JPH0813877B2 - Manufacturing method of flame retardant polyester - Google Patents

Manufacturing method of flame retardant polyester

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JPH0813877B2
JPH0813877B2 JP14050886A JP14050886A JPH0813877B2 JP H0813877 B2 JPH0813877 B2 JP H0813877B2 JP 14050886 A JP14050886 A JP 14050886A JP 14050886 A JP14050886 A JP 14050886A JP H0813877 B2 JPH0813877 B2 JP H0813877B2
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polyester
compound
weight
phosphorus
flame
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晃 臼井
吉宏 近野
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Toray Industries Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は難燃性ポリエステルを製造する方法に関する
ものであり、さらに詳しくは綿との混紡品に適した難燃
性ポリエステル繊維に好適なポリエステルの製造法に関
するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a flame-retardant polyester, and more specifically, a polyester suitable for a flame-retardant polyester fiber suitable for a blended product with cotton. Of the manufacturing method of.

[従来の技術] 人間尊重、火災予防の観点より種々のポリエステル加
工成形物について難燃性である事が要望されている。ポ
リエチレンテレフタレートは衣類、寝具、カーテン、ジ
ュータン等多く使用されており、その対策に努力が払わ
れて来た。従来ポリエチレンテレフタレートに難燃性を
付与する方法としては、 (1)成形物の表面あるいは内部までに化学的又は物理
的に難燃剤を付着あるいはしみ込ませる方法(後加工
法)、 (2)成形時に難燃剤をねり込む方法(ブレンド法)、 (3)ポリエステル製造時に難燃剤を添加共重合させる
方法(共重合法) など種々の方法が提案されている。これらの方法のう
ち(3)が洗濯による性能の低下や風合面、さらに製造
工程における改質剤のしみ出し等の欠点がなく工業的価
値の高いものである。共重合することによって難燃性を
付与することのできる難燃剤としてハロゲン化合物、リ
ン化合物が知られているが耐光性と着色の面からリン化
合物が優れている。リン化合物の場合、ある程度の難燃
性は付与する事が出来るが、難燃性の要求される全ての
用途に満足の出来る高度なものは未だに得られていない
のが実情である。特にポリエステルと綿の混紡布の場合
にはそれぞれの単独繊維からなる布より燃え易い。この
現象は綿の枠組み効果によるポリエステルの易燃化現象
として説明されており、綿との混紡品は原糸で難燃改質
された難燃剤の寄与が少なくそのため別のアプローチが
検討されるべきである(例えば、繊維学会誌Vol.34、N
o.12、1978参照)と考えられていた。
[Prior Art] From the viewpoint of respect for human beings and fire prevention, various polyester processed moldings are required to be flame-retardant. Polyethylene terephthalate is widely used in clothing, bedding, curtains, jutan, etc., and efforts have been made to deal with it. Conventional methods for imparting flame retardancy to polyethylene terephthalate include (1) a method of chemically or physically adhering or impregnating a flame retardant to the surface or inside of a molded article (post-processing method), (2) during molding Various methods have been proposed, including a method of blending a flame retardant (blending method) and (3) a method of adding and copolymerizing a flame retardant during polyester production (copolymerization method). Among these methods, (3) has a high industrial value without the drawbacks such as deterioration of performance due to washing, textured surface, and exudation of modifier in the manufacturing process. Halogen compounds and phosphorus compounds are known as flame retardants capable of imparting flame retardancy by copolymerization, but phosphorus compounds are superior in terms of light resistance and coloring. In the case of phosphorus compounds, flame retardancy can be imparted to some extent, but in reality it is not yet possible to obtain a high degree of flame retardancy that is satisfactory for all applications in which flame retardancy is required. Particularly in the case of polyester and cotton blended fabric, it is more flammable than a fabric composed of individual fibers. This phenomenon has been explained as a phenomenon of making flammability of polyester due to the framework effect of cotton, and in the case of blended products with cotton, the contribution of the flame retardant modified by the raw yarn is small, so another approach should be considered. (For example, Textile Society of Japan, Vol.34, N
o.12, 1978)).

しかしながら、リン化合物の配合量の少ないこの様な
ケースでは綿との混紡の場合、十分な難燃効果は出し得
ないのであり、さらに多量のリンをポリエステルに導入
できるリン化合物が求められている。
However, in such a case where the compounding amount of the phosphorus compound is small, a sufficient flame retardant effect cannot be obtained in the case of blending with cotton, and therefore a phosphorus compound capable of introducing a larger amount of phosphorus into the polyester is required.

ここで、リン化合物種としては、多くの提案があるが
例えば特公昭49-22958号公報にはリン化合物としてリン
酸エステルをポリエステルに共重合することが開示され
ているが、リン化合物によりポリエステルのゲル化を生
じるために目的とする難燃性を付与させる量までリン化
合物を配合する事が出来ない。また、特開昭59-91122号
公報の場合はリン化合物としてホスホン酸を用いている
がリン化合物の飛散が多く、やはり目的とするリン量を
配合出来ないのである。また特公昭53-13479号公報には
本願発明の(1)式で示されるリン化合物を配合したポ
リエステルが開示れているが、この方法によればゲル化
やリン化合物の飛散に関しては有利であるが多量に配合
していくに従ってポリエステル本来の物性を低下させて
しまうという欠点がある。特にポリエステルの結晶性が
低下するためか、製糸工程の延伸時にスーパードロー現
象を生じ易く望ましい糸特性を得るためには高倍率延伸
が必要となり、そのため糸切れやケバの発生問題を引き
起こすために生産性の低下をもたらす。又糸の収縮率が
大きくなるためか布帛とした後、染色工程や仕上げセッ
ト工程で高温にさらされる事で布が収縮してしまい風合
いが硬化するという問題があり、ソフトな風合いが必要
とされている分野には展開できないという欠点があっ
た。
Here, as the phosphorus compound species, there are many proposals, for example, JP-B-49-22958 discloses that a phosphoric acid ester is copolymerized with a polyester as a phosphorus compound. It is not possible to mix the phosphorus compound up to the amount that imparts the desired flame retardancy because gelation occurs. Further, in the case of JP-A-59-91122, phosphonic acid is used as the phosphorus compound, but the phosphorus compound is often scattered and the desired amount of phosphorus cannot be blended. Further, Japanese Patent Publication No. 53-13479 discloses a polyester blended with the phosphorus compound represented by the formula (1) of the present invention, but this method is advantageous for gelation and scattering of the phosphorus compound. However, there is a drawback that the original physical properties of polyester are deteriorated as a large amount is blended. Probably because the crystallinity of the polyester is lowered, a high draw ratio is required to obtain the desired yarn characteristics because the superdraw phenomenon is likely to occur during the drawing process, which causes problems such as yarn breakage and fluffing. Cause a decrease in sex. Also, there is a problem that the fabric shrinks when exposed to high temperatures in the dyeing process and finishing setting process after the fabric is made, probably because the shrinkage rate of the yarn becomes large, and a soft texture is required. It has the drawback that it cannot be applied to the fields in which it is located.

本発明者らは、前記従来技術の欠点を解消するために鋭
意検討した結果、ポリエステル製造時に特定のリン化合
物を多量に添加すると共に特定の金属化合物を特定量添
加することにより、ポエステル繊維単独、あるいはセル
ロース繊維との複合体において優れた難燃性と良好な風
合の両方を満足できることを見出し、本発明を完成し
た。
The present inventors have conducted extensive studies in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and by adding a large amount of a specific phosphorus compound and a specific amount of a specific metal compound at the time of polyester production, a polyester fiber alone, Alternatively, they have found that a composite with cellulose fibers can satisfy both excellent flame retardancy and good texture, and completed the present invention.

[本発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は前記従来技術の欠点を解消し、ポリエ
ステル繊維単独あるいはセルロース繊維との複合体にお
いて、優れた難燃性と良好な風合いの両方を満足する難
燃性ポリエステルの製造法を提案する事にある。
[Problems to be Solved by the Present Invention] The object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to satisfy both excellent flame retardancy and good texture in polyester fiber alone or in a composite with cellulose fiber. The purpose is to propose a method for producing flame-retardant polyester.

[問題点を解決するための手段] 前記した本発明の目的は、主たる構成単位がエチレン
テレフタレートであるポリエステルを製造するに際し、
ポリエステル中のリン元素含有量が0.8〜3.0重量%とな
る様に下記(1)式で示されるリン化合物を添加し、か
つMg化合物、Li化合物、Ca化合物から選ばれた少なくと
も一種以上の金属化合物を下記(2)式を満足する量添
加することを特徴とする難燃性ポリエステルの製造法に
よって達成できる。
[Means for Solving Problems] The above-mentioned object of the present invention is to produce a polyester whose main constituent unit is ethylene terephthalate,
A phosphorus compound represented by the following formula (1) is added so that the phosphorus element content in the polyester is 0.8 to 3.0% by weight, and at least one metal compound selected from a Mg compound, a Li compound and a Ca compound. Can be achieved by a method for producing a flame-retardant polyester, which comprises adding an amount satisfying the following formula (2).

以下に本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.

本発明におけるリン化合物(1)としては、(2−カ
ルボキシエチル)メチルホスフィン酸、(2−メトキシ
カルボニルエチル)メチルホスフィン酸、[2−(β−
ヒドロキシエトキシカルボニル)エチル]メチルホスフ
ィン酸、(2−メトキシカルボニルエチル)メチルホス
フィン酸メチル、[2−(β−ヒドロキシエトキシカル
ボニル)エチル]メチルホスフィン酸のエチレングリル
コールエステル等があげられるが好ましい化合物として
は、2−カルボキシエチルメチルホスフィン酸の分子内
環状無水物とエチレングリコールとからの加熱反応生成
物である。あるいは、この反応生成物をさらに縮合させ
た物質も好ましい。
As the phosphorus compound (1) in the present invention, (2-carboxyethyl) methylphosphinic acid, (2-methoxycarbonylethyl) methylphosphinic acid, [2- (β-
Examples of preferred compounds include hydroxyethoxycarbonyl) ethyl] methylphosphinic acid, methyl (2-methoxycarbonylethyl) methylphosphinic acid, and ethylene grillol ester of [2- (β-hydroxyethoxycarbonyl) ethyl] methylphosphinic acid. Is a heating reaction product of an intramolecular cyclic anhydride of 2-carboxyethylmethylphosphinic acid and ethylene glycol. Alternatively, a substance obtained by further condensing this reaction product is also preferable.

本発明のリン化合物はポリエステル製造時に添加され
るがポリマ中のリン原子含有量が0.8〜3.0重量%になる
ように添加される。好ましくは1.0〜2.0重量%である。
リン化合物の添加量がこの範囲より少ない場合には難燃
性能は劣り綿との混用布においてさらに後加加工法によ
り難燃剤を付与したとしても難燃性は十分ではない。逆
にリン化合物の添加量が前記した範囲より多い場合には
本発明の金属化合物を添加してもなお得られるポリエス
テルの物性の低下が著しく大きくなるので好ましくな
い。前記リン化合物をポリエステル製造工程で添加する
方法についてはエステル化反応時、重縮合反応時のいず
れでも良いが、エステル化反応缶の汚れの問題や重縮合
反応後期の添加では重縮合時間が延長するなどの点から
エステル化反応終了後から重縮合初期の間に添加する事
が効果的である。さらに本発明のリン化合物を重縮合触
媒と混合して添加した場合、重縮合反応性の低下が若干
認められるので、リン化合物をポリエステル製造系に添
加し、1〜20分間熟成した後重縮合触媒を添加するのが
好ましい。またリン化合物をあらかじめジオール成分あ
るいは他の溶媒に混合又は溶解あるいは加熱縮合してお
いて添加するのも好ましい方法である。
The phosphorus compound of the present invention is added at the time of polyester production, but is added so that the phosphorus atom content in the polymer is 0.8 to 3.0% by weight. It is preferably 1.0 to 2.0% by weight.
If the addition amount of the phosphorus compound is less than this range, the flame retardancy is poor, and the flame retardancy is not sufficient even if a flame retardant is added by a post-addition processing method to a mixed fabric with cotton. On the other hand, when the amount of the phosphorus compound added is larger than the above range, the physical properties of the polyester obtained by the addition of the metal compound of the present invention are significantly deteriorated, which is not preferable. Regarding the method of adding the phosphorus compound in the polyester production step, either during the esterification reaction or during the polycondensation reaction may be performed, but the polycondensation time is extended by the problem of the contamination of the esterification reaction can or the latter stage of the polycondensation reaction. From the viewpoint of the above, it is effective to add it after the completion of the esterification reaction and during the initial stage of the polycondensation. Furthermore, when the phosphorus compound of the present invention is mixed with a polycondensation catalyst and added, a slight decrease in polycondensation reactivity is observed. Therefore, the phosphorus compound is added to the polyester production system, and after aging for 1 to 20 minutes, the polycondensation catalyst is added. Is preferably added. It is also a preferable method to add the phosphorus compound after previously mixing or dissolving it in the diol component or other solvent or condensing it under heat.

本発明において用いられる金属化合物は、Mg、Li、Ca
から選ばれた金属の水酸化物、炭酸塩、酢酸塩等である
が、反応系への溶解の面から酢酸マグネシウム、酢酸リ
チウム、酢酸カルシウムが特に好ましい化合物である。
これらの金属化合物の一種以上をリン化合物との関係に
おいて下記(2)式を満足する量添加する必要がある。
Metal compounds used in the present invention are Mg, Li, Ca
Among them, hydroxides, carbonates, acetates and the like of the metals selected from the above, magnesium acetate, lithium acetate and calcium acetate are particularly preferable compounds from the viewpoint of dissolution in the reaction system.
It is necessary to add one or more of these metal compounds in an amount satisfying the following formula (2) in relation to the phosphorus compound.

上記(2)式において金属化合物およびリン化合物中
の金属元素、リン元素の添加量はポリエステルを直接エ
ステル化反応法によって製造する場合は、テレフタル酸
100重量部に対する重量部であり、ジメチルテレフタレ
ートを用いるエステル交換法によって製造する場合には
ジメチルテレフタレートをテレフタル酸に換算した値を
用いて計算する。例えば添加するリン元素量がテレフタ
ル酸100重量部に対して1重量部の場合においては、 Mの下限添加量は (1/2200)+6.4×10-4≦Mより M≧1.09×10-3(重量部) Mの上限添加量は(1/22)+6.4×10-2≧Mより M≦1.09×10-1(重量部)となり、 金属元素としての添加量が前記下限添加量である1.09×
10-3重量部より少ない場合には紡糸によって得られるポ
リエステル未延伸糸の配向度、分子間インタラクション
が低く、延伸による結晶性が低下するためか、延伸時に
スーパードローを発生しやすく、またスーパードローを
避ける延伸条件を採用したとしても得られる延伸糸の収
縮率が大きいために熱セット(160〜180℃)工程上がり
の糸、布帛は硬化して粗硬な風合になってしまう。
In the above formula (2), the addition amounts of the metal element and the phosphorus element in the metal compound and the phosphorus compound are terephthalic acid when the polyester is produced by the direct esterification reaction method.
It is parts by weight with respect to 100 parts by weight, and when it is produced by the transesterification method using dimethyl terephthalate, it is calculated using the value obtained by converting dimethyl terephthalate to terephthalic acid. For example, when the amount of elemental phosphorus added is 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of terephthalic acid, the lower limit addition amount of M is (1/2200) + 6.4 × 10 −4 ≦ M and M ≧ 1.09 × 10 − 3 (parts by weight) The upper limit of M is (1/22) + 6.4 × 10 -2 ≥ M, and M ≤ 1.09 × 10 -1 (parts by weight). Is 1.09 ×
If the amount is less than 10 -3 parts by weight, the degree of orientation and intermolecular interaction of the polyester undrawn yarn obtained by spinning may be low, and the crystallinity due to stretching may be low. Even if a drawing condition that avoids is adopted, the obtained drawn yarn has a large shrinkage ratio, so that the yarn and the cloth after the heat setting (160 to 180 ° C.) step are hardened to have a rough texture.

又、金属化合物の金属元素としての添加量が1.09×10
-1重量部より多くなる場合はポリマの着色や異物生成、
金属化合物の分散性不良を引き起こし紡糸時の糸切れ等
につながる。
The addition amount of the metal compound as a metal element is 1.09 × 10.
-If the amount is more than 1 part by weight, coloring of polymer and generation of foreign matter,
This causes poor dispersibility of the metal compound and leads to yarn breakage during spinning.

上述した様に、リン化合物添加量に対応した好ましい
範囲の金属化合物の添加量を選択する事が重要なポイン
トである。
As described above, it is an important point to select the addition amount of the metal compound in a preferable range corresponding to the addition amount of the phosphorus compound.

前記金属化合物をポリエステル製造工程で添加する方
法については、エステル化反応時、重縮合反応時の任意
の段階で添加する事が可能であるが、エステル化反応缶
の汚れの問題や、重縮合反応後期添加では重縮合時間が
延長するなどの点からリン化合物添加と同様エステル化
反応終了後から重縮合初期の間に添加する事が好まし
い。
Regarding the method of adding the metal compound in the polyester production step, it is possible to add the metal compound at any stage of the polycondensation reaction during the esterification reaction. In the latter-stage addition, it is preferable to add it after the completion of the esterification reaction and in the early stage of the polycondensation, as in the case of adding the phosphorus compound, from the viewpoint of extending the polycondensation time.

又、金属化合物をあらかじめポリエステルの製造原料
であるジオール成分に溶解あるいは分散させておき溶液
あるいはスラリー状態で添加する事が好ましい。
Further, it is preferable that the metal compound is previously dissolved or dispersed in the diol component which is a raw material for producing polyester and then added in the form of a solution or a slurry.

本発明でいう主たる構成単位がエチレンテレフタレー
トであるポリエステルとは反復構成単位の70モル%以上
がエチレンテレフタレートであり原料成分としてはテレ
フタル酸又はジメチルテレフタレートとエチレングリコ
ールであり、また共重合成分として前記(1)式で示し
たリン化合物を用いるが、その他にイソフタル酸、2,6
−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソ
フタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシ
ン酸等の脂肪族ジカルボン酸、ジエチレングリコール、
トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、
ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジオー
ル、ポリエチレングリコールあるいは、次式で示される
ジオール化合物等を共重合成分として併用する事も可能
である。
In the present invention, the polyester whose main structural unit is ethylene terephthalate is 70% by mole or more of repeating structural units is ethylene terephthalate, terephthalic acid or dimethyl terephthalate and ethylene glycol are used as raw material components, and the above-mentioned ( The phosphorus compound represented by the formula 1) is used, but in addition to this, isophthalic acid, 2,6
-Aromatic dicarboxylic acids such as naphthalenedicarboxylic acid and 5-sodium sulfoisophthalic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid and sebacic acid, diethylene glycol,
Trimethylene glycol, tetramethylene glycol,
It is also possible to use neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanediol, polyethylene glycol, or a diol compound represented by the following formula in combination as a copolymerization component.

本発明の難燃性ポリエステルの製造法は従来公知の方
法に従って製造出来る。例えばテレフタル酸とエチレン
グリコールを常圧又は3kg/cm2程度の加圧下に200〜270
℃の温度でエステル化反応を行い、この反応生成物に前
記(1)式で示されるリン化合物、および前述した金属
化合物を添加し、10分間熟成した後に重縮合触媒として
公知である三酸化アンチモンを添加して徐々に1mmHg以
下の高真空にしながら昇温し250〜300℃の温度で重縮合
反応を行なう事によって製造する。さらにポリエステル
を用いて繊維を製造する方法は従来公知の方法であり、
特に限定されるものではないが繊維状に加工してポリエ
ステル単独系、あるいはポリエステルとセルロース類と
の複合体の布帛あるいは撚糸とした後で染色工程や仕上
セット工程における熱処理によって風合いが硬くならな
い様にポリエステル繊維の乾熱収縮率を20%以下、より
好ましくは15%以下にコントロールする事が望ましく、
紡糸速度は1200m/分以上、延伸温度は70℃以上、延伸後
の熱処理温度は160℃以上とする事で目的を達成でき
る。
The flame-retardant polyester of the present invention can be produced by a conventionally known method. For example, terephthalic acid and ethylene glycol under normal pressure or under pressure of about 3 kg / cm 2 to 200-270
The esterification reaction is carried out at a temperature of ℃, the phosphorus compound represented by the formula (1) and the metal compound described above are added to the reaction product, and after aging for 10 minutes, antimony trioxide known as a polycondensation catalyst is added. Is added to gradually increase the temperature while maintaining a high vacuum of 1 mmHg or less, and carry out a polycondensation reaction at a temperature of 250 to 300 ° C. Furthermore, the method for producing fibers using polyester is a conventionally known method,
Although it is not particularly limited, the texture is not hardened by the heat treatment in the dyeing step or the finishing setting step after the fiber is processed into a polyester single type or a polyester or cellulose composite fabric or a twisted yarn. It is desirable to control the dry heat shrinkage of the polyester fiber to 20% or less, more preferably 15% or less,
The object can be achieved by setting the spinning speed to 1200 m / min or more, the drawing temperature to 70 ° C or more, and the heat treatment temperature after drawing to 160 ° C or more.

本発明で難燃性ポリエステル繊維を製造する場合、一
般的に使用されている添加物、例えばエーテル結合抑制
剤であるテトラエチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド、つや消剤である二酸化チタン、その他三酸化アンチ
モン等の難燃助剤、カーボンブラック、制電剤、熱安定
剤などを併用添加する事も可能である。
When the flame-retardant polyester fiber is produced by the present invention, commonly used additives such as tetraethylammonium hydroxide which is an ether bond inhibitor, titanium dioxide which is a matting agent, and other antimony trioxide are difficult to be used. It is also possible to add a combustion aid, carbon black, an antistatic agent, a heat stabilizer, etc. in combination.

又、本発明のポリエステルを繊維状に加工し、セルロ
ース類との複合体の布帛に成形した後に後加工法でリン
化合物やハロゲン化合物の難燃剤を付与する事も可能で
あり、難燃後加工処理した布帛においてさらに高度な難
燃性と共に良好な風合を持つ事が出来る。
Further, it is also possible to process the polyester of the present invention into a fibrous state, form a fabric of a composite with celluloses, and then add a phosphorus compound or a halogen compound flame retardant by a post-processing method. The treated fabric can have a higher degree of flame retardancy and a good texture.

後加工に使用する難燃剤として特に有効な化合物の具
体例としてはテトラキスヒドロキシメチルホスホニウム
クロリド/トリメチロールメラミン/尿素、ビニルホス
ホネートのオリゴマ/N−メチロールアクリルアミド、N
−メチロールジメチルホスホノプロピオン酸アミド等が
挙げられる。
Specific examples of compounds that are particularly effective as flame retardants used in post-processing include tetrakishydroxymethylphosphonium chloride / trimethylol melamine / urea, vinylphosphonate oligomers / N-methylol acrylamide, N
-Methylol dimethylphosphonopropionamide and the like.

[実施例] 以下実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが本
発明はこれらによって限定されるものではない。
[Examples] The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited thereto.

なお実施例中の部は重量部であり、ポリエステル繊維
の物性は次の様にして測定した。
The parts in the examples are parts by weight, and the physical properties of polyester fibers were measured as follows.

A.固有粘度(IV) O−クロロフェノールを溶媒として25℃において測定
した。
A. Intrinsic viscosity (IV) Measured at 25 ° C. using O-chlorophenol as a solvent.

B.リン含有量 比色法により測定した。B. Phosphorus content It was measured by a colorimetric method.

C.乾熱収縮率 単糸1デニール当り0.4gの荷重を掛け、試料長さl0
測定した後、180℃の熱風恒温槽中無荷重下で20分間処
理する。放冷後1デニール当り0.4gの荷重を再び掛けて
試料長さl1を測定し、次式で算出する。
C. Dry Heat Shrinkage A load of 0.4 g per 1 denier of single yarn is applied, and after measuring the sample length l 0, it is treated for 20 minutes in a hot air thermostat at 180 ° C. under no load. After cooling, a load of 0.4 g per 1 denier is applied again, and the sample length l 1 is measured, and calculated by the following formula.

乾熱収縮率(%)=(l0-l1)/l0×100 D.風合い リンを多量に配合していない通常のポリエチレンテレ
フタレート繊維を用いて実施例と同様に作成した布帛、
および通常のポリエチレンテレフタレート繊維と綿から
構成される紡績糸を使用して実施例と同様に作成した未
後加工の布帛とそれぞれ比較して布帛の硬さ程度を指の
感触によって次の三段階で評価した。
Dry heat shrinkage (%) = (l 0 -l 1 ) / l 0 × 100 D. Texture A fabric prepared in the same manner as in the example by using ordinary polyethylene terephthalate fiber not containing a large amount of phosphorus.
And the hardness degree of the fabric is compared with the unprocessed fabric prepared in the same manner as in the example by using the spun yarn composed of the usual polyethylene terephthalate fiber and cotton, and the hardness degree of the fabric is determined by the following three steps according to the feel of the finger. evaluated.

◎同等である。◎ Equivalent.

○若干硬さが感じられる。○ A little hardness is felt.

×硬さが明確に感じられる。× Hardness is clearly felt.

E.難燃性 「45°コイル法(1)」はJIS L-1091D法に従がって
測定した。
E. Flame retardance "45 ° coil method (1)" was measured according to JIS L-1091D method.

「45°コイル法(2)」はJIS L-1091D法に準じて行
なうが使用するコイルは1mmピッチのものを使用した。1
mmピッチコイルを使用する事で、ポリエステルの溶融落
下現象により炎を持ち去る現象による消化はなくなり、
自己消化能力の評価が出来る。
The "45 ° coil method (2)" is performed according to JIS L-1091D method, but the coil used has a pitch of 1 mm. 1
By using the mm pitch coil, digestion due to the phenomenon of taking away the flame due to the melting and falling phenomenon of polyester is eliminated,
Can evaluate self-digestion ability.

「45°ミクロバーナー法」はJIS L-1091A-1法に従っ
て測定した。
The "45 ° micro-burner method" was measured according to JIS L-1091A-1 method.

「垂直法」はJIS L-1091A-4法に従って測定した。The "vertical method" was measured according to JIS L-1091A-4 method.

実施例1および比較実施例1 テレフタル酸100部とエチレングリコール48.6部を用
いて直接エステル化法で得た250℃のビス−β−ヒドロ
キシエチルテレフタレートおよびその低重合体に、表1
に示した金属化合物を10重量%のエチレングリコール溶
液として所定量添加し、5分間攪拌した。続いて2−カ
ルボキシエチルメチルホスフィン酸の分子内環状無水物
とエチレングリコール1:1重量比の混合物を120℃で加熱
反応させて得た反応生成物(リン含有量11.6重量%)を
所定量添加し、10分間攪拌混合した。その後三酸化アン
チモン0.05部、二酸化チタン0.6部をエチレングリコー
ルスラリーとして添加した後、徐々に昇温および減圧し
た。最終的に288℃、0.3mmHg下で1時間から5時間かけ
て所定粘度まで重合した。表1に示した金属化合物の種
類と量およびリン化合物の添加量を変更しつつ同様の重
合を繰りかえし行なった。得られたポリエステルの固有
粘度とポリマ中のリン含有量を表1に示した。次いで、
得られたポリエステルを常法に従って、紡糸温度285℃
で紡糸を行い、1500m/分の速度で巻き取り未延伸糸を得
た。それぞれの未延伸糸を集束し、延伸糸換算で約50万
デニールのトウとした。延伸糸の残留伸度が約30%にな
る様に液浴温度75℃で、延伸倍率3.5倍から4.5倍で液浴
延伸を行った。引続いて165℃の熱ドラム上で約5秒間
定長熱処理した後ケン縮付与し、120℃で乾燥後38mmに
カットし短繊維とした。表1に紡糸工程での糸切れ回数
および得られた短繊維の乾熱収縮率を示した。この短繊
維を用いて、通常の方法で紡績糸を作り、目付250g/m2
の平織とし、おのおの180℃1分間定長で熱セットを行
ない布帛とし洗浄、乾燥した後の布帛の風合いと難燃性
評価結果を表1に示した。
Example 1 and Comparative Example 1 Bis-β-hydroxyethyl terephthalate and its low polymer at 250 ° C. obtained by a direct esterification method using 100 parts of terephthalic acid and 48.6 parts of ethylene glycol are shown in Table 1.
A predetermined amount of the metal compound shown in 1 was added as a 10 wt% ethylene glycol solution, and the mixture was stirred for 5 minutes. Subsequently, a predetermined amount of a reaction product (phosphorus content 11.6% by weight) obtained by heating and reacting a mixture of 2-carboxyethylmethylphosphinic acid intramolecular cyclic anhydride and ethylene glycol at a ratio of 1: 1 by weight at 120 ° C was added. And mixed for 10 minutes with stirring. Thereafter, 0.05 part of antimony trioxide and 0.6 part of titanium dioxide were added as an ethylene glycol slurry, and then the temperature was gradually raised and the pressure was reduced. Finally, polymerization was performed at 288 ° C. and 0.3 mmHg for 1 to 5 hours to a predetermined viscosity. The same polymerization was repeated while changing the kind and amount of the metal compound and the addition amount of the phosphorus compound shown in Table 1. Table 1 shows the intrinsic viscosity of the obtained polyester and the phosphorus content in the polymer. Then
The polyester thus obtained was subjected to a conventional method at a spinning temperature of 285 ° C.
Was spun and wound at a speed of 1500 m / min to obtain an undrawn yarn. Each undrawn yarn was bundled into a tow of about 500,000 denier in terms of drawn yarn. Liquid bath drawing was performed at a liquid bath temperature of 75 ° C. and a draw ratio of 3.5 to 4.5 so that the residual elongation of the drawn yarn was about 30%. Subsequently, a constant length heat treatment was carried out for about 5 seconds on a heating drum at 165 ° C., crimping was applied, and after drying at 120 ° C., cut into 38 mm to obtain short fibers. Table 1 shows the number of yarn breakages in the spinning process and the dry heat shrinkage ratio of the obtained short fibers. Using this short fiber, a spun yarn is made by a normal method, and the basis weight is 250 g / m 2
Table 1 shows the texture and flame retardancy evaluation results of the plain woven fabrics, each of which was heat-set at 180 ° C. for 1 minute at a fixed length and washed and dried.

比較実施例1の実験No.4と実験No.6は金属化合物によ
る異物が多く、紡糸時の糸切れが多かったが、本発明の
ものはいずれも良好な難燃性能および風合いが良好であ
る。特に溶融落下を押えた45°コイル法(2)の難燃性
が良好であった。
In Experiment No. 4 and Experiment No. 6 of Comparative Example 1, there were many foreign substances due to the metal compound and many yarn breakages occurred during spinning, but all of the present inventions have good flame retardancy and texture. . In particular, the flame retardancy of the 45 ° coil method (2) that suppressed melt drop was good.

前述したポリエステル短繊維65重量%と木綿35重量%
とからなる30番の混紡糸を作り、続いて目付250g/m2
平織を作成し、180℃で1分間定長下で熱セットを行な
った。
65% by weight of polyester short fibers and 35% by weight of cotton
No. 30 blended yarn consisting of and was prepared, and then a plain weave having a basis weight of 250 g / m 2 was prepared, and heat set at 180 ° C. for 1 minute under constant length.

布帛を洗浄、乾燥した後の風合と難燃性評価結果を表
2に示した。
Table 2 shows the feeling and flame retardancy evaluation results after the fabric was washed and dried.

綿との混紡糸においても本発明の範囲であるリン0.8%
〜3.0%含有し、規定量の金属化合物を併用したポリマ
水準1〜7を用いた布帛である実施例1の実験No.8〜14
はいずれも良好な風合いと高度な難燃性を示すことが明
らかである。
Even in the case of blended yarn with cotton, the range of the present invention is 0.8% phosphorus.
˜3.0%, a fabric using polymer levels 1 to 7 in combination with a specified amount of a metal compound, Experiment No. 8 to 14 of Example 1.
It is clear that each of them has a good texture and a high degree of flame retardancy.

前記ポリエステルと綿からなる布帛(実験No.8〜14)
を次に示す難燃剤に含浸し、103℃5分間湿熱処理後、
水洗、乾燥した。難燃剤の布帛に対する付着量は加工前
後の重量変化により算出した。
Fabric made of the above polyester and cotton (Experiment No. 8-14)
Was impregnated with the following flame retardant, and after wet heat treatment at 103 ° C for 5 minutes,
It was washed with water and dried. The amount of the flame retardant attached to the fabric was calculated by the change in weight before and after processing.

難燃後加工後の風合いと難燃性評価結果を表3に示す。 Table 3 shows the texture after the flame-retardant post-processing and the flame-retardant evaluation results.

ポリエステル中のリン含有量が0.8〜3.0重量%で、本
発明で規定する量の金属化合物を併用した布帛を後加工
処理した布帛(実施例1の実験No.15〜21)はいずれも
良好な風合いと高度な難燃性を示すことが明らかであ
る。
Fabrics having a phosphorus content in the polyester of 0.8 to 3.0% by weight and a post-processed fabric in which an amount of the metal compound specified in the present invention is used in combination (Experiment No. 15 to 21 of Example 1) are all good. It is clear that it shows a texture and a high degree of flame retardancy.

[発明の効果] 本発明のポリエステル製造法により得られたポリエス
テルは特定量のリン化合物と特定な金属化合物を含有し
ているため、従来得られなかった高度な難燃性と風合い
を兼ね備えたポリエステル繊維とする事が出来る。特に
綿等の混紡品の分野においては後加工難燃処理を併用す
る事で、従来風合いと難燃性能の点で進出が不可能とさ
れていた衣服や作業衣用途まで使用可能となる。
[Effects of the Invention] The polyester obtained by the method for producing a polyester of the present invention contains a specific amount of a phosphorus compound and a specific metal compound, and therefore has a high flame retardancy and a texture which have not been obtained in the past. It can be fiber. Especially in the field of blended products such as cotton, by using post-combustion flame-retardant treatment together, it becomes possible to use even clothes and work clothes that were not possible to advance in terms of texture and flame-retardant performance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】主たる構成単位がエチレンテレフタレート
であるポリエステルを製造するに際し、ポリエステル中
のリン元素含有量が0.8〜3.0重量%となる様に下記
(1)式で示されるリン化合物を添加し、かつMg化合
物、Li化合物、Ca化合物から選ばれた少なくとも一種以
上の金属化合物を下記(2)式を満足する量添加するこ
とを特徴とする難燃性ポリエステルの製造法。 [式中、R1、R2は炭素数が1〜18のアルキル基、アリー
ル基、モノヒドロキシアルキル基又は水素原子を、R3
アルキル基又はアリール基でAは(CnH2n)で、かつn
は1〜4の整数を表わす。] (P/2200)+6.4×10-4≦M≦ (P/22)+6.4×10-2…………(2) [式中、Pはリン化合物のテレフタル酸100重量部に対
するリン元素としての添加量(重量部)、Mは金属化合
物のテレフタル酸100重量部に対する金属元素としての
添加量(重量部)を表わす。]
1. When producing a polyester whose main constituent unit is ethylene terephthalate, a phosphorus compound represented by the following formula (1) is added so that the phosphorus element content in the polyester is 0.8 to 3.0% by weight, A method for producing a flame-retardant polyester, which comprises adding at least one metal compound selected from a Mg compound, a Li compound and a Ca compound in an amount satisfying the following formula (2). [Wherein R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, a monohydroxyalkyl group or a hydrogen atom, R 3 represents an alkyl group or an aryl group, and A represents (C n H 2n ). , And n
Represents an integer of 1 to 4. ] (P / 2200) + 6.4 × 10 −4 ≦ M ≦ (P / 22) + 6.4 × 10 −2 ………… (2) [In the formula, P is based on 100 parts by weight of the phosphorus compound terephthalic acid. The addition amount as a phosphorus element (parts by weight), M represents the addition amount as a metal element (parts by weight) relative to 100 parts by weight of terephthalic acid of the metal compound. ]
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