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JPS6411068B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6411068B2
JPS6411068B2 JP21962583A JP21962583A JPS6411068B2 JP S6411068 B2 JPS6411068 B2 JP S6411068B2 JP 21962583 A JP21962583 A JP 21962583A JP 21962583 A JP21962583 A JP 21962583A JP S6411068 B2 JPS6411068 B2 JP S6411068B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particle size
weight
polyester
titanium dioxide
spinning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP21962583A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60112849A (en
Inventor
Hironori Yamada
Nobuo Sayama
Tadashi Kuno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Priority to JP58219625A priority Critical patent/JPS60112849A/en
Publication of JPS60112849A publication Critical patent/JPS60112849A/en
Publication of JPS6411068B2 publication Critical patent/JPS6411068B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <技術分野> 本発明は紡糸、延伸性に優れ、特に断糸、毛羽
などの欠陥のない高品質なポリエステル繊維が得
られる繊維用ポリエステルに関するものである。 <技術的背景> ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレー
トは多くの優れた特性を有しているため、種々の
用途、特に繊維、フイルムに広く利用されてい
る。 かかるポリエステルは、通常テレフタル酸とエ
チレングリコールとをエステル化反応せしめる
か、テレフタル酸ジアルキルとエチレングリコー
ルとをエステル交換反応せしめるか、又はテレフ
タル酸とエチレンオキサイドとを反応せしめるか
して、テレフタル酸のグリコールエステル及び/
又はその低重合体を生成せしめ、次いでこの生成
物を減圧下加熱して所定の重合度になるまで重縮
合反応せしめることによつて製造されている。 このようにして得られたポリエステルは、一般
には、溶融状態で紡糸ノズル又はスリツトから繊
維状又はフイルム状に押出し、次いで延伸して実
用化される。また、ポリエステルを2000m/分以
上の高速度で溶融紡糸して得た中間配向糸
(POY)を延伸仮撚加工に供する方法も広く用い
られるようになつてきている。 更に最近はポリエステルを5000m/分以上の高
速度で溶融紡糸することによつて、紡糸工程のみ
で実用上充分な特性を有するポリエステル繊維を
得る方法が提案されている。 しかしながら、紡糸速度の高速化、特に5000
m/分以上の速度にすることは、一方で紡糸時の
単繊維切れ、断糸が増加するために、得られるポ
リエステル繊維は毛羽等の欠陥が多く高次加工工
程の工程通過性が著しく悪化する。このような傾
向は紡糸速度の高速化につれて、また単繊維デニ
ールが小さくなるほど、更にフイラメント数が多
くなるほど顕著になり事実上6000m/分以上の速
度での紡糸は極めて困難である。 この様な高速紡糸において紡糸安定性を紡糸条
件の変更のみによつて得ることはできず、原料で
あるポリエステルの改良も併せて行なうことが要
求されている。 そこで、本発明者の1人は紡糸速度の高速化に
伴なう単繊維切れ、断糸および毛羽等の糸質欠陥
について検討した結果、ポリエステルの紡糸速度
の高速化に伴なう分子配向下での結晶化がこのよ
うな断糸、毛羽等の発生の原因の1つであること
を知り、かかる分子配向下での結晶化を抑制する
方法を、先に特願昭55−116978号明細書及び特願
昭57−128970号明細書にて提案した。 前者の方法はポリエステルの重縮合反応が完結
する以前の段階で脂肪族モノカルボン酸金属塩を
添加する方法であり、後者の方法はポリエステル
の製造が完結するまでの任意の段階で、P−ヒド
ロキシ安息香酸又はそのエステル形成性誘導体を
添加し高速紡糸時の糸切れを防止する方法であ
る。 これらの方法によれば確かに高速紡糸時の糸切
れを防止することができるが5000m/分以上の高
紡速下では依然として期待する効果は得られなか
つた。 <発明の目的> 本発明の目的はポリエステル溶融紡糸、延伸時
の断糸、毛羽など欠陥のない高品質なポリエステ
ル繊維が得られる繊維用ポリエステルを提供する
ことにあり、本発明の他の目的はPOYが得られ
る紡速3000m/分以上の紡速領域、更には紡糸工
程のみで実用上充分な特性を有するポリエステル
繊維が得られる5000m/分以上の紡糸速度範囲に
おいても断糸、毛羽など欠陥のない高品位なポリ
エステル繊維が得られる繊維用ポリエステルを提
供することにある。 <発明の構成> 本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意検討を
重ねた結果、ポリエステルの分子配向下における
結晶化以上に、ポリエステル中に最も大量に含有
されている無機粒子である艶消剤として用いられ
ている二酸化チタンに粒径及びその粒度分布が紡
糸、或いは延伸時の断糸及び単繊維切れに大きな
影響を及ぼすことを知り、本発明に到達した。 即ち、本発明は溶融紡糸可能なポリエステルに
対し、下記〜の特性を同時に満足する二酸化
チタンが0.01〜3重量%配合されていることを特
徴とする繊維用ポリエステル組成物である。 平均粒径が0.50μm以下 遠心沈降法による沈降粒子の累積重量で表わ
された粒度分布において、下記式で示される粒
度分布比〔γ〕が2.3以下 〔γ〕=D25/D75 〔但し、 D25:沈降粒子の累積重量が全粒子重量の25%
になつたときの粒径 D75:沈降粒子の累積重量が全粒子重量の75%
になつたときの粒径〕 粒径1.5μm以上の粗大粒子が全粒子重量の
0.5重量%以下 本発明で言うポリエステルは、テレフタル酸を
主たる酸成分とし、少なくとも1種のグリコー
ル、好ましくは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から選
ばれた少なくとも1種のアルキレングリコールを
主たるグリコール成分とするポリエステルを主た
る対象とする。 また、テレフタル酸成分の一部を他の二官能性
カルボン酸成分で置換えたポリエステルであつて
もよく、及び/又はグリコール成分の一部を主成
分以外の上記グリコール、若しくは他のジオール
成分で置換えたポリエステルであつてもよい。 ここで使用されるテレフタル酸以外の二官能性
カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフ
タリンジカルボン酸、ジフエニルジカルボン酸、
ジフエノキシエタンジカルボン酸、β−ヒドロキ
シエトキシ安息香酸、p−オキシ安息香酸、5−
ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セ
パシン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸
の如き芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボ
ン酸をあげることができる。 また上記グリコール以外のジオール化合物とし
ては例えばシクロヘキサン−1,4−ジメタノー
ル、ネオペンチルグリコール、ビスフエノール
A、ビスフエノールSの如き脂肪族、脂環族、芳
香族のジオール化合物およびポリオキシアルキレ
ングリコール等をあげることができる。 かかるポリエステルは任意の方法によつて合成
したものでよい。例えばポリエチレンテレフタレ
ートについて説明すれば、通常、テレフタル酸と
エチレングリコールとを直接エステル化反応させ
るか、テレフタル酸ジメチルの如きテレフタル酸
の低級アルキルエステルとエチレングリコールと
をエステル交換反応させるか又はテレフタル酸と
エチレンオキサイドとを反応させるかしてテレフ
タル酸のグリコールエステル及び/又はその低重
合体を生成させる第1段階の反応と、第1段階の
反応生成物を減圧下加熱して所望の重合度になる
まで重縮合反応させる第2段階の反応によつて製
造される。 本発明の繊維用ポリエステル組成物に用いられ
る艶消剤である二酸化チタンは粒径が小さく、且
つ粒度分布がシヤープであつて粗大粒子が極めて
少ないものである。 即ち、かかる二酸化チタンは、その平均粒径が
0.50μm以下、好ましくは0.10〜0.50μmであつて、
粒度分布比〔γ〕が2.3以下、好ましくは1.4〜
2.2、特に好ましくは1.4〜2.1に制御されている粒
度分布を有していると共に、粒径1.5μm以上の粗
大粒子が全粒子重量に対し0.5重量%以下である
ことが必要である。 ただし、前記平均粒径、粒度分布比〔γ〕、及
び粗大粒子量は下記の方法によつて測定されたも
のである。 (1) 二酸化チタンの平均粒径 遠心粒径測定器(島津製作所製CP−50型)を
用い得られた遠心沈降曲線を基にして算出した。 即ち、かかる遠心沈降曲線を基にして粒径と全
粒子重量に対する沈降粒子重量を表わした累積重
量粒度分布曲線から、沈降粒子重量が全粒子重量
に対して50重量%に相当する粒径を読み取りこの
値を平均粒径とした。 (2) 二酸化チタンの粒度分布比〔γ〕 二酸化チタンの平均粒径測定において得られた
沈降粒子の累積重量粒度分布曲線から沈降粒子の
積算重量が全粒子重量に対し25重量%に相当する
粒径(D25)と、沈降粒子の積算重量が全粒子重
量に対し75重量%に相当する粒径(D75)を読み
取り、下記式で算出する。 〔γ〕=D25/D75 かかる〔γ〕の値が小さい程、二酸化チタン粒
子の粒度分布はシヤープになる。 (3) 粗大粒子量 二酸化チタンの粒度分布比〔γ〕測定の際粒径
1.5μ以上の粒子の全粒子に対する割合を算出し
た。 ここで、平均粒径、粒度分布比〔γ〕、或いは
粗大粒子量の値が本発明で規定した範囲を1つで
も外れる二酸化チタンを艶消剤として含有するポ
リエステルでは、紡糸、或いは延伸において断糸
や単繊維切れが多発し本発明の目的を達成するこ
とができない。 かかる平均粒径及び粒度分布比〔γ〕の下限は
特に規定する必要はないが、平均粒径及び粒度分
布比〔γ〕の小さい二酸化チタンほど製造コスト
が高くなるので、平均粒径及び粒度分布比〔γ〕
を夫々0.10μm及び1.4程度にとどめておくことが
好ましい。 この様な平均粒径、粒度分布比〔γ〕、及び粗
大粒子量を満足する二酸化チタンの配合量はポリ
エステルに対し0.01〜3重量%とすることが必要
である。 ここで、二酸化チタンの配合量が0.01重量%未
満であれば、艶消効果が不充分であり、一方3重
量%を越える場合には紡糸時に紡糸パツク内の圧
力が著しく高くなる。 本発明の繊維用ポリエステルに配合される二酸
化チタンの結晶形態はアナターゼ型が好ましい。
一方、ルチル型の結晶形態である二酸化チタンを
用いた繊維用ポリエステルでは、紡糸、或いは延
伸時に断糸、単繊維切れの発生が多い傾向があ
る。 また、一般に紡糸速度が3000m/分以上、特に
5000m/分以上の高速紡糸では1000m/分程度の
紡糸速度の場合よりも紡糸口金、ガイド等の損傷
が目立つ様になる。これは二酸化チタンの摩耗に
よるものであり、かかる摩耗を低下せしめるには
従来使用されている二酸化チタンに含まれている
よりも多量のリン元素及びカリウム元素を含有す
る二酸化チタンを用いることが好ましい。 かかる二酸化チタンとしては、P2O5換算で0.25
重量%以上、好ましくは、0.25重量%から1.0重
量%の範囲、更に好ましくは0.28重量%から1.0
重量%の範囲のリン元素を含み、かつK2O換算で
0.1重量%以上、好ましくは0.1重量%から0.30重
量%の範囲、更に好ましくは0.1重量%から0.28
重量%の範囲のカリウム元素を含んでいることが
好ましい。 ここで、P2O5換算によるリン元素の含有量が
0.25重量%未満である場合、又はK2O換算による
カリウム元素の含有量が0.1重量%未満である場
合には該二酸化チタンの色調が悪くなる傾向にあ
り、更に該二酸化チタンのエチレングリコール中
での安定性が悪くなる傾向がある。 本発明の繊維用ポリエステル組成物はポリエス
テルの重縮合反応完結前の任意の段階で本発明で
規定する平均粒径、粒度分布比、及び粗大粒子量
の二酸化チタンを添加することによつて得られ
る。 この際に添加する二酸化チタンとしては市販品
をそのまま用いることはできず、先ず二酸化チタ
ン粉末をエチレングリコールの如き溶媒中で凝集
粒子等の粉砕処理を行ない、次いで沈降処理によ
つて粗大粒子を分離し更に過処理等の処理を組
合わせて処理したものが初めて用いることができ
る。 かかる処理を具体的に説明すると、二酸化チタ
ン粉末とエチレングリコールとのスラリーをホモ
ゲナイザー及びサンドグラインダー粉砕機に通
し、更に高速回転するデカンター分級機及びフイ
ルター(目開き1μ)を通過せしめることによつ
て、本発明で規定する二酸チタンが得られる。 また、本発明の繊維用ポリエステル組成物に
は、本発明で規定する二酸化チタンと、前述の脂
肪族モノカルボン酸金属塩及び/又はp−ヒドロ
キシ安息香酸又はそのエステル形成性誘導体とを
併用して用いてもよく、このことはポリエステル
の分子配向下での結晶化を抑制することができ好
ましいことでもある。 <作用> 一般に、ドラフトが繊維に作用する紡糸、或い
は延伸において、繊維中に粗大粒子があれば、そ
の場所に応力が集中して遂には繊維の破断に至
る。そして、紡糸速度が高速になる程、又は延伸
倍率が大になる程、或いは単繊維デニールが小さ
くなる程ドラフトが大になり、応力集中があれば
容易に繊維が破断される。 一方、繊維用ポリエステル組成物において、最
も多量に配合されている艶消剤である二酸化チタ
ンは、従来、平均粒径が小さくても粒度分布がブ
ロードで、しかも粗大粒子量も多いものを用いて
いたため、粗大粒子による応力集中が発生して紡
糸、或いは延伸中の断糸及び単繊維切れが多発し
たのである。 この点、本発明の繊維用ポリエステル組成物で
は、平均粒径が小さく且つ粒度分布がシヤープで
あつて、粗大粒子量も極めて少ないものを用いて
いるので粗大粒子による応力集中が極めて少ない
結果、本発明の繊維用ポリエステル組成物を用い
て1000m/分程度で紡糸し、次いで通常の延伸工
程を通した場合、あるいは3000m/分程度で紡糸
した場合、更には5000m/分以上の紡糸速度で紡
糸した場合のいずれの場合も断糸、単繊維切れが
極めて少なく毛羽等も極めて少ない高品質のポリ
エステル繊維を得ることができる。 <発明の効果> 本発明の繊維用ポリエステル組成物によれば均
一で高品質のポリエステル繊維を容易に得ること
ができる。しかも、高速紡糸においても均一で高
品質のポリエステル繊維が得られるので、極めて
効率的な生産を可能にすることができる。 <実施例> 以下、実施例により本発明を詳述する。 本実施例におけるポリエステルの紡糸、延伸性
は次の3種類の紡糸速度を用いた方法で評価し
た。 (イ) 紡糸速度5500m/分 ポリエステルを290℃で直径0.3mmの紡糸ノズル
を24個有する紡糸口金から吐出量31g/分にて吐
出し、紡糸速度5500m/分でポリエステル約2ト
ンを溶融紡糸し紡糸中の断糸回数および得られた
ポリエステル繊維の毛羽数を調べた。 紡糸中の断糸回数はポリエステル吐出量1トン
当りの断糸回数として表わす。また毛羽数は光電
管方式でポリエステル繊維の毛羽数をカウント
し、100万M当りの毛羽数として表わす。 (ロ) 紡糸速度3000m/分 ポリエステルを、285℃で直径0.3mmの紡糸ノズ
ル36個有する紡糸口金から吐出量38g/分にて吐
出し紡糸速度3000m/分で溶融紡糸した。紡糸断
糸発生率として1ドツフ2.5Kg巻の100ドツフ当り
の断糸発生ドツフを100分率で示した。 (ハ) 紡糸速度1200m/分 ポリエステルを285℃で直径0.3mmの紡糸ノズル
30個を有する紡糸口金から吐出量80g/分にて吐
出し紡糸速度1200m/分で溶融紡糸した。 得られた未延伸糸を延伸温度85℃、延伸倍率
3.5倍、延伸速度1100m/分で延伸して150デニー
ル/30フイラメントの糸条を2.5Kg巻とした。こ
の際延伸ローラー上に単繊維の巻付きが生じた錘
数をラツプ率として延伸錘数100錘当りの百分率
で示した。 実施例 1 (二酸化チタンスラリーの調製) リン元素、カリウム元素を第1表に示す量含有
する二酸化チタン粉末30部とエチレングリコール
70部とを撹拌しながら投入し、ホモゲナイザーを
用いてスラリー(1)を作成した。このスラリーを構
成している二酸化チタンの平均粒径は0.64μm粒
度分布比〔γ〕は2.9であつた。 次にサンドグラインダー粉砕機にて該二酸化チ
タンのエチレングリコールスラリーを処理し二酸
化チタンのスラリー(2)を作成した。このスラリー
粒子の粒径分布を測定すると平均粒径は0.45μm、
粒度分布比〔γ〕は3.0、粒径1.5μm以上の粗大
粒子量は1.1wt%であつた。 次に高速回転するデカンター分吸機によりスラ
リー(2)を処理し続いてフイルター(公称目開き
1μ)にて過してエチレングリコールスラリー
(3)を作成した。このスラリーの粒径分布を測定す
ると平均粒径は0.43μ、粒度分布比〔γ〕は1.8、
粗大粒子量は0.5wt%であつた。 (ポリエステルの製造) ジメチルテレフタレート100部およびエチレン
グリコール70部に、ジメチルテレフタレートに対
し酢酸マンガン0.025モル%を加え、150〜250℃
でメタノールを留出しつつエステル交換反応を行
なつた。その際、前もつて調製しておいた前記二
酸化チタン粒子のエチレングリコールスラリーを
ポリエステル当り0.3重量%添加した。エステル
交換反応終了后、トリメチルホスフエート25部、
エチレングリコール75部を密閉系で5時間、150
℃で加熱還流させ調製したリン化合物のグリコー
ル溶液をトリメチルホスフエート換算でジメチル
テレフタレートに対して0.030モル%添加した。
その後、更に重縮合触媒として三酸化アンチモン
0.030モル%を加え、次いで得られた反応生成物
を撹拌機及びグリコールコンデンサーを設けた重
縮合反応器に移し230℃から280℃迄徐々に昇温す
るとともに常圧から徐々に減圧に移行し、1Torr
以下の高真空下で重縮合反応を行なつた。得られ
たポリマーを吐出口より吐出、水冷後切断して二
酸化チタン粒子が分散されたポリエチレンテレフ
タレートペレツトを得た。 (製糸評価) このようにして得られたポリエステルポリマー
を前述した3種類の紡糸速度で紡糸、延伸性を評
価した。その結果を第1表に示す。 実施例 2〜7 二酸化チタンの粒度分布及びその添加量を変え
る以外は実施例1と同様な方法により第1表で示
した条件で実施した。得られた結果は第1表に示
す如く断糸、毛羽の少ない良好なポリエステル繊
維が得られた。 比較例 1〜4 第1表に示すリン元素、カリウム元素を含有す
る通常の二酸化チタンを用いて平均粒径、粒度分
布比〔γ〕及び1.5μm以上の粗大粒子量が第1表
に示す値である二酸化チタンのエチレングリコー
ルスラリーを調製した。このスラリーを用いて実
施例1と同様にポリエステルポリマーを作り製糸
評価を行なつた。その結果を第1表に併せて示
す。 実施例 8 テレフタル酸860部及びエチレングリコール390
部を耐圧性オートクレーブに仕込み、N2による
3Kg/cmGの加圧下220〜260℃で3時間発生する
水を留出しつつエステル化反応させた。その際前
もつて調製しておいた二酸化チタンのエチレング
リコールスラリー(実施例1と同一のスラリー)
をポリエステル当り0.3重量%添加した。約180部
の水が留出した後安定剤としてトリメチルフオス
フエート0.04部(5mmol%対テレフタル酸)を添
加し、10分後に重縮合触媒として三酸化アンチモ
ン0.45部(30mmol%対テレフタル酸)を添加し
エステル化反応を終了した。次いで実施例1と同
様の方法で重縮合反応を行ないポリエチレンテレ
フタレートペレツトを得た。 製糸評価は実施例1と同様な方法で行ない、そ
の結果を第1表に併せて示した。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Technical Field> The present invention relates to a polyester for fibers that has excellent spinning and drawing properties, and in particular can yield high-quality polyester fibers free from defects such as yarn breakage and fuzz. <Technical Background> Polyester, particularly polyethylene terephthalate, has many excellent properties and is therefore widely used in various applications, particularly in fibers and films. Such polyesters are usually produced by esterifying terephthalic acid and ethylene glycol, transesterifying dialkyl terephthalate and ethylene glycol, or reacting terephthalic acid and ethylene oxide to form glycol of terephthalic acid. ester and/or
Alternatively, it is produced by producing a low polymer thereof, and then heating this product under reduced pressure to cause a polycondensation reaction until a predetermined degree of polymerization is achieved. The polyester thus obtained is generally put into practical use by extruding it in a molten state into a fiber or film through a spinning nozzle or slit, and then stretching it. Furthermore, a method of subjecting intermediately oriented yarn (POY) obtained by melt spinning polyester at a high speed of 2000 m/min or more to stretching and false twisting is also becoming widely used. Furthermore, recently, a method has been proposed in which polyester fibers having practically sufficient properties can be obtained only through the spinning process by melt spinning polyester at a high speed of 5000 m/min or more. However, increasing the spinning speed, especially 5000
On the other hand, if the speed is higher than m/min, single fiber breakage and yarn breakage will increase during spinning, so the obtained polyester fiber will have many defects such as fluff, and the passability of higher processing steps will be significantly deteriorated. do. This tendency becomes more pronounced as the spinning speed increases, as the denier of single fibers decreases, and as the number of filaments increases, and in fact, it is extremely difficult to spin at a speed of 6000 m/min or higher. In such high-speed spinning, spinning stability cannot be obtained only by changing the spinning conditions, and it is also required to improve the raw material polyester. Therefore, one of the inventors of the present invention investigated yarn quality defects such as single fiber breakage, yarn breakage, and fuzz that occur as the spinning speed increases, and found that molecular orientation decreases as the spinning speed of polyester increases. Knowing that crystallization under such conditions is one of the causes of yarn breakage, fuzz, etc., a method for suppressing crystallization under such molecular orientation was previously disclosed in Japanese Patent Application No. 116978/1983. and the specification of Japanese Patent Application No. 57-128970. The former method is a method in which an aliphatic monocarboxylic acid metal salt is added at a stage before the polycondensation reaction of polyester is completed, and the latter method is a method in which P-hydroxyl is added at any stage until the polyester production is completed. This is a method of adding benzoic acid or its ester-forming derivative to prevent yarn breakage during high-speed spinning. Although these methods can certainly prevent yarn breakage during high-speed spinning, the expected effects still cannot be obtained at high spinning speeds of 5000 m/min or higher. <Objective of the Invention> The object of the present invention is to provide a polyester for fibers from which high-quality polyester fibers without defects such as yarn breakage and fuzz during polyester melt spinning and drawing can be obtained. Even in the spinning speed range of 3,000 m/min or more where POY can be obtained, and even in the spinning speed range of 5,000 m/min or more where polyester fibers with practically sufficient properties can be obtained by just the spinning process, defects such as yarn breakage and fluffing can occur. An object of the present invention is to provide a polyester for textiles from which high-quality polyester fibers can be obtained. <Structure of the Invention> As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has discovered that matte particles, which are inorganic particles contained in the largest amount in polyester, are superior to crystallization under molecular orientation of polyester. The present invention was achieved based on the knowledge that the particle size and particle size distribution of titanium dioxide, which is used as an agent, has a great effect on yarn breakage and single fiber breakage during spinning or drawing. That is, the present invention is a polyester composition for fibers, characterized in that 0.01 to 3% by weight of titanium dioxide, which satisfies the following properties at the same time, is blended with melt-spun polyester. Average particle size is 0.50 μm or less In the particle size distribution expressed by the cumulative weight of sedimented particles by centrifugal sedimentation, the particle size distribution ratio [γ] shown by the following formula is 2.3 or less [γ] = D 25 /D 75 [However, , D 25 : Cumulative weight of settled particles is 25% of total particle weight
Particle size when it becomes D 75 : Cumulative weight of settled particles is 75% of total particle weight
Particle size when the particle size becomes larger] Coarse particles with a particle size of 1.5 μm or more account for the total particle weight.
0.5% by weight or less The polyester referred to in the present invention is a glycol whose main acid component is terephthalic acid and at least one type of glycol, preferably at least one alkylene glycol selected from ethylene glycol, trimethylene glycol, and tetramethylene glycol. The main target is polyester as a component. It may also be a polyester in which a part of the terephthalic acid component is replaced with another difunctional carboxylic acid component, and/or a part of the glycol component is replaced with the above-mentioned glycol other than the main component or other diol component. It may also be made of polyester. Examples of difunctional carboxylic acids other than terephthalic acid used here include isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, diphenyl dicarboxylic acid,
Diphenoxyethanedicarboxylic acid, β-hydroxyethoxybenzoic acid, p-oxybenzoic acid, 5-
Examples include aromatic, aliphatic, and alicyclic difunctional carboxylic acids such as sodium sulfoisophthalic acid, adipic acid, sepacic acid, and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid. Examples of diol compounds other than the above-mentioned glycols include aliphatic, alicyclic, and aromatic diol compounds such as cyclohexane-1,4-dimethanol, neopentyl glycol, bisphenol A, and bisphenol S, and polyoxyalkylene glycols. can be given. Such polyesters may be synthesized by any method. For example, in the case of polyethylene terephthalate, usually terephthalic acid and ethylene glycol are directly esterified, a lower alkyl ester of terephthalic acid such as dimethyl terephthalate is transesterified with ethylene glycol, or terephthalic acid and ethylene glycol are transesterified. The first stage reaction is to react with terephthalic acid to produce a glycol ester and/or its low polymer, and the first stage reaction product is heated under reduced pressure until the desired degree of polymerization is achieved. It is produced by a second step of polycondensation reaction. Titanium dioxide, which is a matting agent used in the polyester composition for fibers of the present invention, has a small particle size and a sharp particle size distribution, with extremely few coarse particles. That is, such titanium dioxide has an average particle size of
0.50 μm or less, preferably 0.10 to 0.50 μm,
Particle size distribution ratio [γ] is 2.3 or less, preferably 1.4~
It is necessary that the particles have a particle size distribution controlled to 2.2, particularly preferably 1.4 to 2.1, and that coarse particles with a particle size of 1.5 μm or more account for 0.5% by weight or less based on the total particle weight. However, the average particle diameter, particle size distribution ratio [γ], and amount of coarse particles were measured by the following method. (1) Average particle size of titanium dioxide Calculated based on a centrifugal sedimentation curve obtained using a centrifugal particle size analyzer (Model CP-50 manufactured by Shimadzu Corporation). That is, based on the centrifugal sedimentation curve, the particle size at which the sedimented particle weight corresponds to 50% by weight of the total particle weight is read from the cumulative weight particle size distribution curve that represents the particle diameter and the weight of the sedimented particles relative to the total particle weight. This value was defined as the average particle size. (2) Particle size distribution ratio of titanium dioxide [γ] Based on the cumulative weight particle size distribution curve of the settled particles obtained in the measurement of the average particle size of titanium dioxide, the cumulative weight of the settled particles is equivalent to 25% by weight of the total particle weight. The diameter (D 25 ) and the particle diameter (D 75 ) at which the cumulative weight of the settled particles corresponds to 75% by weight of the total particle weight are read and calculated using the following formula. [γ]=D 25 /D 75 The smaller the value of [γ], the sharper the particle size distribution of the titanium dioxide particles. (3) Amount of coarse particles Particle size when measuring the particle size distribution ratio [γ] of titanium dioxide
The ratio of particles with a size of 1.5μ or more to the total particles was calculated. Here, polyester containing titanium dioxide as a matting agent whose average particle diameter, particle size distribution ratio [γ], or coarse particle amount is outside the range specified in the present invention, may be cut during spinning or stretching. The purpose of the present invention cannot be achieved due to frequent breakage of threads and single fibers. There is no need to specify the lower limit of the average particle size and particle size distribution ratio [γ], but since titanium dioxide with a smaller average particle size and particle size distribution ratio [γ] has a higher production cost, the average particle size and particle size distribution Ratio [γ]
It is preferable to keep them at about 0.10 μm and 1.4, respectively. The amount of titanium dioxide that satisfies the average particle diameter, particle size distribution ratio [γ], and amount of coarse particles needs to be 0.01 to 3% by weight based on the polyester. Here, if the amount of titanium dioxide blended is less than 0.01% by weight, the matting effect will be insufficient, while if it exceeds 3% by weight, the pressure within the spinning pack during spinning will increase significantly. The crystal form of titanium dioxide blended into the polyester for fibers of the present invention is preferably anatase type.
On the other hand, polyester for fibers using titanium dioxide, which has a rutile crystal form, tends to have a high occurrence of yarn breakage and single fiber breakage during spinning or drawing. In addition, generally the spinning speed is 3000 m/min or more, especially
At high speed spinning of 5000 m/min or more, damage to the spinneret, guides, etc. becomes more noticeable than at spinning speeds of about 1000 m/min. This is due to wear of titanium dioxide, and in order to reduce such wear, it is preferable to use titanium dioxide containing larger amounts of phosphorus and potassium elements than those contained in conventionally used titanium dioxide. As such titanium dioxide, 0.25 in terms of P 2 O 5
% by weight or more, preferably in the range of 0.25% to 1.0% by weight, more preferably 0.28% to 1.0% by weight
Contains elemental phosphorus in the range of % by weight and calculated as K2O
0.1% by weight or more, preferably in the range of 0.1% to 0.30% by weight, more preferably 0.1% to 0.28% by weight
Preferably, it contains elemental potassium in the range of % by weight. Here, the content of phosphorus element in terms of P 2 O 5 is
If the content of potassium element is less than 0.25% by weight, or if the content of potassium element in terms of K 2 O is less than 0.1% by weight, the color tone of the titanium dioxide tends to worsen, and furthermore, the color tone of the titanium dioxide in ethylene glycol tends to deteriorate. tends to be less stable. The polyester composition for fibers of the present invention can be obtained by adding titanium dioxide having the average particle size, particle size distribution ratio, and coarse particle amount specified in the present invention at any stage before the polycondensation reaction of polyester is completed. . As the titanium dioxide to be added at this time, it is not possible to use a commercially available product as is; first, titanium dioxide powder is pulverized to remove aggregated particles in a solvent such as ethylene glycol, and then coarse particles are separated by sedimentation. However, it is only possible to use products that have been treated in combination with treatments such as overtreatment. To explain this process specifically, a slurry of titanium dioxide powder and ethylene glycol is passed through a homogenizer and a sand grinder, and then passed through a decanter classifier and a filter (openings of 1μ) that rotate at high speed. Titanium diacid as defined in the present invention is obtained. Furthermore, the polyester composition for fibers of the present invention may contain titanium dioxide defined in the present invention in combination with the aforementioned aliphatic monocarboxylic acid metal salt and/or p-hydroxybenzoic acid or its ester-forming derivative. This is also preferable since crystallization of the polyester under molecular orientation can be suppressed. <Function> Generally, in spinning or drawing in which a draft acts on the fiber, if there are coarse particles in the fiber, stress will concentrate at that location, eventually leading to fiber breakage. The higher the spinning speed, the higher the drawing ratio, or the smaller the single fiber denier, the greater the draft, and if there is stress concentration, the fibers will easily break. On the other hand, titanium dioxide, which is the most abundant matting agent in polyester compositions for textiles, has traditionally had a broad particle size distribution even if the average particle size is small, and has a large amount of coarse particles. As a result, stress concentration due to the coarse particles occurred, resulting in frequent yarn breakage and single fiber breakage during spinning or drawing. In this regard, the polyester composition for fibers of the present invention has a small average particle diameter, a sharp particle size distribution, and an extremely small amount of coarse particles.As a result, stress concentration due to coarse particles is extremely small. When the polyester composition for fibers of the invention is spun at about 1000 m/min and then subjected to a normal drawing process, or when it is spun at about 3000 m/min, or even at a spinning speed of 5000 m/min or more. In either case, high-quality polyester fibers with very little yarn breakage, very little single fiber breakage, and very little fluff can be obtained. <Effects of the Invention> According to the polyester composition for fibers of the present invention, uniform, high-quality polyester fibers can be easily obtained. Moreover, since uniform, high-quality polyester fibers can be obtained even during high-speed spinning, extremely efficient production can be achieved. <Examples> The present invention will be explained in detail below using examples. The spinning and drawing properties of the polyester in this example were evaluated using the following three types of spinning speeds. (a) Spinning speed 5500 m/min Polyester was discharged at 290°C from a spinneret with 24 spinning nozzles with a diameter of 0.3 mm at a discharge rate of 31 g/min, and approximately 2 tons of polyester was melt-spun at a spinning speed of 5500 m/min. The number of yarn breaks during spinning and the number of fuzz of the obtained polyester fibers were investigated. The number of yarn breaks during spinning is expressed as the number of yarn breaks per ton of polyester discharged. In addition, the number of fluffs is determined by counting the number of fluffs of polyester fibers using a phototube method and is expressed as the number of fluffs per 1,000,000 M. (b) Spinning speed 3000 m/min Polyester was melt-spun at 285° C. from a spinneret having 36 spinning nozzles each having a diameter of 0.3 mm at a discharge rate of 38 g/min and at a spinning speed of 3000 m/min. The yarn breakage occurrence rate is expressed as a percentage of yarn breakage per 100 dots of 2.5 kg of one dot. (c) Spinning speed 1200m/min Polyester at 285℃ using a spinning nozzle with a diameter of 0.3mm
Melt spinning was carried out at a spinning speed of 1200 m/min by discharging 80 g/min from a spinneret having 30 spinnerets. The obtained undrawn yarn was stretched at a stretching temperature of 85°C and a stretching ratio of
The yarn was drawn 3.5 times at a drawing speed of 1100 m/min to form a 2.5 kg winding of 150 denier/30 filament yarn. At this time, the number of spindles on which single fibers were wrapped around the drawing roller was expressed as a wrap rate, expressed as a percentage per 100 drawing weights. Example 1 (Preparation of titanium dioxide slurry) 30 parts of titanium dioxide powder containing phosphorus element and potassium element in the amounts shown in Table 1 and ethylene glycol
A slurry (1) was prepared using a homogenizer. The average particle size of titanium dioxide constituting this slurry was 0.64 μm, and the particle size distribution ratio [γ] was 2.9. Next, the titanium dioxide ethylene glycol slurry was processed using a sand grinder to create a titanium dioxide slurry (2). When the particle size distribution of this slurry particles was measured, the average particle size was 0.45 μm.
The particle size distribution ratio [γ] was 3.0, and the amount of coarse particles with a particle size of 1.5 μm or more was 1.1 wt%. Next, the slurry (2) is processed by a decanter suction machine that rotates at high speed, and then passed through a filter (nominal opening
Ethylene glycol slurry
(3) was created. When measuring the particle size distribution of this slurry, the average particle size was 0.43μ, the particle size distribution ratio [γ] was 1.8,
The amount of coarse particles was 0.5wt%. (Manufacture of polyester) Add 0.025 mol% of manganese acetate based on dimethyl terephthalate to 100 parts of dimethyl terephthalate and 70 parts of ethylene glycol, and heat at 150 to 250°C.
The transesterification reaction was carried out while distilling off methanol. At that time, an ethylene glycol slurry of the titanium dioxide particles previously prepared was added in an amount of 0.3% by weight based on the polyester. After the transesterification reaction, 25 parts of trimethyl phosphate,
75 parts of ethylene glycol in a closed system for 5 hours, 150
A glycol solution of a phosphorus compound prepared by heating under reflux at °C was added in an amount of 0.030 mol % based on dimethyl terephthalate in terms of trimethyl phosphate.
After that, antimony trioxide was added as a polycondensation catalyst.
0.030 mol% was added, and then the obtained reaction product was transferred to a polycondensation reactor equipped with a stirrer and a glycol condenser, and the temperature was gradually raised from 230°C to 280°C, and the pressure was gradually reduced from normal pressure to reduced pressure. 1Torr
The polycondensation reaction was carried out under high vacuum as follows. The obtained polymer was discharged from a discharge port, cooled with water, and then cut to obtain polyethylene terephthalate pellets in which titanium dioxide particles were dispersed. (Evaluation of spinning) The polyester polymer thus obtained was evaluated for spinning and drawing properties at the three spinning speeds described above. The results are shown in Table 1. Examples 2 to 7 Tests were carried out in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1, except that the particle size distribution of titanium dioxide and the amount added thereof were changed. As shown in Table 1, good polyester fibers with less yarn breakage and fluff were obtained. Comparative Examples 1 to 4 Using ordinary titanium dioxide containing the phosphorus element and potassium element shown in Table 1, the average particle size, particle size distribution ratio [γ], and amount of coarse particles of 1.5 μm or more were the values shown in Table 1. An ethylene glycol slurry of titanium dioxide was prepared. Using this slurry, a polyester polymer was prepared in the same manner as in Example 1, and yarn production was evaluated. The results are also shown in Table 1. Example 8 860 parts of terephthalic acid and 390 parts of ethylene glycol
A portion of the mixture was placed in a pressure-resistant autoclave, and an esterification reaction was carried out at 220 to 260° C. for 3 hours under a pressure of 3 kg/cmG with N 2 while distilling off the generated water. Ethylene glycol slurry of titanium dioxide previously prepared (same slurry as in Example 1)
was added in an amount of 0.3% by weight per polyester. After about 180 parts of water was distilled off, 0.04 part of trimethyl phosphate (5 mmol% to terephthalic acid) was added as a stabilizer, and after 10 minutes, 0.45 part of antimony trioxide (30 mmol% to terephthalic acid) was added as a polycondensation catalyst. was added to complete the esterification reaction. Next, a polycondensation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain polyethylene terephthalate pellets. The yarn spinning evaluation was carried out in the same manner as in Example 1, and the results are also shown in Table 1. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 溶融紡糸可能なポリエステルに対し、下記
〜の特性を同時に満足する二酸化チタンが0.01
〜3重量%配合されていることを特徴とする繊維
用ポリエステル組成物。 平均粒径が0.50μm以下 遠心沈降法による沈降粒子の累積重量で表わ
された粒度分布において、下記式で示される粒
度分布比[γ]が2.3以下 [γ]=D25/D75 〔但し、 D25:沈降粒子の累積重量が全粒子重量の25%
になつたときの粒径 D75:沈降粒子の累積重量が全粒子重量の75%
になつたときの粒径〕 粒径1.5μm以上の粗大粒子が全粒子重量の
0.5重量%以下 2 二酸化チタンがP2O5換算で0.25重量%以上の
リン元素を含有し、かつK2O換算で0.1重量%以
上のカリウム元素を含有する特許請求の範囲第1
項記載の繊維用ポリエステル組成物。
[Claims] 1. Titanium dioxide that satisfies the following properties at the same time is 0.01% for melt-spun polyester.
A polyester composition for textiles, characterized in that it contains ~3% by weight. Average particle size is 0.50 μm or less In the particle size distribution expressed by the cumulative weight of sedimented particles by centrifugal sedimentation, the particle size distribution ratio [γ] shown by the following formula is 2.3 or less [γ] = D 25 /D 75 [However, , D 25 : Cumulative weight of settled particles is 25% of total particle weight
Particle size when it becomes D 75 : Cumulative weight of settled particles is 75% of total particle weight
Particle size when the particle size becomes larger] Coarse particles with a particle size of 1.5 μm or more account for the total particle weight.
0.5% by weight or less 2 Titanium dioxide contains 0.25% by weight or more of phosphorus element in terms of P 2 O 5 and 0.1% by weight or more of potassium element in terms of K 2 O Claim 1
The polyester composition for fibers described in .
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