構造的欠陥が低減したためであると考えられる。また、本発明のポリエステル繊維では、層状ナノ粒子が繊維軸に平行に特異的に配向していることが好ましい。それによりポリマー分子が規則的に配向し、破断紡速の向上、毛羽欠点の低減、製糸性の向上、物性バラツキの減少などの効果を発揮しているものと考えられる。   The mechanism that exerts the effect of the present invention is not necessarily clear, but contains fine layered nanoparticles, and the dispersion of the fine particles reinforces the polyester polymer or suppresses concentration of stress on the defects, This is probably because the structural defects of the fibers have been reduced. In the polyester fiber of the present invention, the layered nanoparticles are preferably specifically oriented parallel to the fiber axis. Thereby, the polymer molecules are regularly oriented, and it is considered that the effects such as improvement of breaking spinning speed, reduction of fuzz defects, improvement of yarn-making property, and reduction of variation in physical properties are exhibited.

以上のような製造方法により得られる本発明のポリエステル繊維の強度としては、4.0〜10.0cN/dtexであることが好ましい。さらには5.0〜9.5cN/dtexであることが好ましい。強度が低すぎる場合にはもちろん、高すぎる場合にも耐久性に劣る傾向にある。また、ぎりぎりの高強度で生産を行うと製糸工程での断糸が発生し易い傾向にあり、工業繊維としての品質安定性に問題がある。   The strength of the polyester fiber of the present invention obtained by the above production method is preferably 4.0 to 10.0 cN / dtex. Furthermore, it is preferably 5.0 to 9.5 cN / dtex. When the strength is too low, the durability tends to be inferior when the strength is too high. In addition, if production is performed with a very high strength, yarn breakage tends to occur in the yarn making process, and there is a problem in quality stability as an industrial fiber.

また180℃の乾熱収縮率は、1〜15%であることが好ましい。乾熱収縮率が高すぎる場合、加工時の寸法変化が大きくなる傾向にあり、繊維を用いた成形品の寸法安定性が劣るものとなりやすい。   The dry heat shrinkage at 180 ° C. is preferably 1 to 15%. When the dry heat shrinkage rate is too high, the dimensional change during processing tends to increase, and the dimensional stability of a molded product using fibers tends to be poor.

得られるポリエステル繊維の単糸繊度には特に限定は無いが、製糸性の観点から0.1〜100dtex/フィラメントであることが好ましい。特にタイヤコード、V−ベルト等のゴム補強用繊維や、産業資材用繊維としては、強力、耐熱性や接着性の観点から、1〜20dtex/フィラメントであることが好ましい。   Although there is no limitation in particular in the single yarn fineness of the polyester fiber obtained, it is preferable that it is 0.1-100 dtex / filament from a viewpoint of yarn-making property. Particularly, rubber reinforcing fibers such as tire cords and V-belts, and industrial material fibers are preferably 1 to 20 dtex / filament from the viewpoint of strength, heat resistance and adhesiveness.

総繊度に関しても特に制限は無いが、10〜10,000dtexが好ましい。特にタイヤコード、V−ベルト等のゴム補強用繊維や、産業資材用繊維としては、250〜6,000dtexであることが好ましい。また総繊度としては例えば1,000dtexの繊維を2本合糸して総繊度2,000dtexとするように、紡糸、延伸の途中、あるいはそれぞれの終了後に2〜10本の合糸を行うことも好ましい。   The total fineness is not particularly limited, but is preferably 10 to 10,000 dtex. Particularly, rubber reinforcing fibers such as tire cords and V-belts, and industrial material fibers are preferably 250 to 6,000 dtex. In addition, as the total fineness, for example, 2 to 10 yarns may be spun during spinning or drawing, or after the end of each, so that two fibers of 1,000 dtex are combined to a total fineness of 2,000 dtex. preferable.

さらに本発明のポリエステル繊維は、上記のようなポリエステル繊維をマルチフィラメントとし撚りを掛けてコードの形態としたものであることも好ましい。マルチフィラメント繊維に撚りを掛けることにより、強力利用率が平均化し、その疲労性が向上する。撚り数としては50〜1000回/mの範囲であることが好ましい。このとき下撚りと上撚りを行い合糸したコードであることも好ましい。合糸する前の糸条を構成するフィラメント数は50〜3000本であることが好ましい。このようなマルチフィラメントとすることにより耐疲労性や柔軟性がより向上する。繊度が小さすぎる場合には強度が不足する傾向にある。逆に繊度が大きすぎる場合には太くなりすぎて柔軟性が得られない問題や、紡糸時に単糸間の膠着が起こりやすく安定した繊維の製造が困難となる傾向にある。   Furthermore, it is also preferable that the polyester fiber of the present invention is a cord in which the above-described polyester fiber is multifilament and twisted. By twisting the multifilament fiber, the strength utilization rate is averaged and the fatigue property is improved. The number of twists is preferably in the range of 50 to 1000 times / m. At this time, it is also preferable that the cord is a yarn obtained by twisting and twisting. The number of filaments constituting the yarn before being combined is preferably 50 to 3000. By using such a multifilament, fatigue resistance and flexibility are further improved. When the fineness is too small, the strength tends to be insufficient. On the other hand, if the fineness is too large, it becomes too thick and flexibility cannot be obtained, and sticking between single yarns tends to occur during spinning, and it tends to be difficult to produce stable fibers.

本発明のポリエステル繊維の製造方法では、さらに得られた繊維を撚糸したり、合糸することにより、所望の繊維コードを得ることができる。さらにはその表面に接着処理剤を付与することも好ましい。接着処理剤としてはRFL系接着処理剤を処理することが、ゴム補強用途には最適である。   In the method for producing a polyester fiber of the present invention, a desired fiber cord can be obtained by further twisting or combining the obtained fibers. Furthermore, it is also preferable to apply an adhesive treatment agent to the surface. As an adhesion treatment agent, treating an RFL adhesion treatment agent is optimal for rubber reinforcement applications.

より具体的には、このような繊維コードは、上記のポリエステル繊維に、常法に従って撚糸を加え、あるいは無撚の状態でRFL処理剤を付着させ、熱処理を施すことにより得ることができ、このような繊維はゴム補強用に好適に使用できる処理コードとなる。特に本発明のポリエステル繊維と高分子からなる複合体は、補強に用いられる本発明のポリエステル繊維が、耐熱性や寸法安定性に優れているため、複合体としたときの成形性に非常に優れたものとなる。特にゴム補強用として最適であり、例えばタイヤ、Vベルト、コンベアベルトなどに好適に用いることができる。   More specifically, such a fiber cord can be obtained by adding a twisted yarn according to a conventional method to the above-mentioned polyester fiber, or attaching an RFL treatment agent in a non-twisted state and performing a heat treatment. Such a fiber becomes a treatment cord which can be suitably used for rubber reinforcement. In particular, the composite comprising the polyester fiber of the present invention and the polymer is excellent in moldability when formed into a composite because the polyester fiber of the present invention used for reinforcement is excellent in heat resistance and dimensional stability. It will be. In particular, it is optimal for rubber reinforcement and can be suitably used for tires, V belts, conveyor belts, and the like.

本発明をさらに下記実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例により限定されるものではない。また各種特性は下記の方法により測定した。   The present invention will be further described in the following examples, but the scope of the present invention is not limited by these examples. Various characteristics were measured by the following methods.

(1)固有粘度:
ポリエステルチップ、ポリエステル繊維を100℃、60分間でオルトクロロフェノールに溶解した希薄溶液を、35℃でウベローデ粘度計を用いて測定した値から求めた。
IVと表記した。
(1) Intrinsic viscosity:
The diluted solution which melt | dissolved the polyester chip | tip and the polyester fiber in orthochlorophenol for 60 minutes at 100 degreeC was calculated | required from the value measured using the Ubbelohde viscometer at 35 degreeC.
Indicated as IV.

(2)ジエチレングリコール含有量:
ヒドラジンヒドラート(抱水ヒドラジン)を用いてポリエステル組成物チップを分解し、この分解生成物中のジエチレングリコールの含有量をガスクロマトグラフィ−(ヒューレットパッカード社製(HP6850型))を用いて測定した。
(2) Diethylene glycol content:
The polyester composition chip was decomposed using hydrazine hydrate (hydrated hydrazine), and the content of diethylene glycol in the decomposed product was measured using gas chromatography (manufactured by Hewlett-Packard (HP 6850 type)).

(3)リン、各金属原子の含有量測定
各金属元素の含有量は、サンプルをオルトクロロフェノールに溶解した後、0.5規定塩酸で抽出操作を行った。基本的には、この抽出液について日立製作所製Z−8100型原子吸光光度計を用いて定量を行った。
なお、原子吸光法が適さないリンおよびアンチモン、マンガン、コバルト、亜鉛などの各元素の含有量は、蛍光X線装置(リガク社 3270E型)を用いて測定し、定量分析を行った。そしてこの蛍光X線測定の際には、チップ・繊維状のポリエステル樹脂ポリマーについては、圧縮プレス機でサンプルを2分間260℃に加熱しながら、7MPaの加圧条件下で平坦面を有する試験成形体を作成し、測定を実施した。
(3) Content measurement of phosphorus and each metal atom Content of each metal element was extracted with 0.5 N hydrochloric acid after the sample was dissolved in orthochlorophenol. Basically, the extract was quantified using a Hitachi Z-8100 atomic absorption spectrophotometer.
In addition, the content of each element such as phosphorus and antimony, manganese, cobalt, and zinc, which are not suitable for atomic absorption, was measured using a fluorescent X-ray apparatus (Rigaku Corporation 3270E type) and subjected to quantitative analysis. In the case of this fluorescent X-ray measurement, for the chip / fibrous polyester resin polymer, a test molding having a flat surface under a pressure condition of 7 MPa while heating the sample at 260 ° C. for 2 minutes with a compression press machine. A body was created and measurements were taken.

(4)X線回折
ポリエステル組成物・繊維のX線回折測定については、X線回折装置(株式会社リガク製RINT−TTR3、Cu‐Kα線、管電圧:50kV、電流300mA、平行ビーム法)を用いて行った。なお、層状ナノ粒子の層間距離d(オングストローム)は、2θ(シータ)=2〜7°の赤道方向に現れる回折ピークから2θ(シータ)-d換算表を用いて算出した。
(4) X-ray diffraction For the X-ray diffraction measurement of the polyester composition / fiber, an X-ray diffraction apparatus (RINT-TTR3, Cu-Kα ray, tube voltage: 50 kV, current 300 mA, parallel beam method, manufactured by Rigaku Corporation) is used. Used. The interlayer distance d (angstrom) of the layered nanoparticles was calculated from a diffraction peak appearing in the equator direction of 2θ (theta) = 2 to 7 ° using a 2θ (theta) -d conversion table.

(5)層状ナノ粒子の解析
層状ナノ粒子の有無、構成元素の確認は、ポリエステル樹脂・繊維を、常法によって厚さ50〜100nmの超薄切片を作製し、透過型電子顕微鏡(FEI社製 TECNAI G2)加速電圧120kVで観察し、透過電子顕微鏡(日本電子(株)製 JEM−2010)加速電圧100kV・プローブ径10nmで元素分析を行った。得られた画像から粒子の1片の長さを求めた。
(5) Analysis of layered nanoparticles Presence / absence of layered nanoparticles and confirmation of constituent elements were carried out by preparing ultrathin sections of polyester resin / fiber with a thickness of 50-100 nm by a conventional method, and using a transmission electron microscope (manufactured by FEI). TECNAI G2) Observation was carried out at an acceleration voltage of 120 kV, and elemental analysis was carried out at a transmission electron microscope (JEM-2010, manufactured by JEOL Ltd.) with an acceleration voltage of 100 kV and a probe diameter of 10 nm. The length of one piece of particles was determined from the obtained image.

(6)繊維の強度、伸度及び中間荷伸(荷伸)
引張荷重測定器((株)島津製作所製オートグラフ)を用い、JIS L−1013に従って測定した。中間荷伸は強度4cN/dtex時の伸度を表した。これを50点測定した平均値を求め、さらに各物性のばらつきを表す標準偏差σ(シグマ)を算出した。
(6) Fiber strength, elongation and intermediate unloading (loading)
It measured according to JIS L-1013 using the tensile load measuring device (Shimadzu Corporation autograph). Intermediate unloading represented elongation at a strength of 4 cN / dtex. An average value obtained by measuring 50 points was obtained, and a standard deviation σ (sigma) representing variation in each physical property was calculated.

(7)繊維の乾熱収縮率(乾収)
JIS−L1013に従い、20℃、65%RHの温湿度管理された部屋に24時間放置した。その後無荷重状態で、乾燥機内で180℃×30min熱処理し、熱処理前後の試長差より算出した。
(7) Dry heat shrinkage of fiber (dry yield)
According to JIS-L1013, it was left for 24 hours in a temperature and humidity controlled room at 20 ° C. and 65% RH. Thereafter, heat treatment was performed at 180 ° C. for 30 minutes in a dryer in a no-load state, and calculation was performed based on the difference in test length before and after the heat treatment.

(8)製品の毛羽欠点
巻き取った繊維製品の外観検査における単糸切れによる毛羽欠点に応じて以下で評価した。
◎:毛羽欠点が無く非常に良好
○:わずかな毛羽欠点の発生が見られるが良好
△:やや毛羽の発生があり製品ロスがやや多い
×:毛羽多発により製品ロスが非常に多い
(8) Fluff defect of product The following evaluation was made according to the fluff defect caused by single yarn breakage in the appearance inspection of the wound fiber product.
◎: Very good with no fuzz defects ○: Slight occurrence of fuzz defects is observed, but good △: Some fluff is generated and product loss is slightly high ×: Product loss is very high due to frequent occurrence of fuzz

(9)製糸性
巻き取った繊維製品1トンあたりの糸切れ回数に応じて以下で評価した。
◎:0以上0.5回未満/トン
○:0.5回以上1.0回未満/トン
△:1.0回以上3.0回未満/トン
×:3.0回以上/トン
(9) Threading property Evaluation was made below according to the number of yarn breaks per ton of the wound fiber product.
◎: 0 or more and less than 0.5 times / ton ○: 0.5 or more and less than 1.0 times / ton △: 1.0 or more and less than 3.0 times / ton ×: 3.0 times or more / ton

[実施例1]
・ポリエステル組成物チップの製造
テレフタル酸ジメチル194.2質量部とエチレングリコール124.2質量部(DMT対比200mol%)との混合物に酢酸マンガン・四水和物0.0735質量部(DMT対比30mmol%)を撹拌機、精留塔及びメタノール留出コンデンサーを設けた反応器に仕込んだ。次いで140℃から240℃まで徐々に昇温しつつ、反応の結果生成するメタノールを反応器外に留出させながら、エステル交換反応を行った。その後、フェニルホスホン酸0.0522質量部(DMT対比33mmol%)を添加し、エステル交換反応を終了させた。その後反応生成物に三酸化アンチモン0.0964質量部(DMT対比33mmol%)を添加して、撹拌装置、窒素導入口、減圧口及び蒸留装置を備えた反応容器に移した。引き続き290℃まで昇温し、30Pa以下の高真空で重縮合反応を行い、ポリエステル組成物を得た。さらに常法に従いチップ化した。
得られたポリエステルチップを透過型電子顕微鏡にて観察したところ、長さ20nm、層間距離1.5nmの層状ナノ粒子を含有していた。結果を表1に示す。
[Example 1]
Manufacture of a polyester composition chip Manganese acetate tetrahydrate 0.0735 parts by mass (compared to DMT 30 mmol%) in a mixture of 194.2 parts by weight of dimethyl terephthalate and 124.2 parts by mass of ethylene glycol (200 mol% compared to DMT) ) Was charged into a reactor equipped with a stirrer, rectification column and methanol distillation condenser. Subsequently, the ester exchange reaction was carried out while gradually raising the temperature from 140 ° C. to 240 ° C. while distilling methanol produced as a result of the reaction out of the reactor. Thereafter, 0.0522 parts by mass of phenylphosphonic acid (33 mmol% relative to DMT) was added to complete the transesterification reaction. Thereafter, 0.0964 parts by mass of antimony trioxide (33 mmol% relative to DMT) was added to the reaction product, and the mixture was transferred to a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a vacuum port and a distillation apparatus. Subsequently, the temperature was raised to 290 ° C., and a polycondensation reaction was performed at a high vacuum of 30 Pa or less to obtain a polyester composition. Furthermore, it was made into a chip according to a conventional method.
When the obtained polyester chip was observed with a transmission electron microscope, it contained layered nanoparticles having a length of 20 nm and an interlayer distance of 1.5 nm. The results are shown in Table 1.

・ポリエステル繊維の製造
得られたポリエステルチップを、窒素雰囲気下160℃にて3時間の乾燥、予備結晶化した。さらに230℃真空下にて固相重合反応を行った。得られたポリエチレンテレフタレート組成物チップの極限粘度は1.02であった。
これをポリマー溶融温度296℃にて口径直径1.0mm、250孔数の紡糸口金より紡出した。紡出した糸条は、口金直下に具備した長さ200mmの300℃に加熱した円筒状加熱帯を通した。次いで吹き出し距離500mmの円筒状チムニーより20℃、65%RHに調整した冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却した。さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が0.5%となるように油剤付与した。その後、表面温度50℃のローラーにて2500m/minの速度で引き取った。
-Manufacture of polyester fiber The obtained polyester chip was dried and pre-crystallized in a nitrogen atmosphere at 160 ° C for 3 hours. Further, a solid state polymerization reaction was performed at 230 ° C. under vacuum. The intrinsic viscosity of the obtained polyethylene terephthalate composition chip was 1.02.
This was spun from a spinneret having a diameter of 1.0 mm and 250 holes at a polymer melting temperature of 296 ° C. The spun yarn was passed through a cylindrical heating zone heated to 300 ° C. with a length of 200 mm provided immediately below the base. Next, cooling air adjusted to 20 ° C. and 65% RH was blown onto the spun yarn from a cylindrical chimney with a blowing distance of 500 mm, and cooled. Furthermore, the oil agent which has an aliphatic ester compound as a main component was provided with an oil agent so that the amount of the oil agent adhered to the fiber was 0.5%. Then, it picked up with the speed | rate of 2500 m / min with the roller whose surface temperature is 50 degreeC.

また、糸条の破断紡速を測定するために、引取りローラー速度を徐々に上げ、紡出糸条が破断する速度を求めた。
2500m/minの速度で紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて表面温度60℃の第一ローラーとの間で1.4倍の第一段延伸を行った。次いで第一ローラーと表面温度75℃の第二ローラーとの間で1.15倍の第二段延伸を行い、さらに表面温度190℃の第3ローラーとの間で1.4倍の第三段延伸を行った。このとき第3ローラー上に走行糸条を巻き付け、190℃、0.2秒間の熱セットを施した。最後に冷却ローラーに定長で引き取ったのちに、巻取速度5000m/minで巻き取り、ポリエステル繊維を得た。
Further, in order to measure the breaking spinning speed of the yarn, the take-up roller speed was gradually increased to determine the speed at which the spun yarn breaks.
The discharged yarn spun at a speed of 2500 m / min was continuously wound without first winding, and then the first stage drawing was performed 1.4 times with the first roller having a surface temperature of 60 ° C. Next, the second stage stretching of 1.15 times is performed between the first roller and the second roller having a surface temperature of 75 ° C., and the third stage being 1.4 times between the third roller having a surface temperature of 190 ° C. Stretching was performed. At this time, the running yarn was wound on the third roller and heat set at 190 ° C. for 0.2 seconds. Finally, after having taken up to the cooling roller by fixed length, it wound up with the winding speed of 5000 m / min, and obtained the polyester fiber.

得られたポリエステル繊維を透過型電子顕微鏡にて観察したところ、長さ20nm、層間距離1.5nmの平均11層の層状ナノ粒子を含有していた。一般的な粒子状の金属含有粒子は観察されなかった。また、層状ナノ粒子は繊維軸に平行して配向していることが、透過型顕微鏡観察やX線回折から観察された。得られた繊維の極限粘度IVfの低下が少なく、破断紡糸速度が非常に高かった。また高強度、低荷伸(高モジュラス)かつ強伸度のバラツキが小さいものであった。さらに低乾収の繊維であるにもかかわらず毛羽欠点少なく、製糸性も良好であった。繊維の物性および工程通過性を表2に示す。   When the obtained polyester fiber was observed with a transmission electron microscope, it contained an average of 11 layered nanoparticles having a length of 20 nm and an interlayer distance of 1.5 nm. General particulate metal-containing particles were not observed. Further, it was observed from transmission microscope observation and X-ray diffraction that the layered nanoparticles were oriented parallel to the fiber axis. The obtained fiber had a small decrease in intrinsic viscosity IVf, and the breaking spinning speed was very high. Further, the strength, low unloading (high modulus), and strong elongation were small. Furthermore, despite the low dry yield, there were few fuzz defects and the yarn production was good. Table 2 shows the physical properties and process passability of the fibers.

[実施例2〜8]
実施例1において、酢酸マンガン・四水和物、フェニルホスホン酸の代わりに表1に示す化合物種、量に変更したこと以外は実施例1と同様に実施し、ポリエステルポリマーを得た。結果を表1に併せて示す。
さらに実施例1と同様に溶融紡糸、延伸を行いポリエステル繊維を得た。得られた繊維には層状ナノ粒子が含有しており、一般的な粒子状の金属含有粒子は観察されなかった。また得られた繊維の極限粘度IVfの低下が少なく、破断紡糸速度が非常に高かった。また高強度、低荷伸(高モジュラス)かつ強伸度のバラツキが小さいものであった。さらに低乾収の繊維であるにもかかわらず毛羽欠点少なく、製糸性も良好であった。特にフェニルホスホン酸を用いた場合には、少ない含有量であってもその効果が良く発揮されていた。結果を表2に併せて示す。
[Examples 2 to 8]
In Example 1, it implemented like Example 1 except having changed into the compound kind and quantity shown in Table 1 instead of manganese acetate tetrahydrate and phenylphosphonic acid, and obtained the polyester polymer. The results are also shown in Table 1.
Furthermore, melt spinning and stretching were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polyester fiber. The obtained fiber contained layered nanoparticles, and general particulate metal-containing particles were not observed. Further, the obtained fiber had little decrease in intrinsic viscosity IVf, and the breaking spinning speed was very high. Further, the strength, low unloading (high modulus), and strong elongation were small. Furthermore, despite the low dry yield, there were few fuzz defects and the yarn production was good. In particular, when phenylphosphonic acid was used, the effect was well exhibited even with a small content. The results are also shown in Table 2.

[実施例9]
テレフタル酸166.13質量部とエチレングリコール74.4部とからなるスラリーを重縮合槽に供給して、常圧下250℃でエステル化反応を行い、エステル化反応率95%のビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート及びその低重合体を調製した。その後、酢酸マンガン・四水和物0.0735質量部(TA対比30mmol%)を加え、5分間攪拌した後、フェニルホスホン酸0.0522質量部(TA対比33mmol%)と三酸化アンチモン0.0964質量部(TA対比33mmol%)とを加えて、撹拌装置、窒素導入口、減圧口及び蒸留装置を備えた反応容器に移した。反応容器を290℃まで昇温し、30Pa以下の高真空下で重縮合反応を行ない、ポリエステル組成物を得た。さらに常法に従いチップ化した。結果を表1に併せて示す。
[Example 9]
A slurry composed of 166.13 parts by mass of terephthalic acid and 74.4 parts of ethylene glycol was supplied to a polycondensation tank, and an esterification reaction was carried out at 250 ° C. under normal pressure. Bis (β-hydroxy having an esterification reaction rate of 95% Ethyl) terephthalate and its low polymer were prepared. Thereafter, 0.0735 parts by mass of manganese acetate tetrahydrate (30 mmol% relative to TA) was added and stirred for 5 minutes, and then 0.0522 parts by mass of phenylphosphonic acid (33 mmol% relative to TA) and 0.0964 of antimony trioxide. A part by mass (33 mmol% relative to TA) was added, and the mixture was transferred to a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a vacuum port and a distillation apparatus. The temperature of the reaction vessel was raised to 290 ° C., and a polycondensation reaction was performed under a high vacuum of 30 Pa or less to obtain a polyester composition. Furthermore, it was made into a chip according to a conventional method. The results are also shown in Table 1.

さらに実施例1と同様に溶融紡糸、延伸を行いポリエステル繊維を得た。得られた繊維には層状ナノ粒子が含有しており、一般的な粒子状の金属含有粒子は観察されなかった。また得られた繊維の極限粘度IVfの低下が少なく、破断紡糸速度が非常に高かった。また高強度、低荷伸(高モジュラス)かつ強伸度のバラツキが小さかった。さらに低乾収の繊維であるにもかかわらず毛羽欠点少なく、製糸性も良好であった。結果を表2に併せて示す。   Furthermore, melt spinning and stretching were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polyester fiber. The obtained fiber contained layered nanoparticles, and general particulate metal-containing particles were not observed. Further, the obtained fiber had little decrease in intrinsic viscosity IVf, and the breaking spinning speed was very high. Also, the variation in high strength, low unloading (high modulus) and strong elongation was small. Furthermore, despite the low dry yield, there were few fuzz defects and the yarn production was good. The results are also shown in Table 2.

[比較例1〜8]
実施例1において、酢酸マンガン・四水和物、フェニルホスホン酸の代わりに表1に示す化合物種、量に変更したこと以外は実施例1と同様に実施し、ポリエステルポリマーを得た。電子顕微鏡で観察したところ、層状ナノ粒子は観察されず、粒子が存在した場合でも一般的な球状の形態であった。結果を表1に併せて示す。
さらに実施例1と同様に溶融紡糸、延伸を行いポリエステル繊維を得た。結果を表2に併せて示す。
[Comparative Examples 1-8]
In Example 1, it implemented like Example 1 except having changed into the compound kind and quantity shown in Table 1 instead of manganese acetate tetrahydrate and phenylphosphonic acid, and obtained the polyester polymer. When observed with an electron microscope, no layered nanoparticles were observed, and even in the presence of particles, the particles were in a general spherical form. The results are also shown in Table 1.
Furthermore, melt spinning and stretching were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polyester fiber. The results are also shown in Table 2.

[比較例9]
酢酸マンガン・四水和物、フェニルホスホン酸を添加しない以外は実施例9と同様に実施し、ポリエステルポリマーを得た。電子顕微鏡で観察したところ、層状ナノ粒子は観察されなかった。結果を表1に併せて示す。
さらに実施例1と同様に溶融紡糸、延伸を行いポリエステル繊維を得た。結果を表2に併せて示す。
[Comparative Example 9]
A polyester polymer was obtained in the same manner as in Example 9 except that manganese acetate tetrahydrate and phenylphosphonic acid were not added. When observed with an electron microscope, layered nanoparticles were not observed. The results are also shown in Table 1.
Furthermore, melt spinning and stretching were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polyester fiber. The results are also shown in Table 2.

[比較例10]
実施例9において、酢酸マンガン・四水和物、フェニルホスホン酸の代わりに表1に示す化合物種、量に変更したこと以外は実施例9と同様に実施しポリエステルポリマーを得た。電子顕微鏡で観察したところ、層状ナノ粒子は観察されなかった。結果を表1に併せて示す。
さらに実施例1と同様に溶融紡糸、延伸を行いポリエステル繊維を得た。結果を表2に併せて示す。
[Comparative Example 10]
In Example 9, it implemented like Example 9 except having changed into the compound kind and quantity which are shown in Table 1 instead of manganese acetate tetrahydrate and phenylphosphonic acid, and obtained the polyester polymer. When observed with an electron microscope, layered nanoparticles were not observed. The results are also shown in Table 1.
Furthermore, melt spinning and stretching were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polyester fiber. The results are also shown in Table 2.

[比較例11]
テレフタル酸ジメチル194.2質量部とエチレングリコール124.2質量部(DMT対比200mol%)との混合物に酢酸マンガン・四水和物0.0735質量部(DMT対比30mmol%)を撹拌機、精留塔及びメタノール留出コンデンサーを設けた反応器に仕込んだ。次いで140℃から240℃まで徐々に昇温しつつ、反応の結果生成するメタノールを反応器外に留出させながら、エステル交換反応を行った。その後、正リン酸0.0304質量部(DMT対比31mmol%)を添加し、エステル交換反応を終了させた。その後反応生成物に、層状珪酸塩(モンモリロナイト:クニミネ工業(株)製 クニピアF)のエチレングリコール溶液を、層状珪酸塩の含有量がポリエステル組成物に対して1質量部になるよう添加し、次いで、三酸化アンチモン0.0964質量部(DMT対比33mmol%)を添加して、撹拌装置、窒素導入口、減圧口及び蒸留装置を備えた反応容器に移した。引き続き290℃まで昇温し、30Pa以下の高真空で重縮合反応を行い、ポリエステル組成物を得た。さらに常法に従いチップ化した。
得られたポリエステルチップを透過型電子顕微鏡にて観察したところ、長さ150nm、層間距離1.3nmの層状粒子(層状珪酸塩)を含有していたが、一部に1辺の長さが1μm以上のモンモリロナイトの凝集塊が見られた。結果を表1に示す。
さらに実施例1と同様に溶融紡糸、延伸を行いポリエステル繊維を得た。結果を表2に併せて示す。
[Comparative Example 11]
To a mixture of 194.2 parts by mass of dimethyl terephthalate and 124.2 parts by mass of ethylene glycol (200 mol% relative to DMT), 0.0735 parts by mass of manganese acetate tetrahydrate (30 mmol% relative to DMT) was stirred and rectified. A reactor equipped with a column and a methanol distillation condenser was charged. Subsequently, the ester exchange reaction was carried out while gradually raising the temperature from 140 ° C. to 240 ° C. while distilling methanol produced as a result of the reaction out of the reactor. Thereafter, 0.0304 parts by mass of orthophosphoric acid (31 mmol% relative to DMT) was added to complete the transesterification reaction. Thereafter, an ethylene glycol solution of a layered silicate (Montmorillonite: Kunimine F Co., Ltd. Kunipia F) is added to the reaction product so that the content of the layered silicate is 1 part by mass with respect to the polyester composition, and then Then, 0.0964 parts by mass of antimony trioxide (33 mmol% relative to DMT) was added, and the mixture was transferred to a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a vacuum port, and a distillation apparatus. Subsequently, the temperature was raised to 290 ° C., and a polycondensation reaction was performed at a high vacuum of 30 Pa or less to obtain a polyester composition. Furthermore, it was made into a chip according to a conventional method.
When the obtained polyester chip was observed with a transmission electron microscope, it contained layered particles (layered silicate) having a length of 150 nm and an interlayer distance of 1.3 nm, but one side had a length of 1 μm. Agglomerates of the above montmorillonite were observed. The results are shown in Table 1.
Furthermore, melt spinning and stretching were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polyester fiber. The results are also shown in Table 2.

このようにして得られた本発明のポリエステル繊維は、触媒粒子等に起因するボイド等の欠点が少なく、物性バラツキや毛羽発生の少ない高品質かつ高効率生産可能なポリエステル繊維であったこのポリエステル繊維は、シートベルト、ターポリン、魚網、ロープ、モノフィラメント等の産業資材用織編物など幅広い産業資材用途に対して非常に有用である。
さらに高分子と併用して、繊維・高分子複合体とすることも好ましい。特には高分子がゴム弾性体であるゴム補強用繊維として好適に用いられ、例えばタイヤ、ベルト、ホースなどに最適である。
The polyester fiber of the present invention thus obtained is a polyester fiber which is a high-quality and highly efficient polyester fiber with few defects such as voids due to catalyst particles and the like, and less physical property variation and fluff generation. Is very useful for a wide range of industrial material applications such as woven and knitted fabrics for industrial materials such as seat belts, tarpaulins, fish nets, ropes and monofilaments.
Further, it is also preferable to use a fiber / polymer composite in combination with a polymer. In particular, it is suitably used as a rubber reinforcing fiber whose polymer is a rubber elastic body, and is optimal for tires, belts, hoses, and the like.

Claims (11)

ポリエステルからなる繊維であって、二価金属とリン化合物からなりかつ1辺の長さが5〜100nm、層間間隔が1〜5nmである金属−リン系の層状ナノ粒子を含むことを特徴とするポリエステル繊維。 A fiber made of polyester, comprising metal-phosphorous layered nanoparticles made of a divalent metal and a phosphorus compound, having a side length of 5 to 100 nm and an interlayer spacing of 1 to 5 nm. Polyester fiber. 該二価金属が周期律表における第4〜5周期かつ3〜12族の金属元素およびMgの群より選ばれる少なくとも1種以上の金属元素である請求項記載のポリエステル繊維。 Polyester fibers of at least one metal element is claimed in claim 1 wherein said divalent metal is selected from the group of 4 to 5 cycles and Groups 3 to 12 metal elements and Mg in the periodic table. 該二価金属が、Zn、Mn、Co、Mgの群から選ばれる少なくとも1種以上の金属である請求項1または2記載のポリエステル繊維。 The polyester fiber according to claim 1 or 2, wherein the divalent metal is at least one metal selected from the group consisting of Zn, Mn, Co, and Mg. 該層状ナノ粒子を構成する金属−リン化合物が、下記一般式(I)で表されるリン化合物由来である請求項1〜3のいずれか1項記載のポリエステル繊維。
(上の式中、Arは未置換のもしくは置換された6〜20個の炭素原子を有するアリール基を、Rは水素原子またはOH基を、Rは水素原子、または未置換のもしくは置換された1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基を示す。)
The polyester fiber according to any one of claims 1 to 3 , wherein the metal-phosphorus compound constituting the layered nanoparticles is derived from a phosphorus compound represented by the following general formula (I).
(In the above formula, Ar represents an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, R 1 represents a hydrogen atom or OH group, R 2 represents a hydrogen atom, or unsubstituted or substituted. Represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)
該層状ナノ粒子を構成する金属−リン化合物がフェニルホスホン酸誘導体である請求項1〜4のいずれか1項記載のポリエステル繊維。 The polyester fiber according to any one of claims 1 to 4 , wherein the metal-phosphorus compound constituting the layered nanoparticles is a phenylphosphonic acid derivative. ポリエステル中の金属およびリンの含有量が下記数式(III)及び数式(IV)を満たしている請求項1〜5のいずれか1項記載のポリエステル繊維。
10≦M≦1000 (III)
0.8≦P/M≦2.0 (IV)
(ただし、式中Mはポリエステルを構成するジカルボン酸成分に対する金属元素のミリモル%、Pはリン元素のミリモル%を示す。)
The polyester fiber according to any one of claims 1 to 5 , wherein the metal and phosphorus contents in the polyester satisfy the following formula (III) and formula (IV).
10 ≦ M ≦ 1000 (III)
0.8 ≦ P / M ≦ 2.0 (IV)
(In the formula, M represents mmol% of the metal element with respect to the dicarboxylic acid component constituting the polyester, and P represents mmol% of the phosphorus element.)
ポリエステルの主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレート、エチレン−2,6−ナフタレート、トリメチレンテレフタレート、トリメチレン−2,6−ナフタレート、ブチレンテレフタレート、ブチレン−2,6−ナフタレートからなる群から選択されたものである請求項1〜6のいずれか1項記載のポリエステル繊維。 The main repeating unit of the polyester is selected from the group consisting of ethylene terephthalate, ethylene-2,6-naphthalate, trimethylene terephthalate, trimethylene-2,6-naphthalate, butylene terephthalate, butylene-2,6-naphthalate. Item 7. The polyester fiber according to any one of Items 1 to 6 . ポリエステルがポリエチレンテレフタレートである請求項1〜7のいずれか1項記載のポリエステル繊維。 The polyester fiber according to any one of claims 1 to 7 , wherein the polyester is polyethylene terephthalate. 繊維の赤道方向のXRD回折において、2θ(シータ)=5〜7°に回折ピークを有する請求項1〜8のいずれか1項記載のポリエステル繊維。 The polyester fiber according to any one of claims 1 to 8 , which has a diffraction peak at 2θ (theta) = 5 to 7 ° in XRD diffraction in the equator direction of the fiber. 層状ナノ粒子を含むポリエステルを溶融紡糸するポリエステル繊維の製造方法であって、該層状ナノ粒子が二価金属とリン化合物からなり、かつその形状が1辺の長さが5〜100nm、層間間隔が1〜5nmであることを特徴とするポリエステル繊維の製造方法。 A method for producing a polyester fiber in which a polyester containing layered nanoparticles is melt-spun, wherein the layered nanoparticles are composed of a divalent metal and a phosphorus compound, and the shape has a side length of 5 to 100 nm and an interlayer spacing is The manufacturing method of the polyester fiber characterized by being 1-5 nm. 該層状ナノ粒子が、二価金属とリン化合物を製造工程中に添加することにより内部析出したものである請求項10記載のポリエステル繊維の製造方法。 The method for producing a polyester fiber according to claim 10 , wherein the layered nanoparticles are precipitated internally by adding a divalent metal and a phosphorus compound during the production process.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115386979A (en) * 2022-08-24 2022-11-25 浙江海利得新材料股份有限公司 High-modulus high-dimensional stability polyester industrial filament and preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001098418A (en) * 1999-09-24 2001-04-10 Toyobo Co Ltd Polyester fiber for industrial material and method for producing the same
JP2007534801A (en) * 2004-04-21 2007-11-29 プラスティック テクノロジーズ インコーポレイテッド Metal phosphonates and related nanocomposites

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10168660A (en) * 1996-12-06 1998-06-23 Asahi Chem Ind Co Ltd Polyester fiber excellent in clear color developing property and its production
JP3141862B2 (en) * 1998-11-13 2001-03-07 東レ株式会社 Tire cords and tires

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001098418A (en) * 1999-09-24 2001-04-10 Toyobo Co Ltd Polyester fiber for industrial material and method for producing the same
JP2007534801A (en) * 2004-04-21 2007-11-29 プラスティック テクノロジーズ インコーポレイテッド Metal phosphonates and related nanocomposites

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115386979A (en) * 2022-08-24 2022-11-25 浙江海利得新材料股份有限公司 High-modulus high-dimensional stability polyester industrial filament and preparation method thereof

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