JP2002235238A - 高性能な再生ポリエステル繊維及びその製造方法 - Google Patents

高性能な再生ポリエステル繊維及びその製造方法

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JP2002235238A
JP2002235238A JP2001073120A JP2001073120A JP2002235238A JP 2002235238 A JP2002235238 A JP 2002235238A JP 2001073120 A JP2001073120 A JP 2001073120A JP 2001073120 A JP2001073120 A JP 2001073120A JP 2002235238 A JP2002235238 A JP 2002235238A
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polyester
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fiber
recycled polyester
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JP2001073120A
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Isao Negoro
功 根来
Hirofumi Sano
洋文 佐野
Sakae Iwata
栄 岩田
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Negoro Sangyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】再生ポリエステルの溶融混練時に架橋を起こす
化合物を添加し、容易に高い極限粘度で紡糸を安定化す
ると共に高性能な再生ポリエステル繊維を得る。 【解決手段】少なくともカルボキシル基,ジカルボニル
基,イミド基,アミド基のいずれを有する2官能以上の
化合物を再生ポリエステルに添加して溶融混練時に架橋
させ、該化合物が0.01〜2重量%含有し且つ極限粘
度が0.62以上の機械的性能や耐久性に優れた再生ポ
リエステル繊維を容易に得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2官能以上の化合
物を添加して容易に溶融混練で架橋を起こさせ、極限粘
度(以下IVと略称する)を増大させて機械的性能や耐
久性に優れた再生ポリエステル繊維を得るものである。
【0002】
【従来の技術】通常、再生ポリエステル繊維を得る方法
としては、飲料用や食品用のPETボトルを使用後回収
して粉砕ー洗浄ー乾燥してフレークを得たあと、押出機
で溶融混練とフィルター濾過を行ってペレット化する。
次いで得られたペレットを再度押出機で溶融して紡糸・
延伸する方法が用いられている。しかしこの方法では溶
融混練を2回繰り返す為IVの低下が激しく、紡糸で糸
切れ等のトラブルが起こり易く且つ高性能な再生ポリエ
ステル繊維が得られない問題があった。なおペレット化
せず、フレークを溶融してそのまま紡糸する方法も考え
られるが、フレークの汚れや異物混入がある事及びIV
が変動し易い事など紡糸時のトラブルが起こりやすい。
一方、再生ポリエステルペレットを真空下又は窒素下で
熱処理し固相で重合する事も公知であるが、これは大き
な装置と長い時間を要し高価なものになる欠点を有して
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、回収PET
ボトルを用いて従来の技術では得られなかった高IVで
高性能なポリエステル繊維を、安価で安定に製造しよう
とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意検討を重ねた結果、少なくともカ
ルボキシル基,ジカルボニル基,イミド基,アミド基の
いずれかを有する2官能以上の化合物を再生ポリエステ
ルに添加し、溶融混練時に架橋反応を起こさせてIVを
増大させてたあと、該化合物の含有量を0.01〜2重
量%にしIVを0.62以上して繊維化する事により、
容易に機械的性能や耐久性に優れた再生ポリエステル繊
維を得るに至ったものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に言う再生ポリエステルと
は、飲料用や食品用に使われたPETボトルを回収し粉
砕ー洗浄ー乾燥したポリエステルフレーク又はそれから
得られるポリエステルペレットを意味し再生100%の
ものである。
【0006】2官能以上の化合物としては、例えばピロ
メリット酸,トリカルバン酸,イミダゾールジカルボン
酸等のカルボキシル基を有するものやそれらの無水物で
ジカルボキシル基を有するもの、あるいはポリカルボジ
イミド等のイミド基を有するもの、さらにはポリアミド
酸やアミノ馬尿酸等のアミド基を有するものが挙げられ
るが、ポリエステルの溶融押出時に架橋反応を起こすも
のであれば問題ない。但し分解や着色の激しいものある
いは分散不良や瞬時に反応して架橋が不均一に起こり易
いものは望ましくない。好ましい化合物は無水ピロメリ
ット酸又はポリカルボジイミドである。
【0007】本発明では、これらの化合物1種又は2種
以上を用いて再生ポリエステルに添加混合して、該ポリ
エステルの溶融押出時に架橋反応を起こさせる。なお通
常の押出温度と時間は270〜300℃x0.5〜5分
である。該化合物の添加量は0.01〜20重量%が好
ましく、0.01重量%未満では、目的の架橋反応が十
分進まず、IV増大効果が減少して高性能なポリエステ
ル繊維を得難くなる。一方20重量%を超えると、架橋
反応が激しくなりIVが増大しすぎて押出機からポリマ
ーが出なくなったり、紡糸ノズルからの吐出が困難にな
ったり延伸が出来なくなる問題を生じる。好ましい添加
量は0.05〜10重量%である。
【0008】該架橋された再生ポリエステルを100%
使用しても、他の再生ポリエステルを混合しても何ら支
障ないが、繊維中の該化合物含有量は0.01〜5重量
%が好ましい。含有量が0.01重量%未満では前記の
如く高性能繊維は得難く、5重量%を超えると架橋反応
がさらに進んで紡糸や延伸が出来なくなる恐れがある。
【0009】安定に製造する好ましい方法としては、該
化合物を再生ポリエステルフレークに0.01〜20重
量%添加混合し、溶融混練してペレットを作成した後、
該ペレットをそのまま100%で使うか、又はIV調整
に他の再生ポリエステルペレットと混合し、該化合物の
含有量が0.01〜5重量%になるようにして繊維化す
るのが良い。該化合物とフレークを混合して直接紡糸し
た場合は、IVの変動が大きくフレークの汚れや異物に
よるフィルター詰まりが激しく紡糸困難になり易い。
【0010】該架橋された再生ポリエステルペレットの
IV値は、0.67〜0.90好ましくは0.70〜
0.85であり、他の再生ポリエステルペレットと混合
したりして紡糸を安定化させ、架橋と高IV値で高性能
な再生ポリエステル繊維を得る。
【0011】本発明の特徴は、従来の再生ポリエステル
繊維を製造する工程で容易に架橋反応を進め高いIV値
得るものであり、紡糸・延伸後の繊維のIV値は0.6
2以上のものである。バージンや固相重合した高IVペ
レットを混合してIV値が0.62以上にする方法も考
えられるが、コストが高く、架橋がない為に耐久性に劣
るなどの問題を生じる。
【0012】本発明で得られた再生ポリエステル繊維
は、従来の再生繊維に比べて強度,弾性率が高く、捲縮
糸の嵩高性や圧縮回復性更には耐摩耗性や耐熱老化性が
良いなど機械的性能や耐久性に優れた繊維となり、衣
料,インテリア,寝具,医療,産業資材,土木資材,建
築関係,不織布などあらゆる用途に使用可能になる。
【0013】以下実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はその主旨を超えない限りこれらの例に何
ら制約されるものではない。本実施例に記載される成型
品の物性は以下の方法により測定されたものである。
【0014】1)極限粘度(IV) 測定試料0.5gとオルソクロロフェノール100cc
を試験管に入れ130℃x60分加熱溶解し、20〜3
0μのガラスフィルターで濾過した後、オストワルド粘
度計で25℃における落下時間Tと該溶剤のみの落下
時間Tを測定し、相対粘度η=T/Tと次式に
より固有粘度η及び極限粘度IVを算出した。 η={(1.373η−0.373)1/2−1}/
0.343 IV=(0.26+0.581η−0.483η
0.847η)x1.03
【0015】2)化合物含有量 繊維をメタノール/ベンゼン=1/1液で油剤を落とし
水洗ー乾燥後、オルソクロロフェノールに10重量%添
加して加熱溶解し、NMRよりポリエステルと化合物の
ピーク面積比より繊維中の化合物含有量を求めた。
【0016】3)引張強伸度 フィラメントの場合はJISL−1013に準じて、試
料長20cm,引張速度50%/分でキャプスタンキャ
ップ付きインストロンにて切断時の強力と伸びを10回
測定し平均値を求めた。デニールは90m長の重量を測
定しn=5の平均値を求め、それらより平均強度(g/
d)を算出した。ステープルの場合は、JISL−10
13に準じて、試料長2〜5cm,引張速度50%/分
でインストロンにて切断時の強力と伸びを10回測定し
平均値を求めた。デニールはデニールコンピューターで
n=10測定して平均値を求め、平均強度(g/d)を
算出した。
【0017】4)引張弾性率 前記引張強伸度のカーブで初期の立ち上がり曲線に接線
を引き、伸度100%時の平均強力と平均デニールより
平均弾性率(g/d)を算出した。
【0018】5)捲縮特性 JISL−1015に準じ、捲縮を有するフィラメント
又はステープルにそれぞれ5mg/d又は2mg/dの
初荷重をかけて長さa(mm)を測定し、次いでそれぞ
れ100mg/d又は20mg/dの荷重をかけて長さ
b(mm)及び荷重を除き2分放置後の初荷重下での長
さc(mm)を測定して、次式より捲縮率(%)と捲縮
堅牢度(%)を算出した。 捲縮率={(b−a)/b}x100 (%) 捲縮堅牢度={(b−c)/(b−a)}x100 (%)
【0019】6)撚合せ摩耗 2000dr前後のヤーンに100t/mの撚りをか
け、撚合せ摩耗機の上下約40cm間のプーリーに2回
交差する様にヤーンをかけて、荷重5g/d,100回
/分でヤーン同士を擦り合わせ切断する時の回数を測定
した。
【0020】7)耐熱老化性 ヤーンを200℃x6hrの乾熱で処理した後、ヤーン
強力をn=5測定して平均値を求め、処理前の平均ヤー
ン強力より乾熱での強力保持率(%)を算出した。
【0021】実施例1,2及び比較例1 IV=0.72の再生ポリエステルフレークにポリカル
ボジイミドを実施例1は0.1重量%,実施例2は1重
量%添加混合し、275℃〜300℃の押出機で溶融混
練して、それぞれIV=0.72とIV=0.84のペ
レットを作成した。次いで実施例1では該化合物添加ペ
レットを100%用いて、実施例2では該化合物添加ペ
レットと他の未添加再生ペレット(IV=0.63)を
50:50に攪拌混合したものを用いて結晶化と乾燥を
施した。その後270℃〜290℃の押出機で溶融混練
して、192ホールのノズルにて紡糸し、続けて嵩高加
工機を通した。実施例1では、80−150℃の2対の
ローラ間で4.1倍延伸し、210℃のクリンパーで1
950d/192fのバルキーヤーンを得た。実施例2
では、90−170℃の2対のローラ間で4.0倍延伸
し、230℃のクリンパーで2000d/192fのバ
ルキーヤーンを作成した。比較例1として、実施例と同
一の再生ポリエステルフレークを用い、ポリカルボジイ
ミドを添加せずペレットを作成したが、IV値は0.6
5に低下した。得られた化合物未添加ペレットを溶融混
練して紡糸し、嵩高加工機にて75−140℃のローラ
間で4.2倍延伸して2000d/192fのバルキー
ヤーンを得た。なお比較例1では24時間紡糸で糸切れ
が3回起こったが、実施例1,2では起こらず紡糸は安
定していた。実施例1,2では、明らかにペレットのI
V値が高く、ポリカルボジイミドがポリエステルと架橋
している事を暗示した。またその後の溶融混練温度ご高
い事及び延伸温度を高くしないと伸びずらい事も高IV
を裏付けていた。得られた繊維の物性を表1に示した
が、実施例1,2では、比較例1に比べて、IV値がそ
れぞれ0.65及び0.68と高く、強度や弾性率も3
〜6割増大した。さらに捲縮率や捲縮弾性率も高く、実
施例1,2の繊維で作られた編地は嵩高で圧縮回復性に
優れたものであった。また摩耗や乾熱老化にも強く、従
来の再生ポリエステル繊維には見られない性能と耐久性
を有し、衣料やインテリア等の用途で付加価値の高いも
のとなった。なお実施例2で、捲縮加工をしない延伸だ
けのヤーンは、強度6.4cN/dtex,弾性率15
0g/dと産業資材用途にも適したものであった。
【0022】
【表1】
【0023】実施例3 IV=0.7の再生ポリエステルフレークに無水ピロメ
リット酸を2重量%添加し、260〜280℃x1分溶
融混練してIV=0.66のペレットを作成した。次い
で該ペレットと化合物未添加の再生ペッレト(IV=
0.61)を30:70になるようにホッパーより投入
し、攪拌混合しながら結晶化と乾燥を行った。その後、
該混合ペレットを270〜290℃の押出機で溶融混合
して、1500ホールのノズルを8個並べて紡糸し約1
2万デニールのトウをケンス取りした。得られたトウを
35本合わせて420万デニールにして、80−95℃
の水浴2段で合計4.3倍延伸し、続けてクリンパーで
14ケ/25.4mmの捲縮を行い140℃で乾燥した
後51mmにカットした。得られた3dx51mmの再
生ポリエステル綿は、IV値が0.64と高く無水ピロ
メリット酸の架橋が更に進んだ事を暗示した。単繊維強
度は4.3cN/dtex,伸度は72%と高強度で高
タフネスを示し、更に捲縮率は30%,捲縮堅牢度は4
6%と嵩高でへたりずらく、従来のポリエステル綿に見
られない高性能を示した。実施例3で得られた再生ポリ
エステル綿は、衣料,不織布,インテリア,寝具など各
用途に適したものであった。
【0024】比較例2 実施例3で無水ピロメリット酸を添加せずにいV=0.
62の再生ポリエステルペレットを作成し、同様に紡糸
・延伸と捲縮・カットを行った。得られた3dx51m
mの綿は、IV=0.57と低く、強度3.3cN/d
tex,伸度68%,捲縮率22%,捲縮堅牢度29%
と、いずれの物性も実施例3より劣るものであった。
【0025】
【発明の効果】本発明により、0.01〜2重量%含有
の2官能以上の特定化合物で架橋され、極限粘度が0.
62以上の高性能な再生ポリエステル繊維が容易に得ら
れる。特に、再生ポリエステルの溶融混練時に架橋が起
こる為、従来の工程で実施出来ると同時に極限粘度を高
めにして紡糸を安定化させ、且つ架橋により従来にみら
れない機械的性能と耐久性に優れた再生ポリエステル繊
維を安価に得る事ができ、衣料,インテリア,寝具,医
療,産業資材,医療,建材などへ幅広く利用可能にな
る。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともカルボキシル基,ジカルボニ
    ル基,イミド基,アミド基のいずれかを有する2官能以
    上の化合物で架橋されており且つ極限粘度が0.62以
    上である事を特徴とする高性能な再生ポリエステル繊
    維。
  2. 【請求項2】 請求項1において、該化合物が無水ピロ
    メリット酸又はポリカルボジイミドである事を特徴とす
    る高性能な再生ポリエステル繊維。
  3. 【請求項3】 少なくともカルボキシル基,ジカルボニ
    ル基,イミド基,アミド基のいずれかを有する2官能以
    上の化合物を再生ポリエステルに添加混合して、溶融混
    練時に該化合物とポリエステルを架橋反応させたあと該
    化合物の含有量を0.01〜5重量%にして繊維化し、
    極限粘度を0.62以上にする事を特徴とする高性能な
    再生ポリエステル繊維の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において、該化合物が無水ピロ
    メリット酸又はポリカルボジイミドである事を特徴とす
    る高性能な再生ポリエステル繊維の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項3及び請求項4において、該化合
    物を再生ポリエステルフレークと混合し溶融混練してペ
    レットを作成した後、該化合物添加ペレットと他の未添
    加再生ポリエステルペレットを混合して、再度溶融混練
    して繊維化する事を特徴とする高性能な再生ポリエステ
    ル繊維の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7161297B2 (en) 2000-05-11 2007-01-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron emission thin-film, plasma display panel comprising it and method of manufacturing them
CN113322541A (zh) * 2021-06-21 2021-08-31 上海华峰新材料研发科技有限公司 一种高粘度聚酯纤维及其制备方法和应用
KR20220009061A (ko) 2020-07-15 2022-01-24 효성첨단소재 주식회사 산업용 고강도 재생 폴리에스테르 원사의 제조방법

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