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JPS6143445B2 - - Google Patents
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JPS6143445B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6143445B2
JPS6143445B2 JP55116976A JP11697680A JPS6143445B2 JP S6143445 B2 JPS6143445 B2 JP S6143445B2 JP 55116976 A JP55116976 A JP 55116976A JP 11697680 A JP11697680 A JP 11697680A JP S6143445 B2 JPS6143445 B2 JP S6143445B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyester
spinning
speed
carboxylic acid
crystallization
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
JP55116976A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5742920A (en
Inventor
Tadashi Kuno
Tetsuo Miki
Hiroyuki Iimuro
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Priority to JP11697680A priority Critical patent/JPS5742920A/en
Publication of JPS5742920A publication Critical patent/JPS5742920A/en
Publication of JPS6143445B2 publication Critical patent/JPS6143445B2/ja
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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(技術分野) 本発明はポリエステル繊維の紡糸方法に関し、
更に詳しくは高速延伸同時仮撚加工に適したポリ
エステル繊維の紡糸方法に関する。 (従来技術) ポリエチレンテレフタレートで代表されるポリ
エステルは、多くの優れた特性を有しているた
め、種々の用途、特に繊維に広く利用されてい
る。ポリエステル繊維は、通常溶融紡糸、延伸、
熱セツトすることにより使用に供されている。近
年、製糸技術の進歩により、溶融紡糸時の引取速
度は、従来の1000〜1500m/分から2000m/分以
上、更には4000m/分に間で大幅に上昇させるこ
とが可能になつた。 そして、2000〜4000m/分の紡糸引取速度で得
られる中間配向糸は、特開昭51−67422号公報及
び特開昭51−60728号公報において知られている
様に、延伸同時仮撚加工(以下、DTY加工と称
することがある。)に供されており、近年この用
途はめざましく進展しつつあり、製糸技術の主流
をなしつつある。しかも、最近では加工速度700
m/分の高速DTY加工も行なわれる様になつて
きた。 しかしながら、紡糸引取速度を2000m/分以
上、特に3000m/分以上の高速にすると、紡糸中
の断糸(以下、紡糸断糸と称することがある)が
増加し易いことはもとより、得られる中間配向糸
を前記高速DTY加工に供しても、加工中の断糸
(以下、加工断糸と称することがある)が多発し
易く、紡糸工程及び加工工程の生産性、更には最
終製品である加工糸の品質を共に低下させ易いと
いう欠点がある。 この様な欠点を解消するため、紡糸条件例えば
紡糸温度、冷却風量、冷却風温度等の適正化、更
には紡糸筒や紡糸口金ノズル等の構造の改良を試
みたが、これらの方策では限度があり、大巾な改
善は期待できない。 また、特開昭50−124号公報、特開昭51−
112860号公報、及び特開昭49−134925号公報にお
いて、高速紡糸に供するポリエステルとして、ポ
リエステルの製造工程でリチウム化合物及び/又
はカルシウム化合物を大量に添加し、前記リチウ
ム及び/又はカルシウムから成る粒子を析出せし
めたポリエステルを用いることが提案されてい
る。 そして、前記公報において、かかる方法によれ
ば、紡糸断糸が減少し、更に得られる中間配向糸
を延伸し、次いで加工速度100m/分の仮撚加工
に供しても、延伸中の断糸が少なく、しかも均済
な加工糸を得ることができる旨記載されている。 しかし、この様な方法について本発明者等が追
試したところ、ポリマー中で粒子を析出させる様
な方法で得られるポリエステルを高速紡糸に供
し、次いでDTY加工に供すると、析出した粒子
が凝集し粗大粒子となつて、紡糸断糸及び加工断
糸の原因になり易いこと、更に加工速度700m/
分の高速DTY加工では加工断糸が多発し実用に
供し得ないことも判明した。 (発明の目的) 本発明の目的は、前記欠点を解消し、紡糸時の
引取速度を2000〜4000m/分としても紡糸断糸の
発生が極めて少なく安定して紡糸でき、且つ得ら
れる中間配向糸を加工速度700m/分の高速DTY
加工に供しても加工断糸がほとんどなく安定して
加工できるポリエステル繊維の紡糸方法を提供す
ることにある。 (構成) 本発明者等は、かかる目的を達成せんとして検
討したところ、ポリエステルはポリエチレンやポ
リアミド等に比して結晶化し難い性質を有してい
るが、溶融紡糸時の引取速度が2000m/分以上に
なると、分子配向を生じ、これに伴なつて結晶化
が生じること、この傾向は特に3000m/分以上に
なると著しくなり、紡出糸の配向が充分に進行し
ていないにも拘らず結晶化が大きく進行し、この
ため前述した欠点が生じることを知つた。 本発明者等は、前記知見から高速紡糸における
ポリエステルの結晶化挙動の面より更に検討した
ところ、ポリエステルの重合触媒として使用され
ているアンチモン化合物がポリエステルの核剤と
して作用すること、更に驚くべきことに、このア
ンチモン化合物は充分ではないが、高速紡糸にお
ける分子配向時の結晶化を抑制する作用があるこ
とを知つた。 また、前記アンチモン化合物よりも結晶化抑制
効果が大きい化合物は、酢酸ナトリウム、酢酸カ
リウム、酢酸リチウム等で代表されるアルカリ金
属のカルボン酸塩、カルシウムのカルボン酸塩で
あつて、これらアルカリ金属塩はその添加量が得
られるポリエステル中で粒子として析出し得ない
様な少量であつても充分な結晶化抑制効果を奏す
ることを知つた。 更に、この結晶化抑制作用及び生成ポリエステ
ル結晶化挙動について検討を重ねたところ、差動
走査型熱量計で測定した冷却結晶化ピークにおい
て生成する球晶の径が小さくなるに従つて高速紡
糸における分子配向時の結晶化が抑制されるこ
と、更に重要なことは分子配向時の結晶化抑制効
果を有する結晶核はポリエステル分子鎖と相互作
用をもつ必要があることを、ポリエステルペレツ
トを予め酢酸水溶液にて加熱抽出処理した後のポ
リエステルの球晶核を測定することにより知見し
た。即ち、ポリエステルペレツトを酢酸水溶液に
て加熱抽出処理した後のポリエステル球晶径が小
さいもの程、分子配向時の結晶化抑制効果が大き
いことを知つた。本発明は、これらの知見に基い
て更に検討を重ねた結果、完成したものである。 即ち、本発明は、テレフタル酸を主とする二官
能性カルボン酸の低級アルキルエステルとエチレ
ングリコールを主とするグリコール類とのエステ
ル交換反応生成物を重縮合触媒存在下で重縮合反
応せしめて得られるポリエステルを2000〜4000
m/分の引取速度で溶融紡糸するに当り、前記ポ
リエステルとして、重縮合触媒にアンチモン化合
物を用いて重縮合反応せしめると共に、重縮合反
応が完結する以前の任意の段階で、結晶化抑制剤
としてリチウム、ナトリウム、カリウム、及びカ
ルシウムよりなる群から選ばれる少なくとも一種
の金属のカルボン酸塩を、該ポリエステルを構成
する二官能性カルボン酸成分に対して0.05モル%
以下添加して得られるポリエステルであつて、且
つ差動走査型熱量計で測定した球晶の径が20μm
未満となるポリエステルを使用することを特徴と
するポリエステル繊維の紡糸方法である。 ここで言う差動走査型熱量計(DSC)で測定
した冷却結晶化ピークにおいて生成する球晶の径
の測定は、具体的には、重量が約50mgの粒状ポリ
マーを熱量計のアルミ製カプセルに入れ、昇温速
度20℃/分で昇温し、ガラス転移ピーク、結晶化
ピーク、融点ピークを経た後温度305℃で昇温を
ストツプし、この温度で5分間保持した後熱量計
のスイツチをオフにして窒素気流下(0.6/
分)9℃/分の降温速度で冷却し、降温時に発現
する冷却結晶化ピークの頂点に達したときに、サ
ンプルを素早く取出して氷水中で急冷した後、ミ
クロトームにて約10μの薄片状になし、これを偏
光顕微鏡で倍率500倍で球晶の径を測定する。以
下、この冷却結晶化ピークにおいて生成する球晶
の径を単に球晶径と略称する。 本発明で言うポリエステルとは、テレフタル酸
成分とエチレングリコール成分とからなるポリエ
チレンテレフタレートを主たる対象とするが、テ
レフタル酸成分の一部(通常20モル%以下)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、またエチレングリコール成分の一
部(通常20モル%以下)を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。更に、各種
添加剤、例えば易染剤、難燃剤、制電剤、親水
剤、着色剤等を必要に応じて共重合又は混合した
ポリエステルであつてもよい。 かかるポリエステルは、所謂エステル交換法に
よつて得られるポリエステルであつて、ポリエチ
レンテレフタレートの場合について説明すると、
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
テル交換反応せしめ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形成せしめた
後、所定の重合度になるまで減圧下加熱しつつ重
合触媒としてアンチモン化合物を用いて重縮合反
応せしめる方法によつて製造される。かかるアン
チモン化合物としては、酸化アンチモンが好まし
く、特に三酸化アンチモンが好ましい。 本発明で使用するポリエステルは、結晶化抑制
剤としてリチウム、ナトリウム、カリウム、カル
シウムよりなる群から選ばれた少なくとも一種の
金属の脂肪族モノカルボン酸塩を、ポリエステル
の重縮合反応が完結する以前の任意の段階で、ポ
リエステルを構成する二官能性カルボン酸成分に
対して0.05モル%以下添加して得られるポリエス
テルであつて、且つ球晶径が20μm未満になるも
のである。この球晶径が20μm以上のポリエステ
ルを使用したのでは、2000m/分以上の引取速度
で溶融紡糸した際に、分子配向に伴なつて急速に
結晶化が進行するため、本発明の目的とする高速
DTY加工において加工断糸を極めて少なくでき
るポリエステル繊維を糸切れすることなく紡糸す
ることはできない。 なお、この球晶径の下限については、特に制限
する必要はないが、通常1μm以上のものが使用
される。 一方、分子配向下での結晶化挙動を更に詳細に
調べてみると、分子配向時の結晶化抑制に特に大
きな効果をもたらすのは、ポリエステル分子鎖と
相互作用を有する結晶核であり、この点から球晶
径が20μm未満のポリエステルのうち、特にこの
ポリエステルのペレツトを酢酸水溶液(酢酸/
H2O混合比率=70/30容量%)で4時間煮沸処理
した後の球晶径が30μm未満となるポリエステル
が好ましい。 この様に、球晶径が20μmのポリエステルを得
るためには、結晶化抑制剤としてリチウム、ナト
リウム、カリウム、カルシウムよりなる群から選
ばれる少なくとも一種の金属カルボン酸塩を、ポ
リエステルの重縮合反応が完結する以前に添加す
ることによつて得られる。 この際、前記結晶化抑制剤の添加量を、ポリエ
ステルを構成する二官能性カルボン酸成分、即ち
ポリエステルの原料として用いる二官能性カルボ
ン酸のジアルキルエステルに対して0.05モル%以
下とすることが大切である。 ここで、結晶化抑制剤を0.05モル%よりも多く
添加しても、結晶化抑制効果はほぼ飽和に達して
おり、他方ポリマー中の異物が多くなつて、紡糸
断糸及び加工断糸の原因、或いはパツク圧上昇の
原因となる他、分解反応によつてポリエステルが
着色するという弊害が生じる。 かかる結晶化抑制剤として用いられるリチウ
ム、ナトリウム、カリウム、カルシウムのカルボ
ン酸塩としては、グリコールに可溶な脂肪族モノ
カルボン酸塩、特に酢酸塩が好ましく、その添加
量の下限は高速紡糸時の結晶化抑制効果との関係
で0.001モル%とすることが好ましい。 この様な本発明で使用するポリエステル製造方
法において、重縮合触媒として酸化アンチモンと
芳香族カルボン酸との均一溶液又は両者の反応生
成物を用いる方法、或いは重縮合触媒として酸化
アンチモンを添加し更に芳香族カルボン酸を添加
する方法が好ましい。 ここで使用する芳香族カルボン酸としては、例
えばテレフタル酸、イソフタル酸、安息香酸、パ
ラトルイル酸、サリチル酸等が挙げられ、これら
のアルキルエステルも同様に使用できる。酸化ア
ンチモンと芳香族カルボン酸との均一溶液は、酸
化アンチモンとこの酸化アンチモンに対し1〜
100倍モルの芳香族カルボン酸とを溶媒中で撹拌
下加熱することによつて調製される。この際使用
する溶媒は、ポリエステルの反応系に悪影響を及
ぼさないものであればよいが、特にエチレングリ
コールが好ましい。 また、酸化アンチモンと芳香族カルボン酸との
反応生成物としては、芳香族カルボン酸のアンチ
モン塩が好ましい。 更に、芳香族カルボン酸と酸化アンチモンとを
別添加する場合であつて、酸化アンチモンをエス
テル交換反応生成終了時以降に添加するときに
も、上記芳香族カルボン酸を酸化アンチモンに対
し1〜100倍モル添加することが好ましい。 この様にして得られるポリエステルは、ポリマ
ー中の異物が少なく、且つ球晶径が20μm未満で
あり、更に好ましくは前記酢酸水溶液処理後の球
晶径が30μm未満のポリエステルを引取速度2000
m/分以上、特に3000m/分以上でも、溶融紡糸
した際に糸切れは殆ど生ぜず、また得られる繊維
を加工速度700m/分の高速DTY加工に供しても
加工断糸も殆ど生じない。 尚、紡糸引取速度が4000m/分を越える場合に
は、得られるポリエステル繊維は極めて高度に配
向しているため、かかる繊維をDTY加工に供し
ても加工断糸が多発する。 以上、述べてきた本発明で用いるポリエステル
に対して、従来汎用されているポリエステルは、
テレフタル酸ジメチルとエチレングリコールとを
酢酸マンガンの如きエステル交換反応触媒の存在
下加熱してエステル交換反応せしめてテレフタル
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、この第1段階の
反応生成物に重縮合触媒として0.03〜0.04モル%
(対テレフタル酸成分)の三酸化アンチモンと安
定剤として燐化合物を添加し、減圧下加熱して重
縮合させる第2段階の反応によつて製造される。
このようにして得られるポリエステルは球晶径が
20〜30μm、酢酸水溶液処理後の球晶径が30〜40
μmあり、かかるポリエステルを使用したのでは
本発明の目的を達成し得ない。 また、重縮合触媒として二酸化ゲルマニウムの
如きゲルマニウム化合物を使用するポリエステル
の製造法も知られている。しかしながら、かかる
ゲルマニウム化合物を常法に従つて使用したので
は、例えば第1段階の反応終了後0.02〜0.01モル
%(対テレフタル酸成分)のゲルマニウム化合物
と燐化合物を添加し、重合反応させたのでは得ら
れるポリエステルは球晶径が40〜60μmにもな
り、これも本発明の目的を達成し得ない。 (作用) 本発明の紡糸方法によれば、紡糸引取速度2000
〜4000m/分の高速紡糸に供するポリエステル中
の異物が少なく、且つ高速紡糸における分子配向
時の結晶化が抑制される結果、高配向で且つ低結
晶化の中間配向糸を紡糸断糸なく得られ、前記中
間配向糸を加工速度700m/分の高速DTYに加工
に供しても加工断糸なく安定して加工できる。 (発明の効果) 本発明によれば、中間配向糸を生産する紡糸工
程及び得られる中間配向糸のDTY加工工程の生
産性、更には最終製品である加工糸の品質を共に
向上せしめることができ、更に加工速度700m/
分の高速DTY加工においても安定した加工が可
能となる。 (実施例) 次に実施例をあげて本発明を更に詳述する。 実施例中の部は重量部であり、[η]はオルソ
クロロフエノール溶媒中30℃で測定した値より求
めた極限粘度である。重合体の色調を表わすL値
及びb値はハンター型色差計を用いて測定した値
であり、L値が大きい程白度が向上していること
を示し、b値が大きい程黄色味の強いことを示し
ている。また、紡糸中の糸切れは、100本(2.5Kg
捲)捲上げ際の糸切れ発生本数で示した。 実施例 1 テレフタル酸ジメチル970部、エチレングリコ
ール640部及びエステル交換触媒として酢酸マン
ガン0.31部[25ミメリモル%(以下、mmol%と
示す)対テレフタル酸ジメチル]及び結晶化抑制
剤として酢酸ナトリウム0.10部(15mmol%対テ
レフタル酸ジメチル)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
み、140℃から230℃に加熱し、反応の結果生成す
るメタノールを系外に留出させながらエステル交
換反応させた。反応開始後3時間で内温は230℃
に達し、320部のメタノールが留出した。ここで
安定剤としてトリメチルフオスフエート0.18部
(25mmol%対テレフタル酸ジメチル)を加え、
10分間反応させた後重合触媒として三酸化アンチ
モン0.44部(30mmol%対テレフタルジメチル)
を加え、更に艶消剤として二酸化チタン2.91部を
加え、20分間反応させてエステル交換反応を終了
した。次いで、得られて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合反応器に移
し、230℃から285℃に除々に昇温すると共に常圧
から1mmHgの高真空に圧力を下げながら重縮合
反応させた。全重縮合反応時間3時間30分間で
[η]0.64、軟化点263.0℃、色相L値71.0、b値
7.7、球晶径は未処理で10μm、酢酸水溶液抽出
後で15μmのポリエチレンテレフタレートを得
た。 このポリマーを紡糸温度290℃、吐出量38g/
分、冷却風線速度15m/分(26℃、相対湿度70
%)、引取速度3000m/分で115デニール/36フイ
ラメントの中間配向系を捲取つた。この中間配向
糸は△n(複屈折)0.055、熱水収縮率(60℃温
水中の30分間処理後の収縮率)60%、強度2.8
g/デニール、伸度130%であり、紡糸中の糸切
れは0本であつた。次いでウレタンデイスク使用
の高速仮撚機で延伸倍率1.53倍、ヒーター温度
220℃、糸速700m/分の条件で75デニール/36フ
イラメントの加工糸を捲取つた。加工断糸は認め
られなかつた。 尚、ここで添加したエステル交換触媒、結晶化
抑制剤、重縮合触媒の種類及び添加量と共に、得
られたポリマー物性及び球晶径、更には中間配向
性の物性及び紡糸断糸、加工断糸の結果を第1表
に併せて示した。 実施例2〜6、比較例1〜4 実施例1において添加したエステル交換触媒の
添加量、結晶化抑制剤の種類と添加量、重縮合触
媒の種類及び添加量を第1表の様に変更する他
は、実施例1と同様に行つた。 得られたポリマーの物性及び球晶径、中間配向
糸の物性及び紡糸断糸、加工断糸を第1表に併記
した。 第1表から明らかな様に、本発明で規定するポ
リマーを用いて溶融紡糸することによつて、紡糸
断糸及び加工断糸共に発生することなく安定して
紡糸及びDTY加工ができた。
(Technical field) The present invention relates to a method for spinning polyester fiber,
More specifically, the present invention relates to a polyester fiber spinning method suitable for high-speed stretching and simultaneous false twisting. (Prior Art) Polyesters, represented by polyethylene terephthalate, have many excellent properties and are therefore widely used in various applications, particularly in fibers. Polyester fibers are usually melt-spun, drawn,
It is ready for use after heat setting. In recent years, advances in spinning technology have made it possible to significantly increase the take-up speed during melt spinning from the conventional 1000 to 1500 m/min to 2000 m/min or more, and even 4000 m/min. The intermediately oriented yarn obtained at a spinning take-off speed of 2000 to 4000 m/min is subjected to simultaneous drawing and false twisting ( (Hereinafter, it may be referred to as DTY processing.) In recent years, this application has made remarkable progress and is becoming the mainstream of silk reeling technology. Moreover, recently the machining speed has increased to 700
High-speed DTY machining at m/min is also becoming common. However, when the spinning take-off speed is increased to 2,000 m/min or higher, especially 3,000 m/min or higher, yarn breakage during spinning (hereinafter sometimes referred to as spinning yarn breakage) tends to increase, as well as the resulting intermediate orientation. Even if the yarn is subjected to the high-speed DTY processing, yarn breakage during processing (hereinafter sometimes referred to as processed yarn breakage) is likely to occur frequently, which may affect the productivity of the spinning and processing processes, and further reduce the processed yarn that is the final product. The disadvantage is that the quality of both materials tends to deteriorate. In order to eliminate these drawbacks, attempts have been made to optimize the spinning conditions, such as spinning temperature, cooling air volume, and cooling air temperature, and to improve the structure of the spinning tube and spinneret nozzle, but these measures have their limits. Yes, we cannot expect any major improvements. Also, JP-A-50-124, JP-A-51-
No. 112860 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 134925/1983, as polyester to be subjected to high-speed spinning, a large amount of lithium compound and/or calcium compound is added in the polyester manufacturing process, and particles made of lithium and/or calcium are It has been proposed to use precipitated polyesters. In the above-mentioned publication, according to this method, yarn breakage is reduced, and even if the obtained intermediately oriented yarn is drawn and then subjected to false twisting at a processing speed of 100 m/min, yarn breakage during drawing is reduced. It is stated that it is possible to obtain processed yarn in a small amount and at an even cost. However, when the inventors experimented with this method, they found that when polyester obtained by a method of precipitating particles in the polymer was subjected to high-speed spinning and then subjected to DTY processing, the precipitated particles aggregated and became coarse. It becomes particles and easily causes yarn breakage and processing yarn breakage, and furthermore, the processing speed is 700m/
It was also found that high-speed DTY processing for 10 minutes resulted in frequent yarn breakage, making it unsuitable for practical use. (Object of the Invention) The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and to produce an intermediately oriented yarn that can be spun stably with very little occurrence of yarn breakage even when the take-up speed during spinning is 2000 to 4000 m/min. High speed DTY with processing speed of 700m/min
It is an object of the present invention to provide a method for spinning polyester fibers which can be stably processed with almost no yarn breakage even when subjected to processing. (Structure) The present inventors conducted studies to achieve this objective, and found that polyester has a property that it is difficult to crystallize compared to polyethylene, polyamide, etc., but the take-up speed during melt spinning is 2000 m/min. If the speed exceeds 3000 m/min, molecular orientation will occur and crystallization will occur. It has been found that the above-mentioned drawbacks occur due to the large degree of deterioration. Based on the above findings, the present inventors further investigated the crystallization behavior of polyester during high-speed spinning, and found that the antimony compound used as a polymerization catalyst for polyester acts as a nucleating agent for polyester. Although this antimony compound is not sufficient, it has been found that it has the effect of suppressing crystallization during molecular orientation during high-speed spinning. In addition, compounds that have a greater crystallization inhibiting effect than the antimony compounds are alkali metal carboxylates and calcium carboxylates represented by sodium acetate, potassium acetate, lithium acetate, etc., and these alkali metal salts are It has been found that even if the amount added is so small that it cannot be precipitated as particles in the resulting polyester, a sufficient crystallization inhibiting effect can be achieved. Furthermore, we repeatedly investigated this crystallization suppressing effect and the crystallization behavior of the polyester produced, and found that as the diameter of the spherulites that are produced at the cooling crystallization peak measured with a differential scanning calorimeter becomes smaller, the molecular The polyester pellets were prepared in advance in an acetic acid aqueous solution to suppress crystallization during orientation, and more importantly, the crystal nuclei that have the effect of suppressing crystallization during molecular orientation must interact with the polyester molecular chains. This was discovered by measuring the spherulite nuclei of polyester after heat extraction. That is, it has been found that the smaller the polyester spherulite diameter after heating and extracting polyester pellets with an acetic acid aqueous solution, the greater the effect of suppressing crystallization during molecular orientation. The present invention was completed as a result of further studies based on these findings. That is, the present invention is produced by polycondensing a transesterification product of a lower alkyl ester of a difunctional carboxylic acid, mainly terephthalic acid, and a glycol, mainly ethylene glycol, in the presence of a polycondensation catalyst. 2000~4000 polyester
During melt spinning at a take-up speed of m/min, the polyester is subjected to a polycondensation reaction using an antimony compound as a polycondensation catalyst, and at any stage before the polycondensation reaction is completed, as a crystallization inhibitor. 0.05 mol% of at least one metal carboxylate selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, and calcium, based on the bifunctional carboxylic acid component constituting the polyester.
A polyester obtained by adding the following, and the diameter of spherulites measured with a differential scanning calorimeter is 20 μm
This is a method for spinning polyester fiber, characterized in that it uses a polyester that is less than or equal to Specifically, to measure the diameter of spherulites generated at the cooling crystallization peak measured with a differential scanning calorimeter (DSC), a granular polymer weighing approximately 50 mg is placed in an aluminum capsule of a calorimeter. The temperature was increased at a rate of 20°C/min, and after passing through the glass transition peak, crystallization peak, and melting point peak, the temperature increase was stopped at 305°C, and after holding at this temperature for 5 minutes, the calorimeter was switched off. Turn off and under nitrogen flow (0.6/
(min) Cool at a rate of 9°C/min, and when the peak of the cooling crystallization peak that appears during cooling is reached, the sample is quickly taken out and rapidly cooled in ice water, then sliced into approximately 10μ thin pieces using a microtome. None, use a polarizing microscope to measure the diameter of the spherulites at 500x magnification. Hereinafter, the diameter of the spherulite produced at this cooling crystallization peak will be simply referred to as the spherulite diameter. The polyester referred to in the present invention mainly refers to polyethylene terephthalate consisting of a terephthalic acid component and an ethylene glycol component, but a portion (usually 20 mol% or less) of the terephthalic acid component is replaced with another difunctional carboxylic acid component. It may be a substituted polyester, or a polyester in which a part (usually 20 mol% or less) of the ethylene glycol component is replaced with another diol component. Furthermore, the polyester may be copolymerized or mixed with various additives, such as dye-facilitating agents, flame retardants, antistatic agents, hydrophilic agents, colorants, etc., as necessary. Such polyester is a polyester obtained by a so-called transesterification method, and in the case of polyethylene terephthalate, it is as follows.
A lower alkyl ester of terephthalic acid such as dimethyl terephthalate is transesterified with ethylene glycol to form a glycol ester of terephthalic acid and/or a low polymer thereof, and then heated under reduced pressure until a predetermined degree of polymerization is reached. It is produced by a method of carrying out a polycondensation reaction using an antimony compound as a polymerization catalyst. As such an antimony compound, antimony oxide is preferable, and antimony trioxide is particularly preferable. In the polyester used in the present invention, an aliphatic monocarboxylate of at least one metal selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, and calcium is added as a crystallization inhibitor before the polycondensation reaction of the polyester is completed. A polyester obtained by adding 0.05 mol% or less to the difunctional carboxylic acid component constituting the polyester at any stage, and having a spherulite diameter of less than 20 μm. If a polyester with a spherulite diameter of 20 μm or more is used, crystallization will proceed rapidly with molecular orientation when melt spinning is carried out at a drawing speed of 2000 m/min or more, which is the object of the present invention. high speed
It is not possible to spin polyester fiber without yarn breakage, which can minimize yarn breakage during DTY processing. Although there is no need to particularly limit the lower limit of the spherulite diameter, a diameter of 1 μm or more is usually used. On the other hand, when we examine the crystallization behavior under molecular orientation in more detail, we find that crystal nuclei that interact with polyester molecular chains have a particularly large effect on suppressing crystallization during molecular orientation. Among polyesters with a spherulite diameter of less than 20 μm, pellets of this polyester are particularly
A polyester having a spherulite diameter of less than 30 μm after being boiled for 4 hours at a H 2 O mixing ratio of 70/30% by volume is preferred. In this way, in order to obtain a polyester with a spherulite diameter of 20 μm, at least one metal carboxylate selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, and calcium is added as a crystallization inhibitor during the polycondensation reaction of the polyester. It can be obtained by adding it before completion. At this time, it is important that the amount of the crystallization inhibitor added is 0.05 mol% or less based on the difunctional carboxylic acid component constituting the polyester, that is, the dialkyl ester of the difunctional carboxylic acid used as the raw material for the polyester. It is. Here, even if more than 0.05 mol% of the crystallization inhibitor is added, the crystallization inhibitory effect almost reaches saturation, and on the other hand, foreign matter in the polymer increases, causing yarn breakage and processing yarn breakage. Otherwise, in addition to causing an increase in pack pressure, the decomposition reaction causes the polyester to become colored. The carboxylic acid salts of lithium, sodium, potassium, and calcium used as such crystallization inhibitors are preferably glycol-soluble aliphatic monocarboxylic acid salts, especially acetate salts, and the lower limit of the amount added is set at the time of high-speed spinning. In relation to the crystallization suppressing effect, the content is preferably 0.001 mol%. In such a method for producing polyester used in the present invention, a method using a homogeneous solution of antimony oxide and aromatic carboxylic acid or a reaction product of both as a polycondensation catalyst, or a method in which antimony oxide is added as a polycondensation catalyst and further aromatic A method of adding a group carboxylic acid is preferred. Examples of the aromatic carboxylic acids used here include terephthalic acid, isophthalic acid, benzoic acid, p-toluic acid, and salicylic acid, and alkyl esters of these can also be used. A homogeneous solution of antimony oxide and aromatic carboxylic acid has a ratio of 1 to 1 for antimony oxide and this antimony oxide.
It is prepared by heating 100 times the molar amount of aromatic carboxylic acid in a solvent while stirring. The solvent used at this time may be any solvent as long as it does not adversely affect the polyester reaction system, but ethylene glycol is particularly preferred. Furthermore, as the reaction product of antimony oxide and aromatic carboxylic acid, antimony salts of aromatic carboxylic acids are preferred. Furthermore, when aromatic carboxylic acid and antimony oxide are added separately, and when antimony oxide is added after the completion of the transesterification reaction, the aromatic carboxylic acid is 1 to 100 times the amount of antimony oxide. It is preferable to add molar amount. The polyester thus obtained has a small amount of foreign matter in the polymer and a spherulite diameter of less than 20 μm, more preferably a polyester having a spherulite diameter of less than 30 μm after the acetic acid aqueous solution treatment at a drawing speed of 2000 μm.
m/min or more, especially 3000 m/min or more, yarn breakage hardly occurs during melt spinning, and even when the obtained fiber is subjected to high-speed DTY processing at a processing speed of 700 m/min, almost no yarn breakage occurs. In addition, when the spinning take-off speed exceeds 4000 m/min, the obtained polyester fibers are extremely highly oriented, and even if such fibers are subjected to DTY processing, processing yarn breakage occurs frequently. In contrast to the polyester used in the present invention as described above, the polyesters that have been commonly used in the past are:
a first step reaction in which dimethyl terephthalate and ethylene glycol are heated in the presence of a transesterification catalyst such as manganese acetate to cause a transesterification reaction to produce a glycol ester of terephthalic acid and/or a low polymer thereof; 0.03-0.04 mol% as a polycondensation catalyst in the reaction product of the first stage
It is produced by a second-stage reaction in which antimony trioxide (component to terephthalic acid) and a phosphorus compound are added as a stabilizer, and the mixture is heated under reduced pressure to undergo polycondensation.
The polyester obtained in this way has a spherulite diameter of
20~30μm, spherulite diameter after acetic acid aqueous solution treatment is 30~40
.mu.m, and if such a polyester is used, the object of the present invention cannot be achieved. Furthermore, a method for producing polyester using a germanium compound such as germanium dioxide as a polycondensation catalyst is also known. However, if such a germanium compound is used according to a conventional method, for example, after the first stage reaction is completed, 0.02 to 0.01 mol% (based on the terephthalic acid component) of the germanium compound and phosphorus compound are added and the polymerization reaction is carried out. In this case, the polyester obtained has a spherulite diameter of 40 to 60 μm, which also fails to achieve the object of the present invention. (Function) According to the spinning method of the present invention, the spinning take-off speed is 2000.
There are few foreign substances in the polyester subjected to high-speed spinning of ~4000 m/min, and as a result of suppressing crystallization during molecular orientation during high-speed spinning, intermediately oriented yarns with high orientation and low crystallinity can be obtained without yarn breakage. Even if the intermediately oriented yarn is subjected to high-speed DTY processing at a processing speed of 700 m/min, it can be stably processed without yarn breakage. (Effects of the Invention) According to the present invention, it is possible to improve both the productivity of the spinning process for producing the intermediately oriented yarn and the DTY processing process of the intermediately oriented yarn obtained, as well as the quality of the processed yarn that is the final product. , further machining speed 700m/
Stable machining is possible even during high-speed DTY machining. (Example) Next, the present invention will be explained in further detail by giving examples. In the examples, parts are parts by weight, and [η] is the intrinsic viscosity determined from the value measured at 30°C in an orthochlorophenol solvent. The L value and b value, which represent the color tone of the polymer, are values measured using a Hunter type color difference meter, and the larger the L value, the more the whiteness is improved, and the larger the b value, the stronger the yellowish tinge. It shows. In addition, 100 yarns (2.5Kg) were broken during spinning.
Winding) Indicated by the number of yarn breaks during winding. Example 1 970 parts of dimethyl terephthalate, 640 parts of ethylene glycol, 0.31 part of manganese acetate as a transesterification catalyst [25 mmol% (hereinafter referred to as mmol%) to dimethyl terephthalate], and 0.10 part of sodium acetate as a crystallization inhibitor ( 15 mmol% of dimethyl terephthalate) was charged into a reactor equipped with a stirrer, a rectification column, and a methanol distillation condenser, and heated from 140°C to 230°C, while distilling methanol produced as a result of the reaction out of the system. A transesterification reaction was carried out. 3 hours after the start of the reaction, the internal temperature was 230℃
320 parts of methanol were distilled out. Here, 0.18 parts of trimethyl phosphate (25 mmol% to dimethyl terephthalate) was added as a stabilizer,
After reacting for 10 minutes, add 0.44 parts of antimony trioxide (30 mmol% to dimethyl terephthalate) as a polymerization catalyst.
was added, and further 2.91 parts of titanium dioxide was added as a matting agent, and the reaction was allowed to proceed for 20 minutes to complete the transesterification reaction. Next, the obtained reaction product was transferred to a polymerization reactor equipped with a stirrer and a glycol condenser, and the polycondensation reaction was carried out while gradually raising the temperature from 230°C to 285°C and lowering the pressure from normal pressure to a high vacuum of 1 mmHg. I let it happen. Total polycondensation reaction time 3 hours 30 minutes [η] 0.64, softening point 263.0℃, hue L value 71.0, b value
7.7. Polyethylene terephthalate with a spherulite diameter of 10 μm without treatment and 15 μm after extraction with acetic acid aqueous solution was obtained. This polymer was spun at a spinning temperature of 290℃ and a discharge amount of 38g/
cooling air velocity 15 m/min (26°C, relative humidity 70
%), and an intermediate orientation system of 115 denier/36 filaments was wound at a take-up speed of 3000 m/min. This intermediately oriented yarn has a △n (birefringence) of 0.055, a hot water shrinkage rate (shrinkage rate after 30 minutes of treatment in 60℃ hot water) of 60%, and a strength of 2.8.
g/denier and elongation of 130%, and there were no yarn breakages during spinning. Next, a high-speed false twisting machine using a urethane disc was used at a stretching ratio of 1.53 times and a heater temperature.
A processed yarn of 75 denier/36 filaments was wound at 220°C and at a yarn speed of 700 m/min. No processing yarn breakage was observed. In addition, the types and amounts of the transesterification catalyst, crystallization inhibitor, and polycondensation catalyst added here, as well as the physical properties and spherulite diameter of the obtained polymer, as well as the physical properties of intermediate orientation, spinning yarn breakage, and processing yarn breakage. The results are also shown in Table 1. Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 4 The amount of transesterification catalyst added, the type and amount of crystallization inhibitor added, and the type and amount of polycondensation catalyst added in Example 1 were changed as shown in Table 1. The same procedure as in Example 1 was carried out except for the following. The physical properties and spherulite diameter of the obtained polymer, the physical properties of the intermediately oriented yarn, the spinning yarn breakage, and the processing yarn breakage are also listed in Table 1. As is clear from Table 1, by performing melt spinning using the polymer specified in the present invention, spinning and DTY processing could be performed stably without occurrence of either spinning yarn breakage or processing yarn breakage.

【表】【table】

【表】 比較例 5 実施例1において得られたポリマーを用いて、
紡糸温度290℃、吐出量40g/分、冷却風線速度
15m/分(26℃、相対湿度70%)、引取速度5000
m/分で75デニール/24フイラメントの糸を溶融
紡糸した。得られたフイラメントは△n0.11、伸
度58%、強度40g/デニールであつた。この糸を
DTY加工したところ、加工断糸は17本と極めて
多発した。 実施例 7 実施例1において、酢酸ナトリウム0.10部(15
mmol%対テレフタル酸ジメチル)を三酸化アン
チモンと同時に添加した他は、実施例1と同様に
重縮合反応せしめ、得られるポリエステルを実施
例1と同様に紡糸及び延伸同時仮撚加工を施し
た。 得られたポリエステルは、[η]0.64、軟化点
262.8℃、色相L値70.8、b値7.6であり、球晶径
は未処理で9μm、酢酸水溶液抽出後で14μmで
あつた。 また、紡糸中の糸切れは0本であり、加工断糸
も認められなかつた。
[Table] Comparative Example 5 Using the polymer obtained in Example 1,
Spinning temperature 290℃, discharge rate 40g/min, cooling air velocity
15m/min (26℃, relative humidity 70%), take-up speed 5000
A 75 denier/24 filament yarn was melt spun at m/min. The obtained filament had a Δn of 0.11, an elongation of 58%, and a strength of 40 g/denier. this thread
When DTY processing was performed, there were an extremely high number of broken threads, 17. Example 7 In Example 1, 0.10 parts of sodium acetate (15
Polycondensation reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that dimethyl terephthalate (mmol %) was added at the same time as antimony trioxide, and the resulting polyester was subjected to spinning and simultaneous stretching and false twisting in the same manner as in Example 1. The obtained polyester had a [η] of 0.64 and a softening point of
The temperature was 262.8°C, the hue L value was 70.8, the b value was 7.6, and the spherulite diameter was 9 μm untreated and 14 μm after extraction with acetic acid aqueous solution. Furthermore, there were no yarn breakages during spinning, and no yarn breakage was observed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 テレフタル酸を主とする二官能性カルボン酸
の低級アルキルエステルとエチレングリコールを
主とするグリコール類とのエステル交換反応生成
物を重縮合触媒存在下で重縮合反応せしめて得ら
れるポリエステルを2000〜4000m/分の引取速度
で溶融紡糸するに当り、前記ポリエステルとし
て、重縮合触媒にアンチモン化合物を用いて重縮
合反応せしめると共に、重縮合反応が完結する以
前の任意の段階で、結晶化抑制剤としてリチウ
ム、ナトリウム、カリウム及びカルシウムよりな
る群から選ばれる少なくとも一種の金属のカルボ
ン酸塩を、該ポリエステルを構成する二官能性カ
ルボン酸成分に対して0.05モル%以下添加して得
られるポリエステルであつて、且つ差動走査型熱
量計で測定した球晶の径が20μm未満となるポリ
エステルを使用することを特徴とするポリエステ
ル繊維の紡糸方法。 2 ポリエステルが、該ポリエステルをペレツト
状になし、該ペレツトを70容量%の酢酸水溶液中
で4時間煮沸処理した後差動走査型熱量計で測定
した際の球晶の径が30μm未満となるポリエステ
ルである特許請求の範囲第1項記載のポリエステ
ル繊維の紡糸方法。 3 結晶化抑制剤の添加量がポリエステルを構成
する二官能性カルボン酸成分に対して0.001モル
%以上である特許請求の範囲第1項記載のポリエ
ステル繊維の紡糸方法。
[Claims] 1. Polycondensation reaction of a lower alkyl ester of a difunctional carboxylic acid, mainly terephthalic acid, and a glycol, mainly ethylene glycol, in the presence of a polycondensation catalyst. When melt-spinning the resulting polyester at a take-up speed of 2000 to 4000 m/min, the polyester is subjected to a polycondensation reaction using an antimony compound as a polycondensation catalyst, and at any stage before the polycondensation reaction is completed. , at least 0.05 mol% or less of a metal carboxylate selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium and calcium is added as a crystallization inhibitor to the bifunctional carboxylic acid component constituting the polyester. A method for spinning polyester fibers, characterized in that the obtained polyester is used, and the diameter of spherulites measured with a differential scanning calorimeter is less than 20 μm. 2. A polyester in which the diameter of spherulites is less than 30 μm when measured with a differential scanning calorimeter after forming the polyester into pellets and boiling the pellets in a 70% by volume acetic acid aqueous solution for 4 hours. A method for spinning polyester fiber according to claim 1. 3. The method for spinning polyester fibers according to claim 1, wherein the amount of the crystallization inhibitor added is 0.001 mol% or more based on the bifunctional carboxylic acid component constituting the polyester.
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