JP6724286B2 - 難燃性ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents
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Description
前記ペレット中1つのポリエステル大分子鎖に平均的に1つ〜6つの不飽和二元酸が提供する炭素二重結合を含む。
前記エチレングリコールマグネシウムの分子式はMg(OCH2CH2OH)2である。
(1)触媒のエチレングリコールマグネシウムの調製
陽極はマグネシウム、陰極は黒鉛である1室電解槽にエチレングリコールと塩化マグネシウム電解質を添加し、直流電気(始動電圧6〜10V、陰極電流密度150〜200mA)で50〜60℃で10〜12時間かけて電解する後、電極を取り出した槽内に残る白い懸濁液を減圧濾過で白色の固体とし、それを順次に無水アルコールで洗浄し、乾燥させることによってエチレングリコールマグネシウムを得る。
(2)難燃剤の調製
モル比は1:2〜3のCEPPAとエチレングリコールの練る混合物を100〜120℃で30〜60minかけて反応させてCEPPA-EGを得る。
(3)エステル化反応と重縮合反応を含むポリエステルの調整
エステル化反応
テレフタル酸、不飽和二元酸とエチレングリコールから調製する均一なスラリーを窒素雰囲気の中に常圧〜0.3MPaの圧力及び250〜260℃の温度で反応させ、エステル化反応終点は蒸留水が理論値の90%以上を超える時に判定する。
重縮合反応
重縮合反応は低真空段階と高真空段階を含む。
重縮合反応の低真空段階は、エステル化産物に触媒、安定剤と光重合開始剤を添加して、常圧から絶対圧力500Pa以下まで徐々に下がる負圧を与えて、温度を260〜270℃に制御して、30〜50分間かけて行うことであり、前記触媒はエチレングリコールマグネシウムとエチレングリコールアンチモンの混合物である。
重縮合反応の高真空段階は、前記低真空段階の終点から、負圧を100Pa以下まで持続的に与えて、温度を275〜280℃に保持して、50〜90分間かけて行うことである。
得られたポリエステルはチップ化してペレットになる。
(3)主な紡糸工芸パラメータ
前記押出しの温度は290〜300℃で、前記冷却の風温度は20〜30℃で、前記巻取りの速度は4000〜4600m/minである。
難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、具体的に下記のステップを含む:
(1)触媒のエチレングリコールマグネシウムの調製
陽極はマグネシウム、陰極は黒鉛である1室電解槽にエチレングリコールと塩化マグネシウム電解質を添加し、直流電気(始動電圧6V、陰極電流密度150mA)で50℃で10時間かけて電解する後、電極を取り出した槽内に残る白い懸濁液を減圧濾過で白色の固体とし、それを順次に無水アルコールで洗浄し、乾燥させることによってエチレングリコールマグネシウムを得る。
(2)難燃剤の調製
モル比は1:2のCEPPAとエチレングリコールの練る混合物を100℃で30minかけて反応させてCEPPA-EGを得る。
(3)エステル化反応と重縮合反応を含むポリエステルの調整
エステル化反応
エステル化反応は、テレフタル酸、マレイン酸(テレフタル酸に対するモル比は1:100)とエチレングリコール(テレフタル酸に対するモル比は1.2:1)から調製する均一なスラリーを窒素雰囲気の中に常圧及び250℃の温度で反応させ、反応終点は蒸留水が理論値の92%以上を超える時に判定することである。そして、難燃剤のCEPPA-EG(テレフタル酸に対するモル比は1.5:100)をエステル化産物に添加する。
重縮合反応
重縮合反応は低真空段階と高真空段階を含む。
重縮合反応の低真空段階は、エステル化産物に触媒のエチレングリコールマグネシウムとエチレングリコールアンチモンの混合物(テレフタル酸に対する質量比は0.01%)、安定剤のリン酸トリフェニル(テレフタル酸に対する質量比は0.01%)、光重合開始剤のナフテン酸コバルト(テレフタル酸に対する質量比は0.03%)を添加して、常圧から絶対圧力498Pa以下まで徐々に下がる負圧を与えて、温度を260〜270℃に制御して、30〜50分間かけて行うことである。前記触媒混合物にはエチレングリコールマグネシウムがエチレングリコールアンチモンに対する質量比は2:1である。
重縮合反応の高真空段階は、前記低真空段階の終点から、負圧を98Pa以下まで持続的に与えて、温度を275℃に保持して、50分間かけて行うことである。
得られたポリエステルはチップ化してペレットになる。
(4)固相重縮合
前記ポリエステルペレットは、固相重縮合によりその固有粘度を0.9dL/gに向上させて、不飽和二重結合を含む高固有粘度のポリエステルペレットになる。
(5)主な紡糸工芸パラメータ
前記ポリエステルペレットは、押出しの温度が290℃で、冷却の風温度が20℃で、巻取りの速度が4000m/minで紡糸されて繊維になる。得られた繊維を100mJ/cm2の紫外線で照射して、ジェル含有量が13%で、溶融温度が276℃である難燃性ポリエステル繊維の製造が済む。
述べた難燃性ポリエステル繊維は、177℃×10min×0.05 cN/dtexのテスト条件下で熱収縮率が2.6%、線密度偏差率が1.3%、破断強度が7.5cN/dtex、破断強度CV値が2.2%、破断伸度が10.5%、破断伸度CV値が6.8%、酸素指数が32である。
難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、具体的に下記のステップを含む:
(1)触媒のエチレングリコールマグネシウムの調製
陽極はマグネシウム、陰極は黒鉛である1室電解槽にエチレングリコールと塩化マグネシウム電解質を添加し、直流電気(始動電圧10V、陰極電流密度200mA)で60℃で12時間かけて電解する後、電極を取り出した槽内に残る白い懸濁液を減圧濾過で白色の固体とし、それを順次に無水アルコールで洗浄し、乾燥させることによってエチレングリコールマグネシウムを得る。
(2)難燃剤の調製
モル比は1:3のCEPPAとエチレングリコールの練る混合物を120℃で60minかけて反応させてCEPPA-EGを得る。
(3)エステル化反応と重縮合反応を含むポリエステルの調整
エステル化反応
エステル化反応は、テレフタル酸、フマル酸(テレフタル酸に対するモル比は5:100)とエチレングリコール(テレフタル酸に対するモル比は2.0:1)から調製する均一なスラリーを窒素雰囲気の中に0.3MPaの圧力及び260℃の温度で反応させ、反応終点は蒸留水が理論値の95%以上を超える時に判定することである。そして、難燃剤のCEPPA-EG(テレフタル酸に対するモル比は3:100)をエステル化産物に添加する。
重縮合反応
重縮合反応は低真空段階と高真空段階を含む。
重縮合反応の低真空段階は、エステル化産物に触媒のエチレングリコールマグネシウムとエチレングリコールアンチモンの混合物(テレフタル酸に対する質量比は0.05%)、安定剤のリン酸トリメチル(テレフタル酸に対する質量比は0.05%)、光重合開始剤の酢酸コバルト(テレフタル酸に対する質量比は0.05%)を添加して、常圧から絶対圧力496Pa以下まで徐々に下がる負圧を与えて、温度を270℃に制御して、50分間かけて行うことである。前記触媒混合物にはエチレングリコールマグネシウムがエチレングリコールアンチモンに対する質量比は3:1である。
重縮合反応の高真空段階は、前記低真空段階の終点から、負圧を97Pa以下まで持続的に与えて、温度を280℃に保持して、90分間かけて行うことである。
得られたポリエステルはチップ化してペレットになる。
(4)固相重縮合
前記ポリエステルペレットは、固相重縮合によりその固有粘度を1.2dL/gに向上させて、不飽和二重結合を含む高固有粘度のポリエステルペレットになる。
(5)主な紡糸工芸パラメータ
前記ポリエステルペレットは、押出しの温度が320℃で、冷却の風温度が30℃で、巻取りの速度が4600m/minで紡糸されて繊維になる。得られた繊維を120mJ/cm2の紫外線で照射して、ジェル含有量が18%で、溶融温度が296℃である難燃性ポリエステル繊維の製造が済む。
述べた難燃性ポリエステル繊維は、177℃×10min×0.05 cN/dtexのテスト条件下で熱収縮率が2.9%、線密度偏差率が1.3%、破断強度が7.6cN/dtex、破断強度CV値が2.3%、破断伸度が12.6%、破断伸度CV値が6.2%、酸素指数が33である。
難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、具体的に下記のステップを含む:
(1)触媒のエチレングリコールマグネシウムの調製
陽極はマグネシウム、陰極は黒鉛である1室電解槽にエチレングリコールと塩化マグネシウム電解質を添加し、直流電気(始動電圧8V、陰極電流密度160mA)で55℃で11時間かけて電解する後、電極を取り出した槽内に残る白い懸濁液を減圧濾過で白色の固体とし、それを順次に無水アルコールで洗浄し、乾燥させることによってエチレングリコールマグネシウムを得る。
(2)難燃剤の調製
モル比は1:2のCEPPAとエチレングリコールの練る混合物を105℃で40minかけて反応させてCEPPA-EGを得る。
(3)エステル化反応と重縮合反応を含むポリエステルの調整
エステル化反応
エステル化反応は、テレフタル酸、ムコン酸(テレフタル酸に対するモル比は2:100)とエチレングリコール(テレフタル酸に対するモル比は1.5:1)から調製する均一なスラリーを窒素雰囲気の中に0.2MPaの圧力及び255℃の温度で反応させ、反応終点は蒸留水が理論値の94%以上を超える時に判定することである。そして、難燃剤のCEPPA-EG(テレフタル酸に対するモル比は2.5:100)をエステル化産物に添加する。
重縮合反応
重縮合反応は低真空段階と高真空段階を含む。
重縮合反応の低真空段階は、エステル化産物に触媒のエチレングリコールマグネシウムとエチレングリコールアンチモンの混合物(テレフタル酸に対する質量比は0.02%)、安定剤の亜リン酸トリメチル(テレフタル酸に対する質量比は0.02%)、光重合開始剤のナフテン酸亜鉛(テレフタル酸に対する質量比は0.04%)を添加して、常圧から絶対圧力495Pa以下まで徐々に下がる負圧を与えて、温度を265℃に制御して、35分間かけて行うことである。前記触媒混合物にはエチレングリコールマグネシウムがエチレングリコールアンチモンに対する質量比は2:1である。
重縮合反応の高真空段階は、前記低真空段階の終点から、負圧を96Pa以下まで持続的に与えて、温度を278℃に保持して、55分間かけて行うことである。
得られたポリエステルはチップ化してペレットになる。
(4)固相重縮合
前記ポリエステルペレットは、固相重縮合によりその固有粘度を1.2dL/gに向上させて、不飽和二重結合を含む高固有粘度のポリエステルペレットになる。
(5)主な紡糸工芸パラメータ
前記ポリエステルペレットは、押出しの温度が295℃で、冷却の風温度が25℃で、巻取りの速度が4200m/minで紡糸されて繊維になる。得られた繊維を110mJ/cm2の紫外線で照射して、ジェル含有量が12%で、溶融温度が277℃である難燃性ポリエステル繊維の製造が済む。
述べた難燃性ポリエステル繊維は、177℃×10min×0.05 cN/dtexのテスト条件下で熱収縮率が2.5%、線密度偏差率が1.5%、破断強度が7.8cN/dtex、破断強度CV値が2.3%、破断伸度が12.8%、破断伸度CV値が6.3%、酸素指数が32である。
難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、具体的に下記のステップを含む:
(1)触媒のエチレングリコールマグネシウムの調製
陽極はマグネシウム、陰極は黒鉛である1室電解槽にエチレングリコールと塩化マグネシウム電解質を添加し、直流電気(始動電圧8V、陰極電流密度180mA)で55℃で11時間かけて電解する後、電極を取り出した槽内に残る白い懸濁液を減圧濾過で白色の固体とし、それを順次に無水アルコールで洗浄し、乾燥させることによってエチレングリコールマグネシウムを得る。
(2)難燃剤の調製
モル比は1:3のCEPPAとエチレングリコールの練る混合物を110℃で38minかけて反応させてCEPPA-EGを得る。
(3)エステル化反応と重縮合反応を含むポリエステルの調整
エステル化反応
エステル化反応は、テレフタル酸、マレイン酸(テレフタル酸に対するモル比は2:100)とエチレングリコール(テレフタル酸に対するモル比は1.5:1)から調製する均一なスラリーを窒素雰囲気の中に0.3MPaの圧力及び250℃の温度で反応させ、反応終点は蒸留水が理論値の93%以上を超える時に判定することである。そして、難燃剤のCEPPA-EG(テレフタル酸に対するモル比は3:100)をエステル化産物に添加する。
重縮合反応
重縮合反応は低真空段階と高真空段階を含む。
重縮合反応の低真空段階は、エステル化産物に触媒のエチレングリコールマグネシウムとエチレングリコールアンチモンの混合物(テレフタル酸に対する質量比は0.01%)、安定剤のリン酸トリフェニル(テレフタル酸に対する質量比は0.01%)、光重合開始剤のステアリン酸亜鉛(テレフタル酸に対する質量比は0.05%)を添加して、常圧から絶対圧力492Pa以下まで徐々に下がる負圧を与えて、温度を262℃に制御して、34分間かけて行うことである。前記触媒混合物にはエチレングリコールマグネシウムがエチレングリコールアンチモンに対する質量比は2:1である。
重縮合反応の高真空段階は、前記低真空段階の終点から、負圧を95Pa以下まで持続的に与えて、温度を276℃に保持して、80分間かけて行うことである。
得られたポリエステルはチップ化してペレットになる。
(4)固相重縮合
前記ポリエステルペレットは、固相重縮合によりその固有粘度を1.1dL/gに向上させて、不飽和二重結合を含む高固有粘度のポリエステルペレットになる。
(5)主な紡糸工芸パラメータ
前記ポリエステルペレットは、押出しの温度が300℃で、冷却の風温度が25℃で、巻取りの速度が4600m/minで紡糸されて繊維になる。得られた繊維を110mJ/cm2の紫外線で照射して、ジェル含有量が19%で、溶融温度が277℃である難燃性ポリエステル繊維の製造が済む。
述べた難燃性ポリエステル繊維は、177℃×10min×0.05 cN/dtexのテスト条件下で熱収縮率が2.7%、線密度偏差率が1.1%、破断強度が7.9cN/dtex、破断強度CV値が2.2%、破断伸度が12.8%、破断伸度CV値が6.1%、酸素指数が33である。
難燃性ポリエステル繊維の製造方法は、具体的に下記のステップを含む:
(1)触媒のエチレングリコールマグネシウムの調製
陽極はマグネシウム、陰極は黒鉛である1室電解槽にエチレングリコールと塩化マグネシウム電解質を添加し、直流電気(始動電圧6V、陰極電流密度200mA)で60℃で10時間かけて電解する後、電極を取り出した槽内に残る白い懸濁液を減圧濾過で白色の固体とし、それを順次に無水アルコールで洗浄し、乾燥させることによってエチレングリコールマグネシウムを得る。
(2)難燃剤の調製
モル比は1:3のCEPPAとエチレングリコールの練る混合物を112℃で36minかけて反応させてCEPPA-EGを得る。
(3)エステル化反応と重縮合反応を含むポリエステルの調整
エステル化反応
エステル化反応は、テレフタル酸、フマル酸(テレフタル酸に対するモル比は2:100)とエチレングリコール(テレフタル酸に対するモル比は1.6:1)から調製する均一なスラリーを窒素雰囲気の中に常圧及び250℃の温度で反応させ、反応終点は蒸留水が理論値の92%以上を超える時に判定することである。そして、難燃剤のCEPPA-EG(テレフタル酸に対するモル比は1.8:100)をエステル化産物に添加する。
重縮合反応
重縮合反応は低真空段階と高真空段階を含む。
重縮合反応の低真空段階は、エステル化産物に触媒のエチレングリコールマグネシウムとエチレングリコールアンチモンの混合物(テレフタル酸に対する質量比は0.01%)、安定剤のリン酸トリフェニル(テレフタル酸に対する質量比は0.05%)、光重合開始剤の酢酸亜鉛(テレフタル酸に対する質量比は0.05%)を添加して、常圧から絶対圧力495Pa以下まで徐々に下がる負圧を与えて、温度を260℃に制御して、30分間かけて行うことである。前記触媒混合物にはエチレングリコールマグネシウムがエチレングリコールアンチモンに対する質量比は3:1である。
重縮合反応の高真空段階は、前記低真空段階の終点から、負圧を96Pa以下まで持続的に与えて、温度を277℃に保持して、50分間かけて行うことである。
得られたポリエステルはチップ化してペレットになる。
(4)固相重縮合
前記ポリエステルペレットは、固相重縮合によりその固有粘度を1.2dL/gに向上させて、不飽和二重結合を含む高固有粘度のポリエステルペレットになる。
(5)主な紡糸工芸パラメータ
前記ポリエステルペレットは、押出しの温度が320℃で、冷却の風温度が20℃で、巻取りの速度が4000m/minで紡糸されて繊維になる。得られた繊維を100mJ/cm2の紫外線で照射して、ジェル含有量が19%で、溶融温度が275℃である難燃性ポリエステル繊維の製造が済む。
述べた難燃性ポリエステル繊維は、177℃×10min×0.05 cN/dtexのテスト条件下で熱収縮率が2.0%、線密度偏差率が1.1%、破断強度が8.9cN/dtex、破断強度CV値が2.2%、破断伸度が13.2%、破断伸度CV値が6.8%、酸素指数が34である。
Claims (9)
- 難燃性ポリエステル繊維の製造方法であって、難燃性ポリエステルから紡糸と紫外線照射を経て;酸素指数が30以上とし;前記難燃性ポリエステルは、テレフタル酸、不飽和二元酸とエチレングリコールに基づいてエステル化反応終了時に難燃剤のエチレン2-カルボキシエチル(フェニル)ホスホンレートを添加し、さらにエチレングリコールマグネシウムとエチレングリコールアンチモンの混合物を触媒として重縮合させ、そしてチップ化してペレットになるものであり;
前記ペレット中1つのポリエステル大分子鎖に平均的に1つ〜6つの不飽和二元酸が提供する炭素二重結合を含み;
前記エチレングリコールマグネシウムの分子式はMg(OCH2CH2OH)2である
ことを特徴とする難燃性ポリエステル繊維の製造方法。 - 前記エチレングリコールマグネシウム/エチレングリコールアンチモンの質量比は2〜3:1であることを特徴とする請求項1に記載の難燃性ポリエステル繊維の製造方法。
- 請求項1又は2のいずれか一項に記載の難燃性ポリエステル繊維の製造方法であって、チップ化してポリエステルペレットになった後、得られた難燃性ポリエステルを計量、押出し、冷却、オイリング、引き伸ばし、熱定型、巻取り、及び紫外線照射のステップによって紡糸することを特徴とする製造方法。
- 下記のステップを含む:
(1)触媒のエチレングリコールマグネシウムの調製として;
陽極はマグネシウム、陰極は黒鉛である1室電解槽にエチレングリコールと塩化マグネシウム電解質を添加し、直流電気(始動電圧6〜10V、陰極電流密度150〜200mA)で50〜60℃で10〜12時間かけて電解する後、電極を取り出した槽内に残る白い懸濁液を減圧濾過で白色の固体とし、それを順次に無水アルコールで洗浄し、乾燥させることによってエチレングリコールマグネシウムを得て、
(2)難燃剤の調製として;
モル比は1:2〜3の2-カルボキシエチル(フェニル)ホスフィン酸とエチレングリコールの練る混合物を100〜120℃で30〜60minかけて反応させてエチレン2-カルボキシエチル(フェニル)ホスホンレート(CEPPA-EG)を得て、
(3)エステル化反応と重縮合反応を含むポリエステルの調整として;
エステル化反応では、
テレフタル酸、不飽和二元酸とエチレングリコールから調製する均一なスラリーを窒素雰囲気の中に常圧〜0.3MPaの圧力及び250〜260℃の温度で反応させ、エステル化反応終点は蒸留水が理論値の90%以上を超える時に判定し、
重縮合反応では、
重縮合反応は低真空段階と高真空段階を含み、
重縮合反応の低真空段階は、エステル化産物に触媒、安定剤と光重合開始剤を添加して、常圧から絶対圧力500Pa以下まで徐々に下がる負圧を与えて、温度を260〜270℃に制御して、30〜50分間かけて行うことであり、前記触媒はエチレングリコールマグネシウムとエチレングリコールアンチモンの混合物であり、
重縮合反応の高真空段階は、前記低真空段階の終点から、負圧を100Pa以下まで持続的に与えて、温度を275〜280℃に保持して、50〜90分間かけて行うことであり、
得られたポリエステルはチップ化してペレットにし、
(3)主な紡糸工芸パラメータとして;
前記押出しの温度は290〜300℃で、前記冷却の風温度は20〜30℃で、前記巻取りの速度は4000〜4600m/minであり、
請求項3に記載の難燃性ポリエステル繊維の製造方法。 - 前記エチレングリコールが前記テレフタル酸に対するモル比は1.2〜2.0:1であり、前記難燃剤のエチレン2-カルボキシエチル(フェニル)ホスホンレート(CEPPA-EG)がテレフタル酸に対するモル比は1.5〜3:100である
請求項3または4に記載の難燃性ポリエステル繊維の製造方法。 - 前記エチレングリコールマグネシウムがエチレングリコールアンチモンに対する質量比は2〜3:1であって、前記触媒がテレフタル酸に対する質量比は0.01%〜0.05%であって、前記安定剤は、リン酸トリフェニルとリン酸トリメチルと亜リン酸トリメチルのいずれか一種類であって、前記安定剤がテレフタル酸に対する質量比は0.01%〜0.05%である
請求項4に記載の難燃性用ポリエステル繊維の製造方法。 - 前記不飽和二元酸がテレフタル酸に対するモル比は1〜5:100であって、前記不飽和二元酸は、マレイン酸とフマル酸とムコン酸のいずれか一種類である
請求項4に記載の難燃性ポリエステル繊維の製造方法。 - 前記光重合開始剤は、ナフテン酸コバルトと酢酸コバルトとナフテン酸亜鉛とステアリン酸亜鉛と酢酸亜鉛のいずれか一種類であって、その使用量のテレフタル酸に対する質量比は0.03%〜0.05%である
請求項4に記載の難燃性用ポリエステル繊維の製造方法。 - 前記紫外線照射の強さは100〜120mJ/cm2である
請求項4に記載の難燃性用ポリエステル繊維の製造方法。
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