JPH11217492A - 繊維用ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製糸時や後加工時の操業性が良好で、ローラ
やガイドなどの機器の摩耗が少なく、得られる繊維の損
傷を防ぐことができる繊維用ポリエステル樹脂組成物を
提供する。 【解決手段】 テレフタル酸を主たる酸成分、エチレン
グリコールを主たるアルコール成分とするポリエステル
樹脂組成物である。そして、平均粒径０．１〜０．２μ
ｍの二酸化チタン（Ａ）と平均粒径０．３〜１．０μｍ
の二酸化チタン（Ｂ）がＡ／Ｂ＝２／８〜８／２（重量
比）の混合割合で、かつ、ポリエステル樹脂組成物の全
重量に対し、ＡとＢの合計で０．０１〜８重量％含有し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製糸時や、製糸し
て得られる繊維の後加工性が良好な繊維用のポリエステ
ル樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルは優れた性質、たとえば耐
薬品性、耐候（光）性、ウオシュアンドウェア性等を示
し、繊維用として幅広く用いられている。また、二酸化
チタンは繊維用の艶消し剤として一般的に知られている
が、近年、付加価値用途として冷感機能を付与するため
に、多量に添加することが行われている。

【０００３】しかしながら、二酸化チタンは硬い性質を
有しているため、溶融紡糸し、延伸する際に使用される
ガイド、ローラ、熱処理板などの機器の摩耗が激しく、
また、機器の擦過によって繊維が損傷され、後加工にお
いて糸切れなどのトラブルを生じるという問題があっ
た。

【０００４】この問題を解決するために、繊維を芯鞘構
造にし、二酸化チタンを含有する部分を芯部に、含有し
ないポリエステルを鞘部とする方法も考えられるが、紡
糸装置が複雑な構造となるため、装置が高価なものにな
るという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、二酸化チタンを含有するにもかかわらず、機
器の摩耗が少なくて繊維の損傷が防止され、紡糸時や後
加工時の操業性が良好な繊維となるポリエステル樹脂組
成物を提供することを技術的な課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、特定の平均粒径
の二酸化チタン（Ａ）及び（Ｂ）を、特定の比率で特定
量ポリエステル樹脂に含有させることによって、紡糸時
や後加工時の操業性が良好な繊維となるポリエステル樹
脂組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明は、テレフタル酸を主た
る酸成分、エチレングリコールを主たるアルコール成分
とするポリエステル樹脂組成物において、平均粒径０．
１〜０．２μｍの二酸化チタン（Ａ）と平均粒径０．３
〜１．０μｍの二酸化チタン（Ｂ）がＡ／Ｂ＝２／８〜
８／２（重量比）の混合割合で、かつ、ポリエステル樹
脂組成物の全重量に対し、ＡとＢの合計で０．０１〜８
重量％含有していることを特徴とする繊維用ポリエステ
ル樹脂組成物を要旨とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【０００９】本発明におけるポリエステルとしては、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましく用いら
れるが、他の共重合成分として、例えば、無水フタル
酸、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル
酸、アジピン酸などのジカルボン酸成分やプロピレング
リコール、１、４ブタンジオール、ジエチレングリコー
ル、ポリアルキルグリコールなどのグリコール成分を共
重合した繊維形成能を有するポリエステルを用いること
ができる。さらに、本発明におけるポリエステルは、酸
化防止剤、難燃剤、染料などの添加剤を少量含有するも
のでもよい。

【００１０】本発明において、ポリエステルに含有させ
る二酸化チタンとしては、平均粒径０．１〜０．２μｍ
のチタン（Ａ）と平均粒径０．３〜１．０μｍのチタン
（Ｂ）を、Ａ／Ｂ＝２／８〜８／２（重量比）の割合で
混合使用することが必要である。

【００１１】ポリエステルに二酸化チタンを添加する場
合、一般的にはエチレングリコールのスラリーとして添
加を行うが、平均粒径０．１μｍ未満では、スラリー調
整時に分散性が極めて劣り、二次凝集ができやすく、数
μｍの粗大粒子となる。これがポリエステルに含有され
るため、繊維にしても金属摩耗の防止はできない。一
方、平均粒径が１．０μｍを超える二酸化チタンでは、
エチレングリコールでスラリーにしても沈降が早く、ポ
リエステルに安定的に添加できなかったり、一次粒子と
しての単糸中の割合が大きくなり、単糸の太さを限定す
る必要が生じるため好ましくはない。

【００１２】また、平均粒径０．１〜０．２μｍの二酸
化チタン（Ａ）のみを使用すると、微粒子が多く存在す
るために重合中に凝集が起こり、粗大粒子が発生するた
め、溶融紡糸する際、紡糸パックの昇圧が速く、金属摩
耗や糸切れが多発するという問題がある。一方、平均粒
径０．３〜１．０μｍの二酸化チタン（Ｂ）のみを使用
すると、微粒子の二次凝集は少なくなるが、必要な量だ
け含有させるだけでも、得られる繊維表面に粒子自体の
突起が多く露出して平滑でなくなり、製造工程で繊維が
接触する紡糸機や延伸機のローラやガイド、熱処理板な
どの機器の損傷が激しく、また、繊維も損傷され、後加
工で糸切れを生じる。

【００１３】本発明においては、平均粒径０．１〜０．
２μｍの二酸化チタン（Ａ）と平均粒径０．３〜１．０
μｍの二酸化チタン（Ｂ）を２／８〜８／２（重量比）
の割合で併用することによって微粒子の二次凝集が少な
くなり、かつ、大きい粒子による繊維表面に現れる突起
の露出も低減し、重合時や製糸時及び後加工時の操業性
が向上する。（Ａ）／（Ｂ）が８／２を超えると、粒径
の小さい微粒子が多いため、凝集による粗大粒子の発生
などの弊害が生じる。逆に２／８未満では分散はされる
ものの粒子径の大きいチタンの割合が多くなるため、繊
維表面の突起が増えることによるローラやガイド、熱処
理板などの金属摩耗や繊維の損傷を十分に抑えることが
困難となる。

【００１４】また、本発明では、二酸化チタンがポリエ
ステル樹脂組成物の全重量に対して０．０１〜８重量％
含有することが必要である。二酸化チタンが０．０１重
量％未満では、二酸化チタンを添加する目的が果たせ
ず、しかも二酸化チタンの粒径差による耐摩耗効果も低
減する。逆に８重量％を超えると含有量が多すぎ、得ら
れる繊維の強力が低いものとなり、製糸時に糸切れが多
発するので繊維用として実用上使えない。

【００１５】本発明で使用するポリエステルを得る方法
は特に限定されるものではないが、例えばＰＥＴの場
合、ビス（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート（Ｂ
ＨＥＴ）の存在するエステル反応缶に、テレフタル酸
（ＴＰＡ）とエチレングリコール（ＥＧ）のスラリー
（ＴＰＡ／ＥＧのモル比が１／１．６）を供給し、温度
２２０〜２６０℃、圧力０．５〜２．５ＭＰａで５〜８
時間反応させて反応率９０〜９５％のエステル化反応物
を得、これに二酸化チタン及び触媒を添加し、１３ｈＰ
ａ以下の減圧下で、２６０〜２８０℃で所定の重合度に
なるまで重縮合反応を行うことで得ることができる。

【００１６】二酸化チタンの添加方法も特に限定される
ものではないが、例えば、予め、ＥＧを媒体としたスラ
リーとしてポリエステル製造工程中の重縮合時に添加す
る方法や、溶融紡糸する際に練り込む方法がある。前者
の場合、二次凝集を抑えるため、スラリーは重縮合反応
初期までの任意の時期に添加することが好ましい。

【００１７】このようにして得られた本発明の繊維用ポ
リエステル樹脂組成物から、ポリエステル繊維を製造す
る際には、従来より公知の紡糸装置を使用し、任意の製
糸条件を何ら支障なく採用することができる。

【００１８】

【作用】本発明によると、各平均粒径を持つ二酸化チタ
ンの混合割合がＡ／Ｂ＝２／８〜８／２（重量比）であ
り、特定の粒径の微粒子が多量に含有されないため、二
次凝集が減少し、このため、溶融紡糸する際の紡糸パッ
クの昇圧が遅くなり、糸切れも減少する。また、得られ
る繊維の表面に現れる突起の露出も低減させることがで
き、製造工程で繊維が接触する紡糸機や延伸機のローラ
やガイド、熱処理板などの機器類の摩耗損傷や繊維自体
の損傷も低減することが可能となる。

【００１９】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。

【００２０】なお、実施例における測定法等は次のとお
りである。 （イ）平均粒径と粗大粒子数 二酸化チタン粉末の平均粒径とポリエステル中での二酸
化チタンの粗大粒子数（ポリマー６mg中の１０μｍ以上
の二酸化チタンの二次凝集物）の測定は、高速画像処理
解析型の粒度分布測定装置（ＮＩＲＥＣＯ社製ルーゼッ
クス■Ｕ）を用いた。粒子径は顕微鏡で観察した画面を
モニターで取り込み、その画面について、試料の区別の
ための色分け処理、重なった粒子の分解処理を行った
後、粒子の外接円を直径として粒径を計測し、体積個数
として求め、粗大粒子数２個以下を合格とした。 （ロ）昇圧速度 ポリマー異物評価装置の先端に、２０００メッシュ、１
４８０メッシュ、６００メッシュのフィルターを装填
し、２８５℃に加熱して押し出す際の昇圧速度（２４時
間）を測定した。 （ハ）摩耗性 図１に示した装置を用い、糸速５０ｍ／分、接触角１５
０°、供給張力１０ｇで筒編み用針に紡績糸又はフィラ
メント糸を２０分間接触させ、処理後の針を顕微鏡で観
察し、摩耗状況を調査した。なお、筒編み針の摩耗状況
の判定基準は、次の通りである。 筒編み針の摩耗 １：摩耗がほとんどない。 ２：摩耗がやや見られる。 ３：摩耗が見られる(2よりも多く、４よりも少ない）。 ４：摩耗がやや激しい。 ５：摩耗が激しい。 そして、１と２を合格とした。 （ニ）糸切れ ポリマー１ｔあたりの紡糸時の糸切れ回数を調査し、１
回／ｔ以下を合格とした。

【００２１】実施例１ ＢＨＥＴの存在するエステル化反応缶にＴＰＡとＥＧの
スラリー（ＴＰＡ／ＥＧのモル比が１／１．６）を供給
し、温度２６０℃、圧力２．５ＭＰａで８時間反応さ
せ、反応率９５％のエステル化反応物を得た。

【００２２】これに、重縮合触媒として三酸化アンチモ
ンを、生成する酸成分の１モルに対し、２×１０^-4モル
を添加した。二酸化チタンは、平均粒径が０．１５μｍ
の微粒子チタン（堺化学製ＴＩＴＯＮＥ ＳＡ−１）と
平均粒径が０．４０μｍの繊維用アナターゼ型微粉末チ
タン（富士チタン社製ＴＡ−３００）を重量比として
１：１、合計で３５重量％のＥＧスラリーとし、このス
ラリーをポリエステルに対し、５．０重量％となる量を
添加した。その後、２８０℃で最終的に１．３ｈＰａの
減圧下で６時間重縮合を行い、極限粘度０．７４のポリ
エステル樹脂組成物を得た。

【００２３】得られたポリエステルを紡糸温度２９０
℃、紡糸口金孔数２８０孔、引き取り速度１０００ｍ／
分、吐出量２８０ｇ／分で紡糸して束状に集束し、５０
℃の供給ローラと９０℃の延伸ローラとの間で３．０倍
に延伸し、押し込み捲縮装置で捲縮を付与した後、１４
０℃の熱処理ローラを通して熱処理して６０万デニール
の延伸糸束とし、６０℃で乾燥した後、３２ｍｍにカッ
トし、単糸繊度が３デニールの短繊維を得た。このよう
にして得られた短繊維を４５番手の紡績糸とし、摩耗性
を調査した結果を表１に示す。

【００２４】実施例２〜７、比較例１〜９ 二酸化チタンの平均粒径、混合割合及び添加量を表１の
ように変更した以外は実施例１と同様にして紡糸、延伸
を行った。その評価結果を併せて表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から明らかなように、実施例１〜７で
用いた繊維用ポリエステル樹脂組成物は、二酸化チタン
の二次凝集物が従来に比べ大幅に減少し、溶融紡糸する
際の糸切れも減少した。また、得られた延伸糸を図１に
示した装置で擦過処理し、処理前後の筒編み針についた
傷の度合いを観察したところ、摩耗損傷についても減少
していた。一方、比較例１〜９については、いずれも得
られたポリエステル中に粗大粒子が多く存在し、紡糸、
延伸時に操業が不調であった。

【００２７】実施例８ 実施例１で得られたポリエステルを紡糸温度２９５℃、
紡糸口金孔数３６孔、引き取り速度１４００ｍ／分、吐
出量３６ｇ／分で紡糸して、２２５ｄ／３６ｆの未延伸
糸を得た。次に、この未延伸糸を延伸撚糸機に供給し、
延伸速度６００ｍ／分、延伸倍率３．１倍、予熱ローラ
温度８０℃、接触式熱処理板温度１５０℃で延伸し、７
５ｄ／３６ｆのフィラメント糸を得た。

【００２８】このフィラメント糸を図１に示した装置で
擦過処理し、摩耗性を評価した。評価結果を表１に示
す。表１から明らかなように、フィラメント糸において
も、紡績糸と同様に溶融紡糸する際の糸切れが減少し、
筒編み針の摩耗損傷も低減した。

【００２９】

【発明の効果】本発明の繊維用ポリエステル樹脂組成物
は、粒径の異なる２種の二酸化チタンがバランスよく配
合されているので、繊維用として用いれば、製糸時及び
後加工時の操業性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】糸条擦過による筒編み針の摩耗性を調べるため
の糸条擦過装置の説明図である。

【符号の説明】

１ 試料用繊維のパッケージ ２ 張力調整器 ３ 筒編み針 ４ 捲き取りパッケージ Ｙ 糸条

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレフタル酸を主たる酸成分、エチレン
   グリコールを主たるアルコール成分とするポリエステル
   樹脂組成物において、平均粒径０．１〜０．２μｍの二
   酸化チタン（Ａ）と平均粒径０．３〜１．０μｍの二酸
   化チタン（Ｂ）がＡ／Ｂ＝２／８〜８／２（重量比）の
   混合割合で、かつ、ポリエステル樹脂組成物の全重量に
   対し、ＡとＢの合計で０．０１〜８重量％含有している
   ことを特徴とする繊維用ポリエステル樹脂組成物。